JPH01249436A - 透明導電性フィルムおよびその製造方法 - 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〕 本発明は導電性を有する透明フィルムおよびその製造方
法に関するものであり、更に詳しくは、電子写真や静電
記録フィルムなどの支持体に好適に使用される透明導電
性フィルムおよびその製造方法に関するものである。

（従来技術） 従来、フィルム支持体上に導電層を積層した導電性フィ
ルムを１ｑる方法としては、（１）フィルム支持体上に
金属薄膜や金属酸化物薄膜を蒸着、スパッタリング法な
どにより設ける方法と、（２）フィルム支持体上に導電
層を塗工方式により設ける方法が知られている。

しかし、前者の方法のうち、金属薄膜を設けるものは、
光線透過率が低い、着色している、抵抗値の経時変化が
大きい、強度的に弱い、支持体との接着力が弱いなどの
欠点がある。また金属酸化物薄膜を設けるものは光線透
過率は高く着色が少ない利点があるが、コスト高となる
上、金属薄膜と同様に、抵抗値の経時変化が大きい、強
度的に弱い、支持体との接着力が弱いなどの欠点がおる
。

また、後者の塗工方式の場合、導電層として高分子電解
質を用いるものか知られているが、高分子電解質を使っ
たものは、抵抗値の湿度依存性が大きく、湿度により抵
抗値が大きく変化するという欠点がある。

ざらに、塗工方式による他の導電層として電子伝導性の
導電粉をバインダー樹脂に分散したものが知られており
、この導電層の場合、抵抗値が湿度に依存しないという
利点を有している。このため、透明性に優れた導電層を
形成するには、高価であるが、導電粉として酸化スズ、
酸化インジウムなどの金属酸化物粉末が広く用いられて
いる。

しかしながら、一般に金属酸化物とバインダー樹脂とは
屈折率が異なるうえ、金属酸化物は有限の粒径を有する
ことから、導電層内の金属酸化物粒子による光散乱のた
め、ヘーズが増加するという問題点がある。このため、
例えば特開昭５６−１４３４４３に見られるように、導
電粉の平均粒径を０．５μｍ以下のものを使用すること
が提案されている。

一方、導電層の導電性を高くするためには導電層中の導
電粉の含有率を高くすることが考えられるが、上記金属
酸化物もわずかに光吸収がおるため導電層が着色したり
、導電層の強度やフィルム支持体と接着力が弱くなると
いう問題がある。

他方、光吸収や光散乱を少なくして透明性を上げたり、
コスト低下のためには、導電粉の添加足を少なくするの
が好ましいが、バインダー樹脂に対し導電粉の量が少な
いと、高抵抗になったり、抵抗値がロツ１〜ごとに変動
したり、抵抗値の経時変化も大きくなるなど問題がある
。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、かかる従来技術の諸欠点に鑑み創案されたも
ので、その目的は透明性を有し、導電性、抵抗値の経時
安定性、導電層とフィルム支持体との接着性、導電層の
強度等に優れ、抵抗値の湿度依存性がなく、コスト的に
も有利な導電性フィルムおよびその製造方法を提供する
ことにおる。

（課題を解決するための手段） かかる本発明の目的は、次の構成により達成される。

（１）　　フィルム支持体の少なくとも片面に導電層を
積層した導電性フィルムにおいて、該導電層はバインダ
ー樹脂と導電粉から主としてなり、かつ該導電粉が導電
層の厚み方向に濃度分布を有することを特徴とする透明
導電性フィルム。

および、 （２）フィルム支持体の少なくとも片面にバインダー樹
脂と導電粉から主としてなる導電層を形成した後、該バ
インダー樹脂が可溶な溶媒を該導電層中に浸透せしめ、
次いで乾燥させることを特徴とする透明導電性フィルム
の製造方法。

本発明においてフィルム支持体としては、公知の熱可塑
性樹脂または硬化性樹脂からなるフィルムが使用でき、
これらの樹脂としてはポリエステル、ポリオレフィン、
ポリアミド、ポリエステルアミド、ポリエーテル、ポリ
イミド、ポリアミドイミド、ポリスチレン、ポリカーボ
ネート、ポリ−ｐ−７エニレンスルフイド、ポリエーテ
ルエステル、ポリ塩化ビニル、ポリメタアクリル酸エス
テルなどが挙げられる。これらの中でもポリエステルフ
ィルムがより好ましい。さらにこれらの共重合体やブレ
ンド物やざらに架橋したものも用いることができる。

フィルム支持体は透明であることが好ましいが、使用目
的に応じて染料、顔料などを添加して着色したり、マッ
ト加工していてもよい。ざらに、導電層との接着性向上
のため表面処理をしたり、紫外線吸収剤などの公知の添
加剤を添加してもにい。

フィルム支持体の厚みとしては５〜２５０μｍが好まし
い。より好ましくは１５〜１５０μｍが望ましい。これ
より薄いと、フィルム支持体としての機械的強度が足り
ず、これより厚いと送膜性が悪くなり好ましくない。

本発明は、上記フィルム支持体上にバインダー樹脂と導
電粉から主としてなりかつ該導電粉が厚み方向に濃度分
布を有する導電層を積層してなるものである。

本発明においてバインダーとしては、公知の熱可塑性樹
脂または硬化性樹脂からなるものが使用できる。熱可塑
性樹脂としては、例えば、ポリエステル、ポリエステル
アミド、ポリビニルアセクール、ポリ塩化ビニル、ポリ
ビニルブチラール、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、
ポリアミド、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリス
チレン、ポリメチルペンテン、アルキド樹脂、ポリアミ
ドイミド、ケイ素樹脂、フッ素樹脂などやこれらの共重
合体やブレンド物などが挙げられる。

また、硬化性樹脂としては、熱、光、酸素などにより硬
化するもので、例えば、フェノール樹脂、メラミン樹脂
、架橋型エポキシ樹脂、ケイ素化合物、反応性モノマを
含イｊするポリ（メタ）アクリル酸エステル共小合体、
不飽和ポリエステルなどに架橋剤を加えて架橋したもの
などが挙げられる。

本発明で用いられる導電粉としては、透明な粒子が好ま
しく、例えば、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、
酸化チタン、酸化タンタル、酸化マグネシウム、酸化バ
ナジウム、酸化アルミニウム、酸化銅、ヨウ化銅、ヨウ
化銀、硫化カドミ１クム、硫化亜鉛、亜鉛テルル、シリ
コンカーバイトなどの化合物半導体やこれらにハロゲン
、アンチモン、Ｗ４などをドープしたもの、構造欠陥を
設けたものなどが挙げられる。これらの中でも酸化スズ
、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化チタンなどの金属酸
化物が好ましい。ざらに好ましくは、電気的化学的安定
性などから酸化スズが望ましい。

導電粉の比抵抗は、１０８Ω・Ｃｍ以下であることが好
ましい。より好ましくは１０６Ω・ｃｍ以下であること
が望ましい。導電粉の粒径は０．０５〜５μｍが好まし
い。より好ましくは０．１〜２μｍが望ましい。これよ
り小さくなると導電粉の分散性が悪くなり、これより大
きくなると透明性が悪くなる。

本発明における導電層の形成方法としては、例えば、第
１段階としで、上記バインダー樹脂の所定量を所定量の
溶媒に溶解させ、次に所定量の導電粉を加え、必要に応
じて公知の添加剤を所定量添加して、これを分散させ塗
料を作製した後、これをフィルム支持体上に常法により
塗布した後、乾燥して、所定厚みの導電層を形成した後
、第２段階として、導電粉の濃度分布形成処理を行う方
法がある。

ここで、ｍ度分布形成処理とは、導電層の厚み方向に導
電粉の濃度分布を設け、導電粉の濃度の高い層、つまり
導電率の高い層を導電層中に形成させるだめの処理であ
り、これにより少量の導電粉の使用でありながら、導電
性を著しく向上させることができる。

導Ｎ層中の導電粉の濃度は、好ましくはＳ電層の厚さ方
向の片面側、より好ましくは支持体との界面側において
大となるごとく濃度弁イ５を設けることが好ましい。

このような濃度弁イ５を形成は、例えば導電層中のバイ
ンダー樹脂が可溶な処理液を該導電層上に塗布したり、
おるいは導電層を処理液中に浸漬させることにより、導
電層中に処理液を浸透させた後、乾燥させることにより
行なうことができる。

ここで処理液としてはバインダー樹脂が可溶である）ｄ
媒またはその溶媒から主としてなる塗料等が使用できる
が、導電粉の濃度分布を効果的に生じさせるためには少
なくともその溶媒を導電層中に浸透させるような処理を
行なうことが重要である。

したがって処理液および処理条件等は上記目的に合うよ
うにに適切に選択される。すなわら、処理液を塗布する
場合、導電層の組成や塗布量、特にバインダー樹脂に応
じて処理液の組成や塗＠■が適切に選択される。またこ
の際処理液による「たれ」や「たるみ」が発生しないよ
うに処理液の溶解性や塗布量を調整するのが好ましい。

ざらにこの際「ブラッシング」が発生しないように処理
液の組成や乾燥条件を調整するのが望ましい。

例えばバインダー樹脂としてポリエステル樹脂を使用す
る場合、処理液として酢酸ブヂル、酢酸エチルなどのエ
ステル類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキ
サノンなどのケトン類、テトラヒドロフランなどのエー
テル類、クロロホルム、トリクレンなどの塩素化炭化水
素類、トルエンなどの芳香族炭化水素類などやこれらの
混合物やこれらを溶媒とした塗料の中から選択するのが
よく、またその塗布量は０．１〜１００ｇ／Ｔｒ１２の
範囲で選択するのがよい。さらに、上記処理液中に浸漬
して処理する方法の場合は、その処理液中に導電層が実
質的に溶解しないように処理液の溶解性や浸漬時間など
を調整するのが好ましい。

処理液の導電層への塗布または浸漬から乾燥完了までの
時間も本発明の目的が達成できる範囲で適宜選択できる
が、比較的短時間で良い。例えばポリエステル樹脂を酢
酸ブチルで塗布方法により処理する場合、１〜３００秒
の範囲で行なうことができる。

バインダー樹脂として硬化性樹脂を用いる場合、上記処
理を行ってから硬化させるのが好ましい。

また、導電粉の濃度の高い層をフィルム支持体との界面
側に設けることにより、導電層表面は導電粉による凹凸
が少なくなり、ヘーズを小さくすることが可能である。

このような濃度分布を形成させる方法の１つとして、前
記方法において、例えば、塗工面を上にして乾燥させる
方法が挙げられる。

濃度分布形成処理は１回の処理に限定されず、２回以上
行なうこともできる。例えばポリエステル樹脂を酢酸ブ
チルで処理する場合、酢酸ブチルでの処理回数を増やす
ことにより導電性や透明性をざらに向上させることがで
きる。

なお、導電層の第一段階の形成方法としては、フィルム
支持体の原料と、バインダー樹脂に導電粉を分散させた
ものを共押出しすることにより得る方法などもある。

上記処理による導電性の向上は、バインダーに対して導
電粉の量が少ないとき、特に著しい。従来、安定な導電
性を得るためには、導電粉のｍは特開昭６２−２７０３
３６に見られるように、体積含有率で好ましくは３０〜
９０％、より好ましくは５０〜８０％も必要でめった。

しかし、本発明の透明導電性フィルムの場合、導電層中
の導電粉の体積含有率で好ましくは５〜５０％、より好
ましくは１０〜３０％の範囲で著しく高い導電性が得ら
れ、著しく導電粉の添加量を少なくできる。これは従来
の導電層は導電粉の体積含有率が５０％以下の場合、抵
抗値が大きく変化したり、不安定な状態になる傾向があ
り、そのためロツ１〜により抵抗値がばらついたり、経
時変化が大きく実用性の劣るものしか得られなかったも
のと比べて著しい相違である。なおここで体積含有率が
５０％とは、例えば比重１．４のバインダー樹脂と比重
６．６の酸化スズを用いた場合、重量含有率で８２％に
相当する。

本発明により、導電粉の濃度分布を生じさせ、導電粉の
濃度の高い、つまり導電率の高い層を形成させることに
より、導電粉が体積含有率で５０％以上の場合と同程度
まで向上させることができ、しかも抵抗値の経時安定性
にも優れたものが製造できる。また、同じ導電性を得る
のに導電粉が少なくて済み、よって導電粉による光吸収
、光散乱を著しく少なくでき、透明性が向上できる。さ
らに、導電粉が少ないため相対的にバインダー樹脂が多
くなり、導電層とフィルム支持体との接着性や導電層の
膜の強度も向上でき、コストも低減できる。

導電粉を塗料中に分散する装置としては、例えば、サン
ドミル、ボールミル、高速回転撹拌装置、三本ロールな
どが使用できる。塗工方法としては１、例えば、ロール
塗り、浸漬塗り、ナイフ塗り、スプレー塗り、流し塗り
、回転塗り（スピナー、ホエラーなど）などの中から適
宜選択される。

導電層の比抵抗は、導電粉の比抵抗、量を調節すること
により、１０−２〜１０８Ω・ｃｍの範囲で変化させる
ことが容易である。導電層の厚みは特に限定するもので
はないが、導電粉の平均粒径以上が好ましい。平板状の
導電粉を使用する場合、導電粉の厚み以上の厚みに形成
される。好ましくは０．１〜１０μｍ、より好ましくは
０．５〜２μｍである。

本発明の導電層には特性を損なわない範囲で必要に応じ
て、レベリング剤、消泡剤、分散助剤、可塑剤、接着促
進剤、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤などの
添加剤を添加してもよい以上のように、本発明によれば
、導電粉を少なくすることが可能であるため、透明性、
コスト、導電層とフィルム支持体との接着力、導電層の
強度に優れかつ抵抗値の経時安定性も優れた透明導電性
フィルムを製造することができる。

なあ、本発明の導電層をフィルム支持体の片面のみに設
けた場合、他の面は、用途によっては、例えば公知の導
電層や帯電防止層、表面硬度化層などを設けてもかまわ
ない。また、本発明の導電層の上に静電記録などの記録
層などを積層してもなんら問題はない。その場合、本発
明の透明導電層フィルムは導電層の強度やフィルム支持
体との接着強度に優れているため、記録層の削れの発生
を防止することができる。

（特性の測定方法） （１）表面抵抗 透明導電性フィルムを幅３０ｍｍに切り取り、その断面
に直交し、かつ間隔が３０ｍｍの平行線を想定し、その
２本の線ではさまれる区間を除く右と左にそれぞれ導電
性カーボン塗料を塗イｆｉ　シ、それを電極とする。こ
の電極間の電気抵抗をケースレイ製エレクトロメータ（
タイプ６１０Ｃ）を用いて、２０’Ｃ−６５％Ｒ１−１
で測定した。単位はΩ／口で示す。静電記録フィルムの
表面抵抗−しこれに準じて測定した。

分光光度計（日立製作新製、３２３型）にて波長４００
ｎｍにおける平行光線透過率を測定した。

（３）ヘーズ 日本精密光学製積分球式濁度計（Ｓ　Ｅ　Ｐ　−１−４
−２）を用いＪ　Ｉｓ−に−６７１４−５８に基づいて
測定した。

（４）接着性 導電層にメンディングテープをはりつけ、１８０°剥離
しフィルム支持体と導電層との接着性を目視で観察した
。導電層が全く剥離しない場合を良、全部または部分的
に剥離する場合を不良と１ノだ。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例によってざらに説明するが、本発
明はこれによって限定されるものではない。

実施例１ 比抵抗１Ω・ｃｍ、平均粒径０．６μｍ、比重６．６の
酸化スズ（“ＥＬＣＯＭ”　ＴＬ−３０゜触媒化成工業
■製）６．０部、比重１．４のポリエステル樹脂５．０
部、トルエン５４部、メチルエチルケトン１８部、シク
ロへキサノン１８部からなる塗料を、ポリエステルフィ
ルム（厚さ７５μｍ）の片面にグラビアコータにて１５
ｍ／ｍ　ｉｎの速度で塗工し、温度１１０’Ｃで、４０
秒間乾燥して、塗イ５ｍ２ｇ／ｍ２の導電層を得た。導
電層中の酸化スズの体積含有率は２４％であり、この導
電層の表面抵抗は５．０Ｘ１０７Ω／口、平行光線透過
率は６９％、ヘーズは１０％であった。

この導電層をＳＥＭで観察すると、断面方向には均一に
導電粉が分散しており、表面には導電粉による突起が多
数存在していた。

次に前記導電層上に酢酸ブチルをグラビアコータニＴ：
　１０ｍ／ｍ　ｉ　ｎの速度で１０ｇ／ＴｌＩ２塗工し
た後、１１０’Ｃで、６０秒間塗布面を上にして乾燥し
て、本発明の透明導電性フィルムを得た。

１ｑられた導電層の表面抵抗は５．２Ｘ１０５Ω／口、
ヘーズは７％であり、それぞれ大幅に低下し、また平行
光線透過率は７２％まで向上した。

断面をＳＥＭで観察すると、導電粉がフィルム支持体と
の界面側に凝集しており、導電層の表面は突起が減少し
、平滑なバインダー樹脂により覆われていることがわか
った。また、接着性を評価したところ、フィルム支持体
との剥離は全くなく、接着性は良好であった。

実施例２ 実施例１において導電層を、酢酸ブチルでざらに同様の
条件で２回処理した以外は実施例１と同様に処理した。

得られた透明導電性フィルムは導電層中の導電粉の濃度
弁イ「がざらに進み、表面抵抗は２．４Ｘ１０ＳΩ／口
、ヘーズは５％まで低下し、平行光線透過率は７４％ま
で向上した。

実施例３ 実施例１の酸化スズ５．５部、ポリエステル樹脂４．５
部、トルエン５４部、メチルエチルケトン１８部、シク
ロへキサノン１８部からなる塗料を、ポリエステルフィ
ルム（厚さ７５μｍ）の片面にグラビアコータにて１５
ｍ／ｍ　ｉ　ｎの速度で塗工した俊、温度１１０’Ｃで
、４０秒間乾燥して、塗布１２ｇ／ｍ２の導電層を得た
。この導電層の表面抵抗は１．０Ｘ１０８Ω／口であっ
た。

次にこの導電層上にポリエステル樹脂１０部、炭酸カル
シウム１０部、酢酸ブチル９０部からなる塗料をグラビ
アコータにて６ｍ／ｍｉ　ｎの速度で２０ｑ／ＴｒＩ２
塗工した俊、温度１００’Ｃで１００秒間乾燥すること
によって本発明の導電性フィルム上に記録層を有する静
電記録フィルムを作製した。

得られた静電記録フィルムの導電層の表面抵抗は１．０
Ｘ１０６Ω／口であり、この静電記録フィルムを静電プ
ロッターで印字したところ、削れもなく良好な画像が得
られた。

実施例４ 比抵抗１Ω・ｃｍ、平均粒径０．１μｍ、比重６．６の
酸化スズ（Ｔ−１，三菱金属■製）６部、ポリエステル
樹脂４部、酢酸ブチル２８部からなる塗料を、ポリステ
ルフィルム（厚ざ７５μｍ）の片面にグラビアコータに
て１０ｍ／ｍｉｎの速度で塗工した復、温度１１０℃、
６０秒間で乾燥して、塗布量１．５０部ｍ２の導電層を
得た。導電層中の酸化スズの体積含有率は２４％であり
、この導電層の表面抵抗は１．０Ｘ１０９Ω／口であり
、平行光線透過率は７１％、ヘーズは９％であった。

次に上記導電層上に酢酸ブチルをグラビアコータにて１
０ｍ／ｍｉ　ｎの速度で１００／ｌｎ２ｍ工し、１１０
℃で、６０秒間乾燥したところ、表面抵抗は１．９Ｘ１
０６Ω／口、ヘーズは６％まで低下し、平行光線透過率
は７５％まで向上した。また、フィルム支持体との接着
性は良好であった。

実施例５ 比抵抗１Ω・ｃｍ、粒子形状０．０５Ｘ２Ｘ１（厚み×
長径×短径、単位μｍ）、比重６．５の酸化スズ（“’
ＥＬＣＯＭ”　ＴＬ−２２，触媒化成■業■製）４部、
ポリエステル樹脂６部、酢酸ブチル２８部からなる塗料
を、ポリエステルフィルム（厚ざ７５μｍ）の片面にグ
ラビアコータにて１０ｍ／ｍｉ　ｎの速度で塗工し、温
度１１０°Ｃ１６０秒間で乾燥して、塗布量１ｇ／Ｔｎ
２の導電層を得た。導電層中の酸化スズの体積含有率は
１３％であり、この導電層の表面抵抗は１．６Ｘ１０７
Ω／口、平行光線透過率は６５％、ヘーズは１５％であ
った。

次に導電層上に酢酸ブチルをグラビアコータにて１０ｍ
／ｍ　ｉ　ｎの速度で１０ｑ／Ｔｒ１２塗工した後、１
１０’Ｃ１６０秒間で乾燥したところ表面抵抗は８．７
Ｘ１０５Ω／口、ヘーズは１１％まで低下し、平行光線
透過率は７０％まで向上した。また、フィルム支持体と
の接着性は良好であった。

比較例１ 実施例１で用いた酸化スズ８．５部、ポリエステル樹脂
１．５部、トルエン５４部、メチルエチルケトン１８部
、シクロへキサノン１８部からなる塗料を、ポリエステ
ルフィルム（厚さ７５μｍ）の片面にグラビアコータに
て１０ｍ／ｍｉ　ｎの速度で塗工し、温度１００’Ｃで
、６０秒間乾燥して、塗布量２ｇ／Ｔｒ１２の導電層を
得た。導電層中の酸化スズの体積含有率は５５％である
。この導電層の表面抵抗は実施例１とほぼ同じ５．５Ｘ
１０５Ω／口であったが、実施例１に比べて三スズの含
有材が多いためヘーズは２２％と高くなり、平行光線透
過率は５５％と低く青く着色されていた。

〔発明の効果〕

本発明の導電性フィルムは、上述したように構成したの
で、導電粉の量が少なくできることから、透明性、導電
層の強度、導電層とフィルム支持体との接着力、コスト
性に優れておりかつ抵抗値の経時安定性にも優れている
ため、特に静電記録フィルム、電子写真などの支持体用
として有用である。また、タッチパネルなどの透明電極
としても利用可能である。

特許出願人　　　　　東し株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　フィルム支持体の少なくとも片面に導電層を積層し
   た導電性フィルムにおいて、該導電層はバインダー樹脂
   と導電粉から主としてなり、かつ該導電粉が導電層の厚
   み方向に濃度分布を有することを特徴とする透明導電性
   フィルム。 ２　導電層中の導電粉がフィルム支持体との界面側にお
   いて高濃度であることを特徴とする請求項１記載の透明
   導電性フィルム。 ３　フィルム支持体の少なくとも片面にバインダー樹脂
   と導電粉から主としてなる導電層を形成した後、該バイ
   ンダー樹脂が可溶な溶媒を該導電層中に浸透せしめ、次
   いで乾燥させることを特徴とする透明導電性フィルムの
   製造方法。