JPS6386205A

JPS6386205A - 導電性組成物

Info

Publication number: JPS6386205A
Application number: JP23092186A
Authority: JP
Inventors: 西内　紀八郎; 上村　和人; 琢郎森本
Original assignee: Otsuka Chemical Co Ltd
Current assignee: Otsuka Chemical Co Ltd
Priority date: 1986-09-29
Filing date: 1986-09-29
Publication date: 1988-04-16
Anticipated expiration: 2010-12-18
Also published as: JPH07118217B2

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）本発明は導電性組成物に関し、更に詳しくは導電材料、
抵抗材料、帯電防止材料、静電気除去防止材料、電磁波
シールド材料等の導電性を必要とする素材に適用できる
導電性組成物であり、特に導電性インキ、塗料、シート
成形物等の高導電性を必要とする分野に広（活用できる
導電性組成物に関する。

（従来の技術）近年、導電性素材に関するニーズの多様化に伴ない、耐
熱性、耐薬品性、加工性の優れた導電性組成物およびそ
の成形物の開発が望まれ導電性充填剤と結合剤とからな
る導電性組成物が種々開発されており、結合剤に関して
は耐熱性の優れたもの、耐薬品性の優れたもの等、種々
開発されてはいる。導電性充填剤は従来から用いられて
いる炭素粉末、金属又は金属酸化物の粉末、ヨウ化第１
銅等の銅塩等、粉末状の非補強性充ｚＱ剤であり、導電
性を高めるため導電性充填剤を多く用いると強度が４し
く低下し、組成物としての物性と導電性の調整のための
配合の選択、製造時の工程管理等に高度の熟練が必要で
ある。特に電子部品産業にあっては、製品の高性能、高
精度化、省力化についての要望が強く、安定した高導電
性を示ｒ素材の開発が強く望まれているが、金、銀、銅
、白金等の導電性金属を直接利用するか、以または炭素
粉末からなる組成物を利用しているにすぎない。

従来利用されているこれらの高導電性組成物は多量の銀
粉又は炭素粉末を必要とするため高価であるとともに、
作業性をはじめインキ、塗料として用いたときの接着性
、水分、その他品種薬品に対する耐性が不充分であり、
導電性ンー）にあっても、＋ｆ１械物性、加工性、耐薬
品性等が不充分で、導電性組成物の製造時及びそれを利
用する時の作業管理等に高度の熟練を要する。

（発明が角イ決しようとする問題点）本発明の目的は優れた強度と導電性を併せ有する導電性
組成物を提供することにある。

また本発明の目的は高い精度及び性能を必要とする導電
性複合材料用素材として好適な導電性組成物を提供する
ことにある。

（問題点を解決するための手段）本発明は繊維物質表面がｆｆ金属及びその酸化物の１種
又は２種以上の混合物で被覆された導電性繊維及び結合
剤を含有することをＶｆ徴とする導電性組成物に係る。

本発明において繊維物質とは、アスペクト比（ｙＡ維艮
とａ細径の比）が１０以上の繊維形状を有するものであ
り、導電性組成物として利用される時の加工性等から、
繊維長は１μＩ１１″−３００＋ｎｍ、繊維径は１０口
泊〜１ｍｍ程度のものが好ましく、石膏に１維、アスベ
スト、ロックウール、石英繊維、アルミナ＃＆維、炭素
ｖ＆４４ｔ、炭化珪素ｙＬ維、窒化珪素繊維、ノルコニ
ア＃ｙＬ維、窒化ホウ素繊維、炭化ホウ素繊維、ホウ化
チタン繊維、ホウ素繊維、酸化べＩＪ　１７ウム繊維、
マグネシウムパイロボレート繊維、チタン酸アルカリ金
属繊維、チタン酸アルカリ土類金属繊維等が例示される
。

特に一般式Ｍ２０−ｎＴｉｃ’）２（式中Ｍはアルカリ
金属、ｎは２〜１２の整数を意味する）で示される組成
のチタン酸アルカリ金属繊維、例えばチタン酸ナトリ・
ンム繊刹シ、チタン酸カリウム４−ｔ　４４１、チタン
酸すチワム１４４ｉｔ二す；いて、チタン酸カリウム番
ス維は耐熱性、機械的強度が優れ、しかも充填剤として
用いた時、表面下滑性、補強性が優れている点有利であ
る。

本発明の＋：を金属とは、な、銀、白金族の−に属であ
り、Ａｕｔ　ＡＨ，Ｐｔ、　ｒ’ｄ等が例示され、これ
らの金属及び金属酸化物の１種又は２種以上刃へプなる
導電性被覆層を形成するが、安価な点から銀及び酸化銀
が実用上好ましい。

本発明において被覆屑の厚みは特に制限されないが、均
質に被覆していることが必要でありｉｔざると導電性が
不充分であり、逆に厚すぎると経済性の観点から無駄で
あるばかりでなく、被覆層が魚鱗状又は粒状物の凝集物
様の凹凸の多い不規則な表面になりやすいのでｉｎ＋ｎ
〜１μ丁自の範囲が好ましい。

本発明の導電性繊維は、従来公知の無電解メッキ法によ
っても得られるが特に好ましい方法としては、イ）繊維
物質の水系分散液に、口）貴金属化合物の水系溶液又は
水系分散液、ノ））還元剤、二）還元＠媒からなる成分
の内、ｅ金属化合物の還元に必要な一成分を欠如させて
残余の成分を添加し、撹拌下４′貴金属化合物の還元を
完結させる残りの必須成分を連続添加し繊維物質の表面
にけ金属又は′ｌ！ｉ金属の酸化物からなるＴｇ膜を均
質に形成させるｖｌｌ性法好ましく、これらの反応にす
；いて、汁金属化合物の一部をコロイド状に存在させた
ものは、更に薄膜で均質なものとなり、ｊｍ常、け金属
からなる被膜成分／繊維成分＝７／１〜４／１に肘し３
／】〜２／１程度に低減でき、導電性繊維の導電性も体
積固有抵抗率１０−３Ωｃａｎ以下と極めて良好な導電
性を示す。

本発明の結合剤とは導電性繊維と共用し、塗料、インキ
、シート又は成形物に加工された時の形状保持性を付与
し導電性組成物を提供するものであり、熱硬化性ａｔ　
ｒｒｒｔ、熱可塑性樹脂等の合成高分子、天然り（脂お
よびその誘導体、無＋ｇ９．質結合剤、合金属有機化合
物等が例示され、これらの代表例としては、アミ７樹脂
、フェノール樹脂、アルキド樹脂、エポキシＯ（虞、ウ
レタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ビニ
ル樹脂、アクリルｊＭ脂、ポリイミド樹脂、ポリメルカ
プト＋３？脂、シリコン樹脂、弗素ぐ封脂、ポリオレフ
ィン、ポリアセタール、ポリサル７オン、ポリビニルエ
ーテル、ビニルホルマール、ポリアセタ−ル、ポリオキ
サゾリン、ポリオキサシラン、ＡＢＳｊｌ脂、Ｅ　ＰＤ
Ｍ系樹脂、合成ゴム等の合成樹脂、セルローズ系樹脂、
ロノン系？ｊｔ脂、石油？、４１脂、油脂類、デンプン
等の天然用、噌及びその誘導体、ホウ酸塩、珪酸塩、リ
ン酸塩、ガラス、７リツト等の無機質化合物、有機チタ
ネート、シラン化合物、有機リン系化合物、有機ホウ素
化合物等の合金属有機化合物等であり、これらの１！！
又は２１１以上の混合物を例示できる。

本発明の結合剤は固体、液体、乳化物、分散物等のいず
れの性状でも良く、これらの結合剤と前記導電性繊維を
混合することにより、本発明の導電性組成物が得られる
。

本発明では結合剤と導電性繊維の配合割合は使用目的に
より相違するので特定できないが、本発明の導電性組成
物は従来得られなかった良導電性、高性能の導電性組成
物を得るのに適したものである。

従って本発明で結合剤と導電性繊維の配合割合は、結合
剤１０部（重量部、以下同様）に対し導電性繊維を約５
〜＋０００部配合するのが好ましく、結合剤に対し導電
性繊維が少なすぎると所望の導電性が得に＜＜、逆に多
すぎると高価になり経済性が劣る以外に結合剤の結合力
が不足し、ＭＬ戊物が利用目的に応じた所望の強度、接
着力等を有せず実用性が不光分になりやすい。

本発明においては導電性繊維と結合剤を通常、利用され
ている混合磯、分散磯等で混合することにより、容易に
本発明の導電性組成物が得られるが、通常利用される着
色剤、分散剤、触媒、助触媒、可塑剤、酸化防止剤、老
化防止剤、反応抑制剤等の各種の添加剤を併用しても良
く、更には本発明の導電性繊維以外に補強性及び／又は
非補強性の充填剤を併用しても良い。

（発明の効果）本発明の導電性組成物は補強性、高導電性の導電性繊維
を利用したものであり、成型品、塗料、インキ、シート
等の各種の用途に適用でき、機能性組成物として優れた
ものであり、特に本発明の導電性チタン酸カリウム繊維
を含有する導電性ｌｉ１成物は耐熱性、加工性、表面平
滑性の陛れたものである。

（実　施　例）以下に参考例及び実施例を挙げて詳しく説明する。単に
部及び％とあるのは重量部及び重量部５を表わす。

参考例１チタン酸カリウム繊ｍ（大球化学製、テイスモＤ）１．
を水１００ｍ１に均質分散したものに、硝酸銀４ｇを水
１００１に溶解後アンモニア水（濃度２８％）６１１１
１を加え均質溶解したものを加え、硝酸銀が溶解したチ
タン酸カリウム１！ＪＬ維の水分散液を得た。次いで別
途調製した酒石酸カリウム・ナトリウム２０ｇを水２０
０ｍ　ｌに溶解したものに、硝酸銀０．６ｇを水２０１
１１１に溶解したものを加え、酒石酸ナトリウム水溶液
中に銀がコロイド状に分散した還元液を撹拌下、反応温
度を３０〜４０℃に保ちながら、３０分を要し前記チタ
ン酸カリウム繊維の水分散系に加えたのち、３０℃で撹
拌下、３０分間熟成後、沈殿物をシ戸別、乾燥すること
により、チタン酸カリウム繊維の表面が還元銀で厚み１
５部ｍで均質１−被覆され、体積固有抵抗率が２．ｌＸ
ｌ０−’Ωｅｌｆｉの灰白色の導電性チタン酸カリウム
繊維３．９ｇを得た。

参考例２エチレンジアミンテトラ酢酸二ナトリウム塩の２Ｘ１０
モル水溶ｆｉ４００ｍｌ中に撹４を下で、硝Ｐ１２銀２
０ｇを水１００ｍ１に溶解したものを加え、硝酸銀の一
部がキレート化されてコロイド分散したものを得た。

上記分散液にチタン酸カリウム繊維（テイスモＤ）６ｇ
を水２００ｎｌに分散したものを加え、硝酸銀が一部コ
ロイド分散したチタン酸カリウム繊維の分散液に、更に
３０％過酸化水素２００＋ａｌを添加し、貴金属化合物
（硝酸銀）、還元剤（過酸化水素）を含む、チタン酸カ
リウムａｍの水系分散液を得た。上記分散液を撹拌下、
１０〜１５°Ｃに氷水冷浴上で５Ｎの水酸化ナトリウム
水溶液２０ｔｈｌを約６０分を要して滴下後、引き続き
３０％過酸化水素３００ｍ　ｌを３０分を要して滴下し
、シ戸別、乾燥することにより、厚み約１０ｎｍの還元
銀で被覆され、体積固有抵抗率３．９Ｘ　１０−’ΩＣ
１１１の灰白色の導電性繊維１８．２Ｂを得た。

参考例３チタン酸カリウム繊維（テイスモＤ）Ｉｇを４Ｎの塩酸
３００ａ＋　１中に均質に分散したものに８０％抱水ヒ
ドラジン１ｍｌを加え、更に１０％の塩化金酸の塩酸溶
液４０ｇを撹拌下で添加した貴金属化合物を含むチタン
酸カリウム繊維の水系分散液を得た。

上述分散液を氷水冷浴上で反応温度が３０’（：’を越
えないように＄１整しつつ、撹拌下で約３０分を要して
８０％抱水ヒＶラノン１００ｍ１を滴下後、３０℃で２
時間熟成し、シ戸別、乾燥することにより、チタン酸カ
リウム繊維の表面が還元金で厚み９ｎ論に均質に被覆さ
れ、体積固有抵抗率１．８Ｘ　１０−”Ωｅｌｆｉの橙
赤色の導電性ｗＬ組３．１ｇを得た。

参考例４参考例１において、硝酸銀４ｇを６ｇとし、酒石酸カリ
ウム・ナトリ佇ム水溶液中に溶解する硝酸銀をＯｇとし
た以外、同法で行うことにより、体位固有抵抗４’６，
７Ｘ１０−’ΩｃＬ１１の灰白色の導電性チタン酸カリ
ウム繊維４．８ビを得た。但し電子顕微鏡による観察″
Ｃ−表面が魚鱗状の起伏の激しいものであった。

実施例１参考例１で得られた導電性繊維６０部、アルキド樹脂（
大［］本インキ社製、不揮発分５０％）２０部、ツルペ
ッツ＃１００（２０部）を３本ロールで分散し、導電性
ペーストを調合し、ポリプロピレン板上に塗布後、室温
で一週間乾燥、製膜したのち、基材のポリプロピレン板
から剥離した塗膜につ（１テ２重リング法で体積固有抵
抗率を測定したところ１．８Ｘ　１０−”９０ｍであっ
た。

比較のため導電性繊維を銀粉（粒径０，１μ）のものに
変更した以外、同法で行って得た試料の導電性は３．７
Ｘ１０−’ΩＣ１１であった。

実施例２参考例２で得られた導電性ＱＡｌｔ４０ｇ、酢酸ビニル
エマルジョン（グラニユール径０．７μ、不揮発分５０
％）６０部をラボディスパーで分散させて、水系の導電
性ペーストを調合し、以下プラス板上に塗布した以外実
施例１と同法で行い塗膜の導電性を測定したところ６，
２Ｘ　１０−’ΩｃＩＩｌであった。

比較のため銀粉（粒径０，１μ）のものを用いた以外、
同法で行って得たものの導電性は３．７Ｘ　１０−２Ω
ｃｍであった。

実施例３参考例１の導電性繊維６０部、エポキシ樹脂（グラケミ
カル社製、Ｄ　Ｅ　Ｒ３２４）　４０部からなる導電性
熱硬化性組成物を得た。この導電性熱硬化性組成物を５
０℃に加温後、Ｎ−（２−７ミノエチル）ピペラジン８
．６部を添加混合後、型枠内に流し込み、５０℃にて３
時間養生し、厚み５＋＋ｕ＋＋の導電性成型板を得た。

上述試料の表面平滑性は優れており、体積固有抵抗率は
３，８Ｘ１０″″１Ω（Ｊｌであった。

比較のため参考例４の導電性繊維を用いた以外は同法で
行って得た試料の導電性は６，９Ｘ　１０−３ΩｃＩＩ
ｌであり、成形品の表面は粗く平滑性が不充分であった
。

実施例４実施例２において導電性繊維を参考例３の導電性繊維に
変更した以外は同法で行い、導電性ペーストを調合し、
以下実施例２と同法で得た塗膜の導電性を測定したとこ
ろ、２．９Ｘ　１０−コΩＣ１１の導電性を示した。

実施例５参考例１の導電性繊維６０部、ホウ珪酸鉛系７１）ット
（日本７工ロー社製）５部、１０％エチルセルローズ−
エチルセロソルブアセテート溶液３５部からなる混合物
を３本ロールで混疎しで導電性ペーストを得た。

得られたペーストをスクリーン印刷で、セラミック基板
上に全面印刷して１５０℃で３０分間乾燥したのち、焼
結炉中で２００〜８００℃まで３０分で昇温後８００℃
で１時間焼結し、セラミック基板上に導電性被膜を焼結
させた。

上述試料の表面抵抗率は６．５Ｘ　１０−’Ωであり、
−４０℃〜＋１３０℃（低、高温時、１時間保持）のヒ
ートサイクルテス）　１０００回でも何ら異常が認めら
れなかった。

比較のため導電性繊維を銀粒（粒径０，１μ）に変更し
た以外は同法で行って得た試料の表面抵抗率は１．９Ｘ
　１０−２Ωであり、ヒートサイクルテスト約８００回
で導電性被膜に微細な亀裂が生じ、表面抵抗率も５，７
Ｘ１０−’Ωに低下した。

（以　　」二）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）繊維物質表面が貴金属及びその酸化物の１種又は
２種以上の混合物で被覆された導電性繊維及び結合剤を
含有することを特徴とする導電性組成物。
（２）貴金属がＰｔ、Ａｕ、Ａｇ又はＰｄである特許請
求の範囲第１項記載の導電性組成物。
（３）被覆層の厚みが１ｎｍ〜１μｍである特許請求の
範囲第１項記載の導電性組成物。
（４）繊維物質がチタン酸アルカリ金属繊維である特許
請求の範囲第１項記載の導電性組成物。
（５）結合剤が熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、天然樹脂
及びその誘導体、無機質結合剤、合金属有機化合物から
なる群から選ばれた１種又は２種以上の混合物である特
許請求の範囲第１項記載の導電性組成物。
（６）結合剤が被覆形成能を有するものである特許請求
の範囲第１項記載の導電性組成物。