JPH024643B2 - - Google Patents
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は合成樹脂に金属粉を充填して機能性を
有する複合材料を得るために最適な金属粉の処理
方法に関するものである。 具体的な利用分野の例を上げると、金属粉を充
填した合成樹脂成形材料としては、高比重材料、
放射線遮蔽材料、軸受材料、感圧スイツチ材料、
導電材料、熱伝導材料、耐摩耗材料などがある。
また金属粉を配合した合成樹脂塗料の例として
は、導電性、電磁波シールド、耐摩耗性を有する
ものが上げられる。 本発明により処理した金属粉は、合成樹脂との
親和性が良好で、かつ合成樹脂と有害な化学反応
を起こさないため、金属粉を大量に充填しても合
成樹脂複合材料の物理的性質の劣化が小なく、ま
た金属粉による合成樹脂の酸化劣化の問題が生じ
ない。さらに導電性など金属特有の特性が維持さ
れるため、新しい機能を有する複合材料の開発が
可能となる。 〔従来の技術〕 金属と合成樹脂とは一般に互に親和性に乏し
く、また金属粉の腐食、金属粉による合成樹脂の
酸化劣化の問題が生じるため種々の表面処理方
法、添加剤が考案されている。 従来の技術としてベンゾトリアゾール、トリル
トリアゾールなどの有機インヒビターで金属粉に
防錆効果を与える方法があげられるが、それらの
保護被覆は導電性を悪くし、導電性を目的とする
用途には使用できない。合成樹脂との親和性、分
散性を改善するものとしてチオール・S・トリア
ジン及びその誘導体を添加する方法(例えば特開
昭53−45346号公報)、あるいはチタネート系カツ
プリング剤を使用する方法(例えば特開昭57−
207651号公報)がある。しかしこれらの方法は改
善効果が認められるものの不十分であり、金属粉
の有する特性を阻害する傾向も有り、合成樹脂に
充填する金属粉の処理方法として優れた方法とは
言えない。 〔発明が解決しようとする問題点〕 金属粉の腐食、金属粉による合成樹脂の酸化劣
化を防止するためには、なんらかの防錆処理が必
要である。しかし従来の技術では防錆のための保
護被膜は金属酸化膜を介して結合するものや、絶
縁性のものが多く、導電性を目的とした用途には
使用できない。したがつて導電性など金属の特性
を悪くしない防錆処理方法が必要である。一方、
無機物と合成樹脂との親和性を良くするためのカ
ツプリング剤としてシラン系、アルミニウム系、
チタネート系などが市販されている。シリカ、ガ
ラスにはシラン系が良く、炭酸カルシウムにはチ
タネート系が有効であることは知られているが、
金属粉に対しては有効な処理方法が見出されてな
く、カツプリング剤として十分な効果が生かされ
ていない。 したがつて本発明者等は、表面処理後も金属の
有する導電性などの特性を維持あるいは改善し、
かつ合成樹脂と有害な化学反応を起こさず、合成
樹脂との親和性が良い金属粉の処理方法を見出す
ために種々の研究を行つた結果、本発明を完成し
たものである。 〔問題を解決するための手段〕 即ち、本発明は、金属粉をアミン及びその誘導
体の少なくとも1種を溶解した水溶液で処理し、
次いで該金属粉を乾燥し、チタネート系カツプリ
ング剤を該金属粉に混合被覆することを特徴とす
る金属粉の処理方法である。 金属粉とは、銅、鉄、ニツクル、鉛、錫、銀、
並びにこれらの合金若しくはこれらを主成分とす
る合金粉が含まれるが。特に銅粉、銅合金粉、鉄
粉、ニツケル粉等の金属粉に本発明方法を実施す
ると、きわめて良好な結果が得られる。 本発明の方法に使用するアミンとは、アンモニ
アの水素原子を炭化水素残基Rで置換した化合物
であつて、例えばエチルアミン、アミルアミン、
ジアミルアミン、トリエタノールアミン、アリリ
ルアミン、シクロヘキシルアミンなどが挙げられ
る。アミンの誘導体としては塩酸塩、硫酸塩およ
び有機酸塩などであるが、水に可溶なアミン化合
物であれば使用可能である。 アミンの金属粉に対する添加量は、使用する水
溶液の量、処理方法、金属粉の粒子の大きさより
異なるが、一般に処理する金属粉に対して重量で
0.01%から効果があり10%以下が望ましい。処理
方法としては、水溶液をスプレー添加する方法、
水溶液中にて金属粉を撹拌する方法、少量の水溶
液でペースト状態にして湿潤する方法などが有
る。処理時間は短時間で良く、処理時間は自由に
選定することができる。 本発明の方法に使用するチタネート系カツプリ
ング剤とは、例えばイソプロピルトリイソステア
ロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベ
ンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリ
ス(ジオクチルパイロホスフエート)チタネー
ト、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスフア
イト)チタネート、ビス(ジオクチルパイロホス
フエート)オキシアセテートチタネートなどが挙
げられる。 チタネート系カツプリング剤の添加量は金属粉
の粒子の大きさ、金属組成によつて異なるが一般
に、処理する金属粉に対して重量が0.1%から効
果があり10%以下が望ましい。 チタネート系カツプリング剤の処理方法として
は、直接金属粉に添加し、ミキサーあるいはボー
ルミルなどで撹拌混合する方法が工業的に簡単で
ある。チタネート系カツプリング剤を相溶性の良
いトルエン、メチルエチルケトンなどの溶剤に希
釈して撹拌混合する方法は短時間に均一な被覆が
得られ効果的な方法である。 〔作 用〕 本発明の処理方法が優れた特性を有する理由に
ついては、どのような機構で、どのような結合、
あるいは相互作用をしているか十分に明らかにな
つていないが次のようなことが考えられる。 金属粉をアミンの水溶液で処理することは金属
粉表面を清浄する効果があり、処理した金属粉を
乾燥することにより金属粉表面にキレート化合物
が生成し、ある程度の防錆効果が得られる。 さらに金属粉を水溶液中で処理し乾燥すること
は金属粉表面に水酸基を強制的に付与したことに
なり、チタネート系カツプリング剤が金属粉表面
と結合するのに最適な状態となり、優れたカツプ
リング剤の効果が生ずる。つまりチタネート系カ
ツプリング剤の遷移金属であるTi元素が金属表
面と十分に結合したのち、イソステアリン酸残
基、オクチルアルコール酸基及び亜リン酸エステ
ルのトリデシルアルコール残基などの疎水基が外
側に向き金属粉表面を疎水化する。これらの疎水
基は有機物と親和する部分が有るため、合成樹脂
との親和性も良くなると考えられる。 他のカツプリング剤を使用しても機構的には同
じと考えられるが、シラン系は導電性を著しく悪
くし、アルミニウム系は耐湿性に劣るなどの欠点
があることが本発明者等の研究で判明し、チタネ
ート系カツプリング剤を使用した。 金属粉に水を添加してカツプリング効果を向上
する方法もあるが、乾燥中に金属粉が酸化する問
題がある。また乾燥せずにカツプリング剤を添加
したり、カツプリング剤と水を同時に添加して処
理した場合には、残留水分が多く有るため種々の
問題を生じる。本発明の処理方法において、アミ
ンの水溶液で処理し乾燥した金属粉の残留水分を
測定した結果、重量で0.005%程度であつた。金
属粉の種類により含水量に差はあるが、このぐら
いの量がチタネート系カツプリング剤の親水基が
加水分解し金属と結合するのに必要かつ下可欠な
量であろう。金属粉を充填した合成樹脂複合材料
の導電性が良くなるのは防錆性と親和性の相乗効
果によるものと考えられる。 〔実施例〕 以下実施例により本発明を具体的に説明する。
なお文中に部があるのはすべて重量部である。 実施例 1 水100部にトリエタノールアミンを0.01部溶解
した水溶液に平均粒径50μの噴霧銅粉を100部浸
漬し、1分間撹拌した。その後ろ紙で銅粉と水を
分離し、熱風乾燥器にて80℃120分間加熱乾燥し
た。乾燥後室温にてしばらく放置した後、チタネ
ート系カツプリング剤であるイソプロピルトリイ
ソステアロイルチタネートを0.1部トルエン2部
に溶解して、銅粉に添加した。ミキサーで
60rpm10分間混合し、銅粉表面にチタネート系カ
ツプリング剤を被覆した。 このようにして処理した銅粉は金属銅の色を呈
しておりかつ疎水性を有していた。 合成樹脂との親和性、反応性を見るために、こ
のようにして得た処理銅粉をポリブチレンテレフ
タレート樹脂に重量で75%充填し、射出形機にて
フライホイールを成形した。 処理を行わない実施例1で用いた墳霧銅粉を使
用して成形したものと比べて非常に成形性が良
く、かつ表面外観も赤変色せず銅色を呈してい
た。成形品の物理的耐質、電気的性質を表1に、
無処理銅粉を充填したものを比較例1として示
す。
有する複合材料を得るために最適な金属粉の処理
方法に関するものである。 具体的な利用分野の例を上げると、金属粉を充
填した合成樹脂成形材料としては、高比重材料、
放射線遮蔽材料、軸受材料、感圧スイツチ材料、
導電材料、熱伝導材料、耐摩耗材料などがある。
また金属粉を配合した合成樹脂塗料の例として
は、導電性、電磁波シールド、耐摩耗性を有する
ものが上げられる。 本発明により処理した金属粉は、合成樹脂との
親和性が良好で、かつ合成樹脂と有害な化学反応
を起こさないため、金属粉を大量に充填しても合
成樹脂複合材料の物理的性質の劣化が小なく、ま
た金属粉による合成樹脂の酸化劣化の問題が生じ
ない。さらに導電性など金属特有の特性が維持さ
れるため、新しい機能を有する複合材料の開発が
可能となる。 〔従来の技術〕 金属と合成樹脂とは一般に互に親和性に乏し
く、また金属粉の腐食、金属粉による合成樹脂の
酸化劣化の問題が生じるため種々の表面処理方
法、添加剤が考案されている。 従来の技術としてベンゾトリアゾール、トリル
トリアゾールなどの有機インヒビターで金属粉に
防錆効果を与える方法があげられるが、それらの
保護被覆は導電性を悪くし、導電性を目的とする
用途には使用できない。合成樹脂との親和性、分
散性を改善するものとしてチオール・S・トリア
ジン及びその誘導体を添加する方法(例えば特開
昭53−45346号公報)、あるいはチタネート系カツ
プリング剤を使用する方法(例えば特開昭57−
207651号公報)がある。しかしこれらの方法は改
善効果が認められるものの不十分であり、金属粉
の有する特性を阻害する傾向も有り、合成樹脂に
充填する金属粉の処理方法として優れた方法とは
言えない。 〔発明が解決しようとする問題点〕 金属粉の腐食、金属粉による合成樹脂の酸化劣
化を防止するためには、なんらかの防錆処理が必
要である。しかし従来の技術では防錆のための保
護被膜は金属酸化膜を介して結合するものや、絶
縁性のものが多く、導電性を目的とした用途には
使用できない。したがつて導電性など金属の特性
を悪くしない防錆処理方法が必要である。一方、
無機物と合成樹脂との親和性を良くするためのカ
ツプリング剤としてシラン系、アルミニウム系、
チタネート系などが市販されている。シリカ、ガ
ラスにはシラン系が良く、炭酸カルシウムにはチ
タネート系が有効であることは知られているが、
金属粉に対しては有効な処理方法が見出されてな
く、カツプリング剤として十分な効果が生かされ
ていない。 したがつて本発明者等は、表面処理後も金属の
有する導電性などの特性を維持あるいは改善し、
かつ合成樹脂と有害な化学反応を起こさず、合成
樹脂との親和性が良い金属粉の処理方法を見出す
ために種々の研究を行つた結果、本発明を完成し
たものである。 〔問題を解決するための手段〕 即ち、本発明は、金属粉をアミン及びその誘導
体の少なくとも1種を溶解した水溶液で処理し、
次いで該金属粉を乾燥し、チタネート系カツプリ
ング剤を該金属粉に混合被覆することを特徴とす
る金属粉の処理方法である。 金属粉とは、銅、鉄、ニツクル、鉛、錫、銀、
並びにこれらの合金若しくはこれらを主成分とす
る合金粉が含まれるが。特に銅粉、銅合金粉、鉄
粉、ニツケル粉等の金属粉に本発明方法を実施す
ると、きわめて良好な結果が得られる。 本発明の方法に使用するアミンとは、アンモニ
アの水素原子を炭化水素残基Rで置換した化合物
であつて、例えばエチルアミン、アミルアミン、
ジアミルアミン、トリエタノールアミン、アリリ
ルアミン、シクロヘキシルアミンなどが挙げられ
る。アミンの誘導体としては塩酸塩、硫酸塩およ
び有機酸塩などであるが、水に可溶なアミン化合
物であれば使用可能である。 アミンの金属粉に対する添加量は、使用する水
溶液の量、処理方法、金属粉の粒子の大きさより
異なるが、一般に処理する金属粉に対して重量で
0.01%から効果があり10%以下が望ましい。処理
方法としては、水溶液をスプレー添加する方法、
水溶液中にて金属粉を撹拌する方法、少量の水溶
液でペースト状態にして湿潤する方法などが有
る。処理時間は短時間で良く、処理時間は自由に
選定することができる。 本発明の方法に使用するチタネート系カツプリ
ング剤とは、例えばイソプロピルトリイソステア
ロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベ
ンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリ
ス(ジオクチルパイロホスフエート)チタネー
ト、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスフア
イト)チタネート、ビス(ジオクチルパイロホス
フエート)オキシアセテートチタネートなどが挙
げられる。 チタネート系カツプリング剤の添加量は金属粉
の粒子の大きさ、金属組成によつて異なるが一般
に、処理する金属粉に対して重量が0.1%から効
果があり10%以下が望ましい。 チタネート系カツプリング剤の処理方法として
は、直接金属粉に添加し、ミキサーあるいはボー
ルミルなどで撹拌混合する方法が工業的に簡単で
ある。チタネート系カツプリング剤を相溶性の良
いトルエン、メチルエチルケトンなどの溶剤に希
釈して撹拌混合する方法は短時間に均一な被覆が
得られ効果的な方法である。 〔作 用〕 本発明の処理方法が優れた特性を有する理由に
ついては、どのような機構で、どのような結合、
あるいは相互作用をしているか十分に明らかにな
つていないが次のようなことが考えられる。 金属粉をアミンの水溶液で処理することは金属
粉表面を清浄する効果があり、処理した金属粉を
乾燥することにより金属粉表面にキレート化合物
が生成し、ある程度の防錆効果が得られる。 さらに金属粉を水溶液中で処理し乾燥すること
は金属粉表面に水酸基を強制的に付与したことに
なり、チタネート系カツプリング剤が金属粉表面
と結合するのに最適な状態となり、優れたカツプ
リング剤の効果が生ずる。つまりチタネート系カ
ツプリング剤の遷移金属であるTi元素が金属表
面と十分に結合したのち、イソステアリン酸残
基、オクチルアルコール酸基及び亜リン酸エステ
ルのトリデシルアルコール残基などの疎水基が外
側に向き金属粉表面を疎水化する。これらの疎水
基は有機物と親和する部分が有るため、合成樹脂
との親和性も良くなると考えられる。 他のカツプリング剤を使用しても機構的には同
じと考えられるが、シラン系は導電性を著しく悪
くし、アルミニウム系は耐湿性に劣るなどの欠点
があることが本発明者等の研究で判明し、チタネ
ート系カツプリング剤を使用した。 金属粉に水を添加してカツプリング効果を向上
する方法もあるが、乾燥中に金属粉が酸化する問
題がある。また乾燥せずにカツプリング剤を添加
したり、カツプリング剤と水を同時に添加して処
理した場合には、残留水分が多く有るため種々の
問題を生じる。本発明の処理方法において、アミ
ンの水溶液で処理し乾燥した金属粉の残留水分を
測定した結果、重量で0.005%程度であつた。金
属粉の種類により含水量に差はあるが、このぐら
いの量がチタネート系カツプリング剤の親水基が
加水分解し金属と結合するのに必要かつ下可欠な
量であろう。金属粉を充填した合成樹脂複合材料
の導電性が良くなるのは防錆性と親和性の相乗効
果によるものと考えられる。 〔実施例〕 以下実施例により本発明を具体的に説明する。
なお文中に部があるのはすべて重量部である。 実施例 1 水100部にトリエタノールアミンを0.01部溶解
した水溶液に平均粒径50μの噴霧銅粉を100部浸
漬し、1分間撹拌した。その後ろ紙で銅粉と水を
分離し、熱風乾燥器にて80℃120分間加熱乾燥し
た。乾燥後室温にてしばらく放置した後、チタネ
ート系カツプリング剤であるイソプロピルトリイ
ソステアロイルチタネートを0.1部トルエン2部
に溶解して、銅粉に添加した。ミキサーで
60rpm10分間混合し、銅粉表面にチタネート系カ
ツプリング剤を被覆した。 このようにして処理した銅粉は金属銅の色を呈
しておりかつ疎水性を有していた。 合成樹脂との親和性、反応性を見るために、こ
のようにして得た処理銅粉をポリブチレンテレフ
タレート樹脂に重量で75%充填し、射出形機にて
フライホイールを成形した。 処理を行わない実施例1で用いた墳霧銅粉を使
用して成形したものと比べて非常に成形性が良
く、かつ表面外観も赤変色せず銅色を呈してい
た。成形品の物理的耐質、電気的性質を表1に、
無処理銅粉を充填したものを比較例1として示
す。
【表】
実施例 2
水100部にトリエタノールアミンを2部溶解し
た水溶液に平均粒径2μの電解銅粉100部浸漬し、
60分間混合撹拌した。その後ろ紙で銅粉と水を分
離し、熱風乾燥器にて80℃120分間加熱乾燥した。
乾燥後室温にてしばらく放置した後、チタネート
系カツプリング剤であるビス(ジオクチルパイロ
ホスフエート)オキシアセテートチタネートを5
部銅粉に添加しミキサーで60rpm60分間混合し、
銅粉表面にチタネート系カツプリング剤を被覆し
た。 このようにして処理した銅粉は金属銅の色を呈
しておりかつ疎水性があり、水中に30日間浸漬し
ても変色しなかつた。 合成樹脂との親和性、反応性、電気伝導性を見
るために、このようにして得た処理銅粉をアクリ
ル樹脂固形分に対して重量で80%になるように配
合し、トルエンで希釈した導電塗料を製造した。 この導電塗料によつて得られた塗膜は無処理銅
粉を使用して製造したものと比べて塗膜外観にザ
ラツキがなく、塗膜から銅粉の脱落がなく、また
長期間塗料を放置してもゲル化が生じなかつた。 塗膜厚が50ミクロンの塗膜の電気的性能を表2
に示す。 なを、実施例2で用いた電解銅粉を無処理のま
ま実施例2の方法で導電塗料とし、塗膜を形成し
た下記の電気的性能を比較例2として表2に示
す。同様に実施例2においてトリエタノールアミ
ンの水溶液で処理し乾燥した後、チタネート系カ
ツプリング剤を被覆しなかつた銅粉を用いた場合
の塗膜の電気的性能を比較例3として表2に示
す。また、実施例2で用いた電解銅粉をトリエタ
ノールアミンの水溶液で処理せず、直接チタネー
ト系カツプリング剤だけを被覆した銅粉を用いた
場合の塗膜の電気的性能を比較例4として表2に
示す。比較例2、比較例3、比較例4の塗膜の厚
さはいずれも50ミクロンである。
た水溶液に平均粒径2μの電解銅粉100部浸漬し、
60分間混合撹拌した。その後ろ紙で銅粉と水を分
離し、熱風乾燥器にて80℃120分間加熱乾燥した。
乾燥後室温にてしばらく放置した後、チタネート
系カツプリング剤であるビス(ジオクチルパイロ
ホスフエート)オキシアセテートチタネートを5
部銅粉に添加しミキサーで60rpm60分間混合し、
銅粉表面にチタネート系カツプリング剤を被覆し
た。 このようにして処理した銅粉は金属銅の色を呈
しておりかつ疎水性があり、水中に30日間浸漬し
ても変色しなかつた。 合成樹脂との親和性、反応性、電気伝導性を見
るために、このようにして得た処理銅粉をアクリ
ル樹脂固形分に対して重量で80%になるように配
合し、トルエンで希釈した導電塗料を製造した。 この導電塗料によつて得られた塗膜は無処理銅
粉を使用して製造したものと比べて塗膜外観にザ
ラツキがなく、塗膜から銅粉の脱落がなく、また
長期間塗料を放置してもゲル化が生じなかつた。 塗膜厚が50ミクロンの塗膜の電気的性能を表2
に示す。 なを、実施例2で用いた電解銅粉を無処理のま
ま実施例2の方法で導電塗料とし、塗膜を形成し
た下記の電気的性能を比較例2として表2に示
す。同様に実施例2においてトリエタノールアミ
ンの水溶液で処理し乾燥した後、チタネート系カ
ツプリング剤を被覆しなかつた銅粉を用いた場合
の塗膜の電気的性能を比較例3として表2に示
す。また、実施例2で用いた電解銅粉をトリエタ
ノールアミンの水溶液で処理せず、直接チタネー
ト系カツプリング剤だけを被覆した銅粉を用いた
場合の塗膜の電気的性能を比較例4として表2に
示す。比較例2、比較例3、比較例4の塗膜の厚
さはいずれも50ミクロンである。
以上詳細に説明した通り本発明の処理方法は、
表面処理後も金属粉の有する導電性などの特性が
良くなり、かつ合成樹脂と有害な化学反応を起こ
させず、しかも合成樹脂との親和性が非常に改善
される効果が有る。 したがつて、金属の特徴をいかした新しい金属
粉含有合成樹脂複合材料を得ることが可能となつ
た。
表面処理後も金属粉の有する導電性などの特性が
良くなり、かつ合成樹脂と有害な化学反応を起こ
させず、しかも合成樹脂との親和性が非常に改善
される効果が有る。 したがつて、金属の特徴をいかした新しい金属
粉含有合成樹脂複合材料を得ることが可能となつ
た。
Claims (1)
- 1 銅、鉄、ニツケル、鉛、錫、銀より選択され
る金属粉、並びにこれらの合金粉、若しくはこれ
らを主成分とする合金粉をアミン及びその誘導体
の少なくとも1種を溶解した水溶液で処理し、次
いで前記金属粉若しくは合金粉を乾燥し、チタネ
ート系カツプリング剤を該金属粉若しくは該合金
粉に混合被覆することを特徴とする金属粉の処理
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60021407A JPS61179802A (ja) | 1985-02-05 | 1985-02-05 | 金属粉の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60021407A JPS61179802A (ja) | 1985-02-05 | 1985-02-05 | 金属粉の処理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61179802A JPS61179802A (ja) | 1986-08-12 |
JPH024643B2 true JPH024643B2 (ja) | 1990-01-30 |
Family
ID=12054179
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60021407A Granted JPS61179802A (ja) | 1985-02-05 | 1985-02-05 | 金属粉の処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61179802A (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63225657A (ja) * | 1986-10-28 | 1988-09-20 | Calp Corp | 複合樹脂組成物 |
US20040245507A1 (en) * | 2001-09-06 | 2004-12-09 | Atsushi Nagai | Conductor composition and method for production thereof |
JP3734731B2 (ja) | 2001-09-06 | 2006-01-11 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | セラミック電子部品及びその製造方法 |
JP4933296B2 (ja) * | 2007-02-15 | 2012-05-16 | ダイヤテックス株式会社 | 導電性接着剤組成物、導電性接着シート及び導電性接着テープ |
-
1985
- 1985-02-05 JP JP60021407A patent/JPS61179802A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS61179802A (ja) | 1986-08-12 |
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