JPH08227611A

JPH08227611A - 導電性粉体カプセルおよびその製造方法並びに導電性樹脂組成物

Info

Publication number: JPH08227611A
Application number: JP30640495A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Shiratori; 伸之白鳥; Yutaka Mukai; 豊向井
Original assignee: Japan Energy Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1994-11-30
Filing date: 1995-11-01
Publication date: 1996-09-03

Abstract

(57)【要約】【課題】導電性粉体を樹脂組成物中に均一に分散で
き、しかも、嵩密度の小さい導電性粉体の粉立ちにより
作業環境や他の製品への汚染が防止できる導電性粉体カ
プセルおよびその製造方法を提供すること。【解決手段】導電性粉体をアクリル酸エステル、メタ
クリル酸エステルまたはスチレンの重合物により被覆し
たことからなる導電性粉体カプセルおよび導電性粉体を
水中に分散させ、重合開始剤の存在下に、アクリル酸エ
ステル、メタクリル酸エステルまたはスチレンを当該水
中で重合させ、前記導電性粉体を被覆することからなる
導電性粉体のカプセル化方法並びに前記導電性粉体カプ
セルを熱可塑性樹脂に配合したことからなる導電性樹脂
組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導電性粉体を重合
物により被覆した導電性粉体カプセルおよびその製造方
法並びに導電性樹脂組成物に関する。

【０００２】この導電性粉体カプセルは、樹脂に配合す
ることにより導電性を付与した導電性樹脂組成物とする
ことができる。この導電性樹脂組成物は、帯電防止性あ
るいは電磁波遮蔽性を有しており、表面が埃等で汚れ難
かったり、静電気あるいは電磁波によるトラブルが少な
く、テレビ、オーディオ機器、コンピューターおよび周
辺機器、事務用機器、通信機器、工業用電子機器、家電
製品等のハウジングや自動車部品等として有用である。

【０００３】

【従来の技術】導電性樹脂組成物は、導電性のランクに
よって種々の用途に使い分けられている。例えば、体積
固有抵抗率が１０⁴〜１０⁷Ω・cmと比較的導電性の低い
樹脂組成物は、静電気防止機能を活用したタイル等の床
材、ケースやコンテナ類として、また、体積固有抵抗率
が１０²〜１０⁴Ω・cmのものは、ＯＡ機器ケース類、Ｉ
Ｃ、ＬＳＩ等の各種容器類として、１０⁰〜１０²Ω・cm
のものは、金属メッキも容易に行なえ、自動車部品や住
宅資材等の装飾部品として、さらに、１０^-3〜１０⁰Ω・
cmと比較的導電性の高い樹脂組成物は、電磁波遮蔽材料
として、各種コンピューターのハウジング、電子部品用
ハウジング、家電用電子部品ハウジング等に利用されて
いる。

【０００４】一般に、電気絶縁性の樹脂に導電性を付与
する場合、金属粉末、金属繊維、黒鉛粉末、黒鉛繊維、
カーボンブラックあるいは炭素繊維、さらには金属めっ
きした炭素繊維等の導電性材料を直接樹脂に配合し、混
練、分散させる方法が行われている。

【０００５】しかし、これらの導電性材料は、樹脂との
親和性が良くないため、樹脂に配合し、混練、分散させ
る場合、均一に分散させにくく、そのため製品の性能に
バラツキが生じたり、所定の性能を発揮させるために配
合量を多くする必要がある。また、カーボンブラック等
の導電性粉体は、嵩密度が小さいため樹脂に配合する
際、高濃度に配合しにくく、さらには、粉体の粉立ちに
より作業環境や他の製品等への汚染の問題がある。

【０００６】

【発明が解決しょうとする課題】本発明は、上記問題を
解決することを課題とするもので、本発明の目的は、導
電性粉体を樹脂組成物中に均一に分散でき、しかも、嵩
密度の小さい導電性粉体の粉立ちにより作業環境や他の
製品への汚染が防止できる導電性粉体カプセルおよびそ
の製造方法ならびに導電性樹脂組成物を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために、導電性粉体の選択、表面処理につい
て鋭意検討した結果、導電性粉体表面をアクリル酸エス
テル、メタクリル酸エステルあるいはスチレンを用いて
処理することにより、導電性粉体がこれらの重合物でカ
プセル化された導電性粉体カプセルが得られ、このカプ
セルは、粉立ちすることなく、また、それらをプレス成
形した板状の試験片や射出成形した板状の試験片が、良
好な導電性を有することを見出し、本発明に想到した。

【０００８】すなわち、本発明は、導電性粉体をアクリ
ル酸エステルあるいはメタクリル酸エステルまたはスチ
レンの重合物により被覆したことからなる導電性粉体カ
プセル、および導電性粉体を水中に分散させ、重合開始
剤の存在下に、アクリル酸エステル、メタクリル酸エス
テルまたはスチレンを当該水中で重合させ、前記導電性
粉体を被覆することからなる導電性粉体のカプセル化方
法並びに前記導電性粉体カプセルを熱可塑性樹脂に配合
したことからなる導電性樹脂組成物である。

【０００９】

【発明の実施の形態】上記本発明の導電性粉体として
は、導電性を有するものの粉体であれば、いずれでも支
障なく用いることができるが、粉体自身の導電性が優れ
ている銅粉、鍍銅黒鉛、鍍銅二硫化モリブデン、黒鉛、
膨張黒鉛またはカーボンブラック等の粉体を用いること
が好ましい。この粉体は、一般に樹脂の充填剤として用
いられている大きさのものであればよく、０.０１〜１
０００μmの範囲で適宜選択できる。さらに、この粉体
の形状は、必ずしも球状である必要はなく、板状、棒
状、繊維状、サイコロ状等の形状のものでも用いること
ができる。

【００１０】アクリル酸エステルあるいはメタクリル酸
エステルは、種々のものを用いることができるが、アク
リル酸メチルやメタクリル酸メチル等の脂肪族アルコー
ルとのエステルが好ましく、特には、アルコール残基の
アルキル基が炭素数１〜１６を有する化合物が好まし
い。これらのエステルは、単独でも、２種以上組み合わ
せて用いることができる。また、特には、当該導電性粉
体カプセルを、アクリル酸やメタクリル酸エステルの重
合体以外の熱可塑性樹脂等の有機材料に配合する場合
は、アルコール残基のアルキル基の炭素数が比較的長
い、４以上のものが、有機材料等との親和性が良いので
好ましい。

【００１１】導電性粉体のカプセル化方法としては、先
ず、導電性粉体を水中に分散させ、これを撹拌しながら
アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルまたはスチ
レンなどの有機モノマーおよび重合開始剤を加えて、撹
拌を継続して、重合反応を行うことにより進行できる。
この場合、導電性粉体と水との割合は、０.５／１〜１
／５０の範囲で適宜選定すると良い。

【００１２】重合開始剤としては、これらの重合に一般
に用いられている、亜硫酸、２,２'-アゾビス（イソブ
チルアミジン）塩酸塩（ＡＩＢＡ）、亜硫酸水素ナトリ
ウム、過硫酸カリウム、２,２'-アゾビスイソブチロニ
トリル（ＡＩＢＮ）等を適宜用いることができるが、ア
クリル酸エステルやメタクリル酸エステルの場合は、特
に、反応性および保管時の安定性に優れている、亜硫
酸、ＡＩＢＡを、またスチレンの場合は、反応性に優れ
ているＡＩＢＮを用いることが好ましい。この重合開始
剤の濃度は、有機モノマーの種類にもよるが、１×１０
^-3〜５×１０^-1mol/ｌの範囲で適宜選定すると良い。重
合反応温度は、常温から水の沸騰温度である１００℃ま
で採用できるが、操作性および反応性から５０〜９０℃
の範囲が好ましい。最適反応時間は、重合開始剤の濃度
や反応温度に影響されるが、３０分から５時間の範囲で
十分である。

【００１３】このカプセル化反応においては、反応条件
を制御することにより、有機モノマーの重合量（樹脂含
有率：重合物のカプセル化導電性粉体に対する重量比）
を任意に変化させることができる。樹脂類に配合する場
合は、このカプセル化量は、０.１〜５０重量％とする
ことが好ましい。５０重量％以上では、カプセル化導電
性粉体の凝集が生じ易くなり、取扱上あまり好ましくな
い。

【００１４】上記方法で得られた導電性粉体カプセル
は、カプセル化により導電性粉体の表面に比較的均一な
厚さの樹脂皮膜が形成され、樹脂組成物を成形した際
に、導電性粉体が樹脂組成物の成形品内部で均一に分散
される。

【００１５】この導電性粉体カプセルは、そのままプレ
ス成形や射出成形等により成形して、導電性樹脂製品を
得ることができ、また、カプセル化導電性粉体を他の樹
脂に配合することにより、各種導電性樹脂組成物を得る
ことができる。導電性粉体カプセルを配合できる樹脂と
しては、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネー
ト、ナイロン、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリオキ
シメチレン等の熱可塑性樹脂を例示できる。

【００１６】導電性粉体カプセルの樹脂への配合量は、
９０重量％程度まで任意に配合でき、導電性の要求ラン
クの面から樹脂１００重量部に対して、導電性粉体カプ
セル５〜９００重量部の範囲で適宜選定して配合するこ
とが好ましい。導電性粉体カプセルを他の樹脂へ配合、
混練する場合、樹脂類への各種粉体等の配合一般に使用
されている単軸混練押出機、二軸混練押出機、バンバリ
ーミキサーあるいは加圧ニーダー等をそのまま利用でき
る。

【００１７】

【実施例】

（実施例１）粒径約４０μmの電解銅粉〔(株)ジャパン
エナジー製、#52PD〕１００gに蒸留水７００mlを加え、
窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら６５℃に昇温した後、
メタクリル酸ブチル(BMA)３０gを、続いて重合開始剤と
して６％の亜硫酸水溶液７mmolを加えて４時間撹拌し
た。反応終了後、室温まで冷却して、濾別し、固体をメ
タノールで洗浄、減圧乾燥して電解銅粉カプセルを得
た。このカプセルの樹脂含有率（重合物のカプセル化粉
体に対する重量比）は、得られた電解銅粉カプセルと原
料の電解銅粉の重量変化から求めた。このカプセル化反
応の結果を表１に示した。

【００１８】（実施例２）粒径約５０μmの鍍銅黒鉛
〔(株)ジャパンエナジー製、PC-350〕１００gに蒸留水
７００mlを加え、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら６５
℃に昇温した後、メタクリル酸ブチル(BMA)３０gを、続
いて重合開始剤として６％の亜硫酸水溶液２１mmolを加
えて４時間撹拌した。反応終了後、室温まで冷却して、
濾別し、固体をメタノールで洗浄、減圧乾燥して鍍銅黒
鉛カプセルを得た。このカプセル化反応の結果を表１に
示した。

【００１９】（実施例３）試薬の黒鉛パウダー１００g
に蒸留水３５０mlを加え、窒素ガス雰囲気下で撹拌しな
がら６５℃に昇温した後、メタクリル酸ブチル(BMA)３
０gを、続いて重合開始剤として６％の亜硫酸水溶液１
８mmolを加えて、４時間撹拌した。反応終了後、室温ま
で冷却して、濾別し、固体をメタノールで洗浄、減圧乾
燥して黒鉛カプセルを得た。このカプセル化反応の結果
を表１に示した。

【００２０】（実施例４）粒径約１００〜６００μmの
膨張黒鉛（日本黒鉛工業社製、EXP-P）２０gに蒸留水４
５０mlを加え、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら６５℃
に昇温した後、メタクリル酸メチル(MMA)９gを、続いて
重合開始剤として６％の亜硫酸水溶液１４mmolを加え
て、４時間撹拌した。反応終了後、室温まで冷却して、
濾別し、固体をメタノールで洗浄、減圧乾燥して膨張黒
鉛カプセルを得た。このカプセル化反応の結果を表１に
示した。

【００２１】（実施例５）粒径約３００Åのケッチェン
ブラック（ライオンアクゾ社製、EC）２０gに蒸留水４
５０mlを加え、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら６５℃
に昇温した後、メタクリル酸メチル(MMA)９gを、続いて
重合開始剤としてＡＩＢＡ１４mmolを加えて、４時間撹
拌した。反応終了後、室温まで冷却して、濾別し、固体
をメタノールで洗浄、減圧乾燥してケッチェンブラック
カプセルを得た。このカプセル化反応の結果を表１に示
した。

【００２２】（実施例６）実施例４で用いた膨張黒鉛１
０gに蒸留水３００mlを加え、窒素ガス雰囲気下で撹拌
しながら６５℃に昇温した後、メタクリル酸メチル(MM
A)７０gを、続いて重合開始剤として６％の亜硫酸水溶
液３６mmolを加えて、４時間撹拌した。反応終了後、室
温まで冷却して、濾別し、固体をメタノールで洗浄、減
圧乾燥して膨張黒鉛カプセルを得た。このカプセル化反
応の結果を表１に示した。

【００２３】（実施例７）粒径１００〜６００μmの膨
張黒鉛（日本黒鉛工業社製、EXP-P）３０gに蒸留水６０
０ml、ドデシル硫酸ナトリウム１７３mgを加え、窒素ガ
ス雰囲気下で撹拌しながら８０℃に昇温した後、スチレ
ン(STR)１０gにＡＩＢＮ９８６mgを溶かしたものを約３
時間かけて滴下した。滴下終了後、１時間撹拌し、ヒド
ロキノンを加えて重合反応を停止させた。反応終了後、
室温まで冷却し、ろ別し、固体を蒸留水、メタノールで
充分洗浄し、減圧乾燥して膨張黒鉛カプセルを得た。こ
のカプセル化反応の結果を表１に示した。

【００２４】（実施例８）実施例７と同じ膨張黒鉛３０
g、スチレン(STR)６gを用いた以外は、実施例７と同様
の操作を行い、膨張黒鉛カプセルを得た。このカプセル
化反応の結果を表１に示した。

【００２５】（実施例９）実施例７と同じ膨張黒鉛３０
g、スチレン(STR)１８gを用いた以外は、実施例７と同
様の操作を行い、膨張黒鉛カプセルを得た。このカプセ
ル化反応の結果を表１に示した。

【００２６】

【表１】

【００２７】（実施例１０〜１５）実施例１〜６で得ら
れたカプセル化導電性粉体を小型プレス（テスター産業
社製、SA-302-S型）によりプレス成形して円板状試験片
（１mm×５０mmφ）を作成した。次いで、この試験片に
ついて、三菱化学社製のロレスタＡＰ（MPC-T400型）を
用いて、表面抵抗率を測定した。この結果を表２に示し
た。

【００２８】（実施例１６）実施例６と同じ条件でカプ
セル化反応を２回行い、樹脂含有率が約８０重量％の膨
張黒鉛カプセルを得た。この膨張黒鉛カプセルを、小型
プレスにより表面抵抗率測定用の円板状試験片（１mm×
５０mmφ）および電磁波遮蔽能評価用の試験片（３mm×
１５０mm×１５０mm）を成形し、表面抵抗率を測定し
た。また、アドバンテスト社製、Ｒ２５４７システムを
用いて電磁波遮蔽能の測定を行った。表面抵抗率は３.
４×１０^-1Ω／□で、電磁波遮蔽能は周波数５００MHz
において６０dBであった。

【００２９】（比較例１〜２）実施例４で用いた膨張黒
鉛８gとポリメチルメタクリレート（PMMA、クラレ社
製、パラペットＧ）３２gを小型混練機（東測精密工業
製、ＥＫ-３５０型）を用いて、樹脂温度を２１５℃ま
たは２３０℃にして混練した。得られた膨張黒鉛／PMMA
複合材料を小型プレスによりプレス成形して、円板状試
験片（１mm×５０mmφ）を作成し、この試験片の表面抵
抗率を測定した。これらの結果を表２に示した。

【００３０】

【表２】

【００３１】（実施例１７）ポリプロピレン（三菱化学
社製、ダイヤポリマー4800JG）に、実施例７で合成した
膨張黒鉛カプセルを膨張黒鉛量で前記ポリプロピレンに
対して２０重量％になるように配合し、小型混練機（東
測精密工業社製、EK-350型）を用いて混練した。得られ
た樹脂組成物を射出成形によって、８cm×１cm×３mmの
板状試験片を成形し、両末端１.５cmを切り落とし、切
削面を研磨し、５cm×１cmｘ３mmの試験片に加工した。
その後、切削面に銀ペーストを塗布し電極とした後、テ
スターを用いて抵抗値を測定し、体積固有抵抗率に換算
した。この組成物の体積固有抵抗率は、８.７Ω・cmであ
った。

【００３２】（実施例１８）実施例１７において、実施
例７の膨張黒鉛カプセルに代えて、実施例８の膨張黒鉛
カプセル配合した以外は、実施例１７と同様の操作を行
い、体積固有抵抗率を測定した。この組成物の体積固有
抵抗率は、６.８Ω・cmであった。

【００３３】（実施例１９）実施例１７において、実施
例７の膨張黒鉛カプセルに代えて、実施例９の膨張黒鉛
カプセル配合した以外は、実施例１７と同様の操作を行
い、体積固有抵抗率を測定した。この組成物の体積固有
抵抗率は、５.９Ω・cmであった。

【００３４】（実施例２０）実施例１７において、ポリ
プロピレン（三菱化学社製、ダイヤポリマー4800JG）に
代えて、ポリスチレン（旭化成工業社製、679R）を用い
た以外は、実施例１７と同様の操作を行い、体積固有抵
抗率を測定した。この組成物の体積固有抵抗率は、３.
４Ω・cmであった。

【００３５】（比較例３）実施例１７において、実施例
７の膨張黒鉛カプセルに代えて、カプセル化していない
未処理の粒径１００〜６００μmの膨張黒鉛（日本黒鉛
工業社製、EXP-P）を２０重量％になるように配合した
以外は、実施例１７と同様の操作を行い、体積固有抵抗
率を測定した。この組成物の体積固有抵抗率は、１.１
×１０²Ω・cmであった。

【００３６】（比較例４）比較例３において、ポリプロ
ピレンに代えて、ポリスチレン（旭化成工業社製、679
R）を用いた以外は、比較例３と同様の操作を行い、体
積固有抵抗率を測定した。この組成物の体積固有抵抗率
は、８.６Ω・cmであった。これらの結果から、単に導電
性粉体を混練した材料は、一旦カプセルの形態にして混
練した材料に比べて導電性が劣ることが分かる。

【００３７】

【発明の効果】本発明の導電性粉体カプセルは、粉立ち
による作業環境の汚染や他の製品への汚染が防止でき、
しかも、導電性粉体を熱可塑性樹脂に直接混練配合した
材料に比べ、導電性粉体が均一に樹脂中に分散し、導電
性に優れた樹脂組成物を製造できるという格別の効果を
奏する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性粉体をアクリル酸エステル、メタ
クリル酸エステルまたはスチレンの重合物により被覆し
たことを特徴とする導電性粉体カプセル。
【請求項２】請求項１に記載のアクリル酸エステルま
たはメタクリル酸エステルとして、アルコール残基の炭
素数が１〜１６のアルキル基を有する化合物から選択さ
れる少なくとも１種を用いたことを特徴とする導電性粉
体カプセル。
【請求項３】請求項１に記載の導電性粉体として、銅
粉、鍍銅黒鉛、鍍銅二硫化モリブデン、黒鉛、膨張黒鉛
またはカーボンブラックを用いたことを特徴とする導電
性粉体カプセル。
【請求項４】導電性粉体を水中に分散させ、重合開始
剤の存在下に、アクリル酸エステル、メタクリル酸エス
テルまたはスチレンを当該水中で重合させ、前記導電性
粉体を被覆することを特徴とする導電性粉体のカプセル
化方法。
【請求項５】請求項１に記載の導電性粉体カプセルを
熱可塑性樹脂に配合したことからなる導電性樹脂組成
物。