JPS60219266A - 帯電防止用塗料 - 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】 本発明は病院、エレクトロニクス工場、化学実験室等の
床、壁、天井等に塗工して帯電を防止する塗料並びにこ
の塗料を利用したフィルムに関するものである。

近年、電子関連機器の急速な普及に伴い、ＩＣ１ＬＳＩ
、超ＬＳＩ等電子部品の需要増大も著しい。

これらの電子部品の生産工場や組立工場では、静電気や
帯電を除去する為、生産現場の床、壁、天井等に導電性
をもたせる試みがなされている。即ち、床面が作業者の
、履物の摩擦接触によりて帯電したり、室内空気流によ
りて壁、天井が帯電した場合には、この静電気が電子部
品に放電してこれを損傷したシ、微細な塵の除去を困難
にす一原因となるためである。乾燥塗膜の場合を例にと
れば、一般的には、静電気防止に有効な表面抵抗値は１
０’〜１０９Ωであるとされている。

また病院の手術室、化学実験室等では、引火性の強い薬
品、溶剤を使用する事が多く、火災や爆発を未然に防止
するためには、床を導電化して不可避に発生した静電気
を放電してしまうことが望まれる。反面、導電化する際
に過度に低抵抗化すると感電事故を誘発する可能性があ
るので、乾燥塗膜の表面抵抗値で１０’〜１０’Ω程度
が望ましいとされている。因みに、米国Ｎ　Ｆ　Ｐ　Ａ
　（Ｎａｔｉｏｎａｌ　ＦｉｒｅＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ
　Ａｓ５ｏｃｉａｔｉｏｎ）規格では、２Ｌ５Ｘ１０’
〜ｌＸｌ０’Ωである。

その他、メーター類の表示部ガラス、テレビブラウン管
、クリーンルームの窓ガラス、半導体装材料等、帯電防
止の用途は多種多様のものが考えられる。

従来、静電気の帯電を防止或いは除去する為には、導電
性粉体や導電性ポリマーが使用されてきた。しかしなが
ら、ニッケル、アルミニウム等の金属は酸化の問題があ
り、銀等の貴金属は高価で使用できず、カーボンブラッ
クは黒色である為、湿度依存性が強い為、低湿度環境下
では殆ど効果がない。このように、導電性の塗料を脚整
する上で、安価で、充分に満足できる素材はないという
のが実情である。

本発明者らは、白色粉体で、しかも比較的安価に入手で
きる導電性酸化亜鉛に注目し、これを結合剤溶液中に分
散して帯電防止用塗料とすることを検討したが、との塗
料により目標とする抵抗値を得るためには、結合剤に対
する導電性酸化亜鉛の比率を高くしなければならず、結
果的に塗膜表面に導電性酸化亜鉛が露出したり、塗膜強
度が不足して剥離が生じ易かった。しかも、目標抵抗直
が１０’Ω以下になると導電性酸化亜鉛では実現が困の
導電性酸化錫は導電性酸化亜鉛の約ｉｏ〜５゜倍の価格
であり、コスト面の制約があった。

かかる現状に鑑み、本発明者等は、鋭意研究を進めた結
果、（ａ）成分たる導電性の酸化亜鉛や酸化錫に対して
、下記のφ）成分又は（Ｃ）成分を混合すると、導電性
が著しく向上し、塗膜表面の抵抗値が下るとの知見を得
て本発明を完成するに至りた。

Φ）成分；アスコルビン酸、その光学異性体又は還元性
を有するこれらの誘導体 （Ｃ）成分；還元性糖類又はその誘導体導電性酸化亜鉛
は、酸化亜鉛に対して少量のアルミニウム、ガリウム、
スズ等■価の不純物金楓をドーピング剤として添加し、
焼成して得られるＮＷ半導体であり、ドーピング剤の種
類、量、温度、時間等の処理条件を適宜選択することに
より、様々な粒径、抵抗値のものを得ることができる。

また導電性酸化錫についてもほぼ同様であり、一般的に
はアンチモンをドーピング剤として、６椎の処理条件を
制御することによシ性能が決められる。

これらの導電性の酸化亜鉛や酸化錫は、粒径が細かいも
の程、塗膜内での相互の接触性に優れているので導電性
向上に効果があり、粉末粒径ｌμ以下、特にＯ，Ｓμ以
下のものが望ましい。特に、粒径ｏ、　ｉμ以下の微粒
粉末は透明性のある塗膜が得られるので有用である。

上記した導電性の酸化亜鉛や酸化錫は、酸素のような′
Ｒ１！Ｒ１分子が表面に吸着すると、伝導電子が内部に
追いやられるために、電気伝導性の減少がみられる。本
発明においては、アスコルビン酸の如＠（ｂ）成分又は
還元性糖類のＲＤき（Ｃ）成分を塗料中に配合した結果
、電気伝導性が向上するが、その理由は、（ｂ）成分又
は（Ｃ）成イ蒙表面に吸着した＃ｉ！、素を還元すると
同時に、（ｂ）成分又は（Ｃ）成分が（ａ）。

成分の表面に吸着する結果、（ａ）成分とその表面に吸
着した（ｂ）成分又は（Ｃ）成分との間に電荷の移動が
し 起こるために考えられる。

尚、プリント配線板の回路形成に使用する導電性塗料と
して、金属銅粉と銅化合物に、亜リン酸塩や次亜リン酸
塩の如き還元性物質を添加すると、導電効果を向上させ
ることが知られている。これらの回路形成用に使用され
る塗料は、金属銅粉を主体としているためにその個有の
色調により用途が制限される。また、亜リン酸塩等は銅
化合物中の銅分を金属銅として還元析出させて、この析
出した銅により金属銅粉の粒子間隙を埋めて、結果的に
導電性を向上させるものである。従って、亜リン酸塩、
亜硫酸塩、チオ硫酸塩等は、本発明の（ａ）成分たる導
電性の酸化亜鉛や酸化錫の如き半導体物質に対しては、
導電性向上効果を生じない。

本発明に用いる申）成分について説明すれば、アスコル
ビン酸はＬ−７スコルビン酸〔下記一般式（Ｉ）〕に代
表されるエンジオール基を持つ強い還元性のある物質で
あり、その光学異性体エリソルビン酸〔下記一般式（Ｉ
ｆ）　）と共に、上記のように導電性の酸化亜鉛や酸化
錫の導電性を高めるものである。同様に、還元性のある
アスコルビン酸誘導体としては、主に一般式（Ｉ）の１
．４，５．６位における反応誘導体を称するもので、例
えば、エーテル誘導体として、５−０−メチルアスコル
ビン酸等、エステル誘導体としてアスコルビン酸−６−
リン酸等のリン酸エステルやアスコルビン酸−６−硫酸
等の硫酸エステルや６−０−アセチルアスコルビン酸等
の有機酸エステルが挙げられ、この他にアミン誘導体で
あるスコルバミン酸等、アミジン誘導体、金属塩や塩基
性塩の誘導体であるアスコルビン酸ソーダ等、エンジオ
ール基（下記一般式（ＩＩ）　）の残存する物質が挙げ
られる。

−Ｃ＝Ｃ− 又、一般式情）に示したエンジオール基のオキシ基の１
個又は２個をアミノ基、チオール基、イミノ基で置換さ
れた誘導体も還元性を損わず、有効である。アスコルビ
ン酸の光学異性体であるエリソルビン酸についても、上
記同様な誘導体は同じ効果を持ち、本発明に有効である
。

一方、＜ｃ＞成分たる還元性糖類又はその誘導体として
は、還元性三糖類のメルトース、ラクトース、メルビオ
ース等、アルドース系のグリコールアルデヒド、グルコ
ース、キシロース、ガラクトース、アラビノース、マン
ノース等、ケトース系ノフルクトース、ソルボース、ジ
ヒドロキシアセトン等、２−ケトアルドン酸系の２−ケ
トグルコン酸等、ウロン酸系のグルクロン酸等が挙げら
れる。特にアルドース系、ケトース系及びウロン酸系は
還元性が強く、導電性向上効果が顕著で−ある。

上記（ｂ）成分や（Ｃ）成分の（ａ）成分に対する配合
比率は、＜ａ）成分１００重量部に対して、１０重量部
以下、好ましくは０．００５〜５重量部とする。０．０
０５重量部未満では導電性向上の効果が少なく、５重量
部を超えると逆に導電性が低下する傾向がある。（ｂ）
成分又は、（Ｃ）成分は、（ａ）成分の分散時または塗
料調成混合時に添加するのが通常であるが、予め（ａ）
成分と混合しておいても良い。

一方、塗料の結合剤を水系、有機溶剤系のいずれとし、
また具体的にいずれの結合剤を使用するかは、主として
塗工対象物の状況や環境によって選択される。

水系では、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、
ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロ
ース、でんぷん、変成でんぷん等の水溶性結合剤、酢ビ
−アクリル、アクリル酸、スチレン−ブタジェン、ポリ
エステル等のエマルジ冒ン系結合剤、を例示することが
できる。この他に結着力を有するポリスチレンスルホン
酸ソーダ、ポリアクリル酸ソーダ等の高分子電解質を結
合剤としても良い。

、有機溶剤型としては、アクリル酸、スチレン、シリコ
ン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アルキ
ッド樹脂、エポキシ樹脂等を例示することができる。

本発明においては上記の結合剤に限ることなく、また、
適宜２棟類以上を混合して使用してもよい。

この他、必要に応じて、助剤、無機顔料、染料、分散剤
、紫外線吸収剤等を添加して塗料を調製する。

（ａ）成分と結合剤の配合比率は目標とする塗膜の抵抗
値や強度により異なるが、結合剤が多すぎると（ａ）成
分相互の距離が太きくなるために抵抗が高くなるので、
通常、重量比で、４０（６０〜９５２つ このようにして得られた塗料はバー、スプレー。

ドクター、ブレード、ロー永準す毛等を使用して、導電
化処理を必要とする天井、壁面、壁紙や床面等の上に塗
布され、また、小さなものでは、ディピングにより表面
塗膜を形成される。

また、上記塗料を合成樹脂フィルムに塗工すれは、極め
て簡便に利用できる帯電防止用フィルムを得ることがで
きる。尚、この場合に支持体として使用するフィルムは
、厚さが数■あり−ても差支えないが、加工性の面から
一般的には０．２　ｗ以下の薄いフィルムが望ましい。

特に（ａ）成分として導電性酸化錫を使用した塗料を透
明性の合５３ｉ：樹脂フィルムに塗工して得られゐ帯電
防止用゛フィルムは、微粒の酸化錫を選択し、且つその
塗布量を少な目に調整することで、透明性のあるものを
製造することができる。

以上の如く、本発明に従って、（ａ）　ｆｆ分の少なく
とも１種と（ｂ）ｆｆ−分又は（ｅ）成分の少なくとも
１種とを結合剤中に分散して成る塗料は、これを塗布し
て得られる乾燥塗膜の表面抵抗値が極めて低いことを利
点とする。このために、塗布量低減によるコストダウン
を図ることができ、又、同一の塗布量とするのであれば
、結合剤の比率を多ぐして、乾燥塗膜の強度を向上させ
ることができる。更に、平均粒径０．２μ程度の導電性
酸化亜鉛を配合した塗料により得られる塗膜は白色であ
り、また導電性酸化錫の場合には、超微粒の粉末ではや
や灰色がかった透明な塗膜、０．１μ程度より大きい粉
末では白色の塗膜となる。従って、目標とする抵抗値を
考慮した上で、適宜、染料や顔料を加えて、調色するこ
と覗容易である。

更に、上記塗料を利用した帯電防止用フィルムは、上記
の特長をそのまま有するほか、目的物に応じて任意の形
状及び大きさに切取ることができ、るので利用が簡便で
ある。目的物が略平担である限り、この帯電防止用フィ
ルムを適用することができる。特に、透明性の帯電防止
用フィルムは、クリーンルームの窓ガラスやメーター類
の表示部ガラスにそのまま貼り付けて使用できるので、
利する。尚、説明中の部は重量部を意味する。

〔比較例１〕 比抵抗１９２Ｑ（１ｓ　ｏｋｙ／ｃｒｌ加圧）、加圧比
重１、ｓａｏ（７ｏｋｇ／ｄ加圧）の導電性酸化亜鉛（
白水化学製、平均粒径０．２μ）７０部と、飽和ポリエ
ステル樹脂（東洋紡製バイロン２０ＳＳ。

３０チ固形分濃度）１００部をあらかじめ混合し、アト
ライターにて２０分間分散し塗料を得た。この塗料をワ
イヤーパーにて、乾燥後の塗膜が２０μの厚さとなるよ
うに硬質の塩化ビニル製床タイル上に塗工し、乾燥固化
した後、塗膜表面の抵抗値を測定した。

尚、表面電気抵抗は９１０Ｒの距離を保って２つの電極
を置きその間の抵抗を測定した。

〔実施例１〕 比較例１の塗料中にフラクトース０．７　ｍを加えて、
良く分散し塗料とした。この塗料を使用した以外は比較
例１と同様にして、床タイル上に塗膜を形成し、その表
面抵抗値を測定した。

〔比較例２及び３〕 導電性酸化亜鉛と結合剤との固形分配合比率が同様にし
て塗料を―製し、塗工試験をした。

実施例１の塗料を使用した以外は同様にした。

〔比較例４〕 実施例１と同一の導電性酸化亜鉛１００部を予め溶解し
ｆｃ２０　％８２のスチレンブタジェン共重合体（シェ
ル化学製カリフレックスＴＲ−１１０２）４００部に混
合し、アトライターで１５分間分散して、塗料を得た。

この塗料をワイヤーバーにより、床タイル上に、乾燥後
の厚さが１２μの塗膜になるように塗工し、比較例４に
おいて、アトライター処理に先立って、ジヒドロキシア
セトンを１部添加した以外は同様にして塗料を得た。こ
の塗料を使用して、比較例１と同様にして塗工試験をし
た。

〔比較例５〕 実施例１と同じ導電性酸化亜鉛１００部と２．５１８度
のメチルセルシーズ溶液４００部をあラカじめ混合した
上、アトライターで４０分間分散し。

塗料を得た。この塗料をコート紙上にワイヤーバーを用
い乾燥後の塗膜がそれぞれ６μ及び１１μの厚さになる
よ５に塗工し、２０℃、５ｏチＲＨ囲気下に２４時間調
湿した後、塗膜の表面抵抗値を測足した。

〔実施例５−■〜５−■〕 比較例５においてアトライター処理前にガラクトース、
キシロース、メリピオース、又はグルクロン酸を０．１
部添加し、アトライターで分散処理した以外は同様にし
て、塗料を調製した。これらの塗料を使用して比較例５
と同様の塗膜を得て、その表面抵抗値を測足した。

以上の実施例及び比較例で得られた乾燥塗膜はいずれも
白色であった。その試験結果を表にまとめて示す。

夷 上記の表より塗料中に（ｅ）成分を添加することにより
、得られた白色の乾燥塗膜の表面抵抗値が大幅に低下す
ることが分る。従って、各実施例において、相対的に低
い表面抵抗値、即ち対応する比較例と等し１表面抵抗値
を得ようとすれば、塗料中の結合剤比率を増すことが可
能になるので、比較例よりも強い乾燥塗膜を得ることが
できる。

〔比較例６〕 ４１１Ｌ性酸化錫（三菱金属製Ｔ−１．Ｓｂドーピング
品、粒径０．１μ以下）１００部に対し、水分散型ポリ
エステル樹脂（東洋紡製ＭＤ−１２００，３４％固形分
濃度）９０部を添加し、アトライターにて３０分間分散
して塗料を得た。この塗料を厚さ２７μのポリエステル
フィルム上にワイヤーパーにて、２μの乾燥塗膜となる
よう塗工して帯電防止用フィルムを得た。このフィルム
の塗膜の゛表面電気抵抗は１．３Ｘ１０’Ωであった。

〔実施例６〕 比較例６における塗料中に、更に１５部のアスコルビン
酸を配合し、良く分散して塗料を＠た。

この艙科を使用して、比較例６と同様にポリエステルフ
ィルムに塗工して帯電防止用フィルムｆ得た。

本笑流側により得られた塗膜の表面電気抵抗は６、５　
Ｘ　１０’Ωと低く、色調は、僅かに灰色がかっ友透明
であっｆｃ、にのフィルムを計測器の表示部ガラス上に
貼り付けたところ、優れた帯電防止効果が得られた。尚
、塗料段階でみると、比較例６の塗料と比べて、粘度が
高く成膜性が良好であった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （リ　次に示す（ａ）成分の少なくとも１種と（ｂ）成
   分又は（Ｃ）成分の少なくとも１檎とを必須成分として
   結合剤溶液中に分散して成ることを特徴とする帯電防止
   用塗料。 （ａ）成分；導電性酸化亜鉛又は導電性酸化錫（ｂ）成
   分；アスコルビン酸、その光学異性体又は還元性を有す
   るこれらの誘導体 （Ｃ）成分；還元性糖類又はその誘導体（２）　（ａ）
   成分１００重量部忙対して、（ｂ）成分又は（Ｃ）成分
   を０．００５〜５重量部配合したことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の帯電防止用塗料。 （３）次に示す（ａ）成分の少なくとも１種と（ｂ）成
   分又は（Ｃ）成分の少なくとも１棟とを必須成分として
   結合剤溶液中に分散して成る塗料を、合成樹脂フィルム
   に塗工したことを特徴とする帯電防止用フィルム。 （ａ）成分；導電性酸化亜鉛又は導電性酸化錫（ｂ）成
   分；アスコルビン酸、その光学異性体又は還元性を有す
   るこれらの誘導体 （Ｃ）成分；還元性糖類又はその誘導体（４）　前記塗
   料が（ａ）成分１００重量部に対して、（ｂ）成分又は
   （Ｃ）成分を０．００５〜５重量部配合した塗料である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の帯電防止
   用フィルム。 （５）　前記（ａ）成分が粒径０．１μ以下の粉末であ
   り、且つ前記合成樹脂フィルムが透明性であることを特
   徴とする特許請求の範囲第３項又は第４項に記載の帯電
   防止用フィルム。