JP3972523B2 - カーボンペースト - Google Patents

カーボンペースト Download PDF

Info

Publication number
JP3972523B2
JP3972523B2 JP19277099A JP19277099A JP3972523B2 JP 3972523 B2 JP3972523 B2 JP 3972523B2 JP 19277099 A JP19277099 A JP 19277099A JP 19277099 A JP19277099 A JP 19277099A JP 3972523 B2 JP3972523 B2 JP 3972523B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbon black
heat
treated
carbon
conductive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP19277099A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2001019891A (ja
Inventor
稔 唐木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP19277099A priority Critical patent/JP3972523B2/ja
Publication of JP2001019891A publication Critical patent/JP2001019891A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3972523B2 publication Critical patent/JP3972523B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変抵抗器の低抵抗皮膜またはエンコーダ、配線回路の導電皮膜等の高導電性の印刷皮膜を形成するために用いられるカーボンペーストに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、電子機器の高機能化および低価格化が進むにつれて、可変抵抗器およびエンコーダ等の電子部品においても高性能で安価なものが要望されるようになっており、安価に製作できるカーボンペーストを用いて形成される印刷皮膜についてもその特性向上を要求されるようになっている。
【0003】
従来のカーボンペーストは、例えば、グリコール系、エーテル系等の所定の有機溶剤で溶解したフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、またはポリイミド樹脂等の合成樹脂バインダに、鱗片状グラファイトとカーボンブラックとの混合導電粉を混練分散しているものが一般的であった。
【0004】
この混合導電粉に配合される鱗片状グラファイトは、カーボンブラックよりも導電粒子径が大きいものであり、通常は、導電粉の粒子間に発生する接触抵抗成分を少なくするように、上記導電粒子径の大きい鱗片状グラファイトを配合し導電粉どうしの接触ポイント数を少なくすることによって、導電性が高い、つまり低抵抗の印刷皮膜を形成できるカーボンペーストを得るようにするものであった。
【0005】
そして、このカーボンペーストを、主として紙フェノール積層板、ガラスエポキシ積層板、セラミック基板、樹脂フィルムまたは樹脂成形体等の基板上に、スクリーン印刷等の厚膜形成法で所定パターンに印刷し、これを加熱・硬化させることによって所望の導電性の高い印刷皮膜を形成するものであった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のカーボンペーストにより得られる導電性の高い印刷皮膜は、導電粉として配合された導電粒子径の大きい鱗片状グラファイトがその表面にも分散されて存在しているために、表面平滑性に劣るものとなり、その表面上に可動接点を弾接摺動させると、印刷皮膜の表面の凹凸によって可動接点と印刷皮膜との接触状態が不安定となりノイズが発生することがあるという課題があった。
【0007】
そこでこの課題を解決するために、配合する鱗片状グラファイトの導電粒子径を小さくするか、または一般的に導電粒子径の小さいカーボンブラックを多く配合する等の方法を用いると、印刷皮膜の表面平滑性は改善できるが導電性が悪くなってしまい、この構成においては導電性が良い。つまり低抵抗の印刷皮膜を形成することができるカーボンペーストを得ることは難しかった。
【0008】
一方、カーボンブラック協会発行のカーボンブラック便覧<第三版>(平成7年4月15日発行)には、所定の高温でカーボンブラックを熱処理することによりカーボンブラック自身の導電性を向上させることができる旨は記載されているが、その活用方法についてはこれからの研究課題となっていた。
【0009】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、1200℃で1時間の熱処理されたカーボンブラックを用い、皮膜表面の平滑性がよくて高導電性の印刷皮膜を形成できるカーボンペーストを提供することを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明のカーボンペーストは、1200℃で1時間の熱処理されたカーボンブラックと熱処理されていないカーボンブラックとを重量比50:50〜80:20で配合した導電粉を所定の樹脂中に混練分散させるようにするものである。
【0011】
この発明によるカーボンペーストは、導電粉として導電粒子径が小さいカーボンブラックのみを用いたものとすることができ、しかもその中に高導電性のものを所定量で配合したものであるために、皮膜表面の平滑性がよくて高導電性の印刷皮膜を形成できるカーボンペーストを得ることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、1200℃で1時間の熱処理されたカーボンブラックと熱処理されていないカーボンブラックとの重量比が50:50〜80:20で配合された導電粉を、樹脂中に混練分散したカーボンペーストとしたものであり、導電粉として導電粒子径が小さい二種類のカーボンブラックのみを用い、しかもその中の一種類が高導電性のものであるために、導電粒子径の大きい鱗片状グラファイトが配合された従来のカーボンペーストで得られる印刷皮膜と同等以上の高い導電性を有すると共に、かつ表面平滑性に優れた印刷皮膜を形成することができるカーボンペーストを得ることができ、その印刷皮膜の表面上を可動接点で弾接摺動させる場合において、ノイズ発生を容易に低減させることができるという作用を有する。
【0013】
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の発明において、カーボンブラックの導電粒子径が100nm以下であるものであり、カーボンブラックの導電粒子径を小さいものに特定しているために、このカーボンペーストにより形成された印刷皮膜は、さらに表面平滑性に優れたものにでき、その印刷皮膜の表面上を可動接点で弾接摺動させる場合において、ノイズ発生をさらに容易に低減させることができるものを得られるという作用を有する。
【0014】
以下、本発明の一実施の形態としてのカーボンペーストについて説明する。
【0015】
まず、本実施の形態によるカーボンペーストを得るために、合成樹脂バインダとして所定の有機溶剤で溶解したフェノール樹脂を用い、これに導電粉として所定の高温で熱処理されたカーボンブラックと熱処理されていないカーボンブラックを重量比40:60〜90:10で配合したもの、および熱処理されたカーボンブラックを単独で配合したものを混練して実施例のカーボンペーストを数種類製作した。
【0016】
なお、上記所定の高温で熱処理されたカーボンブラックの熱処理条件としては、1200℃の高温で1時間処理されたものを用いている。
【0017】
そして、上記のように作製されたカーボンペーストを、紙フェノール積層板の上面の両側部に形成された電極間にスクリーン印刷して、遠赤外併用熱風循環炉にて200℃で10分間加熱硬化させて印刷皮膜を形成し、そのシート抵抗及び表面粗度を測定した。
【0018】
これらのカーボンペーストの組成および、その特性の測定結果を(表1)に示す。
【0019】
【表1】
Figure 0003972523
【0020】
なお、表面粗度は表面粗度計にて測定した10点平均粗さである。
【0021】
また、比較例として鱗片状グラファイトと熱処理されていないカーボンブラックを所定量で配合した混合導電粉を用いた従来のカーボンペーストも数種類、さらに熱処理されていないカーボンブラックのみを配合したカーボンペーストを製作して、同様に印刷皮膜を形成し、その特性を調べた結果についても(表1)に示す。
【0022】
(表1)から明らかなように、従来の技術による比較例1及び2の導電粒子径が10000nmの鱗片状グラファイトを所定量配合したカーボンペーストで形成した印刷皮膜では、従来の技術にも説明したように、導電粉どうしの接触ポイント数が少なくなることに起因して、シート抵抗が25及び22Ω/Sqと低くなるが、表面粗度は10.9及び11.4μmと粗いものとなることが判る。
【0023】
次に、同じく比較例3及び4の導電粒子径5000nmの鱗片状グラファイトを所定量配合したカーボンペーストで形成した印刷皮膜については、比較例1及び2に比べて、シート抵抗が35及び30Ω/Sqと少し高くなると共に、その表面粗度は多少の良化が見られたが、まだ7.6及び7.8μmという粗いものとなっているものであった。
【0024】
また、比較例5の熱処理されていないカーボンブラックを単独で配合しているカーボンペーストで形成した印刷皮膜では、導電粉として鱗片状グラファイトよりも導電粒子径の小さいカーボンブラックのみを混練しているために、表面粗度が3.8μmと小さなものとなったが、シート抵抗は116Ω/Sqと高くなるという結果が得られた。
【0025】
これは、導電粉として導電粒子径の小さい通常の導電性のカーボンブラックのみを使用しているために、導電粉どうしの接触ポイント数が増えてその間の接触抵抗成分が増えたためにシート抵抗が上昇したと考えられるものである。
【0026】
また、導電粉として鱗片状グラファイトを配合せず熱処理されたカーボンブラックを単独で配合している実施例1のカーボンペーストによるものの場合についても、表面粗度は4.2μmと小さなものとなったが、シート抵抗が98Ω/Sqと高くなる結果が得られた。
【0027】
これは、カーボンブラックを熱処理すると、カーボンブラックの表面官能基の離脱及び残留重縮合炭化水素が少なくなることによりカーボンブラック自身の導電性は向上するが、この官能基の離脱により、このカーボンブラックはフェノール樹脂とのなじみが悪くなって樹脂中に均一に分散し難くなり、結果として導電路が十分形成されなかったためであると推測される。
【0028】
そこで、実施例2及び3に示すように、熱処理されたカーボンブラックと熱処理されていないカーボンブラックを重量比50:50及び80:20で配合してカーボンペーストをそれぞれ製作し、これにより印刷形成した印刷皮膜の特性を測定した。
【0029】
その結果、シート抵抗は25及び28Ω/Sqと、従来の鱗片状グラファイトと熱処理されていないカーボンブラックを配合したカーボンペーストによる印刷皮膜と同等以上に低くできて、さらに表面粗度については3.6及び4.1μmという滑らかなものが得られることが判った。
【0030】
この実施例2及び3のカーボンペーストにより形成された印刷皮膜のシート抵抗が実施例1によるものよりも低下した要因は、樹脂となじみのよい熱処理されていないカーボンブラックが樹脂中に均一に分散し、それに伴って導電性の高い熱処理されたカーボンブラックも樹脂中に均一に分散するために、複数の導電路が印刷皮膜内に均一に形成されたためであると推測できるものである。
【0031】
更に実施例4及び5において熱処理されたカーボンブラックと熱処理されていないカーボンブラックの導電粒子径を変えて同様に評価したところ、シート抵抗はその導電粒子径に関係なくほぼ同じ値が得られるが、導電粒子径を大きくするにつれてその表面粗度は大きくなり、その導電粒子径が100nmを越えると、鱗片状グラファイトを配合したものとほぼ同じレベルにまで劣化していくことが判った。
【0032】
そして、さらに熱処理したカーボンブラックと熱処理しないカーボンブラックの配合比率を変えて実施例6〜8のカーボンペーストを製作して、上記同様に特性を測定してみた。
【0033】
結果として、実施例6のように熱処理されていないカーボンブラックの配合量が60wt%、または、実施例7のように熱処理されたカーボンブラックの配合量が90wt%としたものについては、共にシート抵抗が上がっていく傾向が得られた。
【0034】
また、実施例8は、上記実施例2または3の中間的な配合比で形成されたカーボンペーストであり、この特性は、(表1)にも示すように、シート抵抗が21Ω/Sq、表面粗度が3.9μmとなり、最も良好な印刷皮膜が得られるものであることが判った。
【0035】
上記のように、本実施の形態によるカーボンペーストによって得られた印刷皮膜は、表面粗度はカーボンブラックの導電粒子径に依存し、シート抵抗は熱処理されたカーボンブラックと熱処理されていないカーボンブラックの配合比で決定されることが判り、本発明の実施例における熱処理されたカーボンブラックと熱処理されていないカーボンブラックの配合比を変化させた場合のシート抵抗の変化を図1に示す。
【0036】
同図からも明らかなように熱処理されたカーボンブラックと熱処理されていないカーボンブラックの配合において重量比50:50〜80:20の範囲においてシート抵抗を低くでき、その表面粗度についても3.6〜4.1μmと小さくできる最適な配合比であるという結果が得られた。
【0037】
さらに上記最適な配合比のもので印刷形成した印刷皮膜の表面に可動接点等を弾接させてノイズ発生を確認すると、この印刷皮膜は上記のごとく表面平滑性に優れシート抵抗が低いものであるために、ノイズ発生が少なく高導電性のものにできることが確認できた。
【0038】
なお、上記配合比は、所望のシート抵抗のレベルに応じて適宜選択すればよいことは言うまでもないが、導電性の高い印刷皮膜を形成する場合は、上記比率とすることが最適であることは勿論である。
【0039】
【発明の効果】
以上のように本発明によるカーボンペーストは、樹脂中に混練する導電粉として1200℃で1時間の熱処理されたカーボンブラックと熱処理されていないカーボンブラックを所定比率で配合したものを用いているために、表面平滑性がよくて、シート抵抗の低い高導電性の印刷皮膜を印刷形成することができ、この印刷皮膜においては、可動接点等をその表面に弾接摺動させた場合に、ノイズの発生を低減させることも可能となるという効果も奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態によるカーボンペーストを用いて形成された印刷皮膜のシート抵抗の特性図

Claims (2)

  1. 1200℃で1時間の熱処理されたカーボンブラックと熱処理されていないカーボンブラックとの重量比が50:50〜80:20で配合された導電粉を、樹脂中に混練分散したカーボンペースト。
  2. カーボンブラックの導電粒子径が100nm以下である請求項1記載のカーボンペースト。
JP19277099A 1999-07-07 1999-07-07 カーボンペースト Expired - Fee Related JP3972523B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19277099A JP3972523B2 (ja) 1999-07-07 1999-07-07 カーボンペースト

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19277099A JP3972523B2 (ja) 1999-07-07 1999-07-07 カーボンペースト

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001019891A JP2001019891A (ja) 2001-01-23
JP3972523B2 true JP3972523B2 (ja) 2007-09-05

Family

ID=16296747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19277099A Expired - Fee Related JP3972523B2 (ja) 1999-07-07 1999-07-07 カーボンペースト

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3972523B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6015445B2 (ja) 2010-08-06 2016-10-26 日立化成株式会社 液状組成物、並びに、それを用いた抵抗体膜、抵抗体膜の製造方法、抵抗体素子及び配線板

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56155238A (en) * 1980-05-02 1981-12-01 Bridgestone Corp Polymer composition for electron beam crosslinking
JPS60190469A (ja) * 1984-03-13 1985-09-27 Tokai Carbon Co Ltd 導電性カ−ボンブラツクの製造方法
JPS613318A (ja) * 1984-06-15 1986-01-09 Hitachi Maxell Ltd 磁気記録媒体
JPS6112753A (ja) * 1984-06-27 1986-01-21 Tokai Carbon Co Ltd 導電性樹脂組成物
JPS6124016A (ja) * 1984-07-11 1986-02-01 Hitachi Maxell Ltd 磁気記録媒体
JPS6197359A (ja) * 1984-10-18 1986-05-15 Denki Kagaku Kogyo Kk 高導電性組成物
JPS62270675A (ja) * 1986-02-28 1987-11-25 Toyo Ink Mfg Co Ltd 電子線硬化型導電性ペ−スト
JPS62250519A (ja) * 1986-04-23 1987-10-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 磁気記録媒体
JPH0395803A (ja) * 1989-09-07 1991-04-22 Tokai Carbon Co Ltd 電磁波シールド用導電性樹脂組成物
JPH04198271A (ja) * 1990-11-27 1992-07-17 Mitsui Mining Co Ltd 導電性ペースト組成物
JP3299083B2 (ja) * 1995-07-17 2002-07-08 日立粉末冶金株式会社 カーボン系導電ペーストの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001019891A (ja) 2001-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2544892B2 (ja) 重合体厚膜抵抗体組成物
JP3949658B2 (ja) 導電性組成物、導電性被膜および導電性被膜の形成方法
Sau et al. Electrical and mechanical properties of conducting carbon black filled composites based on rubber and rubber blends
JP2004200681A (ja) 実質的に中性の抵抗温度係数を有する抵抗体組成物およびそれに関連する方法および組成物
JP3558771B2 (ja) 正の温度係数組成物
US20120118872A1 (en) Fixing heater and manufacturing method thereof
CN109111740A (zh) 一种高导热石墨烯热固性绝缘界面材料及其制备方法
CN108912847A (zh) 一种石墨烯复合纳米铜导电油墨组合物及其制备方法
KR101777691B1 (ko) 그래핀 산화물을 포함하는 발열 조성물 및 그를 이용한 발열체
KR100642622B1 (ko) 탄소나노튜브를 이용한 면상발열체 및 그 제조방법
JP3972523B2 (ja) カーボンペースト
JPH04198271A (ja) 導電性ペースト組成物
US11220587B2 (en) Stretchable polymer thick film carbon black composition for wearable heaters
CN109096827A (zh) 一种低电阻导电油墨组合物及其制备方法
JP4396134B2 (ja) 導電性銅ペースト組成物
US20060043343A1 (en) Polymer composition and film having positive temperature coefficient
EP0435923A1 (en) Conductive polymer composition
Fu et al. Electrical Characteristics of Polymer Thick Film Resistors, Part I: Experiemental Results
TW200822152A (en) Low temperature coefficient of resistivity polymeric resistors based on metal carbides and nitrides
KR102356847B1 (ko) 에너지 절감형 유연 면상 발열체
JPH03285301A (ja) 抵抗器用カーボンペースト組成物
JP2005075970A (ja) 導電性シリコーンインク組成物の製造方法
JP3408326B2 (ja) 導電性シリコーンゴム組成物及びシリコーンゴムロール
JP2005190819A (ja) カーボンペースト
KR102126395B1 (ko) 면상발열체용 코팅 조성물 및 이로부터 제조된 면상 발열체

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040303

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20050629

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070228

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070306

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070426

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070522

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070604

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100622

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100622

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110622

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120622

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120622

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130622

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees