JP2011137116A

JP2011137116A - 導電性ポリカーボネート樹脂組成物およびそれからなる成形品

Info

Publication number: JP2011137116A
Application number: JP2009299292A
Authority: JP
Inventors: Akito Kawagoe; 昭人河越
Original assignee: Sumika Polycarbonate Ltd
Current assignee: Sumika Polycarbonate Ltd
Priority date: 2009-12-30
Filing date: 2009-12-30
Publication date: 2011-07-14

Abstract

【課題】安定した帯電・静電気防止性を付与した導電性ポリカーボネート樹脂組成物を提供する。
【解決手段】ポリカーボネート樹脂（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）を必須成分として含む樹脂組成物であって、前記樹脂組成物を射出速度ｘ（ｍｍ／ｓｅｃ）で射出成形して得られる平板成形品（９０×５０×２ｍｍ）の表面抵抗率ｙ（Ω／ｓｑ）が下記式（１）の関係式を満たすことを特徴とする導電性ポリカーボネート樹脂組成物。ｌｏｇ（ｙ）＝ａｘ＋１・・・・式（１）式中、ｘ、ｙおよびａはそれぞれ次の範囲の数値を表す。ｘ＜１００、１≦ｌｏｇ（ｙ）≦８、０．０１≦ａ≦０．２６。
【選択図】なし

Description

本発明は、導電性ポリカーボネート樹脂組成物およびそれからなる成形品に関する。詳しくは、安定した導電性を有する導電性ポリカーボネート樹脂組成物、およびそれからなるＩＣキャリアテープならびにＩＣ搬送容器などの成形品に関する。

ポリカーボネート樹脂は、優れた耐熱性、耐衝撃性、寸法安定性を有したエンジニアリングプラスチックであり、各分野に広く利用されている。従来から、このポリカーボネート樹脂に導電性を付与するために、ポリカーボネート樹脂にカーボンブラックやカーボンファイバー（特許文献１）またはカーボンナノチューブなどの導電性フィラーを充填することが行われている。

ポリカーボネート樹脂にカーボンブラックなどの導電性フィラーを高濃度に充填すると、溶融混練あるいは成形時にポリカーボネート樹脂の加工性が著しく低下する場合があった。またカーボンの凝集により、成形品の表面外観が悪化する問題があった。この解決のために、熱可塑性ポリアルキレンテレフタレート樹脂等を配合する手法（特許文献２）が用いられている。

特開平１０−９２２２５号公報特開昭６２−２９７３５３号公報

一方、当該導電性ポリカーボネート樹脂組成物は帯電・静電気防止性の求められるＩＣキャリアテープやＩＣ搬送容器等の用途に使用されている。それら成形品においては安定した帯電・静電気防止性が求められている。

本発明者は、安定した帯電・静電気防止性を付与する導電性ポリカーボネート樹脂組成物を得るべく、鋭意検討した結果、驚くべきことにカーボンブラックを必須成分として含有するポリカーボネート樹脂組成物の導電性の評価において、射出速度と表面抵抗値が一定の関係式を満足する樹脂組成物が極めて安定な導電性をもたらすことを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、ポリカーボネート樹脂（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）を必須成分として含む樹脂組成物であって、前記樹脂組成物を射出速度ｘ（ｍｍ／ｓｅｃ）で射出成形して得られる平板成形品（９０×５０×２ｍｍ）の表面抵抗率ｙ（Ω／ｓｑ）が下記式（１）の関係式を満たすことを特徴とする導電性ポリカーボネート樹脂組成物、およびそれからなる成形品を提供するものである。
ｌｏｇ（ｙ）＝ａｘ＋１・・・・式（１）
式中、ｘ、ｙおよびａはそれぞれ次の範囲の数値を表す。
ｘ＜１００
１≦ｌｏｇ（ｙ）≦８
０．０１≦ａ≦０．２６

本発明の導電性ポリカーボネート樹脂組成物から得られる成形品は安定した導電性を有しており、帯電・静電気防止性の求められるＩＣキャリアテープやＩＣ搬送容器等の用途に好適に用いられ、その実用上の利用価値は極めて高い。

ポリカーボネート樹脂（Ａ）とは、種々のジヒドロキシジアリール化合物とホスゲンとを反応させるホスゲン法、またはジヒドロキシジアリール化合物とジフェニルカーボネートなどの炭酸エステルとを反応させるエステル交換法によって得られる重合体であり、代表的なものとしては、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（ビスフェノールＡ）から製造されたポリカーボネート樹脂が挙げられる。

上記ジヒドロキシジアリール化合物としては、ビスフェノールＡの他に、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）オクタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）フェニルメタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル−３−メチルフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシ−３−第三ブチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−ブロモフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３、５−ジブロモフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジクロロフェニル）プロパンのようなビス（ヒドロキシアリール）アルカン類、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロペンタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサンのようなビス（ヒドロキシアリール）シクロアルカン類、４，４′−ジヒドロキシジフェニルエーテル、４，４′−ジヒドロキシ−３，３′−ジメチルジフェニルエーテルのようなジヒドロキシジアリールエーテル類、４，４′−ジヒドロキシジフェニルスルフィドのようなジヒドロキシジアリールスルフィド類、４，４′−ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、４，４′−ジヒドロキシ−３，３′−ジメチルジフェニルスルホキシドのようなジヒドロキシジアリールスルホキシド類、４，４′−ジヒドロキシジフェニルスルホン、４，４′−ジヒドロキシ−３，３′−ジメチルジフェニルスルホンのようなジヒドロキシジアリールスルホン類等が挙げられる。これらは、単独または２種類以上混合して使用される。これらの他に、ピペラジン、ジピペリジルハイドロキノン、レゾルシン、４，４′−ジヒドロキシジフェニル等を混合して使用してもよい。

さらに、上記のジヒドロキシアリール化合物と以下に示すような３価以上のフェノール化合物を混合使用してもよい。３価以上のフェノールとしてはフロログルシン、４，６−ジメチル−２，４，６−トリ−（４−ヒドロキシフェニル）−ヘプテン、２，４，６−ジメチル−２，４，６−トリ−（４−ヒドロキシフェニル）−ヘプタン、１，３，５−トリ−（４−ヒドロキシフェニル）−ベンゾール、１，１，１−トリ−（４−ヒドロキシフェニル）−エタンおよび２，２−ビス−［４，４−（４，４′−ジヒドロキシジフェニル）−シクロヘキシル］−プロパンなどが挙げられる。

ポリカーボネート樹脂（Ａ）の粘度平均分子量は、通常１００００〜１０００００、好ましくは１５０００〜３５０００、さらに好ましくは１７０００〜２８０００である。かかるポリカーボネート樹脂を製造するに際し、分子量調節剤、触媒等を必要に応じて使用することができる。

本発明にて使用されるカーボンブラック（Ｂ）としては、ファーネス型、アセチレン型およびケッチェン型などが挙げられる。

カーボンブラック（Ｂ）の配合量は、ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部あたり、１０〜４０重量部が好ましい。配合量が１０重量部未満では十分な導電性が得られない場合がある。また、配合量が４０重量部を超えると成形加工性が劣る場合がある。好ましくは１３〜３０重量部、さらに好ましくは１６〜２５重量部の範囲である。

ポリカーボネート樹脂（Ａ）には、ポリアルキレンテレフタレート樹脂（Ｃ）を１０重量％まで（ポリカーボネート樹脂（Ａ）を基準として）配合してもよい。好ましい配合比率は、０．５〜５．０重量％の範囲である。この範囲では、成形品の導電性がより安定して得られる。
尚、ポリアルキレンテレフタレート樹脂（Ｃ）を併用する場合、前記カーボンブラック（Ｂ）の配合量は（Ａ）および（Ｂ）からなる樹脂成分１００重量部あたり１０〜４０重量部が好ましい。

前記ポリアルキレンテレフタレート樹脂（Ｃ）としては、ＪＩＳＫ −７２３３に基づいて測定された固有粘度が０．６〜１．５、好ましくは０．７〜１．４の範囲のポリブチレンテレフタレート樹脂が好適に使用できる。

本発明のポリカーボネート樹脂（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）を必須成分として含む樹脂組成物からなる導電性ポリカーボネート樹脂組成物は、これを射出速度ｘ（ｍｍ／ｓｅｃ）で射出成形して得られる平板成形品（９０×５０×２ｍｍ）の表面抵抗率ｙ（Ω／ｓｑ）が下記式（１）の関係式を満たすことを要件とする。
ｌｏｇ（ｙ）＝ａｘ＋１・・・・式（１）
式中、ｘ、ｙおよびａはそれぞれ次の範囲の数値を表す。
ｘ＜１００
１≦ｌｏｇ（ｙ）≦８
０．０１≦ａ≦０．２６

式１を満足しない場合、すなわちａ＜０．０１の場合は成形品の表面にカーボンブラックの凝集が見られて表面状態が悪くなり、好ましくない。ａ＞０．２６の場合は成形品の表面のカーボンブラックが少ないために安定した導電性が得られず、好ましくない。
尚、式１中のｌｏｇ（ｙ）およびａの範囲としては、それぞれ次の範囲がより好ましい。
１≦ｌｏｇ（ｙ）≦７
０．０２≦ａ≦０．２５

平板成形品の射出成形は次のように行った。すなわち、導電性ポリカーボネート樹脂組成物のペレットをそれぞれ１２０℃×４時間の条件にて事前に乾燥を行った後、射出成形機（日本製鋼所製Ｊ１００Ｅ２Ｐ）を用い、シリンダー設定温度２７０℃の条件にて射出速度を任意に設定し、縦９０ｍｍ、横５０ｍｍ、厚み２ｍｍの平板成形品を作成した。

表面抵抗率の測定は次のように行った。すなわち、前記にて作成した平板成形品を温度２３℃、湿度５０％の恒温室の中で４８時間放置した後に、ＪＩＳＫ６９１１に準拠して表面抵抗率（Ω／ｓｑ）を測定した。

式１を満足する導電性ポリカーボネート樹脂組成物を得るための手段としては、ポリカーボネート樹脂にカーボンブラックを添加する方法、またはポリカーボネート樹脂及びポリアルキレンテレフタレート樹脂にカーボンブラックを添加する方法がある。カーボンブラックの添加量は、平板成形品の表面抵抗率の測定により式１を満足するように調整することができる。なお、カーボンブラックの添加方法について、特に制限は無いが、直接添加する方法やカーボンブラックをマスターバッチ化して添加する方法などが挙げられる。

本発明の導電性ポリカーボネート樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、上記以外の公知の添加剤、例えば、滑剤［パラフィンワックス、ｎ−ブチルステアレート、合成蜜蝋、天然蜜蝋、グリセリンモノエステル、モンタン酸ワックス、ポリエチレンワックス、ペンタエリスリトールテトラステアレート等］、着色剤［例えば酸化チタン、染料］、充填剤［炭酸カルシウム、クレー、シリカ、ガラス繊維、ガラス球、ガラスフレーク、カーボン繊維、タルク、マイカ、各種ウィスカー類等］、流動性改良剤、展着剤［エポキシ化大豆油、流動パラフィン等］、難燃剤［臭素系、リン系、有機金属塩系、シリコーン系等］さらには他の熱可塑性樹脂や各種耐衝撃改良剤（ポリブタジエン、ポリアクリル酸エステル、エチレン・プロピレン系ゴム等のゴムに、メタアクリル酸エステル、スチレン、アクリロニトリル等の化合物をグラフト重合してなるゴム強化樹脂等が例示される。）を必要に応じて添加することができる。

本発明の導電性ポリカーボネート樹脂組成物の各種成分の混合方法は、特に制限はなく、任意の混合機、例えばタンブラー、リボンブレンダー、高速ミキサー等で混合し、押出機等で溶融混練する方法が挙げられる。

また、本発明の導電性ポリカーボネート樹脂組成物を成形する方法としては、特に制限はなく、公知の射出成形法、押出成形法、射出・圧縮成形法等を用いることができる。

以下に、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。尚、特に断りのない限り、実施例中の「％」と「部」はそれぞれ重量基準に基づく。

（実施例１）
ビスフェノールＡとホスゲンから合成されたポリカーボネート樹脂（住友ダウ社製カリバー２００−１３、粘度平均分子量２１０００、以下ＰＣと略記）１００部およびカーボンブラック（キャボット社製ＶｕｌｃａｎＸＣ−３０５、以下ＣＢと略記）１４部をタンブラーにて混合し、３７ｍｍ径の二軸押出機（神戸製鋼所製ＫＴＸ−３７）を用いて、シリンダー温度２８０℃にて溶融混練し、ペレットを得た。

得られたペレットを用いて、各種評価用の平板成形品及び物性評価用フィルムを作成し、各種評価に供した。結果を表１に示した。平板成形品及び物性評価用フィルムの作成方法、各種評価項目及び測定方法については以下のとおりである。

（射出成形による平板成形品の作成方法）
得られたペレットを１２５℃で４時間、乾燥した後に、射出成形機（日本製鋼所社製Ｊ１００−Ｅ２Ｐ）を用いて成形温度３１０℃、金型温度９０℃にて平板成形品を成形した。なお、射出速度（ｘ）は２５ｍｍ／ｓｅｃにて成形後の平板成形品を表面抵抗率（ｙ）の測定に用いた。

（押出成形による物性評価用フィルムの作成方法）
得られたペレットを１２５℃で４時間、乾燥した後に、Ｔダイ型押出成形機（田辺プラスチックス社製ＶＣ−４０）を用いて成形温度３００℃、スクリュー回転数８０ｒｐｍにて物性評価用のフィルム（厚さ０．２ｍｍ、幅２５０ｍｍ）を成形した。作成したフィルムを１００ｍｍ×１００ｍｍに切削加工後に表面抵抗率の測定に用いた。

１．導電性
平板成形品及び物性評価用のフィルム（１００ｍｍ×１００ｍｍ×厚さ０．２ｍｍ）を、温度２３℃、湿度５０％の恒温室の中で４８時間放置した後に、ＪＩＳＫ６９１１に準拠して表面抵抗率（Ω／ｓｑ）を測定した。測定機には三菱化学社製低抵抗率計ロレスターＧＰを用いた。平板成形品の導電性は、表面抵抗率（ｙ）の常用対数値ｌｏｇ（ｙ）に変換した。フィルムの導電性の評価の基準は、以下のとおり：
良好（○）：表面抵抗率が１ｘ１０^１〜１ｘ１０^８（Ω／ｓｑ）
不良（×）：表面抵抗率が１ｘ１０^１（Ω／ｓｑ）未満（測定限界以下）または
１ｘ１０^８（Ω／ｓｑ）を超える

２．フィルムの表面状態
物性評価用のフィルム成形時のフィルムの表面状態を評価した。評価の基準は、以下のとおり：
良好（○）：カーボンの凝集が見られず、フィルムの表面状態は良好である。
不良（×）：カーボンの凝集によりフィルムの表面状態が荒れている。

（実施例２）
カーボンブラックの添加量を２１部に変更する以外は、全て実施例１と同じ操作を行い、ペレットを得た。また、射出速度（ｘ）を８０ｍｍ／ｓｅｃに変更する以外は、全て同様に平板成形品と物性評価用フィルムを作成し評価を行った。結果を表１に示す。

（実施例３）
ポリブチレンテレフタレート樹脂（ポリプラスチックス社製ジュラネックス６００ＦＰ、以下ＰＢＴと略記）を５部添加し、ＰＣの配合量を１００部から９５部に変更する以外は、全て実施例１と同じ操作を行い、ペレットを得た。また、全て同様に平板成形品と物性評価用フィルムを作成し評価を行った。結果を表１に示す。

（比較例１）
カーボンブラックの添加量を７部に変更する以外は、全て実施例１と同じ操作を行い、ペレットを得た。また、射出速度（ｘ）を１０ｍｍ／ｓｅｃに変更する以外は、全て同様に平板成形品と物性評価用フィルムを作成し評価を行った。結果を表１に示す。

（比較例２）
カーボンブラックの添加量を４５部に変更する以外は、全て実施例１と同じ操作を行い、ペレットを得た。また、射出速度（ｘ）を８０ｍｍ／ｓｅｃに変更する以外は、全て同様に平板成形品と物性評価用フィルムを作成し評価を行った。結果を表１に示す。

（比較例３）
カーボンブラックの添加量を３５部及びポリブチレンテレフタレート樹脂を３０部添加し、ＰＣの配合量を１００部から７０部に変更する以外は、全て実施例１と同じ操作を行い、ペレットを得た。また、射出速度（ｘ）を８０ｍｍ／ｓｅｃに変更する以外は、全て同様に平板成形品と物性評価用フィルムを作成し評価を行った。結果を表１に示す。

表１に示すとおり、本発明の構成を満足する場合（実施例１〜３）には、全ての評価項目において十分な性能を有していた。

一方、比較例１〜３に示すように、ポリカーボネート樹脂（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）を必須成分として含む樹脂組成物を射出速度ｘ（ｍｍ／ｓｅｃ）で射出成形して得られる平板成形品の表面抵抗率ｙ（Ω／ｓｑ）が本発明の要件を満たさない場合には、導電性又はフィルム外観に劣っていた。

Claims

ポリカーボネート樹脂（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）を必須成分として含む樹脂組成物であって、前記樹脂組成物を射出速度ｘ（ｍｍ／ｓｅｃ）で射出成形して得られる平板成形品（９０×５０×２ｍｍ）の表面抵抗率ｙ（Ω／ｓｑ）が下記式（１）の関係式を満たすことを特徴とする導電性ポリカーボネート樹脂組成物。
ｌｏｇ（ｙ）＝ａｘ＋１・・・・式（１）
式中、ｘ、ｙおよびａはそれぞれ次の範囲の数値を表す。
ｘ＜１００
１≦ｌｏｇ（ｙ）≦８
０．０１≦ａ≦０．２６
前記式（１）のｌｏｇ（ｙ）およびａが、それぞれ次に示す範囲の数値であることを特徴とする請求項１に記載の導電性ポリカーボネート樹脂組成物。
１≦ｌｏｇ（ｙ）≦７
０．０２≦ａ≦０．２５
前記樹脂組成物が、さらにポリアルキレンテレフタレート樹脂（Ｃ）を必須成分として含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の導電性ポリカーボネート樹脂組成物。
前記ポリアルキレンテレフタレート樹脂（Ｃ）がポリブチレンテレフタレート樹脂であることを特徴とする請求項３に記載の導電性ポリカーボネート樹脂組成物。
請求項１〜４の何れか一項に記載の導電性ポリカーボネート樹脂組成物を成形してなる成形品。
請求項１〜４の何れか一項に記載の導電性ポリカーボネート樹脂組成物を成形してなるＩＣ搬送容器。
請求項１〜４の何れか一項に記載の導電性ポリカーボネート樹脂組成物を成形してなるＩＣキャリアテープ。