JP4971003B2 - 炭素繊維用分散剤、分散によって得られた炭素繊維分散液、炭素繊維分散液から誘導される導電性複合材料、導電性塗料、塗装方法並びに当該方法で塗装された物品 - Google Patents

炭素繊維用分散剤、分散によって得られた炭素繊維分散液、炭素繊維分散液から誘導される導電性複合材料、導電性塗料、塗装方法並びに当該方法で塗装された物品 Download PDF

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Description

本発明は、有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中において炭素繊維を良好に分散および解繊することができる炭素繊維用分散剤、炭素繊維分散液、導電性複合材料、導電性塗料、当該塗料を用いた塗装方法、並びに、当該方法により塗装された物品に関する。
近年発見された炭素繊維は直径１μｍ以下の太さのチューブ状材料であり、理想的なものとしては炭素６角網目の面がチューブの軸に平行な管を形成し、さらにこの管が二層、三層、四層又は多層になることもある。この炭素繊維は炭素でできた６角網目の数や、チューブの太さによって異なる性質を有する。そのためそれらの化学的特性、電気的特性、機械的特性、熱伝導性、構造特性等の物性を利用して、電子デバイス、電気配線、熱電変換素子、建材用放熱材料、電磁波吸収材料、フラットパネルディスプレイ用電界放出陰極材料、電極接合材料、樹脂複合材料、透明導電膜、触媒担持材料、電極・水素貯蔵材、補強材料及び黒色顔料等への応用が期待されている。
電子デバイス製造においてはインクジェット方式による集積回路（ＬＳＩ、超ＬＳＩ等）の微細配線の作製、スクリーン印刷や吹き付け方式による均質な電界放出陰極源の製造及びフラットパネルディスプレイへの応用、導電性セラミックス製造等の研究が行われている。
導電性材料製造においては圧縮、注型、射出、押出又は延伸方式による帯電防止板の作製、吹き付け方式によるミクロンオーダーの帯電防止膜または静電塗装用導電性プライマー膜の作製、スピンコーター方式又はバーコーター方式によるサブミクロンオーダーの半透明または透明導電性薄膜を作製する方法等の研究が盛んに行われている。
炭素繊維を用いて、以上のような機械的、機能的及び複合的材料を製造する際には、炭素繊維が溶液、樹脂溶液又は樹脂に均一に分散されていることが必須である。
しかし炭素繊維は、特性として非常に強い繊維間相互の凝集力（ファンデルワールス力）を有しているため、溶液、樹脂溶液又は樹脂において、炭素繊維同士が凝集してしまい、炭素繊維が十分に分散した溶液、樹脂溶液又は樹脂を製造しにくいのが現状である。これは炭素繊維の原子レベルでの滑らかな表面が樹脂溶液に対する親和性を大きく低下させてしまうからである。
したがって、炭素繊維は特異で有用な性質があるにもかかわらず、これを均一に分散したポリマー系ナノコンポジットなどを製造することは極めて困難であり、各種用途への応用を事実上困難にしている。以下に報告されている、いくつかの試みについて記述する。
炭素繊維の分散溶媒としては、水溶性溶媒や有機溶媒あるいはそれらの混合溶媒が利用できることが開示されている。例えば、水、酸性溶液、アルカリ性溶液、アルコール、エーテル、石油エーテル、ベンゼン、酢酸エチル、クロロホルム、イソプロピルアルコール、エタノール、アセトン、トルエン等である（例えば、特許文献１参照）。
またアミド系極性有機溶媒であるＮ−メチルピロリドンとポリマー溶媒であるポリビニルピロリドンの混合溶媒中で炭素繊維を分散する方法（例えば、特許文献２参照）も開示されている。さらに炭化水素系溶媒中に塩基性高分子としてポリエステル酸アマイドアミン塩を分散剤として用いた炭素繊維の分散方法（例えば、特許文献３参照）等も開示されている。
しかし上記の方法で得られた、炭素繊維分散溶液は炭素繊維の凝集物は良好に分散しているが、炭素繊維が解繊している状態ではないものが多い。また得られた炭素繊維分散液に樹脂を溶解させると、樹脂を添加した事による極性の変化等が要因となり、炭素繊維が再凝集を起こし、炭素繊維が十分に分散した樹脂溶液が得られないのが現状である。
また界面活性剤のような添加剤を用いた炭素繊維の分散方法も開示されている。界面活性剤として非イオン系界面活性剤であるＴｅｒｇｉｔｏｌ（商標）ＮＰ７を用いた提案であるが、炭素繊維の配合量が増加すると、炭素繊維が凝集してしまい、均一な分散が得られない事が報告されている（例えば、非特許文献１参照）。また、単層の炭素繊維を陰イオン性界面活性剤ＳＤＳ水溶液中で超音波処理することにより、炭素繊維の疎水性表面と界面活性剤の疎水部を吸着させ、外側に親水部を形成して水溶液中に分散することも報告されている（例えば、非特許文献２参照）
しかし、水溶性溶媒であるため、例えば、ポリマー系ナノコンポジットに応用する際、適用できる高分子は水溶性高分子に限られてしまい、応用範囲に限界がある。
さらに界面活性剤の替わりに水溶性高分子ＰＶＰの疎水部分を炭素繊維の表面につける方法も提案されているが、やはり水溶性高分子であって応用範囲は限られている（例えば、特許文献３参照）。
このように、炭素繊維の樹脂溶液に対する分散性を改善するために様々な試みがなされているが、必ずしも十分な効果を得ていないのが現状である。
特開２０００−７２４２２号公報 特開２００５−１６２８７７号公報 特開２００６−６３４３６号公報 Ｓ．Ｃｕｉ ｅｔ ａｌ． Ｃａｒｂｏｎ ４１，２００３，７９７−８０９ Ｍｉｃｈａｅｌ Ｊ． Ｏ’Ｃｏｎｎｅｌ ｅｔ ａｌ． ＳＣＩＥＮＣＥ ＶＯＬ２９７ ２６ Ｊｕｌｙ ２００２，５９３−５９６ Ｍｉｃｈａｅｌ Ｊ． Ｏ’Ｃｏｎｎｅｌ ｅｔ ａｌ． ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＰＨＹＳＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ，１３ Ｊｕｌｙ ２００１， ２６４−２７１
本発明が解決しようとする課題は、他に類を見ない程、高い凝集力を有する炭素繊維を樹脂の有機溶剤溶液中において均一に分散および解繊させる事を可能にする炭素繊維用分散剤、分散によって得られた炭素繊維分散液、炭素繊維分散液から誘導される導電性複合材料、導電性塗料、塗装方法、炭素繊維が均一に分散された炭素繊維含有樹脂膜及びそれらが塗装された物品を提供する事にある。
上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、樹脂の有機溶剤溶液中において炭素繊維を均一に分散させるために、糖類の中から下記一般式（１）で表される化合物が優れた炭素繊維用分散剤となる事を見出し、本発明の完成に至った。即ち、本発明は、以下の内容で構成されている。
［１］ 有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（１）で表される糖類である炭素繊維用分散剤である。
Figure 0004971003
〔式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８はそれぞれ独立に水素原子、水酸基、無置換もしくは置換の炭素原子が１〜３０のアルキル基、無置換もしくは置換のヒドロキシアルキル基、アルキルオキシ基、アシルオキシ基、カルボキシル基、アシル基、第１〜３級アミノ基、無置換もしくは置換のアリール基、無置換もしくは置換のアリールオキシ基または無置換もしくは置換の複素環基を表す。ただしＲ６またはＲ７が水酸基の場合の水素原子は、無置換もしくは置換の複素環基で置換されていてもよい。Ｒ３、Ｒ５およびＲ９はそれぞれ独立に水素原子、無置換もしくは置換の炭素原子が１〜３０のアルキル基、無置換もしくは置換のアリール基、無置換もしくは置換の複素環基、無置換もしくは置換のピラノシル基または無置換もしくは置換のフラノシル基を表す。また、酸素原子を介して結合している基の場合はその基と隣接する基が除かれてカルボニル基となってもよく、異なる炭素に結合しているものは連結してオレフィンもしくは環を形成してもよい。キラル炭素に置換したものの立体配置はアキシャル、エクアトリアルもしくはラセミのいずれでもよい。またグリコシド結合の場合はα、βのいずれでもよい。ｍは０もしくは１を表し、ｎは０から２の整数を表す。〕
［２］有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（２）で表される[１]に記載の炭素繊維用分散剤である。
Figure 0004971003
 〔式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８およびＲ９は一般式（１）で定義したものと同一の基を表す。また、酸素原子を介して結合している基の場合はその基と隣接する基が除かれてカルボニル基となってもよく、異なる炭素に結合しているものは連結してオレフィンもしくは環を形成してもよい。キラル炭素に置換したものの立体配置はアキシャル、エクアトリアルもしくはラセミのいずれでもよい。またグリコシド結合の場合はα、βのいずれでもよい。〕
［３］有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（３）で表される[２]に記載の炭素繊維用分散剤である。
Figure 0004971003
〔式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ８およびＲ９は一般式（１）で定義したものと同一の基を表す。また、酸素原子を介して結合している基の場合はその基と隣接する基が除かれてカルボニル基となってもよく、異なる炭素に結合しているものは連結して環を形成してもよい。キラル炭素に置換したものの立体配置はアキシャル、エクアトリアルもしくはラセミのいずれでもよい。またグリコシド結合の場合はα、βのいずれでもよい。〕
［４］有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（４）で表される[３]に記載の炭素繊維用分散剤である。
Figure 0004971003
〔式中Ｒ９は一般式（３）で定義したものと同一の基を表す。またグリコシド結合の場合はα、βのいずれでもよい。〕
［５］有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（５）で表される[２]に記載の炭素繊維用分散剤である。
Figure 0004971003
〔式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６およびＲ７は一般式（１）で定義したものと同一の基を表す。また、酸素原子を介して結合している基の場合はその基と隣接する基が除かれてカルボニル基となってもよく、異なる炭素に結合しているものは連結して環を形成してもよい。キラル炭素に置換したものの立体配置はアキシャル、エクアトリアルもしくはラセミのいずれでもよい。またグリコシド結合の場合はα、βのいずれでもよい。〕
［６］有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（６）で表される[５]に記載の炭素繊維用分散剤である。
Figure 0004971003
 〔式中Ｒ１は一般式（１）で定義したものと同一の基を表す。また、キラル炭素に置換したものの立体配置はアキシャル、エクアトリアルもしくはラセミのいずれでもよい。〕
［７］有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（７）で表される[６]に記載の炭素繊維用分散剤である。
Figure 0004971003
 〔式中Ｒ１０およびＲ１１はそれぞれ独立に水素原子、無置換もしくは置換の炭素原子が１〜３０のアルキル基、無置換もしくは置換のアリール基、または無置換もしくは置換の複素環基を表す。またキラル炭素に置換した基の中で立体配置が指定されていない基は、アキシャル、エクアトリアルもしくはラセミのいずれでもよい。〕
［８］有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（８）で表される[１]に記載の炭素繊維用分散剤である。
Figure 0004971003
 〔式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ３、Ｒ５およびＲ９は一般式（１）で定義したものと同一の基を表す。また、酸素原子を介して結合している基の場合はその基と隣接する基が除かれてカルボニル基となってもよく、異なる炭素に結合しているものは連結してオレフィンもしくは環を形成してもよい。キラル炭素に置換したものの立体配置はアキシャル、エクアトリアルもしくはラセミのいずれでもよい。またグリコシド結合の場合はα、βのいずれでもよい。〕
［９］有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（９）で表される[８]に記載の炭素繊維用分散剤である。
Figure 0004971003
 〔式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ８およびＲ９は請求項１で定義したものと同一の基を表す。また、酸素原子を介して結合している基の場合はその基と隣接する基が除かれてカルボニル基となってもよく、異なる炭素に結合しているものは連結してオレフィンもしくは環を形成してもよい。キラル炭素に置換したものの立体配置はアキシャル、エクアトリアルもしくはラセミのいずれでもよい。またグリコシド結合の場合はα、βのいずれでもよい。〕
［１０］有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（１０）で表される[９]に記載の炭素繊維用分散剤である。
Figure 0004971003
 〔式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ８およびＲ９は一般式（１）で定義したものと同一の基を表す。Ｒ１０およびＲ１１は一般式（７）で定義したものと同一の基を表す。また、同じ炭素に結合しているものは酸素原子を介して結合している基の場合はその基と隣接している基が除かれてカルボニル基となってもよく、異なる炭素に結合しているものは連結してオレフィンもしくは環を形成してもよい。キラル炭素に置換したものの立体配置はアキシャル、エクアトリアルもしくはラセミのいずれでもよい。またグリコシド結合の場合はα、βのいずれでもよい。〕
［１１］有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（１１）で表される[１０]に記載の炭素繊維用分散剤である。
Figure 0004971003
 〔式中Ｒ１、Ｒ３、Ｒ５およびＲ９は一般式（１）で定義したものと同一の基を表す。Ｒ１０は一般式（７）で定義したものと同一の基を表す。またグリコシド結合の場合はα、βのいずれでもよい。〕
［１２］有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（１２）で表される[９]に記載の炭素繊維用分散剤である。
Figure 0004971003
 〔式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ８およびＲ９は一般式（１）で定義したものと同一の基を表す。また、酸素原子を介して結合している基の場合はその基と隣接する基が除かれてカルボニル基となってもよい。キラル炭素に置換したものの立体配置はアキシャル、エクアトリアルもしくはラセミのいずれでもよい。またグリコシド結合の場合はα、βのいずれでもよい。〕
［１３］有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（１３）で表される[１２]に記載の炭素繊維用分散剤である。
Figure 0004971003
 〔式中Ｒ８は一般式（１）で定義したものと同一の基を表す。Ｒ１２は水素原子、無置換もしくは置換の炭素原子が１〜３０のアルキル基、無置換もしくは置換のアリール基または無置換もしくは置換の複素環基を表す。〕
［１４］有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（１４）で表される[１２]に記載の炭素繊維用分散剤である。
Figure 0004971003
 〔式中Ｒ１は一般式（１）で定義したものと同一の基を表す。Ｒ１３は水素原子、無置換もしくは置換の炭素原子が１〜３０のアルキル基、無置換もしくは置換のアリール基または無置換もしくは置換の複素環基を表す。〕
［１５］有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（１５）で表される[８]に記載の炭素繊維用分散剤である。
Figure 0004971003
 〔式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８はそれぞれ一般式（１）で定義したものと同一の基を表す。Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１７は一般式（１）においてＲ１、Ｒ２、Ｒ４およびＲ８について定義したものと同一の基を表す。Ｒ１６およびＲ１８は一般式（１）においてＲ６およびＲ７について定義したものと同一の基を表す。また、酸素原子を介して結合している基の場合はその基と隣接する基が除かれてカルボニル基となってもよく、異なる炭素に結合しているものは連結してオレフィンもしくは環を形成してもよい。キラル炭素に置換したものの立体配置はアキシャル、エクアトリアルもしくはラセミのいずれでもよい。またグリコシド結合の場合はα、βのいずれでもよい。〕
［１６］有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（１６）で表される[１５]に記載の炭素繊維用分散剤である。
Figure 0004971003
 〔式中Ｒ１、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ６およびＲ７はそれぞれ一般式（１）で定義したものと同一の基を表す。またＲ１４、Ｒ１５、Ｒ１６、Ｒ１７およびＲ１８はそれぞれ一般式（１５）で定義したものと同一の基を表す。また、異なる炭素に結合しているものは連結してオレフィンもしくは環を形成してもよい。キラル炭素に置換したものの立体配置はアキシャル、エクアトリアルもしくはラセミのいずれでもよい。またグリコシド結合はα、βのいずれでもよい。〕
［１７］有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（１７）で表される[１６]に記載の炭素繊維用分散剤である。
Figure 0004971003
 〔式中Ｒ１、Ｒ３およびＲ５はそれぞれ一般式（１）で定義したものと同一の基を表し、Ｒ１４およびＲ１７は一般式（１５）で定義したものと同一の基を表す。Ｒ１９、Ｒ２０およびＲ２１は一般式（１）においてＲ３、Ｒ５およびＲ９について定義したものと同一の基を表す。〕
［１８］有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（１８）で表される[８]に記載の炭素繊維用分散剤である。
Figure 0004971003
 〔式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８はそれぞれ一般式（１）で定義したものと同一の基を表す。Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ２５およびＲ２６は一般式（１）においてＲ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８について定義したものと同一の基を表す。また、酸素原子を介して結合している基の場合はその基と隣接する基が除かれてカルボニル基となってもよく、異なる炭素に結合しているものは連結してオレフィンもしくは環を形成してもよい。キラル炭素に置換したものの立体配置はアキシャル、エクアトリアルもしくはラセミのいずれでもよい。またグリコシド結合の場合はα、βのいずれでもよい。〕
［１９］有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（１９）で表される[１８]に記載の炭素繊維用分散剤である。
Figure 0004971003
 〔式中Ｒ１、Ｒ３およびＲ５はそれぞれ一般式（１）で定義したものと同一の基を表す。Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４およびＲ２５はそれぞれ一般式（１８）で定義したものと同一の基を表す。またＲ２７は一般式（１）においてＲ３、Ｒ５およびＲ９について定義したものと同一の基を表す。〕
［２０］有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（２０）で表される[８]に記載の炭素繊維用分散剤である。
Figure 0004971003
 〔式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８はそれぞれ一般式（１）で定義したものと同一の基を表す。Ｒ２８、Ｒ２９、Ｒ３０、Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３およびＲ３５は一般式（１）においてＲ１、Ｒ２、Ｒ４およびＲ８について定義したものと同一の基を表す。Ｒ３４は一般式（１）においてＲ６およびＲ７について定義したものと同一の基を表す。また、酸素原子を介して結合している基の場合はその基と隣接する基が除かれてカルボニル基となってもよく、異なる炭素に結合しているものは連結してオレフィンもしくは環を形成してもよい。キラル炭素に置換したものの立体配置はアキシャル、エクアトリアルもしくはラセミのいずれでもよい。またグリコシド結合の場合はα、βのいずれでもよい。〕
［２１］有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（２１）で表される[２０]に記載の炭素繊維用分散剤である。
Figure 0004971003
 〔式中Ｒ１、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７はそれぞれ一般式（１）で定義したものと同一の基を表す。Ｒ２８、Ｒ３０、Ｒ３２およびＲ３４はそれぞれ一般式（２０）で定義したものと同一の基を表す。また、異なる炭素に結合しているものは連結してオレフィンもしくは環を形成してもよい。キラル炭素に置換したものの立体配置はアキシャル、エクアトリアルもしくはラセミのいずれでもよい。またグリコシド結合はα、βのいずれでもよい。〕
［２２］有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（２２）で表される[２１]に記載の炭素繊維用分散剤である。
Figure 0004971003
 〔式中Ｒ１、Ｒ３およびＲ５はそれぞれ一般式（１）で定義したものと同一の基を表す。Ｒ２８、Ｒ３０およびＲ３２はそれぞれ一般式（２０）で定義したものと同一の基を表す。Ｒ３６およびＲ３７は一般式（１）においてＲ３、Ｒ５およびＲ９について定義したものと同一の基を表す。〕
［２３］有機溶剤可溶性樹脂が塩素化ポリオレフィン樹脂である事を特徴とする一般式（１）〜（２２）のいずれか１つで表される炭素繊維用分散剤である。
［２４］塩素化ポリオレフィン樹脂が塩素化ポリプロピレン樹脂である事を特徴とする［２３］に記載の炭素繊維用分散剤である。
［２５］[１]〜[２２]のいずれか１項に記載の炭素繊維用分散剤を用いて炭素繊維を分散させた炭素繊維分散液である。
［２６］炭素繊維分散液にさらに着色剤を添加する事を特徴とする炭素繊維分散液である。
［２７］有機溶剤可溶性樹脂が塩素化ポリオレフィン樹脂である炭素繊維分散液である。
［２８］塩素化ポリオレフィン樹脂が塩素化ポリプロピレン樹脂である炭素繊維分散液である。
［２９］有機溶剤可溶性樹脂を溶解する有機溶剤が芳香族炭化水素系溶剤及びケトン系溶剤から選択される１種以上の溶剤である炭素繊維分散液である。
［３０］着色剤が無機顔料から構成される炭素繊維分散液である。
［３１］ 炭素繊維が外径０．５〜８００ｎｍの炭素繊維から構成される炭素繊維分散液である。
［３２］炭素繊維が単層炭素繊維、二層炭素繊維または多層炭素繊維である炭素繊維分散液である。
［３３］炭素繊維が外径１５〜１００ｎｍの炭素繊維から構成されるネットワーク状の炭素繊維構造体であって、前記炭素繊維構造体は、前記炭素繊維が複数延出する態様で、当該炭素繊維を互いに結合する粒状部を有しており、かつ当該粒状部は前記炭素繊維の成長過程において形成されてなるものであって前記炭素繊維外径の１．３倍以上の大きさを有するものである炭素繊維分散液である。
［３４］ 炭素繊維分散液を用いて得られる導電性複合材料である。
［３５］導電性複合材料である導電性塗料である。
［３６］ 導電性塗料を用いて被塗装面に対して塗装する導電性塗料の塗装方法である。
［３７］ 導電性塗料の塗装方法で被塗装面上に製膜される炭素繊維含有樹脂膜である。
［３８］ 炭素繊維含有樹脂膜が前記導電性塗料を塗装することによって表面に製膜された物品である。
本発明の炭素繊維用分散剤は炭素繊維との間に適度な親和性を有するため、炭素繊維を樹脂溶剤溶液中に均一に分散及び解繊させる事ができる。本発明の炭素繊維分散液を使用して得られた炭素繊維樹脂膜の導電性も良好である。
また、例えば無機材料、顔料又は他のフィラー等の材料と混合する場合においても、本発明の分散剤を利用する事によって容易に炭素繊維分散液を調製する事ができ、炭素繊維本来の機能を樹脂中に分散した状態で十分に発揮させる事が出来る。
以下、本発明について詳細に説明する。本発明の有機溶剤可溶性樹脂としては、例えば、塩素化ポリエチレン樹脂、塩素化ポリプロピレン樹脂、塩素化エチレン−プロピレン共重合体、塩素化エチレン−酢酸ビニル共重合体等の塩素化ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリル共重合体、スチレン−アセトニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−マレイミド共重合体、ＡＳＡ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、ＰＣ−ＡＢＳアロイ、ＰＣ−ＡＥＳアロイ等のスチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエステル樹脂、酢酸ビニル樹脂、環状ポリオレフィン共重合体、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、アクリル樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、酢酸セルロース、硝酸セルロースおよびこれらを変性した樹脂等が挙げられる。
本発明で使用する有機溶剤を以下に挙げるが、特にこれらに限定されるものではない。例えば、アルコール類（メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、シクロヘキサノール）、グリコール類（エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノエチルエーテル、ポリエチレングリコールモノアリルエーテル、ポリプロピレングリコールモノアリルエーテル、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、カービトール、ブチルカービトール、メトキシブタノール）及びエステルエーテル類（酢酸セロソルブ、酢酸ブチルセロソルブ、酢酸カービトール、酢酸メトキシブチル）、エーテル類（テトラヒドロフラン、ジオキサン）、脂肪族炭化水素類（ミネラルスピリット）、脂環族炭化水素（テレビン油）、混合炭化水素（HAWS、ソルベット１００、ソルベット１５０）、芳香族炭化水素（トルエン、キシレン、エチルベンゼン、）、ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホン）、エステル類（酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸アミル）、シリコーンオイル類（ポリジメチルシロキサン、部分オクチル置換ポリジメチルシロキサン、部分フェニル置換ポリジメチルシロキサン）、ハロゲン化炭化水素（クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロホルム、ブロモベンゼン）、フッ素化物類等が挙げられる。またこれらを２種以上混合してもよい。さらに溶剤の量は、塗料として使用するときの粘度が塗装できる適度な範囲になるように選定すればよい。
本発明の炭素繊維においては、単層、二層及び多層の炭素繊維を示し、それぞれ目的に応じて用いる事が出来る。本発明においては、より好ましくは、多層の炭素繊維が用いられる。炭素繊維の製造方法に関しては、特に制限されるものではなく、触媒を用いる気相成長法、アーク放電法、レーザー蒸発法及びＨｉＰｃｏ法（Ｈｉｇｈ−ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃａｒｂｏｎ ｍｏｎｏｘｉｄｅ ｐｒｏｃｅｓｓ）等、従来公知のいずれの製造方法でもよい。
例えば、レーザー蒸着法により単層の炭素繊維を作製する方法を以下に示す。原料としてグラファイトパウダーと、ニッケル及びコバルト微粉末混合ロットを用意した。この混合ロットを６６５ｈＰａ（５００Ｔｏｒｒ）のアルゴン雰囲気下、電気炉により１２５０℃に加熱し、そこに３５０ｍＪ／ＰｕｌｓｅのＮｄ：ＹＡＧレーザーの第二高調波パルスを照射し、炭素と金属微粒子を蒸発させることにより、単層の炭素繊維を作製することができる。
以上の作製方法は、あくまで典型例であり、金属の種類、ガスの種類、電気炉の温度、レーザーの波長等を変更してもよい。また、レーザー蒸着法以外の作製法、例えばＨｉＰｃｏ法、気相成長法、アーク放電法、一酸化炭素の熱分解法、微細な空孔中に有機分子を挿入して熱分解するテンプレート法、フラーレン・金属共蒸着法等、他の手法によって作製された単層の炭素繊維を使用してもよい。
例えば、定温アーク放電法により二層の炭素繊維を作製する方法を以下に示す。基板は表面処理されたＳｉ基板を用い、処理方法としては触媒金属及び触媒助剤金属を溶解した溶液中に、アルミナ粉末を３０分間浸し、さらに３時間超音波処理により分散させて得られた溶液をＳｉ基板に塗布し、空気中において１２０℃で維持間乾燥させた。炭素繊維製造装置の反応室に基板を設置し、反応ガスとして水素とメタンの混合ガスを用い、ガスの供給量は水素を５００ｓｃｃｍ、メタンを１０ｓｃｃｍとし、反応室の圧力を７０Ｔｏｒｒとした。陰極部はＴａよりなる棒状の放電部を用いた。次に陽極部と陰極部及び陽極部と基板との間に直流電圧を印加し、放電電流が２．５Ａで一定になるように放電電圧を制御した。放電により陰極部の温度が２３００℃になると正規グロー放電状態から異常グロー放電状態になり、放電電流が２．５Ａ、放電電圧が７００Ｖ、反応ガス温度が３０００℃の状態を１０分間行うことで、基板全体に単層及び２層の炭素繊維を作製することができる。
以上の作製方法は、あくまで一例であり、金属の種類、ガスの種類等、諸条件を変更してもよい。また、アーク放電法以外の作製法によって作製された単層の炭素繊維を使用してもよい。
例えば、気相成長法により三次元構造を有した多層の炭素繊維を作製する方法を以下に示す。基本的には、遷移金属超微粒子を触媒として炭化水素等の有機化合物をＣＶＤ法で化学熱分解して繊維構造体（以下、中間体）を得、これをさらに高温熱処理することで多層の炭素繊維を作製することができる。
原料有機化合物としては、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの炭化水素、一酸化炭素、エタノール等のアルコール類が使用されるが、炭素源として分解温度の異なる少なくとも２つ以上の炭素化合物を用いることが好ましい。なお、少なくとも２つ以上の炭素化合物とは、必ずしも原料有機化合物として２種以上のものを使用するというものではなく、原料有機化合物としては１種のものを使用した場合であっても、繊維構造体の合成過程においては、例えば、トルエンやキシレンの水素脱アルキル化などのような反応を生じて、その後の熱分解反応系においては分解温度の異なる２つ以上の炭素化合物となっているような態様を含むものである。雰囲気ガスには、アルゴン、ヘリウム、キセノン等の不活性ガスや水素を用い、触媒としては鉄、コバルト、モリブデンなどの遷移金属あるいはフェロセン、酢酸金属塩などの遷移金属化合物と硫黄あるいはチオフェン、硫化鉄などの硫黄化合物の混合物を使用する。
中間体の合成は、通常行われている炭化水素などのＣＶＤ法を用い、原料となる炭化水素及び触媒の混合液を蒸発させ、水素ガス等をキャリアガスとして反応炉内に導入し、８００〜１３００℃の温度で熱分解する。これにより、外径が１５〜１００ｎｍの繊維相互が、前記触媒の粒子を核として成長した粒状体によって結合した疎な三次元構造を有する炭素繊維構造体（中間体）が複数集まった数センチから数十センチの大きさの集合体を合成する。
原料となる炭化水素の熱分解反応は、主として触媒粒子ないしこれを核として成長した粒状体表面において生じ、分解によって生じた炭素の再結晶化が当該触媒粒子ないし粒状体より一定方向に進むことで、繊維状に成長する。しかしこの熱分解速度と成長速度とのバランスを意図的に変化させる、例えば上記したように炭素源として分解温度の異なる少なくとも２つ以上の炭素化合物を用いることで、一次元的方向にのみ炭素物質を成長させることなく、粒状体を中心として三次元的に炭素物質を成長させる。もちろん、このような三次元的な炭素繊維の成長は、熱分解速度と成長速度とのバランスにのみ依存するものではなく、触媒粒子の結晶面選択性、反応炉内における滞留時間、炉内温度分布等によっても影響を受けるが、概して、上記したような熱分解速度よりも成長速度の方が速いと、炭素物質は繊維状に成長し、一方、成長速度よりも熱分解速度の方が速いと、炭素物質は触媒粒子の周面方向に成長する。従って、熱分解速度と成長速度とのバランスを意図的に変化させることで、上記したような炭素物質の成長を一定方向とすることなく、制御下に他方向として、三次元構造を形成することが出来るものである。なお、生成する中間体においては、繊維相互が粒状体により結合された前記したような三次元構造を容易に形成させる上では、触媒等の組成、反応炉内における滞留時間、反応温度及びガス温度等を最適化することが好ましい。
触媒及び炭化水素の混合ガスを８００〜１３００℃の範囲の一定温度で加熱生成して得られた中間体は、炭素原子からなるパッチ状のシート片を貼り合わせたような構造を有し、ラマン分光分析をすると、Ｄバンドが非常に大きく、欠陥が多い。また、生成した中間体は、未反応原料、非繊維状炭素物、タール分及び触媒金属を含んでいる。
従って、このような中間体からこれら残留物を除去し、欠陥が少ない所期の炭素繊維構造体を得るためには、適切な方法で２４００〜３０００℃の高温熱処理を行う。
すなわち、例えば、この中間体を８００〜１２００℃で加熱して未反応原料やタール分などの揮発分を除去した後、２４００〜３０００℃の高温でアニール処理することによって所期の構造体を調整し、同時に繊維に含まれる触媒金属を蒸発させて除去する。なお、この際、物質構造を保護するために不活性ガス雰囲気中に還元ガス又は微量の一酸化炭素ガスを添加してもよい。
前記中間体を２４００〜３０００℃の範囲の温度でアニール処理すると、炭素原子からなるパッチ状のシート片は、それぞれ結合して複数のグラフェンシート状の層を形成する。
また、このような高温熱処理前もしくは処理後において、炭素繊維構造体の円相当平均径を数センチに解砕処理する工程と、解砕処理された炭素繊維構造体の円相当平均径を５０〜１００μｍに粉砕処理する工程とを経ることで、所望の円相当平均径を有する炭素繊維を作製する。
以上の作製方法は、あくまで一例であり、金属の種類、ガスの種類等、諸条件を変更してもよい。また、気相成長法以外の作製法によって作製された多層の炭素繊維を使用してもよい。
本発明の炭素繊維の添加量については、有機溶剤可溶性樹脂１００質量％に対して０．０１〜２０質量％の範囲であり、好ましくは０．２〜１５質量％であり、より好ましくは０．５〜１２質量％である。このように炭素繊維が０．０１質量％より少ない場合は、所望の導電性が得られない。また炭素繊維が２０質量％以上である場合は、炭素繊維が嵩高いため、良好な樹脂膜が作製できなくなる。
本発明の炭素繊維用分散剤について、表１および２に具体例を示すが、これらに限定されるものではない。但し、化合物１３は参考例とする。
Figure 0004971003
Figure 0004971003
本発明の炭素繊維用分散剤の添加量については、炭素繊維１００質量％に対して０．０００５〜５００質量％の範囲であり、好ましくは０．０１５〜１００質量％であり、特に好ましくは０．０２５〜５０質量％である。このように炭素繊維用分散剤が０．０００５質量％より少ない場合は、所望の性能が得られない。また炭素繊維用分散剤が５００質量％以上である場合は、使用されている樹脂の特性を低下させる場合がある。
本発明の導電性塗料には、その他の用途に応じて添加剤を加えてもよい。例えば、無機顔料、有機顔料、フィラー、ウィスカ、増粘剤、沈降防止剤、紫外線防止剤、湿潤剤、乳化剤、皮張り防止剤、重合防止剤、たれ防止剤、消泡剤、色分れ防止剤、レベリング剤、乾燥剤、硬化剤、硬化促進剤、可塑剤、耐火・防止剤、防カビ・防藻剤、抗菌剤、殺虫剤、海中防汚剤、金属表面処理剤、脱さび剤、脱脂剤、皮膜化成剤、漂白剤、着色剤、ウッドシーラー、目止め剤、サンディングシーラー、シーラー、セメントフィラー又は樹脂入りセメントペースト等が挙げられる。
本発明で用いられる分散機においては、一般的な分散機が用いられる。例えば、ビーズミル（ダイノーミル、（株）シンマルエンタープライズ）ＴＫラボディスパー、ＴＫフィルミックス、ＴＫパイプラインミクサー、ＴＫホモミックラインミル、ＴＫホモジェッター、ＴＫユニミキサー、ＴＫホモミックラインフロー、ＴＫアジホモディスパー（以上、特殊機化工業（株））、ホモジナイザー・ポリトロン（（株）セントラル科学貿易）、ホモジナイザー・ヒストロン（（株）日音医理科機器製作所）、バイオミキサー（（株）日本精機製作所）、ターボ型攪拌機（（株）小平製作所）、ウルトラディスパー（浅田鉄鋼（株））、エバラマイルザー（荏原製作所（株））、超音波装置又は超音波洗浄機（アズワン（株））等が挙げられる。
本発明の導電性塗料を基材に塗装する方法は、一般的な塗装方法を以下に挙げるが、特にこれらに限定するものではない。例えば、エアースプレー塗装、エアレススプレー塗装、低圧霧化スプレー塗装、バーコーダー法による塗装、スピンコーターを用いた塗装等が挙げられる。塗膜の厚さにも特に制限はないが、硬化塗膜が０.０１〜１００００μｍであることが好ましく、より好ましくは１〜１００μｍであり、特に好ましくは５〜３０μｍである。
本発明の導電性塗料を上記の方法で基材に塗装して得られた炭素繊維含有樹脂膜は、常温で塗膜を乾燥させることもできる。しかし、塗膜を十分に乾燥させるためには、乾燥温度が１０〜１５０℃に加熱することが好ましく、より好ましくは６０〜１２０℃であり、特に好ましくは７０〜１２０℃である。乾燥温度が１０℃未満であると乾燥が十分に進まないおそれがあり、１５０℃を超えると、素材の変形、塗膜の黄変、膜物性低下等をまねくおそれがある。乾燥時間は、有機溶剤可溶性樹脂、溶剤および基材の種類等で考慮される。
用途によっては本発明の導電性塗膜の上に、上塗り塗料を塗装することができる。塗装する上塗り塗装は、ソリッドカラー塗料であっても、メタリックベースコート塗料とクリアー塗料との組合せであってもよい。ソリッドカラー塗料用として用いられる樹脂は、ポリウレタン樹脂系塗料が一般的に用いられるが、素材を変形させない温度で硬化が可能であれば、アクリル−メラミン樹脂系塗料等、その他の熱硬化性樹脂組成物であってもよい。
本発明の導電性塗料を塗布する基材については、特に限定されるものではないが、例えば、ガラス、樹脂、金属等が挙げられ、形状についても、フィルム、シート、板、立体など様々な形状が挙げられる。
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
〔実施番号１〜１７〕
あらかじめ調製されている塩素化ポリプロピレンのトルエン溶液（日本製紙ケミカルズ株式会社製、加熱残分：２０質量％、有機溶剤：主溶剤としてトルエン）を２３２５ｇ量りとり、これを希釈するために、有機溶剤であるトルエン７７５ｇを加え、１５質量％塩素化ポリプロピレンのトルエン溶液を３１００ｇ調製した。
ガラス瓶（柏洋硝子株式会社製）に塩素化ポリプロピレンのトルエン溶液（加熱残分１５％）を１５０ｇ、炭素繊維（ナノカーボンテクノロジーズ株式会社製、外径４０〜８０ｎｍ、長さ数μｍ〜数十μｍ）をＸｇ及び炭素繊維用分散剤として表１または２に示した化合物をＹｇ入れ、超音波洗浄機（アズワン（株）製ＵＳ−４Ａ、発振周波数４０ｋＨｚ）を用いて、処理時間４時間の条件で分散処理を行うことにより、炭素繊維が均一に分散および解繊した炭素繊維分散液を作製した。炭素繊維の添加量、炭素繊維用分散剤の種類及びその添加量は表３に示したとおりである。
この炭素繊維分散液を用いて、ガラス板（マツナミ（株）５０ｘ１５０ｘ１．６５ｍｍ）上にバーコーター法にて塗膜を作製し、１２０℃のホットプレートにて１０分放置し、塗膜を作製した。
＜塗布性＞
得られた炭素繊維分散液をバーコーター法にて塗装する際の塗布性を下記評価方法で評価を行った。評価の基準は以下のとおり。
○：バーコーダーで容易に塗布できる
×：バーコーダーでの塗布は困難
得られた塗膜を用いて、塗膜中における炭素繊維の分散解繊状態の観察ならびに表面抵抗率の評価を行った。
＜塗膜中における炭素繊維の観察＞
ガラス基板に作製した塗膜を光学顕微鏡（ＣａｒｌＺｅｉｓｓ株式会社製 Ａｘｉｏ ｉｍａｇｅｒ．Ｍ１ｍ）を用いて、塗膜中の炭素繊維の分散状態を観察し、以下の基準により炭素繊維の分散・解繊状態を評価した。また評価を行った際に撮影した写真については図１〜３に示し、炭素繊維の凝集粒子の大きさを明確に表現するために、図中に２０μｍの物差しを示した。
○：２０μｍ以上の炭素繊維凝集物が観察されなかった
△：４０μｍ以上の炭素繊維凝集物が観察されなかった
×：４０μｍ以上の炭素繊維凝集物が観察された
＜表面抵抗率＞
ガラス基板に作製した塗膜を用い、四端針式抵抗率計（三菱化学株式会社製、Ｈｉｒｅｓｔａ−ＵＰ、ＭＣＰ−ＨＴ４５０）にて塗膜表面５箇所の抵抗（Ω）を測定した。同抵抗計により表面抵抗率（Ω／ｓｑ）に換算し、平均値を算出した。
（比較例１〜３）
炭素繊維用分散剤を入れない以外は、実施例と同様に行い、表３に示した組合せの炭素繊維分散液を作製した。塗膜中における炭素繊維の観察結果については図４および５に示した。また得られた塗膜の表面抵抗率については、平滑性の高い塗膜が得られなかったため、測定は行わなかった。
Figure 0004971003
本発明の炭素繊維用分散剤を用いることで、分散解繊性の高い炭素繊維分散液および導電性複合材料を得ることができる。そのため静電気等を好まない電子機器分野、クリーンルーム内等での帯電防止膜等へ適用することができる。また導電膜を静電塗装用の導電プライマー層へ応用することも期待できるため、広い産業用途に適用することができる。
実施番号５における炭素繊維含有樹脂膜の光学顕微鏡写真である。 実施番号９における炭素繊維含有樹脂膜の光学顕微鏡写真である。 実施番号１０における炭素繊維含有樹脂膜の光学顕微鏡写真である。 比較例１における炭素繊維含有樹脂膜の光学顕微鏡写真である。 比較例３における炭素繊維含有樹脂膜の光学顕微鏡写真である。

Claims (38)

  1. 有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（１）で表される糖類である炭素繊維用分散剤。
    Figure 0004971003
     〔式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８はそれぞれ独立に水素原子、水酸基、無置換もしくは置換の炭素原子が１〜３０のアルキル基、無置換もしくは置換のヒドロキシアルキル基、アルキルオキシ基、アシルオキシ基、カルボキシル基、アシル基、第１〜３級アミノ基、無置換もしくは置換のアリール基、無置換もしくは置換のアリールオキシ基または無置換もしくは置換の複素環基を表す。ただしＲ６またはＲ７が水酸基の場合の水素原子は、無置換もしくは置換の複素環基で置換されていてもよい。Ｒ３、Ｒ５およびＲ９はそれぞれ独立に水素原子、無置換もしくは置換の炭素原子が１〜３０のアルキル基、無置換もしくは置換のアリール基、無置換もしくは置換の複素環基、無置換もしくは置換のピラノシル基または無置換もしくは置換のフラノシル基を表す。また、酸素原子を介して結合している基の場合はその基と隣接する基が除かれてカルボニル基となってもよく、異なる炭素に結合しているものは連結してオレフィンもしくは環を形成してもよい。キラル炭素に置換したものの立体配置はアキシャル、エクァトリアルもしくはラセミのいずれでもよい。またグリコシド結合の場合はα、βのいずれでもよい。ｍは０もしくは１を表し、ｎは０から２の整数を表す。〕
  2. 有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（２）で表される請求項１記載の炭素繊維用分散剤。
    Figure 0004971003
    〔式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８およびＲ９は請求項１で定義したものと同一の基を表す。また、酸素原子を介して結合している基の場合はその基と隣接する基が除かれてカルボニル基となってもよく、異なる炭素に結合しているものは連結してオレフィンもしくは環を形成してもよい。キラル炭素に置換したものの立体配置はアキシャル、エクァトリアルもしくはラセミのいずれでもよい。またグリコシド結合の場合はα、βのいずれでもよい。〕
  3. 有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（３）で表される請求項２記載の炭素繊維用分散剤。
    Figure 0004971003
    〔式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ８およびＲ９は請求項１で定義したものと同一の基を表す。また、酸素原子を介して結合している基の場合はその基と隣接する基が除かれてカルボニル基となってもよく、異なる炭素に結合しているものは連結して環を形成してもよい。キラル炭素に置換したものの立体配置はアキシャル、エクァトリアルもしくはラセミのいずれでもよい。またグリコシド結合の場合はα、βのいずれでもよい。〕
  4. 有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（４）で表される請求項３記載の炭素繊維用分散剤。
    Figure 0004971003
    〔式中Ｒ９は請求項３で定義したものと同一の基を表す。またグリコシド結合の場合はα、βのいずれでもよい。〕
  5. 有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（５）で表される請求項２記載の炭素繊維用分散剤。
    Figure 0004971003
    〔式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６およびＲ７は請求項１で定義したものと同一の基を表す。また、酸素原子を介して結合している基の場合はその基と隣接する基が除かれてカルボニル基となってもよく、異なる炭素に結合しているものは連結して環を形成してもよい。キラル炭素に置換したものの立体配置はアキシャル、エクァトリアルもしくはラセミのいずれでもよい。またグリコシド結合の場合はα、βのいずれでもよい。〕
  6. 有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（６）で表される請求項５記載の炭素繊維用分散剤。
    Figure 0004971003
    〔式中Ｒ１は請求項１で定義したものと同一の基を表す。また、キラル炭素に置換したものの立体配置はアキシャル、エクァトリアルもしくはラセミのいずれでもよい。〕
  7. 有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（７）で表される請求項６記載の炭素繊維用分散剤。
    Figure 0004971003
    〔式中Ｒ１０およびＲ１１はそれぞれ独立に水素原子、無置換もしくは置換の炭素原子が１〜３０のアルキル基、無置換もしくは置換のアリール基、または無置換もしくは置換の複素環基を表す。またキラル炭素に置換した基の中で立体配置が指定されていない基は、アキシャル、エクァトリアルもしくはラセミのいずれでもよい。〕
  8. 有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（８）で表される請求項１記載の炭素繊維用分散剤。
    Figure 0004971003
    〔式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ３、Ｒ５およびＲ９は請求項１で定義したものと同一の基を表す。また、酸素原子を介して結合している基の場合はその基と隣接する基が除かれてカルボニル基となってもよく、異なる炭素に結合しているものは連結してオレフィンもしくは環を形成してもよい。キラル炭素に置換したものの立体配置はアキシャル、エクァトリアルもしくはラセミのいずれでもよい。またグリコシド結合の場合はα、βのいずれでもよい。〕
  9. 有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（９）で表される請求項８記載の炭素繊維用分散剤。
    Figure 0004971003
    〔式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ８およびＲ９は請求項１で定義したものと同一の基を表す。また、酸素原子を介して結合している基の場合はその基と隣接する基が除かれてカルボニル基となってもよく、異なる炭素に結合しているものは連結してオレフィンもしくは環を形成してもよい。キラル炭素に置換したものの立体配置はアキシャル、エクァトリアルもしくはラセミのいずれでもよい。またグリコシド結合の場合はα、βのいずれでもよい。〕
  10. 有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（１０）で表される請求項９記載の炭素繊維用分散剤。
    Figure 0004971003
    〔式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ８およびＲ９は請求項１で定義したものと同一の基を表す。Ｒ１０およびＲ１１は請求項７で定義したものと同一の基を表す。また、同じ炭素に結合しているものは酸素原子を介して結合している基の場合はその基と隣接している基が除かれてカルボニル基となってもよく、異なる炭素に結合しているものは連結してオレフィンもしくは環を形成してもよい。キラル炭素に置換したものの立体配置はアキシャル、エクァトリアルもしくはラセミのいずれでもよい。またグリコシド結合の場合はα、βのいずれでもよい。〕
  11. 有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（１１）で表される請求項１０記載の炭素繊維用分散剤。
    Figure 0004971003
    〔式中Ｒ１、Ｒ３、Ｒ５およびＲ９は請求項１で定義したものと同一の基を表す。Ｒ１０は請求項７で定義したものと同一の基を表す。またグリコシド結合の場合はα、βのいずれでもよい。〕
  12. 有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（１２）で表される請求項９記載の炭素繊維用分散剤。
    Figure 0004971003
    〔式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ８およびＲ９は請求項１で定義したものと同一の基を表す。また、酸素原子を介して結合している基の場合はその基と隣接する基が除かれてカルボニル基となってもよい。キラル炭素に置換したものの立体配置はアキシャル、エクァトリアルもしくはラセミのいずれでもよい。またグリコシド結合の場合はα、βのいずれでもよい。〕
  13. 有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（１３）で表される請求項１２記載の炭素繊維用分散剤。
    Figure 0004971003
    〔式中Ｒ８は請求項１で定義したものと同一の基を表す。Ｒ１２は水素原子、無置換もしくは置換の炭素原子が１〜３０のアルキル基、無置換もしくは置換のアリール基または無置換もしくは置換の複素環基を表す。〕
  14. 有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（１４）で表される請求項１２記載の炭素繊維用分散剤。
    Figure 0004971003
    〔式中Ｒ１は請求項１で定義したものと同一の基を表す。Ｒ１３は水素原子、無置換もしくは置換の炭素原子が１〜３０のアルキル基、無置換もしくは置換のアリール基または無置換もしくは置換の複素環基を表す。〕
  15. 有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（１５）で表される請求項８記載の炭素繊維用分散剤。
    Figure 0004971003
    〔式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８はそれぞれ請求項１で定義したものと同一の基を表す。Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１７は請求項１においてＲ１、Ｒ２、Ｒ４およびＲ８について定義したものと同一の基を表す。Ｒ１６およびＲ１８は請求項１においてＲ６およびＲ７について定義したものと同一の基を表す。また、酸素原子を介して結合している基の場合はその基と隣接する基が除かれてカルボニル基となってもよく、異なる炭素に結合しているものは連結してオレフィンもしくは環を形成してもよい。キラル炭素に置換したものの立体配置はアキシャル、エクァトリアルもしくはラセミのいずれでもよい。またグリコシド結合の場合はα、βのいずれでもよい。〕
  16. 有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（１６）で表される請求項１５記載の炭素繊維用分散剤。
    Figure 0004971003
     〔式中Ｒ１、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ６およびＲ７はそれぞれ請求項１で定義したものと同一の基を表す。またＲ１４、Ｒ１５、Ｒ１６、Ｒ１７およびＲ１８はそれぞれ請求項１５で定義したものと同一の基を表す。また、異なる炭素に結合しているものは連結してオレフィンもしくは環を形成してもよい。キラル炭素に置換したものの立体配置はアキシャル、エクァトリアルもしくはラセミのいずれでもよい。またグリコシド結合はα、βのいずれでもよい。〕
  17. 有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（１７）で表される請求項１６記載の炭素繊維用分散剤。
    Figure 0004971003
    〔式中Ｒ１、Ｒ３およびＲ５はそれぞれ請求項１で定義したものと同一の基を表し、Ｒ１４およびＲ１７は請求項１５で定義したものと同一の基を表す。Ｒ１９、Ｒ２０およびＲ２１は請求項１においてＲ３、Ｒ５およびＲ９について定義したものと同一の基を表す。〕
  18. 有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（１８）で表される請求項８記載の炭素繊維用分散剤。
    Figure 0004971003
    〔式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８はそれぞれ請求項１で定義したものと同一の基を表す。Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ２５およびＲ２６は請求項１においてＲ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８について定義したものと同一の基を表す。また、酸素原子を介して結合している基の場合はその基と隣接する基が除かれてカルボニル基となってもよく、異なる炭素に結合しているものは連結してオレフィンもしくは環を形成してもよい。キラル炭素に置換したものの立体配置はアキシャル、エクァトリアルもしくはラセミのいずれでもよい。またグリコシド結合の場合はα、βのいずれでもよい。〕
  19. 有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（１９）で表される請求項１８記載の炭素繊維用分散剤。
    Figure 0004971003
    〔式中Ｒ１、Ｒ３およびＲ５はそれぞれ請求項１で定義したものと同一の基を表す。Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４およびＲ２５はそれぞれ請求項１８で定義したものと同一の基を表す。またＲ２７は請求項１においてＲ３、Ｒ５およびＲ９について定義したものと同一の基を表す。〕
  20. 有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（２０）で表される請求項８記載の炭素繊維用分散剤。
    Figure 0004971003
    〔式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８はそれぞれ請求項１で定義したものと同一の基を表す。Ｒ２８、Ｒ２９、Ｒ３０、Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３およびＲ３５は請求項１においてＲ１、Ｒ２、Ｒ４およびＲ８について定義したものと同一の基を表す。Ｒ３４は請求項１においてＲ６およびＲ７について定義したものと同一の基を表す。また、酸素原子を介して結合している基の場合はその基と隣接する基が除かれてカルボニル基となってもよく、異なる炭素に結合しているものは連結してオレフィンもしくは環を形成してもよい。キラル炭素に置換したものの立体配置はアキシャル、エクァトリアルもしくはラセミのいずれでもよい。またグリコシド結合の場合はα、βのいずれでもよい。〕
  21. 有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（２１）で表される請求項２０記載の炭素繊維用分散剤。
    Figure 0004971003
    〔式中Ｒ１、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７はそれぞれ請求項１で定義したものと同一の基を表す。Ｒ２８、Ｒ３０、Ｒ３２およびＲ３４はそれぞれ請求項２０で定義したものと同一の基を表す。また、異なる炭素に結合しているものは連結してオレフィンもしくは環を形成してもよい。キラル炭素に置換したものの立体配置はアキシャル、エクァトリアルもしくはラセミのいずれでもよい。またグリコシド結合はα、βのいずれでもよい。〕
  22. 有機溶剤可溶性樹脂の有機溶剤溶液中に炭素繊維を分散させる際に、分散性を向上させるために添加する下記一般式（２２）で表される請求項２１記載の炭素繊維用分散剤。
    Figure 0004971003
    〔式中Ｒ１、Ｒ３およびＲ５はそれぞれ請求項１で定義したものと同一の基を表す。Ｒ２８、Ｒ３０およびＲ３２はそれぞれ請求項２０で定義したものと同一の基を表す。Ｒ３６およびＲ３７は請求項１においてＲ３、Ｒ５およびＲ９について定義したものと同一の基を表す。〕
  23. 前記有機溶剤可溶性樹脂が塩素化ポリオレフィン樹脂である請求項１〜２２のいずれか１項に記載の炭素繊維用分散剤。
  24. 前記塩素化ポリオレフィン樹脂が塩素化ポリプロピレン樹脂である事を特徴とする請求項２３記載の炭素繊維用分散剤。
  25. 請求項１〜２２のいずれか１項に記載の炭素繊維用分散剤を用いて炭素繊維を分散させた炭素繊維分散液。
  26. 前記炭素繊維分散液にさらに着色剤を添加する事を特徴とする、請求項２５記載の炭素繊維分散液。
  27. 前記有機溶剤可溶性樹脂が塩素化ポリオレフィン樹脂である事を特徴とする請求項２５または２６記載の炭素繊維分散液。
  28. 前記塩素化ポリオレフィン樹脂が塩素化ポリプロピレン樹脂である事を特徴とする請求項２７記載の炭素繊維分散液。
  29. 前記有機溶剤可溶性樹脂を溶解する有機溶剤が芳香族炭化水素系溶剤及びケトン系溶剤から選択される一種以上の溶剤である事を特徴とする請求項２５〜２８のいずれか１項に記載の炭素繊維分散液。
  30. 前記着色剤が無機顔料から構成される事を特徴とする請求項２６記載の炭素繊維分散液。
  31. 前記炭素繊維が外径０．５〜８００ｎｍの炭素繊維から構成される事を特徴とする請求２５〜３０のいずれか１項に記載の炭素繊維分散液。
  32. 前記炭素繊維が単層炭素繊維、二層炭素繊維または多層炭素繊維であることを特徴とする請求項３１記載の炭素繊維分散液。
  33. 炭素繊維が外径１５〜１００ｎｍの炭素繊維から構成されるネットワーク状の炭素繊維構造体であって、前記炭素繊維構造体は、前記炭素繊維が複数延出する態様で、当該炭素繊維を互いに結合する粒状部を有しており、かつ当該粒状部は前記炭素繊維の成長過程において形成されてなるものであって前記炭素繊維外径の１．３倍以上の大きさを有するものである事を特徴とする請求項３１もしくは３２記載の炭素繊維分散液。
  34. 請求項２５に記載の炭素繊維分散液を用いて得られた事を特徴とする導電性複合材料。
  35. 前記導電性複合材料が導電性塗料である請求項３４記載の導電性複合材料。
  36. 請求項３５に記載の導電性塗料を用いて被塗装面に対して塗装することを特徴とする導電性塗料の塗装方法
  37. 請求項３６に記載の導電性塗料の塗装方法で被塗装面上に製膜することを特徴とする炭素繊維含有樹脂膜。
  38. 請求項３７に記載の炭素繊維含有樹脂膜が前記導電性塗料を塗装することによって表面に製膜された物品。
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