JPS6394502A - 導電性フイラ−及びその製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、導電性フィラーに関し、特に、電子機器の電
磁波シールド材料として用いられる導電性合成樹脂や合
成紙等に好適な導電性フィラー及びその製造方法に関す
る。

（従来の技術） 電子機器を電磁波障害から守るために電子機器のハウジ
ングに用いられる合成樹脂等各種素材に導電性フィラー
が混入される。

この導電性フィラーは合成樹脂等に導電性をもたせるも
ので、金属や炭素等が使用され、繊維状、フレーク状、
粒状、粉状等の形状のものがあり合成樹脂の成形時に配
合される。

これらの中でアルミニウム系、特にアルミニウム繊維系
導電性フィラーは軽量で、しかも、安価であるため有望
視されている。

（発明が解決しようとする問題点） 金属系、特にアルミニウム系の導電性フィラーを合成樹
脂に配合し、所定の形状に加工して電磁波シールドとし
て使用した場合、初期の導電性が使用時間の経過と共に
維持できず、劣化することが判明した。

本発明は、上記問題点を除去し、導電性が向上すると共
に、経時安定性に優れたアルミニウム系導電性フィラー
及びその製造方法を提供することを目的とするものであ
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明者は、上記の目的を達成するため、鋭意研究を重
ねた結果、アルミニウムフィラーをポリマー又はオリゴ
マーで表面処理することにより導電性が向上すると共に
経時安定性に優れた導電性フィラーが得られることを見
い出した。

即ち、本発明はポリマー又はオリゴマーで表面処理され
たアルミニウムフィラーからなる導電性フィラーを提供
するものである。

本発明において用いられるアルミニウムフィラーの形状
は繊維状、フレーク状、粒状、粉状のいずれでもよく、
その原材料としてはびびり振動切削法によるアルミニウ
ム短繊維、溶融法によるアルミニウムフレーク、切削法
によるアルミニウム短繊維及びアルミニウム粉末等が用
いられているが導電性の点から繊維状のものが好ましい
。

アルミニウムフィラーの表面処理に使用されるポリマー
又はオリゴマーの種類は溶液としてアルミニウムフィラ
ーに適用された時、アルミニウムフィラーの表面に薄い
被膜を形成するものであれば特に制限されない。

好ましいポリマーはポリアクリロニトリル、ポリスチレ
ン、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化
ビニル、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、
エチレン酢酸ビニル共重合体、スチレン−ブタジェン共
重合体等である。

また、オリゴマーは上記したポリマーのオリゴマーやナ
イロンオリゴマー等が使用される。

更に、本発明は（ａ）アルミニウムフィラーを用意し、
　（ｂ）工亥アルミニウムフィラーをポリマー又はオリ
ゴマーを含む溶液で表面処理し、　（ｃ）該表面処理さ
れたアルミニウム系・イラーを乾燥することからなる導
電性フィラーの製造方法を提供するものである。

ここで、前記（ｂ）工程のポリマー又はオリゴマーを含
む溶液による表面処理はアルミニウムフィラーを該溶液
中に浸すか又は該溶液をアルミニウムフィラーに噴霧す
ることにより行われるが、溶液中に浸す方法の方がフィ
ラー表面により十分な被膜を形成させることができるの
で好ましい。

ポリマー又はオリゴマーは溶液の形態でアルミニウムフ
ィラーに適用されるがポリマー又はオリゴマーと溶媒の
組み合わせとしてはポリアクリロニトリル／ジメチルホ
ルムアミド；ポリビニルアルコール／水；ポリ酢酸ビニ
ル／アセトン；ポリスチレン／シクロヘキサン；ポリ塩
化ビニル／テトラヒドロフラン；塩素化ポリエチレン〔
例えば、スーパークロン５１０（商標名”）　（ＣＨｄ
ｌ□、Ｃ１，）　、１）／アセトン；塩素化ポリプロピ
レン〔例えば、スーパークロン１０６Ｈ（商標名）（Ｃ
ｔｌｌ＊　ｘＣｌｘ）ｎ　）　／トルエン；ナイロンオ
リゴマー〔例えば、ダイアミドＸ１８７４（商標名）Ｈ
（ＮＨ−（Ｃ１１りｌｌ−Ｃ０）　、　０１１／エタノ
ール等が挙げられる。

溶液のポリマー又はオリゴマー濃度はフィラーの表面に
薄く均質な被膜を形成させる濃度であれば使用でき、通
常は０．００１重量％〜２乃至３重量％程度で、特に０
．１重世％前後が好ましい。

処理温度はθ℃〜溶媒の沸点より低い温度であれば可能
であるが、実施上室温が好ましい。

アルミニウムフィラーに対するポリマー又はオリゴマー
の付着量はアルミニウムフィラー１００容量部に対して
、例えば、約０．０１乃至０．１容量部であり、アルミ
ニウムフィラーに対するポリマー又はオリゴマーの付着
厚さは単分子膜厚から数ミクロンである。

本発明の表面処理された導電性フィラーは、例えば、各
種合成樹脂に配合され、更に、成形されて各種ハウジン
グ等に使用される。

本発明の導電性フィラーが配合される合成樹脂としては
ポリエチレン、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、ポリスチ
レン、ポリアミド、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、変性ポリフェニレンオキシド
、ポリ塩化ビニル、ポリクロロプレン、ポリアセタール
等の熱可塑性樹脂やエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユ
リア樹脂、メラミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、不
飽和ポリエステル樹脂、シリコン樹脂、ポリウレタンポ
リイミド、ポリアミドイミド等の熱硬化性ポリマーが用
いられるが、これらに限定されるものではない。

合成樹脂と本発明のフィラーの組成比は合成樹脂９８〜
７５容量％に対して導電性フィラー２〜２５容量％が好
ましい、フィラーが２容量％未満であると所定の導電性
を得るのが困難であり、一方、２５容量％を超えると導
電性は良好となるが成形部の強度が低下し実用上支障を
きたす。

本発明の導電性フィラーを合成樹脂に配合させる際必要
に応じて適当量の顔料、酸化防止剤等の添加剤が必要に
応じて添加される。

（作用） 上記のようにポリマー又はオリゴマーで表面処理された
アルミニウムフィラーを用いた導電性樹脂組成物は未処
理のアルミニウムフィラーを使用したものに比較して導
電性が向上すると共に経時的劣化が少なく安定性がある
。

これは表面処理されたアルミニウムフィラーは未処理の
ものに比較して合成樹脂中での分１１に性に優れ、また
、表面処理の際形成された薄い被膜がアルミニウムフィ
ラーの酸化による劣化を防止するためと考えられる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

〔１〕試料の調整 （１）本発明の導電性フィラーとそれを配合した試料の
調整 アルミニウム短繊維（ｊ！＝３ｍ−１φ＝６０μｍ）１
０．９ｇを０．１重量％のＰＡＮ　（ポリアクリロニト
リル）　／　ＤＭＡ　（ジメチルホルムアミドに浸し、
室温について攪拌を１０分間行った。

その後、アルミニウム短繊維を取り出し、減圧乾燥を行
って本発明の導電性フィラーを得た。

次に、この導電性フィラー１０．９ｇ　（１５容量％）
とナイロン１２粉末２３．４　ｇ　（８５容盪％）とを
トライブレンドし、空気中において、２００℃の温度下
において、２００　ｋｇ／−の圧力下で圧縮成形した．
続いてこれを冷却し本発明の導電性フィラーを配合した
試料（試料Ａ）を調整した。

同様にして、ポリスチレン／シクロヘキサンで処理して
得た導電性フィラーを配合した試料（試料Ｂ）、ポリビ
ニルアルコール／水で処理して得た導電性フィラーを配
合した試料（試料Ｃ）、ポリ酢酸ビニル／アセトンで処
理して得た導電性フィラーを配合した試料（試料Ｄ）、
ポリ塩化ビニル／テトラヒドロフランで処理して得た導
電性フィラーを配合した試料（試料Ｅ）、塩素化ポリエ
チレン〔スーパークロン１０６Ｈ　（商［１　／　トル
エンで処理して得た導電性フィラーを配合した試料（試
料Ｆ）、塩素化ポリプロピレン（スーパーク０　７　５
１０　（商標名）〕／アセトンで処理して得た導電性フ
ィラーを配合した試料（試料Ｇ）、ナイロンオリゴマー
〔ダイアミトメ−１８７４　（商標名）／エタノールで
処理して得た導電性フィラーを配合した試料（試料Ｈ）
を調整した。

（２）比較のための導電性フィラーとそれを配合した試
料の調整 未処理のアルミニウム短繊維（φ＝６０．ｃ＋ｍ、！＝
３ｍｍ）のｌＯ，９ｇ　（１５容量％）と市販の粉末状
ナイロン１２の２３．４ｇ　（８５容璽％）とをトライ
ブレンドし、空気中２００℃、２００ｋｉｒ／ｃ＋ｊに
て圧縮成形し、厚さ２龍の試料（未処理の試料）を調整
した。

また、２種類のシラン系カップリング剤ｃｒ−アルミノ
プロピルトリエトキシシラン：　ＴＳＬ　８３３１及び
ｒ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン：ＴＳＬ
　８３５０）をイソプロピルアルコールに溶解した１％
溶液で表面処理したアルミニウム短繊維と市販の粉末状
ナイロン１２から同様にして試料を調整した。

〔２〕加熱処理 オーブンにて空気中８０℃で試料を加熱した。

〔３〕測定 ダブルブリッジで比抵抗をシールドボックスでシールド
効果をそれぞれ測定した。

第１図は各試料を８０℃で空気中で加熱処理した際の加
熱時間に対する比抵抗を示したものである。

なお、図示されていないが、加熱時間約１０００時間に
及ぶ試験を行った結果、本発明にかかる各試料とも加熱
時間６００時間における値と略同様の値を得ることがで
きた。

第２図は各試料を８０℃で空気中で加熱処理した際の加
熱時間約６００時間に対する２５０ＭＨｚにおける磁界
波のシールド効果、第３図は同じ条件下で、１２００Ｍ
Ｈｚにおける磁界波のシールド効果をそれぞれ示したも
のである。なお、図示されていないが、加熱時間約１０
００時間に及ぶ試験を行った結果、本発明にかかる各試
料とも加熱時間６００時間における値と略同様の値を得
ることができた。

第４図は前記試料Ａと前記未処理の試料との磁界波のシ
ールド効果を前記第２図及び第３図と同様の条件下で加
熱時間約２５００時間にわたり示した図である。

第５図は各試料を８０℃で空気中で加熱処理した際の加
熱時間約６００時間に対する１２００ＭＩＩｚにおける
電界波のシールド効果を示したものである。なお、図示
されていないが、加熱時間約１０００時間に及ぶ試験を
行った結果、本発明にががる各試料とも加熱時間６００
時間における値と略同様の値を得ることができた。

第６図は前記試料Ａと前記未処理の試料との磁界波のシ
ールド効果を前記第５図と同様の条件下で加熱時間約２
５００時間にわたり示した図である。

〔４〕考察 （１）第１図からポリマー又はオリゴマーで表面処理さ
れたアルミニウム短繊維を配合した試料Ａ〜Ｈの比抵抗
は未処理のアルミニウム短繊維を配合した試料より小さ
く、約６００時間の加熱によってもわずかしか増加しな
いことがわかる。

一方、同じ表面処理でもシランカップリング処理したア
ルミニウム短繊維を配合した試料は両者とも比抵抗は加
熱時間と共に未処理アルミニウム短繊維配合の試料より
も増加している。

（２）第２図乃至第４図からポリマー又はオリゴマーで
表面処理したアルミニウム短繊維を配合した試料の磁界
波シールド効果は長時間の加熱処理によってもほとんど
低下しないことがわかる。

（３）第５図及び第６図からポリマー又はオリゴマーで
表面処理したアルミニウム短繊維を配合した試料の電界
波シールド効果は長時間の加熱処理によってもほとんど
低下しないことがわかる。

（４）以上のことからアルミニウム系フィラーを合成樹
脂等に配合した際の経時によるシールド効果の低下はポ
リアクリロニトリル等のポリマーで表面処理することに
より防止し得ることがわかる。

また、ポリマーによる表面処理により比抵抗が小さくな
る、つまり、導電性が向上するので従来よりも少量のア
ルミニウム系フィラーの添加で導電性と電磁波シールド
効果の大きい合成樹脂等の成型品が得られる。

上記実施例においては、本発明に係るアルミニウム系フ
ィラーは合成樹脂の成形品として用いられるものとして
説明したが、それ以外にも、次のように適用することが
できる。

（ｉ）このアルミニウム系フィラーは紙等の原料を水に
溶かし、簀の上に薄く広げたものに添加することにより
、電磁波シールド紙やこれに類偵する薄状体として物品
化することができる。

（ｉｉ）このアルミニウム系フィラーは塗料として組成
し、電子機器のハウジングに塗布するようにすることが
できる。

（ｉｉｉ　）また、電線の被覆上にこのアルミニウム系
フィラーを添加したものを層状に形成して、電磁波シー
ルド機能を有する電線を提供することができる。

（ｉｖ　）更に、半導体装置の表面のパフシベーシッン
膜上等にこのアルミニウム系フィラーを添加したものを
極薄状層として形成し、電磁波シールド機能を備えた半
導体装置を提供することができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したように、本発明によれば、以下の
ような効果を奏することができる。

（１）導電性及び電磁波シールド機能の経時的低下のな
い安定なシールド用材料を提供することができる。

（２）未処理のアルミニウムフィラーに比較して導電性
が向上するので従来よりも少量のアルミニウムフィラー
の添加で導電性とＴ！ｉ磁波シールド効果の大きいシー
ルド用材料を得ることができる。

（３）本発明の導電性フィラーは製造が容易で、かつ、
安価であって、例えば、プラスチックの成型加工、紙の
製造加工、塗料、電線や半導体装置の製造と相俟って電
磁波シールド機能を有する各種物品を得ることができる
。

このように、その応用分野が非常に広く、本発明によっ
てもたらされる効果は著大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の導電性フィラーを配合した導電性複合
材料の加熱処理時間に対する比抵抗を示す図、第２図乃
至第４図は本発明の導電性フィラーを配合した導電性複
合材料の加熱処理時間に対する磁界波のシールド効果を
示した図、第５図及び第６図は本発明の導電性フィラー
を配合した導電性複合材料の加熱処理時間に対する電界
波のシールド効果を示した図である。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリマー又はオリゴマーで表面処理されたアルミ
   ニウムフィラーからなる導電性フィラー。
2. （２）表面処理に使用されるポリマーがポリアクリロニ
   トリル、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリ酢
   酸ビニル、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリエチレン及び塩
   素化ポリプロピレンからなる群から選択されたものであ
   る特許請求の範囲第１項記載の導電性フィラー。
3. （３）表面処理に使用されるオリゴマーがナイロンオリ
   ゴマーである特許請求の範囲第１項記載の導電性フィラ
   ー。
4. （４）アルミニウムフィラーがアルミニウム短繊維であ
   る特許請求の範囲第１項記載の導電性フィラー。
5. （５）電磁波シールド用樹脂組成物に使用する特許請求
   の範囲第１項記載の導電性フィラー。
6. （６）電磁波シールド紙に使用する特許請求の範囲第１
   項記載の導電性フィラー。
7. （７）電磁波シールド用塗料に使用する特許請求の範囲
   第１項記載の導電性フィラー。
8. （８）電磁波シールド用電線に使用する特許請求の範囲
   第１項記載の導電性フィラー。
9. （９）電磁波シールド用半導体装置に使用する特許請求
   の範囲第１項記載の導電性フィラー。
10. （１０） （ａ）アルミニウムフィラーを用意し、 （ｂ）該アルミニウムフィラーをポリマー又はオリゴマ
    ーを含む溶液で表面処理し、 （ｃ）該表面処理されたアルミニウムフィラーを乾燥す
    ることからなる導電性フィラーの製造方法。
11. （１１）前記（ｂ）工程の表面処理はアルミニウムフィ
    ラーをポリマー又はオリゴマーを含む溶液に浸すか又は
    アルミニウムフィラーにポリマー又はオリゴマーを含む
    溶液を噴霧することにより行う特許請求の範囲第１０項
    記載の導電性フィラーの製造方法。