(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
(A)ポリアセタール樹脂 100重量部に対し、
(B)体積抵抗率が10-1〜 102Ω・cmである炭素繊維８〜25重量部と
(C)多官能イソシアネート化合物 0.1〜３重量部
を配合してなる体積抵抗率が 107〜1011Ω・cmであるポリアセタール組成物。
【請求項２】
(C) 多官能イソシアネート化合物が、4,4'−メチレンビス（フェニルイソシアネート）、イソホロンジイソシアネート、1,5 −ナフタレンジイソシアネート、1,6 −ヘキサメチレンジイソシアネート、2,4 −トリレンジイソシアネート、2,6 −トリレンジイソシアネート並びにこれらの二量体、三量体よりなる群より選ばれた一種以上を含むものである請求項１記載のポリアセタール樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリアセタール樹脂に特定の電気特性を持つ炭素繊維と多官能イソシアネート化合物を配合することで、安定的に半導電性を発現するポリアセタール樹脂組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
ポリアセタール樹脂は、機械的、熱的特性、摺動性、成形性、成形品の寸法安定性に優れた特性を持っており、構造材料や機構部品として電気機器、自動車部品、精密機械部品等に広く使用されている。
また、ポリアセタール樹脂の電気特性は、絶縁性であり、体積抵抗率は1014Ω・cm以上である。
ポリアセタール樹脂に導電性を付与するには、従来より導電性カーボン粒子、炭素繊維、金属繊維などを配合する方法が知られているが、これらを添加した場合のポリアセタール樹脂の体積抵抗率は 104Ω・ cm以下で導電性となっていた。
一方、近年の電子部品の高密度化などから静電気対策が重要な課題になってきている。この場合、絶縁体材料では静電気の発生が大きく使用できない。
また、導電性材料では、急激な電荷移動による火花放電の危険があり、使用上の安全性に問題が生じる。
そこで、現在、静電気対策材料として体積抵抗率が 107Ω・cm以上で1011Ω・cm以下程度の半導電材料が広く求められるようになってきているが、単純にポリアセタール樹脂に、導電性の添加剤を配合するだけでは半導電領域を安定的に制御することは不可能であった。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決すべく、本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、特定の電気特性を持つ炭素繊維と多官能イソシアネート化合物を配合することで、安定的に半導電性を発現するポリアセタール樹脂組成物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、
(A) ポリアセタール樹脂 100重量部に対し、
(B) 体積抵抗率が10-1〜 102Ω・cmである炭素繊維８〜25重量部と
(C) 多官能イソシアネート化合物 0.1〜３重量部
を配合してなる体積抵抗率が 107〜1011Ω・cmであるポリアセタール樹脂組成物に関するものである。
【０００４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成成分について説明する。
本発明における(A) ポリアセタール樹脂は、オキシメチレン基(-CH2O-)を主たる繰り返し構成単位として含む高分子化合物であり、ポリアセタール樹脂には、ポリオキシメチレンホモポリマー及びポリアセタールコポリマーが含まれる。このコポリマーは、オキシメチレン基以外に炭素数２〜６程度、好ましくは炭素数２〜４程度のオキシアルキレン単位（例えば、オキシエチレン基(-CH2CH2O-) 、オキシプロピレン基、オキシテトラメチレン基など）を構成単位として含んでいる。炭素数２〜６程度のオキシアルキレン単位の割合は、ポリアセタールの用途などに応じて適当に選択でき、例えばポリアセタール全体に対して、0.1 〜30モル％、好ましくは１〜20モル％程度である。
ポリアセタールコポリマーは、二成分で構成されたコポリマー、三成分で構成されたターポリマーなどの複数の成分で構成されていてもよく、ブロックコポリマーなどであってもよい。また、ポリアセタール樹脂は、線状のみならず分岐構造であってもよく、架橋構造を有していてもよい。更に、ポリアセタール樹脂の末端は、例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸などのカルボン酸とのエステル化などにより安定化されていてもよい。ポリアセタール樹脂の重合度、分岐度や架橋度も特に制限はなく、溶融成形可能であればよい。
好ましいポリアセタール樹脂には、ポリオキシメチレンホモポリマー、ポリアセタールコポリマー（例えば、少なくともオキシメチレン単位とオキシエチレン単位とで構成されたコポリマー）が含まれる。熱安定性の点からは、ポリアセタールコポリマーが好ましい。
上記ポリアセタール樹脂は、慣用の方法、例えば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド等のアルデヒド類、トリオキサン、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、1,3 −ジオキソランなどの環状エーテルを重合することにより製造できる。
【０００５】
次に本発明で使用される(B) 炭素繊維は半導電性を発現させるために必須のものであり、その電気特性に特徴のあるものである。
先ず、(B) 炭素繊維の電気特性としては、その体積抵抗率が10-1〜 102Ω・cmの範囲であることが必要である。
一般に導電性の炭素繊維の体積抵抗率は10-2〜10-3Ω・cm程度であり、これらを用いても、炭素繊維の配合量、押出条件等により半導電領域のものを偶然得ることは可能であるが、工業的に安定して得ることは極めて困難であった。
また、(B) 炭素繊維の形状についてはその径が10〜15μｍであることが好ましく、径が10μｍより細いと、ポリアセタール樹脂に配合した際に、体積抵抗率が小さくなり導電性になり易くなる。一方、逆に15μｍ以上の径の場合には、体積抵抗率が大きくなり、絶縁性になり易くなるため好ましくない。
この様な特性をもつ炭素繊維であれば特にその製法は制限されず、ＰＡＮ系、ピッチ系どちらも使うことができる。また、ポリアセタール樹脂との親和性を考慮した場合には、表面処理剤として、ウレタン系樹脂又はオリゴマーで集束されていることが好ましい。
かかる(B) 炭素繊維の添加量は、(A) ポリアセタール樹脂 100重量部に対し、８〜25重量部である。上記体積抵抗率を有する炭素繊維でも、その添加量が８重量部未満では絶縁性であり、25重量部を越えると導電性になり、本発明の目的を達成できなくなる。
【０００６】
本発明において(C) 成分として用いられる多官能イソシアネート化合物は、分子中にイソ（チオ）シアネート基を有する化合物であり、１分子中に２個以上のイソ（チオ）シアネート基を含有する化合物である。
(C) 成分の例としては、例えば、4,4'−メチレンビス（フェニルイソシアネート）、2,4 −トリレンジイソシアネート、2,6 −トリレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、1,6 −ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,5 −ナフタレンジイソシアネート、又はこれらに対応するジイソチオシアネート並びにこれらの二量体、三量体、さらには、イソシアネート基（-NCO）がなんらかの形で保護されている化合物等いずれも使用できるが、溶融処理等の変色度等の諸性質、あるいは、取扱い上の安全性を考慮すると、4,4'−メチレンビス（フェニルイソシアネート）、イソホロンジイソシアネート、1,5 −ナフタレンジイソシアネート、1,6 −ヘキサメチレンジイソシアネート、2,4 −トリレンジイソシアネート、2,6 −トリレンジイソシアネート並びにこれらの二量体、三量体等の変性体（又は誘導体）が特に好ましい。
(C) 成分の配合量は、(A) ポリアセタール樹脂 100重量部に対し、0.1 〜３重量部の範囲にあることが必要であり、好ましくは0.5 〜２重量部である。(C) 成分が0.1 重量部より少ないと、半導電領域での制御が安定しなくなり、目的の半導電性ポリアセタール樹脂が得られにくくなる。また３重量部を越えるとゲル化や流動性の低下及び体積抵抗率の上昇が起こり好ましくない。
【０００７】
又、本発明の樹脂組成物には、熱安定性を向上させるための安定剤を添加することが好ましい。
更に必要に応じて、紫外線吸収剤、滑剤、離型剤、染料、顔料を含む着色剤、界面活性剤などの通常の添加剤を１種以上添加することもできる。
【０００８】
本発明の組成物の調製は、従来の樹脂組成物調製法として一般に用いられる公知の方法により容易に調製される。例えば、各成分を混合した後、押出機により練り込み押出してペレットを調製する方法、一旦組成の異なるペレットを調製し、そのペレットを所定量混合して成形に供し、成形後に目的組成の成形品を得る方法、成形機に各成分の１または２以上を直接仕込む方法等、何れも使用できる。
【０００９】
【実施例】
以下に、実施例及び比較例に基づいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
実施例１〜３
表１に示す配合量及び種類の(A) ポリアセタール樹脂（ポリプラスチックス製、ジュラコン、メルトインデックス＝9.0)、(B) 炭素繊維、(C) イソシアネート化合物を混合し、30mm二軸押出機にて、200 ℃で溶融混練してペレットを調製し、評価を行った。それぞれの押出・評価を５回行い、その体積抵抗率の安定性を評価した。
実施例４〜５
実施例１〜３と同様の評価を(B) 炭素繊維の種類を変えて行った。
【００１０】
比較例１
実施例１と同様の評価を(C) イソシアネート化合物を添加せずに行った。
比較例２〜３
実施例１〜３と同様の評価を(B) 炭素繊維を導電性カーボンに変えて行った。
比較例４〜５
実施例１〜３と同様の評価を(B) 炭素繊維の種類を変えて行った。
・押出条件
押出機：日本製鋼所製TEX30XSST-35BW-4V
シリンダー温度： 200℃
吐出量：15kg/h
スクリュー回転：120rpm
尚、成形品の体積抵抗率は次のように評価した。
・体積抵抗率
厚さ３mm、直径 120φの円板状の成形片を成形し、レジスティビティ・チャンバ（主電極：φ50、ガード電極：内径φ70／外径φ80、対向電極φ103)にセットし、これをテスター又は超高抵抗計にて抵抗値を測定し、体積抵抗率を算出した。
尚、成形品は測定前に電極形状に合わせ、導電性ペースト（藤倉化成製ドータイトS-1)を塗布し、一昼夜空調後（23℃、50％ＲＨ）した上で、抵抗の測定を行った。
尚、使用した各成分は以下の通りである。
(B-1) 炭素繊維：大阪ガス製GCR-03J-425 ：体積抵抗率２×100Ω・cm
(B-2) 炭素繊維：大阪ガス製GCA-03J-425 ：体積抵抗率８×101Ω・cm
(B-3) 炭素繊維：東邦レーヨン製HTA C6US：体積抵抗率５×10-3Ω・cm
(C) イソシアネート化合物：IPDI-T（ダイセル・ヒュルス製、VESTANATT 1890/100イソホロンジイソシアネート三量体）
導電性カーボン：ライオン製、ケッチェンブラックECX
【００１１】
【表１】
0004141563.tif 000002
【００１２】
【発明の効果】
本発明の半導電性ポリアセタール樹脂組成物は、安定的に半導電性を発現し、電子部品分野などで、火花放電の危険性を伴わず、静電気対策が行えるものである。