JP5099365B2 - 導電性エラストマーフィルム及びその製造方法 - Google Patents
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Description
電気二重層キャパシタは、長いサイクル寿命、急速な充放電の実現等の利点を有し、マイクロコンピューター、メモリ素子、タイマー等のバックアップ電源として利用されている。実際の電気二重層キャパシタは、以下の構造を有する。厚さ20〜40μmのエッチングされた集電体に外部引き出しリード線が取り付けられ、当該集電体のエッチング面には、活性炭、導電剤、バインダー等が含まれる電極材料からなる分極性電極が形成されている。当該集電体上に分極性電極が形成されたものがセパレータを介在させて巻回されてコンデンサ素子が形成され、当該コンデンサ素子が電解液中に浸漬され、セパレータと分極性電極に電解液が含浸されたものが外装材に挿入され、パッキンにより外装材の開口部が封口される。電気二重層キャパシタの性能は、単位重量当たりの出力と容量当たりの出力が高いほど向上する。一般に、アルミニウム等の金属箔が集電体として使用されているが、金属より比重の小さい導電性樹脂フィルム又は導電性エラストマーフィルムが集電体として使用される電気二重層キャパシタの単位重量当たりの出力は、金属が集電体として使用される電気二重層キャパシタの単位重量当たりの出力より大きくなり得る。
また、有機溶媒系電解液を用いる電気二重層コンデンサーと同様に、リチウムイオン電池も電解液に有機溶媒を含有している。リチウムイオン電池は、電気二重層キャパシタと同様の構造であり、集電体として銅やアルミニウムなどの金属箔を用いているため、金属より比重の小さい導電性樹脂フィルム又は導電性エラストマーフィルムを集電体として使用した場合には、金属を集電体としたリチウムイオン電池より、単位重量当たりの出力は大きくなり得る。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、体積固有抵抗値が小さく、引裂き強さ等の機械的強度が高い導電性エラストマーフィルムの提供である。
上記(2)導電性フィラーは、カーボンブラックであることが好ましい。
上記鎖状オレフィン共重合体及び環状オレフィン樹脂からなるエラストマー成分中の上記鎖状オレフィン共重合体の含有割合は30〜70質量%である。上記鎖状オレフィン共重合体の含有割合が小さすぎる場合、導電性エラストマーフィルムの引裂き強度が小さくなる。一方、上記鎖状オレフィン共重合体の含有割合が大きすぎる場合、導電性エラストマーフィルムの引張り強度が低下する。
金属の具体例は、鉄、銅、ニッケル、アルミニウム、チタン、タンタル、ニオブ、バナジウムおよびそれらを2種以上含む任意の合金等である。
金属酸化物の具体例は、上記金属として例示したものの酸化物を例示することができる。具体的には、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化バナジウムおよび上記金属を2種以上含む任意の合金の酸化物等である。
上記SEBS及びSEPSは、好ましくは、重合体鎖中の不飽和二重結合の80〜99.9モル%、より好ましくは90〜99.9モル%、更に好ましくは95〜99.9モル%が水素化されている。上記SEBS及びSEPSは市販されており、その具体例はクレイトンジャパン社製クレイトン(登録商標)G1650M、クレイトン(登録商標)G1657Mなどのクレイトン(登録商標)Gシリーズ;旭化成ケミカルズ株式会社製タフテック(登録商標)H1031、タフテック(登録商標)H1051などのタフテック(登録商標)Hシリーズ;クラレ株式会社製セプトン(登録商標)2002、セプトン(登録商標)2004などのセプトン(登録商標)シリーズ;等である。
上記SEBS又はSEPSを含有させることにより、フィルムの引張り強さ及び引っ張り伸びを向上させることができる。
本発明の導電性エラストマーフィルムは安定剤を含有し得る。安定剤の具体例は、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤等である。これらの中でも、フェノール系酸化防止剤が好ましく、アルキル置換フェノール系酸化防止剤が特に好ましい。これらの安定剤は、それぞれ単独で、または2種以上組み合わせて用いられる。安定剤の配合量は、使用目的に応じて適宜選択されるが、上記エラストマー成分100質量部に対して、通常0.001〜10質量部の範囲である。
さらに、必要に応じて溶液に含まれる気泡を除去するために、脱泡を行う。脱泡方法の具体例は、真空法、超音波法等である。
(1)体積固有抵抗値
上記試験片の表面抵抗値(Ω)と厚さ(cm)から体積固有抵抗値を算出した。
引張り伸び及び引張り強度をJIS K 7127に従い、試験片タイプ2、幅20mm、200mm/min、23℃の条件で測定した。
引裂き強さをJIS K 7128−1に従い、トラウザー引裂法により23℃で測定した。
表1に示す割合の配合成分を、鎖状オレフィン共重合体、環状オレフィン樹脂、芳香族ビニル−共役ジエンブロック共重合体及び導電性カーボンの合計質量の5倍量のシクロヘキサンに投入して分散液を得、更に、直径5mmの鋼球を当該配合成分と同じ質量分、得られた分散液に投入し、当該鋼球を投入した分散液をペイントシェイカー(株式会社東洋精機製作所製 試験用分散機)で120分間処理して、一様な塗料を作製した。得られた塗料を80℃に加温して十分に攪拌し、80℃に加熱されたホットプレートに載せられた厚さ75μmのポリエチレンテレフタレートフィルム上にドクターブレードを用いてキャストした。塗料を塗布したポリエチレンテレフタレートフィルムを80℃のホットプレート上に30分間放置した後、100℃で1時間乾燥して導電性エラストマーフィルムを得た。当該フィルムから所定の試験片を切り出し、各試験を行った。結果を表1に示す。
配合成分の配合割合を表1に示すように変更する以外は、実施例1と同一の操作を行った。結果を表1及び表2に示す。
2)日本ゼオン(株)社製ZEONOR(ゼオノア:登録商標)1430R
3)ケッチェンブラック・インターナショナル社製ケッチェンブラック(登録商標)EC−600JD(DBP吸油量495cm3/100g、BET表面積1270m2/g)
4)三井化学(株)製タフマー(登録商標)A−0550S
Claims (5)
- (1)(a)エチレンと、プロピレン及び/又は1−ブテンとを主共重合成分とする共重合体であって、その密度が0.8〜0.9g/cm3である鎖状オレフィン共重合体30〜70質量%と(b)環状オレフィン樹脂70〜30質量%からなるエラストマー成分100質量部と、(2)導電性フィラー15〜50質量部と(3)スチレン−エチレン−ブテン−スチレンブロック共重合体又はスチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロック共重合体10質量部以下を含む導電性エラストマーフィルム。
- 上記(b)環状オレフィン樹脂が、ノルボルネン環を有するモノマーの開環重合体又はその水素添加物である、請求項1に記載された導電性エラストマーフィルム。
- 上記(2)導電性フィラーがカーボンブラックである、請求項1又は2に記載された導電性エラストマーフィルム。
- 厚みが10〜200μmである、請求項1〜3のいずれかに記載された導電性エラストマーフィルム。
- (1)(a)エチレンと、プロピレン及び/又は1−ブテンとを主共重合成分とする共重合体であって、その密度が0.8〜0.9g/cm3である鎖状オレフィン共重合体30〜70質量%と(b)環状オレフィン樹脂70〜30質量%からなるエラストマー成分100質量部と、(2)導電性フィラー15〜50質量部と(3)スチレン−エチレン−ブテン−スチレンブロック共重合体又はスチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロック共重合体10質量部以下及び(4)溶剤100〜1000質量部を含む導電性エラストマー組成物を基材上に塗工し、次いで乾燥することを特徴とする、導電性エラストマーフィルムの製造方法。
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