JPS6320270B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は高導電性樹脂組成物に関する。 従来、電磁波遮蔽用成形材料、導電回路用ペー
ストなど各種の電気材料、電子機器素材としての
導電性を有する樹脂成形材料が注目され、多くの
提案が為されている。このような導電性樹脂成形
品の代表的なものとしては、各種の樹脂に金、
銀、銅なのど金属粒子や粉末あるいは線条、カー
ボンブラツクなどの導電性充填材を配合した樹脂
組成物を成形することにより得られているが、こ
れらの従来の導電性樹脂成形品はそこに配合され
た導電性充填材が相互に接触して電気的な導通路
を形成することによつて、樹脂成形品を導電性に
するものであり、多量の導電性充填材が配合され
るのが普通である。 しかるに、このような従来の導電性樹脂組成物
およびその成形品は、樹脂中に配合された導電性
充填材を相互に完全に接触することは少なく、接
触点においてかなりの大きさの電気的接触抵抗が
生ずるのが普通であり、導電性充填材の配合割合
の増加に対応して導電性が向上するものではな
い。そしてこの導電性充填材の配合量の増大は樹
脂そのものの機械的物理的性能を低下させ、また
充填材相互の接点抵抗の比較的小さい金、銀など
の貴金属の配合は、樹脂成形品のコストの増大を
招き、汎用導電性樹脂成形品としての利用が難し
いという問題があつた。 本発明者は、このような従来の導電性樹脂組成
物の導電性の向上について、鋭意研究を進めて本
発明を見い出すに到つたのである。 すなわち、本発明は前記特許請求の範囲に記載
したように、有機もしくは無機の芯材に該芯材の
軟化点、融点または熱分解点よりも低温の融点を
有する金属を被覆した導電材を、樹脂に配合して
なる高導電性樹脂組成物。 本発明の樹脂組成物に配合される導電材は芯材
とこれを被覆する低融点金属とからなる。 芯材としては、ガラス、セラミツクスあるいは
各種合成繊維などのようにそれ自体は非導電性の
ものであつても、銅、アルミニウム、ステンレ
ス、鉄、ニツケル、金、銀などの金属やカーボン
フアイバーなどのようにそれ自体が導電性のもの
であつてもよいが、好ましくはカーボンフアイバ
ーがよい。 ここで芯材の形状は用途によつて異なるが、印
刷によつて回路を形成する導電性ペーストや導電
性接着剤などの場合には接着剤としての樹脂組成
物の取扱い性や作業性の点から粒子状がよく、ま
た回路基板、などの成形品の場合はその一部乃至
全部が繊維状形状のものが好ましい。 これらの芯材を被覆する低融点金属としては、
スズ、鉛、亜鉛、カドミウム、ビスマス、アルミ
ニウムおよびそれらの合金があり、特に、スズ、
鉛およびこれら両者を主成分とする合金が本発明
の目的に対して有効である。合金としては芯材に
被覆した時には個別の層として被覆されているが
樹脂に配合した後の熱処理等により合金に転化す
るものであつてもよい。 この低融点金属は芯材表面に約0.2〜100μ，好
ましくは１〜20μの厚さで被覆するのがよい。 本発明の導電材を構成する芯材は樹脂への配合
時あるいは配合後の各種熱処理工程において、そ
の形状が保たれ、軟化、融解あるいは熱分解しな
いことが必要である。この芯材はその表面に被覆
される低融点金属よりも耐熱性が大きく、特に導
電材を配合した樹脂組成物を所望の最終製品に成
形してゆく際に、その工程で付与される最高の温
度（以下、プロセス温度という）、たとえば、樹
脂が熱可塑性樹脂の場合には金型内に注入される
樹脂の融解温度、熱硬化性樹脂の場合には賦形直
前の温度のみならず賦形後の熱処理工程の温度の
中で最も高温にさらされる温度に耐えることが必
要である。一方低融点金属は該プロセス温度で融
解することが必要であり、場合によつては、樹脂
物性が損なわれない温度で故意に高温熱処理を行
なつて導電材を構成する低融点金属を融解させて
もよい。 また、上記芯材と低融点金属から構成される導
電材を配合する樹脂としては公知の各種樹脂、た
とえば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリス
チレン、AS樹脂、ABS樹脂、メタクリル樹脂、
ポリアミド、ポリスルホン、ポリエステル、ポリ
アセタール、ポリカーボネート、ポリフエニレン
サルフアイドなどの熱可塑性樹脂、フエノール、
エポキシ、不飽和ポリエステル、ユリア、メラミ
ン、アルキツド、ジアリルフタレート、ポリウレ
タン、フラン、ポリイミド、ポリアミドイミドな
どの熱硬化性脂があり、これらは樹脂組成物の用
途、要求特性により適宜選択され、これら樹脂は
溶剤を含むペースト状又はインク状であつてもよ
い。 これらの樹脂に配合する導電材の配合割合とし
ては、樹脂組成物当り５〜60容量％、好ましくは
10〜40容量％の範囲内がよい。最適の配合割合は
導電材が繊維状かまたは粒子状かによつても異な
るが通常繊維状の方が配合量を少なくすることが
できる。 本発明の高導電性組成物は、さまざまの用途が
考えられる。たとえば、電磁波シールド能力を有
する成形体、二色成形により絶縁体上に導電回路
が一体成形されたコイルその他の電気部品、導電
回路形成用の導電ペースト、射出成形された接点
部材や導電部材などがその主なものであるが、こ
れ以外にも広範囲な用途展開が期待される。 以下、実施例により本発明をさらに具体的に説
明する。 実施例 １ (1) ７ミクロン直径の炭素センイの表面に、重量
比で銅：炭素繊維が４：１の割合になるように
銅メツキし、これを３mmの長さにカツトした。 (2) (1)にあげた銅メツキ炭素センイの表面にハン
ダ：銅：炭素センイが20：４：１になるように
共晶ハンダ（スズ：鉛＝63：37）を被覆したも
のを３mmの長さにカツトした。ハンダの被覆は
フラツクス処理した銅メツキ炭素繊維をハンダ
浴にくぐらせて行なつた。 (3) 直径約２mmの共晶ハンダ粒を準備した。 上記の３種類の導電材各100部と、ポリスチレ
ン100部とを250℃に加熱してそれぞれ混練した後
１mmの厚さの板状物を成形した。 成形した３種の板状物を１cm×５cmの短冊状に
カツトし、両端部より各0.5cmの部分に溶融ハン
ダの５mm直径の玉をのせて板上に固着せしめて端
子とした。この二つの端子間の導通抵抗を測定し
て該成形品の体積抵抗を概算して第１表に示す結
果を得た。

【表】 短冊の一端を把持して全体の約半ばをベンゼン
に浸すと試料１と３については浸した部分が溶け
おちて、短センイ状および微粒状になつた導電材
が器底に分離分散した。これに反して試料２はポ
リスチレンのみが溶出し、導電材はハンダで各接
点が接続された状態のネツトとなつて残つた。 実施例 ２ 平均粒径が60ミクロンの銅粒子の表面に約７ミ
クロンの厚さにスズ：鉛＝55：45のハンダをメツ
キにより被覆した。 この250部を室温硬化型のエポキシ100部とよく
混練してポリイミド・ガラス積層板上に二つの銅
箔電極にまたがらせて0.2mmの厚さの短冊状に塗
布した。 硬化の温度条件をかえたものについて、ペース
ト回路の抵抗値を測定した結果、ハンダによる溶
接が行なわれうる条件のもののみが、他に比して
著しく低い抵抗値となつた。

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 有機もしくは無機の芯材に該芯材の軟化点、
   融点または熱分解点よりも低温の融点を有する金
   属を被覆した導電材を、樹脂に配合してなる高導
   電性樹脂組成物。 ２ 特許請求の範囲第１項において、芯材が繊維
   状合成重合体、炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維
   からなる群から選ばれた少なくとも１種であり、
   該芯材を被覆する金属が錫、鉛、カドミユウム、
   ビスマス亜鉛、アルミニウムおよびそれらの合金
   から選ばれた少なくとも１種である高導電性樹脂
   組成物。 ３ 特許請求の範囲第１項において、導電材が銅
   メツキされた炭素繊維である高導電性樹脂組成
   物。