JP5343564B2 - 導電性フィルムおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
(1)少なくとも片面に導電層を有する熱可塑性樹脂フィルムであって、該導電層がカーボンナノチューブ(A)とカーボンナノチューブ分散剤(B)とバインダー樹脂(C)を用いてなり、該導電層中の(A)、(B)および(C)の含有量の合計が該導電層全体に対して90重量%以上であり、かつ(A)、(B)および(C)重量比率が下記を満足し、かつ(B)と(A)の重量比((B)/(A))が0.5以上15.0以下である導電性フィルム、
(A)1.0〜40.0重量%
(B)0.5〜90.0重量%
(C)4.0〜98.5重量%
(ただし、(A)、(B)および(C)の含有量の合計を100重量%とする)
(2) (1)の導電性フィルムの製造方法であって、結晶配向が完了する前の熱可塑性フィルムの少なくとも片面に、カーボンナノチューブ(A)、カーボンナノチューブ分散剤(B)、バインダー樹脂(C)および溶媒(D)を含有するカーボンナノチューブ分散液を塗布し、その後熱可塑性フィルム一軸または二軸延伸法によって延伸し、該導電層溶媒の沸点より高い温度で熱処理を施し、熱可塑性樹脂フィルムの結晶配向を完了させる導電性フィルムの製造方法、
である。
本発明でいう熱可塑性樹脂フィルムとは、熱可塑性樹脂を用いてなり、熱によって溶融もしくは軟化するフィルムの総称であって、特に限定されるものではない。熱可塑性樹脂の例として、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンフィルムなどのポリオレフィン樹脂、ポリ乳酸樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリメタクリレート樹脂やポリスチレン樹脂などのアクリル樹脂、ナイロン樹脂などのポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂、ポリフェニレン樹脂などが挙げられる。熱可塑性樹脂フィルムに用いられる熱可塑性樹脂はモノポリマーでも共重合ポリマーであってもよい。また、複数の樹脂を用いても良い。
これらの熱可塑性樹脂を用いた熱可塑性樹脂フィルムの代表例として、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルムやポリエチレンフィルムなどのポリオレフィンフィルム、ポリ乳酸フィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリメタクリレートフィルムやポリスチレンフィルムなどのアクリル系フィルム、ナイロンなどのポリアミドフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリウレタンフィルム、フッ素系フィルム、ポリフェニレンスルフィドフィルムなどを挙げることができる。
CNTとは炭素原子だけで構成されたハニカム構造のグラフェンシートが円筒状に丸まったシームレス(継ぎ目のない)チューブの総称であり、実質的にグラフェンシートを1層に巻いたものを単層CNT、2層に巻いたものを2層CNT、3層以上の多層に巻いたものを多層CNTという。本発明に用いられるCNT(A)は、直線又は屈曲形の単層CNT、直線又は屈曲形の2層CNT、直線又は屈曲形の多層CNTのいずれか、又は、それらの組み合わせたものであることが好ましい。
本発明では、導電層中にCNT(A)を均一に微分散させるために、カーボンナノチューブ分散剤(B)を用いることが必要である。カーボンナノチューブ分散剤の種類は特に限定されるものではないが、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリビニルピロリドン系重合体、水溶性セルロース、もしくは水溶性セルロース誘導体のいずれか、又はそれらを組み合わせたものからなることが後述するバインダー樹脂(C)との相溶化や導電層の耐摩耗性、耐溶剤性の点、およびCNTの分散の点から好ましい。
本発明に用いるバインダー樹脂は、特に限定されるものではなく、熱可塑性、熱硬化性、あるいは紫外線硬化性樹脂のいずれでもよい。例えばアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等又は、前述の樹脂に添加剤を混合したものを用いるのが好ましい。特にポリエステル樹脂もしくはメラミン樹脂のいずれか、又はそれらを組み合わせたものであることが好ましい。ポリエステル樹脂もしくはメラミン樹脂のいずれか、又はそれらを組み合わせることで、CNTの分散性を損ねることなく、透明性や耐溶剤性、耐摩耗性を容易に付与できるためである。
よって本発明の導電層におけるバインダー樹脂(C)の含有量は、導電層中の組成重量比率(導電層中の(A)、(B)および(C)の含有量の合計を100重量%とする)で、4.0重量%以上98.5重量%以下であることが必要であり、好ましくは5.0重量%以上98.5重量%以下である。含有量を4.0重量%以上とすることにより、CNTの導電層からの脱落を防止でき、また透明樹脂をバインダー樹脂として用いた場合には、導電性フィルムに高い透明性を付与することができる。また、98.5重量%以下とすることにより、導電層の導電性をより高めることができる。なお、バインダー樹脂(C)の導電層中の組成重量比率の下限値は、20.0重量%以上であることが好ましく、より好ましくは35.0重量%以上、さらに好ましくは40.0重量%以上、特に好ましくは70重量%以上である。一方、バインダー樹脂(C)の導電層中の組成重量比率の上限値は、91.0重量%以下であることが好ましく、より好ましくは88.0重量%以下である。
このように、本発明において、導電層はCNT(A)、CNT分散剤(B)およびバインダー樹脂(C)を用いてなることが必要であるが、さらに、導電層中の(A)、(B)および(C)の含有量の合計が導電層全体に対して90重量%以上である必要がある。(A)、(B)および(C)の含有量の合計が導電層全体に対して90重量%以上とすることによって、本発明の効果を発揮させることができる。好ましくは、導電層中の(A)、(B)および(C)の含有量の合計を導電層全体に対して95重量%以上とすることであり、より好ましくは、導電層が(A)、(B)および(C)からなることである。
本発明の導電層は、上述したCNT(A)、CNT分散剤(B)、およびバインダー樹脂(C)、ならびに必要に応じて溶媒(D)を含有するカーボンナノチューブ分散液を熱可塑性樹脂フィルム上へ塗布し、溶媒(D)を乾燥させバインダー樹脂(B)を硬化させることによって形成することができる(図1)。CNT分散液の具体的な作製方法は、後述する。
溶媒(D)に水系溶媒(d)を用いた場合のCNT分散液の作製方法を以下説明するが、溶媒に有機溶剤を用いた場合のCNT分散液もこれと同様に作成することができる。
(I)CNT分散剤を溶媒である水に溶解させ、この中にCNTを添加して混合し撹拌しCNT水分散体を作製する方法、
(II)CNTを水中で予め超音波分散などで予備分散させた後、CNT分散剤を添加し混合し、撹拌しCNT水分散体を作製する方法、
(III)水にCNTとCNT分散剤を入れ、混合、撹拌してCNT水分散体を作製する方法、
などがある。
塗布方式は、公知の塗布方式、例えばバーコート法、リバースコート法、グラビアコート法、ダイコート法、ブレードコート法等の任意の方式を用いることができる。
次に、本発明の導電性フィルムの製造方法について、熱可塑性樹脂フィルムにポリエチレンテレフタレート(以下、PETと略す。)フィルムを用いた場合を例にして説明するが、当然これに限定されるものではない。
本発明の導電性フィルムは、その表面比抵抗値は1.0×1010Ω/□以下であることが好ましい。表面比抵抗値が1.0×1010Ω/□以下であると、CNTが良好に分散されていることを示しており、優れた導電性を有しつつ、全光線透過率70%以上を容易に達成できる。下限は特に限定されるものではないが、導電層組成重量比率からCNTの導電性が発揮できる領域として1.0×102Ω/□が限界値(下限)となる。
B/A≦10.0
導電性フィルムの表面比抵抗値A,Bを上記関係式が成立するようにするための達成手段としては、例えば、CNTとして2層CNTを用いること、直径が50nm以下のCNTを用いることなどが挙げられる。
(1)CNTの判別方法および直径とアスペクト比の確認方法
CNT種の判別方法は高分解能透過型電子顕微鏡((TEM)H−9000UHR(株式会社日立製作所製))にて100000〜1000000倍にてその形態を観察し、グラフェンシートが1層のチューブを単層CNT、2層のチューブを2層CNT、3層以上のチューブを多層CNTとした。
導電性フィルムの表面は電界放射走査電子顕微鏡((FE−SEM)JSM−6700F(日本電子株式会社製))にて500〜100000倍にてその形態を観察した。ネットワーク構造が均一に形成されている場合は、図2に示すように観察される。
導電層の厚みはCNT分散液の固形分濃度とコーターの公称wet塗布量からCNT分散液の比重を1.0g/cm3として計算により求めた。
表面比抵抗の測定は、導電性フィルムを常態(23℃、相対湿度65%)において24時間放置後、その雰囲気下で、JIS-K-6911(1995年版)に基づいて、ハイスタ-UP(三菱化学株式会社製、型番:MCP-HT450)を用いて測定することができる。ただし、各実施例・比較例につき測定するサンプル(A4サイズ:21cm×30cm)は1つとし、当該サンプル上の異なる5地点についてそれぞれ1回ずつ測定を行い、得られた5点の平均を表面比抵抗とした。なお、熱可塑性樹脂フィルムの片面のみに導電層が積層されている場合、導電層が積層されている面側を測定した。また、導電層が熱可塑性樹脂フィルムの両面に積層してある場合は、一方の面の5点測定の平均と、他方の面の5点測定の平均をそれぞれ求め、片面ごとの表面比抵抗を求めた。
全光線透過率は、常態(23℃、相対湿度65%)において、導電性フィルムを2時間放置した後、スガ試験機(株)製全自動直読ヘイズコンピューター「HGM-2DP」を用いて測定した。3回測定した平均値を導電性フィルムの全光線透過率とした。なお、フィルムの片面のみに導電層を積層している場合、導電層を積層した面側より光が入るように導電性フィルムを設置した。
導電層と熱可塑性樹脂フィルムとの接着性および導電層の耐磨耗性を評価するために、綿棒(ジョンソン・エンド・ジョンソン(株)製、コットン100%)を用いて200g/mm2の荷重で導電層の表面を50回擦過した。接着性・耐摩耗性の判定は目視により外観変化を観察することによって行った。
判定基準;
○:外観変化なし
×:塗膜の削れや白化、CNTの脱落(綿棒にCNTが付着)のいずれかが確認される
(7)耐溶剤性試験
導電層の耐溶剤性を評価するために、綿棒(ジョンソン・エンド・ジョンソン(株)製、コットン100%)に有機溶剤各種(メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、酢酸エチル、ヘキサン)を染み込ませ200g/mm2の荷重で導電層表面を50回擦過した。耐溶剤性の判定は目視により外観変化を観察することによって行った。
判定基準;
○:外観変化なし
×:塗膜の削れや白化、CNTの脱落(綿棒にCNTが付着)のいずれかが確認される
(8)擦過処理後の表面比抵抗値変化
(i)導電性フィルムの導電層表面の表面抵抗値A(Ω/□)を前記(4)「表面比抵抗値」に記載の方法に則り、求めた。
(ii)導電性フィルムの導電層表面を、前記(6)「導電層の接着性・耐磨耗性試験」に記載された擦過方法に則り、擦過処理を施した。そして、導電性フィルムの擦過処理を施した導電層表面の表面抵抗値B1(Ω/□)を前記(4)「表面比抵抗値」に記載の方法に則り、求めた。
(iv)導電性フィルムの導電層表面を、前記(7)「耐溶剤性試験」に記載された擦過方法に則り、擦過処理を施した。そして、導電性フィルムの擦過処理を施した導電層表面の表面抵抗値B2〜B6(Ω/□)を前記(4)「表面比抵抗値」に記載の方法に則り、求めた。
ここで、B2とは、綿棒にメタノールを染み込ませて擦過処理を施した導電性フィルムの表面抵抗値である。また、B3とは、綿棒にエタノールを染み込ませて擦過処理を施した導電性フィルムの表面抵抗値である。また、B4とは、綿棒にイソプロピルアルコールを染み込ませて擦過処理を施した導電性フィルムの表面抵抗値である。また、B5とは、綿棒に酢酸エチルを染み込ませて擦過処理を施した導電性フィルムの表面抵抗値である。また、B6とは、綿棒にヘキサンを染み込ませて擦過処理を施した導電性フィルムの表面抵抗値である。
(v)Bn(ただし、n=1〜6)/Aを求め、n=1〜6の全ておいて、Bn/A≦10.0の関係を満たす場合、評価○とした。一方、n=1〜6において、何れかがBn/A≦10.0の関係を満たさない場合、評価×とした。
導電性フィルムの色調(a値、b値)は常態(23℃、相対湿度65%)において、JIS−Z−8722(2000年)に基づき、分光式色差計(日本電色工業製SE−2000、光源 ハロゲンランプ 12V4A、0°〜−45°後分光方式)を用いて、透過法により測定した。なお、測定は導電性フィルムの任意の5点測定を行い、その平均値を採用した。
CNT分散液を下記のとおり調製した。
まず、1.0mgのCNT(直線2層CNT:サイエンスラボラトリー社製、直径5nm、)とCNT分散剤のカルボキシメチルセルロースナトリウム(シグマアルドリッチジャパン(株))(以下、CMC−Naと略す。)を1.0mgと水248mgを50mLサンプル管に入れ、CNT水分散体を調製し、超音波破砕機(東京理化器機(株)製VCX−502、出力250W、直接照射)を用いて30分間超音波照射し、均一なCNT水分散体(CNT濃度0.40wt%、CNT分散剤0.40wt%、(B)/(A)=1.0)を得た。
(A) 9.1重量%
(B) 9.1重量%
(C)81.8重量%
このとき、(B)/(A)の重量比が1.0である。
CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例1と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例1と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例1と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例1と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す
該CNT分散液を用いて、実施例1と同様の方法で導電性フィルムを得た。得られた導電性フィルムにおいてPETフィルムの厚みは125μmであった。導電層部分を電子顕微鏡によって観察した結果、導電層中に微分散されたCNTがランダムにネットワーク構造を形成していることが確認できた。得られた導電性フィルムの特性等を表に示す。
CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例1と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例1と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例1と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例1と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例1と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
実施例1と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例1と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例1と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例1と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例1と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例1と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例1と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例1と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例1と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
CNTを直線2層CNT(サイエンスラボラトリー社製、直径3nm)に変更し、該CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例1と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
CNTを直線2層CNT(サイエンスラボラトリー社製、直径3nm)に変更し、該CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例1と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
CNTを直線2層CNT(サイエンスラボラトリー社製、直径3nm)に変更し、該CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例1と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
CNTを直線2層CNT(サイエンスラボラトリー社製、直径3nm)に変更し、該CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例1と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例1と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
CNTを直線・屈曲混合の3層以上であるCNT(ハイペリオン社製、直径15nm)に変更し、該CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例1と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
CNTを直線・屈曲混合の3層以上であるCNT(昭和電工株式会社製、直径100nm)に変更し、該CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例1と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
CNTを直線2層CNT(サイエンスラボラトリー社製、直径3nm)に変更した以外は実施例1と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
CNTを直線2層CNT(株式会社マイクロフェーズ社製、直径10nm)に変更した以外は実施例1と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
CNT分散液中の(A)、(B)および(C)の含有量の合計90.0重量部に対し、有機系易滑剤として石油ワックスを10.0重量部添加した以外は実施例1と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)等の組成重量比率を表に示す。
CNT分散液中の(A)、(B)および(C)の含有量の合計を95.0重量部に対し、有機系易滑剤として石油ワックスを5.0重量部添加した以外は実施例1と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)等の組成重量比率を表に示す。
はじめにCNT分散液を調製した。1.0mgのCNT(直線・屈曲混合2層CNT:サイエンスラボラトリー社製)とCNT分散剤のポリビニルピロリドン((株)日本触媒製、K−30)(以下、PVPと略す。)を2.4mgと水120.5mgを50mLサンプル管に入れ、CNT水分散体を調製し、超音波破砕機(東京理化器機(株)製VCX−502、出力250W、直接照射)を用いて30分間超音波照射し、均一なCNT分散体(CNT濃度0.83wt%、CNT分散剤2.0wt%、(B)/(A)=2.4)を得た。このCNT分散体にバインダー樹脂として熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体(高松油脂(株)製、ペスレジンA―120、25%)を添加し、マグネチックスターラーによって500rpmで15分間混合、撹拌し、CNT分散体を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率(CNT分散液中の(A)、(B)および(C)の含有量の合計を100重量%とする)は下記のとおりである。
(A)17.4重量%
(B)42.0重量%
(C)40.6重量%
このとき、(B)/(A)の重量比が2.4である。
該CNT分散液を用いて、実施例1と同様の方法で導電性フィルムを得た。得られた導電性フィルムにおいてPETフィルムの厚みは125μmであった。導電層部分を電子顕微鏡によって観察した結果、導電層中に微分散されたCNTがランダムにネットワーク構造を形成していることが確認できた。得られた導電性フィルムの特性等を表に示す。
CNTとPVPと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例31と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
CNTとPVPと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例31と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
CNTとPVPと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例31と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
CNTとPVPと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例31と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
CNTとPVPと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例31と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
CNTとPVPと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例31と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
CNTとPVPと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例31と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
バインダー樹脂(C)をポリアニリン水分散体に変更し、CNTとPVPとポリアニリン水分散体の添加量を変更した以外は実施例31と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率を表に示す。
はじめにCNT分散液を調製した。1.0mgのCNT(2層CNT:サイエンスラボラトリー社製)とCNT分散剤のポリスチレンスルホン酸ナトリウム(東ソー有機化学株式会社製)(以下、PSSと略す。)を2.4mgと水120.5mgを50mLサンプル管に入れ、CNT水分散体を調製し、超音波破砕機(東京理化器機(株)製VCX−502、出力250W、直接照射)を用いて30分間超音波照射し、均一なCNT分散体(CNT濃度0.83wt%、CNT分散剤2.0wt%、(B)/(A)=2.4)を得た。このCNT分散体にバインダー樹脂として熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体(高松油脂(株)製、ペスレジンA―120、25%)を添加し、マグネチックスターラーによって500rpmで15分間混合、撹拌し、CNT分散体を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率(CNT分散液中の(A)、(B)および(C)の含有量の合計を100重量%とする)は下記のとおりである。
(B)42.0重量%
(C)40.6重量%
このとき、(B)/(A)の重量比が2.4である。
該CNT分散液を用いて、実施例1と同様の方法で導電性フィルムを得た。得られた導電性フィルムにおいてPETフィルムの厚みは125μmであった。導電層部分を電子顕微鏡によって観察した結果、導電層中に微分散されたCNTがランダムにネットワーク構造を形成していることが確認できた。得られた導電性フィルムの特性等を表に示す。
CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例1と同様の方法により、CNT分散体(CNT濃度0.40wt%、CNT分散剤0.40wt%、(B)/(A)=1.0)を得た。この分散体を水で希釈し、CNT濃度0.06wt%に調製し、CNT分散液とした。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率(CNT分散液中の(A)、(B)および(C)の含有量の合計を100重量%とする)は表に示すとおりである。
CNT分散剤とバインダー樹脂の混合液を下記のとおり調製した。
CMC−Naを1.0mgと水248mgを50mLサンプル管に入れ、バインダー樹脂として熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体(高松油脂(株)製、ペスレジンA―120、固形分濃度25重量%)を添加し、マグネチックスターラーによって500rpmで15分間混合、撹拌し、混合液を得た。該混合液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率(該混合液中の(A)、(B)および(C)の含有量の合計を100重量%とする)は表に示すとおりである。
CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更し、CNT(A)とバインダー樹脂(C)の組成重量比率(CNT分散液中の(A)、(B)および(C)の含有量の合計を100重量%とする)が表に示す比率となるよう、実施例1と同様の方法で均一なCNT分散体の作成を試みたが、CNT分散剤(B)が添加されていないため、CNTは分散せず水と分離してしまい、CNT分散液を作成することができなかった。
CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は、実施例1と同様の方法で均一なCNT分散体(CNT濃度0.40wt%、CNT分散剤8.0wt%、(B)/(A)=20.0)を得た。さらに熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体を同様に混合、撹拌し、CNT分散液を調製した。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率(CNT分散液中の(A)、(B)および(C)の含有量の合計を100重量%とする)は表に示すとおりである。
CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は、実施例1と同様の方法でCNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率(CNT分散液中の(A)、(B)および(C)の含有量の合計を100重量%とする)は表に示すとおりである。
CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例1と同様の方法により、表に示す組成重量比率となるようにCNT分散体((B)/(A)=0.25)の調製を行ったが、分散化直後からCNTの凝集が確認され、CNTは溶液中で凝集沈降をしてしまった。結果として、CNT分散液を得ることができなかった。
CNT分散液中の(A)、(B)および(C)の含有量の合計88.0重量部に対し、有機系易滑剤として石油ワックスを12.0重量部添加した以外は実施例1と同様の方法により、CNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)等の組成重量比率を表に示す。
CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は、実施例1と同様の方法でCNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率(CNT分散液中の(A)、(B)および(C)の含有量の合計を100重量%とする)は表に示すとおりである。
CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は、実施例1と同様の方法でCNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率(CNT分散液中の(A)、(B)および(C)の含有量の合計を100重量%とする)は表に示すとおりである。
CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例1と同様の方法により、表に示す組成重量比率となるようにCNT分散体((B)/(A)=0.4)の調製を行ったが、分散化直後からCNTの凝集が確認され、CNTは溶液中で凝集沈降をしてしまった。結果として、CNT分散液を得ることができなかった。
CNTとPVPと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は、実施例31と同様の方法でCNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率(CNT分散液中の(A)、(B)および(C)の含有量の合計を100重量%とする)は表に示すとおりである。
CNTとPVPと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は、実施例31と同様の方法でCNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率(CNT分散液中の(A)、(B)および(C)の含有量の合計を100重量%とする)は表に示すとおりである。
CNTとCMC−Naと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は実施例1と同様の方法により、表に示す組成重量比率となるようにCNT分散体((B)/(A)=0.3)の調製を行ったが、分散化直後からCNTの凝集が確認され、CNTは溶液中で凝集沈降をしてしまった。結果として、CNT分散液を得ることができなかった。
CNTとPVPと熱硬化性ポリエステル樹脂水分散体の添加量を変更した以外は、実施例31と同様の方法でCNT分散液を得た。該CNT分散液におけるCNT(A)、CNT分散剤(B)、バインダー樹脂(C)の組成重量比率(CNT分散液中の(A)、(B)および(C)の含有量の合計を100重量%とする)は表に示すとおりである。
2 導電層
Claims (7)
- 少なくとも片面に導電層を有する熱可塑性樹脂フィルムであって、該導電層がカーボンナノチューブ(A)と、カルボキシセルロースの金属塩からなるカーボンナノチューブ分散剤(B)とバインダー樹脂(C)を用いてなり、該導電層中の(A)、(B)および(C)の含有量の合計が該導電層全体に対して90重量%以上であり、かつ(A)、(B)および(C)重量比率が下記を満足し、かつ(B)と(A)の重量比((B)/(A))が0.5以上15.0以下である導電性フィルム。
(A)1.0〜40.0重量%
(B)0.5〜90.0重量%
(C)4.0〜98.5重量%
(ただし、(A)、(B)および(C)の含有量の合計を100重量%とする) - 前記バインダー樹脂(C)がポリエステル樹脂、もしくはメラミン樹脂のいずれか、又はそれらを組み合わせたものからなる請求項1に記載の導電性フィルム。
- 前記カーボンナノチューブ(A)が直線もしくは屈曲形の単層カーボンナノチューブ、直線もしくは屈曲形の2層カーボンナノチューブ、直線もしくは屈曲形の多層カーボンナノチューブのいずれか、又はそれらの組み合わせからなる請求項1または2に記載の導電性フィルム。
- カーボンナノチューブ(A)が直径50nm以下および/またはアスペクト比が100以上である請求項1〜3のいずれかに記載の導電性フィルム。
- 導電層表面の表面抵抗値A(Ω/□)が1.0×1010Ω/□以下であり、かつ擦過処理後の導電層表面の表面抵抗値B(Ω/□)が下記式を満足する請求項1〜4のいずれかに導電性フィルム。
B/A≦10.0 - Lab表色系のa値が−1.0〜1.0、かつb値が−0.5〜5.0を満足する請求項1〜5のいずれかに記載の導電性フィルム。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の導電性フィルムの製造方法であって、結晶配向が完了する前の熱可塑性フィルムの少なくとも片面に、カーボンナノチューブ(A)、カーボンナノチューブ分散剤(B)、バインダー樹脂(C)および溶媒(D)を含有するカーボンナノチューブ分散液を塗布し、その後熱可塑性フィルム一軸または二軸延伸法によって延伸し、該導電層溶媒の沸点より高い温度で熱処理を施し、熱可塑性樹脂フィルムの結晶配向を完了させる導電性フィルムの製造方法。
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