JP4251905B2

JP4251905B2 - 導電性基材

Info

Publication number: JP4251905B2
Application number: JP2003106314A
Authority: JP
Inventors: 武幸恒川; 博文飯田
Original assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Current assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Priority date: 2003-04-10
Filing date: 2003-04-10
Publication date: 2009-04-08
Anticipated expiration: 2023-04-10
Also published as: JP2004311327A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、導電性基材とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シリコーンゴムによる成形体はクッション材、スペーサー、滑り止め、パッキング材等の、種々の機器に接着固定される部品として使われる。その中でも導電性シリコーンゴムによる成形体は、電子機器内の帯電を防止する目的で、電子機器と電気的に接続して使用することがある。
【０００３】
しかし、上記導電性シリコーンゴムによる成形体の表面は不活性であり、他の物質との親和性に乏しく、汎用の導電性接着剤では十分な接着力が得られにくく、用途が制限される。
【０００４】
そこで、上記導電性シリコーンゴムによる成形体の表面に対して、予め、プラズマ処理やプライマーの塗布等を行うことによって上記の表面を活性化させ、その活性化した面に接着剤を塗布するという方法や、特異的に親和性の高い限定されたシリコーン系の接着剤を用いるという方法により、接着力を高めることで、上記導電性シリコーンゴムによる成形体を使用している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記プラズマ処理等の方法では、上記の導電性接着剤との接着強度が不十分又は不安定なことがあり、さらに、これらの処理工程は煩雑なため、製造効率が低いという問題があった。
【０００６】
また上記シリコーン系の接着剤は、被着体の材質によっては採用できない場合があり、上記導電性シリコーンゴムによる成形体の用途を制限する一因となっていた。
【０００７】
そこでこの発明は、上記シリコーン系の接着剤に限らず、汎用の導電性接着剤を、比較的煩雑ではない製造工程によって、安定な強度で導電性シリコーンゴムによる成形体に接着させた、導電性基材を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、仮着用支持体の表面に極性基を含有するオルガノポリシロキサンの薄膜層を設け、その薄膜層の上記仮着用支持体とは反対の面上に未架橋状態である導電性シリコーンゴムからなる層を設け、この未架橋状態である導電性シリコーンゴムからなる層を上記薄膜層とともに架橋し、次いで上記薄膜層から上記仮着用支持体を剥離させて、上記薄膜層と上記導電性シリコーンゴムからなる層とが一体化した積層体を形成し、この剥離面上に導電性接着剤を接着させて導電性基材を作製することにより、上記の課題を解決したのである。
【０００９】
上記剥離面は、上記薄膜層が有していた極性基が剥離によって配向したまま露出していると考えられ、表面活性が高い。このため、上記シリコーン系の接着剤に限らず、種々の導電性接着剤を強く接着することができる。これにより、高い接着力を有し汎用性の高い導電性基材を製造することができる。この導電性基材は、上記の架橋した導電性シリコーンゴムからなる層が上記の導電性シリコーンゴムによる成形体となり、クッション材等に用いられる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を説明する。
この発明にかかる導電性基材は、導電性シリコーンゴムからなる層、薄膜層、及び導電性接着剤層を有する。
【００１１】
上記導電性シリコーンゴムからなる層と上記導電性接着剤層とは、直接接合させることが難しいため、薄膜層を用いて接合させやすくする必要がある。まず、図１のように、上記仮着用支持体１の上に極性基を有するオルガノポリシロキサンの薄膜層２を設ける。次に、図２のように、その薄膜層２上に、未架橋状態の導電性シリコーンゴムからなる層３を形成させる。さらに、上記薄膜層２と、上記未架橋状態の導電性シリコーンゴムからなる層３とを共に架橋することによって、図３のように、架橋した導電性シリコーンゴムからなる層３’と薄膜層２’とに一体化させる。その後、上記薄膜層２’から上記仮着用支持体１を剥離させ、図４のように、積層体４を得る。
【００１２】
上記薄膜層２’から上記仮着用支持体１を剥離することにより、上記積層体４の上記仮着用支持体１側にあった上記薄膜層２’の成分であるオルガノポリシロキサンの極性基が、剥離された面上に露出し、活性な表面を生じる。この上記積層体４の剥離面に導電性接着剤によって上記導電性接着剤層５を設けると、図５のように、上記架橋した導電性シリコーンゴムからなる層３’と上記導電性接着剤層５とが強く接合した導電性基材６を得ることができる。
【００１３】
上記仮着用支持体１は、液状のオルガノポリシロキサンが染み込まない程度の緻密性と、液体のオルガノポリシロキサンを弾かない程度の濡れ性を有する材料であればよい。その具体例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等を主成分とするポリエステル樹脂からなる二軸延伸フィルムや、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメタクリレート、ポリイミド等からなるフィルム状のものなどが挙げられる。このうち、ポリエチレンテレフタレートの二軸延伸フィルムが、強靱で耐熱性が優れており、入手も一般に用意であることから、最も好ましい。
【００１４】
上記薄膜層２に用いる極性基を有するオルガノポリシロキサンは、例えば、ビニルシロキサン基を有するシリコーン化合物の付加重合化合物や、アルキルオキシシラン又はオキシシラン化合物の縮重合化合物等であって、極性基を有するものが望ましく、極性基がないものであればそれに極性基を含有する化合物を付与したものが望ましい。また、市販の極性基を有するシリコーン離型剤をそのまま用いるか、極性基を有しないシリコーン離型剤に極性基を含有する化合物を付与したものであってもよい。ここで極性基とは、カルボニル基、ビニル基、カルボキシル基等のように、強く分極した、又は分極しうる基をいう。
【００１５】
上記薄膜層２の厚さは、０．０１〜２．０μｍであることが望ましい。厚さが０．０１μｍ未満では、上記薄膜層２を一体化させることによって発揮される接着性の向上効果が確実には発揮されなくなってしまう。逆に、厚さが２．０μｍを超えると、上記薄膜層２’自体の強度が影響するために、それ以上厚くなっても接着性が向上せず、一方で、上記の架橋した導電性シリコーンゴムからなる層３’と上記導電性接着剤層５との電気的接続を阻害する抵抗としての効果が強く現れてくるため、望ましくない。
【００１６】
上記の架橋した導電性シリコーンゴムからなる層３’は、下記の化学式（１）で示されるシロキサン骨格を有する未架橋状態のオルガノポリシロキサンに導電性フィラーを添加したものを架橋して得られるものであり、このような未架橋状態の導電性シリコーンゴムとして用いることができるオルガノポリシロキサンとしては、式（１）中のＲが全てメチル基であるポリジメチルシロキサンの他に、メチル基の一部又は全部が他のアルキル基、ビニル基、フェニル基又はフルオロアルキル基である各種のポリオルガノシロキサンのうちの一種、又は、それらの二種以上の混合によるものを含む。
【００１７】
【化１】

【００１８】
また、上記の未架橋状態の導電性シリコーンゴムからなる層３及び上記の架橋した導電性シリコーンゴムからなる層３’には、周知の添加物がこの発明の効果を損なわない範囲で添加されていてもよい。このような添加剤とは、例えば、ヒュームドシリカ、沈降性シリカ、石英粉、酸化ケイ素、ケイソウ土、炭酸カルシウム、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、窒化ホウ素、酸化鉄等が挙げられる。
【００１９】
上記薄膜層２上に上記の未架橋状態の導電性シリコーンゴムからなる層３を形成させる方法としては、例えば、上記の未架橋状態の導電性シリコーンゴムのフィルムを上記薄膜層２の上に圧着して積層させるか、上記の未架橋状態の導電性シリコーンゴムを溶媒に溶かして薄膜層２の表面に塗布して乾燥させるか、上記の未架橋状態のシリコーンゴムを溶融押し出しすることによって積層させるといった方法が挙げられる。ただし、特にこれらの方法に限る必要はない。
【００２０】
上記の未架橋状態の導電性シリコーンゴムを架橋させる方法は、例えば、オルガノポリシロキサン中のメチル基やビニル基をラジカル反応によって架橋する方法や、シラノール末端を持つオルガノポリシロキサンの場合はそのオルガノポリシロキサンと加水分解可能な官能基を有するシラン化合物との縮合反応で架橋する方法、オルガノポリシロキサン中のビニル基へのオルガノポリシロキサン中のヒドロシリル基の付加反応で架橋させる方法、又は、電子線、γ線、紫外線などを照射することにより架橋する放射線架橋等が挙げられる。ただし、特にこれらの方法に限定されるものではなく、上記の架橋後の上記導電性シリコーンゴムからなる層３’の物性が下記の条件を満たすものであれば、任意の架橋方法を用いることができる。このような上記導電性シリコーンゴムの架橋により、上記の架橋した導電性シリコーンゴムからなる層３’と上記薄膜層２’が強固に固定される。
【００２１】
上記の架橋した導電性シリコーンゴムは、周波数１０Ｈｚ、温度２０℃において引張法で動的粘弾性測定した弾性率Ｅ’が０．３〜２０ＭＰａであることが望ましく、より望ましくは０．５〜５ＭＰａである。弾性率Ｅ’が０．３ＭＰａより低いと、柔らかすぎるために後加工や貼り付け作業が難しくなる他、クッション材として用いる場合には外力による変形量が大きすぎて役に立たなくなる。一方、２０ＭＰａより高いと固すぎて、緩衝効果等が望めなくなる。
【００２２】
また、上記の架橋した導電性シリコーンゴムは、ＪＩＳＺ７１９４に準拠して四探針法で測定した体積抵抗率が、１．０×１０¹⁰Ω・ｃｍ以下であることが望ましい。１．０×１０¹⁰Ω・ｃｍを超えるものでは、帯電防止機能が期待できなくなる。導電性フィラーを添加することによって体積抵抗率を低下させて上記の条件を示す上記導電性シリコーンゴムを得ることが出来る。この体積抵抗率は低いほどより望ましく、０Ω・ｃｍでもよい。
【００２３】
上記仮着用支持体１を剥離する方法は、例えば、上記仮着用支持体１と、上記積層体４になる部分とをそれぞれ反対方向に引っ張りながら剥がす方法（剥離角１８０度）や、上記仮着用支持体１を一方向に引き取りながら、上記積層体４になる部分を上記仮着用支持体１の引く方向と直角の方向に引っ張りながら剥がす方法（剥離角９０度）等が挙げられる。ただし、特にこれらの方法に限定されるものではなく、剥離した面が活性状態を維持出来るものであれば、任意の方法を用いることができる。
【００２４】
上記仮着用支持体１を剥離する時期は、特に架橋後の経過時間を限定されるものではなく、上記未架橋状態の導電性シリコーンゴムからなる層３と上記薄膜層２とを架橋させて一体化させた後であればいつでもよい。上記積層体４の剥離した面の表面活性は剥離した直後が最も高いため、上記導電性接着剤を塗布する直前に上記仮着用支持体１を剥がし、活性の高い表面に対して上記導電性接着剤を効果的に用いることが可能である。
【００２５】
上記導電性接着剤は接合させにくいシリコーンゴムに対してではなく、この極性基が露出する活性の高い表面に対して作用するため、接着性が向上し、用いる上記導電性接着剤は特にシリコーンゴム用に限定された接着作用を持つものである必要が無くなり、強固な接着力を持つ接着剤を比較的自由に選択できる。
【００２６】
上記導電性接着剤は、特にシリコーン系の接着剤に種類を限定するものではなく、下記の抵抗値の条件を満たすものでさえあれば周知の接着剤を適宜選択して構わない。具体的にはアクリル系接着剤やエポキシ系接着剤などが挙げられる。なお、上記導電性接着剤は、粘着剤と呼ばれるものも含む。
【００２７】
上記導電性接着剤層５の抵抗値は０．１６Ω／ｃｍ²以下であることが望ましい。この抵抗値は上記導電性接着剤層５の平面に垂直な方向に対して望まれるものである。上記導電性基材６を上記導電性接着剤層５側より貼り付けた部品から、上記の架橋した導電性シリコーンゴムからなる層３’への放電効果が発揮される必要があるが、この抵抗値が０．１６Ω／ｃｍ²を超えると、この放電効果が期待出来なくなる場合がある。この抵抗値は層の厚みに比例するため、上記導電性接着剤層５の厚みは、層の抵抗値が０．１６Ω／ｃｍ²を超えない範囲に制限される。なお、この抵抗値は低いほど望ましく、０Ω／ｃｍ²であってもよい。
【００２８】
上記導電性接着剤により上記導電性接着剤層５を形成する方法としては、上記導電性接着剤が液状のものであればコーティング法、あらかじめシート状に成形されたものであればロール圧着などの方法で形成することができる。ただし、上記の抵抗値の条件を満たすものであれば別の方法であっても構わない。
【００２９】
【実施例】
以下、実施例によりこの発明をより詳細に説明する。なお、接着強度試験は以下の手順で行った。
【００３０】
［接着強度試験］
基材の製造後、室温で０．５時間経過させたものと、室温で一日経過させたものとに対して、それぞれ、積層体とアクリル系導電性両面粘着テープとの接着強度を、ＪＩＳＫ６８５４に準拠したＴ型剥離試験によって測定した。
【００３１】
［耐久接着強度試験］
基材の製造後、温度８０℃、湿度８０％ＲＪの環境でエージングを７２０時間と２０００時間行ったものに対して、それぞれ、積層体とアクリル系導電性両面粘着テープとの接着強度を、ＪＩＳＫ６８５４に準拠したＴ型剥離試験によって測定した。
【００３２】
（実施例１）
仮着用支持体として、厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートの二軸延伸フィルムを用い、その表面にシランカップリング剤を配合した縮合型のシリコーン離型剤をバーコート法により塗布し、１２０℃で２０秒間加熱することにより乾燥・硬化させて、薄膜層を形成させた。
次いで、導電性シリコーンゴムからなる層として、ミラブル型導電性シリコーンゴムを薄膜層上に加圧溶融押出しコートさせて、厚さ５００μｍの上記の未架橋状態の導電性シリコーンゴムからなる層を形成させた。
得られた層と薄膜層に対して、吸収線量が５０ＫＧｙとなるようにγ線を照射し、導電性シリコーンゴムを架橋して積層体を生成させた。この架橋したミラブル型導電性シリコーンゴムの体積抵抗率をＪＩＳＫ７１９４に準拠して測定すると、５０ｍΩ・ｃｍであった。
さらに、仮着用支持体であるポリエチレンテレフタレートの二軸延伸フィルムを剥がし、この剥離面に、上導電性接着剤として厚み４０μｍ、抵抗値８ｍΩ／ｃｍ²であるアクリル系導電性両面接着テープをロール圧着して導電性接着剤層を形成して、導電性基材を製造した。
この導電性基材に対して接着強度試験と耐久接着強度試験とを行った。その結果を表１に示す。
【００３３】
（比較例１）
薄膜層を設けず、仮着用支持体であるポリエチレンテレフタレート上に直接に上記の未架橋状態の導電性シリコーンゴムである未架橋のミラブル型導電性シリコーンゴムからなる層を形成させる以外は、実施例１と同様にして基材を作製し、この基材に対して接着強度試験と耐久接着強度試験を行った。その結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】

【００３５】
【発明の効果】
この発明にかかる、仮着用支持体を用いることで薄膜層を挟んで導電性シリコーンゴムからなる層と導電性接着剤の層とを結び付けた導電性基材は、従来の導電性基材よりも簡便な方法で製造することができ、かつ、導電性接着剤の種類に対する制限が少なくなり強固な接着力を持てるので、より多くの用途に用いることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】仮着用支持体と薄膜層との接着後の断面図
【図２】導電性シリコーンゴムからなる層を設けた後の断面図
【図３】架橋させた後の断面図
【図４】仮着用支持体を剥離させた後の断面図
【図５】導電性接着剤層を付加させた後の断面図
【符号の説明】
１仮着用支持体
２架橋前の薄膜層
２’ 架橋後の薄膜層
３未架橋状態の導電性シリコーンゴムからなる層
３’ 架橋した導電性シリコーンゴムからなる層
４積層体
５導電性接着剤層
６導電性基材

Claims

導電性シリコーンゴムからなる層と極性基を有するオルガノポリシロキサンを用いた薄膜層とを共に架橋することによって一体化し、導電性接着剤層を前記薄膜層上に有する導電性基材。
上記導電性シリコーンゴムの、周波数１０Ｈｚ、温度２０℃において引張法で動的粘弾性測定した弾性率Ｅ’が０．３〜２０ＭＰａである、請求項１に記載の導電性基材。
上記導電性シリコーンゴムの、ＪＩＳＫ７１９４に準拠して四探針法で測定した体積抵抗率が、１．０×１０^１０Ω・ｃｍ以下である、請求項１又は２に記載の導電性基材。
上記導電性接着剤層の抵抗値が０．１６Ω／ｃｍ^２以下である請求項１乃至３のいずれかに記載の導電性基材。
仮着用支持体の一平面上に、極性基を含有するオルガノポリシロキサンの薄膜層を設け、その薄膜層の上記仮着用支持体とは反対の面上に未架橋状態である導電性シリコーンゴムからなる層を設け、
この未架橋状態である導電性シリコーンゴムからなる層を上記薄膜層とともに架橋し、次いで、上記仮着用支持体を上記薄膜層から剥離させ、架橋した上記導電性シリコーンゴムからなる層と上記薄膜層とが一体化した積層体を得、
上記積層体の剥離面上に、導電性接着剤層を形成させる、導電性基材の製造方法。
上記薄膜層の厚さが０．０１〜２．０μｍである請求項５に記載の導電性基材の製造方法。