JP2002053757A - 導電性樹脂組成物及びその成形品 - Google Patents
導電性樹脂組成物及びその成形品Info
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Abstract
を有する導電性樹脂組成物及びシート並びに成形品を提
供する。 【解決手段】 (a)熱可塑性樹脂あるいは熱可塑性エ
ラストマーを基質とし、(b)融点が300℃以下の低
融点金属、及び(c)金属粉末、(d)溶融張力向上剤
を混合してなる導電性樹脂組成物及びシート並びに成形
品。
Description
性、及び優れた成形性や機械的強度を有する導電性樹脂
組成物及びそれを用いたシート並びに成形品に関する。
を付与した導電性樹脂成形品として、合成樹脂に導電性
フィラーを分散、混合した複合材料を用い成形した成形
品が知られている。導電性フィラーとして金属系、カー
ボン系などが使用されているが、高度の導電性を付与す
るには導電性フィラーの添加量を大幅に増加せざるを得
なく、その結果、成形性の悪化や、脆弱となり機械的強
度が低下するため添加量は制限され、得られる成形品の
導電性も体積固有抵抗値で10−1Ω・cmが限界であ
った。また、近年では特開平10−237331のよう
にハンダを樹脂中に高度に分散させた系により体積固有
抵抗値10−3Ω・cm以下を実現しているが、溶融物
は脆弱であり射出成形は可能であるが、押出成形やカレ
ンダー成形は不可能であった。
導電性を有するとともに、押出加工やカレンダー加工が
可能で機械的強度も優れた導電性樹脂組成物が求められ
ていた。
決すべく鋭意検討した結果、本発明を完成するに至っっ
た。即ち本発明の要旨は、(a)熱可塑性樹脂あるいは
熱可塑性エラストマーを基質とし、(b)融点が300
℃以下の低融点金属、及び(c)金属粉末、(d)溶融
張力向上剤を混合してなる樹脂組成物及びそれによって
得られた導電性樹脂シート並びに導電性樹脂成形品にあ
る。
が挙げられる。(a)熱可塑性樹脂あるいは熱可塑性エ
ラストマーが成形品の20〜80容量%、また(b)及
び(c)を合わせた金属成分中の(c)金属粉末の割合
が10〜30容量%、(d)溶融張力向上剤が0.1〜
5容量%の範囲であることを特徴とする樹脂組成物及び
導電性樹脂シート及び成形品であり、(b)成分の低融
点金属が、Pb/Sn、Pb/Sn/Bi、Pb/Sn
/Ag、 Pb/Ag、 Sn/Ag、 Sn/Bi、Sn/
Cu、Sn/Zn系から選ばれた低融点合金からなるこ
とを特徴とし、(c)成分の金属粉末がCu、Ni、A
l、Cr及びそれらの合金粉末からなり、その平均粒径
が1〜50μmの範囲であることを特徴とする。また、
(d)成分の溶融張力向上剤がポリテトラフルオロエチ
レン及び炭素数5〜30のアルキル(メタ)アクリレー
ト系ポリマーからなることを特徴とする。
本発明の導電性樹脂組成物及びシート、並びに成形品
は、その材料が(a)熱可塑性樹脂あるいは熱可塑性エ
ラストマー、(b)融点が300℃以下の低融点金属、
及び(c)金属粉末(d)溶融張力向上剤の混合物(以
下、「混合材」という)からなることに特徴がある。こ
のように熱可塑性樹脂あるいは熱可塑性エラストマーと
導電性を付与するための金属成分を特定の組合せとする
ことにより、極めて高度の導電性と他の特性をバランス
良く付与できることを見出し、さらに溶融張力向上剤の
添加により優れた押出成形性をも発現させたものであ
る。混合材においては、(a)熱可塑性樹脂あるいは熱
可塑性エラストマーを組成物全体の20〜80容量%、
好ましくは40〜60容量%の範囲で含有することが好
ましい。樹脂成分が80容量%を越えると導電性が発現
し難い傾向にあり、20容量%未満では、流動性が低下
して成形性に劣り易い。また、熱可塑性樹脂あるいは熱
可塑性エラストマーと低融点金属との接着強度を向上さ
せるために酸変成ポリオレフィンなどの界面接着剤を添
加することも好適である。(c)の金属粉末は低融点金
属の分散助剤として作用し、金属成分中の(c)金属粉
末の割合を10〜30容量%、好ましくは15〜25容
量%の範囲とすることが好ましい。10容量%未満で
は、分散状態が悪くなり、また30容量%を越えると流
動性が低下するとともに脆化しやすく、さらに導電性も
低下する傾向が見られる。(d)溶融張力向上剤は0.
1〜5容量%好ましくは0.2〜3容量%の範囲が好適
である。0.1容量%未満では十分な溶融張力を得るこ
とができず成形性が向上せず、5容量%以上では溶融張
力向上剤の分散性が低下するほか、樹脂の物性を損ない
易い。また、溶融張力向上剤中のポリフルオロエチレン
と炭素数5〜30のアルキル(メタ)アクリレート系ポ
リマーの重量比は0.2以上が好ましい。0.2未満で
はポリフルオロエチレンの分散性が低下する恐れがあ
る。
るいは熱可塑性エラストマーとしては、オレフィン系、
スチレン系、塩ビ系、ウレタン系、エステル系、アミド
系など種々のタイプのものが使用可能である。押出シー
ト化やカレンダー成形においては軟質系のものが好適で
ある。
には各種のものが使用できる。融点の測定方法は示差走
査熱量測定法(DSC)に示差走査熱量測定法(DS
C)ににより測定すればよく、融点が300℃を越える
金属では成形性が劣るという問題がある。具体的にはP
b/Sn、Pb/Sn/Bi、Pb/Sn/Ag、 Pb
/Ag、Sn/Ag、 Sn/Bi、Sn/Cu、Sn/
Zn系から選ばれたはんだ合金が好適に使用できる。
(c)成分の金属粉末は上記低融点金属の分散助剤とな
るものであり、Cu、Ni、Al、Cr及びそれらの合
金粉末が好適に使用でき、その平均粒径が1〜50μm
の範囲のものが好ましい。平均粒径は試料を透過型電子
顕微鏡により撮影し、写真から求めた数平均粒子径であ
る。平均粒径が1μm未満では混合の際のハンドリング
が困難であり、また50μmを越えるものでは分散性が
低下し易い傾向がある。(d)成分の溶融張力向上剤
は、ポリテトラフルオロエチレン及び炭素数5〜30の
アルキル(メタ)アクリレート系ポリマーからなる組成
物であり、混合剤の溶融時の張力を向上させ、押出やカ
レンダー加工時の引き取り性を改良する。市販のものと
しては三菱レイヨンのメタブレンA−3000などが知
られている。
上記混合材の各成分を用い、混合したものを所定の温度
でニーダや二軸押出機等の混練機により混練後、造粒し
たものである。混練においては(c)低融点金属が半溶
融状態となる温度が好ましく、マトリックスとなる熱可
塑性樹脂や熱可塑性エラストマーの溶融温度に応じて適
切な金属組成を選択し、低融点金属と分散助剤となる銅
粉、ニッケル粉末等の添加比率を適宜選択する必要があ
る。以上の方法で得られた造粒物は、十分な溶融張力を
有する事からTダイ押出成形機やカレンダーによりシー
ト化が可能である。また、使用目的に対応する形状の金
型を用いて射出成形法、トランスファー成形法、プレス
成形法等の通常の成形法により賦形し、成形品とするこ
ともできる。
や成形品は、熱可塑性樹脂あるいは熱可塑性エラストマ
ーに低融点金属が含有されていることから、極めて高度
の導電性を有する一方で、溶融張力が大きいため、溶融
物が脆弱にならず、成形性及び機械的強度に優れてお
り、導電性隔壁、導電性部材、帯電防止材、電磁波シー
ルド材、電極、コネクター、センサー、発熱体等の幅広
い分野への適用が可能である。
これに限定されるものではない。 (実施例)熱可塑性エラストマーとして「サントプレン
203−40」AESジャパン製、界面接着改質剤とし
て酸変成ポリオレフィン(「アドテックスER320
P」日本ポリオレフィン(株)製)を用い、低融点金属
として鉛フリーハンダ(Sn−4Cu−2Ni 融点
固相線225℃−液相線480℃)、金属粉末として平
均粒径10μmの銅粉を用いた。また溶融張力向上剤と
して「メタブレンA−3000」(三菱レイヨン(株)
製)を用いた。あらかじめ各原料粉末を物理混合し(熱
可塑性エラストマー40容量%、酸変成ポリオレフィン
9容量%、低融点金属45容量%、金属粉末5容量%、
溶融張力向上剤1容量%)、混練機(森山製作所製、2
軸加圧タイプ)を用いて溶融混練後、プランジャー押出
造粒機を用いて低融点金属含有樹脂ペレットを作成し
た。
軸押出機φ25(東洋精機 2D25WS)を用いて肉
厚0.5mmの押出シート化を行った。押出条件は下記
の通りである。 シリンダー温度 : 200℃ スクリュ回転数 : 50r.p.m. 供給量 : 245g/min
となく目的とする0.5mm厚のシートを得た。得られ
た成形品の特性は以下の通りであった。 シャルピー衝撃値 :破壊せず 体積固有抵抗値 :3.34×10−4Ω・cm 衝撃試験はJIS K7111に準拠(シャルピ−フラ
ットワイズノッチなし試験片幅 10mm、支点間距離
20mm、試験速度 0.5mm/分)
剤を添加せず、その他は全く同様としてシート作成を実
施した。配合比は熱可塑性エラストマー40容量%、酸
変成ポリオレフィン10容量%、低融点金属45容量
%、金属粉末5容量%とした。引き落とし時に溶融シー
トが破壊し、目的とするシートが得られなかった。
明の組成物は、成形性が大幅に改善され、得られた成形
品においても高い体積固有抵抗値及び強度を維持してい
ることが分かる。
成物は、熱可塑性樹脂あるいは熱可塑性エラストマーに
低融点金属が含有されていることから、極めて高度の導
電性を示し、さらに溶融張力向上剤により、優れた成形
性も得られる。そのシート及び成形品は機械的強度に優
れており、導電性隔壁、導電性部材、帯電防止材、電磁
波シールド材、電極、コネクター、センサー、発熱体な
どの幅広い分野への適用が可能である。
Claims (6)
- 【請求項1】 (a)熱可塑性樹脂あるいは熱可塑性エ
ラストマーを基質とし、(b)融点が300℃以下の低
融点金属、及び(c)金属粉末、(d)溶融張力向上剤
を混合してなる樹脂組成物。 - 【請求項2】 (a)熱可塑性樹脂あるいは熱可塑性エ
ラストマーを基質とし、(b)融点が300℃以下の低
融点金属、及び(c)金属粉末、(d)溶融張力向上材
を混合してなる導電性樹脂シート及び成形品。 - 【請求項3】 (a)熱可塑性樹脂あるいは熱可塑性エ
ラストマーがシート及び成形品の20〜80容量%、
(b)及び(c)を合わせた金属成分中の(c)金属粉
末の割合が10〜30容量%、(d)の溶融張力向上剤
が0.1〜5容量%の範囲であることを特徴とする請求
項1記載の樹脂組成物及び請求項2記載の導電性樹脂シ
ート及び成形品。 - 【請求項4】 (b)成分の低融点金属が、Pb/S
n、Pb/Sn/Bi、Pb/Sn/Ag、 Pb/A
g、 Sn/Ag、 Sn/Bi、Sn/Cu、Sn/Zn
系から選ばれた低融点合金からなることを特徴とする請
求項1乃至3記載の樹脂組成物及び導電性樹脂シート並
びに成形品。 - 【請求項5】 (c)成分の金属粉末がCu、Ni、A
l、Cr及びそれらの合金粉末からなり、その平均粒径
が1〜50μmの範囲であることを特徴とする請求項1
乃至4記載の樹脂組成物及び導電性樹脂シート並びに成
形品。 - 【請求項6】 (d)成分の溶融張力向上剤がポリテト
ラフルオロエチレン及び炭素数5〜30のアルキル(メ
タ)アクリレート系ポリマーからなることを特徴とする
請求項1乃至5記載の樹脂組成物及び導電性樹脂シート
並びに成形品。
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