JPS62199663A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、導電性塗料組成物に関する。

（従来の技術） 導電性カーボンブラックまたはカーボンブラックとグラ
ファイトを溶剤型高分子材料と共に溶剤に均一分散させ
た導電性塗料は、優れた電気特性を有するため、各種電
気部品材料、！！築材料などとして各分野において広く
使用されている。

通常この導電性塗料は、カーボンブラックまたはグラフ
ァイト粉末と高分子材料を有機溶剤と共に均一に混練し
て調製されている。しかし、塗料ベースである高分子溶
液中にカーボンブラックまたはグラファイトを均一かつ
安定に分散させることは、各成分の比重、粒度、流動性
が異なるため、かなり困難であり、所定の抵抗値の塗膜
を再現性よく得ることは難かしい。また、分散が不均一
であると、カーボンブラックなどの混入量を多（しても
、その割に体積抵抗率を低くすることができないという
難点もある。

従来、カーボンブラックまたはカーボンブラックとグラ
ファイトを高分子溶液に均一に分散させる方法としては
、導電材料と高分子材料を予め２本ロール、ミキサーな
どで十分に混合したものを有機溶剤に混合して塗料にす
る方法、または導電材料と高分子材料を有機溶剤と共に
ボールミルなどで混練して塗料にする方法がとられてい
る。

しかし、前者の方法ではカーボンブラックと高分子材料
の粉末粒度が着しく異なるため、塗膜として均質なもの
ができず、体積抵抗率も大きく、再現性も悪い。これら
を解決するために機械的手段で強力に混合すると導電性
カーボンのストラフチャーが切断され、均一分散はでき
ても体積抵抗率は小さくならない。

一方、後者の方法では混練中粘度が高くなり均一な混線
物が得にくくなるため、溶液濃度を下げたり、導電材料
の混入量を少なくして粘度を下げて行われるので体積抵
抗率が大きい塗料しか得られない。

本発明者らは、多量のカーボンブラックまたはカーボン
ブラックとグラファイトから成る導電性材料（以下、導
電材という）を高分子材料中に均一に分散させた溶剤型
導電性塗料を得るため、鋭意研究を重ねた結果、予め導
電材を有機溶剤中にボールミルなどにより均一分散させ
た分散液と有機溶剤に溶解させた高分子材料を混合する
ことによって目的を達成しうろことを見い出し特許出願
（特開昭５８−１３２０５８号）した。しかしながら、
この導電性塗料は体積固有抵抗値が尚、大きく、またそ
の変動幅も大きい上に、更に外温に伴う抵抗変化も大き
いという欠点があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は上記従来の欠点を解消した体積固有抵抗
値が小さく、またその変動幅も小さく、更に昇温に伴う
抵抗変化も小さい改良された導電性塗料組成物を提供す
ることにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は（、）カーボンブラック及Ｖ／又はグラファイ
トの有機溶剤分散物、及び（ｂ）有機溶剤に溶解しうる
高分子材料の有機溶剤溶液を混合した後、真空脱気処理
して得られる導電性塗料組成物に係る。

導電性カーボンブラックは、比表面積が大きく、吸油性
が大きいため、高分子溶液と混練すると着しく粘度が上
昇し、均一な分散体を得ることはできないが、本発明に
従えば、導電材を有機溶剤中で５〜１５重量％濃度で混
練することによって低粘度（通常的ｉｏｏ〜５０００ｃ
ｐ、好ましくは約１００〜２０００ｃｐ）の均一な分散
液が得られ、この分散液を低粘度（通常的ｔｏｏｏ〜５
００Ｑｃｐ１好ましくは約１０００〜３０００ｃｐ）の
高分子溶液と撹拌混合することは容易で、しかも均一に
導電材が分散した導電性塗料が得られるのである。更に
攪拌を継続すると粘度が徐々に上昇し、分散液（ａ）お
よび溶液（ｂ）のいずれの粘度よりも粘度の高い（通常
的５０００〜１０００００ｃｐ、好ましくは約６０００
〜２００００ｃｐ）塗料組成物ができる。

本発明によれば、導電材を非常に高い割合で混入するこ
とかで慇、例えば高分子材料１００重量部に対して導電
材を１０〜２００重量部加え重量容易に均一な混合物を
得ることができる。

導電材であるカーボンブラックとしては、ＤＢＰ吸油量
１００−４００ｍ１／１００ｇ、平均粒径１０−７０μ
積のものが好ましく用いられる。

グラファイトとしては、結晶性で、粒径数μ〜数百μの
天然または人造グラファイトが用いられる。導電材は、
全組成物重量に対し１０〜６０重量％の割合で加えるの
が好ましい。

高分子材料としては、フッ素ゴム、ウレタンゴム、ビニ
リデンフルオライド／テトラフルオロエチレン共重合体
が好ましく例示でき、就中フッ素ゴムが特に好ましい。

本発明で用いるフッ素ゴムは高度にフッ素化された弾性
状の共重合体であって、待に好ましいフッ素ゴムとして
は通常４０〜８５モル％のビニリデンフルオライにとこ
れと共重合しうる少なくとも一種の他のフッ素含有エチ
レン性不飽和単量体との弾性状共重合体が挙げられる。

またフッ素ゴムとしてポリマー頻にヨウ素を含むフッ素
ゴム、例えばポリマー鎖末端に０．００１〜１０重量％
、好ましくは０．０１〜５重量％のヨウ素を結合し、前
記と同じ４０〜８５モル％のビニリデンフルオライドと
これと共重合しうる少な（とも一種の他のフッ素含有エ
チレン性不飽和単量体とからなる弾性状共重合体を主組
成とするフッ素ゴム（特開昭５２−４０５４３号参照）
もまた有効に使用することができる。ここにビニリデン
フルオライドと共重合して弾性状共重合体を与える他の
フッ素含有エチレン性不飽和単量体としではヘキサフル
オロプロピレン、ペンタ７ルオロプロピレン、トリ７ル
オロエチレン、トリプルオロクロロエチレン、テトラブ
ルオロエチレン、ビニルフルオライド、パーフルオロ（
メチルビニルエーテル）、パーフルオロ（エチルビニル
エーテル）、パーフルオロ（プロピルビニルエーテル）
などが代表的なものとして例示される。特に望ましいフ
ッ素ゴムはビニリデンフルオライド／ヘキサフルオロブ
ロビレンニ元弾性状共重合体およびビニリデンフルオラ
イド／テトラブルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピ
レン三元弾性状共重合体である。

有機溶剤としては、メタノール、エタノール、プロパ／
−ル、エチレンゲルコール、カルピトール、セロソルブ
などのアルコール、メチルエチルケトン、メチルイソブ
チルケトンなどのケトン類が用いられる。また、導電材
の混練用としては、これらのほかに、揮発速度などを調
整するために他の溶剤、例えばイソホロン、トルエン、
キシレンなどを用いることができる。

本発明の組成物には、上記成分の他に、所望により界面
活性剤、加硫斉ｑ１受酸剤、充填剤などを加えることが
できる。

界面活性剤は、主として導電材を溶媒中で混練する際に
用いられ、均一分散を促進する。また、脂肪酸エステル
を用いても同様の効果が得られる。

界面活性剤としては、いずれの界面活性Ｍも用いること
ができる。界面活性剤の具体例としては、非イオン性界
面活性剤としてソルビタンモ７才しエート、アルキルア
ルキロールアミドなど、陰イオン性界面活性剤としてラ
ウリルアルコール硫酸エステルナトリウム塩、陽イオン
性界面活性剤としてオキシエチレンドデシルアミンなど
が挙げられる。

界面活性剤は、導電材１００重量部に対して１〜３０重
量部、好ましくは４〜１５重量部の割合で用いられる。

加硫剤としては、アミノシラン化合物またはアミ／化合
物もしくはこれらの混合物が用いられる。

アミノシラン化合物としては、γ−７ミ７ブロビルトリ
エトキシシラン（以下、Ａ−１１００と言う）、Ｎ−β
−アミ７エチルーγ−アミ／プロピルトリメトキシシラ
ン、Ｎ−（トリメトキシシリルプロピル）エチレンジア
ミン、Ｎ−β−７ミノエチルーγ−アミ／プロビルメチ
ルジメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキ
シシラン、ノーβ−７ミノエチルーγ−７ミノプロビル
トリメトキシシランなどが挙げられる。

アミノ化合物としては、脂肪族炭化水素基に直結する少
なくとも１個の末端アミ７基を有するアミン化合物が好
ましく、その代表的な化合物を例示するとエチルアミン
、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンシルアミン、ア
リルアミン、ｎ−７ミルアミン、エタノールアミンなど
のモノアミン類、エチレンジアミン、トリメチレンジア
ミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンツアミ
ン、ヘキサメチレンジアミンカーバメート、Ｎ、Ｎ’−
ジシンナミリデンー１．６−ヘキサンツアミン、４．４
’−ビス（アミノシクロヘキシル）メタンカーバメー１
．３．９−ビス（３−アミノプロピル）−２，４，８，
１０−テトラオキサスピロ（５，５）ランチ。

カン（以下Ｖ−１１という）などのジアミン類、ジエチ
レントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチ
レンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミンなどのポリ
アミン類が挙げられ、就中、２個以上の末端アミノ基を
有するアミン化合物がより好ましい。

アミノシラン化合物及び／又はアミン化合物の添加量は
、通常フッ素ゴム１００重量部当り１〜３０重量部、好
ましくは１〜２０重量部である。

受酸剤としてはフッ素ゴムの加硫に通常用いられるもの
が同様に使用され、例えば２価金属の酸化物または水酸
化物の１種または２種以上が用いられる。兵隊的には〒
１ネシウム、カルシウム、亜鉛、鉛などの酸化物または
水酸化物が例示される。＊た前記充填剤としてはシリカ
、クレー、珪藻土、タルクなどが用いられる。

本発明の組成物は上記各成分を公知の手段により撹拌混
合した後、真空脱気処理することにより得られる。真空
脱気処理は冷却しながら、また攪拌しながら行うのが好
ましい。脱気処理の程度は有機溶剤の蒸気圧を考慮しな
がら適宜決定されるが、通常は約５００ｍｍ　Ｈｇ以下
、好ましくは約１００〜４００ｍｍ　Ｈｇの範囲が好ま
しい。

かくして得られた本発明の塗料組成物は、塗料の通常の
塗装法（へヶ塗り、浸漬、吹付けなど）によって基材に
塗布または含浸され、室温〜４００℃、好ましくは１０
０〜４００℃の温度条件下で乾燥、硬化させることによ
って目的とする導電性塗膜とすることができる。

（発明の効果） 本発明の組成物より得られる導電性ゴムの特性値は下記
のように改善される。

（イ）体積固有抵抗値（ρＶ値）が減少する。

（ロ）ρＶ値の変動幅が減少する。

（ハ）加熱時の抵抗変化率が小さい。

また塗料を糸又は布等の基材に塗布して発熱体とする場
合、次のようなメリットがある。

（ニ）塗料と基材との接着性がよくなる。

（ホ）導電性ゴムの機械的強度が向上する。

（実　施　例） 次に実施例及び比較例を挙げて説明する。

実施例１ 導電材としてカーボンブラック（商品名、ケッチェンブ
ラックＥＣ）１７ｇ及びグラファイト（商品名ＤＣＢ）
６８ｇを用い、これにメチルエチルケトン４９８ｇ及び
界面活性剤（商品名ユニスターＭ４７６）５ｇを加えて
ボールミルで１６時間混疎しで粘度が２０００ｃｐの分
散物を調製した。

一方ビニリデンフルオライド／ヘキサフルオロプロピレ
ン／テトラフルオロエチレン共重合体コム（ダイキン工
業株式会社製［ダイエルＧ５０１ＡＮＪ）８５、をメチ
ルエチルケトン２５５ｇに溶解して粘度５０００ｃｐの
溶液を調製した。

得られた分散物と溶液を平羽根タービンのついている撹
拌機により高速撹拌混合した。得られた塗料（粘度３０
０００ｃｐ）をステンレスビーカーに移し、透明のデシ
ケータ−に入れて真空ポンプで内部を１０ｍｍＨｇまで
減圧にした。塗料内部に含まれている空気の気泡は塗料
表面に大きな泡を発生し、約３０分後に泡の発生が無く
なった。この時点で真空脱気処理を中止して目的とする
塗料組成物を得た。

得られた塗料をドクターブレードでポリエステルフィル
ム上にｗｅｔ膜厚１０ミル（２５７μ１１１）に塗布し
、室内で１６時間自然乾燥した後、恒温槽で１６０℃で
３０分間乾燥して導電性フィルムを得た。

このフィルムの体積固有抵抗値を１０回測定したところ
、その平均値は０．０１６６Ω・ｃＩＩｌであった。

比較例１ 真空脱気処理を省略した以外は実施例１と同様にして導
電性塗料組成物を得た。

得られた塗料を用いて実施例１と同様の方法で導電性フ
ィルムを得て、その体積固有抵抗値を１０回測定したと
ころ、その平均値は０，０２０５Ω・ｃｍであった。

（以　上）

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）カーボンブラツク及び／又はグラフアイト
   の有機溶剤分散物、及び（ｂ）有機溶剤に溶解しうる高
   分子材料の有機溶剤溶液を混合した後、真空脱気処理し
   て得られる導電性塗料組成物。
2. （２）分散液（ａ）中のカーボンブラツク及び／又はグ
   ラフアイトの濃度が５〜１５重量％であり、分散液の粘
   度が１００〜５０００ｃｐである特許請求の範囲第１項
   記載の組成物。
3. （３）カーボンブラツクが導電性のアセチレンブラツク
   、フアーネスブラツク、チヤンネルブラツクまたはサー
   マルブラツクである特許請求の範囲第１項記載の組成物
   。
4. （４）溶液（ｂ）の高分子材料濃度が１０〜３０重量％
   であり、溶液の粘度が１０００〜５０００ｃｐである特
   許請求の範囲第１項記載の組成物。
5. （５）高分子材料がフツ素ゴム、ウレタンゴムまたはフ
   ツ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン共重合体であ
   る特許請求の範囲第１項記載の組成物。
6. （６）真空脱気処理前の組成物の粘度が５０００ｃｐよ
   り高く、かつ１０００００ｃｐ以下である特許請求の範
   囲第１項記載の組成物。
7. （７）高分子材料１００重量部に対しカーボンブラツク
   及び／又はグラフアイトを１０〜１５０重量部を含有す
   る特許請求の範囲第１項記載の組成物。
8. （８）真空脱気処理前の組成物から得たフイルムの体積
   固有抵抗率０．０１〜１．０Ω・ｃｍである特許請求の
   範囲第１項記載の組成物。
9. （９）組成物中の固形分含有量が１０〜４０重量％であ
   る特許請求の範囲第１項記載の組成物。