JPH03217466A - 耐湿潤性に優れた不燃性無機系導電性塗料組成物 - 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】 コ産業上の利用分野： 本発明は、耐湿潤性に優れた不燃住無機系導電性塗料組
成物（以下、単に塗料と５）う）に関し、各種電子機器
、電磁波ンールド材等の塗料として広く利用される。

〔従来の技術〕

従来、有機系の導電性塗料は、塗装時の溶剤蒸気による
火災等、更に塗膜の燃焼時での有毒ガスの発生等の不具
合から、水溶性珪酸塩等の水溶性無機系バインダーを用
いたものが望まれている。

しかし、この無機系導電性塗料は、無機バインダの耐水
性の悪さという欠点により、余り多くは知られていない
が、以下のものが知られている。

例えば、Ｎ】で表面被覆されたグラファイトを用いた耐
熱性に優れる導電性塗料（特開昭６１−５　５−１　６
　８号公報）、焼成コークスを含む導電性塗料組成物（
特開昭６２−２０５７３号公報）が知られている。

二発明が解決しようとする課題二 しかし、前者の導電性塗料は耐熱性向上を目的とし、後
者のものは高導電性を目的としたものであり、耐湿潤性
向上を目的としたものではない。

また、これろは各種水溶性珪酸塩をパインダとして用い
ているが、このバインダは、一般に耐水性，湿潤性等が
悪いため、例えば、高湿潤下での導電性の保持を要求す
る電磁波シールド材等には適さない。従って、そのため
硬化剤等の添加剤の添加、高温加熱等の方法が考えられ
るが、多量の添加剤の添加は、導電性粉体の混合を因難
にし、高温加熱は、導電性粉体の酸化につながるので、
いずれも塗膜の導電性低下の原因となる。又、硬化剤を
使用した場合には、２液性タイプの塗料となって取扱が
不便であり、可使時間も制限され、これに池の成分を添
加して変成等を行った場合には、密着性、成膜性等のバ
インダーとしての性質が低下し易い。従って、し）ずれ
も導電性塗料として十分な性能を示さない。

本発明は、上記観点に厘みなされたものであり、水溶性
無機系バインダである水溶性珪酸塩を用．）る導電性塗
料に関して種々研究を行い、特に高湿潤下で長時間導電
性を維持できる組成を見出し完成したものである。即ち
、本発明は耐湿潤性に優れた不燃性無機系導電性塗料を
提供することを目的とする。

口課題を解決するための手段〕 本発明の導電性塗料は、耐湿潤性に優れたものであり、
導電性粉体と一般式Ｍ２Ｏ・ｎＳｉ○２（Ｍ：Ｌｉ、Ｎ
ａ，Ｋ，ｎ　：モル比）で表される混合水溶性珪酸塩の
うちの少なくともＬ１塩及びＮａ塩とを含み、該混合水
溶性珪酸塩のモル組成はＣ０．　４０−０．７５Ｌｉ。

■・Ｄ．２５〜０６０　　（Ｎａ２０”Ｋ２ｏ）Ｅ　　
’３　〜５ｓｉｏ２（但し、Ｎａｚ　Ｏ＞Ｋ２　０，　
　Ｌｉ２　０ｔＮａａ　〇一Ｋ２０＝１）であり、該混
合水溶性珪酸塩の水溶液の濃度が２５〜３５重量％であ
り、更に該水溶液に対する導電性粉体の配合割合が重量
比で０４〜１．０であることを特徴とする。

導電性扮体としては、銀粉、ニッケル粉、銅粉、カーボ
ン粉、窒化チタン粉、これらの粉体に表面処理した粉体
、マイカ又はセリサイト等の無機粉体を良導電性金属で
被覆した粉体等、通常の導電性塗料に使用されるものを
使用できる。尚、導電性、経済性等を考慮すると、これ
らのうち銅粉ニッケル粉等が好ましい。

前記混合水溶性珪酸塩は少なくともＬ】塩及びＮａ塩を
含む。これは以下の理由による。即ち、Ｎａ塩又はＫ塩
、更に両者の混合物をバインダとしてこれに導電性粉体
を混合した塗料の乾燥塗膜は、湿潤下で導電性が急速に
低下する。又、Ｌ１塩のみをバインダーとした場合には
耐湿潤性は大きいが、試験時間を長くすると急速な表面
電気抵抗値（Ｊ：Ｊ．下「抵抗値」という）の増大が起
こり、更に、塗膜の表面は粗く、亀裂や剥離を生じ易い
一方、Ｎａ塩、又はＮａ塩とＫ塩の混合物に、Ｌ１塩を
配合した混合水溶液珪酸塩バインダでは、塗膜の密着性
、成膜性が改善されると同時に、湿潤下での導電性の保
持能力も良好になる。

また、Ｎａ，○＞Ｋ２０とするのは、以下の理由ｊこよ
る。即ち、Ｌ１塩配合組成において、Ｋ塩は、Ｎａ塩に
比べ湿潤下での抵抗増加抑制作用が劣るが、塗膜の白化
（エフロレンセンス）を防止する効果があるので、用途
によっては配合するのが好ましい。以上より、白化防止
効果を雉持しっつ耐湿潤性を向上させるには、Ｎａ２０
＞Ｋ２　０とすることが必要である。

Ｓｉｎ２のモル比（ｎ）は３〜５の範囲である。この範
囲では、耐湿潤性、接着性及び成膜性を併せもつことが
できる。前記水溶液濃度は２５〜３５％である。この範
囲では導電性粉体との混合を容易にし、塗料として必要
な流動性を得ることができ、更に耐湿潤下での抵抗変化
が少ないからである。また、この水溶液に対する導電性
粉体の配合割合は、重量比で０．４〜１．０である。こ
れが０．４未満では、塗膜中の導電性粉体が希薄となっ
て、導電性の良い塗料は得られず、１．　　０を越える
と、塗料の見掛け上の粘性が大きくなって塗布が困難に
なり、更に、得られる塗膜の導電性も悪くなる。これは
、導電性粉体に対するバインダーの量不足によって導電
性粉体間の接着性が悪＜フヨるためと考えられる。

前記組成の水溶液の調製方法は特に限定されるものでは
ないが、通常、珪酸リチウム水溶液、珪酸ナ｝　ＩＪウ
ム水溶液又は珪酸カリウム水溶液を適宜混合する。また
、本塗料の乾燥温度は、通常、水分を蒸発させて珪酸骨
格を強固にするに必要な温度以上で、導電性粉体の酸化
による導電性低下が起こる温度以下である。尚、この温
度は、通常、約１２０℃〜１８０℃である。

本塗料には、塗料の安定性を保つために、不燃性に影響
しない２重量％（以下、％という）以下のアルギン酸ナ
トリウムやポリアクリル酸ナトリウム等の有機系増粘剤
、又は導電性に影響を及ぼさない（例えば５％以下）ベ
ントナイト、１０％以下の粘土鉱物等の沈降防止剤、分
散剤等を添加することができる。また、湿潤性を確実に
するために、導電性、密着性、成膜性等を著しく低下さ
せることのない耐水性向上剤、使用前に添加する硬化剤
、更に、塗膜の性質の改善をするため不燃性を維持でき
る範囲の合成樹脂やそのエマルジョン等も配合できる。

〔作用コ 前記水溶性珪酸塩の性質は、主にアルカリ金属（Ｍ）の
種類とモル比（ｎ）によって異なる。例えば、耐水性は
、Ｌｉ２０＞　　Ｋ２０≧Ｎａ２０の順であり、接着性
や成膜性は、Ｎａ２０＞Ｋ２０＞ＬｉｓＯの順である。

本発明においては、混合水溶性珪酸塩のため、湿潤下に
おける抵抗値がＫ塩単独の場合よりも小さいのみならず
、更にＬ１塩単独の場合に見られる試験時間を長くする
と生じる急速な抵抗値の増大も起こらない。即ち、単独
等の水溶性珪酸塩の湿潤下の抵抗値変化からは予想され
ない、長時間の導電性の保持が達成される。これは、Ｌ
ｉ塩の湿潤下における塗膜の導電性保持能力と、Ｎａ塩
の接着性、成膜性と、必要により添加されるＫ塩の接着
性、成膜性の相乗効果によって起こるものと考えられる
。また、同一アルカリ金属では、Ｓ１０２のモル比ｎが
大きい程耐水住をよいが、このｎが大きくなり過ぎると
、接着性や成膜性が低下し、ひいては耐湿潤性等にも影
響し、製造も難しくなる。本発明では、このｎが３〜５
のため耐湿潤性等に優れる。

また、本発明では、水溶液濃度及びこの水溶液に対する
導電性粉体の配合比も所定値であるので、適切な抵抗値
を維持でき、成膜性及び耐湿潤性にも優れる。

〔実施例〕

以下実施例により本発明を具体的に説明する。

実施例１ 珪酸リチウム水溶液（ｎ＝３．６、濃度２３％）及び珪
酸ナトリウム（ｎ＝３．０、濃度３９％）を混合して、
（０．４８Ｌｌ２０・０．５２Ｎａｚ　Ｏ）’　３．４
３　ｉｏ，組成で、濃度が２９％の混合珪酸塩水溶液を
調製した。この水溶液と導電性粉体（福田金属箔粉工業
■製電解銅粉ＦＣＣ−１１５Ａ）を重量比６：４　（比
；４／６＝０、６７）の割合で混合して塗料とした。こ
の塗料をガラス板にバーコートし、１６０℃で３０分乾
燥して試験片を製作した。塗料の厚さは約７０μｍであ
った。

この試験片を耐湿試験機を用いて、温度５０℃、相対湿
度９９％以上の条件下で放置し、表面抵抗の変化を測定
し、この結果を表及び図に示す。

抵抗測定は三菱油化■製ロレスタＦＰ型４針抵抗測定器
を使用した。試験後の塗膜は、亀裂、剥離等の異常は認
められなかった。

実施例２ 本実施例では、混合珪酸塩水溶液組成を（０．７１Ｌｉ
．Ｏ・０．２９ＮａｚＯ）　　・３．３Ｓｉ○２とし、
水溶液濃度を２５％としたこと以外は、実施例１と同様
に実施し、この結果も同様に表及び図に示す。試験後の
試験片はやや黒色を帯びたが、亀裂、剥離等の異常は認
められなかった。

実施例３ 本実施例では、更に珪酸カリウム（ｎ＝３．１、濃度４
０％）を用いて、（０．４８Ｌｉ２０・０．５２Ｎａ２
０・０．１２Ｋ．Ｏ）　　・３．３３ｌＯ２組成の３成
分水溶液とし、水溶液濃度を３０％としたこと以外は、
実施例１と同様に実施した。この結果も、同様に表及び
図に示す。試験後の試験片には、亀裂、剥離等の異常は
認められなかった。

實施例４ 本実施例では、導電性粉体として電解銅粉の代わりにカ
ルボニッケル粉を用いたこと以外は実施例１と同様に実
施し、その結果を表及び図に示す。試験後の試験片には
、亀裂、剥離等の異常は認められなかった。

実施例５ 本実施例では、被塗布物として内装用珪酸カルシウムボ
ードを用い、実施例３で用いた組成の塗料を用い、スプ
レーによって塗市した後１３０℃で３０分乾燥し、その
結果を表及び図に示す。試験後の試験片には、亀裂、剥
離等の異常は認められなかった。

実施例６ 本実施例では、水溶液組成として（０．６５Ｌ１２０・
０．３５Ｎａ２０）　・３．４Ｓ＋Ｏａを用いること、
その濃度が２７％であること以外は、実施例１と同様に
実施し、その結果を表及び図に示す。試験後の試験片は
、やや黒色を帯びたが、亀裂、剥離等の異常は認められ
なかった。

実施例７ 本実施例では、水溶液組成として（０．４３Ｌｌ２０・
０．５７Ｎａ，○）・３．６８１０２を用いること、そ
の濃度が２９％であること、乾燥温度を１３０℃、乾燥
時間を３０分としたこと以外は、実施例１と同様に実施
し、その結果を表及び図に示す。試験後の試験片は、亀
裂、Ｈ離等の異常は認められなかった。

比較例１ 本比較例では、混合珪酸塩水溶液に代えて珪酸リチウム
溶液（ｎ＝３．６、濃度２３％）のみを用いたこと以外
は、実施例１と同様に実施し、その結果を表及び図に示
す。試験後の試験片は、部剥離を生じた。また、場合に
よっては、塗膜全体が脱落するものもあった。

比較例２ 本比較例では、水溶液組成を（０．２９Ｌｉ，０　・０
．７　１Ｎａａ　Ｏ）　　・３．２　Ｓ　＋０２とし、
Ｌ】塩及びＮａ塩が本発明範囲から外れ、その濃度を３
３％としたこと以外は、実施例ｌと同様に実施し、その
結果を表及び図に示す。

比較例３ 本比較例では、珪酸リチウム水溶液（ｎ＝７．６、濃度
２２％）と珪酸ナトリウム水溶液（ｎ一３．０、濃度３
９％）を混合して調製した（０．５　４　Ｌ　ｌ　２０
・０．４６ＮａｚＯ）　　・５．５ＳｉＯ２組成の混合
水溶性珪酸溶液を用い、３ｉ０２組成が本発明範囲を越
え、その濃度を２５％としたこと以外は、実施例１と同
様に実施し、その結果を表及び図に示す。乾燥後の塗膜
の表面が粗く試験後の試験片は、一部剥離を生じた。

比較例４ 本比較例では、珪酸リチウム水溶液（ｎ＝３．６、濃度
２３　％）と珪酸ナ｝ＩＪウム水溶液（ｎ＝２．０、濃
度４６　％）を混合して調製したく０．４１ＬｉｚＯ−
０．５９Ｎａ２０＞・２．７３ｉ０．組成の混合水溶性
珪酸溶液を用い、８１０２組成が本発明範囲を下回り、
その濃度を３１％としたこと以外は、実施例１と同様に
実施し、その結果を表及び図に示す。

比較例５ 本ｈヒ較例では、実施例３て使用した３種類の水溶液を
混合して調製した（０．４２Ｌｉ＝０・０２６Ｎａ２０
・０．３２Ｋ２０）　　・３．３ＳｉＯ２組成の水溶液
を用い、Ｎａ塩くＫ塩となり本発胡範囲から外れ、その
濃度を３１％としたこと以外は、実施例１と同様に実施
し、その結果を表及び図に示す。

比較例６ 本比較例では、実施例１における水溶液と電解銅粉の配
合割合（重量比）６：４を７．５：２５　（比；２．５
／７．５＝０．３３）に変更したこと以外は実施例１と
同様に実施した。その結果、銅粉が少ないので、この塗
膜の乾燥後の表面抵抗はＫΩ／ｓｑ台となり高抵抗とな
った。

比較例７ 本比較例では、実施例１における水溶液と電解銅粉の配
合割合６゛４を４．６　（比；６／４＝１５）に変更し
たこと以外は実施例１と同様に実施した。その結果、銅
粉を多くしたにもかかわるず、この塗膜の乾燥後の表面
抵抗はＫΩ／　ｓ　ｑ台となり高抵抗となった。これは
、塗料が不均一でゴテコテとなるので均一に塗布できず
導電性粒子間の接触が不十分になるからである。

比較例８ 実施例１の水溶性珪酸塩を用いてこの珪酸塩濃度を２０
％と小さくした場合は、塗料としての適切な流動性を示
さず導電性粉体間の接着が弱くなるので高抵抗となる。

一方、同様にその珪酸塩濃度を４０％と大きくした場合
は、塗料の粘度が上がり、塗布が困難となる。更に、珪
酸塩水溶液と導電性粉体の重量比を１：１．２とした場
合は、均一な塗料とならず均一に塗布できない。一方、
その比が０．４未満となると導電性粉体間の接触が不十
分となり高抵抗となる。

以上のいずれの場合も、被塗布物に対して十分に密着性
のよし）塗膜を形成できず、しかも導電性粉体間の接着
も十分に良好ではなし）ので、たとえ塗膜を形成しても
、湿潤時間の経過に伴ってその塗膜の抵抗は変化し、耐
湿潤性はよ＜　フ６ｕ’ｐ実施例の効果 表及び図に示すように前記実施例においては、いずれも
１０００〜１５００時間という長時間高湿度下に曝され
ても、表面抵抗の変化が大変少なく、耐湿潤性が、比較
例と比べて、著しく優れる。特に、比較例２のようにＬ
１塩、Ｎａ塩の組成を外すだけで著しく耐湿潤性が低下
し、また比較例３、４のように５１０２組成を外すだけ
でも同様であり、更に比較例５のようにＮａ塩くＫ塩と
するだけでも同様であり、たった２００時間後において
も著しく抵抗が上昇している。また、前記いずれの実施
例も試験後の塗膜の異常もなく、いずれも良好な密着性
、成膜性を示した。

更に、本実施例のいずれの場合も、湿潤下に長時間曝さ
れても表面抵抗値が約１〜２Ω／　ｓ　ｑ以下であり、
特に実施例１、３〜５では１５００時間後でも１８　４
〜１．８以下であるので、いずれもシールド材としての
性能に極めて優れる。

：発明の効果〕 本導電性塗料におし）では、前記作用に示すように、所
定の混合アルカリ珪酸塩組成をもち、所定のその水溶液
濃度をもち、かつ所定量の導電性粉体を含有するので、
即ちこれらの要素の相乗効果により、極めて耐湿潤性に
優れ、更に低抵抗、接着性．成膜性にも優れ、不燃性導
電性塗料として大変優れるとともにバランスのとれた性
能を示す。従って、各種電子機器、電磁波シールド材等
によ極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

図は実施例及び仕較例における試験時間と表面抵抗の関
係を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性粉体と一般式Ｍ＿２Ｏ・ｎＳｉＯ＿２（Ｍ
   ：Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、ｎ：モル比）で表される混合水溶性
   珪酸塩のうちの少なくともＬｉ塩及びＮａ塩とを含み、
   該混合水溶性珪酸塩のモル組成は〔０．４０〜０．７５
   Ｌｉ＿２Ｏ・０．２５〜０．６０（Ｎａ＿２Ｏ＋Ｋ＿２
   Ｏ）〕・３〜５ＳｉＯ＿２（但し、Ｎａ＿２Ｏ＞Ｋ＿２
   Ｏ、Ｌｉ＿２Ｏ＋Ｎａ＿２Ｏ＋Ｋ＿２Ｏ＝１）であり、
   該混合水溶性珪酸塩の水溶液の濃度が２５〜３５重量％
   であり、更に該水溶液に対する導電性粉体の配合割合が
   重量比で０．４〜１．０であることを特徴とする耐湿潤
   性に優れた不燃性無機系導電性塗料組成物。