JPH0626081B2 - 表面に保護層を有する導電性フィルム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、静電気帯電放電障害または電磁波障害を防止
する作用を有する、電子部品、プリント基板、磁気テー
プなどの包装材料の素材として表面導電性が良く、しか
も摩擦、屈曲等による表面の損傷が防止されるよう表面
が保護された、導電性繊維を含む熱可塑性樹脂マトリッ
クスからなる導電性フィルムに関する。

（従来の技術） 熱可塑性合成繊維と炭素繊維、金属メッキ有機繊維、金
属繊維等の導電性繊維とを混合抄造して紙状物となし、
これを例えば加熱ロールによって熱融着させてフィルム
状にした熱可塑性樹脂マトリックスからなる導電性フィ
ルムは、表面導電性を有していて静電気シールド性また
は電磁波シールド性にすぐれ、かつ透明であるため、静
電気の帯電放電障害または電磁波障害防止用包装材料と
して広く使用されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の導電性フィルムを長期間にわたり
繰返し使用すると、摩擦、屈曲等によるしわの発生によ
って表層が損傷を受けて透明性が失われてくるほか、導
電性繊維が導電性フィルムの表面から突出し、摩擦、屈
曲により折損して、ひいては粉じん発生の問題となる。

因みに、このような導電性フィルム表面における導電性
繊維の突出（一部が浮き出すこと、以下、「浮き出し」
という。）は、ともにマトリックスを構成する導電性繊
維と他の合成繊維との間に熱可塑性など物性の相違があ
ることに基づくものであるが、肉眼で視認しうる程度に
毛羽立った状態になるのは、表面近くに存在している導
電性繊維が他の物体との接触により、繰返し長期にわた
り摩擦力を受けてその先端が表層で浮き出し、これが増
幅されることによって起こるのであり、このような状態
になると折損が生ずることになる。

しかし、これまでの導電性フィルムの長期間の繰返し使
用または苛酷な使用による性能劣化を防止する手段は十
分でなく、したがって使用期間をあまり長くすることは
できなかった。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決した、すなわ
ち、表面に多孔質保護層を設けることにより表面導電性
の低下のないかつ導電性繊維の浮き出しの生じない導電
性フィルム及びこのようなフィルムの製造法を提供する
ことを目的とする。

（課題を解決するための手段） 導電性フィルムが物品の包装袋として用いられ、これを
輸送する時などに、袋の外の固体がぶつかり、こすられ
て表面が傷つけられることによる導電性繊維の浮き出し
折損を防止するには、該導電性フィルムの表面に薄い樹
脂フィルムを積層貼合してこれを保護すればよいと考え
られるが、そうすると導電性繊維が非導電性物質によっ
て完全に外部から遮断され、埋没してしまうので導電性
フィルムの表面導電性または静電気シールド性が低下す
るという問題が生ずる。本発明者は、この問題の解決を
求めて鋭意研究の結果、前記のように樹脂フィルムでは
なくて熱融着性複合繊維または熱融着性複合繊維と熱可
塑性合成パルプとから成る配合原料繊維を従来の導電性
フィルムの表面に積層し、加熱加圧により熱融着すれ
ば、形成した薄層フィルムは基層をなす従来の導電性フ
ィルムと一体となりしかも多孔質の保護層となるので、
前記問題の生ずることがないことを見出し、このような
知見に基いて本発明を完成した。

因みに、導電性フィルムを前記のような包装材料として
使用するとき（前記（従来の技術）の項参照）は、表面
電気抵抗率が１×10^８Ω以下、誘導電圧発生率が 2〜3
％以下であることが望ましい。

以下、本発明の導電性フィルムをその製造法とともに詳
述する。

上記の基層をなす従来の導電性フィルム（以下、基層フ
ィルムという。）は、前記のように、導電性繊維を含む
熱可塑性樹脂マトリックスからなる。導電性繊維として
は、前記のような、金属繊維例えばＳＳＦ（ステンレス
スチール繊磯）、ＣＦ（炭素繊磯）、導電加工された有
機繊磯（例えばアクリル繊維に染色工程で銅イオンを拡
散した導電繊維）等を例示することができる。また、導
電性繊維を別として、熱可塑性樹脂マトリックスの材料
は、熱可塑性合成パルプと熱融着性複合繊維である。熱
可塑性合成パルプとしては、ポリエチレンやポリプロピ
レンなどの合成パルプを例示することができる。熱融着
性複合繊維としては、芯がポリプロピレン、鞘がエチレ
ンビニルアセテート共重合体又は低融点のポリエチレン
よりなる複合繊維が例示される。上記のように熱可塑性
樹脂マトリックスの一構成要素として用いられる熱融着
性複合繊維は、これと配合される熱可塑性合成パルプの
融点よりも芯部の融点が高く、鞘部の融点が低いもので
なければならない。

基層フィルムとしては、具体的には例えば特開昭59- 26
597 、特開昭59- 213730、特開昭60-162,900、特開昭61
-118,237、特開昭61-160,212に開示の熱可塑性樹脂成分
を含有する導電性フィルムを挙げることができる。基層
フィルムの膜厚は、前記のような包装材料に適当な程度
であればよいが、現在市販のものは通常30〜100 μｍ程
度である。

このような基層フィルムに多孔質の保護層を形成させる
よう、熱可塑性合成パルプを配合しまたは配合しない熱
融着性複合繊維を原料繊維として積層して、加熱加圧に
より熱融着するが、これらは共に基層フィルムにおいて
熱可塑性樹脂マトリックスの材料として用いたものと同
一であることが望ましい。また、熱可塑性合成パルプを
配合した熱融着性繊維を積層し、熱融着する場合は、配
合される熱可塑性合成パルプの融点より低い融点を有す
る第１成分と該熱可塑性合成パルプの融点よりも高い融
点を有する第２成分とからなり、第２成分を芯とし、第
１成分を鞘とした同心状又は偏心状の複合繊維でなけれ
ばならないことも同様である。しかし、上記のような熱
融着に必要な条件を充たすものであれば、積層熱融着す
べき原料繊維は、ここに記載された樹脂成分に限定され
るものではない。

熱可塑性合成パルプは、これに熱融着性複合繊維を配合
することなく、これを単独で基層フィルム表面に積層、
熱融着される場合、熱により溶融し、フィルム状にする
ことはできるが、延伸したフィルムに比して強度が劣る
ので熱融着性複合繊維を配合して強度を増加させなくて
はならない。換言すれば、熱融着性複合繊維が配合され
ないで熱可塑性合成パルプのみによって多孔質保護層た
るべき網目状の薄層フィルムを形成させても耐久性のな
いものになる。

本発明の表面に保護層を有する導電性フィルムの１例の
構造を第１図に示す。

本発明の導電性フィルムは、熱融着性複合繊維単独また
はこれに熱可塑性合成パルプを配合したものを原料繊維
として抄紙機によって多孔質保護層2 の前駆体であるシ
ート状物Ａをつくり、該シーナ状物を導電性基層フィル
ム1 に積層し、加熱ロールにより熱融着させることによ
って多孔質保護層2 として基層フィルム1 と一体化した
網目状の薄層フィルムを形成させることにより製造でき
る。あるいは、基層フィルム1 の前駆体であるシート状
物Ｂを抄紙機によって抄造する際に、同時に上記シート
状物Ａを抄き合わせて一体化した後、加熱ロールによっ
て熱融着し、フィルム化することによっても製造でき
る。

これらの場合、加熱ロールの温度は、熱融着性複合繊維
の鞘部の融点及び熱可塑性合成パルプの融点よりも高く
するが、熱融着性複合繊維の芯部の融点よりも低くす
る。こうすることによって熱可塑性合成パルプの溶融と
共に熱融着性複合繊維の鞘部は溶融するが、芯部は溶融
せず、繊維形態を保ったまま基層フィルム1 に積層固着
されるので、熱融着性複合繊維が、網目状の薄層フィル
ム2 の形成に寄与するのである。

この網目状の薄層フィルム2 には、その表面から基層に
至るまでフィルム内を貫通する空隙3 が分布しているの
で、導電性繊維がフィルム中に埋没することがない。こ
のような構造は、本発明の導電性フィルムの重要な特徴
の１つであって、薄層フィルム原料に熱融着性複合繊維
を配合することによって初めて可能となったのである。

因みに、抄紙性があって本発明の導電性フィルムの原料
繊維として使用できる熱融着性複合繊維の具体例を繊維
長、太さ（デニール数）と共に示すと次のようになり、 熱融着性複合繊維の芯鞘タイプの成分の具体例を示すと
次のようになり、 また、抄紙性のある熱可塑性合成パルプの具体例を繊維
長（平均）と示すと次のようになるが、 これらはフィブリル化されたパルプである。なお、この
ような熱可塑性合成パルプの太さ（繊維径）は約 5〜30
μｍであって、熱融着性複合繊維に配合すべき熱可塑性
合成パルプの量は原料繊維としての配合割合を75％以下
にすることが好ましい。

本発明の導電性フィルムが包装材料に適する特性を有す
るためには、多孔質保護層2 を貫通する空隙3 の部分の
面積の、該保護層2 の全表面積に対する割合（空隙部分
の面積比率）は０．１〜30％、好ましくは１．５〜25.0
％である。面積比率が、大きくなり過ぎると、本発明の
導電性フィルムにおいて導電性繊維の浮き出し防止効果
が低減し、一方、小さくなり過ぎると、導電性繊維の浮
き出し防止効果はあるものの表面気抵抗率が上昇してし
まう。空隙3 の部分の面積比率は、熱融着性複合繊維ま
たはこれに熱可塑性合成パルプを配合した配合繊維を基
層フィルム1 に積層、熱融着させるときの坪量、配合繊
維の成分の配合割合により調節することができるが、こ
れについては後に詳述する。本発明の導電性フィルムの
実際の製造に当っては、上記坪量、配合繊維の成分の配
合割合に関して当業者であれば極めて容易な若干の予備
実験を行なえば、所望の比率のものを容易に得ることが
できる。

因みに、本発明の導電性フィルムの多孔質保護層2 側表
面における空隙3 の部分の面積比率は、次のようにして
求められるものである。すなわち、シート状物Ａを基層
フィルム1 又はシート状物Ｂに積層せず、単独に加熱加
圧処理してフィルム化し、空隙部分をより明瞭にするた
めにその表面に金属蒸着（膜厚 300オングストローム）
を施し、日本アビオニクス(株)製画像処理装置TVIP-500
0を用いて表面形状の画像処理を行う。第２図及び第３
図は、このようにして得られた画像の例の顕微鏡写真の
模写図であって、白地の部分が空隙部分であり、このよ
うな画像に基いて画像上の一定面積に対する白地部分の
面積の比率として本発明に言う面積比率が得られる。こ
のようにして求めた面積比率は両図についてそれぞれ2
2.9％及び１．６％である。

さて、前述のように、多孔質保護層2 を熱可塑性合成パ
ルプのみによって形成させることは困難である。

熱融着性複合繊維、例えばNBF-E 短カット、のみを用い
て、多孔質保護層2 となる網目状のフィルムを形成させ
ることは可能であるが、 5ｇ／m²より低坪量のフィルム
を形成させようとすれば網の目の大きさ、すなわち、フ
ィルムを貫通する空隙3 の部分の表層における面積比率
が大きくなりすぎ（約30％）、導電性繊維の浮き出し防
止効果が低減するが、一方、20ｇ／m²より高坪量にする
と面積比率は約 0％となり、小さ過ぎて表面電気抵抗が
上昇して静電気シールド性を失うようになる。

熱融着性複合繊維、例えばNBF-E 短カット、を熱可塑性
合成パルプ、例えばポリエチレン系合成パルプSWP UL-4
10（三井石油化学工業(株)製）、と配合した場合であっ
てこの配合割合（重量配合割合、以下同じ。）が50：50
のとき、得られる導電性フィルムは、坪量10ｇ／m²のと
きは性能上問題がなく（面積比率約10％）、15ｇ／m²の
ときも性能は許容範囲にあるが（面積比率約 2％）、坪
量20ｇ／m²においては、多孔質保護層を貫通する空隙の
部分の表面における面積比率が 0近くになり、明らかに
性能が下る（面積比率約０．１％）ので、 5〜20ｇ／m²
が最大許容範囲、 6〜15ｇ／m²が好適な範囲である。

本発明の導電性フィルムの製造に当っては、坪量、配合
繊維の成分の配合割合に関する上記データ及び後記実施
例のデータを参考にして所望の面積比率を得ることの容
易なることは先に指摘の通りである。

このようにして製造される、本発明の導電性フィルムに
おける多孔質保護層の厚さは約10〜30μｍとなる。

以下、本発明を実施例及び比較例により更に説明する。

（実施例） 実施例および比較例として挙げた供試導電性フィルムの
特性値の測定方法を先ず述べると、次のとおりである。

(a) 表面電気抵抗率 供試導電性フィルムの表層における表面電気抵抗率
（Ω）をASTM-D257 号によって測定する。

(b) 静電気シールルド効果 ＥＩＡ規格（ＩＳ−５）により電圧Ｖ_０＝5000Ｖ、容量
Ｃ＝200 ｐＦ、抵抗Ｒ＝400 ｋΩの人体の帯電量に近似
させた疑似静電気を発生させ、供試導電性フィルムに包
まれた内部の誘導電圧Ｖ_ｐを測定し、誘導電圧発生率Ｖ
_ｐ／Ｖ_０×100 (%) を求める。

(c) 導電性フィルム表層における導電性繊維の浮き出し
数 これは、もみテストにより計数する。

(i)もみテスト装置 第４図に１例を示す。この装置の要点は、直径が例えば
35mmの内円筒4 とこれに外接する内径が例えば35mm、外
径が例えば40mmの上下２つの外環5 および6 より構成さ
れ、下の外環5 は内円筒4 に接着固定されており、一方
上の外環6 は内円筒4 を軸として上下移動又は内円筒を
軸にしてその外面を滑って回転移動させることができる
ようになっている。

(ii) もみテスト法 供試導電性フィルムより縦 100mm、横 110mmの矩形サン
プルを採取する。

外環5 の上端と外端6 の下端との距離を50mmに保ち、採
取した上記矩形サンプル7 を、第５図に示すように、ね
じれが生じないように外環5 および6 にまたがってこれ
らの外側におよそ25mmずつ正しく密着させて巻き、それ
ぞれに接する部分を輪ゴム9 によって締めつけて保持
し、剥離性の粘着テープ8 を巻いて固定する。

このように外環5 および6 に矩形サンプルの両縁端が接
着された状態で外環6 を外環5 に接するまで押し下げた
後再び元の位置まで上げる動作を１回につき１秒間で行
い、５回これを繰り返す。次に、外環6 を時計方向に廻
しつつ外環5 に接するまで押し下げ、そのまま元の位置
まで上げるひねりを加えた上下動作を１回につき１秒間
行う。さらに外環6 を反時計方向に廻しつつ外環5 に接
するまで押し下げ、そのまま元の位置まで上げるひねり
を加えた上下動作を１回につき１秒間で行う。これら、
時計方向および半時計方向のひねりを加えて上下動作を
交互に10回ずつくり返す。以上の動作はすべて手動動作
であるが、外環6 の移動軌跡ならびに速度が常に一定に
なるように行う。

このようなもみテストにより、矩形サンプルの縦方向中
央50mmの巾に屈曲摩擦外力を与えて導電性繊維の浮き出
しを起こさせる。終了後外環 5、6 から剥離する。

第６図に示すように、もみテストを行った矩形サンプル
7 の帯状のしわ発生部位において５つの折り曲げ位置線
10を定め、各線に沿って折り曲げ、浮き出した導電性繊
維数を数え、これらを合計し、もみテストにおける浮き
出し繊維本数とする。

実施例１〜８ 熱可塑性合成パルプSWP IL-410（三井石油化学工業(株)
製ポリエチレン系樹脂、融点 123℃、比重0.94、平均繊
維長０．９mm）と熱融着性複合繊維ＮＢＦ−Ｅ（大和紡
績(株)製、鞘成分は融点96〜100 ℃のエチレンビニルア
セテート共重合体で芯成分は融点 165〜170 ℃のポリプ
ロピレン）の配合比（重量比、以下同じ。）を 0/100な
いし75/25 の範囲で種々変え、坪量を５ｇ／m²、７．５
ｇ／m²又は10ｇ／m²とし、上記条件を組合わせてシート
状物（Ａ）をつくり、基層フィルムにそれぞれ積層し、
加熱ロールによって 150℃で熱融着して一体化し、保護
層のある導電性フィルムを得た。

これらのフィルムの諸物性を基層フィルムと対比させて
第１表に示す。

因みに、これらの実施例で用いた基層導電性フィルム
は、熱可塑性合成パルプSWP UL-410を80重量部（以下、
重量部を部と略記する）、熱融着性複合繊維ＮＢＦ−Ｅ
を15部、及び導電性繊維サンダーロンＳＳ−Ｎ（日本蚕
毛染色(株)製、アクリル系、軟化点 190〜240 ℃、比重
1.18、平均繊維長 5mm、単糸径13.5μｍ、比抵抗5.85×
10^-2Ω・cm）を５部の割合で配合し、抄紙機によって抄
造した坪量45ｇ／m²のシート状物（Ｂ）を加熱ロールに
よって 150℃で溶融圧着して得たものである。

実施例９ SWP UL-410とNBF-E との配合比を50／50とし、秤量を15
ｇ／m²としてシート状物（Ａ）をつくり、実施例１〜８
で用いたと同じ基層フィルム上にこれらの実施例におけ
ると同様の方法で積層、熱融着して保護層のある導電性
フィルムを得た（実施例９）。

比較例１〜３ 厚さ８μｍ、12μｍおよび20μｍのポリエチレンフィル
ムを実施例１〜８で用いたと同じ基層フィルムにそれぞ
れ積層し、加熱ロールによって 150℃で熱融着して一体
化し、保護層のある導電性フィルムを得た（比較例１、
２、３）。

実施例９および比較例１、２、３のフィルムの諸物性を
対比させて第２表に示す。

実施例 10 熱可塑性合成パルプSWP UL-410と熱融着性複合繊維NBF-
E の配合比を50／50、坪量10ｇ／m²としてシート状物
（Ａ）をつくり、基層フィルムに積層し、加熱ロールに
よって 150℃で熱融着して一体化し、保護層のある導電
性フィルムを得た（実施例10）。

その諸物性を基層導電フィルムと対比ざせて第３表に示
す。

因みに、本実施例で用いた基層フィルムは、SWP UL-410
を35部、NBF-E を15部及び金属繊維ＳＳＦ（日本精線
(株)製ステンレススチール繊維、比重７．９、直径８μ
ｍ、平均繊維長５mm、比抵抗７．２×10^-5Ω・cm）を50
部の割合で配合し、前出実施例１〜８におけると同様の
方法で得たものである。

（発明の効果） 以上の実施例によって明らかなごとく、導電性繊維を含
む熱可塑性樹脂マトリックスからなる導電性フィルムの
表面に、本発明のように多孔質表面保護層が積層されて
いれば、くり返し長時間使用しても導電性繊維の浮き出
しの起こる心配がなく、したがってその遊離折損による
粉塵発生のおそれもない。したがって、該導電性フィル
ムの耐用期間を延長することができる。さらに本発明の
導電性フィルムが包装材として取り扱われるクリーンル
ームにおける空気の清浄度保持に対して一層高い保証を
与えることになる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の導電性フィルムの１例の構造を示
す。 第２図及び第３図は多孔質保護層の表面形状に関する画
像処理によって得られた画像の例の顕微鏡写真の模写図
である。両図において、原寸は２mm×１．９mm、倍率は
×32である。 第４図は、もみテスト装置の外観図であり、第５図は、
もみテスト装置に供試導電性フィルムを取り付けたとき
の外観図で、もみテストの仕方を示す。 第６図は、供試導電性フィルムにおける導電性繊維の浮
き出し本数を測定するための折り曲げ位置を示す平面図
である。 1……導電性基層フィルム、 2……多孔質保護層、 3…
…空隙、 4……内円筒、 5,6……外環、 7……導電性フ
ィルムの供試片（矩形サンプル）、 8……粘着テープ、
9……輪ゴム、10……折り曲げ位置線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性繊維を含む熱可塑性樹脂マトリック
   スからなる導電性フィルムの表面に、熱融着性複合繊維
   または熱融着性複合繊維と熱可塑性合成パルプとから成
   る配合繊維を原料繊維として積層し、熱融着することに
   よって一体に形成された多孔質保護層を有し、該多孔質
   保護層側表面の表面電気抵抗率が１×１０^８Ω以下であ
   ることを特徴とする導電性フィルム。
2. 【請求項２】該保護層側表面に占める空隙部分の面積比
   率が０．１〜３０％である請求項１記載の導電性フィル
   ム。