JPH0497809A - 導電性プラスチック成形用シート及び導電性プラスチック成形品の製造方法 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は無機質繊維、有機質ｖＡ碓等より製造された織
物あるいは不織布に融点が７０℃から３００℃を示す金
属を塗布したシート（以後シートと称す）をプラスチッ
ク成形金型中に挿入し、プラスチックの表面に伝導性膜
を形成した成形品の製造目的に使用する。

このシー・トを用いて製造された成形品は電波反射体、
電磁波シールド材、静電防止材、導電性要求材、熱線反
射体、防音材等の用途に使用する。

（口〉従来の技術 プラスチックは電波反射機能、電磁波シールド機能、静
電防止機能　導電性機能、熱線反射機能等の機能を全く
有していない、そのような目的に使用するプラスチック
成形品はその表面に導電性塗料を塗布したり、金属箔を
貼り付けたり、あるいはプラスチック表面にメツキを行
って導電性を付与している。

塗料を塗布する方法は簡便であるが２手間の掛かる塗装
工程を含めて２工程が必要であり、さ・らには塗装装置
等の設備が必須である。また塗装された導電膜は塗料の
接着力に左右され、耐久性で多々問題となることが多い
。

プラスチックの表面に金属箔を貼り付ける方法は複雑な
形状品が製造し難いことが多い、その理由は金属箔の伸
び率が低いためて２例えば金型にアルミニユームのよう
な薄膜をおいてプラスチックを充填すると、簡単な形状
であれば材料の充填圧力によって形状づけられるが、伸
び率が要求されるような用途ではアルミニューム箔が切
断され成形品をうることができないといった現象が発生
する。さらに金属箔をプラスチックに一体化するには接
着材が必須で、プラスチック材料の種類によって種々選
択しなければならない、もしこの選択が不適性であると
、得られた成形品は全く実用に耐えないものとなる。さ
らに、収縮が大きく。

難接着性のプラスチック材料例えば、ポリエチレク、ポ
リプロピレン、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタ
レートといった材料ではどのような接着材を用いても金
属箔とプラスチックを接着できないといったことも大き
な難点である。

プラスチックへの鍍金はコスト高であり、またこの場合
でもプラスチックと鍍金膜の密着性が問題で、これが悪
いと、成形品の耐熱耐久性が大幅に低下することとなる
。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明は従来技術が抱えている前記問題点、すなわち、
どのような形状品の表面にも導電膜が簡単に一体的に形
成できること、導電膜の形成工程を成形と同時に行うこ
と、とのようなプラスチック材料にも導電膜が形成でき
ること、生産コストが安価であること、接着材等を必要
としないことなとの問題点を根本的に解決することにあ
る。

（ニ）問題点を解決するための手段 本発明は前記手法と全く異なる手法でプラスチックの表
面に電気伝導性膜を形成するものであるこの目的に使用
するシート及びこれを用いての成形品製造方法について
より詳しく述べる。

すなわち、ガラス繊維、有機繊維等を用いて製造された
織物、あるいは不織布に融点が４７〜°３００℃の金属
く以下金属と称す）を例えば、メタルスプレーガンを用
いてｉｉ！ｊ１ｍ布してシートを作成する。この状態で
は塗布された金属は繊維状物の表面に粒子状あるいは燐
片状で仮付着されたままである。これを例えば熱可塑性
樹脂成形用金型に装着し、高温で溶融された成形材料を
充填してゆくと、シートは金型の表面に押し付けられと
ともに材料の熱によって瞬時に軟化する。さらに熱可塑
性樹脂の射出成形は３００〜２０００ｋｇ／ｃｍ２もの
高圧の材料充填圧力を措けることが一般的条件であるの
で、溶融軟化した金属及び繊維状物は材料によって金型
壁に高圧で押し付けられ、その結果、金属は流動し、完
全な金属薄膜となって金型表面で冷却される。結果とし
てプラスチック表面に金属膜を成形金型中で瞬時に形成
できることとなる。

（ネ）作用 成形で形成された金属薄膜はその外面が金属調となると
ともに使用した繊維材料によって補強された形態となる
。さらに繊維状物には数多くの凹凸や空隙が残存してい
るが、この部分にはプラスチック材料が充填され、なん
ら接着材を使用しなくとも、プラスチックとシート材間
には強固な接合が行われる。またどのようなプラスチッ
ク材料とも強固な接合ができ、いままでは接着材がみあ
たらずに、金属との接合が不可能とされていた。

ポリエチレン、ポリプロピレン、アセタール樹脂ポリブ
チレンテレフタレート、ポリスチレン変性ポリフェニレ
ンオキサイド等にも完全な一体化電気伝導膜な形成する
ことができた。

その他のプラスチック、例えば、ポリスチレン、ポリカ
ーボネート、ポリウレタン、ポリイミド、ポリアミド、
塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、アクリル樹脂、１
１ｉ維素プラスチツク、その多いわゆるポリマーアロイ
といわれる樹脂、スーパエンジニアリング樹脂等はもち
ろん本発明に使用できる。

また熱硬化性樹脂にも本発明のシートは使用できる１例
えば、不飽和ポリエステル樹脂主成分とする。ＢＭＣ，
ＳＭＣ，エポキシ樹脂成形材料。

ジアリールフタレート樹脂等を成形する加熱された金型
に本発明のシートを置き、この上に前記熱硬化性樹脂成
形材料を置き、金型を高圧で型締めし、材料が硬化後成
形孔を取り出すといった工程、すなわち圧縮成形でも、
その成形品に表面に均一でしかもきれいな外観を示す成
形品が得られた本発明のシート製造に使用する繊維材料
は織物であればその織り方、不縁布であればその！！維
長およびバインダーを調節すれば金属薄膜では得られな
い大きな伸び率をもたせることも可能で１例えば１００
％以上の伸び率とすることもできる。

このためどのような複雑形状品にも導電層を形成するこ
とができ、またシートがとのように延ばされた状態であ
っても、最終的にかけられる材料充填圧力と温度によっ
て金属粒子は薄膜となるので、プラスチックの表面には
、均一でしかも欠損のない導電膜を形成することができ
る。

本発明に使用する金属は特に限定しないが使用目的によ
って金属そのもの、あるいは合金として使用される。

その選択の目安は使用するプラスチック材料の可塑化温
度、成形するときの金型温度、成形材料からの熱量、要
求される耐熱性、金属薄膜に要求される特性等である。

例えば、その−例をあげると、Ｕ−ビスマスーインジュ
ームー鉛合金（融点４７℃〉、ビスマス−鉛−錫合金（
Ｍ点９６℃）、錫−インジュム名金（融点１１７℃）、
ビスマス−錫合金（融点１３８℃）、４！−鉛一力ドミ
ューム合金（融点１４５℃）、＆Ｉ亜鉛合金（融点１９
９℃）、カドミュームーアンチモン合金（融点２９２℃
）、その他車−成分金属としては、すす、鉛、ビスマス
等融点が３００℃以下の金属が使用できる （へ）実施例 実施例１ ポリエステル繊維、レーヨンｍ維、硝子繊維。

綿１ｉｌｌ：維、カーボン繊維より作られた織物および
不織布を用意し、この表面に融点が４７℃の錫−ビスマ
スーインジュームー鉛合金、融点が９６℃のビスマス−
鉛−錫合金、融点が１４５℃の錫−°鉛−カドミューム
合金をメタルスプレーガンを用いて、１平方メートル当
たり金属の量が３００ｇ。

５００ｇ、８００ｇとなるよう塗布してシートを作成し
た。　一方型締圧力が１００屯の射出成形機を用意しこ
れに曲率が２０．０ｍｍで、直径が８０ｍｍの曲面成形
品が成形できる金型を取り付けた。

成形材料はポリプロピレン、ＡＢＳ、ポリカーボネート
を用いた。

成形金型を８０℃に調節し、開いた金型の間に前記シー
トを挟み込んで標準的な成形条件で成形した。

得られた成形品の外観、金属層とプラスチックの密着性
、電磁波遮蔽性等について試験した。

ｌ、外観試験 繊維の種類＜ｍ物） ポリエステル レーヨン 綿 硝子 カーボン繊維 金属の融点　成形品外観 ４７℃　　　　良好 ４７　　　　　良好 ４７　　　　　良好 ４７　　　　Ｉツク部破断 ４７　　　エッノ部破断 繊維の種類、不織布　　金属の融点　成形品外観ポリエ
ステル　　　　９６℃　　　　良好レーヨン　　　　　
　９６　　　　　良好綿 硝子 カーボン繊維 良好 良好 エツジ部破断 繊維の種類、不織布　　金属の融点　成形品外観ポリエ
ステル　　　　１４５℃　　　良好レーヨン　　　　　
　１４５　　　　良好綿　　　　　　　　　１４５　　
　　良好硝子　　　　　　　　１４５　　　　良好カー
ボン繊維　　　　１４５　　エツジ部破断上記結果はプ
ラスチック材料としてポリカーボネートを用いた結果で
あるが、ＡＢＳ、ポリプロピレンも同様の結果を示した
。

金属の塗布量は５００ｇ／ｍ２である。金属塗布量が少
ない場合は金属調の光沢がやや失われ。

多い場合は極めて滑らかな外観を示した。

２、密着試験（９０°剥離　） 繊維の種０（織物）　　金属の融点　密着内観　ポリエ
ステル レーヨン 綿 硝子 カーボン繊維 繊維の種類、不織布 ポリエステル レーヨン 綿 硝子 カーボン＊維 繊維の種類、不織布 ポリエステル レーヨン 綿 硝子 カーボン繊維 ４７℃ 金属の融点 ９６℃ 金属の融点 １４５℃ 密着力 材質破壊 〃 〃 〃 〃 密着力 材質破壊 〃 〃 〃 〃 上記結果は成形材料としてＡＢＳを、金属は５００ｇ／
ｍ２で成形した試料に付いて測定した結果である。

電磁波遮蔽性試験 測定材料 繊維の種類、不織布　　金属の融点 イ、ポリエステル　　　　９６℃ 口、レーヨン　　　　　　９６ ハ、綿　　　　　　　　　　　　　　　９６二硝子　　
　　　　　　　９６ 本、カーボンｗＡｌｌ！　　　　　　９６成形材料：ポ
リカーボネート 塗布量 ００ｇ 試料名　　　　減衰率、（ｄＢ） 仁　　　　　　　　　　５５ ０．５５ １１゜　　　　　　　　　　　　５５ （測定周波数、５００メカヘルプ　） 実施例２ 熱硬化性樹脂での成形についての実施例を示す使用シー
ト材料 繊維の種類、不織布　　金属の融点　塗布量ポリエステ
ル　　　　１４５℃　　３００ｇレーヨン　　　　　　
１４５　　　３００綿　　　　　　　　　　　　　１４
５　　　　　３００硝子　　　　　　　　１４５　　　
３００力−ボンｍ維　　　　１４５　　　３００本。

使用成形材料 ＭＣ 不飽和ポリエステル樹脂 ガラス繊維（マット） 炭酸カルシューム タルク 増粘材 硬化材 ３０％ ３０％ １０％ ２０％ ９％ ０、５％ 顔料 ０．５％ 直径１００ｍｍ、厚さ３　ｍ　ｍの成形品が成形できる
圧縮成形金型を圧縮成形機に取り付け、金型温度を１５
０′″に調節した。この金型に上記５種類のシートを置
き、このうえに計量したＳＭＣをおいて１５０ｋｇ／ｃ
ｍ２の圧力で型締し、５分て材料を硬化させた。金型を
開いて成形品を取り出し各種試験を行った。

外観試験：ｆｉ面の光沢を示した。

密着力　：完全一体化し、材質破壊した電磁波遮蔽性：
　５００メ乃ヘルプで６０デシベルの減衰を示した。

耐熱性　　　：変化無し。

１５０℃２４ｈ「 導電性　　　：ｌＯミリオーム以下 （ト）発明の効果 本発明では種々な融点を示す金属材料を適切な方法１例
えば金属溶射装置等を用いて、各種繊維基材の表面に塗
布したシート材を、射出成形、圧縮成形、トランスファ
成形等に用いる金型中に挿入し、プラスチック材料の材
料熱、金型温度あるいは圧力を利用して２粒状あるいは
鱗片状金属を溶融軟化させてプラスチック表面に均質で
しかも密着性の高い導電性薄膜を一工程で形成できる二
とである。

さらに本発明ではどのようなプラスチック材料にも適用
が可能で、さらに優れている点は、なんら接着材を使用
せずして、金属層とプラスチック層を強固に金型中で一
体化できることである。

また繊維基材を適切に選択すれば、大きな伸び性が得ら
れるため、従来の金属では達成てきな・かった深い紋り
形状品まで適用できること、すなわち複雑形状品に対応
できることも大きな長所である。

以上の利点の他に、工業生産りこおいて工程が筒車であ
ること、犬がかりな装置が不用なこと：生産性が優れて
いること等の理由ｔこよって成形品の大幅なコス・ト低
減が可能である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．射出成形，圧縮成形，トランスファ成形，等の成形
   方法で行うプラスチックの成形で，その成形品の表面に
   電気伝導性層を形成する目的に使用するシート状物で，
   無機質繊維，有機質繊維等より製造された織物あるいは
   不織布に融点が４７℃から３００℃を示す金属を塗布し
   たシート。
2. ２．特許請求範囲第１項のシートを射出成形，圧縮成形
   ，トランスファ成形等の成形時の金型の片面あるいは両
   面に配置し，シートが外面となるようにその内面にプラ
   スチック材料を射出成形，圧縮成形あるいはトランスフ
   ァ成形法を用いてプラスチック材料を充填し，材料の熱
   あるいは金型の電熱さらには材料の充填圧力で，塗布さ
   れたシート中の粒状金属を溶融圧延し，繊維あるいは不
   織布層に強固に複合化し，さらに，充填されたプラスチ
   ックとも一体化して製造する導電性プラスチック成形品
   の製造方法。
3. ３．特許請求範囲第１項のシートを射出成形あるいは圧
   縮成形金型の片面あるいは両面に配置し，シートが外面
   となるようにその内層にプラスチック材料を射出成形，
   圧縮成形あるいはトランスファ成形法を用いて充填し，
   材料の熱あるいは金型からの電熱さらには材料の充填圧
   力を利用して，シートに塗布された粒状金属を溶融圧延
   し，繊維あるいは不織布層に強固に複合化し，さらに，
   充填されたプラスチックとも一体化して製造された導電
   性プラスチック成形品。