JP2003342476A - 導電性樹脂材料 - Google Patents
導電性樹脂材料Info
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- JP2003342476A JP2003342476A JP2002151869A JP2002151869A JP2003342476A JP 2003342476 A JP2003342476 A JP 2003342476A JP 2002151869 A JP2002151869 A JP 2002151869A JP 2002151869 A JP2002151869 A JP 2002151869A JP 2003342476 A JP2003342476 A JP 2003342476A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 直径１μｍ以下の繊維状カーボンを溶解度パ
ラメータ値が９〜１５である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。
ラメータ値が９〜１５である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。
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。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。
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。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。
【０００４】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。
【０００５】
【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、この場合、このように非常に微細かつ繊維状のカ
ーボンを用いると共に、溶解度パラメータ（ＳＰ）値が
９〜２０の樹脂を使用することにより、カーボンの少量
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、０．２ｗｔ％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、この場合、このように非常に微細かつ繊維状のカ
ーボンを用いると共に、溶解度パラメータ（ＳＰ）値が
９〜２０の樹脂を使用することにより、カーボンの少量
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、０．２ｗｔ％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。
【０００６】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溶解
度パラメータ値が９〜２０である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／ｓｅ
ｃ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
が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溶解
度パラメータ値が９〜２０である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／ｓｅ
ｃ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
が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。
【０００７】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。
【０００８】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。
【０００９】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。
【００１０】一方、本発明において、熱可塑性樹脂とし
ては、溶解度パラメータ（ＳＰ）値が９〜２０、特に９
〜１５の熱可塑性樹脂を用いるもので、このようなＳＰ
値を有する樹脂としては、ポリアミド、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
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、溶解度パラメータ（ＳＰ）値が９〜２０、特に９
〜１５の熱可塑性樹脂を用いるもので、このようなＳＰ
値を有する樹脂としては、ポリアミド、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
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。
【００１１】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。
【００１２】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。
【００１３】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。
【００１４】
【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。
【００１５】
【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。
【００１６】［実施例１〜３、比較例］カーボンとし
て、多層ＣＮＴ（ＭＷＮＴ：直径５０ｎｍ程度、Ｌ／Ｄ
１００程度）を使用し、また樹脂として表１に示すＳＰ
値を有するナイロン６（ＰＡ６）、ポリカーボネート
（ＰＣ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、そ
れにポリスチレン（ＰＳ）を用い、カーボン配合量を
０．５重量％として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、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、
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。結果を表１に示す。
て、多層ＣＮＴ（ＭＷＮＴ：直径５０ｎｍ程度、Ｌ／Ｄ
１００程度）を使用し、また樹脂として表１に示すＳＰ
値を有するナイロン６（ＰＡ６）、ポリカーボネート
（ＰＣ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、そ
れにポリスチレン（ＰＳ）を用い、カーボン配合量を
０．５重量％として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、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、
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。結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】以上の結果から認められるように、マトリ
ックス樹脂のＳＰ値が大きい方がカーボン分散は良好で
かつ導電性も良い。ＰＡ６系では、ＳＰ値が約１３で、
カーボンはほぼ完全に均一分散し、体積抵抗率は約１０
9Ω・ｃｍであるのに対し、ＰＳ系では、ＳＰ値が約
８．５で、カーボンは不均一分散（球状に凝集）し、体
積抵抗率は１０16Ω・ｃｍ以上であった。
ックス樹脂のＳＰ値が大きい方がカーボン分散は良好で
かつ導電性も良い。ＰＡ６系では、ＳＰ値が約１３で、
カーボンはほぼ完全に均一分散し、体積抵抗率は約１０
9Ω・ｃｍであるのに対し、ＰＳ系では、ＳＰ値が約
８．５で、カーボンは不均一分散（球状に凝集）し、体
積抵抗率は１０16Ω・ｃｍ以上であった。
【００１９】［参考例］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５０
ｎｍ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。
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５０
ｎｍ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。
【００２０】
【表２】
【００２１】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。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4J002 BG061 BG101 CF061 CF071
CG001 CL001 CL011 DA016
FA046 FD116 GQ00
Claims (6)
- 【請求項１】 直径１μｍ以下の繊維状カーボンを溶解
度パラメータ値が９〜２０である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】 体積抵抗率が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 |
|---|---|---|---|
| JP2002151869A JP2003342476A (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 |
|---|---|---|---|
| JP2002151869A JP2003342476A (ja) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | 導電性樹脂材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003342476A true JP2003342476A (ja) | 2003-12-03 |
Family
ID=29769329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002151869A Pending JP2003342476A (ja) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | 導電性樹脂材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003342476A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005220147A (ja) * | 2004-02-03 | 2005-08-18 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 自動車外装用静電塗装用導電性樹脂組成物 |
| JP2006193649A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-27 | Takiron Co Ltd | 炭素繊維含有樹脂成形体 |
| JP2007324449A (ja) * | 2006-06-02 | 2007-12-13 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | 半導体ウェーハ用の吸着パッド |
| WO2008146400A1 (ja) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Teijin Limited | 樹脂組成物 |
| JP2010155930A (ja) * | 2008-12-26 | 2010-07-15 | Asahi Kasei Chemicals Corp | 複合材料組成物及び当該複合材料組成物の成形体 |
| WO2011078170A1 (ja) * | 2009-12-25 | 2011-06-30 | 富士フイルム株式会社 | 導電性組成物、並びに、それを用いた透明導電体、タッチパネル及び太陽電池 |
| JP2012129176A (ja) * | 2009-12-25 | 2012-07-05 | Fujifilm Corp | 導電性組成物、並びに、それを用いた透明導電体、タッチパネル及び太陽電池 |
| JP2013091783A (ja) * | 2011-10-06 | 2013-05-16 | Showa Denko Kk | 導電性樹脂組成物及びこれを用いた導電性塗料並びに導電性接着剤 |
-
2002
- 2002-05-27 JP JP2002151869A patent/JP2003342476A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP4515784B2 (ja) * | 2004-02-03 | 2010-08-04 | 株式会社プライムポリマー | 自動車外装用静電塗装用導電性樹脂組成物 |
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