JPH02229498A - 導電性樹脂組成物およびその成形品 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、優れた導電性を有し、様々な環境におかれて
も導電性の劣化のない、ｆ８顆性の高い導電性樹脂組成
物およびその成形品に関する．（従来の技術） 従来から、熱可塑性樹脂に導電性繊維を配合して導電性
樹脂組成物とし、その組成物を導電性樹脂成形品として
、電子機器や計測機器等に利用されてきた．　これらに
は、主に炭素系の導電性繊維が配合されてきたが、その
用途は静電気防止が主で、近年問題となっている電磁波
シールドに対しては導電性が低くあまり有効でなかった
．　そこで電磁波シールド用には金属系の導電性繊維を
使用して導電性を向上させることが行われてきた．しか
し、金属系の導電性繊維（以下単に金属繊維という）を
配合すると比重が大きくなり、また、樹脂がもつ本来の
特性を大きく損なうという問題があり、その配合量を最
小にすることが要求されている．　ところがこれらの金
属繊維の配合量を減少させると、導電性が低下し更に使
用環境についても大きな制約を受ける．　すなわち、使
用する樹脂と金属繊維との熱膨脹の差により、高温にな
ると導電性が劣化するという間趙が生じる．また成形時
のスクリューによる混線で金属繊維が切断されたり、曲
りたりする問題があった．　そのため、現状では金属８
ｌ！維の配合量を多くして導電性の低下・劣化を防止し
、かつ使用環境を限定することによって実用化されてい
る．　そのように、従来の金属繊維の導電性樹脂組成物
及びその成形品は用途に制約を受け、かつ特性が不安定
で信頼性も低いという問題点があった． 一方、熱可塑性樹脂に低融点金属を配合する方法もある
が、低融点金属は樹脂との密着性が悪く、また、材料の
色替え等の際の空打等で、樹脂と低融点金属とが分離し
、金属のみが飛散する等の成形加工上きわめて危険であ
るという問題があった．（発明が解決しようとする課題
） 本発明は、上記の問題点を解消するためになされたもの
で導電性繊維の剛性・強度を高め、混線時の繊維の切断
や曲がりがなく、かつ導電性繊維と低融点金属とが強固
に結合して、高温においても導電性の劣化がなく経時安
定性に優れ、成形加工上も安定で、樹脂の機械的強度を
低下させない信頼性の高い導電性樹脂組成物およびその
成形品を提供しようとするものである． ［発明の楕成］ （課題を解決するための手段） 本発明者らは、上記の目的を達成しようと鋭意研究を重
ねた結果、導電性繊維の強度を高め、低融点金属との濡
れ性を向上させるため、ステンレス合金繊維の表面を銅
で被覆した複合繊維を用いることによって、上記目的が
達成されることを見いだし本発明を完成したものである
．　すなわち、本発明は、 （Ａ）ステンレス合金繊維の表面を銅で被覆した複合繊
維及び（Ｂ）低融点金属からなる導電性充填材の表面に
、（Ｃ）フラックスを含む（Ｄ）熱可塑性樹脂を被覆形
成一体化し、切断してペレット状にしたマスターペレッ
トと、（Ｅ）熱可塑性樹脂ペレットとを配合したことを
特徴とする導電性樹脂組成物であり、またこの導電性樹
脂組成物を低融点金属の融点以上の温度で成形すること
を特徴とする導電性樹脂成形品である． 本発明に用いる（Ａ＞複合繊維としては、ステンレス合
金繊維の表面を銅で被覆した長繊維状のも切を使用する
．　これは使用する樹脂の成形温度範囲内で低融点金属
との好ましい濡れ性を示す．複合繊維の直径は５〜１０
０μ１程度のものが望ましく、後述する低融点金属と集
合させて導電性充填材とし、その表面にフラックスを含
む熱可塑性樹脂を被覆形成一体化し、次いで長さ５〜６
　ｍｎのペレット状に切断してマスターペレットとする
．複合繊維の配合割合は、全体の組成物に対して０．５
〜３０，ｔ量％配合することが望ましい．　配合割合が
０．５重量％未満では導電性が低く、また、３０重量％
を超えると導電性樹脂組成物の流動性、その他の物性が
低下し好ましくないからである．本発明に用いる（Ｂ）
低融点金属としては、使用する熱可塑性樹脂の成形加工
温度によって選定し、熱可塑性樹脂より若干高い融点を
持つことが望ましい．　より望ましくは、射出成形橘の
加熱シリンダーの最も温度の低い部位で溶融する低融点
金属を選定することができる．　低融点金属としては、
Ｓｎ若しくはＳｎ−Ｐｂ系の一般半田、Ｓｎ−Ｐｂ−Ａ
ｇ系の高温半田、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ系の低温半田等が挙
げられ、これらは単独もしくは２種以上の混合系として
使用することもできる．　低融点金属の形状は、繊維状
、粒状、線状のいずれでもよく特に形状に限定されるも
のではない．低融点金属の配合割合は複合繊維を結合披
覆させるに十分なもので、複合繊維に対して５〜３０重
量％配合することが望ましい．　配合割合が５重量％未
満では複合繊維を結合一被覆することが不十分で導電性
が低く、また３０重量％を超えると低融点金属が遊離し
、樹脂の物性を低下させ好ましくないからである．　低
融点金属は、長繊維状の複合繊維中にそれを収束させた
り、各々の複合繊維を溶融した低融点金属で被覆したり
、また複合繊維全体を被覆させてもよい．　要するに複
合繊維と低融点金属とが一体になるようにすることが重
要である．　こうしてできたものを導電性充填材として
使用する． 本発明に用いる（Ｃ）フラックスとしては、殻に使用さ
れている有機酸系のステアリン酸、乳酸、オレイン酸、
グルタミン酸や樹脂系のロジン、活性口ジン等が挙げら
れる．　ハロゲン系のフラックスは、複合繊維あるいは
金型を腐食させやすく好ましくない．　また、一般には
フラツクスとして使用されていない化合物でも良好な濡
れ性を示し、樹脂や金型に害を及ぼさないもの、例えば
次の化学式を有する Ｈ ＨＣＡ　（三光化学社製、商品名）等は良好な濡れ性を
示すので、本発明のフラックスとして使用することがで
きる．　フラックスの配合割合は、低融点金属に対して
０，１〜５重量％の範囲とすることが望ましい．　配合
量が０．１重量％未満では複合繊維の濡れ性の改良に効
果なく、また５３１量％を超えると成形品の物性の低下
や、金型の腐食、汚れ等の原因となり好ましくない． 本発明に用いる（Ｄ）熱可塑性樹脂としては、ポリビニ
ル樹脂、ボリプロビレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ボリ
スチレン樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレ
ン樹脂、変性ボリフェニレンオキサイド樹脂、ポリブタ
ジエンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂等が
挙げられ、これらは単独もしくは２種以上の混合系とし
て使用する．　これらの熱可塑性樹脂は、複合繊維およ
び低融点金属を集合させた導電性充塙材の表面を被覆し
た後、切断してマスターペレットとする．この場合、熱
可塑性樹脂にフラックスを含ませておくことが大切であ
る． 本発明に用いる（Ｅ）熱可塑性樹脂ペレット（ナチュラ
ルペレットともいう）としては、熱可塑性樹脂をペレッ
ト状にしたものであればよく、ボリプロビレン樹脂、ポ
リエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル
・プタジエン・スチレン共重合樹脂、変性ボリフエニレ
ンオキサイド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、
ポリカーボネート樹脂等が挙げられ、これらは単独もし
くは２種以上の混合系として使用してもよい．前述した
（Ｄ）熱可塑性樹脂と同種又は同一でも良く、異なって
もよい．　またマスターペレットの熱可塑性樹脂と混合
することによって界面に形成される第三の合成樹脂が補
強効果をもつもの、すなわちブレンドボリマーとなるよ
うなものでもよい．　例えばマスターペレットの熱可塑
性樹脂として変性ＰＰＯ樹脂、ポリカーボネート樹脂等
を使用するときは、ナチュラルペレットとしてスチレン
系の熱可塑性樹脂を使用すると好結果が得られる．　こ
うすることにより界面に形成される第三の合成樹脂が補
強効果を持つものである．こうした組み合せを用いるこ
とにより、より特性の゜優れた成形品を得ることができ
る． 本発明の導電性樹脂組成物およびその成形品は、通常次
のようにして製造する．　長繊維状の複合繊維と低融点
金属とを集合させて導電性充填材とし、フラックスを含
んだ熱可塑性樹脂とともに押出機のダイスを通して押し
出し、導電性充填材の表面に熱可塑性樹脂を肢覆形成し
、次いで適当な大きさに切断してペレット状のマスター
ペレットとする．　このマスターペレットは通常断面が
円形であるが、偏平でもその曲の形状でもよく、特に形
状に限定されるものではない．　マスターペレットの製
造はその工程を連続的に行うことが経済的に有利である
が、バッチ方式で製造してもよい．　こうして得たマス
ターペレットにナチュラルペレットを配合して導電性樹
脂組成物を製造する．　ナチュラルペレットの形状は前
記のマスターペレットの形状と同様特にその形状を制限
するものではない．　配合するナチュラルペレットは、
導電性樹脂組成物やその成形品に要求される特性に応じ
て熱可塑性樹脂の種類およびその量を適切に選択する．
　こうして得た導電性樹脂組成物を低融点金属の融点以
上の温度で射出成形して、電磁波シールドを必要とする
電子機器、計測機器、通信機器等のハウジングや部品の
成形品として使用することができる．　成形品を得る場
合に射出成形する方法を説明したが、これらに限定され
ることなく押出成形、移送成形、圧縮成形等で成形して
もよい． （作用） 本発明によれば複合繊維と低融点金属とをフラックスを
含む熱可塑性樹脂で被覆形成してベレ・ｙト状に切断し
たマスターペレット、熱可塑性樹脂ペレットとしたこと
によって優れた効果が得られるものである． すなわち、導電性樹脂組成物が射出成形機の加熱シリン
ダー内で混練される際に、マスターペレットに含まれる
複合繊維が分散・混練され、熱可塑性樹脂に含まれてい
るフラッグスに複合繊維が十分接触し、濡れ性が付与さ
れるため、低融点金属がその複合繊鱈相互の接触してい
る部分をまんべんなく覆う．　また、この混練の際複合
繊維は剛性、強度があるため切断されたり、曲りたりす
ることがない．　こうして分散・混練したものを金型内
に注入して冷却・固化すると、複合繊維相互の接合点を
低融点金属が融着して網目状態となって冷却固化する．
　このように複合繊維と複合繊維との接合点が離れるこ
となく低融点金属によって強固に融着結合されているた
め、高温環境下に置いても導電性が劣化することはない
．　このことは導電性樹脂成形品の樹脂分を溶剤で溶解
除去させてみると、複合繊維と複合繊維とが強固に融着
した網目状態をはっきりと確認することができる． 《実施例》 次に本発明を実施例によって具体的に説明する．実施例 直径５０μｌの長繊維状の複合繊維（ステンレスの合金
の表面に２５μｌ厚さの銅を被覆したもの）を５００本
収束し、これに直径５００μｌの低融点金属（Ｓｎ６０
％，Ｐｂ４０％）の繊維を集合させた導電性充填材の表
面に、フラッグスとしてボリスチレン樹脂１００重量部
に対してロジン２重量部とＨＣＡ（三光化学社製、商品
名》３重量部を含むダイヤレックスＨＴ−９１（三菱モ
ンサイト社製ボリスチレン樹脂、商品名）を、押出機の
ダイスを通して被覆形成した．　これを冷却した後、ペ
レタイザーで繊維方向６ＩＩＩ１の長さに切断してマス
ターペレットとした．　次に、このマスターペレットに
、ボリスチレン樹脂８００重量部配合して、導電性樹脂
組成物を製造した．　この場合の複合繊維の充填率は２
０重量％であった．　この導電性樹脂組成物を用いて射
出成形して成形品を製造した．得られた成形品について
体積抵抗率、電磁波シールド効果等の試験を行ったので
その結果を第１表に示したが、本発明はシールド効果に
優れており、特に８０℃で３０００時間処理後において
もシールド効果の劣化はほとんど見られず、本発明の極
めて顕著な効果が確認された． 比較例 直径１００μｍの長繊維状の銅繊維を２００本収束し、
これに直径１００μ一の低融点金属【≦ｎ　６０％，Ｐ
ｂ４０％》の繊維を集合させて導電性充填材とし、ボリ
スチレン樹脂１００重量部に対してロジン２重Ｊｉ部と
ＨＣＡ　（前出）３重量部を添加したものを押出機で混
練しながらダイスを通して押出し、導電性充填材の表面
に被覆形成した後、ペレット状に切断して導電性樹脂組
成物とし、さらにその成形品を製造した．　これらにつ
いて実施例と同様な試験を行い結果を得たので、第１表
に示した．第 表 第 表（″）−ｊさ） （単位） （単位） ［発明の効果］ 以上の説明および第１表から明らかなように、本発明の
導電性樹脂組成物およびその成形品は、ステンレス合金
繊維の表面に銅を被覆した複合繊維と低融点金属とを集
合させて導電性充填材とし、まなこの導電性充填材を被
覆形成する熱可塑性樹脂側にフラックスを含まぜるとと
もに、ナチュラルペレットと配合したことによって、複
合繊維の優れた剛性、強度によって繊維の切断や曲りが
なく、かつ繊維の濡れ性が良好となるともに、低融点金
属とが強固に融着するため、高温においても導電性の劣
化がなく経時安定性に優れ、成形加工も安全で、機械的
強度を低下させることのない信頼性の高い成形品が得ら
れる．

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（Ａ）ステンレス合金繊維の表面を銅で被覆した複合
   繊維及び（Ｂ）低融点金属からなる導電性充填材の表面
   に、（Ｃ）フラックスを含む（Ｄ）熱可塑性樹脂を被覆
   形成一体化し、切断してペレット状にしたマスターペレ
   ットと、（Ｅ）熱可塑性樹脂ペレットとを配合したこと
   を特徴とする導電性樹脂組成物。 ２（Ａ）ステンレス合金繊維の表面を銅で被覆した複合
   繊維及び（Ｂ）低融点金属からなる導電性充填材の表面
   に、（Ｃ）フラックスを含む（Ｄ）熱可塑性樹脂を被覆
   形成一体化し、ペレット状に切断したマスターペレット
   と、（Ｅ）熱可塑性樹脂ペレットとを配合した導電性樹
   脂組成物を、低融点金属の融点以上の温度で成形するこ
   とを特徴とする導電性樹脂成形品。