JPH04359039A - 導電性樹脂材料及びその製造法並びに導電性成形品 - Google Patents
導電性樹脂材料及びその製造法並びに導電性成形品Info
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- JPH04359039A JPH04359039A JP3159717A JP15971791A JPH04359039A JP H04359039 A JPH04359039 A JP H04359039A JP 3159717 A JP3159717 A JP 3159717A JP 15971791 A JP15971791 A JP 15971791A JP H04359039 A JPH04359039 A JP H04359039A
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- conductive
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は導電性樹脂及びその製造
法並びに導電性成形品に関し、更に詳細には非導電性樹
脂中に導電性配合材が配合された導電性樹脂及びその製
造法並びに導電性成形品に関する。
法並びに導電性成形品に関し、更に詳細には非導電性樹
脂中に導電性配合材が配合された導電性樹脂及びその製
造法並びに導電性成形品に関する。
【0002】
【従来の技術】近年の電子機器の急速な普及並びに電子
機器を収納する筺体の樹脂化に伴い、電子機器の外部に
おいて発生した電磁波(ノイズ)によって電子機器が誤
動作する、いわゆる電波障害が頻発するようになってき
た。この様な電波障害の防止手段としては、電子機器を
収納する筺体を導電性樹脂によって形成することが有効
な手段の一つある。ところで、一般的に、電子機器用の
筺体を形成する樹脂としては、非導電性樹脂が使用され
るため、非導電性樹脂中に金属短繊維を配合して樹脂に
導電性を付与することが考えられる。この場合、得られ
る樹脂が導電性を呈するためには、非導電性樹脂中に配
合された金属短繊維から成る連続相が形成されることを
要する。このため、特開昭63ー218310号公報や
特開昭63ー238162号公報等においては、金属長
繊維とハンダ等の低融点金属とを熱可塑性樹脂で一体化
した成形体を切断してマスターペレットとし、次いで前
記マスターペレットを非導電性樹脂中に配合して成る導
電性樹脂が提案されている。
機器を収納する筺体の樹脂化に伴い、電子機器の外部に
おいて発生した電磁波(ノイズ)によって電子機器が誤
動作する、いわゆる電波障害が頻発するようになってき
た。この様な電波障害の防止手段としては、電子機器を
収納する筺体を導電性樹脂によって形成することが有効
な手段の一つある。ところで、一般的に、電子機器用の
筺体を形成する樹脂としては、非導電性樹脂が使用され
るため、非導電性樹脂中に金属短繊維を配合して樹脂に
導電性を付与することが考えられる。この場合、得られ
る樹脂が導電性を呈するためには、非導電性樹脂中に配
合された金属短繊維から成る連続相が形成されることを
要する。このため、特開昭63ー218310号公報や
特開昭63ー238162号公報等においては、金属長
繊維とハンダ等の低融点金属とを熱可塑性樹脂で一体化
した成形体を切断してマスターペレットとし、次いで前
記マスターペレットを非導電性樹脂中に配合して成る導
電性樹脂が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の導電性樹脂
は、非導電性樹脂から成るマトリックス中に、金属短繊
維同志の接合点に低融点金属が融着した金属短繊維から
成る強固な編目状結合が形成され、優れた導電性を呈す
ることができる。しかしながら、従来の導電性樹脂に配
合される金属短繊維には、低融点金属が点在されている
に過ぎず、金属短繊維の露出面に酸化膜が形成されると
、金属短繊維同志の接合点に低融点金属が融着せず、樹
脂中で金属短繊維から成る強固な網目状結合を形成する
ことができない。また、かかる導電性樹脂から成る成形
品においては、成形品の変形に因る金属短繊維同志の接
合点の剥離、或いは経時と共に金属短繊維表面への酸化
膜の形成等によって、成形品の導電性が低下することが
ある。このため、金属短繊維表面の酸化膜の形成防止又
は酸化膜の除去を図るべく、前掲の特開昭に記載されて
いる如く、マスターペレットの製造等の際に、フラック
スや酸化防止剤を添加して樹脂によって金属繊維と低融
点金属とを一体化することが必要である。この様なフラ
ックスや酸化防止剤等の添加は、添加された樹脂の物性
に悪影響を与えると共に、導電性樹脂の製造コストを高
くする。また、マスターペレットの製造の際に、切断さ
れた金属短繊維の両端は、空気中に直接晒されて酸化膜
が形成されるため、非導電性樹脂中にマスターペレット
を配合し導電性樹脂を製造するとき、金属短繊維の両端
は金属短繊維同志の編目状結合には寄与することができ
ない。
は、非導電性樹脂から成るマトリックス中に、金属短繊
維同志の接合点に低融点金属が融着した金属短繊維から
成る強固な編目状結合が形成され、優れた導電性を呈す
ることができる。しかしながら、従来の導電性樹脂に配
合される金属短繊維には、低融点金属が点在されている
に過ぎず、金属短繊維の露出面に酸化膜が形成されると
、金属短繊維同志の接合点に低融点金属が融着せず、樹
脂中で金属短繊維から成る強固な網目状結合を形成する
ことができない。また、かかる導電性樹脂から成る成形
品においては、成形品の変形に因る金属短繊維同志の接
合点の剥離、或いは経時と共に金属短繊維表面への酸化
膜の形成等によって、成形品の導電性が低下することが
ある。このため、金属短繊維表面の酸化膜の形成防止又
は酸化膜の除去を図るべく、前掲の特開昭に記載されて
いる如く、マスターペレットの製造等の際に、フラック
スや酸化防止剤を添加して樹脂によって金属繊維と低融
点金属とを一体化することが必要である。この様なフラ
ックスや酸化防止剤等の添加は、添加された樹脂の物性
に悪影響を与えると共に、導電性樹脂の製造コストを高
くする。また、マスターペレットの製造の際に、切断さ
れた金属短繊維の両端は、空気中に直接晒されて酸化膜
が形成されるため、非導電性樹脂中にマスターペレット
を配合し導電性樹脂を製造するとき、金属短繊維の両端
は金属短繊維同志の編目状結合には寄与することができ
ない。
【0004】そこで、本発明の目的は、フラックスや酸
化防止剤を樹脂中に添加することなく金属短繊維を含む
金属の連続相を非導電性樹脂中に形成することができる
導電性樹脂及びその製造法並びに導電性成形品を提供す
ることにある。
化防止剤を樹脂中に添加することなく金属短繊維を含む
金属の連続相を非導電性樹脂中に形成することができる
導電性樹脂及びその製造法並びに導電性成形品を提供す
ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記目的
を達成すべく検討したところ、導電性配合材として、予
め低融点金属で覆った金属短繊維を用いることによって
、樹脂中に導電性配合材を配合する際に、フラックスや
酸化防止剤を添加しなくても、良好な導電性を呈する導
電性樹脂が得られることを見い出し、本発明に到達した
。即ち、本発明は、非導電性樹脂中に導電性配合材が配
合された導電性樹脂において、該導電性配合材が、前記
非導電性樹脂を成形する際の成形温度よりも高融点の高
融点金属によって表面が形成された短繊維が前記非導電
性樹脂の成形温度よりも低融点で且つ常温で固体の低融
点金属によって覆われて成ることを特徴とする導電性樹
脂である。また、本発明は、配合する非導電性樹脂を成
形する際の成形温度よりも高融点の高融点金属によって
表面が形成された短繊維と前記非導電性樹脂の成形温度
以下で且つ常温で固体の低融点金属とを、短繊維の金属
表面への酸化膜の生成を防止するフラックスの存在下又
は実質的に非酸素状態下において、低融点金属の融点以
上で且つ高融点金属の融点以下の温度に加熱しつつ混練
し、短繊維の金属表面を低融点金属で覆った導電性配合
材を得、次いで、前記導電性配合材を非導電性樹脂中に
添加し混練することを特徴とする導電性樹脂の製造法に
ある。更に、本発明は、非導電性樹脂を成形する際の成
形温度よりも高融点の高融点金属が表面を形成する短繊
維から成ると共に、前記短繊維の金属表面が前記非導電
性樹脂の成形温度よりも低融点で且つ常温で固体の低融
点金属によって覆われた導電性配合材が、非導電性樹脂
中に配合された導電性樹脂を溶融成形して得られた成形
品であることを特徴とする導電性成形品でもある。かか
る本発明において、短繊維の表面を形成する高融点金属
が銅で且つ低融点金属がハンダであることが、低融点金
属によって短繊維の金属表面を容易に覆うことができる
。また、導電性配合材を構成する高融点金属及び低融点
金属の非導電性樹脂中への配合量が非導電性樹脂に対し
て3重量%以上であることが、良好な導電性を呈する導
電性樹脂を得ることができる。更に、短繊維の表面を覆
う低融点金属層の厚さを0.7〜9μmとすることが、
得られる導電性樹脂に優れた導電性を付与することがで
きる。
を達成すべく検討したところ、導電性配合材として、予
め低融点金属で覆った金属短繊維を用いることによって
、樹脂中に導電性配合材を配合する際に、フラックスや
酸化防止剤を添加しなくても、良好な導電性を呈する導
電性樹脂が得られることを見い出し、本発明に到達した
。即ち、本発明は、非導電性樹脂中に導電性配合材が配
合された導電性樹脂において、該導電性配合材が、前記
非導電性樹脂を成形する際の成形温度よりも高融点の高
融点金属によって表面が形成された短繊維が前記非導電
性樹脂の成形温度よりも低融点で且つ常温で固体の低融
点金属によって覆われて成ることを特徴とする導電性樹
脂である。また、本発明は、配合する非導電性樹脂を成
形する際の成形温度よりも高融点の高融点金属によって
表面が形成された短繊維と前記非導電性樹脂の成形温度
以下で且つ常温で固体の低融点金属とを、短繊維の金属
表面への酸化膜の生成を防止するフラックスの存在下又
は実質的に非酸素状態下において、低融点金属の融点以
上で且つ高融点金属の融点以下の温度に加熱しつつ混練
し、短繊維の金属表面を低融点金属で覆った導電性配合
材を得、次いで、前記導電性配合材を非導電性樹脂中に
添加し混練することを特徴とする導電性樹脂の製造法に
ある。更に、本発明は、非導電性樹脂を成形する際の成
形温度よりも高融点の高融点金属が表面を形成する短繊
維から成ると共に、前記短繊維の金属表面が前記非導電
性樹脂の成形温度よりも低融点で且つ常温で固体の低融
点金属によって覆われた導電性配合材が、非導電性樹脂
中に配合された導電性樹脂を溶融成形して得られた成形
品であることを特徴とする導電性成形品でもある。かか
る本発明において、短繊維の表面を形成する高融点金属
が銅で且つ低融点金属がハンダであることが、低融点金
属によって短繊維の金属表面を容易に覆うことができる
。また、導電性配合材を構成する高融点金属及び低融点
金属の非導電性樹脂中への配合量が非導電性樹脂に対し
て3重量%以上であることが、良好な導電性を呈する導
電性樹脂を得ることができる。更に、短繊維の表面を覆
う低融点金属層の厚さを0.7〜9μmとすることが、
得られる導電性樹脂に優れた導電性を付与することがで
きる。
【0006】
【作用】本発明によれば、導電性配合材を構成する、短
繊維の高融点金属から成る金属表面が低融点金属によっ
て覆われ、短繊維の金属表面が空気中の酸素と断絶され
ているため、短繊維の金属表面への酸化膜の形成を防止
できる。このため、導電性配合材と非導電性樹脂とを混
練する際に、短繊維の表面への酸化膜の形成を防止すべ
く、フラックスや酸化防止材の添加を不要化することが
できるのである。また、本発明の導電性樹脂は、良好な
導電性を呈することができ、その理由は次の様に推察さ
れる。つまり、本発明において使用する導電性配合材は
、短繊維が低融点金属によって覆われているため、短繊
維同志の接合点が低融点金属によって固着され易いと共
に、溶融した低融点金属が溶融樹脂の流動に伴って拡散
し短繊維間を連結するため、短繊維と低融点金属とが編
目状に連結して金属の連続相を形成するからである。
繊維の高融点金属から成る金属表面が低融点金属によっ
て覆われ、短繊維の金属表面が空気中の酸素と断絶され
ているため、短繊維の金属表面への酸化膜の形成を防止
できる。このため、導電性配合材と非導電性樹脂とを混
練する際に、短繊維の表面への酸化膜の形成を防止すべ
く、フラックスや酸化防止材の添加を不要化することが
できるのである。また、本発明の導電性樹脂は、良好な
導電性を呈することができ、その理由は次の様に推察さ
れる。つまり、本発明において使用する導電性配合材は
、短繊維が低融点金属によって覆われているため、短繊
維同志の接合点が低融点金属によって固着され易いと共
に、溶融した低融点金属が溶融樹脂の流動に伴って拡散
し短繊維間を連結するため、短繊維と低融点金属とが編
目状に連結して金属の連続相を形成するからである。
【0007】
【発明の構成】本発明において、非導電性樹脂中に配合
される導電性配合材が、配合される非導電性樹脂を成形
する際の成形温度よりも高融点の高融点金属によって表
面が形成された短繊維(以下、単に金属短繊維と称する
ことがある)から成ると共に、金属短繊維の金属表面が
前記成形温度よりも低融点で且つ常温で固体の低融点金
属によって覆われていることが肝要である。かかる高融
点金属によって表面が形成された金属短繊維としては、
銅(Cu)、ニケッル(Ni)、鉄(Fe)、亜鉛(Z
n)、アルミ(Al)、鉛(Pb)、ステンレス鋼等の
単一金属から成る金属短繊維を用いることができる。ま
た、前記金属短繊維の表面に異種の金属がめっき等によ
って付着されていてもよい。更に、カーボン、ガラス、
セラミック等の非金属から成る短繊維であっても、短繊
維の表面が無電解めっき等によって銅(Cu) 、ニッ
ケル(Ni)等の高融点金属によって覆われているもの
であってもよい。この様な金属短繊維の太さや長さは、
配合する樹脂の粘度等の特性や成形パーフォーマンス等
を考慮して任意に決定することができるが、通常、太さ
が5〜100μmで且つ長さが2〜10mm程度の金属
短繊維が使用される。本発明においては、かかる金属短
繊維の金属表面を低融点金属によって覆われていること
が大切である。ここで、金属短繊維の金属表面の一部が
低融点金属によって覆われず露出している場合、露出部
分には酸化膜が形成されるため、樹脂中で金属短繊維同
志の接合点を低融点金属によって容易に固着することが
できず、金属の連続相が形成され難くなる。このため、
前記酸化膜の形成を防止すべく、フラックスや酸化防止
剤を樹脂中に添加し導電性配合材と樹脂とを混練するこ
とが必要となる。この低融点金属としては、配合する樹
脂の融点以下で且つ常温で固体の金属であればよく、亜
鉛(Zn)、鉛(Pb)、錫(Sn)、ハンダ等を挙げ
ることができ、就中、ハンダが特に好ましい。 尚、ハンダを低融点金属として用いる場合には、配合す
る樹脂との関係で所望の融点となる組成のものを用いる
。
される導電性配合材が、配合される非導電性樹脂を成形
する際の成形温度よりも高融点の高融点金属によって表
面が形成された短繊維(以下、単に金属短繊維と称する
ことがある)から成ると共に、金属短繊維の金属表面が
前記成形温度よりも低融点で且つ常温で固体の低融点金
属によって覆われていることが肝要である。かかる高融
点金属によって表面が形成された金属短繊維としては、
銅(Cu)、ニケッル(Ni)、鉄(Fe)、亜鉛(Z
n)、アルミ(Al)、鉛(Pb)、ステンレス鋼等の
単一金属から成る金属短繊維を用いることができる。ま
た、前記金属短繊維の表面に異種の金属がめっき等によ
って付着されていてもよい。更に、カーボン、ガラス、
セラミック等の非金属から成る短繊維であっても、短繊
維の表面が無電解めっき等によって銅(Cu) 、ニッ
ケル(Ni)等の高融点金属によって覆われているもの
であってもよい。この様な金属短繊維の太さや長さは、
配合する樹脂の粘度等の特性や成形パーフォーマンス等
を考慮して任意に決定することができるが、通常、太さ
が5〜100μmで且つ長さが2〜10mm程度の金属
短繊維が使用される。本発明においては、かかる金属短
繊維の金属表面を低融点金属によって覆われていること
が大切である。ここで、金属短繊維の金属表面の一部が
低融点金属によって覆われず露出している場合、露出部
分には酸化膜が形成されるため、樹脂中で金属短繊維同
志の接合点を低融点金属によって容易に固着することが
できず、金属の連続相が形成され難くなる。このため、
前記酸化膜の形成を防止すべく、フラックスや酸化防止
剤を樹脂中に添加し導電性配合材と樹脂とを混練するこ
とが必要となる。この低融点金属としては、配合する樹
脂の融点以下で且つ常温で固体の金属であればよく、亜
鉛(Zn)、鉛(Pb)、錫(Sn)、ハンダ等を挙げ
ることができ、就中、ハンダが特に好ましい。 尚、ハンダを低融点金属として用いる場合には、配合す
る樹脂との関係で所望の融点となる組成のものを用いる
。
【0008】かかる低融点金属の金属短繊維の付着量に
ついて検討した結果を図1に示す。図1は、金属短繊維
としての直径50μで且つ平均長さ5mmの銅繊維の表
面を低融点金属としてのハンダで覆った導電性配合材を
用い、前記導電性配合材をABS樹脂に配合しつつ射出
成形し、得られた成形体について体積固有抵抗を測定し
た結果を示したものである。この図から、金属短繊維を
被覆する低融点金属の被覆厚さを0.7〜9μm、更に
好ましくは2.5〜5μm(特に好ましくは3.5〜4
μm)とすることが、得られる成形体に充分な導電性を
付与するうえで好ましい。ここで、前記低融点金属の被
覆厚さが0.7μm未満の場合、金属短繊維の表面が低
融点金属によって被覆されない部分が存在するため、最
終的に得られる成形品に充分な導電性を付与し難くなる
傾向にある。この点、図1の様に、低融点金属の皮膜厚
さが0.7μm以上の導電性配合材を用いると、金属短
繊維の表面が低融点金属によって完全に被覆されるため
、最終的に得られる成形品に充分な導電性を付与するこ
とができる。他方、低融点金属の被覆厚さが9μmを越
える導電性配合材を用いても、得られる導電性成形品の
導電性の向上幅が少なくなる傾向があるため、低融点金
属の皮膜厚さの上限を9μmとすることが好ましい。尚
、金属短繊維と低融点金属との比率は、金属短繊維の太
さ等の要因で異なり、例えば太さ50μmで且つ平均長
さ5mmの銅短繊維に対して、ハンダの被覆厚さを0.
7μmにせんとする場合、銅短繊維100重量部に対し
てハンダを5重量部添加して混練することによって得る
ことができる。この様な金属短繊維と低融点金属とから
成る導電性配合材の非導電性樹脂への配合量は、非導電
性樹脂に対して3重量%以上とすることが好ましい。こ
の導電性配合材の配合量が非導電性樹脂に対して3重量
%未満の場合、得られる樹脂に充分な導電性を付与でき
ない傾向にある。尚、前記導電性配合材の配合量の上限
は、金属短繊維の太さ等によって異なり、予め採用する
太さの金属短繊維における導電性配合材の配合量を求め
ておくことが好ましい。
ついて検討した結果を図1に示す。図1は、金属短繊維
としての直径50μで且つ平均長さ5mmの銅繊維の表
面を低融点金属としてのハンダで覆った導電性配合材を
用い、前記導電性配合材をABS樹脂に配合しつつ射出
成形し、得られた成形体について体積固有抵抗を測定し
た結果を示したものである。この図から、金属短繊維を
被覆する低融点金属の被覆厚さを0.7〜9μm、更に
好ましくは2.5〜5μm(特に好ましくは3.5〜4
μm)とすることが、得られる成形体に充分な導電性を
付与するうえで好ましい。ここで、前記低融点金属の被
覆厚さが0.7μm未満の場合、金属短繊維の表面が低
融点金属によって被覆されない部分が存在するため、最
終的に得られる成形品に充分な導電性を付与し難くなる
傾向にある。この点、図1の様に、低融点金属の皮膜厚
さが0.7μm以上の導電性配合材を用いると、金属短
繊維の表面が低融点金属によって完全に被覆されるため
、最終的に得られる成形品に充分な導電性を付与するこ
とができる。他方、低融点金属の被覆厚さが9μmを越
える導電性配合材を用いても、得られる導電性成形品の
導電性の向上幅が少なくなる傾向があるため、低融点金
属の皮膜厚さの上限を9μmとすることが好ましい。尚
、金属短繊維と低融点金属との比率は、金属短繊維の太
さ等の要因で異なり、例えば太さ50μmで且つ平均長
さ5mmの銅短繊維に対して、ハンダの被覆厚さを0.
7μmにせんとする場合、銅短繊維100重量部に対し
てハンダを5重量部添加して混練することによって得る
ことができる。この様な金属短繊維と低融点金属とから
成る導電性配合材の非導電性樹脂への配合量は、非導電
性樹脂に対して3重量%以上とすることが好ましい。こ
の導電性配合材の配合量が非導電性樹脂に対して3重量
%未満の場合、得られる樹脂に充分な導電性を付与でき
ない傾向にある。尚、前記導電性配合材の配合量の上限
は、金属短繊維の太さ等によって異なり、予め採用する
太さの金属短繊維における導電性配合材の配合量を求め
ておくことが好ましい。
【0009】本発明において用いる導電性配合材は、配
合する非導電性樹脂を成形する際の成形温度よりも高融
点の高融点金属によって表面が形成された金属短繊維と
、前記形成温度よりも低融点で且つ常温で固体の低融点
金属とを、高融点金属表面に酸化膜の形成を防止するフ
ラックスの存在下において、低融点金属の融点以上で且
つ高融点金属の融点未満の温度に加熱しつつ混練するこ
とによって、高融点金属表面を低融点金属で覆うことが
できる。ここで、高融点金属表面に酸化膜が形成されて
いる金属短繊維と低融点金属とを混練しても、低融点金
属の溶融体と高融点金属表面との濡れ性が不充分である
ため、低融点金属によって高融点金属表面を充分に覆う
ことができない。かかる酸化膜の形成の防止等のため、
本発明においてはフラックスの存在下又は非酸素下でフ
ラックスを存在させることなく両者を混練する。この際
に、使用されるフラックスとしては、従来から使用され
ている塩化亜鉛系フラックスや特開昭63ー21831
0号公報等において使用されているロジン系フラックス
等を用いることができる。
合する非導電性樹脂を成形する際の成形温度よりも高融
点の高融点金属によって表面が形成された金属短繊維と
、前記形成温度よりも低融点で且つ常温で固体の低融点
金属とを、高融点金属表面に酸化膜の形成を防止するフ
ラックスの存在下において、低融点金属の融点以上で且
つ高融点金属の融点未満の温度に加熱しつつ混練するこ
とによって、高融点金属表面を低融点金属で覆うことが
できる。ここで、高融点金属表面に酸化膜が形成されて
いる金属短繊維と低融点金属とを混練しても、低融点金
属の溶融体と高融点金属表面との濡れ性が不充分である
ため、低融点金属によって高融点金属表面を充分に覆う
ことができない。かかる酸化膜の形成の防止等のため、
本発明においてはフラックスの存在下又は非酸素下でフ
ラックスを存在させることなく両者を混練する。この際
に、使用されるフラックスとしては、従来から使用され
ている塩化亜鉛系フラックスや特開昭63ー21831
0号公報等において使用されているロジン系フラックス
等を用いることができる。
【0010】フラックスを用いる導電性配合材の製造法
としては、金属短繊維とフラックスとを予め混練してお
き、次いで低融点金属を加えて加熱し低融点金属を溶融
しつつ混練する方法、予め溶融した低融点金属中にフラ
ックスを添加し、次いで金属短繊維を加えて混練する方
法、或いは金属短繊維、低融点金属、及びフラックスを
同時に混練しつつ加熱する方法を採用することができる
。この際の加熱温度は、低融点金属の融点以上、金属短
繊維の表面を形成する高融点金属の融点未満とすること
が必要である。かかる製造法において、混練中に金属短
繊維の高融点金属表面が見えなくなったとき、溶融した
低融点金属によって高融点金属表面が覆われたと判断す
ることができる。その後、低融点金属を冷却固化してか
ら得られた導電性配合材を分散した後、洗浄して低融点
金属中に残留しているフラックスを除去する。この様な
洗浄を施すことによって、非導電性樹脂中に混入される
フラックスを可及的に少なくすることができる。かかる
フラックスの存在下での金属短繊維と低融点金属との混
練は、大気下で行うことができるが、フラックスを存在
させることが必要であるため、得られた導電性配合材を
洗浄して残留するフラックスの除去を行っても完全に除
去することは困難である。この点、低融点金属と金属短
繊維との混練を実質的に非酸素状態下において行うなら
ば、フラックスを全く存在させることなく導電性配合材
を樹脂中に混入することができる。かかる非酸素下での
混練は、フラックス存在下における大気下での混練に比
較して低温の加熱温度で行うことができ、加熱温度を低
融点金属の融点以下〔好ましくは(低融点金属の融点−
10℃)以上〕とすることもできる。ここで、「実質的
に非酸素状態下」とは、5mmHg以下の高真空下、或
いは窒素又は水素雰囲気下で混練を行うことを意味する
。
としては、金属短繊維とフラックスとを予め混練してお
き、次いで低融点金属を加えて加熱し低融点金属を溶融
しつつ混練する方法、予め溶融した低融点金属中にフラ
ックスを添加し、次いで金属短繊維を加えて混練する方
法、或いは金属短繊維、低融点金属、及びフラックスを
同時に混練しつつ加熱する方法を採用することができる
。この際の加熱温度は、低融点金属の融点以上、金属短
繊維の表面を形成する高融点金属の融点未満とすること
が必要である。かかる製造法において、混練中に金属短
繊維の高融点金属表面が見えなくなったとき、溶融した
低融点金属によって高融点金属表面が覆われたと判断す
ることができる。その後、低融点金属を冷却固化してか
ら得られた導電性配合材を分散した後、洗浄して低融点
金属中に残留しているフラックスを除去する。この様な
洗浄を施すことによって、非導電性樹脂中に混入される
フラックスを可及的に少なくすることができる。かかる
フラックスの存在下での金属短繊維と低融点金属との混
練は、大気下で行うことができるが、フラックスを存在
させることが必要であるため、得られた導電性配合材を
洗浄して残留するフラックスの除去を行っても完全に除
去することは困難である。この点、低融点金属と金属短
繊維との混練を実質的に非酸素状態下において行うなら
ば、フラックスを全く存在させることなく導電性配合材
を樹脂中に混入することができる。かかる非酸素下での
混練は、フラックス存在下における大気下での混練に比
較して低温の加熱温度で行うことができ、加熱温度を低
融点金属の融点以下〔好ましくは(低融点金属の融点−
10℃)以上〕とすることもできる。ここで、「実質的
に非酸素状態下」とは、5mmHg以下の高真空下、或
いは窒素又は水素雰囲気下で混練を行うことを意味する
。
【0011】この様にして得られた導電性配合材を非導
電性樹脂に配合するためには、溶融された非導電性樹脂
中に導電性配合材を添加し混練することによって行うこ
とができる。かかる混練は、射出成形する際に、射出成
形機等の射出筒内に供給された非導電性樹脂と導電性配
合材とを回転するスクリューによって混練してもよく、
或いは二軸ルーダー等の混練機を用いて両者を混練して
もよい。得られた導電性樹脂の成形は、溶融成形によっ
て成形することができる。かかる溶融成形としては、所
望の導電性配合材が配合された導電性樹脂を射出成形機
によって射出成形する射出成形法、或いは予め樹脂中に
高濃度に導電性配合材を配合したマスターチップと非導
電性樹脂とを射出成形機等の溶融成形機に供給し溶融成
形するマスターチップ法がある。本発明において導電性
配合材が配合される非導電性樹脂としては、従来から汎
用されている非導電性樹脂、例えばポリプロピレン、ナ
イロン、ポリエステル、ポリエチレン、ABS樹脂、ポ
リカーボネイト、ポリアセタール等を挙げることができ
る。かかる非導電性樹脂のうち、ポリアセタールやポリ
カーボネイト等の樹脂は、塩化亜鉛系フラックスに因る
樹脂の分解が懸念されるため、導電性配合材の製造の際
に、塩化亜鉛系フラックスを用いて得られた導電性配合
材を配合する場合には、フラックスを充分に洗浄し導電
性配合材を介して樹脂中に混入されるフラックスを可及
的に減少しておくことが好ましい。ところで、特開昭6
3ー218310号公報や特開昭63ー238162号
公報において提案されている様に、フラックスを存在さ
せつつ低融点金属と金属短繊維とを溶融樹脂中に配合す
る方法では、採用するフラックスとしては樹脂を分解す
るおそれのないロジン系フラックスに制限される。一方
、ロジン系フラックスによって金属短繊維表面の酸化膜
の形成防止或いは酸化膜の除去を充分に行うためには、
ロジン系フラックスを大量に存在させることを要する。 また、ロジン系フラックスは配合温度で分解するため、
ロジン系フラックスの分解ガスによって作業環境に悪影
響を与えることがある。更に、分解ガスの脱気が不充分
であると、得られる成形品中に気泡が巻き込まれること
もある。
電性樹脂に配合するためには、溶融された非導電性樹脂
中に導電性配合材を添加し混練することによって行うこ
とができる。かかる混練は、射出成形する際に、射出成
形機等の射出筒内に供給された非導電性樹脂と導電性配
合材とを回転するスクリューによって混練してもよく、
或いは二軸ルーダー等の混練機を用いて両者を混練して
もよい。得られた導電性樹脂の成形は、溶融成形によっ
て成形することができる。かかる溶融成形としては、所
望の導電性配合材が配合された導電性樹脂を射出成形機
によって射出成形する射出成形法、或いは予め樹脂中に
高濃度に導電性配合材を配合したマスターチップと非導
電性樹脂とを射出成形機等の溶融成形機に供給し溶融成
形するマスターチップ法がある。本発明において導電性
配合材が配合される非導電性樹脂としては、従来から汎
用されている非導電性樹脂、例えばポリプロピレン、ナ
イロン、ポリエステル、ポリエチレン、ABS樹脂、ポ
リカーボネイト、ポリアセタール等を挙げることができ
る。かかる非導電性樹脂のうち、ポリアセタールやポリ
カーボネイト等の樹脂は、塩化亜鉛系フラックスに因る
樹脂の分解が懸念されるため、導電性配合材の製造の際
に、塩化亜鉛系フラックスを用いて得られた導電性配合
材を配合する場合には、フラックスを充分に洗浄し導電
性配合材を介して樹脂中に混入されるフラックスを可及
的に減少しておくことが好ましい。ところで、特開昭6
3ー218310号公報や特開昭63ー238162号
公報において提案されている様に、フラックスを存在さ
せつつ低融点金属と金属短繊維とを溶融樹脂中に配合す
る方法では、採用するフラックスとしては樹脂を分解す
るおそれのないロジン系フラックスに制限される。一方
、ロジン系フラックスによって金属短繊維表面の酸化膜
の形成防止或いは酸化膜の除去を充分に行うためには、
ロジン系フラックスを大量に存在させることを要する。 また、ロジン系フラックスは配合温度で分解するため、
ロジン系フラックスの分解ガスによって作業環境に悪影
響を与えることがある。更に、分解ガスの脱気が不充分
であると、得られる成形品中に気泡が巻き込まれること
もある。
【0012】この様に溶融成形して得られた導電性成形
品は、良好な導電性を呈することができ、その詳細な理
由は未だ明確になっていないが、次の様に推察できる。 つまり、金型のキャビティ内に溶融した導電性樹脂が充
填される際に、溶融樹脂の流動方向に金属短繊維が配向
する。同時に、金属短繊維の表面を覆っていた低融点金
属は溶融され、配向された金属短繊維同志の接合点を融
着すると共に、樹脂の流動に伴い流動しつつ分散して金
属短繊維間を連結し、樹脂中に金属の編目構造を形成す
ることができるためである。このことは、金属短繊維に
低融点金属を大量に付着させた導電性配合材を用いた場
合、得られた導電性樹脂の断面を顕微鏡観察すると、樹
脂の流動方向に平行な断面において、低融点金属が樹脂
の流動方向に流れつつ拡散している状態を観察すること
ができる。かかる導電性成形品は、優れた導電性を呈す
ることができるため、電磁波シールド用、X線シールド
用、パラボラアンテナ用に使用することができる。尚、
パラボラアンテナを本発明の導電性樹脂を用いて成形す
る際には、パラボラアンテナの取り付け用金具を含めて
一体成形することができる。更に、本発明の導電性成形
品は、通電によって発熱するため、発熱体としても使用
することができ、パラボラアンテナ等の融雪装置や電気
冷蔵庫の霜取り装置に用いることができる。その他に、
成形品の表面に直接ハンダ付けができるため、アースの
端末をケースに直接ハンダ付けすることができる。その
際に、実質的にハンダ付け部分にのみハンダ熱に因る影
響が限定され、他の部分に配設されている部品等をハン
ダ熱から保護するための手段を不要とすることができる
。尚、本発明の導電性成形品としては、中心部に本発明
の導電性樹脂を配したコア成分と、前記コア成分の周囲
に非導電性樹脂を配したシース成分とから構成される複
合成形品としてもよい。
品は、良好な導電性を呈することができ、その詳細な理
由は未だ明確になっていないが、次の様に推察できる。 つまり、金型のキャビティ内に溶融した導電性樹脂が充
填される際に、溶融樹脂の流動方向に金属短繊維が配向
する。同時に、金属短繊維の表面を覆っていた低融点金
属は溶融され、配向された金属短繊維同志の接合点を融
着すると共に、樹脂の流動に伴い流動しつつ分散して金
属短繊維間を連結し、樹脂中に金属の編目構造を形成す
ることができるためである。このことは、金属短繊維に
低融点金属を大量に付着させた導電性配合材を用いた場
合、得られた導電性樹脂の断面を顕微鏡観察すると、樹
脂の流動方向に平行な断面において、低融点金属が樹脂
の流動方向に流れつつ拡散している状態を観察すること
ができる。かかる導電性成形品は、優れた導電性を呈す
ることができるため、電磁波シールド用、X線シールド
用、パラボラアンテナ用に使用することができる。尚、
パラボラアンテナを本発明の導電性樹脂を用いて成形す
る際には、パラボラアンテナの取り付け用金具を含めて
一体成形することができる。更に、本発明の導電性成形
品は、通電によって発熱するため、発熱体としても使用
することができ、パラボラアンテナ等の融雪装置や電気
冷蔵庫の霜取り装置に用いることができる。その他に、
成形品の表面に直接ハンダ付けができるため、アースの
端末をケースに直接ハンダ付けすることができる。その
際に、実質的にハンダ付け部分にのみハンダ熱に因る影
響が限定され、他の部分に配設されている部品等をハン
ダ熱から保護するための手段を不要とすることができる
。尚、本発明の導電性成形品としては、中心部に本発明
の導電性樹脂を配したコア成分と、前記コア成分の周囲
に非導電性樹脂を配したシース成分とから構成される複
合成形品としてもよい。
【0013】
【実施例】本発明を実施例によって更に詳細に説明する
。 実施例1 直径50μで且つ平均長さ5mmの銅短繊維と塩化亜鉛
系フラックス(銅短繊維1g当たり0.2g)とを混合
し、銅短繊維との重量比(ハンダ/銅短繊維)が0.3
となる量の融点183℃のハンダ(Sn−Pb )を添
加した。次いで、予め添加しておいたハンダが溶融する
温度(約200℃)に加熱しつつ銅色が完全に消えるま
で混練し、ハンダを冷却固化してから分散した後、フラ
ックスの洗浄を行った。得られた導電性配合材は、銅短
繊維の表面がハンダによって完全に覆われているもので
あった。この様にして得られた導電性配合材をABS樹
脂中に配合して射出成形を行ない、角形の板状体を得た
。かかる射出成形は、予め導電性配合材をABS樹脂に
対して約8倍の高濃度でABS樹脂中にブレンドしてチ
ップ化した。次いで、得られたマスターチップを用いて
射出成形機によって射出成形した。この際に、導電性配
合材が得られる成形品中に35〜55wt%(ABS樹
脂に対して53.8〜122.2wt%)となる様に、
マスターチップをABS樹脂中に混入した。得られた成
形品の体積固有抵抗値を測定し、その結果を下記に示す
。 成形品中における導電性配合材
の配合比率(wt%)
体積固有抵抗値(Ω・cm)
35
1.54×10−2
41
1.48×10−3
45
6.34×10−
4 55
2.98×
10−4上記結果から明らかな様に、得られた成形品は
、いずれも良好な導電性を呈するものであった。
。 実施例1 直径50μで且つ平均長さ5mmの銅短繊維と塩化亜鉛
系フラックス(銅短繊維1g当たり0.2g)とを混合
し、銅短繊維との重量比(ハンダ/銅短繊維)が0.3
となる量の融点183℃のハンダ(Sn−Pb )を添
加した。次いで、予め添加しておいたハンダが溶融する
温度(約200℃)に加熱しつつ銅色が完全に消えるま
で混練し、ハンダを冷却固化してから分散した後、フラ
ックスの洗浄を行った。得られた導電性配合材は、銅短
繊維の表面がハンダによって完全に覆われているもので
あった。この様にして得られた導電性配合材をABS樹
脂中に配合して射出成形を行ない、角形の板状体を得た
。かかる射出成形は、予め導電性配合材をABS樹脂に
対して約8倍の高濃度でABS樹脂中にブレンドしてチ
ップ化した。次いで、得られたマスターチップを用いて
射出成形機によって射出成形した。この際に、導電性配
合材が得られる成形品中に35〜55wt%(ABS樹
脂に対して53.8〜122.2wt%)となる様に、
マスターチップをABS樹脂中に混入した。得られた成
形品の体積固有抵抗値を測定し、その結果を下記に示す
。 成形品中における導電性配合材
の配合比率(wt%)
体積固有抵抗値(Ω・cm)
35
1.54×10−2
41
1.48×10−3
45
6.34×10−
4 55
2.98×
10−4上記結果から明らかな様に、得られた成形品は
、いずれも良好な導電性を呈するものであった。
【0014】実施例2
実施例1で使用した銅短繊維及びハンダを用い、実施例
1と同様にして導電性配合材を製造した。その際に、ハ
ンダの添加量を変えて図1に示す種々の皮膜厚さの導電
性配合材を製造した。尚、得られた導電性配合材は、実
施例1で得られたものと同様に、銅短繊維の表面が完全
にハンダで覆われているものであった。この導電性配合
材が得られる成形品中に35〜55wt%となる様に、
実施例1と同様に射出成形した。得られた成形品の体積
固有抵抗値を測定し、その結果を図1に示す。図1には
、銅短繊維のみが得られる成形品中に35〜55wt%
となる様に、ハンダで被覆することなく銅短繊維のみを
ABS樹脂中に配合した比較例も併せて示す。図1から
明らかな様に、本実施例の導電性成形体は、良好な導電
性を呈することが判る。図1において、得られる成形品
中における導電性配合材の配合量が35〜45wt%の
ものでは、ハンダの皮膜厚さが4μmを越えると、成形
品の導電性がやや低下する傾向にある。この現象は、銅
短繊維量に比較してハンダ量が多くなり、樹脂中での銅
短繊維同志の接合点ができ難くなって金属の編目構造が
ややでき難くなる傾向にあると思われる。
1と同様にして導電性配合材を製造した。その際に、ハ
ンダの添加量を変えて図1に示す種々の皮膜厚さの導電
性配合材を製造した。尚、得られた導電性配合材は、実
施例1で得られたものと同様に、銅短繊維の表面が完全
にハンダで覆われているものであった。この導電性配合
材が得られる成形品中に35〜55wt%となる様に、
実施例1と同様に射出成形した。得られた成形品の体積
固有抵抗値を測定し、その結果を図1に示す。図1には
、銅短繊維のみが得られる成形品中に35〜55wt%
となる様に、ハンダで被覆することなく銅短繊維のみを
ABS樹脂中に配合した比較例も併せて示す。図1から
明らかな様に、本実施例の導電性成形体は、良好な導電
性を呈することが判る。図1において、得られる成形品
中における導電性配合材の配合量が35〜45wt%の
ものでは、ハンダの皮膜厚さが4μmを越えると、成形
品の導電性がやや低下する傾向にある。この現象は、銅
短繊維量に比較してハンダ量が多くなり、樹脂中での銅
短繊維同志の接合点ができ難くなって金属の編目構造が
ややでき難くなる傾向にあると思われる。
【0015】
【発明の効果】本発明によれは、良好な導電性を呈する
導電性樹脂を得ることができるため、電磁波シールド用
、X線シールド用、パラボラアンテナ用の導電性成形品
を成形することができる。また、通電によって発熱する
性質を利用して、電気冷蔵庫の霜取り装置にも利用する
ことができる。更に、電気製品のケースを導電性樹脂に
よって成形することによって、ケースに直接アース端を
取ることもできる。
導電性樹脂を得ることができるため、電磁波シールド用
、X線シールド用、パラボラアンテナ用の導電性成形品
を成形することができる。また、通電によって発熱する
性質を利用して、電気冷蔵庫の霜取り装置にも利用する
ことができる。更に、電気製品のケースを導電性樹脂に
よって成形することによって、ケースに直接アース端を
取ることもできる。
【図1】銅短繊維を被覆するハンダの皮膜厚さと、得ら
れる導電性成形品の導電性との関係を示すグラフである
。
れる導電性成形品の導電性との関係を示すグラフである
。
Claims (11)
- 【請求項1】 非導電性樹脂中に導電性配合材が配合
された導電性樹脂において、該導電性配合材が、前記非
導電性樹脂を成形する際の成形温度よりも高融点の高融
点金属によって表面が形成された短繊維が前記非導電性
樹脂の成形温度よりも低融点で且つ常温で固体の低融点
金属によって覆われて成ることを特徴とする導電性樹脂
。 - 【請求項2】 短繊維の表面を形成する高融点金属が
銅で且つ低融点金属がハンダである請求項1記載の導電
性樹脂。 - 【請求項3】 高融点金属及び低融点金属の非導電性
樹脂中への配合量が非導電性樹脂に対して3重量%以上
である請求項1又は請求項2記載の導電性樹脂。 - 【請求項4】 短繊維の表面を覆う低融点金属層の厚
さが0.7〜9μmである請求項1記載の導電性樹脂。 - 【請求項5】 配合する非導電性樹脂を成形する際の
成形温度よりも高融点の高融点金属によって表面が形成
された短繊維と前記非導電性樹脂の成形温度以下で且つ
常温で固体の低融点金属とを、短繊維の金属表面への酸
化膜の生成を防止するフラックスの存在下又は実質的に
非酸素状態下において、低融点金属の融点以上で且つ高
融点金属の融点以下の温度に加熱しつつ混練し、短繊維
の金属表面を低融点金属で覆った導電性配合材を得、次
いで、前記導電性配合材を非導電性樹脂中に添加し混練
することを特徴とする導電性樹脂の製造法。 - 【請求項6】 短繊維の表面を形成する高融点金属が
銅で且つ低融点金属がハンダである請求項5記載の導電
性樹脂の製造法。 - 【請求項7】 高融点金属及び低融点金属の樹脂中へ
の配合量が非導電性樹脂に対して3重量%以上である請
求項5又は請求項6記載の導電性樹脂の製造法。 - 【請求項8】 短繊維の表面を覆う低融点金属層の厚
さを0.7〜9μmとする請求項5記載の導電性樹脂の
製造法。 - 【請求項9】 非導電性樹脂中に請求項1記載の導電
性配合材が配合された導電性樹脂を溶融成形して得られ
た成形品であることを特徴とする導電性成形品。 - 【請求項10】 短繊維の表面を形成する高融点金属
が銅で且つ低融点金属がハンダである請求項7記載の導
電性成形品。 - 【請求項11】 高融点金属及び低融点金属の樹脂中
への配合量が非導電性樹脂に対して3重量%以上配合さ
れた請求項9又は請求項10記載の導電性成形品。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3159717A JPH04359039A (ja) | 1991-06-04 | 1991-06-04 | 導電性樹脂材料及びその製造法並びに導電性成形品 |
| DE19924218173 DE4218173A1 (de) | 1991-06-04 | 1992-06-02 | Leitende harzzusammensetzung und herstellungsverfahren dafuer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3159717A JPH04359039A (ja) | 1991-06-04 | 1991-06-04 | 導電性樹脂材料及びその製造法並びに導電性成形品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04359039A true JPH04359039A (ja) | 1992-12-11 |
Family
ID=15699745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3159717A Pending JPH04359039A (ja) | 1991-06-04 | 1991-06-04 | 導電性樹脂材料及びその製造法並びに導電性成形品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04359039A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6096245A (en) * | 1997-01-13 | 2000-08-01 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Resin compositions, resin moldings and their methods of production |
| US6274070B1 (en) | 1998-08-07 | 2001-08-14 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Methods of producing resin moldings |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63251468A (ja) * | 1987-04-07 | 1988-10-18 | Toshiba Chem Corp | 導電性樹脂組成物 |
| JPH02202933A (ja) * | 1989-02-01 | 1990-08-13 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 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 |
-
1991
- 1991-06-04 JP JP3159717A patent/JPH04359039A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63251468A (ja) * | 1987-04-07 | 1988-10-18 | Toshiba Chem Corp | 導電性樹脂組成物 |
| JPH02202933A (ja) * | 1989-02-01 | 1990-08-13 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 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 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6096245A (en) * | 1997-01-13 | 2000-08-01 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Resin compositions, resin moldings and their methods of production |
| US6274070B1 (en) | 1998-08-07 | 2001-08-14 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Methods of producing resin moldings |
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