JPH0468348B2 - - Google Patents
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- JPH0468348B2 JPH0468348B2 JP12201485A JP12201485A JPH0468348B2 JP H0468348 B2 JPH0468348 B2 JP H0468348B2 JP 12201485 A JP12201485 A JP 12201485A JP 12201485 A JP12201485 A JP 12201485A JP H0468348 B2 JPH0468348 B2 JP H0468348B2
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- conductive
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Description
(発明の技術分野)
本発明は、機械的強度その他の機械的諸物性に
優れた導電性熱可塑性樹脂組成物に関する。さら
に詳しくは、本発明は、複雑な形状を有する精密
機械部品、電気部品及び電子機器分野に利用され
うる、安定した導電性乃至半導電性を有すると共
に、機械的性能にも優れた熱可塑性樹脂組成物に
関する。
(背景とその問題点)
近年、技術の高度化及び精密化に伴つて、各種
の機器及びその構成部品に対して材質や構造面か
らその軽薄短小化を求める声が活発化しており、
その傾向は電子材料及び電子機器の両分野におい
て著しい。そして、昨日まで金属で作られていた
部品や部材が今日はプラスチツクで置換されると
いう現象が急激に進行しつつある。しかし反面に
おいて、従来の金属製部品や部材では問題になら
なかつた機械強度その他の機械的諸物性、帯電防
止性能及び導電性等の諸問題が顕在化し、各分野
においてこれらの問題を解決するための研究が
営々と進められつつある。
ところで、ヤング率の低さその他のプラスチツ
クスの宿命とも言うべき機械強度の低さを改善す
るためには、繊維状補強剤をプラスチツクに配合
することが有力な解決手段の一つである。
一方、帯電防止性能を付与する方法としては、
多価アルコールや多価アルコールの脂肪酸エステ
ル、ポリアルキレングリコール、アルキルアミン
などの親水基を有する化合物を添加する方法があ
る。しかしながら、この親水性物質を添加する方
法では、樹脂成型品の表面抵抗は精々1011Ω程度
までしか低下せず、しかも環境湿度により著しく
抵抗値が変化する欠点がある。
また他の方法として、導電性カーボンブラツク
を樹脂中に配合する方法もある。しかし周知のよ
うに、導電性カーボンブラツクは、非常に嵩高
で、取扱に際し飛散しやすいため、作業場を汚し
易いという欠点がある。しかも本品単独にて樹脂
組成物に導電性を付与するには、少なくとも10重
量%程度の添加が必要である。しかるに、7重量
%以上の導電性カーボンブラツクの配合は、対象
成形品の機械強度を著しく低下させる。従つて、
その適用範囲は自ずと比較的狭い範囲内に限定さ
れるが、特に、導電性カーボンブラツクの単独添
加により導電性を付与した樹脂組成物における最
大の欠点は、再現性のある固有抵抗値を対象樹脂
組成物に付与しにくい点である。これをさらに詳
しくいえば、導電性カーボンブラツクを7重量%
未満の割合で添加、配合された樹脂組成物では、
熱可塑性樹脂本来の高い電気抵抗値を示すのに対
し、前者を10重量%以上の割合で添加された樹脂
組成物では、逆に導電性カーボンブラツク固有の
低い抵抗値を示すようになり、7重量%以上10重
量%未満の中間領域では、抵抗値は導電性カーボ
ンブラツク添加量の増加に応じて極めて微妙に変
化する。それ故、樹脂固有抵抗値と導電性カーボ
ンブラツク固有の抵抗値との間の中間的な設計抵
抗値を、自由にしかも安定して付与することは甚
だ困難である。即ち、導電性カーボンブラツク配
合量の僅かな変化により、配合物乃至それによる
成形品の電気特性が絶縁領域から抵抗領域へ急激
に変化するため、所望の半導電性を一定に付与す
るのは極めて難かしい。加えて、導電性カーボン
ブラツクの配合より、被配合樹脂の熱安定性が悪
化する他、成形時に起こる熱分解のため、得られ
た成形物の外観が著しく変化し、かつ成形品の耐
衝撃強度、曲げ強度が著しく低下するなど多くの
欠点を生じる。
以上の問題点を解決するための一手段として、
本発明者らが先に見出した、繊維状補強剤として
導電性を付与された導電性チタン酸カリウム(以
下「導電性PTW」という)を利利用する方法が
ある。しかしながら、所望の高い導電性を得るた
めには、該導電性PTWを例えば40%程度以上の
高充填率水準で配合する必要がある。
一方、製品の重量が10mg〜1gという小型部品
や肉厚が0.5mm以下のような薄内部を含む部品、
歯車の如く先端に鋭角部を含むような部品等の成
形に際し、ガラス繊維あるいは炭素繊維を単独で
配合した組成物を使用すると、薄肉部や歯先等の
狭隘部分への補強材の分布が不充分となつて充分
な補強効果が得られず、強度や剛性不足を生じる
のみでなく、当該補強材の配向に基づく異方性の
ため反りを生じ、さらには、表面粗さが増加する
ので精密な成形も困難である。
(発明の目的)
本発明は、実用上充分な機械強度その他の機械
的物性(以下「機械的物性」という)を有すると
共に、平滑な表面を保持し、しかも被成形物に対
し、安定して任意の導電性を発現せしめうる熱可
塑性樹脂組成物を提供することにある。
(発明の構成)
以上の目的を達成せんがため、本発明の樹脂組
成物は、組成物中に、10〜30重量%の導電性チ
タン酸カリウム繊維と、0.3〜5重量%の導電
性カーボンブラツクと、5〜30重量%のガラス
繊維及び/又は炭素繊維とが配合されていること
を特徴とする。
本発明者は、上記問題点の解決を目的として
種々研究を進めた結果、熱可塑性樹脂に、10〜
30重量%の導電性PTWと、0.3〜5重量%の導
電性カーボンブラツクと、5〜30重量%のガラ
ス繊維及び/又は炭素繊維とを配合してなる導電
性熱可塑性樹脂組成物が、導電性PTWと導電性
カーボンブラツク、ガラス繊維及び/又は炭素繊
維の配合比及び配合量に応じて、被成形物に任意
の導電性を良好な再現性をもつて付与しうるこ
と、及び上の組成物が、意外にも、導電性PTW
単独使用時より低充填量の該PTWの充填量でも
つて、被成形物に導電性PTWの特性を充分に発
揮させること、従つて、この組成物が経済的にも
極めて有利な導電性樹脂組成物であることを見出
した。
本発明者の得た新規な知見によれば、導電性
PTWと導電性カーボンブラツクとガラス繊維及
び/又は炭素繊維を前述の最的範囲内で併用する
ことにより、抵抗値が予期値より遥かに低くなる
ばかりでなく、半導電領域で、バラツキのない安
定した電気抵抗値を容易に再現でき、しかも薄肉
部や鋭角部を有する精密な寸法精度の要求される
成形品に対しても精密な射出成形が可能となり、
しかも得られた成形品は、その末端(ゲートから
遠距離の位置)に至るまで、均一の高い強度を持
ち、かつ耐熱性にも優れている。従つて本発明に
よれば、絶縁域から低抵抗域までの間の任意の導
電性能と高い機械強度及び精密な寸法を必要とす
る成形品を均一に製作することが可能となる。
本発明に使用される導電性PTWは、下記の一
般式()で示される組成の単結晶繊維であつ
て、平均繊維径0.01〜1μm、平均繊維長1〜
100μm、平均繊維長/平均繊維径比(アスペクト
比)が10以上のものである。
K2O・n(TiO2-x) ……()
(式中nは8以下の実数、xは2未満の実数を
意味する。)
この導電性PTWは、一般式、
K2O・n(TiO2)
(式中nは8以下の正の実数。)
で表されるチタン酸カリウムウイスカーを、不活
性ガス雰囲気中で、又は水素、低級炭化水素ガス
もしくはアンモニアガス等の還元性ガス雰囲気中
にて、そのまま、あるいは炭素物質などの酸素受
容体と混合して、500〜1500℃の温度にて還元的
に焼成することにより得られる。因に、この際使
用される炭素物質としては、カーボンブラツク、
グラフアイト、コークス、石油ピツチ等を例示す
ることができる。この際、チタン酸カリウムウイ
スカーと炭素物質との混合比は、還元炉の大きさ
及び材質によつて異なるが、通常、チタン酸カリ
ウムウイスカーに対して1〜50重量%の範囲であ
る。
またその他の導電性PTWとして、無電解メツ
キ法又は浸漬法もしくはスプレーコート法によ
り、チタン酸カリウムウイスカーの表面に金属、
金属酸化物等の導電性又は半導電性物質を付着さ
せ、又は沈着させたものも使用できる。参考まで
に、チタン酸カリウムウイスカーを無電解メツキ
するには、該ウイスカーを100℃のアルカリ性領
域のニツケル、銅、白金、銀等のメツキ液中に5
分〜1時間浸漬、撹拌する。またスプレーコート
法においては、200〜900℃に加熱されたチタン酸
カリウムウイスカーに、錫、ニツケル、インジウ
ム、アンチモン等のハロゲン化物、硫酸塩又は酸
化物の水溶液又は水性有機媒溶液をスプレーガン
等を用いて噴霧、塗布し、該ウイスカーの表面を
被覆する。
上記各導電性PTWは、通常、無処理状態のま
までも使用できるが、熱可塑性樹脂との界面接着
性をより良好にするため、シランカツプリング
剤、チタネートカツプリング剤など目的に応じた
表面処理剤を使用した方が一般に良い結果を与え
る。
以上の導電性PTWの配合量は、導電性の付与、
寸法精度の向上並びに剛性、機械強度の向上とい
う諸点から、組成物中10〜30重量%の範囲で配合
されるのが好ましい。前記配合量が10重量%未満
では、成形品の薄肉部の機械的強度及び導電性を
充分向上させることができない。一方、30重量%
を越えて使用しても、該限界量を越える量に見合
う程の機械的強度向上及び導電性増大効果を認め
にくい傾向にある。
本発明に使用される導電性カーボンブラツクと
しては、例えばフアーネスブラツク、サーマルブ
ラツク、チヤンネルラツク及びグラフアイト等が
挙げられる。しかし特に、
ストラクチヤーが発達しやすい。
粒子径が小さい。
表面積が大きい。
π電子を捕捉する不純物が少ない。
グラフアイト化が進んでいる。
などの導電性に必要な性能を考慮すると、フアー
ネスブラツクのうち、コンダクテイブフアーネス
の一員であるケツチエンブラツクが最適である。
導電性PTWと併用される導電性カーボンブラ
ツクの配合量は、目標とする導電性及び半導電性
の程度に応じて組成物中0.3〜重量%の範囲内が
好適である。使用量が0.3重量%以下では、樹脂
中で導電性を付与できる程のストラクチヤーが構
成されず、従つて、導電性PTWとの併用効果を
殆ど期待できない。他方、配合量が5重量%を越
えると、成形品における機械的物性の低下が著し
いのみでなく、樹脂組成物の熱安定性も低下し、
加えて造粒時の加工性も悪くなる。
本発明で使用されるガラス繊維は、SiO2、
B2O3Al2O3、CaO、Na2O、K2Oなどの酸化物を
成分とした無機ガラスから得られ、その目的に応
じて無アルカリガラス(Eガラス)、含アルカリ
ガラス(Cガラス)、耐アルカリガラス(Aガラ
ス)などが選択して使用されるが、強化効果の点
で、樹脂強化用として一般に用いられているEガ
ラスが好ましい。これらガラス繊維の繊維長は、
樹脂への配合上0.1〜10mmのものが好ましく、通
常樹脂充填用として使用されている3mmや6mm程
度の長さを有するチヨツプドストランドが特に好
適である。
以上のガラス繊維は、無処理状態でも使用でき
るが、アミノシラン、エポキシシラン等のシラン
カツプリング剤やクロム系カツプリング剤及び該
繊維の集束を目的としてプラスチツク系集束剤な
どで処理したものが目的上より好適である。
本発明に使用し得る炭素繊維(カーボンフアイ
バー)は、アクリロニトリル系又はピツチ系等の
いずれでもよい。またその繊維長は、0.1〜10mm
のものが好ましいが、通常は、普通樹脂充填用と
して使用されている3〜6mm程度の長さを有する
チヨツプドフアイバーが好適に用いられる。本炭
素繊維も、表面を種々の処理剤、例えばエポキシ
樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂又
はポリアセタール樹脂等で処理されたもの或はプ
ラズマ等でその表面を表面酸化処理されたものを
用いることが好ましいが、発明目的上表面処理が
不可欠である訳ではない。
ガラス繊維及び/又は炭素繊維の配合量は、組
成物中5〜30重量%での範囲内であることが好ま
しい。これら繊維の量が5重量%未満であれば強
度改良効果が不充分である。また、30重量%を越
えて使用しても、該限界量に見合う程の機械的強
度の向上効果を期待できないのみでなく、成形品
の表面粗さが大きくなり、その上、組成物の造粒
化も難しくなる外、造粒機の摩耗が激しくなるの
で好ましくない。
本発明でいう熱可塑性樹脂は、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル樹脂等の汎用熱
可塑性プラスチツク以外に、脂肪族ポリアミド、
芳香族ポリアミド、熱可塑性ポリエステル、ポリ
アセタール、ポリフエニレンサルフアイド、ポリ
サルフオン、ポリエーテルイミド、ポリエーテル
ケトン等のエンジニアリングプラスチツクスの全
てを含む。
以上の熱可塑性樹脂に、導電性PTW、導電性
カーボンブラツク、ガラス繊維及び/又は炭素繊
維を配合する方法自体は任意であつて、ドライブ
レンドする方法、押出機を用いて熔融した熱可塑
性樹脂に混入する方法のような公知の配合法を自
由に採用することができる。しかしながら、混練
過程中における導電性PTW繊維、カーボンフア
イバー及びガラス繊維の切断や導電性カーボンブ
ラツクのストラクチヤーの破壊を防止乃至抑制す
るには、緩和な混練手段、例えば押出機を用いて
熔融した熱可塑性樹脂中に導電性PTW、導電性
カーボンブラツク、カーボンフアイバー、ガラス
繊維を配合する手段を採用するのが好ましい。
本発明の樹脂組成物には、さらに所望により、
それ自体公知の熱安定剤、光安定剤、可塑剤等の
対衝撃性付与剤、滑剤、難燃化剤、色素もしくは
顔料等を必要に応じて、かつ本発明の効果を失わ
せない範囲で任意に添加することができる。
(実施例)
以下、実施例を掲げて発明具体化の例及び発明
の具体的効果等について記述するが、例示は当然
説明用のものであつて、発明思想の内包・外延を
規定するものではない。
実施例 1
ポリプロピレン[三井東圧化学(株)製;ノーブレ
ンH501]、チタン酸カリウムウイスカーを不活性
雰囲気中で1000℃にて還元焼成した導電性PTW
[大塚化学(株)製]、ケツチエンブラツクEC−P[ラ
イオンアクゾ(株)製]及び平均繊維長3mmのガラス
繊維[旭フアイバーグラス社製;CS03−
MA497]を下表−1に示す配合組成として、220
℃に設定された4mmφ二軸押出機にて、熔融した
ノーブレンH501に上記の導電性PTW、ケツチン
グブラツクEC−P及びガラス繊維を混入し、押
出し造粒化した。その後、下記条件下で射出成形
を行い、物性測定用テストピースを作成した。
シリンダー温度:21℃
射出圧力:500Kg/cm2
射出時間:15秒
金型温度:60℃
得られた各テストピースについて、電気的性質
と機械的強度とを測定した。その結果を下表−1
に示す。
(Technical Field of the Invention) The present invention relates to a conductive thermoplastic resin composition having excellent mechanical strength and other mechanical properties. More specifically, the present invention relates to thermoplastic resins that have stable conductivity or semiconductivity and have excellent mechanical performance, which can be used in the fields of precision mechanical parts, electrical parts, and electronic devices having complex shapes. Regarding the composition. (Background and issues) In recent years, as technology has become more sophisticated and precise, there has been an increasing demand for various devices and their component parts to be lighter, thinner, shorter, and smaller in terms of materials and structure.
This trend is remarkable in both the fields of electronic materials and electronic devices. Furthermore, the phenomenon is rapidly progressing that parts and components that were made of metal until yesterday are now being replaced with plastic. However, on the other hand, various problems such as mechanical strength and other mechanical properties, antistatic performance, and conductivity, which were not problems with conventional metal parts and members, have become apparent, and it is necessary to solve these problems in each field. Research is being actively carried out. By the way, in order to improve the low Young's modulus and other low mechanical strength that can be said to be the fate of plastics, one effective solution is to incorporate a fibrous reinforcing agent into plastics. On the other hand, as a method of imparting antistatic performance,
There is a method of adding a compound having a hydrophilic group such as a polyhydric alcohol, a fatty acid ester of a polyhydric alcohol, a polyalkylene glycol, or an alkylamine. However, this method of adding a hydrophilic substance has the disadvantage that the surface resistance of the resin molded product is reduced to about 10 11 Ω at most, and the resistance value changes significantly depending on the environmental humidity. Another method is to mix conductive carbon black into the resin. However, as is well known, conductive carbon black has the disadvantage that it is very bulky and easily scatters when handled, making it easy to pollute the workplace. Moreover, in order to impart conductivity to the resin composition using this product alone, it is necessary to add at least about 10% by weight. However, when 7% by weight or more of conductive carbon black is added, the mechanical strength of the molded article is significantly reduced. Therefore,
The scope of its application is naturally limited to a relatively narrow range, but the biggest drawback in resin compositions that have been given conductivity by adding conductive carbon black alone is that This is difficult to add to the composition. To explain this in more detail, 7% by weight of conductive carbon black
In resin compositions added and blended at a ratio of less than
While thermoplastic resins exhibit high electrical resistance values, resin compositions containing the former at a ratio of 10% or more by weight conversely exhibit low resistance values characteristic of conductive carbon black. In the intermediate range of % by weight or more and less than 10% by weight, the resistance value changes very slightly as the amount of conductive carbon black added increases. Therefore, it is extremely difficult to freely and stably provide an intermediate design resistance value between the resin specific resistance value and the specific resistance value of conductive carbon black. In other words, a slight change in the amount of conductive carbon black mixed can cause the electrical properties of the compound or molded product made from it to change rapidly from an insulating region to a resistive region, so it is extremely difficult to consistently impart the desired semiconductivity. It's difficult. In addition, the blending of conductive carbon black deteriorates the thermal stability of the blended resin, and due to thermal decomposition that occurs during molding, the appearance of the resulting molded product changes significantly, and the impact strength of the molded product decreases. , many disadvantages occur, such as a significant decrease in bending strength. As a means to solve the above problems,
There is a method of utilizing conductive potassium titanate (hereinafter referred to as "conductive PTW") imparted with conductivity as a fibrous reinforcing agent, which was previously discovered by the present inventors. However, in order to obtain the desired high conductivity, it is necessary to incorporate the conductive PTW at a high filling rate level of, for example, about 40% or more. On the other hand, small parts with a product weight of 10mg to 1g and parts with thin internal parts with a wall thickness of 0.5mm or less,
If a composition containing only glass fiber or carbon fiber is used when molding parts such as gears that have sharp edges at their tips, the reinforcing material may not be distributed in narrow areas such as thin parts or tooth tips. If the reinforcing material becomes insufficient, it will not be possible to obtain a sufficient reinforcing effect, resulting in insufficient strength and rigidity, as well as warping due to anisotropy based on the orientation of the reinforcing material, and furthermore, surface roughness will increase, making precision Molding is also difficult. (Objective of the Invention) The present invention has practically sufficient mechanical strength and other mechanical properties (hereinafter referred to as "mechanical properties"), maintains a smooth surface, and is stable against molded objects. An object of the present invention is to provide a thermoplastic resin composition that can exhibit arbitrary conductivity. (Structure of the Invention) In order to achieve the above object, the resin composition of the present invention contains 10 to 30% by weight of conductive potassium titanate fibers and 0.3 to 5% by weight of conductive carbon. It is characterized by containing black and 5 to 30% by weight of glass fiber and/or carbon fiber. As a result of various research aimed at solving the above problems, the present inventor discovered that thermoplastic resin
A conductive thermoplastic resin composition containing 30% by weight of conductive PTW, 0.3 to 5% by weight of conductive carbon black, and 5 to 30% by weight of glass fiber and/or carbon fiber is conductive. Depending on the blending ratio and amount of conductive PTW, conductive carbon black, glass fiber and/or carbon fiber, arbitrary conductivity can be imparted to the molded article with good reproducibility, and the above composition. The object is, surprisingly, conductive PTW
A conductive resin composition that allows the properties of the conductive PTW to be fully exhibited in the molded object even with a filling amount of the PTW that is lower than that when used alone, and that this composition is economically extremely advantageous. I discovered that it is a thing. According to the new findings obtained by the present inventor, conductive
By using PTW, conductive carbon black, and glass fiber and/or carbon fiber together within the above-mentioned optimum range, the resistance value is not only much lower than expected, but also stable with no variation in the semiconductive region. The electrical resistance value can be easily reproduced, and it is also possible to perform precise injection molding for molded products that require precise dimensional accuracy, such as thin-walled parts or sharp-angled parts.
Moreover, the obtained molded product has uniformly high strength all the way to its end (a position far from the gate) and has excellent heat resistance. Therefore, according to the present invention, it is possible to uniformly manufacture molded products that require arbitrary conductive performance from an insulating range to a low resistance range, high mechanical strength, and precise dimensions. The conductive PTW used in the present invention is a single crystal fiber having a composition represented by the following general formula (), with an average fiber diameter of 0.01 to 1 μm and an average fiber length of 1 to 1 μm.
100 μm, and the average fiber length/average fiber diameter ratio (aspect ratio) is 10 or more. K 2 O・n (TiO 2-x ) ...() (In the formula, n means a real number of 8 or less, and x means a real number of less than 2.) This conductive PTW is expressed by the general formula, K 2 O・n (TiO 2 ) (In the formula, n is a positive real number of 8 or less.) Potassium titanate whiskers expressed as It is obtained by reductively firing the mixture at a temperature of 500 to 1500°C either as it is or mixed with an oxygen acceptor such as a carbon material. Incidentally, the carbon materials used at this time include carbon black,
Examples include graphite, coke, and petroleum pitch. At this time, the mixing ratio of the potassium titanate whiskers and the carbon material varies depending on the size and material of the reduction furnace, but is usually in the range of 1 to 50% by weight relative to the potassium titanate whiskers. In addition, as other conductive PTW, metal,
Materials to which conductive or semiconductive substances such as metal oxides are attached or deposited can also be used. For reference, to electrolessly plate potassium titanate whiskers, place the whiskers in an alkaline plating solution of nickel, copper, platinum, silver, etc. at 100℃ for 5 minutes.
Soak and stir for 1 minute to 1 hour. In addition, in the spray coating method, an aqueous solution or an aqueous organic medium solution of a halide, sulfate, or oxide such as tin, nickel, indium, or antimony is applied to potassium titanate whiskers heated to 200 to 900°C using a spray gun or the like. The whisker surface is coated by spraying and coating. Each of the above conductive PTWs can normally be used in an untreated state, but in order to improve the interfacial adhesion with thermoplastic resins, surface treatments such as silane coupling agents or titanate coupling agents are applied depending on the purpose. The use of agents generally gives better results. The above amount of conductive PTW imparts conductivity,
From the viewpoint of improving dimensional accuracy, rigidity, and mechanical strength, it is preferably blended in an amount of 10 to 30% by weight in the composition. If the blending amount is less than 10% by weight, the mechanical strength and conductivity of the thin-walled part of the molded article cannot be sufficiently improved. Meanwhile, 30% by weight
Even if it is used in an amount exceeding the limit amount, it is difficult to see an effect of improving mechanical strength and increasing conductivity commensurate with the amount exceeding the limit amount. Examples of the conductive carbon black used in the present invention include furnace black, thermal black, channel black, and graphite. However, structures are particularly susceptible to development. Particle size is small. Large surface area. There are fewer impurities that capture π electrons. Graphite is progressing. Considering the performance required for conductivity, the most suitable furnace black is a conductive furnace. The amount of conductive carbon black used in combination with conductive PTW is preferably within the range of 0.3 to % by weight of the composition, depending on the target degree of conductivity and semiconductivity. If the amount used is 0.3% by weight or less, structures sufficient to impart conductivity will not be formed in the resin, and therefore, almost no effect can be expected when used in combination with conductive PTW. On the other hand, if the blending amount exceeds 5% by weight, not only the mechanical properties of the molded article will deteriorate significantly, but also the thermal stability of the resin composition will decrease.
In addition, the processability during granulation also deteriorates. The glass fibers used in the present invention are SiO 2 ,
It is obtained from inorganic glass containing oxides such as B 2 O 3 Al 2 O 3 , CaO, Na 2 O, and K 2 O. Depending on the purpose, it can be used as alkali-free glass (E glass) or alkali-containing glass (C glass). Glass), alkali-resistant glass (A glass), etc. are selected and used, but E glass, which is generally used for resin reinforcement, is preferable in terms of its reinforcing effect. The fiber length of these glass fibers is
For blending into resin, 0.1 to 10 mm is preferable, and chopped strands having a length of about 3 mm or 6 mm, which are usually used for resin filling, are particularly suitable. The above-mentioned glass fibers can be used in an untreated state, but it is better to treat them with a silane coupling agent such as aminosilane or epoxysilane, a chromium-based coupling agent, or a plastic-based sizing agent for the purpose of bundling the fibers. suitable. The carbon fibers that can be used in the present invention may be acrylonitrile-based, pitch-based, or the like. Also, the fiber length is 0.1~10mm
A chopped fiber having a length of about 3 to 6 mm, which is normally used for resin filling, is preferably used. It is preferable to use carbon fibers whose surfaces have been treated with various treatment agents such as epoxy resin, polyamide resin, polycarbonate resin, or polyacetal resin, or whose surfaces have been oxidized with plasma or the like. However, surface treatment is not essential for the purpose of the invention. The amount of glass fiber and/or carbon fiber blended is preferably within the range of 5 to 30% by weight in the composition. If the amount of these fibers is less than 5% by weight, the strength improving effect will be insufficient. Furthermore, even if it is used in an amount exceeding 30% by weight, not only is it not possible to expect an effect of improving mechanical strength commensurate with the limit amount, but also the surface roughness of the molded product becomes large, and in addition, the composition This is not preferable because it not only makes granulation difficult but also causes severe wear on the granulator. The thermoplastic resin referred to in the present invention includes polyethylene,
In addition to general-purpose thermoplastics such as polypropylene and polyvinyl chloride resin, aliphatic polyamide,
Includes all engineering plastics such as aromatic polyamide, thermoplastic polyester, polyacetal, polyphenylene sulfide, polysulfone, polyetherimide, and polyether ketone. The method of blending conductive PTW, conductive carbon black, glass fiber and/or carbon fiber with the above thermoplastic resin is arbitrary, and methods include dry blending, melting the thermoplastic resin using an extruder, etc. Known formulation methods such as mixing methods can be freely employed. However, in order to prevent or suppress the cutting of conductive PTW fibers, carbon fibers, and glass fibers and the destruction of the conductive carbon black structure during the kneading process, it is necessary to use mild kneading means, such as an extruder, to melt the thermoplastic material. It is preferable to adopt a method of blending conductive PTW, conductive carbon black, carbon fiber, or glass fiber into the resin. The resin composition of the present invention further includes, if desired,
A heat stabilizer, a light stabilizer, a plasticizer, a lubricant, a flame retardant, a dye or a pigment, etc., which are known per se, may be added as necessary and within the range that does not impair the effects of the present invention. Can be added arbitrarily. (Examples) Examples of embodiments of the invention and specific effects of the invention will be described below using examples, but the examples are of course for illustrative purposes and are not intended to define the connotation or extension of the idea of the invention. do not have. Example 1 Conductive PTW made by reducing and firing polypropylene [manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.; Noblen H501] and potassium titanate whiskers at 1000°C in an inert atmosphere.
[manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.], Ketsutien Black EC-P [manufactured by Lion Akzo Co., Ltd.], and glass fiber with an average fiber length of 3 mm [manufactured by Asahi Fiberglass Co., Ltd.; CS03-
MA497] with the composition shown in Table 1 below, 220
In a 4 mmφ twin-screw extruder set at .degree. C., the above conductive PTW, Ketting Black EC-P and glass fiber were mixed into the molten Noblen H501, and the mixture was extruded and granulated. Thereafter, injection molding was performed under the following conditions to create a test piece for measuring physical properties. Cylinder temperature: 21°C Injection pressure: 500Kg/cm 2 Injection time: 15 seconds Mold temperature: 60°C The electrical properties and mechanical strength of each test piece obtained were measured. The results are shown in Table-1 below.
Shown below.
【表】
表に示した体積固有抵抗値及び曲げ強度から明
らかなように、導電性PTWと導電性カーボンブ
ラツクの併用により、優れた導電性が得られ、ガ
ラス繊維をさらに併用することにより、導電性を
殆どかえることなく高強度が達成可能である。
また、厚さ0.5mm、縦65mm、横50mmの薄型ケー
スを射出成形したが、実施例1−1〜同1−5い
ずれも表面平滑性が良好で、反りも見られず、寸
法精度の良好なことが確認された。
実施例 2
ジユラコンM90−02[ポリプラスチツク(株);ポ
リアセタール]、実施例1と同一の導電性PTW
[大塚化学(株)製]、ケツチエンブラツクEC−DJ50
[ライオンアクゾ(株)製]及び断面直径9μ、平均繊
維長6mmの炭素繊維[米国、ハーキユレス社製;
マグナマイト1810AS]を下表−2に示す配合組
成として、220℃に設定した4mmφの二軸押出機
にて、熔融したジユラコンM90−02に上記の導電
性PTWケツチエンブラツクEC−DJ500及び炭素
繊維を混入し、押出し造粒した。その後、下記条
件で射出成形し、物性測定用テストピースを作成
した。
シリンダー温度:200℃
射出圧力:1000Kg/cm2
射出時間:30秒
金型温度:80℃
続いて、電気的性質と機械的強度を測定した。
その結果を下表−2に示す。[Table] As is clear from the volume resistivity and bending strength shown in the table, excellent conductivity can be obtained by using conductive PTW and conductive carbon black in combination, and by further using glass fiber in combination, High strength can be achieved with little change in properties. In addition, thin cases with a thickness of 0.5 mm, a length of 65 mm, and a width of 50 mm were injection molded, and all of Examples 1-1 to 1-5 had good surface smoothness, no warping, and good dimensional accuracy. This was confirmed. Example 2 Diuracon M90-02 [Polyplastic Co., Ltd.; polyacetal], the same conductive PTW as Example 1
[Manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.] Ketuchen Black EC-DJ50
[manufactured by Lion Akzo Co., Ltd.] and carbon fiber with a cross-sectional diameter of 9 μm and an average fiber length of 6 mm [manufactured by Hercules, USA;
Magnamite 1810AS] was mixed with the composition shown in Table 2 below, and the above-mentioned conductive PTW ketschen black EC-DJ500 and carbon fiber were added to the melted Jyuracon M90-02 using a 4 mmφ twin-screw extruder set at 220°C. The mixture was mixed and extruded into granules. Thereafter, injection molding was performed under the following conditions to create a test piece for measuring physical properties. Cylinder temperature: 200°C Injection pressure: 1000Kg/cm 2 Injection time: 30 seconds Mold temperature: 80°C Subsequently, electrical properties and mechanical strength were measured.
The results are shown in Table 2 below.
【表】
上表−2から明らかなように、炭素繊維の配合
量が5重量%未満では、機械物性の改良効果が小
さく、一方、30重量%を越えると、表面粗さが大
きくなり、精密成形品の成形材料としては適さな
い傾向が見られた。
また、実施例2−3のペレツト製造(造粒)も
導電性PTW及び導電性カーボンブラツクを併用
しているためか、炭素繊維の30重量%充填も引取
り性の面からなり困難であつた。
実施例 3
RENY6001[三菱瓦斯化学(株)製;ナイロン
MXD6]、チタン酸カリウムウイスカーとコーク
スとを混合し、水素ガスとプロパンガスの混合気
流中で還元焼成すすることにより得られた導電性
PTW[大塚化学(株)製]及びケツチエンブラツク
EC−P[ライオンアクゾ(株)製]、長さ3mmのガラ
スチヨツプドストライド及び長さ6mmの炭素繊維
を下表−3に示す配合組成として、270℃に設定
された45mmφの二軸押出機にて、熔融した
RENY6001に上記の導電性PTW、ケツチエンブ
ラツクEC−Pガラス繊維及び炭素繊維を混入し、
押出し造粒した。その後、下記条件で射出成形
し、物性測定用テストピースを作成した。
シリンダー温度:285℃
射出圧力:1000Kg/cm2
射出時間:20秒
金型温度:120℃
得られたテストピースについて、電気的性質と
機械的強度を測定した。その結果を下表−3に示
す。[Table] As is clear from Table 2 above, when the amount of carbon fiber blended is less than 5% by weight, the effect of improving mechanical properties is small, while when it exceeds 30% by weight, surface roughness increases and precision There was a tendency that it was not suitable as a molding material for molded products. In addition, in the pellet production (granulation) of Example 2-3, it was difficult to fill the pellet with 30% by weight of carbon fiber due to the ease of taking it off, probably because conductive PTW and conductive carbon black were used together. . Example 3 RENY6001 [manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.; nylon
MXD6], an electrically conductive product obtained by mixing potassium titanate whiskers and coke and reducing and calcining the mixture in a mixed flow of hydrogen gas and propane gas.
PTW [manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.] and Ketsutien Black
EC-P [manufactured by Lion Akzo Co., Ltd.], a 45 mmφ twin shaft set at 270°C with the composition shown in Table 3 below, a glass chopped stride with a length of 3 mm and a carbon fiber with a length of 6 mm. Melted in an extruder
Mix RENY6001 with the above conductive PTW, Ketsuen Black EC-P glass fiber and carbon fiber,
Extrusion granulation was performed. Thereafter, injection molding was performed under the following conditions to create a test piece for measuring physical properties. Cylinder temperature: 285°C Injection pressure: 1000 Kg/cm 2 Injection time: 20 seconds Mold temperature: 120°C The electrical properties and mechanical strength of the obtained test piece were measured. The results are shown in Table 3 below.
【表】
上表−3から明らかなように、導電性PTW10
〜20重量%、導電性カーボンブラツク2〜5重量
%、ガラス繊維及び/又は炭素繊維5〜20重量%
の配合において、102〜1010Ω・cmの任意の導電性
と高い強度とを有する成形品用材料を提供できる
ことが分る。
実施例 4
テイジンPBT CL7000[帝人(株);ポリブチレン
テレフタレート]、チタン酸カリウムウイスカー
を300℃に加熱し、塩化第二錫の水溶液のスプレ
ーにて表面を導電被覆して得られた導電性PTW
[大塚化学(株)製]、ケツチエンブラツクEC−P[ラ
イオンアクゾ(株)製]及び長さ6mmの炭素繊維を、
下表−4に示す配合組成として、240℃に設定さ
れた45mmφの二軸押出機を用い、熔融した上掲
PBT CL7000に、上記導電性PTW、ケツチエン
ブラツクEC−P及び炭素繊維を混入し、押出し
造粒した。その後、下記条件で射出成形を行い、
物性測定用テストピースを作成した。
シリンダー温度:245℃
射出圧力:1000Kg/cm2
射出時間:20秒
金型温度:100℃
次いで、得られたテストピースについて電気的
性質と機械的強度とを測定した。その結果を下表
−4に示す。[Table] As is clear from Table 3 above, conductive PTW10
~20% by weight, 2-5% by weight of conductive carbon black, 5-20% by weight of glass fiber and/or carbon fiber.
It has been found that it is possible to provide a material for molded articles having any desired electrical conductivity of 10 2 to 10 10 Ω·cm and high strength in the formulation. Example 4 Conductive PTW obtained by heating Teijin PBT CL7000 [Teijin Ltd.; polybutylene terephthalate] and potassium titanate whiskers to 300°C and conductive coating the surface with a spray of an aqueous solution of stannic chloride.
[manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.], Ketsutien Black EC-P [manufactured by Lion Akzo Co., Ltd.] and carbon fiber with a length of 6 mm,
The composition shown in Table 4 below was melted using a 45mmφ twin-screw extruder set at 240°C.
The above-mentioned conductive PTW, Ketchen Black EC-P and carbon fiber were mixed into PBT CL7000 and granulated by extrusion. After that, injection molding is performed under the following conditions,
A test piece for measuring physical properties was created. Cylinder temperature: 245°C Injection pressure: 1000 Kg/cm 2 Injection time: 20 seconds Mold temperature: 100°C Next, the electrical properties and mechanical strength of the obtained test piece were measured. The results are shown in Table 4 below.
【表】
(発明の効果)
本発明によれば、成形品の機械的強度が高く、
また寸法精度にも優れ、しかも絶縁或から導電域
までの任意の導電性を再現しうる樹脂組成物を容
易に得ることができる。
特に、本発明の導電性熱可塑性樹脂組成物は、
体積固有抵抗値で1014〜1010Ω・cmの帯電防止材
料、1010〜104Ω・cmの半導電性材料及び104〜
100Ω・cmの導電性成形材料を提供できるので、
電子部品の梱包、収納材料、複写機、プリンター
等のOA機器の機構部品やハウジングなどの成形
に好適な樹脂材料を提供する。[Table] (Effects of the invention) According to the present invention, the mechanical strength of the molded product is high;
Furthermore, it is possible to easily obtain a resin composition that has excellent dimensional accuracy and can reproduce any desired electrical conductivity from an insulating to a conductive range. In particular, the conductive thermoplastic resin composition of the present invention is
Antistatic materials with a volume resistivity of 10 14 to 10 10 Ω・cm, semiconductive materials with a volume resistivity of 10 10 to 10 4 Ω・cm, and 10 4 to 10 4 Ω・cm
Since we can provide conductive molding materials with a resistance of 100 Ω・cm,
We provide resin materials suitable for packaging electronic parts, storage materials, and molding of mechanical parts and housings for OA equipment such as copiers and printers.
Claims (1)
繊維と、0.3〜5重量%の導電性カーボンブラ
ツクと、5〜30重量%のガラス繊維及び/又は
炭素繊維とが配合されていることを特徴とする安
定した導電性又は半導電性を備え、かつ強度に優
れた導電性熱可塑性樹脂組成物。1. It is characterized by containing 10-30% by weight of conductive potassium titanate fibers, 0.3-5% by weight of conductive carbon black, and 5-30% by weight of glass fibers and/or carbon fibers. A conductive thermoplastic resin composition that has stable conductivity or semiconductivity and excellent strength.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12201485A JPS61278566A (en) | 1985-06-04 | 1985-06-04 | Electrically conductive thermoplastic resin composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12201485A JPS61278566A (en) | 1985-06-04 | 1985-06-04 | Electrically conductive thermoplastic resin composition |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61278566A JPS61278566A (en) | 1986-12-09 |
| JPH0468348B2 true JPH0468348B2 (en) | 1992-11-02 |
Family
ID=14825438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12201485A Granted JPS61278566A (en) | 1985-06-04 | 1985-06-04 | Electrically conductive thermoplastic resin composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61278566A (en) |
Families Citing this family (8)
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|---|---|---|---|---|
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| JPH01268759A (en) * | 1988-04-19 | 1989-10-26 | Tokai Rubber Ind Ltd | Electrically semiconductive high polymer material composition |
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| JP2011132550A (en) * | 2011-04-07 | 2011-07-07 | Mitsubishi Engineering Plastics Corp | Polyamide resin composition and conductive shaft-like molding |
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-
1985
- 1985-06-04 JP JP12201485A patent/JPS61278566A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61278566A (en) | 1986-12-09 |
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