JPH04263935A - 透明導電性シート状物およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は結晶性樹脂でありながら
透明性に優れ、かつ導電性を有する透明導電性シート状
物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、導電性プラスチックのシート状物
は材料の多様化・設計の自由度・成形性など諸加工性・
特有の諸物性・価格などの多くの利点を備えていること
から、特にエレクトロニクス・情報産業分野での実用化
が活発化している。これらシート状物に導電性を付与す
る手段としては、次の様なものが既に知られている：・
　　プラスチック支持体上に金属薄膜や金属酸化物薄膜
を蒸着、スパッタリング法などにより設ける方法・　　
界面活性剤や第４級アンモニウム塩などの高分子電解質
、導電性繊維及び金属粉の練り込み・　　表面塗布 前者の方法には、次の欠点が伴う： 金属膜と金属酸化物薄膜とを設けるものは高価につく、
導電層の強度不足、支持体との接着力不足。また、後者
の導電物質を表面に塗布する方法も同様に導電層の強度
不足、支持体との接着力不足などの欠点を伴う。価格面
、導電層の強度及び支持体との接着力に関しては導電物
質の練り込み方法が適している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の各従来技術にお
いては、支持体として使用しているプラスチックは非晶
性熱可塑性樹脂であるアクリル樹脂、塩化ビニール樹脂
、スチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂などに限定され
ている。結晶性樹脂は結晶性に起因する透明性不足に阻
まれて透明導電性シートとしては使用できない。本発明
者等は必要な導電性を有し、導電層の剥離が殆ど無く、
比較的安価に得られ、さらに結晶性熱可塑性樹脂であり
ながらも、透明性に優れたシート状物を得る方策につい
て鋭意研究を行なった。

【０００４】その結果、導電物質を特定の割合で含む結
晶性熱可塑性樹脂フィルムと結晶性熱可塑性樹脂シート
状物との積層シート状物に対して圧延加工を施すと、シ
ート状物の透明性が格段に改良され、しかも導電性を有
するシート状物が比較的安価に得られることを見出し、
この知見に基づいて本発明を完成した。以上の記述から
明らかな様に、本発明の目的は透明性に優れ、十分な導
電性を有する透明導電性シート状物及びその製造方法を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は次に
掲げる透明導電性シート状物及びその製造方法に関する
： （１）結晶性熱可塑性樹脂（ａ）１００重量部に導電物
質２０〜７０重量部を含有するフィルム状物を結晶性熱
可塑性樹脂（ｂ）からなるシート状物の少くとも片面に
積層したシート状物であり、かつ該シート状物の曇り度
が１０％以下であることを特徴とする透明導電性シート
状物（シート及びフィルムを包括する概念）。並びに（
２）結晶性熱可塑性樹脂（ａ）１００重量部に導電物質
２０〜７０重量部を含有するフィルム状物を結晶性熱可
塑性樹脂（ｂ）からなるシート状物の少くとも片面に積
層したシート状物を該熱可塑性樹脂（ａ）及び（ｂ）の
融点の中の低い方の融点以下の温度においてロール圧延
することを特徴とする透明導電性シート状物の製造方法
。

【０００６】本発明における導電物質としては、高分子
電解質、金属粉および導電性繊維から選ばれるものが好
ましい。これらの導電物質を単独で使用できることはも
ちろんのこと、２種以上の導電物質を併用することもで
きる。該導電物質の使用割合は結晶性熱可塑性樹脂１０
０重量部に対して２０〜７０重量部、好ましくは３０〜
６０重量部、更に好ましくは３０〜５０重量部である。 導電物質の量が１０重量部では十分な導電性が発揮され
ず、８０重量では圧延中に白化が生ずる、孔が生じたり
又は切断したりする傾向を無視し難くなる。

【０００７】本発明において用いられる高分子電解質は
イオン性または非イオン性であり、かつマトリックス樹
脂に導電性を付与するものであれば特に制限されず、カ
チオン性、アニオン性、両性又は非イオン性の導電性物
質がいずれも使用できる。カチオン性導電剤としては、
例えば、ポリオキシエチレンアルキルアミン；ヒダント
イン誘導体；ラウリルピリジニウムブロミド等のピリジ
ニウム誘導体；ラウリルトリメチルアンモニウムクロラ
イド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、
オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド等のア
ルキルトリメチルアンモニウムクロライド、ジアルキル
ジメチルアンモニウムクロライドや、ポリビニルベンジ
ルトリメチルアンモニウムクロライド、ポリ−２−アク
リロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライ
ド等の第４級アンモニウム塩；ビニルエーテル誘導体；
アクリルアミド誘導体等が例示される。これらのカチオ
ン性導電剤のうち第４級アンモニウム塩等が好ましい。

【０００８】アニオン性導電剤としては例えば、ナフタ
リンスルホン酸塩等のアリールスルホン酸塩；ドデシル
ベンゼンスルホン酸塩等のアルキルアリールスルホン酸
塩；オレイン酸ナトリウム、オレイン酸カリウム等の脂
肪酸塩；ラウリル硫酸ナトリウム等の硫酸誘導体；ポリ
スチレンスルホン酸のトリエタノールアミン塩等が例示
される。これらのアニオン性導電性物質のうちでアルキ
ルアリールスルホン酸塩等が好ましい。両性導電剤とし
ては例えば、ジメチルアルキルベタイン等のアルキルベ
タイン；アラニン誘導体；イミダゾリン型両性界面活性
剤のカルシウム塩等のイミダゾリン誘導体；ジアミン型
の両性界面活性剤の金属塩等が例示される。両性導電剤
のうちでアルキルベタイン型導電剤が好ましい。

【０００９】非イオン性導電剤としては例えば、多価ア
ルコール；高級アルコールのエチレンオキサイド付加物
；ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のアル
キルフェノールのエチレンオキサイド付加物；グリセリ
ンモノステアレート、グリセリンモノオレート、ソルビ
タンモノステアレート、ソルビタントリステアレート、
ソルビタンモノオレート、ソルビタントリオレート等の
多価アルコールの脂肪酸エステル；ジエチレングリコー
ルモノステアレート、ジエチレングリコールモノオレー
ト、ポリオキシエチレンモノまたはジオレート、ポリオ
キシエチレンモノまたはジステアレート、ポリオキシエ
チレングリセリンモノステアレート、ポリオキシエチレ
ンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソ
ルビタントリステアレート等のポリオキシエチレン脂肪
酸エステルやポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エス
テル等が例示される。これらの非イオン性導電剤のうち
のアルキルアミンまたはアルキルフェノールのエチレン
オキサイド付加物、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル
又はポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等が
好ましい。

【００１０】本発明において導電性物質として用いられ
る粉体としては、透明な粒子が好ましく、例えば、酸化
インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化タ
ンタル、酸化マグネシウム、酸化バナジウム、酸化アル
ミニウム、酸化銅、ヨウ化銅、ヨウ化銀、硫化カドミウ
ム、硫化亜鉛、亜鉛テルル、シリコンカーバイド等の化
合物半導体又はこれらにハロゲン、アンチモンもしくは
燐などをドープしたもの、構造欠陥を設けたものなどが
あげられる。これらの中でも酸化スズ、酸化亜鉛、酸化
インジウム、酸化チタンなどの金属酸化物が好ましい。 導電性粉体の粒径は０．０５〜５μｍが好ましい。更に
好ましくは０．１〜２μｍである。

【００１１】本発明において用いられる導電性繊維とし
ては、金属被覆もしくは金属化合物被覆合成繊維、金属
被覆もしくは金属化合物被覆ガラス繊維、金属被覆もし
くは金属化合物被覆炭素繊維、カーボン複合合成繊維、
カーボン被覆合成繊維、炭素繊維、金属繊維等及びこれ
らの混合物が挙げられる。これらの中でも耐食鋼（ステ
ンレス鋼）繊維、カーボン複合合成繊維、カーボン被覆
合成繊維又はこれらの混合物を使用することが望ましい
。

【００１２】本発明において用いられる結晶性熱可塑性
樹脂（ａ）又は（ｂ）としては、次の様なものを例示で
きる：高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）　、中密度ポリ
エチレン（ＭＤＰＥ）又は線状低密度ポリエチレン（Ｌ
−ＬＤＰＥ）又は超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−
ＰＥ）　；単独重合ポリプロピレン又は共重合ポリプロ
ピレン；ポリ−１−ブテン等の他に、エチレン又はプロ
ピレンを主成分とし、これと他のα−オレフィン又は極
性モノマーとの共重合体等のポリオレフィン系樹脂；ナ
イロン−６、ナイロン−６，６、ナイロン−１１、ナイ
ロン−１２等のポリアミド系樹脂；ポリエチレンテレフ
タレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステ
ル系樹脂；ポリアセタール樹脂；及びこれらの樹脂の２
種類以上の混合物等の何れであってもよい。即ち結晶性
を有する熱可塑性樹脂であれば原料樹脂の種類による制
限は無い。中でも実用性、加工容易性等の点から、結晶
性ポリオレフィン系樹脂が好ましい。また、上記樹脂に
マレイン酸、アクリル酸、フマル酸等の不飽和カルボン
酸、その酸無水物又はエステル等の誘導体を共重合もし
くはグラフトさせた改質樹脂、上記樹脂を電離性放射線
処理したり、架橋剤によって架橋させた改質樹脂も用途
に応じて用いることができる。

【００１３】本発明において、上記結晶性熱可塑性樹脂
にその透明性を実質的に低下させない程度の量で各種の
フィラー（又は補強材）を添加することもできる。用い
られるフィラーとしては、ガラス繊維、炭素繊維、ビニ
ロン繊維等の繊維状補強材、マイカ、タルク等のフレー
ク状フィラー、ガラスビーズなどの球状のフィラー、炭
酸カルシウム、木片又は木粉等の不定形フィラーが挙げ
られる。これらのフィラー（又は補強材）の表面には、
配合される樹脂に対する親和性を付与する処理が施され
ていることが好ましい。この様な処理としては、例えば
不飽和カルボン酸もしくはその酸無水物等付加、不飽和
アミン付加又はゴム質被覆等を挙げることができる。

【００１４】また、これらのフィラーの他に、吸湿剤、
増量剤、着色剤、難燃剤又は劣化防止剤等をも必要に応
じて添加することができる。本発明では、該結晶性熱可
塑性樹脂（ａ）と該導電物質とを例えば溶融混練し、Ｔ
ダイ法やインフレーション法などの公知の成形方法によ
って製膜したフィルムを同様の方法で結晶性熱可塑性樹
脂（ｂ）だけを製膜したシート状物の片面または両面に
積層し、得られた圧延用シート状物に対して圧延処理を
行なう。熱可塑性樹脂（ａ）と（ｂ）とは同一であるこ
とが実用上好ましい。本発明で積層とは、２種以上のフ
ィルムまたはシートを接着剤、接着フィルム、加熱融着
などの公知の方法で貼合わせることである。また、２個
以上のＴダイにより熱可塑性樹脂を押出しながら融着さ
せるエクストルージョンのタンデム法および共押出成形
法で樹脂から直接複合化する多層化法も積層に含まれる
。

【００１５】本発明における圧延とは、前記の結晶性熱
可塑性樹脂の融点（後に定義）以下の温度で一対以上の
ロール間で行うことが必要である。結晶性熱可塑性樹脂
の融点よりも高い温度で該シートに圧延処理を試みた場
合には、該シート状物が溶融する結果、圧延が行なわれ
ず、従って透明性が向上しない他、溶融樹脂がロール面
に粘着するなどの事態を引き起こす。

【００１６】本発明の圧延処理における樹脂の融点とは
、ＪＩＳ　Ｋ７１２１に準拠してＤＳＣ（示差走査型熱
量計）を用いて得られた該樹脂の熱挙動曲線の最大ピー
クが位置する温度をいう。ピークが複数個存在する場合
には、最大面積のピークを最大ピークとする。また、必
要に応じて圧延操作を繰り返したり、２段階以上に分割
して行なう外に、圧延前にシート状物を予熱することも
差し支えない。本発明の透明導電性シート状物を作成す
る為に使用する圧延ロールの表面粗度はシート状物の透
明性を良くする為に、通常１Ｓ以下、好ましくは０．５
Ｓ以下、更に好ましくは０．２Ｓ以下に設定する。本発
明における圧延処理の１要件である圧下率（ｒ：％）と
は、圧延前の材料樹脂の厚さ（ｈ１　）と圧延後のシー
トの厚さ（ｈ２　）とを用いて、次式で表すことができ
る。

【００１７】ｒ＝１００・（ｈ１　−ｈ２　）／ｈ１　
（％）該圧延フィルム又はシート（シート状物）の最終
圧下率は５０％以上、９０％以下の範囲に設定すること
が好ましく、更に好ましくは６０％以上、８５％以下と
する。 本発明の透明導電性シート状物はＡＳＴＭ　　Ｄ１００
３に従って測定した曇り度が１０％以下、好ましくは８
％以下のものである。

【００１８】

【実施例】以下に、実施例及び比較例をもって本発明を
さらに具体的に説明するが、本発明はこれらによって限
定されるものではない。圧延適性の評価は次の様に等級
付けた：圧延工程中のシート状物に白化、孔発生、破断
などが生じた場合には×、均一な透明シートが得られた
場合を〇とした。導電物質の添加効果は表面抵抗率が１
０１２Ω／□以上の場合を×、１０８　Ω／□以上で１
０１２Ω／□未満の場合を〇及び１０８　Ω／□未満の
場合を◎として表示した。尚、実施例、比較例で用いた
表面抵抗率（Ω／□）の測定法は次の通りである。

【００１９】Ａ：タケダ理研（株）製　　コンピューテ
ィングデジタルマルチメーターＴＲ６８７７Ｂ：東京電
子（株）製　　高抵抗計　　スタック　　ＴＲ−３電極
は円形電極（正極；外径７０ｍｍφ円板、負極：外径１
１０ｍｍφ、内径８０ｍｍφリング状）を使用。 実測値が１０７　Ω以上の場合はＢ：を使用して測定し
た。 表面抵抗率（Ω／□）＝１５π×実測値（Ω）実施例１
〜３及び比較例１〜３ ポリプロピレンホモポリマー〔「ＰＰ」と略称する。メ
ルトフローレート（ＭＦＲ）１．０ｇ／１０ｍｉｎ　、
密度０．９０ｇ／ｃｃ、融点１６２℃）１００重量部と
導電物質としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム
を４０重量部、酸化スズ（比抵抗１Ω・ｃｍ、平均粒径
０．６μｍ）３０重量部　　　　又はオーステナイト系
ステンレス鋼繊維〔繊維径２μｍ、繊維長３ｍｍ日本精
線（株）製ナスロン（商標）〕４０重量部とからなる各
組成物を造粒機で溶融混練した組成物及び該樹脂とを６
０ｍｍ共押出装置で、導電物質を含む層厚が２０μｍ、
シートの全厚が１．５ｍｍ、幅２５０ｍｍの各シートに
おいて片面の導電物質が異なる３種類の圧延用シートを
作成した。　　上下一対の圧延ロール（ロール径３００
ｍｍ×幅４００ｍｍ）に上記圧延用シートを供給し、ロ
ール温度１１０℃で圧延して、導電物質を異にする３種
類の圧延シート（厚さ０．４０ｍｍ）を得た（圧下率７
３％）。該各シートの透明性（曇り度）と表面抵抗率と
を表１に示す。また、比較例１、２及び３として、導電
物質を含まないフィルムを積層した各場合と導電物質（
酸化スズ）を１０重量部及び８０重量部含むフィルムを
積層した場合との各結果を表１に示す。

【００２０】実施例４〜５及び比較例４〜５プロピレン
−エチレンランダムコポリマー〔「Ｒ−ＰＰ」と省略す
る。ＭＦＲ２．２ｇ／１０ｍｉｎ　、密度０．９０ｇ／
ｃｃ、融点１４２℃、エチレン含有量４モル％及びプロ
ピレン含有量９６モル％）１００重量部と酸化スズ（比
抵抗１Ω・ｃｍ、平均粒径０．６μｍ）を３０重量部、
又はオーステナイト系ステンレス鋼繊維〔繊維径２μｍ
、繊維長３ｍｍ（日本精線（株）製）ナスロン（商標）
〕４０重量部とからなる各組成物を造粒機で溶融混練し
た組成物層及び該樹脂単味の層とを６０ｍｍ共押出装置
で、導電物質を含む層厚が２０μｍでシートの全厚が１
．５ｍｍ、幅２５０ｍｍで各シートの片面の導電物質濃
度が異なる２種類の圧延用シートを作成した。

【００２１】圧延ロール（ロール径３００ｍｍ、幅４０
０ｍｍ）に上記各シートを供給し、ロール温度９０℃で
圧延して、導電物質濃度を異にする２種類の透明圧延シ
ート（厚さ０．４２ｍｍ透明化シート）を得た（圧下率
７２％）。該各シートの透明性と導電性とを表１に示す
。また、比較例４及び５として、導電物質を含まないフ
ィルムの積層体である場合と導電物質（ステンレス鋼繊
維）を８重量部含んだフィルムの積層体である場合との
各結果をそれぞれ表１に示す。

【００２２】実施例６及び７並びに比較例６高密度ポリ
エチレンホモポリマーからなる［「ＰＥ」と略称する。 メルトインデックス（ＭＩ）０．８ｇ／１０ｍｉｎ　、
密度０．９５ｇ／ｃｃ、融点１３０℃］１００重量部と
酸化スズ（比抵抗１Ω・ｃｍ、平均粒径０．６μｍ）３
０重量部又はオーステナイト系ステンレス鋼繊維〔繊維
径２μｍ、繊維長３ｍｍ（日本精線社製）ナスロン（商
標）〕４０重量部とを造粒機で混練した組成物及び該樹
脂単味とを６０ｍｍ共押出装置で、導電物質を含む層厚
が２０μｍでシートの全厚みが２．２ｍｍ、幅２５０ｍ
ｍで、シート片面の導電物質濃度が異なる２種類の圧延
用シートを作成した。両シートを圧延温度９０℃で実施
例１と同様に圧延して、圧延シートを得た（（厚さ０．
４５ｍｍ　　圧下率８０％）。　　該両シートの透明性
と導電性とを表１に示す。また、比較例６として導電物
質を含まないフィルムの積層体の場合の結果を表１に併
せ示す。

【００２３】

【表１】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　結晶性熱可塑性樹脂（ａ）１００重量
   部に導電性物質２０〜７０重量部を含有するフィルム状
   物を結晶性熱可塑性樹脂（ｂ）からなるシート状物の少
   なくとも片面に積層したシート状物であって、その曇り
   度が１０％以下であることを特徴とする透明導電性シー
   ト状物。
2. 【請求項２】　　結晶性熱可塑性樹脂（ａ）１００重量
   部に導電性物質２０〜７０重量部を含有するフィルム状
   物を結晶性熱可塑性樹脂（ｂ）からなるシート状物の少
   なくとも片面に積層したシート状物を熱可塑性樹脂（ａ
   ）及び（ｂ）の融点の中の低い方の温度以下においてロ
   ール圧延することを特徴とする透明導電性シート状物の
   製造方法。