JPH01225663A - 導電性樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、導電性樹脂組成物に関する。この導電性樹脂
組成物はコンパウンド、ペースト、成型品などの形態で
特に半導体関係において、静電破壊防止のための包装、
保管、運搬用の材料、帯電防止や静電除去用の床材、電
磁波障害防止用のし中へい材、コロナ放電劣化防止用の
電線被覆材、合成樹脂サーミスタなどの広範囲な分野で
使用される。

従来の技術 樹脂に配合して、導電性を付与する素材即ちフィラート
シてハ、銀、銅、ア！レミニウム、ニッケル、パラジウ
ム、鉄等の金属、膨化硅素、酸化錫。

酸化インジウム、酸化鉛等の金属化合物、カーボン等の
非金属が結晶体、非晶質体で、フレーク状。

粉末状９Ｍ維状等の形態で使用されている。これらのフ
ィラーによシ、高い安定な導電性組成物を得るには、樹
脂中に均一に分散することが肝要であり、これには上記
の粉末状、フレーク状のものは粉砕等で各々微粒子化、
４肉化し、繊維状のものはその径の微細化が要求されて
きた。しかるに特に金属フィラーの場合には上記処理時
や保存中に湿気や酸素の影響により表面に酸化皮膜が発
現し分散が良好化しても所期の導電性を得がたい場合が
多く、又他の゛化合物では加水分解で同様な態形４をう
ける場合が多く、更に化学的に安定な化合物であったシ
かつ繊維状の場合には粉砕等の微細化手法の効果が小さ
く、特殊な微細化手法が要求され処理コストが大となっ
たプするために、樹脂への分散上、好ましい微粒子化、
微細化には限界を生じ、比較的粗大寸法のまま使用さぜ
るを得なかった。したがって配合後に樹脂とフィラーと
の分離を生じ不均質な分散状態となシ易く、得られた組
成物の耐湿性、耐食性等が劣り、長期に導電性を維持す
るのが困難である場合が多い。

発明が解決しようとする課題 本発明は従来の技術、即ち導電性フィラーの微粒化、微
細化による高分散化、高導電性化と異なシ、新規な酸化
亜鉛ウィスカーを導電性フィラーとして用い、樹脂中で
極めて能率的で安定な電気的接触を達成した高分散性の
組成物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 本発明者は上記問題点に鑑み、安定したフィラーでｓｂ
、樹脂に配合して成形性が良好でかつ成形品は耐湿性、
耐食性、導電性に優れた導電性フィラーを種々実験研究
、検討を行った結果、酸化亜鉛ウィスカーが樹脂との混
線、成形時において極めて安定で樹脂に均質に分散し、
成型性が良く、得られた成形品は極めて安定な導電性を
示すことを確認した。

即ち、本発明は樹脂に導電性フィラーとして新規なテト
ラポッド状の酸化亜鉛ウィスカーを配合してなる導電性
樹脂組成物に係るものである。

尚、上記の新規な酸化亜鉛ウィスカーとは、中心の核部
と、この核部から異る４軸方向に伸びた針状結晶部から
なシ、前記針状結晶部の基部の径が０、７〜１４１ｔｍ
　、特に１〜１４１１ｍであり、前記針状結晶部の基部
から先端までの長さが３〜２００／１ｍ、特に１０〜２
００７１ｍである等の形態的寸法的特長を有するもので
ある。

作　　用 本発明に使用する酸化亜鉛ウィスカーは前述したように
テトラポッド状の立体的な特異な構造を有するために、
樹脂中に配合された場合にはウィスカーの針状結晶部が
他のウィスカー針状結晶部と極めて能率的に導電性を高
める様な電気的接触をもたらす。これは従来電気的接触
に有利だとされてきた単純な線状繊維体に比しても、接
触確率が極めて高いものである。更にこの酸化亜鉛ウィ
スカーは他の従来から使用されている粒状、フレーク状
、繊維状、導電性フィラーと混合併用された場合でも上
記フィラー単独系よシ極めて高い電気的接触を達成し、
高導電性化に大きく寄与する。

更に樹脂との分散性に就いても酸化亜鉛本来の性質によ
る１ぬれ性”の良好性に加え上記構造も寄与することか
ら優れている。更に単結晶性からくる安定性が組成物の
経時劣化の減少耐湿性の向上に寄与する。

上記のテトフボッド状酸化亜鉛ウィスカーは、表面に酸
化皮膜を有する金属亜鉛粉末を酸素を含む雰囲気下で加
熱処理することによって得られる。

得られるウィスカーは、みかけの嵩比重０．０５〜０．
１を有し、収率は７０チ以上である。そして、前記酸化
皮膜の生成条件によってウィスカーの大きさをある程度
コントローｐすることができる。

第１図は実施例に用いた酸化亜鉛ウィスカーの電子顕微
鏡写真である。このウィスカーは次のようにして得た。

即ち純度９９．９９−の亜鉛線をアーク放電方式による
溶射法で空気中に溶射した粉末１Ｋｆを回収し、これに
イオン交換水５００ｇを加え、乳鉢形捕潰機で約２０分
間攪拌後、２６℃の水中に７２時間放置し、次に１６０
℃で３０分間乾燥後、アルミナ磁器製るつほに入れ、１
０００℃に保たれた炉内に入れ、１時間熱処理すること
によって得たものである。みかけ嵩比重は０．０９、針
状結晶部の太さは１〜１４７７ｍ　、長さは１０〜２０
０μｍである。なお、図では針状結晶部が３軸あるいは
２軸のものも認められるが、４軸のものの一部が折損し
たものと思われる。又板状晶のものも認められる。いず
れＫしてもテトラポッド状のものが約８０％を占める。

第２図は上記ウィスカーのＸ線回折図を示す。すべて酸
化亜鉛のピークを示し、電子線回折の結果も転移、格子
欠陥の少ない単結晶性を示した。又不純物含有量も少な
く、原子吸光分析の結果、酸化亜鉛が９９．９８チであ
った。

このようなウィスカーは又低粘度や高比重の樹血中に配
合された場合にも成形時に樹脂から分離することなく良
好な分散性を示す。本発明においては樹脂に配合する導
電性フィラーとしての酸化亜鉛ウィスカーは単独で配合
することによって充分導電性を付与できるが、導電化の
目的によってハ、他のフィラー、例えば銀、銅、アルミ
ニウム。

ニッケル、パラジウム、鉄、酸化錫、酸化インジウム、
酸化鉛、炭化硅素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、高
導電性カーボン、グラフ１イト、アセチレンブラック等
の粉末、フレーク、繊維を併用、混合することも可能で
ある。

本発明に用いる樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂
共に可能であり、これには、ポリ塩化ビニール、ホリエ
チレン、１Ｘ化ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエ
チレンテレフタレート、ホリプチレンテレフタレート、
ポリアミド、ポリスルホン、ポリエーテルスμホン、ポ
リフエニレンサルフフイド、ポリエーテルケトン、ＡＢ
Ｓ樹脂。

ポリスチレン、ポリブタジェン、メチルメタクリレート
、ポリアクリロニトリル、ポリアセター／１／。

ポリカーボネート、エチレン−酢酸ビニール共重合体、
ポリ酢酸ビニール、エチレン−テトラフロロエチレン共
重合体、ポリフェニレンオキサイド。

芳香族ポリエステル、ポリ弗化ビニール、ポリ弗化ビニ
リデン、ポリ塩化ビニリデン等を挙げることができる。

又熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、不胞和ポリエ
ステル、シリコン樹脂、メラミンー二すア樹脂、フェノ
ール樹脂等がある。

樹脂に対する導電性フィラーの配合割合は特に限定され
ないが、配合量が少なすぎる場合は導電化の目的が達成
されず、必要以上に多量であると、比重が大となったシ
、コスト面で不利となったシ折角の良好な分散性限外し
て表面までフィラーが突出したシする弊害が生じたシす
る。このため、導電化の目的に従って好ましい範囲があ
る。即ち樹脂に対し５〜５ｏ容量チ、好ましくは１０〜
３゜容量チである。　　・ 次に本発明の導電性樹脂組成物は樹脂と酸化亜鉛ウィス
カーとからなるが、使用の目的によって、安定剤２分散
助剤、充填剤等の添加剤を単独又は併用して配合しても
より０又この組成物は例えば粉体、ベレット、ペースト
等の目的に従って好ましい形態とすることが可能である
。

粉体は樹脂とウィスカー、必要によっては添加剤を配合
して回転形あるいは固定形混合機等を使用して混和する
ことにより得られる。ベレットは同様に前記混合機で混
和した後、混練機等によシ混練した後、造粒装置等によ
シ所望の形状に切断することにより得られる。

ペーストは樹脂とウィスカーに少なくとも１種の溶剤又
は低分子量物及び必要により添加剤を配合し分散、混練
する方法によって得ることができる。

又上記の如く、必要によって配合する添加剤には、安定
剤としては酸化防止剤、例えばモノビストリフエノール
、芳香族アミンに代表されるラジカＩし連鎖禁止剤、メ
ルカプタン、モノジボリサルファイド等の過酸化物分解
剤、酸アミド、ヒドラジド等の金属不活性剤、フ、二ノ
ー／Ｌ’類、スルフィド類。

ホスファイト類等及び紫外線吸収剤、例えばベンゾフェ
ノン系、ベンゾトリアゾール系のもの更には難燃剤、例
えば臭素系、燐系の！１ＩＩＩ燃剤、酸化アンチモン等
の燻燃助剤等が含まれる。分散助剤としては有機金属塩
類が挙げられ、充填剤としてはカーボンブラック、ホワ
イトカーボン、炭酸力ｐシウム、クレイ、ケイ酸塩類、
タルク、アルミナ水和物９石綿、ガラス繊維等が挙げら
れる。これら配合剤の配合量は特に限定されない。

又、ペーストに用いられる低分子量物にはジエチレング
リコ−ｌｖ、ギ酸等のカルボン酸類、ジエチレングリコ
−ｐ等の二量体化量、トリエチレングリコー〜等の三景
体化品等があシ、又熱可塑性樹脂に配合する可塑剤には
フタ）Ｖ酸エステル、フタル酸混基エステル、脂肪族二
基塩酸エステル、グｊＪ　’：１−　／ｌ／　エフＣテ
ρ、脂肪酸エステル、リン酸エステル、エポキシ系可塑
剤、塩素化パラフィン等を使用することができる。

実施例 以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発
明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。

実施例１ 前記した酸化亜鉛ウィスカー２０容量チ、ポリプロピレ
ン樹脂、８０容量チとなるように採取し、■型回転混合
機で４分間混合した後、異方向二軸押出機で混練、成形
してベレットを得た。このベレットを２４０℃でブレス
成形し直径６０　＋ｗ　、厚さ３．５鴎の円板状試験片
を作成した。この試験片について分散性の目視評価及び
比抵抗を超絶縁計で測定した。その後４０℃、１００％
ＲＨ，７日間の耐湿試験を行い上記と同様に比抵抗を測
定した。

測定結果を第１表に示した。

実施例２ 実施例１と同じ酸化亜鉛ウィスカーにフレーク状銀粉（
２０〜４０　Ｂｍ粒）を４対１の割合で溶量比）で混合
調整した。導電性ライフ−１６容量チ、実施例１と同じ
ポリプロピレン樹脂８６容量チとなるように採集して、
実施例１と同様にベレットを作成して試験片を得た後、
同様に評価試験を行った。結果は第１表に示した。

実施例３〜６ 樹脂はそれぞれポリブチレンテレフタレート。

ＡＢＳ樹脂、ポリフェニレンサルフフイド、ナイロン６
６を選択して実施例１及び２同様にウィスカー及びウィ
スカー混合フィラーを混合してベレットを得た後に第１
表に示した成形温度で試験片を作成した。又同様に評価
試験を行った。それぞれの結果を第１表に示した。尚実
施例６〜６ではウィスカー混合フィラーの種類及び混合
比が異なる。これは第１表に表記した。

比較例１〜３ 樹脂としてポリプロピレン、導電性フィラートして金属
フレーク及び粉末を用いてｌｉ例１と同様の方法によシ
ベレットを得た後、２４０℃で試験片を作成し、評価試
験を実施例１と同様の方法で行った。結果を第２表に示
した。

実施例７ 実施例１と同様の方法にて得られた酸化亜鉛ウィスカー
２０容量チとポリメチルメタクリレート８ｏ容量−の混
合物１ｏｏｙとトルエン１５０ｙを磁性ポットミルに採
取し、混合してペースト状物とし、これをガラス板上に
流延して室温に２．６時間放置後、１６０℃で２時間乾
燥して３０μｍの塗膜を形成し試験片とした。評価試験
は実施例１と同様に行い結果を第３表に示した。

比較例６ ニツケ／Ｉ／粉末りｏ容量チ、ポリメチルメタクリレ−
）８０容量チを実施例７と同様纜してペースト状物、試
験片を得て同じ評価方法を用いた。測定結果を第３表に
示した。

第１表 実施例３〜６の混合フィラー添加量は全て１６容量チと
した。

第２表 各粒径共に５〜２５Ｂａｘのものを使用−１第３表 比較例６の粒子径６〜２５１１ｍのものを使用発明の効
果 本発明の導電性樹脂組成物は粉体あるいはベレットにお
いて種々の成形体とすることができる。

この成形体は成形時に樹脂とフィラーとの分離を生じる
ことなく均一な分散状態となり、殊に酸化亜鉛ウィスカ
ーの効果によシ少量添加で導電性も極めて高く、かつ経
時変化、耐湿劣化が少なく、静電破壊防止用材料、帯電
防止用材料、電磁波障害防止用材料、コロナ放電防止用
材料等として好適に使用し得るものである。上記の用途
において、圧縮成形、押出成形、射出成形等の成形法に
よって成形することができる。又ペーヌトは導電性被膜
用材料、導電性接着剤等として使用できる。又上記の少
量添加による効果が大なる点から樹脂本来の物性をそこ
なうことが少なく、かつ樹脂のみよυ優れた物性を発見
する点もあシ、その利用価値は大なるものである。

【図面の簡単な説明】 第１図はＺｎＯウィスカーの電子顕微鏡写真、第２図は
Ｘ線回折図である。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 手続補正書物式） 昭和６３年６月ｆ日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　樹脂に酸化亜鉛ウイスカーが配合されており、かつ前
   記酸化亜鉛ウイスカーは核部とこの核部から異なる４軸
   方向に伸びた針状結晶部からなるテトラポッド状構造を
   有し、前記針状結晶部の径が０．７〜１４μｍであり、
   前記針状結晶部の基部から先端までの長さが３〜２００
   μｍであることを特徴とする導電性樹脂組成物。