(57)【要約】【課題】従来、溶剤系の電磁波シールド塗料が提案されていたが、溶剤使用が環境その他の事情で好まれなくなり、水性の電磁波シールド塗料が求められていた。しかし、水性の電磁波シールド塗料では導電材料が沈降する、導電材料が酸化して性能劣化するなどの問題が解決されていなかった。【解決手段】鎖状ニツケル粉末又は／及び鱗片状ニツケル粉末と親油性基を持つモノマーおよび親水性基を持つモノマーとが使用された樹脂エマルジョンと組み合わせることにより上記の課題を解決できた。【選択図】なし。【特許請求の範囲】
【請求項１】
鎖状ニツケル粉末又は／及び鱗片状ニツケル粉末が、樹脂エマルジョンに配合されて調製されていることを特徴とする電磁波シールド塗料。
【請求項２】
親油性基を持つモノマー及び親水性基を持つモノマーが使用されて乳化共重合されてなる樹脂エマルジョンが使用されることを特徴とする請求項１記載の電磁波シールド塗料。
【請求項３】
親油性基を持つモノマーにシクロヘキシル（メタ）アクリレートが使用されることを特徴とする請求項１または２記載の電磁波シールド塗料。
【請求項４】
親水基を持つモノマーの親水性基が外側に配位して調整された樹脂エマルジョンが使用されることを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の電磁波シールド塗料。
【請求項５】
鎖状ニツケル粉末又は／及び鱗片状ニツケル粉末が、樹脂エマルジョンに配合されて調製された電磁波シールド塗料を下地に塗布したのち、上塗り塗料を塗布して仕上げることを特徴とする電磁波シールド塗料の施工法。
【請求項６】
親油性基を持つモノマー及び親水性基を持つモノマーが使用されて乳化共重合されてなる樹脂エマルジョンが使用されることを特徴とする請求項５記載の電磁波シールド塗料の施工法。
【請求項７】
親油性基を持つモノマーにシクロヘキシル（メタ）アクリレートが使用されるとともに、親水基を持つモノマーの親水性基が外側に配位して調整された樹脂エマルジョンが使用されることを特徴とする請求項５または６記載の電磁波シールド塗料の施工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は建造物の内外壁、電子機器の筐体などに使用される電磁波シールド塗料と其の施工法、詳しくは鎖状ニッケル粉末又は／及び鱗片状ニツケル粉末が樹脂エマルジョンに配合されて調製されている電磁波シールド塗料と其の施工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電磁波は家電、パソコン、暖房、照明、通信に係わる電子機器、各種動力源に採用されている電動装置、各種電力設備、各種制御システムなどから多量に発生している。このような電磁波はあらゆる場所で発生し、建物内部に入り込んだり、建物内で飛び交ったりして電子機器の誤作動、更には機密漏洩などの問題を生じせしめることになつている。また、電磁波の人体の健康上の悪影響についても、体調を狂わせる、白血病の原因になるなどの不安が取りざたされている。
【０００３】
このような問題や不安に対する対策として導電性塗料による電磁波シールドが提案されている。導電性塗料の一例として、導電性材料、例えば銅、ニツケル、アルミニュウム、鉄などの金属粉末、カーボン繊維などを樹脂バインダー中に分散させたものなどが採用されていた。
【０００４】
しかしながら、樹脂バインダーには樹脂を有機溶剤に溶解させたものが使用されていたため、広い面積に塗布した場合には有機溶剤が揮発して周囲を汚染し作業者が吸引するため健康上好ましくない、防火管理対策上好ましくないなどの問題があつた。また、電磁波シールド性の面でも必ずしも充分な性能を示していないという問題が残されていた。
【０００５】
また、金属粉末など導電性材料と水系バインダーとを組み合わせた場合には、導電性材料が沈降する、金属粉末が錆びて電磁波シールド性能が劣化するなどに問題が残されていた。
【０００６】
導電性材料がバインダー溶液中で沈降するという問題に対して、比重を軽くするために、樹脂中空体の表面にメツキ層を設ける方法や導電性塗料をコートする方法などが検討されているが、単離状態での処理が難しく処理工程が複雑になるために生産性が低い、コスト高になるなどの問題があり、採用されていない現状にある。また、金属粉末の防錆には効果的な方法が確立されていなかつた。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２７３６０９号
【特許文献２】特開２００２−８８２７７号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題、即ち樹脂バインダーに含有される有機溶剤に係わる健康上並びに防火管理上の問題を解決し、導電性材料が沈降する、金属粉末が錆びて電磁波シールド性能が劣化するという問題をも解決せんとして為されたものであり、以下詳細に説明する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記のような問題を解決するために、本発明においては導電性材料として鎖状ニツケル粉末又は／及び若しくは鱗片状ニッケル粉末と、水性の樹脂エマルジョンとを組み合わせて調製することにより所定の目的を達成することができた。
【００１０】
本発明に係わる鎖状ニツケル粉末は、一次粒子が球状で、一次粒子の集合体が三次元的な鎖状構造をもつもので、平均一次粒径が０．１〜５μｍのものが適している。０．１μｍ以下のものでは粘度上昇のため取り扱い上好ましくなく、５μｍ以上では分散性が悪いため適さない。
【００１１】
鱗片状ニツケル粉末は、ニツケル粉末を振動ミル、遊星型ボールミルなどの手段により鱗片状に加工されたもので、平均粒径が０．１〜２０μｍのものが使用に適している。０．１μｍ以下のものは粘度が高くなりすぎるため適さず、２０μｍ以上のものは分散性が悪いため好ましくない。
【００１２】
なお、ニッケル粉末には５〜３０μｍの球状タイプについて評価したところ、樹脂エマルジョンとの混和性に問題があり、沈降してしまうために使用に適さないことが判明している。
【００１３】
本発明に関わる樹脂エマルジョンとしては、親油性基を持つモノマーと親水性基を持つモノマーとが使用されて乳化共重合されてなる樹脂エマルジョン、具体例としてはアクリル樹脂系エマルジョン、スチレン・酢酸ビニル共重合樹脂系エマルジヨン、酢酸ビニル樹脂系エマルジョン、酢酸ビニル・アクリル共重合樹脂系エマルジョン、酢酸ビニル・ペオバ共重合樹脂系エマルジョンなどがある。
【００１４】
親油性基を持つモノマーにはシクロヘキシル（メタ）アクリレート、メチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸ベンジル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシルなどの炭素数１〜１２程度のアルキル基を持つ（メタ）アクリル酸エステル、（メタ）アクリロニトリル、スチレン、α−スチレン、ビニルトルエン、酢酸ビニルなどのモノマーが１種若しくは２種以上が使用される。
【００１５】
親水性基にはカルボキシル基、アルコキシシリル基、アミノ基、水酸基、スルホン酸基などがあり、これらを持つモノマーが１種若しくは２種以上が選定して使用することができる。
【００１６】
カルボキシル基を含有するモノマーには、アクリル酸、メタアクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、２−アクリロイルエチル琥珀酸などが挙げられる。
【００１７】
アルコキシシリル基を含有するモノマーには、γ−トリメトキシシリルプロピル  （メタ）アクリレート、γ−メチルジメトキシシリルプロピル（メタ）アクリレート、γ−トリエトキシシリルプロピル（メタ）アクリレート、ビニルメトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどが挙げられる。なお、アルコキシシリル基は加水分解性があり、現れた水酸基の状態としても親水性が得られる。
【００１８】
アミノ基を含有するモノマーにはジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチルアミノエチル（メタ）アクリレート、モノメチルアミノエチル（メタ）アクリレートのほか、（メタ）アクリル酸アミド、イタコン酸アミド、ジメチルアミノ（メタ）プロピルアクリルアミド、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メトキシメチルアクリルアミド、Ｎ−エトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メトキシメチル（メタ）クリルアミド、Ｎ−ブトキシメチル（メタ）アクリルアミドなどが挙げられる。
【００１９】
水酸基を含有するモノマーには、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸４−ヒドロキシブチル、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、シクロヘキサンシメタノールモノ（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシルなどが挙げられる。
【００２０】
スルホン酸基を持つモノマーには、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸、スルホキシエチルメタクリル酸、スチレンスルホン酸などが挙げられる。
【００２１】
これら樹脂エマルジョンの合成は、選定されたモノマーの総量並びに此れとほぼ等しい水の合計量に対して約０．５〜２０重量％の保護コロイド若しくは界面活性剤を添加した状態で、公知な乳化共重合に準じた方法により合成することができる。
【００２２】
樹脂エマルジョンの好ましい性状値としては、樹脂固形分４０〜６０重量％、粘度２００〜１０００ＣＰＳ／２５℃であつて、この性状値を外れないものであれば特に問題はない。
【００２３】
該樹脂エマルジヨンに対する鎖状ニツケル粉末、鱗片状ニツケル粉末の配合率は、樹脂エマルジョンの樹脂固形分１００重量部に対して１００〜３８０重量部以上が適合している。１００重量部以下では電磁波シールド性が得られないため本発明の目的を達成することができない。３８０重量部以上では塗料の流動性が低下して、塗布性  、塗布仕上がり性に問題が生じるため適さない。
【００２４】
電磁波シールド塗料として仕上るために、防腐剤、紫外線吸収剤、老化防止剤、充填材、粘度調整剤、垂れ止め剤などの配合材料が適宜添加される。
【００２５】
充填材は粘度調整、コスト調整、水分量の調整による塗膜乾燥性の向上、意匠性の付与などのために炭酸カルシウム、アルミナ、硅砂、クレー、カオリンなどから各種粒径のものが採用される。
【００２６】
粘度調整剤は、塗料としての好ましい粘度に調整するために配合されるもので、樹脂エマルジョンに悪い影響を及ぼさないものが使用される。
【００２７】
具体例として、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、カルボキシセルロース、アラビアゴム、グアーガム、デキストリン、ガラクタン、プルラン、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコールなどを適当量配合することができる。
【００２８】
垂れ止め剤は塗料の塗布時の垂れを防止するために配合されるもので、具体例として、粉末状シリカなどがあり、塗料の性状を勘案して配合量が選定される。
【００２９】
本発明になる電磁波シールド塗料の塗布は、壁面などの下地にプライマー塗布したのち、若しくは直接、下地に、鏝、刷毛、ローラー、スプレーなど塗料の塗布手段により２０〜３００ｇ／ｍ２塗布される。
【００３０】
なお、下地が石膏ボード、ケイ酸カルシウム板など脆弱な素材である場合には、下地にプライマーを塗布、乾燥させたのち塗布することが好ましい。プライマーとしては下地に浸透性の良好な低粘度の樹脂系プライマー、具体例として樹脂分が２０重量％以下り一液湿気硬化タイプのウレタン樹脂プライマーが好ましく、該プライマーであれば塗布すると下地に浸透するとともに湿気により硬化するため下地を簡便に補強することができる。
【００３１】
本発明になる電磁波シールド塗料はニツケル粉末の持つ色調である黒色を呈するため、施工場所にとつて黒い色調が適当でない場合は、本発明の電磁波シールド塗料を塗布、乾燥したのちに、相応しい色調の上塗り塗料が塗布されて仕上げられる。
【００３２】
上塗り塗料の仕上げは、水性、例えば、上記のような各種の樹脂エマルジョンに充填材、顔料などが配合されて調製された樹脂エマルジョン系塗料のほか、一般的に使用されている公知の各種油性塗料などが、刷毛、スプレー、鏝などの塗布手段により塗布することにより行うことができる。
【００３３】
また、上塗り塗料に珪藻土、硅酸カルシウムなど多孔質で吸放湿性の素材が配合された塗料、或いはトルマリンなど健康増進作用の認められるマイナスイオンを放出する素材が配合された塗料などが採用されれば、電磁波シールド性能に加えて、吸放湿効果或いは健康増進効果などを付与した複合仕上げとすることができる。
【００３４】
本発明になる電磁波シールド塗料にあつて、樹脂エマルジョン中に配合されたニツケル粉末が沈降を免れる理由については、必ずしも明らかではないが、上記のような親油性基を持つモノマーが重合の進行とともに樹脂エマルジョンの内部に配置されるとともに、上記のような親水性基を持つモノマーの親水性基が重合の進行とともに樹脂エマルジョンの外側に配置され、該親水性基にニツケル粉末が配位してズリ応力が大きくなり沈降が抑制されるためと推察される。
【００３５】
また、ニツケル粉末が酸化すると電磁波シールド性能が著しく低下する傾向が認められるが、本発明になる電磁波シールド塗料においては鎖状ニツケル粉末、鱗片状ニツケル粉末が樹脂エマルジョンの外側に配置された親水性基を持つモノマーの親水性基に配位若しくは吸着する状態になるため、酸化、錆びが防止されることから電磁波シールド性能が低下することがないものと推察される。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、実施例、比較例により本発明を更に説明する。重量部は単に％として表示する。勿論、本発明は実施例、比較例に限定されるものではない。
【００３７】
実施例１〜６
表１の各実施例に示す配合で乳化共重合されたアクリル樹脂エマルジョンに対して、鎖状ニツケル粉末（ＩＮＣＯ会社製、品番ＮＰ、平均粒径２．５μｍ）、鱗片状ニツケル粉末（ＮＯＶＡＭＥＴ会社製、品番ＨＣＡ−１、平均粒径１０μｍ）を配合し混練して各実施例の電磁波シールド塗料を調製した。該電磁波シールド塗料を下記の体積抵抗率の測定の欄に記載する方法により塗布した直後と酸化促進試験（ＪＩＳＫ５６００−７−２／５０℃、９５％ＲＨの恒温恒湿中に放置）による期間１０日並びに３０日の体積抵抗値は表１の通りであつた。また、酸化促進試験をしたのちの電界、磁界のシールド性能は表２の通りであつた。
【００３８】
比較例１〜３
表１の各比較例に示す配合で乳化共重合されたアクリル樹脂エマルジョンに実施例と同一の鎖状ニツケル粉末、鱗片状ニツケル粉末と、粒状ニツケル粉末（ＮＯＶＡＭＥＴ会社製、品番ＣＮＳ−１０、平均粒子径１０μｍ）を配合し、混練して各比較例の電磁波シールド塗料を調製した。実施例と同様に塗布した直後と酸化促進試験による試験期間１０日並びに３０日の体積抵抗値は表１の通りであつた。また、酸化促進試験をした後の電界、磁界のシールド性能は表２の通りであつた。
【００３９】
実施例、比較例により調製された導電性塗料の性状、沈降性の試験結果並びに直後と酸化促進試験の試験期間１０日、３０日経過した時点の体積抵抗率の測定結果は表１及び表２の通りであつた。
【００４０】
但し、表１及び表２において、メタクリル酸メチルをＭＭＡ、メタクリル酸をＭＡＡ、メタクリル酸ブチルをＭＡＢ、メタクリル酸シクロヘキシルをＭＡＣ、アクリル酸−２−エチルヘキシルをＡＨＥ、アクリル酸２−ヒドロキシエチルを２ＡＨＥ、スチレンをＳＴ、ビニルトリメトキシシランをＢＴＭＳで各々表示する。
【００４１】
【表１】
2004352898.tif 000002
注／粘度の単位はＰａｓ／２５℃、体積抵抗率の単位はΩｍ
【００４２】
【表２】
2004352898.tif 000003
注／電界及び磁界の減衰量  単位：ｄＢ
【００４３】
試験評価方法
１．沈降性試験
実施例、比較例の電磁波シールド塗料を高さ２０ｃｍ、直径２ｃｍの透明ガラス製円筒容器中に高さ１０ｃｍまで流し込んだ後、２４時間後の液面からニツケル粉末が沈降した長さ（ｍｍ）を測定する。
２．体積抵抗率
厚み１５０μｍのホリプロピレン樹脂フィルムの表面にドクターブレート（塗布溝１００μｍ）で塗布して製膜したのち、５時間経過させたものについて４探針法で表面抵抗値を測定し、膜厚から体積抵抗率を算出する。また、酸化促進試験（ＪＩＳＫ５６００−７−２／湿度９５％ＲＨ、温度５０℃の恒温恒湿槽内に放置したのち測定）で期間１０日、３０日放置したものについて同様に体積抵抗率を測定する。
３．電磁波シールド性能
電界／アドバンスト法（微小モノポールアンテナを対極に置き、試料を挿入しない状態をリファレンスとして、試料を挿入した際の透過損失を測定する）による。
磁界／アドバンテスト法（微小ループアンテナを対極に置き、試料を挿入しない状態をリファレンスとして、試料を挿入した際の透過損失を測定する）による。
【００４４】
【発明の効果】
本発明になる電磁波シールド塗料は有機溶剤を含まない樹脂エマルジョンをベースにするものであるため、溶剤の揮発にともなう健康上、防災上など様々な問題が全くないため、安心して塗布作業を実施できる。
【００４５】
また樹脂エマルジョンの外側に配位した親水性基にニツケル粉末が配位若しくは吸着されて調製されたものであるため、鎖状又は／及び鱗片状ニッケル粉末の沈降が避けられもとともに、鎖状又は／及び鱗片状ニッケル粉末の酸化が防止される。従って、安定かつ高性能の導電性、電磁波シールド性が確保できる、長期間放置されたものでも何ら問題なく使用できる。
【００４６】
更に、電磁波シールド塗料を塗布したのちに、吸放湿性、マイナスイオン放出性など特異な性能を具備する上塗り塗料を塗布することにより、複合性能を備える仕上げとすることができる。