(57)【要約】【課題】導電性ペーストを乾燥させて試験片を作製することなく、直接導電性ペーストの導電性能を測定することができ、さらに測定における補正値や分極の影響を排除できる導電性能測定方法および導電性能測定装置を提供する。【解決手段】一対の電極２ａ、２ｂを、その主面が略平行になるように対向配置し、これらの電極２ａ、２ｂの主面間にペーストを充填し、一対の電極２ａ、２ｂ間に交流電圧の印加または交流電流の重畳を行い、交流インピーダンス法によりペーストの体積抵抗率を求める、ペーストの導電性能測定方法を提供する。また、上記の測定方法を行うための、一対の電極２ａ、２ｂ、電源３、電源制御手段４、および第１の制御手段５を含む導電性能測定装置を提供する。【選択図】図１
2009115747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極を、その主面が略平行になるように対向配置し、これらの電極の主面間にペーストを充填し、一対の電極間に交流電圧の印加または交流電流の重畳を行い、交流インピーダンス法によりペーストの体積抵抗率を求める、ペーストの導電性能測定方法。
【請求項２】
前記一対の電極の少なくとも一方を移動させることにより前記電極の主面間の距離を調整して、ペーストの体積抵抗率を求める、請求項１記載のペーストの導電性能測定方法。
【請求項３】
前記一対の電極の主面間の距離を変数として、ペーストの体積抵抗率を求める、請求項２記載のペーストの導電性能測定方法。
【請求項４】
主面が略平行になるように対向配置された一対の電極と、
一対の電極に交流電圧を印加または交流電流を重畳する電源と、
前記電源による前記電極への交流電圧の印加または交流電流の重畳を制御する機能と、交流電圧の印加により一対の電極間に発生する電流値または交流電流の重畳により一対の電極間に発生する電圧値を測定する機能と、を有する電源制御手段と、
前記電源制御手段を制御する第１の制御手段と、を含む導電性能測定装置。
【請求項５】
主面が略平行になるように対向配置された一対の電極と、
一対の電極に交流電圧を印加または交流電流を重畳する交流電源と、
交流電圧の印加により一対の電極間に発生する電流値または交流電流の重畳により一対の電極間に発生する電圧値を測定する機能を有する測定手段と、
前記交流電源を制御する第２の制御手段と、を含む導電性能測定装置。
【請求項６】
前記一対の電極の少なくとも一方を往復動可能に支持する移動手段を有する、請求項４または５記載の導電性能測定装置。
【請求項７】
前記第１の制御手段または前記第２の制御手段が、さらに、前記移動手段による前記電極の移動距離をμｍ単位で調整するように前記移動手段を制御する、請求項６記載の導電性能測定装置。
【請求項８】
前記一対の電極の主面が、同じ面積および同じ形状を有する、請求項４〜７のいずれか１つに記載の導電性能測定装置。
【請求項９】
前記電源または前記交流電源が、１つの電極に対して、交流電圧を印加する点と交流電流を重畳する点とが異なるように接続される、請求項４〜８のいずれか１つに記載の導電性能測定装置。
【請求項１０】
前記電極の主面が、略平坦である請求項４〜９のいずれか１つに記載の導電性能測定装置。
【請求項１１】
前記主面が略平坦である電極が、パラレルプレートまたはコーンプレートである、請求項１０記載の導電性能測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペーストの導電性能測定方法および導電性能測定装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、ペーストを乾燥させることなく、そのままの状態で、ペーストの導電性能を測定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業的に利用されるペースト、塗料、インク、スラリーなど（以下「ペースト」と総称する）には、たとえば、導電性材料、結着剤および有機溶媒を含有するものがあり、このようなペーストはある程度の導電性を有している。
導電性を有するペーストは、種々の用途に使用されている。たとえば、電子部品における回路形成用および電極形成用、太陽電池、一次電池、二次電池などの電極形成用などに用いられている。また、静電気、電波障害などの発生を防止する目的で、各種機器の表面塗装材、建造物の外装材などに用いられている。
【０００３】
導電性を有するペースト（以下「導電性ペースト」とする）は、導電性材料および結着剤といった成分の種類、成分の混合割合などによって抵抗率が異なる。また、各成分を混合する順序などによっても、導電性能が変化する。その一方で、導電性ペーストの各用途においては、用途ごとに必要な導電性能が定められている。したがって、導電性ペーストの導電性能が、用途によって定められた導電性能の範囲から外れていると、その用途には使用できない。
【０００４】
したがって、導電性ペーストをその用途に適用する場合には、適用前に導電性能を測定し、定められた範囲に合致するか否かを判定することが行われている。
【０００５】
導電性能を測定する従来の方法としては、４探針法（ＪＩＳ  Ｋ７１９４）が知られている。４探針法は、４本の針状探針（電極）をほぼ一列にして試験片に接触させ、外側の２本の探針間に流した直流電流と、内側の２本の探針間に生じる電位差とから試験片の抵抗を求める方法である。
【０００６】
従来から、４探針法によりペーストの導電性能を測定することも行われている（たとえば、非特許文献１参照）。４探針法によりペーストの導電性能を測定するには、まず、導電性ペーストを乾燥させて試験片を作製し、その試験片について上記の測定を行うことになる。
【０００７】
しかしながら、４探針法では、試験片の形状および寸法、探針の試験片への接触位置などによって測定結果が影響されるため、実験精度が低下し易い。このため膨大な数の補正値が定められ、実測値に対して煩雑な補正計算が必要になる。また、導電性ペーストを乾燥させて試験片を作製するには、少なくとも数時間程度の比較的長い時間を要するので、リアルタイムの判定ができない。また、４探針法による抵抗測定中は、導電性ペーストが変質しないように厳密に管理する必要がある。導電性ペーストの変質を防ぎ、生産効率を向上させる上では、導電性ペーストを調製した直後に使用することが望まれるが、４探針法による導電性能の測定では、それが不可能である。
【０００８】
４探針法により電子伝導性を有する導電性ペーストの導電性能を測定する場合、一定距離の一点の電極間を単一周波数で測定するため、イオンまたは双極子による伝導と、電子伝導の複合要因の影響を排除することができない。
【０００９】
したがって、導電性ペーストの導電性能を、試験片を作製することなく、そのままの状態で測定できる方法が望まれている。このような方法は、工業製品の製造工程において、工程管理上極めて有用である。
【００１０】
一方、非特許文献２には、レオメータを用いて物質の誘電率を測定する方法が記載されている。レオメータは、鉛直方向上下に一対の電極が略平行に対向配置され、一対の電極間にペーストを充填してその粘度を測定する装置である。しかしながら、誘電率は、非導電性の物質について測定するものである。したがって、非特許文献２は、ペーストの導電性能の測定方法を示唆するものではない。
【非特許文献１】「複合電子材料、フィルム、粉体、液体、有機デバイス」、第１版、株式会社技術情報協会、２００５年５月１３日発行、第８１〜９６頁
【非特許文献２】Hiroshi Watanabe, Yumi Matsumiya, and Tadashi Inoue, Macromolecules,vol.35(2002),page 2339-2357
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記のように、従来の４探針法では、試験片などの固体状物の導電性能の測定を行うことはできるが、導電性ペーストの導電性能を直接測定することは困難であった。そのため、導電性ペーストを乾燥させて試験片を作製し、導電性能を測定する必要があった。
【００１２】
また、４探針法では、測定結果を求める際に、複雑な補正計算が必要であった。さらに、直流法を用いるために、分極の影響を無視できず、正確な測定値を得ることが困難であった。
【００１３】
そこで、本発明は、導電性ペーストを乾燥させて試験片を作製することなく、直接導電性ペーストの導電性能を測定することができ、さらに膨大な数の補正値を必要とせず、分極の影響を排除できる導電性能測定方法および導電性能測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、一対の電極を、その主面が略平行になるように対向配置し、これらの電極の主面間にペーストを充填し、一対の電極間に交流電圧の印加または交流電流の重畳を行い、交流インピーダンス法によりペーストの体積抵抗率を求める、ペーストの導電性能測定方法を提供する。
【００１５】
上記の測定方法においては、一対の電極の少なくとも一方を移動させることにより電極の主面間の距離を調整して、ペーストの体積抵抗率を求めることが好ましい。
上記の測定方法において、一対の電極の主面間の距離を変数として、ペーストの体積抵抗率を求めることが好ましい。
【００１６】
また、本発明は、主面が略平行になるように対向配置された一対の電極と、
一対の電極に交流電圧を印加または交流電流を重畳する電源と、
電源による電極への交流電圧の印加または交流電流の重畳を制御する機能と、交流電圧の印加により一対の電極間に発生する電流値または交流電流の重畳により一対の電極間に発生する電圧値を測定する機能と、を有する電源制御手段と、
電源制御手段を制御する第１の制御手段と、を含む導電性能測定装置を提供する。
【００１７】
さらに、本発明は、主面が略平行になるように対向配置された一対の電極と、
一対の電極に交流電圧を印加または交流電流を重畳する交流電源と、
交流電圧の印加により一対の電極間に発生する電流値または交流電流の重畳により一対の電極間に発生する電圧値を測定する機能を有する測定手段と、
交流電源を制御する第２の制御手段と、を含む導電性能測定装置を提供する。
【００１８】
導電性能測定装置は、一対の電極の少なくとも一方を往復動可能に支持する移動手段を有することが好ましい。
第１の制御手段または第２の制御手段は、さらに、移動手段による電極の移動距離をμｍ単位で調整するように移動手段を制御することが好ましい。
【００１９】
一対の電極の主面は、同じ面積および同じ形状を有することが好ましい。
電源または交流電源は、１つの電極に対して、交流電圧を印加する点と交流電流を重畳する点とが異なるように接続されることが好ましい。
電極の主面は、略平坦であることが好ましく、主面が略平坦である電極は、パラレルプレートまたはコーンプレートであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、試験片を作製することなく、導電性ペーストの導電性能を直接測定することができ、膨大な数の補正値を必要とせず、分極の影響を排除することができる導電性能測定方法および導電性能測定装置を提供することができる。したがって、本発明の測定方法および測定装置によれば、導電性ペーストの実際の導電性能をほぼ正確に反映する測定値が得られる。これにより、導電性ペーストをリアルタイムに評価することができるため、生産性が向上し、ペーストの品質管理も容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明のペーストの導電性能測定方法について説明する。
本発明に係るペーストの導電性能測定方法では、一対の電極を、その主面が略平行になるように配置し、これらの電極の主面間にペーストを充填し、一対の電極間に交流電圧の印加または交流電流の重畳を行い、交流インピーダンス法によりペーストの体積抵抗率を求める。
【００２２】
上記の測定方法によって求められる体積抵抗率は、ペーストの実際の導電性能を反映するほぼ正確なものであり、４探針法によって得られる抵抗率と相関性を有する。よって、４探針法のようにペーストを乾燥させて試験片を作製することなく、直接ペーストの導電性能を測定することができる。すなわち、ペーストをリアルタイムに評価することができるため、生産性が向上し、ペーストの品質管理も容易になる。
【００２３】
本発明の測定方法において、一対の電極はその主面が略平行になるように対向配置される。そして、一対の電極間にはペーストが充填される。ここで、電極の主面とは、絶縁物が介在しないで、ペーストと接触する面である。
【００２４】
一対の電極は、その主面が略平行であれば、鉛直方向上下または水平方向のいずれに配置してもよいが、たとえば、ペーストの粘度などに応じて選択するのが好ましい。たとえば、ペーストの粘度が高いときは、鉛直方向上下および水平方向のいずれでも良いが、ペーストの粘度が低く、ペーストを平板上に垂らした時に流動性を示すときには、鉛直方向上下に配置するのが好ましい。
【００２５】
電極としては特に制限されず、例えば、ステンレス鋼、白金、金、チタン、ニッケルなどの金属からなる電極を使用できる。または、金属からなる成形物の表面に、金などの電気化学的に不活性な金属のめっきを施したものを、電極として用いてもよい。また、電極の形態も特に制限されないが、ペーストを電極間に充填することなどを考慮すると、たとえば、パラレルプレート、コーンプレートなどが好ましく、電極の主面が略平坦であることが好ましい。一対の電極は、例えば、２つのパラレルプレートをそれぞれの主面が略平行になるように対向配置した電極である。
【００２６】
一対の電極は、例えば、一方の電極がパラレルプレートであり、他方の電極が円錐形の主面を有するコーンプレートであってもよい。または、２つのコーンプレートをそれぞれの主面が略平行になるように対向配置した電極であってもよい。これらの電極間の距離を適宜調整してペーストの表面張力を利用すれば、ほぼ一定量のペーストを電極間に容易に充填することができ、より正確な体積抵抗率を得ることができる。
【００２７】
電極の面積も特に制限されないが、好ましくは１〜２０ｃｍ2、さらに好ましくは３〜８ｃｍ2である。電極面積を前記好ましい範囲から選択することによって、測定誤差を小さくすることができる。また、電極が板状電極である場合、その厚さも特に制限されないが、好ましくは３〜１０ｍｍである。電極の厚さが３ｍｍより小さいと、略平坦な主面を得ることが困難な場合がある。また、電極の厚さが１０ｍｍを超えると、電極自体の材料コストが大きくなる場合がある。
【００２８】
また、電極間の距離とは、電極の主面間の距離である。電極間距離も特に制限されず、たとえば、ペーストの種類（成分の種類、組成など）、電極の材質、電極面積、印加される交流電圧または重畳される交流電流の大きさなどの各種条件に応じて適宜選択できるが、好ましくは５〜１０００μｍ、さらに好ましくは１０〜１００μｍである。電極間距離を前記好ましい範囲から選択することによって、ペーストの体積抵抗率をより正確に求めることができる。
【００２９】
電極間距離は、一対の電極を往復動させることによって、調整できる。このとき、一対の電極を移動させても良いが、好ましくは、一対の電極のうち、一方の電極を固定し、他方の電極を往復動させる。この方が、電極間距離の調整が容易であり、機構的にも簡易である。
【００３０】
上記のように、電極面積および電極間距離を適宜選択することにより、電極間に充填されるペースト量がほぼ正確に決定され、ペーストの抵抗成分（インピーダンス）ひいては体積抵抗率をほぼ正確に求めることができる。さらに、４探針法のような多くの補正値および複雑な補正計算の必要がなくなる。
また、本発明の測定方法においては、交流インピーダンス法を採用しているため、電極とペーストの界面の影響を分離することができる。
【００３１】
本発明の測定方法においては、上記したように、一対の電極をそれぞれ移動させることで電極の主面間の距離を調整して、その距離におけるペーストの抵抗成分を求めることが好ましい。これにより、ペーストの抵抗成分と電極間距離との相関関係が得られ、ペーストの体積抵抗率をより一層正確に求めることができるといった利点が得られる。
【００３２】
本発明の測定方法においては、略平行に配置された一対の電極の主面間の距離を変数として、ペーストの体積抵抗率を求めることが好ましい。主面間の距離と、ペーストの抵抗成分とをプロットして、最小２乗法を用いて近似直線を求める。近似直線の傾きから、ペーストの体積抵抗率を求めることができる。
【００３３】
交流電圧は、一対の電極に印加される。交流電圧の大きさは、たとえば、電極面積、電極間距離、ペーストの種類などの各種などに応じて適宜選択できるが、好ましくは１〜５０ｍＶ、さらに好ましくは５〜１０ｍＶである。交流電圧の印加時間も特に制限されないが、好ましくは１０〜８０分、さらに好ましくは２０〜８０分である。また、交流電圧にバイアスをかけても良い。交流電圧を印加する場合には、ペーストを介して一対の電極間に発生する電流が測定される。この電流値と印加した交流電圧値とからペーストの抵抗成分ひいてはペーストの体積抵抗率を求めることができる。一対の電極間に発生する電流の値は、たとえば、一対の電極に電気的に接続される電流計、ＦＲＡ（Frequency Response Analyzer、周波数応答装置）などによって測定できる。
【００３４】
交流電流も、一対の電極に重畳される。交流電流の大きさは、たとえば、電極面積、電極間距離、ペーストの種類などの各種などに応じて適宜選択できるが、好ましくは５ｎＡ〜５Ａ、さらに好ましくは５ｍＡ〜５００ｍＡである。交流電流の重畳時間も特に制限されないが、好ましくは１０〜８０分、さらに好ましくは２０〜８０分である。また交流電流にバイアスをかけても良い。交流電流を重畳する場合には、ペーストを介して一対の電極間に発生する電圧が測定される。この電圧値と重畳した交流電流値とから、ペーストの抵抗成分ひいてはペーストの体積抵抗率を求めることができる。一対の電極間に発生する電圧の値は、たとえば、一対の電極に電気的に接続される電圧計、ＦＲＡなどによって測定できる。
【００３５】
なかでも、交流電圧の印加により一対の電極間に発生する電流値を測定し、ペーストの抵抗成分を求めることが好ましい。このとき、交流の周波数が１０ｋＨｚ〜１０ｍＨｚであることで、測定に要する時間を短縮することができるとともに、より正確な測定が可能であるため好ましい。交流電圧の印加および交流電流の重畳は、電極の同じ位置から行ってもよく、または電極の異なる位置から行ってもよい。好ましくは、異なる位置から行う。
上記のような構成を有する本発明の導電性能測定方法によれば、導電性ペーストの調製直後に、導電性ペーストの体積抵抗率をほぼ正確に求めることができる。
【００３６】
次に、本発明の導電性能測定装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態の１つである導電性能測定装置１の構成を概略的に示すブロック図である。
導電性能測定装置１は、電極２、電源３、電源制御手段４、および第１の制御手段５を含む。
【００３７】
電極２は、一対の電極２ａ、２ｂを含む。電極２ａ、２ｂは、それぞれの主面が略平行になるように配置されている。このように、一対の電極２ａ、２ｂの主面が略平行になるように配置しているため、一対の電極２ａ、２ｂの主面間の距離をほぼ正確に規定することができる。この一対の電極２ａ、２ｂの主面間にペーストを充填して、ペーストの抵抗成分を求める。このとき、電極２ａ、２ｂの主面の面積と、電極２ａ、２ｂの主面間の距離とをほぼ正確に規定することができるため、電極２ａ、２ｂ間に充填されるペーストの体積をほぼ正確に規定することができる。これにより、４探針法等のように膨大な数の補正係数を用いることなく、ペーストの抵抗成分ひいては体積抵抗率を求めることができるため、測定結果に誤差が生じにくい。
【００３８】
電極２ａ、２ｂの形態は特に限定されないが、例えば、パラレルプレート、コーンプレートなどを用いることが好ましく、電極２ａ、２ｂの主面は略平坦であることが好ましい。電極の主面が略平坦であることで、電極の主面間の距離をより正確に規定することができるため、より正確に充填されるペーストの体積を規定することができる。
【００３９】
電極２ａ、２ｂとしてコーンプレートを用いる場合、例えばコーンプレートのコーン角が２°以下であることが好ましく、１°以下であることが特に好ましい。コーンプレートは円錐形状の主面を有するが、本発明では、コーン角が２°以下であれば、その主面は略平坦であるとみなす。コーンプレートのコーン角は、円錐の軸線を含む断面であって、形状が二等辺三角形である断面において、底辺といずれか一方の斜辺とがなす角である。
【００４０】
電極２ａ、２ｂの主面は、同じ面積および同じ形状を有することが好ましい。なお、コーンプレートを用いる場合、主面をなす円錐の底面が、同じ直径の円であることが好ましい。
【００４１】
本実施の形態では、電極２ａ、２ｂは鉛直方向上下にその主面が平行になるように配置されているが、それに限定されず、水平方向に配置しても良く、斜め方向に配置しても良い。
【００４２】
また、本実施の形態では、円形の形状を有する電極２ａ、２ｂを用いたがそれに限定されず、各種形状の電極を特に制限なく用いることができる。例えば、矩形、多角形等の電極が挙げられる。さらに、本実施の形態では、同じ面積の円形形状を有する電極２ａ、２ｂを、鉛直方向において電極２ｂが電極２ａよりも上方に位置するように配置するとともに、電極２ａ、２ｂの鉛直方向に延びる軸線が一致するように配置されている。
【００４３】
電極２ａ、２ｂの材質は特に限定されない。例えば、ステンレス鋼、白金、金、チタン、ニッケルなどの金属からなる電極を使用できる。または、金属からなる成形物の表面に、金などの電気化学的に不活性な金属のめっきを施したものを、電極として用いても良い。
【００４４】
電極２ａ、２ｂは、好ましくは、図示しない移動手段により往復動可能に支持される。これにより、電極２ａ、２ｂ間の距離を適宜調整できる。電極２ａ、２ｂ間の距離は特に制限されないが、好ましくは５〜１０００μｍであり、さらに好ましくは１０〜１００μｍである。このとき、第１の制御手段によって、電極の移動距離をμｍ単位で調整するように移動手段を制御することがさらに好ましい。これにより、ペーストの体積抵抗率をより正確に求めることができる。なお、移動手段は、電極２ａ、２ｂの両方に設けられてもよい。
【００４５】
電源３は、電極２ａ、２ｂに電気的に接続され、一対の電極２ａ、２ｂ間に交流電圧を印加する端子Ｖa、Ｖbと、交流電流を重畳する端子Ｉa、Ｉbとを有する。電源３は、一対の電極２ａ、２ｂ間に交流電圧を印加または交流電流を重畳する機能を有する。電源３は特に限定されない。例えばポテンショスタット等を用いることができる。
【００４６】
図１において、電源３は、電極２ａ、２ｂ間に交流電圧を印加する点と、交流電流を重畳する点とが同じ点で接続されている。但し、交流電圧を印加する点と、交流電流を重畳する点とは、異なるように接続されることが好ましい。交流電圧を印加する点と交流電流を重畳する点とが異なることで、電源３と電極２ａ、２ｂとの間の配線抵抗の影響を一層排除することができるため、より正確にペーストの導電性能を測定することができる。
【００４７】
電源制御手段４は、電源３に電気的に接続され、電源３による電極２ａ、２ｂへの交流電圧の印加または交流電流の重畳を制御する。より具体的には、たとえば、電源３の起動、電源３からの印加交流電圧または重畳交流電流の供給、電源３から発生する印加交流電圧または重畳交流電流の大きさの調整、電源３から発生する印加交流電圧または重畳交流電流と交流の周波数の調整、電源３からの交流電圧の印加開始および終了、電源３からの交流電流の重畳開始および終了などを制御する。さらに、電源制御手段４は、電源３から電極２ａ、２ｂ間に印加される交流電圧または重畳される交流電流の大きさ、交流周波数、交流電圧の印加時間、交流電流の重畳時間などを後記する第１の制御手段５に入力する機能をも有する。
【００４８】
また、本実施の形態では、電源制御手段４は、交流電圧の印加により電極２ａ、２ｂ間に発生する電流値または交流電流の印加により電極２ａ、２ｂ間に発生する電圧値を測定する機能をも有する。電源制御手段４は、測定した電流値、電圧値などを第１の制御手段５に入力する。
電源３としてポテンショスタットを用いる場合、電源制御手段４にはＦＲＡ（Frequency Response Analyzer、周波数応答装置）を用いることが好ましい。
【００４９】
なお、本実施の形態では、電源３と、電源制御手段４とを組み合わせて用いるが、それに限定されない。例えば、一対の電極に交流電圧を印加または交流電流を重畳する電源と、交流電圧の印加により一対の電極間に発生する電流値または交流電流の重畳により一対の電極間に発生する電圧値を測定する測定手段とを組み合わせてもよい。例えば、交流電源と、電圧計または電流計とを組み合わせて用いても良い。この場合、交流電源は、第２の制御手段によって、電源制御手段４による電源３の制御と同様に制御される。
【００５０】
第１の制御手段５は、電源制御手段４、図示しない移動手段などに電気的に接続され、たとえば、電源制御手段４、移動手段などを制御する。第１の制御手段５は、より具体的には、電源制御手段４の起動および停止、移動手段の起動および停止などを制御する。
【００５１】
また、第１の制御手段５には、電源制御手段４から、電極２ａ、２ｂに対して印加または重畳される交流電圧値または交流電流値、交流電圧の印加または交流電流の重畳によって電極２ａ、２ｂ間に発生する電流の値または電圧の値などが入力される。第１の制御手段５は、これらの値からペーストの抵抗成分ひいては体積抵抗率を算出し、ディスプレイなどに表示する。
【００５２】
ペーストの抵抗成分は、例えば、等価回路をもとにオームの法則ｖ＝ｉｒにしたがって求めることができる。ここで、ｖが電極２ａ、２ｂ間に印加される交流電圧の値である場合、ｉは、交流電圧の印加によって電極２ａ、２ｂ間に発生する電流値である。ｒはペーストの抵抗成分である。或いは、ｖが交流電流の重畳によって電極２ａ、２ｂ間に発生する電圧値である場合、ｉは、電極２ａ、２ｂ間に重畳される交流電流の値である。ｒはペーストの抵抗成分である。ペーストの抵抗成分は、電極２ａ、２ｂ間の距離を変更し、距離毎に求める。
次いで、ペーストの抵抗成分と距離との関係から、最小２乗法に基づいて近似直線を求める。この近似直線の傾きがペーストの体積抵抗率になる。
表示は、たとえば、表、グラフなどとして行われる。
【００５３】
第１の制御手段５は、たとえば、ＣＰＵ（中央演算装置）、メモリなどを含むマイクロコンピュータなどによって実現される処理回路と、処理回路によって演算される演算結果などを表示するためのディスプレイとを含む。メモリとしてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、リードオンリイメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などが挙げられる。処理回路における演算とは、たとえば、電極２ａ、２ｂに対して印加または重畳される交流電圧値または交流電流値、交流電圧の印加または交流電流の重畳によって電極２ａ、２ｂ間に発生する電流値または電圧値などに基づく、ペーストの抵抗成分の算出などである。ディスプレイには、たとえば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなど、一般的なディスプレイを使用できる。第１の制御手段５の具体例としては、たとえば、コンピュータなどが挙げられる。
【００５４】
導電性能測定装置１を用いるペーストの導電性能の測定は、たとえば、次のようにして行われる。まず、ペーストを調製する。次に、スポイトやスパチュラ等を用いて、電極２ａの主面にペーストを塗布する。その後、第１の制御手段５に手入力または自動入力によって電極２ａ、２ｂ間の距離を入力すると、第１の制御手段５は移動手段を起動させ、電極２ｂを移動させ、電極２ａ、２ｂ間を所定の距離に調整する。距離の調整が終了した時点で、第１の制御手段５は移動手段を停止させる。距離調整により電極２ａ、２ｂ間からはみ出したペーストをスパチュラ等により除去する。
【００５５】
次に、第１の制御手段５は、電源制御手段４を起動させる。電源制御手段４は、電源３を起動させ、電極２ａ、２ｂに対して交流電圧の印加または交流電流の重畳を行う。この時、電極２ａ、２ｂに印加または重畳された交流電圧値または交流電流値は、電源制御手段４から第１の制御手段５に入力される。さらに、電源制御手段４は、電極２ａ、２ｂ間に発生する電流Ｉの値または電圧Ｖの値を測定して第１の制御手段５に入力する。第１の制御手段５は、電源制御手段４から入力された各数値、ペーストの抵抗成分ひいては体積抵抗率を算出し、ディスプレイに表示する。
【００５６】
本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図２は、本発明の他の実施形態である導電性能測定装置１０の構成を概略的に示すブロック図である。導電性能測定装置１０は、レオメータ１１、電源であるポテンショスタット１３、電源制御手段であるＦＲＡ（周波数応答装置）１４、第１の制御手段であるパーソナルコンピュータ１５、および移動手段１７ａ、１７ｂを含む。レオメータ１１は、電極であるパラレルプレート１２ａ、１２ｂ、絶縁板１６および移動手段１７ａ、１７ｂを備える。
【００５７】
図２に示す導電性能測定装置において、ポテンショスタット１３は、パラレルプレート１２ａ、１２ｂに対して、交流電圧を印加する点と交流電流を重畳する点とが同じになるように接続されている。
【００５８】
パラレルプレート１２ａ、１２ｂは、その主面が略平行になるように対向配置されている。また、パラレルプレート１２ａ、１２ｂは、ポテンショスタット１３と電気的に接続されるとともに、アースされている。パラレルプレート１２ａ、１２ｂは、例えばステンレス鋼製であり、その主面の面積は、１〜２０ｃｍ2であることが好ましく、３〜８ｃｍ2であることがさらに好ましい。
【００５９】
絶縁板１６は、パラレルプレート１２ａ、１２ｂの鉛直方向上部または鉛直方向下部に接するように設けられ、パラレルプレート１２ａ、１２ｂと移動手段１７ａ、１７ｂとを絶縁する。絶縁板１６は、例えば電気絶縁性合成樹脂を含む板状部材である。絶縁板１６の形状は、パラレルプレート１２ａ、１２ｂの形状と同様に形成される。
【００６０】
移動手段１７ａ、１７ｂはそれぞれパラレルプレート１２ａ、１２ｂを往復動可能に支持する。移動手段１７ａ、１７ｂは、図示しないモータに接続されるとともに、パーソナルコンピュータ１５により、パラレルプレート１２ａ、１２ｂの移動距離をμｍ単位で調整するように制御される。
【００６１】
レオメータ１１は市販されており、例えばティー・エイ・インスツルメント社製の商品名：ARES-RFSなどが挙げられる。
レオメータは、通常粘度を測定する装置であり、粘度測定時にはパラレルプレートまたはコーンプレートを回転させて使用する。これに対し、本発明においては、パラレルプレートまたはコーンプレートを回転させずに測定を行ってもよく、回転させて測定を行ってもよい。本実施形態では、パラレルプレートまたはコーンプレートを回転させずに測定を行う。
【００６２】
ポテンショスタット１３は、図１に示す導電性能測定装置１における電源３と同様の機能を有する。また、ＦＲＡ１４は、図１に示す導電性能測定装置１における電源制御手段４と同様の機能を有する。ポテンションスタット１３とＦＲＡ１４とは、電気的に接続されている。ポテンショスタット１３は市販されており、例えばソーラトロン社製の商品名：１２８７型などが挙げられる。ＦＲＡ１４も市販されており、例えばソーラトロン社製の商品名：１２５５Ｂ型などが挙げられる。
パーソナルコンピュータ１５は、図１に示す導電性能測定装置１における第１の制御手段５と同様の機能を有する。
【００６３】
導電性能測定装置１０によるペーストの導電性能の測定は、たとえば、次のようにして行われる。
まず、パラレルプレート１２ａの主面に導電性能を測定するペースト１８を塗布する。その後、パーソナルコンピュータ１５に手入力または自動入力によってパラレルプレート１２ａ、１２ｂ間の距離を入力すると、パーソナルコンピュータ１５は移動手段１７ａ、１７ｂを起動させ、パラレルプレート１２ａおよび／または１２ｂを移動させ、電極２ａ、２ｂ間を所定の距離に調整する。距離の調整が終了した時点で、パーソナルコンピュータ１５は移動手段１７ａ、１７ｂを停止させる。距離調整によりパラレルプレート１２ａ、１２ｂ間からはみ出したペーストをスパチュラ等により除去する。主面間の距離は特に限定されないが、好ましくは５〜１０００μｍ、さらに好ましくは１０〜１００μｍ程度である。
【００６４】
ポテンショスタット１３から交流電圧を印加または交流電流を重畳し、そのときの抵抗成分を求める。このとき、パラレルプレート１２ａ、１２ｂの主面間の距離を変数として、測定を行うことが好ましい。
【００６５】
ポテンショスタット１３およびＦＲＡ１４から交流印加電圧の振幅を例えば±１０ｍＶとし、周波数を例えば１００ｋＨｚから２０ｍＨｚまで変化させながら電流を測定する。各周波数に対する抵抗成分を求め、ナイキストプロットにおけるＸ切片の値をペースト１８の抵抗成分とする。
【００６６】
主面間の距離と、得られる抵抗成分とをプロットし、傾きからペースト１８の体積抵抗率を求めることができる。導電性能測定装置１０によれば、主面間の距離をμｍ単位で調整可能であるため、より正確な導電性能の測定を行うことができる。
【００６７】
図３は、本発明の実施形態の１つである導電性能測定装置２０の構成を概略的に示すブロック図である。導電性能測定装置２０は、導電性能測定装置１０に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。導電性能測定装置２０は、ポテンショスタット１３が、パラレルプレート１２ａ、１２ｂに対して、交流電圧を印加する点と交流電流を重畳する点とが異なるように接続されていることを特徴とする。
【００６８】
以上、ポテンショスタットおよびＦＲＡを用いるインピーダンスの測定方法（ＦＲＡ法）について説明したが、インピーダンスの測定方法は特に限定されない。例えば、リサージュ法、交流ブリッジ法、位相弁別法、ノイズＦＦＴ法等、様々な方法でインピーダンスを測定することができる。
【実施例】
【００６９】
《実施例１》
（１）ペーストの調製
以下の方法で、ペーストＡ〜Ｃを調製した。
プライミクス（株）製のＴ．Ｋ．ハイビスミックス２Ｐ−１型を用いて、正極活物質であるＬｉＣｏＯ2と、導電材であるアセチレンブラックとを５分間混合した。その後、溶媒であるＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）４３．５重量部を加えて５分間混合した後、さらに結着剤であるＰＶｄＦを加えて５分間混合して、ペーストを得た。ペーストＡ〜Ｃにおける正極活物質、導電材および結着剤の量を表１に示す。なお、ＮＭＰの量は、固体成分（正極活物質、導電材および結着剤）１００重量部に対する量である。
【００７０】
以下の方法で、ペーストＤ〜Ｆを調製した。
上記と同じハイビスミックスを用いて、ＬｉＣｏＯ2とＮＭＰ２５重量部とを５分間混合して、混合物ａを得た。また、アセチレンブラックとＮＭＰ１８．５重量部とを５分間混合して、混合物ｂを得た。混合物ｂとＰＶｄＦとを、５分間混合した後、混合物ａを加えてさらに５分間混合して、ペーストを得た。ペーストＤ〜Ｆにおける正極活物質、導電材および結着剤の量を表１に示す。なお、ＮＭＰの量は、いずれも固体成分（正極活物質、導電材および結着剤）の１００重量部に対する量である。
【００７１】
（２）ペーストの体積抵抗率の測定
図２に示す導電性能測定装置１０を用いて、ペーストＡ〜Ｆの導電性能をそれぞれ測定した。導電性能測定装置は、レオメータ１１、ポテンショスタット１３、ＦＲＡ（周波数応答装置）１４、およびパーソナルコンピュータ１５を含む。レオメータ１１は、電極であるパラレルプレート１２ａ、１２ｂ、絶縁板１６、電極を往復動可能に支持する移動手段（図示せず）とを備える。移動手段は、パーソナルコンピュータ１５により、パラレルプレート１２ａ、１２ｂの移動距離（すなわち、パラレルプレートの主面間の距離）をμｍ単位で調整するように制御した。
【００７２】
レオメータ１１には、例えばティー・エイ・インスツルメント社製の商品名：ARES-RFSを用いた。パラレルプレートを回転させずに測定を行った。
パラレルプレート１２ａ、１２ｂを、ポテンショスタット１３と電気的に接続するとともに、アースした。パラレルプレート１２ａ、１２ｂには、ステンレス鋼製のものを用い、その直径は２５ｍｍであった。スパチュラを用いてパラレルプレート１２ａ、１２ｂの主面間にペーストを充填した後、パラレルプレート１２ａ、１２ｂの主面間の距離を調整した。パラレルプレート１２ａ、１２ｂの主面間の距離は１０μｍとした。絶縁板１６は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）製のものを用いた。
【００７３】
ポテンショスタット１３とＦＲＡ１４とを電気的に接続した。ポテンショスタット１３には、ソーラトロン社製の商品名：１２８７型を用いた。ＦＲＡ１４には、ソーラトロン社製の商品名：１２５５Ｂ型を用いた。
【００７４】
ポテンショスタット１３およびＦＲＡ１４から交流印加電圧の振幅を±１０ｍＶとし、周波数を１００ｋＨｚから２０ｍＨｚまで変化させながら電流を測定した。各周波数に対する抵抗成分を求め、ナイキストプロットにおけるＸ切片の値をペーストＡ〜Ｆの抵抗成分とした。図４は、ペーストＡのナイキストプロットの結果を示すグラフである。
【００７５】
パラレルプレート１２ａ、１２ｂの主面間の距離を５０μｍ、１００μｍおよび５００μｍとして、上記と同様にペーストＡ〜Ｆの抵抗成分を求めた。パラレルプレート１２ａ、１２ｂの主面間の距離と、求めた抵抗成分とをプロットして、最小２乗法を用いて近似直線を求めた。近似直線の傾きから、ペーストＡ〜Ｆの体積抵抗率を求めた。結果を表１に示す。なお、最小２乗法による近似直線化は、エクセル２００３バージョン（マイクロソフト社製）を用いて行った。図５および６は、パラレルプレート１２ａ、１２ｂの主面間の距離に対するペーストＡ〜Ｆの抵抗成分を示すグラフである。
【００７６】
【表１】
2009115747.tif 000003
【００７７】
《比較例１》
実施例１で用いたペーストＡ〜ＦをＰＥＴ製のフィルムに１５０μｍの厚さで塗布後、乾燥させ、塗膜Ａ1〜Ｆ1を形成した。乾燥条件は８０℃、２０分とした。
【００７８】
４探針法を用いて、塗膜Ａ1〜Ｆ1の抵抗率を測定した。測定方法は、ＪＩＳ  Ｋ７１９４に準じた。所定の補正係数を用いて、塗膜Ａ1〜Ｆ1の体積抵抗率を求めた。結果を表１に示す。
【００７９】
図７は、ペーストＡ〜Ｆの体積抵抗率と、塗膜Ａ1〜Ｆ1の体積抵抗率との関係を示すグラフである。図７から明らかなように、本発明の測定方法で測定したペーストの体積抵抗率と、４探針法で測定した塗膜の体積抵抗率との間には、相関性があることがわかった。すなわち、ペーストを乾燥させることなく、体積抵抗率を測定することができた。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明によれば、ペーストの導電性能を、試験片を作製することなく、そのままの状態で測定することができる。このような方法は、工業製品の製造工程において、工程管理上極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施形態の１つである導電性能測定装置１の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】本発明の他の実施形態である導電性能測定装置１０の構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】本発明のさらに他の実施形態である導電性能測定装置２０の構成を概略的に示すブロック図である。
【図４】ペーストＡのナイキストプロットの結果を示すグラフである。
【図５】パラレルプレートの主面間の距離に対するペーストＡ〜Ｃの抵抗成分を示すグラフである。
【図６】パラレルプレートの主面間の距離に対するペーストＤ〜Ｆの抵抗成分を示すグラフである。
【図７】本発明の測定方法による体積抵抗率と、４探針法の体積抵抗率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８２】
１、１０、２０  導電性能測定装置
２      電極
２ａ    電極
２ｂ    電極
３      電源
４      電源制御手段
５      第１の制御手段
１１    レオメータ
１２ａ  パラレルプレート
１２ｂ  パラレルプレート
１３    ポテンショスタット
１４    ＦＲＡ
１５    パーソナルコンピュータ
１６    絶縁板
１７ａ  移動手段
１７ｂ  移動手段
１８    ペースト
【図１】
2009115747.tif 000004
【図２】
2009115747.tif 000005
【図３】
2009115747.tif 000006
【図４】
2009115747.tif 000007
【図５】
2009115747.tif 000008
【図６】
2009115747.tif 000009
【図７】
2009115747.tif 000010