JPH02148799A - 導電性樹脂組成物及びその成形品 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、導電性充填材の被覆にポリアミド樹脂が使用
され、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及びそ
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
樹脂組成物とすることが行われ、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
の導電性繊維が熱可塑性樹脂に配合されてきたが、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
配合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
）を多量に配合すると、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
配合量を導電性低下の生じない程度で最少にしなければ
ならない。　更に金属繊維を配合した場合には、使用環
境についても大きな制約を受ける。　すなわち、配合さ
れる樹脂と金属繊維との熱膨張の差が大きいことから、
高温環境になると導電・注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ある程度
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。

この問題に対して、低融点金属を配合して金属繊維を網
状に結合させ、導電性劣化の防止と金属繊維配合量の減
少を両立させる方法が採られているが、現状でこの方法
は、非結晶性の熱可塑性樹脂、主にスチレン系樹脂で実
用化されているのみである。　その主たる理由は、導電
性充填材を熱可塑性樹脂で被覆したマスターベレットに
おける熱可塑性樹脂と、マスターベレットに配合する結
晶性熱可塑性樹脂ベレットとの相溶性が悪いためであり
、多くの特長を有する結晶性の熱可塑性樹脂では実用化
できなかった。

（発明が解決しようとする課Ｍ） 本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、結晶性
の熱可塑性樹脂ベレットを用いた場合にも、充填材被覆
用の熱可塑性樹脂との相溶性もよく、導電性充填材がよ
く分散しかつ低融点金属と強固に結合し、高温環境にお
いても導電性の劣化がなく経時安定性に優れ、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。

［発明の構成コ （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、導電性充填材被覆用として、低融点金属及び
熱可塑性樹脂ベレットの融点より低い融点を有するポリ
アミド樹脂を用いることによって、導電性充填材の分散
がよく、ポリアミド樹脂と結晶性の熱可塑性樹脂ベレッ
トとの相溶性がよく、導電性充填材と低融点金属が強固
に結合し、導電性劣化や機械的強度の低下を防ぐことが
可能であ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）導電性繊維及び（Ｂ）低融点金属からなる導電性
充填材の表面に（Ｃ）ポリアミド樹脂を被覆形成一体化
してベレット状に切断したマスターペレットと、（Ｄ）
結晶性の熱可塑性樹脂ベレットとを配合した導電性樹脂
組成物であって、前記（Ｃ）のポリアミド樹脂の融点が
前記（Ｂ）の低融点金属の融点及び前記（Ｄ）の結晶性
の熱可塑性樹脂ベレットの融点より低いことを特徴とす
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してなることを
特徴とする導電性樹脂成形品である。

本発明に用いる（Ａ）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ｌａ雌、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機繊維或いは無
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銅繊維が最も適している。

　導電性＃ｌｌｌ雑の直径は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、その表面に熱可塑性樹脂としてポリアミド樹
脂を被覆形成一体化し、次いで長さ　５〜６Ｉのベレッ
ト状に切断してマスターベレットとする。　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重置％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、ポリアミド
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５ｎ−Ｐｂ系の一
般半田、Ｓｎ−Ｐｂ−Ａｇ系の高温半田、Ｓ　ｎ−Ｐ　
ｂ−Ｂ　ｉ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にして導電性繊維中にそれを
収束したり、各々の導電性繊維を溶融した低融点金属で
被覆した後に収束したり、また収束した導電性繊維全体
を低融点金属で被覆してもよい、　要するに導電性繊維
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）ポリアミド樹脂としては、その融
点か１７８°Ｃ以下ナイロンが望ましい、　融点の測定
は熱特性分析による。　触点１７８°Ｃ以下のナイロン
としては、ナイロン１２、ナイロン１２−６−６．６の
多元共重合体等が挙げられる。

ポリアミド樹脂は、導電性充填材の分散性を良好にする
ために低融点金属より若干低い融点を有することが望ま
しい、　また、マスターペレットに配合する結晶性熱可
塑性樹脂ペレットよりも低い融点を持つことが望ましい
、　ナイロン１２−６−６．６の多元共重合体は、第１
図に示したように様々な融点を有するため、低融点金属
の融点や、結晶性の熱可塑性樹脂ペレットの融点を考慮
して適当な多元共重合体を使用することができる。

例えば、結晶性の熱可塑性樹脂ペレットとしてポリプロ
ピレンやポリエチレンを使用する場合は、融点１１０°
Ｃ以下のナイロン多元重合体を、熱可塑性樹脂ペレット
としてポリブチレンテレフタレートや、ポリエチレンテ
レフタレートを使用する場合は融点１３０°Ｃ以下のナ
イロン多元重合体が好ましい。

本発明に用いる（Ｄ）結晶性の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、ポリエチレン
樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタレー
ト樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリアセタ
ール樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等が挙げら
れ、これらは単独又は混合して使用する。

本発明の導電性樹脂組成物およびその成形品は、例えば
次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、ポリアミド
樹脂と共に押出機のダイスを通して押し出し、導電性充
填材の表面にポリアミド樹脂を被覆形成し、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、必すし
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ベレットに、
酸化防止剤を含む結晶・注の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ベレッ
トの形状と同様特にその形状を制限するものではない６
　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。　また、押出成形や圧縮成形を行って
パネルシートや部品とすることもできる。　この成形方
法については各種方法が用いられ特に限定されるもので
はない。

組成物は保管中に空気中の水分を吸収する場合があるた
め、組成物を成形加工を行う前に乾燥することがある。

　このような時に熱可塑性樹脂ベレットの融点以上の温
度で乾燥する場合、ポリアミド樹脂が軟化融着すること
がある。　このような場合にはポリアミド樹脂に無機質
充填剤を配合することによって、軟化点が融点近くまで
上昇するなめ、これらのトラブルを防止することができ
る。　使用する無機質充填剤としては、５ｉｎ２、Ｔｉ
Ｏ２、ガラス繊維等があけられる。

（作用） 本発明は、導電性繊維と低融点金属からなる導電性充填
材を、低融点金属やナチュラルベレットの熱可塑性樹脂
より融点の低いポリアミド樹脂で被覆形成し、ナチュラ
ルベレットとして結晶性の熱可塑性樹脂を使用したこと
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、低融点金属より融点の低いポ
リアミド樹脂が忍融し、導電性繊維がよく分散し、低融
点金属が溶融し導電性繊維相互の接触している部分をま
んべんなく覆う。

熱可塑性樹脂のナチュラルベレットは結晶性のものであ
るからポリアミド樹脂との相溶性がよく導電性繊維は十
分に分散・混練される。　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相互の接合点が離れる
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を切断しその部分を
電子顕微鏡写真を撮ってみたり、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説明する。

実施例　１ 直径５０μｍの長繊維状の銅繊維を５００＊収束し、直
径５０］ｕｔｎの低融点金属（Ｓｎ６３％　Ｐｂ３７％
）を集合させた導電性充填材の表面に、融点１００℃の
ナイロン１２−６−６．６多元共重合体グリルテックス
Ｄ１２０５（エムスジャパン社製、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６ｎｕｎの
長さに切断してマスターペレットとした。

次にこのマスターベレットに結晶性の熱可塑性樹脂ペレ
ットであるポリプロピレン樹脂に７０３０（チッソポリ
プロ社製、商品名）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、射出成形をして成
形品を製造した。

得られた成形品について、引張強度、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。

実施例　２〜３ 第１表に示した樹脂を用いて実施例１と同様にして導電
性樹脂組成物および成形品を製造した。

得られた成形品について実施例１と同様な試験を行って
結果を得たので、第１表に示した。　やはり本発明はシ
ールド効果に優れており、特に８０°Ｃ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　１〜２ 第１表に示した樹脂を用いて実施例１と同様にして導電
性樹脂組成物および成形品を製造しな。

得られた成形品について実施例１と同様な試験を行って
結果を得たので、第１表に示した。

［発明の効果１ 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、導電性充填材を
被覆形成する熱可塑性樹脂として特定融点のポリアミド
樹脂、一方ナチュラルペレットの熱可塑性樹脂として結
晶性の熱可塑性樹脂を用いたことによって、導電性充填
材がよく分散し、かつナチュラルベレットとの相溶性も
よく、導電性繊維相互の結合点が低融点金属によって強
固に結合し、高温環境においても導電性の劣化かなく経
時安定性に優れ、樹脂の機械的強度を低下させない信頼
性の高い成形品か得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いるポリアミド樹脂であるナイロン
１２−６−６．６−！５元共電合体の融点図である。 特許出願人　東芝ケミカル株式会社 ２５０℃ 第

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）ポリアミド樹脂を被覆形成一
   体化してペレット状に切断したマスターペレットと、（
   Ｄ）結晶性の熱可塑性樹脂ペレットとを配合した導電性
   樹脂組成物であって、前記（Ｃ）のポリアミド樹脂の融
   点が前記（Ｂ）の低融点金属の融点及び前記（Ｄ）の結
   晶性の熱可塑性樹脂ペレットの融点より低いことを特徴
   とする導電性樹脂組成物。 ２　（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）ポリアミド樹脂を被覆形成一
   体化してペレット状に切断したマスターペレットと、（
   Ｄ）結晶性の熱可塑性樹脂ペレットとを配合した導電性
   樹脂組成物であって、前記（Ｃ）のポリアミド樹脂の融
   点が前記（Ｂ）の低融点金属の融点及び前記（Ｄ）の結
   晶性の熱可塑性樹脂ペレットの融点より低いものを、該
   低融点金属の融点以上の温度で成形してなることを特徴
   とする導電性樹脂成形品。