JPH03181532A

JPH03181532A - 膨張黒鉛分散複合樹脂成形体

Info

Publication number: JPH03181532A
Application number: JP32190789A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Yoshida; 吉田　保夫; Minoru Wada; 実和田
Original assignee: YOSHIDA SHOTEN KK; Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: YOSHIDA SHOTEN KK; Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-12-11
Filing date: 1989-12-11
Publication date: 1991-08-07
Anticipated expiration: 2014-01-20
Also published as: JP2847829B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、膨張黒鉛と樹脂の混合物よりなる複合樹脂、
特に、膨張黒鉛の分散配合により樹脂に対し電導性、熱
伝導性を付与した電磁シールド用樹脂および耐熱性樹脂
として用途を有する膨張黒鉛分散型複合樹脂に関するも
のである。

（従来の技術）従来より樹脂は種々の分野に使われているが、最近は絶
縁性が高く成型が容易であるとの特性に着目して電磁シ
ールド性あるいは耐熱性の向上が必要とされる部位に使
用されることが多い。

しかしながら、今日では磁気シールド性といつても超電
導のような強磁場の下で使用されることがあり、また耐
熱性といっても６０〜１５０°Ｃ程度の環境下でのそれ
が要求されるようになってきている。したがって、従来
の樹脂それ自体ではそのような用途に使用できる程度に
まで電磁シールド性や耐熱性を向上させることは困難な
ため、別の金属板を積層・併用する方法等が採られてい
る。

もちろん樹脂自身の特性改善の研究も行われているが、
そのような方法とは別に、樹脂に金属粉や黒鉛粉を混入
することにより樹脂の特性を改善する試みがいくつか提
案されている。前述のように金属板を積層する方法と比
較して、金属粉や黒鉛粉を樹脂に混入すること等は比較
的容易に実現できるため、実用的観点からはそのような
方向の材料開発が求められているのである。

しかし、そのような複合樹脂は金属粉と黒鉛粉の膨張率
あるいは堅固さが樹脂とは大きく違うため、樹脂の溶融
固化後の一体性に若干の問題があり実際の用途には限界
があった。

すなわち、先行技術として次のようなものが挙げられる
が、いずれも前述のような電磁シールド用および耐熱用
の用途には適用されない。

（１）特公昭５Ｂ−１２３１５号公報に記載の発明は、
ガラスまたは合成樹脂のフリースあるいは編織物の表層
に、膨張性黒鉛（すなわち未膨張の黒鉛）１００重量部
当りポリクロルブタジェン１０〜３０重量部、アルキル
フェノールホルムアルデヒド樹脂１〜４０重量部、安定
剤１〜３重景部を含有するものを被覆して成る充填材で
ある。

その目的は火災等の際に膨張性黒鉛が発泡膨張し、断熱
およびシールによる断気の機能を発揮せしめる充填材を
提供することにある。

しかし、この発明にあっては未膨張黒鉛である膨張性黒
鉛を使用するものであり、組成物中膨張性黒鉛が主体で
被覆を形威し、結合剤として合成樹脂が使用される。原
料である膨張性黒鉛は通常大粒径（１＋ｕｗ以上）で、
発泡後断熱機能が期待され、火災等の際に瞬間的な効果
が期待できるが永続性はない。

（２）特開昭６２−２３４９２５号公報に開示の発明は
、板状の金属に導電性粉を含んだ粘着剤を塗布し積層し
たものである。導電粒子は０．０５〜１Ｍ量％、かつ導
電粒子の７０％以上の大きさを粘着剤層の厚さの８０〜
１４０％としている。ここに、導電粒子は金属粉または
炭素粉である。

これは被防食体に金属テープを張りつける際に電気の導
通を必要とするときに使用するものである。導電性粉が
多くなると、粘着力が極度に落ち、また粘着剤が酸化劣
化するという点の解決のため、導電粒子を極力少なくＯ
，ＯＳ〜１％、かつ両積層金属板同士の導通が保たれる
よう粘着剤の厚みに対して大きな粒子（８０〜１４０％
）とするものである。

そのため粘着剤と導電性粉は不均一混合層となっている
。

（３）特開昭５８−４９６５６号公報に開示の発明の内
容は、粉砕した膨張黒鉛粒子と有機結合剤を混合して混
合シール材料とするものである。有機結合剤の量は３〜
工５％となっている。

その目的は膨張黒鉛の強度を上げ動的シール材料として
使うことである。

元来、膨張黒鉛は優秀なシール材料として知られている
が引張強度が小さく可動部のシールに使うのは困難であ
ると考えられており、そのためこの発明ではシール材と
しての膨張黒鉛の引張強度を上げるべく３〜１５重量％
の有機結合剤を一種の補強用結合材として使用すること
により黒鉛の強度を持たせようとするものである。しか
し、膨張黒鉛の粒径が大きいと不均一となり、結合剤の
多い部分のシール性に問題が出てくるためシール性の落
ちない範囲で膨張黒鉛を粉砕しく０．０８〜０．４ｇ／
ｃｍ３）、結合剤を均一分散させたものと理解される。

（発明が解決しようとする課題）本発明者らは、これら従来技術における樹脂と黒鉛との
配合物の物性を種々検討したところ、今日求められてい
る電磁シールド用および耐熱用としてはいずれも十分で
なく、さらに−層の改善が必要であることを知った。

ここに、本発明の第一の目的は、必要な導電性および耐
熱性を備えた複合樹脂を提供することである。

また、本発明の別の目的は、従来技術には見られない組
み合わせから成る膨張黒鉛と樹脂との組成物を提供する
ことである。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため、本発明者らは鋭意研究を重ね
た結果、導電性および熱伝導性が良いばかりでなく樹脂
との一体性をも具備する素材として膨張黒鉛が最適であ
ることをｌＩｆ認し、これを使用することで前記した問
題を改善できることが判明し、本発明を完成するに至っ
た。

よって、本発明の要旨とするところは、樹脂中に粒径が
２０ａｍ以下の膨張黒鉛を樹脂＋００　ｆｆｌｉＮ部に
対し、１〜１５０重量部分散せしめたことを４８敬とす
る膨張黒鉛分散型複合樹脂である。

本発明にかかる膨張黒鉛分散型複合樹脂は、磁気シール
ド材あるいは耐熱材として有効であるが、その地温滑性
にすぐれ、メカニカル軸受やメカニカルパツキンシール
用として用いることもできる。

（作用）本発明の構成と作用について説明する。

膨張黒鉛は可撓性がよくシール材として第一級の性能を
持っている。通常の黒鉛とは違って、弾力性、塑性変形
性の性質も併せ備えており適当な構造の樹脂とよくなし
むことか判った。

ここに、「膨張黒鉛」とは、リン片状黒鉛を硫酸などを
使った薬品処理して層間化合物としてから加熱膨張させ
たものである。そのような特性を備えるものであれば特
定のものに制限されない。

樹脂に膨張黒鉛を混入すると導電性や熱伝導度が向上す
るが、強度の点では落ちるため実用上は混入率６０％が
上限であった。また、混入による導電性や熱伝導度の改
善は少なすぎると効果がないが若干の効果が表われてく
るのは１％程度からである。好ましくは、５〜３０重量
％である。

膨張黒鉛の粒径が２０ｕｍを越えると樹脂中への均一分
散が困難となる。好ましくは、１０μｍ以下の粒径を持
った膨張黒鉛を使用する。

本発明において使用する樹脂は膨張黒鉛に親和性、相溶
性、分散性そして安定性を示すものであればいずれであ
っても制限されないが、好ましくはポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ポ
リアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート
樹脂、変性ポリフェニレン半オキサイド樹脂、ポリブチ
レンテレフタレート樹脂等が挙げられる。用途に応し適
宜選ぶことができる。

このように、本発明では合成樹脂が主体でその合成樹脂
に熱拡散と電磁シールドの特性を付与できる範囲内、す
なわち合成樹脂のもっている特性が失なわれない範囲内
でそれらの特性を改存すべく膨張黒鉛粉末を分散添加さ
れている。

したがって、本発明によれば、熱拡散性および電磁シー
ルド性を付与するため、微粉が均一に混合され、かつ樹
脂の性能を損なわない範囲でできるだけ多くの膨張黒鉛
を含有させる必要があり、そのため含有率は１〜６０％
の範囲で粒径も均一分散が可能な範囲内で小粒径２０μ
ｍ以下であるのが望ましい。

本発明にかかる膨張黒鉛分散型複合樹脂は、特にシール
性改善だけを目的としたものではなく、電磁シールドに
必要な導電枠性と耐熱性を高めるための熱拡散性を樹脂
に与えており、その地温滑用にも広く１吏用されるすぐ
れた特性を備えている。

特にそれにのみ制限されるものではないが、本発明にか
かる膨張黒鉛分散型複合樹脂の具体的用途としては自動
車エンジンルーム用戒形品等が挙げられる。

次に、本発明にかかる膨張黒鉛分散型複合樹脂の製造操
作について具体的に説明する。

まず、ｆめ用、童した膨張黒鉛に対し、分散性改善のた
めの処理を行う。

この膨張具鉛処理を行うには、その吸油量に対し溶融吸
着に充分な量の添加剤を加え、かつこれがポリオレフィ
ンに親和性、相溶性、分散性、安定性を与えるに必要な
分散助剤を付加してこれをポリオレフィンにたいし、膨
張黒鉛純分が内削でポリオレフィン１００ｆｆｉｆｆｉ
部に対しｌ−１５０重量部の膨張黒鉛１〜６０％になる
ように加えてパンバリミキサー、ミキソングロールある
いは押出機等にて混練造粒して高濃度膨張黒鉛含有ベレ
ットとする。

ここに使用する膨張黒鉛は例えばＳＧシート（住友金属
工業■商品名）でよく、これは嵩比重は０．８〜１．６
ｇ／ｃｃ（２０μｍ以下に相当）である。

これに加える混練助剤はワックス類、金属石鹸、可塑剤
またはブレンドオイル、カップリングｌ’ＦＩＩ３であ
る。ワックス類は低分子量ポリエチレン、ポリプロピレ
ン等で融点１５０　’Ｃ以下であり、金属石鹸類はステ
アリ酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステア
リン酸亜鉛等であり、可塑剤はＤＯＰ　、　ＤＢＰある
いはブレンド・オイル、またカップリング剤としてはチ
タン・カンブリング、シラン・カップリング等である。

さらにこれ等に使用できる鉱物油の類を配合してもよい
。

添加量は合計量で膨張黒鉛に対して１０〜１５％、添加
物は少ない程良い。また少な過ぎても吸着が悪く混練り
が不充分になる。また多過ぎると生産原価高になり、嵩
高な膨張黒鉛を効率良くポリオレフィン樹脂頓に湿潤さ
せるのに重要な工程であ加熱することによりこれ等の助
剤が膨張黒鉛に浸透して表面の親和性を整わせて嵩高を
収縮せしめる効果がある。

処理装置は通常スーパーミキサーを使用し、温度は６０
〜１．３０°Ｃの範囲で２０〜４０分の攪拌を行うのが
適当である。短時間では収縮が不充分であり、また長時
間では却って粒子の凝集を促する傾向がある。

次いで樹脂を配合するが、ポリオレフィン樹脂に対する
分散はパンバリミキサー、迅キシングロールあるいは二
軸押出機等を使用すれば効率は良いが、これをヘント式
単軸押出機で１〜２回押出すること等いずれの方法でも
可能である。しかし最も好まれる方法はベンド式押出機
による一回押出しでポリオレフィン樹脂に対して高濃度
の膨張黒鉛を含有せしめることである。

次に実施例によって本発明をさらに具体的に説明する。

実施例まず膨張黒鉛シートをボール≧ルにより一２０／ＪＩ１
１に粉砕した。得られた膨張黒鉛の粒度分布は第１表の
とおりであった。使用した膨張黒鉛はＳＧシート（商品
名、住友金属工業■製）であった。

第１表これにブレンドオイル４ｋｇを少量ずつ添加しつつ、混
練機で混練した。同時に華気を吹きつに＋４０°Ｃ程度
に昇温することにより浸潤を進行させた。

次にバンバリーミキサ−に、ポリエチレン６０ｋｇ、上
記膨張黒鉛４０ｋｇを投入し２０分間撹７１’を行った
。

これをヘント弐押出機にかけポリエチレンの押出しを行
い、膨張型鉛が分散した、３■角のポリエチレンチップ
を得た。

得られた複合樹脂の各特性を測定し、その結果を第２表
に示す。

第童表熱伝導性　　　：　１０−２０ｋｃａｌ／ｍ　Ｈｈ　・
’Ｃ体ｊ；ｊ固有抵抗値：　１０”Ω’ｃｍ熱変形温度
　　＝１４５〜１６０°Ｃ引張強度　　　　：　４００〜４６０　ｋｇ／ｃｍ”（
発明の効果）本発明は、以」二説明したようにｆｊ４成されているの
で、優れた導電特性、熱拡散性をイｆしており、電磁シ
ール１用樹脂耐熱樹脂として極めて有用であって産業上
益するところが大である。

Claims

【特許請求の範囲】

樹脂中に粒径が２０μｍ以下の膨張黒鉛を樹脂１００重
量部に対し、１〜１５０重量部分散せしめたことを特徴
とする膨張黒鉛分散型複合樹脂。