JPH07238230A - 導電性樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 （Ａ）水溶性樹脂、（Ｂ）平均粒子寸法が
０．０５〜５０μm の導電粒子、および（Ｃ）上記の水
溶性樹脂を溶解させる有機溶媒を含む導電性樹脂組成
物；ならびに該導電性樹脂組成物からなる仮電極を形成
することを特徴とするろ波器の製造方法。 【効果】 スクリーン印刷を行って仮電極の形成または
仮配線を行う際に、スクリーン印刷のマスクを冒すこと
なく、使用後、水で洗浄することにより、容易に除去で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は水によって除去できる導
電性樹脂組成物に関し、さらに詳しくは、ろ波器の製造
の際に設けられる仮電極などの形成に適した、上記の導
電性樹脂組成物に関する。本発明はまた、そのような導
電性樹脂組成物からなる仮電極を形成し、分極を行った
後に該仮電極を除去して電極を配設することを特徴とす
るろ波器の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、たとえば、圧電セラミックスのよ
うな圧電材料を用いてろ波器を製造する工程において、
ろ波器を使用する際の電極とは別に、分極のための仮電
極を設ける方法がとられる。そのような場合、樹脂と導
電粒子を含む導電性樹脂組成物を導電ペーストとして該
圧電材料にスクリーン印刷し、乾燥または硬化して仮電
極を形成させた後、１００〜１５０℃の絶縁油中で荷電
することによって、該圧電材料の分極を行い、ついで該
仮電極を除去した後、該ろ波器の使用の際に用いられる
電極を配設して、完成品としていた。そして、この仮電
極の除去には、フロン、トリクロロエチレンなどのハ
ロゲン系溶媒で洗浄する方法と、熱硬化性樹脂を用い
て導電性樹脂組成物を調製し、硬化によって形成した仮
電極を用いて分極した後、研磨によって該仮電極を除去
する方法がとられていた。

【０００３】しかし、これらの方法のうちの方法は、
近年、上記のようなハロゲン化溶媒が、いずれも環境へ
の影響から使用が不可能となり、または使用に大きな制
約を受けることになり、これに代わる方法の開発が急務
とされてきた。通常の有機溶媒を用いて洗浄する方法
は、火災および有機溶媒中毒の危険性から、好ましくな
い。一方、の方法は煩雑でコストがかかり、また研磨
の際にろ波器を破損するおそれがある。

【０００４】そこで、水を溶媒として用いる導電性樹脂
組成物を導電ペーストとして用いてスクリーン印刷を行
い、使用後の仮電極を水で洗浄して除去する方法が考え
られた。しかし、この方法では、スクリーン印刷の際に
使用するマスクに、通常に用いられる乳剤ではなく、水
溶媒系に耐える特殊な乳剤を用いる必要がある。さら
に、作業温度における水の蒸気圧が高いので、該マスク
に付着した導電ペーストが乾燥して、マスクの目づまり
を起こしやすく、また、連続印刷の際に導電ペーストの
見掛け粘度が上昇して連続印刷性が損なわれるという問
題がある。そのうえ、水を溶媒として用いるために、外
気の湿度の影響を受けやすく、湿度が高いと乾燥後の仮
電極の塗膜が放置中に吸湿し、強度の低下や軟化を起こ
しやすいという問題がある。なお、これらの問題は、半
導体回路などで、後に容易に除去するように予定された
仮配線の作製においても、同様に存在する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、それ
を用いて形成した仮電極や仮配線の除去にハロゲン系溶
媒も研磨工程も必要とせず、しかも安全で、スクリーン
印刷に特殊なマスクを必要としない、かつ高湿度でも塗
膜強度が低下しない導電性樹脂組成物を提供することで
ある。本発明のもうひとつの目的は、そのような導電性
樹脂組成物から仮電極を形成し、分極後に該仮電極を除
去し、改めて電極を配設することを特徴とするセラミッ
クろ波器の製造方法を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
課題を解決するために検討を重ねた結果、水にも有機溶
媒にも溶解する樹脂を選択してこれを該有機溶媒に溶解
させ、これに導電粒子を混合、分散させて得られる導電
性樹脂組成物を導電ペーストとして用いて仮電極を形成
させることにより、これらの課題を解決しうることを見
出して、本発明を完成するに至った。

【０００７】すなわち、本発明は、（Ａ）水溶性樹脂； （Ｂ）平均粒子寸法が０．０５〜５０μm の導電粒子；
および（Ｃ）上記の水溶性樹脂を溶解させる有機溶媒を
含む導電性樹脂組成物に関し、また、圧電材料の表面
に、そのような導電性樹脂組成物からなる仮電極を形成
し、分極を行った後に該仮電極を水によって除去し、つ
いで電極を配設することを特徴とするろ波器の製造方法
に関する。

【０００８】本発明で用いられる（Ａ）成分は、水溶性
であって、後述の（Ｃ）成分である有機溶媒にも溶解
し、かつ溶媒を除去した後に塗膜を形成しうる樹脂であ
る。このような樹脂としては、ポリビニルピロリドン、
ポリビニルイソブチルエーテルのようなビニル系ポリマ
ー；ポリエチレングリコール、エチレンオキシド−プロ
ピレンオキシド共重合体のようなポリエーテル系ポリマ
ー；ならびにメチルセルロース、２−ヒドロキシエチル
セルロース、２−ヒドロキシプロピルセルロース、２−
ヒドロキシブチルセルロースのようなセルロース誘導体
などの、水溶性の熱可塑性樹脂が例示され、これらには
類似の共重合体なども包含され、単独で用いても、２種
以上を併用しても差支えない。これらのうち、（Ｃ）成
分への溶解性から、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシ
エチルセルロースおよびヒドロキシプロピルセルロース
が好ましい。

【０００９】（Ａ）成分の構成比は、組成物中、１〜３
０重量％が好ましく、２〜２０重量％がさらに好まし
い。１重量％未満では乾燥皮膜の強度が弱く、３０重量
％を越えると比抵抗が高くなるからである。

【００１０】本発明で用いられる（Ｂ）成分は、本発明
の樹脂組成物に導電性を与える導電粒子である。導電粒
子の形状は、球状、りん片状、針状など、どのような形
状でも差支えない。平均粒子寸法は０．０５〜５０μm
であり、好ましくは０．１〜２５μm である。なお、こ
こに平均粒子寸法とは、球状の場合は粒子径、りん片状
の場合は粒子薄片の長径、針状の場合は長さの、それぞ
れ平均をいう。平均粒子寸法が０．０５μm 未満では接
触抵抗が大きく、５０μm を越えると、導電ペーストと
して用いるときの印刷適性が劣り、また印刷によって得
られる塗膜の均一性が劣る。

【００１１】このような導電粒子としては、銀、銅、ニ
ッケル、亜鉛などの金属粒子；これらを含む合金；およ
びカーボンが例示され、単独で用いても、２種以上を併
用しても差支えない。

【００１２】（Ｂ）成分の構成比は、組成物中、３０〜
９０重量％が好ましく、４５〜８０重量％がさらに好ま
しい。３０重量％未満では比抵抗が高く、９０重量％を
越えると見掛け粘度が高くて、印刷適性が劣るからであ
る。

【００１３】本発明で用いられる（Ｃ）成分は、（Ａ）
成分を溶解させるとともに（Ｂ）成分を分散させて、印
刷に適する流動性を本発明の樹脂組成物に与えるための
有機溶媒である。（Ｃ）成分は、水溶性樹脂である
（Ａ）成分の良溶媒である必要性とともに、塗膜に
（Ｃ）成分が存在する状態で分極および水による洗浄を
行う場合を考慮して、水と相溶する溶媒であることが望
ましい。さらに、たとえばセラミックろ波器を製造する
際の仮電極のように、該組成物をスクリーン印刷によっ
て適用するような場合は、スクリンーン印刷のマスクの
乳剤を膨潤させてマスクを損傷させることのない有機溶
媒から選択される。そのうえ、該（Ｃ）成分は、組成物
を導電ペーストとして磁器などに印刷する優れた作業性
を組成物に与えることが望ましい。特にスクリーン印刷
においては、連続印刷に適した適度の乾燥性を有するこ
とから、沸点が１５０℃以上であることが好ましく、１
９０℃以上であることがさらに好ましい。

【００１４】このような（Ｃ）成分としては、ジエチレ
ングリコール、ジプロピレングリコールのようなジグリ
コール系溶媒；エチレングリコールモノエチルエーテ
ル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エ
チレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリ
コールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノ
エチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエー
テル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプ
ロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレン
グリコールモノエチルエーテルのようなエーテルアルコ
ール系溶媒；エチレングリコールモノアセテート、プロ
ピレングリコールモノアセテートのようなエステルアル
コール系溶媒；ならびにジアセトンアルコールのような
ケトンアルコール系溶媒が例示され、単独で用いても、
２種以上を併用しても差支えない。これらのうち、
（Ａ）成分の溶解性、適宜に高い沸点、スクリーン印刷
などの作業性、およびマスクを損傷させないことなどか
ら、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル類およ
びジプロピレングリコールモノアルキルエーテル類が好
ましく、ジエチレングリコールモノブチルエーテルが特
に好ましい。

【００１５】（Ｃ）成分の構成比は、組成物中、１０〜
５０重量％が好ましく、１５〜４０重量％がさらに好ま
しい。１０重量％未満では見掛け粘度が高く、４０重量
％を越えると見掛け粘度が低くなりすぎて、印刷適性が
劣るからである。

【００１６】本発明の組成物に、さらに（Ｄ）成分とし
て、非導電粒子を含有してもよい。本発明に用いること
のできる非導電粒子としては、炭酸カルシウム、シリ
カ、アルミナ、酸化チタン、硫酸バリウムおよびその他
の無機顔料が例示される。非導電粒子の平均粒子寸法は
５０μm 以下が好ましい。５０μm を越えると印刷適性
が劣り、版の目づまりを起こしやすいからである。

【００１７】（Ｄ）成分の配合量は、塗膜の比抵抗が１
×１０^-2Ω・cm以下になるように、組成物中の全固形分
に対して４０重量％以下が好ましい。（Ｄ）成分が多す
ぎると、塗膜の比抵抗が１×１０^-2Ω・cmを越えて、仮
電極として必要な導電性が得られない。

【００１８】さらに、必要に応じて、本発明の導電性樹
脂組成物に、（Ａ）成分以外の樹脂を併用してもよい。
そのような樹脂としては、セルロース系樹脂、アクリル
樹脂など、（Ｃ）成分に溶解する貧水溶性ないし非水溶
性の樹脂が例示される。このような樹脂の配合量は、全
樹脂量の３０重量％以下であることが好ましい。

【００１９】このほか、本発明の導電性樹脂組成物に、
必要に応じて、分散助剤、表面処理剤などの添加剤を配
合してもよい。

【００２０】本発明の導電性樹脂組成物は、たとえば、
撹拌混合槽などを用いて（Ａ）成分および必要に応じて
任意に添加する他の成分を（Ｃ）成分に溶解し、得られ
た溶液に（Ｂ）成分および必要に応じて（Ｄ）成分を混
合して、３本ロールまたはニーダーで分散させて、調製
することができる。また、分散の際に、（Ｃ）成分の一
部を添加しながら分散させたり、分散後にさらに（Ｃ）
成分の一部および／または任意に添加する他の成分を追
加して、均一に混合してもよい。このようにして、スク
リーン印刷など、所望の印刷方法に適する見掛け粘度、
たとえばスクリーン印刷の場合、常温で２０〜５０Pa・s
の導電性樹脂組成物を調製することができる。

【００２１】本発明の導電性樹脂組成物を導電ペースト
として用い、下記のように、圧電セラミックスのような
圧電材料の表面に仮電極を形成する工程を経て、セラミ
ックろ波器のようなろ波器を製造する。すなわち、まず
該導電ペーストを、チタン酸鉛−ジルコン酸鉛系磁器、
チタン酸バリウム磁器などの圧電セラミックスに代表さ
れる圧電材料の表面の所定部位に印刷して、塗膜を形成
する。印刷方法は、ゼラチン、にかわ、アラビアゴム、
ポリビニルアルコールのような通常のマスクを用いたス
クリーン印刷など、任意の方法を用いることができ、ス
クリーン印刷が好ましい。ついで、（Ｃ）成分を完全
に、または部分的に揮散させて、仮電極を形成する。こ
の場合、（Ｃ）成分の揮散を容易にするために、たとえ
ば熱風乾燥器、赤外線乾燥器などにより、用いられる
（Ｃ）成分の種類に応じて５０〜２００℃に加熱しても
よい。

【００２２】このようにして、仮電極を形成させた圧電
材料を絶縁油に浸漬し、荷電して分極を行う。分極後、
該圧電材料を水に浸漬して超音波をかけるなどの方法に
よって、該仮電極を洗い去る。この際、付着して残存す
る導電粒子を除去するために、流水による洗浄を併用し
てもよい。

【００２３】ついで、常法により、ろ波器として使用す
るための電極を配設して、ろ波器を完成する。

【００２４】

【発明の効果】本発明によって、ろ波器の製造工程にお
いて、分極後に除去が必要な仮電極を形成するのに適し
た、新規な導電性樹脂組成物が得られる。この樹脂組成
物は、仮電極を形成する過程で、通常のマスクを用いる
スクリーン印刷においても、マスクを冒すことはない。
また、高沸点の有機溶媒を用いることにより、水系の溶
媒による導電性組成物を用いる場合のような、吸湿性物
質によって乾燥度を調製する必要がなく、仮電極の塗膜
がべとついたり、強度が劣化することはない。

【００２５】さらに、仮電極を除去する際に、環境に悪
影響を与えるハロゲン系溶媒や、安全上の問題がある他
の溶媒を用いることなく、また研磨のような高価な工程
を必要とせず、水で洗浄することによって、容易に仮電
極を除去できる。

【００２６】本発明の導電性樹脂組成物から作成した仮
電極を用いることにより、環境や安全上の問題なしに、
従来のスクリーン印刷用のマスクをそのまま用いて、従
来の導電性樹脂組成物を用いて製造したものと同様の作
業性と特性をともに有する、セラミックろ波器または他
の圧電材料によるろ波器を製造できる。さらに、本発明
の導電性樹脂組成物は、ろ波器以外の製造の際に設けら
れる各種の仮電極や、電子回路その他の仮配線など、ス
クリーン印刷によって形成し、使用後に水によって洗浄
除去する導電体の作製に広く適用でき、その工業的価値
は大きい。

【００２７】

【実施例】以下、本発明を実施例および比較例によって
説明する。本発明は、これらの実施例によって限定され
るものではない。実施例および比較例において、部はす
べて重量部を表す。

【００２８】実施例１〜３、比較例１ 表１に示す各種の樹脂と、該樹脂を２５重量％溶液にす
る量のジエチレングリコールモノブチルエーテルを撹拌
混合槽に仕込み、撹拌して溶液を調製した。この樹脂溶
液に、表１に示す量の銀粒子および酸化チタン粒子を加
え、混合して分散液とした。これを三本ロールに通しな
がら、残余のジエチレングリコールモノブチルエーテル
を加えて、２５℃における見掛け粘度が約３０Pa・sの、
表１に示す組成の導電性樹脂組成物をそれぞれ調製し
た。

【００２９】ステンレス鋼製の糸と、通常の水溶性乳剤
によって作製したマスクを用いたスクリーン印刷によ
り、上記の導電性樹脂組成物をそれぞれ、３０mm×３０
mmの角板状の圧電セラミックスに印刷して、塗膜を形成
した。該塗膜を熱風乾燥器により、１００℃に５分加熱
して溶媒を揮発させ、仮電極を形成した。ついで、これ
らの圧電セラミックスを、それぞれ温度１２０℃の絶縁
油中に浸漬して、仮電極を通して荷電し、圧電セラミッ
クスを分極させた。分極後の圧電セラミックスを温度１
５℃の水槽に移し、１分間の超音波洗浄を行って、使用
済みの仮電極を洗い落とした。さらに、１５℃の流水に
よって、該圧電セラミックスの表面に残存している粒子
を洗い流した。

【００３０】この間、下記のようにして、導電樹脂組成
物について評価を行った。 （１）マスクの損傷：スクリーン印刷によるマスクの乳
剤の膨潤や、そのための損傷の有無を観察した。 （２）連続印刷性：連続して１００回スクリーン印刷を
行い、その間に、組成物の見掛け粘度の上昇、版の乾
き、目づまり、印刷のかすれがないかどうかを観察し
た。 （３）水洗浄性：水により仮電極を洗浄できるか否かを
観察した。

【００３１】また、比抵抗は、次のようにして別個に作
成した試料を用いて測定した。すなわち、上記の導電性
樹脂組成物を、アルミナ基板の表面に、幅１mm、長さ７
１mmのパターンでスクリーン印刷を行い、上記の仮電極
の形成と同一の条件で熱風乾燥を行い、塗膜を形成し
た。表面荒さ・形状測定器によって塗膜厚さを測定し、
試料両端の間の抵抗値をＬＣＲメータで測定して、比抵
抗を算出した。

【００３２】これらの評価結果は、表１に示すとおりで
あった。

【００３３】比較例２ 水溶性樹脂として部分ケン化ポリビニルアルコールを用
い、溶媒として水を用いた以外は実施例１と同様にし
て、表１に示す配合によって導電性樹脂組成物を調製し
た。この導電性樹脂組成物を用いて、実施例１と同様に
して仮電極および試験塗膜を作製し、評価を行った。そ
の結果を、表１に併せて示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】以上の結果、樹脂としてエチルセルロース
を用いた比較例１の組成物は、水による洗浄で除去でき
なかった。部分ケン化ポリビニルアルコールを用いた比
較例２の組成物は、該樹脂を溶解する適当な有機溶媒が
ないので水を溶媒として用いた結果、スクリーン印刷の
マスクを損傷させ、連続印刷性が悪かった。それに対し
て、本発明の導電性樹脂は、いずれもスクリーン印刷の
マスクを損傷させず、連続印刷性および水洗浄性が優れ
ていた。

【００３６】実施例４〜７ 水溶性樹脂としてポリビニルピロリドン、有機溶媒とし
てジエチレングリコールモノブチルエーテルを用い、表
２に示すように、銀粒子のみを用いて非導電粒子を配合
しない導電性樹脂組成物（実施例４および５）、ならび
に導電粒子として銀と銅またはニッケルとを併用し、非
導電粒子として硫酸バリウムを配合した導電性樹脂組成
物（実施例６および７）を、それぞれ実施例１と同様の
手順で調製した。これらの導電性樹脂組成物を用いて、
実施例１と同様にして仮電極および試験塗膜を作製し、
評価を行った。その結果は、表２に示すように、いずれ
も満足できる結果を得た。

【００３７】

【表２】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）水溶性樹脂； （Ｂ）平均粒子寸法が０．０５〜５０μm の導電粒子；
   および （Ｃ）上記の水溶性樹脂を溶解させる有機溶媒 を含む導電性樹脂組成物。
2. 【請求項２】 さらに（Ｄ）非導電粒子を含む請求項１
   記載の導電性樹脂組成物。
3. 【請求項３】 圧電材料の表面に、請求項１または２に
   記載の導電性樹脂組成物からなる仮電極を形成し、分極
   を行った後に該仮電極を水によって除去し、ついで電極
   を配設することを特徴とするろ波器の製造方法。