JPH11116818A

JPH11116818A - 導電性熱可塑性樹脂組成物

Info

Publication number: JPH11116818A
Application number: JP9282427A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Sakai; 秀敏坂井; Hiromitsu Ishii; 博光石井; Motonori Hiratsuka; 元紀平塚
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1997-10-15
Filing date: 1997-10-15
Publication date: 1999-04-27

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、優れた導電性と機械特性を有し、軽
量で成形時の流動性にも優れた導電性熱可塑性樹脂組成
物を高い生産性で提供することを課題とする。【解決手段】熱可塑性樹脂に導電性繊維および黒色炭素
を複合化して得られる導電性熱可塑性樹脂組成物であっ
て、かつ複合化する黒色炭素のＪＩＳＫ６２２１Ａ法で
行ったジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量が２５０ｍ
ｌ／１００ｇ以下である導電性熱可塑性樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子機器のハウジン
グ材等に有用な導電性と衝撃強度を有し、成形時の流動
性に優れた導電性熱可塑性樹脂組成物に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】パーソナルコンピュターや電話機等の電
気，電子機器は、近年携帯用が幅広く普及され、それら
のハウジング材としては軽量化や薄肉化が要求されてき
ている。また、その他に容易に破壊しない衝撃強度や曲
げ特性も必要とされており、その中で導電性熱可塑性樹
脂組成物は、優れた成形性と軽量化により適用されてい
る。

【０００３】これらに使用される導電性熱可塑性樹脂組
成物としては、熱可塑性樹脂組成物からなる成形品に導
電性塗料や金属メッキを施したものがあるが、これらは
外部トが上がる等の問題があった。そこで、熱可塑性樹
脂中にカーボンや金属等の導電性材料を配合した導電性
熱可塑性樹脂が主に利用される様になってきた。導電性
材料としては、軽量かつ優れた機械特性を有することか
ら主に炭素繊維が使用されている。

【０００４】その炭素繊維を含有する導電性熱可塑性樹
脂組成物としては、組成物中の炭素繊維を長く均一に分
散させることが導電性、機械特性を得るために重要であ
るが、通常の押出機を使用する熱可塑性樹脂とチョップ
ドストランドの炭素繊維を混練する方法では炭素繊維は
短く折れ、さらに射出成形等による成形工程でさらに短
く破損し、上述した導電性や機械特性を十分に発揮する
ことができない。

【０００５】このような炭素繊維を熱可塑性樹脂に含有
させるときの破損防止策として、特公昭６３−３７６９
４号公報には、連続繊維を熱可塑性樹脂で被覆するプル
トルージョン法（引抜成形法）が提案されている。この
方法では、炭素繊維は長くなり十分な導電性と機械特性
を発揮することはできるが、プルトルージョン法では生
産性が悪く、また得られた炭素繊維含有導電性熱可塑性
樹脂は、射出成形等の成形時の流動性が悪いという問題
があった。

【０００６】また、導電性を上げる対策として、特開平
２−４１３６４号公報や特開平４−２７９６３８号公報
には、炭素繊維に金属繊維を併用する提案がなされてい
る。しかし、金属繊維を併用することは組成物の重量化
を招き、かつ生産コストを高くするといった欠点があ
る。

【０００７】さらに、特開平９−８７４１７号公報に
は、炭素繊維とカーボンブラックを併用する提案がなさ
れているが、カーボンブラックには流動性や機械特性を
悪化させるものがあり、特に一般に導電性付与に優れる
鎖状構造（ストラクチャー）を形成し発達させ易いカー
ボンブラックでその悪影響が大きい。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明では、
優れた導電性と機械特性を有し、軽量で成形時の流動性
にも優れた導電性熱可塑性樹脂組成物とその製造方法を
提供することを課題とすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、
（１）熱可塑性樹脂に導電性繊維および黒色炭素を複合
化して得られる導電性熱可塑性樹脂組成物であって、か
つ複合化する黒色炭素のＪＩＳＫ６２２１Ａ法で行った
ジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量が２５０ｍｌ／１
００ｇ以下である導電性熱可塑性樹脂組成物、（２）導
電性繊維が炭素繊維である上記（１）記載の導電性熱可
塑性樹脂組成物、（３）導電性熱可塑性樹脂組成物が
５〜４５ｗｔ％の導電性繊維と、０．５〜２０ｗｔ％の
黒色炭素を含有してなる上記（１）または（２）記載の
導電性熱可塑性樹脂組成物、（４）粒子の平均径が３１
ｎｍ以上の黒色炭素を使用する上記（１）〜（３）のい
ずれか記載の導電性熱可塑性樹脂組成物、（５）黒色炭
素がカーボンブラック、黒鉛から選択された１種以上の
ものである上記（１）〜（４）のいずれか記載の導電性
熱可塑性樹脂組成物。

【００１０】（５）組成物中における導電性繊維の重量
平均繊維長（Ｌｗ）と繊維径（ｄ）の関係（Ｌｗ／ｄ）
が２５〜５００であり、かつ重量平均繊維長（Ｌｗ）と
数平均繊維長（Ｌｎ）の比が１．１以上である上記１〜
４のいずれか記載の導電性熱可塑性樹脂組成物、（６）
上記（１）〜（５）のいずれか記載の導電性熱可塑性樹
脂組成物からなる電気・電子機器のハウジング材。

【００１１】（７）スクリューおよび／またはシリン
ダーの少なくとも一部を表面異形化加工した開繊・繊維
長制御機構部を設けた押出機を使用し、熱可塑性樹脂を
溶融すると共に該溶融樹脂中に連続状態の導電性繊維を
供給し、前記開繊・繊維長制御機構部を通過させながら
導電性繊維を開繊・切断して樹脂中に分散させて押出機
から吐出せしめることにより上記（１）〜（５）のいず
れか記載の導電性熱可塑性樹脂組成物を製造することを
特徴とする導電性熱可塑性樹脂組成物の製造方法。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に説明す
る。

【００１３】本発明の導電性熱可塑性樹脂組成物は、あ
る特定の黒色炭素を配合することで、機械特性や成形時
の流動性を悪化させることなく導電性を向上させること
にあり、その黒色炭素としてＪＩＳＫ６２２１Ａ法のア
ブソートメーターを使用し、黒色炭素にジメチルフタレ
ート（ＤＢＰ）を添加した時の最大トルクの７０％から
求めた１００ｇ当たりＤＢＰ吸油量２５０ｍｌ／１００
ｇ以下、さらに好ましくは２００ｍｌ／１００ｇ以下の
黒色炭素を使用することに特徴がある。

【００１４】一般に黒色炭素は、炭素原子が環状に結合
し、六角網平面上に配列してできる層面が上下に積み重
なった板状体から主として構成され、無定形炭素、黒鉛
などが含まれる。なかでも本発明で好ましく用い得る黒
色炭素としては、カーボンブラック、黒鉛などが挙げら
れる。

【００１５】黒色炭素、特にカーボンブラックによる導
電性は、カーボンブラックの粒子のつながりによる鎖状
構造（ストラクチャー）の発達によって得られ、熱可塑
性樹脂にカーボンブラックのみを配合する場合、ストラ
クチャーの発達が著しいものほど少量の配合で導電性を
発揮する。そして、このストラクチャーは、ジブチルフ
タレート（ＤＢＰ）の吸油量が多く、粒子径が小さい方
が発達しやすいとされている。しかしながら、炭素繊維
等の導電性繊維と併用して熱可塑性樹脂に配合して導電
性を発揮する場合には、逆の効果を示しストラクチャー
の発達が小さいカーボンブラックの方が、少量で導電性
効果を発揮し、機械特性や成形時の流動性の低下も小さ
いことを見出し、これが本発明の最大の特徴である。

【００１６】本発明で用いる黒色炭素は、電子顕微鏡法
による算術平均の粒子径で３１ｎｍ以上のものが好まし
く、特に３５ｎｍ以上のものが好ましい。カーボンブラ
ックの粒子径は、配合する前のカーボンブラックやペレ
ットまたは成形品を４５０℃×５時間、アルゴンガス雰
囲気下において燃焼させて残った灰分中に含まれるカー
ボンブラック等の粒子径を電子顕微鏡観察することで求
められる。

【００１７】本発明で使用する導電性繊維としては、導
電性を有する繊維であれば特に限定するものはないが、
軽量化と繊維の機械特性、熱可塑性樹脂に配合した時の
補強効果などを考慮すると炭素繊維が最も好ましく、Ｐ
ＡＮ系、ピッチ系いずれの炭素繊維でも問題ない。

【００１８】また、その導電性繊維と黒色炭素の配合量
は、全組成物中に対して、導電性繊維は５〜４５ｗｔ
％、黒色炭素は０．５〜２０ｗｔ％が得られる組成物の
導電性、成形時の流動性、機械的特性の点から好まし
い。

【００１９】また、導電性繊維の繊維長は、長い方が導
電性や機械特性にとって有利に作用するが、成形時の流
動性の点では繊維は短い方が有利であり、さらに通常押
出機によるコンパウンドや射出成形等の成形工程によっ
て、繊維は破損する。このため導電性繊維の繊維長とし
ては、重量平均繊維長（Ｌｗ）と繊維径（ｄ）の関係
（Ｌｗ／ｄ）が２５〜５００であることが好ましく、さ
らに好ましくは３０〜３００にすとよい。（Ｌｗ／ｄ）
が小さすぎると導電性や機械特性を劣る傾向があり、ま
た大きすぎると成形時の流動性が悪くなり、導電性繊維
同士が絡み合い均一分散が阻害される場合がある。ま
た、導電性繊維の重量平均繊維長（Ｌｗ）と数平均繊維
長（Ｌｎ）の比（Ｌｗ／Ｌｎ）が１．１以上であること
が好ましい。なお、繊維径は直径１〜３０μｍ、さらに
好ましくは直径４〜１５μｍがよい。

【００２０】ここで重量平均繊維長（Ｌｗ）と数平均繊
維長（Ｌｎ）とは、各々次のように定義されるものであ
る。

【００２１】重量平均繊維長（Ｌｗ）＝Σ（ρπｒ²Ｌｉ²）／Σ（ρπ²Ｌｉ）＝ΣＬｉ²／ΣＬｉ数平均繊維長（Ｌｎ）＝ΣＬｉ／ｎただし、ρ：導電性繊維の密度ｒ：導電性繊維の半径Ｌｉ：ｉ番面の導電性繊維の長さｎ：導電性繊維の本数尚、導電性繊維は、ペレットまたは成形品を４５０℃×
５時間、アルゴンガス雰囲気下において燃焼させて残っ
た灰分から、５００本以上の導電性繊維について顕微鏡
観察により測定したものである。

【００２２】本発明の導電性熱可塑性樹脂組成物に使用
される熱可塑性樹脂組成物としては、押出機によって成
形することができるものであれば特に制限はなく、例え
ば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、
ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、スチレン−ブタジ
エン−アクリルニトリル共重合体などのオレフィン系
（共）重合体、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン
６やナイロン６６等の脂肪族ナイロン、脂肪族ナイロン
とテレフタル酸等の共重合体である芳香族ポリアミド、
その他各種共重合ポリアミドなどのポリアミド類、ポリ
カーボネート、ポリアセタール、ポリメチルメタアクリ
レート、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポ
リブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレ
ート、ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサ
ンジエチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレー
ト等のポリエステルおよびそれらの共重合体、それらポ
リエステルをハードセグメントしポリテトラメチレング
リコール等のポリエーテルやポリカプロラクトン等のポ
リエステルをソフトセグメントとする共重合ポリエステ
ル、特公平３−７２０９９号公報に記載されているよう
なサーモトロピック液晶ポリエステルなどのサーモトロ
ピック液晶ポリマ、ポリフェニレンスルフィド、ポリエ
ーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルフォン、ポリ
エーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリ
ウレタン、ポリエーテルアミドおよびポリエステルアミ
ド等が挙げられ、これらは単独または２種以上組み合わ
せて用いることも可能である。

【００２３】最も好ましい樹脂は、ポリブチレンテレフ
タレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロヘ
キサンジメチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフ
タレート共重合系液晶ポリマー、ナイロン１１、ナイロ
ン１２、ナイロン６、ナイロン６６、芳香族ナイロン、
ポリフェニレンスルフィド、ＡＢＳ樹脂である。

【００２４】また、これらの熱可塑性樹脂には難燃剤や
難燃助剤などを添加してもよい。

【００２５】上述した特性を有する本発明の導電性熱可
塑性樹脂組成物は、次のようにして製造することができ
る。

【００２６】すなわち、押出機として、スクリューおよ
び／またはシリンダーの少なくとも一部を表面異形化加
工した開繊・繊維長制御機構部を有する押出機を使用
し、この押出機に熱可塑性樹脂を供給して溶融させ、溶
融樹脂中に連続状態の導電性繊維を供給して上記開繊・
繊維長制御機構部で開繊・切断し、溶融樹脂中に均一分
散させ、押出機から押し出す方法である。このような製
造方法によって、樹脂組成物中の導電性繊維の重量平均
繊維長（Ｌｗ）と数平均繊維長（Ｌｎ）の比（Ｌｗ／Ｌ
ｎ）は、通常１．１以上となる。なお、かかる方法にお
いて、黒色炭素の供給時期は任意であり、熱可塑性樹脂
と同時または別々に供給することが可能である。

【００２７】また、押出機には、連続した導電性繊維を
供給するものとし、具体的には、連続した単繊維を集束
したロービングを使用することが好ましい。繊維径は直
径１〜３０μｍ、さらに好ましくは直径４〜１５μｍが
よい。繊維の集束本数は特に限定されないが、単繊維の
モノフィラメントを１０〜５００００本集束したものが
ハンドリングの上で好ましい。また、これら導電性繊維
には、樹脂との界面接着性向上のため表面処理を行って
使用することもできる。

【００２８】本発明において好ましく使用し得る押出機
は、上述の連続状態の導電性繊維を開繊し、繊維長を制
御するようにスクリューおよび／またはシリンダーを加
工した単軸または多軸のスクリュ式押出機であって、そ
の内部に連続した繊維状強化材の開繊度合や繊維長の制
御機構部を含む押出機を言う。連続状態の導電性繊維
は、スクリューフライトとシリンダー間のせん断力によ
って押出機シリンダ内に一定速度で巻き込まれ、スクリ
ューに巻き付きながら前進する。通常樹脂はスクリュー
の溝を流動するが、上記の方法においては導電性繊維は
スクリューフライトを乗り越えて前進する。従って、ス
クリュー外周部やシリンダ内壁に種々の加工を施すこと
によって、スクリューに巻き付いた導電性繊維にスクリ
ューとシリンダー間で“櫛”の作用をおよぼすことがで
きる。具体的な制御機構部の例としては、スクリュー表
面、好ましくは円柱状のスクリュー表面やニュートラル
エレメントなどの楕円状のスクリュー表面に、凹凸加工
を施すことが挙げられる。凹凸を形成する方法は特に制
限はないが、切削加工、研削加工、ブラスト加工等を採
用することができる。また、凹凸形状としては、図１
ａ，ｂに示すようなスクリュー１またはシリンダー３、
図１ｃ，ｄに示すようなスクリュー５またはシリンダー
７が好ましく挙げられ、図１ａ，ｂのスクリュー１また
はシリンダー３はスクリュー軸と垂直方向に特定の刃先
角度で凹凸を形成した刃状加工部２，４を有しており、
図１ｃ，ｄのスクリュー５またはシリンダー７は網目加
工部６，８を有している。特に刃状の加工を施したもの
が繊維長をより長く制御できる点で好ましい。図３ａは
フライト上に刃状加工部１０を有する順のフルフライト
スクリュー９の例であり、図３ｂはフライト上に網目加
工部１２を有する順のフルフライトスクリュ１１の例で
ある。

【００２９】刃状加工部２，４は図２に示すように、特
定の刃先角度（θ）、凹凸形状の山頂と谷底の高さ
（ｈ）および山頂とこの隣の山頂の距離を現わすピッチ
（ｔ）により表現し得る。特定の刃先角度（θ）は６０
度以下が望ましく特に４５度以下が好ましい。凹凸形状
の山頂と谷底の高さ（ｈ）は繊維径の３０倍以上が望ま
しく、更に７５倍以上が望ましい。刃状加工の刃先角度
が大きすぎたり台形形状の場合や、凹凸の山頂と谷底の
高さの繊維径に対する割合が小さすぎる場合は、導電性
繊維に“櫛”として及ぼす作用が小さくなり、開繊性が
悪くなったり、擦り潰し作用により繊維長が短くなる傾
向がある。刃先とそれに隣接する刃先の距離であるピッ
チ（ｔ）は、導電性繊維径の３０から２００倍にするこ
とが好ましい。

【００３０】このようにして、連続状態の導電性繊維を
開繊し、繊維長を制御する事ができる上記制御機構部
は、導電性繊維の投入部に隣接して設けることが望まし
い。投入部から離れすぎると、導電性繊維が制御機構部
に到達する前に、通常のスクリューフライトとシリンダ
ー間で擦りきれ、繊維長や開繊度合の制御が困難になる
可能性がある。また、投入部以降に通常の混練部を設け
ると、そこで導電性繊維が破損するため望ましくない。
更に制御機構部以降に混練部を設けた場合も、特に繊維
長を短くしたい場合を除けば、繊維が破損してしまうた
め望ましくない。連続状態の導電性繊維の投入部は、熱
可塑性樹脂の供給口よりも下流に設け、溶融状態の中に
投入する。熱可塑性樹脂と導電性繊維を同時に投入する
と、樹脂の溶融時に繊維が切れてしまい、制御が困難に
なる。また、連続状態の導電性繊維の投入部は窒素など
でシールし、溶融樹脂と空気との接触を断つことが、樹
脂の酸化劣化を防止する点で望ましい。

【００３１】押出機としては、特に限定するものではな
いが、特にユニット構造の二軸押出機のような多軸の押
出機が簡便である。多軸押出機としては、最も一般的な
二軸押出機が好ましく、同方向回転、異方向回転、噛み
合い型、非噛み合い型等、どのタイプでも良い。また、
スクリューとしても、深溝や浅溝、１条、２条、３条ネ
ジ等が利用できる。二軸押出機は、単軸押出機に比較し
て、樹脂供給量とスクリュー回転数を独立に制御できる
ため、導電性繊維の添加量を制御しやすい。また、ユニ
ット構造であれば、開繊度合や繊維長の制御機構部を設
けやすく、かつその位置も変えやすい点で有利である。

【００３２】また、樹脂や繊維から発生する揮発成分や
導電性繊維が抱き込む気泡による、物性の低下や外観不
良を防止する目的から、開繊度合や繊維長の制御機構部
以降に、脱気口を設けることが望ましい。

【００３３】本発明においては、繊維供給後のスクリュ
ーの表面および／またはシリンダーの内壁の少なくとも
一部分に凹凸を施した制御機構部を設けることが重要で
あり、凹凸加工部のピッチ、深さは、目的とする制御の
程度によって変更できる。また、加工を有するスクリュ
ーと加工を有するシリンダーを各々単独で用いたり、組
み合わせて用いたりすることができる。図１．ａ．ｃで
は、スクリュー断面は楕円形の場合を例示しているが、
円形状も可能で、特に噛み合い型の二軸押出機の場合
は、セルフクリーニング性を維持するために、楕円形状
が好ましい。また、異なる加工を組み合わせて用いるこ
ともできる。更に、繊維長の制御のために、制御機構部
の長さを変えたり、必要に応じて両端部で径を変えた
り、ピッチや深さの異なる凹凸を組み合わせて用いるこ
ともできる。好ましい制御機構部の長さは、スクリュー
径の０．１から１０倍、より好ましくは０．２から５倍
である。尚、本発明はこれらの例に限定されるものでは
なく、導電性繊維を単繊維にまで開繊し、目的とする繊
維長に応じて“櫛”のごとき機能を有する加工全てを包
含するものである。

【００３４】次に本発明において、導電性繊維と熱可塑
性樹脂を溶融混練するための代表的具体例を図で説明す
る。図４は本発明で好ましく使用される二条ネジスクリ
ュ式二軸押出機の全体断面図であり、第１の供給口１６
より熱可塑性樹脂と黒色炭素を供給し、スクリュー１８
によって押出し方向に搬送されながら溶融させ、ニーデ
ィングゾーン１９にて完全に熱可塑性樹脂を溶融する。
その後、第２の供給口１７よりロービング形態の連続状
態の導電性繊維を供給して、順ネジのフルフライト２０
で構成されたスクリューによって溶融樹脂と繊維は先端
へと送られる。そして、投入口に隣接した制御機構部で
あるスクリュー凹凸面形成部２１によって、繊維を開繊
し繊維長を制御した後、ダイス２２によって任意の形状
に押し出され導電性熱可塑性樹脂組成物２３を得る。
尚、スクリュー凹凸面形成部２１に対応するシリンダー
内壁２４に、凹凸面形成部２５を形成することも可能で
ある。また、繊維状強化材を投入する前に押出機供給口
を２ケ設け、熱可塑性樹脂と、黒色炭素を各々別々に供
給することも可能であり、さらに、ポリマーの変性やア
ロイ化等を同時に行なうことも可能である。

【００３５】本発明の導電性熱可塑性樹脂は、帯電防止
や電磁波障害防止の目的に使用される電気機器などのハ
ウジング材に有用であり、具体的にはテレビ、ＶＴＲ、
電子レンジ、音響機器、ワードプロセッサー、コンピュ
ター、電話機、ファクシミリ、複写機などのカバー類が
挙げられ、特にコンピュターなどの電磁波を多く放出す
る機器の電磁波シールド筐体として有用である。また、
これらの成形方法としては、特に制限はなく、射出成
形、圧縮成形、スタンピング成形、ブロー成形等の種々
の成形方法で行うことができる。

【００３６】

【実施例】以下に実施例によって本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
アイゾット衝撃強度の評価方法は、ＡＳＴＭＤ−２５
６に従って測定し、曲げ特性の評価はＡＳＴＭＤ−７
９０に従って測定した。また、導電性の指標となる体積
固有抵抗はＡＳＴＭＤ−２５７に従って測定した。比
重についてはＡＳＴＭＤ７９２に従って測定した。成
形時の流動性については、ＡＳＴＭ１号ダンベルを東芝
機械社製ＩＳ５５−ＥＰＮ射出成形機で射出成形する際
に、射出速度を最大としたときに、樹脂が完全に充填さ
れる最低の射出圧力を成形下限圧として求めた。この成
形下限圧は溶融樹脂の流動性の目安となり、圧力が低い
ほど流動性や成形性に優れるといえる。尚、各試験は５
ケのサンプルについて測定を行い平均値を求めた。組成
物中の導電性繊維の繊維長は、電気炉内で４５０℃×５
ｈ燃焼させた灰分を顕微鏡撮影して求めた。

【００３７】本実験には、熱可塑性樹脂としては、東レ
製ナイロン６ペレット（ＣＭ１００１）７４重量部とフ
ェロー社製臭素化ポリスチレン（"バイロチェック"６８
ＰＢ）２１重量部、三酸化アンチモン５重量部を配合し
た難燃ナイロン６を使用し、導電性繊維としては、東レ
製炭素繊維（"トレカ"Ｔ７００ＳＣ−１２００−５０
Ｃ）を使用した。また、カーボンブラックとして、以下
のものを使用した。

【００３８】Ｃ−１：三菱化学製 #3030 ＤＢＰ吸油量１３０ｍｌ／100ｇ平均粒子径５５ｎｍＣ−２：電気化学工業製 "テ゛ンカフ゛ラック" ＤＢＰ吸油量１９０ｍｌ／100ｇ平均粒子径４２ｎｍＣ−３：三菱化学製ケッチェンフ゛ラックEC ＤＢＰ吸油量３６０ｍｌ／100ｇ平均粒子径３０ｎｍ実施例１〜４図４のごとく押し出し方向に２つの供給口を有するスク
リュー径３０ｍｍ，Ｌ／Ｄ３５の同方向回転２軸押出機
（日本製鋼所製ＴＥＸ３０）を用い、スクリューは２条
ネジで相互の噛み合い３．５ｍｍの２本のスクリュを使
用し、第２の供給口の直前にＬ／Ｄ＝２の４５度に傾い
た５枚のニーディングディスクからなるスクリューエレ
メントを、順逆の順番に設け、第２の供給口の吐出側に
Ｌ／Ｄ＝１のフルフライトスクリュを介して、図１ａ．
（ピッチ１ｍｍ，刃先角３０度，山頂と谷底高さ１．５
ｍｍ）加工を施したＬ／Ｄ＝０．７５の楕円断面のニュ
ートラルスクリュー形状の制御機構部を設け、それ以外
は深溝の搬送のみのスクリュー形状としたものを用い
た。この装置において、表１に示した組成になるように
第１の供給口から、スクリュー式供給装置で難燃ナイロ
ン６ペレットとカーボンブラックを供給し、シリンダー
温度２６０℃，スクリュ回転数２００ｒｐｍで押出しを
行った。次に第２の供給口で樹脂が完全に溶融している
ことを確認した後、連続状態の炭素繊維を供給口から投
入した。連続状態の炭素繊維はスクリュ回転により定常
的に押出機内に引き込まれ、溶融樹脂と共に押出機先端
へと送られ、ストランド状に押出された。ストランドは
冷却槽で冷却後、５ｍｍ長さに切断され炭素繊維含有量
３０ｗｔ％の導電性熱可塑性樹脂組成物のペレットを得
た。ペレットは８５℃で２４時間真空乾燥乾燥した後、
射出成形機（東芝機械製ＩＳ５５ＥＰＮ）でシリンダ温
度２６０℃，金型温度８０℃の条件で射出成形し、物
性，繊維長を測定した。尚、導電性熱可塑性樹脂ストラ
ンド中の炭素繊維は、単繊維にまで開繊され、均一分散
していた。結果を表１に示す。

【００３９】比較例１〜４実施例と同じ装置を使用して難燃ナイロン６と炭素繊維
とカーボンブラックを表１に示す組成になるよう押出
し、比較例１，２はカーボンブラックを含まない導電性
熱可塑性樹脂組成物を、比較例３，４はＤＢＰ吸油量の
多いカーボンブラックを使用した導電性熱可塑性樹脂組
成物を得た。実施例と同じようにペレットを乾燥後、射
出成形して物性，繊維長を測定した。

【００４０】比較例５比較例１と同じ押出機の先端にクロスヘッドダイを設置
して、炭素繊維をクロスヘッド内に４ｋｇ／ｈで導き、
表１に示す組成になるように第１の供給口から供給され
る難燃ナイロン６（実施例１と同じ）の溶融物で被覆し
た。得られた繊維強化熱可塑性樹脂ストランドは５ｍｍ
長にカッティングされ、実施例１と同様に乾燥後射出成
形し、物性，繊維長を測定した。組成物中の炭素繊維
は、ほとんどが連続体として存在していたが、開繊性が
悪く束になって存在しており、均一分散していなかっ
た。

【００４１】

【表１】

【００４２】実施例および比較例より次のことが明らか
である。

【００４３】すなわち、本発明により得られた導電性熱
可塑性樹脂組成物は、導電性繊維の補強効果と、導電性
繊維とカーボンブラックの導電性効果が十分得られ、良
好な特性値を示している。カーボンブラックを含有しな
い比較例１，２では、良好な体積固有抵抗値が得られ
ず、炭素繊維４０ｗｔ％にした比較例２では物性の向上
が見られないばかりか比重も大きくなった。ＤＢＰ吸油
量の大きいカーボンブラックを使用した比較例３，４で
は、３ｗｔ％添加では体積固有抵抗の改善が小さく、７
ｗｔ％添加ではＩｚｏｄ衝撃強度の低下や流動性の悪化
が激しい。クロスヘッドダイを設けて繊維を長くするこ
とでカーボンブラックを添加しないで体積固有抵抗を下
げた比較例５では、体積固有抵抗値は小さくなるが流動
性が悪かった。

【００４４】

【発明の効果】本発明により、優れた導電性と機械特性
を有し、成形時の流動性にも優れた導電性熱可塑性樹脂
組成物を得ることが可能である。また、本発明の製造方
法により上記導電性熱可塑性樹脂組成物を効率的に製造
することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１ａは刃状の加工を施したスクリュの斜視
図、図１ｂは刃状の加工を施したシリンダの切開斜視図
である。図１ｃは本発明で網目の加工を施したスクリュ
の斜視図、図１ｄは網目の加工を施したシリンダの切開
斜視図である。

【図２】図２は図１ａまたはｂで示した刃状加工を施し
たスクリュまたはシリンダの刃状部分の側面の断面を拡
大した概念図である。

【図３】図３ａは順のフルフライトスクリュのフライト
上に刃状の加工を施したスクリュの側面図であり、図３
ｂは順のフルフライトスクリュのフライト上に網目加工
を施したスクリュの側面図である。

【図４】図４は本発明で好ましく使用される供給口を２
ケ設けた押出機の全体断面図である。

【符号の説明】

θ．刃先角度ｔ．ピッチｈ．山頂と谷底の高さ１．刃状加工部を有するスクリュ２．スクリュの刃状加工部３．刃状加工部を有するシリンダ４．シリンダ内壁の刃状加工部５．網目状加工部を有するスクリュ６．スクリュの網目状加工部７．網目状加工部を有するシリンダ８．シリンダ内壁の網目状加工部９．刃状加工部を有する順のフルフライトスクリュ１０．スクリュの刃状加工部１１．網目状加工部を有する順のフルフライトスクリュ１２．スクリュの網目状加工部１３．スクリュフルフライト部１４．フライト面１５．シリンダ内壁１６．第１の供給口１７．第２の供給口１８．スクリュ１９．ニーディングゾーン２０．順ネジのフルフライト２１．スクリュ凹凸面形成部２２．ダイス２３．繊維強化熱可塑性樹脂組成物２４．シリンダ内壁２５．シリンダ内壁凹凸面形成部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０１Ｂ 1/24 Ｈ０１Ｂ 1/24 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱可塑性樹脂に導電性繊維および黒色炭
素を複合化して得られる導電性熱可塑性樹脂組成物であ
って、かつ複合化する黒色炭素のＪＩＳＫ６２２１Ａ法
で行ったジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量が２５０
ｍｌ／１００ｇ以下である導電性熱可塑性樹脂組成物。
【請求項２】導電性繊維が炭素繊維である請求項１記
載の導電性熱可塑性樹脂組成物。
【請求項３】導電性熱可塑性樹脂組成物が５〜４５ｗ
ｔ％の導電性繊維と、０．５〜２０ｗｔ％の黒色炭素を
含有してなる請求項１または２記載の導電性熱可塑性樹
脂組成物。
【請求項４】粒子の平均径が３１ｎｍ以上の黒色炭素
を使用する請求項１〜３のいずれか記載の導電性熱可塑
性樹脂組成物。
【請求項５】黒色炭素がカーボンブラック、黒鉛から選
択された１種以上のものである請求項１〜４のいずれか
記載の導電性熱可塑性樹脂組成物。
【請求項６】組成物中における導電性繊維の重量平均
繊維長（Ｌｗ）と繊維径（ｄ）の関係（Ｌｗ／ｄ）が２
５〜５００であり、かつ重量平均繊維長（Ｌｗ）と数平
均繊維長（Ｌｎ）の比が１．１以上である請求項１〜５
のいずれか記載の導電性熱可塑性樹脂組成物。
【請求項７】請求項１〜６のいずれか記載の導電性熱可
塑性樹脂組成物からなる電気・電子機器のハウジング
材。
【請求項８】スクリューおよび／またはシリンダーの
少なくとも一部を表面異形化加工した開繊・繊維長制御
機構部を設けた押出機を使用し、熱可塑性樹脂を溶融す
ると共に該溶融樹脂中に連続状態の導電性繊維を供給
し、前記開繊・繊維長制御機構部を通過させながら導電
性繊維を開繊・切断して樹脂中に分散させて押出機から
吐出せしめることにより請求項１〜６のいずれか記載の
導電性熱可塑性樹脂組成物を製造することを特徴とする
導電性熱可塑性樹脂組成物の製造方法。