JPH04328146A

JPH04328146A - 導電異方性ｐｖｃ材料

Info

Publication number: JPH04328146A
Application number: JP12837791A
Authority: JP
Inventors: Kunio Mori; 邦夫森; Yaeko Sasaki; 八重子佐々木; Hidetoshi Hirahara; 英俊平原
Original assignee: TOA DENKA KK
Current assignee: TOA DENKA KK
Priority date: 1991-04-30
Filing date: 1991-04-30
Publication date: 1992-11-17

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電磁波遮蔽性，帯電防
止性を有し、フィルム状，板状あるいはシート状に形成
され、床材，壁材や天井材等として使用される導電異方
性ＰＶＣ材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電磁波遮蔽性等を有する材料とし
ては、例えば、高分子材料に金属導電材を添加して形成
され、例えば、導電性塗料、あるいは機械的なブレンド
によって製造された材料がある。これらの材料は、高分
子材料として例えばポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポ
リアクリル酸メチル、ＡＢＳ樹脂等の加工しやすい材料
が中心に用いられ、これらに導電材を均一分散して形成
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記導電性
塗料にあっては、金属導電材の粒径を小さくして導電率
を上げる方向で研究され、実際に製造されている。しか
しながらこれらは粒径が小さくなると腐食等の化学的な
変化が起こりやすく、耐久性に欠ける問題があった。

【０００４】この問題点を解決するために、粒径の大き
なかつ表面積の小さな導電材を使用することが不可欠で
あるが、反面、高い導電性が得られなくなってしまい、
限界がある。

【０００５】一方、上記機械的なブレンドによって製造
された材料にあっては、高い導電性を得ようとして導電
材の量を増やすと加工成型が困難になるという問題があ
る。

【０００６】即ち、これらの材料は、金属材料が分散さ
れているため、金属害による高分子材料の劣化が起りや
すく耐久性が不十分になっているとともに、導電性や帯
電性の効率も不十分であり、さらに、加工性においても
問題があった。

【０００７】本発明は、上記の問題点にかんがみてなさ
れたもので、耐久性の向上、導電性や帯電性の効率の向
上を図るとともに、製造を容易にした導電異方性ＰＶＣ
材料の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明は、ポリ塩化ビニル（以下「ＰＶＣ」という）
、可塑剤、界面活性剤、金属繊維の４成分を使用し、金
属繊維を沈降させて層状にし、導電異方性ＰＶＣ材料と
したものである。即ち、含塩素系の高分子材料に導電材
を添加して異方性の複合材料を調整する技術を確立した
ものである。

【０００９】ここで使用されるＰＶＣは乳化重合によっ
て得られた球状で、粒径が０．１μから十数μの微粉体
であり、表面の密度が高いほどまたは粒度分布が揃って
いるほど好ましい。

【００１０】可塑剤と粘度調整剤は加工する上で不可欠
であり、通常ＰＶＣのペースト加工に使用しているもの
であればなんでもよく、例えば、次のものを挙げること
ができる。ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、
ジ−ｎ−オクチルフタレート（ＤＯＰ）、ジ−イソオク
チルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジシクロ
ヘキシルフタレート、ジイソヘプチルフタレート、ジ−
ｎ−デシルフタレート、ジイソデシルフタレート、ジ−
ｎ−ウンデシルフタレート、ジイソオクチルアジペート
、ジオクチルアゼレート、ジオクチルセバケート、ジウ
ンデシルアジペート、ジブチルセバケート、トリクレジ
ルホスフェート、トリエチルヘキシルホスフェート、ト
リメリット酸イソオクチル。

【００１１】これらの可塑剤はそれ単独かまたは二種類
以上混合してＰＶＣ１００重量部に対して２０から２０
０重量部添加される。２０重量部より少ない場合はＰＶ
Ｃペーストの粘度が高くなり加工し難くなる。また２０
０より多くなると粘度が低すぎて異方化が困難になる。

【００１２】界面活性剤は金属繊維の沈降性を促進する
役割をし、異方性ＰＶＣ材を調整するために不可欠であ
る。これらの作用をする界面活性剤はノニオン形の活性
剤であり、次の具体例を挙げることができる。

【００１３】すなわち、一般式ＲＯ−（ＣＨ２　ＣＨ２　Ｏ）ｎ　ＨまたはＲＯ−（ＣＨ２　Ｃ（ＣＨ３　）ＨＯ）ｎ　Ｈで示され
る化合物で、Ｒは炭素数が、１から２５までのアルキル
、アルキレン、アルキルフェニル等、ｎは１以上５０ま
でとし、例えば、トリエチレングリコール、ペンタプロ
ピルグリコール、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、
ポリプロピレングリコール、デカンエチレングリコール
モノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノセチ
ルエーテル、ポリエチレングリコールラウリルエーテル
、ポリエチレングリコールモノノニルエーテル、ポリエ
チレングリコールノニルエーテルホスフェイト、ポリエ
チレングリコールオレイルエーテル、ポリエチレングリ
コールステアリルアミンなどを挙げることができる。

【００１４】導電材としてはビビリ振動法等で製造した
金属短繊維が用いられる。例えば、アルミニュウム、亜
鉛、黄銅、銅、ニッケル、ステンレス、鉄、鉛等の少な
くとも比重が１以上のものである。

【００１５】更に、直径が１μｍから１００μｍで、長
さが０．５ｍｍから１０ｍｍの範囲の短繊維が有効であ
る。直径が１μｍになると粘度低下による沈降速度が小
さくなり、異方性材料になり難くなる。また、直径が１
００μｍ以上になると単繊維ペースト中で凝集するので
均一な製品が出来難くなる。長さが０．５ｍｍ以下に短
かくなると異方性が低くなるので高い導電性が得られ難
い。また、１０ｍｍ以上に長くなると加工中にノズル等
に引っ掛かり円滑な連続加工が出来難くなる。

【００１６】これらの短繊維はＰＶＣ粉体１００重量部
に対して、２０重量部から１５０重量部使用される。２
０重量部以下では十分な導電性がまた、１５０重量部以
上では加工性が確保できなくなる傾向にある。

【００１７】目的の導電異方性ＰＶＣ材料を得るために
は少なくとも上記の三成分が不可欠であるが、いろいろ
なＰＶＣ製品を得るためには高級脂肪酸のＣａ，Ｂａ，
Ｃｄ，Ｚｎ塩、アルキルスズ塩、ホスファイト、エポキ
シ油等の通常ＰＶＣに使用される安定剤、光安定剤、カ
ーボンブラック、白色カーボン、炭酸カルシュウム、ケ
イ酸塩等の通常ＰＶＣに使用される充填剤などを添加し
てもかまわない。

【００１８】

【作用】上記構成からなる導電異方性ＰＶＣ材料を製造
するときは、上記の成分を混合槽に取り、機械的に撹拌
、脱気後、コーダーにより基材に塗布し、加熱炉に導く
。これを１２０℃から２３０℃の温度で１分から６０分
間加熱する。１２０℃より低い温度ではＰＶＣのゲル化
と導電材の沈降が遅すぎて、目的の材料が得られ難く、
また２３０℃以上になるとＰＶＣの分解が起こるため好
ましい温度ではない。加熱時間は加熱温度との関係で選
択されるべきで、高い温度では短い時間で、また低い温
度では長い時間で処理されるべきである。

【００１９】この製造過程においては、界面活性剤の作
用によって、導電材が沈降し、製造された材料は、図１
に示すように、金属繊維層Ｍが形成されて全体が層状不
均一になり、導電異方性ＰＶＣ材料として形成される。

【００２０】

【発明の効果】本発明による導電異方性ＰＶＣ材料によ
れば、導電材に金属短繊維を用いたので、粒状のものに
比較して大きくでき、そのため、腐食等の化学的な変化
に強くなり、耐久性が大幅に向上する。

【００２１】また、金属繊維を分散させずに金属繊維層
を形成して面異方性になるので、金属繊維の密度が高い
ものになり、そのため、導電性や帯電性の効率が大幅に
向上する。

【００２２】しかも、ＰＶＣペーストに金属短繊維を添
加して加熱するだけで製造できるので、極めて容易に製
造することができる。そのため、帯電防止や電磁波遮蔽
が可能な膜状またはシート状材料が非常に簡単に製造で
きることになり、工場やオフィスのみならず、衣食住に
おいての汎用性が増し、種々の環境から帯電や電磁波の
影響を追放することが可能となる。

【００２３】

【実施例】本発明の実施例を、比較例との比較において
示す。実施例は、図４に示すように、ＰＶＣペーストレ
ジン（日本ゼオン１２１、重合度：１６００）１００重
量部，ＤＯＰ７０重量部，ポリエチレングリコール（Ｐ
ＥＧ、分子量：３００）２重量部，金属銅繊維（東京製
綱（株）製、直径：２０μｍ、長さ：３ｍｍ）２５，５
０，７５または１００重量部をラボミキサーまたは入鉢
内で撹拌してＰＶＣペーストにする。これを真空下で脱
気し、コーダーによりステンレス箔上に塗布する。これ
を１０分間放置し、１８０℃で１０分間加熱すると、下
層に金属繊維が局在した導電性が面異方性のＰＶＣ膜Ｐ
１　，Ｐ２　，Ｐ３　，Ｐ４　が得られる。

【００２４】また、比較例の試料として、図５に示すよ
うに、本発明に必要な４成分のうち少なくとも一つが欠
けているとともに、金属銅粉（福田金属箔粉工業（株）
製２．９μｍ）を適宜に用いた膜Ｈ１　，Ｈ２　，Ｈ３
　，Ｈ４　を作成した。

【００２５】導電性膜の異方性は次のようにして、導電
性を測定して評価した。測定には１．５×５０×５０（
ｍｍ）の膜を作成して用い、膜の体積固有抵抗Ａ，上層
面の表面抵抗Ｂおよび下層面の表面抵抗Ｃを測定した。

【００２６】膜の体積固有抵抗ＡはＪＩＳ　　Ｋ６９１
１に準拠して図２のようにして測定した。上層面の表面
抵抗Ｂおよび下層面の表面抵抗ＣはＪＩＳ　　Ｋ６９１
１に準拠して図３のようにして測定した。測定にはデジ
タルＬＣＲ（ＡＸ−２２１，アデックス（株）製とＨｉ
ｒｅｓｔａ　　ＩＰ（三菱油化（株）製）を用いて測定
した。面方向の導電性の局在性は膜の断面のＸ線マイクロアナ
ライザー分析によった。図において、Ｈ，Ｇ，Ｌは電極
、ｇはギャップ、Ｘは試料の厚さ、Ｉｖ，Ｉｓ，Ｉｇは
各回路の電流である。

【００２７】図４に示す測定結果から分かるように、実
施例の膜Ｐ１　，Ｐ２　，Ｐ３　，Ｐ４　は、４成分が
共存して層構造は下層面に局在した異方性の不均一構造
となり、下層面の表面抵抗Ｃが半導性から導電性の性質
を示すようになり、発明の意図した結果となっているこ
とが理解できる。

【００２８】一方、図５に示す測定結果から分かるよう
に、比較例の膜Ｈ１　，Ｈ２　，Ｈ３　，Ｈ４　におい
ては、金属体積固有抵抗Ａ，上層面の表面抵抗Ｂおよび
下層面の表面抵抗Ｃすべてが絶縁性を示す値となり、均
一な構造を有する。これは本発明に必要な４成分の少な
くとも一つが欠けていることに起因することが理解でき
る。

【００２９】また、別の実施例として、図６に示すよう
な膜Ｐ５　，Ｐ６，Ｐ７　，Ｐ８　を作製した。これは
、ＰＶＣペーストレジン（日本ゼオン１２１、重合度：
１６００）１００重量部，ＤＯＰ７０重量部，ポリプロ
ピレングリコール（ＰＥＧ、分子量：３００）２重量部
，金属繊維（東京製綱（株）製）１００重量部をラボミ
キサーまたは入鉢内で撹拌してＰＶＣペーストにする。金属繊維としては、黄銅，ステンレス，ニッケル，アル
ミニュウムを用いた。これを真空下で脱気し、コーダー
によりステンレス箔上に塗布する。これを１０分間放置
し、１８０℃で１０分間加熱すると、下層に金属繊維が
局在した導電性が面異方性のＰＶＣ膜Ｐ５　，Ｐ６　，
Ｐ７　，Ｐ８　が得られる。

【００３０】この実施例についても上記と同様に、導電
性を測定して評価した。図に示す測定結果から分かるよ
うに、いろいろな金属繊維についても同様に異方性ＰＶ
Ｃ膜を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の導電異方性ＰＶＣ材料の断面構造を示
す図である。

【図２】本発明の実施例に係る導電異方性ＰＶＣ材料と
してのＰＶＣ膜の体積固有抵抗Ａの測定方法を示す図（
ＪＩＳ　　Ｋ６９１１に準拠）である。

【図３】本発明の実施例に係る導電異方性ＰＶＣ材料と
してのＰＶＣ膜の上層面の表面抵抗Ｂおよび下層面の表
面抵抗Ｃの測定方法を示す図（ＪＩＳ　　Ｋ６９１１に
準拠）である。

【図４】本発明の実施例に係る導電異方性ＰＶＣ材料と
してのＰＶＣ膜の成分及び抵抗値の測定結果を示す図で
ある。

【図５】本発明の実施例との比較例に係る膜の成分及び
抵抗値の測定結果を示す図である。

【図６】本発明の別の実施例に係る導電異方性ＰＶＣ材
料としてのＰＶＣ膜の成分及び抵抗値の測定結果を示す
図である。

【符号の説明】

Ｍ　　金属繊維層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　乳化重合によって得られたポリ塩化ビ
ニル，可塑剤および界面活性剤からなるＰＶＣペースト
に、金属短繊維を添加し、加熱して得られる導電異方性
ＰＶＣ材料。