JPH11172146A - 導電性カーボンブラック - Google Patents

導電性カーボンブラック

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JPH11172146A
JPH11172146A JP34498997A JP34498997A JPH11172146A JP H11172146 A JPH11172146 A JP H11172146A JP 34498997 A JP34498997 A JP 34498997A JP 34498997 A JP34498997 A JP 34498997A JP H11172146 A JPH11172146 A JP H11172146A
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JP
Japan
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carbon black
heat treatment
total oxygen
oxygen content
resin
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JP34498997A
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English (en)
Inventor
Hideyuki Hisa
英之 久
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂に混練した場合に、加工性を保持しなが
ら十分な導電性を付与し得るカーボンブラックであり、
帯電防止等を必要とする安価な導電性成型品を与え得る
材料用に好適なカーボンブラックを提供する。 【解決手段】 加熱処理前の全酸素量が20mg/g以
下であるファーネスブラックを、不活性雰囲気下で加熱
処理することにより、全酸素量を5〜50%低減してな
ることを特徴とする導電性カーボンブラック。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、導電性カーボンブ
ラックに関するものである。本発明導電性カーボンブラ
ックは、導電性に優れるので、各種用途に使用可能であ
る。具体的用途としては、ガソリン等溶剤用ホース、各
種コネクター、ドアハンドル部品等が挙げられ、特にこ
れらの用途向けに、樹脂に混合して、加工性を失わずに
導電性を付与するのに好適に用いられる。
【0002】
【従来の技術】ポリカーボネート、ポリエチレンテレフ
タレート、ナイロン等の樹脂は、一般的には絶縁性であ
るが、用途によっては、導電性を要求されることがあ
る。これらの絶縁性の樹脂に導電性を付与するには、一
般的には導電性カーボンブラックを配合することが多用
されている。すなわち、このようなカーボンブラックと
しては、主としてアセチレンブラック、ケッチェンブラ
ック等が用いられており、金属と比べて軽量で、かつ安
価である等の利点を有する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のカーボンブラックを配合した系では、例えば、ポリア
ミド樹脂等にカーボンブラックを配合した場合、導電性
を向上させるためにカーボンブラックの配合量を増やす
と、溶融粘度が高くなり射出成形等での成形加工が困難
となるだけでなく、成形できたとしても衝撃強度等の機
械的性質が劣った成型品しか得られない。
【0004】より一般的には、高い導電性を得ようと多
量に配合すると、 1)粘度が高くなりすぎ、加工性が著しく低下する。 2)カーボンブラックの強い表面活性のため、架橋剤が
効果的に作用しない。 3)より高い導電性を得ようとしても、カーボンブラッ
クの配合量に物理的上限があり、得られる体積抵抗率に
制限があるといった難点が現れる場合がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意検討した結果、加熱処理前の全酸素
量が一定量以下であるファーネスブラックを、不活性雰
囲気下で加熱処理することにより全酸素量を5〜50%
低減してなるカーボンブラックが、樹脂に混練した場合
に十分な加工性を保持しながら高い導電性を付与し得る
ことを見出し、本発明に到達した。即ち、本発明は、加
熱処理前の全酸素量が20mg/g以下であるファーネ
スブラックを、不活性雰囲気下で加熱処理することによ
り、全酸素量を5〜50%低減してなることを特徴とす
る導電性カーボンブラックに存する。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明をより詳細に説明す
る。本発明導電性カーボンブラックは、加熱処理前の全
酸素量が20mg/g以下であるファーネスブラック
を、不活性雰囲気下で加熱処理することにより全酸素量
を5〜50%、好ましくは5〜30%低減してなるカー
ボンブラックである。
【0007】ここで、不活性雰囲気とは、酸素分子の存
在しない、或いは存在しても極めて構成比の低い雰囲気
をいい、具体的には、アルゴン、窒素、二酸化炭素など
で構成される雰囲気を指す。また、加熱処理温度として
は、200℃以上700℃以下が好ましい。200℃以
下では、酸素官能基が脱離しにくく、また700℃以上
になるとカーボンブラック粒子表面並びにアグリゲート
やアグロメートに焼き締まり現象が発生し、結果的に凝
集ユニットが固くなり、樹脂への分散性が悪くなること
がある。加熱処理時間は、温度にもよるが、15分〜1
0時間程度が好ましい。
【0008】本発明に用いるカーボンブラックは、19
95年度カーボンブラック協会発行の「カーボンブラッ
ク便覧(第3版)」の3頁に記載されているオイルファ
ーネス法で得られるカーボンブラックの内、全酸素量が
20mg/g以下のカーボンブラックである。比表面積
は約30〜500m2/g、DBP吸収量は約40〜3
60ml/100g、灰分は約0.01〜0.5%が好
ましい。これらの物性値は、加熱処理前後であまり変動
がない。
【0009】通常、カーボンブラックの粒子表面には、
水酸基やカルボニル基の酸素官能基が存在し、これの量
により、樹脂等に配合した際の抵抗が大幅に変化する。
酸素官能基は、揮発分組成で測定し、水酸基やカルボニ
ル基の量はCO、またカルボキシル基の量は、CO2
して定量でき、全酸素量はCOおよびCO2から換算し
た量である。
【0010】上記揮発分組成は、一定量の乾燥したカー
ボンブラックを耐熱性の試験管に入れ、10-2mmHg
以下までの減圧とした後、1500℃に加熱した電気炉
に装置し、30分間脱離する。これを全量タンクに集
め、混合した後、ガスクロマトグラフィーによってガス
の組成及び量を測定し、この結果から全酸素量を算出す
る。
【0011】本発明カーボンブラックは、樹脂に混練し
て導電性組成物として用いるのに適するが、その混練法
は、特に限定されるものではなく、ヘンシェルミキサー
等でドライブレンドした物を公知の単軸や2軸混練機で
連続的に混練してペレット化する方法が採用できる。樹
脂組成物とする際には、樹脂および本発明カーボンブラ
ック以外に、補強性充填剤、耐熱性向上剤、難燃剤、発
泡剤等の各種添加剤を随時付加的に配合してもよい。こ
のようなものとしては、通常、煙霧質シリカ、沈殿法シ
リカ、けいそう土等の補強性充填剤、酸化アルミニウ
ム、マイカ、クレイ、炭酸亜鉛、ガラスビーズ、ポリジ
メチルシロキサン、アルケニル基含有ポリシロキサン、
ポリシルセスキオキサン等が例示される。
【0012】
【実施例】以下、実施例によって本発明を更に詳細に説
明するが、本発明はその要旨を超えない限り、下記実施
例により限定されるものではない。 (実施例1)比表面積28m2/g、DBP吸収量13
0ml/100g、灰分0.06%で表1に示す揮発分
組成を有するファーネス法カーボンブラック500g
を、直径30cm、長さ50cmの円筒状SUS製キル
ンに入れ、10rpmで回転させた。
【0013】不活性雰囲気は、CO2ガスを用いた。C
2ガスは、キルンの中心部より10リットル/分の量
を挿入し、キルン内全域が完全に、CO2で置換された
後加熱を開始した。加熱はキルン全体を覆った電気炉を
用いカーボンブラックの温度が350℃±5℃になるよ
うにコントロールしつつ、60分間処理した。
【0014】得られたカーボンブラックの物性は表1に
示した。このカーボンブラックを用いて、以下の通り、
導電性ナイロン樹脂組成物からなる成型物を製造した。
三菱エンジニアリングプラスチックス社製のナイロン6
樹脂、商品名「ノバミッド1020」73%、実施例1
で製造されたカーボンブラック22%、さらに東レ社製
N−n−ブチルベンゼンスルホナミド、商品名「BBS
A」5%を配合し、ヘンシェルミキサー(1000rp
m)で10分間混合した。
【0015】得られた混合物をスクリュー径35mmφ
の東芝機械社製商品名「TEM35」を用い、混練部の
温度275℃、樹脂温度270℃、フィード4kg/H
の条件で混練し、得たストランドを水冷後ペレタイザー
で切断し、ペレットを製造した。ペレットは、真空乾燥
機で70℃×12HR乾燥後、日本製鋼社製射出成型
機、商品名「J75ED」を用いて、シリンダー温度2
80℃、金型温度80℃、スクリュー回転数120rp
m、射出圧1039kg/m2の条件により射出成形し
た。射出成形に特に問題はなく、所望の形状で十分な導
電性を有する成形物を容易に得ることができた。 (実施例2)比表面積133m2/g、DBP吸収量1
16ml/100g、灰分0.03%で表1に示す揮発
分組成を有するファーネス法カーボンブラックを実施例
1と全く同様に加熱処理したカーボンブラックの物性を
表1に示す。得られたカーボンブラックを用いて、実施
例1と全く同様にして導電性ナイロン樹脂組成物からな
る成形物を製造したところ、射出成形に特に問題はな
く、所望の形状で十分な導電性を有する成形物を容易に
得ることができた。 (比較例1)実施例1で加熱処理に供したファーネス法
カーボンブラックを、加熱処理せずにそのまま用いて、
実施例1と全く同様にして導電性ナイロン樹脂組成物か
らなる成形物を製造したところ、成形時に樹脂組成物の
粘度が高すぎ、所望の形状に成形できなかった。また、
成型物の体積抵抗率も実施例と比較して大きかった。 (比較例2)加熱処理の際、CO2ガスのかわりに空気
を10リットル/分装入した以外、実施例1と全く同様
にして得たカーボンブラックの物性を表1に示す。得ら
れたカーボンブラックを用いて、実施例1と全く同様に
して導電性ナイロン樹脂組成物からなる成形物を製造し
たところ、成形時に樹脂組成物の粘度が高すぎ、所望の
形状に成形できなかった。また、成型物の体積抵抗率も
実施例と比較して著しく大きかった。 (比較例3)加熱処理を800℃で1時間行なった以
外、実施例1と全く同様にして得たカーボンブラックの
物性を表1に示す。得られたカーボンブラックを用い
て、実施例1と全く同様にして導電性ナイロン樹脂組成
物からなる成形物を製造したところ、成型物の体積抵抗
率は実施例と比較して大きかった。 (比較例4)比表面積225m2/g、DBP吸収量1
61ml/100g、灰分0.65%で表1に示す揮発
分組成を有するファーネス法カーボンブラックを実施例
1と全く同様に加熱処理したカーボンブラックの物性を
表1に示す。得られたカーボンブラックを用いて、実施
例1と全く同様にして導電性ナイロン樹脂組成物からな
る成形物を製造したところ、成型物の体積抵抗率は実施
例と比較して著しく大きかった。
【0016】
【発明の効果】本発明の導電性カーボンブラックは、樹
脂に混練した場合に、加工性を保持しながら十分な導電
性を付与し得るカーボンブラックであり、帯電防止等を
必要とする安価な導電性成型品を与え得る材料として好
適である。
【0017】
【表1】

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加熱処理前の全酸素量が20mg/g以
    下であるファーネスブラックを、不活性雰囲気下で加熱
    処理することにより、全酸素量を5〜50%低減してな
    ることを特徴とする導電性カーボンブラック。
  2. 【請求項2】 前記加熱処理により、全酸素量を5〜3
    0%低減してなることを特徴とする請求項1記載の導電
    性カーボンブラック。
  3. 【請求項3】 樹脂混練用であることを特徴とする請求
    項1又は2記載の導電性カーボンブラック。
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