JP2598143B2 - 導電性樹脂組成物 - Google Patents
導電性樹脂組成物Info
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- JP2598143B2 JP2598143B2 JP1328136A JP32813689A JP2598143B2 JP 2598143 B2 JP2598143 B2 JP 2598143B2 JP 1328136 A JP1328136 A JP 1328136A JP 32813689 A JP32813689 A JP 32813689A JP 2598143 B2 JP2598143 B2 JP 2598143B2
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- Japan
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- conductive
- resin composition
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- conductive resin
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は導電性の成形品を製造し、あるいは塗料、接
着剤などとして用いるに適した導電性の複合材料組成物
に関する。
着剤などとして用いるに適した導電性の複合材料組成物
に関する。
〔従来の技術〕 エレクトロニクス技術の発展に伴い、静電気や電磁波
のシールド材等として、軽量であって高強度、高導電性
で、かつ成形性に優れた導電性樹脂組成物が求められる
ようになってきており、更にまた合成樹脂成形品に対し
て導電性を付与するための導電性塗料、あるいは導電性
接合を形成するための導電性接着剤などが求められるよ
うになっている。そして、かかる導電性組成物として
は、金属や炭素などの導電性物質の粒子あるいは繊維と
ゴム・プラスチックなどの合成樹脂とを配合して複合化
したものが一般的である。
のシールド材等として、軽量であって高強度、高導電性
で、かつ成形性に優れた導電性樹脂組成物が求められる
ようになってきており、更にまた合成樹脂成形品に対し
て導電性を付与するための導電性塗料、あるいは導電性
接合を形成するための導電性接着剤などが求められるよ
うになっている。そして、かかる導電性組成物として
は、金属や炭素などの導電性物質の粒子あるいは繊維と
ゴム・プラスチックなどの合成樹脂とを配合して複合化
したものが一般的である。
このような従来の複合樹脂組成物においては、導電性
物質として金属材料を用いたものは一般に重く、また酸
化によって導電性能が劣化し易い欠点があり、劣化しが
たい材料を選択すると極めて高価でもある。一方、導電
性物質としての炭素材料は一般に金属材料より導電性が
劣るので、例えばカーボンブラック等の粉末材料を用い
て低抵抗の複合樹脂組成物を得ようとすると多量添加を
必要とする。従って、樹脂組成物の粘度上昇が大きく、
加工性が大幅に低下する。また樹脂混練時あるいは樹脂
を所望の形に成形する際に、せん断によりカーボンブラ
ックのストラクチャーの破壊が生じて電気抵抗率が変化
し、所望の電気抵抗率を得にくいうえ、外部応力によっ
て電気抵抗率が変化するという問題がある。
物質として金属材料を用いたものは一般に重く、また酸
化によって導電性能が劣化し易い欠点があり、劣化しが
たい材料を選択すると極めて高価でもある。一方、導電
性物質としての炭素材料は一般に金属材料より導電性が
劣るので、例えばカーボンブラック等の粉末材料を用い
て低抵抗の複合樹脂組成物を得ようとすると多量添加を
必要とする。従って、樹脂組成物の粘度上昇が大きく、
加工性が大幅に低下する。また樹脂混練時あるいは樹脂
を所望の形に成形する際に、せん断によりカーボンブラ
ックのストラクチャーの破壊が生じて電気抵抗率が変化
し、所望の電気抵抗率を得にくいうえ、外部応力によっ
て電気抵抗率が変化するという問題がある。
また、カーボンブラックの代わりに電気抵抗率が変化
しにくい炭素繊維を配合しようとする提案があり、例え
ば特開昭64−65144には気相成長系炭素質繊維の黒鉛化
物を合成樹脂中に分散した樹脂配合物が開示されている
が、これとても複合樹脂組成物としての体積抵抗は10-1
〜101Ωcm程度であり、電磁波シールド材として必要と
される10-2Ωcmのレベルの体積抵抗は実現できていなか
った。
しにくい炭素繊維を配合しようとする提案があり、例え
ば特開昭64−65144には気相成長系炭素質繊維の黒鉛化
物を合成樹脂中に分散した樹脂配合物が開示されている
が、これとても複合樹脂組成物としての体積抵抗は10-1
〜101Ωcm程度であり、電磁波シールド材として必要と
される10-2Ωcmのレベルの体積抵抗は実現できていなか
った。
このような事情の下で、本発明は、高く安定した導電
性を保持していて電磁波シールド材などとして使用する
ことが可能な導電性の複合樹脂材料を提供しようとする
ものである。
性を保持していて電磁波シールド材などとして使用する
ことが可能な導電性の複合樹脂材料を提供しようとする
ものである。
上記のような本発明の目的は、合成樹脂100重量部に
対して黒鉛繊維、特に直径0.1〜１μｍかつ長さ10μｍ
以下の黒鉛化した気相成長炭素繊維10〜100重量部及び
導電性カーボンブラック10〜80重量部を分散配合してな
る導電性樹脂組成物によって達成することができる。
対して黒鉛繊維、特に直径0.1〜１μｍかつ長さ10μｍ
以下の黒鉛化した気相成長炭素繊維10〜100重量部及び
導電性カーボンブラック10〜80重量部を分散配合してな
る導電性樹脂組成物によって達成することができる。
本発明の導電性樹脂組成物に用いられる黒鉛繊維とし
ては、例えばアクリル繊維などの有機繊維を高温下で熱
分解するか、あるいは炭化水素を気相熱分解することに
よって得られる炭素繊維を、たとえば不活性ガス雰囲気
中で加熱処理して黒鉛化したものを用いることができる
が、中でも気相成長炭素繊維を黒鉛化したものが好まし
い。
ては、例えばアクリル繊維などの有機繊維を高温下で熱
分解するか、あるいは炭化水素を気相熱分解することに
よって得られる炭素繊維を、たとえば不活性ガス雰囲気
中で加熱処理して黒鉛化したものを用いることができる
が、中でも気相成長炭素繊維を黒鉛化したものが好まし
い。
かかる気相成長炭素繊維は、トルエン、ベンゼン、ナ
フタレン等の芳香族炭化水素やプロパン、エタン、エチ
レン等の脂肪族炭化水素などの炭化水素化合物、好まし
くはベンゼンまたはナフタレンを原料として用い、かか
る原料をガス化して水素などのキャリヤガスと共に例え
ば900℃以上の高温下で炭化水素分解触媒と接触、分解
させる方法によって得ることができるが、特にガス化し
た原料を水素などのキャリヤガスと共に900〜1500℃の
反応帯域中に分散浮遊させた超微粒金属からなる触媒、
たとえば粒径100〜300オングストロームの鉄、ニッケ
ル、鉄−ニッケル合金などと接触、分解させるなどの方
法によって得たものが好ましく用いられる。
フタレン等の芳香族炭化水素やプロパン、エタン、エチ
レン等の脂肪族炭化水素などの炭化水素化合物、好まし
くはベンゼンまたはナフタレンを原料として用い、かか
る原料をガス化して水素などのキャリヤガスと共に例え
ば900℃以上の高温下で炭化水素分解触媒と接触、分解
させる方法によって得ることができるが、特にガス化し
た原料を水素などのキャリヤガスと共に900〜1500℃の
反応帯域中に分散浮遊させた超微粒金属からなる触媒、
たとえば粒径100〜300オングストロームの鉄、ニッケ
ル、鉄−ニッケル合金などと接触、分解させるなどの方
法によって得たものが好ましく用いられる。
こうして得た炭素繊維は必要に応じてボールミル、ロ
ータースピードミル、カッティングミルその他の適宜の
粉砕機を用いて粉砕する。かかる粉砕は必須ではない
が、合成樹脂と配合する際に分散性が改良され、複合樹
脂組成物としての性能が向上するから実施することが好
ましい。
ータースピードミル、カッティングミルその他の適宜の
粉砕機を用いて粉砕する。かかる粉砕は必須ではない
が、合成樹脂と配合する際に分散性が改良され、複合樹
脂組成物としての性能が向上するから実施することが好
ましい。
更に、こうして得た炭素繊維を、1500〜3500℃、好ま
しくは2500〜3000℃の温度で、３〜120分間、好ましく
は30〜60分間、アルゴン等の不活性ガスの雰囲気下で熱
処理することにより、好ましい性状の黒鉛繊維が得られ
る。
しくは2500〜3000℃の温度で、３〜120分間、好ましく
は30〜60分間、アルゴン等の不活性ガスの雰囲気下で熱
処理することにより、好ましい性状の黒鉛繊維が得られ
る。
また、本発明の導電性樹脂組成物に配合される導電性
カーボンブラックは、従来から合成樹脂などに導電性を
付与する為に使用されていたものが利用でき、例えばラ
イオンアクゾ社製のケッチェンブラックEC（商品名）な
どを用いることができる。
カーボンブラックは、従来から合成樹脂などに導電性を
付与する為に使用されていたものが利用でき、例えばラ
イオンアクゾ社製のケッチェンブラックEC（商品名）な
どを用いることができる。
本発明の導電性樹脂組成物に用いられる合成樹脂とし
ては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化
ビニル、エチレン・酢ビ共重合体、エチレン・アクリル
酸エステル共重合体等の熱可塑性樹脂、例えばシリコー
ン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂等
の熱硬化性樹脂、また例えばクロロプレン、クロロスル
ホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、エチレン−
α−オレフィンゴム、エチレン−プロピレンゴム、シリ
コーンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム等のゴムが使用
できる。
ては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化
ビニル、エチレン・酢ビ共重合体、エチレン・アクリル
酸エステル共重合体等の熱可塑性樹脂、例えばシリコー
ン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂等
の熱硬化性樹脂、また例えばクロロプレン、クロロスル
ホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、エチレン−
α−オレフィンゴム、エチレン−プロピレンゴム、シリ
コーンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム等のゴムが使用
できる。
このような合成樹脂に黒鉛繊維と導電性カーボンブラ
ックを配合し分散させる方法としては、一般に使用され
る２本ロールミル、ニーダー、インターミックス、バン
バリーミキサー等の混練機が使用できる。
ックを配合し分散させる方法としては、一般に使用され
る２本ロールミル、ニーダー、インターミックス、バン
バリーミキサー等の混練機が使用できる。
本発明の導電性樹脂組成物の配合組成は合成樹脂100
重量部に対して黒鉛繊維10〜100重量部であるのがよ
く、また導電性カーボンブラック10〜80重量部であるの
がよい。このうち黒鉛繊維の配合量は、電気抵抗率及び
加工、成形性などのバランスを考慮して使用する黒鉛繊
維の性状に基づいて選択されることが望ましい。更に導
電性カーボンブラックの配合量も、電気抵抗率及び加工
性などのバランスによって選択されることが望ましく、
黒鉛繊維と導電性カーボンブラックとの配合量の比は、
5:1〜1:1の範囲内にあることが好ましい。
重量部に対して黒鉛繊維10〜100重量部であるのがよ
く、また導電性カーボンブラック10〜80重量部であるの
がよい。このうち黒鉛繊維の配合量は、電気抵抗率及び
加工、成形性などのバランスを考慮して使用する黒鉛繊
維の性状に基づいて選択されることが望ましい。更に導
電性カーボンブラックの配合量も、電気抵抗率及び加工
性などのバランスによって選択されることが望ましく、
黒鉛繊維と導電性カーボンブラックとの配合量の比は、
5:1〜1:1の範囲内にあることが好ましい。
また本発明の導電性樹脂組成物には、更に可塑剤、溶
剤、充填剤、加工助剤、酸化防止剤、架橋剤等の添加剤
を添加することができる。
剤、充填剤、加工助剤、酸化防止剤、架橋剤等の添加剤
を添加することができる。
本発明の導電性樹脂組成物が成形用であるときは、押
出し成形、射出成形、トランスファー成形、プレス成形
など各種の成形方法から、ベース樹脂及び成形物の形状
によって適宜の方法を選択して成形物を得ることができ
る。また塗料などであるときは、目的に応じてディッピ
ング、印刷、吹き付けなど適宜の方法を利用することが
できる。
出し成形、射出成形、トランスファー成形、プレス成形
など各種の成形方法から、ベース樹脂及び成形物の形状
によって適宜の方法を選択して成形物を得ることができ
る。また塗料などであるときは、目的に応じてディッピ
ング、印刷、吹き付けなど適宜の方法を利用することが
できる。
本発明の導電性樹脂組成物に配合する黒鉛繊維は以下
のようにして製造した。
のようにして製造した。
1000〜1100℃に温度調節した縦型管状電気炉中に、下
方から水素を流しつつ粒径100〜300オングストロームの
金属鉄触媒粒子を浮遊させておき、これにベンゼンと水
素の混合ガスを下方から導入して分解させ、長さ10〜30
00μｍ、径0.1〜0.5μｍの炭素繊維を得た。次に、この
炭素繊維を遊星型ボールミル（フリッチュ・ジャパン株
式会社、Ｐ−５型）を用いて回転数500rpmで20分間粉砕
した。
方から水素を流しつつ粒径100〜300オングストロームの
金属鉄触媒粒子を浮遊させておき、これにベンゼンと水
素の混合ガスを下方から導入して分解させ、長さ10〜30
00μｍ、径0.1〜0.5μｍの炭素繊維を得た。次に、この
炭素繊維を遊星型ボールミル（フリッチュ・ジャパン株
式会社、Ｐ−５型）を用いて回転数500rpmで20分間粉砕
した。
次いで、この粉砕炭素繊維を電気炉に入れ、アルゴン
雰囲気下で2960〜3000℃に30分間保持して黒鉛化し、径
0.1〜0.5μｍ、長さが１〜10μｍである黒鉛繊維を得
た。
雰囲気下で2960〜3000℃に30分間保持して黒鉛化し、径
0.1〜0.5μｍ、長さが１〜10μｍである黒鉛繊維を得
た。
合成樹脂としてエチレン酢酸ビニル樹脂（三井デュポ
ンケミカル社、エバフレックス250、以下単にEVAとい
う）を用い、参考例で得た黒鉛繊維と、導電性カーボン
ブラック（ライオンアクゾ社、ケッチェンブラックEC、
以下単にECという）とを、第１表に示す配合（数字は重
量部で表示した）に従って、６インチの２本ロールで20
分間混練した。次いでプレス成形により150×150×2mm
のシートを作成し、これらからそれぞれ長さ70mm、幅10
mm、厚さ2mmの試料片を切出して、ホイートストンブリ
ッジにより電気抵抗値を測定し、体積抵抗率を算出し
た。
ンケミカル社、エバフレックス250、以下単にEVAとい
う）を用い、参考例で得た黒鉛繊維と、導電性カーボン
ブラック（ライオンアクゾ社、ケッチェンブラックEC、
以下単にECという）とを、第１表に示す配合（数字は重
量部で表示した）に従って、６インチの２本ロールで20
分間混練した。次いでプレス成形により150×150×2mm
のシートを作成し、これらからそれぞれ長さ70mm、幅10
mm、厚さ2mmの試料片を切出して、ホイートストンブリ
ッジにより電気抵抗値を測定し、体積抵抗率を算出し
た。
その結果をまとめて第１表に示す。
この試験において、黒鉛繊維の配合量が100重量部を
越えると体積抵抗率が徐々に増加するのに対し、カーボ
ンブラックの配合量が80重量部を超えると急激に体積抵
抗率が増加するが、これは組成物中の導電材料の分散性
が低下すると共に加工性も低下する結果、組成物の凝集
力が低くなって成形体中の構造的欠陥が増加するためと
考えられる。そして対照例の組成物に比べて本発明の組
成物は格段に低い体積抵抗率を有することが判る。
越えると体積抵抗率が徐々に増加するのに対し、カーボ
ンブラックの配合量が80重量部を超えると急激に体積抵
抗率が増加するが、これは組成物中の導電材料の分散性
が低下すると共に加工性も低下する結果、組成物の凝集
力が低くなって成形体中の構造的欠陥が増加するためと
考えられる。そして対照例の組成物に比べて本発明の組
成物は格段に低い体積抵抗率を有することが判る。
本発明の導電性樹脂組成物は、高価な金属繊維などを
用いる代わりに炭素質の導電材料を用いた軽い複合材料
であり、そのうえ高い導電率をもつので、電磁遮蔽など
に利用できる特長がある。
用いる代わりに炭素質の導電材料を用いた軽い複合材料
であり、そのうえ高い導電率をもつので、電磁遮蔽など
に利用できる特長がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山梨 秀則 静岡県御殿場市川島田252 矢崎部品株 式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−12753（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−101372（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−286468（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−101343（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】合成樹脂100重量部に対して直径0.1〜１μ
ｍかつ長さ10μｍ以下の黒鉛化した気相成長炭素繊維10
〜100重量部及び導電性カーボンブラック10〜80重量部
を分散配合してなる導電性樹脂組成物。 - 【請求項２】気相成長炭素繊維が、高温帯域中に浮遊し
た超微粒金属触媒と炭化水素化合物とを接触して得たも
のである特許請求の範囲第１項記載の導電性樹脂組成
物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1328136A JP2598143B2 (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | 導電性樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1328136A JP2598143B2 (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | 導電性樹脂組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03250503A JPH03250503A (ja) | 1991-11-08 |
| JP2598143B2 true JP2598143B2 (ja) | 1997-04-09 |
Family
ID=18206898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1328136A Expired - Lifetime JP2598143B2 (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | 導電性樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2598143B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2125203A1 (en) * | 1993-08-12 | 1995-02-13 | David Andrew Benko | Graphite fiber reinforced tires & method of incorporating graphite fibers into an elastomer |
| WO2002082592A1 (fr) * | 2001-04-03 | 2002-10-17 | Kureha Kagaku Kogyo K.K. | Support de circuit intégré |
| JP4759852B2 (ja) * | 2001-06-01 | 2011-08-31 | Ｎｏｋ株式会社 | 電磁波シールド用ゴム組成物 |
| JP2003110280A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-11 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | 電磁波シールド材 |
| JP5146804B2 (ja) * | 2007-06-12 | 2013-02-20 | 日信工業株式会社 | カーボンナノファイバーを用いた炭素繊維複合材料の製造方法 |
| EP2301992A4 (en) | 2008-07-10 | 2012-05-30 | Nissin Kogyo Kk | METHOD FOR PRODUCING CARBON NANOFIBER, CARBON NANOFIBER, METHOD FOR PRODUCING CARBON FIBER COMPOUND MATERIAL FROM CARBON NANOFIBER AND CARBON FIBER COMPOSITE MATERIAL |
| JP5695378B2 (ja) * | 2010-09-24 | 2015-04-01 | 積水化学工業株式会社 | ビニル系樹脂組成物成形体及び耐燃焼性シート |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6112753A (ja) * | 1984-06-27 | 1986-01-21 | Tokai Carbon Co Ltd | 導電性樹脂組成物 |
-
1989
- 1989-12-20 JP JP1328136A patent/JP2598143B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03250503A (ja) | 1991-11-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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