JP2918455B2 - 透明導電性塗料 - Google Patents

透明導電性塗料

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JP2918455B2 JP6164053A JP16405394A JP2918455B2 JP 2918455 B2 JP2918455 B2 JP 2918455B2 JP 6164053 A JP6164053 A JP 6164053A JP 16405394 A JP16405394 A JP 16405394A JP 2918455 B2 JP2918455 B2 JP 2918455B2
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徹 元木
秀紀 堀越
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Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、透明導電性塗料に係
り、特に溶剤を含有せず、クリーンルームの床剤・壁
材、半導体の包装材、メーター類の表示部材等に利用さ
れる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透明導電性塗料に関す
るものである。
【0002】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。この導電性被膜を形成
するには、通常シロキサン系あるいは界面活性剤の帯電
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、あるいはアンチモ
ンドープ酸化錫粉末を樹脂中に分散させてなる透明導電
性塗料などが用いられる。
【0004】
【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、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上、剥がれ
易く耐久性に劣るという問題もあった。
【0005】また、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
とができないという問題がある上、塗料バインダーが熱
可塑性であるものが多く、得られる被膜は一般に耐擦傷
性、耐溶剤性を発現し得ない。
【0006】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なければならないために
人体に対する悪影響が懸念され、また引火や爆発などの
危険性もあるとして、安全上の問題もあった。さらに
は、このように、溶剤を用いて導電性フィラーを分散さ
せた塗料は、スピンコート法にてプラスチック製品の表
明に被膜を形成する場合、実際にはほとんどの塗液が膜
形成に寄与することなく飛散してしまう。しかし、従来
の透明導電性塗料にあっては、塗料に含まれている有機
溶剤が揮発してしまい、回収が困難であり、回収したと
しても、再び溶剤を混入しなければ、導電性フィラーを
分散させ、透明導電性塗料を使用可能とするとができな
いため再利用が非常に困難である。
【0007】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、有機溶剤を含むことなく、安定した導
電性、高い透明度を有する、透明導電性被膜を形成する
ことができ、高い再利用率を有する導電性塗料を提供す
ることを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明において上記の課
題を解決するための第1の手段は、界面活性剤が表面吸
着した、粒径が10〜100Åのアンチモンドープ酸化
錫微粒子をバインダー樹脂に溶剤を含まずに分散させて
なることを特徴とする透明導電性塗料である。
【0009】また、本発明の第2の手段は、前記のアン
チモンドープ酸化錫微粒子10重量部に対して前記バイ
ンダ一樹脂が1〜100重量部配合されてなることを特
徴とする透明導電性塗料である。
【0010】さらに、本発明の第3の手段は、上記第1
又は第2の手段のバインダー樹脂が紫外線硬化樹脂また
は電子線硬化樹脂のうち少なくとも一方の樹脂であるこ
とを特徴とする透明導電性塗料である。
【0011】本発明をさらに詳細に説明する。一般に、
アンチモンドープ酸化錫微粒子の表面は親水性であるた
め、そのままの表面状態でバインダーに分散させること
は非常に困難である。このため、アンチモンドープ酸化
錫微粒子の表面処理を行なう。表面処理剤としてはノニ
オン性、カチオン性、アニオン性の界面活性剤及びシリ
コン系、アルミニウム系等のカップリング剤を一方ある
いは両方を用いる。
【0012】表面処理剤を用いると、微粒子の表面に界
面活性剤、カップリング剤が吸着されて、超微粒子の表
面の状態がバインダー樹脂に対して親和性を有するもの
となり、良好に分散する。
【0013】この導電性塗料の各成分の配合量は、アン
チモンドープ酸化錫微粒子10重量部に対して、バイン
ダー樹脂が1〜100重量部とされるのが好ましい。こ
れは、バインダー樹脂が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耐久性等の性能が悪く、100
重量部を超えると十分な導電性が得られないためであ
る。
【0014】紫外線硬化樹脂あるいは電子線硬化樹脂
は、これらのうち一方が用いられてもよいし、あるいは
両方を混合して用いてもよい。紫外線硬化樹脂は光重合
性オリゴマー、光重合性モノマー、光開始剤、光開始助
剤および添加剤からなり、また、電子線硬化樹脂は光重
合性オリゴマー、光重合性モノマーおよび添加剤よりな
る。
【0015】光重合性オリゴマーとしてはエポキシアク
リレート、エポキシ油化アクリレート、ウレタンアクリ
レート、不飽和ポリエステル、ポリエステルアクリレー
ト、ポリエーテルアクリレート、ビニル/アクリレー
ト、ポリエン/チオール、シリコンアクリレート、ポリ
ブタジエンアクリレート、ポリスチリルエチルメタクリ
レート等を使用できる。
【0016】光重合性モノマーは、単官能アクリレート
及び二官能以上の多官能アクリレートが適宜用いられ
る。
【0017】
【作用】本発明の透明導電性塗料によれば、バインダー
樹脂に溶剤を含むことなくアンチモンドープ酸化錫微粒
子を分散させているため被膜形成作業中に溶剤の揮発が
無く、人体への悪影響や引火および爆発の危険性をも回
避できる上、スピンコート塗布時の回収が容易となり、
回収した塗料をそのまま再使用でき再利用が容易とな
る。
【0018】また、含有されているアンチモンドープ酸
化錫微粒子の粒径が10〜100Åであり、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り、電子伝導
性を示すことから、環境などによらず安定した導電性を
発揮する。さらに、バインダー樹脂として紫外線硬化樹
脂あるいは電子線硬化樹脂を用いることにより耐擦傷
性、耐溶剤性および硬度に優れた被膜が得られる。
【0019】
【実施例】
〔実施例1〕 (A)アンチモンドープ酸化錫微粒子の表面処理 50gのアンチモンドープ酸化錫微粒子(住友セメント
社製10〜100Å)を450gの水に加え、これを攪
拌して均一な分散液とした後、10gのカチオン性界面
活性剤(商品番号:F2−50E、日本油脂社製)を添
加し、この混合物を攪拌して均一なアンチモンドープ酸
化錫ゲルを得た。さらに、このゲルにトルエン450g
を加え激しく攪拌したのち、12時間静置し、表面に界
面活性剤が吸着したアンチモンドープ酸化錫粒子が移行
して分散したトルエンの上澄み層と、残りの界面活性剤
等が含まれる水の層に分かれた二層分離液としたのち、
これを分液ロートにて分離して、アンチモンドープ酸化
錫粒子が分散したトルエン分散液を得た。
【0020】(B)塗料の作成 上記500gのアンチモンドープ酸化錫微粒子のトルエ
ン分散液と50gの紫外線硬化樹脂(大日精化社製)を
攪拌混合して、均一な分散液とした。この分散液をロー
タリーエバポレーターによって50℃で濃縮し、トルエ
ンを完全に蒸発させて無溶剤型導電性塗料を得た。
【0021】(C)成膜テスト この導電性塗料をPETフィルムの表面に、バーコート
法により塗布した。その後、高圧水銀ランプにより紫外
線を照射して硬化させ、厚さ10μmの透明導電性被膜
を得た。この被膜の性能を調べたところ、全光線透過率
80.2%、ヘイズ0.9%、表面抵抗値1×109 Ω
/□であった。また#0000のスチールウールを用い
て500g荷重、20往復の条件で耐擦傷性のテストを
行い試験前後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PETフィルムでは28.8%であったの
に対し、被膜を形成したフィルムでは0.3%と耐擦傷
性の向上が認められた。
【0022】〔実施例2〕 (A)アンチモンドープ酸化錫微粒子の表面処理 50gのアンチモンドープ酸化錫微粒子(住友セメント
社製10〜100Å)を450gの水に加え、これを攪
拌して均一な分散液とした後、15gのカチオン性界面
活性剤(商品番号:カチオンAB−600、日本油脂社
製)を添加し、この混合物を攪拌して均一なアンチモン
ドープ酸化錫ゲルを得た。さらに、このゲルを吸引濾過
法によりClイオン濃度が5ppm以下に達するまで水
で濾過洗浄を行い、余分なカチオン性界面活性剤及びC
lイオンを流しだし、得られたゲルを150℃の乾燥機
で24時間乾燥させ十分に水分を蒸発させた後、粉砕し
アンチモンドープ酸化錫微粒子の表面処理粉を得た。
【0023】(B)塗料の作成 上記50gのアンチモンドープ酸化錫微粒子の表面処理
粉と50gの紫外線硬化樹脂(大日精化社製)をボール
ミルに仕込み24時間分散させて無溶剤型導電性塗料を
得た。
【0024】(C)成膜テスト この導電性塗料をPC板上にスピンコート法により15
00rpmで塗布したその後、高圧水銀ランプにより紫
外線を照射して硬化させ、厚さ5μmの導電性被膜を得
た。この被膜の性能を調べたところ、全光線透過率75
%、ヘイズ1.2%、表面抵抗値2×109 Ω/□であ
った。また#0000のスチールウールを用いて500
g荷重、20往復の条件で耐擦傷製のテストを行い試験
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PC板では36.4%であったのに対し、被膜を
形成したフィルムでは2.8%と耐擦傷性の向上が認め
られた。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る透明
導電性塗料によれば、界面活性剤でアンチモンドーブ酸
化錫粒子の表面を処理し、バインダー樹脂に溶剤を含む
ことなく分散させているため、被膜形成作業中に溶剤の
揮発が無く、人体への悪影響や引火および爆発の危険性
をも回避できる上、スピンコート塗布時の回収が容易と
なり、回収した塗料をそのまま再使用でき再利用が容易
となる。さらに含有されているアンチモンドープ酸化錫
の粒径が10〜100Åと、可視光の波長に比して小さ
いものとしているため、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り、電子導電性
を示すことから、環境などによらず安定した導電性を有
する他、バインダー樹脂として紫外線硬化樹脂あるいは
電子線硬化樹脂を用いたので、耐擦傷性、耐溶剤性及び
硬度に優れた被膜が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−117552(JP,A) 特開 平6−184470(JP,A) 特開 昭60−221414(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C09D 5/24 C09D 5/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】界面活性剤が表面吸着した、粒径が10〜
    100Åのアンチモンドープ酸化錫微粒子をバインダー
    樹脂に溶剤含まずに分散さてなることを特徴とする
    透明導電性塗料。
  2. 【請求項2】前記アンチモンドープ酸化錫微粒子10重
    量部に対して前記バインダー樹脂が1〜100重量部配
    合されてなることを特徴とする請求項1記載の透明導電
    性塗料。 【講求項3】前記バインダー樹脂が紫外線硬化樹脂また
    は電子線硬化樹脂のうち少なくとも一方の樹脂であるこ
    とを特徴とする請求項1、または、請求項2記載の透明
    導電性塗料。
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