JP2012062452A - 熱可塑性樹脂複合材料及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】グラフェンシートが層状に積層されている層状黒鉛と、界面活性剤とを含む黒鉛原料組成物を粉砕処理し、前記層状黒鉛を解枠して薄片化黒鉛とする粉砕処理工程と、前記粉砕処理工程後に、熱可塑性樹脂に前記粉砕処理された前記黒鉛原料組成物を溶融混練し、前記薄片化黒鉛を熱可塑性樹脂中に分散させる工程とを備える、熱可塑性樹脂複合材料の製造方法。
【選択図】なし
Description
本発明の製造方法では、上記粉砕処理工程後に溶融混練工程を実施する。上記のように、粉砕処理工程において、黒鉛原料組成物中の層状黒鉛が薄片化黒鉛とされている。溶融混練工程では、層状黒鉛が解枠されて薄片化黒鉛とされている上記黒鉛原料組成物を熱可塑性樹脂と共に溶融混練する。溶融混練方法は特に限定されるものではない。すなわち、周知の溶融混練装置を用いることができる。
本発明に係る熱可塑性樹脂複合材料の製造方法では、上記のように、薄片化黒鉛を熱可塑性樹脂と溶融混練した後、成形することにより成形品を得ることができる。成形方法は特に限定されず、射出成形や押出成形を用いることができる。このような成形品は、車両用内装材、電子機器の部品など様々な用途に広く用いることができる。特に、薄片化黒鉛が熱可塑性樹脂中に均一かつ微細に分散されているため、前述したように、高い機械的強度及び高い耐熱性を発現する。
以下、本発明の実施例及び比較例を挙げることにより、本発明の効果を明らかにする。
平均粒径60〜70μmの層状黒鉛を用意した。この層状黒鉛を電子顕微鏡観察により3,000倍に拡大して観察したところ、多数のグラフェンシートが積層しており、かつ複数の層状黒鉛が凝集していることが認められた。上記層状黒鉛20重量部と、界面活性剤としてポリビニルフェノール(積水化学工業(株)製アレルバスター(R))1重量部とを配合し、ビーズミルを用い、粉砕処理により、層状黒鉛を解枠した。粉砕処理に際しては、遊星型ボールミルを用い、直径500μmのジルコ二ア球を粉砕メディアとして用い、100rpmの公転速度で100分間層状黒鉛と界面活性剤とを混練することにより行った。粉砕処理後、ボールミルから解枠された層状黒鉛と界面活性剤とを含む黒鉛原料組成物を取り出した。
用いた界面活性剤を、実施例2では、ステアリン酸マグネシウムに変更したこと、実施例3ではポリオキシエチレンアルキルエーテル(花王(株)社製エマルゲンA60)に変更したこと、並びに配合割合を1重量部から0.2重量部に変更したこと以外は、実施例1と同様にしてシートを成形し、かつサンプルを切り出した。また、実施例1と同様にして引張弾性率を測定した。
比較例1及び2では、粉砕処理に際し界面活性剤を添加せず、溶融混練時に熱可塑性樹脂としてのポリプロピレンと共に、界面活性剤を添加したこと、界面活性剤として比較例1ではマレイン酸変性ポリプロピレン(三洋化成(株)社製ユーメックス1010)を、比較例2ではスチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロック共重合体(SEPS)(クラレ(株)社製セプトン2104)3重量部を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてシートを成形し、評価した。
界面活性剤を用いなかったことを除いては、実施例1と同様にしてシートを成形し、評価した。
実施例1で用意した層状黒鉛を粉砕処理しなかったこと、界面活性剤を用いなかったことを除いては、実施例1と同様にしてシートを成形し、評価した。
Claims (9)
- グラフェンシートが層状に積層されている層状黒鉛と、界面活性剤とを含む黒鉛原料組成物を粉砕処理し、前記層状黒鉛を解枠して薄片化黒鉛とする粉砕処理工程と、
前記粉砕処理工程後に、熱可塑性樹脂に前記粉砕処理された前記黒鉛原料組成物を溶融混練し、前記薄片化黒鉛を熱可塑性樹脂中に分散させる工程とを備える、熱可塑性樹脂複合材料の製造方法。 - 前記界面活性剤が、前記層状黒鉛及び前記熱可塑性樹脂の双方に親和性を有する、請求項1に記載の熱可塑性樹脂複合材料の製造方法。
- 前記界面活性剤が、官能基として、フェニル基、カルボキシル基、水酸基及びアミノ基からなる群から選択された少なくとも1種の官能基を有する請求項1または2に記載の熱可塑性樹脂複合材料の製造方法。
- 前記熱可塑性樹脂がポリオレフィンである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂複合材料の製造方法。
- 前記界面活性剤が、官能基として、炭化水素基及び炭化水素誘導体基の少なくとも1方を含む請求項4に記載の熱可塑性樹脂複合材料の製造方法。
- 前記熱可塑性樹脂100重量部に対し、全黒鉛原料組成物中の層状黒鉛の配合割合が0.1〜40重量部であり、前記界面活性剤の配合割合が0.01〜40重量部の範囲である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂複合材料の製造方法。
- 前記溶融混練工程の後に、溶融混練された熱可塑性樹脂複合材料を成形する成形工程をさらに備える、熱可塑性樹脂複合材料の製造方法。
- 熱可塑性樹脂と、熱可塑性樹脂中に分散されており、層状黒鉛を解枠処理することにより得られた薄片化黒鉛と、界面活性剤とを含み、前記薄片化黒鉛の平均粒径が13.5μm以下である、熱可塑性樹脂複合材料。
- 前記熱可塑性樹脂100重量部に対し、前記薄片化黒鉛が0.1〜40重量部、前記界面活性剤が0.1〜40重量部の割合で配合されている、請求項8に記載の熱可塑性樹脂複合材料。
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