成形品
【課題】電磁波シールド性と力学特性に優れた成形品を得るための繊維強化熱可塑性樹脂組成物を提供すること。
【解決手段】（Ａ）炭素繊維、（Ｂ）金属繊維および（Ｃ）熱可塑性樹脂を含む成形材料を成形してなる成形品であって、（Ａ）炭素繊維と（Ｂ）金属繊維の重量比が（Ｂ）／（Ａ）＝１／５〜１／２５であり、成形品における（Ａ）炭素繊維の重量平均繊維長が０．３ｍｍを越え、（Ａ）炭素繊維の重量平均繊維長／（Ｂ）金属繊維の重量平均繊維長が１／２〜１／６であることを特徴とする成形品。
【解決手段】（Ａ）炭素繊維、（Ｂ）金属繊維および（Ｃ）熱可塑性樹脂を含む成形材料を成形してなる成形品であって、（Ａ）炭素繊維と（Ｂ）金属繊維の重量比が（Ｂ）／（Ａ）＝１／５〜１／２５であり、成形品における（Ａ）炭素繊維の重量平均繊維長が０．３ｍｍを越え、（Ａ）炭素繊維の重量平均繊維長／（Ｂ）金属繊維の重量平均繊維長が１／２〜１／６であることを特徴とする成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形品に関するものであり、特に導電性や電磁波シールド性、軽量化、力学特性に優れた成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
強化繊維と熱可塑性樹脂からなる組成物は、軽量で優れた力学特性を有するために、スポーツ用品用途、航空宇宙用途および一般産業用途に広く用いられている。これらの繊維強化熱可塑性樹脂組成物に使用される強化繊維は、その使用用途によって様々な形態で成形品を強化している。強化繊維の中で特に比強度、比剛性および軽量性のバランスの観点から炭素繊維が好適であり、その中でもポリアクリロニトリル系炭素繊維が好適に用いられる。
【０００３】
炭素繊維で強化した熱可塑性材料は導電性材料となるが、金属材料と同等の電磁波シールド性と電気導電性を得るためには熱可塑性材料中の炭素繊維の量を増やす必要があり、表面外観とコストの面で優れない。
【０００４】
また、金属繊維で強化した熱可塑性材料は高い導電性材料となるが、比重が重く、繊維と樹脂との接着性が著しく悪いために機械強度も低下する。
【０００５】
炭素繊維と金属繊維で強化した導電性熱可塑性樹脂組成物として特許文献１に炭素繊維、金属繊維および熱可塑性樹脂からなる長繊維強化熱可塑性樹脂組成物が記載されているが、特許文献１に記載された樹脂組成物からなる成形品は金属繊維の配合量が多く、軽量化が不十分である。また、成形体中の炭素繊維と金属繊維の繊維長に関する記載が無く、低比重における電磁波シールド性が不十分である。特許文献２には炭素繊維、金属繊維および熱可塑性樹脂を溶融混練することによって得られる樹脂組成物が記載されているが、溶融混練によって成形品の繊維長が短くなり、電磁波シールド性、電気導電性および力学特性に劣る。
【０００６】
このように、従来技術では熱可塑性樹脂をマトリックスとして成形した際に、軽量で電磁波シールド性、電気導電性および力学特性を両立できておらず、軽量で電磁波シールド性、電気導電性および力学特性に優れた繊維強化の成形品の開発が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平４−２７９６３８号公報
【特許文献２】特開２００６−４５３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、従来技術の背景に鑑み、軽量で電磁波シールド性、電気導電性および力学特性に優れた成形品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、上記課題を達成することができる、次の成形品を見出した。
（１）（Ａ）炭素繊維、（Ｂ）金属繊維および（Ｃ）熱可塑性樹脂を含む成形材料を成形してなる成形品であって、（Ａ）炭素繊維と（Ｂ）金属繊維の重量比が（Ｂ）／（Ａ）＝１／５〜１／２５であり、成形品における（Ａ）炭素繊維の重量平均繊維長が０．３ｍｍを越え、（Ａ）炭素繊維の重量平均繊維長／（Ｂ）金属繊維の重量平均繊維長が１／２〜１／６であることを特徴とする成形品。
（２）前記成形材料が、（Ａ）炭素繊維および（Ｂ）金属繊維を（Ｃ）熱可塑性樹脂で被覆した長繊維ペレットである（１）に記載の成形品。
（３）前記成形材料が、（Ｃ）熱可塑性樹脂１００重量部に対して、（Ａ）、（Ｂ）以外の（Ｄ）導電性フィラーを０．１〜１０重量部配合してなる熱可塑性樹脂組成物で被覆した長繊維ペレットである（２）に記載の成形品。
（４）前記（Ｄ）導電性フィラーが、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、および気相成長炭素繊維から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする（３）に記載の成形品。
（５）前記成形材料が、（Ｃ）熱可塑性樹脂１００重量部に対して（Ｅ）帯電防止剤を１〜２０重量部配合してなる熱可塑性樹脂組成物で被覆した長繊維ペレットである（２）〜（４）のいずれかに記載の成形品。
（６）（Ｅ）帯電防止剤が高分子型帯電防止剤および／またはイオン性液体である（５）記載の成形品。
（７）成形品が電気部品収納容器であることを特徴とする（１）〜（６）のいずれかに記載の成形品。
（８）（Ａ）炭素繊維と（Ｂ）金属繊維の重量比が（Ｂ）／（Ａ）＝１／５〜１／２５の範囲の（Ａ）炭素繊維および（Ｂ）金属繊維を（Ｃ）熱可塑性樹脂で被覆した長繊維ペレット。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の成形品は、軽量で電磁波シールド性、電気導電性、力学特性に優れた成形品である。本発明の成形品は、電気・電子機器、ＯＡ機器、家電機器、筐体または自動車の部品、特には電気自動車の電気部品収納容器に極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例で成形品の体積抵抗値の測定方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に用いられる（Ａ）炭素繊維は、特に限定されないが、高強度、高弾性率炭素繊維が使用でき、これらは１種または２種を併用してもよい。中でも、ＰＡＮ系、ピッチ系、レーヨン系などの炭素繊維が挙げられる。得られる成形品の電気導電性、強度および弾性率とのバランスの観点から、ＰＡＮ系炭素繊維がさらに好ましい。
【００１３】
さらに炭素繊維は、強度、弾性率およびハンドリング性の観点からサイジング処理された炭素繊維が好ましい。
サイジング処理としては一般的に公知の表面処理工程と水洗工程などで水に濡れた水分率２０〜８０重量％程度の水濡れ炭素繊維束を乾燥させた後にサイジング剤を含有する液体（サイジング液）を付着させる処理方法である。
【００１４】
表面処理としては、酸性またはアルカリ性水溶液で電界表面処理を施すことが好ましい。
【００１５】
サイジング剤としては、特に限定されないが、エポキシ基、ウレタン基、アミノ基およびカルボキシル基等の官能基を有する化合物が使用でき、これらは１種または２種以上を併用してもよい。
【００１６】
サイジング剤付着量は、炭素繊維のみの質量に対して、０．０１質量％以上１０質量％以下が好ましく、０．０５質量％以上５質量％以下がより好ましく、０．１質量％以上２質量％以下付与することがさらに好ましい。０．０１質量％以下では接着性向上効果が現れにくい。１０質量％以上では、成形品の物性低下させることがある。
【００１７】
サイジング剤の付与手段としては特に限定されるものではないが、例えばローラを介してサイジング液に浸漬する方法、サイジング液の付着したローラに接する方法、サイジング液を霧状にして吹き付ける方法などがある。また、バッチ式、連続式いずれでもよいが、生産性がよくバラツキが小さくできる連続式が好ましい。この際、炭素繊維に対するサイジング剤有効成分の付着量が適正範囲内で均一に付着するように、サイジング液濃度、温度、糸条張力などをコントロールすることが好ましい。また、サイジング剤付与時に炭素繊維を超音波で加振させることはより好ましい。
【００１８】
乾燥温度と乾燥時間は化合物の付着量によって調整すべきであるが、サイジング剤の付与に用いる溶媒の完全な除去、乾燥に要する時間を短くし、一方、サイジング剤の熱劣化を防止し、炭素繊維束が固くなって束の拡がり性が悪化するのを防止する観点から、乾燥温度は、１５０℃以上３５０℃以下であることがこのましく、１８０℃以上２５０℃以下であることがより好ましい。
【００１９】
サイジング剤に使用する溶媒は、水、メタノール、エタノール、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、アセトン等が挙げられるが、取扱いが容易で防災の観点から水が好ましい。従って、水に不溶、若しくは難溶の化合物をサイジング剤として用いる場合には、乳化剤、界面活性剤を添加し、水分散して用いるのが良い。
【００２０】
また、炭素繊維束とした場合の単糸数には、特に制限はなく、１００〜３５０，０００本の範囲内で使用することができ、とりわけ１，０００〜２５０，０００本の範囲内で使用することが好ましい。また炭素繊維の生産性の観点からは、単糸数が多いものが好ましく、２０，０００〜１００，０００本の範囲内で使用することが好ましい。
【００２１】
炭素繊維の含有量は（Ｃ）熱可塑性樹脂１００重量部に対して５〜６０重量部が好ましく、５重量部未満では電磁波シールド性と力学特性が劣り６０重量部を超えると比重が重くなり、コスト面で優れない。軽量と電磁波シールド性、電気抵抗、力学特性の観点から、好ましくは７〜５０重量部、更に好ましくは１０〜４０重量部であることが好ましい。
【００２２】
（Ｂ）金属繊維は、特に限定されないが、ステンレス繊維、アルミニウム繊維、銅繊維および黄銅繊維から選ばれる少なくとも１種類を使用することができ、特に導電性と強度のバランスからステンレス繊維が好ましい。
【００２３】
さらに金属繊維の繊維径は導電性と力学特性のバランスから、１〜５０μｍが好ましく、さらに好ましくは１〜２０μｍである。
【００２４】
金属繊維の含有量は、（Ａ）炭素繊維と（Ｂ）金属繊維の重量比が（Ｂ）／（Ａ）＝１／５〜１／２５である。好ましくは１／５〜１／１０である。重量比が１／２５未満では電磁波シールド性が劣り、１／５を超えると力学特性と外観が悪化し、比重が重くなるため好ましくない。
【００２５】
（Ｃ）熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、アクリル樹脂、ポリオキシメチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンオキシド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテル・エーテルケトン、ポリフェニレンスルホン、液晶ポリマー、フッ素樹脂などのポリマー類又はこれらのコポリマー類などの公知の熱可塑性樹脂あるいはそれらのポリマーアロイが挙げられ、軽量化の観点から好ましくは、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリオキシメチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキシド、液晶ポリエステル、ポリフェニレンサルファイドを用いるのが良い。
【００２６】
ここで、ポリアミドとは、アミド結合を有する高分子からなる樹脂のことであり、アミノ酸、ラクタムあるいはジアミンとジカルボン酸を主たる原料とするものである。その原料の代表例としては、６−アミノカプロン酸、１１−アミノウンデカン酸、１２−アミノドデカン酸、パラアミノメチル安息香酸などのアミノ酸、ε−カプロラクタム、ω−ラウロラクタムなどのラクタム、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、２−メチルペンタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、２，２，４−／２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジアミン、５−メチルノナメチレンジアミン、メタキシレンジアミン、パラキシリレンジアミン、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、１，４−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、１−アミノ−３−アミノメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキサン、ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン、ビス（３−メチル−４−アミノシクロヘキシル）メタン、２，２−ビス（４−アミノシクロヘキシル）プロパン、ビス（アミノプロピル）ピペラジン、アミノエチルピペラジンなどの脂肪族、脂環族、芳香族のジアミン、およびアジピン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、テレフタル酸、イソフタル酸、２−クロロテレフタル酸、２−メチルテレフタル酸、５−メチルイソフタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸などの脂肪族、脂環族、芳香族のジカルボン酸が挙げられ、本発明においては、これらの原料から誘導されるポリアミドホモポリマーまたはコポリマーを各々単独または混合物の形で用いることができる。
【００２７】
本発明において、特に有用なポリアミドは、１５０℃以上の結晶融解温度を有する耐熱性や強度に優れたポリアミドであり、具体的な例としてはポリカプロアミド（ポリアミド６）、ポリヘキサメチレンアジパミド（ポリアミド６６）、ポリペンタメチレンアジパミド（ポリアミド５６）、ポリテトラメチレンアジパミド（ポリアミド４６）、ポリヘキサメチレンセバカミド（ポリアミド６１０）、ポリペンタメチレンセバカミド（ポリアミド５１０）、ポリテトラメチレンセバカミド（ポリアミド４１０）、ポリヘキサメチレンドデカミド（ポリアミド６１２）、ポリウンデカンアミド（ポリアミド１１）、ポリドデカンアミド（ポリアミド１２）、ポリカプロアミド／ポリヘキサメチレンアジパミドコポリマー（ポリアミド６／６６）、ポリカプロアミド／ポリヘキサメチレンテレフタルアミドコポリマー（ポリアミド６／６Ｔ）、ポリヘキサメチレンアジパミド／ポリヘキサメチレンテレフタルアミドコポリマー（ポリアミド６６／６Ｔ）、ポリヘキサメチレンアジパミド／ポリヘキサメチレンイソフタルアミドコポリマー（ポリアミド６６／６Ｉ）、ポリヘキサメチレンアジパミド／ポリヘキサメチレンイソフタルアミド／ポリカプロアミドコポリマー（ポリアミド６６／６Ｉ／６）、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド／ポリヘキサメチレンイソフタルアミドコポリマー（ポリアミド６Ｔ／６Ｉ）、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド／ポリデカンアミドコポリマー（ポリアミド６Ｔ／１２）、ポリヘキサメチレンアジパミド／ポリヘキサメチレンテレフタルアミド／ポリヘキサメチレンイソフタルアミドコポリマー（ポリアミド６６／６Ｔ／６Ｉ）、ポリキシリレンアジパミド（ポリアミドＸＤ６）、ポリヘキサメチレンテッレフタルアミド／ポリ−２−メチルペンタメチレンテレフタルアミドコポリマー（ポリアミド６Ｔ／Ｍ５Ｔ）、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド／ポリペンタメチレンテレフタルアミドコポリマー（ポリアミド６Ｔ／５Ｔ）、ポリペンタメチレンテレフタルアミド／ポリペンタメチレンアジパミドコポリマー（５Ｔ／５６）、ポリノナメチレンテレフタルアミド（ポリアミド９Ｔ）およびこれらの混合物ないし共重合体などが挙げられる。
【００２８】
とりわけ好ましいものとしては、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド５６、ポリアミド６１０、ポリアミド５１０、ポリアミド４１０、ポリアミド６１２、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド６／６６、ポリアミド６６／６Ｔ、ポリアミド６Ｔ／６Ｉ、ポリアミド６６／６Ｉ／６、ポリアミド６Ｔ／５Ｔなどの例を挙げることができる。更にこれらのポリアミドを成形性、耐熱性、靱性、表面性などの必要特性に応じて混合物として用いることも実用上好適であるが、これらの中でポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド６１０、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド６６／６Ｔが最も好ましい。
【００２９】
これらポリアミドの末端基濃度には特に制限はないが、末端アミノ基濃度が３×１０−５ｍｏｌ／ｇ以上であるものが、反応性官能基を有する樹脂（Ｂ）、もしくは反応性官能基を有する化合物（Ｄ）との反応性の面で好ましい。ここでいう末端アミノ基濃度とは、８５％フェノール−エタノール溶液にサンプルを溶解し、チモールブルーを指示薬として使用し、塩酸水溶液で滴定することで測定できる。
【００３０】
これらポリアミドの重合度には特に制限がなく、サンプル濃度０．０１ｇ／ｍｌの９８％濃硫酸溶液中、２５℃で測定した相対粘度として、１．５〜７．０の範囲が好ましく、特に１．８〜６．０の範囲のポリアミド樹脂が好ましい。相対粘度が１．５よりも小さい場合は本発明の熱可塑性樹脂組成物の特徴である耐衝撃性や衝撃吸収性を発現することが困難となり、７．０よりも大きい場合は熱可塑性樹脂組成物の溶融粘度が著しく増加し、成形体を成形することが困難となるため好ましくない。
【００３１】
また、ポリカーボネートとしては、ビスフェノールＡ、つまり２，２’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、４，４’−ジヒドロキシジフェニルアルカンあるいは４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテルから選ばれた１種以上のジヒドロキシ化合物を主原料とするものが好ましく挙げられる。なかでもビスフェノールＡ、つまり２，２’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンを主原料として製造されたものが好ましい。具体的には、上記ビスフェノールＡなどをジヒドロキシ成分として用い、エステル交換法あるいはホスゲン法により得られたポリカーボネートが好ましい。さらに、上記ビスフェノールＡ等のジヒドロキシ化合物は、これと共重合可能なその他のジヒドロキシ化合物、例えば４，４’−ジヒドロキシジフェニルアルカンあるいは４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテルなどと併用することも可能であり、その他のジヒドロキシ化合物の使用量は、ジヒドロキシ化合物の総量に対し、１０モル％以下であることが好ましい。
【００３２】
またポリカーボネートは、優れた耐衝撃性と成形性の観点から、ポリカーボネート０．７ｇを１００ｍｌの塩化メチレンに溶解し２０℃で測定したときの比粘度が０．１〜２．０、特に０．５〜１．５の範囲にあるものが好適であり、さらには０．８〜１．５の範囲にあるものが最も好ましい。
【００３３】
ポリオレフィンとは、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン、１−テトラデセン、１−ヘキサデセン、１−オクタデセンなどのオレフィン等のオレフィン類を重合または共重合して得られる未変性のオレフィン樹脂と、不飽和カルボン酸またはその酸無水物またはその誘導体から選ばれる化合物で変性した変性ポリオレフィン樹脂が好ましく挙げられる。
【００３４】
具体例としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ１−ブテン樹脂、ポリ１−ペンテン樹脂、ポリ４−メチル−１−ペンテン樹脂などの単独重合体、または、これらに１，４−ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン、２，５−ノルボルナジエン、５−エチリデンノルボルネン、５−エチル−２，５−ノルボルナジエン、５−（１’−プロペニル）−２−ノルボルネンなどの非共役ジエンモノマーを一種以上共重合させた共重合体などが挙げられる。
【００３５】
本発明において、相構造が制御しやすくなり、耐熱性または耐衝撃性が向上するという点で、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ４−メチル−１−ペンテン樹脂が好ましく、耐熱性の点から、ポリプロピレン樹脂がより好ましく、靭性の点から、ポリエチレン樹脂がより好ましい。
【００３６】
変性したポリオレフィン系樹脂を用いる事により、機械特性が向上する組成物を得る事が出来る。変性剤として使用される不飽和カルボン酸、その酸無水物またはその誘導体から選ばれる化合物の例を挙げると、アクリル酸、メタアクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、メチルマレイン酸、メチルフマル酸、メサコン酸、シトラコン酸、グルタコン酸およびこれらカルボン酸の金属塩、マレイン酸水素メチル、イタコン酸水素メチル、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２−エチルヘキシル、アクリル酸ヒドロキシエチル、メタアクリル酸メチル、メタアクリル酸２−エチルヘキシル、メタアクリル酸ヒドロキシエチル、メタアクリル酸アミノエチル、マレイン酸ジメチル、イタコン酸ジメチル、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、エンドビシクロ−（２，２，１）−５−ヘプテン−２，３−ジカルボン酸、エンドビシクロ−（２，２，１）−５−ヘプテン−２，３−ジカルボン酸無水物、マレイミド、Ｎ−エチルマレイミド、Ｎ−ブチルマレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、エタクリル酸グリシジル、イタコン酸グリシジル、シトラコン酸グリシジル、および５−ノルボルネン−２，３−ジカルボン酸などである。これらの中では、不飽和ジカルボン酸およびその酸無水物が好適であり、特にマレイン酸、５−ノルボルネン−２，３−ジカルボン酸またはこれらの酸無水物が好適である。
【００３７】
また、これらの不飽和カルボン酸、その酸無水物またはその誘導体から選ばれる化合物をポリオレフィン系樹脂に導入する方法は特に制限なく、予め主成分であるポリオレフィン系樹脂と不飽和カルボン酸、その酸無水物またはその誘導体から選ばれる化合物を共重合せしめたり、未変性ポリオレフィン系樹脂に不飽和カルボン酸、その酸無水物またはその誘導体から選ばれる化合物とラジカル開始剤を用いてグラフト導入するなどの方法を用いることができる。変性剤成分の導入量は変性ポリオレフィン系樹脂中のオレフィンモノマ全体に対して好ましくは０．００１〜４０モル％、より好ましくは０．０１〜３５モル％の範囲内であることが適当である。
【００３８】
また、本発明では、後で述べるように、（Ａ）炭素繊維、（Ｂ）金属繊維を（Ｃ）熱可塑性樹脂から構成される長繊維ペレットとし、長繊維ペレットを成形材料として成形して成形品を得ることが好ましい、このとき、（Ｃ）熱可塑性樹脂には、本発明の目的を損なわない範囲で、他のエラストマーや充填材、添加剤を含有しても良い。
【００３９】
他のエラストマーとしては、未変性のオレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、エステル系エラストマー、アミド系エラストマー等が挙げられ、オレフィン系エラストマーとして具体的には、エチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−プロピレン−エチリデンノルボルネン共重合体、エチレン−プロピレン−ヘキサジエン共重合体などのエチレン−プロピレン非共役ジエン３元共重合体等が挙げられる。また、スチレン系エラストマーとして具体的には、スチレン−ブタジエン、スチレン−イソプレン−スチレン、スチレン−ブタジエン−スチレン、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンのランダム共重合体、およびブロック共重合体、該ブロック共重合体の水素添加物、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体等が挙げられる。
【００４０】
充填剤と添加剤としては、分散剤、難燃剤、結晶核剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、制振剤、抗菌剤、防虫剤、防臭剤、着色防止剤、熱安定剤、離型剤、可塑剤、滑剤、着色剤、顔料、染料、発泡剤、制泡剤、あるいは、カップリング剤が挙げられる。これらのエラストマーや充填材、添加剤は１種または２種以上を選択し用いることができる。
【００４１】
本発明では、さらに（Ｃ）熱可塑性樹脂中に（Ａ）、（Ｂ）以外の（Ｄ）導電性フィラーを配合してもよい。（Ｄ）導電性フィラーとしては、例えばカーボンブラック、気相成長炭素繊維およびカーボンナノチューブなどが例として挙げられる。
【００４２】
カーボンブラックとしては、例えばファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラック等が挙げられる。
【００４３】
気相成長炭素繊維とは、炭化水素、例えばベンゼン、トルエンなどを気相化して高温の炉内で結晶を成長させる製造方法により得られる平均繊維直径１０〜２００ｎｍの微細炭素繊維であり、気相成長炭素繊維としては、例えば昭和電工社のＶＧＣＦが挙げられる。
【００４４】
カーボンナノチューブとしては、例えば、たとえば気相成長法、アーク放電法、レーザー蒸発法などにより得られる平均直径０．４〜５０ｎｍの単層ナノチューブや多層ナノチューブが挙げられ、これらは、針状、コイル状、チューブ状の形態など任意の形態をとることができる。
【００４５】
これら（Ｄ）導電性フィラーを配合する場合、配合量は、（Ｃ）熱可塑性樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部の範囲内が好ましい。０．１重量部未満であると十分な導電性を得ることができず、１０重量部を超えると樹脂組成物の増粘により、成形性が低下する可能性がある。
【００４６】
本発明では、さらに（Ｃ）熱可塑性樹脂中に（Ｅ）帯電防止剤を配合してもよい。（Ｅ）帯電防止剤としては、例えば高分子型帯電防止剤、イオン性液体などが例として挙げられる。高分子型帯電防止剤としては、ポリエーテル、４級アンモニウム塩、スルホン酸塩等の導電性ユニットをブロックあるいはランダムに組み込んだ高分子、あるいは高分子電荷移動型結合体などを用いることが出来る。
【００４７】
これらの中でも、ポリエーテル系帯電防止剤がマトリックス樹脂との分散性の点で好ましく、具体的には、ポリエチレンオキシド、ポリエーテルエステルアミド、ポリエーテルアミドイミド、エチレンオキシド―エピハロヒドリン共重合体、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート共重合体、特開２００１−２７８９８５に記載のポリオレフィンのブロックと親水性ポリマーのブロックとの共重合体などが挙げられるが、ポリオレフィン樹脂との分散性の点からポリオレフィン系ブロックと親水性ポリマーのブロック共重合体がより好ましい。
【００４８】
本発明で用いる高分子型帯電防止剤の数平均分子量は樹脂物性および帯電防止性の観点から２，０００〜１，０００，０００であることが好ましい。
【００４９】
ここで、数平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により求められた値である。
【００５０】
本発明の高分子型帯電防止剤は市販品をそのまま用いることも可能であり、例えばペレスタット３００（高分子帯電防止剤：三洋化成社製）、ペレスタット２３０（高分子帯電防止剤：三洋化成社製）などが挙げられる。
【００５１】
イオン性液体としては、常温で液体のイミダゾリウム塩、ピリジニウム塩、アンモニウム塩およびホスホニウム塩等の有機化合物塩などであって、常温で液体のものが好ましく用いられる。
【００５２】
イミダゾリウム塩であるイオン性液体としては、例えば、１，３−ジメチルイミダゾリウム・メチルスルファート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・ビス（ペンタフルオロエチルスルホニル）イミド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・ビス（トリフルオロエチルスルホニル）イミド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・ブロミド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムクロライド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムナイトレイト、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロフォスフェイト、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・クロリド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・ニトラート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・ヘキサフルオロホスファート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・テトラフルオロボラート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・トシラート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・トリフルオロメタンスルホナート、１−ｎ−ブチル−３−メチルイミダゾリウム・トリフルオロメタンスルホナート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム・ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム・ブロミド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム・クロリド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム・ヘキサフルオロホスファート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム・２−（２−メトキシエトキシ）エチルスルファート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム・メチルスルファート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム・テトラフルオロボラート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム・クロリド、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム・ヘキサフルオロホスファート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム・テトラフルオロボラート、１−メチル−３−オクチルイミダゾリウム・クロリド、１−メチル−３−オクチルイミダゾリウム・テトラフルオロボラート、１，２−ジメチル−３−プロピルオクチルイミダゾリウム・トリス（トリフルオロメチルスルフォニル）メチド、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・クロリド、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・ヘキサフルオロホスファート、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・テトラフルオロボラート、１−メチル−３−（３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−トリデカフルオロオクチル）イミダゾリウム・ヘキサフルオロホスファート、および１−ブチル−３−（３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−トリデカフルオロオクチル）イミダゾリウム・ヘキサフルオロホスファート等が挙げられる。
【００５３】
ピリジニウム塩であるイオン性液体としては、例えば、３−メチル−１−プロピルピリジニウム・ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、１−ブチル−３−メチルピリジニウム・ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、１−プロピル−３−メチルピリジニウム・トリフルオロメタンスルホナート、１−ブチル−３−メチルピリジニウム・トリフルオロメタンスルホナート、１−ブチル−４−メチルピリジニウム・ブロミド、１−ブチル−４−メチルピリジニウム・クロリド、１−ブチル−４−メチルピリジニウム・ヘキサフルオロホスファートおよび１−ブチル−４−メチルピリジニウム・テトラフルオロボラート等が挙げられる。
【００５４】
アンモニウム塩であるイオン性液体としては、例えば、テトラブチルアンモニウム・ヘプタデカフルオロオクタンスルホナート、テトラブチルアンモニウム・ノナフルオロブタンスルホナート、テトラペンチルアンモニウム・メタンスルホナート、テトラペンチルアンモニウム・チオシアナート、およびメチル−トリ−ｎ−ブチルアンモニウム・メチルスルファート等が挙げられる。
【００５５】
ホスホニウム塩であるイオン性液体としては、例えば、テトラブチルホスホニウム・メタンスルホナート、テトラブチルホスホニウムニウム・ｐ−トルエンスルホナート、トリヘキシルテトラデシルホスホニウム・ビス（トリフルオロエチルスルホニル）イミド、トリヘキシルテトラデシルホスホニウム・ビス（２，４，４−トリメチルペンチル）ホスフィナート、トリヘキシルテトラデシルホスホニウム・ブロミド、トリヘキシルテトラデシルホスホニウム・クロリド、トリヘキシルテトラデシルホスホニウム・デカノアート、トリヘキシルテトラデシルホスホニウム・ヘキサフルオロホスフィナート、トリエチルテトラデシルホスホニウム・テトラフルオロボラートおよびトリブチルメチルホスホニウム・トシラート等が挙げられる。
【００５６】
本発明のイオン性液体は市販品をそのまま用いることも可能であり、例えばＣＩＬ−３１３（１−ブチル−３−メチルピリジン−１−イウムトリフルオロメタンスルホナート：日本カーリット社製）、ＣＩＬ−３１２（Ｎ−ブチル−３−メチルピリジニウム・ビストリフルオロメタンスルホニルイミド：日本カーリット社製）などが挙げられる。
【００５７】
これら帯電防止剤の配合量は、（Ｃ）熱可塑性樹脂１００重量部に対して０．１〜２０重量部の範囲内が好ましく、高分子型帯電防止剤の場合は５〜２０重量部、イオン性液体の場合は０．１〜５重量部の範囲内であることがより好ましい。０．１重量部未満であると十分な導電性を得ることができず、２０重量部を超えると成形体の機械特性や耐熱性の低下を引き起こす可能性がある。
【００５８】
本発明では、成形品中の炭素繊維の重量平均繊維長が０．３ｍｍを超え、（Ａ）炭素繊維の重量平均繊維長／（Ｂ）金属繊維の重量平均繊維長が１／２〜１／６であることが重要であり、このような成形品を得るためには、次の様な成形材料を用いることが好ましい。たとえば、（Ａ）炭素繊維のロービングを（Ｃ）熱可塑性樹脂を溶融混錬した樹脂組成物で満たした含浸ダイに導き、炭素繊維のフィラメント間に該樹脂組成物を均一に含浸させた後ノズルを通して引き抜き、冷却固化後所定の長さにペレタイズして炭素繊維含有の長繊維ペレットと（Ｂ）金属繊維のロービングを（Ｃ）熱可塑性樹脂を溶融混錬した樹脂組成物で満たした含浸ダイに導き、金属繊維のフィラメント間に該樹脂組成物を均一に含浸させた後ノズルを通して引き抜き、冷却固化後所定の長さにペレタイズして金属繊維含有の長繊維ペレットをドライブレンドして（Ａ）と（Ｂ）の比率が範囲内になるように得る方法である。ここで、長繊維ペレットとは、特公昭６３−３７６９４号公報に示されるような、導電性繊維束がペレットの長手方向にほぼ平行に配列し、ペレット中の導電性繊維束の長さがペレット長さと実質的に同じであるものを指す。
【００５９】
また、（Ａ）炭素繊維と（Ｂ）金属繊維からなるロービングを（Ｃ）熱可塑性樹脂を溶融混錬した樹脂組成物で満たした含浸ダイに導き、炭素繊維のフィラメント間に該樹脂組成物を均一に含浸させた後ノズルを通して引き抜き、冷却固化後所定の長さにペレタイズして炭素繊維と金属繊維を両方含む長繊維ペレットを用いてもよい。
【００６０】
より好ましくは、クロスヘッドダイを用いて（Ａ）炭素繊維のロービングに（Ｃ）熱可塑性樹脂を溶融混錬した樹脂組成物を含浸被覆した後、冷却固化して所定の長さにペレタイズした樹脂組成物と（Ｂ）金属繊維のロービングに（Ｃ）熱可塑性樹脂を溶融混錬した樹脂組成物を含浸被覆した後、冷却固化して所定の長さにペレタイズした長繊維ペレットをドライブレンドして得る方法である。
【００６１】
また、（Ａ）炭素繊維からなるロービングと（Ｂ）金属繊維からなるロービングは、成形時に繊維分散性を良くするために（Ｃ）熱可塑性樹脂によって含浸被覆する前に分散助剤が予め繊維中に含浸していてもよい。
【００６２】
長繊維ペレットの長さは特に制限はないが、通常３〜１５ｍｍの範囲である。ペレット長が短すぎると、繊維が短くなり電磁波シールド性、電気導電性、強度、衝撃、電磁波シールド性が低下する恐れがあり、ペレット長が長すぎると成形機での噛み込み不良を生じる場合がある。ペレット長は３〜１２ｍｍが好ましく、５〜１０ｍｍが更に好ましい。
【００６３】
本発明の成形品は、このような長繊維ペレットをインラインスクリュー型やプリプランジャー式など通常既知の射出成形機を用いて得ることができる。特に、予め金型を所定量開けておき、樹脂を金型内に充填後に型締めを完了するインジェクションプレス成形が、充填圧力の低減、繊維の破断防止、そりの低減の観点から好ましい。該インジェクションプレス成形においては樹脂の充填開始とともに型締めを開始しても良いし、樹脂の充填途中から型締めを開始しても良い。
【００６４】
成形品中の炭素繊維と金属繊維の重量平均繊維長は、成形品を５００℃で２時間灰化処理して、サンプル中の炭素繊維と金属繊維を取り出し、取り出した炭素繊維と金属繊維を３リッターの水とともにビーカーに入れ、超音波洗浄機を用い炭素繊維と金属繊維を水に均一分散させ、先端の直径が８ｍｍのスポイトで炭素繊維と金属繊維が均一分散した水溶液を１ｃｃ吸い取り、１０×１０ｍｍの窪みを持つシャーレにサンプリンリングした後乾燥させ、シャーレ中の炭素繊維と金属繊維の写真を撮り、約１０００本の長さを計測し、下式により求めた値である。
重量平均繊維長＝Σ（Ｍｉ２×Ｎｉ）／Σ（Ｍｉ×Ｎｉ）
Ｍｉ：繊維長（ｍｍ）
Ｎｉ：個数。
【００６５】
本発明では、成形品中の（Ａ）炭素繊維の重量平均繊維長が０．３ｍｍを超え、（Ａ）炭素繊維の重量平均繊維長／（Ｂ）金属繊維の重量平均繊維長が１／２〜１／６であることが重要であり、この範囲とすることで、電磁波シールド性と力学特性のよい成形品を得ることができる。成形品中の（Ａ）炭素繊維の重量平均繊維長は、０．３〜５ｍｍが好ましく、より好ましくは０．３〜３ｍｍであり、さらに好ましくは０．３〜２ｍｍである。
【００６６】
金属繊維の重量平均繊維長は０．６〜３０ｍｍが好ましく、より好ましくは０．６〜１８ｍｍであり、さらに好ましくは、０．６〜１２ｍｍである。
【００６７】
成形品としては、インストルメントパネル、ドアビーム、アンダーカバー、ランプハウジング、ペダルハウジング、ラジエータサポート、スペアタイヤカバー、フロントエンドなどの各種モジュール等の自動車部品に好適である。さらに電話、ファクシミリ、ＶＴＲ、コピー機、テレビ、電子レンジ、音響機器、トイレタリー用品、レーザーディスク、冷蔵庫、エアコンなどの家庭・事務電気製品部品も挙げられる。またパーソナルコンピューター、携帯電話などに使用されるような筐体や、パーソナルコンピューターの内部でキーボードを支持する部材であるキーボード支持体に代表されるような電気・電子機器用部材なども挙げられる。本発明の成形品は、軽量性と機械強度特性、電気導電性、電磁波シールド性がバランスして優れることから、携帯用電気・電子機器部品や電気自動車の電気部品収納容器、例えばバッテリーケース、インバーターケース、ＥＣＵケースとしての使用に特に適している。
【実施例】
【００６８】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。実施例・比較例における成形品の評価方法は以下のとおりである。
【００６９】
［曲げ弾性率、曲げ強度］
ＩＳＯ型試験片の平行部を切り出し、インストロン社製５５６６型試験にてＩＳＯ１７８に準拠して曲げ試験を実施し、曲げ弾性率（ＧＰａ）および曲げ強度（ＭＰａ）を求めた。
【００７０】
［シャルピー衝撃試験］
ＩＳＯ型試験片の平行部を切り出し、東京試験機社製Ｃ１−４−０１型試験機を用い、ＩＳＯ１７９に準拠してＶノッチなしシャルピー衝撃試験を実施し衝撃値（ｋＪ／ｍ２）を算出した。
【００７１】
［体積抵抗率］
ＩＳＯ型引張試験片を帯ノコで８０×１０ｍｍ（４ｍｍｔ）の寸法に切断し、切断面を荒さ４００番のサンドペーパーで平滑化し、体積抵抗率測定用試験片を得た。JIS Ｋ ６２７１に準拠し、抵抗計ＨＩＯＫＩ３５４１を用いて、図１に示す四端子法にて体積低効率（Ω・ｃｍ）を測定した。
【００７２】
［電磁波シールド性］
マイクロウェーブ・ファクトリー社製の評価装置を用いて、ＫＥＣ法に準拠し、近傍電界１０（ＭＨｚ）〜１（ＧＨｚ）の領域において平均シールド効果（ｄＢ）を測定した。なお、シールド効果は次式（１）により算出した。試験片は１５０×１５０ｍｍ（３ｍｍｔ）の角板を用いた。
ＳＥ＝２０×ｌｏｇ１０Ｅ０／ＥＸ （１）
ＳＥ：シールド効果（ｄＢ）
Ｅ０：シールド材が無い場合の空間電界強度
ＥＸ：シールド材が有る場合の空間電界強度。
【００７３】
［外観］
前記電磁波シールド性用に成形した１５０×１５０ｍｍ（３ｍｍｔ）の角板を用いて、目視にて成形品を１０個観察し、以下の基準で判定を行い、◎、○を合格とした。
◎：表面光沢があり、成形品のそりもない
○：表面光沢が少ないが、成形品のそりは無い
×：表面に凹凸が見られるが、成形品のそりは無い
××：成形品にそりが生じている。
【００７４】
［重量平均繊維長］
ＩＳＯ型引張ダンベル試験片（４ｍｍｔ）の中央部を２０×１０ｍｍ（４ｍｍｔ）に切断し、５００℃で２時間灰化処理して、サンプル中の炭素繊維と金属繊維を取り出した。取り出した炭素繊維と金属繊維を３リッターの水とともにビーカーに入れ、超音波洗浄機を用い炭素繊維と金属繊維を水に均一分散させた。先端の直径が８ｍｍのスポイトで炭素繊維と金属繊維が均一分散した水溶液を１ｃｃ吸い取り、１０×１０ｍｍの窪みを持つシャーレにサンプリンリングした後乾燥させた。シャーレ中の炭素繊維と金属繊維の写真を撮り、約１０００本の長さを計測して平均繊維長を算出した。計算式は下記の通り。
重量平均繊維長＝Σ（Ｍｉ２×Ｎｉ）／Σ（Ｍｉ×Ｎｉ）
Ｍｉ：繊維長（ｍｍ）
Ｎｉ：個数。
【００７５】
［実施例１］
まず構成要素（Ａ）である炭素繊維束を２００℃に過熱しながら開繊させ、溶融させた分散剤（テルペン系樹脂）を炭素繊維束１００重量部に対して、５重量部付着するようギアポンプにて計量し、カーテンコーターにて塗布した。次いで、テルペン系樹脂の溶融温度より５０℃高い温度に加熱した雰囲気中の複数のスクイーズバーを通過させることによりテルペン系樹脂を炭素繊維束中に十分含浸させ、連続した炭素繊維束とテルペン系樹脂との複合体を得た（含浸工程）
次に構成要素（Ｃ）を押出機のホッパーに投入し、溶融混錬した状態で被覆ダイに押出すと同時に、前記の被覆した複合体を前記被覆ダイ中に連続して供給することにより、前記の複合体に被覆し、押出機の吐出量と複合体の供給量を調整しＣＦ含有量が４０ｗｔ％の連続炭素繊維強化樹脂ストランドを得た（コーティング工程）。
【００７６】
その後、前記連続炭素繊維強化樹脂組ストランドを１００℃以下まで冷却・固化させ、カッターを用いて６．０ｍｍ長に切断して芯鞘型の炭素繊維からなる長繊維ペレットを得た。
【００７７】
次に構成要素（Ｂ）である金属繊維束を２００℃に過熱しながら開繊させ、溶融させた分散剤（テルペン系樹脂）を金属繊維束１００重量部に対して、５重量部付着するようギアポンプにて計量し、カーテンコーターにて塗布した。次いで、テルペン系樹脂の溶融温度より５０℃高い温度に加熱した雰囲気中の複数のスクイーズバーを通過させることによりテルペン系樹脂を金属繊維束中に十分含浸させ、連続した金属繊維束とテルペン系樹脂との複合体を得た（含浸工程）。
【００７８】
次に構成要素（Ｃ）を押出機のホッパーに投入し、溶融混錬した状態で被覆ダイに押出すと同時に、前記の被覆した複合体を前記被覆ダイ中に連続して供給することにより、前記の複合体に被覆し、押出機の吐出量と複合体の供給量を調整し金属繊維含有量が２０ｗｔ％の連続金属繊維強化樹脂ストランドを得た（コーティング工程）。
【００７９】
その後、前記連続金属繊維強化樹脂組ストランドを１００℃以下まで冷却・固化させ、カッターを用いて６．０ｍｍ長に切断して芯鞘型の金属繊維からなる長繊維ペレットを得た。
【００８０】
次に得られた炭素繊維からなる長繊維ペレット、金属繊維からなる長繊維ペレットおよび（Ｃ）を、表１に示す比率になるようにドライブレンドした後に射出成形機（日本製鋼所社製Ｊ１１０ＡＤ）を用いて、シリンダー温度：２２０℃、金型温度：６０℃で特性評価用試験片（成形品）を成形した。得られた試験片は、温度２３℃、５０％ＲＨに調整された恒温恒湿室に２４時間放置後に特性評価試験に供した。次に、得られた成形品を前記の評価方法に従い評価した。評価結果を、まとめて表１に示した。
【００８１】
本成形品の評価結果は表１に示す通り、電磁波シールド性、電気導電性、力学特性に優れるものであった。
【００８２】
［実施例２〜５］
得られた炭素繊維からなる長繊維ペレット、金属繊維からなる長繊維ペレットおよび（Ｃ）を、表１に示す比率になるようにドライブレンドした以外は実施例１と同様に成形し、評価を行った。本成形品の評価結果を表１に示す。
【００８３】
［実施例６］
押出機のホッパーに投入する構成要素（Ｃ）を（Ｃ−２）とし、得られた炭素繊維からなる長繊維ペレット、金属繊維からなる長繊維ペレットおよび（Ｃ−２）を、表１に示す比率になるようにドライブレンドした後に前記射出成形機を用いて、シリンダー温度：２６０℃、金型温度：８０℃で特性評価用試験片（成形品）を成形した。得られた試験片は、温度８０℃、真空度１０１３ｈＰａの真空乾燥機にて８時間乾燥を行った後に特性評価試験に供した。次に、得られた成形品を前記の評価方法に従い評価した。
【００８４】
［実施例７］
押出機のホッパーに投入する構成要素（Ｃ）を（Ｃ−３）とし、得られた炭素繊維からなる長繊維ペレット、金属繊維からなる長繊維ペレットおよび（Ｃ−３）を、表１に示す比率になるようにドライブレンドした後に前記射出成形機を用いて、シリンダー温度：３００℃、金型温度：１００℃で特性評価用試験片（成形品）を成形した。得られた試験片は、温度２３℃、５０％ＲＨに調整された恒温恒湿室に２４時間放置後に特性評価試験に供した。次に、得られた成形品を前記の評価方法に従い評価した。
【００８５】
［実施例８、９］
構成要素（Ｃ）を押出機のメインホッパーから供給し、次いで、その下流のサイドホッパーから（Ｄ−１）を供給し、バレル温度２２０℃で十分混練し、さらに下流の真空ベントより脱気を行い、（Ｃ−１）と（Ｄ−１）の混合物で被覆した炭素繊維からなる長繊維ペレットと（Ｃ−１）と（Ｄ−１）の混合物で被覆した金属繊維からなる長繊維ペレットを得た。
【００８６】
次に得られた炭素繊維からなる長繊維ペレット、金属繊維からなる長繊維ペレットおよび（Ｃ−１）と（Ｄ−１）の混合物を表１に示す比率になるようにドライブレンドした以外は実施例１と同様に成形し、評価を行った。
【００８７】
［実施例１０］
構成要素（Ｃ）を（Ｃ−１）と（Ｅ−１）の混合物とし、表１に示す比率とした以外は実施例１と同様に長繊維ペレットを得て、成形し、評価を行った。
【００８８】
［実施例１１］
構成要素（Ｃ）を（Ｃ−１）と（Ｅ−２）の混合物とし、表１に示す比率とした以外は実施例１と同様に長繊維ペレットを得て、成形し、評価を行った。
【００８９】
［実施例１２］
構成要素（Ｃ−１）と（Ｅ−２）の混合物を押出機のメインホッパーから供給し、次いで、その下流のサイドホッパーから（Ｄ−１）を供給し、バレル温度２２０℃で十分混練し、さらに下流の真空ベントより脱気を行い、（Ｃ−１）、（Ｄ−１）および（Ｅ−２）の混合物で被覆した炭素繊維からなる長繊維ペレットと（Ｃ−１）、（Ｄ−１）および（Ｅ−２）の混合物で被覆した金属繊維からなる長繊維ペレットを得た。
【００９０】
次に得られた炭素繊維からなる長繊維ペレット、金属繊維からなる長繊維ペレットおよび（Ｃ−１）、（Ｄ−１）および（Ｅ−２）の混合物を表１に示す比率になるようにドライブレンドした以外は実施例１と同様に成形し、評価を行った。
【００９１】
［実施例１３］
構成要素（Ａ）炭素繊維束と（Ｂ）金属繊維束を表１に示す比率になるように複合繊維束とし、を２００℃に過熱しながら開繊させ、溶融させた分散剤（テルペン系樹脂）を複合繊維束１００重量部に対して、５重量部付着するようギアポンプにて計量し、カーテンコーターにて塗布した。次いで、テルペン系樹脂の溶融温度より５０℃高い温度に加熱した雰囲気中の複数のスクイーズバーを通過させることによりテルペン系樹脂を複合繊維束中に十分含浸させ、連続した複合繊維束とテルペン系樹脂との複合体を得た。
【００９２】
次に構成要素（Ｃ）を押出機のホッパーに投入し、溶融混錬した状態で被覆ダイに押出すと同時に、前記の被覆した複合体を前記被覆ダイ中に連続して供給することにより、前記の複合体に被覆し、押出機の吐出量と複合体の供給量を調整し表１に示す比率になるように連続複合繊維強化樹脂ストランドを得た。
【００９３】
その後、前記連続複合繊維強化樹脂ストランドを１００℃以下まで冷却・固化させ、カッターを用いて６．０ｍｍ長に切断して芯鞘型の炭素繊維と金属繊維からなる長繊維ペレットを得た。
【００９４】
次に得られた炭素繊維と金属繊維からなる長繊維ペレットを前記記載の射出成形機を用いて、実施例１と同様に成形し、評価を行った。
【００９５】
［比較例１〜３］
得られた炭素繊維からなる長繊維ペレット、金属繊維からなる長繊維ペレットおよび（Ｃ−１）を、表２に示す比率になるようにドライブレンドした以外は実施例１と同様に成形し、評価を行った。本成形品の評価結果を表２に示す。比較例１は電磁波シールド性と電気導電性に劣り、また比較例２および３は力学特性に劣り、目視にて表面凹凸が観察され、外観も劣るものであった。
【００９６】
［比較例４］
構成要素（Ａ）および（Ｂ）をカートリッジカッターにて１／４インチにカットした。次に日本製鋼所（株）ＴＥＸ−３０α型２軸押出機（スクリュー直径３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３２）を使用し、構成要素（Ｃ−１）をメインホッパーから供給し、次いで、その下流のサイドホッパーから上記でカットした（Ａ）と（Ｂ）を供給し、バレル温度２２０℃、回転数１５０ｒｐｍで十分混練し、さらに下流の真空ベントより脱気を行った。供給は、重量フィーダーにより表２に示す比率になるように調整した。溶融樹脂をダイス口（直径５ｍｍ）から吐出し、得られたストランドを冷却後、カッターで切断して短繊維ペレットを得た。
【００９７】
次に得られた短繊維ペレットを、実施例１と同様に成形し、評価を行った。本成形品の評価結果を表２に示す。
【００９８】
比較例は電磁波シールド性、電気導電性、力学特性に劣り、また成形品にそりが生じ、外観も劣るものであった。
【００９９】
［比較例５］
構成要素（Ｃ−２）をメインホッパーから供給し、バレル温度を２６０℃にした以外は比較例４と同様に成形し、評価を行った。比較例は電磁波シールド性、電気導電性、力学特性に劣り、また成形品にそりが生じ、外観も劣るものであった。
【０１００】
本実施例は比較例１〜５に比べ電磁波シールド性、電気導電性、力学特性に優れるものであった。
【０１０１】
本実施例および比較例に用いた（Ａ）炭素繊維は以下の通りである。
（Ａ）：直径７μ、炭素繊維（東レ社製“トレカ”Ｔ７００ＳＣ）
同様に、（Ｂ）金属繊維は以下の通りである。
（Ｂ）：直径１２μ、金属繊維（日本精線株式会社製“ＮＡＳＬＯＮ ＦＩＬＡＭＥＮＴ ＹＡＲＮ”）
同様に、（Ｃ）熱可塑性樹脂は以下の通りである。
（Ｃ−１）：ポリプロピレン（プライムポリマー社製“プライムポリプロ”Ｊ１３７）
（Ｃ−２）：ポリアミド（東レ社製“アミラン”ＣＭ３００１ 融点２６５℃）
（Ｃ−３）：ポリカーボネート（出光興産社製“タフロン”Ａ２２００）
同様に、（Ｄ）導電性フィラーは以下の通りである。
（Ｄ−１）：ファーネスブッラク（三菱化学社製“三菱カーボンブッラク”ＭＡ１００）
同様に、（Ｅ）帯電防止剤は以下の通りである。
（Ｅ−１）：高分子型帯電防止剤（三洋化成社製 ペレスタット３００）
（Ｅ−１）：イオン性液体（日本カーリット社製 ＣＩＬ−３１３）
同様に、分散剤は以下の通りである。
軟化点１５０℃のテルペン系樹脂（ヤスハラケミカル社製“マイティエースＧ”１５０）。
【０１０２】
【表１】
【０１０３】
【表２】
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明の成形品は、電磁波シールド性と力学特性に優れた成形品を製造できる成形品であり、電気・電子機器、ＯＡ機器、家電機器または自動車の部品、内部部材および筐体などに好適に用いられる。
【符号の説明】
【０１０５】
１．試験片
２．電極
３．電流計
４．電圧計
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形品に関するものであり、特に導電性や電磁波シールド性、軽量化、力学特性に優れた成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
強化繊維と熱可塑性樹脂からなる組成物は、軽量で優れた力学特性を有するために、スポーツ用品用途、航空宇宙用途および一般産業用途に広く用いられている。これらの繊維強化熱可塑性樹脂組成物に使用される強化繊維は、その使用用途によって様々な形態で成形品を強化している。強化繊維の中で特に比強度、比剛性および軽量性のバランスの観点から炭素繊維が好適であり、その中でもポリアクリロニトリル系炭素繊維が好適に用いられる。
【０００３】
炭素繊維で強化した熱可塑性材料は導電性材料となるが、金属材料と同等の電磁波シールド性と電気導電性を得るためには熱可塑性材料中の炭素繊維の量を増やす必要があり、表面外観とコストの面で優れない。
【０００４】
また、金属繊維で強化した熱可塑性材料は高い導電性材料となるが、比重が重く、繊維と樹脂との接着性が著しく悪いために機械強度も低下する。
【０００５】
炭素繊維と金属繊維で強化した導電性熱可塑性樹脂組成物として特許文献１に炭素繊維、金属繊維および熱可塑性樹脂からなる長繊維強化熱可塑性樹脂組成物が記載されているが、特許文献１に記載された樹脂組成物からなる成形品は金属繊維の配合量が多く、軽量化が不十分である。また、成形体中の炭素繊維と金属繊維の繊維長に関する記載が無く、低比重における電磁波シールド性が不十分である。特許文献２には炭素繊維、金属繊維および熱可塑性樹脂を溶融混練することによって得られる樹脂組成物が記載されているが、溶融混練によって成形品の繊維長が短くなり、電磁波シールド性、電気導電性および力学特性に劣る。
【０００６】
このように、従来技術では熱可塑性樹脂をマトリックスとして成形した際に、軽量で電磁波シールド性、電気導電性および力学特性を両立できておらず、軽量で電磁波シールド性、電気導電性および力学特性に優れた繊維強化の成形品の開発が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平４−２７９６３８号公報
【特許文献２】特開２００６−４５３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、従来技術の背景に鑑み、軽量で電磁波シールド性、電気導電性および力学特性に優れた成形品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、上記課題を達成することができる、次の成形品を見出した。
（１）（Ａ）炭素繊維、（Ｂ）金属繊維および（Ｃ）熱可塑性樹脂を含む成形材料を成形してなる成形品であって、（Ａ）炭素繊維と（Ｂ）金属繊維の重量比が（Ｂ）／（Ａ）＝１／５〜１／２５であり、成形品における（Ａ）炭素繊維の重量平均繊維長が０．３ｍｍを越え、（Ａ）炭素繊維の重量平均繊維長／（Ｂ）金属繊維の重量平均繊維長が１／２〜１／６であることを特徴とする成形品。
（２）前記成形材料が、（Ａ）炭素繊維および（Ｂ）金属繊維を（Ｃ）熱可塑性樹脂で被覆した長繊維ペレットである（１）に記載の成形品。
（３）前記成形材料が、（Ｃ）熱可塑性樹脂１００重量部に対して、（Ａ）、（Ｂ）以外の（Ｄ）導電性フィラーを０．１〜１０重量部配合してなる熱可塑性樹脂組成物で被覆した長繊維ペレットである（２）に記載の成形品。
（４）前記（Ｄ）導電性フィラーが、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、および気相成長炭素繊維から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする（３）に記載の成形品。
（５）前記成形材料が、（Ｃ）熱可塑性樹脂１００重量部に対して（Ｅ）帯電防止剤を１〜２０重量部配合してなる熱可塑性樹脂組成物で被覆した長繊維ペレットである（２）〜（４）のいずれかに記載の成形品。
（６）（Ｅ）帯電防止剤が高分子型帯電防止剤および／またはイオン性液体である（５）記載の成形品。
（７）成形品が電気部品収納容器であることを特徴とする（１）〜（６）のいずれかに記載の成形品。
（８）（Ａ）炭素繊維と（Ｂ）金属繊維の重量比が（Ｂ）／（Ａ）＝１／５〜１／２５の範囲の（Ａ）炭素繊維および（Ｂ）金属繊維を（Ｃ）熱可塑性樹脂で被覆した長繊維ペレット。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の成形品は、軽量で電磁波シールド性、電気導電性、力学特性に優れた成形品である。本発明の成形品は、電気・電子機器、ＯＡ機器、家電機器、筐体または自動車の部品、特には電気自動車の電気部品収納容器に極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例で成形品の体積抵抗値の測定方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に用いられる（Ａ）炭素繊維は、特に限定されないが、高強度、高弾性率炭素繊維が使用でき、これらは１種または２種を併用してもよい。中でも、ＰＡＮ系、ピッチ系、レーヨン系などの炭素繊維が挙げられる。得られる成形品の電気導電性、強度および弾性率とのバランスの観点から、ＰＡＮ系炭素繊維がさらに好ましい。
【００１３】
さらに炭素繊維は、強度、弾性率およびハンドリング性の観点からサイジング処理された炭素繊維が好ましい。
サイジング処理としては一般的に公知の表面処理工程と水洗工程などで水に濡れた水分率２０〜８０重量％程度の水濡れ炭素繊維束を乾燥させた後にサイジング剤を含有する液体（サイジング液）を付着させる処理方法である。
【００１４】
表面処理としては、酸性またはアルカリ性水溶液で電界表面処理を施すことが好ましい。
【００１５】
サイジング剤としては、特に限定されないが、エポキシ基、ウレタン基、アミノ基およびカルボキシル基等の官能基を有する化合物が使用でき、これらは１種または２種以上を併用してもよい。
【００１６】
サイジング剤付着量は、炭素繊維のみの質量に対して、０．０１質量％以上１０質量％以下が好ましく、０．０５質量％以上５質量％以下がより好ましく、０．１質量％以上２質量％以下付与することがさらに好ましい。０．０１質量％以下では接着性向上効果が現れにくい。１０質量％以上では、成形品の物性低下させることがある。
【００１７】
サイジング剤の付与手段としては特に限定されるものではないが、例えばローラを介してサイジング液に浸漬する方法、サイジング液の付着したローラに接する方法、サイジング液を霧状にして吹き付ける方法などがある。また、バッチ式、連続式いずれでもよいが、生産性がよくバラツキが小さくできる連続式が好ましい。この際、炭素繊維に対するサイジング剤有効成分の付着量が適正範囲内で均一に付着するように、サイジング液濃度、温度、糸条張力などをコントロールすることが好ましい。また、サイジング剤付与時に炭素繊維を超音波で加振させることはより好ましい。
【００１８】
乾燥温度と乾燥時間は化合物の付着量によって調整すべきであるが、サイジング剤の付与に用いる溶媒の完全な除去、乾燥に要する時間を短くし、一方、サイジング剤の熱劣化を防止し、炭素繊維束が固くなって束の拡がり性が悪化するのを防止する観点から、乾燥温度は、１５０℃以上３５０℃以下であることがこのましく、１８０℃以上２５０℃以下であることがより好ましい。
【００１９】
サイジング剤に使用する溶媒は、水、メタノール、エタノール、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、アセトン等が挙げられるが、取扱いが容易で防災の観点から水が好ましい。従って、水に不溶、若しくは難溶の化合物をサイジング剤として用いる場合には、乳化剤、界面活性剤を添加し、水分散して用いるのが良い。
【００２０】
また、炭素繊維束とした場合の単糸数には、特に制限はなく、１００〜３５０，０００本の範囲内で使用することができ、とりわけ１，０００〜２５０，０００本の範囲内で使用することが好ましい。また炭素繊維の生産性の観点からは、単糸数が多いものが好ましく、２０，０００〜１００，０００本の範囲内で使用することが好ましい。
【００２１】
炭素繊維の含有量は（Ｃ）熱可塑性樹脂１００重量部に対して５〜６０重量部が好ましく、５重量部未満では電磁波シールド性と力学特性が劣り６０重量部を超えると比重が重くなり、コスト面で優れない。軽量と電磁波シールド性、電気抵抗、力学特性の観点から、好ましくは７〜５０重量部、更に好ましくは１０〜４０重量部であることが好ましい。
【００２２】
（Ｂ）金属繊維は、特に限定されないが、ステンレス繊維、アルミニウム繊維、銅繊維および黄銅繊維から選ばれる少なくとも１種類を使用することができ、特に導電性と強度のバランスからステンレス繊維が好ましい。
【００２３】
さらに金属繊維の繊維径は導電性と力学特性のバランスから、１〜５０μｍが好ましく、さらに好ましくは１〜２０μｍである。
【００２４】
金属繊維の含有量は、（Ａ）炭素繊維と（Ｂ）金属繊維の重量比が（Ｂ）／（Ａ）＝１／５〜１／２５である。好ましくは１／５〜１／１０である。重量比が１／２５未満では電磁波シールド性が劣り、１／５を超えると力学特性と外観が悪化し、比重が重くなるため好ましくない。
【００２５】
（Ｃ）熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、アクリル樹脂、ポリオキシメチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンオキシド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテル・エーテルケトン、ポリフェニレンスルホン、液晶ポリマー、フッ素樹脂などのポリマー類又はこれらのコポリマー類などの公知の熱可塑性樹脂あるいはそれらのポリマーアロイが挙げられ、軽量化の観点から好ましくは、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリオキシメチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキシド、液晶ポリエステル、ポリフェニレンサルファイドを用いるのが良い。
【００２６】
ここで、ポリアミドとは、アミド結合を有する高分子からなる樹脂のことであり、アミノ酸、ラクタムあるいはジアミンとジカルボン酸を主たる原料とするものである。その原料の代表例としては、６−アミノカプロン酸、１１−アミノウンデカン酸、１２−アミノドデカン酸、パラアミノメチル安息香酸などのアミノ酸、ε−カプロラクタム、ω−ラウロラクタムなどのラクタム、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、２−メチルペンタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、２，２，４−／２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジアミン、５−メチルノナメチレンジアミン、メタキシレンジアミン、パラキシリレンジアミン、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、１，４−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、１−アミノ−３−アミノメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキサン、ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン、ビス（３−メチル−４−アミノシクロヘキシル）メタン、２，２−ビス（４−アミノシクロヘキシル）プロパン、ビス（アミノプロピル）ピペラジン、アミノエチルピペラジンなどの脂肪族、脂環族、芳香族のジアミン、およびアジピン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、テレフタル酸、イソフタル酸、２−クロロテレフタル酸、２−メチルテレフタル酸、５−メチルイソフタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸などの脂肪族、脂環族、芳香族のジカルボン酸が挙げられ、本発明においては、これらの原料から誘導されるポリアミドホモポリマーまたはコポリマーを各々単独または混合物の形で用いることができる。
【００２７】
本発明において、特に有用なポリアミドは、１５０℃以上の結晶融解温度を有する耐熱性や強度に優れたポリアミドであり、具体的な例としてはポリカプロアミド（ポリアミド６）、ポリヘキサメチレンアジパミド（ポリアミド６６）、ポリペンタメチレンアジパミド（ポリアミド５６）、ポリテトラメチレンアジパミド（ポリアミド４６）、ポリヘキサメチレンセバカミド（ポリアミド６１０）、ポリペンタメチレンセバカミド（ポリアミド５１０）、ポリテトラメチレンセバカミド（ポリアミド４１０）、ポリヘキサメチレンドデカミド（ポリアミド６１２）、ポリウンデカンアミド（ポリアミド１１）、ポリドデカンアミド（ポリアミド１２）、ポリカプロアミド／ポリヘキサメチレンアジパミドコポリマー（ポリアミド６／６６）、ポリカプロアミド／ポリヘキサメチレンテレフタルアミドコポリマー（ポリアミド６／６Ｔ）、ポリヘキサメチレンアジパミド／ポリヘキサメチレンテレフタルアミドコポリマー（ポリアミド６６／６Ｔ）、ポリヘキサメチレンアジパミド／ポリヘキサメチレンイソフタルアミドコポリマー（ポリアミド６６／６Ｉ）、ポリヘキサメチレンアジパミド／ポリヘキサメチレンイソフタルアミド／ポリカプロアミドコポリマー（ポリアミド６６／６Ｉ／６）、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド／ポリヘキサメチレンイソフタルアミドコポリマー（ポリアミド６Ｔ／６Ｉ）、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド／ポリデカンアミドコポリマー（ポリアミド６Ｔ／１２）、ポリヘキサメチレンアジパミド／ポリヘキサメチレンテレフタルアミド／ポリヘキサメチレンイソフタルアミドコポリマー（ポリアミド６６／６Ｔ／６Ｉ）、ポリキシリレンアジパミド（ポリアミドＸＤ６）、ポリヘキサメチレンテッレフタルアミド／ポリ−２−メチルペンタメチレンテレフタルアミドコポリマー（ポリアミド６Ｔ／Ｍ５Ｔ）、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド／ポリペンタメチレンテレフタルアミドコポリマー（ポリアミド６Ｔ／５Ｔ）、ポリペンタメチレンテレフタルアミド／ポリペンタメチレンアジパミドコポリマー（５Ｔ／５６）、ポリノナメチレンテレフタルアミド（ポリアミド９Ｔ）およびこれらの混合物ないし共重合体などが挙げられる。
【００２８】
とりわけ好ましいものとしては、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド５６、ポリアミド６１０、ポリアミド５１０、ポリアミド４１０、ポリアミド６１２、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド６／６６、ポリアミド６６／６Ｔ、ポリアミド６Ｔ／６Ｉ、ポリアミド６６／６Ｉ／６、ポリアミド６Ｔ／５Ｔなどの例を挙げることができる。更にこれらのポリアミドを成形性、耐熱性、靱性、表面性などの必要特性に応じて混合物として用いることも実用上好適であるが、これらの中でポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド６１０、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド６６／６Ｔが最も好ましい。
【００２９】
これらポリアミドの末端基濃度には特に制限はないが、末端アミノ基濃度が３×１０−５ｍｏｌ／ｇ以上であるものが、反応性官能基を有する樹脂（Ｂ）、もしくは反応性官能基を有する化合物（Ｄ）との反応性の面で好ましい。ここでいう末端アミノ基濃度とは、８５％フェノール−エタノール溶液にサンプルを溶解し、チモールブルーを指示薬として使用し、塩酸水溶液で滴定することで測定できる。
【００３０】
これらポリアミドの重合度には特に制限がなく、サンプル濃度０．０１ｇ／ｍｌの９８％濃硫酸溶液中、２５℃で測定した相対粘度として、１．５〜７．０の範囲が好ましく、特に１．８〜６．０の範囲のポリアミド樹脂が好ましい。相対粘度が１．５よりも小さい場合は本発明の熱可塑性樹脂組成物の特徴である耐衝撃性や衝撃吸収性を発現することが困難となり、７．０よりも大きい場合は熱可塑性樹脂組成物の溶融粘度が著しく増加し、成形体を成形することが困難となるため好ましくない。
【００３１】
また、ポリカーボネートとしては、ビスフェノールＡ、つまり２，２’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、４，４’−ジヒドロキシジフェニルアルカンあるいは４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテルから選ばれた１種以上のジヒドロキシ化合物を主原料とするものが好ましく挙げられる。なかでもビスフェノールＡ、つまり２，２’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンを主原料として製造されたものが好ましい。具体的には、上記ビスフェノールＡなどをジヒドロキシ成分として用い、エステル交換法あるいはホスゲン法により得られたポリカーボネートが好ましい。さらに、上記ビスフェノールＡ等のジヒドロキシ化合物は、これと共重合可能なその他のジヒドロキシ化合物、例えば４，４’−ジヒドロキシジフェニルアルカンあるいは４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテルなどと併用することも可能であり、その他のジヒドロキシ化合物の使用量は、ジヒドロキシ化合物の総量に対し、１０モル％以下であることが好ましい。
【００３２】
またポリカーボネートは、優れた耐衝撃性と成形性の観点から、ポリカーボネート０．７ｇを１００ｍｌの塩化メチレンに溶解し２０℃で測定したときの比粘度が０．１〜２．０、特に０．５〜１．５の範囲にあるものが好適であり、さらには０．８〜１．５の範囲にあるものが最も好ましい。
【００３３】
ポリオレフィンとは、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン、１−テトラデセン、１−ヘキサデセン、１−オクタデセンなどのオレフィン等のオレフィン類を重合または共重合して得られる未変性のオレフィン樹脂と、不飽和カルボン酸またはその酸無水物またはその誘導体から選ばれる化合物で変性した変性ポリオレフィン樹脂が好ましく挙げられる。
【００３４】
具体例としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ１−ブテン樹脂、ポリ１−ペンテン樹脂、ポリ４−メチル−１−ペンテン樹脂などの単独重合体、または、これらに１，４−ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン、２，５−ノルボルナジエン、５−エチリデンノルボルネン、５−エチル−２，５−ノルボルナジエン、５−（１’−プロペニル）−２−ノルボルネンなどの非共役ジエンモノマーを一種以上共重合させた共重合体などが挙げられる。
【００３５】
本発明において、相構造が制御しやすくなり、耐熱性または耐衝撃性が向上するという点で、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ４−メチル−１−ペンテン樹脂が好ましく、耐熱性の点から、ポリプロピレン樹脂がより好ましく、靭性の点から、ポリエチレン樹脂がより好ましい。
【００３６】
変性したポリオレフィン系樹脂を用いる事により、機械特性が向上する組成物を得る事が出来る。変性剤として使用される不飽和カルボン酸、その酸無水物またはその誘導体から選ばれる化合物の例を挙げると、アクリル酸、メタアクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、メチルマレイン酸、メチルフマル酸、メサコン酸、シトラコン酸、グルタコン酸およびこれらカルボン酸の金属塩、マレイン酸水素メチル、イタコン酸水素メチル、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２−エチルヘキシル、アクリル酸ヒドロキシエチル、メタアクリル酸メチル、メタアクリル酸２−エチルヘキシル、メタアクリル酸ヒドロキシエチル、メタアクリル酸アミノエチル、マレイン酸ジメチル、イタコン酸ジメチル、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、エンドビシクロ−（２，２，１）−５−ヘプテン−２，３−ジカルボン酸、エンドビシクロ−（２，２，１）−５−ヘプテン−２，３−ジカルボン酸無水物、マレイミド、Ｎ−エチルマレイミド、Ｎ−ブチルマレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、エタクリル酸グリシジル、イタコン酸グリシジル、シトラコン酸グリシジル、および５−ノルボルネン−２，３−ジカルボン酸などである。これらの中では、不飽和ジカルボン酸およびその酸無水物が好適であり、特にマレイン酸、５−ノルボルネン−２，３−ジカルボン酸またはこれらの酸無水物が好適である。
【００３７】
また、これらの不飽和カルボン酸、その酸無水物またはその誘導体から選ばれる化合物をポリオレフィン系樹脂に導入する方法は特に制限なく、予め主成分であるポリオレフィン系樹脂と不飽和カルボン酸、その酸無水物またはその誘導体から選ばれる化合物を共重合せしめたり、未変性ポリオレフィン系樹脂に不飽和カルボン酸、その酸無水物またはその誘導体から選ばれる化合物とラジカル開始剤を用いてグラフト導入するなどの方法を用いることができる。変性剤成分の導入量は変性ポリオレフィン系樹脂中のオレフィンモノマ全体に対して好ましくは０．００１〜４０モル％、より好ましくは０．０１〜３５モル％の範囲内であることが適当である。
【００３８】
また、本発明では、後で述べるように、（Ａ）炭素繊維、（Ｂ）金属繊維を（Ｃ）熱可塑性樹脂から構成される長繊維ペレットとし、長繊維ペレットを成形材料として成形して成形品を得ることが好ましい、このとき、（Ｃ）熱可塑性樹脂には、本発明の目的を損なわない範囲で、他のエラストマーや充填材、添加剤を含有しても良い。
【００３９】
他のエラストマーとしては、未変性のオレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、エステル系エラストマー、アミド系エラストマー等が挙げられ、オレフィン系エラストマーとして具体的には、エチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−プロピレン−エチリデンノルボルネン共重合体、エチレン−プロピレン−ヘキサジエン共重合体などのエチレン−プロピレン非共役ジエン３元共重合体等が挙げられる。また、スチレン系エラストマーとして具体的には、スチレン−ブタジエン、スチレン−イソプレン−スチレン、スチレン−ブタジエン−スチレン、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンのランダム共重合体、およびブロック共重合体、該ブロック共重合体の水素添加物、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体等が挙げられる。
【００４０】
充填剤と添加剤としては、分散剤、難燃剤、結晶核剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、制振剤、抗菌剤、防虫剤、防臭剤、着色防止剤、熱安定剤、離型剤、可塑剤、滑剤、着色剤、顔料、染料、発泡剤、制泡剤、あるいは、カップリング剤が挙げられる。これらのエラストマーや充填材、添加剤は１種または２種以上を選択し用いることができる。
【００４１】
本発明では、さらに（Ｃ）熱可塑性樹脂中に（Ａ）、（Ｂ）以外の（Ｄ）導電性フィラーを配合してもよい。（Ｄ）導電性フィラーとしては、例えばカーボンブラック、気相成長炭素繊維およびカーボンナノチューブなどが例として挙げられる。
【００４２】
カーボンブラックとしては、例えばファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラック等が挙げられる。
【００４３】
気相成長炭素繊維とは、炭化水素、例えばベンゼン、トルエンなどを気相化して高温の炉内で結晶を成長させる製造方法により得られる平均繊維直径１０〜２００ｎｍの微細炭素繊維であり、気相成長炭素繊維としては、例えば昭和電工社のＶＧＣＦが挙げられる。
【００４４】
カーボンナノチューブとしては、例えば、たとえば気相成長法、アーク放電法、レーザー蒸発法などにより得られる平均直径０．４〜５０ｎｍの単層ナノチューブや多層ナノチューブが挙げられ、これらは、針状、コイル状、チューブ状の形態など任意の形態をとることができる。
【００４５】
これら（Ｄ）導電性フィラーを配合する場合、配合量は、（Ｃ）熱可塑性樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部の範囲内が好ましい。０．１重量部未満であると十分な導電性を得ることができず、１０重量部を超えると樹脂組成物の増粘により、成形性が低下する可能性がある。
【００４６】
本発明では、さらに（Ｃ）熱可塑性樹脂中に（Ｅ）帯電防止剤を配合してもよい。（Ｅ）帯電防止剤としては、例えば高分子型帯電防止剤、イオン性液体などが例として挙げられる。高分子型帯電防止剤としては、ポリエーテル、４級アンモニウム塩、スルホン酸塩等の導電性ユニットをブロックあるいはランダムに組み込んだ高分子、あるいは高分子電荷移動型結合体などを用いることが出来る。
【００４７】
これらの中でも、ポリエーテル系帯電防止剤がマトリックス樹脂との分散性の点で好ましく、具体的には、ポリエチレンオキシド、ポリエーテルエステルアミド、ポリエーテルアミドイミド、エチレンオキシド―エピハロヒドリン共重合体、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート共重合体、特開２００１−２７８９８５に記載のポリオレフィンのブロックと親水性ポリマーのブロックとの共重合体などが挙げられるが、ポリオレフィン樹脂との分散性の点からポリオレフィン系ブロックと親水性ポリマーのブロック共重合体がより好ましい。
【００４８】
本発明で用いる高分子型帯電防止剤の数平均分子量は樹脂物性および帯電防止性の観点から２，０００〜１，０００，０００であることが好ましい。
【００４９】
ここで、数平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により求められた値である。
【００５０】
本発明の高分子型帯電防止剤は市販品をそのまま用いることも可能であり、例えばペレスタット３００（高分子帯電防止剤：三洋化成社製）、ペレスタット２３０（高分子帯電防止剤：三洋化成社製）などが挙げられる。
【００５１】
イオン性液体としては、常温で液体のイミダゾリウム塩、ピリジニウム塩、アンモニウム塩およびホスホニウム塩等の有機化合物塩などであって、常温で液体のものが好ましく用いられる。
【００５２】
イミダゾリウム塩であるイオン性液体としては、例えば、１，３−ジメチルイミダゾリウム・メチルスルファート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・ビス（ペンタフルオロエチルスルホニル）イミド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・ビス（トリフルオロエチルスルホニル）イミド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・ブロミド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムクロライド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムナイトレイト、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロフォスフェイト、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・クロリド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・ニトラート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・ヘキサフルオロホスファート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・テトラフルオロボラート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・トシラート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・トリフルオロメタンスルホナート、１−ｎ−ブチル−３−メチルイミダゾリウム・トリフルオロメタンスルホナート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム・ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム・ブロミド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム・クロリド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム・ヘキサフルオロホスファート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム・２−（２−メトキシエトキシ）エチルスルファート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム・メチルスルファート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム・テトラフルオロボラート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム・クロリド、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム・ヘキサフルオロホスファート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム・テトラフルオロボラート、１−メチル−３−オクチルイミダゾリウム・クロリド、１−メチル−３−オクチルイミダゾリウム・テトラフルオロボラート、１，２−ジメチル−３−プロピルオクチルイミダゾリウム・トリス（トリフルオロメチルスルフォニル）メチド、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・クロリド、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・ヘキサフルオロホスファート、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・テトラフルオロボラート、１−メチル−３−（３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−トリデカフルオロオクチル）イミダゾリウム・ヘキサフルオロホスファート、および１−ブチル−３−（３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−トリデカフルオロオクチル）イミダゾリウム・ヘキサフルオロホスファート等が挙げられる。
【００５３】
ピリジニウム塩であるイオン性液体としては、例えば、３−メチル−１−プロピルピリジニウム・ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、１−ブチル−３−メチルピリジニウム・ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、１−プロピル−３−メチルピリジニウム・トリフルオロメタンスルホナート、１−ブチル−３−メチルピリジニウム・トリフルオロメタンスルホナート、１−ブチル−４−メチルピリジニウム・ブロミド、１−ブチル−４−メチルピリジニウム・クロリド、１−ブチル−４−メチルピリジニウム・ヘキサフルオロホスファートおよび１−ブチル−４−メチルピリジニウム・テトラフルオロボラート等が挙げられる。
【００５４】
アンモニウム塩であるイオン性液体としては、例えば、テトラブチルアンモニウム・ヘプタデカフルオロオクタンスルホナート、テトラブチルアンモニウム・ノナフルオロブタンスルホナート、テトラペンチルアンモニウム・メタンスルホナート、テトラペンチルアンモニウム・チオシアナート、およびメチル−トリ−ｎ−ブチルアンモニウム・メチルスルファート等が挙げられる。
【００５５】
ホスホニウム塩であるイオン性液体としては、例えば、テトラブチルホスホニウム・メタンスルホナート、テトラブチルホスホニウムニウム・ｐ−トルエンスルホナート、トリヘキシルテトラデシルホスホニウム・ビス（トリフルオロエチルスルホニル）イミド、トリヘキシルテトラデシルホスホニウム・ビス（２，４，４−トリメチルペンチル）ホスフィナート、トリヘキシルテトラデシルホスホニウム・ブロミド、トリヘキシルテトラデシルホスホニウム・クロリド、トリヘキシルテトラデシルホスホニウム・デカノアート、トリヘキシルテトラデシルホスホニウム・ヘキサフルオロホスフィナート、トリエチルテトラデシルホスホニウム・テトラフルオロボラートおよびトリブチルメチルホスホニウム・トシラート等が挙げられる。
【００５６】
本発明のイオン性液体は市販品をそのまま用いることも可能であり、例えばＣＩＬ−３１３（１−ブチル−３−メチルピリジン−１−イウムトリフルオロメタンスルホナート：日本カーリット社製）、ＣＩＬ−３１２（Ｎ−ブチル−３−メチルピリジニウム・ビストリフルオロメタンスルホニルイミド：日本カーリット社製）などが挙げられる。
【００５７】
これら帯電防止剤の配合量は、（Ｃ）熱可塑性樹脂１００重量部に対して０．１〜２０重量部の範囲内が好ましく、高分子型帯電防止剤の場合は５〜２０重量部、イオン性液体の場合は０．１〜５重量部の範囲内であることがより好ましい。０．１重量部未満であると十分な導電性を得ることができず、２０重量部を超えると成形体の機械特性や耐熱性の低下を引き起こす可能性がある。
【００５８】
本発明では、成形品中の炭素繊維の重量平均繊維長が０．３ｍｍを超え、（Ａ）炭素繊維の重量平均繊維長／（Ｂ）金属繊維の重量平均繊維長が１／２〜１／６であることが重要であり、このような成形品を得るためには、次の様な成形材料を用いることが好ましい。たとえば、（Ａ）炭素繊維のロービングを（Ｃ）熱可塑性樹脂を溶融混錬した樹脂組成物で満たした含浸ダイに導き、炭素繊維のフィラメント間に該樹脂組成物を均一に含浸させた後ノズルを通して引き抜き、冷却固化後所定の長さにペレタイズして炭素繊維含有の長繊維ペレットと（Ｂ）金属繊維のロービングを（Ｃ）熱可塑性樹脂を溶融混錬した樹脂組成物で満たした含浸ダイに導き、金属繊維のフィラメント間に該樹脂組成物を均一に含浸させた後ノズルを通して引き抜き、冷却固化後所定の長さにペレタイズして金属繊維含有の長繊維ペレットをドライブレンドして（Ａ）と（Ｂ）の比率が範囲内になるように得る方法である。ここで、長繊維ペレットとは、特公昭６３−３７６９４号公報に示されるような、導電性繊維束がペレットの長手方向にほぼ平行に配列し、ペレット中の導電性繊維束の長さがペレット長さと実質的に同じであるものを指す。
【００５９】
また、（Ａ）炭素繊維と（Ｂ）金属繊維からなるロービングを（Ｃ）熱可塑性樹脂を溶融混錬した樹脂組成物で満たした含浸ダイに導き、炭素繊維のフィラメント間に該樹脂組成物を均一に含浸させた後ノズルを通して引き抜き、冷却固化後所定の長さにペレタイズして炭素繊維と金属繊維を両方含む長繊維ペレットを用いてもよい。
【００６０】
より好ましくは、クロスヘッドダイを用いて（Ａ）炭素繊維のロービングに（Ｃ）熱可塑性樹脂を溶融混錬した樹脂組成物を含浸被覆した後、冷却固化して所定の長さにペレタイズした樹脂組成物と（Ｂ）金属繊維のロービングに（Ｃ）熱可塑性樹脂を溶融混錬した樹脂組成物を含浸被覆した後、冷却固化して所定の長さにペレタイズした長繊維ペレットをドライブレンドして得る方法である。
【００６１】
また、（Ａ）炭素繊維からなるロービングと（Ｂ）金属繊維からなるロービングは、成形時に繊維分散性を良くするために（Ｃ）熱可塑性樹脂によって含浸被覆する前に分散助剤が予め繊維中に含浸していてもよい。
【００６２】
長繊維ペレットの長さは特に制限はないが、通常３〜１５ｍｍの範囲である。ペレット長が短すぎると、繊維が短くなり電磁波シールド性、電気導電性、強度、衝撃、電磁波シールド性が低下する恐れがあり、ペレット長が長すぎると成形機での噛み込み不良を生じる場合がある。ペレット長は３〜１２ｍｍが好ましく、５〜１０ｍｍが更に好ましい。
【００６３】
本発明の成形品は、このような長繊維ペレットをインラインスクリュー型やプリプランジャー式など通常既知の射出成形機を用いて得ることができる。特に、予め金型を所定量開けておき、樹脂を金型内に充填後に型締めを完了するインジェクションプレス成形が、充填圧力の低減、繊維の破断防止、そりの低減の観点から好ましい。該インジェクションプレス成形においては樹脂の充填開始とともに型締めを開始しても良いし、樹脂の充填途中から型締めを開始しても良い。
【００６４】
成形品中の炭素繊維と金属繊維の重量平均繊維長は、成形品を５００℃で２時間灰化処理して、サンプル中の炭素繊維と金属繊維を取り出し、取り出した炭素繊維と金属繊維を３リッターの水とともにビーカーに入れ、超音波洗浄機を用い炭素繊維と金属繊維を水に均一分散させ、先端の直径が８ｍｍのスポイトで炭素繊維と金属繊維が均一分散した水溶液を１ｃｃ吸い取り、１０×１０ｍｍの窪みを持つシャーレにサンプリンリングした後乾燥させ、シャーレ中の炭素繊維と金属繊維の写真を撮り、約１０００本の長さを計測し、下式により求めた値である。
重量平均繊維長＝Σ（Ｍｉ２×Ｎｉ）／Σ（Ｍｉ×Ｎｉ）
Ｍｉ：繊維長（ｍｍ）
Ｎｉ：個数。
【００６５】
本発明では、成形品中の（Ａ）炭素繊維の重量平均繊維長が０．３ｍｍを超え、（Ａ）炭素繊維の重量平均繊維長／（Ｂ）金属繊維の重量平均繊維長が１／２〜１／６であることが重要であり、この範囲とすることで、電磁波シールド性と力学特性のよい成形品を得ることができる。成形品中の（Ａ）炭素繊維の重量平均繊維長は、０．３〜５ｍｍが好ましく、より好ましくは０．３〜３ｍｍであり、さらに好ましくは０．３〜２ｍｍである。
【００６６】
金属繊維の重量平均繊維長は０．６〜３０ｍｍが好ましく、より好ましくは０．６〜１８ｍｍであり、さらに好ましくは、０．６〜１２ｍｍである。
【００６７】
成形品としては、インストルメントパネル、ドアビーム、アンダーカバー、ランプハウジング、ペダルハウジング、ラジエータサポート、スペアタイヤカバー、フロントエンドなどの各種モジュール等の自動車部品に好適である。さらに電話、ファクシミリ、ＶＴＲ、コピー機、テレビ、電子レンジ、音響機器、トイレタリー用品、レーザーディスク、冷蔵庫、エアコンなどの家庭・事務電気製品部品も挙げられる。またパーソナルコンピューター、携帯電話などに使用されるような筐体や、パーソナルコンピューターの内部でキーボードを支持する部材であるキーボード支持体に代表されるような電気・電子機器用部材なども挙げられる。本発明の成形品は、軽量性と機械強度特性、電気導電性、電磁波シールド性がバランスして優れることから、携帯用電気・電子機器部品や電気自動車の電気部品収納容器、例えばバッテリーケース、インバーターケース、ＥＣＵケースとしての使用に特に適している。
【実施例】
【００６８】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。実施例・比較例における成形品の評価方法は以下のとおりである。
【００６９】
［曲げ弾性率、曲げ強度］
ＩＳＯ型試験片の平行部を切り出し、インストロン社製５５６６型試験にてＩＳＯ１７８に準拠して曲げ試験を実施し、曲げ弾性率（ＧＰａ）および曲げ強度（ＭＰａ）を求めた。
【００７０】
［シャルピー衝撃試験］
ＩＳＯ型試験片の平行部を切り出し、東京試験機社製Ｃ１−４−０１型試験機を用い、ＩＳＯ１７９に準拠してＶノッチなしシャルピー衝撃試験を実施し衝撃値（ｋＪ／ｍ２）を算出した。
【００７１】
［体積抵抗率］
ＩＳＯ型引張試験片を帯ノコで８０×１０ｍｍ（４ｍｍｔ）の寸法に切断し、切断面を荒さ４００番のサンドペーパーで平滑化し、体積抵抗率測定用試験片を得た。JIS Ｋ ６２７１に準拠し、抵抗計ＨＩＯＫＩ３５４１を用いて、図１に示す四端子法にて体積低効率（Ω・ｃｍ）を測定した。
【００７２】
［電磁波シールド性］
マイクロウェーブ・ファクトリー社製の評価装置を用いて、ＫＥＣ法に準拠し、近傍電界１０（ＭＨｚ）〜１（ＧＨｚ）の領域において平均シールド効果（ｄＢ）を測定した。なお、シールド効果は次式（１）により算出した。試験片は１５０×１５０ｍｍ（３ｍｍｔ）の角板を用いた。
ＳＥ＝２０×ｌｏｇ１０Ｅ０／ＥＸ （１）
ＳＥ：シールド効果（ｄＢ）
Ｅ０：シールド材が無い場合の空間電界強度
ＥＸ：シールド材が有る場合の空間電界強度。
【００７３】
［外観］
前記電磁波シールド性用に成形した１５０×１５０ｍｍ（３ｍｍｔ）の角板を用いて、目視にて成形品を１０個観察し、以下の基準で判定を行い、◎、○を合格とした。
◎：表面光沢があり、成形品のそりもない
○：表面光沢が少ないが、成形品のそりは無い
×：表面に凹凸が見られるが、成形品のそりは無い
××：成形品にそりが生じている。
【００７４】
［重量平均繊維長］
ＩＳＯ型引張ダンベル試験片（４ｍｍｔ）の中央部を２０×１０ｍｍ（４ｍｍｔ）に切断し、５００℃で２時間灰化処理して、サンプル中の炭素繊維と金属繊維を取り出した。取り出した炭素繊維と金属繊維を３リッターの水とともにビーカーに入れ、超音波洗浄機を用い炭素繊維と金属繊維を水に均一分散させた。先端の直径が８ｍｍのスポイトで炭素繊維と金属繊維が均一分散した水溶液を１ｃｃ吸い取り、１０×１０ｍｍの窪みを持つシャーレにサンプリンリングした後乾燥させた。シャーレ中の炭素繊維と金属繊維の写真を撮り、約１０００本の長さを計測して平均繊維長を算出した。計算式は下記の通り。
重量平均繊維長＝Σ（Ｍｉ２×Ｎｉ）／Σ（Ｍｉ×Ｎｉ）
Ｍｉ：繊維長（ｍｍ）
Ｎｉ：個数。
【００７５】
［実施例１］
まず構成要素（Ａ）である炭素繊維束を２００℃に過熱しながら開繊させ、溶融させた分散剤（テルペン系樹脂）を炭素繊維束１００重量部に対して、５重量部付着するようギアポンプにて計量し、カーテンコーターにて塗布した。次いで、テルペン系樹脂の溶融温度より５０℃高い温度に加熱した雰囲気中の複数のスクイーズバーを通過させることによりテルペン系樹脂を炭素繊維束中に十分含浸させ、連続した炭素繊維束とテルペン系樹脂との複合体を得た（含浸工程）
次に構成要素（Ｃ）を押出機のホッパーに投入し、溶融混錬した状態で被覆ダイに押出すと同時に、前記の被覆した複合体を前記被覆ダイ中に連続して供給することにより、前記の複合体に被覆し、押出機の吐出量と複合体の供給量を調整しＣＦ含有量が４０ｗｔ％の連続炭素繊維強化樹脂ストランドを得た（コーティング工程）。
【００７６】
その後、前記連続炭素繊維強化樹脂組ストランドを１００℃以下まで冷却・固化させ、カッターを用いて６．０ｍｍ長に切断して芯鞘型の炭素繊維からなる長繊維ペレットを得た。
【００７７】
次に構成要素（Ｂ）である金属繊維束を２００℃に過熱しながら開繊させ、溶融させた分散剤（テルペン系樹脂）を金属繊維束１００重量部に対して、５重量部付着するようギアポンプにて計量し、カーテンコーターにて塗布した。次いで、テルペン系樹脂の溶融温度より５０℃高い温度に加熱した雰囲気中の複数のスクイーズバーを通過させることによりテルペン系樹脂を金属繊維束中に十分含浸させ、連続した金属繊維束とテルペン系樹脂との複合体を得た（含浸工程）。
【００７８】
次に構成要素（Ｃ）を押出機のホッパーに投入し、溶融混錬した状態で被覆ダイに押出すと同時に、前記の被覆した複合体を前記被覆ダイ中に連続して供給することにより、前記の複合体に被覆し、押出機の吐出量と複合体の供給量を調整し金属繊維含有量が２０ｗｔ％の連続金属繊維強化樹脂ストランドを得た（コーティング工程）。
【００７９】
その後、前記連続金属繊維強化樹脂組ストランドを１００℃以下まで冷却・固化させ、カッターを用いて６．０ｍｍ長に切断して芯鞘型の金属繊維からなる長繊維ペレットを得た。
【００８０】
次に得られた炭素繊維からなる長繊維ペレット、金属繊維からなる長繊維ペレットおよび（Ｃ）を、表１に示す比率になるようにドライブレンドした後に射出成形機（日本製鋼所社製Ｊ１１０ＡＤ）を用いて、シリンダー温度：２２０℃、金型温度：６０℃で特性評価用試験片（成形品）を成形した。得られた試験片は、温度２３℃、５０％ＲＨに調整された恒温恒湿室に２４時間放置後に特性評価試験に供した。次に、得られた成形品を前記の評価方法に従い評価した。評価結果を、まとめて表１に示した。
【００８１】
本成形品の評価結果は表１に示す通り、電磁波シールド性、電気導電性、力学特性に優れるものであった。
【００８２】
［実施例２〜５］
得られた炭素繊維からなる長繊維ペレット、金属繊維からなる長繊維ペレットおよび（Ｃ）を、表１に示す比率になるようにドライブレンドした以外は実施例１と同様に成形し、評価を行った。本成形品の評価結果を表１に示す。
【００８３】
［実施例６］
押出機のホッパーに投入する構成要素（Ｃ）を（Ｃ−２）とし、得られた炭素繊維からなる長繊維ペレット、金属繊維からなる長繊維ペレットおよび（Ｃ−２）を、表１に示す比率になるようにドライブレンドした後に前記射出成形機を用いて、シリンダー温度：２６０℃、金型温度：８０℃で特性評価用試験片（成形品）を成形した。得られた試験片は、温度８０℃、真空度１０１３ｈＰａの真空乾燥機にて８時間乾燥を行った後に特性評価試験に供した。次に、得られた成形品を前記の評価方法に従い評価した。
【００８４】
［実施例７］
押出機のホッパーに投入する構成要素（Ｃ）を（Ｃ−３）とし、得られた炭素繊維からなる長繊維ペレット、金属繊維からなる長繊維ペレットおよび（Ｃ−３）を、表１に示す比率になるようにドライブレンドした後に前記射出成形機を用いて、シリンダー温度：３００℃、金型温度：１００℃で特性評価用試験片（成形品）を成形した。得られた試験片は、温度２３℃、５０％ＲＨに調整された恒温恒湿室に２４時間放置後に特性評価試験に供した。次に、得られた成形品を前記の評価方法に従い評価した。
【００８５】
［実施例８、９］
構成要素（Ｃ）を押出機のメインホッパーから供給し、次いで、その下流のサイドホッパーから（Ｄ−１）を供給し、バレル温度２２０℃で十分混練し、さらに下流の真空ベントより脱気を行い、（Ｃ−１）と（Ｄ−１）の混合物で被覆した炭素繊維からなる長繊維ペレットと（Ｃ−１）と（Ｄ−１）の混合物で被覆した金属繊維からなる長繊維ペレットを得た。
【００８６】
次に得られた炭素繊維からなる長繊維ペレット、金属繊維からなる長繊維ペレットおよび（Ｃ−１）と（Ｄ−１）の混合物を表１に示す比率になるようにドライブレンドした以外は実施例１と同様に成形し、評価を行った。
【００８７】
［実施例１０］
構成要素（Ｃ）を（Ｃ−１）と（Ｅ−１）の混合物とし、表１に示す比率とした以外は実施例１と同様に長繊維ペレットを得て、成形し、評価を行った。
【００８８】
［実施例１１］
構成要素（Ｃ）を（Ｃ−１）と（Ｅ−２）の混合物とし、表１に示す比率とした以外は実施例１と同様に長繊維ペレットを得て、成形し、評価を行った。
【００８９】
［実施例１２］
構成要素（Ｃ−１）と（Ｅ−２）の混合物を押出機のメインホッパーから供給し、次いで、その下流のサイドホッパーから（Ｄ−１）を供給し、バレル温度２２０℃で十分混練し、さらに下流の真空ベントより脱気を行い、（Ｃ−１）、（Ｄ−１）および（Ｅ−２）の混合物で被覆した炭素繊維からなる長繊維ペレットと（Ｃ−１）、（Ｄ−１）および（Ｅ−２）の混合物で被覆した金属繊維からなる長繊維ペレットを得た。
【００９０】
次に得られた炭素繊維からなる長繊維ペレット、金属繊維からなる長繊維ペレットおよび（Ｃ−１）、（Ｄ−１）および（Ｅ−２）の混合物を表１に示す比率になるようにドライブレンドした以外は実施例１と同様に成形し、評価を行った。
【００９１】
［実施例１３］
構成要素（Ａ）炭素繊維束と（Ｂ）金属繊維束を表１に示す比率になるように複合繊維束とし、を２００℃に過熱しながら開繊させ、溶融させた分散剤（テルペン系樹脂）を複合繊維束１００重量部に対して、５重量部付着するようギアポンプにて計量し、カーテンコーターにて塗布した。次いで、テルペン系樹脂の溶融温度より５０℃高い温度に加熱した雰囲気中の複数のスクイーズバーを通過させることによりテルペン系樹脂を複合繊維束中に十分含浸させ、連続した複合繊維束とテルペン系樹脂との複合体を得た。
【００９２】
次に構成要素（Ｃ）を押出機のホッパーに投入し、溶融混錬した状態で被覆ダイに押出すと同時に、前記の被覆した複合体を前記被覆ダイ中に連続して供給することにより、前記の複合体に被覆し、押出機の吐出量と複合体の供給量を調整し表１に示す比率になるように連続複合繊維強化樹脂ストランドを得た。
【００９３】
その後、前記連続複合繊維強化樹脂ストランドを１００℃以下まで冷却・固化させ、カッターを用いて６．０ｍｍ長に切断して芯鞘型の炭素繊維と金属繊維からなる長繊維ペレットを得た。
【００９４】
次に得られた炭素繊維と金属繊維からなる長繊維ペレットを前記記載の射出成形機を用いて、実施例１と同様に成形し、評価を行った。
【００９５】
［比較例１〜３］
得られた炭素繊維からなる長繊維ペレット、金属繊維からなる長繊維ペレットおよび（Ｃ−１）を、表２に示す比率になるようにドライブレンドした以外は実施例１と同様に成形し、評価を行った。本成形品の評価結果を表２に示す。比較例１は電磁波シールド性と電気導電性に劣り、また比較例２および３は力学特性に劣り、目視にて表面凹凸が観察され、外観も劣るものであった。
【００９６】
［比較例４］
構成要素（Ａ）および（Ｂ）をカートリッジカッターにて１／４インチにカットした。次に日本製鋼所（株）ＴＥＸ−３０α型２軸押出機（スクリュー直径３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３２）を使用し、構成要素（Ｃ−１）をメインホッパーから供給し、次いで、その下流のサイドホッパーから上記でカットした（Ａ）と（Ｂ）を供給し、バレル温度２２０℃、回転数１５０ｒｐｍで十分混練し、さらに下流の真空ベントより脱気を行った。供給は、重量フィーダーにより表２に示す比率になるように調整した。溶融樹脂をダイス口（直径５ｍｍ）から吐出し、得られたストランドを冷却後、カッターで切断して短繊維ペレットを得た。
【００９７】
次に得られた短繊維ペレットを、実施例１と同様に成形し、評価を行った。本成形品の評価結果を表２に示す。
【００９８】
比較例は電磁波シールド性、電気導電性、力学特性に劣り、また成形品にそりが生じ、外観も劣るものであった。
【００９９】
［比較例５］
構成要素（Ｃ−２）をメインホッパーから供給し、バレル温度を２６０℃にした以外は比較例４と同様に成形し、評価を行った。比較例は電磁波シールド性、電気導電性、力学特性に劣り、また成形品にそりが生じ、外観も劣るものであった。
【０１００】
本実施例は比較例１〜５に比べ電磁波シールド性、電気導電性、力学特性に優れるものであった。
【０１０１】
本実施例および比較例に用いた（Ａ）炭素繊維は以下の通りである。
（Ａ）：直径７μ、炭素繊維（東レ社製“トレカ”Ｔ７００ＳＣ）
同様に、（Ｂ）金属繊維は以下の通りである。
（Ｂ）：直径１２μ、金属繊維（日本精線株式会社製“ＮＡＳＬＯＮ ＦＩＬＡＭＥＮＴ ＹＡＲＮ”）
同様に、（Ｃ）熱可塑性樹脂は以下の通りである。
（Ｃ−１）：ポリプロピレン（プライムポリマー社製“プライムポリプロ”Ｊ１３７）
（Ｃ−２）：ポリアミド（東レ社製“アミラン”ＣＭ３００１ 融点２６５℃）
（Ｃ−３）：ポリカーボネート（出光興産社製“タフロン”Ａ２２００）
同様に、（Ｄ）導電性フィラーは以下の通りである。
（Ｄ−１）：ファーネスブッラク（三菱化学社製“三菱カーボンブッラク”ＭＡ１００）
同様に、（Ｅ）帯電防止剤は以下の通りである。
（Ｅ−１）：高分子型帯電防止剤（三洋化成社製 ペレスタット３００）
（Ｅ−１）：イオン性液体（日本カーリット社製 ＣＩＬ−３１３）
同様に、分散剤は以下の通りである。
軟化点１５０℃のテルペン系樹脂（ヤスハラケミカル社製“マイティエースＧ”１５０）。
【０１０２】
【表１】
【０１０３】
【表２】
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明の成形品は、電磁波シールド性と力学特性に優れた成形品を製造できる成形品であり、電気・電子機器、ＯＡ機器、家電機器または自動車の部品、内部部材および筐体などに好適に用いられる。
【符号の説明】
【０１０５】
１．試験片
２．電極
３．電流計
４．電圧計
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）炭素繊維、（Ｂ）金属繊維および（Ｃ）熱可塑性樹脂を含む成形材料を成形してなる成形品であって、（Ａ）炭素繊維と（Ｂ）金属繊維の重量比が（Ｂ）／（Ａ）＝１／５〜１／２５であり、成形品における（Ａ）炭素繊維の重量平均繊維長が０．３ｍｍを越え、（Ａ）炭素繊維の重量平均繊維長／（Ｂ）金属繊維の重量平均繊維長が１／２〜１／６であることを特徴とする成形品。
【請求項２】
前記成形材料が、（Ａ）炭素繊維および（Ｂ）金属繊維を（Ｃ）熱可塑性樹脂で被覆した長繊維ペレットである請求項１に記載の成形品。
【請求項３】
前期成形材料が、（Ｃ）熱可塑性樹脂１００重量部に対して、（Ａ）、（Ｂ）以外の（Ｄ）導電性フィラーを０．１〜１０重量部配合してなる熱可塑性樹脂組成物で被覆した長繊維ペレットである請求項２に記載の成形品。
【請求項４】
前記（Ｄ）導電性フィラーが、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、および気相成長炭素繊維から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項３に記載の成形品。
【請求項５】
前期成形材料が、（Ｃ）熱可塑性樹脂１００重量部に対して（Ｅ）帯電防止剤を１〜２０重量部配合してなる熱可塑性樹脂組成物で被覆した長繊維ペレットである請求項２〜４のいずれかに記載の成形品。
【請求項６】
（Ｅ）帯電防止剤が高分子型帯電防止剤および／またはイオン性液体である請求項５記載の成形品。
【請求項７】
成形品が電気部品収納容器であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の成形品。
【請求項８】
（Ａ）炭素繊維と（Ｂ）金属繊維の重量比が（Ｂ）／（Ａ）＝１／５〜１／２５の範囲の（Ａ）炭素繊維および（Ｂ）金属繊維を（Ｃ）熱可塑性樹脂で被覆した長繊維ペレット。
【請求項１】
（Ａ）炭素繊維、（Ｂ）金属繊維および（Ｃ）熱可塑性樹脂を含む成形材料を成形してなる成形品であって、（Ａ）炭素繊維と（Ｂ）金属繊維の重量比が（Ｂ）／（Ａ）＝１／５〜１／２５であり、成形品における（Ａ）炭素繊維の重量平均繊維長が０．３ｍｍを越え、（Ａ）炭素繊維の重量平均繊維長／（Ｂ）金属繊維の重量平均繊維長が１／２〜１／６であることを特徴とする成形品。
【請求項２】
前記成形材料が、（Ａ）炭素繊維および（Ｂ）金属繊維を（Ｃ）熱可塑性樹脂で被覆した長繊維ペレットである請求項１に記載の成形品。
【請求項３】
前期成形材料が、（Ｃ）熱可塑性樹脂１００重量部に対して、（Ａ）、（Ｂ）以外の（Ｄ）導電性フィラーを０．１〜１０重量部配合してなる熱可塑性樹脂組成物で被覆した長繊維ペレットである請求項２に記載の成形品。
【請求項４】
前記（Ｄ）導電性フィラーが、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、および気相成長炭素繊維から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項３に記載の成形品。
【請求項５】
前期成形材料が、（Ｃ）熱可塑性樹脂１００重量部に対して（Ｅ）帯電防止剤を１〜２０重量部配合してなる熱可塑性樹脂組成物で被覆した長繊維ペレットである請求項２〜４のいずれかに記載の成形品。
【請求項６】
（Ｅ）帯電防止剤が高分子型帯電防止剤および／またはイオン性液体である請求項５記載の成形品。
【請求項７】
成形品が電気部品収納容器であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の成形品。
【請求項８】
（Ａ）炭素繊維と（Ｂ）金属繊維の重量比が（Ｂ）／（Ａ）＝１／５〜１／２５の範囲の（Ａ）炭素繊維および（Ｂ）金属繊維を（Ｃ）熱可塑性樹脂で被覆した長繊維ペレット。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−２２９３４５（Ｐ２０１２−２２９３４５Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９８９１４（Ｐ２０１１−９８９１４）
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．レーザーディスク
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．レーザーディスク
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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