JPH0212988B2

JPH0212988B2 -

Info

Publication number: JPH0212988B2
Application number: JP62071570A
Authority: JP
Inventors: Hidehiro Iwase; Keiichi Habata
Original assignee: Toshiba Chemical Products Co Ltd
Current assignee: Toshiba Chemical Products Co Ltd
Priority date: 1987-03-27
Filing date: 1987-03-27
Publication date: 1990-04-03
Also published as: JPS63238163A

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、導電性、特に高温における導電性の
経時安定性に優れた、信頼性の高い導電性樹脂組
成物に関する。（従来の技術）近年、外部に発生する電磁波から電子機器を保
護しあるいはその電子機器から外部への電磁波漏
洩を防止するために、電子機器の筐体を電磁波シ
ールド材料によつて形成することが要請されてい
る。そして、このシールド用の成形材料では、従
来の炭素繊維を充填したもの以上に高い導電性が
要求されると同時に筺体としての優れた機械的強
度が要求されるために、金属系の導電性充填材を
長繊維のまま樹脂に充填することが行われてい
る。しかし、上記金属の長繊維を用いる従来方法に
よつて、優れた導電性と機械的強度が得られるも
のの使用環境に制約を受ける欠点がある。すなわ
ち、活性の強い金属を導電性充填材に使用する
と、合成樹脂の劣化を早めるため、筐体は高温の
場所あるいは外光を直接受ける場所で使用できな
いという欠点があり、また導電性充填材と導電性
充填材との結合が単なる接触であることから環境
の温度変化によつてその接触が変化し、その結
果、筐体の導電性が次第に低下して行くという問
題があつた。こうしたことから、上記金属の長繊
維を用いる従来方法は、著しく信頼性を損なう欠
点があり、実用化の大きな障害となつていた。次に、低融点金属と樹脂を混合して導電性樹脂
組成物とすることは従来から公知であるが、低融
点金属は樹脂との密着性が悪く、また成形機での
材料色替えの際の空打では、樹脂と低融点金属と
が分離して、低融点金属のみが飛散するなど成形
加工上極めて危険であつた。また、金属繊維を使用する従来方法では、金属
繊維が成形前の乾燥等によつて、その表面に酸化
膜を発生し、そのため導電性が劣化するなどの問
題があつた。（発明が解決しようとする問題点）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、導電性繊維の充填量の低減が可能で
あり、また様々な環境の温度変化においても導電
性の低下や経時変化が少なく、かつ樹脂本来の特
性を保有した、成形加工性のよい、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］（問題点を解決するための手段）本発明者は、上記の目的を達成しようと鋭意研
究を重ねた結果、導電性充填材として導電性繊維
と低融点金属とを併用し、それにフラツクスおよ
びリン系酸化防止剤を添加配合ことによつて、高
温においても導電性が低下せずに導電性の経時安
定性に優れ成形加工時においても樹脂と低融点金
属との分離、飛散などがなく成形作業性が向上し
た信頼性の高い導電性樹脂組成物が得られること
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)導電性繊維、(B)低融点金属および(C)フラツク
スからなる導電性充填材の表面に、(D)リン系酸化
防止剤を含む(E)熱可塑性樹脂層を被覆形成一体化
し、ペレツト状に切断してなることを特徴とする
導電性樹脂組成物である。そして導電性繊維が長
繊維状の金属繊維、表面に金属層を有する無機又
は有機繊維である。低融点金属は一般半田、低温
半田、高温半田などのもの、フラツクスは有機酸
系又はロジン系のもの、またリン系酸化防止剤は
後述する構造式を有するものを配合した導電性樹
脂組成物である。本発明に用いる(A)導電性繊維としては、長繊維
状のものが好ましく、銅繊維、銅合金繊維、ステ
ンレス繊維、アルミニウム繊維、ニツケル繊維等
の金属繊維、表面に銅、アルミニウム、ニツケル
等の金属層を有する有機繊維若しくは無機繊維、
等が挙げられる。導電性繊維は、直径が８〜
100μm程度のものが良く、また100〜10000本収束
したものを用いる。導電性繊維の配合量は、全体
の導電性樹脂組成物に対して５〜80重量％の割合
とすることが望ましい。５重量％未満では導電性
が低く、また80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、Sn若
しくはSn−Pbを主成分とする一般半田合金、Sn
−Pb−Agを主成分とする高温半田合金、さらに
はSn−Pb−Biを主成分とする低温半田合金等が
挙げられる。これらの低融点金属は、繊維状、粒
状、棒状、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。また低融点金属の使用形
態としては、導電性繊維とともに繊維状の低融点
金属を収束させる、表面を低融点金属で被覆した
導電性繊維を収束させる、収束させた導電性繊維
の束を低融点金属で被覆することなどが挙げられ
る。そのほか、導電性繊維の表面に粒状の低融点
金属をまぶして付着させる方法などもあり、導電
性繊維が低融点金属と一緒に収束されておればよ
い。低融点金属は、導電性充填材を被覆する熱可
塑性樹脂の成形加工温度によつて選定することが
望ましい。低融点金属の配合量は、導電性繊維を
結合、被覆するに充分な量、すなわち、導電性繊
維に対して５〜30重量％の割合で含有することが
望ましい。含有量が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となり、また、
30重量％を超えると低融点金属のみが遊離して樹
脂の物性を低下させ、好ましくないからである。本発明に用いる(C)フラツクスとしては、有機酸
系、樹脂系のフラツクスが好ましく、具体的には
有機酸系のステアリン酸、乳酸、オレイン酸、グ
ルタミン酸等、樹脂系のロジン、活性ロジン等が
挙げられ、これらは１種で又は２種以上混合して
使用する。ハロゲン系やアミン系のフラツクス
は、導電性繊維、金型等を腐蝕させるのでその使
用は好ましくない。フラツクスの配合割合は、低
融点金属に対して0.1〜５重量％とすることが望
ましい。含有量が0.1重量％未満では導電性繊維
の半田ぬれ性に効果がなく、また５重量％を超え
ると樹脂の物性が低下するとともに金型の腐蝕、
汚れの原因となり好ましくない。フラツクスは、
通常低融点金属に充填しておくことが好ましい。本発明に用いる(D)リン系酸化防止剤として、次
の構造式のものが挙げられる。リン系酸化防止剤の配合量は、熱可塑性樹脂に
対して0.1〜５重量％の割合で含有することが望
ましい。配合量が0.1重量％未満では導電性繊維
の酸化膜除去に不充分で、半田ぬれ性が悪く、ま
た５重量％を超えると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。リン系酸化防
止剤は後述する熱可塑性樹脂層の樹脂に配合して
おくことが望ましい。本発明に用いる(E)熱可塑性樹脂層の樹脂として
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・ブタジエ
ン・スチレン樹脂、変性ポ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、ポリアミド樹脂、ポリエーテ
ルイミド樹脂等が挙げられ、これらは１種又は２
種以上混合して使用する。本発明の導電性樹脂組成物は、通常次のように
して製造する。以下図面を用いて説明する。第１図ａ〜ｄは導電性繊維と低融点金属を集合
させた導電性充填材の見取図である。すなわち第
１図ａに示すように導電性繊維２を収束させた中
にフラツクスを含有する繊維状の低融点金属３を
一定量の本数加えて集合させ、導電性充填材１と
する。そのほか、導電性繊維と低融点金属との集
合は、第１図ｂのように導電性繊維２の表面に低
融点金属３を被覆したものを集合させたり、第１
図ｃのように集合させた導電性繊維２全体を低融
点金属３で被覆したり、また第１図ｄのように導
電性繊維２の表面に粒状の低融点金属３を付着集
合させたりして、導電性充填材１とする。この導
電性充填材１の表面に、リン系酸化防止剤を含有
した熱可塑性樹脂層４を被覆形成一体化し、切断
して導電性樹脂組成物のペレツトとする。ペレツ
ト１０の断面図を示す第１図ｅ〜ｈは、導電性充
填材１を示す第１図ａ〜ｄにそれぞれ対応させて
ある。すなわち導電性繊維と低融点金属とを集合
させた導電性充填材１の表面にリン系酸化防止剤
を含む熱可塑性樹脂４を被覆形成一体化する。ペ
レツト１０は通常その断面が円形であるが、偏
平、その他のものでも良く、特に形状に制限され
るものではない。ペレツトは、第２図に示したよ
うに、第１図ａ〜ｄに集合させた導電性充填材１
１を押出機１２のダイス１３を通して導電性充填
材１１の表面に熱可塑性樹脂１４を被覆形成一体
化し、次いでカツテイング１５を行つて、ペレツ
ト１６とする。ペレツトの製造工程は連続的に行
うことが経済的に有利であるが、必ずしも連続的
でなくバツチ方式で製造してもよい。こうして得
られた導電性樹脂組成物は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、測定機器、通信機器等のハウジン
グや部品の成形品とすることができる。（作用）本発明によれば、導電性繊維、低融点金属、フ
ラツクス、リン系酸化防止剤および熱可塑性樹脂
は、次のように作用し、優れた導電性が得られ
る。すなわち、導電性樹脂組成物は射出成形機の加
熱シリンダー内において、導電性繊維が熱可塑性
樹脂に分散し、金型内に注入冷却固化する過程に
おいて、低融点金属が熱可塑性樹脂と同様に融け
て、導電性繊維と融着結合し、導電性繊維と導電
性繊維とが低融点金属の被覆融着によつて網目状
態となり、そのまま冷却固化する。導電性繊維と
低融点金属とが融着する際、製造工程中や乾燥時
に形成された導電性繊維の酸化膜が、リン系酸化
防止剤の還元作用によつて除去され、フラツクス
に対するぬれ性が付与されるために、導電性繊維
と低融点金属が強固に網目状態を形成する。も
し、導電性繊維に酸化膜が残つていたり、導電性
繊維のぬれ性が悪いと、導電性繊維の腐蝕や低融
点金属の遊離が起こり、樹脂の物性を低下させ、
また導電性も悪くなる。導電性繊維と導電性繊維
が低融点金属と強固に結合して網目状態となるこ
とによつて、導電性が著しく向上し、かつ樹脂の
物性を損なうことがなくなる。このことは成形品
の樹脂分を溶剤で溶かしてみると導電性繊維の結
合した網目状態を確認することができる。このよ
うな導電性の向上によつて導電性繊維の配合量を
低減できるし、また低融点金属の分離や飛散がな
くなり、作業上安全となる。（実施例）次に本発明を実施例によつて説明する。実施例直径50μmの長尺の銅繊維を300本と、フラツク
ス２重量％を含有する直径約300μmの長尺の低融
点金属（Sn60％、Pb40％）１本とを集合、収束
させて導電性充填材した。導電性充填材の表面に
MARK PEP24（アデカアーガス化学社製、リン
系酸化防止剤商品名）２重量％を含有するタフレ
ツクス410（三菱モンサント化成社製ABS樹脂、
商品名）を押出機のダイスを通して被覆形成一体
化し、冷却後、切断して直径３mm、長さ６mm導電
性樹脂組成物を製造した。この組成物を用いて射
出成形をして成形品を得、この成形品の体積抵抗
率、電磁波シールド効果、および機械的強度を試
験をしたのでその結果を第１表に示した。また、
成形品を塩化メチレンで洗浄、樹脂分を溶解し、
残つた導電性繊維の網目状態を電子顕微鏡で写真
撮影したので、これを第３図に示した。同図にお
いて、導電性繊維２０と導電性繊維２１とが低融
点金属２２によつてしつかりと融着結合している
ことがわかる。成形品は80℃で3000時間の環境試
験後においても、シールド効果は全く低下せず、
また機械的強度も初期値の80％以上保持してお
り、本発明の極めて顕著な効果が確認された。比較例実施例において、低融点金属、フラツクスおよ
びリン系酸化防止剤を除いた以外すべて実施例と
同一にして直径３mm、長さ６mmの導電性樹脂組成
物を製造した。この導電性樹脂組成物を用いて実
施例と同様にして成形品を得て、同様な特性試験
をしたので、その結果を第１表に示した。

【表】

【表】［発明の効果］以上の説明および第１表からも明らかなよう
に、本発明の導電性樹脂組成物は、導電性充填材
として導電性繊維と低融点金属を併用し、かつフ
ラツクスとリン系酸化防止剤を配合したことによ
つて、導電性繊維のぬれ性が良好となり導電性繊
維同士が低融点金属によつて強固に結合されて、
高温における環境変化にも導電性が低下すること
なく、シールド効果の経時安定性に優れている。
また導電性が優れていることから、導電性充填材
の充填量を低減することが可能であり、更に樹脂
の固有の物性を保持することができる。低融点金
属が導電性繊維と強固に結合したことによつて、
低融点金属の分離や飛散がなくて安全となり、成
形加工性が向上した。この導電性樹脂組成物を用
いた本発明の成形品を電子機器、計測機器、通信
機器等に使用すれば極めて高い信頼性を付与する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａないしｄは本発明における導電性充填
材を示す斜視図、第１図ｅないしｈは本発明にお
けるペレツトの断面図、第２図は本発明における
ペレツトの製造工程を説明するための概念図、第
３図は本発明の導電性樹脂組成物による成形品に
おいて低融点金属により網目状に融着結合した導
電性繊維の形状を示す電子顕微鏡写真である。１，１１…導電性充填材、２，２０，２１…導
電性繊維、３，２２…低融点金属、４，１４…熱
可塑性樹脂層、１０，１６…ペレツト。

Claims

【特許請求の範囲】１ (A)導電性繊維(B)低融点金属及び(C)フラツクス
からなる導電性充填材の表面に、(D)リン系酸化防
止剤を含む(E)熱可塑性樹脂層を被覆形成一体化
し、これをペレツト状に切断してなることを特徴
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、黄銅繊
維、ステンレス繊維、アルミニウム繊維、ニツケ
ル繊維、又は表面に金属層を有する有機若しくは
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若しくは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項いずれか記載の導電性樹脂組成物。４フラツクスが、ステアリン酸、乳酸、オレイ
ン酸、グルタミン酸、ロジン又は活性ロジンであ
る特許請求の範囲第１項ないし第３項いずれか記
載の導電性樹脂組成物。５導電性繊維が、導電性樹脂組成物に対して５
〜80重量％の割合で含有する特許請求の範囲第１
項ないし第４項いずれか記載の導電性樹脂組成
物。６低融点金属が、導電性繊維に対して５〜30重
量％の割合で含有する特許請求の範囲第１項ない
し第５項いずれか記載の導電性樹脂組成物。７フラツクスが、低融点金属に対して0.1〜５
重量％の割合で含有する特許請求の範囲第１項な
いし第６項いずれか記載の導電性樹脂組成物。８リン系酸化防止剤が、熱可塑性樹脂に対して
0.1〜５重量％の割合で含有する特許請求の範囲
第１項ないし第７項いずれか記載の導電性樹脂組
成物。