JPS62280286A - 静電気防止性コ−テイング組成物 - 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】 ３、発明の詳細な説明 （発明の利用分野） 本発明は、静電気防止性のコーティング組成物に関する
。更に詳細には低い湿度条件においても性能劣化のない
静電気防止性の透明無機質被膜を形成することができ、
あるいはｉ［防止性に優れた防げん性の透明無機質被膜
を形成することができるコーティング組成物に関する。

（従来の技術とその限界） 従来、特開昭４６−３７１１９号、特開昭６０−１０９
１３４号、特開昭６１−５５１６４号等に示される様に
５ｉ（ＯＲ）４（珪酸エステル）で代表される加水分解
性ケイ素化合物を加水分解して得られる組成物が、ガラ
スやプラスチック表面上に静電気防止性、防げん、性、
表面保護性を有する無機質被膜を形成する事は公知であ
る。これらの被膜特性の中で静電気防止性は、プラスチ
ック表面の静電気防止やブラウン管等の静電気の蓄積す
るガラス表面の帯電防止に特に重要なものである。

特に後者のブラウン管の場合、最近のコンビュ−ター化
の浸透にともない、作業者がブラウン管に近接あるいは
接触して操作する機会が増加し、画面の観察による眼精
疲労や接触時の静電気的ショックが操作上の障害として
その問題点がクロー　−ズアンプされている。

このような問題点に対応して、前記したような加水分解
性ケイ素化合物を加水分解して得られるコーティング組
成物が提案されているのであるが。

この種の従来のコーティング組成物においては静電気防
止性を長期にわたって維持することができず、時間の経
過とともに劣化してしまう難点がある。また、静電気防
止性が外界（雰囲気）の湿度に依存するため、乾燥時期
あるいは乾燥地域での使用にあたり、その効果に問題が
ある。

これに対する改良技術として、特開昭６１−１６４５２
号において、シリケート材料と無機金属化合物とで構成
された防げん性および静電防止性コーテイング膜を有す
るブラウン管（陰極線管）が提案されている。しかしな
がらこの発明は、シリケート材料が主に、水分散液であ
るリチウム安定化シリカゾルを基本としているため、実
公昭５０−２［３２７７号に指摘されている様に乾燥性
が悪く、スプレー後に流動状態になりやすく、形成され
る粗面のパターンが粗くなる欠点を有している。また、
水性であるためプラスチック表面でははじかれてしまい
均一な被膜ができず、使用範囲がガラスに限定される。

なお、この発明においてはリチウム安定化シリカゾルの
代りにテトラエチルオルソシリケート等の有機シリケー
トを使用できることが記述されているが、テトラエチル
オルソシリケートは揮発性であり、シリカゾルの様にシ
リカ被膜を形成する能力を持たず、防げん性液膜を付与
する事は不可能である。

一方、プラスチックやガラスなどの物質表面を導電性と
する方法として、ＳｎＯ□＋　Ｉｒ＋、Ｏ，等の電子伝
導性の被膜を物質表面に形成すれば良いが、その被膜形
成には蒸着法やスパッタリング法によらなければ密着性
が悪く、コスト高になるばかりか、大型の対象物への適
用は不可能である。この種の改良技術として、特開昭６
１−２６６７９号に、コーティング法によるＳｎＯ□ｌ
　Ｉｎ２Ｏ３の導電膜の形成法が開示されているが、無
機質の被膜を形成させるためには５００℃での焼成が必
要である。従って、基材が耐熱性の無機材料に限定され
、プラスチック等には応用できない欠点がある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明者らは、前記した従来技術の問題点を解消すべく
鋭意検討を重ねた結果、加水分解性ケイ素化合物をアル
コール溶媒中で加水分解した加水分解液、いわゆるアル
コール性シリカゾルに電子伝導性金属化合物を配合した
場合、無機質あるいはプラスチック基材表面に対して密
着性に優れ、かつ基材表面に強固な電子伝導性の被膜を
形成することができることを見い出し、本発明を完成す
るに至った。

（発明の構成） 本発明を概説すれば、本発明は加水分解性ケイ素化合物
をアルコール溶媒中で加水分解して得られるアルコール
性シリカゾルに、電子伝４性の金属化合物を加えたこと
を特徴とする静電気防止性コーティング組成物に関する
ものである。

以下、本発明の構成について詳しく説明する。

本発明になるアルコール性シリカゾル系コーティング組
成物において、必須成分である金属化合物としては、Ａ
Ｍ、　Ｔｉ、　Ｆｅ、　Ｎｉ、　Ｓｎ、　Ｃｕ＋　Ｍｇ
＋　Ｉｎ。

ｓｂ等の金属塩化物、硝酸塩、硫酸塩、カルボン酸塩、
アルコキシド、アセチルアセトナート錯体、及びこれら
の混合物が代表的なものであり、反応性、経済性、被膜
の透明性、強度や密着性および静電防止性等の性能面か
ら錫化合物、特にその塩化物が好ましい。

加水分解性ケイ素化合物としては、５ｉＣＬ　ｒｓｉ（
ｏｃ２＋＋、）、、　５ｉ（ＯＰｒ）４，５ｉ（ＯＡｃ
）４等が挙げられる。

これらの加水分解は、常法に従い、塩酸などの酸性触媒
の存在下または非存在下にメタノール、エタノール、プ
ロパツール、ブタノール等の低級アルコールあるいは、
それらと酢酸エチル、ＭＥＫ等の極性溶媒との混合物の
存在下に水と混合して実施される。

加水分解反応を酸性触媒の存在下で行なうと、生成する
アルコール性シリカゾル中に触媒量として残る塩酸など
の酸が基材表面と化学反応を起し。

これが基材表面を活性化する。このため基材表面とアル
コール性シリカゾルとの接着力向上が図られ、最終的に
はアルコール性シリカゾルからのゲル体が基材表面に強
固に結合するようになる。従って酸性触媒の存在下で加
水分解を行うことは有効なものである。

金属化合物の添加は、加水分解性ケイ素化合物の加水分
解前でも加水分解後でも良いが、共加水分解により加水
分解性ケイ素化合物と強固な結合を形成すると考えられ
る加水分解反応前の添加が好ましい。

加水分解性ケイ素化合物と金属化合物との配合比につい
ては、金層化合物添加割合を増せば静電防止効果は高く
なるが、一方基材への密着性が低下し、また被膜形成能
も低下し、白化等を生じ均一な被膜を形成できなくなる
ので、これらを勘案して決められる。一般には加水分解
性ケイ素化合物から得られるシリカ１００重量部に対し
、金属化合物から得られる金属酸化物が概ね１０乃至１
００重量部、好ましくは１５乃至５０重量部である。

以上の調製法によって得られる本発明になる静電気防止
性コーティング組成物は通常のコーティング法すなわち
、浸せき法、バーコード法、ロールコート法、スピナー
コート法、スプレー法等により、ガラスやプラスチック
表面上に適用され、密着性、耐久性に優れた静電気防止
性の透明無機質被膜とすることができる。また１例えば
特ｍ［１ｆｆ６０−１７５６８６号に示されている様な
方法により本発明の静電防止コーティング組成物をブラ
ウン管フェースプレート表面上にスプレー塗布すれば、
該表面上に防げん性と堅牢な？Ｉ［防止能力を兼備えた
被膜を形成する事ができる。

本発明の静電気防止性コーティング組成物が静電気防止
効果を発現する作用機構は、第１図を用いて次のように
説明することができる。

第１図は、ガラス表面に本発明になる静電気防止性コー
ティング組成物を塗布した場合の、静電気防止効果の発
現機構を示す概念説明図である。

一般的にガラスは、（Ｓｉｎ４）’−の鎖を基本骨格と
する無規則網目構造（シロキサン網）をしており、その
表面に水酸基（ＯＨ）を有している。一方、加水分解性
ケイ素化合物の方も加水分解によりオリゴマー化あるい
は高分子量化してシロキサン網中に若干のシラノール基
（Ｓｉ−０１を有するものとなる。そしてアルコール性
シリカゾルのゲル化過程で両者はガラス界面において、
第１図に示されるようにガラス表面のケイ酸分子の酸素
原子とゲル体側のシラノール基の水素原子、ガラス表面
の水酸基とゲル体側のシロキサン網中の酸素原子との間
で水素結合し強固に結合するようになる。

金属化合物の方は、加水分解性ケイ素化合物との共加水
分解過程あるいは添加後に第１図に示されるように５ｉ
−０−阿（１士金属原子）結合を形成し、両者は強固に
結合するとともにその表面部に導電性を付与するように
なる。即ち、金属化合物は加水分解性ケイ素化合物のア
ルコール性加水分解物を介して、ガラス表面に強固な導
電層を形成する。

基材がプラスチックの場合、加水分解性ケイ素化合物の
加水分解生成物であるアルコール性シリカゾルのゲル化
過程でシロキサン網の無機質高分子がプラスチック表面
に投錨効果により強く密着するようになるので、同様に
強固な導電層がプラスチック基村上に形成される６ （実施例） 以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。

なお、実施例中、配合比率は全て電歇基準である。

実施例１ イソプロピルアルコール（Ｉ　Ｐ　Ａ）　１４０．６部
にエチルシリケート４０　（コルコート陶製エチルシリ
ケート部分加水分解物）２０部、四塩化錫３．５部を均
一に混合し、水３５部と濃塩酸０．９部を加え共加水分
解を行なった。

得られた共加水分解液２００部に　ＩＰＡ５０部、ｎ−
ブタノール１５０部を加え、静電気防止性コーティング
組成物を調製した。

この静電気防止性コーティング組成物を１５０×８０Ｘ
２ｎｎのガラス板に浸せき法で塗布し、１００’Ｃ１時
間乾燥硬化させた。

比較例１ 四塩化錫を添加せずに実施例１と同じ手順で調製した静
電気防止性コーティング組成物を実施例１と同じ手順で
塗布し硬化させた。

実施例１及び比較例１により得られた被膜について次の
事項について評価を行なった。評価は以下の方法によっ
た。

・外　観 被膜を目視で観察し、透明なものを０、白化のあるもの
を×とした。

・耐水性 ５０℃の湯に２４時間浸漬し、その後の被膜の状態を調
べた。被膜状態が良好なものをＯとした。

・密着性 被膜上にセロファンテープを貼り、瞬時に引き剥がした
時、膜の剥離のないものをＯとした。

・表面硬度 ＬＩＯＮ消ゴムＮα５０−５０で往復２５回（計５０回
）摩擦し、キズの状況を評価した。

（評価基準） Ｏ：キズなし ×：キズあり 結果を第１表に示す。

第　　１　　表 また、実施例１及び比較例１により得た被膜（試験試料
）について、表面抵抗値と電荷減衰時間について測定し
た。測定は以下の方法によった。

・表面抵抗値の測定 東京電子■製スタックＴＲ−３型により測定した。

・電荷減衰時間の測定 試験試料に±５ＫＶの電荷を印加し、この電荷の減衰（
ゼロボルト（Ｏｖ）への減衰）を経時的に測定した。米
国にＩＬ規格によりＥｌａｃｔｒｏ−ｔｅｃｈ社［５ｔ
ａｔｉｃ　Ｄｅｃａｙ　Ｍｅｔｅｒにより測定した。

そして表面抵抗値、電荷減衰時間の測定は２０℃、１０
〜１５％ＲＨの極低湿度の加速条件下で３０日間曝露し
経時的に測定した。結果を、第２図（表面抵抗値）及び
第３図（電荷減衰時間）に示す。

第２図及び第３図より、本発明になる静電気防止性コー
ティング組成物より調製した被膜の表面抵抗特性及び電
荷減衰特性は、経時的にみてほとんど劣化しないことが
わかる。

実施例２．比較例２ 実施例１および比較例１で調製した静電気防止性コーテ
ィング組成物をブラウン管フェースプレート外表面に０
．７ｍｍ径のノズルを用いてスプレー塗布し、８０℃１
時間加熱乾燥する事により該フェースプレート外表面に
微細な凹凸層を有する防げん処理されたブラウン管フェ
ースプレートを作製した。

この夫々のフェースパネルについて、光沢度。

解像度１表面抵抗値、電荷減衰時間、表面硬度（消ゴム
試験、引っかき試験）を測定した。

ただし、評価は以下の方法で行った。

・光沢度は、　ＪＩＳＺ　８７４１光沢度測定方法で行
なった。

・解像度は、Ｍｉｃｒｏｃｏｐｙ　Ｒｅ５ｏｌｕｔｉｏ
ｎ　Ｔｅ５ｔ　Ｃｈａｒｔ（Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｂｕｒ
ｅａｕ　ｏｆ　５ｔａｎｄａｒｄｓ、　１９６３．　Ａ
）を用いて数値を目視で判断した。数値の高い方が解像
力に優れていることを示す。

・表面抵抗値、電荷減衰時間、表面硬度（消ゴム試験）
は、実施例１、比較例１と同じ方法で測定し１表面硬度
（引っかき試験）はＪＩＳに−３４００（１９７９）−
６−１４鉛筆引っかき試験に準拠し、鉛筆の代りに鋼針
を用い、５００ｇ−の荷重をかけて行なった。試験後、
被膜にキズのないものを○、キズのあるものをＸとした
。

結果を第２表に示す。

（以下余白） 第　　２　　表 （発明の効果） 本発明になる静電気防止性コーティング組成物より形成
された被膜は極低湿度条件下での加速試験においても、
従来のシリカのみから構成される被膜の場合には表面抵
抗及び電荷減衰性能が急速に劣化するのに対し、はとん
ど劣化する事がない。

現実的には、これほどの低湿度環境にさらされることは
極めて希であるため、本発明のものは半永久的にその効
果を維持すると言うことができる。

また、本発明になる静電気防止性コーティング組成物を
ブラウン管フェースプレートの表面処理に適用した場合
、高度の帯電防止（電撃防止）能を有し、かつアルコー
ル性で揮発性が良くスプレー後に流動することがないた
め微細な凹凸パターンから成る防げん性に優れた被膜を
形成させることができる。即ち、本発明により一度の処
理（単一の工程）によりブラウン管フェースプレートに
高度の帯電防止（電撃防止）性と優れた防げん性を付与
することができ、その生産工程上の高い効率化が可能と
なる。

以上の様に１本発明になる静電気防止性コーティング組
成物の工業的利用価値は多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図はガラス表面における静電気防止効果の発現機構
を示す概念説明図であり、第２図と第３図は実施例１と
比較例１で調製された被膜の表面抵抗値の経時変化を示
すグラフ（第２図）、同被膜の電荷減衰の経時変化を示
すグラフ（第３図）である。 特許出願人　　太陽物産株式会社 代理人　弁理士　水　野　喜　夫 第２図 表面抵抗値の経時変化 家 表面抵抗１！ｌ（Ω） 経過日数〈日）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、加水分解性ケイ素化合物をアルコール溶媒中で加水
   分解して得られるアルコール性シリカゾル、に金属化合
   物を加えたことを特徴とする静電気防止性コーティング
   組成物。 ２、金属化合物が錫化合物である特許請求の範囲第１項
   記載の静電気防止性コーティング組成物。 ３、錫化合物が、塩化錫であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の静電気防止性コーティング組成物
   。 ４、加水分解性ケイ素化合物が有機シリケートであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の静電気防止
   性コーティング組成物。 ５、加水分解性ケイ素化合物の加水分解を酸性触媒の存
   在下に行なうことを特徴とする特許請求の範囲第４項記
   載の静電気防止性コーティング組成物。