JP5375498B2 - 電磁波抑制用樹脂組成物及び成形品 - Google Patents
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カーボンナノコイルは、カーボンナノ繊維が螺旋構造となったものであり、その特異的な形状により、電気的、機械的特性に優れ、これを配合することにより数GHz〜数十GHzの電磁波の抑制に対応可能な樹脂組成物を得ることができる。
また、特許文献2では、電子部品の筐体等の用途において要求される難燃性についての検討もなされていない。
本発明によれば、導電性付与材としてカーボンナノコイルを用いるため、その螺旋構造に由来して優れた電磁波抑制性、更には機械的特性を得ることができる。カーボンナノコイルは、前述の如く、樹脂組成物の溶融混練時に破断し易いが、リン系難燃剤の配合により難燃性が付与されると共に、組成物の粘度が下がることで溶融混練時のカーボンナノコイルの形態が保持され、カーボンナノコイル本来の良好な電磁波抑制性能が得られる。
[3] [1]において、前記カーボンナノコイルマスターバッチの粒径が0.01〜5mmで、該カーボンナノコイルマスターバッチ中の(C)カーボンナノコイルの含有量が1〜60質量%で、残部が(A)熱可塑性樹脂であることを特徴とする電磁波抑制用樹脂組成物。
本発明の電磁波抑制用樹脂組成物に用いられる(A)熱可塑性樹脂としては、成形品の要求性能に応じて適宜選択すれば良く、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂;ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミドMXD6等のポリアミド系樹脂;ポリオキシメチレン(ポリアセタール)樹脂;ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂等のポリエステル系樹脂;ポリフェニレンサルファイド樹脂、スチレン系樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル(PPE)樹脂等が挙げられる。これらは1種を単独で用いても良く、2種以上のアロイとしても使用することもできる。中でも、本発明の電磁波抑制用樹脂組成物には、機械的強度、耐熱性、難燃化の容易さの点でポリエステル系樹脂や、ポリカーボネート樹脂、特に芳香族ポリカーボネート樹脂を含むことが好ましい。
本発明の電磁波抑制用樹脂組成物に用いられる(B)リン系難燃剤は、耐熱性の点から下記の一般式(1)で表されるリン酸エステル系化合物である。
本発明で用いる(C)カーボンナノコイルは、平均コイル長1〜100μm、平均コイル径1〜1000nm、平均コイルピッチ1〜1000nm、特に平均コイル長10〜40μm、平均コイル径1〜1000nm、平均コイルピッチ1〜1000nm、とりわけ平均コイル長20〜40μm、平均コイル径400〜800nm、平均コイルピッチ400〜800nmであることが好ましく、この範囲とすることにより、優れた電磁波吸収効果を得ることができる。
Vapor Deposition)法によって製造することもできる。
上記混合溶液の溶媒には、例えば、水、イソプロピルアルコール(IPA)、エタノールなどのアルコール類を用いることができる。
本発明の電磁波抑制用樹脂組成物には、難燃性を向上させるために、滴下防止剤として(D)ポリフルオロエチレンを配合することが好ましい。(D)ポリフルオロエチレンとしては、フィブリル形成能を有するもので、熱可塑性樹脂中に容易に分散し、且つ熱可塑性樹脂同士を結合して繊維状材料を作る傾向を示すものが好ましい。
このような被覆ポリフルオロエチレンを配合することにより、良好な難燃性を維持しつつ、成形品表面の白色異物の発生を抑制することができる。被覆ポリフルオロエチレン中のポリフルオロエチレンの含有比率が40質量%未満であると、難燃性が低下する場合があり、一方、95質量%を超えると、白点異物が多くなる場合がある。
本発明の樹脂組成物には、成形時の金型離型性を良好なものとするために離型剤を配合することができる。
本発明の電磁波抑制用樹脂組成物には、必要に応じて本発明の目的を損なわない範囲で、リン系安定剤、フェノール系安定剤、紫外線吸収剤、染顔料、帯電防止剤、防曇剤、滑剤・アンチブロッキング剤、流動性改良剤、相溶化剤、可塑剤、分散剤、防菌剤等の樹脂用添加剤、耐衝撃性改良剤、無機フィラーなどを配合することができる。
本発明の樹脂組成物は、(B)リン系難燃剤を配合することにより、難燃性を付与すると共に、樹脂組成物の粘度を下げ、(C)カーボンナノコイルを溶融混練するときのカーボンナノコイルの形態を保持するものである。
得られた樹脂組成物のペレットを120℃で4時間以上乾燥した後、JISK7210附属書Cに準拠した方法で、高荷式フローテスターを用いて、280℃、荷重160kgfの条件下で組成物の単位時間あたりの流出量Q値(単位:10−2cm3/sec)を測定し、流動性を評価した。なお、オリフィスは直径1mm×長さ10mmのものを使用した。Q値が高いほど、流動性に優れていることを示す。
本発明の電磁波抑制用樹脂組成物の製造方法は、特に制限されるものではなく、例えば、
(1)(A)熱可塑性樹脂、(B)リン系難燃剤、(C)カーボンナノコイル(好ましくはカーボンナノコイルマスターバッチ)、及び必要により配合される(D)ポリフルオロエチレン、その他の成分を一括して溶融混練する方法
(2)(B)リン系難燃剤が液状である場合には、予め(B)リン系難燃剤以外の成分を溶融混練した後に、別途50〜120℃で加温しておいた液状の(B)リン系難燃剤を添加して、溶融混練する方法
などが挙げられる。
本発明の電磁波抑制用樹脂組成物は、各種製品(成形品)の製造(成形)用樹脂材料として使用される。その成形方法は、熱可塑性樹脂材料から成形品を成形する従来から知られている方法が適用できる。具体的には、一般的な射出成形法、超高速射出成形法、射出圧縮成形法、二色成形法、ガスアシストなどの中空成形法、断熱金型を用いた成形法、急速加熱金型を用いた成形法、発泡成形(超臨界流体も含む法)、インサート成形法、インモールドコーティング(IMC)成形法、押出成形法、フィルム成形法、シート成形法、熱成形法、回転成形法、積層成形法、プレス成形法などが挙げられるが、特に、成形中に(C)カーボンナノコイルを成形品の表層に沿って配向させることにより、高い電磁波抑制性を得ることができる点で、射出成形法が好ましい。
本発明の電磁波抑制用樹脂成形品は、本発明の電磁波抑制用樹脂組成物を射出成形してなるものであり、電気・電子・OA機器部品、機械部品、車輌用部品、携帯電話などの筐体や内部部品、とりわけ電子機器の筐体や内部部品として好適である。
芳香族ポリカーボネート樹脂:ポリ−4,4−イソプロピリデンジフェニルカーボネート(三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製、商品名:ユーピロン(登録商標)S−3000、粘度平均分子量:21,000)
縮合リン酸エステル:レゾルシノール(ジキシレニルホスフェート)(大八化学社製、商品名:PX200)
財団法人大阪科学技術センター製カーボンナノコイル(平均長さ約20μm、平均線径約150nm、平均コイル径約500nm、平均ピッチ約500nm)3質量部をジクロロメタン70質量部に分散させた液に、上記の芳香族ポリカーボネート樹脂(ユーピロン(登録商標)S−3000)を27質量部溶解させ、これをステンレスバット中にキャスティングした後、50℃で5分間加熱することによりジクロロメタンを除去して厚さ0.2mmの薄膜を得た。その薄膜を3mm角に切断してカーボンナノコイルマスターバッチを得た。このカーボンナノコイルマスターバッチのカーボンナノコイル含有量は10質量%である。
芳香族ポリカーボネート樹脂、リン系難燃剤及びカーボンナノコイルマスターバッチを、表1に示す組成となるようにブレンドし(ただし、比較例1ではリン系難燃剤を配合せず)、タンブラーにて均一に分散させた後、二軸押出機(HAAKE社製「ミニラボ」)にてシリンダ温度320℃にて溶融させ、スクリュウ回転数80rpmにて混練しストランド状に押出した後、3mmの長さに切断して樹脂組成物のペレットを得た。
(1) 粘度(Q値)
樹脂組成物の製造に用いた芳香族ポリカーボネート樹脂のQ値、この芳香族ポリカーボネート樹脂に対して表1に示す配合で全成分を配合した樹脂組成物のQ値をそれぞれ以下の方法で測定した。
芳香族ポリカーボネート樹脂又は得られた樹脂組成物のペレットを120℃で4時間以上乾燥した後、JISK7210附属書Cに準拠した方法で、高荷式フローテスターを用いて、280℃、荷重160kgfの条件下で樹脂又は組成物の単位時間あたりの流出量Q値(単位:10−2cc/sec)を測定し、流動性を評価した。なお、オリフィスは直径1mm×長さ10mmのものを使用した。Q値が高いほど、流動性に優れていることを示す。
得られた樹脂組成物のペレットを射出成形機(HAAKE社製「ミニジェット」、最大射出圧力1200Bar)を用いて、シリンダー温度300℃、金型温度80℃にて、金型キャビティ(縦50mm、横30mm、厚み1mm)に射出成形して得られた50×30×1mmの試験片を用いて、燃焼試験を行った。
測定方法は、アンダーライターズラボラトリーズインコーポレーションのUL−94「材料分類のための燃焼試験」(以下、UL−94)に示されるのと同じ炎を用い、試験片に2秒接炎後の燃焼時間を測定して求めた。
得られた樹脂組成物のペレットを射出成形機(HAAKE社製「ミニジェット」、最大射出圧力1200Bar)を用いて、シリンダー温度300℃、金型温度80℃にて、金型キャビティ(縦50mm、横30mm、厚み1mm)に射出成形し、得られた射出成形品1枚に対して、近磁界用ノイズ抑制シート評価システム・イントラ・デカップリングレシオ測定システム(IEC規格No:IEC62333−2)により、2GHzの周波数における磁界波のRda値を測定し、その平均値を算出した。この値は、製品から発生する周波数やその強さにも依存するため一概に決められる値ではないが、0.6dB以上であることが好ましい。
上記評価結果を表1に示す。
これに対して、リン系難燃剤を配合していない比較例1では、難燃性も電磁波抑制性も劣るものとなる。
Claims (5)
- (A)熱可塑性樹脂、(B)リン系難燃剤、及び(C)カーボンナノコイルを含む電磁波抑制用樹脂組成物であって、
(A)熱可塑性樹脂が、芳香族ポリカーボネート樹脂を含み、
(B)リン系難燃剤が下記一般式(1)で表されるリン酸エステル系化合物であり、
(B)リン系難燃剤の含有量が5質量%以上20質量%以下であり、
(C)カーボンナノコイルを(A)熱可塑性樹脂の一部と(C)カーボンナノコイルとを混合したカーボンナノコイルマスターバッチとして配合したことを特徴とする電磁波抑制用樹脂組成物。
- (C)カーボンナノコイルの含有量が1質量%以上30質量%以下であることを特徴とする請求項1に記載の電磁波抑制用樹脂組成物。
- 請求項1において、前記カーボンナノコイルマスターバッチの粒径が0.01〜5mmで、該カーボンナノコイルマスターバッチ中の(C)カーボンナノコイルの含有量が1〜60質量%で、残部が(A)熱可塑性樹脂であることを特徴とする電磁波抑制用樹脂組成物。
- 請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の電磁波抑制用樹脂組成物を射出成形してなる電磁波抑制用樹脂成形品。
- 電子機器の筐体又は電子機器の内部部品である請求項4に記載の電磁波抑制用樹脂成形品。
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