JPH0778515A - 導電性造形品 - Google Patents
導電性造形品Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】特に高い導電性を有するため電磁波からの良好
な遮蔽効果を示す、スチール繊維を含み、製造が簡単な
造形品を提供すること。 【構成】ガラス繊維とスチール繊維によって強化された
熱可塑性強化材料を含む導電性造形品。
な遮蔽効果を示す、スチール繊維を含み、製造が簡単な
造形品を提供すること。 【構成】ガラス繊維とスチール繊維によって強化された
熱可塑性強化材料を含む導電性造形品。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性材料の導電性
造形品およびそれらの使用に関する。
造形品およびそれらの使用に関する。
【０００２】
【従来の技術】高導電性（場合によってはさらに優れた
機械的性質）を有する部材を製造するのに、導電性充填
材（特にスチール繊維）を含んだプラスチックが使用さ
れている。
機械的性質）を有する部材を製造するのに、導電性充填
材（特にスチール繊維）を含んだプラスチックが使用さ
れている。
【０００３】ステンレススチールフィラメントの材料コ
ストが高いことから（ガラス繊維の約２０〜３０倍）、
造形品を製造するのにこれら導電性プラスチックは広く
使用しにくい状況にある。
ストが高いことから（ガラス繊維の約２０〜３０倍）、
造形品を製造するのにこれら導電性プラスチックは広く
使用しにくい状況にある。
【０００４】より安価なカーボンブラック充填物では、
相当程度の電磁遮蔽に対して必要とされる導電性を達成
することができない。さらに、カーボンブラック充填物
のために、機械的性質が劣化する。したがって、カーボ
ンブラックを３０重量％含有した種々のポリアミドの試
験用物品は、充填材を含んでいない出発材料の半分の引
張強さを有するにすぎない。
相当程度の電磁遮蔽に対して必要とされる導電性を達成
することができない。さらに、カーボンブラック充填物
のために、機械的性質が劣化する。したがって、カーボ
ンブラックを３０重量％含有した種々のポリアミドの試
験用物品は、充填材を含んでいない出発材料の半分の引
張強さを有するにすぎない。
【０００５】プラスチックに導電性を付与するのに必要
なステンレススチールフィラメント／スチールフィラメ
ントの含量は、ある特定の範囲内でのみ変えることがで
きる。その量がもはや導電性ネットワークを発現するに
足るものではない場合、導電性は急激に低下する。
なステンレススチールフィラメント／スチールフィラメ
ントの含量は、ある特定の範囲内でのみ変えることがで
きる。その量がもはや導電性ネットワークを発現するに
足るものではない場合、導電性は急激に低下する。
【０００６】米国特許第４，９７３，５１４号によれ
ば、造形品を製造する上で、その導電性を増大させるた
めに、金属繊維または金属被覆ガラス繊維を、好ましく
は微細導電性充填材（例えばカーボンブラック）と共に
プラスチック中に組み込むことができる。さらに非導電
性の繊維を加えると、電磁遮蔽効果が一層高められる。
上記のプロセスは、紙の製造プロセスに類似している。
大形の造形品を製造するためには、最初に得られた導電
性フィルムをチップに切断し、このチップを射出成形に
よって加工しなければならない。上記のプロセスは熟練
を必要とし、コストがかかる。造形品中の繊維の長さが
短く、また分布が均一でないと、遮蔽効果が低下する。
ば、造形品を製造する上で、その導電性を増大させるた
めに、金属繊維または金属被覆ガラス繊維を、好ましく
は微細導電性充填材（例えばカーボンブラック）と共に
プラスチック中に組み込むことができる。さらに非導電
性の繊維を加えると、電磁遮蔽効果が一層高められる。
上記のプロセスは、紙の製造プロセスに類似している。
大形の造形品を製造するためには、最初に得られた導電
性フィルムをチップに切断し、このチップを射出成形に
よって加工しなければならない。上記のプロセスは熟練
を必要とし、コストがかかる。造形品中の繊維の長さが
短く、また分布が均一でないと、遮蔽効果が低下する。
【０００７】１９８９年〜１９９３年において、熱可塑
性材料の繊維強化ペレットの混合物（一方は約４〜１０
重量％のスチール繊維によって強化したものであり、他
方は約２０〜６０重量％のガラス繊維によって強化した
ものである）がセルストラン（RＣＥＬＳＴＲＡＮ）Ｓ
の名称で市販された（ポリマー・コンポジット社，米
国）。しかしながら、スチール繊維とガラス繊維によっ
て同時に強化されたペレットは市販されていない。
性材料の繊維強化ペレットの混合物（一方は約４〜１０
重量％のスチール繊維によって強化したものであり、他
方は約２０〜６０重量％のガラス繊維によって強化した
ものである）がセルストラン（RＣＥＬＳＴＲＡＮ）Ｓ
の名称で市販された（ポリマー・コンポジット社，米
国）。しかしながら、スチール繊維とガラス繊維によっ
て同時に強化されたペレットは市販されていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、スチ
ール繊維を含み、製造が簡単で、そして特に高い導電性
（これにより電磁波からの良好な遮蔽効果が得られる）
を有する造形品を製造することにある。本発明はこの目
的を達成する。
ール繊維を含み、製造が簡単で、そして特に高い導電性
（これにより電磁波からの良好な遮蔽効果が得られる）
を有する造形品を製造することにある。本発明はこの目
的を達成する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】熱可塑性強化材料を含む
導電性造形品が見いだされた。本発明の造形品は、ガラ
ス繊維とスチール繊維が隣同士で使用されていて強化作
用を果たしている、という特徴を有する。ガラス繊維の
量は、該造形品の比導電率（ｓｐｅｃｉｆｉｃｃｏｎｄ
ｕｃｔｉｖｉｔｙ）が、ガラス繊維が熱可塑性材料で置
き換えられた場合の造形品より少なくとも１０％大きく
なるような量であるのが好ましい。本明細書で言う“比
導電率”とは、表面導電率および／または容積導電率を
意味している。
導電性造形品が見いだされた。本発明の造形品は、ガラ
ス繊維とスチール繊維が隣同士で使用されていて強化作
用を果たしている、という特徴を有する。ガラス繊維の
量は、該造形品の比導電率（ｓｐｅｃｉｆｉｃｃｏｎｄ
ｕｃｔｉｖｉｔｙ）が、ガラス繊維が熱可塑性材料で置
き換えられた場合の造形品より少なくとも１０％大きく
なるような量であるのが好ましい。本明細書で言う“比
導電率”とは、表面導電率および／または容積導電率を
意味している。
【００１０】造形品の熱可塑性材料は、２０重量％以下
（好ましくは５〜１０重量％）のスチール繊維を含む。
熱可塑性材料中のガラス繊維の含量は６０重量％以下で
ある。スチール繊維とガラス繊維との重量比は２：１〜
１：２の範囲であるのが好ましい。ガラス繊維の長さ
は、一般には２０ｍｍ以下（好ましくは１５ｍｍ以下）
である。ガラス繊維の直径は、好ましくは１０〜２０μ
ｍである。
（好ましくは５〜１０重量％）のスチール繊維を含む。
熱可塑性材料中のガラス繊維の含量は６０重量％以下で
ある。スチール繊維とガラス繊維との重量比は２：１〜
１：２の範囲であるのが好ましい。ガラス繊維の長さ
は、一般には２０ｍｍ以下（好ましくは１５ｍｍ以下）
である。ガラス繊維の直径は、好ましくは１０〜２０μ
ｍである。
【００１１】使用するスチール繊維は１〜２０ｍｍの長
さを有するのが好ましい。スチール繊維の厚さは５〜１
５μｍであるのが好ましい。
さを有するのが好ましい。スチール繊維の厚さは５〜１
５μｍであるのが好ましい。
【００１２】本発明の造形品はいくつかの方法よって製
造することができる。例えば、押出による方法、可塑化
／延伸／プレスによる方法、またはこれらに類似の方法
などがあるが、好ましいのは射出成形による方法であ
る。これらいずれの方法においても、ガラス繊維／スチ
ール繊維と熱可塑性材料との混合物が溶融され、溶融液
が造形され、そして冷却される。
造することができる。例えば、押出による方法、可塑化
／延伸／プレスによる方法、またはこれらに類似の方法
などがあるが、好ましいのは射出成形による方法であ
る。これらいずれの方法においても、ガラス繊維／スチ
ール繊維と熱可塑性材料との混合物が溶融され、溶融液
が造形され、そして冷却される。
【００１３】射出成形用組成物を作製するために、すで
にスチール繊維を含んでいる熱可塑性グラニュールを、
ガラス繊維を含んでいる熱可塑性グラニュールと混合す
ることができる。この２つのグラニュールに対しては、
同じベースポリマー（特に混和可能なベースポリマー）
を使用するのが好ましい。溶融液の粘度は、同等程度の
粘度であるのが好ましい。３０〜７０重量％のスチール
繊維を含んだグラニュールを、公知の引抜成形法によっ
て（例えば、米国特許第４，３１２，９１７号または米
国特許第４，４３９，３８７号にしたがって）スチール
繊維ロービングから製造することができる。ここでは、
スチール繊維の長さがグラニュールの長さと同等であ
る。ガラス繊維で強化されたプラスチックのグラニュー
ルは、長いガラス繊維を含んだグラニュールであって
も、短いガラス繊維を含んだグラニュールであってもよ
い。長いガラス繊維を含んだグラニュールは、ガラス繊
維の連続ストランドを引抜成形することによって製造す
ることができる。ガラス繊維の長さがグラニュールの長
さと同等である。短いガラス繊維を含んだグラニュール
の場合は、熱可塑性材料中にカットガラスが配合され
る。このとき、ガラス繊維の長さは一般には０．５ｍｍ
以下（すなわちグラニュールの長さより小さい）であ
る。
にスチール繊維を含んでいる熱可塑性グラニュールを、
ガラス繊維を含んでいる熱可塑性グラニュールと混合す
ることができる。この２つのグラニュールに対しては、
同じベースポリマー（特に混和可能なベースポリマー）
を使用するのが好ましい。溶融液の粘度は、同等程度の
粘度であるのが好ましい。３０〜７０重量％のスチール
繊維を含んだグラニュールを、公知の引抜成形法によっ
て（例えば、米国特許第４，３１２，９１７号または米
国特許第４，４３９，３８７号にしたがって）スチール
繊維ロービングから製造することができる。ここでは、
スチール繊維の長さがグラニュールの長さと同等であ
る。ガラス繊維で強化されたプラスチックのグラニュー
ルは、長いガラス繊維を含んだグラニュールであって
も、短いガラス繊維を含んだグラニュールであってもよ
い。長いガラス繊維を含んだグラニュールは、ガラス繊
維の連続ストランドを引抜成形することによって製造す
ることができる。ガラス繊維の長さがグラニュールの長
さと同等である。短いガラス繊維を含んだグラニュール
の場合は、熱可塑性材料中にカットガラスが配合され
る。このとき、ガラス繊維の長さは一般には０．５ｍｍ
以下（すなわちグラニュールの長さより小さい）であ
る。
【００１４】熱可塑性材料とスチール繊維を引抜成形に
よって同時に処理して、繊維強化チップにすることもで
きる。
よって同時に処理して、繊維強化チップにすることもで
きる。
【００１５】熱可塑性材料は、非晶質の熱可塑性プラス
チック（例えば、ポリカーボネート、アクリロニトリル
／ブタジエン／スチレンコポリマー、またはＰＣ／ＡＢ
Ｓブレンド物）および部分結晶質の熱可塑性プラスチッ
ク（例えば、ポリプロピレン、ポリアミド６６、ポリブ
チレンテレフタレート、またはポリフェニレンスルフィ
ド）からなる群から選ばれるのが好ましい。
チック（例えば、ポリカーボネート、アクリロニトリル
／ブタジエン／スチレンコポリマー、またはＰＣ／ＡＢ
Ｓブレンド物）および部分結晶質の熱可塑性プラスチッ
ク（例えば、ポリプロピレン、ポリアミド６６、ポリブ
チレンテレフタレート、またはポリフェニレンスルフィ
ド）からなる群から選ばれるのが好ましい。
【００１６】驚くべきことに、スチール繊維を充填した
プラスチックのグラニュールに非導電性のガラス繊維を
加えると、得られた造形品の体積抵抗率が減少する。
プラスチックのグラニュールに非導電性のガラス繊維を
加えると、得られた造形品の体積抵抗率が減少する。
【００１７】本発明による繊維強化造形品は、高い導電
性と電磁線に対する優れた遮蔽機能を有する。さらに、
ガラス繊維を加えると、部材の機械的強度が増大する。
例えば、引張強さと曲げ強さは、含まれているガラス繊
維を熱可塑性材料で置き換えたときの造形品より少なく
とも１０％大きい。
性と電磁線に対する優れた遮蔽機能を有する。さらに、
ガラス繊維を加えると、部材の機械的強度が増大する。
例えば、引張強さと曲げ強さは、含まれているガラス繊
維を熱可塑性材料で置き換えたときの造形品より少なく
とも１０％大きい。
【００１８】本発明の造形品は、例えば、マイクロエレ
クトロニクス、遠隔通信、および自動車工業の分野にお
ける電気制御システムや調節システムのためのハウジン
グに、あるいは電界・磁界または電磁波からの保護のた
めに導電性材料を組み込むような他の用途に使用するこ
とができる。本発明の造形品は金属に置き換わって使用
することができる。スチール繊維を少なくとも１％含有
した造形品は、帯電防止性を示す。こうした造形品は特
に、表面電荷の除去が重要であるような場合に使用する
ことができる。
クトロニクス、遠隔通信、および自動車工業の分野にお
ける電気制御システムや調節システムのためのハウジン
グに、あるいは電界・磁界または電磁波からの保護のた
めに導電性材料を組み込むような他の用途に使用するこ
とができる。本発明の造形品は金属に置き換わって使用
することができる。スチール繊維を少なくとも１％含有
した造形品は、帯電防止性を示す。こうした造形品は特
に、表面電荷の除去が重要であるような場合に使用する
ことができる。
【００１９】
【実施例】以下に比較例および実施例を挙げて本発明を
さらに詳細に説明する。
さらに詳細に説明する。
【００２０】比較例１ 射出成形用組成物を作製するために、２つの異なったタ
イプのプラスチックグラニュールをブレンドした。スチ
ール繊維を充填し、ステンレススチールフィラメントを
６０重量％含有したポリカーボネートを、市販の非強化
ポリカーボネートのグラニュールを使用してスチール繊
維の含量が１０重量％となるよう調整した。
イプのプラスチックグラニュールをブレンドした。スチ
ール繊維を充填し、ステンレススチールフィラメントを
６０重量％含有したポリカーボネートを、市販の非強化
ポリカーボネートのグラニュールを使用してスチール繊
維の含量が１０重量％となるよう調整した。
【００２１】米国特許第４，４３９，３８７号に記載の
引抜成形法を使用して、スチール繊維を充填したポリカ
ーボネートを作製した。９２００ｔｅｘ、１２，０００
個別フィラメント、および約１０μｍの繊維直径を有す
る繊維ロービングを使用した。グラニュール中の繊維長
さは１２．７ｍｍであった。
引抜成形法を使用して、スチール繊維を充填したポリカ
ーボネートを作製した。９２００ｔｅｘ、１２，０００
個別フィラメント、および約１０μｍの繊維直径を有す
る繊維ロービングを使用した。グラニュール中の繊維長
さは１２．７ｍｍであった。
【００２２】グラニュールの混合物を、射出成形によっ
てハウジング部材に加工した。ＤＩＮ ＶＤＥ ０．０
３ にしたがって体積抵抗率を測定した（表１，第１
行）。その値は６０Ωｃｍであった。
てハウジング部材に加工した。ＤＩＮ ＶＤＥ ０．０
３ にしたがって体積抵抗率を測定した（表１，第１
行）。その値は６０Ωｃｍであった。
【００２３】実施例２ 比較例１の場合と同様に試験片を作製した。市販のポリ
カーボネートグラニュールの代わりに、短いガラス繊維
で強化した市販のポリカーボネートグラニュールを使用
してブレンドした。本混合物を加工してハウジング部材
とし、実施例１に記載のようにその体積抵抗率を測定し
た。
カーボネートグラニュールの代わりに、短いガラス繊維
で強化した市販のポリカーボネートグラニュールを使用
してブレンドした。本混合物を加工してハウジング部材
とし、実施例１に記載のようにその体積抵抗率を測定し
た。
【００２４】
【表１】 実施例３ スチール繊維を充填し、６０重量％のスチール繊維含量
を有するポリカーボネートコンセントレートを、 ａ） 市販の非強化ポリカーボネートのグラニュール ｂ） 短いガラス繊維で強化した市販のポリカーボネー
トグラニュール とブレンドすることによって、スチール繊維含量が６０
重量％になるよう調整した。
を有するポリカーボネートコンセントレートを、 ａ） 市販の非強化ポリカーボネートのグラニュール ｂ） 短いガラス繊維で強化した市販のポリカーボネー
トグラニュール とブレンドすることによって、スチール繊維含量が６０
重量％になるよう調整した。
【００２５】射出成形によってハウジング部材を作製
し、ＤＳＭ，オランダからのファラデックスメーター
（Ｆａｒａｄｅｘ ｍｅｔｅｒ）を使用して抵抗を測定
した。
し、ＤＳＭ，オランダからのファラデックスメーター
（Ｆａｒａｄｅｘ ｍｅｔｅｒ）を使用して抵抗を測定
した。
【００２６】
【表２】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デトレフ・スカレッツ ドイツ連邦共和国デー−55128 マインツ, ジュートリング 281
Claims (9)
- 【請求項１】ガラス繊維とスチール繊維によって強化さ
れた熱可塑性強化材料を含む導電性造形品。 - 【請求項２】前記ガラス繊維の量が、前記ガラス繊維が
前記熱可塑性材料で置き換えられた場合の造形品より比
導電率が少なくとも１０％大きくなるような量である、
請求項１記載の造形品。 - 【請求項３】引き抜き成形すること、熱可塑性材料をチ
ップに切断すること、および圧力の作用下にて前記チッ
プを熱的に造形することによって、ガラス繊維とスチー
ル繊維の連続ストランドを熱可塑性材料中に組み込むこ
とを含む、スチール繊維を使用して導電性造形品を製造
する方法。 - 【請求項４】引き抜き成形すること、熱可塑性材料をチ
ップに切断すること、熱可塑性材料中にガラス繊維を含
んだチップを混合すること、および圧力の作用下にて前
記チップ混合物を熱的に造形することによって、スチー
ル繊維のストランドを熱可塑性材料中に組み込むことを
含む、スチール繊維を使用して導電性造形品を製造する
方法。 - 【請求項５】請求項１記載の導電性造形品の、電磁界か
らの遮蔽への使用。 - 【請求項６】５〜１９．５重量％のスチール繊維および
２〜６０重量％のガラス繊維によって強化されている、
請求項１記載の造形品。 - 【請求項７】短いガラス繊維によって強化されている、
請求項１記載の造形品。 - 【請求項８】長いガラス繊維を含んでいない、請求項１
記載の造形品。 - 【請求項９】微細導電性材料を含んでいない、請求項１
記載の造形品。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020167387A (ja) * | 2019-03-26 | 2020-10-08 | 三菱電線工業株式会社 | 電磁波遮蔽体及びその製造方法 |
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| DE69738706D1 (de) * | 1996-11-14 | 2008-07-03 | Jfe Steel Corp | Formen eines leitfähigen thermoplastischen harzes und verfahren zu deren herstellung |
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| DE10338451A1 (de) * | 2003-08-21 | 2005-03-17 | Robert Bosch Gmbh | Elektrische Maschine |
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| US20090272222A1 (en) * | 2008-05-01 | 2009-11-05 | Freedom Special Technologies, Inc. | Wireless foot pedal controller for welding system |
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| CN106459405B (zh) * | 2014-06-19 | 2020-01-14 | 普立万公司 | 导热和导电尼龙混配物 |
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|---|---|---|---|---|
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| US4973514A (en) * | 1984-06-11 | 1990-11-27 | The Dow Chemical Company | EMI shielding composites |
| JPS6173759A (ja) * | 1984-09-20 | 1986-04-15 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 電磁波遮蔽性難燃性ａｂｓ樹脂組成物 |
| JPS6390564A (ja) * | 1986-10-03 | 1988-04-21 | Mitsubishi Monsanto Chem Co | 導電性熱可塑性樹脂組成物 |
| JPH0232158A (ja) * | 1988-07-20 | 1990-02-01 | Aisin Seiki Co Ltd | 導電性樹脂成形用組成物 |
| US5034157A (en) * | 1990-03-16 | 1991-07-23 | Itt Corporation | Injection moldable composite |
| JPH04232028A (ja) * | 1990-12-28 | 1992-08-20 | Nippon Steel Corp | 熱可塑性樹脂材料の高周波融着方法 |
| JPH0673248A (ja) * | 1992-08-26 | 1994-03-15 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | 電磁波遮蔽性樹脂組成物 |
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1993
- 1993-08-19 DE DE4327873A patent/DE4327873A1/de not_active Withdrawn
-
1994
- 1994-08-09 DE DE59410154T patent/DE59410154D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-08-09 EP EP94112425A patent/EP0639838B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-08-18 JP JP19431794A patent/JP3673293B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-03-27 US US08/826,318 patent/US5948518A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020167387A (ja) * | 2019-03-26 | 2020-10-08 | 三菱電線工業株式会社 | 電磁波遮蔽体及びその製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE59410154D1 (de) | 2002-08-22 |
| EP0639838B1 (de) | 2002-07-17 |
| JP3673293B2 (ja) | 2005-07-20 |
| EP0639838A1 (de) | 1995-02-22 |
| US5948518A (en) | 1999-09-07 |
| DE4327873A1 (de) | 1995-02-23 |
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