(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）スチール繊維を含む熱可塑性材料のグラニュール、及び
（ｂ）ガラス繊維を含む熱可塑性材料のグラニュール
を含む混合物であり、
グラニュール（ａ）が該グラニュールの長さと同等である該グラニュール内のスチール繊維の長さで引抜成形法によって製造される、導電性造形品を製造するための混合物。
【請求項２】
２０重量％以下のスチール繊維及び６０重量％以下のガラス繊維を含む、請求項１に記載の混合物。
【請求項３】
２０ｍｍ以下の長さのガラス繊維を含む、請求項１に記載の混合物。
【請求項４】
１５ｍｍ以下の長さのガラス繊維を含む、請求項１に記載の混合物。
【請求項５】
１〜２０ｍｍの長さのスチール繊維を含む、請求項１に記載の混合物。
【請求項６】
ガラス繊維に対するスチール繊維の重量比が２：１〜１：２である、請求項１に記載の混合物。
【請求項７】
相互に混和可能なベースポリマーを、それぞれ、スチール繊維を含む熱可塑性材料及びガラス繊維を含む熱可塑性材料として使用する、請求項１に記載の混合物。
【請求項８】
該熱可塑性材料として使用されるベースポリマーが、ポリカーボネート、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレンコポリマー、ポリプロピレン、ポリアミド６６、ポリブチレンテレフタレートまたはポリフェニレンスルフィドである、請求項１に記載の混合物。
【請求項９】
請求項１に記載の混合物の溶融工程、造形工程及び冷却工程を含む、導電性造形品を製造する方法。
【請求項１０】
溶融工程及び造形工程が、押出による方法、射出成形又は可塑化／延伸／プレスによる方法により行われる、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の混合物を溶融工程、造形工程及び冷却工程によって製造する、導電性造形品。
【請求項１２】
特定の導電性が、ガラス繊維が熱可塑性材料により置き換えられた場合の造形品におけるより少なくとも１０％大きくなるようなガラス繊維の量である、請求項１１に記載の導電性造形品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、熱可塑性材料の導電性造形品およびそれらの使用に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高導電性（場合によってはさらに優れた機械的性質）を有する部材を製造するのに、導電性充填材（特にスチール繊維）を含んだプラスチックが使用されている。
【０００３】
ステンレススチールフィラメントの材料コストが高いことから（ガラス繊維の約２０〜３０倍）、造形品を製造するのにこれら導電性プラスチックは広く使用しにくい状況にある。
【０００４】
より安価なカーボンブラック充填物では、相当程度の電磁遮蔽に対して必要とされる導電性を達成することができない。さらに、カーボンブラック充填物のために、機械的性質が劣化する。したがって、カーボンブラックを３０重量％含有した種々のポリアミドの試験用物品は、充填材を含んでいない出発材料の半分の引張強さを有するにすぎない。
【０００５】
プラスチックに導電性を付与するのに必要なステンレススチールフィラメント／スチールフィラメントの含量は、ある特定の範囲内でのみ変えることができる。その量がもはや導電性ネットワークを発現するに足るものではない場合、導電性は急激に低下する。
【０００６】
米国特許第４，９７３，５１４号によれば、造形品を製造する上で、その導電性を増大させるために、金属繊維または金属被覆ガラス繊維を、好ましくは微細導電性充填材（例えばカーボンブラック）と共にプラスチック中に組み込むことができる。さらに非導電性の繊維を加えると、電磁遮蔽効果が一層高められる。上記のプロセスは、紙の製造プロセスに類似している。大形の造形品を製造するためには、最初に得られた導電性フィルムをチップに切断し、このチップを射出成形によって加工しなければならない。上記のプロセスは熟練を必要とし、コストがかかる。造形品中の繊維の長さが短く、また分布が均一でないと、遮蔽効果が低下する。
【０００７】
１９８９年〜１９９３年において、熱可塑性材料の繊維強化ペレットの混合物（一方は約４〜１０重量％のスチール繊維によって強化したものであり、他方は約２０〜６０重量％のガラス繊維によって強化したものである）がセルストラン（RＣＥＬＳＴＲＡＮ）Ｓの名称で市販された（ポリマー・コンポジット社，米国）。しかしながら、スチール繊維とガラス繊維によって同時に強化されたペレットは市販されていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、スチール繊維を含み、製造が簡単で、そして特に高い導電性（これにより電磁波からの良好な遮蔽効果が得られる）を有する造形品を製造することにある。本発明はこの目的を達成する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
熱可塑性強化材料を含む導電性造形品が見いだされた。本発明の造形品は、ガラス繊維とスチール繊維が隣同士で使用されていて強化作用を果たしている、という特徴を有する。ガラス繊維の量は、該造形品の比導電率（ｓｐｅｃｉｆｉｃｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）が、ガラス繊維が熱可塑性材料で置き換えられた場合の造形品より少なくとも１０％大きくなるような量であるのが好ましい。本明細書で言う“比導電率”とは、表面導電率および／または容積導電率を意味している。
【００１０】
造形品の熱可塑性材料は、２０重量％以下（好ましくは５〜１０重量％）のスチール繊維を含む。熱可塑性材料中のガラス繊維の含量は６０重量％以下である。スチール繊維とガラス繊維との重量比は２：１〜１：２の範囲であるのが好ましい。ガラス繊維の長さは、一般には２０ｍｍ以下（好ましくは１５ｍｍ以下）である。ガラス繊維の直径は、好ましくは１０〜２０μｍである。
【００１１】
使用するスチール繊維は１〜２０ｍｍの長さを有するのが好ましい。スチール繊維の厚さは５〜１５μｍであるのが好ましい。
【００１２】
本発明の造形品はいくつかの方法よって製造することができる。例えば、押出による方法、可塑化／延伸／プレスによる方法、またはこれらに類似の方法などがあるが、好ましいのは射出成形による方法である。これらいずれの方法においても、ガラス繊維／スチール繊維と熱可塑性材料との混合物が溶融され、溶融液が造形され、そして冷却される。
【００１３】
射出成形用組成物を作製するために、すでにスチール繊維を含んでいる熱可塑性グラニュールを、ガラス繊維を含んでいる熱可塑性グラニュールと混合することができる。この２つのグラニュールに対しては、同じベースポリマー（特に混和可能なベースポリマー）を使用するのが好ましい。溶融液の粘度は、同等程度の粘度であるのが好ましい。３０〜７０重量％のスチール繊維を含んだグラニュールを、公知の引抜成形法によって（例えば、米国特許第４，３１２，９１７号または米国特許第４，４３９，３８７号にしたがって）スチール繊維ロービングから製造することができる。ここでは、スチール繊維の長さがグラニュールの長さと同等である。ガラス繊維で強化されたプラスチックのグラニュールは、長いガラス繊維を含んだグラニュールであっても、短いガラス繊維を含んだグラニュールであってもよい。長いガラス繊維を含んだグラニュールは、ガラス繊維の連続ストランドを引抜成形することによって製造することができる。ガラス繊維の長さがグラニュールの長さと同等である。短いガラス繊維を含んだグラニュールの場合は、熱可塑性材料中にカットガラスが配合される。このとき、ガラス繊維の長さは一般には０．５ｍｍ以下（すなわちグラニュールの長さより小さい）である。
【００１４】
熱可塑性材料とスチール繊維を引抜成形によって同時に処理して、繊維強化チップにすることもできる。
【００１５】
熱可塑性材料は、非晶質の熱可塑性プラスチック（例えば、ポリカーボネート、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレンコポリマー、またはＰＣ／ＡＢＳブレンド物）および部分結晶質の熱可塑性プラスチック（例えば、ポリプロピレン、ポリアミド６６、ポリブチレンテレフタレート、またはポリフェニレンスルフィド）からなる群から選ばれるのが好ましい。
【００１６】
驚くべきことに、スチール繊維を充填したプラスチックのグラニュールに非導電性のガラス繊維を加えると、得られた造形品の体積抵抗率が減少する。
【００１７】
本発明による繊維強化造形品は、高い導電性と電磁線に対する優れた遮蔽機能を有する。さらに、ガラス繊維を加えると、部材の機械的強度が増大する。例えば、引張強さと曲げ強さは、含まれているガラス繊維を熱可塑性材料で置き換えたときの造形品より少なくとも１０％大きい。
【００１８】
本発明の造形品は、例えば、マイクロエレクトロニクス、遠隔通信、および自動車工業の分野における電気制御システムや調節システムのためのハウジングに、あるいは電界・磁界または電磁波からの保護のために導電性材料を組み込むような他の用途に使用することができる。本発明の造形品は金属に置き換わって使用することができる。スチール繊維を少なくとも１％含有した造形品は、帯電防止性を示す。こうした造形品は特に、表面電荷の除去が重要であるような場合に使用することができる。
【００１９】
【実施例】
以下に比較例および実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。
【００２０】
比較例１
射出成形用組成物を作製するために、２つの異なったタイプのプラスチックグラニュールをブレンドした。スチール繊維を充填し、ステンレススチールフィラメントを６０重量％含有したポリカーボネートを、市販の非強化ポリカーボネートのグラニュールを使用してスチール繊維の含量が１０重量％となるよう調整した。
【００２１】
米国特許第４，４３９，３８７号に記載の引抜成形法を使用して、スチール繊維を充填したポリカーボネートを作製した。９２００ｔｅｘ、１２，０００個別フィラメント、および約１０μｍの繊維直径を有する繊維ロービングを使用した。グラニュール中の繊維長さは１２．７ｍｍであった。
【００２２】
グラニュールの混合物を、射出成形によってハウジング部材に加工した。ＤＩＮ  ＶＤＥ  ０．０３  にしたがって体積抵抗率を測定した（表１，第１行）。その値は６０Ωｃｍであった。
【００２３】
実施例２
比較例１の場合と同様に試験片を作製した。市販のポリカーボネートグラニュールの代わりに、短いガラス繊維で強化した市販のポリカーボネートグラニュールを使用してブレンドした。本混合物を加工してハウジング部材とし、実施例１に記載のようにその体積抵抗率を測定した。
【００２４】
【表１】
0003673293.tif 000002
実施例３
スチール繊維を充填し、６０重量％のスチール繊維含量を有するポリカーボネートコンセントレートを、
ａ）  市販の非強化ポリカーボネートのグラニュール
ｂ）  短いガラス繊維で強化した市販のポリカーボネートグラニュール
とブレンドすることによって、スチール繊維含量が６０重量％になるよう調整した。
【００２５】
射出成形によってハウジング部材を作製し、ＤＳＭ，オランダからのファラデックスメーター（Ｆａｒａｄｅｘ  ｍｅｔｅｒ）を使用して抵抗を測定した。
【００２６】
【表２】
0003673293.tif 000003