JPH04356543A - 導電・誘電性熱可塑性樹脂発泡性粒子、それからなる発泡体、及びその製造法 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は導電性緩衝材、電磁波吸
収材等種々の用途に利用できる導電・誘電性熱可塑性樹
脂発泡性粒子、及び発泡体並びにその製造法に関するも
のであり、簡便な製造工程で優れた導電性及び誘電性を
有する発泡性粒子又は発泡体を提供することを目的とす
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、導電性を有する発泡体としては、
（１）カーボンブラックを添加した硬質又は軟質のウレ
タン発泡体、（２）スチレン系樹脂粒子にカーボンブラ
ックを混合した後ビニル系モノマーを滴下重合させ、次
いで発泡剤を含浸したスチレン系発泡体、（３）導電性
物質と高分子化合物エマルジョンと分散剤を水に分散さ
せた分散液を予備発泡粒子表面に塗布したポリオレフィ
ン系発泡体が提案されている。

【０００３】しかし、（１）はカーボンブラックの添加
量に限度があり、（２）はビニル系モノマーの重合工程
を必要とし、（３）は分散液の濃度、ひいては導電性物
質塗布量に限界がある、等の問題を有している。更に、
かかる方法により得られた発泡体の導電性は、最良のも
のでも表面電気抵抗が１０４　Ωのオーダーであり、必
ずしも種々の使用目的にかなうものではない。

【０００４】一方、誘電性を有する発泡体としては、従
来、スチレン系発泡体表面に墨汁等カーボン系塗料を塗
布したものや発泡フェライト焼結体等が試作されている
が、性能面及び価格面で必ずしも満足できるものではな
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、性能面及び
価格面で充分に満足し得る、導電性及び誘電性を有する
熱可塑性樹脂発泡性粒子、発泡体及びその製造法を提供
するものである。

【０００６】本発明はかかる実情に鑑み鋭意研究を重ね
た結果、熱可塑性樹脂予備発泡粒子の表面にまずエマル
ジョンを付着させ、次いで導電性物質及び誘電性物質を
展着し、しかるのち該展着粒子を動かしほぐしつつ乾燥
する工程を採用することにより、上記問題点を解決した
ものである。すなわち本発明の第１は、熱可塑性樹脂予
備発泡粒子の表面にエマルジヨンを付着させ、次いで導
電性物質及び誘電性物質を展着させ乾燥してなる導電・
誘電性熱可塑性樹脂発泡性粒子を、本発明の第２は、上
記導電・誘電性発泡性粒子からなる導電・誘電性熱可塑
性樹脂発泡体を、本発明の第３は、熱可塑性樹脂予備発
泡粒子の表面に先づエマルジョンを付着させ、次いで導
電性物質及び誘電性物質を展着させ、乾燥して導電性物
質及び誘電性物質を展着した予備発泡粒子を得、該粒子
を型内に充填し加熱発泡させることを特徴とする導電・
誘電性熱可塑性樹脂発泡体の製造法を、それぞれ内容と
するものである。

【０００７】本発明で使用する熱可塑性樹脂としては、
スチレン系、オレフィン系樹脂等が挙げられる。スチレ
ン系樹脂としては、スチレン、αーメチルスチレン、エ
チルスチレン、クロルスチレン、ブロムスチレン、ビニ
ルトルエン等の重合体、又はこれらビニル芳香族モノマ
ーを５０重量％以上含有する共重合体等が挙げられる。 スチレン系樹脂は粒径０．３〜３ｍｍの粒子であること
が好ましく、常法によりプロパン、ブタン、フロン等の
発泡剤を含浸させたものを５〜６０倍、好ましくは３０
〜５０倍に予備発泡して用いる。

【０００８】オレフィン系樹脂としては、エチレン、プ
ロピレン、ブテン、ブタジエン等の重合体、又はこれら
オレフィン系モノマーを５０重量％以上含有する共重合
体が挙げられ、これらは架橋構造を有していてもさしつ
かえない。オレフィン系樹脂の場合は、粒径０．３〜６
ｍｍの粒子であることが好ましく、常法によりプロパン
、ブタン、フロン等の発泡剤を含浸させたものを５〜１
００倍、好ましくは１０〜５０倍に予備発泡して用いる
。

【０００９】本発明で使用する導電性物質としては、黒
鉛粉末、カーボンブラック、炭素繊維等が挙げられ、こ
れらは単独又は２種以上組み合わせて用いられる。黒鉛
粉末は天然、人造のいずれでもよいが鱗片状のものが好
ましく、その粒径は０．１〜５０μｍのものが好適に用
いられる。カーボンブラックとしては一般的なもの、熱
処理等の処理を施したもの等を適宜選択して使用できる
が、特に『ケッチェンブラック（商品名、ライオン・ア
クゾー株式会社製）』が好適である。また、炭素繊維と
しては直径１〜１０μｍ、長さ０．１〜３ｍｍのものが
適当である。特に黒鉛粉末、カーボンブラツク及び炭素
繊維の混合物が好適であり、その混合比率は特に限定さ
れないが、重量比で１対１対１〜１０対１対１の範囲が
好適である。

【００１０】導電性物質の展着量は、少な過ぎると導電
性能が不充分となり、反対に多過ぎると成形品密度が高
くなり、また導電性物質が高価なため経済的な面からも
おのずと限界がある。例えば熱可塑性樹脂発泡粒子の表
面積１ｍ２当たり７〜３０ｇの範囲が適当であり、より
好ましくは７〜２０ｇ、更に好ましくは７〜１５ｇ程度
である。

【００１１】本発明で使用する誘電性物質としては、ロ
シェル塩（酒石酸ナトリウムカリウム・ＫＮａＣ４　Ｈ
４　Ｏ６　）、酸化チタン、チタン酸バリウム等が挙げ
られ、これらは単独又は２種以上組み合わせて用いられ
るが、なかでもロシェル塩が、誘電性発現効果、安全衛
生性の点で好適に用いられる。誘電性物質の展着量は熱
可塑性樹脂発泡粒子の表面積１ｍ２当たり１ｇ以上であ
り、好ましくは１〜２０ｇ、より好ましくは１〜１５ｇ
、更に好ましくは１〜１０ｇ程度である。

【００１２】本発明で使用するエマルジョンとしては有
機高分子エマルジョンが好適で、例えばアクリル系、ス
チレン・アクリル系、酢酸ビニル系、エチレン・酢酸ビ
ニル系等が用いられる。導電性物質及び誘電性物質とエ
マルジョンの使用比率は、導電性物質及び誘電性物質の
比率が大き過ぎると成形品の発泡粒子の相互融着性が悪
くなり、反対にエマルジョン比率が大き過ぎると導電・
誘電性能が低下するので、重量比で３対１〜１対３の範
囲（但し、エマルジョンは固形分換算）で選択するのが
好ましい。

【００１３】上記の如くして得られた熱可塑性樹脂発泡
性粒子を加熱・融着して得られた発泡体は、該発泡体を
構成する発泡粒子の表面が導電性物質及び誘電性物質に
より展着された構造からなる。即ち、該発泡体を形成す
る粒子の融着面に導電性物質及び誘電性物質が展着され
た構造となる。本発明の発泡体は前記の如く多量の導電
性物質及び誘電性物質を展着してなるから、表面及び体
積電気抵抗を１０４　Ω未満で且つ比誘電率を７以上、
好ましくは１０以上、且つ誘電損失を０．４以上、好ま
しく０．５以上となし得る。

【００１４】本発明の導電・誘電性発泡性粒子は、例え
ば、（１）熱可塑性樹脂粒子の常法による予備発泡、（
２）予備発泡粒子表面へのエマルジョンの付着、（３）
導電性物質およひ誘電性物質の展着、（４）乾燥により
得られ、また導電・誘電性発泡体は、更に（５）導電・
誘電性発泡粒子の成形用金型への充填と常法による成形
により得られる。

【００１５】（２）の工程におけるエマルジョンの付着
は、例えばミキサー、ブレンダー等を用い、予備発泡粒
子上に市販のエマルジョンを希釈することなくそのまま
滴下しつつ混合することにより行うことができる。誘電
性物質としてロシェル塩を用いる場合は、これは水によ
く溶けるので、事前に水溶液としてエマルジョンに添加
しておくのがよい。

【００１６】（３）の工程は、エマルジョン付着作業の
終了後、直ちに導電性物質及び誘電性物質を少量ずつ添
加し混合することにより行われる。この工程はエマルジ
ョンが乾燥固化する前に、即ち液状である間に、粉末状
の導電性物質及び誘電性物質を徐々に添加し展着させる
もので、外表面に近いほど導電物質及び誘電物質濃度の
大きな展着予備発泡粒子が得られる。導電性物質として
黒鉛粉末とカーボンブラック及び炭素繊維を併用する場
合は、予めそれらをよく混合しておくのがよい。

【００１７】（４）の工程は、エマルジョン中の水分を
蒸発させ、エマルジョン樹脂粒子の保護コロイド膜を破
壊して連続皮膜を形成させ、導電性物質及び誘電性物質
を予備発泡粒子表面に強固に接着させるものである。特
にこの工程では、導電性物質及び誘電性物質を展着した
未乾燥予備発泡粒子を流動、振動、かきまぜ等により動
かし解しつつ乾燥することにより、予備発泡粒子相互の
ブロッキングを防止することができる。

【００１８】

【発明の効果】叙上の通り、本発明によれば導電性物質
及び誘電性物質の塗布量を大巾に高めることができるか
ら、製品の表面及び体積電気抵抗を１０４Ω未満、且つ
比誘電率７以上、好ましくは１０以上、且つ誘電損失０
．４以上、好ましくは０．５以上とすることが可能とな
る。また、本発明ではエマルジョンを従来法の如く水に
再度分散させたりしないので固型分濃度が高く、乾燥時
間が短くてすむ利点もある。

【００１９】

【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさ
らに詳しく説明するが、本発明はこれらにより何ら制限
をうけないことは云うまでもない。 実施例１ 平均粒径０．８ｍｍの球状の発泡ポリスチレン粒子〔鐘
淵化学工業株式会社製、商品名『カネパールＧＢ』〕を
水蒸気で加熱し、発泡倍率５０倍の予備発泡粒子を得た
。 この粒子３００ｇをミキサーに入れ、ミキサーを回転し
つつ、スチレン・アクリル系エマルジョン〔カネボウ・
エヌエスシー株式会社製、商品名　　『ヨドゾールＧＦ
−１』、固型分４６重量％〕４９０ｇに、ロシェル塩９
０ｇを水道水１００ｇに溶解させた溶液１９０ｇを予め
混合しておいた溶液６８０ｇを徐々に滴下し、予備発泡
粒子表面に付着させた。

【００２０】別に、天然鱗片状黒鉛粉末〔日本黒鉛工業
株式会社製、商品名『ＣＳＰＥ』粒度範囲１〜１５μｍ
〕１３５ｇと『ケッチェンブラック』４５ｇ及び炭素繊
維〔東邦レーヨン株式会社製、商品名『ＣＦミルドファ
イバー』直径７μｍ、長さ０．２〜０．３ｍｍ〕４５ｇ
を予め混合しておき、ミキサーを回転しつつ、エマルジ
ョン付着予備発泡粒子上に徐々に添加し、導電性物質及
び誘電性物質展着粒子を得た。この粒子の導電性物質展
着量は約８．５ｇ／ｍ２、誘電性物質展着量は約３．４
ｇ／ｍ２であった。

【００２１】次いで、この粒子をミキサーから取出し、
ポリエチレンフィルム上にひろげ、ヘラで時々かきまぜ
ながら室温下で乾燥させた。５時間後にほぼ乾燥状態に
達し、そのまま一夜放置した。上記の如くして得られた
乾燥粒子を用い、通常の発泡スチレン成形機により６０
０×３７０×５０ｍｍの板を成形した。この板は粒子の
融着が完全で密度が５０ｇ／ｌであった。この板の電気
抵抗、誘電特性、圧縮特性、熱伝導率を表１に示した。

【００２２】実施例２ ロシェル塩量を１３５ｇ（展着量約５．１ｇ／ｍ２）と
したこと以外は実施例１と同様にして、粒子の融着が完
全で密度が４９ｇ／ｌの板を得た。この板の電気抵抗、
誘電特性、圧縮特性、熱伝導率を表１に示した。

【００２３】実施例３ ロシェル塩量を１８０ｇ（展着量約６．８ｇ／ｍ２）と
したこと以外は実施例１と同様にして、粒子の融着が完
全で密度が５０ｇ／ｌの板を得た。この板の電気抵抗、
誘電特性、圧縮特性、熱伝導率を表１に示した。

【００２４】比較例１ ロシェル塩を用いない他は実施例１と同様にして、導電
性物質のみを展着し、密度４９ｇ／ｌの板を得た。この
板の電気抵抗、誘電特性、圧縮特性、熱伝導率を表１に
示した。

【００２５】比較例２ 『カネパールＧＢ』を発泡倍率５０倍の予備発泡粒子と
し、導電性物質及び誘電性物質を展着せずに６００×３
７０×５０ｍｍの板を成形した。この板は密度が２１ｇ
／ｌであり、電気抵抗、誘電特性等は表１のようであっ
た。

【００２６】

【表１】

【００２７】実施例４ 密度０．９２４ｇ／ｃｍ２　、ＭＩ値１．５、平均粒径
１．３ｍｍの低密度ポリエチレン粒子をパーオキサイド
架橋により架橋度５０％の架橋ポリエチレンとした後、
６０℃の飽和フロン１２（ＣＣｌ２　Ｆ２　）ガス中に
６０分放置してフロン１２を含浸させた。この架橋発泡
性ポリエチレン粒子を水蒸気で加熱し、発泡倍率３５倍
の予備発泡粒子を得た。この粒子３００ｇをミキサーに
入れ、ミキサーを回転しつつ、スチレン・アクリル系エ
マルジョン〔カネボウ・エヌエスシー株式会社製、商品
名、『ヨドゾールＧＦ−１』、固型物４６重量％〕４９
０ｇに、ロシェル塩９０ｇを水道水１００ｇに溶解させ
た溶液１９０ｇを予め混合しておいた溶液６８０ｇを徐
々に滴下し、予備発泡粒子表面に付着させた。

【００２８】別に、天然鱗片状黒鉛粉末〔日本黒鉛工業
株式会社製、商品名『ＣＳＰＥ』粒度範囲１〜１５μｍ
〕１３５ｇと『ケッチェンブラック』４５ｇ及び炭素繊
維〔東邦レーヨン株式会社製、商品名『ＣＦミルドファ
イバー』直径７μｍ、長さ０．２〜０．３ｍｍ〕４５ｇ
を予め混合しておき、ミキサーを回転しつつ、エマルジ
ョン付着予備発泡粒子上に徐々に添加し、導電性物質及
び誘電性物質展着粒子を得た。この粒子の導電性物質展
着量は約８．５ｇ／ｍ２、誘電性物質展着量は約３．４
ｇ／ｍ２であった。

【００２９】次いで、この粒子をミキサーから取出し、
ポリエチレンフィルム上にひろげ、ヘラで時々かきまぜ
ながら室温下で乾燥させた。５時間後にほぼ乾燥状態に
達し、そのまま一夜放置した。上記の如くして得られた
乾燥粒子を用い、通常の発泡ポリエチレン成形機により
６００×３７０×５０ｍｍの板を成形した。この板は粒
子の融着が完全で密度が６０ｇ／ｌであった。この板の
電気抵抗、誘電特性、圧縮特性、熱伝導率を表２に示し
た。

【００３０】比較例３ ロシェル塩を用いない他は実施例４と同様にして、導電
性物質のみを展着した密度６０ｇ／ｌの板を得た。この
板の電気抵抗、誘電特性、圧縮特性、熱伝導率を表２に
示した。

【００３１】比較例４ 実施例４の架橋ポリエチレン予備発泡粒子を用い、導電
性物質及び誘電性物質を展着せずに密度が３２ｇ／ｌの
板を成形した。この板の電気抵抗、誘電特性等は表２の
通りであった。

【００３２】

【表２】

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　熱可塑性樹脂予備発泡粒子の表面にエ
   マルジョンを付着させ、次いで導電性物質及び誘電性物
   質を展着させ乾燥してなる導電・誘電性熱可塑性樹脂発
   泡性粒子。
2. 【請求項２】　　導電性物質及び誘電性物質を展着した
   予備発泡粒子を動かし解しながら乾燥してなる請求項１
   記載の発泡性粒子。
3. 【請求項３】　　導電性物質が黒鉛粉末、カーボンブラ
   ック、炭素繊維、及びこれらの混合物から選択され、誘
   電性物質がロシェル塩である請求項１又は２記載の発泡
   性粒子。
4. 【請求項４】　　導電性物質の展着量が７ｇ／ｍ２以上
   である請求項１〜３記載の発泡性粒子。
5. 【請求項５】　　誘電性物質の展着量が１ｇ／ｍ２以上
   である請求項１〜３記載の発泡性粒子。
6. 【請求項６】　　エマルジョンが高分子エマルジョンで
   ある請求項１記載の発泡性粒子。
7. 【請求項７】　　請求項１〜６記載の導電・誘電性発泡
   性粒子からなる導電・誘電性熱可塑性樹脂発泡体。
8. 【請求項８】　　表面電気抵抗及び体積電気抵抗が１０
   ４　Ω未満であり、且つ比誘電率が７以上で誘電損失が
   ０．４以上である請求項７記載の発泡体。
9. 【請求項９】　　熱可塑性樹脂予備発泡粒子の表面に先
   づエマルジョンを付着させ、次いで導電性物質及び誘電
   性物質を展着させ、乾燥して導電性物質及び誘電性物質
   展着予備発泡粒子を得、該粒子を型内に充填し加熱発泡
   させることを特徴とする導電・誘電性熱可塑性樹脂発泡
   体の製造法。
10. 【請求項１０】　　導電性物質及び誘電性物質展着予備
    発泡粒子を動かし解しながら乾燥する請求項９記載の製
    造法。
11. 【請求項１１】　　導電性物質が黒鉛粉末、カーボンブ
    ラック、炭素繊維、及びこれらの混合物から選択され、
    誘電性物質がロシェル塩である請求項９又は１０記載の
    製造法。
12. 【請求項１２】　　導電性物質の展着量が７ｇ／ｍ２以
    上である請求項９〜１１記載の製造法。
13. 【請求項１３】　　誘電性物質の展着量が１ｇ／ｍ２以
    上である請求項９〜１１記載の製造法。
14. 【請求項１４】　　エマルジョンが高分子エマルジョン
    である請求項９記載の製造法。
15. 【請求項１５】　　導電・誘電性発泡体の表面電気抵抗
    及び体積電気抵抗が１０４　Ω未満であり、且つ比誘電
    率が７以上で誘電損失が０．４以上である請求項９記載
    の製造法。