TW201343749A - 導電性樹脂用母料之製造方法及母料 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種導電性樹脂用母料之製造方法，其包含混合碳纖維之凝聚體與熱可塑性樹脂之混練步驟，且前述碳纖維之平均纖維徑為1~100nm，前述凝聚體之鬆密度為0.03~0.3g/cm3，前述凝聚體之量為熱可塑性樹脂與凝聚體之合計的6質量%以上、50質量%以下。藉由使用以該方法獲得之母料，即使於以樹脂稀釋等之二次混練時進行高剪切之情況，亦可以低添加量獲得具有高導電性、機械特性優異之導電性樹脂。

Description

導電性樹脂用母料之製造方法及母料
本發明係關於導電性樹脂用母料之製造方法及導電性樹脂用母料。
已知於絕緣性樹脂成形體中調配碳黑、乙炔黑、科琴黑等之碳系填充劑或金屬粉等之金屬系填充劑等，可獲得具有導電性或導熱性之樹脂複合材料。
於專利文獻1中，作為表面導電化之一方法，提案有藉由於絕緣性熱可塑性樹脂中混練入導電性填充劑並成形，而對成形體賦予表面導電性。
於專利文獻2~5中，揭示使用碳纖維作為導電性填充劑。
專利文獻6中，揭示於製作導電性樹脂時經由母料進行製作。且作為使母料中之奈米碳管凝聚體更良好分散之方法，則揭示使用聚合物粉體作為原料。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2006-508221號公報
[專利文獻2]日本特開2002-544308號公報
[專利文獻3]日本特開2004-143239號公報
[專利文獻4]日本特開2009-280825號公報
[專利文獻5]日本特開2010-043265號公報
[專利文獻6]日本特表2010-540687號公報
依據專利文獻1之方法，為了賦予必要之表面導電性而必須較多導電性填充劑添加量。添加量變多時，會使生成之樹脂成形體的力學特性降低，使強度或伸長度、衝擊特性等變低，使表面外觀變差。
如專利文獻2~5所記載，使用碳纖維時，由於其高的長寬比，與上述之使用碳黑等粒子狀填充劑之情況相較，藉由低的添加量即可展現導電性。通常，填充劑添加量少時，與基質樹脂相較難以見到特性降低。然而，實際上碳纖維難以在基質樹脂中均一分散，結果，容易產生分散不良或成形不良之問題。
如專利文獻6所記載，經由母料獲得導電性樹脂時，解決了碳纖維飛散問題等而提高操作性。
且，一般考慮於稀釋等之二次混練中之填充劑分散性，係預先於母料之時點使填充劑高分散。然而，實際上，尤其是提高生產性之觀點，於二次混練中容易成為施 加高剪切之條件，於如奈米碳管之填充劑之情況，因過度分散而促進纖維斷裂，反而會有使導性降低等之問題。
本發明人等為解決上述課題而積極檢討之結果，發現藉由在母料之時點使用適當碳纖維凝聚體，即使在二次混練時進行高剪切時，亦可以低添加量製作具有高導電性、機械特性優異之導電性樹脂，因而完成本發明。
亦即，本發明包含以下樣態。
[1]一種導電性樹脂用母料之製造方法，其包含混合碳纖維之凝聚體與熱可塑性樹脂之混練步驟，其中前述碳纖維之平均纖維徑為1~100nm，前述凝聚體之鬆密度為0.03~0.3g/cm3，前述凝聚體之量為熱可塑性樹脂與凝聚體之合計的6質量%以上、50質量%以下。
[2]如前述1記載之導電性樹脂用母料之製造方法，其中前述碳纖維為奈米碳管。
[3]如前述1記載之導電性樹脂用母料之製造方法，其中前述熱可塑性樹脂含有至少一種由ABS樹脂、AES樹脂、ASA樹脂、AS樹脂、HIPS樹脂、苯乙烯．丙烯腈共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯(PC)、聚苯醚(PPE)及聚醯胺(PA)選出之熱可塑性樹脂。
[4]一種導電性樹脂之製造方法，其為包含混合以前述1記載之製造方法獲得之導電性樹脂用母料與熱可塑性 樹脂並混練之步驟的導電性樹脂之製造方法，其中混合之熱可塑性樹脂之量為使碳纖維之凝聚體含量成為導電性樹脂之0.5質量%以上、未達6質量%之量。
[5]一種導電性樹脂用母料，其為含有平均纖維徑為1~100nm之碳纖維與熱可塑性樹脂之導電性樹脂用母料，其中前述碳纖維係形成凝聚體，碳纖維之量為碳纖維與熱可塑性樹脂之合計的6質量%以上、50質量%以下，且以顯微鏡觀察加壓成型之試驗平板之表面時所確認之長度方向大小為20~50μm之亮部為2~6個/mm2。
[6]如前述5記載之導電性樹脂用母料，其中前述碳纖維為奈米碳管。
[7]如前述5或6記載之導電性樹脂用母料，其中前述熱可塑性樹脂含有至少一種由ABS樹脂、AES樹脂、ASA樹脂、AS樹脂、HIPS樹脂、苯乙烯．丙烯腈共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯(PC)、聚伸苯基醚(PPE)及聚醯胺(PA)選出之熱可塑性樹脂。
藉由使用由本發明較佳實施樣態之方法所製造之母料，即使所含碳纖維量少，亦可獲得具有高導電特性、機械特性優異之導電性樹脂。
圖1為以實施例2、4及比較例1、2、4所得之平板試驗片之表面的顯微鏡照片(各倍率為×50、×100、×200)。
圖2為實施例及比較例之結果的模式圖。
本發明較佳實施樣態中，為了控制母料製作中碳纖維分散度程度而應用特定碳纖維凝聚體，藉此可製作適用於伴隨以高剪切條件等之二次混練之材料設計之導電性樹脂。
以下針對本發明詳細說明。
[碳纖維凝聚體]
一般於使用高比表面積之觸媒擔體所得之碳纖維中會混合存在不定形物質，而使纖維本身直線上較大彎曲。且該碳纖維由於纖維彼此會於隨機方向成長而形成無定形凝聚塊或形成大致球形之凝聚塊。該凝聚塊為纖維間彼此非常強固地絡合而分散性差之碳纖維凝聚體，而有少量添加時對於樹脂複合材料之導電性賦予效果小的傾向。因此，若依據該觀點，則藉由調整觸媒金屬或觸媒擔體以及反應條件等，可製作凝聚程度更小的碳纖維凝聚體，而適用於添加於樹脂。
本發明中，則與上述考慮者完全不同，而是使用凝聚程度比較大的碳纖維凝聚體，且藉由經過母料， 成為即使碳纖維之添加量為少量，亦可獲得具有高導電特性、機械強度優異之導電性樹脂。
通常，碳纖維之凝聚程度可由鬆密度概略計算。本發明中較佳之鬆密度為0.03~0.3g/cm3，更好為0.05~0.3g/cm3，最好為0.07~0.3g/cm3。鬆密度未達0.03g/cm3時，實質上無法成為凝聚體，而在母料製作之階段雖容易分散，但在二次混練時，尤其在高剪切條件下纖維會斷裂，而失去進行用以獲得所需特性之條件調整之餘地。另一方面，鬆密度為0.3g/cm3以上時，該凝聚程度極為強固，難以藉由一般混練方法進行分散。
鬆密度之測定方法可採用例如JIS Z-2512(金屬粉-敲緊密度測定方法)。
關於碳纖維之凝聚體尺寸，於長度方向之大小較佳為1μm~5mm，更好為5μm~3mm，最好為10μm~1mm。為5mm以上時，處理時之飛散顯著使生產性降低。且，為1μm以下時，凝聚體中所佔之碳纖維比例極少，難以獲得作為填充劑之所期望添加效果。
又，為了獲得較佳碳纖維凝聚體在製作碳纖維凝聚體後，亦可施以二次加工。具體而言，亦可如日本特開2011-84844號公報中所揭示，藉由施以輥加壓等之壓縮處理增大鬆密度。但，針對施以一次粉碎處理等者進行壓縮處理而增大鬆密度時，會導致纖維斷裂等之特性降低。
[碳纖維]
本發明之較佳實施樣態之碳纖維為纖維中心部具有空洞之管狀，石墨烯面對於纖維軸略為平行地伸長。且，本說明書中，所謂略為平行意指石墨烯層對於纖維軸之傾斜度約為±15度以內。空洞部分可於纖維長度方向連續，亦可不連續。最好碳纖維為奈米碳管。又，石墨烯層為1層之單壁奈米碳管之表面能較高，於樹脂中分散時分纖性惡化而有導電性賦予效果變小之傾向。因此，較好為石墨烯層為2層以上之雙壁奈米碳管或石墨烯層為3層以上之多壁奈米碳管，最好為石墨烯層為3層以上之多壁奈米碳管。
碳纖維其纖維徑越小則導電性賦予效果越高。較佳之平均纖維徑為1nm以上、100nm以下，更好為1nm以上、50nm以下，最好為1nm以上、20nm以下。自分散性之觀點而言，平均纖維徑較好為2nm以上，更好為4nm以上。因此，考慮分散性及導電性賦予效果時，平均纖維徑較好為2~20nm，更好為4~20nm。
纖維徑d與空洞部內徑d0之比(d0/d)並未特別限制，較好為0.1~0.9，更好為0.3~0.9。
且，比表面積之下限，較好為20m2/g，更好為30m2/g，又更好為40m2/g，最好為50m2/g。比表面積之上限並未特別限制，但較好為400m2/g，更好為350m2/g。再更好為300m2/g。
用以評價碳纖維表面結晶構造之方法已有多 種提案，有例如使用拉曼分光法之方法。具體而言，已知有以藉由拉曼分光光譜測定之1300~1400cm-1範圍內之峰強度(ID)與1580~1620cm-1範圍內之峰強度(IG)之強度比ID/IG(R值)之評價方法。
碳纖維之R值較好為0.1以上，更好為0.2~2.0，又更好為0.5~1.5。且，R值越大表示結晶性越低。
碳纖維之壓密比電阻值於密度1.0g/cm3時，較好為1.0×10-2Ω．cm，更好為1.0×10-3Ω．cm~9.9×10-3Ω．cm。
碳纖維之纖維長度並未特別限定，但纖維長若過短，則有導電性賦予效果變小之傾向，纖維長若過長則有於基質樹脂中之分散性變困難之傾向。因此，較佳之纖維長度雖亦依據其纖維粗度而定，但通常為0.5μm~100μm，較好為0.5μm~10μm，更好為0.5μm~5μm。
碳纖維本身可為直線亦可彎曲為蜿蜒。但，彎曲為蜿蜒之纖維與樹脂之密著性優異，與直線狀纖維比較界面強度變高，故就抑制添加於樹脂複合材時之機械特性降低方面而言為更佳。再者，由於該蜿蜒構造，故成為即使於樹脂中少量分散時，纖維彼此之網絡亦不會中斷之一原因，以在如以往技術之以近似直線之纖維難以展現導電性之低添加量區域內亦能展現導電性方面而言為更佳。
[碳纖維及碳纖維凝聚體之製造方法]
碳纖維及碳纖維凝聚體之製造方法，具體而言，針對「金屬觸媒」、「觸媒擔體」、「觸媒金屬之擔持方法」、「含碳化合物」、「載氣」、「觸媒前處理」、「含碳氣體濃度」、「反應溫度」，可採用日本特開2008-174442號公報中所揭示之方法。
「母料及導電性樹脂」
將如上述碳纖維凝聚體調配於熱可塑性樹脂中，經混練而調製母料。母料中之碳纖維添加量，較好為熱可塑性樹脂與凝聚體之合計的6~50質量%，更好為7~30質量%，又更好為8~25質量%。但，基於一般之母料製作，若碳纖維儘可能高濃度化，則變得缺乏本發明之效果。另一方面，添加量若超過50質量%，則母料製作本身有困難。
母料中之碳纖維凝聚體之分散性，可利用倍率200倍之顯微鏡觀察將母料加壓成形所得之試驗平板(100mm×100mm×3mm厚)表面而評價。存在凝聚體時，由於凝聚體部分產生凹凸故產生對比，而在凝聚體周圍觀察到亮部。於亮部內部之凝聚體難以明確觀察到，但可利用亮部之尺寸及個數判定母料中碳纖維凝聚體之分散性。亮部之尺寸及個數之較佳形態，為長度方向之大小為20~50μm之亮部為2~6個/mm2，更好為3~5個/mm2。通常實現高分散之母料時該數值為1個/mm2以下。
加壓成形條件可依據所選擇之樹脂材料而任意設定。 於ABS樹脂時，例如以成形溫度220℃、成形壓力10MPa加壓成形60秒。
利用樹脂稀釋母料而製造導電性樹脂時，稀釋後之導電性樹脂中之碳纖維量較好為0.5質量%以上、未達6質量%，更好為0.5~3質量%。碳纖維量未達0.5質量%時，難以在樹脂成形體中作出充分之導電性、導熱路徑。
[熱可塑性樹脂]
本發明所用之熱可塑性樹脂並未特別限制。母料中使用之熱可塑性樹脂與最終導電性樹脂之主要熱可塑性樹脂為相同或具有相溶性時，由稀釋混合時之分散性觀點而言更佳。
具體之熱可塑性樹脂之例，若舉例，則可舉例為下述之生物分解性塑膠等：聚苯乙烯、AS(苯乙烯-丙烯腈共聚物)樹脂、苯乙烯-馬來酸酐共聚物、(甲基)丙烯酸酯-苯乙烯共聚物等之苯乙烯系(共)聚合物；ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)樹脂、AES(丙烯腈-乙烯(EPDM)-苯乙烯)樹脂、ASA(丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯)樹脂、HIPS(耐衝擊性聚苯乙烯)樹脂等之橡膠強化樹脂；聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物等之以碳數2~10之α-烯烴之至少1種作為單體之α-烯烴(共)聚合物及其改質聚合物(氯化聚乙烯等)以及環狀烯烴共聚物等之烯烴系樹脂； 離子聚合物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物等之乙烯系共聚物；聚氯化乙烯、乙烯-氯化乙烯聚合物、聚偏氯化乙烯等之氯化乙烯系樹脂；聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等之以(甲基)丙烯酸酯之1種以上作為單體之(共)聚合物所成之丙烯酸系樹脂；聚醯胺6、聚醯胺66、聚醯胺612等之聚醯胺系樹脂(PA)；聚碳酸酯(PC)；聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二酯等之聚酯系樹脂；聚乙縮醛樹脂(POM)；聚苯醚(PPE)；聚芳酯樹脂；聚四氟乙烯、聚偏氟化乙烯等之氟樹脂；液晶聚酯之液晶聚合物；聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚醯亞胺等之醯亞胺樹脂；聚醚酮等之酮系樹脂；聚碸、聚醚碸等之碸系樹脂；胺基甲酸酯系樹脂；聚乙酸乙烯酯；聚環氧乙烷；聚乙烯醇； 聚乙烯醚；聚乙烯縮丁醛；苯氧樹脂；感光性樹脂。
該等中，較好為ABS樹脂、AES樹脂、ASA樹脂、AS樹脂、HIPS樹脂、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯(PC)、聚苯醚(PPE)及聚醯胺(PA)。該等可單獨使用1種或可組合2種以上使用。
進而為了提高耐衝擊性，亦可為於上述熱可塑性樹脂中添加其他彈性體成分之樹脂。一般用以改良衝擊性所使用之彈性體，係使用如EPR或EPDM之烯烴系彈性體、由苯乙烯與丁二烯之共聚物所成之SBR等之苯乙烯系彈性體、聚矽氧系彈性體、腈系彈性體、丁二烯系彈性體、胺基甲酸酯系彈性體、聚醯胺系彈性體、酯系彈性體、氟系彈性體、天然橡膠及如於該等之彈性體中導入反應部位(雙鍵、羧酸酐基等)之改質物者。
[混練方法]
將碳纖維凝聚體混練分散於熱可塑性樹脂中而製造母料時，較好以極力抑制碳纖維斷裂之方式進行。具體而言，較好將碳纖維之斷裂率抑制於20%以下，更好抑制於15%以下，最好抑制於10%以下。斷裂率係藉由比較混合．混練前後之碳纖維之長寬比(例如以電子顯微鏡SEM觀察而測定)而評價。
通常，將無機填充劑熔融混練於熱可塑性樹脂或熱硬化性樹脂時，係對凝聚之填充劑施加高剪切，將填充劑解碎、微細化，而於熔融樹脂中均一分散填充劑。混練時之剪切較弱時，填充劑無法充分分散於熔融樹脂中，無法獲得具有期待性能或功能之樹脂複合材料。至於產生高剪切力之混練機，大多使用利用石臼機構者、或以同方向雙軸擠出機於螺桿元件中導入施加高剪切之捏合盤者。然而，於樹脂中混練碳纖維時，若對樹脂或碳纖維施加過於過量之高剪切，則由於碳纖維之斷裂過度進展，故而無法獲得具有期待性能或功能之樹脂複合材料。另一方面，剪切力較弱之單軸擠出機時，雖抑制了碳纖維之斷裂，但碳纖維無法均一分散。
因此，為了邊抑制碳纖維斷裂邊謀求均一分散，期望以不使用捏合盤之同方向雙軸擠出機減低剪切，而且以如加壓捏合機之不施加高剪切之裝置，花費時間進行混練，或於單軸擠出機中使用特殊混合元件進行混練。
關於前述捏合盤，於同方向雙軸擠出機中考慮碳纖維分散性則亦可使用。
熔融混練時之溫度、噴出量、混練時間等條件，可依據混練機器種類、能力而適當選擇並決定。
又，關於稀釋母料時之混練條件，亦較好為邊抑制碳纖維之斷裂邊實施均一分散。因此，期望以不使用捏合盤之雙軸擠出機減低剪切，而且以如加壓捏合機之不施加高剪切之裝置，花費時間進行混練，或於單軸擠出 機中使用特殊混合元件進行混練，或以射出成形機進行乾摻合。
關於前述捏合盤，於同方向雙軸擠出機中考慮碳纖維分散性則亦可使用。
然而，尤其就提高生產性之觀點，混練機之性質方面，容易成為施加高剪切之條件。且，母料中之填充劑量越處於高濃度，則為了減低稀釋時之母料添加量，要求更加的均一化，實質上越容易成為在高剪切條件下之稀釋。
使用本發明之製法及導電性樹脂用母料時，即使在以往並不適當之施加較高剪切之條件下，由於藉由調整在母料階段之碳纖維凝聚體之分散程度亦能夠獲得所需特性，故相較於以往可成為較佳之混練條件範圍變廣，生產性提高以及材料設計的自由度變高。
「成形方法」
自所得導電性樹脂製造成形品時，可利用過去以來已知之樹脂成形法。至於成形法，舉例有例如射出成形法、中空成形法、擠出成形法、薄片成形法、熱成形法、旋轉成形法、層合成形法、轉移成形(transfer molding)法等。
「用途」
本發明之導電性樹脂可較好地使用作為要求耐衝擊性同時要求導電性或抗靜電性之製品例如OA設備、電子設備、導電性包裝用零件、導電性滑動用構件、導電性導熱 性構件、抗靜電性包裝用零件、應用靜電塗裝之汽車零件等之成形材料。尤其，於靜電塗裝領域中，以成本面及材料物性維持之觀點而言，由於減低導電性填充劑添加量之要求較高，汽車零件等之車用零件之材料設計複雜，故本發明樹脂於藉二次加工之自由度較高之方面而言為較佳。
[實施例]
以下，例舉實施例及比較例具體說明本發明，但下述實施例為用以例示所示者，在任何意義上，均不解釋為限定本發明。
(1)使用成分
使用成分之細節如下。
(A)AS樹脂(東麗股份有限公司製之TOYOLAC A25C-X00，熔融流動率60g/10min(220℃，10kgf荷重))
(B)AS樹脂(TECHNO POLYMER公司製之SUNREX SAN-R，熔融流動率50g/10min(220℃，10kgf荷重))
(C)ABS樹脂(東麗股份有限公司製之TOYOLAC 100-MPM-B1，熔融流動率15g/10min(220℃，10kgf荷重))
(D)ABS樹脂(東麗股份有限公司製之TOYOLAC 300，熔融流動率10g/10min(220℃，10kgf荷重))
(E)碳纖維(昭和電工股份有限公司製VGCF(註冊商標)-X)(鬆密度0.08g/cm3)
(F)碳纖維(昭和電工股份有限公司製VGCF(註冊商 標)-X)粉碎品(鬆密度0.02g/cm3)
(2)表面電阻測定方法
導電性樹脂之表面電阻係如下測定。依據JIS K6911，使用成形平板(100mm×100mm×3mm厚)，以雙重環電極法測定。至於測定方法，係以數位超高電阻計(R8340A/12702A，ADC股份有限公司製)，於電極間施加電壓100V，測定1分鐘後之電阻值。又，針對導電性之比較評價，係以見到顯著差異之碳纖維量3質量%進行實施。具體而言，針對實施例2、4及比較例1、2、4進行實施。
(3)懸臂樑式衝擊值(IZOD impact value)測定方法
物性評價係製作懸臂樑式衝擊試驗(ASTMD 256，附缺口)片進行評價。又，關於懸臂樑式衝擊值之比較評價，係以實用等級的碳纖維量1.5質量%進行實施。具體而言，針對實施例1、3、5及比較例3進行實施。
(4)表面觀察方法
碳纖維於樹脂中之分散狀態係利用成形平板(100mm×100mm×3mm厚)進行。作為觀察法，係以數位顯微鏡(VHX-1000，KEYENCE公司製)，以50倍、100倍、200倍觀察表面之凝聚粒，進行碳纖維之分散性評價。又，關於碳纖維分散性評價，係以見到顯著差異之碳纖維 量3質量%進行。具體而言，針對實施例2、4及比較例1、2、4進行實施。
實施例1
自同方向雙軸擠出機(KZW15TW，TECHNOVEL股份有限公司製)之主進料口投入AS樹脂(A)91質量份與碳纖維(E)9質量份。於擠出機之6個滾筒溫度(加熱區之溫度)朝擠出方向設為220℃、230℃、240℃、250℃、250℃、250℃，噴嘴頭之溫度設定為250℃，螺桿轉速設為600rpm，噴出量設為0.75kg/h之條件下進行熔融混練，以切粒機進行切斷加工成顆粒狀，獲得母料。
自同方向雙軸擠出機(KZW15TW，TECHNOVEL股份有限公司製)之主進料口投入所得母料與ABS樹脂(C)。於擠出機之6個滾筒溫度(加熱區之溫度)朝擠出方向設為220℃、230℃、240℃、250℃、250℃、250℃，噴嘴頭之溫度設定為250℃，螺桿轉速設為600rpm，噴出量設為2kg/h之條件下進行熔融混練，以切粒機進行切斷加工成顆粒狀，獲得導電性樹脂。以使混練後之導電性樹脂之碳纖維含有率成為1.5質量%之方式調整稀釋用之ABS樹脂(C)之組成比。
使用射出成形機(FUNAC製S-200i100B)自所得顆粒製作平板試驗片及懸臂樑式(IZOD)試驗片，測定表面電阻值、懸臂樑式衝擊值。成形條件為模具溫度60℃，汽缸溫度260℃，射出速度10mm/s。評價結果示於表1。獲得懸 臂樑式衝擊值為80J/m之較高值。
實施例2
除了以使混練後之導電性樹脂之碳纖維(E)含有率成為3.0質量%之方式調整稀釋用之ABS樹脂(C)之組成比以外，與實施例1同樣實施。評價結果示於表1及圖1。獲得表面電阻值為7.1 logΩ/cm2之良好導電性，碳纖維之分散性比較良好。
實施例3
除了使用AS樹脂(A)85質量%與碳纖維(E)15質量%之母料，以使碳纖維(E)之添加量成為1.5質量%之方式調整稀釋用之ABS樹脂(C)之組成比以外，與實施例1同樣實施。評價結果示於表1。獲得懸臂樑式衝擊值為93J/m之較高值。
實施例4
除了以使混練後之導電性樹脂之碳纖維(E)含有率成為3.0質量%之方式調整稀釋用之ABS樹脂(C)之組成比以外，與實施例3同樣實施。評價結果示於表1及圖1。獲得表面電阻值為11.6 logΩ/cm2之比較良好的導電性，碳纖維之分散性良好。
實施例5
使用AS樹脂(B)90質量份與碳纖維(E)10質量份，與實施例1同樣獲得母料。
所得母料與ABS樹脂(D)放入聚乙烯袋中，以手乾摻混，以使碳纖維(E)之添加量成為1.5質量%之方式進行調整。使用射出成形機(FUNAC製S-200i100B)，自料斗口投入經乾摻混之顆粒，製作平板試驗片及懸臂樑式試驗片，測定表面電阻值、懸臂樑式衝擊值。成形條件為模具溫度60℃，汽缸溫度260℃，射出速度10mm/s。評價結果示於表1。獲得懸臂樑式衝擊值為180J/m之極高值。
比較例1
除了使用之碳纖維為碳纖維(F)以外，與實施例2同樣實施。評價結果示於表2及圖1。碳纖維之分散性雖極為良好，但表面電阻值高如12.8 logΩ/cm2，為導電性不良。
比較例2
自同方向雙軸擠出機(KZW15TW，TECHNOVEL股份有限公司製)之主進料口投入ABS樹脂(C)97.0質量份與碳纖維(F)3.0質量份。於擠出機之6個滾筒溫度(加熱區之溫度)朝擠出方向設為220℃、230℃、240℃、250℃、250℃、250℃，噴嘴頭之溫度設定為250℃，螺桿轉速設為600rpm，噴出量設為2kg/h之條件下進行熔融混練，以切粒機進行切斷加工成顆粒狀，獲得導電性樹脂。評價結 果示於表2及圖1。碳纖維之分散性雖極為良好，但表面電阻值為11.8 logΩ/cm2之稍高值。
比較例3
除了使用ABS樹脂(C)98.5質量份與碳纖維(E)1.5質量份以外，與比較例2同樣實施。評價結果示於表2。懸臂樑式衝擊值為73J/m之比較低的值。
比較例4
除了使用ABS樹脂(C)97.0質量份與碳纖維(E)3.0質量份以外，與比較例2同樣實施。評價結果示於表2及圖1。雖獲得表面電阻值為10.0 logΩ/cm2之比較良好的導電性，但碳纖維之分散性不良。
由以上可知，在母料之製作中，與以往概念完全不同，藉由使用凝聚程度比較大的碳纖維凝聚體，可比使用分散性極為良好之碳纖維之情況獲得更良好之特性，或亦比不經過母料而以相同填充劑添加量獲得所需特性之情況獲得更良好之特定。且，如實施例所記載，發現藉由控制碳纖維於樹脂中之分散程度亦可調整導電性能，藉由樹脂之選定亦可調整機械特性，而可提供設計自由度高的導電性樹脂。

Claims (7)

  1. 一種導電性樹脂用母料之製造方法，其包含混合碳纖維之凝聚體與熱可塑性樹脂之混練步驟，其中前述碳纖維之平均纖維徑為1~100nm，前述凝聚體之鬆密度為0.03~0.3g/cm3，前述凝聚體之量為熱可塑性樹脂與凝聚體之合計的6質量%以上、50質量%以下。
  2. 如請求項1之導電性樹脂用母料之製造方法，其中前述碳纖維為奈米碳管。
  3. 如請求項1之導電性樹脂用母料之製造方法，其中前述熱可塑性樹脂含有至少一種由ABS樹脂、AES樹脂、ASA樹脂、AS樹脂、HIPS樹脂、苯乙烯．丙烯腈共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯(PC)、聚苯醚(PPE)及聚醯胺(PA)選出之熱可塑性樹脂。
  4. 一種導電性樹脂之製造方法，其為包含混合以如請求項1之製造方法獲得之導電性樹脂用母料與熱可塑性樹脂並混練之步驟的導電性樹脂之製造方法，其中混合之熱可塑性樹脂之量為使碳纖維之凝聚體含量成為導電性樹脂之0.5質量%以上、未達6質量%之量。
  5. 一種導電性樹脂用母料，其為含有平均纖維徑為1~100nm之碳纖維與熱可塑性樹脂之導電性樹脂用母料，其中前述碳纖維係形成凝聚體，碳纖維之量為碳纖維與熱可塑性樹脂之合計的6質量%以上、50質量%以下，且以顯微鏡觀察加壓成型之試驗平板之表面時所確認之長度方 向大小為20~50μm之亮部為2~6個/mm2。
  6. 如請求項5之導電性樹脂用母料，其中前述碳纖維為奈米碳管。
  7. 如請求項5或6之導電性樹脂用母料，其中前述熱可塑性樹脂含有至少一種由ABS樹脂、AES樹脂、ASA樹脂、AS樹脂、HIPS樹脂、苯乙烯．丙烯腈共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯(PC)、聚伸苯基醚(PPE)及聚醯胺(PA)選出之熱可塑性樹脂。
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