JPH04153257A - 導電性ポリカーボネート樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、精密電子部品等に好適な導電性と寸法精度を
有し、また１境部度変化に対するそれらの安定性、耐油
性及び機械的強度が優れ、かつ成形加工性等が飛躍的に
改良された樹脂組成物に関する。

（従来の技術） 家庭用電気製品のエレクトロニクス、映像機器等の部品
取り付は基盤は、軽Ｉ化、薄肉化及び仕様の多様化が急
速に進んでいる。

例えば映像部品（磁気テープ走行の周辺部材等）が組み
込まれる基盤には、ノイズ対策のための導電性のほか、
寸法精度とその安定性１強靭な機械特性及び耐油性等が
要求されている。

従来、このような分野の材料としては、通常アルミニウ
ム合金が用いられてきた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、アルミニウム合金は、重く、かつ生産性
に劣り、各種の二次加工を必要とするのでコストが高く
なるという欠点があった。

このため、市場では、軽量で生産性に優れ、しかもコス
トを低減できる熱可塑性樹脂の強い要望があったが、従
来の熱可塑性樹脂を改良した複合材料では、そのような
各種の要求特性を満足することができないので、金属部
品を代替するのが困難であり、また、例えば、ポリブチ
レンチレフクレートを用いた複合材料は、耐油性が不十
分であるという欠点があり、実用に耐えなかった。

本発明は、上記課題を解決した組成物を提供することを
目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明の導電性ポリカーボネート樹脂組成物は、下記成
分（ａ）〜（ｆ）からなることを特徴とする。

（ａ）熱可塑性芳香族ポリカーボネート３０〜８６重量
部 （ｂ）密度が０．９４５〜０．９７０　ｇ／ｃ＋ｎ”で
あり、かつメルトフローレートが０．１〜３０ｇ／１０
分の高密度ポリエチレン ２〜１５重量部 （Ｃ）平均直径が３〜１５１７１１であり、かつ平均長
が０．０５−１０＋ｏｎのガラス繊維５〜２０重量部 （ｄ）平均直径が３〜２０Ｆであり、かつ平均長が０．
０３〜１５ｍｍの炭素繊維 ５〜２０重量部 （ｅ）導電性カーボンブラック ２〜１５重量部 （ｆ）平均直径がＯ，１〜５０−のメラミン・シアヌル
酸付加物 前記成分（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）の
合計量１００重量部に対して０．０１〜５重量部 本発明に用いる熱可塑性芳香族ポリカーボネートは、炭
酸エステルを構成するジヒドロキシ化合物の少なくとも
大部分が二個のフェノール性水酸基をもつものからなる
もの、又はその変性物である。このような二価フェノー
ルとしては、具体的には、ビスフェノール類を挙げるこ
とができ、中でもビスフェノールＡが好ましい。

芳香族ポリカーボネートは、上記のような二価フェノー
ルを、カーボネートプリカーサ−であるホスゲン、ビス
クロロホーメート、炭酸ジエステル等と反応させること
により製造されるが、適当なものを市販品の中から選択
し入手することができる。

また、変性物としては、例えば、ポリカーボネートにア
クリロニトリル−ブタジェン−スチレン三元共重合体樹
脂等をブレンドしたもの、ポリカーボネートのペレット
にスチレンモノマーを含浸して重合したもの等を挙げる
ことができる。

本発明に用いる高密度ポリエチレンは、密度が０．９４
５〜０．　９７０　ｇ／ｃｍ″の高密度ポリエチレンで
あり、この範囲外のものでは良好な導電性が得られない
。

また、このポリエチレンの流動性の指針であるメルトフ
ローレート（ＭＦＲ）は、１９０℃、２．１６ｋｇ荷重
の条件下で０．１〜３０ｇ／１０分であり、好ましくは
０．５〜１５ｇ／１０分のものである。ＭＦＲがこの範
囲未満では樹脂組成物の導電性が劣るようになり、また
高すぎると外観不良となる。

本発明に用いるガラス繊維は、平均直径が３〜１５Ｊｊ
１１のものが適用でき、好ましくは５〜１２Ｆであり、
平均長が、００５〜１０ｍｍ、好ましくは０．１〜６ａ
ｍのものである。平均直径が、この範囲をはずれたもの
は樹脂組成物の十分な機械的強度が得られず、また平均
長がこの範囲をはずれたものは、十分な寸法精度が得ら
れない。

このようなガラス繊維を用いることにより、例えば、射
出成形に供した後の成形体中において、多少短くなり平
均長が０．０５〜１０開のガラス繊維で分散しており、
発明の効果が最もよく奏されるものとなる。

ガラス繊維は、上記熱可塑性芳香族ポリカーボネートと
の接着性、親和性を目的とした表面処理成分を含んでい
てもよく、その付着量は０．０１〜０．６重量％程度の
ものが一般的である。

このガラス繊維は、市販品の中から適宜選ぶことができ
るが、製造する場合は１例えば、ブッシング（採糸炉）
にてマーブル（所定寸法のガラス玉）を加熱軟化し、該
炉テーブルの多数のノズルから流下させ、この素地を高
速度で延伸しながら、集束剤塗布装置にて浸漬で集束剤
を付着させて集束し、乾燥して回転ドラムで巻き取る方
法で製造される。この時のノズル径の寸法と延伸条件を
選択してガラス繊維の平均直径を決める。

また、該ガラス繊維の形態はロービング、チョツプドス
トランド、ストランド等何れでも良く、またいわゆるミ
ルドファイバー、ガラスパウダーと称せられるストラン
ドの粉砕品でも良いが、樹脂との混合作業性上チョツプ
ドストランドが好ましい、原料ガラスの組成は、無アル
カリのものが好ましく、例の一つにＥガラスがある。

本発明に用いる炭素繊維は、一般のチョツプド炭素繊維
が使用されるが、本発明の組成物のような高度な機械的
特性、寸法特性が要求される場合には、ＰＡＮ　（ポリ
アクリロニトリル）法で製造されたものが好ましい。

この繊維の平均直径は３〜２０Ｐ、好ましくは３〜１０
Ｐ、かつ平均長は０．０３〜１５ｍｍ、好ましくは０．
５〜１０ｍｍである。この範囲外のものでは、樹脂組成
物の機械的強度、寸法精度が低下し、好ましくない。

また、炭素組成は９５％以上であるものが好ましい、こ
のような炭素繊維を使用することにより、例えば、射出
成形に供した後の成形体中において、平均長が多少短く
なり、０．０３〜１５ｍｍ、好ましくは０．０３〜５ｍ
ｍの炭素繊維で分散しており、機械的特性、寸法特性の
性能のバランスが良好なものとなる。

このものは、上記熱可塑性芳香族ポリカーボネートとの
接着性、親和性を目的とした、表面処理成分を含んでい
てもよく、その付着量は２〜８重量％程度のものが一般
的である。

本発明に用いる導電性カーボンブラックは、高導電性の
アセチレンブラックやオイルファーネスブラックのほか
に、低導電性でも量を多く用いることで満足な導電性と
なるサーマルブラックやチャンネルブラックが適する。

このカーボンブラックは、少量の添加量で組成物に必要
な導電性を付与できるものが望ましいことから、アセチ
レンブラックとオイルファーネスブラック、特にオイル
ファーネスブラックが不純物が少なく、また、導電性が
優れているので好ましいが、その中で、特にＸ　（）”
　（ＥｘｔｒａＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　Ｆｕｒｎａｃｅ
　Ｂｌａｃｋ）　、　Ｓ　ＣＦ　（ＳｕｐｅｒＣｏｎｄ
ｕｃｔｉｖｅ　Ｆｕｒｎａｃｅ　Ｂｌａｃｋ）　、　Ｃ
Ｆ　（ＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＦｕｒｎａｃｅ　Ｂｌａｃ
ｋ）及びＳ　Ａ　Ｆ　（Ｓｕｐｅｒ　Ａｂｒａｓｉｏｎ
Ｆｕｒｎａｃｅ　Ｂｌａｃｋ）が好適に使用できる。中
でもＮ、吸着によるＢＥＴ式比表面積が８５０ｍ”７ｇ
以上、特に９００ａ”７ｇ以上のものが好ましい、ＸＣ
Ｆとしてはケッチエンブラックインターナショナル社の
［ケッチエンブラックＥＣＪ　　（商標名）、キャボッ
ト社の「パルカンＸＣ−７２Ｊ（商標名）等があり、Ｓ
ＣＦとしてはキャボット社の［パルカンＳＣＪ　　（商
標名）、［パルカンＰＪ　　（商標名］やデグッサ社の
［コーラックスＬＪ　　（商標名）等があり、ＣＦとし
てはキャポット社の「パルカンＣＪ　　（商標名）、コ
ロンビア社の［コンダクテックスＳＣＪ　　（商標名）
等があり、また、ＳＡＦとしては旭カーボン社の「旭＃
９」　（商標名）、三菱化成工業社の［ダイヤブラック
ＡＪ　　（商標名）、キャポット社の「パルカン９」　
（商標名）等がある。これらは併用してもよい。

通常ポリカーボネートと高密度ポリエチレンをブレンド
したときには相溶性の不足からデラミネーション（層状
剥離現象）が起こるが、高導電性のオイルファーネスは
、表面層がグラファイト構造に冨んでおり、この特殊な
カーボンブラック表面のグラファイト構造が高密度ポリ
エチレンの結晶構造と特異的な親和性を発揮して極めて
良好に相溶しあい、デラミネーションを起こさず、かつ
高導電性を示す特異な相溶構造のものとなって本発明の
効果をさらに著しく奏せしめるので好ましい。

本発明に用いるメラミン・シアヌル酸付加物は、例えば
メラミンとシアヌル酸又はインシアヌル酸とを水性媒体
中で反応させる方法で得られる。中でも好ましいのは、
上記水性媒体として、有機溶媒及びメラミン・シアヌル
酸付加物用表面処理剤が実質的に均一に溶存したものを
用いて得られた、表面処理されたメラミン・シアヌル酸
付加物である。そのような製造方法としては、例えば特
願平１−２６０８４９号明細書に提案されている方法を
採用することができる。

メラミン−シアヌル酸付加物用表面処理剤としては、該
表面処理剤がメラミン・シアヌル酸付加物を配合する樹
脂成分に依存するところが大きいので、一般には、該樹
脂成分に類似したポリマーが好ましいが、表面処理した
メラミン・シアヌル酸付加物と該樹脂成分との相溶性が
良（、均一に分散するものであれば、必ずしも該樹脂成
分に類似するものに限られ・るものではない。

本発明においては、特にポリカーボネートで表面処理し
たメラミン・シアヌル酸付加物が好ましい。

有機溶媒中の表面処理剤の濃度は、有機溶媒に溶解しつ
る濃度であり、かつメラミン・シアヌル酸付加物の表面
に該表面処理剤の被膜を薄く均質に形成できる濃度であ
れば特に制限はないが、好ましくは、１〜５０重量％で
ある。

この反応は、通常常圧下で行われ、反応温度は、用いる
溶媒の種類により異なるが、常温では反応速度が遅く、
該溶媒の沸点が最も好ましい。

反応時間は、反応温度により一概に決定できないが、例
えば反応温度が５０〜６０℃の場合には２時間程度、８
０〜９０℃の場合には１時間程度である。

メラミン・シアヌル酸付加物の表面に形成する表面処理
剤の被膜の厚さは、０．００１〜０５−が好ましい。

本発明に用いるメラミン・シアヌル酸付加物の平均粒子
径は、Ｏ，１〜５０Ｐ、好ましくは、０５〜３０Ｆ　　
である、平均粒子径が上記範囲の下限値未満の場合には
、樹脂成分に対する分散性が悪くなることがあり、また
上記範囲の上限値を超える場合には、得られた組成物の
寸法精度の改良効果が小さくなることがある。

本発明に用いるこれらの成分の配合量は、（ａ）熱可塑
性芳香族ポリカーボネートが３０〜８６重量部、好まし
くは３５〜７０重量部、（ｂ）高に度ポリエチレンが２
〜１５重量部、好ましくは２〜１０重量部、 （Ｃ）ガラス繊維が５〜２０重量部、好ましくは５〜１
５重量部、 （ｄ）炭素繊維が５〜２０重量部、好ましくは５〜１５
重量部、 （ｅ）導電性カーボンブラックが２〜１５重量部、好ま
しくは２〜１０重量部、 （ｆ）メラミン・シアヌル酸付加物が 前言己成分（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）
の合計量１００重量部に対して０．０１〜５重量部、好
ましくは０．１〜３重量部である。

熱可塑性芳香族ポリカーボネートの配合量が、上記範囲
を外れた組成物は、本発明の目的を達成できない。

高密度ポリエチレンの配合量が、上記範囲の下限値未満
の場合には、組成物の導電性、耐油性及び耐衝撃性が劣
り、上記範囲の上限値を超える場合には、組成物の曲げ
強度及び耐衝撃性が劣る。

ガラス繊維の配合量が、上記範囲の下限値未満の場合に
は、組成物の曲げ強度及び寸法安定性が劣り、上記範囲
の上限値を超える場合には、組成物の成形性及び導電性
が劣る。

炭素繊維の配合量が、上記範囲の下限値未満の場合には
、組成物の曲げ強度、耐衝撃性が劣るとともに、導電性
及び寸法安定性が劣り、上記範囲の上限値を超える場合
には、組成物の成形性が劣る。

カーボンブラックの配合量が、上記範囲の下限個未満の
場合には、組成物の導電性が劣り、上記範囲の上限値を
超える場合には、組成物の耐衝撃性が劣る。

メラミン・シアヌル酸付加物の配合量が、上記範囲の下
限値未満の場合には、組成物の成形加工性の効果が奏さ
れず、上記範囲の上限値を超える場合には、組成物の機
械的強度が劣る。

本発明の組成物には、発明の効果を著しく損なわない範
囲で、上記成分のほかに付加成分を配合することができ
る。

付加成分としては上記成分以外の各種フィラー例えば、
炭酸カルシウム（重質、軽質、膠質）、タルク、マイカ
、シリカ、アルミナ、水酸化アルミニウム、水酸化マグ
ネシウム、硫酸バリウム、酸化亜鉛、ゼオライト、つオ
ラストナイト、けいそう土、ガラスピーズ、ベントナイ
ト、モンモリロナイト、アスベスト、中空ガラス球、黒
鉛、二硫化モリブデン、酸化チタン、アルミニウム繊維
、ステンレススチール繊維、黄銅繊維、アルミニウム粉
末、木粉、もみ殻等：熱可塑性樹脂、例えば、ポリプロ
ピレン、上記必須成分（ｂ）以外のポリエチレン、ポリ
アミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテ
レフタレート、プロピレン−エチレンブロック又はラン
ダム共重合体、無水マレイン酸変性ポリオレフィン、ゴ
ム又はラテックス成分、例えばエチレン−プロピレン共
重合体ゴム、スチレン−ブタジェンゴム、スチレン−ブ
タジェン−スチレンブロック共重合体又はその水素添加
誘導体、ポリブタジェン、ポリイソブチレン等：熱硬化
性樹脂、例えばエポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノー
ル樹脂。

不飽和ポリエステル樹脂等：酸化防止剤（フェノール系
、いおう系、りん系、アミン系等）：滑剤：有機・無機
系の各種顔料：紫外線吸収剤：帯電防止剤；分散剤：中
和剤：発泡剤：可塑剤：銅害防止剤：Ｉｉ燃剤：架橋剤
：流れ性改良剤等を挙げることができる。

これらの付加的成分の添加は物性バランスや成形品表面
特性（耐表面受傷性、光沢、ウェルド外観、シルバース
トリーク、フローマーク等）、印刷性、塗装性、接着性
、メツキ性、成形加工性、耐久性等の向上に有効である
。

本発明組成物は一軸押出機、二軸押出機、バンバリーミ
キサ−、ロール、ブラベンダー・プラストグラフ、ニー
ダ−等の通常の混線機を用いて製造することができる。

：Ａ常は押出機等で前記必須成分及び所望により付加的
成分を混練してペレット状のコンパウンドにした後、加
工に供するが、特殊な場合は各成分を直接成形機に供給
し、成形機で本組成物を混練しながら成形することもで
きる。また、予め前記（ｂ）〜（ｆ）成分を高濃度に混
線してマスターバッチとし、それを前記（ａ）成分及び
他の成分で希釈しながらブレンドコンパラディングした
り、又は直接成形したりすることもできる。

また、本発明の組成物は通常の熱可塑性樹脂用成形機で
成形できる。即ち、射出成形、押出成形、中空成形、熱
成形等に適用できる。

このようにして得られる本発明の組成物は、高密度ポリ
エチレンの分散ドメインがマトリックスの芳香族ポリカ
ーボネート（ａ）中で独立粒子状態で存在しているので
はなく、網の目状の連続回路を形成しており、この回路
の中にカーボンブラックの大部分もしくは実質的に全量
が包含されているといった特異的な構造に加えて、炭素
繊維により該連続回路が更に連結され、緻密な導電ネッ
トワークを形成している。

また、これに加えて、ガラス繊維が炭素繊維とともに均
一に分散されており、特に、射出成形のような高い剪断
速度の下で成形された成形体においては、これら繊維成
分の分散が、これまでの常識に反して方向性があまり見
られずに分散ｑでいるといった特徴を有するものである
。

（発明の効果） 本発明の組成物は、特定の導電性フィラー及び補強用繊
維状フィラーを方向性なく均一かつ選択的に分散制御す
ることにより、導電性と寸法精度が優れ、また環境温度
変化に対するそれらの安定性、機械的強度及び耐油性が
優れるといった効果を奏する。

特に、射出成形において各種部品を生産する場合、本発
明の組成物は、成形加工性が極めて優れているので、低
射出圧力で成形が可能となり、複雑な形状の金型で成形
を行う場合は、型内への材料の充填にムラが少な（均一
な構造体が得られる。

また、本発明の組成物は、従来の熱可塑性樹脂では、対
応できなかった金属部品の代替が可能になり、さらに導
電性精密電子部品への適用が可能になる。

（実施例） 実施例１〜４及び比較例１〜６ ポリカーボネート、高密度ポリエチレン（密度０．９５
０、ＭＦＲ５，２ｇ／１０分）、平均直径１０Ｆ１１で
平均長１．５＋ａ＋ｓのガラス繊維、平均直径９μで平
均長６腸讃の炭素繊維（ＰＡＮ法）、比表面積９００ｍ
”７ｇのオイルファーネスカーボンブラック（アクゾ社
製「ケッチエンブラックＥＣＪ　　（商標名））及び下
記に示すようにして調製したメラミン・シアヌル酸付加
物を第１表に示す割合で混合した後、２軸押用機で混練
してベレットとした。

一ミン・シアヌル　　　　の メラミン９．８２ｇ、インシアヌル酸 １００．６ｇ　（モル比ｌ：１）及びポリカーボネート
２８．５ｇを冷却管及び撹拌機付きの四つロフラスコに
入れ、さらにテトラフルオロフラン２０００ｇと水２２
２ｇとの混合溶媒を添加した後、撹拌しながら加熱した
。約１時間で系内温度が６２℃になってから、さらに同
温度で１時間３０分熟成して反応を終了した０次に、得
られた反応液から溶媒を炉別分離し、５０℃で５時間乾
燥した後にこれを粉砕し、ポリカーボネートで表面処理
されたメラミン・シアヌル酸付加物を得た。また、これ
とは別に、上記反応において、ボッカーボネートとテト
ラフルオロフランとを除いたほかは同様に反応させて、
表面処理されていないメラミン・シアヌル酸付加物をも
合成した。第１表中、（ｆ）成分で表わす。

次に、得られたペレットからスクリューインライン式射
出成形機を用いて試験片を成形し、下記の物性を試験評
価した。

結果を第１表に示す。

（１）体積固有抵抗値 日本ゴム協会５ＲＩＳ２３０１に準拠した。

（２）表面抵抗値 三菱油化社製ロレスタ表面抵抗計で測定した。

（３）アイゾツト衝撃強度 ＡＳＴＭ　　Ｄ２５６に準拠した。

（４）曲げ強度 ＡＳＴＭ　　Ｄ７９０に準拠した。

（５）耐油性 第１図に示す試片（縦２０ｍｗｒ、横４Ｏｒａｍ、厚さ
１．８ｍｍ）を射出成形にて成形し、その突起ａ（外径
４■、内径１．４７７ｍｍ、高さ２．５ｍ５）の孔内に
オイル「ダイヤモンドＲＯ３２Ｊ　　（商標名）を滴下
後、径１．４８ｍ＋■のビンをその穴に圧入して８０℃
オーブン中で２４時間放置し、突起部のクラック発生の
有無を評価した。

（６）寸法精度 第２図に示す試片（縦８０ｍｍ、横１２０酊、厚さ２ｍ
ｍ）を射出成形にて製造し、これを所定温度で２４時間
放置後、試片面上の金型寸法印（＋印）間につき、樹脂
の流れ方向（縦方向）での収縮率を求めた。

（７）射出成形圧力 第２図に示す試片を製造したときの射出圧力を求めた。

４、

【図面の簡単な説明】

第１図は、耐油性の評価試片の斜視図である。 第２図は、 成形収縮率の評価試片の平面図であ る。 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記成分（ａ）〜（ｆ）からなることを特徴とする導電
   性ポリカーボネート樹脂組成物。 （ａ）熱可塑性芳香族ポリカーボネート ３０〜８６重量部 （ｂ）密度が０．９４５〜０．９７０ｇ／ｃｍ＾３であ
   り、かつメルトフローレートが０．１〜３０ｇ／１０分
   の高密度ポリエチレン ２〜１５重量部 （ｃ）平均直径が３〜１５μｍであり、かつ平均長が０
   ．０５〜１０ｍｍのガラス繊維 ５〜２０重量部 （ｄ）平均直径が３〜２０μｍであり、かつ平均長が０
   ．０３〜１５ｍｍの炭素繊維 ５〜２０重量部 （ｅ）導電性カーボンブラック ２〜１５重量部 （ｆ）平均直径が０．１〜５０μｍのメラミン・シアヌ
   ル酸付加物 前記成分（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）の
   合計量１００重量部に対して０．０１〜５重量部