JP6310736B2 - Method for producing thermoplastic resin composition and thermoplastic resin composition - Google Patents

Method for producing thermoplastic resin composition and thermoplastic resin composition Download PDF

Info

Publication number
JP6310736B2
JP6310736B2 JP2014048783A JP2014048783A JP6310736B2 JP 6310736 B2 JP6310736 B2 JP 6310736B2 JP 2014048783 A JP2014048783 A JP 2014048783A JP 2014048783 A JP2014048783 A JP 2014048783A JP 6310736 B2 JP6310736 B2 JP 6310736B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
thermoplastic resin
resin composition
polyethylene
carbon nanofibers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014048783A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015172148A (en
Inventor
圭一 川本
圭一 川本
健一 新原
健一 新原
徹 野口
徹 野口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissin Kogyo Co Ltd
Shinshu University NUC
Original Assignee
Nissin Kogyo Co Ltd
Shinshu University NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissin Kogyo Co Ltd, Shinshu University NUC filed Critical Nissin Kogyo Co Ltd
Priority to JP2014048783A priority Critical patent/JP6310736B2/en
Publication of JP2015172148A publication Critical patent/JP2015172148A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6310736B2 publication Critical patent/JP6310736B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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)。   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).

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。   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.

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。   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)。   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).

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。   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)。
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).

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。   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。そして、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. And when such a molded article performed the tensile test, even if the compounding quantity of carbon nanofiber was a trace amount, it fractured | ruptured with low distortion.

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、
ポリエチレンと、カーボンナノファイバーと、を第1温度で混練して第1の混合物を得る混合工程と、
前記第1の混合物を第2温度に温度調節する低温化工程と、
ポリエチレン中に複数のカーボンナノファイバーの凝集塊を含みかつ前記第2温度にある前記第1の混合物を、前記第2温度で混練する低温混練工程と、
を含み、
前記第1温度は、前記ポリエチレンの融点(Tm)より25℃以上高い温度であり、
前記第2温度は、前記ポリエチレンの融点(Tm)より5℃低い温度から融点(Tm)より25℃未満高い温度までの範囲であることを特徴とする。
The method for producing a thermoplastic resin composition according to the present invention includes:
A mixing step of kneading polyethylene and carbon nanofibers at a first temperature to obtain a first mixture;
A temperature reduction step of adjusting the temperature of the first mixture to a second temperature;
A low-temperature kneading step of kneading the first mixture containing a plurality of carbon nanofiber aggregates in polyethylene and at the second temperature at the second temperature;
Including
The first temperature is a temperature that is 25 ° C. or more higher than the melting point (Tm) of the polyethylene,
The second temperature is in a range from a temperature 5 ° C. lower than the melting point (Tm) of the polyethylene to a temperature lower than the melting point (Tm) by less than 25 ° C.

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、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ポリエチレン中に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, aggregated carbon nanofibers can be loosened and dispersed in polyethylene while being separated from each other. 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、
前記第2温度は、110℃以上、140℃未満であることができる。
In the method for producing a thermoplastic resin composition according to the present invention,
The second temperature may be 110 ° C. or higher and lower than 140 ° C.

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、
前記カーボンナノファイバーは、平均直径が2nm以上、110nm以下であり、
前記第1の混合物は、前記ポリエチレン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、55質量部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 carbon nanofiber has an average diameter of 2 nm or more and 110 nm or less,
In the first mixture, the carbon nanofiber may be 15 parts by mass or more and 55 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polyethylene.

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、
前記低温化工程は、前記混合工程に用いた混練機から前記第1の混合物を取り出して行うことができる。
In the method for producing a thermoplastic resin composition according to the present invention,
The low temperature step can be performed by taking out the first mixture from the kneader used in the mixing step.

本発明にかかる熱可塑性樹脂組成物は、
ポリエチレン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
測定温度20〜300℃、動的ひずみ±0.05%及び周波数1HzのJIS K7244に基づく動的粘弾性試験における貯蔵弾性率(E’)は、測定温度が200℃を超える温度領域で上昇し、
前記カーボンナノファイバーは、平均直径が2nm以上、110nm以下であり、
前記ポリエチレン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、55質量部以下であることを特徴とする。
The thermoplastic resin composition according to the present invention is:
A thermoplastic resin composition in which carbon nanofibers are dispersed in polyethylene,
There is no aggregate of carbon nanofibers,
Carbon nanofibers are dispersed throughout and separated from each other .
The storage elastic modulus (E ′) in the dynamic viscoelasticity test based on JIS K7244 with a measurement temperature of 20 to 300 ° C., a dynamic strain of ± 0.05%, and a frequency of 1 Hz increases in a temperature region where the measurement temperature exceeds 200 ° C. ,
The carbon nanofiber has an average diameter of 2 nm or more and 110 nm or less,
To the polyethylene 100 parts by weight, the carbon nanofibers 15 parts by mass or more, and wherein the der Rukoto than 55 parts by mass.

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. 実施例1〜3及び比較例1〜5のサンプルにおけるS−S曲線である。It is a SS curve in the sample of Examples 1-3 and Comparative Examples 1-5. 実施例1〜3及び比較例1〜5のサンプルにおけるDMA測定結果(貯蔵弾性率E’の温度依存性)を示すグラフである。It is a graph which shows the DMA measurement result (temperature dependence of storage elastic modulus E ') in the sample of Examples 1-3 and Comparative Examples 1-5. 実施例1〜3及び比較例1〜5のサンプルにおけるDMA測定結果(損失正接tanδの温度依存性)を示すグラフである。It is a graph which shows the DMA measurement result (temperature dependence of loss tangent tan-delta) in the sample of Examples 1-3 and Comparative Examples 1-5. 実施例2のサンプルの凍結割断面の100倍のSEM観察写真である。It is a SEM observation photograph of 100 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500倍のSEM観察写真である。4 is an SEM observation photograph of 500 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2000倍のSEM観察写真である。4 is a SEM observation photograph of 2000 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. 比較例4のサンプルの凍結割断面の100倍のSEM観察写真である。10 is a SEM observation photograph of 100 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500倍のSEM観察写真である。5 is an SEM observation photograph of 500 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2000倍のSEM観察写真である。4 is a SEM observation photograph of 2000 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4,5及び比較例1,4,6のサンプルにおけるS−S曲線である。It is a SS curve in the samples of Examples 4 and 5 and Comparative Examples 1, 4 and 6. 実施例4,5及び比較例1,4,6のサンプルにおけるDMA測定結果(貯蔵弾性率E’の温度依存性)を示すグラフである。It is a graph which shows the DMA measurement result (temperature dependence of storage elastic modulus E ') in the samples of Examples 4 and 5 and Comparative Examples 1, 4 and 6. 実施例4,5及び比較例1,4,6のサンプルにおけるDMA測定結果(損失正接tanδの温度依存性)を示すグラフである。It is a graph which shows the DMA measurement result (temperature dependence of loss tangent tan-delta) in the samples of Examples 4 and 5 and Comparative Examples 1, 4 and 6. 貯蔵弾性率の減少割合を説明するグラフである。It is a graph explaining the decreasing rate of a storage elastic modulus.

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、ポリエチレンと、カーボンナノファイバーと、を第1温度で混練して第1の混合物を得る混合工程と、前記第1の混合物を第2温度に温度調節する低温化工程と、ポリエチレン中に複数のカーボンナノファイバーの凝集塊を含みかつ前記第2温度にある前記第1の混合物を、前記第2温度で混練する低温混練工程と、を含み、前記第1温度は、前記ポリエチレンの融点(Tm)より25℃以上高い温度であり、前記第2温度は、前記ポリエチレンの融点(Tm)より5℃低い温度から融点(Tm)より25℃未満高い温度までの範囲であることを特徴とする。   The method for producing a thermoplastic resin composition according to one embodiment of the present invention includes a mixing step of kneading polyethylene and carbon nanofibers at a first temperature to obtain a first mixture, and the first mixture. And a low-temperature kneading step of kneading the first mixture containing polyethylene agglomerates in a plurality of carbon nanofibers at the second temperature at the second temperature. The first temperature is a temperature that is 25 ° C. or more higher than the melting point (Tm) of the polyethylene, and the second temperature is 5 ° C. lower than the melting point (Tm) of the polyethylene. The temperature range is lower than 25 ° C.

本発明の一実施の形態にかかる熱可塑性樹脂組成物は、ポリエチレン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、測定温度20〜300℃、動的ひずみ±0.05%及び周波数1HzのJIS K7244に基づく動的粘弾性試験における貯蔵弾性率(E’)は、測定温度が200℃を超える温度領域で上昇し、前記カーボンナノファイバーは、平均直径が2nm以上、110nm以下であり、前記ポリエチレン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、55質量部以下であることを特徴とする。 A thermoplastic resin composition according to an embodiment of the present invention is a thermoplastic resin composition in which carbon nanofibers are dispersed in polyethylene, and there are no aggregates of carbon nanofibers. Is dispersed in the whole in a state of being separated from each other, and the storage elastic modulus (E ′) in the dynamic viscoelasticity test 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 is The carbon nanofibers have an average diameter of 2 nm or more and 110 nm or less, and the carbon nanofibers are 15 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the polyethylene. characterized in der Rukoto than 55 parts by mass.

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.

まず、低温混練工程の前に、ポリエチレンと、カーボンナノファイバーと、を第1温度で混練して第1の混合物を得る混合工程について説明する。なお、この混合工程は、予めポリエチレン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はこの混合工程によって製造されている第1の混合物であると推測できる。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る。   First, before the low temperature kneading step, a mixing step of kneading polyethylene and carbon nanofibers at a first temperature to obtain a first mixture will be described. In this mixing step, it can be presumed that a material in which carbon nanofibers are blended in advance with polyethylene, for example, a commercially available pellet-shaped material, is the first mixture produced by this mixing step. In this case, carbon nanofibers are dispersed throughout the first mixture in the form of aggregates.

A−1.混合工程
混合工程は、ポリエチレンと、カーボンナノファイバーと、を第1温度で混練して第1の混合物を得る。
A-1. Mixing step In the mixing step, polyethylene and carbon nanofibers are kneaded at a first temperature to obtain a first mixture.

A−1−1.混練機
混合工程は、例えば、オープンロール、密閉式混練機、押出機、射出成形機などの混練機を用いることができる。オープンロールとしては、公知の2本ロール、3本ロール等を用いることができる。密閉式混練機は、いわゆるインターナルミキサーであり、公知のバンバリータイプ、ニーダータイプ等を用いることができる。混合工程に用いるこれらの混練機は、加工中の混合物を加熱する加熱装置を有することが望ましい。
A-1-1. Kneader For the mixing step, for example, a kneader such as an open roll, a closed kneader, an extruder, or an injection molding machine can be used. As an open roll, a well-known 2 roll, 3 roll, etc. can be used. The closed kneader is a so-called internal mixer, and a known Banbury type, kneader type, or the like can be used. These kneaders used in the mixing step desirably have a heating device for heating the mixture being processed.

A−1−2.第1温度
第1温度は、ポリエチレンの融点(Tm)より25℃以上高い温度である。第1温度は、混合工程中のポリエチレンの実際の温度であり、加工装置の温度ではない。ポリエチレンの成形加工温度は、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1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表面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樹脂の表面温度を測定してその温度とすることができる。
A-1-2. 1st temperature 1st temperature is temperature higher 25 degreeC or more than melting | fusing point (Tm) of polyethylene. The first temperature is the actual temperature of the polyethylene during the mixing process, not the temperature of the processing equipment. In general, the processing temperature of polyethylene is expressed by the set temperature of the heating cylinder in the case of an extruder or an injection molding machine of a processing apparatus. The temperature of the resin becomes high. Since the first temperature in the present embodiment is a temperature during processing, it is desirable to measure the actual surface temperature of the resin as much as possible. However, if the measurement is not possible, the resin immediately after taking out the first mixture from the processing apparatus is used. The surface temperature can be measured and taken as that temperature.

第1温度は、融点以上の例えば融点が115℃のポリエチレンである場合には140℃以上であることができ、さらに140℃〜310℃であることができる。   The first temperature may be 140 ° C. or higher when the polyethylene has a melting point of 115 ° C. or higher, and may be 140 ° C. to 310 ° C.

第1温度は、オープンロールを用いて混合工程の加工する場合には、ポリエチレン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 first temperature is slightly lower in the case of processing in the mixing process using an open roll than in the case of carrying out with a general polyethylene processing apparatus in consideration of the winding property to the roll, for example, 20 ° C. or lower. This can be done by setting the roll temperature to the temperature.

ポリエチレンをオープンロールで加工することは一般的ではないが、オープンロールの場合には、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、ポリエチレンの粘性が高くなりすぎる温度では加工が困難になる。   It is not common to process polyethylene with an open roll. However, in the case of an open roll, the viscosity of polyethylene is lower than that of the other processing devices because of the special property that the material must be wound around the roll. Processing becomes difficult at temperatures that are too high.

融点が110℃〜120℃のポリエチレンを用いてオープンロールで混練する場合には、第1温度は135℃〜180℃に設定することができる。第1温度は、ポリエチレンを溶融させ、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1温度はその加工装置の設定温度を135℃〜310℃としたときの樹脂の表面温度とすることができる。   When kneading with an open roll using polyethylene having a melting point of 110 ° C to 120 ° C, the first temperature can be set to 135 ° C to 180 ° C. The first temperature only needs to be able to melt polyethylene and mix the carbon nanofibers. Therefore, when processing with a closed kneader, an extruder, an injection molding machine, etc., the first temperature is a setting of the processing apparatus. The surface temperature of the resin when the temperature is 135 ° C. to 310 ° C. can be used.

A−1−3.オープンロール
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1温度に設定される。
A-1-3. Open Roll A method of using a two-roll open roll 2 as shown in FIG. 1 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 first temperature.

図1に示すように、第1のロール10に巻き付けられたポリエチレン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がポリエチレン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、ポリエチレンに配合剤(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 polyethylene 30 wound around the first roll 10 and kneaded to obtain a first mixture. In the mixing step, the carbon nanofibers 80 are dispersed in the polyethylene 30 and, for example, kneading is performed until there is no color unevenness. For this kneading step, the same step as a general kneading in which a compounding agent (such as carbon nanofiber) is blended with polyethylene 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、原料のポリエチレン単体のときよりも切断時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 defects 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 polyethylene 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、原料のポリエチレンとは異なる挙動を示すことがわかった。原料のポリエチレンは、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 this first mixture was subjected to a dynamic viscoelasticity test (hereinafter referred to as DMA test), it was found that the behavior was different from that of the raw polyethylene. The raw polyethylene has a storage elastic modulus (E ′) that rapidly decreases around 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組成物の製造方法は、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、ポリエチレン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。   In the method for producing a thermoplastic resin composition according to the present invention, utilizing this rubber elastic region, the agglomerated carbon nanofibers are disentangled so as to be loosened and dispersed in polyethylene. 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.低温化工程
低温化工程は、第1の混合物を第2温度に温度調節する。
A-2. Low temperature process The low temperature process adjusts the temperature of the first mixture to the second temperature.

ここで第2温度について説明する。   Here, the second temperature will be described.

混合工程における一般的な加工設定温度すなわち加工装置の設定温度は、ポリエチレンを短時間で十分に溶融させ、迅速に加工するために、ポリエチレン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ある。したがって、ポリエチレンは、その融点付近で加工は行なわない。加工時のポリエチレンの表面温度は、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。   The general processing set temperature in the mixing process, that is, the set temperature of the processing equipment, is higher than the recommended processing set temperature for polyethylene in order to melt the polyethylene sufficiently in a short time and process it quickly. is there. Therefore, polyethylene is not processed near its melting point. As described above, the surface temperature of polyethylene during processing is higher than such processing set temperature.

特に、ポリエチレン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。また、カーボンナノファイバーの配合量が増えると剪断による発熱によって、混合工程における第1の混合物の温度が急激に上昇する。   In particular, when a filler such as carbon nanofiber is blended in polyethylene, the processing set temperature is usually higher than the general processing set temperature. Moreover, if the compounding quantity of carbon nanofiber increases, the temperature of the 1st mixture in a mixing process will rise rapidly by the heat_generation | fever by shearing.

したがって、上記A−1−3で説明したゴム弾性領域を利用して下記A−3で説明する低温混練工程を実施するためには、第1の混合物の温度を下げる必要がある。混練を行うと第1の混合物の温度は上昇するので、混練を続けながら温度を下げることは通常困難である。そのため、低温化工程は、混練後、混練機を所定時間停止し、または混練機から第1混合物を取り出して、第2の温度まで放冷することができる。また、第1の混合物を扇風機、スポットクーラー、チラー等の冷却機構などを備えた冷却装置を用いて積極的に冷却することができる。積極的に冷却することで加工時間を短縮することができる。   Therefore, in order to implement the low-temperature kneading step described in A-3 below using the rubber elastic region described in A-1-3, it is necessary to lower the temperature of the first mixture. Since the temperature of the first mixture rises when kneading is performed, it is usually difficult to lower the temperature while continuing kneading. Therefore, in the low temperature process, after kneading, the kneader can be stopped for a predetermined time, or the first mixture can be taken out from the kneader and allowed to cool to the second temperature. In addition, the first mixture can be actively cooled using a cooling device including a cooling mechanism such as a fan, a spot cooler, or a chiller. Processing time can be shortened by actively cooling.

第2温度は、この製造方法に用いるポリエチレンの融点(Tm)より5℃低い温度から融点(Tm)より25℃未満高い温度までの範囲である。さらに、第2温度は、このポリエチレンの融点(Tm)より5℃低い温度から融点(Tm)より20℃高い温度までの範囲であることができ、特に、融点(Tm)より5℃低い温度から融点(Tm)より5℃高い温度までの範囲であることができる。   The second temperature ranges from a temperature 5 ° C. lower than the melting point (Tm) of polyethylene used in this production method to a temperature lower than the melting point (Tm) by less than 25 ° C. Furthermore, the second temperature can range from a temperature 5 ° C. below the melting point (Tm) of the polyethylene to a temperature 20 ° C. above the melting point (Tm), in particular from a temperature 5 ° C. below the melting point (Tm). It can be in the range up to 5 ° C. above the melting point (Tm).

DMA試験の結果らみると、第2温度は、ポリエチレンの融点(Tm)以上であって、第1の混合物のDMA試験におけるゴム弾性領域を示す温度範囲であることが好ましいが、加工中における第1の混合物の内部温度を測定することは困難である。したがって、下記A−3において説明するように、第2温度は樹脂の表面温度である。そのため、第2温度は、ゴム弾性領域を示す温度範囲よりも若干低い温度まで含む。すなわち、加工中における第1の混合物の内部温度がゴム弾性領域を示す温度範囲となるように、樹脂の表面温度である第2温度を設定するためである。ポリエチレンの場合、第2温度がゴム弾性領域よりも低い、例えば融点(Tm)よりも5℃低い範囲まで加工が可能である。   From the results of the DMA test, it is preferable that the second temperature is equal to or higher than the melting point (Tm) of polyethylene and is a temperature range indicating a rubber elastic region in the DMA test of the first mixture. It is difficult to measure the internal temperature of one mixture. Therefore, as will be described in A-3 below, the second temperature is the surface temperature of the resin. Therefore, the second temperature includes a temperature slightly lower than the temperature range indicating the rubber elastic region. That is, the second temperature, which is the surface temperature of the resin, is set so that the internal temperature of the first mixture during processing falls within a temperature range indicating the rubber elastic region. In the case of polyethylene, the second temperature can be processed to a range lower than the rubber elastic region, for example, 5 ° C. lower than the melting point (Tm).

なお、ゴム弾性領域は、DMA試験結果を温度−貯蔵弾性率のグラフを作成した際の平坦領域である。平坦領域における弾性率減少割合は、0.01MPa/℃〜0.15MPa/℃であることができ、さらに0.04MPa/℃〜0.13MPa/℃であることができる。   The rubber elastic region is a flat region when a DMA test result is created as a graph of temperature-storage elastic modulus. The rate of decrease in elastic modulus in the flat region can be 0.01 MPa / ° C. to 0.15 MPa / ° C., and can further be 0.04 MPa / ° C. to 0.13 MPa / ° C.

この第2温度においては、ポリエチレン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ことができる。第2温度は、ポリエチレンの加工温度として採用されない温度であり、特に、第1の混合物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なる。   At this second temperature, the carbon nanofibers can be moved utilizing the restoring force due to the elasticity of polyethylene. The second temperature is a temperature that is not adopted as the processing temperature of polyethylene, and in particular, is a low temperature range that has not been adopted so far as the processing temperature of the first mixture.

第2温度が融点(Tm)よりも25℃高い温度以上では、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と考えられる。第2温度は、例えばポ
リエチレンの融点が115℃の場合、110℃以上、140℃未満であることができ、さらに110℃以上、135℃以下であることができ、特に110℃以上、120℃以下であることができる。
If the second temperature is 25 ° C. or higher than the melting point (Tm), it is considered that the aggregates of carbon nanofibers cannot be loosened in the low-temperature kneading step. For example, when the melting point of polyethylene is 115 ° C., the second temperature can be 110 ° C. or higher and lower than 140 ° C., and can be 110 ° C. or higher and 135 ° C. or lower, particularly 110 ° C. or higher and 120 ° C. or lower. Can be.

本発明において「融点(Tm)」は、示差走査熱量測定(DSC)を用いてJIS K7121に準拠して測定した値をいう。   In the present invention, “melting point (Tm)” refers to a value measured in accordance with JIS K7121 using differential scanning calorimetry (DSC).

第2の温度まで温度が下がった第1の混合物は、例えば、第2温度に設定されたオーブン内に入れ、第2温度の範囲で所定温度に維持することができる。混練機から取り出された第1の混合物は降温が進行するので、加工品質の安定化のためである。   The first mixture whose temperature has been lowered to the second temperature can be placed, for example, in an oven set to the second temperature and maintained at a predetermined temperature within the range of the second temperature. The temperature of the first mixture taken out from the kneader is lowered, so that the processing quality is stabilized.

また、第1の混合物として市販のカーボンナノファイバーが入ったペレットを用いる場合には、混合工程と低温化工程との間に再加熱工程が必要となる。再加熱工程は、ポリエチレンの溶融温度以上に加熱することにより行うことができる。   Moreover, when using the pellet containing a commercially available carbon nanofiber as a 1st mixture, a reheating process is needed between a mixing process and a low temperature process. The reheating step can be performed by heating to a temperature higher than the melting temperature of polyethylene.

A−3.低温混練工程
低温混練工程は、第1の混合物を第2温度で混練する。
A-3. Low temperature kneading step The low temperature kneading step kneads the first mixture at the second 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2温度で混練する工程は、ポリエチレンを溶融して成形加工するための装置、例えば、オープンロール、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。混合工程と同様に、図1に示すようなオープンロール2を用いる方法について説明する。   The step of kneading the first mixture at the second temperature in the low-temperature kneading step uses an apparatus for melting and molding polyethylene, for example, an open roll, a closed kneader, an extruder, an injection molding machine, etc. Can do. Similar to the mixing step, a method using an open roll 2 as shown in FIG. 1 will be described.

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0mm〜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。   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 an interval of 0 mm 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、所望の高い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2温度がゴム弾性領域が発現し、かつ、適度な粘性を有している温度範囲であることから、ポリエチレンの弾性による復元力で大きく変形し、その際のポリエチレン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 high shear force can be obtained. The first mixture extruded from between such narrow rolls has a resilience due to the elasticity of polyethylene because the second temperature is a temperature range in which a rubber elastic region appears and has an appropriate viscosity. The carbon nanofibers can move greatly with the deformation of the polyethylene.

第2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1温度でも説明したように、第2温度もできるだけ実際の樹脂の表面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樹脂の表面温度を測定してその温度から加工中の第2温度とすることができる。   The second 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 first temperature, it is desirable to measure the surface temperature of the actual resin as much as possible for the second temperature, but if it cannot be measured, the surface temperature of the resin immediately after taking out the thermoplastic resin composition from the processing apparatus is determined. It can measure and it can be set as the 2nd temperature in process from the temperature.

オープンロール2の場合は、図1に示すように、第1のロール10に巻き付いた第1の混合物に対して非接触温度計40を用いて表面温度を測定することができる。非接触温度計40の配置は、ニップを通過した直後の位置以外であればよく、好ましくは第1のロール10の上方である。ニップを通過した直後は、第1の混合物の温度が急激に変化する不安定な温度であるため、避けた方が望ましい。   In the case of the open roll 2, as shown in FIG. 1, the surface temperature can be measured using a non-contact thermometer 40 for the first mixture wound around the first roll 10. The arrangement of the non-contact thermometer 40 may be other than the position immediately after passing through the nip, and is preferably above the first roll 10. Immediately after passing through the nip, the temperature of the first mixture is an unstable temperature at which the temperature rapidly changes.

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2温度の範囲内にあることを確認することができる。   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 second temperature range.

低温混練工程は、第2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2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 second temperature, and further can be 5 minutes to 20 minutes. By sufficiently taking the kneading time at the second 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2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節して第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2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2温度よりも低温に設定し、加工中の樹脂の表面温度が第2温度になるように調節することができる。   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 second 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 temperature of the roll. The temperature must be adjusted so that it is actively cooled. The same applies to a closed kneader, an extruder or an injection molding machine, and the surface temperature of the first mixture is kept constant within the second temperature range by adjusting the processing set temperature of the apparatus so as to be actively cooled. Can be maintained for hours. 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 second temperature, and the resin being processed The surface temperature can be adjusted to the second 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、公知のポリエチレン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 polyethylene processing method.

低温混練工程において得られた剪断力により、ポリエチレン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ポリエチレンの分子に1本ずつ引き抜かれるように相互に分離し、解繊され、ポリエチレン中に分散される。特に、ポリエチレンは、第2温度範囲における弾性と、粘性と、混練工程によるポリエチレン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 obtained in the low-temperature kneading step causes a high shearing force to act on the polyethylene, so that the aggregated carbon nanofibers are separated from each other so as to be pulled out one by one by the polyethylene molecules, and then defibrated. To be distributed. In particular, since polyethylene has elasticity in the second temperature range, viscosity, and chemical interaction with carbon nanofibers due to activation of polyethylene molecules in the kneading process, carbon nanofibers are defibrated. Can be 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.

熱可塑性樹脂組成物の製造方法において、カーボンナノファイバーの平均直径が2nm以上、110nm以下であることができ、その場合における第1の混合物は、ポリエチレン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2nm以上、110nm以下のカーボンナノファイバーの場合、ポリエチレン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のゴム弾性領域が発現することができる。また、ポリエチレン100質量部に対するカーボンナノファイバーの配合量が55質量部以上になると低温混練工程における加工が困難となる。   In the method for producing a thermoplastic resin composition, the average diameter of the carbon nanofibers can be 2 nm or more and 110 nm or less, and in this case, the first mixture has a carbon nanofiber content of 100 parts by mass of polyethylene. It can be 15 parts by mass or more and 55 parts by mass or less. In the case of carbon nanofibers having an average diameter of 2 nm or more and 110 nm or less, when the compounding amount of the carbon nanofibers with respect to 100 parts by mass of polyethylene is 15 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. Moreover, when the compounding quantity of the carbon nanofiber with respect to 100 mass parts of polyethylene will be 55 mass parts or more, the process in a low temperature kneading process will become difficult.

さらに、第1の混合物は、ポリエチレン100質量部に対する、カーボンナノファイバーの配合量は17質量部以上、45質量部以下であることができる。   Furthermore, in the first mixture, the compounding amount of the carbon nanofiber with respect to 100 parts by mass of polyethylene can be 17 parts by mass or more and 45 parts by mass or less.

カーボンナノファイバーの平均直径は、9nm以上、30nm以下であることができる。   The average diameter of the carbon nanofiber may be 9 nm or more and 30 nm or less.

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、ポリエチレン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 polyethylene can be dispersed in a separated state. 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−4.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の混合物におけるポリエチレンは第1のポリエチレンであり、低温混練工程で得られた第2の混合物に、第2のポリエチレンをさらに加えて第3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。
A-4. Second low-temperature kneading step In the method for producing the thermoplastic resin composition, the polyethylene in the first mixture is the first polyethylene, and the second polyethylene is further added to the second mixture obtained in the low-temperature kneading step. And a second low-temperature kneading step of kneading at a third temperature to obtain a third mixture.

第2のポリエチレンは、第1のポリエチレンと同じ種類のポリエチレンであることができる。ここで、同じ種類のポリエチレンとは、第2のポリエチレンと第1のポリエチレン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。   The second polyethylene can be the same type of polyethylene as the first polyethylene. Here, the same type of polyethylene means that the second polyethylene and the first polyethylene are at least the same main constituent monomer.

第3温度は、前記A−2において説明した第2温度と同じ温度範囲とすることができる。   The third temperature can be the same temperature range as the second temperature described in A-2.

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のポリエチレン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。   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 polyethylene is added by carrying out the second low-temperature kneading step in this way. Thereby, content of the carbon nanofiber in a thermoplastic resin composition can be decreased.

B.原料
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. Raw materials Next, the raw materials used in the manufacturing method of the present embodiment will be described.

B−1.ポリエチレン
ポリエチレンとしては、例えば、密度が0.941g/cm−3以上の高密度ポリエチレン(HDPE)、密度が0.926g/cm−3〜0.940g/cm−3の中密度ポリエチレン(MDPE)、0.910g/cm−3〜0.920g/cm−3の低密度ポリエチレン(LDPE)等を用いることができる。
B-1. Polyethylene Examples of the polyethylene include high density polyethylene (HDPE) having a density of 0.941 g / cm −3 or more, medium density polyethylene (MDPE) having a density of 0.926 g / cm −3 to 0.940 g / cm −3 , A low density polyethylene (LDPE) of 0.910 g / cm −3 to 0.920 g / cm −3 can be used.

また、ポリエチレンとしては、例えば、高圧法ポリエチレン(HPPE)、低圧法ポリエチレン等を用いることができる。   Examples of polyethylene that can be used include high-pressure polyethylene (HPPE) and low-pressure polyethylene.

さらに、ポリエチレンとしては、例えば、線状低密度ポリエチレン(LLDPE)、分岐状低密度ポリエチレン(BLDPE)等を用いることができる。   Furthermore, as polyethylene, linear low density polyethylene (LLDPE), branched low density polyethylene (BLDPE), etc. can be used, for example.

なお、分子量が100万以上の超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)は、一般の成形加工法を用いることが困難であるので、本発明におけるポリエチレンには含まない。   Note that ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) having a molecular weight of 1 million or more is not included in the polyethylene in the present invention because it is difficult to use a general molding method.

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2nm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。
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 2 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.

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、ポリエチレン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、ポリエチレンを補強することができる。   Since carbon nanofibers have a small average diameter and a large specific surface area, polyethylene can be effectively reinforced by a small amount of carbon nanofibers when carbon nanofibers can be defibrated and dispersed throughout. . By using carbon nanofibers having an average diameter (fiber diameter) of 0.4 nm or more and 230 nm or less, polyethylene can be reinforced.

カーボンナノファイバーは、その表面におけるポリエチレン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。   The carbon nanofibers can be oxidized, for example, in order to improve the reactivity with polyethylene on the surface.

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。   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。   The compounding quantity of the carbon nanofiber in a thermoplastic resin composition can be mix | blended suitably according to a desired characteristic.

特に、上記A−4で説明した第2の低温混練工程を用いることによって、ポリエチレン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る。   In particular, by using the second low-temperature kneading step described in A-4 above, 0.1 part by mass or more of carbon nanofibers can be blended with 100 parts by mass of polyethylene.

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。   In addition to carbon nanofibers, the thermoplastic resin composition can be used in combination with fillers generally used for processing thermoplastic resin compositions.

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。   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)であることができる。   The carbon nanofiber can be a so-called multi-wall carbon nanotube (MWNT: multi-wall carbon nanotube) having a cylindrical shape formed by winding one sheet of graphite (graphene sheet) having a carbon hexagonal mesh surface.

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。   Examples of carbon nanofibers having an average diameter of 9 nm or more and 30 nm or less include Baytubes C150P and C70P manufactured by Bayer MaterialScience and NC-7000 manufactured by Nanocyl, and the average diameter is 30 nm. Examples of carbon nanofibers exceeding 110 nm may include NT-7 manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.

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。   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。
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.

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。   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.

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。 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.熱可塑性樹脂組成物
最後に、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. Thermoplastic resin composition Finally, 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、ポリエチレン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 polyethylene, and there are no aggregates of carbon nanofibers. It is characterized by being dispersed in the whole in a separated state.

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。電子顕微鏡写真には、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る。   The absence of carbon nanofiber aggregates in the thermoplastic resin composition can be confirmed by observing an arbitrary cross section of the thermoplastic resin composition with an electron microscope. In the electron micrograph, carbon nanofibers that have been defibrated and separated from each other appear dispersed in the fractured surface.

なお、凝集塊とは、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。   The agglomerates are carbon nanofibers that are entangled with each other in the thermoplastic resin composition as in the case of the raw material. In particular, in the agglomerates, the resin is not hollow between the carbon nanofibers and the carbon nanofibers. There are many parts. 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、カーボンナノファイバーの平均直径が2nm以上、110nm
以下であるとき、ポリエチレン100質量部に対して、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。また、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2nm以上、110nm以下であるとき、ポリエチレン100質量部に対して、カーボンナノファイバーが17質量部以上、45質量部以下であることができる。
The thermoplastic resin composition has an average diameter of carbon nanofibers of 2 nm or more and 110 nm.
When it is below, carbon nanofiber is 15 mass parts or more and 55 mass parts or less with respect to 100 mass parts of polyethylene . Further, in the thermoplastic resin composition, when the average diameter of the carbon nanofibers is 2 nm or more and 110 nm or less, the carbon nanofibers may be 17 parts by mass or more and 45 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of polyethylene. it can.

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ポリエチレン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、ポリエチレン100質量部に対して、カーボンナノファイバーが15質量部未満とすることができる。その場合、熱可塑性樹脂組成物は、ポリエチレン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、55質量部以下であることができる。
The thermoplastic resin composition produced by using the second low-temperature kneading step of A-3 is obtained by adding polyethylene using a thermoplastic resin composition in which carbon nanofibers are already dispersed as a master batch. The compounding ratio of the carbon nanofibers in the plastic resin composition can be reduced. Therefore, for example, the carbon nanofiber can be less than 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of polyethylene. In that case, the thermoplastic resin composition has 0 carbon nanofibers per 100 parts by mass of polyethylene.
. It can be 1 part by mass or more and 55 parts by mass or less.

熱可塑性樹脂組成物は、高い引張強度を有しかつ耐熱性に優れていながら、切断時伸び性能に優れることで、例えばフィルムに用いることが好適である。フィルムとしては、食品包装用袋や農業用フィルムなどがある。また、熱可塑性樹脂組成物は、インフレーション法やT−ダイ法などを用いてフィルムに成形することができる。   The thermoplastic resin composition is suitable for use in, for example, a film because it has a high tensile strength and is excellent in heat resistance while being excellent in elongation at break. Examples of the film include food packaging bags and agricultural films. Further, the thermoplastic resin composition can be formed into a film by using an inflation method, a T-die method, or the like.

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)オープンロールを用いた試験
(1−1)実施例1〜3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140℃=加工設定温度)に、各表に示す100質量部(phr)のポリエチレンを投入して、溶融させ、ロールに巻き付かせた。このときのポリエチレンの生地表面の温度(第1温度)は、140℃であった。オープンロールとしては、ロールを加熱することができる熱ロールを用いた。
(1) Test using an open roll (1-1) Preparation of samples of Examples 1 to 3 Mixing step: An open roll having a roll diameter of 6 inches (roll temperature 140 ° C. = processing set temperature) is shown in each table. 100 parts by mass (phr) of polyethylene was charged, melted, and wound on a roll. The temperature (first temperature) of the polyethylene fabric surface at this time was 140 ° C. As the open roll, a hot roll capable of heating the roll was used.

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」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。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, multilayer carbon nanofibers (indicated in each table as “CNT”) having a mass part (phr) 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 surface temperature of the dough temperature was measured with a non-contact type infrared thermometer.

低温化工程:オープンロールから第1の混合物を取り出し、第1の混合物の表面温度が110℃−120℃になるまで放冷し、オーブンに第1の混合物を入れて110℃−120℃に維持した。   Low temperature process: The first mixture is taken out from the open roll, allowed to cool until the surface temperature of the first mixture reaches 110 ° C. to 120 ° C., and the first mixture is placed in an oven and maintained at 110 ° C. to 120 ° C. did.

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2温度)を非接触型の赤外線温度計で測定して110℃−120℃に維持されるように、ロールを温度調節した。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 (second temperature) was measured with a non-contact infrared thermometer and maintained at 110 ° C. to 120 ° C. 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140℃に加熱し、無負荷で2分間予熱した後、4MPa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2MPa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 press molding, the mold is heated to 140 ° C., preheated for 2 minutes without load, and then press molded at 4 MPa (pressing against the mold) for 5 minutes, and the mold is moved to a cooling press. And it cooled to room temperature, pressurizing at 2 MPa (with respect to a metal mold | die).

なお、各表において、「CNT」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、「PE」は、プライムポリマー社製ポリエチレン(直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、グレード名:ULT−ZEX15150J、MFR:15g/10min(JIS K7210)、密度:914kg/cm(JIS K7112)、融点115℃(JIS
K7121))であった。
In each table, “CNT” is a multi-walled carbon nanotube having an average diameter (value obtained by arithmetically averaging 200 or more measured values using a scanning electron microscope), and “PE” is a prime polymer. Company-made polyethylene (linear low density polyethylene (LLDPE), grade name: ULT-ZEX15150J, MFR: 15 g / 10 min (JIS K7210), density: 914 kg / cm 3 (JIS K7112), melting point 115 ° C. (JIS
K7121)).

(1−2)比較例1〜5のサンプル作製
比較例1は、ポリエチ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。
(1-2) Preparation of Samples of Comparative Examples 1 to 5 Since Comparative Example 1 is a polyethylene simple substance, resin pellets were put into a mold and a pressing process was performed to obtain a sample of a thermoplastic resin composition.

比較例2、3は、実施例1〜3と同様にして熱可塑性樹脂組成物のサンプルを得た。   In Comparative Examples 2 and 3, samples of the thermoplastic resin composition were obtained in the same manner as in Examples 1 to 3.

比較例4は、実施例1〜3の低温化工程及び低温混練工程を省いて熱可塑性樹脂組成物のサンプルを得た。   In Comparative Example 4, a sample of the thermoplastic resin composition was obtained by omitting the low temperature step and the low temperature kneading step of Examples 1 to 3.

比較例5は、実施例1〜3における低温混練工程における第2温度を140℃に調節して、その他は実施例と同様にして熱可塑性樹脂組成物のサンプルを得た。   In Comparative Example 5, a sample of the thermoplastic resin composition was obtained in the same manner as in Example except that the second temperature in the low temperature kneading step in Examples 1 to 3 was adjusted to 140 ° C.

(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。測定結果を表1〜表3及び図2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 Tables 1 to 3 and FIG.

図2において、曲線E1〜E3は、実施例1〜実施例3にそれぞれ対応し、曲線C1〜C5は、比較例1〜比較例4にそれぞれ対応している。   In FIG. 2, curves E1 to E3 correspond to Examples 1 to 3, respectively, and curves C1 to C5 correspond to Comparative Examples 1 to 4, respectively.

(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。
(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.

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’)及び損失正接(tanδ)を測定した。貯蔵弾性率は、表1〜表3に示した。表1〜表3において、「E’(25℃)(MPa)」、「E’(100℃)(MPa)」、「E’(150℃)(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)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。   From the test results, the storage elastic modulus (E ′) and loss tangent (tan δ) were measured at measurement temperatures of 25 ° C., 100 ° C., and 200 ° C. The storage elastic modulus is shown in Tables 1 to 3. In Tables 1 to 3, “E ′ (25 ° C.) (MPa)”, “E ′ (100 ° C.) (MPa)”, “E ′ (150 ° C.) (MPa)”, “E ′ (200 ° C.)” (MPa) ". In addition, the flow start temperature in the DMA test (described as “flow temperature” in each table) is 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”.

さらに、測定結果を貯蔵弾性率E’の温度依存性を示すグラフとして図3に示し、損失正接(tanδ)の温度依存性を示すグラフとして図4に示した。   Further, the measurement results are shown in FIG. 3 as a graph showing the temperature dependence of the storage elastic modulus E ′, and shown in FIG. 4 as a graph showing the temperature dependence of the loss tangent (tan δ).

図3,4において、曲線E1〜E3は、実施例1〜実施例3にそれぞれ対応し、曲線C1〜C5は、比較例1〜比較例4にそれぞれ対応している。   3 and 4, curves E1 to E3 correspond to Examples 1 to 3, respectively, and curves C1 to C5 correspond to Comparative Examples 1 to 4, respectively.

(1−5)平均線膨張係数の測定
実施例及び比較例のサンプルについて、測定温度範囲における平均線膨張係数を測定した。測定装置はSII社製TMASS、測定試料形状は1.5mm×1.0mm×10mm、側長荷重は25KPa、測定温度は20℃〜80℃、昇温速度は3℃/分であった。これらの結果を表1〜表3に示した。
(1-5) Measurement of average linear expansion coefficient About the sample of the Example and the comparative example, the average linear expansion coefficient in a measurement temperature range was measured. The measurement apparatus was TMASS manufactured by SII, the measurement sample shape was 1.5 mm × 1.0 mm × 10 mm, the side long load was 25 KPa, the measurement temperature was 20 ° C. to 80 ° C., and the temperature increase rate was 3 ° C./min. These results are shown in Tables 1 to 3.

表1〜表3及び図2の引張試験の結果によれば、実施例1〜3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(TS)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1〜3の熱可塑性樹脂組成物サンプルは、比較例4,5よりも大きい切断時伸び(Eb)を有していた。さらに、実施例1〜3の熱可塑性樹脂組成物サンプルは、比較例1〜3よりも高い降伏強度(σy)を有していた。実施例2は、同じカーボンナノファイバーの配合量である比較例4,5と比較すると、引張強さ(TS)及び切断時伸び(Eb)の値が大きかった。   According to the results of the tensile tests in Tables 1 to 3 and FIG. 2, the thermoplastic resin composition samples of Examples 1 to 3 have improved tensile strength (TS) as compared with Comparative Example 1, and carbon nanofibers. The effect of reinforcement by was obtained. Moreover, the thermoplastic resin composition samples of Examples 1 to 3 had an elongation at break (Eb) larger than those of Comparative Examples 4 and 5. Furthermore, the thermoplastic resin composition samples of Examples 1 to 3 had higher yield strength (σy) than Comparative Examples 1 to 3. In Example 2, the values of tensile strength (TS) and elongation at break (Eb) were larger than those of Comparative Examples 4 and 5, which are the same amount of carbon nanofibers.

表1〜表3及び図3,4のDMA試験の結果によれば、実施例1〜3の熱可塑性樹脂組成物サンプルは、カーボンナノファイバーの添加量の増加に伴って貯蔵弾性率(E’)が向上した。実施例1〜3の熱可塑性樹脂組成物サンプルは、特に高温における貯蔵弾性率(E’)が高かった。実施例1〜3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、200℃を超えたあたりで貯蔵弾性率(E’)が向上した。実施例1〜3の熱可塑性樹脂組成物サンプルは、損失正接(tanδ)のピーク値が低かった。実施例1〜3の熱可塑性樹脂組成物サンプルは、耐熱性に優れていることがわかった。   According to the results of the DMA tests in Tables 1 to 3 and FIGS. 3 and 4, the thermoplastic resin composition samples of Examples 1 to 3 showed storage modulus (E ′) as the amount of carbon nanofiber added increased. ) Improved. The thermoplastic resin composition samples of Examples 1 to 3 had a high storage elastic modulus (E ′) particularly at a high temperature. The thermoplastic resin composition samples of Examples 1 to 3 did not flow up to 300 ° C., which is the upper limit of the measurement temperature, and the storage elastic modulus (E ′) was improved around 200 ° C. The thermoplastic resin composition samples of Examples 1 to 3 had a low loss tangent (tan δ) peak value. It was found that the thermoplastic resin composition samples of Examples 1 to 3 were excellent in heat resistance.

表1〜表3の線膨張係数測定の結果によれば、実施例1〜3の熱可塑性樹脂組成物サンプルは、比較例1〜5に比べて、平均線膨張係数が低く抑えられていた。   According to the results of linear expansion coefficient measurement in Tables 1 to 3, the thermoplastic resin composition samples of Examples 1 to 3 had a lower average linear expansion coefficient than Comparative Examples 1 to 5.

(1−6)SEM観察
実施例2のサンプル及び比較例4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。
(1-6) SEM Observation The frozen fracture sections of the sample of Example 2 and the sample of Comparative Example 4 were observed with a scanning electron microscope (hereinafter referred to as “SEM”).

図5〜図8は、実施例2のサンプルの凍結割断面(100倍、500倍、2000倍、20000倍)のSEM観察写真である。実施例2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7,8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。   5 to 8 are SEM observation photographs of frozen fractured sections (100 times, 500 times, 2000 times, 20000 times) of the sample of Example 2. FIG. Agglomerates of carbon nanofibers could not be confirmed on the frozen fracture surface of the sample of Example 2. The white fibrous substance in FIGS. 7 and 8 is carbon nanofibers, and it was found that the carbon nanofibers were defibrated and dispersed in a state separated from each other.

図9〜図12は、比較例4のサンプルの凍結割断面(100倍、500倍、2000倍、20000倍)のSEM観察写真である。比較例4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9〜図11において黒い丸で囲んだ中にカーボンナノファイバーの凝集塊100、101,102が観察できた。図11における凝集塊100の最大直径は約90μmであり、その凝集塊100は図12に示すように拡大するとカーボンナノファイバーの原料に近い状態で凝集し、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た。   9 to 12 are SEM observation photographs of frozen fractured sections (100 times, 500 times, 2000 times, 20000 times) of the sample of Comparative Example 4. FIG. Many aggregates of carbon nanofibers were confirmed on the frozen fractured surface of the sample of Comparative Example 4. In FIGS. 9 to 11, aggregates 100, 101, and 102 of carbon nanofibers can be observed in the black circles. The maximum diameter of the aggregate 100 in FIG. 11 is about 90 μm. When the aggregate 100 is enlarged as shown in FIG. 12, it aggregates in a state close to the raw material of the carbon nanofiber, and between the carbon nanofiber and the carbon nanofiber. There were many hollow parts in which no resin entered.

(2)密閉式混練機を用いた試験
(2−1)実施例4,5のサンプルの作製
混合工程:ブラベンダー(ブラベンダー社製、PLASTI−CORDER、容量350ml、チャンバー温度140℃)に、各表に示す100質量部(phr)のポリエチレンを投入して、溶融させた。
(2) Test using closed kneader (2-1) Preparation of samples of Examples 4 and 5 Mixing step: Brabender (manufactured by Brabender, PLASTI-CORDER, capacity 350 ml, chamber temperature 140 ° C.) 100 parts by mass (phr) of polyethylene shown in each table was added and melted.

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」と記載した)を投入し、混合した。   Next, multilayer carbon nanofibers (described as “CNT” in each table) having a mass part (phr) shown in Table 1 were added and mixed as a compounding agent.

低温化工程:ブラベンダーから第1の混合物を取り出し、第1の混合物の表面温度が110℃−120℃になるまで放冷し、オーブンに第1の混合物を入れて110℃−120℃に維持した。   Low temperature process: Take out the first mixture from the Brabender, let it cool until the surface temperature of the first mixture reaches 110 ° C-120 ° C, put the first mixture in the oven and maintain it at 110 ° C-120 ° C did.

低温混練工程:第1の混合物をブラベンダーに再び投入し、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2温度)を非接触型の赤外線温度計で測定して110℃−120℃に維持されるように、チャンバーを温度調節した。十分に混練した後、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 charged again into the Brabender and kneaded. During this kneading, the temperature of the dough surface of the first mixture (second temperature) was measured with a non-contact infrared thermometer, and the temperature of the chamber was adjusted so as to be maintained at 110 ° C. to 120 ° C. After kneading sufficiently, the thermoplastic resin composition was taken out from the open roll.

プレス工程:ブラベンダー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140℃に加熱し、無負荷で2分間予熱した後、4MPa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2MPa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 Brabender was placed in a mold and pressure-molded under vacuum to prepare a sample. In vacuum press molding, the mold is heated to 140 ° C., preheated for 2 minutes without load, and then press molded at 4 MPa (pressing against the mold) for 5 minutes, and the mold is moved to a cooling press. And it cooled to room temperature, pressurizing at 2 MPa (with respect to a metal mold | die).

なお、「CNT」及び「PE」は、実施例1−3と同じものを用いた。   Note that “CNT” and “PE” were the same as those in Example 1-3.

(2−2)比較例6のサンプル作製
比較例6は、実施例1〜3と同様にして熱可塑性樹脂組成物のサンプルを得た。
(2-2) Sample preparation of Comparative Example 6 In Comparative Example 6, a sample of a thermoplastic resin composition was obtained in the same manner as in Examples 1 to 3.

(2−3)引張試験
実施例及び比較例のサンプルについて、上記(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4,5及び図13に示した。
(2-3) Tensile test About the sample of an Example and a comparative example, a tensile test is done similarly to said (1-3), tensile strength (TS (MPa)), elongation at the time of cutting (Eb (%)), and The yield point tensile stress (σy (MPa)) was measured. The measurement results are shown in Tables 4 and 5 and FIG.

図13において、曲線E4、E5は、実施例4、5にそれぞれ対応し、曲線C1、C4、C6は、比較例1、4,6(比較例1、4については表2,3を参照)にそれぞれ対応している。   In FIG. 13, curves E4 and E5 correspond to Examples 4 and 5, respectively, and curves C1, C4 and C6 represent Comparative Examples 1, 4 and 6 (see Tables 2 and 3 for Comparative Examples 1 and 4). It corresponds to each.

(2−4)DMA測定
実施例及び比較例のサンプルについて、上記(1−4)と同様にDMA試験(動的粘弾性試験)を行った。この試験結果を表4,5及び図14,15に示した。
(2-4) DMA measurement The DMA test (dynamic viscoelasticity test) was performed on the samples of Examples and Comparative Examples in the same manner as in the above (1-4). The test results are shown in Tables 4 and 5 and FIGS.

図14,15において、曲線E4、E5は、実施例4,5にそれぞれ対応し、曲線C1、C4、C6は、比較例1、4、6(比較例1、4については表2,3を参照)にそれぞれ対応している。   14 and 15, curves E4 and E5 correspond to Examples 4 and 5, respectively, and curves C1, C4 and C6 represent Comparative Examples 1, 4 and 6 (Tables 2 and 3 for Comparative Examples 1 and 4). Correspond to each).

(2−5)平均線膨張係数の測定
実施例及び比較例のサンプルについて、上記(1−5)と同様に測定温度範囲における平均線膨張係数を測定した。これらの結果を表4,5に示した。
(2-5) Measurement of average linear expansion coefficient For the samples of Examples and Comparative Examples, the average linear expansion coefficient in the measurement temperature range was measured in the same manner as in the above (1-5). These results are shown in Tables 4 and 5.

表4、表5及び図13の引張試験の結果によれば、実施例4,5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(TS)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4,5の熱可塑性樹脂組成物サンプルは、比較例4,5よりも大きい切断時伸び(Eb)を有していた。さらに、実施例4,5の熱可塑性樹脂組成物サンプルは、比較例6よりも高い降伏強度(σy)を有していた。   According to the results of the tensile tests shown in Tables 4 and 5 and FIG. 13, the thermoplastic resin composition samples of Examples 4 and 5 have improved tensile strength (TS) as compared with Comparative Example 1, and carbon nanofibers. The effect of reinforcement by was obtained. Moreover, the thermoplastic resin composition samples of Examples 4 and 5 had a larger elongation at break (Eb) than Comparative Examples 4 and 5. Furthermore, the thermoplastic resin composition samples of Examples 4 and 5 had higher yield strength (σy) than Comparative Example 6.

表4、表5及び図14,15のDMA試験の結果によれば、実施例4,5の熱可塑性樹脂組成物サンプルは、カーボンナノファイバーの添加量の増加に伴って貯蔵弾性率(E’)が向上した。実施例4,5の熱可塑性樹脂組成物サンプルは、特に高温における貯蔵弾性率(E’)が高かった。実施例4,5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、200℃を超えたあたりで貯蔵弾性率(E’)が向上した。実施例4,5の熱可塑性樹脂組成物サンプルは、比較例4に比べて、損失正接(tanδ)のピーク値が低かった。実施例4,5の熱可塑性樹脂組成物サンプルは、耐熱性に優れていることがわかった。   According to the results of the DMA tests shown in Tables 4 and 5 and FIGS. 14 and 15, the thermoplastic resin composition samples of Examples 4 and 5 showed storage modulus (E ′) as the amount of carbon nanofiber added increased. ) Improved. The thermoplastic resin composition samples of Examples 4 and 5 had a high storage elastic modulus (E ′) particularly at a high temperature. The thermoplastic resin composition samples of Examples 4 and 5 did not flow up to 300 ° C., which is the upper limit of the measurement temperature, and the storage elastic modulus (E ′) was improved around 200 ° C. The thermoplastic resin composition samples of Examples 4 and 5 had a lower peak value of loss tangent (tan δ) than that of Comparative Example 4. It was found that the thermoplastic resin composition samples of Examples 4 and 5 were excellent in heat resistance.

表4、表5の線膨張係数測定の結果によれば、実施例4,5の熱可塑性樹脂組成物サンプルは、比較例6に比べて、平均線膨張係数が低く抑えられていた。   According to the results of linear expansion coefficient measurement in Tables 4 and 5, the thermoplastic resin composition samples of Examples 4 and 5 had a lower average linear expansion coefficient than that of Comparative Example 6.

(3)弾性率減少割合
上記(1)及び上記(2)におけるDMA測定結果(図3,図4,図14,図15)に基づいて、実施例及び比較例の弾性率減少割合(MPa/℃)及び平坦領域の弾性率減少割合(MPa/℃)を計算し、表6に示した。
(3) Elastic modulus reduction rate Based on the DMA measurement results (FIGS. 3, 4, 14, and 15) in (1) and (2) above, the elastic modulus reduction rate (MPa / MPa) of the examples and comparative examples. And the elastic modulus reduction rate (MPa / ° C.) of the flat region was calculated and shown in Table 6.

弾性率減少割合は、貯蔵弾性率が100MPaから1MPaまで減少する変化割合である。ただし、図16に示すように実施例は1MPaに到達しないため、200℃における弾性率値までの減少割合とした。   The elastic modulus decrease rate is a change rate at which the storage elastic modulus decreases from 100 MPa to 1 MPa. However, since the example does not reach 1 MPa as shown in FIG. 16, the reduction rate is up to the elastic modulus value at 200 ° C.

平坦領域の弾性率減少割合は、図16に示すように平坦領域開始温度から200℃までの減少する貯蔵弾性率の変化割合である。   The elastic modulus decrease rate in the flat region is a change rate of the storage elastic modulus that decreases from the flat region start temperature to 200 ° C. as shown in FIG.

表6の結果によれば、実施例1〜5の熱可塑性樹脂組成物サンプルは、122℃〜125℃付近に平坦領域開始温度があった。低温混練工程における実施例1〜実施例5の第1の混合物の第2温度は、平坦領域開始温度すなわちゴム弾性領域よりも若干低い温度範囲であった。   According to the results in Table 6, the thermoplastic resin composition samples of Examples 1 to 5 had a flat region start temperature in the vicinity of 122 ° C to 125 ° C. The second temperature of the first mixture of Examples 1 to 5 in the low temperature kneading step was a temperature range slightly lower than the flat region starting temperature, that is, the rubber elastic region.

また、実施例1〜5の熱可塑性樹脂組成サンプルは、比較例1に比べて弾性率減少割合が小さかった。   In addition, the thermoplastic resin composition samples of Examples 1 to 5 had a smaller elastic modulus reduction rate than Comparative Example 1.

さらに、実施例1〜5の熱可塑性樹脂組成物サンプルは、平坦領域の弾性率減少割合が0.04MPa/℃〜0.13MPa/℃であった。   Furthermore, the thermoplastic resin composition samples of Examples 1 to 5 had an elastic modulus reduction rate of 0.04 MPa / ° C. to 0.13 MPa / ° C. in the flat region.

2 オープンロール、10 第1のロール、20 第2のロール、30 ポリエチレン、34 バンク、40 非接触温度計、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〜C6 比較例1〜6、E1〜E5 実施例1〜5   2 Open roll, 10 1st roll, 20 2nd roll, 30 polyethylene, 34 bank, 40 non-contact thermometer, 80 carbon nanofiber, 100 agglomerate, d interval, V1, V2 rotational speed, C1-C6 comparison Examples 1-6, E1-E5 Examples 1-5

Claims (5)

ポリエチレンと、カーボンナノファイバーと、を第1温度で混練して第1の混合物を得る混合工程と、
前記第1の混合物を第2温度に温度調節する低温化工程と、
ポリエチレン中に複数のカーボンナノファイバーの凝集塊を含みかつ前記第2温度にある前記第1の混合物を、前記第2温度で混練する低温混練工程と、
を含み、
前記第1温度は、前記ポリエチレンの融点(Tm)より25℃以上高い温度であり、
前記第2温度は、前記ポリエチレンの融点(Tm)より5℃低い温度から融点(Tm)より25℃未満高い温度までの範囲である、熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
A mixing step of kneading polyethylene and carbon nanofibers at a first temperature to obtain a first mixture;
A temperature reduction step of adjusting the temperature of the first mixture to a second temperature;
A low-temperature kneading step of kneading the first mixture containing a plurality of carbon nanofiber aggregates in polyethylene and at the second temperature at the second temperature;
Including
The first temperature is a temperature that is 25 ° C. or more higher than the melting point (Tm) of the polyethylene,
The method for producing a thermoplastic resin composition, wherein the second temperature ranges from a temperature 5 ° C. lower than the melting point (Tm) of the polyethylene to a temperature lower than 25 ° C. higher than the melting point (Tm).
請求項1において、
前記第2温度は、110℃以上、140℃未満である、熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
In claim 1,
The method for producing a thermoplastic resin composition, wherein the second temperature is 110 ° C. or higher and lower than 140 ° C.
請求項1または2において、
前記カーボンナノファイバーは、平均直径が2nm以上、110nm以下であり、
前記第1の混合物は、前記ポリエチレン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、55質量部以下である、熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
In claim 1 or 2,
The carbon nanofiber has an average diameter of 2 nm or more and 110 nm or less,
The said 1st mixture is a manufacturing method of the thermoplastic resin composition whose said carbon nanofiber is 15 mass parts or more and 55 mass parts or less with respect to 100 mass parts of said polyethylenes.
請求項1〜3のいずれか1項において、
前記低温化工程は、前記混合工程に用いた混練機から前記第1の混合物を取り出して行う、熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
In any one of Claims 1-3,
The said low temperature process is a manufacturing method of the thermoplastic resin composition performed by taking out the said 1st mixture from the kneader used for the said mixing process.
ポリエチレン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
測定温度20〜300℃、動的ひずみ±0.05%及び周波数1HzのJIS K7244に基づく動的粘弾性試験における貯蔵弾性率(E’)は、測定温度が200℃を超える温度領域で上昇し、
前記カーボンナノファイバーは、平均直径が2nm以上、110nm以下であり、
前記ポリエチレン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、55質量部以下である、熱可塑性樹脂組成物。
A thermoplastic resin composition in which carbon nanofibers are dispersed in polyethylene,
There is no aggregate of carbon nanofibers,
Carbon nanofibers are dispersed throughout and separated from each other .
The storage elastic modulus (E ′) in the dynamic viscoelasticity test based on JIS K7244 with a measurement temperature of 20 to 300 ° C., a dynamic strain of ± 0.05%, and a frequency of 1 Hz increases in a temperature region where the measurement temperature exceeds 200 ° C. ,
The carbon nanofiber has an average diameter of 2 nm or more and 110 nm or less,
To the polyethylene 100 parts by weight, the carbon nanofibers 15 parts by mass or more, Ru der than 55 parts by weight, the thermoplastic resin composition.
JP2014048783A 2014-03-12 2014-03-12 Method for producing thermoplastic resin composition and thermoplastic resin composition Active JP6310736B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014048783A JP6310736B2 (en) 2014-03-12 2014-03-12 Method for producing thermoplastic resin composition and thermoplastic resin composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014048783A JP6310736B2 (en) 2014-03-12 2014-03-12 Method for producing thermoplastic resin composition and thermoplastic resin composition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015172148A JP2015172148A (en) 2015-10-01
JP6310736B2 true JP6310736B2 (en) 2018-04-11

Family

ID=54259657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014048783A Active JP6310736B2 (en) 2014-03-12 2014-03-12 Method for producing thermoplastic resin composition and thermoplastic resin composition

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6310736B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6503164B2 (en) * 2014-07-23 2019-04-17 日信工業株式会社 Method for producing thermoplastic resin composition
WO2017169482A1 (en) * 2016-03-28 2017-10-05 日信工業株式会社 Thermoplastic resin composition and method for producing thermoplastic resin composition
JP7324492B2 (en) * 2019-06-27 2023-08-10 国立大学法人信州大学 Method for producing composition containing carbon nanotube and method for producing composite material

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004143276A (en) * 2002-10-24 2004-05-20 Masaru Matsuo Electroconductive and antistatic polymer film and fiber containing carbon nanotube and method for producing the same
WO2005012170A1 (en) * 2003-08-05 2005-02-10 S.A. Nanocyl Polymer-based composites comprising carbon nanotubes as a filler, method for producing said composites, and associated uses
JP5051641B2 (en) * 2007-09-12 2012-10-17 日信工業株式会社 Method for producing carbon fiber composite material
JP2010209162A (en) * 2009-03-09 2010-09-24 Toyo Ink Mfg Co Ltd Carbon nanotube dispersion
JP4936026B2 (en) * 2009-04-02 2012-05-23 宇部興産株式会社 Method for producing conductive binder
JP2010285522A (en) * 2009-06-10 2010-12-24 Vision Development Co Ltd Resin composition containing carbon nanotube, and molding
EP2426163A1 (en) * 2010-09-07 2012-03-07 Bayer MaterialScience AG Method for manufacturing polymer-CNT composites
JP5616943B2 (en) * 2012-02-21 2014-10-29 大日精化工業株式会社 Method for producing conductive resin composition and conductive resin composition

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015172148A (en) 2015-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xiang et al. Cocontinuous morphology of immiscible high density polyethylene/polyamide 6 blend induced by multiwalled carbon nanotubes network
Yang et al. Enhancement of the mechanical properties of polypropylene using polypropylene-grafted multiwalled carbon nanotubes
Prashantha et al. Masterbatch-based multi-walled carbon nanotube filled polypropylene nanocomposites: Assessment of rheological and mechanical properties
JP6490580B2 (en) Composite materials with very low content of carbon-based nanofillers, methods for their preparation and their use
Gauthier et al. Reinforcement effects of vapour grown carbon nanofibres as fillers in rubbery matrices
US20190144616A1 (en) Thermoplastic resin composition and method for producing thermoplastic resin composition
US20150073088A1 (en) Composite of filler and polymer resin and method for preparing the same
JP2007112885A (en) Thermoplastic elastomer composition
Li et al. Polypropylene/hydroxyl-multiwall carbon nanotubes composites: crystallization behavior, mechanical properties, and foaming performance
JP2013233790A (en) Method for manufacturing resin molded article, and resin molded article
JP6873360B2 (en) Thermoplastic resin composition
JP2015061891A (en) Production method of conductive resin composition master batch and master batch
Gupta et al. Rheologic and mechanical properties of multiwalled carbon nanotubes-reinforced poly (trimethylene terephthalate) composites
JP6310736B2 (en) Method for producing thermoplastic resin composition and thermoplastic resin composition
JP2017145406A (en) Method for producing thermoplastic resin composition and thermoplastic resin composition
Ali et al. Viscoelastic, thermal, and morphological analysis of HDPE/EVA/CaCO 3 ternary blends
JP5257813B2 (en) Polyvinyl alcohol-based composite fiber and method for producing the same
JP2016108476A (en) Carbon fiber composite material
JP4869615B2 (en) Method for producing fine carbon fiber-containing resin composition
JP5798136B2 (en) Method for producing thermoplastic resin composition and thermoplastic resin composition
JP5432974B2 (en) Method for producing carbon fiber composite material and carbon fiber composite material
JP6941215B2 (en) Heat dissipation sheet
JP6503164B2 (en) Method for producing thermoplastic resin composition
JP7324492B2 (en) Method for producing composition containing carbon nanotube and method for producing composite material
KR20190087232A (en) Polyketone-hybrid carbon filler based composite with enhanced mechanical properties and thermal stability and process of preparing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20161216

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170810

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170816

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171010

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180228

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180319

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6310736

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250