JP3068067B2 - 水ベースの厚膜導電性組成物 - Google Patents
水ベースの厚膜導電性組成物Info
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、導電性被覆を施す
のに使用するのに適当なポリマーの水性分散体に懸濁さ
せた、導電性粒子を含む被覆組成物の改良に関する。
のに使用するのに適当なポリマーの水性分散体に懸濁さ
せた、導電性粒子を含む被覆組成物の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】導電性被覆は、電子装置用のEMI/R
FI遮蔽物、心電計(EKG)電極のような医療機器に
おける電極用の導電性被覆、腐食防止用の導電性被覆な
どの様々な用途において有用である。当業界においては
今日、最も広範囲に使用されている導電性被覆組成物は
溶剤をベースとするものであり、環境汚染の可能性があ
る。揮発性の有機化学薬品(VOC)による汚染を減少
させることが必要なので、塗料業界及び政府機関は、水
をベースとした厚膜被覆組成物のような揮発性有機化学
薬品の少ない厚膜被覆組成物を要求するようになってい
る。
FI遮蔽物、心電計(EKG)電極のような医療機器に
おける電極用の導電性被覆、腐食防止用の導電性被覆な
どの様々な用途において有用である。当業界においては
今日、最も広範囲に使用されている導電性被覆組成物は
溶剤をベースとするものであり、環境汚染の可能性があ
る。揮発性の有機化学薬品(VOC)による汚染を減少
させることが必要なので、塗料業界及び政府機関は、水
をベースとした厚膜被覆組成物のような揮発性有機化学
薬品の少ない厚膜被覆組成物を要求するようになってい
る。
【0003】水ベースの導電性被覆組成物の従来技術で
は、ポリマーラテックス及び水溶性ポリマーの水溶液が
一般的に使用されている。米国特許第4,715,98
9号及び4,950,423号には、金属粉、アクリルコ
ポリマーのラテックス及びポリウレタンの水性分散体を
含む水ベースの導電性組成物が記述されている。米国特
許第5,286,415号には、金属粒子、水溶性の可塑
性ポリマー及びポリマー分散体を含むポリマーの水性厚
膜組成物が記述されている。米国特許第5,492,65
3号には、ポリマー性結合剤として水溶性ポリマーを持
つ銀の水性組成物が記述されている。
は、ポリマーラテックス及び水溶性ポリマーの水溶液が
一般的に使用されている。米国特許第4,715,98
9号及び4,950,423号には、金属粉、アクリルコ
ポリマーのラテックス及びポリウレタンの水性分散体を
含む水ベースの導電性組成物が記述されている。米国特
許第5,286,415号には、金属粒子、水溶性の可塑
性ポリマー及びポリマー分散体を含むポリマーの水性厚
膜組成物が記述されている。米国特許第5,492,65
3号には、ポリマー性結合剤として水溶性ポリマーを持
つ銀の水性組成物が記述されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記導電性組成物の乾
燥被覆は、水溶性ポリマー或いはポリマー結合剤の親水
性成分が存在するために、水及びアルコールに敏感であ
るという欠点がある。これらの導電性組成物はまた、比
較的低いガラス転移温度Tgの熱可塑性ポリマーを使用
しているので、被覆硬度が一般的に低い。したがって、
良好な溶剤耐性および良好なひっかき耐性を有する導電
性被覆を提供できる水ベースの被覆組成物が必要であ
る。本発明はその必要を満たすものである。
燥被覆は、水溶性ポリマー或いはポリマー結合剤の親水
性成分が存在するために、水及びアルコールに敏感であ
るという欠点がある。これらの導電性組成物はまた、比
較的低いガラス転移温度Tgの熱可塑性ポリマーを使用
しているので、被覆硬度が一般的に低い。したがって、
良好な溶剤耐性および良好なひっかき耐性を有する導電
性被覆を提供できる水ベースの被覆組成物が必要であ
る。本発明はその必要を満たすものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の水ベースの厚膜
導電性被覆組成物は、全組成物に対して、 (a)グラフトポリマー固形物が分散液の25〜40重
量%である、少なくとも1種のアクリルモノマーまたは
メタクリルモノマーをグラフトしたポリヒドロキシエー
テルポリマーの第一の水性分散液5〜40重量% (b)銀、銅、ニッケル、銀で被覆した銅、銀で被覆し
たニッケル、炭素、グラファイトおよびそれの混合物か
ら成る群から選ばれた、微粉砕した金属性の導電性粒子
20〜80重量% (c)ポリマー固形物が分散液25〜40重量%である
アクリルまたはポリウレタンポリマーの第二の水性分散
液0〜20重量% (d)水溶性ポリマー0〜5重量%を含み、(a)、
(b)、(c)および(d)の全てが水と1〜8重量%
の補助溶剤中に分散していることを特徴とする。なお、
これは請求項1から4に記載の発明に相応するものであ
る。
導電性被覆組成物は、全組成物に対して、 (a)グラフトポリマー固形物が分散液の25〜40重
量%である、少なくとも1種のアクリルモノマーまたは
メタクリルモノマーをグラフトしたポリヒドロキシエー
テルポリマーの第一の水性分散液5〜40重量% (b)銀、銅、ニッケル、銀で被覆した銅、銀で被覆し
たニッケル、炭素、グラファイトおよびそれの混合物か
ら成る群から選ばれた、微粉砕した金属性の導電性粒子
20〜80重量% (c)ポリマー固形物が分散液25〜40重量%である
アクリルまたはポリウレタンポリマーの第二の水性分散
液0〜20重量% (d)水溶性ポリマー0〜5重量%を含み、(a)、
(b)、(c)および(d)の全てが水と1〜8重量%
の補助溶剤中に分散していることを特徴とする。なお、
これは請求項1から4に記載の発明に相応するものであ
る。
【0006】ここで、前記導電性粒子が全組成物の30
〜80重量%であり、銀、銅、ニッケル、銀で被覆した
銅、銀で被覆したニッケルおよびその混合物から成る群
から選ばれることができる。
〜80重量%であり、銀、銅、ニッケル、銀で被覆した
銅、銀で被覆したニッケルおよびその混合物から成る群
から選ばれることができる。
【0007】また、前記導電性粒子が全組成物の20〜
40重量%であり、炭素、グラファイトおよびその混合
物から成る群から選ばれることができる。
40重量%であり、炭素、グラファイトおよびその混合
物から成る群から選ばれることができる。
【0008】
【0009】また、前記補助溶剤が、グリコール類およ
びアルカノール類から成る群から選ばれることができ
る。
びアルカノール類から成る群から選ばれることができ
る。
【0010】また、前記水溶性ポリマー(d)が、ポリ
アクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコー
ル、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、
ポリビニルピロリドン酢酸ビニルコポリマーまたはその
混合物から成る群から選ばれることができる。
アクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコー
ル、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、
ポリビニルピロリドン酢酸ビニルコポリマーまたはその
混合物から成る群から選ばれることができる。
【0011】また、前記導電性粒子が粒径1〜30ミク
ロンの金属フレークであることができる。
ロンの金属フレークであることができる。
【0012】また、前記導電性粒子が銀、銅、ニッケ
ル、銀で被覆した銅、銀で被覆したニッケルおよびその
混合物から成る群から選ばれる場合には、さらに、銀ベ
ースの導電性組成物中に2〜30重量%の塩化銀粒子を
含むことができる。
ル、銀で被覆した銅、銀で被覆したニッケルおよびその
混合物から成る群から選ばれる場合には、さらに、銀ベ
ースの導電性組成物中に2〜30重量%の塩化銀粒子を
含むことができる。
【0013】また、前記導電性粒子が銀、銅、ニッケ
ル、銀で被覆した銅、銀で被覆したニッケルおよびその
混合物から成る群から選ばれる場合には、前記第一の水
性ポリマー分散体が全組成物の5〜25重量%であるこ
とができる。
ル、銀で被覆した銅、銀で被覆したニッケルおよびその
混合物から成る群から選ばれる場合には、前記第一の水
性ポリマー分散体が全組成物の5〜25重量%であるこ
とができる。
【0014】また、前記導電性粒子が全組成物の20〜
40重量%であり、炭素、グラファイトおよびその混合
物から成る群から選ばれる場合には、前記第一の水性ポ
リマー分散体が全組成物の15〜25重量%であること
ができる。 〔発明の詳細な説明〕
40重量%であり、炭素、グラファイトおよびその混合
物から成る群から選ばれる場合には、前記第一の水性ポ
リマー分散体が全組成物の15〜25重量%であること
ができる。 〔発明の詳細な説明〕
【0015】
【発明の実施の形態】A.導電性成分 本発明の導電性成分は、銀、銀−塩化銀、銅、ニッケ
ル、導電性炭素、グラファイトまたはその混合物のよう
な導電性材料の微粉砕粒子を含んでいる。この導電性成
分は金属成分と炭素およびグラファイト成分との混合物
を含んでいる。純粋な銅またはニッケルのフレークより
耐空気酸化性が優れているので、銀で被覆した銅および
ニッケルのフレークが好ましく、安定な抵抗力を達成す
る。高い導電性および粒子分散の高い安定性を得るため
に、1〜30ミクロンの範囲のフレーク粒子が好まし
い。銀フレークは、液体分散体中の銀粒子を安定化させ
るため、0.5%まで吸着された界面活性剤をしばしば
含む。導電性の炭素被覆組成物には炭素またはグラファ
イトが使用できるが、無定形の導電性炭素およびグラフ
ァイトの混合物が好ましい充填剤である。導電性粒子は
組成物の20〜80重量%を構成し、銀、銀−塩化銀、
銅、ニッケル、銀で被覆した銅、銀で被覆したニッケル
またはその混合物を含む組成物では好ましくは30〜8
0重量%であり、導電性炭素もしくはグラファイトまた
はその混合物を含む組成物では好ましくは20〜40重
量%を含む。心電計(EKG)電極の応用例では、導電
性成分は、銀−塩化銀混合物中に2〜30重量%の塩化
銀粒子を含んでいてもよい。
ル、導電性炭素、グラファイトまたはその混合物のよう
な導電性材料の微粉砕粒子を含んでいる。この導電性成
分は金属成分と炭素およびグラファイト成分との混合物
を含んでいる。純粋な銅またはニッケルのフレークより
耐空気酸化性が優れているので、銀で被覆した銅および
ニッケルのフレークが好ましく、安定な抵抗力を達成す
る。高い導電性および粒子分散の高い安定性を得るため
に、1〜30ミクロンの範囲のフレーク粒子が好まし
い。銀フレークは、液体分散体中の銀粒子を安定化させ
るため、0.5%まで吸着された界面活性剤をしばしば
含む。導電性の炭素被覆組成物には炭素またはグラファ
イトが使用できるが、無定形の導電性炭素およびグラフ
ァイトの混合物が好ましい充填剤である。導電性粒子は
組成物の20〜80重量%を構成し、銀、銀−塩化銀、
銅、ニッケル、銀で被覆した銅、銀で被覆したニッケル
またはその混合物を含む組成物では好ましくは30〜8
0重量%であり、導電性炭素もしくはグラファイトまた
はその混合物を含む組成物では好ましくは20〜40重
量%を含む。心電計(EKG)電極の応用例では、導電
性成分は、銀−塩化銀混合物中に2〜30重量%の塩化
銀粒子を含んでいてもよい。
【0016】B.ポリマー結合剤成 分 ポリヒドロキシエーテルポリマーの分散体 本発明で使用されるポリヒドロキシエーテルポリマーの
分散体(第一の水性分散体)は全組成物中の5〜40重
量%を構成し、かつフェノキシ樹脂として一般に知られ
ているポリヒドロキシエーテルポリマーに少なくとも一
つのカルボキシル基を含むアクリル/メタクリルモノマ
ーをグラフトしたものなどのガラス転移温度Tgの高い
適当なポリマーの水性分散体である。このポリマーの水
性分散体はPhenoxy Specialties, Inc. から水系のフェ
ノキシ樹脂として市販されている。米国特許第5, 57
4, 079号は、そのような水系のフェノキシ樹脂を調
製する際の技術を記述している。さらに、この水系の樹
脂とDuPont社のABP樹脂のようなアクリルの水性分散
体またはZeneca社のNeoRez R9699のようなポリウレタン
の水性分散体との混合物もまた、本発明の導電性組成物
に有用なポリマーの水性分散体を提供することができ
る。この水性ポリマー分散体は、一般に、25〜40%
のポリマー固形物を有する。本発明の金属含有導電性組
成物においては、ポリマー結合剤は、乾燥被覆組成物の
5〜25重量%または30〜60体積%という好ましい
範囲で使用され、より好ましい範囲は8〜15重量%で
ある。30体積%未満のポリマー結合剤を使用する場
合、その結果得られる被膜の完全性は、被膜の粘着性に
影響を与えることによって損なわれる。60体積%を超
えるポリマー結合剤を使用する場合、結果として得られ
る被膜の導電性は低下する。炭素含有導電性組成物で
は、ポリマー結合剤の好ましいパーセントは、全体に対
して15〜25重量%の範囲である。
分散体(第一の水性分散体)は全組成物中の5〜40重
量%を構成し、かつフェノキシ樹脂として一般に知られ
ているポリヒドロキシエーテルポリマーに少なくとも一
つのカルボキシル基を含むアクリル/メタクリルモノマ
ーをグラフトしたものなどのガラス転移温度Tgの高い
適当なポリマーの水性分散体である。このポリマーの水
性分散体はPhenoxy Specialties, Inc. から水系のフェ
ノキシ樹脂として市販されている。米国特許第5, 57
4, 079号は、そのような水系のフェノキシ樹脂を調
製する際の技術を記述している。さらに、この水系の樹
脂とDuPont社のABP樹脂のようなアクリルの水性分散
体またはZeneca社のNeoRez R9699のようなポリウレタン
の水性分散体との混合物もまた、本発明の導電性組成物
に有用なポリマーの水性分散体を提供することができ
る。この水性ポリマー分散体は、一般に、25〜40%
のポリマー固形物を有する。本発明の金属含有導電性組
成物においては、ポリマー結合剤は、乾燥被覆組成物の
5〜25重量%または30〜60体積%という好ましい
範囲で使用され、より好ましい範囲は8〜15重量%で
ある。30体積%未満のポリマー結合剤を使用する場
合、その結果得られる被膜の完全性は、被膜の粘着性に
影響を与えることによって損なわれる。60体積%を超
えるポリマー結合剤を使用する場合、結果として得られ
る被膜の導電性は低下する。炭素含有導電性組成物で
は、ポリマー結合剤の好ましいパーセントは、全体に対
して15〜25重量%の範囲である。
【0017】カルボキシル基を含むアクリル/メタクリ
ルモノマーをグラフトしたポリヒドロキシエーテルポリ
マーは、多分散性が狭い熱可塑性ポリヒドロキシエーテ
ル(Mw/Mn<4; 7,000<Mn<12,00
0)に、1個以上のエチレン性不飽和モノマー、好まし
くは3個から約8個の炭素を有するモノマーをグラフト
して調製される。熱可塑性ポリヒドロキシエーテルの1
0モノマー単位当たり約1から100個のカルボキシル
基を供給するために、そのモノマーの少なくとも一つは
十分なカルボキシル基を含むことが望ましい。その結果
得られるグラフトされた熱可塑性ポリヒドロキシエーテ
ルおよび導電性粒子は、その後水および水と混和する補
助溶剤とブレンドされて、有用な被覆組成物になる。
ルモノマーをグラフトしたポリヒドロキシエーテルポリ
マーは、多分散性が狭い熱可塑性ポリヒドロキシエーテ
ル(Mw/Mn<4; 7,000<Mn<12,00
0)に、1個以上のエチレン性不飽和モノマー、好まし
くは3個から約8個の炭素を有するモノマーをグラフト
して調製される。熱可塑性ポリヒドロキシエーテルの1
0モノマー単位当たり約1から100個のカルボキシル
基を供給するために、そのモノマーの少なくとも一つは
十分なカルボキシル基を含むことが望ましい。その結果
得られるグラフトされた熱可塑性ポリヒドロキシエーテ
ルおよび導電性粒子は、その後水および水と混和する補
助溶剤とブレンドされて、有用な被覆組成物になる。
【0018】アクリルまたはポリウ レタンポリマーの分
散体 ポリヒドロキシエーテルの水性分散体を、アクリルまた
はウレタンポリマーの約20重量%以下の水性分散体
(第二の水性分散体)とブレンドすることができる。ア
クリルまたはポリウレタンポリマーの水性分散体は25
〜40重量%のポリマー固形物を有する。好ましい混合
比は、ポリヒドロキシエーテル/アクリルまたはポリヒ
ドロキシエーテル/ウレタンについてポリマー固形物の
重量で9/1から6/4の範囲にある。より好ましい混
合物は8/2から7/3の範囲である。
散体 ポリヒドロキシエーテルの水性分散体を、アクリルまた
はウレタンポリマーの約20重量%以下の水性分散体
(第二の水性分散体)とブレンドすることができる。ア
クリルまたはポリウレタンポリマーの水性分散体は25
〜40重量%のポリマー固形物を有する。好ましい混合
比は、ポリヒドロキシエーテル/アクリルまたはポリヒ
ドロキシエーテル/ウレタンについてポリマー固形物の
重量で9/1から6/4の範囲にある。より好ましい混
合物は8/2から7/3の範囲である。
【0019】本発明で使用されるアクリルポリマーの分
散体は水性の分岐ポリマーである。アクリルポリマー
は、アクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステル
またはアミド、スチレン、アクリロニトリルまたはメタ
クリルニトリルのようなエチレン性不飽和モノマーから
調製可能なグラフトコポリマーである。グラフトコポリ
マーは、分子量2,000〜200,000の線状ポリ
マーの骨格および分子量1,000〜30,000の側
鎖を有する。コポリマーの好ましい分子量は、そのグラ
フトコポリマーについては2,000〜100,000
であり、その側鎖については1,000〜20,000
である。グラフトコポリマーは、アルキルアミンで部分
的に中和された親水性カルボン酸のペンダント基を有す
るポリマー骨格、および疎水性モノマーでできている側
鎖を有する。ポリマー骨格は、好ましくは2〜30重量
%のメタクリル酸をベースとするものである。有機塩基
で中和して水と混合すると、この分散したポリマーは、
一般的には10〜1,000nmの平均粒子径、好まし
くは20〜400nmの平均粒子径を有する。本発明に
適当な好ましいアクリルポリマー分散体はDuPont社の米
国特許出願第08/184, 525号に記述されている
分岐ポリマーの水性分散体である。
散体は水性の分岐ポリマーである。アクリルポリマー
は、アクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステル
またはアミド、スチレン、アクリロニトリルまたはメタ
クリルニトリルのようなエチレン性不飽和モノマーから
調製可能なグラフトコポリマーである。グラフトコポリ
マーは、分子量2,000〜200,000の線状ポリ
マーの骨格および分子量1,000〜30,000の側
鎖を有する。コポリマーの好ましい分子量は、そのグラ
フトコポリマーについては2,000〜100,000
であり、その側鎖については1,000〜20,000
である。グラフトコポリマーは、アルキルアミンで部分
的に中和された親水性カルボン酸のペンダント基を有す
るポリマー骨格、および疎水性モノマーでできている側
鎖を有する。ポリマー骨格は、好ましくは2〜30重量
%のメタクリル酸をベースとするものである。有機塩基
で中和して水と混合すると、この分散したポリマーは、
一般的には10〜1,000nmの平均粒子径、好まし
くは20〜400nmの平均粒子径を有する。本発明に
適当な好ましいアクリルポリマー分散体はDuPont社の米
国特許出願第08/184, 525号に記述されている
分岐ポリマーの水性分散体である。
【0020】本発明の使用に適したアクリルポリマー分
散体の別の例は、参考資料として本明細書に併合される
米国特許第5, 231, 131号に記述されている分岐
ポリマーの水性分散体である。アクリルポリマーは、疎
水性の骨格と親水性のカルボン酸ペンダント基を持った
側鎖とを有するグラフトコポリマーである。好ましい分
子量は、グラフトポリマーについては40,000〜1
50,000であり、かつ側鎖については1,000〜
7,000である。このようなグラフトされたポリマー
は、親水性のペンダントのカルボキシル基を持つアクリ
ルマクロモノマーとアクリルモノマーとから調製され
る。
散体の別の例は、参考資料として本明細書に併合される
米国特許第5, 231, 131号に記述されている分岐
ポリマーの水性分散体である。アクリルポリマーは、疎
水性の骨格と親水性のカルボン酸ペンダント基を持った
側鎖とを有するグラフトコポリマーである。好ましい分
子量は、グラフトポリマーについては40,000〜1
50,000であり、かつ側鎖については1,000〜
7,000である。このようなグラフトされたポリマー
は、親水性のペンダントのカルボキシル基を持つアクリ
ルマクロモノマーとアクリルモノマーとから調製され
る。
【0021】本発明で使用されるポリウレタンには、水
に分散するものであればどんなポリウレタンも含まれ
る。そうしたポリウレタンとは、アルキルアミン類で中
和されたカルボン酸の親水性のペンダント基を有するポ
リマー骨格にイオン基(例えば、親水性部分)を持つ親
水性のポリウレタンである。典型的なポリウレタンは、
Progress in Organic Coatings, Vol.9, pp.281-340 (1
981 )のDieterich の論文「Aqueous Emulsions, Dispe
rsion and Solutions of Polyurethanes; Synthesis an
d Properties」に例示されているような分散体である。
本発明で使用される好ましいポリウレタン分散体は、カ
ルボキシル化した脂肪族ポリエステルポリエーテルウレ
タン類である。このポリウレタンはポリマー鎖にペンダ
ントのカルボン酸基を有する。アルキルアミンのような
有機基と反応すると、このペンダント基はカルボン酸ア
ルキルアンモニウム塩基に転換され、かつ、ポリウレタ
ンポリマーは水に分散可能な微細なポリマー粒子に変わ
る。これらのウレタン分散体は、NeoRez(登録商標)の
商標名でZeneca社から市販されている。他の適当なポリ
ウレタン分散液はMobay 社から入手できる。
に分散するものであればどんなポリウレタンも含まれ
る。そうしたポリウレタンとは、アルキルアミン類で中
和されたカルボン酸の親水性のペンダント基を有するポ
リマー骨格にイオン基(例えば、親水性部分)を持つ親
水性のポリウレタンである。典型的なポリウレタンは、
Progress in Organic Coatings, Vol.9, pp.281-340 (1
981 )のDieterich の論文「Aqueous Emulsions, Dispe
rsion and Solutions of Polyurethanes; Synthesis an
d Properties」に例示されているような分散体である。
本発明で使用される好ましいポリウレタン分散体は、カ
ルボキシル化した脂肪族ポリエステルポリエーテルウレ
タン類である。このポリウレタンはポリマー鎖にペンダ
ントのカルボン酸基を有する。アルキルアミンのような
有機基と反応すると、このペンダント基はカルボン酸ア
ルキルアンモニウム塩基に転換され、かつ、ポリウレタ
ンポリマーは水に分散可能な微細なポリマー粒子に変わ
る。これらのウレタン分散体は、NeoRez(登録商標)の
商標名でZeneca社から市販されている。他の適当なポリ
ウレタン分散液はMobay 社から入手できる。
【0022】上記水ベースの結合剤は、アクリルポリマ
ーおよびウレタンポリマーのカルボン酸塩基と反応する
任意の架橋剤で変性させることができる。ポリマーが架
橋されると、被覆の硬度がより高くなる。そのような架
橋反応に適した水に可溶な架橋剤は、アジリジン、メラ
ミン−ホルムアルデヒド樹脂およびフェノールホルムア
ルデヒド樹脂の系列のものである。
ーおよびウレタンポリマーのカルボン酸塩基と反応する
任意の架橋剤で変性させることができる。ポリマーが架
橋されると、被覆の硬度がより高くなる。そのような架
橋反応に適した水に可溶な架橋剤は、アジリジン、メラ
ミン−ホルムアルデヒド樹脂およびフェノールホルムア
ルデヒド樹脂の系列のものである。
【0023】他の成分 金属粒子または炭素粒子の良好な分散安定性を維持する
ために、本発明の導電性組成物に界面活性剤を添加する
ことができる。水ベースの導電性組成物に適した界面活
性剤は、オレイン酸およびステアリン酸ナトリウムのよ
うな長鎖脂肪族カルボン酸およびその塩の系列のアニオ
ン界面活性剤、Union Carbide, CT からTriton* および
Tergital* として広く市販されているアルキルポリエー
テルアルコールの系列の非イオン界面活性剤である。
ために、本発明の導電性組成物に界面活性剤を添加する
ことができる。水ベースの導電性組成物に適した界面活
性剤は、オレイン酸およびステアリン酸ナトリウムのよ
うな長鎖脂肪族カルボン酸およびその塩の系列のアニオ
ン界面活性剤、Union Carbide, CT からTriton* および
Tergital* として広く市販されているアルキルポリエー
テルアルコールの系列の非イオン界面活性剤である。
【0024】1〜3重量%の好ましい水溶性または水分
散性ポリマー増粘剤およびその混合物が、5重量%ま
で、粘度を上げるためにしばしば加えられる。ポリアク
リルアミド、ポリアクリル酸、ポリビニルピロリドン、
ポリビニルピロリドン酢酸ビニルコポリマー、ポリビニ
ルアルコール、ポリエチレンオキサイドおよびRohm-Haa
s PAからAcrysol*として広く市販されている膨潤性アク
リル分散体のような水に可溶な通常のポリマーが、本発
明の組成物に適している。電気化学的用途/医学用途で
電極として、銀−塩化銀の導電性被覆を使用する時、イ
オン輸送を増大させるために、親水性結合剤をポリマー
マトリックスに組み込むことが望ましい。水溶性ポリマ
ーをポリヒドロキシエーテルの水性分散体とブレンドす
ると、良好な心電計用電極または電気化学的電極の作成
に使用するのに適した銀−塩化銀組成物用の、部分的に
親水性の結合剤が得られる。
散性ポリマー増粘剤およびその混合物が、5重量%ま
で、粘度を上げるためにしばしば加えられる。ポリアク
リルアミド、ポリアクリル酸、ポリビニルピロリドン、
ポリビニルピロリドン酢酸ビニルコポリマー、ポリビニ
ルアルコール、ポリエチレンオキサイドおよびRohm-Haa
s PAからAcrysol*として広く市販されている膨潤性アク
リル分散体のような水に可溶な通常のポリマーが、本発
明の組成物に適している。電気化学的用途/医学用途で
電極として、銀−塩化銀の導電性被覆を使用する時、イ
オン輸送を増大させるために、親水性結合剤をポリマー
マトリックスに組み込むことが望ましい。水溶性ポリマ
ーをポリヒドロキシエーテルの水性分散体とブレンドす
ると、良好な心電計用電極または電気化学的電極の作成
に使用するのに適した銀−塩化銀組成物用の、部分的に
親水性の結合剤が得られる。
【0025】C.補助溶剤および水 水ベースの被覆組成物には、約1〜8重量%の補助溶剤
が含まれている。好ましい組成物は3〜6重量%の補助
溶剤を有する。この補助溶剤は、ポリマー粒子が乾燥中
に膜生成過程を助けるための凝集剤として機能し、かつ
プラスチックフィルム表面で湿潤剤および接着促進剤と
しても働く。補助溶剤の例には、エチレングリコール、
プロピレングリコール等のようなグリコール類、例え
ば、UnionCarbide, CT のCellosolve(登録商標)、ARC
O Chemicals, PAのArcosolve (登録商標)、Dow, MI
のDowanol (登録商標)として広く市販されているエチ
レングリコールまたはプロピレングリコールのモノアル
キルエーテル類およびジアルキルエーテル類と、ブタノ
ール、ペンタノール、ヘキサノールのようなアルカノー
ルの系列とがある。
が含まれている。好ましい組成物は3〜6重量%の補助
溶剤を有する。この補助溶剤は、ポリマー粒子が乾燥中
に膜生成過程を助けるための凝集剤として機能し、かつ
プラスチックフィルム表面で湿潤剤および接着促進剤と
しても働く。補助溶剤の例には、エチレングリコール、
プロピレングリコール等のようなグリコール類、例え
ば、UnionCarbide, CT のCellosolve(登録商標)、ARC
O Chemicals, PAのArcosolve (登録商標)、Dow, MI
のDowanol (登録商標)として広く市販されているエチ
レングリコールまたはプロピレングリコールのモノアル
キルエーテル類およびジアルキルエーテル類と、ブタノ
ール、ペンタノール、ヘキサノールのようなアルカノー
ルの系列とがある。
【0026】組成物の固体成分は水に分散されている。
水の量は、良好なレオロジー的性質および適用方法に適
したコンシステンシを提供するのに十分でなければなら
ない。水の主目的は、組成物の固形物の分散媒体とし
て、組成物を基板に容易に施すことができるような形で
役立つことである。脱イオン水または蒸留水を組成物中
に使用することが好ましい。脱イオン水または蒸留水
は、水からのイオンの寄与を減らすことによって、組成
物の分散と安定を確実にする。
水の量は、良好なレオロジー的性質および適用方法に適
したコンシステンシを提供するのに十分でなければなら
ない。水の主目的は、組成物の固形物の分散媒体とし
て、組成物を基板に容易に施すことができるような形で
役立つことである。脱イオン水または蒸留水を組成物中
に使用することが好ましい。脱イオン水または蒸留水
は、水からのイオンの寄与を減らすことによって、組成
物の分散と安定を確実にする。
【0027】D.一般的な組成物の 調製および印刷手順 水ベースの被覆組成物は、典型的には導電性粉末を、上
述のようなポリヒドロキシエーテルポリマーあるいはそ
のポリマーとアクリル樹脂またはウレタン樹脂との分散
体ブレンドと混和することによって調製される。次い
で、その結果できる分散体を激しく撹拌しながら、水ベ
ースのポリマー結合剤樹脂および導電性粉末を追加して
ブレンドし、導電性粉末を完全に分散させる。
述のようなポリヒドロキシエーテルポリマーあるいはそ
のポリマーとアクリル樹脂またはウレタン樹脂との分散
体ブレンドと混和することによって調製される。次い
で、その結果できる分散体を激しく撹拌しながら、水ベ
ースのポリマー結合剤樹脂および導電性粉末を追加して
ブレンドし、導電性粉末を完全に分散させる。
【0028】この導電性組成物は慣例の被覆方法で施す
ことができる。被覆するプラスチック部品が三次元形状
の場合は、一般に空気スプレイや浸漬コーティングが使
われる。プラスチックのシートやフィルムのような平ら
な表面に被覆する場合は、ロールコーティング、スクリ
ーンプリンティングまたはグラビア印刷/フレキソ印刷
が基体に導電性被覆を施すためには対費用効果のよい方
法である。
ことができる。被覆するプラスチック部品が三次元形状
の場合は、一般に空気スプレイや浸漬コーティングが使
われる。プラスチックのシートやフィルムのような平ら
な表面に被覆する場合は、ロールコーティング、スクリ
ーンプリンティングまたはグラビア印刷/フレキソ印刷
が基体に導電性被覆を施すためには対費用効果のよい方
法である。
【0029】使い捨ての心電計電極の用途には、寸法が
安定した絶縁性フィルム基体に組成物の薄い被覆が施さ
れる。典型的な被覆は厚さ0.3ミル未満で、その結果
被覆重量は平方センチ当たり1.2ミリグラム未満であ
る。心電計電極用の好ましいフィルム基体は、コポリエ
ステル、ポリカーボネート、ポリエーテルイミドおよび
ポリ塩化ビニルフィルムの系のプラスチックフィルムで
ある。用途によっては、電極コストをさらに低減するた
めに、導電性の炭素入りポリ塩化ビニールフィルムまた
はポリエステルフィルムに導電性炭素インク被覆を使っ
て印刷された非常に薄い銀−塩化銀被覆(<0.1ミ
ル)が使用できる。また別の用途では、銀の導電性被覆
上に非常に薄い(<0.1ミル)銀被覆を印刷して、電
極に非常に高い導電性を与えることができる。銀−塩化
銀インクの印刷は、フレキソ印刷またはグラビア印刷の
印刷機で実施することが好ましい。これらのプロセスに
よれば、マルチ印刷した非常に薄い連続した均一な被覆
を高い処理量と低い製造コストで作成することが可能と
なる。
安定した絶縁性フィルム基体に組成物の薄い被覆が施さ
れる。典型的な被覆は厚さ0.3ミル未満で、その結果
被覆重量は平方センチ当たり1.2ミリグラム未満であ
る。心電計電極用の好ましいフィルム基体は、コポリエ
ステル、ポリカーボネート、ポリエーテルイミドおよび
ポリ塩化ビニルフィルムの系のプラスチックフィルムで
ある。用途によっては、電極コストをさらに低減するた
めに、導電性の炭素入りポリ塩化ビニールフィルムまた
はポリエステルフィルムに導電性炭素インク被覆を使っ
て印刷された非常に薄い銀−塩化銀被覆(<0.1ミ
ル)が使用できる。また別の用途では、銀の導電性被覆
上に非常に薄い(<0.1ミル)銀被覆を印刷して、電
極に非常に高い導電性を与えることができる。銀−塩化
銀インクの印刷は、フレキソ印刷またはグラビア印刷の
印刷機で実施することが好ましい。これらのプロセスに
よれば、マルチ印刷した非常に薄い連続した均一な被覆
を高い処理量と低い製造コストで作成することが可能と
なる。
【0030】フレキソ印刷またはグラビア印刷の印刷機
は、多数の被覆ヘッド、ウエブ操作組立品およびロング
ドライヤーから成っている。各被覆ヘッドは、塗料受け
皿の組立品、ローラの組立品および乾燥用ショートオー
ブンの一部であり、かつプラスチックフィルムのウエブ
上に一つの印刷を行うことになる。典型的な被覆運転に
おいては、インク液が塗料受け皿に装入される。インク
の湿った塗料が、回転しているグラビア印刷版によっ
て、または塗料受け皿中のインクに浸されるファウンテ
ンロールによって受け取られる。回転しているグラビア
印刷ロールがその印刷ロールを包んでいるプラスチック
フィルムの動いているウエブに圧力を加えるとき、湿っ
た塗料はプラスチックフィルム上に移される。フレキソ
印刷法では、刻まれたロールを使ってそのインクが受け
取られる。次いで、そのインクは印刷パターンでゴムロ
ールに移され、次にその印刷パターンが動いているフィ
ルム基体に印刷される。動いているフィルムウエブ上の
塗料はショートオーブンで乾燥されて粘性のない状態に
なる。マルチ印刷ヘッド上でマルチ印刷が繰り返され
て、目的とする被覆の厚さを与える。ウエブは最終的に
ロングドライヤーを通って塗料を完全に乾燥させる。一
貫した被覆の質を達成するために、被覆の厚さ、ウエブ
の速度、炉の温度、および空気の流量などのパラメータ
を最適化することが重要である。組成物の希釈が必要な
場合は、被覆パラメータをそれに応じて調製して、固形
分のパーセント、粘度および溶媒の乾燥速度などのイン
ク特性の変化と適合させるべきである。水ベースの組成
物では、組成物がポンプ輸送によって塗料受け皿に循環
されている時に発泡するのを避ける注意も必要である。
は、多数の被覆ヘッド、ウエブ操作組立品およびロング
ドライヤーから成っている。各被覆ヘッドは、塗料受け
皿の組立品、ローラの組立品および乾燥用ショートオー
ブンの一部であり、かつプラスチックフィルムのウエブ
上に一つの印刷を行うことになる。典型的な被覆運転に
おいては、インク液が塗料受け皿に装入される。インク
の湿った塗料が、回転しているグラビア印刷版によっ
て、または塗料受け皿中のインクに浸されるファウンテ
ンロールによって受け取られる。回転しているグラビア
印刷ロールがその印刷ロールを包んでいるプラスチック
フィルムの動いているウエブに圧力を加えるとき、湿っ
た塗料はプラスチックフィルム上に移される。フレキソ
印刷法では、刻まれたロールを使ってそのインクが受け
取られる。次いで、そのインクは印刷パターンでゴムロ
ールに移され、次にその印刷パターンが動いているフィ
ルム基体に印刷される。動いているフィルムウエブ上の
塗料はショートオーブンで乾燥されて粘性のない状態に
なる。マルチ印刷ヘッド上でマルチ印刷が繰り返され
て、目的とする被覆の厚さを与える。ウエブは最終的に
ロングドライヤーを通って塗料を完全に乾燥させる。一
貫した被覆の質を達成するために、被覆の厚さ、ウエブ
の速度、炉の温度、および空気の流量などのパラメータ
を最適化することが重要である。組成物の希釈が必要な
場合は、被覆パラメータをそれに応じて調製して、固形
分のパーセント、粘度および溶媒の乾燥速度などのイン
ク特性の変化と適合させるべきである。水ベースの組成
物では、組成物がポンプ輸送によって塗料受け皿に循環
されている時に発泡するのを避ける注意も必要である。
【0031】試験手順 抵抗 この試験はMylar (登録商標)基体上のある導電性組成
物の抵抗率を測定するように計画されている。
物の抵抗率を測定するように計画されている。
【0032】手順 1.サンプルを完全に混合して均一なコンシステンシに
する。
する。
【0033】2.導電性組成物の被覆を、空気スプレイ
または線を巻いた棒でポリエステルのフィルム基体に施
し、70〜100℃で乾燥させた。典型的な被覆の厚さ
は0.5〜2ミルであった。
または線を巻いた棒でポリエステルのフィルム基体に施
し、70〜100℃で乾燥させた。典型的な被覆の厚さ
は0.5〜2ミルであった。
【0034】3.5インチ(12.7cm)×1/4イ
ンチ(0.64cm)の被覆ストリップを横切る電気抵
抗を4点探針を使用して測定した。
ンチ(0.64cm)の被覆ストリップを横切る電気抵
抗を4点探針を使用して測定した。
【0035】4.mohm/sq/mil単位で表した
抵抗率を次のようにして計算した。
抵抗率を次のようにして計算した。
【0036】抵抗率=(測定した抵抗の平均値(moh
m)×平均厚み(mil))/20鉛筆硬度 Mylar (登録商標)基体上に印刷された導電性組成物の
フィルム硬度をASTM−D−3363−92aに従っ
て測定する。
m)×平均厚み(mil))/20鉛筆硬度 Mylar (登録商標)基体上に印刷された導電性組成物の
フィルム硬度をASTM−D−3363−92aに従っ
て測定する。
【0037】手順 1.サンプルを完全に混合して均一なコンシステンシに
する。
する。
【0038】2.導電性組成物の厚さ1ミルの乾燥被覆
を調製する。
を調製する。
【0039】3.較正済みの芯、つまり硬度がついてい
る満足できる銘柄の鉛筆(2)を使用する。
る満足できる銘柄の鉛筆(2)を使用する。
【0040】鉛筆硬度について通常使用されている尺度
は次の通りである。
は次の通りである。
【0041】
【表1】 >硬い 6B 5B 4B 3B 2B B HB H 2H 3H 4H 5H 6H 7H 8H 9H 4.木の鉛筆を使用する場合、とがらせて滑らかな円筒
状の芯にする。研磨紙(グリッドNo.90)に対して90
°の角度に鉛筆または芯保持器を持ち、エッジにかけら
や欠け目がなく、平らで滑らかで、かつ円形の横断面が
得られるまで、芯を紙にこすりつける。
状の芯にする。研磨紙(グリッドNo.90)に対して90
°の角度に鉛筆または芯保持器を持ち、エッジにかけら
や欠け目がなく、平らで滑らかで、かつ円形の横断面が
得られるまで、芯を紙にこすりつける。
【0042】5.最も硬い芯から始めて、芯をフィルム
に対して45°の角度(操作者から離れた点)でその鉛
筆をしっかり持ち、操作者から離れた方に押す。各試験
の前には、先端の新しい芯を使う。
に対して45°の角度(操作者から離れた点)でその鉛
筆をしっかり持ち、操作者から離れた方に押す。各試験
の前には、先端の新しい芯を使う。
【0043】6.鉛筆が基板に達するまでフィルムを切
り裂かないことが認められるまで、硬度の尺度を下げて
このプロセスを繰り返す。その型の10本の線のうち4
本以上の線が破れるものを失格と定義する。
り裂かないことが認められるまで、硬度の尺度を下げて
このプロセスを繰り返す。その型の10本の線のうち4
本以上の線が破れるものを失格と定義する。
【0044】
【実施例】実際の実施例を示すことによって、本発明を
さらに詳細に記述する。しかしながら、本発明の範囲
は、とにかくこれらの実際の実施例によって制限される
ものではない。
さらに詳細に記述する。しかしながら、本発明の範囲
は、とにかくこれらの実際の実施例によって制限される
ものではない。
【0045】実施例1 この実施例は、平均粒径D50が4〜5ミクロンの微細
な銀フレークを使用して銀の導電性インクを調製するこ
とについて記述する。以下に列挙する成分を8オンスの
広口びんに撹拌しながら加えた。その混合物を撹拌プレ
ートの上で磁性撹拌棒により30分間激しく撹拌して混
合した。その結果得た混合物は、#2ザーンカップ(Za
hn cup)で25秒の粘度を有している。その後、40〜
60psiの空気圧で操作されるエアブラシを使用し
て、その混合物を5ミルのポリエチレンテレフタレート
フィルムに噴霧した。その湿った被覆を空気で5分間、
その後70℃の乾燥炉で5分間乾燥し、厚さ0.5ミル
の被覆にした。その乾燥被覆のシート抵抗率を測定し
た。典型的なシート抵抗率は45mohm/squar
e/milであり、かつ、ASTM-D-3363-92a に従って測
定した被覆の鉛筆硬度はHであった。
な銀フレークを使用して銀の導電性インクを調製するこ
とについて記述する。以下に列挙する成分を8オンスの
広口びんに撹拌しながら加えた。その混合物を撹拌プレ
ートの上で磁性撹拌棒により30分間激しく撹拌して混
合した。その結果得た混合物は、#2ザーンカップ(Za
hn cup)で25秒の粘度を有している。その後、40〜
60psiの空気圧で操作されるエアブラシを使用し
て、その混合物を5ミルのポリエチレンテレフタレート
フィルムに噴霧した。その湿った被覆を空気で5分間、
その後70℃の乾燥炉で5分間乾燥し、厚さ0.5ミル
の被覆にした。その乾燥被覆のシート抵抗率を測定し
た。典型的なシート抵抗率は45mohm/squar
e/milであり、かつ、ASTM-D-3363-92a に従って測
定した被覆の鉛筆硬度はHであった。
【0046】
【表2】 成分 重量 フェノキシ水性分散体(1) 28部 プロピレングリコールn−プロピルエーテル(2) 2.5部 脱イオン水 15.0部 銀フレーク(3) 62.0部(1) Phenoxy Associates, SCのPhenoxy PKHW-34X(2) ARCO Chemicals, PAのArcosolve* PNP(3) DuPont, DEによるK003L などのD50 が3〜5ミクロ
ンの銀フレーク実施例2 大きな銀フレークと、水ベースのフェノキシおよび水ベ
ースのポリウレタンのブレンドとを含む導電性塗料を、
以下に列挙する成分を用いて実施例1と同じ方法で調製
した。その銀塗料を5ミルのポリエチレンテレフタレー
トフィルムに噴霧して、厚さ1ミルの被覆を得た。シー
ト抵抗率を測定したところ41mohm/sq/mil
であった。典型的な被覆の鉛筆硬度はHBであった。
ンの銀フレーク実施例2 大きな銀フレークと、水ベースのフェノキシおよび水ベ
ースのポリウレタンのブレンドとを含む導電性塗料を、
以下に列挙する成分を用いて実施例1と同じ方法で調製
した。その銀塗料を5ミルのポリエチレンテレフタレー
トフィルムに噴霧して、厚さ1ミルの被覆を得た。シー
ト抵抗率を測定したところ41mohm/sq/mil
であった。典型的な被覆の鉛筆硬度はHBであった。
【0047】
【表3】 成分 重量パーセン ト フェノキシ水性分散体 23.04% 水性ポリウレタン樹脂(4) 4.93% プロピレングリコールn−プロピルエーテル 4.99% 脱イオン水 24.97% 銀フレーク 41.14% アクリル増粘剤ASE-60(5) 0.53% 10%アンモニア溶液 0.4% (4) Zeneca, MSによるNeorez R-9699 樹脂(5) Rohm-Haas, PA のAcrysol ASE-60実施例3 フェノキシ分散体とアクリル分散体とのブレンドを使用
して、実施例1と同じ方法で銀の導電性塗料を調製し
た。シート抵抗率は26mohm/sq/milであ
り、かつ被覆の鉛筆硬度はHBであった。
して、実施例1と同じ方法で銀の導電性塗料を調製し
た。シート抵抗率は26mohm/sq/milであ
り、かつ被覆の鉛筆硬度はHBであった。
【0048】
【表4】 成分 重量パーセント フェノキシの水性分散体 14.06% アクリルの水性分散体 15.97% プロピレングリコールn−プロピルエーテル 4.82% 脱イオン水 24.09% Acrysol ASE-60 0.50% 10%アンモニア溶液 0.40% 銀フレーク(6) 40.16%(6) Chemet, RIの銀フレークAB0222実施例4 この実施例は水ベースの導電性銅塗料の調合について記
述している。以下に列挙した成分は実施例1と同じ方法
で調製した。その結果得られる塗料は44.4%の固形
分と#2ザーンカップで35秒の粘度を有する。塗料サ
ンプルを5ミルのポリエチレンテレフタレートフィルム
基体に噴霧して、5分間空気中で、さらに5分間70℃
で乾燥した。被覆の厚みは1ミルであった。測定された
シート抵抗率は87mohm/sq/milであり、か
つ典型的な被覆の硬度は4Hであった。
述している。以下に列挙した成分は実施例1と同じ方法
で調製した。その結果得られる塗料は44.4%の固形
分と#2ザーンカップで35秒の粘度を有する。塗料サ
ンプルを5ミルのポリエチレンテレフタレートフィルム
基体に噴霧して、5分間空気中で、さらに5分間70℃
で乾燥した。被覆の厚みは1ミルであった。測定された
シート抵抗率は87mohm/sq/milであり、か
つ典型的な被覆の硬度は4Hであった。
【0049】
【表5】 成分 重量 フェノキシの水性分散体 42部 銅フレーク(7) 51部 脱イオン水 46部 プロピレングリコールn−プロピルエーテル 9部 ステアリン酸ナトリウム 0.5部 (7) Degussa, NJ の5%銀被覆した銅フレーク実施例5 水ベースの導電性炭素インクの調製について以下に記述
する。導電性の無定形炭素の水ベースの分散体(a)
を、1/2インチ(1.27cm)の円筒形のセラミッ
ク粉砕媒体を備えた広口びん粉砕器中で、12.0gの
無定形カ−ボンブラック(Cabot, MA のVULCAN 400R )
と0.36gのステアリン酸ナトリウムとを99gの脱
イオン水および11.0gのプロピレングリコールn−
プロピルエーテル中に混和することによって調製した。
炭素インクを作るために、38.6gの分散液(a)、
12.2gのPKHW-34X樹脂と、脱イオン水とプロピレン
グリコールn−プロピルエーテルとの5:1混合物8.
4g、8.8gのグラファイト(Timcal America, OHの
Timcal SFG-6)を高速度撹拌で30分間混合した。その
結果得られた水ベースのインクは#2ザーンカップで2
9秒の粘度を有していた。インクサンプルの導電性炭素
被覆を、#12の展色(drawdown)棒を使用して5ミル
のポリエチレンテレフタレートフィルム基体に施し、そ
の後70℃で5分間乾燥させた。展色を3回繰り返し
て、厚さ0.6ミルの被覆を形成した。炭素被覆は23
mohm/square/milのシート抵抗率を有し
た。その鉛筆硬度はHBであった。
する。導電性の無定形炭素の水ベースの分散体(a)
を、1/2インチ(1.27cm)の円筒形のセラミッ
ク粉砕媒体を備えた広口びん粉砕器中で、12.0gの
無定形カ−ボンブラック(Cabot, MA のVULCAN 400R )
と0.36gのステアリン酸ナトリウムとを99gの脱
イオン水および11.0gのプロピレングリコールn−
プロピルエーテル中に混和することによって調製した。
炭素インクを作るために、38.6gの分散液(a)、
12.2gのPKHW-34X樹脂と、脱イオン水とプロピレン
グリコールn−プロピルエーテルとの5:1混合物8.
4g、8.8gのグラファイト(Timcal America, OHの
Timcal SFG-6)を高速度撹拌で30分間混合した。その
結果得られた水ベースのインクは#2ザーンカップで2
9秒の粘度を有していた。インクサンプルの導電性炭素
被覆を、#12の展色(drawdown)棒を使用して5ミル
のポリエチレンテレフタレートフィルム基体に施し、そ
の後70℃で5分間乾燥させた。展色を3回繰り返し
て、厚さ0.6ミルの被覆を形成した。炭素被覆は23
mohm/square/milのシート抵抗率を有し
た。その鉛筆硬度はHBであった。
【0050】実施例6 水ベースのフェノキシおよび水溶性ポリマーを含む銀−
塩化銀組成物(Ag/AgCl)は、使い捨ての心電計
電極の被覆に適している。まず塩化銀粉末(Colonial M
etals Inc., DE)を39.3%、フェノキシの水性分散
体を21.4%、脱イオン水を35.7%、およびプロ
ピレングリコールn−プロピルエーテルを3.6%含む
塩化銀分散体を、セラミック媒体を備えた広口ビン粉砕
器中でその混合物を混和して塩化銀粒子を分散させるこ
とによって、調製した。次いで、その塩化銀分散体、銀
フレークおよびフェノキシ水性分散体を実施例1と同様
の方法で混合することによって導電性組成物を調製し
た。#10線を巻いた棒を使用して二回展色することに
より銀/塩化銀インクの被覆を施し、70℃で5分間乾
燥させた。シート抵抗率を測定すると48mohm/s
q/milであり、かつ鉛筆硬度はHであった。
塩化銀組成物(Ag/AgCl)は、使い捨ての心電計
電極の被覆に適している。まず塩化銀粉末(Colonial M
etals Inc., DE)を39.3%、フェノキシの水性分散
体を21.4%、脱イオン水を35.7%、およびプロ
ピレングリコールn−プロピルエーテルを3.6%含む
塩化銀分散体を、セラミック媒体を備えた広口ビン粉砕
器中でその混合物を混和して塩化銀粒子を分散させるこ
とによって、調製した。次いで、その塩化銀分散体、銀
フレークおよびフェノキシ水性分散体を実施例1と同様
の方法で混合することによって導電性組成物を調製し
た。#10線を巻いた棒を使用して二回展色することに
より銀/塩化銀インクの被覆を施し、70℃で5分間乾
燥させた。シート抵抗率を測定すると48mohm/s
q/milであり、かつ鉛筆硬度はHであった。
【0051】
【表6】 成分 重量パーセント フェノキシの水性分散体 14.0% ポリビニルピロリドン酢酸ビニルコポリマー 1.4% 銀フレーク 51.7% 塩化銀分散体 32.9%実施例7 実施例6と同様の方法で、使い捨ての心電計電極の被覆
に適している銀/塩化銀組成物を調製した。塩化銀粉末
を40%、フェノキシ水性分散体を21.5%、脱イオ
ン水を32.1%およびプロピレングリコールn−プロ
ピルエーテルを6.4%含む塩化銀分散液を使用した。
典型的なシート抵抗率は45mohm/sq/milで
あり、かつ鉛筆硬度はHBであった。
に適している銀/塩化銀組成物を調製した。塩化銀粉末
を40%、フェノキシ水性分散体を21.5%、脱イオ
ン水を32.1%およびプロピレングリコールn−プロ
ピルエーテルを6.4%含む塩化銀分散液を使用した。
典型的なシート抵抗率は45mohm/sq/milで
あり、かつ鉛筆硬度はHBであった。
【0052】
【表7】 成分 重量パーセント フェノキシ水性分散体 14.3% 脱イオン水 5.3% プロピレングリコールn−プロピルエーテル 0.7% 銀フレーク 49.2% 塩化銀分散体 30.5%実施例8 この実施例では、心電計適用のための銀/塩化銀被覆の
印刷を実際に説明する。250行を刻んだシリンダを備
える輪転グラビア手動校正刷り機を使って、実施例6お
よび実施例7の銀/塩化銀インクを3ミルのポリエステ
ルフィルムに印刷した。3回の連続印刷および70℃で
5分間の乾燥という工程を経て、最終的に0.8〜1.
1mg/cm2 の被覆重量を達成した。あるいはまた、
実施例5の炭素インクで印刷した炭素の導電性被覆に、
または実施例1の銀インクで印刷した銀の導電性被覆に
銀/塩化銀の印刷を一回行って心電計電極を作った。銀
/塩化銀側に導電性接着剤として貼り合わせたPromeon
RG63B ヒドロゲルを有する、各銀/塩化銀被覆(1イン
チ(2.54cm)×2インチ(5.08cm))2枚
について心電計の試験を行った。Xtratek を使用してAM
IA仕様に従ってその心電計の性能を測定した。心電計の
典型的な性能を以下にリストする。
印刷を実際に説明する。250行を刻んだシリンダを備
える輪転グラビア手動校正刷り機を使って、実施例6お
よび実施例7の銀/塩化銀インクを3ミルのポリエステ
ルフィルムに印刷した。3回の連続印刷および70℃で
5分間の乾燥という工程を経て、最終的に0.8〜1.
1mg/cm2 の被覆重量を達成した。あるいはまた、
実施例5の炭素インクで印刷した炭素の導電性被覆に、
または実施例1の銀インクで印刷した銀の導電性被覆に
銀/塩化銀の印刷を一回行って心電計電極を作った。銀
/塩化銀側に導電性接着剤として貼り合わせたPromeon
RG63B ヒドロゲルを有する、各銀/塩化銀被覆(1イン
チ(2.54cm)×2インチ(5.08cm))2枚
について心電計の試験を行った。Xtratek を使用してAM
IA仕様に従ってその心電計の性能を測定した。心電計の
典型的な性能を以下にリストする。
【0053】
【表8】 実施例6 実施例7 実施例5 実施例1 に7 に7 直流オフセット(ミリボルト) 0.6 0.7 0 0.4 交流インピーダンス(オーム) 43 52 127 49 SDR 直流オフセット(ミリボルト)2.1 12.9 16.6 16.3 勾配(ミリボルト/秒) 0.35 0.38 0.41 0.44 交流インピーダンス(オーム) 33 34 119 42実施例9 下記のものを一緒に容器に添加し、かつ約45分間混合
した。
した。
【0054】
【表9】 ポリヒドロキシエーテル溶液** (Phenoxy Associates, SCのPKHW-35 ) 30.55%(重量) 銀フレーク(D50が3〜6ミクロンのフレーク) 62.03%(重量) ブチルセロソルブ溶媒(Union Carbide, Inc. ) 7.42%(重量)** 以下のものからなるポリヒドロキシエーテル溶液 変性ポリヒドロキシエーテル(フェノキシ)樹脂 25.0% ブチルセロソルブ溶媒 6.85% 水 68.15% その結果得られたペーストをポリエステル基体にスクリ
ーン印刷し、かつ120℃で5分間硬化させた。ペース
トの抵抗率は約30milliohm/sq/milで
あった。硬化したペーストのポリエステルに対する接着
性は完全に満足できるものであった。
ーン印刷し、かつ120℃で5分間硬化させた。ペース
トの抵抗率は約30milliohm/sq/milで
あった。硬化したペーストのポリエステルに対する接着
性は完全に満足できるものであった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドルフマン,ジェイ ロバート アメリカ合衆国 27713 ノース カロ ライナ州 ダーハム サンドストーン リッジ ドライブ 26 (56)参考文献 特表 平8−506206(JP,A) 米国特許5574079(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01B 1/16 - 1/18 A61B 5/0408 A61N 1/05 H01B 1/00
Claims (12)
- 【請求項1】 全組成物に対して、 (a)グラフトポリマー固形物が分散体の25〜40重
量%である、少なくとも1種のアクリルまたはメタクリ
ルモノマーをグラフトしたポリヒドロキシエーテルポリ
マーの第一の水性分散体5〜40重量%; (b)銀、銅、ニッケル、銀で被覆した銅、銀で被覆し
たニッケル、炭素、グラファイトおよびその混合物から
成る群から選ばれた、微粉砕した金属性の導電性粒子2
0〜80重量%を含み、かつ、 (a)および(b)の全てが水と1〜8重量%の補助溶
剤との中に分散していることを特徴とする水ベースの厚
膜導電性組成物。 - 【請求項2】 全組成物に対して、 (a)グラフトポリマー固形物が分散体の25〜40重
量%である、少なくとも1種のアクリルまたはメタクリ
ルモノマーをグラフトしたポリヒドロキシエーテルポリ
マーの第一の水性分散体5〜40重量%; (b)銀、銅、ニッケル、銀で被覆した銅、銀で被覆し
たニッケル、炭素、グ ラファイトおよびその混合物から成る群から選ばれた、
微粉砕した金属性の導電性粒子20〜80重量%; (c)ポリマー固形物が分散体の25〜40重量%であ
る、アクリルまたはポリウレタンポリマーの第二の水性
分散体0.5〜16重量%を含み、かつ、 (a)、(b)および(c)の全てが水と1〜8重量%
の補助溶剤との中に分散していることを特徴とする水ベ
ースの厚膜導電性組成物。 - 【請求項3】 全組成物に対して、 (a)グラフトポリマー固形物が分散体の25〜40重
量%である、少なくとも1種のアクリルまたはメタクリ
ルモノマーをグラフトしたポリヒドロキシエーテルポリ
マーの第一の水性分散体5〜40重量%; (b)銀、銅、ニッケル、銀で被覆した銅、銀で被覆し
たニッケル、炭素、グラファイトおよびその混合物から
成る群から選ばれた、微粉砕した金属性の導電性粒子2
0〜80重量%; (d)水溶性ポリマー1〜5重量%を含み、かつ、 (a)、(b)および(d)の全てが水と1〜8重量%
の補助溶剤との中に分散していることを特徴とする水ベ
ースの厚膜導電性組成物。 - 【請求項4】 全組成物に対して、 (a)グラフトポリマー固形物が分散体の25〜40重
量%である、少なくとも1種のアクリルまたはメタクリ
ルモノマーをグラフトしたポリヒドロキシエーテルポリ
マーの第一の水性分散体5〜40重量%; (b)銀、銅、ニッケル、銀で被覆した銅、銀で被覆し
たニッケル、炭素、グラファイトおよびその混合物から
成る群から選ばれた、微粉砕した金属性の導電性粒子2
0〜80重量%; (c)ポリマー固形物が分散体の25〜40重量%であ
る、アクリルまたはポリウレタンポリマーの第二の水性
分散体0.5〜16重量%; (d)水溶性ポリマー1〜5重量%を含み、かつ、 (a)、(b)、(c)および(d)の全てが水と1〜
8重量%の補助溶剤との中に分散していることを特徴と
する水ベースの厚膜導電性組成物。 - 【請求項5】 前記導電性粒子が全組成物の30〜80
重量%であり、銀、銅、ニッケル、銀で被覆した銅、銀
で被覆したニッケルおよびその混合物から成る群から選
ばれることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記
載の組成物。 - 【請求項6】 前記導電性粒子が全組成物の20〜40
重量%であり、炭素、グラファイトおよびその混合物か
ら成る群から選ばれることを特徴とする請求項1から4
のいずれかに記載の組成物。 - 【請求項7】 前記補助溶剤が、グリコール類およびア
ルカノール類から成る群から選ばれることを特徴とする
請求項1から4のいずれかに記載の組成物。 - 【請求項8】 前記水溶性ポリマー(d)が、ポリアク
リル酸、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、
ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、ポリ
ビニルピロリドン酢酸ビニルコポリマーまたはその混合
物から成る群から選ばれることを特徴とする請求項3ま
たは4に記載の組成物。 - 【請求項9】 前記導電性粒子が粒径1〜30ミクロン
の金属フレークであることを特徴とする請求項5に記載
の組成物。 - 【請求項10】 前記導電性粒子がさらに、銀ベースの
導電性組成物中に2〜30重量%の塩化銀粒子を含むこ
とを特徴とする請求項5に記載の組成物。 - 【請求項11】 前記第一の水性ポリマー分散体が全組
成物の5〜25重量%であることを特徴とする請求項5
に記載の組成物。 - 【請求項12】 前記第一の水性ポリマー分散体が全組
成物の15〜25重量%であることを特徴とする請求項
6に記載の組成物。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/969,505 US5855820A (en) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | Water based thick film conductive compositions |
US08/969,505 | 1997-11-13 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11242912A JPH11242912A (ja) | 1999-09-07 |
JP3068067B2 true JP3068067B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=25515644
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10324158A Expired - Fee Related JP3068067B2 (ja) | 1997-11-13 | 1998-11-13 | 水ベースの厚膜導電性組成物 |
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Country | Link |
---|---|
US (1) | US5855820A (ja) |
EP (1) | EP0917155B1 (ja) |
JP (1) | JP3068067B2 (ja) |
KR (1) | KR100311889B1 (ja) |
CN (1) | CN1137229C (ja) |
DE (1) | DE69810743T2 (ja) |
TW (1) | TW442522B (ja) |
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---|---|---|---|---|
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