JP2655942B2 - 導電性塗料とその製造方法 - Google Patents

導電性塗料とその製造方法

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JP2655942B2 JP3015573A JP1557391A JP2655942B2 JP 2655942 B2 JP2655942 B2 JP 2655942B2 JP 3015573 A JP3015573 A JP 3015573A JP 1557391 A JP1557391 A JP 1557391A JP 2655942 B2 JP2655942 B2 JP 2655942B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、導電性塗料およびその
製造方法に係り、特に、プラスチック製品の表面に帯電
防止処理用の透明導電性被膜を形成することのできる導
電性塗料およびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、プラスチック製品は、高い絶
縁性と低い吸湿性を有するものとして各種分野での応用
が進められてきているが、一方では静電気障害を引き起
こすなどの問題が取りざたされ、そのために帯電防止処
理に関する技術への関心が高まっている。
【0003】帯電防止処理の方法の一つには、例えば、
プラスチック製品の表面に透明でかつ導電性の導電性被
膜を形成するという方法がある。
【0004】この導電性被膜を形成する材料には、大
略、シロキサン系あるいは界面活性剤系の帯電防止剤、
あるいはカーボン粉末などの導電性フィラーを樹脂中に
分散させてなる導電性塗料、あるいはSbドープSnO2
粉末を樹脂中に分散させてなる導電性塗料などが用いら
れる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記シ
ロキサン系あるいは界面活性剤系の帯電防止剤によって
形成された導電性被膜は、吸湿性あるいはイオン性のも
のであるので、低湿度の環境下では高抵抗になって十分
な帯電防止作用を発揮することができないという問題が
あるうえ、剥れ易く耐久性に劣るという問題もあった。
【0006】また、前記カーボン粉末などの導電性フィ
ラーを分散してなる導電性塗料によって形成された導電
性被膜は、電子伝導性を有し、温度や湿度等の環境によ
っても安定した導電性を発揮できるものの、カーボン粉
末を用いているために可視光を散乱して透明な被膜を得
ることができなかった。また、被膜形成時には低温で長
時間の加熱を要するなどの不満もあった。さらに、一般
に導電性フィラーを樹脂中に分散させる際に有機溶剤を
用いるため、環境上の問題もあった。
【0007】また、前記SbドープSnO2粉末を分散し
てなる導電性塗料によっては、このSbドープSnO2
末が粗大であるために、ヘイズが大きく、透明性の高い
導電性被膜を形成することが難しいという問題があっ
た。すなわち一般には、SbドープSnO2粉末は、共沈
法によって得られるものであって、この共沈法によって
は、SbドープSnO2粉末が粗大化してしまうのであ
る。共沈法とは、例えば、SnとSbの塩を溶解した液を
用意し、これにアルカリを加えてSnとSb水酸化物混合
物析出させた後、不要な塩を除去し、さらに溶媒を蒸発
し、次いで400℃以上に加熱することによって、Sb
をSnO2中にドープさせて導電性を付与するという方法
であるが、前記の溶媒を蒸発する工程、および400℃
以上に加熱する工程において、SbドープSnO2粉末が
粗大化し易いのである。
【0008】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、環境に左右されずに安定して高い導電
性を示し、透明度が高くかつ耐摩耗性などの耐久性にも
優れた導電性被膜を形成することができる導電性塗料お
よびその製造方法を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の導電性塗料は、
粒径が10〜100オングストロームのSbドープSnO
2微粒子と、UV硬化型水系エマルジョン樹脂と、水系
分散媒を混合してなることを解決手段とした。UV硬化
型水系エマルジョン樹脂は、SbドープSnO2微粒子1
重量部に対して0.1〜30重量部配合することが好ま
しい。
【0010】また、請求項3に記載のように、Sb化合
物およびSn化合物を溶解した溶液を調製した後、この
溶液を耐圧容器中で170℃以上に加熱して、粒径が1
0〜100オングストロームのSbドープSnO2微粒子
分散液を製造し、次いで、このSbドープSnO2微粒子
分散液とUV硬化型水系エマルジョン樹脂と水系分散媒
とを混合することで、導電性塗料を製造することを解決
手段とした。
【0011】
【作用】本発明の導電性塗料によれば、含有されている
SbドープSnO2の粒径が10〜100オングストロー
ムと、可視光の波長に比して小さいために、この導電性
塗料によって形成された導電性被膜は透明度の高いもの
となる。
【0012】また、この導電性塗料によって形成された
導電性被膜は、電子伝導性を示すことから、環境等によ
らず安定した高い導電性を発揮する。更に、この導電性
塗料にはUV硬化型水系エマルジョン樹脂が配合されて
いるので、加熱することなくまた有機溶剤を使用するこ
となく、耐摩耗性に優れた塗膜を得ることができる。
【0013】また、請求項3に記載の導電性塗料の製造
方法によれば、前記方法にしたがってSbをドープする
ので、従来の共沈法によるようなSbドープSnO2粒子
の粗大化を防止することができる。
【0014】
【実施例】以下、実施例を示して、本発明の導電性塗料
について詳しく説明する。
【0015】請求項1に記載の導電性塗料は、粒径が1
0〜100オングストロームのSbドープSnO2微粒子
と、UV硬化型水系エマルジョン樹脂と、水系分散媒と
が混合されてなるものである。
【0016】水系分散媒としては、水、あるいは水に混
合し得る有機溶媒が用いられる。具体的には例えば、イ
ソプロピルアルコール(IPO)、エチルアルコール、n-
プロパノールなどが適宜選ばれて用いられる。
【0017】この導電性塗料の各成分の配合量は、請求
項2に記載のように、SbドープSnO2微粒子1重量部
に対して、前記UV硬化型水系エマルジョン樹脂が0.
1〜30重量部とされるのが好ましい。これは、UV硬
化型水系エマルジョン樹脂が0.1重量部未満である
と、得られた導電性被膜の耐久性等の性能が悪く、また
30重量部を越えると十分な導電性が得られないためで
ある。
【0018】このように、本実施例の導電性塗料によれ
ば、含有されているSbドープSnO2の粒径が10〜1
00オングストロームと、可視光の波長に比して小さい
ことから、この導電性塗料によって形成された導電性被
膜は、透明度の高いものとなる。
【0019】また、この導電性塗料によって形成された
導電性被膜は、電子伝導性を示すことから、環境等によ
らず安定した高い導電性を発揮して、プラスチック製品
の帯電防止性の大幅な改善を図ることができる。
【0020】また、この導電性塗料中には、分散媒とし
て水系分散媒が用いられているので、有機溶剤の使用を
不要とし、製造中の環境等への悪影響を回避することが
できる。
【0021】次に、本発明の請求項3に記載した導電性
塗料の製造方法について、工程順に説明する。
【0022】Sb(アンチモン)化合物およびSn(スズ)化
合物を溶解して溶液を調製する。Sb化合物およびSn化
合物としては、それぞれSbあるいはSnの塩化物、硫酸
塩、硝酸塩などを用い、これを溶解する溶媒には、水や
アルコールなどを用いる。
【0023】この溶液に、アンモニア溶液などのアルカ
リ溶液を添加して、反応させる。この反応により、S
b、Snの水酸化物のゾル溶液が得られる。
【0024】このゾル溶液をろ過して、溶液中の不純物
を除去する。ろ過を行うのは、前記ゾル溶液中に不純物
が混入した場合に、酸根とアルカリによって、SbとSn
以外の塩が生じることがあるので、これを除去するため
である。
【0025】次に、オートクレーブ等の密閉耐圧容器内
に、このゾル溶液を入れ、170℃以上、より好ましく
は250℃以上に加熱し、所定時間反応させる。これに
より、SbのドープされたSnO2配合物が生成され、こ
のSbドープSnO2の分散液が得られる。ここで、例え
ば250℃の加熱条件では10時間程度で、また300
℃の加熱条件では1時間程度で、SbドープSnO2配合
物の生成が完了する。
【0026】次に、このようにして得られたSbドープ
SnO2の分散液に、UV硬化型水系エマルジョン樹脂と
水系分散媒とを所定量ずつ混合し、これを攪拌混合して
目的の導電性塗料を製造する。
【0027】このように、本実施例の導電性塗料の製造
方法によれば、従来の共沈法に代わって前述した方法を
採用してSbのドープを行うので、SbドープSnO2粒子
の粗大化を防止して、目的の粒径10〜100オングス
トローム程度の粒子を生成することができる。また、前
記方法を採用すれば、コスト的および技術的にも、容易
に実施することができる。
【0028】以下、実験例を示して、本発明の導電性塗
料およびその製造方法の効果を明確にする。
【0029】46.2重量部のSbCl3と、670重量
部のSnCl4・5H2Oを、3000重量部の6NHCl
に溶解し、これに25%のアンモニア液2000重量部
を添加して反応させ、ゾル分散液を得た。これを塩化ア
ンモニウムが検出できなくなるまでろ過洗浄した。これ
に純水を加えて、固形分5%の水分散液を調製し、これ
をオートクレーブに入れて、350℃に5時間保持し
た。その後、加熱を止めて70℃まで冷却し、Sbドー
プSnO2分散液を得た。これをエバポレーターによって
固形分25%まで濃縮した後、この分散液1重量部を、
UV硬化型水系エマルジョン樹脂(サンアロー化学(株)
製)30重量部に分散させて、本実験例の導電性塗料を
製造した。
【0030】次に、この導電性塗料を、ポリカーボネー
ト基板の表面に、1500回転のスピンコート法により
塗布した。その後、約5分間、常温乾燥し、さらに高圧
水銀ランプにより紫外線照射して硬化させ、厚さ約3μ
mの導電性被膜を形成した。この導電性被膜の性能を調
べたところ、全光線透過率100%、ヘイズ0.1%、
表面抵抗値5×109Ω/m2であった。また、500g荷
重、50回転条件下でテーバー摩耗試験を行い、試験前
後でのヘイズ値の差を測定したところ、被膜を形成して
いないポリカーボネート基板では38.4%であったの
に対し、被膜を形成した基板では6.8%と、耐摩耗性
の向上が認められた。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の導電性塗
料によれば、含有されているSbドープSnO2の粒径が
10〜100オングストロームであるので、この導電性
塗料によって形成された導電性被膜は透明度の高いもの
となる。また、この導電性塗料にはUV硬化型水系エマ
ルジョン樹脂が配合されているので、加熱することなく
また有機溶剤を使用することなく、耐摩耗性に優れた塗
膜を得ることができ、この導電性塗料によって形成され
た導電性被膜は、環境等に影響されない耐久性と安定し
た高い導電性と良好な帯電防止効果とを併せ有するもの
となる。
【0032】また、請求項3に記載の導電性塗料の製造
方法によれば、従来の共沈法によるようなSbドープSn
2粒子の粗大化を防止することができる。またプラス
チック製品を加熱することなく耐摩耗性に優れた導電性
塗膜を形成し得る導電性塗料が得られる。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粒径が10〜100オングストロームの
    SbドープSnO2微粒子と、UV硬化型水系エマルジョ
    ン樹脂と、水系分散媒とが混合されて得られたことを特
    徴とする導電性塗料。
  2. 【請求項2】 SbドープSnO2微粒子1重量部に対し
    て、UV硬化型水系エマルジョン樹脂が0.1〜30重
    量部配合されてなることを特徴とする請求項1に記載の
    導電性塗料。
  3. 【請求項3】 Sb化合物およびSn化合物を溶解した溶
    液を調製した後、この溶液を耐圧容器中で170℃以上
    に加熱して、粒径が10〜100オングストロームの
    bドープSnO2微粒子分散液を製造し、次いで、このSb
    ドープSnO2微粒子分散液とUV硬化型水系エマルジョ
    ン樹脂と水系分散媒とを混合することを特徴とする導電
    性塗料の製造方法。
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