JPH0848816A - 樹脂用導電性材料及び導電性樹脂組成物 - Google Patents

樹脂用導電性材料及び導電性樹脂組成物

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JPH0848816A
JPH0848816A JP31944794A JP31944794A JPH0848816A JP H0848816 A JPH0848816 A JP H0848816A JP 31944794 A JP31944794 A JP 31944794A JP 31944794 A JP31944794 A JP 31944794A JP H0848816 A JPH0848816 A JP H0848816A
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JP
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resin
copper
conductive material
compound
conductive
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JP31944794A
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Tomohito Yoshida
智史 吉田
Yutaka Mukai
豊 向井
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Eneos Corp
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Japan Energy Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 樹脂中に均一に分散でき、しかも表面の酸化
が抑制され、効果的に樹脂に導電性を付与することがで
きる樹脂用導電性材料及び導電性の優れた樹脂組成物を
提供すること。 【構成】 銅系導電性材料をイミダゾールシラン化合物
およびチタネート系カップリング剤で処理したことから
なる樹脂用導電性材料および前記樹脂用導電性材料を樹
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】
【産業上の利用分野】本発明は、各種の樹脂、特にはポ
リエチレン樹脂またはABS樹脂等に導電性を付与する
ために配合される樹脂用導電性材料およびこれを配合し
た導電性樹脂組成物に関する。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、汚
れの防止や静電気によるトラブル防止用あるいは電磁波
によるトラブル防止用として、OA機器部品やそれらの
ハウジングに有用なものである。
【0002】
【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。比較的導電性
の低い材料(体積抵抗率:104〜107Ω・cm)では、
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、体積抵抗率が102〜104Ω・cmの材料で
は、OAケース類、IC、LSI等の各種容器類、1〜
102Ω・cmの材料では、金属メッキも容易となり、自動
車部品や住宅資材等の装飾部品に、10-2〜1Ω・cmの
材料では、電磁波遮蔽材料として、各種コンピュータの
ハウジング、車両電子部品用ハウジング、家庭用電子部
品ハウジング等に利用されている。
【0003】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、グラファイト繊維、カ
ーボンブラックさらには金属めっきした炭素繊維等の導
電性材料を樹脂に配合し、混練、分散させる方法が行わ
れている。これらの導電性樹脂材料は、射出成形等の方
法によりOA機器部品や機器のハウジングに成形加工さ
れている。この配合、混練、分散工程、さらには射出成
形工程において、導電性材料を樹脂中に均一に分散さ
せ、導電性材料が互いに接触するようにしなければ樹脂
に導電性が付与されない。しかし、樹脂と比重の異なる
金属粉末や金属繊維、金属めっきした炭素繊維等を配合
する場合には、導電性材料と樹脂との親和性が悪いこと
も重なり、均一に分散させにくく、効果的に導電性を付
与させることが困難である。しかも、上記配合、混練、
分散工程においては、空気を巻き込みながら導電性材料
と樹脂とが溶融、混練されるため、表面が酸化されやす
い条件におかれることになる。このため、銅粉末、銅繊
維、銅めっき炭素繊維等の銅系の導電性材料では、導電
性の低い酸化銅皮膜により導電性が低下し、導電性能が
著しく低下するという問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このため、樹脂との親
和性を改良し、導電性材料を樹脂に均一に分散させるこ
とができ、しかも表面が酸化し難い導電性材料が求めら
れていた。本発明は、かかる課題を解決するもので、本
発明の目的は、樹脂中に均一に分散でき、しかも表面の
酸化が抑制され、効果的に樹脂に導電性を付与すること
ができる樹脂用導電性材料及び導電性の優れた樹脂組成
物を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、銅系導電性材
料をイミダゾールシラン化合物、特に好ましくは下記一
般式(I)〜(III)
【化3】 (式中、R1は水素または炭素数1〜20のアルキル
基、R2は水素、ビニル基または炭素数1〜5のアルキ
ル基、R3は炭素数1〜3のアルキル基を示す)で表わ
される化合物の少なくとも1種およびチタネート系カッ
プリング剤、特に好ましくは下記一般式(IV)
【化4】 (式中、R4は炭素数2〜4のアルキル基、R5、R6
炭素数2〜20のアルキルまたはアルケニル基、nは1
〜3の整数を示す)で表わされるチタネート化合物の少
なくとも1種で処理した樹脂用導電性材料、及び前記樹
脂用導電性材料を樹脂、とくに好ましくはポリプロピレ
ン樹脂またはABS樹脂に配合したことからなる導電性
樹脂組成物、並びにポリプロピレン樹脂にイミダゾール
シランおよびチタネート系カップリング剤で処理した銅
めっき炭素繊維10〜40重量%と金属不活性化剤、特
に好ましくはヒドラジド誘導体またはサリチル酸誘導体
0.05〜0.5重量%を配合した導電性ポリプロピレン
樹脂組成物からなるものである。
【0006】上記銅系導電性材料としては、10〜60
μmの銅粉末、直径20〜50μmで長さ3〜10mmの銅
繊維、あるいは直径5〜20μmで長さ3〜10mmの炭
素あるいはグラファイト繊維に銅めっきを施した銅めっ
き炭素繊維等、樹脂に導電性を付与させるために一般に
用いられているものが好適である。尚、前記銅めっき炭
素繊維は、炭素あるいはグラファイト繊維に無電解銅め
っき法や鉄置換めっき法により銅をめっきすることによ
り得られる。
【0007】上記イミダゾールシラン化合物は、イミダ
ゾール誘導体をシラン化合物、特には、エポキシシラン
化合物と反応させることにより得ることができる。この
イミダゾールシラン化合物は、この化合物中のイミダゾ
ール基中の二つの窒素原子が金属銅の表面と結合を生
じ、シラン基が酸化防止及び樹脂との親和性を向上させ
て本発明の効果を生じるもので、従ってこの両方の基を
有するものであればどのような化合物でも、本発明にお
いて用いることができる。特には、本出願人が、先に提
案したイミダゾール化合物とγ-グリシドキシプロピル
シラン化合物とを80〜200℃で反応させて得られる
上記一般式(I)〜(III)で示した化合物が好ましい
(特開平4-186479号公報参照)。これらの化合
物はいずれか1種でも、あるいは2種以上混合して用い
ても良い。
【0008】銅系導電性材料をイミダゾールシラン化合
物で処理する方法は、イミダゾールシラン化合物の溶液
に銅系導電性材料を浸漬する方法、イミダゾールシラン
化合物の溶液を銅系導電性材料に噴霧する方法等が採用
できる。イミダゾールシラン化合物の溶液は、当該化合
物の濃度が0.5〜5重量%の範囲で十分であり、銅系
導電性材料に対するイミダゾールシラン化合物の量は、
0.01〜1重量%の範囲で十分である。また、この溶
剤としては、特に制限はないが、水およびメチルアルコ
ール、エチルアルコール等の低級アルコールあるいはこ
れらの混合物が適している。
【0009】チタネート系カップリング剤としては、顔
料やトナー等の処理に用いられている上記一般式(IV)
で表わされるチタネート化合物がそのまま使用できる
が、特にはイソプロピルトリイソステアロイルチタネー
ト(KR−TTS:味の素(株)の商品名)、イソプロピ
ルトリオクタノイルチタネート(KR−2S:同)、イ
ソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート
(KR−7:同)、イソプロピルジアクリルイソステア
ロイルチタネート(KR−11:同)、或いは日本曹達
(株)のS−151、S−152、S−581、S−5
82、C−231等の商品名で市販されているチタネー
ト系カップリング剤を用いると好適である。銅系導電性
材料のチタネート系カップリング剤による処理方法は、
チタネート系カップリング剤溶液に銅系導電性材料を浸
漬する方法、チタネート系カップリング剤溶液を銅系導
電性材料に噴霧する方法等が採用できる。チタネート系
カップリング剤処理用溶液の濃度は、0.5〜5重量%
の範囲で十分であり、銅系導電性材料に対するチタネー
ト系カップリング剤の量は、0.01〜1重量%で十分
である。チタネート系カップリング剤の溶剤としては、
ヘキサン等の揮発性有機溶剤が適している。また、チタ
ネート系カップリング剤の使用方法としては、銅系導電
性材料と樹脂を混練する際、添加し、樹脂との混練中に
接触処理できるようにする方法も採用できる。この場
合、チタネート系カップリング剤は導電性材料に対して
10〜30重量%添加することが好ましい。これらの化
合物はいずれか1種でも、あるいは2種以上混合して用
いても良い。
【0010】本発明が適用できる樹脂としては、ポリプ
ロピレン樹脂、ABS(アクリルニトリル-ブタジエン-
スチレン)樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹
脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂或いはポリブチレ
ンテレフタレート樹脂等の熱可塑性樹脂が好適である
が、特には、ポリプロピレン樹脂またはABS樹脂に適
用すると本発明の効果が顕著である。
【0011】上記イミダゾールシラン化合物およびチタ
ネート系カップリング剤で処理した銅系導電性材料と樹
脂との溶融混練には、一般に樹脂用に使用されている単
軸押出機や二軸押出機等が利用でき、配合比は、樹脂組
成物の用途、銅系導電性材料や樹脂の種類によって異な
り、一概には特定できないが、銅めっき炭素繊維をポリ
プロピレン樹脂に配合する場合は、銅めっき炭素繊維が
樹脂組成物中に10〜40重量%となるように配合する
ことが好ましい。
【0012】尚、樹脂としてABS(アクリルニトリル-
ブタジエン-スチレン)樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエ
チレンテレフタレート樹脂或いはポリブチレンテレフタ
レート樹脂等を用いる場合は特に問題とならないが、ポ
リプロピレン樹脂を用いる場合は、樹脂の劣化を防止す
るために金属不活性化剤を添加することが好ましい。こ
の金属不活性剤としては、一般にポリプロピレンの酸化
劣化防止等に用いられているヒドラジト誘導体やサリチ
ル酸誘導体を用いることができ、下記一般式(V)
【化5】 に示すデカメチレンジカルボン酸ジサリチロイルヒドラ
ジド(CDA−6:旭電化(株)の商品名)や下記一般式
(VI)
【化6】 で示される化合物(CDA−1:旭電化(株)の商品名)
等が好適である。混練する銅系導電性材料が多い場合
は、金属不活性化剤を多く添加する必要があるが、銅系
導電性材料と樹脂の合計の重量に対して、0.05〜0.
5重量%程度までの添加で十分である。金属不活性化剤
を添加する場合は、樹脂中にこれを均一に分散させるた
め、混練前に樹脂の粉末あるいはペレットとをスーパー
ミキサーやタンブラー等で予備混合した後、上記イミダ
ゾールシラン化合物およびチタネート系カップリング剤
で処理した銅系導電性材料と溶融、混練することが好ま
しい。
【0013】
【実施例】
(実施例1)連続混練機(KCK製、70−22VEX
型)を用いて、次に示す材料をバレル温度200℃で混
練押出して、銅めっき炭素繊維配合ポリプロピレンのペ
レットを得た。
【0014】ポリプロピレン(日鉱石化品、4700J
G)79.7重量部と金属不活性化剤(CDA−6)0.
3重量部を予備混合した材料と炭素繊維〔呉羽化学工業
(株)製:C−206S,繊維長:6mm、繊維径15μ
m〕に銅めっきした直後、イミダゾールシラン〔前記一
般式(I)のR1、R2が水素で、R3がメチル基からな
る化合物〕の1.5重量%エタノール溶液に10分間浸
漬した後、乾燥した銅めっき炭素繊維にチタネート系カ
ップリング剤(味の素(株)製:KR−TTS)の1.5
%ヘキサン溶液を噴霧して乾燥した銅めっき炭素繊維2
0重量部を混練押出して、銅めっき炭素繊維配合ポリプ
ロピレンを得た。なお、銅めっき炭素繊維は、サイドフ
ィーダーによって投入した。
【0015】得られた銅めっき炭素繊維配合ポリプロピ
レンペレットを、射出成形機(山城精機製作所製、SV
A−60−52型)により、直径50mm、厚さ3mmの試
験片に成形し、三菱油化製のロレスタAP(MPC−T
400型)を用いて表面抵抗率を評価した。この結果を
表1に示した。
【0016】(実施例2〜5および比較例1〜3)混練
押出機の条件および銅めっき炭素繊維は、実施例1と同
じで、チタネート系カップリング剤の濃度及び処理法、
イミダゾールシランの濃度、金属不活性化剤の種類、処
理量、処理方法等の異なる条件で、銅めっき炭素繊維配
合ポリプロピレン系材料を試作し、射出成形試験片の表
面抵抗率の測定を行った。この結果を、表1に併せて示
した。
【0017】
【表1】
【0018】(実施例6)実施例1において、炭素繊維
として東邦レーヨン(株)製:HTA−C6−SRS,繊
維長:6mm、繊維径7μmを用いた以外は、全く同様の
方法で銅めっき炭素繊維配合ポリプロピレンペレットを
得た。
【0019】次に、この得られた銅めっき炭素繊維配合
ポリプロピレンペレットを、射出成形機(東芝機械製、
IS100FIV型)により、直径50mm、厚さ3mmの
表面抵抗率測定用試験片および15cm×15cm、厚さ3
mmの電磁波遮蔽能測定用試験片を成形し、表面抵抗率お
よび電磁波遮蔽能を測定した。表面抵抗率は実施例1と
同じ測定機を用い、また電磁波遮蔽能の測定は、アドバ
ンテスト製、R2547システムを使用して行った。こ
の結果を表2に示した。
【0020】(実施例7)実施例6において、炭素繊維
として東邦レーヨン(株)製:HTA−C6−OW,繊維
長:6mm、繊維径7μmを用いた以外は、全く同様の方
法で銅めっき炭素繊維配合ポリプロピレンペレットを
得、同様の方法で表面抵抗率および電磁波遮蔽能を測定
した。この結果を表2に併せて示した。
【0021】(実施例8)実施例7において、チタネー
ト系カップリング剤の1.5%ヘキサン溶液の噴霧に代
えて、チタネート系カップリング剤の0.5%ヘキサン
溶液に10分間浸漬する方法を行った以外は、全く同様
の方法で銅めっき炭素繊維配合ポリプロピレンペレット
を得、同様の方法で表面抵抗率および電磁波遮蔽能を測
定した。この結果を表2に併せて示した。
【0022】(実施例9)実施例7において、金属不活
性剤をCDA−6に代えてCDA−1を、またイミダゾ
ールシランの1.5重量%エタノール溶液に代えて、イ
ミダゾールシラン(化合物は同じ)の0.5重量%エタ
ノール溶液を用いた以外は、全く同様の方法で銅めっき
炭素繊維配合ポリプロピレンペレットを得、同様の方法
で表面抵抗率および電磁波遮蔽能を測定した。この結果
を表2に併せて示した。
【0023】(比較例4)実施例7において、銅めっき
炭素繊維をイミダゾールシラン処理およびチタネート系
カップリング剤処理を行うことなしに用いた以外は、全
く同様の方法で銅めっき炭素繊維配合ポリプロピレンペ
レットを得、同様の方法で表面抵抗率および電磁波遮蔽
能を測定した。この結果を表2に併せて示した。
【0024】
【表2】
【0025】(実施例10)連続混練機(KCK製、7
0−22VEX型)を用いて、次に示す材料をバレル温
度200℃で混練押出して、銅めっき炭素繊維配合AB
S樹脂ペレットを得た。
【0026】ABS樹脂(東レ品 トヨラック100)
75重量部と実施例1で用いたチタネート系カップリン
グ剤5重量部を予備混合した材料と、炭素繊維(東邦レ
ーヨン製:HTA−C6−OW;繊維長:3mm、繊維径
7μm)に銅めっきした直後、実施例1で用いたイミダ
ゾールシランの1.5重量%濃度のエタノール溶液に1
0分間浸漬した後、乾燥した銅めっき炭素繊維20重量
部を混練、押出して、銅めっき炭素繊維配合ABS樹脂
ペレットを得た。なお、銅めっき炭素繊維はサイドフィ
ーダーによって投入した。
【0027】得られた銅めっき炭素繊維配合ABS樹脂
ペレットを、実施例6と同様の方法により、表面抵抗率
および電磁波遮蔽能を測定した。この結果、表面抵抗率
は8.0×10-2Ω/□、電磁波遮蔽能は、周波数50
0MHzにおいて53dBであった。
【0028】
【発明の効果】イミダゾールシランおよびチタネート系
カップリング剤で処理した銅めっき炭素繊維を樹脂に溶
融混練して配合することにより、導電性に優れた導電性
樹脂組成物を得ることができる。本発明の導電性樹脂組
成物は、帯電防止材料や電磁波遮蔽材料として極めて有
用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08K 9/08 KCR C08L 23/10 KFU 55/02 LMB 101/00 H01B 1/00 A 7244−5L

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 銅系導電性材料をイミダゾールシラン化
    合物およびチタネート系カップリング剤で処理したこと
    を特徴とする樹脂用導電性材料。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のイミダゾールシラン化
    合物として、下記一般式(I)〜(III)で表わされる
    化合物の少なくとも1種を用いることを特徴とする樹脂
    用導電性材料。 【化1】 (式中、R1は水素または炭素数1〜20のアルキル
    基、R2は水素、ビニル基または炭素数1〜5のアルキ
    ル基、R3は炭素数1〜3のアルキル基を示す)
  3. 【請求項3】 請求項1に記載のチタネート系カップリ
    ング剤として下記一般式(IV)で表わされるチタネート
    化合物の少なくとも1種を用いることを特徴とする樹脂
    用導電性材料。 【化2】 (式中、R4は炭素数2〜4のアルキル基、R5、R6
    炭素数2〜20のアルキルまたはアルケニル基、nは1
    〜3の整数を示す)
  4. 【請求項4】 請求項1〜3に記載の樹脂用導電性材料
    を樹脂に配合したことを特徴とする導電性樹脂組成物。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の樹脂として、ポリプロ
    ピレン樹脂またはABS樹脂を用いることを特徴とする
    導電性樹脂組成物。
  6. 【請求項6】 ポリプロピレン樹脂にイミダゾールシラ
    ン化合物およびチタネート系カップリング剤で処理した
    銅めっき炭素繊維10〜40重量%と金属不活性化剤
    0.05〜0.5重量%を配合したことを特徴とする導電
    性ポリプロピレン樹脂組成物。
  7. 【請求項7】 請求項6に記載の金属不活性化剤とし
    て、ヒドラジド誘導体またはサリチル酸誘導体を用いる
    ことを特徴とする導電性ポリプロピレン樹脂組成物。
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Cited By (2)

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