JPH05247383A

JPH05247383A - 導電性塗料

Info

Publication number: JPH05247383A
Application number: JP3807291A
Authority: JP
Inventors: Kinichi Shirakawa; 欣一白川; Kazunori Miura; 一憲三浦; Arihiro Sakai; 在広坂井
Original assignee: Rengo Co Ltd; Kanae Chemicals Co Ltd
Current assignee: Rengo Co Ltd; Kanae Chemicals Co Ltd
Priority date: 1991-02-06
Filing date: 1991-02-06
Publication date: 1993-09-24

Abstract

(57)【要約】【目的】水性エマルジョンに、銅または銅合金の粉末を
配合した導電性塗料の導電安定性を向上させること、特
に高温高湿状態においても上記安定性を極めて優れたも
のとすること。【構成】水性エマルジョンに銅または銅合金の粉末を配
合し、更に脂肪酸アミンを含有させること。

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に関し、更に
詳しくは導電性が長期間にわたり低下しない導電性塗料
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の各種電子機器及び電子応用機器の
発達には目覚ましいものがあり、あらゆる産業分野へ普
及するようになってきた。これらにはＩＣ、ＬＳＩ、超
ＬＳＩなどの超精密半導体素子を用いた回路が組み込ま
れており、外部へ不要な電磁波を放射したり、あるいは
外部からの電磁波により破壊されたり、誤動作が発生す
るなどの電磁波障害が発生しやすくなった。これらの回
路素子を従来のごとく金属製の筐体に収容していたとき
は、この筐体が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。

【０００３】しかるに電子機器及び電子応用機器の筐体
は、量産性、デザイン性、軽量化等の要望によりプラス
チック成形品に代替され、これが一般化してきている。
プラスチック製筐体は、金属製のそれと異なり、電気絶
縁性であるために、電磁波を容易に通過させ、外部に不
要電磁波を放射させたり、内部に収容されている回路素
子を充分保護することができない。

【０００４】プラスチックに導電性を付与するために従
来から種々の方法が考案され、それによって電磁波障害
を阻止しようとする試みが多くなされている。導電性塗
料をプラスチック性筐体の内面に塗布するのもその一つ
の方法である。

【０００５】現在、主流となっている導電性塗料は、い
ずれも塗料ビヒクル中に金属粉末等の導電性フィラーを
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。金属粉末には、金、銀、ニッケル、銅等が
一般的に用いられている。金、銀の貴金属は優れた導電
性を有し、且つ酸化に対して安定で長期間にわたり安定
した導電性を保持する点で好ましいが、非常に高価であ
るために、汎用の導電性塗料に用いるにはコストが高く
なり実用化が困難である。そのため、貴金属以外のニッ
ケル、銅等の安価な金属粉末を用いた塗料が多用されて
いる。

【０００６】これらの金属粉末を用いた導電性塗料はそ
の殆どが溶剤系塗料であり、僅かにニッケルタイプの水
性導電性塗料（特開昭６３−６０６９号）が知られてい
るにすぎない。有機溶剤の毒性、火災の危険性、大気中
への有機溶剤の揮散による環境汚染の問題、プラスチッ
クの溶剤亀裂の問題等の欠点、あるいは塗装機器を水で
洗浄できることなどの利点を考えると、水性導電性塗料
の出現が強く望まれている。また金属粉末としてニッケ
ルと銅を比較すると導電性、コスト等の点から銅の方が
有利である。以上のような状況を鑑み、本発明者らは先
に銅タイプの水性導電性塗料を提案した（特願平１−２
９８１８７号）。

【０００７】この新しく開発された銅タイプの水性導電
性塗料は優れた貯蔵安定性、塗膜の常温での安定した導
電性を有し、極めて優れたものであるが、塗膜が高温あ
るいは高温高湿度などの厳しい腐食環境下に曝された場
合、経時的に導電性が低下する傾向が生じる場合があ
る。

【０００８】溶剤系の銅タイプ導電性塗料においては、
上記のような環境下でも長期にわたり導電性を安定させ
る目的で、アントラセンおよびその誘導体（特開昭５６
−１６３１６５号）、有機脂肪酸（特開昭５７−９６４
０１号）、ホウ素−窒素複合型分散剤（特開昭６２−１
３２９７６号）その他種々の化合物を配合させたものが
提案されている。しかしこれらの化合物を先に本発明者
らが提案した銅タイプ水性導電塗料に適用すること自体
従来全く考えられないことである。即ち、本来溶剤系と
水系という根本的な差異があり、特に導電性については
溶剤と水とでは全くその挙動が異なるために、同じよう
な効果は全く考えられないためである。そして実際に先
に本発明者が提案した銅タイプ水性導電塗料に適用した
ところ、ゲル化が生じたり、必ずしも長期にわたり安定
した導電性を保持するものではなかった。

【０００９】

【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、上記本発明者らが既に開発した銅タイプ水
性導電性塗料を更に一段と改良すること、即ち高温或い
は高温高湿度などの厳しい腐食環境下においても、導電
性を低下させることなく、塗膜の安定した導電性を有す
る塗料を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記のごと
き課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、脂肪族アミ
ンを配合せしめた銅タイプ水性導電性塗料が、高温や高
温高湿などの厳しい環境下においても安定した導電性を
有することを見いだし本発明に至った。

【００１１】即ち本発明の導電性塗料は、水性樹脂エマ
ルジョン、銅及び／又は銅合金の粉末を主体とする塗料
組成物に脂肪族アミンを含有させてなることを特徴とす
るものである。

【００１２】

【発明の作用並びに構成】本発明において使用する銅粉
としては所謂通常電解銅粉と称せられるものが最も適し
ている。一般に銅粉としてボールミル、クラッシャー等
の粉砕機で作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、粉砕銅粉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、本発明にお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６０〜４５
０メッシュであり、見掛密度は0.7 〜2.3 ｇ／cm³ 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
においては上記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できる。銅粉の使用量は
乾燥塗膜中に４０〜９５重量％、好ましくは６０〜９０
重量％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、その他の金属の割合が４０重量％以下、好ま
しくは２０重量％以下である。その他の金属としてはた
とえば亜鉛、錫、鉛、ニッケル、アルミニウム等が好ま
しいものとして例示できる。

【００１３】本発明における水性樹脂エマルジョン（以
下エマルジョンと記す）は、アクリル樹脂、酢酸ビニル
樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、塩化ビニル樹
脂、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合樹脂などの樹脂
エマルジョンが挙げられるが、これら樹脂のガラス転移
温度が−５℃以上、好ましくは５〜３５℃のものを使用
するのが好ましい。これらのエマルジョンの調製は最初
からモノマーを乳化重合してエマルジョンとなしてもよ
く、あるいは一旦重合体とし、これを再度エマルジョン
となしてもよい。更に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。エマルジ
ョン中の樹脂の濃度は３０〜６０重量％程度である。

【００１４】本発明における脂肪族アミンは、アンモニ
アの水素原子を、炭素数８〜２４の脂肪族炭化水素残基
で置換した化合物である。具体的には、ウンデシルアミ
ン、ドデシルアミン、ステアリルアミンなどの脂肪族第
一アミン、ジブチルアミン、ジアミルアミンなどの脂肪
族第二アミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン
などの脂肪族第三アミン、トリアリルアミン、トリオク
チルアミンなどの脂肪族不飽和アミンが挙げられる。

【００１５】これら脂肪族アミンは銅粉の表面に薄層を
形成し、高温状態や高温高湿状態などの腐食環境を遮断
し、これにより塗膜は長期間にわたり良好な導電性を維
持するものと考えられる。

【００１６】これら脂肪族アミンの配合量は銅及び／又
は銅合金の粉末１００重量部に対し0.1〜１０重量部、
好ましくは 0.5〜５重量部である。配合量が 0.1重量部
未満では十分な効果が得られず、また１０重量部を越え
ると効果が増加せず、かえってゲル化を生じたり、塗膜
が脆くなったりして好ましくない。

【００１７】本発明の導電性塗料には、更にホスホン酸
類、チタネートカップリング剤の少なくとも１種を配合
せしめることが好ましい。これらの化合物は上記脂肪族
アミンと協働して塗料の安定性を増大させたり、塗膜形
成時の導電性を更に向上させると共に、腐食環境下での
経時安定性を増大させる。

【００１８】ホスホン酸類としては、ジホスホン酸類、
テトラホスホン酸類、ペンタホスホン酸類及びこれらの
アルカリ金属塩等が挙げられ、好適にはアミノトリエチ
リデンホスホン酸、アミノトリエチレンホスホン酸など
のトリホスホン酸類及びこれらのアルカリ金属塩が使用
される。

【００１９】チタネートカップリング剤としては、イソ
プロピルトリイソステアロイルチタネート、ビス（ジオ
クチルピロホスフェート）オキシアセテートチタネー
ト、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル−アミノエチ
ル）チタネートなどが挙げられる。

【００２０】これらの化合物の配合量は銅及び／又は銅
合金の粉末１００重量部に対し 0.1〜１０重量部、好ま
しくは 0.5〜５重量部である。配合量が 0.1重量部未満
では十分な効果が得られず、また１０重量部を越えると
効果が増加せず、かえって塗膜が脆くなったり、導電性
以外の性能が低下してしまうので好ましくない。

【００２１】本発明の導電性塗料を製造するに際し、こ
れらの化合物の配合方法は特に制限されるものではな
く、これらを予め使用するエマルジョンに添加混合して
おき、しかる後に銅及び／又は銅合金の粉末とエマルジ
ョンを混合し一旦塗料とした後にこれらの化合物を添加
混合する方法、及び銅及び／又は銅合金の粉末とエマル
ジョンとこれらの混合物とを同時に混合する方法等が採
用できる。

【００２２】本発明の導電性塗料には、顔料分散剤、増
粘剤、可塑剤及び消泡剤など通常一般の水性塗料に添加
する各種の添加剤を配合させることができる。また一般
に知られている酸化防止剤を適宜使用できる。更にガラ
ス転移温度の高い樹脂エマルジョ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できる。成膜助剤として
は、トルエンやキシレン等の芳香族炭化水素、酢酸ブチ
ル等のエステル類、セロソルブアセテート、ブチルカル
ビトールアセテート等のエチレングリコール又はジエチ
レングリコールのモノ及びジアルキルエーテル誘導体が
例示できる。

【００２３】このようにして得られた本発明の導電性塗
料はスプレー塗装、ハケ塗り、ロールコーターやスクリ
ーン印刷等の適宜な方法で塗布又は印刷すれば導電性が
高く、しかも長期間にわたり導電性が安定である塗膜を
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。更には有機
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。また本発明の導電性塗料は塗料としてばかり
でなく、電磁波シールド用成形物としても使用すること
ができる。

【００２４】

【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明する
が、本発明はこのような実施例に限定されるものではな
い。尚これらの例に記載の部は重量部を意味する。実施例１水１５部にポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル
を 0.3部溶解し、アクリル酸エステルとメタクリル酸エ
ステルを主体とするアクリル系エマルジョン３２部に加
え、均一になるまで混合撹拌した。更にステアリルアミ
ン２部を溶解したブチルセロソルブ７部を加えて均一に
なるまで撹拌した。このものに電解銅粉（福田金属箔粉
工業（株）の「ＣＥ−１１５」、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
て導電性塗料を得た。この塗料を評価するために２枚の
アクリル板に乾燥塗膜が６０ミクロンになるように塗工
し、２０℃・９５％ＲＨで一晩放置した後、各々の初期
表面抵抗を測定した。その後１枚は７０℃の熱風循環乾
燥機中で１０００時間及び２０００時間曝露した後、ま
た残りの他の１枚は７０℃・９５％ＲＨの恒温恒湿槽中
で１００時間及び５００時間曝露した後、夫々の表面抵
抗を測定した。結果を表１に示す。実施例２実施例１においてステアリルアミン２部に代えてラウリ
ルアミン２部とし、その他は実施例１と同様にして導電
性塗料を得た。この塗料の評価を実施例１と同様にして
行った。結果を表１に示す。実施例３実施例１においてステアリルアミン２部に代えてトリオ
クチルアミン１部とし、その他は実施例１と同様にして
導電性塗料を得た。この塗料の評価を実施例１と同様に
して行った。結果を表１に示す。実施例４実施例１においてステアリルアミン２部に代えてステア
リルアミン１部及びアミノトリメチレンホスホン酸 0.5
部とし、その他は実施例１と同様にして導電性塗料を得
た。この塗料の評価を実施例１と同様にして行った。結
果を表１に示す。実施例５実施例１においてステアリルアミン２部を１部とし、更
にイソプロピルトリイソステアロイルチタネート 0.5部
を加え、その他は実施例１と同様にして導電性塗料を得
た。この塗料の評価を実施例１と同様にして行った。結
果を表１に示す。実施例６実施例１においてステアリルアミン２部を 0.5部とし、
更にアミノトリメチレンホスホン酸 0.5部及びイソプロ
ピルトリイソステアロイルチタネート 0.5部を加え、そ
の他は実施例１と同様にして導電性塗料を得た。この塗
料の評価を実施例１と同様にして行った。結果を表１に
示す。実施例７実施例２においてラウリルアミン２部を１部とし、更に
アミノトリメチレンホスホン酸 0.5部及びイソプロピル
トリイソステアロイルチタネート 0.5部を加え、その他
は実施例１と同様にして導電性塗料を得た。この塗料の
評価を実施例１と同様にして行った。結果を表１に示
す。実施例８実施例３の塗料に更にホスホン酸 0.5部を含有せしめ、
その他は実施例３と同様に処理して導電性塗料を得た。
この塗料の評価を実施例３と同様に行った。結果を表１
に示す。比較例１実施例１におけるステアリルアミンを全く用いず、その
他は実施例１と同様にして導電性塗料を得た。この塗料
の評価を実施例１と同様にして行った。結果を表１に示
す。比較例２実施例１におけるステアリルアミン２部に代えてベンゾ
トリアゾール２部とし、その他は実施例１と同様にして
導電性塗料を得た。この塗料の評価を実施例１と同様に
して行った。結果を表１に示す。比較例３実施例１におけるステアリルアミン２部に代えてオレイ
ン酸２部とし、その他は実施例１と同様にして導電性塗
料を得た。この塗料の評価を実施例１と同様にして行っ
た。結果を表１に示す。比較例４実施例４におけるステアリルアミンを用いず、アミノト
リメチレンホスホン酸0.5部を２部とし、その他は実施
例１と同様にして導電性塗料を得た。この塗料の評価を
実施例１と同様にして行った。結果を表１に示す。比較例５実施例６におけるステアリルアミンを用いず、アミノト
リメチレンホスホン酸0.5部及びイソプロピルトリイソ
ステアロイルチタネート 0.5部を各々１部とし、その他
は実施例１と同様にして導電性塗料を得た。この塗料の
評価を実施例１と同様にして行った。結果を表１に示
す。

【００２５】但し表１中の※１及び※２は以下のもので
ある。

【００２６】※１：アミノトリメチレンホスホン酸 ※２：イソプロピルトリイソステアロイルチタネート

【表１（１）】

【表１（２）】

【表１（３）】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者坂井在広奈良市秋篠梅ケ丘町976−４

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水性樹脂エマルジョン、銅及び／又は銅合
金の粉末、及び脂肪族アミンを主成分としてなることを
特徴とする導電性塗料。
【請求項２】更にホスホン酸類及びチタネートカップリ
ング剤の少なくとも１種を配合してなる請求項１に記載
の導電性塗料。