JIS K 7194:1994 導電性プラスチックの４探針法による抵抗率試験方法

                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                             K 7194-1994

導電性プラスチックの4探針法による抵抗率試験方法

Testing method for resistivity of conductive plastics with a four-point probe array

1. 適用範囲 この規格は,導電性プラスチックの抵抗率を4探針法によって試験する方法について規定
する。
    備考1. この規格は,導電性プラスチックが絶縁材料に塗布又は積層されている場合,導電性プラス
            チックだけの厚さが測定できるか,厚さの公称値が分かっているときには適用できるが,導
            電性プラスチックの厚さが分からない場合は適用できない。
         2. この規格によって測定できる抵抗率は,図1に示す斜線部分の範囲である。
                                     図1 抵抗率の測定範囲
         3. この規格の引用規格を,次に示す。
    JIS B 7502 マイクロメータ

――――― [JIS K 7194 pdf 1] ―――――

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K 7194-1994
    JIS B 7507 ノギス
    JIS K 6900 プラスチック−用語
    JIS K 7100 プラスチックの状態調節及び試験場所の標準状態
    JIS Z 8401 数値の丸め方
2. 用語の定義 この規格で用いる主な用語の定義は,JIS K 6900によるほか,次のとおりとする。
(1) 導電性プラスチック それ自体が導電性をもつプラスチック(例えば,ポリアセチレンなど),それ自
    体には導電性はないが導電性をもつ物質を混入・成形したプラスチック,又は導電性をもつ物質を塗
    布若しくは積層したプラスチック。
(2) 4探針法 試験片に4本の針状の探針(電極)を接触させ,外側の2本の探針間に流した電流と,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。
(3) 補正係数 4探針法によって測定された抵抗を補正する係数で,試験片の形状・寸法,探針の位置に
    よって決まる無次元の数値。
(4) 抵抗率 補正係数と,試験片の厚さと,4探針法によって測定された抵抗との積。単位は,     地
    用いる。
3. 測定の原理 4探針法の測定の原理は,図2に示すように試験片に4本の針状の電極を直線上に設置
して,探針Aと探針Dの間に電流 (I) を流したときに,探針Bと探針Cとの間に生じる電位差 (V) を測
                          IV を求める。
定し,その抵抗
  次に,求めた抵抗 (R) と試験片の厚さ (t) 及び補正係数 (F) を乗じて抵抗率 (   ‰侮            8.参照)。
                                   図2 4探針法の測定の原理
4. 試験片の状態調節及び試験室の温度・湿度
4.1   試験片の状態調節 試験片は,原則として試験前にJIS K 7100の標準温度状態2級及び標準湿度状
態2級[温度23±2℃及び相対湿度 (50±5) %]において,24時間以上状態調節を行う。
4.2   試験室の温度・湿度 試験は,原則として4.1に規定する温度及び湿度において,電磁的に十分に遮
へいされ,機械振動のない環境の下で行う。
5. 試験装置及び器具

――――― [JIS K 7194 pdf 2] ―――――

                                                                                              3
                                                                                    K 7194-1994
5.1   試験装置 試験装置は,図3に示すように定電流源,電圧計,探針及び切替スイッチによって構成
する。
                               図3 4探針法による測定回路の一例
5.2   定電流源 試験片の抵抗によって表1に示される印加電流I0(1)を流すことのできる電流源で,印加
電流I0の決め方は,次のとおりとする。
  電流Iを探針Aから探針Dに向かって流したとき,探針Bと探針Cとの間に生じる電位差をVとする
と,抵抗はIVとなる。この抵抗に対応する電流を表1から選び,これを印加電流I0とする。測定中の印加
電流I0の変動は±0.05%とする。
    注(1) 定電流源から探針に向かって流れる直流電流を印加電流と呼ぶ。
                                 表1 試験片の抵抗及び印加電流
           試験片の抵抗  <200m 圀   <20 圀    <2k 圀    <20k 圀   <200k 圀   <2M  圀
            印加電流I0   100mA      10mA       1mA      100        10        1 
5.3   電圧計 電圧計は,3けた以上の表示機能をもつディジタル電圧計又はこれと同等以上の電圧計を使
用する。電圧計は,図1に示す抵抗率の全範囲を測定するために,0.1mV2Vの範囲の電圧が測定可能で
あり,入力抵抗は,1010   坎   上であることが望ましい。
5.4   探針 探針は,原則としてタングステンと同等又はこれ以下の抵抗率をもち,直径が0.50.8mmの
金属製の棒で,その先端を球面状に加工したものとする。4本の探針は,一直線状に等間隔に配列し,球
面状に加工した一端を試験片に接触させる。隣り合う探針の間隔は5mmとし,隣り合う探針間の絶縁抵
抗は1010   坎   上とする。測定中,各探針には適切な力,例えば,12Nを加える(2)。
    注(2) 探針が試験片に深くめり込むような場合には,各探針に加える力を減じる。
5.5   寸法測定器具
(1) マイクロメータ マイクロメータは,試験片の厚さを測定するためのもので,JIS B 7502に規定する
    測定範囲025mmのマイクロメータ又はこれと同等以上の精度のものとする。
(2) ノギス ノギスは,試験片の幅及び長さを測定するためのもので,JIS B 7507に規定する最大測定長
    300mm,最小読取値0.05mmのノギス又はこれと同等以上の精度のものとする。
6. 試験片
6.1   試験片の形状及び寸法 試験片は,長さ80.0±0.2mm,幅50.0±0.2mm及び厚さ20mm以下の直方
体とする。

――――― [JIS K 7194 pdf 3] ―――――

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K 7194-1994
6.2   試験片の作製 試験片は,関連規格又は受渡当事者間の協定する条件に従って,射出成形,圧縮成
形,トランスファー成形などによって作製するか,若しくは導電性プラスチックが塗布又は積層された板
などから機械加工によって作製する。
    備考1. 4本の探針を試験片に均一に接触させるためには,試験片の測定面は清浄で,滑らかであるこ
            とが望ましい。
              また,測定面に傷のあるものは除く。
         2. 試験片を機械加工などによって作製する場合は,切削面からのき裂の発生によって抵抗率が
            変化することがあるので,き裂が発生しないような切削方法で加工することが必要である。
              また,切削中に過度の熱が発生しないように注意する。
6.3   試験片の数 試験片の数は,3個以上とする。
7. 操作
7.1   試験片の寸法測定 試験片の厚さ,幅及び長さを測定する。厚さは,中心を含む5か所で0.01mmま
で測定し,平均値を求めておく。
  試験片の厚さは,図4に示すように試験片の中心P1及び長辺の端から10mm,短辺の端から15mmの位
置P2,P3,P4及びP5の5か所で測定する。この場合,位置P2,P3,P4及びP5での厚さは,いずれも位置
P1での厚さの±1%でなければならない。
                                  図4 試験片の厚さの測定位置
7.2   測定方法 抵抗率の測定方法は,図3に示す測定回路を用いて,印加電流I0を探針Aから探針Dに
向かって流し,探針Bと探針Cとの間に生じる電位差V1を測定する。このときの探針B,C間の抵抗R1
は,01IVとなる。次に切替スイッチによって印加電流I0を逆方向(探針Dから探針A)に流し,探針Bと探
                                                            V(3)となる。探針Bと探針Cとの間の
                                                             2
針Cとの間に生じる電位差V2を測定する。このときの抵抗R2は, I0
抵抗Rは,R1とR2の平均値とする。この抵抗Rは,抵抗率を算出するときに用いる。
    注(3) 印加電流I0の方向を切り替えると,電位差V2は負の値として電圧計に表示される。この場合,
                               Vを採用する。
                                2
          抵抗R2としては絶対値 I0
    備考 電圧計の入力回路が演算増幅器の場合,入力端子間に電流(バイアス電流)が流れる。電圧計
          が,バイアス電流の差で与えられるオフセット電流を内部補正する機能をもっている場合には,
          電流をいずれか一つの方向に流してから求められる抵抗をRとして用いてもよい。
7.3   測定位置 測定位置は,図5に示す1から9である。探針は,試験片の長辺に平行に配列する。
(1) 1点測定の場合は,中央部の1だけとする。

――――― [JIS K 7194 pdf 4] ―――――

                                                                                              5
                                                                                    K 7194-1994
(2) 5点測定の場合は,1,2,3,4及び5の5点とする。
(3) 9点測定の場合は,(2)の5点に6,7,8及び9を加えた9点とする。このうち(2)の5点測定を標準
    とする。
    参考 補正係数は,測定位置にかなり影響される場合があるので,探針を定められた測定位置に正確
          に置くことが大切である。手動で探針を配置する場合,例えば,測定位置に対応する位置に探
          針を挿入する穴を開けた絶縁性ジグなどを用いると便利である。
                                     図5 抵抗率の測定位置
8. 計算
8.1   抵抗率 抵抗率は,次の式(1)によって算出する。
                                 F・t・R (1)
                      ここに,           抵抗率 (   攀    
                                  F :  補正係数
                                   t :  試験片の厚さ (cm)
                                  R :  抵抗 (  圀
8.2   補正係数 補正係数は,附属書によって求める。
9. 試験結果のまとめ方
9.1   抵抗率 抵抗率は,標準測定の場合,1個の試験片から5個の抵抗率が算出されるので,3個以上の
試験片からは15個以上の抵抗率が算出される。この15個以上の抵抗率を平均し,JIS Z 8401によって有
効数字3けたに丸める。
9.2   標準偏差及び変動係数 標準偏差及び変動係数を必要とするときは,次の式(2)及び式(3)によって算
出し,JIS Z 8401によって有効数字2けたに丸める。
                                    2
                               x  x
                         s              (2)
                               n  1
                        CV      100  (3)
                      ここに,     s :  標準偏差
                                 CV :  変動係数 (%)
                                   x :  個々の測定値
                                  x :  測定値の平均値
                                   n :  測定値の数

――――― [JIS K 7194 pdf 5] ―――――

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