JP2002266170A - 分岐状気相法炭素繊維、透明導電性組成物及びその用途 - Google Patents

分岐状気相法炭素繊維、透明導電性組成物及びその用途

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JP2002266170A JP2001385433A JP2001385433A JP2002266170A JP 2002266170 A JP2002266170 A JP 2002266170A JP 2001385433 A JP2001385433 A JP 2001385433A JP 2001385433 A JP2001385433 A JP 2001385433A JP 2002266170 A JP2002266170 A JP 2002266170A
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fiber
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vapor grown
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Toshio Morita
利夫 森田
Hitoshi Inoue
斉 井上
Tatsuyuki Yamamoto
竜之 山本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 分岐状気相法炭素繊維、透明導電性組成
物及びその用途の提供。 【解決手段】 (1)円筒状の中空構造を有し、繊維外径
0.5μｍ以下、アスペクト比１０以上の気相法炭素繊維
であって、圧密比抵抗が0.02Ω・ｃｍ以下であり、好ま
しくは、ホウ素を含有し、圧密比抵抗が0.018Ω・ｃｍ以
下の分岐状気相法炭素繊維、(2)樹脂バインダーに炭素
繊維を配合してなる導電性組成物であり、繊維外径0.01
〜0.1μｍ、アスペクト比１０〜15000及び圧密比抵抗0.
02Ω・ｃｍ以下の気相法炭素繊維を含有し、透明性を有
し、表面抵抗率が10000Ω／□以下である透明導電性組
成物、(3)及び前記透明導電性組成物を用いた透明導電
体。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂やゴム等の複
合材の導電性や熱伝導性フィラーとしての機能、あるい
は鉛蓄電池を始めとした各種電池電極の添加剤としての
機能を向上させた気相法炭素繊維とその製造方法、及び
樹脂本来の透明を失わず導電性と透明性とを兼ね備えた
炭素繊維を樹脂に配合してなる透明導電性組成物に関す
る。本発明の透明導電性組成物は透明導電体として、光
を透過し、しかも導電性を必要とする各種の材料、例え
ば透明導電性膜、透明導電性フィルム、あるいは透明導
電性シート等として有用である。
【０００２】
【従来の技術】一般に、導電性の塗膜やフィルムないし
シートは、塗料やフィルム材料に導電材料を混合して製
造されている。導電材料としては金属粉末や導電性無機
酸化物粉末、炭素粉末などが広く用いられている。とこ
ろが、金属粉末は酸化や腐蝕によって導電性が低下する
という欠点がある。また、酸化や腐食が起きにくい貴金
属（例えば銀）のような場合は、ＩＣ等の配線等に使用
するとマイグレーションを起こし、ショートする等の問
題点がある。炭素粉末は金属粉末のような問題は少ない
が、金属粉末に比べて導電性が低いので、導電性を高め
るためにアスペクト比が大きい特異な構造を有する易黒
鉛化性の炭素繊維（特公平06-39576号公報）や、炭素繊
維が互いに絡み合った凝集体からなる材料（特開平07-1
02197号）などが提案されている。
【０００３】しかし、これらの導電材料を樹脂に添加し
た場合、導電性を高めるために導電材料の添加量を多く
すると樹脂本来の透明性が失われるという問題がある。
例えば、炭素繊維が絡み合った凝集体からなるものを用
いた場合、十分な導電性を得ようとすると数十質量％の
量を必要とし、塗膜やフィルムの厚さが１ｍｍ程度のと
きに透過率が３０％程度になり、殆ど光を透過しない不
透明な膜やフィルムになる。他方、透明性を維持するた
めに炭素繊維の添加量を少なくすると樹脂フィルムや塗
膜の導電性が大幅に低下する。
【０００４】導電性を高めるために平均粒径１〜２０μ
ｍのグラファイトとＢＥＴ比表面積２５〜８００ｍ2／
ｇのカーボン粉末を混合した導電材料を用いた透明導電
性組成物（特開2000-173347号公報）も提案されている
が、厚さ0.02〜0.5μｍの透過率３０％のとき、表面抵
抗率は１×１０5Ω／□（あるいは、単にΩとする。以
下同様。）であり、導電性は依然として低い。このよう
に従来の導電膜やフィルムは透明性と高い導電性とを兼
ね備えることが難しい。
【０００５】本発明は、従来の導電膜や導電フィルムな
どにおける上記問題を解消し、外径が格段に細く、しか
も導電性に優れた炭素繊維、特に気相法炭素繊維（Vapo
r Grown Carbon Fiber：ＶＧＣＦと略記することがあ
る。）を用いることによって、樹脂本来の透明を失わず
に高い導電性を有することができるようにした透明性を
兼ね備えた透明導電性組成物及びその組成物を用いた透
明導電体を提供することを目的とするものである。
【０００６】気相法炭素繊維（ＶＧＣＦ）は、炭化水素
等の原料ガスを金属触媒の存在下で気相熱分解し、繊維
状に成長させることによって製造される炭素繊維であ
り、直径1000ｎｍ〜数１０ｎｍまでの繊維が得られるこ
とが知られている。
【０００７】この製造方法としては、例えば、ベンゼン
等の有機化合物を原料とし、この原料を触媒としてのフ
ェロセン等の有機遷移金属化合物と共にキャリアーガス
によって高温の反応炉に導入し、基盤上にＶＧＣＦを生
成させる方法（特開昭60-27700号公報）、浮遊状態でＶ
ＧＣＦを生成させる方法（特開昭60-54998号公報（米国
特許第4572813号））、あるいは原料と触媒金属を含有
する液滴を反応炉壁に吹き付けてＶＧＣＦを成長させる
方法（特許第2778434号）などが開示されている。
【０００８】これら製法によれば、外径が比較的細く、
導電性や熱伝導性に優れたアスペクト比の大きいフィラ
ー材に適した炭素繊維が得られるようになり、例えば、
外径１０〜２００ｎｍ程度、アスベクト比１０〜５００
程度のものが量産化され、導電性あるいは熱伝導性フィ
ラー材として導電性樹脂用フィラーや鉛蓄電池の添加材
等に使用されている。
【０００９】これらの気相法炭素繊維は形状や結晶構造
に特徴があり、炭素六角網面の結晶が年輪状に円筒形に
巻かれた積層構造を示し、その中心部に極めて細い中空
部を有する繊維である。
【００１０】また、このＶＧＣＦよりも更に細い炭素繊
維として、ヘリウムガス中でアーク放電により炭素電極
を蒸発させた煤の中からカーボンナノチューブが発見さ
れている。このカーボンナノチューブは、直径１ｎｍ〜
３０ｎｍであってＶＧＣＦと同様に、炭素六角網面の結
晶が繊維の軸周りに年輪状に幾重にも重なった円筒状の
中空構造を有している。しかし、このアーク放電を利用
する製造方法は量産に適さないため実用化されていな
い。
【００１１】一方、気相法による炭素繊維は、大きなア
スペクト比と高導電性を有するものを製造できるので従
来から種々の改良がなされている。例えば、米国特許第
4663230号公報や特公平3-64606号公報（欧州特許第2055
56号）には、外径が約3.5ｎｍ〜７０ｎｍ及びアスペク
ト比１００以上の黒鉛質からなる円柱状の炭素フィブリ
ルが紹介されている。この炭素繊維は規則的に配列した
炭素原子の連続層が同心的に多重に積層した構造を有
し、炭素原子の各層のＣ軸が繊維の縦軸に実質的に直交
し、全体に熱分解によって析出する熱炭素被膜を含ま
ず、滑らかな表面を持っているものである。また、特開
昭61-70014号公報には、外径１０ｎｍ〜５００ｎｍ及び
アスペクト比２〜30,000であって熱分解炭素層の厚みが
直径の２０％以下である気相法炭素繊維が示されてい
る。しかし、これらの炭素繊維については、分岐した中
空構造や圧密比抵抗、及び熱伝導性などについては詳し
く検討されていない。
【００１２】炭素繊維は繊維軸の方向に炭素構造が発達
し、繊維の絡み合いが多いために繊維全体の接触抵抗が
少なく、通常のカーボンブラック等に比べて導電性や熱
伝導性の効果に優れ、材料強度も大きくなる。そこで、
このような効果を高める試みとして、特許第2862578号
公報（欧州特許第491728号）には予め繊維どうしが絡み
合った凝集体を樹脂組成物に用いることによって接触抵
抗を小さくした例が記載されている。また、特許第1327
970号公報にはＶＧＣＦ自身を基板として新たなＶＧＣ
Ｆを成長させた分岐状ＶＧＣＦが記載されている。さら
に特開平6-316816号公報にはＶＧＣＦ表面にコブ状の付
着物を設けることが示されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】これらの試みは、微細
炭素繊維を予め接触させ、あるいは結合させて複合体中
の接触を確実にするものであるが、このような集合体の
状態に関するものの他に、炭素繊維自体の導電性や熱伝
導性を高めたものが求められている。
【００１４】
【課題を解決するための手投】本発明者らは、ＶＧＣＦ
の構造を改良すべく鋭意研究を重ねた結果、外径が極細
でも分岐部分を含めた繊維全体が連通した中空構造を維
持し、従って、極細でありながら優れた導電性及び熱伝
導性を有する分岐状気相法炭素繊維を得た。この分岐状
気相法炭素繊維は、外径が極細でありながら分岐が連通
した中空構造を有し、炭素繊維自体の導電性や熱伝導性
が大きく、樹脂、ゴム等あるいは各種電池の電極に漆加
した際に網目状に広く分散して導電性及び熱伝導性を高
めることができる。
【００１５】すなわち、本発明は以下の構成からなる分
岐状気相法炭素繊維及びその製造方法、透明導電性組成
物、及び透明導電体を提供するものである。 １．円筒状の中空構造を有し、繊維外径0.5μｍ以下、
アスペクト比１０以上の気相法炭素繊維であって、圧密
比抵抗が0.02Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする分岐
状気相法炭素繊維。 ２．繊維外径0.05μｍ〜0.5μｍ、繊維長さ１〜１００
μｍ及びアスペクト比１０〜2000である前項１に記載の
分岐状気相法炭素繊維。 ３．繊維外径0.002μｍ〜0.05μｍ、繊維長さ0.5〜５０
μｍ及びアスペクト比１０〜25000である前項１に記載
の分岐状気相法炭素繊維。 ４．圧密比抵抗が0.018Ω・ｃｍ以下であり、かつ分岐
部分の中空構造が連通している前項２または３に記載の
分岐状気相法炭素繊維。 ５．分岐部分の中空構造が連通している分岐状繊維を１
０質量％以上含有する前項４に記載の分岐状気相法炭素
繊維。 ６．ホウ素を含有する前項１に記載の分岐状気相法炭素
繊維。 ７．ホウ素を0.01〜５質量％含有する前項６記載の分岐
状気相法炭素繊維。 ８．熱伝導率が１００ｋｃａｌ（ｍｈ℃）-1以上である
前項１乃至７のいずれかひとつに記載の分岐状気相法炭
素繊維。 ９．嵩密度0.8ｇ／ｃｍ3に圧縮したときの熱伝導率が１
００ｋｃａｌ（ｍｈ℃） -1以上である前項８に記載の分
岐状気相法炭素繊維。 １０．遷移金属触媒を用い有機化合物の熱分解により炭
素繊維を製造する方法において、遷移金属元素またはそ
の化合物を５〜１０質量％含有する有機化合物の微小液
滴を加熱炉壁面に向けて吹き付けながら反応させ、炉壁
面に炭素繊維を生成させ、これを回収した後非酸化性雰
囲気下で、８００℃〜1500℃に加熱焼成し、次いで非酸
化性雰囲気下で2000〜3000℃に加熱して黒鉛化処理する
ことを特徴とする前項１に記載の分岐状気相法炭素繊維
の製造方法。 １１．結晶化促進化合物としてホウ素、または酸化ホウ
素、炭化ホウ素、ホウ酸エステル、ホウ酸またはその
塩、及び有機ホウ素化合物からなる群から選択される少
なくとも一種であるホウ素化合物を、ホウ素換算で0.1
〜５質量％ドープした後、加熱して黒鉛化処理する請求
の範囲１０に記載の分岐状気相法炭素繊維の製造方法。 １２．樹脂に炭素繊維を配合してなる導電性組成物であ
り、繊維外径0.01〜0.1μｍ、アスペクト比１０〜15000
及び圧密比抵抗0.02Ω・ｃｍ以下の気相法炭素繊維を含
有し、透明性を有することを特徴とする透明導電性組成
物。 １３．炭素繊維が円筒状の中空構造を有し、繊維外径0.
05μｍ〜0.1μｍ、繊維長さ１〜１００μｍ及びアスペ
クト比１０〜2000の気相法炭素繊維である前項１２に記
載の透明導電性組成物。 １４．気相法炭素繊維の配合量が組成物全体の５〜４０
質量％である前項１２に記載の透明導電性組成物。 １５．表面抵抗率が10000Ω／□以下である前項１２に
記載の透明導電性組成物。 １６．表面抵抗率が５〜10000Ω／□、厚さ0.5μｍに成
形したときの透過率が６０％以上である前項１２に記載
の透明導電性組成物。 １７．炭素繊維が炭素結晶の面間隔ｄ002が0.339ｎｍ以
下、及び圧密比抵抗0.018Ω・ｃｍ以下の気相法炭素繊
維である前項１２または１３に記載の透明導電性組成
物。 １８．分岐状気相法炭素繊維が、圧密比抵抗0.018Ω・
ｃｍ以下であり、かつ分岐部分の中空構造が連通してい
る前項１３に記載の透明導電性組成物。 １９．分岐状気相法炭素繊維の中空構造が連通している
分岐状繊維を１０質量％以上含有する繊維である前項１
８に記載の透明導電性組成物。 ２０．炭素繊維がホウ素またはホウ素と窒素を0.01〜３
質量％含有する前項１２または１３に記載の透明導電性
組成物。 ２１．炭素繊維が0.001〜0.05質量％のフッ素を含む前
項１２または１３に記載の透明導電性組成物。 ２２．炭素繊維の表面が２０〜７０質量％の酸化アルミ
ニウムによって被覆されている前項１２または１３に記
載の透明導電性組成物。 ２３．気相法炭素繊維と共にカーボンブラックを含有す
る前項１２または１３に記載の透明導電性組成物。 ２４．前項１２乃至２３のいずれかひとつに記載の透明
導電性組成物によって形成された透明導電体。 ２５．透明導電体が塗膜、吹付け膜、フィルム、または
シートである前項２４に記載の透明導電体。
【００１６】
【発明の実施の形態】まず、本発明に係る分岐状気相法
炭素繊維について説明する。本発明の炭素繊維は、気相
法によって製造された分岐状の繊維であって、円筒状の
中空構造を有し、外径0.5μｍ以下及びアスペクト比１
０以上であり、圧密比抵抗が0.02Ω・ｃｍ以下であり、
好ましくは、圧密比抵抗が0.018Ω・ｃｍ以下であって
分岐部分の中空構造が連通していることを特徴とする分
岐状気相法炭素繊維である。
【００１７】本発明の好ましい分岐状気相法炭素繊維
は、図１、図２の顕微鏡写真（倍率：100,000倍）に示
すように、分岐部分を含めて繊維全体が互いに連通した
中空構造を有している。そのため円筒部分を構成する炭
素層が連続しており、極細でありながら優れた導電性及
び熱伝導性を有する。なお、従来の炭素繊維は導電性や
熱伝導性は繊維どうしの接触や接着に依存しているが、
繊維の分岐部分は、例えば図３の顕微鏡写真（倍率：10
0,000倍）に示すようにコブ状に結合しており、このた
め導電性や熱伝導性は本発明のものより小さい。
【００１８】本発明の分岐状気相法炭素繊維において、
中空構造とは炭素層が円筒状に巻いている構造をいい、
完全な炭素シートの円筒でないもの、部分的な切断箇所
を有するもの、積層した二層の炭素層が一層に結合した
ものなどを含む。また、円筒の断面は完全な円に限らず
楕円や多角形のものを含む。なお、炭素層の結晶性につ
いて炭素層の面間隔ｄ002は限定されない。因みに、好
ましいものはＸ線回折法による炭素層の面間隔ｄ002が
0.339ｎｍ以下、より好ましくは0.338ｎｍ以下であっ
て、結晶のｃ軸方向の厚さＬｃが４０ｎｍ以下のもので
ある。
【００１９】本発明の分岐状気相法炭素繊維は、繊維外
径0.5μｍ以下及びアスペクト比１０以上の極細の炭素
繊維であり、好ましくは、繊維外径0.05μｍ〜0.5μｍ
であって繊維長１〜１００μｍ（アスペクト比１０〜20
00）、あるいは、繊維外径0.002μｍ〜0.05μｍであっ
て繊維長0.5〜５０μｍ（アスペクト比１０〜25000）の
ものである。繊維外径が0.5μｍより太いと樹脂中で混
合しにくいので適当ではない。また、繊維外径が0.002
μｍ未満では繊維の強度が弱く、繊維の切断が多くなる
ので好ましくない。
【００２０】なお、原料と触媒金属を含有する液滴を反
応炉壁に吹き付けて炭素繊維を製造する方法（特許2778
434号）によれば、外径0.05〜0.5μｍ及び繊維長さ１〜
１００μｍの炭素繊維を製造することができるが、本発
明はこれよりさらに１桁細い極細（外径0.01〜0.1μ
ｍ）の炭素繊維を含む。このような極細の炭素繊維は、
析出した炭素繊維を黒鉛化処理する際に、好ましくは、
ホウ素などの結晶化促進元素の触媒的な作用を利用し、
この元素を炭素結晶中にドープ（少量を添加）させるこ
とによって得られる。ホウ素換算でのドープ量は0.01〜
５質量％、好ましくは0.1〜３質量％が適当である。５
質量％を上回るホウ素をドープするのは難しく、一方、
ホウ素のドープ量が0.01質量％より少ないと十分な効果
が得られない。ホウ素を含有させることによって炭素層
の面間隔ｄ002が小さくなり、結晶化が進む。
【００２１】本発明の分岐状気相法炭素繊維は、“嵩密
度0.8ｇ／ｃｍ3に押し固めたときの圧密比抵抗”（以
下、単に圧密比抵抗という。）が0.02Ω・ｃｍ以下のも
のであり、好ましくは、0.018Ω・ｃｍ以下のものであ
る。後述の実施例に示すように、従来の気相法によって
製造した分岐状繊維を含む炭素繊維の圧密比抵抗は0.02
1Ω・ｃｍ程度であり、これを樹脂に混合して調製した
導線性ペーストの体積抵抗は0.38〜0.45Ω・ｃｍの水準
である。一方、実施例に示す本発明の分岐状繊維を含む
炭素繊維はこれよりも導電性が高く、圧密比抵抗は0.00
5〜0.018Ω・ｃｍである。
【００２２】本発明の分岐状気相法炭素繊維は、熱伝導
率が１００ｋｃａｌ（ｍｈ℃）-1以上、または嵩密度0.
8ｇ／ｃｍ3に押し固めたときの熱伝導率が１００ｋｃａ
ｌ（ｍｈ℃）-1以上のものであり、これを樹脂に混合し
た時には、その形態が分岐状であること、及び結晶性が
進んでいることから、樹脂に配合した時にその複合材の
熱伝導性を高くすることができる。この効果を発現する
には分岐状繊維を含む気相法炭素繊維を樹脂に１０質量
％以上混合することが好ましい。なお、熱伝導率と導電
性は相関する特性となっており、導電性の良いものは熱
伝導率も良い。
【００２３】以上述べた本発明の分岐状気相法炭素繊維
は、電磁波シールド材、静電防止材用の樹脂フィラー、
導電性インク、導電性ペースト、透明電極、電極添加
剤、感光ドラムの導電付与剤、光学材料、高強度構造
材、熱伝導材など幅広い分野において各種材料として用
いることができる。
【００２４】次に、本発明の分岐状気相法炭素繊維の製
造方法を説明する。出発材料となる分岐状気相法炭素繊
維は、原料と触媒金属を含有する液滴を反応炉壁に吹き
付けて気相法炭素繊維を製造する方法（特許2778434
号）によって得ることができる。
【００２５】最初に触媒となる遷移金属を含む有機遷移
金属化合物を用いて、有機化合物、特に炭化水素類を熱
分解することにより粗微細炭素繊維を得る。ここで使用
される有機遷移金属化合物は、周期律第IVa、Va、VIa、
VIIa、VIII族の金属を含む有機化合物である。中でもフ
ェロセン、ニッケルセン等の化合物が好ましい。
【００２６】分岐状繊維の割合を高めるには原料に添加
するフェロセンなどの触媒金属の濃度を高めるのが好ま
しい。従来の触媒金属の濃度は４質量％程度であるが、
これを５〜１０質量％、好ましくは７質量％前後にする
のが良い。また、その他助触媒として硫黄化合物を用い
ることができる。硫黄化合物の形態は特に制限は無く、
炭素源の有機化合物に溶解するものなら良い。その硫黄
化合物として、チオフェンや各種チオールあるいは、無
機硫黄等が用いられる。その使用量は有機化合物に対し
て0.01〜10.0質量％、好ましくは0.03〜5.0質量％、さ
らに好ましくは0.1〜4.0質量％が良い。
【００２７】炭素繊維の原料となる有機化合物は、ベン
ゼン、トルエン、キシレン、メタノール、エタノール、
ナフタレン、フェナントレン、シクロプロパン、シクロ
ペンタン、シクロヘキサン有機化合物や揮発油、灯油等
あるいはＣＯ、天然ガス、メタン、エタン、エチレン、
アセチレン等のガス及びそれらの混合物も可能である。
中でもベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族化合物
が特に好ましい。
【００２８】この際、通常キャリヤーガスとして、水素
ガスをはじめとする還元性のガスが使用される。キャリ
ヤーガスを予め５００〜1300℃に加熱しておくことが好
ましい。加熱する理由は、反応時に触媒の金属の生成と
炭素化合物の熱分解による炭素源の供給を一致させ、反
応を瞬時に起こすようにして、より微細な炭素繊維が得
られるようにするためである。キャリアーガスを原料と
混合した際に、キャリアーガスの加熱温度が５００℃未
満では、原料の炭素化合物の熱分解が起こりにくく、13
00℃を超えると炭素繊維の径方向の成長が起こり、径が
太くなりやすい。
【００２９】キャリアーガスの使用量は、炭素源（有機
化合物）1.0モルに対し１〜７０モルが適当である。炭
素繊維の径は、炭素源とキャリアーガスの比率を変える
ことにより、制御することが出来る。原料は、炭素源の
有機化合物に遷移金属化合物及び助触媒の硫黄化合物を
溶解し調整する。
【００３０】従来、原料と触媒金属をガス化して反応炉
に供給する製造方法が知られているが、この方法では分
岐状繊維を殆ど生成しない。そこで、本発明ではベンゼ
ンなどの有機化合物原料とフェロセンなどの触媒金属を
含む溶液を液体のままキャリアーガスで噴霧して反応炉
へ供給するか、キャリアーガスの一部をパージガスとし
て気化させて反応炉へ供給する。特に繊維径の細い炭素
繊維を得る場合は原料を気化して反応炉へ供給すること
が好ましい。また、液状で反応炉壁に吹き付けて反応さ
せることにより、原料及び触媒金属の濃度が局所的に濃
くなり、分岐状繊維が析出し易くなる。これを回収し、
結晶化工程を経て分岐部分の中空構造が連通した分岐状
繊維を１０質量％以上含む分岐状気相法炭素繊維を得る
ことができる。
【００３１】反応炉は、通常縦型の電気炉を使用する。
反応炉温度は８００〜1300℃、好ましくは1000〜1300℃
である。所定の温度に昇温した反応炉へ、原料液とキャ
リアーガスあるいは原料を気化させた原料ガスとキャリ
アーガスとを供給し、反応させ炭素繊維を得る。
【００３２】反応炉で製造した分岐状繊維を含む炭素繊
維を回収し、アルゴンガスなどの非酸化性雰囲気下で、
８００℃〜1500℃に加熱焼成して結晶化を進める。次い
で、さらに非酸化性雰囲気下で、2000〜3000℃に加熱し
て黒鉛化する。この黒鉛化処理のときに、結晶化促進元
素を炭素結晶にドープ（少量を添加）して結晶性を高め
る。結晶化促進元素としてはホウ素が好ましい。なお、
黒鉛化した微細な炭素繊維は表面が緻密なベーサルプレ
ーン（六角網目構造の平面）で覆われているので、ホウ
素をドーピングするためには結晶があまり発達していな
い1500℃以下で熱処理された炭素繊維を用いるのが好ま
しい。結晶性の低い炭素繊維を用いてもホウ素をドープ
する（ホウ素化処理）ときに黒鉛化温度まで加熱処理さ
れるので、結晶性の高い炭素繊維を得ることができる。
【００３３】炭素に対するホウ素のドーピング量は一般
に５質量％以下であり、0.1〜５質量％のホウ素換算量
をドープすることによって効果的に炭素繊維の結晶性を
高めることができる。この量になるように結晶化促進化
合物として、元素状ホウ素またはホウ素化合物（例え
ば、酸化ホウ素（Ｂ2Ｏ3）、炭化ホウ素（Ｂ4Ｃ）、ホ
ウ酸エステル、ホウ酸（Ｈ3ＢＯ3）またはその塩、有機
ホウ素化合物）を炭素繊維に加える。反応率を考慮する
と炭素量に対してホウ素化合物はホウ素換算で0.1〜５
質量％添加すればよい。ただし、ホウ素は熱処理におけ
る繊維の結晶化の際に存在すればよく、高結晶化した後
の高温処理等によってホウ素が揮散し、添加量よりも濃
度が低くなっても構わないので、処理後の繊維中の残留
ホウ素（Ｂ）量としては概ね0.01質量％以上であれば良
い。
【００３４】ホウ素を炭素の結晶内または炭素繊維表面
に導入するために必要な処理温度は2000℃以上、好まし
くは2300℃以上である。加熱温度が2000℃未満ではホウ
素と炭素の反応性が低いのでホウ素の導入が難しい。な
お、炭素の結晶性を高めて炭素結晶の面間隔ｄ002を0.3
38ｎｍ以下にするには加熱温度を2300℃以上に保つこと
が好ましい。熱処理の雰囲気は非酸化性の雰囲気、好ま
しくはアルゴン等の希ガス雰囲気である。熱処理時間が
長すぎると焼結が進行して収率が低下するので、中心部
の温度が目標温度に達した後にこの温度を１時間以下の
保持する程度でよい。
【００３５】気相法によって製造した炭素繊維は嵩密度
が非常に小さいために、好ましくは炭素繊維とホウ素ま
たはホウ素化合物を均一に混合して成形、造粒、または
圧縮し、高密度化して加熱処理するのが好ましい。高密
度化した繊維は熱処理すると一部分が焼結してフロック
状になるので、これを解砕して各種の材料に用いる。
【００３６】次に本発明の透明導電性組成物について説
明する。本発明の透明導電性組成物は、樹脂、特に透明
樹脂からなるバインダーに炭素繊維を配合してなる組成
物であって、外径0.01〜0.1μｍ、アスペクト比１０〜1
5000、及び圧密比抵抗0.02Ω・ｃｍ以下の気相法炭素繊
維を用い、表面抵抗率が10000Ω／□以下であることを
特徴とし、透明性と高導電性を兼ね備え、透明性電極と
して、塗膜、吹付け膜、フィルム、またはシート等に用
いられるものである。
【００３７】本発明の透明導電性組成物に用いる炭素繊
維は気相法によって製造されたものである。前述の通
り、気相法炭素繊維（ＶＧＣＦ）は、炭化水素等の原料
ガスを金属触媒の存在下で気相熱分解し、繊維状に成長
させることによって製造される炭素繊維であり、例え
ば、ベンゼン等の有機化合物を原料とし、この原料を触
媒として用いるフェロセン等の有機遷移金属化合物と共
にキャリアーガスによって高温の反応炉に導入し、基盤
上にＶＧＣＦを生成させる方法（特開昭60-27700号公
報）、浮遊状態でＶＧＣＦを生成させる方法（特開昭60
-54998号公報）、あるいは原料と触媒金属を含有する液
滴を反応炉壁に吹き付けてＶＧＣＦを成長させる方法
（特許第2778434号）などが開示されている。これらの
製造方法によれば、外径0.01〜0.5μｍ程度、アスベク
ト比１０〜５００程度のものが得られる。
【００３８】本発明では、炭素繊維として気相法炭素繊
維であって外径0.01〜0.1μｍ、アスペクト比１０〜150
00のものを用いる。炭素繊維の外径が0.1μｍより大き
いと樹脂に配合したときに樹脂の透明性を大きく低下さ
せる。一方、繊維の外径が0.01μｍより細いと繊維の強
度が弱く、樹脂に配合したときに切断し易くなる。ま
た、アスペクト比が15000より大きいと繊維が長すぎて
繊維どうしの絡み合いが過剰になり、樹脂中で均一に分
散するのが難くなる。
【００３９】原料と触媒金属を含有する液滴を反応炉壁
に吹き付けて気相法炭素繊維を製造する製造方法（特許
第2778434号）によれば、外径0.05〜0.5μｍ及び繊維長
さ１〜１００μｍの炭素繊維を製造することができる
が、本発明の透明導電性組成物では繊維外径が0.01〜0.
1μｍの炭素繊維を用いる。さらに結晶性を向上させた
極細の炭素繊維を得るには、析出した炭素繊維を黒鉛化
することがある。この際に、ホウ素、あるいはホウ素と
窒素などの結晶化促進元素の触媒的な作用を利用し、こ
れらの元素を炭素結晶中または炭素繊維表面にドープさ
せることによって黒鉛化炭素繊維を得ることができる。
ドープ元素量は0.01〜５質量％、好ましくは0.1〜３質
量％、さらに好ましくは0.2〜2.0質量％が適当である。
５質量％を上回る量をドープするのは難しく、一方、ド
ープ量が0.01質量％より少ないと十分な効果が得られな
い。ホウ素等を含有させることによって炭素層の面間隔
ｄ00 2が小さくなり、結晶化が進み、従来のものより繊
維外径が細く、しかも導電性が高く、樹脂等への分散性
の良い炭素繊維を得ることができる。
【００４０】さらに、本発明の透明導電性組成物で用い
る気相法炭素繊維は、圧密比抵抗が0.02Ω・ｃｍ以下の
ものであり、好ましくは、0.018Ω・ｃｍ以下、さらに
好ましくは0.015Ω・ｃｍ以下のものである。因みに、
従来の気相法によって製造した炭素繊維の圧密比抵抗は
0.021Ω・ｃｍ程度であるが、本発明で用いる炭素繊維
はこれよりも導電性が高く、例えば、圧密比抵抗0.005
〜0.018Ω・ｃｍのものが適当である。圧密比抵抗が0.0
2Ω・ｃｍより大きいと、透明性を保ちながら表面抵抗
率10000Ω／□以下の導電性を得るのが難しい。
【００４１】本発明の透明導電性組成物において好まし
く用いられる気相法炭素繊維は前述した通り、分岐状炭
素繊維を多く含み、分岐状繊維の分岐部分を含めて繊維
全体が互いに連通した中空構造を有している分岐状気相
法炭素繊維である。このような中空構造の分岐状気相法
炭素繊維は円筒部分を構成する炭素層が連続しており、
極細でありながら優れた導電性及び熱伝導性を有する。
なお、従来の炭素繊維は導電性や熱伝導性は繊維どうし
の接触や接着に依存しているが、繊維の分岐部分はコブ
状に結合しており、このため導電性や熱伝導性は分岐部
分の中空が連通したものに比べて小さい。
【００４２】本発明の透明導電性組成物に用いる気相法
炭素繊維は0.001〜0.05質量％のフッ素を含むようにフ
ッ素処理したものでも良い。フッ素処理は、例えば、フ
ッ素含有ガス（Ｆ2、ＨＦなど）下、０〜２００℃で接
触処理するか、ＣＦ4などの低級フッ素化炭化水素など
でプラズマ処理（例えば、特開平8-31404号公報）する
ことにより行われる。フッ素処理した炭素繊維を用いる
ことによって表面の撥水性を向上させることにより、結
果として炭素繊維が凝集しにくくなって分散性を良くす
ることができる。なお、フッ素含有量が0.001質量％未
満であるとフッ素処理の効果が乏しく、フッ素量が0.05
質量％より多いと炭素面が破れて、炭素繊維表面が粗く
なるのであるので適当ではない。
【００４３】本発明で用いる気相法炭素繊維は、アルミ
ニウム化合物（例えば、アルミナゲル、塩化アルミニウ
ム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、ケイ酸アル
ミニウム、アルミン酸塩、アルミン酸エステル、水酸化
アルミニウム）、好ましくはアルミナゲル、ケイ酸アル
ミニウム、アルミン酸塩、水酸化アルミニウムによって
処理され、２０〜７０質量％の酸化アルミニウムによっ
て表面が被覆されたものでも良い。例えば、気相法炭素
繊維を炭酸ガス賦括して活性炭素繊維とした後、これを
１０％程度の硫酸に浸積し水洗した後、アルミニウム化
合物溶液に加え、繊維表面にアルミナ皮膜を形成でき
る。
【００４４】このような表面処理した炭素繊維を用いる
ことによって表面の親水性を向上させることができる。
このことにより樹脂との接着性が良くなり、分散性が向
上する。なお、被覆量が２０質量％未満であるとその効
果が乏しく、また被覆量が７０質量％より多いと炭素繊
維どうしの互着が増えるので適当ではない。
【００４５】本発明の透明導電性組成物において、気相
法炭素繊維の配合量は組成物全体で５〜４０質量％、好
ましくは５〜２０質量％が適当である。この配合量にお
いて高い透明性と導電性を有する。具体的には、表面抵
抗率10000Ω／□以下の導電性を有し、厚さ0.5μｍにお
いて透過率７０％以上の透明性を有することができる。
因みに、カーボンブラック単味を混合した従来の導電性
塗膜は、本発明と同程度の量を配合すると塗膜の透過率
は３０％以下であり、殆ど光を透過しない。一方、カー
ボンブラックの配合量を本発明と同水準の透過率を維持
する程度の量に低減すると塗膜の表面抵抗率は20000Ω
／□以上になり、導電性が大幅に低下する。
【００４６】
【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を説
明するが、下記の記載により本発明は限定されるもので
ない。なお、下記の例において、分岐状繊維含有量（面
積％）、ホウ素含有量、嵩密度（タッピング密度）（ｇ
／ｃｍ3）、圧密比抵抗（Ω・ｃｍ）、ペーストの固有
抵抗（Ω・ｃｍ）、塗膜の表面抵抗率（Ω／□）、透過
率（％）は以下の方法により測定した。
【００４７】１）分岐状繊維含有量（質量％）：透過電
子顕微鏡（ＴＥＭ）による炭素繊維の断面写真おいて、
炭素繊維の断面合計に対する分岐状炭素繊維の断面積の
割合を求め、比重を１として質量％とした。
【００４８】２）ホウ素含有量：炭素繊維の粉末試料に
炭酸カルシウムを加え、酸素気流中８００℃で灰化した
後、この灰に炭酸カルシウムを加え、加熱して溶融さ
せ、溶融物を水に溶解し、水溶液を高周波誘導結合プラ
ズマ（Inductively Coupled Plasma；ＩＣＰ）発光分析
法により定量分析した。
【００４９】３）嵩密度（タッピング密度）（ｇ／ｃｍ
3）：試料を一定量（6.0ｇ）秤量して１５ｍｍφの測定
用セルに入れ、タッピング装置にセットする。落下高さ
を４５ｍｍ、タッピング速度を２秒／回とし、４００回
自由落下させた後、その体積を測定し、この体積と質量
との関係から嵩密度を算出する。
【００５０】４）圧密比抵抗（Ω・ｃｍ）：被測定試料
を図４に示す樹脂製のセル４に上方および下方から圧縮
ロッド２により加圧し、一定圧のもとで電流を流し、そ
の試料途中に設置された電圧測定端子間の電圧を読み、
容器断面積、電圧端子間距離から比抵抗を計算する。こ
の比抵抗値は加圧条件により変化し、低加圧の時は高抵
抗を示すが、加圧を増すに従い、ある加圧値以上では加
圧条件にかかわらずほぼ一定値となるが、本発明では以
下の操作によって嵩密度0.8ｇ／ｃｍ3に押し固めた時の
体積比抵抗値（圧密比抵抗）とした。すなわち、被測定
物５に電流を流すための銅板製の電流端子３を備えた平
面積（１×４）ｃｍ2、深さ１０ｃｍの樹脂製で、途中
に電圧測定様端子１を備えた圧密比抵抗測定用のセル４
に一定量の試料を入れ、上部から圧縮ロッド２に圧縮を
かけ試料を圧縮して行き、圧縮を測定しながら順次電流
0.1Ａを流し、嵩密度0.8ｇ／ｃｍ3の時点で容器底部か
ら差し込まれた２つの電圧測定用端子１の2.0ｃｍ間の
電圧（Ｅ）Ｖを読み、以下の式から抵抗値（Ｒ）（Ω・
ｃｍ）を計算した。
【数１】Ｒ（Ω・ｃｍ）＝（Ｅ／0.1）×Ｄ（ｃｍ2）／
２（ｃｍ） 式中、Ｄは粉体の電流方向の断面積（深さ×幅）＝１０
ｄである。
【００５１】５）塗膜の表面抵抗率（Ω／□）：塗膜を
作成し、三菱化学（株）製Lotest Hp MCP-T410を用い、
「JIS K7194」に準拠した４端子法にて測定した。
【００５２】６）ペーストの固有抵抗（Ω・ｃｍ）：ド
クターブレードによって膜厚２５μｍのペースト膜試料
を作成し、その試料の表面抵抗率を上記５）に従い測定
し、その値を膜厚で除して算出した。
【００５３】７）透過率（％）：日本電色工業（株）製
NDH-1001 DPを用い、「JIS K7105」に準拠した積分球
式光線透過率法にて測定した。
【００５４】実施例１：特許第2778434号公報の記載に
従って、ベンゼンにフェロセン７質量％を溶解し、この
液滴を炉壁に吹き付けて熱分解させる方法によって気相
法炭素繊維を製造した。この気相法炭素繊維をアルゴン
雰囲気下で1200℃に加熱処理し、さらにアルゴン雰囲気
下で2800℃に加熱処理した。加熱処理後にフロック状に
集合した繊維を解砕して、繊維外径0.1〜0.2μｍ、繊維
長さ１０〜２０μｍ、アスペクト比５０〜２００の気相
法炭素繊維を得た。透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察によ
りこの炭素繊維は分岐状の繊維を２２質量％含有するこ
とが確認された。また、この炭素繊維の嵩密度（タッピ
ング密度）は0.035ｇ／ｃｍ3であった。この炭素繊維を
嵩密度0.8ｇ／ｃｍ3まで圧縮して圧密比抵抗（粉体抵
抗）を測定したところ0.018Ω・ｃｍであった。さら
に、この炭素繊維をポリウレタンに４０質量％混合して
ペーストとし、その固有抵抗を測定したところ0.25Ω・
ｃｍであった。これらの結果を表１に示す。また、この
炭素繊維の分岐部分の顕微鏡写真（倍率：100,000倍）
を図１に示す。
【００５５】実施例２：実施例１と同様にして得た分岐
状繊維を含む気相法炭素繊維に、炭化ホウ素粉末（Ｂ4
Ｃ）を４質量％添加して均一に混合し、黒鉛ルツボに装
入して圧縮し、アルゴン雰囲気下、2700℃で６０分間加
熱処理した。これを解砕し、分岐状繊維を含むホウ素を
含有した気相法炭素繊維を得た。このホウ素含有量は1.
8質量％であった。この炭素繊維について、実施例１と
同様にして、嵩密度、圧密粉体比抵抗、樹脂ペーストの
固有抵抗を測定したところ、嵩密度（タッピング密度）
0.036ｇ／ｃｍ3、圧密粉体比抵抗0.005Ω・ｃｍ、樹脂
ペーストの固有抵抗0.08Ω・ｃｍであった。これらの結
果を表１に示す。また、この炭素繊維の分岐部分の顕微
鏡写真（倍率：100,000倍）を図２に示す。中空構造が
連通している様子が観察される。
【００５６】実施例３〜４：実施例１と同様にして得た
分岐状繊維を含む気相法炭素繊維に、炭化ホウ素粉末
（Ｂ4Ｃ）を添加して均一に混合し、黒鉛ルツボに装入
して圧縮し、アルゴン雰囲気下、2800℃〜2900℃で６０
分間加熱処理して、分岐状繊維を含むホウ素を含有した
気相法炭素繊維を得た。このホウ素含有量は0.5及び0.2
質量％であった。この炭素繊維について、実施例１と同
様にして、嵩密度、圧密粉体比抵抗、樹脂ペーストの固
有抵抗を測定した。これらの結果をホウ素含有量と共に
表１に示す。
【００５７】比較例１：実施例１の製造に代えて、原料
をガス化して炉内に供給する従来の製造方法によって気
相法炭素繊維（外径0.1〜0.2μｍ、長さ１０〜２０μ
ｍ）を製造した。ＴＥＭ観察によればこの炭素繊維には
分岐状の繊維が殆ど含まれていないものであった。この
炭素繊維について、実施例１と同様にして、嵩密度、圧
密粉体比抵抗、樹脂ペーストの固有抵抗を測定した。こ
れらの結果を表１に示す。
【００５８】比較例２：フェロセンの添加量を２質量％
に低減した以外は実施例１と同様にして気相法炭素繊維
（外径0.1〜0.2μｍ、長さ５〜１０μｍ）を得た。ＴＥ
Ｍ観察によりこの炭素繊維は分岐状の繊維を５質量％含
有することが確認された。この炭素繊維について、実施
例１と同様にして、嵩密度、圧密粉体比抵抗、樹脂ペー
ストの固有抵抗を測定した。これらの結果を表１に示し
た。また、この炭素繊維について分岐部分の顕微鏡写真
（倍率：100,000倍）を図３に示した。
【００５９】
【表１】
【００６０】表１に示すように、本発明の分岐状気相法
炭素繊維（実施例１〜４）は何れも従来の気相法炭素繊
維（比較例１、２）よりも圧密粉体比抵抗が小さく、0.
02Ω・ｃｍ以下である。従って、この炭素繊維を樹脂に
配合したペーストの固有抵抗も低く、0.3Ω・ｃｍ以下
である。一方、従来の比較例１、２の圧密粉体比抵抗は
何れも０．０２Ω・ｃｍを上回る。また、本発明の分岐
状気相法炭素繊維において、ホウ素を含有するものは結
晶化の程度が高いので、圧密粉体比抵抗がさらに小さく
なる。本発明の分岐状気相法炭素繊維は図１、図２の透
過電子顕微鏡写真（倍率：100,000倍）に示す通り、分
岐部分にコブ状の変形がみられず、内部の中空構造が連
通している。
【００６１】実施例５：実施例１と同様にして、平均繊
維外径0.04μｍ、アスペクト比約４０、圧密比抵抗0.01
5Ω・ｃｍの気相法炭素繊維を得た。透過電子顕微鏡
（ＴＥＭ）観察によりこの炭素繊維は分岐状の繊維を１
５質量％含有することが確認された。この炭素繊維0.5
質量部をポリエステル樹脂4.5質量部とＭＥＫ（メチル
エチルケトン）９５質量部からなる樹脂溶液に加え、ペ
イントシェーカーにて分散させて透明導電性組成物を得
た。スピンコーターを用い、この組成物をガラス板上に
膜厚0.1μｍとなるように塗布し、１５０℃で1.5時間乾
燥させた。この塗膜について、波長６００ｎｍの透過率
と表面抵抗率を測定した。塗膜の表面抵抗率は2000Ω／
□、透過率は８０％であった。
【００６２】実施例６：実施例５と同じ平均繊維外径0.
04μｍ、アスペクト比約４０、圧密比抵抗0.015Ω・ｃ
ｍの気相法炭素繊維0.25質量部とカーボンブラック（ア
クゾ社製：ケッチェンブラックＥＣ）0.25質量部を用い
て、実施例５と同様に塗膜を作成した。塗膜の表面抵抗
率は1500Ω／□、透過率は７５％であった。
【００６３】実施例７：実施例５と同じ平均繊維外径0.
04μｍ、アスペクト比約４０の気相法炭素繊維に、炭化
ホウ素（Ｂ4Ｃ）を４質量部混合し、2800℃の不活性ガ
ス雰囲気下で熱処理を行った。熱処理後の炭素繊維中の
ホウ素含有量は1.8質量％であり、圧密比抵抗0.008Ω・
ｃｍ、炭素結晶の面間隔ｄ002は0.3375ｎｍであった。
この気相法炭素繊維0.5質量部を用い、実施例５と同様
にして塗膜を形成した。塗膜の表面抵抗率は1500Ω／
□、透過率は８０％であった。
【００６４】実施例８：実施例１と同様の方法で得た繊
維外径0.08μｍ、アスペクト比杓４０、圧密比抵抗0.01
5Ω・ｃｍの気相法炭素繊維をフッ素（Ｆ2）雰囲気下、
３５℃で処理した。この炭素繊維を用い、実施例５と同
様にして塗膜を作成した。塗膜の表面抵抗率は2000Ω／
□、透過率は９０％であった。
【００６５】実施例９：繊維外径0.08μｍ、アスペクト
比約４０、圧密比抵抗0.018Ω・ｃｍの気相法炭素繊維
を炭酸ガス賦括し、比表面積2000ｍ2／ｇの活性炭素繊
維とした。これを１０％硫酸に１時間浸積した後に水洗
してアルミン酸ナトリウム溶液に加え、繊維表面にアル
ミナ皮膜（２５質量％）を形成した。この気相法炭素繊
維を用い、実施例５同様にして塗膜を作成した。塗膜の
表面抵抗率は4000Ω／□、透過率は９５％であった。
【００６６】比較例３：実施例１と同様にして得た、繊
維外径0.5μｍ、アスペクト比約４０、圧密比抵抗0.022
Ω・ｃｍの気相法炭素繊維を用い、実施例５と同様にし
て塗膜を形成した。塗膜の表面抵抗率は2500Ω／□、透
過率は３５％であった。
【００６７】比較例４：ＢＥＴ比表面積1270ｍ2／ｇの
カーボンブラック（アクゾ社製：ケッチェンブラックＥ
Ｃ）を用い、実施例５と同様にして塗膜を形成した。塗
膜の表面抵抗率は3000Ω／□、透過率は１０％であっ
た。
【００６８】
【発明の効果】本発明の分岐状繊維を含む気相法炭素繊
維は、外径が極細でありながら分岐が連通した中空構造
を有し、炭素繊維自体の導電性や熱伝導性が大きく、従
って、樹脂ゴム等や電池の電極に添加した際に網目状に
広く分散して導電性及び熱伝導性を高めることができ
る。また、従来の炭素繊維よりも極細の繊維が得られる
ので、樹脂等に配合して塗膜やフィルム、シートなどを
形成した場合、比較的多量に配合しても樹脂本来の透明
性を保つことができ、導電性の高い透明な塗膜やフィル
ムないしシートなどを得ることができる。本発明の導電
性組成物は、樹脂本来の透明を失わず、しかも優れた導
電性を有する。炭素粉末や従来の炭素繊維などを配合し
た導電性組成物は透明性が低いが、本発明の導電性組成
物は炭素繊維の配合量が比較的多くても樹脂の透明性が
あまり低下しないので、高い導電性と透明性を兼ね備え
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による分岐状気相法炭素繊維の透過電
子顕微鏡写真（倍率：100,000）。
【図２】 本発明による分岐状気炭素繊維の分岐部分の
顕微鏡写真（倍率：100,000倍）。
【図３】 従来の分岐状気相法炭素繊維の透過電子顕微
鏡写真（倍率：100,000）。
【図４】 本発明の炭素繊維の圧密比抵抗測定用セルの
縦断面略図。
【符号の説明】
１−電圧測定様端子 ２−圧縮ロッド ３−銅板製の電流端子 ４−樹脂製のセル ５−被測定物
フロントページの続き (72)発明者 山本 竜之 神奈川県川崎市川崎区大川町５番１号 昭 和電工株式会社生産技術センター内 Ｆターム(参考） 4F071 AA43 AB03 AD01 AD06 AE15 AF37Y AG12 AH12 AH15 BA02 BB02 BC01 4G046 CA02 CB01 CB08 CC01 CC08 4J002 CF001 DA016 DA036 FA046 FB076 4L037 AT05 AT11 CS03 CS04 CS06 CS38 FA02 FA04 FA12 FA20 PA09 PA13 PC11 PG04 UA12 UA20

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 円筒状の中空構造を有し、繊維外径0.5
    μｍ以下、アスペクト比１０以上の気相法炭素繊維であ
    って、圧密比抵抗が0.02Ω・ｃｍ以下であることを特徴
    とする分岐状気相法炭素繊維。
  2. 【請求項２】 繊維外径0.05μｍ〜0.5μｍ、繊維長さ
    １〜１００μｍ及びアスペクト比１０〜2000である請求
    項１に記載の分岐状気相法炭素繊維。
  3. 【請求項３】 繊維外径0.002μｍ〜0.05μｍ、繊維長
    さ0.5〜５０μｍ及びアスペクト比１０〜25000である請
    求項１に記載の分岐状気相法炭素繊維。
  4. 【請求項４】 圧密比抵抗が0.018Ω・ｃｍ以下であ
    り、かつ分岐部分の中空構造が連通している請求項２ま
    たは３に記載の分岐状気相法炭素繊維。
  5. 【請求項５】 分岐部分の中空構造が連通している分岐
    状繊維を１０質量％以上含有する請求項４に記載の分岐
    状気相法炭素繊維。
  6. 【請求項６】 ホウ素を含有する請求項１に記載の分岐
    状気相法炭素繊維。
  7. 【請求項７】 ホウ素を0.01〜５質量％含有する請求項
    ６記載の分岐状気相法炭素繊維。
  8. 【請求項８】 熱伝導率が１００ｋｃａｌ（ｍｈ℃）-1
    以上である請求項１乃至７のいずれかひとつに記載の分
    岐状気相法炭素繊維。
  9. 【請求項９】 嵩密度0.8ｇ／ｃｍ3に圧縮したときの熱
    伝導率が１００ｋｃａｌ（ｍｈ℃）-1以上である請求項
    ８に記載の分岐状気相法炭素繊維。
  10. 【請求項１０】 遷移金属触媒を用い有機化合物の熱分
    解により炭素繊維を製造する方法において、遷移金属元
    素またはその化合物を５〜１０質量％含有する有機化合
    物の微小液滴を加熱炉壁面に向けて吹き付けながら反応
    させ、炉壁面に炭素繊維を生成させ、これを回収した後
    非酸化性雰囲気下で、８００℃〜1500℃に加熱焼成し、
    次いで非酸化性雰囲気下で2000〜3000℃に加熱して黒鉛
    化処理することを特徴とする請求項１に記載の分岐状気
    相法炭素繊維の製造方法。
  11. 【請求項１１】 結晶化促進化合物としてホウ素、また
    は酸化ホウ素、炭化ホウ素、ホウ酸エステル、ホウ酸ま
    たはその塩、及び有機ホウ素化合物からなる群から選択
    される少なくとも一種であるホウ素化合物を、ホウ素換
    算で0.1〜５質量％ドープした後、加熱して黒鉛化処理
    する請求項１０に記載の分岐状気相法炭素繊維の製造方
    法。
  12. 【請求項１２】 樹脂に炭素繊維を配合してなる導電性
    組成物であり、繊維外径0.01〜0.1μｍ、アスペクト比
    １０〜15000及び圧密比抵抗0.02Ω・ｃｍ以下の気相法
    炭素繊維を含有し、透明性を有することを特徴とする透
    明導電性組成物。
  13. 【請求項１３】 炭素繊維が円筒状の中空構造を有し、
    繊維外径0.05μｍ〜0.1μｍ、繊維長さ１〜１００μｍ
    及びアスペクト比１０〜2000の気相法炭素繊維である請
    求項１２に記載の透明導電性組成物。
  14. 【請求項１４】 気相法炭素繊維の配合量が組成物全体
    の５〜４０質量％である請求項１２に記載の透明導電性
    組成物。
  15. 【請求項１５】 表面抵抗率が10000Ω／□以下である
    請求項１２に記載の透明導電性組成物。
  16. 【請求項１６】 表面抵抗率が５〜10000Ω／□、厚さ
    0.5μｍに成形したときの透過率が６０％以上である請
    求項１２に記載の透明導電性組成物。
  17. 【請求項１７】 炭素繊維が炭素結晶の面間隔ｄ002が
    0.339ｎｍ以下、及び圧密比抵抗0.018Ω・ｃｍ以下の気
    相法炭素繊維である請求項１２または１３に記載の透明
    導電性組成物。
  18. 【請求項１８】 分岐状気相法炭素繊維が、圧密比抵抗
    0.018Ω・ｃｍ以下であり、かつ分岐部分の中空構造が
    連通している請求項１３に記載の透明導電性組成物。
  19. 【請求項１９】 分岐状気相法炭素繊維の中空構造が連
    通している分岐状繊維を１０質量％以上含有する繊維で
    ある請求項１８に記載の透明導電性組成物。
  20. 【請求項２０】 炭素繊維がホウ素またはホウ素と窒素
    を0.01〜３質量％含有する請求項１２または１３に記載
    の透明導電性組成物。
  21. 【請求項２１】 炭素繊維が0.001〜0.05質量％のフッ
    素を含む請求項１２または１３に記載の透明導電性組成
    物。
  22. 【請求項２２】 炭素繊維の表面が２０〜７０質量％の
    酸化アルミニウムによって被覆されている請求項１２ま
    たは１３に記載の透明導電性組成物。
  23. 【請求項２３】 気相法炭素繊維と共にカーボンブラッ
    クを含有する請求項１２または１３に記載の透明導電性
    組成物。
  24. 【請求項２４】 請求項１２乃至２３のいずれかひとつ
    に記載の透明導電性組成物によって形成された透明導電
    体。
  25. 【請求項２５】 透明導電体が塗膜、吹付け膜、フィル
    ム、またはシートである請求項２４に記載の透明導電
    体。
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