JP2003342475A - 導電性樹脂材料 - Google Patents
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Abstract
の熱可塑性樹脂混合物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
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。
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。
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。
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。
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、マトリックス樹脂を単一成分か
ら2種以上のポリマーブレンドに変えることによって、
上記繊維状カーボンを偏在させて、より少量でも導電パ
スを形成しやすくして導電性を向上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。
提供する。 [請求項1] 直径1μm以下の繊維状カーボンを2種
以上の熱可塑性樹脂混合物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
ンと熱可塑性樹脂混合物とを500/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。
本発明の導電性樹脂材料は、繊維状カーボンを2種以上
の熱可塑性樹脂混合物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1
μm以下、好ましくは1nm〜1μm、更に好ましくは
0.01〜0.2μm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10〜10000、特に100〜1000のもの
を使用することが好ましい。
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。
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。
ては、特に制限されず、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリアミド、ポリスチレン、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、ポリフェニ
レンサルファイド、ポリアセタール、ポリフェニレンオ
キサイド、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルイミ
ド、ポリエーテルエーテルケトン、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
るが、本発明は、これらの熱可塑性樹脂の2種以上の混
合物を使用する。この場合、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリアミド、ポリスチレン、ポリカーボネート、
ポリブチレンテレフタレートから選ばれる2種以上を用
いることが好ましい。
るが、それぞれの樹脂が合計100重量部中として10
重量部以上、更に好ましくは25重量部以上含まれるこ
とが好ましい。その割合が上記範囲外では、2種以上の
樹脂を混合することにより導電性向上効果が十分に得ら
れないことがある。
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。
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。
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。
(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。
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。
として、多層CNT(MWNT:直径50nm程度、L
/D100程度)を使用し、また樹脂としてナイロン6
(PA6)及びポリブチレンテレフタレート(PBT)
を種々の割合(重量比)で併用し、或いは単独使用し、
上記多層CNT配合量を2重量%として、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厚シートを成形し、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
た。結果を表1に示す。
×106Ω・cm、PBT単独系では3.7×102Ω・
cmであるのに対し、PA6/PBT=50/50系で
は9.1×101Ω・cm、PA6/PBT=25/7
5系では6.9×101Ω・cmと、導電性が向上する
ことが認められる。
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。
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。
Claims (6)
- 【請求項1】 直径1μm以下の繊維状カーボンを2種
以上の熱可塑性樹脂混合物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混合物と
を500/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。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2006193649A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-27 | Takiron Co Ltd | 炭素繊維含有樹脂成形体 |
| JP2007015333A (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-25 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 導電性成形品の製造方法及び導電性成形品 |
-
2002
- 2002-05-27 JP JP2002151867A patent/JP4314453B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2007015333A (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-25 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 導電性成形品の製造方法及び導電性成形品 |
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| JP4314453B2 (ja) | 2009-08-19 |
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