JP2022152125A - 樹脂組成物、樹脂成形体 - Google Patents
樹脂組成物、樹脂成形体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022152125A JP2022152125A JP2021054780A JP2021054780A JP2022152125A JP 2022152125 A JP2022152125 A JP 2022152125A JP 2021054780 A JP2021054780 A JP 2021054780A JP 2021054780 A JP2021054780 A JP 2021054780A JP 2022152125 A JP2022152125 A JP 2022152125A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass
- silane coupling
- parts
- coupling agent
- resin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 229920005989 resin Polymers 0.000 title claims abstract description 50
- 239000011347 resin Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 238000000465 moulding Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims abstract description 66
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims abstract description 51
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims abstract description 51
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 claims abstract description 32
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims description 29
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 claims description 16
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 claims description 16
- -1 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 12
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 7
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 6
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 6
- 229920001955 polyphenylene ether Polymers 0.000 claims description 4
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 2
- 150000003961 organosilicon compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 2
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 abstract description 6
- 230000004927 fusion Effects 0.000 abstract 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 18
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 13
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 13
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 13
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- 239000006082 mold release agent Substances 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 8
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 8
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 4
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- FMRLDPWIRHBCCC-UHFFFAOYSA-L Zinc carbonate Chemical compound [Zn+2].[O-]C([O-])=O FMRLDPWIRHBCCC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 3
- 229910000010 zinc carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000004416 zinc carbonate Nutrition 0.000 description 3
- 239000011667 zinc carbonate Substances 0.000 description 3
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- ZFSLODLOARCGLH-UHFFFAOYSA-N isocyanuric acid Chemical compound OC1=NC(O)=NC(O)=N1 ZFSLODLOARCGLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 125000005395 methacrylic acid group Chemical group 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- GLDOVTGHNKAZLK-UHFFFAOYSA-N octadecan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCO GLDOVTGHNKAZLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 125000005504 styryl group Chemical group 0.000 description 2
- PXQLVRUNWNTZOS-UHFFFAOYSA-N sulfanyl Chemical class [SH] PXQLVRUNWNTZOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 2
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropan-1-amine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCN SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KBQVDAIIQCXKPI-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropyl prop-2-enoate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOC(=O)C=C KBQVDAIIQCXKPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PRKPGWQEKNEVEU-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-n-(3-triethoxysilylpropyl)pentan-2-imine Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN=C(C)CC(C)C PRKPGWQEKNEVEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002972 Acrylic fiber Polymers 0.000 description 1
- 238000004438 BET method Methods 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007945 N-acyl ureas Chemical class 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A dialuminum;hexamagnesium;carbonate;hexadecahydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Al+3].[Al+3].[O-]C([O-])=O GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A 0.000 description 1
- OTARVPUIYXHRRB-UHFFFAOYSA-N diethoxy-methyl-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CCO[Si](C)(OCC)CCCOCC1CO1 OTARVPUIYXHRRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PKTOVQRKCNPVKY-UHFFFAOYSA-N dimethoxy(methyl)silicon Chemical compound CO[Si](C)OC PKTOVQRKCNPVKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 229960001545 hydrotalcite Drugs 0.000 description 1
- 229910001701 hydrotalcite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 1
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 1
- ULNRRNBMNIIOJK-UHFFFAOYSA-N isocyanatourea Chemical compound NC(=O)NN=C=O ULNRRNBMNIIOJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000011302 mesophase pitch Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- PHQOGHDTIVQXHL-UHFFFAOYSA-N n'-(3-trimethoxysilylpropyl)ethane-1,2-diamine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCNCCN PHQOGHDTIVQXHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MQWFLKHKWJMCEN-UHFFFAOYSA-N n'-[3-[dimethoxy(methyl)silyl]propyl]ethane-1,2-diamine Chemical compound CO[Si](C)(OC)CCCNCCN MQWFLKHKWJMCEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KBJFYLLAMSZSOG-UHFFFAOYSA-N n-(3-trimethoxysilylpropyl)aniline Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCNC1=CC=CC=C1 KBJFYLLAMSZSOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GOQYKNQRPGWPLP-UHFFFAOYSA-N n-heptadecyl alcohol Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCCO GOQYKNQRPGWPLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000000088 plastic resin Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- JXUKBNICSRJFAP-UHFFFAOYSA-N triethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCOCC1CO1 JXUKBNICSRJFAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DQZNLOXENNXVAD-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[2-(7-oxabicyclo[4.1.0]heptan-4-yl)ethyl]silane Chemical compound C1C(CC[Si](OC)(OC)OC)CCC2OC21 DQZNLOXENNXVAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOCC1CO1 BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L81/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of polysulfones; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L81/04—Polysulfides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
- H01M50/383—Flame arresting or ignition-preventing means
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/54—Silicon-containing compounds
- C08K5/541—Silicon-containing compounds containing oxygen
- C08K5/5415—Silicon-containing compounds containing oxygen containing at least one Si—O bond
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
- C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
- C08K7/06—Elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
- H01M50/122—Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/14—Primary casings; Jackets or wrappings for protecting against damage caused by external factors
- H01M50/143—Fireproof; Explosion-proof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
【課題】高温ガスや火炎の噴射による溶融、変形、流動化を抑制できる樹脂組成物、およびこれを用いた樹脂成形体を提供する。【解決手段】熱可塑性樹脂１００質量部に対して、炭素繊維を２質量部以上７０質量部以下、シランカップリング剤を０．３質量部以上７質量部以下の範囲で含むことを特徴とする。【選択図】なし
Description
本発明は、耐火性の樹脂組成物、およびこれを用いた樹脂成形体に関する。
近年、各種装置の軽量化のため、従来は金属で形成されていた構成部材の外装体などを樹脂材料で形成することが多くなっている。例えば、リチウムイオン２次電池（以下、「電池」ということもある）の外装体なども、軽量化のために樹脂材料によって形成することが多くなっている。こうした電池は、小型化とともに高エネルギー密度化が進む（エネルギー密度が３００Ｗｈ／ｋｇ以上）にともなって、利用の仕方によっては発熱によって高温になるなどの虞がある。このため、電池や電池パックにおける安全性がより重要となっている。
例えば、リチウムイオン２次電池は、過充電や過放電されたり、あるいは予期せぬ衝撃が加わって内部短絡や外部短絡が生じると熱暴走を起こす虞がある。熱暴走が起こったリチウムイオン２次電池は、ガスが発生して電池の内圧を上昇させる。このような状況が起こると、内圧上昇で外装缶が破裂するなどの可能性があるため、これら電池においては、ガス抜きのための排気孔や安全弁などが設けられている。
しかしながら、熱暴走を起こしたリチウムイオン２次電池に設けられたガス抜きのための排気孔や安全弁からは、高温の火炎や高温・高圧のガスが噴出し、その温度は最高温度が９９９℃を超えるケースもあり、これによる樹脂材料の変形や溶融が生じる懸念があった。また、自動車火災などではリチウムイオン２次電池が外部火炎にさらされることで、外部からの熱によってリチウムイオン２次電池から高温高圧の火炎が噴射し、乗組員や周辺部品に二次被害が生じるおそれがあった。
このような火炎や高温ガスの噴出による変形や溶融を抑制可能な樹脂材料として、例えば、特許文献１には、繊維状物質を添加することによって、高温環境での流動化を抑制可能な難燃樹脂組成物が開示されている。
また、特許文献２には、シランカップリング剤で前処理を行った炭素繊維を含むポリフェニレンスルフィド樹脂組成物が開示されている。
また、特許文献２には、シランカップリング剤で前処理を行った炭素繊維を含むポリフェニレンスルフィド樹脂組成物が開示されている。
しかしながら、近年の電池の高エネルギー密度化により、熱暴走時に生じる火炎の出力が各段に大きくなった。近年急速に普及したリチウムイオン二次電池の発火時には、その火炎の出力は１０００Ｗ程度になるとされている。火炎による溶融変形の評価は、アメリカ保険業者安全試験所が策定する製品安全規格（ＵＬ規格）であっても出力５００Ｗの火炎でしか実施されておらず、出力１０００Ｗを超えるような条件では、特許文献１や特許文献２に開示された樹脂組成物であっても溶融、流動化する虞があった。
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、高温ガスや火炎の噴射による溶融、変形、流動化を抑制できる樹脂組成物、およびこれを用いた樹脂成形体を提供することを目的とする。
本発明者は、樹脂組成物を、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、炭素繊維を２質量部以上７０質量部以下、シランカップリング剤を０．３質量部以上７質量部以下の範囲で含む構成にすることで、１０００Ｗ以上の火炎に接炎した際の溶融変形量を抑制できることを見出した。
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明の樹脂組成物は、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、炭素繊維を２質量部以上７０質量部以下、シランカップリング剤を０．３質量部以上７質量部以下の範囲で含むことを特徴とする。
即ち、本発明の樹脂組成物は、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、炭素繊維を２質量部以上７０質量部以下、シランカップリング剤を０．３質量部以上７質量部以下の範囲で含むことを特徴とする。
本発明によれば、熱可塑性樹脂を１００質量部に対して、炭素繊維を２質量部以上７０質量部以下、シランカップリング剤を０．３質量部以上７．０質量部以下の割合で含有することによって、例えば、１０００Ｗ程度の火炎の放射を行っても、溶融変形や流動化を抑制することが可能な樹脂組成物を得ることができる。
また、本発明では、前記炭素繊維に対する前記シランカップリング剤の含有割合（シランカップリング剤／炭素繊維）が０．０１以上であってもよい。
また、本発明では、前記炭素繊維が１５質量部以上７０質量部以下、または、前記炭素繊維に対する前記シランカップリング剤の含有割合（シランカップリング剤／炭素繊維）が０．１以上であってもよい。
また、本発明では、前記熱可塑性樹脂は、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリカーボネートのうち、少なくとも１つを含んでいてもよい。
また、本発明では、前記シランカップリング剤は、有機ケイ素化合物およびシロキサン化合物の少なくとも一方であってもよい。
また、本発明では、前記有機ケイ素化合物は、アミン系シランカップリング剤およびエポキシ系シランカップリング剤の少なくとも一方であってもよい。
また、本発明では、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、更にフッ素樹脂を１質量部以上５０質量部以下の範囲で含んでいてもよい。
本発明の樹脂成形体は、前記各項に記載の樹脂組成物を用いた樹脂成形体であって、安全弁または排気孔を有する１個以上のリチウムイオン２次電池セルの外周に、少なくとも前記安全弁または前記排気孔を覆うように付設されることを特徴とする。
以上のように本発明によれば、高温ガスや火炎の噴射による溶融、変形、流動化を抑制できる樹脂組成物、およびこれを用いた樹脂成形体を提供することができる。
以下、本発明の一実施形態の樹脂組成物およびこれを用いた樹脂成形体について、図面を適宜参照しながら詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。以下の説明において例示される材質、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その効果を奏する範囲で適宜変更して実施することが可能である。
（樹脂組成物）
本発明の一実施形態の樹脂組成物は、熱可塑性樹脂と、炭素繊維と、シランカップリング剤とを混合したものから構成されている。この樹脂組成物は、熱可塑性樹脂を１００質量部に対して、炭素繊維を２質量部以上７０質量部以下、シランカップリング剤を０．３質量部以上７．０質量部以下の割合で含有している。
また、この樹脂組成物は、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、更にフッ素樹脂を１質量部以上５０質量部以下の範囲で含有していてもよい。
本発明の一実施形態の樹脂組成物は、熱可塑性樹脂と、炭素繊維と、シランカップリング剤とを混合したものから構成されている。この樹脂組成物は、熱可塑性樹脂を１００質量部に対して、炭素繊維を２質量部以上７０質量部以下、シランカップリング剤を０．３質量部以上７．０質量部以下の割合で含有している。
また、この樹脂組成物は、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、更にフッ素樹脂を１質量部以上５０質量部以下の範囲で含有していてもよい。
また、樹脂組成物に含まれる炭素繊維に対するシランカップリング剤の含有割合（シランカップリング剤／炭素繊維）を０．０１以上にすることも好ましい。
また、樹脂組成物に含まれる炭素繊維を１５質量部以上７０質量部以下、または、炭素繊維に対するシランカップリング剤の含有割合（シランカップリング剤／炭素繊維）を０．１以上にすることも好ましい。
樹脂組成物に用いる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド６（ＰＡ６）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍＰＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）のいずれか一種または二種以上の混合物が挙げられる。
このうち、ＰＰＳは、融点（２７８℃）およびガラス転移温度（９２～１２６℃）が高いため、熱可塑性樹脂として特に好ましい。樹脂組成物に好適な熱可塑性樹脂であるＰＰＳとしては、酸素存在下で熱処理を行い溶融粘度を高めた酸化架橋型ＰＰＳ、重合系列中に塩化リチウム、有機酸塩、水などを添加して直鎖状のまま分子量を高めた直鎖型ＰＰＳのいずれも用いることができる。また、酸化架橋型ＰＰＳと直鎖型ＰＰＳを混合して用いることもできる。
樹脂組成物に好適な炭素繊維としては、アクリル繊維を使ったＰＡＮ（polyacrylonitrile）系炭素繊維、ピッチを使ったピッチ系炭素繊維のいずれも用いることができる。本実施形態では、炭素繊維としてピッチ系炭素繊維を用いた。
ピッチ系炭素繊維としては、等方性ピッチ系炭素繊維と、メソフェーズピッチ系炭素繊維があるが、いずれのピッチ系炭素繊維も用いることができる。
樹脂組成物に用いる炭素繊維の形状例としては、単繊維の繊維径が１～２０μｍ、平均繊維長が０．０１～１０ｍｍ、アスペクト比が１．５～１３００程度である。
ピッチ系炭素繊維としては、等方性ピッチ系炭素繊維と、メソフェーズピッチ系炭素繊維があるが、いずれのピッチ系炭素繊維も用いることができる。
樹脂組成物に用いる炭素繊維の形状例としては、単繊維の繊維径が１～２０μｍ、平均繊維長が０．０１～１０ｍｍ、アスペクト比が１．５～１３００程度である。
樹脂組成物に含まれるシランカップリング剤は、燃焼時の樹脂組成物の溶融落下を抑制させることができる。
樹脂組成物に含まれるシランカップリング剤としては、例えば、有機ケイ素化合物およびシロキサン化合物の少なくとも一方であればよい。また、シランカップリング剤は、アミン系シランカップリング剤およびエポキシ系シランカップリング剤の少なくとも一方であればよい。アミン系シランカップリング剤とエポキシ系シランカップリング剤とを比較した場合、アミノ末端を有するアミン系シランカップリング剤がより好ましい。
樹脂組成物に含まれるシランカップリング剤としては、例えば、有機ケイ素化合物およびシロキサン化合物の少なくとも一方であればよい。また、シランカップリング剤は、アミン系シランカップリング剤およびエポキシ系シランカップリング剤の少なくとも一方であればよい。アミン系シランカップリング剤とエポキシ系シランカップリング剤とを比較した場合、アミノ末端を有するアミン系シランカップリング剤がより好ましい。
アミン系シランカップリング剤としては、例えば、３－アミノプロピルトリエトキシシラン、３－アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ－２－（アミノエチル）－３－アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ－２－（アミノエチル）－３－アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ－フェニル－３－アミノプロピルトリメトキシシラン、３－トリエトキシシリル－Ｎ－（１，３－ジメチル-ブチリデン）プロピルアミンなどを例示することができる。
また、エポキシ系シランカップリング剤としては、例えば、３－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、３－グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、２－（３，４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシランなどを例示することができる。
更に、樹脂組成物に含まれるシランカップリング剤としては、アクリル系（例えば、３－アクリロキシプロピルトリメトキシシラン）、ビニル系、メタクリル系、スチリル系、ウレイド系、イソシアネート系、イソシアヌレート系、メルカプト系などの各種シランカップリング剤を用いることもできる。
また、シランカップリング剤として、上述したアミン系シランカップリング剤、エポキシ系シランカップリング剤、アクリル系、ビニル系、メタクリル系、スチリル系、ウレイド系、イソシアネート系、イソシアヌレート系、メルカプト系等の液状シランカップリング剤以外に、固形状シランカップリング剤を用いることもできる。
固形状シランカップリング剤としては、例えば、Ｘ－１２－１２７３ＥＳ（信越化学工業株式会社製）等が挙げられる。
液状シランカップリング剤と固形状シランカップリング剤を比較した場合、液状シランカップリング剤としては官能基があり反応性が望める(原理的に高い効果が期待できる)という点で優れ、固形状シランカップリング剤としては扱いが簡便という点で優れている。
固形状シランカップリング剤としては、例えば、Ｘ－１２－１２７３ＥＳ（信越化学工業株式会社製）等が挙げられる。
液状シランカップリング剤と固形状シランカップリング剤を比較した場合、液状シランカップリング剤としては官能基があり反応性が望める(原理的に高い効果が期待できる)という点で優れ、固形状シランカップリング剤としては扱いが簡便という点で優れている。
樹脂組成物にフッ素樹脂を含ませる場合、フッ素樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が挙げられる。ＰＴＦＥは、粉末状態のものを用いることが好ましい。例えば、平均粒子径が１０～３０μｍ、ＢＥＴ法による比表面積が０．５～５ｍ２／ｇのＰＴＦＥ粉末を用いることができる。フッ素樹脂は、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、フッ素樹脂を１質量部以上５０質量部以下の範囲で含んでもよい。フッ素樹脂としては、例えば、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等が挙げられる。
樹脂組成物には、更に着色剤としてカーボンブラック、離型剤としてポリオレフィンワックスやステアリルアルコールなど、および金型腐食防止剤としてハイドロタルサイトや炭酸亜鉛などが含まれていてもよい。
以上の様な樹脂組成物の作製は、公知の製造方法を適用すればよい。
例えば、二軸押出機に、熱可塑性樹脂、炭素繊維、シランカップリング剤、金型腐食防止剤、離型剤を投入し、例えば、混練加工温度を２７０℃以上３００℃以下、スクリュー回転数を１００ｒｐｍ以上３００ｒｐｍ以下に管理しつつ、混練加工時間を３０分以上６０分以下として造粒することで、ペレット状の樹脂組成物を形成することができる。
例えば、二軸押出機に、熱可塑性樹脂、炭素繊維、シランカップリング剤、金型腐食防止剤、離型剤を投入し、例えば、混練加工温度を２７０℃以上３００℃以下、スクリュー回転数を１００ｒｐｍ以上３００ｒｐｍ以下に管理しつつ、混練加工時間を３０分以上６０分以下として造粒することで、ペレット状の樹脂組成物を形成することができる。
なお、こうした混練加工の際に、まず、熱可塑性樹脂とシランカップリング剤とをブレンドしてから、次に炭素繊維を加えてブレンド後に混錬することが好ましい。これにより、熱可塑性樹脂に対してシランカップリング剤を均一に分散させることができ、火炎による流動及び変形の抑制機能を高めることができる。
具体的には、熱可塑性樹脂、シランカップリング剤をドライブレンドし、更に炭素繊維、金型腐食防止剤、離型剤、着色剤をドライブレンドし、二軸押出機のメインフィーダーからドライブレンドした原料を吐出し混錬してもよく、別の方法としては、熱可塑性樹脂、シランカップリング剤をドライブレンドし、更に金型腐食防止剤、離型剤、着色剤をドライブレンドし、二軸押出機のメインフィーダーからドライブレンドした原料を吐出しながら、サイドフィーダーから炭素繊維を吐出して混錬してもよい。このサイドフィーダーから炭素繊維を供給する方法で製造することで、ドライブレンドする際に炭素繊維の繊維長が短くなることも防止できる。
具体的には、熱可塑性樹脂、シランカップリング剤をドライブレンドし、更に炭素繊維、金型腐食防止剤、離型剤、着色剤をドライブレンドし、二軸押出機のメインフィーダーからドライブレンドした原料を吐出し混錬してもよく、別の方法としては、熱可塑性樹脂、シランカップリング剤をドライブレンドし、更に金型腐食防止剤、離型剤、着色剤をドライブレンドし、二軸押出機のメインフィーダーからドライブレンドした原料を吐出しながら、サイドフィーダーから炭素繊維を吐出して混錬してもよい。このサイドフィーダーから炭素繊維を供給する方法で製造することで、ドライブレンドする際に炭素繊維の繊維長が短くなることも防止できる。
そして、得られた樹脂組成物を押出機による押出し成形やプレス機によるプレス成形、射出成形機による射出成形等の公知の成形方法で成形することにより、樹脂成形体を作製することができる。
本実施形態の樹脂組成物によれば、熱可塑性樹脂を１００質量部に対して、炭素繊維を２質量部以上７０質量部以下、シランカップリング剤を０．３質量部以上７．０質量部以下の割合で含有することによって、例えば、１０００Ｗ程度の火炎の放射を行っても、溶融変形や流動化を抑制することが可能になる。
（樹脂成形体）
図１は、本発明の一実施形態に係る樹脂成形体が付設されるリチウムイオン２次電池セルの斜視図である。
このリチウムイオン２次電池セル１は、角型の電池セルであり、電池容器である外装缶２の上面には、正極端子３及び負極端子４が設けられると共に、その間に安全弁５が設けられている。
図１は、本発明の一実施形態に係る樹脂成形体が付設されるリチウムイオン２次電池セルの斜視図である。
このリチウムイオン２次電池セル１は、角型の電池セルであり、電池容器である外装缶２の上面には、正極端子３及び負極端子４が設けられると共に、その間に安全弁５が設けられている。
安全弁５は、リチウムイオン２次電池セル１が熱暴走して内圧が上昇した場合に作動して、高温・高圧のガスを噴出して外装缶２が破裂するのを防止する。
リチウムイオン２次電池セル１の熱暴走が発生した場合には、過熱によって、発火する虞があり、安全弁５から噴出する高温・高圧ガスが一気に広範囲に広がると、延焼、焼損を防止するのが困難となる。
そこで、この実施形態では、図２、図３、及び、図３のＡ－Ａ線断面図である図４に示されるように、可撓性を有するシート状の樹脂成形体６を、絶縁シート７を介してリチウムイオン２次電池セル１の外周に、少なくとも安全弁５を覆うように付設している。なお、樹脂成形体６が絶縁材料である場合や、絶縁性が必要ない場合は、絶縁シート７を介さなくてもよい。
この実施形態では、絶縁シート７及びシート状の樹脂成形体６は、いずれも矩形の略同じサイズであって、直方体のリチウムイオン２次電池セル１の安全弁５を含む上面を覆うと共に、正面及び背面（図４の左右の面）の上部を覆うように付設される。
リチウムイオン２次電池セル１の正極端子３及び負極端子４にそれぞれ接続される図示しないリード線は、絶縁シート７及び樹脂成形体６によって覆われていない側面を利用して引出される。
絶縁シート７及びシート状の樹脂成形体６が付設されたリチウムイオン２次電池セル１は、図示しない外装ケースに収容される。この外装ケース内では、リチウムイオン２次電池セル１の正面及び背面の上部を覆う樹脂成形体６が、外装ケースの内壁面によって押圧されることによって樹脂成形体６が保持される。
この実施形態の樹脂成形体６は、前述した一実施形態の樹脂組成物を成形硬化したものであって、この樹脂成形体６は、例えば、ＪＩＳ Ｈ７９０３：２００８に準じて、一方向熱流定常比較法（ＳＣＨＦ）で測定した熱伝導度（測定温度：５０℃）が、１．０Ｗ／ｍ・Ｋ未満である。
この熱伝導度が、１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であると、リチウムイオン２次電池が熱暴走を起こした場合、安全弁や排出孔から噴出する高温・高圧のガスによって、樹脂成形体６を介して樹脂成形体６の外周の部材、例えば、シート状の樹脂成形体６によって覆われたリチウムイオン２次電池セル１を収容した外装ケースに熱が伝導し、外装ケースを溶融変形させてしまう懸念がある。
この熱伝導度は、低い程好ましいのであるが、その下限は、例えば、０．１Ｗ／ｍ・Ｋである。
また、樹脂成形体６の安全弁５を覆う部分の厚さ、この実施形態では、樹脂成形体６は、均一な厚さのシート状であり、このシート状の樹脂成形体６の厚さは、０．５ｍｍ以上、１０．０ｍｍ以下であればよく、０．７ｍｍ以上、５ｍｍ以下であるのが好ましく、１．０ｍｍ以上２ｍｍ以下がより好ましい。
この厚さが、０．５ｍｍ未満であると、安全弁５より噴出する高温・高圧のガスで樹脂成形体６に貫通孔が生じ、貫通孔から高温・高圧のガスが噴出し、絶縁シート７及びシート状の樹脂成形体６によって覆われたリチウムイオン２次電池セル１より外の部材に延焼、焼損させてしまう懸念がある。また、貫通孔が、空気（酸素）の供給口となり、絶縁シート７及びシート状の樹脂成形体６によって覆われたリチウムイオン２次電池セル１自身の延焼・焼損を拡大させてしまう懸念がある。
シート状の樹脂成形体６の厚さが、１０．０ｍｍを超えると、高温・高圧のガスは遮断できる、すなわち、貫通孔は生じないが、樹脂成形体６が大型化し、成形加工が煩雑になる。また、リチウムイオン２次電池セル１を収容する既存の外装ケースに収容するのが困難となる。
樹脂成形体６の表面の硬さは、ＪＩＳ Ｋ７２１５に基づいて、樹脂成形体の厚さが２ｍｍのシートを用いてタイプＤデュロメータで測定した値が、５０以上であることが好ましい。この表面の硬さが、５０未満であると安全弁５より噴出する高温・高圧のガス（特に、圧力（噴出力）の影響）で樹脂成形体６が破損したり、貫通孔が生じたりする懸念がある。この表面の硬さの上限値は、上記規格における適正値上限としては９０であるが、成形可能な範囲であれば９０を超えてもよい。なお、一般的な測定装置では、１００程度まで測定でき、測定装置で表示される樹脂成形体６の表面の硬さとして１００以下であってもよい。
以上のように本実施形態の樹脂成形体６は、前述した樹脂組成物を用いて、リチウムイオン２次電池セル１の安全弁５を覆うように形成されるので、リチウムイオン２次電池が熱暴走を起こしても、安全弁５から噴出する高温・高圧のガスによって、樹脂成形体６に貫通孔が生じることがなく、高温・高圧のガスの噴出による延焼、焼損を抑制することができる。
（難燃性評価１）
以下、難燃性評価１として、シランカップリング剤の種類、熱可塑性樹脂１００質量部に対するＰＴＦＥ、炭素繊維、シランカップリング剤、離型剤、着色料および金型腐食防止剤の混合量（組成割合）を変えた本発明例１～１９および比較例１～３の樹脂組成物（試料）を作成した。それぞれの試料の組成割合（質量部）を表１に示す。表１に示す各成分を秤取ってドライブレンドし、その後、二軸押出機を用いて造粒することにより、本発明例１～１９および比較例１～３の各樹脂組成物を造粒した。この造粒物を用いて射出成型を実施し、試料を得た。
以下、難燃性評価１として、シランカップリング剤の種類、熱可塑性樹脂１００質量部に対するＰＴＦＥ、炭素繊維、シランカップリング剤、離型剤、着色料および金型腐食防止剤の混合量（組成割合）を変えた本発明例１～１９および比較例１～３の樹脂組成物（試料）を作成した。それぞれの試料の組成割合（質量部）を表１に示す。表１に示す各成分を秤取ってドライブレンドし、その後、二軸押出機を用いて造粒することにより、本発明例１～１９および比較例１～３の各樹脂組成物を造粒した。この造粒物を用いて射出成型を実施し、試料を得た。
樹脂組成物の製造に使用した原料は以下の通りである。
（１）ＰＰＳ：ポリフェニレンサルファイド
（２）シランカップリング剤：
（２－１）アミン系：液状シランカップリング剤
（２－２）エポキシ系：液状シランカップリング剤
（２－３）アクリル系：液状シランカップリング剤
（２－４）固体系：固形状シランカップリング剤
（３）炭素繊維：ピッチ系炭素繊維、平均繊維長０．３６ｍｍ、繊維径１３μｍ、アスペクト比２８
（４）フッ素樹脂（ＰＴＦＥ）：粉末状、平均粒子径１８μｍ、ＢＥＴ比表面積２ｍ２／ｇ
（５）着色剤：カーボンブラック
（６）離型剤：ポリオレフィンワックス
（７）金型腐食防止剤：炭酸亜鉛（ＺｎＣＯ３）
（１）ＰＰＳ：ポリフェニレンサルファイド
（２）シランカップリング剤：
（２－１）アミン系：液状シランカップリング剤
（２－２）エポキシ系：液状シランカップリング剤
（２－３）アクリル系：液状シランカップリング剤
（２－４）固体系：固形状シランカップリング剤
（３）炭素繊維：ピッチ系炭素繊維、平均繊維長０．３６ｍｍ、繊維径１３μｍ、アスペクト比２８
（４）フッ素樹脂（ＰＴＦＥ）：粉末状、平均粒子径１８μｍ、ＢＥＴ比表面積２ｍ２／ｇ
（５）着色剤：カーボンブラック
（６）離型剤：ポリオレフィンワックス
（７）金型腐食防止剤：炭酸亜鉛（ＺｎＣＯ３）
そして、本発明例１～１９および比較例１～３のそれぞれの樹脂組成物について、難燃性評価（難燃性評価１）を行った。難燃性評価１の試験方法は、出力５５８０Ｗのバーナーを垂直下向きに固定し、１００ｍｍ×１２０ｍｍ×２ｍｍｔの樹脂組成物（試料）を用意し、それぞれの試料をバーナーの火口から１７０ｍｍの位置に床と水平に配置した。そして、バーナーに点火して、それぞれの試料に対して火炎を当てることによって行った。この難燃性評価１の結果を表１に示す。
試料とバーナーの火口との距離：１７０ｍｍ
ドラフトによる局所排気
火力：５５８０Ｗ
気温：１８℃
湿度：５５％ＲＨ
天候：晴れ
試験は試料の一部が溶融して床面に落下した時点で終了とした。
ドラフトによる局所排気
火力：５５８０Ｗ
気温：１８℃
湿度：５５％ＲＨ
天候：晴れ
試験は試料の一部が溶融して床面に落下した時点で終了とした。
難燃性評価１の評価基準は、変形量が１０ｍｍに達する時間（長いほど難燃性が高い）によって行った。
Ａ：１１３秒以上
Ｂ：７４秒以上～１１３秒未満
Ｃ：６３秒以上～７４秒未満
Ｄ：４９秒以上～６３秒未満
Ｅ：４９秒未満
Ａ：１１３秒以上
Ｂ：７４秒以上～１１３秒未満
Ｃ：６３秒以上～７４秒未満
Ｄ：４９秒以上～６３秒未満
Ｅ：４９秒未満
表１に示す難燃性評価１によれば、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、炭素繊維を２質量部以上７０質量部以下、シランカップリング剤を０．３質量部以上７質量部以下の範囲で含む本発明例１～１９の樹脂組成物は、１０ｍｍ変形量が少なくとも４９秒以上であり、良好な難燃性を確保できることが確認できた。
一方、炭素繊維かシランカップリング剤のいずれか一方を含まない、あるいは両方を含まない比較例１～３の樹脂組成物は、１０ｍｍ変形量が４９秒未満であり、難燃性を確保できず、火炎によって容易に溶融変形してしまうことが確認された。
一方、炭素繊維かシランカップリング剤のいずれか一方を含まない、あるいは両方を含まない比較例１～３の樹脂組成物は、１０ｍｍ変形量が４９秒未満であり、難燃性を確保できず、火炎によって容易に溶融変形してしまうことが確認された。
（難燃性評価２）
次に、難燃性評価２として、熱可塑性樹脂１００質量部に対する炭素繊維、シランカップリング剤、離型剤、着色料および金型腐食防止剤の混合量（組成割合）を一定にして、熱可塑性樹脂の種類だけを変えた本発明例７、２０～２４の樹脂組成物（試料）を作成した。また、熱可塑性樹脂だけの比較例４～７の樹脂組成物（試料）を作成した。それぞれの試料の組成割合（質量部）を表２に示す。表２に示す各成分を秤取ってドライブレンドし、その後二軸押出機を用いて造粒することにより、本発明例７、２０～２４の各樹脂組成物を造粒した。この造粒物を用いて射出成形を実施し、試料を得た。また、比較例４～７の各熱可塑性樹脂を用意した。
次に、難燃性評価２として、熱可塑性樹脂１００質量部に対する炭素繊維、シランカップリング剤、離型剤、着色料および金型腐食防止剤の混合量（組成割合）を一定にして、熱可塑性樹脂の種類だけを変えた本発明例７、２０～２４の樹脂組成物（試料）を作成した。また、熱可塑性樹脂だけの比較例４～７の樹脂組成物（試料）を作成した。それぞれの試料の組成割合（質量部）を表２に示す。表２に示す各成分を秤取ってドライブレンドし、その後二軸押出機を用いて造粒することにより、本発明例７、２０～２４の各樹脂組成物を造粒した。この造粒物を用いて射出成形を実施し、試料を得た。また、比較例４～７の各熱可塑性樹脂を用意した。
樹脂組成物の製造に使用した原料は以下の通りである。
（１）ＰＰＳ：ポリフェニレンサルファイド
（２）ＰＢＴ：ポリブチレンテレフタレート
（３）ＰＡ６：ポリアミド６
（４）ｍＰＰＥ：変性ポリフェニレンエーテル
（５）ＰＣ：ポリカーボネート
（６）ＰＰ：ポリプロピレン
（７）炭素繊維ピッチ系炭素繊維、平均繊維長０．３６ｍｍ、繊維径１３μｍ、アスペクト比２８
（８）ＰＴＦＥ：フッ素樹脂粉末状、平均粒子径１８μｍ、ＢＥＴ比表面積２ｍ２／ｇ
（９）着色剤：カーボンブラック
（１０）離型剤：ポリオレフィンワックス）
（１１）金型腐食防止剤：炭酸亜鉛（ＺｎＣＯ３）
（１）ＰＰＳ：ポリフェニレンサルファイド
（２）ＰＢＴ：ポリブチレンテレフタレート
（３）ＰＡ６：ポリアミド６
（４）ｍＰＰＥ：変性ポリフェニレンエーテル
（５）ＰＣ：ポリカーボネート
（６）ＰＰ：ポリプロピレン
（７）炭素繊維ピッチ系炭素繊維、平均繊維長０．３６ｍｍ、繊維径１３μｍ、アスペクト比２８
（８）ＰＴＦＥ：フッ素樹脂粉末状、平均粒子径１８μｍ、ＢＥＴ比表面積２ｍ２／ｇ
（９）着色剤：カーボンブラック
（１０）離型剤：ポリオレフィンワックス）
（１１）金型腐食防止剤：炭酸亜鉛（ＺｎＣＯ３）
そして、本発明例７、２０～２４および比較例４～７のそれぞれの樹脂組成物について、難燃性評価（難燃性評価２）を行った。難燃性評価２の試験方法は、出力５５８０Ｗのバーナーを垂直下向きに固定し、１００ｍｍ×１２０ｍｍ×２ｍｍｔの樹脂組成物（試料）を用意し、それぞれの試料をバーナーの火口から２００ｍｍの位置に床と水平に配置した。そして、バーナーに点火して、それぞれの試料に対して火炎を当てることによって行った。この難燃性評価２の結果を表２に示す。
試料とバーナーの火口との距離：２００ｍｍ
ドラフトによる局所排気
火力：５５８０Ｗ
気温：１８℃
湿度：５５％ＲＨ
天候：晴れ
ドラフトによる局所排気
火力：５５８０Ｗ
気温：１８℃
湿度：５５％ＲＨ
天候：晴れ
難燃性評価１の評価基準は、バーナーの燃焼開始後４０秒経過時点での各試料の変形量を測定することで行った。
良：バーナー燃焼開始後４０秒経過時点での試料の変形量が２ｍｍ未満。
可：バーナー燃焼開始後４０秒経過時点での試料の変形量が２ｍｍ以上２０ｍｍ未満。
不可：バーナー燃焼開始後４０秒経過時点での試料の変形量が２０ｍｍ以上、または溶融樹脂の滴下発生。
良：バーナー燃焼開始後４０秒経過時点での試料の変形量が２ｍｍ未満。
可：バーナー燃焼開始後４０秒経過時点での試料の変形量が２ｍｍ以上２０ｍｍ未満。
不可：バーナー燃焼開始後４０秒経過時点での試料の変形量が２０ｍｍ以上、または溶融樹脂の滴下発生。
表２に示す結果によれば、熱可塑性樹脂としてＰＰＳ、ＰＢＴ、ＰＡ６をそれぞれ用い、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、炭素繊維を２質量部以上７０質量部以下、シランカップリング剤を０．３質量部以上７質量部以下の範囲で含む本発明例７、２０、２１が最も難燃性に優れていることが確認された。また、熱可塑性樹脂としてｍＰＰＥ、ＰＣ、ＰＰをそれぞれ用い、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、炭素繊維を２質量部以上７０質量部以下、シランカップリング剤を０．３質量部以上７質量部以下の範囲で含む本発明例２２～２４に関しても、優れた難燃性を示すことが確認された。
一方、熱可塑性樹脂だけで炭素繊維やシランカップリング剤を含まない比較例４～７は、いずれも４０秒経過以前に変形量が２０ｍｍ以上か溶融樹脂の滴下が発生しており、難燃性樹脂として用いることは困難であることが確認された。
一方、熱可塑性樹脂だけで炭素繊維やシランカップリング剤を含まない比較例４～７は、いずれも４０秒経過以前に変形量が２０ｍｍ以上か溶融樹脂の滴下が発生しており、難燃性樹脂として用いることは困難であることが確認された。
なお、上述した難燃性評価１、２では、それぞれ金型腐食防止剤、離型剤、および着色剤を含んでいる試料があるが、本発明の樹脂成形体を構成する樹脂組成物は、これら金型腐食防止剤、離型剤、着色剤は必須な成分ではない。これら金型腐食防止剤、離型剤、着色剤を含まなくても、優れた難燃性を有する樹脂成形物を得ることができる。
また、上述した難燃性評価１、２における金型腐食防止剤、離型剤、および着色剤のそれぞれの含有量は一例であり、金型腐食防止剤、離型剤、着色剤のそれぞれの含有量は、必要に応じて任意の量に増減することができ、含有量が限定されるものではない。
１…リチウムイオン２次電池セル
２…外装缶
３…正極端子
４…負極端子
５…安全弁
６…樹脂成形体
７…絶縁シート
２…外装缶
３…正極端子
４…負極端子
５…安全弁
６…樹脂成形体
７…絶縁シート
Claims (8)
- 熱可塑性樹脂１００質量部に対して、炭素繊維を２質量部以上７０質量部以下、シランカップリング剤を０．３質量部以上７質量部以下の範囲で含むことを特徴とする樹脂組成物。
- 前記炭素繊維に対する前記シランカップリング剤の含有割合（シランカップリング剤／炭素繊維）が０．０１以上であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂組成物。
- 前記炭素繊維が１５質量部以上７０質量部以下、または、前記炭素繊維に対する前記シランカップリング剤の含有割合（シランカップリング剤／炭素繊維）が０．１以上であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂組成物。
- 前記熱可塑性樹脂は、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリカーボネートのうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- 前記シランカップリング剤は、有機ケイ素化合物、およびシロキサン化合物の少なくとも一方であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- 前記有機ケイ素化合物は、アミン系シランカップリング剤、およびエポキシ系シランカップリング剤の少なくとも一方であることを特徴とする請求項５に記載の樹脂組成物。
- 熱可塑性樹脂１００質量部に対して、更にフッ素樹脂を１質量部以上５０質量部以下の範囲で含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- 請求項１から７のいずれか一項に記載の樹脂組成物を用いた樹脂成形体であって、
安全弁または排気孔を有する１個以上のリチウムイオン２次電池セルの外周に、少なくとも前記安全弁または前記排気孔を覆うように付設されることを特徴とする樹脂成形体。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021054780A JP2022152125A (ja) | 2021-03-29 | 2021-03-29 | 樹脂組成物、樹脂成形体 |
| TW111111757A TW202300635A (zh) | 2021-03-29 | 2022-03-28 | 樹脂組成物及樹脂成形體 |
| CN202280025561.XA CN117321144A (zh) | 2021-03-29 | 2022-03-28 | 树脂组合物及树脂成型体 |
| EP22780713.8A EP4317291A1 (en) | 2021-03-29 | 2022-03-28 | Resin composition and resin molded body |
| PCT/JP2022/014900 WO2022210502A1 (ja) | 2021-03-29 | 2022-03-28 | 樹脂組成物、樹脂成形体 |
| US18/284,121 US20240150578A1 (en) | 2021-03-29 | 2022-03-28 | Resin composition and resin molded body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021054780A JP2022152125A (ja) | 2021-03-29 | 2021-03-29 | 樹脂組成物、樹脂成形体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022152125A true JP2022152125A (ja) | 2022-10-12 |
Family
ID=83456289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021054780A Pending JP2022152125A (ja) | 2021-03-29 | 2021-03-29 | 樹脂組成物、樹脂成形体 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20240150578A1 (ja) |
| EP (1) | EP4317291A1 (ja) |
| JP (1) | JP2022152125A (ja) |
| CN (1) | CN117321144A (ja) |
| TW (1) | TW202300635A (ja) |
| WO (1) | WO2022210502A1 (ja) |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0649362A (ja) | 1992-07-31 | 1994-02-22 | Showa Denko Kk | 樹脂組成物 |
| JPH06220323A (ja) * | 1993-01-26 | 1994-08-09 | Dainippon Ink & Chem Inc | 導電性樹脂組成物および電子部品収納容器 |
| JPH06287438A (ja) * | 1993-03-30 | 1994-10-11 | Nippon Zeon Co Ltd | 熱可塑性樹脂組成物 |
| JP5669491B2 (ja) * | 2010-09-14 | 2015-02-12 | ユニチカ株式会社 | ポリアミド樹脂組成物、該ポリアミド樹脂組成物の製造方法および該ポリアミド樹脂組成物を用いてなる成形体 |
| JP6189301B2 (ja) * | 2012-08-09 | 2017-08-30 | 三洋電機株式会社 | 電源装置及びこれを備える電動車両並びに蓄電装置 |
| JP6252146B2 (ja) * | 2012-12-19 | 2017-12-27 | 東レ株式会社 | 炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物、それを成形してなるペレットおよび薄肉成形品 |
| JP6372125B2 (ja) | 2013-03-29 | 2018-08-15 | 日本ポリプロ株式会社 | 繊維強化ポリプロピレン系難燃樹脂組成物及びそれを用いた成形体 |
| CN104017335A (zh) * | 2014-06-10 | 2014-09-03 | 上海电力学院 | 一种碳纤导电增强pet/聚酯合金及其制备方法 |
| KR20160094724A (ko) * | 2015-02-02 | 2016-08-10 | 현대자동차주식회사 | 탄소 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 이에 의해 제조된 성형품 |
| JP7301271B2 (ja) * | 2019-03-28 | 2023-07-03 | パナソニックエナジー株式会社 | 電池パック |
| KR102181155B1 (ko) | 2019-09-26 | 2020-11-20 | 대봉엘에스 주식회사 | 이온성 액체를 매개로 한 에피나코나졸의 신규 제조방법 |
| CN115916906A (zh) * | 2020-08-27 | 2023-04-04 | 出光兴产株式会社 | 热塑性树脂组合物 |
-
2021
- 2021-03-29 JP JP2021054780A patent/JP2022152125A/ja active Pending
-
2022
- 2022-03-28 US US18/284,121 patent/US20240150578A1/en active Pending
- 2022-03-28 TW TW111111757A patent/TW202300635A/zh unknown
- 2022-03-28 CN CN202280025561.XA patent/CN117321144A/zh active Pending
- 2022-03-28 WO PCT/JP2022/014900 patent/WO2022210502A1/ja active Application Filing
- 2022-03-28 EP EP22780713.8A patent/EP4317291A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117321144A (zh) | 2023-12-29 |
| WO2022210502A1 (ja) | 2022-10-06 |
| TW202300635A (zh) | 2023-01-01 |
| US20240150578A1 (en) | 2024-05-09 |
| EP4317291A1 (en) | 2024-02-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7120783B2 (ja) | 熱伝導性熱膨張性部材 | |
| JP7410635B2 (ja) | 熱膨張性耐火樹脂組成物、熱膨張性耐火シート及び該熱膨張性耐火シートを備えたバッテリーセル | |
| EP1585181B1 (en) | Fire shielding battery case | |
| US20180358592A1 (en) | Battery module | |
| EP0906639A2 (en) | Flame-retardant battery casing | |
| WO1997045884A9 (en) | Flame-retardant battery casing | |
| CN1316659C (zh) | 固体高分子型燃料电池用隔板及其制备方法 | |
| CN113785432A (zh) | 电池包装材料、制造方法、及其用途 | |
| JP2010514885A (ja) | 難燃性熱可塑性ポリエステル樹脂組成物 | |
| JP2004228047A (ja) | パック電池 | |
| JP2020136100A (ja) | 耐火シート及びバッテリー | |
| WO2022210502A1 (ja) | 樹脂組成物、樹脂成形体 | |
| WO2023190715A1 (ja) | 樹脂組成物、樹脂成形体、樹脂組成物の製造方法 | |
| WO2022138430A1 (ja) | 樹脂成形体、電池パック | |
| CN105273298A (zh) | 一种高光泽耐析出阻燃聚丙烯材料及其制备方法 | |
| CN113710748A (zh) | 橡胶成型体及电池组 | |
| JP2022103086A (ja) | 樹脂成形体、電池パック | |
| CN116648482A (zh) | 树脂成型体及电池组 | |
| JP2019006866A (ja) | ポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物及び成形体 | |
| CN107663376A (zh) | 一种密封材料及其制备方法 | |
| JP2020161249A (ja) | バッテリーセル及びバッテリー | |
| JP4592273B2 (ja) | 難燃性樹脂組成物及び成形体 | |
| CN115521608B (zh) | 光伏优化器壳体及光伏优化器 | |
| CN104347826B (zh) | 铅蓄电池用电槽、使用了该铅蓄电池用电槽的铅蓄电池和铅蓄电池用外壳 | |
| JP5000853B2 (ja) | 燃料電池用セパレータ材料の製造方法と燃料電池用セパレータ並びに燃料電池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20231228 |