JPS63218310A - 導電性樹脂組成物 - 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】 ［発明の目的Ｊ 〈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、成形加
工性のよい、信頼性の高い導電性樹脂組成物およびその
成形品に関する。

（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
れてぎた。　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
と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部系
の導電性！１Ｉｌｔを使用して導電性を向上させること
が行われている。

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ｍ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。

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成形機の空行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ａＩ雑のぬれ性が憲くなり、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。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもの
で、導電性ｍＭ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組
成物およびその成形品を提供しようとするものである。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、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Ｊ！緒、（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ことを
特徴とする導電性樹脂組成物である。　またこの導電性
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。

本発明に用いる（Ａ＞導電性Ｉ１Ｍ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ｌ！紺、表面に銅、アルミニ
ウム、ニッケル等の金属層を有（る有機ｍ＃ｆ１、或い
は無機１ａ雑等が挙げられる。

１ｊＮ性繊維の直径は、５〜１００μｍ程度のものが望
ましく、後述する低融点金属と集合させてＳ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５〜８ｍｎ＋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、３０４　ｍ％
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。

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７ラツクスは′Ｓ電性繊維ある
いは金型を腐食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ｔや、金型の腐食、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。

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。　よ
り望ましくは、射出成形機の加熱シリンダーの最も温度
の高い部位で溶融する低融点金属を選定することである
。　低融点金属としては、Ｓｎ若しくはＳｎ−Ｐｂ系の
一般半田、Ｓｎ　−Ｐｂ　−Ｃｄ　−Ａａ−Ｚｎ系の高
温半田、Ｓｎ　−Ｐｂ　−Ｃｄ−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、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Ａｇ＜Ｎ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ＩＩＮと低融点金属とが一体になるよ
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。

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・ブタジェン・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。

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、マスク−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ようなもの
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
果を持つものである。　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となる
。

本発明の導電性樹脂組成物およびその成形品は通常法の
ようにして製造する。　長繊維状の導電性繊維と７ラツ
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、必ずしも連続的である必゛要はなく、必要に応じて
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ヂ
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。

（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。

すなわち、導電性樹脂組成物中の７ｇ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、高温環境下に置いて
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充
分であったり、ぬれ性が悪いと、導電性繊維の腐食や、
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。

〈実施例） 次に本発明を実施例によって説明する。

実施例 直径５０μ麟の銅繊維を３００本収束し、直径３００μ
ｍのロジン（５重ω％）入り低融点金属（Ｓｎ６０％、
Ｐｂ４０％）を集合させて導電性充填材とし、タフレッ
クス４１０（三菱上ンサント化成社製、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６ｍｓ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４１０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重儂％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第１表に示したが、本
発明の極めて顕著な効果が確認された。

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第１表に示した。

第１表 ［発明の効果］ 以上の説明および第１表からも明らかなように、本発明
の導電性樹脂組成物は、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、その充填量を減少させるこ
とが可能となり、加工時の熱可塑性樹脂と低融点金属と
の分離数がなく成形加工性が向上した。　そしてこ電性
樹脂組成物を用いた成形品は、高温に於環境変化にも導
電性が低下することなく、電シールド効果の経時安定性
に優れ、熱可塑性が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、計測機器使用
すれば極めて高い信頼性を付与することきる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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こ
   とを特徴とする導電性樹脂組成物。 ２　導電性繊維が、銅繊維、黄銅繊維、ステンレス繊維
   、アルミニウム繊維、ニッケル繊維又は表面に銅、アル
   ミニウム若しくはニッケル層を有する有機あるいは無機
   の繊維である特許請求の範囲第１項記載の導電性樹脂組
   成物。 ３　低融点金属が、Ｓｎ若しくはＳｎ−Ｐｂを主成分と
   するハンダ合金、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｃｄ−Ａｇ−Ｚｎを主成
   分とする高温ハンダ合金、又はＳｎ−Ｐｂ−Ｃｄ−Ｂｉ
   を主成分とする低温ハンダ合金である特許請求の範囲第
   １項又は第２項記載の導電性樹脂組成物。 ４　フラックスが、ステアリン酸、乳酸、オレイン酸、
   グルタミン酸、ロジン又は活性ロジンである特許請求の
   範囲第１項ないし第３項いずれか記載の導電性樹脂組成
   物。 ５　導電性繊維が、全体の組成物に対して　０．５〜３
   ０重量％含有する特許請求の範囲第１項ないし第４項い
   ずれか記載の導電性樹脂組成物。 ６　低融点金属が、導電性繊維に対して５〜３０重量％
   含有する特許請求の範囲第１項ないし第５項いずれか記
   載の導電性樹脂組成物。 ７　フラックスが、低融点金属に対して　０．１〜５重
   量％含有する特許請求の範囲第１項ないし第６項いずれ
   か記載の導電性樹脂組成物。 ８　（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。