Notice: Undefined variable: fterm_desc_sub in /mnt/www/biblio_conv.php on line 353
エポキシ樹脂塗床組成物
説明

エポキシ樹脂塗床組成物

【課題】仕上がり外観が良く、導電性が良い導電性エポキシ樹脂塗塗床組成物を提供する。
【解決手段】長繊維炭素繊維にエポキシ樹脂がサイズされ、3〜6mm長に裁断されたチョップドファイバーを予め液状エポキシ樹脂組成物に分散し、これに導電性酸化亜鉛粉末を配合した導電性エポキシ樹脂塗床組成物で、前記チョップドファイバーがエボキシ樹脂組成物に0.15〜0.25重量%、前記導電性酸化亜鉛粉末が25〜32重量%てあり、さらに分散方法がロール分散であること。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、導電性エポキシ樹脂塗床組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、エポキシ樹脂は耐久性、耐薬品性もあり、常温での硬化が可能なため、塗り床に使用されている。一方、静電気により、樹脂フィルム包装などの帯電し易い工程を行う場所では引火による火災や、半導体や精密電子部品を扱う工場ではデバイスの破壊などの事故の可能性があり、これを防止するために塗り床材に帯電防止性能が求められ、エポキシ樹脂に導電性材料を配合した床材が用いられている。
【0003】
この導電性床材には、薄付けエポキシ樹脂塗床と厚付けエポキシ樹脂塗床があり、前者はエポキシ樹脂を溶剤で希釈したもので、塗布厚0.05〜0.2mmで、工期は短いものの、耐久性に劣るものであり、後者は無溶剤でまたは希釈溶剤は殆ど使用せず、塗布厚0.5〜1mmであり、耐久性はあるものの、導電性と外観、耐久性をすべて満たすことは難しい状況であった。
【0004】
エポキシ樹脂100重量部に対して、粒子径2〜20μmの導電性酸化亜鉛50〜150重量部、平均直径が10〜20μmで平均長さが0.3〜3mmの炭素繊維0.5〜6重量部、ポリエステル酸のアマイドアミン系分散剤0.1〜5重量部、特殊変性ビニル系重合物の消泡剤0.1〜5重量部、抗菌剤0.01〜0.1重量部または/および防黴剤1〜10重量部、を含有せしめた導電性床用塗材組成物が、安定した静電防止効果を有し、かつ着色可能で抗菌性能または/および防黴性能を付与可能な導電性床用塗材組成物となることが開示されている。(特許文献1)
【0005】
エポキシ樹脂100重量部に対し、白色導電性繊維10〜50重量部と室温硬化性硬化剤とを含有することを特徴とする導電性塗床材用エポキシ樹脂組成物が開示されている。(特許文献2)
【0006】
粒径が500μm以下の範囲にある硬質多孔性炭素材料、固形エポキシ樹脂、及び配合材を配合することにより、導電性組成物を製造し、この導電性組成物をプライマーとして、ローラーを用いて0.2Kg/m塗布し、導電性塗り床を形成することで、帯電防止性能を付与する導電性組成物、プライマー、床用上塗り材、導電性塗り床、及びその施工方法が開示されている。(特許文献3)
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開平11−71537号公報
【特許文献2】特開平4−224858号公報
【特許文献3】特開2005-97512号公報
【0008】
特許文献1の炭素繊維は等方性ピッチ系で短繊維であり、分散が十分にできず、炭素繊維の有効分散性が低く外観が瑕疵ができ易く、黒色炭素繊維が目立つものとなっていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
解決しようとする課題は、耐久性のある厚付け導電性塗床で、外観が良く、導電性が安定し、塗り付け作業性が良い導電性エポキシ樹脂塗床組成物を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0010】
請求項1の発明は、長繊維炭素繊維にエポキシ樹脂がサイズされ、3〜6mm長に裁断されたチョップドファイバーを予め液状エポキシ樹脂組成物に分散し、これに導電性酸化亜鉛粉末を配合することを特徴とする導電性エポキシ樹脂塗床組成物で、少ない炭素繊維で導電性が得られ、塗付作業性が良く、外観瑕疵が少ない塗床が得られる。
【0011】
請求項2の発明は、前記チョップドファイバーがエボキシ樹脂組成物に0.15〜0.25重量%、前記導電性酸化亜鉛粉末が25〜32重量%が含まれることを特徴とする請求項1に記載の導電性エポキシ樹脂塗床組成物で、導電性が得られ、作業性、外観瑕疵がなく、良好な組成物となる。
【0012】
請求項3の発明は、前記分散がロール分散であることを特徴とする請求項1及び2いずれかに記載の導電性エポキシ樹脂塗塗床組成物で、炭素繊維の分散が効率よくできて、塗材組成物の外観瑕疵がなく、優れる。
【発明の効果】
【0013】
本発明の導電性エポキシ樹脂塗床組成物は塗付作業性が良く、外観瑕疵が少ない特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】図1は抵抗値測定の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明は炭素繊維と導電性酸化亜鉛を導電材料として使用し、耐久性のある厚付け導電塗床が得られる。厚付け塗床に導電性を付与する場合、導電性材料が、エポキシ樹脂の硬化の過程で、沈降が起き、導電性の悪化を引き起こす、炭素繊維等の繊維を配合してこれを防ぐこともされているが、炭素繊維の分散が十分にできず、外観異常や、結束繊維が見え、淡色で、違和感が生じる等の問題を有していた。本発明は長繊維炭素繊維にエポキシ樹脂がサイズされ、裁断されたチョップドファイバーを予め液状エポキシ樹脂組成物に分散し、これに導電性酸化亜鉛粉末を配合することで、これらの問題を解消した。
【0016】
本発明に用いる炭素繊維は長繊維のもので、エポキシ樹脂でサイズされたものを用い、3〜6mm長に裁断されたチョップドカーボンファイバーを用いる。短繊維のものは直線性が劣り、開繊が不十分となり、仕上がり面で欠点が生じ易く、炭素繊維の導電性を有効に導くことができない。長繊維であれば、連続処理で、均一で、少量のサイズ加工ができ、エポキシ樹脂塗床組成物へ炭素繊維分散が容易であり、組成物硬化への影響もない。炭素繊維の重量に対して1〜3重量%が好ましい。長繊維の炭素繊維としてはPAN系や異方ピッチ系があり、繊維径7μm及び同等の効果を有する範囲が好ましい。サイズ剤として、エポキシ樹脂のうち、ビスフェノール型エポキシ樹脂が好ましい。
【0017】
導電性酸化亜鉛は酸化亜鉛に異種元素をド−プしたもので、アルミニウムをドープしたものがある。粒径は体積平均径(DV)4〜7μm或いは同等の効果を有する範囲で、粒径が小さいと組成物の塗膜導電性が得られず、粘度が上昇して作業性が得られない。粒径が大きすぎると粘度が低く組成物の保存安定性が得られない。
【0018】
本発明の炭素繊維を液状エポキシ樹脂組成物へ分散させる方法は剪断がかかる方法であれば、良く、ロール間圧力を利用した圧縮作用と、周速度が異なるロール間でのせん断作用により分散を行うものでロールミルが好ましく。3本ロールミルが好ましい。
【0019】
予め炭素繊維を分散する液状エポキシ樹脂組成物はロールミルの特性や導電性エポキシ樹脂塗床組成物に適う範囲で、発生する熱、或いは冷却等により適宜選択する。例えばビスフェノールA型液状樹脂に反応性希釈剤等を配合した液状エポキシ樹脂組成物とする。
【0020】
本発明に用いるエポキシ樹脂は硬化剤と組み合わせて硬化条件に合わせて選択する。ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、反応性希釈剤などエポキシ基を有するもので、反応性、硬度、接着力等で適宜単独或いは複数種類を配合できる。
【0021】
本発明のエポキシ樹脂硬化剤はアミノ基、メルカプト基を有する硬化剤等を組み合わせることができ、本発明で最も適する塗り床の使途で、導電性をより発現させ易くするため、脂肪族ポリアミン、変性脂肪族ポリアミン、ポリアミドアミン、ポリアミド、脂環式ポリアミン、変性脂環式ポリアミン、変性芳香族ポリアミン、3級アミン等のアミン化合物が挙げられ、例えば、ポリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジエチルアミノプロピルアミン、N-アミノエチルピペラジン、イソホロンジアミン、2,4,6−トリスジメチルアミノメチルフェノール、メタキシレンジアミン等が挙げることができる。好ましくは変性脂肪族ポリアミン系の硬化剤である。
【0022】
本発明の導電性エポキシ樹脂塗床組成物は塗布作業と硬化性を作業環境に応じて適宜選択する。塗布作業が良好な粘度を選択し、可使時間即ち硬化性を低くすると導電性材料、主に導電性酸化亜鉛が沈降し、導電性が低下する。また、色合いも沈降の影響を受ける。仕上がりに影響を大きく与える炭素繊維は導電性エポキシ樹脂塗床組成物の0.25重量%以下が好ましく、導電性酸化亜鉛は、34重量%以下が好ましく、塗布作業性から、32重量%以下がさらに好ましい。両者の下限は必要とされる導電性により適宜選択されるが、塗布量1kg/mでも10を導電性を有することとすると炭素繊維は0.15重量%以上、導電性酸化亜鉛が25重量%以上或いは同等の効果が得られる下限以上が好ましい。同等の効果が得られる下限とは例えば、実施例では配合容易性を考慮した配合としいるが、必須効果として、導電性、隠蔽性、塗布作業性とした場合、実施例と同等の効果が得られる下限を言う。
【0023】
この他、エポキシ樹脂塗材に汎用配合される物を使うことができる。粘性調整剤、沈降防止剤、消泡剤、難燃剤、表面改質剤、着色剤等を配合することができる。
【0024】
例えば、難燃剤は三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどを挙げることができる。
【0025】
消泡剤や表面改質剤は塗材の仕上がり性を良くするために、泡の早期除去や成膜時にピンホール、クレータ等の外観悪化を抑制するもので、シリコーン系オリゴマー、ポリマーやアクリル系ポリマー等の目的別組成物である。
【0026】
塗料として、顔料や充填剤の沈降、塗膜硬化時の色調の均一などに沈降防止剤や粘度調整剤が使用され、例えば、有機処理して親油性にしたベントナイトやシリカの微粉末を挙げることができる。
【0027】
着色剤としてフタロシアニン、アゾ、ジスアゾ、キナクリドン、アントラキノン、フラバントロン、ペリレン、ジオキサジン、縮合アゾ、アゾメチン、またはメチン系の紫、紺青、群青、カーボンブラック、コバルトグリーン等の無機顔料や、マイカ系顔料、金属粉末顔料を挙げることができる。
【0028】
図1に抵抗値の方法を示している。塗床組成物の導電性は接地抵抗の適切化を目的とするもので符号2の電極分銅と符号5のプライマーとの抵抗値となる、即ち塗床組成物の厚さ方向の抵抗値を示しているもので、プライマーは実使用では接地される。これは、床全体の接地抵抗を均一にするもので、プライマーの導電性は23φ1.5mm厚の銅板を電極とし、10cmの間隔をあけて、最大抵抗値が20kΩとなるように管理される。
【0029】
以下に実施例・比較例を記して詳細な説明をする。結果を表1に記した。
プレ分散配合1
jER828(三菱化学(株)、商品名、エポキシ等量184〜194、比重1.17、分子量約370)84重量部と、反応性希釈剤AED−9(ピイ・ティ・アイ・ジャパン(株)、アルキルC12−C13グリシジルエーテル)16重量部とチョップドファイバーHT C261 3mm(東邦テナックス(株)、繊維直径 7μm、サイジング剤 ビスフェノールA型エポキシ樹脂1.3%、長繊維を処理したもの)5重量部をディスパー型攪拌機で予備分散し、3本ロールを一回通し、プレ分散配合1とした。
プレ分散配合2
プレ分散配合1のチョップドファイバーHT C261 3mmをドナカーボS−231(大阪ガスケミカル(株)、商品名、等方性PITCH系カーボン短繊維)に変えた以外、プレ分散配合1と同じに行い、プレ分散配合2とした。
【実施例1】
【0030】
jER828を39.5重量部、希釈剤としてED−512B((株)ADEKA、商品名、スチレン化フェノール)を3.65重量部、AED−9を7.6重量部、導電性酸化亜鉛23−KA(ハクスイテック(株)、商品名、アルミニウムドープ酸化亜鉛、体積平均径(DV)4〜7μm)を38重量部、プレ分散配合1を5.2重量部、トナーET−4520TXF(大日精化工業(株)、商品名)を5.2重量部、沈降防止剤(jER828を75部、エスベン(林化成(株)、商品名、有機ベントナイト)15部、AED−9を10部を配合混合物)を1重量部、ポリフローS(共栄社化学(株)、商品名、アクリルポリマー、レベリング剤)0.85重量部、ディスパロンP−425(楠本化成(株)、特殊ビニル系重合物50%、消泡剤)0.7重量部を配合撹拌し、主剤とし、これに主剤に対して、20重量%のアデカEH257−70((株)ADEKA、商品名、変性脂肪族ポリアミン)を混合撹拌し、実施例1の導電性エポキシ樹脂塗床組成物とした。
【実施例2】
【0031】
実施例1のプレ分散配合1を4重量部とした以外実施例1と同じく行い、実施例2の導電性エポキシ樹脂塗床組成物とした。
【実施例3】
【0032】
実施例1のプレ分散配合1を6重量部とした以外実施例1と同じく行い、実施例3の導電性エポキシ樹脂塗床組成物とした。
【実施例4】
【0033】
実施例1の23−KAを31.5重量部、プレ分散配合1を5.2重量部とした以外実施例1と同じく行い、実施例4の導電性エポキシ樹脂塗床組成物とした。
【0034】
比較例1
実施例1のプレ分散配合1を無配合とした以外実施例1と同じく行い、比較例1の導電性エポキシ樹脂塗床組成物とした。
【0035】
比較例2
実施例1の23−KAを36.9重量部、プレ分散配合1を2.5重量部、とした以外実施例1と同じく行い、比較例2の導電性エポキシ樹脂塗床組成物とした。
【0036】
比較例3
実施例1の23−KAを24.5重量部、プレ分散配合1を5.2重量部、とした以外実施例1と同じく行い、比較例3の導電性エポキシ樹脂塗床組成物とした。
【0037】
比較例4
実施例1の23−KAを46.2重量部、プレ分散配合1を5.2重量部、とした以外実施例1と同じく行い、比較例4の導電性エポキシ樹脂塗床組成物とした。
【0038】
比較例5
実施例1のプレ分散配合1をプレ分散配合2とした以外実施例1と同じく行い、比較例5の導電性エポキシ樹脂塗床組成物とした。
【0039】
比較例6
実施例1のプレ分散配合1をプレ分散配合2、2.5重量部とした以外実施例1と同じく行い、比較例6の導電性エポキシ樹脂塗床組成物とした。
【0040】
比較例7
実施例1のプレ分散配合1をプレ分散配合2、6重量部とした以外実施例1と同じく行い、比較例7の導電性エポキシ樹脂塗床組成物とした。
【表1】

【0041】
導電性評価試験体:下地としてJIS A5430に適合する900×900mmスレート平板にエポキシプライマーとしてジョリエースJE−70(アイカ工業(株)、商品名、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、変性ポリアミドアミン系溶剤形、固形分30%)を短毛ローラーにて塗布量0.2kg/m塗布後、23℃相対湿度50%条件下5時間静置し、下塗りとしてJE−20(アイカ工業(株)、商品名、ビスフェノールA型エポキシ樹脂 変性脂肪族ポリアミン 無溶剤型)を金コテにて塗布量0.4kg/m塗布後、23℃相対湿度50%条件下24時間静置し、JE−2560(アイカ工業(株)、商品名、ビスフェノールA型エポキシ樹脂 変性ポリアミドアミン 固形分40%、導電性プライマー)を短毛ローラーにて塗布量0.2kg/m塗布後、23℃相対湿度50%条件下24時間静置したものを下地として用い、実施例、比較例の樹脂組成物を金コテにて塗布量1.0kg/mにて塗布し、23℃相対湿度50%条件下7日間静置したものを試験体として用いた。
【0042】
導電性:抵抗値測定:N.F.P.A.(米国防火協会)の方法に準じ、重量2.27Kg(5ポンド)、接地面の直径6.35cm(2.5インチ)である2つの電極分銅を91.4cm(3フィート)隔て実施例・比較例の試験体上に設置し、電極間に500Vの印加電圧をかけて抵抗値を測定し、5箇所測定の平均値を有効数字1桁に丸めたものを抵抗値とした。
*表中 測定上限の1000MΩを大きく超えるか、絶縁で測定できないもの。

【0043】
作業性:上記 試験体作成時、実施例・比較例の組成物を金コテ塗布する際、下記の評価をした。
○:容易に塗布できる。
△:多少粘り気があり塗布しにくい。
×:粘りが強く平滑に塗布できない。
【0044】
炭素繊維の分散性:上記 試験体を20cmの距離で観察した。
○:均一に分散し表面に平滑性がある。
△:炭素繊維の絡まりによる突起物がある。
×:塊が目立つ。
【符号の説明】
【0045】
1 絶縁抵抗計
2 電極分銅
3 導電性エポキシ樹脂組成物
4 基材
5 プライマー

【特許請求の範囲】
【請求項1】
長繊維炭素繊維にエポキシ樹脂がサイズされ、3〜6mm長に裁断されたチョップドファイバーを予め液状エポキシ樹脂組成物に分散し、これに導電性酸化亜鉛粉末を配合することを特徴とする導電性エポキシ樹脂塗床組成物。
【請求項2】
前記チョップドファイバーがエボキシ樹脂組成物に0.15〜0.25重量%、前記導電性酸化亜鉛粉末が25〜32重量%が含まれることを特徴とする請求項1に記載の導電性エポキシ樹脂塗床組成物。
【請求項3】
前記分散がロール分散であることを特徴とする請求項1及び2いずれかに記載の導電性エポキシ樹脂塗塗床組成物。

【図1】
image rotate


【公開番号】特開2013−87208(P2013−87208A)
【公開日】平成25年5月13日(2013.5.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−229517(P2011−229517)
【出願日】平成23年10月19日(2011.10.19)
【出願人】(000100698)アイカ工業株式会社 (566)
【Fターム(参考)】