JP2002060621A - ポリフェニレンサルファイド樹脂組成物 - Google Patents

ポリフェニレンサルファイド樹脂組成物

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JP2002060621A
JP2002060621A JP2000252346A JP2000252346A JP2002060621A JP 2002060621 A JP2002060621 A JP 2002060621A JP 2000252346 A JP2000252346 A JP 2000252346A JP 2000252346 A JP2000252346 A JP 2000252346A JP 2002060621 A JP2002060621 A JP 2002060621A
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Muneo Tsurusaki
宗雄 鶴崎
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形加工性、剛性、寸法精度に優れ、且つ成
形時にバリが発生しないか極端に少ないPPS樹脂組成
物を提供する。 【解決手段】(A)300℃、せん断速度500sec−
1にて2000〜3000ポイズの溶融粘度を有するポ
リフェニレンサルファイド樹脂 80〜95重量%に対
し、300℃、せん断速度500sec−1にて300〜
1000ポイズの溶融粘度を有するポリフェニレンサル
ファイド樹脂を5〜20重量% 配合してなる樹脂組成
物100重量部に対し、(B)平均粒子径0.5μ以下
のカオリン、平均粒子径0.2μ以下のアタパルジャイ
ト、又はその混合物を10〜150重量部、(C)繊維
状充填材、その他の無機充填材、又はその混合物を10
〜400重量部(但し(b)と(c)の合計が410重
量部以下)配合してなる精密成形用ポリフェニレンサル
ファイド樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する分野】本発明は、射出成形などの成形加
工性が良好であり、同時に成形時のバリの発生が無いか
極端に少なく、剛性、寸法精度にも優れたポリフェニレ
ンサルファイド樹脂組成物よりなる精密成形用材料に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、光学系部品、電子・電気部
品、自動車部品等に代表される精密部品の用途において
はアルミダイキャスト、亜鉛ダイキャスト等の金属が使
われてきた。しかしながら所定の形状に高い寸法精度で
加工するための費用が製品のコストアップにつながり、
近年においてはエンプラを中心とする熱可塑性樹脂への
代替が進んでいる。つまり複雑な形状でも射出成形によ
り大量に連続生産できるため部品生産コストが削減され
るうえに、複数部品の一体化により部品点数も少なくで
きるためである。熱可塑性樹脂のなかでもポリフェニレ
ンサルファイド樹脂(以下PPSと略す)は、耐熱性、
寸法安定性、耐薬品性、難燃性、成形性に優れ、剛性、
寸法安定性の要求が厳しい当用途においては、繊維状、
板状、粒状等の無機充填材を高濃度で充填したPPSが
用いられている。
【0003】しかし、PPSの持つ短所として成形時に
バリが発生しやすいという点が挙げられる。これはPP
Sの溶融粘度のせん断速度依存性が小さく、キャビティ
の末端や金型の微小クリアランス部などのように樹脂の
せん断速度が小さくなる箇所においても溶融粘度が比較
的低いことが原因として挙げられる。PPSを用いた成
形品については、微粒のナイロンビーズを高速で噴射す
る等のブラスト処理でバリを除去しているのが現状あ
り、これにかかる工数は無視できない状況にある。また
最近の傾向として、更なる部品コスト低減の目的で他の
金属箔等との一体成形方式への切換が積極的に進められ
ており、金属箔へのダメージを考慮するとこれまでのブ
ラスト処理が必然的に出来ない状況にあるため、当用途
に用いられるPPSのノンバリ化が強く求められてい
る。
【0004】PPSのバリの低減についてはこれまで色
々な方法が検討されている。例えば、PPSの流動特性
を改質する目的でPPSにポリアミドや液晶ポリマー、
その他特定のポリエステル化合物やシラン化合物を添加
する方法があるが、決定的なバリ低減には至っておら
ず、その際材料の剛性低下も著しく、特にポリアミド系
を添加する場合は材料の吸水性が増しPPSの寸法安定
性が損なわれる等の致命的な問題を抱えている。一方、
PPSにポリフェニレンエーテル(以下PPEと略す)
を添加する組成物(例えば 特開平 7−53865)が
提案されている。PPEを添加することによりバリを低
減させることは可能であるが極端にバリの発生を抑え
る、あるいはバリが発生しないようにするためにはPP
Eの配合量を多くする必要があり、材料の成形加工性、
剛性が著しく低下してしまうという問題点を抱えてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】成形加工性、剛性、寸
法精度に優れ、且つ成形時にバリが発生しないか極端に
少ないPPS樹脂組成物を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は(A)300
℃、せん断速度500sec−1にて2000〜3000
ポイズの溶融粘度を有するポリフェニレンサルファイド
樹脂 80〜95重量%に対し、300℃、せん断速度
500sec−1にて300〜1000ポイズの溶融粘度
を有するポリフェニレンサルファイド樹脂を5〜20重
量% 配合してなる樹脂組成物100重量部に対し、
(B)平均粒子径0.5μ以下のカオリン、平均粒子径
0.2μ以下のアタパルジャイト、又はその混合物を1
0〜150重量部、(C)繊維状充填材、その他の無機
充填材、又はその混合物を10〜400重量部(但し
(b)と(c)の合計が410重量部以下)配合してな
る精密成形用ポリフェニレンサルファイド樹脂組成物を
提供するものである。
【0007】本発明に用いられるPPS樹脂は
【化1】 で示される構成単位を70モル%以上含むものが好まし
く、その量が70モル%未満では優れた特性をもつ組成
物は得難い。PPS樹脂の重合方法としては、N−メチ
ルピロリドン、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒
やスルホラン等のスルホン系溶媒中で硫化ナトリウムと
p−ジクロロベンゼンを反応させる方法が適当である。
この際、重合度を調節するためにカルボン酸やスルホン
酸のアルカリ金属塩を添加したり、水酸化アルカリ、ア
ルカリ金属炭酸塩、アルカリ土類金属酸化物を添加す
る。共重合成分として30モル%未満であれば、メタ結
合、オルト結合、エーテル結合、スルホン結合、ビフェ
ニル結合、置換フェニレンスルフィド結合(ここで置換
基としては、アルキル基、ニトロ基、フェニル基、アル
コキシ基、カルボン酸基、カルボン酸の金属塩基)、3
官能結合などを含有していてもポリマーの結晶性に大き
く影響しない範囲でかまわないが、好ましくは共重合成
分は10モル%以下がよい。PPS樹脂は通常、酸素の
存在下200〜250℃の温度で熱架橋し溶融粘度を調
整した後使用される。
【0008】本発明においては溶融粘度の異なる2種類
のPPSを使用するが、溶融粘度高いものは溶融粘度は
300℃、せん断速度500sec−1にて2000〜3
000ポイズ、更に好ましくは2000〜2500ポイ
ズの範囲である。この溶融粘度が2000ポイズより低
い場合はバリが発生しやすくなり、3000ポイズより
高い場合は成形加工性が低下する。溶融粘度の低いPP
Sは300℃、せん断速度500sec−1で300〜1
000ポイズ好ましくは、300〜800Poiseの
範囲である。この溶融粘度が300Poise未満では
バリが発生しやすくなり、1000ポイズより高い場合
は成形加工性が低下する。また、低粘度のPPSの配合
量がPPS配合重量部中20重量%より多い場合(つま
り、高粘度を有するPPSの配合量がPPS配合重量部
中80重量%未満)であればバリ低減に効果が見られな
い。また、低粘度を有するPPSの配合量がPPS配合
重量部中5重量%未満(つまり、高粘度を有するPPS
の配合重量がPPSの配合重量部中95重量%より多
い)では成形加工性が低下する。一方高粘度のPPSの
配合量がPPS配合重量部中で使用する場合、成形加工
性が低下する。
【0009】本発明に用いられるカオリンは白色微細な
粘土鉱物で、一般に 2SiO2・Al2O3・2H2
Oの組成式で表される平均粒子径が0.5μ以下、更に
好ましくは0.4μ以下のものである。アタパルジャイ
トは極微細の針状充填材で一般に組成式Si8O20M
g5(OH2)(OH2)4H2O で表される平均
粒子径0.2μ以下、更に好ましくは0.1μ以下のも
のである。これらは(b)成分としてそれぞれ単独で用
いても良いし、混合して用いても良い。配合量は(a)
成分100重量部に対し10〜150重量部、更に好ま
しくは20〜130重量部である。10重量部より少な
い場合はバリ低減の効果が少なく、150重量部より多
い場合は成形性が低下する。材料に平滑性が求められる
場合はカオリンを単独で用いた方が良い。
【0010】本発明で用いられる繊維状の充填材として
は、ガラス繊維、カーボン繊維、アスベスト繊維、シリ
カ繊維、シリカ・アルミナ繊維、アルミナ繊維、ジルコ
ニア繊維、窒化ホウ素繊維、窒化ケイ素繊維、ホウ素繊
維、チタン酸カリウム繊維、更にステンレス、アルミニ
ウム、チタン、銅、真鍮等の金属の繊維状物などの無機
質繊維状物質があげられる。またその他の無機充填材と
しては、カーボンブラック、シリカ、石英粉末、ガラス
ビーズ、ガラス粉、ガラスフレーク、ケイ酸カルシウ
ム、ケイ酸アルミニウム、タルク、クレー、マイカ、ケ
イ藻土、ワラストナイト等のケイ酸塩、酸化鉄、酸化チ
タン、酸化亜鉛、アルミナ等の金属酸化物、炭酸カルシ
ウム、炭酸マグネシウム等の金属の炭酸塩、硫酸カルシ
ウム、硫酸バリウム等の金属の硫酸塩、その他、炭化ケ
イ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、各種金属粉末等が挙げ
られる。これらの充填材は二種以上併用することができ
る。また使用するにあたっては表面処理剤により粒子表
面を改質することが望ましい。表面処理剤の例としては
エポキシ系化合物、イソシアネート系化合物、シラン系
化合物、チタネート系化合物等の官能性化合物があげら
れる。これらの化合物で充填材をあらかじめ表面処理し
て用いるか、または材料混合時に同時に添加してもさし
つかえない。これらの充填材の配合量は(A)成分10
0重量部に対して10〜400重量部、更に好ましくは
50〜300重量部である。10重量部より少ない場合
は諸特性向上の効果が小さく、400重量部より多い場
合は成形加工性が著しく低下する。
【0011】更に本発明の組成物には、一般に熱可塑性
樹脂、および熱硬化性樹脂に添加される公知の物質、す
なわち、酸化防止剤や紫外線吸収剤等の安定剤、帯電防
止剤、難燃剤、染料や顔料等の着色剤、潤滑剤等も必要
に応じて適宜添加することができる。
【0012】本発明における組成物の製造方法としては
限定するものではないが、例えば各成分を計量後、ブレ
ンダー、ミキサー、等で混合し、押出機にて溶融混練し
てペレット化を行ってもよいし、ガラス繊維をサイドフ
ィーダーにより定量供給して混練、ペレット化してもよ
い。このようにして得られたペレット状の成形材料は、
通常広く用いられている熱可塑性樹脂の成形機、射出成
形機、射出圧縮成形機等によって所望の形状に成形され
使用される。
【0013】本発明により得られたPPS樹脂組成物
は、290℃〜350℃で、せん断速度6000sec−
1に於ける溶融粘度が2000ポイズ未満であり、かつ
せん断速度6000sec−1における溶融粘度と20sec
−1に溶融粘度の比が10以上であることが射出成形時
のバリ低減に大きな効果を得るために好ましい。バリ低
減のためには、射出直後つまり高せん断速の時に流れが
よく、金型端部に達する時つまり低せん断速度の時に流
れにくくなることが望ましい。従って、低せん断速度域
と高せん断速度域に於ける溶融粘度比が大きいほど、ま
た高せん断速度域に於ける粘度が低いほどバリは低減で
きる。PPSの一般的な成形温度である290℃〜35
0℃で、せん断速度6000sec−1における溶融粘
度が2000ポイズ未満で且つせん断速度6000se
c−1 における溶融粘度と20sec−1におけるの比が
10以上であればバリ低減に大きな効果がある。以下に
実施例を挙げて、本発明を更に詳しく説明するが本発明
はこれらに限定されるものではない。
【0014】
【実施例】実施例1〜8および比較例1〜6に使用した
各成分については下記に示す通りである。 PPS樹脂A : トープレン株式会社製 商品名 LV−3 溶融粘度 1000Poise(at 300℃、500Sec-1) PPS樹脂B : トープレン株式会社製 商品名 T−1 溶融粘度 1000Poise(at 300℃、500Sec-1) カオリン : ENGELHARD(米)社製 商品名 ASP200 平均粒径 0.4mm アタパルジャイト : ENGELHARD(米)社製 商品名 ATTAGEL#50 平均粒径 0.1mm ガラス繊維 : 日本板硝子株式会社製 商品名 RES03-TP29 炭酸カルシウム : 白石カルシウム株式会社製 商品名 ホワイトン P-30 上記成分を表1〜3に示した組成で配合し、二軸混練機
にて溶融混練しペレット化を行った。また得られた成形
材料を140℃で5時間除湿乾燥した後、射出成形機
(東芝機械製IS80EPN )を用いてシリンダー温度3
00℃、射出圧力1200kg/cm2、射出速度中速、金
型温度140℃の条件で成形を行い、各種試験片を作製
した。各々の試験片を用い、曲げ強度、曲げ弾性率、成
形収縮率をASTM試験法に準じて測定した。また、バ
リ特性については、それぞれ充填最小射出速度で成形し
た時にキャビティ周囲に設けたクリアランス部(幅5m
m、深さ20μm)に発生するバリの長さを実測するこ
とで評価した。更に、材料の溶融粘度をキャピログラフ
(東洋精機製)により測定した(310℃、剪断速度20
〜6000sec-1)。これらの結果を表1〜3に示した。な
お、表中にある溶融粘度比とはせん断速度 20sec−1及
び6000sec−1における溶融粘度の比のことである。
【0015】
【表1】
【0016】
【表2】
【0017】
【表3】
【0018】
【発明の効果】本発明によると、成形加工性、剛性、寸
法精度が良好で且つ成形時にバリが発生しないか極めて
少ないPPS樹脂組成物を提供することができる。この
様な樹脂組成物は光ピックアップの光学部品などに代表
される精密部品用途に利用できる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)300℃、せん断速度500sec
    −1にて2000〜3000ポイズの溶融粘度を有する
    ポリフェニレンサルファイド樹脂80〜95重量%に対
    し、300℃、せん断速度500sec−1にて100〜
    1000ポイズの溶融粘度を有するポリフェニレンサル
    ファイド樹脂を5〜20重量%配合してなる樹脂組成物
    100重量部に対し(B)平均粒子径0.5μ以下のカ
    オリン、平均粒子径0.2μ以下のアタパルジャイト、
    又はその混合物を10〜150重量部(C)繊維状充填
    材、その他の無機充填材、又はその混合物を10〜40
    0重量部(但し(b)と(c)の合計が410重量部以
    下)配合してなる精密成形用ポリフェニレンサルファイ
    ド樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 前記樹脂組成物が290℃〜350℃で
    せん断速度6000sec−1における溶融粘度が200
    0ポイズ未満であり、かつせん断速度6000sec−1
    と20sec−1 における溶融粘度の比が10以上である
    樹脂組成物である請求項1記載のポリフェニレンサルフ
    ァイド樹脂組成物。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007077264A (ja) * 2005-09-14 2007-03-29 Polyplastics Co ポリアリーレンサルファイド樹脂組成物
JP2008266616A (ja) * 2007-03-23 2008-11-06 Toray Ind Inc ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物
JP2018533751A (ja) * 2015-08-19 2018-11-15 フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー.ファオ チャネル特有の調整可能性を有するマルチ開口撮像装置

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US10732377B2 (en) 2015-08-19 2020-08-04 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Multi-aperture imaging device having channel-specific adjustability

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