JP2000290514A - 導電性樹脂組成物及びその製造方法 - Google Patents
導電性樹脂組成物及びその製造方法Info
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Abstract
囲である導電性樹脂組成物を得ること。 【解決手段】 体積固有抵抗値が10-3Ωcm以下の繊
維状高導電フィラーと体積固有抵抗値が100 〜103
Ωcmの繊維状低導電フィラーとを繊維状フィラーの合
計の含有率15重量%以下で熱可塑性樹脂に配合する。
Description
帯電防止用樹脂組成物に関する。更に詳しくは、所望し
た体積固有抵抗値を有する導電性樹脂組成物の製造方法
に関する。
電性樹脂組成物を得るには、その値より低い体積固有抵
抗値を有する導電フィラーを熱可塑性樹脂に配合するこ
とにより得ていた。そして、体積固有抵抗値のより低い
導電性樹脂組成物を得るには、より多くの導電フィラー
を配合する必要があった。
ク状及び繊維状等があるが、なかでも繊維状フィラーは
少量で導電性付与に効果があり、多用されている。
ィラーの配合割合が多くなるにつれて混練が困難にな
り、多大な混練力を必要とする。特に、熱可塑性樹脂と
してABS樹脂を用いる場合、加工機中で粘度が高くな
る傾向を有するため、溶融混練操作は更に困難である。
そのため、二軸押し出し機等の強力な混練機を用いて
も、なかなか均一に分散することは難しいが、その強力
な混練作用によって繊維状導電フィラーが剪断されて繊
維長が短くなり、導電性が損なわれるため、導電性樹脂
組成物の製造時には、あらかじめ繊維長の欠損による体
積固有抵抗値の上昇分を予測して、導電フィラーを多量
に配合する必要があった。
い、101 〜108 Ωcmの範囲では、所望した値から
10の1乗、2乗以上もはずれてしまうことがしばしば
起こったり、また、同じ配合割合で製造してもバッチ毎
に値がばらついたりで、導電性樹脂組成物の製造におけ
る体積固有抵抗値の再現性は非常に乏しかった。これを
解決するために繊維状導電フィラーの配合割合を増加し
ていくと、当該成形品の体積固有抵抗値は安定するが、
所望の値より低くなってしまう。所望の体積固有抵抗値
が得られなかった導電性樹脂組成物に、フィラーや樹脂
を再び添加して体積固有抵抗値を調節することは出来な
いため、最初から製造のやり直しとなり、生産性が悪い
という問題点があった。
は、体積固有抵抗値が10-3Ωcm以下の繊維状高導電
フィラーと、体積固有抵抗値が100 〜103 Ωcmの
繊維状低導電フィラーとを熱可塑性樹脂に配合してな
る、繊維状フィラーの合計の含有率が15重量%以下の
体積固有抵抗値が101 〜108 Ωcmの範囲である導
電性樹脂組成物である。
cm以下の繊維状高導電フィラーがステンレス繊維であ
る第1の発明に記載の導電性樹脂組成物である。
cm以下の繊維状高導電フィラーがニッケルコート繊維
である第1の発明に記載の導電性樹脂組成物である。
cm以下の繊維状高導電フィラーがグラファイト化した
炭素繊維である第1の発明に記載の導電性樹脂組成物で
ある。
cm以下の繊維状高導電フィラーと、体積固有抵抗値が
100 〜103 Ωcmの繊維状低導電フィラーとを熱可
塑性樹脂に配合して単軸押し出し機で混練することを特
徴とする、繊維状フィラーの合計の含有率が15重量%
以下の体積固有抵抗値が101 〜108 Ωcmの範囲で
ある、第1の発明に記載の導電性樹脂組成物の製造方法
である。
する。本発明で用いられる繊維状高導電フィラーとは、
体積固有抵抗値が10-3Ωcm以下のものを示す。繊維
状高導電フィラーとしては、金属繊維、高温度焼成を行
いグラファイト化した炭素繊維、金属コートされた繊維
等が挙げられる。
ステンレス鋼、銅及び銅合金、アルミニウム及びアルミ
ニウム合金、ニッケル及びニッケル合金、金、銀等の金
属繊維が挙げられ、耐腐食性の優れたステンレス繊維は
特に好ましい。
しては酸、アルカリに対して耐腐食性のニッケルが特に
好ましい。コートされる繊維としては、炭素繊維、ガラ
ス繊維及びポリアミド繊維等の有機繊維が挙げられ、こ
れらは表面処理されたものでも構わない。特に炭素繊維
及びポリアミド繊維は、金属密着性が良いため金属の脱
落がなく、良好である。
繊維としては、例えばPAN(ポリアクリロニトリル)
系の炭素繊維が挙げられる。
は、所望の体積固有抵抗値が主に102 Ωcm以下のも
のにおいて、ニッケルコート炭素繊維は所望の体積固有
抵抗値が主に104 Ωcm以上のものにおいて、グラフ
ァイト化した炭素繊維は所望の体積固有抵抗値が主に1
03 Ωcm以上のものにおいて用いられることが特に望
ましい。
なることによって、繊維状高導電フィラーを同じ重量で
配合しても、その嵩及び表面積は異なる。そのため、た
とえ長さ、径及び体積固有抵抗値が同じ繊維状高導電フ
ィラーを同じ重量で配合しても、最終的に得られる導電
性樹脂組成物の体積固有抵抗値は異なる。
当たりの表面積が大きく、比重の大きい金属繊維は単位
重量当たりの表面積が小さいため、同じ長さ、径、体積
固有抵抗値のフィラーを用いるとしても、同一の体積固
有抵抗値にするためには炭素繊維の方が少ない配合重量
で済む。
質も異なることによって、例えば、金属繊維や有機繊維
よりも炭素繊維の方が混練等の物理的力に弱く、繊維が
折損しやすいため、比較的低い体積固有抵抗値を有する
導電性樹脂組成物を得るために炭素繊維を用いるのはあ
まり適さない。
m、径は6〜12μmが好ましい。長さが2mm未満で
あると、混練の際、繊維長が更に短くなるため、少量で
優れた導電性を出すことが困難になり、好ましくない。
また、4mmを超えるとペレットの形状に不具合が生じ
たり、樹脂の流動性が損なわれることによって成形時の
型充填が困難になる恐れがあり、更に、表面を摩擦する
と導電フィラーの脱落の原因にもなるため好ましくな
い。
フィラーの表面積が増加するために好ましいが、6μm
未満であると比較的嵩高になり、また、コスト高になる
ので好ましくない。また、12μmを超えると成形品表
面がざらつき、平滑性が失われて表面外観が悪く、特に
薄型の成形品ではこの傾向は顕著になるため好ましくな
い。
配合割合は所望する体積固有抵抗値により異なるが、1
〜7重量%が好ましく、特に1〜4重量%が好ましい。
また、繊維状低導電フィラーの配合割合よりも少ない方
が好ましい。これは、体積固有抵抗値の調整は主に繊維
状高導電フィラーによるものの、微妙な調整は繊維状低
導電フィラーに負うところが大きいためである。
としては、体積固有抵抗値が100〜103 ΩcmのP
ICH系の低温度焼成の炭素繊維が挙げられる。
高導電フィラーとほぼ同程度の繊維長、繊維径が望まし
い。これは、上記繊維状高導電フィラーの繊維長、繊維
径の理由に加えて、熱可塑性樹脂中のフィラーの大きさ
がほぼ揃っていた方が、混練時に均一に分散しやすいか
らである。
を微妙に調節すると共に、熱可塑性樹脂中への繊維状高
導電フィラーの均一分散や繊維状高導電フィラーの繊維
の折損及び切断の防止等の補助的役割も担っていると思
われる。
配合割合は所望する体積固有抵抗値により異なるが、3
〜8重量%が好ましく、かつ繊維状高導電フィラーの配
合割合よりも多い方が好ましい。
ラーの熱可塑性樹脂への配合割合は、所望する体積固有
抵抗値によって適当量配合を行うが、繊維状高導電フィ
ラーのみ、または繊維状低導電フィラーのみを熱可塑性
樹脂に配合することは行わず、必ず2つのフィラーを配
合して導電性樹脂組成物を得る。
導電フィラーと繊維状低導電フィラーからなる繊維状フ
ィラーの合計の含有率は15重量%以下であることが望
ましく、より好ましくは10重量%以下が望ましい。1
5重量%を超えると、混練しにくくなることによって、
所望する体積固有抵抗値、特に106 〜108 Ωcmを
得ることが非常に困難になる。また、繊維状高導電フィ
ラー及び繊維状低導電フィラーを各々1種類ずつ、また
はそれ以上の種類の組み合わせで配合しても良い。
計の含有率が15重量%以下という低濃度に抑えられて
いることによって、熱可塑性樹脂中の繊維状フィラーの
均一分散のために強力な混練を必要としないので、単軸
の押し出し機程度の比較的弱い混練力で充分である。そ
のため、繊維状導電フィラーの繊維長の剪断程度が低く
なり、結果的に所望した体積固有抵抗値やバッチ間の体
積固有抵抗値から±101 Ωcmのばらつきの範囲に抑
えられた導電性樹脂組成物が得られる。
は、オレフィン系樹脂、例えば、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、エチレンープロピレン共重合体、酸変性オレ
フィン樹脂や、耐衝撃性ポリスチレン、ABS樹脂、ス
チレンーブタジエン共重合体等のようなスチレン系樹
脂、または、ポリカーボネート樹脂、ポリケトン樹脂、
ポリエステル及びポリアミド樹脂及びこれらの1種又は
2種以上の混合物が挙げられる。
れによる体積固有抵抗値のぶれを極力抑制するため、混
練時間は必要最小限の時間で行うことが望ましい。
の繊維長等に依存するため、導電性樹脂組成物からなる
成形品の製造に当たっては、本来ならば、繊維状導電フ
ィラーと熱可塑性樹脂ペレットのプレミックスを直接射
出成形する方法が望ましい。しかしながら、フィラーの
均一分散性と成形原料としての取り扱い易さという面か
らは、あらかじめフィラーを熱可塑性樹脂中に混入した
コンパウンドタイプが優れている。特に、ペレット状の
形態にすると取り扱い性が良く、生産性が向上する。
の機能を阻害しない範囲内で耐熱安定性、耐候剤、滑
剤、スリップ剤、難燃剤、核剤、顔料、染料等を配合し
て用いても構わない。
るには、繊維状高導電フィラーと繊維状低導電フィラー
と熱可塑性樹脂とを単軸の押し出し機で溶融混練する。
混合物は、ストランド状に押し出し、ペレタイザーを用
いてペレットを得ることも可能である。
明する。しかしながら、本発明はこれらの実施例によっ
て何ら制限を受けるものではない。
次の通りである。 1)ペレット成形性;溶融混練を行った導電性樹脂組成
物のペレット成形性。ペレット成形が可能である場合は
良、不可能な場合は不良とした。 2)体積固有抵抗値;導電性樹脂組成物を射出成形した
50mm×75mm×3mmの大きさの成形品の75m
m×3mmの2面に銀ペースト(福田金属箔粉工業
(株)製、シルコートRL−10)を塗布し、この部分
を電極として電気抵抗値を測定する。体積固有抵抗の計
算式 γ=4.5×R(但し、γは体積固有抵抗値、R
は電気抵抗値、4.5は形状による計数を示す。)に電
気抵抗値を代入して体積固有抵抗値γを求めた。
08 Ωcmの範囲において、導電性樹脂組成物を製造
し、1バッチの中で均一な体積固有抵抗値が得られるか
否か(分散安定性)の検討を行った。1バッチあたり5
枚のプレート化した成形品について各々の体積固有抵抗
値を測定し、5枚平均の値と各プレートの体積固有抵抗
値の差が10の±1乗の範囲(例えば、所望の体積固有
抵抗値が1×103 Ωcmである場合、1×102 〜1
×104 Ωcmの範囲)におさまる場合は、1バッチの
導電性樹脂組成物中で導電性フィラーが均一に分散して
いると判断して分散性があるとしてOK、10の±1乗
を超える場合は分散性がないとしてNGとした。
08 Ωcmの範囲において、導電性樹脂組成物を2回製
造し、安定した体積固有抵抗値が得られるか否か(製造
の再現性)の検討を行った。1回目と2回目のバッチの
体積固有抵抗値の平均値の差が10の±1乗の範囲にお
さまる場合は再現性があるとしてOK、10の±1乗を
超える場合は再現性がないとしてNGとした。 5)表面磨耗性;100gの重りをのせたコピー用紙
(PPC紙)を導電性樹脂組成物を射出成形して得られ
た成形物の表面に置き、50mmの間隔を500回往復
させ、成形品の表面状態を目視観察し、成形品の表面に
繊維状導電フィラー等の異物の発生が観察されたらN
G、されなかったらOKとした。
樹脂として、ポリプロピレン樹脂、ABS樹脂、ポリケ
トン樹脂を、繊維状高導電フィラーとしてステンレス繊
維(長さ2〜4mm、径8μm、体積固有抵抗10-5Ω
cm)、ニッケルコート炭素繊維(長さ6mm、径8μ
m、体積固有抵抗10-5Ωcm)、ニッケルコートアラ
ミッド繊維(長さ6mm、径12μm、体積固有抵抗1
0-5Ωcm)、PAN系炭素繊維(長さ6mm、径7μ
m、体積固有抵抗10-3Ωcm)、繊維状低導電フィラ
ーとしてPICH系炭素繊維(長さ4mm、平均径11
μm、体積固有抵抗100 〜103 Ωcm、大阪ガス
(株)製、商品名:ザイラスGCー03J−401)を
表1に示す割合で配合し、単軸押し出し機を用いて混練
溶融し、ストランド状に押し出し、ペレタイザーを用い
てペレット成形した導電性樹脂組成物を得た。
5000((株)カスタム製)を用いて、上記導電性樹
脂組成物を東芝IS100F1型射出成形機(東芝機械
(株)製)にて射出成形を行い、50mm×75mm×
3mmの成形物を得た。得られたプレートの体積固有抵
抗値、表面磨耗性等を評価し、その結果を表1に示し
た。
電フィラーの合計の配合率が低いため、単軸押し出し機
での混練による均一分散が可能となり、更に繊維状導電
フィラーの繊維長の剪断が低減するため、体積固有抵抗
値が101 〜108 Ωcmの範囲において、所望する値
の樹脂組成物が再現性良く製造出来る。更に、ペレット
成形性が良く、表面を摩擦しても導電フィラーの脱落が
なく、成形品の着色自由度が大幅に増加しただけでな
く、樹脂組成物のアイゾット値や伸び等の物性も維持で
きるようになったため、本発明の導電性樹脂組成物はシ
リコンウエハ、IC、LSIもしくはそれらを組み込ん
だ基盤及び半導体製品の移送に用いる導電性キャリアケ
ースや導電性トレー等の各種電子部品の包材用素材のよ
うな小部品だけでなく、機械的強度を要求される大型ハ
ウジング等にも採用が可能である。
Claims (5)
- 【請求項1】体積固有抵抗値が10-3Ωcm以下の繊維
状高導電フィラーと体積固有抵抗値が100 〜103 Ω
cmの繊維状低導電フィラーとを熱可塑性樹脂に配合し
てなる、繊維状フィラーの合計の含有率が15重量%以
下の体積固有抵抗値が101 〜108 Ωcmの範囲であ
る導電性樹脂組成物。 - 【請求項2】体積固有抵抗値が10-3Ωcm以下の繊維
状高導電フィラーがステンレス繊維である請求項1に記
載の導電性樹脂組成物。 - 【請求項3】体積固有抵抗値が10-3Ωcm以下の繊維
状高導電フィラーがニッケルコート繊維である請求項1
に記載の導電性樹脂組成物。 - 【請求項4】体積固有抵抗値が10-3Ωcm以下の繊維
状高導電フィラーがグラファイト化した炭素繊維である
請求項1に記載の導電性樹脂組成物。 - 【請求項5】体積固有抵抗値が10-3Ωcm以下の繊維
状高導電フィラーと、体積固有抵抗値が100 〜103
Ωcmの繊維状低導電フィラーとを熱可塑性樹脂に配合
して単軸押し出し機で混練することを特徴とする、繊維
状フィラーの合計の含有率が15重量%以下の体積固有
抵抗値が101 〜108 Ωcmの範囲である、請求項1
に記載の導電性樹脂組成物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10470199A JP2000290514A (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 導電性樹脂組成物及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10470199A JP2000290514A (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 導電性樹脂組成物及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000290514A true JP2000290514A (ja) | 2000-10-17 |
Family
ID=14387798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10470199A Pending JP2000290514A (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 導電性樹脂組成物及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000290514A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002121402A (ja) * | 2000-10-19 | 2002-04-23 | Kureha Chem Ind Co Ltd | 半導電性樹脂組成物 |
| JP2002309006A (ja) * | 2001-04-16 | 2002-10-23 | Asahi Kasei Corp | 炭素繊維強化ゴム強化スチレン系樹脂射出成形品 |
| JP2005325346A (ja) * | 2004-04-15 | 2005-11-24 | Showa Denko Kk | 摺動材組成物およびその製造方法 |
| JP2005325345A (ja) * | 2004-04-15 | 2005-11-24 | Showa Denko Kk | 複合材組成物およびその製造方法 |
| JP2006045330A (ja) * | 2004-08-04 | 2006-02-16 | Daicel Polymer Ltd | 導電性樹脂組成物 |
| WO2014002581A1 (ja) * | 2012-06-27 | 2014-01-03 | 株式会社クレファイン | 合成樹脂組成物及び成形体 |
| CN105038110A (zh) * | 2015-07-06 | 2015-11-11 | 陕西科技大学 | 一种电化学改性碳布增强摩擦材料及其制备方法 |
-
1999
- 1999-04-13 JP JP10470199A patent/JP2000290514A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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