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WO2001018137A1 - Dispersion a base de solvant organique de poudre conductrice et materiau d'enduction conducteur - Google Patents

Dispersion a base de solvant organique de poudre conductrice et materiau d'enduction conducteur Download PDF

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WO2001018137A1
WO2001018137A1 PCT/JP2000/005993 JP0005993W WO0118137A1 WO 2001018137 A1 WO2001018137 A1 WO 2001018137A1 JP 0005993 W JP0005993 W JP 0005993W WO 0118137 A1 WO0118137 A1 WO 0118137A1
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organic solvent
tin oxide
coupling agent
dispersion
conductive
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PCT/JP2000/005993
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Kaoru Isobe
Masanori Tomonari
Tsutomu Kikuchi
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Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to an organic solvent-based dispersion of conductive tin oxide powder exhibiting excellent dispersibility and having high transparency, and to an organic solvent-based conductive paint using the same.
  • the conductive paint of the present invention is useful for preventing a display surface of a display device, a surface protective material thereof, and a transparent base material such as a film from being charged, and also useful as an infrared shield for window materials of building materials and vehicles.
  • Film used for display surfaces of display devices such as cathode ray tubes (CRTs) and liquid crystal displays (LCDs), window materials such as clean rooms, glass materials used as packaging materials for IC packages, plastics, OHP, photographs, etc. Since various transparent substrates such as are generally insulators, they are easily charged with static electricity, and therefore, dirt and dust are easily attached to the surface. In the case of electronic equipment, problems such as malfunction due to static electricity occur.
  • CTRs cathode ray tubes
  • LCDs liquid crystal displays
  • a transparent material as a base material is kneaded with a conductive powder and molded, or a paint containing the conductive powder is applied to the surface of the base material.
  • tin oxide powder can be uniformly dispersed in a medium, it maintains high transparency and has excellent conductivity, and is a conductive powder suitable for such applications.
  • tin oxide powder has extremely strong hydrophilicity, and when used in organic solvent-based paint, it is difficult to disperse it in the paint, and sufficient transparency could not be obtained.
  • a method for improving the dispersibility of a tin oxide powder in an organic solvent-based paint a method of incorporating a dispersant such as a surfactant into the paint is known.
  • a dispersant such as a surfactant
  • it is necessary to incorporate a large amount of a dispersant into the paint and when a paint film is formed, the adhesion to the base material becomes poor, and the paint film strength is also reduced. Further, since the surface of the conductive tin oxide particles is covered with a non-conductive dispersant, the conductivity is also reduced.
  • the present invention overcomes the above-mentioned problems, exhibits excellent dispersibility in organic solvent systems even when the amount of dispersant is reduced as much as possible, and exhibits excellent transparency when used in organic solvent-based paints.
  • Another object of the present invention is to provide an organic solvent-based dispersion of conductive tin oxide powder exhibiting conductivity and adhesion, and a conductive organic solvent-based paint prepared by blending the dispersion.
  • a conductive tin oxide powder coated on the surface with an organometallic coupling agent is used as a dispersion with a dispersant and an organic solvent-based medium. It has been found that good dispersibility can be obtained even if the amount is greatly reduced, and that if a resin is mixed with this dispersion, a conductive paint with high transparency and conductivity and excellent coating film properties can be obtained.
  • the present invention has been completed.
  • the present invention provides an organic solvent-based dispersion medium containing an organic solvent-based medium as a dispersion medium, tin oxide powder having a particle surface coated with an organometallic coupling agent, and a dispersant. Further, it is a conductive paint obtained by mixing this dispersion and a resin.
  • the conductive tin oxide powder used in the present invention preferably has a specific surface area of 20 to 150 m 2 / g, more preferably 30 to 130 m 2 Zg, and still more preferably 40 to 200 m 2 / g. 100 m 2 Z g. If the specific surface area is smaller than the above range, the transparency and smoothness of the coated film will be reduced, and if it is too large, the required amount of dispersant and organometallic coupling agent will increase, resulting in film strength, adhesion, The conductivity decreases.
  • the shape of the conductive tin oxide powder is not particularly limited, such as a sphere, a needle, a tree, or a plate.
  • an oxide such as silicon, tungsten, zirconium, or aluminum may be dissolved in the tin oxide particles, or may be supported or coated on the surface of the tin oxide particles.
  • the loading or coating of these metal oxides may be performed before coating with an organic metal coupling agent described later, or may be performed simultaneously by coexisting with an organic metal coupling agent in a manufacturing process.
  • the coating may be performed after coating as long as the purpose of the coating is not impaired.
  • the method of loading and coating is not particularly limited.
  • the conductive tin oxide powder used in the present invention preferably contains different elements such as antimony, phosphorus, fluorine, tungsten, tantalum, and niobium in the tin oxide particles in order to further improve the conductivity.
  • Antimony is preferred.
  • the content of antimony is preferably a S b 2 0 3 with respect to tin oxide powder 0. 5 20% by weight 0 / o, more preferably 8 to 15% by weight 0 / o.If the amount of antimony is less than this range, the desired effect cannot be obtained.If the amount is too large, the coloring of the powder becomes strong. Is not preferred.
  • the conductive tin oxide powder used in the present invention includes, for example, (1) a method in which a tin compound solution is neutralized to form a hydrate precipitate of tin oxide, which is separated and calcined; (2) tin chloride; The product is produced by a method of hydrolyzing an alcohol solution of the above in water and separating and calcining the product, and the like.
  • the neutralization is performed by adding a solution of a compound of a different element to form a coprecipitate.
  • the conductive tin oxide powder used in the present invention needs to have its surface coated with an organometallic coupling agent. Even when used in combination with the dispersant described below, if the organometallic coupling agent is simply added to the dispersion, the desired effect of improving dispersibility is not recognized, and sufficient transparency cannot be obtained.
  • organic metal coupling agent examples include silane coupling agents such as hexyltrimethoxysilane, octyltrimethoxysilane, methacryloxypropyltrimethoxysilane, isopropinoletris (dioctylpyrophosphate) titanate, and tetra (2,2-diaryl).
  • silane coupling agents such as hexyltrimethoxysilane, octyltrimethoxysilane, methacryloxypropyltrimethoxysilane, isopropinoletris (dioctylpyrophosphate) titanate, and tetra (2,2-diaryl).
  • Titanium coupling agents such as oxymethyl-1-butyl) bis (ditridecyl) phosphite titanate, isopropylpropyltriisostearoyl titanate, and aluminum coupling agents such as acetoalkoxyaluminum dis
  • the coating amount of the organic metal coupling agent is preferably 0.0 :! To 30% by weight, more preferably 0.05 to 15% by weight. If the treatment amount is less than the above range, the dispersibility of the conductive tin oxide powder in the organic solvent-based medium is reduced. If the treatment amount is too large, the film strength, adhesion, and conductivity are reduced when the film is coated. And other problems.
  • the tin oxide powder into a high-speed stirrer such as a Henschel mixer, and stir the powder.
  • a high-speed stirrer such as a Henschel mixer
  • a dry method in which the coupling agent or a water or alcohol solution thereof is added, and the mixture is stirred to be uniform, and then dried.
  • the above-mentioned cup is stirred into a slurry in which tin oxide powder is dispersed in water.
  • a wet method in which a ring agent or a water or alcohol solution thereof is added, and the mixture is sufficiently stirred, and then filtered, washed, and dried, and any of them may be used.
  • the dispersion of the present invention preferably contains 10 to 70% by weight, more preferably 15 to 50% by weight, of a tin oxide powder coated with an organometallic coupling agent. If the content is less than this range, when a resin component is blended with the resin and used as a conductive paint, there arises a problem that sufficient conductivity cannot be increased. If the amount is too large, it is difficult to obtain an industrially good dispersion. It is preferable that the entire surface of the tin oxide particles is coated with an organometallic coupling agent.However, as long as the object of the present invention is not impaired, the tin oxide particles may include uncoated particles or particles that are only partially coated.
  • Dispersing agents include cationic compounds such as quaternary ammonium salts, anionic compounds such as carboxylate, sulfonate, sulfate, and phosphate, ether-type, ether-ester, ester-type, and nitrogen-containing type.
  • any nonionic type may be used, as long as it is adsorbed on the conductive tin oxide powder.
  • a cation type dispersant is preferable.
  • the conductive tin oxide powder has a negative charge in the surface of the solution, so that if the dispersant is cationic, it is electrostatically adsorbed and the effect is enhanced.
  • the amount of the dispersant in the dispersion is preferably from 0.01 to 20% by weight, more preferably from 0.1 to 15% by weight, even more preferably from 0.1 to 10% by weight. If the amount of the dispersing agent is too small, the tin oxide powder tends to aggregate in the dispersion or the conductive paint.
  • the amount is more than the above range, sufficient film strength will not be obtained when the film is coated, and the adhesion to the substrate will be poor.
  • the surface of the tin oxide powder is covered with a dispersant, which is an insulator. If the amount is too large, the conductivity is reduced.
  • one type of dispersant may be used alone, or two or more different types of dispersants may be used in combination. When two or more dispersing agents are used in combination, it is better to use a dispersing agent having a different solubility in an organic solvent-based medium as a dispersing medium, so that the dispersibility of the conductive powder is more stable when preparing a conductive paint. Can be held.
  • the organic solvent-based medium used as the dispersion medium is not particularly limited as long as it is an organic solvent generally used for coatings, such as toluene, butyl acetate, propynole alcohol, butyl alcohol, methynole ethyl ketone, and xylene. There is no.
  • the conductive powder organic solvent-based dispersion of the present invention is, for example, a pre-mixed conductive tin oxide powder coated with the coupling agent, a dispersant, and an organic solvent-based medium, which are then usually used in a sand mill, a ball mill, or the like. It is obtained by wet pulverization using a pulverizer and dispersed.
  • the solid content concentration during wet milling is preferably from 10 to 80% by weight, and more preferably from 30 to 60% by weight. If the solids content is higher than the above range, the fluidity decreases and wet pulverization becomes difficult. If the solids concentration is too low, the content of tin oxide powder in the dispersion decreases, which is not economical.
  • the final solid content concentration in the dispersion can be appropriately adjusted by adjusting the amount of the organic solvent-based medium according to the intended use.
  • the present invention is a conductive paint comprising the organic solvent-based dispersion and a resin.
  • the resin used in the conductive paint of the present invention is not particularly limited as long as it can be dissolved in the organic solvent-based dispersion medium.
  • acrylic resin alkyd resin, melamine resin, polyester resin, polyvinyl chloride resin,
  • An epoxy resin, a urethane resin, a phenol resin, an amino resin, a fluororesin, a polyvinyl alcohol resin, an ethylene vinyl acetate copolymer, an acryl-styrene copolymer, or the like can be appropriately selected and used.
  • the amount of the resin in the paint is preferably 5 to 90% by weight, more preferably 5 to 50% by weight.
  • the conductive paint of the present invention may contain additives commonly used in paints such as a stabilizer, a curing agent, and a polymerization initiator in addition to the above-described dispersion and resin. Can be appropriately selected and used.
  • a method of mixing the dispersion with a resin for example, a method of mixing a resin solution in which the resin is dissolved in a solvent in advance with the dispersion, and the like are given.
  • the dispersion and the resin or resin solution are mixed with a blade-type stirrer, disperser, homomixer,
  • a conductive paint can be easily obtained by stirring and mixing using a dissolver, an impeller mill or the like.
  • the thus obtained conductive paint of the present invention is applied to a base material such as an acrylic plate, a PVC plate, a film, a glass plate, etc. to form a coating film having both antistatic ability and transparency. can do.
  • a coating machine such as a bar coat or a spray coat can be used, or a normal coating method such as spin coating or dip coating can be used.
  • Spherical antimony-containing conductive tin oxide powder having a specific surface area of 70 m 2 Z g (SN-1 OOP: manufactured by Ishihara Sangyo) 100 g is put into a juice mixer, and the silane coupling agent AZ-6 17 is stirred.
  • the silane coupling agent was coated. The coating amount of the silane coupling agent was 2.5 weight based on the tin oxide powder containing antimony. /. Met.
  • sample A 40 g of tin oxide powder coated in this way, 3.2 g of cationic dispersing agent CB-50 (manufactured by Toho Chemical), 70 g of toluene and 160 g of zircon beads were charged into a glass bottle and painted. The mixture was pulverized for 90 minutes with a conditioner (Model # 51110 manufactured by Redddevil) to obtain an organic solvent-based dispersion (sample A) of the present invention. Sample A had a solids concentration of 38.2% by weight. /. Met.
  • Example B The same procedure as in Example 1 was carried out except that butyl acetate was used instead of toluene to obtain an organic solvent-based dispersion of the present invention (Sample B).
  • the solid concentration of Sample B was 37.5% by weight.
  • Example 1 the same treatment as in Example 1 was carried out except that a titanium-based pulling agent (KR-TTS made by Ajinomoto) was used instead of the silane-based pulling agent.
  • KR-TTS made by Ajinomoto
  • An organic solvent-based dispersion (sample C) was obtained.
  • the solid concentration of Sample C was 37.2% by weight.
  • the organic solvent dispersion of the present invention was treated in the same manner as in Example 1 except that a nonionic dispersant BYK-163 (manufactured by BYK) was used in place of the cationic dispersant CB-50.
  • a body (sample D) was obtained.
  • Sample D had a solid content of 37.2% by weight.
  • Example 1 needle-shaped antimony-containing conductive tin oxide powder (FS-10P: manufactured by Ishihara Sangyo) having a specific surface area of 30 Zg was used in place of the spherical antimony-containing conductive tin oxide powder. Except for the above, the organic solvent-based dispersion of the present invention (sample E) was obtained in the same manner as in Example 1. Sample E had a solids concentration of 38.0% by weight.
  • Example 5 Example 5 was repeated except that 1.6 g of the cationic dispersant CB-50 and 1.6 g of the thione dispersant OB-80E (manufactured by Toho Chemical Co.) were used in Example 5. To obtain an organic solvent-based dispersion of the present invention (Sample F). Sample F had a solids concentration of 38.1% by weight.
  • Example G had a solids concentration of 37.8% by weight.
  • Example H The same procedure as in Example 1 was carried out except that isopropyl alcohol was used instead of toluene in Example 1, to obtain an organic solvent-based dispersion (sample H) of the present invention.
  • the solid concentration of sample H was 37.3% by weight.
  • Example I organic solvent-based dispersion of the present invention.
  • Sample I had a solids concentration of 38.0% by weight. Comparative Example 1
  • Example 1 when the same treatment as in Example 1 was carried out except that the silane coupling agent was not coated, a paste was formed and a dispersion was not obtained. Therefore, no subsequent evaluation was performed.
  • Example G An organic solvent-based dispersion (sample G).
  • the solid concentration of Sample G was 37.2% by weight. Comparative Example 3
  • Example H The same treatment as in Example 1 except that the silane coupling agent was not coated and that the silane coupling agent AZ-617 11.0 g was added during pulverization with a paint conditioner. was performed to obtain an organic solvent-based dispersion (sample H). Sample H had a solids concentration of 37.2% by weight.
  • Example 1 the same treatment as in Example 1 was performed except that the coating amount of the silane coupling agent was increased to 10.0% by weight and no dispersant was used. No further evaluation was performed.
  • the tin oxide particles in the solvent-based dispersions (Samples A to H) obtained in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 2 and 3 were measured using a particle size distribution analyzer CAP A-700 (manufactured by Shimadzu Corporation). The ann diameter was measured and used as an index of the dispersibility of the dispersion.
  • the obtained conductive paint was applied to a glass plate with a bar coater so that the dry film thickness became 2.3 ⁇ , and after natural drying, it was irradiated with ultraviolet rays to obtain a coating film.
  • a digital ohmmeter (R-506 type, manufactured by Kawaguchi Electric Works)
  • the surface resistivity of the obtained coating film was determined by Haze meter (an index of the degree of haze of the coating film. A smaller value indicates higher transparency) using a haze meter (NDH-300A, manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.).
  • the pencil hardness was evaluated according to JISK540.
  • the present invention is a dispersion comprising a conductive tin oxide powder having a surface coated with an organometallic coupling agent, a dispersant, and an organic solvent-based medium, wherein the amount of the coupling agent and the amount of the dispersant are reduced as much as possible. Also show excellent dispersibility. Therefore, the dispersion of the present invention is mixed and stirred with an organic solvent-based resin or a resin solution by an easy operation to obtain a conductive paint having excellent transparency, conductivity and adhesion. Therefore, the present invention can provide an antistatic material such as a CRT, a window material for a clean room, a film and the like economically advantageously.

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Description

明 細 書 導電性粉末有機溶剤系分散体及び導電性塗料 技術分野
本発明は優れた分散性を示し、 高度の透明性を有する導電性酸化スズ粉末の有 機溶剤系分散体及びこれを用いた有機溶剤系の導電性塗料に関する。
本発明の導電性塗料は、 表示機器の表示面、 その表面保護材料、 フィルム等の 透明基材の帯電防止に有用であり、 また建材、 車両等の窓材の赤外線遮蔽として も有用である。
背景技術
ブラウン管 （C R T) 、 液晶ディスプレイ （L C D) 等の表示機器の表示面、 クリーンル一ム等の窓材、 I Cパッケージ等の包装材として用いられるガラス、 プラスチックスゃ、 O H P、 写真等に用いられるフィルムのような各種透明基材 は、 一般的に絶縁体であるため静電気を帯びやすく、 このため表面にゴミ、 埃な どが付着しやすい。 また、 電子機器の場合、 静電気によって誤動作を起こすこと などの問題が生じる。
これらの問題を解決するために基材となる透明性材料に導電性粉末を混練して 成形したり、 導電性粉末を配合した塗料を基体表面に塗布したりすることで対処 している。 酸化スズ粉末は、 媒体に均一に分散させることができれば、 高い透明 性を保持し、 導電性も優れており、 このような用途に適した導電性粉末である。 しかし、 酸化スズ粉末は、 親水性が極めて強く、 有機溶剤系塗料で使用する場合、 塗料中に分散させるのが難しく、 十分な透明性を得ることはできなかった。
酸化スズ粉末の有機溶剤系塗料での分散性を改良する方法として、 界面活性剤 等の分散剤を塗料中に配合する方法が知られている。 しかし、 十分な透明性を得 るには、 多量の分散剤を塗料に配合することを必要とし、 塗膜にした場合、 基材 との密着性が悪くなり、 また塗膜強度も低下する。 更に、 導電性酸化スズ粒子の 表面を導電性の無い分散剤が覆うことになる為、 導電性も低下する。
発明の開示 本発明は上記のような問題点を克服し、 可及的に分散剤量を低減しても有機溶 剤系で優れた分散性を示し、 有機溶剤系塗料に使用した場合、 優れた透明性、 導 電性、 密着性を示す導電性酸化スズ粉末の有機溶剤系分散体及びこれを配合して なる導電性有機溶剤系塗料を提供するものである。
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、 有機金属カップリング剤を表面に被覆し た導電性酸化スズ粉末を、 分散剤と、 有機溶剤系媒体とで分散体とすれば、 分散 剤の添加量を大幅に低減しても良好な分散性が得られること、 この分散体に樹脂 を混合すれば透明性と導電性が高く、 塗膜物性の優れた導電性塗料が得られるこ とを見出し、 本発明を完成した。
即ち、 本発明は分散媒としての有機溶剤系媒体、 粒子表面に有機金属カツプリ ング剤を被覆した酸化スズ粉末及び分散剤を含有する導電性微粉末有機溶剤系分 散体である。 更には、 この分散体と樹脂とを混合させてなる導電性塗料である。 発明を実施するための最良の形態
本発明で用いる導電性酸化スズ粉末は、 好ましくは比表面積が 2 0〜 1 5 0 m 2/ gであり、 より好ましくは 3 0〜： 1 3 0 m 2Z g、 さらに好ましくは 4 0 〜1 0 0 m 2Z gである。 比表面積が上記範囲より小さ過ぎると塗膜にしたとき の透明性や平滑性が低下し、 また大き過ぎると必要とする分散剤量、 有機金属力 ップリング剤量が増し、 膜強度、 密着性、 導電性が低下する。 導電性酸化スズ粉 末の形状は、 球状、 針状、 樹枝状、 板状等特に制限は無い。 さらに、 分散性改善 の目的でケィ素、 タングステン、 ジルコニウム、 アルミニウムなどの酸化物を該 酸化スズ粒子中に固溶させたり、 該酸化スズ粒子表面に担持または被覆させても 良い。 これらの金属酸化物の担持または被覆は、 後述する有機金属カップリング 剤による被覆の前に行なってもよく、 製造工程において有機金属力ップリング剤 と共存させることにより同時に行なってもよく、 さらに本発明の目的を害さない 範囲で被覆の後に行なってもよい。 担持や被覆の方法は特に限定されない。
本発明で用いる導電性酸化スズ粉末は、 導電性をさらに向上させるため、 該酸 化スズ粒子中にアンチモン、 リン、 フッ素、 タングステン、 タンタル、 ニオブな どの異種の元素を含有させることが好ましく、 特にアンチモンが好ましい。 アン チモンの含有量は、 酸化スズ粉末に対して S b 2 0 3として好ましくは 0 . 5〜 2 0重量0 /o、 さらに好ましくは 8〜 1 5重量0 /oであり、 アンチモンの量がこの範 囲より少な過ぎると所望の効果が得られず、 多過ぎると粉末の着色が強くなるの で好ましくない。
本発明で用いる導電性酸化スズ粉末は、 例えば、 （1 ) スズ化合物の溶液を中 和して酸化スズの水和物沈殿を生成させ、 これを分別し、 焼成する方法、 （2 ) 塩化スズのアルコール溶液を水中で加水分解し、 生成物を分別、 焼成する方法、 等の方法で製造されるが、 いずれを用いても良い。 また、 アンチモンなどの異種 の元素を含有させる場合には、 例えば、 上記 （1 ) の方法では、 中和する際に異 種元素の化合物の溶液を加えて共沈物を生成させることにより行うことができる。 本発明で用いる導電性酸化スズ粉末は、 その粒子表面に有機金属カップリング 剤が被覆されていることが必要である。 後述の分散剤と併用したとしても、 有機 金属カツプリング剤を単に分散体に添加するのであれば、 所望の分散性改良の効 果が認められず、 十分な透明性が得られない。
有機金属カップリング剤としてはへキシルトリメ トキシシラン、 ォクチルトリ メ トキシシラン、 メタクリロキシプロビルトリメ トキシシラン等のシランカップ リング剤、 イソプロピノレトリス （ジォクチルピロホスフェート） チタネート、 テ トラ （ 2， 2—ジァリルォキシメチル— 1—ブチル） ビス （ジトリデシル） ホス フアイ トチタネート、 ィソプロピルトリイソステアロイルチタネート等のチタネ 一トカツプリング剤、 ァセトアルコキシアルミニウムジィソプロビレート等のァ ルミニゥムカップリング剤などが挙げられる。 有機金属カップリング剤は、 1種 類を単独で使用してもよいし、 異なる 2種以上のカップリング剤を併用してもよ レ、。
有機金属力ップリング剤の被覆量は、 導電性酸化スズ粉末に対して好ましくは 0 . 0 ：！〜 3 0重量％、 さらに好ましくは 0 . 0 5〜 1 5重量％である。 処理量 が上記範囲より少な過ぎると、 導電性酸化スズ粉末の有機溶剤系媒体での分散性 が低下し、 多過ぎると、 塗膜ィヒした際、 塗膜強度、 密着性、 導電性の低下などの 問題が生じる。
有機金属カップリング剤を導電性酸化スズ粉末に被覆するには、 例えば （ 1 ) 酸化スズ粉末をヘンシェルミキサーなどの高速攪拌機に入れて攪拌しながら、 上 記カップリング剤、 またはこれらの水あるいはアルコール溶液を添加し、 均一に なるように攪拌した後、 乾燥する乾式法、 （2 ) 酸化スズ粉末を水中に分散させ たスラリーに、 攪拌しながら上記カップリング剤、 またはこれらの水あるいはァ ルコール溶液を添加し、 充分に攪拌した後、 濾過、 洗浄、 乾燥する湿式法、 等が あり、 いずれを用いてもよい。
本発明の分散体は、 有機金属力ップリング剤を被覆した酸化スズ粉末を好まし くは 1 0〜7 0重量％、 さらに好ましくは 1 5〜 5 0重量％含有する。 含有量が この範囲より少な過ぎると、 このものに樹脂成分を配合して導電性塗料として用 いる場合、 十分な導電性を上げられない問題が出てくる。 また多過ぎると工業的 に良好な分散体を得るのが困難になる。 酸化スズ粒子はその全面を有機金属カツ プリング剤で被覆されていることが好ましいが、 本発明の目的を害さない範囲で、 被覆されていない粒子や一部のみ被覆された粒子を含んでいてもよレ、。
本発明の分散体は、 これに配合されている導電性酸化スズ粉末の分散性、 安定 性を向上させるため、 分散剤を用いることが必要である。 上記の有機金属カップ リング剤を酸化スズに被覆するだけでは、 カツプリング剤の処理量を大幅に増し ても酸化スズ粉末を十分に有機溶剤系媒体中に分散させることは困難である。 分散剤としては、 第 4級アンモニゥム塩などのカチオン系、 カルボン酸塩、 ス ルホン酸塩、 硫酸エステル塩、 リン酸エステル塩などのァニオン系、 エーテル型、 エーテルエステル型、 エステル型、 含窒素型などのノニオン系の何れでも良く、 導電性酸化スズ粉末に吸着するものであれば特に限定されないが、 その中でも力 チオン系分散剤が好ましい。 通常、 導電性酸化スズ粉末は、 その表面が溶液中で 負の電荷を帯びているので、 分散剤がカチオン系のものであれば静電的に吸着さ れ、 効果が高くなる。 分散体中の分散剤の量は、 好ましくは 0 . 0 1〜2 0重量 %、 さらに好ましくは 0 . 1〜 1 5重量％、 さらに好ましくは 0 . 1〜1 0重量 %である。 分散剤の量が上記範囲より少な過ぎると、 酸化スズ粉末が分散体若し くは導電性塗料中で凝集しやすくなる。 上記範囲より多過ぎると、 塗膜ィヒした際 に十分な塗膜強度が得られず、 また基材への密着が悪くなる。 更に、 酸化スズ粉 末の表面を絶縁体である分散剤が覆うことになり、 その量が多過ぎると導電性が 低下する。 また、 本発明において分散剤は、 1種類を単独で使用してもよいし、 異なる 2 種以上の分散剤を併用してもよい。 2種以上の分散剤を併用する際は、 分散媒と しての有機溶剤系媒体に対する溶解度が異なるものを用いる方が、 導電性塗料を 作製する際に導電性粉末の分散性をより安定に保持することができる。
本発明の分散体において、 分散媒として用いる有機溶剤系媒体は、 トルエン、 酢酸ブチル、 プロピノレアルコール、 ブチルアルコール、 メチノレエチルケトン、 キ シレンなど一般的に塗料に用いる有機溶剤であれば特に制限は無い。
本発明の導電性粉末有機溶剤系分散体は、 例えば、 前記カップリング剤を被覆 した導電性酸化スズ粉末、 分散剤及び有機溶剤系媒体を予備混合した後、 サンド ミル、 ボールミル等の通常用いられる粉碎機を用いて湿式粉砕して分散させて得 られる。 湿式粉砕時の固形分濃度は好ましくは 1 0〜8 0重量％、 さらに好まし くは 3 0〜 6 0重量％である。 固形分濃度が上記範囲より高過ぎると、 流動性が 低下し、 湿式粉砕が困難になり、 低過ぎると分散体中の酸化スズ粉末の含有量が 少なくなり、 経済的でない。 分散体中の最終的な固形分濃度は、 使用する用途に 応じて有機溶剤系媒体の量を加減することにより適宜調整することができる。 更に本発明は、 前記有機溶剤系分散体と樹脂とからなる導電性塗料である。 本 発明の導電性塗料に用いる樹脂としては、 前記有機溶剤系分散媒に溶解するもの であれば特に制限はなく、 例えばアクリル樹脂、 アルキド樹脂、 メラミン榭脂、 ポリエステル樹脂、 塩ビー酢ビ樹脂、 エポキシ樹脂、 ウレタン樹脂、 フエノール 樹脂、 ァミノ樹脂、 フッ素樹脂、 ポリビニルアルコール樹脂、 エチレン酢酸ビニ ル共重合体、 アクリル一スチレン共重合体等を適宜選択、 使用することができる。 塗料中の樹脂の量は、 好ましくは 5〜9 0重量％、 さらに好ましくは 5〜 5 0重 量％である。
また、 本発明の導電性塗料には、 上記の分散体と樹脂以外に安定剤、 硬化剤、 重合開始剤など通常塗料に用いられる添加剤が配合されていても良く、 目的に応 じてこれらの添加剤を適宜選択して使用することができる。
本発明の導電性塗料を得るには、 例えば前記分散体と樹脂とを混合する方法、 樹脂を予め溶剤に溶解した樹脂溶液と前記分散体とを混合する方法等が挙げられ る。 分散体と樹脂または樹脂溶液とを羽根型攪拌機、 デイスパー、 ホモミキサー、 ディゾルバー、 インペラ一ミル等を用いて撹拌、 混合することにより容易に導電 性塗料を得ることができる。
このようにして得られた本発明の導電性塗料を例えば、 アクリル板、 塩ビ板、 フィルム、 ガラス板等の基材に塗布する事で、 帯電防止能と透明性とを併せ持つ た塗膜を形成することができる。 塗布には、 バーコート、 スプレーコートなど塗 装機を用いたり、 スピンコート、 ディップコートによる塗工など通常の塗布方法 を用いることができる。
実施例
以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、 本発明はこれらの実 施例に制限されるものではない。
実施例 1
比表面積が 7 0 m 2Z gの球状アンチモン含有導電性酸化スズ粉末 （S N— 1 O O P :石原産業製） 1 0 0 gをジュースミキサーに入れ、 撹拌しながらシラン カップリング剤 A Z— 6 1 7 1 (日本ュニカー製） とエタノールとの 1 4 (重 量比） 溶液 1 2 . 5 gを加え、 撹拌した後、 1 5 0 °Cの温度で 4 0分間乾燥して、 粉末粒子の表面にシラン力ップリング剤を被覆した。 なお、 シラン力ップリング 剤の被覆量はアンチモン含有酸化スズ粉末に対し 2 . 5重量。/。であった。
このようにして被覆された酸化スズ粉末 4 0 g、 カチオン系分散剤 C B— 5 0 (東邦化学製） 3 . 2 g、 トルエン 7 0 g及びジルコンビーズ 1 6 0 gをガラス 瓶に仕込み、 ペイントコンディショナー （レツドデビル社製 # 5 1 1 0型） にて 9 0分間粉砕して本発明の有機溶剤系分散体 （試料 A) を得た。 試料 Aの固形分 濃度は 3 8 . 2重量。/。であった。
実施例 2
実施例 1において、 トルエンに代えて酢酸ブチルを用いたこと以外は実施例 1 と同様に処理して本発明の有機溶剤系分散体 （試料 B ) を得た。 試料 Bの固形分 濃度は 3 7 . 5重量％であった。
実施例 3
実施例 1において、 シラン力ップリング剤に代えてチタン力ップリング剤 （K R— T T S 味の素製） を用いたこと以外は実施例 1と同様に処理して本発明の 有機溶剤系分散体 （試料 C) を得た。 試料 Cの固形分濃度は 37. 2重量％であ つた。
実施例 4
実施例 1において、 カチオン系分散剤 CB— 50に代えてノニオン系分散剤 B YK- 1 63 (BYK製） を用いたこと以外は実施例 1と同様に処理して本発明 の有機溶剤系分散体 （試料 D) を得た。 試料 Dの固形分濃度は 37. 2重量％で あった。
実施例 5
実施例 1において、 球状のアンチモン含有導電性酸化スズ粉末に代えて比表面 積が 30 Z gの針状ァンチモン含有導電性酸化スズ粉末 （ F S— 1 0 P ：石 原産業製） を用いたこと以外は実施例 1と同様に処理して本発明の有機溶剤系分 散体 （試料 E) を得た。 試料 Eの固形分濃度は 38. 0重量％であった。
実施例 6
実施例 5において、 分散剤としてカチオン系分散剤 CB— 50を 1. 6 gと力 チオン系分散剤 OB— 80 E (東邦化学製） を 1. 6 gを併用したこと以外は実 施例 5と同様に処理して本発明の有機溶剤系分散体 （試料 F) を得た。 試料 Fの 固形分濃度は 38. 1重量％であった。
実施例 7
実施例 1において、 トルエンに代えてメチルェチルケトンを用いたこと以外は 実施例 1と同様に処理して本発明の有機溶剤系分散体 （試料 G) を得た。 試料 G の固形分濃度は 37. 8重量％であった。
実施例 8
実施例 1において、 トルエンに代えてィソプロピルアルコールを用いたこと以 外は実施例 1と同様に処理して本発明の有機溶剤系分散体 （試料 H) を得た。 試 料 Hの固形分濃度は 37. 3重量％であつた。
実施例 9
実施例 5において、 トルエンに代えてメチルェチルケトンを用いたこと以外は 実施例 5と同様に処理して本発明の有機溶剤系分散体 （試料 I) を得た。 試料 I の固形分濃度は 38. 0重量％であった。 比較例 1
実施例 1において、 シラン力ップリング剤を被覆しないこと以外は実施例 1と 同様に処理したところ、 ペースト状になり分散体が得られなかったので、 以後の 評価は行わなかった。
比較例 2
実施例 1において、 シランカップリング剤を被覆しないこと、 分散剤 CB— 5 0の添加量を 8. 0 gに増量したこと以外は実施例 1と同様に処理して有機溶剤 系分散体 （試料 G) を得た。 試料 Gの固形分濃度は 3 7. 2重量％であった。 比較例 3
実施例 1において、 シランカップリング剤を被覆しないこと、 ペイントコンデ イショナ一での粉砕時にシランカップリング剤 A Z- 6 1 7 1 1. 0 gを添加 したこと以外は実施例 1と同様の処理を行ない有機溶剤系分散体 （試料 H) を得 た。 試料 Hの固形分濃度は 3 7. 2重量％であった。
比較例 4
実施例 1において、 シランカップリング剤の被覆量を 1 0. 0重量％に増し、 分散剤を使用しないこと以外は実施例 1と同様の処理を行ったところ、 ペースト 状になり分散体は得られなかったので、 以後の評価は行わなかった。
試験例
実施例 1〜 6及び比較例 2、 3で得られた溶剤系分散体 （試料 A〜H) 中の酸 化スズ粒子を、 粒度分布測定機 CAP A— 700 (島津製作所製） を用いてメジ アン径を測定し、 これを分散体の分散性の指標とした。
試料 A〜Hの固形分濃度をそれぞれの溶剤で 3 0重量％に希釈し、 この希釈し た試料 1 7 gと、 紫外線硬化型アクリル樹脂 （DPHA : 日本化薬製） 2. 5 g、 重合開始剤 (DETX-S ： 日本化薬製） 、 重合促進剤 （E PA： 日本化薬製） 及び溶剤 （各種分散体に用いた溶剤） 7. 7 gを混合、 撹拌して導電性塗料を得 た。
得られた導電性塗料をガラス板に乾燥膜厚が 2. 3 μπιになるようバーコータ —で塗布し、 自然乾燥後、 紫外線を照射して塗膜を得た。 得られた塗膜の表面抵 抗率をデジタルオームメーター （R— 506型、 川口電機製作所製） を用い、 へ ィズ率 （塗膜の曇り程度の指標。 値が小さい程、 透明度が高いことを示す。 ） を ヘイズメーター （N D H—3 0 0 A型、 日本電色工業製） を用いてそれぞれ測定 し、 さらに鉛筆硬度を J I S K 5 4 0 0に従って評価した。
これらの結果を表 1に示す。
表 1
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産業上の利用可能性
本発明は、 その表面に有機金属カツプリング剤を被覆した導電性酸化スズ粉末、 分散剤及び有機溶剤系媒体からなる分散体であって、 可及的にカツプリング剤量、 分散剤量を低減しても優れた分散性を示す。 従って、 本発明の分散体を、 有機溶 剤系の樹脂または樹脂溶液と容易な操作で混合、 撹拌して優れた透明性、 導電性、 密着性を有する導電性塗料が得られる。 このため、 本発明は、 経済的に有利に、 例えば C R T、 クリーンルーム用窓材、 フィルム等の帯電防止材料を提供するこ とができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 分散媒としての有機溶剤系媒体、 粒子表面を有機金属力ップリング剤で被 覆された酸化スズ粉末及び分散剤を含有する導電性粉末有機溶剤系分散体。
2. 酸化スズ粉末がアンチモンを含有していることを特徴とする請求項 1記載 の有機溶剤系分散体。
3. 有機金属力ップリング剤で被覆された酸化スズ粉末を 1 0〜 7 0重量％含 有してなる請求項 1記載の有機溶剤系分散体。
4. 酸化スズ粉末の比表面積が 2 0〜 1 5 0 mム Z gであることを特徴とする 請求項 1記載の有機溶剤系分散体。
5. 有機金属力ップリング剤として、 シランカツプリング剤、 チタネートカツ プリング剤及びアルミニウムカツプリング剤の 1種以上を用いることを特徴とす る請求項 1記載の有機溶剤系分散体。
6. 有機金属力ップリング剤の被覆量が、 酸ィヒスズ粉末に対して 0 . 0 1 〜 3 0重量％であることを特徴とする請求項 1記載の有機溶剤系分散体。
7. 分散剤の含有量が 0 . ◦ 1 〜 2 0重量％であることを特徴とする請求項 1 記載の有機溶剤系分散体。
8. 2種以上の分散剤を使用することを特徴とする請求項 1記載の有機溶剤系 分散体。
9. 分散媒としての有機溶剤系媒体に対する分散剤の溶解度がいずれも異なる ことを特徴とする請求項 8記載の有機溶剤系分散体。
10. 分散剤がカチオン系分散剤であることを特徴とする請求項 1記載の有機溶 剤系分散体。
11. 請求項 1 〜 7のいずれか 1項に記載の有機溶剤系分散体と樹脂とを混合さ せてなる導電性塗料。
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