JP2016112510A - 硫化物系ガス吸着用積層体 - Google Patents
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Abstract
Description
《態様1》
オレフィン系エラストマーを含む第1のスキン層、並びに
硫化物を吸着する無機吸着剤及びバインダーを含む吸着層
を有する、硫化物系ガス吸着用積層体。
《態様2》
前記第1のスキン層が、オレフィン系エラストマー以外の熱可塑性樹脂をさらに含む、態様1に記載の積層体。
《態様3》
前記無機吸着剤が、銅、鉄、亜鉛、マンガン、コバルト、ニッケル、ジルコニウム、及びランタノイド元素から選ばれる少なくとも1種の金属の塩を含む、態様1又は2に記載の積層体。
《態様4》
前記バインダーが、ポリオレフィン系樹脂、飽和又は不飽和ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、及びこれらの誘導体、並びにこれらの混合物からなる群より選択される樹脂を含む、態様1〜3のいずれか一項に記載の積層体。
《態様5》
前記吸着層の前記第1のスキン層とは反対側に、熱可塑性樹脂を含む第2のスキン層を有する、態様1〜4のいずれか一項に記載の積層体。
《態様6》
前記第2のスキン層の熱可塑性樹脂が、オレフィン系エラストマーを含む、態様5に記載の積層体。
《態様7》
前記第1及び/又は前記第2のスキン層の前記オレフィン系エラストマーが、エチレン−プロピレン共重合体(EPM)、エチレン−ブテン共重合体(EBM)、エチレン−オクテン共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体、プロピレン−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体(EPDM)及びこれらの混合物からなる群より選択される、態様5又は6に記載の積層体。
本発明の硫化物系ガス吸着用積層体は、オレフィン系エラストマーを含む第1のスキン層、並びに硫化物を吸着する無機吸着剤及びバインダーを含む吸着層を有する。ここで、硫化物系ガスとは、硫化水素ガス、メルカプタン系ガス、例えばメタンチオール、エタンチオール等の硫黄を含む物質のガスをいう。
第1のスキン層は、オレフィン系エラストマーを含む。第1のスキン層がオレフィン系エラストマーを含むことによって、硫化物系ガスが第1のスキン層を通して吸着層に容易に到達して、本発明の積層体が硫化物系ガスに対して高い吸着性能を有しているものと考えられる。
第2のスキン層は、熱可塑性樹脂を含む。第2のスキン層は、第1のスキン層と同じ材料で構成されていてもよく、又は異なる材料で構成されていてもよく、すなわち第2のスキン層は、熱可塑性樹脂としてオレフィン系エラストマーを含んでもよく、又は含まなくてもよい。
吸着層は、硫化物を吸着する無機吸着剤及びバインダーを含む。バインダーとしては、第1または第2のスキン層に用いることができる熱可塑性樹脂と同じ樹脂を用いることができ、上記のオレフィン系エラストマーを用いてもよい。
本発明の硫化物系ガス吸着用積層体は、上記の各層の材料を各種の成形方法、例えばプレス成型、インフレーション法、Tダイ法、共押出等の押出成形等することにより製造することができる。これらの中でも特に、インフレーション法又はTダイ法による成形が特に好ましい。
本発明の硫化物系ガス吸着用積層体は、硫化物系固体電解質を用いる全固体型リチウム電池内で用いることで、内部で発生する硫化水素を吸着し、電池の性能を長期間維持させることができる。また、本発明の積層体をLED素子の付近、又はLEDパッケージ若しくはリードフレームの裏に配置することで、LED素子及び銀のリフレクタ部品等の周辺部材の腐食を防止することができる。硫化物系ガスの発生する場所で用いる機器、例えば工場内の生産機械を制御するための回路基板、並びに工場内で用いる表示装置及び通信機の付近に本発明の積層体を用いることで、それらが含む金属部材、例えば銀又は銅の端子の腐食を防止することができる。さらに、硫化物系ガスの濃度が高い下水道、排水処理施設等の金属部材やコンクリート材の付近に本発明の積層体を配置することで、それらの腐食を防止することができる。
各種のオレフィン系エラストマーと、ポリオレフィン系樹脂としてポリプロピレン(F−704NP、株式会社プライムポリマー)とを、表1に記載の割合で配合させて、これをコニカルミキサーで、回転数100rpm、温度190℃で5分混練した。そして、その混練体を、190℃で、40MPaの圧力で30秒間プレスして、50μmの膜厚のフィルムに成形した。
バインダーとして90質量部のポリプロピレン(F−704NP、株式会社プライムポリマー)と、無機吸着剤として10質量部の銅(II)ケイ酸塩系吸着剤(ケスモンNS−20C、東亞合成株式会社)とをTダイ二軸押出機(ラボプラストミル、株式会社東洋精機製作所)で、スクリュー回転数50rpm、ダイス温度190℃、シリンダー温度190℃の条件で、50μmの膜厚のフィルムに成形した。
上記の吸着用フィルムの両面に、上記のスキン層フィルムを重ね合わせて190℃で熱プレスして3層のフィルムからなる実施例1〜6の積層体を作製した。
上記積層体を20mm×20mmにカットし、これをアルミパックに入れた。そのアルミパックに100ppmの硫化水素標準ガス(残部:窒素)を200ml注入し、6日後のアルミパック内の硫化水素量をガスクロマトグラフィーで測定することで、各積層体の単位面積当りの硫化水素吸着量を評価した。比較のため、スキン層を有していない吸収層単層のフィルム(比較例1)及び、ポリプロピレン単体(F−704NP、株式会社プライムポリマー)をスキン層として用いた積層体(比較例2)の吸着量も測定した。
上記の積層体及び吸収層単層のフィルムを30mm×10mmにカットし、ガラス基板に固定して100℃のクリーンオーブンに入れて、一日ごとに脆化の有無を確認した。確認方法は、積層体又はフィルムを90°に折り曲げて、割れた場合には脆化し、割れずに屈曲する場合には脆化していないとした。
これらの結果を以下の表1に示す。
タフマーA4070S:エチレン−ブテン共重合体(EBM);
EP11:エチレン−プロピレン共重合体(EPM)
EP33:エチレン−プロピレン−ジエン共重合体(EPDM)
サーモラン3555B/N:ポリエチレン及び/又はポリプロピレンのマトリクスに、EPM及び/又はEPDMを分散させた動的架橋型熱可塑性エラストマー。
以下の参考例では、吸着層のバインダーに様々な樹脂を用いることで、吸着層による硫化物系ガスの吸着量がどのように変わるかを示す。この実験では、オレフィン系エラストマーが、予想外にも高い硫化物系ガス透過率を有していることを示唆している。
下記の表1に記載のバインダー90質量部と、硫化物系ガスの吸着剤(ケスモンNS−20C、東亞合成株式会社)10質量部とをバンバリーミキサーで、回転数50rpm、温度170℃で10分混練し、吸着剤を含有する混練体を得た。上記混練体をプレス機で温度170℃圧力20MPaで30秒間プレスし、厚み50μmの硫化物系ガス吸着用シートを得た。
次に、オレフィン系エラストマー及び/又はポリプロピレンを含む90質量部の各種のバインダーと、10質量部の硫化物系ガスの吸着剤(ケスモンNS−20C、東亞合成株式会社)とを、バンバリーミキサーで回転数50rpm、170℃で10分混練した。ここで、PPにはノバテックFL02A(日本ポリプロ株式会社)を使用し、熱可塑性エラストマーにはサーモラン(三菱化学株式会社)を使用した。
2 第2のスキン層
3 吸着層
10 硫化物系ガス吸着用積層体
Claims (7)
- オレフィン系エラストマーを含む第1のスキン層、並びに
硫化物を吸着する無機吸着剤及びバインダーを含む吸着層
を有する、硫化物系ガス吸着用積層体。 - 前記第1のスキン層が、オレフィン系エラストマー以外の熱可塑性樹脂をさらに含む、請求項1に記載の積層体。
- 前記無機吸着剤が、銅、鉄、亜鉛、マンガン、コバルト、ニッケル、ジルコニウム、及びランタノイド元素から選ばれる少なくとも1種の金属の塩を含む、請求項1又は2に記載の積層体。
- 前記バインダーが、ポリオレフィン系樹脂、飽和又は不飽和ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、及びこれらの誘導体、並びにこれらの混合物からなる群より選択される樹脂を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の積層体。
- 前記吸着層の前記第1のスキン層とは反対側に、熱可塑性樹脂を含む第2のスキン層を有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の積層体。
- 前記第2のスキン層の熱可塑性樹脂が、オレフィン系エラストマーを含む、請求項5に記載の積層体。
- 前記第1及び/又は前記第2のスキン層の前記オレフィン系エラストマーが、エチレン−プロピレン共重合体(EPM)、エチレン−ブテン共重合体(EBM)、エチレン−オクテン共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体、プロピレン−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体(EPDM)及びこれらの混合物からなる群より選択される、請求項5又は6に記載の積層体。
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