JPH01271439A

JPH01271439A - 導電性プラスチック成形材料

Info

Publication number: JPH01271439A
Application number: JP63101157A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Uotani; 魚谷　真一郎; Masa Okita; 大北　雅; Nariyuki Takesue; 武末　得志
Original assignee: Toho Rayon Co Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1988-04-23
Filing date: 1988-04-23
Publication date: 1989-10-30
Anticipated expiration: 2010-03-22
Also published as: JPH0725935B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、新規な導電性プラスチック成形材料に関する
ものである。更に詳しくは、導電性、特にＥ　Ｍ　Ｉ　
（Ｅ　１ｅｃｔｒｏ　　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　　　Ｉ　ｎ
ｔｅｒｆｅｒｅｎａｅ　）シールド性に優れ、且つ低コ
ストの導電性プラスチック成形材料に関するものである
。

金属被覆炭素繊維は炭素繊維の各種特性に加え、導電性
及び外観の金属光沢による意匠効果に優れ、■静電防止
材、■面状発熱体、■ＦＲＰ成形用型、■パラボラアン
テナ、■ＩＣ，ＬＳＩを数多く用いたデジタルエレクト
ロニクス機器の普及に伴ない需要増が見込めるＥＭＩシ
ールド用材料として、更にはゴルフシャフト、ゴルフヘ
ッド、フェース板、テニスラケット、釣竿等のスポーツ
レジャー用品やスピーカーコーン等の音響部品に好適に
使用される素材である。

（従来技術及び問題点）従来、プラスチックの導電化の手段として、看等の導電
性表面処理やプラスチックに各種導電性フィラー、例え
ばカーボンブラック、アルミニウムフレーク、金属繊維
、炭素繊維等を混入させる、いわゆる導電性複合プラス
チック化などが行われているが、何れの方法も一長一短
がある。

また、デジタルエレクトロニクス機器のハウジングの導
電化は、ＥＭＴシールド対策が製品の付加価値を上げる
ものではなく製品価格に反映できないため、可及的な低
コストが要求されている。

そのなかで導電性複合プラスチック化は、導電性表面処
理のように、二次加工を必要とせず導電層剥離の問題が
ない等の理由により、今後ＥＭ［シールド対策の主流に
なるといわれている。一般に導電性複合プラスチックを
用いてハウジングを成形する場合には、成形材料である
ｓｉｔ性複合ベレットを製造するコンパウンド工程を経
て、射出成形によりハウジングを成形する。ところが、
前述のようにハウジング用材料には可及的な低コストが
要求されており、コンパウンド工程があることによりコ
ストが上がる。

また、コンパウンド工程を経ることにより、混入させた
フィラーが剪断を受は破損して短くなるが、そうすると
導電性の低下を招き、目的とする導電性を得ることがで
きない。この事態を避けるためには、フィラーを大量を
混入させる必要があり、その結果コストが上がる。

そこで、コンパウンド工程を経ない、いわゆるダイレク
ト成形が考えられる。ところが、ダイレクト成形ではＸ
フィラーの分散が極めて困難であり、成形品の外観を損
ねる。分散性を向上させるためには、スクリュー回転数
を上げる、背圧を轟くするなど成形条件を苛酷にしなけ
ればならないが、成形条件を苛酷にするとフィラーが剪
断を受は破損して短くなり導電性が低下するという問題
がある。

〔発明の目的〕

本発明は、前記従来技術における問題点を解消したとこ
ろの導電性、特にＥＭＩシールド性に優れ、成形品の外
観が良好で、且つ低コストの導電性プラスチック成形材
料を提供しようとするものである。

〔発明の構成〕

本発明の構成は次の通りである。

（１）金属被覆炭素繊維をリン酸エステル系化合物又は
／及びフタル酸、エステル系化合物と熱可塑性樹脂とで
集束させたことを特徴とする導電性プラスチック成形材
料。

（２）リン酸エステル系化合物又は／及びフタル酸エス
テル系化合物を金属被覆炭素ｌｌ１１束内部に、且つ熱
可塑性樹脂を金属被覆炭素繊維束外周部に付着させ集束
させてなる請求項（１）記載の導電性プラスチック成形
材料。

（３）金属被覆炭素ａｍが金属皮膜厚さ０．１〜１μｍ
、繊維長さ１〜１０−である請求項（１）記載の導電性
プラスチック成形材料。

（４）リン酸エステル系化合物又は／及びフタル酸エス
テル系化合物の付着量カー３〜２０！ｌ　１％である請
求項（１）記載の導電性プラスチック成形材料。

このような導電性プラスチック成形材料によると、優れ
たＥＭＩシールド効果があり、成形品の外観が良好で、
且つ低コストの導電性プラスチック成形物を得ることが
できる。

本発明を図面によって説明する。

第１図は本発明にかかる導電性プラスチック成形材料の
断面を模式的に示した概念図である。

図において１は炭素繊維、２は金属層、３はリン酸エス
テル系化合物又は／及びフタル酸エステル系化゛合物、
４は熱φ塑性樹脂層である。

炭素繊維１には金属層が被覆している。炭素繊維は、通
常、直径が４〜１０μ−の単繊＠　１００本程度以上か
ら構成されるところのポリアクリロニトリル系、ピッチ
系、レーヨン系の炭素質及び黒鉛質のＩＩ維である。

金属層２を構成する金属の種類は、Ａｕ　、　Ａａ、Ｃ
ｕ、Ｎｉ、ＡＩ、’Ｏｒ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐｂ等の何れの
金属でもよいが、導電性、価格、耐食性等の点からＮ１
が好ましい。金属皮膜の厚さは、０．１〜１μ園が好ま
しく、０．１μ（至）未満では導電性、シールド効果が
不十分であり、１μ−を超えると比重が大きくなりプラ
スチックの利点である軽量性が失われるとともに、同重
看では容量が小さくなり、導電性、シールド効果が不十
分で、且つ機械的特性の補強効果も小さいものとなる。

本発明においてリン酸エステル系化合物は、例えば１−
リクレジルホスフエート、トリブチル本スフ１−ト、ト
リエチルホスフェート等である。また、フタル酸エステ
ル系化合物は、例えばジオクチルフタレート、プチルベ
ンジールフタレ−１〜、ジオクチルフタレート、ジブチ
ルフタＬｌ−ト、ジイソデシルフタレート等である。

リン酸エステル系化合物又は／及びフタル酸エステル系
化合物の付着量１ｉ、３〜２０重量％が好ましく、３型
番％未満では金属被覆炭素繊維の分散が不−１・分であ
り、２０重量％を超えると成形品の機械的特性が低下す
る。

本発明において熱可塑性樹脂は、例えばポリアミド、ポ
リアセタール、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフ
タレート、変性ポリフェニレンオキサイド（ポリフェニ
レン１−チル）等の汎用エンジニアリングプラスチック
、及び、ポリフェニレンサルファイド、ボリアリレート
、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテル
エーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミ
ド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、液晶ポリマー、
各種フッ素樹脂（ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ
、ＰＶＤＦ）等の特殊エンジニアリングプラスチックで
あり、更に、ＡＢＳ、ポリスチレン、ポリプロピレン、
ポリエチレン等の汎用樹脂である。実用的には、エレク
トロニクス機器のハウジングやシャーシー、又は各種部
品には、ＡＢＳ、ポリスチレン、ポリカーボネート、変
性ボリフエニＩ／ンオキザイド、ポジアミド、ポリブチ
レンテレフタ１ノート１が用いられる。これらの樹脂の
付ｓ量は、通常１０〜６０重量％である。

本発明成形材料の長さは、１−＝＝−１０ｍｍが好まし
い、ｍｍ１未満では繊維含有清に対し導電性、シールド
効果が低く、しかも機械的特性の補強効蕩も小さく、１
０＋＋ｎを超えると成形時ｍ雑相互が絡みやすく、分散
不良を生じ成形品の外観を損ねるばかりでなく、導電性
、シールド効果が低く、しかも機械的特性の補強効果も
小さいものとなる傾向がある。

本発明成形材料を用いて成形物を得るには、通常、射出
成形が採用される。成形に際し更に樹脂を追加する場合
には、成形材料に付与されている樹脂と同−又は異なる
樹脂が用いられる。

異なる樹脂を用いる場合の好ましい組み合わせ本発明成
形材料は、例えば次のようにして得られる。炭素繊維に
金属層を形成させ、次いでリン酸エステル系化合物等の
層と熱可塑性樹脂層を形成させ、必要に応じ、切断する
。

金属層の形成方法は、電気メツキ、化学メツキ、物理蒸
着、化学蒸暑、熔射等何れの方法を採用してもよいが、
単ＩＩＩＩ！−本−本に均一な金属皮膜が容易に得られ
、目、つ生産性が高く、コストの低い電気メツキが好ま
しい。これらの方法は既によく知られている。

リン酸エステル系化合物等の層の形成は、リン酸エステ
ル系化合物等を溶かした溶剤中に金属被覆炭素繊維を通
す浸漬法が一般的で、その他の方法、例えばスプレー法
で形成させてもよい。熱可塑性樹脂層の形成も同様にし
て行われる。

リン酸エステル系化合物等を金属被覆炭素繊維内部に、
且つ熱可塑性樹脂を金属被覆炭素繊維外周部に（’ＩＩ
構造になるよう）付着させ、集束させることが、本発明
所期の効果を一層顕著に挙げるうえで重要である。

（発明の効果）本発明による導電性プラスチック材料を用いて成形した
場合、射出成形機シリンダー前半で金属被覆炭素１ｉａ
ｉｉに付着したマトリックスが溶けてマトリックス樹脂
と良好に馴染み、続いてリン酸エステル系化合物等の作
用により金属被覆炭素繊維が均一に分散するために、金
属被覆炭素繊維の含有量が少なくてすみ、成形品外観の
良好なものが低コストで得られる。

〔実施例〕

実施例１Ｎｉ被覆炭素繊維〔東邦レーヨン（株）製、ベスファイ
トーＭＧ＠）フィラメントにリン酸エステル系化合物と
してアセトンに溶かしたトリエチルホスフェート（ＴＥ
Ｐ）を８重−％付着させ、更に熱可塑性マトリックスと
してメチルエチルケトンに溶かしたＡＢＳ樹脂（住友ノ
ーガタック（株）製、クララスチック５ＨＦ）を２２２
重丸付着させ、６＋ｎに切断し［ベスファイト−ＭＣ」
チョツプドファイバーを得た。

このチョツプドファイバーとＡＢＳ樹脂〔住友ノーガタ
ック（株）製、クララスチックＡＮ　４５０〕を［ベス
ファイトーＭＣＪが１０重量％になるようにトライブレ
ンドし、射出成形により１５０ｓｓ　ｘ　１５０ｓ＋ｓ
　ｘ　３ｍｍの平板を成形して、導電性、ＥＭＩシール
ド効果を測定した。

比較例１同じく［ベスファイトーＭＣＪフィラメントに、アセト
ンに溶かしたトリエチルホスフェートとメチルエチルケ
トンに溶かしたＡＢＳ樹脂とを混合したものを２８重社
％付着させ、６ｓａｉに切断しチョツプドファイバーを
得た。

実施例１と同様「ベスファイトーＭＣＪの含有率が１０
重量％になるようトライブレンドを行い、射出成形によ
り１５０１１　Ｘ　１５０１１　Ｘ　３ｍ１１の平板を
成形して体積抵抗率（導電性）、ＥＭＩシールド効果を
測定した。

以上の測定結果は下表の通りであった。

第　　１　　表実施例２［ベスフフイトーＭＣＪのＮｉ１ｌ厚がそれぞれ０．０
５μ曙、０．３μｍ、１．２μｍになるようにＮｉを被
覆し、実施例１と同様の方法でトリエチルホスフェート
及びＡＢＳ樹脂を付着させ、６ｕ＋に切断しチョツプド
ファイバーを得た。

「ベスファイトーＭＣＪが１０重量％になるようＡＢＳ
樹脂とトライブレンドし、射出成形を行い、引張り強さ
、体積抵抗率（導電性）、ＥＭＩシールド効果を測定し
た。測定結果は下記の通りであった。

第　　２　　表実施例３Ｎ：被覆炭素繊維〔東邦レーヨン（株）製、ベスファイ
トーＭＣ■〕フィラメントにフタル酸エステル系化合物
としてアセトンに溶かしたジオクチルフタレート（［）
ＯＰ）を５重量％付着させ、更に熱可塑性樹脂として塩
化メチレンに溶かした変性ポリフェニレンオキサイド樹
脂（ノリル樹脂、Ｎ　　７３１Ｊエンジニアリングプラ
スチツク（株）製〕を１８重量％付着させ、６−−に切
断し「ベスファイトーＭＣＪチョツプドファイバーを得
た。このチョツプドファイバーとノリル樹脂Ｎ　１９０
Ｊ　（エンジニアリングプラスチック（株）製〕を「ベ
スファイトーＭＣＪが１０重量％になるようはトライブ
レンドし、射出成形により１５０１１１１　Ｘ　１５０
１１１雷×３ＷＩｌｌの平板を成形し、体積抵抗率（導
電性）、ＥＭＩシールド効果を測定した。

比較例２同じく［ベスフ１イト−ＭＣＪの含有率が１０トを作り
、射出成形により１５０岡１１Ｘ１５Ｏ閤鵬Ｘ３ｍ陣の
平板を成形して体積抵抗率（導電性）、ＥＭｌシールド
効果を測定した。

以上の測定結果は下表の通りＣありた。

第　　３　　表実施例４実施例３と同様の方法で作った［ベスファイトーＭＣＪ
を０．５ｍｍ、　３ｍｍ　、　１５ｍ−にそれぞれ切断
し、［ベスファイト＝ＭＣＪが１０重憬％になるようノ
リル樹脂とドライブＩ／ンドし・、射出成形を行い体積
抵抗率〈導電性）、ＥＭＩシールド効果を測定した。

測定結果は下記の漁りであった。

第　４　表

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる導電性プラスチック成形材料の
断面を模式的に示した概念図である。１：炭素繊維、２：金ＦＩＨｍ、　　３ニリン酸工ステ
ル系化合物又は／及びフタル酸エステル系化合物、４：
熱可塑性樹脂層特許出願人　　東邦レーヨンｎ式会社代理人弁理士　　土　居　三　部

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属被覆炭素繊維をリン酸エステル系化合物又は
／及びフタル酸エステル系化合物と熱可塑性樹脂とで集
束させたことを特徴とする導電性プラスチック成形材料
。
（２）リン酸エステル系化合物又は／及びフタル酸エス
テル系化合物を金属被覆炭素繊維束内部に、且つ熱可塑
性樹脂を金属被覆炭素繊維束外周部に付着させ集束させ
てなる請求項（１）記載の導電性プラスチック成形材料
。
（３）金属被覆炭素繊維が金属皮膜厚さ０．１〜１μｍ
、繊維長さ１〜１０ｍｍである請求項（１）記載の導電
性プラスチック成形材料。
（４）リン酸エステル系化合物又は／及びフタル酸エス
テル系化合物の付着量が３〜２０重量％である請求項（
１）記載の導電性プラスチック成形材料。