JP6828645B2 - ポリプロピレン樹脂組成物及び燃料電池セル用のシール部材 - Google Patents
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Description
特許文献2は、インストルメントパネル等を用途とする繊維強化ポリプロピレン系樹脂組成物として、メタロセン系ポリプロピレン53〜74.5重量%と、酸変性ポリプロピレン0.5〜2重量%と、ガラス繊維と、エチレンーオクテン共重合体と、エルカ酸アミドとを配合したものを開示している。酸変性ポリプロピレンを配合するのは、メタロセン系ポリプロピレンとガラス繊維とのとの界面強度を向上させて樹脂組成物の剛性・衝撃強度を向上させるためである。酸変性ポリプロピレンは、その配合量がメタロセン系ポリプロピレンに対して微量(重量比1/26.5以下)であるから、樹脂組成物と相手部材金属との接着性を十分に向上させるものではない。
(a)JIS K7121−1987に準拠し示差走査熱量測定装置(DSC)により二回目の昇温時に測定される吸熱ピーク温度が130〜150℃である。
(b)JIS K7122−1987に準拠し示差走査熱量測定装置(DSC)により二回目の昇温時に測定される融解熱が66〜85J/gである。
(c)JIS K7136:2000に準拠して測定されるヘーズ(厚さ0.5mm)が68〜80%である。
特に結晶制御成分が核剤を含むポリプロピレン樹脂(但し、この各ポリプロピレン樹脂は前記変性ポリプロピレン樹脂とは異なるものである。)である場合、配合割合は、変性ポリプロピレン樹脂100質量部に対して、結晶制御成分が20〜300質量部であることが好ましく、30〜250質量部であることがより好ましい。
(a)JIS K7121−1987に準拠し示差走査熱量測定装置(DSC)により二回目の昇温時に測定される吸熱ピーク温度が130〜150℃である。
(b)JIS K7122−1987に準拠し示差走査熱量測定装置(DSC)により二回目の昇温時に測定される融解熱が66〜85J/gである。
(c)JIS K7136:2000に準拠して測定されるヘーズ(厚さ0.5mm)が68〜80%である。
変性ポリプロピレン樹脂は、金属との接着性を有する。さらに、吸熱ピーク温度が130〜150℃であることにより、低い加工温度での金属との接着性が得られる。吸熱ピーク温度が130℃未満だと耐クリープ性が低下し、150℃を超えると低い加工温度での金属との接着性が低下する。樹脂の融点は結晶のサイズの分布と相関があり、ポリプロピレン樹脂において結晶のサイズが減少しその割合が多いと、融点が低くなると考えられる。
(a)JIS K7121−1987に準拠し示差走査熱量測定装置(DSC)により二回目の昇温時に測定される吸熱ピーク温度が130〜150℃である。
(b)JIS K7122−1987に準拠し示差走査熱量測定装置(DSC)により二回目の昇温時に測定される融解熱が66〜85J/gである。
(c)JIS K7136:2000に準拠して測定されるヘーズが68〜80%である。
・三井化学株式会社の商品名「アドマーQE840」は、無水マレイン酸変性PPである。
・日本ポリプロ株式会社の商品名「ウィンテックWMG03」は、メタロセン系PPであり、上記変性PPの球晶のサイズを減少させる及び/又は球晶の数を増加させる結晶制御成分である。
・日本ポリプロ株式会社の商品名「ノバテックMG03BD」は、透明グレードのPPであり、上記変性PPの球晶のサイズを減少させる及び/又は球晶の数を増加させる結晶制御成分である。
・日本ポリプロ株式会社の商品名「ノバテックBC3AD」は、耐衝撃グレードのブロックPPである。
・日本ポリプロ株式会社の商品名「ノバテックBC3B」は、耐衝撃グレードのブロックPPである。
・株式会社プライムポリマーの商品名「プライムポリプロJ1O8M」は、高剛性のホモPPである。
偏光顕微鏡により、シート状サンプルの結晶状態を観察した。無水マレイン酸変性PPに結晶制御成分としてメタロセン系PP又は透明グレードのPPを所定量配合した実施例1〜5は、無水マレイン酸変性PPに結晶制御成分を配合しない比較例4に比べて、球晶のサイズが減少し、球晶の数の増加したことが確認できた。但し、その定量化はできなかった。図1に実施例2の偏光顕微鏡写真を、図2に比較例4の偏光顕微鏡写真を示す。
JIS K7121−1987「プラスチックの転移温度測定方法」に準拠し、細かく切断したシート状サンプル6mgを、示差走査熱量測定装置(DSC)により、23℃から200℃まで10℃/分の昇温速度で一回目の昇温(1st Heating)をして融解させ、その後23℃まで10℃/分の降温速度で降温し、次いで23℃から200℃まで10℃/分の昇温速度で二回目の昇温(2nd Heating)をして融解させたときの融解ピーク温度と融解開始温度を測定した。融解ピーク温度130〜150℃を「良」と判定した。
JIS K7122−1987「プラスチックの転移熱測定方法」に準拠し、細かく切断したシート状サンプル6mgを、示差走査熱量測定装置(DSC)により、23℃から200℃まで10℃/分の昇温速度で一回目の昇温(1st Heating)をして融解させたときの転移熱(融解熱)を測定し、その後23℃まで10℃/分の降温速度で降温し、次いで23℃から200℃まで10℃/分の昇温速度で二回目の昇温(2nd Heating)をして融解させたときの転移熱(融解熱)を測定した。融解熱(2nd)66〜85J/gを「良」と判定した。
前記厚さ0.5mmシート状サンプルを用い、JIS K7136:2000「プラスチック−透明材料のヘーズの求め方」に準拠し、シート状サンプルのヘーズと全光線透過率を測定した。ヘーズ68〜80%を「良」と判定した。
図3に示すように、脱脂したシート状サンプル1を10mm×25mmに切断し、脱脂した一対のステンレス鋼板2,3(SUS304)の端部間に挟み、145℃×2MPaで2分間加熱プレスしてから、室温×2MPaで3分間冷却プレスして、試験片を作製した。シート状サンプル1とステンレス鋼板2,3とが接着していた実施例1〜5及び比較例3,4の試験片について、室温にて引張速度5mm/分で引張試験し、せん断破壊時のせん断接着力を測定した。せん断接着力0.4MPa以上を「良」と判定した。比較例1,2,5,6の試験片は、シート状サンプル1とステンレス鋼板2,3とが接着していなかった。
さらに、実施例及び比較例の各ポリプロピレン組成物について、射出成形(射出温度200℃、金型温度30℃)で作製したJIS K7139多目的試験片(タイプA1)の中央の平行部から6mm×7mm幅の試験片を切り出し、試験片の厚さ(t0)を測定後、12.6kgf(123N)の荷重がかかるように治具にセットした。そして、治具を95℃の恒温槽に投入し、24時間経過後に治具から試験片を取り出し、室温にて30分冷却後に厚さ(t1)を測定した。そして、下の式にて圧縮クリープひずみを求めた。圧縮クリープひずみ5%以下を「良」と判定した。
圧縮クリープひずみ(%)=[(t0−t1)/t0}×100
2 ステンレス鋼板
3 ステンレス鋼板
Claims (7)
- 変性ポリプロピレン樹脂を含み、下記(a)、(b)及び(c)の特性を備えることを特徴とするポリプロピレン樹脂組成物。
(a)JIS K7121−1987に準拠し示差走査熱量測定装置(DSC)により二回目の昇温時に測定される吸熱ピーク温度が130〜150℃である。
(b)JIS K7122−1987に準拠し示差走査熱量測定装置(DSC)により二回目の昇温時に測定される融解熱が66〜85J/gである。
(c)JIS K7136:2000に準拠して測定されるヘーズ(厚さ0.5mm)が68〜80%である。 - ポリプロピレン樹脂組成物は、前記変性ポリプロピレン樹脂の球晶のサイズを減少させる及び/又は球晶の数を増加させる結晶制御成分を含む請求項1記載のポリプロピレン樹脂組成物。
- 前記結晶制御成分が、メタロセン系ポリプロピレン樹脂、核剤又は核剤を含むポリプロピレン樹脂(但し、これらの各ポリプロピレン樹脂は前記変性ポリプロピレン樹脂とは異なるものである。)である請求項2記載のポリプロピレン樹脂組成物。
- 前記結晶制御成分が、メタロセン系ポリプロピレン樹脂又は核剤を含むポリプロピレン樹脂(但し、これらの各ポリプロピレン樹脂は前記変性ポリプロピレン樹脂とは異なるものである。)であり、配合割合は、前記変性ポリプロピレン樹脂100質量部に対して、結晶制御成分5〜400質量部である請求項2記載のポリプロピレン樹脂組成物。
- 前記結晶制御成分が、核剤を含むポリプロピレン樹脂(但し、このポリプロピレン樹脂は前記変性ポリプロピレン樹脂とは異なるものである。)であり、配合割合は、前記変性ポリプロピレン樹脂100質量部に対して、結晶制御成分20〜300質量部である請求項2記載のポリプロピレン樹脂組成物。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載のポリプロピレン樹脂組成物で形成された燃料電池セル用のシール部材。
- 変性ポリプロピレン樹脂に、該変性ポリプロピレン樹脂の球晶のサイズを減少させる及び/又は球晶の数を増加させる結晶制御成分を配合して、該変性ポリプロピレン樹脂の球晶のサイズを減少させる又は球晶の数を増加させることにより、ポリプロピレン樹脂組成物が下記(a)、(b)及び(c)の特性を備えるようにすることを特徴とするポリプロピレン樹脂組成物の改質方法。
(a)JIS K7121−1987に準拠し示差走査熱量測定装置(DSC)により二回目の昇温時に測定される吸熱ピーク温度が130〜150℃である。
(b)JIS K7122−1987に準拠し示差走査熱量測定装置(DSC)により二回目の昇温時に測定される融解熱が66〜85J/gである。
(c)JIS K7136:2000に準拠して測定されるヘーズ(厚さ0.5mm)が68〜80%である。
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