JPS5996142A - 導電性樹脂組成物 - 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】 本発明は熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂にカーボンブ
ラック、黒鉛および非導電性フィラーを配合した極めて
高度の電磁波シールド性を有する導電性樹脂組成物に関
する。

近年電子機器の性能高度化に伴い、電磁波による機器の
誤作動などの障害（Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｍａｇｎｅｔｉｃ
Ｉｎｔｅｒｆ　ｅｒｅｎｃｅ　）が顕在化し、これを防
止するための規制が各国で法制化され始めている。

最近電子機器に多量に使用され始めているプラスチック
材料は電磁波を透過させるので、電磁波障害を防止する
ためには特別な対策を講じる必要がある。

グラスチック材料に電磁波シールド性を付与する一つの
有力な手法として、導電性フィラーを配合して導電性の
材料とする手法が有効であることが知られており、各種
の導電性フィラーについて検討されている。特にカーボ
ンブラックは、導電性フィラーの中でも比較的低濃度の
配合でかなりの導電性を付−与できる等の特徴によって
最も汎用されているが、これを配合したプラスチックに
ついても、電磁波シールド性材料としての可能性が検討
されている。

カーボンブラック配合導電性プラスチックの電磁波シー
ルド効果は、平面波に対するシールド効果に例をとると
、周波数かＩＯＭＨ２以下の低周波数領域ではある程度
の効果を有することが認められている。しかし、周波数
が１００ＭＨ２以上の領域ではその効果は小さく、実用
性に乏しい。

また、カーボンブラックに黒鉛を併用して配合した導電
性プラスチックの電磁波シールド性をカーボンブラック
配合プラスチックのそれよりも若干高めることができる
ことが知られている。しかし、その程度はわずかであり
実用性には乏しいというのが従東知られている技術水準
であった。

〔工業材料、第２９巻第１２号、４６頁（１９８１））
本発明者らはこのような従来技術の水準を踏まえた上で
種々の検討を行った結果、熱可塑性樹脂または熱硬化性
樹脂にカーボンブラック、黒鉛および非導電性フィラー
を一定の割合で配合することにより、従来の常識からは
考えられないような高度の電磁波シールド性を有する樹
脂組成物を開発することに成功し、本発明を完成した。

すなわち本発明は、下記の（ａ）〜（ｄ）成分からなり
、かつ（ｂ）および（Ｃ）成分の合計量を１２〜８５重
景％含有することを特徴とする導電性樹脂組成物である
０ （ａ）　　熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂８３〜１０
重量％ （ｂ）　　カーボンブラック　　　　２〜５０重量％（
ｃ）　　黒鉛　　　　　　　　　　５〜６０重景％（ｄ
）　　非導電性フィラー　　　　５〜６０重量％本発明
組成物は、電磁波シールド性が飛躍的に高められたもの
であるが、カーボンブラックと黒鉛とを配合した樹脂組
成物に非導電性フィラーを配合して電磁波シールド性を
飛躍的に高めうろことは、本発明によって初めて明らか
にされたもので意外というべきものである。

非導電性フィラーの配合によるカーボンブラックと黒鉛
とを配合した樹脂組成物の電磁波シールド性の改良効果
は１，０００　ＭＨｚの周波数の平面波に対するシール
ド量（ｄＢ）が１．５〜２．５倍も向上するほど顕著で
ある。この効果は非導電性フィラーの単純な増量効果で
はなく、非導電性フィラーの配合によりカーボンブラッ
クと黒鉛とが特殊な分散形態をとることにより発現した
ものと考えられる。

本発明組成物はこのように電磁波シールド住が極めて良
好であり、非導電性フィラー配合に伴う剛性、寸法精度
、耐熱性などの向上と相まって電磁波障害を避ける必要
のある電子機器、事務機器などのハウジング分野などに
極めて大きな適性を有する。

本発明で使用する（ａ）成分は熱可塑性樹脂まだは熱硬
化性樹脂である。具体的には低密度ポリエチレン、中密
度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、低圧法低密度ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン−１、ポリ４
−メチルペンテン−１などのポリα−オレフィン：プロ
ピレン−エチレンブロック共重合体、プロピレン−エチ
レンランダム共重合体、エチレン−ブテン−１ランダム
共重合体、エチレン−ヘキセン−１ランダム共重合体、
エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸
共重合体などのα−オレフィン同志もしくはα−オレフ
ィンと他のモノマーとの共重合体；ポリ塩化ビニル、ポ
リスチレン、アクリロニトリル−ブタジェン−スチレン
三元共重合体などのビニルモノマー重合体または共重合
体；ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２などのポ
リアミド；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレノ
テレフタレートなどのポリエステル；ポリフェニレンオ
キシドなどの芳香族ポリエーテル：ボリカーポ−，ｒ、
−ト；ポリイミド；不飽和ポリエステル；フェノール樹
脂：エポキシ樹脂：メラミン樹脂などの熱可塑性樹脂あ
るいは熱硬化性樹脂の中から一つまだは二つ以上の混合
物が目的に応じて適宜選択される。

成形性の点からは熱可塑性樹脂、中でもポリプロピレン
、結晶性プロピレン−エチレン共重合体、ナイロン、ポ
リブチレンテレフタレートなどが好ましく、特にポリプ
ロピレン、結晶性プロピレン−エチレン共重合体、結晶
性プロピレン−ブテン−１共重合体等の結晶性プロピレ
ン重合体が艮い。

耐熱性の点からは芳香族ポリイミド、芳香族ポリエーテ
ル、特殊エポキシ樹脂などが特に好ましい。

本発明で使用する（ｂ）成分であるカーボンブラックは
ファーネスブラック、サーマルブランク、チヤンネルブ
ラック、アセチレンブラック等一般のカーボンブラック
を使用することができる。特に空気透過法により測定し
た比表面積が５００ｍ”７２以上のものは本発明の目的
に良好であり、とりわけ比表面積が１，０００　ｒｒ？
／　９以上の特殊なファーネスブラックであるケッチェ
ンブラック（ＡＫｚＯ社商品名）は極めて良好である。

本発明で使用する（ｃ）成分である黒鉛は天然産品を精
製、微粉砕した天然黒鉛、あるいは石油コークスなどを
原料として、２，０００℃以上の高温で黒鉛化して製造
される人造黒鉛が用いられる。特に液相沈降方式の光透
過法にて測定して得られる粒度分布累積曲線の５０％の
点の値から求めた平均粒径が１μ以上のもので高結晶性
のものが好ましいＯ 本発明で使用する（ｄ）成分は、無機質または有機質の
非導電性フィラーである。

具体的には金属原子およびケイ素の硫化物、炭酸塩、□
硫酸塩、ケイ酸塩、これら化合物のいくつかが存在する
各種粘土鉱物などの無機化合物の微細な粉末、木粉、モ
ミガラなどの有機化合物の微細な粉末などの中で非導電
性のものが該当する。

代表的なものとしては、炭酸カル７ウム、タルク、マイ
カ、硫酸バリウム、酸化チタン、クレー、ウオラストナ
イト、シリカ、ケイソウ土、ケイ酸カルシウム、石英粉
、ガラスピーズ、木粉、モミガラ、でんぷん粉などの微
粉末を挙げることができ、これらはぐ二種以上併用する
こともできる０耐熱性や剛性の点では無機系フィラーの
方が好ましいＯ これら非導電性フィラーの粒径は、要求性能に応じて適
当なものを選ぶことができるが、一般には１００μ以下
、特に２０μ以下の平均粒径のものが好適である。特に
、炭酸カルシウム、メルク、マイカを用いると本発明の
効果が大きく発揮されて好ましく、中でも平均粒径が０
．１〜５μの範囲ノ炭ＵｆＪｌカルシウム、タルク、マ
イカは最適である。

上述の如き（ａ）〜（ｄ）成分の配合割合は、（ａ）熱
可塑性樹脂または熱硬化性樹脂８３〜１０重量％、（′
ｂ）カーポンプ２２２２〜５０重量％、（Ｃ）黒鉛５〜
６０重量％および（Φ非導電性フィラー５〜６０重量％
で、かつ（ｂ）および（Ｃ）成分の合計量が１２〜８５
重量％の範囲である。

高度の電磁波シールド性を付与するために好ましい配合
割合は、（ａ）が８０〜１０重量％、（ｂ）が５〜５０
重量％、（Ｃ）が１０〜６０重量％および（ｄ）が５〜
６０重量％で、かつ（ｂ）および（ｃ）成分の合計量が
１５〜８５重世％の範囲である。

熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂の配合量が上記の範囲
未満のものは成形加工性に乏しく、また上記範囲超過の
ものは電磁波シールド性が不足する。

（ｂ）、（ｃ）成分が上記の範囲未満のものは電磁波シ
ールド性の付与効果に乏しく、また上記の範囲超過のも
のは機械的性質が悪化する場合がある。

本発明組成物は、たとえばバンバリーミキサ−、ロール
、プラベンダープラストグラフなどのバッチ式混ｉ職の
ほかに、−軸押出機、二軸押出機などの連続式の押出機
で混練して得ることができる。

また熱硬化性樹脂の原料プレポリマー、硬化剤とカーボ
ンブラック、黒鉛、非導電性フィラーとを混合して通常
の熱硬化性樹脂の成形法に適用して本発明組成物の製品
とすることができる。

実施例１ メルトフローレートが１０ｙ７１０分、密度０、’ＩＯ
９／ｃＡのポリプロピレン粉末７０ｉ量部、比表面積ｔ
、ｏｏｏｍ’／グのカーボンブラック（ケッチェンブラ
ック）１０重量部、平均粒径５μの黒鉛１０重量部、平
均粒径３μのタルク１０重量部の混合物に、これらの合
計量１００重量部に対して帆２重量部の２．６−ジーｔ
−ブチル−４−メチルフェノールを配合してバンバリー
ミキサ−にて混練しベレット化した。このベレットを圧
縮成形して厚さ３咽のシートを得た。このシートの平面
波に対する電磁波シールド性をタケダ理研工業？［スペ
クトラム・アナライザＴＲ４１７２ニテ測定した所、１
，０００　ＭＩ（Ｚの周波数に対して２５ｄＢのシール
ド性を示しだ。

比較のために、上と同じポリプロピレン粉末８０・重量
部、カーボンブラック１０重量部、黒鉛１０重量部、こ
れらの合計量１００重景重景対して０．２重量部の２，
６−ジーも−ブチルー４−メチルフェノールを混合して
、上記と同様の方法で混線、圧縮成形したシートの電磁
波シールド性を測定した所、１．ｏ　ｏ　ｏ　ＭＨｚの
周波数に対して１２ｄＢのシールド効果しか示さなかっ
た。

また、もう一つの比較のために、上と同じポリグロビレ
ン粉末、カーボンブラック、黒鉛をこれら３つに関して
上記実施例と同じ割合である７８重量部対１１重量部対
１１重景部の割合で混合し、これらの合計量１００重量
部に対して０．２重量部ノ２．６−シー　ｔ−７”チル
−４−メチルフェノールを混合して同様の方法で混線、
圧縮成形したシートの電磁波シールド性を測定した所、
１．ＯＯＯＭＨｚの周波数に対して１３　ｄＢのシール
ド効果しか示さなかった。

実施例２ エポキシ樹脂４２重量部、硬化剤としてヘキサメチレン
テトラミン３重量部、比表面積１，１００ｎ？／りのカ
ーボンブラック１５重量部、平均粒径４μの黒鉛粉末２
０重量部、平均粒径２μの炭酸カルシウム２０Ｍｆｆｒ
部とを混合して試験片作成用金型内に注型した後、加熱
してエポキシ樹脂を硬化させ、厚さ３ｒｙｓの試験片を
得た。

この試験片の平面波に対する電磁波シールド性を実施例
１と同じ測定機を用いて測定した所、５００ＭＨ２の周
波数に対して３０ｄ１３のシールド性を示した。

比較のために、同じエポキシ樹脂６２重量部、ヘキサメ
チレンテトラミツ３重量部、カーボンブラック１５重量
部、黒鉛２０重量部とを同様の方法で混合、加熱硬化さ
せて得た試験片の平面波に対する電磁波シールド性を測
定した所、５００ＭＨ，Ｚの周波数に対して１７　ｄ１
３のシールド性であった。

特許出願人　　三菱油化株式会社 代理人　弁理士　古　川　秀　利 代理人　弁理士　長　谷　正　久

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記の（ａ）〜（ｄ）成分からなり、かつ（ｂ）および
   （ｃ）成分の合計量を１２〜８５重量％含有することを
   特徴とする導電性樹脂組成物。 （ａ）　　熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂８３〜１０
   重量％ （ｂ）　　カーボンブラック　　　　２〜５０重Ｎ％（
   ｅ）　　黒鉛　　　　　　　　　　５〜６０重量％（ｄ
   ）　　非導電性フィラー　　　　５〜６０重量％