JPS6281450A - ポリフエニレンサルフアイド樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はポリフェニレンサルファイド樹脂（以下ＰＰＳ
という）にカーボンブラックを分散せしめた導電性ある
いは帯電防止性組成物の改良に関するものである。

〈従来の技術〉 ＰＰＳに導電性粉末、例えば導電性カーボンブラックを
分散させた射出成形可能な樹脂組成物については従来か
ら知られている（特開昭６Ｏ−８３３５）。この場合、
ｐｐｓとしてはＡＳＴＭ−Ｄ　ｌ　２３８−７０Ｔで定
めるメルトインデクサ−（オリフィスの径０．０８２５
インチ、長さ０．３１５インチ）にて、３１５℃、５ｈ
ｇの荷重下で５０〜８００ｆ／１０分の範囲のメルトフ
ローレイトを有するものが対象となっている。

一方、従来用いられた導電性カーボンブラックとしては
、通常、アセチレンブラック、サー・マルブラック、フ
ァーネスブラック、ケッチェンブラック等が一般的であ
った。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが、上述のような高粘度のＰＰＳに通常の導電性
カーボンブラックを添加すると、その添加量に応じた導
電性あるいは帯電防止性を示すＰＰＳ組成物を与えるが
、いずれの場合もＰＰＳの持つ優れた成形性、高い機械
的強度等の特性がカーボンブラック添加量に応じ、かな
りあるいは決定的に損なわれてしまうという欠点があっ
た。この問題は、上記高粘度のＰＰＳにおけるカーボン
ブラックの均一分散性が不十分であることに起因してい
る。また、カーボンブラックの導電性が低いために、用
途によっては大量に添加しなければならないことも一因
となっている。

本発明は従来のカーボンブラック分散ＰＰＳ組成物の場
合とは異なり、高導電性または高い帯電防止性を有しな
がら、ＰＰＳの機械的強度の低下が少なく、かつ射出成
形や押出成形等の加工性の容易なＰＰＳ組成物を提供す
ることを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明は、まず第一段階として、ＡＳＴＩＶｆ−Ｄ１２
３８−７０Ｔで定めるメルトインデクサ−にて、３１５
℃、５　ｋｑの荷重下で、２５〜１０に９　／　Ｉ　０
分なる範囲内のメルトフローレイトを有するＰＰＳ式１
００重量部にＤＢＰ吸油量が４００　ｍｌ　／　ｌ　０
０　ｆ以」二で、かつニッケルとバナジュウムの合計含
有量が２００Ｐ以下の導電性カーボンブラック４〜４５
重量部を分散させた樹脂組成物面を得る。次いで、第二
段階として、同じく上記条件で測定されたメルトフロー
レイトがＩ　Ｏ＝　１５０　Ｏｆ　／　Ｉ　０分なる範
囲内にあるＰＰＳρと（Ｂ）を重量比Ｂ／Ｃで０．１〜
４なる範囲で配合せしめることによって、導電性または
高い帯電防止性のＰＰＳ組成物が提供される。

本発明の第一段階で使用するＰＰＳは、ＡＳＴＭ−ＤＩ
２３８−７０Ｔで定められるメルトインデクサ−（径０
．０８２５インチ、長さ０、３１５インチのオリフィス
を有する）にて、３１５℃、５ｋｇの荷重下で、メルト
フローレイト２．５〜］、　Ｏｋｙ　／　Ｉ　０分の範
囲、好ましくは３〜８＃／１０分の範囲にあることが必
要である。

このメルトフローレイトが２．５〜／１０分より小さく
なると高濃度のカーボンブラックの場合、練込み時の流
動性が不良となり、均一分散が得られず好ましくない。

また、１０ｋｇ／１０分より大きくなると、最終ＰＰＳ
組成物の機械的強度が損なわれ好ましくない。

次に、本発明に使用するカーボンブラックとして、ＤＢ
Ｐ吸油量が４００　ｍｌ　／　１００１以上でかつニッ
ケルとバナジュウムの合計含有量が２００Ｐ以下の導電
性カーボンブラックを必要とするが、かかるカーボンブ
ラックはＰＰＳ組成物に練込んだ場合、従来のカーボン
ブラックよりも高い導電性あるいは高い帯電防止性を与
える。なお、ＤＢＰ吸油量とはＡＳＴＭ−Ｄ２４１４−
７９に規定された吸油量を意味する。このカーボンブラ
ックのＤＢＰ吸油量が４００　ｍｌ　／　ｌ　Ｏ０１よ
り小さくなると、高導電性のＰＰＳ組成物を得るには多
量に添加せねばならず、その分、最終組成物としての成
形性、機械的強度が損なわれるので好ましくない。本発
明が対象とするカーボンブラックについてはＤＢＰ吸油
量の上限は制限していないが、製造上の都合から、実際
は７５０　ｗｌ　／　Ｉ　ＯＯｆ以下が適当である。

さらに、本発明対象のカーボンブラックに含まれるニッ
ケルとバナジュウムについては、その合計量が２００Ｐ
以下、より好ましくはパナジュウム分８０Ｆ以下、ニッ
ケル分４０Ｆ以下が必要である。

通常、カーボンブラックに含まれる重金属にはニッケル
、パナジュウムの他に、鉄、マンガン、クロム、銅、コ
バルト等があるが、ニッケル、バナジュウムを規定する
ことによって、他の重金属の含有量も実際上制限される
ので、本発明ではニッケル、パナジュウムの合計量を指
標として規定する。この合計量が２００Ｆより多くなる
と、ＰＰＳが重金属イオンの影響を受け、カーボンブラ
ックの分散性が悪くなり、組酸物の成形性が著しく低下
する。本発明では該カーボンブラックをＰＰＳ樹脂（Ｂ
）１００重量部に対し、４〜４５重量部混練りして分散
せしめて組成物面を得る。該カーボンブラックの添加量
が４重量部より少ないと、最終のＰＰＳ組成物として、
導電性はもとより、帯電防止性をも充分保つことが困難
となり、好ましくない。一方、４５重量部より多くなる
と、第一段階での混線作業性やカーボンブラック分散性
が悪くなると共に、最終のＰＰＳ組成物の機械的強度を
保つためのコンパウンド条件ＣＢ／ＣＭ量比、装置条件
等）が狭くなって、均一分散が困難になる他、ＢＺＣ比
が４に近い場合、カーボンブラックの導電性付与効果も
１００Ω・αレベルになり、飽和に近く、多量添加の割
には増加効果が少ない。

次に、本発明の第二段階で使用するＰＰＳΩは前記のメ
ルトフローレイト測定条件で、メルトフローレイトが１
０〜１５００ｆ／１０分なる範囲にあることを特徴とす
る特に好ましくは、３０〜１ＯＱＯｆ／１０分の範囲で
ある。

Ｃのメルトフローレイトがｌｏ、ｆ／１０分より小さく
なると、カーボンブラック高濃度の場合、組成物の成形
時の流動性が不良となり、同時にカーボンブラックの分
散性も悪くなり、好ましくない。一方、１５００Ｆ／１
０分を越えると、最終組成物の機械的強度の面で好まし
くない。

本発明が対象とするＰＰ５（Ｂ）およびｐｐｓｔ。

のＰＰＳとはポリ（パラ−フェニレンサルファイド）、
ポリ（メタ−フェニレンサルファイド）およびポリ（パ
ラーフェニレンサルファイド＋メターフ゛エニレンサル
ファイド）等ヲ包含スる。これらのＰＰＳそれ自体は周
知であり、市場から容易に入手し得るものである。また
、これらＰＰＳを主成分とし、他に少量成分として、ポ
リサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアリルサルホ
ン、ボリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテル
イミド、芳香族ポリエステル樹脂、ポリエーテルエーテ
ルケドンなどの公知の熱可塑性重合体を併用することが
できる。

さらに当然ながら、ＡおよびＣについて、本発明で規定
するメルトフローレイトの範囲内に保たれる限りにおい
て、適当な充填材を添加して強化、熱膨張抑制、摺動性
付与、耐熱性向上、寸法安定化等の効果を与えることも
できる。これらの効果は特にＣに添加することにより発
揮される。この他、炭酸リチュウム等の熱安定剤や普通
に用いられる着色剤も適宜用いることができる。充填材
としては、特に限定しないが耐熱性の優れた繊維材料や
固体微粉末が有効である。繊維材料としては硝子繊維、
カーボン繊維、スｆ　−ル繊維、黄銅繊維、チタン酸カ
リュウムウイスカー等の耐熱、耐久性の優れたものが用
いられる。また、固体微粉末としては、グラファイト粉
末、タルク粉末、炭酸カルシュラム粉末、コロイダルシ
リカ、石英粉末、二硫化タングステン、二硫化モリブデ
ン、窒化ホウ素、フェライト粉末、マグネタイト粉末等
が好適に用いられる。これら充填材のうち、カーボン繊
維、スチール繊維、黄銅繊維、グラファイト粉末、タル
ク粉末、炭酸カルシュラム粉末は本発明対象のカーボン
ブラックと併用すると、導電性または帯電防止性の面か
ら、カーボンブラック添加量を減少させ得る効果がある
。かかる効果を発揮させるためには、組成物面に含まれ
るカーボンブラック量の０．３〜５倍重量の上記導電性
増大充填材をＰＰＳ◎に分散させておくか、ＢとＣの混
練り時に添加することが好ましい。この添加量がカーボ
ンブラック量の０．３倍重量より少ないと導電化の面で
の寄与はほとんど期待できない。また、５倍重量より多
くなると多くの場合、これら充填材によるマイナス効果
（混練り性紙下、成形性低下、コストアップ等）が大き
くなり好ましくない。

本発明の第二段階では、ＢとＣとをＢ／Ｃ重量比で０．
１〜４なる範囲で混線りさせることによって所望の導電
性または帯電防止性のＰＰＳ組成物を形成させる。Ｂ／
Ｃ重量比が０．１より小さくなると、多くの場合、成形
品の帯電防止性（体積固有抵抗値がｌ　Ｏｌ−１０・Ω
・信の範囲をいう）にばらつきが大きくなり好ましくな
い。

一方、Ｂ／Ｃ重量比が４より大きくなると導電性（体積
固有抵抗値が１０３０・１以下をいう）は満たされ易い
が、多くの場合成形品の機械的強度が実用上不充分とな
る。ここでＢは少なくともＰＰＳ樹脂とカーボンブラッ
クを含有する組成物であるが、ＣはＰＰＳ樹脂そのもの
の場合と、更に他の物質を含有する組成物の場合がある
。

そして本発明において「Ｃの重量」といえば、ＣがＰＰ
Ｓのみの場合はそのＰＰＳの重量を指し、Ｃが組成物の
場合は組成物の重量を指す。

本発明の第一段階および第二段階での混練りには、通常
の方法、例えばバンバリーミキサ−等によるバッチ式混
練り機で混練り後粉砕するかあるいはヘンシェルミキサ
ーでトライブレンド後、押出機で連続的に混練り押出し
てペレットに成形するか、または粉砕して不定形粒状に
する方法が採用できる。

〈実施例〉 次に実施例に９１：り詳細に説明する。

実施例および比較例に記すメルトフローレイト、体積固
有抵抗およびアイゾツト衝撃強度の測定方法は次のとお
りである。

（１）　　メルトフローレイト ＡＳＴＭ−Ｄ　１２３８−７０Ｔで定めるメルトインデ
クサ−にて、３１５℃、５＃の荷重下で測定。

（２）　　体積固有抵抗 タケダ理研ＴＲ６８７７コンピユーテ イング・デジタル・マルチメーターを用いて、形状：直
径４ＱＭＭ、厚さ３８ｇなる円板のサンプルを面荷重５
１ｇ　／　ｃ４　、雰囲気１８℃４０％ＲＨで測定。

（３）　　アイゾツト衝撃強度 ＡＳＴＭ−Ｄ２５５　　ＭｅｔｈｏｄＡにて、形状：　
１２．’７　Ｘ　１２．７　Ｘ　６２．５ｍｇ　（ノツ
チ付き）なるサンプルを２３℃で測定。

実施例１，２および３ メルトフローレイトがそれぞれ２．５，５．０、１０＃
／１０分なるＰＰＳ　（ライドン、フィリップス社製）
各１０　ｋｑ　（樹脂Ａ）に対し、ＤＢＰ吸油里４８０
厘／／１００Ｆ、ニッケル分１５−、バナジウム分５０
デなる導電性カーボンブラック（ライオンアクゾ製、Ｅ
Ｃ−ＤＪ　６００）を各１　ｋｑ　（樹脂Ａ１００重量
部に対し１０重里部）をヘンシェルミキサーで混合した
のち、４Ｑｍ押出機にて、加熱、混練し、ストランド状
に押出し、水冷後カッターに通して、ペレット化し、樹
脂組成物Ｂ（３種）を得た。この時の混練りペレタイジ
ング性は低速ではあるが、いずれもサージングおよびガ
ツト切れなく安定しており、作業性は可であった。続い
てメルトフローレイトが１００ダ／１０分なるＰＰ５６
０重量部とガラス繊維４０重量部からなるＰＰＳ組成物
Ω（ライドンＲ−４、フィリップス社製）に前記各組成
物Ｂを、重量比Ｂ／Ｃが０．３になるようにヘンシェル
主キサ−で混合したのち、前記同様４９ｍ押出機にてペ
レタイジングして、前記Ｂに対応したＰＰＳ組成物３種
（実施例１，２．３）を得た。このときのベレタイジン
グ性はいずれもほぼ安定しており、混練り時の流動安定
性は可ないし良であつｔコ。得られたＰＰＳ組成物の体
積固有抵抗、引張強度およびアイゾツト衝撃強度は表−
１の通り、帯電防止性ＰＰＳ樹脂組成物として有用なる
物性を示した。

比較例１および２ 前記実施例に対し、メルトフローレイトが本発明の範囲
外である２、３および１２＃／１０分なるＰＰＳ　（フ
ィリップス社製）を樹脂Ａとして、以下、前記実施例と
同様な条件で組成物Ｂを経て組成物Ｃとの混練りで最終
組成物を得た結果を表−１に示す。比較例１の場合（メ
ルトフローレイト２．３＃ｇ／ｌｏ分）は、カーボンブ
ラック練込み作業性が悪く、カーボンブラック分散性の
十分均一なものは得られず、引張強度および衝撃強度は
不十分であった。一方、比較例２の場合（メルトフロー
レイト１２ｔｐ／１０分）はカーボンブラック分散性は
十分であったが、強度は満足なものに至らなかった。

実施例４および５ 樹脂Ａとして、メルトフローレイト５．０　＃　／ｌＯ
分ｔ、ｒ　；４　Ｐ　Ｐ　Ｓ　（ライ）　ンＶ　−１）
　ｆｔ　１０　ｋＱ準備し、これに実施例１〜３と同じ
導電性カーボンブラック３ｋｇをヘンシェルミキサーで
混合し、続いて４０．ｎ押出機で加熱混練りし、ホット
カットにより顆粒状組成物Ｂを得た。一方、メルトフロ
ーレイト１０　ｆ／／　ｌ　０分と１０００ｆ７１０分
なる２種のＰＰＳ　（フィリップス社製）を準備し、そ
れぞれＰＰ５６０重量部とガラス繊維（グラスロン・チ
ョプド・ストランドＣ８−０６−ＭＡ−４９７、旭ファ
イバーグラス株製）４０重量部の割合で両者をヘンシェ
ルミキサーにて配合、４０Ｈ押出機にてペレタイズして
組成物Ｃを２種（各５＃ｇ）作製した。これら組成物Ｃ
５＃に対し、組成物Ｂをそれぞれ２、５　ｋｑ配合（Ｂ
／Ｃ比：０．５）シ、以下実施例１〜３と同様にして、
最終組成物（実施例４および５）を得た。評価結果は表
−１の通り、導電性ＰＰＳ樹脂組成物として優れている
。

比較例３ 実施例４および５に対し、組成物ＣのＰＰＳのメルトフ
ローレイトが７１／１０分なる例を実施例４および５と
同様の条件で導電性樹脂組成物を試作したところ、組成
物ＢとＣの混練り時の流動安定性が不良のため、カーボ
ンブラックが均一に分散せず、強度の低いものしか得ら
れなかった。

実施例６ 樹脂Ａとして、メルトフローレイト２．５　ｋｑ　７１
０分なるＰ　Ｐ　Ｓ　３．５　、ｋｑに対し、実施例１
〜３と同じ導電性カーボンブラック１．５　ｋｑを実施
例１〜３と同様にして組成物Ｂを得た。一方、メルトフ
ローレイト１５００Ｆ／１０分なるＰＰ５６０重量部に
対し前実施例と同じく、ガラス繊維４０重量部を配合、
ペレタイズして組成物Ｃ５ｋｇを得た。これに上記組成
物Ｂ　２．５　ｋｖを配合（Ｂ／Ｃ比：０．５）Ｌ、以
下実施例１〜３と同様にして、最終組成物を得た。結果
を表−１に示すごとく、体積固有抵抗１０’Ω・αレベ
ルに達し、強度レベルも実用性高く、導電性ＰＰＳ組成
物として優れたものであった。

比較例４ 実施例６において、組成物Ｃ中のＰＰＳのメルトフロー
レイトだけを１８００Ｆ／１０分に変えた場合を試作し
た。この結果、最終組成物の引張りおよび衝撃に対する
強・度は本発明範囲のものに比べて、一段と低いもので
あった。

実施例７ 実施例２において、用いる導電性カーボンブラックを、
ＤＢＰ吸油量４２０　ｍｌ　／　１００　ｆ　。

ニッケル分４０Ｐ１バナジウム分１４０ｐなる特性のも
のに変えた以外は、すべて同様に試作した組成物を得た
。表−１に示すごとく、該組成物は帯電防止性ＰＰＳ組
成物として優れた強度レベルを有した。

比較例５ 実施例２において、導電性カーボンブラックをＤＢＰ吸
油量３５０　ｍｌ　／　１００　ｆｔ、ニッケル分４０
　Ｆ　ｓバナジウム分１４０Ｐなる物性のものに変えた
以外はすべて同様にして試作した。

この結果は表−１に示す通り、本発明の実施例に比べ体
積固有抵抗がかなり低いものであった。

比較例６ 実施例２において、導電性カーボンブラックをＤＢＰ吸
油吸油量４厠０ 分１８０ｐ，バナジウム分６２０Ｆなる特性のものに変
えた以外はすべて同様にして、組成物を試作したところ
、第一段階のカーボンブラック練込み作業性および第二
段階の組成物Ｂと組成物Ｃとの混線時流動安定性が悪く
、サージング、ガツト切れ多発し、得られた最終組成物
の強度も十分ではなかった。

実施例８ 実施例２において、導電性カーボンブラックの添加量を
樹脂Ａ　ｌ　Ｏ　ｋｇに対し、０．４＃（樹脂Ａ１００
重量部に対し４重量部）を添加した点および組成物Ｂと
組成物Ｃとの重量比Ｂ／Ｃを４に変えた以外はすべて実
施例２と同様にして組成物を試作した。結果を表＝１に
示すごとく、帯電防止性樹脂組成物として、低い体積固
有抵抗値と好ましい強度を有する。

実施例９ 実施例５において、樹脂Ａ　ｌ　Ｏｋｙに対し導電性カ
ーボンブラックの添加量を４．５　ｋｑ　（樹脂Ａ１０
０重量部に対し４５重量部）に変更した点および組成物
Ｂと組成物Ｃとの重量比Ｂ／Ｃを４に変更した点を除い
て、すべて実施例５と同様にして、ＰＰＳ樹脂組成物を
試作した。表−１に示すごとく、カーボンブラック練込
み作業性は低速なるも一応可であり、分散状態がほぼ均
一であるため強度レベルも可であった。

比較例７ 実施例８において、導電性カーボンブラックの添加量を
樹脂Ａ　ｌ　Ｏｋｇに対し、０．３　ｋｑ　（樹脂Ａ１
００重量部に対し３重量部）に変更した点以外はすべて
実施例８と同様に試作したところ、表−１の通り体積固
有抵抗および強度のレベルは不満足なものであった。

比較例８ 実施例９において、樹脂Ａ　Ｉ　Ｏｋｙに対し導電性カ
ーボンブラックの添加量を５．０　ｋ、　（樹脂Ａｌ０
０重量部に対し５０重量部）に変更した点以外はすべて
実施例９と同様に試作したところ、表−１に示すごとく
カーボンブラックの分散不良を生じたために、強度の低
いものであった。

比較例９ 実施例９において、組成物Ｂと組成物Ｃとの重量比Ｂ／
Ｃを０．０８に変更した点を除いてすべて実施例９と同
様にして試作したところ、表−１に示すごとく体積固有
抵抗値は１０’〜１０１００１１１の範囲でばらつき、
かつ強度もばらつき大きく、本発明のレベルに比して劣
る結果であった。

比較例１Ｏ 実施例８において、組成物Ｂと組成物Ｃとの重量比Ｂ／
Ｃを５に変更した点を除いて、すべて実施例８と同様に
して試作した。この結果は表−１の通り、体積固有抵抗
値は１０４〜１０７Ω・傷の範囲でばらつき、かつ引張
強度も低いレベルでばらつきが大きく、本発明のレベル
よりかなり劣る結果であった。

〈発明の効果〉 本発明により、ＰＰＳの成形流動性および機械的強度の
低下を少なくして、かつ少ないカーボンブラックの添加
量で高い導電性（体積固有ＪｆＨｔ値１０°Ω・ルベル
）あるいは高い帯電防止性（体積固有抵抗値Ｉ　Ｑ１０
・ルベル）のＰＰＳ組成物を得ることができるので従来
の耐熱性導電性樹脂組成物の場合とは異なり、その機械
的強度および成形加工性が優れている。従って、本発明
のＰＰＳ樹脂組成物は種々の用途に適用することができ
る。例えば、面発熱体、スイッチ等の導電性材料、電磁
波障害を避ける必要のある電子機器やＩＣ等の包装材料
、さらにＶ　Ｔ　Ｒ，、ビデオディスク、コンパクトデ
ィスク用メカ部品の成形用材料、帯電防止性材料等への
応用など多くの分野において利用することができる。

特許出願人　東　し　株　式　会　社 ＝２３−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＡＳＴＭ−Ｄ１２３８−７０Ｔで定めるメルトインデク
   サーにて、３１５℃、５ｋｇの荷重下で、２．５〜１０
   ｋｇ／１０分のメルトフローレイトを有するポリフェニ
   レンサルファイド樹脂（Ａ）１００重量部に対し、ＤＢ
   Ｐ吸油量が４００ｍｌ／１００ｇ以上で、かつニッケル
   とバナジュウムの合計量が２００ｐｐｍ以下の導電性カ
   ーボンブラック４〜４５重量部を分散させて得た樹脂組
   成物（Ｂ）と上記条件で測定されたメルトフローレイト
   １０〜１５００ｇ／１０分なるポリフェニレンサルファ
   イド樹脂（Ｃ）が重量比、Ｂ／Ｃ０．１〜４なる組成で
   有することを特徴とするポリフェニレンサルファイド樹
   脂組成物。