JPS59168044A - 導電性熱可塑性樹脂組成物 - 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】 本発明は導電性熱可塑性樹脂組成物に関するものであり
、更に詳しくは金属メッキされた無機充填剤を導電剤と
して配合した導電性熱可塑性樹脂組成物に関する。

近年、エレクトロニクス化が急速に進歩するなかで、電
磁波による電子機器の誤動作が社会問題としてクローズ
アップされてきている。これは電子機器を収納している
／＼ウジング（ケース）か金属材料から絶縁性のプラス
チック４２相に急速に転め、電子機器に対して電磁波を
シールド（遮へい）することが、昭和５６年アメリカ（
ＦＣＣ規制）、西ドイツ（ＦＴＺ規制）等により相次い
で法律により彰務づけられている。電磁波をシールドす
るためには従来の金属拐料製／１ウジングと同様にプラ
スチックを少くとも導電性にすることが必要と考えられ
る。

プラスチックを導電化する方法としてｌｄ　ｚ　ｆＱ　
ｈｅ品を等電性塗料でコーティングするか、亜鉛溶射す
るなどの後加工法、金属箔を積層したシートで成形品を
製造する方法、プラスチック中に金属粉、金属フレーク
、金属繊維、カーボンブラック、黒鉛、炭素繊維などの
導電性材料をブレンドし、成形する方法等がある。

しかしながらこれらのいずれの方法も問題点を有してい
る。すなわち、導電性塗料をコーティングする方法は金
属粉（銀、銅、ニッケル）を塗料用樹脂と混練してスプ
レー等で塗布する方法であるが１塗装設備が必要なほか
、コーティング層の金属が酸化腐蝕きれ易いこと、コー
ティング層が使用中剥離し易い等の欠点を有している。

また亜鉛溶射法は金属をアーク熱で溶かし、高圧空気で
吹付ける方法であるが、高価な設備を必要とすること、
密着性、亜鉛、の毒性等に問題があること等の欠点を有
している。金属箔積層シートを用いて成形品を製造する
方法は複雑な形状の成形品を一体成形することが不可能
であり、汎用性に乏しい欠点を有している。

一方、導′ｔ１１性材料をブレンドした樹脂組成物から
一体成形する方法は特殊な設備を必要としないし、また
導電層が剥離する心配がないことから有望であるが、現
在知られている導電性充填剤にけ梗々の問題がある。た
とえば、カーボンブラック、黒鉛等は導電性が不充分で
、しかもプラスチックの機械的物性を著しく低下させる
欠点を有している。

また、アルミニウムのような金属の粉、フレーク等もプ
ラスチックの機械的強度を低下さぜる欠点を有している
。一方、銅、鉄、ステンレスのような金８繊維はプラス
チックの傷、植的および熱的原質は若干向上させるが、
比重が大きくなること、繊維が絡み合って均一な分散が
困難なこと等のほか、金属繊維の価格が高い等の欠点を
有している。

炭素繊維、アルミ蒸着ガラス繊維等の導電性繊維はプラ
スチックの機］戒的強度を向上させる利点はあるが、導
電性に方向性を生じること、成形品の奇 収縮率に異方性が生じ、成形品のソリ、変性が発生し易
いこと、繊維価格が極めて高価なこと等の欠点を有して
いる。

本発明者等は導電性効果が大きく、かつ熱可塑性樹脂の
機械的、熱的特性を向上させ、しかも熱可塑性樹脂に均
一分散させ易く、成形品の収縮異方性が少く、安価で軽
量な導電性熱可塑性樹脂組成物を開発するべく鋭意研究
の結果、本発明の組成物に到達した。

すなわち、本発明は熱可塑性樹脂に金属メッキされた無
機充填剤が配合されてなる導電性熱可塑性樹脂組成物で
ある。

本発明による組成物は、すぐれた導電性効果が得られる
こと、成形品の機械的、熱的性質が改善できること、熱
可塑性樹脂との分散性がよいこと、成形品にソリや変形
が発生し難いこと、安価でかつ金属等の充填物に比べて
比重が小さいこと等の多くの特長を有している。

本発明における熱可塑性樹脂としては、特に限定される
ものではなくポリ塩化ビニル為ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリスチレン、ＡＥ８゜ポリアセタール、ポリ
ウレタン、ポリアミド、ポリエステル、ボリアリレート
、ポリエステルエラストマー、ポリカーボネート、変性
ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイ
ド、ポリスルホン、ポリアクリレート等が例示され１単
独または２種以上のブレンドであってもよい。

結晶性のポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、
ポリエステル等が好ましく、就中ポリアミド、゛ポリエ
ステルが特に好ましい。ポリアミドとしてはナイロン６
、ナイロン６．６、ポリエステルとしてはポリエチレン
テレフタレート、ポリブチレンテレフタレートまたはこ
れらの繰返し単位を主体としたポリマーが特に好適であ
る。

また、本発明において用いられる金属メッキされた無機
充填剤としては、主としてワラストナイト、タルク、ク
レー、シリカ、マイカ等の天然の鉱物質を適宜粉砕、分
級、場合によっては焼成を行って得られる粉末状微粒子
に金属メッキしたものが挙げられる。ワラストナイトは
主としてＣ！ａｏ−３ｉｏ□で示される珪酸カルシウム
であり、タルクは主としてＭｇＯ−８ｉＯ□で示される
珪酸マグネシウム、クレーは主としてＡ１□ｏ３・Ｓｉ
ｎ、で示される珪ト２アルミニウム、マイカはアルカリ
を含むアルミノ珪酸塩、フィロ珪酸場であり、シリカは
主としてＳｉＯ□で示される鉱物質で、一般式ｘＭ２０
・ｙｓｉｏ２やＸＨ，Ｏ・ＳｉＯ２で示される物質であ
る。

これら無機充填剤に金属メッキする方法としては、通常
の非導電性基質に行われている無電解メッキによる方法
が挙げられる。

すなわち、無機充填剤粉末を通常触媒液に浸漬し、次い
で水洗して過剰の触媒を除失した後、触媒活性化処理し
、その後無電解メッキ液に浸漬することにより、無機充
填剤の表面に金属を析出させる方法が用いられる。触媒
付与前に無機充填剤を予め桑剤処理ことに無機酸、たと
えば塩酸、リン酸、ホウフッ化水素酸等で前処理するこ
とにより粒子表面と析出金属層との密着性を改善し、熱
可塑性樹脂との混練時における金属層の剥離性を改善す
ることができる。

メッキ金属としては、ニッケルまたは銅が通常用いられ
るが、銅メッキした後ニッケルメッキを行うと得られた
金属メッキ層が酸化され難い効果を有する。

メッキ層の厚みは、成形品の形状、目的博によっても異
なり、通常０．５μ以下が好ましいが、場合によっては
それ以上であってもよい。

なお、無機充填剤粒子の平均粒子径も特に制限はないが
、取扱い易さ、導電性以外の他の充填剤としての効果の
点か、ら通常０．１〜１００μ程度が好ましく更には０
．５〜３０μが特に好ましい。

無機充填剤の種類ではワラストナイトが特に好ましく、
更に成分中ＣａＣＯ３を０．１〜２０重量％含有するも
のが一層好ましい。

金属メッキされた無機充填剤の配合量は所望する導電効
果、充填する充填剤の粒径等によっても異なるが、通常
組成物に対し１５〜７０重量％であり、好ましくは２０
〜６０車景％である。

過少の場合導電性効果が乏しく、過多の場合成形品が脆
く実用性に乏しくなる。

また、他の導電性物質たとえばカーボンブラック）炭素
繊維、ポリアセチレン、ＴＯ’ＮＱ錯体等を併用すると
きは更に少量の配合量で導電性を何分することができる
のはもちろんである。

金属メッキされた無機充填剤と熱可塑性樹脂との混線は
通常の樹脂／充填剤の混練方法をそのまま使用すること
ができる。また金属メッキされた無機充填剤は通常充麺
剤で行われている表面処理剤での処理を行うこともでき
る。・ 本発明の組成物には更に用途または目的等により、他の
強化剤たとえばガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、
炭化珪素繊維、ウィスカー等および／または他の充填剤
たとえば通常の無機充填剤を配合することもできる。ま
た、酸化防止剤、紫外線吸収剤為染顔料、難燃剤、難燃
助剤、防錆剤、滑剤、無機結晶核剤、耐衝撃性改良剤、
その他配合剤等の他、特に熱可塑性樹脂がポリエステル
の場合高級脂肪酸類、高級脂肪酸エステル、高分子計脂
肪族ポリカル、ボン酸類、カルボン酸基含有エチレン系
ポリマー類、ポリニー゛チル類、多価アルコールエステ
ル類、ポリエポキサイドのような有様結晶化促進剤を所
望により更に併用することができる。

以下、実施例により本発明を説明する。

実施例　１ 無機充填剤（平均粒径１〜１０μ）を表１に示す手順に
より無電解ニッケルメッキしたにッケル層の厚み約０．
２μ）。

表１ なお、各処理工程の後で水洗を行った。

得られた金属メッキ無機充填剤を乾燥後、これ）＃４ｊ ら充填材を組成物に対し４０玉量％配合した樹脂組成物
を各種樹脂で採用されている通常混線条件で池貝鉄工製
ＰＣＭ　−３０２軸押出様により製造した。得られたペ
レットを各樹脂で採用されている通常成形条件で、タテ
、ヨコ各２００朋、厚ミ３　ｍｍの平板およびＡＳＴＭ
各種試験片を成形し、電気抵抗、電磁波シールド特性、
熱変形湿度、曲げ強度および曲げ弾性率を測定した。そ
の結果を、金属メッキしていない充填材の場合と比較し
て表２、表３および表４に示した。

なお、７１磁波シールド性は最適システム研究会（東京
大学生産技術研究所）法により磁界で測定した。

表２ 表３ 表４ 表２、表３および表４の結果から明らかなように、金属
メッキされた無機充填剤を配合した本発明による熱可塑
性樹脂組成物がすぐれた機械的性質、導電性に加え、電
磁波シールド性の著しく改善された成形品を与えた。

実施例　２ ワラストナイトを実施例１と同様の方法でメッキし、こ
れをナイロン６に１０　、２０　、４０　。

６５、’７５重量％を充填したペレットを作成し、実施
例１と同様の方法で電磁波シールド効果を測定し、また
Ａｓ　ＴＭ法に従いノツチ何アイゾツト４１ｆ撃強度を
測定した。

この結果を表５に示す。

表５ 表５から明らかなように、メッキされた充填剤が単独で
は１０重量％の配合で効果が不充分であり、約２０重飢
％以上の添加を必要とするが、多量の配合は衝ｇ強度痔
の１２り性が低下する欠点を有している。

金属メッキ充填剤配合量が少量の場合更に他の導電剤、
たとえばカーボンブラック、炭紮繊組等の併用により物
性低下もなくすぐれた導電性、１（電磁波シールド性を
得ることができる。

実施例　３゜ ワラストナイトをメッキするに際し、各種酸水溶液で前
処理した外は実施例りと同様の方法で、ナイロン６につ
いて実施した結果を表６に示す。

表６ メッキに際し前処理として酸処理したとき、熱板充填剤
に対するメッキ層の密着性が改善されて、更にすぐれた
導電効果および電磁波シールド性が得られた。

特許出【人　東洋紡練株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　熱可塑性樹脂に金属メッキされた無機充填剤が配合
   されてなることを特徴とする導電性熱可塑性樹脂組成物
   。 ２　金属メッキされた無機充填剤の配合量が組成物に対
   し１５〜７０重量％である特許請求の範囲第１項記載の
   熱可塑性樹脂組成物。 ３　無機充填剤がワラストナイト、タルク、クレー、シ
   リカおよびマイカからなる群から選ばれた少くとも１種
   である特許請求の範囲第１項または第２項記載の導電性
   熱可塑性樹脂組成物。 ４、　無機充填剤がワラストナイトである特許請求の範
   囲第３項記載の導電性熱可塑性樹脂組成物。 ５、　熱可塑性樹脂がポリエステルおよび／またはポリ
   アミドである特許請求の範囲第１項記載の導電性熱可塑
   性樹脂組成物。