JPH0564664B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は金属繊維含有樹脂組成物に関し、さ
らに詳しく言うと、電磁波シールド材あるいは帯
電防止材などに好適な、金属繊維を含有する樹脂
組成物に関する。 ［従来の技術およびその問題点］ 近年、電子機器、OA事務処理機器、家電機器
等のハウジング分野では、製品の合成樹脂化が進
行している。しかしながら、合成樹脂は電子機器
等から放出する電磁波を透過するので、ノイズの
発生、素子等の誤動作等の電磁波障害が発生して
いる。 この電磁波障害を防止する方法として、材料で
ある樹脂中に金属繊維等を配合することにより、
導電性を備えた樹脂組成物を成形し、この導電性
樹脂組成物でハウジングを作ることが知られてい
る。具体的には、特公昭58−14457号公報には、
熱可塑性樹脂に金属繊維と金属粉末とを配合して
なる樹脂組成物が開示され、また、特開昭59−
189142号公報には熱可塑性樹脂に金属繊維と炭素
繊維とを配合してなる樹脂組成物が開示されてい
る。 しかしながら、このような樹脂組成物では、金
属繊維を配合しているだけであるので、金属繊維
の均一分散性が悪いため導電効果を十分に発揮で
きないという問題点があつた。導電性を向上させ
るためには金属繊維の配合量を増せばよいが、そ
うすると樹脂組成物の成形性の悪化、成形品の耐
衝撃性等の機械的強度の低下、外観不良、また、
金型や成形機等の摩耗、損傷等の問題が発生す
る。 一方、金属繊維の均一な分散性を向上させるた
めにチタネートカツプリング剤を用いた成形材料
も提案されている（特開昭60−18314号）が、導
電性が不十分であるという問題点があつた。 ［発明の目的］ この発明は前記事情に基いてなされたものであ
る。 すなわち、この発明の目的は、合成樹脂に本来
備わつている機械的強度等の優れた諸特性を保持
し、かつ、導電性に優れ、電磁波シールド材ある
いは帯電防止材等に好適で、さらに、成形機等の
摩耗、損傷等を生じさせないなどの成形性に優れ
た金属繊維含有の樹脂組成物を提供することにあ
る。 ［前記目的を達成するための手段］ 前記目的を達成するために、この発明者が鋭意
研究を重ねた結果、熱可塑性樹脂と金属繊維と界
面活性剤とを配合することによつて、機械的強
度、成形性、成形品外観に優れ、かつ導電性に優
れた樹脂組成物が得られることを見出してこの発
明に到達した。 前記目的を達成するためのこの発明の概要は、
熱可塑性樹脂と、非イオン性界面活性剤、両性界
面活性剤及びカチオン界面活性剤からなる群より
選択される界面活性剤と、金属繊維とを含有し、
前記熱可塑性樹脂と前記界面活性剤と前記金属繊
維との合計をもつて100重量％とするときに、前
記界面活性剤の配合量が0.01〜２重量％であり、
前記金属繊維の配合量が0.5〜15重量％であるこ
とを特徴とする金属繊維含有樹脂組成物である。 前記熱可塑性樹脂としては、たとえば、ポリオ
レフイン樹脂、塩化ビニル樹脂およびその共重合
樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレンおよび
その共重合樹脂などの一般用樹脂、ポリアミド系
樹脂、ポリアセタール、ポリカーボネート、熱可
塑性ポリエステル樹脂、ポリアリーレンスルフイ
ド、ポリフエニレンオキサイドおよびノリル樹
脂、ポリスルフオン等のエンジニアリングプラス
チツクなどが挙げられる。 前記ポリオレフイン樹脂としては、たとえば、
高密度ポリエチレン、中、低密度ポリエチレン、
直鎖状低密度ポリエチレン等のポリエチレン、ア
イソタクチツクポリプロピレン、シンジオタクチ
ツクポリプロピレン、アタクチツクポリプロピレ
ン等のポリプロピレン、ポリブテン、４−メチル
ペンテン−１樹脂などが挙げられ、また、この発
明においては、エチレン−プロピレン共重合体、
エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩化
ビニル共重合体、プロピレン−塩化ビニル共重合
体などのオレフインとの共重合体をも使用するこ
とができる。 前記塩化ビニルの共重合樹脂としては、たとえ
ば、塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル−
塩化ビニリデン共重合樹脂、塩化ビニル−アクリ
ロニトリル共重合樹脂などが挙げられる。 前記ポリスチレンの共重合樹脂としては、たと
えば、ABS樹脂、SAN樹脂などが挙げられる。 ポリアミド系樹脂としては、たとえばナイロン
６、ナイロン８、ナイロン11、ナイロン66、ナイ
ロン610などが挙げられる。 前記ポリアセタールは、単一重合体であつても
共重合体であつてもよい。 前記ポリカーボネートとしては、たとえば、ビ
スフエノールＡとホスゲンとから得られるポリカ
ーボネート、ビスフエノールＡとジフエニルカー
ボネートとから得られるポリカーボネートなどが
挙げられる。 前記熱可塑性ポリエステル樹脂としては、たと
えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピ
レンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
トなどが挙げられる。 前記ポリアリーレンスルフイドとしては、たと
えばポリフエニレンスルフイドなどが挙げられ
る。 この発明に係る金属繊維含有樹脂組成物は、成
形加工に供するものであるから、前記熱可塑性樹
脂は、成形可能な分子量を有していれば、前記各
種の熱可塑性樹脂を適宜に選択して使用すること
ができる。前記各種の熱可塑性樹脂を単独で用い
ても良いし、また、２種以上を混合してポリマー
ブレンドとして用いても良い。もつとも、前記各
種の熱可塑性樹脂の中でも好ましいものは、ポリ
スチレンおよびその共重合樹脂である。さらに好
ましいのは、ポリブタジエン、ABS樹脂、SBS
樹脂、MBS樹脂、NAS樹脂などのゴムをスチレ
ンモノマーに２〜20重量％溶解または混合して前
記スチレンモノマーを重合することにより得られ
た、軟質成分粒子を分散するポリスチレン（所
謂、耐衝撃性ポリスチレン）、およびABS樹脂で
ある。 前記非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤及
びカチオン界面活性剤からなる群より選択される
界面活性剤は、分子中に親水性基と親油性基とを
有する試剤であつて、その作用は明確ではない
が、熱可塑性樹脂と金属繊維との親和性を改善す
るものと考えられる。 前記非イオン界面活性剤としては、たとえば、
アルキルポリオキシエチレンエーテル、アルキル
アリルポリオキシエチレンエーテル、アルキルア
リルホルムアルデヒド縮合ポリオキシエチレンエ
ーテル、グリセリンエーテルおよびそのポリオキ
シエチレンエーテル、ポリオキシプロピレンを親
油基とするブロツクポリマーなどのエーテル類；
プロピレングリコールエステルのポリオキシエチ
レンエーテル、グリセリンエステルのポリオキシ
エチレンエーテル、ソルビタンエステルのポリオ
キシエチレンエーテル、ソルビトールポリオキシ
エチレンエーテルのエステル、グリセリンエーテ
ルのエステル、アルキルポリオキシエチレンエー
テルのエステル、共重合物のポリオキシエチレン
エーテルエステルなどのエーテルエステル類；ポ
リオキシエチレン脂肪酸エステル、グリセリンエ
ステルたとえばステアリン酸モノグリセリド、ス
テアリン酸トリグリセリドおよびラウリン酸モノ
グリセリドなど、ソルビタン脂肪酸エステルなど
のソルビタンエステル、二価アルコールエステ
ル、シヨ糖エステルなどのエステル類；脂肪酸ア
ルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸ア
ミド、アルカノールアミンのエステル、ポリオキ
シエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン
アミド等の第三アミド（第一アミド及び第二アミ
ドは除く。）、アミンオキシドなどの含窒素型が挙
げられる。 前記両性界面活性剤としては、たとえば、アル
キルベタイン、カルボキシベタインおよびスルホ
ベタインなどのベタイン、アルキルアラニンなど
のアミノカルボン酸塩、アルキルイミダゾリンな
どのイミダゾリン誘導体などが挙げられる。 前記カチオン系界面活性剤としては、たとえ
ば、脂肪族一級アミン塩、脂肪族二級アミン塩、
脂肪族三級アミン塩、四級アンモニウム塩たとえ
ば四級アンモニウムクロリド、四級アンモニウム
サルフエートおよび四級アンモニウムナイトレー
トなど、ヒドロキシアンモニウム塩、エーテルア
ンモニウム塩；ベンザルコニウム塩、ベンゼトニ
ウム塩などの芳香族四級アンモニウム塩；ピリジ
ニウム塩；イミダゾリニウム塩などが挙げられ
る。 なお、前記非イオン性界面活性剤、両性界面活
性剤及びカチオン活性剤からなる群より選択され
る界面活性剤は、１種単独で配合してもよくま
た、２種以上を配合して用いてもよい。 前記非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤及
びカチオン活性剤からなる群より選択される界面
活性剤の中でも、非イオン界面活性剤および両性
界面活性剤が好ましく、特にグリセリン脂肪酸エ
ステル、ベタインおよび硫酸エステル塩が好まし
く、更にステアリン酸モノグリセリド、アルキル
ベタインおよびアルキル硫酸塩が好ましい。 この発明における前記金属繊維は、通常知られ
ている導電性の金属繊維すなわち、金属、合金、
導電性金属組成物の繊維およびその代用となる金
属化ガラス繊維すなわち、ガラス繊維表面を金属
でメツキまたはコーテイングしたガラス繊維であ
る。そのようなものとして、たとえば、ステンレ
ス繊維、アルミニウム繊維、銅繊維、ニツケル繊
維、ケイ素鋼繊維、黄銅繊維、すず青銅繊維、リ
ン青銅繊維、フエルニコ繊維、パーマロイ繊維な
どの様々の金属繊維およびニツケル、コバルト、
アルミニウム、銅などの種々の金属でメツキまた
はコーテイングした様々の金属化ガラス繊維を挙
げることができる。これらの金属繊維の中でも、
ステンレス繊維、ニツケルメツキガラス繊維が好
適であり、ステンレス繊維が特に好適である。 前記金属繊維は、その長さが３〜10mm、特に４
〜８mmであるのが好ましく、アスペクト比が200
以上、特に400〜900であるのが好ましい。長さが
３mm未満であると得られる樹脂組成物の導電性が
不十分となることがあり、10mmを越えると配合の
際の混練が困難となつたり、混練スクリユーの摩
耗の原因となることがある。アスペクト比が200
未満であると金属繊維の配合量を増さないと導電
性向上が不十分となることがある。 前記金属繊維は、たとえば溶融紡糸法、伸展
法、線引法、押出し法、切削法などの方法により
製造することができる。また、前記金属化ガラス
繊維は、公知の方法によつて製造されたガラス繊
維の表面に、金属をたとえばメツキ、コーテイン
グ、塗布、沈着、蒸着などすることによつて製造
することができる。 前記金属繊維は、前記熱可塑性樹脂、前記界面
活性剤と配合するに当り、脱脂あるいは酸洗し、
収束剤処理しておくのが好ましく、収束体として
用いることが望ましい。たとえば500〜15000本の
範囲が好適である。 脱脂としては、たとえば溶剤脱脂、浸漬脱脂、
アルカリ脱脂、界面活性剤脱脂などがある。 収束剤処理に使用する収束剤としては、溶剤に
可溶なものであれば特に制限はなく、ポリエステ
ル樹脂、ABS樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリオ
レフイン樹脂などの熱可塑性樹脂などがある。ま
た必要に応じてテルペン樹脂などの粘着付与剤を
も併用することができる。 好ましい前処理方法として、脱脂後、熱可塑性
樹脂と粘着付与剤とを炭化水素溶剤に溶解した溶
解液中に前記金属繊維の束を浸漬し、その後、乾
燥してからこの金属繊維を所定の長さに切断する
ことが挙げられる。 なお、前記各種の金属繊維は、１種単独で配合
しても良いし、２種以上を配合して用いても良
い。 この発明に係る金属繊維含有樹脂組成物では、
前記熱可塑性樹脂と前記非イオン性界面活性剤、
両性界面活性剤及びカチオン活性剤からなる群よ
り選択される界面活性剤と前記金属繊維とを、特
定の配合割合で含有してなることに注目すべきで
ある。 すなわち、この金属繊維含有樹脂組成物は、熱
可塑性樹脂と非イオン性界面活性剤、両性界面活
性剤及びカチオン活性剤からなる群より選択され
る界面活性剤と金属繊維との合計を100重量％と
するときに、前記非イオン性界面活性剤、両性界
面活性剤及びカチオン活性剤からなる群より選択
される界面活性剤の配合量が0.01〜２重量％、好
ましくは0.1〜1.0重量％であり、前記金属繊維の
配合量は、0.5〜15重量％、好ましくは２〜10重
量％であり、熱可塑性樹脂の配合量は残量（83〜
99.5重量％、好ましくは89〜98重量％）である。 前記非イオン性界面活性剤、、両性界面活性剤
及びカチオン活性剤からなる群より選択される界
面活性剤の配合量が0.01重量％より少ないと、金
属繊維の分散が不良となり、この金属繊維含有樹
脂組成物に十分な導電性を付与することができな
いし、また機械的強度が低下することがある。一
方、その配合量が２重量％よりも多くなると、混
練時に樹脂がスリツプし混練が困難となる。 前記金属繊維の配合量が0.5重量％未満である
と、金属繊維含有樹脂組成物と言いながらこの金
属繊維含有樹脂組成物に十分な導電性を付与する
ことができないし、また、その配合量が15重量％
よりも多くなると、配合量に相当するほど導電性
が向上しないし、しかも成形性が低下すると共に
たとえ成形品が得られたとしてもその成形品の耐
衝撃性が低下し、比重も大きくなつてしまう。 この金属繊維含有樹脂組成物は、この発明の効
果を阻害しない限り、必要に応じて適宜に、着色
剤、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑
剤、無機充填剤、熱安定剤などの各種添加剤を添
加配合することができる。 なお、この金属繊維含有樹脂組成物は、既に非
イオン性界面活性剤、両性界面活性剤及びカチオ
ン活性剤からなる群より選択される界面活性剤を
含有しているので、添加剤として帯電防止剤を事
更配合しなくても、帯電防止性を合せ持つてい
る。 また、前記着色剤としては、難溶性アゾ染料、
赤色着色剤、カドミウムイエロー、クリームイエ
ロー、チタン白などが挙げられる。前記難燃剤と
しては、たとえば、無機系の酸化アンチモン、酸
化ジルコンなどや有機系のリン酸エステル、トリ
クレジルホスフエートなどが挙げられる。前記酸
化防止剤としては、トリアゾール系、サリチル酸
系、アクリロニトリル系のものが用いられる。さ
らに前記可塑剤としては、たとえば、フタル酸ジ
エステル、ブタノールジエステル、リン酸ジエス
テルなどが挙げられる。 また前記無機質充填剤としては、たとえば、炭
酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイト等
の炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム等
の硫酸塩、亜硫酸カルシウム等の亜硫酸塩、タル
ク、クレー、マイカ、アスベスト、ガラス繊維、
ガラスビーズ、ケイ酸カルシウム、モンモリロナ
イト、ベントナイト等のケイ酸塩、炭化ケイ素、
チツ化ケイ素等のセラミツクおよびこれらのウイ
スカ、カーボンブラツク、グラフアイト、炭素繊
維等が挙げられ、これらの無機質充填剤を単独
で、あるいは２種以上の前記無機質充填剤を混合
して使用することができる。 前記各種の無機質充填剤の中でも、炭酸塩、硫
酸塩、ケイ酸塩が好ましく、特に炭酸カルシウ
ム、硫酸バリウム、タルク、マイカ、亜鉛末が好
ましい。前記炭酸カルシウム、硫酸バリウムは、
この金属繊維含有樹脂組成物の成形品の表面の平
滑性、光沢度を良好にするほか、その成形品の耐
熱性、耐摩耗性をも向上させることができる。 この発明に係る金属繊維含有樹脂組成物は、前
記熱可塑性樹脂と、前記非イオン性界面活性剤、
両性界面活性剤及びカチオン活性剤からなる群よ
り選択される界面活性剤と、前記金属繊維とを配
合し、必要に応じてさらに前記各種の添加剤を配
合することにより製造することができる。 配合の方法としては、得に制限はなく、たとえ
ばヘンシエルミキサーなどの混合機を使用してド
ライブレンドしても良く、バンバリーミキサー、
ロールミル、スクリユー式押出し機などを使用し
て溶融混練しても良い。この混練の際に前記各種
の添加剤を配合するようにしても良い。 また、線引きした金属繊維を収束剤で収束し、
次いで界面活性剤と接触させた後に、この金属繊
維を所定寸法に切断し、熱可塑性樹脂と混合、混
練しても良い。 あるいは、熱可塑性樹脂と非イオン性界面活性
剤、両性界面活性剤及びカチオン活性剤からなる
群より選択される界面活性剤とを混合、混練して
マスターバツチを製造し、このマスターバツチに
所定寸法の金属繊維をドライブレンドしても良
い。 また、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤
及びカチオン活性剤からなる群より選択される界
面活性剤を添加した収束剤で金属繊維を収束した
後、所定寸法に切断し、熱可塑性樹脂と混合、混
練しても良い。 このようにして得られる金属繊維含有樹脂組成
物は、射出成形、注型成形、押出成形、プレス成
形などの各種の成形法により種々の成形品に成形
される。 このようにして得られる金属繊維含有樹脂組成
物は、その成形品の機械的強度を低化させること
なく、導電性が向上しているので、電磁波シール
ド材、帯電防止材として工業材料分野で好適に使
用することができ、有用である。 ［発明の効果］ この発明によると、熱可塑性樹脂と、非イオン
性界面活性剤、両性界面活性剤及びカチオン活性
剤からなる群より選択される界面活性剤と、金属
繊維とを特定の割合で配合しているので、以下の
効果を奏することができる。 (1) 金属繊維が均一に分散しているためその配合
量が少なくてもこの金属繊維含有樹脂組成物は
導電性が優れており、電磁波シールド性、帯電
防止性が優れている。 (2) 金属繊維の配合量が少なくてもよいので、こ
の金属繊維含有樹脂組成物に至るまでの加工
性、また、この金属繊維含有樹脂組成物から各
種成形品を得る際の成形性、加工性が優れてお
り、さらに得られた各種成形性の機械的強度な
どの機械的特性が高く保持されており、成形品
の外観が優れている。 (3) 少量の金属繊維しか配合していないので、こ
の金属繊維含有樹脂組成物は、軽量である。 (4) したがつて、この金属繊維含有樹脂組成物
は、帯電を防止し、あるいは電子機器や各種の
素子などから放出される電磁波をシールドする
ための材料として非常に有用である。 ［実施例］ 次に、この発明の実施例および比較例を示して
この発明をさらに具体的に説明する。 （実施例１〜８、比較例１〜３） 第１表の脚註に示す種類の熱可塑性樹脂、非イ
オン性界面活性剤、両性界面活性剤及びカチオン
活性剤からなる群より選択される界面活性剤、金
属繊維などを、第１表に示す配合割合でドライブ
レンドし、射出成形して試験片を成形した。この
試験片につき、アイゾツト衝撃強さ、体積固有抵
抗、EMIシールド性を評価した。 なお、アイゾツト衝撃強さはASTM D256（ノ
ツチ付き）に準拠し、体積固有抵抗値の測定は日
本ゴム協会規格SRIS2301に準拠し、EMIシール
ド性はタケダ理研法に準拠して電界波500MHzに
おける電磁波シールド性を評価したものである。 結果を第１表に示す。 【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱可塑性樹脂と、非イオン性界面活性剤、両
   性界面活性剤及びカチオン界面活性剤からなる群
   より選択される界面活性剤と、金属繊維とを含有
   し、前記熱可塑性樹脂と前記界面活性剤と前記金
   属繊維との合計をもつて100重量％とするときに、
   前記界面活性剤の配合量が0.01〜２重量％であ
   り、前記金属繊維の配合量が0.5〜15重量％であ
   ることを特徴とする金属繊維含有樹脂組成物。 ２ 前記界面活性剤が、非イオン性界面活性剤お
   よび／または両性界面活性剤である前記特許請求
   の範囲第１項に記載の金属繊維含有樹脂組成物。 ３ 前記熱可塑性樹脂が、耐衝撃性ポリスチレン
   および／またはABS樹脂である前記特許請求の
   範囲第１項または第２項に記載の金属繊維含有樹
   脂組成物。 ４ 前記金属繊維が、長さ３〜10mm、アスペクト
   比200以上の金属繊維である前記特許請求の範囲
   第１項から第３項までのいずれかに記載の金属繊
   維含有樹脂組成物。 ５ 前記金属繊維が、ステンレス繊維および／ま
   たは金属化ガラス繊維である前記特許請求の範囲
   第１項から第４項までのいずれかに記載の金属繊
   維含有樹脂組成物。 ６ 前記金属化ガラス繊維が、金属メツキガラス
   繊維である前記特許請求の範囲第５項に記載の金
   属繊維含有樹脂組成物。 ７ 前記金属化ガラス繊維が、ニツケルメツキガ
   ラス繊維である前記特許請求の範囲第５項に記載
   の金属繊維含有樹脂組成物。