JPH0218150B2

JPH0218150B2 -

Info

Publication number: JPH0218150B2
Application number: JP57173299A
Authority: JP
Inventors: Keiji Sakamoto
Original assignee: Toyo Ink Mfg Co Ltd
Current assignee: Artience Co Ltd
Priority date: 1982-10-04
Filing date: 1982-10-04
Publication date: 1990-04-24
Also published as: JPS5966377A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は良好な導電性を持ち、さらに任意に着
色された塗膜を形成する方法に関するものであ
る。従来、カーボンブラツク、グラフアイト、炭素
繊維、金属粉、金属繊維またはフレーク、金属コ
ートガラス繊維またはガラスビーズ等の導電性フ
イラーを塗料用樹脂に配合した導電性塗膜が帯電
防止用、電磁波シールド用等に使用できることは
良く知られている。しかしながら、これらの導電
性フイラーは黒色あるいは灰色に近いものであ
り、たとえ顔料を混合、分散しても灰色あるいは
灰色がかつた不鮮明な色相しか得られず、鮮明な
色相を出すべく顔料をさらに多くした場合には固
形分中の導電性フイラー濃度が相対的に減少する
結果、導電性が極端に低下するという欠点があつ
た。また、炭素繊維を使用した場合、導電性の低
いところ、つまり炭素繊維が少なく導電性が低け
れば任意に色付けも可能であるが、導電性の良い
範囲になると炭素繊維の添加量も多くなり灰色が
かつた不鮮明な着色塗膜しか得られないのが実状
であつた。そこで本発明者は、導電性が良くかつ、任意に
着色可能な塗膜を得るべく鋭意検討した結果、炭
素繊維を含有する塗膜は表面の導電性に比較して
厚み方向の導電性が非常に良くなることを見出し
本発明に到つたものである。すなわち本発明は、
体積固有抵抗値が１０⁸Ωcm以下である基材上に、
炭素繊維、顔料および樹脂を含む塗料を用いて体
積固有抵抗値が該基材の体積固有抵抗値より10Ω
cm以上大きい塗膜を施してなる任意に着色された
導電塗膜形成方法に関する。本発明における基材としては、金属板、金属箔
などの金属材料の他、従来公知の導電性フイラー
をプラスチツク中に練り込み分散させ体積固有抵
抗値を10⁸Ωcm以下としたものがある。体積固有
抵抗値が10⁸Ωcmより大きい基材を用いると、こ
の基材上に炭素繊維を含む着色塗膜を施した場合
この塗膜の体積固有抵抗値が比較的大きい範囲で
は実用上充分な導電性が得られず、逆に体積固有
抵抗値が小さい範囲では着色が充分でない。上記導電性フイラーとしては、例えばカーボン
ブラツク、炭素繊維、グラフアイト、金属粉、金
属繊維またはフレーク、金属被覆ガラス繊維また
はガラスビーズなどがある。上記プラスチツクスとしては、ポリエチレン、
ポリプロピレン、スチレン、ブタジエンゴム、エ
チレン一酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、
ポリスチレン、ABS、アクリロニトリルースチ
レン共重合体、アクリル系樹脂、ポリカーボネー
ト、ポリアミド、ポリエステル、ポリフエニレン
オキシド、ポリフエニレンサルフイド、ポリフエ
ニレンエーテルなどの熱可塑性プラスチツク、フ
エノール樹脂、ユリア、メラミン樹脂、不飽和ポ
リエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂な
どの熱硬化性プラスチツクスなどがある。基材上に設ける塗膜は、体積固有抵抗値が基材
の体積固有抵抗値より10Ωcm以上、好ましくは
10²Ωcm以上大きくなるように形成するものであ
つて、このような塗膜は任意の着色が可能とな
る。塗膜厚さとしては10〜200μ、好ましくは10
〜100μである。基材上に設ける塗膜を形成するための塗料は、
炭素繊維、顔料および樹脂を必須の成分とするも
のであるが、必要に応じて可塑剤、添加剤、溶剤
等を加えることができる。上記塗料に使用される樹脂としては、熱可塑性
アクリル樹脂、線状ポリウレタン樹脂、線状ポリ
エステル樹脂、硝化綿、酢酸酪酸セルロース、塩
素化ポリオレフイン系樹脂、塩化ビニル樹脂、酢
酸ビニル樹脂、塩化ビニル一酢酸ビニル共重合
体、常温乾燥型水溶性樹脂、常温乾燥型エマルジ
ヨン樹脂などの熱可塑性樹脂、あるいは熱硬化型
アクリル樹脂、熱硬化型アルキド樹脂、エポキシ
樹脂、フエノール樹脂、ポリアミド樹脂、２液型
ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メ
ラミン樹脂などの熱硬化型樹脂などであり、電子
線硬化型、紫外線硬化型の樹脂も同様に使用でき
る。これらの樹脂は基材との付着性、基材の耐熱
性により１種あるいは２種以上適宜組み合せて使
用することができる。炭素繊維としては一般的な単経５〜25μ、繊維
長３mm以下好ましくは0.7mm以下のものが良い。
長さが３mm以上になると、分散困難であり、0.7
mm以下であれば塗工性（スプレー、ロールコータ
ー等）において好ましい。0.7mm以上３mm以下の
ものはスプレー塗工は目づまり等問題があるが、
はけ塗り、こて塗り等で塗布できる。顔料は通常塗料用としての顔料すべてが使用可
能であるが、透明性の顔料は透けて炭素繊維の黒
さが出て不鮮明となるの酸化チタンや弁柄等の隠
ぺい力のある顔料と併用すると良い。またあらか
じめ所定の樹脂に顔料を分散させた着色剤を用い
る事も出来る。顔料の配合量としては炭素繊維に対する重量比
が20／80〜90／10の範囲になるように決められ
る。顔料の配合量は多いほど着色力の点において
好ましいことは勿論であるが、過度の使用は導電
性の不安定化を招いたり塗膜物性に支障が生ずる
ので好ましくない。本発明の塗膜の体積固有抵抗値は基材のそれの
値より10Ωcm以上大きいものであり、着色性を考
慮すれば10²Ωcm以上大きくすることが好ましい。
しかしながらあまり大きな体積固有抵抗値を有す
る塗膜は、基材がそれ自体充分な導電性を有して
いたとしても帯電防止能力を確保するのに充分な
導電性は得られず好ましくない。本発明において基材上に塗膜を形成させる方法
としてはスプレー、はけ塗り、こて塗り、ロール
コーター、デイツピング、フローコーター等種々
のものを用いる事ができるが、あらかじめ離型紙
にロールコーター等で塗膜を作成しておき、これ
を基材に貼りつけるか転写させる方法でも良く、
また、シリコン型や金型にエアースプレー等で塗
膜を塗装しておき、これに導電フイラーを混入し
た樹脂を注入成型する方法でも良い。本発明の導電塗膜は、塗膜それ自体では必ずし
も充分な導電性は有しておらず、導電性の良好な
基材上に形成された場合のみ、充分な導電性が生
ずるという特徴がある。例えば樹脂に炭素繊維を
配合した塗膜のみの抵抗値を表面抵抗値と厚み方
向について測定した表−１によれば、同じ膜厚の
塗膜において炭素繊維の配合量により表面抵抗値
と厚み方向の抵抗値には相異なつた傾向が認めら
れる。すなわち炭素繊維の配合量が少なくなるに
したがい、表面抵抗値は大きくなつていくが、厚
み方向の抵抗値にはほとんど影響がなく、炭素繊
維の配合量が少ない場合においては導電性に明ら
かな方向性がある。

【表】この事実は塗膜中の炭素繊維のうち厚み方向に
分布するものが炭素繊維の配合量が少ない場合に
おける厚み方向の導電性に寄与していることを示
している。これは炭素繊維の長さが塗膜厚と同程
度から数分の１、場合によつては塗膜厚より大き
いためと考えられる。したがつて本発明の塗膜においては電気の流れ
は塗膜の表面層に生ずるのではなく、主に塗膜と
基材の間に生ずる。本発明によれば必要とされる導電性のレベルは
基材と塗膜自体の体積固有抵抗値を適当にコント
ロールする事により達成される。すなわち10⁰Ω
cmの体積固有抵抗値を目的とする場合には例えば
基材を10⁰Ωcmとし、塗膜自体を10¹Ωcmとすれば
良く、上層が10³Ωcmでも10⁰Ωcmの体積固有のも
のが得られる。本発明により形成された塗膜は、静電気を防止
しなければならない床や壁用、精密機器組みたて
工場の作業台、EMIをシールドしたいコンピユ
ータや家電製品、その他導電性を必要とするとこ
ろに使用する事ができる。目的とされる導電性のレベルは、帯電防止用と
しては体積固有抵抗値で10⁵〜10⁸Ωcm、高圧ケー
ブル被覆材用等の導電性材料として10¹〜10⁴Ω
cm、EMIシールド用としては10¹Ωcm以下のもの
が必要とされる。以下、本発明を実施例でさらに詳しく説明す
る。例中「部」、「％」は重量部、重量％を示す。実施例１基材として導電性カーボンブラツク（ケツチエ
ンブラツクEC、ライオンアクゾ社製）25部、エ
チレン一酢酸ビニル共重合体75部をバンバリミキ
サーにて混練し、射出成型により黒色の成型板を
得た。この基材上に、単糸径10μ、繊維長0.1mmの
炭素繊維35部、酸化鉄顔料マピコエローLLXLO
（チタン工業(株)製）13部をヒタロイド3008（日立化
成(株)製、不揮発成分50％）100部に混合成分散さ
せたもの100部にイソシアネート系硬化剤スミジ
ユールＮー75（住友バイエルタレウン(株)製、不揮
発分75％）15部を混合し、シンナーで希釈して乾
燥膜厚が30μになるようにスプレー塗装し、80℃
30分間焼付けたところベージユ色のきれいな塗装
塗膜が得られた。室温で１晩放置後、塗膜表面に
電極の一方を、基材面に他方を接触させて体積固
有抵抗値を測定したことろ５×10⁰Ωcmであつた。
なお基材のみ、および塗膜のみの体積固有抵抗値
はそれぞれ2.5×10⁰Ωcmおよび６×10³Ωcmであ
つた。実施例２基材として導電性アセチレンブラツク28部、ス
チレンーブタジエン共重体62部をバンバリーミキ
サーにて混練し、プリス成型を行なつて黒色の成
型品を得た。つぎに線状ポリウレタン樹脂（不揮
発分25％）200部、チタンホワイト15部、フタロ
シアニングリーン３部、単糸径12μ、繊維長0.3mm
の炭素繊維12部を混合、分散し、バーコーターに
て離型紙上に乾燥膜厚さ100μになるように塗布
し、室温で５分セツテイングした後100℃５分間
乾燥を行なつた塗膜を上記基材上に熱圧着し、離
型紙を剥離しきれいなグリーンの導電性ゴム板が
得られた。この着色した成型品の体積固有抵抗値
を実施例１と同様に測定したことろ、６×10³Ω
cmであり静電気除去用述として使用することがで
きた。なお基材のみ、塗膜のみの体積固有抵抗値
は、それぞれ１×10³Ωcm、６×10⁶Ωcmであつ
た。実施例３〜６および比較例１〜５表−２に示す組成の塗料を用いて鉄板（体積固
有抵抗値10^-5Ωcm）、ガラス繊維強化不飽和ポリ
エステル樹脂板（FRP）（体積固有抵抗値10¹²Ω
cm）、および導電性カーボンブラツク、ケツチエ
ンブラツクEC（ライオンアクゾ(株)製）13部、
ABS樹脂GR−1000（電気化学工業(株)製）87部を
バンバリーミキサーにて200℃８分混練し、２本
ロールにてシート状にしペレツト状化した後1.5
オンスインラインスクリユータイプ射出成型機に
て200℃で成型した成型板（体積固有抵抗値１×
10²Ωcm）上に乾燥膜厚が40μになるように塗装し
た塗膜の実施例１と同様の方法で測定した体積固
有抵抗値を表−３に示す。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１体積固有抵抗値が10⁸Ωcm以下である基材上
に、炭素繊維、顔料および樹脂を含む塗料を用い
て体積固有抵抗値が該基材の体積固有抵抗値より
10Ωcm以上大きい塗膜を施してなる任意に着色さ
れた導電塗膜形成方法。２基材が導電性フイラーを含有せしめたプラス
チツクスである特許請求の範囲第１項記載の導電
塗膜形成方法。