JPH09279003A

JPH09279003A - 導電性樹脂組成物および成形品

Info

Publication number: JPH09279003A
Application number: JP8813196A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Tanaka; 聡田中
Original assignee: Teijin Chemicals Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1996-04-10
Filing date: 1996-04-10
Publication date: 1997-10-28
Anticipated expiration: 2016-04-10
Also published as: JP3634496B2

Abstract

(57)【要約】【課題】安定した高電気伝導性および優れた電磁波遮
蔽効果を有する導電性樹脂組成物およびそれからの成形
品を提供する。【解決手段】（Ａ）熱可塑性樹脂成分１００重量％
中、少なくとも５０重量％が芳香族ポリカーボネート樹
脂である熱可塑性樹脂（ａ成分）、（Ｂ）金属コート炭
素繊維（ｂ成分）および（Ｃ）ジブチルフタレート吸油
量が３００ｍｌ／１００ｇ以上である導電性カーボンブ
ラック（ｃ成分）の特定割合より実質的になる導電性樹
脂組成物およびそれからの成形品。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は導電性樹脂組成物お
よびそれからの成形品に関する。さらに詳しくは安定し
た高電気伝導性および優れた電磁波遮蔽効果を有する導
電性樹脂組成物およびそれからの成形品に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電気・電子機器、医療用機器、自
動車制御系機器、電気自動車やその充電機器などの技術
的発展は目覚ましく、急激な高周波数化、デジタル化の
時代へと突入してきている。そんな中、金属代替用プラ
スチックスに対する導電性、電磁波遮蔽性への要求も一
段と激しさを増している。特に電磁波障害問題への関心
は高く、発生電磁波のグラウンディングとシールディン
グによるノイズ対策には金属並の安定した高電気伝導性
と優れた電磁波遮蔽性が不可欠である。

【０００３】従来より合成樹脂に導電性を付与するため
に、種々の導電性物質、例えば金属粉、カーボンブラッ
ク、金属フレーク、金属コートガラス繊維、金属コート
ガラスフレーク、金属繊維、炭素繊維、金属コート炭素
繊維などを配合する技術が開発され、導電性樹脂組成物
が提供されている。また、合成樹脂としては、特に芳香
族ポリカーボネート樹脂やそれとＡＢＳ樹脂とのポリマ
ーブレンドが、機械的特性、成形性、寸法安定性および
耐熱性などに優れ好ましく用いられるけれども、従来の
導電性樹脂組成物は、電磁波遮蔽性は満足するものの、
導電性のばらつきが大きかったり、導電性不足などによ
り、例えば製品個体間での導電性のばらつきや一個体内
での部位間における導電性のばらつきがあり、金属代替
材料としては満足できるものではなかった。

【０００４】例えば特開平４−１６７３０４号公報に
は、導電性カーボン粒子と炭素繊維を併用することで安
定した導電性を得られると記載されている。しかしなが
ら、電磁波遮蔽効果については何等述べられていないだ
けでなく、通常のＰＡＮ系、ピッチ系の炭素繊維では、
導電性のレベルは低く、電磁波遮蔽効果も不十分であ
る。特開昭６４−３８４６７号公報には、芳香族ポリカ
ーボネートとＡＢＳ樹脂とのポリマーアロイにステンレ
ス鋼繊維を配合する事で電磁波遮蔽効果を付与してい
る。しかし、ステンレス鋼繊維配合により高電磁波遮蔽
効果を得るためには、高添加量が必要となり、組成物の
比重が大きくなるなどの問題がある。特開平６−２４０
１４９号公報には、導電性繊維を含有する熱可塑性樹脂
組成物に、カルボン酸無水物グループおよび／またはカ
ルボキシルグループを有するオレフィン系ワックスおよ
びオレフィン系重合体を添加することで、優れた電磁波
遮蔽効果を有すると記載されている。しかしながら、か
かる組成物の電気伝導性のばらつきは大きく、金属代替
用材料として満足できるものではない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、安定
した高電気伝導性および優れた電磁波遮蔽効果を有する
導電性樹脂組成物を提供せんとするものである。本発明
者は、上記の課題を達成せんとして鋭意研究した結果、
芳香族ポリカーボネート樹脂を主成分とする熱可塑性樹
脂に、金属コート炭素繊維を添加して電気伝導性および
電磁波遮蔽効果を検討したところ、十分な効果が得られ
なかった。また、金属コート炭素繊維を過剰に添加する
と成形加工ができなかった。本発明者は、さらに研究を
重ねた結果、芳香族ポリカーボネート樹脂を主成分とす
る熱可塑性樹脂に、金属コート炭素繊維および特定の導
電性カーボンブラックを配合することで、安定した高電
気伝導性および優れた電磁波遮蔽効果を有する導電性樹
脂組成物が得られることを見出し、本発明に到達した。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、
（Ａ）熱可塑性樹脂成分１００重量％中、少なくとも５
０重量％が芳香族ポリカーボネート樹脂である熱可塑性
樹脂（ａ成分）、（Ｂ）金属コート炭素繊維（ｂ成分）
および（Ｃ）ジブチルフタレート吸油量が３００ｍｌ／
１００ｇ以上である導電性カーボンブラック（ｃ成分）
より実質的になる樹脂組成物であり、（Ａ）〜（Ｃ）の
合計を１００重量％とした場合、ａ成分が４５〜９４重
量％、ｂ成分が５〜４０重量％およびｃ成分が１〜１５
重量％の範囲であることを特徴とする導電性樹脂組成物
およびそれからの成形品に係るものである。

【０００７】本発明に用いられる芳香族ポリカーボネー
ト樹脂は、二価フェノールとカーボネート前駆体を反応
させて得られる芳香族ポリカーボネート樹脂である。こ
こで使用される二価フェノールの代表例としては、ハイ
ドロキノン、レゾルシノール、４,４’−ビフェノー
ル、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１,１−
ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、２,２−ビス
（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（以下ビスフェノ
ールＡという）、２,２−ビス（３−メチル−４−ヒド
ロキシフェニル）プロパン、２,２−ビス（３,５−ジメ
チル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２,２−ビ
ス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、１,１−ビス
（４−ヒドロキシフェニル）−１−フェニルエタン、
１,１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサ
ン、１,１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３,３,
５−トリメチルシクロヘキサン、２,２−ビス（４−ヒ
ドロキシフェニル）ペンタン、４,４’−（ｍ−フェニ
レンジイソプロピリデン）ジフェノール、４,４’−
（ｐ−フェニレンジイソプロピリデン）ジフェノール、
９,９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレン、
１,１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−４−イソプ
ロピルシクロヘキサン、ビス（４−ヒドロキシフェニ
ル）エーテル、４,４’−ジヒドロキシジフェニル、ビ
ス（４−ヒドロキシフェニル）サルファイドおよびビス
（４−ヒドロキシフェニル）スルホンなどが挙げられ
る。好ましい二価フェノールは、２,２−ビス（４−ヒ
ドロキシフェニル）アルカン系であり、ビスフェノール
Ａが特に好ましい。

【０００８】カーボネート前駆体としては、カルボニル
ハライド、カーボネートエステルまたはハロホルメート
などが使用され、具体的にはホスゲン、ジフェニルカー
ボネート、二価フェノールのジハロホルメートなどが挙
げられる。

【０００９】上記二価フェノールとカーボネート前駆体
を反応させて芳香族ポリカーボネート樹脂を製造するに
当り、二価フェノールは単独で用いてもまたは２種以上
を併用してもよく、また芳香族ポリカーボネート樹脂は
三官能以上の多官能性芳香族化合物を共重合した分岐ポ
リカーボネート樹脂であっても、２種以上の芳香族ポリ
カーボネート樹脂の混合物であってもよい。芳香族ポリ
カーボネート樹脂を製造するに当っては必要に応じて適
当な分子量調節剤、分岐剤、酸化防止剤、反応を促進す
るための触媒なども使用できる。

【００１０】本発明においてａ成分として使用される熱
可塑性樹脂は、その熱可塑性樹脂成分１００重量％中、
少なくとも５０重量％、好ましくは少なくとも６０重量
％が芳香族ポリカーボネート樹脂である。

【００１１】また、かかる芳香族ポリカーボネート樹脂
以外にａ成分として使用される熱可塑性樹脂としては、
例えばスチレン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹
脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂
やポリブチレンテレフタレート樹脂などのポリエステル
樹脂、ポリオレフィン樹脂などの熱可塑性樹脂およびこ
れらの混合物が挙げられ、なかでもジエンゴム成分に芳
香族ビニル化合物およびシアン化ビニル化合物をグラフ
トしてなるグラフト共重合体が好ましく使用される。

【００１２】該グラフト共重合体は、ジエンゴム成分を
幹とし、それにグラフト共重合可能な芳香族ビニル化合
物成分およびシアン化ビニル化合物成分をグラフト重合
させた共重合体である。ジエンゴム成分としては、例え
ばポリブタジエン、ポリイソプレンおよびスチレン−ブ
タジエン共重合体などが挙げられ、なかでもポリブタジ
エンが好ましく使用される。これらのジエンゴム成分に
グラフトされる芳香族ビニル化合物成分としては、例え
ばスチレン、α−メチルスチレン、α−エチルスチレ
ン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メ
チルスチレンなどのアルキル置換スチレンなどが挙げら
れ、なかでもスチレンが好ましく用いられる。また、シ
アン化ビニル化合物成分としては、例えばアクリロニト
リル、メタクリロニトリルおよびクロロアクリロニトリ
ルなどが挙げられ、なかでもアクリロニトリルが好まし
く用いられる。さらに、アクリル酸メチル、アクリル酸
エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸オクチル、メタ
クリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブ
チルおよびメタクリル酸オクチルなどを使用することが
できる。これらのグラフト共重合体のなかで、ＡＢＳ樹
脂が最も好ましく用いられる。これらのグラフト共重合
体は、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合のいず
れの重合法で製造しても良く、また、グラフトの方式と
しては一段グラフトでも多段グラフトでも良い。さらに
かかるグラフト共重合体は１種のみならず２種以上を混
合して使用することができる。

【００１３】本発明の熱可塑性樹脂成分（ａ成分）の好
ましい態様の１つは実質的に芳香族ポリカーボネート樹
脂単独のものである。また、他の好ましい態様は芳香族
ポリカーボネート樹脂と前記グラフト共重合体とのポリ
マーアロイであり、その配合割合は芳香族ポリカーボネ
ート樹脂６０〜９０重量％に対してグラフト共重合体１
０〜４０重量％が好ましい。また、かかる熱可塑性樹脂
成分（ａ成分）の配合量は、（Ａ）〜（Ｃ）の合計を１
００重量％とした場合、４５〜９４重量％であり、６０
〜８８重量％が好ましい。

【００１４】本発明においてｂ成分として用いる金属コ
ート炭素繊維は、炭素繊維に、公知のメッキ法および蒸
着法などでニッケル、銅、コバルト、銀、アルミニウ
ム、鉄などおよびこれらの合金などの金属をコーティン
グしたものである。かかる炭素繊維は直径６〜２０μｍ
のものが好ましく使用され、またかかる金属は、導電
性、耐食性、生産性および経済性に優れたニッケル、銅
およびコバルトより選ばれた１種または２種以上の金属
が好ましく使用される。かかる金属コート炭素繊維はシ
ランカップリング剤、チタネートカップリング剤、アル
ミネートカップリング剤などで表面処理したものが好ま
しい。また、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、ポリ
エステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂など
で集束したものが好ましい。

【００１５】金属コート炭素繊維（ｂ成分）の配合量
は、（Ａ）〜（Ｃ）の合計を１００重量％とした場合、
５〜４０重量％であり、１０〜３５重量％が好ましい。
５重量％以下では電気伝導性、電磁波遮蔽性共に劣り、
４０重量％を越える量では、成形加工性に劣り好ましく
ない。

【００１６】本発明においてｃ成分として用いる導電性
カーボンブラックは、ジブチルフタレート吸油量が３０
０ｍｌ／１００ｇ以上であり、３５０ｍｌ／１００ｇ以
上が好ましい。また、上限は特に限定されないが、２,
０００ｍｌ／１００ｇ以下であることが好ましい。ここ
でいうジブチルフタレート吸油量とは、ＡＳＴＭＤ２
４１４−７９に規定された方法に従って測定した値であ
り、この吸油量が大きいほど、高い電気伝導性を有す
る。ジブチルフタレート吸油量が３００ｍｌ／１００ｇ
未満の導電性カーボンブラックでは、十分な導電性、電
磁波遮蔽性を得るためには多量の配合が必要となり、そ
の結果成形加工性および成形樹脂の機械的強度が損なわ
れるので好ましくない。

【００１７】導電性カーボンブラック（ｃ成分）の配合
量は、（Ａ）〜（Ｃ）の合計を１００重量％とした場
合、１〜１５重量％であり、２〜１０重量％が好まし
い。１重量％未満では、電気伝導性、電磁波遮蔽性共に
劣り、１５重量％を越える量では、成形加工性および樹
脂組成物の機械的強度が損なわれるので好ましくない。

【００１８】本発明の樹脂組成物に該樹脂組成物１００
重量部に対してカルボキシル基および／またはその誘導
体基を有するオレフィン系ワックスまたはオレフィン系
重合体（ｄ成分）を０.０１〜５重量部さらに配合する
ことが好ましい。かかるオレフィン系ワックスまたはオ
レフィン系重合体を配合することにより、電磁波遮蔽効
果がさらに向上される。

【００１９】カルボキシル基誘導体としては、カルボン
酸無水物基、カルボン酸の金属塩、カルボン酸のアルキ
ルエステルまたはアリールエステルなどが挙げられる。
かかるオレフィン系ワックスまたはオレフィン系重合体
の市販品としては、例えばダイヤカルナー３０（三菱化
学（株）製）、ハイワックス酸処理タイプの２２０３
Ａ、１１０５Ａ（三井石油化学工業（株）製）および酸
化パラフィン（日本精蝋（株）製）などが挙げられる。

【００２０】本発明の樹脂組成物には、本発明の目的お
よび効果を損わない範囲で熱安定剤、酸化防止剤、離型
剤、光安定剤、難燃剤、流動改質剤、染顔料、さらに他
の強化剤や充填剤などの各種添加剤を必要に応じて適宜
配合することができる。

【００２１】本発明の導電性樹脂組成物を製造するに
は、任意の方法が採用される。例えば上記熱可塑性樹脂
の粉末またはペレットに上記金属コート炭素繊維、導電
性カーボンブラックおよび適宜その他の添加剤を任意の
順序で、例えばＶ型ブレンダーなどの混合手段を用いて
十分に混合する方法、Ｖ型ブレンダーで十分に混合した
後ベント式一軸または二軸ルーダーでペレット化する方
法など一般に工業的に用いられる方法が適宜用いられ
る。かくして得られる樹脂組成物は射出成形、圧縮成
形、押出成形、回転成形など既知の種々の方法により成
形される。

【００２２】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明する。な
お、本発明はこれに限定されるものではない。なお、評
価は以下の（１）〜（３）の方法により行った。

【００２３】（１）表面固有抵抗値の測定各例で得た乾燥ペレットを射出成形機により縦、横１５
０ｍｍ、厚み３ｍｍの平板を成形し、この平板上に導電
性塗料を１０ｍｍ間隔で塗布した。テスター端子をそれ
ぞれ塗料上に接触させ、その時の抵抗値を表面固有抵抗
値とした。導電性塗料；藤倉化成（株）製ドータイトＴＹＰＥ
Ｄ−５５０テスター；ケンウッド（株）製デジタルマルチメーター
ＤＬ−７１２（端子先端形状Ｒ＝２.０ｍｍ）

【００２４】（２）電気伝導確率の測定上記平板に導電性塗料を塗布せずに、直接板上にテスタ
ー端子の間隔を１０ｍｍとして５０回繰り返し接触さ
せ、表面固有抵抗値が１０²以下となった回数（Ｘ回）
をもって電気伝導確率（Ｘ回／５０回）とした。

【００２５】（３）電磁波遮蔽効果の測定上記平板を用い、（株）アドバンテスト製のＴＲ−１７
３０１ＡとＲ３３６１Ａを併用して磁界波（周波数３０
０ＭＨｚ）について測定した。

【００２６】実施例１,２,４および比較例１〜５芳香族ポリカーボネート樹脂、ニッケルコート炭素繊
維、導電性カーボンブラックおよびα−オレフィンと無
水マレイン酸の共重合によるオレフィン系ワックスを表
１に示す割合でタンブラーによりドライブレンドし、ス
クリュー径３０mmのベント付き一軸ルーダー［ナカタニ
機械（株）製ＶＳＫ−３０］によりシリンダー温度３０
０℃で溶融押出し、ストランドカットしてペレットを得
た。得られたペレットを１２０℃の熱風循環式乾燥器に
より５時間乾燥した後、射出成形機［東芝機械（株）製
ＩＳ−１５０ＥＮ］によりシリンダー温度３００℃、金
型温度１００℃にて縦・横１５０ｍｍ、厚み３ｍｍの平
板を成形し、表面固有抵抗値、電気伝導確率および電磁
波遮蔽効果を測定した。評価結果を表１に示した。

【００２７】実施例３芳香族ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂、ニッケルコ
ート炭素繊維および導電性カーボンブラックを表１に示
す割合でタンブラーによりドライブレンドし、スクリュ
ー径３０mmのベント付き一軸ルーダー［ナカタニ機械
（株）製ＶＳＫ−３０］によりシリンダー温度２８０℃
で溶融押出し、ストランドカットしてペレットを得た。
得られたペレットを１１０℃の熱風循環式乾燥器により
５時間乾燥した後、射出成形機［東芝機械（株）製ＩＳ
−１５０ＥＮ］によりシリンダー温度２８０℃、金型温
度８０℃にて縦・横１５０ｍｍ、厚み３ｍｍの平板を成
形し、表面固有抵抗値、電気伝導確率および電磁波遮蔽
効果を測定した。評価結果を表１に示した。

【００２８】表１における樹脂（ａ成分）、炭素繊維
（ｂ成分）、導電性カーボンブラック（ｃ成分）および
オレフィン系ワックス（ｄ成分）の記号は下記のものを
示す。ａ−１；ポリカーボネート樹脂［帝人化成（株）製パンライトＬ−１２２５］ａ−２；ＡＢＳ樹脂［三井東圧化学（株）製サンタック
ＵＴ−６１］ｂ−１；ニッケルコート炭素繊維［東邦レーヨン（株）
製ベスフィトＭＣＨＴＡ−Ｃ６−ＵＳ（Ｉ）、直径
７.５μｍ］ｂ−２；炭素繊維［東邦レーヨン（株）製ベスフィトＨ
ＴＡ−Ｃ６−Ｕ、直径７μｍ］ｃ−１；導電性カーボンブラック［ケッチェンブラック
・インターナショナル社製ケッチェンブラックＥＣ−６
００ＪＤ、ジブチルフタレート吸油量４９５ｍｌ／１
００ｇ］ｃ−２；導電性カーボンブラック［電気化学工業（株）
製デンカブラック、ジブチルフタレート吸油量１１５ｍ
ｌ／１００ｇ］ｄ；α−オレフィンと無水マレイン酸の共重合によるオ
レフィン系ワックス［三菱化学（株）製ダイヤカルナ−
３０］

【００２９】

【表１】

【００３０】

【発明の効果】表１より明らかなように、本発明の導電
性樹脂組成物は、安定した高電気伝導性および優れた電
磁波遮蔽効果を有するため、電気・電子機器、医療用機
器を始めとする幅広い産業分野で好適であり、その奏す
る工業的効果は格別のものである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）熱可塑性樹脂成分１００重量％
中、少なくとも５０重量％が芳香族ポリカーボネート樹
脂である熱可塑性樹脂（ａ成分）、（Ｂ）金属コート炭
素繊維（ｂ成分）および（Ｃ）ジブチルフタレート吸油
量が３００ｍｌ／１００ｇ以上である導電性カーボンブ
ラック（ｃ成分）より実質的になる樹脂組成物であり、
（Ａ）〜（Ｃ）の合計を１００重量％とした場合、ａ成
分が４５〜９４重量％、ｂ成分が５〜４０重量％および
ｃ成分が１〜１５重量％の範囲であることを特徴とする
導電性樹脂組成物。
【請求項２】金属コート炭素繊維（ｂ成分）が、ニッ
ケル、銅およびコバルトより選ばれた１種または２種以
上の金属でコートされた炭素繊維である請求項１記載の
導電性樹脂組成物。
【請求項３】熱可塑性樹脂（ａ成分）が、芳香族ポリ
カーボネート樹脂およびジエンゴム成分に芳香族ビニル
化合物とシアン化ビニル化合物をグラフトしてなるグラ
フト共重合体からなる熱可塑性樹脂である請求項１記載
の導電性樹脂組成物。
【請求項４】請求項１記載の導電性樹脂組成物を成形
して得られた成形品。