JPH0517618A - 導電性プラスチツクス - Google Patents
導電性プラスチツクスInfo
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- JPH0517618A JPH0517618A JP20128891A JP20128891A JPH0517618A JP H0517618 A JPH0517618 A JP H0517618A JP 20128891 A JP20128891 A JP 20128891A JP 20128891 A JP20128891 A JP 20128891A JP H0517618 A JPH0517618 A JP H0517618A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 本発明は、導電性材料として安価なアルミニ
ウムを用いても導電性を全く失うことがなく、加熱して
も機械的、電気的性質が変わらないアルミニウム本来の
利点をそのまま生かすことのできる導電性プラスチック
スを提供する。 【構成】 この導電性プラスチックスは、粒径10〜 105
μmの粒子が60%以上を占めるアルミニウム粉粒3容量
%以上と炭素繊維および/またはカーボン粒子からなる
炭素系材料3容量%以上とを、両者の合計で10容量%以
上、プラスチックスに混入させてなるものである。
ウムを用いても導電性を全く失うことがなく、加熱して
も機械的、電気的性質が変わらないアルミニウム本来の
利点をそのまま生かすことのできる導電性プラスチック
スを提供する。 【構成】 この導電性プラスチックスは、粒径10〜 105
μmの粒子が60%以上を占めるアルミニウム粉粒3容量
%以上と炭素繊維および/またはカーボン粒子からなる
炭素系材料3容量%以上とを、両者の合計で10容量%以
上、プラスチックスに混入させてなるものである。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は導電性プラスチックス、
とくには剛性と熱伝導性に優れ安価で実用を損なわない
程度の導電性を有する、導電性プラスチックスに関する
ものである。
とくには剛性と熱伝導性に優れ安価で実用を損なわない
程度の導電性を有する、導電性プラスチックスに関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来、絶縁物であるプラスチックスに、
炭素繊維および/またはカーボン粒子からなる炭素系材
料や、アルミニウム以外の金属繊維および/または金属
粉粒等の導電性材料を混入した導電性プラスチックスが
知られている。一般に、導電性を与える材料に対する要
求特性は、1)母材としてのマトリックス樹脂(以下、
単にマトリックスとする)に対し、熱劣化を促進し強度
を下げるなどの化学的悪作用が少ない、2)材料そのも
のが高い導電性を持ち、僅かな混入によりマトリックス
の性質を改善して高い導電性を与える、3)成形時ある
いは使用時に高温に曝されても熱伝導性が低下しない、
4)マトリックスとよく接着するか、またはマトリック
スを仲介する接着剤の使用により、強度が低下しない、
5)剛性の付与、収縮率や反りの改善のために充填材を
混入しても導電性能の低下が少ない、6)経済的に安価
であるなどである。
炭素繊維および/またはカーボン粒子からなる炭素系材
料や、アルミニウム以外の金属繊維および/または金属
粉粒等の導電性材料を混入した導電性プラスチックスが
知られている。一般に、導電性を与える材料に対する要
求特性は、1)母材としてのマトリックス樹脂(以下、
単にマトリックスとする)に対し、熱劣化を促進し強度
を下げるなどの化学的悪作用が少ない、2)材料そのも
のが高い導電性を持ち、僅かな混入によりマトリックス
の性質を改善して高い導電性を与える、3)成形時ある
いは使用時に高温に曝されても熱伝導性が低下しない、
4)マトリックスとよく接着するか、またはマトリック
スを仲介する接着剤の使用により、強度が低下しない、
5)剛性の付与、収縮率や反りの改善のために充填材を
混入しても導電性能の低下が少ない、6)経済的に安価
であるなどである。
【0003】そこで、従来の導電性プラスチックスでは
専ら上述した炭素系非金属材料、ニッケル、ステンレス
などの繊維や粉の金属材料などをプラスチックスに混入
した、比較的化学的悪作用の少ないものが用いられてき
た。しかし、金属材料の内で導電性の高い銅系の材料は
化学的悪作用が甚だしく用いられていない。アルミニウ
ムは化学的悪作用が極めて少なく導電性が高く容積当り
の価格が安いという利点を持つ反面、長時間または高温
時の使用において表面が酸化して絶縁被膜を形成し導電
性を失う致命的欠点があって全く用いられていない。
専ら上述した炭素系非金属材料、ニッケル、ステンレス
などの繊維や粉の金属材料などをプラスチックスに混入
した、比較的化学的悪作用の少ないものが用いられてき
た。しかし、金属材料の内で導電性の高い銅系の材料は
化学的悪作用が甚だしく用いられていない。アルミニウ
ムは化学的悪作用が極めて少なく導電性が高く容積当り
の価格が安いという利点を持つ反面、長時間または高温
時の使用において表面が酸化して絶縁被膜を形成し導電
性を失う致命的欠点があって全く用いられていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は導電性材料として安価なアルミニウムを用いても
導電性を全く失うことがなく、加熱しても機械的、電気
的性質が変わらないアルミニウム本来の利点をそのまま
生かすことのできる導電性プラスチックスを提供しよう
とするものである。
目的は導電性材料として安価なアルミニウムを用いても
導電性を全く失うことがなく、加熱しても機械的、電気
的性質が変わらないアルミニウム本来の利点をそのまま
生かすことのできる導電性プラスチックスを提供しよう
とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この導電性プラスチック
スは、粒径10〜105μmの粒子が60%以上を占めるアル
ミニウム粉粒5容量%以上と炭素繊維および/またはカ
ーボン粒子からなる炭素系材料3容量%以上とを、両者
の合計で10容量%以上、プラスチックスに混入させてな
るものである。これを説明すると、本発明者は上記課題
の解決のため種々検討の結果、高い導電性を有し酸化さ
れ易く安価なアルミニウム粉粒と、導電性を有しアルミ
ニウムの酸化抑止効果のある炭素系材料とを組み合わせ
ると、熱による劣化や導電性の低下のない安価な導電性
プラスチックスの得られることを見出し、本発明を完成
させたものである。
スは、粒径10〜105μmの粒子が60%以上を占めるアル
ミニウム粉粒5容量%以上と炭素繊維および/またはカ
ーボン粒子からなる炭素系材料3容量%以上とを、両者
の合計で10容量%以上、プラスチックスに混入させてな
るものである。これを説明すると、本発明者は上記課題
の解決のため種々検討の結果、高い導電性を有し酸化さ
れ易く安価なアルミニウム粉粒と、導電性を有しアルミ
ニウムの酸化抑止効果のある炭素系材料とを組み合わせ
ると、熱による劣化や導電性の低下のない安価な導電性
プラスチックスの得られることを見出し、本発明を完成
させたものである。
【0006】したがって、本発明に用いられるアルミニ
ウム粉粒は、併用される炭素系材料と共に、両者の間隙
を埋めて効果的な導電性を発揮させるために、粒径10〜
105μm、好ましくは40〜 100μmの粒子が60%以上を
占めるものを3容量%以上、プラスチックスに混入させ
ることが必要で、これはまた純度が99%以上で、ほぼ球
形をしたものであることが好ましい。
ウム粉粒は、併用される炭素系材料と共に、両者の間隙
を埋めて効果的な導電性を発揮させるために、粒径10〜
105μm、好ましくは40〜 100μmの粒子が60%以上を
占めるものを3容量%以上、プラスチックスに混入させ
ることが必要で、これはまた純度が99%以上で、ほぼ球
形をしたものであることが好ましい。
【0007】他方の炭素系材料にはチョップドストラン
ド炭素繊維、ケッチェンブラック、ファーネスブラック
などが例示されるが、同様の理由から3容量%以上、プ
ラスチックスに混入させることが必要で、これはまた繊
維長が比較的長いチョップドストランド炭素繊維や細粒
が鎖状に連なっているケッチェンブラックが繊維間に橋
架けして回路を短絡させる効果があるので好ましく、こ
の両者はそれぞれ単独または組み合わせて使用される。
ド炭素繊維、ケッチェンブラック、ファーネスブラック
などが例示されるが、同様の理由から3容量%以上、プ
ラスチックスに混入させることが必要で、これはまた繊
維長が比較的長いチョップドストランド炭素繊維や細粒
が鎖状に連なっているケッチェンブラックが繊維間に橋
架けして回路を短絡させる効果があるので好ましく、こ
の両者はそれぞれ単独または組み合わせて使用される。
【0008】この両材料の使用割合は、炭素系材料によ
るアルミニウムの酸化抑止効果を充分に発揮させる見地
から、炭素系材料のアルミニウム粉粒に対する容積比が
1/3以上、とくには4/9以上であることが好まし
い。これよりもアルミニウム粉粒が多く炭素系材料が少
ないと、導電性が失われる(後述する比較例2参照)。
また、両成分が等しくなる位まで炭素系材料が増える
と、炭素系材料のみからなるものよりもむしろ導電性は
よくなる上、アルミニウム粉粒を使用したことにより経
済的有利性が活かされる(アルミニウムは炭素繊維の約
半分の価格)。
るアルミニウムの酸化抑止効果を充分に発揮させる見地
から、炭素系材料のアルミニウム粉粒に対する容積比が
1/3以上、とくには4/9以上であることが好まし
い。これよりもアルミニウム粉粒が多く炭素系材料が少
ないと、導電性が失われる(後述する比較例2参照)。
また、両成分が等しくなる位まで炭素系材料が増える
と、炭素系材料のみからなるものよりもむしろ導電性は
よくなる上、アルミニウム粉粒を使用したことにより経
済的有利性が活かされる(アルミニウムは炭素繊維の約
半分の価格)。
【0009】さらに充分な導電性を発揮させるには両者
の合計量を全体の10容量%以上とする必要がある。しか
し、余り多過ぎると製品が脆くて成形が困難になるの
で、最高40容量%に止めるべきであり、30容量%以下、
とくには20容量%以下とするのが好ましい。
の合計量を全体の10容量%以上とする必要がある。しか
し、余り多過ぎると製品が脆くて成形が困難になるの
で、最高40容量%に止めるべきであり、30容量%以下、
とくには20容量%以下とするのが好ましい。
【0010】本発明で用いられるプラスチックスとして
は、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリブチレ
ンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートなどの
ポリエステル樹脂などが例示される。なお、本発明の導
電性プラスチックスの別の特徴は接着性樹脂を用いて強
度を付与することができる点にある。通常、炭素系材料
はエポキシ樹脂などの特別の樹脂を除いて接着性が悪い
ため、少量の混入によりマトリックス樹脂の強度を増加
させる効果は得られないが、アルミニウムと接着性のあ
る樹脂、例えばカルボン酸などの官能基を分枝に持つ、
いわゆるアイオノマー樹脂、メルカプト基、エポキシ基
またはアミノ基を有する樹脂などを用いることにより、
マトリックスと強力に接着し、その強度を著しく向上さ
せる特性を有する。
は、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリブチレ
ンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートなどの
ポリエステル樹脂などが例示される。なお、本発明の導
電性プラスチックスの別の特徴は接着性樹脂を用いて強
度を付与することができる点にある。通常、炭素系材料
はエポキシ樹脂などの特別の樹脂を除いて接着性が悪い
ため、少量の混入によりマトリックス樹脂の強度を増加
させる効果は得られないが、アルミニウムと接着性のあ
る樹脂、例えばカルボン酸などの官能基を分枝に持つ、
いわゆるアイオノマー樹脂、メルカプト基、エポキシ基
またはアミノ基を有する樹脂などを用いることにより、
マトリックスと強力に接着し、その強度を著しく向上さ
せる特性を有する。
【0011】本発明の導電性プラスチックスには、必要
に応じて、ステンレス繊維等の金属繊維を混入してもよ
く、また全体の10容量%程度の、例えばタルク、ウォラ
ストナイトなどの鉱物質充填剤を追加混入しても導電性
が損なわれることがないので、この添加によって、収縮
率の改善や反りの防止等の品質の改善、さらにはコスト
の削減を図ることができる。
に応じて、ステンレス繊維等の金属繊維を混入してもよ
く、また全体の10容量%程度の、例えばタルク、ウォラ
ストナイトなどの鉱物質充填剤を追加混入しても導電性
が損なわれることがないので、この添加によって、収縮
率の改善や反りの防止等の品質の改善、さらにはコスト
の削減を図ることができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明を実施例および比較例によりさ
らに具体的に説明する。 実施例1〜15、比較例1〜12.表1および表2に示す種
類と量の各種成分を混合し、押出機で加熱混練した後、
紐状に押出し、冷却、切断してペレットにし、これを射
出成形して試料を作成した。成形後の各試料(表中、非
熱とする)と 140℃で2週間加熱した後の各試料(表
中、加熱とする)について、下記の方法で引張強さと実
用電気抵抗とを測定し、その結果を表1および表2に併
記した。
らに具体的に説明する。 実施例1〜15、比較例1〜12.表1および表2に示す種
類と量の各種成分を混合し、押出機で加熱混練した後、
紐状に押出し、冷却、切断してペレットにし、これを射
出成形して試料を作成した。成形後の各試料(表中、非
熱とする)と 140℃で2週間加熱した後の各試料(表
中、加熱とする)について、下記の方法で引張強さと実
用電気抵抗とを測定し、その結果を表1および表2に併
記した。
【0013】
【表1】
【0014】
【表2】
【0015】なお、表中の略号は下記を意味する。
(樹 脂)
PP …ポリプロピレン樹脂、メルトインデックス
1.2。 接着PP …出光石油化学社製、ポリタック。 PBT …ポリブチレンテレフタレート樹脂。 PET …ポリエチレンテレフタレート樹脂。 (アルミニウム粉粒)各品番は純度99%のアルミニウム
粉粒を粒径(階級)毎に篩別し、表3に示す割合で混
合、調製したものである。
1.2。 接着PP …出光石油化学社製、ポリタック。 PBT …ポリブチレンテレフタレート樹脂。 PET …ポリエチレンテレフタレート樹脂。 (アルミニウム粉粒)各品番は純度99%のアルミニウム
粉粒を粒径(階級)毎に篩別し、表3に示す割合で混
合、調製したものである。
【表3】
(炭素系材料)
CF …PAN系炭素繊維、直径8μm長さ3mm。
KB …ケッチェンブラック、平均粒径0.02μm。
FB …ファーネスブラック、平均粒径0.03μm。
(その他)
ステンレス繊維…直径8± 0.1μm、長さ6±1mm。
充填剤W…ウォラストナイト、平均粒径44μm。
〃 T…タルク、平均粒径63μm。
【0016】(測定方法)
・引張強さ:厚さ4mm、幅12mm、直線部長さ30mmのダン
ベル型試験片を23℃で引張り速さ10mm/分で引張り、破
断に至るまでの最大強さで示した。 ・実用電気抵抗:厚さ4mm、幅12mm、長さ120mm の短冊
型試験片の片面両端に厚さ1mm、幅10mm、体積抵抗1Ω
・cm の導電性シリコーンゴムを圧接して両電極とし、
(したがって両電極間隔は40mm)両電極間に3Vの直流
電圧を加えて電気抵抗を測定した。
ベル型試験片を23℃で引張り速さ10mm/分で引張り、破
断に至るまでの最大強さで示した。 ・実用電気抵抗:厚さ4mm、幅12mm、長さ120mm の短冊
型試験片の片面両端に厚さ1mm、幅10mm、体積抵抗1Ω
・cm の導電性シリコーンゴムを圧接して両電極とし、
(したがって両電極間隔は40mm)両電極間に3Vの直流
電圧を加えて電気抵抗を測定した。
【0017】さらに、表4は従来品と本発明品との特性
を総括的に比較したものである。
を総括的に比較したものである。
【0018】
【表4】
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、
1)アルミニウムという安い材料が使える;
2)熱伝導性に優れている;
3)剛性が付与される;
4)熱劣化が小さいので加熱しても機械的、電気的性質
が変わらない; 5)ポリオレフィン、ポリエステルなどの樹脂が使え
る; 6)従来品と同程度の導電性が確保される; 等の優れた効果を奏する。
が変わらない; 5)ポリオレフィン、ポリエステルなどの樹脂が使え
る; 6)従来品と同程度の導電性が確保される; 等の優れた効果を奏する。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所
H01B 5/16 7244−5G
Claims (3)
- 【請求項1】粒径10〜 105μmの粒子が60%以上を占め
るアルミニウム粉粒3容量%以上と炭素繊維および/ま
たはカーボン粒子からなる炭素系材料3容量%以上と
を、両者の合計で10容量%以上、プラスチックスに混入
させてなる導電性プラスチックス。 - 【請求項2】アルミニウム粉粒と炭素系材料以外の鉱物
質充填剤を、全体の10容量%以下の量で、さらに添加し
てなる請求項1記載の導電性プラスチックス。 - 【請求項3】プラスチックスの一部を、アルミニウムと
接着性のある変性樹脂としてなる請求項1記載の導電性
プラスチックス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20128891A JPH0517618A (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | 導電性プラスチツクス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20128891A JPH0517618A (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | 導電性プラスチツクス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0517618A true JPH0517618A (ja) | 1993-01-26 |
Family
ID=16438495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20128891A Pending JPH0517618A (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | 導電性プラスチツクス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0517618A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007137963A (ja) * | 2005-11-16 | 2007-06-07 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 光輝材含有樹脂組成物 |
-
1991
- 1991-07-16 JP JP20128891A patent/JPH0517618A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007137963A (ja) * | 2005-11-16 | 2007-06-07 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 光輝材含有樹脂組成物 |
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