JPH07118218B2

JPH07118218B2 - 導電性樹脂

Info

Publication number: JPH07118218B2
Application number: JP62151442A
Authority: JP
Inventors: 素彦吉住; 明中林; 大介渋田
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1987-06-19
Filing date: 1987-06-19
Publication date: 1995-12-18
Anticipated expiration: 2010-12-18
Also published as: JPS63318005A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕繊維状の導電性材料を樹脂に配合して導電性と高強度を
付与した導電性強化樹脂は、電磁波シールド、帯電防
止、抵抗加熱およびコネクター等の材料として広く用い
られている。本発明はこの導電性強化樹脂の新規な組成
物に関する。

〔従来の技術と問題点〕

導電性樹脂は一般に導電性材料（導電フィラーと称す
る）を樹脂に含有させることで実用化されている。導電
フィラーとしては、樹脂の特性を劣化させないよう、少
量の充填で導電性を付与できることが望ましく、粉末に
比べて少量の充填で導電性を付与できる繊維状のフィラ
ーが使用される。導電性はフィラー同士の接触により確
保され、繊維はその形状効果により、粉末に比べて少量
でフィラー同士を接触させることができるからである。
繊維状の導電フィラーは強化材としても作用するため、
導電性に加えて、強度も改善される。例えばカーボン繊
維、金属（Cu、ステンレス鋼等）繊維等が知られている
が、カーボン繊維は樹脂に均一に含有させることが難し
く、金属繊維はその比重が大きいことから導電性樹脂の
比重も大となる。金属（主にNi）をガラス繊維、ワラス
トナイト等の鉱物繊維に被覆したものも知られているが
これらは樹脂に含有する時に折れ易く均一な導電性が得
られない。

また、アクリロニトリル繊維に硫化銅を被覆したフィラ
ーもあるが、これは長繊維であり、樹脂に混練すること
は難しい。

一般に、導電フィラーは比重が樹脂に比べて大きいた
め、樹脂中で沈降し易く、樹脂中に均一に分散させるこ
とは困難である。そのため、このような導電フィラーを
充填した導電性樹脂は、比重が大きくなり、導電性やそ
の他の特性が不均一になり易い。

従って、導電性樹脂に望まれるのは、樹脂に比べて比重
が大きくならず、樹脂本来の特性が保持できるか、或い
はさらに望ましくは導電フィラーの充填によって強度が
補強されることである。このため、充填する導電フィラ
ーとしても、比重が軽く（望ましくは混合する樹脂の比
重と同一であり）、強度があり、樹脂への充填時にフィ
ラーの折損がなく、樹脂中に容易に混練できるものが望
まれるが、これら全ての要件を満足する導電フィラーは
未だ得られていない。

本発明者らは導電性フィラーとそれを樹脂に充填した導
電性樹脂について鋭意研究をした結果、ポリアミド繊維
にNiを被覆した導電性繊維を用いることで上記問題を解
決し、本発明を完成させた。

〔発明の構成〕

本発明は、樹脂または樹脂含有液中に、長さ0.1〜10m
m、直径１〜100μｍ、アスペクト比10〜1000のポリアミ
ド繊維をNiで被覆した導電性繊維を、樹脂との合計量に
基づいて0.5〜20wt％含有する、高強度の導電性樹脂組
成物（以下、導電性樹脂ともいう）である。

本発明で用いるポリアミド繊維としては、市販のナイロ
ン繊維を使用できる。また、芳香族ポリアミドであるア
ラミドの繊維は、耐熱性に優れた高強度繊維であり、勿
論アラミド繊維もポリアミド繊維として本発明に用いた
ことができる。

ポリアミド繊維は、長さ0.1〜10mm、直径１〜100μｍ、
アスペクト比10〜1000の短繊維状のものを使用する。ポ
リアミド繊維の長さが10mmを超えるか、繊維径が１μｍ
未満であるか、或いはアスペクト比が1000を超えると、
繊維を樹脂中に均一に分散させることが難しくなり、導
電性樹脂の導電性や強度特性が不均一となる。ポリアミ
ド繊維の長さ0.1mm未満であるか、繊維径が100μｍを超
えるか、或いはアスペクト比が10未満であると、導電性
および補強（高強度化）に対する繊維の形状効果が失わ
れ、樹脂中の導電性フィラーの含有量を20wt％より著し
く増加させないと、所望の導電性を付与できなくなる。

ポリアミド繊維へのNiの被覆量は、最終的な導電性樹脂
の用途にもよるが、被覆後の重量に基づいて５〜40wt％
の範囲が好ましい。5wt％未満であると、ポリアミド繊
維の表面が完全にNiで被覆されず、十分な導電性が得ら
れない。Ni被覆量が40wt％を超えても、導電性はそれ以
上には向上せず、かえってポリアミド繊維の特性である
柔軟性を失わせたり、樹脂との混合の際にNi被覆層の剥
離が生じ易くなる等の問題が生じる。また、高比重のNi
の被覆量が増えると、導電フィラーが重くなり、樹脂と
の比重差が大きくなって、樹脂への均一分散が困難とな
り、導電性や強度特性が不均一になる。

Niで被覆したポリアミド繊維（導電フィラー）の樹脂へ
の配合量は、樹脂と繊維の合計量に基づいて0.5〜20wt
％の範囲とする。0.5wt％未満では十分な導電性が樹脂
に付与できず、20wt％を超えると樹脂の望ましい特性が
低下する。

一方、本発明に係る導電性フィラーを配合する樹脂は熱
可塑性、熱硬化性樹脂両者を用いることができるが、ポ
リエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリ酢
酸ビニル、アクリル樹脂、ポリアクリルニトリル、ポリ
スチレン、ポリカーボネート、ポリエステル樹脂フェノ
ール樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂
等がなじみが良く、フィラーを含有させた時、強度の増
加も生じる。

本発明に係る導電性樹脂の製造方法を以下に説明する。

Niの被覆は通常の無電解めっきで達成される。ポリアミ
ド繊維を溶剤、酸、アルカリ、酸化剤の水溶液などで前
処理を行った後、塩化錫、塩化パラジウムの水溶液によ
り触媒活性化処理を施し、ニッケル塩水溶液に懸濁さ
せ、次亜リン酸塩、ジメチルアミンボラン、ヒドラジン
等の還元剤によってNiを析出させることにより、Niで被
覆したポリアミド繊維が得られる。

この繊維を樹脂と混合して本発明の組成物とするには、
ロールによる練り込みまたは押出成形機を用いた混練を
より、繊維を樹脂中に分散させればよい。繊維の長さ、
直径、アスペクト比およびNi被覆量を上記の範囲とした
ことにより、繊維を樹脂中に容易に分散させることがで
きる。また、導電フィラーがポリアミド繊維の表面をNi
被覆したものであり、フィラーの比重が樹脂の比重に比
較的近いため、混合後のフィラーの沈降が起こりにく
く、樹脂中に均一に分散する。それにより、樹脂中に導
電フィラーが均一分散した、本発明の樹脂組成物（導電
性樹脂）が得られる。この樹脂組成物には、導電フィラ
ー以外に、樹脂組成物に配合される各種添加剤（例、充
填材、強化用繊維、顔料、染料、さらには可塑剤、触
媒、酸化防止剤など）を配合できる。この導電性樹脂
は、樹脂を溶融状態にして、押出成形、射出成形等によ
り成形すると、高強度の導電性成形体が得られる。

本発明にかかる別の形態の導電性樹脂組成物は、塗料型
の液状組成物である。この場合には、樹脂含有液中にNi
被覆ポリアミド繊維を分散させる。樹脂含有液として
は、樹脂の溶液および分散液のいずれも使用できる。こ
の樹脂含有液としては、市販の溶液型またはエマルジョ
ン型の塗料を使用することができる。従って、樹脂含有
液には、樹脂と溶媒以外に、塗料に添加される各種の添
加剤（例、顔料、染料、界面活性剤、カップリング剤
等）を含有しうる。樹脂含有液（例、市販の塗料）にNi
被覆ポリアミド繊維を加え、撹拌して液中に繊維を均一
に分散させると、本発明の導電性樹脂組成物が得られ
る。これを適当な絶縁性基体に塗布することにより、基
体に導電性を付与することができる。

以下の実施例により本発明を具体的に説明する。

実施例１長さ3mm、直径10μｍ、アスペクト比300（東レ製）のナ
イロン繊維40gを精練後、塩化スズ（II）（SnCl₂）10g/
、塩酸（HCl）20ml/を含む溶液に２分間浸漬し、吸
引濾過によって分離し、水洗した。次に塩化パラジウム
（PdCl₂）1g/、塩酸（HCl）2ml/を含む溶液に２分
間浸漬し、吸引濾過を行い、水洗した。これを別に用意
した硫酸ニッケル10〜90g/、クエン酸ナトリウム25〜
200g/および硫酸ヒドラジン15〜100g/を含む水溶液
をアンモニア水でpHを9.0に調整しためっき液１中に
浸漬して70℃でNiめっきを施し、Ni被覆量５〜40wt％の
繊維とした。

このようにして得られたナイロン繊維のNi被覆量8wt％
のものを塩化ビニル樹脂（三菱モンサント化成（株））
に混合し、二本ロールを用い145℃、10分間混練した
後、170℃でシート状に成形し表面抵抗と引張強度を測
定した結果を表１に示す。

実施例２長さ1mm、直径10μｍ、アスペクト比100のアラミド繊維
（帝人）40gを実施例１と同様の処理を行なって、Ni被
覆量５〜40wt％の導電性繊維とした。得られたアラミド
繊維のNi被覆量35wt％のものをポリプロピレン（三菱油
化BC−４）に混合し、二本ロールを用い160℃、15分
間、混練した後、170℃でシート状に成形し、表面抵抗
と引張強度を測定した結果表２に示すデータが得られ
た。

実施例３実施例１および２で得られたNi被覆ポリアミド繊維のNi
被覆量20wt％のものを夫々アクリル系塗料（関西ペイン
ト）に添加混合して塗膜とし、その塗膜の表面抵抗と引
張強度を測定して表３の結果を得た。導電性繊維を添加
したものは何れも無添加の場合と比べて導電性および強
度に優れていることが示される。

以上に説明したように、本発明の導電性樹脂組成物にお
いては、導電フィラーの比重が樹脂に比較的近く、かつ
樹脂中への混合が容易な繊維形態をとるため、溶融樹脂
に容易かつ均一に分散させることができ、それにより、
20重量％以下という少量の導電性フィラーの配合によ
り、樹脂の特性を低下させずに、樹脂に均一に高い導電
性を付与することができる。また、フィラーが繊維状で
あるため、樹脂の強度特性が改善される。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂または樹脂含有液中に、長さ0.1〜10m
m、直径１〜100μｍ、アスペクト比10〜1000のポリアミ
ド繊維をNiで被覆した導電性繊維を、樹脂との合計量に
基づいて0.5〜20wt％含有する、高強度の導電性樹脂組
成物。
【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の導電性樹脂組
成物であって、ポリアミド繊維のNi被覆量が被覆後の繊
維重量に基づいて５〜40wt％であるもの。