JPH03160065A

JPH03160065A - 導電性塗料

Info

Publication number: JPH03160065A
Application number: JP29818789A
Authority: JP
Inventors: Arihiro Sakai; 在広坂井; Kinichi Shirakawa; 白川　欣一; Kazunori Miura; 三浦　一憲
Original assignee: Rengo Co Ltd; Kanae Chemicals Co Ltd
Current assignee: Rengo Co Ltd; Kanae Chemicals Co Ltd
Priority date: 1989-11-16
Filing date: 1989-11-16
Publication date: 1991-07-10
Anticipated expiration: 2014-03-31
Also published as: JP2876022B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は導電性塗料に関し、更に詳しくは電磁波シール
ドに極めて好適な導電性塗料に関する．〔従来の技術〕コンピューターをはじめ現代多くの電子機器には精密な
回路素子が組み込まれている。これらの電子回路素子は
、所謂電磁波による干渉を受けやすく、そのために回路
素子が破壊されたり、誤動作の原因になったりすること
が多くなってきている．電子回路素子を従来のごとく金
属製ハウジング内に収容していた時には、このハウジン
グが回路素子を電磁波障害から保護する機能も有してい
たので、特に問題となることはなかった．しかるに最近
は軽量化や低価格化のためにプラスチック製のキャビネ
ットが一般化してきている．プラスチック製キャビネッ
トは金属製のそれと異なり、電気絶縁性であるために、
その内部に収容された電子回路素子を電磁波障害から十
分に保護できない．そこでプラスチックに導電性を付与
するために種々の方法が考案されており、それによって
電磁波障害を防止しようとする試みが多くなされてきて
いる．導電性塗料をプラスチック製キャビネントの内面
に塗布し電磁波障害から電子部品を保護しようとするの
もその一つの方法である．一方導電性塗料として主流を
なしているのは、塗料ビヒクル中に実質的に導電性を有
する金属粒子あるいはカーボン粒子を混入せしめること
により乾燥塗膜が導電性を発揮するものである。金属粒
子としては主としてニッケル、銅が用いられている．カ
ーボン系導電性塗料は静電防止には有効であるが、電磁
波シールドには導電性が低く不十分である．金属粒子を用いた導電性塗料としては溶剤系塗料が殆ど
で僅かにニッケルタイプの水性導電塗料（特開昭６３−
６０６９号）が知られているにすぎない。しかし有機溶
剤の毒性、火災の危険性、大気中への有機溶剤の気散に
よる環境汚染の問題、プラスチックの溶剤亀裂あるいは
塗装機器を水で洗浄できるなどの利点を考えると、水性
導電塗料の出現が強く望まれている。さらに、ニッケル
と銅の電気伝導度、コストなども考え合わせると、銅タ
イプ水性導電塗料が多くの利点を有し、あらゆる点で有
利であることがうかがえる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明が解決しようとする課題は、従来の電磁波シール
ド用の溶剤系導電性塗料の上記各難点を解消することで
あり、そのために上記難点のない銅タイプ水性導電性塗
料を開発することである。

（課題を解決するための手段］この課題はガラス転移温度が−５℃以上である樹脂の水
性エマルジョンに、銅粉またはその合金の粉末（以下銅
粉という）を分散せしめること好ましくは更に下記技術
手段（ｉ）〜（ｉｖ）の少なくとも１手段特に好ましく
は２手段以上併用することにより解決される。

（ｉ）乳化剤を更に含有させること。

（　ｉｉ　）乳化剤として特にノニオン性乳化剤を選択
的に使用すること。

（ｉｉｉ）樹脂としてアクリル酸エステル及びメタクリ
ル酸エステルの少なくとも２種以上の共重合体を使用す
ること．（　ｉｖ　）最終塗料のｐｌ＋を８．０以下とすること
。

〔発明の作用並びに構威〕

本発明の本質は水性ビヒクル中に銅＄５）を分散せしめ
塗料化することであるが、銅はニッケルと異なり、水中
で塩を形成しやすく、また空気中で酸化されやすい性質
があり、これらを防止し安定に電気伝導度を保持するよ
うにしなければならない。

本発明者らは種々実験を重ねた結果、銅タイプ水性導電
性塗料の貯蔵安定性並びに塗膜の空気中での安定な導電
性を長期にわたり保持しうるためには、水性ビヒクルと
しての樹脂或分が大きく関与し、ガラス転移温度が−５
℃以上の樹脂を用いることが効果があることが判った．
更に本発明者の研究に於いて上記（ｉ）〜（ｉｖ）の各
手段の少なくとも１手段好ましくは少なくとも２手段、
特に好ましくは（ｉ）〜（ｉｖ）の手段をすべて併用す
るときには、更に一段と優れた本発明の所期の効果が発
揮されることが見出された。本発明は上記新知見に基づ
いて完威されている。

本発明に於いて使用する銅粉としては所謂通常電解銅粉
と称せられるものが鰻も適している。一般に銅粉として
ボールくル、クラッシャーなどの粉砕機でつくられる粉
砕銅粉あるいはアトマイズ銅粉などがよく知られている
が、粉砕銅籾は見掛密度が小さ゛く粒度分布がやや粗く
、粉砕の際に油脂が表面に付着していることが多く、本
発明に於いては好ましい銅粉とは言い難い。またアトマ
イズ銅粉は形状が球形で粒度分布が電解銅粉に比して粗
いため、やはり好ましいものではない。これに対し本発
明で好ましく使用される電解銅粉はその形状は樹枝状で
あり、粒度分布は通常６０〜４５０メッシュであり、見
掛密度は０．７〜２．３　ｇ／ｃｃ程度であって、油脂
等の付着の少ないものである。

尚本発明に於いては上記各物性を全て満足するものであ
れば電解銅粉以外の銅粉でも好ましく使用出来る。銅粉
の使用量は乾燥塗膜中に４０〜９５重量％好ましくは６
０〜９０重景％である。

銅合金としては、銅とその他の金属との合金であり、そ
の他の合金の割合が４０％以下好ましくは２０％以下で
ある．その他の合金としては、たとえば亜鉛、錫、鉛、
ニッケル、アルミニウムが好ましいものとして例示でき
る。

本発明に於いては樹脂としてはそのガラス転移温度が−
５℃以上好ましくは５〜２５℃のものを使用する必要が
ある。この際−５℃に達しないものでは、塗料の電導度
の経時変化が極めて大きくなる。

その原因については未だ十分に解明されていないが、恐
らくガラス転移温度の極度に低いものでは、塗膜形或後
にｆＩ粉の沈降が起こるためではないかと推考される。

本発明に於いて使用される樹脂としては上記ガラス転移
温度が−５℃以上のものが使用され、その最も代表的な
ものとして、各種アクリル酸エステル、メタクリル酸エ
ステルの単独または共重合体が例示できる。特に好まし
いものとしてアクリル酸エステル同志、メタクリル酸エ
ステル同志或いはこれらの共重合体が例示できる。この
際のエステル威分として炭素数が１〜１８のものが広く
適宜に用いられ、特に炭素数１〜８のものが好ましい。

また共重合体の場合の共重合割合は通常ガラス転移温度
を一つの指標として所謂ハードモノマーソフトモノマー
のＮ類を選択すれば自ずと定まってくる。

これ等樹脂は通常水性エマルジョンとなして使用される
。従って、最初からモノマーを乳化重合してエマルジョ
ンとなしても良く、あるいは場合によっては一旦重合体
とし、これを再度エマルジョンとなしても良いが、前者
の方が好ましい．エマルジョン中の樹脂の粒径は通常０
．０５〜５０μｍ好ましくは０．１〜１０ｌｌｍ程度で
あり、通常のモノマーからの乳化重合により容易に製造
できる。

エマルジョン中の樹脂の濃度は３０〜６０重景％好まし
くは４５〜５５重量％程度である。

その他゜本発明に於いて使用する樹脂としては酢酸ビニ
ル樹脂、エチレンー酢酸ビニル共重合樹脂、塩化ビニル
樹脂、塩化ビニルー塩化ビニリデン共重合樹脂等がある
．しかし乍らスチレンと各種アクリル酸及びメタクリル
酸エステル類とを共重合したスチレン・アクリル系エマ
ルジョンは耐久性、耐水性に優れた樹脂であるが、本発
明のビヒクルとして用いたときには、電導度の低下が時
間の経過とともに現れ余り好ましくない．また、アクリ
ル酸、メタクリル酸、マレイン酸等のカルボキシル基を
共重合により導入したエマルジジンでも導電特性が安定
しにくい．本発明に於いては、水性エマルジョンに乳化剤特にノニ
オン性乳化剤を含有せしめることが好ましい。この際の
乳化剤の添加は樹脂の水性エマルジゴンを調製するとき
でも良いし、また銅粉を分散せしめるときでも良い。こ
の乳化剤の添加により銅粉の分散性が良くなり、導電性
が更に向上し、本発明の所期の効果がより一層良く発揮
される．ノニ′オン性以外の乳化剤ではその効果向上が
十分に期待できない。ノニオン性乳化剤としては、広く
各種のものが使用できるが、例えば具体例として、ポリ
オキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエ
チレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタ
ンモノラウレートを例示できる．使用量は通常０．１〜
５重量％程度である．また本発明の目的物塗料のｐＨが
８．０以下好ましくは７．５以下とすることが、やはり
所期の効果向上上極めて好ましい。この際９Ｈが８．０
よりも高くなると、銅粉混入時にゲル化することがあり
、望ましくない．本発明の水性導電性塗料には、顔料分散剤、増粘剤、可
塑剤及び消泡剤等通常一般の水性塗料に添加される各種
の添加剤を使用することができる。

また銅の酸化防止剤として一般に知られているものを適
宜添加使用することも可能である。さらに、ガラス転移
点の高い樹脂エマルジヲンを使用した場合に、常温でも
十分造膜しうるように、通常の水性塗料に使用される成
膜助剤を広範に使用することができる。トルエン、キシ
レンのような芳香族炭化水素、酢酸ブチルの如きエステ
ル類などでもよいが、特に本発明で好ましいものはエチ
レングリコールまたはジエチレングリコールのモノ及び
ジアルキルエーテル誘導体で、例えばセロソルブアセテ
ート、プチルカルビトールアセテートなどである．その
使用量は塗料配合中に１〜１５重景％の範囲で、１重量
％未満では添加効果がなく、１５２ｔＥ景％をこえると
分離やゲル化を起こすことがある。

このようにして得られた本発明の銅タイプ水性導電塗料
はスプレー塗装、ハケ塗り、ロールコーターやスクリー
ン印刷等の方法で塗布して電磁波シールドに適する導電
特性を有する優れた塗膜を容易に得ることができる。ま
た水性であるために、水で希釈もできるし塗装機器の水
洗も可能である。

また有機溶剤による環境汚染や中毒、火災の危険もない
などの特徴がある。また本発明塗料は塗料としてばかり
でなく、電磁波シールド用或形物としても使用すること
ができる。

〔実　施　例〕

以下実施例により本発明を具体的に説明する．尚文中に
部とあるものは全て重量部である．実施例ｌ撹拌機、滴下漏斗、冷却管、温度計を備えたフラスコに
、水２５０部、ポリオキシエチレンノニルフェニルエー
テル１０部、ベルオキソニ硫酸カリウム０．２部を加え
た．メタクリル酸メチルｌ６５部、アクリル酸２−エチ
ルヘキシル７２．５部、アクリル酸ブチル１２．５部の
混合物を水中に滴下漏斗より３時間で滴下しながら６０
〜６５℃で乳化重合させた．その後、７０゛Ｃでｌ時間
熟或を行って、アクリル系エマルジョンを得た。このエ
マルジョンの濃度は５０．５重量％、その樹脂のガラス
転移温度は理論値２２．３℃、実測値２３．６℃で粒径
は５〜１０μｍであった。

水１５部にＬ−アスコルビン酸０．３部、ポリオキシエ
チレンノニノレフエニノレエーテルＯ．Ｓ部を冫容解し
、上記アクリル系エマルジョン３３部に加え均一になる
までかきまぜた。ｐＨは４．２であった。

さらにプチルセロソルブ５部を加えて均一になるまで撹
拌した。このものに電解ｆＩわ）（福田金属箔粉工業の
ｒＣＥ−１１５Ｊ、粒度２５０〜３５０メッシュ）４６
部を撹拌下に加え、最後に消泡剤０．２部を加えて、銅
タイプ水性導電塗料を得た。

この塗料をアート紙に乾燥膜厚が６０〜７０μｍになる
ように塗布し、表面抵抗を測定した。結果は第１表に示
す通りである。

実施例２〜５実施例１と同様に乳化重合法により、ガラス転移温度の
異なる各種アクリル系重合体エマルジョンを合威した．
これらのアクリル系エマルジョンを用いて実施例ｌと同
一配合により銅タイプ水性導電塗料を試作し、これらの
塗料をアート紙に塗布し、夫々初期表面抵抗と７２時間
後の表面抵抗を測定した．これらの結果を第１表にまと
めて示す。

また実施例１〜５の水性導電塗料を塗布した塗工祇の電
磁波シールド効果を測定した。これらの結果は第２表に
示す通りであった．比較例ｌ〜２実施例ｌの乳化重合法に従い、ガラス転移温度がそれぞ
れ−１０．３℃、−２３．２℃のアクリル系エマルジョ
ンを合成した．これらのエマルジョンを用いて、実施例
１の処方に従い塗料を調製し、初期表面抵抗及び７２時
間後の表面抵抗を測定した．結果は第１表の通りである
．また比較例２の塗料については、実施例１〜５と同様
にして電磁波シールド効果を測定し、て示した．第ｌ表その結果を第２表にまとめ８１覧ツＫ　イ直ＭＭＡ　＋メチルメタアクリレート２−１！ＨＡ　　：　２−エチルへキシルアクリレート
ＢＡ　：プチルアクリレート第２表シールド効果（減衰率：ｄＢ）実施例６実施例１の電解銅粉を単独で用いるところを、銅合金（
銅９０％、亜鉛１０％（重量））粉末と電解銅粉の１：
９（重量比）混合物を用いる以外は実施例１と全く同様
にして水性感電塗料を調製した。この塗料の表面抵抗は
５．６０Ｘ１０−’Ωであった。

実施例７エチレン酢酸ビニル共重合樹脂の微粉末（平均粒子径７
０μｍ、モビニールパウダー　Ｅ−４０、ヘキスト合成
■）５０部を水５０部に加え、ホモゲナイザーで撹拌分
散させ、濃度５０％のエマルジタンを得た．このエマル
ジョンのｐＨは５．２で粘度は９　０　０　０ｃｐｓ／
３　０℃であった。このエマルジョンを用いる以外は実
施例ｌと全く同じ配合で水性導電塗料の試作を行った。

この塗料をアート紙に塗布し、乾燥膜厚５５μｍの時の
表面抵抗値は２．５６　Ｘ　１０−”Ωであった。

比較例３実施例１で得られたエマルジゴン（ｐＨ　４．２）に２
８％アンモニア水を加えてＰＨ８．２に調節した。この
エマルジョンを用いて実施例ｌの塗料配合に従い、水性
導電性塗料を調製した。このものの初期の表面抵抗は膜
Ｊ！￥６３μｍで１．２７Ｘ１０’Ωであったが、７２
時間後の経時変化では１０ｂΩ以上になった。

（以　上）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ガラス転移温度が−５℃以上である樹脂の水性エ
マルジョンに、銅粉またはその合金の粉末を分散せしめ
て成ることを特徴とする導電性塗料。
（２）乳化剤が更に含有されていることを特徴とする請
求項１に記載の導電性塗料。
（３）乳化剤がノニオン性乳化剤である請求項（２）に
記載の導電性塗料。
（４）樹脂がアクリル酸エステル及びメタクリル酸エス
テルの少なくとも２種以上の共重合体である請求項（１
）に記載の導電性塗料。
（５）そのｐＨが８以下である請求項１に記載の導電性
塗料。