JP7320521B2 - 非極性有機ポリマー、極性有機ポリマー、および超低湿潤性カーボンブラックの複合物 - Google Patents
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Description
なお、本発明は以下の態様を含みうる。
[1](A)第1相の非極性ポリオレフィンポリマーと、(AA)前記第1相に少なくとも部分的に非混和性である第2相の極性エチレン系コポリマーと、導電有効量の(B)超低湿潤性カーボンブラック(ULW-CB)であって、Brunauer-Emmett-Teller(BET)窒素表面積試験方法によって測定された、35~190平方メートル/グラム(m 2 /g)のBET窒素表面積と、吸油量試験方法によって測定された、115~180ミリリットル油/100グラム(mL/100g)の吸油量(OAN)と、を有する、超低湿潤性カーボンブラックと、を含む、半導電性複合材料。
[2]前記(B)ULW-CBが、限定(i)~(iii):(i)前記(B)ULW-CBが、前記BET窒素表面積試験方法によって測定された、40~63m 2 /gのBET窒素表面積と、前記吸油量試験方法によって測定された、120~150mL/100gのOANと、を有する、(ii)前記(B)ULW-CBが、前記BET窒素表面積試験方法によって測定された、120~180m 2 /gのBET窒素表面積と、前記吸油量試験方法によって測定された、150~175mL/100gのOANと、を有する、(iii)前記(B)ULW-CBが、(i)および(ii)の前記ULW-CBのブレンドである、のうちのいずれか1つによって特徴付けられる、上記[1]に記載の半導電性複合材料。
[3](A)第1相の非極性ポリオレフィンポリマーと、(AA)前記第1相に少なくとも部分的に非混和性である第2相の極性エチレン系コポリマーと、導電有効量の(B)超低湿潤性カーボンブラック(ULW-CB)であって、湿潤性試験方法に従って、逆ガスクロマトグラフィー(IGC)によって測定された、0.02の表面被覆率での≦0.0101の湿潤性、0.04の表面被覆率での≦0.0101の湿潤性、および0.06の表面被覆率での≦0.0099の湿潤性、および0.08の表面被覆率での≦0.0111の湿潤性、および0.10の表面被覆率での≦0.0113の湿潤性によって特徴付けられる表面湿潤性プロファイルを有する、超低湿潤性カーボンブラックと、を含む、半導電性複合材料。
[4]前記(B)ULW-CBが、限定(i)~(vii):(i)前記BET窒素表面積試験方法によって測定された、40~180m 2 /gのBET窒素表面積、(ii)吸湿性試験方法によって測定された、400~2400百万分率(ppm、重量)の吸水性、(iii)前記湿潤性試験方法に従って、IGCによって測定された、0.02の表面被覆率での≦0.0058の湿潤性、および0.04の表面被覆率での≦0.0070の湿潤性、および0.06の表面被覆率での≦0.0075の湿潤性、および0.08の表面被覆率での≦0.0086の湿潤性、および0.10の表面被覆率での≦0.0091の湿潤性によって特徴付けられる表面湿潤性プロファイル、(iv)(i)および(ii)の両方、(v)(i)および(iii)の両方、(vi)(ii)および(iii)の両方、(vii)(i)、(ii)、および(iii)の組み合わせ、のうちのいずれか1つによって特徴付けられる、上記[1]~[3]のいずれかに記載の半導電性複合材料。
[5]前記超低湿潤性カーボンブラック以外のカーボンブラックを含まない、上記[1]~[4]のいずれかに記載の半導電性複合材料。
[6]限定(i)~(v):(i)前記半導電性複合材料の総重量に基づいて、61.0~99.0重量%の前記(A)非極性ポリオレフィンポリマーと前記(AA)極性エチレン系ポリマーとの組み合わせと、39.0~1.0重量%の前記(B)ULW-CBと、を含み、(A)と(AA)との前記組み合わせが、(A)と(AA)との前記組み合わせ重量に基づいて、5~95重量%の(A)および95~5重量%の(AA)を有する、(ii)前記(A)非極性ポリオレフィンポリマーが、非極性エチレン系ポリマーである、(iii)(i)および(ii)の両方、(iv)前記(A)非極性ポリオレフィンポリマーが、非極性プロピレン系ポリマーである、(v)(i)および(iv)の両方、のうちのいずれか1つによって特徴付けられる、上記[1]~[5]のいずれかに記載の半導電性複合材料。
[7](C)プラストマー、(D)酸化防止剤、(E)有機過酸化物、(F)スコーチ遅延剤、(G)アルケニル官能性補助剤、(H)核形成剤、(I)加工助剤、(J)エキステンダー油、(K)安定剤(例えば、紫外線(UV)光に関連する劣化を抑制する化合物)から選択される少なくとも1種の添加剤をさらに含む、上記[1]~[6]のいずれかに記載の半導電性複合材料。
[8]体積抵抗率試験方法によって測定された、10.0重量%の導電有効量での<3.0log(オーム-センチメートル(Ohm-cm))、または7重量%の導電有効量での<4.0log(オーム-cm)、または5重量%の導電有効量での<10.0log(オーム-cm)、または2.0重量%の前記導電有効量での<15.5log(オーム-cm)のlog(体積抵抗率)によって特徴付けられ、前記(B)ULW-CBの導電有効量が、前記半導電性複合材料の総重量に基づく、上記[1]~[7]のいずれかに記載の半導電性複合材料。
[9]5.0~10.0m 2 /gの複合物中のカーボンブラックの総BET N2表面積での≦10Log(オーム-cm)、または2.0~5.0m 2 /gの複合体中のカーボンブラックの総BET N2表面積での≦12Log(オーム-cm)、または0.5~2.0m 2 /gの複合体中のカーボンブラックの総BET N2表面積での≦15Log(オーム-cm)のlog(体積抵抗率)によって特徴付けられる、上記[1]~[8]のいずれかに記載の半導電性複合材料。
[10]上記[1]~[9]のいずれかに記載の半導電性複合材料の作製方法であって、前記(B)超低湿潤性カーボンブラック(ULW-CB)を、前記(A)非極性ポリオレフィンポリマーと(AA)極性エチレン系ポリマーとの溶融物に混合して、成分(A)、(AA)、および(B)を含む溶融ブレンドとして、前記半導電性複合材料を得ることを含む、方法。
[11]上記[1]~[9]のいずれかに記載の半導電性複合材料を硬化させた生成物である架橋ポリエチレン生成物。
[12]上記[1]~[9]のいずれかに記載の、もしくは上記[10]に記載の方法によって作製された半導電性複合材料、または上記[11]に記載の架橋ポリエチレン生成物の成形形態を含む製造物品。
[13]導電性コアと、前記導電性コアを少なくとも部分的に被覆する半導電性層と、を含む導電体デバイスであって、前記半導電性層の少なくとも一部が、上記[1]~[9]のいずれかに記載の、もしくは上記[10]に記載の方法によって作製された半導電性複合材料、または上記[11]に記載の架橋ポリエチレン生成物を含む、デバイス。
[14]電気の伝導方法であって、上記[13]に記載の導電体デバイスの導電性コアにわたって電圧を印加して、前記導電性コアを通る電気の流動を発生させることを含む、方法。
[15]上記[1]~[9]のいずれかに記載の半導電性複合材料を、前記半導電性複合材料を170℃~190℃に1~5分間加熱することを含む熱サイクルに付し、次いで30℃に冷却して、冷却された熱サイクル半導電性複合材料を得ることによって作製された熱サイクル半導電性複合材料。
Claims (14)
- (A)第1相の非極性ポリオレフィンポリマーと、
(AA)前記第1相に少なくとも部分的に非混和性である第2相の極性エチレン系コポリマーと、
半導電性複合材料の総重量に基づいて、1.0~39.0重量%の(B)超低湿潤性カーボンブラック(ULW-CB)であって、
Brunauer-Emmett-Teller(BET)窒素表面積試験方法によって測定された、35~190平方メートル/グラム(m2/g)のBET窒素表面積と、
吸油量試験方法によって測定された、115~180ミリリットル油/100グラム(mL/100g)の吸油量(OAN)と、
吸湿性試験方法によって測定された、400~2400百万分率(ppm、重量)の吸水性と、
湿潤性試験方法に従って、逆ガスクロマトグラフィー(IGC)によって測定された、
0.02の表面被覆率での≦0.0101の湿潤性、
0.04の表面被覆率での≦0.0101の湿潤性、
0.06の表面被覆率での≦0.0099の湿潤性、
0.08の表面被覆率での≦0.0111の湿潤性、および
0.10の表面被覆率での≦0.0113の湿潤性
によって特徴付けられる表面湿潤性プロファイルと、
を有する、超低湿潤性カーボンブラックと、
を含む、半導電性複合材料。 - 前記(B)ULW-CBが、限定(i)~(iii):
(i)前記(B)ULW-CBが、前記BET窒素表面積試験方法によって測定された、40~63m2/gのBET窒素表面積と、前記吸油量試験方法によって測定された、120~150mL/100gのOANと、を有する、
(ii)前記(B)ULW-CBが、前記BET窒素表面積試験方法によって測定された、120~180m2/gのBET窒素表面積と、前記吸油量試験方法によって測定された、150~175mL/100gのOANと、を有する、
(iii)前記(B)ULW-CBが、(i)および(ii)の前記ULW-CBのブレンドである、
のうちのいずれか1つによって特徴付けられる、請求項1に記載の半導電性複合材料。 - 前記(B)ULW-CBが、限定(i)~(iii):
(i)前記BET窒素表面積試験方法によって測定された、40~180m2/gのBET窒素表面積、
(ii)前記湿潤性試験方法に従って、IGCによって測定された、
0.02の表面被覆率での≦0.0058の湿潤性、
0.04の表面被覆率での≦0.0070の湿潤性、
0.06の表面被覆率での≦0.0075の湿潤性、
0.08の表面被覆率での≦0.0086の湿潤性、および
0.10の表面被覆率での≦0.0091の湿潤性
によって特徴付けられる表面湿潤性プロファイル、
(iii)(i)および(ii)の両方、
のうちのいずれか1つによって特徴付けられる、請求項1または2に記載の半導電性複合材料。 - 前記超低湿潤性カーボンブラック以外のカーボンブラックを含まない、請求項1~3のいずれか1項に記載の半導電性複合材料。
- 限定(i)~(v):
(i)前記半導電性複合材料の総重量に基づいて、61.0~99.0重量%の前記(A)非極性ポリオレフィンポリマーと前記(AA)極性エチレン系ポリマーとの組み合わせと、39.0~1.0重量%の前記(B)ULW-CBと、を含み、(A)と(AA)との前記組み合わせが、(A)と(AA)との前記組み合わせ重量に基づいて、5~95重量%の(A)および95~5重量%の(AA)を有する、
(ii)前記(A)非極性ポリオレフィンポリマーが、非極性エチレン系ポリマーである、
(iii)(i)および(ii)の両方、
(iv)前記(A)非極性ポリオレフィンポリマーが、非極性プロピレン系ポリマーである、
(v)(i)および(iv)の両方、
のうちのいずれか1つによって特徴付けられる、請求項1~4のいずれか1項に記載の半導電性複合材料。 - (C)プラストマー、(D)酸化防止剤、(E)有機過酸化物、(F)スコーチ遅延剤、(G)アルケニル官能性補助剤、(H)核形成剤、(I)加工助剤、(J)エキステンダー油、(K)安定剤から選択される少なくとも1種の添加剤をさらに含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の半導電性複合材料。
- 体積抵抗率試験方法によって測定された、
10.0重量%の(B)ULW-CBの含有量での<3.0log(オーム-センチメートル(Ohm-cm))、
7重量%の(B)ULW-CBの含有量での<4.0log(オーム-cm)、
5重量%の(B)ULW-CBの含有量での<10.0log(オーム-cm)、または
2.0重量%の(B)ULW-CBの含有量での<15.5log(オーム-cm)
のlog(体積抵抗率)によって特徴付けられ、
前記(B)ULW-CBの含有量が、前記半導電性複合材料の総重量に基づく、請求項1~6のいずれか1項に記載の半導電性複合材料。 - 5.0~10.0m2/gの複合物中のカーボンブラックの総BET N2表面積での≦10Log(オーム-cm)、
2.0~5.0m2/gの複合体中のカーボンブラックの総BET N2表面積での≦12Log(オーム-cm)、または
0.5~2.0m2/gの複合体中のカーボンブラックの総BET N2表面積での≦15Log(オーム-cm)
のlog(体積抵抗率)によって特徴付けられる、請求項1~7のいずれか1項に記載の半導電性複合材料。 - 請求項1~8のいずれか1項に記載の半導電性複合材料の作製方法であって、前記(B)超低湿潤性カーボンブラック(ULW-CB)を、前記(A)非極性ポリオレフィンポリマーと(AA)極性エチレン系ポリマーとの溶融物に混合して、成分(A)、(AA)、および(B)を含む溶融ブレンドとして、前記半導電性複合材料を得ることを含む、方法。
- 請求項1~8のいずれか1項に記載の半導電性複合材料を硬化させた生成物である架橋ポリエチレン生成物。
- 請求項1~8のいずれか1項に記載の、もしくは請求項9に記載の方法によって作製された半導電性複合材料、または請求項10に記載の架橋ポリエチレン生成物の成形形態を含む製造物品。
- 導電性コアと、前記導電性コアを少なくとも部分的に被覆する半導電性層と、を含む導電体デバイスであって、前記半導電性層の少なくとも一部が、請求項1~8のいずれか1項に記載の、もしくは請求項9に記載の方法によって作製された半導電性複合材料、または請求項10に記載の架橋ポリエチレン生成物を含む、デバイス。
- 電気の伝導方法であって、請求項12に記載の導電体デバイスの導電性コアにわたって電圧を印加して、前記導電性コアを通る電気の流動を発生させることを含む、方法。
- 請求項1~8のいずれか1項に記載の半導電性複合材料を、170℃~190℃に1~5分間加熱することを含む熱サイクルに付し、次いで30℃に冷却して、冷却された熱サイクル半導電性複合材料を得ることによって作製された熱サイクル半導電性複合材料。
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