JPS6123659A - 導電性塗料 - Google Patents

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する。さらに詳しくは、特に電
磁波の遮蔽に好適な導電性塗料に関する。

〔従来の技術〕

近年、電子機器産業のめざましい発展によってマイクロ
コンピュータ−をはじめとする種々の電子機器が多くの
産業分野や家庭で手軽に使用されるようになってきたが
、これらに使用されているＩＣ，ＬＳｒなどから発生す
る電磁波が他の電子機器の誤動作を引き起したり、妨害
雑音となり、通信、テレビなどの周辺機器に悪影響を与
えている。これは急速なプラスチ７ク化とＩＣ，ＬＳＩ
などの進歩に伴なう電子機器の高普及化により非常に大
きな社会問題となりつつある。つまり、それら電子機器
の筐体に使用されているプラスチックは金属に比べ小型
、軽量、量産化などの面で多くのメリットをもっている
が、半面、電磁波に対してはまったく遮蔽能力を有さず
、電磁波を完全に透過させるため、機器内で発生した電
磁波はそのままプラスチック筐体を通って外部に放射さ
れ、他のｆｉ器に悪影響を与えたり、また外部からの電
磁波の侵入により誤動作が生しることになる。

そのため電子機器の筐体にプラスチックを使用する場合
、それらに一定レベル以上の導電性を付与して電磁波を
遮蔽する必要があり、筐体内面に金属箔を貼り付けたり
、金属メッキ、蒸着、溶射を施したり、導電性塗料をコ
ーティングしたり、さらにはプラスチック内部に金属フ
ィラーを混入した複合プラスチ７りを使用することなど
が行なわれている。なかでも導電性塗料のコーティング
による方法は新たなｉ装設備の必要もなく、ロボットな
どによる自動化が可能であり、かつ複雑な形状にも均一
に塗れるというメリットがあることから、今後ますます
増える傾向にある。

しかしながら、導電性塗料に使用されているニッケル粉
末や銅粉末は共に比重が８〜９と非常に高いため、塗料
を希釈した後、すぐに沈降するという問題がある。その
ため、塗装の際、絶えず攪拌する必要があるばかりでな
く、塗料をスプレーガンに導くためのホース内に沈降し
たものが粒子となって吐出され、塗膜にブッとなって現
われる危険性がある。

そこで、上記金＠粉末の沈降を防止するために、水添ヒ
マシ油系、アマイド系、酸化ポリエチレン系などの市販
沈殿防止剤を添加することや、有機ベントナイトや特開
昭５６−３６５５３号公報にみられるように微粒子状シ
リカを添加することが行なわれている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記のような沈降防止剤の添加による金
属粉末の沈降防止方法は、無添加の場合に比べてかなり
の沈降抑制効果が発揮されるものの、金属粉末の比重が
高いために、それら沈降防止剤の添加量を一般塗料に比
べてかなり多くしなければならず、その結果、塗膜への
悪影響が心配されると共に、沈降を長期にわたって防止
することはむつかしい。

上記従来法のなかでは、微粒子状シリカを添加する方法
が金属粉末の沈降を抑制する効果が最も大きいと考えら
れるが、その場合においても、効果が充分に発揮される
には微粒子状シリカを金属゛　粉末に対して５〜１０重
量％添加しなければならず、微粒子状シリカが導電性が
ないために、塗料の導電性が低くなるという問題がある
。特に電磁波の遮藏に使用する場合には表面抵抗が２Ω
／口以下の高導電性が望まれるが、微粒子状シリカを添
加したものはそのような用途に対して必ずしも満足すべ
きものとはいえず、より一層高導電性の導電性塗料の出
現が望まれている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは上記の事情に鑑み種々研究を重ねた結果、
金属粉末を導電性フィラーとして用いる導電性塗料にお
いて、金属粉末１００重量部に対して導電性カーボンブ
ラックを０．５〜１０重量部とチタネート系カップリン
グ剤０．１〜５重量部を添加することによって、塗膜に
悪影響を及ぼさず、かつ導電性の低下がなく、しかも塗
料の貯蔵安定性の優れた導電性塗料が得られることを見
出し、本発明を完成するにいたった。

すなわち、本発明においては金属粉末の沈降を防止する
ために導電性カーボンブラックを金属粉末に対して前記
のような特定割合で添加し、それによって導電性を低下
させることなく、金属粉末の沈降を防止して塗料安定性
の向上をはかり、かつ後に詳述するような導電性カーボ
ンブラックの添加に基づく高粘度化をチタネート系カッ
プリング剤の添加によって抑制して塗装適性を保持し、
導電性の低下がなく、かつ長期にわたる貯蔵安定性の良
好な導電性塗料を提供したのである。

本発明において、導電性付与のために用いる金属粉末と
しては、たとえば銅、ニッケル、銀、金、鉄、アルミニ
ウム、ステンレス鋼、白金などの粉末があげられ、これ
らは単独でまたは２種以上混合して用いられる。また上
記金属を含む合金粉末も使用可能である。なかでも、銅
、ニッケル、銀、ステンレス鋼などの粉末が導電性、耐
酸化性、経済性などの見地から好用され、特に銅粉末、
ニッケル粉末が好用される。

金属粉末は粒径が大きすぎると塗料の微粒化が悪くなっ
て、塗膜の平滑さがなくなり、導電性が低下するので、
粒径１００μｍ以下のものを使用することが好ましい。

また金属粉末の形状としては、球状、板状、樹枝状、針
状、不規則形状などいずれでもよい。なお銅粉末を使用
する場合、無処理のものだけではなく銀メ・７キした銅
粉末やニッケルメッキした銅粉末など酸化防止処理を施
した銅粉末を用いてもよい。

これら金属粉末は塗料調製に際し、バインダーとしての
樹脂に対して従来の導電性塗料の場合と同様に重量比で
３〜６倍程度使用される。

本発明において金属粉末の沈降防止に用いる導電性カー
ボンブラックとしてはアセチレンブラックやオイルファ
ーネスブラックなどがあげられる。特に体積固有抵抗が
１Ω・ｃｍ以下のものが好ましい。アセチレジブランク
としてはデンカブラック（電気化学工業社製）が使用さ
れ、オイルファーネスブランクとして゛はケッチェンブ
ラックＥＣ（日本イージー社製）、ブラソクパールズ２
０００、ハルカンＸＣ−７２（以上、米国キャボソト社
製）、コンダクテソクス９７５（米国コロンビアカーボ
ン社製）、プリンテックスし−６（西独デグサ社製）な
どが使用されるが、金属粉末の沈降を抑制するには、で
きるだけ比表面積の大きいものが好ましく、上記したも
のの中でもブラソクパールズ２０００、ケッチェンブラ
ックＥＣが特に好ましい。

第１表に各種導電性カーボンブラックの比表面積と吸油
量を示す。

金属粉末に対する導電性カーボンブラックの配合割合は
、前記のように金属粉末１００重量部に対して０．５〜
１０重量部であり、特に２〜８重量部が好ましい。導電
性カーボンブラックの使用量が０゜５重量部より少なく
なると金属粉末の沈降を抑制することができず、金属粉
末の固い沈殿を生じるようになる。また導電性カーボン
ブラックの使用量が】０重量部より多くなると塗料の微
粒化が悪くなり、塗膜の平滑さを欠き、導電性も低下す
る。

一般に塗料の着色顔料、体質顔料などフィラーの沈降を
押えるには、比表面積の大きい微粒子粉末を添加すれば
チキソトロピー性が出て粘度が高くなり、フィラーの沈
降速度が遅くな□るのはよく知られた現象であるが、ニ
ッケル粉末、銅粉末などのように特に比重の高いフィラ
ーの沈降を押さえるにはかなりの添加量が必要となる。

しかしながら、比表面積の大きいものの添加量を増せば
増すほど、チキソトロピー性が強くなり、かつ粘度が上
がり、金属粉末の沈降を押さえ得るほど添加すると塗料
としての流動性が悪くなり、均一に塗布できなくなる。

そこで、本発明では上述のチキソトロピー性をできるだ
け維持させた上で、塗装適性がそこなわれない範囲にま
で粘度を落とさセるためにチタネート系カップリング剤
を使用する。このチクネート系カップリング剤は金属粉
末、導電性カーボンブラックなどの無機フィラー表面に
有機質の被膜を形成することによって無機フィラー配合
品の粘度を下げる働きをする。

上記のような目的に使用するチタネート系カップリング
剤としては、たとえばイソピロピルトリイソステアロイ
ルチクネート、イソブロビルトリドデシルヘンゼンスル
ホニルチタネート、イソピロピルトリス（ジオクチルパ
イロボスフェート）チタネート、テトライソプロピルビ
ス（ジオクチルホスファイト）チタネート、テトラオク
チルヒス（ジトリデシルホスファイト）チタネート、テ
トラ（２，２−ジアリルオキシメチル−１−ブチル）ビ
ス（ジ−トリデシル）ホスファイトチタネート、ビス（
ジオクチルパイロホスフェート）オキシアセテートチク
ネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）エチレ
ンチタネート、イソプロビルトリオクタイノルチタネ−
１・、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタ
ネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチク
ネート、イソプロピルトリ　（ジオクヂルホスフェ−１
−）チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタ
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、ジクミルフェニルオキシアセテ
ートチクネート、ジイソステアロイルエチレンチタネー
トなどがあげられる。

これらチタネート系カンプリング剤の使用量は前記のよ
うに金属粉末１００重量部に対して０．１〜５重量部で
あり、特に０．５〜３重量部が好ましい。チクネート系
カップリング剤の使用量が０．１重量部より少ない場合
は導電性カーボンプラ・、りの添加によって上昇した粘
度を下げることができず、また５重量部より多く使用し
ても効果が飽和してしまい、また塗料の沈降も逆に速く
なる。

本発明の導電性塗料の８周製は、たとえばバインダーと
しての樹脂を溶剤にｆ４解した樹脂溶液中に金属粉末、
導電性カーボンブラックおよびチタネート系カップリン
グ剤を入れ混合することによって行なわれる。その際、
消泡剤、レヘリング剤など一般に塗料製造業で使用され
る添加剤などを添加してもよい。桐製にあたっては、三
本ロール、ボールミル、アトライターなど公知の製造装
置を使用することができる。

バインダーとしての樹脂は、プラス千ツク筺体に使用さ
れている素材に応してアクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポ
リエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂
など密着性の良いものを適宜選択すればよいが、ガラス
転位温度が５０°Ｃ以」二の樹脂が高導電性の塗料を得
やすいので好ましい。

溶剤ば通當、塗料中の不揮発分が６０−６５重量％にな
る程度に使用され、樹脂の種類に応じてイソプロピルア
ルコール、ｎ−ブチルアルコール、１ＳＯ−ブチルアル
コールなどのアルコール系溶剤、トルエン、キシし・ン
などの芳香族系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イ
ソブチルなどのエスチル系溶剤１．エチルセロソルブ、
ブチルセロソルブなどのグリコール系熔剤、メチルエチ
ルケトン、メチルイソブヂルケ１−ンなどのケトン系溶
剤など各種のものが選択使用される。

上記のようにして得られる本発明の導電性塗料は、５０
“Ｃで３０日間恒温室にて貯蔵し、取り出した後、室温
に戻して塗料状態を確認したところ、わずかにニス分離
が見られるものの、固い沈殿や、増粘、凝集がなく、塗
料安定性が優れていた。

上記のような本発明の導電性塗料の塗装は、たとえばス
プレー、刷毛、ディップ、ローラーなど、通常の塗装方
法で行なうことができる。

〔実施例〕

つぎに実施例をあげて本発明をさらに６イ、細に説明す
る。なお配合部数はいずれも重量部によるものである。

実施例１〜６ アクリル樹脂溶液（ロームアンドハース社製パラロイド
Ａ−１１、固形分４０重量％、樹脂のガラス転位温度１
００°Ｃ，／８剤：トルエン／ｎ−ブチルアルコール−
９／１）にニッケル粉末（インターナショナルニッケル
社製＃２５５　、平均粒径２．５μｍ）、カーボンブラ
ック（日本イージー社ケッチェンブラックＥＣ１体積固
有抵抗０．１０２Ω・ｃ＋ｎ（１２０ｋｇ／ｃｎ＋加圧
下））およびイソプロビルトリオクタノイルチタネート
を第２表に示す固形分比となるように加え、３本ロール
にてよく混練して導電性塗料を調製した。

得られた塗料をエアースプレーにてＡＢＳ樹脂板に乾燥
塗膜が５０μｍになるよう塗布し、オーブン温度６０℃
にて３０分乾燥後、ｌ　ｃｍ平方の電極板２枚をそれら
の辺が平行になるようにして試料塗膜上にのゼ、２枚の
電極板の間隔をｌ　ｃｍとしてデジタルマルチメーター
Ｔ　Ｒ−６８４３（タケダ理研工業社製）を使用して２
枚の電極間の塗膜の表面抵抗を測定することによって導
電性を調べた。また得られた塗料をすべてフォードカッ
プ＃４にて２０℃で１３秒になるよう希釈調製した後、
１８ｍｍＸ１８０　ｍｍの試験管に約１７０　ｍｍの高
さまで塗料を入れ上部を密閉した後、一定時間経過ごと
にニッケル粉末の沈降した深さく試験管内の塗料の上端
から澄んだ部分の最下端までの深さ）を測定し、該沈降
源さを試験管内に入れた塗料の全深さで除し、百分率で
沈降率を求めた。それらの結果を第２表に示す。

実施例７〜１２ ポリエステル樹脂溶液（東洋紡績社製バイロン＃２００
　、固形分２０重量％、樹脂のガラス転位温度６７℃、
溶剤；トルエン／メチルエチルケトン−１／１）に酸化
防止処理銅粉末（福田金屈箔粉工業社製ＦＣＣ−１１５
Ａ、平均粒径２０μｍ）、導電性カーボンブラック（米
国キャボソ１−社製ブラノクパールズ２０００、体積固
有抵抗０，２Ω’ｃｍ以下（１００ｋｇ／ＣＪＡ加圧下
））およびイソプロピルトリイソステアロイルチタネー
トを第３表に示す固形分比となるように加え混合して導
電性塗料を調製し、得られた塗料について実施例１〜６
と同様の方法で導電性および沈降性を評価した。その結
果を第３表に示す。

比較例１〜６ 実施例１のカーボンブラックおよびチクネート系カップ
リング剤の量を増減させ、第４表に示すような固形分比
の導電性塗料を調製し、得られた塗料について実施例１
と同様の方法で導電性と沈降性を評価した。その結果を
第４表に示す。

比較例７〜９ 実施例１のカーボンブラックに代えて微粒子状シリカ（
日本アエロジル社製１３８０　、比表面積３８０　ｎ？
／ｇ）を第５表に示す固形分比となるように配合した導
電性塗料を調製し、得られた塗料について実施例１と同
様の方法で導電性と沈降性を評価した。その結果を第５
表に示す。

比較例１０〜１２ 実施例１のカーボンブラックに代えてポリエチレン系沈
殿防止剤（楠本化成社製、ディスバロン＃４２００１０
）を第５表に示す固形分比となるように配合した導電性
塗料を調製し、得られた塗料について実施例１と同様の
方法で導電性と沈降性を評価した。その結果を第５表に
示す。

第２〜５表に示す結果から明らかなように、本発明の実
施例の塗料はいずれも塗料状態が良好で塗装適性があり
、表面抵抗が１Ω／口以下であって導電性が高く、かつ
沈降率が少なく貯蔵安定性が優れていた。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば金属粉末に対して
導電性カーボンブラックとチタネート系カンブリング剤
を特定割合で添加することにより、高導電性で、かつ貯
蔵安定性の優れた導電性塗料が得られた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）バインダー、導電性金属粉末および溶剤を含有し
   てなる導電性塗料において、導電性金属粉末１００重量
   部に対し導電性カーボンブラック０．５〜１０重量部と
   チタネート系カップリング剤０．１〜５重量部を添加し
   たことを特徴とする導電性塗料。