JP5096666B2 - 鎖状導電性酸化物微粒子の製造方法、鎖状導電性酸化物微粒子、透明導電性被膜形成用塗料および透明導電性被膜付基材 - Google Patents
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Description
のに対し、電磁遮蔽用の導電性被膜では102〜104Ω/□のような低い表面抵抗を有することが求められていた。
さらに、透明導電性被膜は、基材との密着性や強度の向上も求められている。
導電性被膜形成用塗布液の製造方法において、酸化インジウム微粒子(A)と導電性微粒子中の酸化錫系微粒子(B)との混合割合(A/B)が98/2〜60/40(重量比)の範囲で極性溶媒に均一に混合し分散させた透明導電性被膜形成用塗布液を提案している。また、特開2004-55298号公報(特許文献2)にて、平均粒子径が1〜200nmである導電性微粒子と、平均粒子径が4〜200nmであるシリカ粒子と極性溶媒とを含む透明導電性被膜形成用塗布液を提案しており、また、シリカ粒子が、平均連結数で2〜10個鎖状に連結した鎖状シリカ粒子群であることも提案している。
カチオン交換樹脂で処理するとともに特定pHとすることで鎖状に導電性微粒子を配列させ、これにアルコールを加えて有機珪素化合物を加水分解させると連結した導電性微粒子が得られることを見いだして本発明を完成するに至った。
[1]導電性微粒子水分散液のpHを2〜5に調整したのち、固形分濃度を10〜40重量
%に調整し、
これに下記式(1)で表される加水分解性有機ケイ素化合物、およびアルコールを加えて加水分解することを特徴とする鎖状導電性微粒子の製造方法。
(式中、R1およびR2は、水素原子、ハロゲン原子、置換または非置換の炭化水素基から選ばれる炭素数1〜10の有機基を表す。aは0〜3の整数である。)
[2]pH調整を、H型イオン交換樹脂で処理することによって行う[1]の鎖状導電性微粒子の
製造方法。
[3]前記導電性微粒子の平均粒子径が2〜50nmの範囲にある[1]の鎖状導電性微粒子の製造方法。
[4]アルコールを添加後の導電性微粒子分散液の固形分濃度(有機珪素化合物を含む全固
形分)が3〜30重量%(但し、添加前の固形分濃度を超えることはない)に調整する[1]〜[3]の鎖状導電性微粒子の製造方法。
[5]前記有機珪素化合物として、前記式(1)におけるaが0およびaが1の有機珪素化
合物を併用し、まずaが0の有機珪素化合物を分散液に添加した後、ついで、アルコールを添加するとともにaが1の有機珪素化合物を加えて加水分解する[1]〜[4]の鎖状導電性
微粒子の製造方法。
[6]前記導電性微粒子と加水分解性有機珪素化合物との量比(加水分解性有機珪素化合物
/導電性微粒子の重量比)が0.01〜0.5の範囲にある[1]〜[5]の鎖状導電性微粒子の製造方法。
[7]前記導電性微粒子が微粒子カーボン、酸化錫、Sb、FまたはPがドーピングされた酸化錫、酸化インジウム、SnまたはFがドーピングされた酸化インジウム、酸化アンチモ
ン、低次酸化チタンからなる群から選ばれる1種以上である[1]〜[6]の鎖状導電性微粒子の製造方法。
[8][1]〜[7]の製造方法で得られた平均連結数が3〜20の範囲にある鎖状導電性微粒子
。
[9][8]の鎖状導電性微粒子と塗料用樹脂とを含んでなる透明導電性被膜形成用塗料。
[10]基材と、基材上に形成された透明導電性被膜とからなり、該透明導電性被膜が、前記[9]の透明導電性被膜形成用塗料を塗布し、乾燥して得られたものである透明導電性被膜
付基材。
[11]前記透明導電性被膜上に、透明導電性被膜よりも屈折率の低い透明被膜が設けられてなる[10]の透明導電性被膜付基材。
鎖状導電性微粒子の製造方法
本発明に係る鎖状導電性微粒子の製造方法は、平均粒子径が2〜50nmの範囲にある導電性微粒子の水分散液のpHを2〜5に調整するとともに、固形分濃度を10〜40重量%に調整したのち、
これに後述する加水分解性有機ケイ素化合物、およびアルコールを加えて加水分解する。
本発明に用いる導電性微粒子としては、後述する平均粒子径を満足するものであれば従来公知の導電性微粒子を用いることができるが、酸化錫、Sb、FまたはPがドーピング
された酸化錫、酸化インジウム、SnまたはFがドーピングされた酸化インジウム、酸化
アンチモン、低次酸化チタンからなる群から選ばれる1種以上であることが好ましい。
法によっては鎖状導電性微粒子を得ることが困難である。
導電性微粒子の平均粒子径が小さすぎると、導電性微粒子が粒状に凝集しやすく、鎖状導電性微粒子を得るのが困難となることがある。導電性微粒子の平均粒子径が大きすぎる
と、これを用いて得られる被膜の透明性が低下したり、ヘーズが高くなる等の問題があり、また導電性微粒子が連結しにくくなるためか、鎖状導電性微粒子を得ることが困難である。
まず、前記導電性微粒子の水分散液を調製する。このときの導電性微粒子水分散液の濃度は特に制限はないが、通常1〜40重量%の範囲、好ましくは10〜40重量%の範囲である。
イオン交換処理によって、pHが酸性にシフトする。なお、イオン交換樹脂処理だけで
は、pHが充分低くならないことがあるので、必要に応じて酸を添加することが好ましい。
導電性微粒子水分散液のpHを低くしすぎると、導電性微粒子の凝集が起こるようになり、加水分解性有機珪素化合物を加えた際に球状凝集粒子が得られ、本発明の鎖状導電性微粒子を得ることが困難となる。導電性微粒子水分散液のpHが高いと、導電性微粒子の連結(鎖状化)が起こりにくく、連結が起きたとしても連結数が少なく、平均連結数が3未満となり、本願発明の連結導電性微粒子を用いる効果が充分に得られず、すなわち耐擦傷性に優れ、かつヘーズが低く帯電防止性能に優れた導電性性被膜が得られないことがある。
濃縮および希釈する方法としては、公知の方法を特に制限なく採用することができる。
ついで、濃度調整した導電性微粒子水分散液に下記式(1)で表される加水分解性有機珪素化合物を加える。
(式中、R1およびR2は、水素原子、ハロゲン原子、置換または非置換の炭化水素基から選ばれる炭素数1〜10の有機基を表す。aは0〜3の整数である。)
前記式(1)において、R1としては、ビニル基、アクリル基、炭素数1〜8のアルキ
ル基などが挙げられる。また、R2としては、水素原子、ビニル基、アリール基、アクリ
ル基、炭素数1〜8のアルキル基、−CH2OCnH2n+1(n=1〜4)などが挙げられる
。
aが0の加水分解性有機珪素化合物は導電性微粒子の連結を維持することに有効であり、aが1の加水分解性有機珪素化合物は鎖状導電性微粒子の塗料中での分散性を向上することに有効である。前記式(1)におけるaが2以上の加水分解性有機珪素化合物は加水分解速度が遅く、また導電性微粒子の種類によっては加水分解性有機珪素化合物との結合が不充分となり、このため得られる鎖状導電性微粒子の分散性の向上が不充分となることがある。
前記式(1)におけるaが0(四官能)およびaが1(三官能)の有機珪素化合物を併用する場合、有機珪素化合物の添加量は合計量が前記した範囲となるようにすることが好
ましい。各有機珪素化合物の添加量としては、四官能有機珪素化合物/三官能有機珪素化合物(モル比)が80/20〜20/80、好ましくは70/30〜30/70の範囲にあることが望ましい。このような範囲にあれば、上記した量で、効率的に鎖状導電性微粒子を調製できる。なお、四官能有機珪素化合物が多すぎると、粒子が鎖状とならずに固まりに凝固することがあり、三官能有機珪素化合物が多すぎると鎖状粒子を構成する際に、分散液中にゲルを生成してしまうことがある。
加水分解温度が低い場合、加水分解性有機珪素化合物の種類によっても異なるが、加水分解時間に長時間を要したり、一部の加水分解性有機珪素化合が残存することがある。温度が高すぎると、粒子の安定性が悪くなり凝集が起こりやすくなる。
本発明では、上記のようにして、加水分解性有機珪素化合物を添加する場合、まず前記aが0の加水分解性有機珪素化合物にアルコールを加えて加水分解した後、室温に冷却し、必要に応じて再び前記アルコールを加え、ついで、前記aが1の加水分解性有機珪素化合物を加え、前記と同様の加水分解温度範囲に昇温し、加水分解することが望ましい。このようにすると、aが0の加水分解性有機珪素化合物の加水分解物によって鎖状導電性微粒子の連結を維持することに加え、aが1の加水分解性有機珪素化合物の加水分解物の鎖状導電性微粒子表面への結合が促進され、分散性に優れた鎖状導電性微粒子を得ることができる。
鎖状導電性微粒子の平均連結数が少ないものは、単分散粒子と何ら代わることがなく、
導電性被膜の帯電防止性能が不充分となることがある。前記範囲を越えて平均連結数が多くすることは困難である。
る透明導電性微粒子層を形成することができるので、帯電防止等に優れた透明導電性被膜付基材を得ることができる。
透明導電性被膜形成用塗料
本発明に係る透明導電性被膜形成用塗料は、前記鎖状導電性微粒子を含む。
塗料用樹脂
塗料用樹脂としては公知の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等のいずれも採用することができる。
トン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、アセト酢酸エステルなどのケトン類などが挙げられる。これらは単独で使用してもよく、また2種以上混合して使用してもよい。また、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、トルエン、シクロヘキサノン、イソホロン等も用いることができる。
鎖状導電性微粒子と樹脂の合計濃度が前記範囲にあれば、被膜の厚さが薄すぎず厚すぎることもなく、充分な帯電防止性能の被膜を形成できるとともに、透明性にも優れ、ヘーズが低く、また被膜にクラックや基材に反りが生じることもない。さらに、塗料の粘度が高くならないので、塗工性に優れ、表面の平坦性が低下したり筋ムラが生じたりすることもない。
ある。
この場合、透明導電性被膜形成用塗料中の鎖状導電性微粒子の濃度は、固形分として0.5〜10重量%、さらには1〜5重量%の範囲にあることが好ましい。鎖状導電性微粒子の濃度が前記範囲にあれば、被膜の透明性が高いとともに、高い帯電防止効果を発揮する。塗料中の固形分濃度(必要に応じて用いる他の導電性微粒子、着色剤等を含む総量)は、塗料の流動性、塗布液中の導電性微粒子などの粒状成分の分散性などの点から、0.5〜15重量%、好ましくは1〜7重量%であることが好ましい。前記範囲であれば、一回の塗布で所望の厚さの被膜を形成でき、また得られる被膜の導電性、透明性が高く、さらに、塗布時に筋やムラなどの外観不良を発生することもない。さらに、本発明に係る透明導電性被膜形成用塗料には、被膜形成後の鎖状導電性微粒子のバインダーとして作用する成分が含まれていてもよい。このようなバインダー成分としては、シリカからなるものが好ましく、具体的には、アルコキシシランなどの有機ケイ素化合物の加水分解重縮合物またはアルカリ金属ケイ酸塩水溶液を脱アルカリして得られるケイ酸重縮合物等が挙げられる。このバインダー成分は、固形分として導電性微粒子1重量部当たり、0.01〜0.5重量部、好ましくは0.03〜0.3重量部の量で含まれていればよい。
、帯電を防止したり、電磁波および電磁波の放出に伴って生じる電磁場を効果的に遮蔽することができる。
透明導電性被膜付基材
本発明に係る透明導電性被膜付基材は、基材と、基材上に形成された透明導電性被膜とからなり、該透明導電性被膜が前記透明導電性被膜形成用塗料を塗布し、乾燥して得られ
たことを特徴としている。
透明導電性被膜の厚さが前記範囲の下限未満の場合は、透明導電性被膜が薄いために帯電防止性能が不充分となることがあり、さらに、膜表面に加わる応力を充分吸収することがでないために、耐擦傷性、鉛筆硬度等が不充分となることがある。
透明被膜
本発明に用いる透明被膜としては、透明性と反射防止性能を有していれば特に制限はなく従来公知の反射防止膜を用いることができる。具体的には、前記透明導電性被膜よりも屈折率が低いものであれば反射防止性能を具備している。
透明被膜形成用マトリックスとは、透明被膜を形成しうる成分であり、基材との密着性や硬度および塗工性等の点から選択して用いることができる。
また、マトリックス成分として加水分解性有機珪素化合物を用いることも可能である。具体的には、たとえば、アルコキシシランとアルコールの混合液に、水および触媒としての酸またはアルカリを加えることにより、アルコキシシランの部分加水分解物が好適に使用される。
れるアルコキシシランを用いることができる。特にテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシランなどのテトラアルコキシシランが好ましく用いられる。
等の低屈折率物質の他、シリカ系粒子(シリカ粒子、シリカ中空粒子、シリカ・アルミナ複合酸化物粒子)、多孔質シリカ系粒子等が挙げられる。
透明被膜の厚さが前記範囲未満の場合は、膜の強度、反射防止性能等が劣ることがある。
このような反射防止膜の屈折率は、低屈折率成分と樹脂等マトリックスとの混合比率および使用する樹脂等の屈折率によっても異なるが、通常1.28〜1.50の範囲にあることが好ましい。透明被膜の屈折率が1.50を越えると基材の屈折率にもよるが、反射防
止性能が不充分となることがあり、屈折率が1.28未満のものは得ることが困難である
。
使用される溶媒としては、いずれも容易に蒸散し、得られる反射防止膜に悪影響を及ぼすことの無いものであれば特に制限はない。
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
鎖状導電性微粒子(1)分散液の調製
錫酸カリウム130gと酒石酸アンチモニルカリウム30gを純水400gに溶解した混合溶液を調製した。この調製した溶液を12時間かけて、60℃、攪拌下の硝酸アンモニウム1.0gと15%アンモニア水12gを溶解した純水1000g中に添加して加水
分解を行った。このとき10%硝酸溶液をpH9.0に保つよう同時に添加した。生成した沈殿物を濾別洗浄した後、再び水に分散させて固形分濃度20重量%のSbド−プ酸化錫前駆体の水酸化物分散液を調製した。
この粉末60gを濃度4.3重量%の水酸化カリウム水溶液140gに分散させ、分散
液を30℃に保持しながらサンドミルで3時間粉砕してゾルを調製した。
い、ついで、純水を加えて固形分濃度20重量%のSbド−プ酸化スズ微粒子からなる導電性微粒子(1)分散液を調製した。この導電性微粒子(1)分散液のpHは3.3であった。
また導電性微粒子(1)の平均粒子径は10nmであった。
エトキシシラン(多摩化学(株)製:正珪酸エチル、SiO2濃度28.8%)4.0gを3分で添加した後、30分攪拌を行った。その後エタノ−ル100gを1分かけて添加し、50℃に30分間で昇温、15時間加熱処理を行った。このときの固形分濃度は10重量%であった。
鎖状導電性微粒子(1)を構成する導電性微粒子(1)の平均連結数は5個であった。
平均連結数は、鎖状導電性微粒子の透過型電子顕微鏡写真を撮影し、100個の鎖状導電性微粒子について、連結数を求め、この平均値を四捨五入して、平均連結数を求めた。
鎖状導電性微粒子(1)分散液10.0gと、紫外線硬化樹脂(大日本インキ(株)製:ユ
ニディック17−824−9、固形分濃度78.9%)3.42g、紫外線硬化樹脂(日本化薬(株)製:カヤラッドKS−HDDA、固形分濃度100%)0.3gと、イソプロパノ−ル3.88g、ブチルセロソルブ2.0g、光開始剤(チバスプシャリティ(株)製イルガキュア184、IPAで溶解、固形分濃度50%)0.4gとを充分混合して透明導電性被膜形成用塗料(1)を調製した。
低屈折率成分として、シリカ系中空微粒子分散ゾル(触媒化成工業(株)製:スルーリア1420、平均粒子径60nm、濃度20.5重量%、分散媒:イソプロパノ−ル)を
用いた。このゾルをイソプロパノ−ルで固形分濃度5重量%に希釈した分散液33gと紫外線硬化樹脂(大日本インキ(株)製:ユニディック17−824−9、固形分濃度78.9%)1.54g、光開始剤(チバスプシャリティ(株)製イルガキュア184、IPAで
溶解、固形分濃度10%)0.42gおよびイソプロパノ−ルとブチルセロソルブの1/
1(重量比)混合溶媒65.46gとを充分に混合して反射防止膜形成用塗布液(D-1)を調製した。
導電性被膜形成用塗料(1)をPETフィルム(厚さ100μm、屈折率1.65)に
バ−コ−タ−で塗布し、70℃で1分間乾燥した後、高圧水銀灯(80W/cm)を1分間照
射して硬化させて透明導電性被膜を形成した。このときの膜厚は5μmであった。
℃で、1分間乾燥した後、高圧水銀灯(80W/cm)を1分間照射して硬化させ、透明導電性被膜付基材(1)を調製した。このときの反射防止膜の厚さは80nmであった。
0nmの光線の反射率を測定し、結果を表1に示す。
表面抵抗を表面抵抗計(三菱油化(株)製:LORESTA)で測定し、全光線透過率およびヘ−ズはヘ−ズメ−タ−(日本電色(株)製:NDH2000)により、反射率は分光光度計(日本分光社製:Ubest−55)によりそれぞれ測定した。なお、反射防止膜の屈折率は、シ
リコンウエハ−に反射防止形成用塗布液(1)を上記と同様に塗布、乾燥および加熱処理し
、エリプソメ−タ−(ULVAC社製:EMS−1)により測定した。
密着性
導電性被膜付基材(1)の表面にナイフで縦横1mmの間隔で11本の平行な傷を付け
100個の升目を作り、これにセロハンテ−プを接着し、ついで、セロハンテ−プを剥離したときに被膜が剥離せず残存している升目の数を、以下の4段階に分類することにより密着性を評価した。結果を表1に示す。
残存升目の数95〜99個 :○
残存升目の数90〜94個 :△
残存升目の数89個以下 :×
鉛筆硬度
JIS−K−5400に準じて鉛筆硬度試験器により測定した。
鎖状導電性微粒子(2)分散液の調製
塩化錫57.7gと塩化アンチモン7.0gとをメタノ−ル100gに溶解して溶液を調製した。調整した溶液を4時間かけて60℃攪拌下の純水1,000gに添加して加水分解を行い、生成した沈殿物を濾別洗浄した後、再び水に分散させて固形分濃度10重量%のSbド−プ酸化スズ前駆体の水酸化物分散液を調製した。
この粉末60gを濃度4.3重量%の水酸化カリウム水溶液140gに分散させ、分散液を30℃に保持しながらサンドミルで3時間粉砕してゾルを調製した。
、純水を加えて濃度20重量%のSbド−プ酸化スズ微粒子からなる導電性微粒子(2)分
散液を調製した。この導電性微粒子(2)分散液のpHは3.8であった。また導電性微粒子(2)の平均粒子径は25nmであった。
エトキシシラン(多摩化学(株)製:正珪酸エチル、SiO2濃度28.8%)5.0gを
3分で添加した後、30分攪拌を行った。その後エタノ−ル100gを1分かけて添加し、50℃に30分間で昇温、15時間加熱処理を行った。このときの固形分濃度は10重量%であった。
鎖状導電性微粒子(2)を構成する導電性微粒子(2)の平均連結数は4個であった。
実施例1において、鎖状導電性微粒子(2)分散液を用いた以外は同様にして透明導電性
被膜形成用塗料(2)を調製した。
実施例1において、透明導電性被膜形成用塗料(2)を用いた以外は同様にして透明導電
性被膜付基材(2)を調製した。
得られた透明導電性被膜付基材(2)について、表面抵抗値、全光線透過率、ヘ−ズ、反
射率、密着性および鉛筆硬度を測定し、結果を表に示す。
鎖状導電性微粒子(3)分散液の調製
錫酸カリウム150.0gを純水430gに溶解して溶液を調製した。調製した溶液を12時間かけて、60℃、攪拌下の純水800gと硝酸アンモニウム1.3gと15%アンモニア水2.0gを溶解した混合液中に添加して加水分解を行った。このとき10%硝酸溶液をpH9.0に保つよう同時に添加した。生成した沈殿を濾別・洗浄した後、再び水に分散させて固形分濃度20重量%の水酸化錫分散液200gを調製した。
この分散液に85%リン酸溶液3.2gを添加し30分攪拌を行った後、温度100℃で噴霧乾燥してリンド−プ酸化錫前駆体の水酸化物粉体を調製した。上記粉体を、空気雰囲気下、650℃で2時間加熱処理することによりリンド−プ酸化錫粉末を得た。
次いで、このゾルをイオン交換樹脂でpHが3.3になるまで脱アルカリの処理を行い、純水を加えて濃度20重量%のリンド−プ酸化錫微粒子からなる導電性微粒子(3)分散液
を調製した。この導電性微粒子(3)分散液のpHは3.6であった。また導電性微粒子(3)の平均粒子径は10nmであった。
クリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学(株)製:KBM503、SiO2濃度
25.0%)2.0gを3分で添加した後、30分攪拌を行った。
次いで限外濾過膜にて分散媒の水、エタノ−ルをエタノ−ルに置換し、固形分濃度30重量%のシリカで被覆した鎖状導電性微粒子(3)分散液を調製した。
透明導電性被膜形成塗料(3)の調製
実施例1において、鎖状導電性微粒子(3)分散液を用いた以外は同様にして透明導電性
被膜形成用塗料(3)を調製した。
実施例1において、透明導電性被膜形成用塗料(3)を用いた以外は同様にして透明導電
性被膜付基材(3)を調製した。得られた透明導電性被膜付基材(3)について、表面抵抗値、全光線透過率、ヘ−ズ、反射率、密着性および鉛筆硬度を測定し、結果を表に示す。
鎖状導電性微粒子(4)分散液の調製
硝酸インジウム79.9gを純水686.0gに溶解して得られた溶液と錫酸カリウム12.7gを濃度10重量%の水酸化カリウム溶液に溶解して得られた溶液とを調製し、
これらの溶液を、50℃に保持された1,000gの純水に2時間かけて添加した。この間、系内のpHを11に保持した。
分散液を調製した。この導電性微粒子(4)分散液のpHは4.5であった。導電性微粒子(4)の平均粒子径は40nmであった。
トリメトキシシラン(信越化学(株)製:KBM−1003、SiO2濃度41.8%)3
.0gを3分で添加した後、30分攪拌を行った。その後エタノ−ル100gを1分かけて添加し、50℃に30分間で昇温、15時間加熱処理を行った。このときの固形分濃度は10重量%であった。
鎖状導電性微粒子(4)を構成する導電性微粒子(4)の平均連結数は4個であった。
実施例1において、鎖状導電性微粒子(4)分散液を用いた以外は同様にして透明導電性
被膜形成用塗料(4)を調製した。
実施例1において、透明導電性被膜形成用塗料(4)を用いた以外は同様にして透明導電
性被膜付基材(4)を調製した。
反射率、密着性および鉛筆硬度を測定し、結果を表に示す。
[実施例5]
鎖状導電性微粒子(5)分散液の調製
純水800gに苛性カリ(旭硝子(株)製:純度85%)25gを溶解した溶液中に三酸化アンチモン(住友鉱山(株)製;KN純度98.5%)50gを懸濁した。この懸濁液を95℃に加熱し、次いで、過酸化水素水(林純薬(株)製:特級、濃度35重量%)15gを純水50gで希釈した水溶液を9時間で添加し、三酸化アンチモンを溶解し、その後、11時間熟成した。ついで、冷却後、得られた溶液から800gをとり、この溶液を純水4800gで希釈した後、陽イオン交換樹脂(三菱化学(株)製:pk−216)でpHが3.5になるまで処理して脱イオンを行った。脱イオンして得られた溶液を温度70℃で10時間熟成した後、限外膜で濃縮して固形分濃度14%の五酸化アンチモンからなる導電性微粒子(5)分散液を調製した。この導電性微粒子(5)分散液のpHは4.0であった。導電性微粒子(5)の平均粒子径は20nmであった。
多摩化学(株)製:正珪酸エチル、SiO2濃度28.8%)2.5gを3分で添加した後
、30分攪拌を行った。その後エタノ−ル100gを1分かけて添加し、50℃に30分間で昇温、19時間加熱処理を行った。このときの固形分濃度は7重量%であった。
鎖状導電性微粒子(5)を構成する導電性微粒子(5)の平均連結数は5個であった。
実施例1において、鎖状導電性性微粒子(5)分散液を用いた以外は同様にして透明導電
性被膜形成用塗料(5)を調製した。
実施例1において、透明導電性被膜形成用塗料(5)を用いた以外は同様にして透明導電
性被膜付基材(5)を調製した。
反射率、密着性および鉛筆硬度を測定し、結果を表1に示す。
[実施例6]
鎖状導電性性微粒子(6)分散液の調製
実施例1と同様にして、Sbド−プ酸化錫粉末を調製した。
液を30℃に保持しながらサンドミルで3時間粉砕してゾルを調製した。
次に、このゾルをイオン交換樹脂でpHが3.0になるまで脱アルカリの処理を行い、濃度30重量%のSbド−プ酸化錫微粒子からなる導電性微粒子(6)分散液を調製した。こ
の導電性微粒子(6)分散液のpHは3.2であった。また導電性微粒子(6)の平均粒子径は10nmであった。
エトキシシラン(多摩化学(株)製:正珪酸エチル、SiO2濃度28.8%)4.0gを
3分で添加した後、30分攪拌を行った。その後エタノ−ル100gを1分かけて添加し、50℃に30分間で昇温、15時間加熱処理を行った。このときの固形分濃度は15重量%であった。
鎖状導電性微粒子(6)を構成する導電性微粒子(1)の平均連結数は10個であった。
実施例1において、鎖状導電性微粒子(6)分散液を用いた以外は同様にして透明導電性
被膜形成用塗料(6)を調製した。
実施例1において、透明導電性被膜形成用塗料(6)を用いた以外は同様にして透明導電
性被膜付基材(6)を調製した。
得られた透明導電性被膜付基材(6)について、表面抵抗値、全光線透過率、ヘ−ズ、反
射率、密着性および鉛筆硬度を測定し、結果を表1に示す。
鎖状導電性微粒子(7)分散液の調製
実施例1と同様にして濃度20重量%のSbド−プ酸化スズ微粒子からなる導電性微粒子(1)分散液を調製した。
5℃に調整し、テトラエトキシシラン(多摩化学(株)製正珪酸エチル:SiO2濃度28
.8%)4.0gを3分で添加した後、30分攪拌を行った。その後エタノ−ル200gを1分かけて添加し、50℃に30分間で昇温、15時間加熱処理を行った。このときの固形分濃度は5重量%であった。
鎖状導電性微粒子(7)を構成する導電性微粒子(1)の平均連結数は3個であった。
実施例1において、鎖状導電性微粒子(7)分散液を用いた以外は同様にして透明導電性
被膜形成用塗料(7)を調製した。
実施例1において、透明導電性被膜形成用塗料(7)を用いた以外は同様にして透明導電
性被膜付基材(7)を調製した。
得られた透明導電性被膜付基材(7)について、表面抵抗値、全光線透過率、ヘ−ズ、反
射率、密着性および鉛筆硬度を測定し、結果を表1に示す。
透明導電性被膜形成塗料(8)の調製
実施例1と同様にして調製した鎖状導電性微粒子(1)分散液14.0gと、紫外線硬化樹
脂(大日本インキ(株)製:ユニディック17−824−9、固形分濃度78.9%)2.05g、紫外線硬化樹脂(日本化薬(株)製:カヤラッドKS−HDDA、固形分濃度100%)0.18gと、イソプロパノ−ル1.53g、ブチルセロソルブ2.0g、光開始剤(チバスプシャリティ(株)製イルガキュア184、IPAで溶解、固形分濃度50%)0.24gとを充分混合して透明導電性被膜形成用塗料(8)を調製した。
実施例1において、透明導電性被膜形成用塗料(8)を用いた以外は同様にして透明導電
性被膜付基材(8)を調製した。得られた透明導電性被膜付基材(8)について、表面抵抗値、全光線透過率、ヘ−ズ、反射率、密着性および鉛筆硬度を測定し、結果を表1に示す。
鎖状導電性微粒子(1)分散液の調製
実施例1と同様にして、導電性微粒子(1)分散液を調製した。
エトキシシラン(多摩化学(株)製:正珪酸エチル、SiO2濃度28.8%)2.0g
を3分で添加した後、30分攪拌を行った。その後エタノ−ル100gを1分かけて添加し、50℃に30分間で昇温、6時間加熱処理を行った。次いでこの溶液にγメタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学(株)製:KBM503、SiO2濃度25.
0%)2.0gを1分で添加した後、50℃10時間加熱処理を行った。このときの固形
分濃度は10重量%であった。
次いで限外濾過膜にて分散媒の水、エタノ−ルをエタノ−ルに置換し、固形分濃度30重量%のシリカで被覆した鎖状導電性微粒子(9)分散液を調製した。
透明導電性被膜形成塗料(9)の調製
実施例1において、鎖状導電性微粒子(9)分散液を用いた以外は同様にして透明導電性
被膜形成用塗料(9)を調製した。
実施例1において、透明導電性被膜形成用塗料(9)を用いた以外は同様にして透明導電
性被膜付基材(9)を調製した。
反射率、密着性および鉛筆硬度を測定し、結果を表に示す。
[比較例1]
導電性微粒子(RS-1)分散液の調製
実施例1と同様にして、Sbド−プ酸化錫粉末を調製し、この粉末60gを濃度4.3重量%の水酸化カリウム水溶液140gに分散させ、分散液を30℃に保持しながらサンドミルで3時間粉砕してゾルを調製した。
次に、このゾルをイオン交換樹脂でpHが5.5になるまで脱アルカリの処理を行い、純水を加えて濃度20重量%のSbド−プ酸化スズ微粒子からなる導電性微粒子(R-1)分散
液を調製した。この導電性微粒子(R-1)分散液のpHは6.0であった。また導電性微粒
子(R-1)の平均粒子径は10nmであった。
0gを混合攪拌し液温を25℃に調整し、テトラエトキシシラン(多摩化学(株)製:正珪酸エチル、SiO2濃度28.8%)4.0gを3分で添加した。その後、30分で50
℃に昇温、15時間加熱処理した。このときの固形分濃度は2.5重量%であった。
導電性微粒子(RS-1)には鎖状の連結は殆ど認められなかった。
実施例1において、導電性微粒子(RS-1)分散液を用いた以外は同様にして透明導電性被膜形成用塗料(R-1)を調製した。
実施例1において、塗料として透明導電性被膜形成用塗料(R-1)を用いた以外は同様に
して透明導電性被膜付基材(R-1)を調製した。
得られた透明導電性被膜付基材(R-1)について、表面抵抗値、全光線透過率、ヘ−ズ、
反射率、密着性および鉛筆硬度を測定し、結果を表に示す。
導電性微粒子(RS-2)分散液の調製
実施例2と同様にして、Sbド−プ酸化錫粉末を調製し、この粉末60gを濃度4.3重量%の水酸化カリウム水溶液140gに分散させ、分散液を30℃に保持しながらサンドミルで3時間粉砕してゾルを調製した。
散液を調製した。この導電性微粒子(R-2)分散液のpHは5.8であった。また導電性微
粒子(R-2)の平均粒子径は25nmであった。
0gを混合攪拌し液温を25℃に調整し、テトラエトキシシラン(多摩化学(株)製:正珪酸エチル、SiO2濃度28.8%)4.0gを3分で添加した。その後、30分で50
℃に昇温、15時間加熱処理した。このときの固形分濃度は2.5重量%であった。
ついで、限外濾過膜にて分散媒の水、エタノ−ルをエタノ−ルに置換し、固形分濃度30重量%のシリカで被覆した導電性微粒子(RS-2)分散液を調製した。
導電性微粒子(RS-2)には鎖状の連結は殆ど認められなかった。
実施例2において、導電性微粒子(RS-2)分散液を用いた以外は同様にして透明導電性被膜形成用塗料(R-2)を調製した。
実施例1において、透明導電性被膜形成用塗料(R-2)を用いた以外は同様にして透明導
電性被膜付基材(R-2)を調製した。得られた透明導電性被膜付基材(R-2)について、表面抵抗値、全光線透過率、ヘ−ズ、反射率、密着性および鉛筆硬度を測定し、結果を表1に示す。
導電性微粒子(RS-3)分散液の調製
実施例3と同様にして、リンド−プ酸化錫粉末を調製し、実施例3と同様にしてこの粉末60gを濃度4.3重量%の水酸化カリウム水溶液140gに分散させ、分散液を30℃に保持しながらサンドミルで3時間粉砕してゾルを調製した。
次いで、このゾルをイオン交換樹脂でpHが6.0になるまで脱アルカリの処理を行い、純水を加えて濃度20重量%のリンド−プ酸化錫微粒子からなる導電性微粒子(R-3)分散
液を調製した。この導電性微粒子(R-3)分散液のpHは6.3であった。また導電性微粒
子(R-3)の平均粒子径は10nmであった。
0gを混合攪拌し液温を25℃に調整し、γメタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学(株)製:KBM503、SiO2濃度25.0%)2.0gを3分で添加した。その後、30分で60℃に昇温、12時間加熱処理した。このときの固形分濃度は5重量%であった。
導電性微粒子(RS-3)には鎖状の連結は殆ど認められなかった。
実施例3において、導電性微粒子(RS-3)分散液を用いた以外は同様にして透明導電性被膜形成用塗料(R-3)を調製した。
実施例1において、透明導電性被膜形成用塗料(R-3)を用いた以外は同様にして透明導
電性被膜付基材(R-3)を調製した。
得られた透明導電性被膜付基材(R-3)について、表面抵抗値、全光線透過率、ヘ−ズ、
反射率、密着性および鉛筆硬度を測定し、結果を表1に示す。
導電性微粒子(RS-4)分散液の調製
実施例4と同様にして、Snド−プ酸化インジウム粉末を調製した。実施例4と同様にしてこの粉末60gを濃度が30重量%となるように純水に分散させ、さらに硝酸水溶液でpHを3.5に調整した後、この混合液を30℃に保持しながらサンドミルで、3時間
粉砕してゾルを調製した。
散液を調製した。この導電性微粒子(A-4)分散液のpHは5.5であった。導電性微粒子(R-4)の平均粒子径は40nmであった。
0gを混合攪拌し液温を25℃に調整し、ビニルトリメトキシシラン(信越化学(株)製KBM−1003:SiO2濃度41.8%)3.0gを3分で添加した。その後、30分
で50℃に昇温、15時間加熱処理した。このときの固形分濃度は2.5重量%であった。
導電性微粒子(RS-4)には鎖状の連結は殆ど認められなかった。
実施例4において、導電性微粒子(RS-4)分散液を用いた以外は同様にして透明導電性被膜形成用塗料(R-4)を調製した。
実施例1において、塗料として透明導電性被膜形成用塗料(R-4)を用いた以外は同様に
して透明導電性被膜付基材(R-4)を調製した。得られた透明導電性被膜付基材(R-4)について、表面抵抗値、全光線透過率、ヘ−ズ、反射率、密着性および鉛筆硬度を測定し、結果を表1に示す。
導電性微粒子(RS-5)分散液の調製
実施例5において、陽イオン交換樹脂(三菱化学(株)製:pk−216)でpHが5.0になるまで脱イオン処理を行った以外は実施例5と同様にして固形分濃度14%の五酸化アンチモンからなる導電性微粒子(R-5)分散液を調製した。この導電性微粒子(R-5)分散液のpHは5.2であった。導電性微粒子(R-5)の平均粒子径は20nmであった。
−ル500gを混合攪拌し液温を25℃に調整し、テトラエトキシシラン(多摩化学(株)製:正珪酸エチル、SiO2濃度28.8%)2.5gを3分で添加した。その後、30
分で50℃に昇温、19時間加熱処理した。このときの固形分濃度は2.0重量%であった。
導電性微粒子(RS-5)には鎖状の連結は殆ど認められなかった。
実施例5において、導電性性微粒子(RS-5)分散液を用いた以外は同様にして透明導電性被膜形成用塗料(R-5)を調製した。
実施例1において、透明導電性被膜形成用塗料(R-5)を用いた以外は同様にして透明導
電性被膜付基材(R-5)を調製した。
、反射率、密着性および鉛筆硬度を測定し、結果を表1に示す。
[比較例6]
導電性微粒子(RS-6)分散液の調製
実施例1と同様にして濃度20重量%のSbド−プ酸化錫微粒子からなる導電性微粒子(1)分散液を調製した。
を25℃に調整し、テトラエトキシシラン(多摩化学(株)製:正珪酸エチル、SiO2濃
度28.8%)4.0gを3分で添加した。その後、30分で50℃に昇温、15時間加熱処理した。このときの固形分濃度は1重量%であった。
導電性微粒子(RS-6)には鎖状の連結は殆ど認められなかった。
実施例1において、導電性微粒子(RS-6)分散液を用いた以外は同様にして透明導電性被膜形成用塗料(R-6)を調製した。
実施例1において、透明導電性被膜形成用塗料(R-6)を用いた以外は同様にして透明導
電性被膜付基材(R-6)を調製した。
得られた透明導電性被膜付基材(R-6)について、表面抵抗値、全光線透過率、ヘ−ズ、
反射率、密着性および鉛筆硬度を測定し、結果を表に示す。
透明導電性被膜形成塗料(R-7)の調製
比較例6と同様にして調製した導電性微粒子(RS-6)分散液10.0gと、紫外線硬化樹脂(大日本インキ(株)製:ユニディック17−824−9、固形分濃度78.9%)1.63gと、イソプロパノ−ル1.23g、ブチルセロソルブ1.43gとを充分混合して透明導電性被膜形成用塗料(R-7)を調製した。
実施例1において、透明導電性被膜形成用塗料(R-7)を用いた以外は同様にして透明導
電性被膜付基材(R-7)を調製した。
、反射率、密着性および鉛筆硬度を測定し、結果を表1に示す。
Claims (11)
- 導電性酸化物微粒子水分散液のpHを2〜5に調整したのち、固形分濃度を10〜40重量%に調整し、
これに下記式(1)で表される加水分解性有機珪素化合物を加えて、前記導電性酸化物微粒子に、加水分解性有機珪素化合物を吸着させた後、アルコールを加えて加水分解することを特徴とする鎖状導電性酸化物微粒子の製造方法。
R1 aSi(OR2)4-a (1)
(式中、R1およびR2は、水素原子、ハロゲン原子、置換または非置換の炭化水素基から選ばれる炭素数1〜10の有機基を表す。aは0〜3の整数である。) - pH調整を、H型イオン交換樹脂で処理することによって行うことを特徴とする請求項1に記載の鎖状導電性酸化物微粒子の製造方法。
- 前記導電性酸化物微粒子の平均粒子径が2〜50nmの範囲にあることを特徴とする請求項1に記載の鎖状導電性酸化物微粒子の製造方法。
- アルコールを添加後の導電性酸化物微粒子分散液の固形分濃度(有機珪素化合物を含む全固形分)が3〜30重量%(但し、添加前の固形分濃度を超えることはない)に調整することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の鎖状導電性酸化物微粒子の製造方法。
- 前記有機珪素化合物として、前記式(1)におけるaが0およびaが1の有機珪素化合物を併用し、まずaが0の有機珪素化合物を分散液に添加した後、ついで、アルコールを添加するとともにaが1の有機珪素化合物を加えて加水分解することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の鎖状導電性酸化物微粒子の製造方法。
- 前記導電性酸化物微粒子と加水分解性有機珪素化合物との量比(加水分解性有機珪素化合物/導電性酸化物微粒子の重量比)が0.01〜0.5の範囲にあることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の鎖状導電性酸化物微粒子の製造方法。
- 前記導電性酸化物微粒子が、酸化錫、Sb、FまたはPがドーピングされた酸化錫、酸化インジウム、SnまたはFがドーピングされた酸化インジウム、酸化アンチモン、低次酸化チタンからなる群から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の鎖状導電性酸化物微粒子の製造方法。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の製造方法で得られた平均連結数が3〜20の範囲にある鎖状導電性酸化物微粒子。
- 請求項8に記載の鎖状導電性酸化物微粒子と塗料用樹脂とを含んでなる透明導電性被膜形成用塗料。
- 基材と、基材上に形成された透明導電性被膜とからなり、該透明導電性被膜が、前記請求項9に記載の透明導電性被膜形成用塗料を塗布し、乾燥して得られたものであることを特徴とする透明導電性被膜付基材。
- 前記透明導電性被膜上に、透明導電性被膜よりも屈折率の低い透明被膜が設けられてなることを特徴とする請求項10に記載の透明導電性被膜付基材。
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