JPH1160974A - High frequency wave electroconductive material - Google Patents

High frequency wave electroconductive material

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Publication number
JPH1160974A
JPH1160974A JP23250597A JP23250597A JPH1160974A JP H1160974 A JPH1160974 A JP H1160974A JP 23250597 A JP23250597 A JP 23250597A JP 23250597 A JP23250597 A JP 23250597A JP H1160974 A JPH1160974 A JP H1160974A
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JP
Japan
Prior art keywords
electroconductive
frequency
filler
frequency wave
conductivity
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP23250597A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Sagisaka
功一 鷺坂
Masatake Takashima
正武 高島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yuka Denshi Co Ltd
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Yuka Denshi Co Ltd
Mitsubishi Chemical Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Yuka Denshi Co Ltd, Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Yuka Denshi Co Ltd
Priority to JP23250597A priority Critical patent/JPH1160974A/en
Publication of JPH1160974A publication Critical patent/JPH1160974A/en
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the subject electroconductive material having a light weight, also capable of dealing with a complex shape, excellent in electroconductivity in a high frequency wave region and in addition, low in electroconductivity in the region of the direct current and a low frequency wave by forming an electroconductive composition obtained by filling an electroconductive filler into s matrix material having an electric resistance of a prescribed value or higher. SOLUTION: This high frequency wave electroconductive material is composed of a formed material of an electroconductive composition material obtained by filling an electroconductive filter (suitably a short fiber filler having <=50 μm mean fiber diameter or a carbon black having <=500 nm primary particle diameter) to a matrix material having >=1×10<10> Ωcm electric resistance value (suitably, a thermoplastic resin such as a polytetrafluoroethylene), and has a frequency range in which electroconductivity thereof increases along with the elevation of the frequency. It is preferable to fill 3-150 pt.vol. electroconductive filler to 100 pts.vol. matrix material. It is possible to blend an additive such as an inorganic fibrous reinforcing material, an inorganic filler, a solid lubricant and a plasticizer as necessary to the objective electroconductive material.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、直流及び低周波で
低い導電性を示し、かつ高周波信号を効率的に伝搬する
導電体に関するものである。このものは、自動車無線、
トランシーバー、携帯電話、衛星放送等の高周波信号を
扱う受送信器のアンテナ、伝送ケーブル、接点部材、さ
らにパソコンなどの高周波回路の伝送ケーブルやコネク
タとして使用できる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a conductor which exhibits low conductivity at direct current and low frequency and efficiently propagates high frequency signals. This is a car radio,
It can be used as a transceiver, an antenna of a transmitter / receiver that handles high-frequency signals such as mobile phones and satellite broadcasts, transmission cables, contact members, and transmission cables and connectors for high-frequency circuits such as personal computers.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年情報機器の分野で扱われる周波数域
帯はますます高周波へシフトしており、また、各種情報
処理機の演算処理速度についても非常に高くなってきて
いる。それらの高周波信号を伝えるアンテナ、ケーブ
ル、接点部材には、通常銅、チタン、ニッケルなどの金
属材料もしくは合金材料が使用されている。これらの導
線を流れる高周波電流は、表皮効果で知られる様に、周
波数が高くなるにつれて導線の表面付近に極在するよう
になる。その結果、経路の実効断面積が減少する事で抵
抗が上昇し、伝送効率は低下する。
2. Description of the Related Art In recent years, the frequency band handled in the field of information equipment has been increasingly shifted to higher frequencies, and the processing speed of various information processing apparatuses has also become extremely high. Metal materials or alloy materials such as copper, titanium, and nickel are usually used for antennas, cables, and contact members that transmit these high-frequency signals. As the frequency increases, the high frequency current flowing through these conductors becomes more localized near the surface of the conductor as the frequency increases. As a result, the resistance increases due to the decrease in the effective area of the path, and the transmission efficiency decreases.

【0003】一方、独立した装置間で映像等の大量の情
報を受け渡す手段として、種々の変調法により、高い周
波数を用いて少ない信号線で接続する方法、例えば14
4MHz LAN等が用いられている。LAN等の信号
線は、部屋間、ビル間で接続される事があり、これらの
独立した機器間には、接地処理が不完全な場合数百ボル
トの電位差を生じる。これらの機器では安全のため、電
源と信号は直流的には切り離されているものの、雷サー
ジ等により時には電源の絶縁不良が生じることがある。
例えば鉄道の車両では、つり革の保持金具をアンテナに
利用するなどしているが、この様な場合には特にアンテ
ナと電力線が確実に切り離される事が安全上必要とな
る。
On the other hand, as a means for transferring a large amount of information such as video between independent devices, a method of connecting with a small number of signal lines using a high frequency by various modulation methods, for example, 14
A 4 MHz LAN or the like is used. A signal line such as a LAN may be connected between rooms or between buildings, and a potential difference of several hundred volts occurs between these independent devices when the grounding process is incomplete. In these devices, for safety, the power supply and the signal are separated from each other in terms of direct current, but sometimes the power supply is poorly insulated due to lightning surge or the like.
For example, in a railway vehicle, a holding bracket made of a strap is used for an antenna. In such a case, it is necessary for safety that the antenna and the power line are particularly reliably separated.

【0004】人体が導電体に接触した際の感電事故にお
いては、周波数が低いと、電流が心臓等の臓器に流れて
致命的な災害になりやすいが、高周波数の場合には皮膚
の表面を流れる為、致命傷になりにくい。金属材料は上
述したように、周波数が低いほど導電性が上昇する為
に、安全上望ましい材料とは言えない。
[0004] In an electric shock accident when the human body comes into contact with a conductor, if the frequency is low, current flows to an organ such as the heart, which is likely to be a fatal disaster. Because it flows, it is hard to be fatal. As described above, since the conductivity of the metal material increases as the frequency decreases, it is not a desirable material for safety.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来この問題を解決す
るために、複数の細線を束ねたケーブルを使用すること
で総表面積をかせぐ等して伝送効率の向上が図られてき
た。しかしながらこの方法ではコストアップになるだけ
でなく、細線の小径化には限界があり、近年の著しい高
周波化に対して不十分になってきている。
Conventionally, in order to solve this problem, transmission efficiency has been improved by using a cable in which a plurality of fine wires are bundled to increase the total surface area. However, this method not only increases the cost, but also has a limit in reducing the diameter of the thin wire, which is inadequate against the recent remarkable increase in the frequency.

【0006】さらに、電気回路の小型化、高密度化が進
み、ケーブルだけでなく信号伝送路及び伝送路またはア
ンテナ等と信号発生部または増幅部材との接続部を構成
する信号伝導部品の小型化、軽量化も要求されている。
しかしながら現在においてはそのような接続部品、例え
ば携帯電話のアンテナホルダーには、亜鉛ダイキャスト
の切削した部品を使用しているため、製造コストが高い
上小型化が難しく、また金属部品であるため重量の問題
を有している。
[0006] Furthermore, miniaturization and densification of electric circuits have progressed, and miniaturization of not only cables but also signal transmission parts constituting signal transmission paths and transmission paths or antennas and the like and connection parts between signal generation parts or amplification members. Also, weight reduction is required.
However, at present, such connecting parts, such as antenna holders for mobile phones, use cut parts made of zinc die-casting, so that manufacturing costs are high and miniaturization is difficult. Problem.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者は上述の問題を
解決するため検討を重ねた結果、金属以外の材質を用い
ることにより軽量かつ複雑な形状にも対応でき、高周波
において優れた導電性を有する一方、直流および低周波
数領域では導電性が低い高周波導電体が実現することを
見いだし、本発明に到達した。
As a result of repeated studies to solve the above-mentioned problems, the present inventor can cope with a lightweight and complicated shape by using a material other than metal, and has excellent conductivity at high frequencies. On the other hand, it has been found that a high-frequency conductor having low conductivity in the direct current and low frequency regions is realized, and the present invention has been achieved.

【0008】すなわち、本発明による高周波導電体は、
樹脂、セラミックス等の電気抵抗値が1×1010Ωcm
以上のマトリックス材料に、導電性フィラーを充填した
導電性組成物材料の成形体からなり、周波数の上昇と共
に導電率が上昇する周波数範囲を有する高周波導電体で
ある。
That is, the high-frequency conductor according to the present invention comprises:
Electric resistance of resin, ceramics, etc. is 1 × 10 10 Ωcm
A high-frequency conductor made of a molded product of the conductive composition material in which the above-described matrix material is filled with a conductive filler, and having a frequency range in which the conductivity increases as the frequency increases.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明を更に詳細に説明す
る。本発明による高周波導電体は、高周波電流に優れた
導電性を有するだけでなく、周波数が低下するに従って
導電性が低下する。さらに附形性に優れるため、複雑な
形状を安価に得る事が可能である。一般に、樹脂等の絶
縁性マトリックス中に導電性フィラーを分散せしめた複
合体の導電性は、直流及び低周波電流においては金属材
料に比較して劣っており実用上不十分であった。しかし
ながら高周波においては優れた導電性を有する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below in more detail. The high-frequency conductor according to the present invention not only has excellent conductivity for high-frequency current, but also decreases in conductivity as the frequency decreases. Furthermore, since the shape is excellent, a complicated shape can be obtained at low cost. In general, the conductivity of a composite obtained by dispersing a conductive filler in an insulating matrix such as a resin is inferior to a metal material at direct current and low frequency current, and is insufficient for practical use. However, it has excellent conductivity at high frequencies.

【0010】そのメカニズムは未だ明らかでは無いが、
次の様な理由ではないかと考えられる。本発明の導電体
に流れる高周波電流は、導電性フィラーによって形成さ
れた微細な導電経路を流れる。より正しくは、微細な導
電経路の表面付近を流れる。導電経路の表面積は、導電
性フィラーの充填量(体積分率)と、粒子径もしくは繊
維径によって決まる。通信機器に使用する巻線用電線の
細線は、最小で60μmであるのに対して、例えば一般
的な炭素繊維の繊維系は7〜12μm程度であり、同体
積での総表面積としては3倍〜8倍となる。さらに導電
性カーボンブラックのストラクチャーにより形成された
電流経路においては、100倍以上にも及ぶ。
Although the mechanism is not yet clear,
The following reasons are considered. The high-frequency current flowing through the conductor of the present invention flows through a fine conductive path formed by the conductive filler. More precisely, it flows near the surface of the fine conductive path. The surface area of the conductive path is determined by the filling amount (volume fraction) of the conductive filler and the particle diameter or fiber diameter. The fine wire of the wire for winding used in the communication equipment is at least 60 μm at the minimum, whereas, for example, the fiber system of a general carbon fiber is about 7 to 12 μm, and the total surface area in the same volume is three times. Up to 8 times. Further, the current path formed by the structure of the conductive carbon black is 100 times or more.

【0011】絶縁材料と導電性フィラーの複合材料によ
る導電体が、直流もしくは低周波において十分な導電性
を発現出来ない大きな理由として、導電性フィラー間の
電気的接触が不十分で、導電経路が絶縁性マトリックス
により分断されてしまう事が挙げられる。しかしながら
高周波の場合、マトリックス内部で物理的に分断された
電流経路間に、電磁誘導が生じることにより電気的に結
合され、その結果高い導電性を発現するものと考えられ
る。
A major reason why a conductor made of a composite material of an insulating material and a conductive filler cannot exhibit sufficient conductivity at a direct current or a low frequency is that the electrical contact between the conductive fillers is insufficient and the conductive path is poor. The separation may be caused by the insulating matrix. However, in the case of a high frequency, it is considered that electromagnetic induction occurs between the current paths physically separated inside the matrix, thereby electrically coupling the current paths, and as a result, high conductivity is exhibited.

【0012】本発明の導電体は、高周波においては導電
性に優れる一方、上述の理由により、直流もしくは低周
波では導電性が低下する。このことは、本導電体が周波
数選択性を有する事を意味しており、安全性の向上、さ
らには低周波ノイズの低減にも効果を発揮する。本発明
の高周波導電体は、その絶縁性マトリックスに適した成
形加工方法を用いることにより、複雑な形状でも有効に
電路を確保しながら安価に製造することが可能である。
The conductor of the present invention has excellent conductivity at high frequencies, but has reduced conductivity at DC or low frequencies for the above-described reasons. This means that the present conductor has frequency selectivity, and is also effective in improving safety and reducing low-frequency noise. The high-frequency conductor of the present invention can be manufactured at a low cost while effectively securing an electric circuit even in a complicated shape by using a molding method suitable for the insulating matrix.

【0013】[1]マトリックス材料 本発明の導電体に用いるマトリックス材料としては、抵
抗値が1×1010Ωcm以上(望ましくは1×1012Ω
cm以上、さらに望ましくは1014Ωcm以上)のセラ
ミックス材料、樹脂材料などが使用できるが、軽量、安
価である点から樹脂材料である事が望ましい。樹脂材料
としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂があるが、成形
性に優れる点で熱可塑性樹脂がより望ましい。熱硬化性
樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミ
ン樹脂等があげられる。
[1] Matrix Material The matrix material used for the conductor of the present invention has a resistance value of 1 × 10 10 Ωcm or more (preferably 1 × 10 12 Ω).
cm or more, more preferably 10 14 Ωcm or more), but a resin material is preferable because it is lightweight and inexpensive. Examples of the resin material include a thermosetting resin and a thermoplastic resin, and a thermoplastic resin is more preferable in terms of excellent moldability. Examples of the thermosetting resin include an epoxy resin, a phenol resin, and a melamine resin.

【0014】熱可塑性樹脂としては、ポリ四フッ化エチ
レン(PTFE)、エチレン−四フッ化エチレン共重合
体(ETFE)、ポリビニリデンフルオライド(PVD
F)等のフッ素樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリブテン、ポリメチルペンテン、等の脂肪族ポリオレ
フィンや脂環族ポリオレフィン、芳香族ポリカーボネー
ト、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサル
ファイド、各種ポリアミド(ナイロン6、66、ナイロ
ン610、ナイロンMXD6等)、ポリエーテルイミ
ド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリエ
ーテルエーテルケトン、アクリル系樹脂、スチレン系樹
脂、変性ポリフェニレンエーテル、液晶性ポリエステ
ル、塩化ビニル等の非オレフィン系樹脂が挙げられる。
Examples of the thermoplastic resin include polytetrafluoroethylene (PTFE), ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), and polyvinylidene fluoride (PVD).
F) fluoropolymers such as polyethylene, polypropylene,
Aliphatic polyolefins and alicyclic polyolefins such as polybutene and polymethylpentene, aromatic polycarbonate, polybutylene terephthalate, polyphenylene sulfide, various polyamides (nylon 6, 66, nylon 610, nylon MXD6, etc.), polyetherimide, polysulfone, Non-olefin resins such as polyethersulfone, polyetheretherketone, acrylic resin, styrene resin, modified polyphenylene ether, liquid crystalline polyester, and vinyl chloride.

【0015】さらに曲げ弾性率が5000Kg/cm2
以下のエラストマー材料を使用しても良い。エラストマ
ー材料としては、ネオプレンゴム、クロロプレンゴム、
ニトリルゴム、フッ素ゴム等の架橋タイプエラストマ
ー、各種の熱可塑性エラストマー(オレフィン系、スチ
レン系、エステル系、ウレタン系、アミド系、フッ素
系、軟質塩化ビニル、エチレンー酢酸ビニル共重合体)
が挙げられる。これらのマトリックス材料は、1種でも
良いし、複数を組み合わせて使用しても良い。
Further, the flexural modulus is 5000 kg / cm 2.
The following elastomer materials may be used. Neoprene rubber, chloroprene rubber,
Crosslinked elastomers such as nitrile rubber and fluorine rubber, various thermoplastic elastomers (olefin, styrene, ester, urethane, amide, fluorine, soft vinyl chloride, ethylene-vinyl acetate copolymer)
Is mentioned. One of these matrix materials may be used, or a plurality of them may be used in combination.

【0016】[2]導電性フィラー 本発明の導電体に用いる導電性フィラーとしては、導電
性を有する粒子状、フレーク状、短繊維状などのフィラ
ーが使用出来る。具体的には、アルミニウム、銀、銅、
亜鉛、ニッケル、ステンレス、真鍮、チタンなどの金属
系フィラー、各種カーボンブラック、黒鉛(人工黒鉛、
天然黒鉛)、ガラス状カーボン粒子、ピッチ系炭素繊
維、PAN系炭素繊維、グラファイトウィスカー等の炭
素系フィラー、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム等
の金属酸化物系フィラーなどの導電性フィラーなどが挙
げられる。
[2] Conductive Filler As the conductive filler used in the conductor of the present invention, a filler having a conductive property such as a particle, a flake, or a short fiber can be used. Specifically, aluminum, silver, copper,
Metal fillers such as zinc, nickel, stainless steel, brass and titanium, various carbon blacks, graphite (artificial graphite,
Natural graphite), glassy carbon particles, pitch-based carbon fibers, PAN-based carbon fibers, carbon-based fillers such as graphite whiskers, and conductive fillers such as metal oxide-based fillers such as zinc oxide, tin oxide, and indium oxide. Can be

【0017】なお金属酸化物系フィラーのなかでも格子
欠陥の存在により余剰電子が生成して導電性を示すもの
の場合には、ドーパントを添加して導電性を増加させた
ものを用いてもよい。例えば酸化亜鉛にはアルミニウ
ム、酸化スズにはアンチモン、酸化インジウムにはスズ
等がそれぞれドーパントとして用いられる。また、炭素
繊維などに金属をコーティングしたり、チタン酸カリウ
ムウィスカの表面に導電性酸化スズを形成した複合系導
電性フィラーを使用することもできる。導電性フィラー
のなかでも、短繊維状フィラー、もしくはカーボンブラ
ックが望ましい。
In the case of metal oxide-based fillers which exhibit conductivity by generating excess electrons due to the presence of lattice defects, those having increased conductivity by adding a dopant may be used. For example, aluminum is used as zinc oxide, antimony is used as tin oxide, tin is used as indium oxide, and tin is used as a dopant. In addition, a composite conductive filler in which conductive tin oxide is formed on the surface of a potassium titanate whisker by coating a metal on a carbon fiber or the like can also be used. Among the conductive fillers, short fibrous fillers or carbon black are desirable.

【0018】短繊維状フィラーは、電気抵抗が1×10
4Ωcm以下、望ましくは1×102Ωcm以下(さらに
望ましくは1×100Ωcm以下、なかんずく望ましく
は1×10ー1Ωcm以下)のものが望ましい。また、平
均繊維径が50μm以下(望ましくは20μm以下、よ
り望ましくは15μm以下)のものが、表面積が増大す
ることによって高周波での導電性に優れる点で望まし
い。繊維径がこれより大きいと、表面積すなわち導電経
路が減少するだけでなく、分散したフィラー間の距離が
離れすぎるために、電磁結合が生じにくくなり、導電性
が損なわれる。さらに導電体内に分散させた状態におけ
る繊維のアスペクト比(繊維長/繊維径)が、5以上
(望ましくは10以上)であると、導電性が向上するの
で好適である。
The short fibrous filler has an electric resistance of 1 × 10
It is preferably 4 Ωcm or less, preferably 1 × 10 2 Ωcm or less (more preferably 1 × 10 0 Ωcm or less, particularly preferably 1 × 10 −1 Ωcm or less). Further, those having an average fiber diameter of 50 μm or less (preferably 20 μm or less, more desirably 15 μm or less) are desirable in that high-frequency conductivity is obtained by increasing the surface area. If the fiber diameter is larger than this, not only the surface area, that is, the conductive path is reduced, but also the distance between the dispersed fillers is too large, so that the electromagnetic coupling becomes difficult to occur and the conductivity is impaired. Further, it is preferable that the aspect ratio (fiber length / fiber diameter) of the fibers dispersed in the conductor be 5 or more (preferably 10 or more) because the conductivity is improved.

【0019】カーボンブラックとしては、アセチレンブ
ラック、ファーネスブラック、チャンネルブラックなど
が挙げられるが、1次粒子径が500nm以下、望まし
くは100nm以下、比表面積が10〜200m2
g、pH6〜11のものが望ましい。100Kg/cm
2の加圧下で1×106Ωcm以下、望ましくは1×10
4Ωcm以下、さらに望ましくは1×102Ωcm以下の
ものが好適である。本発明の導電性フィラーは、上述の
うちの1種を使用してもよいし、複数を組み合わせて使
用しても良い。
As carbon black, acetylene
Rack, furnace black, channel black, etc.
But the primary particle diameter is 500 nm or less,
100 nm or less, specific surface area is 10 to 200 mTwo/
g, pH 6 to 11. 100Kg / cm
Two1 × 10 under pressure6Ωcm or less, preferably 1 × 10
FourΩcm or less, more preferably 1 × 10TwoΩcm or less
Those are preferred. The conductive filler of the present invention, the above-mentioned
One of these may be used, or two or more may be used in combination.
May be used.

【0020】導電性フィラーの充填量としては、マトリ
ックス100体積部に対し、0.1〜300体積部、望
ましくは1〜200体積部、さらに望ましくは3〜15
0体積部である。充填量がこれより少ないと導電性が不
足し、一方多いと成形性や成形体の機械的強度が損なわ
れる。
The filling amount of the conductive filler is 0.1 to 300 parts by volume, preferably 1 to 200 parts by volume, more preferably 3 to 15 parts by volume with respect to 100 parts by volume of the matrix.
0 parts by volume. If the filling amount is less than this, the conductivity is insufficient, while if it is too large, the moldability and the mechanical strength of the molded body are impaired.

【0021】[3]付加成分 本発明の導電体には必要に応じて付加成分を配合するこ
とができる。例えばガラス繊維、シリカ繊維、シリカ・
アルミナ繊維、チタン酸カリウム繊維、ほう酸アルミニ
ウム繊維等の無機繊維状強化材、アラミド繊維、ポリイ
ミド繊維、フッ素樹脂繊維等の有機繊維状強化材、タル
ク、炭酸カルシウム、マイカ、ガラスビーズ、ガラスパ
ウダー、ガラスバルーン等の無機充填剤、フッ素樹脂パ
ウダー、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤、酸化鉄等の
磁性体粉末、パラフィンオイル等の可塑剤、酸化防止
剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、中和剤、滑
剤、相溶化剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、スリッ
プ剤、分散剤、着色剤、防菌剤、蛍光増白剤等といった
各種添加剤を挙げることができる。
[3] Additional Components Additional components can be added to the conductor of the present invention as needed. For example, glass fiber, silica fiber, silica
Inorganic fibrous reinforcement such as alumina fiber, potassium titanate fiber, aluminum borate fiber, etc., organic fibrous reinforcement such as aramid fiber, polyimide fiber, fluororesin fiber, talc, calcium carbonate, mica, glass beads, glass powder, glass Inorganic fillers such as balloons, solid lubricants such as fluororesin powder and molybdenum disulfide, magnetic powders such as iron oxide, plasticizers such as paraffin oil, antioxidants, heat stabilizers, light stabilizers, and ultraviolet absorbers And various additives such as a neutralizing agent, a lubricant, a compatibilizer, an anti-fogging agent, an anti-blocking agent, a slip agent, a dispersant, a coloring agent, a bactericide, and a fluorescent brightener.

【0022】さらに本発明の導電性フィラー及び付加成
分には、機械的強度を改善したり、マトリックスとフィ
ラー界面への水分等の不純物の浸入を防ぐなどを目的と
して、マトリックス材料との親和性を高める為の各種の
表面処理を施しても良い。例えばシランカップリング
剤、チタンカップリング剤、ステアリン酸、オレイン酸
などの高級脂肪酸、高級脂肪酸グリセリンエステル、ア
ミド、高級脂肪酸金属塩、高級アルコール、各種ワック
スなどを用いることが出来る。
Further, the conductive filler and the additional component of the present invention have an affinity with a matrix material for the purpose of improving mechanical strength and preventing intrusion of moisture and other impurities into the interface between the matrix and the filler. Various surface treatments may be applied to enhance the surface treatment. For example, silane coupling agents, titanium coupling agents, higher fatty acids such as stearic acid and oleic acid, higher fatty acid glycerin esters, amides, higher fatty acid metal salts, higher alcohols, and various waxes can be used.

【0023】[4]導電体の製造方法 本発明の導電体の製造方法は、選定するマトリックス材
料に適した製造方法であればとくに限定するものではな
い。例えばマトリックス材料が熱可塑性樹脂である場
合、熱可塑性樹脂と導電性フィラーをあらかじめ混合し
たのち、バンバリーミキサー、ロール、ブラベンダー、
単軸混練押し出し機、二軸混練押し出し機、ニーダーな
どで溶融混練する事によって複合材料を製造できる。そ
の後、各種の溶融成形法を用いて成形して導電体を得る
事が出来る。具体的にはプレス成形、押し出し成形、真
空成形、ブロー成形、射出成型などを挙げることができ
る。
[4] Manufacturing Method of Conductor The manufacturing method of the conductor of the present invention is not particularly limited as long as it is a manufacturing method suitable for the selected matrix material. For example, when the matrix material is a thermoplastic resin, after previously mixing the thermoplastic resin and the conductive filler, a Banbury mixer, a roll, a Brabender,
A composite material can be produced by melt-kneading with a single-screw kneading extruder, a twin-screw kneading extruder, a kneader, or the like. Thereafter, the conductor can be obtained by molding using various melt molding methods. Specific examples include press molding, extrusion molding, vacuum molding, blow molding, and injection molding.

【0024】[0024]

【実施例】以下に本発明を実施例により具体的に示す
が、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 [サンプル作成方法] 実施例1 マトリックス材料として、三菱エンジニアリングプラス
チックス社製ポリブチレンテレフタレート樹脂(PB
T)ノバドゥール5010(商品名)を、導電性フィラ
ーとして、PAN系炭素繊維(東邦レーヨン社製、ベス
ファイトHTA−C6−SR(商品名):平均繊維系7
μm、カット長6mm、抵抗値1.5×10ー3Ωcm)
を使用した。先ずPBT樹脂100重量部に、炭素繊維
65重量部(45体積部)を混合した後、二軸混練押し
出し機を使用して260℃にて溶融混練して、ペレット
状の組成物を得た。次にこれを、射出成型機によって成
形温度270℃、金型温度50℃の条件で成形し、10
0mm×100mm×2mmtの成型品を得た。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples. [Sample preparation method] Example 1 As a matrix material, a polybutylene terephthalate resin (PB manufactured by Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation) was used.
T) Novadour 5010 (trade name) as a conductive filler, PAN-based carbon fiber (Vesfight HTA-C6-SR (trade name, manufactured by Toho Rayon Co., Ltd.): average fiber type 7)
[mu] m, cut length 6 mm, the resistance value 1.5 × 10 over 3 [Omega] cm)
It was used. First, after mixing 65 parts by weight (45 parts by volume) of carbon fiber with 100 parts by weight of PBT resin, the mixture was melt-kneaded at 260 ° C. using a biaxial kneading extruder to obtain a pellet-shaped composition. Next, this was molded by an injection molding machine at a molding temperature of 270 ° C. and a mold temperature of 50 ° C.
A molded product of 0 mm × 100 mm × 2 mmt was obtained.

【0025】実施例2 ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂(トープレ
ン社製 T4(商品名):粘度2000poise at 300℃)1
00重量部に、導電性フィラーとして二ッケルコートし
た炭素繊維(東邦レーヨン社製、ベスファイトMC(商
品名):平均繊維系7.8μm、カット長6mm、抵抗
値7.5×10ー5Ωcm)を40重量部(24体積部)
添加して実施例1と同様にサンプルを作成した。加工条
件は、混練温度280℃、成形温度300℃にて行っ
た。
Example 2 Polyphenylene sulfide (PPS) resin (T4 (trade name) manufactured by Toprene Co., Ltd .: viscosity 2000 poise at 300 ° C.) 1
00 parts by weight, carbon fibers two Kkerukoto as the conductive filler (Toho Rayon Co., Besfite MC (trade name): Mean fiber system 7.8 .mu.m, cut length 6 mm, the resistance value 7.5 × 10 over 5 [Omega] cm) 40 parts by weight (24 parts by volume)
A sample was prepared in the same manner as in Example 1 with the addition. The processing was performed at a kneading temperature of 280 ° C. and a molding temperature of 300 ° C.

【0026】実施例3 ポリカーボネート(PC)樹脂(三菱エンジニアリング
プラスチック社製 ユーピロンH3000(商品名))
100重量部に、導電性フィラーとしてカーボンブラッ
ク(電気化学工業社製 デンカブラック(商品名))2
0重量部(11.1体積部)、及び黒鉛(日本黒鉛社製
CP・B(商品名))5重量部(2.5体積部)を添
加し、実施例と同様にしてサンプルを得た。加工条件
は、混練温度270℃、成形温度290℃にて行った。
Example 3 Polycarbonate (PC) resin (Iupilon H3000 (trade name) manufactured by Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation)
100 parts by weight of carbon black (Denka Black (trade name) manufactured by Denki Kagaku Kogyo KK) 2 as a conductive filler
0 parts by weight (11.1 parts by volume) and 5 parts by weight (2.5 parts by volume) of graphite (CP / B (trade name) manufactured by Nippon Graphite Co., Ltd.) were added, and a sample was obtained in the same manner as in the example. . The processing was performed at a kneading temperature of 270 ° C. and a molding temperature of 290 ° C.

【0027】実施例4 ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂(トープレ
ン社製 LD10(商品名):粘度10000poise at 300
℃)100重量部に、導電性フィラーとして二ッケルコ
ートした炭素繊維(東邦レーヨン社製、ベスファイトM
C(商品名):平均繊維系7.8μm、カット長6m
m、抵抗値7.5×10ー5Ωcm)を40重量部(24
体積部)添加して実施例1と同様にサンプルを作成し
た。加工条件は、混練温度280℃、成形温度300℃
にて行った。
Example 4 Polyphenylene sulfide (PPS) resin (LD10 (trade name) manufactured by Topren Corporation: viscosity 10,000 poise at 300)
C) 100 parts by weight of nickel-coated carbon fiber as conductive filler (Vesfight M, manufactured by Toho Rayon Co., Ltd.)
C (trade name): average fiber type 7.8 μm, cut length 6 m
m, resistance value 7.5 × 10 −5 Ωcm) to 40 parts by weight (24
(Volume part) and a sample was prepared in the same manner as in Example 1. Processing conditions are as follows: kneading temperature 280 ° C, molding temperature 300 ° C.
I went in.

【0028】比較例1 アルミニウムを下記のサンプル形状と同一の寸法で切削
加工して、これを測定用サンプルとした。
Comparative Example 1 Aluminum was cut in the same dimensions as the following sample shape to obtain a sample for measurement.

【0029】[高周波信号伝送効率測定方法]100×
100×2mmtのサンプルから、水冷式ダイヤモンド
カッターを使用して、断面が2mm×2mm(±0.1
mm)、長さ60mmの柱状サンプルを切り出して測定
用サンプルを得た。この時サンプルの長手方向が、成型
時の材料の流れ方向と一致するように切断した。次に、
50mm間隔で平行に固定した2本の電極間に、上記サ
ンプルを橋渡しして、その電極間の高周波信号の伝送効
率を測定した。この際サンプルの成形面が電極と十分接
触するように押圧した。サンプルと電極の接触面積は4
mm2、電極及びサンプルの接触部の表面粗さは、十点
平均粗さ(Rz)で10μm以下であった。また電極へ
の押しつけ荷重は一つの電極あたり50gとし、荷重負
荷後1分後に測定を開始した。上述の一方の電極へ各種
の周波数(100kHz〜990MHz)で100mV
を印加し、他方の電極からの出力を50Ωの負荷にて測
定した。測定値は入力と出力の比をdBV値に換算し
た。周波数(対数目盛り)を横軸に、出力を縦軸に取っ
た測定結果を図1に示す。
[Method of measuring high-frequency signal transmission efficiency] 100 ×
From a 100 × 2 mmt sample, the cross section was 2 mm × 2 mm (± 0.1 mm) using a water-cooled diamond cutter.
mm) and a columnar sample having a length of 60 mm was cut out to obtain a measurement sample. At this time, the sample was cut so that the longitudinal direction of the sample coincided with the flow direction of the material during molding. next,
The sample was bridged between two electrodes fixed in parallel at 50 mm intervals, and the transmission efficiency of a high-frequency signal between the electrodes was measured. At this time, the sample was pressed so that the molding surface of the sample was sufficiently in contact with the electrode. Contact area between sample and electrode is 4
mm 2 , the surface roughness of the contact portion between the electrode and the sample was 10 μm or less in ten-point average roughness (Rz). The pressing load on the electrode was 50 g per electrode, and the measurement was started one minute after the load was applied. 100 mV at various frequencies (100 kHz to 990 MHz) to the above one electrode
And the output from the other electrode was measured with a load of 50Ω. The measured value was obtained by converting the ratio between input and output to a dBV value. FIG. 1 shows measurement results in which the frequency (logarithmic scale) is plotted on the horizontal axis and the output is plotted on the vertical axis.

【0030】[0030]

【本発明の効果】図1から明らかな通り、本発明の導電
体は高周波で優れた導電性を有し、かつ周波数が低下す
るに従い導電性も低下する。これは一般の金属材料にお
いて、表皮効果に起因して発現する傾向とは全く逆の性
質である。上述したようにこの原因は明らかではない
が、考えられる理由について以下に記す。
As is clear from FIG. 1, the conductor of the present invention has excellent conductivity at high frequencies, and the conductivity decreases as the frequency decreases. This is completely opposite to the tendency of a general metal material to develop due to the skin effect. As described above, the cause is not clear, but the possible reasons are described below.

【0031】導電体内に分散した導電性フィラーは、あ
る程度連続した導電経路を形成しているものの、部分的
に絶縁性マトリックス樹脂に分断されており、低周波で
は導電性を妨げる効果を示す。また電極との接触部の、
導電体表層部に形成された樹脂によるスキン層も同様の
効果がある。しかしながら周波数が上昇するに従い、分
断された導電経路間に電磁結合が生じることにより、導
電性が向上したと考えられる。また実施例2と4を比較
すると、マトリックス樹脂に同じPPSを使用した場
合、樹脂の溶融粘度が高いほど導電率の周波数依存性が
大きい。これは、溶融粘度が高いほど混練時に導電性フ
ィラーの切断が生じ易やすいため、分断された導電性経
路間の電磁結合がより多く生じるものと考えられる。こ
の事は、複数の独立した電源を持つ機器間の高周波信号
による通信システムにおいて、それらを直流もしくは低
周波で絶縁出来るため、安全性に優れると言える。
Although the conductive filler dispersed in the conductor forms a continuous conductive path to some extent, it is partially divided into an insulating matrix resin, and has an effect of preventing conductivity at low frequencies. In addition, of the contact part with the electrode,
A skin layer made of a resin formed on the conductor surface layer has the same effect. However, it is considered that as the frequency increases, the electromagnetic coupling occurs between the divided conductive paths, thereby improving the conductivity. Further, comparing Examples 2 and 4, when the same PPS is used for the matrix resin, the higher the melt viscosity of the resin, the greater the frequency dependence of the conductivity. This is thought to be because the higher the melt viscosity, the more likely the conductive filler is cut during kneading, and thus more electromagnetic coupling occurs between the separated conductive paths. This can be said to be excellent in safety since a communication system using a high-frequency signal between devices having a plurality of independent power sources can insulate them at a direct current or a low frequency.

【0032】通常電磁結合が効率よく生じるには、電磁
波の1/8波長程度の長さの導電経路が必要であると言
われており、実施例の領域の周波数では4〜400cm
の導電経路長が必要なはずである。一方本実施例の導電
体内部に形成された経路長は、最長でも2cm程度では
ないかと考えられ、電磁誘導は生じにくいと考え易い
が、実施例で示したように十分に実用可能な誘導が生じ
た。
It is generally said that a conductive path having a length of about 波長 wavelength of an electromagnetic wave is required for efficient electromagnetic coupling, and the frequency in the range of the embodiment is 4 to 400 cm.
Should be required. On the other hand, the path length formed inside the conductor of the present embodiment is considered to be at most about 2 cm, and it is easy to consider that electromagnetic induction is unlikely to occur. occured.

【0033】また本実施例においては1GHz以下の周
波数における測定のみを行ったが、この結果から類推す
ると、1GHz以上の領域においては、金属材料よりも
優れる導電性が十分に期待できる。さらに導電性フィラ
ーの径、長さを適正化する事により、導電性の周波数特
性を制御出来ると類推出来る。さらに本発明の導電体は
上述の様な電気的特性だけでなく、実施例で示したよう
に成形性に優れるため、複雑形状の導電部品を安価に製
造できるものである。
In this embodiment, only the measurement at a frequency of 1 GHz or less was performed. By analogy with this result, in the region of 1 GHz or more, conductivity superior to that of a metal material can be sufficiently expected. Further, it can be inferred that by adjusting the diameter and length of the conductive filler, the frequency characteristics of the conductivity can be controlled. Further, since the conductor of the present invention has not only the above-mentioned electrical characteristics but also excellent moldability as shown in the examples, it is possible to manufacture conductive parts having complicated shapes at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 実施例及び比較例におけるサンプルの、周波
数と導電性の関係を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a relationship between frequency and conductivity of samples in Examples and Comparative Examples.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電気抵抗値が1×1010Ωcm以上のマト
リックス材料に、導電性フィラーを充填した導電性組成
物材料の成形体からなり、周波数の上昇と共に導電率が
上昇する周波数範囲を有する高周波導電体。
1. A molded product of a conductive composition material in which a matrix material having an electric resistance value of 1 × 10 10 Ωcm or more is filled with a conductive filler, and has a frequency range in which the conductivity increases as the frequency increases. High frequency conductor.
【請求項2】マトリックス材料が、熱可塑性樹脂である
ことを特徴とする請求項1記載の高周波導電体。
2. The high-frequency conductor according to claim 1, wherein the matrix material is a thermoplastic resin.
【請求項3】導電性フィラーが、繊維径が50μm以下
の短繊維状フィラー、または1次粒子径が500nm以
下のカーボンブラックよりなる請求項1または2記載の
高周波導電体
3. The high-frequency conductor according to claim 1, wherein the conductive filler is a short fibrous filler having a fiber diameter of 50 μm or less, or carbon black having a primary particle diameter of 500 nm or less.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7873975B2 (en) 2004-06-28 2011-01-18 Funai Electric Co., Ltd. Television broadcast receiver

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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