JPH1058446A - 導電性繊維含有成形材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 導電性繊維の分散性とペレットの均一性を同
時に満足する導電性繊維含有成形材料の製造方法及びこ
れにより成形された電磁波シールド材料。 【解決手段】 導電性繊維の繊維束の周囲に熱可塑性樹
脂を溶融被覆し、被覆された熱可塑性樹脂が可塑性を有
しているうちに切断することを特徴とする導電性繊維含
有成形材料の製造方法、及びこれにより成形された電磁
波シールド材料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は導電性繊維を含有す
る成形材料の製造方法および電磁波シールド材料に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来は、電磁波シールド材料用ペレット
の製造方法として、金属あるいは炭素繊維などの長繊維
状の導電性繊維を押出機のダイス後部から入れ、ダイス
内で熱可塑性樹脂を被覆しながらダイス前部から引き出
し、風冷したあと、所定の長さにペレタイザーで切断し
て電磁波シールド材料ペレットを作製する方法をとって
いた。この方法は例えば特開昭５１−５９９４４号公報
にて行われている。この製造方法による利点は、切断し
た導電性繊維の長さがペレットの長さと同長で比較的長
いことから、少ない繊維の充填率で導電性を有し、従っ
て高いシールド効果が得られるという点である。

【０００３】また、特公平２−３４４７５号公報では、
分散性を向上させる目的で、押出機のダイス後部から導
電性繊維の束を入れ、ダイス内で熱可塑性樹脂を被覆し
ながら押出成形し、熱可塑性樹脂が可塑性を有している
うちにローラーで偏平状に押し潰すことにより導電性繊
維を押し広げ、次いで冷却後ペレット化することにより
電磁波シールド用ペレットを作製をする方法が行われて
いる。

【０００４】これら従来の方法は繊維の添加量の低下並
びに、分散性の向上には効果があるが、切断ペレット化
時に被覆樹脂にひびが入ったり、割れが生じたりし、特
に硬質樹脂を用いた場合はペレット化自体ができないと
いう欠点があった。被覆樹脂にひびや割れが生じた場
合、樹脂ペレットとのブレンド時や梱包、輸送時にペレ
ット中の導電性繊維が抜け落ちることにより、ペレット
中の導電性繊維量に差が生じたり、使用できる材料が限
定されるという欠点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、導電
性繊維の分散性とペレットの均一性を同時に満足するこ
とであり、その結果少ない繊維充填量で電磁波シールド
効果が高く、機械的特性の優れた電磁波シールド材料を
製造することが可能な導電性繊維含有成形材料の製造方
法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】本発明らは鋭意検討した
結果、導電性繊維の繊維束の周囲に熱可塑性樹脂を溶融
被覆し、被覆された熱可塑性樹脂が可塑性を有している
うちに切断することによって上記課題が解決されること
を見出し本発明に至った。

【０００７】即ち、本発明は以下の（１）〜（３）であ
る。

【０００８】（１）導電性繊維の繊維束の周囲に熱可塑
性樹脂を溶融被覆し、被覆された熱可塑性樹脂が可塑性
を有しているうちに切断することを特徴とする導電性繊
維含有成形材料の製造方法、（２）導電性繊維の繊維束
の周囲に熱可塑性樹脂を溶融被覆し、樹脂が可塑性を有
しているうちに上記樹脂被覆束を偏平状に押し潰し、被
覆された熱可塑性樹脂が可塑性を有しているうちに切断
することを特徴とする導電性繊維含有成形材料の製造方
法、（３）前記（１）、（２）記載の成形材料により成
形された電磁波シールド材料、を特徴とする導電性繊維
含有成形材料の製造方法およびこれにより成形された電
磁波シールド材料、である。

【０００９】以下詳細に本発明について説明する。

【００１０】本発明において使用される導電性繊維は、
金属繊維、カーボン繊維、表面に金属層を形成したカー
ボン繊維又はガラス繊維、導電性物質で処理された有機
繊維などの導電性を有する繊維等があげられる。

【００１１】金属繊維の金属種はステンレス、黄銅、
銅、アルミニウム、鉄、金、銀、ニッケル、チタン、
錫、鉛、アンチモン、亜鉛、カドミウム、マグネシウ
ム、タングステン、白金、リチウム、モリブデン、ベリ
リウム及びこれら２種類以上の組み合わせの合金、もし
くはこれらを主体とする合金、さらにはこれらとリンと
の化合物等が挙げられる。これらの中でもステンレス、
黄銅、銅、アルミニウム、鉄、金、銀、ニッケル、チタ
ンが好ましい。これらは伸線引き抜き法、溶融紡糸法、
コイル材切削法、ワイヤ切削法等の方法により得ること
ができる。又、これらの金属繊維をシランカップリング
剤またはチタネートカップリング剤等のカップリング剤
またはトリアジンチオール化合物等の表面処理剤でで表
面処理したものでも良い。

【００１２】上記導電性繊維の断面形状は特に限定され
ないが、断面積としては円に換算した直径が１〜５００
μｍのものが望ましく、より好ましくは３〜１００μ
ｍ、さらに好ましくは５〜６０μのものが望ましい。繊
維束としては、上記繊維の本数が１０〜１０００００束
ねられているものが良く、より好ましくは５０〜３００
００、さらに好ましくは１００〜１０００束ねられてい
るものが望ましい。

【００１３】本発明において作製されるペレットの長さ
は、１〜５０ｍｍであることが好ましく、より好ましく
は３〜２０ｍｍ、さらに好ましくは４〜１０ｍｍであ
る。高い電磁波シールド効果を効率よく得るには繊維の
アスペクト比は大きい方が良いが、成形性および分散性
の観点から余り長過ぎるるものは好ましくない。

【００１４】ペレットの断面形状は特に限定されない
が、分散性の観点から熱可塑性樹脂が可塑性を有してい
る間にローラーで押潰し偏平形状とし、導電性繊維を押
し広げる段階で導電性繊維間に樹脂が入り込み存在する
ものがより好ましい。

【００１５】本発明における可塑性を有する状態とは、
熱可塑性樹脂がわずかな応力により変形可能な状態を示
し、熱可塑性樹脂がガラス転位温度以上の温度領域にあ
る状態を示す。より好ましくはＡＳＴＭ Ｄ６４８によ
り測定した熱変形温度以上の温度領域にある状態であ
り、さらに好ましくは熱可塑性樹脂の押出成形温度から
２０℃を引いた温度以上の温度領域にある状態である。

【００１６】本発明に用いる熱可塑性樹脂としては、ポ
リスチレン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、Ａ
ＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポ
リエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアセタール
樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ
メチルメタアクリレート樹脂、ポリエーテルイミド樹脂
等の熱可塑性樹脂およびこれらのブレンド物を挙げるこ
とができる。

【００１７】ブレンド物としては、例えば、ポリフェニ
レンエーテルを配合したポリスチレン樹脂、ポリカーボ
ネート樹脂とＡＢＳ樹脂とのブレンド物等は特に良好に
使用できる。

【００１８】上記のスチレン系樹脂としては、一般に成
形用として使用されているもの、例えばスチレンの単一
重合体（ＰＳ）のほか、ハイインパクトポリスチレン
（ＨＩＰＳ）、メチルメタクリレート・スチレン共重合
体（ＭＳ）、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチ
レン共重合体（ＭＢＳ）、スチレン・無水マレイン酸共
重合体（ＳＭＡ）、スチレン・メタクリル酸共重合体
（ＳＭＡＡ）、α−メチルスチレンまたはマレイミドを
共重合してなる耐熱性スチレン樹脂、さらには、スチレ
ン・アクリロニトリル系共重合樹脂、α−メチルスチレ
ン・アクリロニトリル系共重合樹脂などを挙げることが
できる。

【００１９】ここで、スチレン・アクリロニトリル系共
重合樹脂としては、アクリロニトリル・スチレン共重合
体（ＡＳ）、アクリロニトリル・スチレン・ブタジエン
共重合体（ＡＢＳ）、アクリロニトリル・スチレン・ア
クリルゴム共重合体（ＡＡＳ）、アクリロニトリル・ス
チレン・塩素化ポリエチレン共重合体（ＡＣＳ）、アク
リロニトリル・スチレン・エチレン−プロピレンゴム共
重合体（ＡＥＳ）、アクリロニトリル・スチレン・エチ
レン−酢酸ビニル共重合体、α−メチルスチレンまたは
マレイミドを共重合してなる耐熱性ＡＢＳ樹脂等を包含
し、また、α−メチルスチレン・アクリロニトリル系共
重合樹脂は、スチレン・アクリロニトリル系共重合樹脂
のスチレン部分がα−メチルスチレンに置き変わったα
−メチルスチレン・アクリロニトリル系共重合樹脂を挙
げることができる。

【００２０】また、これらの熱可塑性樹脂には難燃剤、
酸化防止剤、滑剤、カップリング剤、トリアジンチオー
ル化合物、無機フィラーなどを含むことができる。

【００２１】次に図面を参照して製造方法を説明する。
図１は本発明の押出成形とペレット化を示す正面図と側
面図である。

【００２２】図１に示すように押出機のダイス１後部か
ら導電性繊維の繊維束３を入れる。ダイス１内で熱可塑
性樹脂４を被覆しながら押出成形し、これが可塑性を有
しているうちに、回転刃５ａ及び固定刃５ｂよりなるペ
レタイザー５で切断して図２に示すような電磁波シール
ド材料ペレット６を製造する。

【００２３】この際、冷却後ペレットの切断を行うと、
ペレット６の被覆樹脂にひびや割れが生じ良好なペレッ
トを得ることは難しく、特に硬質熱可塑性樹脂を使用し
た場合この傾向が顕著であるが、冷却せずにペレットの
切断を行うことにより良好なペレットを得ることが可能
となる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、実施例によって本発明を具
体的に説明するが、本発明は以下の例に限定されるもの
ではない。

【００２５】各測定は以下の条件により行う。

【００２６】ペレット均一性；切断後の状態を観察し被
覆樹脂の割れなどがないものは◎、一部ひびが生じたも
のは△、大きな割れが生じたりペレット化できない場合
は×で表す。

【００２７】電磁波シールド効果（ＳＥ）；アンリツ株
式会社製スペクトラムアナライザーＭＳ６２３Ａ測定機
及びトラッキングジェネレータＭＨ６２８Ａを用いて電
波暗箱で、１００×１００×２ｍｍの厚さの試験片を、
周波数１００から１０００ＭＨｚの範囲で測定し、５０
０ＭＨｚの減衰値で表す。

【００２８】曲げ弾性率；ＡＳＴＭ Ｄ７９０に準拠し
て測定する。

【００２９】分散性；軟Ｘ線検査装置（ソフテックス社
製 ＳＶ−１００Ａ）で射出成形品中の金属繊維の分散
状態を観察し良好な物は◎、やや分散性に劣るものは
△、不良な物は×で表す。

【００３０】参考例（金属繊維の調整） コイル材切削法により円換算直径３０μｍに切削した黄
銅繊維の３００束を得る。

【００３１】次の物質等を使用する。

【００３２】汎用ポリスチレン樹脂（ＧＰＰＳ）は旭化
成工業株式会社製 ＧＰポリスチレン ６８０を、スチ
レン−無水マレイン酸共重合体（ＳＭＡ）は積水化成品
工業株式会社製 ＤＹＬＡＲＫ Ｄ２３２を、ハイイン
パクトポリスチレン樹脂（ＨＩＰＳ）は旭化成工業株式
会社製 ＨＩポリスチレン ４３３を、アクリロニトリ
ル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ）は旭化
成工業株式会社製 スタイラックＡＢＳ ＶＡ５１を、
ポリフェニレンエーテル系樹脂（ＰＰＥ）は旭化成工業
株式会社製 ザイロン ２２０Ｚを、ポリカーボネイト
樹脂とＡＢＳ樹脂とのブレンド物（ＰＣ／ＡＢＳ）は宇
部サイコン株式会社製 サイコロイ Ｃ２８００を各々
用いる。

【００３３】実施例１〜５ 表１に示す組成に従い、参考例に示す黄銅繊維を表１に
示す被覆樹脂で押出機により被覆しダイスから引き出
し、冷却せずに被覆樹脂が可塑性を有している状態でペ
レタイザーにより５ｍｍの長さに切断し、導電性成形材
料を得る。この導電性成形材料をブレンド後の繊維の量
が２０ｗｔ％となるように表１に示す樹脂ペレットとブ
レンドし、射出成形機（オートショット５０Ｂ ファナ
ック社製）を用いて成形を行う。導電性成形材料の被覆
状態の観察結果、および成形品の電磁波シールド効果な
らびに機械特性を表１に示す。ペレットの均一性が良好
で、分散性が良く、電磁波シールド効果ならびに曲げ弾
性率の高い成形品が得られる。

【００３４】実施例６〜７ 表１に示す組成に従い、参考例１に示す黄銅繊維を表１
に示す被覆樹脂で押出機により被覆しダイスから引き出
し、冷却せずに被覆樹脂が可塑性を有している状態でロ
ーラーで加圧して偏平状態とし、続いてすぐに被覆樹脂
が可塑性を有している状態でペレタイザーにより５ｍｍ
の長さに切断し、導電性成形材料を得る。この導電性成
形材料をブレンド後の繊維の量が２０ｗｔ％となるよう
に表１に示す樹脂ペレットとブレンドし、射出成形機
（オートショット５０Ｂ ファナック社製）を用いて成
形を行う。導電性成形材料の被覆状態の観察結果、およ
び成形品の電磁波シールド効果ならびに機械特性を表１
に示す。ペレットの均一性が良好で、分散性が良く、電
磁波シールド効果ならびに曲げ弾性率の高い成形品が得
られる。

【００３５】比較例１〜５ 表２に示す実施例１〜５と同じ組成を用い、被覆樹脂を
熱変形温度以下まで冷却した後にペレタイザーで切断す
る他は実施例１〜５と同様に実施する。ペレットの成形
性が悪いため分散性が悪く、各特性は実施例に劣る。

【００３６】比較例６、７ 表２に示す実施例６、７と同じ組成を用い、ローラーで
偏平後、熱変形温度以下まで冷却した後にペレタイザー
で切断する他は実施例６、７と同様に実施する。ペレッ
トの成形性が悪いため分散性が悪く、各特性は実施例に
劣る。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【表２】

【００３９】

【発明の効果】本発明は、導電性繊維の分散性とペレッ
トの均一性を同時に満足することができ、その結果電磁
波シールド効果が高く、機械的特性の優れた電磁波シー
ルド材料を製造することが可能な導電性繊維含有成形材
料の製造方法であり、特に硬質熱可塑性樹脂を使用した
ときはその効果が顕著である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の導電性繊維含有成形材料の製造工程を
示す正面と側面の断面図を示す。

【図２】本発明によって製造された電磁波シールド材料
ペレットの斜視図を示す。

【符号の説明】 １…押出機のダイス部 ２…押出機のニップル部 ３…導電性繊維 ４…熱可塑性樹脂 ５…ペレタイザー ５ａ…ペレタイザーの回転刃 ５ｂ…ペレタイザーの固定刃 ６…電磁波シールド材料ペレット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性繊維の繊維束の周囲に熱可塑性樹
   脂を溶融被覆し、被覆された熱可塑性樹脂が可塑性を有
   しているうちに切断することを特徴とする導電性繊維含
   有成形材料の製造方法。
2. 【請求項２】 導電性繊維の繊維束の周囲に熱可塑性樹
   脂を溶融被覆し、樹脂が可塑性を有しているうちに上記
   樹脂被覆束を偏平状に押し潰し、被覆された熱可塑性樹
   脂が可塑性を有しているうちに切断することを特徴とす
   る導電性繊維含有成形材料の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１、２記載の成形材料により成形
   された電磁波シールド材料。