JP2003342474A - 導電性樹脂材料 - Google Patents
導電性樹脂材料Info
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- JP2003342474A JP2003342474A JP2002151865A JP2002151865A JP2003342474A JP 2003342474 A JP2003342474 A JP 2003342474A JP 2002151865 A JP2002151865 A JP 2002151865A JP 2002151865 A JP2002151865 A JP 2002151865A JP 2003342474 A JP2003342474 A JP 2003342474A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 直径１μｍ以下の繊維状カーボンを熱可塑性
樹脂中に分散させてなることを特徴とする導電性樹脂材
料。 【解決手段】 本発明によれば、少量の導電性フィラー
（直径１μｍ以下の繊維状カーボン）の配合量でも十分
な導電性を付与する。
樹脂中に分散させてなることを特徴とする導電性樹脂材
料。 【解決手段】 本発明によれば、少量の導電性フィラー
（直径１μｍ以下の繊維状カーボン）の配合量でも十分
な導電性を付与する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、静電塗装用、静電
防止フィルム用、静電防止パッケージ用等の成形用樹脂
材料として有効な導電性樹脂材料に関する。
防止フィルム用、静電防止パッケージ用等の成形用樹脂
材料として有効な導電性樹脂材料に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂に対し、導電性
を付与するため、導電性カーボンブラック、カーボン繊
維、金属粉等の導電性フィラーをブレンドすることが行
われていた。
ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂に対し、導電性
を付与するため、導電性カーボンブラック、カーボン繊
維、金属粉等の導電性フィラーをブレンドすることが行
われていた。
【０００３】しかしながら、必要な導電性（特に、体積
抵抗率１０10Ω・ｃｍ以下）を付与するには、コンパウ
ンド中に少なくとも５重量％の導電性フィラーを添加す
る必要があることから、これによりベース樹脂本来の物
性が変わってしまう。また、導電性フィラーは、カーボ
ンブラックやカーボン繊維（黒色）、金属粉（金属色）
等、有色のものが多く、多量の配合により導電性樹脂材
料を薄膜化しても不透明なフィルムしか得られない。
抵抗率１０10Ω・ｃｍ以下）を付与するには、コンパウ
ンド中に少なくとも５重量％の導電性フィラーを添加す
る必要があることから、これによりベース樹脂本来の物
性が変わってしまう。また、導電性フィラーは、カーボ
ンブラックやカーボン繊維（黒色）、金属粉（金属色）
等、有色のものが多く、多量の配合により導電性樹脂材
料を薄膜化しても不透明なフィルムしか得られない。
【０００４】このため、導電性フィラー量を少なくして
も、必要な導電性を与えることができる導電性樹脂組成
物が望まれていた。
も、必要な導電性を与えることができる導電性樹脂組成
物が望まれていた。
【０００５】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
少量の導電性フィラーの使用で、体積抵抗率１０10Ω・
ｃｍ以下のレベルの導電性を与えることができる導電性
樹脂材料を提供することを目的とする。
少量の導電性フィラーの使用で、体積抵抗率１０10Ω・
ｃｍ以下のレベルの導電性を与えることができる導電性
樹脂材料を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者らは、上記目的を達成するため、鋭意検討を行っ
た結果、従来用いられていた導電性フィラーの代わり
に、直径１μｍ以下の繊維状カーボン（ＣＮＴ、ＶＧＣ
Ｆ等）を用いて、熱可塑性樹脂コンパウンドを作製する
ことにより、このような非常に微細かつ繊維状のカーボ
ンを用いることで、少量の添加量でもコンパウンド中に
導電パスを形成することが可能となり、０．２重量％程
度の添加量でも良好な導電性を発現させることに成功し
たものである。またこの場合、マトリックス樹脂の種類
によっては、カーボン凝集のために導電性が芳しくない
ケースもあるが、高せん断速度下で混練することによ
り、分散性を改善して導電性を向上させることができる
ことを見出し、本発明をなすに至ったものである。
発明者らは、上記目的を達成するため、鋭意検討を行っ
た結果、従来用いられていた導電性フィラーの代わり
に、直径１μｍ以下の繊維状カーボン（ＣＮＴ、ＶＧＣ
Ｆ等）を用いて、熱可塑性樹脂コンパウンドを作製する
ことにより、このような非常に微細かつ繊維状のカーボ
ンを用いることで、少量の添加量でもコンパウンド中に
導電パスを形成することが可能となり、０．２重量％程
度の添加量でも良好な導電性を発現させることに成功し
たものである。またこの場合、マトリックス樹脂の種類
によっては、カーボン凝集のために導電性が芳しくない
ケースもあるが、高せん断速度下で混練することによ
り、分散性を改善して導電性を向上させることができる
ことを見出し、本発明をなすに至ったものである。
【０００７】従って、本発明は下記の導電性樹脂材料を
提供する。 ［請求項１］ 直径１μｍ以下の繊維状カーボンを熱可
塑性樹脂中に分散させてなることを特徴とする導電性樹
脂材料、［請求項２］ 繊維状カーボンと熱可塑性樹脂
とを５００／ｓｅｃ以上のせん断速度で混練することに
より得られたものである請求項１記載の導電性樹脂材
料、［請求項３］ 繊維状カーボンのアスペクト比が１
０〜１００００である請求項１又は２記載の導電性樹脂
材料、［請求項４］ 繊維状カーボンが多層ＣＮＴ又は
気相成長カーボン繊維である請求項１、２又は３記載の
導電性樹脂材料、［請求項５］ 繊維状カーボンの配合
量が材料全体の０．０１〜１０重量％である請求項１乃
至４のいずれか１項記載の導電性樹脂材料、［請求項
６］ 体積抵抗率１０10Ω・ｃｍ以下である請求項１乃
至５のいずれか１項記載の導電性樹脂材料。
提供する。 ［請求項１］ 直径１μｍ以下の繊維状カーボンを熱可
塑性樹脂中に分散させてなることを特徴とする導電性樹
脂材料、［請求項２］ 繊維状カーボンと熱可塑性樹脂
とを５００／ｓｅｃ以上のせん断速度で混練することに
より得られたものである請求項１記載の導電性樹脂材
料、［請求項３］ 繊維状カーボンのアスペクト比が１
０〜１００００である請求項１又は２記載の導電性樹脂
材料、［請求項４］ 繊維状カーボンが多層ＣＮＴ又は
気相成長カーボン繊維である請求項１、２又は３記載の
導電性樹脂材料、［請求項５］ 繊維状カーボンの配合
量が材料全体の０．０１〜１０重量％である請求項１乃
至４のいずれか１項記載の導電性樹脂材料、［請求項
６］ 体積抵抗率１０10Ω・ｃｍ以下である請求項１乃
至５のいずれか１項記載の導電性樹脂材料。
【０００８】以下、本発明つき、更に詳しく説明する。
本発明の導電性樹脂材料は、繊維状カーボンを熱可塑性
樹脂中に分散させたものである。ここで、本発明におい
ては、繊維状カーボンとして、直径１μｍ以下、好まし
くは１ｎｍ〜１μｍ、更に好ましくは０．０１〜０．２
μｍのものを用いる。直径が１μｍより大きいものは、
本発明の目的を達成し得ない。この場合、この繊維状カ
ーボンのアスペクト比（長さＬ／直径Ｄ）が１０〜１０
０００、特に１００〜１０００のものを使用することが
好ましい。
本発明の導電性樹脂材料は、繊維状カーボンを熱可塑性
樹脂中に分散させたものである。ここで、本発明におい
ては、繊維状カーボンとして、直径１μｍ以下、好まし
くは１ｎｍ〜１μｍ、更に好ましくは０．０１〜０．２
μｍのものを用いる。直径が１μｍより大きいものは、
本発明の目的を達成し得ない。この場合、この繊維状カ
ーボンのアスペクト比（長さＬ／直径Ｄ）が１０〜１０
０００、特に１００〜１０００のものを使用することが
好ましい。
【０００９】アスペクト比が小さすぎる繊維状カーボン
を用いる場合は、少量添加で十分な導電パスを形成する
ことが困難である。アスペクト比が大きすぎると、繊維
同士のからみあいにより分散不良が生じる場合がある。
このような繊維状カーボンとしては、多層カーボンナノ
チューブ（ＳＷＮＴ、ＭＷＮＴ）、気相成長カーボン繊
維（ＶＧＮＦ、ＶＧＣＦ）等を使用することができる。
を用いる場合は、少量添加で十分な導電パスを形成する
ことが困難である。アスペクト比が大きすぎると、繊維
同士のからみあいにより分散不良が生じる場合がある。
このような繊維状カーボンとしては、多層カーボンナノ
チューブ（ＳＷＮＴ、ＭＷＮＴ）、気相成長カーボン繊
維（ＶＧＮＦ、ＶＧＣＦ）等を使用することができる。
【００１０】上記繊維状カーボンの配合量は、適宜選定
され、特に制限されるものではないが、導電性樹脂材料
全体の０．０１〜１０重量％の範囲とすることができ、
特に５重量％以下の配合量でも十分な導電性を付与する
ことができるので、０．０１〜５重量％、より好ましく
は０．１〜２重量％とすることが望ましい。
され、特に制限されるものではないが、導電性樹脂材料
全体の０．０１〜１０重量％の範囲とすることができ、
特に５重量％以下の配合量でも十分な導電性を付与する
ことができるので、０．０１〜５重量％、より好ましく
は０．１〜２重量％とすることが望ましい。
【００１１】一方、本発明において、熱可塑性樹脂とし
ては、特に制限されず、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリアミド、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポ
リブチレンテレフタレートなどが好ましい例として挙げ
られるほか、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニ
レンサルファイド、ポリアセタール、ポリフェニレンオ
キサイド、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルイミ
ド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリメチルメタクリ
レート、ポリアクリロニトリル等を使用することができ
る。
ては、特に制限されず、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリアミド、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポ
リブチレンテレフタレートなどが好ましい例として挙げ
られるほか、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニ
レンサルファイド、ポリアセタール、ポリフェニレンオ
キサイド、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルイミ
ド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリメチルメタクリ
レート、ポリアクリロニトリル等を使用することができ
る。
【００１２】本発明では、上記直径１μｍ以下の繊維状
カーボンを熱可塑性樹脂に混練分散させたもので、その
混練、分散方法は特に制限されないが、繊維状カーボン
を均一分散させる点から、バッチ式の場合はラボプラス
トミルミキサ、連続式の場合は二軸押出機による混練等
の方法を採用することが好ましい。
カーボンを熱可塑性樹脂に混練分散させたもので、その
混練、分散方法は特に制限されないが、繊維状カーボン
を均一分散させる点から、バッチ式の場合はラボプラス
トミルミキサ、連続式の場合は二軸押出機による混練等
の方法を採用することが好ましい。
【００１３】この場合、特に５００／ｓｅｃ以上、より
好ましくは１０００／ｓｅｃ以上の高せん断速度下で混
練することにより、例えばカーボン配合量２重量％以
下、特に１重量％以下の少量の使用でも十分な導電性を
付与することができる。
好ましくは１０００／ｓｅｃ以上の高せん断速度下で混
練することにより、例えばカーボン配合量２重量％以
下、特に１重量％以下の少量の使用でも十分な導電性を
付与することができる。
【００１４】本発明の導電性樹脂材料は、静電塗装用、
静電防止フィルム用、静電防止パッケージ用等として好
適に使用され、１０10Ω・ｃｍ以下、特に１０7Ω・ｃ
ｍ以下の体積抵抗率を与えるものであることが好まし
い。
静電防止フィルム用、静電防止パッケージ用等として好
適に使用され、１０10Ω・ｃｍ以下、特に１０7Ω・ｃ
ｍ以下の体積抵抗率を与えるものであることが好まし
い。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、少量の導電性フィラー
（直径１μｍ以下の繊維状カーボン）の配合量でも十分
な導電性を付与する。
（直径１μｍ以下の繊維状カーボン）の配合量でも十分
な導電性を付与する。
【００１６】
【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるも
のではない。
的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるも
のではない。
【００１７】［実施例１〜７、比較例］カーボンとし
て、多層ＣＮＴ（ＭＷＮＴ：直径５０ｎｍ程度、Ｌ／Ｄ
１００程度）、気相成長カーボン繊維（ＶＧＣＦ：直径
０．２μｍ程度、Ｌ／Ｄ１００程度）及びＨＡＦカーボ
ンブラック（ＣＢ：球形、比較例）を使用し、樹脂とし
て、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、
ポリアミド（ＰＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカー
ボネート（ＰＣ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢ
Ｔ）を用い、カーボン量を変えて様々なカーボンと熱可
塑性樹脂を東洋精機製ラボプラストミルＲ６０で混練し
てコンパウンドを作製し、混練後、プレスにて１ｍｍ厚
シートを成形し、三菱化学製ロレスタ及びハイレスタで
体積抵抗率を測定した。結果を図１〜２及び表１に示
す。
て、多層ＣＮＴ（ＭＷＮＴ：直径５０ｎｍ程度、Ｌ／Ｄ
１００程度）、気相成長カーボン繊維（ＶＧＣＦ：直径
０．２μｍ程度、Ｌ／Ｄ１００程度）及びＨＡＦカーボ
ンブラック（ＣＢ：球形、比較例）を使用し、樹脂とし
て、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、
ポリアミド（ＰＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカー
ボネート（ＰＣ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢ
Ｔ）を用い、カーボン量を変えて様々なカーボンと熱可
塑性樹脂を東洋精機製ラボプラストミルＲ６０で混練し
てコンパウンドを作製し、混練後、プレスにて１ｍｍ厚
シートを成形し、三菱化学製ロレスタ及びハイレスタで
体積抵抗率を測定した。結果を図１〜２及び表１に示
す。
【００１８】
【表１】
【００１９】以上の結果より、ＨＡＦカーボンブラック
系では、１０10Ω・ｃｍを実現するのに約６ｗｔ％、１
０7Ω・ｃｍには約１１ｗｔ％が必要であるのに対し、
ＶＧＣＦ系では、１０10Ω・ｃｍを実現するのに４〜５
ｗｔ％、１０7Ω・ｃｍにも５〜７ｗｔ％で済み、ＣＮ
Ｔ系では、１０10Ω・ｃｍで０．２５〜３ｗｔ％、１０
7Ω・ｃｍにも１．５〜４ｗｔ％で済むことが認められ
る。
系では、１０10Ω・ｃｍを実現するのに約６ｗｔ％、１
０7Ω・ｃｍには約１１ｗｔ％が必要であるのに対し、
ＶＧＣＦ系では、１０10Ω・ｃｍを実現するのに４〜５
ｗｔ％、１０7Ω・ｃｍにも５〜７ｗｔ％で済み、ＣＮ
Ｔ系では、１０10Ω・ｃｍで０．２５〜３ｗｔ％、１０
7Ω・ｃｍにも１．５〜４ｗｔ％で済むことが認められ
る。
【００２０】［実施例８］カーボンと熱可塑性樹脂を東
洋精機製ラボプラストミルＲ６０で混練してコンパウン
ドを作製し、東洋精機製フローテスタを用いてコンパウ
ンドに一定のせん断速度を与えながらストランド化し
た。この場合、カーボンは多層ＣＮＴ（ＭＷＮＴ：直径
５０ｎｍ程度、Ｌ／Ｄ１００程度）、樹脂はＰＢＴを使
用し、重量比１５：８５で用いた。得られた組成物につ
いて、ストランドにドータイトで電極を付けた後、デジ
タルマルチメータにて抵抗測定した。分散状態はサンプ
ルに適切な前処理を施した後、ＴＥＭ及びＳＥＭにて確
認した。カーボン１５ｗｔ％コンパウンドの各せん断速
度での体積抵抗率及び分散の関係を表２に示す。
洋精機製ラボプラストミルＲ６０で混練してコンパウン
ドを作製し、東洋精機製フローテスタを用いてコンパウ
ンドに一定のせん断速度を与えながらストランド化し
た。この場合、カーボンは多層ＣＮＴ（ＭＷＮＴ：直径
５０ｎｍ程度、Ｌ／Ｄ１００程度）、樹脂はＰＢＴを使
用し、重量比１５：８５で用いた。得られた組成物につ
いて、ストランドにドータイトで電極を付けた後、デジ
タルマルチメータにて抵抗測定した。分散状態はサンプ
ルに適切な前処理を施した後、ＴＥＭ及びＳＥＭにて確
認した。カーボン１５ｗｔ％コンパウンドの各せん断速
度での体積抵抗率及び分散の関係を表２に示す。
【００２１】
【表２】
【００２２】以上の結果より、低せん断速度下では、カ
ーボンが凝集し、体積抵抗は１Ω・ｃｍ程度だが、高せ
ん断速度下では、カーボンが均一分散し、体積抵抗０．
３５Ω・ｃｍ程度と、導電性は約３倍に向上することが
認められる。
ーボンが凝集し、体積抵抗は１Ω・ｃｍ程度だが、高せ
ん断速度下では、カーボンが均一分散し、体積抵抗０．
３５Ω・ｃｍ程度と、導電性は約３倍に向上することが
認められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１と比較例におけるカーボン量と体積抵
抗率との関係を示すグラフである。
抗率との関係を示すグラフである。
【図２】実施例１〜３におけるカーボン量と体積抵抗率
との関係を示すグラフである。
との関係を示すグラフである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4J002 BB031 BB121 BC031 BG061
BG101 CF071 CG001 CH091
CL001 CM041 DA016 FA046
FD116 GQ00
Claims (6)
- 【請求項１】 直径１μｍ以下の繊維状カーボンを熱可
塑性樹脂中に分散させてなることを特徴とする導電性樹
脂材料。 - 【請求項２】 繊維状カーボンと熱可塑性樹脂とを５０
０／ｓｅｃ以上のせん断速度で混練することにより得ら
れたものである請求項１記載の導電性樹脂材料。 - 【請求項３】 繊維状カーボンのアスペクト比が１０〜
１００００である請求項１又は２記載の導電性樹脂材
料。 - 【請求項４】 繊維状カーボンが多層ＣＮＴ又は気相成
長カーボン繊維である請求項１、２又は３記載の導電性
樹脂材料。 - 【請求項５】 繊維状カーボンの配合量が材料全体の
０．０１〜１０重量％である請求項１乃至４のいずれか
１項記載の導電性樹脂材料。 - 【請求項６】 体積抵抗率１０10Ω・ｃｍ以下である請
求項１乃至５のいずれか１項記載の導電性樹脂材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002151865A JP2003342474A (ja) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | 導電性樹脂材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002151865A JP2003342474A (ja) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | 導電性樹脂材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003342474A true JP2003342474A (ja) | 2003-12-03 |
Family
ID=29769326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002151865A Pending JP2003342474A (ja) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | 導電性樹脂材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003342474A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006193649A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-27 | Takiron Co Ltd | 炭素繊維含有樹脂成形体 |
| JP2007015333A (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-25 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 導電性成形品の製造方法及び導電性成形品 |
| JP2009527630A (ja) * | 2006-02-22 | 2009-07-30 | インテグリス・インコーポレーテッド | ナノチューブポリマー複合材料組成物および作製方法 |
-
2002
- 2002-05-27 JP JP2002151865A patent/JP2003342474A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006193649A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-27 | Takiron Co Ltd | 炭素繊維含有樹脂成形体 |
| JP2007015333A (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-25 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 導電性成形品の製造方法及び導電性成形品 |
| JP4589834B2 (ja) * | 2005-07-11 | 2010-12-01 | 出光興産株式会社 | 導電性成形品の製造方法及び導電性成形品 |
| JP2009527630A (ja) * | 2006-02-22 | 2009-07-30 | インテグリス・インコーポレーテッド | ナノチューブポリマー複合材料組成物および作製方法 |
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