JPH025308A

JPH025308A - 導電性を有するプラスチック成形体

Info

Publication number: JPH025308A
Application number: JP63155798A
Authority: JP
Inventors: Naoki Shimoyama; 直樹下山; Takashi Taniguchi; 孝谷口; Shoichi Kurasaki; 倉崎　庄市
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1988-06-23
Filing date: 1988-06-23
Publication date: 1990-01-10
Anticipated expiration: 2013-08-27
Also published as: JP2790144B2

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、高い接着強度、耐久性を有し、かつ熱膨張、
収縮によるたわみのない導電性を有するプラスチック成
形体に関する。

液晶表示電極あるいは入力タブレットと称される画像入
力素子など、広い分野で好適に使用される。

［従来の技術］現在、導電成形体として、無機ガラスを基板としたもの
が広く使用されているが、無機ガラスを基板とした導電
成形体は、耐衝撃性に乏しく、割れ易い、また重いなど
の欠点を有する。

そのため一方で、プラスチック成形体への変更が検討さ
れている。例えば、特開昭５８−２０８０３９＠公報で
は、ポリスルホン樹脂を基板とし、その上に、導電膜を
形成してなる成形体が示されている。

また、特開昭６２−２１５２０２号公報では、プラスチ
ック基板上にハードコート被膜が形成され、さらにその
上に金属酸化物からなる導電膜が形成されてなる成形体
が示されている。

［本発明が解決しようとする課題］しかしながら、特開昭５８−２０８０３９号公報の技術
は、プラスチック成形体との接着強度が不良である、ま
た、後加工時に発生する熱膨脹、収縮によるたわみが発
生するといった問題点を有していた。

また、特開昭６２−２ｉ５２０２号公報の技術について
も、熱膨脹、収縮によるたわみが発生するといった問題
点を有していた。

本発明は、かかる従来技術の欠点を解消しようとするも
のであり、被膜とプラスチック基板との接着強度が良好
で、耐久性、耐熱性に優れ、かつ後加工時に発生する熱
膨張、収縮によるたわみの発生がない導電性を有するプ
ラスデック成形体を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明は、上記目的を達成するために、下記の構成を有
する。

「両面にハードコート被膜を有するプラスチック基板の
片面の少なくともその一部に、導電性を有する被膜を設
け、さらに該基板の反対面に金属酸化物被膜を設けたこ
とを特徴とする導電性を有するプラスチック成形体。」本発明におけるプラスチック基板としては、例えば、ア
クリル樹脂、ポリカーボネート、ジエチレングリコール
ビスアリルカーポネートポリマ−（ハロゲン化）ビスフ
ェノールＡのジ（メタ）アクリレートポリマーおよびそ
の共重合体、（ハロゲン化）ビスフェノールＡのウレタ
ン変性ジ（メタ）アクリレートポリマーおよびその共重
合体、ポリスチレンおよびその共重合体、ポリエステル
、ポリ、丁−テルスルボン、ポリ（４−メヂル−１−ペ
ンテン）などの成形物、例えば、シート、フィルムなど
が挙げられる。

本発明は、これらのプラスチック基板の両面にまずハー
ドコート被膜を設けてなるものであり、ハードコート被
膜としては、バートコ−１〜性を有するものであれば、
いか・なるものでもよい。中でもとくに好ましい使用可
能被膜の例としては、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポ
リシロキサン樹脂、アクリル樹脂などが挙げられ、とく
に高い表面硬度を与え、さらに耐熱性、耐アルカリ性が
良好であるなどの観点から熱硬化性樹脂が好ましく用い
られる。さらに表面硬度向上、接着強度の観点からポリ
シロキサン樹脂が好ましく用いられる。ポリシロキサン
を形成せしめる組成物の代表的な例を挙げると次の一般
式（Ｉ）で表される有機ケイ素化合物および／またはそ
の加水分解物が挙げられる。

（ここで、Ｒ，Ｒ’は、炭素数１〜１０の有機基であり
、Ｒ，Ｒは同種であっても、異種であってもよい。Ｘは
加水分解性基である。ａおよびｂは、Ｏまたは１である
。）ここでＲ，Ｒ１の具体的な例としては、各々アルキル基
、アルケニル基、アリール基、またはハロゲン基、エポ
キシ基、グリシドキシ基、アミノ基、メルカプト基、メ
タクリルオキシ基およびシアノ基から選ばれる置換基を
有する炭化水素基であり、同種であっても異種であって
もよい。Ｘはハロゲン、アルコキシ、アルコキシアルコ
キシ、フェノキシないしアセ１ヘキシなどから選ばれる
加水分解可能な置換基てあれば、いかなるものであって
もよい。ａｌｂは各々、Ｏまたは１である。

これらの有機ケイ素化合物は、１種または２種以上添加
することも可能である。とくに表面硬度、可どう性、さ
らには、ハードコート被膜上に設【プられる導電性を有
する被膜との接着強度の観点からエポキシ基、グリシド
キシ基を含む有機ケイ素化合物の使用が好適であり、耐
アルカリ性、耐熱性の向上にも有効である。

上記の組成物は、通常揮発性溶媒に希釈して液状組成物
として塗布される。溶媒として用いられるものは特に限
定されないが、使用にあたってはプラスチック基板の表
面性状を損わぬことが要求され、さらには組成物の安定
性、基板に対する濡れ性、揮発性などを考慮して決めら
れるべきである。また、溶媒は１種のみならず２種以上
の混合溶媒として用いることも好適でおる。

また、このハード」−ト被膜を形成せしめるための液状
組成物中には、塗装ｔｉ時におけるフローを向上させる
目的で各種の界面活性剤を使用することも可能でおり、
中でもジメチルポリシロキサンとアルキレンオキシドと
のブロックまたはグラフト共重合体、さらにはフッ素系
の界面活性剤などが好適である。

さらに、ハードコート被膜を形成せしめる際に、硬化促
進、低温硬化などを可能とする目的で各種の硬化剤が使
用可能である。硬化剤としては、各種エポキシ樹脂硬化
剤、あるいは各種有機ケイ素樹脂硬化剤などが必用され
る。これらの硬化剤の具体的な例としては、各種の有Ｒ
酸およびそれらの酸無水物、窒素含有有機化合物、各種
金属錯化合物あるいは金属アルコキシド、さらにはアル
カリ金属の有機カルボン酸塩、炭酸塩など、の各種塩、
さらには過酸化物、アゾビスイソブチロニトリルなとの
ラジカル組合開始剤などが挙げられる。これらの硬化剤
は、２種以上混合して使用することも可能である。これ
らの硬化剤の中でも本発明の目的には、液状組成物の安
定性、塗Ｉｆｉ後のバートコ−１〜被膜の首色防Ｗなど
の点から、特に下記に承りアルミニウムキレ−１・化合
物が好適である。

ここでいうアルミニウムキレート化合物とは、一般式Ａ
！ＪＹｎＺ３−ｒ、ｌで示されるアルミニウムキレート
化合物で必る（但し式中、ＹはＯＬ　（１００Ｍ２　（
Ｍｌ、Ｍ２はいずれも低級フルキル基）で示される化合
物に由来する配位子、および一般式Ｍ　’ｃｏｃＨ２Ｃ
００Ｍ４　（Ｍ３、Ｍ４はいずれも低級アルキル基）で
示される化合物に由来する配位子から選ばれる少なくと
も１つであり、ｎは０，１１：たは２て必る。）。この
一般式へρＹｎＺ３−ｎで示されるアルミニウムキレー
ト化合物の中でも、液状組成物への溶解性、安定性、硬
化触媒としての効果などの観点から、特にアルミニウム
アセチルアセトネート、アルミニウムビスエチルアヒト
アセテ−１ヘモノアセチルアセトネ−１〜、アルミニウ
ムージー「）−ブトキシドーモノエヂルアセトアセテ−
１〜、アルミニウムージｌ５Ｏ−プロポキシドーモノメ
ヂルアセトアセテ−１〜などが好ましい。これらは、２
種以上を）昆合して使用することも可能である。

液状組成物の塗装［方法としては、通常のコーティング
作業で用いられる方法が適用可能であるが、たとえば浸
漬法、流し塗り法、バーコード法、スピンコード法など
が好適である。このようにして塗布された液状組成物は
、一般には加熱乾燥ににって硬化される。

加熱方法としては、熱風、赤外線などで行うことが可能
である。また、加熱温度は適用されるプラスチック基板
および使用される液状組成物によって決定されるべきで
あるが、通常は室温から２５０′Ｃ，にり好ましくは３
５〜２００’Ｃが使用される。室温より低温では、硬化
または乾燥が不充分になりやすく、また２５０℃より高
温になると熱分解、亀裂発生などが起り、さらには黄変
などの問題を生じやすくなる。

本発明における硬化被膜の膜厚は、特に限定されるもの
ではない。しかし、接着強度の保持、硬度などの点から
０．１〜２０μｍの間で好ましく用いられる。特に好ま
しくは、０．４〜１０μｍである。

本発明にあ（プる液状組成物の塗装ロにあたっては、塗
装５されるべき表面は清浄化されていることが好ましく
、清浄化に際しては界面活性剤による汚れ除去、有機溶
剤による脱脂さらにはフレオンによる汚れ除去などが適
用される。

また、接着性、耐久性の向上を目的として各種の前処理
を施すことも好適な手段である。特に好ましく用いられ
る方法としては、活性化ガス処理、濃度にもよるが酸、
アルカリなどによる薬品処理である。活性化ガス処理と
は、常圧、もしくは減圧下において、生成するイオン、
電子あるいは、励起された気体による処理である。これ
らの活性化ガスを生成させる方法としては、例えば、コ
ロナ放電、減圧下での直流、低周波、高周波あるいはマ
イクロ波による高電圧放電などによるものである。特に
減圧下で高周波放電によって得られる低温プラズマによ
る処理が、再現性、生産性などの観点から、好ましく使
用される。ここで使用されるがス４ユ、特に限定される
ものでないが、具体例としては酸素、窒素、水素、炭酸
ガス、二酸化硫黄、ｌ＼ツリウムネオン、アルゴン、フ
レオン、水蒸気、７ンモニノ７、−酸化炭素、塩素、−
酸化窒素、二酸化窒素などが挙げられる。これらは、一
種のみならず、二種以上混合しても使用可能である。中
でも、特に好ましいガスとしては、酸素が挙げられ、空
気などの自然界に存在するものであってもよい。さらに
好ましくは、純粋な酸素ガスが密着性向上に有効である
。またさらには、同様の目的で前記使用に際しては、処
理基板の温度を上げることも可能である。

本発明は、前述のハードコート被）１つ１上に導電性を
有する被膜を設【プでなるものであるが、形成に際して
はバートコ−１へ被膜の前処理として前記した活性化カ
ス処理、イオンビーム照射、または４１機）ｄ剤、酸、
アルカリなどによる３５品処理を施してもよい。

本発明における導電性を有する被膜とは、被膜の電気抵
抗値が１×１００Ω／口から１×１０９Ω／口の範囲の
ものが用いられるが、好ましくはＯ／１×１０　Ω／口から１　Ｘ　１０６Ω／口の範囲の−
しのが好適である。導電性を有する被膜の形成は、金、
パラジウム、クロムなどの金属や酸化インジウム、酸化
スズなどの金属酸化物の薄膜を真空蒸着、スパッタリン
グ、塗布などの手段で得られることが広く公知であり、
本発明においてもそれらの手段を用いることができる。

これらの手段の中でも、高透明性、高耐久性、高導電性
を付与する点で、Ｉｎおよび／またはＳｎからなる酸化
物を真空蒸着法または低温スパッタリング法で形成する
ことか最し好適で必る。また、高透明性、高導電性、接
着′［）１、耐熱性、耐アルカリ性などの観点から、プ
ラスチック基板の表面温度をできるだけ高温にするとよ
り好適である。また、Ｉｎおよび／または３ｎからなる
酸化物の組成比は、導電膜として要求されるシート抵抗
値、透明性などによって決定されるべきであるが、低い
シー１〜抵抗値を与え、高透明性付与の観点から３ｎ○
２の含有早を２０ｗｔ％以下とすることが好ましい。

導電性を有する被膜の膜厚は、特に限定されろものでは
ないが透明性、導電性、可とう性、表面クラック発生防
止などの点から３０〜５０００人か好ましく用いられる
。

次に、本発明における導電性を有する被膜の反対面の硬
化被膜上に設けられる金属酸化物被膜としては、特に限
定されないが例えばＳｉＯ２，８１０、Ｚ　ｒ”　０２
　、Ａｆｔ　７０３　、Ｔ’　！　０１丁１０２、王！
　２０３　、Ｙ２０３　、Ｙ　ｂ２０３、ＭＱＯ，Ｔａ
２　ｏ５、ＣｅＯ２、ＨｆＯ２’Ｊどが挙げられる。

これらの物質は、１種のみならず２種以、Ｌを混合して
使用することも可能である。さらに、これらの被膜は単
層であっても多層膜であってもよい。

さらには、この被膜は反射増加膜であっても反射防止膜
でおってもよい。

これらの金属酸化物被膜の形成方法どしては、成膜しや
すさの点から真空蒸着法またはスパッタリング法が好ま
しく用いられ、またその膜厚としては、耐熱性の点から
は１μｍ以下が好ましいが、反対面の導電膜の種類、厚
みによって決定されるべきものであり、特に限定される
ものではない。

導電性を有するプラスチック成形体をいわゆる入力タブ
レットと称される画像入力素子などに使用する場合は、
種々の加工が必要であり、たとえば熱加工によって硬化
′ｆ＋！ｉ膜と導電性被膜間に熱収縮差が生じてたわみ
が発生する。このたわみを防止するために本発明におい
ては、基板の反対面に金属酸化物被膜が設（プられるも
のである。

本発明の実施例１で１ｑられたプラスチック成形体の縦
断面図を図面に示した。図面中１はプラスチック基板、
２はハードコート被膜、３は導電性を有する被膜、４は
金属酸化物被膜を示す。

本発明によって得られる導電性を有するプラスチック成
形体は、高透明性、軽量性、高導電性、耐衝撃性、高耐
久性に優れていることから、液晶表示電極、画像入力装
置などに好ましく使用される。

「実施例］更に詳細に説明するために、以下に実施例を挙げるが本
発明は、これらに限定されるもので（はない。

実施例　］（１）γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン加
水分解物の調製撹拌ｇＢを備えた反応器中に、γ−グリシドキシプロビ
ルトリメトキシシラン５１５部を什込み、１骨拝しなが
ら、０．０ＩＮＨＣα１１８部を液温を１０’Ｃに保ち
ながら滴下し、滴下終了後３０分間攪拌を続【プて、加
水分解物を得た。

（２）液状組成物の調製前記（１〉加水分解物に土タノール２２３部、ｎ−プロ
パツール２２３部、シリコーン系界面活性剤１．８部を
添加混合し、さらにアルミニウムアセデルアセｌヘナー
１へ１８．２部を添加し、充分潰拌溶解させた後、液状
組成物を得た。

（３）プラスチック基板として１ｍｍ厚のＣＲ３９（ジ
エチレングリコールビスアリルカー小ネ−１部小合体）
シート（１０ｃｍ角）を使用し、前記（２）で調製した
、液状組成物を引き上げ速度２０Ｃｍ／′分の速度で浸
漬塗イｈし、次いて、８２’Ｃ／１２分の予備硬化を行
い、さらに９３°Ｃ／４時間加熱した後、ハードコート
被膜を首するプラスチック基板が得られた。

（４〉前記（３）によって１ｄられたハート」−ト被膜
を有するプラスチック基板の上に金属酸化物の３　ｉ　
０２をスパッタリングによって約１００大被覆させた。

スパッタリング条件ターグツ１〜：　Ｓ　Ｉ　０２５インチＸ２０インチ角型カス導入前圧カニ　７　Ｘ　１０−６丁ｏｒｒへｒガス
流’ｌｊ　：　２００５ＣＣ）高周波放電用カニ２．５
ｋｗ基板温度：’ｌｏＯ’ｃ阜仮回転速度：　３　ｒ　ｐｍスパッタ時間：２分（５）前記（４）によって１ｑられたプラスチック基板
を反転させハードコート被膜上にＩｎ−３ｎ酸化物をス
パッタリングによって約３００大被覆ざＵた。

スパッタリング条件ターゲット：　ＩＩｎ−３ｎ化物（３ｎ０２５ｗｔ％〉カス導入前圧カニ　７ｘ　１０’Ｔｏ　ｒ　ｒ△ｒガス
流’ｊｌ　：　２００３ＣＣ）１０２ガス流櫃ニア−５
ｓｅｃｍ直流用カニ］、５ｋｗ基板温度：１００’Ｃ塁仮回転出カニ３ｒｐｍスパッタ時間＝３分（６〉性能評１曲（ａ＞シート抵抗デジタルマルチテスターＭＤ−２００Ｃ（三相電気計器
■製）を使用し、２３°Ｃ１５０％ＲＨで測定した。そ
の結果、１５０Ω／口と非常に良好な導電性を示した。

（ｂ）全光線透過率デジタル５ＩＶＩ−３カラーコンピユーター（スガ試験
ＩＸＩ　！ｔｌ製）を使用し、全光線透過率を測定した
。

その結果、８３．５％と良好な透明性を示した。

（Ｃ）接着性導電性被膜面に１ｍｍ間隔の基材に達するゴハン目を被
膜の上から鋼ナイフで１００個入れて、セロハン粘着テ
ープ（商品名゛セロテープ″ニチバン（珠製）を強く貼
り付け、９０’方向に急速にはがし、被膜剥離の有無を
調べたが、まったく剥離は認められなかった。

（ｄ）耐熱性１３０’Ｃに設定したオーブン中に１時間放置後、導電
被膜の外観とたわみを目視で判定したが、まつたく異状
は認められなかった。

（ｅ）耐アルカリゾスト５％苛性ソーダに５分浸漬後、導電被膜の外観変化は認
められずまたシー１−抵抗変化も少なく良好な導電性を
示した。

比較例　１実施例１においてハートコート被膜を設けない以外は、
すべて同様に行ったところ、シート抵抗は１６０Ω／口
、全光線透過率８１％であったが、接着性は不良であり
、さらには耐熱性、耐アルカリ性においても表面異状が
ルＲめられた。

比較例　２実施例１において導電性被膜の反対面のＳ　ｉ　０２被
膜を設けない以外は、すべて同様に行ったところ、シー
ト抵抗１５０Ω／′口、全光線透過率８４％、接着性は
良好で必ったが耐熱テストにおいてたわみが認められた
。

［発明の効果］本発明により得られる導電性を何するプラスチック成形
体には、以下のような効果がある。

（１）優れた耐熱性をイラするため、熱膨服、収縮によ
るたわみが発生せず、液晶表示電極、画像入力素子など
の熱処理による後加工か必要な分野において有用である
。

（２）高い透明性と低い抵抗値を有する。

（３）軽量、耐衝撃性、耐久Ｈに優れる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明実施例１で得られたプラスチック成形体
の断面図を示す。１ニブラスチック塁仮　２ニハード」−１・被膜３：導
電性を有する被膜　４：金属酸化物被膜特許出願人　東
　し　株　式　会　社

Claims

【特許請求の範囲】

両面にハードコート被膜を有するプラスチック基板の片
面の少なくともその一部に、導電性を有する被膜を設け
、さらに該基板の反対面に金属酸化物被膜を設けたこと
を特徴とする導電性を有するプラスチック成形体。