JP2004182833A

JP2004182833A - ポリエーテル芳香族樹脂組成物並びにフィルム及びシート

Info

Publication number: JP2004182833A
Application number: JP2002350412A
Authority: JP
Inventors: Arihiro Kaneda; 有弘金田
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 2002-12-02
Filing date: 2002-12-02
Publication date: 2004-07-02

Abstract

【課題】ポリエーテル芳香族樹脂の電気特性を改良し、適切な帯電防止性能と耐折強度を有し、成形性に優れた樹脂成形品の製造を製造する。
【解決手段】ポリエーテル芳香族樹脂１００重量部に対して、導電性フィラーを３重量部〜５０重量部を含有してなるポリエーテル芳香族イミド樹脂組成物及び該樹脂組成物からなるフィルムまたはシートであり、導電性フィラーが板状導電性フィラーとカーボンブラック両者の組み合わせであるのが好ましい。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリエーテル芳香族イミド樹脂を基材とし、機械強度、耐熱性、帯電防止性能、耐折強さ等の優れた特性を有する樹脂組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ポリエーテル芳香族樹脂は機械的、化学的、熱的性質および機械特性に優れたエンジニアリングプラスチックとして良く知られている。ポリエーテル芳香族樹脂単独では絶縁性であるが、ケッチェンブラックやアセチレンブラック等のカーボンブラックを添加することで適切な帯電防止性能を有する樹脂組成物の検討がなされている。これらの樹脂組成物は成形品として使用されることがほとんどである。
【０００３】
ポリエーテル芳香族樹脂にケッチェンブラック等のカーボンブラックを添加した材料をもちいてフィルム、シート加工を行う場合において、帯電防止性能を発現させ、かつシート加工性において満足されるものを得るのは困難である。これは、カーボンブラックの添加により樹脂の軟化溶融挙動が樹脂本来の流動性を悪化させ、ポリエーテル芳香族樹脂本来の優れ加工性を失う事になるからである。また、カーボンブラック等の添加により得られた樹脂組成物からなるフィルム・シートは耐強さが低下し、脆く割れやすいという欠点がある。また、脆く割れやすくなる為、柔軟性に欠け、該当フィルム・シート製品を湾曲させて用いる場合に曲げ応力に耐え切れず亀裂や破断が生じ、製品としての使用が困難となる。使用状況にもよるが、ＪＩＳＰ８１１５によるＭＩＴ型試験において耐折強さが５０回以下である場合に前記不具合が発生しやすい。この欠点はポリエーテル芳香族樹脂の種類によって差がある。たとえば、ポリエーテル芳香族ケトン樹脂とポリエーテル芳香族イミド樹脂とを比較した場合には、前者の方が後者に比較して耐屈曲性の低下は少なく、耐折強さは５０回以上である。しかしポリエーテル芳香族ケトン樹脂はコストが高いという欠点がある。
【０００４】
また繊維状の導電材料を用いる場合、得られた樹脂成形品の収縮率の異方性が大きく、使用環境下における雰囲気温度が上昇したときの寸法安定性が低下する。その為精度の高い寸法精度を必要とする用途においては使用が困難であった。これらの繊維状強化材は樹脂の流動方向に大きく配行する為、特に溶融押出加工においては、得られるフィルム、シートの寸法変化の異方性が発現し、二次加工の熱処理等で異方性を緩和させる必要がある。また、異方性の緩和は完全には除去できにくいという欠点があった。
【０００５】
耐熱性と帯電防止性能をともに要求されるフィルム・シートについては従来より熱硬化型ポリイミド樹脂を主体とした、導電性フィラー添加ポリイミドフィルムがよく知られている。これらに関する材料については静電複写用無端ベルトや定着用ベルトヒータとして特許文献１又は特許文献２に記載されているが、これら以外にも多く知られている。熱硬化型ポリイミドを主体とした導電性フィラー添加ポリイミドフィルムは性能的に優れたものであるが、溶媒キャスト製法での生産が一般的である為、生産性が良くなくコストが高いという欠点があった。多く使されている用途例としてはプリンターや複写機のようなトナーを使用する電子写真装置や静電記録装置製品の部材として使用されている。本発明に関する材料も上記用途での使用が見込まれているが、特に限定するものではない。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−２８２８０８
【特許文献２】
特開２０００−６６５３９
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記問題点を解決し、フィルム、シート製品に加工する時の加工性に優れる樹脂材料を提供する事である。さらには帯電防止性能、耐熱性、機械特性、特に耐折強さに優れた柔軟性、コストを加味した生産性を併せ持つという特徴を有するフィルム・シートを提供するものである。耐熱の高い熱可塑性樹脂を主体とした本発明の場合には、その生産方法が熱可塑であることをいかした熱溶融成形方法であるため生産性が高く、コスト的にもメリットがある。また、帯電防止性能を付与する為の導電フィラーとして、導電板状フィラーとカーボンブラックを併用する事で、電圧依存性が少なく安定した帯電防止性能を有するフィルム・シート製品を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、
［１］ポリエーテル芳香族系イミド共重合樹脂１００重量部に対して、導電性フィラー３重量部〜８０重量部を含有し、体積抵抗率が１×１０^４Ω・ｃｍ以上、１×１０^１３Ω・ｃｍ未満の帯電防止性能を有することを特徴とするポリエーテル芳香族イミド系樹脂組成物。
［２］導電性フィラーが板状導電性フィラーと粒子状カーボンブラックの組み合わせからなる［１］項記載のポリエーテル芳香族イミド系樹脂組成物。
［３］［１］または［２］記載のポリエーテル芳香族イミド系樹脂がシロキサン変性するなどして耐折強度を高めた事を特徴とし、ＪＩＳＰ８１１５によるＭＩＴ型試験による耐折強さが５０回以上であることを特徴とするフィルムまたはシートである。
【０００９】
本発明において使用されるポリエーテル芳香族イミド樹脂は、特に式（１）または式（２）で表される繰り返し単位を有するポリエーテル芳香族イミド樹脂を好ましく用いることができる。特に耐折強さを向上させたシロキサン変性共重合ポリエーテル芳香族イミド樹脂としては、例えば、ＧＥ社製ＳＩＬＴＥＭ（商品名）等があるが、特に限定するものではない。
【００１０】
本発明に係る樹脂組成物はポリエーテル芳香族イミド系樹脂１００重量部に対して、導電性フィラーを３重量部〜８０重量部を含有することで、成形性に優れ、かつ適正な帯電防止性能、耐熱性、機械特性、特に耐折強さに優れた柔軟性、コストを加味した生産性に優れた樹脂組成物を得ることが可能になる。
【００１１】
本発明における導電性フィラーの添加量はポリエーテル芳香族イミド系を基本とする樹脂１００重量部に対して、３重量部〜８０重量部を含有する。好ましくは３重量部〜５０重量部である。
本発明における導電性フィラーの添加量がポリエーテル芳香族イミド系を基本とする樹脂に対して３重量部より少ない場合は、得られる樹脂組成物の帯電防止性能が発現しにくくなり好ましくない。また、８０重量部より多い場合には樹脂組成物の成形加工性が悪くなり好ましくない。
【００１２】
本発明に用いる導電性フィラーは、板状導電性フィラーと微粒紛のカーボンブラックの組み合わせからなる導電フィラーであることが好ましい。
本発明において、導電性フィラーとして、板状導電性フィラーとカーボンブラックの組み合わせからなる導電フィラーを用いる場合、ポリエーテル芳香族イミド系樹脂１００重量部に対して、カーボンブラック導電フィラーを２重量部〜１５重量部、板状導電フィラーを１重量部〜６５重量部含有することで、低コストで帯電防止性、特に電圧依存性が少なく、耐熱性、耐折強さに優れ、かつ成形性に優れた樹脂組成物を得ることが可能になる。
【００１３】
本発明における板状導電フィラーの平均サイズは３０μｍ以下のものを用いる。好ましくは２０μｍ以下である。さらに好ましくは１０μｍ以下である。
【００１４】
本発明における板状導電フィラーの平均サイズが３０μｍより大きな場合、成形品の外観が好ましくなく表面の平滑性が得られにくくなる。また、溶融加工時の流動性が悪化し加工が困難となる。
【００１５】
本発明におけるカーボンブラックは特に限定するものではないが、ケッチェンブラックやアセチレンブラック等を用いることが可能である。
【００１６】
本発明における樹脂組成物は、ポリエーテル芳香族イミド系樹脂と導電性フィラーが均一に混合していることが望ましい。
【００１７】
本発明の効果を阻害しない限り、必要に応じて繊維補強材（ガラス繊維、炭素繊維、チタン酸カリウム繊維、セラミック質繊維、アラミド繊維、ボロン繊維等）、粒状または鱗片状強化材（炭酸カルシウム、クレー、タルク、マイカ、グラファイト炭素系、二硫化モリブデン等）、導電性向上材（カーボン系、酸化亜鉛、酸化チタン等）、熱伝導性向上剤（粉末状金属酸化物等）、酸化防止剤、熱安定剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、滑材、離型剤、染料、顔料、他の熱可塑性樹脂（ポリアミド系、ポリカーボネート系、ポリアセタール系、ＰＥＴ系、ＰＢＴ系、ポリアリレート系、ポリフェニレンサルファイド系、ポリエーテルサルフォン系、ポリサルフォン系、ポリエーテルイミド系、ポリイミド系、フッ素系、ポリエーテルニトリル系、液晶ポリマー系等）、熱硬化性樹脂（フェノール系、エポキシ系、ポリイミド系、シリコン系、ポリアミドイミド系等）を併用しても良い。また、各充填材に対してシランカップリング系等の表面処理を行っても良い。
【００１８】
本発明における導電ポリエーテル芳香族イミド系樹脂材料の添加混合・混錬方法は特に限定されることはなく各種混合・混錬手段が用いられる。例えば、各々別々に溶融押出し機に供給して混合しても良い、またあらかじめ個々の原料のみをヘンシェルミキサー、ボールミキサー、ブレンダー、タンブラー等の混合機を利用して乾式予備混錬し、溶融混錬機にて溶融混錬することができる。成形方法としては基材となる樹脂に適当な成形方法を適用することができる。たとえば射出成形、溶融押出し成形、注型成形、圧縮成形、焼結成形、粉体塗装等の各種成形方法である。
好ましい実施形態としては導電ポリエーテル芳香族イミド樹脂材は溶融押出成形によりフィルムシート化されるものが好ましいが、その押出方法、引き取り方法については特に限定するものではない。
【００１９】
本発明の樹脂材料からなるシートの製法は、溶融押出直後に引き取り冷却ロールまたは冷却ベルトにより冷却固化させる方法が好ましい。冷却面の表面を平滑にしておくことで、溶融軟化した導電ポリエーテル芳香族イミド系樹脂が固化する際にロール表面の平滑性をシート表面へ転写させることが可能である。冷却面の表面をマット加工し、所定の表面粗さを有するシート表面を得る事も可能である。
【００２０】
導電ポリエーテル芳香族イミド系樹脂材の形状としては、特に限定しないが、フィルム、シート形状のまま使用される場合もあるが、熱溶着等の手法でシームレスベルト化して用いる事も可能である。この点はポリエーテル芳香族イミド系樹脂が熱可塑性樹脂であるが故の特徴である。
【００２１】
【実施例】
以下に実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明は実施例により限定されるものではない。
実施例にて使用した原材料に関しては以下のとおりである。
＊１：ポリエーテル芳香族ケトン樹脂
ＶＩＣＴＲＥＸ社製ＰＥＥＫ３８０Ｐ（商品名）
＊２：ポリエーテル芳香族イミド樹脂
ＧＥ社製ＵＬＴＥＭ１０００（商品名）
＊３：シロキサン変性ポリエーテル芳香族イミド樹脂
ＧＥ社製ＳＩＬＴＥＭ１５００（商品名）
＊４：ケッチェンブラック
ライオン（株）製ケッチェンブラックＥＣ
＊５：アセチレンブラック
電気化学工業（株）製デンカブラック
＊６：板状導電材
大塚化学（株）製デントールＢＫ４００Ｍ
【００２２】
表に示す各材料を２軸混錬押出機を用いて溶融混錬し、ペレットを製造した。各実施例、および比較例の組成欄の数値は重量部を示す。製造したペレットを単軸押出機とＴ型ダイス等を用いて溶融押出加工により、また熱プレス加工によりシート状サンプルを得た。
【００２３】
各種評価については下記に基づき実施した。
体積抵抗率：ＪＩＳＫ６９１１に従い測定した。
成形性：二軸混錬機および単軸混錬機でのストランド加工およびシート加工成形を行い得られたサンプルの外観を目視で評価。外観良好なものを○、表面粗さの大きいもの、または安定した成形品が得られないものについて×とした。
耐折強さ：ＪＩＳＰ８１１５に従い測定した。
【００２４】
本発明の実施例１〜４と比較例１を比較すると、（シロキサン変性ポリエーテル芳香族イミド）樹脂単独で用いた比較例１に比較して、導電性フィラーを添加することで成形性と耐折強度を損なわずに帯電防止性能が向上することがわかる。
【００２５】
本発明の比較例２について、導電性の小さなフィラーかつその添加量が少ない場合には帯電防止性能を発揮できず、また比較例５について添加量が多すぎる場合には成形性が非常に悪い為加工が困難となることがわかる。
【００２６】
本発明の比較例３について、導電性の小さなフィラーでかつ従来からもちいられているカーボンブラックでは成形性が悪化し、加工が困難な事が分かる。
【００２７】
本発明の比較例４について、板状導電材のみからなる組み合わせでは、加工性が確保できる添加量域においては、十分な帯電防止性能を発現しない事が分かる。
【００２８】
本発明の比較例６について、マトリックス樹脂として、ポリエーテル芳香族イミド樹脂のみの場合には、耐折強さが不足し非常に割れやすく、実使用に耐えられない。
【００２９】
【表１】

【００３０】
【表２】

【００３１】
【表３】

【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明における樹脂組成物は適切な帯電防止性能と耐折強度を有し、成形性に優れた樹脂成形品の製造が可能になる。

Claims

ポリエーテル芳香族イミド系樹脂１００重量部に対して、導電性フィラー３重量部〜８０重量部を含有し、体積抵抗率が１×１０^４Ω・ｃｍ以上、１×１０^１３Ω・ｃｍ未満の帯電防止性能を有することを特徴とするポリエーテル芳香族イミド系樹脂組成物。
導電性フィラーが板状導電性フィラーとカーボンブラックの組み合わせからなる請求項１記載のポリエーテル芳香族イミド系樹脂組成物。
請求項１または２記載のポリエーテル芳香族イミド系樹脂組成物よりなり、ＪＩＳＰ８１１５によるＭＩＴ型試験による耐折強さが５０回以上であることを特徴とするフィルムまたはシート。