JPH05200743A - 導電性樹脂組成物成形体の製造方法 - Google Patents

導電性樹脂組成物成形体の製造方法

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JPH05200743A
JPH05200743A JP4011059A JP1105992A JPH05200743A JP H05200743 A JPH05200743 A JP H05200743A JP 4011059 A JP4011059 A JP 4011059A JP 1105992 A JP1105992 A JP 1105992A JP H05200743 A JPH05200743 A JP H05200743A
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JP
Japan
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resin composition
conductivity
conductive resin
pressing
electric field
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JP4011059A
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Isao Tomomatsu
功 友松
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 導電性付与材がベースポリマー中で均一に分
散しかつ高度に配向している導電性樹脂組成物成形体の
製造方法を提供する。 【構成】 導電性付与材を含有する導電性樹脂組成物の
成形時に、前記樹脂組成物のベースポリマーの軟化点以
上の温度において、直流電圧で5V/cm以上の電場勾配
をかける。 【効果】 得られた導電性樹脂組成物成形体は、従来方
法により製造された成形体と比べて、優れた導電性およ
び電磁波シールド特性を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、静電気防止用マット、
磁気シールド材、電力用CVケーブルの半導電層等に好
適な導電性の極めて優れた導電性樹脂組成物成形体の製
造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、静電気防止用、磁気シールド用等
の目的で、多くの導電性樹脂組成物成形体が製造されて
いる。これらの成形体は、導電性付与材をベースポリマ
ー中に混練することによって得た導電性樹脂組成物を、
プレス成型機、押出機等によって所望の形状に成形する
ことによって製造されている。
【0003】混練方法としては、ニーダー、ロール、バ
ンバリーミキサー等の種々の機械を用いる種々の方法が
採用されているが、特に微粒子カーボンブラック等の導
電性付与材を効果的にベースポリマー中に混練すること
は、甚だ難しい。十分混練した後でも、ベースポリマー
中で導電性付与材が凝集し、その結果得られる樹脂組成
物成形体の導電性が低下し、またその外観も突起が出る
などして悪くなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】導電性付与材を含有す
る導電性樹脂組成物の押出成形時に電場をかけることに
より、導電性付与材が配向するであろうことは従来から
言われていたが、微小電圧をかけた程度では、樹脂組成
物中の導電性付与材を配列し直すことはできない。本発
明の目的は、導電性付与材がベースポリマー中で均一に
分散しかつ高度に配向している導電性樹脂組成物成形体
の製造方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、種々検討を
行った結果、導電性樹脂組成物の成形時に、前記組成物
のベースポリマーの軟化点以上の温度に保った状態で、
直流電圧を電場の強さ5V/cm以上にすることにより、
導電性付与材が著しく再配向を起こし、得られる成形体
の導電性が飛躍的に向上することを見い出し、この発明
に至った。即ち、本発明は、導電性付与材を含有する導
電性樹脂組成物の成形時に、前記樹脂組成物のベースポ
リマーの軟化点以上の温度において、直流電圧で5V/
cm以上の電場勾配をかけることを特徴とする導電性樹脂
組成物成形体の製造方法により、上述の目的を達成す
る。
【0006】本発明では、従来方法によってベースポリ
マー中に導電性付与材を混練して得た樹脂組成物を、加
熱してベースポリマーを溶融状態に保ちながら、例えば
図1のようなプレス成形機、または図2のような出口構
造を持つ押出機に通し、電極板間に電場をかけ、樹脂組
成物中の導電性付与材を強制的に配向させつつ成形を行
う。
【0007】この方法により、導電性付与材の凝集塊が
ベースポリマー中にランダムに分散している導電性樹脂
組成物は、導電性付与材が任意方向に連鎖を形成してい
る樹脂組成物成形体に変化し、このことにより、特に電
場をかけた方向に導電性の優れた導電性樹脂組成物成形
体を得ることができる。このため、従来の導電性付与材
添加量の10%以上を削減しても、従来の導電性樹脂組成
物成形体と同等の導電性を有する成形体を得ることがで
きる。
【0008】電場をかける方法としては、直流電源を用
いて、電場の強さを5V/cm以上とするのが好ましい。
電場の強さがこの値より小さい場合には、その電気エネ
ルギーは、導電性付与材を配向させるための仕事エネル
ギーを下回るので、導電性付与材を配向させることがで
きない。
【0009】成形時の温度は、ベースポリマーの軟化点
以上であることが好ましい。この温度より低い場合に
は、導電性付与材を再配向させるために莫大なエネルギ
ーが必要になるほか、無理に再配向を起こさせようとす
れば、ポリマーの分子鎖が切断され、ポリマーが破壊さ
れてしまう。
【0010】本発明方法によって導電性を向上させ得る
導電性樹脂組成物は、以下のような組成物である。ベー
スポリマーとしては、熱可塑性樹脂であればどの樹脂で
も使用できる。また、熱硬化性樹脂でも、硬化前であれ
ば使用できる。また、導電性付与材としては、カーボン
ブラック、金属粉、炭素繊維、金属繊維等一般に用いら
れる全ての導電性付与材を使用できるが、特に、粒子が
小さいので、移動エネルギーが小さくて済むカーボンブ
ラックが最適である。
【0011】
【作用】本発明は、導電性付与材を混練した導電性樹脂
組成物の成形時に、前記樹脂組成物を加熱し、これに電
場をかけることにより、ポリマー中の導電性付与材が連
鎖配向している導電性樹脂組成物成形体を製造する方法
である。この方法で得られた導電性樹脂組成物成形体
は、電場をかけずに成形した樹脂組成物成形体に比べ、
導電性付与材が連鎖配向しているために、導電性に優
れ、特に電場をかけた方向に優れた導電性を示す。この
ため、従来方法で得た導電性樹脂組成物成形体に比べ、
少ない量の導電性付与材で、目的の導電性樹脂組成物成
形体を得ることができる。
【0012】
【実施例】次に本発明を図面を参照して実施例および比
較例について説明する。これらの例において、部は特記
しない限り重量部を意味する。樹脂組成物のベースポリ
マーとしては次の3種の樹脂を使用した: 1) ポリエチレン 2) EVA(エチレン酢酸ビニル共重合体) 3) ビスフェノールA型エポキシ樹脂:(商品名) エピ
コート82 導電性付与材としては次の3種の物質を使用した: 1) 導電性カーボンブラック((商品名) アセチレンブ
ラック) 2) 導電性カーボンブラック((商品名) ケッチェンブ
ラック) 3) 銅粉 :平均粒子径5μm
【0013】
【実施例1】ポリエチレン 100部に対して導電性カーボ
ンブラック((商品名)アセチレンブラック)60部を混
練して得た樹脂組成物の 10.3mm 厚のシート1を、図1
に示すように、ベークライト製型板2に入れ.熱圧プレ
ス機にかけた。50Kg/cm2の圧力でプレスしながら、ヒー
ター(図示せず)によって 220℃に加熱した。この状態
で、電極板3と4との間にDC 100Vの電圧かけた。こ
の状態で10分間放置した後に、ヒーターを OFFにして放
冷した。温度が 180℃になった際に、プレス圧力を 200
Kg/cm2に増加した。更に、温度が 120℃以下になった際
に、電極板3と4との間の電圧を OFFにし、プレス圧力
も除いて、プレスを完了した。得られた成形体の体積固
有抵抗率をシート面に垂直方向に測定した。また、電界
30MHz における電磁波シールド特性も測定した。これら
の結果を表1に示す。
【0014】
【実施例2】ポリエチレン 100部に対して導電性カーボ
ンブラック((商品名)アセチレンブラック)60部を混
練して得た樹脂組成物のペレットを、図2に示すような
出口構造を有する押出機に入れ、ケーブル14の上に前記
樹脂組成物を押出成形した。この際、押出機内の温度を
約 220℃とし、押出機の出口付近では樹脂組成物11中の
ベースポリマーが完全に溶融状態になるようにした。ま
た、電極板12と13との間には、DC100Vの電圧をかけてお
いた。このケーブル14を冷却装置15で急冷することによ
り、樹脂組成物11から成る半導電層の形成を完了した。
得られたケーブルの導体の垂直方向に半導電層をサンプ
リングし、その体積固有抵抗率を測定した。その結果を
表1に示す。
【0015】
【実施例3】EVA 100 部に対して導電性カーボンブラッ
ク((商品名)ケッチェンブラック)20部を混練して得
た樹脂組成物の10.3mm厚のシート1を、図1に示すよう
に、型板2に入れて熱間プレス機にかけた。50Kg/cm2
圧力でプレスしながら、ヒーターによって 170℃に加熱
した。この状態で電極板3と4との間に DC100V の電圧
をかけた。この状態で10分間放置した後に、ヒーターを
OFF にして放冷した。温度が 140℃になった際に、プレ
ス圧力を 200Kg/cm2に増加した。更に、温度が110℃以
下になった際に、電極板3と4との間の電圧をOFF に
し、プレス圧力も除いて、プレスを完了した。得られた
成形体の体積固有抵抗率をシート面に垂直方向に測定し
た。また、電界30MHz における電磁波シールド特性も測
定した。これらの結果を表1に示す。
【0016】
【実施例4】ポリエチレン 100部に対して銅粉 (平均粒
子径5μm )100 部を混練して得た樹脂組成物の 10.3m
m 厚のシート1を、図1に示すように、型板2に入れて
熱間プレス機にかけた。 50Kg/cm2 の圧力でプレスしな
がら、ヒーターによって 220℃に加熱した。この状態で
電極板3と4との間に DC100V の電圧をかけた。この状
態で10分間放置した後に、ヒーターをOFF にして放冷し
た。温度が 180℃になった際に、プレス圧力を 200Kg/c
m2に増加した。更に、温度が 120℃以下になった際に電
極板3と4との間の電圧をOFF にし、プレス圧力も除い
て、プレスを完了した。得られた成形体の体積固有抵抗
率をシート面に垂直方向に測定した。また、電界30MHz
における電磁波シールド特性も測定した。これらの結果
を表1に示す。
【0017】
【実施例5】ビスフエノールA型エポキシ樹脂 100部
と、硬化剤としてエチルイミダゾール4部と、導電性カ
ーボンブラック((商品名アセチレンブラック)60部と
を混練して得た樹脂組成物の10.3mm厚のシート1を、図
1に示すように、型板2に入れて熱間プレス機にかけ
た。5Kg/cm2の圧力でプレスしながら、ヒーターによっ
て60℃に加熱した。この状態で電極板3と4との間に D
C100V の電圧をかけた。この状態で4時間放置した後
に、更に加熱し、温度が 150℃になった際に、プレス圧
力を200Kg/cm2 に増加した。この後、2時間放置した後
に、電極板3と4との間の電圧をOFF にし、プレス圧力
も除いて、プレスを完了した。得られた成形体の体積固
有抵抗率を、シート面に垂直方向に測定した。また、電
界30MHz における電磁波シールド特性も測定した。これ
らの結果を表1に示す。
【0018】
【実施例6】ポリエチレン 100部に対して導電性カーボ
ンブラック((商品名)アセチレンブラック)50部を混
練して得た樹脂組成物の 10.3mm 厚のシート1を、図1
に示すように、型板2に入れて熱間プレス機にかけた。
50Kg/cm2の圧力でプレスしながら、ヒーターによって 2
20℃に加熱した。この状態で電極板3と4との間に DC1
00V の電圧をかけた。この状態で10分間放置した後に、
ヒーターを OFFにして放冷した。温度が 180℃になった
際に、プレス圧力を 200Kg/cm2に増加した。更に、温度
が 120℃以下になった際に、電極板3と4との間の電圧
をOFF にし、プレス圧力も除いて、プレスを完了した。
得られた成形体の体積固有抵抗率をシート面に垂直方向
に測定した。また、電界30MHz における電磁波シールド
特性も測定した。これらの結果を表1に示す。
【0019】
【比較例1】ポリエチレン 100部に対して導電性カーボ
ンブラック((商品名)アセチレンブラック)60部を混
練して得た樹脂組成物の 10.3mm 厚のシート1を、型板
に入れて汎用の熱圧プレス機にかけた。170 ℃において
50Kg/cm2の圧力で5分間、圧力を 200Kg/cm2に増加して
更に5分間プレスを行った。得られた成形体の体積固有
抵抗率をシート面に垂直方向に測定した。また、電界30
MHz における電磁波シールド特性も測定した。これらの
結果を表1に示す。
【0020】
【比較例2】ポリエチレン 100部に対して導電性カーボ
ンブラック((商品名)アセチレンブラック)60部を混
練して得た樹脂組成物のペレットを用い、汎用の押出機
でCVケーブルの上に前記樹脂組成物を押出成形するこ
とにより、前記樹脂組成物から成る半導電層を形成し
た。得られたケーブルの導体の垂直方向に半導電層をサ
ンプリングし、この体積固有抵抗率を測定した。その結
果を表1に示す。
【0021】
【比較例3】EVA100部に対して導電性カーボンブラック
((商品名)ケッチェンブラック)60部を混練して得た
樹脂組成物の10.3mm厚のシートを、型板に入れて汎用の
熱圧プレス機にかけた。130 ℃において50Kg/cm2の圧力
で5分間、圧力を 200Kg/cm2に増加して更に5分間プレ
スを行った。得られた成形体の体積固有抵抗率をシート
面に垂直方向に測定した。また、電界30MHz における電
磁波シールド特性も測定した。これらの結果を表1に示
す。
【0022】
【表1】
【0023】
【発明の効果】表1の結果から明らかなように、本発明
方法により製造された導電性樹脂組成物成形体は、従来
方法により製造された成形体と比べて、優れた導電性お
よび電磁波シールド特性を備えている。これは、押出成
形時に電場をかけることにより、樹脂組成物中の導電性
付与材がベースポリマー中に均一に分散しかつ連鎖配向
したことによる結果である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法に使用する熱間プレス機の一例の要
部を示す部分斜視図である。
【図2】本発明方法に使用する押出成形機の一例の要部
を示す部分断面図である。
【符号の説明】
1 樹脂組成物のシート 2 型板 3,4 電極板 11 溶融状態の樹脂組成物 12, 13 電極板 14 導電層が押出被覆されているケーブル 15 冷却装置
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年12月8日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正内容】
【0015】
【実施例3】EVA 100 部に対して導電性カーボンブラッ
ク((商品名)ケッチェンブラック)20部を混練して得
た樹脂組成物の10.3mm厚のシート1を、図1に示すよう
に、型板2に入れて熱圧プレス機にかけた。50Kg/cm2
圧力でプレスしながら、ヒーターによって 170℃に加熱
した。この状態で電極板3と4との間に DC100V の電圧
をかけた。この状態で10分間放置した後に、ヒーターを
OFF にして放冷した。温度が 140℃になった際に、プレ
ス圧力を 200Kg/cm2に増加した。更に、温度が110℃以
下になった際に、電極板3と4との間の電圧をOFF に
し、プレス圧力も除いて、プレスを完了した。得られた
成形体の体積固有抵抗率をシート面に垂直方向に測定し
た。また、電界30MHz における電磁波シールド特性も測
定した。これらの結果を表1に示す。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】
【実施例4】ポリエチレン 100部に対して銅粉 (平均粒
子径5μm )100 部を混練して得た樹脂組成物の 10.3m
m 厚のシート1を、図1に示すように、型板2に入れて
熱圧プレス機にかけた。 50Kg/cm2 の圧力でプレスしな
がら、ヒーターによって 220℃に加熱した。この状態で
電極板3と4との間に DC100V の電圧をかけた。この状
態で10分間放置した後に、ヒーターをOFF にして放冷し
た。温度が 180℃になった際に、プレス圧力を 200Kg/c
m2に増加した。更に、温度が 120℃以下になった際に電
極板3と4との間の電圧をOFF にし、プレス圧力も除い
て、プレスを完了した。得られた成形体の体積固有抵抗
率をシート面に垂直方向に測定した。また、電界30MHz
における電磁波シールド特性も測定した。これらの結果
を表1に示す。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正内容】
【0017】
【実施例5】ビスフエノールA型エポキシ樹脂 100部
と、硬化剤としてエチルイミダゾール4部と、導電性カ
ーボンブラック((商品名アセチレンブラック)60部と
を混練して得た樹脂組成物の10.3mm厚のシート1を、図
1に示すように、型板2に入れて熱圧プレス機にかけ
た。5Kg/cm2の圧力でプレスしながら、ヒーターによっ
て60℃に加熱した。この状態で電極板3と4との間に D
C100V の電圧をかけた。この状態で4時間放置した後
に、更に加熱し、温度が 150℃になった際に、プレス圧
力を200Kg/cm2 に増加した。この後、2時間放置した後
に、電極板3と4との間の電圧をOFF にし、プレス圧力
も除いて、プレスを完了した。得られた成形体の体積固
有抵抗率を、シート面に垂直方向に測定した。また、電
界30MHz における電磁波シールド特性も測定した。これ
らの結果を表1に示す。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】変更
【補正内容】
【0018】
【実施例6】ポリエチレン 100部に対して導電性カーボ
ンブラック((商品名)アセチレンブラック)50部を混
練して得た樹脂組成物の 10.3mm 厚のシート1を、図1
に示すように、型板2に入れて熱圧プレス機にかけた。
50Kg/cm2の圧力でプレスしながら、ヒーターによって 2
20℃に加熱した。この状態で電極板3と4との間に DC1
00V の電圧をかけた。この状態で10分間放置した後に、
ヒーターを OFFにして放冷した。温度が 180℃になった
際に、プレス圧力を 200Kg/cm2に増加した。更に、温度
が 120℃以下になった際に、電極板3と4との間の電圧
をOFF にし、プレス圧力も除いて、プレスを完了した。
得られた成形体の体積固有抵抗率をシート面に垂直方向
に測定した。また、電界30MHz における電磁波シールド
特性も測定した。これらの結果を表1に示す。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】本発明方法に使用する熱圧プレス機の一例の要
部を示す部分斜視図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 // B29K 105:16

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導電性付与材を含有する導電性樹脂組成
    物の成形時に、前記樹脂組成物のベースポリマーの軟化
    点以上の温度において、直流電圧で5V/cm以上の電場
    勾配をかけることを特徴とする導電性樹脂組成物成形体
    の製造方法。
JP4011059A 1992-01-24 1992-01-24 導電性樹脂組成物成形体の製造方法 Pending JPH05200743A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002031030A1 (fr) * 2000-10-12 2002-04-18 Osaka Gas Co., Ltd. Article de resine forme
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