(57)【要約】【課題】カーボンナノチューブの含有量を少なくして透明性を向上させても良好な制電性を発揮でき、カーボンナノチューブの含有量を増やしても透明性を低下させないで電磁波シールド機能を付与できる制電性透明樹脂板を提供する。【解決手段】透明な熱可塑性樹脂よりなる基板１の少なくとも片面に、カーボンナノチューブを含んだ透明な熱可塑性樹脂よりなる制電層２を形成した制電性透明樹脂板Ｐであって、カーボンナノチューブが一本づつ分離した状態で、もしくは、複数本集まって束になったものが一束づつ分離した状態で、制電層２の熱可塑性樹脂中に分散して互いに接触した構成の制電性透明樹脂板Ｐとする。【選択図】  図１
2004230690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な熱可塑性樹脂よりなる基板の少なくとも片面に、カーボンナノチューブを含んだ透明な熱可塑性樹脂よりなる制電層が形成された制電性透明樹脂板であって、上記カーボンナノチューブが一本づつ分離した状態で、もしくは、複数本集まって束になったものが一束づつ分離した状態で、上記制電層の熱可塑性樹脂中に分散して互いに接触していることを特徴とする制電性透明樹脂板。
【請求項２】
上記カーボンナノチューブが、中心軸線の周りに直径が異なる複数の円筒状に閉じたカーボン壁を同心的に備えた多層カーボンナノチューブであり、一本づつ分離した状態で上記制電層の熱可塑性樹脂中に分散して互いに接触していることを特徴とする請求項１に記載の制電性透明樹脂板。
【請求項３】
上記カーボンナノチューブが、中心軸線の周りに単独の円筒状に閉じたカーボン壁を備えた単層カーボンナノチューブであり、複数本集まって束になった状態で上記制電層の熱可塑性樹脂中に分散して互いに接触していることを特徴とする請求項１に記載の制電性透明樹脂板。
【請求項４】
多層カーボンナノチューブの外径が１〜２０ｎｍであり、アスペクト比が５０〜１００００であることを特徴とする請求項２に記載の制電性透明樹脂板。
【請求項５】
単層カーボンナノチューブの集まった束の外径が１〜２０ｎｍであり、長さが０．１〜１０μｍであることを特徴とする請求項３に記載の制電性透明樹脂板。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明性を向上させるために制電層のカーボンナノチューブの含有量を少なくしても良好な制電性を確保できる制電性透明樹脂板に関する。
【従来の技術】
従来より、クリーンルームのパーテーションや試験装置の覗き窓のように透視が可能で塵埃を嫌う用途には、静電気を逃がして塵埃の付着を防止する透明な制電性樹脂板が使用されている。
かかる制電性樹脂板として、本出願人は、透明な熱可塑性樹脂基板の表面に、曲がりくねって絡み合う極細の長炭素繊維を含んだ透明な熱可塑性樹脂の制電層を形成してなる制電性透明樹脂板を提案した（特許文献１）。この制電性透明樹脂板は、表面抵抗率のバラツキが少なく、適度な制電性を有し、透明性も良好なものであった。
【特許文献１】
特開２００１−６２９５２号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１の制電性透明樹脂板は、長炭素繊維が曲がりくねって絡み合った状態で制電層中に含有されているため、長炭素繊維の分散性が悪く、それ故、制電層の長炭素繊維の含有量をある程度多くしなければ、その表面抵抗率を、適度な制電性が発揮できる１０５〜１０８Ω／□の範囲に設定できないという問題があった。
また、上記特許文献１の制電性透明樹脂板は、制電層の長炭素繊維の含有量を更に多くすると、表面抵抗率が１０４Ω／□以下に低下して電磁波シールド機能も発揮できるようになるが、このように長炭素繊維の含有量が多くなると制電層の透明性が大幅に低下するため、透明性が良好で電磁波シールド機能を備えた実用可能な制電性樹脂板を得ることは困難であった。さらに制電層の長炭素繊維の含有量を増やすと、塗液配合における長炭素繊維の添加量が増加することになるため、塗液調製時において、極度に粘度が増加し、外観の良好な塗膜が得られないという問題があった。
本発明は上記の問題に対処すべくなされたもので、その目的とするところは、カーボンナノチューブの含有量を少なくして透明性を向上させても良好な制電性を発揮することができ、かつ、カーボンナノチューブの含有量を増やしても透明性を低下させないで電磁波シールド機能を付与することができる、制電性透明樹脂板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の制電性透明樹脂板は、透明な熱可塑性樹脂よりなる基板の少なくとも片面に、カーボンナノチューブを含んだ透明な熱可塑性樹脂よりなる制電層が形成された制電性透明樹脂板であって、上記カーボンナノチューブが一本づつ分離した状態で、もしくは、複数本集まって束になったものが一束づつ分離した状態で、上記制電層の熱可塑性樹脂中に分散して互いに接触していることを特徴とするものである。ここに「接触」とは、カーボンナノチューブが現実に接触している場合と、カーボンナノチューブが導通可能な微小間隔をあけて近接している場合の双方を意味する用語である。
本発明の制電性透明樹脂板のように、カーボンナノチューブが絡み合うことなく一本づつ分離した状態で、もしくは、複数本集まって束になったものが一束づつ分離した状態で、制電層の熱可塑性樹脂中に分散して互いに接触していると、カーボンナノチューブの含有量を少なくして透明性を向上させても、カーボンナノチューブ相互の十分な導通を確保できるので、制電性を保持しつつ、より良好な透明性を発現することができる。そして、カーボンナノチューブの含有量を従来の制電性透明樹脂板と同量、もしくは増加させると、表面抵抗率を１０４Ω／□以下にすることができるにも拘わらず、高い透明性を損なうことがなく、電磁波シールド機能を有する樹脂板とすることが可能となる。
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳述する。
図１は本発明の制電性透明樹脂板の一実施形態を示す断面図、図２はカーボンナノチューブの分散状態を示す概略図である。
この制電性透明樹脂板Ｐは、透明な熱可塑性樹脂よりなる基板１の両面に、カーボンナノチューブを含んだ透明な熱可塑性樹脂よりなる制電層２，２を積層形成したものである。制電層２は必ずしも基板１の両面に形成する必要がなく、基板１の片面のみに形成してもよい。
基板１は、透明な熱可塑性樹脂、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン等のビニル系樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリジメチルシクロヘキサンテレフタレート、芳香族ポリエステル等のエステル系樹脂、ＡＢＳ樹脂、これらの樹脂それぞれの共重合体樹脂などからなるもので、その厚さが３ｍｍのときに好ましくは８０％以上、更に好ましくは８５％以上の全光線透過率と、５％以下のヘーズ値を有する基板が使用される。この基板１には可塑剤、安定剤、紫外線吸収剤等が適宜配合され、成形性、熱安定性、耐候性等が高められる。基板１の厚さは、用途に応じた実用強度が得られる厚さとすればよいが、通常は１〜１０ｍｍ程度の厚さの基板が使用される。
この基板１の両面に形成された制電層２は、カーボンナノチューブを含んだ透明な熱可塑性樹脂からなる層であって、カーボンナノチューブが絡み合うことなく一本づつ分離した状態で、もしくは、複数本集まって束になったものが一束づつ分離した状態で、熱可塑性樹脂中に分散して互いに接触している。
カーボンナノチューブには、中心軸線の周りに直径が異なる複数の円筒状に閉じたカーボン壁を同心的に備えた多層カーボンナノチューブや、中心軸線の周りに単独の円筒状に閉じたカーボン壁を備えた単層カーボンナノチューブがある。前者の多層カーボンナノチューブは、１９９１年に、アーク放電で陰極に堆積する炭素塊の中から発見されたもので、上記のように直径が異なる複数の円筒状に閉じたカーボン壁からなるチューブが中心軸線の周りに多層になって構成されており、カーボン壁は、カーボングラファイトが六角網目構造になって形成されている。好ましい多層カーボンナノチューブは、このカーボン壁が２〜３０層重なったものであり、そのような多層カーボンナノチューブを分散させると、全光線透過率を良好にすることができる。より好ましくはカーボン壁が２〜１５層重なったものが用いられる。
図２に示すように、上記の多層カーボンナノチューブ３は、多少曲がっているが一本づつ分離し、互いに複雑に絡み合うことなく、単純に交差した状態で制電層の熱可塑性樹脂中に分散され、それぞれの交点で接触している。
一方、後者の単層カーボンナノチューブは、例えばＡｒなどの不活性ガス雰囲気下でＮｉやＣｏなどの金属触媒を含む炭素棒をアーク放電やレーザー照射を行い蒸発させることにより得られるもので、上記のように中心軸線の周りに円筒状に閉じた単独のカーボン壁から構成されており、カーボン壁はカーボングラファイトが六角網目構造になって形成されている。このような単層カーボンナノチューブは一本づつ分離した状態では分散されず、２本以上集まって束になり、それが一束づつ分離して、束同士が複雑に絡み合うことなく、単純に交差した状態で制電層の熱可塑性樹脂中に分散され、それぞれの交点で接触している。好ましくは、１０〜５０本の単層カーボンナノチューブが集まって束になったものが用いられる。理論的研究によれば、単層カーボンナノチューブはチューブ径及びカイラル角度により電子構造が大きく変わるために、電気伝導度が金属から半導体の間の値を示し、一次元的な電子状態密度を持つといわれている。
上記のようにカーボンナノチューブが絡み合うことなく制電層２中に分散して接触している制電性透明樹脂板では、後述の実施例のデータに示されるように、制電層２におけるカーボンナノチューブの含有率を１５〜８５重量％とすると、制電層２の厚みを５〜５０ｎｍと薄くしても、カーボンナノチューブ相互の十分な導通が確保されるため、表面抵抗率が１０２〜１０８Ω／□の範囲となって良好な導電性ないし制電性を発現できるようになり、制電層２の厚みが薄くなった分、換言するとカーボンナノチューブの重複している量が減少した分だけ透明性が向上するようになる。そして、カーボンナノチューブの含有率を１５〜３０重量％と少なくしても、１０５〜１０８Ω／□の表面抵抗値を得ることができ、高透明（板厚が３ｍｍのときの全光線透過率が８０％以上、ヘイズ値が２％以下）の制電性樹脂板とすることができる。一方、カーボンナノチューブの含有率を増加して３０〜８０重量％程度にすると、表面抵抗率が１０２〜１０４Ω／□の範囲となって電磁波シールド機能も発揮できるようになり、制電層２の厚みを適切に設定することによって従来とほぼ同様の透明性を維持することが可能となる。
カーボンナノチューブを多量に制電層２中に含有し、より良好な制電性及び透明性を発現させるためには、カーボンナノチューブの分散性を高め、さらに作製した塗液の粘度を下げて作業性を向上させて、薄い制電層２を形成することが重要であり、そのためには、分散性に優れた太さと長さのカーボンナノチューブを使用すると共に、分散剤を併用することが重要である。このような多層カーボンナノチューブは、その外径が１〜２０ｎｍでアスペクト比が５０〜１００００であるものが、好ましくは外径が５〜１５ｎｍでアスペクト比が１００〜１０００であるものが分散性に優れており、また、単層カーボンナノチューブは、その束の外径が１〜２０ｎｍで長さが０．１〜１０μｍであるものが、好ましくは束の外径が５〜１５ｎｍで長さが０．５〜５μｍであるものが分散性に優れている。
制電層２に添加する分散剤としては、高分子系分散剤、カップリング剤等が好ましく使用され、その添加量はカーボンナノチューブの表面積等を考慮し、カーボンナノチューブに対して５〜８０重量％程度である。好ましい添加量は１０〜４０重量％である。なお、この制電層２には紫外線吸収剤、表面改質剤、安定剤等の添加剤を適宜加えて、耐候性その他の物性を向上させても良い。
制電層２の熱可塑性樹脂としては、前述した基板１の熱可塑性樹脂と同種の透明な熱可塑性樹脂、又は相溶性のある異種の透明な熱可塑性樹脂が使用される。制電層２は基板１の表面に形成されるものであるから、特に耐候性、表面硬度、耐摩耗性などに優れた熱可塑性樹脂を選択使用することが望ましい。
上述したように、制電層２におけるカーボンナノチューブの含有量を１５〜８５重量％とし、制電層２の厚みを５〜５０ｎｍと薄くすることにより、良好な導電性ないし制電性及び透明性が発現される。そして、カーボンナノチューブを３０〜８５重量％程度含有させると、制電層２の厚みを適切に設定することにより、透明性を保持しつつ、電磁波シールド性をも発現する樹脂板Ｐとなる。なお、カーボンナノチューブの他に導電性金属酸化物の粉末を３０〜５０重量％程度含有させてもよい。
以上のような制電性透明樹脂板は、例えば次の方法で効率良く量産することができる。一つの方法は、制電層形成用の前記熱可塑性樹脂を揮発性溶剤に溶解した溶液にカーボンナノチューブを均一に分散させて塗液を調製し、この塗液を基板１の両面に塗布、硬化させて制電層２を形成することにより制電性透明樹脂板Ｐを製造する方法である。もう一つの方法は、基板１と同種の熱可塑性樹脂フィルム又は相溶性のある異種の熱可塑性樹脂フィルムの表面に、上記塗液を塗布、硬化させて制電層２を形成した制電性フィルムを作製し、この制電性フィルムを基板１の両面に重ねて熱プレスやロールプレスで熱圧着することにより制電性透明樹脂板Ｐを製造する方法である。
前者の方法で制電性透明樹脂板Ｐを製造する場合は、最後にプレスすることによって制電層２を上下方向に圧縮し、制電層２中に分散するカーボンナノチューブの上下間隔をつめてカーボンナノチューブ相互の接触頻度を高めたり導通可能な微小間隔部分を縮小させることが好ましい。このようにすると、表面抵抗率が更に低下する利点がある。なお、後者の方法で製造する場合は、熱圧着と同時に制電層が圧縮されるので、最後のプレスは不要である。
次に、本発明の更に具体的な実施例を挙げる。
［実施例１］
溶剤としてのシクロヘキサンに、熱可塑性樹脂として塩化ビニル樹脂の粉末を添加して溶解した。この溶液中に多層カーボンナノチューブ（清華ナファイン製、平均外径１０ｎｍ、平均長さ１０μｍ、アスペクト比１０００）を下記の表１に示すそれぞれの含有率で添加すると共に、分散剤として高分子系分散剤ソルスパース２４０００ＧＲ（アビシア（株）製）を多層カーボンナノチューブに対して１０重量％添加して均一に混合、分散させることにより、カーボンナノチューブの含有率が異なる４種類の塗液を調製した。
基板として、厚さ３ｍｍ、全光線透過率８６％、ヘーズ１．５％の塩化ビニル樹脂基板を用いて、その表面に上記塗液をそれぞれ塗布し、乾燥硬化後、温度１６０℃、圧力３０ｋｇ／ｃｍ２でプレスすることによって、カーボンナノチューブ含有率が異なる厚さ１０ｎｍの制電層を形成した４種類の制電性透明塩化ビニル樹脂板ａ，ｂ，ｃ，ｄを作製した。
これらの制電性透明塩化ビニル樹脂板について全光線透過率と、ヘーズ値と、表面抵抗率（樹脂板端部における表面抵抗率）を測定したところ、下記の表１に示す通りの結果が得られた。なお、全光線透過率及びヘーズはＡＳＴＭ  Ｄ１００３に準拠して測定したものであり、また、表面抵抗率はＡＳＴＭ  Ｄ２５７に準拠して測定したものである。
また、上記制電性透明塩化ビニル樹脂板の制電層におけるカーボンナノチューブを分離抽出し、その状態を透過型電子顕微鏡で観察したところ、図２に示すようにカーボンナノチューブは多少曲がっているものの一本ずつ分離し、複雑に絡み合うことなく、単純に交差した状態で、ほぼ均一に分散して交差、接触していた。
【表１】
2004230690.tif 000003
この表１からわかるように、カーボンナノチューブを２０〜８０重量％添加した制電層を有する実施例の塩化ビニル樹脂板ａ〜ｄは、カーボンナノチューブの添加量が増加するに従って表面抵抗率が減少している。カーボンナノチューブを２０重量％添加した制電層を有する塩化ビニル樹脂板ａでも、その表面抵抗率は１０７Ω／□であり、十分な制電性を備えていることがわかる。また、カーボンナノチューブを４０〜８０重量％添加した制電層を形成した塩化ビニル樹脂板ｂ，ｃ，ｄは１０４〜１０２Ω／□の表面抵抗率を有していて、制電性は勿論のこと、電磁波シールド機能も有していることがわかる。
また、全光線透過率、ヘイズ値は全ての制電性塩化ビニル樹脂板ａ〜ｄにおいて大差はないが、元の塩化ビニル樹脂基板より、全光線透過率で約３％しか低下しておらず、ヘイズ値はほぼ同じ数値を示しており、制電層による透明性の低下がほとんどないことがわかる。
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の制電性透明樹脂板は、制電層におけるカーボンナノチューブの含有率を少なくして透明性を向上させることができ、このようにカーボンナノチューブの含有率を少なくしても良好な制電性を発揮でき、カーボンナノチューブを従来とほぼ同率で含有させると、高い透明性を有し、さらに電磁波シールド性能も発揮できるといった顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る制電性透明樹脂板の一実施形態を示す断面図である。
【図２】カーボンナノチューブの分散状態を示す概略図である。
【符号の説明】
１  基板
２  制電層
３  多層カーボンナノチューブ
Ｐ  制電性透明樹脂板
【図１】
2004230690.tif 000004
【図２】
2004230690.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成15年1月30日(2003.1.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】透明な熱可塑性樹脂よりなる基板の少なくとも片面に、カーボンナノチューブを含んだ透明な熱可塑性樹脂よりなる制電層が形成された制電性透明樹脂板であって、上記カーボンナノチューブが一本づつ分離した状態で、もしくは、複数本集まって束になったものが一束づつ分離した状態で、上記制電層の熱可塑性樹脂中に分散して互いに接触していることを特徴とする制電性透明樹脂板。
【請求項２】上記カーボンナノチューブが、中心軸線の周りに直径が異なる複数の円筒状に閉じたカーボン壁を同心的に備えた多層カーボンナノチューブであり、一本づつ分離した状態で上記制電層の熱可塑性樹脂中に分散して互いに接触していることを特徴とする請求項１に記載の制電性透明樹脂板。
【請求項３】上記カーボンナノチューブが、中心軸線の周りに単独の円筒状に閉じたカーボン壁を備えた単層カーボンナノチューブであり、複数本集まって束になった状態で上記制電層の熱可塑性樹脂中に分散して互いに接触していることを特徴とする請求項１に記載の制電性透明樹脂板。
【請求項４】多層カーボンナノチューブの外径が１〜２０ｎｍであり、アスペクト比が５０〜１００００であることを特徴とする請求項２に記載の制電性透明樹脂板。
【請求項５】単層カーボンナノチューブの集まった束の外径が１〜２０ｎｍであり、長さが０．１〜１０μｍであることを特徴とする請求項３に記載の制電性透明樹脂板。
【発明の詳細な説明】
【００】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明性を向上させるために制電層のカーボンナノチューブの含有量を少なくしても良好な制電性を確保できる制電性透明樹脂板に関する。
【００】
【従来の技術】
従来より、クリーンルームのパーテーションや試験装置の覗き窓のように透視が可能で塵埃を嫌う用途には、静電気を逃がして塵埃の付着を防止する透明な制電性樹脂板が使用されている。
【００】
かかる制電性樹脂板として、本出願人は、透明な熱可塑性樹脂基板の表面に、曲がりくねって絡み合う極細の長炭素繊維を含んだ透明な熱可塑性樹脂の制電層を形成してなる制電性透明樹脂板を提案した（特許文献１）。この制電性透明樹脂板は、表面抵抗率のバラツキが少なく、適度な制電性を有し、透明性も良好なものであった。
【００】
【特許文献１】
特開２００１−６２９５２号公報
【００】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１の制電性透明樹脂板は、長炭素繊維が曲がりくねって絡み合った状態で制電層中に含有されているため、長炭素繊維の分散性が悪く、それ故、制電層の長炭素繊維の含有量をある程度多くしなければ、その表面抵抗率を、適度な制電性が発揮できる１０５〜１０８Ω／□の範囲に設定できないという問題があった。
【００】
また、上記特許文献１の制電性透明樹脂板は、制電層の長炭素繊維の含有量を更に多くすると、表面抵抗率が１０４Ω／□以下に低下して電磁波シールド機能も発揮できるようになるが、このように長炭素繊維の含有量が多くなると制電層の透明性が大幅に低下するため、透明性が良好で電磁波シールド機能を備えた実用可能な制電性樹脂板を得ることは困難であった。さらに制電層の長炭素繊維の含有量を増やすと、塗液配合における長炭素繊維の添加量が増加することになるため、塗液調製時において、極度に粘度が増加し、外観の良好な塗膜が得られないという問題があった。
【００】
本発明は上記の問題に対処すべくなされたもので、その目的とするところは、カーボンナノチューブの含有量を少なくして透明性を向上させても良好な制電性を発揮することができ、かつ、カーボンナノチューブの含有量を増やしても透明性を低下させないで電磁波シールド機能を付与することができる、制電性透明樹脂板を提供することにある。
【００】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の制電性透明樹脂板は、透明な熱可塑性樹脂よりなる基板の少なくとも片面に、カーボンナノチューブを含んだ透明な熱可塑性樹脂よりなる制電層が形成された制電性透明樹脂板であって、上記カーボンナノチューブが一本づつ分離した状態で、もしくは、複数本集まって束になったものが一束づつ分離した状態で、上記制電層の熱可塑性樹脂中に分散して互いに接触していることを特徴とするものである。ここに「接触」とは、カーボンナノチューブが現実に接触している場合と、カーボンナノチューブが導通可能な微小間隔をあけて近接している場合の双方を意味する用語である。
【００】
本発明の制電性透明樹脂板のように、カーボンナノチューブが絡み合うことなく一本づつ分離した状態で、もしくは、複数本集まって束になったものが一束づつ分離した状態で、制電層の熱可塑性樹脂中に分散して互いに接触していると、カーボンナノチューブの含有量を少なくして透明性を向上させても、カーボンナノチューブ相互の十分な導通を確保できるので、制電性を保持しつつ、より良好な透明性を発現することができる。そして、カーボンナノチューブの含有量を従来の制電性透明樹脂板と同量、もしくは増加させると、表面抵抗率を１０４Ω／□以下にすることができるにも拘わらず、高い透明性を損なうことがなく、電磁波シールド機能を有する樹脂板とすることが可能となる。
【００】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳述する。
【００】
図１は本発明の制電性透明樹脂板の一実施形態を示す断面図、図２はカーボンナノチューブの分散状態を示す概略図である。
【００】
この制電性透明樹脂板Ｐは、透明な熱可塑性樹脂よりなる基板１の両面に、カーボンナノチューブを含んだ透明な熱可塑性樹脂よりなる制電層２，２を積層形成したものである。制電層２は必ずしも基板１の両面に形成する必要がなく、基板１の片面のみに形成してもよい。
【００】
基板１は、透明な熱可塑性樹脂、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン等のビニル系樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリジメチルシクロヘキサンテレフタレート、芳香族ポリエステル等のエステル系樹脂、ＡＢＳ樹脂、これらの樹脂それぞれの共重合体樹脂などからなるもので、その厚さが３ｍｍのときに好ましくは８０％以上、更に好ましくは８５％以上の全光線透過率と、５％以下のヘーズ値を有する基板が使用される。この基板１には可塑剤、安定剤、紫外線吸収剤等が適宜配合され、成形性、熱安定性、耐候性等が高められる。基板１の厚さは、用途に応じた実用強度が得られる厚さとすればよいが、通常は１〜１０ｍｍ程度の厚さの基板が使用される。
【００】
この基板１の両面に形成された制電層２は、カーボンナノチューブを含んだ透明な熱可塑性樹脂からなる層であって、カーボンナノチューブが絡み合うことなく一本づつ分離した状態で、もしくは、複数本集まって束になったものが一束づつ分離した状態で、熱可塑性樹脂中に分散して互いに接触している。
【００】
カーボンナノチューブには、中心軸線の周りに直径が異なる複数の円筒状に閉じたカーボン壁を同心的に備えた多層カーボンナノチューブや、中心軸線の周りに単独の円筒状に閉じたカーボン壁を備えた単層カーボンナノチューブがある。
前者の多層カーボンナノチューブは、１９９１年に、アーク放電で陰極に堆積する炭素塊の中から発見されたもので、上記のように直径が異なる複数の円筒状に閉じたカーボン壁からなるチューブが中心軸線の周りに多層になって構成されており、カーボン壁は、カーボングラファイトが六角網目構造になって形成されている。好ましい多層カーボンナノチューブは、このカーボン壁が２〜３０層重なったものであり、そのような多層カーボンナノチューブを分散させると、全光線透過率を良好にすることができる。より好ましくはカーボン壁が２〜１５層重なったものが用いられる。
【００】
図２に示すように、上記の多層カーボンナノチューブ３は、多少曲がっているが一本づつ分離し、互いに複雑に絡み合うことなく、単純に交差した状態で制電層の熱可塑性樹脂中に分散され、それぞれの交点で接触している。
【００】
一方、後者の単層カーボンナノチューブは、例えばＡｒなどの不活性ガス雰囲気下でＮｉやＣｏなどの金属触媒を含む炭素棒をアーク放電やレーザー照射を行い蒸発させることにより得られるもので、上記のように中心軸線の周りに円筒状に閉じた単独のカーボン壁から構成されており、カーボン壁はカーボングラファイトが六角網目構造になって形成されている。このような単層カーボンナノチューブは一本づつ分離した状態では分散されず、２本以上集まって束になり、それが一束づつ分離して、束同士が複雑に絡み合うことなく、単純に交差した状態で制電層の熱可塑性樹脂中に分散され、それぞれの交点で接触している。好ましくは、１０〜５０本の単層カーボンナノチューブが集まって束になったものが用いられる。理論的研究によれば、単層カーボンナノチューブはチューブ径及びカイラル角度により電子構造が大きく変わるために、電気伝導度が金属から半導体の間の値を示し、一次元的な電子状態密度を持つといわれている。
【００】
上記のようにカーボンナノチューブが絡み合うことなく制電層２中に分散して接触している制電性透明樹脂板では、後述の実施例のデータに示されるように、制電層２におけるカーボンナノチューブの含有率を１５〜８５重量％とすると、制電層２の厚みを５〜５０ｎｍと薄くしても、カーボンナノチューブ相互の十分な導通が確保されるため、表面抵抗率が１０２〜１０８Ω／□の範囲となって良好な導電性ないし制電性を発現できるようになり、制電層２の厚みが薄くなった分、換言するとカーボンナノチューブの重複している量が減少した分だけ透明性が向上するようになる。そして、カーボンナノチューブの含有率を１５〜３０重量％と少なくしても、１０５〜１０８Ω／□の表面抵抗値を得ることができ、高透明（板厚が３ｍｍのときの全光線透過率が８０％以上、ヘイズ値が２％以下）の制電性樹脂板とすることができる。一方、カーボンナノチューブの含有率を増加して３０〜８０重量％程度にすると、表面抵抗率が１０２〜１０４Ω／□の範囲となって電磁波シールド機能も発揮できるようになり、制電層２の厚みを適切に設定することによって従来とほぼ同様の透明性を維持することが可能となる。
カーボンナノチューブを多量に制電層２中に含有し、より良好な制電性及び透明性を発現させるためには、カーボンナノチューブの分散性を高め、さらに作製した塗液の粘度を下げて作業性を向上させて、薄い制電層２を形成することが重要であり、そのためには、分散性に優れた太さと長さのカーボンナノチューブを使用すると共に、分散剤を併用することが重要である。このような多層カーボンナノチューブは、その外径が１〜２０ｎｍでアスペクト比が５０〜１００００であるものが、好ましくは外径が５〜１５ｎｍでアスペクト比が１００〜１０００であるものが分散性に優れており、また、単層カーボンナノチューブは、その束の外径が１〜２０ｎｍで長さが０．１〜１０μｍであるものが、好ましくは束の外径が５〜１５ｎｍで長さが０．５〜５μｍであるものが分散性に優れている。
【００】
制電層２に添加する分散剤としては、高分子系分散剤、カップリング剤等が好ましく使用され、その添加量はカーボンナノチューブの表面積等を考慮し、カーボンナノチューブに対して５〜８０重量％程度である。好ましい添加量は１０〜４０重量％である。なお、この制電層２には紫外線吸収剤、表面改質剤、安定剤等の添加剤を適宜加えて、耐候性その他の物性を向上させても良い。
【００】
制電層２の熱可塑性樹脂としては、前述した基板１の熱可塑性樹脂と同種の透明な熱可塑性樹脂、又は相溶性のある異種の透明な熱可塑性樹脂が使用される。制電層２は基板１の表面に形成されるものであるから、特に耐候性、表面硬度、耐摩耗性などに優れた熱可塑性樹脂を選択使用することが望ましい。
【００】
上述したように、制電層２におけるカーボンナノチューブの含有量を１５〜８５重量％とし、制電層２の厚みを５〜５０ｎｍと薄くすることにより、良好な導電性ないし制電性及び透明性が発現される。そして、カーボンナノチューブを３０〜８５重量％程度含有させると、制電層２の厚みを適切に設定することにより、透明性を保持しつつ、電磁波シールド性をも発現する樹脂板Ｐとなる。なお、カーボンナノチューブの他に導電性金属酸化物の粉末を３０〜５０重量％程度含有させてもよい。
【００】
以上のような制電性透明樹脂板は、例えば次の方法で効率良く量産することができる。一つの方法は、制電層形成用の前記熱可塑性樹脂を揮発性溶剤に溶解した溶液にカーボンナノチューブを均一に分散させて塗液を調製し、この塗液を基板１の両面に塗布、硬化させて制電層２を形成することにより制電性透明樹脂板Ｐを製造する方法である。もう一つの方法は、基板１と同種の熱可塑性樹脂フィルム又は相溶性のある異種の熱可塑性樹脂フィルムの表面に、上記塗液を塗布、硬化させて制電層２を形成した制電性フィルムを作製し、この制電性フィルムを基板１の両面に重ねて熱プレスやロールプレスで熱圧着することにより制電性透明樹脂板Ｐを製造する方法である。
【００】
前者の方法で制電性透明樹脂板Ｐを製造する場合は、最後にプレスすることによって制電層２を上下方向に圧縮し、制電層２中に分散するカーボンナノチューブの上下間隔をつめてカーボンナノチューブ相互の接触頻度を高めたり導通可能な微小間隔部分を縮小させることが好ましい。このようにすると、表面抵抗率が更に低下する利点がある。なお、後者の方法で製造する場合は、熱圧着と同時に制電層が圧縮されるので、最後のプレスは不要である。
【００】
次に、本発明の更に具体的な実施例を挙げる。
【００】
［実施例１］
溶剤としてのシクロヘキサンに、熱可塑性樹脂として塩化ビニル樹脂の粉末を添加して溶解した。この溶液中に多層カーボンナノチューブ（清華ナファイン製、平均外径１０ｎｍ、平均長さ１０μｍ、アスペクト比１０００）を下記の表１に示すそれぞれの含有率で添加すると共に、分散剤として高分子系分散剤ソルスパース２４０００ＧＲ（アビシア（株）製）を多層カーボンナノチューブに対して１０重量％添加して均一に混合、分散させることにより、カーボンナノチューブの含有率が異なる４種類の塗液を調製した。
【００】
基板として、厚さ３ｍｍ、全光線透過率８６％、ヘーズ１．５％の塩化ビニル樹脂基板を用いて、その表面に上記塗液をそれぞれ塗布し、乾燥硬化後、温度１６０℃、圧力３０ｋｇ／ｃｍ２でプレスすることによって、カーボンナノチューブ含有率が異なる厚さ１０ｎｍの制電層を形成した４種類の制電性透明塩化ビニル樹脂板ａ，ｂ，ｃ，ｄを作製した。
【００】
これらの制電性透明塩化ビニル樹脂板について全光線透過率と、ヘーズ値と、表面抵抗率（樹脂板端部における表面抵抗率）を測定したところ、下記の表１に示す通りの結果が得られた。なお、全光線透過率及びヘーズはＡＳＴＭ  Ｄ１００３に準拠して測定したものであり、また、表面抵抗率はＡＳＴＭ  Ｄ２５７に準拠して測定したものである。
【００】
また、上記制電性透明塩化ビニル樹脂板の制電層におけるカーボンナノチューブを分離抽出し、その状態を透過型電子顕微鏡で観察したところ、図２に示すようにカーボンナノチューブは多少曲がっているものの一本ずつ分離し、複雑に絡み合うことなく、単純に交差した状態で、ほぼ均一に分散して交差、接触していた。
【００】
【表１】
2004230690.tif 000006
【００】
この表１からわかるように、カーボンナノチューブを２０〜８０重量％添加した制電層を有する実施例の塩化ビニル樹脂板ａ〜ｄは、カーボンナノチューブの添加量が増加するに従って表面抵抗率が減少している。カーボンナノチューブを２０重量％添加した制電層を有する塩化ビニル樹脂板ａでも、その表面抵抗率は１０７Ω／□であり、十分な制電性を備えていることがわかる。また、カーボンナノチューブを４０〜８０重量％添加した制電層を形成した塩化ビニル樹脂板ｂ，ｃ，ｄは１０４〜１０２Ω／□の表面抵抗率を有していて、制電性は勿論のこと、電磁波シールド機能も有していることがわかる。
【００】
また、全光線透過率、ヘイズ値は全ての制電性塩化ビニル樹脂板ａ〜ｄにおいて大差はないが、元の塩化ビニル樹脂基板より、全光線透過率で約３％しか低下しておらず、ヘイズ値はほぼ同じ数値を示しており、制電層による透明性の低下がほとんどないことがわかる。
【００】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の制電性透明樹脂板は、制電層におけるカーボンナノチューブの含有率を少なくして透明性を向上させることができ、このようにカーボンナノチューブの含有率を少なくしても良好な制電性を発揮でき、カーボンナノチューブを従来とほぼ同率で含有させると、高い透明性を有し、さらに電磁波シールド性能も発揮できるといった顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る制電性透明樹脂板の一実施形態を示す断面図である。
【図２】カーボンナノチューブの分散状態を示す概略図である。
【符号の説明】
１  基板
２  制電層
３  多層カーボンナノチューブ
Ｐ  制電性透明樹脂板




【手続補正書】
【提出日】平成15年1月30日(2003.1.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】透明な熱可塑性樹脂よりなる基板の少なくとも片面に、カーボンナノチューブを含んだ透明な熱可塑性樹脂よりなる制電層が形成された制電性透明樹脂板であって、上記カーボンナノチューブが一本づつ分離した状態で、もしくは、複数本集まって束になったものが一束づつ分離した状態で、上記制電層の熱可塑性樹脂中に分散して互いに接触していることを特徴とする制電性透明樹脂板。
【請求項２】上記カーボンナノチューブが、中心軸線の周りに直径が異なる複数の円筒状に閉じたカーボン壁を同心的に備えた多層カーボンナノチューブであり、一本づつ分離した状態で上記制電層の熱可塑性樹脂中に分散して互いに接触していることを特徴とする請求項１に記載の制電性透明樹脂板。
【請求項３】上記カーボンナノチューブが、中心軸線の周りに単独の円筒状に閉じたカーボン壁を備えた単層カーボンナノチューブであり、複数本集まって束になった状態で上記制電層の熱可塑性樹脂中に分散して互いに接触していることを特徴とする請求項１に記載の制電性透明樹脂板。
【請求項４】多層カーボンナノチューブの外径が１〜２０ｎｍであり、アスペクト比が５０〜１００００であることを特徴とする請求項２に記載の制電性透明樹脂板。
【請求項５】単層カーボンナノチューブの集まった束の外径が１〜２０ｎｍであり、長さが０．１〜１０μｍであることを特徴とする請求項３に記載の制電性透明樹脂板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明性を向上させるために制電層のカーボンナノチューブの含有量を少なくしても良好な制電性を確保できる制電性透明樹脂板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、クリーンルームのパーテーションや試験装置の覗き窓のように透視が可能で塵埃を嫌う用途には、静電気を逃がして塵埃の付着を防止する透明な制電性樹脂板が使用されている。
【０００３】
かかる制電性樹脂板として、本出願人は、透明な熱可塑性樹脂基板の表面に、曲がりくねって絡み合う極細の長炭素繊維を含んだ透明な熱可塑性樹脂の制電層を形成してなる制電性透明樹脂板を提案した（特許文献１）。この制電性透明樹脂板は、表面抵抗率のバラツキが少なく、適度な制電性を有し、透明性も良好なものであった。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−６２９５２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１の制電性透明樹脂板は、長炭素繊維が曲がりくねって絡み合った状態で制電層中に含有されているため、長炭素繊維の分散性が悪く、それ故、制電層の長炭素繊維の含有量をある程度多くしなければ、その表面抵抗率を、適度な制電性が発揮できる１０５〜１０８Ω／□の範囲に設定できないという問題があった。
【０００６】
また、上記特許文献１の制電性透明樹脂板は、制電層の長炭素繊維の含有量を更に多くすると、表面抵抗率が１０４Ω／□以下に低下して電磁波シールド機能も発揮できるようになるが、このように長炭素繊維の含有量が多くなると制電層の透明性が大幅に低下するため、透明性が良好で電磁波シールド機能を備えた実用可能な制電性樹脂板を得ることは困難であった。さらに制電層の長炭素繊維の含有量を増やすと、塗液配合における長炭素繊維の添加量が増加することになるため、塗液調製時において、極度に粘度が増加し、外観の良好な塗膜が得られないという問題があった。
【０００７】
本発明は上記の問題に対処すべくなされたもので、その目的とするところは、カーボンナノチューブの含有量を少なくして透明性を向上させても良好な制電性を発揮することができ、かつ、カーボンナノチューブの含有量を増やしても透明性を低下させないで電磁波シールド機能を付与することができる、制電性透明樹脂板を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の制電性透明樹脂板は、透明な熱可塑性樹脂よりなる基板の少なくとも片面に、カーボンナノチューブを含んだ透明な熱可塑性樹脂よりなる制電層が形成された制電性透明樹脂板であって、上記カーボンナノチューブが一本づつ分離した状態で、もしくは、複数本集まって束になったものが一束づつ分離した状態で、上記制電層の熱可塑性樹脂中に分散して互いに接触していることを特徴とするものである。ここに「接触」とは、カーボンナノチューブが現実に接触している場合と、カーボンナノチューブが導通可能な微小間隔をあけて近接している場合の双方を意味する用語である。
【０００９】
本発明の制電性透明樹脂板のように、カーボンナノチューブが絡み合うことなく一本づつ分離した状態で、もしくは、複数本集まって束になったものが一束づつ分離した状態で、制電層の熱可塑性樹脂中に分散して互いに接触していると、カーボンナノチューブの含有量を少なくして透明性を向上させても、カーボンナノチューブ相互の十分な導通を確保できるので、制電性を保持しつつ、より良好な透明性を発現することができる。そして、カーボンナノチューブの含有量を従来の制電性透明樹脂板と同量、もしくは増加させると、表面抵抗率を１０４Ω／□以下にすることができるにも拘わらず、高い透明性を損なうことがなく、電磁波シールド機能を有する樹脂板とすることが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳述する。
【００１１】
図１は本発明の制電性透明樹脂板の一実施形態を示す断面図、図２はカーボンナノチューブの分散状態を示す概略図である。
【００１２】
この制電性透明樹脂板Ｐは、透明な熱可塑性樹脂よりなる基板１の両面に、カーボンナノチューブを含んだ透明な熱可塑性樹脂よりなる制電層２，２を積層形成したものである。制電層２は必ずしも基板１の両面に形成する必要がなく、基板１の片面のみに形成してもよい。
【００１３】
基板１は、透明な熱可塑性樹脂、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン等のビニル系樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリジメチルシクロヘキサンテレフタレート、芳香族ポリエステル等のエステル系樹脂、ＡＢＳ樹脂、これらの樹脂それぞれの共重合体樹脂などからなるもので、その厚さが３ｍｍのときに好ましくは８０％以上、更に好ましくは８５％以上の全光線透過率と、５％以下のヘーズ値を有する基板が使用される。この基板１には可塑剤、安定剤、紫外線吸収剤等が適宜配合され、成形性、熱安定性、耐候性等が高められる。基板１の厚さは、用途に応じた実用強度が得られる厚さとすればよいが、通常は１〜１０ｍｍ程度の厚さの基板が使用される。
【００１４】
この基板１の両面に形成された制電層２は、カーボンナノチューブを含んだ透明な熱可塑性樹脂からなる層であって、カーボンナノチューブが絡み合うことなく一本づつ分離した状態で、もしくは、複数本集まって束になったものが一束づつ分離した状態で、熱可塑性樹脂中に分散して互いに接触している。
【００１５】
カーボンナノチューブには、中心軸線の周りに直径が異なる複数の円筒状に閉じたカーボン壁を同心的に備えた多層カーボンナノチューブや、中心軸線の周りに単独の円筒状に閉じたカーボン壁を備えた単層カーボンナノチューブがある。前者の多層カーボンナノチューブは、１９９１年に、アーク放電で陰極に堆積する炭素塊の中から発見されたもので、上記のように直径が異なる複数の円筒状に閉じたカーボン壁からなるチューブが中心軸線の周りに多層になって構成されており、カーボン壁は、カーボングラファイトが六角網目構造になって形成されている。好ましい多層カーボンナノチューブは、このカーボン壁が２〜３０層重なったものであり、そのような多層カーボンナノチューブを分散させると、全光線透過率を良好にすることができる。より好ましくはカーボン壁が２〜１５層重なったものが用いられる。
【００１６】
図２に示すように、上記の多層カーボンナノチューブ３は、多少曲がっているが一本づつ分離し、互いに複雑に絡み合うことなく、単純に交差した状態で制電層の熱可塑性樹脂中に分散され、それぞれの交点で接触している。
【００１７】
一方、後者の単層カーボンナノチューブは、例えばＡｒなどの不活性ガス雰囲気下でＮｉやＣｏなどの金属触媒を含む炭素棒をアーク放電やレーザー照射を行い蒸発させることにより得られるもので、上記のように中心軸線の周りに円筒状に閉じた単独のカーボン壁から構成されており、カーボン壁はカーボングラファイトが六角網目構造になって形成されている。このような単層カーボンナノチューブは一本づつ分離した状態では分散されず、２本以上集まって束になり、それが一束づつ分離して、束同士が複雑に絡み合うことなく、単純に交差した状態で制電層の熱可塑性樹脂中に分散され、それぞれの交点で接触している。好ましくは、１０〜５０本の単層カーボンナノチューブが集まって束になったものが用いられる。理論的研究によれば、単層カーボンナノチューブはチューブ径及びカイラル角度により電子構造が大きく変わるために、電気伝導度が金属から半導体の間の値を示し、一次元的な電子状態密度を持つといわれている。
【００１８】
上記のようにカーボンナノチューブが絡み合うことなく制電層２中に分散して接触している制電性透明樹脂板では、後述の実施例のデータに示されるように、制電層２におけるカーボンナノチューブの含有率を１５〜８５重量％とすると、制電層２の厚みを５〜５０ｎｍと薄くしても、カーボンナノチューブ相互の十分な導通が確保されるため、表面抵抗率が１０２〜１０８Ω／□の範囲となって良好な導電性ないし制電性を発現できるようになり、制電層２の厚みが薄くなった分、換言するとカーボンナノチューブの重複している量が減少した分だけ透明性が向上するようになる。そして、カーボンナノチューブの含有率を１５〜３０重量％と少なくしても、１０５〜１０８Ω／□の表面抵抗値を得ることができ、高透明（板厚が３ｍｍのときの全光線透過率が８０％以上、ヘイズ値が２％以下）の制電性樹脂板とすることができる。一方、カーボンナノチューブの含有率を増加して３０〜８０重量％程度にすると、表面抵抗率が１０２〜１０４Ω／□の範囲となって電磁波シールド機能も発揮できるようになり、制電層２の厚みを適切に設定することによって従来とほぼ同様の透明性を維持することが可能となる。
カーボンナノチューブを多量に制電層２中に含有し、より良好な制電性及び透明性を発現させるためには、カーボンナノチューブの分散性を高め、さらに作製した塗液の粘度を下げて作業性を向上させて、薄い制電層２を形成することが重要であり、そのためには、分散性に優れた太さと長さのカーボンナノチューブを使用すると共に、分散剤を併用することが重要である。このような多層カーボンナノチューブは、その外径が１〜２０ｎｍでアスペクト比が５０〜１００００であるものが、好ましくは外径が５〜１５ｎｍでアスペクト比が１００〜１０００であるものが分散性に優れており、また、単層カーボンナノチューブは、その束の外径が１〜２０ｎｍで長さが０．１〜１０μｍであるものが、好ましくは束の外径が５〜１５ｎｍで長さが０．５〜５μｍであるものが分散性に優れている。
【００１９】
制電層２に添加する分散剤としては、高分子系分散剤、カップリング剤等が好ましく使用され、その添加量はカーボンナノチューブの表面積等を考慮し、カーボンナノチューブに対して５〜８０重量％程度である。好ましい添加量は１０〜４０重量％である。なお、この制電層２には紫外線吸収剤、表面改質剤、安定剤等の添加剤を適宜加えて、耐候性その他の物性を向上させても良い。
【００２０】
制電層２の熱可塑性樹脂としては、前述した基板１の熱可塑性樹脂と同種の透明な熱可塑性樹脂、又は相溶性のある異種の透明な熱可塑性樹脂が使用される。制電層２は基板１の表面に形成されるものであるから、特に耐候性、表面硬度、耐摩耗性などに優れた熱可塑性樹脂を選択使用することが望ましい。
【００２１】
上述したように、制電層２におけるカーボンナノチューブの含有量を１５〜８５重量％とし、制電層２の厚みを５〜５０ｎｍと薄くすることにより、良好な導電性ないし制電性及び透明性が発現される。そして、カーボンナノチューブを３０〜８５重量％程度含有させると、制電層２の厚みを適切に設定することにより、透明性を保持しつつ、電磁波シールド性をも発現する樹脂板Ｐとなる。なお、カーボンナノチューブの他に導電性金属酸化物の粉末を３０〜５０重量％程度含有させてもよい。
【００２２】
以上のような制電性透明樹脂板は、例えば次の方法で効率良く量産することができる。一つの方法は、制電層形成用の前記熱可塑性樹脂を揮発性溶剤に溶解した溶液にカーボンナノチューブを均一に分散させて塗液を調製し、この塗液を基板１の両面に塗布、硬化させて制電層２を形成することにより制電性透明樹脂板Ｐを製造する方法である。もう一つの方法は、基板１と同種の熱可塑性樹脂フィルム又は相溶性のある異種の熱可塑性樹脂フィルムの表面に、上記塗液を塗布、硬化させて制電層２を形成した制電性フィルムを作製し、この制電性フィルムを基板１の両面に重ねて熱プレスやロールプレスで熱圧着することにより制電性透明樹脂板Ｐを製造する方法である。
【００２３】
前者の方法で制電性透明樹脂板Ｐを製造する場合は、最後にプレスすることによって制電層２を上下方向に圧縮し、制電層２中に分散するカーボンナノチューブの上下間隔をつめてカーボンナノチューブ相互の接触頻度を高めたり導通可能な微小間隔部分を縮小させることが好ましい。このようにすると、表面抵抗率が更に低下する利点がある。なお、後者の方法で製造する場合は、熱圧着と同時に制電層が圧縮されるので、最後のプレスは不要である。
【００２４】
次に、本発明の更に具体的な実施例を挙げる。
【００２５】
［実施例１］
溶剤としてのシクロヘキサンに、熱可塑性樹脂として塩化ビニル樹脂の粉末を添加して溶解した。この溶液中に多層カーボンナノチューブ（清華ナファイン製、平均外径１０ｎｍ、平均長さ１０μｍ、アスペクト比１０００）を下記の表１に示すそれぞれの含有率で添加すると共に、分散剤として高分子系分散剤ソルスパース２４０００ＧＲ（アビシア（株）製）を多層カーボンナノチューブに対して１０重量％添加して均一に混合、分散させることにより、カーボンナノチューブの含有率が異なる４種類の塗液を調製した。
【００２６】
基板として、厚さ３ｍｍ、全光線透過率８６％、ヘーズ１．５％の塩化ビニル樹脂基板を用いて、その表面に上記塗液をそれぞれ塗布し、乾燥硬化後、温度１６０℃、圧力３０ｋｇ／ｃｍ２でプレスすることによって、カーボンナノチューブ含有率が異なる厚さ１０ｎｍの制電層を形成した４種類の制電性透明塩化ビニル樹脂板ａ，ｂ，ｃ，ｄを作製した。
【００２７】
これらの制電性透明塩化ビニル樹脂板について全光線透過率と、ヘーズ値と、表面抵抗率（樹脂板端部における表面抵抗率）を測定したところ、下記の表１に示す通りの結果が得られた。なお、全光線透過率及びヘーズはＡＳＴＭ  Ｄ１００３に準拠して測定したものであり、また、表面抵抗率はＡＳＴＭ  Ｄ２５７に準拠して測定したものである。
【００２８】
また、上記制電性透明塩化ビニル樹脂板の制電層におけるカーボンナノチューブを分離抽出し、その状態を透過型電子顕微鏡で観察したところ、図２に示すようにカーボンナノチューブは多少曲がっているものの一本ずつ分離し、複雑に絡み合うことなく、単純に交差した状態で、ほぼ均一に分散して交差、接触していた。
【００２９】
【表１】
2004230690.tif 000007
【００３０】
この表１からわかるように、カーボンナノチューブを２０〜８０重量％添加した制電層を有する実施例の塩化ビニル樹脂板ａ〜ｄは、カーボンナノチューブの添加量が増加するに従って表面抵抗率が減少している。カーボンナノチューブを２０重量％添加した制電層を有する塩化ビニル樹脂板ａでも、その表面抵抗率は１０７Ω／□であり、十分な制電性を備えていることがわかる。また、カーボンナノチューブを４０〜８０重量％添加した制電層を形成した塩化ビニル樹脂板ｂ，ｃ，ｄは１０４〜１０２Ω／□の表面抵抗率を有していて、制電性は勿論のこと、電磁波シールド機能も有していることがわかる。
【００３１】
また、全光線透過率、ヘイズ値は全ての制電性塩化ビニル樹脂板ａ〜ｄにおいて大差はないが、元の塩化ビニル樹脂基板より、全光線透過率で約３％しか低下しておらず、ヘイズ値はほぼ同じ数値を示しており、制電層による透明性の低下がほとんどないことがわかる。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の制電性透明樹脂板は、制電層におけるカーボンナノチューブの含有率を少なくして透明性を向上させることができ、このようにカーボンナノチューブの含有率を少なくしても良好な制電性を発揮でき、カーボンナノチューブを従来とほぼ同率で含有させると、高い透明性を有し、さらに電磁波シールド性能も発揮できるといった顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る制電性透明樹脂板の一実施形態を示す断面図である。
【図２】カーボンナノチューブの分散状態を示す概略図である。
【符号の説明】
１  基板
２  制電層
３  多層カーボンナノチューブ
Ｐ  制電性透明樹脂板