樹脂にニッケル粉末を配合して得られる物性

樹脂にニッケル(Ni)粉末を配合すると、一般的な無機フィラーとは

少し違い、金属特有の機能性が樹脂に付与されます。

特に導電性、電磁波シールド、耐熱性　等の機能材料として

使用されることが多いです。

以下、物性変化について整理します。

■樹脂にニッケル粉末を配合する事で得られる物性

①電気特性(導電性の付与)

●ニッケルは金属なので、樹脂に配合すると導電性が生まれます。

・体積低効率の低下

→樹脂単体　　　　　10¹³～10¹⁶　Ω・cm (絶縁体)

→ニッケル粉末配合　10⁰～10⁶　Ω・cm (配合量で変化)

・効果

→静電気防止

→帯電防止

→導電性樹脂

→EMIシールド材料

※一般的な配合量：30～70wt％

②電磁波シールド(EMIシールド)

●ニッケル粉末は磁性+導電性を持つ為、　

　電磁波対策材料として優秀です。

・シールドメカニズム

→電磁波反射

→電磁波吸収

→過電流損失

・典型用途

→電子機器ハウジング

→車載ECU

→5G機器

→通信機器

※シールド性能　30～80dB(配合量のよる)

③磁性付与(磁性材料)

●ニッケルは強磁性金属です。

・樹脂に配合すると、磁性樹脂、磁気センサー材料、電磁波吸収材

　として利用できます。

※特徴

・磁気応答

・磁場吸収

・電磁波ノイズ低減

④熱伝導性の向上

●金属フィラーなので熱伝導性が向上します。

・熱伝導性

→樹脂　　　　　0.1～0.3 W/mk

→ニッケル配合　1～10 W/mk程度(高充填)

・効果

→放熱材料

→ヒートシンク補助

→電子部品冷却

⑤機械強度(剛性向上)

●金属粒子が配合される為、

・向上

→剛性

→圧縮強度

→耐摩耗性

→表面硬度

・低下

・伸び

→衝撃強度(場合あり)

※粉末が多いと脆化

⑥耐熱特性

●ニッケルは融点1455℃の耐熱金属

・効果

→熱変形温度向上

→高温寸法安定

→熱劣化抑制

・特に PA、PPS、PEEK　等のエンプラ

　スーパーエンプラと相性が良い。

⑦寸法安定性

●金属フィラーなので

・収縮率低下

・反り低減

・成形寸法安定

⑧密度増加(重量付与)

●ニッケルは高密度金属です。

　密度　ニッケル　8.9g/㎤

・効果

→比重増加

→重量バランス調整

→振動抑制

・用途

→ウェイト部品

→防振材料

⑨耐摩耗性

●金属粉体により耐摩耗性、摺動耐久性が向上します。

・用途

→軸受

→摺動部品

⑩電解めっき性

●ニッケル粉末が表面に露出するとめっき密着性が向上

・用途

→導電塗装下地

→電気接点部品

⑪ガスバリア性

●金属粉末が樹脂中に分散するとガス透過が低下

・酸素

・水蒸気

⑫電波吸収材料

●磁性金属なので

・電波吸収材

・ノイズ対策

に使用されます。

■主な用途

●ニッケル粉末配合樹脂は以下に多いです。

・電子機器

→EMIシールド部品

→コネクタ

・自動御社

→ECUケース

→センサー部品

・電磁波対策

→通信機器

・熱対策

→放熱樹脂

■配合の注意点

●分散が難しい

・ニッケル粉末は比重が重い為

→沈降

→分散不良

が起こりやすい。

●成形性低下

・充填量が多いと

→粘度上昇

→射出圧力増加

●摩耗

・金属粉末なので

→スクリュー摩耗

→金属摩耗

が起こる事があります。

■ほかの導電フィラーとの比較

　　　　材料　　　　　　　　特徴

・カーボンブラック　：　安価・導電

・グラファイト　　　：　潤滑性

・銀粉　　　　　　　：　最高導電性(高価)

・銅粉　　　　　　　：　導電＋熱伝導

・ニッケル紛　　　　：　磁性＋導電＋EMI

二軸混錬コンパウンド