JPS62135564A - Improvement of conductivity of plastic material containing metal filler - Google Patents

Improvement of conductivity of plastic material containing metal filler

Info

Publication number
JPS62135564A
JPS62135564A JP25485886A JP25485886A JPS62135564A JP S62135564 A JPS62135564 A JP S62135564A JP 25485886 A JP25485886 A JP 25485886A JP 25485886 A JP25485886 A JP 25485886A JP S62135564 A JPS62135564 A JP S62135564A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
composite material
insulating material
group
thermoplastic
composite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP25485886A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ステファン・ジャセク・ラザド
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.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JPS62135564A publication Critical patent/JPS62135564A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/24Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising carbon-silicon compounds, carbon or silicon
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、導電性プラスチック複合材料に関し、特にか
−る複合材料の製造方法に関する。さらに詳しくは、本
発明はこのような複合材料の導電率を上げる方法および
その方法で得られる製品に関する。本発明は主として固
体または発泡樹脂腹合材料に関与するが、本発明の原理
は、樹脂材料以外の、他の各種の高抵抗率の複合材料、
例えばセラミック、木材複合材、コンクリートなどの材
料にも適用できる。
BACKGROUND OF THE INVENTION This invention relates to electrically conductive plastic composite materials and, more particularly, to methods of making such composite materials. More particularly, the present invention relates to a method of increasing the electrical conductivity of such composite materials and to products obtained by the method. Although the present invention is primarily concerned with solid or foamed resin composite materials, the principles of the present invention apply to various other high resistivity composite materials other than resin materials,
For example, it can also be applied to materials such as ceramics, wood composites, and concrete.

各種の目的に合わせてプラスチック材料にすぐれた導電
率を与えることが長年の目標であった。
It has been a long-standing goal to provide plastic materials with superior electrical conductivity for a variety of purposes.

熱可塑性樹脂の成形品の導電率を、金属の代替品として
種々の目的に有用となるようなレベルまで上げる技術は
周知である。この目的を実現するために2つの別の方法
がとられている。第1のアプローチはプラスチック材料
をある種の導電層で複環する方法である。第2のアプロ
ーチは、材料に導電性充填材、例えばカーボンブラック
、アルミニウム薄片およびステンレス鋼繊維を充填する
ことによっている。後者の技術の一つでは、導電性また
は金属被覆フィラメント、例えば金属化ガラス繊維をプ
ラスチック材料中に導入して、他にも効果はあるが、主
に静電電荷を散逸させるとともに電磁線に対する遮蔽を
行っている。これらの材料の導電性が高いのは、それぞ
れは比較的短い金属繊維またはフィラメントが、プラス
チック材料の体積全体にわたって多数の点で互いに直接
接触しているか、互いに極めて近接しているので、プラ
スチックで僅かに隔離されているにもか\わらずすぐれ
た導電性が得られるからである。
Techniques for increasing the electrical conductivity of thermoplastic molded articles to a level that makes them useful as metal replacements for a variety of purposes are well known. Two different approaches have been taken to achieve this objective. The first approach is to compound the plastic material with some type of conductive layer. A second approach is by filling the material with conductive fillers such as carbon black, aluminum flakes and stainless steel fibers. In one of the latter techniques, conductive or metallized filaments, such as metallized glass fibers, are introduced into the plastic material primarily to dissipate electrostatic charges and to shield against electromagnetic radiation, among other benefits. It is carried out. The high electrical conductivity of these materials is due to the fact that relatively short metal fibers or filaments, each of which are in direct contact with each other or in close proximity to each other at numerous points throughout the volume of the plastic material, This is because excellent conductivity can be obtained despite being isolated from the surrounding area.

このような熱可塑性プラスチックを製造する際には、長
さの短い金属被覆繊維または導電性フィラメントを流体
状重合性材料と混合する。このような製造技術では、多
数の導電性フィラメントの1本1本に絶縁性プラスチッ
クの薄膜が生成する。
In manufacturing such thermoplastics, short lengths of metallized fibers or conductive filaments are mixed with a fluid polymerizable material. In such a manufacturing technique, a thin film of insulating plastic is formed on each of a large number of conductive filaments.

この薄い絶縁膜は、完成材料中の隣接する導電性繊維間
の距離を望ましい導電率が得られない程に広げるおそれ
がある。金属または導電性繊維はプラスチックの全体積
にわたって三次元のランダムネットワーク状に散在して
いるので、プラスチック材料全体の導電率は、隣接する
金属要素間にできる多数の様々な個別の電流通路の導電
率が累積した効果となる。このような複合材料の導電率
を上げる方法として、材料中に含まれる金属化粒子また
は繊維の比を高めることはすぐに思いつこう。
This thin insulating film can increase the distance between adjacent conductive fibers in the finished material to an extent that desirable conductivity is not achieved. Because the metal or conductive fibers are scattered in a three-dimensional random network throughout the entire volume of the plastic, the conductivity of the entire plastic material is a function of the conductivity of the many different individual current paths that can occur between adjacent metal elements. is a cumulative effect. One quick way to increase the electrical conductivity of such composite materials is to increase the proportion of metallized particles or fibers in the material.

しかし実際問題として、プラスチック材料の望ましい特
性に悪影響を与えることなく、導電材料を増量できる範
囲には限度がある。さらに、プラスチック材料に所定レ
ベルの導電率を与えるのに必要な導電材料の割合は増す
よりも、減じる方が望ましい。導電性充填材を用いると
、プラスチックの物理的特性に悪影響を与えるうえ、通
常最終製品のコストを著しく増す。
However, as a practical matter, there are limits to how much conductive material can be added without adversely affecting the desirable properties of the plastic material. Furthermore, it is preferable to decrease, rather than increase, the proportion of conductive material required to provide a given level of conductivity to a plastic material. The use of conductive fillers not only adversely affects the physical properties of the plastic, but also typically significantly increases the cost of the final product.

発明の目的と概要 したがって、本発明の主たる目的は、導電性複合材料、
特に導電性プラスチック複合材料の導電率を増大する方
法を提供することにある。
OBJECT AND SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the main object of the present invention is to provide a conductive composite material,
In particular, the object is to provide a method for increasing the electrical conductivity of electrically conductive plastic composite materials.

本発明の他の目的は、上述した種類の導電性充填材を充
填したプラスチック材料の導電率を、所定の導電率を達
成するのに含まれる導電材料の含有率を然程増大するこ
となく、増量する方法を提供することにある。
Another object of the invention is to increase the electrical conductivity of plastic materials filled with electrically conductive fillers of the type mentioned above, without appreciably increasing the content of electrically conductive material included in order to achieve a given electrical conductivity. The goal is to provide a way to increase weight.

本発明の別の目的は、導電材料の含有率(重量%)が低
くても所定の導電率を有する導電性プラスチック複合材
料を製造することにある。
Another object of the present invention is to produce a conductive plastic composite material having a predetermined conductivity even if the content (weight %) of conductive material is low.

本発明のさらに他の目的は、所定の導電率を達成するた
めに複合材料中に導入する比較的高価な金属導電性充填
材の量を少なくすることにより、上述した種類のプラス
チック複合材料の製造コストを下げることにある。
Yet another object of the invention is the production of plastic composite materials of the above-mentioned type by reducing the amount of relatively expensive metal conductive fillers introduced into the composite material in order to achieve a given electrical conductivity. The goal is to lower costs.

本発明の上記および他の目的は、導電性プラスチック複
合材料に低イオン化ポテンシャルの物質を含有させるこ
とによって達成される。この低イオン化ポテンシャルの
物質は、複合材料中の隣接してはいるが離れている金属
または導電性充填材要素間の導電性を高める作用をなす
These and other objects of the present invention are achieved by including a material of low ionization potential in a conductive plastic composite. This low ionization potential material acts to enhance electrical conductivity between adjacent but separate metal or conductive filler elements in the composite material.

上述した方法の生成物は、導電性、遮蔽および接地が重
要な電子機器用のエンクロージャ、例えば通信機器、計
器、コンピュータなどの電子機器用のキャビネットなど
を含めて、種々の用途に極めて有用である。プラスチッ
ク複合材料の静電遮蔽容量が、この複合材料を金属製エ
ンクロージャに代わる低コスト代替品として使用できる
程に十分大幅に改良される。
The products of the methods described above are extremely useful in a variety of applications, including enclosures for electronic equipment where electrical conductivity, shielding and grounding are important, such as cabinets for electronic equipment such as communications equipment, meters, computers, etc. . The electrostatic shielding capacity of the plastic composite material is improved significantly enough that the composite material can be used as a low cost alternative to metal enclosures.

好適実施例の説明 本発明の方法は、主として、多種多様な導電性樹脂腹合
材料、例えば熱可塑性および熱硬化性プラスチック材料
双方を含めた導電性プラスチック複合材料に関する。適
当な熱可塑性プラスチック材料の例としては、ポリカー
ボネート、ポリエステル、オキシド重合体、ポリウレタ
ン、ポリアミド、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニルおよび
炭化水素重合体があるが、これらに限らない。適当な熱
硬化性プラスチック材料の例としては、ポリエステル、
エポキシ、ウレアおよびシリコーンがあるが、これらに
限らない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The method of the present invention relates primarily to conductive plastic composite materials, including a wide variety of conductive resin composite materials, including both thermoplastic and thermoset plastic materials. Examples of suitable thermoplastic materials include, but are not limited to, polycarbonates, polyesters, oxide polymers, polyurethanes, polyamides, acrylics, polyvinyl chloride, and hydrocarbon polymers. Examples of suitable thermosetting plastic materials include polyester,
These include, but are not limited to, epoxies, ureas, and silicones.

プラスチック複合材料中に混入するのに有用な導電材料
には、各種の金属繊維およびリボン、色々な形状の金属
粒子、金属化ガラス、金属化黒鉛または他の導電性また
は非導電性繊維、および色々な形状の炭素繊維および炭
素粒子がある。ある望ましい総合的導電特性に対する金
属の選択の幅は広いが、実用的には選択の幅は、導電性
が良く成形が容易な安価な金属にしぼられるのが普通で
ある。アルミニウムが上記基準にかなうものとして最っ
とも好ましい。しかし、本発明の方法は、他の金属、例
えばステンレス鋼、銀、銅、亜鉛、鉄、ニッケル、炭素
鋼などおよびこれらの混合物を混入した複合材料にも等
しく適用できる。同様に、金属化ガラス繊維をアルミニ
ウムで被覆するのも、上述した評価基準や低い融点、し
たがって製造の容易さの点から望ましい。
Conductive materials useful for incorporation into plastic composites include metal fibers and ribbons of various types, metal particles of various shapes, metallized glass, metallized graphite or other conductive or non-conductive fibers, and various There are carbon fibers and carbon particles with various shapes. Although there is a wide range of metal choices for certain desirable overall conductive properties, in practice the choice is usually limited to inexpensive metals that are highly conductive and easy to form. Aluminum is most preferred as it meets the above criteria. However, the method of the invention is equally applicable to composite materials incorporating other metals, such as stainless steel, silver, copper, zinc, iron, nickel, carbon steel, etc., and mixtures thereof. Similarly, coating metallized glass fibers with aluminum is also desirable due to the criteria mentioned above, low melting point, and therefore ease of manufacture.

金属繊維の形成および成形、そのプラスチック材料への
混入法、そして所望の導電特性を達成するためにプラス
チック材料中に混入するべき含有率(重量%または容量
%)の範囲の詳細については、当業界でよく知られた多
数の従来の特許および刊行物を参照されたい。
For more information on the formation and molding of metal fibers, how they are incorporated into plastic materials, and the range of inclusions (% by weight or % by volume) that should be incorporated into plastic materials to achieve the desired conductive properties, please refer to those skilled in the art. Reference is made to the numerous prior patents and publications well known in the art.

本発明を具体的に説明するために、以下に実施例を示す
。これらの実施例は本発明を具体的に例示するために挙
げるものであって、本発明を限定しようとするものでは
ない。下記の各実施例中、試験サンプルは、選定した母
材もしくは基材の成杉板から切り取った。サンプルは代
表的には長さ5cm、幅0.5cm5厚さ0.33cm
であった。各サンプルの小さい側面(0,5XO,33
)両方にデュポン(Dupont)製導電塗料4817
を塗布し、両側面間の抵抗を、処理前および処理後に、
ベックマン(Beckman ) RM S 3030
アルチメータで測定した。測定した抵抗から抵抗率を計
算し、表に示しである。
Examples are shown below to specifically explain the present invention. These Examples are given to specifically illustrate the present invention, and are not intended to limit the invention. In each of the Examples below, test samples were cut from the selected base material or mature cedar board. Samples are typically 5 cm long, 0.5 cm wide, and 0.33 cm thick.
Met. Small side of each sample (0,5XO,33
) DuPont conductive paint 4817 on both sides.
and the resistance between both sides before and after treatment,
Beckman RM S 3030
Measured with an altimeter. Resistivity was calculated from the measured resistance and is shown in the table.

各表中処理前のサンプルの抵抗率の値がばらついている
のは、主として特定の成形板中の導電性充填材の密度と
配向の差に帰因する。また下表中RBおよびRAは処理
前および処理後の抵抗率(Ω−cm)を表わす。
The variation in resistivity values for the untreated samples in each table is primarily due to differences in the density and orientation of the conductive filler in a particular molded plate. Further, RB and RA in the table below represent the resistivity (Ω-cm) before and after treatment.

実施例 1 商標名ノリル(NOIiYL )として販売され5E9
0−960として表記されている重合体でできた6重量
%のステンレス鋼繊維を含有する成形板から切り取った
多数のサンプルを、ベル・ジャー内で大気圧にてN、N
’−ジメチルアニリン(DMA)の蒸気にさらした。サ
ンプルに吸収されたpMAの口をその重量増から測定し
た。抵抗率の測定を、上述した方法に従ってD M A
への暴露前後に行った。
Example 1 5E9 sold under the trade name NOIiYL
A number of samples cut from molded plates containing 6% by weight stainless steel fibers made of a polymer designated as 0-960 were exposed to N,N in a bell jar at atmospheric pressure.
'-dimethylaniline (DMA) vapor. The amount of pMA absorbed into the sample was determined from its weight gain. Measurement of resistivity was carried out by DMA according to the method described above.
before and after exposure to.

次表に、各サンプルのD M A g露前の抵抗率(R
a )と、表記した重量%のD M Aの吸収後の抵抗
率(RA)とを並記する。
The following table shows the resistivity (R) of each sample before DMA g exposure.
a) and the resistivity (RA) after absorption of DMA in the indicated weight % are listed together.

第  I  表 ノリル樹脂sE90−960/6%ステンレス鋼繊維 Rs         DMA(重量%)RA28  
     0.38      1421      
 0.17      6284       0.3
1      4798       0.18   
   8744       0.34      2
3実施例 2 SE90−CI(100と表記されるノリル樹脂ででき
た6重量%のステンレス鋼繊維を含有するサンプルを、
実施例1と同様に処理し試験した。
Table I Noryl resin sE90-960/6% stainless steel fiber Rs DMA (wt%) RA28
0.38 1421
0.17 6284 0.3
1 4798 0.18
8744 0.34 2
3 Example 2 A sample containing 6% by weight of stainless steel fibers made of Noryl resin, designated as SE90-CI (100) was
It was treated and tested in the same manner as in Example 1.

試験結果を第■表に示す。The test results are shown in Table ■.

第■表 ノリル樹脂SE90−GHI 00/6%ステンレス鋼
繊維 RB    DMA(重量%)     RAll  
       0.40      025     
   0.25      515        0
.28      52        0.32  
    16        0.40      2
4        0.27      21    
    0.35      11        0
.58     、 1実施例 3 実施例1および2と同様の実験を、レキサン(LEXA
N )ポリカーボネートの平板から切り取った試験サン
プルを用いて行った。抵抗率を表記した重量%のDMA
の吸収前後において行った。サンプルの処理はベル・ジ
ャー内で空気中室温で行った。この実験の結果を第■表
に示す。
Table ■ Noryl resin SE90-GHI 00/6% stainless steel fiber RB DMA (wt%) RAll
0.40 025
0.25 515 0
.. 28 52 0.32
16 0.40 2
4 0.27 21
0.35 11 0
.. 58, 1 Example 3 Experiments similar to Examples 1 and 2 were carried out using LEXA
N) Performed using test samples cut from polycarbonate flat plates. DMA in weight percent with resistivity
This was done before and after absorption. Sample processing was carried out in a bell jar in air at room temperature. The results of this experiment are shown in Table ①.

第■表 レキサン牽ポリカーボネート141R/6%ステンレス
鋼繊維 Re      DMA(重量%)  RA>7.2 
Xl051.74      14380      
1.27      12285      0.72
      15>7.2 xlO51,424g 1.7 Xl041.25      1ft1.9 
X104   0.83       If>4.9 
x1062.53      193151     
 3.98      24221      4.1
0      285’l       3.94  
    31238      1.50      
31151      1.25’       25
23      1.25      1215   
   3.21      23222      3
.03      4230      2.9g  
     719        0.27     
   1126        0.29      
  132B         0.30      
  24184        4.49      
  1420        4.25       
  9214        3.80       
 2811         O,219 220,0719 440,2015 1290,9871 1G5        1.0B         4
459        1.11        42
51        1.24        317
8J、、10        42 78        1.27         9G
ll         1.20        14
4g5        1.09        50
142        1.45        45
98        1.10        318
2        1.55        2815
5          1.02          
67233          1.91      
    2940          1.91   
       1774          1.22
          2238          1
.10          3692        
 1.99         4461       
  2.39         4453      
   1.40         46471    
      1.6[i           911
45         2.72         1
13294         2.48       
  95実施例 4 実施例3と同じ。但し、本例では試験サンプルを減圧下
130℃でテトラチアフルバレン(TTF)の蒸気にさ
らした。」二記実施例と同様に測定を行った。測定結果
を第■表に示す。
Table ■ Lexan polycarbonate 141R/6% stainless steel fiber Re DMA (weight %) RA>7.2
Xl051.74 14380
1.27 12285 0.72
15>7.2 xlO51,424g 1.7 Xl041.25 1ft1.9
X104 0.83 If>4.9
x1062.53 193151
3.98 24221 4.1
0 285'l 3.94
31238 1.50
31151 1.25' 25
23 1.25 1215
3.21 23222 3
.. 03 4230 2.9g
719 0.27
1126 0.29
132B 0.30
24184 4.49
1420 4.25
9214 3.80
2811 O,219 220,0719 440,2015 1290,9871 1G5 1.0B 4
459 1.11 42
51 1.24 317
8J,, 10 42 78 1.27 9G
ll 1.20 14
4g5 1.09 50
142 1.45 45
98 1.10 318
2 1.55 2815
5 1.02
67233 1.91
2940 1.91
1774 1.22
2238 1
.. 10 3692
1.99 4461
2.39 4453
1.40 46471
1.6 [i 911
45 2.72 1
13294 2.48
95 Example 4 Same as Example 3. However, in this example, the test sample was exposed to tetrathiafulvalene (TTF) vapor at 130° C. under reduced pressure. ” Measurements were carried out in the same manner as in Example 2. The measurement results are shown in Table ①.

第■表 レキサン・ポリカーボネート141R/6%ステンレス
鋼繊維 RB     TTF(重量%)    RA38  
   ’     0.14      2136  
      0.16      1434     
   0.13      2826        
0.13      1436        0.1
1      20実施例 5 実施例4と同じ。但し本例では試験サンプルを減圧下6
0’CでN、 N、 N’ 、 N’ −テトラメチル
p−フェニレンジアミン(TMPD)の蒸気にさらした
。上記実施例と同様に測定を行った。結果を第7表に示
す。
Table ■ Lexan polycarbonate 141R/6% stainless steel fiber RB TTF (weight %) RA38
' 0.14 2136
0.16 1434
0.13 2826
0.13 1436 0.1
1 20 Examples 5 Same as Example 4. However, in this example, the test sample was
Exposure to N,N,N',N'-tetramethyl p-phenylenediamine (TMPD) vapor at 0'C. Measurements were performed in the same manner as in the above examples. The results are shown in Table 7.

第7表 レキサン・ポリカーボネート141R/6?oステンレ
ス鋼繊維 RB     TMPD(重量%)    RAlう6
       2.20      4B128   
    2.10      33108      
 1.87      3394       2.1
9      2781       1.98   
   35104       2.11      
57実施例 6 実施例5と同様の手順を繰返した。但し本例では、レキ
サン・ポリカーボネートのサンプルを、空気中大気圧5
0℃で2−メチルナフタレン(2MN)の蒸気にさらし
た。試験サンプルに表記の濃度の2MNを添加した前後
において測定した抵抗率の値を第■表に示す。
Table 7 Lexan polycarbonate 141R/6? o Stainless steel fiber RB TMPD (weight%) RA16
2.20 4B128
2.10 33108
1.87 3394 2.1
9 2781 1.98
35104 2.11
57 Example 6 The same procedure as in Example 5 was repeated. However, in this example, the lexan polycarbonate sample was placed in air at an atmospheric pressure of 5
Exposure to 2-methylnaphthalene (2MN) vapor at 0°C. Table 3 shows the resistivity values measured before and after adding 2MN at the indicated concentration to the test sample.

第■表 レキサン・ポリカーボネー)141R/6%ステンレス
鋼繊維 Rs      2MN(重量%)    RA172
        0.82      22898  
      1.04      2579     
   0.90       8154       
 1.27      1364        0.
89      10222        0.91
      1231        0.95   
   1234        0.68      
 832        0.49      727
        0.94      830    
    0、Gl        g63      
  1.3[)       10実施例 7 実施例5と同様の手順を繰返した。但し本例では、26
重量%のアルミニウム薄片を含有するレキサン・ポリカ
ーボネートのサンプルをベル・ジャー内で空気中大気圧
でD M Aの蒸気にさらした。
Table ■Lexan polycarbonate) 141R/6% stainless steel fiber Rs 2MN (wt%) RA172
0.82 22898
1.04 2579
0.90 8154
1.27 1364 0.
89 10222 0.91
1231 0.95
1234 0.68
832 0.49 727
0.94 830
0, Gl g63
1.3[) 10 Example 7 The same procedure as in Example 5 was repeated. However, in this example, 26
A sample of Lexan polycarbonate containing % aluminum flakes by weight was exposed to DMA vapor in air at atmospheric pressure in a bell jar.

処理前後の抵抗率の測定値を第■表に示す。Measured values of resistivity before and after treatment are shown in Table ①.

第■表 レキサン・ポリカーボネートML4545−11 / 
2696アルミニウム RB     DMA (重量%)  RA78   
    0.15    7810       0.
08    463       0.09    1
11       0.10    430     
  0.15    3>8.[i Xl060.13
     >G、OXIO’5(i        0
.L4    50313       0.12  
  2258       0.31    31上述
した実施例から明らかなように、上述した種類の複合プ
ラスチック材料に低イオン化ポテンシャルの物質を添加
すると、その複合材料の抵抗率が著しく減少する。
Table ■Lexan polycarbonate ML4545-11 /
2696 aluminum RB DMA (weight%) RA78
0.15 7810 0.
08 463 0.09 1
11 0.10 430
0.15 3>8. [i Xl060.13
>G, OXIO'5(i 0
.. L4 50313 0.12
2258 0.31 31 As is clear from the examples described above, the addition of substances of low ionization potential to a composite plastic material of the type described above significantly reduces the resistivity of the composite material.

上記実施例では用いた低イオン化ポテンシャルの物質は
、同様の結果を得るのに使用できる物質の一部にすぎな
い。ここで用いる物質のイオン化ポテンシャルとは、基
底状態にある物質の中性分子の最外殻充満軌道から1個
の電子(もっとも結合の弱い電子)を取り出すのに要す
るエネルギーのことである。従って低イオン化ポテンシ
ャルの物質は一般に、基材たるプラスチック/金属複合
材料に添加したとき、比較的小さな電位の印加で電子を
供与する作用をなし、これによりm合月料全体の導電率
を増加するという特徴をもつ。勿論、これらの物質は、
一つの基準として、使用する母材または基材プラスチッ
ク材料との適合性(相溶性)に基づいて選択しなくては
ならない。
The low ionization potential materials used in the above examples are only some of the materials that can be used to achieve similar results. The ionization potential of a substance used here is the energy required to extract one electron (the weakest bonded electron) from the outermost filled orbit of a neutral molecule of the substance in the ground state. Therefore, substances with low ionization potential, when added to the base plastic/metal composite, generally act to donate electrons with the application of a relatively small potential, thereby increasing the overall electrical conductivity of the material. It has the following characteristics. Of course, these substances
One criterion must be selected based on compatibility (compatibility) with the base material or base plastic material used.

上述した実施例で用いた物質の気相イオン化ポテンシャ
ルは、N、N’−DMA7.14eV、2MN7.96
eL TMPD 6.33eVそしてTTF7、OeV
である。基材または母材重合体材料は気相イオン化ポテ
ンシャルが8.3eV−9,3eVの範囲にある。従っ
て、母材プラスチック材料より約15%−30%低い範
囲のイオン化ポテンシャルををする物質が抵抗率に有意
な減少をもたらすことが実証された。もっと広い範囲の
母材と低イオン化ポテンシャルの物質を用いても同様の
効果が得られると考えられる。適当な候補となり得る物
質については、ブラウンスタインおよびクリストフォロ
ー著「物理的、化学的および生物学的に重要な分子のパ
ラメータについて」、スリー・ラディエーシジン・リサ
ーチ、69−118頁、1971年(Blaunstc
in and Chistophorou、On Ho
tecular Parameters of Phy
sical、Chealcal andBiologi
cal Interest、 3Radlatlon 
Res、、  69−118 (1971))を参照さ
れたい。特定の低イオン化ポテンシャルの物質について
の最終的な判定は、その基材または母材材料との適合性
(相溶性)に基づいて行う。
The gas phase ionization potentials of the substances used in the above examples are N,N'-DMA7.14eV, 2MN7.96
eL TMPD 6.33eV and TTF7, OeV
It is. The substrate or parent polymeric material has a gas phase ionization potential in the range of 8.3eV-9.3eV. Thus, it has been demonstrated that materials with ionization potentials in the range of about 15%-30% lower than the base plastic material result in significant reductions in resistivity. It is thought that similar effects can be obtained using a wider range of base materials and materials with lower ionization potentials. Substances that may be suitable candidates are discussed in Brownstein and Christofoulou, On the Parameters of Physically, Chemically and Biologically Important Molecules, Three Radiation Research, pp. 69-118, 1971. Blaunstc
in and Chistophorou, On Ho
Tecular Parameters of Phys
sical, chemical and biology
cal Interest, 3Radlatlon
Res., 69-118 (1971)). The final determination of a particular low ionization potential material is based on its compatibility with the substrate or matrix material.

測定しつる抵抗率の減少を達成するのに必要な低イオン
化ポテンシャルの物質の最小有効割合(重量%)を決定
する実験は行わなかった。実際この量は、複合材料の特
定の組成により大きく変化する。しかし、一般に、上記
実施例によると、約0.1重量%の最小値が妥当なよう
である。低イオン化ポテンシャルの物質の最大量は、大
まかなところ、そのように多回の低イオン化ポテンシャ
ルの物質が複合材料の全体的な化学的および物理的特性
に与える影響によって支配されるようである。一般に、
約10重量%が上限と予測される。
No experiments were performed to determine the minimum effective proportion (wt %) of low ionization potential material necessary to achieve the measured resistivity reduction. In practice, this amount varies widely depending on the specific composition of the composite material. However, in general, according to the examples above, a minimum value of about 0.1% by weight appears reasonable. The maximum amount of low ionization potential material appears to be largely governed by the effect such multiple low ionization potential materials have on the overall chemical and physical properties of the composite material. in general,
An upper limit of about 10% by weight is expected.

低イオン化ポテンシャルの物質の中には、特定の基材プ
ラスチックと組み合わせたとき不安定なものがあるが、
適当な安定な組成物を選択するか、あるいは周知の安定
化技術を用いて最終複合材料の特性を改良すればよい。
Some materials with low ionization potential are unstable when combined with certain base plastics;
A suitable stable composition may be selected or well known stabilization techniques may be used to improve the properties of the final composite material.

上述した実施例では、予め製造した基材プラスチック/
金属充填材複合材料に低イオン化ポテンシャルの物質を
添加したが、普通の配合装置と方法を用いて最終複合材
料を製造することも同等に可能であり、また好ましい。
In the embodiments described above, the pre-fabricated base plastic/
Although low ionization potential materials have been added to the metal filler composite, it is equally possible and preferred to produce the final composite using conventional compounding equipment and methods.

具体的には、熱可塑性樹脂組成物を押出機中で十分高温
に加熱して、熱可塑性重合体が流動して他の成分と混ざ
り合うことのできる粘度とする。適切な加熱温度は、勿
論、選定した熱可塑性重合体によって決まる。低イオン
化ポテンシャルの導電率増加剤および金属充填材を押出
機中の、熱可塑性組成物が溶融しているところに、入れ
る。この加工中、通常の技術を用いて成分を複合材料内
に均一に分散させる。
Specifically, the thermoplastic resin composition is heated in an extruder to a sufficiently high temperature to achieve a viscosity that allows the thermoplastic polymer to flow and mix with other components. The appropriate heating temperature will, of course, depend on the thermoplastic polymer selected. A low ionization potential conductivity enhancer and metal filler are placed in the extruder where the thermoplastic composition is molten. During this processing, conventional techniques are used to uniformly disperse the components within the composite material.

この後、得られた配合組成物を押出機の終端でダイに通
し、ペレット化する。このベレットをその後押出や射出
成形して、特定の高導電率用途に適当な最終製品を得る
ことができる。
After this, the resulting blended composition is passed through a die at the end of the extruder and pelletized. This pellet can then be extruded or injection molded to obtain a final product suitable for certain high conductivity applications.

本発明の原理、好適な実施態様および操作態様について
以上に説明した。しかし、ここに開示した特定の態様は
、限定のためと言うよりは例示のためと考えるべきであ
るので、本出願で保護しようとしている発明はこれらの
特定の態様に限定されると考えるべきではない。本発明
の要旨から逸脱しない範囲で、種々の変更や改変が可能
である。
The principles, preferred embodiments, and modes of operation of the invention have been described above. However, the specific embodiments disclosed herein should be considered illustrative rather than limiting, and the invention sought to be protected by this application should not be considered limited to these specific embodiments. do not have. Various changes and modifications can be made without departing from the gist of the invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、電気絶縁性材料中に金属成分を分散させた複合材料
の導電率を増加するために、 上記複合材料中に、上記絶縁性材料と較べてイオン化ポ
テンシャルの低い増加剤を、上記複合材料の導電率を増
加剤導入前の導電率に較べて増加するのに十分な量導入
する工程を含むことを特徴とする導電率の増加した複合
材料の製造方法。 2、上記増加剤の量が上記絶縁性材料の0.1−10重
量%である特許請求の範囲第1項記載の方法。 3、上記金属成分がアルミニウム、ステンレス鋼、銀、
銅、亜鉛、鉄、ニッケル、炭素鋼およびこれらの混合物
よりなる群から選ばれる特許請求の範囲第1項記載の方
法。 4、上記絶縁性材料が熱可塑性材料および熱硬化性材料
から選ばれる特許請求の範囲第1項記載の方法。 5、上記絶縁性材料が熱可塑性材料である特許請求の範
囲第4項記載の方法。 6、上記熱可塑性材料がポリカーボネート、ポリアミド
、ポリエステル、オキシド重合体、ポリウレタン、アク
リル樹脂、ポリ塩化ビニルおよび炭化水素重合体よりな
る群から選ばれる特許請求の範囲第5項記載の方法。 7、上記絶縁性材料が樹脂材料である特許請求の範囲第
1項記載の方法。 8、上記金属成分が金属被覆ガラス繊維、金属被覆黒鉛
繊維およびアルミニウム細条よりなる群から選ばれる特
許請求の範囲第1項記載の方法。 9、上記低イオン化ポテンシャルの増加剤がN、N′−
ジメチルアニリン、N、N、N′、N′−テトラメチル
p−フェニレンジアミン、2−メチルナフタレンおよび
テトラチアフルバレンよりなる群から選ばれる特許請求
の範囲第1項記載の方法。 10、電気絶縁性材料中に、充填材として金属成分が分
散され、上記絶縁性材料と較べてイオン化ポテンシャル
の低い増加剤が、複合材料の導電率を増加剤導入前の導
電率に較べて増加するのに十分な量導入されたことを特
徴とする導電性複合材料。 11、上記増加剤の量が上記絶縁性材料の0.1−10
重量%である特許請求の範囲第10項記載の複合材料。 12、上記金属成分がアルミニウム、ステンレス鋼、銀
、銅、亜鉛、鉄、ニッケル、炭素鋼およびこれらの混合
物よりなる群から選ばれる特許請求の範囲第10項記載
の複合材料。 13、上記絶縁性材料が熱可塑性材料および熱硬化性材
料から選ばれる特許請求の範囲第10項記載の複合材料
。 14、上記絶縁性材料が熱可塑性材料である特許請求の
範囲第13項記載の複合材料。 15、上記熱可塑性材料がポリカーボネート、ポリアミ
ド、ポリエステル、オキシド重合体、ポリウレタン、ア
クリル樹脂、ポリ塩化ビニルおよび炭化水素重合体より
なる群から選ばれる特許請求の範囲第14項記載の複合
材料。 16、上記絶縁性材料が樹脂材料である特許請求の範囲
第10項記載の複合材料。 17、上記金属成分が金属被覆ガラス繊維、金属被覆黒
鉛繊維およびアルミニウム細条よりなる群から選ばれる
特許請求の範囲第10項記載の複合材料。 18、上記低イオン化ポテンシャルの増加剤がN、N′
−ジメチルアニリン、N、N、N′、N′−テトラメチ
ルp−フェニレンジアミン、2−メチルナフタレンおよ
びテトラチアフルバレンよりなる群から選ばれる特許請
求の範囲第10項記載の複合材料。
[Claims] 1. In order to increase the electrical conductivity of a composite material in which a metal component is dispersed in an electrically insulating material, an increasing agent having a lower ionization potential than the insulating material is contained in the composite material. A method for producing a composite material with increased electrical conductivity, comprising the step of introducing a sufficient amount of the above-mentioned composite material to increase its electrical conductivity compared to the electrical conductivity before introducing the increasing agent. 2. A method according to claim 1, wherein the amount of said increasing agent is 0.1-10% by weight of said insulating material. 3. The above metal components are aluminum, stainless steel, silver,
2. The method of claim 1, wherein the material is selected from the group consisting of copper, zinc, iron, nickel, carbon steel and mixtures thereof. 4. The method of claim 1, wherein the insulating material is selected from thermoplastic materials and thermosetting materials. 5. The method according to claim 4, wherein the insulating material is a thermoplastic material. 6. The method of claim 5, wherein said thermoplastic material is selected from the group consisting of polycarbonate, polyamide, polyester, oxide polymer, polyurethane, acrylic resin, polyvinyl chloride, and hydrocarbon polymer. 7. The method according to claim 1, wherein the insulating material is a resin material. 8. The method of claim 1, wherein said metal component is selected from the group consisting of metal coated glass fibers, metal coated graphite fibers and aluminum strips. 9. The above-mentioned low ionization potential increaser is N, N'-
2. The method of claim 1, wherein the compound is selected from the group consisting of dimethylaniline, N, N, N', N'-tetramethyl p-phenylenediamine, 2-methylnaphthalene, and tetrathiafulvalene. 10. A metal component is dispersed as a filler in an electrically insulating material, and an increasing agent having a lower ionization potential than the above-mentioned insulating material increases the conductivity of the composite material compared to the conductivity before introducing the increasing agent. A conductive composite material characterized in that it is introduced in a sufficient amount to 11. The amount of the increaser is 0.1-10 of the insulating material.
11. A composite material according to claim 10, which is % by weight. 12. The composite material according to claim 10, wherein the metal component is selected from the group consisting of aluminum, stainless steel, silver, copper, zinc, iron, nickel, carbon steel, and mixtures thereof. 13. The composite material according to claim 10, wherein the insulating material is selected from thermoplastic materials and thermosetting materials. 14. The composite material according to claim 13, wherein the insulating material is a thermoplastic material. 15. The composite material of claim 14, wherein the thermoplastic material is selected from the group consisting of polycarbonate, polyamide, polyester, oxide polymer, polyurethane, acrylic resin, polyvinyl chloride, and hydrocarbon polymer. 16. The composite material according to claim 10, wherein the insulating material is a resin material. 17. The composite material of claim 10, wherein said metal component is selected from the group consisting of metal coated glass fibers, metal coated graphite fibers and aluminum strips. 18. The low ionization potential increaser is N, N'
11. The composite material of claim 10, wherein the composite material is selected from the group consisting of -dimethylaniline, N, N, N', N'-tetramethyl p-phenylenediamine, 2-methylnaphthalene and tetrathiafulvalene.
JP25485886A 1985-11-04 1986-10-28 Improvement of conductivity of plastic material containing metal filler Pending JPS62135564A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US79499585A 1985-11-04 1985-11-04
US794995 1991-11-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS62135564A true JPS62135564A (en) 1987-06-18

Family

ID=25164330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25485886A Pending JPS62135564A (en) 1985-11-04 1986-10-28 Improvement of conductivity of plastic material containing metal filler

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0221434B1 (en)
JP (1) JPS62135564A (en)
DE (1) DE3669611D1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4997674A (en) * 1987-06-30 1991-03-05 Akzo America Inc. Conductive metallization of substrates via developing agents
US4961879A (en) * 1988-06-08 1990-10-09 Akzo America Inc. Conductive metal-filled substrates via developing agents
US5252255A (en) * 1988-06-08 1993-10-12 Akzo America Inc. Conductive metal-filled substrates via developing agents
US6524721B2 (en) * 2000-08-31 2003-02-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Conductive adhesive and packaging structure using the same

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3375248D1 (en) * 1983-07-11 1988-02-11 Toshiba Chem Corp Conductive synthetic resin molding material
JPS6063237A (en) * 1983-09-14 1985-04-11 Nissin Electric Co Ltd Polymer composition for electric field relaxation
US4559112A (en) * 1983-10-07 1985-12-17 Nippon Telegraph & Telephone Electrically conducting polymer film and method of manufacturing the same
US4610811A (en) * 1984-03-07 1986-09-09 Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. Iodine-containing conductive resin composition
DE3431132A1 (en) * 1984-08-24 1986-03-06 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen METHOD FOR PRODUCING COMPOSITES FROM NON-CONDUCTIVE AND INTRINSICALLY CONDUCTIVE POLYMERS
JPH0663237A (en) * 1992-08-25 1994-03-08 Osamu Ishitobi Pachinko game table and arrangement thereof

Also Published As

Publication number Publication date
EP0221434B1 (en) 1990-03-14
EP0221434A1 (en) 1987-05-13
DE3669611D1 (en) 1990-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Davies et al. Processable forms of conductive polyaniline
JPH05262991A (en) Electrically conductive polymeric material and use thereof
US3733385A (en) Method of making conducting plastic articles
Wan et al. Transparent and conducting coatings of polyaniline composites
Via et al. Electrical conductivity modeling of carbon black/polycarbonate, carbon nanotube/polycarbonate, and exfoliated graphite nanoplatelet/polycarbonate composites
JPH06501136A (en) Materials for semiconductor shielding
JP3955805B2 (en) Conductive paste composition
Fu et al. Preparation and properties of poly (ether‐ester‐amide)/poly (acrylonitrile‐co‐butadiene‐co‐styrene) antistatic blends
JPS62135564A (en) Improvement of conductivity of plastic material containing metal filler
Jia et al. The conductivity behavior of multi‐component epoxy, metal particle, carbon black, carbon fibril composites
JPS624749A (en) Blend type electrically conductive composite material
Castillo‐Ortega et al. Electrically conducting polyaniline‐pbma composite films obtained by extrusion
Tchoudakov et al. Electrical conductivity of polymer blends containing liquid crystalline polymer and carbon black
Narkis et al. Innovative ESD thermoplastic composites structured through melt flow processing
KR900004944B1 (en) Thermoplastic resin composition for shielding electronic wave
DE3522084A1 (en) Plastic composition which is an electrical insulator and a good heat conductor and contains aluminium powder particles as filler, and a process for the preparation thereof
Bormashenko et al. Development of novel binary and ternary conductive composites based on polyethylene, low-melting-point metal alloy and carbon black
JPS63297459A (en) Electrically conductive polymer blend
JPH0652714A (en) Conductive polymer composite
JPS6071642A (en) Manufacture of surface electroconductive high polymer material
Khedkar et al. Long-term aging and stability of conductivity in vapour phase deposited polypyrrole films
CN1352798A (en) Conductive or static dissipative coating
CN112721376A (en) Double-sided antistatic protective film and preparation method and application thereof
JPH09310029A (en) Encapsulated conductive powder, its production and electroconductive resin composition
Dahman All polymeric compounds: conductive and dissipative polymers in ESD control materials