JP2001019858A - 導電性樹脂シート - Google Patents

導電性樹脂シート

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JP2001019858A
JP2001019858A JP19526899A JP19526899A JP2001019858A JP 2001019858 A JP2001019858 A JP 2001019858A JP 19526899 A JP19526899 A JP 19526899A JP 19526899 A JP19526899 A JP 19526899A JP 2001019858 A JP2001019858 A JP 2001019858A
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Japan
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resin
metal
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resin sheet
conductive
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Tatsuya Hayashi
林  達也
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 極めて良好な導電性、成形性及び機械的強度
を有する導電性樹脂シートを提供する。 【解決手段】 (a)熱可塑性樹脂を基質とし、これに
(b)低融点金属、及び(c)金属粉末を混合してなる
導電性樹脂シート。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、極めて高度の導電
性、及び優れた成形性や機械的強度を有する導電性樹脂
シートに関するものであり、導電性隔壁、導電性部材、
帯電防止材、電磁波シールド材、電極、コネクター、セ
ンサー、発熱体などの幅広い分野への適用が可能であ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、各種樹脂からなるシート(本発明
にいう「シート」とは肉厚が1mm以下のフィルムも包
含している)に導電性を付与した導電性樹脂シートとし
て、合成樹脂に導電性フィラーを分散、混合した複合材
料を用い成形したシートが知られている。導電性フィラ
ーとして金属系、カーボン系などが使用されているが、
極めて高度の導電性を付与するには導電性フィラーの添
加量を大幅に増加せざるを得なく、その結果、成形性
や、機械的強度が低下するため添加量は制限され、得ら
れるシートの導電性も体積固有抵抗値で10−1Ω・c
mが限界であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そこで、極めて高度の
導電性を有するとともに、成形性及び機械的強度も優れ
た導電性樹脂シートが求められていた。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決すべく鋭意検討した結果、本発明を完成するに至っっ
た。即ち本発明の要旨は、 (a)熱可塑性樹脂を基質とし、これに(b)低融点金
属、及び(c)金属粉末を混合してなる導電性樹脂シー
トにある。
【0005】本発明の好ましい実施態様としては、下記
が挙げられる。シート中の(a)熱可塑性樹脂が20〜
80容量%であるとともに、(b)及び(c)を合わせ
た金属成分中の(c)金属粉末の割合が10〜30容量
%の範囲であることを特徴とする上記の導電性樹脂シー
ト。 (b)成分の低融点金属が、Pb/Sn、Pb/Sn/
Bi、Pb/Sn/Ag、 Pb/Ag、 Sn/Ag、 S
n/Bi、Sn/Cu、Sn/Zn系から選ばれたはん
だ合金からなることを特徴とする上記の導電性樹脂シー
ト。 (c)成分の金属粉末がCu、Ni、Al、Cr及びそ
れらの合金粉末からなり、その平均粒径が1〜50μm
の範囲であることを特徴とする上記の導電性樹脂シー
ト。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
本発明の導電性樹脂シートは、その材料が(a)熱可塑
性樹脂、(b)低融点金属、及び(c)金属粉末の混合
物(以下、「混合材」という)からなることに特徴があ
る。このように熱可塑性樹脂成分と導電性を付与するた
めの金属成分を特定の組合せとすることにより、極めて
高度の導電性と他の特性をバランス良く付与できること
を見出したものであり、混合材においては(a)熱可塑
性樹脂成分を組成物全体の20〜80容量%、好ましく
は40〜60容量%の範囲で含有することが好ましい。
樹脂成分が80容量%を越えると導電性が発現し難い傾
向にあり、20容量%未満では、流動性が低下して成形
性に劣り易い。(c)の金属粉末は低融点金属の分散助
剤として作用し、金属成分中の(c)金属粉末の割合を
10〜30容量%、好ましくは15〜25容量%の範囲
とすることが好ましい。10容量%未満では、分散状態
が悪くなり、また30容量%を越えると流動性が低下す
るとともに脆化しやすく、さらに導電性も低下する傾向
が見られる。
【0007】混合材に用いられる(a)熱可塑性樹脂と
しては、ポリオレフィン系樹脂やABS樹脂、ポリエス
テル系樹脂など種々の材料が使用でき、さらに成形性等
の点から、オレフィン系エラストマー、スチレン系エラ
ストマー、塩化ビニル系エラストマー、ウレタン系エラ
ストマー、エステル系エラストマー等の熱可塑性エラス
トマーや、ポリオレフィン系樹脂中のポリエチレン樹
脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブテン樹脂等の軟質樹脂
の使用が好ましい。
【0008】(b)の低融点金属には各種のものが使用
できる。融点が300℃以下のものが好ましく、融点の
測定方法は示差走査熱量測定法(DSC)により測定す
ればよく、融点が300℃を越える金属では成形性が劣
り易い傾向がある。具体的にはPb/Sn、Pb/Sn
/Bi、Pb/Sn/Ag、 Pb/Ag、Sn/Ag、
Sn/Bi、Sn/Cu、Sn/Zn系から選ばれたは
んだ合金が好適に使用できる。(c)成分の金属粉末は
上記低融点金属の分散助剤となるものであり、Cu、N
i、Al、Cr及びそれらの合金粉末が好適に使用で
き、その平均粒径が1〜50μmの範囲のものが好まし
い。平均粒径は試料を透過型電子顕微鏡により撮影し、
写真から求めた数平均粒子径である。平均粒径が1μm
未満では混合の際のハンドリングが困難であり、また5
0μmを越えるものでは分散性が低下し易い傾向があ
る。
【0009】本発明では、上記熱可塑性樹脂と金属成分
との界面接着強度をさらに向上させるために、各種の界
面接着改質剤(接着性樹脂)を添加させてもよい。例え
ば、熱可塑性樹脂としてポリオレフィン系樹脂を使用し
た場合、変成ポリオレフィン樹脂を添加すると熱可塑性
樹脂と低融点金属との界面接着強度向上に寄与できる。
変性ポリオレフィン樹脂はポリオレフィン樹脂の一部を
炭素数3〜10の有機不飽和カルボン酸、例えばアクリ
ル酸、マレイン酸、メタクリル酸、フマール酸、イタコ
ン酸で酸変性したものを用いることができる。
【0010】本発明の導電性樹脂シートは、上記成分を
用いて、通常の溶融混練法、即ち二軸押出機などを用い
て調製することができる。一般に使用されているTダイ
押出成形機、あるいはインフレーション成形機を使用し
て製膜することができる。混練においては(b)低融点
金属が半溶融状態となる温度が好ましく、マトリックス
となる樹脂成分の溶融温度に応じて適切な金属組成を選
択し、低融点金属と分散助剤となる銅粉、ニッケル粉末
等の添加比率を適宜選択する必要がある。
【0011】以上述べたように、本発明の導電性シート
は、熱可塑性樹脂に低融点金属が含有されていることか
ら、極めて高度の導電性と、成形性及び機械的強度に優
れており、導電性隔壁、導電性部材、帯電防止材、電磁
波シールド材、電極、コネクター、センサー、発熱体な
どの幅広い分野への適用が可能である。
【0012】
【実施例】以下、実施例について説明するが、本発明は
これに限定されるものではない。 (実施例1)熱可塑性樹脂としてポリオレフィン系エラ
ストマー樹脂(「サントプレン203−40」AESジ
ャパン社製)、界面接着改質剤として酸変成ポリオレフ
ィン(「アドテックスER320P」日本ポリオレフィ
ン(株)製)を用い、低融点金属として鉛フリーハンダ
(Sn−4Cu−2Ni 融点 固相線225℃−液相
線480℃)、金属粉末として平均粒径10μmの銅粉
を用いた。あらかじめ各原料粉末を物理混合し(ポリオ
レフィン系エラストマー樹脂40容量%、酸変成ポリオ
レフィン10容量%、低融点金属45容量%、金属粉末
5容量%、)、2軸押出機(「2D25−S」東洋精機
(株)製)を用いて溶融混練後、低融点金属含有樹脂ペ
レットを作成した。
【0013】押出条件は以下の通りである。 シリンダー温度: 220℃ スクリュ回転数: 20r.p.m. その後、上記ペレットを用いTダイ押出機により厚さ1
mmのシート成形を下記の条件で行った。 シリンダー温度 : 220℃ 口金温度 : 220℃ スクリュ回転数 : 50r.p.m.
【0013】(実施例2)熱可塑性樹脂としてABS樹
脂(「HS−N60/AES」電気化学工業(株)
製)、低融点金属として鉛フリーハンダ(Sn−4Cu
−2Ni 融点 固相線225℃−液相線480℃)、
金属粉末として平均粒径10μmの銅粉を用いた。あら
かじめ各原料粉末を物理混合し(ABS樹脂50容量
%、低融点金属45容量%、金属粉末5容量%)、2軸
押出機(「2D25−S」東洋精機(株)製)を用いて
溶融混練後、低融点金属含有樹脂ペレットを作成した。
押出条件は以下の通りである。 シリンダー温度: 240℃ スクリュ回転数: 40r.p.m. その後、Tダイ押出機により厚さ1mmのシート成形を
下記の条件で行った。 シリンダー温度 : 240℃ 口金温度 :240℃ スクリュ回転数 : 50r.p.m.
【0014】(比較例1)熱可塑性樹脂としてポリオレ
フィン系エラストマー樹脂(「サントプレン203−4
0」AESジャパン社製)、導電性フィラーとしてカー
ボンブラック(「ケッチェンブラック」ケッチェンブラ
ック・インターナショナル社製)用いた。あらかじめ各
原料粉末(ポリオレフィン系エラストマー樹脂80重量
%、カーボンブラック20重量%)を物理混合し、2軸
押出機(「2D25−S」東洋精機(株))を用いて溶
融混練後、ペレット化した。押出条件は以下の通りであ
る。 シリンダー温度: 220℃ スクリュ回転数: 20r.p.m. その後、Tダイ押出機により厚さ1mmのシート成形を
下記の条件で行った。 シリンダー温度 : 220℃ 口金温度 : 220℃ スクリュ回転数 : 50r.p.m.
【0015】(比較例2)熱可塑性樹脂としてABS樹
脂(「HS−N60/AES」電気化学工業(株)
製)、導電性フィラーとしてカーボンブラック(「ケッ
チェンブラック」ケッチェンブラック・インターナショ
ナル社製)を用いた。あらかじめ各原料粉末を物理混合
し(ポリオレフィン系エラストマー樹脂80重量%、カ
ーボンブラック20重量%)、2軸押出機(「2D25
−S」東洋精機(株))を用いて溶融混練後、ペレット
化した。押出条件は以下の通りである。 シリンダー温度: 240℃ スクリュ回転数: 40r.p.m. その後、Tダイ押出機により厚さ1mmのシート成形を
下記の条件で行った。 シリンダー温度 : 240℃ 口金温度 : 240℃ スクリュ回転数 : 50r.p.m.
【0016】上記内容にて得られた導電性樹脂シートを
用いて、導電性、機械的強度、成形加工性を以下のよう
に評価した。 (1) 導電性(体積固有抵抗値:Ω・cm) JIS C2525に準拠して10点の試料について測
定を行い平均値を求めた。 (2) 機械的強度 フィルムを指で折り曲げ、折り目から切れない場合を
(○)、切れた場合を(×)とした。 (3) 成形加工性 混練時あるいはTダイ押出し成形時における押出易さ
(ゲル化性)、シートに製膜時の成形のし易さから評価
し、良好な場合を(○)、不良な場合を(×)とした。
これらの評価結果を表1に示した。
【0017】
【表1】
【0018】表1に示したように本発明の導電性樹脂シ
ートの実施例1、2は、極めて高度の優れた導電性を有
するとともにその強度、成形性においても従来のフィラ
ー充填系以上の性能を発揮することが分かる。
【0019】
【発明の効果】上述したように、本発明の導電性樹脂シ
ートは、熱可塑性樹脂に低融点金属が含有されているこ
とから、極めて高度の導電性と、成形性及び機械的強度
に優れており、導電性隔壁、導電性部材、帯電防止材、
電磁波シールド材、電極、コネクター、センサー、発熱
体などの幅広い分野への適用が可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01B 5/16 H01B 5/16 Fターム(参考) 4F071 AA15 AA20 AA22 AA24 AA43 AA53 AA80 AB06 AB07 AB08 AB09 AB12 AF37 AH12 BB06 BB09 BC01 4J002 BB031 BB121 BC041 BD051 CF101 CF171 CK021 DA077 DA087 DA097 DA117 DC006 DC007 FD116 FD117 GQ00 5G301 DA02 DA03 DA04 DA06 DA10 DA13 DA15 DA42 DA43 DD05 DD06 DD08 5G307 AA02 HA01 HB03 HC01

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)熱可塑性樹脂を基質とし、これに
    (b)低融点金属、及び(c)金属粉末を混合してなる
    導電性樹脂シート。
  2. 【請求項2】 シート中の(a)熱可塑性樹脂が20〜
    80容量%であるとともに、(b)及び(c)を合わせ
    た金属成分中の(c)金属粉末の割合が10〜30容量
    %の範囲であることを特徴とする請求項1記載の導電性
    樹脂シート。
  3. 【請求項3】 (b)成分の低融点金属が、Pb/S
    n、Pb/Sn/Bi、Pb/Sn/Ag、 Pb/A
    g、 Sn/Ag、 Sn/Bi、Sn/Cu、Sn/Zn
    系から選ばれたはんだ合金からなることを特徴とする請
    求項1乃至2記載の導電性樹脂シート。
  4. 【請求項4】(c)成分の金属粉末がCu、Ni、A
    l、Cr及びそれらの合金粉末からなり、その平均粒径
    が1〜50μmの範囲であることを特徴とする請求項1
    乃至3記載の導電性樹脂シート。
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