JPH0541109A - 導電性フレ−クの製造方法 - Google Patents

導電性フレ−クの製造方法

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JPH0541109A
JPH0541109A JP19796591A JP19796591A JPH0541109A JP H0541109 A JPH0541109 A JP H0541109A JP 19796591 A JP19796591 A JP 19796591A JP 19796591 A JP19796591 A JP 19796591A JP H0541109 A JPH0541109 A JP H0541109A
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JP
Japan
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film
metal oxide
oxide film
conductive
metal
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JP19796591A
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English (en)
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Masao Misonoo
雅郎 御園生
Hideo Kawahara
秀夫 河原
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 透明で導電性に優れたフレ−クを得ることが
できる導電性フレ−クの製造方法を提供する。 【構成】 ガラス上にテトラエトキシシラン溶液を塗布
し、520℃まで昇温してSiO2膜を形成し、しかる
後このガラスを520℃に保持しつつ、錫化合物を含む
蒸気を吹き付けSnO2膜を形成し、次に200℃の温
度まで急冷する。ガラス表面から透明で導電性のSnO
2膜とSiO2膜が一体のまま、フレ−クとして剥離す
る。 【効果】 透明でかつ高い導電率を有するフレ−クを得
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は透明な導電性フレ−クの
製造方法に関し、更に詳しくは透明なフレ−クの表面に
導電性に優れた透明酸化物膜を形成してなる導電性フレ
−クの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】今日、プラスチック・紙・繊維あるいは
各種材料の加飾用塗膜など非導電性材料中へ導電性微粉
末を混入し導電性を付与することが広く行われている。
例えばクリーンルーム壁材・コンピュータールーム床・
カーペット・無塵衣あるいは各種電子機器用プラスチッ
クハウジングなどでは、非導電性材料であるため種々の
材料との接触・摩擦により生ずる静電気が蓄積し、放電
による人体への危険性、各種塵埃の表面付着の問題を引
き起こし、時として電子機器の誤動作の原因ともなるた
め、導電性微粉体の混入は極めて重要であった。
【0003】また最近では、各種電気・電子回路より発
生するノイズ性電磁波が他の電子機器の制御用IC回路
へ悪影響を及ぼし、誤動作を招くため、電気・電子回路
のパッケージ・ハウジングを構成しているプラスチック
中にノイズ電磁波の吸収反射を目的に導電性に優れた微
粉体を混入することも日常的に行われることになった。
【0004】さらには、導電性微粉体を混入したプラス
チックフィルム・ICパッケージ、コピー用トナー、電
気抵抗体用ペーストなど導電性微粉末体の必要性はます
ます広まりつつある。
【0005】ところで、これら導電性微粉体には大きく
は金属系の低抵抗のものとSnO2、ITO(酸化錫−
インジウム)を中心とする半導体系の高抵抗のものがあ
り、特に透明性を要しない用途では専ら金属系のものが
用いられてきた。しかしながら近年、透明プラスチック
・フィルム・IC用パッケージ・トナー・衣類あるいは
塗料・インキなど透明な導電性微粉体を必要とする分野
も着実に広まり、これまでの高抵抗からさらに低抵抗の
透明導電性微粉体を望む用途も増えてきた。
【0006】このような透明な導電性微粉体の製造方法
としては、SnあるいはInのハロゲン化物・カルボン
酸塩・アルコレートなどを加水分解することにより沈澱
として形成する、いわゆるゾルゲル法が広く用いられて
きた。
【0007】あるいはSiO2・TiO2 等の粉体、ガ
ラス粉・ガラス短繊維など透明微粉体を前記加水分解生
成物中に混入し、濾過分離の後加熱焼成し、これら透明
微粉体表面に導電性のSnO2膜あるいはIn23膜を
形成する方法も用途によっては重要な技術とされてき
た。
【0008】更に上記膜の比抵抗を低減するため、Sn
2膜ではSbのハロゲン化物・カルボン酸塩・アルコ
レートの加水分解を介し、酸化アンチモンのドーピング
が行なわれ、In23膜ではIn、Snのハロゲン化物
・カルボン酸塩・アルコレートを混合し、同時に加水分
解することでSnO2をドーピングしたIn23膜(す
なわちITO膜)が用いられてきた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法により得られる導電性は導電率で高々100Sc
-1であり、低抵抗の目的には十分に応えられなかっ
た。一方では、SiO2,TiO2等の粉末・ガラス粉・
あるいはガラス短繊維などの透明粉体を加熱し、Snあ
るいはInの熱分解性化合物、例えばハロゲン化物・ア
ルキル化合物の蒸気あるいは有機溶媒溶液を吹き付け、
透明粉体表面にSnO2あるいはIn23膜を形成する
ことも試みられてきたが、これら微粉体は熱容量が小さ
いため、前記SnあるいはInを含む蒸気または有機溶
媒溶液と接触すると直ちに冷却され、SnO2膜あるい
はIn23膜は殆ど形成されなかった。 またこれらの
操作を繰り返すことで一定の膜厚のSnO2膜あるいは
In23膜が形成されても、微粉体の温度が著しく低下
しているため、SnO2膜へはSbの他弗素(F)、I
23膜へはSnO2をドーピングしても導電率100
Scm-1以上の導電性微粉体は得られなかった。
【0010】本発明は、かかる透明な導電性微粉体の抱
える問題点に鑑み、鋭意研究の結果、透明な金属酸化物
薄膜で被覆された耐熱性基板上に、透明導電性酸化物薄
膜を形成し、しかる後この透明導電性酸化物薄膜と一体
となったまま金属酸化物膜を、耐熱性基板から剥離させ
ることにより透明で導電性に優れたフレ−クが得られる
ことを見いだすに至った。
【0011】すなわち、本発明により従来の技術では望
み得なかった導電率100Scm-1以上の透明なフレ−
クの製造が可能になった。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1の導電性フレ−
クの製造方法は、耐熱性基板上に金属化合物を含む溶液
を塗布し、しかる後加熱処理を施すことにより金属酸化
物膜を形成する工程と、該金属酸化物膜被覆基板を高温
の状態に保持し、熱分解法により該金属酸化物膜上に透
明導電性酸化物薄膜を形成する工程と、該基板表面から
透明導電性酸化物薄膜と金属酸化物膜とを一体のまま剥
離させる工程とを含むことを特徴とする。
【0013】請求項2の導電性フレ−クの製造方法は、
請求項1の導電性フレ−クの製造方法において該金属化
合物がSi,Ti,Al,Zr,Zn,Sn,Inを含
む有機金属錯体、有機金属塩、ハロゲン化物であり、加
熱処理により形成される該金属酸化物の膜厚が0.01
μm以上であることを特徴とする。
【0014】請求項3の導電性フレ−クの製造方法は、
請求項1の導電性フレ−クの製造方法において該金属酸
化物膜被覆基板が450℃以上の温度に保持されている
間に、FまたはSbまたはInを含む化合物と錫化合物
の混合物もしくはFを含む錫化合物を含有してなる溶液
または気体または粉流体を接触させて、該金属酸化物膜
上に導電率100Scm-1以上の酸化錫を主成分とする
膜を形成することを特徴とする。
【0015】本発明では、まずガラス、セラミックス、
金属などの耐熱性基板上にSi,Ti,Al,Zr、Z
n,SnあるいはInの金属化合物を含む溶液を塗布
し、しかる後加熱処理を施すことが最初の工程である。
この場合、金属化合物としてはアルコール類、エステル
類、ケトン類、芳香族炭化水素類などの有機溶媒に可溶
なもの、もしくは水に可溶なものであれば何でも良い
が、一般には熱分解により酸化物を生じ易い有機金属錯
体や有機金属塩あるいはハロゲン化物が用いられる。例
えば、Si系ではテトラエトキシシラン(Si(OC2
5)4 )が、Ti系ではチタンイソプロポキサイド(Ti
(OC37)4 )などが好んで用いられる。
【0016】また、これらの溶液を塗布し、しかる後有
機溶媒を蒸発させたり熱分解させたりする、いわゆる熱
処理を施した後の塗膜もしくは金属酸化物膜の厚味は
0.01μm以上であることが必要で、これ以下の膜厚
では被膜の基板に対する密着力が大きく、後に金属酸化
物膜として基板から剥離させるのに大きな支障となる。
【0017】上記被膜と基板の密着力は基板の種類・表
面状態に大きく依存し、これに応じて容易に剥離が可能
な膜厚の下限界は異なってくる。例えばガラス、セラミ
ックスの様に表面に多数のOH基を有する基板では、そ
の下限界は大きく0.1μm程度であるが、よく研磨さ
れた金属、あるいは(耐熱性を考慮に入れる必要がなけ
れば)プラスチックス板などでは、密着力が弱く0.0
1μmでも剥離が可能である。
【0018】更に熱処理のための加熱温度は、少なくと
も前記塗布溶液中の溶媒を蒸発させ得る温度であれば良
く、望ましくは金属化合物を熱分解し、金属酸化物膜を
形成させることができる400℃以上であることが望ま
しい。
【0019】次いで第2の工程は、かかる金属酸化物膜
被覆基板を加熱し、その表面に熱分解法により導電性に
優れた酸化物膜を形成することからなる。代表的な導電
酸化物には、SnO2、酸化インジウム錫(いわゆるI
TO)、ZnOなどがあるが、耐候性の点からSnO2
が優れている。
【0020】この場合、加熱温度としては、450℃以
上とすることが導電性の点から望ましい。加熱の方法と
しては第1の工程で金属酸化物膜被覆を施した後、再度
該基板を450℃以上に加熱しても良いが、好ましくは
第1の工程で400℃以上に加熱された状態を保持した
まま、第2の工程へ移送しこの工程で450℃以上に加
熱するのがよい。
【0021】SnO2膜を形成するための錫化合物とし
ては、アルキル錫、ハロゲン化錫、カルボン酸錫塩が用
いられ、F化合物としてはCF3COOH,NH4F,H
FまたSb化合物としてはSbCl5,が好んで用いら
れる。ITOを形成するためのIn化合物としてはIn
Cl3、In(CH3COO)3が良く用いられる。
【0022】加熱状態にある金属酸化物膜被覆基板と、
これら錫化合物およびドーパント化合物の混合物との接
触の方法としては、混合物を含む有機溶媒溶液または水
溶液を基板上にスプレーするか、混合物の蒸気を含む気
体を基板上に接触させるか、あるいは混合物が粉体状の
場合は粉体を気流中に懸濁させこの懸濁気流を基板上に
吹き付ける、等の方法が考えられる。
【0023】この場合、基板の加熱温度とドーパントの
混合割合が、得られる酸化物膜の抵抗値を大きく左右
し、導電率1000Scm-1以上の導電性に優れた膜の
形成には、一般には基板温度で500℃以上、ドーパン
トの混入割合としては膜中重量割合でF/SnO2
0.1〜1.5%、Sb/SnO2=1〜15%、IT
Oの場合にはSn/In=1〜10%の範囲が用いられ
る。
【0024】第3の工程はこのようにして得られた導電
性酸化物膜/金属酸化物膜/基板の構成体に於て金属酸
化物膜を導電性酸化物膜で被覆した状態のまま、基板か
ら剥離させることからなる。
【0025】剥離を容易にさせるには、第1の工程にお
いて金属酸化物膜の厚味を0.01μm以上、望ましく
は0.1μm以上とすることで、膜応力を増大させるこ
とが効果的である。剥離の方法としては導電性酸化物薄
膜形成後、冷風、冷却溶液などと接触させて表面を急冷
させるのが効果的な他、残留する付着分は冷却後ナイロ
ンブラシなどで機械的に剥離させ、更に捕集効率を高め
ることができる。
【0026】
【実施例】以下に本発明を実施例をもって説明する。 実施例1 50mm×100mm、厚味2mmのガラスを洗浄乾燥
した後、テトラエトキシシランを主成分とする加水分解
溶液(チッソ(株)製:商品名CSG、SiO2 固形分
濃度8重量%)をガラスに塗布し、室温下で10分放置
乾燥後、通常のベルトコンベヤ式の常圧CVD装置に挿
入した。CVD装置ではこのガラスを毎分10cmの速
度で搬送し、入口から10分かけて520℃まで昇温し
た。その後ガラス温度を520℃に保持しつつ、錫化合
物を含む蒸気を以下の条件で吹き付けSnO2膜を形成
し、次いで4分で200℃の温度まで冷却した。本実施
例ではSiO2塗布液をフラットバーを用いて塗布した
が、この時フラットバーとガラスの間隙を変えSiO2
膜厚が0.1から10μmまで変化するようにした。一
方SnO2膜は導入錫原料蒸気濃度およびドーピング割
合を変え、抵抗値を1000Ωから5Ωまで変化させ
た。剥離性についての結果を表1に示すが、SiO2
厚で0.3μm以上の条件では、SnO2膜作製条件に
依存せず良好な剥離性を示すことがわかった。SiO2
膜厚がこれより薄くなると、SiO2膜に発生するクラ
ックは小さくなり、剥離が困難になると同時にフレーク
のサイズが小さくなり、後の工程での取扱が難しくな
る。また、表1に示すように、抵抗値から算出した導電
率も100Scm-1以上の値が容易に得られた。顕微鏡
観察の結果、フレ−クのサイズは、フレ−ク厚味が0.
3μm以上のものでは10μmないしは500μmの間
の分布をもつことがわかった。
【0027】
【表1】
【0028】実施例2 50mm×100mm、厚味1mmのステンレス板(S
US316)を洗浄乾燥した。実施例1と同様にしてS
iO2を塗布し、乾燥後520℃まで昇温させ、その後
この温度を保持しつつCVD装置内で、錫化合物を含む
蒸気を以下の条件で吹き付け、SnO2膜を形成し冷却
した。フラットバーとステンレス板の間隙を変え、Si
2膜厚が0.01から5μmまで変化するようにし
た。剥離性についての結果を表2に示す。SiO2膜厚
で0.03μm以上の条件では、良好な剥離性を示すこ
とがわかった。SiO2膜厚がこれより薄くなるとSi
2膜に発生するクラックは小さくなり、剥離が困難に
なると同時にフレークのサイズが小さくなり、後の工程
での取扱が難しくなる。顕微鏡観察の結果、SnO2
形成されたSiO2フレ−クのサイズは実施例1と大差
がなかった。
【0029】
【表2】
【0030】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、予め特定
の金属酸化物膜被覆基板を形成し、直ちに導電性酸化物
薄膜を形成後、剥離させることにより透明でかつ高い導
電率を有するフレ−クを得ることができるようになっ
た。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 耐熱性基板上に金属化合物を含む溶液を
    塗布し、しかる後加熱処理を施すことにより金属酸化物
    膜を形成する工程と、該金属酸化物膜被覆基板を高温の
    状態に保持し、熱分解法により該金属酸化物膜上に透明
    導電性酸化物薄膜を形成する工程と、該基板表面から透
    明導電性酸化物薄膜と金属酸化物膜とを一体のまま剥離
    させる工程とを含むことを特徴とする導電性フレ−クの
    製造方法。
  2. 【請求項2】 該金属化合物がSi,Ti,Al,Z
    r,Zn,Sn,Inを含む有機金属錯体、有機金属
    塩、ハロゲン化物であり、加熱処理により形成される該
    金属酸化物の膜厚が0.01μm以上であることを特徴
    とする請求項1に記載の導電性フレ−クの製造方法。
  3. 【請求項3】 該金属酸化物膜被覆基板が450℃以上
    の温度に保持されている間に、FまたはSbまたはIn
    を含む化合物と錫化合物の混合物もしくはFを含む錫化
    合物を含有してなる溶液または気体または粉流体を接触
    させて、該金属酸化物膜上に導電率100Scm-1以上
    の酸化錫を主成分とする膜を形成することを特徴とする
    請求項1に記載の導電性フレ−クの製造方法。
JP19796591A 1991-08-07 1991-08-07 導電性フレ−クの製造方法 Pending JPH0541109A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003096384A3 (en) * 2002-05-07 2004-05-13 Reveo Inc Conductive ink

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WO2003096384A3 (en) * 2002-05-07 2004-05-13 Reveo Inc Conductive ink

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