JP2949675B2 - 射出成形用導電性樹脂組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＩＣ製造工程において
使用されるトレー、コンテナなどの搬送容器あるいは基
盤実装ラインで用いられるラック類を形成するために有
効な射出成形用導電性樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＩＣの製造工程で搬送に使用され
るトレー、コンテナなどの容器、あるいは基盤実装ライ
ンで用いられるラック類を成形する材料としては、主に
ポリスチレンやポリプロピレンをベースにした導電性コ
ンパウンドが実用されている。ところが、近年における
ＩＣ実装工程はライン環境がますます高密度化・高速化
しており、そのうえＩＣ自体も高熱に曝されることも多
くなってきている。このような環境変化に伴って、例え
ば封止材に含まれる水分によって材料にクラックが発生
する等の不都合な現象を招くことがある。このため、Ｉ
Ｃ製造工程や基盤実装ラインで使用される容器、ラック
類などには一層の耐熱性能が要求されている。また、工
程の自動化・ロボット化に対応するために寸法精度も高
める必要がある。

【０００３】これに対し、従来コンパウンド樹脂として
汎用されているポリスチレンは寸法精度の面では問題は
少ないものの、熱変形温度が実使用温度で約80℃が限界
であるため上記の要求特性を満足しない欠点がある。こ
の欠点を解消する組成として、ポリスチレンに代えてポ
リプロピレンにマイカまたはタルクを配合したものも提
案（特開昭58−206646号公報、特開昭58−108242号公
報) されている。しかしながら、この成分組成では耐熱
性の点では実用レベルに達するが、熱履歴による寸法変
化収縮が進行し易く、寸法安定性に難がある。この種の
無機充填材で強化したポリプロピレン系の導電性樹脂材
料では、成形後に収縮安定化を図るためのアニーリング
処理を施したのちに実用に供しても、繰り返しの熱履歴
により収縮が収まらず、経時的に寸法公差を外れてしま
ったり、収縮の進行に伴って材料に反りや捻じれなどの
変形も発生し易くなる問題点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記の
問題点を解決するために鋭意研究を重ねた結果、無機充
填材としてマイカを用いて強化したポリプロピレン系を
ベースにした成分組成に特定の有機系造核材を配合する
と、成形後における熱変形温度が向上し、また寸法安定
性が速やかに進行するとともにその後の繰り返し加熱に
よる寸法変化も極めて少なくなる事実を確認した。

【０００５】本発明は前記の知見に基づいて開発された
もので、その目的は、乾燥、信頼性試験、ハンダ付け後
工程等において 120〜150 ℃程度の実使用温度環境に曝
された場合にも熱履歴による寸法変化が極めて少ない耐
熱ＩＣトレー、ラック、コンテナー等の成形用として好
適な射出成形用の導電性樹脂組成物を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による射出成形用導電性樹脂組成物は、ポリ
プロピレン樹脂４０〜７０重量％、マイカ２０〜５０重
量％、平均粒子径が１００ｍμ以下で吸油量が５０ｍｌ
／１００ｇ以上のカーボンブラック５〜３０重量％およ
び有機系造核剤０．１〜３重量％を配合してなる組成で
あって、熱変形温度（ＡＳＴＭ Ｄ−６８４：４．６ｋ
ｇｆ／ｃｍ^２）が１４０℃以上、体積固有抵抗（ＳＲＩ
Ｓ２３０１）が１×１０^６Ωｃｍ以下の特性を備えるこ
とを構成上の特徴とする。

【０００７】本発明の組成ベースとなるポリプロピレン
樹脂としては、耐熱性および成形性の観点からホモポリ
マーまたはブロックポリマーが使用され、特にＭＦＲが
１以上のものを１種以上選択することが好適である。補
強材となる無機充填材は１４０℃以上の熱変形温度を得
るためにマイカを用いることが必要であり、またタルク
と併用することもできる。マイカは外観、摩耗剥離、ウ
エルド物性などを向上させるために平均粒径１００μｍ
以下の微粒子を用いることが好ましい。導電性付与材料
となるカーボンブラックには、ファーネスブラックおよ
びアセチレンブラックをそれぞれ単独または組み合わせ
て用いることができるが、導電性付与能力の点から平均
粒子径１００μｍ以下、吸油量５０ｍｌ／１００ｇ以上
の特性を備えるものが好適に使用される。

【０００８】これら主成分の好適な配合比率は、ポリプ
ロピレン樹脂４０〜７０重量％、マイカ２０〜５０重量
％、カーボンブラック５〜３０重量％であり、用途目的
に応じてこの範囲内で適宜に設定する。特に前記配合比
率の下限は重要で、ポリプロピレン樹脂が４０重量％を
下廻ると成形性が悪化し、マイカが２０重量％未満では
１４０℃（ＡＳＴＭ Ｄ−６４８：４．６ｋｇｆ／ｃｍ
^２）以上の熱変形温度を確保することが困難となり、ま
たカーボンブラックが５重量％を下廻ると体積固有抵抗
値（ＳＲＩＳ２３０１）を１×１０^６Ωｃｍ以下にシフ
トさせることができなくなる。

【０００９】主成分に配合する有機系造核剤は寸法安定
性に寄与する成分で、ヒドロキシ−ジ（ターシャリーブ
チル安息香酸）アルミニウム、燐酸２，２′−メチレン
ビス（４，６−ジ−tert−ブチルフェニル) ナトリウム
または低級アルキル置換ジベンジリデンソルビトールが
選択的に使用される。該有機系造核剤の添加量は、0.1
重量％から寸法安定化の効果が発揮されるが、その効果
は一定量で飽和する。したがって、0.1 〜３重量％、好
ましくは 0.1〜１重量％の範囲に設定される。

【００１０】上記の成分組成には、必要に応じて酸化防
止剤、安定剤、分散剤、カップリング剤等を添加したの
ち、バンバリーミキサー、二軸押出機、加圧ニーダー等
の装置を用いて混練し、本発明の射出成形用導電性樹脂
組成物を得る。

【００１１】

【作用】本発明によれば、主成分となるポリプロピレン
樹脂、マイカおよび平均粒子径が１００μｍ以下で吸油
量が５０ｍｌ／１００ｇ以上のカーボンブラックからな
る組成が熱変形の阻止および導電性の付与に機能し、更
に有機系造核剤の配合作用で材質の寸法変化が効果的に
改善される。

【００１２】このような作用が相乗して、熱変形温度
（ＡＳＴＭ Ｄ−６４８：４．６ｋｇｆ／ｃｍ^２）１４
０℃以上、体積固有抵抗値（ＳＲＩＳ２３０１）１×１
０^６Ωｃｍ以下であり、かつ成形後のアニーリング時に
おける寸法安定化が速やかで繰り返し熱履歴による寸法
変化が極めて少ないという特有の効果が付与される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して説
明する。

【００１４】実施例１〜９、比較例１〜４ 表１に示す組成の成分を、１．７１容量のバンバリーミ
キサーを用いて均一に溶融混練した。混練物をミキシン
グロールでシート化し、角ペレタイザーで角形ペレット
に造粒化した。ついで、角形ペレットを射出成形機で棒
状（２０５ｍｍ×１２．８ｍｍ×６．４ｍｍ）に成形
し、２２±２℃の室内に２４時間放置して評価試料を得
た。

【００１５】

【表１】

【００１６】なお、表１に示した成分のうち、ポリプロ
ピレン（ＰＰ）樹脂のＨはＭＦＲ８のホモポリマー〔三
井東圧化学（株）製、三井ノーブレンＪＨＨＧ〕、Ｂは
ＭＦＲ８のブロックポリマー〔三井東圧化学（株）製、
三井ノーブレンＢＪＨＨＧ〕である。無機充填材のう
ち、Ｍはマイカ〔プレコ社製、プレコマイカＳ−３２
５〕、Ｔはタルク〔村松産業（株）製、ハイフィラータ
ルク１６〕である。カーボンブラック（ＣＢ）のうち、
Ｆはファーネスブラック〔平均粒子径３１ｍμ、吸油量
３６０ｍｌ／１００ｇ ；ライオン（株）製、ケッチェ
ンブラックＥＣ〕、Ａはアセチレンブラック〔平均粒子
径４１ｍμ、吸油量２１２ｍｌ／１００ｇ；電気化学工
業（株）製、デンカブラック〕である。有機系造核剤の
うち、Ｈはヒドロキシージ（ｔｅｒｔ−ブチル安息香
酸）アルミニウム〔シェル化学社製〕、Ｒは燐酸２，
２’ −メチレンビス（４，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル
フェニル）ナトリウム〔旭電化（株）製、マークＮＡ−
１１〕、Ｍはメチル置換ジベンジリデンソルビトール
〔新日本理化（株）製、ゲルオールＭＤ〕である。そし
て酸化防止剤はチバガイギー社製のイルガノックス１０
１０である。

【００１７】ついで、各評価試料につき各種の特性を測
定し、その結果を表２に示した。なお、特性の測定条件
等は次によった。 (1) ＭＦＲ：230 ℃、５kgf の条件でおこなった。 (2) 熱変形温度：ＡＳＴＭ Ｄ−６４８（4.6kgf/cm²)
によった。 (3) 表面抵抗：加熱前の表面におけるプルーブ電極抵抗
〔三菱油化社製、ロレスタＣＰ Ａタイプ〕を測定し
た。 (4) 体積固有抵抗：射出成形した厚さ２mmのプレートよ
り打ち抜いた試験片に対し、ＳＲＩＳ 2301 に準拠して
測定した。 (5) 加熱収縮率（％）：１回の収縮率は（成形寸法）−
（１回加熱後寸法）／（成形寸法）×100 の式で算出
し、５回の収縮率は（１回加熱後寸法）−（５回加熱後
寸法）／（１回加熱後寸法）×100 の式で算出した。 (6) 寸法安定性：各評価試料を135 ℃に設定したギヤオ
ーブン中で１時間加熱したのち22℃±２℃の室内に12時
間以上放置し、長手方向の寸法をノギスで測定した。こ
の手順を５回繰り返して寸法の変動を評価した。

【００１８】

【表２】

【００１９】表２の結果から、実施例による射出成形用
導電性組成物はいずれも熱変形温度が１４０℃を越え、
表面抵抗値が１０^５Ω以下、体積固有抵抗が１×１０
^−６以下であって、特に比較例品に比べて５回の加熱収
縮率が低く、寸法安定性が良好であることが判明する。

【００２０】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば成形後の
加熱による寸法変化による寸法収縮が速やかに終了し、
かつ繰り返し加熱による寸法変化が極めて軽微な射出成
形用導電性樹脂組成物を提供することが可能となる。し
たがって、例えば耐熱ＩＣトレーのアニール工程の合理
化および品質向上に大きく寄与することが期待される。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリプロピレン樹脂４０〜７０重量％、
   マイカ２０〜５０重量％、平均粒子径が１００ｍμ以下
   で吸油量が５０ｍｌ／１００ｇ以上のカーボンブラック
   ５〜３０重量％および有機系造核剤０．１〜３重量％を
   配合してなる組成であって、熱変形温度（ＡＳＴＭ Ｄ
   −６８４：４．６ｋｇｆ／ｃｍ^２）が１４０℃以上、体
   積固有抵抗（ＳＲＩＳ２３０１）が１×１０^６Ωｃｍ以
   下の特性を備えることを特徴とする射出成形用導電性樹
   脂組成物。