JP2012036247A - 樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(a)ポリプロピレン樹脂と(b)PAN系炭素繊維の合計を100重量部として(a)ポリプロピレン樹脂組成物60〜85重量部、(b)PAN系炭素繊維15〜40重量部、(c)中実のカーボンブラック0.1〜5.0重量部を配合してなり、電気抵抗値が0.01〜100Ω・cmである樹脂組成物。
【選択図】なし
Description
1.(a)ポリプロピレン樹脂と(b)PAN系炭素繊維の合計を100重量部として(a)ポリプロピレン樹脂組成物60〜85重量部、(b)PAN系炭素繊維15〜40重量部、(c)中実のカーボンブラック0.1〜5.0重量部を配合してなり、電気抵抗値が0.01〜100Ω・cmである樹脂組成物。
2.前記(a)ポリプロピレン樹脂が(a−1)未変性のポリオレフィン樹脂と(a−2)変性されたポリプロピレンのブレンドであり、その比率がポリプロピレン樹脂を100重量部として(a−1)未変性のポリオレフィン樹脂が92〜70重量部、(a−2)変性されたポリプロピレンが8〜30重量部あることを特徴とする1に記載の樹脂組成物。
3.前記(b)PAN炭素繊維の直径が1〜20μm、樹脂組成物(ペレット)中の重量平均繊維長が0.5mm以上であることを特徴とする1または2記載の樹脂組成物。
4.前記(c)中実のカーボンブラックが、アセチレンブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック、およびチャネルブラックから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする1〜3いずれか記載の樹脂組成物。
射出成形(日本製鋼所社製J110AD、シリンダー温度230℃、金型温度60℃)により、ISO型試験片(4mmt)を得た。得られた試験片をインストロン社製5581型試験にてISO527に準拠して引張試験を実施し、引張破断強さ(MPa)を得た。
前記方法にて作成したISO型試験片の平行部を切り出し、インストロン社製5566型試験にてISO178に準拠して曲げ試験を実施し、曲げ弾性率(GPa)を得た。
前記方法にて作成したISO型試験片の平行部を切り出し、東京試験機社製C1−4−01型試験機を用い、ISO179に準拠してVノッチ付きシャルピー衝撃試験を実施し衝撃値(kJ/cm2)を算出した。
前記方法にて作成した射出成形用樹脂組組成物のペレットを0.8g、500℃で2時間灰化処理して、成形品中の炭素繊維を取り出した。取り出した炭素繊維を3リッターの水とともにビーカーに入れ、超音波洗浄機を用い炭素繊維を水に均一分散させた。先端8Φのスポイトで炭素繊維が均一分散した水溶液を1cc吸い取り、10×10mmの窪みを持つシャーレにサンプリンリングした後乾燥させた。シャーレ中の炭素繊維の写真を撮り、約1000本の長さを計測して平均繊維長を算出した。計算式は下記の通り。
重量平均繊維長=Σ(Mi2×Ni)/Σ(Mi×Ni)
Mi:繊維長(mm)
Ni:個数。
射出成形(日本製鋼所社製J110AD、シリンダー温度230℃、金型温度60℃)により、縦80mm、横80mm、厚さ3mmの角板を作成した。得られた角板の両端10mmを帯ノコで切断し、切断面を荒さ400番のサンドペーパーで平滑化し、電気抵抗測定用試験片を得た。
得られた試験片を図1に示す4端子法で試験片の電気抵抗値を測定した。
前記方法にて作成した角板を図2に示す電気回路で印加試験を実施した。電圧10Vの電圧を付加させ、流れた電流値が2倍となるまでの時間を計測した。
まず構成要素(b)である連続したPAN系炭素繊維束を200℃に過熱しながら開繊させ、溶融させたフェノール系樹脂をギアポンプにて計量し、カーテンコーターにて塗布した。次いで、フェノール系樹脂の溶融温度より50℃高い温度に加熱した雰囲気中の複数のスクイーズバーを通過させることによりフェノール系樹脂を炭素繊維束中に十分含浸させ、連続した炭素繊維束とフェノール系樹脂との複合体を得た(含浸工程)
次に構成要素(a−1)と(a−2)と(c)を72:13:1の比率でブレンドし、押出機のホッパーに投入し、溶融混錬した状態で被覆ダイに押出すと同時に、前記の被覆した複合体を前記被覆ダイ中に連続して供給することにより、構成要素(a−1)と(a−2)と(c)からなる樹脂組成物を前記の複合体に被覆し、押出機の吐出量と複合体の供給量を調整しCF含有量が15wt%の連続繊維強化樹脂ストランドを得た(コーティング工程)。
押出機のホッパーに投入する構成要素(a−1)と(a−2)と(c)および、被覆ダイに供給する複合体量を表1、表2に示す比率とした以外は実施例1と同等とした。
本ペレットの評価結果を表1、表2に示す。
本実施例は比較例1〜6に比べ機械特性と電気抵抗値のバランスに優れるものであった。
実施例1で得られた前記連続繊維強化樹脂組ストランドを100℃以下まで冷却・固化させ、カッターを用いて表1に示すペレット長とした以外は実施例1同等とした。
構成要素(a−1)と(a−2)と(c)を68:12:1の比率でブレンドし2軸押出機のホッパーに投入し、構成要素(b)の連続繊維を押出機のサイドから(a−1)と(a−2)100に対し20wt%となる量を供給し、230℃で溶融混錬した後ガット状に押出し、冷却・固化させ、カッターを用いて3.0mm長に切断して短繊維ペレットを得た。
まず構成要素(b)である連続したピッチ系炭素繊維束を用い、連続した炭素繊維束とフェノール系樹脂との複合体を得た以外は実施例2と同様とした。
(a−1−1):ホモポリプロピレン樹脂(プライムポリマー社製“プライムポリプロ”J137
(a−1−2):ブロックプロピレン樹脂(プライムポリマー社製“プライムポリプロ”J707G
(a−2):変性ポリプロピレン樹脂(三井化学社製“アドマー”QE800)。
(b):直径7μ、PAN系炭素繊維(東レ社製“トレカ”T700S)。
(c−1): ファーネスブッラク(三菱化学社製“三菱カーボンブッラク”MA100)
(c−2):中空導電性カーボン(ライオン社製“ケッチェンブッラク”EC600JD)。
(d−1):軟化点125℃のフェノール系樹脂(ヤスハラケミカル社製“クリアロンP”125)。
(e−1):ペンタエリスリチルテトラキス[3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート](東レ・ファインケミカル製TTHP)。
(e−2):ビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリト−ル−ジ−ホスファイト(旭電化製アデカスタブPEP−36)。
2.電極
3.電流計
4.電圧計
5.スライダック
6.電源
Claims (4)
- (a)ポリプロピレン樹脂と(b)PAN系炭素繊維の合計を100重量部として(a)ポリプロピレン樹脂組成物60〜85重量部、(b)PAN系炭素繊維15〜40重量部、(c)中実のカーボンブラック0.1〜5.0重量部を配合してなり、電気抵抗値が0.01〜100Ω・cmである樹脂組成物。
- 前記(a)ポリプロピレン樹脂が(a−1)未変性のポリオレフィン樹脂と(a−2)変性されたポリプロピレンのブレンドであり、その比率がポリプロピレン樹脂を100重量部として(a−1)未変性のポリオレフィン樹脂が92〜70重量部、(a−2)変性されたポリプロピレンが8〜30重量部あることを特徴とする請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記(b)PAN炭素繊維の直径が1〜20μm、樹脂組成物(ペレット)中の重量平均繊維長が0.5mm以上であることを特徴とする請求項1または2記載の樹脂組成物。
- 前記(c)中実のカーボンブラックが、アセチレンブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック、およびチャネルブラックから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜3いずれか記載の樹脂組成物。
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