JP2001254042A - 導電性インク組成物 - Google Patents
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Abstract
れによる剥離などが起こりがたい導電性インク組成物を
提供する。 【解決手段】(A)両末端が加水分解性シリル基で封鎖さ
れ、主鎖が酸素原子及び/又はシロキサン結合を含んで
もよい二価炭化水素基の繰り返し単位からなる炭化水素
系液状ポリマー、(B)硬化触媒、(C)炭素系導電性充填
剤、及び(D)溶剤を含有してなることを特徴とする導電
性インク組成物。
Description
剤による炭素充填剤の分離が無く、かつ硬化被膜を形成
した場合に耐こすり性に優れている導電性インク組成物
及びその硬化物に関する。
性又は付加硬化性オルガノポリシロキサン組成物に炭素
粉末、金属粉末又は金属酸化粉末を導電性充填剤として
配合し、その硬化物(シリコーンゴム)に導電性を付与す
るようにした導電性インク組成物が知られており、これ
は例えばキーボードのトップコーティング材として使用
されている。
ノポリシロキサンをベースポリマーとする組成物にこれ
らの導電性充填剤を高充填した導電性インク組成物は溶
剤で希釈すると、導電性充填剤がオルガノポリシロキサ
ンから分離してしまい易い。またこれをトップコーティ
ング材として硬化して得られた被膜を強くこすると硬化
被膜がキーボード基材表面から剥離し、こすった部分近
傍に付着し外観を損ねるという欠点がある。そこで、本
発明の目的は、溶剤による導電性充填剤の分離やこすれ
による剥離などが起こりがたい導電性インク組成物を提
供することになる。
ンク組成物について鋭意検討を行った結果、(A)両末端
が加水分解性シリル基で封鎖され、主鎖が酸素原子及び
/又はシロキサン結合を含んでもよい二価炭化水素基の
繰り返し単位からなる炭化水素系液状ポリマー、(B)硬
化触媒、(C)炭素系導電性充填剤、及び(D)溶剤を含有し
てなることを特徴とする導電性インク組成物により上記
の課題を解決することができることを見出した。
れ、主鎖が酸素原子及び/又はシロキサン結合を含んで
もよい二価炭化水素基の繰り返し単位からなる液状ポリ
マーである。
る重合体(A)は、ポリオレフィン、ポリエーテルのよう
な炭化水素系ポリマーであるため、組成物状態では溶剤
による炭素系導電性充填剤の分離が抑制され、被膜状に
硬化後はこすれによる剥離が抑制される。これは、主鎖
を構成するポリオレフィンまたはポリエーテル等が炭素
系導電性充填剤との親和性が良く、一般に希釈用溶剤と
して使用される炭素系溶剤等とも親和性が良好であるこ
とに基づいている。
基としては、炭素原子数2〜20のものが挙げられ、例
えばエチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、イ
ソブチレン基等のアルキレン基、フェニレン基等のアリ
ーレン基、これらの組合せからなり、具体的には、例え
ば、
る。ポリマー鎖は、これら単位構造の一種単独で形成さ
れていても良いし、2種類以上の単位構造が混合された
形で形成されていても良い。
化水素としては炭素原子2以上のアルキレンオキシ基も
あげられ、該アルキレンオキシ基の具体例としては、
は、オキシアルキレン基が好ましく、炭素数2〜8、特
に2〜5のオキシアルキレン基が好ましい。中でも、
鎖は直接又はエチレン結合やプロピレン結合等の二価炭
化水素基を介して、末端の加水分解性シリル基で結合し
ている。これらの主鎖にシロキサン結合を含まない場合
は分子量が200〜50,000、特に1,000〜30,000であること
が好ましい。分子量が50,000を超えると固体となった
り、作業性が低下することがある。尚、本成分の「液
状」とは、室温で流動性を有することを意味する。
合を導入することにより更に高分子量化しても液状とす
ることができると共に耐候性や耐熱性を向上させること
ができる。この場合は、繰り返し単位に導入されるシロ
キサン結合が長すぎると導電性充填剤が分離し易くなる
ため、導入するシロキサン結合は短い方が好ましく、特
にけい素原子数が5以下のシロキサン結合、中でも、
式:
ロゲン化炭化水素基である。)で表される単位が好まし
い。具体的には、
具体的には、
し単位の数(重合度)が1〜1000、特に2〜200であるこ
とが好ましい。シロキサン結合を導入した場合も、主鎖
は、導入しない場合と同様に直接又は酸素原子を含んで
もよい二価炭化水素基を介して末端の加水分解性シリル
基と結合している。末端の加水分解性シリル基は、式:
化水素基、Xは加水分解性基、aは0〜2の整数)で表さ
れ、加水分解性基としては、アルコキシ基、ケトオキシ
ム基、ハロゲン原子、アセトキシ基、アミノ基、アミノ
キシ基、アルケニルオキシ基、、アミド基等が例示さ
れ、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、ケトオキシム
基が好ましい。aは0又は1が好ましい。
ノール縮合触媒として公知のものはいずれも使用するこ
とが出来る。代表的なものは、例えば、アルキルチタン
酸塩:有機珪素チタン酸塩;オクチル酸錫、ジブチル錫
フタレート、等のごとき金属カルボン酸塩;ジブチルア
ミン−2−エチルヘキソエート等のごときアミン塩;並
びに他の酸性触媒及び塩基性触媒、特にグアニジル基を
有した窒素含有化合物などが挙げられる。これらは、通
常一種単独で使用してもよく二種以上併用してもよい。
一般式(4)中の加水分解性基Xがアルコキシ基である場
合には、錫のカルボン酸塩が特に好ましい。縮合触媒の
量は、(A)成分100重量部あたり、通常O.1〜10重量部で
よく、好ましくは0.1〜3重量部である。
充填剤はこの組成物において導電性付与剤として作用す
るものである。例えば、アセチレンブラック、ファーネ
スブラック、サーマルブラック、ランプブラック、チャ
ンネルブラック、カーボン繊維、グラファイト等が例示
される。これらを使用する際には1種類の単独で使用し
てもよく、2種類以上の併用も可能である。
配合量は、通常、5〜500重量部の範囲とすることが好ま
しく、より好ましくは15〜50重量部の範囲である。該成
分の配合量が少なすぎると得られる導電性が不十分なこ
とがあり、多すぎると得られる組成物の押出機による吐
出性が低下する場合があり、望ましくない。
性を向上させる目的で使用される。使用される溶剤とし
てはトルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、ヘ
キサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素系溶剤、ジクロロ
メタン、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素系溶剤、ア
セトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶剤が例示さ
れる。中でもトルエン、キシレン等の芳香族系炭化水素
系溶剤が好ましい。この(D)成分は、所要の流れ性や濡
れ性が得られるような適宜の量でよい。具体的には、
(A)〜(C)成分の合計100重量部に対して1〜900重量部の
範囲が好ましく、より好ましくは100〜500重量部の範囲
である。
も良い。例えば、接着助剤、架橋剤、充填剤、可塑剤等
が挙げられる。本発明の組成物は架橋剤を添加しなくて
も硬化するものであるが、硬化を促進させるために架橋
剤を用いてもよい。架橋剤としては、1分子中に加水分
解性基を3個又は4個有するシラン化合物又はその部分
加水分解物が例示される。
成分100重量部に対して0.1〜10重量部配合することが好
ましい。接着助剤としてはシランカップリング剤やチタ
ン系カップリング剤が例示され、シランカップリング剤
が好ましい。シランカップリング剤としてはアミノ系シ
ランカップリング剤、エポキシ系シランカップリング
剤、メタクリル系シランカップリング剤、メルカプト系
シランカップリング剤が好ましく、特にアミノ系シラン
カップリング剤が好ましい。
カ、沈降性シリカ、無水珪酸、含水珪酸等の補強性充填
剤;炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、珪藻土、焼成
クレー、クレー、タルク、酸化チタン、ベントナイト、
有機ベントナイト、酸化第二鉄、酸化亜鉛、活性亜鉛
華、シラスバルーン等のごとき充填剤を使用できる。こ
れらの充填剤は多量に添加しすぎると導電性を損なうこ
とがあるのでそのような弊害がでない程度に配合量を調
製する。通常、(A)成分の重合体100重量部当り5〜20重
量部程度が好ましい。
びを高めたり、充填剤の充填量を高めるのに有効であ
る。可塑剤としては、通常よく使用されているものが利
用でき、例えばジオクチルフタレート、ジブチルフタレ
ート、ブチルベンジルフタレート等のごときフタル酸エ
ステル類;アジピン酸ジオクチル、コハク酸イソデシ
ル、セバシン酸ジブチル等のごとき脂肪族2塩基酸エス
テル類;ジエチレングリコールジベンゾエート、ペンタ
エリスリトールエステルなどのごときグリコールエステ
ル類;オレイン酸ブチル、アセチルリシノール酸メチル
などのごとき脂肪族エステル類;リン酸トリクレジル、
リン酸トリオクチル、リン酸オクチルジフェニル等のご
ときリン酸エステル類;エポキシ大豆油、エポキシステ
アリン酸ベンジル等のごときエポキシ系可塑剤類;塩素
化パラフィンなどの可塑剤が挙げられる。これらは一種
単独でも2種以上を組み合わせた形でも使用することが
できる。可塑剤は、通常、(A)成分の重合体100重量部に
対し100重量部以下で添加することが好ましい。
ずれの形でも調製することができる。2液型組成物とし
て使用する場合には、例えば(A)成分の重合体、充填剤
及び可塑剤からなるパックと、可塑剤及び縮合触媒から
なるパックに分け、使用直前に両パックの成分を混合し
使用すればよい。1液型組成物として使用する場合に
は、全成分を混合した状態でカートリッジなどの無水状
態を保持できる容器に封入し保存しておき、使用時に容
器から出して使用すればよい。本発明の組成物は1液型
及び2液型の導電性インクとして特に有用である。
化被膜を形成する場合、室温でも硬化させることがでく
るが、70℃以上で加熱すると約20分程度で速やかに硬化
し、導電性に優れた被膜が得られる。
中、部とあるのは重量部のことであり、粘度は23℃にお
ける値である。また、表面抵抗は表面抵抗測定器(ヒュ
ーレット・パッカード社製、商品名:マルチメーターE2
378A)にて測定した。また、溶剤に溶解させたときの分
散性は目視で観察して測定した。
グリコールと、白金触媒下でメチルジイソプロペノキシ
シランと付加反応させることで得た、下記式:
性カーボンブラック(電気化学工業社製、商品名:デン
カブラックHS-100)を35部、ジブチルジメトキシ錫を1
部、テトラメチルグアニジルプロピルトリメトキシシラ
ンを1部、アミノプロピルトリメトキシシランを2部、ビ
ニルトリイソプロペノキシシランを2.5部、キシレンを3
00部混合することで導電性インク組成物を得た。(粘度:
2Pa・s、不揮発分:30%)
5gを白金触媒下で付加反応させることで、下記式:
このポリマーにトリメトキシラン4.7gを滴下して付加反
応させることで末端シラン変性ポリマーを得た。このポ
リマー100部に対し、導電性カーボンブラック(電気化
学工業社製、商品名:デンカブラックHS-100)を35部、
ジブチルジメトキシ錫を1部、アミノプロピルトリメト
キシシランを2部、ビニルトリメトキシシランを2.5部、
キシレンを300部混合することで導電性インク組成物を
得た。(粘度:5Pa・s、不揮発分:30%)
4−ブチレングリコールと、メチルジイソプロペノキシ
シランとを白金触媒下で付加反応させることで得た、下
記式:
性カーボンブラック(電気化学工業社製、商品名:デン
カブラックHS-100)を35部、ジブチルジメトキシ錫を1
部、アミノプロピルトリメトキシシランを2部、ビニル
トリイソプロペノキシシランを2.5部、キシレンを300部
混合して導電性インク組成物を得た。(粘度:2Pa・s、不
揮発分:30%)
たポリジメチルシロキサンを100部、導電性カーボンブ
ラック(電気化学工業社製、商品名:デンカブラックHS
-100)を25部、塩化白金酸(2%)2−エチルヘキサノール
溶液を0.08部、テトラメチルビニルシクロテトラシロキ
サンを0.2部、α,ω−トリメチルシリルポリメチルハイ
ドロジェンシロキサン(分子量:700)を1部、キシレン
を300部混合することで導電インク組成物を得た。(粘
度:10Pa・s、不揮発分:30%)
止したポリジメチルシロキサンを100部、導電性カーボ
ンブラック(電気化学工業社製、商品名:デンカブラッ
クHS-100)を25部、ジブチルジメトキシ錫を0.1部、ア
ミノプロピルトリメトキシシランを1部、ビニルトリイ
ソプロペノキシシランを4部、キシレンを300部混合する
ことで導電性インク組成物を得た。(粘度10Pa・s、不揮
発分:30%)
上記の実施例及び比較例で製造した5種類の組成物を製
造から1ヶ月間放置し、カーボンブラックの凝集物が容
器壁面に生成したか否かの有無を明視で観察し評価し
た。結果を表1に示す。なお、○、×の意味は次の通り
である。 ○:容器壁面に凝集無し ×:容器壁面に凝集有り
KE951の上に組成物を塗り、100℃で30分間加熱して硬化
させた。そして得られた硬化物表面をこすり試験機を用
いてガラス棒で繰り返しこすり、該ガラス棒にカーボン
ブラックが付着するまでのこすり回数を測定した。 (試験結果)
性を示し、かつ表面からの導電性カーボンブラックの分
離も効果的に抑制されることが分かる。
よる導電性充填剤の分離が起こり難く、また基材上に被
膜状に形成した場合にこすれによる剥離などが起こりが
たい。したがって、導電性コーティング形成材料として
も有用である。
Claims (6)
- 【請求項1】(A)両末端が加水分解性シリル基で封鎖さ
れ、主鎖が酸素原子及び/又はシロキサン結合を含んで
もよい二価炭化水素基の繰り返し単位からなる炭化水素
系液状ポリマー、(B)硬化触媒、(C)炭素系導電性充填
剤、及び(D)溶剤を含有してなることを特徴とする導電
性インク組成物。 - 【請求項2】主鎖が炭素数2〜8のアルキレン基、又は
オキシアルキレン基の繰り返し単位を含むことを特徴と
する請求項1記載の導電性インク組成物。 - 【請求項3】主鎖が、式: 【化1】 で表される繰り返し単位を含むことを特徴とする請求項
2記載の導電性インク組成物。 - 【請求項4】主鎖が、式: 【化2】 (R1は同一でも異なってもよく、一価炭化水素基又はハ
ロゲン化炭化水素基である。)で表される単位を含む二
価炭化水素基の繰り返し単位を含むことを特徴とする請
求項1記載の導電性インク組成物。 - 【請求項5】末端が、式: 【化3】 (式中、R4は同一でも異なってもよく、一価の炭化水素
基又はハロゲン化炭化水素基であり、Xはアルコキシ
基、アルケニルオキシ基及びケトキシム基からなる群か
ら選択される基であり、aはO〜2の整数である。)で表さ
れるオルガノシリル基であることを特徴とする請求項1
〜4のいずれか1項に記載の導電性インク組成物。 - 【請求項6】請求項1〜5いずれか1項に記載の組成物
を硬化させることにより得られる硬化物。
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