JPWO2012029400A1

JPWO2012029400A1 - 帯電防止塗料、並びにそれを用いた複合材製構造体およびその製造方法

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Publication number: JPWO2012029400A1
Application number: JP2012531728A
Authority: JP
Inventors: 祐一郎神納; 小栗　和幸; 和幸小栗; 弘晃山口
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2013-10-28
Also published as: CA2809387A1; EP2612891A1; CN103080255A; US20130152821A1; WO2012029400A1; BR112013004447A2; RU2013107954A

Abstract

電食を防止でき、且つ、帯電しにくい塗料を提供することを目的とする。プライマに、Ｓｉと、ＴｉまたはＺｒと、Ｃと、Ｏと、を含む無機繊維、又は、Ａｇフィラーが含有される帯電防止塗料を提供する。また、Ｓｉと、ＴｉまたはＺｒと、Ｃと、Ｏと、を含む無機繊維、又は、Ａｇフィラーが含有される帯電防止塗料を複合材製構造体の表面に塗布して層を形成させることで、電食や静電気の帯電などが生じ難い複合材製構造体となる。

Description

本発明は、帯電防止塗料、並びにそれを用いた複合材製構造体およびその製造方法に関するものである。

航空機の主翼や燃料タンク等の構造体の材料として、アルミニウム合金や繊維で強化された樹脂材料（複合材料）などが使用されている。複合材料としては、炭素繊維をエポキシ樹脂などで固めた炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）がよく用いられている。

例えば、複合材製の航空機燃料タンク内にアルミニウム合金製のＬ型クリップを取り付ける場合、アルミニウム合金部材と複合材部材との相互間の標準電極電位差のため、複合材料とアルミニウム合金との接触部分にガルバニック電流が流れ、アルミニウム合金に電気化学腐食（電食）が生じる恐れがある。

このような電食を防止するために、アルミニウム合金によって形成される内部構造体と接触する箇所を含む周辺部分のタンク構造体の内面の表層に、例えば、ガラス繊維をエポキシ樹脂などで固めたガラス繊維強化樹脂（ＧＦＲＰ）のような絶縁体の層を形成することが提案されている。
しかしながら、燃料タンク構造体の内面の表層がＧＦＲＰのような絶縁体で形成されると、ＧＦＲＰと燃料との流動帯電によって生じる帯電電荷がＧＦＲＰ上に集積する。これにより、燃料への引火源となる静電気放電が発生する恐れを無視できない。

また、電食を防止するために、両部材の接続面全面にプライマが塗布されて用いられる。プライマは、主成分が樹脂とされ、一般に絶縁性を有する。そのため、燃料タンク内のプライマが塗布された部材では、摩擦などにより静電気が帯電してスパークが発生し、爆発する危険性がある。

上記問題を解決するため、特許文献１に、燃料タンク内の部材に、部分的にプライマを塗布しない部位を周期的に設け、静電気を逃す方法が開示されている。

米国特許公開第２００８／０３０８６７８号明細書（段落［００２２］及び［００２３］、図１）

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、電食を防止でき、且つ、塗布領域を制限しなくても帯電しにくい塗料を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、プライマに、Ｓｉと、ＴｉまたはＺｒと、Ｃと、Ｏと、を含む無機繊維、又は、Ａｇフィラーが含有される帯電防止塗料を提供する。

本発明によれば、Ｓｉと、ＴｉまたはＺｒと、Ｃと、Ｏと、を含む無機繊維（Ｓｉ−Ｔｉ（又はＺｒ）−Ｃ−Ｏ系無機繊維）、又は、Ａｇフィラーを樹脂に含有させることによって、防食機能及び帯電防止機能を兼ね備えた塗料とすることができる。

上記発明の一態様において、プライマに、Ｓｉ−Ｔｉ（又はＺｒ）−Ｃ−Ｏ系無機繊維を含有させる場合、Ｓｉ−Ｔｉ（又はＺｒ）−Ｃ−Ｏ系無機繊維の含有率は０．１質量％以上５質量％以下とされることが好ましい。プライマにＳｉ−Ｔｉ（又はＺｒ）−Ｃ−Ｏ系無機繊維を含有させることによって、帯電防止塗料から形成される層の放電電荷量を減少させることができる。また、プライマ中にＳｉ−Ｔｉ（又はＺｒ）−Ｃ−Ｏ系無機繊維を５質量％以下で含有させることで、防食機能をより向上できる。

上記発明の一態様において、プライマに、Ａｇフィラーを含有させる場合、Ａｇフィラーの含有率は０．００５質量％以上０．５質量％以下とされることが好ましい。プライマにＡｇフィラーを含有させることによって、帯電防止塗料から形成される層の放電電荷量を減少させることができる。また、プライマ中にＡｇフィラーを０．５質量％以下で含有させることで、防食機能がより向上できる。

上記に記載の帯電防止塗料を複合材製構造体の表面に塗布して層を形成させる。このようにすることで、電食や静電気の帯電などが生じ難い複合材製構造体となる。

プライマに適切な種類の導電性材料を適切な量で含有させることで、防食機能及び帯電防止機能を兼ね備えた帯電防止塗料とすることができる。

表面電位測定装置の概略図である。放電電荷測定装置の概略図である。絶縁破壊電圧測定装置の概略図である。塗料を１回塗布した供試体と塗料を２回塗布した供試体との放電電荷量を示した図である。

以下に、本発明に係る帯電防止塗料の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る帯電防止塗料は、プライマに、Ｓｉと、ＴｉまたはＺｒと、Ｃと、Ｏとを含む無機繊維（Ｓｉ−Ｔｉ（又はＺｒ）−Ｃ−Ｏ系無機繊維）、又は、Ａｇフィラーが含有されている。

プライマは、炭素繊維強化複合材（ＣＦＲＰ）、アルミニウム合金（Ａｌ）などに適用可能なものが使用される。例えば、プライマとしてＡＮＡＣ（ＡｋｚｏＮｏｂｅｌＡｅｒｏｓｐａｃｅＣｏａｔｉｎｇｓ）から入手可能な２液型のエポキシ系樹脂４５４−４−１が用いられる。

Ｓｉ−Ｔｉ（又はＺｒ）−Ｃ−Ｏ系無機繊維は、比抵抗が１０^６Ω・ｃｍ〜１０^−１Ω・ｃｍとされる。Ｓｉ−Ｔｉ（又はＺｒ）−Ｃ−Ｏ系無機繊維において、無機繊維を構成する最小単位の繊維（フィラメント）の直径は５μｍ〜２０μｍとされる。Ｓｉ−Ｔｉ（又はＺｒ）−Ｃ−Ｏ系無機繊維は、フィラメントの束であっても良い。
Ｓｉ−Ｔｉ（又はＺｒ）−Ｃ−Ｏ系無機繊維としては、チラノ繊維（登録商標、宇部興産（株）製）などが用いられる。上記無機繊維の形態は、長さ方向に裁断したチョップ状であることが好ましい。例えば、連続繊維が長さ０．５ｍｍに切断されたチョップ状繊維が用いられる。このチョップ状繊維は、フィラメントの直径が８．５μｍ程度、繊維束の直径が２７μｍ程度、比抵抗が１０^−１Ω・ｃｍ（±１０％）とされる。

Ａｇフィラーは、長さが数μｍ〜２００μｍ、直径が１０ｎｍ〜５００ｎｍであるＡｇのナノファイバまたは銀（Ａｇ）微粒子（直径：０．１μｍ〜５μｍ）などとされる。Ａｇフィラーは、直径が小さい場合には細長い形状とすることが望ましい。詳細には、長さが一定の場合、Ａｇフィラーの直径を１／４とすると、質量は１／１６倍となる。すなわち、Ａｇフィラーが細長い形状であれば、含有量を少なくして導電性を発揮（ネットワークを形成）させることができる。
Ａｇフィラーとして、例えば、ＮＡＮＯＧＡＰから入手可能なＮＧＡＰＮＦＡｇ−３１０１（長さ：２０μｍ、直径：１００ｎｍ）が用いられる。Ａｇフィラーとして、例えば、富士フィルム（株）から入手可能なナノ銀ワイヤ（直径２０ｎｍ〜３０ｎｍ、長さ数μｍ）が用いられる。

本実施形態に係る帯電防止塗料は、Ｓｉ−Ｔｉ（又はＺｒ）−Ｃ−Ｏ系無機繊維、又は、Ａｇフィラーをプライマに所定量添加し、適宜撹拌することで調製される。所定量は、適用に応じて帯電防止塗料からなる層を形成させたときの放電電荷量に閾値を設け、層としたときの放電電荷量が閾値よりも低くなるよう設定されると良い。Ｓｉ−Ｔｉ（又はＺｒ）−Ｃ−Ｏ系無機繊維を添加する場合の所定量は、０．１質量％以上５質量％以下とされることが好ましい。Ａｇフィラーを添加する場合の所定量は、０．００５質量％以上０．５質量％以下とされることが好ましい。
プライマにＳｉ−Ｔｉ（又はＺｒ）−Ｃ−Ｏ系無機繊維を添加して撹拌した帯電防止塗料では、上記Ｓｉ−Ｔｉ（又はＺｒ）−Ｃ−Ｏ系無機繊維の束がフィラメントとして分離されるとともに、フィラメント単位とならないまでも機械的に撹拌されることによって、繊維の一部が分離し、繊維の長さが短くなる可能性がある。すなわち、プライマと混合する前の無機繊維のフィラメント径から無機繊維束の直径の間の大きさで、且つ、プライマと混合する前の繊維長さ以下である任意の長さの繊維が混合された状態となる可能性がある。

上記で調製された帯電防止塗料は、スプレー法などにより構造体表面に塗布される。構造体の材質は、ＣＦＲＰなどの複合材料やアルミニウム合金などとされて良いが、特に、複合材料が好ましい。帯電防止塗料の噴霧に用いるガンの噴射出口の大きさなど、プライマの特性やＳｉ−Ｔｉ（又はＺｒ）−Ｃ−Ｏ系無機繊維、又は、Ａｇフィラーの添加量などを考慮して決定すると良い。
帯電防止塗料からなる層の厚さが厚すぎると絶縁破壊電圧が大きくなる。そのため、帯電防止塗料からなる層の厚さは、塗料の種類に応じて適宜設定されると良い。プライマとして４５４−４−１を用いる場合、４５４−４−１を１〜２回、または３回塗布した後に硬化させると良い。この場合、厚さが８μｍ〜４０、または６５μｍ程度の層が形成される。

（塗料の調製）
樹脂（プライマ）として４５４−４−１を用い、各種導電性材料を含有させた塗料を調製した。
（１）塗料Ａ
塗料Ａは、４５４−４−１に硬化液ＣＡ−１０９を３：１（体積比）で添加した後、機械的によく撹拌して調製した。プライマに導電性材料は添加しなかった。
（２）塗料Ｂ
導電性材料は、ＡｌをドープしたＺｎＯ微粒子（例えば、ハクスイテック製ＰａｚｅｔＣＫ）を用いた。
塗料Ｂは、塗料Ａに上記導電性材料を所定量添加して機械的に撹拌した。塗料Ａ（１００質量％）に対して導電性材料を１質量％、３質量％添加したものを、それぞれ塗料Ｂ_１、塗料Ｂ_３とした。
（３）塗料Ｃ
導電性材料は、ＧａをドープしたＺｎＯ微粒子（例えば、ハクスイテック製ＰａｚｅｔＧＫ−４０）を用いた。
塗料Ｃは、塗料Ａに上記導電性材料を所定量添加して機械的に撹拌した。塗料Ａ（１００質量％）に対して導電性材料を１質量％、３質量％添加したものを、それぞれ塗料Ｃ_１、塗料Ｃ_３とした。
（４）塗料Ｄ
導電性材料は、チョップ状のチラノ繊維（Ｈグレード：フィラメント径０．５ｍｍ×長さ５ｍｍ、比抵抗１０^−１Ω・ｃｍ）を用いた。
塗料Ｄは、塗料Ａに上記導電性材料を所定量添加して機械的に撹拌した。塗料Ａ（１００質量％）に対して導電性材料を０．１質量％、０．５質量％、１質量％、２質量％、３質量％、５質量％を添加したものを、それぞれ塗料Ｄ_０．１、塗料Ｄ_０．５、塗料Ｄ_１、塗料Ｄ_２、塗料Ｄ_３、塗料Ｄ_５とした。
（５）塗料Ｅ
導電性材料は、Ａｇフィラー１（直径１００ｎｍ〜３００ｎｍ、長さ数μｍ〜数１０μｍ、Ｎａｎｏｇａｐ製）を用いた。
塗料Ｅは、塗料Ａに上記導電性材料を所定量添加して機械的に撹拌した。塗料Ａ（１００質量％）に対して導電性材料を０．０５質量％、０．０１質量％、０．１質量％添加したものを、それぞれ塗料Ｅ_０．０５、塗料Ｅ_０．０１、塗料Ｅ_０．１とした。
（６）塗料Ｆ
導電性材料は、Ａｇフィラー２（直径２０ｎｍ〜３０ｎｍ、長さ数μｍ、富士フィルム製）を用いた。
塗料Ｆは、塗料Ａに上記導電性材料を所定量添加して機械的に撹拌した。塗料Ａ（１００質量％）に対して導電性材料を０．００５質量％、０．０１質量％添加したものを、それぞれ塗料Ｆ_{０．００５}、塗料Ｆ_０．０１とした。
（７）塗料Ｇ
導電性材料は、Ａｇ微粒子（平均粒径０．４６μｍ、福田金属箔粉工業製）を用いた。
塗料Ｇは、塗料Ａに上記導電性材料を所定量添加して機械的に撹拌した。塗料Ａ（１００質量％）に対して導電性材料を０．１質量％添加したものを塗料Ｇ_０．１とした。

（供試体の作製）
基材として、アルミニウム合金（Ａｌ）または炭素繊維強化複合材（ＣＦＲＰ）を用いた。
（１）塗料２回塗布
基材上に、塗料Ａ〜塗料Ｅをそれぞれ２回塗布し、適宜硬化させて供試体Ａ〜供試体Ｅとし、それぞれ３体ずつ作製した。なお、ＣＦＲＰが燃料タンクに用いられる場合、一般に、ＣＦＲＰのｂａｇ面が燃料タンク内部に配置される。これを考慮して、ＣＦＰＲを基材とした場合は、ＣＦＲＰのｂａｇ面に塗料Ａ〜塗料Ｅをそれぞれ塗布した。
（２）塗料１回塗布
基材上に、塗料Ａ及び塗料Ｄ〜塗料Ｇをそれぞれ１回塗布し、適宜硬化させて供試体ａ及び供試体ｄ〜供試体ｇとした。供試体ａ及び供試体ｄ〜供試体ｇはそれぞれ３体ずつ作製した。なお、ＣＦＰＲを基材とした場合は、ＣＦＲＰのｂａｇ面に塗料ａ及び塗料ｄ〜塗料ｇをそれぞれ塗布した。

（表面粗さ及び膜厚）
上記供試体の作製時に、同時にスライドガラスに各塗料を塗布して、確認用供試体Ａ〜確認用供試体Ｅ、確認用供試体ａ及び確認用供試体ｄ〜確認用供試体ｇを作製した。
基材としてＣＦＲＰを用いた場合の各供試体の表面粗さ（Ｒａ）を、各確認用供試体を用い接触式の表面粗さ計により測定した。
基材としてＣＦＲＰを用いた場合の各供試体における各塗料からなる層の厚さを、確認用供試体Ａ〜確認用供試体Ｅ、確認用供試体ａ及び確認用供試体ｄ〜確認用供試体ｇを用い断面観察により測定した。

（体積抵抗率）
基材としてＣＦＲＰを用いた場合の各供試体の体積抵抗率を、デジタル超高抵抗計を用いて測定した。抵抗値の測定限界の上限は、１０×１０^１５Ω・ｃｍである。

（表面電位）
各供試体を用いた表面電位の測定について説明する。図１に、表面電位測定装置の概略図を示す。表面電位計として、キーエンス社製のＳＫ−２００を用いた。
コロナ電極より、負電荷を供試体に照射して帯電させた後、表面電位計により、供試体の初期表面電位を取得した。この際、表面電位測定は各３回以上実施した。コロナ電極と供試体との距離は３ｃｍ、電源電圧は２０ｋＶ、照射時間は２０秒とした。表面電位の測定は、塗料を１回塗布した供試体を気温１９．５℃、湿度３３％ＲＨの環境下で実施し、塗料を２回塗布した供試体を気温２２℃〜２６℃、湿度３３％ＲＨ〜４５％ＲＨの環境下で実施した。

（放電電荷量）
各供試体を用いた放電電荷量の測定について説明する。図２に、放電電荷測定装置の概略図を示す。電圧計（エレクトロメータ）として、アドバンテスト社製のＲ８２４０、又はＲ８２５２を用いた。
コロナ電極より、負電荷を供試体に照射して帯電させた後、接地させた球電極を放電が発生するまで供試体に近接させ、コンデンサに蓄積した電荷量を測定した。この際、放電電荷量は、各１０回データを取得した。コロナ電極と供試体との距離は３ｃｍ、電源電圧は３０ｋＶ、照射時間は、２０秒で帯電電荷が十分飽和するため、２０秒とした。ただし、供試体ａ及び供試体ｄ〜供試体ｇについては、電流値が大きくなり電源電圧を３０ｋＶに設定できなかったため、電源電圧を２５ｋＶ〜３０ｋＶとすることを許容した。なお、放電電荷量の測定は、塗料を１回塗布した供試体を気温２０．０℃、湿度３５％ＲＨの環境下で実施し、塗料を２回塗布した供試体を気温２３．５℃、湿度２９％ＲＨの環境下で実施した。

（絶縁破壊電圧測定）
各供試体を用いた絶縁破壊電圧の測定について説明する。図３に、絶縁破壊電圧測定装置の概略図を示す。絶縁破壊試験機として菊水電子工業社製のＴＯＳ８７００、デジタルマルチメータとして菊水電子工業社製の７５５５を用いた。
絶縁破壊試験機にて供試体に高電圧を印加し、絶縁破壊電圧を計測した。絶縁破壊の判断基準は、電流の上昇（絶縁破壊試験機は５ｍＡで遮断）とした。なお、絶縁破壊電圧の測定は、気温２１．５℃、湿度３７％ＲＨの環境下で実施した。

基材に塗料を１回塗布した供試体の試験結果を表１に示す。放電電荷量は、１０回取得したデータのうち、最大値及び平均値を表示した。

Ａｇフィラーを含む供試体ｅ及び供試体ｆの表面粗さＲａは、導電性材料を含まない供試体ａと同等程度の値を示した。チラノ繊維を含む供試体ｄ及びＡｇ微粒子を含む供試体ｇの表面粗さＲａは、供試体ａの表面粗さＲａより少し高い値となった。

供試体ａ及び供試体ｅ〜供試体ｇにおいて、それぞれ塗料Ａ及び塗料Ｅ〜塗料Ｇからなる層の厚さは、１８μｍ〜２３μｍであった。

供試体ａ及び供試体ｅ〜供試体ｇの体積抵抗率は、いずれも測定限界の上限（１０^１５Ω・ｃｍ）を超える結果となった。

同じ塗料を用いた場合、基材にＡｌを用いた供試体と比べ、基材にＣＦＲＰを用いた供試体の方が、表面電荷及び放電電荷量が大きな値となった。

表１によれば、表面電位は、基材をＡｌとした一部の供試体を除き、供試体ａよりも導電性材料を含む供試体ｄ〜供試体ｇの方が低くなった。基材をＣＦＲＰとした供試体ｅ〜供試体ｇの絶縁破壊電圧は、いずれも供試体ａの絶縁破壊電圧よりも低かった。また、基材にＣＦＲＰを用いた供試体における放電電荷量は、導電性材料を添加することで低下した。

上記結果から、複合材製の基材にチラノ繊維を含む塗料を塗布する場合、プライマにチラノ繊維を０．１質量％〜０．５質量％含有させることで、放電電荷量を抑制できることが確認された。また、複合材製の基材にＡｇフィラーを含む塗料を塗布する場合、プライマにＡｇフィラーを０．００５質量％〜０．０５質量％含有させることで、放電電荷量を抑制できることが確認された。Ａｇフィラーは、０．１質量％のＡｇ微粒子であって良いが、ワイヤーなどの細長い形状である方がより少ない含有量で放電電荷量を抑制することができる。

供試体Ａ〜供試体Ｅの試験結果を表２に示す。放電電荷量は、１０回取得したデータのうち、最大値及び平均値を表示した。

供試体Ｂ、供試体Ｃ及び供試体Ｅの表面粗さＲａは、供試体Ａと同等もしくはわずかに高い値を示した。供試体Ｄの表面粗さＲａは、供試体Ａの表面粗さＲａの２〜２．５倍程度の値であった。

供試体Ａ〜供試体Ｅにおいて、それぞれ塗料Ａ〜塗料Ｅからなる層の厚さは、３５μｍ〜４０μｍであった。

チラノ繊維を含む塗料Ｄが塗布された供試体Ｄでは、チラノ繊維の含有量が多いほど体積抵抗率は低くなった。具体的には、供試体Ｄ_０．５及び供試体Ｄ_１では体積抵抗率が高すぎて測定不可となった。供試体Ｄ_２、供試体Ｄ_３、供試体Ｄ_５では、それぞれ体積抵抗率が１．６×１０^１４Ω・ｃｍ、１．０×１０^１３Ω・ｃｍ、及び２．０×１０^１２Ω・ｃｍであった。供試体Ａ〜供試体Ｃ及び供試体Ｅでは、体積抵抗率の測定限界の上限を超える結果となった。
同じ塗料を用いた場合、基材にＡｌを用いた供試体と比べ、基材にＣＦＲＰを用いた供試体の方が、表面電荷及び放電電荷量が大きな値となった。

表２によれば、ＡｌをドープしたＺｎＯ及びＧａドープしたＺｎＯを導電性材料として含む塗料Ｂおよび塗料ＣがそれぞれＣＦＲＰに塗布された供試体Ｂ及び供試体Ｃでは、導電性材料の含有量に関わらず、導電性材料を含まない塗料Ａが塗布された供試体Ａと比べ、表面電位に大きな差異は見受けられなかった。チラノ繊維を含む塗料Ｄが塗布された供試体Ｄ及びＡｇフィラーを含む塗料Ｅが塗布された供試体Ｅの表面電位は、基材をＡｌとした一部の結果を除き、いずれも供試体Ａよりも低くかった。また、供試体Ｄの表面電位は、チラノ繊維の含有量が増加するにしたがって低下した。表面電位は低い方が好ましい。

ＩＥＣ／ＥＮ６００７９−０に規定されている最小点火電流に応じたガスと蒸気の分類に対して、例えば、ＢＳ１３４６３−１には、絶縁物の放電電荷量の閾値が記載されている。これによると、燃料環境下にある絶縁物の放電電荷量の閾値は６０ｎＣとなる。表２によれば、供試体Ａ、供試体Ｂ及び供試体Ｃの放電電荷量は、閾値を超えていた。一方、供試体Ｄ及び供試体Ｅの放電電荷量は、閾値の半分程度の値であった。塗料Ａ〜塗料Ｅからなる層の厚さが厚いほど、帯電しやすくなる。上記結果によれば、複合材製の基材にチラノ繊維を含む塗料を２回塗布した場合でも、プライマにチラノ繊維を０．５質量％以上５質量％以下含有させることで、放電電荷量を閾値より小さい値とすることができる。上記結果によれば、複合材製の基材にＡｇフィラーを含む塗料を２回塗布する場合、プライマにＡｇフィラーを０．０５質量％以上０．１質量％以下含有させることで、放電電荷量を閾値より小さい値とすることができる。

図４に、塗料を１回塗布した供試体と塗料を２回塗布した供試体との放電電荷量をまとめて示した。同図において、横軸が導電性材料の含有量、縦軸が放電電荷量の平均値である。図４において、塗料を２回塗布した層の厚さを１回塗布した層の厚さの１．８倍と定義し、且つ、放電電荷量は層の厚さに比例すると仮定した上で、塗料を１回塗布した供試体の放電電荷量を１．８倍して表示した。
図４によれば、塗料の塗布回数によらず、導電性材料を添加することで放電電荷量が低下することが確認された。また、導電性材料の含有量が多くなるにつれて放電電荷量が減少する傾向を示した。

上記結果から、プライマにチラノ繊維またはＡｇフィラーを含有させた塗料を塗布することで、帯電防止効果が得られることがわかった。また、プライマに導電性材料を含有させるだけでは所望の帯電防止効果を得られず、導電性材料の種類及び含有量などを考慮する必要があることが確認された。
チラノ繊維を０．１質量％以上５質量％以下の範囲で含有させることで、更に放電電荷量を減少させるとともに、十分な防食機能を実現することができる。上記試験結果によれば、チラノ繊維を０．１質量％以上５質量％以下の範囲で含有させることで、帯電防止効果の高い塗料となる。
Ａｇフィラーを０．００５質量％以上０．５質量％以下の範囲で含有させることで、更に放電電荷量を減少させるとともに、十分な防食機能を実現することができる。上記試験結果によれば、Ａｇフィラーの含有量が０．００５質量％以上０．１質量％以下の範囲で、より高い帯電防止効果を得られる。また、導電性材料の含有量を少なくすることにより、重量の増加抑制、製造コストの抑制、及び材料耐性の劣化抑制といった副次的な効果も得られる。

一般に、帯電防止を目的とする静電気拡散性材料の体積抵抗率は１０^１０Ω・ｃｍ〜１０^１１Ω・ｃｍのオーダーが上限とされる。しかしながら、体積抵抗率を下げると電食が起きやすい。従って、電食を防止しつつ帯電も防止するためには、体積抵抗率を下げすぎず、且つ、燃料に着火する能力のある静電気放電が発生しないよう、導電性材料を含有させると良い。

また、導電性材料の含有量を少なくすると、プライマそのものの特性変化を少なくすることができるため、好適である。例えば、燃料タンクプライマに要求される特性として、基材との密着性、シーラントとの密着性、耐溶媒性、及び耐燃料性が挙げられる。従って、帯電防止効果が得られる範囲で、要求される特性に応じて導電性材料を含有させると良い。

供試体Ａ〜供試体Ｅを用いて塩水噴霧試験を実施し、電食性を評価した。５質量％の塩水を供試体Ａ〜供試体Ｅに噴霧し、室温で放置して目視で観察した。
供試体Ａ〜供試体Ｅは、塩水噴霧後２週間たっても外観に変化はなかった。

（供試体の作製）
基材として、アルミニウム合金（Ａｌ）または炭素繊維強化複合材（ＣＦＲＰ）を用いた。
（１）塗料２回塗布
基材上に、塗料Ａ〜塗料Ｅをそれぞれ２回塗布し、適宜硬化させて供試体Ａ〜供試体Ｅとし、それぞれ３体ずつ作製した。なお、ＣＦＲＰが燃料タンクに用いられる場合、一般に、ＣＦＲＰのｂａｇ面が燃料タンク内部に配置される。これを考慮して、ＣＦＲＰを基材とした場合は、ＣＦＲＰのｂａｇ面に塗料Ａ〜塗料Ｅをそれぞれ塗布した。
（２）塗料１回塗布
基材上に、塗料Ａ及び塗料Ｄ〜塗料Ｇをそれぞれ１回塗布し、適宜硬化させて供試体ａ及び供試体ｄ〜供試体ｇとした。供試体ａ及び供試体ｄ〜供試体ｇはそれぞれ３体ずつ作製した。なお、ＣＦＲＰを基材とした場合は、ＣＦＲＰのｂａｇ面に塗料Ａ及び塗料Ｄ〜塗料Ｇをそれぞれ塗布した。

（体積抵抗率）
基材としてＣＦＲＰを用いた場合の各供試体の体積抵抗率を、デジタル超高抵抗計を用いて測定した。抵抗値の測定限界の上限は、１０ ^１５Ω・ｃｍである。

同じ塗料を用いた場合、基材にＡｌを用いた供試体と比べ、基材にＣＦＲＰを用いた供試体の方が、表面電位及び放電電荷量が大きな値となった。

チラノ繊維を含む塗料Ｄが塗布された供試体Ｄでは、チラノ繊維の含有量が多いほど体積抵抗率は低くなった。具体的には、供試体Ｄ_０．５及び供試体Ｄ_１では体積抵抗率が高すぎて測定不可となった。供試体Ｄ_２、供試体Ｄ_３、供試体Ｄ_５では、それぞれ体積抵抗率が１．６×１０^１４Ω・ｃｍ、１．０×１０^１３Ω・ｃｍ、及び２．０×１０^１２Ω・ｃｍであった。供試体Ａ〜供試体Ｃ及び供試体Ｅでは、体積抵抗率の測定限界の上限を超える結果となった。
同じ塗料を用いた場合、基材にＡｌを用いた供試体と比べ、基材にＣＦＲＰを用いた供試体の方が、表面電位及び放電電荷量が大きな値となった。

Claims

プライマに、
Ｓｉと、ＴｉまたはＺｒと、Ｃと、Ｏと、を含む無機繊維、
又は、
Ａｇフィラー
が含有される帯電防止塗料。
前記Ｓｉと、ＴｉまたはＺｒと、Ｃと、Ｏとを含む無機繊維が０．１質量％以上５質量％以下で含有される請求項１に記載の帯電防止塗料。
前記Ａｇフィラーが０．００５質量％以上０．５質量％以下で含有される請求項１に記載の帯電防止塗料。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の帯電防止塗料からなる層を表面に有する複合材製構造体。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の帯電防止塗料を表面に塗布して層を形成する工程を備える複合材製構造体の製造方法。