JP2002519830A - 色の明るい導電性被覆粒子およびそれから製造される組成物 - Google Patents

色の明るい導電性被覆粒子およびそれから製造される組成物

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、静電消散性組成物の製造に特に有用な、導電性で色の明るい被覆粒子を提供する。本発明はまた、これらの被覆粒子から製造した静電消散性複合材料に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の分野 本発明は、静電消散性組成物の製造に特に有用である、導電性で色の明るい被
覆粒子を提供する。本発明はまた、これらの被覆粒子により製造した静電消散性
複合材料に関する。
【０００２】 発明の背景 静電気は一般的な問題である。製造工業において静電放電（ＥＳＤ）が起きる
と、装置の故障、製造不良、および溶媒あるいは可燃性ガスの爆発の原因にさえ
なり得る。静電気を制御する１つの方法は、静電消散性材料を使用することであ
る。静電消散性材料は、製造業、電子産業、および病院環境においてしばしば必
要となるものである。静電消散性材料の例として、溶剤取り扱い領域における床
材、および電子部品を取り扱うための成形プラスチックトレイが挙げられる。
【０００３】 静電消散性材料は、絶縁材料と導電性材料との間の電気抵抗を有している。一
般に、表面抵抗率が１０12Ω／スクエア以上である、および／または体積抵抗率
が１０11Ω・ｃｍ以上である材料は非導電体あるいは絶縁体と見なされ、表面抵
抗率が１０5Ω／スクエア未満である、および／または体積抵抗率が１０4Ω・ｃ
ｍを下回る材料は導電性であると見なされる。表面抵抗率あるいは体積抵抗率が
これらの値の間である材料を、静電消散性であると見なす。さらに具体的に言え
ば、静電消散性材料の表面抵抗率は１０5〜１０12Ω／スクエアであり、体積抵
抗率は１０4〜１０11Ω・ｃｍである。静電消散性用途によっては、１０6〜１０ 9 Ω／スクエアの表面抵抗率および／または１０5〜１０8Ω・ｃｍの体積抵抗率
が必要となる場合もある。（ＥＳＤ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ａｄｖｉｓｏｒ
ｙ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｔｅｒｍｉｎ
ｏｌｏｇｙ、ＥＳＤ−ＡＤＶ１．０−１９９４、Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ
Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ発行、Ｒｏｍｅ、ＮＹ １３４４
０）
【０００４】 表面抵抗率は、材料の表面を横切って測定する。材料の表面抵抗率を測定する
一般の方法は、その表面上に複数の電極を配置し、電極間の抵抗を測定するもの
である。電極の寸法およびその電極間の距離を利用して、その抵抗をΩ／スクエ
アを単位とする表面抵抗率に換算する。
【０００５】 体積抵抗率は、材料のバルクあるいは体積により測定する。材料の体積抵抗率
を測定する一般の方法は、その材料の上面および下面に電極を配置して、その電
極間の抵抗を測定するものである。その電極の面積およびその複合材料の厚さを
利用して、Ω・ｃｍを単位とする体積抵抗率に換算する。
【０００６】 一般に使用されている材料の多くは非導電性である。これらの例には、ポリエ
チレンあるいはポリスルホンなどのポリマー、およびビスフェノールＡを主成分
とする樹脂などのエポキシ樹脂がある。これらの材料を静電消散性とする方法の
１つは、これらに導電性粒子を添加することである。導電性粒子を添加して静電
消散性となったこれらの非導電性材料は、静電消散性複合材料と呼ばれる。非導
電性材料を静電消散性とするために、その材料内に導電性通路網が形成されるま
で十分な量の導電性粒子を添加しなくてはならない。これらの通路は、導電性粒
子が互いに電気的に接触することにより形成されるものである。導電性の程度は
、この粒子が形成する導電性通路の数に依存する。粒子が少なすぎれば、十分に
多くの導電性通路が得られないため、複合材料は静電消散性特性とはならない。
【０００７】 静電消散性複合材料を形成するために従来から使用されている導電性粒子の例
とし、カーボン、グラファイト、および金属が挙げられるが、これらには幾つか
の欠点がある。これらは分散しにくく、得られる静電消散性特性は粒子の充填に
依存するところが非常に大きい。したがって、複合材料を所望する導電性範囲内
に製造することが難しい。こうした導電性粒子はまた色が暗いため、えられる静
電消散性複合材料の色も暗くなる。
【０００８】 特開昭５３（１９７８）−９８０６および特開昭５３（１９７８）−９８０７
（Ｍｉｚｕｈａｓｈｉ他に付与）には、導電性酸化インジウム、あるいは酸化ス
ズあるいは酸化スズインジウムコーティングを施した微小球が教示されている。
特開昭５３（１９７８）−９８０６の目的は、光に対する反射率を高めすぎずに
高い導電性を備えたガラス微小球を製造することである。この文献には、低反射
率あるいは高反射率の、あるいは着色成分を含む透明な珪酸ソーダ石灰ガラス、
珪酸ホウ素ガラス、珪酸鉛ガラスなどのガラス微小球が教示されている。その製
造方法には、水および／または低級アルコールを含む溶媒、可溶性インジウム化
合物、および有機増粘剤を含有する溶液をガラス微小球の表面上にコーティング
して、そのガラス微小球の表面にフィルムを形成するフィルム形成処理が含まれ
る。次のステップは乾燥処理であり、ここで上述の溶液から形成された表面フィ
ルムを有するガラス微小球を乾燥してフィルム内の溶剤を蒸発させて、主に上述
のインジウム化合物と有機増粘剤とからなるフィルムをガラス微小球上に形成す
る。次に行うのが焼成処理であり、上述のガラス微小球を高温にて酸化雰囲気中
で焼成して、主に酸化インジウムからなる透明なコーティングをガラス微小球の
表面上に形成する。可溶性スズ化合物をこの可溶性インジウム化合物と共に含有
して酸化スズインジウムコーティングを形成することもできる。
【０００９】 特開昭５３（１９７８）−９８０７には、酸化スズを被覆した微小球の製造方
法が記載されており、それには、酸素を含む有機スズ化合物を有機溶媒に溶解し
て溶液を製造する溶液製造処理も含まれている。その次のステップは、その溶液
をガラス微小球の表面上にコーティングしてガラス微小球の表面上にフィルムを
形成する溶液コーティング処理である。これに続いて、そのガラス微小球を減圧
下にて乾燥して、有機スズ化合物を含む樹脂状のフィルムをガラス微小球の表面
上に形成する乾燥処理を行う。最後のステップは焼成処理であり、そのガラス微
小球を高温の減圧下にて乾燥させて、有機スズ化合物を熱分解することによりガ
ラス微小球の表面上に透明な酸化スズフィルムを形成する。
【００１０】 特開昭５３（１９７８）−９８０６および特開昭５３（１９７８）−９８０７
のどちらにおいても、中空のガラス微小球などの有孔粒子に言及されておらず、
ガラス繊維などの非球状粒子は開示されていない。これらの文献では、これらの
粒子を静電消散性複合材料の形成に使用することも開示されていない。これらの
文献では、直径が１ｍｍ以下の被覆粒子に対するスパッタリング、真空蒸着、お
よび化学蒸着などの方法は「適用が難しい」と明記されており、「球状の全表面
上にフィルムを均一に形成することは不可能」であり「製造設備が高額になる」
と記述されている。
【００１１】 特開昭５８（１９８３）−２５３６３（Ｔａｎａｋａに付与）には、導電性を
具備させるために酸化インジウムあるいは酸化スズを被覆した顔料粒子が教示さ
れている。この粒子は無機顔料として記載されている。この文献に列挙されてい
る種の無機顔料粒子は通常、非常に小さく、およそ数ミクロン以下である。この
文献では、中空のガラス微小球などの有孔粒子を含む球状粒子については言及さ
れておらず、繊維類もアスベスト以外は教示されていない。この発明の目的は、
電流の通過により色が形成される電子写真式記録システムあるいは静電記録シス
テムにおいて記録材料として有効に使用可能であり、ポリマーフィルムなどへの
帯電防止特性付与に使用可能である、高価ではない導電性顔料の製造方法を提供
することである。この文献には、帯電防止特性に必要な導電性粒子の量を記載す
るなどのポリマーフィルムに帯電防止特性を付与する方法が教示されていない。
この導電性顔料を製造する処理には、４００℃〜１０００℃の温度でインジウム
あるいはスズ化合物の存在下にて顔料を焼成する必要がある。
【００１２】 米国特許第４，３７３，０１３号および同第４，４５２，８３０号（どちらも
Ｙｏｓｈｉｚｕｍｉに付与）には、アンチモンをドープした酸化スズ（ＡＴＯ）
で被覆した二酸化チタン粒子が教示されている。これらの発明は、「電子感熱紙
および静電記録紙などの複製あるいは複写用の紙上への導電性層形成、および帯
電防止樹脂を得るための樹脂への添加などの用途での使用に適した被覆導電性粒
子」に関する。これらの特許による二酸化チタン粒子は「一般に中実であり、そ
の具体的な表面積が１〜２０平方メートル／グラム（ｍ2／ｇ）範囲の（ＢＥＴ
方法、Ｎ2吸着）（０．０７〜１．４マイクロメートルの平均粒径に対応）であ
ると好ましい。」このＡＴＯコーティングの厚さは、０．００１〜０．０７マイ
クロメートル（１〜７０ナノメートル）であると好ましい。これらの導電性粒子
の製造方法には、「酸化チタン粒子の水溶性分散液を提供するステップと、加水
分解可能なスズ塩および加水分解可能なアンチモン塩を含有しているが、加水分
解したスズ塩および加水分解したアンチモン塩は未含有である溶液を提供するス
テップと、その溶液を６０℃〜１００℃に維持しながら、その溶液を上記の分散
液に添加して攪拌し、溶液と分散物との接触の結果としてスズ塩およびアンチモ
ン塩を加水分解することにより、アンチモン含有酸化スズを被覆した酸化チタン
粒子を形成するステップと、そのコーティング済酸化チタン粒子を回収するステ
ップと」を含む。
【００１３】 米国特許第４，５６８，６０９号（Ｓａｔｏ他に付与）には、「異なる種類の
金属でドープした金属酸化物」の導電性コーティングを具備している、雲母薄片
あるいはガラス薄片などの透光性プレート形状粒子を含む透光性導電性材料が教
示されている。この材料は「透明な合成樹脂フィルムあるいは塗料と混合される
と、そのフィルムあるいは塗料フィルムの透明度を損なうことなく、フィルムあ
るいは塗料フィルムに優れた導電性を付与することができる」。Ｓａｔｏによれ
ば、「この発明に使用するプレート基板自体が透光性でなければならない。ここ
でいう「透光性基板」あるいは「光透過性プレート基板」とは、プレート材料２
重量％とエチレングリコール９８重量％とを混合して、得られた混合物を光路長
さが１ｍｍである石英体内に配置し、その透過率を日本のＳＵＧＡ Ｔｅｓｔｅ
ｒ Ｋ．Ｋにより製造された視程計によりＡＳＴＭＤ１００３標準に基づいて測
定すると、その透過率が８０％以上となるプレート材料を含む。」通常、この測
定値は「視感透過率」あるいはＴＬＴと呼ばれる。したがって、Ｓａｔｏの特許
では、プレート形状であるコア粒子のＴＬＴが８０％を超えている必要がある。
【００１４】 この文献ではまた、これらの粒子を塗料、プラスチックあるいはエポキシに混
合して透光性導電性フィルムを形成する使用法が教示されている。
【００１５】 コーティングを施したこれらの粒子の製造方法には、水溶性塩酸溶液内のプレ
ート基材分散液を調製するステップを含む。スズおよび塩化アンチモンを濃縮塩
酸内に溶解して溶液を製造し、この溶液を上記の雲母分散液内にゆっくり滴下し
て混合する。金属水酸化物がこの溶液から沈殿してプレート材料をコーティング
する。このコーティングされたプレート基材を洗浄し乾燥させて、３５０℃〜８
５０℃でか焼する。
【００１６】 この文献には、「球状粒子は、これが導電性であっても、別の形状の粒子より
表面積が狭いため、球状粒子が互いに接触する可能性も低くなる。したがって、
導電性球状粒子をフィルムなどに混合して導電性を備えたフィルムを得ようとし
ても、混合する粒子量を相当増加しないと、このフィルムを十分導電性であると
見なすことはできない。」と記述されている。この特許では、繊維あるいは中空
粒子への言及はなされていない。
【００１７】 米国特許第５，０７１，６７６号および同第５，２９６，１６８号（どちらも
Ｊａｃｏｂｓｏｎに付与）には、「導電性であるアンチモン含有酸化スズの表面
コーティング層と、厚さが部分分子層から５モノ分子層である、すなわち約５〜
３０オングストロームであり、等電点が約５〜９である水和金属酸化物の薄い外
層とを有する数十ミクロン〜ミクロン寸法の粒子を含む導電性粉末組成物」が教
示されている。二酸化チタンおよび非晶質シリカがその粒子例である。Ｊａｃｏ
ｂｓｏｎによれば、「本発明に使用できると考えられる水和金属酸化物は本質的
に非導電性酸化物である。」この等電点は、各粒子の表面における電荷が０であ
るときのｐＨを示しており、これを用いて、個々の粒子による塗料系の樹脂に対
する相互作用を調節することができる。この導電性粉末を「帯電防止導電性厚紙
用など、コーティングシステムの顔料あるいは添加剤」として使用する。さらに
Ｊａｃｏｂｓｏｎによれば、「この導電性粉末のもう１つの重要な使用法は、車
両塗料プライマ組成物内の顔料成分として使用することである。」
【００１８】 米国特許第５，１０４，５８３号（Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎに付与）には、「明
るい色の導電性電着塗装」あるいは「電気塗装」が教示されている。Ｒｉｃｈａ
ｒｄｓｏｎによれば、「本発明による導電性顔料は、非晶質シリカあるいはシリ
カ含有材料と特有の関係にあるアンチモン含有酸化スズの二次元ネットワークの
クリスタリットである。このアンチモン含有酸化スズが、シリカあるいはシリカ
含有材料の表面上に密集したクリスタリットの二次元ネットワークを形成する。
」
【００１９】 米国特許第５，２８４，７０５号（Ｃａｈｉｌｌに付与）には、「流動部分に
分散された顔料部分を含む帯電防止コーティング組成物であり、その流動部分は
、硬化性フィルム形成バインダを含み、顔料部分は、酸化スズを大量に含む導電
性顔料を含み、顔料部分の固形物に対するバインダの比率を十分に高くして、そ
の組成物を基板上にフィルムとして蒸着および硬化するとバインダ連続フィルム
を得られるようになっており、その酸化スズを大量に含んだ顔料と配合された硬
質で極微無色の充填剤無機化合物の導電性強化比率を特徴とする組成物」が教示
されている。
【００２０】 米国特許第５，３５０，４４８号（Ｄｉｅｔｚ他に付与）には、導電性顔料粒
子が教示されている。導電性を付与するコーティングは、ハロゲンをドープした
酸化スズおよび／または酸化チタンである。これらの顔料粒子は任意に、顔料粒
子と導電性コーティングとの間にコーティングを有し、そのコーティングは金属
酸化物でもよい。この任意のコーティングにより、着色した外観あるいは真珠光
沢のある外観を得ることができる。これらの製造方法には、塩化スズあるいは塩
化チタンおよびハロゲンアンモニウムを含む流動床および湿潤した薬浴が含まれ
る。
【００２１】 米国特許第５，３７６，３０７号（Ｈａｇｉｗａｒａ他に付与）には、「優れ
た耐静電特性および剥離特性を備えた」パーフルオロカーボン塗料組成物が教示
されている。この組成物は、「フルオロカーボン樹脂を含有するパーフルオロカ
ーボン塗料組成物、および、中空の内側構造とその内側構造の表面上にコーティ
ングされて実質的に導電性酸化物で形成されている外側構造とを有する中空二重
外郭構造の導電性材料であって、フルオロカーボン塗料組成物のコーティング成
分における中空二重外郭構造の比率は、１容量％〜３０容量％」である。この中
空二重外郭構造導電性粒子は、「非晶質シリカあるいはシリカ含有材料で実質的
に形成された中空の内側構造と、約１重量％〜３０重量％、好ましくは約１０重
量％のアンチモンを含有する、あるいはこれでドープした酸化スズ（ＩＶ）で実
質的に形成された外側構造とを有する」として後述されている。Ｈａｇｉｗａｒ
ａによれば、「本発明による塗料は、噴霧、ブラシあるいはロールコーティング
に適しているだけでなく、比較的粘度の低い塗料が望ましい用途におけるフロー
コーティングあるいは浸漬にも適している。」さらにＨａｇｉｗａｒａは、「本
発明のフルオロカーボン塗料組成物に一般の用途は、複写機あるいはプリンタで
使用する定着ロールあるいは定着ベルト向けであり、この用途ではこの塗料組成
物により、剥離特性と耐静電特性との双方を備えた表面が得られる。」と記述し
ている。さらに「本発明による塗料組成物を用いて、例えば粉末材料の移送用ホ
ッパ、紙製造におけるサイジングロール、プラスチックフィルム押出機に使用す
る給送ローラ、および織物サイジングおよび乾燥ロールのコーティング表面を設
けてもよい。」
【００２２】 米国特許第５，３９８，１５３号（Ｃｌｏｕｇｈに付与）には、静電消散性材
料に使用する立体基材上のフッ素およびアンチモンをドープした酸化スズコーテ
ィングが教示されている。立体基材の例として「球、成形物、薄片、単繊維、繊
維粗紡、細断繊維、繊維マット、多孔質基材、不規則形状粒子などが挙げられる
。」Ｃｌｏｕｇｈによる方法には、その基材を、蒸気形態および／または液体形
態の塩化第一スズに接触させて、塩化第一スズ含有コーティングを基材上に形成
するステップと、その基材をフッ素成分、すなわち自由なフッ素および／または
組合わせられたフッ素（化合物内として）を含む成分と接触させて、フッ素成分
含有コーティングを基材上に形成するステップと、このように被覆した基材を酸
化剤に接触させて、フッ素をドープした酸化スズコーティング、好ましくは二酸
化スズコーティングを基材上に形成するステップとを含む。
【００２３】 米国特許第５，４７６，６１３号（Ｊａｃｏｂｓｏｎに付与）は、「非晶質シ
リカと微小結晶質アンチモン含有酸化スズとのよく混ざった混合物を含む導電性
材料およびその調製方法」に関する。Ｊａｃｏｂｓｏｎによれば、「適したバイ
ンダおよび添加剤を用いて配合していれば、本発明による導電性粉末をさまざま
な表面に適用して、導電性特性および耐静電特性を付与してよい。」さらに「こ
れらのＥＣＰは、ガラス、紙、ダンボール紙、ポリカーボネート、ポリエステル
およびポリアクリレートなどのプラスチックフィルムあるいはシート、導電性塗
料コーティング、その他多数のコーティングに有用である。」この文献で使用さ
れている用語「ＥＣＰ」は導電性粉末をいう。
【００２４】 米国特許第５，５８５，０３７号および同第５，６２８，９３２号（どちらも
Ｌｉｎｔｏｎに付与）には、「非晶質シリカあるいはシリカ含有材料と特有の関
係にあるアンチモン含有酸化スズの、二次元ネットワークのクリスタリットを含
む導電性組成物」が教示されている。この発明の一態様は、二次元ネットワーク
のアンチモン含有酸化スズクリスタリットを被覆した非晶質シリカの粒子である
。「一好適実施態様におけるこの発明の組成物は、車両塗装システムにおける塗
料配合物内の顔料として特に有用な粉末を含む。この特許で得られる粉末は、塗
装フィルムとほぼ透明な導電性ネットワークを形成できる粒子を含む。」
【００２５】 米国特許第５，６３１，３１１号（Ｂｅｒｇｍａｎｎ他に付与）には、コーテ
ィングに用いる透明な静電消散性配合物が教示されている。その導電性コーティ
ングは「導電性粉末の微小な粒子と、熱可塑性あるいは熱硬化性樹脂と、有機溶
媒とを含む、あるいはこれらからなる。」Ｂｅｒｇｍａｎによれば、「本発明に
よるコーティングを透明にするため、導電性粉末は、その大半が、約０．２０ミ
クロン未満、すなわち可視光の波長の半分より小さい寸法の微小粒子からなると
好ましい。」また「本発明による導電性コーティングは、電子部品を輸送するた
めなどに使用できる梱包材料に特に有用である。」
【００２６】 米国特許第４，６１８，５２５号（Ｃｈａｍｂｅｒｌａｉｎ他に付与）には、
金属を被覆した中空ガラス微小球が教示されている。この特許には、無色コーテ
ィングとして酸化スズおよび酸化アルミニウムコーティングが開示されているが
、これらのコーティングの実施例は提供されていない。この特許では、酸化スズ
も酸化アルミニウムコーティングも導電性であるとして開示されているのではな
い。この文献には、どちらも物理的気相成長法（ＰＶＤ）であるスパッタコーテ
ィングあるいは蒸着によるコーティング済粒子の製造方法が開示されている。
【００２７】 米国特許第５，２３２，７７５号（Ｃｈａｍｂｅｒｌａｉｎ他に付与）には、
静電消散性ポリマー複合材料に使用する、半導体金属コーティングを施した粒子
が開示されている。これらのコーティングは、金属酸化物、金属炭化物、および
金属窒化物であると好ましい。その有用粒子の例として「粒子繊維、ミルドファ
イバ、雲母およびガラス薄片、ガラスおよびポリマー微小気泡、タルク、および
（引き続きコーティングされた）破砕微小気泡が挙げられる。」被覆粒子あるい
はこれらから製造した複合材料の色については開示されていない。実際、この実
施例による被覆粒子および複合材料はすべて、茶色から黒い色であると思われる
。この文献によるコーティング済粒子は、スパッタコーティング処理により製造
される。
【００２８】 米国特許第５，４０９，９６８号（Ｃｌａｔａｎｏｆｆ他に付与）には、静電
消散性ポリマー複合材料で使用する、金属コーティングを施した粒子が開示され
ている。これらの粒子には、かなり導電性である金属を被覆した後、絶縁金属酸
化物をコーティングする。高い導電性を備えた金属層に有用な金属の例として、
ステンレス鋼およびアルミニウムが挙げられる。有用な絶縁性金属酸化物層の例
は酸化アルミニウムである。有用な粒子の例には、ガラス、カーボン、雲母、ポ
リマークレイなどがある。これらの粒子のアスペクト比は、繊維、薄片、ロッド
、管など、高いものが好ましい。これらの複合材料の色については開示されてい
ない。この文献による被覆粒子はスパッタコーティング処理により製造される。
【００２９】 米国特許第４，６１２，２４２号（Ｖｅｓｌｅｙ他に付与）、同第５，２４５
，１５１号（Ｃｈａｍｂｅｒｌａｉｎ他に付与）、同第５，２５４，８２４号（
Ｃｈａｍｂｅｒｌａｉｎ他に付与に付与）、同第５，２９４，７６３号（Ｃｈａ
ｍｂｅｒｌａｉｎ他に付与に付与）、同第５，３８９，４３４号（Ｃｈａｍｂｅ
ｒｌａｉｎ他に付与に付与）、同第５，４４６，２７０号（Ｃｈａｍｂｅｒｌａ
ｉｎ他に付与に付与）、および同第５，５２９，７０８号（Ｐａｌｍｇｒｅｎ他
に付与）には、さまざまな用途向けの金属被覆粒子および金属酸化物被覆粒子が
教示されている。これらの特許では、導電性金属酸化物の色が明るいコーティン
グについての言及はなされていない。
【００３０】 米国特許第４，６１８，５２５号、同第５，２３２，７７５号および同第５，
４０９，９６８号に教示されているような金属被覆粒子、およびスチールあるい
はアルミニウムで被覆したガラス微小球あるいはミルドガラスファイバなどの上
述したものは、容易に樹脂およびポリマー内に分散できる。これらには、一旦最
低限の装填量が達成されれば、その複合材料の静電消散性特性が充填剤濃度にあ
まり左右されないという利点がある。したがって、充填された材料に対する処理
範囲が拡大される。
【００３１】 金属被覆粒子により得られる別の利点は、金属を有効利用できることである。
コア粒子がうまく金属を拡張している。金属被覆粒子は、導電性などの金属粒子
の特性を備えることができるが、金属の含有は一部のみである。これは、インジ
ウムなどの高価な金属を使用する際には特に有利である。さらに、中実の金属粒
子に比較すると金属被覆粒子の密度は低い。金属コーティング中空粒子の密度は
１ｇｍ／ｃｃ未満に抑えることができる。スチールコーティングガラス繊維など
の忠実なコア粒子上の金属コーティングでも３ｇｍ／ｃｃ未満の密度にすること
が可能であり、これは大半の金属密度より低い。
【００３２】 球状粒子には、樹脂の粘度を大幅に増加することなく、大量に装填して使用可
能であるというさらなる利点がある。これにより、床材および他のコーティング
向けの低粘度で自然に水平にならされる複合材料の配合が可能となる。球状粒子
を高い装填量で使用できることは、複合材料の配合内における揮発性有機化合物
（ＶＯＣ）量を削減する必要のあるときにも有用である。また、球状粒子であれ
ば、コーティング時にブラシにより適用される、あるいは成形部分の製造時など
に成形ダイを介して押出されても整列することはない。これに対して繊維および
薄片では、適用あるいは押出し時などに一列に並ぶ傾向がある。このように並ぶ
と複合材料の導電性に支障が出る。
【００３３】 金属被覆粒子は、物理的気相成長法、特にスパッタ蒸着によりコア粒子に導電
性コーティングを適用して製造する。この物理的気相成長法は、被覆粒子の製造
に驚くほど有効でコストパフォーマンスもよい。さらに、溶剤あるいは液体の廃
棄材料を必要としないため、環境的に清浄な処理である。コーティング材料はほ
ぼ完全にコア粒子上に付着する。スパッタ蒸着を使用する場合、廃棄物となる主
なものは、使用したスパッタリング用ターゲットに残留する金属である。この金
属は固定形態であるため、再生および再利用が容易である。他の製造方法、特に
湿式化学処理では、汚れた液体あるいは溶剤を廃棄あるいは回収しなくてはなら
ない。これらの液体内には大量の金属が含まれることも多く、回収が難しい場合
もある。
【００３４】 しかしながら、金属被覆粒子では複合材料に色が付く。被覆粒子の色は灰色か
ら黒色の間で可変である、あるいは被覆粒子は、金属コーティングの種類および
コーティングの厚さに依存して、銅などの金属の色となり得る。床材およびコー
ティング向けの、特に明るい色を所望する場合に使用するための金属被覆粒子市
場を開拓するには、この点が不利であった。
【００３５】 発明の概要 本発明により、驚くほど導電性に富み（したがって、所望の体積抵抗率を備え
た被覆粒子を提供可能）、かつ色が明るい被覆粒子を含む組成物を提供する。こ
れらの被覆粒子は、コア粒子に導電性金属酸化物をコーティングすることにより
製造され、色の明るい導電性被覆粒子となる。本発明はまた、これらの被覆粒子
で製造した静電消散性複合材料に関する。
【００３６】 本明細書では「色が明るい」という特性を、基準として完全白色を使用するＣ
ＩＥＬＡＢ色差式を用いて特定する。本明細書では、「白色との距離」を示す１
つの数字ΔＥw *を設ける。ΔＥw *が小さいほど、その材料は白色に近い。この方
法については本明細書にて後述する。ΔＥw *が約５０未満であれば、その材料の
色を明るいと見なす。用語「明るい色」には、例えば、白、オフホワイト、明る
い黄色、明るい桃色、明るい緑色、明るいベージュ、明るい灰色、および一般に
中間的な淡い色調が挙げられる。
【００３７】 本発明による被覆粒子により、金属の有効利用、低密度、分散性および処理範
囲幅などの金属被覆粒子に周知の利点を得られる。しかしながら、本発明の粒子
には、これらにより製造した複合材料の色が非常に明るくなるという非常に望ま
しい利点がさらに加わる。色の明るい静電消散性複合材料がこの被覆粒子から得
られる。
【００３８】 本発明による被覆粒子を製造する物理的気相成長法（ＰＶＤ）は有効でコスト
パーフォーマンスがよい。溶剤を使用せず、液体廃棄物も発生しない。スパッタ
コーティングＰＶＤ処理において、廃棄物の主な原因は、使用した金属あるいは
金属酸化物スパッタリング用ターゲット内にある。この金属あるいは金属酸化物
は再生および再利用が容易である。
【００３９】 本発明による球状粒子を使用した静電消散性複合材料を製造する場合、１つの
利点は、その球状被覆粒子を大量に装填して使用し、未硬化混合物の粘度をあま
り上昇することなく揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を削減することができることで
ある。これは、色が明るいという好ましい利点の上にさらに加わる利点である。
【００４０】 本発明による複合材料は、複数の被覆粒子を含み、各被覆粒子がそれぞれ単独
に、（ａ）ガラス繊維、セラミック繊維、孔の総容積が約１０〜約９８容量％を
占めるような孔（単数あるいは複数）を含むセラミック楕円体と、孔の総容積が
約１０〜約９８容量％を占めるような孔（単数あるいは複数）を含むガラス楕円
体とからなる群から選択されるコア粒子と、（ｂ）導電性酸化スズインジウムを
含み、そのコア粒子に接着されたコーティングと、 を含み、被覆粒子のΔＥw *値が約５０未満であり、被覆粒子の体積抵抗率が約０
．１Ω・ｃｍを上回りかつ約１０００Ω・ｃｍを下回る。
【００４１】 この組成物の一実施態様において、この被覆粒子の体積抵抗率は、約１Ω・ｃ
ｍを上回りかつ約５００Ω・ｃｍを下回る。
【００４２】 この組成物の一実施態様において、この被覆粒子の体積抵抗率は、約１０Ω・
ｃｍを上回りかつ約３００Ω・ｃｍを下回る。
【００４３】 この組成物の一実施態様において、この被覆粒子のΔＥw *値は、約４０未満で
ある。
【００４４】 この組成物の一実施態様において、この被覆粒子のΔＥw *値は、約３０未満で
ある。
【００４５】 この組成物の一実施態様において、この被覆粒子のＬ*値は約６０を上回り、
ａ*値は約−１０〜＋１０であり、ｂ*値は約０〜約３０である。
【００４６】 この組成物の一実施態様において、この被覆粒子のＬ*値は約７０を上回り、
ａ*値は約−１０〜＋１０であり、ｂ*値は約０〜約３０である。
【００４７】 この組成物の一実施態様において、この被覆粒子のＬ*値は約８０を上回り、
ａ*値は約−５〜＋５であり、ｂ*値は約０〜約２５である。
【００４８】 この組成物の一実施態様において、このコア粒子は、孔の総容積が約２５〜約
９５容量％を占めるような孔（単数あるいは複数）を含むセラミック楕円体と、
孔の総容積が約２５〜約９５容量％を占めるような孔（単数あるいは複数）を含
むガラス楕円体と、これらの混合物とからなる群から選択される。
【００４９】 この組成物の一実施態様において、このコア粒子は、中空ガラス微小球、中空
セラミック微小球、ガラス繊維およびセラミック繊維からなる群から選択される
。
【００５０】 この組成物の一実施態様において、このコア粒子の視感透過率は８０％未満で
ある。
【００５１】 この組成物の一実施態様において、コーティング（ｂ）の厚さは約２ナノメー
トル〜約１００ナノメートルである。
【００５２】 本発明はまた、 （ａ）ポリマーバインダと、 （ｂ）複数の被覆粒子であって、それぞれ単独に （ｉ）無機材料とポリマー材料とからなる群から選択される材料をそれぞ
れ単独に含むコア粒子と、 （ｉｉ）その粒子に接着され、導電性金属酸化物を含むコーティングと、 を含む被覆粒子を含む組成物と、 を含み、その被覆粒子が、約５０未満のΔＥw *と、約０．１Ω・ｃｍを上回りか
つ約１０００Ω・ｃｍを下回る体積抵抗率とを有し、 （Ｉ）その複合材料の表面抵抗率が１０5〜１０12Ω／スクエアであること、
および （ＩＩ）その複合材料の体積抵抗率が１０4〜１０11Ω・ｃｍであること、 の少なくとも一方が当てはまる複合材料を提供する。
【００５３】 この複合材料の一実施態様において、この複合材料のΔＥw *値は、約５０未満
である。
【００５４】 この複合材料の一実施態様において、この複合材料のΔＥw *値は、約４０未満
である。
【００５５】 この複合材料の一実施態様において、この複合材料のΔＥw *値は、約３０未満
である。
【００５６】 この複合材料の一実施態様において、この複合材料のＬ*値は約６０を上回り
、ａ*値は約−１０〜＋１０であり、ｂ*値は約０〜約４０である。
【００５７】 この複合材料の一実施態様において、この複合材料のＬ*値は約７０を上回り
、ａ*値は約−１０〜＋１０であり、ｂ*値は約０〜約４０である。
【００５８】 この複合材料の一実施態様において、この複合材料のＬ*値は約８０を上回り
、ａ*値は約−５〜＋５であり、ｂ*値は約０〜約３５である。
【００５９】 この複合材料の一実施態様において、そのポリマーバインダ（ａ）は、ポリマ
ー樹脂類からなる群から選択される。
【００６０】 この複合材料の一実施態様において、そのポリマー樹脂は、熱硬化性物質およ
び熱可塑性物質からなる群から選択される。
【００６１】 この複合材料の一実施態様において、そのポリマー樹脂は、エポキシ、ウレタ
ン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテル、ポリテト
ラフルオロエチレン、ポリエーテルイミド、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、
およびこれらの混合物からなる群から選択される。
【００６２】 この複合材料の一実施態様において、その複合材料は、床材、成形化合物、液
体塗布コーティングおよび塗料からなる群から選択される。
【００６３】 この複合材料の一実施態様において、その被覆粒子の体積抵抗率は、約０．１
Ω・ｃｍを上回り、約１０００Ω・ｃｍを下回る。
【００６４】 この複合材料の一実施態様において、その被覆粒子の体積抵抗率は、約１Ω・
ｃｍを上回り、約５００Ω・ｃｍを下回る。
【００６５】 この複合材料の一実施態様において、その被覆粒子の体積抵抗率は、約１０Ω
・ｃｍを上回り、約３００Ω・ｃｍを下回る。
【００６６】 この複合材料の一実施態様において、この被覆粒子のΔＥw *値は、約５０未満
である。
【００６７】 この複合材料の一実施態様において、この被覆粒子のΔＥw *値は、約４０未満
である。
【００６８】 この複合材料の一実施態様において、この被覆粒子のΔＥw *値は、約３０未満
である。
【００６９】 この複合材料の一実施態様において、この被覆粒子のＬ*値は約６０を上回り
、ａ*値は約−１０〜＋１０であり、ｂ*値は約０〜約３０である。
【００７０】 この複合材料の一実施態様において、この被覆粒子のＬ*値は約７０を上回り
、ａ*値は約−１０〜＋１０であり、ｂ*値は約０〜約３０である。
【００７１】 この複合材料の一実施態様において、この被覆粒子のＬ*値は約８０を上回り
、ａ*値は約−５〜＋５であり、ｂ*値は約０〜約２５である。
【００７２】 この複合材料の一実施態様において、この被覆粒子は、複合材料の総体積を基
準に５％〜６５％の装填量でポリマーバインダ（ａ）と組合わされる。
【００７３】 この複合材料の一実施態様において、そのコア粒子は、ガラス、セラミック（
類）、無機物（類）、およびこれらの混合物からなる群から選択される無機材料
である。
【００７４】 この複合材料の一実施態様において、その無機物は、珪灰石、雲母、真珠岩、
およびこれらの混合物からなる群から選択される。
【００７５】 この複合材料の一実施態様において、そのポリマー材料は、ポリカーボネート
、ナイロン、アクリロニトリルブタジエンスチレンコポリマー、およびこれらの
混合物からなる群から選択される。
【００７６】 この複合材料の一実施態様において、そのコア粒子の形状は、微粒子、針状、
板、薄片、ロッド、不規則繊維、楕円体およびこれらの混合物からなる群から選
択される。
【００７７】 この複合材料の一実施態様において、そのコア粒子は、中実なセラミック微小
球、ガラス薄片、ガラスフリット、パーライト、ポリマー微粒子、微小球あるい
は繊維、およびこれらの混合物からなる群から選択される。
【００７８】 この複合材料の一実施態様において、そのポリマー微粒子は、ポリカーボネー
ト、ナイロン、アクリロニトリルブタジエンスチレン、およびこれらの混合物か
らなる群から選択される。
【００７９】 この複合材料の一実施態様において、そのコア粒子は、孔の総容積が約１０〜
約９８容量％を占めるような孔（単数あるいは複数）を含むセラミック楕円体と
、孔の総容積が約１０〜約９８容量％を占めるような孔（単数あるいは複数）を
含むガラス楕円体とからなる群から選択されるコア粒子と、これらの混合物とか
らなる群から選択される。
【００８０】 この複合材料の一実施態様において、そのコア粒子は、孔の総容積が約２５〜
約９５容量％を占めるような孔（単数あるいは複数）を含むセラミック楕円体と
、孔の総容積が約２５〜約９５容量％を占めるような孔（単数あるいは複数）を
含むガラス楕円体とからなる群から選択されるコア粒子と、これらの混合物とか
らなる群から選択される。
【００８１】 この複合材料の一実施態様において、そのコア粒子は、中空ガラス微小球、中
空セラミック微小球、ガラス繊維およびセラミック繊維からなる群から選択され
る。
【００８２】 この複合材料の一実施態様において、そのコア粒子の視感透過率は８０％未満
である。
【００８３】 この複合材料の一実施態様において、コーティング（ｂ）（ｉｉ）は酸化スズ
インジウムを含む。
【００８４】 本発明による被覆粒子を、 （ａ）無機材料とポリ材料からなる群から選択される材料をそれぞれ単独に含
む複数のコア粒子を提供するステップと、 （ｂ）導電性金属酸化物が各コア粒子に接着されるように物理的気相成長法に
より導電性金属酸化物を含む導電性コーティングを各粒子上に施して、一定のΔ
Ｅw *値を有する複数の被覆粒子を含む組成物を形成するステップと、 （ｃ）任意にその組成物を、酸素を含む雰囲気中にて加熱して被覆粒子のΔＥ w * 値を低下させるするステップと、 を含む方法であって、被覆粒子の体積抵抗率が、約０．１Ω・ｃｍを上回り、か
つ約１０００Ω・ｃｍを下回り、 （Ｉ）ステップ（ｂ）後の被覆粒子のΔＥw *値が約５０未満であること、およ
び （ＩＩ）ステップ（ｃ）が含まれればその後の被覆粒子のΔＥw *値が約５０未
満であること、 の少なくとも一方が当てはまる方法により製造すると好ましい。
【００８５】 上記方法の一好適実施態様において、 （Ｉ）ステップ（ｂ）後の被覆粒子のΔＥw *値が約４０未満であること、およ
び （ＩＩ）ステップ（ｃ）が含まれればその後の被覆粒子のΔＥw *値が約４０未
満であること、 の少なくとも一方が当てはまる。
【００８６】 上記方法のさらに好適な一実施態様において、 （Ｉ）ステップ（ｂ）後の被覆粒子のΔＥw *値が約３０未満であること、およ
び （ＩＩ）ステップ（ｃ）が含まれればその後の被覆粒子のΔＥw *値が約３０未
満であること、 の少なくとも一方が当てはまる。
【００８７】 この物理的気相成長法がスパッタコーティング処理であると好ましい。この方
法の一実施態様によれば、そのスパッタコーティング処理には、金属酸化物スパ
ッタリング用ターゲットを使用し、そのスパッタコーティング処理は酸素のない
環境で行われる。本発明による別の実施態様によれば、そのスパッタコーティン
グ処理は金属スパッタリング用ターゲットを使用し、そのスパッタコーティング
処理は酸素の存在下で行われ、ステップ（ｃ）を実施する。
【００８８】 発明の詳細な説明 本発明による色の明るい導電性被覆粒子、その製造方法、およびそれから製造
する複合材料について本明細書にて詳細に説明する。
【００８９】 コア粒子 本発明により有用なコア粒子（すなわちコーティングされていない粒子）は、
無機材料とポリマー材料とからなる群から選択される材料を含有する。有用な無
機材料の例として、ガラス、セラミック（類）、珪灰石、雲母および真珠岩など
の無機物（類）、およびこれらの混合物が挙げられるがこれらに限定するもので
はない。有用なポリマー材料の例として、ポリカーボネート、ナイロン、アクリ
ロニトリルブタジエンスチレンコポリマー、その他、およびこれらの混合物が挙
げられるがこれらに限定するものではない。
【００９０】 コア粒子の形状はさまざまでよい。本発明に有用な形状の例として、微粒子、
板、薄片、針状、ロッド、不規則繊維、および球状（微小球など）を含むがこれ
に限定されない楕円体が挙げられるがこれらに限定するものではない。これらの
コア粒子は、中実でも、中空でも、すなわち１つ以上の孔を含む形態でもよい、
孔を、その粒子内に全体が含有されるキャビティとして定義する。中空粒子を、
１つ以上の孔を含む粒子として定義する。
【００９１】 中空の、すなわち１つ以上の孔を含むコア粒子は、孔の総容量が十分であれば
、有効な光の散乱体となり得る。粒子内の孔の空間が、その中を通過する光の方
向を変えると考えられる。これにより、外観に拡散輝度が得られると同時に粒子
および樹脂の色が最小限に抑えられる。この光散乱効果を得られる粒子内の好適
な孔の総容量は、粒子の総体積を基準に、約１０〜約９８容量％であり、約２５
〜約９５容量％であれば好ましい。この孔空間は、中空の単細胞粒子内に実質的
に１つの空間であても、あるいは複数の小さな孔であってもよい。複数の孔空間
を有する中空コア粒子を、中空ガラス微小球、中空セラミック微小球、およびこ
れらの混合物からなる群から選択すると好ましい。
【００９２】 具体的に有用なコア粒子の例として、ポリマー微粒子、ポリマー微小球、ポリ
マー繊維、中空ガラス微小球、中実ガラス微小球、中空セラミック微小球、中実
セラミック微小球、ガラス繊維、セラミック繊維、珪灰石繊維、雲母薄片、ガラ
ス薄片、ガラスフリット、真珠岩、ポリカーボネート微粒子、ポリカーボネート
微小球、ポリカーボネート繊維、ナイロン微粒子、ナイロン微小球、ナイロン繊
維、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）微粒子、ＡＢＳ微小球、Ａ
ＢＳ繊維など、およびこれらの混合物が挙げられるがこれらに限定するものでは
ない。
【００９３】 このコア粒子を、孔の総容積が好ましくは約１０〜約９８容量％、より好まし
くは約２５〜約９５％を占めるような孔（単数あるいは複数）を含む中空ガラス
楕円体と、孔の総容積が好ましくは約１０〜約９８容量％、より好ましくは約２
５〜約９５％を占めるような孔（単数あるいは複数）を含む中空セラミック楕円
体と、ガラス繊維と、セラミック繊維と、これらの混合物とからなる群から選択
すると好ましい。このコア粒子を、中空ガラス微小球、中空セラミック微小球、
ガラス繊維、セラミック繊維、およびこれらの混合物からなる群から選択すれば
より好ましい。
【００９４】 コア粒子の表面を非多孔質にして、好ましくは少なくとも実質的に連続的な（
より好ましくは連続する）フィルムコーティングを受容および支持できるように
すると好ましい。このコーティングの塗布を容易にするため、コア粒子の表面積
を比較的狭くして、余分な凝集を起こさず、真空処理と適合させるようにすると
好ましい。このコア粒子の平均表面積（通常ＢＥＴ）は、約２０ｍ2／ｇｍ未満
であれば好ましく、約１０ｍ2／ｇｍ未満であればより好ましく、約５ｍ2／ｇｍ
未満であれば最も好ましい。この平均表面積が広すぎると、経済的に実現性のあ
る製造条件下において所望の導電性（被覆粒子に所望する体積抵抗率を得るため
）を得られる十分な厚さのコーティングを設けることは難しい。
【００９５】 このコア粒子の寸法はさまざまでよい。コア粒子の寸法を、ガラス繊維の平均
長さなど、平均主要粒子寸法と定義する。別の例として、球状粒子における平均
主要粒子寸法は平均粒径である。コア粒子の平均主要粒子寸法および被覆粒子の
平均主要粒子寸法が、約１センチメートル未満であると好ましく、約１〜約２０
００マイクロメートルであればより好ましく、約１０〜約１０００マイクロメー
トルであれば最も好ましい。
【００９６】 このコア粒子の色は明るいと好ましい。「明るい色」および色の性質を、本明
細書ではＨｕｎｔｅｒ ＬａｂｓｃａｎTM６０００などの分光計を用いて規定す
る。標準の色モデルはＣＩＥ（国際照明委員会Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃ
ｏｍｍｉｓｓｉｏｎ ｏｎ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ）による１９７６（Ｌ*
ａ*ｂ*表色系）色空間であり、これにより１００を非常に明るく、０を非常に暗
いとする明度Ｌ*の値が得られる。ａ*値は、赤あるいは緑を示しており、正の数
であれば赤、負の数であれば緑である。ｂ*値は、黄あるいは青を示しており、
正の数であれば黄、負の数であれば青である。ａ*値およびｂ*値が０に近いほど
、その色は中間色である、あるいは淡い。
【００９７】 本明細書ではＣＥＩＬＡＢ１９７６Ｌ*ａ*ｂ*色差式を用いて「明るい色」を
評価する。この式は、２つの材料のＬ*値、ａ*値およびｂ*値の差異のベクトル
合計である。（Ｈｕｎｔｅｒ、Ｒｉｃｈａｒｄ Ｓ．およびＨａｒｏｌｄ，Ｒｉ
ｃｈａｒｄ Ｗ．著、Ｔｈｅ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ Ａｐｐｅａｒａ
ｎｃｅ、第２版、Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ａｎｄ Ｓｏｎｓ、１９８７年。）そ
の式は、 ΔＥw *＝（（Ｌ1 *−Ｌ2 *）2＋（ａ1 *−ａ2 *）2＋（ｂ1 *−ｂ2 *）2）1/2 であり、このときΔＥw *は２つの材料が持つ色の差異であり、Ｌ1 *、ａ1 *、ｂ1 * は基準とする色を示し、この場合は完全白色（Ｌ1 *＝１００、ａ1 *＝０、ｂ1 *＝
０）であり、Ｌ2 *、ａ2 *、ｂ2 *は測定している材料の色を示す。基準である白色
の値を挿入して下付文字を取り払うと、 ΔＥw *＝（（１００−Ｌ*）2＋（ａ*）2＋（ｂ*）2）1/2 となり、このときΔＥw *は「白との距離」であり、Ｌ*、ａ*、ｂ*は測定してい
る材料の色を示す。
【００９８】 ΔＥw *の値が小さいと、基準の白色に近い色、すなわち「明るい色」であるこ
とを示している。さらに具体的に言えば、明るい色のコア粒子とは、ΔＥw *の値
が約５０未満、好ましくは約４０未満、より好ましくは約３０未満であるコア粒
子を意味する。
【００９９】 さらに、コア粒子のΔＥw *値を所望通りとする好適なＬ*値、ａ*値、およびｂ * 値は、約６０を上回るＬ*、約−１０〜約＋１０のａ*、および約０〜約３０の
ｂ*であり、約７０を上回るＬ*、約−１０〜約＋１０のａ*、および約０〜約３
０のｂ*であれば好ましく、約８０を上回るＬ*、約−５〜約＋５のａ*、および
約０〜約２５のｂ*であれば最も好ましい。
【０１００】 コア粒子（すなわち未被覆粒子）は、光に対して非透過性であることが好まし
く、コア粒子２重量％およびエチレングリコール９８重量％を混合し、得られた
混合物を１ｍｍの光路長さを有する石英体内に配置し、ＡＳＴＭ Ｄ１００３に
したがって分光計により測定したときに、視感透過率あるいはＴＬＴが８０％未
満であると好ましい。視感透過率が約６０％未満であればより好ましく、約３０
％未満であればさらに好ましい。被覆粒子および静電消散性複合材料を不透明あ
るいは光に対して非透過性とすることができるため、コア粒子は非透過性である
ことが望ましい。これは、コンクリートあるいは黒いプライマコートなどの色の
暗い表面に塗布する静電消散性床被覆剤を製造する際に有利である。
【０１０１】 コーティング 本明細書で使用する導電性コーティングは明るい色であると好ましい。導電性
金属酸化物に分類されるものが本発明により有用なコーティングである。ここで
言う用語「金属酸化物」には、単金属の酸化物、金属合金の酸化物、ハロゲンで
ドープした金属の酸化物、およびこれらの混合物を含む。金属酸化物の代表例と
して、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛が挙げられる。金属合金の酸化物の
代表例として、酸化スズインジウム（ＩＴＯ）、酸化スズアンチモン（ＡＴＯ）
、および酸化アルミニウム亜鉛（ＺＡＯ）が挙げられる。ドープした金属酸化物
の代表例として、塩素でドープした酸化スズおよびフッ素でドープした酸化スズ
など、ハロゲンでドープした酸化スズが挙げられる。このコーティングが酸化ス
ズインジウムを含むと好ましい。
【０１０２】 この金属酸化物のコーティングは十分な導電性を備えて、導電性を有する被覆
粒子を提供し、被覆粒子に十分な体積抵抗率を持たせなければならない。さらに
、この金属酸化物のコーティングの色を十分に明るくして、必要とされる明るい
色を備えた被覆粒子を提供しなくてはならない。
【０１０３】 このコーティングの厚さを十分にして、導電性である実質的に連続する、より
好ましくは連続するコーティングを形成すると好ましい。このコーティングが薄
すぎると、コーティングに導電性が備わらず、仕上る被覆粒子に必要な体積抵抗
率を施すことができない。このコーティングが厚すぎると、コーティングされた
粒子の色が中間あるいは暗い色となる、すなわち要件となるΔＥw *値を有さず、
場合によっては暗い黄色がかった色となる可能性がある。ΔＥw *値が低く、体積
抵抗率が適切となる最良の組合わせを得るには、コーティングの厚さを約２〜約
１００ナノメートルとすると好ましく、約２〜約８０ナノメートルであればより
好ましく、約５〜約５０ナノメートルであれば最も好ましい。
【０１０４】 被覆粒子 本発明による被覆粒子は、導電性金属酸化物コーティングを接着したコア粒子
を含む。このコア粒子および金属酸化物コーティングを、色の明るい導電性被覆
粒子が得られるように選択する。本発明による被覆粒子の色は明るくなくてはな
らない。このコア粒子およびコーティングの双方の色が明るくても、あるいは仕
上る被覆粒子自体の色が明るくなるのであればどちらか一方の色が明るくてもよ
い。例えば、コア粒子の色は、被覆粒子自体の色が明るくなるようにコーティン
グの色が十分に明るく、その厚さが十分であれば、本発明で規定する条件による
色の明るさを備えなくともよい。別の例として、コア粒子の色を十分に明るくす
れば、コーティングの色が明るくなくともその厚さを薄くして適用し、コア粒子
の色の明るさを利用して、仕上がる被覆粒子の色を明るくしてもよい。
【０１０５】 本発明による被覆粒子のΔＥw *値は、上記で説明したように測定すると、約５
０未満であり、約４０未満であれば好ましく、約３０未満であればより好ましい
。所望するΔＥw *値を被覆粒子に持たせるには、被覆粒子におけるＬ*、ａ*、お
よびｂ*の値は、Ｌ*が約６０を上回り、ａ*が約−１０〜約＋１０、およびｂ*が
約０〜約３０であれば好ましい。約７０を上回るＬ*、約−１０〜約＋１０のａ* 、および約０〜約３０のｂ*であればより好ましく、約８０を上回るＬ*、約−５
〜約＋５のａ*、および約０〜約２５のｂ*であれば最も好ましい。
【０１０６】 導電性は抵抗率の逆であるため、導電性被覆粒子は、低い体積抵抗率の被覆粒
子であると定義できる。この被覆粒子の体積抵抗率は、本明細書にて後述するよ
うに測定すると、約０．１Ω・ｃｍを上回り、かつ約１０００Ω・ｃｍを下回ら
なければならず、約１Ω・ｃｍを上回り、かつ約５００Ω・ｃｍを下回れば好ま
しく、約１０Ω・ｃｍを上回り、かつ約３００Ω・ｃｍを下回ればより好ましい
。この被覆粒子の体積抵抗率が高すぎると（すなわち粒子の導電性が十分でない
場合）、これらの被覆粒子から製造する複合材料の表面抵抗率および／または体
積抵抗率は高くなりすぎる。反対に、この被覆粒子の体積抵抗率が低すぎると（
すなわち粒子の導電性が高すぎる場合）、これらの被覆粒子から製造する複合材
料の表面抵抗率および／または体積抵抗率は低くなりすぎる（すなわち複合材料
の導電性が高くなりすぎる）。
【０１０７】 粒子のコーティング方法 物理的気相成長法（ＰＶＤ）により、粒子にコーティングを施すと好ましい。
物理的気相成長法の１形態であるスパッタコーティングにより粒子にコーティン
グを施すとより好ましい。
【０１０８】 任意に、コア粒子を、空気オーブン内で、約８０〜２５０℃の温度、通常約１
７５℃にて、約１〜約２４時間、通常約２時間乾燥させることによりコーティン
グ前に準備する。このステップにより、コア粒子の表面上に吸収されている可能
性のある水分を除去する。真空チャンバ内に配置する前にコア粒子を乾燥させる
ことにより、真空系により所望の開始圧力まで下げるために必要な時間を短縮す
る。この温度および乾燥時間は、コア粒子の種類に合うように適合してよく、例
えばポリマーコア粒子であれば高温では支障をきたす場合がある。
【０１０９】 次に、乾燥したコア粒子を通常、真空チャンバ内に配置し、ポンピングしてチ
ャンバを排気する。通常、背圧は約１０-6トルから約１０-4トルの範囲である。
その系が適した背圧に達した後、通常アルゴンである、十分な量のスパッタリン
グガスを注入して、約１〜１０ミリトル、通状約３ミリトルの背圧とする。
【０１１０】 一般にスパッタリング用ターゲットと呼ばれるコーティング材料源は、例えば
、インジウムスズ合金などの金属形態であっても、スパッタコーティングＰＶＤ
を使用する場合は、例えば、酸化スズインジウムなどの金属酸化物の形態であっ
てもよい。
【０１１１】 スパッタリング用ターゲットがインジウムスズ合金などの金属の場合、スパッ
タコーティング処理の間に酸素を投入して少なくとも部分的に酸化したコーティ
ングを製造しなくてはならない。金属ターゲットを使用するスパッタコーティン
グ中にシステム内に酸素が投入されないと、コーティングは金属質となる。こう
して得られた金属コーティングを１つの酸化ステップで酸化することは難しい可
能性がある。これを難しくする原因の１つと考えられることは、そのコーティン
グの酸化が表面層のみにとどまり、金属コーティングの厚さの底部にまで酸化が
達しないことである。こうした粒子の外観は、金属の暗い色のままである。もう
１つの原因と考えられることは、コーティングが加熱により、導電性を得られな
い程度の断続状態になり得ることである。
【０１１２】 金属製のスパッタリング用ターゲットを用いて、所望通りに明るい色と導電性
を備えたコーティングを施す場合、スパッタコーティングシステムに十分な酸素
を投入することができる。しかしながら、スパッタ処理中に投入する酸素が多す
ぎると、スパッタ率の低下を伴う「ターゲットの損傷」などの問題が発生する可
能性がある。良好なスパッタ率および装置性能を保持すると同時に、酸素の適量
を維持して所望の抵抗率およびΔＥw *を備えた粒子を得ることは難しい可能性が
ある。
【０１１３】 したがって、金属製のスパッタリング用ターゲットを用いてスパッタコーティ
ングする場合の処理は、スパッタ処理中に十分な酸素を供給してコーティングを
部分的に酸化し、コーティングステップの後、空気などの酸素含有環境内におけ
る酸化ステップにより完全に酸化すると好ましいことがわかった。
【０１１４】 酸化スズインジウムのターゲットを用いる場合、ガラス板あるいはポリマーフ
ィルムのロールなどの平坦な基材上で酸化スズインジウムコーティングを製造す
る周知の従来方法では、スパッタ処理中に酸素を投入する。しかしながら、驚く
べきことに、本発明により酸化スズインジウムのターゲットを用いるコア粒子コ
ーティング方法では、スパッタ処理中に酸素を投入しないと好ましいことがわか
った。これにより、適した抵抗率およびΔＥw *を有する被覆粒子を製造すること
ができる。スパッタコーティング中に僅かな酸素を投入しても、酸化スズインジ
ウムのターゲットを使用する場合は、暗い黄色をし、不適切な体積抵抗率を有す
る被覆粒子が製造されることがわかった。
【０１１５】 使用するターゲットが金属製あるいは金属酸化物製にかかわらず、製造された
被覆粒子の抵抗率およびΔＥw *が、処理後、空気などの酸素存在下における加熱
ステップによりさらに低下する可能性はある。しかしながら、処理後に加熱ステ
ップを施さなくとも、金属あるいは金属酸化物のターゲットからのスパッタ処理
することより、所望の体積抵抗率および明るい色を備えた被覆粒子を提供可能な
、適した導電性を備えるコーティングを製造できることは非常に有利である。こ
れにより、熱処理を施せば破壊されてしまうポリマービーズなどの感熱性コア粒
子をコーティングすることが可能となる。
【０１１６】 ハロゲンをドープした金属酸化物コーティングを製造するため、金属あるいは
金属酸化物のスパッタリング用ターゲットを用いてＣＦ4などのハロゲン含有気
体下にてスパッタコーティングを行ってもよい。このシステム内にて酸素を用い
てもよい。
【０１１７】 真空スパッタリングシステムは通常、ＤＣマグネトロン方式で操作される。コ
ア粒子は通常、スパッタリング用ターゲットの下でゆっくり転がる。そのスパッ
タリング時間および電力量は、被覆粒子が必要な体積抵抗率を備え、粒子の実質
的に全体（より好ましくは粒子全体）に少なくとも実質的に連続する（より好ま
しくは連続する）十分な厚さのコーティングを製造するように選択する。通常、
スパッタリング時間は約２〜約２４時間の範囲であり、電圧は約１〜約８キロワ
ットである。以下の実施例により、一般条件の具体的な詳細について説明する。
上記に説明したように、金属製ターゲットを使用する場合は、スパッタリング中
、酸素をチャンバに投入すると好ましい。しかしながら、金属酸化物製ターゲッ
トを使用する場合は、スパッタリング中、酸素をチャンバに投入しない、つまり
スパッタリングを酸素のない環境内で行う方が好ましい。スパッタコーティング
ステップ後、ターゲットが金属製あるいは金属酸化物製にかかわらず、空気など
の酸素含有雰囲気中にて加熱するなどにより、そのコーティングされた粒子をさ
らに酸化して、体積抵抗率を低減し、所望のΔＥw *を得てもよい。
【０１１８】 このスパッタコーティング処理は、被覆粒子の製造に驚くほど効果があり、コ
ストパーフォーマンスもよい。これにより、通常連続状かつ均一であり、コア粒
子に強力に接着する、粒子上の導電性金属酸化コーティングが得られる。この製
造処理は、乾燥型で環境を汚染しない真空処理であり、溶剤あるいは液体廃棄材
料を必要としない。金属あるいは金属酸化物コーティング材料はほぼ完全に粒子
上に付着する。廃棄物となる主な源は、使用したスパッタリング用ターゲット内
に残留する金属あるいは金属酸化物である。この金属あるいは金属酸化物は固体
形態であるため、再生および再使用が容易である。
【０１１９】 複合材料 本発明による静電消散性複合材料は、ポリマーバインダ材料（単数あるいは複
数）内に明るい色の導電性被覆粒子を含む。このポリマーバインダ材料は、ポリ
マー樹脂などでよい。有用なポリマー樹脂の例として、エポキシおよびウレタン
などの熱硬化性物質；ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリス
チレン、ポリ塩化ビニル、ポリエーテル、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）、およびポリエーテルイミド（ＰＥＩ）などの熱可塑性物質；ポリエチレン
、ポリプロピレン、エチレンプロピレンコポリマーなどのポリオレフィン、およ
びこれらの混合物が挙げられるがこれらに限定するものではない。
【０１２０】 本発明による複合材料の色は明るく、そのΔＥw *は、上記に説明したような測
定により約５０未満であると好ましく、約４０未満であればより好ましく、約３
０未満であれば最も好ましい。
【０１２１】 さらに、好適なΔＥw *値を得るため、複合材料のＬ*、ａ*、およびｂ*の値は
、Ｌ*が約６０を上回り、ａ*が約−１０〜約＋１０、およびｂ*が約０〜約４０
であれば好ましい。約７０を上回るＬ*、約−１０〜約＋１０のａ*、および約０
〜約４０のｂ*であればより好ましく、約８０を上回るＬ*、約−５〜約＋５のａ * 、および約０〜約３５のｂ*であれば最も好ましい。
【０１２２】 本発明による静電消散性複合材料の表面抵抗率は１０5〜１０12Ω／スクエア
であり、および／またはその体積抵抗率は１０4〜１０11Ω・ｃｍである。本発
明による静電消散性複合材料の表面抵抗率が１０6〜１０9Ω／スクエアであり、
および／またはその体積抵抗率が１０5〜１０8Ω・ｃｍであれば好ましい。
【０１２３】 所望の静電消散性抵抗率を得るため、被覆粒子に十分な量のポリマー材料を付
与して、その材料内に導電性通路網を形成しなくてはならない。必要となる被覆
粒子の量は、粒子の形状に依存して変化する。コーティングガラスあるいはセラ
ミック微小球などの球状被覆粒子の場合、複合材料に静電消散性特性を具備する
には比較的多量の装填が必要であり、複合材料の総体積を基準に通常約３０〜約
５０容量％の範囲である。コーティングガラス繊維などの円柱形被覆粒子の場合
、複合材料に静電消散性特性を具備するにはそれより比較的少量の装填でよく、
複合材料の総体積を基準に通常約１０〜約２５容量％の範囲である。そのアスペ
クト比、あるいは繊維長さの繊維直径に対する比率によっても、必要となる装填
量は変化する。極めて小さい被覆粒子、特に寸法が１ミクロン未満の粒子は凝集
しがちであり、装填量が非常に少量であっても導電網を形成する可能性がある。
総合的には、複合材料は通常、静電消散性特性を得るために、その複合材料の総
体積を基準に、約５〜約６５容量％の被覆粒子を装填する必要がある。
【０１２４】 本発明による色の明るい静電消散性複合材料には数多くの使用法があり、その
例として、色の明るい静電消散性化合物、ブラシ、ローラ、あるいはスプレーに
より適用してよい液体塗布コーティングが挙げられるがこれらに限定するもので
はない。液体塗布コーティングの種類の１例は、静電消散性床材である。その被
覆粒子の色が明るい、あるいはΔＥw *が低いことから、美観に優れ、明るいベー
ジュあるいはクリーム色などの明るい色合いをした床材を製造することができる
。もう１つの例は、コンピュータの筐体、電子部品を取り扱うトレイあるいはト
ートなどの成形部分の製造に使用可能な静電消散性成形化合物である。その被覆
粒子の色が明るい、あるいはΔＥw *が低いことから、色の明るい、または、トレ
イを魅力的にデザインするあるいは色分けするために顔料で着色が可能である静
電消散性成形部分を製造することができる。
【０１２５】 定義および試験方法 被覆粒子の体積抵抗率の測定 被覆粒子の体積抵抗率を、以下の方法を用いて測定した。円形の断面積が１．
０ｃｍ2である円柱状のキャビティを備えたアセチルブロックからなる試験体を
使用した。このキャビティの底面を真鍮製の電極でカバーした。もう１つの電極
は、１．０ｃｍ2の断面積を有する真鍮製シリンダであり、これはそのキャビテ
ィ内にぴったり嵌合するものであった。試験対象の被覆粒子をこのキャビティ内
に配置してから、この真鍮製シリンダを挿入した。この真鍮製シリンダの頂部に
錘を配置し、被覆粒子上に１２４キロパスカル（１８ｐｓｉ）の合計圧力をかけ
た。これらの電極をデジタル式電圧抵抗ミリアンペア計に接続して抵抗率を測定
した。被覆粒子床の高さが１．０ｃｍとなった時に観測された抵抗率が、Ω・ｃ
ｍを単位とする被覆粒子の体積抵抗率に匹敵した。
【０１２６】 静電消散性複合材料の体積抵抗率の測定 静電消散性複合材料の表面抵抗率を、Ｍｏｎｒｏｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
（米国ニューヨーク州、Ｌｙｎｄｏｎｖｉｌｌｅ）製Ｍｏｄｅｌ２７２Ａ Ｐｏ
ｒｔａｂｌｅ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ／Ｒｅｓｉｓｔａｎｃ
ｅ Ｍｅｔｅｒを用いて測定した。この試験方法はＡＳＴＭ Ｄ２５７に記載さ
れている。非導電性支持体（米国ニュージャージー州ＭａｈｗａｈのＬｅｎｅｔ
ａ Ｃｏ．製の白いＬｅｎｅｔａ Ｆｏｒｍ２Ａカード）上に１ミリメートルの
厚さで拡散あるいは「引き延ばされた」複合材料の表面に対して測定を行った。
名前が示すように、表面抵抗率は、材料の表面を横切って測定するものであり、
単位は「Ω／スクエア」で表される。すべての測定は１０ボルトＤＣ（直流）で
行った。
【０１２７】 １ミリメートルを超える厚さの複合材料の表面抵抗率は、１ミリメートル厚さ
の複合材料部分を薄く切取り、これを絶縁表面上に配置して、その１ミリメート
ル厚さ部分に表面抵抗率試験を行うことにより測定することができる。
【０１２８】 静電消散性複合材料の体積抵抗率の測定 静電消散性複合材料の体積抵抗率を、Ｍｏｎｒｏｅ Ｍｏｄｅｌ ２７２Ａ計
器を使用し、Ｍｏｎｒｏｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｎｏｔｅ ＥＳ−４１、
「Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｖｏｌｕｍｅ Ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ Ｍｅａｓｕｒ
ｅｍｅｎｔｓ」にしたがって測定した。体積抵抗率を材料の厚さあるいは体積を
基に測定した。体積抵抗率は、測定された抵抗に電極の面積を掛け合わせ、複合
材料の厚さで割ったものであり、その単位は「Ω・ｃｍ」である。すべての測定
は１０ボルトＤＣ（直流）で行った。
【０１２９】 視感透過率の測定 試験対象であるコア粒子などの粒子の視感透過率（ＴＬＴ）を、ＡＳＴＭ Ｄ
１００３−９２にしたがって測定した。この測定は、ＲＳＡ−ＰＥ−１９ａ積分
球アクセサリを嵌合した、Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ（米国コネチカット州、Ｎ
ｏｒｗａｌｋ）製Ｌａｍｂｄａ １９TM Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ
を用いて行った。この球の直径は１５０ｍｍであった。試験対象である粒子を、
エチレングリコール内の２重量％の懸濁液とした。１．０ｃｍの通路、幅５ｃｍ
、および高さ５ｃｍの光学ガラス試料体を用いてスペクトルをとった。視感透過
率とは、散乱如何にかかわらず、この試料体を通過したすべての光の合計であり
、試料体に入射した光の百分率で表される。
【０１３０】 ＣＩＥＬＡＢ表色の測定 ＨｕｎｔｅｒTM Ｌａｂｓｃａｎ ６０００（米国バージニア州Ｒｅｓｔｏｎ
のＨｕｎｔｅｒ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）を用いて色を
評価した。この装置は、試料からの光の反射率を測定し、Ｌ*、ａ*、およびｂ*
の値を出力する。これらのうち、Ｌ*は材料の明度を示し、１００であれば非常
に明るく、０であれば非常に暗いことになる。ａ*値は、赤あるいは緑色を示し
ており、正の数であれば赤、負の数であれば緑である。ｂ*値は、黄あるいは青
を示しており、正の数であれば黄、負の数であれば青である。
【０１３１】 本明細書では、白に対するＣＩＥＬＡＢ１９７６Ｌ*ａ*ｂ*色差式を用いて「
明るい色」を特定する。（この式は上記に基づいている。） ΔＥw *＝（（１００−Ｌ*）2＋（ａ*）2＋（ｂ*）2）1/2 このときΔＥw *は「白との距離」であり、Ｌ*、ａ*、およびｂ*は測定した材料
の色を示す。
【０１３２】 白いＬｅｎｅｔａ Ｆｏｒｍ２Ａカード（米国ニュージャージー州、Ｍａｈｗ
ａｈのＬｅｎｅｔａ Ｃｏ．）上に未硬化材料を厚さ１ミリメートルにコーティ
ングすることにより、エポキシを主成分とする複合材料などの複合材料を測定用
に準備してよい。これを測定前に硬化することができる。ＣＩＥＬＡＢモデルに
したがい、Ｆ２ Ｉｌｌｕｍｉｎａｎｔ（クールホワイト蛍光灯）、１３ｍｍ（
０．５ｉｎ）口径、および１０°Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｏｂｓｅｒｖｅｒを用いて
Ｌｅｎｅｔａカードの白い部分に対してＬ*、ａ*、およびｂ*を測定した。
【０１３３】 １ミリメートルの厚さを有する複合材料部分を薄く切取り、これをＬｅｎｅｔ
ａカードに接着し、その１ミリメートル厚さ部分に対してＣＩＥＬＡＢ色測定を
行うことにより、１ミリメートルを超える厚さの複合材料について測定すること
ができる。
【０１３４】 被覆粒子あるいはコア粒子などの粒子をおよそ１３ｍｍの深さまで平坦な透明
容器内に配置することにより、これらの粒子を測定してもよい。この容器の上に
白い基材タイル（Ｈｕｎｔｅｒ ＬＳ−１３８７０）を、粒子の上約２５ｍｍの
位置に配置する。これを、ＣＩＥＬＡＢモデルにしたがい、Ｆ２ Ｉｌｌｕｍｉ
ｎａｎｔ、１３ｍｍ（０．５ｉｎ）口径、および１０°Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｏｂ
ｓｅｒｖｅｒを用いて測定した。
【０１３５】 被覆粒子平均コーティング厚さの算出 試料である被覆粒子上の導電性コーティングの平均厚さを、以下の関係を用い
て推定した。 ｔ＝１０*Ｃ*Ｗ／（Ｄ*Ｓ） このとき、ｔは、ナノメータを単位とするコーティングの平均厚さを示し、Ｗは
、被覆粒子の総重量を基準に、試料である被覆粒子上のコーティングにおける主
要金属（あるいは最も多量の金属）重量％の平均重量％（測定方法は以下に記載
）を示し、Ｄは、立方センチメートル当たりのグラム数（ｇ／ｃｃ）を単位とす
るコーティング密度（例えば、酸化スズインジウムは７．３ｇｍ／ｃｃ）を示し
、Ｓは、グラム当たり平方メートル（ｍ2／ｇ）を単位とする被覆粒子の平均表
面積（測定方法は以下に記載）を示し、Ｃは、金属厚さから金属酸化物厚さに変
換して、酸化スズインジウム内のように複数の金属が含まれることを明らかにす
る変換係数（この特定方法は以下に記載）を示す。
【０１３６】 金属酸化物厚さを求める変換係数Ｃの特定方法 Ｃは、１種類以上の金属および／または金属酸化物などの金属化合物を含む可
能性のあるコーティングの厚さを得るための変換係数である。所与の金属組成物
が重量基準で表されている場合、その式は原子を基準に立てられる。これは、そ
の比率を金属の原子量で割ると得られる。例えば、酸化スズインジウムのターゲ
ットは、９０重量％のインジウムと１０重量％のスズからなる。インジウムおよ
びスズの原子量で割ると、スズの各１原子当たりインジウムの９．３原子という
比率が得られる。酸化インジウムはＩｎ2Ｏ3であり、酸化スズはＳｎＯ2である
ことから、酸化スズインジウム（９０％Ｉｎ／１０％Ｓｎターゲットより）の式
は、 ９．３（ＩｎＯ1.5）・１（ＳｎＯ2） となり、これは Ｉｎ1.0Ｓｎ.11Ｏ1.72 と変形できる。変換係数Ｃは、コーティング（例えば酸化スズインジウム）の式
量を、重量％データによる（例えばインジウム）金属の原子量で割った比率であ
る。酸化スズインジウムの例で続けると、原子量を互いに合計すると、ＩＴＯに
対して１５５．５４の式量が得られる。インジウムの原子量が１１４．８２であ
るため、変換係数Ｃは、１５５．５４／１１４．８２、あるいは１．３５となる
。
【０１３７】 被覆粒子のコーティング内金属重量％Ｗを測定する方法 コーティング内の金属の平均重量％Ｗは、そのコーティングを塩酸内に溶解し
て特定することができる。この溶液を、Ｍ．ＴｈｏｍｐｓｏｎおよびＪ．Ｗａｌ
ｓｈ著、「Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ
Ｐｌａｓｍａ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ」、Ｃｈａｐｍａｎ ａｎｄ Ｈａ
ｌｌ、１９８３年に記載されているように、Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐ
ｌｅｄ Ａｒｇｏｎ Ｐｌａｓｍａ Ａｔｏｍｉｃ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｐｅ
ｃｔｒｏｓｃｏｐｙ法（誘導結合プラズマ発光分光分析法）により分析する。イ
ンジウムスズ合金などのようにコーティングに１種類以上の金属が含有されてい
る場合は、最も重量比率が多く含有されている金属の重量％をＷとして使用する
。上述した変換係数Ｃにより、コーティング内における他の金属の割合が明らか
になる。
【０１３８】 被覆粒子の平均ＢＥＴ表面積Ｓの測定方法 コア粒子あるいは被覆粒子（平均コーティング厚さを特定しようとする場合）
の平均表面積を、Ｔ．Ａｌｌｅｎ著、「Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｉｚｅ Ｍｅａｓ
ｕｒｅｍｅｎｔ」、第３版、Ｃｈａｐｍａｎ ａｎｄ Ｈａｌｌ、１９８１年に
記載されているように、Ｂｒｕｎａｕｅｒ，Ｅｍｍｅｔｔ，Ｔｅｌｌｅｒ法（Ｂ
ＥＴ）を用いて特定することができる。
【０１３９】 実施例 以下の非制限的実施例により、本発明をさらに説明する。
【０１４０】 実施例１ ３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（米国ミネソタ州セントポール）から販売されている乾
燥型Ｓ６０／１００００ＳＣＯＴＣＨＬＩＴＥTM中空ガラス微小球１ｋｇを真空
システム内に配置した。これら中空ガラス微小球の視感透過率は、上記のように
測定したところ１０％であった。これらのコア粒子を、酸化スズインジウム（Ｉ
ＴＯ）でスパッタコーティングしながら、チャンバ内で回転した。そのスパッタ
リング用ターゲットは、９０重量％のインジウムと１０重量％のスズとの組成物
を含む１２．７ｃｍ×３０．５ｃｍ（５ｉｎ×１２ｉｎ）の矩形カソードであっ
た。アルゴンスパッタリングガス圧力は約３ミリトルであった。このカソードを
２．０キロワットで３１０分間、ＤＣマグネトロン方式で運転した。このシステ
ムに、酸素を８０立方センチメートル／分（標準状態換算）（ｓｃｃｍ）のフロ
ー速度で投入した。
【０１４１】 この被覆粒子の色は黒く、コーティングが完全に酸化されていないことを示し
ていた。これらの被覆粒子を４００℃のオーブン内に２０分間放置した。得られ
た被覆粒子の体積抵抗率は１７０Ω・ｃｍであり、これらは体積抵抗率として望
ましいレベルであった。そのΔＥw *値は２２であり、明るい色であることを示し
ていた。表１に、これらの被覆粒子に対するさまざまな測定結果を列挙する。
【０１４２】 これらの酸化スズインジウム（ＩＴＯ）被覆粒子の６．２ｇを、Ｓｈｅｌｌ（
米国テキサス州ヒューストン）から販売されているＥｐｏｎTM８１３エポキシ樹
脂１４．５内に混合した。次いで、やはりＳｈｅｌｌから販売されているＥｐｉ
ｃｕｒｅTM３２７１硬化剤を添加し、混入した。この混合物は、ＩＴＯコーティ
ング中空ガラス微小球を４０容量％含有した。
【０１４３】 ＥｐｏｎTM８１３樹脂は、エポキシ樹脂を主成分とする変性ビスフェノールＡ
エピクロルヒドリンである。ＥｐｉｃｕｒｅTM３２７１硬化剤は、ビスフェノー
ルＡ内ジエチレントリアミンである。ＥｐｏｎTM８１３樹脂にＥｐｉｃｕｒｅTM ３２７１硬化剤を加えた濃度は、Ｓｈｅｌｌによると１．１４ｇｍ／ｃｃである
。
【０１４４】 この被覆粒子およびエポキシ混合物を、白いカード（米国ニュージャージー州
ＭａｈｗａｈのＬｅｎｅｔａ Ｃｏ．製Ｌｅｎｅｔａ Ｆｏｒｍ２Ａ）上に、厚
さ１ミリメートル、面積約１０ｃｍ×約２０ｃｍに伸ばした。試験前にこの混合
物を、室温にて空気中で最低２４時間硬化させた。これにより、ΔＥw *が色の明
るいことを示す２２であり、表面抵抗率が静電消散性であることを示す９．５×
１０5Ω／スクエアである複合材料を得た。表２に、この複合材料に対する測定
結果を列挙する。
【０１４５】 この実施例は、中空コア粒子から色の明るい導電性被覆粒子が製造されること
と、その被覆粒子から色の明るい静電消散性複合材料が製造されることとを実証
している。この色の明るい静電消散性複合材料のΔＥw *値が低いことに留意され
たい。
【０１４６】 実施例２ 米国マサチューセッツ州、ＢｒｉｄｇｅｗａｔｅｒのＦｉｂｅｒｔｅｃから販
売されている乾燥型ミルドグラス繊維（３０１６）１．５ｋｇに、以下の相違点
を除き、実施例１に記載したように酸化スズインジウムを被覆した。これらコー
ティング前のガラス繊維のＴＬＴは、上述のように測定したところ６０％であっ
た。そのスパッタリング用ターゲットは、酸化インジウム９０重量％および酸化
スズ１０重量％の比率で含む酸化スズインジウムであった。電圧を３．０キロワ
ット、スパッタリング時間を１４８分とした。スパッタリング中、酸素は投入し
なかった。これらのコーティングガラス繊維を、４００℃の空気オーブン内に２
０分間放置した。得られたＩＴＯコーティングガラス繊維の体積抵抗率は１１０
Ω・ｃｍであり、これは体積抵抗率として望ましいレベルであった。そのΔＥw * 値は２５であり、明るい色であることを示していた。表１に、これらの導電性被
覆粒子に対するさまざまな測定結果を列挙する。
【０１４７】 このＩＴＯコーティングガラス繊維１３ｇを、エポキシ樹脂（Ｓｈｅｌｌ製Ｅ
ｐｏｎTM８１３）１９．３ｇおよび硬化剤（Ｓｈｅｌｌ製ＥｐｉｃｕｒｅTM３２
７１）３．５ｇ内に混合して、２０容量％のコーティングガラス繊維を含む混合
物を得た。この混合物を、白いＬｅｎｅｔａTMカード上に１ミリメートルの厚さ
に伸ばし、実施例１に記載したように硬化させた。これにより、ΔＥw *が色が明
るいことを示す４０であり、表面抵抗率が静電消散性であることを示す２．０×
１０10Ω／スクエアである複合材料を得た。表２に、この複合材料に対する測定
結果を列挙する。
【０１４８】 実施例３ ３Ｍ（米国ミネソタ州セントポール）から販売されている乾燥型Ｚｅｅｏｓｐ
ｈｅｒｅTMＷ６１０セラミック微小球２．５ｋｇに、以下の相違点を除き、実施
例１に記載したようにコーティングを施した。これらコーティング前のセラミッ
ク微小球のＴＬＴは３４％であった。そのスパッタリング用ターゲットは、酸化
インジウム９０重量％および酸化スズ１０重量％の比率で含む酸化スズインジウ
ムであった。３キロワットの電圧にてコーティング時間を１６時間とした。こう
して得たコーティングセラミック微小球を４００℃の空気オーブン内に２０分間
放置したところ、得られたＩＴＯコーティングセラミック微小球の体積抵抗率は
２６０Ω・ｃｍであり、これは体積抵抗率として望ましいレベルであった。その
ΔＥw *値は２２であり、明るい色であることを示していた。表１に、これらのＩ
ＴＯコーティングセラミック微小球に対するさまざまな測定結果を列挙する。
【０１４９】 このコーティングセラミック微小球２４ｇを、エポキシ樹脂（Ｓｈｅｌｌ製Ｅ
ｐｏｎTM８１３）１４．０ｇおよび硬化剤（Ｓｈｅｌｌ製３２７１TM）２．５ｇ
内に混合して、４０容量％のコーティングセラミック微小球を含む混合物を得た
。この混合物を、白いＬｅｎｅｔａTMカード上に１ミリメートルの厚さに伸ばし
、実施例１に記載したように硬化させた。これにより、ΔＥw *が色の明るいこと
を示す４５であり、表面抵抗率が静電消散性であることを示す３．０×１０10で
ある複合材料を得た。表２に、この複合材料に対する測定結果を列挙する。
【０１５０】 比較例４ ３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（米国ミネソタ州セントポール）から販売されている乾
燥型Ｓ６０／１００００ＳＣＯＴＣＨＬＩＴＥTM中空ガラス微小球を、米国特許
第５，５２９，７０８号（Ｐａｌｍｇｒｅｎ他に付与）に記載されているように
スパッタ被覆した。そのコーティング条件は、９〜１０ナノメータ（ｎｍ）のコ
ーティング厚さが得られるように選択した。そのスパッタリング用ターゲットは
、３０４ステンレス鋼であった。処理中に酸素の投入は行わなかった。この粒子
には次の加熱処理を行わなかった。こうして得られたステンレス鋼コーティング
中空ガラス微小球の体積抵抗率は９．１Ω・ｃｍであり、これは体積抵抗率とし
て望ましいレベルであったが、そのΔＥw *値は６３であり、暗い色であることを
示していた。表１に、これらの被覆粒子に対するさまざまな測定結果を列挙する
。
【０１５１】 次に、このステンレス鋼コーティング中空ガラス微小球６．１ｇを、Ｓｈｅｌ
ｌ製ＥｐｏｎTM８１３エポキシ樹脂１４．４ｇおよびＳｈｅｌｌ製Ｅｐｉｃｕｒ
ｅTM３２７１硬化剤２．７ｇ内に混合して、４０容量％の被覆粒子を含む混合物
を得た。この混合物を、白いＬｅｎｅｔａTMカード上に１ミリメートルの厚さに
伸ばし、実施例１に記載したように硬化させた。これにより、表面抵抗率が静電
消散性であることを示す９．０×１０9Ω／スクエアである複合材料を得たが、
そのΔＥw *は、色の暗いことを示す７８であった。表２に、この複合材料に対す
る測定結果を列挙する。
【０１５２】 この実施例により、これらの従来技術による金属被覆粒子の色は明るくなく、
明るい色の複合材料を提供することができないことが実証された。
【０１５３】 実施例５ 実施例１による酸化スズインジウムを被覆した中空ガラス微小球から、体積抵
抗率の測定に適した試料を製造した。まず、これらのＩＴＯ被覆粒子６．２ｇを
、Ｓｈｅｌｌ製ＥｐｏｎTM８１３エポキシ樹脂１４．５ｇ内に混合した。次に、
やはりＳｈｅｌｌ製であるＥｐｉｃｕｒｅTM３２７１硬化剤２．６１ｇをこれに
混合した。この複合材料は、４０容量％のＩＴＯコーティング中空ガラス微小球
を含んだ。次いで、この複合材料を、剥離ライナ上で、厚さが２．３ミリメート
ルであり直径が約１０ｃｍの円形領域に伸ばし、室温にて空気中で最低２４時間
硬化させた。この試料の体積抵抗率を上述の方法を用いて測定したところ、その
体積抵抗率は、静電消散性抵抗率であることを示す６．３×１０8Ω・ｃｍであ
った。この複合材料はこの厚さでは不透明状態であり、そのΔＥw *値は、明るい
色であることを示す２８（Ｌ*＝８５、ａ*＝−２．９、およびｂ*＝２３）であ
った。
【０１５４】
【表１】 表１ 被覆粒子データ
【０１５５】
【表２】 表２ 静電消散性複合材料データ
【０１５６】 以上、本発明を具体的な実施態様により説明してきたが、更に修正を加えるこ
とが可能であることを理解されたい。添付の請求の範囲は、当業者であれば本明
細書に記載した内容と等価物と認識できるそのさまざまな変更をカバーするもの
とする。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｂ 1/00 Ｈ０１Ｂ 1/00 Ｄ 1/22 1/22 Ｚ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，Ｚ Ｗ Ｆターム(参考） 4J002 BB001 BD031 BD151 CD001 CF001 CG001 CH001 CK021 CM041 CN031 DJ006 DJ056 DL006 FA016 FA026 FA036 FA046 FA076 FA086 FB076 FD106 GG00 GL00 4J037 AA08 AA17 AA18 AA26 AA29 CA09 DD01 DD06 DD12 EE03 FF02 5G301 DA23 DA29 DA42 DD05 DD10 5G307 AA08

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の被覆粒子を含む組成物であって、該被覆粒子がそれぞ
    れ単独に、 （ａ）ガラス繊維と、セラミック繊維と、孔の総容積が約１０〜約９８容量％
    を占めるような孔（単数あるいは複数）を含むセラミック楕円体と、孔の総容積
    が約１０〜約９８容量％を占めるような孔（単数あるいは複数）を含むガラス楕
    円体とからなる群から選択されるコア粒子と、 （ｂ）該コア粒子に接着された導電性酸化スズインジウムを含むコーティング
    と、 を含み、該被覆粒子のΔＥw *値が約５０未満であり、該被覆粒子の体積抵抗率が
    約０．１Ω・ｃｍを上回り、かつ約１０００Ω・ｃｍを下回る組成物。
  2. 【請求項２】 前記コア粒子が、中空ガラス微小球と、中空セラミック微小
    球と、ガラス繊維と、セラミック繊維とからなる群から選択される請求項１に記
    載の組成物。
  3. 【請求項３】 前記コア粒子の視感透過率が８０％未満である請求項１に記
    載の組成物。
  4. 【請求項４】 前記コーティング（ｂ）の平均厚さが、約２ナノメータ〜約
    １００ナノメータである請求項１に記載の組成物。
  5. 【請求項５】 複合材料であって、 （ａ）ポリマーバインダと、 （ｂ）複数の被覆粒子を含む組成物であって、該被覆粒子のそれぞれが単独に
    、 （ｉ）無機材料およびポリマー材料とからなる群から選択される材料をそれ
    ぞれ単独に含むコア粒子と、 （ｉｉ）導電性金属酸化物を含み、該粒子に接着されたコーティングとを含
    む組成物と、 を含み、該被覆粒子のΔＥw *が約５０未満であり、該被覆粒子の体積抵抗率が約
    ０．１Ω・ｃｍを上回り、かつ約１０００Ω・ｃｍを下回り、 （Ｉ）該複合材料の表面抵抗率が１０5〜１０12Ω／スクエアであること、お
    よび （ＩＩ）該複合材料の体積抵抗率が１０4〜１０11Ω・ｃｍであること、 の少なくともいずれか一方が当てはまる複合材料。
  6. 【請求項６】 前記複合材料のΔＥw *値が約５０未満である請求項５に記載
    の複合材料。
  7. 【請求項７】 前記ポリマーバインダ（ａ）が、ポリマー樹脂類からなる群
    から選択される請求項５に記載の複合材料。
  8. 【請求項８】 前記被覆粒子の体積抵抗率が、約０．１Ω・ｃｍを上回り、
    かつ約１０００Ω・ｃｍを下回る請求項５に記載の複合材料。
  9. 【請求項９】 前記被覆粒子が、前記ポリマーバインダ（ａ）と、前記複合
    材料の総体積を基準に５％〜６５％の装填量で組合わされる請求項５に記載の複
    合材料。
  10. 【請求項１０】 前記コア粒子が、孔の総容積が約１０〜約９８容量％を占
    めるような孔（単数あるいは複数）を含むセラミック楕円体と、孔の総容積が約
    １０〜約９８容量％を占めるような孔（単数あるいは複数）を含むガラス楕円体
    と、これらの混合物とからなる群から選択される請求項５に記載の複合材料。
  11. 【請求項１１】 前記コア粒子が、ガラス、セラミック（類）、無機物（類
    ）、およびこれらの混合物からなる群から選択される無機材料であり、該無機物
    類が、珪灰石、雲母、真珠岩、およびこれらの混合物からなる群から選択される
    請求項５に記載の複合材料。
  12. 【請求項１２】 前記コア粒子の形状が、微粒子、針状、板、薄片、ロッド
    、不規則繊維、楕円体およびこれらの混合物からなる群から選択され、前記コア
    粒子が、中実セラミック微小球、ガラス薄片、ガラスフリット、真珠岩、ポリマ
    ー微粒子、微小球あるいは繊維、およびこれらの混合物からなる群から選択され
    る請求項５に記載の複合材料。
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