JPS6248982B2 - - Google Patents

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JPS6248982B2
JPS6248982B2 JP55068508A JP6850880A JPS6248982B2 JP S6248982 B2 JPS6248982 B2 JP S6248982B2 JP 55068508 A JP55068508 A JP 55068508A JP 6850880 A JP6850880 A JP 6850880A JP S6248982 B2 JPS6248982 B2 JP S6248982B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高い機械的強度及び極めて良好な導電
性を有する成形用樹脂複合材に関する。
従来プラスチツクに炭素繊維を混入することに
より、得られる複合材の引張強度、曲げ強度のご
とき機械的強度および耐熱性を改善し得ることは
知られているが、電気的特性の優れた複合材は得
られない。
また、プラスチツクに導電性カーボンブラツク
を混入することにより、得られる複合材の電気特
性を改善することも提案されているが、しかしこ
の複合材では機械的強度が低いため成形用として
は満足すべきものでない。
本発明者らは成形用に適した高い機械的強度を
有すると共に電気特性の優れた成形用樹脂複合材
を提供すべく検討した結果、ポリプロピレンを基
質（マトリツクス）とし、これに変性ポリプロピ
レン、炭素繊維の短繊維および導電性を有するカ
ーボンブラツクを混合することにより、上述した
ごとき特性を有する樹脂複合材が得られるとの知
見を得て本発明をなすに至つた。
以下本発明を詳しく説明する。
本発明の主要な特徴は、ポリプロピレンを基質
とし、これに変性ポリプロピレン、炭素繊維の短
繊維および導電性を有するカーボンブラツクを混
合してなる複合材にある。
ポリプロピレンを基質とする複合材において、
該基質に炭素繊維の短繊維を混合したものは、引
張強度、曲げ強度のごとき機械的強度、耐熱性お
よび耐薬品性が改善されるが、その電気的特性に
ついては期待し得る向上はみられない。
また、ポリプロピレン基質に導電性カーボンブ
ラツクを混合した複合材ではその電気的特性は著
しく改善されるが、その機械的強度は低下して成
型用に適しないものになる。
ところが、ポリプロピレン基質に炭素繊維の短
繊維と導電性カーボンブラツクを併用して混合す
ると、得られる複合材の電気的特性は該カーボン
ブラツクをポリプロピレン基質に混合したものと
殆んど同等であり、その機械的強度の低下もみら
れない。
ここに添付の第１図ならびに第２図はポリプロ
ピレン基質に炭素繊維（短繊維）および導電性カ
ーボンブラツク（ライオン・アクゾ社製のケツチ
エンブラツクを使用）を種々の量で混合したもの
の体積固有抵抗ならびに表面積抵抗をそれぞれ示
したものであり、比較としてポリプロピレン基質
に上記炭素繊維を混合したものならびに該基質に
上記カーボンブラツクを混合したもののそれぞれ
の体積固有抵抗ならびに表面積抵抗を示したもの
である。なお図中CFは炭素繊維、CBはカーボン
ブラツクをそれぞれ示し、両者を併用の場合は
CFの混合量を10重量％と一定にしてCBの混合量
のみを変えたもの、およびCBの混合量を10重量
％と一定にしてCFの混合量のみを変えたものに
ついてそれぞれ上記電気特性値を示している。
上記第１図ならびに第２図から理解し得るごと
く、ポリプロピレン基質に炭素繊維（短繊維）と
導電性を有するカーボンブラツクを併用して混合
したものの電気特性は該基質に上記カーボンブラ
ツクを混合したもののそれと殆んど同等であつ
て、炭素繊維のみを混合したものに比し電気特性
は著しく改善される。
本発明の複合材では炭素繊維と導電性を有する
カーボンブラツクに加えて変性ポリプロピレンを
用いるものであつて、この変性ポリプロピレンは
炭素繊維を互いに接着する作用をし、複合材の組
織を緊密にするのに役立つ。
上記変性ポリプロピレンはポリプロピレンの一
部を炭素数３〜10の有機不飽和カルボン酸、例え
ばアクリル酸，マレイン酸，メタクリル酸，フマ
ール酸，イタコン酸等を用いて変性処理したもの
であつて、市販されている。
前記不飽和カルボン酸のうち、例えばマレイン
酸にて変性したポリプロピレンを混合使用した場
合について、その混合量と引張強度との関係を第
３図に曲線をもつて示す。また、アクリル酸を
使用した変性ポリプロピレンの混合量と引張強度
との関係を同じく第３図に曲線で示す。第３図
に示す複合材における炭素繊維の混合量は25重量
％である。第３図より、変性ポリプロピレンは引
張強度の向上に寄与していることが判る。
また、本発明で用いる導電性を有するカーボン
ブラツクは通常のカーボンブラツクに比しその導
電性が極めて高いものであつて、少なくとも800
m2／ｇの比表面積を有することにより特徴づけら
れる。この導電性カーボンブラツクとしてライオ
ン・アクゾ社製のカーボンブラツク（商品名ケツ
チエンブラツクE.C.）を適用し得る。
本発明で用いる炭素繊維としては、直径が５〜
20μであつて長さ／直径の比が10以上の短繊維が
好適である。
上述したごとき各素材のポリプロピレン基質に
対する混合割合は、変性ポリプロピレン５〜20重
量％、炭素繊維５〜40重量％及び導電性を有する
カーボンブラツク５〜35重量％が好ましいが、複
合材中における基質としてのポリプロピレンと変
性ポリプロピレンの和が少なくとも60重量％であ
ることが好ましい。
本発明の複合材は加工性が良好であつて、その
成形に際し通常のスクリユー式押出機を適用し得
る。なお、ポリエチレン基質に上記カーボンブラ
ツクのみを混合したものは上記押出機では詰り現
象を呈し、加工困難となる。
以上述べたごとく、本発明の複合材は高い機械
的強度を保有すると共に優れた電気的特性を示す
ので、静電気の除去は勿論、一般的な導電性用途
（例えば電解メツキ）に供し得る。
以下に実施例を例示して本発明の構成および効
果を具体的に説明する。
実施例 １ ポリプロピレン60重量部に、マレイン酸にて変
性した変性ポリプロピレン（東燃石油化学〓製
CMP）10重量部、直径15μかつ長さ／直径の比
50を有する炭素繊維（呉羽化学工業〓製M107）
10重量部および導電性カーボンブラツク（ライオ
ン・アクゾ〓製ケツチエンブラツクE.C.）20重
量部を混合し、該混合物を常法により射出成形し
た。得られた成形物の試験片について、その電気
特性および機械的強度を測定した結果は次のとお
りである。
体積固有抵抗 1.0×102〔Ω・cm〕 表面積抵抗 2.5×100〔Ω〕 引張強度 3.3Kg／mm2 実施例 ２ 実施例１と同じ各素材を用い、ポリプロピレン
65重量部、変性ポリプロピレン10重量部、炭素繊
維10重量部およびカーボンブラツク15重量部を混
合したものを押出してペレツト化し、次いでこれ
を実施例１と同様にして射出成形して得られた成
形物の試験片について、その電気特性および機械
的強度を測定した。その結果は次のとおりであ
る。
体積固有抵抗 1.7×102〔Ω・cm〕 表面積抵抗 8.0×100〔Ω〕 引張強度 3.4Kg／mm2 実施例 ３ 実施例１と同じ各素材を用い、ポリプロピレン
65重量部、変性ポリプロピレン10重量部、炭素繊
維20重量部およびカーボンブラツク10重量部を混
合したものを押出してペレツト化し、次いでこれ
を射出成形して得られた成形物の試験片につい
て、その電気特性と機械的強度を測定した。その
結果は次のとおりである。
体積固有抵抗 2.0×102〔Ω・cm〕 表面積抵抗 1.3×101〔Ω〕 引張強度 4.0Kg／mm2 比較例 １ 実施例１と同じ各素材を用い、ポリプロピレン
60重量部、変性ポリプロピレン10重量部および炭
素繊維30重量部を混合したものを押出してペレツ
ト化し、ついでこれを射出成形して得られた成形
物の試験片について、その電気的特性と機械的強
度を測定した。その結果は次のとおりである。
体積固有抵抗 1.4×107〔Ω・cm〕 表面積抵抗 1.0×106〔Ω〕 引張強度 4.5Kg／mm2 本比較例からみて、導電性カーボンブラツクを
用いない場合は複合材の電気的特性が改善されな
いことが判る。
比較例 ２ 炭素繊維の代りに実施例１と同じカーボンブラ
ツクを用いる他は比較例１と同様にして各素材を
混合し、該混合物をプレス成形して得られた成形
物の試験片について、その電気的特性と機械的強
度を測定した。その結果は次のとおりである。な
お、詰り現象を起すため押出成形は不可能であつ
たので、プレス成形した。
体積固有抵抗 1.0×102〔Ω・cm〕 表面積抵抗 1.5×100〔Ω〕 引張強度 1.9Kg／mm2 本比較例から明らかなごとく、炭素繊維を用い
ない場合は複合材の機械的強度が著しく劣化す
る。
【図面の簡単な説明】
第１図はポリプロピレン基質に炭素繊維およ
び／又は導電性を有するカーボンブラツクを混合
したものの体積固有抵抗を示したものであり、第
２図は同じく表面積抵抗を示したものである。第
３図は、炭素繊維25重量％を含むポリプロピレン
及び変性ポリプロピレンの系において、変性ポリ
プロピレン混合量と引張強度の関係を示し、は
マレイン酸変性ポリプロピレンに関し、はアク
リル酸変性ポリプロピレンに関する。 CF……炭素繊維、CB……導電性を有するカー
ボンブラツク。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ ポリプロピレンを基質とし、これに変性ポリ
    プロピレン、炭素繊維の短繊維および少なくとも
    800m2／ｇ以上の比表面積を有するカーボンブラ
    ツクを混合してなる導電性成形用樹脂複合材。 ２ ポリプロピレン基質に対し変性ポリプロピレ
    ン５〜20重量％、炭素繊維の短繊維５〜40重量％
    および上記カーボンブラツク５〜35重量％を混合
    してなる特許請求の範囲第１項に記載の導電性成
    形用樹脂複合材。 ３ 変性ポリプロピレンはポリプロピレンの一部
    を有機不飽和カルボン酸で変性したものである特
    許請求の範囲第１項又は第２項に記載の導電性成
    形用樹脂複合材。 ４ 炭素繊維は直径５〜20μを有し、かつその長
    さ／直径の比が10以上の短繊維以上である特許請
    求の範囲第１項又は第２項に記載の導電性成形用
    樹脂複合材。
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