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JP4716793B2 - Composite material - Google Patents
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Description

本発明は、導電性および摺動性の双方に優れた複合材料に関する。   The present invention relates to a composite material excellent in both conductivity and slidability.

従来、導電性を有する複合材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のプラスチックからなるマトリクスに、カーボンブラック、カーボン繊維、金属粉等の導電性フィラーを配合して導電性を付与したものが知られている。しかし、この種の複合材料に、高い導電性(特に、体積抵抗率1×106Ω・cm以下)を付与するには、相当な量の導電性フィラーを添加する必要があることから、マトリクスとなるプラスチック本来の物性に悪影響を与え、プラスチック本来の物性が反映された複合材料を得ることができなくなるという欠点があった。そのため、導電性フィラーの配合量を少なくしても、十分に高い導電性が発現する複合材料が望まれていた。 Conventionally, as a composite material having conductivity, a material made by adding a conductive filler such as carbon black, carbon fiber, or metal powder to a matrix made of plastic such as polyethylene or polypropylene is known. . However, in order to impart high conductivity (particularly, volume resistivity of 1 × 10 6 Ω · cm or less) to this type of composite material, it is necessary to add a considerable amount of conductive filler. There is a drawback that it is not possible to obtain a composite material that adversely affects the original physical properties of the plastic and reflects the original physical properties of the plastic. Therefore, there has been a demand for a composite material that exhibits sufficiently high conductivity even when the blending amount of the conductive filler is reduced.

こうした問題に対し、下記特許文献1では、直径1μm以下の繊維状カーボンを熱可塑性樹脂中に分散させる技術が提案され、これにより、少量の導電性フィラーでも十分な導電性を付与できることが示唆されている(例えば、特許文献1[請求項1]、段落[0015]等参照)。また、同特許文献1には、直径1μm以下の繊維状カーボンの例として、気相成長カーボン繊維が挙げられている(例えば、特許文献1段落[0009]等参照)。
特開2003−342474号公報
In order to deal with such problems, the following Patent Document 1 proposes a technique for dispersing fibrous carbon having a diameter of 1 μm or less in a thermoplastic resin, which suggests that even a small amount of conductive filler can provide sufficient conductivity. (For example, see Patent Document 1 [Claim 1], paragraph [0015], etc.). Further, Patent Document 1 mentions vapor-grown carbon fiber as an example of fibrous carbon having a diameter of 1 μm or less (see, for example, paragraph [0009] in Patent Document 1).
JP 2003-342474 A

しかしながら、上記特許文献1記載の導電性材料でも、十分な導電性を確保することは、必ずしも容易なことではなかった。
より具体的には、例えば、上記特許文献1の段落[0013]には、高せん断速度下で混練することにより、導電性を改善できる旨が開示されているが、高せん断速度下で混練する環境がない場合、このような混練工程を採用することはできなかった。
However, even with the conductive material described in Patent Document 1, it is not always easy to ensure sufficient conductivity.
More specifically, for example, paragraph [0013] of Patent Document 1 discloses that the conductivity can be improved by kneading at a high shear rate, but the kneading is performed at a high shear rate. In the absence of an environment, such a kneading process could not be employed.

また、導電性フィラーとして気相成長炭素繊維を用いる場合、気相成長炭素繊維は、製造に手間がかかることから比較的製造コストが高く、そのような気相成長炭素繊維を大量に配合すると、得られる複合材料の製造コストも高くなるため、この複合材料を用いて製造される最終製品の価格が高騰するという欠点もあった。   Also, when using vapor-grown carbon fibers as the conductive filler, vapor-grown carbon fibers are relatively expensive to manufacture because it takes time to produce, and when such vapor-grown carbon fibers are blended in large quantities, Since the production cost of the resulting composite material also increases, there is a drawback that the price of the final product produced using this composite material increases.

さらに、この種の複合材料は、接点やその他の摺動面を持つ部品を形成する際に用いられることがあるが、マトリクスとなるプラスチックの中には、動摩擦係数が比較的高くて摺動性に劣るものも多く、導電性の向上と同時に摺動性の改善も求められていた。   In addition, this type of composite material may be used to form parts with contacts and other sliding surfaces, but some plastics that have a matrix have a relatively high coefficient of dynamic friction and are slidable. Many of them are inferior to the above, and improvement in slidability as well as improvement in conductivity has been demanded.

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、気相成長炭素繊維の配合比を抑制しても十分に高い導電性が発現し、しかも、成型品表面の摺動性をも改善可能な複合材料を提供することにある。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and the object thereof is to exhibit sufficiently high conductivity even when the compounding ratio of vapor-grown carbon fibers is suppressed, and the surface of the molded product is slid. The object is to provide a composite material capable of improving the mobility.

以下、上記目的を達成するために本発明において採用した特徴的構成について説明する。
本発明の複合材料は、プラスチックをマトリクスとして、前記マトリクス中に気相成長炭素繊維とフッ素樹脂粉末とを分散させてなる複合材料であり、前記気相成長炭素繊維は、直径が0.1〜0.5μm、アスペクト比が100〜3000、嵩密度が0.02〜0.15g/ccで、前記複合材料中に5〜30重量%含有されており、前記フッ素樹脂粉末は、平均粒子径が0.5〜500μmで、前記複合材料中に5〜50重量%含有されており、前記複合材料の体積抵抗率が1×10-1〜1×106Ω・cmであることを特徴とする。
The characteristic configuration employed in the present invention to achieve the above object will be described below.
The composite material of the present invention is a composite material obtained by dispersing a vapor-grown carbon fiber and a fluororesin powder in the matrix using a plastic as a matrix, and the vapor-grown carbon fiber has a diameter of 0.1 to 0.1. 0.5 [mu] m, an aspect ratio of 100 to 3,000, a bulk density of 0.02~0.15g / cc, wherein are contained 5-30 wt% in the composite material, the fluorine resin powder, average particle size Is 0.5 to 500 μm, is contained in the composite material in an amount of 5 to 50% by weight, and the volume resistivity of the composite material is 1 × 10 −1 to 1 × 10 6 Ω · cm, To do.

本発明において、マトリクスとなるプラスチックは、特に限定されないが、いくつか例を挙げれば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリアセタール、ポリフェニレンオキサイド、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル等を使用することができる。   In the present invention, the plastic used as a matrix is not particularly limited. To name a few, polyethylene, polypropylene, polyamide, polystyrene, polycarbonate, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyphenylene sulfide, polyacetal, polyphenylene oxide, polyethersulfide Phon, polyether imide, polyether ether ketone, polymethyl methacrylate, polyacrylonitrile and the like can be used.

また、気相成長炭素繊維は、直径が0.1〜0.5μm、アスペクト比が100〜3000、嵩密度が0.02〜0.15g/ccのものを用い、複合材料中での含量は5〜30重量%とする。直径については、0.1μmを下回っても0.5μmを上回っても気相成長炭素繊維がだまになりやすく、分散不良の原因となる。また、直径が0.1μmを下回ると、気相成長炭素繊維の配合量が少ない場合に粗密が発生しやすくなる。アスペクト比については、100を下回ると、十分な導電パスを形成することが困難になる傾向があり、一方、3000を下回ると、繊維同士のからみあいにより分散不良が生じやすくなる傾向がある。嵩密度については、0.02〜0.15g/ccのものが好適であり、含量については、5重量%を下回ると、十分な導電パスを形成することが困難になる傾向があり、一方、30重量%を上回ると、マトリクスとなるプラスチック本来の物性が損なわれ、例えば脆性が高くなる等の弊害を生じやすくなる。   The vapor-grown carbon fiber has a diameter of 0.1 to 0.5 μm, an aspect ratio of 100 to 3000, and a bulk density of 0.02 to 0.15 g / cc, and the content in the composite material is 5 to 30% by weight. As for the diameter, even if the diameter is less than 0.1 μm or more than 0.5 μm, the vapor-grown carbon fiber tends to be fooled, which causes poor dispersion. On the other hand, when the diameter is less than 0.1 μm, the density is likely to occur when the amount of the vapor growth carbon fiber is small. When the aspect ratio is less than 100, it tends to be difficult to form a sufficient conductive path, while when it is less than 3000, a dispersion failure tends to occur due to the entanglement between fibers. The bulk density is preferably 0.02 to 0.15 g / cc, and the content is less than 5% by weight, it tends to be difficult to form a sufficient conductive path, If it exceeds 30% by weight, the original physical properties of the plastic as a matrix are impaired, and for example, adverse effects such as increased brittleness are likely to occur.

また、フッ素樹脂粉末は、平均粒子径が0.5〜500μmのものを用い、複合材料中での含量は5〜50重量%とする。フッ素樹脂粉末は、少なくともマトリクスとなるプラスチックとは異なるものが選ばれ、望ましくは、プラスチックが、フッ素樹脂粉末を形成するフッ素樹脂の融点または軟化点よりも低い温度条件下で成形可能なプラスチックとなるように、プラスチックとの関係でフッ素樹脂粉末が選ばれる。平均粒子径については、0.5μmを下回ると、導電性を向上させる効果が低下する傾向があり、一方、500μmを上回ると、成型品表面の平滑性が損なわれやすくなる傾向がある。含量については、5重量%を下回ると、導電性を向上させる効果が低下する傾向があり、一方、50重量%を上回ると、マトリクスとなるプラスチック本来の物性が損なわれ、例えば脆性が高くなる等の弊害を生じやすくなる。 Further, fluororesin powder, average particle diameter flat used as a 0.5 to 500, the content of a composite material is 5 to 50 wt%. Fluororesin powder weekend, the plastic comprising at least a matrix selected is different, preferably, a plastic, moldable plastic at lower temperatures than the melting point or softening point of the fluororesin for forming the fluororesin powder Thus, the fluororesin powder is selected in relation to the plastic . The average particle size, below the 0.5 [mu] m, there is a tendency that the effect of improving the conductivity decreases, whereas, if it exceeds the 500 [mu] m, smoothness of the molded article surface tends to be easily impaired. When the content is less than 5% by weight, the effect of improving the conductivity tends to be reduced. On the other hand, when the content exceeds 50% by weight, the original physical properties of the plastic as a matrix are impaired, for example, the brittleness is increased. It tends to cause harmful effects.

さらに、複合材料の体積抵抗率は1×10-1〜1×106Ω・cmとされる。なお、体積抵抗率はさらに低ければ望ましいが、マトリクスとなるプラスチック本来の性能を確保しつつ体積抵抗率を1×10-1Ω・cm未満にすることは容易ではない。また、体積抵抗率が1×106Ω・cmより大きいものは、分散不良その他の要因により、本発明特有の性能が十分に発現していない可能性があるので、混練時の温度条件や時間条件その他を見直すことで、体積抵抗率を1×106Ω・cm以下にすることができる。 Furthermore, the volume resistivity of the composite material is 1 × 10 −1 to 1 × 10 6 Ω · cm. It is desirable that the volume resistivity is lower, but it is not easy to make the volume resistivity less than 1 × 10 −1 Ω · cm while ensuring the original performance of the plastic as the matrix. In addition, when the volume resistivity is larger than 1 × 10 6 Ω · cm, the performance unique to the present invention may not be sufficiently exhibited due to poor dispersion or other factors. By reviewing the conditions and others, the volume resistivity can be reduced to 1 × 10 6 Ω · cm or less.

このように構成された複合材料によれば、フッ素樹脂粉末が、マトリクス中に気相成長炭素繊維のみを配合した場合よりも、複合材料の導電性を向上させるので、気相成長炭素繊維の配合量を抑制しても、体積抵抗率1×10-1〜1×106Ω・cmの優れた導電性を確保することができる。また、マトリクスとなるプラスチックのみに比べ、気相成長炭素繊維を配合した方が成型品表面の動摩擦係数が低下し、しかも、マトリクスとなるプラスチックのみに比べ、フッ素樹脂粉末を配合した方が成型品表面の動摩擦係数が低下すので、これら双方を配合することにより、成型品表面の摺動性をきわめて高くすることができる。 According to the composite material configured in this way, the fluororesin powder improves the conductivity of the composite material as compared with the case where only the vapor-grown carbon fiber is blended in the matrix. Even if the amount is suppressed, excellent conductivity of volume resistivity of 1 × 10 −1 to 1 × 10 6 Ω · cm can be ensured. As compared only to plastic as a matrix, who formulated the vapor-grown carbon fibers is reduced dynamic friction coefficient of the molding surface, moreover, it compared only to plastic as a matrix, better blended with fluororesin Powder molding Since the dynamic friction coefficient of the product surface decreases, the slidability of the molded product surface can be made extremely high by blending both of them.

したがって、この複合材料によれば、導電性フィラーとして、比較的高価な気相成長炭素繊維を利用しているにもかかわらず、気相成長炭素繊維の配合比を低減できる分だけ、複合材料の製造コストを低減でき、複合材料を使って製造される最終製品を安価に提供できるようになる。しかも、気相成長炭素繊維の配合比を低減できれば、マトリクスとなるプラスチック本来の物性も損なわれにくくなるので、プラスチック本来の物性を活かした成型品を得ることができる。さらに、成型品表面の摺動性をきわめて高くすることができるので、接点やその他の摺動面を持つ部品を形成するための材料として好適なものとなる。   Therefore, according to this composite material, although a relatively expensive vapor-grown carbon fiber is used as the conductive filler, the amount of the vapor-grown carbon fiber can be reduced by the amount that can be reduced. Manufacturing costs can be reduced, and final products manufactured using composite materials can be provided at low cost. Moreover, if the compounding ratio of the vapor-grown carbon fiber can be reduced, the original physical properties of the plastic that becomes the matrix are less likely to be impaired, so that a molded product utilizing the original physical properties of the plastic can be obtained. Furthermore, since the slidability of the surface of the molded product can be made extremely high, it is suitable as a material for forming parts having contacts and other sliding surfaces.

なお、上述の通り、前記プラスチックは、前記フッ素樹脂粉末を形成するフッ素樹脂の融点または軟化点よりも低い温度条件下で成形可能なプラスチックであると好ましいが、より具体的には、前記プラスチックが、前記フッ素樹脂粉末を形成するフッ素樹脂の融点または軟化点よりも20℃以上低い温度条件下で成形可能なプラスチックであると望ましく、中でも、前記プラスチックが、前記フッ素樹脂粉末を形成するフッ素樹脂の融点または軟化点よりも50℃以上低い温度条件下で成形可能なプラスチックであると、より一層望ましい。 Incidentally, as described above, the plastic, the fluororesin powder is preferably a moldable plastic melting point or lower temperature conditions than the softening point of the fluororesin to form a, more specifically, the plastic The fluororesin powder is preferably a plastic that can be molded under a temperature condition that is 20 ° C. or more lower than the melting point or softening point of the fluororesin powder. Among these, the plastic is a fluororesin that forms the fluororesin powder. It is even more desirable that the plastic be moldable under temperature conditions that are 50 ° C. or more lower than the melting point or softening point.

このように構成された複合材料によれば、マトリクスとなるプラスチックを熔融または軟化させる、あるいは、マトリクスとなるプラスチックの前駆体を重合または架橋するなどの方法により、複合材料の成形を行う際に、フッ素樹脂粉末を形成するフッ素樹脂の融点または軟化点よりも低い温度条件下で成形を行うことができるので、成形時の熱でフッ素樹脂粉末を熔融させることがなく、より確実にフッ素樹脂粉末を機能させることができる。 According to the composite material configured as described above, when the composite material is molded by a method such as melting or softening the plastic that becomes the matrix, or polymerizing or crosslinking the precursor of the plastic that becomes the matrix, since the fluororesin powder can be carried out molding at lower temperatures than the melting point or softening point of the fluororesin for forming the, without thereby melting the fluororesin powder by heat during molding, more reliably fluororesin powder Can function.

なお、以上説明した本発明の複合材料は、様々な用途に用いることができるが、いくつかの例を挙げれば、例えば、家電、自動車、建築関連製品におけるEMC対策部材、静電気対策部材、熱対策部材などを製造する際に好適であり、特に、これら複数の機能を兼ね備えた複合部材を構成する場合に用いると、きわめて効果的である。   In addition, although the composite material of this invention demonstrated above can be used for various uses, if some examples are given, for example, a household appliance, a car, an EMC countermeasure member in a building related product, an antistatic member, a thermal countermeasure It is suitable for manufacturing a member or the like, and is particularly effective when used in the case of forming a composite member having a plurality of functions.

次に、本発明の実施形態について、より具体的な例を挙げて説明する。
[第1実施形態]
第1実施形態においては、以下に説明するような複合材料の試料を作製した。
Next, embodiments of the present invention will be described with more specific examples.
[First Embodiment]
In the first embodiment, a composite material sample as described below was prepared.

まず、マトリクスとなるプラスチックとして、ポリプロピレン(出光興産株式会社製、商品名:IDEMITSU PP、品番:J−3021GR、融点:125℃;以下、PPと略称する。)を使用した。また、気相成長炭素繊維としては、直径0.1〜0.5μm、アスペクト比100〜3000、嵩密度0.02〜0.15g/ccのもの(昭和電工株式会社製、商品名:VGCF(登録商標))を使用した。また、樹脂粉末として、ポリテトラフルオロエチレン粉末(旭硝子株式会社製、商品名:Fluon(登録商標)PTFE、品番:L169J、融点332℃、平均粒子径17μm;以下、PTFE粉末と略称する。)を使用した。   First, polypropylene (made by Idemitsu Kosan Co., Ltd., trade name: IDEMITSU PP, product number: J-3021GR, melting point: 125 ° C .; hereinafter abbreviated as PP) was used as the plastic to be the matrix. The vapor growth carbon fiber has a diameter of 0.1 to 0.5 μm, an aspect ratio of 100 to 3000, a bulk density of 0.02 to 0.15 g / cc (manufactured by Showa Denko KK, trade name: VGCF ( Registered trademark)). Further, as the resin powder, polytetrafluoroethylene powder (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., trade name: Fluon (registered trademark) PTFE, product number: L169J, melting point 332 ° C., average particle diameter 17 μm; hereinafter abbreviated as PTFE powder). used.

そして、これらの材料をラボプラストミル(株式会社東洋精機製作所製、4C150型)にて混練した。混練時の温度条件は、PPの融点よりも高く、且つ、PTFE粉末の融点よりも低い145℃に設定し、ルーダー回転数15rpmで、ルーダーを回転させるモーターのトルクが平衡状態になった時間を終了時間として、PP、PTFE、気相成長炭素繊維の順に添加しながら混練した。混練を終えたコンポジット材は、粗粉加工し、プレス機にて190℃、約0.4MPaの圧力で成形を行った。   Then, these materials were kneaded in a lab plast mill (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd., 4C150 type). The temperature condition at the time of kneading is set to 145 ° C., which is higher than the melting point of PP and lower than the melting point of PTFE powder, and the time when the torque of the motor for rotating the rudder is in an equilibrium state at 15 rpm As the end time, kneading was performed while adding PP, PTFE, and vapor grown carbon fiber in this order. The kneaded composite material was processed into a coarse powder and molded with a press at 190 ° C. and a pressure of about 0.4 MPa.

第1実施形態では、図1(a)に示すように、気相成長炭素繊維の配合比を重量比で10%に固定し、PTFE粉末の配合比を重量比で10%(実施例1),30%(実施例2),50%(実施例3)と3通りに変更し、それぞれ残部をマトリクスとした3種の試料を作製した。また、比較のため、PTFE粉末は配合せず、気相成長炭素繊維の配合比を重量比で10%、残りをマトリクスとした試料(比較例1)と、樹脂粉末および気相成長炭素繊維を双方とも配合しない試料(比較例2)も用意した。   In 1st Embodiment, as shown to Fig.1 (a), the compounding ratio of vapor growth carbon fiber is fixed to 10% by weight ratio, and the compounding ratio of PTFE powder is 10% by weight ratio (Example 1). , 30% (Example 2), and 50% (Example 3), and three types of samples were prepared using the remainder as a matrix. For comparison, a sample (Comparative Example 1) in which the PTFE powder is not blended, the blending ratio of the vapor-grown carbon fibers is 10% by weight, and the rest is a matrix, and the resin powder and the vapor-grown carbon fibers are mixed. A sample (Comparative Example 2) in which neither was blended was also prepared.

次に、上記各試料の特性を、次のような方法で評価した。
各試料の表面抵抗および体積抵抗を、市販の抵抗率計(商品名:「ロレスタ−GP」および商品名:「ハイレスタUP」、いずれも株式会社ダイアインスツルメンツ製)を用いて測定した。
Next, the characteristics of each sample were evaluated by the following method.
The surface resistance and volume resistance of each sample were measured using a commercially available resistivity meter (trade name: “Loresta-GP” and trade name: “Hiresta UP”, both manufactured by Dia Instruments Co., Ltd.).

また、各試料の熱伝導率を、市販の熱伝導率計(商品名:「迅速熱伝導率計QTM−500」、京都電子工業株式会社製)を用いて測定した。
さらに、各試料の平均動摩擦係数を、ボールオンディスク試験法(試験速度:0.1m/s、試験荷重:0.987kg、試験時間:3時間、試験距離:1080m(実働1200m)、相手材:SUS304)により測定した。
Further, the thermal conductivity of each sample was measured using a commercially available thermal conductivity meter (trade name: “Rapid thermal conductivity meter QTM-500”, manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.).
Furthermore, the average dynamic friction coefficient of each sample was determined by the ball-on-disk test method (test speed: 0.1 m / s, test load: 0.987 kg, test time: 3 hours, test distance: 1080 m (actual work 1200 m), mating material: SUS304).

測定結果を、図1(b)にまとめて示す。また、図2には、PTFE粉末の配合比を横軸にとり、体積抵抗を縦軸にとったグラフを示す。図3には、PTFE粉末の配合比を横軸にとり、熱伝導率を縦軸にとったグラフを示す。   The measurement results are collectively shown in FIG. FIG. 2 shows a graph in which the blending ratio of PTFE powder is taken on the horizontal axis and the volume resistance is taken on the vertical axis. FIG. 3 is a graph in which the blending ratio of PTFE powder is taken on the horizontal axis and the thermal conductivity is taken on the vertical axis.

図2から、気相成長炭素繊維の配合比が一定であるにもかかわらず、導電性のないPTFE粉末を配合することにより、体積抵抗が低下することがわかる。また、図3から、PTFE粉末を配合することにより、熱伝導率も向上することがわかる。さらに、図1(b)に示した平均動摩擦係数から、気相成長炭素繊維とPTFE粉末の双方を配合することにより、格段に動摩擦係数が低下することがわかる。比較例1,2からは、気相成長炭素繊維のみの添加でもブランクより動摩擦係数が低下することがわかるが、実施例1〜3からはPTFE粉末の添加によりさらに動摩擦係数が低下することがわかる。また、実施例1〜3を比較すると、PTFE粉末は少量の添加でもきわめて効果的であることがわかる。   From FIG. 2, it can be seen that the volume resistance is decreased by blending PTFE powder having no electrical conductivity even though the blending ratio of the vapor growth carbon fiber is constant. Moreover, it turns out that heat conductivity improves by mix | blending PTFE powder from FIG. Furthermore, it can be seen from the average dynamic friction coefficient shown in FIG. 1B that the dynamic friction coefficient is remarkably reduced by blending both the vapor-grown carbon fiber and the PTFE powder. From Comparative Examples 1 and 2, it can be seen that even when only vapor-grown carbon fibers are added, the dynamic friction coefficient is lower than that of the blank. From Examples 1 to 3, it is understood that the dynamic friction coefficient is further reduced by the addition of PTFE powder. . Further, comparing Examples 1 to 3, it can be seen that PTFE powder is extremely effective even when added in a small amount.

以上説明した第1実施形態の複合材料は、マトリクスがPPからなるので、PP特有の特性に加え、導電性をも求められる部材を製造するための材料として好適なものである。
また、PTFE粉末の存在により、気相成長炭素繊維の配合比を低減しても十分に高い導電性を確保できるので、高価な気相成長炭素繊維の使用量を抑制でき、複合材料の製造コスト低減を図ることができる。しかも、気相成長炭素繊維の配合比を低減すれば、その分だけPPの配合比が高くなり、PPの物性を活かした複合材料となる。
The composite material of the first embodiment described above is suitable as a material for manufacturing a member that is required to have conductivity in addition to the characteristics peculiar to PP because the matrix is made of PP.
In addition, the presence of PTFE powder can ensure sufficiently high conductivity even if the blending ratio of vapor grown carbon fiber is reduced, so that the amount of expensive vapor grown carbon fiber used can be suppressed, and the manufacturing cost of the composite material Reduction can be achieved. Moreover, if the compounding ratio of the vapor-grown carbon fiber is reduced, the compounding ratio of PP is increased correspondingly, and a composite material utilizing the physical properties of PP is obtained.

さらに、PTFE粉末の融点または軟化点が、PPより高いので、PPの融点または軟化点より高い温度条件で複合材料の成形を行う場合に、PTFE粉末の融点または軟化点より低い温度条件を設定して成形を行うことができ、これにより、PTFE粉末が熔融して過度にPPと熔け合うのを抑制することができ、PTFE粉末を有効に機能させることができる。   Furthermore, since the melting point or softening point of PTFE powder is higher than PP, when molding a composite material under a temperature condition higher than the melting point or softening point of PP, a temperature condition lower than the melting point or softening point of PTFE powder is set. Thus, the PTFE powder can be prevented from melting and excessively melting with PP, and the PTFE powder can function effectively.

[第2実施形態]
第2実施形態においては、第1実施形態の同じ手順で試料を作製したが、図4(a)に示すように、PTFE粉末の配合比を重量比で10%、気相成長炭素繊維の配合比を重量比で30%(実施例4)とし、それぞれ残部をマトリクスとした試料を作製し、この試料の特性を、第1実施形態と同様の方法で評価した。
[Second Embodiment]
In the second embodiment, a sample was prepared by the same procedure as in the first embodiment. However, as shown in FIG. 4A, the blending ratio of PTFE powder was 10% by weight, and the vapor-grown carbon fiber was blended. The ratio was set to 30% by weight (Example 4), and samples each having the remainder as a matrix were prepared. The characteristics of the samples were evaluated in the same manner as in the first embodiment.

測定結果を、図4(b)に示す。なお、図4(b)には、上記第1実施形態で示した実施例1,比較例2についても併記してある。
図4(b)に示した平均動摩擦係数から、気相成長炭素繊維とPTFE粉末の双方を配合することにより、動摩擦係数が低下することがわかる。また、第2実施形態では、第1実施形態よりも試料の表面粗さが粗かったため、動摩擦係数が上下に変動しているが、その変動幅も気相成長炭素繊維とPTFE粉末の双方を配合することによって狭くなっており、動摩擦係数の変動を抑制できることがわかる。
The measurement results are shown in FIG. In FIG. 4B, Example 1 and Comparative Example 2 shown in the first embodiment are also shown.
From the average dynamic friction coefficient shown in FIG. 4 (b), it can be seen that the dynamic friction coefficient decreases by blending both the vapor-grown carbon fiber and the PTFE powder. In the second embodiment, the surface roughness of the sample was rougher than that in the first embodiment, so that the dynamic friction coefficient fluctuates up and down. However, the fluctuation range of both the vapor-grown carbon fiber and the PTFE powder. It is narrowed by compounding, and it turns out that the fluctuation | variation of a dynamic friction coefficient can be suppressed.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の具体的な一実施形態に限定されず、この他にも種々の形態で実施することができる。
例えば、上記実施形態では、マトリクスを形成するプラスチックとして、ポリプロピレンを例示したが、これら以外のプラスチックをマトリクスとしても、所期の複合材料を得ることができる。具体的な例を挙げれば、ポリエチレン、ポリアミド、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリアセタール、ポリフェニレンオキサイド、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル等を使用することができる。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said specific one Embodiment, In addition, it can implement with a various form.
For example, in the above embodiment, polypropylene is exemplified as the plastic forming the matrix. However, the desired composite material can be obtained by using other plastics as the matrix. Specific examples include polyethylene, polyamide, polystyrene, polycarbonate, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyphenylene sulfide, polyacetal, polyphenylene oxide, polyether sulfone, polyether imide, polyether ether ketone, polymethyl methacrylate, poly Acrylonitrile and the like can be used.

第1実施形態における各試料の配合比および特性評価の結果を示す一覧表。The table | surface which shows the mixture ratio of each sample in 1st Embodiment, and the result of characteristic evaluation. 第1実施形態における各試料の体積抵抗を示すグラフ。The graph which shows the volume resistance of each sample in 1st Embodiment. 第1実施形態における各試料の熱伝導率を示すグラフ。The graph which shows the heat conductivity of each sample in 1st Embodiment. 第2実施形態における各試料の配合比および特性評価の結果を示す一覧表。The table | surface which shows the mixture ratio of each sample in 2nd Embodiment, and the result of characteristic evaluation.

Claims (6)

プラスチックをマトリクスとして、前記マトリクス中に気相成長炭素繊維とフッ素樹脂粉末とを分散させてなる複合材料であり、
前記気相成長炭素繊維は、直径が0.1〜0.5μm、アスペクト比が100〜3000、嵩密度が0.02〜0.15g/ccで、前記複合材料中に5〜30重量%含有されており、
前記フッ素樹脂粉末は、平均粒子径が0.5〜500μmで、前記複合材料中に5〜50重量%含有されており、
前記複合材料の体積抵抗率が1×10-1〜1×106Ω・cmである
ことを特徴とする複合材料。
It is a composite material obtained by dispersing a vapor-grown carbon fiber and a fluororesin powder in the matrix using plastic as a matrix,
The vapor grown carbon fiber has a diameter of 0.1 to 0.5 μm, an aspect ratio of 100 to 3000, a bulk density of 0.02 to 0.15 g / cc, and 5 to 30% by weight in the composite material. Has been
The fluororesin powder, in average particle diameter 0.5 to 500, are contained 5-50 wt% in said composite material,
The composite material has a volume resistivity of 1 × 10 −1 to 1 × 10 6 Ω · cm.
前記プラスチックが、前記フッ素樹脂粉末を形成するフッ素樹脂の融点または軟化点よりも低い温度条件下で成形可能なプラスチックである
ことを特徴とする請求項1に記載の複合材料。
The composite material of claim 1, wherein the plastic, wherein the fluororesin powder is moldable plastic at lower temperatures than the melting point or softening point of the fluororesin to form a.
前記プラスチックが、前記フッ素樹脂粉末を形成するフッ素樹脂の融点または軟化点よりも20℃以上低い温度条件下で成形可能なプラスチックである
ことを特徴とする請求項2に記載の複合材料。
Composite material according to claim 2, wherein the plastic, wherein the fluororesin powder is moldable plastic at low temperatures 20 ° C. or higher than the melting point or softening point of the fluororesin to form a.
前記プラスチックが、前記フッ素樹脂粉末を形成するフッ素樹脂の融点または軟化点よりも50℃以上低い温度条件下で成形可能なプラスチックである
ことを特徴とする請求項3に記載の複合材料。
The composite material of claim 3, wherein the plastic, wherein the fluororesin powder is moldable plastic at low temperatures 50 ° C. or higher than the melting point or softening point of the fluororesin to form a.
前記フッ素樹脂粉末が、ポリテトラフルオロエチレン粉末である
ことを特徴とする請求項4に記載の複合材料。
The composite material according to claim 4, wherein the fluororesin powder is a powder of polytetrafluoroethylene.
前記プラスチックが、ポリプロピレンである
ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の複合材料。
Composite material according to any one of claims 1 to 5 wherein the plastic is characterized in that it is a polypropylene.
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