JPH11255907A - 不連続繊維強化樹脂成形品および不連続繊維強化樹脂成形品用成形材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、薄肉、軽量が要求される電子機器筐
体等の成形品において、必要な機械的特性と高い電磁波
遮蔽性を併せ持つ優れた不連続繊維強化樹脂成形品およ
び不連続繊維強化樹脂成形品用成形材料を提供せんとす
るものである。 【解決手段】本発明の不連続繊維強化樹脂成形品は、比
重が１．７以下である不連続繊維強化樹脂成形品におい
て、該不連続繊維が、３０以上の平均アスペクト比を有
する導電性繊維を含み、かつ、該成形品の体積固有抵抗
が０．１Ωｃｍ以下であることを特徴とするものであ
る。また、本発明の不連続繊維強化樹脂成形品用成形材
料は、少なくとも次の構成要素［Ａ］、［Ｂ］および
［Ｃ］からなり、構成要素［Ａ］と構成要素［Ｂ］から
なる複合体に、構成要素［Ｃ］が接するように配置され
てなることを特徴とするものである。 ［Ａ］導電性繊維束 ［Ｂ］重量平均分子量が２００〜５００００でかつ構成
要素［Ｃ］よりも溶融粘度が低い熱可塑性重合体 ［Ｃ］重量平均分子量が１００００以上である熱可塑性
樹脂

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータ、ワードプロセッサ等の各種電子機器の内装部品
や筐体の材料として好適な不連続繊維強化樹脂成形品に
関し、特に軽量でかつ機械的特性や電磁波遮蔽性に優れ
た不連続繊維強化樹脂成形品および不連続繊維強化樹脂
成形品用成形材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】パーソナルコンピュータ等の各種電子機
器の内装部品や筐体の材料として、不連続繊維強化樹脂
が広く用いられてきている。不連続繊維強化樹脂は、射
出成形など生産性や設計自由度に優れた成形法が可能
で、しかも剛性や強度など機械的特性にも優れた成形品
が得られる利点がある。

【０００３】ところで、電子機器の普及と高性能化が進
むとともに、機器相互の放射電磁波干渉による誤動作等
が懸念され、これを防止するための、機器の電磁的両立
性（Electro-magnetic Compatibility）が求められ、機
器の部品や筐体の材料として電磁波遮蔽性が重要となっ
てきている。しかも、電子機器の軽量化のために、従来
よりも薄肉、軽量でかつ十分な電磁波遮蔽性を有する材
料が求められている。かかる成形品の電磁波遮蔽性を高
くするためには、成形品の導電性を高くすればよい。す
なわち、物性値としては、成形品の体積固有抵抗が低い
方がよい。ところが、一般に不連続繊維強化樹脂成形品
は、炭素繊維など導電性繊維を使えば、ある程度の導電
性は有するものの、それだけでは必ずしも十分な電磁波
遮蔽性が得られないという問題があった。

【０００４】本来、導電性を持たない樹脂成形品に導電
性を付与する方法としては、成形品表面に銅、ニッケ
ル、アルミニウム等の金属薄膜を無電解メッキ法や真空
蒸着法により生成する方法が知られ、広く用いられてい
るが、工程や設備に大きなコストがかかるうえ、成形品
の変形などに伴い、金属薄膜が脱落する問題もある。ま
た、類似の方法として、導電性塗料を塗布する方法もあ
るが、電磁波遮蔽性が必ずしも十分でなく、塗膜の脱落
という問題もある。

【０００５】一方、他の方法としては、金属粒子、炭素
繊維、導電処理無機繊維、金属繊維等の導電性フィラー
を樹脂中に添加することが知られている。そこで、不連
続繊維強化樹脂に、これらの導電性フィラーを添加する
ことで成形品の導電性を向上させ、必要な電磁波遮蔽性
を確保しようという試みがある。

【０００６】しかしながら、このうちカーボンブラック
を使う場合、十分な導電性を得るためには、大量に添加
しなければならず、そうすると溶融粘度が上昇し、成形
が困難になるばかりか、成形品の機械的特性が著しく低
下するという問題があり、たとえば、特開平９−８７４
１７号公報においては、導電性繊維の平均長さを適当な
範囲としたうえでカーボンブラックを添加する方法が開
示されているが、この方法でも薄肉成形品での電磁波シ
ールド性は必ずしも十分とはいえない。

【０００７】また、金属粒子を添加する方法でも、カー
ボンブラックと同様の問題があるうえに、成形品の比重
が大きくなり、軽量性が要求される用途には向かない。

【０００８】特開平８−７３２２０号公報に開示されて
いるような導電処理無機繊維を使用する場合も、成形性
や、成形品の機械的特性を損なわない範囲の添加量で
は、十分な電磁波遮蔽性を得ることは困難である。

【０００９】また、金属繊維は、比較的少量の添加で導
電性が得られるフィラーとして知られている。たとえ
ば、特開昭６０−２６０６５１号公報では炭素繊維強化
樹脂に金属繊維を添加する方法が開示されている。しか
し、軽量筐体のように薄肉でかつ十分な電磁波遮蔽性を
得ようとすれば、高価な金属繊維をおよそ１０体積％以
上添加しなければならず、コストの増大や成形性の悪
化、成形品比重の増大などの問題は避けられない。

【００１０】かかる金属繊維の代わりに、ニッケル、
銅、銀などの金属で被覆された有機繊維や炭素繊維を用
いれば、成形品比重の増大の問題はある程度抑えられる
が、成形品の機械的特性やコストの問題は依然として大
きく、この場合も、より少ない添加量で電磁波遮蔽性を
得ることが望まれているのが実状である。

【００１１】このように、不連続繊維強化樹脂に導電性
フィラーを添加しても、必要な電磁波遮蔽性と機械的特
性とを併せ持つものを得ることは困難な状況にある。

【００１２】また、炭素繊維や金属繊維等を含め、繊維
状の導電性フィラーによって成形品に導電性を付与する
場合、一般に成形プロセスのなかで、導電性フィラーが
折れて短くなっていくことが多いが、最終成形品中での
導電性フィラーの長さが長いほど、フィラー相互の接触
機会が増え、導電性が高くなる傾向であることは知られ
ている。ただし、あまり長くしようとすると、成形プロ
セスにおいて、フィラーの分散が妨げられ、導電性が思
ったほど向上しなかったり、成形品の表面品位が悪化し
たりすることも知られている。すなわち、成形品の導電
性を含めて総合的に判断して、導電性フィラー長さを適
正に調整するべく成形材料や成形条件を設定することが
重要であるが、ここで、最適なフィラー長さは、導電性
フィラーの種類によって異なり、その長さのみに注目し
て成形品の最適化を行っても、他の特性を保持しながら
十分な電磁波遮蔽性を得ることは非常に困難であった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の背景に鑑み、電子機器の筐体などの軽量、薄肉の
不連続繊維強化樹脂成形品において、必要とされる機械
的特性と電磁波遮蔽性とを併せ持つ優れた不連続繊維強
化樹脂成形品およびそれを成形するための成形材料を提
供せんとするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するために、次のような手段を採用するものであ
る。すなわち、本発明の不連続繊維強化樹脂成形品は、
比重が１．７以下である不連続繊維強化樹脂成形品にお
いて、該不連続繊維が、３０以上の平均アスペクト比を
有する導電性繊維を含み、かつ、該成形品の体積固有抵
抗が０．１Ωｃｍ以下であることを特徴とするものであ
る。また、本発明の不連続繊維強化樹脂成形品用成形材
料は、少なくとも次の構成要素［Ａ］、［Ｂ］および
［Ｃ］からなり、構成要素［Ａ］と構成要素［Ｂ］から
なる複合体に、構成要素［Ｃ］が接するように配置され
てなることを特徴とするものである。

【００１５】［Ａ］導電性繊維束 ［Ｂ］重量平均分子量が２００〜５００００でかつ構成
要素［Ｃ］よりも溶融粘度が低い熱可塑性重合体 ［Ｃ］重量平均分子量が１００００以上である熱可塑性
樹脂

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明は、前記課題、つまり、機
械的特性と電磁波遮蔽性を併せ持つ不連続繊維強化樹脂
成形品について、鋭意検討し、繊維状導電性フィラーの
導電性向上効果を、機械的特性等を損ねない範囲で、最
大に発揮させるために、繊維状導電性フィラーの形態を
適切に制御して、成形品の導電性を特定レベル以上にし
てみたところ、かかる課題を一挙に解決することを究明
したものである。

【００１７】また、本発明は、かかる不連続繊維強化樹
脂成形品を製造する手段として、射出成形用の特定な成
形材料、すなわち、成形品内の導電性繊維のアスペクト
比を適当な範囲として成形品での導電性を高くする、す
なわち体積固有抵抗を低くするような成形材料を使用す
ることを究明したものである。

【００１８】本発明は、比重が１．７以下、好ましくは
１．５以下の不連続繊維強化樹脂成形品に関するもので
ある。不連続繊維強化樹脂成形品（以下、成形品と略
す）とは、不連続、すなわち、いわゆる連続長繊維状で
ない強化繊維がマトリクス樹脂中に埋め込まれたもので
あって、これによって強化された成形硬化後の部品であ
り、必要に応じて諸々の形態を有するものである。その
材料としては、連続長繊維状の強化繊維を使用してもよ
いが、成形後の成形品中では、該強化繊維は不連続にな
っているものである。

【００１９】かかる成形品の比重は、任意の形態の成形
品から、重量が１〜５０ｇの範囲内の試験片を切り出
し、ＡＳＴＭ Ｄ７９２−９１に従って測定された値で
示される。

【００２０】該成形品中の不連続繊維の種類は特に限定
されず、２種類以上の繊維を併用してもよいが、軽量、
薄肉で良好な機械的特性を得る観点からは、少なくとも
その一部が炭素繊維であることが好ましい。なかでも、
引張弾性率が２００ＧＰａ〜７００ＧＰａのポリアクリ
ロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維であることがより好ま
しい。

【００２１】本発明で使用される樹脂種も特に限定され
ないが、望ましくは、耐衝撃性に優れ、かつ、生産性の
高い射出成形が可能な熱可塑性樹脂がよい。例えば、ポ
リエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレー
トや液晶ポリエステル等のポリエステル、ポリエチレン
やポリプロピレンやポリブチレン等のポリオレフィンの
他、ポリオキシメチレン、ポリアミド、ポリカーボネイ
ト、ポリスチレン、スチレン・アクリロニトリル共重合
体、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合
体、アクリレート・スチレン・アクリロニトリル共重合
体、ポリメチレンメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポ
リフェニレンスルフィド、ポリフェニレンエーテル、ポ
リイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポ
リスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケト
ン、ポリエーテルエーテルケトン等を使用することがで
き、また、これらの共重合体、変性体および２種類以上
のブレンドした樹脂も使用することができる。また、更
に耐衝撃性向上のために、上記樹脂にエラストマーもし
くはゴム成分を添加した樹脂も使用することができる。

【００２２】本発明の成形品は、導電性繊維を有する。
導電性繊維とは体積固有抵抗が０．０１Ωｃｍ以下、好
ましくは１０^-3Ωｃｍ以下、さらに好ましくは１０^-5Ω
ｃｍ以下の繊維状フィラーであり、具体的には、ステン
レス鋼繊維や銅繊維等の金属繊維、ＰＡＮ系やピッチ系
その他の炭素繊維、さらには各種の金属被覆繊維が例示
できる。繊維の体積固有抵抗はＪＩＳ Ｒ７６０１に規
定された炭素繊維の体積抵抗率の測定法に準じて測定す
る。この場合測定長さは導電性繊維の形状や導電性に応
じて適宜変更してよい。なお、金属被覆繊維など不均一
の素材から構成される繊維についても、上の測定法によ
る値を繊維の体積固有抵抗とみなす。

【００２３】導電性繊維は、シランカップリング剤、ア
ルミネートカップリング剤、チタネートカップリング剤
等で表面処理、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリ
エステル系樹脂、スチレン系樹脂、オレフィン系樹脂、
アミド系樹脂、テルペン・フェノール共重合樹脂等で集
束処理されていてもよい 本発明の樹脂成形品においては、導電性繊維の平均アス
ペクト比が３０以上であることが必要で、４０〜５００
の範囲内であることが好ましく、５０〜２００の範囲内
であることがさらに好ましい。導電性繊維のアスペクト
比は、成形後の成形品中での導電性繊維の長さを直径で
除した無次元数で定義される。平均アスペクト比はその
重み付け平均値である。すなわち、各導電性繊維の長さ
をＬｉ（ｉ＝１，２，．．）、平均直径をＤとした場
合、平均アスペクト比は（ΣＬｉ²／ΣＬｉ）／Ｄで算
出される。

【００２４】導電性繊維の太さは種類によって異なり、
成形品導電性や成形品品位、成形性等のバランスからみ
て必要な繊維長さも種類によって異なる。本発明者は、
太さの異なる導電性繊維においても、平均アスペクト比
を上記の通りとすることにより、導電性付与効果が高
く、機械特性その他の特性に大きな悪影響を及ぼさない
程度の添加量で、必要な成形品導電性が得られることを
見出した。

【００２５】すなわち、成形材の導電性を高くするため
には、導電性繊維が相互に接触する確率が高いほど有利
であるため、同じ直径の導電性繊維であれば平均繊維長
が長い方がよい。ところが、細い導電性繊維を用いれ
ば、導電性繊維の体積あたりの総延長が長くなるため、
同じ平均繊維長を有する、より太い繊維よりも導電性向
上効果は大きい。したがって、導電性向上効果は、平均
繊維長と繊維直径の比をとった無次元数である平均アス
ペクト比に大きく支配されることになる。

【００２６】平均アスペクト比があまり小さくなると、
導電性繊維が相互接触する機会が少なくなるため、成形
品の導電性が低くなる傾向がある。一方、平均アスペク
ト比が上記の好ましい範囲より大きくなると、成形品の
品位が低下したり、成形プロセスにおいて導電性繊維が
樹脂中に分散しにくくなるため導電性が有効に向上しな
い場合がある。

【００２７】導電性繊維の長さＬｉは、成形品の樹脂を
適当な溶媒等で溶かすなどの方法で除去し、残存した繊
維を顕微鏡等で観察して得られる。直径Ｄは、導電性繊
維の種類ごとに、たとえば繊度と密度とから算出した平
均直径を使用するのが簡便でよい。長さを測定する導電
性繊維の数は２００以上とする。

【００２８】たとえば炭素繊維と金属繊維など、２種以
上の導電性繊維を併用した場合、全ての導電性繊維から
ランダムに２００以上の繊維を抜き出した場合の平均ア
スペクト比を、成形品の平均アスペクト比とする。

【００２９】成形品の平均アスペクト比が上記範囲より
小さくなると、導電性と機械的特性がともに低下する傾
向がある。

【００３０】本発明の成形品の体積固有抵抗は０．１Ω
ｃｍ以下であり、０．０５Ωｃｍ以下であることが好ま
しい。体積固有抵抗がこの値より大きくなると必要な電
磁波シールド性が得られないことがある。成形品の体積
固有抵抗にはいくつかの測定法があるが、本発明の成形
品においては次のような方法で測定する。

【００３１】すなわち、厚さｔ（ｍｍ）が１〜４ｍｍの
成形品から、幅ｗ（ｍｍ）が１０〜１５ｍｍ、長さＬ
（ｍｍ）が５０〜１００ｍｍの範囲内にある試験片を切
り出し、長さ方向の両端面を研磨、洗浄した後導電性ペ
ーストを均一に塗布し、十分な精度の抵抗計で端面間の
電気抵抗Ｒ（Ω）を測定する。成形品の体積固有抵抗
（Ωｃｍ）は、０．１×Ｒ×ｔ×ｗ／Ｌで定義される。

【００３２】本発明の導電性繊維として炭素繊維を用い
ると、導電性付与と機械的特性の付与を同時に達成でき
るため好ましい。また、金属被覆繊維は、成形品比重の
増大が比較的小さくかつ導電性付与効果が大きいので好
ましい。ここで金属被覆繊維とは、たとえば銅繊維、ス
テンレス繊維、銀被覆ナイロン繊維、銅／ニッケル被覆
ガラス繊維、ニッケル被覆炭素繊維などを含み、被覆の
方法も電解メッキ、無電解メッキ、蒸着などいずれでも
よい。なかでもニッケル被覆炭素繊維は、コストと導電
性付与効果のバランスに優れ、しかも導電性が長期にわ
たって劣化しないのでより好ましい。成形品の特性を総
合的に考慮し、炭素繊維と、それよりも導電性の高い導
電性繊維を併用することも好ましい。

【００３３】炭素繊維とニッケル被覆炭素繊維を併用す
る場合、成形品中の炭素繊維の重量含有率は１５％〜４
０％の範囲内にあることが好ましい。含有率が１５％を
下回ると成形品の機械的特性が低下する傾向があり、４
０％を上回ると溶融粘度の増大等から成形上の問題が多
くなると同時にニッケル炭素繊維の含有率を適当な範囲
とすることが困難となる傾向がある。また、ニッケル被
覆炭素繊維の重量含有率は５％〜１５％の範囲内にある
ことが好ましい。５％を下回ると成形品の電磁波シール
ド性が低下する傾向があり、１５％を上回ると成形上の
問題が多くなると同時に成形品の機械的特性が低下する
傾向がある。

【００３４】本発明の樹脂成形品に、カーボンブラック
など公知の非繊維形状の導電性フィラーを添加すると、
導電性をさらに向上させることができる。特に、パーソ
ナルコンピュータ筐体等としての各要求特性をバランス
よく満たすためには、炭素繊維と、金属被覆炭素繊維た
とえばニッケル被覆炭素繊維を併用したものにさらにカ
ーボンブラックを適当な割合で添加することにより、金
属被覆炭素繊維とカーボンブラックの相乗効果が得ら
れ、きわめて高い導電性が得られるので好ましい。この
場合、成形品の機械的特性の低下を抑えるために、カー
ボンブラックの添加量は、成形品全体に対して１０％以
下であることが好ましく、４％以下であることがさらに
好ましい。

【００３５】本発明によれば、軽量で電磁波遮蔽性に優
れながら、シャルピー衝撃値が２０ｋＪ／ｍ² 以上、曲
げ弾性率が１０ＧＰａ以上の成形品を従来よりはるかに
容易に得ることができる。ここでシャルピー衝撃値とは
ＪＩＳ Ｋ７０７７に従って測定された値であり、曲げ
弾性率とはＡＳＴＭ Ｄ７９０−９６ａに従って測定さ
れた値である。

【００３６】本発明の成形品は、厚さ２ｍｍ以下で４５
ｄＢ以上の電磁波遮蔽性を得ることが可能である。電磁
波遮蔽性は、株式会社アドバンテスト製ＴＲ１７３０１
Ａまたは同等品によって測定した周波数５００ＭＨｚの
高インピーダンス電界空間における電界遮蔽性である。

【００３７】本発明の成形品の成形法としては、従来の
不連続繊維強化樹脂成形品の成形法のいずれを適用して
もよいが、樹脂が熱可塑性である場合は射出成形やスタ
ンピング成形等、さらにその中でも射出成形が、成形サ
イクルが短く生産性に優れる。

【００３８】本発明の成形品を成形する場合、平均アス
ペクト比を所定の値にするためには、導電性繊維の長さ
を、その直径に応じたある値以上にする必要がある。し
たがって、その射出成形においては、導電性繊維を含む
成形材料すなわちペレットとして、できるだけ繊維長を
長く保ったまま成形機に投入できるものを用いることが
望ましい。すなわち、たとえば導電性繊維束をペレット
全長に近い長さで含む、いわゆる長繊維ペレットのよう
な形態のものである。

【００３９】一方、本発明においては導電性繊維の相互
接触機会を大きくするために、成形プロセスにおいて導
電性繊維が樹脂中に束状に存在するのではなく、均一に
分散することが望ましい。ところが、上に述べた長繊維
ペレット形態で導電性繊維束を投入すると、成形プロセ
ス中に導電性繊維が分散することが困難になる傾向があ
る。

【００４０】特に、軽量かつ機械的特性に優れた成形品
においては、一般に高分子量の樹脂が用いられるため、
成形中の樹脂の粘度が比較的高く、長繊維ペレットの導
電性繊維の分散はますます困難となる。

【００４１】そこで、本発明においては、次のような構
成のペレットを使用することが特に好ましい。すなわ
ち、ペレットの一部または全部が次の３つの構成要素か
らなり、かつ構成要素［Ａ］と構成要素［Ｂ］からなる
複合体に、構成要素［Ｃ］が接するように配置されてな
るペレットである。

【００４２】構成要素［Ａ］は連続した導電性繊維束で
あり、成形品に高い導電性を付与するもので、体積固有
抵抗が０．０１Ωｃｍ以下の導電性繊維からなるもので
ある。なかでも、銅繊維、ステンレス繊維、銀被覆ナイ
ロン繊維、銅／ニッケル被覆ガラス繊維、ニッケル被覆
炭素繊維など、導電性繊維の体積固有抵抗が１０^-3以下
であることが好ましい。

【００４３】構成要素［Ｂ］は重量平均分子量が２００
〜５００００でかつ次に述べる構成要素［Ｃ］よりも溶
融粘度が低い熱可塑性重合体であり、成形時にはマトリ
クス樹脂（構成要素［Ｃ］）が導電性繊維束（構成要素
［Ａ］）に含浸することを助け、また導電性繊維がマト
リクス樹脂中に分散することを助ける、いわゆる含浸助
剤・分散助剤としての役割を持つものである。

【００４４】導電性繊維束［Ａ］に最終的に含浸させよ
うとする樹脂（構成要素［Ｃ］）よりも溶融粘度が低い
物質（構成要素［Ｂ］）で予め導電性繊維表面が濡らさ
れ、単繊維間の隙間が埋められていることにより、最終
的に含浸させる樹脂［Ｃ］がある程度高粘度であっても
容易に含浸・分散が達成される。構成要素［Ｂ］として
特に優れたものとして、たとえばテルペンフェノールの
ような、フェノールもしくはフェノールの置換基誘導体
と、二重結合を２個有する脂肪族炭化水素の縮合により
得られるオリゴマーが挙げられる。

【００４５】構成要素［Ｃ］は、重量平均分子量が１
０，０００以上である熱可塑性樹脂で、たとえば靭性な
どの物性が高く、成形後構成要素［Ａ］に含浸し、導電
性繊維と接着、これを強固に保持する役割を持つマトリ
クス樹脂である。特に適したものとして、ポリアミド、
ポリオレフィン、ポリカーボネートが挙げられ、なかで
もポリアミド樹脂が優れる。

【００４６】ポリアミド樹脂とは、例えばナイロン４、
ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１０、ナイロン１
１、ナイロン１２、ナイロン４６等の脂肪族ナイロン、
ポリヘキサジアミンテレフタルアミド、ポリヘキサメチ
レンジアミンイソフタル酸アミド、キシレン基含有ポリ
アミド等の芳香族ナイロン、およびそれらの共重合体、
変性体、およびこれらを２種類以上ブレンドした樹脂等
を指す。

【００４７】構成要素［Ｂ］および／または［Ｃ］に
は、得ようとする成形品の要求特性に応じて、難燃材、
耐候性改良材、酸化防止剤、熱安定剤、可塑剤、滑剤、
着色剤等、さらにカーボンブラック等の導電性フィラー
を添加しておくことができる。図１および図２は、本発
明の導電性繊維を含む成形材料の形状を模式的に示した
ものである。形状は構成要素［Ａ］と構成要素［Ｂ］か
らなる複合体１に、構成要素「Ｃ」である樹脂２が接す
るように配置されていれば、図に示すものに限定される
ものではないが、図１および図２のように、構成要素
［Ｃ］が複合体の周囲を被覆するように配置されている
ことが好ましい。その場合、断面の形状は図１のような
円形や図２のような楕円形など、いずれでもよい。

【００４８】成形材料の長さ３は、成形後に導電性繊維
のアスペクト比を所定の値とするための繊維長に対し
て、長くとるべきことはいうまでもないが、好ましくは
１ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内、さらに好ましくは２ｍｍ〜
１０ｍｍ、最も好ましくは３ｍｍ〜８ｍｍの範囲内であ
るのがよい。この長さが短すぎると成形材料の製造コス
トが高くなるとともに導電性繊維の長さが短くなり、成
形品における導電性繊維のアスペクト比を所定の範囲内
とすることが難しくなる場合があり、逆に長すぎると導
電性繊維の開繊性や分散性が低下する傾向があり、成形
品の導電性や表面品位が悪化する場合があるためであ
る。

【００４９】本発明の成形材料は、構成要素［Ａ］に、
粘度が１００ポイズ以下になるように加熱溶融された構
成要素［Ｂ］を含浸させることによって複合体を形成
し、ついで溶融した粘度５００ポイズ以上の構成要素
［Ｃ］をこの複合体を被覆するように配置した後、冷却
して形成されたものである。

【００５０】このうち、［Ａ］と［Ｂ］の複合体を形成
する方法としては、繊維束に油剤、サイジング剤、マト
リクス樹脂を付与するような公知の方法を用いることが
できる。より具体的には、加熱溶融された構成要素
［Ｂ］をダイコーターより一定速度で押し出し、このコ
ーター部に接触させながら構成要素［Ａ］を一定速度で
通過させた後加熱する方法が採用される。

【００５１】つぎに、構成要素［Ｃ］を複合体を被覆す
るように配置する方法としては、複合体を電線被覆用の
コーティングダイ中に通し、押し出し機から溶融させた
構成要素［Ｃ］を吐出させて複合体の周囲を被覆するよ
うに配置する方法が採用される。

【００５２】

【実施例】実施例１ 重量平均分子量４６０のテルペンフェノール重合体を１
３０℃に加熱してダイコーターより一定速度で押し出し
た。このコーター部に接触させながら、連続したニッケ
ル被覆炭素繊維束（引張弾性率２２５ＧＰａ、ニッケル
の電解メッキ層厚さ０．２５μｍ、ニッケル層を含む単
糸径７．５μｍ、単糸数１２，０００、繊度１４４０Ｔ
ＥＸ、比重２．７、体積固有抵抗７．５×１０^-6Ωｃ
ｍ）を一定速度で通過させた後加熱して、ニッケル被覆
炭素繊維束にテルペンフェノール重合体を含浸させた複
合体を得た。次に、この複合体を電線被覆用のコーティ
ングダイ中に通し、押し出し機から２５０℃で溶融させ
たナイロン６樹脂（重量平均分子量１５０００）を吐出
させて複合体の周囲を被覆するように配置した樹脂被覆
複合体を得た。次に、この樹脂被覆複合体を室温まで冷
却後、ストランドカッターで３ｍｍにカットして射出成
形用マスターペレットＡを得た。

【００５３】一方、ニッケル被覆炭素繊維束のかわりに
ＰＡＮ系炭素繊維束（引張弾性率２３０ＧＰａ、単糸径
６．９μｍ、単糸数１２，０００、繊度８００ＴＥＸ、
比重１．８、体積固有抵抗１．６×１０^-3Ωｃｍ）を用
い、ストランドカッターで７ｍｍにカットした他はマス
ターペレットＡと同様にして、マスターペレットＢを得
た。

【００５４】以上のマスターペレットＡ、マスターペレ
ットＢ、前述のナイロン６樹脂チップを、全体に対して
ＰＡＮ系炭素繊維が２４重量％、ニッケル被覆炭素繊維
が８．５重量％となるように混合し、型締め力１５０ｔ
ｆの射出成形機により、外形が１５０ｍｍ×１５０ｍ
ｍ、厚さが１ｍｍの平板状成形品を得た。この成形品の
比重は１．３８、体積固有抵抗は０．０８６Ωｃｍ、シ
ャルピー衝撃値は２７ｋＪ／ｍ² 、曲げ弾性率は１７Ｇ
Ｐａであり、蟻酸に浸漬してナイロン６樹脂を溶解させ
る方法でアスペクト比を測定した結果、平均アスペクト
比は７０であった。

【００５５】この成形品の電磁波シールド性は４６ｄＢ
であった。

【００５６】実施例２ 導電性カーボンブラック（粒子径５５ｎｍ、比表面積２
９ｍ² ／ｇ）と前述のナイロン６樹脂チップを混合後、
二軸押出機に供給して２５０℃で溶融させて引き取り冷
却した後、長さ３ｍｍにカットしてマスターペレットＣ
を得た。

【００５７】前述のマスターペレットＡ、マスターペレ
ットＢと、マスターペレットＣ、ナイロン６樹脂チップ
を、全体に対してＰＡＮ系炭素繊維が２４重量％、ニッ
ケル被覆炭素繊維が８．５重量％、カーボンブラックが
３．７％となるように混合し、実施例１と同様に成形し
て平板状成形品を得た。この成形品の比重は１．４０、
体積固有抵抗は０．０４６Ωｃｍ、シャルピー衝撃値は
２５ｋＪ／ｍ² 、曲げ弾性率は１７ＧＰａであり、実施
例１と同様の方法で測定した平均アスペクト比は６８で
あった。

【００５８】この成形品の電磁波シールド性は５０ｄＢ
（装置測定限界）以上であった。

【００５９】実施例３ ニッケル被覆炭素繊維束のかわりにステンレス繊維（引
張弾性率１８６ＧＰａ、単糸径８．０μｍ、単糸数５，
１００、繊度２０４０ＴＥＸ、比重８．０、体積固有抵
抗７２×１０^-6Ωｃｍ）を用いた他はマスターペレット
Ａと同様にして、マスターペレットＤを得た。

【００６０】前述のマスターペレットＢと、マスターペ
レットＤ、ナイロン６樹脂チップを、全体に対してＰＡ
Ｎ系炭素繊維が２４重量％、ステンレス繊維が８．５重
量％となるように混合し、実施例１と同様に成形して平
板状成形品を得た。この成形品の比重は１．４４、体積
固有抵抗は０．０７１Ωｃｍ、シャルピー衝撃値は２３
ｋＪ／ｍ² 、曲げ弾性率は１５ＧＰａであり、実施例１
と同様の方法で測定した平均アスペクト比は６５であっ
た。

【００６１】この成形品の電磁波シールド性は４８ｄＢ
であった。

【００６２】実施例４ 前述のマスターペレットＡとナイロン６樹脂チップを、
全体に対してニッケル被覆炭素繊維が１８重量％となる
ように混合し、実施例１と同様に成形して平板状成形品
を得た。この成形品の比重は１．３４、体積固有抵抗は
０．０４０Ωｃｍ、シャルピー衝撃値は１５ｋＪ／
ｍ² 、曲げ弾性率は１０ＧＰａであり、実施例１と同様
の方法で測定した平均アスペクト比は４０であった。

【００６３】この成形品の電磁波シールド性は５０ｄＢ
（装置測定限界）以上であった。

【００６４】実施例５ 前述のマスターペレットＡ、マスターペレットＣとナイ
ロン６樹脂チップを、全体に対してニッケル被覆炭素繊
維が１８重量％、カーボンブラックが５．１重量％とな
るように混合し、実施例１と同様に成形して平板状成形
品を得た。この成形品の比重は１．３６、体積固有抵抗
は０．０３６Ωｃｍ、シャルピー衝撃値は１４ｋＪ／ｍ
² 、曲げ弾性率は１０ＧＰａであり、実施例１と同様の
方法で測定した平均アスペクト比は３６であった。

【００６５】この成形品の電磁波シールド性は５０ｄＢ
（装置測定限界）以上であった。

【００６６】実施例６ 実施例１のマスターペレットＢで用いたＰＡＮ系炭素繊
維束のかわりに、別のＰＡＮ系炭素繊維束（引張弾性率
４５１ＧＰａ、単糸径５．０μｍ、単糸数６，０００、
繊度２２３ＴＥＸ、比重１．８４、体積固有抵抗０．８
×１０^-3Ωｃｍ）を用いた他はマスターペレットＢと同
様にして、マスターペレットＥを得た。マスターペレッ
トＢのかわりにマスターペレットＥを用いた他は実施例
１と同様に混合し、成形して平板状成形品を得た。この
成形品の比重は１．３９、体積固有抵抗は０．０８５Ω
ｃｍ、シャルピー衝撃値は２３ｋＪ／ｍ² 、曲げ弾性率
は２８ＧＰａであり、実施例１と同様の方法で測定した
平均アスペクト比は６９であった。

【００６７】この成形品の電磁波シールド性は４７ｄＢ
であった。

【００６８】比較例１ 実施例１で用いたのと同様のニッケル被覆炭素繊維束
に、前述のナイロン６チップを溶融、含浸させて樹脂含
浸ストランドを作製し、これをストランドカッターで長
さ３ｍｍにカットしてマスターペレットＦを得た。

【００６９】マスターペレットＡのかわりにマスターペ
レットＦを用いた他は実施例１と同様に混合し、成形し
て平板状成形品を得た。この成形品の比重は１．３８、
体積固有抵抗は１．２５０Ωｃｍ、シャルピー衝撃値は
１９ｋＪ／ｍ² 、曲げ弾性率は１５ＧＰａであり、実施
例１と同様の方法で測定した平均アスペクト比は２５で
あった。

【００７０】この成形品の電磁波シールド性は２８ｄＢ
であった。

【００７１】比較例２ 前述のマスターペレットＡを二軸押出機で２５０度で再
混練しながら溶融押出ししてストランドを作製した、こ
れをストランドカッターで長さ３ｍｍにカットしてマス
ターペレットＧを得た。

【００７２】マスターペレットＡのかわりにマスターペ
レットＧを用いた他は実施例１と同様に混合し、成形し
て平板状成形品を得た。この成形品の比重は１．３８、
体積固有抵抗は８５００Ωｃｍ、シャルピー衝撃値は１
２ｋＪ／ｍ² 、曲げ弾性率は１１ＧＰａであり、実施例
１と同様の方法で測定した平均アスペクト比は１３であ
った。

【００７３】この成形品の電磁波シールド性は１０ｄＢ
であった。

【００７４】比較例３ 前述のマスターペレットＡ、マスターペレットＢと、ナ
イロン６樹脂チップを、全体に対してＰＡＮ系炭素繊維
が２４重量％、ニッケル被覆炭素繊維が２０重量％とな
るように混合し、実施例１と同様に成形して平板状成形
品を得た。この成形品の比重は１．４９、体積固有抵抗
は０．０９０Ωｃｍ、シャルピー衝撃値は５ｋＪ／
ｍ² 、曲げ弾性率は１２ＧＰａであり、実施例１と同様
の方法で測定した平均アスペクト比は１９であった。

【００７５】この成形品の電磁波シールド性は４５ｄＢ
であった。

【００７６】比較例４ 前述のマスターペレットＢとナイロン６樹脂チップを、
全体に対してＰＡＮ系炭素繊維が３０重量％となるよう
に混合し、実施例１と同様に成形して平板状成形品を得
た。この成形品の比重は１．３３、体積固有抵抗は０．
２９０Ωｃｍ、シャルピー衝撃値は３１ｋＪ／ｍ² 、曲
げ弾性率は２０ＧＰａであり、実施例１と同様の方法で
測定した平均アスペクト比は７２であった。

【００７７】この成形品の電磁波シールド性は３７ｄＢ
であった。

【００７８】比較例５ 前述のマスターペレットＢ、マスターペレットＣとナイ
ロン６樹脂チップを、全体に対してＰＡＮ系炭素繊維が
３０重量％、カーボンブラックが２重量％となるように
混合し、実施例１と同様に成形して平板状成形品を得
た。この成形品の比重は１．３４、体積固有抵抗は０．
１５８Ωｃｍ、シャルピー衝撃値は３０ｋＪ／ｍ² 、曲
げ弾性率は１８ＧＰａであり、実施例１と同様の方法で
測定した平均アスペクト比は６５であった。

【００７９】この成形品の電磁波シールド性は４１ｄＢ
であった。

【００８０】比較例６ 前述のマスターペレットＢとナイロン６樹脂チップを、
全体に対してＰＡＮ系炭素繊維が４５重量％となるよう
に混合し、実施例１と同様に成形して平板状成形品を得
た。この成形品の比重は１．４１、体積固有抵抗は０．
１４８Ωｃｍ、シャルピー衝撃値は１８ｋＪ／ｍ² 、曲
げ弾性率は２２ＧＰａであり、実施例１と同様の方法で
測定した平均アスペクト比は４２であった。

【００８１】この成形品の電磁波シールド性は４２ｄＢ
であった。

【００８２】比較例７ 前述のマスターペレットＥとナイロン６樹脂チップを、
全体に対してＰＡＮ系炭素繊維が３０重量％となるよう
に混合し、実施例１と同様に成形して平板状成形品を得
た。この成形品の比重は１．３４、体積固有抵抗は０．
２７０Ωｃｍ、シャルピー衝撃値は２９ｋＪ／ｍ² 、曲
げ弾性率は３４ＧＰａであり、実施例１と同様の方法で
測定した平均アスペクト比は７０であった。

【００８３】この成形品の電磁波シールド性は３９ｄＢ
であった。

【００８４】以上の結果を表１にまとめた。

【００８５】

【表１】

【００８６】

【発明の効果】本発明によれば、導電性繊維の効果を最
大限に生かし、電子機器の筐体などの用途において必要
とされる機械的特性と電磁波遮蔽性とを併せ持つ成形品
を提供可能である。また本発明の成形材料を用いれば、
このような成形品を通常の射出成形によって容易に成形
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる成形材料の形状の一例を示す説
明図である。

【図２】本発明にかかる成形材料の形状の他の一例を示
す説明図である。

【符号の説明】

１：構成要素［Ａ］、［Ｂ］からなる複合体 ２：構成要素［Ｃ］ ３：成形材料の長さ

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 比重が１．７以下である不連続繊維強化
   樹脂成形品において、該不連続繊維が、３０以上の平均
   アスペクト比を有する導電性繊維を含み、かつ、該成形
   品の体積固有抵抗が０．１Ωｃｍ以下であることを特徴
   とする不連続繊維強化樹脂成形品。
2. 【請求項２】 該導電性繊維が、４０〜５００の範囲の
   平均アスペクト比を有するものである請求項１記載の不
   連続繊維強化樹脂成形品。
3. 【請求項３】 該導電性繊維が、炭素繊維および金属被
   覆繊維から選ばれた少なくとも１種である請求項１また
   は２記載の不連続繊維強化樹脂成形品。
4. 【請求項４】 該金属被覆繊維が、ニッケル被覆炭素繊
   維である請求項３記載の不連続繊維強化樹脂成形品。
5. 【請求項５】 該不連続繊維強化樹脂成形品が、１５〜
   ４０重量％の範囲で炭素繊維を含有するものである請求
   項１〜４のいずれかに記載の不連続繊維強化樹脂成形
   品。
6. 【請求項６】 該不連続繊維強化樹脂成形品が、５〜１
   ５重量％の範囲でニッケル被覆炭素繊維を含有するもの
   である請求項１〜５のいずれかに記載の不連続繊維強化
   樹脂成形品。
7. 【請求項７】 該不連続繊維強化樹脂成形品が、１．５
   以下の比重を有するものである請求項１〜６のいずれか
   に記載の不連続繊維強化樹脂成形品。
8. 【請求項８】 該不連続繊維強化樹脂成形品が、非繊維
   形状の導電性フィラーを含有するものである請求項１〜
   ７のいずれかに記載の不連続繊維強化樹脂成形品。
9. 【請求項９】 該非繊維形状の導電性フィラーが、カー
   ボンブラックである請求項８に記載の不連続繊維強化樹
   脂成形品。
10. 【請求項１０】 該不連続繊維強化樹脂成形品が、４５
    ｄＢ以上の電磁波遮蔽性を有するものである請求項１〜
    ９のいずれかに記載の不連続繊維強化樹脂成形品。
11. 【請求項１１】 該不連続繊維強化樹脂成形品が、２０
    ｋＪ／ｍ² 以上のシャルピー衝撃値を有するものである
    請求項１〜１０のいずれかに記載の不連続繊維強化樹脂
    成形品。
12. 【請求項１２】 該不連続繊維強化樹脂成形品が、１０
    ＧＰａ以上の曲げ弾性率を有するものである請求項１〜
    １１のいずれかに記載の不連続繊維強化樹脂成形品。
13. 【請求項１３】 該不連続繊維強化樹脂成形品が、平板
    状の部分の厚さが２ｍｍ以下であるものである請求項１
    〜１２のいずれかに記載の不連続繊維強化樹脂成形品。
14. 【請求項１４】 該不連続繊維強化樹脂成形品が、電磁
    波シールド性成形品である請求項１〜１３のいずれかに
    記載の不連続繊維強化樹脂成形品。
15. 【請求項１５】 少なくとも次の構成要素［Ａ］、
    ［Ｂ］および［Ｃ］からなり、構成要素［Ａ］と構成要
    素［Ｂ］からなる複合体に、構成要素［Ｃ］が接するよ
    うに配置されてなることを特徴とする不連続繊維強化樹
    脂成形品用成形材料。 ［Ａ］導電性繊維束 ［Ｂ］重量平均分子量が２００〜５００００でかつ構成
    要素［Ｃ］よりも溶融粘度が低い熱可塑性重合体 ［Ｃ］重量平均分子量が１００００以上である熱可塑性
    樹脂
16. 【請求項１６】 該構成要素［Ａ］の導電性繊維束が、
    体積固有抵抗１０^-3Ωｃｍ以下の導電性繊維からなるこ
    とを特徴とする請求項１５に記載の不連続繊維強化樹脂
    成形品用成形材料。