JPH064709B2 - カ−ボンブラツク塗装プラスチツクス製品 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、帯電防止のためにカーボンブラックを塗装し
たプラスチックス製品に関するものである。

〔従来の技術〕

プラスチックス製品の帯電防止のために、種種の帯電防
止剤が知られているが、これらの物は湿度により効果の
変化や、摩耗、流失などによる効果の信頼性低下が大き
く、また効果自体もあまり大きなものではなかった。こ
のような欠点を改良した方法として、日本特許公報昭58
-1689号には、プラスチック成形品の表面に、カーボン
ブラックやグラファイトや金属などの導電性物質の粉末
を含む塗料を塗装し密着させて、更にその上に上塗りし
て、長期間安定した帯電防止効果が得られるプラスチッ
クス製品を得る方法が記載されている。然し、この方法
によると、カーボンブラック等の導電性物質の粉末によ
りプラスチック製品が黒色に着色してしまう為に、製品
の色調は上塗り塗料のみに頼ることになり、特に黒色以
外の着色には、極めて隠蔽力の大きい塗料を厚く塗布し
なければならない欠点があった。この為、上塗りには厚
い塗膜を要し、塗膜が厚いために、帯電防止性能が低下
する欠点があった。また、薄い塗膜で隠蔽力を向上させ
るために、顔料を多量に配合した塗料を用いると、塗膜
の機械的強度が低下し、場合によっては塗液の塗装作業
性が低下する欠点があった。また、プラスチックス製品
の着色手段としては、原料に着色剤を混合する方法が一
般的であるが、下地の色調が導電塗装によりかくされて
しまう為に、下地を着色しておく方法が有効に用いられ
ない欠点があった。また、下地に透明なプラスチックを
使用して、透視できるプラスチック製品を得ることも不
可能である欠点があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような現状に鑑み、従来方法の欠点を改良し、黒
以外に着色したプラスチックス製品や、透明なプラスチ
ックス製品に適用しても、下地プラスチックの色調や透
明性を生かすことができる表面強度が十分良好で帯電防
止性能の良いカーボンブラック塗装プラスチックス製品
を得ることが本発明の課題である。

〔問題を解決する為の手段〕

本発明は、表面に、導電性カーボンブラックをほぼ全体
として電気伝導性を保つ程度に連続してしかも顕微鏡的
な多数の微少な空隙を有する、微小網目状に塗装した、
カーボンブラック塗装プラスチックス製品であり、更
に、上記の微少な空隙が、薄い上塗り塗装によって、固
化したプラスチックスにより、ほぼ充たされている、プ
ラスチックス製品である。このような特殊な、全体とし
て電気伝導性を有し、多数の微少な空隙を有する微小網
目状の塗膜は、以下のようにして得ることができる。先
づ、導電性カーボンブラックを分散させた導電性塗料を
作る。導電性塗料は、溶媒または分散媒に、導電性カー
ボンブラック、および必要に応じて分散剤、バインダー
などを配合したものである。導電性カーボンブラック
は、製法、銘柄によって、粘度、分散性などが異なるの
で、配合に当っては個々の銘柄毎に配合試験を行って、
使用の適否を判断するのがよい。溶媒または分散媒との
組合わせで、分散性は非常に異なってくる。微少な網目
状に、塗膜に空隙を生じさせるには、カーボンブラック
の分散性と、成膜の過程が複雑な関係を有しているよう
である。分散性が著しく悪く、肉眼でも粗い凝集粒子が
多数認められるような塗料では、凝集粒子が塗膜から脱
落して他の物を汚染し易く、外観も劣るなどの欠点があ
るので、さけるべきである。顕微鏡的な微少な凝集粒子
については、或る程度含有させた方が望ましいと考えら
れる。このような微少粒子は、成膜の過程で比較的大き
なサイズの顕微鏡的な網目構造をつくり易いようであ
る。分散剤は、一般にカーボンブラック等の顔料の分散
剤として知られている、種々のものが使用できる。これ
らの多くは界面活性剤であり、カーボンブラックに或る
程度吸着されて、その表面の性質を変え、凝集を防止す
るものが多いようであるが、その作用はカーボンブラッ
クの銘柄や、分散媒、バインダーとの組合わせで変化す
ることが多いので、使用の適否、使用量等は、実験によ
って決めるのがよい。バインダーは、分散媒に可溶なも
のも、不溶なエマルジョン状のものも、使用可能であ
る。分散媒に可溶なものを使用する場合、カーボンブラ
ックと基材との接着力を主目的として、接着力の大きい
ものを撰択するのが通常の考えであるが、本発明の場
合、基材との接着力を目的とすることは、必ずしも必要
ではない。むしろ、カーボンブラックの分散力の大きい
樹脂を選ぶのがよい。分散力の大きい樹脂を、バインダ
ーとして用いる場合にも、なるべく少量用いるべきであ
る。過大な量のバインダーを用いると、一つにはカーボ
ンブラックの分散が良くなりすぎることと、一つにはカ
ーボンブラックの塗膜中濃度が下ることとによって、微
少網目状の構造をとりにくくなると考えられる。分散剤
やバインダーの使用適量は、カーボンブラックの銘柄に
よっても変るので、一概には云えないが、通常不揮発分
中にカーボンブラックが８％以上、なるべくは２０％以
上程度になるようにすべきで、なるべく分散剤やバイン
ダーの使用量を少くして不揮発分中のカーボンブラック
の比率を高めるようにすべきである。こうすることによ
って、顕微鏡的な微少な網目状に、カーボンブラックの
塗膜をつくることができる。塗料の不揮発分中のカーボ
ンブラックの比率が低くても、比較的分散性が悪い樹脂
や、分散にあまり関係しない不溶な樹脂のエマルジョン
などをバインダーとして、カーボンブラックが微小網目
状により、網目の間をバインダーでほぼ充たして基材と
よく接着した塗布層をつくることも可能である。このよ
うな塗膜には上塗りをする必要はない。然し一般には、
基材が決められると、その基材とよく接着できるバイン
ダーの種類は限られるので、接着もよく分散性も適当で
強度も十分な配合を決めることは、必ずしも容易でない
ことが多い。それで、接着性や強度は不十分でも、分散
性と塗布乾燥性の良い配合にして、これを塗布して顕微
鏡的な微小網目状の塗膜をつくり、更にこの上に、基材
とよく接着し強度も十分な上塗りをかけて、微小網目状
の塗膜を固定するのがよい。微小網目状の塗膜は、上塗
りの浸透を良くし、下地の色調や透明性をあまり阻害し
ないために、全体として導電性が発現できる限りは、な
るべく薄く塗ることが望ましい。この程度は、塗布する
導電塗料の配合によっても異なるが、カーボンブラック
の塗布量が、平面当りに0.8gr/m²程度以下に、薄くする
のがよい。通常0.1gr/m²以下でも十分に導電性が得られ
る。上塗りは、微小網目状の塗膜を、下地に固定するの
が主な目的であるから、下地との接着が良く塗膜の強度
の大きなものを撰択するのがよい。上塗りは、あまり厚
くする必要はなく、通常乾量で10gr/m²程度以下がよ
く、１gr/m²程度以下でも十分な強度を得ることができ
る。上塗りは透明なものが一般に用い得るが、所望によ
っては着色剤、滑剤、艶消し剤などを配合してもよい。

以上説明したような塗料を塗布する基材としては、プラ
スチックスの成型品、即ち射出成型、抑出成型、圧縮成
型などで成型された各種の製品を用いることができる。
着色品を目的とする場合は、原料に着色しておくのが一
般的であるが、着色塗料を塗布した製品であってもよ
い。又透明色を着色した透明品であってもよく、無着色
の透明品であってもよい。

基材に塗料を塗布するさいに、基材と塗料とのぬれや接
着を改善する為に、表面の洗滌、コロナ放電処理、火焔
処理その他の表面処理を行うこともできる。

塗料を塗布する方法は、基材の形状に合わせて撰択され
る。スプレー、浸漬、刷毛、スクリーン、グラビアロー
ラー等種々の方法で塗布することができる。

〔作用〕

本発明の塗装プラスチックス製品は、表面に導電性カー
ボンブラックの薄い連続した導電層を有しているので、
表面に帯電し難く、又他の物体を帯電させ難い。しか
も、カーボンブラックは、顕微鏡的な微細な多数の空隙
を有しているので、下地の着色や背後の物体が透過して
認められ、全体としてやゝ黒ずんだ色調になるが、各種
の着色をした製品や透明な製品を得ることができる。

なお、実施例中の表面抵抗率の測定は、下記の方法で行
った。巾１０mmの細長い短冊型の導電ゴム製電極２個を
用意する。両端を平行に切った試料片を用意し、平なゴ
ム板上に試料を置き、試料に直角に、試料の巾に等しい
間隔をあけて電極を圧着し、電極間の抵抗を測定し、こ
の値を電極間の正方形の試料表面の対辺間の抵抗、即ち
表面抵抗率とする。

実施例１ 導電性カーボンブラックと、分散剤としてアニオン界面
活性剤、バインダーとしてスチレンブタジエンラテック
スを配合して、導電性カーボンブラック0.5％、アニオ
ン界面活性剤0.4％、スチレンブタジエンラテックスの
不揮発分0.4％を含む導電性塗料をつくった。この塗料
は、ガラス板上に延ばして検査すると、わずかに凝集粒
子を含み薄く塗布乾燥した場合に、顕微鏡的な空隙を有
する微小網目状に凝集成膜し易い分散状態であった。

赤色に着色したポリスチレン板の表面に、上記塗料を乾
量で0.13gr/m²の割合でスプレーコートし更にその上
に、透明アクリル樹脂をＭＥＫとイソプロパノール混合
溶剤に溶解した上塗り塗料を、乾量で１gr/m²の割合で
スプレーコートして乾燥した。若干黒ずんでいるが暗赤
色の塗装板を得た。この塗装板の表面抵抗率を測定した
ら、５×10⁷Ωであった。カーボンブラックの塗布量
は、0.05gr/m²の割合である。この板を、ポリエチレン
フイルムで５０回摩擦して、直ちにリオン株式会社ＥＡ
03型静電場測定器により帯電圧を測定したら、０volt/c
mであり、極めて良好な帯電防止性能があることが示さ
れた。比較のため、基材を用いた赤色のポリスチレン板
を、同様にして帯電圧を測定したら、3000volt/cm以上
であった。この塗布板の顕微鏡写真を、第１図に示し
た。第１図に見るように黒色のカーボンブラックの、微
小な網目状の塗布物の間に、多数の微少な空隙が認めら
れた。この空隙を通して下地の色が認められ、かつ網目
状のカーボンを通って電気が伝導されるのであると考え
られる。

実施例２ 実施例１で用いたカーボンブラックの塗料を、緑色に着
色したポリスチレンのかご状の射出成型容器に浸漬法で
塗布乾燥し、更に実施例１で用いたアクリル樹脂の上塗
り液を、この上に浸漬法で塗布乾燥して、暗緑色のかご
状容器を得た。この容器を、未塗布の対称物と共に室内
に１ケ月放置し、ごみの付着を比較すると、対称物に比
べてはるかにごみの付着が少なく、帯電防止性能がすぐ
れていることが示された。塗布物の表面を顕微鏡で観察
したら、第１図と同様に、顕微鏡的な多数の微少な空隙
を有する微少網目状にカーボンブラックが塗布されてい
るのが認められた。

実施例３ 導電性カーボンブラック１％と、分散剤としてアニオン
界面活性剤１％と、部分けん化EVA樹脂0.8％とを含み、
エタノールと水の混合物を分散媒とする導電塗料を調合
した。この塗料は、ガラス板上に薄く延ばして検査する
と、わずかに凝集粒子を含み、薄く塗布乾燥した場合
に、顕微鏡的な空隙を有する微少網目状に凝集成膜し易
い分散状態であった。透明な硬質塩化ビニル板に、この
塗料を乾量で0.2gr/m²の割合でスプレーコートし、その
上に実施例１で用いたアクリル樹脂の上塗り塗料を乾量
で１gr/m²の割合でスプレーコートした。カーボンブラ
ックは0.07gr/m²の割合で塗布されている。黒ずんだ透
明な塗布板を得た。表面抵抗率は８×10⁶Ωであり、実
施例１と同様に測定したポリエチレンフィルムで摩擦し
た後の帯電圧は０volt/cmであった。未塗装の基材の摩
擦後帯電圧は3000volt/cm以上であった。塗装物の表面
を顕微鏡で検査したら、第一図とよく似た、微少な多数
の空隙を有する微少網目状にカーボンブラックが塗布さ
れている様子が観察された。

〔発明の効果〕

本発明のカーボンブラック塗装プラスチックス製品は、
導電性カーボンブラックが微小網目状に連なっているの
で、全体として表面に導電性があって、表面抵抗率が低
く、摩擦帯電圧が極めて低く、ごみが付着し難いなどの
効果があり、かつ、顕微鏡的な微小な空隙を有するの
で、空隙を通して下地の着色を見ることができるので、
下地からの黒以外の着色が可能であり、又透過して内容
物を確認できるなどの効果を奏する。

第１図は、本発明の実施例１の塗布物の顕微鏡写真であ
る。黒色の部分はカーボンブラックであり、網目状に全
体としてほぼ連続している。白色の部分は、下地が見え
ている部分であり、この部分はカーボンブラックのない
空隙になっている。

空隙の部分には、上塗りの透明なアクリル樹脂が充たさ
れてカーボンブラックを固定している。

【図面の簡単な説明】 第１図は、粒子構造の顕微鏡写真である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面に、導電性カーボンブラックを、ほぼ
   全体として電気伝導性を保つ程度に連続して、しかも顕
   微鏡的な多数の微少な空隙を有する、微少網目状に塗装
   した、カーボンブラック塗装プラスチックス製品
2. 【請求項２】微少な空隙が、固化したプラスチックスに
   よりほぼ充たされている、特許請求の範囲第(1)項記載
   のプラスチックス製品