JP2000136310A - 高分子材料用導電性調整材および導電性高分子材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高分子材料の導電性を所望の状態に調整しや
すい導電性調整材を実現する。 【解決手段】 高分子材料用導電性調整材は、高分子材
料の導電性を調整するためのものであり、第１炭素短繊
維による第１繊維群と、第１炭素短繊維よりも平均繊維
径が小さな第２炭素短繊維による第２繊維群とを含んで
いる。第１繊維群は、第２繊維群に比べて繊維群電気抵
抗値が小さく設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、導電性調整材およ
び高分子材料、特に、高分子材料の導電性を調整するた
めの導電性調整材および導電性を有する高分子材料に関
する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】樹脂等の高分子材料は、一般
に優れた電気絶縁性を示すことから、電気・電子部品分
野において広く用いられている。ところが、高分子材料
そのものからなる電気・電子部品材料は、一般に電気絶
縁性を有するために帯電し易く、塵埃の付着或いは放電
によりＩＣなどの電子部品へダメージを与える等の不具
合がある。このため、半導体製造分野において用いられ
る高分子材料は、通常、導電材を加えて微弱な導電性が
付与されている。

【０００３】ところで、高分子材料に導電性を付与する
ための導電材として、カーボンブラックが広く知られて
いる。ところが、カーボンブラック、特にアセチレンブ
ラックやケッチェンブラックは、それ自体が高い導電性
を示す粉体であることから、高分子材料の導電性を段階
的に緩やかに調整するのが困難である。すなわち、カー
ボンブラックは、添加量を僅かに変化させるだけで、高
分子材料の導電性を急激に変化（例えば、１０⁹程度の
範囲で変化）させてしまい、高分子材料の導電性を微妙
に変化させるためには不適当である。このため、カーボ
ンブラックを導電材として用いた場合、電子部品分野で
用いられる高分子材料に対して一般に要求されることが
多い導電性、すなわち１０⁵〜１０¹³Ωｃｍ程度の微弱
な導電性を安定的に付与するのは極めて困難である。し
かも、カーボンブラックは、上述のように粉体であるこ
とから、取り扱いが容易ではなく、また、高分子材料に
対する添加時に分散不良が生じ易く、成形体からの脱落
によるコンタミネーションを惹起するおそれもある。

【０００４】また、カーボンブラックに代わる導電材と
して、コンタミネーションを起こし難い炭素繊維が利用
されつつある。例えば、特開平２−３００２６３号に
は、超極細炭素繊維により導電性が付与された高分子材
料が記載されている。しかし、これらの炭素繊維も、導
電性が非常に高い材料であるため、カーボンブラックの
場合と同じく高分子材料の導電性を微妙に調整して上述
の範囲に設定するのは極めて困難である。

【０００５】本発明の目的は、高分子材料の導電性を所
望の状態に調整しやすくすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の高分子材料用導
電性調整材は、高分子材料の導電性を調整するためのも
のであり、第１炭素短繊維による第１繊維群と、第１炭
素短繊維よりも平均繊維径が小さな第２炭素短繊維によ
る第２繊維群とを含んでいる。第１繊維群は、第２繊維
群に比べて繊維群電気抵抗値が小さい。

【０００７】ここで、第１炭素短繊維および第２炭素短
繊維は、それぞれ平均アスペクト比が例えば５〜２，０
００である。また、第１炭素短繊維の平均繊維径（Ａ）
と第２炭素短繊維の平均繊維径（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）
が例えば少なくとも１．５である。

【０００８】また、第１繊維群および第２繊維群は、い
ずれも繊維群電気抵抗値が例えば少なくとも１Ωｃｍで
ある。または、第１繊維群および第２繊維群は、いずれ
も繊維群電気抵抗値が例えば０．００１Ωｃｍ以上１Ω
ｃｍ未満である。または、第１繊維群の繊維群電気抵抗
値が例えば０．００１Ωｃｍ以上１Ωｃｍ未満であり、
かつ第２繊維群の繊維群電気抵抗値が例えば１Ωｃｍ以
上１００ｋΩｃｍ以下である。

【０００９】さらに、第１繊維群の重量割合は、例え
ば、第２繊維群の重量割合よりも大きく設定されてい
る。または、第１繊維群の重量割合が例えば５０重量％
以上９９．９重量％未満であり、かつ第２繊維群の重量
割合が例えば５０重量％以下０．１重量％以上である。

【００１０】本発明の他の見地に係る高分子材料用導電
性調整材は、高分子材料の導電性を調整するためのもの
であり、第１炭素短繊維による第１繊維群と、第１炭素
短繊維よりも平均繊維径が小さな第２炭素短繊維による
第２繊維群とを含んでいる。第１繊維群は、第２繊維群
に比べて繊維群電気抵抗値が大きい。

【００１１】ここで、第１炭素短繊維および第２炭素短
繊維は、それぞれ平均アスペクト比が例えば５〜２，０
００である。また、第１炭素短繊維の平均繊維径（Ａ）
と第２炭素短繊維の平均繊維径（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）
が例えば少なくとも１．５である。

【００１２】また、第１繊維群および第２繊維群は、い
ずれも繊維群電気抵抗値が例えば少なくとも１Ωｃｍで
ある。または、第１繊維群および第２繊維群は、いずれ
も繊維群電気抵抗値が例えば０．００１Ωｃｍ以上１Ω
ｃｍ未満である。または、第１繊維群の繊維群電気抵抗
値が例えば１Ωｃｍ以上１００ｋΩｃｍ以下であり、か
つ第２繊維群の繊維群電気抵抗値が例えば０．００１Ω
ｃｍ以上１Ωｃｍ未満である。

【００１３】さらに、第１繊維群の重量割合は、例え
ば、第２繊維群の重量割合よりも大きく設定されてい
る。または、第１繊維群の重量割合が例えば５０重量％
以上９９．９重量％未満であり、かつ第２繊維群の重量
割合が例えば５０重量％以下０．１重量％以上である。

【００１４】本発明のさらに他の見地に係る高分子材料
用導電性調整材は、高分子材料の導電性を調整するため
のものであり、第１炭素短繊維による第１繊維群と、第
１炭素短繊維よりも平均繊維径が小さな第２炭素短繊維
による第２繊維群とを含んでいる。

【００１５】ここで、第１繊維群および第２繊維群は、
いずれも繊維群電気抵抗値が例えば少なくとも１Ωｃｍ
である。または、第１繊維群および第２繊維群は、いず
れも繊維群電気抵抗値が例えば０．００１Ωｃｍ以上１
Ωｃｍ未満である。

【００１６】本発明に係る導電性高分子材料は、高分子
材料と、高分子材料に添加された導電性調整材とを含ん
でいる。導電性調整材は、第１炭素短繊維による第１繊
維群と、第１炭素短繊維よりも平均繊維径が小さな第２
炭素短繊維による第２繊維群とを含み、第１繊維群は、
第２繊維群に比べて繊維群電気抵抗値が小さい。ここ
で、導電性調整材の含有量は、例えば５〜４０重量％で
ある。

【００１７】本発明の他の見地に係る導電性高分子材料
は、高分子材料と、高分子材料に添加された導電性調整
材とを含んでいる。導電性調整材は、第１炭素短繊維に
よる第１繊維群と、第１炭素短繊維よりも平均繊維径が
小さな第２炭素短繊維による第２繊維群とを含み、第１
繊維群は、第２繊維群に比べて繊維群電気抵抗値が大き
い。ここで、導電性調整材の含有量は、例えば５〜４０
重量％である。

【００１８】

【発明の実施の形態】高分子材料用導電性調整材 本発明に係る高分子材料用導電性調整材は、第１繊維群
および第２繊維群の２つの繊維群を含んでいる。ここ
で、第１繊維群は、多数の第１炭素短繊維からなり、ま
た、第２繊維群は、多数の第２炭素短繊維からなる。

【００１９】第１炭素短繊維および第２炭素短繊維は、
いずれも公知の各種の炭素繊維の短繊維であり、例え
ば、ポリアクリロニトリル系炭素繊維、等方性ピッチ系
炭素繊維、異方性ピッチ系炭素繊維、カイノール樹脂系
炭素繊維、レーヨン系炭素繊維、リグニン系炭素繊維等
である。これらの炭素繊維は、第１繊維群および第２繊
維群において２種以上が併用されてもよい。なお、これ
らの炭素繊維の焼成温度は、特に限定されるものではな
いが、後述する繊維群電気抵抗値との関係で適宜設定さ
れる。すなわち、相対的に高い繊維群電気抵抗値が求め
られる場合は、焼成温度が相対的に低めに設定され、相
対的に低い繊維群電気抵抗値が求められる場合は、焼成
温度が相対的に高めに設定される。

【００２０】第１炭素短繊維および第２炭素短繊維の平
均繊維長は、一般に短繊維として認められる長さであれ
ば特に限定されるものではないが、通常は０．１〜３０
ｍｍ、好ましくは０．５〜１０ｍｍ、より好ましくは
０．７〜６ｍｍ程度である。平均繊維長が０．１ｍｍ未
満の場合は、導電性を発現しにくくなるおそれがある。
逆に、３０ｍｍを超える場合は、高分子材料と混合（複
合）するときに、供給が困難になるおそれがある。な
お、ここでいう平均繊維長は、光学顕微鏡（ＳＥＭ）に
より求めることができる値である。

【００２１】第１炭素短繊維および第２炭素短繊維の平
均アスペクト比（平均繊維長／平均繊維径）は、通常、
５〜２，０００に設定されているのが好ましく、１０〜
１，８００に設定されているのがより好ましく、２０〜
１，５００に設定されているのがさらに好ましい。平均
アスペクト比が５未満の場合は、高分子材料に対する電
気抵抗の低減効果が低下するおそれがある。逆に、２，
０００を超える場合は、高分子材料に対する定量供給が
困難になるおそれがある。なお、平均アスペクト比は、
定量供給が可能な限り、大きい方が高分子材料との複合
後の残存アスペクト比を大きくできるため好ましい。因
みに、この平均アスペクト比の基準になる平均繊維径
は、光学顕微鏡（ＳＥＭ）により求めることができる値
である。

【００２２】但し、本発明で用いられる第２繊維群を構
成する第２炭素短繊維は、第１繊維群を構成する第１炭
素短繊維に比べて平均繊維径が小さく設定されている必
要がある。換言すると、第１炭素短繊維の平均繊維径
は、第２炭素短繊維の平均繊維径に比べて大きく設定さ
れている必要がある。例えば、第１炭素短繊維の平均繊
維径（Ａ）と第２炭素短繊維の平均繊維径（Ｂ）との比
（Ａ／Ｂ）は、少なくとも１．５であるのが好ましく、
少なくとも２．０であるのがより好ましい。この比が
１．５未満の場合は、本発明の導電性調整材を高分子材
料に対して複合するときに、添加量の僅かな変化で高分
子材料の導電性が大幅に変化してしまうおそれがあり、
結果的に高分子材料の導電性を所望の状態に調整しにく
くなるおそれがある。

【００２３】本発明で用いられる第１繊維群と第２繊維
群とは、いずれも後述する繊維群電気抵抗値が少なくと
も１Ωｃｍ（好ましくは少なくとも１．１Ωｃｍ）であ
るか、或いはいずれも繊維群電気抵抗値が０．００１Ω
ｃｍ以上１Ωｃｍ未満（好ましくは０．０１Ωｃｍ以上
０．５Ωｃｍ未満）であることが望ましい。前者の場合
は、高分子材料の導電性を小さい範囲（すなわち、電気
抵抗が大きい範囲、例えば１０¹⁰〜１０¹³Ωｃｍの範
囲）で所望の状態に容易に調整することができる。一
方、後者の場合は、高分子材料の導電性を大きい範囲
（すなわち、電気抵抗が小さい範囲、例えば１０⁵〜１
０¹⁰Ωｃｍの範囲）で所望の状態に容易に調整すること
ができる。

【００２４】ここで、繊維群電気抵抗値とは、繊維群を
構成する個々の炭素短繊維の電気抵抗値ではなく、多数
の炭素短繊維からなる繊維群全体としての電気抵抗値で
あり、次のようにして求められる。先ず、中心部に直径
０．８ｃｍの貫通孔を有する電気絶縁体を用意し、その
貫通孔の一端を電極で封止する。そして、貫通孔内に
０．５ｇの繊維群を充填し、貫通孔の他端から導電性の
押し棒を挿入して４０ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力を加えて繊
維群を高さｘｃｍの円柱状に成形する。この状態で電極
と押し棒との間にテスターを接続し、貫通孔内で圧縮さ
れた繊維群の電気抵抗値を測定する。繊維群電気抵抗値
は、測定された電気抵抗値に繊維群の成形体の端面の面
積（すなわち、０．４²πｃｍ²）を掛け、その値を高さ
ｘｃｍで割ると体積抵抗値（Ωｃｍ）として求めること
ができる。なお、繊維群の電気抵抗値を測定する際に用
いられるテスターは、通常、デジタルマルチメーターな
どの直接抵抗を測定することができるものである。

【００２５】また、本発明で用いられる第１繊維群と第
２繊維群とは、上述の繊維群電気抵抗値が互いに異なっ
ていてもよい。すなわち、第１繊維群の繊維群電気抵抗
値と第２繊維群の繊維群電気抵抗値とが異なっていても
よい。この場合、本発明の高分子材料用導電性調整材
は、次の２つの態様で説明することができる。

【００２６】（態様１)この態様では、第１繊維群の繊
維群電気抵抗値が第２繊維群の繊維群電気抵抗値よりも
小さく設定されている。この態様の場合、第１繊維群お
よび第２繊維群の繊維群電気抵抗値は、例えば次のよう
に設定される。 第１繊維群および第２繊維群の繊維群電気抵抗値は、
いずれも少なくとも１Ωｃｍ、好ましくは少なくとも
１．１Ωｃｍになるように設定されている。換言する
と、第１繊維群および第２繊維群の繊維群電気抵抗値
は、少なくとも１Ωｃｍ（すなわち、１Ωｃｍ以上）の
範囲において、第１繊維群の繊維群電気抵抗値が第２繊
維群の繊維群電気抵抗値よりも小さく設定されている。
この場合、本発明の導電性調整材は、高分子材料の導電
性を小さい範囲（すなわち、電気抵抗が大きい範囲、例
えば１０¹⁰〜１０¹³Ωｃｍの範囲）で所望の状態に容易
に設定することができる。

【００２７】第１繊維群および第２繊維群の繊維群電
気抵抗値は、いずれも０．００１Ωｃｍ以上１Ωｃｍ未
満、好ましくは０．０１Ωｃｍ以上１Ωｃｍ未満になる
ように設定されている。換言すると、第１繊維群および
第２繊維群の繊維群電気抵抗値は、０．００１Ωｃｍ以
上１Ωｃｍ未満、好ましくは０．０１Ωｃｍ以上１Ωｃ
ｍ未満の範囲において、第１繊維群の繊維群電気抵抗値
が第２繊維群の繊維群電気抵抗値よりも小さく設定され
ている。この場合、本発明の導電性調整材は、高分子材
料の導電性を大きい範囲（すなわち、電気抵抗が小さい
範囲、例えば１０ ⁵〜１０¹⁰Ωｃｍの範囲）で所望の状
態に容易に設定することができる。

【００２８】第１繊維群の繊維群電気抵抗値が０．０
０１Ω以上１Ω未満（好ましくは０．０１Ω以上１Ω未
満）に設定されており、第２繊維群の繊維群電気抵抗値
が１Ω以上１００ｋΩ以下（好ましくは１Ω以上１００
Ω以下）に設定されている。第１繊維群の繊維群電気抵
抗値が０．００１Ω未満の場合または第２繊維群の繊維
群電気抵抗値が１００ｋΩを超える場合は、高分子材料
に対する本発明の導電性調整材の添加量を大幅に変えて
も高分子材料の電気抵抗値が殆ど変化しないおそれがあ
り、高分子材料の導電性を段階的に微妙に調整するため
には本発明の導電性調整材が大量に必要になる場合があ
る。

【００２９】（態様２）この態様では、第１繊維群の繊
維群電気抵抗値が第２繊維群の繊維群電気抵抗値よりも
大きく設定されている。この態様の場合、第１繊維群お
よび第２繊維群の繊維群電気抵抗値は、例えば次のよう
に設定される。第１繊維群および第２繊維群の繊維群
電気抵抗値は、いずれも少なくとも１Ωｃｍ、好ましく
は少なくとも１．１Ωｃｍになるように設定されてい
る。換言すると、第１繊維群および第２繊維群の繊維群
電気抵抗値は、少なくとも１Ωｃｍ（すなわち、１Ωｃ
ｍ以上）の範囲において、第１繊維群の繊維群電気抵抗
値が第２繊維群の繊維群電気抵抗値よりも大きく設定さ
れている。この場合、本発明の導電性調整材は、高分子
材料の導電性を小さい範囲（すなわち、電気抵抗が大き
い範囲、例えば１０¹⁰〜１０¹³Ωｃｍの範囲）で所望の
状態に容易に設定することができる。

【００３０】第１繊維群および第２繊維群の繊維群電
気抵抗値は、いずれも０．００１Ωｃｍ以上１Ωｃｍ未
満、好ましくは０．０１Ωｃｍ以上１Ωｃｍ未満になる
ように設定されている。換言すると、第１繊維群および
第２繊維群の繊維群電気抵抗値は、０．００１Ωｃｍ以
上１Ωｃｍ未満、好ましくは０．０１Ωｃｍ以上１Ωｃ
ｍ未満の範囲において、第１繊維群の繊維群電気抵抗値
が第２繊維群の繊維群電気抵抗値よりも大きく設定され
ている。この場合、本発明の導電性調整材は、高分子材
料の導電性を大きい範囲（すなわち、電気抵抗が小さい
範囲、例えば１０ ⁵〜１０¹⁰Ωｃｍの範囲）で所望の状
態に容易に設定することができる。

【００３１】第１繊維群の繊維群電気抵抗値が１Ω以
上１００ｋΩ以下（好ましくは１Ω以上１００Ω以下）
に設定されており、第２繊維群の繊維群電気抵抗値が
０．００１Ω以上１Ω未満（好ましくは０．０１Ω以上
１Ω未満）に設定されている。第１繊維群の繊維群電気
抵抗値が１００ｋΩを超える場合または第２繊維群の繊
維群電気抵抗値が０．００１Ω未満の場合は、高分子材
料に対する本発明の導電性調整材の添加量を大幅に変え
ても高分子材料の電気抵抗値が殆ど変化しないおそれが
あり、高分子材料の導電性を段階的に微妙に調整するた
めには本発明の導電性調整材が大量に必要になる場合が
ある。

【００３２】なお、第１繊維群および第２繊維群の繊維
群電気抵抗値は、通常、各繊維群を構成する炭素短繊維
を製造するときの焼成温度を適宜調整することにより、
上述のような所要の範囲に設定することができる。

【００３３】本発明の導電性調整材では、第１繊維群の
重量割合が第２繊維群の重量割合に比べて大きく設定さ
れているのが好ましい。例えば、上述の態様１に係る導
電性調整材について第２繊維群の重量割合が第１繊維群
の重量割合よりも大きい場合は、当該導電性調整材を含
む高分子材料の電気抵抗が小さく成り過ぎる傾向（すな
わち、導電性が高まり過ぎる傾向）があり、例えば高分
子材料の電気抵抗値（体積固有抵抗値：以下同じ）を１
０⁵〜１０¹³Ωｃｍ程度、特に１０¹⁰〜１０¹³Ωｃｍ程
度に設定するのが困難になる。一方、上述の態様２に係
る導電性調整材について第２繊維群の重量割合が第１繊
維群の重量割合よりも大きい場合は、当該導電性調整材
を含む高分子材料の電気抵抗値が大きく成り過ぎる傾向
（すなわち、導電性が低くなり過ぎる傾向）があり、例
えば高分子材料の電気抵抗値を１０⁵〜１０¹³Ωｃｍ程
度、特に１０⁵〜１０¹⁰Ωｃｍ程度に設定するのが困難
になる。

【００３４】因みに、本発明の導電性調整材を用いて高
分子材料の電気抵抗値を１０⁵〜１０¹³Ωｃｍ程度の範
囲を目標に調整する場合、第１繊維群の割合は５０重量
％以上９９．９重量％未満に、また、第２繊維群の割合
は５０重量％以下０．１重量％以上に設定するのが好ま
しい。

【００３５】本発明の高分子材料用導電性調整材は、各
種の高分子材料の導電性を調整するため、すなわち、後
述するような導電性高分子材料を製造するために用いら
れる。この場合、本発明の導電性調製材は、通常、第１
繊維群と第２繊維群とが別々に調製され、両繊維群の割
合が上述のようになるよう、高分子材料に対して供給さ
れる。この際、第１繊維群と第２繊維群とは、高分子材
料に対して別個に供給されて混合されてもよいし、予め
混合された後に高分子材料に対して供給されてもよい。

【００３６】導電性高分子材料 本発明の導電性高分子材料は、高分子材料と、上述の本
発明に係る導電性調整材、例えば、上述の態様１または
態様２に係る導電性調整材とを含んでおり、導電性を有
している。

【００３７】この導電性高分子材料を構成する高分子材
料は、特に限定されるものではなく、公知の各種の熱可
塑性樹脂、熱硬化性樹脂およびゴムなどである。ここ
で、熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹
脂，ポリプロピレン樹脂，ポリスチレン樹脂およびポリ
アクリルスチレン樹脂などの汎用プラスチック、アクリ
ル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ），ポリフェニ
ルエーテル樹脂，ポリアセタール樹脂，ポリカーボネー
ト樹脂，ポリブチレンテレフタレート樹脂，ポリエチレ
ンテレフタレート樹脂，ナイロン６およびナイロン６，
６などのエンジニアリングプラスチック、並びにポリエ
ーテルエーテルケトン樹脂，ポリアミド樹脂，ポリイミ
ド樹脂，ポリスルホン樹脂，４−フッ化エチレン−エチ
レン共重合体樹脂，ポリフッ化ビニリデン樹脂，４−フ
ッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共
重合体樹脂，ポリエーテルイミド樹脂，ポリエーテルサ
ルフォン樹脂，ポリフェニレンサルファイド樹脂，変性
ポリフェニレンオキサイド樹脂，ポリフェニレンエーテ
ル樹脂および液晶ポリマーなどの超エンジニアリングプ
ラスチックなどを挙げることができる。また、熱硬化性
樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹
脂、ポリイミド樹脂および不飽和ポリエステル樹脂など
を挙げことができる。さらに、ゴムとしては、天然ゴ
ム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタ
ジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、エチレ
ン−プロピレンゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリ
ンゴム、多硫化ゴム、ウレタンゴム、ポリオレフィン系
エラストマーおよびシリコーンゴムなどを挙げることが
できる。

【００３８】このような導電性高分子を製造する場合
は、通常、高分子材料に対し、公知の各種のフィーダー
等を用いて上述の本発明に係る導電性調整材を供給して
混合する。この際、導電性調整材は、第１繊維群と第２
繊維群とが別個に高分子材料に対して供給されてもよい
し、予め混合された後に高分子材料に対して供給されて
もよい。

【００３９】高分子材料に対する導電性調整材の添加量
は、目標とする高分子材料の導電性（電気抵抗値）に応
じて適宜設定することができる。この際、導電性調整材
は、上述のような第１繊維群と第２繊維群とを含むた
め、添加量を徐々に増加させるに従って、高分子材料の
導電性を段階的に徐々に高めて行くことができる。換言
すると、本発明の導電性調整材は、高分子材料に対する
添加量を僅かに変化させた程度では、高分子材料の導電
性を大幅に変化させ難い。このため、この導電性調整材
を用いた場合は、カーボンブラック等の従来の導電性調
整材では達成するのが困難であった、１０⁵〜１０¹³Ω
ｃｍ程度の微弱な導電性を高分子材料に対して容易に付
与することができる。

【００４０】また、本発明の導電性調整材は、高分子材
料に対して付与することができる導電性を第１繊維群と
第２繊維群との割合を変化させて変化させることもでき
る。例えば、導電性調整材が上述の態様１の場合は、第
２繊維群の割合を高めて行くと、高分子材料に対する導
電性調整材の添加量が略同じであっても、高分子材料の
導電性を大きく（すなわち、電気抵抗値を小さく）設定
することができる。一方、導電性調整材が上述の態様２
の場合は、第２繊維群の割合を高めて行くと、高分子材
料に対する導電性調整材の添加量が略同じであっても、
高分子材料の導電性を小さく（すなわち、電気抵抗値を
大きく）設定することができる。すなわち、本発明の導
電性調整材は、第１繊維群と第２繊維群との割合を変化
させることにより、高分子材料に対する添加量を必要最
小限の量に設定しながら高分子材料の導電性を１０⁵〜
１０¹³Ωｃｍの範囲で任意に調整することもできる。

【００４１】なお、このような導電性高分子において、
導電性（電気抵抗値）を１０⁵〜１０¹³Ωｃｍ程度に設
定する場合は、一般に高分子材料における上述の導電性
調整材の含有量が５〜４０重量％になるよう設定するの
が好ましく、６〜１５重量％になるよう設定するのがよ
り好ましい。

【００４２】本発明の導電性高分子材料は、上述のよう
な導電性調整材を含み、導電性が付与されているため、
帯電防止や埃の付着防止が求められる分野、例えば半導
体製造用治具、ＩＣトレー、キャリヤーなどの各種の用
途に利用することができる。

【００４３】

【実施例】実施例１〜３ 平均繊維径が１２μｍでありかつ平均アスペクト比が２
５０の等方性ピッチ系炭素短繊維（大阪瓦斯株式会社の
商品名”Ｘｙｌｕｓ ＧＣＲ−１”）からなる、繊維群
電気抵抗値が６．３６Ωｃｍの第１繊維群と、平均繊維
径が２μｍでありかつ平均アスペクト比が２５０の異方
性ピッチ系炭素短繊維（大阪瓦斯株式会社の商品名”Ｕ
ＦＭ−１”）からなる、繊維群電気抵抗値が３，３００
Ωｃｍの第２繊維群とを用意した。

【００４４】高分子材料であるポリフェニレンオキサイ
ド樹脂（日本ゼネラルエレクトリック株式会社の商品
名”ノリルＰＰＯ５３４”）に対して第１繊維群と第２
繊維群とを表１に示す割合でそれぞれ別々のフィーダー
を用いて供給し、第１繊維群および第２繊維群を含む高
分子材料からなるペレットを調製した。このペレット
を、樹脂温度３００℃、射出圧力２，０００ｋｇ／ｃｍ
²および金型温度１６０℃の条件で住友重機械工業株式
会社製のＰＲＯＭＡＴ射出成形機を用いて成形し、直径
５０ｍｍ、厚さ３ｍｍの円板を得た。得られた円板の表
面に銀ペーストを用いて電極を形成し、当該電極間の電
気抵抗を測定することにより円板の表面抵抗（Ω／□）
を求めた。結果を表１に示す。

【００４５】

【表１】

【００４６】実施例４〜６ 平均繊維径が１２μｍでありかつ平均アスペクト比が２
５０の等方性ピッチ系炭素短繊維（大阪瓦斯株式会社の
商品名”Ｘｙｌｕｓ ＧＣ０３Ｊ４０１”）からなる、
繊維群電気抵抗値が０．１４Ωｃｍの第１繊維群と、平
均繊維径が７μｍでありかつ平均アスペクト比が８５７
のポリアクリロニトリル系炭素短繊維（三菱レーヨン株
式会社の商品名”パイロフィル”）からなる、繊維群電
気抵抗値が０．２９Ωｃｍの第２繊維群とを用意した。
この第１繊維群および第２繊維群を用いて実施例１〜３
の場合と同様にして円板を得、その表面抵抗（Ω／□）
を同様にして測定した。結果を表２に示す。

【００４７】実施例７、８ 平均繊維径が２μｍでありかつ平均アスペクト比が２５
０の異方性ピッチ系炭素短繊維（大阪瓦斯株式会社の商
品名”ＵＦＭ−２”）からなる、繊維群電気抵抗値が
０．１９Ωｃｍの繊維群を第２繊維群として用いた点を
除き、実施例４〜６と同様にして円板を得た。そして、
得られた円板の表面抵抗（Ω／□）を同様にして測定し
た。結果を表２に示す。

【００４８】

【表２】

【００４９】実施例９〜１１ 平均繊維径が７μｍでありかつ平均アスペクト比が８５
７のポリアクリロニトリル系炭素短繊維（三菱レーヨン
株式会社の商品名”パイロフィル”）からなる、繊維群
電気抵抗値が０．２９Ωｃｍの第１繊維群と、平均繊維
径が２μｍでありかつ平均アスペクト比が２５０の異方
性ピッチ系炭素短繊維（大阪瓦斯株式会社の商品名”Ｕ
ＦＭ−１”）からなる、繊維群電気抵抗値が３，３００
Ωｃｍの第２繊維群とを用意した。この第１繊維群およ
び第２繊維群を用いて実施例１〜３の場合と同様にして
円板を得、その表面抵抗（Ω／□）を同様にして測定し
た。結果を表３に示す。

【００５０】

【表３】

【００５１】実施例１２〜１４ 平均繊維径が７μｍでありかつ平均アスペクト比が８５
７のポリアクリロニトリル系炭素短繊維（三菱レーヨン
株式会社の商品名”パイロフィル”）からなる、繊維群
電気抵抗値が０．２９Ωｃｍの第１繊維群と、平均繊維
径が２μｍでありかつ平均アスペクト比が２５０の異方
性ピッチ系炭素短繊維（大阪瓦斯株式会社の商品名”Ｕ
ＦＭ−２”）からなる、繊維群電気抵抗値が０．１９Ω
ｃｍの第２繊維群とを用意した。この第１繊維群および
第２繊維群を用いて実施例１〜３の場合と同様にして円
板を得、その表面抵抗（Ω／□）を同様にして測定し
た。結果を表４に示す。

【００５２】

【表４】

【００５３】実施例１５ 平均繊維径が１３μｍでありかつ平均アスペクト比が５
４のピッチ系炭素短繊維（株式会社ドナックの商品名”
ドナカーボＳ２４４”）からなる、繊維群電気抵抗値が
１．２Ωｃｍの第１繊維群と、平均繊維径が７μｍであ
りかつ平均アスペクト比が８５７のポリアクリロニトリ
ル系炭素短繊維（三菱レーヨン株式会社の商品名”パイ
ロフィル”）からなる、繊維群電気抵抗値が０．２９Ω
ｃｍの第２繊維群とを用意した。この第１繊維群および
第２繊維群を用いて実施例１〜３の場合と同様にして円
板を得、その表面抵抗（Ω／□）を同様にして測定し
た。但し、高分子材料としてアクリロニトリル−ブタジ
エン−スチレン共重合体樹脂（東レ株式会社の商品名”
トヨラック１００”）を用い、樹脂温度、射出圧力およ
び金型温度をそれぞれ２４０℃、１，２００ｋｇ／ｃｍ
²および６０℃に変更した。結果を表５に示す。

【００５４】実施例１６〜１８ 平均繊維径が１２μｍでありかつ平均アスペクト比が２
５０のピッチ系炭素短繊維（大阪瓦斯株式会社の商品
名”Ｘｙｌｕｓ ＧＣＡ０３Ｊ４３１”）からなる、繊
維群電気抵抗値が７，７９０Ωｃｍの第１繊維群と、平
均繊維径が７μｍでありかつ平均アスペクト比が８５７
のポリアクリロニトリル系炭素短繊維（三菱レーヨン株
式会社の商品名”パイロフィル”）からなる、繊維群電
気抵抗値が０．２９Ωｃｍの第２繊維群とを用意した。
この第１繊維群および第２繊維群を用いて実施例１〜３
の場合と同様にして円板を得、その表面抵抗（Ω／□）
を同様にして測定した。結果を表５に示す。

【００５５】実施例１９〜２１ 平均繊維径が１２μｍでありかつ平均アスペクト比が２
５０の等方性ピッチ系炭素短繊維（大阪瓦斯株式会社の
商品名”Ｘｙｌｕｓ ＧＣＲ１”）からなる、繊維群電
気抵抗値が６．３６Ωｃｍの第１繊維群と、平均繊維径
が２μｍでありかつ平均アスペクト比が２５０の異方性
ピッチ系炭素短繊維（大阪瓦斯株式会社の商品名”ＵＦ
Ｍ−４”）からなる、繊維群電気抵抗値が０．０５Ωｃ
ｍの第２繊維群とを用意した。この第１繊維群および第
２繊維群を用いて実施例１〜３の場合と同様にして円板
を得、その表面抵抗（Ω／□）を同様にして測定した。
結果を表５に示す。

【００５６】

【表５】

【００５７】比較例１ 平均繊維径が１３μｍでありかつ平均アスペクト比が５
４のピッチ系炭素短繊維（株式会社ドナックの商品名”
ドナカーボＳ２４４”）からなる、繊維群電気抵抗値が
１．２Ωｃｍの繊維群のみを用いて実施例１〜３の場合
と同様にしてペレットを調製し、そのペレットから実施
例１〜３の場合と同様にして円板を得た。但し、高分子
材料をポリエーテルスルフォン樹脂（住友化学工業株式
会社の商品名”スミカエクセル４１００”）に変更し、
また、樹脂温度、射出圧力および金型温度をそれぞれ３
３０℃、１，５００ｋｇ／ｃｍ²および１４０℃に変更
した。円板の表面抵抗（Ω／□）を実施例１〜３の場合
と同様にして測定した結果を表６に示す。

【００５８】比較例２ 平均繊維径が１２μｍでありかつ平均アスペクト比が２
５０のピッチ系炭素短繊維（大阪瓦斯株式会社の商品
名”Ｘｙｌｕｓ ＧＣＡ０３Ｊ４３１”）からなる、繊
維群電気抵抗値が７，７９０Ωｃｍの繊維群のみを用い
て実施例１〜３の場合と同様にしてペレットを調製し、
そのペレットから実施例１〜３の場合と同様にして円板
を得た。円板の表面抵抗（Ω／□）を実施例１〜３の場
合と同様にして測定した結果を表６に示す。

【００５９】比較例３ 平均繊維径が２μｍでありかつ平均アスペクト比が２５
０の異方性ピッチ系炭素短繊維（大阪瓦斯株式会社の商
品名”ＵＦＭ−２”）からなる、繊維群電気抵抗値が
０．１９Ωｃｍの繊維群のみを用いて実施例１〜３の場
合と同様にしてペレットを調製し、そのペレットから実
施例１〜３の場合と同様にして円板を得た。円板の表面
抵抗（Ω／□）を実施例１〜３の場合と同様にして測定
した結果を表６に示す。

【００６０】

【表６】

【００６１】比較例４ 高分子材料である高密度ポリエチレン樹脂（三井石油化
学工業株式会社の商品名”ハイゼックス１３００Ｊ”）
に対して導電材であるケッチェンブラック（ケッチェン
ブラックインターナショナル株式会社の商品名”ケッチ
ェンブラックＥＣ”）を表３に示す割合で供給してペレ
ットを調製し、このペレットを用いて実施例１〜３の場
合と同様にして円板を成形した。この際、成形時の樹脂
温度、射出圧力および金型温度をそれぞれ２１０℃、
１，０００ｋｇ／ｃｍ²および４０℃に設定した。円板
の体積固有抵抗（Ωｃｍ）を測定した結果を表７に示
す。

【００６２】比較例５ 導電材としてアセチレンブラック（電気化学工業株式会
社の商品名”デンカブラック”）を用いた点を除いて比
較例４の場合と同様に操作し、円板を得た。この円板の
体積固有抵抗（Ωｃｍ）を測定した結果を表７に示す。

【００６３】

【表７】

【００６４】

【発明の効果】本発明の高分子材料用導電性調整材は、
上述のような第１繊維群と第２繊維群とを含むため、高
分子材料に対する添加量を変化させると高分子材料の導
電性を段階的に徐々に変化させることができ、従来の導
電性調整材に比べて高分子材料の導電性を調整しやす
い。また、本発明の導電性調整材は、高分子材料に対す
る添加量を必要最小限の量に設定しつつ、第１繊維群と
第２繊維群との割合を変化させて高分子材料の導電性を
段階的に徐々に変化させることもできる。

【００６５】一方、本発明の導電性高分子材料は、本発
明に係る導電性調整材を含んでいるので、導電性が所望
の範囲に設定されやすい。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4J002 AC011 AC031 AC061 AC071 AC081 AC091 BB031 BB121 BB151 BC031 BC071 BD141 BD151 BG041 BN151 CB001 CC041 CD001 CF061 CF071 CF211 CG011 CH041 CH071 CH091 CK021 CL001 CL011 CL031 CM041 CN011 CN021 CN031 CP031 DA016 DA017 FA046 FA047 FD116 FD117 GQ00

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高分子材料の導電性を調整するための導電
   性調整材であって、 第１炭素短繊維による第１繊維群と、 前記第１炭素短繊維よりも平均繊維径が小さな第２炭素
   短繊維による第２繊維群とを含み、 前記第１繊維群は、前記第２繊維群に比べて繊維群電気
   抵抗値が小さい、高分子材料用導電性調整材。
2. 【請求項２】前記第１炭素短繊維および前記第２炭素短
   繊維は、それぞれ平均アスペクト比が５〜２，０００で
   ある、請求項１に記載の高分子材料用導電性調整材。
3. 【請求項３】前記第１炭素短繊維の平均繊維径（Ａ）と
   前記第２炭素短繊維の平均繊維径（Ｂ）との比（Ａ／
   Ｂ）が少なくとも１．５である、請求項１または２に記
   載の高分子材料用導電性調整材。
4. 【請求項４】前記第１繊維群および前記第２繊維群は、
   いずれも前記繊維群電気抵抗値が少なくとも１Ωｃｍで
   ある、請求項１、２または３に記載の高分子材料用導電
   性調整材。
5. 【請求項５】前記第１繊維群および前記第２繊維群は、
   いずれも前記繊維群電気抵抗値が０．００１Ωｃｍ以上
   １Ωｃｍ未満である、請求項１、２または３に記載の高
   分子材料用導電性調整材。
6. 【請求項６】前記第１繊維群の前記繊維群電気抵抗値が
   ０．００１Ωｃｍ以上１Ωｃｍ未満であり、かつ前記第
   ２繊維群の前記繊維群電気抵抗値が１Ωｃｍ以上１００
   ｋΩｃｍ以下である、請求項１、２または３に記載の高
   分子材料用導電性調整材。
7. 【請求項７】前記第１繊維群の重量割合が前記第２繊維
   群の重量割合よりも大きく設定されている、請求項１、
   ２、３、４、５または６に記載の高分子材料用導電性調
   整材。
8. 【請求項８】前記第１繊維群の重量割合が５０重量％以
   上９９．９重量％未満であり、かつ前記第２繊維群の重
   量割合が５０重量％以下０．１重量％以上である、請求
   項１、２、３、４、５または６に記載の高分子材料用導
   電性調整材。
9. 【請求項９】高分子材料の導電性を調整するための導電
   性調整材であって、 第１炭素短繊維による第１繊維群と、 前記第１炭素短繊維よりも平均繊維径が小さな第２炭素
   短繊維による第２繊維群とを含み、 前記第１繊維群は、前記第２繊維群に比べて繊維群電気
   抵抗値が大きい、高分子材料用導電性調整材。
10. 【請求項１０】前記第１炭素短繊維および前記第２炭素
    短繊維は、それぞれ平均アスペクト比が５〜２，０００
    である、請求項９に記載の高分子材料用導電性調整材。
11. 【請求項１１】前記第１炭素短繊維の平均繊維径（Ａ）
    と前記第２炭素短繊維の平均繊維径（Ｂ）との比（Ａ／
    Ｂ）が少なくとも１．５である、請求項９または１０に
    記載の高分子材料用導電性調整材。
12. 【請求項１２】前記第１繊維群および前記第２繊維群
    は、いずれも前記繊維群電気抵抗値が少なくとも１Ωｃ
    ｍである、請求項９、１０または１１に記載の高分子材
    料用導電性調整材。
13. 【請求項１３】前記第１繊維群および前記第２繊維群
    は、いずれも前記繊維群電気抵抗値が０．００１Ωｃｍ
    以上１Ωｃｍ未満である、請求項９、１０または１１に
    記載の高分子材料用導電性調整材。
14. 【請求項１４】前記第１繊維群の前記繊維群電気抵抗値
    が１Ωｃｍ以上１００ｋΩｃｍ以下であり、かつ前記第
    ２繊維群の前記繊維群電気抵抗値が０．００１Ωｃｍ以
    上１Ωｃｍ未満である、請求項９、１０または１１に記
    載の高分子材料用導電性調整材。
15. 【請求項１５】前記第１繊維群の重量割合が前記第２繊
    維群の重量割合よりも大きく設定されている、請求項
    ９、１０、１１、１２、１３または１４に記載の高分子
    材料用導電性調整材。
16. 【請求項１６】前記第１繊維群の重量割合が５０重量％
    以上９９．９重量％未満であり、かつ前記第２繊維群の
    重量割合が５０重量％以下０．１重量％以上である、請
    求項９、１０、１１、１２、１３または１４に記載の高
    分子材料用導電性調整材。
17. 【請求項１７】高分子材料の導電性を調整するための導
    電性調整材であって、 第１炭素短繊維による第１繊維群と、 前記第１炭素短繊維よりも平均繊維径が小さな第２炭素
    短繊維による第２繊維群とを含む、高分子材料用導電性
    調整材。
18. 【請求項１８】前記第１繊維群および前記第２繊維群
    は、いずれも繊維群電気抵抗値が少なくとも１Ωｃｍで
    ある、請求項１７に記載の高分子材料用導電性調整材。
19. 【請求項１９】前記第１繊維群および前記第２繊維群
    は、いずれも繊維群電気抵抗値が０．００１Ωｃｍ以上
    １Ωｃｍ未満である、請求項１７に記載の高分子材料用
    導電性調整材。
20. 【請求項２０】高分子材料と、 前記高分子材料に添加された導電性調整材とを含み、 前記導電性調整材は、第１炭素短繊維による第１繊維群
    と、前記第１炭素短繊維よりも平均繊維径が小さな第２
    炭素短繊維による第２繊維群とを含み、前記第１繊維群
    は、前記第２繊維群に比べて繊維群電気抵抗値が小さ
    い、導電性高分子材料。
21. 【請求項２１】前記導電性調整材の含有量が５〜４０重
    量％である、請求項２０に記載の導電性高分子材料。
22. 【請求項２２】高分子材料と、前記高分子材料に添加さ
    れた導電性調整材とを含み、 前記導電性調整材は、第１炭素短繊維による第１繊維群
    と、前記第１炭素短繊維よりも平均繊維径が小さな第２
    炭素短繊維による第２繊維群とを含み、前記第１繊維群
    は、前記第２繊維群に比べて繊維群電気抵抗値が大き
    い、導電性高分子材料。
23. 【請求項２３】前記導電性調整材の含有量が５〜４０重
    量％である、請求項２２に記載の導電性高分子材料。