(57)【要約】【課題】  流動性に優れ、カーボンブラックの分散性がよく、二次凝集が少なく、導電性能が良好な各種の製品を得ることが可能となる導電性ポリエステル樹脂組成物を提供しようとするものである。【解決手段】  ブチレンイソフタレート単位とブチレンテレフタレート単位とのモル比が5／95〜30／70、極限粘度〔η〕が0.55〜0.75のランダム共重合ポリエステルに、共重合ポリエステル100重量部に対してカーボンブラックが20〜35重量部含有されていることを特徴とする導電性ポリエステル樹脂組成物。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブチレンイソフタレート単位とブチレンテレフタレート単位とのモル比が5／95〜30／70、極限粘度〔η〕が0.55〜0.75のランダム共重合ポリエステルに、共重合ポリエステル100重量部に対してカーボンブラックが20〜35重量部含有されていることを特徴とする導電性ポリエステル樹脂組成物。
【請求項２】
比抵抗値が60Ω・cm以下である請求項１記載の導電性ポリエステル樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性物質としてカーボンブラックを含有する導電性ポリエステル樹脂組成物に関するものであり、特に導電性能に優れており、繊維、フィルム、成型品等用に好適な導電性ポリエステル樹脂組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリアルキレンテレフタレートに代表される熱可塑性ポリエステル樹脂は、機械的特性、電気的特性に優れるため、従来から、繊維、フィルム、成型品等の材料として広く利用されている。
【０００３】
中でも、このような熱可塑性ポリエステル樹脂を用いてポリエステル繊維とした場合、衣料用のみならず産業資材用途にも広く用いられているが、これらの繊維は、摩擦等による静電気の発生が著しいという問題点がある。このため、空気中の塵埃を吸引して美観を低下させたり、人体に電撃を与えて不快感を与えたり、さらには、スパークによる電子機器への障害や、引火性物質への引火爆発等の問題を引き起こす。
【０００４】
このような問題を解決するため、ポリエステル樹脂に導電性を付与する方法として、カーボンブラックを添加することはよく知られている(例えば、特許文献1〜２参照)。
【０００５】
しかしながら、通常のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）にカーボンブラックを添加した場合、カーボンブラックの添加量が増加するほど、流動性が著しく悪化し、繊維、フィルム、成型品等にする場合、製糸性や成型加工性が悪化する。したがって、ＰＥＴ100重量部に対してカーボンブラックを20重量部以上添加することは実質的に困難であった。また、カーボンブラックの添加量が増加するほど、カーボンブラックの二次凝集による分散性不良が発生し、カーボンブラックが均等に配列しないため、導電性能が悪化し、得られる製品は添加量に見合った導電性能を発揮することができなかった。
【特許文献１】特開平9-143350号公報
【特許文献２】特開平8-337678号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記した問題点を解決し、流動性に優れ、カーボンブラックの分散性がよく、二次凝集が少なく、導電性能が良好な各種の製品を得ることが可能となる導電性ポリエステル樹脂組成物を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者等は、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に到達した。
【０００８】
すなわち、本発明は、ブチレンイソフタレート単位とブチレンテレフタレート単位とのモル比が5／95〜30／70、極限粘度〔η〕が0.55〜0.75のランダム共重合ポリエステルに、共重合ポリエステル100重量部に対してカーボンブラックが20〜35重量部含有されていることを特徴とする導電性ポリエステル樹脂組成物を要旨とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の導電性ポリエステル樹脂組成物は、カーボンブラックの分散性に優れており、カーボンブラックの二次凝集が少なく、均等に配列されるので導電性能に優れたものとなる。さらに、ポリマーの流動性にも優れているので、導電性能が良好な各種の製品を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の導電性ポリエステル樹脂組成物は、ポリエステルに所定量のカーボンブラックが含有されたものであって、該ポリエステルとしては、ブチレンイソフタレート単位とブチレンテレフタレート単位とのモル比が5／95〜30／70のランダム共重合ポリエステルであることが必要である。
【００１１】
このようなランダム共重合ポリエステルとすることで、ＰＥＴと比較して、結晶化速度が速く、かつ非晶領域を有するポリエステルとなる。これにより、ポリマー中に添加されたカーボンブラックは均一分散し、2次凝集する前に均等に配列することができるので、導電性能が向上する。
【００１２】
ブチレンイソフタレート単位の割合が上記範囲より少ないと、ポリマー中の非晶領域が少なくなるため、カーボンブラックの添加量が多くなると分散性が悪くなり、二次凝集が生じて、導電性能に劣るものとなる。
【００１３】
一方、ブチレンイソフタレート単位の割合が上記範囲より多すぎると、ポリマー中の非晶領域が多くなりすぎ、また結晶化速度が著しく低下するので、ポリマー中のカーボンブラックを均等に配列させることができず、添加量に見合った導電性能が発揮されない。
【００１４】
また、本発明においては、ランダム共重合ポリエステルとする必要がある。ブロック共重合ポリエステルであると、カーボンブラックの分散が不均一となり、均等に配列させることができず、導電性能に劣るものとなる。
【００１５】
さらに、本発明においては、ランダム共重合ポリエステルの極限粘度〔η〕を0.55〜0.75とする。極限粘度が0.55未満であると、ポリエステル樹脂組成物の溶融粘度が低くなるため、ペレット化が困難となる。一方、極限粘度が0.75を超えると、ポリエステル樹脂組成物の溶融粘度が高くなって流動性が悪くなり、カーボンブラックの分散性が悪化し、カーボンブラックの添加量に見合った導電性能が発揮されない。
【００１６】
次に、カーボンブラックの含有量は、ランダム共重合ポリエステル100重量部に対して20〜35重量部であることが必要である。20重量部未満であると、十分な導電性能を有する導電性ポリエステル樹脂組成物を得ることが困難となる。一方、35重量部を超えると、性能が頭打ちになるばかりでなく、カーボンブラックの分散性が悪化し、流動性も悪化する。
【００１７】
本発明で使用するカーボンブラックとしては、アセチレンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック等が挙げられるが、導電性、ポリマーへの練り混み性の面から、アセチレンブラックが望ましい。
【００１８】
また、本発明の導電性ポリエステル樹脂組成物には、効果を損なわない範囲において、目的に応じて、ワックス類、ポリアルキレンオキシド類、各種界面活性剤、有機電解質等の分散剤や酸化防止剤、紫外線吸収剤等の安定剤、着色剤、顔料、流動性改善剤、その他の添加剤を加えることができる。
【００１９】
そして、本発明の導電性ポリエステル樹脂組成物は、導電性に優れる指標として、比抵抗値が60Ω・cm以下であることが好ましく、さらには30Ω・cm以下、20Ω・cm以下とすることが好ましい。比抵抗値が60Ω・cmを超えると、導電性能が要求される各種用途においては不十分な導電性能となりやすい。なお、比抵抗値の下限としては、カーボンブラックの含有量から概ね１Ω・cm以上となるものである。
【００２０】
なお、導電性ポリエステル樹脂組成物の比抵抗値は、JIS K6911体積抵抗率の測定方法に準じて次のようにして測定したものである。内径1cmのポリテトラクロロエチレン製のダイスに試料（チップ）5gを詰め、上部からピストンによって200kgの圧力を加えてプレスし、電流が1mA以下となるように直流電圧を印加して電流を測定し、下記式より抵抗値を算出した。
比抵抗 = [(π×d２)/4t×(E/I)]
E:電圧(V)  I:電流(A)  d: ダイスの直径(cm) t:試料の厚み(200kgでプレスしたものの厚みcm )
【００２１】
次に、本発明の導電性ポリエステル樹脂組成物の製造方法について説明する。
第一の方法においては、テレフタル酸(以下、TPAという)と1,4-ブタンジオール(以下、BGという)とを常法によってエステル化してポリブチレンテレフタレートオリゴマーを得る。次いで、このオリゴマーにイソフタル酸(以下、IPAという)とBGのモル比１／1.2〜１／3.5程度のスラリーを所定の共重合組成となるように添加し、常圧〜微加圧下、温度200〜240℃で、副生する水を系外に除去しつつ、エステル化反応を行う。
【００２２】
第二の方法においては、IPA成分とTPA成分とのモル比が所定の共重合組成となるようにして、IPA、TPA及びBGを添加し、常圧〜微加圧下、温度200〜240℃で、副生する水を系外に除去しつつ、エステル化反応を行う。
【００２３】
上記第一又は第二の方法におけるエステル化反応後、常法により、所定の極限粘度となるまで重縮合反応を行う。重縮合反応触媒としては、チタン化合物が主に用いられ、重縮合反応は、通常、0.9hPa程度の圧力下で温度200〜250℃で行われる。これにより、ランダム共重合ポリエステルを得ることができる。
【００２４】
重縮合反応後、ポリマーを一旦ペレット化した後、カーボンブラックをペレット中に溶融混練して常法によりペレット化する。
【００２５】
次に、実施例により本発明を具体的に説明する。なお、実施例中の各種の特性値の測定、評価方法は次の通りである。
(a) 共重合ポリエステルAの極限粘度
フェノールと四塩化エタンとの等重量混合物を溶媒として、温度20℃で測定した。
(b)導電性ポリエステルの比抵抗値
前記の方法で測定した。
(c)導電性ポリエステルの分散性及び流動性の評価
スクリュー直径20mmの単軸溶融押出機の押出口に目開き12μmのフィルター(有効面積6.2cm2)を取り付け、導電性ポリエステル樹脂を270℃で溶融しながら供給速度15g/minで供給した時の初期圧力及び5時間後の圧力より昇圧速度を求めた。初期圧力が流動性評価を示すものであり（値が低いほどよい）、昇圧速度が分散性評価を示すものである（遅いほどよい）。
(d)導電性ポリエステルの造粒性の評価
導電性ポリエステルの造粒性をカッティングの不良率により以下のように４段階で評価した。なお、カッティング不良率は、カッティングを30kg行い、そのときに発生した不良ペレットの量により算出した。
カッティング不良率（％）＝（不良ペレットの量（kg）/カッティング量（30kg））×１００
不良率０％      ◎
不良率10%未満  ○
不良率10%以上30%未満  △
不良率30%以上  ×
【実施例】
【００２６】
実施例１
エステル化反応缶に、TPA及びIPA(TPAとIPAの比率80/20)とBGのスラリー（TPA及びIPA／BGのモル比＝１／2）を仕込み、230℃で約4時間エステル化反応を行った。この後、重縮合反応缶に投入し、全酸成分１モルに対し、テトラブチルチタネートを２×10−４モル加え、減圧にして、最終的に0.9hPa、250℃で３時間重縮合反応を行い、共重合ポリエステルAを得た。そして、この共重合ポリエステルＡを常法によりペレット化した。
【００２７】
得られた共重合ポリエステルＡを、70℃で２時間予備乾燥し、続いて130℃で４時間乾燥させた後、平均粒径が0.2μmの導電性カーボンブラック（アセチレンブラック）30重量部（共重合ポリエステルA１００重量部に対して）を溶融混練して導電性ポリエステルとし、常法によりペレット化した。
実施例２〜４、比較例１〜６
共重合ポリエステルＡのIPAの共重合量、極限粘度、導電性ポリエステル中のカーボンブラック含有量を表１に示すように変更した以外は、実施例1と同様に行った。
【００２８】
実施例１〜４、比較例１〜６で得られたカーボンブラックを添加する前のポリエステルＡの極限粘度、導電性ポリエステルの比抵抗値、流動性、分散性、造粒性の評価結果を表１に示す。
【００２９】
【表１】
2005048068.tif 000002
実施例１〜４で得られた導電性ポリエステルは、流動性、分散性に優れ、比抵抗値が低く導電性に優れており、また造粒性も良好であった。
【００３０】
比較例１では、共重合ポリエステルAの極限粘度が低かったため、ポリエステルＡをペレット化する際のカッティング性が著しく悪く、ペレット化ができなかった。比較例２では、共重合ポリエステルAの極限粘度が高すぎたため、導電性ポリエステルの造粒性、流動性、分散性に劣るものであった。比較例３では、共重合ポリエステルAにIPAが共重合されていないため、非晶領域を増加させることができず、カーボンブラックの二次凝集が生じて分散性が悪くなり、導電性ポリエステルのカッティング性が著しく悪化して、ペレット化できなかった。比較例４では、共重合ポリエステルAのIPAの共重合量が多かったため、導電性ポリエステルの比抵抗値が高く、導電性能に劣るものであった。比較例５では、カーボンブラックの含有量が少なすぎたため、導電性ポリエステルは比抵抗値が著しく高く、導電性に劣るものであった。比較例６では、カーボンブラックの含有量が多すぎたため、導電性ポリエステルは造粒性、流動性、分散性ともに悪かった。