(57)【要約】【課題】導電性と共に強度および破断伸度に優れた導電性樹脂シートを提供する。【手段】カーボンナノファイバーを含有する熱可塑性樹脂組成物によって形成した導電性シートであり、例えば、体積抵抗値１.０Ωcm以下およびＤＢＰ吸油量１５０ml/100g以上のカーボンナノファイバーを含有し、この含有量が熱可塑性樹脂１００重量部に対する該カーボンナノファイバーの表面積換算値で２０００ｍ2以下である熱可塑性樹脂組成物によってものであって、単位面積あたりの破断伸度３０％以上であって原熱可塑性樹脂に対する強度比１００％以上、好ましくは、体積抵抗値が１０9Ωcm以下、および単位面積あたりの破断伸度５０％以上であって、原熱可塑性樹脂に対する強度比１００％以上である導電性樹脂シート、およびその用途。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーボンナノファイバーを含有する熱可塑性樹脂組成物によって形成した導電性シートであり、概シートの破断伸度が３０％以上であって原熱可塑性樹脂に対する強度比１００％以上である導電性樹脂シート。
【請求項２】
体積抵抗値が１０9Ωcm以下、および概シートの破断伸度が５０％以上であって、原熱可塑性樹脂に対する強度比１００％以上である請求項１の導電性樹脂シート。
【請求項３】
体積抵抗値１．０Ωcm以下およびＤＢＰ吸油量１５０ml/100g以上のカーボンナノファイバーを含有する熱可塑性樹脂組成物によって形成された請求項１または２の導電性樹脂シート。
【請求項４】
カーボンナノファイバーの含有量が、熱可塑性樹脂１００重量部に対する該カーボンナノファイバーの表面積換算値(カーボン含有量×比表面積の値)で２０００ｍ2以下である熱可塑性樹脂組成物によって形成した請求項１〜３の何れかに記載する導電性樹脂シート。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載する導電性シートを用いた電子部品包装体、電子部品搬送容器、または複写機、印刷機、ないしファクシミリに使用される帯電、除電、転写、または定着シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性と共に強度および破断伸度に優れた導電性樹脂シートに関する。本発明の導電性樹脂シートはキャリアーテープやトレイ、さらには複写機、ファクシミリ、ブリンター等の電子写真装置に用いられる導電性シートとして好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来から、導電性カーボン粉末を多量に含有した樹脂によって形成した導電性樹脂シートが知られている。例えば、カーボンブラックなどの炭素粉末や炭素繊維、これらを混合した導電性樹脂組成物が知られており（特許文献１、２）、また、炭素粉末や炭素繊維に代えてカーボンナノチューブを用いたものや、炭素繊維と共にカーボンナノチューブを配合した導電性樹脂組成物が知られており（特許文献３、４）、これらの樹脂組成物によって導電性シートが形成されている。
【特許文献１】特許第３１７７６０６号公報
【特許文献２】特開２００４−２２５００３号公報
【特許文献３】特開２００４−１８２８４２号公報
【特許文献４】特開２００２−９７３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の導電フィラーを含有する樹脂組成物によって形成された導電性シートは、フィラーの含有量が多いために機械的強度に劣り、しかも伸びが殆どないので二次加工が困難であり、実用性に限界がある。本発明は、従来の導電性樹脂シートにおける上記問題を解決したものであり、高い導電性を有するとともに高い強度と破断伸度を有する導電性樹脂シートを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は以下の導電性樹脂シートとその用途に関する。
（１）カーボンナノファイバーを含有する熱可塑性樹脂組成物によって形成した導電性シートであり、単位面積あたりの破断伸度３０％以上であって原熱可塑性樹脂に対する強度比１００％以上である導電性樹脂シート。
（２）体積抵抗値が１０9Ωcm以下、および単位面積あたりの破断伸度５０％以上であって、原熱可塑性樹脂に対する強度比１００％以上である上記(1)の導電性樹脂シート。
（３）体積抵抗値０.１Ωcm以下およびＤＢＰ吸油量１５０ml/100g以上のカーボンナノファイバーを含有する熱可塑性樹脂組成物によって形成された上記(1)または(2)の導電性樹脂シート。
（４）カーボンナノファイバーの含有量が、熱可塑性樹脂１００重量部に対する該カーボンナノファイバーの表面積換算値(カーボン含有量×比表面積の値)で２０００ｍ2以下である熱可塑性樹脂組成物によって形成した上記(1)〜(3)の何れかに記載する導電性樹脂シート。
（５）上記(1)〜(4)の何れかに記載する導電性シートを用いた電子部品包装体、電子部品搬送容器、または複写機、印刷機、ないしファクシミリに使用される帯電、除電、転写、または定着シート。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の導電性樹脂シートは、カーボンナノファイバーを含有する熱可塑性樹脂組成物によって形成した導電性シートであり、単位面積あたりの破断伸度３０％以上であって原熱可塑性樹脂に対する強度比１００％以上、好ましくは、体積抵抗値が１０9Ωcm以下、および単位面積あたりの破断伸度５０％以上であって、原熱可塑性樹脂に対する強度比１００％以上であるであるので、高い導電性と共に優れた加工性を有し、本発明の導電性樹脂シートを用いることによって高品質の導電性製品を得ることができる。
【０００６】
本発明の導電性樹脂シートは、体積抵抗値１.０Ωcm以下およびＤＢＰ吸油量１５０ml/100g以上のカーボンナノファイバーを含有する熱可塑性樹脂組成物であって、好ましくは、カーボンナノファイバーの含有量が、熱可塑性樹脂１００重量部に対する該カーボンナノファイバーの表面積換算値（カーボン含有量×比表面積の値）で２０００ｍ2以下であるものを用いて形成することができる。ＤＢＰ吸油量１５０ml/100g以上のカーボンナノファイバーは樹脂中で分散性が良く、これを上記含有量の範囲で樹脂に配合することによって樹脂の機械的強度や粘性等を損なうことなく、導電性と共に強度および破断伸度に優れた導電性樹脂シートを得ることができる。
【０００７】
本発明の導電性樹脂シートは、これを成形したり加工することによって、電子部品包装体、電子部品搬送容器、または複写機、印刷機、ないしファクシミリに使用される帯電、除電、転写、または定着シート等の用途に好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の導電性樹脂シートは、カーボンナノファイバーを含有する熱可塑性樹脂組成物によって形成したものである。この熱可塑性樹脂に配合するカーボンナノファイバーは、例えば、直径が数十ナノメータ以下、長さが数百ミクロンメータ以下であるナノサイズの極微細炭素繊維であり、内部が中空構造のカーボンナノチューブに限らず、内部が充填された構造のものを含み、炭素層が単層構造あるいは多層構造の何れの場合も含み、炭素層が螺旋構造に限らず、また炭素層が繊維の軸長方向に伸びた構造に限らず、炭素層が径方向に伸びた構造のものも含む。
【０００９】
熱可塑性樹脂組成物は、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、ポリスチレン系、ポリ塩化ビニル、ポリメタクリル酸メチル、ナイロン(ポリアミド)系、ポリエステル系、ポリカーボネート系、ポリアセタール系、酢酸セルロース、ABS系の樹脂やそれらの混合物などを用いることができる。
【００１０】
本発明の導電性樹脂シートにおいて、引張強度、および破断伸度は、引張試験機を用いて測定したものである。試験片の大きさは、シートを長さ１００ｍｍ、幅１０mmに切り取り測定した。引張強度は断面積あたりの強度に換算した値である。原熱可塑性樹脂に対する強度比とは、同一条件で作成したシートについて、カーボンナノファイバーを含有しない熱可塑性樹脂の引張強度ＰOに対して、同一の熱可塑性樹脂にカーボンナノファイバーを配合してなる熱可塑性樹脂組成物の引張強度ＰXの比（ＰX／ＰO）を％値で示したものである。破断伸度は、試験前の長さＬ0に対して、破断時の長さＬXの比（ＬX／ＬO）を％値で示したものである。
【００１１】
本発明の導電性樹脂シートは、上記破断伸度が３０％以上であって上記強度比１００％以上である。好ましくは、体積抵抗値が１０9Ωcm以下、および上記破断伸度５０％以上であって上記強度比１００％以上である。一方、熱可塑性樹脂にカーボンブラック等を配合してなる従来の導電性樹脂シートにおいて、実用に適う程度の導電性を有するものの破断伸度は１０％以下であり、また原熱可塑性樹脂に対する強度比は概ね８０％以下である。従って、本発明の導電性樹脂シートは、従来の導電性樹脂シートよりも強度および加工性が格段に優れている。
【００１２】
本発明の導電性樹脂シートは、体積抵抗値１.０Ωcm以下およびＤＢＰ吸油量１５０ml/100g以上のカーボンナノファイバーを含有する熱可塑性樹脂組成物によって形成することができる。ＤＢＰ吸油量が１５０ml/100gよりも少ないカーボンナノファイバーは樹脂中の分散性が劣り、凝集しやすいので樹脂組成物の導電性が不均一になり、さらに樹脂組成物の加工性が低下するので好ましくない。また、体積抵抗値が１.０Ωcmより大きいカーボンナノファイバーは導電性が不十分である。
【００１３】
体積抵抗値１.０Ωcm以下およびＤＢＰ吸油量が１５０ml/100ｇ以上のカーボンナノファイバーは、触媒を用いた気相成長法において、触媒および原料の混合ガス組成を調整することによって製造することができる。具体的には、例えば、触媒粒子としてＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｕの酸化物から選ばれた１種または２種以上と、Ｍｇ、Ｃa、Ａｌ、Ｓｉの酸化物から選ばれた１種または２種以上の混合酸化物粉末を用い、４００℃〜８００℃の温度で、一酸化炭素または二酸化炭素と水素の混合ガスを上記触媒粒子に接触させて、カーボンナノファイバーを製造する気相成長法において、触媒としてＣｏ酸化物とＭｇ酸化物の混合酸化物あるいは、Ｍｇ酸化物にＣｏ酸化物が被覆された複合酸化物を用い、原料混合ガスを一酸化炭素および/または二酸化炭素と水素とし、その混合比をＣＯ/Ｈ2＝５０／５０〜９９／１に調整し、好ましくは、さらに反応後に連続して反応温度と同一温度下で水素ガスで１０分間以上処理することによって、体積抵抗値が低くＤＢＰ吸油量が高いカーボンナノファイバーを製造することができる。
【００１４】
本発明において用いるカーボンナノファイバーは、直径５〜１００nmおよびアスペクト比１０以上であるものが好ましい。このサイズのものは極微細な繊維であるので樹脂中に均一に分散しやすく、かつ互いに接触しやすいので、均一な導電性を得るのに都合が良い。
【００１５】
また、上記カーボンナノファイバーはＢＥＴ比表面積４００m2/g以下、好ましくは３００m2/g以下であるものが良い。ＢＥＴ比表面積がこれより大きいと樹脂との接触面積が過大になり、樹脂の物性が損なわれ、樹脂自体が本来有する強度や混練時ないし成形時の粘度が高くなり、流動性が失われるので好ましくない。
【００１６】
本発明の導電性樹脂シートを形成する樹脂組成物のカーボンナノファイバーの含有量は、熱可塑性樹脂１００重量部に対する該カーボンナノファイバーの表面積換算値（カーボン含有量×比表面積の値）で２０００ｍ2以下が好ましい。カーボンナノファイバーの含有量がこれより多いと引張強度や伸度などの樹脂物性が大きく低下するので好ましくない。
【００１７】
上記樹脂組成物は、カーボンナノファイバーと共に、機械的強度等を大きく損なわない範囲内で、カーボンブラックなどの導電性微粒子や難燃剤、分散安定剤などを含有してもよい。
【実施例】
【００１８】
以下に本発明の実施例を比較例と共に示す。なお、ＰＣシートの作成方法および評価方法は下記のとおりである。また、本発明の導電性樹脂シートにおいて、引張強度および破断伸度は引張試験機を用いて測定した。試験片の大きさは、シートを長さ１００mm、幅１０mmに切り取り測定した。引張強度は、断面積あたりの強度に換算して計算した。
〔ＰＣシートの作成方法〕：予め所定量のカーボンナノファイバーを含有したＰＣ樹脂コンパウンドを作成し、それを射出押し出しフィルム成形加工で所定の厚みに成形することにより導電性シートを得た。
〔体積抵抗値〕：市販の測定装置（油化電子社製：ロレスタ−ＡＰ）を用い、４端子法により体積抵抗を求めた。
【００１９】
本発明の導電性樹脂シートはカーボンナノファイバーの配合量が３〜７重量％であるものは、カーボンブラックを１５重量％配合した比較例１よりも体積抵抗値が小さく、導電性に優れている。また、比較例１の破断伸度は５％、引張強度４５％であるのに対して、本発明の導電性樹脂シートは破断伸度９０〜１３０、引張強度５７〜６３であり、伸長性が格段に優れており、引張強度も大きい。さらに、ＤＢＰ吸油量が少ない従来のカーボンナノフィバーを用いた比較例２はカーボンナノファイバーの配合量が３重量％でシート状に成形することができず、格段に加工性が劣る。
【００２０】
【表１】
2006152132.tif 000002