JPH0494009A - 導電性組成物 - 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） 本発明は導電性組成物に係り、繊維製品、フィルム、プ
ラスチック成型品、ペイント等の製造に際して添加され
、これらの製品に導電性をもたらすために利用される導
電性微粒子に関するものである。

（従来の技術） 上記のような導電性の繊維製品等を製造するために添加
される従来の導電性微粒子としては、種々の金属粒子、
カーボンブラックなどが知られている。また酸化チタン
の微粒子に酸化亜鉛または酸化錫被膜を形成させ−た微
粒子により最高１０−２Ω　αが得られている（特公平
１−２２３６５号）。

（発明が解決しようとする課題及び発明の目的）上記の
金属粒子は高価であり、比重が大であるため、マトリッ
クスとの比重差が大であり、混練時に沈降し易いという
欠点がある。またカーボンブラックを導電性組成物とし
て使用すると混練成型品が黒色のものしか得られないと
いう問題がある。

そして上記の特公平１−２２３６５号により提案されて
いるものがあるが、更に優れた導電性のものが待望され
ている。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その
目的は導電性組成物を混練した成型品の着色が少なく、
製造が容易で高導電性であり、かつ廉価な導電性組成物
を提供することにある。

（課題を解決し、目的を達成する手段及び作用）本発明
によれば、上記の課題は無機質の微粒子の表面に導電性
金属被膜が１０重量％以上２５重量％未満均均斉形成せ
しめられていることを特徴とする導電性組成物により基
本的に解決されると共に、上記の目的が達成される。

本発明に使用する導電性金属被膜の金属としては金、銀
、銅、アルミニウム等の金属を用いることが出来る。導
電性の点では銀、銅、金、アルミニウムの順に好ましい
が、金、銀は高価である為、第１層として銅又はアルミ
ニウム被膜を形成させた後、更に第２層として金又は銀
被膜を形成させても良い。

金属被膜が酸化され易い条件下にある場合には第２層に
金又は銀を使用することが望ましい、また着色度の点で
３層以上の組み合せでも良い。

担体としての微粒子上に導電性金属を付着させて本発明
による導電性組成物を製造するためには、自体周知の真
空蒸着法や還元析出法を用いることができる。

これらのうちで真空蒸着法は担体微粒子を蒸着装買のチ
ャンバー内にセットし、蒸着源をタングステン製バスケ
ットに乗せて上記のチャンバー内にセットし、該チャン
バー内を減圧しく約２×１０−’　Ｔｏｒｒ程度迄）、
次いで上記の担体微粒子を振動させながら上記のタング
ステンバスケ・ントを加熱して上記の蒸発源金属を蒸発
せしめることにより実施することができる。

一方、還元析出法は担体微粒子を純水中に分散させ、こ
の分散液とめつき液とを混合し、次いで、攪拌しながら
この混合液にめっき用還元液を添加することにより実施
することができる。

これらの両方法の内で真空蒸着法は蒸発金属の照射方向
が限定されるために、導電性金属を担体微粒子上に均斉
に付着させる目的で担体微粒子に振動を与えて転勤させ
る必要性があり、従って担体微粒子の粒径が揃っていな
いと導電性金属の付着量に差が生じるが、一方、還元析
出法によれば分散した状態の担体微粒子上に導電性金属
が析出してゆくので均斉な付着が可能であり、付着量の
制御も容易なので前者よりも後者の方法が望ましい。

導電性金属被膜が１０重量％未満の場合は導電性が充分
でない為、１０重量％以上の導電性金属被膜形成が必要
であり、２５重量％以上の場合はその増加分に見合った
導電性の向上が見られなくなる。

導電性被膜を担持させる微粒子は平均粒径２μｍ以下で
あればマトリックスに混練する際、実用上使用できる。

また担体微粒子は球に近い形状の方が混練する際には容
易であるが、マトリックスを配向させた場合、針状であ
る方が導電性としては好ましい。

担体微粒子としては無電解めっきをする際に変化しない
物であれば何でも良く、水不溶性の金属酸化物、例えば
酸化チタン、酸化アルミニウム、又は硫酸バリウム又は
炭酸カルシウム等を使用することが出来る。

本発明の導電性組成物は各種ポリマー（ポリエステル、
ナイロン、アクリル）、繊維、フィルム、プラスチック
成型品、ペイント等に添加され静電気防止、電磁波シー
ルド、低温発熱体等に使用出来る。

（実施例等） 次に、本発明による導電性組成物の製造例及び使用例に
より、本発明を更に詳細に説明する。

尚、下記において言及する％及び部は、別設の定めがな
い限り重量基準によるものである。

１１匠Ｌ （１）下記の３種類の液を調整した。

（Ａ）担体微粒子分散液 担体微粒子１００ｇを純水５００−に分散させたもの。

（Ｂ）銀めっき液 硝酸銀２２．０ｇを純水に溶解して１，０００−とじた
後に水酸化アンモニウムを添加してｐＨを１１に調整し
たもの。

（Ｃ）銀めっき用還元液 酒石酸カリウムナトリウム（４水和物）７５ｇを純水に
より溶解して５００−となし、液温を３０°Ｃに保った
もの。

（２）操作 担体微粒子として酸化チタン（平均粒径１．５μｍ）を
用い、上記の分散液（Ａ）に銀めっき液（Ｂ）を添加し
て混合し、液温を３０°Ｃで攪拌しながら上記の銀めっ
き用還元液（Ｃ）を添加して攪拌を続けることにより銀
イオンを完全に還元させ、次いで更に１時間攪拌を継続
した。その後に攪拌を中止し、Ｎａ２Ｏ濾紙を用いて吸
引濾過し、純水で充分に洗浄し、さらに、この粉末を純
水中に分散させ攪拌しながらヒドラジンヒトラードを加
えて液温を８０℃にして１０分間処理した。

その後に攪拌を中止し、ＮＬ５Ｃろ紙を用いて吸引ろ過
し、純水で充分に洗浄し、８０℃の空気乾燥機内で１２
時間乾燥することにより所望の導電性組成物を得た。こ
の導電性組成物における銀の付着状態をＥＰＭＡにて観
察した処、酸化チタン粉末の表面に銀が均斉に付着して
いることが判明しな、化学分析によれば銀の付着量は１
２．２％であった。

製ゑｌ」工 銀めっき液中の硝酸銀溶解量を４０．２ｇとし、銀めっ
き用還元液中の酒石酸カリウムナトリウム（４水和物）
量を１４０ｇとしたこと以外は製造例１と全く同様にし
て導電性組成物を得た。

この導電性組成物における銀の付着状態をＥＰＭＡにて
観察した処、酸化チタン粉末の表面に銀が均斉に付着し
ていることが判明した。化学分析によれば銀の付着量は
２０．２％であった。

１１九り 担体微粒子として酸化アルミニウム（平均粒径１．５μ
ｍ）を用いたこと以外は製造例１と全く同様にして導電
性組成物を得た。

この導電性組成物における銀の付着状態をＥＰＭＡにて
観察した処、酸化アルミニウム粉末の表面に銀が均斉に
付着していることが判明した。化学分析によれば銀の付
着量は１２．１％であった。

１皮鮭支 担体微粒子として前記の酸化アルミニウムを用いたこと
以外は製造例２と全く同様にして導電性組成物を得た。

この導電性組成物における銀の付着状態をＥＰＭＡにて
観察した処、酸化アルミニウム粉末の表面に銀が均斉に
付着していることが判明した。化学分析によれば銀の付
着量は２０．１％であった。

１逢匠ｉ 担体微粒子として硫酸バリウム（平均粒径１．５μｍ）
を用いたこと以外は製造例１と全く同様にして導電性組
成物を得た。

この導電性組成物における銀の付着状態をＥＰＭＡにて
観察した処、硫酸バリウム粉末の表面に銀が均斉に付着
していることが判明した。化学分析によれば銀の付着量
は１２．０％であった。

設ｆｆｉ 担体微粒子として前記の硫酸バリウムを用いたこと以外
は製造例２と全く同様にして導電性組成物を得た。

この導電性組成物における銀の付着状態をＥＰＭＡにて
観察した処、硫酸バリウム粉末の表面に銀が均斉に付着
していることが判明した。化学分析によれば銀の付着量
は２０．０％であった。

１１匠り 担体微粒子として炭酸カルシウム（平均粒径１゜５μｍ
）を用いたこと以外は製造例１と全く同様にして導電性
組成物を得た。

この導電性組成物における銀の付着状態をＥＰＭＡにて
観察した処、炭酸カルシウム粉末の表面に銀が均斉に付
着していることが判明した。化学分析によれば銀の付着
量は１２，２％であった。

艷り匹比 担体微粒子として前記の硫酸カルシウムを用いたこと以
外は製造例２と全く同様にして導電性組成物を得た。

この導電性組成物における銀の付着状態をＥＰＭＡにて
観察した処、炭酸カルシウム粉末の表面に銀が均斉に付
着していることが判明した。化学分析によれば銀の付着
量は２０．２％であった。

１１鮭史 （１）次の銅めっき液及び銅めっき用還元液を調整した
。

（Ｂ′）銅めっき液 硫酸銅（５水和物）５４．９ｇ、酒石酸カリウムナトリ
ウム（４水和物）１１０ｇ及び水酸化ナトリウム３１ｇ
を純水により溶解して６５０　ｄとなしたもの。

（Ｃ′）銅めっき用還元液 ３７％ホルムアルデヒド溶液２４０−であって、液温３
０℃に保たれたもの。

（２）操作 担体微粒子として前記の酸化チタンを用い製造例１と同
様に調製した分散液（Ａ）に銅めっき液（Ｂ′）を添加
して混合し、液温を３０℃で攪拌しながら上記の銅めっ
き用還元液（Ｃ′）を添加して攪拌を続けることにより
銅イオンを完全に還元させ、次いで更に１時間攪拌を継
続した。その後に攪拌を中止し、１１１［Ｌ５ｃ濾紙を
用いて吸引濾過し、純水で充分に洗浄し、さらに、この
粉末を純水中に分散させ攪拌しながらＳＢＨを加えて液
温を８０℃にして１０分間処理した。

その後に攪拌を中止し、Ｎ［Ｌ５Ｃのろ紙を用いて吸引
ろ過し、純水で充分に洗浄し、８０℃の空気乾燥機内で
１２時間乾燥することにより所望の導電性組成物を得た
。この導電性組成物における銅の付着状態をＥＰＭＡに
て観察した処、酸化チタン粉末の表面に銅が均斉に付着
していることが判明した。化学分析によれば銅の付着量
は１２．２％であった。

艮ｎ吐１表− 銅めっき液中の硫酸銅溶解量を１００゜４ｇとし、銅め
つき用還元液中の酒石酸カリウムナトリウム（４水和物
）量を２７５ｇとしたこと以外は製造例９と全く同様に
して導電性組成物を得た。

この導電性組成物における銅の付着状態をＥＰＭＡにて
観察した処、酸化チタン粉末の表面に銅が均斉に付着し
ていることが判明した。化学分析によれば銅の付着量は
２０．２％であった。

数４」は」− 担体微粒子として前記の酸化アルミニウムを用いたこと
以外は製造例９と全く同様にして導電性組成物を得た。

この導電性組成物における銅の付着状態をＥＰＭＡにて
観察した処、酸化アルミニウム粉末の表面に銅が均斉に
付着していることが判明した。化学分析によれば銅の付
着量は１２．０％であった。

１１鮭り工 担体微粒子として前記の酸化アルミニウムを用いたこと
以外は製造例１０と全く同様にして導電性組成物を得た
。

この導電性組成物における銅の付着状態をＥＰＭＡにて
観察した処、酸化アルミニウム粉末の表面に銅が均斉に
付着していることが判明した。化学分析によれば銀の付
着量は２０．１％であった。

１遭匠ＬΣ 担体微粒子として前記の硫酸バリウムを用いたこと以外
は製造例９と全く同様にして導電性組成物を得た。

この導電性組成物における銅の付着状態をＥＰＭＡにて
観察した処、硫酸バリウム粉末の表面に銅が均斉に付着
していることが判明した。化学分析によれば銅の付着量
は１２．１％であった。

１１鮭り先 担体微粒子として前記の硫酸バリウムを用いたこと以外
は製造例１０と全く同様にして導電性組成物を得た。

この導電性組成物における銅の付着状態をＥＰＭＡにて
観察した処、硫酸バリウム粉末の表面に銅が均斉に付着
していることが判明した。化学分析によれば銅の付着量
は２０．０％であった。

１１漣１５ 担体微粒子として前記の炭酸カルシウムを用いたこと以
外は製造例９と全く同様にして導電性組成物を得た。

この導電性組成物における銅の付着状態をＥＰＭＡにて
観察した処、炭酸カルシウム粉末の表面に銅が均斉に付
着していることが判明した。化学分析によれば銅の付着
量は１２．１％であった。

１１匹り恒 担体微粒子として前記の炭酸カルシウムを用いたこと以
外は製造例１０と全く同様にして導電性組成物を得た。

この導電性組成物における銅の付着状態をＥＰＭＡにて
観察した処、炭酸カルシウム粉末の表面に銅が均斉に付
着していることが判明した。化学分析によれば銅の付着
量は２０．２％であった。

１逢ＬＬ７− 製造例９で得られた、銅１２．２　ｗｔ％付着させた酸
化チタン微粒子１１４．０　ｇに製造例１と同様の方法
で、銀めっき液の硝酸銀を９．６ｇとして、銀めっき用
還元液の酒石酸カリウムナトリウム（４水和物）を５０
ｇとして操作した後に攪拌を中止し、Ｎ１５Ｃ濾紙を用
いて吸引濾過し、純水で充分に洗浄し、さらに、この粉
末を純水中に分散させ攪拌しながらヒドラジンヒトラー
ドを加えて液温を８０°Ｃにして１０分間処理したとこ
ろ、暗銀灰色の微粒子を得た。

この微粒子を化学分析により、銅および銀の含有率を分
析したところ、銅は１１．６　ｗＬ％、銀は５．１ｗｔ
％であった。

製Ｊゴ九１」− 製造例１３で得られた、銅１２．１　ｗｔ％付着させた
硫酸バリウム微粒子１１４．０　ｇに製造例１と同様−
の方法で、銀めっき液の硝酸銀を１９ｇとして、銀めっ
き用還元液の酒石酸カリウムナトリウム（４水和物）を
１００　ｇとして操作した後に撹拌を中止し、Ｎ［Ｌ　
５　Ｃ濾紙を用いて吸引濾過し、純水で充分に洗浄し、
さらに、この粉末を純水中に分散させ攪拌しながらＳＢ
Ｈを加えて液温を８０℃にして１０分間処理したところ
、銀灰色の微粒子を得た。

この微粒子を化学分析により、銅および銀の含有率を分
析したところ、銅は１０．８　ｗｔ％、銀は９．６ｗｔ
％であった。

釈ｊ目１１ｊ− 製造例１７で得られた、銅１１．６ｗｔ％、銀５．１ｗ
ｔ％を付着させた酸化チタン微粒子１２０．０　ｇを純
水５００　ｄ中に分散させ、ついで、塩化金酸１６．３
ｇを純水１０００−に溶解しアンモニア水を加えてｐＨ
を１１に調整した溶液を加えて約６０℃に加温しながら
、攪拌下でヒドラジンヒトラード５％水溶液１５０ｍ１
を加えて反応させたところ、褐色の微粒子を得た。

この微粒子を化学分析により、銅、銀および金の含有率
を分析したところ、銅１１．１　ｗｔ％、銀４．９　ｗ
ｔ％、金４．Ｏｗｔ％であった。

製造例２０ 酸化チタン微粒子（平均粒径１，５μｍ　＞　２００　
ｇを蒸着装置のチャンバー内にセットし、蒸着源（アル
ミニウム切片）をタングステン製バスケットに乗せて上
記のチャンバー内にセットし、該チャンバー内を減圧し
、（２Ｘ　１０−’　Ｔｏｒｒ　）、次いで上記の酸化
チタン微粒子を振動させながら上記のタングステンバス
ケットを加熱して上記の蒸着源金属を２５ｇ分蒸発した
ところ灰白色の微粒子を得た。

この微粒子を化学分析により、アルミニウムの含有率を
分析したところ、アルミニウム１２　ｗｔ％であった。

上記で得たアルミニウムを付着した酸化チタン微粒子を
６５ｇずつ２個取り、それぞれ純水５００Δに分散させ
て、一方には実施例１７と同様に銀を付着させ、他方は
実施例１９と同様の方法で塩化金酸を２２．９　ｇとし
、ヒドラジンヒトラード５％水溶液を２１５−とじた以
外は同一として金を付着させた。

上記で得た、銀を付着させた微粒子の銀とアルミニウム
の含有率は、銀８．６ｗｔ％、アルミニウム１１、Ｏｗ
ｔ％であった。

また、金を付着させた微粒子の金とアルミニウムの含有
率は、金９．７ｗｔ％、アルミニウム１０．８ｗｔ％で
あった。

そして製造例１〜２０で調整した微粒子の比抵抗は０．
８Ω口〜１．２Ω口に入るものであった。

使月１０− 製造例１〜２０にて調製した比抵抗０．８Ω口〜１．２
ΩΩの導電性組成物を５０％、７０％夫々分子量約１７
．０００、融点２１５℃のナイロン２６に混練したポリ
マーを芯に、同じナイロン６ポリマーを鞘に用い、複合
比１：１０で複合し、直径０．３龍のオリフィスから２
８０°Ｃで押し出し、１．０００　ｍ　／　ｗｉｎの速
度で巻き取った。

このナイロン繊維をホットビンを用い３倍に延伸し、２
０デニールのナイロンフィラメントを得た。得られたフ
ィラメントの比抵抗は全て、１０２ΩＣ以下の優れた導
電性を示した。

１１鮭り 製造例１と同様の方法にて銀被膜８％を形成せしめた酸
化チタン微粒子（比抵抗５Ｘ１０’ΩＣ１１）を７０％
混練したナイロン２６を芯にしたフィラメントの比抵抗
は１０６ΩＣと好ましい導電性を示さなかった。

（発明の効果） 上述のことから、本発明により次の効果がもたらされる
。

（１）導電性が優れ且つ銀や銅の使用量が従来品に比較
して少なくてすむので相対的に廉価に供給することがで
きる。

（２）無機質微粒子に銅や銀の被膜を形成せしめるもの
であるから、従来品に比べて比重が小であるので混練時
の沈降性も軽減される。

（３）また混練成型品の着色が少なく、かつ製造が容易
である。さらに無機質微粒子の表面に銀や銅の被膜が形
成されているので、従来品の銀粉や銅粉のみの粒子に比
較して表面積が大である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）無機質の微粒子の表面に導電性金属被膜が１０重
   量％以上２５重量％未満均斉に形成せしめられているこ
   とを特徴とする導電性組成物。
2. （２）導電性金属被膜が金、銀、銅、アルミニウムのう
   ちの少なくとも一つよりなる請求項（１）記載の導電性
   組成物。
3. （３）無機質の微粒子が金属酸化物、硫酸バリウムまた
   は炭酸カルシウムのうち少なくとも一つよりなる請求項
   （１）記載の導電性組成物。
4. （４）無機質の微粒子の平均粒径が２μｍ又はそれ以下
   である請求項（１），（３）記載の導電性組成物。
5. （５）金属酸化物が酸化チタンおよび酸化アルミニウム
   のうちの一つである請求項（１），（３）記載の導電性
   組成物。