JPH0647255B2

JPH0647255B2 - 導電性樹脂組成物

Info

Publication number: JPH0647255B2
Application number: JP5199987A
Authority: JP
Inventors: 英裕岩瀬
Original assignee: 東芝ケミカル株式会社
Priority date: 1987-03-09
Filing date: 1987-03-09
Publication date: 1994-06-22
Anticipated expiration: 2009-06-22
Also published as: JPS63218310A

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
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量を多くして導
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打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
繊維のぬれ性が悪くなり、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、導電性繊維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である。

本発明に用いる（Ａ）導電性繊維としては、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繊維、表面に銅、アルミニウ
ム、ニッケル等の金属層を有する有機繊維、或いは無機
繊維等が挙げられる。導電性繊維の直径は、５〜100μ
ｍ程度のものが望ましく、後述する低融点金属と集合さ
せて導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５〜８mm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、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。ハロゲン系のフラックスは導電性繊維あるい
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
性の低下や、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。低融
点金属としては、Ｓｎ若しくはＳｎ−Ｐｂ系の一般半
田、Ｓｎ−Ｐｂ−Ａｇ系の高温半田、Ｓｎ−Ｐｂ−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、各々の導電性繊維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。導電性繊維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・ブタジエン・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、マスターペレット
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は通常次のようにして製造す
る。長繊維状の導電性繊維とフラッ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
るナチユ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導電性繊維は、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50μｍの銅繊維を300本収束し、直径300μｍのロジ
ン（５重量％）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
（三菱モンサント化成社製、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６mm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４１
０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、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。

［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、成形加工時の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。そして
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、熱可塑性樹脂が本来の物性
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。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項５】導電性繊維が、全体の組成物に対して0.5
〜30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。
【請求項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。
【請求項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。