JP3370207B2 - 導電性ポリスチレン系樹脂組成物 - Google Patents

導電性ポリスチレン系樹脂組成物

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JP3370207B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はポリスチレン系樹脂中に
カーボンブラック等の導電性付与剤を高濃度に含有した
導電性ポリスチレン系樹脂製造用マスターバッチを用い
た導電性ポリスチレン樹脂組成物に係り、特に、樹脂中
の導電性付与剤量を任意に調整し得る導電性ポリスチレ
ン系樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、各種樹脂中にカーボンブラック、
炭素繊維、金属繊維、金属酸化物、黒鉛等の導電性付与
剤を充填して得られる導電性を付与したプラスチック材
(プラスチック成形物)が広く用いられている。この導
電性を付与したプラスチック材は電子機器やその部品の
静電防止、電波吸収、電磁波シールド等の部材として用
いられるものである。プラスチック材料に導電性を付与
する手段としてはマトリックス樹脂中に導電性付与剤を
分散して充填複合成形する方法が主要な技術とされてい
る。
【0003】前記マトリックス樹脂としては各種の汎用
樹脂が用いられるが、特に、ポリスチレンはポリプロピ
レン、ポリエチレン等と比較して成形時の収縮が小さ
く、寸法精度が優れているため、導電性成形材料として
広く使用されている。
【0004】また、前述の導電性付与剤としては特に、
カーボンブラックが安価であって、比較的加工しやすい
ことから、使用頻度が高い。このため、上述の導電性、
帯電防止性成形物としては、ポリスチレン系樹脂とカー
ボンブラックとの組み合わせが広く利用されている。
【0005】このようなポリスチレン系樹脂とカーボン
ブラックの組み合わせからなる成形物はポリスチレン系
樹脂とカーボンブラックを混合の後、練り合わせて得ら
れるが、この場合、カーボンブラックの分散性が悪く、
手間がかかってしまい。作業性に劣るものである。
【0006】したがって、従来では、あらかじめカーボ
ンブラックをポリスチレン系樹脂に練り込み、ペレット
状に成形された市販のものが多く用いられていた。
【0007】
【発明が解決しようとする問題点】しかし、このような
市販のペレットでは、カーボンブラックの練り込み等の
加工費が加算されるため、コスト高となってしまうのみ
ならず、カーボンブラック濃度がすでに決められている
ため、成形の際に、カーボンブラック濃度を任意に調整
することが不可能であった。
【0008】そこで、本発明の目的はポリスチレン系樹
脂中にカーボンブラック等の導電性付与剤を高濃度に含
有した導電性ポリスチレン樹脂製造用マスターバッチを
提供し、これを材料として用いることにより、樹脂中の
導電性付与剤量を任意に調整された導電性ポリスチレン
樹脂組成物を提供することにある。
【0009】
【問題点を解決するための手段】上述の目的を達成する
ため、本発明の導電性ポリスチレン系樹脂組成物によれ
ば、ポリスチレンおよび/またはスチレン系ブロックコ
ポリマー100重量部と、導電性付与剤15〜150重
量部からなるマスターバッチにパラフインを前記マスタ
ーバッチ100重量部に対して0.5〜10重量部添加
し、かつ、ポリスチレンおよび/またはスチレン系ブロ
ックコポリマーからなる希釈樹脂を前記マスターバッチ
100重量部に対して20〜150重量部の範囲内の所
望量を添加して樹脂中の導電性付与剤量を任意に調整し
てなることを特徴とする。
【0010】上述のマスターバッチはマスターバッチ1
00重量部に対してさらにパラフインを0.5〜10重量
部加えることにより、加工性、導電性、形成性、希釈樹
脂との相溶性が良好となり、さらに形成品の外観、物性
も向上する。
【0011】
【発明の具体的説明】以下、本発明を具体的に詳述す
る。
【0012】マスターバッチの調製 上述マスターバッチに使用されるポリスチレンはスチレ
ン単重合体または合成ゴム等で改質したスチレン重合体
等、公知のものである。スチレン単重合体としては、エ
スチレンG−32(新日鐵化学)等が、また、合成ゴム
等で改質したスチレン重合体としてはスタイロン470
(旭化成工業)等が挙げられる。
【0013】また、上述マスターバッチに使用されるス
チレン系ブロックコポリマーはスチレン−ブタジエン−
スチレン(SBS)、スチレン−イソプレン−スチレン
(SIS)、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレン
(SEBS)、スチレン−エチレン・プロピレン−スチ
レン(SEPS)等が挙げられる。
【0014】スチレン系ブロックコポリマーのスチレン
分は10〜60%の範囲のもの、好ましくは20〜60
%のものである。スチレン分が10%未満ではポリスチ
レンとの相溶性が悪く、物性、外観が低下する。また、
スチレン分が60%を越えると改質効果が劣り、このた
め、スチレン系ブロックコポリマーの配合量を増加する
必要があり、コストアップにつながるので好ましくな
い。
【0015】スチレン−ブタジエン−スチレンブロック
コポリマーとしては、ゼオフイット1000(ゼオン化
成)等が、スチレン−イソプレン−スチレンブロックコ
ポリマーとしては、SIS5002(日本合成ゴム)等
が、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック
コポリマーとしては、クレイトンG1650(シエル化
学)等が、スチレン−エチレン・プロピレン−スチレン
ブロックコポリマーとしては、セプトン2007(クラ
レ)等が挙げられる。
【0016】また、ポリスチレンとしてスチレン単重合
体を使用する場合は、スチレン単重合体とスチレン系ブ
ロックコポリマーの混合物を使用することが好ましい。
マスターバッチ用樹脂に占めるスチレン単重合体の割合
は80%以下である必要がある。これが80%を越える
とマスターバッチの製造が困難となる。
【0017】本発明のマスターバッチ用樹脂として、ス
チレン系ブロックコポリマー単独でも使用できるが、コ
スト面でポリスチレンとスチレン系ブロックコポリマー
の混合物を使用することが好ましい。
【0018】さらに、上述のマスターバッチに使される
導電性付与剤はカーボンブラック、炭素繊維、金属繊
維、金属酸化物、黒鉛等であるが、特に、カーボンブラ
ックが安価で、比較的加工しやすいので好ましい。
【0019】このようなカーボンブラックとして、公知
のものが使用できるが、DBP吸油量が70〜150ml/
100g、比表面積が30〜150m2/gのものが特に好ま
しい。この一例として、例えば、シーストSO(東海カ
ーボン)等が挙げられる。
【0020】また、上述の炭素繊維としては、PAN
系、ピッチ系どちらも使用できるが、直径が5〜10ミ
クロン、長さが3〜6mm、長さ/直径の比が1.5〜50
程度のものがよく使用される。具体的には、例えば、P
AN系のベスファイトHTA−C6−SR(東邦レーヨ
ン(株))、直径7ミクロン、比重1.77、体積抵抗率
1.5×103 Ω・cmが挙げられる。
【0021】金属繊維としては、長さが3〜6mmのステ
ンレス繊維、黄銅繊維、銅繊維、アルミニウム繊維等が
用いられる。この一例として、例えば、SMF/SUS
304(川鉄テクノリサーチ(株))、直径10ミクロ
ン、比重7.9が挙げられる。
【0022】金属酸化物としては、酸化亜鉛、酸化錫、
酸化チタン等に不純物をドーピングして導電性を高めた
もの等が用いられる。この一例として、例えば、パスト
ランTYPE−II(三井金属)、粒径6ミクロン、比
重5.7、比表面積5.3m2/g、体積抵抗率2.3×102
Ω・cmが挙げられる。
【0023】黒鉛としては、天然黒鉛、人造黒鉛の両方
とも使用できるが、鱗片状のものがよく、粒子径は4〜
80ミクロンのものが好ましい。この一例として、例え
ば、光和キッシュ黒鉛KNF−A−15(光和精鉱
(株))、粒子径15ミクロンが挙げられる。
【0024】上述の導電性付与剤の使用量はマスターバ
ッチ用樹脂100重量部に対し、15〜150部、好ましく
は40〜120部、さらに好ましくは、60〜120部であ
る。この使用量が15部未満の場合は、成形品の導電性
が著しく低下し、また、150部を越える場合は、成形品
の外観不良、機械的強度の低下を招く。
【0025】なお、本発明では、前記マスターバッチの
構成成分にさらにパラフインを加えることにより、加工
性、導電性、成形性、後述の希釈樹脂との相溶性が良好
となり、成形品の外観、物性も向上する。このパラフイ
ンとしては、公知のものが使用できるが、流動パラフイ
ンが、特に好ましく、具体的にはハイホワイト350
(日本石油)等が挙げられる。
【0026】このパラフインの使用量はマスターバッチ
を構成する成分の合計100重量部に対し、さらに0.5
〜10部、好ましくは2〜8部、さらに好ましくは2〜
6部である。パラフインの使用量が0.5部未満の場合は
効果が小さく、10部を越える場合はカーボンブラック
の分散不良および加工性に悪影響を与えるので好ましく
ない。
【0027】本発明のマスターバッチは、その他本発明
の目的を妨げない範囲において、可塑剤、光安定剤、帯
電防止剤、充填剤、着色剤等の任意の添加剤を包含させ
ることができる。
【0028】本発明にかかるマスターバッチは上述成分
を混合機等で充分に混合し、練肉して樹脂中に導電性付
与剤を均質に分散することにより得られる。
【0029】導電性ポリスチレン系樹脂組成物の調製 本発明の導電性ポリスチレン系樹脂組成物は上述によっ
て調製されたマスターバッチに、ポリスチレンおよび/
またはスチレン系ブロックコポリマーの希釈樹脂を添
加、混合し、樹脂中の導電性付与剤量を任意に調整する
ことにより得られる。
【0030】この希釈樹脂を構成するポリスチレンおよ
び/またはスチレン系ブロックコポリマーは上述のマス
ターバッチに使用されたものと同じである。
【0031】前記希釈樹脂の使用量はマスターバッチ1
00重量部に対して20〜150重量部の範囲内の所望
量であり、これにより樹脂中の導電性付与剤量を任意に
調整することができる。
【0032】なお、上述導電性ポリスチレン系樹脂組成
物中の導電性付与剤濃度は10〜35%であることが好
ましい。この濃度が10%未満の場合は、成形品の導電
性が著しく低下し、35%を越える場合は成形品の機械
的強度の低下を招く。
【0033】本発明の導電性ポリスチレン系樹脂組成物
は、その他本発明の目的を妨げない範囲において、可塑
剤、光安定剤、帯電防止剤、充填剤、着色剤等の任意の
添加剤を包含させることができる。
【0034】本発明の導電性ポリスチレン系樹脂組成物
は、以上の如き各成分を混合機等で充分に混合して得ら
れ、成形機にて成形される。
【0035】
【発明の実施例】以下、本発明を実施例によって詳述す
る。
【0036】
【実施例】なお、本実施例において、スチレン単重合体
をGPPSと、合成ゴム等で改質したスチレン重合体を
HIPSと、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック
コポリマーをSBS、スチレン−イソプレン−スチレン
ロックコポリマーをSISと、スチレン−エチレン・ブ
チレン−スチレンロックコポリマーをSEBSと、スチ
レン−エチレン・プロピレン−スチレンロックコポリマ
ーをSEPSとそれぞれ略称する。
【0037】実施例1 GPPS50部およびSBS50部にカーボンブラック
(DBP吸油量110ml/100g)110部および流
動パラフイン10部を添加し、バンバリーミキサーで混
練りした。この混練り物をペレット化しマスターバッチ
を得た。次に、上記マスターバッチ100部にGPPS
80部を混合したものを、射出成形機(日本製鋼所製)
にて成形し、板状成形物、アイゾット衝撃試験用成形物
を得た。
【0038】実施例2 実施例1におけるマスーバッチ100部にGPPS4
0部、SBS40部を混合したものを実施例1と同様に
成形して成形物を得た。
【0039】実施例3 実施例1におけるマスターバッチ100部にHIPS8
0部を混合したものを、実施例1と同様に成形して成形
物を得た。
【0040】実施例4 HIPS70部、SBS30部にカーボンブラック(D
BP吸油量110ml/100g)100部、流動パラフ
イン10部を添加し、バンバリーミキサーで混練りし
た。この混練り物をレット化し、マスターバッチを得
た。次に、このマスターバッチ100部にHIPS70部
を混合し、実施例1と同様に成形し、成形物を得た。
【0041】実施例5 SBS100部、カーボンブラック(DBP吸油量10
0ml/100g)100部および流動パラフイン10部を
バンバリーミキサーで混練りした。この混練り物をペレ
ット化し、マスターバッチを得た。次に、上記マスター
バッチ100部にGPPS70部を混合したものを、実
施例1と同様に射出成形した。
【0042】実施例 SBSのかわりにSISを使用する以外は実施例3と同
様に行った。
【0043】実施例 SBSのかわりにSEBSを使用する以外は実施例3と
同様に行った。
【0044】実施例 SBSのかわりにSEPSを使用する以外は実施例3と
同様に行った。
【0045】以上の実施例の成形物について、成形物外
観を目視し、かつ、アイゾット衝撃強度(ASTM/D
256)、表面抵抗を測定し、結果を表1に示した。表
面抵抗は、型締力100トンの射出成形機で10cm×1
0cm×2mmのプレートを成形、ロレスタcp(三菱油
化)で測定した。
【0046】
【表1】
【0047】
【発明の効果】以上のとおり、本発明のマスターバッチ
を用いることにより、低コストで、かつ成形の際、任意
のカーボンブラック濃度に調整できるポリスチレン系樹
脂組成物成形物を得ることができる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C08L 53/00 C08L 53/00 (56)参考文献 特開 平1−182327(JP,A) 特開 昭63−218310(JP,A) 特開 平7−286103(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08J 3/22 C08L 25/00 - 25/18 C08L 53/00 - 53/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリスチレンおよび/またはスチレン系
    ブロックコポリマー100重量部と、導電性付与剤15
    〜150重量部とからなるマスターバッチにパラフイン
    を前記マスターバッチ100重量部に対して0.5〜10
    重量部添加し、かつ、ポリスチレンおよび/またはスチ
    レン系ブロックコポリマーからなる希釈樹脂を前記マス
    ターバッチ100重量部に対して20〜150重量部の
    範囲内の所望量を添加して樹脂中の導電性付与剤量を任
    意に調整してなる導電性ポリスチレン系樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 請求項1の導電性付与剤がカーボンブラ
    ックである請求項1の導電性ポリスチレン系樹脂組成
    物。
  3. 【請求項3】 請求項1の導電性付与剤が炭素繊維、金
    属繊維、金属酸化物および黒鉛の群から選択される請求
    項1の導電性ポリスチレン系樹脂組成物。
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