(57)【要約】【課題】導電性微粒子を配合された熱可塑性合成樹脂組成物に通電することによって、電気抵抗の変動が起こることがある。この電気抵抗の変動の程度は、熱可塑性合成樹脂組成物の電気抵抗を測定し、初期状態の部品の電気抵抗を一定に管理していても、おおきくばらついてしまう。このため、通電後の抵抗変動の安定した導電性の微粒子を配合された熱可塑性合成樹脂組成物を製造する方法を提供する。【解決手段】熱可塑性樹脂組成物を押し出し成形装置により連続的に溶融押出し、冷却固化させ熱可塑性樹脂組成物を生産する方法において、固化した熱可塑性組成物の成形物に交流電圧を印加し、その際の流れる電流の実効値、および流れる電流と印加電圧との位相差を測定し、押し出し成形装置のスクリュー回転数と成形温度のいずれか一方、あるいは両方を制御し、熱可塑性樹脂組成物を生産する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリューを具備した押し出し成形装置を使用する、微粒子を含有する熱可塑性樹脂組成物の製造方法において、
得られた熱可塑性樹脂組成物に印加電圧として交流電圧を印加した時に流れる電流の実効値、および該流れる電流と該印加電圧との位相差を測定することにより、
該押し出し成形装置のスクリュー回転数と成形温度のいずれか一方、あるいは両方を制御する
ことを特徴とする熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【請求項２】
前記電流の実効値をI(A)、前記印加電圧と前記流れる電流の位相差をθ(rad)とする時、印加する電圧の周波数f(Hz)に関して定義される関数G(f)：
G(f) = | I × sin θ| 
の極大値、または最大値が減少したときに、スクリュー回転数を増加させ、
該関数G(f)の極大値、または最大値が増加したときに、スクリュー回転数を減少させる
ことを特徴とする請求項１記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【請求項３】
前記関数G(f)の極大値、または最大値が減少したときに、成形温度を低下させ、
該関数G(f)の極大値、または最大値が増加したときに、成形温度を上昇させる
ことを特徴とする請求項２記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【請求項４】
前記印加電圧を0.01V以上5000V以下とする請求項３に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【請求項５】
前記印加電圧の周波数を0.01Hz以上100MHz以下とする請求項４に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【請求項６】
前記関数G(f)の極大値あるいは、最大値の変動を±25 ％以下とする請求項５に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【請求項７】
前記熱可塑性樹脂組成物からなる成形物を、厚み1 mm以下のシート形状もしくはベルト形状とすることを特徴とする請求項６に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は微粒子を含有した熱可塑性樹脂組成物の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロコンピュータ、ワードプロセッサ、プリンタ、複写機などの電子機器には、導電性、半導電性の部品が使用されており、これ等は所定の電気抵抗を示すように導電性の微粒子を配合された熱可塑性合成樹脂組成物を成形し、部品として使用している。しかし、これらの各種部品においては、体積抵抗（固有抵抗）が当該部品の機能に大きく影響するため、電気抵抗を管理することが必要であり、部品の製造において電気抵抗を測定することの管理が行われている（例えば、特許文献1参照）。
【特許文献１】特開平09-201870号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
導電性の微粒子を配合された熱可塑性合成樹脂組成物に通電することによって、電気抵抗の変動が起こることがある。この電気抵抗の変動の程度は、熱可塑性合成樹脂組成物の電気抵抗を測定し、初期状態の部品の電気抵抗を一定に管理していても、おおきくばらついてしまう。このため、このように導電性の微粒子を配合された熱可塑性合成樹脂組成物を長期間使用することは非常に困難である。
【０００４】
このように導電性の微粒子を配合された熱可塑性樹脂組成物を生産し部品として用いるには、通電して抵抗の変動を検査し選別することが必要となり、生産時間の増加や歩留まりの低下といった問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、導電性の微粒子を配合された熱可塑性樹脂組成物を製造する際に、通電した後の電気抵抗の変動が一定になるように管理された製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する手段として、本発明は次の方法を提供するものである。即ち、本発明は、熱可塑性樹脂組成物を押し出し成形装置より連続的に溶融押出し、冷却固化させ熱可塑性樹脂組成物を生産する方法において、固化した成形物に交流電圧を印加し、その際の流れる電流の実効値、および流れる電流と印加電圧との位相差を測定し、押し出し成形装置のスクリュー回転数と成形温度のいずれか一方、あるいは両方を制御し、熱可塑性樹脂組成物を生産するものである。
【０００７】
すなわち、本発明は、以下の（１）乃至（７）の構成を採用することにより具体的に達成される。
【０００８】
（１）スクリューを具備した押し出し成形装置を使用する、微粒子を含有する熱可塑性樹脂組成物の製造方法において、
得られた熱可塑性樹脂組成物に印加電圧として交流電圧を印加した時に流れる電流の実効値、および該流れる電流と該印加電圧との位相差を測定することにより、
該押し出し成形装置のスクリュー回転数と成形温度のいずれか一方、あるいは両方を制御する
ことを特徴とする熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【０００９】
（２）前記電流の実効値をI(A)、前記印加電圧と前記流れる電流の位相差をθ(rad)とする時、印加する電圧の周波数f(Hz)に関して定義される関数G(f)：
G(f) = | I × sin θ| 
の極大値、または最大値が減少したときに、スクリュー回転数を増加させ、
該関数G(f)の極大値、または最大値が増加したときに、スクリュー回転数を減少させる
ことを特徴とする（１）記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【００１０】
（３）前記関数G(f)の極大値、または最大値が減少したときに、成形温度を低下させ、
該関数G(f)の極大値、または最大値が増加したときに、成形温度を上昇させる
ことを特徴とする（２）記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【００１１】
（４）前記印加電圧を0.01V以上5000V以下とする（３）記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【００１２】
（５）前記印加電圧の周波数を0.01Hz以上100MHz以下とする（４）記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【００１３】
（６）前記関数G(f)の極大値あるいは、最大値の変動を±25 ％以下とする（５）記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【００１４】
（７）前記熱可塑性樹脂組成物からなる成形物を、厚み1 mm以下のシート形状もしくはベルト形状とすることを特徴とする（６）記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【発明の効果】
【００１５】
上記の構成を採用したことにより、本発明によれば、熱可塑性樹脂組成物を押し出し成形装置により連続的に溶融押出し、冷却固化させ熱可塑性樹脂組成物を生産する方法において、固化した成形物に交流電圧を印加し、その際の流れる電流の実効値、および流れる電流と印加電圧との位相差を測定し、押し出し成形装置のスクリュー回転数と成形温度のいずれか一方、あるいは両方を制御して生産することで、結果、安定して熱可塑性樹脂組成物を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下好ましい実施の形態を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。
具体的には、電流の実効値をI(A)、印加電圧と流れる電流の位相差をθ(rad)とする時、導電性の微粒子を配合された熱可塑性合成樹脂組成物について、各周波数でIとθを測定した。これを、印加する電圧の周波数f(Hz)に関して定義される関数G(f)
G(f) = | I × sin θ| 
についてプロットすると、模式的に図１に示すように、1つあるいは複数のピークを持つものとなる。このピークがシャープであるほど通電後の電気抵抗の変動が少ないことを見出した。
【００１７】
図１は、熱可塑性樹脂組成物の成形物の上記関数G(f)を測定したものであり、図１中、●は、通電しても電気抵抗の変動の少ない場合、×は通電後の電気抵抗の変動が大きい場合である。
【００１８】
また、導電性の微粒子を配合された熱可塑性合成樹脂組成物について、電気抵抗が大きい場合、測定装置の測定可能周波数範囲内で、前述のピークの全体が測定することできず、図２のようにこれらのピークの一部分のみ検出される場合もある。
図２は、電気抵抗の高い熱可塑性樹脂組成物の成形物の上記関数G(f)を測定したものであり、図２中、●は、通電しても電気抵抗の変動の少ない場合、×は通電後の電気抵抗の変動が大きい場合である。図２から明らかなように、●×いずれもピークが測定範囲外にあると考えられる。
【００１９】
導電性の微粒子を配合された熱可塑性合成樹脂組成物を連続的に溶融押出し、冷却固化させ熱可塑性樹脂組成物を生産する場合において、その成形物を連続して前述のG(f)をプロットすると、観察されるピークがシャープになったり、なまったりすることで、G(f)の極大値が変動することが観察される。このような場合、スクリューの回転数や成形温度を調整することで観察されるピークの極大値を一定値に戻すことができる。
【００２０】
具体的には、前記関数G(f)の極大値、または最大値が減少したときに、スクリュー回転数を増加させ、該関数G(f)の極大値、または最大値が増加したときに、スクリュー回転数を減少させ、さらに前記関数G(f)の極大値、または最大値が減少したときに、成形温度を低下させ、該関数G(f)の極大値、または最大値が増加したときに、成形温度を上昇させることにより、調整することが望ましい。
【００２１】
本発明の微粒子を含有する熱可塑性樹脂組成物の製造方法において、熱可塑性樹脂組成物に印加する印加電圧は、0.01V以上5000V以下、好ましくは10Ｖ以上1000Ｖ以下とし、さらにこの印加電圧の周波数は、0.01Hz以上100MHz以下、好ましくは1Ｈｚ以上1MＨｚ以下とすると、安定した熱可塑性合成樹脂組成物を得ることができる。
【００２２】
さらに、安定した熱可塑性合成樹脂組成物を得るためには、前記関数G(f)の極大値あるいは、最大値の変動を±25 ％以下とすることが望ましい。
また本発明に係る熱可塑性樹脂組成物からなる成形物の厚さ並びに形状は、当業界で公知のいずれの厚さ並びに形状を採り得るが、厚み1 mm以下のシート形状もしくはベルト形状とすることが好ましい。
【００２３】
本発明において適用される熱可塑性樹脂組成物は基本的に熱可塑性樹脂を主原料とした樹脂組成物で、ポリエチレン（高密度、中密度、低密度、直鎖状低密度）、プロピレンエチレンブロックまたはランダム共重合体、ゴムまたはラテックス成分、例えばエチレン・プロピレン共重合体ゴム、スチレン・ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体または、その水素添加誘導体、ポリブタジエン、ポリイソブチレン、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアセタール、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニレンエーテル、ポリイミド、液晶性ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリビスアミドトリアゾール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、クロロトリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、アクリル重合体、アクリル酸アルキルエステル共重合体、ポリエステルエステル共重合体、ポリエーテルエステル共重合体、ポリエーテルアミド共重合体、ポリウレタン共重合体等の１種またはこれらの混合物からなるものが使用される。
【００２４】
通常これ等熱可塑性樹脂に導電性を付与するため導電材料が添加される。導電材料としては、銀粉、銅粉、アルミ粉、ニッケル粉等の金属粉、酸化亜鉛、酸化スズ等の導電性金属酸化物、グラファイト、カーボンブラック、炭素繊維等の炭素質材料あるいはアルミニウム繊維、ステンレススチール繊維、黄銅繊維の金属繊維を使用することができる。また、付加的成分として、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、ゼオライト、ウオラストナイト、けいそう土、ガラス繊維、ガラスビーズ、ベントナイト、モンモリロナイト、アスベスト、中空ガラス玉、二酸化モリブデン、酸化チタン、木粉、もみ殻、有機金属化合物、有機金属塩、等のフィラーの他、添加剤として：酸化防止剤（フェノール系、硫黄系等）、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、難燃剤、架橋剤、流れ性改良剤等を添加することが出来る。上記組成物は、所望により付加的成分を一軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ロール、ブラベンダー、プラストグラフ、ニーダー等の通常の混練機を用いて製造することができる。
【実施例】
【００２５】
以下、実施例によって本発明を更に説明する。本発明における種々の特性値は下記の通り測定した。尚、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【００２６】
（実施例１）
熱可塑性樹脂としてポリフッ化ビニリデンを用い、これにカーボンブラック(デンカブラック)を8.2％混合し、これを事前に2軸混練押し出し機(φ=30 mm, L/D=28（Ｌ：バレル長さ、Ｄ：スクリュー径）)をもちいて溶融・混練し、ペレット化をおこなった。このペレットを、Tダイを設置した１軸押し出し機（φ=30mm, L/D=24)をもちいて厚さ100μmのシートにした。この際、得られる成形物を5分毎に回収、これに交流電圧をかけ関数G(f)を測定し、成形条件を調整した。また、これらサンプルは、初期の電気抵抗を測定し、その後、通電処理し電気抵抗が変動した後、再び電気抵抗を測定した。結果、通電処理後の電気抵抗は、1×108以上1×109以下の範囲に収まった。なお結果は、図３に示す。
図３中、●は製造直後の電気抵抗であり、■は通電し抵抗変動が起こった後の電気抵抗である。
【００２７】
また、各測定の方法は以下のとおりである。
【００２８】
関数G(f)測定方法：
測定に用いた装置は、周波数応答アナライザ(ソーラトロン社製/1260型および1296型)に高電圧用アンプ(東陽テクニカ社製・HVA500)を接続し、電極は直径30ｍｍの表面を金メッキした電極ではさみ、測定を行った。なお、印加電圧は100V、測定周波数は0.1以上１０００００Hzの範囲で行った。
【００２９】
電気抵抗測定方法：
（株）ダイヤインスツルメンツ製ハイレスタ（商品名）のHRSプロープを用い、測定電圧１００Ｖ、測定時間１０秒にて体積抵抗率を測定した。
【００３０】
（実施例２）
熱可塑性樹脂としてポリエーテルエーテルケトンを用い、これにカーボンブラック(デンカブラック)を１０．６％混合し、これを事前に2軸混練押し出し機(φ=30 mm, L/D=28)をもちいて溶融・混練し、ペレット化をおこなった。このペレットを、Tダイを設置した１軸押し出し機（φ=30mm, L/D=24)をもちいて厚さ100μmのシートにした。この際、得られる成形物を5分毎に回収、これに交流電圧をかけ関数G(f)を測定し、成形条件を調整した。また、これらサンプルは、初期の電気抵抗を測定し、その後、通電処理し電気抵抗が変動した後、再び電気抵抗を測定した。結果、通電処理後の電気抵抗は、1×108以上５×10８以下の範囲に収まった。なお結果は、図４に示す。
図４中、●は製造直後の電気抵抗であり、■は通電し抵抗変動が起こった後の電気抵抗である。
【００３１】
（比較例１）
実施例１と同様の方法で成形物のシートを作成した。ただし、関数G(f)の測定は行わず、電気抵抗によって成形条件を調整した。結果は図５に示す。
【００３２】
（比較例２）
実施例２と同様の方法で成形物のシートを作成した。ただし、関数G(f)の測定は行わず、電気抵抗によって成形条件を調整した。結果は図６に示す。
【００３３】
図５及び図６中、●は製造直後の電気抵抗であり、■は通電し抵抗変動が起こった後の電気抵抗である。
以上の結果から明らかなように、熱可塑性樹脂組成物を押し出し成形装置により連続的に溶融押出し、冷却固化させ熱可塑性樹脂組成物を生産する方法において、固化した成形物に交流電圧を印加し、その際の流れる電流の実効値、および流れる電流と印加電圧との位相差を測定し、押し出し成形装置のスクリュー回転数と成形温度のいずれか一方、あるいは両方を制御して生産した、実施例１及び２では、通電処理後の電気抵抗の変動が一定の範囲内に収まり、結果、安定して熱可塑性樹脂組成物を得ることができた。一方、関数G(f)の測定は行わず、電気抵抗によって成形条件を調整した比較例１及び２では、通電処理後の電気抵抗の変動が実施例１及び２に比較して大きく、安定して熱可塑性樹脂組成物を得ることはできなかった。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】熱可塑性樹脂組成物の成形物の関数G(f)を測定した結果を示す。
【図２】電気抵抗の高い熱可塑性樹脂組成物の成形物の関数G(f)を測定した結果を示す。
【図３】実施例１で製造された成形物の成形時間に対する電気抵抗変化を示す。
【図４】実施例２で製造された成形物の成形時間に対する電気抵抗変化を示す。
【図５】比較例１で製造された成形物の成形時間に対する電気抵抗変化を示す。
【図６】比較例２で製造された成形物の成形時間に対する電気抵抗変化を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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