JPS62174264A - 金属繊維含有樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は金属ｍＩａ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ｉ貌防止材な
どに好適な、金属繊維を含有する樹脂ａｔ成載物関する
。

［従来の技術およびその問題点］ 近年、電子機器、ＯＡ賽務処理機器、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１合成樹脂は電子機器等から放出する？ｆｉ
、ｆｆｌ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
樹脂組成物を形成し、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ａｍ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
があった。導電性を向上させるためには金属＃ａ雄の配
合帽を増せばよいが、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
ネートカッ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った。

［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って
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コ 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
合することによって、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、界面活性剤と、金属＃ａ誰とを含有し、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
もって１００！ＴｆＸ６％とするときに、前記界面活性
剤の配合場が０．０１〜２屯縫％であり、前記金属繊維
の配合￥が０．５〜１５重驕％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、ポリオレフィン
樹脂、塩化ビニル樹脂およびその共重合樹脂、１１１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７
リーレンスルフイド、ポリフェ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
ラスチックなどが挙げられる。

前記ポリオレフィン樹脂としては、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、アイソタクチッ
クポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン
、アタクチッ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ｊ
Ｆ　Ｅｒ（合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチ
レン−塩化ビニル共東合体、プロピレンー塩化ビニＪＬ
／　、ＩＩ−気合体などのすレフインとの共重合体をも
使用することができる。

荊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を合樹脂としては、たとえば、Ａ
ＢＳ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ｅｇｏ
などが挙げられる。

前記ポリアセタールは、単一重合体であっても共用合体
であってもよい。

前記ポリカーボネートとしては、たとえば、ビスフェノ
ールＡとホスゲンとから得られるポリカーボネート、ビ
スフェノールＡとジフェ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ィドとしては、たとえばポリ
フェニレンスルフィドなどが挙げられる。

この発明に係る全屈繊維含有樹脂組成物は、成形前［に
供するものであるから、前記熱可塑性樹脂は、成形ｒｉ
（能な分子量を有していれば、前記各種の熱可塑性樹脂
を適宜に選釈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、もっと
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、ポリブタジェン、ＡＢＳ樹ｆｉｆｆｌ、ＳＢ
ｓ！ｊ４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。

前記界面活性剤は１分子中に親水性基と親油性基とを有
する試剤であって、その作用は明確ではないが、熱可塑
性樹脂と全屈繊維との親和性を改善するものと考えられ
る。

前記界面活性剤としては、たとえば、非イオン性界面活
性剤１両性界面活性剤、アニオン界面活性剤およびカチ
オン界面活性剤が挙げられる。

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ックポリマーなど
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、ショ糖エステ
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
シエチレンアルキルアミド、アミンオキシドなどの含窒
素型が挙げられる。

荊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７ミノ力ルポンＭ　
Ｉｔ！、アルキルイミダシリンどのイミダゾリ７誘導体
などが挙げられる。

荊記アニオン界面活性剤としては，たとえば。

脂肪酸およびロジン酸セッケン、Ｎ−７シルカルポン酸
塩並びにエーテルカルボン酸などのカルボン酸塩；アル
キルスルホン酸塩，スルホコハク酸塩、エステルスルホ
ン酸塩、アルキルアリルスルホン酸塩およびアルキルナ
フタレンスルホン酸塩などのスルホン酸Ｉ４！：硫酸化
油、エステル硫酸塩、アルキル硫酸ｔｌ、エーテル硫酸
塩、アルキルアリルエーテル硫酸塩およびアミド硫酸塩
などの硫酸エステル塩−フルキルリン酸塩、エーテルリ
ン酸塩、アルキルアリルエーテルリン酸塩およびアミド
リン酸塩などのリン酸エステル塩；ホルマリン縮合系ス
ルホン酸塩などが挙げられる。

前記カチオン系界面活性剤としては、たとえば、脂肪族
−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ェ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：ペンザルコニウム塩、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、前記各種の界面活性剤は、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。

前記各種の界面活性剤の中でも、非イオン界面活性剤１
両性界面活性剤およびアニオン界面活性剤が好ましく、
＃１＋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用が好ましく、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ッキまた
はコーティ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、ニッケル繊維、ケイ素鋼繊維、黄銅繊維、す
ず青銅繊維、リン’ｆｔ　ＩＩ　ｍ　維、フェルニコａ
ｍ、パーマロイ繊維すどの様々の金属繊維およびニッケ
ル、コバルト、アルミニウム、銅°などの種々の金属で
メッキまたはコーティ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ａｍの中でも。

ステンレス繊維、ニッケルメッ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Ｍ＆維は、その長さが３〜１０ｍｍ、＃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３　ｍ　ｍ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ったり、混練スクリューの斥耗
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１ヱ繊維は、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
よって製造されたガラス繊維の表面に、金属をたとえば
メッキ、コーティング、塗布、沈着、蒸着などすること
によっ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、収集剤処理して
おくのが好ましく、収束体とじて用いることが望ましい
、たとえば５００〜１５，０００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。

収集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、ポリオレフィン樹脂などの熱
可塑性樹脂などがある。また必要に応じてチルベニ／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
着付怪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ｍ
Ｍ１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ｌ−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＃１ｒｆｒ塑性樹脂と前記界面活性剤と前記金屈繊
誰とを、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ｔａ維金含有樹脂組成物、熱可塑性
樹脂と界面活性剤と金属繊維との合計を１００重？％と
するときに、前記界面活性剤の配合量が０．０１〜２重
埴％、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
〜ｌＯ重量％であり、熱可塑性樹脂の配合機は残量（８
３〜９８．５重量％、好ましくは８８〜８８重着％）で
ある。

前記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　屯Ｂ、１％よりも多くなると、混練時に樹脂がス
リッ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ｍｍ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
Ｈ１に相当するほど導電性が向ヒしないし、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、比重も大きくなってしま
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１ト剤、紫外線吸収剤、Ｏｒ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っている。

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ェートなどが挙げら
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。

ガラスピーズ、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、チッ化ケイ素
等のセラミックおよびこれらのウィスカ、カーボンブラ
ック、グラファイト、ｒｌ　！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。

前記各科の無機質充填剤の中でも、炭＃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＞に酸カル
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、耐摩耗性をも向トさせることができ
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、特に制限はなく、たとえばヘンシ
ェルミキサーなどの混合機を使用してトライブレンドし
ても良く、バンバリーミキサ−。

ロールミル、スクリュ一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
にす１断”し、熟＋＋（＋ｑｊ性樹脂と混合、混練して
も良い。

あるいは、熱可塑性樹脂と界面活性剤とを混合、混練し
てマスターバッチを製造し、このマスターバンチに所定
寸法の金属ＷＡ雌をトライブレンドしても良い。

また、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ｔＩＴ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下させることなく、導電性が向
ヒしているので、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、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
１．ｔが少なくてもこの金属繊維含有樹脂組成物は４電
性が優れており、電磁波シールド性、帯電防１１−性が
優れている。

（２）　　金属ｍ維の配合雀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
品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）　　少績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、軽着である。

（４）シたがって、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、界面活性剤、
金属繊維などを、第１表に示す配合割合でトライブレン
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　　Ｄ２５ｆｌ（
ノツチ付さ）に準拠し１体積固有抵抗値の測定は日本ゴ
ム協会規格５ＲＩＳ２３０１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。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱可塑性樹脂と、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
   維との合計をもって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. （２）前記界面活性剤が、非イオン界面活性剤および／
   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. （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. （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. （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. （６）前記金属化ガラス繊維が、金属メッキガラス繊維
   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. （７）前記金属化ガラス繊維が、ニッケルメッキガラス
   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。