JPS60156769A

JPS60156769A - 導電性水分散塗料

Info

Publication number: JPS60156769A
Application number: JP1256484A
Authority: JP
Inventors: Tomio Ozaki; 富夫尾崎; Shoji Kaneko; 昭二金子
Original assignee: JIYOUETSU GIKEN KOGYO KK; Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: JIYOUETSU GIKEN KOGYO KK; Daicel Corp
Priority date: 1984-01-26
Filing date: 1984-01-26
Publication date: 1985-08-16
Also published as: JPH0549714B2

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、性水分散塗料に関するものであり、特
に絶縁物の表面及び／またけ内部に導電性を付与するだ
めの導電性水分散組成物に関するものである。

（従来技術）現在、プラスチックフィルム、プラスチックフオーム、
木材、陶磁器、紙などは、その電気抵抗値が１０１４Ω
・鑞と絶縁物で非導電性のため、実用上多くの電気的障
害を起している。例えば、１．ＣまたはＬＳＩなどの超
精密電子部品の包装材料として非導電性のものを用いた
場合、静電気による絶縁破壊を起す原因となっている。

そこで、それらの絶縁物の表面または内部に導電性を伺
与せしめることによって電気的障害を防止する材料、即
ち導電性材料が用いられる。導電性材料とは、一般的に
電気抵抗値が１０７Ω・α以下の材料を云い、その到達
電気抵抗値によって前述の電子材料関係の帯電防止材料
、絶縁破壊防止材料、または電子機器間係の電磁波吸収
材料、防塵用壁および床材料などが挙げられる。

これらの導電性材料は、プラスチックなどでは一部導電
性カーボン粒子、または金属粒子をねり込む手法がとら
れているが、多くの材料は導電性カーボンまたは金属粒
子を水、または溶媒に分散゛せしめ、無機または有機の
バインダーを加えた導電性塗料が用いられる。具体的に
は、それらの塗料を絶縁材の表面にスプレーまたは刷毛
で塗布するか、浸漬によって塗布する手法がとられてい
る。

しかし、導電性材料を実際に使用する上で問題となるこ
とは導電性、即ち電気抵抗値のバラツキが大きいこと、
カーボンまたは金属粒子の脱落が大きいことであり、特
にねり込みの場合は前者、表面塗布の場合は後者の欠点
が起ることが多い。

また、導電性塗料の溶媒が有機溶剤から成る場合は、塗
布後ある種の材料、例えばウレタン・フオーム等は膨潤
し、強度劣化を起すことがある。

また、取扱上も有機溶剤による人体への悪影響および火
災原因となる危険があり、工業的には余り用いられない
。そこで、溶媒が水から成るバインダーが開発され、現
在市場には種々なる高分子化合物のラテックスやエマル
ジョンから成る水分散系の導電性塗料がある。特にカー
ボン・ブラック等の炭素系の導電性粒子を用いる水分散
系の導電性塗料の場合は、カーボン粒子が疎水性である
ため、界面活性剤および一部には消泡剤を添加すること
が知られている。なお、一般的には自己架橋性に富むポ
リアクリル酸エステル等のラテックスやエマルジョンが
用いられる。

一方、導電性塗料としては、前述のプラスチック・フィ
ルム、プラスチックフオーム、木材、陶磁器、紙などに
スプレーまたは刷毛で塗布するが浸漬によって塗布する
ことによって、それらの材料が導電性材料としての機能
を具備する条件、即ち、１）　電気抵抗値が１０７Ω・α以下となること２）　
電気抵抗値のバラツキが小さいこと３）　カーボン粒子
の脱落がなく、接着性がす　５− ぐれていることを満足する配合でなければならない。

導電性塗料としては既に種々の組成物が公知であり、特
公昭５７−２４３７１号には下記組成のものが示されて
いる：水　１００部炭素系粒子　７〃以下分散助剤　１〜７〃自己架橋性バインダー　５〜１０〃（但し、樹脂分）また、特開昭５８−９２５４０号には、下記組成物が示
されている導電性物質　２〜３０重量部高分子化合物エマルジョン　５〜１５　〃（但し、樹脂
分）分　散　剤　１〜２　〃水　７０〜１００　〃しかし、本発明者がポリアクリル酸エステルのエマルジ
ョンから成る自己架橋性バインダーと分　６− 散助剤および炭素系粒子を上記の例の範囲内の配合によ
って導電性カーボン塗料とし、前述の絶縁諸材料に塗布
し、導電性材料としての機能を具備するか否かの判定を
行ったところ、電気抵抗値、接着性については一応満足
せしめ得たが、ある種の材料、例えばウレタン・フオー
ムに塗布した場合、ウレタン・フオームの柔軟性が劣り
、捷だ段ボール紙の表面に塗布した場合撥水性並びに光
沢が乏しいことが判った。

（発明の目的）従って、本発明の目的は、従来の導電性塗料の上記欠点
を解決し、可塑性、光沢性、撥水性に優れ、しかもカー
ボン粒子の脱落のない実用上問題のない導電性塗料組成
物を提供することにある。

（発明の構成）本発明は、前記従来の導電性塗料の欠点を解決するため
に更に実験を１（ねた結果、アクリル系塗料にシリコン
樹脂エマルジョンを添加することによって、上記欠点が
解決できることを発見した。即ち、本発明は自己架橋性
アクリル系樹脂エマルジョンと、炭素粒子と、分散剤と
を含む導電性水分散塗料において、さらにシリコン樹脂
エマルジョンを配合した点を特徴とする導電性水分散塗
料にある。

上記の自己架橋性バインダーとしては、ポリアクリル酸
エステル樹脂の他、アクリル酸エステル−スチレン共重
合樹脂、酢酸ビニール−アクリル酸エステル共重合樹脂
のそれぞれに架橋基（メタ）アクリル酸グリシジル類、
ヒドロキシ（メタ）アクリル酸エステル類を共重合の形
で導入したラテックスやエマルジョンが好ましい。

また１分散助剤としては、アニオン系、ノニオン系の界
面活性剤の他、増粘剤、消泡剤が用いられ、導電性炭素
粒子としてはカーボン・ブラック、導電性カーボン・ブ
ラック、グラフト・カーボン、グラファイト等を用いる
のが好ましい。

本発明において、導電性塗料としての機能を具備する範
囲は、１）　炭素系粒子がアクリル系樹脂エマルジョンとシリ
コーン１４１指エマルジヨン中の固形分１．００重量部
に対し１０〜１００重量部２）　分散助剤が固形分換算
で炭素系粒子１００重量部に対して１０〜２００重量部である。これらの配合比は被塗装物の性格に合わせて適
宜選択する。

本発明の特徴であるシリコン樹脂は、一般式（ここで、
Ｒ，、Ｒ２は炭素数１〜１２のアルキル基またはフェニ
ル基、炭素数１〜１２のアルキル・フェニル基、または
これらの誘導体）で表わされるオルガノポリシロキサン
が好ましい。

上記オルガノポリシロキサンは、商業的に容易に入手で
き、最も典型的なものはＲ】および／またはＲ２がメチ
ル、エチル、フェニル基のものである。

一般に、メチル基を部分的にフェニル基でおきかえた型
のメチルフェニルシリコーンはメチルシリコーンの機械
的性質の悪い点を改善することかで−〇　− きる。このメチルフェニルシリコンは、メチルフある。

一般にアルキルシリコーンはＲ／Ｓｉ比が高い場合、熱
だけで縮合重合させると油状ないし弱いゲルとなり、樹
脂状にするためにはメチル基の場合ＣＨ３／Ｓｉが１．
５、ブチル基で約１．０甘でにしなければならない。一
方フェニルシリコーンはＰｈ／Ｓｉ比が高いものはガラ
ス状の可溶性固体でもろい。

そこで、この両者を組合わせることによって機械的強度
の大きい樹脂をつくることができ、しかもその性質を大
幅にかえることができる。また、一般にエチル基はメチ
ル基の場合よりも重合体を軟かくシ、より可溶性に、ま
だ硬化速度をおそくする。従って同等の硬さ、不溶、不
融性をもたせるにはエチル基の方がＲ／Ｓｔが小さくて
よいことになる。Ｃ２Ｈ５／Ｓｉ比が約１のものは塗料
として適当である。

本発明の一実施例として用いられるシリコン樹−１０− 脂は％Ｒ１がメチル基Ｉ　Ｒ２がフェニル基のもので、
同一ケイ素原子にＣｆｈ　／　ＣＲ３、ＣＨ３／　Ｃ６
Ｈ５，Ｃ６Ｈ６／　ＣＨ３が利いた混合物で、Ｒ＋：Ｒ
２二（ｉ　５：　８５（モル比）のもの、すなわちｌｊ
／Ｓｉ　＝　Ｌ　５のものである。このオルガノポリシ
ロキサンは他の％　ｌ’ｌＥ　全低下させることなく、
伸び率、硬さ、圧縮残留歪を大巾に改善させることがで
きる。

もちろん、本発明はこのシリコン樹脂に限定されるもの
ではなく、被塗装物に応じて任意の山、Ｒ２を選択でき
るということは明らかである。

シリコン樹脂の添加針はアクリル系樹脂／シリコーン樹
脂の固形分比で１）り重置部／１重量部〜５０重叶部１
５０重績部の範囲が好ましい。すなわち、シリコーン樹
脂が存在しないと可塑性、光沢、撥水性が劣り、アクリ
ル系位↑脂５（）重量部に対し５０重量部を越えると密
着性不足となる。

以下、本発明をｔ持殊天施例について説明する。

実施例水２８２８重量部に下記成分を添加し、高速攪拌機で十
分に混合する：シリコーンエマルジョン（、ＮＶ　３ｏ％）　２ｏ６１
重を部ノニルフェニルエーテル）　］、］、３　ｔｔ次
いで　４５１られた混合物にカーボンブラック２６０重
職部を加え、コロイドミルを用いて分散させる。その後
さらに下記成分を加えて高速攪拌機で均一分散させるニアクリル系エマルジョン（ＮＶ４．０％）　２７２１重
量部のＭ、Ｃ水溶液　（ＮＶ　２％）　８９０ｔｔ消泡
剤　０３２〃アンモニア水　０．７０／／Ｈ２０８，８７ｔｔ得られた導’ｆＱ：性水分散塗料の特性は第１表に示す
ように、優れたものであった。

比較例実加ス例からシリコン樹脂を除いた以外は実質的に同じ
方法で導電性水分散塗料を調整した。

すなわち、水２＆２８重量部に下肥成分を添加し、高速
攪拌機で十分混合する：ポリカルボ／酸ソーダー水溶液（ＮＶ　２５％）　１．１３重量部ポリアクリル酸ソーダー水溶液（ＮＶ３ｏ％）　２．２５／／次いで、得られた混合物にカーボンブラック２６（）重
量部を加え、コロイドミルを用いて分散させた後、さら
に下記成分を加えて高速攪拌機で均一分散させる：Ｃ，］φ、Ｃ水溶液（’ＮＶ　２％）　ｆｉ、９ｏ　ａ
消泡剤　０．３２〃アンモニア水　（１”７　ｔ）　ｕＨ２０１・１．０３　ｔｔ得られた導電性水分散塗料の特性は第１表に示すように
、本発明よりはるかに劣ったものであった〇１３− 性能試験本発明による道′「１℃性水分散塗料の塗布性能を調べ
るために、被塗布物品としてウレタンフオームと段ボー
ル紙面上に上記実ノ、包例および比較例で得られた塗料
を塗布（含浸）させた。

（１）　ウレタンフオーム試５験市販のウレタンフオーム（かさ密度０．０２０１ゾ／　
ｍｅ品）素材をそれぞ；ｈ実施例、比較例の塗料中に浸
漬せしめ、十分含浸ぜしめた後、絞りロール、常温乾燥
、１１完熱乾燥の組合せによって乾燥せしめ、導電性ウ
レタンフオームを得る。

次に、それぞれのフオームについて電気抵抗１１自、カ
ーボン粒子の接着性、フオーム伸び率（柔軟性）を測定
した結果を第１表に示す。

−−’１．　、＝１．　− 第１表１）　電気抵抗値測定方法］　ＯＸ　ｌ　（ＩＸ　Ｉｃｍの導電性ウレタンフオー
ムの両面に′電極を挾み、ホイスト−ンブリッジで抵抗
値をめ、ノギスで測定長、幅、厚さを削り、比抵抗値（
Ω・ぼ）を算出する。

１［を性ウレタンフオームの表面にセロハン粘着テープ
（１，５Ｘ　ｌ　（ＩｃＴｎ）を完全に密着せしめ、直
ちにテープの一端を塗布面に直角に保ち、瞬間的に引き
離し、塗布付着を目視判定する。

判定ハ、カーボン脱落なし；○、カーボン脱落あり；×
で表示する。

；（）　伸び率測定方法Ｊ　Ｉ　Ｓ　−Ｋ　ｒ＋　７ｔ＋７”ポリエチレンフオ
ーム試験方法１１による。

・Ｉ　）　イ１す１　さＪ　Ｉ　Ｓ　−ｆ（ｔ＋　ｌＩ　（ｌ　＋　”クッショ
ン用軟質つレタンフォーノ、ＩＩによる。

５））ｉ圧縮残留歪Ｊ　Ｔ　Ｓ　−Ｋ　ｔ＋　４０１　”クッション用軟９
ウレタンフオーム１１による。

第１表より明らかなように、本発明による導電１′／１
水分散塗利は、シリコーン（☆１脂を入れない従来の叱
１咬例のものと同じ導市；特性およびカーボン粒■ｒ−
の接着特性を保持したトし　ウレタンフオームの柔軟性
（風合い）および機械的特性を太１４〕に向上できる。

すなわち、導電性、換言すれば電気抵抗値は塗料付着量
が同じ場合、カーボン／樹脂比によって決まる因イであ
るが、祠料の柔軟性（風合い）は塗料付着量が同じ場合
、樹脂の個有性質によって決まり、柔軟性の指標として
の伸び率、硬さ、および圧縮残留歪は実施例と比較例の
塗料間に明らかに差が現われ、シリコーン樹脂を添加し
た実施例では、伸び率が１．４倍となり、硬さが約４０
％、圧縮残留歪が半分にそれぞれ減る。

（２）　段ボール紙試験市販の段ボール紙面に実施例および比較例の塗料をそれ
ぞれスプレーガンを用いて塗布し、常温で乾燥せしめ、
導電性段ボール紙を得る。

次に、それぞれの導電性段ポール紙について電気抵抗値
、カーボン粒子の接着性、表面光度、撥水性を測定した
結果を第２表に示す。

−−−１７− 第２表１）　山；気抵抗値測定方法絶縁抵抗計（Ｔ　Ｏ（１（ＩＶ／　１．　（１（ｌ　ｆ
１ＭΩ）にて導電性段′ボール表面の端子間］、　Ｃ’
ｍの表面抵抗値をめる。

２）　＋１ｊ着＋ｌ　１ｌｉｌｌ定方法導電性段ホール
紙の表向にセロハン粘着テ−ブ（ｉ５ｘ＋０（′３ｒＬ
）を完全に密着ぜしめ、直ちにテープの一端を塗布面に
直角に保ち、瞬間的に引き離し、塗布付着を目視判定す
る３゜判定はカーボン脱落なし；○、カーボン脱落あり
一×で表示する。

３）　表面光度測定方法デジタル変角光沢計を用い、導電性段ボール紙の６０°
鏡面反射率を測定する。

４）　撥水性測定方法導電性段ポール紙の表面を水で７′闇らし、撥水効果を
判定する。

撥水効果の太きいもの；○、撥水効果の少いもの；×で
表示する。

第２表から明らかなように、実施例と比較例の塗料間に
は導電性段ボール紙としての電気抵抗値、カーボン粒子
の接着性に差異がなかった。

これは前述の通り塗料付着量が同じ場合、カーボン／樹
脂比によって決する因子である。しかし表面光＃、撥水
性は塗料付着量が同じ場合、樹脂の個有性質によって決
まり、シリコーン樹脂を添加した実施例では添加しない
比較例に１ヒ１べ、表面光度（光沢性）で４１４倍とな
す、１發水性もシリコーン樹脂を添加した実施例では添
加しない比較例に比べ明らかな差が現われた。

以上、本発明を特殊実施例によって説明したが本発明は
これに限定されないことは明らかで、ある。

特に被塗装物品は上記のものに限定されず、任意の絶縁
物であることができる。特に伸び、表面光沢性、撥水性
の要求される物品には本発明導電性水分散塗料が優れた
特性を特徴する特許出願人ダイセル化学工業株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　自己架橋性アクリル系樹脂エマルジョン、炭素
系粒子及び分散助剤にシリコーン樹脂エマルジョンを配
合することを特徴とする導電性水分散塗料。
（２）固形分換算比率で自己架橋性アクリル系樹脂エマ
ルジョン／シリコーン樹脂エマルジョンが９９重量部／
１重敏部〜５０重量部１５０重量部であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の導電性水分散塗料。
（３）炭素系粒子がアクリル系樹脂エマルジョンとシリ
コーン樹脂エマルジョン中の固形分１００重量部に対し
、１０〜］００重量部であることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の導電性水分散塗料。
（４）分散助剤が固形分換算で炭素系粒子１００重量部
に対して１０〜２００重量部であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の導電性水分散塗料。
（５）　自己架橋性アクリル系樹脂エマルジョンがボリ
ア、クリル酸エステル樹脂アクリル酸エステル−スチレ
ン共重合樹脂、酢酸ビニール−アクリル酸エステル共重
合樹脂のそれぞれに架橋基（メタ）アクリル酸グリシジ
ル類、ヒドロキシ（メタ）アクリル酸エステル類を共重
合の形で導入したことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の導電性水分散塗料。Ｒ＋
（６）　シリコーン樹脂エマルジョンが−ｅｓｚ−ｏ−
３−　ｍ１尤２（ここで、　Ｒ１、Ｒ２は、炭素数１〜１２のアルキル
基、またはフェニル基、または炭素数１〜１２のアルキ
ル基を導入したフェニル基、または、これらの誘導体で
、１２２以上）であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の導電性水分散塗料。