JPS62252481A

JPS62252481A - 導電性塗料

Info

Publication number: JPS62252481A
Application number: JP61095323A
Authority: JP
Inventors: Goro Sato; 護郎佐藤; Michio Komatsu; 通郎小松; Tsuguo Koyanagi; 嗣雄小柳; Hiroo Yoshitome; 吉留　博雄
Original assignee: Catalysts and Chemicals Industries Co Ltd
Current assignee: JGC Catalysts and Chemicals Ltd
Priority date: 1986-04-24
Filing date: 1986-04-24
Publication date: 1987-11-04
Also published as: JPH0219150B2

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】発明の技術分野本発明は、導電性塗料に関し、さらに詳しくは透明性に
優れるとともに耐熱性および耐擦＠牲に優れた導電性塗
膜を形成しうるような導電性塗料に関する。

発明の技術的背景ならびにその問題点近年、半導体ウェハ保存用容器おるいは半導体製造至で
のクリーンルームのカーテンなどの暴イ本には、導電性
を付与することによって帯電防止が図られることが多く
なっている。そしてさらに基体の下地色調を損うことの
ない透明性に優れた導電性塗膜が求められている。

ところで基体に導電性を付与１−るには、従来、有機溶
媒に導電性粉末とバインダー樹脂とを分散あるいは溶解
してなる導電性塗料を基体表面に塗布して導電性塗膜を
形成する方法が広く行なわれてきた。そして透明性に優
れた導電性塗膜を形成するには、導電性粉末として酸化
スズ、酸化インジウムなどが用いられてぎた。

ところが導電性粉末として酸化スズ、酸化インジウムな
どの導電性酸化物を用いて透明心電・目塗膜を形成しよ
うとすると、その透明性は必ずしも満足できるものでは
ないという問題点がめった。

この原因の１つとしては、導電性酸化物の粒径が必ずし
も均一でないため、この導電性酸化物を含む導電性塗膜
の表面に凹凸が生じてしまい、この凹凸部で光の散乱が
生じてしまうことが考えられる。また、導電性酸化物の
光屈折率は１，７〜２．７であり、一方バインダー樹脂
の光屈折率は１．３〜１．７であるというように両者の
光屈折率に大きな差異があるため、両名の界面で光の散
乱が生じていることも、上記のような原因の１つである
と考えられる。

このような透明導電性塗膜の透明性に伴なう問題点を解
決するため、たとえば特公昭６１−９３４３月公報には
、アンチモンを含有する酸化スズからなり、その平均粒
径が可視光の波長よりも小さい０．２μｍ以下である導
電性粉末を用いた導電性塗料が開示されている。ところ
がこの特公昭６１−９３４３月公報に開示された導電性
塗料では、その製法上導電性粉末の粒径のばらつきをな
くすことは困難であり、したがって塗膜の表面に凹凸が
生じたりして透明性は必ずしも満足のいくものではない
という問題点があった。また、導電性粉末とバインダー
樹脂との屈折率の差は依然して存在しており、このため
両者の界面で光散乱が生じて透明性が低下するという問
題点はそのまま存在していた。

さらにまた、上記のような透明導電性塗膜は、一般に、
バインダー樹脂をいかに選択しても、その表面の機械的
強度が弱く耐擦傷性に劣り、しかも耐熱性も必ずしも満
足しうるちのではないという問題点があった。

凡用り旦灼本発明は、上記のような従来技術に伴なう問題点を解決
しようとするものであって、透明性に優れるとともに、
耐熱性および耐擦傷性に優れた導電性塗膜を形成しうる
ような導電性塗料を提供することを目的としている。

及肌五里ヱ本発明に係る導電性塗料は、（ａ）導電性酸化物粉末、
（ｂ）バインダー樹脂および（ｃ）平均粒子径が０．１
μｍ以下であるコロイド粒子が、溶剤に溶解あるいは分
散されてなることを特徴としている。

本発明に係る導電性塗料は、（ａ）導電性酸化物粉末お
よび（ｂ）バインダー樹脂に加えて、（ｃ）平均粒子径
が０．１μ■以下であるコロイド粒子をも含／νで構成
されているため、この極めて微細な粒子径を有するコロ
イド粒子が導電性酸化物粉末およびバインダー樹脂間に
介在して、形成される導電性塗膜の表面を平滑とするこ
とができ、さらにコロイド粒子としてその屈折率が導電
性酸化物粉末の屈折率とバインダー樹脂の屈折率との中
門であるものを用いれば、屈折率の差異に起因する透明
性低下を防止でき、したがって透明性に優れた導電性塗
膜が得られる。しかもバインダー樹脂中に含まれるコロ
イド粒子はフィラーとしての役割を果すため、得られる
導電性塗膜の耐熱性および耐擦傷性が向上する。

発明の詳細な説明以下本発明に係る導電性塗膜を形成するための導電性塗
料について具体的に説明する。

本発明で用いられる（ａ）導電性酸化物粉末としては、
塗膜に導電性を与えうるものであればよく、たとえば酸
化スズ、あるいは酸化スズにアンチモン、リン、フッ素
、亜鉛、テルル、ビスマス、カドミウムなどの元素を１
種または２種以上ドープした粉末が用いられる。また酸
化インジウム、あるいは酸化インジウムにスズ、フッ素
、リン、アンチモンなどの元素をドープした粉末も用い
られる。ざらに、酸化チタン、あるいは酸化ブタンにタ
ングステンをドープした粉末、酸化亜鉛系粉末なども用
いることができる。

本発明で用いられる（ｂ）バインダー樹脂としては、従
来導電性塗料においてバインダー樹脂として用いられて
いるものであればよい。具体的には、たとえば、塩化ビ
ニル樹脂、ｆｆｉ酸ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ア
クリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリ
カーボネート系樹脂、メラミン系樹脂、ブチラール系樹
脂、ポリイミド系樹脂、ポリスルフォン系樹脂、ポリエ
ーラルスルフオン系樹脂あるいは紫外線硬化樹脂などが
広く用いられる。また上記樹脂の混合物あるいは上記樹
脂の共重合体もまた用いることができる。

本発明で用いられるコロイド粒子（ｃ）は、その平均粒
子径が０．１μｍ以下である。コロイド粒子の平均粒子
径が０．１μｍを越えると、得られる導電性塗膜の透明
性が低下するため好ましくない。

またコロイド粒子として、その屈折率が、導電性酸化物
の屈折率（一般に１．７〜２．７）とバインダー樹脂の
屈折率（一般に１．３〜１．７）との間のものを選択す
ることが好ましい。

このようなコロイド粒子としては、具体的には、シリカ
、ヂタニア、ジルコニア、セリウム、トリウム、アンチ
モン、アルミナ、亜鉛、鉄、金、銀、フッ化マグネシウ
ム、スズーアンヂモン、インジウム−スズ、シリカ−ア
ルミナなど用いられる。

これらのコロイド粒子は単独で用いてもよいが、二種以
上混合して用いることもできる。なおこれらのコロイド
粒子は、従来公知の方法により調製することができる。

上記のような（ａ）導電性酸化物粉末と、（ｂ）バイン
ダー樹脂と、（ｃ）コロイド粒子との混合割合に関して
は、（ａ）　、（ｂ）および（ｃ）の合計重量に対して
、（ａ）導電性酸化物粉末は５０〜９０重量％の但で用
いられる。（ａ）導電性粉末が５０重Ｍ％未満であると
、得られる塗膜の導電性が低トするため好ましくなく、
一方９０．０重徂％を越えると塗膜と基材との密着性が
低下するため好ましくない。

ざらにまた、（ｃ）コロイド粒子は、このコロイド粒子
を含むゾルが上記（ａ）　、　（ｂ）および（ｃ）の金
品１手組に対して０．９〜４５．５重量％の量で用いら
れるとともに、（ｂ）バインダー樹脂１００重量部に対
して１０〜１０００重量部好ましくは６０〜４００１ｉ
部の割合となるような量で用いられる。コロイド粒子が
（ｂ）バインダー樹脂１００１Ｌｔ部に対して１０重足
部未満であると、得られる塗膜の透明性が低下するため
好ましくなく、一方１０００重量部を越えると得られる
塗膜が脆くなるため好ましくない。

本発明に係る導電性塗料では、上記の各成分は溶剤中に
溶解あるいは分散されるが、この溶剤としては、（ｂ）
バインダー樹脂を溶解しうるちのであれば用いることが
でき、具体的には、たとえばメチルエヂルケトン、メチ
ルイソブチルケトン、トルエン、シクロヘキサン、イソ
プロパツール、ｎ−ブタノールなどが単独あるいは組合
せて用いられる。このような有機溶剤は、導電性塗料を
基体上に塗布しつるような粘度となるような量で用いら
れる。また水溶性バインダー樹脂を用いた場合には、溶
剤として水を用いることもできる。

本発明に係る導電性塗料中に、上記の（ａ）導電性酸化
物粉末、（ｂ）バインダー樹脂、および（ｃ）コロイド
粉末に加えて、導電性酸化物ならびにコロイド粒子粉末
の分散性を向上させて粒子同士の再凝集を防止するため
、界面活性剤を添加Ｊることが好ましく、界面活性剤と
してはアニオン系、ノニオン系、カチオン系などのもの
が広く用いられうる。またコロイド粒子の表面を改質し
て、バインダー樹脂の官能基と反応させるためあるいは
粒子の分散性を向上させて粒子同士の再凝集を防止する
ためにカップリング剤を本発明に係る導電性塗料中に添
加することもできる。このようなカップリング剤として
は、シラン系、チタン系、アルミニウム系、ジルコニウ
ム系、マグネシウム系のカップリング剤が用いられる。

本発明に係る導電性塗料は、基体上に従来公知の塗布法
たとえばバーコード法、スプレー法、ロールコート法な
どの方法によって塗布され、次いで乾燥されると導電性
塗膜が得られる。

及旦塁四呈本発明に係る導電性塗料は、（ａ）導電性酸化物粉末お
よび（ｂ）バインダー樹脂に加えて、（ｃ）平均粒子径
が０．１μｍ以下であるコロイド粒子をも含んで構成さ
れているため、この極めて微細な粒子径を有するコロイ
ド粒子が導電性酸化物粉末およびバインダー樹脂間に介
在して、形成される導電性塗膜の表面を平滑とすること
ができ、ざらに、コロイド粒子としてその屈折率が導電
性酸化物粉末の屈折率とバインダー樹脂の屈折率との中
間であるものを用いれば、屈折率の差異に起因づる透明
性低下を防止でき、したがって透明性に例れだ導電性塗
膜が得られる。しかもバインダー樹脂中に含まれるコロ
イド粒子はフィラーとしての役割を果すため、得られる
導電性塗膜の耐熱・ｔｉｔ　；１３よび耐擦傷性が向上
する。

以下本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら
実施例に限定されるものではない。

実施例１酸化錫（触媒化成製、ＥＬＣＯＨＴＬ−２２＞　２００
　ｇ、ブチラール樹脂（漬水化学製、８ｌ−２）　３０
９、平均粒子径０．０１μｍのシリカゾル８０９　（触
媒化成製、０３ＣＡＬ−１４３２、シリカコロイド２４
ｇ含有、屈折率１．５）およびｉ−プロパツール／ｎ−
ブタノール（重量比１／１）７２０９を、ボールミルで
２４時間混線分散して導電性塗料を調製した。

この塗料組成物をバーコーター（＃６）でＰＯＥＴフィ
ルムに塗布し、室温で５分間静置後、１２０℃、２０分
間乾燥して導電性塗膜を形成した。

このようにして得られた導電性塗膜の表面抵抗（Ｒｓ　
＞を電極セル（Ｙ　ＨＰ製）を用いて測定し、また全光
線透過率（Ｔｔ）およびヘーズ（）−１＞をヘーズコン
ピューター（スガ試験機！ｌりで測定した。さらに平滑
性は、ＪＩＳ　　Ｋ７１０５−８１に記載された光沢度
測定方法に準拠して光沢度計（スガ試験機製）を用いて
測定角度６０’での光沢度（Ｇ）を測定することにより
評価した。またテーパー摩耗試験機（テスター産業製）
を用い、摩耗輪Ｃ３−１０、加＠１Ｋｇの条件下で２５
０回、摩耗輪を回転させて試験前のヘーズ（Ｈｌ）と試
験後のヘーズ（ト１２）とから下記式によりΔ１−１を
測定覆ることにより、耐擦傷性を評価した。以上の結果
を表１に示す。

ΔＨ＝　Ｈ２−）−１１丈鬼倒ユ酸化錫（触媒化成製、ＥＬＣＯ）ＩＴＬ−３０）　２０
０９、塩ビ・酢ビ共重合体（ＵＣＣ製、ビニライト＞５
０９、実施例１と同様のシリカゾル１００１０ＳＣＡＬ
−１４３２、シリカコロイド３０ｙ含有）およびメチル
エチルケトン／トルエン（容量比１／１）１４００ｇを
ボールミルで１２時間混線分散して導電性塗料を調製し
、乾燥条件を８０’Ｃ１５分間にした以外は、実施例１
と同様にして塗膜を形成した。

得られた導電性塗膜を実施例１と同様にして評価し、そ
の結果を表１に示す。

実施例３酸化インジウム（触媒化成製、ＥＬＣＯ）ｆＴＬ−１３
０）２５０９、ポリエステル樹脂（東洋紡製、バイロン
２００）２５９、実施例１と同様のシリカゾル１１０９
　（０３ＣＡＬ−１４３２、シリカコロイド３３ｇ含有
）およびメチルエチルケトン／トルエン（容量比１／１
　）７００９をサンドミルで２時間混線分散して導電性
塗料を得た以外は、実施例１と同様にして塗膜を形成し
た。

得られた導電性塗膜を実施例１と同様にして評価し、ぞ
の結果を表１に示す。

実施例４酸化錫（触媒化製製、ＥＬＣＯＭＴＬ−２０＞　２００
　ｇ、水性アクリル樹脂５０ｇ、平均粒子径０．０１μ
ｍのシリカゾル５０９　（０８ＣＡＬ−１４３２、シリ
カコロイド１５ｇ含有）および水２５０ｇをサンドミル
で１時間混線分散して導電性塗料を得た以外は、実施例
１と同様にして塗膜を形成した。

！凰■支酸化錫（触媒化成製、ＥＬＣＯＨＴＬ−２２＞　６０　
ｇ、ブチラール樹脂（漬水化学製、ＢＬ−２）　３０　
Ｃｊ、シリカゾル１０ｇ（Ｏ３ＣへＬ−１４３２、シリ
カコロイド３Ｃｉ含′０）および１−プロパツール／ｎ
−ブタノール（重量比１／１　）２７２ｇを用いて導電
性塗料を調製した以外は、実施例１と同様にして塗膜を
形成した。

叉簾■５酸化錫（触媒化成製、ＥＬＣＯＭＴＬ−２２）　２６７
９、ブチラール樹脂（漬水化学製、８ｌ−２）　３０９
、シリカゾル３８０９　（０３ＣＡＬ−１４３２、シリ
カコロイド１１４ｇ含有）およびｉ−プロパツール／ｎ
−ブタノール（重量比１／１　）９６７ｇを用いて導電
性塗料を調製した以外は、実施例１と同様にして塗膜を
形成した。

実施例７酸化錫（触媒化成製、ＥＬＣＯＨＴＬ−２２＞　３４４
　！７、ブチラール樹脂（漬水化学製、ＢＬ−２＞３０
９、シリカゾル５００　！７　（０３ＣＡＬ−１４３２
、シリカコロイド’ｌ　５０９含有）およびｉ−プロパ
ツール／ｎ−ブタノール（重量比１／１　）１２２２９
を用いて導電性塗料を調製した以外は、実施例１と同様
にして塗膜を形成した。

実施例８酸化錫（触媒化成製、ＥＬＣＯＨＴＬ−２２＞　５９５
　ｇ、ブチラール樹脂（漬水化学製、ＢＬ−２＞　３０
９、シリカゾル９６７　ｇ（０３ＣＡＬ−１４３２、シ
リカコロイド２９０ｇ含有）およびｉ−プロパツール／
ｎ−ブタノール（重量比１／１　）２０６８ｇを用いて
導電性塗料を調製した以外は、実施例１と同様にして塗
膜を形成した。

得られた心電・Ｐ１塗膜を実施例１と同様にして評価し
、その結果を表１に示す。

実施例９酸化錫（触媒化成製、ＥＬＣＯＭＴＬ−２２）　１００
９、ブチラール樹脂（漬水化学製、ＢＬ−２＞３０ｇ、
平均粒子径０．０５μｍのシリカゾル８０７（触媒化成
製、０３ＣＡＬ−１４３５、シリカコロイド２４９含右
）およびｉ−プロパツール／ｎ−ブタノール（手１比１
／１）４０６９を用いて導電性塗料を調製した以外は、
実施例１と同様にして塗膜を形成した。

実施例１０酸化錫（触媒化成製、ＥＬＣＯＨＴＬ−２２＞　１００
７、ブチラール樹脂（漬水化学製、ＢＬ−２＞３０９、
平均粒子径０．１０μｍのシリカゾル８０ｇ（触媒化成
製、０３ＣＡＬ−１４３７、シリカコロイド２４３含有
）およびｉ−プロパツール／ｎ−ブタノール（重量比１
／１）４０６ｇを用いて導電性塗料を調製した以外は、
実施例１と同様にして塗膜を形成した。

実施例１１酸化錫（触媒化成製、ＥＬＣＯＭＴＬ−２２＞　１００
９、ブチラール樹脂（漬水化学製、ＢＬ−２＞３０ｇ、
平均粒子径０．０１μｍのジルコニアゾル８０ｇ（分散
媒ｉ−プロパツール、ジルコニアコロイド２４９含有、
屈折率２．２）およびｉ−プロパツール／ｎ−ブタノー
ル（重量比１／１　）４０６ｇを用いて導電性塗料を調
製した以外は、実施例１と同様にして塗膜を形成した。

実施例１２酸化錫（触媒化成製、ＥＬＣＯＨＴＬ−２２＞　１００
　ｇ、ブチラール樹脂（漬水化学製、ＢＬ−２＞　３０
　ｇ、平均粒子径０．０１μｍのチタニアゾル８０ｇ（
分散ｒｓｉ−プロパツール、チタニアコロイド２４９含
有、屈折率２．２）およびｉ−プロパツール／ｎ−ブタ
ノール（重量比１／１’）４０６９を…いて導電性塗料
を調製した以外は、実施例１と同様にして塗膜を形成し
た。

１ｑられた導電性塗膜を実施例１と同様にして評価し、
その結果を表１に示す。

土秋盟ユニＡ実施例１〜４において、それぞれシリカゾルを全く用い
なかった以外は、それぞれの実施例１〜４と同様にして
塗膜を形成した。

比較例５酸化錫（触媒化成製、ＥＬＣＯＨＴＬ−２２＞　１００
９、ブチラール樹脂（漬水化学製、ＢＬ−２＞３０ｇ、
硫化アンチモンゾル８０３（分散媒ｉ−プロパツール、
平均粒子径０．０１μ、硫化アンチモンコロイド２４フ
含有、屈折率３．０）およびｉ−プロパツール／ｎ−ブ
タノール（重量比１／１　）４０６ｙを用いて導電性塗
料を調製した以外は、実施例１と同様にして塗膜を形成
した。

比較例６酸化錫（触媒化成製、ＥＬＣＯ）ｆＴＬ−２２＞　１０
０９、ブヂラール樹脂（漬水化学製、８８１−２）３０
、平均粒子径０．１６μｍｎのシリカゾル８０９、（触
媒化成製、０８ＣＡＬ−１４３８、シリカコロイド２４
９含有）およびｉ−プロパツール／ｎ−ブタノール（重
量比１／１）４０６ｇを用いて導電性塗料を調製した以
外は、実施例１と同様にして塗膜を形成した。

得られた導電性塗膜を実施例１と同様にして評１ｉ１ｔ
ｉＬ、その結果を表１に示す。

炙ヨーこれらの結果から、導電性酸化物粉末およびバインダー
樹脂に加えて、平均粒子径が０．１μ罷以下のコロイド
粒子をも含む導電性塗膜は、優れた透明性を有するとと
もに平滑性および耐擦傷性にも優れていることがわかる
。

また上記のようにして１ｑられたそれぞれの導電性塗料
を並板ガラス仮にアプリケーターで乾燥後の膜厚が１μ
となるように塗布し、５分間室温で静置した後、それぞ
れ１６０℃、２１０℃、２６０℃に２０分間乾燥後放冷
してＲｓ、］’ｔ。

Ｈを測定することによって、耐熱性を評価した。

結果を表−２に示す。

これらの結果から、導電性酸化物粉末およびバインダー
樹脂に加えて、平均粒子径が０．１μｍ以下のコロイド
粒子をも含む導電性塗膜は、耐熱性にも優れていること
がわかる。

Claims

【特許請求の範囲】１）（ａ）導電性酸化物粉末、（ｂ）バインダー樹脂お
よび（ｃ）平均粒子径が０．１μｍ以下であるコロイド
粒子が、溶剤に溶解あるいは分散されてなることを特徴
とする導電性塗料。２）コロイド粒子の屈折率が、導電性酸化物粉末の屈折
率とバインダー樹脂の屈折率との間にある特許請求の範
囲第１項に記載の導電性塗料。