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JP2003342475A - 導電性樹脂材料 - Google Patents

導電性樹脂材料

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Publication number
JP2003342475A
JP2003342475A JP2002151867A JP2002151867A JP2003342475A JP 2003342475 A JP2003342475 A JP 2003342475A JP 2002151867 A JP2002151867 A JP 2002151867A JP 2002151867 A JP2002151867 A JP 2002151867A JP 2003342475 A JP2003342475 A JP 2003342475A
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JP
Japan
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resin material
conductive resin
fibrous carbon
carbon
less
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Application number
JP2002151867A
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English (en)
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JP4314453B2 (ja
Inventor
Takeshi Oba
丈司 大場
Kunio Machida
邦郎 町田
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Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【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

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、静電塗装用、静電
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。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
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。
【0003】しかしながら、必要な導電性(特に、体積
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。
【0004】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
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。
【0005】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
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。
【0006】従って、本発明は下記の導電性樹脂材料を
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。
【0007】以下、本発明つき、更に詳しく説明する。
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。
【0008】アスペクト比が小さすぎる繊維状カーボン
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。
【0009】上記繊維状カーボンの配合量は、適宜選定
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。
【0010】一方、本発明において、熱可塑性樹脂とし
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。
【0011】この場合、樹脂の混合割合は適宜選定され
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。
【0012】本発明では、上記直径1μm以下の繊維状
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。
【0013】この場合、特に500/sec以上、より
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。
【0014】本発明の導電性樹脂材料は、静電塗装用、
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。
【0015】
【発明の効果】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。
【0016】
【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体
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。
【0017】[実施例1〜3、比較例1,2]カーボン
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。
【0018】
【表1】
【0019】上記の結果より、PA6単独系では4.6
×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。
【0020】[参考例]カーボンと熱可塑性樹脂を東洋
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、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。
【0021】
【表2】
【0022】以上の結果より、低せん断速度下では、カ
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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4J002 BB031 BB121 BC031 BG061 BG101 CF061 CF071 CG001 CL011 CM041 DA016 FA046 FD116

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【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。
  5. 【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。
  6. 【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 examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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

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