JPS63227000A - 導電性樹脂組成物およびその成形品 - 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］ （産業上の利用分野） 本発明は、導電性、特にその高温における経時安定性に
優れた、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
れてきた。　これらには多くの場合炭素系の導電性Ｉ１
ｍ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
は金属系の導電性繊維を使用して導電性を向上させるこ
とが行われてきた。

しかし、金属系の導電性繊Ｎ（以下金Ｂｍ維という）を
配合すると比重が大きくなり、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、更には使用環境に大きな制約を受ける。　すなわ
ら、使用する樹脂と金属！ＩＮとに熱膨張の差があるた
め、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！ｌｆ４の配合」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
の金ぶ繊維の導電性樹脂組成物及びその成形品は用途に
制約があり、かつ特性も不安定で信頼性も低いという問
題点があった。

また、低融点金属と樹脂とを混合して成形することより
導電性の得られることが知られているが、低融点金属は
樹脂との密着性が悪くて分離するので、樹脂の物性を低
下させ、また成形機の材料色替えの際の突杆で、金属の
みが飛散するなど成形加工上きわめて危険であるという
問題があった。

更に金属繊維を低融点金属と併用して樹脂に混合すると
きは、金ｍａＮが成形前の乾燥等によってその表面に酸
化膜が生じ、はんだぬれ性が悪くなり、低融点金属が分
離したり、金属繊維が腐食したりして、その結果導電性
の劣化が大きくなるという問題があった。

（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、導電性繊維のぬれ性が良くて導電性！１Ｍと低融
点金属とが強固に結合し、高温においても成形品の導電
性が劣化せずに経時安定性に優れ、成形加工時において
も樹脂と低融点金属との分離、飛散などがなく成形加工
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） 本発明者は、上記の目的を達成しようと鋭意研究を重ね
た結果、導電性繊維と低融点金属とを併用し、それにリ
ン系酸化防止剤を添加配合した熱可塑性樹脂を使用する
ことによって、高温においても成形品の導電性が劣化せ
ずに経時安定性に優れ、成形加工時においても樹脂と低
融点金属との分離、飛散などがなく成形加工性の向上し
た、信頼性の高い導電性樹脂組成物およびその成形品が
得られることを見いだし、本発明を完成したものである
。　すなわち、本発明は、 （Ａ＞導電性繊維及び（Ｂ）低融点合金からなる導電性
充填材の表面に、（Ｃ）リン系酸化防止剤を含む（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低融点金属の融点以上の湿度
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ｍＨ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ｍ維
、ニッケル繊維等の金属繊維、表面に銅、アルミニウム
、ニッケル等の金ｆ一層を有する有機繊維、炭素繊維等
が挙げられる。　導電性繊維の直径は５〜１００μ曽程
度のものが望ましい。　この導電性繊維は後述する低融
点金属と集合させて導電性充填材とし、その表面にリン
系酸化防止剤を熱可塑性樹脂層を被覆形成一体化し、次
いで長さ５〜８Ｉ１ｍ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、全体の導電性樹脂組成物
に対して０．５〜３０重量％の割合とすることが望まし
い。　　０．５重量％未満では導電性が低く、また３０
重量％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。

本発明に用いる（Ｂ）低融点金属としては、Ｓｎ若しく
は５ｎ−Ｐｂを主成分とする一般ハンダ合金、Ｓｎ　−
Ｐｂ　−Ｃｄ　−Ａ（Ｊ−Ｚｎを主成分とする高温ハン
ダ合金、ざらにはＳｎ　−Ｐｂ　−ｃｄ−３ｉを主成分
とする低融点ハンダ合金等が挙げられる。　これらのハ
ンダは繊維状、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。　これらの低融点金
属は、混合する熱可塑性樹脂の成形加工温度によって選
定することが望ましい。　より好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ような
融点をもつ低融点金属を選定使用することである。　低
融点金属の使用は、繊維状の低融点金属を単に導電性繊
維と集合させたり、導電性！ＩＮの表面を低融点金属で
被覆したり、また集合させた導電性ｍ維の表面を低融点
金属で被覆してもよい。　低融点金属の配合量は、導電
性ＩＭＭを結合、被覆するに充分となるように配合する
ことが好ましく、導電性繊維に対し、５〜３０重伍％の
割合で含有することが望ましい。　含有最が５重量％未
満では、導電性ＩＩＨを結合、被覆することが不充分と
なり、また、３０重１％を超えると低融点金属のみが遊
離して樹脂の物性を低下させ、好ましくないからである
。

本発明に用いる（Ｃ）リン系酸化防止剤として、次の構
造式のものが挙げられる。

（三光化学社、商品名） ＭＡＲＫ　　ＰＥＰ２４ ＭＡＲＫ　　ＰＥＰ３６ Ｒ＝Ｃ，、〜Ｃ１！ｌのアルキル基 （以上アデカアーガス社製、商品名、　　　　　ＭＡＲ
Ｋ　　１５００リン系酸化防仕剤の配合量は、熱可塑性
樹脂に対して０．１〜５重坦％の割合で含有することが
望ましい。　配合量が０．１重量％未満では導電性ｍ雑
の酸化膜除去に不充分で、ハンダぬれ性が悪く、また５
重量％を超えると樹脂の熱変形温度が下がる等、物性が
低下し好ましくない。　リン系酸化防止剤は後述する熱
可塑性樹脂層に配合しておくことが望ましい。

本発明に用いる（Ｄ）熱可塑性樹脂層の樹脂としては、
ポリプロピレン樹脂、ボリエヂレン樹脂、ポリスチレン
樹脂、アクソロニトリル・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、ポリアミド樹
脂、ポリエーテルイミド樹脂等が挙げられる。　この熱
可塑性樹脂は、導電性繊Ｍおよび低融点金属からなる導
電性充填材を被覆し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）としては前述の（Ｄ）熱可塑性
樹脂層と同種又は同一のものでもよい。　また（Ｄ）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（Ｄ）
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。　これらの組合せを用
いると特性の優れた成形品を得ることができる。

本発明の導電性樹脂組成物は、通常法のようにして製造
する。　長ｕＩ雑状の導電性繊維と低融点金属を集合さ
せて導電性充填材とし押出機のダイスを通し、その導電
性充填材の表面に、リン系酸化防止剤を配合した熱可塑
性樹脂層を被覆形成し、次いで適当な大きざに切断して
ペレット状のマスターペレットとする。　マスターペレ
ットは通常断面が円形であるが、円形でなくとも偏平、
その他の形状でもよく特に形状に制限されることばない
。　マスターペレットの製造工程を連続的に行うことが
経済的に有利であるが、必ずしも連続的でなくバッチ方
式で製造してもよい。　このマスターペレットにナチュ
ラルペレットを配合して導電性樹脂組成物とする。　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
Ｇ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低融点金属の融
点以上の温度で射出成形して、電磁波シールドを必要と
する電子機器、測定機器、通信機器等のハウジングや部
品の成形品とすることができる。

（作用） 本発明によれば、導電性！Ｉ維と、低融点金属を併用し
、かつリン系酸化防止剤を配合したことによって優れた
効果が得られるものである。

すなわち、導電性樹脂組成物は射出成形機の加熱シリン
ダー内において、熱可塑性樹脂と導電性繊維が混練され
る際に、製造工程や乾燥時に形成された導電性１ｉｖｔ
の酸化膜を、リン系酸化防止剤の還元作用によって除去
する。　次にシリンダー内の高温部で溶融した低融点金
属によって導電性繊維の表面を強固に被覆する。　この
場合、導電性繊維に酸化膜があり、ハンダぬれ性が悪い
と、導電性繊維がｒｒｊ４食したり、低融点金属が遊離
し樹脂の物性を低下させることになる。　そして、導電
性樹脂組成物を金型に注入し冷却・固化する際に、導電
性繊維同士の接合点は低融点金属によって融着されて網
目状態となり、そのまま冷却・固化する。　そのため、
成形品を高温環境下に置いても導電性１ｄＩ１１と導電
性ｍｍの接合点が離れることがなく、導電性も劣化する
ことがない。　このことは成形品の樹脂分を溶剤で溶か
してみると導電性繊維の接合した網目状態を確認するこ
とができる。　従って、導電性繊維の充填量を減少させ
ることが可能となる。　また、熱可塑性樹脂の成形加工
温度によって、射出成形機の加熱シリンダーの最高温度
部位で溶融する低融点金属を選択できるため、低融点金
属の分離や飛散等がなくなる。

〈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５０μｍの＃４４８Ｎを３００本収束し、この銅繊
維に直径３００μｍの低融点金属繊維（Ｓｎ６０％、ｒ
Ｊｂ４０％）を集合させて導電性充填材とし、タフレッ
クス４１０（三菱モンサンド化成社製ＡＢＳ樹脂、商品
名）にＨＣＡ（三元化学社製リン系酸化防止剤、商品名
）を添加し、押出機のダイスを通して導電性充填材の表
面にＡＢＳ樹脂を溶融被覆した。　これを冷却してペレ
タイザーでｉｉＩ＃方向に６ｍｍの長さに切断してマス
ターペレットとした。　マスターペレットの銅繊維充填
率は６０重偵％であった。　このマスターペレットにタ
フレックス４１０（前出）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３０重量％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、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 実施例に於いてリン系酸化防止剤を除いた以外はすべて
実施例と同一にして、マスターペレツｌ〜、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同様
に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、導電性充填材として導電性繊維
と低融点金属を併用し、またリン系酸化防止剤を配合し
たことによって、導電性繊維のぬれ性が良好で導電性繊
維同士の結合が強固となり、その結果導電性ｌＩＮの充
填Ｆを減少することが可能となり、また、成形加工時に
熱可塑性樹脂と低融点金属との分離や飛散がなく成形加
工性が向上した。　この導電性樹脂組成物を用いた成形
品は、高温に於ける環境変化にも導電性が低下すること
なく電磁波シールド効果の経時安定性に優れたものであ
る。　この成形品を電子機器、通信機器等に使用すれば
極めて高い信頼性を付与することができる。

特許出願人　東芝ケミカル株式会社 手続補正書（自発） 昭和６２年１２月４８ １、事件の表示　　　昭和６２年特許願第５８８８０号
２、発明の名称　　　導電性樹脂組成物およびその成形
品３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 （南品用ロイアルハイツ） ８、補正の内容 （１）　特許請求の範囲　　　別紙のとおり（２）　明
細書第７頁第９行の、 ｒ−Ｃｄ　、を削除する。

（３）　明細書第７頁第１０〜１１行の、ｒ−Ｃｄ　、
を削除する。

（４）　明細書第７頁第１６〜２０行の、「より好まし
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
で溶融するような融点をもつ低融点金属を選定使用する
ことである。」を削除する。

（５）　明細書第１４頁第３行の、 「の高温部」を削除する。

（６）　明細書第１４頁第１７〜２０行の、「熱可塑性
樹脂の・・団・選択できるなめ」を削除する。

（７）　明細書第１６頁第１行の、 「示したが、」を ｒ示した。　また、成形品を塩化メチレンで洗浄、樹脂
分を溶解し、残った導電性繊維の網目状態を電子顕微鏡
で写真撮影したので、これを第１図に示しな、　導電性
繊維１と導電性繊維２とが低融点金属３によってしっか
りと融着結合していることがわかる。Ｊと補正する。

（８）　明細書第１８頁第９行の次に、

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明成形品において低融点金属により網目状
に融着結合した導電性繊維の形状を示す電子顕微鏡写真
である。 １．２・・・導電性繊維、　３・・・低融点金属、ｊを
加入する。 （９）　別紙の図面第１図を加入する。 （別紙） 特許請求の範囲 １　　（Ａ）導電性繊維及び（Ｂ）低融点金属からなる
導電性充填材の表面に、（Ｃ）リン系酸化防止剤を含む
（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
配合したことを特徴とする導電性樹脂組成物。 ２　導電性繊維が、＠ａ維、黄１Ａｌａ維、ステンレス
繊維、アルミニウム繊維、ニッケル４！ｉ維入旦表面に
銅、アルミニウム若しくはニッケルの層を有する有ｉ繊
維１旦ふ旦無機ｍ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５ｎ−Ｐｂを主成分と
する１ｚ７３ｆ皇皇工り玉特許請求の範囲第１項又は第
２項記載の導電性樹脂組成物。 ４　導電性繊維が、全体の組成物に対して０．５〜３０
重量％の割合で含有す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　低融点金属が、導電性繊維に対して５〜３０′ｒｉ
量％の割合で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　リン系酸化防止剤が、熱可塑性樹脂に対して０．１
〜５重１％の割合で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　　　（Ａ）＠電性繊維及び（Ｂ）低融点金属からな
る導電性充填材の表面に、（Ｃ）リン系酸化防止剤を含
む（Ｄ）熱可塑性ｔ！Ａ脂層を被覆形成一体化してペレ
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、低融点金属の融
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。 第１図 手続補正書（自発） 昭和６３年３月１６日 １、事件の表示　　　昭和６２年特許願第５８８８０号
２、発明の名称　　　導電性樹脂組成物およびその成形
品３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 代表者　　大　　澤　　秀　　夫 （Ｙｒ品川用イアルハイッ） ７、補正の対象　　　　　明細書の「発明の詳細な説明
の棚」３、補圧の内容 （１）　　明＃Ｉ書第７頁第９行の、 ’−Ｚｎ）を削除する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（Ａ）導電性繊維及び（Ｂ）低融点金属からなる導電
   性充填材の表面に、（Ｃ）リン系酸化防止剤を含む（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、表面に銅、アルミ
   ニウム若しくはニッケルの層を有する有機繊維、又は無
   機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　導電性繊維が、全体の組成物に対して　０．５〜３
   ０重量％の割合で含有す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　低融点金属が、導電性繊維に対して５〜３０重量％
   の割合で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　リン系酸化防止剤が、熱可塑性樹脂に対して０．１
   〜５重量％の割合で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（Ａ）導電性繊維及び（Ｂ）低融点金属からなる導電
   性充填材の表面に、（Ｃ）リン系酸化防止剤を含む（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
   合した導電性樹脂組成物を、低融点金属の融点以上の温
   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。