JPS6337142A - 導電性樹脂組成物の製造方法 - 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） 本発明は導電性繊維の分散が良好で、優れた導電性を有
する成形品が容易に得られるｍＷ性樹脂組成物の製造方
法に関する。

（従来の技術および問題点） 電子工学的装置及びその構成部品には金属製に代り合成
樹脂製ハウジングを使用する事が多くなっている。しか
しながら合成樹脂ハウジングは電磁波を遮蔽する能力が
ないため雑電波による障害を受は易く、また他の合成樹
脂ハウジングを使用し九機器に障害を及ぼすおそれがち
、る。この念め電磁波遮蔽性能をもった導電性樹脂組成
物の研究が行われており、熱可塑性樹脂にカーゼンブラ
ック、カーゲン繊維、金属フレーク、金属繊維等の導電
性材料を混練したものが多い。しかしながら、カーゴン
ブラック、カー？ン繊維、金属フレーク、金属短繊維（
線径３０〜１００μｍ）等の導電性材料を用いた場合に
は、これらを１０〜ｂと多ｆｋＫ含有させる必要がある
ため、成形品外観不良、比重の増大などが生じるという
欠点があり念。

また、線径の小さいＣ線径４〜３０μｍ）導電性長繊維
の束を導電性材料として用いた盛合、これをアスペクト
比が大きい状態で均一に分散させることができれば少食
の添加で十分な電磁波遮蔽性能を有し、しかも外観不良
、比重の増大などの欠点のない成形品が得られることは
知られているが、実際には繊維間のからみ、密着等によ
り繊維のほぐれが悪く、外観不良を生じ、電磁波遮蔽性
能も十分には得られないという問題があり、この対策と
して繊維をほぐし、均一に分散させようと強く混練する
と、繊維の切断が起り、アス（クト比が低下して、やは
り十分な電磁波遮蔽性能が得られないという現状にある
。

（問題点を解決する九めの手段） 本発明者等は、上記の如き現状に鑑み、鋭意研究した結
果、平均線径１．０００　ａｍ以下の短繊維および／又
は平均粒径１００μｍ以下の粒子と、分子ｔ１０，００
０以下の熱可塑性重合体とを含有してなる含浸剤を４電
性長繊維の束に含浸させ、次いで必要に応じて熱可塑性
樹脂で被覆しておくと、線径の小さい導電性繊維の束で
あっても繊維のほぐｎが良好で、容易に均一に分散し、
アスペクト比の低下も少ないこと、また、ここで用いる
平均粒径１００μｍ以下の粒子の使用量が含浸液中の粒
子濃度全調節することにより広い範囲で任意に選択でき
るため、該粒子として公知の添加剤、例えば顔料、充填
剤、難燃剤′ｉ？を用いると、導１ル性長繊維による′
１磁波遮蔽性能の付与と同時に、樹脂組成物の着色、燃
焼熱の低下、難燃性の付与等が１度の処理で容易にでき
ることを見い出し、本発明を完成するに至っ九。

すなわち本発明は、平均線径１．０００　Ｊｉｍ　？）
、下の短繊維および／又は平均粒径１００μｍ以下の粒
子と、分子［１０，０００以下の熱可塑性重合体（Ａ）
とを含有してなる含浸剤を導電性長繊維の束に含浸させ
、次いで必要に応じて該重合体（Ａ）以外の熱可塑性樹
脂（Ｂ）で被覆することを！徴とする導電性樹脂組成物
の製造方法を提供するものである。

本発明で用いる導電性長繊維の束としては、従来公知の
導電性長繊維の束がいずれも使用でき、例えばステンレ
ススチール、鉄、鋼などの金属長繊維の束、カーゲン長
繊維の束、金属メツキを施したガラス長砿維の束等が挙
げられる。線維の平均線径としては、通常４〜１００μ
ｍのものを用いるが、少量の添加でより有効な電磁波遮
蔽効果を得るためには、４〜３０μｍのものが好ましい
。尚、この様な導電性長繊維の束は、通常数百〜数万本
の繊維を一束としている。

本発明で用いる平均線径１，０００Ａｍ以下の短繊維と
しては、従来公知の短繊維が使用でき、例えばステンレ
ススチール、鉄、銅などの金属短繊維、カーゼン短繊維
、ガラス短繊維、金属メツキ音節したカーゲン短檀維、
金属メツキを施し九ガラス短繊維、その他の無機質短繊
維が旙げられるが、なかでも線維の分散性と作業性に優
れる点で線径４〜６０μｍ、アスペクト比ｌＯ〜７０の
短繊維が好ましい。

また、平均粒径１００μｍ以下の粒子としては、融点が
分子ｔ１ｏ、ｏｏｏ以下の熱可塑性重合体（４）よりも
高い耐熱性のある粒子が挙げられ、例えばカーデンブラ
ック、チタンホワイト、ペンがう等の無機顔料、フタロ
シアニン、モノアゾ、ポリアゾ、キナクリドン等の有機
顔料、炭酸カルシウム、二酸化ケイ素、タルク、マイカ
等の充填剤があシ、なかでも粒子の分散性、作業性の点
で平均粒径０．０１〜６０μｍの粒子が好ましい。

本発明で用いる分子ｉ１Ｑ、０００以下の熱可塑性重合
体ｆＡ］としては、数平均分子量がＩＱ、０００以下の
エチレン系重合体、プロピレン系重合体、スチレン系重
合体、ポリアミド系重合体、石油樹脂、Ｉリヒドロキシ
オレフィン等の公知の熱可塑性重合体がいずれも使用で
きる。なかでも、ポリエチレン、ポリプロピレン、Ｉリ
スチレン、ポリα−メチルスチレン：エチレン又はプロ
ピレンと酢酸ビニル、（メタ）アクリル酸メチル、（メ
タ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸等との共重
合体；スチレン又はα−メチルスチレンとアクリロニト
リル、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸
エチル、無水マレイン酸、マレイン酸シブチル、フマー
ル酸ジプチル等との共重合体が、成形時の繊維のほぐれ
、アス（クト比の低下防止に好適である。

分子量としては数平均分子量が通常２００〜１０．００
０のものを用いるが、なかでも６００〜６．０００のも
のが、含浸作業性、含浸後の繊維束の形くずれ等の強度
、成形時の繊維のほぐれ等が良好な点で好ましい。

本発明で用いる含浸剤としては、平均線径１，０００μ
ｍ以下の短繊維および／又は平均粒径１００μｍ以下の
粒子と、分子−１１１０，０００以下の熱可塑性重合体
（Ａ）とを混合して用いるが、必要に応じて各種の添加
剤、該重合体（Ａ）より高分子量の熱可塑性樹脂等を添
加することもできる。

ここで用いる添加剤としては、高級脂肪族モノカルボン
酸およびこれらの金属塩、モノアミド、アルキレンジア
ミンとの縮合物；芳香族多価カルメン酸のエステル；高
級脂肪族アルコール；フェノール系、ヒンダードフェノ
ール系、ヒンダードアミン系等の酸化防止剤； ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系等の紫外線防
止剤；ヒドラノン誘導体等の銅害防止剤などが挙げられ
る。

含浸剤を導電性長繊維の束に含浸させる方法としては、
含浸剤が繊維束の表面に付着するだけではなく、繊維間
に浸透する方法であればよく、特に限定されるものでは
ないが、例えば含浸剤中の熱可塑性重合体囚が含浸温度
において液状である烏合は必要に応じて溶剤で希釈し九
含浸剤液中に、含浸剤中の熱可塑性重合体（Ａ）が含浸
量１度において固体である場合はこれを加熱溶融させた
含浸剤液中にあるいは必要に応じて加熱してこれを溶剤
に溶解させた含浸剤液中に、導電性長繊維を束状で、好
ましくはほぐしながら連続的に浸漬し、含浸剤を該礒維
間に含浸させた後、ダイス、ロール等を用いて含浸ｉｔ
−調整し、必要に応じて溶剤を乾燥除去する方法等があ
る。

ここで含浸剤を溶解、希釈するために用いる溶剤は、使
用する含浸剤の！ｇ類によって異なるが、例、ｔばトル
エン、キシレン等の芳香族系浴剤；テトラヒドロフラン
、トリクロルエチレン、メタノール、エタノール、プロ
パツール等ノアルコール類ニジクロヘキサン等が挙げら
れる。

含浸剤の含浸量としては、含浸終了後の４肛性長繊維中
に占める繊維量が、０．５〜６０容！６−チとなる様に
調整するのが通常であり、なかでも含浸後の繊維の形く
ずれ等の強度、成形時の繊維のほぐれ、成形品の電磁波
遮蔽能力の点で５〜４０容食チが好ま−しい。

マ次、含浸剤中に含有される短繊維および／又は粒子の
量は、使用する短繊維および／又は粒子の種類、その使
用目的等により大きくｎなり一定ではないが、通常１０
〜８０容量チである。

尚、容ｔ％とは、繊維と含浸剤の真の密度に基いて、そ
れぞれの重量割合から算出した容量百分率であり、以下
も同様である。

この様にして得られ友含浸剤の含浸された導電性長繊維
の束（以下、収束繊維と略す）は、切断してペレット状
とし、そのまま使用することもできるが、次いで収束繊
維を分子量１０，０００以下の熱可塑性重合体囚以外の
熱可塑性樹脂（Ｂ）で被覆し念後、ペレット化すると、
ペレットの形のくずれ、ペレット表面の粘着等がなく、
作業性が向上すると共ニヘレット外観も改善できる点で
より好ましい。

ここで必要に応じて収束繊維の被覆に用いる熱可塑性樹
脂（Ｂｌとしては、前記熱可塑性重合体囚以外の、好ま
しくは通常成形用、押出被覆用等に用いられる比較的高
分子量の公知の熱可塑性樹脂がいずれも使用でき、例え
ば、ポリエチレン、ポリゾロピレン、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体
等のオレフィン系樹脂；肩すスチレン、耐衝撃用ポリス
チレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリ
ロニトリループタゾエンースチレン共重合体等のスチレ
ン系樹脂；ポリメチルメタアクリレート等のアクリル系
樹脂；６−ナイロン、６６−１−イロン、１２−ナイロ
ン、６・１２−ｆイロン等のポリアミド樹脂；ポリエチ
レンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等の
ポリエステル系樹脂；ポリ塩化ビニル、ポリカーゴネー
ト５．ｊｆ　リフエニレンオキサイドおよびこれらの混
合物等が挙げられる。

なかでも熱可塑性樹脂（Ｂ）としては、収束繊維中の含
浸剤と相溶性の良いものを選択して用いることが好まし
く、例えばエチレン系重合体、プロピレン系重合体を含
浸剤に用いた場合、ポリエチレン等ノオレフィ７　系ｍ
　脂を、またスチレン系重合体を含浸剤に用いた場合、
ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジェン−スチレ
ン共重合体等のスチレン系樹脂をそれぞれ用いると好ま
しい。

収束繊維を熱可塑性樹脂（Ｂ）で被覆する方法としては
、公知の被覆方法がいずれも適用できる。例えば、電線
の押出被覆の如く収束繊維を芯線としてクロスへラドダ
イを用いて熱可塑性樹脂（Ｂ）を押出被１する方法、加
熱溶融又は溶剤で溶解し念熱可塑性樹脂（Ｂ）を収束繊
維に塗布するかあるいは該樹脂（Ｂ）中に収束ｑ１．！
を通過させる方法、収束繊維を熱可塑性樹脂（Ｂ）から
なるシートではさんでブレスする方法等が挙げられるが
、被覆量の管理が容易で安定した被覆ができる点でクロ
スへラドダイを用いて押出被覆する方法が好ましい。

熱可塑性樹脂（Ｂ）の被覆量は、被覆後の導電性樹脂組
成物をマスターパッチとし７て用いる場合には比較的少
ないことが好ましく、また、そのまま成形材料として用
いる場合には最終成形品中の導電性繊維含有ｉｔを考慮
して比較的多くなる様に調整するなど、使用目的により
て大きく異シ、特に限定されないが、通常の場合収束繊
維２〜９０容量チに対して被覆熱可塑性樹脂（Ｂ）　９
８〜１０容量慢の範囲である。

この様にして得られた被覆された、あるいは被覆されな
い収束線維は、通常ペレット状に切断した後、そのまま
使用してもよいが、通常の場合マスター・マツチとして
熱可塑性樹脂と混合して成形に使用される。また熱可塑
性樹脂と混合して混線、押出、ペレット化して成形材料
とした後、成形に使用してもよい。成形品中に含有させ
る繊維量は通常０．３〜５容量チ、好ましくは、０．７
〜３容量チの範囲である。

（発明の効果） 本発明の製法で得られ九導電性樹脂組成物は、導電性繊
維のほぐｎが良好で容易に均一に分散し、しかもアス（
クト比の低下も少ないため、少量の導′ＩΣ性瑣維の添
加で十分な電磁波遮蔽性能を実現でき、外観が良好な成
形品が容易に得られるという利点を有する。

しかも、粒子として顔料、充填剤、難燃剤等の公知の添
加剤を用いると、上記の様な電磁波遮蔽性能の付与と共
に該樹脂組成物の着色、燃焼熱の低下難燃性の付与等が
同時に一度の処理で容易にできるという利点も有する。

（実施例） 以下に実施例、比較例を示して本発明を具体的に説明す
る。尚、例中の部はすべて重量基準である。

実施例１ 平均線径８μｍの長繊＃１５．０００本からなるステン
レススチール長繊維束（２，２９部ｍ）を十分にほぐし
て、ポリエチレンワックス（分子ｊｉｌｔ、５０Ｑ、密
度０．９１１／１ｘ３）　３０部と平均粒径ＩＱμｍの
重質炭酸カルシウム（比重２．７）７０部とを混合し、
１２０℃に加熱してなる含浸剤中に浸漬した後、収束さ
せなから含浸量を訓整して、ステンレススチール長Ｍｊ
、維１３．７５重童チ（１３１容量チ）、ポリエチレン
ワックス２５．８８重量１％（５４，１２容量％）およ
び炭酸カルシウム６０．３７重ｆｊｋ％（４２，５７容
量％）からなる収束繊維（Ｉｔ　（１６１部ｍ　）を得
、３　ｍｘ長に切断してペレット（１１を得た。

このペレット（１１４６，１６部と高密度ポリエチレン
〔密度０．９６１　／ｃｍ３ｓメルトフローレシオ（以
下、ＭＦＲと略す）６．０ｇ／ｌ□碩１５３．８４部と
を混合して２２０℃に設定した３オンスのインラインス
クリ為−型射出成形機を用いて１５０Ｘ８０Ｘ２ｍの平
板を成形した。

この平板は、ステンレススチール繊維６．３　ｓ重量’
％　（１，００容量％）、ポリエチレンワックス１１．
９４重ｔ％（１６，３４容ｉｔチ）、炭酸カルシウム２
７．８７重量％（１２，８５容ｆ％）および高密度ポリ
エチレン５＆８４重憧％（６９，８１容蛍チ）からなる
ものであり、外観が良好で体積固有抵抗値が低く、’ｅ
ｔ磁波遮蔽能力に特に優れるものであった。

比較例１ 含ａ剤中への炭酸カルシウムの添加を省略した以外り実
施例１と同様にしてステンレススチール長繊維３４．６
９重量チ（５，７６容量％）およびポリエチレンワック
ス６５．３１重ｔ％（９４，２４容ｔ％）からなる収束
繊維（１’）　（６，３４，！ｉ’／ｍ）を得、３朋長
に切断してペレット（Ｉうを得た。

次いで、このペレッ）　（１）１８．２９部と平均粒径
１０μｍの重質炭酸カルシウム２７．８７部とＢ）密度
ポリエチレン５１８４部とを混合して用いた以外に実施
例１と同様にして１５０Ｘ８０Ｘ２ｍｍの平板を成形し
た。

この平板は実施例１の平板と同様の組成を有するもので
あるが、炭酸カルシウムの分散が悪く、外観が不良で、
成形性も良くなかった。

比較例２ 実施例１で用いた長繊維束を３　ｍｍ長に切断したもの
６．３５部とポリエチレンワックス１１．９４部とｉｓ
炭酸カルシウム２７．８７部と高密度ポリエチレン５３
．８４部とを混合した後、２３０°Ｃに設定した４０）
のベント付押出機で混練した後、ペレット化して３龍長
のペレット（１１）を得、このペレット（Ｉｌ）を用い
た以外は実施例１と同様にして１５０×８０×２順の平
板を成形した。

この平板は実施例１の平板と同様の組成を封するもので
あり、外観ハ良好であるが、混練による繊維の切断が激
しいため体積固有抵抗値が高く、電磁波遮蔽能力に劣る
ものでありた。

実施例２ 平均線径１５μｍの長繊維１，４００本からなるステン
レススチール長繊維束（２，ＯＦ／ｍ）を十分にほぐし
て、ポリプロピレンワックス（分子ｉ３，０００゜密度
０．９０１１／ｃｎＬ”）　８０部と平均線径１４μｍ
　、平均長０．７ｆｌ、密度１．８１　／ｃｍ３のカー
ボン短繊維２０部とを混合し、１７０℃に加熱してなる
含浸剤中に浸漬した後、収束させなから含浸蓋をｖＩ４
整して、ステンレススチール長繊維８０重ｆ％（３３，
６１容量＊）、ポリプロピレンワックス１６重ｆｆ％（
５９，０１容量チ）およびカーピン短繊維４重量％（７
，３８容量％）からなる収束繊維（ＩＩ）　（２，５＃
／ｍ　＞を得、３ｆｉ長に切断してペレッ）（ＩＩＩを
得た。

次いでこのペレット（ｎ）　１０．０６部とポリプロピ
レン（密度０．９１１／ｃｒＩＬ３．　ＭＦＲ６，Ｏ９
／　１０Ｍ）　８９．９４部とを混合して用いた以外は
実施例１と同様にして１５０Ｘ８０Ｘ２ｍの平板を成形
した。

この平板はステンレススチール繊維８．０５重量％ｃ１
．ｏｏｓ量％）、ポリプロピレンワックス１．６１重量
％（１，７６容量％）、カーデフ繊維０．４重量％（０
，２２容量％）およびポリプロピレン８９、９４重量％
（９７，０２容量％）からなるものであり、外観が良好
で体積固有抵抗値が低く、宵、磁波遮蔽能力に特に優れ
るものであった。

比較例３ 実施例２で用いた長繊維束を３ｎ長に切断したもの８，
０５部とポリプロピレンワックス１．６１部とカーピン
短繊維０．４０部とポリプロピレン８９．９４部とを混
練して用いた以外は比較例２と同様にしてペレット（■
のを得、次いで同様にして１５０×８０Ｘ２ｍｉ＋の平
板を成形した。

この平板は実施例２の平板と同様の組成を有するもので
あり、外観は良好であるが、混練による繊維の切断が激
しいため体積固有抵抗値が高く、′電磁波遮蔽能力に劣
るものであった。

実施例３ 平均線径８μｍの長線４１０，０００本からなるステン
レススチール長繊維束（４，２１１／ｍ）を十分にほぐ
して、ポリエチレンワックス（分子ｉｉ　１．５００、
密度０．９１１７ｃｍ”　）　９０部と平均粒径０．０
１μｍのカーピンブラック（密度１．８＃／ＣｒＩＬ３
）　１０部とを混合し、１２０℃に加熱してなる含浸剤
中に浸漬した後、収束させなから宮浸曾を調整して、ス
テンレススチール長繊維７０重蚕％（２２，０４容に％
）、ポリエチレンワックス２７重量％（７３，８１容量
チ）およびカーメンブラック３１ｔ％（４，１５容ｔ％
）からなる収束繊維（ＩＩＩ）（６，ＯＪＦ／ｍ　）を
得た。

次いでこの収束繊維（ＩＩ）に樹脂被覆用クロスへラド
ダイを設けた２２０℃の押出機を用いて高密度ポリエチ
レン（密度０．９６１１　／ｃｒｎ”　、　ＭＦＲ６，
０，９／１０騙）を被覆して被接繊維（Ｉ［Ｉ）　（１
３ｇ／ｍ）を得、３絹長に切断してペレット（ＩＩＩ）
を得た。

このペレット（Ｉ［Ｉ）２３．７６部と高密度ポリエナ
レン７６．２４部とを混合して用いた以外は笑２１１１
！ｌｉ例１と同様にして１５０Ｘ８０Ｘ２ｍｍの平板を
成形した。

この平板はステンレススチール繊維７．６８重量％（１
，００容量％）、ポリエチレンワックス２．９６重量％
（３，３５容ｉ％）、カーボンブラック０．３３重ｆチ
（０，１９８鎗％）および高密度ポリエチレン８９．０
３重ｆチ（９５，４６容ｉ％）からなるものであり、外
観が良好で体積固有抵抗値が世＜、’を磁波遮蔽能力に
特に優れるものであった。

実施例４ ポリエチレンワックスとカーボンブラックの使用量をそ
れぞれ４０部と６０部に変更した以外は実施例３と同様
にして、ステンレススチール長ＩＲ雄２６．２５重逼°
％（５，５１容量％）、ポリエチレンワックス２９．５
重量チ（５Ｌ７４容１１およびカーコンブラック４４．
２５重量％（４０，７５容！％）からなる収束繊維（■
）（１６ＪＦ／ｍ）を得、次いで同様にして被覆線ａ（
ｆＶ）（４０ｇ／ｍ）を作成した後、３絹長に切断して
イレッ）　（ｆＶ）を得た。

このベレット（ｆＶ）６９．２４部と高密度ポリエチレ
ン３０．７６部とを混合して用いた以外は実施例１と同
様にして１５０Ｘ８０Ｘ２ｍの平板を成形した。

この平板はステンレススチール繊維７．２７重量％　（
１，ＯＯ容１９６）、ポリエチレンワックス＆１７重量
％（９，７６容量チ）、カーデンブラック１２．２５重
量％（７，４０容ｉ％）および高密度ポリエチレン７２
．３１重量％（８１，８４容ｆ％）からなるものであり
、外観が良好で体積固有抵抗値が低く、電磁波遮蔽能力
に特に優れるものであった。

試験例 実施例１〜４および比較例１〜３で得られた平板の外観
を目視により評価すると共に、体積固再抵抗値、電＠波
遮蔽能力を測定した。結果を表−１に示す。尚、外観評
価基壇、＋；＋ｌｌ定方法を以下に示す。

平板の外観評価 平板片面上で観察できる未分散の繊維のかたまりの大き
さ、数を基壇として、外観を評価した。

５：極めて良好 （４＃１．維又は粒子のがた１りが小さく、数は１０個
未（ｖ４） ４：良　好 （＊維又は粒子のかたまりが小ヒく、数は１０〜１９個
） ３：普　通 （大きい繊維又は粒子のかた１りが若干あり、数は２０
〜３９１固） ２：不　良 （繊維又は粒子のかたまりが大きく、数は４０〜４９個
） １：極めて不良 （ｌＩ＆維又は粒子のかたまりが大きく、数はＳＯＳ以
上） 体積固有抵抗値 ５ＲＩＳ　（日本合成ゴム協会）−２３０１に準じて測
定。

電磁波遮蔽能力

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　平均線径１、０００μｍ以下の短繊維および／又は平
   均粒径１００μｍ以下の粒子と、分子量１０、０００以
   下の熱可塑性重合体（Ａ）とを含有してなる含浸剤を導
   電性長繊維の束に含浸させ、次いで必要に応じて該重合
   体（Ａ）以外の熱可塑性樹脂（Ｂ）で被覆することを特
   徴とする導電性樹脂組成物の製造方法。