JP2001055517A

JP2001055517A - 導電性樹脂組成物およびその製造方法

Info

Publication number: JP2001055517A
Application number: JP23377599A
Authority: JP
Inventors: Satoru Yamauchi; 哲山内; Wataru Tanaka; 田中　　渉; Shinji Noguchi; 晋治野口; Koji Yamamoto; 耕司山本
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-08-20
Filing date: 1999-08-20
Publication date: 2001-02-27

Abstract

(57)【要約】【課題】導電性樹脂組成物の電気伝導性が1.0 ×１０
^-4Ω・ｃｍ以下の樹脂組成物を安定して供給する。【解決手段】熱可塑性樹脂１、金属粉末または金属繊
維３、低融点金属２から構成される導電性樹脂組成物に
おいて、熱可塑性樹脂１のメルトフローレート（ＭＦ
Ｒ）が２〜２５ｇ／１０ｍｉｎである構成とする。これ
により、低融点金属２、金属粉末３が凝集することなく
樹脂組成物中で規則的に分散し、かつ金属が相互に接続
し、樹脂組成物表面に低融点金属２が凝集して発現する
ことがない。これにより、金属粉末３が均一に分散して
相互に接続した、体積固有抵抗値が1.0 ×１０^-4Ω・ｃ
ｍ以下となる導電性樹脂組成物を安定して得ることがで
きる。また、低融点金属２の融点が、前記熱可塑性樹脂
１の融点と同じ、もしくはそれ以上である構成としても
よい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、低抵抗値を有し
て電気伝導性に優れた樹脂組成物を得る材料技術、およ
び前記樹脂組成物を再溶融し射出成形法等により任意の
形状に賦形する成形工程についての導電性樹脂組成物お
よびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の導電性樹脂組成物としては、熱可
塑性樹脂と金属繊維や金属粉末、低融点金属から構成さ
れる樹脂組成物があげられる（特開平１０−２３７３３
１）。この樹脂組成物は、熱可塑性樹脂と低融点金属
（鉛フリーハンダ）を低融点金属の半溶融状態下、また
は完全溶融状態下で溶融しない金属粉末とともに混練を
行い、熱可塑性樹脂中に金属粉末を細かく分散させ、金
属を相互に接続させて低抵抗値を有するものを得ること
を特徴としている（図１）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この導
電性樹脂組成物を構成する材料において、使用する該熱
可塑性樹脂の選択を誤ると樹脂組成物中で金属粉末が均
一に、細かく分散せずに凝集し、金属が相互に接続しな
いといった現象が観察される（図２）。これにより通常
均一に分散すれば、体積固有抵抗値が１．０×１０^-4Ω
・ｃｍ以下の樹脂組成物を得ることが可能となるものが
１．０×１０^-3Ω・ｃｍ以上となり，良好な電気伝導性
を有する樹脂組成物を得ることができなかった。

【０００４】また、適切な熱可塑性樹脂を選択しても、
導電性樹脂組成物を構成する材料において、該低融点金
属の融点が樹脂組成物の融点より低い場合、混練装置に
投入された低融点金属が熱可塑性樹脂よりも先に溶融を
始め、未溶融の熱可塑性樹脂が低融点金属内に取り込ま
れ低融点金属中に熱可塑性樹脂と、金属粉末が分散した
構造となる（図３）。これにより所定の配合が行われた
樹脂組成物でも、体積固有抵抗値が１．０×１０^-4Ω・
ｃｍ以下と十分な電気伝導性を得ることができなくなる
といった問題点があった。

【０００５】また、熱可塑性樹脂、金属粉末または金属
繊維、鉛フリーハンダなどの低融点金属から構成される
導電性樹脂組成物は、樹脂組成物中に占める熱可塑性樹
脂の割合が極端に低いため、引張強度、曲げ強度などの
材料強度が低くなる。この問題点を解決するために、導
電性樹脂組成物中に占める金属の割合を減少させ、熱可
塑性樹脂組成物の割合を増加させれば、導電性樹脂組成
物の体積固有抵抗値が上昇し、電気を通電した際に抵抗
発熱して導電性樹脂組成物が溶融、変形するといった問
題点があった。

【０００６】さらに熱可塑性樹脂、金属粉末または金属
繊維、鉛フリーハンダなどの低融点金属から構成される
導電性樹脂組成物を任意の形状に賦形する成形工程にお
いて、成形品が薄肉の場合や、成形圧力が低い状態で成
形を行うために低融点金属の融点をはるかに超えた高温
度で成形すると、樹脂組成物中で規則的に分散、連結し
た金属粉末、および低融点金属のネットワークが崩れ
る。

【０００７】これにより成形工程において再溶融した低
融点金属が凝集し、得られる成形品表面の一部分、もし
くは複数部分に低融点金属が出現する成形不良現象が見
られたり、得られた成形品が十分な電気伝導性を有して
おらず、通電部品としての電気伝導性に問題点が発生し
た。

【０００８】したがって、この発明の目的は、前記問題
点を解決するもので、熱可塑性樹脂、金属粉末または金
属繊維、低融点金属から構成される導電性樹脂組成物の
電気伝導性が１．０×１０^-4Ω・ｃｍ以下の樹脂組成物
を安定して供給するための熱可塑性樹脂、および低融点
金属の選定方法、材料強度を向上させるための手段、お
よび外観不良や通電不良の発生しない導電性樹脂組成物
およびその製造方法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明の請求項１記載の導電性樹脂組成物は、熱可
塑性樹脂、金属粉末または金属繊維、低融点金属から構
成される導電性樹脂組成物において、前記熱可塑性樹脂
のメルトフローレート（ＭＦＲ）が２〜２５ｇ／１０ｍ
ｉｎであることを特徴とする。

【００１０】このように、熱可塑性樹脂、金属粉末また
は金属繊維、低融点金属から構成され、熱可塑性樹脂の
メルトフローレート（ＭＦＲ）が２〜２５ｇ／１０ｍｉ
ｎであるので、低融点金属、金属粉末が凝集することな
く樹脂組成物中で規則的に分散し、かつ金属が相互に接
続し、樹脂組成物表面に低融点金属が凝集して発現する
ことがない。これにより、金属粉末が均一に分散して相
互に接続した、体積固有抵抗値が１．０×１０^-4Ω・ｃ
ｍ以下となる導電性樹脂組成物を安定して得ることがで
きる。

【００１１】請求項２記載の導電性樹脂組成物は、熱可
塑性樹脂、金属粉末または金属繊維、低融点金属から構
成される導電性樹脂組成物において、前記低融点金属の
融点が、前記熱可塑性樹脂の融点と同じ、もしくはそれ
以上であることを特徴とする。

【００１２】このように、熱可塑性樹脂、金属粉末また
は金属繊維、低融点金属から構成され、低融点金属の融
点が、熱可塑性樹脂の融点と同じ、もしくはそれ以上で
あるので、低融点金属、金属粉末が凝集することなく樹
脂組成物中で規則的に分散し、かつ金属が相互に接続
し、樹脂組成物表面に低融点金属が凝集して発現するこ
とがない。この場合、混練装置内において融点の低い熱
可塑性樹脂が溶融、流動を始める。この熱可塑性樹脂の
溶融体内で未溶融金属が分散し、所定の温度に達すると
分散した低融点金属が溶融する。これにより、金属が凝
集して混練体表面に析出することなく、射出成形品の体
積固有抵抗値も１０^-5Ω・ｃｍと金属並みの抵抗値が得
られる。

【００１３】請求項３記載の導電性樹脂組成物は、熱可
塑性樹脂、金属粉末または金属繊維、低融点金属から構
成される導電性樹脂組成物において、前記熱可塑性樹脂
のメルトフローレート（ＭＦＲ）が２〜２５ｇ／１０ｍ
ｉｎであり、かつ前記低融点金属の融点が、前記熱可塑
性樹脂の融点と同じ、もしくはそれ以上であることを特
徴とする。

【００１４】このように、熱可塑性樹脂、金属粉末また
は金属繊維、低融点金属から構成され、熱可塑性樹脂の
メルトフローレート（ＭＦＲ）が２〜２５ｇ／１０ｍｉ
ｎであり、かつ低融点金属の融点が、熱可塑性樹脂の融
点と同じ、もしくはそれ以上であるので、請求項１と請
求項２で開示した内容をともに満たすことで、金属が均
一分散し相互に接続した、金属並みの体積固有抵抗値を
有する導電性樹脂組成物を確実に得ることができる。

【００１５】請求項４記載の導電性樹脂組成物は、請求
項３において、金属以外の無機充填剤を有し、この無機
充填剤の含有量が３０ｖｏｌ％以下である。このよう
に、金属以外の無機充填剤を有し、この無機充填剤の含
有量が３０ｖｏｌ％以下であるので、電気伝導性を損な
わず、金属並みの体積固有抵抗値を有し、材料特性（材
料強度、耐衝撃性、重量、耐熱性など）を向上させるこ
とが可能となる。

【００１６】請求項５記載の導電性樹脂組成物は、請求
項１，２または３において、熱可塑性樹脂、金属粉末、
低融点金属が、それぞれポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、
銅粉末、鉛フリーハンダである。このように、熱可塑性
樹脂、金属粉末、低融点金属が、それぞれＰＰ樹脂、銅
粉末、鉛フリーハンダとすることで、体積固有抵抗値が
１．０×１０^-5Ω・ｃｍとなる樹脂組成物の製造が可能
となる。

【００１７】請求項６記載の導電性樹脂組成物の製造方
法は、熱可塑性樹脂、金属粉末または金属繊維、低融点
金属から構成される導電性樹脂組成物を溶融させて混練
し、任意の形状に成形する導電性樹脂組成物の製造方法
において、前記導電性樹脂組成物を成形する工程で、前
記導電性樹脂組成物の溶融温度を、この樹脂組成物中に
含まれる前記熱可塑性樹脂の融点以上、かつ前記低融点
金属の融点より２０℃高い温度以下として成形すること
を特徴とする。

【００１８】このように、導電性樹脂組成物を成形する
工程で、導電性樹脂組成物の溶融温度を、この樹脂組成
物中に含まれる熱可塑性樹脂の融点以上、かつ低融点金
属の融点より２０℃高い温度以下として成形するので、
導電性樹脂組成物を任意の形状に賦形する成形工程にお
いて、表面に低融点金属の凝集体が出現することない。
すなわち、成形する際の成形温度条件が、低融点金属の
融点を超えて成形した場合、低融点金属が再溶融するた
めに混練・造粒工程で形成された金属の接合が解除され
て凝集する。しかしながら、一度造粒された導電性樹脂
組成物は金属物質周辺に存在する熱可塑性樹脂が断熱層
の役割を果たすため、低融点金属の融点よりも高い温度
（約２０℃）で再溶融が始まる。そのため、上記のよう
に成形温度を低融点金属の融点より２０℃高い温度以下
とすることで、成形品表面に低融点金属の凝集体が出現
することなく、金属並みの体積固有抵抗値（１０^-5Ω・
ｃｍ）を有する成形体を得ることが可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】この発明の第１の実施の形態の導
電性樹脂組成物について説明する。この導電性樹脂組成
物は、少なくとも熱可塑性樹脂、金属粉末または金属繊
維、鉛フリーハンダ等の低融点金属から構成され、これ
らの材料を予め溶融混練したものから構成されている。
この材料が有する体積抵抗値は導電物質（金属粉末また
は金属繊維、低融点金属）の配合割合により可変であ
る。検討結果では、熱可塑性樹脂４５ｖｏｌ％、金属粉
末または金属繊維４０ｖｏｌ％、低融点金属１５ｖｏｌ
％の割合で混入した場合、安定して体積固有抵抗値が
１．０×１０^-4Ω・ｃｍ以下の樹脂組成物の製造が可能
であることが判明しているが、特にこの配合割合に限ら
れるものではない。

【００２０】また、ここで述べる熱可塑性樹脂はポリプ
ロピレン（ＰＰ）樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂、ポ
リ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド
（ＰＡ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリブ
チレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂等、特に限定しな
い。金属粉末または金属繊維の材質は銅（Ｃｕ）、ニッ
ケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）な
ど、及びそれらの合金があげられるが特に限定されるも
のではない。また低融点金属としてはスズ（Ｓｎ）、ビ
スマス（Ｂｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、最も好ましいのはＳｎ
−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｚｎなどの低融点合金である。

【００２１】導電性樹脂組成物を溶融混練する製造装置
としては、樹脂やゴム、セラミック用の一般的な混練装
置を用いることができる。この混練装置は、あらかじめ
所定温度に設定された混合槽内に材料を投入し、混合槽
内に設置された２本のロータを所定の回転数で回転させ
ることにより投入された材料を熱と圧力により溶融、可
塑化させるものである。この混練装置を用いることで、
比重が極端に異なる熱可塑性樹脂と銅粉末、および低融
点金属を分散させた。なお、混練条件は、熱可塑性樹脂
と低融点金属のみが溶融状態となるようにする。

【００２２】また、前記混練装置で溶融、混練された混
練体は一般的に塊状で取り出される。この塊状の組成物
を再度溶融させて、任意の形状に賦形する成形工程にお
いてより安定して成形品を製造するために、ペレットと
言われる粒状の組成物を作製した（造粒工程）。造粒に
用いた装置としては、所定温度に設定された２軸テーパ
ースクリューにより、材料を溶融させながら前方に押し
出し、この押し出された材料は先端に設けられたダイス
（φ３ｍｍ、１２ケ）から吐出し、金属製のカッターに
より切断、冷却されて所定形状のペレットに加工される
ものである。

【００２３】前記のようにして作製された導電性樹脂組
成物のペレットを、任意の形状に成形した。任意の形状
に成形する手法としては射出成形方法、圧締成形方法等
が可能であるが、形状をより精度よく再現でき、生産性
が高いことから射出成形方法が一般的に用いられてい
る。そのため、導電性樹脂組成物を射出成形方法により
て所定の形状に成形した。

【００２４】また、このとき使用した射出成形装置は、
所定の寸法の平板状の成形品を成形する。導電性樹脂組
成物をすべてこの平板状に成形し、体積固有抵抗値の測
定などを行った。

【００２５】導電性樹脂組成物の体積固有抵抗値はすべ
て、前記した手法で得られた導電性樹脂組成物のペレッ
トを射出成形して平板を成形し、各成形品の体積囲有抵
抗値を測定した。なお、体積固有抵抗値を測定する方法
は、ＪＩＳＫ−７１９４に定められた四短針法に準拠
し、測定には抵抗率計（ロレスタＡＰＭＣＰ−Ｔ４０
０，三菱油化（株））を用いた。

【００２６】つぎに具体的な実施の形態について説明す
る。導電性樹脂組成物は、図１に示したように、熱可塑
性樹脂１、鉛フリーハンダ等の低融点金属２および金属
粉末または金属繊維３から構成される。また、熱可塑性
樹脂１として、表１に示す７種類のＭＦＲが異なるポリ
プロピレン樹脂を用い、前記した銅粉末３、低融点金属
２を所定量配合して混練、造粒し、得られたペレットを
射出成形法により平板に成形した。なお、混練条件、造
粒条件、射出成形条件はすべて同じとした。

【００２７】

【表１】

【００２８】その結果、表１の例４に示す材料以外はす
べて体積固有抵抗値が１．０×１０ ^-4４Ω・ｃｍ以下と
なり、金属並みの体積固有抵抗値を得られることが判明
した。この例４に示す樹脂組成物の構造は、金属粉末が
分散せずに凝集している為、相互接続しておらず、抵抗
値が高くなったものと推測される。

【００２９】また、得られた導電性樹脂組成物の構造を
観察した結果、例５、例７ではすべての箇所ではない
が、部分的に導電性樹脂組成物内で金属粉末が分散せず
に凝集し、金属が相互に接続していない箇所が観察され
た。

【００３０】よってこれらの結果から、選択する樹脂の
ＭＦＲの値が２〜２５ｇ／１０ｍｉｎ、好ましくは２〜
６ｇ／１０ｍｉｎの値を有する熱可塑性樹脂を選択する
ことにより、金属粉末が均一に分散して相互に接続し
た、体積固有抵抗値が１．０×１０^-4Ω・ｃｍ以下とな
る導電性樹脂組成物を安定して得ることが可能となるこ
とがわかった。

【００３１】この発明の第２の実施の形態の導電性樹脂
組成物について説明する。導電性樹脂組成物の内容、混
練条件、造粒条件、射出成形条件は第１の実施の形態と
同様である。具体的な実施の形態として、導電性樹脂組
成物を構成する熱可塑性樹脂と低融点金属の組み合わせ
を表２に示す。なお、金属粉末には前記した銅粉末を用
い、混練条件は前記したものと同様とした。

【００３２】

【表２】

【００３３】その結果、例４、例５に示す熱可塑性樹脂
を使用した樹脂組成物を混練装置から取り出した後、観
察すると、図３に示すように低融点金属（鉛フリーハン
ダ）が凝集して混練体表面に出現し、その中に熱可塑性
樹脂と金属粉末が存在する形態となっている。この混練
体を前記した造粒装置で造拉し、ペレットを射出成形し
て得られた所定形状の成形品の体積固有抵抗値は、表２
に示すように１０^-2Ω・ｃｍと抵抗値が高い。

【００３４】一方、例１〜３に示す熱可塑性樹脂を使用
して得られた樹脂組成物は、低融点金属が凝集して混練
体表面に析出することなく、射出成形品の体積固有抵抗
値も１０^-5Ω・ｃｍと金属並みの抵抗値が得られた。

【００３５】これらの結果から判断すると、金属並みの
体積固有抵抗値を有する導電性樹脂を作製するためのポ
イントとし、熱可塑性樹脂の融点と低融点金属の融点の
関係があげられる。

【００３６】（ａ）熱可塑性樹脂の融点＜低融点金属の
融点（例１〜３）混練装置内において融点の低い熱可塑性樹脂が溶融、流
動を始める。この熱可塑性樹脂の溶融体内で未溶融の低
融点金属が分散し、所定の温度に達すると分散した低融
点金属が溶融する。

【００３７】（ｂ）熱可塑性樹脂の融点＞低融点金属の
融点（例４〜５）混練装置内において融点の低い低融点金属が先に溶融
し、この溶融した低融点金属中で未溶難の熱可塑性樹脂
が分散する。その後所定の温度に達すると分散した熱可
塑性樹脂が溶融するため、図３に示すような構造を有す
る樹脂組成物となる。

【００３８】したがって、低融点金属の融点が、熱可塑
性樹脂の融点と同じ、もしくはそれ以上とする。

【００３９】この発明の第３の実施の形態の導電性樹脂
組成物について説明する。導電性樹脂組成物の内容、混
練条件、造粒条件、射出成形条件は第１の実施の形態と
同様である。具体的な実施の形態として、第１，２の実
施の形態で開示したように、導電性樹脂組成物中で金属
を細かく分散させ、かつ分散させた金属を相互に接続さ
せた、金属並みの体積固有抵抗値を有する組成物を得る
ためには、熱可塑性樹脂のＭＦＲ、熱可塑性樹脂・低融
点金属の融点の関係が大きく影響する。

【００４０】表２の例４、例５では熱可塑性樹脂のＭＦ
Ｒがそれぞれ１５，６ｇ／１０ｍｉｎと第１の実施の形
態で開示した要求数値を満たしているにも関わらず、融
点の関係で所望する体積固有抵抗値を有する導電性樹脂
組成物が得られなかった。一方、所望する体積固有抵抗
値が得られた例１〜３では、熱可塑性樹脂のＭＦＲがそ
れぞれ３，３．５，３と第１の実施の形態で開示した要
求数値を満たし、かつ融点も第１の実施の形態に示すよ
うに低融点金属の融点より低い。

【００４１】これらの結果から判断すると、金属が均一
分散し相互に接続した、金属並みの体積固有抵抗値をす
る導電性樹脂組成物を得るためには、第１，２の実施の
形態に開示する内容をともに満たしていなければならな
いことが分かる。

【００４２】この発明の第４の実施の形態の導電性樹脂
組成物を図４に基づいて説明する。導電性樹脂組成物の
内容、混練条件、造粒条件、射出成形条件は第１の実施
の形態と同様であるが、金属以外の無機充填剤を有す
る。この無機充填剤としては、ガラス繊維やガラス球、
カーボン繊維、炭酸カルシウムなどがあげられ、熱可塑
性樹脂に混入可能なものであれば特に限定するものでは
ない。また、形状（繊維状、球状、粉体など）や大きさ
（粒子径や繊維長、繊維径など）などは特に限定しな
い。

【００４３】つぎに具体的な実施の形態について説明す
る。第１〜３の実施の形態で開示した導電性樹脂組成物
は、体積固有抵抗値がほぼ金属並みで、電気伝導性に優
れるといった特徴がある。しかし、組成の大半が金属物
質で構成されていることから、引張強度、衝撃強度など
の材料特性が熱可塑性樹脂単体のものと比較して劣ると
いった問題点も観察された（例えばＰＰ樹脂（Ｊ４５０
Ｈ、出光石油化学（株））単体の引張強度：約４０ＭＰ
ａ、前記ＰＰ樹脂を用いた導電性樹脂組成物の引張強
度：約２２ＭＰａ）。このため、導電性樹脂組成物に無
機充填剤を混入している。

【００４４】表３，４に無機充填剤の組成を変えた場合
の測定結果、また図４に導電性樹脂組成物に無機充填剤
を混入した組成物の構造概略図を示す。この実施の形態
では、熱可塑性樹脂１、金属粉末または金属繊維３、低
融点金属２からなる導電性樹脂組成物に、引張強度アッ
プを目的とし、補強材としてガラス繊維４（日本硝子繊
維（株）製）を添加した。なお、添加量は７水準とし、
添加量を変えた各組成物の引張強度と、体積固有抵抗値
を測定した。

【００４５】

【表３】

【００４６】

【表４】

【００４７】この結果、ガラス繊維の添加量を増加させ
ることにより、引張強度はアップするが、体積固有抵抗
値は増加する傾向が観察された。またガラス繊維の添加
量が３０ｖｏｌ％を超えた場合、引張強度はさらに向上
しているが体積固有抵抗値が１０^-3Ω・ｃｍレベルとな
り、電気伝導特性が著しく低下（通電時に抵抗発熱する
場合がある）することが観察された。

【００４８】これらの結果から、本来の特徴である電気
伝導性を損なわず、材料強度、比重などの材料特性を改
善するためには導電性樹脂組成物に混入する金属以外の
無機充填材の含有量を３０ｖｏｌ％以下とすることが望
ましいと考えられる。

【００４９】この発明の第５の実施の形態の導電性樹脂
組成物の製造方法について説明する。

【００５０】熱可塑性樹脂、金属粉末または金属繊維、
低融点金属から構成される導電性樹脂組成物（第３の実
施の形態に開示した例１）を前記した平板状に賦形する
方法として、射出成形法を選択した。この導電性樹脂組
成物を成形する際の成形条件を表５，６に示す。

【００５１】

【表５】

【００５２】

【表６】

【００５３】この結果、例１〜６に示す実施の形態で
は、得られた成形晶表面に低融点金属が凝集して出現す
ることなく、体積固有抵抗値も１０^-5Ω・ｃｍオーダー
で、通電部材として特に問題点は観察されなかった。

【００５４】一方、例７、例８に示す実施の形態では、
得られた成形品表面の一部分に銀色の低融点金属である
鉛フリーハンダの凝集体が出現した。またこの成形品の
体積固有抵抗値は樹脂組成物の状態と比較して３〜４オ
ーダー上昇し、通電部材として使用できる成形体が得ら
れなかった。このような現象が発現した理由としては以
下のような内容が考えられる。射出成形する際の成形温
度条件が、低融点金属の融点を超えて成形した場合、低
融点金属が再溶融するために混練・造粒工程で形成され
た金属の接合が解除されて凝集する。しかしながら、一
度造粒されたペレットは金属物質周辺に存在する熱可塑
性樹脂が断熱層の役割を果たすため、低融点金属の融点
よりも高い温度（約２０℃）で再溶融が始まる。この場
合、熱可塑性樹脂の融点が表３より２２０℃であるの
で、例１〜６の約２４０℃以下であれば再溶融しない。

【００５５】これらの結果から、混練・造粒された導電
性樹脂組成物（ペレット）を所定形状に成形する工程に
おいては、成形温度（材料溶融温度）を、樹脂組成物中
に含まれる前記熱可塑性樹脂の融点以上、かつ低融点金
属の融点よりも２０℃高い温度以下として成形する必要
があることが判明した。

【００５６】

【実施例】この発明の実施例について説明する。この発
明の実施の形態で使用した具体的な導電性樹脂組成物
は、◆導電性樹脂組成物の内容：（ａ）熱可塑性樹脂；
ＰＰ樹脂（Ｊ４５０Ｈ，出光石油化学工業（株）製）、
（ｂ）銅粉末；ＦＣＣ−１１５，福田金属箔粉工業
（株）製、（ｃ）鉛フリーハンダ；Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−
ＡｔＷ−１５０，福田金属箔粉工業（株）製、◆材料組
成：上記、（ａ）４５ｖｏｌ％，（ｂ）４０ｖｏ１％，
（ｃ）１５ｖｏｌ％で構成、◆体積抵抗値：１．０×１
０^-5Ω・ｃｍである。

【００５７】この発明の実施の形態で使用した具体的な
混練装置、および混練条件は、◆混練装置：加圧型ニー
ダー（ＤＳ３−１０、（株）モリヤマ）、◆混練条件：
（ａ）混合槽温度：２２０℃、（ｂ）ロータ回転数：４
８ｒｐｍ（２本とも）、（ｃ）混練時間：１５ｍｉｎで
ある。

【００５８】この発明の実施の形態で使用した具体的な
造粒装置、および造粒条件は、◆造粒装置：２軸１軸押
出機（２ＴＲ５０、（株）モリヤマ）、◆造粒条件：
（ａ）ホッパー温度：１７０℃、（ｂ）スクリュー温
度：１７０℃、（ｃ）ダイス温度：１７０℃、（ｄ）ス
クリュー回転数：２０ｒｐｍ（２本とも）である。

【００５９】この発明の実施の形態で使用した具体的な
成形品の射出成形装置は、◆射出成形装置：射出成形機
（ＦＥ１２０、日精樹脂工業（株））である。

【００６０】この発明の実施の形態で使用した具体的な
成形品の形状は、◆成形品形状：長さ８０ｍｍ、幅５０
ｍｍ、肉厚２ｍｍである。

【００６１】この発明の実施の形態で使用した具体的な
無機充填剤は、◆ガラス繊維（日本硝子繊維（株））で
ある。

【００６２】

【発明の効果】この発明の請求項１記載の導電性樹脂組
成物によれば、熱可塑性樹脂、金属粉末または金属繊
維、低融点金属から構成され、熱可塑性樹脂のメルトフ
ローレート（ＭＦＲ）が２〜２５ｇ／１０ｍｉｎである
ので、低融点金属、金属粉末が凝集することなく樹脂組
成物中で規則的に分散し、かつ金属が相互に接続し、樹
脂組成物表面に低融点金属が凝集して発現することがな
い。これにより、金属粉末が均一に分散して相互に接続
した、体積固有抵抗値が１．０×１０^-4Ω・ｃｍ以下と
なる導電性樹脂組成物を安定して得ることができる。

【００６３】この発明の請求項２記載の導電性樹脂組成
物によれば、熱可塑性樹脂、金属粉末または金属繊維、
低融点金属から構成され、低融点金属の融点が、熱可塑
性樹脂の融点と同じ、もしくはそれ以上であるので、低
融点金属、金属粉末が凝集することなく樹脂組成物中で
規則的に分散し、かつ金属が相互に接続し、樹脂組成物
表面に低融点金属が凝集して発現することがない。この
場合、混練装置内において融点の低い熱可塑性樹脂が溶
融、流動を始める。この熱可塑性樹脂の溶融体内で未溶
融金属が分散し、所定の温度に達すると分散した低融点
金属が溶融する。これにより、金属が凝集して混練体表
面に析出することなく、射出成形品の体積固有抵抗値も
１０^-5Ω・ｃｍと金属並みの抵抗値が得られる。

【００６４】この発明の請求項３記載の導電性樹脂組成
物によれば、熱可塑性樹脂、金属粉末または金属繊維、
低融点金属から構成され、熱可塑性樹脂のメルトフロー
レート（ＭＦＲ）が２〜２５ｇ／１０ｍｉｎであり、か
つ低融点金属の融点が、熱可塑性樹脂の融点と同じ、も
しくはそれ以上であるので、請求項１と請求項２で開示
した内容をともに満たすことで、金属が均一分散し相互
に接続した、金属並みの体積固有抵抗値を有する導電性
樹脂組成物を確実に得ることができる。

【００６５】請求項４では、金属以外の無機充填剤を有
し、この無機充填剤の含有量が３０ｖｏｌ％以下である
ので、電気伝導性を損なわず、金属並みの体積固有抵抗
値を有し、材料特性（材料強度、耐衝撃性、重量、耐熱
性など）を向上させることが可能となる。

【００６６】請求項５では、熱可塑性樹脂、金属粉末ま
たは金属繊維、低融点金属が、それぞれＰＰ樹脂、銅粉
末、鉛フリーハンダとすることで、体積固有抵抗値が
１．０×１０^-5Ω・ｃｍとなる樹脂組成物の製造が可能
となる。

【００６７】この発明の請求項６記載の導電性樹脂組成
物の製造方法によれば、導電性樹脂組成物を成形する工
程で、導電性樹脂組成物の溶融温度を、この樹脂組成物
中に含まれる熱可塑性樹脂の融点以上、かつ低融点金属
の融点より２０℃高い温度以下として成形するので、導
電性樹脂組成物を任意の形状に賦形する成形工程におい
て、表面に低融点金属の凝集体が出現することない。す
なわち、成形する際の成形温度条件が、低融点金属の融
点を超えて成形した場合、低融点金属が再溶融するため
に混練・造粒工程で形成された金属の接合が解除されて
凝集する。しかしながら、一度造粒された導電性樹脂組
成物は金属物質周辺に存在する熱可塑性樹脂が断熱層の
役割を果たすため、低融点金属の融点よりも高い温度
（約２０℃）で再溶融が始まる。そのため、上記のよう
に成形温度を低融点金属の融点より２０℃高い温度以下
とすることで、成形品表面に低融点金属の凝集体が出現
することなく、金属並みの体積固有抵抗値（１０^-5Ω・
ｃｍ）を有する成形体を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１〜３の実施の形態の導電性樹脂
組成物の構造概略図である。

【図２】金属が相互に接続していない導電性樹脂組成物
の構造概略図である。

【図３】低融点金属中に熱可塑性樹脂と金属粉末が分散
している導電性樹脂組成物の構造概略図である。

【図４】この発明の第４の実施の形態の導電性樹脂組成
物の構造概略図である。

【符号の説明】

１熱可塑性樹脂２鉛フリーハンダ（低融点金属）３金属粉末４ガラス繊維（無機充填剤）

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｃ０８Ｌ 23/12 Ｃ０８Ｌ 23/12 Ｈ０１Ｂ 1/22 Ｈ０１Ｂ 1/22 Ｚ (72)発明者野口晋治大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者山本耕司大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 4F071 AA20 AA88 AB07 AB12 AD01 AD02 AE15 AF37 BA01 BB06 4J002 BB031 BB121 BD041 BN151 CF071 CG011 CL001 DA066 DA076 DA086 DA096 DA106 DC006 FA046 FA086 5G301 DA02 DA06 DA32 DA42 DA44 DD08 DD10 DE01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱可塑性樹脂、金属粉末または金属繊
維、低融点金属から構成される導電性樹脂組成物におい
て、前記熱可塑性樹脂のメルトフローレート（ＭＦＲ）
が２〜２５ｇ／１０ｍｉｎであることを特徴とする導電
性樹脂組成物。
【請求項２】熱可塑性樹脂、金属粉末または金属繊
維、低融点金属から構成される導電性樹脂組成物におい
て、前記低融点金属の融点が、前記熱可塑性樹脂の融点
と同じ、もしくはそれ以上であることを特徴とする導電
性樹脂組成物。
【請求項３】熱可塑性樹脂、金属粉末または金属繊
維、低融点金属から構成される導電性樹脂組成物におい
て、前記熱可塑性樹脂のメルトフローレート（ＭＦＲ）
が２〜２５ｇ／１０ｍｉｎであり、かつ前記低融点金属
の融点が、前記熱可塑性樹脂の融点と同じ、もしくはそ
れ以上であることを特徴とする導電性樹脂組成物。
【請求項４】金属以外の無機充填剤を有し、この無機
充填剤の含有量が３０ｖｏｌ％以下である請求項３記載
の導電性樹脂組成物。
【請求項５】熱可塑性樹脂、金属粉末、低融点金属
が、それぞれポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、銅粉末、鉛
フリーハンダである請求項１，２または３記載の導電性
樹脂組成物の製造方法。
【請求項６】熱可塑性樹脂、金属粉末または金属繊
維、低融点金属から構成される導電性樹脂組成物を溶融
させて混練し、任意の形状に成形する導電性樹脂組成物
の製造方法において、前記導電性樹脂組成物を成形する
工程で、前記導電性樹脂組成物の溶融温度を、この樹脂
組成物中に含まれる前記熱可塑性樹脂の融点以上、かつ
前記低融点金属の融点より２０℃高い温度以下として成
形することを特徴とする導電性樹脂組成物の製造方法。