JP3313837B2 - Conductive plastic composition - Google Patents
Conductive plastic compositionInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電磁波シールド、各種
接点、帯電防止、電気化学的反応電極あるいは面状発熱
体等に用いられる導電性プラスチック組成物に関し、特
に高い導電性（１０-1〜１０-2Ω・ｃｍ）と耐食性が要
求される導電性プラスチック組成物に関するものであ
る。The present invention relates to electromagnetic shielding, various contacts, antistatic relates conductive plastic composition used in the electrochemical reaction electrode or the planar heating element or the like, in particular high conductivity (10 -1 to 10 −2 Ω · cm) and a conductive plastic composition requiring corrosion resistance.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、電磁波シールド等に用いられる導
電性プラスチック組成物は、各種プラスチックにカーボ
ンブラック、グラファイトあるいは金属等の微粒子を添
加配合したものが一般に知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, a conductive plastic composition used for an electromagnetic wave shield or the like is generally known to be obtained by adding and blending fine particles of carbon black, graphite or metal to various plastics.
【０００３】特に、耐食性の要求される用途では、各種
プラスチックにカーボンブラック、グラファイトあるい
は酸化チタンを配合したものが使用されるが、このよう
な配合組成の体積抵抗は通常、１０2 Ω・ｃｍ以上であ
る。また、高い導電性を得たい場合には、各種プラスチ
ックに金属粒子（例えば銅、銀、金、白金など）を上記
酸化チタンに替えて配合したものが使用されるが、この
ような配合組成の体積抵抗は１０-2Ω・ｃｍ〜１０-4Ω
・ｃｍ程度である。In particular, in applications requiring corrosion resistance, various plastics mixed with carbon black, graphite or titanium oxide are used, and the volume resistance of such a compounded composition is usually 10 2 Ω · cm or more. It is. When high conductivity is desired, a mixture of various plastics mixed with metal particles (eg, copper, silver, gold, platinum, etc.) in place of the above titanium oxide is used. Volume resistance is 10 -2 Ω · cm to 10 -4 Ω
・ It is about cm.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように各種プラスチックにカーボンブラックあるいはグ
ラファイトを配合した導電性プラスチック組成物の場
合、その体積抵抗が１０-2Ω・ｃｍ、脆さなどの実用上
の特性を無視してカーボンブラックやグラファイトを配
合したとしても、低くて１０-1Ω・ｃｍの値が限界であ
る。これは、カーボンブラック自体の抵抗が１０-1Ω・
ｃｍ程度であるため、それより低い抵抗、すなわち高導
電性を得ることができないという問題があり、また、グ
ラファイト自体の抵抗は、１０-3Ω・ｃｍ程度である
が、グラファイト自体の凝集力が小さいので粒子同士の
接触が得られないという問題があり、どちらを使用する
場合でも、低い抵抗（高い導電性）を得るには樹脂にカ
ーボンブラックあるいはグラファイトを高充填しなけれ
ばならい。しかし、１０-2Ω・ｃｍ程度の抵抗を得るの
に高充填した場合、成形物が非常に脆くなるという欠点
があった。However, as described above, in the case of a conductive plastic composition in which carbon black or graphite is blended with various plastics, the volume resistivity is 10 −2 Ω · cm, and the practical use of such as brittleness is difficult. Even if carbon black or graphite is blended ignoring the above characteristics, the value is as low as 10 -1 Ω · cm. This is because the resistance of the carbon black itself is 10 -1 Ω
cm, there is a problem that a lower resistance, that is, high conductivity cannot be obtained, and the resistance of graphite itself is about 10 −3 Ω · cm, but the cohesive force of graphite itself is low. There is a problem that the particles cannot contact each other because of their small size. In either case, in order to obtain a low resistance (high conductivity), the resin must be highly filled with carbon black or graphite. However, when high filling is performed to obtain a resistance of about 10 −2 Ω · cm, there is a disadvantage that the molded product becomes very brittle.
【０００５】また、金属の微粒子を配合した場合には、
１０-2Ω・ｃｍ程度の導電性を得ることはできるが、前
記金属微粒子の殆どが耐食性に問題があり、また問題に
ならない金属（例えば金、白金、パラジウムなど）は非
常に高値なため費用がかかり過ぎるという問題があり、
しかも比重が大きいために成形物が重くなるという欠点
があった。When metal fine particles are blended,
Although it is possible to obtain a conductivity of about 10 -2 Ω · cm, most of the metal fine particles have a problem in corrosion resistance, and metals (for example, gold, platinum, palladium, etc.) which do not cause a problem have a very high value, so that the cost is high. Is too expensive,
In addition, there is a disadvantage that the molded product becomes heavy due to its large specific gravity.
【０００６】本発明は、上記した従来の問題を解決する
ものであり、特に１０-2Ω・ｃｍ程度の低い抵抗を有
し、しかも耐食性を有する安価で軽量な導電性プラスチ
ック組成物の提供を課題とする。The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and in particular, provides an inexpensive and lightweight conductive plastic composition having a low resistance of about 10 −2 Ω · cm and having corrosion resistance. Make it an issue.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために試作、研究を重ねた結果、高導電性と
耐食性を同時に可能にした導電性プラスチック組成物を
開発した。すなわち、本発明は、カーボンブラックとグ
ラファイトとからなる導電性材料を１：４〜１：１の重
量範囲の割合とし、これらと塩素化ポリエチレンとを混
合した導電性プラスチック組成物であって、前記導電性
材料のジブチルフタレート吸油量をＱ（ｍｌ／１００
ｇ）、前記塩素化ポリエチレンに対する該材料の配合割
合をＣとするとき、Ｑ×Ｃが２００〜５００の範囲内に
なるように配合したことを特徴とする導電性プラスチッ
ク組成物を要旨とするものである。Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have repeatedly conducted trial production and research to solve the above-mentioned problems, and as a result, have developed a conductive plastic composition capable of simultaneously achieving high conductivity and corrosion resistance. That is, the present invention provides a conductive plastic composition comprising a conductive material composed of carbon black and graphite in a weight ratio of 1: 4 to 1: 1 and mixing these with a chlorinated polyethylene, Dibutyl phthalate oil absorption of the conductive material is determined by Q (ml / 100
g) a conductive plastic composition characterized in that, when the mixing ratio of the material to the chlorinated polyethylene is C, the conductive plastic composition is compounded such that Q × C is in the range of 200 to 500. It is.
【０００８】以下、本発明の導電性プラスチック組成物
について説明する。本発明の導電性プラスチック組成物
に配合されるカーボンブラックとしては、アセチレンブ
ラック、ケッチェンブラックR EC、導電性オイルファー
ネスブラックなどが挙げられる。また、上記組成物に配
合されるグラファイトとしては、フレーク天然黒鉛、ア
モルファス天然黒鉛、人造黒鉛などが挙げられる。Hereinafter, the conductive plastic composition of the present invention will be described. The carbon black to be blended in the conductive plastic composition of the present invention, acetylene black, Ketjen black R EC, a conductive oil furnace black. Examples of the graphite to be blended in the composition include flake natural graphite, amorphous natural graphite, artificial graphite, and the like.
【０００９】配合される上記カーボンブラックとグラフ
ァイトは、重量割合で１：４〜１：１の範囲、好ましく
は１：３〜１：２の範囲であり、カーボンブラックの配
合割合がこの範囲より多くなると、グラファイトの割合
が少なくなり抵抗が高くなるという問題があり、またカ
ーボンブラックの配合割合が上記範囲より少なくなる
と、グラファイト粒子間のつながりが悪くなり抵抗が高
くなるという問題があるので好ましくない。The above-mentioned carbon black and graphite to be blended are in a weight ratio of 1: 4 to 1: 1, preferably 1: 3 to 1: 2, and the mixing ratio of carbon black is more than this range. In such a case, there is a problem that the proportion of graphite decreases and the resistance increases. On the other hand, if the blending ratio of carbon black is less than the above range, there is a problem that the connection between the graphite particles deteriorates and the resistance increases, which is not preferable.
【００１０】また、このカーボンブラックおよびグラフ
ァイトにおいては、夫々のジブチルフタレート吸油量
（ｍｌ／１００ｇ）の値を設定することが必要である。
この吸油量はカーボンブラック単独の場合には、１０〜
５００程度であり、またグラファイト単独の場合には、
１〜３００程度の値である。[0010] In the case of this carbon black and graphite, it is necessary to set the value of the dibutyl phthalate oil absorption (ml / 100 g).
This oil absorption is 10 to 10 when carbon black is used alone.
About 500, and in the case of graphite alone,
The value is about 1 to 300.
【００１１】本発明の導電性プラスチック組成物を構成
する塩素化ポリエチレンとしては、塩素化度１〜５０％
の範囲の通常知られたものが用いられる。この塩素化ポ
リエチレンは、フィラーの高充填が可能な樹脂であるこ
とから採用されるものである。一般に知られているポリ
オレフィンのような樹脂の場合、高充填したときに非常
に脆くなるという不都合があるが、上記塩素化ポリエチ
レンの場合には、可撓性があり、そのような不都合は起
こらない。The chlorinated polyethylene constituting the conductive plastic composition of the present invention may have a chlorination degree of 1 to 50%.
Are generally known. This chlorinated polyethylene is employed because it is a resin capable of highly filling a filler. In the case of a generally known resin such as polyolefin, there is a disadvantage that the resin becomes very brittle when highly filled, but in the case of the chlorinated polyethylene, there is flexibility and such a disadvantage does not occur. .
【００１２】本発明の導電性プラスチック組成物は、塩
素化ポリエチレンと上記導電性材料（カーボンブラック
とグラファイト）との配合比、すなわち、導電性材料／
塩素化ポリエチレンの重量の配合割合をＣとしたとき、
この配合比Ｃと上述したジブチルフタレート吸油量Ｑが
特定の関係の範囲内にあることが重要であり、その関係
は２００≦Ｑ×Ｃ≦５００の範囲である。この値が２０
０より小さいと、１０-2Ω・ｃｍレベルの抵抗は実現で
きず、また、この値が５００より大きいと成形が不可能
になるか、あるいは成形物が非常に脆くなってしまう。The conductive plastic composition of the present invention comprises a compounding ratio of chlorinated polyethylene and the above-mentioned conductive materials (carbon black and graphite), that is, a ratio of conductive material /
When the weight ratio of chlorinated polyethylene is C,
It is important that the compounding ratio C and the above-mentioned dibutyl phthalate oil absorption Q be within a specific relationship, and the relationship is in the range of 200 ≦ Q × C ≦ 500. This value is 20
If it is less than 0, a resistance of 10 −2 Ω · cm level cannot be realized, and if this value is more than 500, molding becomes impossible or the molded product becomes very brittle.
【００１３】以上の条件からなる導電性プラスチック組
成物は、上記したカーボンブラック、グラファイト、塩
素化ポリエチレンを混合し、二本ロール、カレンダー成
形、押し出し成形、インジェクション成形など一般に知
られたプラスチックの成形方法によって成形品として製
造される。この組成物には、必要に応じて各種の添加剤
を加えてもよく、これは通常知られた安定剤、滑剤、加
工助剤、強化剤、改質剤、酸化防止剤、架橋剤、架橋助
剤などで、用途に応じて適宜選択すればよい。The conductive plastic composition having the above conditions is mixed with the above-described carbon black, graphite, and chlorinated polyethylene, and is generally known in plastic molding methods such as two-roll, calender molding, extrusion molding, and injection molding. It is manufactured as a molded product. Various additives may be added to the composition, if necessary, such as commonly known stabilizers, lubricants, processing aids, reinforcing agents, modifiers, antioxidants, crosslinking agents, crosslinking agents. An auxiliary agent or the like may be appropriately selected depending on the application.
【００１４】[0014]
【作用】グラファイトの体積固有抵抗は、異方性を示し
層方向で１０-5Ω・ｃｍであるが層に垂直な方向では、
１０-1Ω・ｃｍ程度になる。また粒子間の凝集力が小さ
いため粒子同士の接触が得にくいことから、多量に配合
しないと低い抵抗を示さない。このため凝集力の大きい
カーボンブラックを配合することにより、グラファイト
の粒子間にカーボンブラックが入り込みグラファイト粒
子をつなぐ役目を果たす。カーボンブラック自体の体積
固有抵抗は１０-1Ω・ｃｍ程度であるがグラファイトと
一定の割合で併用することにより、単独あるいは上述し
た配合範囲以外での併用に比べ、より少ない添加量で１
０-2Ω・ｃｍ程度の抵抗を実現できる。またグラファイ
トおよびカーボンブラックを使用しているので、耐食性
に優れ、しかも安価で軽量な導電性プラスチック組成物
が得られる。The volume resistivity of graphite is anisotropic and is 10 −5 Ω · cm in the layer direction, but in the direction perpendicular to the layer,
It becomes about 10 -1 Ω · cm. In addition, since the cohesion between the particles is small, it is difficult to obtain contact between the particles. For this reason, by blending carbon black having a large cohesive force, the carbon black enters between the graphite particles and serves to connect the graphite particles. The volume resistivity of carbon black itself is about 10 -1 Ω · cm, but when used in combination with graphite at a certain ratio, it can be used with a smaller addition amount than when used alone or in combination outside the above-mentioned blending range.
A resistance of about 0 -2 Ω · cm can be realized. In addition, since graphite and carbon black are used, an inexpensive and lightweight conductive plastic composition having excellent corrosion resistance can be obtained.
【００１５】[0015]
【実施例】（実施例１） 塩素化ポリエチレン・エラスレン３０３Ａ［昭和電工
（株）製商品名］１００重量部、安定剤としてオクチル
錫メルカプチド・グレッグＴＯ−２４８［大日本インキ
化学工業（株）製商品名］３重量部をヘンシェルミキサ
ーで攪拌混合し、これにグラファイトとしてフレーク天
然黒鉛・ＣＰＢ−３０［（株）中越黒鉛工業所製商品
名］１１２．５重量部とカーボンブラック・ケッチェン
ブラックR EC［ライオン（株）製商品名］３７．５重量
部を添加し、さらに混合を行った。こうして得られた粉
体混合物を二本ロールを用いて１００℃で１０分間混練
を行った後、約６００μｍの厚さで押し出しを行い、シ
ート状の混練物を得た。この混練物を１００ｍｍ角の大
きさに裁断し、ロレスタＡＰ・ＭＣＰ−４００［三菱油
化（株）製商品名］を用いて体積抵抗を測定したとこ
ろ、３×１０-2Ω・ｃｍであった。この裁断したものを
１７０℃で５分間加熱し、次に１７０℃で５分間、７０
ｋｇｆ／ｃｍ2 の力でプレスを行い、同様にして体積抵
抗を測定したところ、１．９×１０-2Ω・ｃｍとなっ
た。このとき、Ｑ×Ｃの値は２８６であった。(Example 1) 100 parts by weight of chlorinated polyethylene Eraslen 303A (trade name of Showa Denko KK), octyltin mercaptide Greg TO-248 as a stabilizer [manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.] [Product name] 3 parts by weight were stirred and mixed with a Henschel mixer, and flake natural graphite / CPB-30 [trade name manufactured by Chuetsu Graphite Industry Co., Ltd.] 112.5 parts by weight as graphite and carbon black / Ketjen Black R 37.5 parts by weight of EC [trade name of Lion Corporation] was added, and further mixed. The powder mixture thus obtained was kneaded using a two-roll mill at 100 ° C. for 10 minutes, and then extruded to a thickness of about 600 μm to obtain a sheet-shaped kneaded material. This kneaded material was cut into a size of 100 mm square, and the volume resistance was measured using Loresta AP MCP-400 (trade name, manufactured by Mitsubishi Yuka Co., Ltd.). The result was 3 × 10 -2 Ω · cm. Was. The cut piece was heated at 170 ° C. for 5 minutes, and then heated at 170 ° C. for 5 minutes.
Pressing was performed with a force of kgf / cm 2 , and the volume resistance was measured in the same manner. As a result, it was 1.9 × 10 −2 Ω · cm. At this time, the value of Q × C was 286.
【００１６】（比較例１） 塩素化ポリエチレン・エラスレン３５１Ａ［昭和電工
（株）製商品名］１００重量部、安定剤としてオクチル
錫メルカプチド・グレッグＴＯ−２４８［大日本インキ
化学工業（株）製商品名］３重量部をヘンシェルミキサ
ーで攪拌混合し、これにグラファイトとして人造黒鉛・
ＳＧＰ−２０［（株）エスイーシー製商品名］１１２．
５重量部とカーボンブラック・ケッチェンブラックR EC
［ライオン（株）製商品名］３７．５重量部を添加し、
さらに混合を行った。この混合物を実施例１と同様にし
てシート状物を作製し、同条件でプレスを行い体積抵抗
を測定したところ１．２×１０0 Ω・ｃｍであった。こ
のとき、Ｑ×Ｃの値は１６５であった。Comparative Example 1 Chlorinated polyethylene elaslen 351A (trade name, manufactured by Showa Denko KK) 100 parts by weight, octyltin mercaptide Greg TO-248 as a stabilizer [trade name, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.] Name] 3 parts by weight with a Henschel mixer, and mixed with it,
SGP-20 [trade name, manufactured by SSC Corporation] 112.
5 parts by weight and carbon black and Ketjen Black R EC
[Lion Co., Ltd.] 37.5 parts by weight
Further mixing was performed. A sheet was prepared from this mixture in the same manner as in Example 1, and pressed under the same conditions to measure the volume resistivity. The result was 1.2 × 10 0 Ω · cm. At this time, the value of Q × C was 165.
【００１７】[0017]
【発明の効果】本発明の導電性プラスチック組成物によ
れば、上述したように金属微粒子を使用しないで塩素化
ポリエチレンにグラファイトとカーボンブラックを一定
の条件割合で配合することにより、１０-2Ω・ｃｍ程度
の抵抗を示すことができるので高い導電性を得ることが
でき、また比重が小さいので軽量で安価、しかも耐食性
に優れた導電性プラスチック組成物を提供することがで
きる。According to the conductive plastic composition of the present invention, as described above, by blending graphite and carbon black in a chlorinated polyethylene at a certain ratio without using metal fine particles, 10 -2 Ω is obtained. A high electrical conductivity can be obtained because it can exhibit a resistance of about cm, and a conductive plastic composition that is lightweight, inexpensive, and excellent in corrosion resistance because of its small specific gravity can be provided.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 昭雄 埼玉県大宮市吉野町１丁目406番地１ 信越ポリマー株式会社 商品研究所内 (56)参考文献 特開 平４−159341（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−250503（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−308807（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C08L 23/00 - 23/36 C08K 3/00 - 13/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Akio Nakamura 1-406-1, Yoshino-cho, Omiya-shi, Saitama Shin-Etsu Polymer Co., Ltd. (56) References JP-A-4-159341 (JP, A) Hei 3-250503 (JP, A) JP-A-63-308807 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C08L 23/00-23/36 C08K 3/00-13 / 08
Claims (1)
なる導電性材料を１：４〜１：１の重量範囲の割合と
し、これらと塩素化ポリエチレンとを混合した導電性プ
ラスチック組成物であって、前記導電性材料のジブチル
フタレート吸油量をＱ（ｍｌ／１００ｇ）、前記塩素化
ポリエチレンに対する該材料の配合割合をＣとすると
き、Ｑ×Ｃが２００〜５００の範囲内になるように配合
したことを特徴とする導電性プラスチック組成物。1. A conductive plastic composition comprising a conductive material composed of carbon black and graphite in a weight ratio of 1: 4 to 1: 1 and a mixture thereof and chlorinated polyethylene, dibutyl phthalate absorption of sexual material Q (ml / 100g), said chlorinated
A conductive plastic composition characterized in that, when the mixing ratio of the material to polyethylene is C, Q × C is in the range of 200 to 500.
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