JPH02247008A - 導電性樹脂用金属繊維の製造方法及び金属繊維組成物 - 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〕 本発明は導電性樹脂用金属繊維の製造方法に関するもの
で、特に電子機器等のハウジングに導電性を持たせる為
、基材となる熱可塑性樹脂に配合する金属繊維を安価に
効率良く製造する方法に関するものである。

〔従来の技術〕

コンピュータ、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く用いられ
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ので、電子
機器相互の干渉によってこれら電子機器が誤動作すると
いう問題がクローズアップされてきた。

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−ルドする方法が一般
的である。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。熱しながらこれらの
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ンプをもたら
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、ステンレス、タングス
テン、モリブテン等があり、５〜５０μｍφの直径のも
のを１００〜１００００本束ねた金属繊維束が使用され
る。これらの金属繊維束はその周囲を樹脂で被覆一体化
され、これを３〜３０ｍｍの長さに切断したものをマト
リックスとなる熱可塑性樹脂ペレット中に適当量配合さ
れ、射出成形に供せられている。

上記金属繊維束の製造方法としては、次のようなものが
知られている。

（１）伸線、熱処理を繰返しながら、直径５０μｍφ以
下の極細線を製造し、これを多本数束ねる。

（２）メツキを施した金属素線を材質の異なる金属管の
中に多本数収納し、金属管ごとに押出、圧延、伸線して
多本数の金属素線を同時に減面加工し、最後に金属管と
メツキ層を溶解除去する。

（３）上記メツキの代わりに離型剤を塗布した金属素線
を多本数金属管内に収納し、−括して液面加工し、最後
に金属管を溶解除去し、離型剤を取り除く。

〔発明が解決しようとする課題〕

然しなから上記（１）の方法は、１本１本の金属素線を
別々に伸線加工する必要があり、例えば銅線の場合では
、直径８ｍｍφの荒引線から直径５０μｍφの極細線に
伸線する迄、４〜５台の連続伸線機を使用する必要があ
り、単位時間当たりの製出量が少なく非常に高価なもの
となる。

又上記（２）、（３）の方法は多本数の金属素線を一括
して減面加工する点で合理的であり、上記（１）の方法
より優れているが、減面加工後に金属管とメツキ層又は
離型剤を除去する必要があり、コスト高になるという欠
点があった。

この様に導電性樹脂をハウジング材料とする事により、
電磁遮蔽を効率的に達成出来るが、そこに配合される金
属繊維が上記製造方法の問題の為に、比較的高価となる
事が実用化の点で障害となっていた。

〔課題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、前記熱可塑性樹脂に配
合される金属繊維を安価に効率良く製造する方法を提供
する事である。

即ち本発明における請求項１の発明は、金属テープを連
続的に供給し、これを円筒状に成形すると同時に、基材
となる熱可塑性樹脂と相溶性のある樹脂を含浸した多本
数の金属素線の束を前記円筒状の金属テープの内部に供
給して複合素材となし、該複合素材を前記含浸した樹脂
の流動軟化温度範囲で所望の寸法に液面加工した後、必
要に応じて外被の金属テープを機械的又は化学的に剥離
する事を特徴とする導電性樹脂用金属繊維の製造方法で
ある。又請求項２の発明は、金属テープが低融点金属テ
ープである事を特徴とする請求項１記載の導電性樹脂用
金属繊維の製造方法である。

又請求項３の発明は、請求項２記載の方法により製造さ
れ、外被として金属テープを有している事を特徴とする
金属繊維組成物である。

本発明における請求項１の発明は、多本数の金属素線の
束を一括して液面加工する場合の問題点である金属素線
どうしのａ着防止を、液面加工後に除去する必要がない
樹脂を用いて行なうものである。この樹脂は基材となる
熱可塑性樹脂と同一のものであっても良く、或いは基材
となる樹脂と混合した際相互に溶解し得る（即ち相溶性
のある）ものであれば、基材とは異なる樹脂であっても
差し支えない。

この樹脂は当然常温では流動性が無くて、塑性加工の障
害となるので、樹脂が軟化して流動状態になる温度範囲
に加゛熱して減面加工が行なわれる。

加熱方法は特に限定されるものではないが、潤滑剤を加
熱して行なう方法が最も合理的である。

本発明における減面加工の方法は特に限定されるもので
はないが、伸線加工によるとダイスへの線通し作業の困
難さや、前方張力付与による金属繊維の引張破断等の問
題があり、この様な問題がなくて作業が容易な孔型ロー
ルによる圧延加工が望ましい。

金属素線としては直径０．１〜１．０ｍｍφのものが適
当で、これより大きいと全体の装置が大きくなって設備
費がかさみ、直径０．１ｍｍφ未満だとそこ迄の加工に
要する費用が既に高くついており、−括して減面加工す
る事のメリットが少なくなる。

又金属素線の材質としては、Ｃｕ及びＣ’ｕ合金。

ステンレス、Ａ！等が適宜使用されるが、導電性と機械
的強度と、を兼備する黄銅やリン青銅等のＣＵ金合金最
適である。

金属テープの材質としては、ＣｕやＡ！或いはこれらの
合金等を使用する事も出来るが、請求項２の発明に記載
した低融点金属を用いると、減面加工後の金属管の除去
も不要となるので、更に効率的である。

即ち本発明における請求項２の発明は、樹脂を含浸した
多本数の金属素線の束を、導電性樹脂の射出成形温度で
溶融するＳｎ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｂｉ或いはこれらの合金等
からなる低融点金属テープで被覆し、−括して減面加工
しようとするものである。

次に本発明の実施態様を図面を用いて具体的に説明する
。

本発明は第１図に示す様に基材となる熱可塑性樹脂と相
溶性のある樹脂を含浸した多本数の金属素線の束ａを送
り出しポビン１から繰り出すと共に、アンコイラ−２か
ら送り出された金属テープｂをガイドロール３を経て、
金属素線の束ａに縦添え状態にし、成形ダイス４によっ
て第２図（ａ）、（ｂ）に示す様に円筒状に成形し、前
記金属素線の束ａを包み込む。この際金属テープｂの突
き合わせ部は第２図（ｂ）の様に重ね合わせても良く、
或いは溶接やロー付けによって接合しても差し支えない
。この様にして作製した複合素材Ｃを、前記含浸した樹
脂が軟化し流動する温度に加熱した潤滑剤ｅを潤滑剤供
給管７より滴下しつつ（或いは図示していないが潤滑剤
中で）、多数直列に配置した孔型圧延ロール５によって
減面加工して第２図（ｃ）に示す様な断面形状の金属繊
維組成物ｄとし、ガイドロール３を経て巻取りボビン６
に巻取る。尚金属素線の束ａへの樹脂の含浸はこの様に
予め前工程で行なっておいても良く、或いは樹脂の含浸
と減面加工工程とが連続して行なわれる様にしても差し
支えない。又金属テープとしてＣｕやＡ４２等を使用し
た場合は金属繊維組成物ｄから金属テープを除去する必
要があるが、この金属テープの除去は第１図における様
に別工程で行なっても良く、或いは減面加工工程に連続
して金属テープの除去を行なっても差し支えない。

〔作用〕

本発明方法においては、多本数の金属素線束を一括して
減面加工する際の金属素線どうしの凝着防止を、金属素
線束に含浸した基材となる熱可塑性樹脂と相溶性のある
樹脂により行なっているので、従来の様に減面加工後に
金属繊維を被覆している金属を溶解して除去する必要が
ない。

又本発明における請求項２の発明においては、多本数の
金属素線束を収容する金属管として低融点金属テープを
円筒状に成形したものを使用しており、射出成形時に当
該低融点金属が溶融して個々の金属繊維が互いに分離す
るので、従来の様に減面加工後に金属素線束を収容して
いた金属管を溶解して除去する必要もない。

前記請求項２記載の方法によって製造され、外被として
低融点金属テープを有している請求項３記載の金属繊維
組成物は、これを適当な長さに切断後、熱可塑性樹脂に
配合して射出成形する際に、前記低融点金属が溶融し、
潤滑効果を呈して金属繊維の破断を防止すると共に、流
動した後凝固して金属繊維どうしを強固に接合する。従
ってこの様にして得られた成形品は、導電性が良好で優
れた電磁波遮蔽効果を呈すると共に、ヒートサイクル等
を受けても接合部の抵抗増加による導電性の低下がなく
長期信頼性にも優れている。

以上の様に本発明の方法によれば、金属繊維の製造コス
トを下げる事が可能であると共に、本発明の方法により
製造した金属繊維組成物を使用すれば、優れた電磁波遮
蔽特性を有するハウジングが得られるものである。

〔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１図に示すラインを用いて、ポリエチレンを含浸した
直径０．５ｍｍφの６５／３５黄銅線４００本の束ａを
ボビン１から繰り出すと共に、アンコイラ−２から厚さ
０．５　ｍ　ｍのＡＩ！、テープｂを送り出し、成形ダ
イス４に通して円筒状に成形しつつ、これによって前記
黄銅線束ａを包囲し、外径１１ｍｍφの管状に成形した
。この様にして作製した複合素材Ｃを、潤滑剤供給管７
より１８０°Ｃに加熱した潤滑剤ｅを滴下しつつ、孔型
ロール５を縦横３６段並べたタンデム圧延機で圧延加工
した。１０−ル当たりの減面加工率は１２％であり、１
段目ロールの孔型の断面は直径１０ｍｍφ相当の断面積
であり、３６段目は直径１．０ｍｍφ相当のほぼ六角形
の孔型をしている。

次にこの様にして得られた金属繊維組成物ｄを別工程で
ＮａＯＨ水溶液に浸漬し、Ａｌのみを溶解して、ポリエ
チレンの含浸した金属繊維束を得た。

実施例２ 金属テープｂとしてＡｌテープの代わりにＳｎテープを
用いた以外は実施例１と同様な方法で直径１．０ｍｍφ
相当の金属繊維組成物ｄを得た。尚木実施例では、Ｓｎ
テープの除去は行なわなかった。

上記実施例１．２で得られた金属繊維組成物を、別ライ
ンにて長さ６ｍｍのペレット状に切断後、金属繊維の配
合率が１５ｗｔ％になる様にしてポリエチレンペレット
に配合し、導電性樹脂組成物とした。この様にして製造
した導電性樹脂組成物を射出成形機に装填して、６０Ｘ
６０Ｘ３ｍｍの板状に射出成形した。

〔比較例〕

伸線加工によって製造した直径５０μｍφの６５／３５
黄銅線を４００本束ねて、その周囲にポリエチレン樹脂
を押出被覆したものを、上記実施例と同様な方法でポリ
エチレンペレットに配合し、実施例と同様な形状に射出
成形した。

上記実施例及び比較例によって得られた成形体について
、−４０℃〜８０°Ｃのヒートサイクル試験を１００回
繰返して行ない、ヒートサイクル試験前後の電磁波シー
ルド特性を測定した。得られた結果を第１表に示した。

尚これらの方法によって製造した金属繊維について、製
造コストの相対的比較を行なった結果も第１表に併記し
た。

第１表から明らかな様に、本発明の方法によれば金属繊
維を安価に製造する事が出来る。特に請求項２記載の方
法で製造した実施例２品の場合には非常に安価に製造す
る事が出来ると共に、電磁波シールド効果も極めて優れ
ており、しかもヒートサイクルを受けても（即ち長期間
使用しても）特性の劣化をあまり生じない。

一方比較例品は金属繊維の製造コストが極めて高いのみ
でなく、電磁波シールド効果も余り良好でなく、しかも
ヒートサイクルによりその特性が著しく劣化する。

〔発明の効果〕

本発明の方法によれば導電性樹脂用金属繊維を安価に効
率良く製造する事が出来る。特に請求項２記載の方法に
よれば従来よりも飛躍的に安いコストで導電性樹脂用金
属繊維を製造出来、しかもこの金属繊維を熱可塑性樹脂
に配合した導電性樹脂組成物を射出成形して得られるハ
ウジングは価れた電磁波シールド効果を有していて、長
期間使用してもその特性が劣化する事がなく、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図は、本発明による導電性樹脂用金属繊維の製造工
程の一例を示す概略説明図、第２図（ａ）、（ｂ）及び
（Ｃ）はそれぞれ第１図のＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ及びＣ−Ｃ′
ｇｒ面図である。 １−金属素線束の送り出しボビン、２−金属テープの送
り出しコイラー、３−ガイドロール、４成形ダイス、５
−孔型圧延ロール、６−　　巻取りボビン、７−潤滑油
供給管、ａ　−熱可塑性樹脂を含浸した金属素線の束、
ｂ−金属テープ、ｃ　−複合素材、ｄ−金属繊維組成物
、ｅ　−潤滑剤。 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属テープを連続的に供給し、これを円筒状に成
   形すると同時に、基材となる熱可塑性樹脂と相溶性のあ
   る樹脂を含浸した多本数の金属素線の束を前記円筒状の
   金属テープの内部に供給して複合素材となし、該複合素
   材を前記含浸した樹脂の流動軟化温度範囲で所望の寸法
   に減面加工した後、必要に応じて外被の金属テープを機
   械的又は化学的に剥離する事を特徴とする導電性樹脂用
   金属繊維の製造方法。
2. （２）金属テープが低融点金属テープである事を特徴と
   する請求項１記載の導電性樹脂用金属繊維の製造方法。
3. （３）請求項２記載の方法により製造され、外被として
   金属テープを有している事を特徴とする金属繊維組成物
   。