JP2004202948A

JP2004202948A - 積層体

Info

Publication number: JP2004202948A
Application number: JP2002376602A
Authority: JP
Inventors: Masanori Tatsumi; 昌典辰巳
Original assignee: RESEARCH LABORATORY OF PLASTICS TECHNOLOGY CO Ltd
Current assignee: RESEARCH LABORATORY OF PLASTICS TECHNOLOGY CO Ltd
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2022-12-26
Also published as: JP3959342B2

Abstract

【課題】透明性、導電性および柔軟性に富んだ積層体を提供することを目的としている。
【解決手段】透明樹脂からなる基材層と、基材層に積層されるとともに、透明なマトリックス樹脂にカーボン微細物が分散された樹脂組成物からなる導電層とを備えていることを特徴としている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、タッチパネル等に使用される積層体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータ，各種端末機器，自動販売機，ＡＴＭ（現金自動支払機）等にタッチパネルが使用されている。
図４に示すように、タッチパネル１００は、一般に、表面に透明導電物質であるＩＴＯ(インジューム錫酸化物)からなる導電層２００を上面に有するガラス基板３００の上側に、ガラス基板３００側の面に同様の導電層２００が設けられた樹脂フィルム４００をスペーサ５００を介して所定間隔に配置し、図４（ｂ）に示すように、樹脂フィルム４００を上方からタッチペン６００等で押圧すると、押圧された部分がガラス基板３００側に撓み、樹脂フィルム４００の導電層２００とガラス基板３００側の導電層２００が接触して通電状態になるようになっている（特許文献１）。
【０００３】
しかし、ＩＴＯは、硬い物質であるため、多少のたわみによっても剥離や切れを起こしやすい性質があり、樹脂フィルム４００側の導電層２００の抵抗値が使用により徐々に変化し、いずれは正確な座標表示ができなくなる恐れがある。
【０００４】
一方、バインダー樹脂中に導電性を有する銀粉などの金属粒子を混合分散させることによって導電性を付与した導電性樹脂組成物も提案されている（特許文献２）。
しかしながら、上記のような導電性樹脂組成物の場合、透明性に欠けるため、透明性が要求されるタッチパネルのような用途には用いることができないとともに、柔軟性に欠けるという問題がある。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３０９１０１号公報
【特許文献２】特開２００２−３２４４２８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような事情に鑑みて、本発明は、透明性、導電性および柔軟性に富んだ積層体を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項1に記載の積層体(以下、「請求項1の積層体」と記す)は、透明樹脂からなる基材層と、基材層に積層されるとともに、透明なマトリックス樹脂にカーボン微細物が分散された樹脂組成物からなる導電層とを備えていることを特徴としている。
【０００８】
本発明の請求項２に記載の積層体(以下、「請求項２の積層体」と記す)は、請求項1の積層体において、導電層が表面に露出していることを特徴としている。
本発明の請求項３に記載の積層体(以下、「請求項３の積層体」と記す)は、請求項1または請求項２の積層体おいて、カーボン微細物がカーボンナノ線条体であることを特徴としている。
【０００９】
本発明において、カーボン微細物とは、直径が３００ｎｍ以下のカーボンナノ線条体、カーボンナノ粒子等を意味し、請求項３の積層体のように、カーボンナノ線条体が好適に用いられる。カーボンナノ線条体としては、特に限定されないが、単層カーボンナノチューブ（たとえば、ハイペリオン社製ＳＷＣＮＴ）、多層カーボンナノチューブ（たとえば、ハイペリオン社製ＭＷＣＮＴ），気相成長カーボンナノファイバー（たとえば、昭和電工社製ＶＧＣＦ）等が挙げられ、多層カーボンナノチューブおよび，気相成長カーボンナノファイバーが好適に用いられる。
また、カーボンナノ線条体とカーボンナノ粒子を混合して用いるようにしても構わない。
【００１０】
本発明に使用される基材層を構成する樹脂およびマトリックス樹脂としては、特に限定されないが、たとえば、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、アクリル樹脂等が挙げられる。
積層体の形状としては、特に限定されないが、フィルム状、シート状のものが挙げられる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を、その実施の形態をあらわす図面を参照しつつ詳しく説明する。
図１は、本発明にかかる積層体の１つの実施の形態をあらわしている。
【００１２】
図１に示すように、この積層体７は、シート状になっていて、基材層７１の一方の面に導電層７２が積層されている。
基材層７１は、透明樹脂であるポリカーボネートで形成され、導電層７２は、透明なマトリックス樹脂であるポリカーボネート中にカーボンナノファイバーが分散された樹脂組成物で形成されている。
【００１３】
そして、この積層体７は、以下のようにして製造されるようになっている。すなわち、図２に示すように、まず、ホッパー１のホッパー本体部１１へ、第１原料供給導管１１ａからマトリックス樹脂としてのポリカーボネートのペレットを、第２原料供給導管１１ｂからカーボンナノ線条体としてのカーボンナノチューブが公知の方法で予め分散された市販のカーボンナノチューブ分散ペレットをそれぞれ供給し、ホッパー本体部１１内でアジテータ１２によって攪拌混合したのち、得られた混合物をホッペー導管１３を介して図２に示すような２条タイプの２軸押出機（以下、「押出機」とのみ記す）２の供給口２１から押出機２内に供給し押出機２内で溶融混練する。
【００１４】
また、供給口２１より下流側の溶融した樹脂が充満状態になる位置に設けられたガス供給口２２から樹脂可塑化ガスとしての炭酸ガスを供給するとともに、温度および圧力を炭酸ガスの超臨界状態にしてさらに溶融混練したのち、ガス排出口２３から樹脂中に溶解した炭酸ガスをシリンダ２５外に排出させ、その後、押出機２の先端に設けられたペレッティングダイ３からストランド４ａとして連続的に押し出し、ベルトコンベヤ５によって下方から受けながら空冷する。そして、冷却されたストランド４ａをペレタイザー６によって短く切断し、カーボンナノチューブ分散の導電性ペレット４ｂを得る。
【００１５】
次に、図示していないが、このようにして得た導電性ペレット４ｂを導電層成形用押出機から、ポリカーボネートを基材層成形用押出機から溶融状態にしてフィードブロックに供給し、フィードブロックで積層状態にしたのち、Ｔダイの内部に共押出することによってフィルム状の積層体７を得る。
【００１６】
なお、図２中、２４はスクリュー、２６はヒーターユニットであって、このヒーターユニット２６は図示していないが、加熱用の電気抵抗ヒーターと合わせて水冷用の水冷コイルが内蔵されいるとともに、制御装置によってヒーターユニット２６自体やシリンダ２５内を流れる材料が適正な温度になるように制御されるようになっている。
【００１７】
この積層体７は、以上のように、導電層７２が透明樹脂であるポリカーボネートにカーボンナノファイバーを分散させることによって形成されている。すなわち、カーボンナノファイバーが、縺れた状態にあり、隣接するカーボンナノファイバーとからまった状態で分散され、少量で十分な導電性が確保されるとともに、カーボンナノファイバーの径がナノメートルオーダーと極めて微細であるため、光がスムーズに透過され、透明性が阻害されることがない。しかも、少量のカーボンナノチューブの分散で済むため、マトリックス樹脂の柔軟性を阻害せず、繰り返しの撓み等に対しても耐久性に優れたものとなる。したがって、タッチパネル等に好適に用いることができる。
【００１８】
また、上記のように、マトリックス樹脂としてのポリカーボネートと、カーボンナノチューブとを押出機２内で溶融混練させる際に、炭酸ガスを供給するようにすれば、ポリカーボネートの粘度が低下し、摩擦抵抗による樹脂の発熱を押さえながら、高い剪断力を加えながらポリカーボネートとカーボンナノチューブと撹拌できる。しかも、超臨界流体である炭酸ガスの高い分散性によって、ナノベースでカーボンナノチューブの縺れが解消された状態でカーボンナノチューブがポリカーボネート中に分散される。
したがって、より少量のカーボンナノチューブを添加するだけで、必要とする導電性を確保できるようになり、安価に導電層を備えた積層体を得ることができる。
【００１９】
また、樹脂可塑化ガスとして炭酸ガスを用いるようにしたので、排気した炭酸ガスが大気中に漏れ出ても、ほとんど環境に悪影響を与えることがなく、また、発火等の恐れがなく安全である。
【００２０】
本発明は、上記の実施の形態に限定されない。たとえば、上記の実施の形態では、上記の実施の形態では押出機が２条タイプの２軸押出機であったが、３条タイプの２軸押出機や単軸押出機でも構わない。
また、上記の実施の形態では、導電層７２が基材層７１の一方の面に積層されていたが、サンドイッチ構造でも構わないし、導電層を複層設けるようにしても構わない。
【００２１】
上記の実施の形態では、既存のカーボンナノファイバー入りペレットを原料として用いて、導電性ペレット４ｂを得るようにしていたが、カーボンナノファイバーの粉体を直接マトリックス樹脂に混合分散させるようにしても構わない。
上記の実施の形態では、フィードブロックで導電層７２と、基材層７１とを積層するようにしていたが、マルチマニホールドを用いるようにしても構わない。
【００２２】
【発明の効果】
本発明にかかる積層体は、以上のように構成されているので、透明性、導電性および柔軟性に富んだものとすることができる。したがって、タッチパネル用等として好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる積層体の１つの実施の形態をあらわす断面図である。
【図２】図１の積層体の導電層に用いるカーボンナノチューブ分散樹脂組成物の製造に用いる装置の１例を模式的にあらわす図である。
【図３】図２の装置の押出機断面図である。
【図４】従来のタッチパネルの断面図である。
【符号の説明】
７積層体
７１基材層
７２導電層

Claims

透明樹脂からなる基材層と、基材層に積層されるとともに、透明なマトリックス樹脂にカーボン微細物が分散された樹脂組成物からなる導電層とを備えている積層体。
導電層が表面に露出している請求項１に記載の積層体。
カーボン微細物がカーボンナノ線条体である請求項１または請求項２に記載の積層体。