JPH09310029A

JPH09310029A - 導電性粉体カプセル化物およびその製造方法並びに導電性樹脂組成物

Info

Publication number: JPH09310029A
Application number: JP14980496A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Shiratori; 伸之白鳥
Original assignee: Japan Energy Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1996-05-22
Filing date: 1996-05-22
Publication date: 1997-12-02

Abstract

(57)【要約】【課題】異質の種類の熱可塑性樹脂に配合した場合で
も優れた導電性が得られ、また、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。【解決手段】導電性粉体をアルコール残基の炭素数が
３〜１６のアルキル基からなるアクリル酸エステルまた
はメタクリル酸エステル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化物、及び導電性粉体を水中
に分散させ、重合開始剤の存在下に、アルコール残基の
炭素数が３〜１６のアルキル基からなるアクリル酸エス
テルまたはメタクリル酸エステル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、導電性粉体を特定
のアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルの重
合物により被覆した導電性粉体カプセル化物およびその
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化物は、樹脂に配
合することにより高い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】一方、金属酸化物、金属硫化物、黒鉛、金
属粉体等の水難溶性粉体表面をメタクリル酸メチルでカ
プセル化する方法が提案されている〔高分子,34(2),90
(1985)〕。しかし、メタクリル酸メチルのカプセル化物
では、メタクリル酸メチル以外の他の種類の熱可塑性樹
脂に配合した場合、未だ満足すべき導電性を得ることが
できないという問題があった。

【０００７】

【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、他
の種類、すなわち異質の熱可塑性樹脂に配合した場合で
も優れた導電性が得られ、また、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。

【０００８】

【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ルコール残基
の炭素数が３〜１６のアルキル基からなるアクリル酸エ
ステルまたはメタクリル酸エステル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、アクリル酸メチ
ルまたはメタクリル酸メチルに比較して非常に高い導電
性を有することを見出し、本発明に想到した。

【０００９】すなわち、本発明は、導電性粉体をアルコ
ール残基の炭素数が３〜１６のアルキル基からなるアク
リル酸エステルまたはメタクリル酸エステルの重合物に
より被覆したことからなる導電性粉体カプセル化物及び
導電性粉体を水中に分散させ、重合開始剤の存在下に、
アルコール残基の炭素数が３〜１６のアルキル基からな
るアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルを当
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
樹脂組成物に関するものである。

【００１０】

【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。

【００１１】アクリル酸エステルあるいはメタクリル酸
エステルは、アクリル酸やメタクリル酸等とアルキル基
が炭素数３〜１６を有する脂肪族アルコールとのエステ
ル、例えば、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、
アクリル酸ペンチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸
デシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ヘキサデシ
ル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタ
クリル酸ペンチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル
酸デシル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ヘキサ
デシル等を好適に用いることができる。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。エステルを構成するアルコール残基の炭素数が２
以下であると、当該導電性粉体カプセルを熱可塑性樹脂
等の有機材料に配合した場合、導電性が低くなる。ま
た、当該アルコール残基の炭素数が１６以上のものは入
手が困難で経済的でない。特には、炭素数１０以下のも
のを用いることが好ましい。

【００１２】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またはメタクリル酸エステルの有機
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。

【００１３】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、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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】

【実施例】

（実施例１）粒径約１００〜６００μmの膨張黒鉛〔日
本黒鉛工業(株)製、EXP-P〕３０gに蒸留水６５０ml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n-ブチル(MMB)１５gを、続いて重合開
始剤として６％の亜硫酸水溶液６mmol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。このカプセルの樹脂含有率（重合物のカプセル
化粉体に対する重量比）を、得られた膨張黒鉛カプセル
と原料の膨張黒鉛の重量変化から求めた結果、樹脂含有
率は３２重量％であった。

【００１９】次に、ポリプロピレン（三菱化学社製、ダ
イヤポリマー4800JG）に、この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×１c
m×３mm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。この結果、体積固
有抵抗率は１６Ω・cmであった。

【００２０】（実施例２）実施例１において、メタクリ
ル酸ブチルに代えて、メタクリル酸n-ペンチル１５gを
用いた以外は、実施例１は全く同様の操作を行って、膨
張黒鉛カプセルを得た。このカプセル化物の樹脂含有率
は３０重量％であった。このカプセル化物について、実
施例１と同様に体積固有抵抗率を測定した結果、１０Ω
・cmであった。

【００２１】（実施例３）実施例１において、メタクリ
ル酸ブチルに代えて、メタクリル酸i-プロピル１５gを
用いた以外は、実施例１は全く同様の操作を行って、膨
張黒鉛カプセルを得た。このカプセル化物の樹脂含有率
は３０重量％であった。このカプセル化物について、実
施例１と同様に体積固有抵抗率を測定した結果、１８Ω
・cmであった。

【００２２】（実施例４）実施例１において、メタクリ
ル酸ブチルに代えて、メタクリル酸ヘキサデシル１５g
を用いた以外は、実施例１は全く同様の操作を行って、
膨張黒鉛カプセルを得た。このカプセル化物の樹脂含有
率は２４重量％であった。このカプセル化物について、
実施例１と同様に体積固有抵抗率を測定した結果、８Ω
・cmであった。

【００２３】（実施例５）実施例１において、メタクリ
ル酸ブチルに代えて、アクリル酸ブチル１５gを用いた
以外は、実施例１は全く同様の操作を行って、膨張黒鉛
カプセルを得た。このカプセル化物の樹脂含有率は３０
重量％であった。このカプセル化物について、実施例１
と同様に体積固有抵抗率を測定した結果、１５Ω・cmで
あった。

【００２４】（実施例６）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。このカプセル化物の樹脂含有率は９重
量％であった。このカプセル化物について、実施例１と
同様の手法で５０重量％になるように配合して、体積固
有抵抗率を測定した結果、１２Ω・cmであった。

【００２５】（比較例１）実施例１において、メタクリ
ル酸ブチルに代えて、メタクリル酸メチル１５gを用い
た以外は、実施例１は全く同様の操作を行って、膨張黒
鉛カプセルを得た。このカプセル化物の樹脂含有率は３
０重量％であった。このカプセル化物について、実施例
１と同様に体積固有抵抗率を測定した結果、３.３×１
０²Ω・cmであった。

【００２６】（比較例２）実施例１において、メタクリ
ル酸ブチルに代えて、メタクリル酸エチル１５gを用い
た以外は、実施例１は全く同様の操作を行って、膨張黒
鉛カプセルを得た。このカプセル化物の樹脂含有率は２
８重量％であった。このカプセル化物について、実施例
１と同様に体積固有抵抗率を測定した結果、２.９×１
０²Ω・cmであった。

【００２７】（比較例３）実施例１において、メタクリ
ル酸ブチルに代えて、アクリル酸メチル１５gを用いた
以外は、実施例１は全く同様の操作を行って、膨張黒鉛
カプセルを得た。このカプセル化物の樹脂含有率は２８
重量％であった。このカプセル化物について、実施例１
と同様に体積固有抵抗率を測定した結果、３.１×１０²
Ω・cmであった。

【００２８】（比較例４）実施例６において、メタクリ
ル酸ブチルに代えて、メタクリル酸メチル３０gを用い
た以外は、実施例１は全く同様の操作を行って、電解銅
粉カプセルを得た。このカプセル化物の樹脂含有率は７
重量％であった。このカプセル化物について、実施例６
と同様にして、体積固有抵抗率を測定した結果、５.０
×１０²Ω・cmであった。

【００２９】（比較例５）ポリプロピレン（三菱化学社
製、ダイヤポリマー4800JG）に、カプセル化していない
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、５c
m×１cm×３mm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１.３×１０³Ω・cmであった。

【００３０】

【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、熱可塑性樹脂に混練配合した場合、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。

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｈ０１Ｂ 1/22 Ｈ０１Ｂ 1/22 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性粉体をアルコール残基の炭素数が
３〜１６のアルキル基からなるアクリル酸エステルまた
はメタクリル酸エステル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化物。
【請求項２】導電性粉体を水中に分散させ、重合開始
剤の存在下に、アルコール残基の炭素数が３〜１６のア
ルキル基からなるアクリル酸エステルまたはメタクリル
酸エステル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３】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。