JP3645717B2

JP3645717B2 - Conductive resin composite

Info

Publication number: JP3645717B2
Application number: JP24430298A
Authority: JP
Inventors: 才恵樹中村
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1998-08-31
Filing date: 1998-08-31
Publication date: 2005-05-11
Anticipated expiration: 2018-08-31
Also published as: JP2000072905A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐熱性、軽量性に優れ、かつ導電性を有する樹脂複合体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、導電性樹脂複合体に於いては、導体フィラーとして、カーボン繊維、黒鉛、カーボンブラック、金属繊維、金属粉等が用いられている。更に摺動性を付与するには、黒鉛を利用するのが一般的である。この他に機械強度を付与するためには有機、無機の繊維状のフィラーが用いられる。通常無機フィラーとしてはガラス繊維が一般的である。
【０００３】
この導電性樹脂複合体は、例えば、フェノール系の熱硬化性樹脂中に、銅、鉄、ニッケル、亜鉛、アルミニウム、ステンレス、カーボン等の導電性材料と、アルミナ、シリカ、ガラス繊維等の無機物質を所定の比率で配合して構成されており、樹脂単体に比し、導電性が付与していることから、導電性を有する部品に利用される。
【０００４】
具体的には、ICのトレー、保管用マガジンレール、静電気除去、発熱体、モーターブラシ、モーターワッシャ、プラスチック電極、電磁波遮蔽材料等、これまでに導電性樹脂組成物が用いられている、あるいは将来、用いられることが期待されている分野にて利用されるものである。
【０００５】
そして、このような導電性樹脂複合体は、通常、従来周知の射出成形法、即ち、所定形状の金型内に樹脂スラリーを注入し、これを加熱・硬化させることにより製作される（特開昭57-200440,特開昭58-206638,特開昭59-75944, 特開平1-212452, 特開平3-126296号各公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の樹脂複合体を前述の射出成形法によって製作する場合、金型内に注入される樹脂スラリーにはある程度の流動性をもたせておかなければならないことから、その中に添加するフィラーの添加量には所定の制約があり、耐熱性、軽量性に優れ、かつ導電性を有する部品として必要とされる諸特性を満たすようなフィラー添加量にすることが、困難であった。
【０００７】
また、射出成形法によって製作された導電性樹脂複合体は、樹脂担身の抵抗率10¹²Ω・cmが、わずかに導体フィラーを添加することによって、10²〜10³Ω・cmまで急激に抵抗率が落ちるため、この間で抵抗値を制御することが困難であった。
【０００８】
そこで本発明者は、前述の課題を解消するために、従来周知の粉末加圧成形法を採用する事によって、フィラーの添加量を20〜70体積％にまで高めた新規な樹脂複合体を提案した。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の導電性樹脂複合体は、粉末加圧成形法により成形された硬化剤含有成形体を加熱硬化させてなるものであって、熱硬化性樹脂中に５〜７０体積％の導体フィラーと、６５体積％以下の無機物質とを合計２０〜７０体積％含有して体積固有抵抗を１０^８Ω・ｃｍ以下とし、かつ内部に硬化剤の加熱分解に伴って生成されるガスにより形成された多数の気孔を有し、表層部の気孔率を内部の気孔率よりも小さくしたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の導電性樹脂複合体は、前記表層部が表面から10〜50μｍまでの深さ領域であって、該表層部の気孔率が３％未満、内部の気孔率が3 〜30％であることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１２】
本発明の導電性樹脂複合体は、熱硬化性樹脂中に5 〜70体積％の導体フィラーと、65体積％以下の無機物質を含有する導電性樹脂複合体において、両者の全含有率が20〜70体積％であり、かつ内部に多数の気孔を有するものである。
【００１３】
ここで、導体フィラーの含有率を5 〜70体積％としたのは、導体フィラーの含有率が5 体積％未満になると、樹脂複合体に導電性が付与されず、体積固有抵抗を１０⁸Ω・ｃｍ以下とできないからであり、逆に導体フィラーの含有率が70体積％より多くなると、粉末加圧成形した後の形状を保持することが困難になるからである。
【００１４】
また、無機物質の含有率を65体積％以下としたのは、無機物質の含有率が65体積％を超えると、導体フィラーと無機物質の全含有率が70体積％より多くなり、粉末加圧成形した後の形状を保持することが困難になるからである。導体フィラーの含有率が20体積％以上であれば、無機物質は添加しなくても構わない。
【００１５】
また、導体フィラーと無機物質の全含有率を20〜70体積％としたのは、両者の全含有率が20体積％未満になると、加熱・硬化時の変形が大きく、高い保形性（寸法精度）が得られなくなると共に、荷重たわみ温度が低くなるからであり、逆に導体フィラーと無機物質の全含有率が70体積％より多くなると、粉末加圧成形した後の形状を保持することが困難になるからである。
【００１６】
このような導電性樹脂複合体を構成する熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、フラン樹脂、ポリブタジエン樹脂等の樹脂を使用することができ、これらの中でも耐熱性、寸法安定性、耐薬品性等の点からフェノール樹脂が好適である。
【００１７】
一方、導体フィラーとして、金属・非金属系では、Cu、Fe、Al、Pb、Ti、Sn、Ni、Mo、Ag、Pt、Ta、Nb、ZnO 、SnO₂、B₂O₃、TiO₂、又はその合金の粉末、繊維、箔を使用する。カーボン系では、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、天然黒鉛、人造黒鉛、PAN 系カーボン繊維、ピッチ系カーボン繊維等を使用することができ、これらを前述の配合量でもって熱硬化性樹脂中に添加することにより、導電性、耐熱性、寸法安定性等を高めることができる。特に炭素繊維は、自己潤滑特性を有することから、この樹脂複合体を摺動部材として用いた際の摺動特性をより優れたものになすことができる。
【００１８】
無機物質として、シリカ(SiO₂）、アルミナ(Al₂O₃）、窒化ケイ素(SiN) 、ステアタイト(MgO・SiO₂）、窒化ホウ素(BN)、窒化アルミニウム(AlN) 、フォルステライト(2MgO ・SiO₂）、ムライト(3Al₂O₃・2SiO₂）、コージライト(3MgO ・2Al₂O₃・5SiO₂）、ジルコニア(ZrO₂)、チタニア(TiO₂）、ガラス等の1 種以上の粒子、繊維を使用することができる。
【００１９】
上記導体フィラーや無機物質として粒子を用いる場合、粒子の平均粒径は、20μｍを超えると樹脂複合体の表面粗度が粗くなり、実用的でなかったため、20μｍ以下にすることが好ましい。
【００２０】
なお、粒子の平均粒径は、樹脂とフィラーの複合体の任意の表面または断面を画像解析装置で分析し、この面に存在する粒子の円相当径の平均値を算出することによって測定することができる。
【００２１】
また、上記導体フィラーや無機物質として繊維を用いる場合、繊維状フィラーの最大糸長は200 μｍ以下にするのが好ましい。これは、繊維状フィラーの最大糸長が200 μｍより長くなると、樹脂との混合時における分散性が悪い為に、樹脂複合体の内部及び表層部において繊維状フィラーの疎な部分と密な部分ができて耐熱性、耐摩耗性を十分に高めることができず、また、後述する粉末加圧成形後の離型時において欠けが発生し易くなるからである。ただし、最大糸長が5 μｍよりも短くなると補強作用が得られにくくなる為、繊維状フィラーの最大糸長は5 〜200 μｍ、好ましくは、5 〜150 μｍとするのが良い。
【００２２】
なお、繊維状フィラーの糸長とは、前後、左右、上下の寸法を測定した時に最も長い部分の長さであるが、図１で樹脂複合体の表層部(a) 及び内部(b) の断面を示すように、繊維状フィラーは、樹脂複合体中においてランダムな方向を向いて存在している。その為、便宜的に、樹脂複合体の任意の表面又は断面の5 箇所を画像解析装置で分析し、この面に存在する繊維状フィラーの中で、最も長い繊維状フィラーの長さを最大糸長とする。
【００２３】
また、本発明の導電性樹脂複合体においては、内部に多数の気孔を有することが重要である。
【００２４】
即ち、本発明の内部に多数の気孔を有する導電性樹脂複合体によれば、図２に示すように導体フィラー、即ちカーボンファイバーの添加量が増加するに従い、従来品は、急激に抵抗率が低下するが、本発明品の抵抗率は、緩やかに低下する。よって、本発明品の抵抗値は、10⁸〜10²Ω・cmの間で、従来品より容易に制御ができる。
【００２５】
また、本発明の導電性樹脂複合体においては、図１(a)(b)に示すように表層部の気孔率を内部の気孔率よりも小さくなすこと、より具体的には、前記表層部を表面から10〜50μｍまでの深さ領域とし、この領域の気孔率を３％未満、内部の気孔率を３〜30％とすることが重要である。
【００２６】
即ち、本発明の導電性樹脂複合体によれば、粉末加圧成形によって製作される導電性樹脂複合体の気孔を、その表層部に少量、或いは、殆ど存在しないようにし、逆に内部には比較的多く存在させることによって、全体を軽量に維持した上、表面を緻密化し、導電性樹脂複合体の機械的強度を大幅に向上することができる。これによって、部品の小型化、軽量化に供したものとなる。
【００２７】
ここで、気孔率が３％未満となる領域を導電性樹脂複合体の表面より深さ10〜50μｍまでとしたのは、表層部を10μｍより薄くすると、導電性樹脂複合体の機械的強度を十分に高く保つことができなくなるからであり、逆に、表層部の厚みが50μｍを超えると、比重が大きくなってしまい、軽量化を図ることが困難になるからである。
【００２８】
尚、気孔率の測定方法としては、導電性樹脂複合体の表面と略平行な表層部の断面や内部の断面を画像解析し、気孔の占有面積率を算出することによって行われる。
【００２９】
そしてこのような導電性樹脂複合体を製作するには、まず、熱硬化性樹脂に導体フィラー又は無機物質を含有するとともに、加熱時に前記熱硬化性樹脂を硬化させるための硬化剤を含有する。この硬化剤としては、熱硬化性樹脂がノボラック型フェノール樹脂の場合、ヘキサメチレンテトミンを用いることができる。
【００３０】
また、混合にあたっては、公知の方法を用いて均一に混合すれば良く、例えば、熱硬化性樹脂に炭素繊維と硬化剤をミキサーで混合し、ブラベンダーで混練した後、粉砕したり、或いは、炭素繊維と硬化剤を混合した熱硬化性樹脂を加熱ロールで溶融・混練した後、粉砕する方法等がある。また、必要に応じて所定の粒度となるように造粒しても良い。
【００３１】
さらに、これらの他に前述したような着色剤を配合しても良く、必要に応じて、硬化助剤、滑剤、可塑剤、分散剤、離型剤等の公知の添加剤を、実用上問題ない程度に加えても良い。
【００３２】
また、フィラーの表面状態や形状によっては、混合時の分散が悪くなる恐れがあるため、このような時には、フィラーの表面にカップリング剤を被覆することで分散性を高めることができる。
【００３３】
次に、それぞれの割合で均一に混合した原料を金型に充填し、常温にて0.5 〜5ton/cm²の圧力で粉末加圧成形したあと成形体を金型から離型し、しかる後、該成形体を研磨等によって所定形状に加工し、これを熱硬化性樹脂の性状、フィラーの含有率、製品の寸法等に合わせて80〜250 ℃の温度で加熱硬化させる。この時、成形体中の硬化剤は分解され、熱硬化性樹脂と反応して樹脂が硬化し、それと共に、硬化剤の分解に伴って生成されたガスが導電性樹脂複合体の内部から抜け、導電性樹脂複合体の内部に多数の気孔を形成する。
【００３４】
そして、上記加熱硬化時の昇温速度、最高温度でのキープ時間、冷却速度等を適宜制御して導電性樹脂複合体の表層部の気孔率を３％未満に、また、内部の気孔率を３〜30％、気孔の平均径を10〜80μｍとする。尚、加熱硬化時の温度を80〜250 ℃とするのは、80℃未満では、樹脂の硬化が不十分であり、逆に、250 ℃より高くなると樹脂が炭化されるからである。
【００３５】
このような導電性樹脂複合体の製法によれば、粉末加圧成形法を採用することで、フィラーの充填量を、射出成形では困難であった高いレベルまで、具体的には70体積％にまで高めることができ、これによって樹脂複合体の耐熱性、耐摩耗性を向上させることが可能になるとともに、気孔を有する導電性を付与された樹脂複合体を得ることができる。
【００３６】
そのため、本発明の導電性樹脂複合体を用いれば、ICのトレー、保管用マガジンレール、静電気除去、プラスチック電極、面状発熱体、感圧抵抗体、紡績用ロール、謄写用ロール、モーターブラシ、モーターワッシャ、電磁波遮蔽材料等を形成する材料として好適に使用することができる。
【００３７】
尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能であり、例えば、上述の形態において、気孔率が内部から表層部に向かって漸次小さくなるように構成しても構わない。
【００３８】
【実施例】
実施例１
熱硬化性樹脂としてノボラック型フェノール樹脂を用い、導体フィラーとして炭素繊維、無機物質としてアルミナを用いた。フェノール樹脂、炭素繊維、アルミナの配合比を種々変化させた原料を調合し、常温で加圧成形した後、80℃〜250 ℃で加熱硬化し、試験片を作製した。
【００３９】
得られた試験片について、比重、体積抵抗率、荷重たわみ温度、曲げ破壊強さを測定し、その結果を表１に示す。なお、比重の測定は、JIS K 6911、体積抵抗率の測定は、JIS K 6911、荷重たわみ温度の測定は、JIS K 7207、曲げ試験は、JIS K 7203の方法にて行った。
【００４０】
表１によれば、炭素繊維と無機物質の全充填率が20重量％未満では、加熱硬化時の形状保持が出来ないため実用的でなかった。また、70重量％を超えると常温での加圧成形後の成形体の形状保持ができなかった。
【００４１】
これに対し、炭素繊維と無機物質の全充填率を20体積％〜70体積％の範囲内としたものでは、全て荷重たわみ温度200 ℃以上となった。
【００４２】
また、炭素繊維４体積％、アルミナ20体積％からなる比較例（No.3）では、導体フィラーの充填率が４体積％と本発明の範囲外であるために樹脂複合体に導電性を付与することができなかった。
【００４３】
これに対し、本発明の範囲内のもの（No.6〜No.9）では、導電性を付与することができた。
【００４４】
また、表面層、内部の気孔率が本発明の範囲外のもの（No.1、No.2）では、比重が大きくなったり、或いは、曲げ破壊強さが低下するといった問題があった。これに対し、本発明の範囲内のもの（No.6〜No.9）では、低比重で、かつ、曲げ破壊強さの高いものができた。
【００４５】
【表１】

【００４６】
実施例２
熱硬化性樹脂としてノボラック型フェノール樹脂を用い、導体フィラーとして炭素繊維、無機物質としてアルミナを用いた。フェノール樹脂、炭素繊維、アルミナの配合比を種々変化させた原料を調合し、常温で加圧成形した後、80℃〜250 ℃で加熱硬化し、試験片を作製した。
【００４７】
また、従来品は、インジェクション成形により作製した。
【００４８】
得られた試験片について体積抵抗率を測定し、その結果を図２に示す。なお、体積抵抗率の測定は、JIS K 6911の方法にて行った。
【００４９】
図２によれば、従来品は、炭素繊維を５体積％添加すると、抵抗率が10²Ω・cmまで、急激に低下する。これに対し、本発明のものは、気孔が存在することによって緩やかに抵抗値が下がっていることから、抵抗値の調整を容易に行えることがわかる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の導電性樹脂複合体を構成することによって、高温での変形が少なく、軽量で、導電性があることからさまざまな用途に使用することができ、抵抗値の調整を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の樹脂複合体の表層部の断面、（ｂ）は、内部の断面を模式的に示す図である。
【図２】本発明及び従来例の樹脂複合体の体積固有抵抗率と炭素繊維添加量の関係を示す図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a resin composite excellent in heat resistance and light weight and having conductivity.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in conductive resin composites, carbon fibers, graphite, carbon black, metal fibers, metal powders, and the like have been used as conductor fillers. Furthermore, in order to give slidability, it is common to use graphite. In addition to this, organic and inorganic fibrous fillers are used to impart mechanical strength. Usually, glass fiber is common as the inorganic filler.
[0003]
This conductive resin composite is composed of, for example, a phenolic thermosetting resin, a conductive material such as copper, iron, nickel, zinc, aluminum, stainless steel, and carbon, and an inorganic substance such as alumina, silica, and glass fiber. Is blended at a predetermined ratio, and is more conductive than a single resin, and thus is used for a part having conductivity.
[0004]
Specifically, conductive resin compositions such as IC trays, magazine rails for storage, static electricity removal, heating elements, motor brushes, motor washers, plastic electrodes, electromagnetic shielding materials, etc. have been used so far, or in the future It is used in fields that are expected to be used.
[0005]
Such a conductive resin composite is usually produced by a conventionally known injection molding method, that is, by injecting a resin slurry into a mold having a predetermined shape, and heating and curing the resin slurry (Japanese Patent Application Laid-Open (JP-A)). JP-A-57-200440, JP-A-58-206638, JP-A-59-75944, JP-A-2-12452, JP-A-3-126296).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when this conventional resin composite is manufactured by the above-described injection molding method, the resin slurry injected into the mold must have a certain degree of fluidity. There is a predetermined restriction on the amount of filler added, and it has been difficult to make the amount of filler added so as to satisfy various characteristics required for parts having excellent heat resistance and light weight and conductivity.
[0007]
In addition, the conductive resin composite produced by the injection molding method has a resin carrier resistivity of 10 ¹² Ω · cm, which is abruptly increased from 10 ² to 10 ³ Ω · cm by adding a slight amount of conductor filler. Since the resistivity decreases, it is difficult to control the resistance value during this period.
[0008]
Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, the present inventor proposed a novel resin composite in which the amount of filler added is increased to 20 to 70% by volume by adopting a conventionally known powder pressing method. did.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The conductive resin composite of the present invention is obtained by heat-curing a curing agent-containing molded body molded by a powder pressure molding method, and includes 5-70 vol% of a conductor filler in a thermosetting resin. And a volume specific resistance of 10 ⁸ Ω · cm or less containing 65 to 65% by volume of inorganic substances in total and formed inside by a gas generated by thermal decomposition of the curing agent It has a large number of pores, and the porosity of the surface layer portion is smaller than the internal porosity.
[0010]
In the conductive resin composite of the present invention, the surface layer portion is a depth region from the surface to 10 to 50 μm, the surface layer portion has a porosity of less than 3%, and the internal porosity is 3 to 30%. It is characterized by being.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
[0012]
The conductive resin composite of the present invention is a conductive resin composite containing 5 to 70% by volume of a conductor filler and 65% by volume or less of an inorganic substance in a thermosetting resin, and the total content of both is 20 It is -70 volume%, and has many pores inside.
[0013]
Here, the content of the conductor filler was set to 5 to 70% by volume. When the content of the conductor filler was less than 5% by volume, the resin composite was not imparted with conductivity, and the volume resistivity was 10 ⁸ Ω. This is because it cannot be set to cm or less, and conversely, if the content of the conductor filler is more than 70% by volume, it is difficult to maintain the shape after the powder pressure molding.
[0014]
In addition, the content of the inorganic material is set to 65% by volume or less. If the content of the inorganic material exceeds 65% by volume, the total content of the conductor filler and the inorganic material is more than 70% by volume, and the powder pressurization This is because it becomes difficult to maintain the shape after molding. If the content of the conductor filler is 20% by volume or more, the inorganic substance may not be added.
[0015]
Also, the total content of the conductor filler and the inorganic substance is set to 20 to 70% by volume. When the total content of both is less than 20% by volume, the deformation at the time of heating and curing is large, and the high shape retention (dimensions) Accuracy) cannot be obtained, and the deflection temperature under load becomes low. Conversely, when the total content of the conductor filler and the inorganic substance exceeds 70% by volume, the shape after powder pressure molding can be maintained. Because it becomes difficult.
[0016]
As a thermosetting resin that constitutes such a conductive resin composite, a resin such as an epoxy resin, a phenol resin, a melamine resin, a urea resin, an unsaturated polyester resin, a polyimide resin, a furan resin, or a polybutadiene resin should be used. Among these, phenol resins are preferable from the viewpoints of heat resistance, dimensional stability, chemical resistance, and the like.
[0017]
On the other hand, as a conductor filler, a metal-nonmetal-based, Cu, Fe, Al, Pb , Ti, Sn, Ni, Mo, Ag, Pt, Ta, Nb, ZnO, SnO 2, B 2 O 3, TiO 2, Or the powder, fiber, and foil of the alloy are used. For carbon, oil furnace black, channel black, lamp black, thermal black, acetylene black, natural graphite, artificial graphite, PAN-based carbon fiber, pitch-based carbon fiber, etc. can be used. Therefore, by adding to the thermosetting resin, conductivity, heat resistance, dimensional stability and the like can be improved. In particular, since carbon fibers have self-lubricating properties, the sliding properties when this resin composite is used as a sliding member can be further improved.
[0018]
As inorganic materials, silica (SiO ₂ ), alumina (Al ₂ O ₃ ), silicon nitride (SiN), steatite (MgO · SiO ₂ ), boron nitride (BN), aluminum nitride (AlN), forsterite (2MgO • SiO _2), mullite _{_{_{(3Al 2 O 3 · 2SiO 2}}} ), cordierite _{_{(3MgO · 2Al 2 O 3 ·}} 5SiO 2), zirconia (ZrO _2), titania (TiO _2), 1 or more groups of particles such as glass, Fibers can be used.
[0019]
When particles are used as the conductor filler or the inorganic substance, the average particle size of the particles exceeds 20 μm, and the surface roughness of the resin composite becomes rough, which is not practical.
[0020]
The average particle diameter of the particles is measured by analyzing an arbitrary surface or cross section of the resin / filler composite with an image analyzer and calculating the average value of the equivalent circle diameters of the particles present on this surface. Can do.
[0021]
Moreover, when using a fiber as the conductor filler or inorganic substance, the maximum yarn length of the fibrous filler is preferably 200 μm or less. This is because when the maximum yarn length of the fibrous filler is longer than 200 μm, the dispersibility during mixing with the resin is poor, so the sparse and dense portions of the fibrous filler in the interior and surface layer of the resin composite This is because the heat resistance and wear resistance cannot be sufficiently increased, and chipping is likely to occur at the time of mold release after the powder pressure molding described later. However, if the maximum yarn length is shorter than 5 μm, it is difficult to obtain a reinforcing action. Therefore, the maximum yarn length of the fibrous filler is 5 to 200 μm, preferably 5 to 150 μm.
[0022]
The thread length of the fibrous filler is the length of the longest part when measuring the front and rear, left and right, and top and bottom dimensions. In FIG. 1, the surface length (a) and the inside (b) of the resin composite are shown. As shown in the cross section, the fibrous filler is present in a random direction in the resin composite. Therefore, for convenience, an arbitrary surface or cross section of the resin composite is analyzed with an image analyzer, and the longest fibrous filler among the fibrous fillers existing on this surface is the maximum yarn length. Long.
[0023]
In the conductive resin composite of the present invention, it is important to have a large number of pores inside.
[0024]
That is, according to the conductive resin composite having a large number of pores inside the present invention, as the amount of the conductive filler, that is, the carbon fiber is increased as shown in FIG. Although decreasing, the resistivity of the product of the present invention gradually decreases. Therefore, the resistance value of the product of the present invention can be controlled more easily than the conventional product between 10 ^{8 and} 10 ² Ω · cm.
[0025]
Further, in the conductive resin composite of the present invention, as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the porosity of the surface layer portion is made smaller than the internal porosity, more specifically, the surface layer portion. Is a depth region from the surface to 10 to 50 μm, and it is important that the porosity of this region is less than 3% and the internal porosity is 3 to 30%.
[0026]
That is, according to the conductive resin composite of the present invention, the pores of the conductive resin composite manufactured by powder pressure molding are made to be small or almost absent in the surface layer portion, and conversely, By making it exist comparatively much, while maintaining the whole lightweight, the surface can be densified and the mechanical strength of the conductive resin composite can be greatly improved. As a result, the parts are reduced in size and weight.
[0027]
Here, the region where the porosity is less than 3% is set to a depth of 10 to 50 μm from the surface of the conductive resin composite. When the surface layer is thinner than 10 μm, the mechanical strength of the conductive resin composite is reduced. This is because it cannot be kept sufficiently high, and conversely, if the thickness of the surface layer portion exceeds 50 μm, the specific gravity increases and it is difficult to reduce the weight.
[0028]
The porosity measurement method is performed by image analysis of the cross section of the surface layer portion and the internal cross section substantially parallel to the surface of the conductive resin composite, and calculating the occupied area ratio of the pores.
[0029]
In order to manufacture such a conductive resin composite, first, the thermosetting resin contains a conductor filler or an inorganic substance, and also contains a curing agent for curing the thermosetting resin during heating. As the curing agent, hexamethylene tetomin can be used when the thermosetting resin is a novolak type phenol resin.
[0030]
Further, in mixing, it may be uniformly mixed using a known method, for example, carbon fiber and a curing agent are mixed with a thermosetting resin with a mixer, kneaded with a Brabender, pulverized, or There is a method in which a thermosetting resin in which carbon fiber and a curing agent are mixed is melted and kneaded with a heating roll and then pulverized. Moreover, you may granulate so that it may become a predetermined particle size as needed.
[0031]
In addition to these, colorants such as those described above may be blended. If necessary, known additives such as curing aids, lubricants, plasticizers, dispersants, mold release agents, etc. It may be added to the extent that it is not.
[0032]
Moreover, since dispersion | distribution at the time of mixing may worsen depending on the surface state and shape of a filler, dispersibility can be improved by coat | covering a coupling agent on the surface of a filler in such a case.
[0033]
Next, the raw materials uniformly mixed in the respective ratios are filled into the mold, and after the powder pressing is performed at room temperature at a pressure of 0.5 to 5 ton / cm ² , the molded body is released from the mold, The molded body is processed into a predetermined shape by polishing or the like, and is heat-cured at a temperature of 80 to 250 ° C. in accordance with the properties of the thermosetting resin, the filler content, the product dimensions, and the like. At this time, the curing agent in the molded body is decomposed and reacts with the thermosetting resin to cure the resin. At the same time, the gas generated along with the decomposition of the curing agent escapes from the inside of the conductive resin composite. A large number of pores are formed inside the conductive resin composite.
[0034]
Then, the porosity of the surface layer portion of the conductive resin composite is reduced to less than 3% by appropriately controlling the heating rate at the time of heat curing, the keeping time at the maximum temperature, the cooling rate, etc., and the internal porosity is reduced. 3 to 30%, and the average pore size is 10 to 80 μm. The reason for setting the temperature at the time of heat curing to 80 to 250 ° C. is that if the temperature is less than 80 ° C., the resin is not sufficiently cured, and conversely, if the temperature is higher than 250 ° C., the resin is carbonized.
[0035]
According to such a method for producing a conductive resin composite, by adopting a powder pressure molding method, the filling amount of the filler is increased to a high level, which is difficult in injection molding, specifically 70% by volume. As a result, the heat resistance and wear resistance of the resin composite can be improved, and a resin composite having pores and conductivity can be obtained.
[0036]
Therefore, using the conductive resin composite of the present invention, IC tray, magazine rail for storage, static electricity removal, plastic electrode, planar heating element, pressure sensitive resistor, spinning roll, copying roll, motor brush, It can be suitably used as a material for forming a motor washer, an electromagnetic wave shielding material and the like.
[0037]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the porosity is from the inside to the surface layer. You may comprise so that it may become small gradually toward a part.
[0038]
【Example】
Example 1
A novolac type phenol resin was used as the thermosetting resin, carbon fiber as the conductor filler, and alumina as the inorganic substance. After preparing raw materials with various mixing ratios of phenol resin, carbon fiber, and alumina, press molding at room temperature, and then heat curing at 80 ° C. to 250 ° C., a test piece was prepared.
[0039]
About the obtained test piece, specific gravity, volume resistivity, load deflection temperature, and bending fracture strength were measured, and the results are shown in Table 1. The specific gravity was measured by JIS K 6911, the volume resistivity was measured by JIS K 6911, the load deflection temperature was measured by JIS K 7207, and the bending test was conducted by JIS K 7203.
[0040]
According to Table 1, when the total filling rate of the carbon fiber and the inorganic substance is less than 20% by weight, the shape cannot be maintained at the time of heat curing, which is not practical. On the other hand, if it exceeds 70% by weight, the shape of the molded product after pressure molding at room temperature could not be maintained.
[0041]
On the other hand, when the total filling rate of the carbon fiber and the inorganic substance was within the range of 20% by volume to 70% by volume, the deflection temperature under load was 200 ° C. or more.
[0042]
Further, in the comparative example (No. 3) composed of 4% by volume of carbon fiber and 20% by volume of alumina, the filling rate of the conductor filler is 4% by volume, which is outside the scope of the present invention, so that conductivity is imparted to the resin composite. I couldn't.
[0043]
On the other hand, in the thing (No. 6-No. 9) within the scope of the present invention, conductivity could be imparted.
[0044]
Further, when the surface layer and the internal porosity are out of the range of the present invention (No. 1 and No. 2), there is a problem that the specific gravity increases or the bending fracture strength decreases. On the other hand, those within the scope of the present invention (No. 6 to No. 9) have low specific gravity and high bending fracture strength.
[0045]
[Table 1]

[0046]
Example 2
A novolac type phenol resin was used as the thermosetting resin, carbon fiber as the conductor filler, and alumina as the inorganic substance. After preparing raw materials with various mixing ratios of phenol resin, carbon fiber, and alumina, press molding at room temperature, and then heat curing at 80 ° C. to 250 ° C., a test piece was prepared.
[0047]
Moreover, the conventional product was produced by injection molding.
[0048]
The volume resistivity of the obtained test piece was measured, and the result is shown in FIG. The volume resistivity was measured by the method of JIS K 6911.
[0049]
According to FIG. 2, when 5% by volume of carbon fiber is added to the conventional product, the resistivity rapidly decreases to 10 ² Ω · cm. On the other hand, it can be seen that the resistance value of the present invention can be easily adjusted because the resistance value gradually decreases due to the presence of pores.
[0050]
【The invention's effect】
By constituting the conductive resin composite of the present invention, it can be used for various applications because it is less deformed at high temperature, light weight, and has conductivity, and the resistance value can be easily adjusted. it can.
[Brief description of the drawings]
1A is a cross-sectional view of a surface layer portion of a resin composite of the present invention, and FIG. 1B is a view schematically showing an internal cross-section.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the volume resistivity and carbon fiber addition amount of the resin composites of the present invention and the conventional example.

Claims

A conductive resin composite formed by heating and curing a curing agent-containing molded body molded by a powder pressure molding method,
And conductor filler 5-70 vol% in the thermosetting resin, 65% by volume or less of an inorganic material containing a total of 20 to 70 vol% volume resistivity of not more than 10 ⁸ Ω · cm, and the inside A conductive resin composite characterized by having a large number of pores formed by a gas generated by thermal decomposition of a curing agent and having a porosity of a surface layer portion smaller than an internal porosity .

2. The conductive resin composite according to claim 1, wherein the porosity in the surface layer portion from the surface to 10 to 50 μm is less than 3%, and the internal porosity is 3 to 30%.