JPS5986637A - 導電性無機粉粒体 - 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】 本発明は導電性無機粉粒体に関し、さらに詳しくは鱗片
状非金属無機粉粒体をペースとした導電性無機粉粒体に
関する。

近年各種電子機器が発達するにつれて、発生する電磁波
による障害を防ぐための電磁波シールド材が強く望まれ
るようになった。特に電子機器の容器体として多用され
ているプラスチック材料を電磁じゃへいするために有効
な電磁波シールド材（以下シールド材とする）の開発が
望まれている。

かかる問題に対し、従来提供されてきたシールド材はア
ルミニウム、銅等の金属の粒状粉体、繊維状体および鱗
片状体や炭素繊維、金属被覆ガラヌ繊維等の非金属体を
ベースとした繊維状体がある、さらにプラスチックスと
共に用いられるシールド材としては、電磁じゃへい性能
の他にフィラーとしての機械的および成形性の性能の優
れたものが必要である。かかる観点から上述した従来の
シールド材を見ると、いずれもこれらの性能を満足する
ものは無く、優れたシールド材の開発が望まれていた。

本発明者らは上記問題を解決し、新規なシールド材を開
発すべく鋭意研究の結果、本発明に到達したものである
。すなわち本発明は、鱗片状非金属無機粉粒体の表面が
２０℃における体積抵抗率が１０・Ｑｍ以下の導電性物
質で被覆されてなる導電性無機粉粒体である。

本発明で用いられる鱗片状非金属無機粉粒体（以下、鱗
片状無機体とする）は白雲母、金雲母などの雲母、ガラ
ス、鉱滓、シラス等の天然または合成された非金属の無
機粉粒体であり、そのアスペクト比（直径の厚さに対す
る比）が１０以上のものが軽重しい。単にシールド材と
しての性能を考慮するだけならば金属の鱗片体は優れた
性能を有しているが、上述したようにプラスチックスの
フィラーとして用いる場合は、その剛性やプラスチック
スとの混練に際しての成形性が優ねでいる点で非金属無
機体の方が好適である。例えば、比弾性率（弾性率（Ｋ
ｇ　／ａｍ’　）の密度（Ｋ９／　ａｍｓ　）に対する
比）で示せば、フレーク状で利用されているアルミニウ
ムの比弾性率は２．５　Ｘ　１０８０ｍであるが、雲母
およびＥガラスの比弾性率は夫々６×１０８ｃｍおよび
３Ｘ１０８ｃｍであシ非金属無機体の方が優れているこ
とは明らかである。さらに実用上の問題と１〜で、金属
フレークは表面積が大きいため易酸化性であり、空気中
で取扱う際には発火、爆発の危険があり、かかる事故の
防止を十分に留意して使用しなければならない。これに
対して本発明の導電性無機粉粒体は非金属体をベースと
しているために上述の問題は全く無い。

さらに繊維状導電体、例えば金属繊維、金属被覆ガラス
繊維、炭素繊維等と比較すると、同じくプラスチックス
のフィラーとして考える場合、繊維状体は混練時や成形
加工時にからまりが生じ易く、均一分散が難かしく、面
に対して等方性かつ均質な導電性を与え難い。これらの
性能に対しては鱗片状体がはるかに優れているのである
。

本発明で用いられる鱗片状無機体としては、白雲母、金
雲母等の雲母フレーク、ガラスフレーク。

タルク、グラファイト、セリサイト、バーミキュライト
、ベントナイト、アタパルジャイト等が挙げられる。鱗
片状無機体の大きさおよび形状は、直径が５μ以上、ア
スペクト比は１０以上婦好ましくは２０以上のものが好
適である。とくに雲母は、高アスペクト比、高剛性、耐
熱性、耐薬品性等の点で最も好ましく用いられる鱗片状
無機体である。

上記鱗片状無機体を被覆する導電性物質は２０℃におけ
る体積抵抗率が１オーム・センナメートル以下のものな
ら何でも良く、銀、アルミニウム。

銅、ニッケル、クロム、チタン、スズ、アンチモン、亜
鉛、金、白金から選ばれる少なくとも１種の金属すなわ
ち金属単体、またはこれを含む合金、ならびにこれらの
酸化物、導電性カーボンがある。

特に好ましいのは上述した金属である。該導電性物質は
無電解メッキ、あるいは電解メッキ、真空蒸着、スパッ
タリング、バインダーによるコート法等公知の方法で被
覆することができる。被覆層の厚さは任意に定めること
ができるが、被覆物質の単原子（または分子）層以上の
厚みが必要であり、通常１００オンゲスＦロームから数
ミリメートルの厚みであシ、より好ましくは１０００オ
ングタトローム〜１ミリメートルの厚さである。

本発明による導電性無機粉粒体はプラスチックスに対す
るフィラーとして用いる場合に最もその効果を発揮でき
るものであるが、他の素材、例えばセラミックス、ガラ
ス等と共に使用してもシールド材として有効である。さ
らにこれら本発明による導電性無機粉粒体を利用した複
合材料の示す導電性は、上述の電磁波シールド材として
のみならず、静電気障害防止材、導電発熱体等各種用途
にも利用されるものである。さらには、本発明の導電性
無機粉粒体は金属との接着性に優れ、複合化によシフレ
ーク強化金属（ＦＲＭ）として有効に利用される。本発
明の導電性無機粉粒体は他の材料との複合材料としての
みならず単体にても非燃焼性の電波散乱材等として利用
されるものである。

以下、実施例をあげて本発明の方法をさらに具体的に説
明するが、本発明はこれらの実施例によシ何ら制限され
るものではない。

実施例１ 平均フレーク径２６０μ、平均フレーク厚さ４μ（アス
ペクト比６０）のＥガラスフレークを５０ｆ／ｌのリン
酸ナトリウム水溶液中に浸漬し、１０分間煮沸し、ｒ過
後水洗した。つづいて塩化第一スズ１０　ｆ／ｌおよび
濃塩酸４０ｍＩ！／ｌ：からなる３０〜４０℃の水溶液
中に攪拌しつつ５分間浸漬後ｒ過した。さらにメチルア
ルコ−／Ｌ／３容、４０％ホルムアルデヒド７容の混合
溶液に３分間浸漬後ｒ過水洗し、処理ガラスフレークを
得た。３０ｆの硝酸銀を５００ｍ１の純水に溶かし、つ
ぎにアンモニアを加えると沈殿が生じるが再び溶解する
までアンモニアを加え続け、最後に６００ｍ１：になる
まで純水を加えて銀波を調製した。別に３０ｇのロッセ
ル塩を４００　ｍｌ！の純水に溶解して還元液を調製し
た。

銀波および還元液をそれぞれ濾過しだ後全量を混合し、
２０〜２５℃に保持した液中に上述の処理ガラスフレー
ク２５９を加え、１時間攪拌した後フレークを濾過し、
水洗後乾燥して銀被覆ガラスフレークを得た。得られた
銀被覆ガラスフレークは銀色の美麗な光沢を有しており
、走査型電子顕微鏡観察により、銀の被覆厚さはガラス
フレークの片面について約０．３μ程度と推定された。

また得られた銀被覆ガラスフレーク粉粒体の５０９７０
ｍ２の加圧下での体積抵抗率は１１０−２Ｏ−ａ以下で
あった。

実施例２ 平均フレーク径２８０μ、平均厚み４μ（アスペクト比
７０）の金雲母フレーク（マリエツタ・リソーシズ・イ
ンターナショナル社製スジライトマイカ６０Ｓ）を６０
％フッ化水素酸溶液にて軽く洗浄した後水洗し、乾燥し
て処理雲母を得た。タング７テンコイルヒーター加熱方
式の真空蒸着装置の基板上に一ヒ記処理雲母を薄く拡げ
、１０　’Ｔｏｒｒの真空下でアルミニウムを蒸着した
。約５分間毎に基板上の雲母フレークをかきまぜ、合計
３０分間蒸着を施した。得られたアルミニウム被覆金雲
母は金属光沢を呈しており、５０ｆ／Ｑｍ２の加圧下で
の体積抵抗率は１１０−２Ｏ−ａ以下であった２実施例
３ 平均フレーク径２８０μ、平均厚み３μ（アスペクト比
９０）の白雲母フレークを５５％フッ化水素酸溶液に約
１分間浸漬し、濾過水洗した。つづいてこのフレークを
塩化第一スズ１０１／／／おヨヒ塩酸５　ｍｌ／ｌから
なる水溶液中に２５〜３５℃にて５分間撹拌しつつ浸漬
した後濾過水洗した。さらにこのフレークを塩化パラジ
ウム０．４　ｆ／ｉおよび塩酸２　ｆｎｌ！　／ｌから
なる水溶液中に３０〜３５℃にて５分間攪拌しつつ浸漬
した後濾過水洗した。これらの処理を施した白雲母フレ
ークを硫酸ニッケ＃２０（／／ｌ　、クエン酸ナトリウ
ム５０　ｆ／ｌ　、次亜リン酸ナトリウム１０１／ｌお
よび乳酸５ｍ１／ｌからなる水溶液中に４０〜４５℃に
て３０分間攪拌しつつ浸漬し、濾過・水洗後乾燥してニ
ッケル被覆雲母を得た。得られたニッケル被覆雲母は美
しい金属光沢を示しており、５０　ｐ／Ｑｍ２の加圧下
での体積抵抗率は１０−２０・ＱＦＦ＋以下であった。

実施例４ 実施例１にて得られた銀被覆ガラスフレーク３５重量部
を予め０．２ＰＨＲ（樹脂１００重量部に対する重量部
単位）のナフテン酸コバｐト（００分６％）および１．
５　ＰＨＨの５５％ＭＥＫパーオキサイドを加えた不飽
和ポリエステμ樹脂（日本ユピカ（株）製ュピカ２０７
５　）６５重量部と混合し、シリコンゴム製の２ｍｍ厚
さのスペーサーをはさんだガラス板間に注入し、２０〜
２５℃の室温で５時間、つづいて８０〜１００℃にて１
２時間硬化させ、脱型して２ｍｍ厚、２００　ｍｎｔ角
の銀被覆ガラスフレークと不飽和ポリエステル樹脂との
複合板試料を得た。この複合板試料の体積抵抗率はｌＸ
１０＝Ω・ｃｍであった。

また、一方に窓を開けたアルミニウムおよび鉄製の二重
シールド箱内に電磁波発生器として自動車用点火プラグ
を設置し、開放窓に試料を取付け、窓外に受信部として
ダイポールアンテナおよびヌペクトラムアナライザーを
設置した電磁じゃへい効果測定装置を用い、上記複合板
試料の電磁じゃへい効果を測定した。その効果は５０　
ＭＨｚの周波数の電磁波に対して４２ｄＢ１１５０ＭＥ
（Ｚでは４６ｄＢ。

また５００ＭＨｚにおいては５０　ｄＢで優れたもので
あった。

実施例５ 実施例２にて得られたアルミニウム被覆金雲母フレーク
４０重量部と一般射出成形用ボリプロビレン樹脂６０重
量部との混合物を一軸押出機（スクリュー径４０ｍｍ、
　Ｌ／Ｄ＝　２８、圧縮比３．５）にて溶融混練し、押
出してベレット化した。得られた複合ベレットをフィル
ムゲート平板用金型を取り付けたスクリューインライン
式５オンス創出成形機を用い、シリンダ一温度２３０℃
、金型温度６０℃の条件下で射出成形を行ない、２ｍｍ
厚、１５０ｍｍ角の試料板を成形した。この試料板の表
面は滑らかで光沢を示しておシ、その体積抵抗率け５Ｘ
１０−１０・ａｍであった。実施例４に記した電磁じゃ
へい効果測定装置を用いてこの試料板の電磁じゃへい効
果を測定したところ、５０　ＭＨｚの周波数の電磁波に
対して３４ｄＢ、　１５０ＭＨｚにおいて２８ｄＢ、　
５００ＭＨｚにおいて３２ｄＢであシ優れたものであっ
た。

また試料板よシ切シ出して作製した輻２０　ｍｍ　Ｘ長
さ８０　ｍｍ　Ｘ　２　ｍｍ厚の試験片を用いて測定し
た曲げ強度は７２０　Ｋｇ　／ａｍ’　、曲げ弾性率は
乙３　Ｘ　１０’　Ｋｇ　／ａｍ”であり、電子機器等
の容器体としての用途に対しては優れた特性を示すもの
であった。

比較例１ 実施例５のアルミニウム被覆金雲母フレークにかえて、
処理を施さない原料の金雲母フレーク（スジライトマイ
カ６０Ｓ）を用い、他は実施例５と全く同じ条件によシ
雲母４０重量％とポリプロピレン樹脂６０重量％との複
合試料板を作製し、その物性を測定した。この試料板の
体積抵抗率は１Ｘ１０”Ω・Ｑｍであり、電磁しやへい
効果は５　［Ｉ　ＭＨ’Ｚにおいて約２ｄＢ、　１５０
ＭＨｚにおいて３ｄＢ、　５００　ＭＨｚにおいて５ｄ
Ｂであり、殆んど効果を有していなかった。また曲げ強
度は７５０　Ｋｑ／Ｑｍ２、曲げ弾性率は７、８　Ｘ　
１０’　Ｋｇ　／Ｑｍ２テあった。

比較例２ 実施例５のアルミニウム被覆金雲母フレークにかえて、
平均粒径１．２ｍｙ＋、アスペクト比５０のアルミニウ
ムフレークを用い、他は実施例５と同じ条件によりアル
ミニウムフレーク４０重量％とポリプロピレン樹脂６０
重量％との複合試料板を作製し、その物性を測定した。

この試料板の表面平滑性は不良で、光沢は無く、その体
積抵抗率は８Ω−ａｍ−’ｃあり、５０ＭＨｚ、　１５
０ＭＨｚおよび５　ｏ　ｏ　ＭＨｚにおける電磁じゃへ
い効果は夫々２０ｄＢ、１８ｄＢおよび２５ｄＢであり
、曲げ強度は４３０　Ｋｇ　／　０ｍ２、曲げ弾性率は
２．７　Ｘ　１０’　Ｋｑ／Ｑｍ２であって、いずれの
性質も実施例５に劣るものであった。

比較例６ 実施例５のアルミニウム被覆金雲母フレークにかえて、
処理を施さない金雲母フレーク（スジライトマイカ６０
Ｓ）および平均粒径１．２ｍｍ、アスペクト比５０のア
ルミフレークをそれぞれ２０重量％用い、他は実施例５
と同じ条件により雲母２０重量％とアルミフレーク２０
重量％とポリプロピレン樹脂６０重量％との複合試料板
を作製し、その物性を測定した。この試料板の体積抵抗
率は５×１０４Ω−ＱＩＭであり、５０ＭＨｚ、　１５
０ＭＨｚおよび５００　ＭＨｚにおける電磁じゃへい効
果は夫々１０ｄＢ、１３（ｉＢおよび９ｄＢであった。

また曲げ強度は６１０に９　／　０ｍ２、曲げ弾性率は
５．８　Ｘ　１０’　Ｋｇ１０ｍ２テアリ、いずれの性
質も実施例５に劣るものであった。

比較例４ 実施例５のアルミニウム被覆金雲母フレークに１ かえて平均直径１８０μ、平均長さ６ｍｍのアルミニウ
ム繊維を用い、他は実施例５と同じ条件によりアルミニ
ウム繊維４０重量％とポリプロピレン樹脂６０重量％と
の複合試料板を作製しようとしたところ、混練が不可能
であり、作製できなかった。

そこでアルミニウム繊維の添加量を減少していきようや
く作製できた複合試料板はアルミニウム繊維が約１２重
量％のものであった。この試料板の表面平滑性は不良で
あり、その体積抵抗率は３×１１０４０−ａであシ、５
０ＭＨｚ、　１５０　ＭＨ２および５００ＭＨｚにおけ
る電磁じゃへい効果は夫々１２ｄＢ、２１ｄＢおよび１
３ｄＢであった。また試料板が不良で曲げ試験用の試験
片は切シ出せなかった。いずれの性質も実施例５に劣る
ものであった。

特許出願人　株式会社　り　ラ　し 代理人弁理士本多　堅 ４

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　＃片状非金属無機粉粒体の表面が２０℃におけ
   る体積抵抗率が１０・ＱｔＨ以下の導電性物質で被覆さ
   れてなる導電性無機粉粒体。
2. （２）該無機粉粒体がアスペクト比（直径の厚さに対す
   る比）１０以上の鱗片体である特許請求の範囲第（１）
   項に記載の導電性無機粉粒体。
3. （３）該無機粉粒体が雲母である特許請求の範囲第（１
   ）項または第（２）項に記載の導電性無機粉粒体。
4. （４）該導電性物質が銀、アルミニウム、銅、ニッケル
   、クロム、チタン、スズ、アンチモン、亜鉛、金、白金
   、鉄から選ばれる少なくとも１種の金属単体またはこれ
   を含む合金である特許請求の範囲第（１）項、第（２）
   項または第（３）項に記載の導電性無機粉粒体。