JP2625963B2 - 導電性樹脂粉末とその製造方法 - Google Patents
導電性樹脂粉末とその製造方法Info
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- JP2625963B2 JP2625963B2 JP23346888A JP23346888A JP2625963B2 JP 2625963 B2 JP2625963 B2 JP 2625963B2 JP 23346888 A JP23346888 A JP 23346888A JP 23346888 A JP23346888 A JP 23346888A JP 2625963 B2 JP2625963 B2 JP 2625963B2
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- resin powder
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
- C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
- C23C18/31—Coating with metals
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金属被覆部分炭化樹脂粉末に係り、更に詳細
には、電磁波シールドや導電性ペースト等に用いられる
導電性フィラーとして好適な金属被覆部分炭化熱硬化性
樹脂粉末に関する。
には、電磁波シールドや導電性ペースト等に用いられる
導電性フィラーとして好適な金属被覆部分炭化熱硬化性
樹脂粉末に関する。
樹脂を導電化する方法のひとつとして、導電性フィラ
ーを樹脂中に混合する方法がある。導電性フィラーとし
ては、従来カーボンブラック、金属粉末ないし金属繊
維、あるいは金属酸化物の粉末が用いられている。ま
た、新規なものとしては、粒状樹脂にニッケルその他を
被覆したものも用いられている。
ーを樹脂中に混合する方法がある。導電性フィラーとし
ては、従来カーボンブラック、金属粉末ないし金属繊
維、あるいは金属酸化物の粉末が用いられている。ま
た、新規なものとしては、粒状樹脂にニッケルその他を
被覆したものも用いられている。
これらの導電性フィラーのうち、金属粉末や金属繊維
は最も導電性が高いが比重が大きく樹脂に必要量混入す
ると樹脂組成物全体の比重が増し、また該組成物の強度
を低下する問題がある。一方カーボンブラックは比重が
小さく、また比較的少ない混合量で樹脂組成物を導電化
できるが、電磁波シールド用に適する高い導電性を得る
までに至らず、しかも樹脂の種類によっては分散性が劣
る。また、金属酸化物は導電性が低く帯電防止程度の導
電性を有するに止まる。
は最も導電性が高いが比重が大きく樹脂に必要量混入す
ると樹脂組成物全体の比重が増し、また該組成物の強度
を低下する問題がある。一方カーボンブラックは比重が
小さく、また比較的少ない混合量で樹脂組成物を導電化
できるが、電磁波シールド用に適する高い導電性を得る
までに至らず、しかも樹脂の種類によっては分散性が劣
る。また、金属酸化物は導電性が低く帯電防止程度の導
電性を有するに止まる。
また、粒状樹脂にニッケルその他で被覆した導電性フ
ィラーも導電性が低い問題がある。例えば特公昭61−37
293では樹脂粉末にニッケルで被覆したものの体積抵抗
は100Ω・cm程度であり、銀で被覆したものは10-1Ω・c
m程度である。また、特開昭61−64882においては、樹脂
粉末を40重量％ニッケルで被覆したものをエポキシ樹脂
に58重量％混合した組成物の体積抵抗が10-1Ω・cm程
度、銅で30重量％被覆した後更に銀で10重量％被覆した
ものを同じ割合でエポキシ樹脂に混合した組成物が10-2
Ω・cm程度であり何れも導電性が十分とはいえない。更
にこれらをシリコンゴム等に混合して得られた組成物
は、例えば200℃5kg/cm2に加圧して１時間保持した場
合、担体の樹脂自体が変形して復元率が50％以下となり
ゴム弾性を失なうので使用の範囲が限られる等の問題が
ある。
ィラーも導電性が低い問題がある。例えば特公昭61−37
293では樹脂粉末にニッケルで被覆したものの体積抵抗
は100Ω・cm程度であり、銀で被覆したものは10-1Ω・c
m程度である。また、特開昭61−64882においては、樹脂
粉末を40重量％ニッケルで被覆したものをエポキシ樹脂
に58重量％混合した組成物の体積抵抗が10-1Ω・cm程
度、銅で30重量％被覆した後更に銀で10重量％被覆した
ものを同じ割合でエポキシ樹脂に混合した組成物が10-2
Ω・cm程度であり何れも導電性が十分とはいえない。更
にこれらをシリコンゴム等に混合して得られた組成物
は、例えば200℃5kg/cm2に加圧して１時間保持した場
合、担体の樹脂自体が変形して復元率が50％以下となり
ゴム弾性を失なうので使用の範囲が限られる等の問題が
ある。
ガラスビーズを銀で被覆したものもあるが、このもの
は被覆物の密着性が悪いために、樹脂と混合する場合に
剥離が起りほとんど使用されていない。
は被覆物の密着性が悪いために、樹脂と混合する場合に
剥離が起りほとんど使用されていない。
本発明者らは、前記現状に鑑み、導電性において体積
抵抗値が10-3Ω・cm以下であり、被覆した金属との密着
性がよく、かつ樹脂と混合するときの分散性に優れ、30
0℃程度の高温加圧下でも使用可能な新規の導電性フィ
ラーを求めて研究した。
抵抗値が10-3Ω・cm以下であり、被覆した金属との密着
性がよく、かつ樹脂と混合するときの分散性に優れ、30
0℃程度の高温加圧下でも使用可能な新規の導電性フィ
ラーを求めて研究した。
その結果、熱硬化性樹脂を部分的に炭化することによ
り、300℃程度の高温加圧下でも変形が起こらず、しか
も部分炭化することにより樹脂が元の形状を維持したま
まわずかにポーラスとなり、めっきの密着性も向上する
ことを見出し、本発明を達成した。
り、300℃程度の高温加圧下でも変形が起こらず、しか
も部分炭化することにより樹脂が元の形状を維持したま
まわずかにポーラスとなり、めっきの密着性も向上する
ことを見出し、本発明を達成した。
本発明によれば、平均粒径が0.5〜1000μｍの熱硬化
性樹脂粉末を不活性ガス雰囲気中において、300〜500℃
の温度で熱処理することにより部分炭化を行なった後
に、該粉末の表面を金属で被覆したことを特徴とする導
電性樹脂粉末が提供される。
性樹脂粉末を不活性ガス雰囲気中において、300〜500℃
の温度で熱処理することにより部分炭化を行なった後
に、該粉末の表面を金属で被覆したことを特徴とする導
電性樹脂粉末が提供される。
本発明に使用される樹脂は熱硬化性樹脂である。熱硬
化性樹脂であれば特に限定はない。例えばエポキシ樹
脂、フラン樹脂およびフェノール樹脂等が好適に用いら
れる。熱硬化性樹脂の平均粒径は0.5〜1000μｍであ
る。
化性樹脂であれば特に限定はない。例えばエポキシ樹
脂、フラン樹脂およびフェノール樹脂等が好適に用いら
れる。熱硬化性樹脂の平均粒径は0.5〜1000μｍであ
る。
平均粒径が0.5μｍより小さいとフィラー相互の接触
が不充分となり易いので導電性を生じさせるために必要
な樹脂への充填量が多く必要となる。さらに金属の被覆
量が多くなり比重が大きくなる。また平均粒径が1000μ
ｍより大きいと樹脂との混合の際表面荒れを生じる。
が不充分となり易いので導電性を生じさせるために必要
な樹脂への充填量が多く必要となる。さらに金属の被覆
量が多くなり比重が大きくなる。また平均粒径が1000μ
ｍより大きいと樹脂との混合の際表面荒れを生じる。
本発明において、熱硬化性樹脂粉末（以下単に樹脂粉
末と略記する）を金属で被覆する前に不活性ガス雰囲気
下で熱処理することにより樹脂粉末を部分炭化すること
が重要である。この場合不活性ガスとしては、窒素、ア
ルゴン、ヘリウム等が用いられるが、経済性の点で窒素
が好適に用いられる。樹脂粉末を部分炭化するときの熱
処理温度は300℃〜500℃、好ましくは350℃〜450℃であ
る。300℃より低いと、ほとんど炭化されず、500℃より
高いと、経済的に不利でありまた炭化速度が速過ぎてコ
ントロールが難しい。時間は温度に依存するが通常30分
〜２時間程度である。部分炭化の炭化収率は75〜98重量
％、好ましくは80〜95重量％である。炭化収率が75重量
％より少ないとポーラスになり過ぎて比表面積が大きく
なるために金属の被覆量が増加し、炭化収率が98重量％
より多いと未炭化部分が多いため300℃程度の高温加圧
下で変形が起る。因に樹脂粉末が完全に炭化された場合
の炭化収率は50〜60重量％である。
末と略記する）を金属で被覆する前に不活性ガス雰囲気
下で熱処理することにより樹脂粉末を部分炭化すること
が重要である。この場合不活性ガスとしては、窒素、ア
ルゴン、ヘリウム等が用いられるが、経済性の点で窒素
が好適に用いられる。樹脂粉末を部分炭化するときの熱
処理温度は300℃〜500℃、好ましくは350℃〜450℃であ
る。300℃より低いと、ほとんど炭化されず、500℃より
高いと、経済的に不利でありまた炭化速度が速過ぎてコ
ントロールが難しい。時間は温度に依存するが通常30分
〜２時間程度である。部分炭化の炭化収率は75〜98重量
％、好ましくは80〜95重量％である。炭化収率が75重量
％より少ないとポーラスになり過ぎて比表面積が大きく
なるために金属の被覆量が増加し、炭化収率が98重量％
より多いと未炭化部分が多いため300℃程度の高温加圧
下で変形が起る。因に樹脂粉末が完全に炭化された場合
の炭化収率は50〜60重量％である。
本発明において、部分炭化された樹脂粉末を被覆する
のに用いる金属は、金、パラジウム、銀、銅、ニッケル
およびコバルトの１種または２種以上である。この金属
で樹脂粉末を被覆する方法としては一般的な真空蒸着法
と無電解（化学）めっき法があるが無電解めっき法がよ
り一般的であり、公知の手順が適用され得る。
のに用いる金属は、金、パラジウム、銀、銅、ニッケル
およびコバルトの１種または２種以上である。この金属
で樹脂粉末を被覆する方法としては一般的な真空蒸着法
と無電解（化学）めっき法があるが無電解めっき法がよ
り一般的であり、公知の手順が適用され得る。
即ち、部分炭化された樹脂粉末は脱脂、触媒化等の前
処理を施された後、金属塩、錯化剤、還元剤等から構成
される無電解めっき液で金属被覆される。この場合にお
いて、金属の被覆量は、10〜70重量％好ましくは20〜60
重量％である。金属の被覆量が10重量％より少ないと完
全に被覆できず、70重量％より多いと、比重が大きくな
り樹脂への充填量が多くなる。
処理を施された後、金属塩、錯化剤、還元剤等から構成
される無電解めっき液で金属被覆される。この場合にお
いて、金属の被覆量は、10〜70重量％好ましくは20〜60
重量％である。金属の被覆量が10重量％より少ないと完
全に被覆できず、70重量％より多いと、比重が大きくな
り樹脂への充填量が多くなる。
本発明は金属被覆樹脂粉末は、樹脂を部分炭化して金
属を被覆するので、樹脂の炭化によって生じた微細な小
孔に被覆金属が入り込みそのアンカー効果により被覆金
属の密着性に優れる。
属を被覆するので、樹脂の炭化によって生じた微細な小
孔に被覆金属が入り込みそのアンカー効果により被覆金
属の密着性に優れる。
尚、炭化を更に進めるとアンカー効果による被覆金属
の密着性は高いものの、樹脂が多孔質に過ぎ金属の被覆
量が多くなる問題がある。また、熱硬化性樹脂を完全炭
化したクラッシーカーボンは一度生じた細孔が再び消失
して、表面が平滑になるため、金属を被覆すると密着性
に問題がある。この過程において適度な多孔質も出現す
るが、コントロールが難しい。この点、本発明によれ
ば、樹脂の部分炭化により適度な密着性の被覆量の金属
被覆を有する樹脂粉末が得られる。
の密着性は高いものの、樹脂が多孔質に過ぎ金属の被覆
量が多くなる問題がある。また、熱硬化性樹脂を完全炭
化したクラッシーカーボンは一度生じた細孔が再び消失
して、表面が平滑になるため、金属を被覆すると密着性
に問題がある。この過程において適度な多孔質も出現す
るが、コントロールが難しい。この点、本発明によれ
ば、樹脂の部分炭化により適度な密着性の被覆量の金属
被覆を有する樹脂粉末が得られる。
以下に本発明の実施例と比較例を示す。
実施例１ 平均粒径20μｍのフェノール樹脂粉末100gをN2ガス中
400℃で２時間部分炭化処理を行い、87gの収量を得た。
これは炭化収率87重量％にあたる。
400℃で２時間部分炭化処理を行い、87gの収量を得た。
これは炭化収率87重量％にあたる。
この粉末12gをSnCl2 15g/、HCl 10ml/を含む水溶
液に分散し、次いでPdCl2 0.5g/、HCl 1ml/を含む
水溶液に分散し、触媒化を施したものを第１表に示す無
電解ニッケルめっき浴に投入し撹拌しながら液温70℃、
pH6.5（アンモニア水で調整）の条件でめっき処理し
た。
液に分散し、次いでPdCl2 0.5g/、HCl 1ml/を含む
水溶液に分散し、触媒化を施したものを第１表に示す無
電解ニッケルめっき浴に投入し撹拌しながら液温70℃、
pH6.5（アンモニア水で調整）の条件でめっき処理し
た。
第１表 硫酸ニッケル 36 g/2 クエン酸 40 g/2 ジメチルアミンボラン 10 g/2 酢酸鉛 0.2g/2 めっき終了後、Niイオンは完全に還元されており、20
gの収量を得た。これはNi 40重量％被覆にあたる。
gの収量を得た。これはNi 40重量％被覆にあたる。
これを断面積2cm2の電極にはさんで50kg/cm2の圧力で
プレスして抵抗値を測定し、その厚さから体積抵抗に換
算した結果6.9×10-3Ω・cmであった。
プレスして抵抗値を測定し、その厚さから体積抵抗に換
算した結果6.9×10-3Ω・cmであった。
実施例２ 平均粒径10μｍのフラン樹脂100gをN2ガス中500℃で
１時間部分炭化処理を行い、81gの収量を得た。これは
炭化収率81重量％にあたる。
１時間部分炭化処理を行い、81gの収量を得た。これは
炭化収率81重量％にあたる。
この粉末10gを実施例１と同様にSn/Pd触媒化を施し、
第２表に示す無電解銅めっき浴に入れ、液温30℃、pH1
2.8（NaOHで調整）で銅被覆を行なった。
第２表に示す無電解銅めっき浴に入れ、液温30℃、pH1
2.8（NaOHで調整）で銅被覆を行なった。
第２表 硫酸銅 40g /2 EDTA−4Na 100〃 ホルマリン（37％） 100ml/2 収量は20gで、Cu 50重量％被覆にあたる。
実施例１と同様に、体積抵抗を求めた結果5.7×10-4
Ω・cmであった。
Ω・cmであった。
実施例３ 平均粒径20μｍのエポキシ樹脂粉末100gをN2ガス中35
0℃で２時間部分炭化処理を言い、95gの収量を得た。こ
れは炭化収率95％にあたる。
0℃で２時間部分炭化処理を言い、95gの収量を得た。こ
れは炭化収率95％にあたる。
この粉末12gを実施例１と同様にSn/Pd触媒化を施し、
第３表に示す無電解銀めっき浴を行い、25℃で37％ホル
マリン50mlを滴下して銀被覆を行った。
第３表に示す無電解銀めっき浴を行い、25℃で37％ホル
マリン50mlを滴下して銀被覆を行った。
第３表 硝酸銀 12.7g/2 EDTA−2Na 100〃 アンモニア水 100ml/2 収量は、20gで、Ag 40重量％被覆にあたる。
実施例１と同様に体積抵抗を求めた結果1.5×10-4Ω
・cmであった。
・cmであった。
比較例１〜３ 実施例１〜３とそれぞれ同じ原料を用いて部分炭化処
理をしないで直接めっきを施した。
理をしないで直接めっきを施した。
その結果を実施例１〜３と共に第４表に示す。
比較例４ 平均粒径17μｍのガラスビーズ12gに実施例３と 同様にSn/Pd触媒化を施し、Ag 40重量％被覆を行った。
その結果を第４表に示す。
以上の結果から、部分炭化処理をした樹脂粉末に金属
を被覆したものは導電性、密着性に優れ、300℃におけ
る熱変形もなく、優れた導電性フィラーであることが確
認された。
を被覆したものは導電性、密着性に優れ、300℃におけ
る熱変形もなく、優れた導電性フィラーであることが確
認された。
Claims (4)
- 【請求項１】平均粒径が0.5〜1000μｍの部分炭化され
た熱硬化性樹脂粉末の表面に金属を被覆してなる、導電
性樹脂粉末。 - 【請求項２】金属の被覆量が、被覆後の粉末重量に基づ
いて10〜70重量％である、請求項１記載の導電性樹脂粉
末。 - 【請求項３】平均粒径が0.5〜1000μｍの熱硬化性樹脂
粉末を不活性ガス雰囲気中において300〜500℃の温度で
熱処理することにより部分炭化を行った後、該粉末の表
面を金属で被覆することを特徴とする、導電性樹脂粉末
の製造方法。 - 【請求項４】熱処理による部分炭化の炭化収率（熱処理
後の重量／処理前の重量）が75〜98重量％である請求項
３記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23346888A JP2625963B2 (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | 導電性樹脂粉末とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23346888A JP2625963B2 (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | 導電性樹脂粉末とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0285371A JPH0285371A (ja) | 1990-03-26 |
| JP2625963B2 true JP2625963B2 (ja) | 1997-07-02 |
Family
ID=16955501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23346888A Expired - Lifetime JP2625963B2 (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | 導電性樹脂粉末とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2625963B2 (ja) |
-
1988
- 1988-09-20 JP JP23346888A patent/JP2625963B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0285371A (ja) | 1990-03-26 |
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Legal Events
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| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080411 Year of fee payment: 11 |
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