JPH0237120B2 - Dodenseijushisoseibutsuoyobisonoseikeihin - Google Patents

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、特にその高温における経時
安定性に優れた、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） 従来より、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、該組成物は導電性樹脂
成形品に利用されてきた。これらには多くの場合
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、近年問題となつている電
磁波シールドに対しては導電性が低くあまり有効
でない。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（以下金属繊維と
いう）を配合すると比重が大きくなり、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、
その配合量を最小限にすることが要求されてい
る。ところが金属繊維の配合量を減少させると、
導電性が低下し、更には使用環境に大きな制約を
受ける。すなわち、使用する樹脂と金属繊維とに
熱膨脹の差があるため、高温になると導電性が劣
化するという問題が生じる。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つて
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
があり、かつ特性も不安定で信頼性も低いという
問題点があつた。 また、低融点金属と樹脂とを混合して成形する
ことより導電性の得られることが知られている
が、低融点金属は樹脂との密着性が悪くて分離す
るので、樹脂の物性を低下させ、また成形機の材
料色替えの際の空打で、金属のみが飛散するなど
成形加工上きわめて危険であるという問題があつ
た。更に金属繊維を低融点金属と併用して樹脂に
混合するときは、金属繊維が成形前の乾燥等によ
つてその表面に酸化膜が生じ、はんだぬれ性が悪
くなり、低融点金属が分離したり、金属繊維が腐
食したりして、その結果導電性の劣化が大きくな
るという問題があつた。 （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、導電性繊維のぬれ性が良くて導電性
繊維と低融点金属とが強固に結合し、高温におい
ても成形品の導電性が劣化せずに経時安定性に優
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、導電性繊維と低融点金属とを併
用し、それにリン系酸化防止剤を添加配合した熱
可塑性樹脂を使用することによつて、高温におい
ても成形品の導電性が劣化せずに経時安定性に優
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加工性の向上した、信
頼性の高い導電性樹脂組成物およびその成形品が
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)導電性繊維及び(B)低融点合金からなる導電性
充填材の表面に、(C)リン系酸化防止剤を含む(D)熱
可塑性樹脂層を被覆形成一体化したペレツト状の
マスターペレツトと、(E)熱可塑性樹脂ペレツトと
を配合したことを特徴とする導電性樹脂組成物で
ある。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、炭素繊維等が挙げられる。導電性繊維
の直径は５〜100μｍ程度のものが望ましい。こ
の導電性繊維は後述する低融点金属と集合させて
導電性充填材とし、その表面にリン系酸化防止剤
を熱可塑性樹脂層を被覆形成一体化し、次いで長
さ５〜８mmに切断してマスターペレツトとする。
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0.5〜30重量％の割合とすることが望ま
しい。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。 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ハンダ合金、
Sn−Pb−Agを主成分とする高温ハンダ合金、さ
らにはSn−Pb−Biを主成分とする低融点ハンダ
合金等が挙げられる。これらのハンダは繊維状、
粒状、棒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。これらの低融点金属は、混合
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。低融点金属の使用は、繊維状
の低融点金属を単に導電性繊維と集合させたり、
導電性繊維の表面を低融点金属で被覆したり、ま
た集合させた導電性繊維の表面を低融点金属で被
覆してもよい。低融点金属の配合量は、導電性繊
維を結合、被覆するに充分となるように配合する
ことが好ましく、導電性繊維に対し、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％末満では、導電性繊維を結合、被覆するこ
とが不充分となり、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)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、ハンダぬれ性が悪く、
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に配合しておくこ
とが望ましい。 本発明に用いる(D)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る。この熱可塑性樹脂
は、導電性繊維および低融点金属からなる導電性
充填材を被覆しマスターペレツトとされる。 本発明に用いる(E)熱可塑性樹脂ペレツト（以下
ナチユラルペレツトという）としては前述の(D)熱
可塑性樹脂層と同種又はは同一のものでもよい。
また(D)の熱可塑性樹脂と混合することによつて界
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(D)熱可塑性樹脂として変性
PPO樹脂、ポリカーボネート樹脂等を使用する
ときは、ナチユラルペレツ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
うするこ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。これらの組合せ
を用いると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は、通常次のように
して製造する。長繊維状の導電性繊維と低融点金
属を集合させて導電性充填材とし押出機のダイス
を通し、その導電性充填材に表面に、リン系酸化
防止剤を配合した熱可塑性樹脂層を被覆形成し、
次いで適当な大きさに切断してペレツト状のマス
ターペレツトとする。マスターペレツトは通常断
面が円形であるが、円形でなくとも偏平、その他
の形状でもよく特に形状に制御されることはな
い。マスターペレツトの製造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
なくバツチ方式で製造してもよい。このマスター
ペレツトにナチユラルペレツトを配合して導電性
樹脂組成物とする。配合するナチユラルペレツト
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およびその量を適切に選
択する。 こうして製造され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、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、導電性繊維と、低融点金属を
併用し、かつリン系酸化防止剤を配合したことに
よつて優れた効果が得られるものである。 すなわち、導電性樹脂組成物は射出成形機の加
熱シリンダー内において、熱可塑性樹脂と導電性
繊維が混練される際に、製造工程や乾燥時に形成
された導電性繊維の酸化膜を、リン系酸化防止剤
の還元作用によつて除去する。次にシリンダー内
で溶融した低融点金属によつて導電性繊維の表面
を強固に被覆する。この場合、導電性繊維に酸化
膜があり、ハンダぬれ性が悪いと、導電性繊維が
腐食したり、低融点金属が遊離し樹脂の物性を低
下させることになる。そして、導電性樹脂組成物
を金型に注入し冷却・固化する際に、導電性繊維
同士の接合点は低融点金属によつて融着されて網
目状態となり、そのまま冷却・固化する。そのた
め、成形品を高温環境下に置いても導電性繊維と
導電性繊維の接合点が離れることがなく、導電性
も劣化することがない。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接合した
網目状態を確認することができる。従つて、導電
性繊維の充填量を減少させることが可能となる。
また、低融点金属の分離や飛散等がなくなる。 （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の銅繊維を300本収束し、この銅繊
維に直径300μｍの低融点金属繊維（Sn60％、
Pb40％）を集合させて導電性充填材とし、タフ
レツクス410（三菱モンサント化成社製ABS樹脂、
商品名）にHCA（三光化学社製リン系酸化防止
剤、商品名）を添加し、押出機のダイスを通して
導電性充填材の表面にABS樹脂を溶融被覆した。
これを冷却してペレタイザーで繊維方向に６mmの
長さに切断してマスターペレツトとした。マスタ
ーペレツトの銅繊維充填率は60重量％であつた。
このマスターペレツトにタフレツクス410（前出）
のナチユラルペレツ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30重
量％であつた。この導電性樹脂組成物を用いて射
出成形を行い成形品を得た。得られた成形品につ
いて体積抵抗率、シールド効果の試験を行つたの
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１図に示した。導電性繊維１と導電
性繊維２とが低融点金属３によつてしつかりと融
着結合していることがわかる。本発明の極めて顕
著な効果が確認された。 比較例 実施例に於いてリン系酸化防止剤を除いた以外
はすべて実施例と同一にして、マスターペレツ
ト、導電性樹脂組成物および成形品をつくり、そ
の成形品について同様に試験を行つたのでその結
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、またリ
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で導電性繊維同士の結合が強
固となり、その結果導電性繊維の充填量を減少す
ることが可能となり、また、成形加工時に熱可塑
性樹脂と低融点金属との分離や飛散がなく成形加
工性が向上した。この導電性樹脂組成物を用いた
成形品は、高温に於ける環境変化にも導電性が低
下することなく電磁波シールド効果の経時安定性
に優れたものである。この成形品を電子機器、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図は本発明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。 １，２……導電性繊維、３……低融点金属。

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)リン系酸化防止剤を含む(D)
   熱可塑性樹脂を被覆形成一体化したペレツト状の
   マスターペレツトと、(E)熱可塑性樹脂ペレツトと
   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、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
   面に銅、アルミニウム若しくはニツケルの層を有
   する有機繊維若しくは無機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
   とするハンダ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 導電性繊維が、全体の組成物に対して0.5〜
   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３項いずれか記載の導電性樹脂組成物。 ５ 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４項いずれか記載の導電性樹脂組成物。 ６ 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５項いずれか記載の導電性樹脂組
   成物。 ７ (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)リン系酸化防止剤を含む(D)
   熱可塑性樹脂層を被覆形成一体化してペレツト状
   のマスターペレツトと、(E)熱可塑性樹脂ペレツト
   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。