JPH01278565A - 導電性複合体の製造方法 - Google Patents

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】 （技術分野） この発明は、導電・訃組酸物とその導電性組成物から形
成した導電性複合体、ならびにそれらの製造方法に関す
るものである。さらに詳しくは、この発明は、ポリパラ
フェニレンザルファイド類およびカーボンブラックを含
有する耐熱性に優れた導電性組成物とその複合体、なら
びにそれらの製造方法に関するものである。

（背景技術） 従来より、軽量かつフレキシブルて、所望の形状に容易
に成形、塗布できる導電性物質を得るために、プラスチ
ック材料に導電性を付与することが試みられてきている
。このような導電性をイ」与したプラスチック材料とし
ては、バインダー樹脂中に金属粉末、カーボンブラック
等の導電性フィラーを分散さぜな導電性組成物が、その
用途ごとに種々開発されている。

しかしながら、従来の導電性組成物、あるいはその成形
物は、一般にバインダー樹脂自体か有する耐熱性の限界
のために、その使用の許容温度は１００°Ｃ程度以下で
あり、その用途は耐熱性の面からおのずと限定されてい
た。たとえば、発熱体として使用できるものはいまたに
実現されておらず、また導電体として実用的に使用する
場合にも使用条件は極めて限られていた。

（：ｇ、明の［１的） この発明は、上記のような従来の導電性組成物の問題点
を解消するためになされたものであり、代れた耐熱性を
発揮する新しい導電性組成物および導電性複合体を提供
することを目的としている。

（発明の開示） −に記の１」的を実現するために、この発明の導電性組
成物は、ポリパラフェニレンザルファイド類とカーボン
ブラックとを高分子バインター樹脂中に分散させてなる
ことを特徴としている。

また、この発明は、上記導電性組成物から高分子バイン
ダー樹脂および溶媒を除去してなる導電性ポリパラフェ
ニレンサルファイド類−力−ボンブラック複合体をも提
供する。

この発明で使用するポリパラフェニレンザルファイト（
ＰＰＳ）類は、平均分子量ｉｏ、　ｏｏｏ〜３０．００
０程度、好ましくは１５，０００程度を有し、フェニレ
ン核にアルキル基、その他の置換基を有していてもよい
。

このポリパラフェニレンサルファイド類は、（憂れた耐
熱性を発揮し熱可塑性を有するので、従来よりエンジニ
アプラスデックとして重要視されており、機械部品、各
種耐熱材料に広く用いられている。

しかしながら、ポリパラフェニレンサルファイド類は、
これを溶解する適当な溶剤が見出されていないので、液
状にすることや、さらにはこれを塗布して被膜を形成す
ることはこれまではてきなかった。

たとえば、ポリパラフェニレンサルファイド類の数少な
い溶剤としてジフェニルエーテルがあるが、このジフェ
ニルエーテルは２００℃以上の高温を維持することによ
りようやくポリパラフェニレンサルファイド類を少しず
つ溶解するにすぎない。このため、ジフェニルエーテル
を溶剤としてポリパラフェニレンサルファイド類を液状
にし、塗布型の導電性組成物等の用途に使用することは
実際」二不適当てあった。

これに対して、この発明においては、ポリパラフェニレ
ンサルファイド類を導電性組成物の樹脂成分として使用
することを可能にしている。

これは、この発明の発明者が、ポリパラフェニレンサル
ファイド類とカーボンブラックとを混合し、ポリパラフ
ェニレンザルファイドの融点（２８０°Ｃ）より少し高
い３２０　’Ｃ以十に加熱すると、ポリパラフェニレン
サルファイドとカーボンブラックとか溶融一体止して混
合粉末となり、この粉末は融点が４００°Ｃ以上にもな
ること、さらにこの粉末は一般的なバインター樹脂ある
いはその溶剤中に容易に均一分散することを見出したこ
とに基づくものである。

従って、この発明の導電性組成物の製造方法としては、
ポリパラフェニレンサルファイド類とカーボンブラック
とを溶融混合して両者か一体となった混合粉末とし、そ
の混合粉末を高分子バインター樹脂および溶媒に分散さ
せることからなる。

たとえば、まずポリパラフェニレンサルファイド類とカ
ーボンブラックとを必要により溶媒を使用して温度３２
０°Ｃ以上で混合し、両者か一体となった混合粉末とし
、次にその混合粉末を後述の高分子バインダー樹脂と溶
媒とに分散させる。

ポリパラフェニレンサルファイド類と共に用いるカーボ
ンブラックとしては、導電性フィラーとして一般的に用
いられているものを使用することかできる。たとえば、
ファーネス系、チＡ・ンネル系、アセチレン系のカーボ
ンブラックまたはケッチエンブラック等のいずれも使用
することができる。

また、このカーボンブラックの粒径や添加量は、この発
明のポリパラフェニレンサルファイド類−力−ポンブラ
ック複合体に付与する所望の導電性、被膜強度等に応じ
て適宜定めることかできる。

高い導電性を付与してこの複合体を配線パターンに便用
する場合には比較的多量のカーボンブラックを添加する
ようにし、一方、導電性を低くしてこの複合体を発熱体
として使用する場合には比較的少量のカーボンブラック
を添加する。

この場合、カーボンブラックの最適添加量は、その使用
するカーボンブラックの種類によっても異なる。たとえ
ば、導電性を発現するためには、カーボンブラックとし
てファーネス系、チャンネル系等を使用する場合にはそ
の添加量は５重量％以上とすることか好ましいか、アセ
チレン系、ケッチエンブラックＡを使用する場合には１
重量％以上とずノ′しはよい。

より大きな導電率を得るためには、ファーネス系、チャ
ンネル系等のカーボンブラックを使用する場合には添加
量４０重景％以」二とするのか好ましく、一方、アセチ
レン系カーボンブラック、ケッチエンブラック等を便用
する場合には添加量は１５重量％以上とするのが好まし
い。

以上のようなポリパラフェニレンサルファイド類とカー
ボンブラックと共にこの発明の導電性組成物に含有させ
る高分子バインター樹脂は、ポリパラフェニレンサルフ
ァイド類とカーボンブラックとの混合物を被膜状に塗布
するのに必要な粘性を付与するために使用する。

ここで、この高分子バインダー樹脂は、この発明のポリ
パラフェニレンザルファイド類−カーボンブラック導電
性複合体に高い耐熱性を付与するために、その複合体の
形成過程においてこの発明の導電性組成物から除去され
るようにすることを要する。この高分子バインダー樹脂
の除去は、この発明の導電性組成物を加熱処理し、高分
子バインター樹脂を熱分解することにより容易に行うこ
とができる。

そこで、高分子バインター樹脂としては、この発明の導
電性組成物の加熱処理過（′ｉ：において除去できるも
の、具体的には、温度４００°Ｃ以下て熱分解し除去で
きるものを１重用するのが好ましい。

このような高分子バインター樹脂の例として、アクリル
酸系樹脂、メタクリル酸系樹脂、スチレン系樹脂、ポリ
エステル系樹脂、ポリエチレンオキサイド系樹脂、エポ
キシ系樹脂、あるいはそれらの共重合体等をあＣするこ
とができる。

この高分子バインター樹脂の分子量は、塗布方法に応じ
て必要とされる粘性の大きさによって定めるが、一般に
分子［４００以−し、好ましくは２０００以上とする６ また、高分子バインダー樹脂の使用Ｘら、塗布方法に応
じて必要とさ）する粘性の大きさによって定めることが
できる。

この発明の導電性組成物には、上記の高分子バインダー
樹脂に加えて、この高分子バインター樹脂を溶解させる
溶剤を含有させることもできる。

この溶剤としては、高分子バインダー樹脂を溶解できる
ものである限りその種類に特に制限はなく、ゲｌ〜ン系
、ｌ・ルエン系、クリ：ｌ−ル系等通常溶剤として用い
るものを広く使用することができる。

以上、のようなポリパラフェニレンサルファイド類とカ
ーボンブラックとを高分子バインター樹脂中に分散させ
たこの発明の導電性組成物は、セラミックスペーパー、
カラスクロス、樹脂基板等所望の基体に容易に塗布する
ことかできる。そしてその塗布物を前述のように加熱処
理して高分子バインター樹脂を熱分解除去することによ
り、基体上に塗布形成したポリパラフェニレンサルファ
イド類−カーボンブラック導電性複合体を容易に製造す
ることかできる。

この発明の導電性組成物の塗布方法には、特に制限はな
く、公知のコーティング法、吹き付ｃす法、スクリーン
印刷法、グラビア印刷法等により行うことができる。

また、基体に塗布した導電性組成物の加熱処理は、この
導電性組成物の融点より４０°Ｃ以上高い温度で行うこ
とか好ましく、通常３２０〜４００°Ｃで行う。そして
、その間に高分子バインダー樹脂が熱分解除去されるよ
うにする。

このようにして基体上に塗布形成するこの発明のポリパ
ラフェニレンサルファイド類−カーポンブラック導電性
複合体は、上述したようにカーボンブラックの含有量等
に応じて所望の導電性に形成できるので、パターン配線
に使用する良導電性のポリパラフェニレンサルファイド
類−カーボンブラック複合体にも、発熱素子として使用
するポリパラフェニレンサルファイド類−カーボンブラ
ック発熱体にも形成することかできる。

発熱体はいわゆる面発熱体として使用することかでき、
シート状電極によるザンドイッチ構造化などの適宜な手
段で高性能な面発熱体とすることかできる。

以下、この発明を実施例に基づいて具体的に説明する。

実施例１ 表１に示した配合割合のポリパラフェニレンザ−１］　
− ルファイド粉末とカーボンブラックとをエチルアルコー
ル中に１ｖ濁させて十分混合し、その後真空乾燥器でエ
チルアルコールを除去してポリパラフェニレンサルファ
イドとカーボンブラックとが一体となった混合粉末を調
製した。

この混合粉末と、高分子バインダー樹脂および溶媒から
なる溶液とを表１に示す組成で、６時間乳鉢で十分に撹
拌混合し、導電性組成物を製造した。

この導電性組成物を耐熱性基体であるセラミックスペー
パー、カラスクロスにスクリーン印刷法またはグラビア
印刷法により塗布し、２００°Ｃて１時間予備加熱した
後、３２０〜・１００°Ｃで加熱処理し硬化させ、ポリ
パラフェニレンサルファイド−カーボンブラック複合体
を製造した。

この複合体について抵抗率を測定した。その結果を表１
に示した。

これにより、カーボンブラックの含有量に応じて、抵抗
率か０．８〜２Ｘ１０”の範囲で変化していることがわ
かる。

　１２　一 実施例２ 抵抗率の安定性試験： 実施例１で試料番号１として得たポリパラフェニレンサ
ルファイド−カーボンブラック複合体について、その抵
抗率の温度に対する変（に率を求めた。結果を第１図に
示した。

この第１図に示した結果から、この複合体の抵抗率は、
室温から２５０°Ｃの間ではわずかに抵抗変化率が負で
あるが、全体に安定した特性を有することがわかる。

また、この複合体の抵抗率の繰返し温度変化に対する安
定性も同様に試験したところ、２５０°Ｃに対する変化
率はわずか０．２％であり、繰返し温度変化に対しても
、室温から高温の全範囲できわめて安定であることがわ
かった。

−　１４　　＝ 実施例３ 実施例１の試料番号１の組成物を、セラミック基板」二
に］０Ｘ１０ＣＪＡの大きさで印刷し、片面断熱で水平
に置き、１０分間隔で１．３０　Ｖを０Ｎ−ＯＦＦと繰
返して印加し、その表面温度を自動記録した。

その結果を示したものが第２図である。

この第２図より、繰返し特性は非常に安定していること
がわかる。

（発明の効果） この発明の導電性組成物は、良好な塗布性を有し、所望
の基体」二に容易に塗布することかできる。

またこの導電性組成物は、塗布形成後の加熱処理により
容易に高分子バインター樹脂を除去することがてき、得
られた塗布膜のポリパラフェニレン→ノールファイド類
−カーボンブラック複合体は優れた耐熱性を発揮する。

このポリパラフェニレンサルファイド類−カーボンブラ
ック複合体はそのカーボンブラックの含有、１に応じて
導電率を所望の大きさに変化させることができるので、
導電率を高ぐすることにより良導電体として配線パター
ン等に使用することができ、また導電率を低くすること
により発熱体としても使用することがてきる。発熱体は
、いわゆる面発熱体として大面積化が可能であり、よな
、パターン発熱体とすることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図、はこの発明のポリパラフェニレンザルファイド
−カーボンブラック導電性複合体の温度に対する抵抗変
化率を示した相関図である。 第２図は、電圧の繰返し印加にともなう温度変化を示し
た温度特性図である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリパラフェニレンサルファイド類とカーボンブ
   ラックとを高分子バインダー樹脂に分散させてなること
   を特徴とする導電性組成物。
2. （２）ポリパラフェニレンサルファイド類をカーボンブ
   ラックと溶融混合して両者が一体と なった混合粉末とし、高分子バインダー樹脂に分散させ
   ることを特徴とする請求項（１）記載の導電性組成物の
   製造方法。
3. （３）請求項（１）記載の導電性組成物から高分子バイ
   ンダー樹脂を除去してなるポリパラフェニレンサルファ
   イド類−カーボンブラック導電性複合体。
4. （４）基体上に塗布形成してなる請求項（３）記載のポ
   リパラフェニレンサルファイド類−カーボンブラック導
   電性複合体。
5. （５）基体上に塗布形成してなる請求項（３）記載のポ
   リパラフェニレンサルファイド類−カーボンブラック発
   熱体。
6. （６）請求項（１）記載の導電性組成物を加熱処理して
   高分子バインダー樹脂を除去する請求項（３）記載のポ
   リパラフェニレンサルファイド類−カーボンブラック導
   電性複合体の製造方法。