JP5798136B2 - Method for producing thermoplastic resin composition and thermoplastic resin composition - Google Patents

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Description

本発明は、カーボンナノファイバーが分散している熱可塑性樹脂組成物の製造方法及び熱可塑性樹脂組成物に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a thermoplastic resin composition in which carbon nanofibers are dispersed and a thermoplastic resin composition.

本発明者他が先に提案した炭素繊維複合材料の製造方法によれば、エラストマーを用いることで、これまで困難とされていたカーボンナノファイバーの分散性を改善し、エラストマーにカーボンナノファイバーを均一に分散させることができた(例えば、特許文献1参照)。このような炭素繊維複合材料の製造方法によれば、エラストマーとカーボンナノファイバーを混練し、剪断力によって凝集性の強いカーボンナノファイバーの分散性を向上させている。より具体的には、エラストマーとカーボンナノファイバーとを混合すると、粘性を有するエラストマーがカーボンナノファイバーの相互に侵入し、かつ、エラストマーの特定の部分が化学的相互作用によってカーボンナノファイバーの活性の高い部分と結合し、この状態で、分子長が適度に長く、分子運動性の高い(弾性を有する)エラストマーとカーボンナノファイバーとの混合物に強い剪断力が作用すると、エラストマーの変形に伴ってカーボンナノファイバーも移動し、さらに剪断後の弾性によるエラストマーの復元力によって、凝集していたカーボンナノファイバーが分離されて、エラストマー中に分散していた。このように、マトリックスへのカーボンナノファイバーの分散性を向上させることで、高価なカーボンナノファイバーを効率よく複合材料のフィラーとして用いることができるようになった。   According to the method for producing a carbon fiber composite material previously proposed by the present inventors, the use of an elastomer improves the dispersibility of the carbon nanofiber, which has been considered difficult so far, and makes the carbon nanofiber uniform in the elastomer. (See, for example, Patent Document 1). According to such a method for producing a carbon fiber composite material, an elastomer and carbon nanofibers are kneaded, and dispersibility of carbon nanofibers having high cohesiveness is improved by shearing force. More specifically, when the elastomer and the carbon nanofiber are mixed, the viscous elastomer penetrates into the carbon nanofiber, and a specific part of the elastomer has high activity of the carbon nanofiber due to chemical interaction. In this state, when a strong shearing force is applied to a mixture of an elastomer having high molecular mobility (elasticity) and carbon nanofibers, the carbon nanofibers are deformed as the elastomer is deformed. The fibers also moved, and the aggregated carbon nanofibers were separated and dispersed in the elastomer by the restoring force of the elastomer due to elasticity after shearing. Thus, by improving the dispersibility of the carbon nanofibers in the matrix, expensive carbon nanofibers can be used efficiently as fillers for composite materials.

そして、熱可塑性樹脂についてもカーボンナノファイバーを複合した熱可塑性樹脂組成物を製造する試みがこれまでも行われてきた。   In addition, attempts have been made to produce a thermoplastic resin composition in which carbon nanofibers are combined with a thermoplastic resin.

しかしながら、熱可塑性樹脂では、エラストマーのような弾性によってカーボンナノファイバーを分散させることは難しく、熱可塑性樹脂組成物中に多くのカーボンナノファイバーの凝集塊が残存してしまった。このようなカーボンナノファイバーの凝集塊は、熱可塑性樹脂組成物において応力集中を起こすため、破壊起点になりやすく、カーボンナノファイバーで補強したにもかかわらず、比較的脆い材料となってしまうという問題があった。   However, with a thermoplastic resin, it is difficult to disperse the carbon nanofibers due to elasticity like an elastomer, and many aggregates of carbon nanofibers remain in the thermoplastic resin composition. Such agglomerates of carbon nanofibers cause stress concentration in the thermoplastic resin composition, so they tend to be a starting point of fracture, and become a relatively brittle material despite being reinforced with carbon nanofibers. was there.

そこで、カーボンナノファイバーを配合した熱可塑性樹脂組成物の製造方法として、熱可塑性樹脂にカーボンナノファイバーの分散を促進させる分散用粒子を混合することによって、カーボンナノファイバーをより分散させる方法が提案されていた(例えば、特許文献2参照)。しかしながら、カーボンナノファイバーは全体に均一に分散するため、補強効果はあるもののカーボンナノファイバーの凝集塊は残されていたため、破壊起点になりやすく熱可塑性樹脂に求められる高い延性が失われていた。   Therefore, as a method for producing a thermoplastic resin composition containing carbon nanofibers, a method of further dispersing carbon nanofibers by mixing dispersion particles that promote the dispersion of carbon nanofibers into a thermoplastic resin has been proposed. (For example, refer to Patent Document 2). However, since the carbon nanofibers are uniformly dispersed throughout the carbon nanofibers, there is a reinforcing effect, but the carbon nanofiber aggregates remain. Therefore, the high ductility required for the thermoplastic resin has been lost.

また、エラストマーにカーボンナノファイバーをエラストマーの弾性を利用して均一に分散させて混合物を得た後、その混合物を熱可塑性樹脂にさらに混合し、低温で混練りすることによってカーボンナノファイバーを分散させる熱可塑性樹脂組成物の製造方法が提案された(例えば、特許文献3参照)。しかしながら、ほとんどのカーボンナノファイバーは解繊されてエラストマー中に分散させることはできるが、カーボンナノファイバーを熱可塑性樹脂相の中にまで分散させることは難しかった。   Also, carbon nanofibers are uniformly dispersed in the elastomer using the elasticity of the elastomer to obtain a mixture, and then the mixture is further mixed with a thermoplastic resin and kneaded at a low temperature to disperse the carbon nanofibers. The manufacturing method of the thermoplastic resin composition was proposed (for example, refer patent document 3). However, most carbon nanofibers can be defibrated and dispersed in the elastomer, but it has been difficult to disperse the carbon nanofibers into the thermoplastic resin phase.

近年では、熱可塑性樹脂にカーボンナノファイバーを配合したペレットが販売されている(例えば、非特許文献1参照。)が、これらも材料中にカーボンナノファイバーの凝集
塊が多数存在したままであり、その材料を用いて通常の成形加工を行っても凝集塊はほとんどそのまま製品中に残っていた。このような成形品は、引張試験を行うと、カーボンナノファイバーの配合量が微量であっても低ひずみで破断してしまった。
In recent years, pellets in which carbon nanofibers are blended with a thermoplastic resin have been sold (for example, see Non-Patent Document 1), but these also have a large number of aggregates of carbon nanofibers in the material, Even when ordinary molding processing was performed using the material, the agglomerates remained almost as they were in the product. When such a molded product was subjected to a tensile test, it was broken at a low strain even if the blending amount of the carbon nanofiber was very small.

特開2005−97525号公報JP 2005-97525 A 特開2005−336235号公報JP 2005-336235 A 特開2007−154157号公報JP 2007-154157 A

Nanocyl社(ベルギー国)のホームページに掲載の「PLASTICYLTMPP2001」、[2012年12月11日検索]、インターネット<http://www.nanocyl.com/en/Products-Solutions/Products/PLASTICYL-Carbon-Nanotubes-Conductive-Masterbatches>“PLASTICYLTMPP2001” published on the website of Nanocyl (Belgium), [December 11, 2012 search], Internet <http://www.nanocyl.com/en/Products-Solutions/Products/PLASTICYL-Carbon-Nanotubes -Conductive-Masterbatches>

本発明の目的は、カーボンナノファイバーが分散している熱可塑性樹脂組成物の製造方法及び熱可塑性樹脂組成物を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method for producing a thermoplastic resin composition in which carbon nanofibers are dispersed and a thermoplastic resin composition.

本発明にかかる熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、
熱可塑性樹脂と、カーボンナノファイバーと、を第2の温度で混練して、熱可塑性樹脂中に複数のカーボンナノファイバーの凝集塊を含む第1の混合物を得る混合工程と、
前記第1の混合物を、第1の温度で混練する低温混練工程と、
を含み、
前記第1の温度は、前記熱可塑性樹脂の融点(Tm)以上であって融点(Tm)よりも15℃高い温度までの範囲であり、かつ、前記第1の混合物の動的粘弾性試験におけるゴム弾性領域を示す温度範囲であり、
前記第2の温度は、前記熱可塑性樹脂の融点(Tm)以上であり、
前記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレンであり、
前記カーボンナノファイバーは、平均直径が9nm以上、30nm以下であり、
前記ポリプロピレン100質量部に対して、前記カーボンナノファイバーが7質量部以上、35質量部以下であり、
得られた熱可塑性樹脂組成物は、応力−ひずみ曲線による引張降伏点を有することを特徴とする。
また、本発明にかかる熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、
熱可塑性樹脂と、カーボンナノファイバーと、を第2の温度で混練して、熱可塑性樹脂中に複数のカーボンナノファイバーの凝集塊を含む第1の混合物を得る混合工程と、
前記第1の混合物を、第1の温度で混練する低温混練工程と、
を含み、
前記第1の温度は、前記熱可塑性樹脂の融点(Tm)以上であって融点(Tm)よりも15℃高い温度までの範囲であり、かつ、前記第1の混合物の動的粘弾性試験におけるゴム弾性領域を示す温度範囲であり、
前記第2の温度は、前記熱可塑性樹脂の融点(Tm)以上であり、
前記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレンであり、
前記カーボンナノファイバーは、平均直径が30nmを超え、110nm以下であり、
前記ポリプロピレン100質量部に対して、前記カーボンナノファイバーが15質量部以上、33.3質量部以下であり、
得られた熱可塑性樹脂組成物は、応力−ひずみ曲線による引張降伏点を有することを特徴とする。
さらに、本発明にかかる熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、
熱可塑性樹脂と、カーボンナノファイバーと、を第2の温度で混練して、熱可塑性樹脂中に複数のカーボンナノファイバーの凝集塊を含む第1の混合物を得る混合工程と、
前記第1の混合物を、第1の温度で混練する低温混練工程と、
を含み、
前記第1の温度は、前記熱可塑性樹脂の融点(Tm)以上であって融点(Tm)よりも15℃高い温度までの範囲であり、かつ、前記第1の混合物の動的粘弾性試験におけるゴム弾性領域を示す温度範囲であり、
前記第2の温度は、前記熱可塑性樹脂の融点(Tm)以上であり、
前記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレンであり、
得られた熱可塑性樹脂組成物は、応力−ひずみ曲線による引張降伏点を有し、かつ、測定温度20〜300℃、動的ひずみ±0.05%、周波数1HzでJIS K7244に基づいて動的粘弾性試験を行った場合に、300℃において、流動せず、且つ、破断しないことを特徴とする。
The method for producing a thermoplastic resin composition according to the present invention includes:
A mixing step of kneading the thermoplastic resin and the carbon nanofibers at a second temperature to obtain a first mixture containing an aggregate of a plurality of carbon nanofibers in the thermoplastic resin ;
Said first mixture, and cold kneading step of kneading at a first temperature,
Including
In the dynamic viscoelasticity test of the first mixture, the first temperature is in a range up to 15 ° C. above the melting point (Tm) of the thermoplastic resin and higher than the melting point (Tm). Ri temperature range der exhibiting rubber elasticity area,
The second temperature is equal to or higher than the melting point (Tm) of the thermoplastic resin,
The thermoplastic resin is polypropylene,
The carbon nanofiber has an average diameter of 9 nm or more and 30 nm or less,
7 parts by mass or more and 35 parts by mass or less of the carbon nanofibers with respect to 100 parts by mass of the polypropylene,
The obtained thermoplastic resin composition is characterized by having a tensile yield point according to a stress-strain curve .
In addition, the method for producing the thermoplastic resin composition according to the present invention includes:
A mixing step of kneading the thermoplastic resin and the carbon nanofibers at a second temperature to obtain a first mixture containing an aggregate of a plurality of carbon nanofibers in the thermoplastic resin;
A low temperature kneading step of kneading the first mixture at a first temperature;
Including
In the dynamic viscoelasticity test of the first mixture, the first temperature is in a range up to a temperature not lower than the melting point (Tm) of the thermoplastic resin and 15 ° C. higher than the melting point (Tm). A temperature range indicating a rubber elastic region,
The second temperature is equal to or higher than the melting point (Tm) of the thermoplastic resin,
The thermoplastic resin is polypropylene,
The carbon nanofiber has an average diameter of more than 30 nm and 110 nm or less,
The carbon nanofibers are 15 parts by mass or more and 33.3 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polypropylene,
The obtained thermoplastic resin composition is characterized by having a tensile yield point according to a stress-strain curve.
Furthermore, the method for producing the thermoplastic resin composition according to the present invention includes:
A mixing step of kneading the thermoplastic resin and the carbon nanofibers at a second temperature to obtain a first mixture containing an aggregate of a plurality of carbon nanofibers in the thermoplastic resin;
A low temperature kneading step of kneading the first mixture at a first temperature;
Including
In the dynamic viscoelasticity test of the first mixture, the first temperature is in a range up to a temperature not lower than the melting point (Tm) of the thermoplastic resin and 15 ° C. higher than the melting point (Tm). A temperature range indicating a rubber elastic region,
The second temperature is equal to or higher than the melting point (Tm) of the thermoplastic resin,
The thermoplastic resin is polypropylene,
The obtained thermoplastic resin composition has a tensile yield point according to a stress-strain curve, and is dynamic based on JIS K7244 at a measurement temperature of 20 to 300 ° C., a dynamic strain of ± 0.05%, and a frequency of 1 Hz. When the viscoelasticity test is performed, it does not flow at 300 ° C. and does not break.

本発明にかかる熱可塑性樹脂組成物の製造方法によれば、熱可塑性樹脂中に凝集塊のカーボンナノファイバーをほぐして相互に分離した状態で分散させることができる。したがって、本発明にかかる熱可塑性樹脂組成物の製造方法によって得られた熱可塑性樹脂組成物は、カーボンナノファイバーの凝集塊が存在しないので、凝集塊が原因の応力集中による破壊が起こらないため、延性を犠牲にすることなく、高い弾性率を有することができる。   According to the method for producing a thermoplastic resin composition of the present invention, the aggregated carbon nanofibers can be loosened and dispersed in the thermoplastic resin in a separated state. Therefore, since the thermoplastic resin composition obtained by the method for producing a thermoplastic resin composition according to the present invention does not have aggregates of carbon nanofibers, the destruction due to stress concentration caused by the aggregates does not occur. It can have a high elastic modulus without sacrificing ductility.

本発明にかかる熱可塑性樹脂組成物の製造方法において、
前記熱可塑性樹脂は、融点(Tm)が160℃のポリプロピレンであり、
前記第1の温度は、160℃以上、180℃以下であり、
前記第2の温度は、180℃以上、300℃以下であることができる。
In the method for producing a thermoplastic resin composition according to the present invention,
The thermoplastic resin is a polypropylene having a melting point (Tm) of 160 ° C.
It said first temperature, 160 ° C. or higher state, and are 180 ° C. or less,
The second temperature is, 180 ° C. or higher, can der Rukoto 300 ° C. or less.

本発明にかかる熱可塑性樹脂組成物の製造方法において、
前記熱可塑性樹脂は、第1の熱可塑性樹脂であり、
前記低温混練工程で得られた第2の混合物に、第2の熱可塑性樹脂をさらに加えて第3の温度で混練して第3の混合物を得る第2の低温混練工程をさらに含み、
前記第2の熱可塑性樹脂は、前記第1の熱可塑性樹脂と同じ種類の熱可塑性樹脂であり、
前記第3の温度は、前記第1の温度の温度範囲であることができる。
In the method for producing a thermoplastic resin composition according to the present invention,
The thermoplastic resin is a first thermoplastic resin,
A second low-temperature kneading step for further adding a second thermoplastic resin to the second mixture obtained in the low-temperature kneading step to knead at a third temperature to obtain a third mixture;
The second thermoplastic resin is the same type of thermoplastic resin as the first thermoplastic resin,
The third temperature may be a temperature range of the first temperature.

本発明にかかる熱可塑性樹脂組成物は、
熱可塑性樹脂中にカーボンナノファイバーが分散している熱可塑性樹脂組成物であって、
カーボンナノファイバーの凝集塊が存在せず、
カーボンナノファイバーは、相互に分離した状態で全体に分散し
前記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレンであり、
前記カーボンナノファイバーは、平均直径が9nm以上、30nm以下であり、
前記ポリプロピレン100質量部に対して、前記カーボンナノファイバーが5質量部以上、35質量部以下であり、
応力−ひずみ曲線における引張降伏点を有することを特徴とする。
また、本発明にかかる熱可塑性樹脂組成物は、
熱可塑性樹脂中にカーボンナノファイバーが分散している熱可塑性樹脂組成物であって、
カーボンナノファイバーの凝集塊が存在せず、
カーボンナノファイバーは、相互に分離した状態で全体に分散し、
前記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレンであり、
前記カーボンナノファイバーは、平均直径が30nmを超え、110nm以下であり、
前記ポリプロピレン100質量部に対して、前記カーボンナノファイバーが5質量部以上、33.3質量部以下であり、
応力−ひずみ曲線における引張降伏点を有することを特徴とする。
さらに、本発明にかかる熱可塑性樹脂組成物は、
熱可塑性樹脂中にカーボンナノファイバーが分散している熱可塑性樹脂組成物であって、
カーボンナノファイバーの凝集塊が存在せず、
カーボンナノファイバーは、相互に分離した状態で全体に分散し、
前記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレンであり、
応力−ひずみ曲線における引張降伏点を有し、
測定温度20〜300℃、動的ひずみ±0.05%、周波数1HzでJIS K7244に基づいて動的粘弾性試験を行った場合に、300℃において、流動せず、且つ、破断しないことを特徴とする。
The thermoplastic resin composition according to the present invention is:
A thermoplastic resin composition in which carbon nanofibers are dispersed in a thermoplastic resin,
There is no aggregate of carbon nanofibers,
Carbon nanofibers are dispersed throughout and separated from each other .
The thermoplastic resin is polypropylene,
The carbon nanofiber has an average diameter of 9 nm or more and 30 nm or less,
The carbon nanofiber is 5 parts by mass or more and 35 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polypropylene.
It has a tensile yield point in the stress-strain curve .
The thermoplastic resin composition according to the present invention is
A thermoplastic resin composition in which carbon nanofibers are dispersed in a thermoplastic resin,
There is no aggregate of carbon nanofibers,
Carbon nanofibers are dispersed throughout and separated from each other.
The thermoplastic resin is polypropylene,
The carbon nanofiber has an average diameter of more than 30 nm and 110 nm or less,
The carbon nanofiber is 5 parts by mass or more and 33.3 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polypropylene.
It has a tensile yield point in the stress-strain curve.
Furthermore, the thermoplastic resin composition according to the present invention is:
A thermoplastic resin composition in which carbon nanofibers are dispersed in a thermoplastic resin,
There is no aggregate of carbon nanofibers,
Carbon nanofibers are dispersed throughout and separated from each other.
The thermoplastic resin is polypropylene,
Having a tensile yield point in the stress-strain curve;
When a dynamic viscoelasticity test is performed based on JIS K7244 at a measurement temperature of 20 to 300 ° C., a dynamic strain of ± 0.05%, and a frequency of 1 Hz, it does not flow and does not break at 300 ° C. And

本発明にかかる熱可塑性樹脂組成物によれば、カーボンナノファイバーの凝集塊が存在しないので、凝集塊における応力集中による破壊が起こらないため、延性を犠牲にすることなく、高い弾性率を有することができる。   According to the thermoplastic resin composition of the present invention, since there are no aggregates of carbon nanofibers, there is no breakage due to stress concentration in the aggregates, so that it has a high elastic modulus without sacrificing ductility. Can do.

一実施の形態に係る熱可塑性樹脂組成物の製造方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the manufacturing method of the thermoplastic resin composition which concerns on one embodiment. 比較例1〜7のサンプルにおけるDMA測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the DMA measurement result in the sample of Comparative Examples 1-7. 比較例1及び実施例1〜5のサンプルにおけるDMA測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the DMA measurement result in the sample of the comparative example 1 and Examples 1-5. 比較例1、8〜13のサンプルにおけるDMA測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the DMA measurement result in the sample of the comparative examples 1 and 8-13. 比較例4のサンプルの凍結割断面の250倍のSEM観察写真である。5 is a SEM observation photograph of 250 times the frozen section of the sample of Comparative Example 4. 比較例4のサンプルの凍結割断面の1000倍のSEM観察写真である。10 is a SEM observation photograph of 1000 times the frozen section of the sample of Comparative Example 4. 比較例4のサンプルの凍結割断面の20000倍のSEM観察写真である。6 is a SEM observation photograph of 20000 times the frozen section of the sample of Comparative Example 4. 実施例2のサンプルの凍結割断面の250倍のSEM観察写真である。3 is a SEM observation photograph of 250 times the frozen section of the sample of Example 2. 実施例2のサンプルの凍結割断面の1000倍のSEM観察写真である。4 is a SEM observation photograph of 1000 times the frozen section of the sample of Example 2. FIG. 実施例2のサンプルの凍結割断面の20000倍のSEM観察写真である。4 is a SEM observation photograph of 20000 times the frozen section of the sample of Example 2.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本発明の一実施の形態にかかる熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、熱可塑性樹脂と、カーボンナノファイバーと、を第2の温度で混練して、熱可塑性樹脂中に複数のカーボンナノファイバーの凝集塊を含む第1の混合物を得る混合工程と、前記第1の混合物を、第1
の温度で混練する低温混練工程と、を含み、前記第1の温度は、前記熱可塑性樹脂の融点(Tm)以上であって融点(Tm)よりも15℃高い温度までの範囲であり、かつ、前記第1の混合物の動的粘弾性試験におけるゴム弾性領域を示す温度範囲であり、前記第2の温度は、前記熱可塑性樹脂の融点(Tm)以上であり、前記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレンであり、 前記カーボンナノファイバーは、平均直径が9nm以上、30nm以下であり、 前記ポリプロピレン100質量部に対して、前記カーボンナノファイバーが7質量部以上、35質量部以下であり、得られた熱可塑性樹脂組成物は、応力−ひずみ曲線による引張降伏点を有することを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態にかかる熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、熱可塑性樹脂と、カーボンナノファイバーと、を第2の温度で混練して、熱可塑性樹脂中に複数のカーボンナノファイバーの凝集塊を含む第1の混合物を得る混合工程と、前記第1の混合物を、第1の温度で混練する低温混練工程と、を含み、前記第1の温度は、前記熱可塑性樹脂の融点(Tm)以上であって融点(Tm)よりも15℃高い温度までの範囲であり、かつ、前記第1の混合物の動的粘弾性試験におけるゴム弾性領域を示す温度範囲であり、前記第2の温度は、前記熱可塑性樹脂の融点(Tm)以上であり、前記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレンであり、前記カーボンナノファイバーは、平均直径が30nmを超え、110nm以下であり、前記ポリプロピレン100質量部に対して、前記カーボンナノファイバーが15質量部以上、33.3質量部以下であり、得られた熱可塑性樹脂組成物は、応力−ひずみ曲線による引張降伏点を有することを特徴とする。
さらに、本発明の一実施の形態にかかる熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、熱可塑性樹脂と、カーボンナノファイバーと、を第2の温度で混練して、熱可塑性樹脂中に複数のカーボンナノファイバーの凝集塊を含む第1の混合物を得る混合工程と、前記第1の混合物を、第1の温度で混練する低温混練工程と、を含み、前記第1の温度は、前記熱可塑性樹脂の融点(Tm)以上であって融点(Tm)よりも15℃高い温度までの範囲であり、かつ、前記第1の混合物の動的粘弾性試験におけるゴム弾性領域を示す温度範囲であり、前記第2の温度は、前記熱可塑性樹脂の融点(Tm)以上であり、前記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレンであり、得られた熱可塑性樹脂組成物は、応力−ひずみ曲線による引張降伏点を有し、かつ、測定温度20〜300℃、動的ひずみ±0.05%、周波数1HzでJIS K7244に基づいて動的粘弾性試験を行った場合に、300℃において、流動せず、且つ、破断しないことを特徴とする。
In the method for producing a thermoplastic resin composition according to one embodiment of the present invention, a thermoplastic resin and carbon nanofibers are kneaded at a second temperature, and a plurality of carbon nanofibers are contained in the thermoplastic resin . A mixing step of obtaining a first mixture containing agglomerates , and said first mixture comprising:
Includes a low-temperature kneading step of kneading at a temperature, of, the first temperature is a the said heat melting point of the thermoplastic resin (Tm) or higher in the range of up to a temperature higher 15 ℃ than the melting point (Tm), and the Ri temperature range der exhibiting rubber elasticity region in a dynamic viscoelasticity test of the first mixture, the second temperature is the heat of the thermoplastic resin melting point (Tm) or higher, the thermoplastic resin, The carbon nanofibers have an average diameter of 9 nm or more and 30 nm or less, and the carbon nanofibers are 7 parts by mass or more and 35 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polypropylene. The thermoplastic resin composition is characterized by having a tensile yield point according to a stress-strain curve .
The method for producing a thermoplastic resin composition according to an embodiment of the present invention includes a method of kneading a thermoplastic resin and carbon nanofibers at a second temperature, so that a plurality of carbon nanofibers are contained in the thermoplastic resin. A mixing step of obtaining a first mixture containing fiber agglomerates; and a low-temperature kneading step of kneading the first mixture at a first temperature, wherein the first temperature is a temperature of the thermoplastic resin. A temperature range not lower than the melting point (Tm) and up to a temperature 15 ° C. higher than the melting point (Tm), and indicating a rubber elastic region in the dynamic viscoelasticity test of the first mixture, The temperature of 2 is equal to or higher than the melting point (Tm) of the thermoplastic resin, the thermoplastic resin is polypropylene, and the carbon nanofibers have an average diameter of more than 30 nm and not more than 110 nm. The carbon nanofibers are 15 parts by mass or more and 33.3 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of len, and the obtained thermoplastic resin composition has a tensile yield point according to a stress-strain curve. And
Furthermore, in the method for producing a thermoplastic resin composition according to one embodiment of the present invention, a thermoplastic resin and carbon nanofibers are kneaded at a second temperature, and a plurality of carbon nanofibers are contained in the thermoplastic resin. A mixing step of obtaining a first mixture containing fiber agglomerates; and a low-temperature kneading step of kneading the first mixture at a first temperature, wherein the first temperature is a temperature of the thermoplastic resin. A temperature range not lower than the melting point (Tm) and up to a temperature 15 ° C. higher than the melting point (Tm), and indicating a rubber elastic region in the dynamic viscoelasticity test of the first mixture, The temperature of 2 is equal to or higher than the melting point (Tm) of the thermoplastic resin, the thermoplastic resin is polypropylene, and the obtained thermoplastic resin composition has a tensile yield point according to a stress-strain curve, And measurement temperature 20 300 ° C., a dynamic strain ± 0.05%, when performing dynamic viscoelasticity test based on JIS K7244 at a frequency 1 Hz, at 300 ° C., does not flow, and characterized in that it does not break.

本発明の一実施の形態にかかる熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂中にカーボンナノファイバーが分散している熱可塑性樹脂組成物であって、カーボンナノファイバーの凝集塊が存在せず、カーボンナノファイバーは、相互に分離した状態で全体に分散し、前記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレンであり、前記カーボンナノファイバーは、平均直径が9nm以上、30nm以下であり、前記ポリプロピレン100質量部に対して、前記カーボンナノファイバーが5質量部以上、35質量部以下であり、応力−ひずみ曲線における引張降伏点を有することを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態にかかる熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂中にカーボンナノファイバーが分散している熱可塑性樹脂組成物であって、カーボンナノファイバーの凝集塊が存在せず、カーボンナノファイバーは、相互に分離した状態で全体に分散し、前記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレンであり、前記カーボンナノファイバーは、平均直径が30nmを超え、110nm以下であり、前記ポリプロピレン100質量部に対して、前記カーボンナノファイバーが5質量部以上、33.3質量部以下であり、応力−ひずみ曲線における引張降伏点を有することを特徴とする。
さらに、本発明の一実施の形態にかかる熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂中にカーボンナノファイバーが分散している熱可塑性樹脂組成物であって、カーボンナノファイバーの凝集塊が存在せず、カーボンナノファイバーは、相互に分離した状態で全体に分散し、前記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレンであり、応力−ひずみ曲線における引張降伏点を有し、測定温度20〜300℃、動的ひずみ±0.05%、周波数1HzでJIS K7244に基づいて動的粘弾性試験を行った場合に、300℃において、流動せず、且つ、破断しないことを特徴とする。
A thermoplastic resin composition according to an embodiment of the present invention is a thermoplastic resin composition in which carbon nanofibers are dispersed in a thermoplastic resin, and there is no aggregate of carbon nanofibers. The nanofibers are dispersed throughout the nanofibers, the thermoplastic resin is polypropylene, the carbon nanofibers have an average diameter of 9 nm or more and 30 nm or less, and 100 parts by mass of the polypropylene The carbon nanofiber is 5 parts by mass or more and 35 parts by mass or less, and has a tensile yield point in a stress-strain curve .
The thermoplastic resin composition according to one embodiment of the present invention is a thermoplastic resin composition in which carbon nanofibers are dispersed in a thermoplastic resin, and there is no aggregate of carbon nanofibers. The carbon nanofibers are dispersed in a state separated from each other, the thermoplastic resin is polypropylene, the carbon nanofibers have an average diameter of more than 30 nm and not more than 110 nm, and 100 parts by mass of the polypropylene On the other hand, the carbon nanofiber is 5 parts by mass or more and 33.3 parts by mass or less, and has a tensile yield point in a stress-strain curve.
Furthermore, the thermoplastic resin composition according to one embodiment of the present invention is a thermoplastic resin composition in which carbon nanofibers are dispersed in a thermoplastic resin, and there is no aggregate of carbon nanofibers. The carbon nanofibers are dispersed throughout the carbon nanofibers, the thermoplastic resin is polypropylene, has a tensile yield point in a stress-strain curve, a measurement temperature of 20 to 300 ° C., a dynamic strain of ± When a dynamic viscoelasticity test is performed based on JIS K7244 at 0.05% and a frequency of 1 Hz, it does not flow at 300 ° C. and does not break.

A.まず、本実施の形態にかかる熱可塑性樹脂組成物の製造方法について説明する。   A. First, the manufacturing method of the thermoplastic resin composition concerning this Embodiment is demonstrated.

図1は、一実施の形態に係る熱可塑性樹脂組成物の製造方法を模式的に示す図である。   Drawing 1 is a figure showing typically the manufacturing method of the thermoplastic resin composition concerning one embodiment.

本実施の形態にかかる熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、低温混練工程の前に、熱可塑性樹脂と、カーボンナノファイバーと、を第2の温度で混練して第1の混合物を得る混合工程をさらに有する方法について説明する。なお、この混合工程は、予め熱可塑性樹脂にカーボンナノファイバーが配合された材料、例えば市販されているペレット状の材料を第1の混合物として用いる場合にはなくてもよい。この場合、第1の混合物にはカーボンナノファイバーが凝集塊のままの状態で全体に分散していればよい。   The method for producing a thermoplastic resin composition according to the present embodiment includes a mixing step in which a thermoplastic resin and carbon nanofibers are kneaded at a second temperature to obtain a first mixture before the low-temperature kneading step. A method further comprising: This mixing step may not be necessary when a material in which carbon nanofibers are blended in advance with a thermoplastic resin, for example, a commercially available pellet-shaped material is used as the first mixture. In this case, the carbon nanofibers only need to be dispersed throughout the first mixture in the state of agglomerates.

A−1.混合工程
混合工程は、熱可塑性樹脂と、カーボンナノファイバーと、を第2の温度で混練して第1の混合物を得る。
A-1. Mixing step In the mixing step, a thermoplastic resin and carbon nanofibers are kneaded at a second temperature to obtain a first mixture.

混合工程における熱可塑性樹脂にカーボンナノファイバーを混合する工程は、例えば、密閉式混練機、押出機、射出成形機などを用いることができるが、図1に示すように2本ロールのオープンロール2を用いて行う方法について説明する。オープンロール2における第1のロール10と第2のロール20とは、所定の間隔d、例えば0.5mm〜1.5mmの間隔で配置され、矢印で示す方向に回転速度V1,V2で正転あるいは逆転で回転する。第1のロール10と第2のロール20は、例えば内部に設けられた加熱手段によって温度を調節することができ、第2の温度に設定される。   For example, a closed kneader, an extruder, or an injection molding machine can be used for mixing the carbon nanofibers with the thermoplastic resin in the mixing step. As shown in FIG. A method performed using the above will be described. The first roll 10 and the second roll 20 in the open roll 2 are arranged at a predetermined interval d, for example, 0.5 mm to 1.5 mm, and are rotated forward at rotational speeds V1 and V2 in the directions indicated by the arrows. Or it rotates in reverse. The temperature of the first roll 10 and the second roll 20 can be adjusted by, for example, heating means provided therein, and is set to the second temperature.

第2の温度は、熱可塑性樹脂の融点(Tm)以上である。第2の温度は、混合工程中の熱可塑性樹脂の実際の温度であり、加工装置の温度ではない。熱可塑性樹脂の成形加工温度は、一般的に、加工装置の例えば押出機や射出成形機であれば加熱筒の設定温度で表わされるが、通常、混練時のせん断発熱によって加工装置の設定温度よりも実際の樹脂の温度は高温になる。本実施の形態における第2の温度は加工中の温度であるため、できるだ
け実際の樹脂の温度を測定することが望ましいが、測定できない場合は加工装置から第1の混合物を取り出した直後の温度を測定してその温度から推測することができる。
The second temperature is equal to or higher than the melting point (Tm) of the thermoplastic resin. The second temperature is the actual temperature of the thermoplastic resin during the mixing process, not the temperature of the processing equipment. The molding processing temperature of the thermoplastic resin is generally represented by the set temperature of the heating cylinder in the case of, for example, an extruder or an injection molding machine of the processing apparatus, but usually from the set temperature of the processing apparatus due to shear heat generation during kneading. Even the actual resin temperature becomes high. Since the second temperature in the present embodiment is a temperature during processing, it is desirable to measure the actual resin temperature as much as possible. However, if it cannot be measured, the temperature immediately after taking out the first mixture from the processing apparatus is used. It can be measured and estimated from the temperature.

第2の温度は、オープンロール2を用いて混合工程の加工する場合には、熱可塑性樹脂の一般的な成形加工装置で実施する場合よりもロールへの巻き付き特性を考慮して若干低め、例えば20℃以上低い温度にロール温度を設定することで実施できる。   The second temperature is slightly lower in the case of processing in the mixing process using the open roll 2 than in the case of carrying out with a general molding processing apparatus of a thermoplastic resin in consideration of the winding property on the roll, for example, This can be done by setting the roll temperature to a temperature lower by 20 ° C. or more.

熱可塑性樹脂がポリプロピレンである場合には、第2の温度は、融点以上例えば160℃以上であることができ、さらに180℃以上であることができ、特に180℃〜300℃であることができる。特に、ポリプロピレンをオープンロール2を用いて加工する場合には、ロール温度は、180℃〜200℃に設定することができ、さらに、180℃〜190℃に設定することができる。熱可塑性樹脂をオープンロール2で加工することは一般的ではないが、オープンロール2の場合には、他の前記加工装置に比べて、材料をロールに巻き付かせなければならないという特殊性から、ロール温度が200℃を超えるような温度ではポリプロピレンの粘性が高くなりすぎて加工が困難になる。第2の温度は、熱可塑性樹脂を溶融させ、カーボンナノファイバーを混合することができればよいので、密閉式混練機、押出機、射出成形機などで加工する場合には、第2の温度はその加工装置の設定温度を200℃〜300℃としたときの樹脂の表面温度とすることができる。   When the thermoplastic resin is polypropylene, the second temperature can be not lower than the melting point, for example 160 ° C. or higher, can be 180 ° C. or higher, and can be 180 ° C. to 300 ° C., in particular. . In particular, when polypropylene is processed using the open roll 2, the roll temperature can be set to 180 ° C to 200 ° C, and further can be set to 180 ° C to 190 ° C. Although it is not common to process a thermoplastic resin with the open roll 2, in the case of the open roll 2, compared with the said other processing apparatus, from the special property that a material must be wound around a roll, When the roll temperature exceeds 200 ° C., the viscosity of the polypropylene becomes too high and processing becomes difficult. The second temperature only needs to be able to melt the thermoplastic resin and mix the carbon nanofibers. Therefore, when processing with a closed kneader, an extruder, an injection molding machine, etc., the second temperature is It can be set as the surface temperature of the resin when the set temperature of the processing apparatus is 200 ° C. to 300 ° C.

図1に示すように、第1のロール10に巻き付けられた熱可塑性樹脂30のバンク34に、複数のカーボンナノファイバー80を投入し、混練して第1の混合物を得ることができる。混合工程では、カーボンナノファイバー80が熱可塑性樹脂30中に分散し、例えば目視で色むらがなくなるまで混練を行う。この混練の工程は、熱可塑性樹脂に配合剤(カーボンナノファイバーなど)を配合する一般的な混練と同じ工程を採用することができる。   As shown in FIG. 1, a plurality of carbon nanofibers 80 can be put into a bank 34 of thermoplastic resin 30 wound around a first roll 10 and kneaded to obtain a first mixture. In the mixing step, the carbon nanofibers 80 are dispersed in the thermoplastic resin 30 and, for example, kneading is performed until there is no color unevenness. As the kneading step, the same step as a general kneading in which a compounding agent (carbon nanofiber or the like) is blended with a thermoplastic resin can be employed.

しかしながら、この状態では、第1の混合物中におけるカーボンナノファイバー80は、原料と同じ凝集体のまま全体に分散して存在する。したがって、第1の混合物は、その材料中に欠陥を有することになり、例えば引張試験などを行うと、原料の熱可塑性樹脂単体のときよりも破断伸びが著しく低下する。   However, in this state, the carbon nanofibers 80 in the first mixture are present dispersed throughout the same aggregate as the raw material. Therefore, the first mixture has a defect in the material. For example, when a tensile test or the like is performed, the elongation at break is significantly lower than that of the raw material thermoplastic resin alone.

この第1の混合物について、動的粘弾性試験(以下、DMA試験という。)を行うと、原料の熱可塑性樹脂とは異なる挙動を示すことがわかった。原料の熱可塑性樹脂は、融点付近で貯蔵弾性率(E’)が急激に低下し、流動する。しかし、カーボンナノファイバー80を混合した第1の混合物は、所定量以上のカーボンナノファイバーを分散させることにより、融点を超えても貯蔵弾性率(E’)がほとんど低下しない、すなわちエラストマーのようなゴム弾性領域が発現することがわかった。   When the first mixture was subjected to a dynamic viscoelasticity test (hereinafter referred to as DMA test), it was found that the first mixture showed a behavior different from that of the raw thermoplastic resin. The raw material thermoplastic resin has a storage elastic modulus (E ′) that rapidly decreases near the melting point and flows. However, in the first mixture in which the carbon nanofibers 80 are mixed, the storage elastic modulus (E ′) hardly decreases even when the melting point is exceeded by dispersing a predetermined amount or more of the carbon nanofibers, that is, like an elastomer. It was found that a rubber elastic region was developed.

本発明にかかる熱可塑性樹脂の製造方法は、このゴム弾性領域を利用して、凝集しているカーボンナノファイバーをほぐすように解繊して、熱可塑性樹脂中に分散させるものである。したがって、本発明を実施する上で、その配合の第1の混合物のサンプルについてあらかじめDMA試験を行い、ゴム弾性領域が発現しているかどうかを確認しておき、その温度領域を用いて、熱可塑性樹脂組成物を生産することができる。   The method for producing a thermoplastic resin according to the present invention uses this rubber elastic region to disentangle the aggregated carbon nanofibers so as to disperse them in the thermoplastic resin. Therefore, in carrying out the present invention, a DMA test is performed in advance on a sample of the first mixture of the blend to confirm whether or not a rubber elastic region has developed, and the temperature region is used to determine thermoplasticity. A resin composition can be produced.

A−2.低温混練工程
低温混練工程は、第1の混合物を第1の温度で混練する。
A-2. Low temperature kneading step The low temperature kneading step kneads the first mixture at the first temperature.

第1の混合物としては、前記A−1の混合工程によって得られたものを用いることができる。   As a 1st mixture, what was obtained by the mixing process of said A-1 can be used.

低温混練工程における第1の混合物を第1の温度で混練する工程は、熱可塑性樹脂を溶融して成形加工するための装置、例えば、密閉式混練機、押出機、射出成形機などを用いることができるが、混合工程と同様に、図1に示すようなオープンロール2を用いて行うことができる。この工程では、第1のロール10と第2のロール20とのロール間隔dを、例えば0.5mm以下、より好ましくは0〜0.5mmの間隔に設定し、混合工程で得られた第1の混合物をオープンロール2に投入して混練を行なうことができる。   The step of kneading the first mixture at the first temperature in the low temperature kneading step uses an apparatus for melting and molding the thermoplastic resin, for example, a closed kneader, an extruder, an injection molding machine, or the like. However, similar to the mixing step, it can be performed using an open roll 2 as shown in FIG. In this step, the roll interval d between the first roll 10 and the second roll 20 is set to, for example, 0.5 mm or less, more preferably 0 to 0.5 mm, and the first obtained in the mixing step. The mixture can be put into the open roll 2 and kneaded.

第1のロール10の表面速度をV1、第2のロール20の表面速度をV2とすると、この工程における両者の表面速度比(V1/V2)は、1.05〜3.00であることができ、さらに1.05〜1.2であることができる。このような表面速度比を用いることにより、所望の剪断力を得ることができる。このように狭いロール間から押し出された第1の混合物は、第1の温度がゴム弾性領域が発現している温度範囲であることから、熱可塑性樹脂の弾性による復元力で大きく変形し、その際の熱可塑性樹脂の変形と共にカーボンナノファイバーが大きく移動することができる。   When the surface speed of the first roll 10 is V1, and the surface speed of the second roll 20 is V2, the surface speed ratio (V1 / V2) of both in this step is 1.05 to 3.00. And can be 1.05-1.2. By using such a surface velocity ratio, a desired shear force can be obtained. The first mixture extruded from between such narrow rolls is greatly deformed by the restoring force due to the elasticity of the thermoplastic resin because the first temperature is the temperature range in which the rubber elastic region is developed. The carbon nanofibers can move greatly with the deformation of the thermoplastic resin.

一般的な加工設定温度すなわち加工装置の設定温度は、熱可塑性樹脂を短時間で十分に溶融させ、迅速に加工するために、熱可塑性樹脂の加工設定温度として推奨されている温度よりも高い温度で加工するのが一般的である。熱可塑性樹脂は、その融点付近で加工は行なわない。加工時の熱可塑性樹脂の表面温度は、そのような加工設定温度よりも高くなることは前述のとおりである。特に、熱可塑性樹脂にカーボンナノファイバーのような充填剤が配合されている場合には、その加工設定温度は一般的な加工設定温度よりもさらに高い温度で加工を行うことになるのが通常である。   The general processing set temperature, that is, the set temperature of the processing equipment, is higher than the temperature recommended as the processing set temperature for thermoplastic resins in order to melt the thermoplastic resin sufficiently in a short time and process it quickly. It is common to process with. The thermoplastic resin is not processed near its melting point. As described above, the surface temperature of the thermoplastic resin during processing is higher than the processing set temperature. In particular, when a filler such as carbon nanofiber is blended with a thermoplastic resin, the processing set temperature is usually higher than the general processing set temperature. is there.

しかしながら、本実施の形態においては、このように熱可塑性樹脂の弾性による復元力を利用してカーボンナノファイバーを移動させるため、第1の温度は、熱可塑性樹脂の融点(Tm)以上であって、第1の混合物のDMA試験におけるゴム状弾性領域を示す温度範囲であり、特に、第1の混合物に高いせん断力を与えられるように、カーボンナノファイバーを配合した熱可塑性樹脂の加工温度としてはこれまで採用されなかった低い温度範囲とすることができる。   However, in this embodiment, since the carbon nanofibers are moved using the resilience due to the elasticity of the thermoplastic resin in this way, the first temperature is equal to or higher than the melting point (Tm) of the thermoplastic resin. The temperature range showing the rubbery elastic region in the DMA test of the first mixture, and in particular, as the processing temperature of the thermoplastic resin compounded with carbon nanofibers so as to give a high shearing force to the first mixture A low temperature range that has not been employed can be used.

第1の温度は、低温混練工程における第1の混合物の表面温度であり、加工装置の設定温度ではない。第2の温度でも説明したように、第1の温度もできるだけ実際の樹脂の温度を測定することが望ましいが、測定できない場合は加工装置から熱可塑性樹脂組成物を取り出した直後の温度を測定してその温度から加工中の第1の温度を推測することができる。また、密閉式混練機や押出機などのように、低温混練工程における第1の混合物の表面温度を測定することができない場合には、混練した後装置から取り出した直後の熱可塑性樹脂組成物の表面温度を測定し、第1の温度の範囲内にあることを確認することができる。   The first temperature is the surface temperature of the first mixture in the low-temperature kneading step, not the set temperature of the processing apparatus. As described for the second temperature, it is desirable to measure the temperature of the actual resin as much as possible for the first temperature, but if it cannot be measured, measure the temperature immediately after taking out the thermoplastic resin composition from the processing apparatus. The first temperature during processing can be estimated from the temperature. Further, when the surface temperature of the first mixture in the low temperature kneading step cannot be measured as in a closed kneader or an extruder, the thermoplastic resin composition immediately after taking out from the apparatus after kneading is used. The surface temperature can be measured and confirmed to be within the first temperature range.

第1の温度は、この製造方法に用いる熱可塑性樹脂の融点(Tm)以上であって融点(Tm)よりも25℃高い温度までの範囲である。第1の温度が融点(Tm)よりも低ければ加工が困難である。また、第1の温度が融点(Tm)よりも25℃高い温度を超えると、低温混練工程においてカーボンナノファイバーの凝集塊をほぐすことができない。熱可塑性樹脂がポリプロピレンである場合においても第1の温度は同様に定義できるが、例えば融点が160℃の場合、第1の温度は、160℃以上、180℃以下であることができる。ここで、融点(Tm)は、原料となる熱可塑性樹脂をDMA試験することで測定することができ、流動を開始する温度である。   The first temperature is in the range up to a temperature which is equal to or higher than the melting point (Tm) of the thermoplastic resin used in this production method and 25 ° C. higher than the melting point (Tm). If the first temperature is lower than the melting point (Tm), processing is difficult. Moreover, when the first temperature exceeds 25 ° C. higher than the melting point (Tm), the carbon nanofiber aggregates cannot be loosened in the low-temperature kneading step. Even when the thermoplastic resin is polypropylene, the first temperature can be defined in the same manner. For example, when the melting point is 160 ° C., the first temperature can be 160 ° C. or higher and 180 ° C. or lower. Here, melting | fusing point (Tm) can be measured by carrying out DMA test of the thermoplastic resin used as a raw material, and is temperature which starts a flow.

また、第1の温度は、融点(Tm)以上であって融点(Tm)よりも20℃高い温度までの範囲であることができ、さらに、融点(Tm)以上であって融点(Tm)よりも15
℃高い温度までの範囲であることができる。
Further, the first temperature may be in a range up to a melting point (Tm) or higher and 20 ° C. higher than the melting point (Tm). 15
It can range up to a high temperature.

低温混練工程は、第1の温度において、例えば4分間〜20分間であることができ、さらに5分間〜20分間であることができる。第1の温度での混練時間を十分にとることによって、カーボンナノファイバーの解繊をより確実に実施することができる。   The low temperature kneading step can be, for example, 4 minutes to 20 minutes at the first temperature, and can be further 5 minutes to 20 minutes. By sufficiently taking the kneading time at the first temperature, the carbon nanofibers can be defibrated more reliably.

第1の混合物は、カーボンナノファイバーが配合されたことによって加工性が低下しており、これを混練することによるせん断発熱によって、第1の混合物の温度は装置の設定温度よりもさらに高くなる。そのため、低温混練工程に適した第1の温度範囲に第1の混合物の表面温度を維持するために、オープンロールであればロールの温度を調整して第1の混合物の温度が高くならないように、積極的に冷やすように温度調節しなければならない。これは密閉式混練機、押出機または射出成形機などにおいても同様であり、装置の加工設定温度を積極的に冷やすように調節することで第1の混合物の表面温度を第1の温度範囲に一定時間維持することができる。例えば、押出機においては材料を供給する付近においては加熱筒の設定温度を一般的な加工温度よりも高い温度に設定し、他のゾーンを第1の温度よりも低温に設定し、加工中の樹脂の表面温度が第1の温度になるように調整することができる。   The workability of the first mixture is lowered due to the incorporation of carbon nanofibers, and the temperature of the first mixture becomes higher than the set temperature of the apparatus due to shearing heat generated by kneading the carbon nanofibers. Therefore, in order to maintain the surface temperature of the first mixture in the first temperature range suitable for the low-temperature kneading step, if the roll is an open roll, the temperature of the first mixture is not increased by adjusting the roll temperature. The temperature must be adjusted to cool down positively. The same applies to a closed kneader, an extruder or an injection molding machine, and the surface temperature of the first mixture is brought to the first temperature range by actively adjusting the processing set temperature of the apparatus so as to cool down. It can be maintained for a certain time. For example, in the extruder, in the vicinity of supplying the material, the set temperature of the heating cylinder is set to a temperature higher than the general processing temperature, the other zones are set to a temperature lower than the first temperature, The surface temperature of the resin can be adjusted to be the first temperature.

低温混練工程によって得られた熱可塑性樹脂組成物は、例えば、金型内に投入されてプレス加工することができ、あるいは、例えば、さらに押出機を用いてペレットに加工するなどして、公知の熱可塑性樹脂の加工方法を用いて所望の形状に成形することができる。   The thermoplastic resin composition obtained by the low-temperature kneading step can be, for example, put into a mold and pressed, or, for example, further processed into pellets using an extruder, etc. It can be formed into a desired shape using a thermoplastic resin processing method.

このようにして得られた剪断力により、熱可塑性樹脂に高い剪断力が作用し、凝集していたカーボンナノファイバーが熱可塑性樹脂の分子に1本ずつ引き抜かれるように相互に分離し、解繊され、熱可塑性樹脂中に分散される。特に、熱可塑性樹脂は、第1の温度範囲における弾性と、粘性と、混練工程による熱可塑性樹脂の分子が活性化することによるカーボンナノファイバーとの化学的相互作用と、を有するため、カーボンナノファイバーを解繊し、分散することができる。そして、カーボンナノファイバーの分散性および分散安定性(カーボンナノファイバーが再凝集しにくいこと)に優れた熱可塑性樹脂組成物を得ることができる。   The shearing force thus obtained causes a high shearing force to act on the thermoplastic resin, so that the aggregated carbon nanofibers are separated from each other so that they are pulled out one by one into the thermoplastic resin molecule, and defibrated. And dispersed in the thermoplastic resin. In particular, the thermoplastic resin has elasticity in the first temperature range, viscosity, and chemical interaction with the carbon nanofibers due to activation of the thermoplastic resin molecules in the kneading process. Fiber can be defibrated and dispersed. And the thermoplastic resin composition excellent in the dispersibility and dispersion stability of carbon nanofiber (it is hard to re-aggregate carbon nanofiber) can be obtained.

低温混練工程は、混合工程に引き続いて行うときは冷却工程を実施することができる。混合工程で得られた第1の混合物は低温混練工程における第1の温度よりも高温であるためである。冷却工程は、第1の混合物が第1の温度の温度範囲になるまで行うことができ、低温混練工程に導入しやすくするために第1の混合物を第1の温度範囲に設定されたオーブン内で保持しておくことができる。   When the low-temperature kneading step is performed subsequent to the mixing step, a cooling step can be performed. This is because the first mixture obtained in the mixing step has a higher temperature than the first temperature in the low-temperature kneading step. The cooling step can be performed until the first mixture reaches the temperature range of the first temperature, and the first mixture is set in the first temperature range in order to facilitate introduction into the low temperature kneading step. Can be retained.

第1の混合物は、市販されている熱可塑性樹脂とカーボンナノファイバーとを混合した混合物ペレットを用いることができる。通常このような市販の混合物ペレットは、カーボンナノファイバーが凝集したままで存在している。したがって、このような市販の混合物ペレットは、前記A−1の混合工程と同様に加工されたことが推測できる。   As the first mixture, a mixture pellet obtained by mixing a commercially available thermoplastic resin and carbon nanofiber can be used. Usually, such commercially available mixture pellets are present with the carbon nanofibers agglomerated. Therefore, it can be inferred that such a commercially available mixture pellet was processed in the same manner as the mixing step of A-1.

熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、カーボンナノファイバーの平均直径が9nm以上、30nm以下であって熱可塑性樹脂がポリプロピレンであることができ、その場合における低温混練工程でのポリプロピレン100質量部に対する、カーボンナノファイバーの配合量は7質量部以上、35質量部以下であることができる。平均直径が9nm以上、30nm以下のカーボンナノファイバーの場合、ポリプロピレン100質量部に対するカーボンナノファイバーの配合量が7質量部以上になると第1の混合物のDMA試験において融点以上のゴム弾性領域が発現することができる。   The method for producing the thermoplastic resin composition is such that the average diameter of the carbon nanofibers is 9 nm or more and 30 nm or less, and the thermoplastic resin can be polypropylene, and in that case, with respect to 100 parts by mass of polypropylene in the low temperature kneading step, The compounding quantity of carbon nanofiber can be 7 mass parts or more and 35 mass parts or less. In the case of carbon nanofibers having an average diameter of 9 nm or more and 30 nm or less, when the compounding amount of the carbon nanofibers with respect to 100 parts by mass of polypropylene is 7 parts by mass or more, a rubber elastic region having a melting point or more appears in the DMA test of the first mixture. be able to.

熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、カーボンナノファイバーの平均直径が30nmを超え、110nm以下であって熱可塑性樹脂がポリプロピレンであることができ、その場合における低温混練工程でのポリプロピレン100質量部に対して、カーボンナノファイバーの配合量が15質量部以上、55質量部以下であることができる。平均直径が30nmを超え、110nm以下のカーボンナノファイバーの場合、ポリプロピレン100質量部に対するカーボンナノファイバーの配合量が15質量部以上になると第1の混合物のDMA試験において融点以上でゴム弾性領域が発現することができる。   In the method for producing a thermoplastic resin composition, the average diameter of the carbon nanofibers is more than 30 nm and not more than 110 nm, and the thermoplastic resin can be polypropylene. In that case, 100 parts by mass of polypropylene in the low temperature kneading step On the other hand, the compounding quantity of carbon nanofiber can be 15 mass parts or more and 55 mass parts or less. In the case of carbon nanofibers having an average diameter of more than 30 nm and not more than 110 nm, when the compounding amount of carbon nanofibers with respect to 100 parts by mass of polypropylene is 15 parts by mass or more, a rubber elastic region appears at the melting point or more in the DMA test of the first mixture can do.

本実施の形態にかかる熱可塑性樹脂組成物の製造方法によれば、熱可塑性樹脂中に凝集塊として存在していたカーボンナノファイバーを相互に分離した状態で分散させることができる。したがって、熱可塑性樹脂組成物の製造方法によって得られた熱可塑性樹脂組成物は、カーボンナノファイバーの凝集塊が存在しないので、凝集塊が原因の応力集中による破壊が起こらないため、延性を犠牲にすることなく、高い弾性率を有することができる。   According to the method for producing a thermoplastic resin composition according to the present embodiment, carbon nanofibers that existed as aggregates in the thermoplastic resin can be dispersed while being separated from each other. Therefore, since the thermoplastic resin composition obtained by the method for producing a thermoplastic resin composition does not have aggregates of carbon nanofibers, fracture due to stress concentration caused by the aggregates does not occur, so the ductility is sacrificed. Without having a high elastic modulus.

A−3.第2の低温混練工程
熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、第1の混合物における熱可塑性樹脂は第1の熱可塑性樹脂であり、低温混練工程で得られた第2の混合物に、第2の熱可塑性樹脂をさらに加えて第3の温度で混練して第3の混合物を得る第2の低温混練工程をさらに含むことができる。第2の熱可塑性樹脂は、第1の熱可塑性樹脂と同じ種類の熱可塑性樹脂であることができる。ここで、同じ種類の熱可塑性樹脂とは、第2の熱可塑性樹脂と第1の熱可塑性樹脂とが少なくとも同じ主構成モノマーであるということである。第3の温度は、前記A−2において説明した第1の温度と同じ温度範囲とすることができる。前記A−1における第1の混合物中のカーボンナノファイバーの配合量が少ないと、第1の混合物におけるDMA試験でのゴム弾性領域が発現しない場合がある。そのような第1の混合物では低温混練工程を実施してもカーボンナノファイバーを相互に分離させることができない。そのため、比較的少量のカーボンナノファイバーを配合した熱可塑性樹脂組成物を加工したい場合には、このように第2の低温混練工程を実施することによって、第2の熱可塑性樹脂を任意の量追加することにより、熱可塑性樹脂組成物におけるカーボンナノファイバーの含有量を少なくすることができる。なお、特に断らない限り、第1の熱可塑性樹脂と第2の熱可塑性樹脂とは同じ種類の熱可塑性樹脂を用いたものとして以下説明する。
A-3. Second low-temperature kneading step The method for producing a thermoplastic resin composition is such that the thermoplastic resin in the first mixture is the first thermoplastic resin, and the second mixture obtained in the low-temperature kneading step includes the second A second low-temperature kneading step of adding a thermoplastic resin and kneading at a third temperature to obtain a third mixture can be further included. The second thermoplastic resin can be the same type of thermoplastic resin as the first thermoplastic resin. Here, the same type of thermoplastic resin means that the second thermoplastic resin and the first thermoplastic resin are at least the same main constituent monomer. The third temperature can be in the same temperature range as the first temperature described in A-2. If the blending amount of the carbon nanofibers in the first mixture in A-1 is small, the rubber elastic region in the DMA test in the first mixture may not appear. In such a first mixture, the carbon nanofibers cannot be separated from each other even when the low-temperature kneading step is performed. Therefore, when it is desired to process a thermoplastic resin composition containing a relatively small amount of carbon nanofibers, an arbitrary amount of the second thermoplastic resin is added by performing the second low-temperature kneading step in this way. By doing, content of the carbon nanofiber in a thermoplastic resin composition can be decreased. Unless otherwise specified, the first thermoplastic resin and the second thermoplastic resin will be described below using the same kind of thermoplastic resin.

B.次に、本実施の形態の製造方法に用いる原料について説明する。   B. Next, the raw material used for the manufacturing method of this Embodiment is demonstrated.

B−1.熱可塑性樹脂
熱可塑性樹脂としては、DMA試験において融点を示す熱可塑性樹脂を用いることができ、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリアミド(PA)、ポリアセタール(POM)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリイミド(PI)、フッ素樹脂(PFA)などの結晶性の熱可塑性樹脂を用いることができる。また、一般に非晶性樹脂と呼ばれる熱可塑性樹脂であっても、DMA試験において融点を示す熱可塑性樹脂、例えば、ポリスチレン(PS)やポリカーボネート(PC)なども用いることができる。
B-1. Thermoplastic resin As the thermoplastic resin, a thermoplastic resin having a melting point in the DMA test can be used. For example, polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyamide (PA), polyacetal (POM), polybutylene terephthalate ( Crystalline thermoplastic resins such as PBT), polyethylene terephthalate (PET), polyphenylene sulfide (PPS), polyether ether ketone (PEEK), polyimide (PI), and fluororesin (PFA) can be used. Moreover, even if it is a thermoplastic resin generally called an amorphous resin, the thermoplastic resin which shows melting | fusing point in a DMA test, for example, a polystyrene (PS), a polycarbonate (PC), etc. can be used.

B−2.カーボンナノファイバー
カーボンナノファイバーは、平均直径(繊維径)が0.4nm以上230nm以下であることができ、さらにカーボンナノファイバーは、平均直径(繊維径)が9nm以上110nm以下であることができ、特に9nm以上30nm以下または30nmを超え110nm以下であることができる。カーボンナノファイバーは、その平均直径が細く、比表面積が大きいため、カーボンナノファイバーを解繊し、全体に分散させることができると、
熱可塑性樹脂を少量のカーボンナノファイバーによって効果的に補強することができる。平均直径(繊維径)が0.4nm以上230nm以下であるカーボンナノファイバーを用いることで、熱可塑性樹脂を補強することができる。カーボンナノファイバーは、その表面における熱可塑性樹脂との反応性を向上させるために、例えば酸化処理することもできる。なお、本発明の詳細な説明においてカーボンナノファイバーの平均直径及び平均長さは、電子顕微鏡による例えば5,000倍の撮像(カーボンナノファイバーのサイズによって適宜倍率は変更できる)から200箇所以上の直径及び長さを計測し、その算術平均値として計算して得ることができる。
B-2. Carbon nanofibers Carbon nanofibers can have an average diameter (fiber diameter) of 0.4 nm to 230 nm, and carbon nanofibers can have an average diameter (fiber diameter) of 9 nm to 110 nm, In particular, it can be 9 nm or more and 30 nm or less, or more than 30 nm and 110 nm or less. Since the carbon nanofiber has a small average diameter and a large specific surface area, the carbon nanofiber can be defibrated and dispersed throughout.
The thermoplastic resin can be effectively reinforced with a small amount of carbon nanofibers. By using carbon nanofibers having an average diameter (fiber diameter) of 0.4 nm or more and 230 nm or less, the thermoplastic resin can be reinforced. The carbon nanofibers can be oxidized, for example, in order to improve the reactivity with the thermoplastic resin on the surface thereof. In the detailed description of the present invention, the average diameter and the average length of the carbon nanofibers are, for example, 5,000 times or more from an electron microscope (the magnification can be appropriately changed depending on the size of the carbon nanofibers), and the diameters of 200 or more locations. And the length can be measured and calculated as the arithmetic average value.

熱可塑性樹脂組成物におけるカーボンナノファイバーの配合量は、所望の特性に応じて適宜配合することができる。特に、第2の低温混練工程を用いることによって、熱可塑性樹脂100質量部に対してカーボンナノファイバー0.1質量部以上を配合することができ、比較的太いカーボンナノファイバーを用いることによって例えば100質量部まで配合することができる。また、熱可塑性樹脂組成物には、カーボンナノファイバー以外に熱可塑性樹脂組成物の加工に一般に用いられている充填材などを合わせて用いることができる。ここで、「質量部」は、特に指定しない限り「phr」を示し、「phr」は、parts per hundred of resin or rubberの省略形であって、ゴムや熱可塑性樹脂等に対する添加剤等の外掛百分率を表すものである。   The compounding quantity of the carbon nanofiber in a thermoplastic resin composition can be mix | blended suitably according to a desired characteristic. In particular, by using the second low-temperature kneading step, 0.1 part by mass or more of carbon nanofibers can be blended with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic resin, and by using relatively thick carbon nanofibers, for example, 100 It can mix | blend to a mass part. In addition to carbon nanofibers, the thermoplastic resin composition can be used in combination with fillers generally used for processing thermoplastic resin compositions. Here, “part by mass” indicates “phr” unless otherwise specified, and “phr” is an abbreviation for “parts per undred of resin or rubber”, and is used as an external hook for additives such as rubber and thermoplastic resin. It represents a percentage.

カーボンナノファイバーは、炭素六角網面のグラファイトの1枚面(グラフェンシート)を巻いて筒状にした形状を有するいわゆる多層カーボンナノチューブ(MWNT:マルチウォールカーボンナノチューブ)であり、平均直径が9nm以上30nm以下のカーボンナノファイバーとしては、例えばバイエルマテリアルサイエンス社のバイチューブ(Baytubes)C150P及びC70P並びにナノシル(Nanocyl)社のNC−7000などを挙げることができ、平均直径が30nmを超え110nm以下のカーボンナノファイバーとしては、例えば保土谷化学工業社のNT−7などを挙げることができる。また、部分的にカーボンナノチューブの構造を有する炭素材料も使用することができる。なお、カーボンナノチューブという名称の他にグラファイトフィブリルナノチューブ、気相成長炭素繊維といった名称で称されることもある。   Carbon nanofibers are so-called multi-walled carbon nanotubes (MWNT: multi-wall carbon nanotubes) having a cylindrical shape formed by winding one surface (graphene sheet) of graphite with a carbon hexagonal mesh surface, and an average diameter of 9 nm to 30 nm. Examples of the following carbon nanofibers include Baytubes C150P and C70P manufactured by Bayer MaterialScience, and NC-7000 manufactured by Nanosil, and carbon nanofibers having an average diameter of more than 30 nm and 110 nm or less. Examples of the fiber include NT-7 manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd. A carbon material partially having a carbon nanotube structure can also be used. In addition to the name “carbon nanotube”, it may be called “graphite fibril nanotube” or “vapor-grown carbon fiber”.

カーボンナノファイバーは、気相成長法によって得ることができる。気相成長法は、触媒気相合成法(Catalytic Chemical Vapor Deposition:CCVD)とも呼ばれ、炭化水素等のガスを金属系触媒の存在下で気相熱分解させてカーボンナノファイバーを製造する方法である。より詳細に気相成長法を説明すると、例えば、ベンゼン、トルエン等の有機化合物を原料とし、フェロセン、ニッケルセン等の有機遷移金属化合物を金属系触媒として用い、これらをキャリアーガスとともに高温例えば400℃以上1000℃以下の反応温度に設定された反応炉に導入し、浮遊状態あるいは反応炉壁にカーボンナノファイバーを生成させる浮遊流動反応法(Floating Reaction Method)や、あらかじめアルミナ、酸化マグネシウム等のセラミックス上に担持された金属含有粒子を炭素含有化合物と高温で接触させてカーボンナノファイバーを基板上に生成させる触媒担持反応法(Substrate Reaction Method)等を用いることができる。平均直径が9nm以上30nm以下のカーボンナノファイバーは触媒担持反応法によって得ることができ、平均直径が30nmを超え110nm以下のカーボンナノファイバーは浮遊流動反応法によって得ることができる。カーボンナノファイバーの直径は、例えば金属含有粒子の大きさや反応時間などで調節することができる。平均直径が9nm以上30nm以下のカーボンナノファイバーは、窒素吸着比表面積が10m/g以上500m/g以下であることができ、さらに100m/g以上350m/g以下であることができ、特に、150m/g以上300m/g以下であることができる。 Carbon nanofibers can be obtained by a vapor deposition method. Vapor growth is also called catalytic chemical vapor deposition (CCVD), which is a method of producing carbon nanofibers by gas phase pyrolysis of hydrocarbons and other gases in the presence of a metal catalyst. is there. The vapor phase growth method will be described in more detail. For example, an organic compound such as benzene or toluene is used as a raw material, an organic transition metal compound such as ferrocene or nickelcene is used as a metal catalyst, and these are used together with a carrier gas at a high temperature such as 400 ° C. It is introduced into a reaction furnace set to a reaction temperature of 1000 ° C or less and floated on a ceramic substrate such as alumina or magnesium oxide. For example, a catalyst-supporting reaction method (Substrate Reaction Method) in which carbon-containing fibers are brought into contact with a carbon-containing compound at a high temperature to form carbon nanofibers on a substrate can be used. Carbon nanofibers having an average diameter of 9 nm to 30 nm can be obtained by a catalyst-supporting reaction method, and carbon nanofibers having an average diameter of more than 30 nm and not more than 110 nm can be obtained by a floating flow reaction method. The diameter of the carbon nanofiber can be adjusted by, for example, the size of the metal-containing particles and the reaction time. Carbon nanofibers having an average diameter of 9 nm or more and 30 nm or less can have a nitrogen adsorption specific surface area of 10 m 2 / g or more and 500 m 2 / g or less, and can be 100 m 2 / g or more and 350 m 2 / g or less. In particular, it may be 150 m 2 / g or more and 300 m 2 / g or less.

C.本実施の形態によって得られた熱可塑性樹脂組成物について説明する。   C. The thermoplastic resin composition obtained by this Embodiment is demonstrated.

本実施の形態にかかる熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂中にカーボンナノファイバーが分散している熱可塑性樹脂組成物であって、カーボンナノファイバーの凝集塊が存在せず、カーボンナノファイバーは、相互に分離した状態で全体に分散していることを特徴とする。   The thermoplastic resin composition according to the present embodiment is a thermoplastic resin composition in which carbon nanofibers are dispersed in a thermoplastic resin, and there is no aggregate of carbon nanofibers. , It is dispersed in the whole in a state separated from each other.

図8〜図10は、後述する実施例2の熱可塑性樹脂組成物サンプルの凍結割断面のSEM観察写真である。実施例2の詳細については後述する。   8 to 10 are SEM observation photographs of the frozen section of a thermoplastic resin composition sample of Example 2 described later. Details of the second embodiment will be described later.

図8〜図10に示すように、熱可塑性樹脂組成物にカーボンナノファイバーの凝集塊がないことは、熱可塑性樹脂組成物の任意の断面を電子顕微鏡によって観察することによって確認することができる。図10には、解繊され、相互に分離したカーボンナノファイバーが割断面に分散して表れている。なお、凝集塊とは、後述する比較例4(比較例4の詳細については後述する。)のサンプルのSEM観察写真である図5〜図7に示すように、熱可塑性樹脂組成物中においても原料のようにカーボンナノファイバー同士が絡まりあい、特に図7に見られるように凝集塊の中ではカーボンナノファイバーとカーボンナノファイバーとの間に樹脂が入り込んでいない中空部が多数存在している状態である。このような凝集塊がないということは、凝集していたカーボンナノファイバーがほぐれ、カーボンナノファイバーが相互に分離した状態で全体に分散しているということである。相互に分離した状態とは、熱可塑性樹脂組成物中においてカーボンナノファイバー同士の間に中空部が存在しない状態にあることをいう。   As shown in FIGS. 8 to 10, the absence of aggregates of carbon nanofibers in the thermoplastic resin composition can be confirmed by observing an arbitrary cross section of the thermoplastic resin composition with an electron microscope. In FIG. 10, the carbon nanofibers that have been fibrillated and separated from each other are shown dispersed in the cut surface. In addition, as shown in FIGS. 5-7 which are the SEM observation photographs of the sample of the comparative example 4 (The detail of the comparative example 4 mentioned later is mentioned later) with an aggregate, it is also in a thermoplastic resin composition. The carbon nanofibers are entangled with each other as in the raw material. In particular, as shown in FIG. 7, in the aggregate, there are many hollow portions in which no resin enters between the carbon nanofibers and the carbon nanofibers. It is. The absence of such agglomerates means that the aggregated carbon nanofibers are loosened, and the carbon nanofibers are dispersed in a state separated from each other. The state which mutually isolate | separated means that it exists in the state in which a hollow part does not exist between carbon nanofibers in a thermoplastic resin composition.

本実施の形態にかかる熱可塑性樹脂組成物によれば、カーボンナノファイバーの凝集塊が存在しないので、凝集塊における応力集中が原因の破壊が起こらないため、延性を犠牲にすることなく、高い弾性率を有することができる。   According to the thermoplastic resin composition according to the present embodiment, since there is no aggregate of carbon nanofibers, there is no breakage due to stress concentration in the aggregate, so that high elasticity is obtained without sacrificing ductility. Can have a rate.

熱可塑性樹脂組成物は、応力−ひずみ曲線における引張降伏点を有する。応力―ひずみ曲線は、引張試験によって得ることができる。熱可塑性樹脂組成物がカーボンナノファイバーの凝集塊を有していると、引張試験において引張降伏点に達する前に、破断してしまうため、凝集塊の有無を擬似的に判断することができる。 The thermoplastic resin composition, the stress - that have a tensile yield point in strain curve. The stress-strain curve can be obtained by a tensile test. If the thermoplastic resin composition has an aggregate of carbon nanofibers, it breaks before reaching the tensile yield point in the tensile test, so that the presence or absence of the aggregate can be determined in a pseudo manner.

熱可塑性樹脂組成物は、ポリプロピレン100質量部に対して、カーボンナノファイバーが0.1質量部以上、100質量部以下であることができ、さらに、カーボンナノファイバーが5質量部以上、60質量部以下であることができる。   In the thermoplastic resin composition, the carbon nanofibers can be 0.1 parts by mass or more and 100 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of polypropylene, and the carbon nanofibers are 5 parts by mass or more and 60 parts by mass. Can be:

熱可塑性樹脂組成物は、カーボンナノファイバーの平均直径が9nm以上、30nm以下であるとき、ポリプロピレン100質量部に対して、カーボンナノファイバーが5質量部以上、40質量部以下であることができ、さらに、カーボンナノファイバーが7質量部以上、35質量部以下であることができる。   When the average diameter of the carbon nanofiber is 9 nm or more and 30 nm or less, the thermoplastic resin composition can be 5 parts by mass or more and 40 parts by mass or less of carbon nanofibers with respect to 100 parts by mass of polypropylene. Furthermore, carbon nanofibers can be 7 parts by mass or more and 35 parts by mass or less.

熱可塑性樹脂組成物は、カーボンナノファイバーの平均直径が30nmを超え、110nm以下であるとき、ポリプロピレン100質量部に対して、カーボンナノファイバーが5質量部以上、60質量部以下であることができ、さらに、カーボンナノファイバーが15質量部以上、55質量部以下であることができる。   In the thermoplastic resin composition, when the average diameter of the carbon nanofibers is more than 30 nm and 110 nm or less, the carbon nanofibers can be 5 parts by mass or more and 60 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of polypropylene. Furthermore, the carbon nanofibers can be 15 parts by mass or more and 55 parts by mass or less.

前記A−3の第2の低温混練工程を用いて製造された熱可塑性樹脂組成物は、すでにカーボンナノファイバーが分散した熱可塑性樹脂組成物をマスターバッチとして用いてさらに熱可塑性樹脂を追加することによって熱可塑性樹脂組成物中のカーボンナノファイバーの配合割合を少なくすることができる。したがって、例えば、ポリプロピレン100質量部に対して、カーボンナノファイバーが5質量部未満とすることができる。   The thermoplastic resin composition manufactured using the second low-temperature kneading step of A-3 is to further add a thermoplastic resin using a thermoplastic resin composition in which carbon nanofibers are already dispersed as a master batch. Thus, the blending ratio of carbon nanofibers in the thermoplastic resin composition can be reduced. Therefore, for example, the carbon nanofiber can be less than 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of polypropylene.

前記のように、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できよう。したがって、このような変形例はすべて、本発明の範囲に含まれるものとする。   As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail. However, it will be easily understood by those skilled in the art that many modifications can be made without departing from the novel matters and effects of the present invention. Accordingly, all such modifications are intended to be included in the scope of the present invention.

以下、本発明の実施例について述べるが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto.

(1−1)実施例1〜10のサンプルの作製
混合工程:ロール径が6インチのオープンロール(ロール温度180℃=加工設定温度)に、各表に示す100質量部(phr)のポリプロピレンを投入して、溶融させ、ロールに巻き付かせた。このときのポリプロピレンの生地表面の温度は、180℃であった。
(1-1) Preparation of Samples of Examples 1 to 10 Mixing step: 100 parts by mass (phr) of polypropylene shown in each table was added to an open roll having a roll diameter of 6 inches (roll temperature 180 ° C. = processing set temperature) It was charged, melted and wound on a roll. The temperature of the polypropylene fabric surface at this time was 180 ° C.

次に、配合剤として表1に示す質量部(phr)の多層カーボンナノファイバー(各表では「CNT−1」または「CNT−2」と記載した)を投入した。このとき、ロール間隙を1.5mmとした。十分に混練を行って多層カーボンナノファイバーを分散させ、第1の混合物をオープンロールから取り出した。この混練の間の第1の混合物の生地表面の温度(第2の温度)は、各表に「生地温度」欄で「第2の温度」として示した。各表の通り、カーボンナノファイバーの配合量が増えると混練中のせん断発熱によって第1の混合物の温度は上昇し、第2の温度はロール温度よりも高くなった。なお、生地温度の表面温度は、非接触型の赤外線温度計で計測した。   Next, multi-part carbon nanofibers (indicated in each table as “CNT-1” or “CNT-2”) shown in Table 1 were added as compounding agents. At this time, the roll gap was set to 1.5 mm. Thorough kneading was performed to disperse the multilayer carbon nanofibers, and the first mixture was taken out from the open roll. The temperature of the dough surface (second temperature) of the first mixture during the kneading is shown as “second temperature” in the “dough temperature” column in each table. As shown in each table, when the blending amount of the carbon nanofibers increased, the temperature of the first mixture increased due to shear heat generation during kneading, and the second temperature became higher than the roll temperature. The surface temperature of the dough temperature was measured with a non-contact type infrared thermometer.

冷却工程:第1の混合物の表面温度が160℃−180℃になるまで冷却し、オーブンに第1の混合物を入れて160℃−180℃に維持した。   Cooling step: The first mixture was cooled until the surface temperature reached 160 ° C. to 180 ° C., and the first mixture was placed in an oven and maintained at 160 ° C. to 180 ° C.

低温混練工程:第1の混合物をオープンロールに再び投入し、ロール間隙を1.5mmから0.3mmと狭くして混練を行った。この混練の間、第1の混合物の生地表面の温度(第1の温度)を非接触型の赤外線温度計で測定して160℃−180℃に維持されるように、ロールを温度調節した。この混練の間の第1の混合物の生地表面の温度(第1の温度)は、各表に「生地温度」欄で「第1の温度」として示した。十分に混練した後、ロール間隙を0.3mmから1.5mmに変更して、オープンロールから熱可塑性樹脂組成物を取り出した。   Low-temperature kneading step: The first mixture was put again into the open roll, and the roll gap was narrowed from 1.5 mm to 0.3 mm for kneading. During this kneading, the temperature of the roll of the first mixture was adjusted so that the temperature of the dough surface (first temperature) was measured with a non-contact infrared thermometer and maintained at 160 ° C. to 180 ° C. The temperature (first temperature) of the dough surface of the first mixture during the kneading is shown as “first temperature” in the “dough temperature” column in each table. After kneading sufficiently, the roll gap was changed from 0.3 mm to 1.5 mm, and the thermoplastic resin composition was taken out from the open roll.

プレス工程:オープンロールから取り出された熱可塑性樹脂組成物を金型に入れ、真空下で加圧成形して、サンプルを作製した。真空加圧成形は、金型を190℃に加熱し、2分間予熱した後、23MPaで加圧(金型に対して)しながら5分間プレス成型し、金型を冷却プレスに移動して6MPaで加圧(金型に対して)しながら室温まで冷却した。   Pressing process: The thermoplastic resin composition taken out from the open roll was put in a mold and pressure-molded under vacuum to prepare a sample. In vacuum pressure molding, the mold is heated to 190 ° C., preheated for 2 minutes, then press-molded for 5 minutes while being pressurized at 23 MPa (to the mold), and the mold is moved to a cooling press to 6 MPa. And cooled to room temperature while applying pressure (to the mold).

なお、各表において、「CNT−1」は平均直径(走査型電子顕微鏡の撮像を用いて200か所以上の測定値を算術平均した値)15nmの多層カーボンナノチューブであり、「CNT−2」は平均直径(走査型電子顕微鏡の撮像を用いて200か所以上の測定値を算術平均した値)68nmの多層カーボンナノチューブであり、「PP−1」は、日本ポリプロ社製ポリプロピレン(ランダムコポリマーのポリプロピレン、グレード名:MG03B、MFR:30g/10min、密度:0.90g/cm、融点160℃(融点は下記DMA測定した流動開始温度))であった。 In each table, “CNT-1” is a multi-walled carbon nanotube having an average diameter (value obtained by arithmetically averaging 200 measured values using scanning electron microscope imaging) of 15 nm, and “CNT-2”. Is a 68 nm multi-walled carbon nanotube having an average diameter (value obtained by arithmetically averaging 200 or more measured values using scanning electron microscope imaging), and “PP-1” is a polypropylene (manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd.). Polypropylene, grade name: MG03B, MFR: 30 g / 10 min, density: 0.90 g / cm 3 , melting point 160 ° C. (melting point is the flow starting temperature measured by DMA below).

(1−2)比較例1〜13のサンプル作製
比較例2〜13は、実施例1〜10の混合工程と同様にして第1の混合物を得て、冷却工程及び低温混練工程を省いてプレス工程をして熱可塑性樹脂組成物のサンプルを得た。
(1-2) Sample preparation of Comparative Examples 1 to 13 In Comparative Examples 2 to 13, the first mixture was obtained in the same manner as the mixing step of Examples 1 to 10, and the cooling step and the low temperature kneading step were omitted. The process was carried out to obtain a sample of the thermoplastic resin composition.

比較例1は、ポリプロピレン単体であるので、金型に樹脂ペレットを投入し、プレス工程を行って、熱可塑性樹脂組成物のサンプルを得た。   Since the comparative example 1 is a polypropylene simple substance, the resin pellet was injected | thrown-in to the metal mold | die, the press process was performed, and the sample of the thermoplastic resin composition was obtained.

(1−3)引張試験
実施例及び比較例のサンプルについて、JIS K−7113−1のダンベル1号形状に打ち抜いた試験片について、島津製作所社製オートグラフAG−Xの引張試験機を用いて、23±2℃、引張速度50mm/minでJIS K7127に基づいて引張試験を行い、引張強さ(TS(MPa))、切断時伸び(Eb(%))及び降伏点引張応力(σy(MPa))を測定した。測定結果を各表に示した。
(1-3) Tensile test About the sample of an Example and a comparative example, about the test piece pierced to the dumbbell No. 1 shape of JISK-7113-1, using the tensile tester of Shimadzu Corporation autograph AG-X. , 23 ± 2 ° C., tensile speed 50 mm / min based on JIS K7127, tensile strength (TS (MPa)), elongation at break (Eb (%)) and yield point tensile stress (σy (MPa) )) Was measured. The measurement results are shown in each table.

(1−4)DMA測定
実施例及び比較例のサンプルについて、短冊形(40×1×2(巾)mm)に切り出した試験片について、SII社製の動的粘弾性試験機DMS6100を用いて、チャック間距離20mm、測定温度20〜300℃、動的ひずみ±0.05%、周波数1HzでJIS K7244に基づいてDMA試験(動的粘弾性試験)を行った。この試験結果から測定温度が25℃、100℃、200℃における貯蔵弾性率(E’)を測定した。貯蔵弾性率は、各表において、「E’(25℃)(MPa)」、「E’(100℃)(MPa)」、「E’(200℃)(MPa)」で示した。また、DMA試験における流動開始温度(各表では「流動温度」と記載した)と破断温度についても各表に記載した。各表において、300℃まで流動しなかったサンプルについては「流動せず」と記載し、300℃まで破断しなかったサンプルについては「破壊せず」と記載した。
(1-4) DMA measurement About the sample of an Example and a comparative example, about the test piece cut out into the strip shape (40x1x2 (width) mm), using the dynamic viscoelasticity tester DMS6100 made from SII. A DMA test (dynamic viscoelasticity test) was performed based on JIS K7244 at a distance between chucks of 20 mm, a measurement temperature of 20 to 300 ° C., a dynamic strain of ± 0.05%, and a frequency of 1 Hz. From this test result, the storage elastic modulus (E ′) was measured at measurement temperatures of 25 ° C., 100 ° C., and 200 ° C. The storage elastic modulus is indicated by “E ′ (25 ° C.) (MPa)”, “E ′ (100 ° C.) (MPa)”, and “E ′ (200 ° C.) (MPa)” in each table. In addition, the flow start temperature (described as “flow temperature” in each table) and break temperature in the DMA test are also described in each table. In each table, a sample that did not flow up to 300 ° C. was described as “not flowing”, and a sample that did not break up to 300 ° C. was described as “not broken”.

また、表1には示さなかったが、実施例2と同じ配合量で低温混練工程の温度(第1の温度)だけを180℃にして製作した熱可塑性樹脂組成物サンプルは、引張試験の結果のTSが25.8MPa、Ebが600%、σyが33.1MPa、DMA試験の結果のE’が2.89GPa(25℃)、778MPa(100℃)、6.8MPa(200℃)であり、300℃まで流動せず破断もしなかった。   Moreover, although not shown in Table 1, the thermoplastic resin composition sample manufactured with the same blending amount as in Example 2 and only the temperature of the low temperature kneading step (first temperature) being 180 ° C. is the result of the tensile test. TS of 25.8 MPa, Eb of 600%, σy of 33.1 MPa, E ′ of the result of DMA test are 2.89 GPa (25 ° C.), 778 MPa (100 ° C.), 6.8 MPa (200 ° C.), It did not flow up to 300 ° C and did not break.

表には示さなかったが、比較例2と同じ配合で、実施例1と同じ製造工程を用いて作製したサンプルは、引張試験の結果のTSが27.1MPa、Ebが17.8%、σyが30.4MPa、DMA試験の結果のE’が2.26GPa(25℃)、558MPa(100℃)であり、190℃で流動した。カーボンナノファイバーの配合量が少量にもかかわらずEbが17.8%しかないことから、カーボンナノファイバーの凝集塊が存在したものと推測できた。   Although not shown in the table, a sample produced using the same formulation as Comparative Example 2 and using the same production process as Example 1 has a TS of 27.1 MPa, Eb of 17.8%, and σy as a result of the tensile test. 30.4 MPa, E ′ of the DMA test result was 2.26 GPa (25 ° C.), 558 MPa (100 ° C.), and it flowed at 190 ° C. Although Eb was only 17.8% even though the amount of carbon nanofibers was small, it was estimated that carbon nanofiber aggregates were present.

表1〜表6の引張試験の結果によれば、実施例1〜10の熱可塑性樹脂組成物サンプルは、比較例1に比べて引張強さが向上し、カーボンナノファイバーによる補強の効果が得られた。また、実施例1〜10の熱可塑性樹脂組成物サンプルは、比較例2〜13のように降伏前に破壊されることなく、比較的高い延性と高い降伏強度を有していた。実施例1〜5は同じカーボンナノファイバーの配合量である比較例3〜7とそれぞれ比較し、実施例6〜10はやはり同じカーボンナノファイバーの配合量である比較例9〜13と比較することによって、破断伸び(Eb)の値が大きくなっていることがわかった。   According to the results of the tensile tests in Tables 1 to 6, the thermoplastic resin composition samples of Examples 1 to 10 have improved tensile strength as compared with Comparative Example 1, and the effect of reinforcement by carbon nanofibers is obtained. It was. Moreover, the thermoplastic resin composition samples of Examples 1 to 10 had relatively high ductility and high yield strength without being broken before yielding as in Comparative Examples 2 to 13. Examples 1-5 are respectively compared with Comparative Examples 3-7, which are the same amount of carbon nanofibers, and Examples 6-10 are compared with Comparative Examples 9-13, which are also the same amount of carbon nanofibers. Thus, it was found that the value of breaking elongation (Eb) was increased.

表1〜表6のDMA試験の結果によれば、実施例1〜10の熱可塑性樹脂組成物サンプルは、同じカーボンナノファイバーの配合量である比較例3〜13とそれぞれ比較すると、室温から高温(200℃)まで貯蔵弾性率(E’)が向上していた。また、実施例1〜10の熱可塑性樹脂組成物サンプルは、測定温度の上限である300℃まで流動せず、耐熱性も向上した。   According to the results of the DMA tests in Tables 1 to 6, the thermoplastic resin composition samples of Examples 1 to 10 were compared with Comparative Examples 3 to 13 each having the same amount of carbon nanofibers. The storage elastic modulus (E ′) was improved up to (200 ° C.). Moreover, the thermoplastic resin composition sample of Examples 1-10 did not flow to 300 degreeC which is the upper limit of measurement temperature, but also improved heat resistance.

また、図2には、比較例1〜比較例7のDMA試験結果として、各サンプルの貯蔵弾性率(E’)の温度依存性を示した。図2において、曲線C1〜C7は、比較例1〜比較例7にそれぞれ対応している。比較例1の曲線C1から原料のポリプロピレンの融点(Tm)は160℃(メーカーカタログ値では155℃であった)であることがわかった。比較例3〜7のサンプルは、実施例1〜実施例5の第1の混合物の貯蔵弾性率の温度依存性と同じである。   FIG. 2 shows the temperature dependence of the storage elastic modulus (E ′) of each sample as the DMA test results of Comparative Examples 1 to 7. In FIG. 2, curves C1 to C7 correspond to Comparative Examples 1 to 7, respectively. From the curve C1 of Comparative Example 1, it was found that the melting point (Tm) of the raw material polypropylene was 160 ° C. (the manufacturer catalog value was 155 ° C.). The samples of Comparative Examples 3 to 7 have the same temperature dependence of the storage modulus of the first mixture of Examples 1 to 5.

図3には、比較例1、実施例1〜実施例5及び実施例11のDMA試験結果として、各サンプルの貯蔵弾性率(E’)の温度依存性を示した。図3において、曲線C1は比較例1を示し、曲線E1〜E5は、実施例1〜実施例5にそれぞれ対応し、曲線E11は実施例11に対応している。なお、実施例11については、後述する。   FIG. 3 shows the temperature dependence of the storage elastic modulus (E ′) of each sample as the DMA test results of Comparative Example 1, Examples 1 to 5 and Example 11. In FIG. 3, a curve C <b> 1 indicates Comparative Example 1, curves E <b> 1 to E <b> 5 correspond to Examples 1 to 5 respectively, and a curve E <b> 11 corresponds to Example 11. Example 11 will be described later.

図4には、比較例1、比較例8〜13のDMA試験結果として、各サンプルの貯蔵弾性率(E’)の温度依存性を示した。図4において、曲線C1は比較例1を示し、曲線C8〜C13は、比較例8〜比較例13にそれぞれ対応している。比較例9〜13のサンプルは、実施例6〜実施例10の第1の混合物の貯蔵弾性率の温度依存性である。   FIG. 4 shows the temperature dependence of the storage elastic modulus (E ′) of each sample as the DMA test results of Comparative Example 1 and Comparative Examples 8 to 13. In FIG. 4, a curve C1 indicates Comparative Example 1, and curves C8 to C13 correspond to Comparative Example 8 to Comparative Example 13, respectively. The samples of Comparative Examples 9 to 13 are the temperature dependence of the storage elastic modulus of the first mixtures of Examples 6 to 10.

図2及び図4の結果から、比較例3〜7(実施例1〜5の第1の混合物)においては、
160℃以上の温度であっても貯蔵弾性率があまり変化しないゴム弾性を有することを示す領域(以下、ゴム弾性領域という。)が存在することがわかった。特に、細い18nmの多層カーボンナノチューブ(CNT−1)はポリプロピレン100質量部に対して7.5質量部以上になると160℃以上の温度範囲にゴム弾性領域が発現し、比較的太い68nmの多層カーボンナノチューブ(CNT−2)はポリプロピレン100質量部に対して17.6質量部以上になると160℃以上の温度範囲にゴム弾性領域が発現することがわかった。
From the results of FIGS. 2 and 4, in Comparative Examples 3 to 7 (first mixture of Examples 1 to 5),
It has been found that there is a region (hereinafter referred to as a rubber elastic region) showing rubber elasticity in which the storage elastic modulus does not change much even at a temperature of 160 ° C. or higher. In particular, a thin 18 nm multi-walled carbon nanotube (CNT-1) exhibits a rubber elastic region in a temperature range of 160 ° C. or higher when it is 7.5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of polypropylene, and a relatively thick 68 nm multi-layer carbon It was found that when the nanotube (CNT-2) is 17.6 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of polypropylene, a rubber elastic region appears in a temperature range of 160 ° C. or more.

図3の結果から、実施例1〜10の熱可塑性樹脂組成物サンプルは、160℃〜300℃の温度範囲で貯蔵弾性率(E’)がほとんど低下しないことがわかった。   From the results of FIG. 3, it was found that the thermoplastic resin composition samples of Examples 1 to 10 hardly decreased in storage elastic modulus (E ′) in the temperature range of 160 ° C. to 300 ° C.

(1−5)SEM観察
比較例2〜13のサンプル及び実施例1〜10のサンプルの凍結割断面について、走査型電子顕微鏡(以下、「SEM」という。)で観察した。
(1-5) SEM Observation The frozen fracture sections of the samples of Comparative Examples 2 to 13 and the samples of Examples 1 to 10 were observed with a scanning electron microscope (hereinafter referred to as “SEM”).

比較例2〜13のサンプルの凍結割断面にはカーボンナノファイバーの凝集塊が多数確認された。図5〜図7は、比較例4のサンプルの凍結割断面(250倍、1000倍、20000倍)のSEM観察写真である。図5及び図6において白い丸で囲んだ中にカーボンナノファイバーの凝集塊100が観察できた。凝集塊100の直径は約100μmであり、図7に示すようにカーボンナノファイバーの原料に近い状態で凝集していることがわかった。   Many aggregates of carbon nanofibers were confirmed on the frozen fractured surfaces of the samples of Comparative Examples 2 to 13. 5 to 7 are SEM observation photographs of frozen fractured sections (250 times, 1000 times, 20000 times) of the sample of Comparative Example 4. FIG. In FIG. 5 and FIG. 6, aggregates 100 of carbon nanofibers could be observed inside the white circles. The diameter of the agglomerate 100 was about 100 μm, and it was found that the agglomerate 100 was agglomerated in a state close to the carbon nanofiber raw material as shown in FIG.

実施例1〜10のサンプルの凍結割断面にはカーボンナノファイバーの凝集塊が確認できなかった。図8〜図9は、実施例2のサンプルの凍結割断面(250倍、1000倍、20000倍)のSEM観察写真である。凝集塊はなく、図9における白い繊維状の物質がカーボンナノファイバーであり、カーボンナノファイバーが解繊されて、相互に分離した状態で全体に分散していることがわかった。   Agglomerates of carbon nanofibers could not be confirmed on the frozen fracture surfaces of the samples of Examples 1 to 10. 8 to 9 are SEM observation photographs of frozen fractured sections (250 times, 1000 times, 20000 times) of the sample of Example 2. FIG. It was found that there was no agglomerate, and the white fibrous substance in FIG. 9 was carbon nanofibers, and the carbon nanofibers were fibrillated and dispersed throughout each other.

また、実施例の低温混練工程を、第1の混合物の生地表面の温度が190℃、200℃、230℃として得られたサンプルは、比較例のように、カーボンナノファイバーの凝集塊が多数観察された。   Further, in the low-temperature kneading step of the example, the sample obtained with the temperature of the dough surface of the first mixture being 190 ° C., 200 ° C., and 230 ° C. observed a large number of aggregates of carbon nanofibers as in the comparative example. It was done.

(2−1)実施例11のサンプルの作製
混合工程から低温混練工程までは実施例2と同様に加工して、オープンロールから熱可塑性樹脂組成物を取り出した。この熱可塑性樹脂組成物に対して、さらに第2の低温混練工程を実施した。
(2-1) Preparation of Sample of Example 11 From the mixing step to the low-temperature kneading step, processing was performed in the same manner as in Example 2, and the thermoplastic resin composition was taken out from the open roll. The thermoplastic resin composition was further subjected to a second low temperature kneading step.

第2の低温混練工程は、オープンロールに、熱可塑性樹脂組成物をロールに巻き付かせ、109質量部(phr)のポリプロピレン(実施例2のポリプロピレンと同じ)をオープンロールに再び投入し、ロール間隙を1.5mmから0.3mmと狭くして混練を行った。この混練の間、熱可塑性樹脂組成物の生地表面の温度を非接触型の赤外線温度計で測定して160℃−180℃に維持されるように、ロールを温度調節した。このときの熱可塑性樹脂組成物の生地表面温度(第3の温度)は、表7の「生地温度」欄に「第3の温度」として示した。十分に混練した後、ロール間隙を0.3mmから1.5mmに変更して、オープンロールから第2の熱可塑性樹脂組成物を取り出した。   In the second low-temperature kneading step, the thermoplastic resin composition is wound around the open roll, and 109 parts by mass (phr) of polypropylene (same as the polypropylene of Example 2) is charged again into the open roll. Kneading was performed with the gap narrowed from 1.5 mm to 0.3 mm. During the kneading, the temperature of the roll was adjusted so that the temperature of the surface of the dough of the thermoplastic resin composition was measured with a non-contact infrared thermometer and maintained at 160 ° C to 180 ° C. The fabric surface temperature (third temperature) of the thermoplastic resin composition at this time is shown as “third temperature” in the “fabric temperature” column of Table 7. After kneading sufficiently, the roll gap was changed from 0.3 mm to 1.5 mm, and the second thermoplastic resin composition was taken out from the open roll.

プレス工程:オープンロールから取り出された第2の熱可塑性樹脂組成物を金型に入れ、真空下で加圧成形して、サンプルを作製した。真空加圧成形は、金型を190℃に加熱し、2分間予熱した後、23MPaで加圧(金型に対して)しながら5分間プレス成型し、金型を冷却プレスに移動して6MPaで加圧(金型に対して)しながら室温まで冷却し
た。
Pressing process: The second thermoplastic resin composition taken out from the open roll was placed in a mold and pressure-molded under vacuum to prepare a sample. In vacuum pressure molding, the mold is heated to 190 ° C., preheated for 2 minutes, then press-molded for 5 minutes while being pressurized at 23 MPa (to the mold), and the mold is moved to a cooling press to 6 MPa. And cooled to room temperature while applying pressure (to the mold).

(2−2)引張試験
実施例11のサンプルについて、前記(1−3)と同様に引張試験を行い、引張強さ(TS(MPa))、切断時伸び(Eb(%))及び降伏点引張応力(σy(MPa))を測定した。測定結果を表7に示した。
(2-2) Tensile test The sample of Example 11 was subjected to a tensile test in the same manner as in (1-3) above, and the tensile strength (TS (MPa)), elongation at break (Eb (%)), and yield point were measured. Tensile stress (σy (MPa)) was measured. The measurement results are shown in Table 7.

(2−3)DMA測定
実施例11のサンプルについて、前記(1−4)と同様にDMA試験(動的粘弾性試験)を行った。測定温度が25℃、100℃、200℃における貯蔵弾性率(E’)を測定した。貯蔵弾性率は、表7において、「E’(25℃)(MPa)」、「E’(100℃)(MPa)」、「E’(200℃)(MPa)」で示した。また、DMA試験における流動温度と破断温度についても表7に記載した。
(2-3) DMA measurement The sample of Example 11 was subjected to a DMA test (dynamic viscoelasticity test) in the same manner as (1-4) above. The storage elastic modulus (E ′) was measured at measurement temperatures of 25 ° C., 100 ° C., and 200 ° C. In Table 7, the storage elastic modulus is indicated by “E ′ (25 ° C.) (MPa)”, “E ′ (100 ° C.) (MPa)”, and “E ′ (200 ° C.) (MPa)”. The flow temperature and break temperature in the DMA test are also shown in Table 7.

また、図3には、実施例11のDMA試験結果を曲線E11として示した。   FIG. 3 shows the DMA test result of Example 11 as a curve E11.

表7の結果から、実施例11の炭素繊維複合材料サンプルは、高い破断伸び(Eb)の値を維持したまま、すなわちカーボンナノファイバーが解繊している状態を維持したまま、比較例2のサンプルよりも少ないカーボンナノファイバーの配合量とすることができた。   From the results of Table 7, the carbon fiber composite material sample of Example 11 was maintained in the high breaking elongation (Eb) value, that is, while maintaining the state in which the carbon nanofibers were defibrated. The amount of carbon nanofiber blended was smaller than that of the sample.

(3−1)実施例12〜19のサンプルの作製
混合工程、冷却工程、低温混練工程及びプレス工程は、実施例1〜10と同様に加工して、実施例12〜19の熱可塑性樹脂組成物サンプルを作製した。加工中の材料配合及び生地温度は、表8,9に示した。
(3-1) Preparation of Samples of Examples 12 to 19 The mixing step, the cooling step, the low temperature kneading step and the pressing step are processed in the same manner as in Examples 1 to 10, and the thermoplastic resin compositions of Examples 12 to 19 are used. An object sample was prepared. Tables 8 and 9 show the material composition and dough temperature during processing.

なお、表8,9において、「PP−2」は日本ポリプロ社製ポリプロピレン(ブロックコポリマーのポリプロピレン、グレード名:BC03B、MFR:30g/10min、密度:0.90g/cm、融点160℃(融点は下記DMA測定した流動開始温度))であり、「PP−3」は日本ポリプロ社製ポリプロピレン(ホモポリマーのポリプロピレン、グレード名:MA1B、MFR:21g/10min、密度:0.90g/cm、融点160℃(融点は下記DMA測定した流動開始温度))であった。 In Tables 8 and 9, “PP-2” is a polypropylene manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd. (block copolymer polypropylene, grade name: BC03B, MFR: 30 g / 10 min, density: 0.90 g / cm 3 , melting point 160 ° C. (melting point Is a flow starting temperature measured by the following DMA)), and “PP-3” is a polypropylene manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd. (homopolymer polypropylene, grade name: MA1B, MFR: 21 g / 10 min, density: 0.90 g / cm 3) The melting point was 160 ° C. (melting point is the flow starting temperature measured by DMA below).

(3−2)比較例14,15のサンプルの作製
比較例14,15は、ポリプロピレン単体であるので、金型に樹脂ペレットを投入し、プレス工程を行って、熱可塑性樹脂サンプルを作製した。
(3-2) Preparation of Samples of Comparative Examples 14 and 15 Since Comparative Examples 14 and 15 are polypropylene alone, resin pellets were put into a mold and a pressing process was performed to prepare a thermoplastic resin sample.

(3−3)引張試験、DMA測定、SEM観察
実施例12〜19及び比較例14,15のサンプルについて、前記(1−3)と同様に引張試験を行い、引張強さ(TS(MPa))、切断時伸び(Eb(%))及び降伏点引張応力(σy(MPa))を測定した。測定結果を表8,9に示した。
(3-3) Tensile test, DMA measurement, SEM observation The samples of Examples 12 to 19 and Comparative Examples 14 and 15 were subjected to a tensile test in the same manner as in (1-3) above, and the tensile strength (TS (MPa)). ), Elongation at break (Eb (%)) and yield point tensile stress (σy (MPa)). The measurement results are shown in Tables 8 and 9.

実施例12〜19及び比較例14,15のサンプルについて、前記(1−4)と同様にDMA試験(動的粘弾性試験)を行った。測定温度が25℃、100℃、200℃における貯蔵弾性率(E’)を測定した。貯蔵弾性率は、表8,9において、「E’(25℃)(MPa)」、「E’(100℃)(MPa)」、「E’(200℃)(MPa)」で示した。また、DMA試験における流動温度と破断温度についても表8,9に記載した。   The samples of Examples 12 to 19 and Comparative Examples 14 and 15 were subjected to the DMA test (dynamic viscoelasticity test) in the same manner as (1-4). The storage elastic modulus (E ') at measurement temperatures of 25 ° C, 100 ° C, and 200 ° C was measured. In Tables 8 and 9, the storage elastic modulus is indicated by “E ′ (25 ° C.) (MPa)”, “E ′ (100 ° C.) (MPa)”, and “E ′ (200 ° C.) (MPa)”. The flow temperature and break temperature in the DMA test are also shown in Tables 8 and 9.

表8,9の引張試験の結果によれば、実施例12〜15の熱可塑性樹脂組成物サンプルは比較例14と比較し、実施例16〜19の熱可塑性樹脂組成物サンプルは比較例15と比較して引張強さが向上し、カーボンナノファイバーによる補強の効果が得られた。また、実施例12〜17の熱可塑性樹脂組成物サンプルは、降伏前に破壊されることなく、比較的高い延性と高い降伏強度を有していた。   According to the results of the tensile tests in Tables 8 and 9, the thermoplastic resin composition samples of Examples 12 to 15 were compared with Comparative Example 14, and the thermoplastic resin composition samples of Examples 16 to 19 were compared with Comparative Example 15. In comparison, the tensile strength was improved and the effect of reinforcement by carbon nanofibers was obtained. Moreover, the thermoplastic resin composition samples of Examples 12 to 17 had relatively high ductility and high yield strength without being broken before yielding.

表8,9のDMA試験の結果によれば、実施例12〜15の熱可塑性樹脂組成物サンプルは比較例14と比較し、実施例16〜19の熱可塑性樹脂組成物サンプルは比較例15と比較して、室温から高温(200℃)まで貯蔵弾性率(E’)が向上していた。また、実施例12〜19は、測定温度の上限である300℃まで流動せず、耐熱性も向上した。また、表には示さなかったが、実施例12〜19の製作途中の第1の混合物をプレス加工したものをDMA試験した結果、比較例2〜13と同様に、160℃以上の温度であっても貯蔵弾性率があまり変化しないゴム弾性を有することを示す領域(以下、ゴム弾性領域という。)が存在することを確認した。   According to the results of the DMA tests in Tables 8 and 9, the thermoplastic resin composition samples of Examples 12 to 15 were compared with Comparative Example 14, and the thermoplastic resin composition samples of Examples 16 to 19 were compared with Comparative Example 15. In comparison, the storage elastic modulus (E ′) was improved from room temperature to high temperature (200 ° C.). Moreover, Examples 12-19 did not flow to 300 degreeC which is the upper limit of measurement temperature, but also improved heat resistance. Although not shown in the table, as a result of a DMA test of a press-worked first mixture during the production of Examples 12 to 19, the temperature was 160 ° C. or higher as in Comparative Examples 2 to 13. However, it was confirmed that there was a region (hereinafter, referred to as a rubber elastic region) indicating that the storage elastic modulus did not change so much.

実施例12〜19及び比較例14,15の凍結割断面について、走査型電子顕微鏡(以下、「SEM」という。)で観察した。実施例12〜19のサンプルの凍結割断面にはカーボンナノファイバーの凝集塊が確認できなかった。SEM観察の結果、実施例12〜19のサンプルは、カーボンナノファイバーが解繊されて、相互に分離した状態で全体に分散していることがわかった。   The frozen fracture sections of Examples 12 to 19 and Comparative Examples 14 and 15 were observed with a scanning electron microscope (hereinafter referred to as “SEM”). Agglomerates of carbon nanofibers could not be confirmed on the frozen sections of the samples of Examples 12-19. As a result of SEM observation, it was found that in the samples of Examples 12 to 19, the carbon nanofibers were defibrated and dispersed throughout the sample in a separated state.

(4−1)実施例20,21のサンプルの作製
混合工程から低温混練工程までは実施例12,16と同様に加工して、オープンロールから熱可塑性樹脂組成物を取り出した。この熱可塑性樹脂組成物に対して、さらに第2の低温混練工程を実施した。
(4-1) Preparation of Samples of Examples 20 and 21 Processing from the mixing step to the low-temperature kneading step was performed in the same manner as in Examples 12 and 16, and the thermoplastic resin composition was taken out from the open roll. The thermoplastic resin composition was further subjected to a second low temperature kneading step.

第2の低温混練工程は、オープンロールに、熱可塑性樹脂組成物をロールに巻き付かせ、109質量部(phr)のポリプロピレン(実施例12,16のポリプロピレンと同じ)をオープンロールに再び投入し、ロール間隙を1.5mmから0.3mmと狭くして混練を行った。この混練の間、熱可塑性樹脂組成物の生地表面の温度を非接触型の赤外線温
度計で測定して160℃−180℃に維持されるように、ロールを温度調節した。このときの熱可塑性樹脂組成物の生地表面温度(第3の温度)は、表10の「生地温度」欄に「第3の温度」として示した。十分に混練した後、ロール間隙を0.3mmから1.5mmに変更して、オープンロールから第2の熱可塑性樹脂組成物を取り出した。
In the second low-temperature kneading step, the thermoplastic resin composition is wound around the open roll, and 109 parts by mass (phr) of polypropylene (same as the polypropylene of Examples 12 and 16) is again put into the open roll. The kneading was performed with the roll gap narrowed from 1.5 mm to 0.3 mm. During the kneading, the temperature of the roll was adjusted so that the temperature of the surface of the dough of the thermoplastic resin composition was measured with a non-contact infrared thermometer and maintained at 160 ° C to 180 ° C. The fabric surface temperature (third temperature) of the thermoplastic resin composition at this time is shown as “third temperature” in the “fabric temperature” column of Table 10. After kneading sufficiently, the roll gap was changed from 0.3 mm to 1.5 mm, and the second thermoplastic resin composition was taken out from the open roll.

プレス工程:オープンロールから取り出された第2の熱可塑性樹脂組成物を金型に入れ、真空下で加圧成形して、サンプルを作製した。真空加圧成形は、金型を190℃に加熱し、2分間予熱した後、23MPaで加圧(金型に対して)しながら5分間プレス成型し、金型を冷却プレスに移動して6MPaで加圧(金型に対して)しながら室温まで冷却した。   Pressing process: The second thermoplastic resin composition taken out from the open roll was placed in a mold and pressure-molded under vacuum to prepare a sample. In vacuum pressure molding, the mold is heated to 190 ° C., preheated for 2 minutes, then press-molded for 5 minutes while being pressurized at 23 MPa (to the mold), and the mold is moved to a cooling press to 6 MPa. And cooled to room temperature while applying pressure (to the mold).

(4−2)引張試験、DMA測定、SEM観察
実施例20,21のサンプルについて、前記(1−3)と同様に引張試験を行い、引張強さ(TS(MPa))、切断時伸び(Eb(%))及び降伏点引張応力(σy(MPa))を測定した。測定結果を表10に示した。
(4-2) Tensile test, DMA measurement, SEM observation For the samples of Examples 20 and 21, a tensile test was performed in the same manner as in (1-3) above, and tensile strength (TS (MPa)), elongation at break ( Eb (%)) and yield point tensile stress (σy (MPa)) were measured. The measurement results are shown in Table 10.

実施例20,21のサンプルについて、前記(1−4)と同様にDMA試験(動的粘弾性試験)を行った。測定温度が25℃、100℃、200℃における貯蔵弾性率(E’)を測定した。貯蔵弾性率は、表10において、「E’(25℃)(MPa)」、「E’(100℃)(MPa)」、「E’(200℃)(MPa)」で示した。また、DMA試験における流動温度と破断温度についても表10に記載した。   The samples of Examples 20 and 21 were subjected to the DMA test (dynamic viscoelasticity test) in the same manner as (1-4) above. The storage elastic modulus (E ') at measurement temperatures of 25 ° C, 100 ° C, and 200 ° C was measured. The storage elastic modulus is shown in Table 10 as “E ′ (25 ° C.) (MPa)”, “E ′ (100 ° C.) (MPa)”, and “E ′ (200 ° C.) (MPa)”. The flow temperature and break temperature in the DMA test are also shown in Table 10.

表10の結果から、実施例20,21の炭素繊維複合材料サンプルは、高い破断伸び(Eb)の値を維持したまま、すなわちカーボンナノファイバーが解繊している状態を維持したまま、実施例12,16のサンプルよりも少ないカーボンナノファイバーの配合量とすることができた。   From the results of Table 10, the carbon fiber composite material samples of Examples 20 and 21 are examples that maintain a high breaking elongation (Eb) value, that is, while maintaining the state in which the carbon nanofibers are defibrated. The amount of carbon nanofibers was less than that of the 12,16 samples.

実施例20,21の凍結割断面について、走査型電子顕微鏡(以下、「SEM」という。)で観察した。実施例20,21のサンプルの凍結割断面にはカーボンナノファイバーの凝集塊が確認できなかった。SEM観察の結果、実施例20,21のサンプルは、カーボンナノファイバーが解繊されて、相互に分離した状態で全体に分散していることがわか
った。
The frozen fracture sections of Examples 20 and 21 were observed with a scanning electron microscope (hereinafter referred to as “SEM”). Agglomerates of carbon nanofibers could not be confirmed on the frozen sections of the samples of Examples 20 and 21. As a result of SEM observation, it was found that in the samples of Examples 20 and 21, the carbon nanofibers were defibrated and dispersed throughout in a state of being separated from each other.

2 オープンロール、10 第1のロール、20 第2のロール、30 熱可塑性樹脂、34 バンク、80 カーボンナノファイバー、100 凝集塊、d 間隔、V1,V2 回転速度、C1〜C13 比較例1〜13の貯蔵弾性率の温度依存性曲線、E1〜E5 実施例1〜5の貯蔵弾性率の温度依存性曲線   2 Open roll, 10 1st roll, 20 2nd roll, 30 thermoplastic resin, 34 bank, 80 carbon nanofiber, 100 aggregate, d interval, V1, V2 rotational speed, C1-C13 Comparative Examples 1-13 Temperature dependence curve of storage elastic modulus, E1-E5 Temperature dependence curve of storage elastic modulus of Examples 1-5

Claims (8)

熱可塑性樹脂と、カーボンナノファイバーと、を第2の温度で混練して、熱可塑性樹脂中に複数のカーボンナノファイバーの凝集塊を含む第1の混合物を得る混合工程と、
前記第1の混合物を、第1の温度で混練する低温混練工程と、
を含み、
前記第1の温度は、前記熱可塑性樹脂の融点(Tm)以上であって融点(Tm)よりも15℃高い温度までの範囲であり、かつ、前記第1の混合物の動的粘弾性試験におけるゴム弾性領域を示す温度範囲であり、
前記第2の温度は、前記熱可塑性樹脂の融点(Tm)以上であり、
前記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレンであり、
前記カーボンナノファイバーは、平均直径が9nm以上、30nm以下であり、
前記ポリプロピレン100質量部に対して、前記カーボンナノファイバーが7質量部以上、35質量部以下であり、
得られた熱可塑性樹脂組成物は、応力−ひずみ曲線による引張降伏点を有する、熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
A mixing step of kneading the thermoplastic resin and the carbon nanofibers at a second temperature to obtain a first mixture containing an aggregate of a plurality of carbon nanofibers in the thermoplastic resin ;
Said first mixture, and cold kneading step of kneading at a first temperature,
Including
In the dynamic viscoelasticity test of the first mixture, the first temperature is in a range up to 15 ° C. above the melting point (Tm) of the thermoplastic resin and higher than the melting point (Tm). Ri temperature range der exhibiting rubber elasticity area,
The second temperature is equal to or higher than the melting point (Tm) of the thermoplastic resin,
The thermoplastic resin is polypropylene,
The carbon nanofiber has an average diameter of 9 nm or more and 30 nm or less,
7 parts by mass or more and 35 parts by mass or less of the carbon nanofibers with respect to 100 parts by mass of the polypropylene,
The obtained thermoplastic resin composition is a method for producing a thermoplastic resin composition having a tensile yield point according to a stress-strain curve .
熱可塑性樹脂と、カーボンナノファイバーと、を第2の温度で混練して、熱可塑性樹脂中に複数のカーボンナノファイバーの凝集塊を含む第1の混合物を得る混合工程と、  A mixing step of kneading the thermoplastic resin and the carbon nanofibers at a second temperature to obtain a first mixture containing an aggregate of a plurality of carbon nanofibers in the thermoplastic resin;
前記第1の混合物を、第1の温度で混練する低温混練工程と、  A low temperature kneading step of kneading the first mixture at a first temperature;
を含み、Including
前記第1の温度は、前記熱可塑性樹脂の融点(Tm)以上であって融点(Tm)よりも15℃高い温度までの範囲であり、かつ、前記第1の混合物の動的粘弾性試験におけるゴム弾性領域を示す温度範囲であり、  In the dynamic viscoelasticity test of the first mixture, the first temperature is in a range up to a temperature not lower than the melting point (Tm) of the thermoplastic resin and 15 ° C. higher than the melting point (Tm). A temperature range indicating a rubber elastic region,
前記第2の温度は、前記熱可塑性樹脂の融点(Tm)以上であり、  The second temperature is equal to or higher than the melting point (Tm) of the thermoplastic resin,
前記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレンであり、  The thermoplastic resin is polypropylene,
前記カーボンナノファイバーは、平均直径が30nmを超え、110nm以下であり、  The carbon nanofiber has an average diameter of more than 30 nm and 110 nm or less,
前記ポリプロピレン100質量部に対して、前記カーボンナノファイバーが15質量部以上、33.3質量部以下であり、  The carbon nanofibers are 15 parts by mass or more and 33.3 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polypropylene,
得られた熱可塑性樹脂組成物は、応力−ひずみ曲線による引張降伏点を有する、熱可塑性樹脂組成物の製造方法。  The obtained thermoplastic resin composition is a method for producing a thermoplastic resin composition having a tensile yield point according to a stress-strain curve.
熱可塑性樹脂と、カーボンナノファイバーと、を第2の温度で混練して、熱可塑性樹脂中に複数のカーボンナノファイバーの凝集塊を含む第1の混合物を得る混合工程と、
前記第1の混合物を、第1の温度で混練する低温混練工程と、
を含み、
前記第1の温度は、前記熱可塑性樹脂の融点(Tm)以上であって融点(Tm)よりも15℃高い温度までの範囲であり、かつ、前記第1の混合物の動的粘弾性試験におけるゴム弾性領域を示す温度範囲であり、
前記第2の温度は、前記熱可塑性樹脂の融点(Tm)以上であり、
前記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレンであり、
得られた熱可塑性樹脂組成物は、応力−ひずみ曲線による引張降伏点を有し、かつ、測定温度20〜300℃、動的ひずみ±0.05%、周波数1HzでJIS K7244に基づいて動的粘弾性試験を行った場合に、300℃において、流動せず、且つ、破断しない、熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
A mixing step of kneading the thermoplastic resin and the carbon nanofibers at a second temperature to obtain a first mixture containing an aggregate of a plurality of carbon nanofibers in the thermoplastic resin;
A low temperature kneading step of kneading the first mixture at a first temperature;
Including
In the dynamic viscoelasticity test of the first mixture, the first temperature is in a range up to a temperature not lower than the melting point (Tm) of the thermoplastic resin and 15 ° C. higher than the melting point (Tm). A temperature range indicating a rubber elastic region,
The second temperature is equal to or higher than the melting point (Tm) of the thermoplastic resin,
The thermoplastic resin, Ri polypropylene der,
The obtained thermoplastic resin composition has a tensile yield point according to a stress-strain curve, and is dynamic based on JIS K7244 at a measurement temperature of 20 to 300 ° C., a dynamic strain of ± 0.05%, and a frequency of 1 Hz. A method for producing a thermoplastic resin composition that does not flow and does not break at 300 ° C. when a viscoelasticity test is performed .
請求項1〜3のいずれか1項において、
前記熱可塑性樹脂は、融点(Tm)が160℃のポリプロピレンであり、
前記第1の温度は、160℃以上、175℃以下であり、
前記第2の温度は、180℃以上、300℃以下である、熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
In any one of Claims 1-3 ,
The thermoplastic resin is a polypropylene having a melting point (Tm) of 160 ° C.
Said first temperature, 160 ° C. or higher state, and are 1 75 ° C. or less,
The second temperature is, 180 ° C. or higher, 300 ° C. Ru der hereinafter method for producing a thermoplastic resin composition.
請求項1または2において、
前記熱可塑性樹脂は、第1の熱可塑性樹脂であり、
前記低温混練工程で得られた第2の混合物に、第2の熱可塑性樹脂をさらに加えて第3の温度で混練して第3の混合物を得る第2の低温混練工程をさらに含み、
前記第2の熱可塑性樹脂は、前記第1の熱可塑性樹脂と同じ種類の熱可塑性樹脂であり、
前記第3の温度は、前記第1の温度の温度範囲である、熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
In claim 1 or 2 ,
The thermoplastic resin is a first thermoplastic resin,
A second low-temperature kneading step for further adding a second thermoplastic resin to the second mixture obtained in the low-temperature kneading step to knead at a third temperature to obtain a third mixture;
The second thermoplastic resin is the same type of thermoplastic resin as the first thermoplastic resin,
The method for producing a thermoplastic resin composition, wherein the third temperature is a temperature range of the first temperature.
熱可塑性樹脂中にカーボンナノファイバーが分散している熱可塑性樹脂組成物であって、
カーボンナノファイバーの凝集塊が存在せず、
カーボンナノファイバーは、相互に分離した状態で全体に分散し
前記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレンであり、
前記カーボンナノファイバーは、平均直径が9nm以上、30nm以下であり、
前記ポリプロピレン100質量部に対して、前記カーボンナノファイバーが5質量部以上、35質量部以下であり、
応力−ひずみ曲線における引張降伏点を有する、熱可塑性樹脂組成物。
A thermoplastic resin composition in which carbon nanofibers are dispersed in a thermoplastic resin,
There is no aggregate of carbon nanofibers,
Carbon nanofibers are dispersed throughout and separated from each other .
The thermoplastic resin is polypropylene,
The carbon nanofiber has an average diameter of 9 nm or more and 30 nm or less,
The carbon nanofiber is 5 parts by mass or more and 35 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polypropylene.
A thermoplastic resin composition having a tensile yield point in a stress-strain curve .
熱可塑性樹脂中にカーボンナノファイバーが分散している熱可塑性樹脂組成物であって、
カーボンナノファイバーの凝集塊が存在せず、
カーボンナノファイバーは、相互に分離した状態で全体に分散し、
前記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレンであり、
前記カーボンナノファイバーは、平均直径が30nmを超え、110nm以下であり、
前記ポリプロピレン100質量部に対して、前記カーボンナノファイバーが5質量部以上、33.3質量部以下であり、
応力−ひずみ曲線における引張降伏点を有する、熱可塑性樹脂組成物。
A thermoplastic resin composition in which carbon nanofibers are dispersed in a thermoplastic resin,
There is no aggregate of carbon nanofibers,
Carbon nanofibers are dispersed throughout and separated from each other.
The thermoplastic resin is polypropylene,
The carbon nanofiber has an average diameter of more than 30 nm and 110 nm or less,
The carbon nanofiber is 5 parts by mass or more and 33.3 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polypropylene.
A thermoplastic resin composition having a tensile yield point in a stress-strain curve .
熱可塑性樹脂中にカーボンナノファイバーが分散している熱可塑性樹脂組成物であって、
カーボンナノファイバーの凝集塊が存在せず、
カーボンナノファイバーは、相互に分離した状態で全体に分散し、
前記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレンであり、
応力−ひずみ曲線における引張降伏点を有し、
測定温度20〜300℃、動的ひずみ±0.05%、周波数1HzでJIS K7244に基づいて動的粘弾性試験を行った場合に、300℃において、流動せず、且つ、破断しない、熱可塑性樹脂組成物。
A thermoplastic resin composition in which carbon nanofibers are dispersed in a thermoplastic resin,
There is no aggregate of carbon nanofibers,
Carbon nanofibers are dispersed throughout and separated from each other.
The thermoplastic resin, Ri polypropylene der,
Having a tensile yield point in the stress-strain curve;
Thermoplasticity that does not flow and does not break at 300 ° C. when a dynamic viscoelasticity test is performed based on JIS K7244 at a measurement temperature of 20 to 300 ° C., a dynamic strain of ± 0.05%, and a frequency of 1 Hz . Resin composition.
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