ポリアミド樹脂組成物および導電性軸状成形品
【課題】 プリンターやコピー機のローラー等のシャフトに使用されている金属材料に代替し得る導電性と耐熱性、機械的強度を有する樹脂材料を提供する。
【解決手段】 ポリアミド樹脂（Ａ）、ガラス繊維（Ｂ）、ＰＡＮ系炭素繊維（Ｃ）及び導電性カーボン（Ｄ）を含有する組成物であって、（Ａ）〜（Ｄ）の合計重量に対し、（Ａ）の含有量が３０〜８３重量％、（Ｂ＋Ｃ）の含有量が１５〜６５重量％、（Ｃ）の含有量が５〜３５重量％、（Ｄ）の含有量が２〜２０重量％、（Ｃ＋Ｄ）の含有量が７〜５５重量％であり、且つ、その引張強度が１５０ＭＰａ以上、引張弾性率が１５ＧＰａ以上であるポリアミド樹脂組成物。
【解決手段】 ポリアミド樹脂（Ａ）、ガラス繊維（Ｂ）、ＰＡＮ系炭素繊維（Ｃ）及び導電性カーボン（Ｄ）を含有する組成物であって、（Ａ）〜（Ｄ）の合計重量に対し、（Ａ）の含有量が３０〜８３重量％、（Ｂ＋Ｃ）の含有量が１５〜６５重量％、（Ｃ）の含有量が５〜３５重量％、（Ｄ）の含有量が２〜２０重量％、（Ｃ＋Ｄ）の含有量が７〜５５重量％であり、且つ、その引張強度が１５０ＭＰａ以上、引張弾性率が１５ＧＰａ以上であるポリアミド樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はポリアミド樹脂組成物に関する。更に詳しくは、プリンターやコピー機等に使用される導電性ローラー等に使用される金属製シャフトに代替し得る強度と導電性を有する導電性軸状成形品の材料として好適な導電性ポリアミド樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリアミド樹脂は、一般に、機械的性質、耐薬品性、耐油性、ガスバリヤー性等に優れたエンジニアリングプラスチックとして、各種用途に使用されている。また、他の成分を配合することにより、ポリアミド樹脂本来の性質を改良或いは附加して、使用分野を拡大している。
近年、軽量化、耐薬品性の向上等を目的に、金属が使用されている分野での代替材料としてプラスチックの使用が増加しており、ポリアミド樹脂も金属代替材料として期待されている。例えば、メタキシリレンジアミンを主成分とするキシリレンジアミンとα，ω−直鎖脂肪族二塩基酸から合成されるポリアミド樹脂（以下「ポリアミドＭＸ樹脂」と略称する。）にガラス繊維等の強化材を配合した組成物は、化学的性質、熱的性質、機械的性質等の優れた成形材料として、自動車、鉄道、住宅設備その他の多くの分野で金属を代替する材料として使用されている。
【０００３】
プリンターやコピー機に使用される導電性のローラー、例えば転写ローラー、トナー供給ローラー、帯電ローラー等の多くは、紙との接触があるため、導電性のシャフト、通常金属製のシャフト（軸）、の周囲を導電性のゴムやエラストマー等の弾性材料で被覆した形状となっており、ゴムを被覆した後で加硫工程や刃物で弾性材料を切削する工程等の加熱、荷重を負荷する工程を伴って製造されることが多い。従って、この金属製の軸を樹脂材料で形成するには、導電性を有すると共に、耐熱性、剛性、引張り強度等の機械的強度にも優れていることが必要である。
ポリアミド樹脂を使用した導電材料として、特許文献１には、ポリアミドＭＸ樹脂、ナイロン６６、ガラス繊維、カーボンブラック及び黒鉛を特定量比で配合した組成物が開示されている。しかし、この様な組成物は粉体のカーボンと黒鉛を含むため材料の伸びが小さく、強度面で低い材料であり、また導電性も充分とはいえない。特許文献２には、ポリアミドＭＸ樹脂、ナイロン６６、金属被覆された高導電性ガラス繊維、カーボンブラック及び黒鉛を特定量比で配合した電磁波遮蔽用ポリアミド樹脂成形材料が開示されている。しかしながら、黒鉛とカーボンの併用は、材料の伸びを低下させ、脆くて強度が低い材料となり、また、金属被覆されたガラス繊維は現在市場での入手が困難な材料である。
【０００４】
特許文献３には、熱可塑性樹脂に導電性充填材（例えば金属繊維等）及び導電性劣化防止充填材（例えば炭素繊維、ステンレス繊維等）を特定量比で配合した電磁波シールド材料が提案され、具体的には熱可塑性樹脂としてポリスチレンをベース樹脂とした材料が示されているがその強度は示されていない。特許文献４には、マトリックスプラスチックに導電性カーボンブラック及びグラファイト繊維を特定量比で均一分散させた電磁波シールド用プラスチックが提案され、具体的にはポリプロピレン樹脂を使用した組成物が示されているがその強度は示されていない。
特許文献５には、ポリオレフィン樹脂に導電性カーボン、シリカ及び炭素繊維または炭素繊維とガラス繊維の混合物からなる強化充填材を配合した導電性ポリオレフィン組成物が開示されているが、強化充填材の量は、ポリオレフィン樹脂１００重量部に対して１〜１０重量部と少なく機械的強度は充分ではない。
しかし、これらポリスチレンやポリプロピレンをベース樹脂としている射出成形材料では、本発明が目指すような機械的強度の組成物を得ることは困難と考えられる。
【０００５】
特許文献６には、ポリフェニレンエーテル／ポリアミドアロイにカーボンブラック、カーボンブラック以外の炭素系フィラー及びゴム状重合体を特定量配合した導電性樹脂組成物が開示されているが、樹脂成分としてポリアミドと比較して弾性率、強度が低いゴム成分とポリフェニレンエーテルという材料が配合されているため、ポリアミド単独の材料より低弾性率、低強度の材料となる。また、具体的に炭素繊維を配合した例は、配合量が７％で他の強化材も添加されておらず、充分な強度は期待できない。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−２２７９５２号公報
【特許文献２】特開昭６２−２３００００号公報
【特許文献３】特開昭６０−１８９１０５号公報
【特許文献４】特開昭５９−２１７３９５号公報
【特許文献５】米国特許第４１６９８１６号公報
【特許文献６】特開２００１−３０２９０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、プリンターやコピー機のローラー等の軸に使用されている金属材料に代替し得る導電性と耐熱性、機械的強度を有する樹脂材料及びそれから得られる軸状成形品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明者は検討を重ね、導電性成分としてカーボンブラックと共に、繊維補強材でもあるＰＡＮ系炭素繊維を配合し、更にガラス繊維で強化し組成物が目的とする強度を有する導電性にも優れた材料であることを見出し本発明を達成した。すなわち本発明の要旨は、ポリアミド樹脂（Ａ）、ガラス繊維（Ｂ）、ＰＡＮ系炭素繊維（Ｃ）及び導電性カーボン（Ｄ）を含有する組成物であって、（Ａ）〜（Ｄ）の合計重量に対し、（Ａ）の含有量が３０〜８３重量％、（Ｂ＋Ｃ）の含有量が１５〜６５重量％、（Ｃ）の含有量が５〜３５重量％、（Ｄ）の含有量が２〜２０重量％、（Ｃ＋Ｄ）の含有量が７〜５５重量％であり、且つ、その引張強度が１５０ＭＰａ以上、引張弾性率が１５ＧＰａ以上であるポリアミド樹脂組成物、及びかかる組成物から形成される導電性軸状成形品及び更に導電性弾性材料を被覆してなる導電性ローラーに存する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係わるポリアミド樹脂組成物から形成される軸状成形品は、導電性を有し、強度が高く、機械的特性に優れており、弾性材料被覆後の加工工程でも破壊することなく、また変形も小さく、加工精度の高い導電性シャフト、導電性ローラーが得られる。
本発明組成物は、結晶性樹脂であるポリアミド樹脂にガラス繊維とカーボン繊維が併用強化されているので熱変形温度が融点に近く、ゴムの加硫温度での変形がなく、ローラーのシャフト（軸芯）材料として好適である。
本発明組成物から形成される軸状成形品やローラーを使用すると、現行の金属製軸に比し、駆動系が軽くなるので消費電力を低減することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
プリンターやコピー機等に使用されているローラーの軸芯は、紙等との接触があるためゴムやエラストマーなどの軟質材料で被覆される。加硫ゴムで被覆される場合は、ゴム被覆後加硫工程に付されるので、約１８０℃の温度で変形しないことが必要である。また、ゴム成分を押出コーティングする場合も後工程で必要な紙との摩擦係数を得るため、表面粗さを調整したり、ゴムを切削するなどの仕上げ加工が必要であり、加工中にかかる荷重に耐える強度や剛性が必要であり、引張強度が１５０ＭＰａ以上、引張弾性率が１５ＧＰａ以上であることが望まれる。
【００１１】
本発明樹脂組成物に使用されるポリアミド樹脂は、ラクタムの開環重合、アミノカルボン酸の重縮合、ジアミンと二塩基酸の重縮合により得られる酸アミドを繰り返し単位とする高分子であり、具体的には、ポリアミド６、１１、１２、４６、６６、６１０、６１２、６Ｉ、６／６６、６Ｔ／６Ｉ、６／６Ｔ、６６／６Ｔ、６６／６Ｔ／６Ｉ、ポリアミドＭＸ、ポリトリメチルヘキサメチレンテレフタルアミド、ポリビス（４−アミノシクロヘキシル）メタンドデカミド、ポリビス（３−メチル−４−アミノシクロヘキシル）メタンドデカミド、ポリウンデカメチレンヘキサヒドロテレフタルアミド等が挙げられる。なお、上記「Ｉ」はイソフタル酸成分、「Ｔ」はテレフタル酸成分を示す。
本発明に使用されるポリアミド樹脂（Ａ）としては、これらのポリアミド樹脂の有する種々の特性と目的とする成形品の用途等を勘案して適切なポリアミド樹脂を選択する。
【００１２】
上述のポリアミド樹脂の中、原料のジカルボン酸成分に芳香族環を有する半芳香族ポリアミド或いは原料のジアミン成分に芳香環を有するポリアミドＭＸもしくはこれらを混合したポリアミド樹脂は、強度を高めるガラス繊維及びカーボン繊維等の充填材を比較的多く配合したコンパウンドを容易に得られるので好ましい。
半芳香族ポリアミドとしては具体的に、６Ｉ、６Ｔ／６Ｉ、６／６Ｔ、６６／６Ｔ、６６／６Ｔ／６Ｉ等が挙げられる。
またジアミン成分に芳香環を有するキシリレンジアミンとα，ω−二塩基酸の重縮合で得られるポリアミドＭＸ樹脂は、特に高強度の樹脂組成物が得られるので好ましい。
ポリアミドＭＸ樹脂としては、ジアミン成分が（１）メタキシリレンジアミン１００％または（２）メタキシリレンジアミン５０モル％以上とパラキシリレンジアミン５０モル％以下の混合キシリレンジアミンと，炭素数６〜１２のα，ω−直鎖脂肪族二塩基酸または芳香族二塩基酸の重縮合で得られるポリアミド樹脂が挙げられ、特に、ジカルボン酸成分としてアジピン酸を使用したポリアミドＭＸ樹脂が好ましい。
これらの芳香族環を有するポリアミド樹脂と脂肪族ポリアミド樹脂の混合物も好ましく使用される。脂肪族ポリアミド樹脂単独では充填材を多く配合すると外観や物性が充分でない場合にも、上述の芳香環を有するポリアミド樹脂と混合することで外観や物性か改良される。
【００１３】
ポリアミドＭＸ樹脂は、７０重量％まで脂肪族または半芳香族ポリアミド樹脂で置換する(すなわちＭＸ樹脂を３０重量％以上含有するポリアミド樹脂混合物とする)ことが出来る。例えば、ポリアミド６６、ポリアミド４６、ポリアミド９Ｔ等の結晶化速度の速いポリアミド、或いはポリアミド６６／６Ｔ、６６／６Ｔ／６Ｉなどの高融点のポリアミドで置換すると、成形サイクルを短縮することができる。特に、好ましく置換されるのはポリアミド６６である。なお、７０重量％を超えて混合すると、ポリアミドＭＸ樹脂の特性である高強度、剛性等が低下する惧れがある。
【００１４】
本発明組成物に使用されるガラス繊維（Ｂ）は、通常、樹脂の強化材として使用されるチョップトストランドが使用され、使用されるポリアミド樹脂（Ａ）に応じて最適化された収束剤等により表面処理、収束されたものが好ましい。繊維径は特に限定されないが、６〜１３μｍのものが、市場で一般に流通し入手が容易である。一般に、ガラス繊維は径が細い方が強度が高くなる傾向がある。
ガラス繊維の収束剤、表面処理剤としては、シラン系処理剤が一般に使用される。また、耐ＬＬＣ性を向上させるためには、無水マレイン酸共重合物を含んだ収束剤を使用することも好ましい。
【００１５】
本発明組成物に使用されるＰＡＮ系炭素繊維（Ｃ）は、ポリアクリロニトリルを炭化して得られる炭素繊維である。炭素繊維には、強度保持と導電性付与の２つの効果が期待されるが、後述の実施例から明らかな様に、ピッチ系炭素繊維は、ＰＡＮ系炭素繊維に比し、強度面が不十分であると共に導電性能も劣る。ピッチ系炭素繊維は、グラファイト化率が高く、本来はＰＡＮ系炭素繊維より導電性能が勝る筈であるが、本発明組成物においては、ガラス繊維と併用されるため繊維破壊が大きく、導電性能が低下したものと考えられる。
ＰＡＮ系炭素繊維（Ｃ）の繊維径は特に限定されるものではないが５〜２０μｍが好ましく、５〜１３μｍがより好ましい。アスペクト比は１０以上が好ましい。また、収束剤としてエポキシ樹脂またはポリアミド樹脂を炭素繊維に対し１〜５重量％程度使用したものが好ましい。
【００１６】
本発明組成物に使用される導電性カーボン（Ｄ）は、一般に、天然ガスや液状炭化水素の不完全燃焼により製造される黒色微粉末のカーボンブラックである。本発明の導電性カーボン（Ｄ）としては、特に限定されるものではないが、アセチレンガスを完全燃焼して得られるアセチレンブラックや、原油を原料にファーネス式不完全燃焼によって得られるケッチェンブラックが好ましい。カーボンブラックのＤＢＰ(ジブチルフタレート)吸油量は、７０ｍｌ／１００ｍｇ以上、好ましくは１００ｍｌ／１００ｍｇ以上、更に好ましくは１５０ｍｌ／１００ｇ以上である。なお、ここでＤＢＰ吸油量は、ＡＳＴＭ Ｄ２４１４に規定された方法で測定した値である。
【００１７】
本発明組成物は上述の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）の成分を特定の比率で含有するものである。
すなわち、（Ａ）〜（Ｄ）の合計重量を１００として、（Ｂ＋Ｃ）の含有量は１５〜６５重量％である。（Ｂ）及び（Ｃ）は共に組成物の強度発現に寄与する繊維状強化材であり、合計した含有量が、１５重量％を下回ると本発明の目的とする強度、剛性が達成困難であり、６５重量％を上回るとコンパウンドの生産性、射出成形時の流動性が低くなり成形困難となる。
また、コストを抑えるためには（Ｂ）と（Ｃ）のうち、炭素繊維（Ｃ）を減らすことが好ましいが、減らしすぎると繊維の接触確率、導電性カーボンの分散性などが低下するものと思われ、導電性が低下する。一方、低比重の炭素繊維は、体積分率が大きいため、多すぎるとコンパウンド生産性、射出成形時の流動性が低くなり成形が困難になる。従って、ＰＡＮ系炭素繊維（Ｃ）の量は、（Ａ）〜（Ｄ）を１００として、５重量％以上、３５重量％以下であり、好ましくは７重量％以上である。
【００１８】
本発明組成物中の導電性カーボン（Ｄ）の量は、少なすぎると導電性能が炭素繊維（Ｃ）のみに依存し均一性が得られず、多すぎると樹脂の伸びが低下する。それ故、導電性カーボン（Ｄ）は、（Ａ）〜（Ｄ）を１００として、２〜２０重量％、好ましくは３〜１０重量％である。
また（Ｃ＋Ｄ）の量は、（Ａ）〜（Ｄ）を１００として、７〜５５重量％、好ましくは１０〜３０重量％、より好ましくは１５〜３０重量％である。
また、ポリアミド樹脂（Ａ）の量は３０〜８３重量％、好ましくは３５〜７０重量％である。ポリアミド樹脂の量が３０重量％を下回るとコンパウンドして製品を作ることが困難になり、８３重量％を上回ると導電材の量も少なく、補強効果も少なくなるので、本発明の目的とする組成物が得られ難くなる。
【００１９】
本発明の導電性樹脂組成物は上記（Ａ）〜（Ｄ）を必須成分として含有するが、必要に応じ、本発明の目的や効果を損なわない範囲で各種の樹脂添加剤等を配合することが出来る。例えば、酸化防止剤、金属不活性化剤、難燃剤（有機リン酸エステル系化合物、無機リン系化合物、芳香族ハロゲン系難燃剤、シリコーン系難燃剤等）、フッ素系ポリマー、三酸化アンチモン等の難燃助剤、顔料、染料、離型剤、滑剤、発泡剤、核剤、耐侯性改良剤等を配合することが出来る。
【００２０】
本発明の導電性樹脂組成物の製造方法は特に限定されるものではなく、（Ａ）〜（Ｄ）及び必要に応じ配合される各種添加剤を混合すればよい、混合方法は、公知の何れの方法も採用できる、例えば、必要成分を所定量秤量し、リボンブレンダー、ヘンシェルミキサー、ドラムタンブラー等で混合し、得られる混合物を単軸または二軸スクリュー押出機、コニーダー、バンバリーミキサー等で溶融、混練し、ペレット状の樹脂組成物を得ることが出来る。各成分の混合は、同時に、或いは順次混合してもよく、ガラス繊維等の一部成分を溶融、混練時にサイドフィードしても良い。
また、一部の成分を別工程で混合した後、他の成分を混合して溶融ペレット化することも出来る。特にカーボンは現場を汚すため、別工程でマスターバッチ化したものを用いることが良く行われる。
【００２１】
本発明樹脂組成物は、熱可塑性樹脂の成形に適用される種々の成形方法、例えば、射出成形、押出成形、中空成形、圧縮成形、トランスファー成形等の成形法を用いて、任意の形状に成形することが出来る。
本発明の樹脂組成物は優れた導電性と高い機械的強度、剛性を有し、引張強度１５０ＭＰａ以上、引張弾性率１５ＧＰａ以上の強度を有する。更に、ポリアミドＭＸ樹脂や半芳香族ポリアミドを用い、本発明に規定する範囲内でその他成分の種類及び量比を選択することにより、引張強度１８０ＭＰａ以上で引張弾性率１７ＧＰａ以上の強度、さらには引張強度２３０ＭＰａ以上で引張弾性率１８ＧＰａ以上の強度の組成物を得ることも出来るので、この様な強度を必要とする導電性ローラーのシャフトなどの導電性軸状成形体材料として好適である。
【００２２】
本発明の導電性軸状成形体は使用目的に応じ、中実体、中空体の何れでも良く、また径、長さ、抵抗値等も使用目的に応じた値となるように選ぶことが出来る。この様な軸状成形体の製法は特に限定されるものではないが、射出成形法によるのが好ましい。射出成形された軸状成形体は、軸精度を高めるために両端同時研磨で両端の精度を高めることが可能である。
導電性ローラーは、かかる導電性軸状成形体を芯として、その周囲に導電性のゴム等の弾性材料を被覆することにより得られる。使用される弾性材料としては特に限定されるものではないが、例えば、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ポリブタジェン系ゴム、天然ゴム等が挙げられ、１種または２種以上の混合物であっても良い。弾性材料に導電性を付与するには、弾性材料に導電性カーボンなどの導電剤を混入する方法や、被覆後ローラー表面に導電性塗料を塗布する方法等が採用される。
導電性シャフトを導電性弾性材料で被覆する方法も公知の種々の方法を採用することが出来る。例えば、導電性シャフトを予め金型内部に配置し、ここにウレタン成形材料等の弾性材料を注型、固化させる方法や、弾性材料のチューブを成形し、シャフトを圧入する方法、或いは弾性材料シートを接着剤を用いてシャフトの周囲に接着する方法等が挙げられる。必要に応じ、被覆前、或いは被覆後、ゴム材料は加硫処理される。
【００２３】
上述の如き方法により導電性シャフトの周囲に被覆された導電性弾性材料層は、金型のパーティングラインや、離型時の変形、型の元の形状の偏り等の様々な原因で真円からのずれと両端軸からの軸真度のずれが残っており、そのまま、プリンターやコピー機のローラーとして使用すると印刷斑を発生する原因となる。この様な場合は、上述の如く、両端同時研磨で軸真度を高めたシャフトの両端を支点として弾性材料の表面を切削して必要な真円度を発現させる後加工が施される。
【００２４】
本発明の導電性軸状成形体或いはかかる成形体を弾性材料で被覆した導電性ローラーが好ましく適用される用途としては、プリンター、コピー機が挙げられる。かかる用途では、ＥＭＩシールド性程の導電性は不要で、帯電あるいは除電に必要な程度の抵抗値は数百〜数ＭΩ程度とあまり高導電性を必要としない。また、高電圧でのトンネル電流での導通性はあるが、低電圧でトンネル電流が無いと不導体となるような不安定な導通体では安定した性能が出ない。すなわち、抵抗値が数百〜数ＭΩ程度の範囲で接触点に拠らず安定した導電性が期待され、且つ高強度、高弾性率の要求される用途である。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明を実施例及び比較例により、更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の例に制約されるものではない。
なお、以下の例に使用した材料及び得られた樹脂組成物の評価試験方法は次の通りである。
＜材料＞
＊ポリアミドＭＸ樹脂：三菱エンジニアリングプラスチックス（株）「レニー６００２」。
＊ポリアミド６：三菱エンジニアリングプラスチックス（株）「ノバミッド１０１３Ｊ」、相対粘度２.５、９８％濃硫酸使用）。
＊ポリアミド６Ｔ／６Ｉ：三菱エンジニアリングプラスチックス（株）「ノバミッドＸ２１」。
【００２６】
＊ガラス繊維：旭ファイバーグラス（株）「ＣＳ０３ＪＡＦＴ−２」、直径１０μｍのガラス繊維チョップトストランド。
＊ＰＡＮ系炭素繊維：三菱レーヨン（株）「パイロフィルＴＲ０３ＮＢ」、繊維径７μｍ。
＊ピッチ系炭素繊維：三菱化学（株）「ダイヤリードＫ２２３ＨＱ」。
【００２７】
＊導電性カーボン：キャボットコーポレーション「バルカンＸＣ−７２」、ファーネスブラック、ＤＢＰ吸油量２００ｍｌ／１００ｇ。
＊黒鉛：日本黒鉛（株）「特ＣＰ」、天然鱗片状黒鉛。
【００２８】
＊核剤：林化成（株）「ミクロンホワイト５０００Ａ」、タルク。
＊離型剤：クラリアントジャパン社「リコワックスＥ」、モンタン酸エステル。
核剤は樹脂組成物中約１重量％、また離型剤は約０．１％となる量使用した。
＜評価試験＞
【００２９】
＊引張強度及び引張弾性率：ＩＳＯ５２７−１及びＩＳＯ５２７−２に準じて測定。
＊体積抵抗率：ＡＳＴＭ Ｄ２５７に準拠して、アドバンテストＲ８３４０超絶縁抵抗計にて５Ｖ設定で測定した。
＊：ピンポイント抵抗値：実施例または比較例で得られた組成物を用いて直径４インチ、厚み１／８インチの円盤を成形した。円盤を平面の金属板上に置き、テスターにて金属板と円盤の表面の抵抗値を測定した。端子は直径約１．５ｍｍの金属棒で先端を丸めたものを使用した。テスターは３Ｖ電圧を発生する抵抗測定を行っている。
【００３０】
［実施例１〜４、比較例１〜６］
材料成分を表−１または表−２に記載の割合で秤量し、ガラス繊維と炭素繊維を除く成分をタンブラーにて約１０分混合した。次いでガラス繊維と炭素繊維を投入し、約１分混合した。得られた混合物を、単軸φ６５ｍｍ押出機（田辺プラスチック製ＶＣ６５）のホッパーに投入し、シリンダー温度２８０℃で混練し、溶融、押出してペレットを得た。
このペレットを充分乾燥後、射出成形機（住友重機械（株）製、型式ＳＨ１００、１００トン、シリンダー径３６ｍｍ）を用い、下記成形条件ＡまたはＢにより評価試験用試験片を成形した。評価結果を表−１及び表−２に示した。
【００３１】
成形条件Ａ：シリンダー設定温度 ２７０℃一律、金型温度１３０℃。
成形条件Ｂ：シリンダー設定温度 ２６０℃一律、金型温度１００℃。
その他の条件はＩＳＯ規定に準じた。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の導電性樹脂組成物が好ましく適用される成形品としては、軸状成形品、特にプリンター、コピー機に使用される導電性シャフトが挙げられる。抵抗値が数百Ω〜数ＭΩ程度の範囲で接触点に依らず安定した導電性を期待され、且つ、高強度で比較的高弾性率の用途に好適である。
【技術分野】
【０００１】
本発明はポリアミド樹脂組成物に関する。更に詳しくは、プリンターやコピー機等に使用される導電性ローラー等に使用される金属製シャフトに代替し得る強度と導電性を有する導電性軸状成形品の材料として好適な導電性ポリアミド樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリアミド樹脂は、一般に、機械的性質、耐薬品性、耐油性、ガスバリヤー性等に優れたエンジニアリングプラスチックとして、各種用途に使用されている。また、他の成分を配合することにより、ポリアミド樹脂本来の性質を改良或いは附加して、使用分野を拡大している。
近年、軽量化、耐薬品性の向上等を目的に、金属が使用されている分野での代替材料としてプラスチックの使用が増加しており、ポリアミド樹脂も金属代替材料として期待されている。例えば、メタキシリレンジアミンを主成分とするキシリレンジアミンとα，ω−直鎖脂肪族二塩基酸から合成されるポリアミド樹脂（以下「ポリアミドＭＸ樹脂」と略称する。）にガラス繊維等の強化材を配合した組成物は、化学的性質、熱的性質、機械的性質等の優れた成形材料として、自動車、鉄道、住宅設備その他の多くの分野で金属を代替する材料として使用されている。
【０００３】
プリンターやコピー機に使用される導電性のローラー、例えば転写ローラー、トナー供給ローラー、帯電ローラー等の多くは、紙との接触があるため、導電性のシャフト、通常金属製のシャフト（軸）、の周囲を導電性のゴムやエラストマー等の弾性材料で被覆した形状となっており、ゴムを被覆した後で加硫工程や刃物で弾性材料を切削する工程等の加熱、荷重を負荷する工程を伴って製造されることが多い。従って、この金属製の軸を樹脂材料で形成するには、導電性を有すると共に、耐熱性、剛性、引張り強度等の機械的強度にも優れていることが必要である。
ポリアミド樹脂を使用した導電材料として、特許文献１には、ポリアミドＭＸ樹脂、ナイロン６６、ガラス繊維、カーボンブラック及び黒鉛を特定量比で配合した組成物が開示されている。しかし、この様な組成物は粉体のカーボンと黒鉛を含むため材料の伸びが小さく、強度面で低い材料であり、また導電性も充分とはいえない。特許文献２には、ポリアミドＭＸ樹脂、ナイロン６６、金属被覆された高導電性ガラス繊維、カーボンブラック及び黒鉛を特定量比で配合した電磁波遮蔽用ポリアミド樹脂成形材料が開示されている。しかしながら、黒鉛とカーボンの併用は、材料の伸びを低下させ、脆くて強度が低い材料となり、また、金属被覆されたガラス繊維は現在市場での入手が困難な材料である。
【０００４】
特許文献３には、熱可塑性樹脂に導電性充填材（例えば金属繊維等）及び導電性劣化防止充填材（例えば炭素繊維、ステンレス繊維等）を特定量比で配合した電磁波シールド材料が提案され、具体的には熱可塑性樹脂としてポリスチレンをベース樹脂とした材料が示されているがその強度は示されていない。特許文献４には、マトリックスプラスチックに導電性カーボンブラック及びグラファイト繊維を特定量比で均一分散させた電磁波シールド用プラスチックが提案され、具体的にはポリプロピレン樹脂を使用した組成物が示されているがその強度は示されていない。
特許文献５には、ポリオレフィン樹脂に導電性カーボン、シリカ及び炭素繊維または炭素繊維とガラス繊維の混合物からなる強化充填材を配合した導電性ポリオレフィン組成物が開示されているが、強化充填材の量は、ポリオレフィン樹脂１００重量部に対して１〜１０重量部と少なく機械的強度は充分ではない。
しかし、これらポリスチレンやポリプロピレンをベース樹脂としている射出成形材料では、本発明が目指すような機械的強度の組成物を得ることは困難と考えられる。
【０００５】
特許文献６には、ポリフェニレンエーテル／ポリアミドアロイにカーボンブラック、カーボンブラック以外の炭素系フィラー及びゴム状重合体を特定量配合した導電性樹脂組成物が開示されているが、樹脂成分としてポリアミドと比較して弾性率、強度が低いゴム成分とポリフェニレンエーテルという材料が配合されているため、ポリアミド単独の材料より低弾性率、低強度の材料となる。また、具体的に炭素繊維を配合した例は、配合量が７％で他の強化材も添加されておらず、充分な強度は期待できない。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−２２７９５２号公報
【特許文献２】特開昭６２−２３００００号公報
【特許文献３】特開昭６０−１８９１０５号公報
【特許文献４】特開昭５９−２１７３９５号公報
【特許文献５】米国特許第４１６９８１６号公報
【特許文献６】特開２００１−３０２９０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、プリンターやコピー機のローラー等の軸に使用されている金属材料に代替し得る導電性と耐熱性、機械的強度を有する樹脂材料及びそれから得られる軸状成形品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明者は検討を重ね、導電性成分としてカーボンブラックと共に、繊維補強材でもあるＰＡＮ系炭素繊維を配合し、更にガラス繊維で強化し組成物が目的とする強度を有する導電性にも優れた材料であることを見出し本発明を達成した。すなわち本発明の要旨は、ポリアミド樹脂（Ａ）、ガラス繊維（Ｂ）、ＰＡＮ系炭素繊維（Ｃ）及び導電性カーボン（Ｄ）を含有する組成物であって、（Ａ）〜（Ｄ）の合計重量に対し、（Ａ）の含有量が３０〜８３重量％、（Ｂ＋Ｃ）の含有量が１５〜６５重量％、（Ｃ）の含有量が５〜３５重量％、（Ｄ）の含有量が２〜２０重量％、（Ｃ＋Ｄ）の含有量が７〜５５重量％であり、且つ、その引張強度が１５０ＭＰａ以上、引張弾性率が１５ＧＰａ以上であるポリアミド樹脂組成物、及びかかる組成物から形成される導電性軸状成形品及び更に導電性弾性材料を被覆してなる導電性ローラーに存する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係わるポリアミド樹脂組成物から形成される軸状成形品は、導電性を有し、強度が高く、機械的特性に優れており、弾性材料被覆後の加工工程でも破壊することなく、また変形も小さく、加工精度の高い導電性シャフト、導電性ローラーが得られる。
本発明組成物は、結晶性樹脂であるポリアミド樹脂にガラス繊維とカーボン繊維が併用強化されているので熱変形温度が融点に近く、ゴムの加硫温度での変形がなく、ローラーのシャフト（軸芯）材料として好適である。
本発明組成物から形成される軸状成形品やローラーを使用すると、現行の金属製軸に比し、駆動系が軽くなるので消費電力を低減することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
プリンターやコピー機等に使用されているローラーの軸芯は、紙等との接触があるためゴムやエラストマーなどの軟質材料で被覆される。加硫ゴムで被覆される場合は、ゴム被覆後加硫工程に付されるので、約１８０℃の温度で変形しないことが必要である。また、ゴム成分を押出コーティングする場合も後工程で必要な紙との摩擦係数を得るため、表面粗さを調整したり、ゴムを切削するなどの仕上げ加工が必要であり、加工中にかかる荷重に耐える強度や剛性が必要であり、引張強度が１５０ＭＰａ以上、引張弾性率が１５ＧＰａ以上であることが望まれる。
【００１１】
本発明樹脂組成物に使用されるポリアミド樹脂は、ラクタムの開環重合、アミノカルボン酸の重縮合、ジアミンと二塩基酸の重縮合により得られる酸アミドを繰り返し単位とする高分子であり、具体的には、ポリアミド６、１１、１２、４６、６６、６１０、６１２、６Ｉ、６／６６、６Ｔ／６Ｉ、６／６Ｔ、６６／６Ｔ、６６／６Ｔ／６Ｉ、ポリアミドＭＸ、ポリトリメチルヘキサメチレンテレフタルアミド、ポリビス（４−アミノシクロヘキシル）メタンドデカミド、ポリビス（３−メチル−４−アミノシクロヘキシル）メタンドデカミド、ポリウンデカメチレンヘキサヒドロテレフタルアミド等が挙げられる。なお、上記「Ｉ」はイソフタル酸成分、「Ｔ」はテレフタル酸成分を示す。
本発明に使用されるポリアミド樹脂（Ａ）としては、これらのポリアミド樹脂の有する種々の特性と目的とする成形品の用途等を勘案して適切なポリアミド樹脂を選択する。
【００１２】
上述のポリアミド樹脂の中、原料のジカルボン酸成分に芳香族環を有する半芳香族ポリアミド或いは原料のジアミン成分に芳香環を有するポリアミドＭＸもしくはこれらを混合したポリアミド樹脂は、強度を高めるガラス繊維及びカーボン繊維等の充填材を比較的多く配合したコンパウンドを容易に得られるので好ましい。
半芳香族ポリアミドとしては具体的に、６Ｉ、６Ｔ／６Ｉ、６／６Ｔ、６６／６Ｔ、６６／６Ｔ／６Ｉ等が挙げられる。
またジアミン成分に芳香環を有するキシリレンジアミンとα，ω−二塩基酸の重縮合で得られるポリアミドＭＸ樹脂は、特に高強度の樹脂組成物が得られるので好ましい。
ポリアミドＭＸ樹脂としては、ジアミン成分が（１）メタキシリレンジアミン１００％または（２）メタキシリレンジアミン５０モル％以上とパラキシリレンジアミン５０モル％以下の混合キシリレンジアミンと，炭素数６〜１２のα，ω−直鎖脂肪族二塩基酸または芳香族二塩基酸の重縮合で得られるポリアミド樹脂が挙げられ、特に、ジカルボン酸成分としてアジピン酸を使用したポリアミドＭＸ樹脂が好ましい。
これらの芳香族環を有するポリアミド樹脂と脂肪族ポリアミド樹脂の混合物も好ましく使用される。脂肪族ポリアミド樹脂単独では充填材を多く配合すると外観や物性が充分でない場合にも、上述の芳香環を有するポリアミド樹脂と混合することで外観や物性か改良される。
【００１３】
ポリアミドＭＸ樹脂は、７０重量％まで脂肪族または半芳香族ポリアミド樹脂で置換する(すなわちＭＸ樹脂を３０重量％以上含有するポリアミド樹脂混合物とする)ことが出来る。例えば、ポリアミド６６、ポリアミド４６、ポリアミド９Ｔ等の結晶化速度の速いポリアミド、或いはポリアミド６６／６Ｔ、６６／６Ｔ／６Ｉなどの高融点のポリアミドで置換すると、成形サイクルを短縮することができる。特に、好ましく置換されるのはポリアミド６６である。なお、７０重量％を超えて混合すると、ポリアミドＭＸ樹脂の特性である高強度、剛性等が低下する惧れがある。
【００１４】
本発明組成物に使用されるガラス繊維（Ｂ）は、通常、樹脂の強化材として使用されるチョップトストランドが使用され、使用されるポリアミド樹脂（Ａ）に応じて最適化された収束剤等により表面処理、収束されたものが好ましい。繊維径は特に限定されないが、６〜１３μｍのものが、市場で一般に流通し入手が容易である。一般に、ガラス繊維は径が細い方が強度が高くなる傾向がある。
ガラス繊維の収束剤、表面処理剤としては、シラン系処理剤が一般に使用される。また、耐ＬＬＣ性を向上させるためには、無水マレイン酸共重合物を含んだ収束剤を使用することも好ましい。
【００１５】
本発明組成物に使用されるＰＡＮ系炭素繊維（Ｃ）は、ポリアクリロニトリルを炭化して得られる炭素繊維である。炭素繊維には、強度保持と導電性付与の２つの効果が期待されるが、後述の実施例から明らかな様に、ピッチ系炭素繊維は、ＰＡＮ系炭素繊維に比し、強度面が不十分であると共に導電性能も劣る。ピッチ系炭素繊維は、グラファイト化率が高く、本来はＰＡＮ系炭素繊維より導電性能が勝る筈であるが、本発明組成物においては、ガラス繊維と併用されるため繊維破壊が大きく、導電性能が低下したものと考えられる。
ＰＡＮ系炭素繊維（Ｃ）の繊維径は特に限定されるものではないが５〜２０μｍが好ましく、５〜１３μｍがより好ましい。アスペクト比は１０以上が好ましい。また、収束剤としてエポキシ樹脂またはポリアミド樹脂を炭素繊維に対し１〜５重量％程度使用したものが好ましい。
【００１６】
本発明組成物に使用される導電性カーボン（Ｄ）は、一般に、天然ガスや液状炭化水素の不完全燃焼により製造される黒色微粉末のカーボンブラックである。本発明の導電性カーボン（Ｄ）としては、特に限定されるものではないが、アセチレンガスを完全燃焼して得られるアセチレンブラックや、原油を原料にファーネス式不完全燃焼によって得られるケッチェンブラックが好ましい。カーボンブラックのＤＢＰ(ジブチルフタレート)吸油量は、７０ｍｌ／１００ｍｇ以上、好ましくは１００ｍｌ／１００ｍｇ以上、更に好ましくは１５０ｍｌ／１００ｇ以上である。なお、ここでＤＢＰ吸油量は、ＡＳＴＭ Ｄ２４１４に規定された方法で測定した値である。
【００１７】
本発明組成物は上述の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）の成分を特定の比率で含有するものである。
すなわち、（Ａ）〜（Ｄ）の合計重量を１００として、（Ｂ＋Ｃ）の含有量は１５〜６５重量％である。（Ｂ）及び（Ｃ）は共に組成物の強度発現に寄与する繊維状強化材であり、合計した含有量が、１５重量％を下回ると本発明の目的とする強度、剛性が達成困難であり、６５重量％を上回るとコンパウンドの生産性、射出成形時の流動性が低くなり成形困難となる。
また、コストを抑えるためには（Ｂ）と（Ｃ）のうち、炭素繊維（Ｃ）を減らすことが好ましいが、減らしすぎると繊維の接触確率、導電性カーボンの分散性などが低下するものと思われ、導電性が低下する。一方、低比重の炭素繊維は、体積分率が大きいため、多すぎるとコンパウンド生産性、射出成形時の流動性が低くなり成形が困難になる。従って、ＰＡＮ系炭素繊維（Ｃ）の量は、（Ａ）〜（Ｄ）を１００として、５重量％以上、３５重量％以下であり、好ましくは７重量％以上である。
【００１８】
本発明組成物中の導電性カーボン（Ｄ）の量は、少なすぎると導電性能が炭素繊維（Ｃ）のみに依存し均一性が得られず、多すぎると樹脂の伸びが低下する。それ故、導電性カーボン（Ｄ）は、（Ａ）〜（Ｄ）を１００として、２〜２０重量％、好ましくは３〜１０重量％である。
また（Ｃ＋Ｄ）の量は、（Ａ）〜（Ｄ）を１００として、７〜５５重量％、好ましくは１０〜３０重量％、より好ましくは１５〜３０重量％である。
また、ポリアミド樹脂（Ａ）の量は３０〜８３重量％、好ましくは３５〜７０重量％である。ポリアミド樹脂の量が３０重量％を下回るとコンパウンドして製品を作ることが困難になり、８３重量％を上回ると導電材の量も少なく、補強効果も少なくなるので、本発明の目的とする組成物が得られ難くなる。
【００１９】
本発明の導電性樹脂組成物は上記（Ａ）〜（Ｄ）を必須成分として含有するが、必要に応じ、本発明の目的や効果を損なわない範囲で各種の樹脂添加剤等を配合することが出来る。例えば、酸化防止剤、金属不活性化剤、難燃剤（有機リン酸エステル系化合物、無機リン系化合物、芳香族ハロゲン系難燃剤、シリコーン系難燃剤等）、フッ素系ポリマー、三酸化アンチモン等の難燃助剤、顔料、染料、離型剤、滑剤、発泡剤、核剤、耐侯性改良剤等を配合することが出来る。
【００２０】
本発明の導電性樹脂組成物の製造方法は特に限定されるものではなく、（Ａ）〜（Ｄ）及び必要に応じ配合される各種添加剤を混合すればよい、混合方法は、公知の何れの方法も採用できる、例えば、必要成分を所定量秤量し、リボンブレンダー、ヘンシェルミキサー、ドラムタンブラー等で混合し、得られる混合物を単軸または二軸スクリュー押出機、コニーダー、バンバリーミキサー等で溶融、混練し、ペレット状の樹脂組成物を得ることが出来る。各成分の混合は、同時に、或いは順次混合してもよく、ガラス繊維等の一部成分を溶融、混練時にサイドフィードしても良い。
また、一部の成分を別工程で混合した後、他の成分を混合して溶融ペレット化することも出来る。特にカーボンは現場を汚すため、別工程でマスターバッチ化したものを用いることが良く行われる。
【００２１】
本発明樹脂組成物は、熱可塑性樹脂の成形に適用される種々の成形方法、例えば、射出成形、押出成形、中空成形、圧縮成形、トランスファー成形等の成形法を用いて、任意の形状に成形することが出来る。
本発明の樹脂組成物は優れた導電性と高い機械的強度、剛性を有し、引張強度１５０ＭＰａ以上、引張弾性率１５ＧＰａ以上の強度を有する。更に、ポリアミドＭＸ樹脂や半芳香族ポリアミドを用い、本発明に規定する範囲内でその他成分の種類及び量比を選択することにより、引張強度１８０ＭＰａ以上で引張弾性率１７ＧＰａ以上の強度、さらには引張強度２３０ＭＰａ以上で引張弾性率１８ＧＰａ以上の強度の組成物を得ることも出来るので、この様な強度を必要とする導電性ローラーのシャフトなどの導電性軸状成形体材料として好適である。
【００２２】
本発明の導電性軸状成形体は使用目的に応じ、中実体、中空体の何れでも良く、また径、長さ、抵抗値等も使用目的に応じた値となるように選ぶことが出来る。この様な軸状成形体の製法は特に限定されるものではないが、射出成形法によるのが好ましい。射出成形された軸状成形体は、軸精度を高めるために両端同時研磨で両端の精度を高めることが可能である。
導電性ローラーは、かかる導電性軸状成形体を芯として、その周囲に導電性のゴム等の弾性材料を被覆することにより得られる。使用される弾性材料としては特に限定されるものではないが、例えば、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ポリブタジェン系ゴム、天然ゴム等が挙げられ、１種または２種以上の混合物であっても良い。弾性材料に導電性を付与するには、弾性材料に導電性カーボンなどの導電剤を混入する方法や、被覆後ローラー表面に導電性塗料を塗布する方法等が採用される。
導電性シャフトを導電性弾性材料で被覆する方法も公知の種々の方法を採用することが出来る。例えば、導電性シャフトを予め金型内部に配置し、ここにウレタン成形材料等の弾性材料を注型、固化させる方法や、弾性材料のチューブを成形し、シャフトを圧入する方法、或いは弾性材料シートを接着剤を用いてシャフトの周囲に接着する方法等が挙げられる。必要に応じ、被覆前、或いは被覆後、ゴム材料は加硫処理される。
【００２３】
上述の如き方法により導電性シャフトの周囲に被覆された導電性弾性材料層は、金型のパーティングラインや、離型時の変形、型の元の形状の偏り等の様々な原因で真円からのずれと両端軸からの軸真度のずれが残っており、そのまま、プリンターやコピー機のローラーとして使用すると印刷斑を発生する原因となる。この様な場合は、上述の如く、両端同時研磨で軸真度を高めたシャフトの両端を支点として弾性材料の表面を切削して必要な真円度を発現させる後加工が施される。
【００２４】
本発明の導電性軸状成形体或いはかかる成形体を弾性材料で被覆した導電性ローラーが好ましく適用される用途としては、プリンター、コピー機が挙げられる。かかる用途では、ＥＭＩシールド性程の導電性は不要で、帯電あるいは除電に必要な程度の抵抗値は数百〜数ＭΩ程度とあまり高導電性を必要としない。また、高電圧でのトンネル電流での導通性はあるが、低電圧でトンネル電流が無いと不導体となるような不安定な導通体では安定した性能が出ない。すなわち、抵抗値が数百〜数ＭΩ程度の範囲で接触点に拠らず安定した導電性が期待され、且つ高強度、高弾性率の要求される用途である。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明を実施例及び比較例により、更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の例に制約されるものではない。
なお、以下の例に使用した材料及び得られた樹脂組成物の評価試験方法は次の通りである。
＜材料＞
＊ポリアミドＭＸ樹脂：三菱エンジニアリングプラスチックス（株）「レニー６００２」。
＊ポリアミド６：三菱エンジニアリングプラスチックス（株）「ノバミッド１０１３Ｊ」、相対粘度２.５、９８％濃硫酸使用）。
＊ポリアミド６Ｔ／６Ｉ：三菱エンジニアリングプラスチックス（株）「ノバミッドＸ２１」。
【００２６】
＊ガラス繊維：旭ファイバーグラス（株）「ＣＳ０３ＪＡＦＴ−２」、直径１０μｍのガラス繊維チョップトストランド。
＊ＰＡＮ系炭素繊維：三菱レーヨン（株）「パイロフィルＴＲ０３ＮＢ」、繊維径７μｍ。
＊ピッチ系炭素繊維：三菱化学（株）「ダイヤリードＫ２２３ＨＱ」。
【００２７】
＊導電性カーボン：キャボットコーポレーション「バルカンＸＣ−７２」、ファーネスブラック、ＤＢＰ吸油量２００ｍｌ／１００ｇ。
＊黒鉛：日本黒鉛（株）「特ＣＰ」、天然鱗片状黒鉛。
【００２８】
＊核剤：林化成（株）「ミクロンホワイト５０００Ａ」、タルク。
＊離型剤：クラリアントジャパン社「リコワックスＥ」、モンタン酸エステル。
核剤は樹脂組成物中約１重量％、また離型剤は約０．１％となる量使用した。
＜評価試験＞
【００２９】
＊引張強度及び引張弾性率：ＩＳＯ５２７−１及びＩＳＯ５２７−２に準じて測定。
＊体積抵抗率：ＡＳＴＭ Ｄ２５７に準拠して、アドバンテストＲ８３４０超絶縁抵抗計にて５Ｖ設定で測定した。
＊：ピンポイント抵抗値：実施例または比較例で得られた組成物を用いて直径４インチ、厚み１／８インチの円盤を成形した。円盤を平面の金属板上に置き、テスターにて金属板と円盤の表面の抵抗値を測定した。端子は直径約１．５ｍｍの金属棒で先端を丸めたものを使用した。テスターは３Ｖ電圧を発生する抵抗測定を行っている。
【００３０】
［実施例１〜４、比較例１〜６］
材料成分を表−１または表−２に記載の割合で秤量し、ガラス繊維と炭素繊維を除く成分をタンブラーにて約１０分混合した。次いでガラス繊維と炭素繊維を投入し、約１分混合した。得られた混合物を、単軸φ６５ｍｍ押出機（田辺プラスチック製ＶＣ６５）のホッパーに投入し、シリンダー温度２８０℃で混練し、溶融、押出してペレットを得た。
このペレットを充分乾燥後、射出成形機（住友重機械（株）製、型式ＳＨ１００、１００トン、シリンダー径３６ｍｍ）を用い、下記成形条件ＡまたはＢにより評価試験用試験片を成形した。評価結果を表−１及び表−２に示した。
【００３１】
成形条件Ａ：シリンダー設定温度 ２７０℃一律、金型温度１３０℃。
成形条件Ｂ：シリンダー設定温度 ２６０℃一律、金型温度１００℃。
その他の条件はＩＳＯ規定に準じた。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の導電性樹脂組成物が好ましく適用される成形品としては、軸状成形品、特にプリンター、コピー機に使用される導電性シャフトが挙げられる。抵抗値が数百Ω〜数ＭΩ程度の範囲で接触点に依らず安定した導電性を期待され、且つ、高強度で比較的高弾性率の用途に好適である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリアミド樹脂（Ａ）、ガラス繊維（Ｂ）、ＰＡＮ系炭素繊維（Ｃ）及び導電性カーボン（Ｄ）を含有する組成物であって、（Ａ）〜（Ｄ）の合計重量に対し、（Ａ）の含有量が３０〜８３重量％、（Ｂ＋Ｃ）の含有量が１５〜６５重量％、（Ｃ）の含有量が５〜３５重量％、（Ｄ）の含有量が２〜２０重量％、（Ｃ＋Ｄ）の含有量が７〜５５重量％であり、且つ、その引張強度が１５０ＭＰａ以上、引張弾性率が１５ＧＰａ以上であるポリアミド樹脂組成物。
【請求項２】
引張強度が１８０ＭＰａ以上、引張弾性率が１７ＧＰａ以上である請求項１記載のポリアミド樹脂組成物。
【請求項３】
ポリアミド樹脂（Ａ）が、キシリレンジアミンとα，ω−直鎖脂肪族二塩基酸から合成されるポリアミドＭＸ樹脂を６０重量％以上含有するポリアミドであり、引張強度が２３０ＭＰａ以上、且つ、引張弾性率が１８ＧＰａ以上である請求項１記載のポリアミド樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載のポリアミド樹脂組成物を成形してなる導電性軸状成形品。
【請求項５】
請求項４記載の導電性軸状成形品を導電性弾性材料で被覆してなる導電性ローラー。
【請求項１】
ポリアミド樹脂（Ａ）、ガラス繊維（Ｂ）、ＰＡＮ系炭素繊維（Ｃ）及び導電性カーボン（Ｄ）を含有する組成物であって、（Ａ）〜（Ｄ）の合計重量に対し、（Ａ）の含有量が３０〜８３重量％、（Ｂ＋Ｃ）の含有量が１５〜６５重量％、（Ｃ）の含有量が５〜３５重量％、（Ｄ）の含有量が２〜２０重量％、（Ｃ＋Ｄ）の含有量が７〜５５重量％であり、且つ、その引張強度が１５０ＭＰａ以上、引張弾性率が１５ＧＰａ以上であるポリアミド樹脂組成物。
【請求項２】
引張強度が１８０ＭＰａ以上、引張弾性率が１７ＧＰａ以上である請求項１記載のポリアミド樹脂組成物。
【請求項３】
ポリアミド樹脂（Ａ）が、キシリレンジアミンとα，ω−直鎖脂肪族二塩基酸から合成されるポリアミドＭＸ樹脂を６０重量％以上含有するポリアミドであり、引張強度が２３０ＭＰａ以上、且つ、引張弾性率が１８ＧＰａ以上である請求項１記載のポリアミド樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載のポリアミド樹脂組成物を成形してなる導電性軸状成形品。
【請求項５】
請求項４記載の導電性軸状成形品を導電性弾性材料で被覆してなる導電性ローラー。
【公開番号】特開２００６−２０６６７２（Ｐ２００６−２０６６７２Ａ）
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１８０４１（Ｐ２００５−１８０４１）
【出願日】平成１７年１月２６日（２００５．１．２６）
【出願人】（５９４１３７５７９）三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 (609)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月２６日（２００５．１．２６）
【出願人】（５９４１３７５７９）三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 (609)
【Ｆターム（参考）】
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