JPH06315932A

JPH06315932A - 導電性樹脂成形品

Info

Publication number: JPH06315932A
Application number: JP34145393A
Authority: JP
Inventors: Hidehiro Iwase; 英裕岩瀬
Original assignee: Toshiba Chemical Corp
Current assignee: Kyocera Chemical Corp
Priority date: 1993-12-10
Filing date: 1993-12-10
Publication date: 1994-11-15
Anticipated expiration: 2010-07-12
Also published as: JPH0763971B2

Abstract

(57)【要約】【構成】本発明は、（Ａ）導電性繊維、（Ｂ）低融点
金属及び（Ｃ）フラックスからなる導電性充填材の表面
に（Ｄ）熱可塑性樹脂層を被覆形成一体化したペレット
状のマスターペレットと、（Ｅ）熱可塑性樹脂ペレット
とを配合した導電性樹脂組成物を、熱可塑性樹脂の融点
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。【効果】本発明の成形品は、高温における環境変化に
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、熱可塑性樹脂はその本来の物性を保持
することが可能となった。この成形品を電子機器、通信
機器、計測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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、導電性、特にその経時
安定性に優れた、信頼性の高い導電性樹脂成形品に関す
る。

【０００２】

【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。これらには主に炭素系の導電
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、近年問題になっ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
ことが行われている。

【０００３】しかし、金属系の導電性繊維（以下単に金
属繊維という）を配合すると比重が大きくなり、また樹
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、これらの金属繊維の配合量を減少させると、導電
性が低下し、更には使用環境についても大きな制約を受
ける。すなわち、使用する樹脂と金属繊維との熱膨張の
差により、高温になると導電性が劣化するという問題が
生ずる。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
ることによっ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
を受け、かつ特性が不安定で信頼性も低いという問題点
があった。

【０００４】一方、熱可塑性樹脂に低融点金属を配合す
る方法が知られているが、低融点金属は樹脂との密着性
が悪く、また材料の色替えの際の空打等で樹脂と低融点
金属とが分離し、金属のみが飛散する等の成形加工上き
わめて危険であるという問題があった。更に金属繊維と
低融点金属を併用することも知られているが、金属繊維
は成形前の乾燥等によってその表面に酸化膜が発生し、
金属繊維のぬれ性が悪くなり、その結果、導電性の劣化
が大きくなるという問題点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決するためになされたもので、導電性繊維のぬれ性
が良くて低融点金属と強固に結合し、高温における導電
性の劣化がなくて経時安定性に優れ、成形加工上も安全
で、信頼性の高い導電性樹脂成形品を提供しようとする
ものである。

【０００６】

【課題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、導電性充填材と
して、導電性繊維と低融点金属とフラックスとを併用す
ることによって、高温における経時変化によっても導電
性が劣化せず、また成形加工性も優れていることを見い
だし、本発明を完成したものである。即ち、本発明
は、（Ａ）導電性繊維、（Ｂ）低融点金属及び（Ｃ）フ
ラックスからなる導電性充填材の表面に（Ｄ）熱可塑性
樹脂層を被覆形成一体化したペレット状のマスターペレ
ットと、（Ｅ）熱可塑性樹脂ペレットとを配合した導電
性樹脂組成物を、熱可塑性樹脂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。

【０００７】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、ニッケル繊維等の金属繊維、表面に
銅、アルミニウム、ニッケル等の金属層を有する有機繊
維、或いは無機繊維等が挙げられる。導電性繊維の直径
は、5 〜100 μm 程度のものが望ましく、後述する
（Ｂ）低融点金属と集合させて導電性充填材としその表
面に熱可塑性樹脂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ットとする。導電性繊維の
配合量は、全体の組成物に対して0.5 〜30重量％配合す
ることが望ましい。配合量が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からであ
る。

【０００８】本発明に用いる（Ｃ）フラックスとして
は、一般に使用されている有機酸系のステアリン酸、乳
酸、オレイン酸、グルタミン酸や樹脂系のロジン、活性
ロジン等が挙げられる。ハロゲン系のフラックスは導電
性繊維あるいは金型を腐蝕させやすく好ましくない。フ
ラックスの配合量は、後述する低融点金属に対して0.1
〜5 重量％配合することが望ましい。0.1 重量％未満で
はぬれ性の改良に効果なく、また5 重量％を超えると、
成形品の物性の低下や、金型の腐蝕、汚れ等の原因とな
り好ましくない。フラックスは通常、低融点金属に含有
させて使用し、導電性繊維のぬれ性を改善し、低融点金
属と導電性繊維の結合を強固にする。

【０００９】本発明に用いる（Ｂ）低融点金属として
は、ここで使用する熱可塑性樹脂の成形加工温度によっ
て選定し、熱可塑性樹脂より若干高い融点を持つことが
望ましい。低融点金属としては、Ｓn 若しくはＳn −Ｐ
b 系の一般半田、Ｓn −Ｐb −Ａg −Ｚn 系の高温半
田、Ｓn −Ｐb −Ｂi 系の低温半田等が挙げられる。こ
れらは繊維状、粒状、棒状、線状のいずれでもよく、特
にその形状に限定されるものではない。低融点金属の配
合量は、導電性繊維を結合、被覆させるに充分なもの
で、導電性繊維に対して5 〜30重量％配合することが望
ましい。5 重量％未満では、導電性繊維を結合・被覆す
ることが不充分で導電性が低く好ましくない。また30重
量％を超えると、低融点金属が遊離して、樹脂の物性を
低下させ好ましくないからである。低融点金属は、長繊
維状の導電性繊維中にそれを収束させたり、各々の導電
性繊維を溶融した低融点金属で被覆したり、また導電性
繊維全体をそれで被覆してもよい。導電性繊維と低融点
金属とが一体となるようにすることが重要である。こう
したものを導電性充填材として使用する。

【００１０】本発明に用いる（Ｄ）熱可塑性樹脂として
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、変性ポリフェ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等が挙げら
れる。これらの熱可塑性樹脂は、導電性繊維および低融
点金属を集合させた導電性充填材の表面を被覆し、切断
されてマスターペレットとされる。

【００１１】本発明に用いる（Ｅ）熱可塑性樹脂ペレッ
ト（以下ナチュラルペレットという）は前述の（Ｄ）熱
可塑性樹脂と同種又は同一のものでもよい。またマスタ
ーペレットの熱可塑性樹脂と混合することによって界面
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ものでもよい。例えば、
マスターペレットの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、ナチュ
ラルペレッ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もつものである。こ
うした組合せを用いることにより、より特性の優れた成
形品を得ることが可能になる。

【００１２】本発明の導電性樹脂成形品は、通常次のよ
うにして製造する。長繊維状の導電性繊維とフラックス
を含んだ低融点金属とを集合させて導電性充填材とし、
熱可塑性樹脂と共に押出機のダイスを通して押し出し、
導電性充填材の表面に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ット状にしてマスター
ペレットとする。このマスターペレットは通常断面が円
形であるが偏平でもその他の形状でもよく、特に形状に
限定されるものではない。マスターペレットの製造工程
は連続的に行うことが経済的に有利であるが、必ずしも
連続的でなくともバッチ方式で製造してもよい。このマ
スターペレットに、熱可塑性樹脂のみからなるナチュラ
ルペレットを配合して導電性樹脂組成物を製造する。配
合するナチュラルペレットは、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
脂組成物を熱可塑性樹脂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、計測機器、
通信機器等ののハウジングや部品の成形品として使用す
ることができる。

【００１３】

【作用】本発明によれば、導電性充填材として導電性繊
維と低融点金属とフラックスを併用すれば、優れた効果
が得られることがわかった。

【００１４】すなわち、導電性樹脂組成物中の導電性繊
維は、射出成形機の加熱シリンダー内で熱可塑性樹脂に
分散・混練される際に、フラックスの還元作用によっ
て、製造時や乾燥時に形成された酸化膜が除去され、清
浄されるとともに良好なぬれ性を付与される。次いでシ
リンダー内の高温部で、溶融した低融点金属が導電性繊
維の表面を強固に被覆する。これを金型内に注入し、冷
却・固化すると、導電性繊維同士の接合点を低融点金属
が融着して網目状態となって冷却固化する。そのように
導電性繊維と導電性繊維との接合点が離れることなく低
融点金属によって融着結合されているため、高温環境下
においても導電性が劣化することはない。このことは成
形品の樹脂分を溶剤で溶解させてみると、導電性繊維と
導電性繊維との網目状態をはっきりと確認することがで
きる。従来技術のように、導電性繊維の酸化膜の除去が
不十分であったり、ぬれ性が悪いと、導電性繊維の腐蝕
や、低融点金属が遊離して樹脂の物性を低下させ好まし
くないのである。

【００１５】

【実施例】次に本発明を実施例によって説明する。

【００１６】実施例直径50μm の銅繊維を300 本収束し、直径300 μm のロ
ジン（5 重量％）入り低融点金属（Ｓn 60％、Ｐb 40
％）を集合させて導電性充填材とし、タフレックス４１
０（三菱モンサント化成社製、ＡＢＳ樹脂、商品名）と
共に押出機のダイスを通して導電性充填材の表面にタフ
レックス４１０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
ットとした。このマスターペレットに、タフレックス４
１０のナチュラルペレッ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20重量％であ
った。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、電
磁波シールド効果の試験を行ったのでその結果を表１に
示したが、本発明の極めて顕著な効果が確認された。

【００１７】比較例実施例においてフラックス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ット、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実施例と同様の
試験を行ったのでその結果を表１に示した。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【発明の効果】以上の説明および表１からも明らかなよ
うに、本発明の導電性樹脂成形品に用いる樹脂組成物
は、導電性繊維と低融点金属を併用し、かつフラックス
を配合したことによって、導電性繊維同士の結合が強固
となり、その充填量を低減することが可能となり、成形
加工時の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。そしてこの樹脂組成物を用い
た本発明の成形品は、高温にお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、熱可塑性樹脂はその本来の物性を保持すること
が可能となった。この成形品を電子機器、通信機器、計
測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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２９Ｋ 105:16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）導電性繊維、（Ｂ）低融点金属及
び（Ｃ）フラックスからなる導電性充填材の表面に
（Ｄ）熱可塑性樹脂層を被覆形成一体化したペレット状
のマスターペレットと、（Ｅ）熱可塑性樹脂ペレットと
を配合した導電性樹脂組成物を、熱可塑性樹脂の融点以
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。