JPS624749A

JPS624749A - ブレンド型導電性複合材料

Info

Publication number: JPS624749A
Application number: JP14385185A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Haraguchi; 慶一原口; Yoshio Matsumoto; 松本　嘉生
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1985-07-02
Filing date: 1985-07-02
Publication date: 1987-01-10

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、静電防止、電磁波遮蔽等に好適な導電性物質
充填複合材料に関するものである。

〔従来の技術〕

静電防止、電磁波遮蔽等に用いられる導電性物質充填複
合材料としては、例えば、炭素繊維、カーボンブラック
や金属繊維を合成樹脂に均一に練込んだものが、その成
型性の容易さから広く用いられている。しかし、ある一
定レベル以上の導電性をこの複合材に付与させようとす
ると、導電性物質の充填率をある程度以上にしなければ
ならず、例えば、炭素繊維を使用した場合には高価にな
ったり、カーボンブラックの場合には機械物性が低下し
たり、金属繊維の場合には重くなったりするなどの欠点
が出てきて、その利用に制限があるのが現状である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は−、少ない導電性物質の充填率で、導電性を著
しく低下させることなく、見かけの充填率を増やすこと
により、発生する種々の制約の少ない複合材料を提供す
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、上記問題点を解決するために種々研究を
重ねた結果、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、電気絶縁性マトリックス（Ａ）に
導電性物質（Ｂ）を含有させた複合材（α）と、複合材
（α）との実質的な接着性を有する材料（β）とのブレ
ンド物からなり、複合材（α）相が連続相（海構造）に
なっていることを特徴とする、ブレンド型導電性複合材
料である。

本発明においてブレンド型連続相にすることによる作用
は、次のような機構によると思われる。

すなわち、電気絶縁型マトリックス中の導電性物質は、
ある確率で相互に接触し、連絡して電気導通路を形成す
ることにより、全体的に導電性になると考えられている
。従って、特に導電性物質の濃度が低い場合には、その
全体の導電性は、相互接触確率に支配されるために、導
電性物質そのものの導電性を上げても、さほど効果がな
い、また、粒子状のものを繊維状にすることにより向上
するといった現象が観察されるが、本発明者は更にこの
接触確率を高める手段を、導電性物質を一相に凝縮せし
め、さらにこの相を海構造にすることにより、全体の濃
度は低いが、電気導通路相においての濃度が高く、従っ
て接触確率が高くなるため、同じ充填率ならば、格段に
改良された導電性能を示す複合材料を得られたものと考
えられる。

本発明に用いられる電気絶縁性マトリックス（Ａ）はそ
の体積固有抵抗率が、導電性物ｉｔ　（Ｂ）の体積固有
抵抗率より１０４倍、好ましくは、１０１０倍以上高く
、導電性物質をその中に取込むことができ、さらに材料
（β）と複合化した場合に少なくとも海構造になること
が可能ならば何でもよい。

例えば、セラミックス、天然ゴム等も考えられるが、好
ましくは、合成樹脂が一般的に用いられる。

例えば、ポリスチレン、ＡＢＣ樹脂、ＡＳ樹脂等のスチ
レン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオ
レフィン系樹脂、ナイロン−６、ナイロン−６，６、ナ
イロン−１２等のポリアミド系樹脂、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等のポリエス
テル系樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸
メチル等のアクリル、系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩
化ビニリデン等の塩化ビニル系樹脂、ポリアセタール、
フッ素樹脂、ポリカーボネート、ボリフェ′ニレンエー
テル、ポリフェニレンサルファイド、ポリス／Ｉｚ、ｈ
７．ホＩＪエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケ
トン等の熱可塑性樹脂、さらに・ポリウレタン・エポキ
シド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコン樹脂、ポ
リイソシアネート−フェノ−／Ｌ／　樹脂、メラミン樹
脂、フラン樹脂等の熱硬化性樹脂の１種または２種以上
の混合物を使用することができる。

また、本発明の電気絶縁性マトリックス中に、他の公知
の強化材、添加剤、流動性改質剤、接着性強化剤等を、
目的に応じて、併用することができる。

本発明に用いる導電性物質は、その体積固有抵抗率が電
気絶縁性マトリックス（Ａ）に比べ１０−　’倍、好ま
しくは１０−１°倍以下で、マトリックス中に存在する
ことのできるものならば何でもよいが、好ましくは、流
動性、成形性を失なわないために、その形状は、１５ｍ
ｍ以下、好ましくは２１以下の繊維状か、またはその最
大直径が３ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下の粒状物質
の１種または２種以上を用いることができる。形状が上
記で規定したものより大きな場合は、導電性物質同士の
接触確率が高く、本発明の構造にする効果はほとんどな
く、儀た流動性が損なわれるために成形性が悪くなる。

さらに、この物質の例としては、公知の炭素繊維、カー
ボンブラック、金属繊維、金属粒子、金属コート繊維、
金属コート粒子、金属コートフレークの１種または２種
以上の混合物を挙げることができる。

本発明に用いる材料（β）は、複合材（α）と接着でき
るものであれば何でもよく、複合材料（α）を補完する
ような材料であれば更に好ましい。この材料（β）は、
（α）と相分離せしめた状態でブレンドすることにより
、（α）と（β）が均一に分散し、導電性物質が均一に
分散した状態と比べ、結果的に（α）相に導電性物質が
濃縮されるものであるから、β相は２相以上の材料であ
っても問題なく、海構造でも島構造でもよいが、ブレン
ド物全体の機械物性のためには（β）相も海構造である
のが好ましい。具体的な例を挙げれば、セラミックス、
天然ゴム等も考えられるが、好ましくは、電気絶縁性マ
トリックス（Ａ）に挙げたような材質の中に、複合材α
との接着性強化、流動性改質、機械物性強化、その他公
知の機械付与のため、公知の強化材、添加剤を目的に応
じて含有した複合材を用いることができる。

本発明でいう連続相（海構造）とは、ある相が他の相に
立体的に取り囲まれていないで実質的に外界と接してい
るような相のことを示す。一般的には、体積分率が５０
％以上で、相の形成時に粘度が低く、界面張力が低い場
合に、この連続相を形成しやすいが、一般には結果的に
連続相になっていれば本発明の目的は達せられる。本発
明においては、電気の通路を形成するために（α）相が
このような連続相となることが必要不可欠である。

しかし、さらに好ましくは、複合材（α）と実質的に接
着性を有する材料（β）相も、ブレンド物全体の機械的
強度等を強化するためには、海構造であることである。

本発明のブレンド型導電性複合材料を得る方法としては
、まず電気絶縁性マトリックス（Ａ）に、公知の導電性
フィラーを含有させる方法、例えば、押出機を用いて導
電性繊維もしくは粒子を電気絶縁性マトリックス（Ａ）
に練り込んだペレット（複合材α）を作る。次に、電気
絶縁性マトリ・７クス（Ａ）に必要に応じて強化剤、流
動性改良剤、接着改良剤、添加剤等を公知の方法で含有
させて複合材（α）と同程度の形状のペレット（材料β
）を作る。そして、このペレット同士を、トライブレン
ドし、プレス成形をして作成するのが最も簡便な方法で
あるが、上記方法に限定されるものではなく、結果とし
て、複合材（α）相が少なくとも連続相になっていれば
本発明の目的は達せられる。

以下に実施例を記すが、本発明はこれに限定されるもの
ではない。

実施例１単糸の体積固有抵抗率が１．５　Ｘ　１０−”Ω・ｃｍ
のＰＡＮ系炭素炭素繊維チョップ下ＣＦチョップと略す
。）２０重量部と、ナイロン−６，６ペレソト（旭化成
株式会社製レオナ１３００）　８０重量部をＶ型ミキサ
ーでトライブレンドした。

このトライブレンド物を２軸押出機で溶融押出しして得
られたストランドをペレタイズして、直径約２ｍｍ５長
さ２ｍｍの円柱状ペレットである複合材（α）を得た。

次に、流動性を同程度にするためにガラス繊維チョップ
（以下ＧＦチョップと略す。）２０重量部及びナイロン
−６，６ペレツ）８０ｉＣ量部を同様にトライブレンド
して、２軸押出機を用い、同様の大きさにペレタイズし
て、材料（β）とした。

この（α）と（β）のペレットを等重量でトライブレン
ドした後、３００℃で加熱したプレスで成形して成形板
を得た（炭素繊維含有率：１０重量％）。

このようにして得られた成形板をスライスして、各断面
を観察してみると、確かに（α）は連続相になっていた
。

次に、この成形板の体積固有抵抗率をＡＳＴＭ。

Ｄ−２５７に準拠して測定したところ、２５０Ω・ｃｍ
であった。

比較例ＩＣＦチョップ１０重量部、ＣＦチョップ１０重量部及び
ナイロン−６，６ベレン）　８０ｆｉｉｔ部ヲ同時にＶ
型ミキサーに入れて、トライブレンドし、実施例１と同
様にしてペレットを得た後、成形板を得た（炭素繊維含
有率：１０重量部１％）。

この成形板を同様にスライスしたところ、均一に炭素繊
維が分散していた。

次に、この成形板の体積固有抵抗率を同様に測定したと
ころ、１σ６Ω・Ｃｌ１１であった。

このように、実施例１と比較例１を比較すれば、本発明
における導電性の改良効果は明らかである。

比較例２比較例１において実施例１で得た体積固有抵抗率２５０
Ω・Ｃｌｌ１を得るために、ＣＦチョップの含有量を増
やし、ナイロン−６，６の含有量を減らした所、ＣＦチ
ョップの必要橙は、１８重量％であった。従って本発明
の導電性物質の使用量低減効果は明らかである。

比較例３実施例１において、（α）の炭素繊維含有量が５０重量
％になるようにし、さらに（α）のベレットを２０重量
部、（β）のペレ・ノドを８０重量部にして、全体の炭
素繊維含有率が１０重量％になるようにしてトライブレ
ンドし、他は同様にして成形板を得た。

この成形板をスライスして観察すると、複合材（α）で
ある黒い部分は連続相ではなかった。

さらに、このものの体積固有抵抗率と同様に測定したと
ころ１０１４Ω・ｃｍであった。

実施例２．３第１表に示す組成において、実施例１と同様な方法で成
形板を得た。得られた成形板の物性と構造を第１表に示
す。

比較例４．５第１図に示す組成において、比較例１と同様な方法で成
形板を得た。得られた成形板の物性と構造を第１表に示
す。

以下余白〔発明の効果〕本発明のブレンド型導電性複合材料は、従来の均一な導
電性複合材料に比べて、大幅に導電性が改良されたもの
であり、この導電特性を利用した静電防止材料又は電磁
波遮蔽材料としての要求特性を、少量の導電性物質含有
量で得ることができる。その結果、導電性物質含有量を
増やすことによって生じる種々のデメリットを解決する
ことができ、その用途を著しく拡大できるという実用的
価値の高いものである。

Claims

【特許請求の範囲】

１、電気絶縁性マトリックス（Ａ）に導電性物質（Ｂ）
を含有させた複合材（α）と、複合材（α）との実質的
な接着性を有する材料（β）とのブレンド物からなり、
複合材（α）相が連続相（海構造）になっていることを
特徴とするブレンド型導電性複合材料。