导电性涂覆材料制造技术

本发明专利技术提供一种导电性涂覆材料，含有有机粘合剂成分和由外径１５～１００ｎｍ的碳纤维构成的三维网络状的碳纤维结构体，上述碳纤维结构体具有以上述碳纤维伸出多条的形态将该碳纤维相互结合的粒状部，并且该粒状部是在上述碳纤维的生长过程中形成的，该导电性涂覆材料的特征是，以涂覆材料整体的０．１～５０质量％的比例配合碳纤维结构体。该导电性涂覆材料在具有良好的覆膜强度的同时，能够发挥高导电性，并且可以很容易地将其色调设为所需的色调。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种新型的导电性涂覆材料。具体来说，本专利技术涉及一 种在具有良好的覆膜强度的同时，能够发挥高导电性，并且可以很容易 地将其色调设为所需色调的导电性涂覆材料。
技术介绍
一般来说，树脂材料或橡胶材料之类的有机高分子材料由于质轻、 成形性良好，另外发挥良好的机械强度、弹性等，因此在各种领域中被 作为产品主体、产品箱体、外装或内装部件等广泛使用。另外，此种有机高分子材料由于可以通过在有机高分子材料组合物 中配合颜料或染料等着色剂而很容易地着色，因此像这样将成形品自身 着色也是极为通行的做法，而对于将由有机高分子材料制成的成形品装 入而成的产品主体，在想要施加美观、质感、统一感等更为优异的高度 的彩色的情况下，则是在它们的表面实施涂刷而进行表面加工。例如，在汽车外装中，利用树脂材料形成以保险杠、前阻流板(front spoiler)、侧装饰板(side garnish )等为代表的众多部件，实施涂刷成 与由钢制面板构成的车门、机罩等其他外板部位同色或者具有统一感的 颜色。众所周知，在汽车涂刷中，在其中涂层、上涂层工序等中使用静 电涂刷方法(包括静电粉体涂刷)，然而树脂材料或橡胶材料之类的有 机高分子材料由于一般来说是电绝缘性优异的材料，因此难以进行此种 利用静电涂刷方法的涂刷。虽然可以在将树脂制部件与汽车主体分开地 另行涂刷后组装，但是不仅需要另外的涂刷生产线而使制造成本升高， 而且即使使用相同组成的涂料，也会因干燥、烘烤工序中的热过程的差 别等而在构件之间的色调上产生微妙的差别，从而很难作为整体实施统 一性高的涂刷。为此，在树脂制部件的表面涂布导电性底涂层而赋予导 电性，将树脂制部件安装在汽车主体上，与钢制外板一起接受利用静电 涂刷的中涂层、上涂层工序。以往，作为此种导电性底涂层，使用通过配合金属粉末或碳黑等导 电性粉末、表面活性剂、硅氧烷系及其他的高分子系防静电剂等来赋予 导电性的材料。另外，例如在用于印刷配线基板、液晶显示元件、有机EL元件等 中的导体、配线形成技术或防止电子部件的保存、输送中的静电破坏的 电子部件包装用片等领域中，也进行了意图对树脂材料或橡胶材料之类 的有机高分子材料的表面赋予导电性的尝试。作为此种领域中所用的导电性油墨，以往使用将碳黑等导电性粉末 配合到油墨组合物中的材料。但是，作为配合到如上所述的导电性底涂层、导电性油墨等导电性 涂覆剂中的导电性赋予剂，表面活性剂由于一般来说为低分子化合物，理，因此有向塑料或涂膜等的表面渗出的倾向，从而有产生带有涂膜的 基材之间相附着的成块(blocking)现象，且表面的表面活性剂容易被 清洗剂等擦掉而使效果逐渐降低等问题。另外，对于表面活性剂来说， 由于该表面活性剂中的亲水基利用所吸附的水分来体现导电性，因此还 有在低湿度的环境中不能发挥效果的问题。硅氧烷系及其他的以往的高分子型防静电剂虽然不会引起表面活 性剂那样的渗出，效果减少的情况少，但是与表面活性剂相同，由于是 利用水分来体现导电性的，因此只能在一定程度的高湿度的环境中发挥 效果，有防静电效果不够充分的问题。与此相对，如果使用上述金属粉末、碳黑等导电性无机填充剂，则 由于导电机理不依赖于水的吸附，因此有不受周围的湿度条件左右的优 点。但是，在配合了金属粉末、碳黑等的以往的导电性涂覆剂中，有如 下的问题，即，在涂覆剂中产生凝聚物，或涂覆剂的流动性随时间推移 而降低，变成固体形状，从而难以涂刷，或即使涂刷也无法获得足够硬 度的涂膜等。专利文献l中，作为导电性赋予剂提倡配合碳纳米纤维而成的导电 性涂覆材料。而且，专利文献l的关联部分的记载因该关联而被加入本说明书中。构成碳纳米纤维的石墨层通常来说具有规则齐整的六元环排列结 构，是具有其特异性的电性质并且具有在化学、机械及热方面稳定的性 质的物质。所以，如果可以通过将此种微细碳纤维分散配合在由涂覆剂 形成的覆膜的基质中，来产生如前所述的物性，则可以期待发挥优异的 特性。但是，另一方面，此种碳纳米纤维在生成时刻已经成为块，如果将 其直接使用，则有可能在基质中不会进行分散而造成性能不良。所以， 在想要使树脂等基质发挥导电性等规定的特性的情况下，则需要相当多 的添加量。专利文献l:美国专利第5098771号^兌明书
技术实现思路
所以，本专利技术的i果题在于，提供一种含有作为导电性赋予剂具有理 想的物性、利用少量的添加就可以不损害基质特性地改善电特性的新型 结构的碳纤维结构体的导电性涂覆材料。本专利技术的课题还在于，提供一 种在具有良好的覆膜强度的同时，还可以发挥高导电性，并且可以将其 色调很容易地设为所需色调的导电性涂覆材料。为了解决上述课题，本专利技术人等进行了深入研究，结果发现，为了 用很少的添加量也可以发挥足够的电特性提高效果，有效的做法是，使 用尽可能微细的碳纤维，并且将这些碳纤维一条一条地不分散地相互牢 固地结合，以稀疏的结构体保持于基质中，另外碳纤维自身的一条一条 是尽量缺陷少的材料，从而形成了本专利技术。即，解决上述课题的本专利技术是一种导电性涂覆材料，含有有机粘合 剂成分和由外径15~100nm的碳纤维构成的三维网络状的碳纤维结构 体，上述碳纤维结构体具有以上述碳纤维伸出多条的形态将该碳纤维相 互结合的粒状部，并且该粒状部是在上述碳纤维的生长过程中形成的， 该导电性涂敷材料的特征是，以涂覆材料整体的0.01 ~ 50质量％的比例 配合碳纤维结构体。本专利技术还给出 一种导电性涂覆材料，是被作为导电性底涂层使用的 材料。本专利技术还给出 一种导电性涂覆材料，是被作为导电性油墨使用的材料,本专利技术还给出如下的上述导电性涂覆材料，其特征是,结构体的面积基准的圆等价平均直径为50~100nm。本专利技术还给出如下的上述导电性涂覆材料，其特征是， 结构体的体积密度为0.0001 ~ 0.05g/cm3。本专利技术还给出如下的上述导电性涂覆材料，其特征是， 结构体以拉曼分光分析法测定的Id/Ig在0.2以下。上述碳纤维上述碳纤维上述碳纤维本专利技术还给出如下的上述导电性涂覆材料，其特征是，上述碳纤维的。本专利技术中，由于碳纤维结构体具有如下形状如上所述以三维网络 状配置的微细直径的碳纤维利用在上述碳纤维的生长过程中形成的粒 状部而相互牢固地结合，上述碳纤维从该粒状部中伸出多条，因此在所 形成的涂覆膜的覆膜中，该碳纤维结构体仍然保留稀疏的结构，具有高 分散性，即使是很少量的添加量，也可以在基质中以均一的扩散来配置 微细的碳纤维。如此，本专利技术的导电性涂覆材料中，即使通过比较微量 地配置上述的碳纤维结构体，也可以在所形成的覆膜的基质整体中均一 地分散分布微细的碳纤维，因此就可以在基质整体中形成良好的导电性 通道，提高导电性，另外对于机械特性、热特性等方面，通过在基质整 体中到处都配置由微细碳纤维构成的填料，也可以实现特性提高。另外， 由于碳纤维结构体的添加量可以比较少，因此所形成的覆膜的色调也不 会设为黑色度极高的色调，可以进行调整，例如即使是在作为淡彩色系 的涂刷的底涂层使用时，也可以不对其色调造成影响地以良好的发色进 行涂刷。附图说明图l是本专利技术的导电性涂覆材料中所用的碳纤维结构体的中间体的SEM照片。图2是本专利技术的导电性涂覆材料中所用的碳纤维结构体的中间体的 TEM照片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导电性涂覆材料，含有有机粘合剂成分和由外径１５～１００ｎｍ的碳纤维构成的三维网络状的碳纤维结构体，上述碳纤维结构体具有以上述碳纤维伸出多条的形态将该碳纤维相互结合的粒状部，并且该粒状部是在上述碳纤维的生长过程中形成的，该导电性涂覆材料的特征是，以涂覆材料整体的０．０１～５０质量％的比例配合碳纤维结构体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-10-25 310302/20051.一种导电性涂覆材料，含有有机粘合剂成分和由外径15～100nm的碳纤维构成的三维网络状的碳纤维结构体，上述碳纤维结构体具有以上述碳纤维伸出多条的形态将该碳纤维相互结合的粒状部，并且该粒状部是在上述碳纤维的生长过程中形成的，该导电性涂覆材料的特征是，以涂覆材料整体的0.01～50质量％的比例配合碳纤维结构体。2. 根据权利要求1所述的导电性涂覆材料，其特征是，是被作为导 电性底涂层使用的材料。3. 根据权利要求1所述的导电性涂覆材料，其特征是，是被作为...

【专利技术属性】
技术研发人员：半田浩一，苏比安托罗，塚田高行，大久保毅，单佳义，山内明，永岛学，
申请(专利权)人：株式会社物产纳米技术研究所，三井物产株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]