JPH01204966A - 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
も導電性の低下のない、信頼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、その組成物は導電性樹脂成形品に利用
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
を最少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！ｌ脹の差により、高
温になると導電性が劣化するという問題が生ずる。

そのため、現状では金属繊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知ら
れているが、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。　更に金属繊維と低融点
金属を併用することも知られてい′るが、金属繊維は成
形前の乾燥等によってその表面に酸化膜が発生し、金属
繊維の濡れ性が悪くなり、その結果、導電性の劣化が大
きくなるという問題点があった。　また、金属繊維と低
融点金属とを併用することにより、樹脂の機械的強度が
、金属の触媒作用によって酸化劣化速度が速まり、著し
く低下する問題があり、多量の酸化防止剤を添加しなけ
ればならなくなる。

しかし、この酸化防止剤は金属表面を不活性化する働き
があり、また金属ｆｉ維に対する濡れ性を阻害するとい
う問題点がある。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもの
で、導電性繊維の濡れ性が良くて低融点金属と強固に結
合し、高温においても導電性の劣化がなく経時安定性に
優れ、成形加工上も安全で、なおかつ、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。

［発明の構成］ （課題を解決する”ための手段） 本発明は、上記の°目的を達成しようと鋭意研究を重ね
た結果、導電性繊維の濡れ性を酸化剤によって阻害され
ないようにする為に、導電性繊維の濡れ性を向上させる
フラックスを、導電性繊維と低融点金属とを被覆する熱
可塑性樹脂に充填し、また、導電性繊維の濡れ性を阻害
する酸化防止剤を熱硬化性樹脂ペレットに充填して導電
性繊維から分離させることにより、導電性繊維の濡れ性
が向上安定し、同時に機械的強度の低下を防ぐことがで
きることを見いだし本発明を完成したものである。

即ち、本発明は（Ａ）導電性繊維及び（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へレットと、（Ｅ）酸化防止剤を含
む（Ｆ）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射出成形してな
ることを特徴とする写電性樹脂成形品である。

本発明に用いる（Ａ）導電性繊維としては、長繊維状の
銅繊維、ステンレス繊維、黄銅繊維、アルミニウム繊維
、ニッケル繊維等の金属繊維、また表面に銅、アルミニ
ウム、ニッケル等の金属層を有する有ａＵａ維或いは無
機繊維等が挙げられ、これらは単独もしくは２種以上混
合して用いることができる。　これらの中でも使用する
樹脂の成形温度範囲内で低融点金属との濡れ性を示し、
かつ金型等に害を与えない樹脂が使用できる銅繊維が最
も適している。　導電性繊維の直径は５〜１００μｍ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、次いて長さ５〜６ＩＩＩＭの
ペレット状に切断してマスターペレットとする。　導電
性繊維の配合量は、全体の組成物に対して０．５〜３０
重量％配合することが望ましい、　配合量が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、その他の特性が低下し好ま
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、射出成形機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、Ｓ　ｎ−Ｐ　ｂ−Ａ　ｇ系の高温半田、Ｓｎ−Ｐ
ｂ−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。

低融点金属の配合量は、導電性繊維を結合被覆させるに
十分なもので、導電性繊維に対して５〜３０重量％配合
することが望ましい、　配合量が５重量％未満では導電
性繊維を結合・被覆することが不十分で導電性が低く好
ましくない、　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導電性繊維中にそれを収束
させたり、各々の導電性ｍ維を溶融した低融点金属で被
覆したり、また導電性繊維全体を被覆させてもよい、　
要すると導電性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、−般に使用
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、活性ロジン等が挙げ
られる。　ハロゲン系のフラックスは、導電性繊維ある
いは金型を腐食させやすく好ましくない、　また、−ｆ
ｉにはフラッ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。

ＨＣＡ　（三元化学社製、商品名）等は良好な濡れ性を
示すので、本発明の７ラツクスの範囲として使用するこ
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％未満では導電性繊維の濡れ性の
改良に効果なく、また５重量％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、ポリプロ
ピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ア
クリロニトリル・ブタジェン・スチレン樹脂、変性ポリ
フェニレンオキサイド樹脂、ポリブタジェンテレフタレ
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、導電性繊維および低融点金属を
集合させた導電性充填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。　この場合に、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）酸化防止剤としては、マトリック
スとなる熱可塑性樹脂に適した酸化防止剤であれば良く
、例えばポリスチレン樹脂、アクリロニトリル・ブタジ
ェン・スチレン共重合樹脂、変性ポリフェニレンオキサ
イド樹脂にはフェノール系抗酸化剤、具体的にはＭＡＲ
Ｋ−ＡＯ−２０゜ＡＯ−５０，ＡＯ−８０（アデカ・ア
ーガス化学社製、商品名）、とホスファイト系抗酸化剤
、具体的にはＭＡＲＫ　　ＰＥＰ−２４Ｇ、ＰＥＰ−３
６（アデカ・アーガス化学社製、商品名）との併用が最
適である。　酸化防止剤の配合割合は、使用する樹脂に
よって異なるが熱可塑性樹脂ペレット１００重量部に対
して０．１〜１０重量部の範囲とすることが望ましい、
　その配合量が０．１重量部未満では酸化防止効果に乏
しく、また１、０重１部を超えると熱可塑性樹脂の熱変
形温度が下がる等、物性が低下し好ましくない、　酸化
防止剤は熱可塑性樹脂ペレットに配合しておくことが好
ましい。

なぜならばマスターペレットの熱可塑性樹脂に配合して
おくと、酸化”防止剤が導電性繊維の半田濡れ性を阻害
し好ましくないからである。

本発明に用いる（Ｆ）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、ポリプロピレン樹脂、ポ
リエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル
・ブタジェン・スチレン共重合樹脂、変性ポリフェニレ
ンオキサイド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、
ポリカーボ木−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、すなわちブレンドポリマー
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、ポリカーボ木−
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。　こうするで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状の
ようにして製造する。　長繊維状の導電性繊維と低融点
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共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被覆形成し、
次いで適当な大きさに切断ペレット状にしてマスターペ
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他の形状でもよく、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、
必ずしも連続的である必要はなく必要に応じてバッチ方
式で製造してもよい。

こうして得たマスターペレットに、酸化防止剤を含む熱
可塑性樹脂からなる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。

（作用） 本発明によれば導電性Ｉａ雌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ペレット状に切断
したマスターペレットと、酸化防止剤を含む熱可塑性樹
脂ペレットに分離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
導電性！Ｉｌｌ！が分散・混練され、熱可塑性樹脂に含
まれているフラックスに導電性繊維が十分接触し、湛れ
性が付与されるため、低融点金属がその導電性−維相互
の接触している部分をまんべんなく覆う、　導電性繊維
とフラックスの接触は、ナチュラルペレットに含まれて
いる酸化防止剤との接触より前に行われるなめ酸化防止
剤による濡れ性の阻害はなくなる。　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、導電
性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。　このように導電性繊維と導電性
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させてみると、導電性繊維と
導電性繊維との強固に融着した網目状態をはつきつと確
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ｆｌＡ繊維を５００本収束し
、直径５００ｇ１の低融゛点金属（Ｓｎ６０％、Ｐｂ４
０％）を集合させた導電性充填材の表面に、フラックス
としてポリスチレン樹脂１００重量部に対してロジン２
重量部とＨＣＡ　（三元化学社製、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ポ
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６ｎｍ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、ポリスチレン樹脂
８００重量部に対してＭＡＲＫ−ＡＯ−２０およびＭＡ
ＲＫＰＥＰ−３６各４重量部ずつくいずれもアデカ・ア
ーガス化学社製酸化防止剤、商品名）含むダイヤレック
スＨＴ−９１（前出）の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した。

この場合の銅繊維の充填率は２０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５０μｌの長繊維状の銅繊維を２００本収束し、直
径３００μｎの低融点金属（Ｓｎ６０％、Ｐｂ４０％）
を集合させて導電性充填材とし、ポリスチレン樹脂１０
００重量部に対してロジン２．２重量部ＨＣＡ（前出）
３．３重量部と、さらにＭＡＲＫ−ＡＯ−２０およびＭ
ＡＲＫ−ＰＥＰ−３６を各４．４重量部ずつ配合したダ
イヤフレックスＨＴ−９１（前出）を押出機で混練しな
がらダイスを通して押出し、導電性充填剤の表面に被覆
形成し、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１表 第１表（ゲき） ［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、導電性繊維と低
融点金属を集合した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配合し、またナチュラルペレッ
ト側に酸化防止剤を配合したことによって導電性繊維の
半田濡れ性が酸化防止剤で阻害されることなく良好とな
り、低融点金属と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、かつ機械的強度を低下させない信顆性の高い成形品
が得られる。

ｌ、事件の表示　　　昭和６３年特許願第３０１４５号
２、発明の名称　　　導電性樹脂組成物およびその成形
品３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 代表者　　大　　澤　　秀　　夫 ６、補正により増加する発明の数　　　０８、補正の内
容 （１）　　明細書第９頁第４行の、 「低融点金属」を、 「熱可塑性樹脂」と補正する。

（２）　明細書第９′頁第１３行の、 「ポリブタジェンテレフタレート樹脂」を、ｒポリブチ
レンテレフタレート樹脂」と補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　（Ａ）導電性繊維及び（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）酸化防止剤を含む（Ｆ
   ）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　導電性繊維が、長繊維状の銅繊維、ステンレス繊維
   、黄銅繊維、アルミニウム繊維、ニッケル繊維又は表面
   に銅、アルミニウムもしくはニッケル層を有する有機も
   しくは無機の繊維である特許請求の範囲第１項記載の導
   電性樹脂組成物。 ３　低融点金属が、ＳｎもしくはＳｎ−Ｐｂを主成分と
   する半田合金である特許請求の範囲第１項又は第２項記
   載の導電性樹脂組成物。 ４　（Ａ）導電性繊維及び（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てペレット状に切断した
   マスターペレットと、（Ｅ）酸化防止剤を含む（Ｆ）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射出成形してなることを
   特徴とする導電性樹脂成形品。