JPH0240710B2

JPH0240710B2 - Dodenseisetsuchakuzai

Info

Publication number: JPH0240710B2
Application number: JP4974582A
Authority: JP
Inventors: Kyoshi Inoe
Original assignee: Inoue Japax Research Inc
Current assignee: Inoue Japax Research Inc
Priority date: 1982-03-26
Filing date: 1982-03-26
Publication date: 1990-09-12
Anticipated expiration: 2002-03-26
Also published as: JPS58167662A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、導電剤を接着剤に混入してなる導電
性接着剤に関する。

従来の導電性接着剤は、銅粉、ニツケル粉、鉄
粉や銀粉等の金属粉、あるいは炭素粉を、合成樹
脂材料でなる接着剤に混入してなるものである。
しかし金属粉を混入してなるものは、接着剤を構
成する合成樹脂と金属粉とが化学反応を起して寿
命が短かくなるという欠点があり、また、金属粉
導電剤の比重は混入する接着剤のそれに比較して
著しく大きいから、保存中に沈降分離することが
あるから、使用に当つてはいちいち充分な混練を
必要とし、面倒なだけでなく、金属粉を接着剤中
に均一に分散混合することが難しいため導電性の
安定した使用が難しく、また、金属粉の硬度が低
いために、接着剤が固化した後の固化物の硬度が
充分でなく、従つて接着強度も満足できるものと
なつていない。また、硬度が低いため、例えば放
電加工用電極を接着剤を用いて構成する場合、加
圧して接着するので、金属粉がつぶれてしまい、
製品の寸法、形状等の精度が悪いという問題点が
ある。また、金属粉として銅やニツケルを用いた
ものは、経年変化が生じるため、銀等を被覆する
等の工程が必要である。

一方、炭素粉を混入したものは、炭素の比重が
接着剤のそれと近似した値であるため、保存中に
導電剤粉が沈降して分離し、使用時にいちいち混
練する必要がないため、好ましいものであるが、
電気抵抗が大であるために、発熱し易く、また、
硬度が小さいために固化物の強度が低く、接着剤
との濡れ性が悪いことおよび線膨張係数（×10^-6
℃）がα軸とＣ軸とで極端に相違する（前者−
1.5、後者28）こと、並びに接着強度に大きく影
響する吸水性が高いことから、接着強度が低いと
いう難点がある。

本発明は、上記の点に鑑み、電気抵抗が小さ
く、経年変化がなく、接着強度が大となる組成の
導電性接着剤を提供することを目的とする。

本発明は、導電性を付与するための材料とし
て、従来の銅粉、ニツケル粉、鉄粉、銀粉、炭素
粉、或いはさらに銀被覆銅粉等の代わりに、優れ
た耐食耐侯性および硬度、そして適度な比抵抗、
比重および線膨張係数を有すると共に、吸水性を
有しない窒化チタン（TiN）あるいは炭化チタ
ン（TiC）のいずれか一方または双方の粉体を用
い、これを合成樹脂から成る絶縁性の接着剤に、
体積百分率で５〜25％混入して構成したものであ
る。TiNの比抵抗は22〜130μΩ・cm、TiCの比抵
抗は70〜173μΩ・cm程度であり、銀の1.6μΩ・
cm、鉄の9.8μΩ・cmに比べれば、比抵抗は大きい
が、しかし炭素（比抵抗4000μΩ・cm）に比べる
と約20分の１ないし200分の１程度であつて、抵
抗値が桁違いに小さくなる。また、硬度をビツカ
ース硬度で比較すると、銀、鉄、銅等の硬度は
100〜300Kg／mm²程度であるが、一方TiNは1800
〜2100Kg／mm²、TiCは2900〜3200Kg／mm²程度であ
つて、硬度も極めて大である。

また、比重は、TiCが4.9ｇ／cm³、TiNが5.44
ｇ／cm³で、接着剤約1.5〜2.0ｇ／cm³および炭素2.2
ｇ／cm³の約２倍強であるが、ニツケル、銅および
銀の約8.9〜10.5ｇ／cm³の約1/2であり、また、線
膨張係数は金属の半分強のTiNが9.4×10^-6／℃、
TiCが7.95×10^-6／℃であるが、炭素のように、
軸によつて極端に異なる値（α軸−1.5〜＋1.5×
10^-6／℃、Ｃ軸28×10^-6／℃）を有するというよ
うなことはなく、また、接着後の接着強度に大き
く影響する吸水性は金属と同程度で、炭素のよう
な吸水性はなく、従つて、TiNまたはTiCの微粉
末を混入したものを用いれば、従来の炭素粉を混
入したものに比べて、電気抵抗が大きいことによ
る発熱が防止され、かつ発熱に伴なう接着強度の
低下（接着剤として用いられる合成樹脂は温度上
昇により軟化して接着強度が低下し易い）が防止
される。又、炭素のように接着剤との濡れ性が悪
く、吸水性が高く、また、軸によつて線膨張係数
が異なることによる接着強度の低下が防止され
る。また、導電剤の硬度が大であるため、固化し
た接着剤固化物の硬度および耐摩耗性が大となる
ので、長寿命を保持することができる。

また、TiNおよびTiCは硬度が大であるため、
これらの粉末を混入した接着剤を用いて放電加工
用電極を加圧接着により製作する場合、粉末がつ
ぶれることがなく、製作上の精度を高く保つこと
ができる。

また、導電剤の硬度が大であるために、接着力
が大となる。この硬度増大に伴なつて接着力が得
られる理由は次のように考えられる。即ち、接着
とは、接着しようとするもの（固体）に何か（接
着剤）を塗つておいて（濡れていること）、貼り
合わせた後で、塗つた物（接着剤）が固まる（固
体となる）ことにより行なわれるもので、接着は
化学結合でない以上、接着剤が固体となつた時の
親和力に打勝つ一種の表面張力、固体と接着剤と
の分力による吸引力、および固まつた接着剤の固
体としての強さの程度等に依存するものと思惟さ
れるが、TiNやTiCの硬い粒子が混入されている
ことにより、これが接着剤中の異物として存在
し、接着剤が固まつて固体となつた際にその固化
固体が堅く耐摩耗性で強度が大きい丈でなく、固
化接着剤の固体中に歪を生成、残存させ、固化物
の固体としての強度を増大させる所からこれが接
着力の強化に何らかの寄与をしているものと考え
られる。混入される導電材料が従来のように硬度
の小さい銅、ニツケル等の金属粉や炭素粉である
場合には、接着剤が固化する際に生じる金属粉等
への変形力によつて金属粉が変形して歪が残らな
いが、本発明の場合のように、硬度の大きな導電
剤を用いる場合には、歪が残存して接着力が強化
されることになる。

次に本発明の実施例について説明する。実施例
においては、主剤としての変性アクリル系樹脂に
1.3μφのTiN粉を13％（体積％）混入し、これに
硬化剤としてアミン系化合物を体積比で１／10混
入し、S55C材である鉄と鉄とを接着して接着力
を測定した。また、比較のために、従来例として
TiN粉の代わりに同径の鉄粉を用い、主剤およ
び硬化剤に同じものを用いて接着剤を作り、同様
の試験を行なつた。その試験結果を図面に示す。
図示のように−20℃ないし100℃の範囲において、
従来例による場合に比べて本発明による場合の方
が大きな接着力が得られる。

また、15wで32kHzの超音波を加えて接着させ
た所、さらに強力な接着力を発揮させることがで
きた。この超音波を用い、実施例の材料のもので
テフロンの接着を行なつた所、従来例によれば接
着力はほとんど零であつたが、前記実施例によれ
ば、常温で約65Kg／cm²の接着力が得られた。

次に、導電剤としてTiC粉を用いた場合も、上
述実施例と同様、同傾向の結果が得られ、また接
着主剤としてエポキシ樹脂、ポリアミド系接着剤
を用いた場合も同様、同傾向の結果が得られた。

なお、本発明において用いられる接着剤の主剤
としては、アクリル系およびエポキシ系以外に、
フエノール系、シリコン系、ウレタン系、シアノ
アクリレート系、プラスチゾル系、クロロプレン
系、ニトリルゴム系等、種々のものが用いられ
る。また、TiN、TiC粉の大きさおよび混入量
は、材料それ自体としては従来の金属、合金系等
のものに比較して比抵抗が大きいため、前述の数
μｍφ前後またはそれ以下の微粉とした方が好ま
しいようであるが、用途によつては、特にTiCは
数μｍφまたはそれ以上の粉も使用することがで
き、混入量は目的等に応じ、３〜45％（体積百分
率）程度、好ましくは５〜25％程度とし、また粉
粒子の形状は、球状ないしはこれに近い形状でも
よいが、条、片、または樹枝状のものの方が、前
述歪残存効果等より好ましいようである。

また、電気抵抗を小さくしたい場合は、単に混
入量を増す丈でなく、銅粉、ニツケル粉、鉄粉、
銀粉、または銀を被覆した銅、ニツケル若しくは
鉄粉等を適宜の量TiN、TiC粉に代えて混入すれ
ば良く、特に磁性粉の混入が、加歪効果増大等に
有効なようである。

以上述べたように、本発明においては、導電性
を付与する材料としてTiNまたはTiCを用いたも
のであるから、金属粉を導電剤として混入したも
のに比較して化学安定性が良く、経年変化がな
く、長期にわたつて高い接着力と良好な導電性を
保持することができ、また、比重の大きい金属粉
のように沈降分離することが少ないので、使用時
に混練が必要になるという面倒も少ない。また、
TiNやTiCは電気抵抗が金属に比べれば大きいも
のの、炭素に比較すれば充分に低いため、導電し
た際の発熱が防止され、使用に伴なう劣化が防止
され、また、炭素のように吸水性がない所から接
着強度が安定で低下することがなく、さらに化学
安定性が良いことと相俟つて、長い寿命を持たせ
ることができる。

また、TiNとTiCは硬度が大であるため、加歪
効果によつて大きな接着力が得られると共に、耐
摩耗性が高いために、摩擦を生じる個所に用いる
にも好適である。また、TiNとTiCは硬度が大で
あるために、加圧接着により放電加工用電極や金
型等を製作する場合、製作上の精度を高くするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明と従来例の接着強度を温度をパラ
メーターとして対比して示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

１炭化チタン及び窒化チタンの一方又は双方の
微粉末を、体積百分率で５〜25％接着剤に混合し
て導電性を持たせたことを特徴とする導電性接着
剤。