(57)【要約】【課題】スチレン変性ポリフェニレンエーテル樹脂とカーボンブラックを含有する再生材組成物を用い、経済性、機械物性に優れた導電性再製樹脂成形品を提供すること。【解決手段】スチレン変性ポリフェニレンエーテル樹脂とカーボンブラックを含有する再生材組成物１００重量部に対し、ポリスチレンとカーボンブラックを含有し、表面抵抗値が１００Ω以下の導電マスターバッチを２〜１０重量部添加して得られる、表面抵抗値が１０６Ω以下であることを特徴とする導電性樹脂組成物。導電マスターバッチが、ポリスチレン５０〜７５重量％とカーボンブラック２５〜５０重量％であることを特徴とする導電性樹脂組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
スチレン変性ポリフェニレンエーテル樹脂とカーボンブラックを含有する再生材組成物１００重量部に対し、ポリスチレンとカーボンブラックを含有し、表面抵抗値が１００Ω以下の導電マスターバッチを２〜１０重量部添加して得られる、表面抵抗値が１０６Ω以下であることを特徴とする導電性樹脂組成物。
【請求項２】
導電マスターバッチが、ポリスチレン５０〜７５重量％とカーボンブラック２５〜５０重量％であることを特徴とする請求項１に記載の導電性樹脂組成物。
【請求項３】
再生材組成物が、スチレン変性ポリフェニレンエーテル樹脂７５〜９０重量％、カーボンブラック１０〜２５重量％であることを特徴とする請求項１または２に記載の導電性樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１〜３いずれかに記載の導電性樹脂組成物を用いて得られる、表面抵抗値が１０６Ω以下であることを特徴とする成形品。
【請求項５】
スチレン変性ポリフェニレンエーテル樹脂とカーボンブラックを含有する再生材組成物１００重量部に対し、ポリスチレンとカーボンブラックを含有し、表面抵抗値が１００Ω以下の導電マスターバッチを２〜１０重量部添加し溶融混練して得られる、表面抵抗値が１０６Ω以下の導電性樹脂組成物を成形して得られる成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スチレン変性ポリフェニレンエーテル樹脂とカーボンブラックからなる再生材組成物を用いて得られる、導電性の再生樹脂成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂のうち、スチレン変性ポリフェニレンエーテル樹脂（以下変性ＰＰＥ樹脂と略す）は耐熱性が良好で成形収縮率が小さいため成形品の寸法精度が得られやすくそりが生じにくい。また、変性ＰＰＥ樹脂にカーボンブラックを含有させて帯電防止対策を講ずることは、帯電圧破壊を受けやすい電子部品容器を中心に各種成形品、特にＩＣトレイに応用されている。
【０００３】
そして、近年においては変形、傷、割れ等が生じて使用に差し支えがあるＩＣトレイはそのまま廃棄せず、粉砕後溶融して再ペレット化し再生材組成物として使用される傾向にある。
【０００４】
しかし、高導電材料であるカーボンブラックは、樹脂と溶融混練される際に加わるせん断応力でそのストラクチャーが破壊されやすい。よって、再生材組成物製造時の再ペレット化工程において表面抵抗値が上昇してしまうため、カーボンブラックを含有する導電性樹脂成形品において、帯電防止能を安定的に発現せしめる表面抵抗値とされている１０６Ω以下の導電性を得ることが困難になることがある。
【０００５】
この問題を解決するため、例えばベースレジンを変性ＰＰＥ樹脂とし、これに高ストラクチャーのカーボンブラックを高濃度に含有させた導電マスターバッチを作製する。そして、この導電マスターバッチを再生材組成物の再ペレット化工程において添加することにより、得られる導電性樹脂組成物及び成形品の表面抵抗値を１０６Ω以下に改善することが考えられる。
【０００６】
一般にカーボンブラックは樹脂へ混練しにくいため、バンバリーミキサーのような強混練機が用いられている。しかし、変性ＰＰＥ樹脂は比較的融点が高く粘度が高いため、バンバリーミキサーの使用は適さず、カーボンブラックを高充填した導電マスターバッチを得ることは困難であった。そのため、必然的に多量の導電マスターバッチを再生材組成物へ添加することにより、得られる成形品の表面抵抗値を１０６Ω以下にしていた。
【０００７】
一例を挙げると、変性ＰＰＥ樹脂６５〜８５重量％、マイカ０〜１５重量％、カーボンブラック１０〜１５重量％の配合組成で構成された、いずれの部分においても安定して表面抵抗値が１０６Ω以下である導電性樹脂成形品を粉砕後、再押出によりペレットを造粒し再生材組成物としたものを、再び成形し同様に表面抵抗値を測定したところ、概ね１０７〜１０８Ωであったが部分的に導通が取れない箇所もあり、安定した導電性を有する再生樹脂成形品は得られなかった。
【０００８】
このとき、例えば変性ＰＰＥ樹脂８２重量％、カーボンブラック１８重量％を溶融混練して成る導電マスターバッチを上記再生材ペレットに添加する際、安定して表面抵抗値１０６Ω以下が得られる添加量を求めたところ、再生材ペレット１００重量部に対し概ね２０〜２５重量部以上が必要であった。
【０００９】
上記方法は、再生樹脂成形品における表面抵抗値を得るために高価格の変性ＰＰＥ樹脂を用いる上に工程数も増加するので、再生樹脂成形品でないものと比較して価格競争の点で劣るため経済的な手法とは言えず実用的ではなかった。
【００１０】
【特許文献１】本発明は、本発明者らが上記事実に鑑み、公知・公用の技術をもとに開発したものである。開発にあたり先行技術文献の調査を行ったが技術的に近い文献はなかったため記載しない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明者らは、変性ＰＰＥ樹脂とカーボンブラックとからなる再生材組成物を用いて製造される導電性樹脂成形品において、機械物性、特に耐熱性と剛性を低下させずに導電性を改善させるために、カーボンブラックを高充填することにより導電マスターバッチの添加を必要最小限に抑えることが可能となりうるベースレジンの選定が必要と考えた。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、変性ＰＰＥ樹脂と相溶性の高いポリスチレンをベースレジンとして用い、導電材料としてカーボンブラックを可能な限り高充填した導電マスターバッチを作製し、これを再生材組成物へ必要最小限添加することにより、変性ＰＰＥ樹脂が本来有している高い耐熱性や剛性を可能な限り保持し、且つ経済的に導電性を改善するものである。
【００１３】
即ち、第１の発明は、スチレン変性ポリフェニレンエーテル樹脂とカーボンブラックを含有する再生材組成物１００重量部に対し、ポリスチレンとカーボンブラックを含有し、表面抵抗値が１００Ω以下の導電マスターバッチを２〜１０重量部添加して得られる、表面抵抗値が１０６Ω以下であることを特徴とする導電性樹脂組成物である。
【００１４】
第２の発明は、導電マスターバッチが、ポリスチレン５０〜７５重量％とカーボンブラック２５〜５０重量％であることを特徴とする第１の発明に記載の導電性樹脂組成物である。
【００１５】
第３の発明は、再生材組成物が変性ＰＰＥ樹脂７５〜９０重量％、カーボンブラック１０〜２５重量％であることを特徴とする第１または２の発明に記載の導電性樹脂組成物である。
【００１６】
第４の発明は、第１〜第３の発明いずれかに記載の導電性樹脂組成物を用いて得られる、表面抵抗値が１０６Ω以下であることを特徴とする成形品である。
【００１７】
第５の発明は、スチレン変性ポリフェニレンエーテル樹脂とカーボンブラックを含有する再生材組成物１００重量部に対し、ポリスチレンとカーボンブラックを含有し、表面抵抗値が１００Ω以下の導電マスターバッチを２〜１０重量部添加し溶融混練して得られる、表面抵抗値が１０６Ω以下の導電性樹脂組成物を成形して得られる成形品の製造方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の導電性樹脂組成物は、スチレン変性ポリフェニレンエーテル樹脂とカーボンブラックを含有する再生材組成物１００重量部に対し、ポリスチレンとカーボンブラックを含有し、表面抵抗値が１００Ω以下の導電マスターバッチを２〜１０重量部添加して得られる、表面抵抗値が１０６Ω以下のものであるので、帯電防止能を安定して発現できる。
【００１９】
本発明の導電性樹脂組成物は、導電マスターバッチがポリスチレン５０〜７５重量％とカーボンブラック２５〜５０重量％なので、帯電防止能を安定して発現できる。
本発明の導電性樹脂組成物は、再生材組成物が変性ＰＰＥ樹脂７５〜９０重量％、カーボンブラック１０〜２５重量％なので、帯電防止能を安定して発現できる。
【００２０】
本発明の成形品は、上記の導電性樹脂組成物を用いて得られ、表面抵抗値が１０６Ω以下なので、帯電防止能を安定して発現できると共に耐熱性や剛性が変性ＰＰＥ樹脂のみを用いた成形品と同等である。よって、変性ＰＰＥ樹脂のみを用いた再生成形品よりもコスト面で優位である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を具体的に説明する。
本発明の導電マスターバッチのベースレジンとして用いられるポリスチレンは、変性ＰＰＥ樹脂と相溶性があり、変性ＰＰＥ樹脂よりも融点が低く、変性ＰＰＥ樹脂よりも各段に低価格であることが特徴である。
ポリスチレンには、大きく分類して（１）スチレンモノマーの重合体のみから形成されるＧｅｎｅｒａｌ  Ｐｕｒｐｏｓｅ  Ｐｏｌｙｓｔｙｌｅｎｅ（ＧＰＰＳ）と（２）スチレンモノマー重合体にスチレンブタジエンゴムを添加し、耐衝撃性を向上させたＨｉｇｈ  Ｉｍｐａｃｔ  Ｐｏｌｙｓｔｙｌｅｎｅ（ＨＩＰＳ）がある。ＪＩＳ  Ｋ７２１０に準拠したメルトフローレートの測定が可能なものであればいずれも使用できる。
【００２２】
本発明の導電マスターバッチに用いられるカーボンブラックに制限はないが、高導電性のものが好ましい。具体的にはアセチレンブラック、ケッチェンブラックをはじめとするオイルファーネスブラック等が使用できるが、カーボン表面が酸化処理されているものは所望の導電性が得られないことがあるため除外される。
【００２３】
アセチレンブラックは、アセチレンガスを高温で燃焼させ製造されたものであり、オイルファーネスブラックよりもストラクチャーが大きいため少量の添加で高い導電性が得られやすい。また、表面官能基、例えばキノン基、フェノール基、アルデヒド基、アミノ基、スルホン基を有しないため、電子の移動が阻害されずに高い導電性を得ることができる。
【００２４】
オイルファーネスブラックはエチレンボトム油やクレゾール油を燃焼させて得られるが、その燃焼方法によりストラクチャーの大きさのコントロールが可能であり、高い導電性を得るために高ストラクチャーカーボンを製造することも容易である。
【００２５】
本発明の導電マスターバッチは、上記のポリスチレンとカーボンブラックを含有し、表面抵抗値が１００Ω以下のものである。１００Ωを超えると再生材組成物へのマスターバッチ添加量が増加してしまい、再生樹脂成形品の物性に影響が生じるおそれがある。更には５０Ω以下、特に１０Ω以下が好ましい。
【００２６】
尚、本発明でいう表面抵抗値とは、印加電圧：５００Ｖ、電極間距離：１ｃｍにて測定された値をいう。
導電マスターバッチは、ポリスチレン５０〜７５重量％、カーボンブラック２５〜５０重量％が好ましい。
【００２７】
本発明の導電マスターバッチは、上記のポリスチレンとカーボンブラックを用い、例えばバンバリーミキサー等のバッチ式混練機や単軸及び２軸押出機、タンデム型混練機、コニーダー等の連続式混練機を適宜用いることにより製造される。
【００２８】
バンバリーミキサーは強混練力を有するのでカーボンブラックを高濃度に練り込みやすいが、融点または軟化点が高い樹脂を用いると樹脂が溶融しにくいので、ポリスチレンのような融点または軟化点が比較的高くない樹脂において好ましく用いられる。
２軸押し出し機はバンバリーミキサーよりも混練力が弱いのでカーボンブラックの高濃度練り込みが困難であるが、シリンダ加熱が可能なため変性ＰＰＥ樹脂のような融点または軟化点が高い樹脂であっても混練が可能であるという特徴を有する。
【００２９】
混練の際には樹脂の酸化防止剤、滑剤等を必要に応じて添加しても良い。酸化防止剤としては樹脂加工時の熱劣化防止のためフェノール系、リン系、硫黄系、ラクトン系からなる酸化防止剤を単独または併用して添加すればよい。また、混練時および成形時の滑性付与をおこなうために用いられる滑剤としては、高級脂肪酸金属塩もしくはアミド、エステル化合物を添加すれば良い。
【００３０】
本発明における再生材組成物とは、使用済みの導電性樹脂成形品や成形品製造工程において生じる端材等に粉砕等の処理を行ったものであり、少なくとも変性ＰＰＥ樹脂とカーボンブラックとを含有する。
【００３１】
変性ＰＰＥ樹脂としては公知の樹脂を用いることができる。具体例を挙げると、ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレン）エーテル、ポリ（２−メチル−６−エチル１，４−フェニレン）エーテル等のホモポリマー等をスチレン系樹脂で変性させたもの等がある。
【００３２】
再生材組成物における好ましい組成としては、変性ＰＰＥ樹脂７５〜９０重量％、カーボンブラック１０〜２５重量％である。また、加熱時のそり防止ならびに剛性向上のために無機フィラーを配合する場合は、変性ＰＰＥ樹脂６５〜８５重量％、カーボンブラック１０〜２５重量％、無機フィラー５〜１５重量％が好ましい。無機フィラーとしては特にマイカが好ましい。
【００３３】
本発明の導電性樹脂組成物は、上記再生材組成物１００重量部に対し、導電マスターバッチを２〜１０重量部配合し溶融混練して得られる、表面抵抗値が１０６Ω以下のものである。
【００３４】
本発明の導電性の再生樹脂成形品は、導電性樹脂組成物を用い射出成形や押出成形等の成形工程を経て成るものであり、表面抵抗値は１０６Ω以下である。
【実施例１】
【００３５】
以下に実施例、比較例により本発明を詳細に説明する。％とは重量％、部とは重量部をいう。用いた材料については表１に、導電マスターバッチの組成と試験結果については表２に記載した。
【００３６】
＜再生材組成物の作製＞
マイカ含有変性ＰＰＥ樹脂７５．５％、カーボンブラックＡ１４％、酸化防止剤０．５％の混合物を２軸押出機にて混練した後、直径３ｍｍ、長さ３ｍｍの円柱状ペレットに造粒した。
このペレットを２８０℃にて射出成形し２００ｍｍ×２００ｍｍ×３０ｍｍのトレイを得た後、粗粉砕し２８０℃の単軸押出機にてペレット状の再生材組成物を作製した。
再生材組成物を用い、上述と同様の方法にて再びトレイを作成した。また、１２７ｍｍ×１２．７ｍｍ×６．４ｍｍの試験片を成形し、荷重たわみ温度ならびに曲げ強度用試験片を作成した。
【００３７】
（表面抵抗値測定）
印加電圧５００Ｖのテスターを用い電極間距離：１ｃｍにて測定した。
（耐熱性試験）
ＪＩＳ  Ｋ７２０７に準じて１８．５ｋｇｆ／ｃｍ２にて荷重たわみ温度を測定した。再生材組成物のみと場合と比較し、荷重たわみ温度の差が少ない方が良好である。
（剛性測定）
ＪＩＳ  Ｋ７２０３に準拠して曲げ強度を測定した。
【００３８】
[実施例１]
＜導電マスターバッチの作製＞
ＧＰＰＳ５９％、カーボンブラックＢ４０％、酸化防止剤０．５％、滑剤０．５％をバンバリーミキサーで混錬後、押出機にて直径３ｍｍ、長さ３ｍｍの円柱状ペレットに造粒し導電マスターバッチを作製した。
【００３９】
＜導電性樹脂組成物の作製＞
再生材組成物１００重量部に対し、導電マスターバッチを適当量添加して単軸押出機にて混練造粒し導電性樹脂組成物ペレットを得、表面抵抗値を測定した。導電性樹脂組成物の表面抵抗値が１０６Ω以下になるマスターバッチ最少添加量を見出し、そのマスターバッチの表面抵抗値を測定した。
また、上記で得られた表面抵抗値が１０６Ω以下の導電性樹脂組成物を用い、再生材組成物と同じ方法でトレイ及び試験片を作製し、表面抵抗値、荷重たわみ温度、曲げ強度を測定した。
【００４０】
[実施例２]
実施例１の導電マスターバッチにおいて、ＧＰＰＳの代わりにＨＩＰＳに変更した他は実施例１と同様の所作をおこなった。
[比較例１]
導電マスターバッチの組成が変性ＰＰＥ樹脂７４％、カーボンブラックＢ２５％、酸化防止剤０．５％、滑剤０．５％に変更し、混練機を２軸押出機に変更した他は実施例１と同様の所作をおこなった。
[比較例２]
導電マスターバッチの組成が変性ＰＰＥ樹脂６４％、カーボンブラックＢ３５％、酸化防止剤０．５％、滑剤０．５％に変更し、混練機を２軸押出機に変更した他は実施例１と同様の所作をおこなった。
[比較例３]
導電マスターバッチの組成がＧＰＰＳ７９％、カーボンブラックＢ２０％、酸化防止剤０．５％、滑剤０．５％に変更した他は実施例１と同様の所作をおこなった。
[比較例４]
導電マスターバッチの組成がＧＰＰＳ４４％、カーボンブラックＢ５５％、酸化防止剤０．５％、滑剤０．５％に変更した他は実施例１と同様の所作をおこなった。
【００４１】
【表１】
2005054081.tif 000002
【００４２】
【表２】
2005054081.tif 000003
【００４３】
[表２の説明]
実施例１、２では、再生材組成物への導電マスターバッチ添加量が少ないにも関わらず、成形品において帯電防止能を安定的に発現可能な表面抵抗値である１０６Ω以下の導電性を達成出来た。また、荷重たわみ温度、曲げ強度の値も再生材組成物単独の場合とほぼ同等で保持できた。
【００４４】
一方、比較例１、２は、導電マスターバッチのベースレジンとして変性ＰＰＥ樹脂を用いたものである。変性ＰＰＥ樹脂を用いたため強混練のバンバリーミキサーが使えず二軸押出機にて混練した。しかし、比較例１ではカーボンブラック含有量が少ないので導電マスターバッチの表面抵抗値が高い。よって、再生材組成物への添加量が多くなり、表面抵抗値、耐熱性、剛性には問題ないが経済性が悪いため不良と判断した。比較例２は、比較例１よりもカーボンブラック量を多く配合したものであるが、粘度が高すぎて混練不可能であった。
【００４５】
比較例３、４は、導電マスターバッチのベースレジンとしてポリスチレンを用いたものであり、バンバリーミキサーにて混練した。しかし、比較例３ではカーボンブラックの配合量が少ないので導電マスターバッチにおける表面抵抗値が高いので再生材組成物への添加量が多くなり過ぎたため変性ＰＰＥ樹脂として物性保持が出来なかった。
【００４６】
比較例４は、導電マスターバッチの表面抵抗値を低くするためにカーボンブラックを多量に配合したが、カーボンブラックの配合量が多すぎてバンバリーミキサーの能力を超えてしまい混練出来なかった。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
変性ＰＰＥ樹脂とカーボンブラックを含有する成形品を、低コストで成形品として再生することにより、再生成形品の使用促進や用途拡大が望める。