JP2001006433A - 導電性ペイント - Google Patents

導電性ペイント

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JP2001006433A
JP2001006433A JP11174070A JP17407099A JP2001006433A JP 2001006433 A JP2001006433 A JP 2001006433A JP 11174070 A JP11174070 A JP 11174070A JP 17407099 A JP17407099 A JP 17407099A JP 2001006433 A JP2001006433 A JP 2001006433A
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JP
Japan
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conductive
solvent
organic
agent
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JP11174070A
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Hiroshi Tachimori
寛 舘盛
Keiichi Uno
敬一 宇野
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Toyobo Co Ltd
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Toyobo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は導電性ペイント、特に可
撓性基材への積層に適した導電性ペイントを提供する。 【解決手段】 導電剤、バインダー樹脂、およ
び溶剤を必須成分として含有する導電性ペイントであっ
て、導電剤、バインダー樹脂、および溶剤の配合割合
が、導電剤10〜80wt%、バインダー樹脂5〜15
wt%、溶剤85〜5wt%であり、かつ前記導電剤が
主として有機系導電剤と無機系導電剤とからなることを
特徴とする導電性ペイント。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は導電性ペイント、特
に可撓性基材への積層に適した導電性ペイントに関す
る。
【0002】
【従来の技術】導電性ペイントは、一般に導電剤と、バ
インダー樹脂が、溶剤などと共に混合されている分散系
導電塗料である。バインダー樹脂は、導電剤の分散、基
材への固着、あるいは、導電剤の鎖状連結による高導電
性の発現、導電性ペイントによる導電性塗膜の物理的・
化学的安定性に寄与するものであり、溶剤はバインダー
樹脂の希釈剤として使用するものである。
【0003】しかし、従来の導電性ペイントを用いて形
成した導電性塗膜においては、十分な導電率と十分な機
械的特性の両方を確保することが難しいという問題があ
った。導電性塗膜の導電率を上げるために導電剤の量を
増やすと、基材への導電性塗膜の密着性の低下やクラッ
ク発生など機械的特性の劣化が起こりやすくなり、逆
に、機械的特性を向上させるためにバインダー樹脂の量
を増やすと、絶縁材の量が多くなるため導電率の低下が
起こりやすい。つまり、導電性と機械的特性とがトレー
ドオフの関係にあり、従って、導電性塗膜の導電性と機
械的特性の両方を満足する導電性ペイントは得られてい
なかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、導電剤の分
散性に優れ、本発明の導電性ペイントを用いて導電性塗
膜を形成した際に、導電性塗膜の導電性と、基材に対す
る密着性や可撓性等の機械的特性の両方が優れる導電性
ペイントを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、導電剤、バイ
ンダー樹脂、および溶剤を必須成分として含有し、導電
剤、バインダー樹脂、および溶剤の配合割合が、導電剤
10〜80wt%、バインダー樹脂5〜15wt%、溶
剤85〜5wt%であり、かつ前記導電剤が主として有
機系導電剤と無機系導電剤とからなる導電性ペイントで
ある。
【0006】本発明の導電性ペイントは、導電剤、バイ
ンダー樹脂、および溶剤を特定の割合で配合し、かつ導
電剤を有機系導電剤と無機系導電剤とから構成すること
により、本発明の導電性ペイントを用いて導電性塗膜を
形成した際に、導電性に優れ、導電性塗膜に歪みや伸び
等の応力がかかっても、導電剤同士の接続がなくなるこ
とによる導電性の低下を防止し、導電性が保持される。
しかも、導電性塗膜が屈曲したり、加熱された場合で
も、導電性の変化が少なく、機械的特性に優れる。さら
に、無機系導電剤として、後述のように金属粉を用いる
場合は無機系導電剤の腐食が抑制される。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の導電性ペイントは、導電
剤、バインダー樹脂、および溶剤を必須成分として含有
し、前記導電剤は主として有機系導電剤と無機系導電剤
から構成される。
【0008】本発明に用いられる有機系導電剤として
は、特に限定されず、例えばポリチオフェン、ポリアニ
リン、ポリピロール、これらの誘導体、これらにドーパ
ントを導入したものが挙げられる。これらは単独で使用
しても2種以上を混合して使用しても良い。有機系導電
剤として好ましくはポリアニリンおよび/またはその誘
導体にドーパントを導入したものが良い。
【0009】上記ドーパントとしては、塩酸、硫酸、硝
酸、過塩素酸などの無機酸、ベンゼンスルホン酸、p−
トルエンスルホン酸、m−ニトロ安息香酸、トリクロロ
酢酸などの有機酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニ
ル硫酸などのポリマー酸などのプロトン酸ドーパントが
挙げられる。これらは単独で使用しても2種以上を混合
して使用しても良い。
【0010】本発明に使用する有機系導電剤として、好
ましくはプロトン酸ドーパントを含む含まれてなるポリ
アニリンおよび/またはその誘導体が良く、さらに好ま
しくは、プロトン酸ドーパントを含む含まれてなるポリ
アニリンおよび/またはその誘導体であって、(プロト
ン酸ドーパントの分子量)/(プロトン酸ドーパント1
分子中の酸解離定数pKaが4.0以下のプロトン酸基
の数)の値が350〜2000であるものがよい。(プ
ロトン酸ドーパントの分子量)/(プロトン酸ドーパン
ト1分子中の酸解離定数pKaが4.0以下のプロトン
酸基の数)の値が350〜2000であることにより、
有機系導電剤が溶剤に溶解あるいは分散するため、無機
系導電剤やバインダー樹脂との混合性あるいは相溶性が
向上し、本発明の導電性ペイントを用いて導電性塗膜を
形成した際に、導電性や機械特性が向上する。
【0011】本発明に用いられる無機系導電剤として
は、特に限定されず、銀粉、銀一銅複合粉、ニッケル
粉、および、銅粉などが挙げられる。これらは単独で使
用しても2種以上を混合して使用しても良い。無機系導
電剤の粒径および形状は本発明の作用を阻害しない範囲
で特に限定されないが、通常、粒径が0.1〜10mm
程度で、球状、針状、フレーク状などの形状のものを使
用する。好ましくは、フレーク状の形状のものが良い。
【0012】本発明において、有機系導電剤と無機系導
電剤の配合割合は、特に限定されず所望の物性等に応じ
て適宜設定すればよいが、好ましくは有機系導電剤と無
機系導電剤の重量比が、有機系導電剤/無機系導電剤=
10/90〜40/60の範囲であるのがよい。有機系
導電剤/無機系導電剤の重量比が、10/90より小さ
く、有機系導電剤が少ないと、本発明の導電性ペイント
を用いて導電性塗膜を形成した際に、基材と導電性塗膜
の密着性や、可撓性基材を用いた場合の導電性塗膜の耐
屈曲性が低下しやすく、又、40/60より大きく、有
機系導電剤が多いと、導電性塗膜の導電性が低下しやす
い。
【0013】本発明において、バインダー樹脂は、導電
剤の分散、基材への固着、あるいは、導電剤の鎖状連結
による高導電性の発現、さらには、導電塗膜の物理的・
化学的安定性に寄与するものである。本発明に使用する
バインダー樹脂としては、特に限定されず、例えばアク
リル系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリルーウレタン系樹
脂、オレフィン系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系
樹脂、ポリエステル系樹脂、ゴム系樹脂などの合成樹脂
で絶縁性のものが使われている。
【0014】本発明において、溶剤は上記バインダー樹
脂の希釈剤として使用するものである。本発明に使用す
る溶剤は、特に限定されず、上記有機系導電剤およびバ
インダー樹脂の種類や、本発明の導電性ペイントを用い
て導電性塗膜を形成する際の塗膜形成条件等に応じて適
宜設定されるが、例えば酢酸エチルカルビトール、酢酸
ブチルセロソルブ、イソホロン、シクロヘキサノン、γ
―ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン等が挙
げられる。
【0015】本発明の導電性ペイントには、本発明の作
用を阻害しない範囲で、上記成分以外の添加剤を含有し
ていても良い。このような添加剤としては、導電剤の分
散剤、レベリング剤、本発明の導電性ペイントを用いて
形成した導電性塗膜の耐摩耗性を向上させるための滑
剤、基材と導電性塗膜の接着強度の補強剤などが挙げら
れる。なお、前記添加剤は、含有量が多いと導電性塗膜
の導電性の低下を生じる場合があるため、少量添加する
のが好ましい。
【0016】本発明の導電性ペイントにおける上記各成
分の配合割合が、導電剤10〜80wt%、バインダー
樹脂5〜15wt%、溶剤85〜5wt%である必要が
ある。導電剤とバインダー樹脂と溶剤との配合割合が、
導電剤が10wt%未満では充分な導電性が得られず、
80wt%を超えると本発明の導電性ペイントの調製が
困難になってコスト的に不利な上、本発明の導電性ペイ
ントを用いて導電性塗膜を形成する際の印刷性、基材へ
の導電性塗膜の密着性、可撓性基材を用いた場合の導電
性塗膜の耐屈曲性が低下する。また、溶剤が5wt%未
満であると本発明の導電性ペイントの調製が困難になっ
てコスト的に不利であり、本発明の導電性ペイントを用
いて導電性塗膜を形成する際の印刷性が低下する。溶剤
が85wt%を超えると、乾燥時間が長くなり、また、
大気中に放出される溶剤量が多くなるなど製造上問題が
ある。
【0017】本発明の導電性ペイントの製造方法は特に
限定されず、通常一般に使用される攪拌装置等を用い
て、混合・分散できる。また、各成分の配合順序も特に
限定されない。
【0018】以下、試験例および実施例を用いて本発明
を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定される
ものではない。 試験例 1. 試験方法 (1)機械特性評価 [試験サンプルの作成]実施例1および比較例1の導電
性ペイントを、100μm厚さのPETフィルム上に幅
0.5mm、長さ75mmのパターンとなるよう印刷
し、150℃で30分間硬化して厚さ5μmの導電性塗
膜を形成した(実施例1→サンプル1、比較例1→サン
プル2)。 [抵抗値測定]上記サンプル1、2について、導電性塗
膜形成直後および下記の耐屈曲性試験後のそれぞれにお
いて、パターンの両端間の抵抗値(単位Ω)を二端子法
により測定した。 [耐屈曲性試験]上記サンプル1、2について、以下の
ような手順で屈曲性試験を行った。 ガラス板の上にパターン形成面が内側となるよう折
り曲げたサンプルを静置する。 サンプルの折り曲げ点と重しの中心が一致するよう
に重しを置く。このときの荷重は51g/cm2である。 そのまま1分放置する。 重しを除去してそのまま1分放置する。 ガラス板の上にパターン形成面が外側となるよう、
と同一箇所で折り曲げたサンプルを静置する。 サンプルの折り曲げ点と重しの中心が一致するよう
に重しを置く。このときの荷重は51g/cm2である。 そのまま1分放置する。 重しを除去してそのまま1分放置する。 以上の〜を10回繰り返す。
【0019】(2)耐熱性試験 [試験サンプルの作成]実施例1および比較例1の導電
性ペイントを、100μm厚さのPETフィルム上に幅
1mm、長さ110mmのパターンとなるよう印刷し、
150℃で30分間硬化して厚さ5μmの導電性塗膜を
形成した(実施例1→サンプル3、比較例1→サンプル
4)。 [抵抗値測定]上記サンプル3、4について、導電性塗
膜形成直後および下記の加熱試験後のそれぞれにおい
て、パターンの両端間の抵抗値(単位Ω)を上記試験
(1)と同様にして測定した。 [加熱試験]上記サンプル3、4について、70℃で5
00時間加熱した。
【0020】2. 試験結果 上記試験(1)、(2)の結果を表1に示す。
【0021】
【表1】
【0022】表1の結果より、実施例1の導電性ペイン
トを用いた導電性塗膜は、比較例1の導電性ペイントを
用いた導電性塗膜に比較して、抵抗値が低く導電性が高
い上、屈曲性試験による導電性の低下が軽減され、加熱
試験による影響も少ないことがわかる。
【0023】
【実施例】実施例1 [プロトン酸ドーパントを含むポリアニリンの合成]攪
拌器,留去物抜き出し管及び温度計を備えた300ml
の3つ口フラスコに5-スルホナトリウムイソフタル酸
ジメチル27.8g、ジエチレングリコール-モノ-n-
ブチルエーテル207.8g、及びエステル化触媒とし
て酢酸亜鉛0.067gを加えて、210℃で8時間反
応させた。反応進行に連れて、白色懸濁液から透明均一
液体となり,計算量のメタノールが留出した。更に22
0℃、70mmHgで未反応のジエチレングリコール-
モノ-n-ブチルエーテルを2時間で留出した。得られた
ジエステル化合物8.34gを脱イオン水100gに溶
解し、硫酸2.022gおよびアニリン1.863gを
加え、−1℃に冷却した。その後、ペルオキソ二硫酸ア
ンモニウム4.564gを1分間で添加し、反応混合物
を−1℃に保ち、5時間攪拌した。沈殿物をG4ガラス
フィルターで濾別後、水洗、乾燥して、プロトン酸ドー
パントを含むポリアニリンを得た。得られたドープポリ
アニリンは導電状態で有機溶剤可溶性であった。
【0024】[導電性ペイントの製造]下記に示す材料
を用い、銀粉/ドープポリアニリン/飽和共重合ポリエ
ステル樹脂/溶剤=60/10/10/20の割合(重
量部)で配合し、充分撹拌混合した後、3本ロールで2
回混練して導電性ペイントを製造した。 (1)有機系導電剤:上記合成例のドープポリアニリン (2)無機系導電剤:銀粉 光散乱法による平均粒子径4.5μm、比表面積0.7
2/gのフレーク状銀粉(福田金属箔粉工業(株)
製) (3)バインダー樹脂:飽和共重合ポリエステル樹脂 モノマー成分として、テレフタル酸、イソフタル酸、セ
バシン酸、エチレングリコール、ネオペンチルグリコー
ルを有する、分子量20000〜25000、ガラス転
移点45℃、水酸基価6.5KOHmg/g、酸価2K
OHmg/gの飽和共重合ポリエステル樹脂 (4)溶剤:酢酸エチルカルビトール
【0025】比較例1 有機系導電剤を使用せず、実施例1で用いたのと同一の
無機系導電剤、バインダー樹脂、溶剤を使用して、銀粉
/飽和共重合ポリエステル樹脂/溶剤=70/10/2
0の割合(重量部)で配合し、充分撹拌混合した後、3
本ロールで2回混練して導電性ペイントを製造した。
【0026】
【発明の効果】本発明の導電性ペイントは、導電剤、バ
インダー樹脂、および溶剤を特定の割合で配合し、かつ
導電剤を有機系導電剤と無機系導電剤とから構成し、特
に無機系導電剤と有機系導電剤を特定の比率で混合し、
さらには特定の構成を有する有機系導電剤を使用するこ
とにより、導電性ペイント中での導電剤の分散性に優
れ、さらに本発明の導電性ペイントを用いて導電性塗膜
を形成した際に、導電性に優れるだけでなく、導電性塗
膜に歪みや伸び等の応力がかかっても、導電剤同志の接
続がなくなることによる導電性の低下を防止し、導電性
が保持される。しかも、導電性塗膜が屈曲したり、加熱
された場合でも、導電性の変化が少なく、機械的特性に
優れる。すなわち、導電性塗膜の導電性と、基材に対す
る密着性や可撓性等の機械的特性の両方が優れ、特に可
撓性基材へ積層して導電性塗膜を形成するのに好適であ
る。さらに、無機系導電剤として、金属粉を用いる場合
は無機系導電剤の腐食が抑制され、非常に有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4J038 CA001 CB001 CG141 DA061 DB001 DD001 DG001 DK002 DN012 HA066 KA06 NA20 5G301 DA03 DA28 DA53 DD02

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導電剤、バインダー樹脂、および溶剤を
    必須成分として含有する導電性ペイントであって、導電
    剤、バインダー樹脂、および溶剤の配合割合が、導電剤
    10〜80wt%、バインダー樹脂5〜15wt%、溶
    剤85〜5wt%であり、かつ前記導電剤が主として有
    機系導電剤と無機系導電剤とからなることを特徴とする
    導電性ペイント。
  2. 【請求項2】 前記有機系導電剤と無機系導電剤の重量
    比が、有機系導電剤/無機系導電剤=10/90〜40
    /60であることを特徴とする請求項1記載の導電性ペ
    イント。
  3. 【請求項3】 前記有機系導電剤が、ポリアニリンおよ
    び/またはその誘導体であることを特徴とする請求項1
    または2記載の導電性ペイント。
  4. 【請求項4】 前記有機系導電剤が、プロトン酸ドーパ
    ントを含むポリアニリンおよび/またはその誘導体であ
    リ、(プロトン酸ドーパントの分子量)/(プロトン酸
    ドーパント1分子中の、酸解離定数pKaが4.0以下
    のプロトン酸基の数)の値が350〜2000であるこ
    とを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の
    導電性ペイント。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100426792B1 (ko) * 2001-01-19 2004-04-13 서광석 대전방지용 코팅조성물 및 대전방지용 코팅조성물이도포된 대전방지 및 수분 차폐봉투
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