JP5558661B2 - Conductive resin composition - Google Patents
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Description
本発明は、新規なポリカーボネート樹脂組成物に関するものである。より詳しくはポリカーボネート樹脂と導電性炭素化合物を含有する導電性樹脂組成物に関する。さらに詳しくは、本発明はポリカーボネート樹脂の有する良好な変形特性を損なわない、導電性に優れた樹脂組成物に関するものである。 The present invention relates to a novel polycarbonate resin composition. More specifically, the present invention relates to a conductive resin composition containing a polycarbonate resin and a conductive carbon compound. More specifically, the present invention relates to a resin composition excellent in conductivity that does not impair the good deformation characteristics of a polycarbonate resin.
ポリカーボネート樹脂は、芳香族もしくは脂肪族ジオキシ化合物を炭酸エステルにより連結させたポリマーであり、その中でも2,2ービス(4ーヒドロキシフェニル)プロパン(通称ビスフェノールA)より得られるポリカーボネート樹脂(以下「PCーA」と称することがある)は、透明性、耐熱性に優れ、また耐衝撃性等の機械特性に優れた性質を有することから多くの分野に用いられている。 The polycarbonate resin is a polymer in which an aromatic or aliphatic dioxy compound is linked by a carbonic acid ester, and among them, a polycarbonate resin obtained from 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane (commonly called bisphenol A) (hereinafter “PC-”). A ”(sometimes referred to as“ A ”) is excellent in transparency and heat resistance, and has excellent mechanical properties such as impact resistance and is used in many fields.
一般的にポリカーボネート樹脂は石油資源から得られる原料を用いて製造されるが、石油資源の枯渇が懸念されており、植物などの生物起源物質から得られる原料を用いたポリカーボネート樹脂の製造が求められている。 Polycarbonate resins are generally produced using raw materials obtained from petroleum resources. However, there is a concern about the exhaustion of petroleum resources, and there is a demand for production of polycarbonate resins using raw materials obtained from biological materials such as plants. ing.
生物起源物質を原料として使用されたバイオマス材料の代表例がポリ乳酸であり、バイオマスプラスチックの中でも比較的高い耐熱性、機械特性を有するため、食器、包装材料、雑貨などに用途展開が広がりつつあるが、更に、工業材料としての可能性も検討されるようになってきた。しかしながら、ポリ乳酸は、工業材料として使用するに当っては、その耐熱性が不足し、また生産性の高い射出成形によって成形品を得ようとすると、結晶性ポリマーとしてはその結晶性が低いため成形性が劣るという問題がある。こういった意味からもバイオマス材料の工業材料への展開を考えた場合、ポリカーボネート樹脂のような非晶性を有するバイオマス材料が求められている。 A typical example of a biomass material that uses biogenic materials as raw materials is polylactic acid. Among biomass plastics, it has relatively high heat resistance and mechanical properties, so its application is expanding to tableware, packaging materials, general merchandise, etc. However, the possibility as an industrial material has been studied. However, polylactic acid is insufficient in heat resistance when used as an industrial material, and when a molded product is obtained by injection molding with high productivity, the crystalline polymer has low crystallinity. There is a problem that moldability is inferior. From this point of view, considering the development of biomass materials into industrial materials, there is a demand for amorphous biomass materials such as polycarbonate resins.
生物起源物質を原料として使用されたポリカーボネート樹脂としては、ポリ乳酸樹脂の他に、糖質から製造可能なエーテルジオール残基から得られる原料を用いたポリカーボネート樹脂が検討されている。 As a polycarbonate resin using a biogenic material as a raw material, a polycarbonate resin using a raw material obtained from an ether diol residue that can be produced from a saccharide in addition to a polylactic acid resin has been studied.
例えば、下記式(a)
イソソルビド、イソマンニド、イソイディッドはそれぞれDーグルコース、Dーマンノース、Lーイドースから得られる。たとえばイソソルビドの場合、Dーグルコースを水添した後、酸触媒を用いて脱水することにより得ることができる。 Isosorbide, isomannide, and isoidide are obtained from D-glucose, D-mannose, and L-idose, respectively. For example, isosorbide can be obtained by hydrogenating D-glucose and then dehydrating it using an acid catalyst.
これまで上記のエーテルジオールの中でも、特に、モノマーとしてイソソルビドを中心に用いてポリカーボネートに組み込むことが検討されてきた。特にイソソルビドのホモポリカーボネートについては特許文献1、2、非特許文献1、2に記載されている。このうち特許文献1では、溶融エステル交換法を用いて203℃の融点を持つホモポリカーボネートを報告している。また非特許文献1では、酢酸亜鉛を触媒として用いた溶融エステル交換法において、ガラス転移温度が166℃のホモポリカーボネートを得ているが、熱分解温度(5%重量減少温度)が283℃と熱安定性は充分でない。非特許文献2においては、イソソルビドのビスクロロフォーメートを用いた界面重合を用いてホモポリカーボネートを得ているが、ガラス転移温度が144℃と耐熱性(殊に吸湿による耐熱性)が充分でない。一方、耐熱性が高い例として、特許文献2では昇温速度10℃/分での示差熱量測定によるガラス転移温度が170℃以上であるポリカーボネートを報告しているが、これらの文献に記載されているポリカーボネート樹脂は工業材料への展開を考えた樹脂組成物の検討が一切されていない。 So far, among the above-mentioned ether diols, in particular, incorporation into polycarbonate using isosorbide as a monomer has been studied. In particular, isosorbide homopolycarbonates are described in Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Documents 1 and 2. Among these, Patent Document 1 reports a homopolycarbonate having a melting point of 203 ° C. using a melt transesterification method. In Non-Patent Document 1, a homopolycarbonate having a glass transition temperature of 166 ° C. is obtained in the melt transesterification method using zinc acetate as a catalyst, but the thermal decomposition temperature (5% weight loss temperature) is 283 ° C. Stability is not enough. In Non-Patent Document 2, homopolycarbonate is obtained by interfacial polymerization using bischloroformate of isosorbide, but the glass transition temperature is 144 ° C. and heat resistance (particularly heat resistance due to moisture absorption) is not sufficient. On the other hand, as an example of high heat resistance, Patent Document 2 reports a polycarbonate having a glass transition temperature of 170 ° C. or higher by differential calorimetry at a heating rate of 10 ° C./min. As for the polycarbonate resin, the resin composition which considered the development to an industrial material is not examined at all.
導電性炭素化合物を充填した熱可塑性樹脂組成物は、既に多くの提案がなされ一部実用化されている。かかる熱可塑性樹脂にはポリカーボネート樹脂も含まれる。特に導電性炭素化合物としてカーボンナノチューブを配合した複合材料の特徴としては、粒子による汚染が少ないこと、アウトガスが少ないこと、表面仕上がりおよび光沢がよいこと、流動性に優れること、反りが少ないこと、リサイクル性に優れること、および樹脂素材の物性を保持できることなどが知られている(非特許文献3参照)。 Many proposals have already been made for thermoplastic resin compositions filled with conductive carbon compounds, and some of them have been put into practical use. Such thermoplastic resins also include polycarbonate resins. In particular, composite materials containing carbon nanotubes as conductive carbon compounds are characterized by low contamination by particles, low outgas, good surface finish and gloss, excellent fluidity, low warpage, and recycling. It is known that the resin material is excellent and that the physical properties of the resin material can be maintained (see Non-Patent Document 3).
特に優れたリサイクル性は、環境負荷の低減およびコストの低減において有効な活用が望まれる特徴である。しかしながら、ポリカーボネート樹脂(以下PCと略称する場合がある)とカーボンナノチューブ(以下CNTと略称する場合がある)からなる樹脂組成物は、その引張破断伸度の如き変形特性に劣るという欠点がある。変形特性の不良は、セルフタップ強度特性、および熱曲げ加工の如き二次加工特性の低下を招くものであった。変形特性の不良は、PCのガラス転移温度が高いほど、またPCへの靱性の要求が高い用途ほど顕著となりやすい。
従来、PCとCNTからなる樹脂組成物の知見は多く存在するが、いずれも引張破断伸度の如き変形特性の改善について十分な知見があるとはいい難いのが現状である。
Particularly excellent recyclability is a feature that is desired to be effectively used in reducing environmental burden and cost. However, a resin composition composed of a polycarbonate resin (hereinafter sometimes abbreviated as PC) and a carbon nanotube (hereinafter sometimes abbreviated as CNT) has a drawback that its deformation characteristics such as tensile elongation at break are inferior. Defects in deformation characteristics cause deterioration of secondary processing characteristics such as self-tapping strength characteristics and hot bending. Deterioration of deformation characteristics tends to become more prominent as the glass transition temperature of the PC is higher and as the toughness requirement for the PC is higher.
Conventionally, there are many knowledges of resin compositions composed of PC and CNT, but it is difficult to say that there is sufficient knowledge about improvement of deformation characteristics such as tensile elongation at break.
非特許文献3の185頁表1によれば、ハイペリオン社よりPCをベースレジンとしたCNTのマスターバッチ(グレード名:MB6015−00)が販売されていることは公知である。またハイペリオン社では、マスターバッチのみを販売しCNT単体の販売を現在一切行っていないことも該文献に記載されている。 According to Table 1 on page 185 of Non-Patent Document 3, it is known that Hyperion Corporation sells a CNT master batch (grade name: MB6015-00) using PC as a base resin. Further, it is described in the literature that Hyperion sells only a master batch and does not currently sell CNT alone.
更に上記文献3の187頁表3には、CNTを3%配合したPCの各種特性が示されている。また上記文献3の194〜201頁には、油化電子(株)製のHIPERSITE W1000シリーズがPCを初めとする熱可塑性樹脂にCNTを複合化した材料であるとして、該シリーズの紹介記事が記載されている。 Further, Table 3 on page 187 of Document 3 shows various characteristics of PC containing 3% CNT. On pages 194 to 201 of the above-mentioned document 3, an introduction article of the series is described on the assumption that the HIPERSITE W1000 series manufactured by Yuka Denshi Co., Ltd. is a material in which CNT is combined with a thermoplastic resin such as PC. Has been.
PCにCNTを配合し、特定の衝撃強さおよび体積抵抗率を満足するポリマー組成物は公知である(特許文献3参照)。より具体的にはかかる組成物は、PCにCNTを配合したマスターバッチとPCとを二軸押出機で溶融混練することにより製造されている。本文献によれば、鳥の巣形態(いわゆるBNタイプ)のフィブリル(カーボンナノチューブ)に比較して、コーム糸形態のフィブリルを配合したポリカーボネート樹脂組成物は良好な耐衝撃性を有し、したがって絡み合い度が少ないほど組成物の機械的性質は良好になることが公知である。しかしながら本文献は樹脂組成物の変形特性の改善に関して有用な知見を開示していない。 A polymer composition in which CNT is blended with PC and satisfies a specific impact strength and volume resistivity is known (see Patent Document 3). More specifically, such a composition is produced by melt-kneading a master batch in which CNT is blended with PC and PC with a twin screw extruder. According to this document, a polycarbonate resin composition containing comb fiber fibrils has better impact resistance and therefore entangled compared to bird nest fibrils (so-called BN type) fibrils (carbon nanotubes). It is known that the lower the degree, the better the mechanical properties of the composition. However, this document does not disclose useful knowledge regarding improvement of the deformation characteristics of the resin composition.
更に、PCにCNTを配合した樹脂組成物に関しては、以下に示す事項が公知である。
PCにハイペリオン社製のBNタイプのCNTを配合した樹脂組成物及びそれから成形された成形品、並びにかかる成形品を粉砕および再成形する操作を繰り返して得られた成形品が公知である(特許文献4参照)。同様の組成物は、特許文献5、6、および7においても公知である。
Furthermore, the following matters are known for resin compositions in which CNTs are blended with PC.
A resin composition in which BN type CNT manufactured by Hyperion Co., Ltd. is blended with PC, a molded product molded therefrom, and a molded product obtained by repeating operations of pulverizing and remolding the molded product are known (Patent Documents). 4). Similar compositions are also known in US Pat.
またマスターバッチに関しては、ハイペリオン社製のPCマスターバッチの重量平均分子量が19,500であるとの知見がある(特許文献8参照)。粘度平均分子量が約15,000のPCにハイペリオン社製のBNタイプのCNTを配合した樹脂組成物も公知である(特許文献9参照)。
またCVD法によってトルエンから合成され、非黒鉛性の多層構造を有する微細炭素繊維と、PCとからなる樹脂組成物が公知である(特許文献10参照)。
このように非常に多くのPCとCNTからなる樹脂組成物は開示されているが、かかる樹脂組成物の変形特性を改善する方法については全く記載されていない。
As for the master batch, there is a knowledge that the weight average molecular weight of the PC master batch manufactured by Hyperion is 19,500 (see Patent Document 8). A resin composition in which a PC having a viscosity average molecular weight of about 15,000 and a BN type CNT manufactured by Hyperion is blended is also known (see Patent Document 9).
Further, a resin composition composed of fine carbon fibers having a non-graphitic multilayer structure synthesized from toluene by a CVD method and PC is known (see Patent Document 10).
Although such a large number of resin compositions composed of PC and CNT have been disclosed, no method for improving the deformation characteristics of such a resin composition is described at all.
上述のごとく、導電性炭素化合物、特にカーボンナノチューブを含有するポリカーボネート樹脂組成物の高度な導電性を発揮しかつその変形特性を改善するとの技術的課題は未だ知られておらず、その解決方法も開示されていないのが現状である。従って、本発明は高度な導電性を有し、かつ変形特性の改善された導電性ポリカーボネート樹脂組成物を提供することを目的とする。 As described above, the technical problem of exhibiting the high conductivity of the conductive carbon compound, particularly the polycarbonate resin composition containing carbon nanotubes, and improving the deformation characteristics thereof is not yet known, and the solution method is also known. The current situation is not disclosed. Accordingly, an object of the present invention is to provide a conductive polycarbonate resin composition having high conductivity and improved deformation characteristics.
本発明者は、上記目的を達成すべく、鋭意検討を行った結果、特定のポリカーボネート樹脂に、導電性炭素化合物および所望により無水マレイン酸共重合体を配合した導電性ポリカーボネート樹脂組成物が上記課題を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies aimed at achieving the above object, the present inventors have found that the above-mentioned problem is a conductive polycarbonate resin composition in which a specific polycarbonate resin is blended with a conductive carbon compound and optionally a maleic anhydride copolymer. The present invention has been completed.
すなわち、本発明によれば、
1.下記式(1)で表されるカーボネート構成単位を含むポリカーボネート樹脂(A成分)100重量部に対して、導電性炭素化合物(B成分)0.1〜15重量部、および下記式(5)で表わされる化合物であるリン系熱安定剤(C成分)0.001〜0.5重量部を含有してなる導電性ポリカーボネート樹脂組成物、
2.ポリカーボネート樹脂(A成分)100重量部に対して、酸変性ポリオレフィン系ワックス(D成分)0.01〜1重量部を含有してなる前項1記載の導電性ポリカーボネート樹脂組成物、
3.上記式(1)で表されるカーボネート構成単位は、イソソルビド(1,4:3,6ージアンヒドローDーソルビトール)由来のカーボネート構成単位である前項1記載の導電性ポリカーボネート樹脂組成物、
4.導電性炭素化合物(B成分)は、カーボンブラックまたはカーボンナノチューブである前項1記載の導電性ポリカーボネート樹脂組成物、
5.導電性炭素化合物(B成分)は、ジブチルフタレート吸油量が100ml/100g〜1000ml/100gであるカーボンブラックまたは直径0.7nm〜100nmであり、かつアスペクト比が5以上であるカーボンナノチューブである前項4記載の導電性ポリカーボネート樹脂組成物、
6.リン系熱安定剤(C成分)は、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトである前項1記載の導電性ポリカーボネート樹脂組成物、および
7.前項1記載の導電性ポリカーボネート樹脂組成物から形成された成形品、
が提供される。
That is, according to the present invention,
1. With respect to 100 parts by weight of a polycarbonate resin (component A) containing a carbonate structural unit represented by the following formula (1), 0.1 to 15 parts by weight of a conductive carbon compound (component B), and the following formula (5) A conductive polycarbonate resin composition comprising 0.001 to 0.5 parts by weight of a phosphorus-based heat stabilizer (component C), which is a compound represented by
2. The conductive polycarbonate resin composition according to item 1 above, comprising 0.01 to 1 part by weight of an acid-modified polyolefin wax (D component) with respect to 100 parts by weight of the polycarbonate resin (A component);
3 . The conductive polycarbonate resin composition according to item 1, wherein the carbonate structural unit represented by the formula (1) is a carbonate structural unit derived from isosorbide (1,4: 3,6-dianhydro-D-sorbitol).
4 . The conductive polycarbonate resin composition according to item 1, wherein the conductive carbon compound (component B) is carbon black or carbon nanotubes,
5 . Conductive carbon compound (B component), preceding dibutyl phthalate absorption oil amount is carbon black or diameter 0.7nm~100nm a 100ml / 100g~1000ml / 100g, and a carbon nanotube is aspect ratio of 5 or more 4 conductive polycarbonate resin composition according,
6 . The conductive polycarbonate resin composition according to item 1, wherein the phosphorus-based heat stabilizer (component C) is bis (2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl) pentaerythritol diphosphite , and
7 . A molded article formed from the conductive polycarbonate resin composition according to the preceding item 1,
Is provided.
以下、本発明の詳細について説明する。
本発明に用いるポリカーボネート樹脂(A成分)は、前記式(1)で表されるカーボネート構成単位を含むポリカーボネート樹脂であり、全カーボネート構成単位中、前記式(1)で表わされる構成単位が60モル%以上が好ましく、70モル%以上がより好ましく、80モル%以上がさらに好ましく、90モル%以上が特に好ましい。最も好適には、前記式(1)のカーボネート構成単位のみからなるホモポリカーボネート樹脂である。
Details of the present invention will be described below.
The polycarbonate resin (component A) used in the present invention is a polycarbonate resin containing a carbonate constituent unit represented by the formula (1), and the constituent unit represented by the formula (1) is 60 mol in all carbonate constituent units. % Or more is preferable, 70 mol% or more is more preferable, 80 mol% or more is further more preferable, and 90 mol% or more is particularly preferable. Most preferably, it is a homopolycarbonate resin consisting only of the carbonate structural unit of the formula (1).
本発明に用いるポリカーボネート樹脂(A成分)は、上記式(1)のカーボネート構成単位を含むポリカーボネート樹脂であり、樹脂0.7gを塩化メチレン100mlに溶解した溶液の20℃における比粘度の下限は0.20以上が好ましく、より好ましくは0.22以上であり、また上限は0.50以下が好ましく、より好ましくは0.45以下であり、さらに好ましくは0.37以下である。比粘度が0.20より低くなると本発明のポリカーボネート樹脂組成物より得られた成形品に充分な機械強度を持たせることが困難となる。また比粘度が0.50より高くなると溶融流動性が高くなりすぎて、成形に必要な流動性を有する溶融温度が分解温度より高くなってしまい好ましくない。また、本発明に用いるポリカーボネート樹脂(A成分)は、250℃におけるキャピラリーレオメータで測定した溶融粘度が、シェアレート600secー1で0.4×103〜3.0×103Pa・sの範囲にあることが好ましく、0.4×103〜2.4×103Pa・sの範囲にあることより好ましく、更により好ましくは0.4×103〜1.8×103Pa・sである。溶融粘度がこの範囲であると機械的強度に優れ、本発明のポリカーボネート樹脂組成物を用いて成形する際に成形時のシルバーの発生等が無く良好である。 The polycarbonate resin (component A) used in the present invention is a polycarbonate resin containing a carbonate constituent unit of the above formula (1), and the lower limit of the specific viscosity at 20 ° C. of a solution obtained by dissolving 0.7 g of resin in 100 ml of methylene chloride is 0. .20 or more, more preferably 0.22 or more, and the upper limit is preferably 0.50 or less, more preferably 0.45 or less, and still more preferably 0.37 or less. When the specific viscosity is lower than 0.20, it becomes difficult to give the molded product obtained from the polycarbonate resin composition of the present invention sufficient mechanical strength. On the other hand, if the specific viscosity is higher than 0.50, the melt fluidity becomes too high, and the melting temperature having the fluidity necessary for molding becomes higher than the decomposition temperature, which is not preferable. Further, the polycarbonate resin (component A) used in the present invention has a melt viscosity measured with a capillary rheometer at 250 ° C. in a range of 0.4 × 10 3 to 3.0 × 10 3 Pa · s at a shear rate of 600 sec -1. It is preferable that it is in the range of 0.4 × 10 3 to 2.4 × 10 3 Pa · s, and still more preferably 0.4 × 10 3 to 1.8 × 10 3 Pa · s. It is. When the melt viscosity is within this range, the mechanical strength is excellent, and when molding using the polycarbonate resin composition of the present invention, silver is not generated during molding, which is good.
本発明に用いるポリカーボネート樹脂(A成分)は、そのガラス転移温度(Tg)の下限は145℃以上が好ましく、より好ましくは148℃以上であり、また上限は165℃以下が好ましく、より好ましくは163℃以下である。Tgが145℃未満だと耐熱性(殊に吸湿による耐熱性)に劣り、165℃を超えると本発明のポリカーボネート樹脂組成物を用いて成形する際の溶融流動性に劣る。TgはTA Instruments社製 DSC (型式 DSC2910)により測定される。 The lower limit of the glass transition temperature (Tg) of the polycarbonate resin (component A) used in the present invention is preferably 145 ° C. or higher, more preferably 148 ° C. or higher, and the upper limit is preferably 165 ° C. or lower, more preferably 163 It is below ℃. When the Tg is less than 145 ° C., the heat resistance (particularly heat resistance due to moisture absorption) is poor, and when it exceeds 165 ° C., the melt fluidity during molding using the polycarbonate resin composition of the present invention is poor. Tg is measured by DSC (model DSC2910) manufactured by TA Instruments.
また、本発明に用いるポリカーボネート樹脂(A成分)は、その5%重量減少温度の下限は300℃以上が好ましく、より好ましくは330℃以上であり、さらに好ましくは350℃以上であり、また上限は400℃以下が好ましく、より好ましくは390℃以下であり、さらに好ましくは380℃以下である。5%重量減少温度が上記範囲内であると、本発明のポリカーボネート樹脂組成物を用いて成形する際の樹脂の分解がほとんど無く好ましい。5%重量減少温度はTA Instruments社製 TGA (型式 TGA2950)により測定される。 Further, the lower limit of the 5% weight loss temperature of the polycarbonate resin (component A) used in the present invention is preferably 300 ° C. or higher, more preferably 330 ° C. or higher, further preferably 350 ° C. or higher, and the upper limit is It is preferably 400 ° C. or lower, more preferably 390 ° C. or lower, and further preferably 380 ° C. or lower. It is preferable that the 5% weight loss temperature is in the above range since there is almost no decomposition of the resin when molding using the polycarbonate resin composition of the present invention. The 5% weight loss temperature is measured by TA Instruments TGA (model TGA2950).
本発明に用いるポリカーボネート樹脂(A成分)は、下記式(a)
これら糖質由来のエーテルジオールは、自然界のバイオマスからも得られる物質で、再生可能資源と呼ばれるものの1つである。イソソルビドは、でんぷんから得られるDーグルコースに水添した後、脱水を受けさせることにより得られる。その他のエーテルジオールについても、出発物質を除いて同様の反応により得られる。 These saccharide-derived ether diols are substances obtained from natural biomass and are one of so-called renewable resources. Isosorbide is obtained by hydrogenating D-glucose obtained from starch and then dehydrating it. Other ether diols can be obtained by the same reaction except for the starting materials.
特に、カーボネート構成単位がイソソルビド(1,4:3,6ージアンヒドローDーソルビトール)由来のカーボネート構成単位を含んでなるポリカーボネート樹脂が好ましい。イソソルビドはでんぷんなどから簡単に作ることができるエーテルジオールであり資源として豊富に入手することができる上、イソマンニドやイソイディッドと比べても製造の容易さ、性質、用途の幅広さの全てにおいて優れている。 In particular, a polycarbonate resin in which the carbonate structural unit includes a carbonate structural unit derived from isosorbide (1,4: 3,6-dianhydro-D-sorbitol) is preferable. Isosorbide is an ether diol that can be easily made from starch, and can be obtained in abundant resources, and is superior in all ease of manufacture, properties, and versatility of use compared to isomannide and isoidide. .
また本発明に用いるポリカーボネート樹脂(A成分)は、その特性を損なわない範囲で脂肪族ジオール類または芳香族ビスフェノール類との共重合としても良い。かかる脂肪族ジオールとしては、下記式(6)
で表される脂肪族ジオールが好ましく用いられる。具体的にはエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなどの直鎖状ジオール類や、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノールなどの脂環式アルキレン類などが挙げられ、中でも1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ヘキサンジオール、およびシクロヘキサンジメタノールが好ましい。また上記式(1)で表されるエーテルジオールおよび上記式(6)で表されるジオールに加えて他のジオール残基を含むことも好ましい。その他のジオールとしてはジメタノールベンゼン、ジエタノールベンゼンなどの芳香族ジオール、ビスフェノール類などを挙げることができる。
The polycarbonate resin (component A) used in the present invention may be copolymerized with aliphatic diols or aromatic bisphenols as long as the properties are not impaired. Such aliphatic diol includes the following formula (6):
An aliphatic diol represented by the formula is preferably used. Specifically, linear diols such as ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, cyclohexanediol, cyclohexanedimethanol, etc. Among these, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, hexanediol, and cyclohexanedimethanol are preferable. In addition to the ether diol represented by the above formula (1) and the diol represented by the above formula (6), it is also preferable to include other diol residues. Examples of other diols include aromatic diols such as dimethanolbenzene and diethanolbenzene, and bisphenols.
また本発明に用いるポリカーボネート樹脂(A成分)は、その特性を損なわない範囲で末端基を導入することもできる。かかる末端基は、対応するヒドロキシ化合物を重合時に添加することにより導入することができる。ヒドロキシ化合物としては下記式(7)または(8)
上記式(7),(8)中、R4は炭素原子数4〜30のアルキル基、炭素原子数7〜30のアラルキル基、炭素原子数4〜30のパーフルオロアルキル基、または下記式(9)
また、上記式(9)中、R5,R6,R7,R8及びR9は、夫々独立して炭素原子数1〜10のアルキル基、炭素原子数6〜20のシクロアルキル基、炭素原子数2〜10のアルケニル基、炭素原子数6〜10のアリール基及び炭素原子数7〜20のアラルキル基からなる群から選ばれる少なくとも一種の基であり、好ましくは夫々独立して炭素原子数1〜10のアルキル基及び炭素原子数6〜10のアリール基からなる群から選ばれる少なくとも一種の基であり、特に夫々独立してメチル基及びフェニル基からなる群から選ばれる少なくとも一種の基が好ましい。bは0〜3の整数であり、1〜3の整数が好ましく、特に2〜3の整数が好ましい。cは4〜100の整数であり、4〜50の整数が好ましく、特に8〜50の整数が好ましい。 In the above formula (9), R 5 , R 6 , R 7 , R 8 and R 9 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 6 to 20 carbon atoms, It is at least one group selected from the group consisting of an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, and an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, preferably each independently a carbon atom. And at least one group selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, and particularly at least one group selected from the group consisting of a methyl group and a phenyl group, respectively. Is preferred. b is an integer of 0 to 3, an integer of 1 to 3 is preferable, and an integer of 2 to 3 is particularly preferable. c is an integer of 4 to 100, preferably an integer of 4 to 50, and particularly preferably an integer of 8 to 50.
本発明に用いるポリカーボネート樹脂(A成分)は、植物などの再生可能資源から得られる原料を用いたカーボネート構成単位を主鎖構造に持つことから、これらのヒドロキシ化合物もまた植物などの再生可能資源から得られる原料であることが好ましい。植物から得られるヒドロキシ化合物としては、植物油から得られる炭素数14以上の長鎖アルキルアルコール類(セタノール、ステアリルアルコール、ベヘニルアルコール)などが挙げられる。 Since the polycarbonate resin (component A) used in the present invention has a carbonate structural unit in the main chain structure using raw materials obtained from renewable resources such as plants, these hydroxy compounds are also derived from renewable resources such as plants. The obtained raw material is preferable. Examples of hydroxy compounds obtained from plants include long-chain alkyl alcohols having 14 or more carbon atoms (cetanol, stearyl alcohol, behenyl alcohol) obtained from vegetable oils.
また、本発明に用いるポリカーボネート樹脂(A成分)は、前記式(a)で表されるエーテルジオールを含むビスヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとを混合し、エステル交換反応によって生成するアルコールまたはフェノールを高温減圧下にて留出させる溶融重合を行うことによって得ることができる。 The polycarbonate resin (component A) used in the present invention is a mixture of a bishydroxy compound containing an ether diol represented by the formula (a) and a carbonic acid diester, and the alcohol or phenol produced by the transesterification reaction is decompressed at high temperature. It can be obtained by carrying out a melt polymerization which is distilled under.
反応温度は、エーテルジオールの分解を抑え、着色が少なく高粘度の樹脂を得るために、できるだけ低温の条件を用いることが好ましいが、重合反応を適切に進める為には重合温度は180℃〜280℃の範囲であることが好ましく、より好ましくは180℃〜270℃の範囲である。 The reaction temperature is preferably as low as possible in order to suppress decomposition of the ether diol and obtain a highly viscous resin with little coloration, but the polymerization temperature is 180 ° C. to 280 ° C. in order to proceed the polymerization reaction appropriately. It is preferably in the range of ° C, more preferably in the range of 180 ° C to 270 ° C.
また、反応初期にはエーテルジオールと炭酸ジエステルとを常圧で加熱し、予備反応させた後、徐々に減圧にして反応後期には系を1.3×10−3〜1.3×10−5MPa程度に減圧して生成するアルコールまたはフェノールの留出を容易にさせる方法が好ましい。反応時間は通常1〜4時間程度である。 In the initial stage of the reaction, ether diol and carbonic acid diester are heated at normal pressure and pre-reacted, and then gradually reduced in pressure, and the system is changed to 1.3 × 10 −3 to 1.3 × 10 − in the late stage of the reaction. A method of facilitating the distillation of alcohol or phenol produced by reducing the pressure to about 5 MPa is preferred. The reaction time is usually about 1 to 4 hours.
また、重合速度を速めるために重合触媒を用いることができる。該重合触媒としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、二価フェノールのナトリウム塩またはカリウム塩等のアルカリ金属化合物、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化マグネシウム等のアルカリ土類金属化合物、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルアミン、トリエチルアミン等の含窒素塩基性化合物、などが挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、2種以上組み合わせて使用してもよい。なかでも、含窒素塩基性化合物とアルカリ金属化合物とを併用して使用することが好ましい。 A polymerization catalyst can be used to increase the polymerization rate. Examples of the polymerization catalyst include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium hydrogencarbonate, alkali metal compounds such as sodium salt or potassium salt of dihydric phenol, calcium hydroxide, barium hydroxide, magnesium hydroxide. And alkaline earth metal compounds such as tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, nitrogen-containing basic compounds such as trimethylamine and triethylamine. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use a nitrogen-containing basic compound and an alkali metal compound in combination.
これらの重合触媒の使用量は、それぞれ炭酸ジエステル成分1モルに対し、好ましくは1×10−9〜1×10−3当量、より好ましくは1×10−8〜5×10−4当量の範囲で選ばれる。反応系は窒素などの原料、反応混合物、反応生成物に対し不活性なガスの雰囲気に保つことが好ましい。窒素以外の不活性ガスとしては、アルゴンなどを挙げることができる。更に、必要に応じて酸化防止剤等の添加剤を加えてもよい。 The amount of these polymerization catalysts used is preferably in the range of 1 × 10 −9 to 1 × 10 −3 equivalents, more preferably 1 × 10 −8 to 5 × 10 −4 equivalents, relative to 1 mol of the carbonic acid diester component. Chosen by The reaction system is preferably maintained in an atmosphere of a gas inert to raw materials such as nitrogen, reaction mixture, and reaction product. Examples of inert gases other than nitrogen include argon. Furthermore, you may add additives, such as antioxidant, as needed.
本発明に用いるポリカーボネート樹脂(A成分)の製造に用いる炭酸ジエステルとしては、置換されていてもよい炭素数6〜20のアリール基、アラルキル基あるいは炭素数1〜18のアルキル基などのエステルが挙げられる。具体的にはジフェニルカーボネート、ビス(クロロフェニル)カーボネート、m−クレジルカーボネート、ジナフチルカーボネート、ビス(p−ブチルフェニル)カーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジブチルカーボネートなどが挙げられ、なかでもジフェニルカーボネートが好ましい。 Examples of the carbonic acid diester used for the production of the polycarbonate resin (component A) used in the present invention include esters such as optionally substituted aryl groups having 6 to 20 carbon atoms, aralkyl groups, or alkyl groups having 1 to 18 carbon atoms. It is done. Specific examples include diphenyl carbonate, bis (chlorophenyl) carbonate, m-cresyl carbonate, dinaphthyl carbonate, bis (p-butylphenyl) carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and dibutyl carbonate. preferable.
炭酸ジエステルは全エーテルジオール化合物に対してモル比で1.05〜0.97の割合で用いる事が好ましく、1.03〜0.97の割合で用いる事がより好ましく、1.03〜0.99の割合で用いる事がさらに好ましい。炭酸ジエステルのモル比が1.02より多くなると、炭酸エステル残基が末端封止として働いてしまい充分な重合度が得られなくなってしまい好ましくない。また炭酸ジエステルのモル比が0.98より少ない場合でも、充分な重合度が得られず好ましくない。 The carbonic acid diester is preferably used in a molar ratio of 1.05 to 0.97, more preferably in a ratio of 1.03 to 0.97, and more preferably 1.03 to 0.007. More preferably, the ratio is 99. If the molar ratio of the carbonic acid diester is more than 1.02, the carbonic acid ester residue acts as a terminal block and a sufficient degree of polymerization cannot be obtained, which is not preferable. Even when the molar ratio of carbonic acid diester is less than 0.98, a sufficient degree of polymerization cannot be obtained, which is not preferable.
上記製造法により得られたポリカーボネート樹脂(A成分)に触媒失活剤を添加する事もできる。触媒失活剤としては、公知の触媒失活剤が有効に使用されるが、この中でもスルホン酸のアンモニウム塩、ホスホニウム塩が好ましく、更にドデシルベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩等のドデシルベンゼンスルホン酸の上記塩類やパラトルエンスルホン酸テトラブチルアンモニウム塩等のパラトルエンスルホン酸の上記塩類が好ましい。またスルホン酸のエステルとしてベンゼンスルホン酸メチル、ベンゼンスルホン酸エチル、ベンゼンスルホン酸ブチル、ベンゼンスルホン酸オクチル、ベンゼンスルホン酸フェニル、パラトルエンスルホン酸メチル、パラトルエンスルホン酸エチル、パラトルエンスルホン酸ブチル、パラトルエンスルホン酸オクチル、パラトルエンスルホン酸フェニル等が好ましく用いられ、その中でもドデシルベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩が最も好ましく使用される。これらの触媒失活剤の使用量はアルカリ金属化合物および/またはアルカリ土類金属化合物より選ばれた前記重合触媒1モル当たり0.5〜50モルの割合で、好ましくは0.5〜10モルの割合で、更に好ましくは0.8〜5モルの割合で使用する事ができる。 A catalyst deactivator can also be added to the polycarbonate resin (component A) obtained by the above production method. As the catalyst deactivator, known catalyst deactivators are effectively used. Among them, ammonium salts and phosphonium salts of sulfonic acid are preferable, and further, dodecylbenzenesulfonic acid such as tetrabutylphosphonium salt of dodecylbenzenesulfonic acid is preferable. The salts of paratoluenesulfonic acid such as the above-mentioned salts and paratoluenesulfonic acid tetrabutylammonium salt are preferred. As esters of sulfonic acid, methyl benzenesulfonate, ethyl benzenesulfonate, butyl benzenesulfonate, octyl benzenesulfonate, phenyl benzenesulfonate, methyl paratoluenesulfonate, ethyl paratoluenesulfonate, butyl paratoluenesulfonate, para Octyl toluenesulfonate, phenyl p-toluenesulfonate and the like are preferably used, and among them, tetrabutylphosphonium dodecylbenzenesulfonate is most preferably used. These catalyst deactivators are used in an amount of 0.5 to 50 mol, preferably 0.5 to 10 mol, per mol of the polymerization catalyst selected from alkali metal compounds and / or alkaline earth metal compounds. It can be used in a proportion, more preferably in a proportion of 0.8 to 5 mol.
本発明に用いる導電性炭素化合物(B成分)は、カーボンブラックまたはカーボンナノチューブが好ましく、ジブチルフタレート吸油量(以下DBP吸油量と略称する場合がある。)が100ml/100g〜1000ml/100gであるカーボンブラック、または直径0.7nm〜100nmであり、かつアスペクト比が5以上であるカーボンナノチューブがより好ましい。
本発明においてB成分として用いるカーボンナノチューブは、筒状のグラフェンシートが軸方向に対する放射方向に積層した構造の繊維状物質である。
Conductive carbon compound used in the present invention (B component), carbon black or carbon nanotubes is preferably, (sometimes hereinafter abbreviated as DBP oil absorption.) Dibutyl phthalate absorption oil amount is 100ml / 100g~1000ml / 100g Carbon black or a carbon nanotube having a diameter of 0.7 nm to 100 nm and an aspect ratio of 5 or more is more preferable.
The carbon nanotube used as the B component in the present invention is a fibrous substance having a structure in which cylindrical graphene sheets are laminated in the radial direction with respect to the axial direction.
本発明のカーボンナノチューブの製造法は特に限定されるものではない。アーク放電法、レーザー蒸発法、化学気相成長法(CVD法)、および触媒化学気相成長法(CCVD法)などに代表されるカーボンナノチューブの製造法として公知の方法を利用できる。 The method for producing the carbon nanotube of the present invention is not particularly limited. A known method can be used as a method for producing carbon nanotubes represented by arc discharge method, laser evaporation method, chemical vapor deposition method (CVD method), catalytic chemical vapor deposition method (CCVD method) and the like.
本発明のカーボンナノチューブの製造法におけるアーク放電法として、容器内に配置された炭素電極からなる陽極と該陽極に対抗配置された炭素電極からなる陰極との間にアーク放電させ、容器内壁および電極に生成された堆積物を回収する方法が好適に例示される。 As the arc discharge method in the carbon nanotube production method of the present invention, arc discharge is performed between an anode made of a carbon electrode arranged in a container and a cathode made of a carbon electrode arranged to face the anode, and the inner wall of the container and the electrode A method for recovering the deposit generated in the above is suitably exemplified.
本発明のカーボンナノチューブの製造法におけるレーザー蒸発法として、炭素および1種類以上の周期律表VIII族遷移金属の混合物をレーザーパルスによって気化させ、該混合気体を装置内に凝集させることによって製造する方法が好適に例示される。かかるVIII族遷移金属としては、例えば鉄、ニッケル、およびコバルトが好適に例示される。 As a laser evaporation method in the method for producing a carbon nanotube of the present invention, a method for producing a mixture of carbon and one or more kinds of transition metal of group VIII of the periodic table by vaporizing with a laser pulse and aggregating the mixed gas in the apparatus Is preferably exemplified. As such a group VIII transition metal, for example, iron, nickel, and cobalt are preferably exemplified.
本発明のカーボンナノチューブの化学気相成長法(CVD法)として、少なくとも1種の遷移金属またはその化合物を触媒として、周期律表の第VI族元素を含有する化合物と、炭素源となる有機化合物または周期律表の第VI族元素を有する有機化合物とを、水素、メタン、または不活性ガスからなるキャリアーガスと共に反応炉に導入して、化学気相成長法により合成する方法が好適に例示される。かかるCVD法においては、遷移金属触媒が担体に担持されて用いられる触媒化学気相成長法(CCVD法)であってもよい。これらの中でも、低コストで大量生産が可能なCVD法およびCCVD法が好ましい。 As a chemical vapor deposition method (CVD method) of the carbon nanotube of the present invention, a compound containing a group VI element of the periodic table using at least one transition metal or a compound thereof as a catalyst, and an organic compound serving as a carbon source Alternatively, a method in which an organic compound having a group VI element in the periodic table is introduced into a reaction furnace together with a carrier gas composed of hydrogen, methane, or an inert gas, and synthesized by chemical vapor deposition is preferably exemplified. The Such a CVD method may be a catalytic chemical vapor deposition method (CCVD method) in which a transition metal catalyst is supported on a support. Among these, a CVD method and a CCVD method that can be mass-produced at low cost are preferable.
CVD法およびCCVD法を用いて本発明のカーボンナノチューブを製造するとき、大まかには、直接かかる灰化残渣量となるカーボンナノチューブを合成する方法、並びにカーボンナノチューブ中の触媒残渣を洗浄する方法が利用される。触媒残渣は灰化残渣の源になる。もちろん、前者の方法で得られた灰化残渣量の少ないカーボンナノチューブを洗浄することによりその灰化残渣量が更に低減されてもよい。 When the carbon nanotubes of the present invention are produced using the CVD method and the CCVD method, a method of synthesizing carbon nanotubes that directly becomes the amount of ashing residue and a method of cleaning catalyst residues in the carbon nanotubes are roughly used. Is done. The catalyst residue is a source of ash residue. Of course, the amount of ashing residue may be further reduced by washing the carbon nanotubes obtained by the former method and having a small amount of ashing residue.
上記前者の合成方法では合成時の触媒量を制御することにより、本発明のカーボンナノチューブが得られる。即ち、導入する炭化水素に対する触媒量を制御する。より少ない触媒量でカーボンナノチューブの合成が可能なCCVD法が有利といえる。但しかかる方法は実用的には触媒およびその担体を安定に作用させることが未だ困難な点がある。CVD法では、灰化残渣が3重量%以下となるよう反応炉への供給する炭化水素量と触媒量とを調整する。一方、洗浄法では、酸性化合物、アルカリ性化合物、および超臨界流体などを用いて、カーボンナノチューブ中の触媒残渣の洗浄を行う。かかる洗浄は、カーボンナノチューブの合成後に行っても、また高温熱処理前の素生成品の段階で行ってもよい。洗浄法による灰化残渣の減量は比較的困難であり、カーボンナノチューブのコスト増につながる。したがって好ましい方法は、直接かかる灰化残渣量となるカーボンナノチューブを合成する方法である。 In the former synthesis method, the carbon nanotube of the present invention can be obtained by controlling the amount of catalyst during synthesis. That is, the catalyst amount for the hydrocarbon to be introduced is controlled. A CCVD method capable of synthesizing carbon nanotubes with a smaller amount of catalyst is advantageous. However, in this method, it is still difficult to make the catalyst and its support act stably in practical use. In the CVD method, the amount of hydrocarbons supplied to the reaction furnace and the amount of catalyst are adjusted so that the ashing residue is 3% by weight or less. On the other hand, in the cleaning method, the catalyst residue in the carbon nanotube is cleaned using an acidic compound, an alkaline compound, a supercritical fluid, or the like. Such washing may be performed after the synthesis of the carbon nanotubes or at the stage of the raw product before the high temperature heat treatment. It is relatively difficult to reduce the amount of ash residue by the cleaning method, which leads to an increase in the cost of carbon nanotubes. Therefore, a preferred method is a method of directly synthesizing carbon nanotubes that will be the amount of such ashing residue.
以下、本発明のカーボンナノチューブを合成する好ましい方法である、上記CVD法およびCCVD法について説明する。 Hereinafter, the CVD method and the CCVD method, which are preferable methods for synthesizing the carbon nanotubes of the present invention, will be described.
(カーボンナノチューブの合成原料)
カーボンナノチューブの合成原料としては、炭化水素、周期表第VIB族元素を含む化合物、これらの混合物等が使用できる。炭化水素としては芳香族系炭化水素が好ましい。芳香族系炭化水素としては、ベンゼン、トルエンおよびキシレンなどのアルキル基置換ベンゼン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン(o−、m−及びp−ジクロロベンゼン)、トリクロロベンゼン、ブロモベンゼン、およびジブロモベンゼンなどのハロゲン化ベンゼン、ナフタレン、並びにメチルナフタレンおよびジメチルナフタレンなどのアルキル基置換ナフタレン化合物などが例示される。
(Carbon nanotube synthesis raw material)
As a synthetic raw material for carbon nanotubes, hydrocarbons, compounds containing Group VIB elements of the periodic table, mixtures thereof, and the like can be used. The hydrocarbon is preferably an aromatic hydrocarbon. Aromatic hydrocarbons include halogenated alkyl group-substituted benzenes such as benzene, toluene and xylene, chlorobenzene, dichlorobenzene (o-, m- and p-dichlorobenzene), trichlorobenzene, bromobenzene and dibromobenzene. Examples include benzene, naphthalene, and alkyl group-substituted naphthalene compounds such as methylnaphthalene and dimethylnaphthalene.
上記周期表第VIB族元素を含む化合物としては、酸素または硫黄を含むものが好ましく、特に酸素を含む有機化合物が好ましい。含酸素化合物としては一酸化炭素、二酸化炭素、アルコール類、ケトン類、フェノール類、エーテル類、アルデヒド類、有機酸類、およびエステル類が好ましい。具体的には、メタノール、エタノール、プロパノール、シクロヘキサノール、アセトン、メチルエチルケトン、アセトフェノン、シクロヘキサノン、フェノール、クレゾール、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジオキサン、酢酸メチル、酢酸エチル、およびこれらの誘導体などが挙げられる。また硫黄を含む化合物としては、硫化水素、二硫化炭素、二酸化硫黄、硫黄、チオール、チオエーテル、チオフェン類、およびこれらの誘導体などが挙げられる。これらの含酸素化合物または含硫黄化合物は単独で使用しされてもよく、2種以上を混合して使用してもよい。 As a compound containing the said VIB group element of a periodic table, the thing containing oxygen or sulfur is preferable, and the organic compound containing oxygen is especially preferable. As the oxygen-containing compound, carbon monoxide, carbon dioxide, alcohols, ketones, phenols, ethers, aldehydes, organic acids, and esters are preferable. Specifically, methanol, ethanol, propanol, cyclohexanol, acetone, methyl ethyl ketone, acetophenone, cyclohexanone, phenol, cresol, formaldehyde, acetaldehyde, formic acid, acetic acid, propionic acid, oxalic acid, succinic acid, adipic acid, dimethyl ether, diethyl ether , Dioxane, methyl acetate, ethyl acetate, and derivatives thereof. Examples of the compound containing sulfur include hydrogen sulfide, carbon disulfide, sulfur dioxide, sulfur, thiol, thioether, thiophenes, and derivatives thereof. These oxygen-containing compounds or sulfur-containing compounds may be used alone or in combination of two or more.
(カーボンナノチューブの合成触媒)
カーボンナノチューブの合成時の触媒としては遷移金属からなる超微粒子が用いられる。遷移金属としては鉄、コバルト、ニッケル、イットリウム、チタン、バナジウム、マンガン、クロム、銅、ニオブ、モリブデン、パラジウム、タングステン、および白金などが例示される。これらの中でも鉄、ニッケル、およびモリブデンから選択される少なくとも1種の元素が好ましい。これらの金属は単体で使用されても、これらの金属を含む化合物として使用されてもよい。金属化合物としては、有機化合物、無機化合物、又はこれらを組み合わせたものが好ましい。有機化合物としては、フェロセン、ニッケルセン、コバルトセン、鉄カルボニル、およびアセトナート鉄などが挙げられる。また無機化合物としては、酸化物、硝酸塩、硫酸塩、および塩化物などのいずれの形態でもよい。2種以上の金属を組み合わせて使用してもよい。組合せによっては、より大きな触媒効果が得られる。特に有機金属化合物は、該化合物をガス化させて反応炉内に触媒を供給することが容易であることから、CVD法において好適に利用される。
(Carbon nanotube synthesis catalyst)
As a catalyst for the synthesis of the carbon nanotube, ultrafine particles made of a transition metal are used. Examples of the transition metal include iron, cobalt, nickel, yttrium, titanium, vanadium, manganese, chromium, copper, niobium, molybdenum, palladium, tungsten, and platinum. Among these, at least one element selected from iron, nickel, and molybdenum is preferable. These metals may be used alone or as a compound containing these metals. As the metal compound, an organic compound, an inorganic compound, or a combination thereof is preferable. Examples of the organic compound include ferrocene, nickel sen, cobalt cene, iron carbonyl, and acetonate iron. In addition, the inorganic compound may be in any form such as oxide, nitrate, sulfate, and chloride. Two or more metals may be used in combination. Depending on the combination, a larger catalytic effect can be obtained. In particular, an organometallic compound is preferably used in a CVD method because it is easy to gasify the compound and supply a catalyst into the reaction furnace.
上記金属または金属化合物の微粒子をそのまま使用してもよいが、これらの微粒子を無機担体に担持させてもよい。無機担体としては、アルミナ、ゼオライト、炭素、マグネシア、カルシア、およびアルミノリン酸塩などが好ましい。特に耐熱性の高いゼオライトが好ましい。かかる無機担体における担持のために孔は、均一であることが好ましく、その孔径は1nm前後であることが好ましい。
触媒の導入方法としては、単独でガス化する方法、炭素原料と混合してからガス化する方法、キャリアーガスで希釈する方法、または炭素原料に溶解して液状で投入する方法など、いずれの方法でもよい。
The fine particles of the metal or metal compound may be used as they are, but these fine particles may be supported on an inorganic carrier. As the inorganic carrier, alumina, zeolite, carbon, magnesia, calcia, aluminophosphate and the like are preferable. In particular, zeolite with high heat resistance is preferable. The pores are preferably uniform for supporting the inorganic carrier, and the pore diameter is preferably around 1 nm.
As a method of introducing the catalyst, any method such as a method of gasifying alone, a method of gasifying after mixing with a carbon raw material, a method of diluting with a carrier gas, or a method of dissolving in a carbon raw material and charging in liquid But you can.
(カーボンナノチューブ合成時の反応条件)
本発明のカーボンナノチューブを合成する際、より好ましい反応条件は次のとおりである。(a)炉内の滞留時間に関して、物質収支から計算された炭素の滞留時間は、好ましくは2〜10秒、より好ましくは5〜10秒である。(b)炉内温度は、好ましくは1,000〜1,350℃、より好ましくは1,100〜1250℃である。(c)触媒および原料炭素化合物の炉内への投入は、好ましくは300〜450℃、より好ましくは330〜400℃の範囲で予熱してガス状で行う。(d)炉内ガス中の炭素濃度は、好ましくは1〜20容量%、より好ましくは3〜10容量%、更に好ましくは5〜9容量%の範囲に制御する。(e)炉内の圧力は、約98kPaを下限とし、上限を200kPaとすることが好ましい。(f)上記合成原料中における炭素の重量と、上記合成触媒中における遷移金属との重量との合計中、遷移金属の重量は3重量%以下、好ましくは0.1〜3重量%、より好ましくは0.1〜0.8重量%、更に好ましくは0.2〜0.7重量%とする。尚、上記炉内の圧力の下限は98kPaを基本とするが、大気圧中の雰囲気下であれば特に問題がないことを意味する。
(Reaction conditions for carbon nanotube synthesis)
When synthesizing the carbon nanotube of the present invention, more preferable reaction conditions are as follows. (A) Regarding the residence time in the furnace, the residence time of carbon calculated from the mass balance is preferably 2 to 10 seconds, more preferably 5 to 10 seconds. (B) The furnace temperature is preferably 1,000 to 1,350 ° C, more preferably 1,100 to 1250 ° C. (C) The catalyst and the raw material carbon compound are charged into the furnace preferably in a gaseous state by preheating in the range of 300 to 450 ° C., more preferably 330 to 400 ° C. (D) The carbon concentration in the furnace gas is preferably controlled in the range of 1 to 20% by volume, more preferably 3 to 10% by volume, and still more preferably 5 to 9% by volume. (E) The pressure in the furnace is preferably about 98 kPa as the lower limit and the upper limit as 200 kPa. (F) In the total of the weight of carbon in the synthetic raw material and the weight of the transition metal in the synthetic catalyst, the weight of the transition metal is 3% by weight or less, preferably 0.1 to 3% by weight, more preferably Is 0.1 to 0.8% by weight, more preferably 0.2 to 0.7% by weight. The lower limit of the pressure in the furnace is basically 98 kPa, which means that there is no particular problem if the atmosphere is in atmospheric pressure.
更に上記の如き条件で得られたカーボンナノチューブを高温熱処理することにより、吸着した炭化水素を分離し、更に高い温度で熱処理することにより結晶の発達を促進する。かかる高温処理により最終的なカーボンナノチューブを得ることが好ましい。 Further, the carbon nanotubes obtained under the above conditions are subjected to high-temperature heat treatment to separate adsorbed hydrocarbons, and further heat-treated at a higher temperature to promote crystal development. It is preferable to obtain a final carbon nanotube by such a high temperature treatment.
(g)上記(a)〜(f)の条件により得られた素生成のカーボンナノチューブを、好ましくは1,100〜1,500℃、より好ましくは1,300〜1,450℃の範囲で熱処理し、炭化水素を分離する。(h)次の段階として、2,000〜3,000℃、好ましく2,500〜3,000℃の範囲で高温熱処理して結晶の発達を促進する。上記(a)〜(h)の条件を満足することにより、本発明のカーボンナノチューブを比較的低コストで、安定して製造することができる。 (G) The raw carbon nanotubes obtained under the conditions (a) to (f) are preferably heat-treated in the range of 1,100 to 1,500 ° C., more preferably 1,300 to 1,450 ° C. And the hydrocarbons are separated. (H) As the next step, high-temperature heat treatment is promoted in the range of 2,000 to 3,000 ° C., preferably 2,500 to 3,000 ° C., to promote crystal development. By satisfying the above conditions (a) to (h), the carbon nanotube of the present invention can be stably produced at a relatively low cost.
(カーボンナノチューブの構造的特徴について)
本発明のカーボンナノチューブは、グラフェンシートの層数が1層、2層、または2層を超える複数層であってよい。特に2層を超える複数層が好ましい。本発明のカーボンナノチューブの繊維径は、好ましくは0.7〜100nm、より好ましくは7〜100nm、更に好ましくは15〜90nmである。本発明のカーボンナノチューブのアスペクト比は、好ましくは5以上、さらに好ましくは100以上である。アスペクト比は、走査型電子顕微鏡倍率3〜10万倍にて長さと直径を測定し、その比より求めることができる。なお、長さの測定は以下の方法で実施する。まずその観察像をCCDカメラに画像データとして取り込む。次に得られた画像データを、画像解析装置を使用して繊維長を算出する。測定本数は5000本以上として行う。また、直径の測定は以下の方法で実施する。まず電子顕微鏡の観察で得られる画像に対して、直径を測定する対象のカーボンナノチューブをランダムに抽出し、中央部に近いところで直径を測定する。なお、断面が円でない場合はその最大値を直径とする。得られた測定値から数平均直径を算出する。近年の電子顕微鏡はその観察画面上の長さを算出する機能が備えられているため、かかる直径も比較的容易に算出可能である。測定本数は1,000本以上として行う。
(Structural characteristics of carbon nanotubes)
The carbon nanotubes of the present invention may have one, two, or more than two layers of graphene sheets. In particular, a plurality of layers exceeding two layers are preferred. The fiber diameter of the carbon nanotube of the present invention is preferably 0.7 to 100 nm, more preferably 7 to 100 nm, and still more preferably 15 to 90 nm. The aspect ratio of the carbon nanotube of the present invention is preferably 5 or more, more preferably 100 or more. The aspect ratio can be determined from the ratio of length and diameter measured at a scanning electron microscope magnification of 3 to 100,000. The length is measured by the following method. First, the observation image is taken into the CCD camera as image data. Next, the fiber length of the obtained image data is calculated using an image analyzer. The number of measurement is 5000 or more. The diameter is measured by the following method. First, carbon nanotubes whose diameter is to be measured are randomly extracted from an image obtained by observation with an electron microscope, and the diameter is measured near the center. If the cross section is not a circle, the maximum value is the diameter. The number average diameter is calculated from the measured values obtained. Since recent electron microscopes have a function of calculating the length on the observation screen, the diameter can be calculated relatively easily. The number of measurement is 1,000 or more.
本発明のカーボンナノチューブにおけるグラフェンシート間の距離(層間距離)は、3.354〜3.44nmの範囲であっても、3.44nmを超える範囲であってもよい。層間距離の上限は好ましくは3.65nm、より好ましくは3.6nmである。かかる層間距離は3.44nm超えることが好ましい。したがって本発明のカーボンナノチューブは、いわゆる黒鉛化指数が正の値をとり実質的に黒鉛構造を有するものであっても、黒鉛化指数が負の値をとり非黒鉛性の多層構造であってもよい。より好ましいのは黒鉛化指数が負の値をとり非黒鉛性の多層構造である。 The distance (interlayer distance) between the graphene sheets in the carbon nanotubes of the present invention may be in the range of 3.354 to 3.44 nm, or may be in the range exceeding 3.44 nm. The upper limit of the interlayer distance is preferably 3.65 nm, more preferably 3.6 nm. Such interlayer distance is preferably more than 3.44 nm. Therefore, the carbon nanotube of the present invention may have a so-called graphitization index having a positive value and a substantially graphite structure, or a graphitization index having a negative value and a non-graphitic multilayer structure. Good. More preferred is a non-graphitic multilayer structure having a negative graphitization index.
本発明のカーボンナノチューブは、そのグラフェンシートの各層が円柱軸に対して実質的に同心円構造を有するものであっても、該シートの間隔が繊維全体に渉り変化するものであってもよい。本発明でより好ましいのは、後者のシートの間隔が繊維全体に渉り変化するものである。またグラフェンシートの積層が繊維軸に対して一定の角度で傾斜した構造であってもよい。かかる場合その傾斜角度は、中心線に対して25〜35度の範囲が好ましい。
本発明のカーボンナノチューブは、各層のカイラリティーが無作為に組み合わされたものが好ましく、またグラフェンシート中に6員環でない炭素環構造が存在してもよい。
The carbon nanotube of the present invention may be one in which each layer of the graphene sheet has a substantially concentric structure with respect to the cylinder axis, or the interval between the sheets may vary over the entire fiber. More preferably in the present invention, the latter sheet spacing varies across the fiber. Further, a structure in which the stack of graphene sheets is inclined at a certain angle with respect to the fiber axis may be employed. In such a case, the inclination angle is preferably in the range of 25 to 35 degrees with respect to the center line.
The carbon nanotubes of the present invention are preferably those in which the chirality of each layer is randomly combined, and a carbon ring structure that is not a six-membered ring may exist in the graphene sheet.
本発明においてB成分として用いるカーボンブラックとしては、従来公知のケッチェンブラック,アセチレンブラック,ファーネスブラック,ランプブラック,サーマルブラック,チャネルブラック,ロールブラック,ディスクブラック等を挙げることができる。これらのカーボンブラックの中で、特にケッチェンブラック,アセチレンブラック,ファーネスブラックが好ましい。 Examples of the carbon black used as the component B in the present invention include conventionally known ketjen black, acetylene black, furnace black, lamp black, thermal black, channel black, roll black, disk black and the like. Among these carbon blacks, ketjen black, acetylene black, and furnace black are particularly preferable.
本発明のカーボンブラックは、好ましくはジブチルフタレート吸油量が100ml/100g〜1000ml/100gであり、さらに好ましくは350ml/100g〜600ml/100gであり、原料や製造方法に特に制限はない。ここでいうジブチルフタレート吸油量とは、ASTM D2414−79に規定された方法に従って測定した値であり、この吸油量が大きいほど、高い電気伝導性を有する。ジブチルフタレート吸油量が100ml/100g未満の導電性カーボンブラックでは、十分な電気伝導性を得るためには多量の配合が必要となり、その結果成形加工性および成形樹脂の機械的強度が損なわれるので好ましくない。 The carbon black of the present invention preferably has a dibutyl phthalate oil absorption of 100 ml / 100 g to 1000 ml / 100 g, more preferably 350 ml / 100 g to 600 ml / 100 g, and there are no particular restrictions on the raw materials and production method. The dibutyl phthalate oil absorption here is a value measured according to the method defined in ASTM D2414-79, and the higher this oil absorption, the higher the electrical conductivity. Conductive carbon black having a dibutyl phthalate oil absorption of less than 100 ml / 100 g is preferable because a large amount of blending is required to obtain sufficient electrical conductivity, and as a result, molding processability and mechanical strength of the molded resin are impaired. Absent.
導電性炭素化合物(B成分)の含有量は、A成分を100重量部とした場合、0.1〜15重量部であり、1〜12重量部が好ましく、2〜10重量部がより好ましい。0.1重量部未満では、電気伝導性に劣り、15重量部を越える量では、成形加工性および樹脂組成物の機械的強度が損なわれるので好ましくない。 The content of the conductive carbon compound (component B) is 0.1 to 15 parts by weight, preferably 1 to 12 parts by weight, and more preferably 2 to 10 parts by weight when the component A is 100 parts by weight. If it is less than 0.1 part by weight, the electrical conductivity is inferior, and if it exceeds 15 parts by weight, the moldability and the mechanical strength of the resin composition are impaired, which is not preferable.
本発明で用いるリン系熱安定剤(C成分)は、下記式(2)で表わされる構造を含むリン系熱安定剤である。
上記式(2)中、R1は水素原子または炭素原子数1〜10のアルキル基であり、水素原子または炭素原子数1〜4のアルキル基がより好ましく、特に水素原子、メチル基、イソプロピル基、イソブチル基、tert−ブチル基、またはtert−ペンチル基が好ましい。 In the above formula (2), R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, particularly a hydrogen atom, a methyl group, or an isopropyl group. , An isobutyl group, a tert-butyl group, or a tert-pentyl group is preferable.
R2は炭素原子数4〜10のアルキル基であり、炭素原子数4〜6のアルキル基が好ましく、特にイソブチル基、tert−ブチル基、tert−ペンチル基、またはシクロヘキシル基が好ましい。 R 2 is an alkyl group having 4 to 10 carbon atoms, preferably an alkyl group having 4 to 6 carbon atoms, and particularly preferably an isobutyl group, a tert-butyl group, a tert-pentyl group, or a cyclohexyl group.
R3 は水素原子、または炭素原子数1〜10のアルキル基である。 R 3 is water atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
上記式(2)で表わされる構造を「−X1」基と表わした時、本発明で用いられるリン系熱安定剤は、下記式(5)で表わされる化合物である。 When the structure represented by the above formula (2) represents the "-X 1" group, phosphorus-based heat stabilizer used in the present invention is a compound represented by the following formula (5).
上記式(5)の好ましい具体例として、ビス(2−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2−tert−ペンチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2−シクロヘキシルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトが挙げられ、特にビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトが好ましい。 Preferred examples of the above formula (5) include bis (2-tert-butylphenyl) pentaerythritol diphosphite, bis (2-tert-pentylphenyl) pentaerythritol diphosphite, bis (2-cyclohexylphenyl) pentaerythritol. Diphosphite, bis (2,4-di-tert-butylphenyl) pentaerythritol diphosphite, bis (2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl) pentaerythritol diphosphite, bis (2, 6-di-tert-butyl-4-ethylphenyl) pentaerythritol diphosphite, bis (nonylphenyl) pentaerythritol diphosphite, especially bis (2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl) ) Pentaerythritol di Sufaito is preferable.
かかるC成分の化合物は、1種または2種以上の混合物であってもよい。
本発明で用いるリン系安定剤(C成分)の量はポリカーボネート樹脂100重量部に対して0.001〜0.5重量部であり、0.005〜0.5重量部がより好ましく、0.005〜0.3重量部がさらに好ましく、0.01〜0.3重量部が最も好ましい。リン系安定剤がこの範囲内にあると、本発明のポリカーボネート樹脂組成物を成形する際の分子量低下や色相悪化などを抑える事ができる。
The compound of component C may be one type or a mixture of two or more types.
The amount of the phosphorus stabilizer (component C) used in the present invention is 0.001 to 0.5 parts by weight, more preferably 0.005 to 0.5 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the polycarbonate resin. 005 to 0.3 parts by weight is more preferable, and 0.01 to 0.3 parts by weight is most preferable. When the phosphorus stabilizer is within this range, it is possible to suppress a decrease in molecular weight or a deterioration in hue when the polycarbonate resin composition of the present invention is molded.
本発明のポリカーボネート樹脂組成物には、さらにヒンダードフェノール系熱安定剤を加えても良い。ヒンダードフェノール系熱安定剤としては、例えばオクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ベンゼンプロパン酸3,5ービス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシアルキルエステル(アルキルは炭素数7〜9で側鎖を有する)、エチレンビス(オキシエチレン)ビス[3−(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−m−トリル)プロピオネート]、ヘキサメチレンビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、3,9−ビス[2−[3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニロキシ]−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、2,2’−メチレンビス(6−tert−ブチル−4−メチルフェノール、2,2’−イソプロピリデンビス(6−tert−ブチル−4−メチルフェノール、2−tert−ブチル−6−(3−tert−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、2−tert−ペンチル−6−(3−tert−ペンチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、2−tert−ブチル−6−(3−tert−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルメタクリレート、2−tert−ペンチル−6−(3−tert−ペンチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、2−[1−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)エチル]−4,6−ジ−tert−ブチルフェニルアクリレート、2−[1−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ペンチルフェニル)エチル]−4,6−ジ−tert−ペンチルフェニルアクリレート、2−[1−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)エチル]−4,6−ジ−tert−ブチルフェニルメタクリレート、および2−[1−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ペンチルフェニル)エチル]−4,6−ジ−tert−ペンチルフェニルメタクリレートなどが挙げられる。 A hindered phenol heat stabilizer may be further added to the polycarbonate resin composition of the present invention. Examples of the hindered phenol heat stabilizer include octadecyl-3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, benzenepropanoic acid 3,5-bis (1,1-dimethylethyl) -4. -Hydroxyalkyl ester (alkyl has 7 to 9 carbon atoms and has a side chain), ethylenebis (oxyethylene) bis [3- (5-tert-butyl-4-hydroxy-m-tolyl) propionate], hexamethylenebis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, pentaerythritol tetrakis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], 3,9- Bis [2- [3- (3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) Lopionyloxy] -1,1-dimethylethyl] -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5,5] undecane, 2,2′-methylenebis (6-tert-butyl-4-methylphenol, 2,2 '-Isopropylidenebis (6-tert-butyl-4-methylphenol, 2-tert-butyl-6- (3-tert-butyl-2-hydroxy-5-methylbenzyl) -4-methylphenyl acrylate, 2- tert-pentyl-6- (3-tert-pentyl-2-hydroxy-5-methylbenzyl) -4-methylphenyl acrylate, 2-tert-butyl-6- (3-tert-butyl-2-hydroxy-5- Methylbenzyl) -4-methylphenyl methacrylate, 2-tert-pentyl-6- (3-tert-pentyl) 2-hydroxy-5-methylbenzyl) -4-methylphenyl acrylate, 2- [1- (2-hydroxy-3,5-di-tert-butylphenyl) ethyl] -4,6-di-tert-butylphenyl Acrylate, 2- [1- (2-hydroxy-3,5-di-tert-pentylphenyl) ethyl] -4,6-di-tert-pentylphenyl acrylate, 2- [1- (2-hydroxy-3, 5-Di-tert-butylphenyl) ethyl] -4,6-di-tert-butylphenyl methacrylate and 2- [1- (2-hydroxy-3,5-di-tert-pentylphenyl) ethyl] -4 , 6-di-tert-pentylphenyl methacrylate and the like.
ヒンダードフェノール系熱安定剤の配合量はポリカーボネート樹脂100重量部に対して0.0005〜0.1重量部が好ましく、0.001〜0.1重量部がより好ましく、0.005〜0.1重量部がさらに好ましく、0.01〜0.1重量部が特に好ましい。 The blending amount of the hindered phenol heat stabilizer is preferably 0.0005 to 0.1 parts by weight, more preferably 0.001 to 0.1 parts by weight, and more preferably 0.005 to 0.005 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polycarbonate resin. 1 part by weight is more preferable, and 0.01 to 0.1 part by weight is particularly preferable.
本発明のポリカーボネート樹脂組成物には、高度な溶融熱安定性を維持しつつ、良好な電気伝導性のある成形品を得るために、酸変性ポリオレフィン系ワックス(D成分)を加えることが好ましい。この酸変性ポリオレフィン系ワックスとは、カルボキシル基、カルボン酸無水物基、スルホン酸基、スルフィン酸基、ホスホン酸基およびホスフィン酸基に代表される酸性基を有する酸変性ポリオレフィン系ワックスである。 It is preferable to add an acid-modified polyolefin wax (D component) to the polycarbonate resin composition of the present invention in order to obtain a molded article having good electrical conductivity while maintaining high melt heat stability. This acid-modified polyolefin wax is an acid-modified polyolefin wax having an acidic group represented by a carboxyl group, a carboxylic anhydride group, a sulfonic acid group, a sulfinic acid group, a phosphonic acid group, and a phosphinic acid group.
酸変性ポリオレフィン系ワックスとして好適な態様は、上記に例示された酸性基の少なくとも1種を有する酸変性ポリオレフィン系ワックスであり、特に好適には、カルボキシル基および/またはカルボン酸無水物基を有する酸変性ポリオレフィン系ワックスである。酸変性ポリオレフィン系ワックスにおいてその酸性基の濃度は、好ましくは0.05〜10meq/gの範囲、より好ましくは0.1〜6meq/gの範囲、さらに好ましくは0.5〜4meq/gの範囲である。 A preferred embodiment as the acid-modified polyolefin wax is an acid-modified polyolefin wax having at least one acidic group exemplified above, and particularly preferably an acid having a carboxyl group and / or a carboxylic anhydride group. It is a modified polyolefin wax. In the acid-modified polyolefin wax, the concentration of the acidic group is preferably in the range of 0.05 to 10 meq / g, more preferably in the range of 0.1 to 6 meq / g, and still more preferably in the range of 0.5 to 4 meq / g. It is.
オレフィン系ワックスとしてはパラフィンワックス類としてパラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャー・トロプシュワックス、およびα−オレフィン重合体などが例示される。 Examples of olefin waxes include paraffin wax, microcrystalline wax, Fischer-Tropsch wax, and α-olefin polymer as paraffin waxes.
かかる酸変性ポリオレフィン系ワックスにカルボキシル基類を結合する方法としては、例えば、(a)カルボキシル基類を有する単量体とα−オレフィン単量体とを共重合する方法、(b)上記滑剤に対してカルボキシル基類を有する化合物または単量体を結合または共重合する方法等を挙げることができる。 Examples of a method for binding carboxyl groups to such acid-modified polyolefin wax include, for example, (a) a method of copolymerizing a monomer having a carboxyl group and an α-olefin monomer, and (b) the above lubricant. On the other hand, a method of bonding or copolymerizing a compound or monomer having a carboxyl group can be exemplified.
上記(a)の方法では、溶液重合、乳化重合、懸濁重合、塊状重合等のラジカル重合法の他、リビング重合法を採用することもできる。さらに一旦マクロモノマーを形成した後重合する方法も可能である。共重合体の形態はランダム共重合体の他に、交互共重合体、ブロック共重合体、テーパード共重合体等の各種形態の共重合体として使用することができる。上記(b)の方法では、酸変性ポリオレフィン系ワックスに、必要に応じて、パーオキサイドや2,3−ジメチル−2,3ジフェニルブタン(通称“ジクミル”)等のラジカル発生剤を加え、高温下で反応または共重合する方法を採用することができる。かかる方法は酸変性ポリオレフィン系ワックス中に熱的に反応活性点を生成し、かかる活性点に反応する化合物または単量体を反応させるものである。反応に要する活性点を生成するその他の方法として、放射線や電子線の照射やメカノケミカル手法による外力の付与等の方法も挙げられる。さらに酸変性ポリオレフィン系ワックス中に予め反応に要する活性点を生成する単量体を共重合しておく方法も挙げられる。反応のための活性点としては不飽和結合およびパーオキサイド結合などが挙げられ、さらに活性点を得る方法としてTEMPOに代表されるニトロキシド介在ラジカル重合が挙げられる。 In the method (a), a living polymerization method can be employed in addition to radical polymerization methods such as solution polymerization, emulsion polymerization, suspension polymerization, and bulk polymerization. Furthermore, a method of once forming a macromonomer and then polymerizing is also possible. The form of the copolymer can be used as a copolymer of various forms such as an alternating copolymer, a block copolymer, and a tapered copolymer in addition to the random copolymer. In the method (b), a radical generator such as peroxide or 2,3-dimethyl-2,3-diphenylbutane (commonly called “dicumyl”) is added to the acid-modified polyolefin wax as necessary, at a high temperature. It is possible to employ a method of reacting or copolymerizing with the above. Such a method is to thermally generate a reactive site in the acid-modified polyolefin wax and to react a compound or monomer that reacts with the active site. Other methods for generating active sites required for the reaction include methods such as irradiation with radiation and electron beams and application of external force by mechanochemical techniques. Furthermore, there may be mentioned a method in which a monomer that generates an active site required for the reaction is copolymerized in advance in the acid-modified polyolefin wax. Examples of active sites for the reaction include unsaturated bonds and peroxide bonds, and a method for obtaining active sites includes nitroxide-mediated radical polymerization represented by TEMPO.
前記カルボキシル基類を有する化合物または単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、無水マレイン酸、および無水シトラコン酸などが例示され、特に無水マレイン酸が好適である。 Examples of the compound or monomer having a carboxyl group include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, maleic anhydride, and citraconic anhydride, and maleic anhydride is particularly preferable.
酸変性ポリオレフィン系ワックスとしてより好適であるのは、カルボキシル基類含有滑剤1g当たり、カルボキシル基類を好ましくは0.05〜10meq/gの範囲、より好ましくは0.1〜6meq/gの範囲、さらに好ましくは0.5〜4meq/gの範囲で含有するカルボキシル基類含有オレフィン系ワックスである。さらにオレフィン系ワックスの分子量は1×103〜1×104が好ましく、5×103〜1×104がより好ましい。尚、かかる分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)における標準ポリスチレンより得られた較正曲線を基準にして算出された重量平均分子量である。 More preferred as the acid-modified polyolefin wax is that the carboxyl groups are preferably in the range of 0.05 to 10 meq / g, more preferably in the range of 0.1 to 6 meq / g, per gram of the carboxyl group-containing lubricant. More preferably, it is a carboxyl group-containing olefin wax contained in the range of 0.5 to 4 meq / g. Further molecular weight of the olefin wax is preferably 1 × 10 3 ~1 × 10 4 , more preferably 5 × 10 3 ~1 × 10 4 . This molecular weight is a weight average molecular weight calculated based on a calibration curve obtained from standard polystyrene in GPC (gel permeation chromatography).
酸変性ポリオレフィン系ワックスとしてさらに好適な態様として、α−オレフィンと無水マレイン酸との共重合体を挙げることができ、かかる共重合体であってさらに上記のカルボキシル基含有割合、および分子量を満足するものが特に好適である。かかる共重合体は、常法に従いラジカル触媒の存在下に、溶融重合あるいはバルク重合法で製造することができる。ここでα−オレフィンとしてはその炭素数が平均値として10〜60のものを好ましく挙げることができる。α−オレフィンとしてより好ましくは炭素数が平均値として16〜60、されに好ましくは25〜55のものを挙げることができる。 As a more preferred embodiment of the acid-modified polyolefin wax, there can be mentioned a copolymer of an α-olefin and maleic anhydride, and the copolymer further satisfies the above carboxyl group content ratio and molecular weight. Those are particularly preferred. Such a copolymer can be produced by melt polymerization or bulk polymerization in the presence of a radical catalyst according to a conventional method. Here, as the α-olefin, those having 10 to 60 carbon atoms as an average value can be preferably exemplified. More preferable examples of the α-olefin include those having an average carbon number of 16 to 60, and more preferably 25 to 55.
酸変性ポリオレフィン系ワックスの含有量は、ポリカーボネート樹脂(A成分)100重量部を基準として0.01〜1重量部、好ましくは0.05〜1重量部、より好ましくは0.1〜0.5重量部である。酸変性ポリオレフィン系ワックスの含有量がこの範囲にあれば高度な溶融熱安定性を維持しつつ、良好な電気伝導性のある成形品を得ることができる。 The content of the acid-modified polyolefin wax is 0.01 to 1 part by weight, preferably 0.05 to 1 part by weight, more preferably 0.1 to 0.5 part based on 100 parts by weight of the polycarbonate resin (component A). Parts by weight. If the content of the acid-modified polyolefin wax is within this range, it is possible to obtain a molded article having good electrical conductivity while maintaining high melting heat stability.
本発明の樹脂組成物には、他のポリマーやエラストマーを本発明の効果が発揮される範囲で更に配合することができる。かかる範囲の目安としては、100重量部のA成分を基準として他のポリマーやエラストマーの総量が200重量部以下、好ましくは100重量部以下、更に好ましくは50重量部以下、特に好ましくは30重量部以下である。 In the resin composition of the present invention, other polymers and elastomers can be further blended within a range in which the effects of the present invention are exhibited. As a guideline of such a range, the total amount of other polymers and elastomers based on 100 parts by weight of the component A is 200 parts by weight or less, preferably 100 parts by weight or less, more preferably 50 parts by weight or less, and particularly preferably 30 parts by weight. It is as follows.
かかる他のポリマーとしては、ポリフェニレンエーテル、ポリアセタール、芳香族ポリエステル、脂肪族ポリエステル、ポリアミド、ポリアリレート(非晶性ポリアリレート、液晶性ポリアリレート)、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、並びにポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−4−メチルペンテン−1、および環状ポリオレフィンなどのポリオレフィン、スチレン系ポリマー、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系ポリマーなどが例示される。 Such other polymers include polyphenylene ether, polyacetal, aromatic polyester, aliphatic polyester, polyamide, polyarylate (amorphous polyarylate, liquid crystalline polyarylate), polyetheretherketone, polyetherimide, polysulfone, polyether Examples include sulfone, polyphenylene sulfide, polyolefins such as polyethylene, polypropylene, poly-4-methylpentene-1, and cyclic polyolefin, acrylic polymers such as styrene polymers, polymethyl methacrylate, and the like.
また、エラストマーとしては、例えばオレフィン系エラストマー、アクリル系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、およびポリウレタン系エラストマーなどの熱可塑性エラストマーが例示される。更にゴム基質にグラフト鎖が結合したゴム質グラフト共重合体もエラストマーとして好適に例示される。ゴム基質とは、ゴム弾性を有し、ガラス転移温度が10℃以下、好ましくは−10℃以下、より好ましくは−30℃以下である、グラフト重合体のグラフト幹となる重合体である。かかるゴム基質としては、例えば、ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン−ブタジエンのランダム共重合体またはブロック共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリル酸アルキルエステルまたはメタクリル酸アルキルエステルとブタジエンとの共重合体、エチレンとα−オレフィンとの共重合体、エチレンと不飽和カルボン酸エステルとの共重合体、エチレンと脂肪族ビニルとの共重合体、エチレンとプロピレンと非共役ジエンターポリマー、アクリル系ゴム、およびシリコーン系ゴムなどが例示される。ゴム質グラフト共重合体のグラフト鎖を誘導する単量体としては、芳香族ビニル化合物、シアン化ビニル化合物、アクリル酸エステル、およびメタクリル酸エステルなどが好適に例示される。ゴム質グラフト共重合体の具体例としては、SB(スチレン−ブタジエン)重合体、ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン)重合体、MBS(メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン)重合体、MABS(メチルメタクリレート−アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン)重合体、MB(メチルメタクリレート−ブタジエン)重合体、ASA(アクリロニトリル−スチレン−アクリルゴム)重合体、AES(アクリロニトリル−エチレンプロピレンゴム−スチレン)重合体、MA(メチルメタクリレート−アクリルゴム)重合体、MAS(メチルメタクリレート−アクリルゴム−スチレン)重合体、メチルメタクリレート−アクリル・ブタジエンゴム共重合体、メチルメタクリレート−アクリル・ブタジエンゴム−スチレン共重合体、およびメチルメタクリレート−(アクリル・シリコーンIPNゴム)重合体などを挙げることができる。ゴム基質はゴム質グラフト共重合体100重量%中40重量%より多く、50重量%以上が好ましく、55〜85重量%の範囲がより好ましい。 Examples of the elastomer include thermoplastic elastomers such as olefin elastomers, acrylic elastomers, polyester elastomers, polyamide elastomers, and polyurethane elastomers. Further, a rubbery graft copolymer in which a graft chain is bonded to a rubber substrate is also preferably exemplified as an elastomer. The rubber substrate is a polymer that has rubber elasticity and has a glass transition temperature of 10 ° C. or lower, preferably −10 ° C. or lower, more preferably −30 ° C. or lower, which becomes a graft trunk of the graft polymer. Examples of the rubber substrate include polybutadiene, polyisoprene, styrene-butadiene random copolymer or block copolymer, acrylonitrile-butadiene copolymer, alkyl acrylate ester or copolymer of methacrylic acid alkyl ester and butadiene. Copolymer of ethylene and α-olefin, copolymer of ethylene and unsaturated carboxylic acid ester, copolymer of ethylene and aliphatic vinyl, ethylene, propylene and non-conjugated diene terpolymer, acrylic rubber, Examples thereof include silicone rubber. Preferred examples of the monomer for deriving the graft chain of the rubbery graft copolymer include aromatic vinyl compounds, vinyl cyanide compounds, acrylic acid esters, and methacrylic acid esters. Specific examples of the rubbery graft copolymer include SB (styrene-butadiene) polymer, ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene) polymer, MBS (methyl methacrylate-butadiene-styrene) polymer, MABS (methyl methacrylate-acrylonitrile). -Butadiene-styrene) polymer, MB (methyl methacrylate-butadiene) polymer, ASA (acrylonitrile-styrene-acrylic rubber) polymer, AES (acrylonitrile-ethylenepropylene rubber-styrene) polymer, MA (methyl methacrylate-acrylic rubber) ) Polymer, MAS (methyl methacrylate-acrylic rubber-styrene) polymer, methyl methacrylate-acrylic / butadiene rubber copolymer, methyl methacrylate-acrylic / butadiene rubber-steel Emissions copolymers, and methyl methacrylate - and the like (acrylic silicone IPN rubber) polymer. The rubber substrate is more than 40% by weight in 100% by weight of the rubbery graft copolymer, preferably 50% by weight or more, and more preferably in the range of 55 to 85% by weight.
また上記スチレン系ポリマーとしては、ポリスチレン(PS)(シンジオタクチックポリスチレンを含む)、AS(アクリロニトリル−スチレン)共重合体、MS(メチルメタクリレート−スチレン)共重合体、およびSMA(スチレン−無水マレイン酸)共重合体などが例示される。スチレン系ポリマーは、上記ゴム質グラフト共重合体と予め一体化された混合物を利用できる。例えば市販されるAS共重合体とABS共重合体の混合物として市販のABS樹脂が利用できる。尚、かかる共重合体にはいわゆる透明ABS樹脂を含む。スチレン系ポリマーは、エポキシ基および酸無水物基などに代表される各種の官能基で変性されていてもよい。これらスチレン系ポリマーは、2種以上混合して使用することも可能である。 Examples of the styrenic polymer include polystyrene (PS) (including syndiotactic polystyrene), AS (acrylonitrile-styrene) copolymer, MS (methyl methacrylate-styrene) copolymer, and SMA (styrene-maleic anhydride). ) Copolymers and the like are exemplified. As the styrenic polymer, a mixture previously integrated with the rubber-like graft copolymer can be used. For example, a commercially available ABS resin can be used as a mixture of a commercially available AS copolymer and ABS copolymer. Such a copolymer includes a so-called transparent ABS resin. The styrenic polymer may be modified with various functional groups typified by epoxy groups and acid anhydride groups. These styrenic polymers can be used in combination of two or more.
芳香族ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリへキシレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレート(PEN)、ポリブチレンナフタレート(PBN)、ポリエチレン−1,2−ビス(フェノキシ)エタン−4,4’−ジカルボキシレート等の他、1,4−シクロヘキサンジメタノールを共重合したポリエチレンテレフタレート(いわゆるPET−G)、ポリエチレンイソフタレート/テレフタレート、ポリブチレンテレフタレート/イソフタレートのような共重合ポリエステルも使用できる。なかでも、PET、PBT、PENおよびPBNが好ましい。上記の芳香族ポリエステルは2種以上を混合することができる。またこれらの芳香族ポリエステルは、他の芳香族ジカルボン酸に由来する単位または他のグリコールに由来する単位を50モル%以下、好ましくは1〜30モル%の範囲で共重合した共重合ポリエステルであってもよい。芳香族ポリエステルの分子量については特に制限されないが、o−クロロフェノールを溶媒として35℃で測定した固有粘度が0.4〜1.2、好ましくは0.5〜1.15である。 As aromatic polyesters, polyethylene terephthalate (PET), polypropylene terephthalate, polybutylene terephthalate (PBT), polyhexylene terephthalate, polyethylene-2,6-naphthalate (PEN), polybutylene naphthalate (PBN), polyethylene-1, In addition to 2-bis (phenoxy) ethane-4,4′-dicarboxylate, polyethylene terephthalate copolymerized with 1,4-cyclohexanedimethanol (so-called PET-G), polyethylene isophthalate / terephthalate, polybutylene terephthalate / Copolyesters such as isophthalate can also be used. Of these, PET, PBT, PEN and PBN are preferred. Two or more of the above aromatic polyesters can be mixed. These aromatic polyesters are copolymerized polyesters obtained by copolymerizing units derived from other aromatic dicarboxylic acids or units derived from other glycols in an amount of 50 mol% or less, preferably 1 to 30 mol%. May be. Although there is no restriction | limiting in particular about the molecular weight of aromatic polyester, The intrinsic viscosity measured at 35 degreeC by using o-chlorophenol as a solvent is 0.4-1.2, Preferably it is 0.5-1.15.
本発明の樹脂組成物には、強化フィラーとして公知の各種充填材を配合することができる。かかる充填材としては、各種の繊維状充填材、板状充填材、および粒状充填材が利用できる。ここで、繊維状充填材はその形状が繊維状(棒状、針状、またはその軸が複数の方向に伸びた形状をいずれも含む)であり、板状充填材はその形状が板状(表面に凹凸を有するものや、板が湾曲を有するものを含む)である充填材である。粒状充填材は、不定形状を含むこれら以外の形状の充填材である。
上記繊維状や板状の形状は充填材の形状観察より明らかな場合が多いが、例えばいわゆる不定形との差異としては、そのアスペクト比が3以上であるものは繊維状や板状といえる。
Various well-known fillers can be mix | blended with the resin composition of this invention as a reinforcement filler. As such a filler, various fibrous fillers, plate-like fillers, and granular fillers can be used. Here, the fibrous filler has a fibrous shape (including a rod shape, a needle shape, or a shape whose axis extends in a plurality of directions), and the plate-like filler has a plate shape (surface) (Including those having irregularities and those having a curved plate). The granular filler is a filler having a shape other than these including an indefinite shape.
The fiber-like and plate-like shapes are often clear from the observation of the shape of the filler. For example, a difference from a so-called indeterminate shape can be said to be a fiber-like or plate-like one having an aspect ratio of 3 or more.
板状充填材としては、ガラスフレーク、タルク、マイカ、カオリン、メタルフレーク、カーボンフレーク、およびグラファイト、並びにこれらの充填剤に対して例えば金属や金属酸化物などの異種材料を表面被覆した板状充填材などが好ましく例示される。その粒径は0.1〜300μmの範囲が好ましい。かかる粒径は、10μm程度までの領域は液相沈降法の1つであるX線透過法で測定された粒子径分布のメジアン径(D50)による値をいい、10〜50μmの領域ではレーザー回折・散乱法で測定された粒子径分布のメジアン径(D50)による値をいい、50〜300μmの領域では振動式篩分け法による値である。かかる粒径は樹脂組成物中での粒径である。板状充填材は、各種のシラン系、チタネート系、アルミネート系、およびジルコネート系などのカップリング剤で表面処理されてもよく、またオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、およびウレタン系樹脂などの各種樹脂や高級脂肪酸エステルなどにより集束処理されるか、または圧縮処理された造粒物であってもよい。 As plate-like fillers, glass-flake, talc, mica, kaolin, metal flakes, carbon flakes, and graphite, and these fillers are coated with different materials such as metals and metal oxides. A material etc. are illustrated preferably. The particle size is preferably in the range of 0.1 to 300 μm. The particle size is about 10 μm in terms of the median diameter (D50) of the particle size distribution measured by the X-ray transmission method, which is one of the liquid phase precipitation methods. In the region of 10-50 μm, laser diffraction -The value by the median diameter (D50) of the particle size distribution measured by the scattering method is referred to, and in the region of 50 to 300 μm, the value is by the vibration sieving method. Such a particle size is a particle size in the resin composition. The plate-like filler may be surface-treated with various coupling agents such as silane, titanate, aluminate, and zirconate, and olefin resin, styrene resin, acrylic resin, polyester resin. It may be a granulated product that has been subjected to a bundling treatment or compression treatment with various resins such as epoxy resins and urethane resins, higher fatty acid esters, and the like.
繊維状充填材は、その繊維径が0.1〜20μmの範囲が好ましい。繊維径の上限は13μmが好ましく、10μmが更に好ましい。一方繊維径の下限は1μmが好ましい。
ここでいう繊維径とは数平均繊維径を指す。尚、かかる数平均繊維径は、成形品を溶剤に溶解するかもくしは樹脂を塩基性化合物で分解した後に採取される残渣、およびるつぼで灰化を行った後に採取される灰化残渣を走査電子顕微鏡観察した画像から算出される値である。
The fiber diameter of the fibrous filler is preferably in the range of 0.1 to 20 μm. The upper limit of the fiber diameter is preferably 13 μm, more preferably 10 μm. On the other hand, the lower limit of the fiber diameter is preferably 1 μm.
The fiber diameter here refers to the number average fiber diameter. The number average fiber diameter is determined by scanning the residue collected after dissolving the molded product in a solvent, or decomposing the resin with a basic compound, and the ashing residue collected after ashing with a crucible. It is a value calculated from an image observed with an electron microscope.
かかる繊維状充填材としては、例えば、ガラスファイバー、ガラスミルドファイバー、カーボンファイバー、カーボンミルドファイバー、メタルファイバー、アスベスト、ロックウール、セラミックファイバー、スラグファイバー、チタン酸カリウムウィスカー、ボロンウィスカー、ホウ酸アルミニウムウィスカー、炭酸カルシウムウィスカー、酸化チタンウィスカー、ワラストナイト、ゾノトライト、パリゴルスカイト(アタパルジャイト)、およびセピオライトなどの繊維状無機充填材、アラミド繊維、ポリイミド繊維およびポリベンズチアゾール繊維などの耐熱有機繊維に代表される繊維状耐熱有機充填材、並びにこれらの充填剤に対して例えば金属や金属酸化物などの異種材料を表面被覆した繊維状充填材などが例示される。異種材料を表面被覆した充填材としては、例えば金属コートガラスファイバー、金属コートガラスフレーク、酸化チタンコートガラスフレーク、および金属コートカーボンファイバーなどが例示される。異種材料の表面被覆の方法としては特に限定されるものではなく、例えば公知の各種メッキ法(例えば、電解メッキ、無電解メッキ、溶融メッキなど)、真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法(例えば熱CVD、MOCVD、プラズマCVDなど)、PVD法、およびスパッタリング法などを挙げることができる。 Examples of the fibrous filler include glass fiber, glass milled fiber, carbon fiber, carbon milled fiber, metal fiber, asbestos, rock wool, ceramic fiber, slag fiber, potassium titanate whisker, boron whisker, and aluminum borate whisker. Fibers such as calcium carbonate whisker, titanium oxide whisker, wollastonite, zonotlite, palygorskite (attapulgite), and sepiolite, and other fibers such as heat-resistant organic fibers such as aramid fibers, polyimide fibers, and polybenzthiazole fibers Examples thereof include fibrous heat-resistant organic fillers, and fibrous fillers whose surfaces are coated with different materials such as metals and metal oxides. Examples of the filler whose surface is coated with a different material include metal-coated glass fibers, metal-coated glass flakes, titanium oxide-coated glass flakes, and metal-coated carbon fibers. The surface coating method of different materials is not particularly limited. For example, various known plating methods (for example, electrolytic plating, electroless plating, hot-dip plating, etc.), vacuum deposition methods, ion plating methods, CVD methods ( For example, thermal CVD, MOCVD, plasma CVD, etc.), PVD method, sputtering method, etc. can be mentioned.
ここで繊維状充填材とは、アスペクト比が3以上、好ましくは5以上、より好ましくは10以上である繊維状の充填材をいう。アスペクト比の上限は10,000程度であり、好ましくは200である。かかる充填材のアスペクト比は樹脂組成物中での値である。繊維状充填材も上記板状充填材と同様に各種のカップリング剤で表面処理されてもよく、各種の樹脂などにより集束処理され、また圧縮処理により造粒されてもよい。
かかる充填材の含有量は、100重量部のA成分を基準として200重量部以下、好ましくは100重量部以下、更に好ましくは50重量部以下、特に好ましくは30重量部以下である。
Here, the fibrous filler means a fibrous filler having an aspect ratio of 3 or more, preferably 5 or more, more preferably 10 or more. The upper limit of the aspect ratio is about 10,000, preferably 200. The aspect ratio of such a filler is a value in the resin composition. The fibrous filler may be surface-treated with various coupling agents in the same manner as the plate-like filler, may be converged with various resins, and may be granulated by compression.
The content of the filler is 200 parts by weight or less, preferably 100 parts by weight or less, more preferably 50 parts by weight or less, particularly preferably 30 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the component A.
本発明の樹脂組成物には、必要に応じて離型剤を配合することができる。本発明の樹脂組成物には高い寸法精度が要求されることが多い。したがって樹脂組成物は離型性に優れることが好ましい。かかる離型剤としては公知のものが使用できる。例えば、飽和脂肪酸エステル、不飽和脂肪酸エステル、ポリオレフィン系ワックス(ポリエチレンワックス、1−アルケン重合体など。酸変性などの官能基含有化合物で変性されているものも使用できる)、シリコーン化合物、フッ素化合物(ポリフルオロアルキルエーテルに代表されるフッ素オイルなど)、パラフィンワックス、および蜜蝋などを挙げることができる。かかる離型剤は樹脂組成物100重量%中0.005〜2重量%が好ましい。 A release agent can be blended in the resin composition of the present invention as necessary. The resin composition of the present invention often requires high dimensional accuracy. Therefore, the resin composition is preferably excellent in releasability. Known release agents can be used. For example, saturated fatty acid ester, unsaturated fatty acid ester, polyolefin wax (polyethylene wax, 1-alkene polymer, etc., which may be modified with a functional group-containing compound such as acid modification), silicone compound, fluorine compound ( And fluorine oil represented by polyfluoroalkyl ether), paraffin wax, and beeswax. Such a release agent is preferably 0.005 to 2% by weight in 100% by weight of the resin composition.
本発明の脂肪酸エステルは、部分エステルおよび全エステル(フルエステル)のいずれであってもよい。脂肪酸エステルにおいて、酸価は20以下(実質的に0を取り得る)、水酸基価は0.1〜30の範囲、ヨウ素価は10以下(実質的に0を取り得る)が好ましい。これらの特性はJIS K 0070に規定された方法により求めることができる。 The fatty acid ester of the present invention may be either a partial ester or a total ester (full ester). In the fatty acid ester, the acid value is preferably 20 or less (can take substantially 0), the hydroxyl value is in the range of 0.1 to 30, and the iodine value is preferably 10 or less (can take substantially 0). These characteristics can be obtained by a method defined in JIS K 0070.
本発明の樹脂組成物は、本発明の樹脂組成物は高熱雰囲気下で利用される場合もあることから、その耐加水分解性の改良が求められる場合がある。かかる場合にポリカーボネート樹脂の加水分解改良剤として従来知られた化合物を、本発明の目的を損なわない範囲において配合することができる。かかる化合物としては、エポキシ化合物、オキセタン化合物、シラン化合物およびホスホン酸化合物などが例示され、特にエポキシ化合物およびオキセタン化合物が好適に例示される。エポキシ化合物としては、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキシルカルボキシレートに代表される脂環式エポキシ化合物、および3−グリシジルプロポキシ−トリエトキシシランに代表される珪素原子含有エポキシ化合物が好適に例示される。かかる加水分解改良剤は、樹脂組成物100重量%中1重量%以下とすることが好ましい。 Since the resin composition of the present invention may be used in a high heat atmosphere, the hydrolysis resistance of the resin composition of the present invention may be required. In such a case, a compound conventionally known as a hydrolysis improver for polycarbonate resin can be blended within a range not impairing the object of the present invention. Examples of such compounds include epoxy compounds, oxetane compounds, silane compounds, and phosphonic acid compounds, with epoxy compounds and oxetane compounds being particularly preferred. Examples of the epoxy compound include an alicyclic epoxy compound represented by 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3 ′, 4′-epoxycyclohexylcarboxylate, and a silicon atom-containing epoxy represented by 3-glycidylpropoxy-triethoxysilane. The compound is preferably exemplified. Such a hydrolysis improver is preferably 1% by weight or less in 100% by weight of the resin composition.
本発明の樹脂組成物に耐候性の改良や紫外線吸収性が要求される場合、紫外線吸収剤を配合することが好ましい。紫外線吸収剤としては、紫外線吸収剤として公知のベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、ヒドロキシフェニルトリアジン系化合物、環状イミノエステル系化合物、およびシアノアクリレート系化合物などが例示される。より具体的には、例えば2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−p−クレゾール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノール、2−[5−クロロ(2H)−ベンゾトリアゾール−2−イル]−4−メチル−6−tert−ブチルフェノール、2,2’−メチレンビス[6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール]、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−[(ヘキシル)オキシ]フェノール、2,2’−p−フェニレンビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)、および1,3−ビス[(2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリロイル)オキシ]−2,2−ビス[[(2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリロイル)オキシ]メチル]プロパンなどが例示される。さらにビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート等に代表されるヒンダードアミン系の光安定剤も使用することが可能である。かかる紫外線吸収剤、光安定剤の含有量は、樹脂組成物100重量%中0.01〜5重量%が好ましい。 When the resin composition of the present invention is required to have improved weather resistance or ultraviolet absorption, it is preferable to incorporate an ultraviolet absorber. Examples of the ultraviolet absorber include benzophenone compounds, benzotriazole compounds, hydroxyphenyltriazine compounds, cyclic imino ester compounds, and cyanoacrylate compounds known as ultraviolet absorbers. More specifically, for example, 2- (2H-benzotriazol-2-yl) -p-cresol, 2- (2H-benzotriazol-2-yl) -4- (1,1,3,3-tetramethyl) Butyl) phenol, 2- (2H-benzotriazol-2-yl) -4,6-bis (1-methyl-1-phenylethyl) phenol, 2- [5-chloro (2H) -benzotriazol-2-yl ] -4-methyl-6-tert-butylphenol, 2,2'-methylenebis [6- (2H-benzotriazol-2-yl) -4- (1,1,3,3-tetramethylbutyl) phenol], 2- (4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl) -5-[(hexyl) oxy] phenol, 2,2′-p-phenylenebis (3,1-benzoxazine-4 ON), 1,3-bis [(2-cyano-3,3-diphenylacryloyl) oxy] -2,2-bis [[(2-cyano-3,3-diphenylacryloyl) oxy] methyl] propane and the like Is exemplified. Further, hindered amine light stabilizers typified by bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate, bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate and the like Can also be used. The content of the ultraviolet absorber and light stabilizer is preferably 0.01 to 5% by weight in 100% by weight of the resin composition.
本発明の樹脂組成物に帯電防止剤を併用することもできる。かかる帯電防止剤としては、例えばポリエーテルエステルアミド、グリセリンモノステアレート、ナフタリンスルホン酸ホルムアルデヒド高縮合物アルカリ(土類)金属塩、ドデシルベンゼンスルホン酸アルカリ(土類)金属塩、ドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウム塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ホスホニウム塩、無水マレイン酸モノグリセライド、および無水マレイン酸ジグリセライド等が挙げられる。かかる帯電防止剤の含有量は、樹脂組成物100重量%中0.5〜20重量%が好ましい。 An antistatic agent can be used in combination with the resin composition of the present invention. Examples of such antistatic agents include polyether ester amide, glycerin monostearate, naphthalene sulfonate formaldehyde highly condensed alkali (earth) metal salt, alkali dodecyl benzene sulfonate metal (earth) metal salt, ammonium dodecyl benzene sulfonate. Examples thereof include salts, phosphonium salts of dodecylbenzenesulfonic acid, maleic anhydride monoglyceride, and maleic anhydride diglyceride. The content of the antistatic agent is preferably 0.5 to 20% by weight in 100% by weight of the resin composition.
上記以外にも本発明の樹脂組成物には、摺動剤(例えばPTFE粒子および高分子量ポリエチレン粒子など)、着色剤(例えばカーボンブラックおよび酸化チタンなどの顔料、並びに染料)、無機系蛍光体(例えばアルミン酸塩を母結晶とする蛍光体)、無機もしくは有機の抗菌剤、光触媒系防汚剤(微粒子酸化チタン、および微粒子酸化亜鉛など)、赤外線吸収剤(ATO微粒子、ITO微粒子、ホウ化ランタン微粒子、ホウ化タングステン微粒子、およびフタロシアニン系金属錯体など)、フォトクロミック剤、並びに蛍光増白剤などが配合できる。 In addition to the above, the resin composition of the present invention includes a sliding agent (for example, PTFE particles and high molecular weight polyethylene particles), a colorant (for example, pigments and dyes such as carbon black and titanium oxide), an inorganic phosphor ( For example, phosphors having aluminate as a mother crystal), inorganic or organic antibacterial agents, photocatalytic antifouling agents (fine particle titanium oxide, fine particle zinc oxide, etc.), infrared absorbers (ATO fine particles, ITO fine particles, lanthanum boride) Fine particles, tungsten boride fine particles, phthalocyanine metal complexes, etc.), photochromic agents, fluorescent whitening agents, and the like.
本発明の樹脂組成物の製造に当たっては、その製造方法は特に限定されるものではない。しかしながら二軸押出機を使用してA成分〜D成分およびその他成分を溶融混練することが好ましい。 In the production of the resin composition of the present invention, the production method is not particularly limited. However, it is preferable to melt knead components A to D and other components using a twin screw extruder.
二軸押出機の代表的な例としては、ZSK(Werner & Pfleiderer社製、商品名)を挙げることができる。同様のタイプの具体例としてはTEX((株)日本製鋼所製、商品名)、TEM(東芝機械(株)製、商品名)、KTX((株)神戸製鋼所製、商品名)などを挙げることができる。その他、FCM(Farrel社製、商品名)、Ko−Kneader(Buss社製、商品名)、およびDSM(Krauss−Maffei社製、商品名)などの溶融混練機も具体例として挙げることができる。上記の中でもZSKに代表されるタイプがより好ましい。かかるZSKタイプの二軸押出機においてそのスクリューは、完全噛合い型であり、スクリューは長さとピッチの異なる各種のスクリューセグメント、および幅の異なる各種のニーディングディスク(またそれに相当する混練用セグメント)からなるものである。 A typical example of the twin screw extruder is ZSK (trade name, manufactured by Werner & Pfleiderer). Specific examples of similar types include TEX (trade name, manufactured by Nippon Steel Works, Ltd.), TEM (trade name, manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.), KTX (product name, manufactured by Kobe Steel, Ltd.), and the like. Can be mentioned. In addition, melt kneaders such as FCM (manufactured by Farrel, trade name), Ko-Kneader (manufactured by Buss, trade name), and DSM (manufactured by Krauss-Maffei, trade name) can also be given as specific examples. Among the above, the type represented by ZSK is more preferable. In such a ZSK type twin screw extruder, the screw is a fully meshed type, and the screw includes various screw segments having different lengths and pitches, and various kneading disks having different widths (and corresponding kneading segments). It consists of
二軸押出機においてより好ましい態様は次の通りである。スクリュー形状は1条、2条、および3条のネジスクリューを使用することができ、特に溶融樹脂の搬送能力やせん断混練能力の両方の適用範囲が広い2条ネジスクリューが好ましく使用できる。二軸押出機におけるスクリューの長さ(L)と直径(D)との比(L/D)は、20〜50が好ましく、更に28〜42が好ましい。L/Dが大きい方が均質な分散が達成されやすい一方、大きすぎる場合には熱劣化により樹脂の分解が起こりやすい。スクリューには混練性を上げるためのニーディングディスクセグメント(またはそれに相当する混練セグメント)から構成された混練ゾーンを1個所以上有することが必要であり、1〜3箇所有することが好ましい。 A more preferable embodiment in the twin screw extruder is as follows. As the screw shape, one, two, and three screw screws can be used, and in particular, a two-thread screw having a wide range of application in both the ability to convey the molten resin and the shear kneading ability can be preferably used. The ratio (L / D) of the screw length (L) to the diameter (D) in the twin screw extruder is preferably 20 to 50, more preferably 28 to 42. When L / D is large, uniform dispersion is likely to be achieved, whereas when it is too large, decomposition of the resin is likely to occur due to thermal degradation. The screw needs to have one or more kneading zones composed of kneading disk segments (or kneading segments corresponding thereto) for improving kneadability, and preferably 1 to 3 kneading zones.
押出機としては、原料中の水分や、溶融混練樹脂から発生する揮発ガスを脱気できるベントを有するものが好ましく使用できる。ベントからは発生水分や揮発ガスを効率よく押出機外部へ排出するための真空ポンプが好ましく設置される。またカーボンナノチューブの分散性を高めたり、樹脂組成物中の不純物を極力除去するため、水、有機溶剤、および超臨界流体などの添加を行ってもよい。更に押出原料中に混入した異物などを除去するためのスクリーンを押出機ダイス部前のゾーンに設置し、異物を樹脂組成物から取り除くことも可能である。かかるスクリーンとしては金網、スクリーンチェンジャー、焼結金属プレート(ディスクフィルターなど)などを挙げることができる。 As the extruder, one having a vent capable of degassing moisture in the raw material and volatile gas generated from the melt-kneaded resin can be preferably used. From the vent, a vacuum pump is preferably installed for efficiently discharging generated moisture and volatile gas to the outside of the extruder. Further, water, an organic solvent, a supercritical fluid, or the like may be added in order to enhance the dispersibility of the carbon nanotubes or to remove impurities in the resin composition as much as possible. Further, it is possible to remove a foreign substance from the resin composition by installing a screen for removing foreign substances mixed in the extrusion raw material in the zone in front of the extruder die part. Examples of such a screen include a wire mesh, a screen changer, a sintered metal plate (such as a disk filter), and the like.
B成分、任意のC成分やD成分およびその他添加剤(以下の例示において単に“添加剤”と称する)の押出機への供給方法は特に限定されないが、以下の方法が代表的に例示される。(i)添加剤をポリカーボネート樹脂とは独立して押出機中に供給する方法。(ii)添加剤とポリカーボネート樹脂粉末とをスーパーミキサーなどの混合機を用いて予備混合した後、押出機に供給する方法。(iii)添加剤とポリカーボネート樹脂とを予め溶融混練してマスターペレット化する方法。 The method for supplying the B component, optional C component, D component and other additives (simply referred to as “additive” in the following examples) to the extruder is not particularly limited, but the following methods are typically exemplified. . (I) A method of supplying the additive into the extruder independently of the polycarbonate resin. (Ii) A method in which the additive and the polycarbonate resin powder are premixed using a mixer such as a super mixer and then supplied to the extruder. (Iii) A method of melt-kneading an additive and a polycarbonate resin in advance to form a master pellet.
上記方法(ii)の1つは、必要な原材料を全て予備混合して押出機に供給する方法である。また他の方法は、添加剤が高濃度に配合されたマスター剤を作成し、該マスター剤を独立にまたは残りのポリカーボネート樹脂等と更に予備混合した後、押出機に供給する方法である。尚、該マスター剤は、粉末形態および該粉末を圧縮造粒などした形態のいずれも選択できる。また他の予備混合の手段は、例えばナウターミキサー、V型ブレンダー、ヘンシェルミキサー、メカノケミカル装置、および押出混合機などがあるが、ヘンシェルミキサーのような高速撹拌型の混合機が好ましい。更に他の予備混合の方法は、例えばポリカーボネート樹脂と添加剤を溶媒中に均一分散させた溶液とした後、該溶媒を除去する方法である。 One of the methods (ii) is a method in which all necessary raw materials are premixed and supplied to the extruder. Another method is a method in which a master agent containing a high concentration of additives is prepared, and the master agent is separately or further premixed with the remaining polycarbonate resin or the like and then supplied to the extruder. The master agent can be selected from either a powder form or a form obtained by compressing and granulating the powder. Other premixing means include, for example, a Nauter mixer, a V-type blender, a Henschel mixer, a mechanochemical device, and an extrusion mixer. A high-speed stirring type mixer such as a Henschel mixer is preferable. Yet another premixing method is, for example, a method in which a polycarbonate resin and an additive are uniformly dispersed in a solvent and then the solvent is removed.
二軸押出機より押出された樹脂は、直接切断してペレット化するか、またはストランドを形成した後かかるストランドをペレタイザーで切断してペレット化される。更に外部の埃などの影響を低減する必要がある場合には、押出機周囲の雰囲気を清浄化することが好ましい。更にかかるペレットの製造においては、光学ディスク用ポリカーボネート樹脂において既に提案されている様々な方法を用いて、ペレットの形状分布の狭小化、ミスカット物の低減、運送または輸送時に発生する微小粉の低減、並びにストランドやペレット内部に発生する気泡(真空気泡)の低減を適宜行うことができる。これらの処方により成形のハイサイクル化、およびシルバーの如き不良発生割合の低減を行うことができる。またペレットの形状は、円柱、角柱、および球状など一般的な形状を取り得るが、より好適には円柱である。かかる円柱の直径は好ましくは1〜5mm、より好ましくは1.5〜4mm、さらに好ましくは2〜3.3mmである。一方、円柱の長さは好ましくは1〜30mm、より好ましくは2〜5mm、さらに好ましくは2.5〜3.5mmである。 The resin extruded from the twin-screw extruder is directly cut into pellets, or after forming strands, the strands are cut with a pelletizer to be pelletized. Furthermore, when it is necessary to reduce the influence of external dust or the like, it is preferable to clean the atmosphere around the extruder. Furthermore, in the manufacture of such pellets, various methods already proposed for polycarbonate resin for optical discs are used to narrow the shape distribution of pellets, reduce miscuts, and reduce fine powder generated during transportation or transportation. In addition, it is possible to appropriately reduce bubbles (vacuum bubbles) generated inside the strands and pellets. By these prescriptions, it is possible to increase the molding cycle and reduce the occurrence rate of defects such as silver. Moreover, although the shape of a pellet can take common shapes, such as a cylinder, a prism, and a spherical shape, it is a cylinder more suitably. The diameter of such a cylinder is preferably 1 to 5 mm, more preferably 1.5 to 4 mm, and still more preferably 2 to 3.3 mm. On the other hand, the length of the cylinder is preferably 1 to 30 mm, more preferably 2 to 5 mm, and still more preferably 2.5 to 3.5 mm.
上述のとおり、本発明によれば、A成分100重量部当たり、B成分0.1〜15重量部、および任意にC成分0.001〜0.5重量部、D成分0.01〜1重量部、を混合することを特徴とする製造方法が提供される。かかる製造方法で利用されるA成分、B成分、C成分、およびD成分の詳細は上述のとおりである。かかる混合には、樹脂組成物の製造方法で説明したとおり、ベント式二軸押出機が最も好適に利用できる。 As described above, according to the present invention, 0.1 to 15 parts by weight of B component and optionally 0.001 to 0.5 parts by weight of C component and 0.01 to 1 part by weight of D component per 100 parts by weight of A component A manufacturing method characterized by mixing the parts is provided. The details of the A component, the B component, the C component, and the D component used in the production method are as described above. For such mixing, as explained in the method for producing a resin composition, a vent type twin screw extruder can be most suitably used.
かかる溶融混練では、シリンダ温度を好ましくは220〜320℃、より好ましくは240〜300℃に設定し、スクリュー回転数を好ましくは60〜500rpm、より好ましくは70〜200rpmに設定する。 In such melt kneading, the cylinder temperature is preferably set to 220 to 320 ° C., more preferably 240 to 300 ° C., and the screw rotation speed is preferably set to 60 to 500 rpm, more preferably 70 to 200 rpm.
上記の如く得られた本発明の樹脂組成物は通常上記の如く製造されたペレットを射出成形して各種製品を製造することができる。更にペレットを経由することなく、二軸押出機で溶融混練された樹脂組成物を直接シート、フィルム、異型押出成形品、ダイレクトブロー成形品、および射出成形品にすることも可能である。 The resin composition of the present invention obtained as described above can usually produce various products by injection molding the pellets produced as described above. Further, the resin composition melt-kneaded by a twin screw extruder can be directly formed into a sheet, a film, a profile extrusion molded product, a direct blow molded product, and an injection molded product without going through pellets.
かかる射出成形においては、通常の成形方法だけでなく、適宜目的に応じて、射出圧縮成形、射出プレス成形、ガスアシスト射出成形、発泡成形(超臨界流体の注入によるものを含む)、インサート成形、インモールドコーティング成形、断熱金型成形、急速加熱冷却金型成形、二色成形、サンドイッチ成形、および超高速射出成形などの射出成形法を用いて成形品を得ることができる。これら各種成形法の利点は既に広く知られるところである。また成形はコールドランナー方式およびホットランナー方式のいずれも選択することができる。より好ましいのは低射出速度でも成形が可能な射出圧縮成形および射出プレス成形である。 In such injection molding, not only a normal molding method but also an injection compression molding, an injection press molding, a gas assist injection molding, a foam molding (including those by injection of a supercritical fluid), an insert molding, depending on the purpose as appropriate. A molded product can be obtained using an injection molding method such as in-mold coating molding, heat insulating mold molding, rapid heating / cooling mold molding, two-color molding, sandwich molding, and ultrahigh-speed injection molding. The advantages of these various molding methods are already widely known. In addition, either a cold runner method or a hot runner method can be selected for molding. More preferable are injection compression molding and injection press molding which can be molded at a low injection speed.
また本発明の樹脂組成物は、押出成形により各種異形押出成形品、シート、フィルムなどの形で使用することもできる。またシート、フィルムの成形にはインフレーション法や、カレンダー法、キャスティング法なども使用可能である。さらに特定の延伸操作をかけることにより熱収縮チューブとして成形することも可能である。また本発明の樹脂組成物は回転成形やブロー成形などにより成形品にしてもよい。 Moreover, the resin composition of this invention can also be used in the form of various profile extrusion-molded articles, a sheet | seat, a film, etc. by extrusion molding. For forming sheets and films, an inflation method, a calendar method, a casting method, or the like can also be used. It is also possible to form a heat-shrinkable tube by applying a specific stretching operation. Moreover, you may make the resin composition of this invention into a molded article by rotational molding or blow molding.
更に本発明の樹脂組成物からなる成形品には、各種の表面処理を行うことが可能である。ここでいう表面処理とは、蒸着(物理蒸着、化学蒸着など)、メッキ(電気メッキ、無電解メッキ、溶融メッキなど)、塗装、コーティング、印刷などの樹脂成形品の表層上に新たな層を形成させるものであり、通常の樹脂に用いられる方法が適用できる。表面処理としては、具体的には、ハードコート、撥水・撥油コート、紫外線吸収コート、赤外線吸収コート、並びにメタライジング(蒸着など)などの各種の表面処理が例示される。 Furthermore, various surface treatments can be performed on the molded article made of the resin composition of the present invention. Surface treatment here refers to a new layer on the surface of resin molded products such as vapor deposition (physical vapor deposition, chemical vapor deposition, etc.), plating (electroplating, electroless plating, hot dipping, etc.), painting, coating, printing, etc. A method used for ordinary resins can be applied. Specific examples of the surface treatment include various surface treatments such as hard coat, water / oil repellent coat, ultraviolet absorption coat, infrared absorption coat, and metalizing (evaporation).
本発明の樹脂組成物は、特定のポリカーボネート樹脂に導電性炭素化合物、および特定のリン系安定剤と特定の酸変性ポリオレフィン系ワックスを所望により配合することにより、優れた導電性と改善された溶融熱安定性とを有するものである。かかる特性によって、樹脂組成物は幅広い成形条件に対応し、かつその成形は割れ耐性に優れることから、幅広い用途に適用可能な導電性材料が提供できる。かかる用途としては、例えばパソコン、ノートパソコン、ゲーム機(家庭用ゲーム機、業務用ゲーム機、パチンコ、およびスロットマシーンなど)、ディスプレー装置(LCD、有機EL、電子ペーパー、プラズマディスプレー、およびプロジェクタなど)、送電部品(誘電コイル式送電装置のハウジングに代表される)が例示される。かかる用途としては、例えばプリンター、コピー機、スキャナーおよびファックス(これらの複合機を含む)が例示される。かかる用途としては、VTRカメラ、光学フィルム式カメラ、デジタルスチルカメラ、カメラ用レンズユニット、防犯装置、および携帯電話などの精密機器が例示される。特に本発明の樹脂組成物は、カメラ鏡筒、デジタルカメラの如きデジタル画像情報処理装置の筐体、カバー、および枠に好適に利用される。 The resin composition of the present invention has excellent conductivity and improved melting by blending a specific polycarbonate resin with a conductive carbon compound, a specific phosphorus stabilizer and a specific acid-modified polyolefin wax as desired. It has thermal stability. With such characteristics, the resin composition can cope with a wide range of molding conditions, and the molding is excellent in crack resistance, so that a conductive material applicable to a wide range of applications can be provided. Such applications include, for example, personal computers, notebook computers, game machines (home game machines, arcade game machines, pachinko machines, slot machines, etc.), display devices (LCD, organic EL, electronic paper, plasma display, projectors, etc.) The power transmission component (represented by the housing of the dielectric coil power transmission device) is exemplified. Examples of such applications include printers, copiers, scanners, and fax machines (including these multifunction machines). Examples of such applications include precision equipment such as VTR cameras, optical film cameras, digital still cameras, camera lens units, security devices, and mobile phones. In particular, the resin composition of the present invention is suitably used for a housing, a cover, and a frame of a digital image information processing apparatus such as a camera barrel or a digital camera.
その他更に本発明の樹脂組成物は、マッサージ機や高酸素治療器などの医療機器;画像録画機(いわゆるDVDレコーダーなど)、オーディオ機器、および電子楽器などの家庭電器製品;パチンコやスロットマシーンなどの遊技装置;並びに精密なセンサーを搭載する家庭用ロボットなどの部品にも好適なものである。 In addition, the resin composition of the present invention can be used for medical devices such as massage machines and hyperoxia treatment devices; home video appliances such as image recorders (so-called DVD recorders), audio devices, and electronic musical instruments; pachinko machines, slot machines, etc. It is also suitable for parts such as game machines; and home robots equipped with precision sensors.
また本発明の樹脂組成物は、各種の車両部品、電池、発電装置、回路基板、集積回路のモールド、光学ディスク基板、ディスクカートリッジ、光カード、ICメモリーカード、コネクター、ケーブルカプラー、電子部品の搬送用容器(ICマガジンケース、シリコンウエハー容器、ガラス基板収納容器、およびキャリアテープなど)、帯電防止用または帯電除去部品(電子写真感光装置の帯電ロールなど)、並びに各種機構部品(ギア、ターンテーブル、ローター、およびネジなど。マイクロマシン用機構部品を含む)に利用可能である。
したがって本発明の樹脂組成物は、OA機器分野、電気電子機器分野などの各種工業用途に極めて有用であり、その奏する工業的効果は極めて大である。
In addition, the resin composition of the present invention is used to transport various vehicle parts, batteries, power generation devices, circuit boards, integrated circuit molds, optical disk boards, disk cartridges, optical cards, IC memory cards, connectors, cable couplers, and electronic parts. Containers (IC magazine cases, silicon wafer containers, glass substrate storage containers, carrier tapes, etc.), antistatic or antistatic parts (e.g., charging rolls for electrophotographic photosensitive devices), and various mechanical parts (gears, turntables, It can be used for rotors and screws (including mechanical parts for micromachines).
Therefore, the resin composition of the present invention is extremely useful for various industrial uses such as the field of OA equipment and the field of electrical and electronic equipment, and the industrial effect exerted by the resin composition is extremely large.
本発明者が現在最良と考える本発明の形態は、前記の各要件の好ましい範囲を集約したものとなるが、例えば、その代表例を下記の実施例中に記載する。もちろん本発明はこれらの形態に限定されるものではない。 The form of the present invention considered to be the best by the present inventor is a collection of the preferable ranges of the above requirements. For example, typical examples are described in the following examples. Of course, the present invention is not limited to these forms.
以下に実施例を挙げてさらに説明するが、本発明はそれに限定されるものではない。尚、評価としては以下の項目について実施した。
(I)評価項目
(I−1)表面抵抗率
幅45mm×長さ80mm×厚み2mmの角板をシリンダー温度300℃、金型温度80℃、射速20mm/sec、および成形サイクル約60秒の条件で射出成形により成形した。パージ直後から2、4、6、8、および10ショット目の成形品を抜き出し、温度23℃、相対湿度50%の雰囲気で24時間放置した後、かかる5つの角板をデジタル絶縁計(東亜電波工業(株)製)および抵抗率計(三菱化学(株)製)で表面抵抗率を測定し、その平均値を算出した。なお、1.0×1014Ω以下の場合表面抵抗率は良好であるといえる。
(I−2)溶融熱安定性
幅45mm×長さ80mm×厚み2mmの角板を、成形サイクル30秒になる条件で射出成形により成形した。その成形品を粉砕し、粘度平均分子量を本文記載の方法により測定した。一方、成形サイクル600秒になる条件で射出成形により成形し、粉砕後の粘度平均分子量も同様に測定した。かかる成形サイクル30秒の成形品の分子量を100%とした時の成形サイクル600秒とした時の分子量を百分率であらわし、分子量保持率として評価した。かかる分子量保持率が高いほど溶融熱安定性が良好といえる。
(I−3)引張破断伸度
ISO527−1および527−2に準拠して引張破断伸度を測定した。試験形状は、長さ175mm×幅10mm×厚み4mmであった。上記と同様に5本のサンプルの平均値を算出した。なお、試験速度は5mm/minで行なった。
The present invention will be further described below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. The following items were evaluated.
(I) Evaluation item (I-1) Surface resistivity A square plate having a width of 45 mm, a length of 80 mm, and a thickness of 2 mm, having a cylinder temperature of 300 ° C., a mold temperature of 80 ° C., a firing speed of 20 mm / sec, and a molding cycle of about 60 seconds. Molded by injection molding under conditions. The molded products of the second, fourth, sixth, eighth and tenth shots are extracted immediately after the purge, and left for 24 hours in an atmosphere at a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50%. Kogyo Co., Ltd.) and a resistivity meter (Mitsubishi Chemical Corporation) were used to measure the surface resistivity, and the average value was calculated. In addition, it can be said that surface resistivity is favorable in the case of 1.0 × 10 14 Ω or less.
(I-2) Melting heat stability A square plate having a width of 45 mm, a length of 80 mm, and a thickness of 2 mm was molded by injection molding under the condition of a molding cycle of 30 seconds. The molded product was pulverized and the viscosity average molecular weight was measured by the method described in the text. On the other hand, it was molded by injection molding under conditions of a molding cycle of 600 seconds, and the viscosity average molecular weight after pulverization was measured in the same manner. The molecular weight at the molding cycle of 600 seconds when the molecular weight of the molded product at the molding cycle of 30 seconds was taken as 100% was expressed as a percentage and evaluated as the molecular weight retention rate. It can be said that the higher the molecular weight retention, the better the heat of fusion stability.
(I-3) Tensile rupture elongation The tensile rupture elongation was measured according to ISO527-1 and 527-2. The test shape was 175 mm long × 10 mm wide × 4 mm thick. The average value of five samples was calculated in the same manner as described above. The test speed was 5 mm / min.
参考例1 ポリカーボネート樹脂の製造
イソソルビド7307重量部(50モル)とジフェニルカーボネート10709重量部(50モル)とを反応器に入れ、重合触媒としてテトラメチルアンモニウムヒドロキシドを4.8重量部(ジフェニルカーボネート成分1モルに対して1×10ー4モル)、および水酸化ナトリウムを5.0×10ー3重量部(ジフェニルカーボネート成分1モルに対して0.25×10ー6モル)仕込んで窒素雰囲気下常圧で180℃に加熱し溶融させた。
撹拌下、反応槽内を30分かけて徐々に減圧し、生成するフェノールを留去しながら13.3×10ー3MPaまで減圧した。この状態で20分反応させた後に200℃に昇温した後、20分かけて徐々に減圧し、フェノールを留去しながら4.00×10ー3MPaで20分間反応させ、さらに、220℃に昇温し30分間、250℃に昇温し30分間反応させた。
Reference Example 1 Production of Polycarbonate Resin 7307 parts by weight (50 moles) of isosorbide and 10709 parts by weight (50 moles) of diphenyl carbonate were placed in a reactor, and 4.8 parts by weight of tetramethylammonium hydroxide as a polymerization catalyst (diphenyl carbonate component) 1 × 10 −4 mol per 1 mol) and 5.0 × 10 −3 parts by weight of sodium hydroxide (0.25 × 10 −6 mol per 1 mol of diphenyl carbonate component) It was melted by heating to 180 ° C. at normal pressure.
Under stirring, the pressure in the reaction vessel was gradually reduced over 30 minutes, and the pressure was reduced to 13.3 × 10 −3 MPa while distilling off the produced phenol. After reacting in this state for 20 minutes, the temperature was raised to 200 ° C., then the pressure was gradually reduced over 20 minutes, and the reaction was carried out at 4.00 × 10 −3 MPa for 20 minutes while distilling off the phenol. The mixture was heated to 250 ° C. for 30 minutes and reacted for 30 minutes.
次いで、徐々に減圧し、2.67×10ー3MPaで10分間、1.33×10ー3MPaで10分間反応を続行し、さらに減圧し、4.00×10ー5MPaに到達したら、徐々に260℃まで昇温し、最終的に260℃、6.66×10ー5MPaで1時間反応せしめた。反応後のポリマーをペレット化し、比粘度が0.32のペレットを得た。このペレットの生物起源物質含有率は85%であり、ガラス転移温度は165℃、5%重量減少温度は355℃であった。これらの値は下記の方法で測定した。 Next, the pressure was gradually reduced, and the reaction was continued at 2.67 × 10 −3 MPa for 10 minutes and 1.33 × 10 −3 MPa for 10 minutes, and further reduced in pressure to reach 4.00 × 10 −5 MPa. , gradually heated up to 260 ° C., and finally 260 ° C., was allowed to react for 1 hour at 6.66 × 10 over 5 MPa. The polymer after the reaction was pelletized to obtain a pellet having a specific viscosity of 0.32. The pellet had a biogenic content of 85%, a glass transition temperature of 165 ° C., and a 5% weight loss temperature of 355 ° C. These values were measured by the following method.
比粘度 ηsp;ペレットを塩化メチレンに溶解、濃度を約0.7g/dLとして、温度20℃にて、オストワルド粘度計(装置名:RIGO AUTO VISCOSIMETER TYPE VMRー0525・PC)を使用して測定した。なお、比粘度ηspは下記式から求めた。
ηsp=t/to−1
t :試料溶液のフロータイム
to :溶媒のみのフロータイム
生物起源物質含有率;ASTM D6866 05に従って、放射性炭素濃度(percent modern carbon;C14)による生物起源物質含有率試験から、生物起源物質含有率を測定した。
ガラス転移温度;ペレットを用いてTA Instruments社製 DSC (型式 DSC2910)により測定した。
5%重量減少温度;ペレットを用いてTA Instruments社製 TGA (型式 TGA2950)により測定した。
Specific viscosity η sp ; measured using an Ostwald viscometer (equipment name: RIGO AUTO VISOSIMETER TYPE VMR-0525 · PC) at a temperature of 20 ° C. with a pellet dissolved in methylene chloride at a concentration of about 0.7 g / dL. did. In addition, specific viscosity (eta) sp was calculated | required from the following formula.
η sp = t / t o −1
t: sample solution flow time t o of:; according ASTM D6866 05, radiocarbon concentrations flow time biogenic matter content of the solvent only; from biogenic matter content test with (percent modern carbon C14), biogenic matter content Was measured.
Glass transition temperature: Measured by DSC (model DSC2910) manufactured by TA Instruments using pellets.
5% weight loss temperature; measured by TGA (model TGA2950) manufactured by TA Instruments using pellets.
実施例1〜5および比較例1〜2 樹脂組成物および成形品の製造
表1記載の含有割合からなる樹脂組成物を以下の要領で作成した。なお、表1記載の含有割合においてB−1成分についてはカーボンナノチューブの正味量を記載した。尚、説明は以下の表中の記号にしたがって説明する。表1に記載成分をV型ブレンダーにて混合して混合物を作成した。尚、PC以外の少量の添加剤は、その含有率が10重量%となる予備混合物を、スーパーミキサーを用いて製造した。かかる複数の予備混合物を残りのPCと共にV型ブレンダーで均一に混合した。
Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 2 Resin compositions and resin compositions having a content ratio described in Manufacturing Table 1 of molded products were prepared as follows. In addition, in the content rate of Table 1, about the B-1 component, the net amount of the carbon nanotube was described. The description will be made according to the symbols in the following table. The components described in Table 1 were mixed in a V-type blender to prepare a mixture. A small amount of additives other than PC was produced using a supermixer as a premix with a content of 10% by weight. The plurality of premixtures were mixed uniformly with the remaining PC using a V-type blender.
スクリュー径30mmのベント式二軸押出機((株)日本製鋼所TEX−30XSST)を用いて、V型ブレンダーによる混合物を最後部の第1投入口に供給した。かかる押出機は、第1供給口から第2供給口の間にニーディングディスクによる混練ゾーンがあり、その直後に開放されたベント口が設けられていた。ベント口の長さはスクリュー径(D)に対して約2Dであった。かかるベント口の後にサイドフィーダーが設置され、サイドフィーダー以後に更にニーディングディスクによる混練ゾーンおよびそれに続くベント口が設けられていた。かかる部分のベント口の長さは約1.5Dであり、その部分では真空ポンプを使用し約3kPaの減圧度とした。押出は、シリンダー温度250℃〜300℃(スクリュー根元のバレル〜ダイスまでほぼ均等に上昇)、スクリュー回転数180rpm、および時間当りの吐出量20kgの条件で行った。押出されたストランドを水浴において冷却した後、ペレタイザーで切断しペレット化した。
得られたペレットを120℃で5時間、熱風循環式乾燥機にて乾燥した後、射出成形機を用いて、いずれもシリンダー温度280℃、金型温度80℃、射速20mm/sec、並びに成形サイクル約60秒の条件で、上記評価項目の試験片を作成した。
Using a vent type twin screw extruder (Nippon Steel Works TEX-30XSST) with a screw diameter of 30 mm, a mixture by a V-type blender was supplied to the first inlet at the rearmost part. Such an extruder has a kneading zone by a kneading disk between the first supply port and the second supply port, and a vent port opened immediately after that is provided. The length of the vent port was about 2D with respect to the screw diameter (D). A side feeder was installed after the vent port, and a kneading zone with a kneading disk and a subsequent vent port were further provided after the side feeder. The length of the vent port in this portion is about 1.5D, and the vacuum pressure is about 3 kPa in that portion using a vacuum pump. Extrusion was performed under the conditions of a cylinder temperature of 250 ° C. to 300 ° C. (raise almost uniformly from the barrel at the root of the screw to a die), a screw rotation speed of 180 rpm, and a discharge amount of 20 kg per hour. The extruded strand was cooled in a water bath, then cut with a pelletizer and pelletized.
The obtained pellets were dried with a hot air circulation dryer at 120 ° C. for 5 hours, and then using an injection molding machine, the cylinder temperature was 280 ° C., the mold temperature was 80 ° C., the firing speed was 20 mm / sec, and the molding. A test piece of the above-mentioned evaluation item was prepared under the condition of a cycle of about 60 seconds.
上記実施例および比較例で使用した原材料は、下記のとおりである。
(A成分:ポリカーボネート樹脂)
A−1:参考例1にて製造したポリカーボネート樹脂ペレットを押出機投入前に100℃で24時間乾燥したものを用いた。
(B成分:導電性炭素化合物)
B−1:直径20nm、アスペクト比5以上のカーボンナノチューブ濃度が15重量%であるカーボンナノチューブ配合用濃縮物(ハイペリオン社製カーボンナノチューブマスターMB6015−00(商品名))
B−2:ジブチルフタレート吸油量が495ml/100gの導電性カーボンブラック(ケッチェンブラックインターナショナル(株)製ケッチェンブラックEC−600JD(商品名))
(C成分:リン系安定剤)
C−1:ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト((株)アデカ製 アデカスタブPEP−36)
(D成分:変性ポリオレフィン系ワックス)
D−1:α−オレフィンと無水マレイン酸との共重合によるオレフィン系ワックス(三菱化学(株)製;ダイヤカルナ30M(商品名))
The raw materials used in the above examples and comparative examples are as follows.
(A component: polycarbonate resin)
A-1: The polycarbonate resin pellet produced in Reference Example 1 was dried at 100 ° C. for 24 hours before being charged into the extruder.
(B component: conductive carbon compound)
B-1: Concentrate for compounding carbon nanotubes having a carbon nanotube concentration of 15% by weight with a diameter of 20 nm and an aspect ratio of 5 or more (Carbon Nanotube Master MB6015-00 (trade name) manufactured by Hyperion)
B-2: dibutyl phthalate absorption oil amount of 495ml / 100g conductive carbon black (made by Ketjen Black International Co., Ltd. Ketchen black EC-600JD (trade name))
(C component: phosphorus stabilizer)
C-1: Bis (2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl) pentaerythritol diphosphite (manufactured by Adeka Adeka Stub PEP-36)
(D component: modified polyolefin wax)
D-1: Olefin wax by copolymerization of α-olefin and maleic anhydride (Mitsubishi Chemical Corporation; Diacarna 30M (trade name))
表1から明らかなように、本発明によればポリカーボネート樹脂とカーボンナノチューブからなる樹脂組成物の引張破断伸度の如き変形特性を改善され、よってこれらの特性と良好な電気伝導性とを併有する樹脂組成物が達成されていることがわかる。 As is apparent from Table 1, according to the present invention, the deformation characteristics such as the tensile elongation at break of the resin composition composed of the polycarbonate resin and the carbon nanotube can be improved, so that both these characteristics and good electrical conductivity are combined. It can be seen that the resin composition has been achieved.
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