(57)【要約】  本発明の伝導性熱可塑性樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂；および伝導性フィラー；を含み、前記伝導性フィラーは、炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維および炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維加工物のうちの１種以上を含むことを特徴とする。前記伝導性熱可塑性樹脂組成物は、電気伝導性、難燃性および機械的物性に優れる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリカーボネート樹脂；および
伝導性フィラー；を含み、
前記伝導性フィラーは、炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維または炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維加工物を含むことを特徴とする伝導性熱可塑性樹脂組成物。
【請求項２】
前記伝導性フィラーは、前記ポリカーボネート樹脂約１００重量部に対して約０．１重量部〜約１０重量部含まれることを特徴とする、請求項１に記載の伝導性熱可塑性樹脂組成物。
【請求項３】
前記炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維は、ガラス繊維の表面に炭素ナノチューブが培養されている伝導性フィラーであり、
前記炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維加工物は、炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維からガラス繊維を除去した伝導性フィラーであること
を特徴とする、請求項１に記載の伝導性熱可塑性樹脂組成物。
【請求項４】
前記炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維は、ガラス繊維の平均直径が約２μｍ〜約２０μｍであり、平均長さが約１ｍｍ〜約１０ｍｍであることを特徴とする、請求項１に記載の伝導性熱可塑性樹脂組成物。
【請求項５】
前記伝導性フィラーは炭素繊維（ｃａｒｂｏｎ  ｆｉｂｅｒ）をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の伝導性熱可塑性樹脂組成物。
【請求項６】
前記炭素ナノチューブは、単一壁炭素ナノチューブ（ＳＷＮＴ）、二重壁炭素ナノチューブ（ＤＷＮＴ）および多重壁炭素ナノチューブ（ＭＷＮＴ）のうちの１種以上を含むことを特徴とする、請求項１に記載の伝導性熱可塑性樹脂組成物。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項による伝導性熱可塑性樹脂組成物から形成されることを特徴とする成形品。
【請求項８】
前記成形品は、ＡＳＴＭ  Ｄ２５７規格によって測定された表面抵抗が約１０５Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする、請求項７に記載の成形品。
【請求項９】
前記成形品は、
ＵＬ９４規格による難燃度がＶ−０以上であり、
ＡＳＴＭ  Ｄ２５６規格によって測定されたアイゾッド衝撃強度が約４ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ〜約１０ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍであること
を特徴とする、請求項７に記載の成形品。
【請求項１０】
前記成形品は、電気電子製品の外装材であることを特徴とする、請求項７に記載の成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝導性熱可塑性樹脂組成物に関する。
【０００２】
より具体的には、本発明は、電気伝導性、難燃性および機械的物性に優れた伝導性熱可塑性樹脂組成物およびこれを含む成形品に関する。
【背景技術】
【０００３】
ポリカーボネート樹脂は、加工性、成形性などに優れ、各種生活用品、事務自動化機器、電気・電子製品などに広範囲に適用されている。このようなポリカーボネート樹脂が使用される製品の種類および特性によって、電気伝導性を付与し、電磁波遮蔽性能などを持たせることによって、自動車や各種電気装置、ＴＶなどの家電製品、電子組立体またはケーブルなどに使用するための多くの試みがなされている。
【０００４】
具体的には、伝導性パネルとポリカーボネート樹脂などで成形された外装材との接合時に静電気が発生するおそれがあり、この場合、スパークによって伝導性パネルが損傷するという問題が発生し得る。
【０００５】
このような問題を防止するために、従来は、ポリカーボネート樹脂などから形成された外装材に金属材質の伝導性テープを付着したり、外装材の一面に金属をコーティングしたりして接地することによって回路を保護する方法を採択してきた。
【０００６】
しかし、このような伝導性テープまたは金属をコーティングする方法は、工程費が多く要され、効果的な薄膜形成が難しいという短所を有する。そのため、ポリカーボネート樹脂などの熱可塑性樹脂にカーボンブラック、炭素繊維、炭素ナノチューブ、金属粉末、金属コーティング無機粉末または金属繊維などの伝導性フィラーを混合し、熱可塑性樹脂に電気伝導性を付与した伝導性熱可塑性樹脂組成物（素材）が開発された。
【０００７】
但し、伝導性素材に目的とする電気伝導性を具現するためには多量の伝導性フィラーが要求される。多量の伝導性フィラーを使用する場合、これより製造される成形品の衝撃強度および伸率が低下し、全体的な機械的物性が低下するおそれがあり、伝導性フィラーの均一な分散が難しく、難燃性および外観品質が著しく減少し得るので、成形品を外装材として使用しにくい。
【０００８】
これを解決するために、伝導性フィラーの分散性を向上させようとする研究が進められてきた。例えば、ポリカーボネート樹脂にＳＡＮ樹脂を添加し、伝導性フィラー（バンドル型炭素ナノチューブ）の分散性を向上させようとする方法が開発された。
【０００９】
しかし、前記方法も、ＳＡＮ樹脂の含有量が増加することによって、難燃性、機械的強度および外観品質が低下するおそれがあり、電気伝導性、難燃性、機械的物性および外観品質を同時に満足させにくいという問題を有している。
【００１０】
本発明の背景技術は、大韓民国特許出願公開第１０−２０１２−００７８３４２号などに開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】大韓民国特許出願公開第１０−２０１２−００７８３４２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、電気伝導性、機械的物性、難燃性、外観品質、およびこれらの物性バランスなどに優れた伝導性熱可塑性樹脂組成物を提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、前記伝導性熱可塑性樹脂組成物から形成された成形品を提供することにある。
【００１４】
本発明の前記目的およびその他の目的は、下記で説明する本発明によって全て達成可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一つの観点は、伝導性熱可塑性樹脂組成物に関する。前記伝導性熱可塑性樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂；および伝導性フィラー；を含み、前記伝導性フィラーは、炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維（ＣＮＴ−ｍｏｄｉｆｉｅｄ  ｇｌａｓｓ  ｆｉｂｅｒ）または炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維加工物を含む。
【００１６】
具体例において、前記伝導性フィラーは、前記ポリカーボネート樹脂１００重量部に対して約０．１重量部〜約１０重量部で含まれてもよい。
【００１７】
具体例において、前記炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維は、ガラス繊維の表面に炭素ナノチューブが培養されている伝導性フィラーであり、前記炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維加工物は、炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維からガラス繊維を除去した伝導性フィラーであってもよい。
【００１８】
具体例において、前記炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維は、ガラス繊維の平均直径が約２μｍ〜約２０μｍで、平均長さが約１ｍｍ〜約１０ｍｍであってもよい。
【００１９】
具体例において、前記伝導性熱可塑性樹脂組成物は、炭素繊維をさらに含んでもよい。
【００２０】
具体例において、前記炭素ナノチューブは、単一壁炭素ナノチューブ（ＳＷＮＴ）、二重壁炭素ナノチューブ（ＤＷＮＴ）および多重壁炭素ナノチューブ（ＭＷＮＴ）のうちの１種以上を含んでもよい。
【００２１】
本発明の他の観点は成形品に関する。前記成形品は、前記伝導性熱可塑性樹脂組成物から形成される。
【００２２】
具体例において、前記成形品は、ＡＳＴＭ  Ｄ２５７規格によって測定された表面抵抗が約１０５Ω・ｃｍ以下であってもよい。
【００２３】
具体例において、前記成形品は、ＵＬ９４規格による難燃度がＶ−０以上であり、ＡＳＴＭ  Ｄ２５６規格によって測定されたノッチアイゾッド衝撃強度が約４ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ〜約１０ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍであってもよい。
【００２４】
具体例において、前記成形品は、電気電子製品の外装材であってもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は、電気伝導性、機械的物性、難燃性、外観品質、およびこれらの物性バランスなどに優れた伝導性熱可塑性樹脂組成物およびこれから形成された成形品を提供するという発明の効果を有する。
【００２６】
［発明を実施するための最善の形態］
以下、本発明を詳細に説明する。
【００２７】
次に紹介する各実施例は、当業者に本発明の思想を十分に説明するために例として提供されるものである。また、使用される技術用語および科学用語において他の定義がなければ、この発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が通常理解する意味を有しており、下記の説明において、本発明の要旨を不要に不明瞭にし得る公知の機能および構成に対する説明は省略する。
【００２８】
本発明に係る伝導性熱可塑性樹脂組成物は、（Ａ）ポリカーボネート樹脂；ならびに（Ｂ１）炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維（ＣＮＴ−ｍｏｄｉｆｉｅｄ  ｇｌａｓｓ  ｆｉｂｅｒ）および（Ｂ２）炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維加工物のうちの１種以上を含む（Ｂ）伝導性フィラー；を含む。
【００２９】
（Ａ）ポリカーボネート樹脂
本発明の一具体例に係るポリカーボネート樹脂は、優れた剛性および衝撃強度などの機械的物性、外観特性および成形加工性を具現できるものであって、通常の方法によって製造されるポリカーボネート樹脂を制限なく使用することができる。例えば、本発明の一具体例に係るポリカーボネート樹脂としては、脂肪族ポリカーボネート樹脂、芳香族ポリカーボネート樹脂、これらの共重合体樹脂、ポリエステルカーボネート樹脂、ポリカーボネート−ポリシロキサン共重合体樹脂、およびこれらの組み合わせなどが使用されてもよく、具体的には、芳香族ポリカーボネート樹脂が使用されてもよい。
【００３０】
また、前記ポリカーボネート樹脂としては、構造において、線形ポリカーボネート樹脂、分枝型ポリカーボネート樹脂または線形および分枝型のポリカーボネート樹脂を混合したものを使用してもよいが、これに制限されない。
【００３１】
具体例において、前記ポリカーボネート樹脂は、（ａ１）芳香族ジヒドロキシ化合物を（ａ２）カーボネート前駆体と反応させて製造したものであってもよい。
【００３２】
（ａ１）芳香族ジヒドロキシ化合物
前記芳香族ジヒドロキシ化合物（ａ１）は、下記の化学式１で表示される化合物またはこれらの混合物であってもよい。
【００３３】
【化１】
2017526785.tif 000002
【００３４】
前記化学式１において、Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立して水素、ハロゲン、またはＣ１−Ｃ８のアルキル基；ａおよびｂは、それぞれ独立して０〜４の整数、Ｚは、単一結合、Ｃ１−Ｃ８のアルキレン基、Ｃ２−Ｃ８のアルキリデン基、Ｃ５−Ｃ１５のシクロアルキレン基、Ｃ５−Ｃ１５のシクロアルキリデン基、−Ｓ−、−ＳＯ−、ＳＯ２−、−Ｏ−、またはＣＯ−を示す。
【００３５】
具体例において、前記化学式１で表示される芳香族ジヒドロキシ化合物としては、ビス（ヒドロキシアリール）アルカン、ビス（ヒドロキシアリール）シクロアルカン、ビス（ヒドロキシアリール）エーテル、ビス（ヒドロキシアリール）スルフィド、ビス（ヒドロキシアリール）スルホキシド、ビフェニル化合物などを例示することができ、これらは、単独でまたは２以上の混合物として使用することができる。
【００３６】
具体的には、前記ビス（ヒドロキシアリール）アルカンとしては、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（３−クロロ−４−ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（３，５−ジブロモ−４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、１，１−ビス（２−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）エタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（ビスフェノールＡ）、２，２−ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（２−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、１，１−ビス（２−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−クロロ−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−フルオロ−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−ブロモ−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３，５−ジフルオロ−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３，５−ジクロロ−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３，５−ジブロモ−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）オクタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フェニルメタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−１−メチルフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−ブロモフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−クロロフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジクロロフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジブロモフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジブロモフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−ブロモ−４−ヒドロキシ−５−クロロフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−フェニル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、２，２−ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）ブタン、１，１−ビス（２−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）ブタン、１，１−ビス（２−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）ブタン、１，１−ビス（２−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）イソブタン、１，１−ビス（２−ｔｅｒｔ−アミル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）ブタン、２，２−ビス（３，５−ジクロロ−４−ヒドロキシフェニル）ブタン、２，２−ビス（３，５−ジブロモ−４−ヒドロキシフェニル）ブタン、４，４−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ヘプタン、１，１−ビス（２−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）ヘプタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）オクタン、１，１−（４−ヒドロキシフェニル）エタン、およびこれらの組み合わせなどを例示することができるが、これらに制限されることはない。
【００３７】
具体的には、前記ビス（ヒドロキシアリール）シクロアルカンとしては、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロペンタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、１，１−ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、１，１−ビス（３−シクロヘキシル−４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、１，１−ビス（３−フェニル−４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，５，５−トリメチルシクロヘキサン、およびこれらの組み合わせなどを例示することができるが、これらに制限されることはない。
【００３８】
具体的には、前記ビス（ヒドロキシアリール）エーテルとしては、ビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテル、ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）エーテル、およびこれらの組み合わせなどを例示することができるが、これらに制限されることはない。
【００３９】
具体的には、前記ビス（ヒドロキシアリール）スルフィドとしては、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルフィド、ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）スルフィド、およびこれらの組み合わせなどを例示することができるが、これらに制限されることはない。
【００４０】
具体的には、前記ビス（ヒドロキシアリール）スルホキシドとしては、ビス（ヒドロキシフェニル）スルホキシド、ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）スルホキシド、ビス（３−フェニル−４−ヒドロキシフェニル）スルホキシド、およびこれらの組み合わせなどを例示することができるが、これらに制限されることはない。
【００４１】
具体的には、前記ビフェニル化合物としては、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホン、ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）スルホン、またはビス（３−フェニル−４−ヒドロキシフェニル）スルホンなどのビス（ヒドロキシアリール）スルホン、４，４'−ジヒドロキシビフェニル、４，４'−ジヒドロキシ−２，２'−ジメチルビフェニル、４，４'−ジヒドロキシ−３，３'−ジメチルビフェニル、４，４'−ジヒドロキシ−３，３'−ジシクロビフェニル、３，３−ジフルオロ−４，４'−ジヒドロキシビフェニル、およびこれらの組み合わせなどを例示することができるが、これらに制限されることはない。
【００４２】
また、前記化学式１で表示される化合物を除いた芳香族ジヒドロキシ化合物（ａ１）としては、ジヒドロキシベンゼン、ハロゲンまたはアルキル置換されたジヒドロキシベンゼンなどを例示することができる。例えば、レゾルシノール、３−メチルレゾルシノール、３−エチルレゾルシノール、３−プロピルレゾルシノール、３−ブチルレゾルシノール、３−ｔｅｒｔ−ブチルレゾルシノール、３−フェニルレゾルシノール、２，３，４，６−テトラフルオロレゾルシノール、２，３，４，６−テトラブロモレゾルシノール、カテコール、ヒドロキノン、３−メチルヒドロキノン、３−エチルヒドロキノン、３−プロピルヒドロキノン、３−ブチルヒドロキノン、３−ｔｅｒｔ−ブチルヒドロキノン、３−フェニルヒドロキノン、３−クミルヒドロキノン、２，５−ジクロロヒドロキノン、２，３，５，６−テトラメチルヒドロキノン、２，３，５，６−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルヒドロキノン、２，３，５，６−テトラフルオロヒドロキノン、２，３，５，６−テトラブロモヒドロキノン、およびこれらの組み合わせなどを例示することができるが、これらに制限されることはない。
【００４３】
具体例において、前記芳香族ジヒドロキシ化合物（ａ１）の好ましい例としては、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（ｂｉｓｐｈｅｎｏｌ  Ａ）などを例示することができる。
【００４４】
（ａ２）カーボネート前駆体
前記カーボネート前駆体（ａ２）としては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジブチルカーボネート、ジシクロヘキシルカーボネート、ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート、ビス（クロロフェニル）カーボネート、ｍ−クレシルカーボネート、ジナフチルカーボネート、ビス（ジフェニル）カーボネート、カルボニルクロリド（ホスゲン）、トリホスゲン、ジホスゲン、カルボニルブロミド、ビスハロホルメートなどを例示することができる。これらは、単独でまたは２以上の混合物として使用することができる。
【００４５】
具体例において、前記カーボネート前駆体（ａ２）は、芳香族ジヒドロキシ化合物（ａ１）１モルに対して約０．９〜約１．５のモル比で使用されてもよい。
【００４６】
具体例において、前記ポリカーボネート樹脂は、ＧＰＣ（ｇｅｌ  ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ  ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）で測定した重量平均分子量（Ｍｗ）が約１０，０００ｇ／ｍｏｌ〜約２００，０００ｇ／ｍｏｌ、例えば、約１５，０００ｇ／ｍｏｌ〜約８０，０００ｇ／ｍｏｌであってもよい。前記範囲で、伝導性樹脂組成物の加工性などが優秀であり得る。
【００４７】
（Ｂ）伝導性フィラー
本発明の伝導性フィラーは、伝導性熱可塑性樹脂組成物に均一に分散され、少ない含有量でも樹脂組成物の電気伝導性などを向上できるものであって、過量の伝導性フィラーによる樹脂組成物本来の機械的物性、難燃性、外観特性などの低下を防止または低減することができる。前記伝導性フィラーは、（Ｂ１）炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維および（Ｂ２）炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維加工物のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする。
【００４８】
具体例において、前記炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維（Ｂ１）は、ガラス繊維の表面に炭素ナノチューブ（ｃａｒｂｏｎ  ｎａｎｏｔｕｂｅ：ＣＮＴ）が培養されている構造を有してもよい。一例において、前記炭素ナノチューブは、ガラス繊維の表面にネットワーク構造を形成するように培養されてもよい。
【００４９】
本明細書において、「培養」との記載は、ガラス繊維の表面に炭素ナノチューブが「結合」されるか、「合成（形成）および成長」されたことを意味する。ここで、結合は、直接的な共有結合、イオン結合およびファンデルワールス力による物理的吸着を含んでもよい。例えば、前記炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維は、炭素ナノチューブがガラス繊維の表面に直接共有結合されたものであってもよい。その他に、ガラス繊維の表面に炭素ナノチューブをバリアコーティングしたもの、炭素ナノチューブ形成触媒を配置して炭素ナノチューブを合成および成長させる間接的な方法によって製造されたものなどを含んでもよい。
【００５０】
本発明の一具体例に係る炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維は、ａ）炭素ナノチューブ形成触媒をガラス繊維の表面に形成し；ｂ）前記ガラス繊維の表面に炭素ナノチューブを合成して成長させる段階；を通じて製造したものであってもよい。
【００５１】
前記ａ）段階のガラス繊維は、何ら処理をされないものであるか、表面が改質されたものであってもよい。表面改質は、炭素ナノチューブの界面の相互作用を向上させるためのものであって、一般的な浸漬コーティング、スプレーコーティングなどの一般的なコーティングで行われてもよい。また、シランカップリング剤を用いて表面改質してもよいが、これに制限されることはない。
【００５２】
前記ａ）段階において、炭素ナノチューブ形成触媒としては、当該技術分野に自明に公知となったものであれば特に制限されないが、例えば、遷移金属ナノ粒子が使用されてもよい。前記遷移金属としては、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロミウム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、テクネチウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、カドミウム、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウム、インジウム、白金および金から選ばれる１種または２種以上の遷移金属元素またはこれらの合金および塩基遷移金属元素の塩形態などを例示することができる。
【００５３】
前記ｂ）段階は、前記ガラス繊維の表面に形成された前記遷移金属ナノ粒子などの炭素ナノチューブの形成触媒を使用して、炭素供給原料からカーボンナノチューブを形成し、形成されたカーボンナノチューブに化学蒸気蒸着（ＣＶＤ）、プラズマ−強化化学蒸気蒸着（ＰＥＣＶＤ）などの方法で炭素供給原料を蒸着させることによってカーボンナノチューブを成長させるものであってもよい。このとき、炭素供給原料の流速、反応温度および滞留時間を異ならせることによって、成長される炭素ナノチューブの構造を調節することができる。
【００５４】
具体例において、前記炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維は、隣り合う炭素ナノチューブ同士が高度に絡むことによってネットワーク（網状）構造を形成してもよく、ガラス繊維の表面で成長する炭素ナノチューブが互いに均一な長さを有してもよい。
【００５５】
具体例において、前記炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）は、当該技術分野において自明であり公知となったものであれば制限なく適用可能である。例えば、前記炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）は、単一壁炭素ナノチューブ（ｓｉｎｇｌｅ−ｗａｌｌｅｄ  ｃａｒｂｏｎ  ｎａｎｏｔｕｂｅ、ＳＷＮＴ）、二重壁炭素ナノチューブ（ｄｏｕｂｌｅ−ｗａｌｌｅｄ  ｃａｒｂｏｎ  ｎａｎｏｔｕｂｅ、ＤＷＮＴ）、多重壁炭素ナノチューブ（ｍｕｌｔｉ−ｗａｌｌｅｄ  ｃａｒｂｏｎ  ｎａｎｏｔｕｂｅ、ＭＷＮＴ）、束状炭素ナノチューブ（ｒｏｐｅ  ｃａｒｂｏｎ  ｎａｎｏｔｕｂｅ）、およびこれらの組み合わせなどを含んでもよい。具体的に、前記炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）は、単一壁炭素ナノチューブ（ＳＷＮＴ）、二重壁炭素ナノチューブ（ＤＷＮＴ）、多重壁炭素ナノチューブ（ＭＷＮＴ）またはこれらの組み合わせを含んでもよく、特に、これらのうち、比較的低廉であると共に純度の高い多重壁炭素ナノチューブ（ＭＷＮＴ）をガラス繊維の表面に結合したり、合成（形成）および成長させたりして使用してもよい。
【００５６】
具体例において、前記炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維は、ガラス繊維の平均直径が約２μｍ〜約２０μｍ、例えば、約１０μｍ〜約１５μｍであり、平均長さが約１ｍｍ〜約１０ｍｍ、例えば、約２．５ｍｍ〜約５ｍｍの範囲を有してもよく、培養された炭素ナノチューブの平均直径が約１ｎｍ〜約５０ｎｍ、例えば、約２ｎｍ〜約１０ｎｍであってもよく、平均長さが約１０μｍ〜約２００μｍ、例えば、約１００μｍ〜約１５０μｍであってもよい。前記範囲では、伝導性フィラーを伝導性熱可塑性樹脂組成物内で均一に分散させることができ、少ない含有量でも電気伝導性を著しく向上させることができる。
【００５７】
具体例において、前記炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維は、ガラス繊維および培養された炭素ナノチューブの重量比（ガラス繊維：炭素ナノチューブ）が１：０．０５〜１：０．３、例えば、１：０．０８〜１：０．１５であってもよい。前記範囲では、伝導性フィラーを伝導性熱可塑性樹脂組成物内で均一に分散させることができ、少ない含有量でも電気伝導性を著しく向上させることができる。
【００５８】
具体例において、前記炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維加工物（Ｂ２）は、粉砕などの方法で前記炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維（Ｂ１）からガラス繊維を９０％以上除去したものであってもよい。前記ガラス繊維の粉砕および除去には、当該技術分野において自明であり公知となった粉砕技術を適用してもよい。前記炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維加工物は、フレーク状の伝導性フィラーであり、一般的な炭素ナノチューブに比べて、一定方向に整列された形態を有するので分散性などに優れ、優れた外観品質を具現することができる。
【００５９】
具体例において、前記伝導性フィラーは、ポリカーボネート樹脂１００重量部に対して、約０．１重量部〜約１０重量部、例えば、約１重量部〜約７重量部含まれてもよい。前記範囲では、一般的な伝導性フィラーを使用した伝導性熱可塑性樹脂組成物に比べて、電気伝導性および機械的物性のみならず、難燃性および外観品質が著しく向上した伝導性熱可塑性樹脂組成物を得ることができる。
【００６０】
本発明の一具体例に係る伝導性熱可塑性樹脂組成物は、炭素繊維（ｃａｒｂｏｎ  ｆｉｂｅｒ）をさらに含んでもよい。前記炭素繊維は、伝導性熱可塑性樹脂組成物の電気伝導性、機械的物性および寸法安定性をさらに向上できるものであって、当該技術分野において自明であり公知となった炭素繊維であれば制限されることはない。例えば、カーボン系列またはグラファイト系列の炭素繊維が使用されてもよく、平均直径が約５μｍ〜約１５μｍで、平均長さが約１００μｍ〜約９００μｍである炭素繊維が使用されてもよいが、これに制限されない。
【００６１】
具体例において、前記炭素繊維の使用時、前記炭素繊維は、前記伝導性フィラーとは別途、前記ポリカーボネート樹脂約１００重量部に対して、約２重量部〜約３０重量部、例えば、約４重量部〜約２０重量部含まれてもよい。前記範囲では、伝導性熱可塑性樹脂組成物の電気伝導性、機械的物性、寸法安定性、これらの物性バランスなどをさらに向上させることができる。
【００６２】
本発明の一具体例に係る伝導性熱可塑性樹脂組成物は、前記の構成成分の他にも、本発明の目的を阻害しない範囲内で用途に応じて多様な添加剤をさらに含んでもよい。例えば、無機フィラー、酸化防止剤、離型剤、難燃剤、潤滑剤、着色剤、機能性添加剤、熱可塑性エラストマー、これらの組み合わせなどをさらに含んでもよいが、これらに制限されることはない。
【００６３】
本発明の一具体例に係る伝導性熱可塑性樹脂組成物は、公知の方法を通じて製造されてもよい。例えば、各成分をヘンシェルミキサー、Ｖ型ブレンダー、タンブラーブレンダー、リボンブレンダーなどで混合し、これを一軸押出器または二軸押出器を用いて約１５０℃〜約３００℃の温度で溶融、混練および押出して製造してもよい。
【００６４】
本発明に係る成形品は、上述した伝導性熱可塑性樹脂組成物から形成されるものである。例えば、前記伝導性熱可塑性樹脂組成物を用いて、射出成形、押出成形、ブロー成形などの公知の成形方法で成形品を製造してもよい。前記成形品は、本発明の属する分野における通常の知識を有する者によって容易に形成可能である。
【００６５】
具体例において、前記成形品（伝導性熱可塑性樹脂組成物）は、ＡＳＴＭ  Ｄ２５７規格によって測定された表面抵抗が約１０５Ω・ｃｍ以下、例えば、約１０２Ω・ｃｍ〜約１０５Ω・ｃｍであってもよく、ＵＬ９４規格による難燃度がＶ−０以上であってもよく、ＡＳＴＭ  Ｄ２５６規格によって測定されたノッチアイゾッド衝撃強度が約４ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ〜約１０ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ、例えば、約４．５ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ〜約８．５ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍであってもよい。
【００６６】
本発明の成形品は、電気伝導性、難燃性、耐衝撃性などの機械的物性などのいずれにおいても優秀であることから、ＴＶなどの電気電子製品の外装材などに適用可能である。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
以下、本発明の好ましい実施形態および物性測定方法を詳細に説明する。本発明は、下記の実施例によってより良く理解することができ、下記の実施例は、本発明を例示する目的のためのものであって、添付の特許請求の範囲によって限定される保護範囲を制限するためのものではない。
【実施例】
【００６８】
下記の実施例および比較例で使用された各成分の仕様は次の通りである。
【００６９】
（Ａ）ポリカーボネート樹脂
サムスンＳＤＩ（株）のポリカーボネート樹脂であるＩＮＦＩＮＯ  ＳＣ−１１９０（溶融流れ指数（Ｍｅｌｔ−ｆｌｏｗ  Ｉｎｄｅｘ、３００℃、１．２ｋｇ）：２０ｇ／１０ｍｉｎ、重量平均分子量（Ｍｗ）：２４，０００ｇ／ｍｏｌ）を使用した。
【００７０】
（Ｂ）伝導性フィラー
（Ｂ１）炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維
ガラス繊維の平均直径が１３μｍで、平均長さが３ｍｍであり、培養された炭素ナノチューブの平均直径が１０ｎｍで、平均長さが１０μｍであり、ガラス繊維および炭素ナノチューブの重量比が１：０．１２であるＡＮＳ社の炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維を使用した。
【００７１】
（Ｂ２）炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維加工物
ＡＮＳ社の炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維加工物（製品名：ＰＵ  ｐｏｓｔ  ｃｏａｔｅｄ  ＣＮＳ、平均直径：１０ｎｍ、平均長さ：１０μｍ）を使用した。
【００７２】
（Ｃ）炭素繊維
Ｚｏｌｔｅｋ社のＰＸ３５を使用した。
【００７３】
（Ｄ）炭素ナノチューブ
ハンファケミカル社のＣＭ−１３０を使用した。
【００７４】
（Ｅ）カーボンブラック
Ｔｉｍｃａｌ社のＥＮＳＡＣＯ（Ｒ）  １５０を使用した。
【００７５】
（Ｆ）ケッチェンブラック
Ａｋｚｏ  ｎｏｂｅｌ社のＥＣ−３００Ｊを使用した。
【００７６】
（実施例１〜６：伝導性熱可塑性樹脂組成物の製造）
ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部に、添加剤として、ガラス繊維（オーウェンスコーニング社、１８３Ｆ、平均長さ：３ｍｍ）２０重量部、ＨＤＰＥワックス剤（三井石油化学工業株式会社、ＨＩ−ＷＡＸ  ４００Ｐ）０．５重量部および酸化防止剤（ドーバーケミカル社、Ｄｏｖｅｒｐｈｏｓ  Ｓ−９２２８  ＰＣ）０．５重量部を混合し、ドライブレンディング（ｄｒｙ  ｂｌｅｎｄｉｎｇ）を行うことによってポリカーボネート樹脂組成物を製造した後、下記の表１の組成および含有量によって、製造されたポリカーボネート樹脂組成物と伝導性フィラー（Ｂ）および炭素繊維（Ｃ）を、Φ＝４５ｍｍで、サイドフィーダーが備えられた二軸押出器に投入し、２５０℃〜２８０℃のノズル温度で加工することによってペレット状の伝導性熱可塑性樹脂組成物を製造した。このとき、伝導性フィラー（Ｂ）および炭素繊維（Ｃ）は、サイドフィーダーを通じて投入した。製造されたペレットは、１００℃で３時間乾燥した後、試片に射出加工し、下記の物性測定方法によって物性を測定し、その結果を下記の表２に示した。
【００７７】
（比較例１〜７：伝導性熱可塑性樹脂組成物の製造）
下記の表１の組成および含有量によって、伝導性フィラー（Ｂ）の代わりに、炭素ナノチューブ（Ｄ）、カーボンブラック（Ｅ）またはケッチェンブラック（Ｆ）を使用したことを除いては、前記実施例１と同一の方法で伝導性熱可塑性樹脂組成物を製造した。製造されたペレットは、１００℃で３時間乾燥した後、試片に射出加工し、下記の物性測定方法によって物性を測定し、その結果を下記の表２に示した。
【００７８】
【表１】
2017526785.tif 000003
【００７９】
（物性測定方法）
（１）表面抵抗（単位：Ω・ｃｍ）
ＡＳＴＭ  Ｄ２５７規格によって、Ｗｏｌｆｇａｎｇ  Ｗａｒｍｂｌｅｒ社のＳＲＭ−１００を使用して表面抵抗を測定した。
【００８０】
（２）ノッチアイゾッド（Ｎｏｔｃｈｅｄ  Ｉｚｏｄ）衝撃強度（単位：ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ）
ＡＳＴＭ  Ｄ２５６規格に基づいて、１／８’’厚さの試片に対してノッチアイゾッド衝撃強度を測定した。
【００８１】
（３）難燃性
ＵＬ  ９４難燃規定によって、３ｍｍの厚さの試片に対して難燃度を測定した。
【００８２】
（４）表面粗度（単位：ｎｍ）
表面粗度測定機（ｓｕｒｆａｃｅ  ｐｒｏｆｉｌｅｒ、製造社：Ｖｅｅｃｏ社、装置名：Ｄｅｋｔａｋ  １５０）を使用して試片の表面粗度（Ｒａ）を測定した。
【００８３】
【表２】
2017526785.tif 000004
【００８４】
前記結果から、本発明の伝導性熱可塑性樹脂組成物（実施例１〜６）は、伝導性フィラー（Ｂ）が少量（ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部に対して５重量部以下）で含有されても電気伝導性、難燃性などが向上したことが分かる。
【００８５】
特に、実施例５および６の結果から、炭素繊維（Ｃ）をさらに含む場合、電気伝導性が向上するだけでなく、難燃性、機械的物性および外観品質間の物性バランスに優れ、加工性が向上することが分かる。
【００８６】
その一方、比較例１〜３のように、本発明の伝導性フィラー（Ｂ）の代わりに炭素ナノチューブ（Ｄ）を使用する場合、実質的に樹脂に含まれるカーボンナノチューブの含有量は増加し得るが、カーボンナノチューブ含有量の増加に比べて電気伝導性の向上は微々たるものであり、５重量部以上適用したとき、難燃性、機械的物性および外観品質が低下することが分かる。また、比較例４および６のように、伝導性フィラーとしてカーボンブラック（Ｅ）またはケッチェンブラック（Ｆ）を使用する場合、５重量部を使用しても伝導性フィラーの含有量が十分でないので電気伝導性および難燃性が低下することが分かり、比較例５および７のように、伝導性フィラー（カーボンブラック（Ｅ）またはケッチェンブラック（Ｆ））を１０重量部で使用する場合、電気伝導性は改善するが、機械的物性、難燃性および外観品質が低下することが分かる。このように、比較例１〜７は、物性バランスが低下し、製品の量産に適していないことが分かる。
【００８７】
このように、本発明に係る伝導性熱可塑性樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂に炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維および炭素ナノチューブ−変性ガラス繊維加工物のうちの１種以上を含む伝導性フィラーを最適な含有量で添加し、熱可塑性樹脂内に分散性を向上させたものであって、電気伝導性および難燃性が向上するだけでなく、機械的物性および外観品質まで向上しており、ＴＶなどの電気電子製品の外装材の用途に適している。
【００８８】
以上では、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明は、多様な変化と変更および均等物を使用可能である。本発明は、前記実施例を適切に変形して同様に応用可能であることが明確である。したがって、前記記載内容は、下記の特許請求の範囲の限界によって定められる本発明の範囲を限定するものではない。
【国際調査報告】
2017526785.tif 000005
2017526785.tif 000006
2017526785.tif 000007
2017526785.tif 000008