(57)【要約】本発明の熱可塑性樹脂組成物は、（Ａ）ポリフェニレンスルフィド樹脂約５０〜約９０質量％；（Ｂ）黒鉛約５〜約３０質量％；（Ｃ）フッ素化ポリオレフィン樹脂約５〜約３０質量％；（Ｄ）ウィスカー約１〜約１０質量％；及び（Ｅ）カーボンナノチューブ約０．０１〜約１０質量％を含む。当該熱可塑性樹脂組成物は、改善された電気伝導性、耐摩耗性及び耐熱性を示す。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）ポリフェニレンスルフィド樹脂約５０〜約９０質量％；
（Ｂ）黒鉛約５〜約３０質量％；
（Ｃ）フッ素化ポリオレフィン樹脂約５〜約３０質量％；
（Ｄ）ウィスカー約１〜約１０質量％；及び
（Ｅ）カーボンナノチューブ約０．０１〜約１０質量％
を含み、優れた電気伝導性、耐摩耗性及び耐熱性を有する熱可塑性樹脂組成物。
【請求項２】
前記ポリフェニレンスルフィド樹脂（Ａ）は、約３，０００〜約５０，０００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量（Ｍｗ）を有する、請求項１に記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項３】
前記黒鉛（Ｂ）は、約０．５〜３００μｍの粒径を有する、請求項１に記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項４】
前記黒鉛（Ｂ）は、アルカリ土類金属化合物、シランカップリング剤、チタンカップリング剤又はアルミニウムカップリング剤により表面処理されてなる、請求項１に記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項５】
前記フッ素化ポリオレフィン樹脂（Ｃ）は、約３〜約５０μｍの粒径、及び約１．２〜２．３ｇ／ｃｍ３の比重を有する、請求項１に記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項６】
前記ウィスカー（Ｄ）は、約０．１５〜約１０μｍの平均直径、及び約２〜約１００μｍの平均長さを有する、請求項１に記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項７】
前記ウィスカー（Ｄ）は、酸化亜鉛ウィスカー、炭酸カルシウムウィスカー、二酸化チタンウィスカー、二酸化ケイ素ウィスカー、炭化ケイ素ウィスカー、ホウ酸アルミニウムウィスカー、硼酸マグネシウムウィスカー、チタン酸カリウムウィスカー、窒化ケイ素ウィスカー及び酸化アルミニウムウィスカーよりなる群から選択される一つ以上であることを特徴とする、請求項１に記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項８】
前記ウィスカー（Ｄ）は炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）ウィスカーを含む、請求項１に記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項９】
前記ウィスカー（Ｄ）は導電性物質でコーティングされる、請求項１に記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項１０】
前記導電性物質は、銀、銅、アルミニウム、鉄、パラジウム、酸化スズ、酸化インジウム、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、黒鉛及びこれらの混合物よりなる群から選択される、請求項９に記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項１１】
前記カーボンナノチューブ（Ｅ）は、単一壁カーボンナノチューブ、二重壁カーボンナノチューブ、多重壁カーボンナノチューブ又はこれらの混合物を含む、請求項１に記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項１２】
前記カーボンナノチューブ（Ｅ）は、約０．５〜約１００ｎｍの平均外径、及び約０．０１〜約１００μｍの平均長さを有する、請求項１に記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項１３】
難燃剤、抗菌剤、離型剤、熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤、相溶化剤、染料、顔料、カップリング剤、充填剤、可塑剤、衝撃改質剤、滑剤、静電気防止剤及びこれらの混合物よりなる群から選択される添加剤をさらに含む、請求項１に記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項１４】
スルフィド黒鉛、フッ素化ポリオレフィン樹脂、ウィスカー及びカーボンナノチューブが分散されてなるポリフェニレンスルフィド樹脂を含み、ＡＳＴＭ  Ｄ２５７により測定される表面抵抗が約１０６Ω／ｓｑ以下であり、ＪＩＳ  Ｋ  ７２１８により測定される動的摩擦係数が約０．１６以下であり、樹脂組成物の１０ｃｍ×１０ｃｍの試片を製作する工程、及び該試片を直径５ｃｍの２つの円形のアルミニウム片を用いて、テーバー摩擦試験機を使用して９０ｒｐｍで１０，０００サイクル摩擦させる工程後にＡＳＴＭ  Ｄ４０６０により測定される摩耗減量が約１６ｍｇ以下であり、ＡＳＴＭ  Ｄ６４８により測定される０．４５ＭＰａの荷重における熱変形温度が約２４５℃以上である、熱可塑性樹脂組成物。
【請求項１５】
請求項１〜１３に記載の熱可塑性樹脂組成物から製造されたプラスチック製品。
【請求項１６】
前記プラスチック製品はプリンターブッシングである、請求項１５に記載のプラスチック製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
本発明は、電気伝導性、耐摩耗性及び高耐熱性の物性バランスに優れた熱可塑性樹脂組成物に関する。より具体的には、本発明は、改善された電気伝導性、耐摩耗性及び高耐熱性を有し、ポリフェニレンスルフィド樹脂、黒鉛、フッ素化ポリオレフィン樹脂、ウィスカー及びカーボンナノチューブを含む熱可塑性樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景技術
熱可塑性樹脂は、加熱すると可塑性を示し、冷却すると固化する樹脂である。熱可塑性樹脂は、一般に、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂及びビニル樹脂等の汎用プラスチックと、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂及びポリイミド樹脂等のエンジニアリングプラスチックに分類される。
【０００３】
熱可塑性樹脂は、加工性及び成形性が優れているため、様々な日常生活用品、事務自動化機器（ＯＡ機器）、電気・電子製品などに広く使用されている。また、目的の最終製品の価値を高めるために、その種類や特性に基づいて、熱可塑性樹脂に特殊な性質を付加する多くの試みがなされている。特に、樹脂製品同士又は他の材料との間での表面摩擦が激しい技術分野で熱可塑性樹脂を使用する場合、電荷の発生を防止する、及び樹脂の摩耗による製品の損傷又は汚染を防止するために、熱可塑性樹脂は電気伝導性及び耐摩耗性を備える必要がある。熱可塑性樹脂に電気伝導性を付与するために、カーボンブラック、黒鉛、炭素繊維、金属粉末、金属がコーティングされた無機粉末又は金属繊維などの導電性フィラーが用いられており、また、樹脂の耐摩耗性を向上させるために、熱可塑性樹脂にウィスカー等を添加されている。
【０００４】
上述のそれぞれの添加剤は、熱可塑性樹脂の一の物性のみを向上させるには効果的だが、熱可塑性樹脂の電気伝導性、耐摩耗性及び耐熱性の全てを向上させるには限界がある。
【０００５】
本発明者は、この問題を解決するために、ポリフェニレンスルフィド樹脂に、黒鉛、フッ素化ポリオレフィン樹脂、ウィスカー、カーボンナノチューブを特定の含量で同時に混合することにより、改善された電気伝導性、耐摩耗性及び耐熱性を有する新規な熱可塑性樹脂組成物を開発した。本発明の熱可塑性樹脂組成物は、精密機械部品、電気・電子製品の部品、自動車精密部品、ケーブル等の様々なプラスチック製品の製造に有用でありうる。さらに、本発明の熱可塑性樹脂組成物は、プリンターブッシング（ｐｒｉｎｔｅｒ  ｂｕｓｈｉｎｇ）に使用されうる。
【発明の概要】
【０００６】
発明の開示
技術的課題
本発明の目的は、改善された電気伝導性、耐摩耗性及び高耐熱性を有する熱可塑性樹脂組成物を提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、精密機械部品、電気・電子製品の部品、自動車精密部品、ケーブル等の様々なプラスチック製品の製造に使用可能な優れた電気伝導性、耐摩耗性及び高耐熱性を有する熱可塑性樹脂組成物を提供することである。
【０００８】
本発明のさらに他の目的は、当該熱可塑性樹脂組成物を用いたプリンターブッシングを提供することである。
【０００９】
本発明のその他の目的及び特長は、以下の開示及び添付の特許請求の範囲により明らかにされる。
【００１０】
技術的手段
本発明の一形態は、優れた電気伝導性、耐摩耗性及び高耐熱性を有する熱可塑性樹脂組成物である。当該組成物は、ポリフェニレンスルフィド樹脂、黒鉛、フッ素化ポリオレフィン、ウィスカー及びカーボンナノチューブを含む。一実施形態によると、当該組成物は、（Ａ）ポリフェニレンスルフィド樹脂約５０〜約９０質量％；（Ｂ）黒鉛約５〜約３０質量％；（Ｃ）フッ素化ポリオレフィン樹脂約５〜約３０質量％；（Ｄ）ウィスカー約１〜約１０質量％；及び（Ｅ）カーボンナノチューブ約０．０１〜約１０質量％を含む。
【００１１】
ポリフェニレンスルフィド樹脂（Ａ）は、約３，０００〜約５０，０００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有しうる。
【００１２】
黒鉛（Ｂ）は、約０．５〜約３００μｍの粒径を有する。一実施形態によると、黒鉛（Ｂ）はアルカリ土類金属化合物、シランカップリング剤、チタンカップリング剤又はアルミニウムカップリング剤により表面処理されうる。
【００１３】
フッ素化ポリオレフィン樹脂（Ｃ）は、約３〜約５０μｍの粒径、及び約１．２〜２．３ｇ／ｃｍ３の比重を有する。
【００１４】
ウィスカー（Ｄ）は、約０．１５〜１０μｍの平均直径、及び約２〜１００μｍの平均長さを有する。一実施形態によると、ウィスカー（Ｄ）は、酸化亜鉛ウィスカー、炭酸カルシウムウィスカー、二酸化チタンウィスカー、二酸化ケイ素ウィスカー、炭化ケイ素ウィスカー、ホウ酸アルミニウムウィスカー、ホウ酸マグネシウムウィスカー、チタン酸カリウムウィスカー、窒化ケイ素ウィスカー及び酸化アルミニウムウィスカーよりなる群から選択される一つ以上でありうる。一実施形態によると、ウィスカー（Ｄ）は炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）ウィスカーを含む。他の一実施形態によると、ウィスカー（Ｄ）は、銀、銅、アルミニウム、鉄、パラジウム、酸化スズ、酸化インジウム、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、黒鉛及びこれらの混合物よりなる群から選択される導電性物質でコーティングされうる。
【００１５】
カーボンナノチューブ（Ｅ）は、単一壁カーボンナノチューブ、二重壁カーボンナノチューブ、多重壁カーボンナノチューブ又はこれらの混合物を含みうる。一実施形態によると、カーボンナノチューブ（Ｅ）は約０．５〜約１００ｎｍの平均外径、及び約０．０１〜約１００μｍの平均長さを有する。
【００１６】
さらに、樹脂組成物は、難燃剤、抗菌剤、離型剤、熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤、相溶化剤、染料、顔料、カップリング剤、充填剤（フィラー）、可塑剤、衝撃改質剤、滑剤、帯電防止剤及びこれらの混合物よりなる群から選択される添加剤を含みうる。
【００１７】
他の形態によると、本発明の熱可塑性樹脂組成物は、黒鉛、フッ素化ポリオレフィン、ウィスカー及びカーボンナノチューブが分散されてなるポリフェニレンスルフィド樹脂を含み、ＡＳＴＭ  Ｄ２５７による表面抵抗が約１０６Ω／ｓｑ以下であり、ＪＩＳ  Ｋ  ７２１８による動的摩擦係数が約０．１６以下であり、１０ｃｍ×１０ｃｍの試片を、直径５ｃｍの２つの円形のアルミニウム試片で、テーバー摩擦試験機を使用して９０ｒｐｍで１０，０００サイクル摩擦させた後に、ＡＳＴＭ  Ｄ４０６０により測定される摩耗減量が約１６ｍｇ以下であり、ＡＳＴＭ  Ｄ６４８による０．４５ＭＰａ荷重における熱変形温度が約２４５℃以上である。
【００１８】
本発明は、上記熱可塑性樹脂組成物から製造されたプラスチック製品を提供する。当該プラスチック製品は精密機械部品及びプリンターブッシングに使用されうる。
【００１９】
本発明の各構成の詳細な説明は以下のとおりである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
発明を実施するための最良の形態
（Ａ）ポリフェニレンスルフィド樹脂
本発明に用いられるポリフェニレンスルフィド樹脂（Ａ）は、優れた高耐熱性を有し、同時に約−５０℃の低温でもその特性を維持することができる。また、広い温度範囲に対して優れた寸法安定性と耐クリープ性を有する。
【００２１】
ポリフェニレンスルフィド樹脂は毒性がなく、安全であり、著しく燃焼しない程度の難燃性を有し、高充填樹脂複合体の製造に適宜な樹脂と評価される程度の比較的低い粘度を有する。
【００２２】
一実施形態によると、下記化学式１で表される、約７０モル％以上の繰り返し単位を含む、線形ポリフェニレンスルフィド樹脂が使用されうる。
【００２３】
【化１】
2012500317.tif 000002
【００２４】
繰り返し単位を約７０モル％以上含有する場合、線形ポリフェニレンスルフィド樹脂は、高い結晶化度、優れた耐熱性、耐薬品性及び強度を有する。繰り返し単位を有する線形ポリフェニレンスルフィド樹脂の代表的な製造方法は特開昭５２−１２２４０号公報に開示されており、当該文献は、参照文献として本発明に含まれる。
【００２５】
また、ポリフェニレンスルフィド樹脂は、他の繰り返し単位を有する他のポリフェニレンスルフィド樹脂を、化学式１のポリフェニレンスルフィド樹脂に対して約５０モル％以下、好ましくは約３０モル％以下、より好ましくは約２０モル％以下の量で含みうる。他の繰り返し単位は下記化学式２〜９に示される。
【００２６】
【化２】
2012500317.tif 000003
【００２７】
【化３】
2012500317.tif 000004
【００２８】
【化４】
2012500317.tif 000005
【００２９】
【化５】
2012500317.tif 000006
【００３０】
【化６】
2012500317.tif 000007
【００３１】
【化７】
2012500317.tif 000008
【００３２】
ここで、Ｒはアルキル基、ニトロ基、フェニル基、アルコキシ基、カルボキシ基、又はＣ１〜約Ｃ２０のカルボン酸塩基である。
【００３３】
【化８】
2012500317.tif 000009
【００３４】
【化９】
2012500317.tif 000010
【００３５】
好ましくは、ポリフェニレンスルフィド樹脂として、ｐ−ジクロロベンゼンと硫化ナトリウムと共重合体を５０モル％以上含有する重合体組成物を用いられうる。
【００３６】
ポリフェニレンスルフィド樹脂は、約３，０００〜約５０，０００の重量平均分子量を有することが好ましく、約５，０００〜約３０，０００の重量平均分子量を有することがより好ましい。このような重量平均分子量範囲とすることにより、押出又は射出成形の間の樹脂反応による硬化が低減される。
【００３７】
他の実施形態によると、ポリフェニレンスルフィド樹脂は、約３１６℃、２．１６ｋｇの荷重において約５０〜１００ｇ／１０分の溶融指数（ＭＩ）を有する。
【００３８】
本発明において、ポリフェニレンスルフィド樹脂は、樹脂組成物の全質量に対して約５０〜９０質量％、好ましくは約５５〜８５質量％の量で用いられる。ポリフェニレンスルフィド樹脂をこのような量で用いる場合、優れた電気伝導性、耐摩耗性及び高耐熱性の物性バランスを得ることができる。
【００３９】
（Ｂ）黒鉛
黒鉛はその成分に炭素を有し、結晶構造は大部分が六方晶系であり、一部が三方晶系である。炭素原子が互いに、ベンゼン環のように、六角形に連結されており、それらの六角形の平板が連続された層を形成する。それらの層間結合（γ結合と称される）は、非常に弱いため、完全なベーサル開裂（ｂａｓａｌ  ｃｌｅａｖａｇｅ）が生じ易く、平板が滑り易い。この滑り易い性質のため、黒鉛は摩擦係数が非常に小さく、潤滑作用を有するので、コーティング剤や潤滑剤として用いられる。黒鉛の平板は、容易に滑り、滑り面（ｇｌｉｄｅ  ｐｌａｎｅ）を成し、それらはｃ軸に対して重ならないため、異方性を示す。
【００４０】
本発明の樹脂組成物は、黒鉛のこの特有の滑り特性によって、導電性と共に優れた耐摩耗性を有することができる。
【００４１】
本発明では、天然黒鉛及び合成黒鉛のいずれも使用可能である。合成黒鉛は石油コークスの黒鉛化工程を経て製造される黒鉛であり、石油精製の副産物である。石油コークスにコールタールバインダー及び石油系油を混合し、この混合物を加熱しながら射出すると、緑色の棒状物（ｇｒｅｅｎ  ｂａｒ）や緑色のストック（ｇｒｅｅｎ  ｓｔｏｃｋ）が形成される。そして、この緑色の棒状物又は緑色のストックをアチソン電気炉中で約８００〜１，０００℃で燃焼させると、ピッチバインダー（ｐｉｔｃｈ  ｂｉｎｄｅｒ）がコークス又はコークスの収縮物に変換され始め、熱化コークス（ｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｅｄ  ｃｏｋｅ）又は熱化炭素（ｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｅｄ  ｃａｒｂｏｎ）が形成される。この熱化コークス又は熱化炭素は空隙が多いため、コールタール又は石油ピッチなどの充填剤と混合し、この後これをアチソン電気炉で約２，６００〜３，０００℃に加熱すると、炭素は充填剤間で配列し、黒鉛となる。この過程を黒鉛化という。この種の黒鉛は比較的高純度で一方向に配列をするので、比較的高い電気抵抗を有し、等方性を示す。
【００４２】
一実施形態によると、本発明の熱膨張性黒鉛は、様々な化合物により表面処理されうる。このような表面処理剤の詳細な例としては、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸バリウム、酸化バリウム、水酸化バリウムなどのアルカリ土類金属化合物、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、アルミニウムカップリング剤などが挙げられる。
【００４３】
本発明の樹脂組成物の製造に使用可能な黒鉛は、粒子の大きさが好ましくは約０．５〜３００μｍであり、より好ましくは約５〜約１５０μｍである。
【００４４】
本発明において、黒鉛の使用量は、樹脂組成物の全質量に対して約５〜約３０質量％である。黒鉛を上記範囲で用いることで、優れた電気伝導性、耐摩耗性及び高耐熱性の物性バランスを得ることができる。好ましくは、黒鉛の使用量は、樹脂組成物の全質量に対して約７〜約２５質量％であり、より好ましくは約１０〜約２２質量％である。
【００４５】
（Ｃ）フッ素化ポリオレフィン樹脂
本発明で用いられるフッ素化ポリオレフィン樹脂（Ｃ）としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、テトラフルオロエチレン／ビニリデンフルオライド共重合体、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体及びエチレン／テトラフルオロエチレン共重合体等を挙げることができる。これら材料は、単独で使用されてもよいし、２以上の他の材料と共に使用されてもよい。
【００４６】
本発明の樹脂組成物に用いられるフッ素化ポリオレフィン樹脂は、公知の重合工程により合成することができる。例えば、約７〜７１ｋｇ／ｃｍ２の圧力と、約０〜２００℃の温度、好ましくは約２０〜１００℃の条件でナトリウム、カリウム又はアンモニウムパーオキシジサルフェート等のフリーラジカル形成触媒を含む水性媒体中で合成することができる。
【００４７】
フッ素化ポリオレフィン樹脂は、エマルジョン状態又は粉末状態で用いられうる。エマルジョン状態のフッ素化ポリオレフィン樹脂を用いると、樹脂組成物全体における分散性は良好であるが、製造工程が複雑になりうる。したがって、全ての樹脂組成物内に適宜分散されて繊維状ネットワークを形成することができれば、粉末状態で用いるのが好ましい。
【００４８】
本発明の樹脂組成物用いられうるフッ素化ポリオレフィン樹脂としては、粒子の大きさが約０．０５〜１，０００μｍであり、比重が約１．２〜２．３ｇ／ｃｍ３であるポリテトラフルオロエチレンがある。好ましくは粒子の大きさが約１〜約３００μｍであり、より好ましくは約３〜約５０μｍである。
【００４９】
本発明において、フッ素化ポリオレフィン樹脂の使用量は、約５〜約３０質量％である。フッ素化ポリオレフィンの使用量を上記範囲とすることで、優れた電気伝導性、耐摩耗性及び高耐熱性の物性バランスを得ることができる。好ましくは、フッ素化ポリオレフィン樹脂の使用量は、樹脂組成物の全質量に対して約７〜約２８質量％であり、より好ましくは約１０〜約２７質量％である。
【００５０】
（Ｄ）ウィスカー
本発明で使用されるウィスカー（Ｄ）は、針状形又は枝状形の物質であって、熱可塑性樹脂内でネットワークを形成して物性を補強するためのフィラーとして用いられる。
【００５１】
一実施形態によると、ウィスカーは、酸化亜鉛ウィスカー、炭酸カルシウムウィスカー、二酸化チタンウィスカー、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）ウィスカー、炭化ケイ素ウィスカー、ホウ酸アルミニウムウィスカー、ホウ酸マグネシウムウィスカー、チタン酸カリウムウィスカー、窒化ケイ素ウィスカー及び酸化アルミニウムウィスカーよりなる群から選択される一つ以上でありうる。これらうち、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、及び二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、又はそれらの混合物から作られたウィスカーを用いることが好ましく、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）ウィスカーを用いることが最も好ましい。
【００５２】
一実施形態によると、ウィスカーは導電性物質でコーティングされてもよい。導電性物質でコーティングされたウィスカーを用いることで、熱可塑性樹脂が電気伝導性を有する。導電性物質としては、銀、銅、アルミニウム、鉄、パラジウム、酸化スズ、酸化インジウム、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、黒鉛等が使用されうるが、これらに制限されない。これらの材料は、単独で使用されてもよいし、２種以上の他の材料と共に使用されてもよい。
【００５３】
一実施形態によると、ウィスカーの平均直径は約０．１５〜約１０μｍであり、平均長さは約２〜約１００μｍである。これらの範囲の直径及び長さを有するウィスカーを使用することで、より効果的にポチフェニレンスルフィド樹脂の耐摩耗性を向上させることができる。
【００５４】
本発明において、ウィスカーの使用量は、樹脂組成物の全質量に対し、約１〜約１０質量％である。このような量のウィスカーを使用することで、優れた電気伝導性、耐摩耗性及び高耐熱性の物性バランスを得ることができる。好ましくは、ウィスカーの使用量は、樹脂組成物の全質量に対し、約１．５〜約７質量％であり、より好ましくは約２〜約５．５質量％である
（Ｅ）カーボンナノチューブ
本発明で用いられるカーボンナノチューブは、熱可塑性樹脂に高い電気伝導性を付与することができる。このようなカーボンナノチューブは高い機械的強度、初期弾性率（ヤング率）、アスペクト比などの特性を有する物質である。また、このようなカーボンナノチューブは高い電気伝導性と高い熱安定性を有しているため、樹脂と混合する場合、熱可塑性樹脂に優れた電気伝導性及び機械的・熱的特性を付与することができる。
【００５５】
カーボンナノチューブは、電気放電法、熱分解法、レーザアブレーション法、プラズマ化学気相蒸着法、熱化学気相蒸着法、電気分解法などの様々な方法を用いて合成することができるが、合成方法は、必ずしもこれらの例に制限されるものではない。
【００５６】
カーボンナノチューブは、その壁の数によって単一壁カーボンナノチューブ、二重壁カーボンナノチューブ、多重壁カーボンナノチューブに分類される。本発明では、いずれの種類のカーボンナノチューブであっても使用することができ、また、それらの混合物も使用可能である。
【００５７】
カーボンナノチューブには特に制限はない。しかしながら、カーボンナノチューブの平均外径は、約０．５〜約１００ｎｍであり、好ましくは約１〜約５０ｎｍであり、より好ましくは約５〜約２０ｎｍであり、平均長さは、約０．０１〜約１００μｍであり、好ましくは約０．０１〜約２０μｍであり、より好ましくは約０．５〜約１０μｍである。カーボンナノチューブの平均外径及び平均長さを範囲とすることで、優れた電気伝導性及び加工性が得られうる。カーボンナノチューブは上記のようなサイズにより、高いアスペクト比（Ｌ／Ｄ）を有する。Ｌ／Ｄ値が約１００〜約１，０００のカーボンチューブを用いることが樹脂の電気伝導性を向上させるために好ましい。本発明において、カーボンナノチューブの使用量は約０．０１〜約１０質量％である。このような量のカーボンナノチューブを使用することで、樹脂の固有の物性を低下させることなく、優れた電気伝導性及び分散性を得ることができる。好ましくは、カーボンナオチューブの使用量は、約０．１〜約５質量％である。
【００５８】
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、ポリフェニレンスルフィド樹脂に黒鉛、フッ素化ポリオレフィン、ウィスカー及びカーボンナノチューブが分散されてなる構造を有する。樹脂組成物のＡＳＴＭ  Ｄ２５７によって測定される表面抵抗は、約１０６Ω／ｓｑ以下であり、好ましくは約１０５Ω／ｓｑ以下であり、最も好ましくは約１０２〜約１０５Ω／ｓｑである。また、樹脂組成物のＪＩＳ  Ｋ  ７２１８によって測定される動的摩擦係数は、約０．１６以下であり、好ましくは約０．０５〜約０．１５である。また、ＡＳＴＭ  Ｄ４０６０にしたがって、樹脂組成物の１０ｃｍ×１０ｃｍ試片を作製し、当該試片を、直径５ｃｍの２つの円形のアルミニウム試片で、テーバー摩擦試験機を使用して９０ｒｐｍで１０，０００サイクル摩擦させた後に測定される樹脂組成物の摩耗減量は約１６ｍｇ以下であり、好ましくは約０．１〜約１５．５ｍｇである。また、樹脂組成物のＡＳＴＭ  Ｄ６４８により測定される０．４５ＭＰａ荷重における熱変形温度は約２４５℃以上であり、好ましくは約２４７〜約３００℃である。
【００５９】
一実施形態によると、樹脂組成物のＡＳＴＭ  Ｄ２５７により測定される表面抵抗は約１０１〜１０６Ω／ｓｑであり、ＪＩＳ  Ｋ  ７２１８により測定される動的摩擦係数は約０．０５〜０．１６であり、ＡＳＴＭ  Ｄ４０６０にしたがって、樹脂組成物の１０ｃｍ×１０ｃｍ試片を作製し、当該試片を直径５ｃｍの２つの円形のアルミニウム試片で、テーバー摩擦試験機を用いて９０ｒｐｍで１０，０００サイクル摩擦させた後に測定される摩耗減量は約１〜１６ｍｇであり、ＡＳＴＭ  Ｄ６４８により測定される０．４５ＭＰａ荷重における熱変形温度は約２４５〜２８０℃である。
【００６０】
上述した各構成成分の以外にも、本発明の熱可塑性樹脂組成物は組成物の用途に応じて必要な添加剤をさらに含みうる。添加剤としては、難燃剤、抗菌剤、離型剤、熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤、相溶化剤、染料、顔料、カップリング剤、充填剤（フィラー）、可塑剤、衝撃改質剤、滑剤、帯電防止剤などが挙げられる。これらの添加剤は、単独で使用されてもよいし、２種以上の他の添加剤と共に使用されてもよい。
【００６１】
添加剤の使用量は、樹脂組成物の全質量１００質量部に対して約０〜約６０質量部、好ましくは約０．１〜約３０質量部である。
【００６２】
上述の組成の透明熱可塑性樹脂は、優れた電気伝導性、耐摩耗性及び高耐熱性を有し、精密機械部品、電気・電子製品の部品、自動車精密部品、ケーブルなどの多様なプラスチック製品の製造に使用可能であり、特にプリンターブッシングに好適である。
【００６３】
本発明の樹脂組成物は、公知の方法で製造することができる。例えば、本発明の構成成分全てを同時に混合した後、押出機内で溶融押出してペレット形態に製造することができる。この製造されたペレットは、射出成形、押出成形、真空成形、キャスティング成形などの様々な成形工程を通じて、多様なプラスチック製品に製造されうる。
【００６４】
本発明は、本発明を例示することを目的とした下記の実施例を参照することにより、より理解されうる。ただし、本発明の技術的範囲は添付された特許請求の範囲の記載により定められるものであり、以下の形態に制限されない。
【実施例】
【００６５】
実施例
下記実施例及び比較例で用いられた品目は以下のとおりである。
【００６６】
（Ａ）ポリフェニレンスルフィド樹脂
日本ＤＩＣ社製のポリフェニレンスルフィド樹脂ＦＺ−２１００を用いた。
【００６７】
（Ｂ）黒鉛
合成黒鉛として、粒径が５〜７５μｍのティムカル（ＴＩＭＣＡＬ）社製のＫＳ  ５−７５ＴＴを用いた。
【００６８】
（Ｃ）フッ素化ポリオレフィン樹脂
米国デュポン社製のテフロン（商品名）７ＡＪを用いた。
【００６９】
（Ｄ）ウィスカー
平均直径０．５〜１μｍ、長さ２０〜３０μｍの炭酸カルシウムである、丸尾カルシウム社製のＷｈｉｓｃａｌ  Ａ（商品名）を用いた。
【００７０】
（Ｅ）カーボンナノチューブ
平均外径が５〜３０ｎｍであり、平均長さが１〜２５μｍの多重壁カーボンナノチューブである、ナノシル（Ｎａｎｏｃｙｌ）社製のＮＣ−７０００（商品名）を用いた。
【００７１】
実施例１〜５及び比較例１〜５
表１及び２に示される成分を、各熱可塑性樹脂組成物に混合し、その後、各熱可塑性樹脂組成物をＬ／Ｄ＝３５、φ＝４５ｍｍの従来の二軸押出機を用いて押出成形し、ペレットを製造した。それぞれの樹脂ペレットは、１０ｏｚ射出機を用いて、射出温度２８０℃で成形され、電気伝導性及び各種物性を測定のための試片を製造した。当該試片を２３℃、相対湿度５０％下で４８時間放置した後、試片の物性を以下のように測定し、結果を表１と表２に表した。
【００７２】
物性測定方法
１）表面抵抗（Ω／ｓｑ）：Ｗｏｌｆｇａｎｇ  Ｗａｒｍｂｉｅｒ社製のＳＲＭ−１００を用いてＡＳＴＭ  Ｄ２５７により各試片の表面抵抗を測定した。
【００７３】
２）耐摩耗性
１．動的摩擦係数：ＪＩＳ  Ｋ  ７２１８により各試片の動的摩擦係数を測定した。
【００７４】
２．摩耗量：ＡＳＴＭ  Ｄ４０６０により、１０ｃｍ×１０ｃｍの試片１つと、直径５ｃｍの２つの円形のアルミニウム試片とを作製し、テーバー摩擦試験機を用いて９０ｒｐｍで１０，０００サイクル摩擦させた後の摩耗減量を測定した。
【００７５】
３）熱変形温度（℃）：ＡＳＴＭ  Ｄ６４８により０．４５ＭＰａ荷重における熱変形温度を測定した。
【００７６】
【表１】
2012500317.tif 000011
【００７７】
【表２】
2012500317.tif 000012
【００７８】
表１及び表２に示すように、実施例１〜５は、比較例１と比べて、電気伝導性、耐摩耗性及び耐熱性の著しい改善を示した。一方、黒鉛を含まない比較例２は、実施例２と比べて電気伝導性、耐摩耗性及び耐熱性の著しい低下を示し、フッ素化ポリオレフィン樹脂を含まない比較例３は、実施例３と比べて、電気伝導性、耐摩耗性及び耐熱性の著しい低下を示した。また、ウィスカーを含まない比較例４は、実施例４と比べて、耐摩耗性に耐熱性に劣ることを示し、カーボンナノチューブを含まない比較例５は、電気伝導性の明らかな低下に加え、耐熱性の低下を示した。したがって、電気伝導性、耐摩耗性及び耐熱性において等しく良好な物性を確保するためには、ポリフェニレンスルフィド樹脂に、黒鉛、フッ素化ポリオレフィン樹脂、ウィスカー及びカーボンナノチューブ全てを添加する必要がある。
【００７９】
本発明の単なる変更及び修飾は、この分野の通常の知識を有する者により容易に成されうる、このような変更や修飾は全て本発明の技術的範囲に含まれる。
【国際調査報告】
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