JPH02202933A - 導電性樹脂組成物及び導電性樹脂組成物用金属フィラー - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気電子機器等のハウジングに導電性を付与
する為に用いられる導電性樹脂組成物及び当咳導電性樹
脂組成物用金属フィラーに関するものである。

〔従来の技術〕

コンビエータ、ワードプロセッサー、ファクシミリ等の
電子機器のハウジングは、軽量化とコストダウンを目的
としてＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリプロピ
レン樹脂等の熱可塑性樹脂の射出成形品が多（用いられ
ている。然しなから上記熱可塑性樹脂のみでは、電子機
器から放射される電磁波を遮断する事が出来ず、又外部
からの電磁波の侵入を防止する事も出来ない。

電子機器相互の干渉によって起こる誤動作や人体への悪
影響を防止する為、欧米諸国ではすでに法律によって電
子機器のＮ、磁遮蔽が義務づけられており、わが国にお
いても昭和６３年１２月から本格的な法規制がスタート
した。

電磁波の漏洩を防止する方法としては回路自体を電磁波
が発生しない様に設計変更する方法もあるが、ハウジン
グに導電性を付与して電磁波をシールドする方法が一般
的である０例えばＺｎ等の低融点金属をハウジング内壁
に溶射する方法、導電性塗料を塗布する方法、金属箔を
貼り付ける方法等が知られている。然しなからこれらの
方法は従来の射出成形の後に別の工程が付加される事に
なり、製造ラインの変更等大幅なコストアップをもたら
す。

近年、従来の製造工程をそのまま使用出来る導電性樹脂
を射出成形する方法、即ち熱可塑性樹脂の中に金属繊維
を添加配合し、金属繊維どうしのからみ合いによって導
電性を持たせる方法が有力視されている。

前記熱可塑性樹脂に添加される金属繊維としては、アル
ミニウム、銅、黄銅等の銅合金９．ステンレス等があり
、ビビリ振動切削法や伸線によって１１００ａφ以下の
直径に加工されたものが使用されている。但し前者のビ
ビリ振動切削法によって製造された金属繊維はアスペク
ト比（金属繊維の長さ／金属繊維の平均直径）が小さい
ものしか得られず、この様な金ＷＡ繊維を熱可塑性樹脂
に添加して得られる導電性樹脂の電磁波遮蔽効果は余り
大きくない事が明らかになってきた。

むしろ後者の伸線加工によって直径５〜８０μｍφ程度
にしたものを１００〜１００００本束ねた金属繊維束を
熱可塑性樹脂で被覆一体化した後所定長さ（３〜３０ｍ
ｍ程度）に切断したマスターペレットをマトリックスと
なる熱可塑性樹脂ペレット中に適当量配合して導電性樹
脂とする方法が最近注目されている。

前記導電性樹脂において金属繊維の配合量を余り多くす
ると、当該導電性樹脂を射出成形して得られる成形体の
重量が大きくなって軽量であるという樹脂本来の特性が
失われ、又コスト高となる為金ｒｌＡ繊維の配合量はな
るべく少ない方が好ましいが、配合量を余り少なくしす
ぎると金属繊維どうしの接触点が少な（なって、成形体
の導電性が低下し、従って電磁波の遮蔽効果も低下する
という問題があり、両者のかねあいから通常２０〜３０
ｗＬ％程度金ｒＸ繊維を配合したものが使用されている
。

又前記熱可塑性樹脂に配合される金属繊維どうしの接触
状態を改善して、成形体の導電性を向上させる目的で、
金属繊維束と低融点金属の線とを集合させて束ねた後、
これを樹脂で被覆したペレットをマスターペレットとし
て使用し、該マスターペレットを熱可塑性樹脂のペレッ
トと混合した導電性樹脂組成物を所定形状に射出成形す
る際に、該導電性樹脂組成物を前記低融点金属の融点以
上の温度に加熱し、溶融した低融点金属により金属繊維
どうしを接合しようとする試みもなされている（特開昭
６３−２１８３０９参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記金ｒＩＡ繊維束を熱可塑性樹脂で被覆一体化してマ
スターペレットとして使用する方法では、金属繊維の配
合量を２０％以上にする必要があり、２０％より少なく
なると成形体の導電性が低下して充分な電磁波遮蔽効果
が得られなかった。又金属繊維の配合量が２０％以上で
あっても、前記マスターペレットを熱可塑性樹脂ペレ７
）中に配合した導電性樹脂組成物を製造直後に射出成形
して成形体とする場合は良好な導電性が得られるものの
、長期間保管した導電性樹脂組成物を使用する場合は、
金属繊維表面が酸化して、これら金属繊維とおしの接触
部における接触抵抗が増加している為、成形体の導電性
が低下するという問題があった。

又金属繊維束と低融点金属の線とを集合させて束ねたも
のを樹脂で被覆一体化してマスターペレットとして使用
する方法では、製造直後の導電性樹脂組成物を使用して
射出成形する場合は前記低融点金属により金属繊維どう
しが接合している為金属繊維が比較的少なくても良好な
電磁波遮蔽効果が得られるが、長Ｍ間保管した導電性樹
脂組成物を使用する場合は、金属繊維表面が酸化してい
る為、射出成形する際の低融点金属の金属繊維表面に対
するぬれ性が悪く、従って金属繊維どうしの接合性が悪
くなって得られた成形体の導電性が低下するという問題
があった。

又電子機器のハウジングは使用中に機器自体の通電によ
る発熱或いは周囲温度の変化等によるヒートサイクルを
受け、この様なヒートサイクルを受けてもその電磁波遮
蔽能力が低下しない事が要求されている。然しなから従
来の金属繊維束を熱可塑性樹脂で被覆一体化してマスタ
ーペレットとして使用する方法では、金属繊維と熱可塑
性樹脂との熱膨張率の差によって成形体が引張り、剪断
等の応力を受け、その為金属繊維どうしの接触状態が悪
くなって成形体の導電性が低下するという問題があった
。又金属繊維束と低融点金属の線とを集合させて束ねた
ものを樹脂で被覆一体化してマスターペレットとして使
用する方法では、製造直後の導電性樹脂組成物を使用し
て射出成形する場合は前記低融点金属により金属繊維ど
うしが接合している為、ヒートサイクルによる成形体の
導電性低下は余り起こらないものの、長期間保管した導
電性樹脂組成物を使用する場合は、金属１１維どうしの
接合性が悪い為、やはリヒートサイクルによる成形体の
導電性低下が生じるという問題があった。

［、ＬＩＩ！１を解決する為の手段］ 本発明は上記の点に鑑み鋭意検討の結果なされたもので
あり、その目的とするところは、金属繊維の配合量が比
較的少量であっても成形品の導電性が良好であり、しか
も長期間保管後に使用したり、或いは成形品がヒートサ
イクルを受けてもその導電性が低下しない、長期信頼性
に優れた導電性樹脂組成物並びに当該導電性樹脂組成物
用金属フィラーを提供する事である。

即ち本発明の請求項１の発明は、金ｒ！Ａ繊維の束に低
融点金属を含浸被覆一体化したペレットと熱可塑性樹脂
ペレットとを配合した事を特徴とする導電性樹脂組成物
である。又請求項２の発明は、金属繊維の束に低融点金
属を含浸被覆一体化してなる導電性樹脂組成物用金属フ
ィラーである。

本発明は金属繊維の束を低融点金属で被覆一体化する事
により金属繊維表面の酸化を防止すると共に、前記低融
点金属を介して金ｉ繊維どうしをしっかりと接合する事
により、ヒートサイクル等による成形品の導電性低下を
防止しようとするものである。

本発明に用いる金属繊維としては、アルミニウム、銅、
黄銅等の銅合金、ステンレス、タングステン、モリブテ
ン等を適宜用いる事が出来るが、特に導電性は高いが従
来は表面酸化の点で問題があった銅及び銅合金ＩＪｉｌ
ｎを使用するのに本発明は最適である。前記金属繊維の
直径は５〜８０μｍφが適当であって、１００〜１００
００本の金属繊維の束に低融点金属を含浸被層一体化し
た金属フィラーを所定長さに切断してペレット状にした
ものを熱可塑性樹脂ペレットと配合する事が望ましい、
金属繊維の直径は５ｐｍφ未満であると、ヒートサイク
ルによる引張り、剪断等の応力によって切断されやす（
，８０μｍφを超えると単位ＩｉＭ当たりの金属繊維の
長さが短くなりすぎて、成形体のｔ磁波遮蔽効果が低下
する。又金属繊維の本数が１００本未満であると、マト
リックスとなる熱可塑性樹脂ペレットと配合する金属ペ
レットの数が多くなりすぎてコスト高となり、１０００
０本を超えると、低融点金属を含浸被覆一体化したペレ
ットの大きさが大きくなりすぎて、熱可塑性樹脂ペレッ
トと配合した時に均一にまざらなくなる。

本発明において、前記金属フィラーを切断して得られる
ペレットを熱可塑性樹脂ペレットと配合して導電性樹脂
組成物とする際の、該導電性樹脂組成物中の金属繊維配
合量は５〜３０ｗｔ％の範囲内が望ましく、５ｗｔ％未
満であると金属繊維による導電性の付与効果が少なく、
３０ｗｔ％を超えると成形体が重くなりすぎて該成形体
の機械的強度が低下する。

又低融点金属としては、５ｎ−Ｐｂ系の半田及びそれに
Ｃｄ、Ｂｉ等を添加したものが好適であるが、Ｓｎを単
独で使用しても差し支えない。

（作用〕 本発明による金属繊維フィラーにおいては、金属繊維が
低融点金属によって被覆一体化されているので、当該金
属繊維が直接外気にふれてその表面が酸化する事がない
、従って前記金ａｍｍフィラーを所定長さに切断したペ
レットと熱可塑性樹脂ペレットとを配合して得られる本
発明による導電性樹脂組成物は、長期間保管後に射出成
形しても成形体の導電性が良好であり、優れた電磁波遮
蔽効果を呈するものである。

又金属繊維どうしが低融点金属によってしっかりと接合
されているので、本発明による導電性樹脂組成物を射出
成形して得られる成形体は従来よりも金ｌ２Ｉｉ繊維の
配合量を少な（しても良好な導電性を示すものであって
、成形体の軽量化並びにコスト低減が可能であり、更に
ヒートサイクルを受けてもその漏電性が低下する事がな
く長期信頼性にも優れている。

更に金属フィラーの製造方法にかかわる問題ではあるが
、従来の導電性樹脂組成物における様な金属繊維束に熱
可塑性樹脂を押出被覆する工程が必要でなく、比較的低
コストで製造出来るという副次的なメリットもある。

又金属繊維の集束保持を従来の樺に熱可塑性樹脂の被覆
で行なわずに、低融点金属を含浸被覆する事によって行
なっているので、この金属フィラーを切断して得られる
ペレットは任意の熱可塑性樹脂と配合可能であるという
特徴も有している。

〔実施例〕

次に本発明を実施例により更に具体的に説明する。

実施例１ 第２図に示す如（平均直径５０μｍφのリン青銅線（Ｃ
ｕ　−７％Ｓ　ｎ　−Ｐ　）を４００本集束した金属繊
維束へをサプライボビン４から連続的に供給し、フラッ
クス槽５を通過させた後、ガイドロール６を介して６３
％５ｎ−３７％ｐｂなる組成の溶融半田１７に浸漬して
、前記溶融半田を含浸被覆せしめた後、絞りダイス８に
より余分な半田を除去して多芯複合＆ＩＩＢを得、これ
を巻取ボビン９に壱取った。この多芯複合線Ｂを別ライ
ンにて長さ８ｍｍのペレット状に切断して、第１図（ａ
）、（ｂ）に示す様に金ｉ繊１１１！２の各々が低融点
金属３によって被覆され、一体化した多芯複合ペレット
１が得られた。この様にして得られた金属ペレットを、
ＡＢ３３５ＮＰ樹脂（商品名）のペレットと金Ｂｒａｎ
の配合率が第１表に示した所定の割合になる樺にして配
合して、導電性樹脂組成物とした１次にこの様にして得
られた導電性樹脂組成物を用いて、３Ｘ６０Ｘ６０ｍｍ
の板状の成形品を射出成形により製造し、その体積抵抗
率と電磁波遮蔽効果（３００ＭＨｚ電界に対するシール
ド効果）を射出成形直後（これを初３ＩＪ１４Ｍとする
）及び−４０”Ｃ→８０℃−一４０℃なる温度変化を与
えるヒートサイクルを１００回行なった後に測定し、そ
の結果を本発明例品１〜３として第１表に併記した。

尚導電性樹脂組成物の特性安定性を調べる為、射出成形
は導電性樹脂組成物を製造してから１週間経過したもの
（これを製造直後品とする）と、１００℃の恒温槽中に
３０日間保管したもの（これを長期保管品とする）との
２種類について行なった。

比較ｆ！Ａ１ 平均直径５０μｍφのリン青銅線４００本の束をＡＢＳ
３５ＮＰ樹脂で被覆して一体化した後、長さ８ｍｍに切
断してマスターペレットとし、このマスターペレットを
所定の配合率で熱可塑性樹脂ペレットに配合して、導電
性樹脂組成物とした。

この槍にして得られた導電性樹脂組成物を用いて実施例
１と同様な射出成形を行ない、得られた成形品について
実施例１と同様な測定を行なって、その結果を比較例品
１１．１２として第１表に併記した。

比較例２ 平均直径５０ｕｍ−のリン青銅線４００本の束を直径０
．５　ｍ　ｍφの半田線（６３％５ｎ−３７％Ｐｂ）１
本と一緒にＡＢ３３５ＮＰ樹脂で被覆、して一体化した
以外は比較例１と同様な方法で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１と同様な
射出成形を行ない、得られた成形品について実施例１と
同様な測定を行なって、その結果を比較例品２２として
第１表に併記した。

比較例３ ５０μｍφのリン青銅線を６３％５ｎ−３７％ｐｂなる
組成の熔融半田槽に浸漬してその表面に前記半田を！＆
覆した後、長さ８ｍｍの短繊維状に切断した。この短繊
維を金属繊維の配合率が１５ｗｔ％となる様にしてＡＢ
３３５ＮＰ樹脂ペレットと配合して、Ｓ電性樹脂組成物
とした。この様にして得られた導電性樹脂組成物を用い
て実施例１と同様な射出成形を行ない、得られた成形品
について実施例１と同様な測定を行なって、その結果を
比較例品３２として第１表に併記した。

第１表から明らかな様に本発明別品１〜３は、導電性が
良好で、捲めて高い電磁波シールド効果を有しており、
導電性樹脂組成物の長期保管或いは射出成形品の長期使
用に際しても特性の劣化を生じない。

一方すン青ｗ４綿の束を樹脂で被覆して一体化した比較
別品１１１２においては、金ｒＩＡ繊維配合量が従来品
と同程度である場合（比較別品１１）は比較的良好なシ
ールド効果を有しているが、金属繊維配合量を従来より
も少なくした場合（比較別品１２）はシールド効果が悪
くなっている。又これらは導電性樹脂組成物の長期保管
或いは射出成形品の長期使用による特性の劣化が著しい
。

又リン青銅線の束を半田線と一緒に樹脂で被覆して一体
化した比較別品２２においては、製造直後の導電性樹脂
組成物を射出成形した場合は比較的良好なシールド効果
を有していて、これを長期使用しても特性の劣化を生じ
ないものの、長期保管した導電性樹脂組成物を用いて射
出成形する場合は導電性が悪くてシールド効果が小さく
、これを長期使用するとその特性が一層劣化する。

又リン青銅線の表面に半田を被覆した後これを切断して
得られた短繊維を樹脂ペレットと配合した比較別品３２
においては、製造直後の導電性樹脂組成物を射出成形し
た場合でも導電性が悪くて、シールド効果が小さく、こ
れを長期使用するとその特性が一層劣化する。これは金
属の短繊維を樹脂に直接配合しているので、金属繊維を
均一に分散させる事が困難な為シールド効果が急くなっ
たものと考えられる。

〔発明の効果〕

本発明による導電性樹脂組成物は、長期間保管後に射出
成形したり、或いは射出成形品を長期間使用したりして
もその特性が劣化する事なく、優れたｔ磁波遮蔽効果を
呈するものである。しかも従来よりも金属繊維の配合量
を少なくしても優れた電磁波遮蔽効果を呈するものであ
って、ハウジングの軽量化が可能である。更に本発明に
よる金属フィラーは比較的低コストで製造出来るという
特徴も有しており、工業上顕著な効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、本発明による導電性樹脂組成物用金属
ペレットの一部切開説明図、第１図（ｂ）は第１図（ａ
）のＸ−Ｘ断面図、第２図は本発明による導電性樹脂組
成物用フィラーの製造工程の一例を示す概略説明図であ
る。 Ａ・・・金属繊維束、Ｂ・・多芯複合線、ｌ・・・多芯
複合ペレット、２−・金ａ繊維、３・・・低融点金属、
４・・サプライボビン、５・・・フラフクス槽、６・・
・ガイドロール、７・・溶融半田槽、８・絞りダイス、
９・・・巻取ボビン。 Ｘ 特許出願人　古河電気工業株式会社 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属繊維の束に低融点金属を含浸被覆一体化した
   ペレットと熱可塑性樹脂ペレットとを配合した事を特徴
   とする導電性樹脂組成物。
2. （２）金属繊維の束に低融点金属を含浸被覆一体化して
   なる導電性樹脂組成物用金属フィラー。