JPH03212437A - 金属微粒子含有組成物の製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は金属微粒子含有重合体の製造方法に関する。

（従来の技術） 金属と重合体との混合物はよく知られている。

各種の金属が繊維体、粉体、細片体等の形態で各種の重
合体と混合され、有益な特性を持つ混合物が得られてい
る。その一つとして導電性接着剤が上布されている。し
かして、導電性を付与するものは粒子状又は繊維状の金
属であるが、たとえば前者はアトマイズ法によって製造
されるか機械的に粉砕されるかのどちらかによって製造
されていた。しかしこれら両者とも重合体に混合される
前に空気中の酸素に触れて金属表面が酸化されて、優れ
た導電性や良好な耐久性を有する導電性接着剤が得られ
ないという欠点があった。

しかして、かかる欠点を解消するものとして、例えば米
国特許筒４．５３３，６８５号明細書及びその分割出願
である米国特許４，５８２．８７２号明細書においてそ
の融点がポリマーの軟化点と融点との間の温度範囲内に
ある金属とポリマーとを一緒に溶融して製造する導電性
含金属有機ポリマー混合物が提案されている。

（発明が解決しようとする課題） この方法で作られた含金属ポリマーは空気、酸素に触れ
ることなくきれいな表面を有する金属をポリマー中に含
ませることに成功し、生成物は耐衝撃性と熱伝導性とが
改善され、電磁遮蔽にも使用しうる。しかし、生成物の
導電性の面においては十分であるとはいえない。

すなわち、この含金属ポリマーは導電性材料以外にベア
リングのような機械的強度を必要とする用途にも使用で
きるように、含金属ポリマーの金属に連続性を与え、生
成物中に無きすの金属繊維状体を形成させ、生成物に機
械的強度も付与するために、毎分２０回転という低回転
速度で１００〜１５０℃という比較的低温で金属を重合
体中に紐状に分散させている。このため金属の繊維状体
の補強効果によって十分な機械的強度を有する生成品が
得られるものの、電気抵抗は１０１径の円板では１５オ
一ム前後の値のものしか得られなかった。

（課題を解決するための手段） 本発明者は特に優れた導電性を要求されるｓ′Ｉｉｉ性
接着剤や異方性導電膜に使用可能な含金属重合体につい
て鋭意研究を行った結果、酸化されていないきれいな表
面を持つ微細な金属粒子を重合体又は重合体前駆体中に
均一に分散配合することによって従来に見られない極め
て優れた導電性を有する含金属重合体又は重合体前駆体
の得られることを見出し本発明に到達したものである。

すなわち、本発明によれば、重合体は重合体前駆体の軟
化点又は融点以上でかつ分解点又は沸点以五の温度範囲
内に融点が存在する金属を、前記温度範囲内の温度で加
熱溶融した重合体又は重合体前駆体中に導入し、せん断
撹拌によって前記金属を前記重合体又は重合体前駆体中
に微粒子状に分散混合することを特徴とする金属粒子含
有組成物の製造方法が提供される。

本発明に用いられる金属は、純粋な金属であろうと金属
合金であろうと、当該金属が混合される重合体又は重合
体前駆体の軟化点又は融点以上で、かつ、分解点又は沸
点以下の温度で溶融する金属であれば特に制限なく使用
できるが、純金属としてはビスマス、カドミウム、ガリ
ウム、セレン、鉛及び錫などが、合金としては鉛、錫、
亜鉛、ビスマス、マグネシウムなどを含むのが好ましい
。

また、重合体を熱可塑性重合体、硬化前の熱硬化性重合
体及び熱弾性物質（エラストマー）のいずれも使用可能
である。しかし、導電性接着剤として使用するときは、
接着力、耐熱性、電気的性質などを綜合してエポキシ樹
脂、ビスフェノールＡ・エピクロルヒドリン縮合生成物
ポリアミド樹脂およびポリイミド樹脂が特に好ましい重
合体といえる。また、前記重合体のみならずその前駆体
も使用可能である。

本発明においては、金属と重合体又は重合体前駆体の混
合過程の前、途中、又は侵に充填材を加えることも可能
である。これらの充填材は例えば無ホシリカ、粘度、炭
酸カルシウム、各種の鉱物粉、カーボンブラックなどで
ある。これらの充填材は完成生成物に望まれる特性や経
済性を考慮して適宜選択すればよい。

一般的には本発明の製品は金属と重合体又は重合体前駆
体の合計重量に対して２〜９５重量％、好ましくは５〜
６５％の金属を使用する。

また、本発明においてはせん所撹拌によって金属を重合
体又は重合体前駆体中に微粒子状に均一に分散混合させ
ている。高濃度の金属微粒子が重合体又は重合体前駆体
中に密接・分散しているために従来品に見られない優れ
た導電性を有する含金属組成物が得られるのである。

（実施例） 以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。

実施例は全て導電性接着剤を対象にして行なったもので
ある。

実施例１〜７ 表１に示すエポキシ系接着剤バインダー中で、各種合金
の融点以上の温度でオートホモミキサーＭ型（特殊機化
工業■製）を使用して高速せん断撹拌を行ない、重合体
中に金属微粒子が均一に分散混合された金属微粒子含有
組成物を製造した。

配合割合、撹拌条件等を表１に要約して示す。

１）ＥＬＡ−０７０：住友化学工業■製エポキシ樹脂、 ２）　　Ｕ−アロイ：大阪アサヒメタル■製合金３）ポ
リアミド樹脂：サマイド　１５Ｋ（三相化学■製） 実施例２〜５の金属微粒子含有組成物からエポキシ樹脂
を除去して得られた金属粒子の電子顕微鏡写真を第１図
〜第４図に拡大倍率とともに示す。

図からどの場合にも粒径２０〜５０μｍの微粒子が密接
分散状態で重合体中に形成されていることがわかる。

実施例７の金属粒子含有ポリアミド樹脂の電子顕微鏡写
真を図６に拡大倍率とともに示す。図から粒径２０〜７
０μの微粒子がポリアミド重合体中に分散していること
がわかる。

参考のためにアトマイズ法にて製造されていると想定さ
れる山村製作所製のペースト半田５Ｓ−５０３０の金属
粒子の倍率１００倍の顯微鏡写真を第５図に示す。この
金属粒子も本発明の金属粒子と同等の約２０〜５０μｍ
の粒径を持っていることがわかる。

応用例１ 本発明により調整した金属微粒子を分散混合してなる組
成物の粒状体を利用して、これに便化剤、変成剤、粘度
調整剤、充填剤、液状樹脂を配合して導電性接着剤を調
整した。配合例を下記に示す。

実施例１の分散物　　　　　　　　　１０６ｇグアニジ
ン系硬化剤ＤｒＣＹ （日本カーバイト類）　　　　　　　　　　６ｇニトリ
ルゴム系変成剤ＣＴＢＮ １３００（グツドリッチ類）　　　　　　　４ｇ無水シ
リカ　　　　　　　　　　　　０．５ｇフラックスロジ
ン　　　　　　　　　　　１ｇビスＡタイプエポキシ樹
脂 ＥＬＡ−０７０１８ｇ 合　　　計　　　　　１３５．　５　ｇこの接着剤を２
枚の厚さ１．６ｇｍ＋、幅２５＃ｌｌの銅板に長さ１２
．５Ｍに塗布して貼合せ、２２０℃のヒートプレスにて
２．０に９／ｃｙｘ２にプレスして５分間加圧硬化後接
着強度を測定して、２００、ＯＮｙ／α２の引張せん断
強度を得た。また、この接着試験片の硬化後の電導度は
測定器の測定限界（下限）である０、１Ω以ドであり、
この接着剤が構造用導電性接着剤として使用するために
必要な性能を十分満足させることを示した。

応用例２ 応用例１に示す配合割合の接着剤を使用して、幅０．３
ｇｍ＋、空隙０．３＃１の第６図に示すパターンに厚さ
７０μｍにポリイミドＦＰＣ上に塗工してから、ヒート
プレスにて２２０℃で３分硬化させた。なおプレス圧は
応用例１と同様２．０Ｈ／ｃｍ２であった。得られたパ
ターンについて電気的性質を検査したところ、電導度は
８極とも０゜１Ω以下で、異極間のショートもなく、異
方性導電接着剤として十分満足できる性能を有すること
がわかった。

応用例３ 実施例７の分散物を厚さ５０〜１００μのフィルム状に
成型したものを接着剤として２枚の厚さ１．６ｍ＋、幅
２５ａｍの銅板に長さ２５ｊｗｗに張り合わせ、２２０
℃ヒートプレスにて２．０酊／ＣＩ！２にプレスして１
分間加熱溶融接着した。室温での剪断接着強さ３７醇／
ｃｍ２であった。接着物の電導度は測定器の測定限界（
下限）である０、１Ω以下であり、この接着剤がホット
メルト型の導電性接着剤として使用する十分な性能を満
足させることを示す。

応用例４ 実施例７の分散物　　　５０ｇ 実施例２の分散物　　　　９ｇ フッツクスレジン　　　　１ｇ を溶融混合し、厚さ約５０〜１００μのフィルムを成形
し第６図に示す幅０．３盾、空隙０．３ｊｗのポリイミ
ドＦＰＣを貼り合せ、ヒートプレスにて２２０℃１分間
溶融接着させた。プレス圧は２．０Ｋｇ／Ｃ１１２であ
る。得られたパターンについての電気特性を検査したと
ころ電導度は８極とも０．１Ω以下で、異極間でショー
トもなく、ホットメルト型具方性導電接着剤として十分
満足できる性能を有することがわかった。

（発明の効果） 以上に説明したように本発明の金属微粒子含有組成物は
導電性材料、特に導電性接着剤及び異方性導電膜として
極めて有用である。

そして金属が組成物としての重合体中に微粒子状に均一
に密接分散されているのですぐれた導電性を発揮する。

また金属微粒子の表面が重合体又は重合体前駆体で隠蔽
されているから腐食に対する抵抗が改善される。

さらに金属と重合体又は重合体前駆体とが一緒に溶融さ
れて高速せん断撹拌によって金属微粒子が形成されるの
で、高温にて金属が空気、酸素に触れることがなくきれ
いな表面をした金属微粒子が分散しているので、電導性
の優れた生成物が得られ、導電性接着剤以外にも、例え
ば電磁的干渉遮蔽（ＥＭＩ遮蔽）にも極めて有用である
。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明によって製造された金属微粒
子の電子顕微鏡写真であり、第５図はベースト半田の金
属粒子の顕微鏡写真であり、第６図は金属微粒子含有ポ
リアミド樹脂の電子顕微鏡写真であり、第７図は本発明
の金属微粒子含有重合体を利用した導電性接着剤の電気
的特性測定試験を行うためにポリイミドＦＰＣ上に設け
たパターンを説明する図である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）その融点が、重合体又は重合体前駆体の軟化点又
   は融点以上で、かつ分解点又は沸点以下の温度範囲内に
   ある金属を、前記温度範囲内の温度で加熱溶融した重合
   体又は重合体前駆体中に導入し、せん断撹拌によつて前
   記金属を前記重合体又は重合体前駆体中に微粒子状に分
   散混合することを特徴とする金属微粒子含有組成物の製
   造方法。
2. （２）前記金属の融点が４７℃〜３２１℃である請求項
   １に記載の金属微粒子含有組成物の製造方法。
3. （３）前記金属がビスマス、カドミウム、ガリウム、セ
   レン、鉛又は錫である請求項１に記載の金属微粒子含有
   組成物の製造方法。
4. （４）前記金属が鉛、錫、亜鉛、ビスマス及びマグネシ
   ウムの群から選ばれる１又は２以上の金属種を含む合金
   である請求項１に記載の金属微粒子含有組成物の製造方
   法。
5. （５）前記重合体前駆体がエポキシ樹脂である請求項１
   、２、３又は４に記載の金属微粒子含有組成物の製造方
   法。
6. （６）前記重合体がポリアミド樹脂である請求項１、２
   、３又は４に記載の金属微粒子含有組成物の製造方法。