JP6246264B2 - 樹脂組成物 - Google Patents
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Description
(A)ポリエチレンおよび塩素化ポリエチレンから成る群から選択される少なくとも1種である熱可塑性樹脂 100質量部、
(B)カーボンナノチューブ 20〜50質量部、および
(C)グラファイト 20〜50質量部
を含む、ただしケッチェンブラックを含まない、カレンダー加工用樹脂組成物である。
成分(A)は、炭素フィラーである成分(B)〜(D)を受容するとともに、得られるフィルムに、引張伸び、耐折曲性や柔軟性などの機械的物性を付与する。このような熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン−1、ポリ4−メチルペンテン−1、塩素化ポリエチレン、エチレン・α−オレフィン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体およびエチレン・アクリル酸エステル共重合体などのポリオレフィン系樹脂;ポリ塩化ビニルおよび塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体などのポリ塩化ビニル系樹脂;ナイロン11およびナイロン12などのポリアミド系樹脂;ポリウレタン系樹脂:非結晶性、低結晶性または結晶性のポリエステル系樹脂;アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体(ABS樹脂);スチレン・共役ジエン共重合体の水素添加物などの水添スチレン系エラストマー;アクリル系樹脂;シリコン系樹脂;ポリ塩化ビニリデン系樹脂;クロロプレン系樹脂などを挙げることができ、これらの1種又は2種以上を、導電性樹脂フィルムの使用目的に応じて適宜選択して使用することができる。
カーボンナノチューブは、炭素により作られる六員環のネットワーク(グラフェンシート)が単層あるいは多層の同軸管状になった直径1〜250nm程度、長さ0.1〜250μm程度の繊維状物質であり、導電性フィラーとして導電性樹脂フィルムに高い導電性を付与する働きをする。従って、格子欠陥が少なく、カーボンナノチューブ自体の導電性が高いものが好ましい。また、嵩比重の小さいものが解繊し易いため好ましい。
成分(C)は、樹脂組成物の製造(溶融混練)工程及び製膜工程において、加工性を保ち、また、カーボンナノチューブ(B)及び、存在するならば、カーボンファイバー(D)の解繊・高分散化を助け、その結果、フィルムの導電性を高め、また、引張伸び等の機械的特性を良好にする。また、成分(C)は、それ自体が導電性を有するので、成分(C)自体もフィルムの導電性を高める働きをする。
カーボンファイバーは、有機繊維のプレカーサーを加熱炭素化処理して得られる、質量比で90%以上が炭素で構成される繊維である。本発明における成分(D)は、フィルムにさらに導電性を付与するために添加され得る任意成分である。
Logρ≦ 0.02E−1.4 ・・・式(1)
ここで、ρの単位はΩ・cmであり、Eの単位は%である。
Logρ≦0.02E−1.6 ・・・式(2)
JIS K 7194に準拠し、4探針法(プローブ法)により測定した。温度23±2℃および相対湿度50±5%の試験室において24時間以上状態調節を行ったフィルムを、フィルムのマシン方向に80mm×フィルムの幅方向に50mmの大きさに切り出して試験片とした。株式会社三菱化学アナリテックの抵抗率計「ロレスタGPMCP−T610型(商品名)」を使用し、一直線上に等間隔(探針間隔5mm)に配列したプローブを用いて、1枚の試験片について5つの測定位置において測定した。これを3枚の試験片について行い、合計15個の体積抵抗率の値の平均値を、このフィルムの体積抵抗率ρとした。フィルム厚みは、株式会社尾崎製作所のダイヤルシックネスゲージ「H−1A(商品名)」を用いて、JISK 7194に規定する試験片の寸法測定に従い測定した。なお、電気抵抗率測定方法及びその理論については、株式会社三菱化学アナリテックのホームページ(http://www.mccat.co.jp/3seihin/genri/ghlup2.htm)などを参照することができる。
JIS K 7127に準拠して測定した。温度23±2℃および相対湿度50±5%の試験室において24時間以上状態調節を行ったフィルムについて、株式会社島津製作所の引張試験機「AUTOGRAPHAGS−1kNG(商品名)」を用いて、フィルムの幅方向を引張方向として、試験片タイプ1号ダンベル、チャック間の初期距離120mm、標線間距離50mm、引張速度5mm/分の条件で引張試験を行って破断時の伸びの値を求めた。この試験を5つの試験片について行い、これらの平均値をこのフィルムの引張伸びEとした。フィルム厚みは株式会社尾崎製作所のダイヤルシックネスゲージ「H−1A(商品名)」を用いて試験片の標線間について測定し(計10カ所)、それらの平均値を使用した。
日本ロール製造株式会社の5リットルインテンシブミキサーを使用し、表1に示す配合比の配合物を溶融混練した。このとき排出温度は190℃とした。続いて、日本ロール製造株式会社のロール直径200mm、ロール幅700mmの逆L字4本カレンダーを使用し、厚み300μmのフィルムを得た(ロール温度は第一ロール/第二ロール/第三ロール/第四ロールの順に205℃/205℃/185℃/175℃、引取速度5m/分)。得られたフィルムについて、体積抵抗率ρおよび引張伸びEを決定するとともに、下記方法にしたがって、耐折曲性および柔軟性の試験を行った。結果を表1に示す。
温度23±2℃および相対湿度50±5%の試験室において24時間以上状態調節を行ったフィルムから、フィルムのマシン方向を引張方向となるようにJIS K 7127の試験片タイプ1Bの試験片を打抜き、試験片の両端のチャック部の全体が重なるように180°折り曲げ、折り曲げ位置を指でしごいた後、起こした。次にこれを反対側へと、同様に180°折り曲げ、折り曲げ位置を指でしごいた後、起こした。このように同じ折り曲げ位置において、折り曲げて起こし、反対側へと折り曲げて起こす操作を1セットとする操作を繰返し、以下の基準で判断した。
○:6セット後もフィルムは破断なかった。
△:2〜6セット後にフィルムが破断した。
×:1セット後にフィルムが破断した。
上記(ロ)の引張試験で得た応力歪み曲線を用いて、伸び5%時のモジュラス値を柔軟性指標として算出した。この値の小さい方が、柔軟性が高いことを示す。
成分(A)
(A−1)昭和電工株式会社の塩素化ポリエチレン「エラスレン404B(商品名)」、塩素含有量40質量%、メルトフローレート(180℃、211.8N)25g/10分、融解熱量29J/g
(A−2)昭和電工株式会社の塩素化ポリエチレン「エラスレン303B(商品名)」、塩素含有量32質量%、メルトフローレート(180℃、211.8N)25g/10分、融解熱量50J/g
(A−3)ダウ ケミカル社の低密度ポリエチレン「D9100.00(商品名)」、メルトフローレート(190℃、21.18N)1g/10分、密度877Kg/m3
(B−1)ナノシルS.A.社の多層カーボンナノチューブ「ナノシルNC7000(商品名)」、平均直径9.5nm、平均長1.5μm、嵩比重0.043g/cm3、純度90質量%
(B−2)昭和電工株式会社の多層カーボンナノチューブ「VGCF−X(商品名)」、平均直径15nm、平均長3μm、嵩比重0.08g/cm3、純度93質量%
(B−3)アルケマ社の多層カーボンナノチューブ「C100(商品名)」、平均直径12nm、平均長1μm、嵩比重0.1g/cm3、純度90質量%
(C−1)電気化学工業株式会社のアセチレンブラック「デンカブラック粒状(商品名)」、一次粒子の平均粒子径35nm(電子顕微鏡(TEM)観察により測定)、比表面積69m2/g
(C−2)伊藤黒鉛工業株式会社の天然黒鉛粉砕物「Z−5F(商品名)」、鱗片状、平均粒子径4μm
(C−3)ライオン株式会社のケッチェンブラック「KJ300(商品名)」
(D−1)東レ株式会社のカーボンファイバー「トレカカットファイバーT008A−006(商品名)」、カット長6mm、繊維直径7μm
任意成分
日東化成工業株式会社の塩素化ポリエチレン用安定剤「STANN JF−95B(商品名)」
Claims (6)
- (A)ポリエチレンおよび塩素化ポリエチレンから成る群から選択される少なくとも1種である熱可塑性樹脂 100質量部、
(B)カーボンナノチューブ 20〜50質量部、および
(C)グラファイト 20〜50質量部
を含む、ただしケッチェンブラックを含まない、カレンダー加工用樹脂組成物。 - 成分(A)が、塩素含有量25〜45質量%の塩素化ポリエチレンである、請求項1記載の樹脂組成物。
- (D)カーボンファイバー 1〜60質量部
をさらに含む、請求項1または2記載の樹脂組成物。 - レドックスフロー電池の電極用である、請求項1〜3の何れか1項記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜4の何れか1項記載の樹脂組成物からなる導電性樹脂フィルム。
- JIS K 7194 に準拠して測定した体積抵抗率ρが10Ω・cm以下であり、かつ上記体積抵抗率ρとJIS K 7127 に準拠して測定した引張伸びEとが式(1)を満たす、請求項5記載の導電性樹脂フィルム、
Logρ≦0.02E−1.4 ・・・式(1)
ここで、ρの単位はΩ・cmであり、Eの単位は%である。
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