JP2006225548A - Resin composition - Google Patents

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Takayasu Kido
敬恭 木戸
Motoyasu Yasui
基泰 安井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermoplastic resin composition which is excellent in toughness, produces a molded product having a small warpage, and has a processing temperature of ≥300°C, and to provide a molded product which is obtained by molding the thermoplastic resin composition. <P>SOLUTION: The thermoplastic resin composition contains a specific amount of a thermoplastic resin composition (A) having a glass transition temperature of ≥167°C or a melting point of ≥270°C, and a modified product (B) of specific phyllosilicate obtained by ion-exchanging a metal ion contained in a swelling phyllosilicate (B-1) with an aminium ion containing a benzil group. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、靭性に優れ、成型品の反りの少ない、成形加工温度が300℃以上の熱可塑性樹脂組成物に関する。 The present invention relates to a thermoplastic resin composition having excellent toughness, little warping of a molded product, and a molding processing temperature of 300 ° C. or higher.

熱可塑性樹脂の中でも特に耐熱性に優れる一群、具体的には、芳香環含有ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルニトリル、ポリエーテルケトン、ポリイミド、などは金属代替分野に幅広く応用されている。  Among thermoplastic resins, a group that is particularly excellent in heat resistance, specifically, aromatic ring-containing polyamide, polyamideimide, polyphenylene sulfide, polyarylate, polysulfone, polyethernitrile, polyetherketone, polyimide, etc. are widely used in the metal replacement field. Applied.

製品形状の附形は主に押出成形や射出成形で行われるが、これらの樹脂は成形加工温度が高く300℃を超えることが特徴である。非特許文献1によれば、非晶性樹脂の押出加工温度(Tpa)、結晶性樹脂の押出加工温度(Tpc)はそれぞれ以下の数式(1)および数式(2)で表わされることが知られている。   The product shape attachment is mainly performed by extrusion molding or injection molding, and these resins are characterized by a high molding processing temperature exceeding 300 ° C. According to Non-Patent Document 1, it is known that the extrusion temperature (Tpa) of an amorphous resin and the extrusion temperature (Tpc) of a crystalline resin are represented by the following formulas (1) and (2), respectively. ing.

Tpa(℃)=1.25×(Tg(℃)+70) (1)
Tpc(℃)=0.75×Tm(℃)+100 (2)
ここで、Tgはガラス転移温度、Tmは融点である。これらの式から、非晶性樹脂ではガラス転移温度が約167℃以上、結晶性樹脂では融点が約270℃以上の場合に押出加工温度が300℃を越えることが分かる。上述の熱可塑性樹脂群はまさにこの条件に当てはまる。さらに射出成形においては、一般に押出成形よりも成形加工温度がさらに10〜50℃高く設定される。このため、これらの樹脂に添加できる低分子量の有機添加剤には自ずと制限が加わることとなる。
Tpa (° C.) = 1.25 × (Tg (° C.) + 70) (1)
Tpc (° C.) = 0.75 × Tm (° C.) + 100 (2)
Here, Tg is a glass transition temperature and Tm is a melting point. From these equations, it can be seen that the extrusion temperature exceeds 300 ° C. when the glass transition temperature is about 167 ° C. or more for the amorphous resin and the melting point is about 270 ° C. or more for the crystalline resin. The above-mentioned thermoplastic resin group exactly applies to this condition. Further, in injection molding, generally, the molding temperature is set to be higher by 10 to 50 ° C. than extrusion molding. For this reason, restrictions naturally apply to the low molecular weight organic additives that can be added to these resins.

一方、近年これらの樹脂は、電気・電子部品の分野、例えばスロットやコネクタなどの材料としての用途が多くなってきている。この種の用途では部品同士の接合を行うため、成形品の形状の精度および応力が加わった際の破壊に至るエネルギー(靭性)が重視される。
しかし昨今のように成形品の肉厚が薄くなり、充填に要する射出圧力が大きくなると、得られる成形品内部の残存応力が大きくなり、成形品に生じる「反り」が顕著となる傾向にある。またガラス繊維などの無機繊維を充填した強化材料の場合は、繊維の配向にともなう成形品の収縮率の異方性により、さらに「反り」が生じ易くなってしまう。
このような場合、例えば非特許文献2などに開示されているように、雲母やガラスフレーク、タルク、セリサイト、カオリナイト、窒化ほう素、黒鉛、金属フレークなどの板状でアスペクト比の大きな無機フィラーを添加することで、反りを低減できる技術がある。しかしこの場合、これらの無機フィラーを30〜60質量部も添加する必要があり、成型品の靭性を害し、比重が大きくなるなどの問題があった。
また、特許文献1には、膨潤性層状珪酸塩をキヌクリジンのようなアザビシクロ環化合物で処理し、ついでこれを熱可塑性樹脂に添加して、層状珪酸塩を樹脂中で剥離させる技術が開示されている。この手法によれば、アスペクト比の大きな板状無機フィラーを通常よりも細かなレベルで分散させられるため、少量の添加量で反りに対して効果があるが、用いられるアザビシクロ環化合物の耐熱性が充分ではないため適用できる樹脂に制限が加わるという問題がある。具体的には、ポリカプロアミド(ナイロン6)・ポリオキシメチレン(POM)といった、押出加工温度が250℃前後のいわゆる汎用エンプラまでが限界である。したがって本発明で取り挙げているような押出加工温度が300℃を超えるような樹脂に上記技術を応用すると、アザビシクロ環化合物が分解して当初の目的を達成できないばかりか、変色や靭性の低下が起こる問題があった。
WO97/11998号公報 濱田博晟著「現場で活かす押出機マニュアル」工業調査会出版発行、1993年5月10日発行、23頁 旭化成アミダス株式会社、プラスチックス編集部「プラスチック・データブック」工業調査会出版発行、1999年12月1日発行、991頁
On the other hand, in recent years, these resins have been increasingly used in the field of electric and electronic parts, for example, as materials for slots and connectors. In this type of application, since the parts are joined together, the accuracy of the shape of the molded product and the energy (toughness) leading to breakage when stress is applied are emphasized.
However, when the thickness of the molded product is reduced as in recent years and the injection pressure required for filling is increased, the residual stress inside the obtained molded product is increased, and the “warp” generated in the molded product tends to become remarkable. Further, in the case of a reinforced material filled with inorganic fibers such as glass fibers, “warping” is more likely to occur due to the anisotropy of the shrinkage of the molded product accompanying the fiber orientation.
In such a case, as disclosed in Non-Patent Document 2, for example, mica, glass flakes, talc, sericite, kaolinite, boron nitride, graphite, metal flakes and the like are inorganic having a large aspect ratio. There is a technique that can reduce warpage by adding a filler. However, in this case, it is necessary to add as much as 30 to 60 parts by mass of these inorganic fillers, which causes problems such as damage to the toughness of the molded product and an increase in specific gravity.
Patent Document 1 discloses a technique in which a swellable layered silicate is treated with an azabicyclo ring compound such as quinuclidine, and then added to a thermoplastic resin to peel the layered silicate in the resin. Yes. According to this method, since the plate-like inorganic filler having a large aspect ratio can be dispersed at a finer level than usual, it is effective against warping with a small amount of addition, but the heat resistance of the azabicyclo ring compound used is Since it is not sufficient, there is a problem in that the applicable resin is limited. Specifically, there is a limit to so-called general-purpose engineering plastics having an extrusion temperature of around 250 ° C. such as polycaproamide (nylon 6) and polyoxymethylene (POM). Therefore, when the above technique is applied to a resin having an extrusion processing temperature exceeding 300 ° C. as mentioned in the present invention, the azabicyclo ring compound is not decomposed to achieve the original purpose, but discoloration and toughness are reduced. There was a problem that happened.
WO97 / 11998 Publication Hirota Hirota's “Extruder Manual Utilized in the Field” published by the Industrial Research Association, published on May 10, 1993, page 23 Asahi Kasei Amidus Co., Ltd., Plastics Editorial Department, “Plastic Data Book”, published by Industrial Research Council, published December 1, 1999, page 991

本発明は、靭性に優れるとともに成形品の反りの小さい、成形加工温度が300℃以上の熱可塑性樹脂組成物、より具体的には、該熱可塑性樹脂のガラス転移温度が167℃以上または融点が270℃以上である熱可塑性樹脂組成物を提供することである。 The present invention relates to a thermoplastic resin composition having excellent toughness and small warpage of a molded product, and a molding processing temperature of 300 ° C. or higher, more specifically, a glass transition temperature of the thermoplastic resin of 167 ° C. or higher or a melting point. It is providing the thermoplastic resin composition which is 270 degreeC or more.

本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、膨潤性層状珪酸塩が含む金属イオンをベンジル基を含むアミニウムイオンでイオン交換して得られる特定の層状珪酸塩の変性物を含む、特定の熱可塑性樹脂組成物が、上記の問題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention have modified specific layered silicates obtained by ion exchange of metal ions contained in swellable layered silicates with aminium ions containing benzyl groups. The present inventors have found that a specific thermoplastic resin composition containing can solve the above-mentioned problems, and have completed the present invention.

すなわち本発明は、以下の[1]〜[9]に記載の事項により特定される。
[1]熱可塑性樹脂(A)および、層状珪酸塩の変性物(B)を含む樹脂組成物であって、層状珪酸塩の変性物(B)が膨潤性層状珪酸塩(B−1)が含む金属イオンを、ベンジル基を含むアミニウムイオン(B−2)でイオン交換したものである熱可塑性樹脂組成物の提供。
[2]熱可塑性樹脂(A)が、ガラス転移温度167℃以上または融点が270℃以上の熱可塑性樹脂である上記[1]に記載の熱可塑性樹脂組成物の提供。
[3]熱可塑性樹脂(A)が、芳香環含有ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルニトリル、ポリエーテルケトンおよび、ポリイミドから選ばれる少なくとも1種以上である上記[1]に記載の熱可塑性樹脂組成物の提供。
[4]膨潤性層状珪酸塩(B−1)が、合成フッ素雲母および/またはモンモリロナイトである、上記[1]〜[3]に記載の熱可塑性樹脂組成物の提供。
[5]ベンジル基を含むアミニウムイオン(B−2)が、一般式(1)で表わされるものである、上記[1]〜[4]に記載の熱可塑性樹脂組成物の提供。
That is, the present invention is specified by the matters described in [1] to [9] below.
[1] A resin composition comprising a thermoplastic resin (A) and a modified layered silicate (B), wherein the modified layered silicate (B) is a swellable layered silicate (B-1). Providing a thermoplastic resin composition obtained by ion-exchange of a metal ion contained therein with an aminium ion (B-2) containing a benzyl group.
[2] The thermoplastic resin composition according to the above [1], wherein the thermoplastic resin (A) is a thermoplastic resin having a glass transition temperature of 167 ° C or higher or a melting point of 270 ° C or higher.
[3] The above [1], wherein the thermoplastic resin (A) is at least one selected from aromatic ring-containing polyamide, polyamideimide, polyphenylene sulfide, polyarylate, polysulfone, polyethernitrile, polyetherketone, and polyimide. A thermoplastic resin composition as described in 1. above.
[4] The thermoplastic resin composition according to the above [1] to [3], wherein the swellable layered silicate (B-1) is synthetic fluorinated mica and / or montmorillonite.
[5] The provision of the thermoplastic resin composition according to the above [1] to [4], wherein the aminium ion (B-2) containing a benzyl group is represented by the general formula (1).

Figure 2006225548
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(m=0〜2、n=1〜3の整数を表し、m+n=3である。またRは水素、アルキル基またはアリール基を表し、互いに異なっていても良い。またベンジル基の芳香環の水素はアルキル基またはハロゲン原子で置換されていても良い)
[6]熱可塑性組成物中に含まれる、層状珪酸塩の変性物(B)中の無機質成分の量が、熱可塑性樹脂(A)および層状珪酸塩の変性物(B)の合計100質量%に対して0.1〜15質量%である、上記[1]〜[5]に記載の熱可塑性樹脂組成物の提供。
[7]数式(3)により求められる層状珪酸塩の変性物(B)中のベンジル基を含むアミニウムイオン(B−2)のイオン含有比が、0.5〜1.5である、上記[1]〜[6]に記載の熱可塑性樹脂組成物の提供。
(M represents an integer of 0 to 2, n = 1 to 3, and m + n = 3. R represents hydrogen, an alkyl group or an aryl group, and may be different from each other. Hydrogen may be substituted with an alkyl group or a halogen atom)
[6] The amount of the inorganic component in the modified layered silicate (B) contained in the thermoplastic composition is 100% by mass in total of the thermoplastic resin (A) and the modified layered silicate (B). Provision of the thermoplastic resin composition according to the above [1] to [5], which is 0.1 to 15% by mass relative to the mass.
[7] The ion content ratio of the aminium ion (B-2) containing a benzyl group in the modified layered silicate (B) obtained by the mathematical formula (3) is 0.5 to 1.5. The provision of the thermoplastic resin composition according to [1] to [6].

IR = CE / IE (3)
(数式(3)において、IRはベンジル基を含むアミニウムイオン(B−2)のイオン含有比、CEは膨潤性層状珪酸塩(B−1)100g当たりのベンジル基を含むアミニウムイオン(B−2)の化学当量(meq/100g)、IEは膨潤性層状珪酸塩(B−1)のイオン交換容量(meq/100g)である)
[8]熱可塑性樹脂(A)および層状珪酸塩の変性物(B)の合計100質量部に対して、炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維、セラミック繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、炭化ケイ素繊維から選ばれる少なくとも1種以上の無機繊維を1〜50質量部含む、上記[1]〜[7]に記載の熱可塑性樹脂組成物の提供。
[9]上記[1]〜[8]のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物を成形して得られる成形体を提供することである。
IR = CE / IE (3)
(In Formula (3), IR is the ion content ratio of the aminium ion (B-2) containing a benzyl group, and CE is the aminium ion containing a benzyl group per 100 g of the swellable layered silicate (B-1) (B -2) chemical equivalent (meq / 100 g), IE is the ion exchange capacity (meq / 100 g) of the swellable layered silicate (B-1))
[8] Carbon fiber, glass fiber, metal fiber, ceramic fiber, alumina fiber, boron fiber, silicon carbide fiber with respect to a total of 100 parts by mass of the thermoplastic resin (A) and the modified layered silicate (B) The provision of the thermoplastic resin composition according to the above [1] to [7], comprising 1 to 50 parts by mass of at least one selected inorganic fiber.
[9] It is to provide a molded article obtained by molding the thermoplastic resin composition according to any one of [1] to [8].

本発明の熱可塑性樹脂組成物は、成形加工温度が300℃以上である熱可塑性樹脂の成型品の反り、成形品の外観を改良することができるとともに、低比重でかつ高靭性である極めて優れた特徴を有しており、様々な機械部品、自動車部品、電気・電子部品、包装材料などへの幅広い応用が可能である。 The thermoplastic resin composition of the present invention is capable of improving the appearance of a molded article of a thermoplastic resin having a molding processing temperature of 300 ° C. or higher, and having a low specific gravity and high toughness. It can be used in a wide range of applications such as various machine parts, automobile parts, electrical / electronic parts, and packaging materials.

[熱可塑性樹脂(A)]
本発明に使用する熱可塑性樹脂(A)は、ガラス転移温度が167℃以上、好ましくは170〜250℃または融点が270℃以上、好ましくは280〜400℃であり、結晶性の樹脂でも非晶性の樹脂であってもよく、いずれも公知のものを用いることができる。具体的には、芳香環含有ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルニトリル、ポリエーテルケトン、ポリイミド、などが挙げられる。こららの中で特に芳香環含有ポリアミド、ポリスルホンが好ましい。
[Thermoplastic resin (A)]
The thermoplastic resin (A) used in the present invention has a glass transition temperature of 167 ° C. or higher, preferably 170 to 250 ° C. or a melting point of 270 ° C. or higher, preferably 280 to 400 ° C. Resin may be used, and any known resin can be used. Specific examples include aromatic ring-containing polyamide, polyamideimide, polyphenylene sulfide, polyarylate, polysulfone, polyether nitrile, polyether ketone, polyimide, and the like. Among these, aromatic ring-containing polyamide and polysulfone are particularly preferable.

[芳香環含有ポリアミド]
芳香環含有ポリアミドは、テレフタル酸を必須のジカルボン酸成分とし、さらにテレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸および/または炭素原子数4〜20の脂肪族ジカルボン酸を含んで良いジカルボン酸成分と、脂肪族ジアミンからなるジアミン成分とからなる繰り返し単位から構成されるものであり、特開平7−53715号公報などに記載の公知の方法で製造できる。ジカルボン酸成分はテレフタル酸が20〜100モル%と、テレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸および/または炭素原子数4〜20の脂肪族ジカルボン酸0〜80モル%とからなる。テレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸成分としては特にイソフタル酸が好ましく、脂肪族ジカルボン酸成分としては特にアジピン酸が好ましい。
[Aromatic ring-containing polyamide]
The aromatic ring-containing polyamide contains terephthalic acid as an essential dicarboxylic acid component, and further contains an aromatic dicarboxylic acid other than terephthalic acid and / or an aliphatic dicarboxylic acid having 4 to 20 carbon atoms, and an aliphatic group. It consists of a repeating unit consisting of a diamine component consisting of diamine, and can be produced by a known method described in JP-A-7-53715. The dicarboxylic acid component is composed of 20 to 100 mol% of terephthalic acid and 0 to 80 mol% of an aromatic dicarboxylic acid other than terephthalic acid and / or an aliphatic dicarboxylic acid having 4 to 20 carbon atoms. Isophthalic acid is particularly preferred as the aromatic dicarboxylic acid component other than terephthalic acid, and adipic acid is particularly preferred as the aliphatic dicarboxylic acid component.

脂肪族ジアミン成分の例としては1,4−ジアミノブタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン、1,9−ジアミノノナン、1,10−ジアミノデカン、1,11−ジアミノウンデカン、1,12−ジアミノドデカンなどを挙げることができ、中でも1,6−ジアミノヘキサンが好ましい。芳香環含有ポリアミドの具体例として、例えば化学式(1)の繰り返し構造を主体とする「アーレン(三井化学社製)」、「アモデル(ソルベイアドバンスポリマーズ社製)」、「ザイテルHTN(デュポン社製)」、「グリボリーHT(エムス社製)」(いずれも結晶性樹脂、融点は300〜330℃)、化学式(2)の繰り返し構造を主体とする「ジェネスタ(クラレ社製)」(結晶性樹脂、融点は306℃)などが市場より入手可能である。   Examples of the aliphatic diamine component include 1,4-diaminobutane, 1,6-diaminohexane, 1,7-diaminoheptane, 1,8-diaminooctane, 1,9-diaminononane, 1,10-diaminodecane, , 11-diaminoundecane, 1,12-diaminododecane, etc., among which 1,6-diaminohexane is preferable. As specific examples of the aromatic ring-containing polyamide, for example, “Aalen (made by Mitsui Chemicals)”, “Amodel (made by Solvay Advance Polymers)”, “Zytel HTN (made by DuPont)” mainly composed of the repeating structure of the chemical formula (1) "Grivory HT (manufactured by MMS)" (both crystalline resin, melting point 300-330 ° C), "Genesta (manufactured by Kuraray)" mainly composed of the repeating structure of chemical formula (2) (crystalline resin, The melting point is 306 ° C.) and the like are available from the market.

Figure 2006225548
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[ポリアミドイミド]
ポリアミドイミドは、芳香族ジアミンと芳香族トリカルボン酸無水物、またはそれらの誘導体から得られる重合体であって、骨格中にアミド結合とイミド結合の両者を有するものである。芳香族トリカルボン酸無水物としてはトリメリット酸無水物が好ましく用いられ、芳香族ジアミン成分は2種以上を混合して用いても良い。代表的なポリアミドイミドとして、化学式(3)のようなランダム共重合体のものが「トーロン(アモコ社製)」(非晶性樹脂、ガラス転移温度は280℃)の商標で入手可能である。
[Polyamideimide]
Polyamideimide is a polymer obtained from an aromatic diamine and an aromatic tricarboxylic acid anhydride or a derivative thereof, and has both an amide bond and an imide bond in the skeleton. As the aromatic tricarboxylic acid anhydride, trimellitic acid anhydride is preferably used, and two or more aromatic diamine components may be used as a mixture. As a typical polyamide imide, a random copolymer having the chemical formula (3) is available under the trademark “Toron (manufactured by Amoco)” (amorphous resin, glass transition temperature is 280 ° C.).

Figure 2006225548
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[ポリフェニレンスルフィド]
ポリフェニレンスルフィドは、化学式(4)で示される繰り返し単位を60モル%以上含むものであり、エーテル結合、スルホン結合を含んでいても良い。ポリフェニレンスルフィドは架橋型と直鎖型に大別されるが、本発明では直鎖型のものが好ましく、特開昭60−55029号公報に開示されている技術などにより製造可能であり、例えば「フォートロン(呉羽化学工業社製)」(結晶性樹脂、融点は285℃)などの商標のものが市場より容易に入手可能である。
[Polyphenylene sulfide]
The polyphenylene sulfide contains 60 mol% or more of the repeating unit represented by the chemical formula (4), and may contain an ether bond or a sulfone bond. The polyphenylene sulfide is roughly classified into a crosslinked type and a linear type. In the present invention, a linear type is preferable, and can be produced by a technique disclosed in JP-A-60-55029. Trademarks such as “FORTRON (manufactured by Kureha Chemical Industry Co., Ltd.)” (crystalline resin, melting point 285 ° C.) are readily available from the market.

Figure 2006225548
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[ポリアリレート]
ポリアリレートは、ビスフェノール成分と芳香族ジカルボン酸成分とから得られるものである。好ましいビスフェノールとしてはビスフェノールA、ビスフェノールAPおよびテトラメチルビスフェノールAであり、芳香族ジカルボン酸成分としてはテレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ジカルボキシジフェニル、ビス(p−カルボキシフェニル)アルカンなどが挙げられる。中でも、テレフタル酸とイソフタル酸が最も好ましく用いられ、必要に応じて混合して用いられる。例えば化学式(5)で示される繰り返し構造単位を主体とするものが「U−ポリマー(ユニチカ社製)」(非晶性樹脂、ガラス転移温度は193℃)の商標で市場より容易に入手可能である。
[Polyarylate]
Polyarylate is obtained from a bisphenol component and an aromatic dicarboxylic acid component. Preferred bisphenols are bisphenol A, bisphenol AP and tetramethylbisphenol A, and aromatic dicarboxylic acid components are terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, 4,4'-dicarboxydiphenyl, bis (p-carboxyphenyl) Examples include alkanes. Among these, terephthalic acid and isophthalic acid are most preferably used, and are mixed and used as necessary. For example, a compound mainly composed of the repeating structural unit represented by the chemical formula (5) is easily available from the market under the trademark “U-polymer (manufactured by Unitika)” (amorphous resin, glass transition temperature is 193 ° C.). is there.

Figure 2006225548
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[ポリスルホン]
ポリスルホンは、スルホン結合、エーテル結合、アリーレン結合を必須の成分とするものであり、例えば特公昭40−10067号公報などに記載の方法で製造される重合体である。極めて代表的な例として例えば化学式(6)〜化学式(8)の様な繰り返し単位を有するポリマーが挙げられ、単独あるいは二種以上を混合して用いられる。たとえば化学式(6)の繰り返し単位を主体とするものとしては「PES(三井化学社製)」(非晶性樹脂、ガラス転移温度は225℃)などの商標のものが、化学式(7)の繰り返し単位を主体とするものとしては「Ultrason S(BASF社製)」(非晶性樹脂、ガラス転移温度は190℃)などの商標のものが、化学式(8)の繰り返し単位を主体とするものとしては「レーデル(アモコ社製)」(非晶性樹脂、ガラス転移温度は220℃)などの商標のものが市場より容易に入手可能である。
[Polysulfone]
Polysulfone has a sulfone bond, an ether bond, and an arylene bond as essential components, and is a polymer produced by the method described in, for example, Japanese Patent Publication No. 40-10067. As a very typical example, for example, a polymer having a repeating unit represented by chemical formula (6) to chemical formula (8) can be mentioned, and these can be used alone or in admixture of two or more. For example, those having a repeating unit of the chemical formula (6) as a main component are those having trademarks such as “PES (manufactured by Mitsui Chemicals)” (amorphous resin, glass transition temperature of 225 ° C.). As the main unit, those having a trademark such as “Ultrason S (manufactured by BASF)” (amorphous resin, glass transition temperature is 190 ° C.) are based on the repeating unit of the chemical formula (8). "Radel (Amoco)" (non-crystalline resin, glass transition temperature is 220 ° C) and other brands are readily available from the market.

Figure 2006225548
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[ポリエーテルニトリル]
ポリエーテルニトリルは、芳香族ニトリル化合物のハロゲン化物とレゾルシンとを炭酸ナトリウムの存在下にアミド系溶媒などを用いて反応させることで得られる重合体である。代表的なポリエーテルニトリルとして、例えば化学式(9)の繰り返し単位を主体とする「PEN(出光マテリアル社製)」(結晶性樹脂、融点は340℃)などが市場より容易に入手可能である。
[Polyethernitrile]
Polyether nitrile is a polymer obtained by reacting a halide of an aromatic nitrile compound with resorcin using an amide solvent in the presence of sodium carbonate. As typical polyether nitrile, for example, “PEN (manufactured by Idemitsu Material Co., Ltd.)” (crystalline resin, melting point: 340 ° C.) mainly composed of the repeating unit of the chemical formula (9) is easily available from the market.

Figure 2006225548
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[ポリエーテルケトン]
ポリエーテルケトンは、アリールをエーテルおよびケトンで結合した繰り返し単位を有する重合体である。市販されているものとして、化学式(10)で示される繰り返し単位を主体とする「PEEK-HT(ビクトレックス・エムシー社製)」(結晶性樹脂、融点は374℃)、化学式(11)で示される繰り返し単位を主体とする「PEEK(ビクトレックス・エムシー社製)」(結晶性樹脂、融点は343℃)などが市場より容易に入手可能である。
[Polyetherketone]
Polyether ketone is a polymer having a repeating unit in which aryl is bonded with ether and ketone. As a commercially available product, “PEEK-HT (manufactured by Victrex MC)” mainly composed of a repeating unit represented by the chemical formula (10) (crystalline resin, melting point: 374 ° C.), represented by the chemical formula (11) "PEEK (manufactured by Victrex MC)" (crystalline resin, melting point: 343 ° C), etc., mainly composed of repeating units are readily available from the market.

Figure 2006225548
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[ポリイミド]
ポリイミドは、イミド結合を必須の化学構造とし、ビスカルボン酸無水物と芳香族ジアミンの反応によって得られるポリアミック酸を熱的にまたは化学的にイミド化して得られる重合体である。このものは非熱可塑型と熱可塑型に大別されるが、本発明では熱可塑型のものが好適に用いられる。熱可塑型ポリイミドとしては、化学式(12)の繰り返し単位を主体とする「オーラム(三井化学社製)」(結晶性樹脂、融点は388℃)や化学式(13)の繰り返し構造単位を主体とする「ウルテム(ジェネラル・エレクトリックス社製)」(非晶性樹脂、ガラス転移温度は217℃)などの商標のものが挙げられ、いずれも本発明に好適に用いられる。
[Polyimide]
Polyimide is a polymer obtained by imidizing a polyamic acid obtained by a reaction between a biscarboxylic anhydride and an aromatic diamine, with an imide bond as an essential chemical structure, thermally or chemically. These are roughly classified into a non-thermoplastic type and a thermoplastic type. In the present invention, a thermoplastic type is preferably used. As the thermoplastic polyimide, “Aurum (manufactured by Mitsui Chemicals)” (crystalline resin, melting point is 388 ° C.) mainly composed of the repeating unit of the chemical formula (12) or repeating structural unit of the chemical formula (13) is mainly used. Trademarks such as “Ultem (manufactured by General Electric Co., Ltd.)” (amorphous resin, glass transition temperature is 217 ° C.) can be mentioned, and any of them is suitably used in the present invention.

Figure 2006225548
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本発明においては、以上に掲げた熱可塑性樹脂群を1種または2種以上を選択して用いることが可能である。
[膨潤性層状珪酸塩(B−1)]
膨潤性層状珪酸塩(B−1)とは、アルミニウムやマグネシウムなどの元素を含む8面体シートの上下に珪酸塩4面体シートが重なってできる2:1型の板状結晶層がさらに積層したものであって、その結晶層間にナトリウムやリチウム、カルシウムなどのアルカリ金属および/またはアルカリ土類金属イオンを有するものである。これらは水中に投入すると、金属イオンの強い水和力によって結晶層間に水分子が浸入し、膨潤を起こすことが特徴である。またこの状態で、他の陽イオンと結晶層間の金属イオンとを容易にイオン交換する機能を有する。具体的には、スメクタイト族と呼ばれるモンモリロナイト、バラデナイト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、スチブンサイトなどの粘土鉱物や人工合成によるフッ素テニオライト、合成フッ素雲母が挙げられ、特にモンモリロナイト、合成フッ素雲母が好適である。
In the present invention, one or more of the thermoplastic resin groups listed above can be selected and used.
[Swellable layered silicate (B-1)]
The swellable layered silicate (B-1) is obtained by further laminating a 2: 1 type plate-like crystal layer formed by overlapping a silicate tetrahedral sheet on top and bottom of an octahedral sheet containing elements such as aluminum and magnesium. And having an alkali metal and / or alkaline earth metal ion such as sodium, lithium and calcium between the crystal layers. These are characterized in that when they are put into water, water molecules enter between the crystal layers due to the strong hydration power of the metal ions, causing swelling. Further, in this state, it has a function of easily exchanging ions between other cations and metal ions between crystal layers. Specific examples include montmorillonite called the smectite group, balladenite, saponite, hectorite, soconite, stevensite, and artificially synthesized fluorine teniolite, and synthetic fluoric mica. Montmorillonite and synthetic fluoric mica are particularly preferred.

合成フッ素雲母は「粘土とともに」(古賀慎著、1997年、三共出版発行)に記載されているように、酸化物、フッ化物、炭酸塩などを1400℃以上に加熱して、溶融することで合成可能である。また、タルクを出発原料とし、ケイフッ化アルカリと混合して700〜900℃の温度範囲で加熱処理することでも合成可能である。こうした合成フッ素雲母は、例えば「ソマシフ(コープケミカル(株)社製)」、「DMA−80E(トピー工業(株)社製)」などの商標のものが市場から容易に入手可能である。また、これらの粘土鉱物および合成フッ素雲母は、単独あるいは2種以上混合して用いることができる。   Synthetic fluorine mica is heated by melting oxides, fluorides, carbonates, etc. to 1400 ° C or higher, as described in “With clay” (published by Shin Koga, 1997, published by Sankyo Publishing). It can be synthesized. Moreover, it is compoundable also by using talc as a starting material, mixing with alkali silicofluoride, and heat-processing in a 700-900 degreeC temperature range. Such synthetic fluorine mica is easily available from the market, for example, “Somasifu (manufactured by Corp Chemical Co., Ltd.)”, “DMA-80E (manufactured by Topy Industries, Ltd.)”. These clay minerals and synthetic fluorine mica can be used alone or in combination of two or more.

[ベンジル基を含むアミニウムイオン(B−2)]
膨潤性層状珪酸塩(B−1)が含む金属イオンのイオン交換に使用するベンジル基を含むアミニウムイオン(B−2)は、ベンジル基を含むアミンとハロゲン化水素酸、硫酸、硝酸などの鉱酸とが形成する塩を水に溶解することで与えられる。なかでも一般式(1)で示される構造のものが好ましく、
[Aminium ion containing benzyl group (B-2)]
The aminium ion (B-2) containing a benzyl group used for ion exchange of the metal ion contained in the swellable layered silicate (B-1) is composed of an amine containing a benzyl group and hydrohalic acid, sulfuric acid, nitric acid, etc. It is given by dissolving the salt formed with the mineral acid in water. Among them, the structure represented by the general formula (1) is preferable,

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(m=0〜2、n=1〜3の整数を表し、m+n=3である。またRは水素、アルキル基またはアリール基を表し、互いに異なっていても良い。またベンジル基の芳香環の水素はアルキル基またはハロゲン原子で置換されていても良い)
たとえば、ベンジルアミニウムイオン、ジベンジルアミニウムイオン、トリベンジルアミニウムイオン、ジメチルベンジルアミニウムイオン、ジエチルベンジルアミニウムイオン、N,N−ジベンジルアニリニウムイオン、などが挙げられるが、なかでもベンジルアミニウムイオン、ジベンジルアミニウムイオン、トリベンジルアミニウムイオンが好適に用いられ、さらにベンジル基含有量と水溶性のバランスからジベンジルアミニウムイオンがもっとも好ましく用いられる。これらのベンジル基を含むアミニウムイオンは単独あるいは2種以上混合して用いることができる。
(M represents an integer of 0 to 2, n = 1 to 3, and m + n = 3. R represents hydrogen, an alkyl group or an aryl group, and may be different from each other. Hydrogen may be substituted with an alkyl group or a halogen atom)
For example, benzylaminium ion, dibenzylaminium ion, tribenzylaminium ion, dimethylbenzylaminium ion, diethylbenzylaminium ion, N, N-dibenzylanilinium ion, and the like can be mentioned. Aminium ion, dibenzylaminium ion and tribenzylaminium ion are preferably used, and dibenzylaminium ion is most preferably used from the balance of benzyl group content and water solubility. These aminium ions containing a benzyl group can be used alone or in combination of two or more.

[層状珪酸塩の変性物(B)]
本発明に使用する層状珪酸塩の変性物(B)は、膨潤性層状珪酸塩(B−1)に含まれる金属イオンをベンジル基を有するアミニウムイオン(B−2)でイオン交換して得られるものであり、層状珪酸塩の板状結晶層の間にベンジル基を含むアミニウムイオンが挿入された、サンドイッチ型の構造を採っていると推測される。
本発明で使用する、層状珪酸塩の変性物(B)中のベンジル基を含むアミニウムイオン(B−2)の量は、数式(3)に基づいて、膨潤性層状珪酸塩(B−1)のイオン交換容量を基準として、ベンジル基を含むアミニウムイオン(B−2)のイオン含有比(IR)が0.5〜1.5、好ましくは0.7〜1.2、さらに0.9〜1.1であることが好ましい。
[Modified product of layered silicate (B)]
The modified layered silicate (B) used in the present invention is obtained by ion exchange of metal ions contained in the swellable layered silicate (B-1) with an aminium ion (B-2) having a benzyl group. It is presumed that it has a sandwich type structure in which an aminium ion containing a benzyl group is inserted between the plate-like crystal layers of the layered silicate.
The amount of the aminium ion (B-2) containing a benzyl group in the modified layered silicate (B) used in the present invention is based on the formula (3), and the swellable layered silicate (B-1). ), The ion content ratio (IR) of the aminium ion (B-2) containing a benzyl group is 0.5 to 1.5, preferably 0.7 to 1.2, and It is preferably 9 to 1.1.

IR = CE / IE (3)
(数式(3)において、IRはベンジル基含有アミニウムイオン(B−2)のイオン含有比、CEは膨潤性層状珪酸塩(B−1)100g当たりベンジル基含有アミニウムイオン(B−2)の化学当量(meq/100g)、IEは膨潤性層状珪酸塩(B−1)の陽イオン交換容量(meq/100g)である。)
膨潤性層状珪酸塩(B−1)のイオン交換容量とは、たとえば「粘土ハンドブック」(日本粘土学会、1967年、技報堂出版発行)などに記載の方法で測定される値であり、膨潤性層状珪酸塩(B)100g当たりの陽イオン交換容量(当量)で表わされ、また層状珪酸塩の変性物(B)に含まれる、ベンジル基を含むアミニウムイオン(B−2)の量は、示差熱/熱天秤測定(DTA−TG)(昇温速度10℃毎分)を用いて、層状珪酸塩の変性物(B)の質量減少量として測定される有機成分の質量として求められ、該有機成分の質量をベンジル基を含むアミニウムイオンの式量で除した後、該イオンの原子価を掛けて得られる値が、ベンジル基を含むアミニウムイオン(B−2)の化学当量となる。
ベンジル基を含むアミニウムイオン(B−2)のイオン含有比(IR)が0.5以上であれば、十分な疎水化が得られ樹脂との親和力が高く好ましく、また1.5以下であれば、過剰なベンジル基を含むアミニウムイオンが、熱可塑性樹脂組成物中で可塑剤的な作用を起こして、物性を害するようなことがなく好ましい。
本発明に使用する層状珪酸塩の変性物(B)は、膨潤性層状珪酸塩(B−1)にベンジル基を含むアミニウムイオン(B−2)を接触させてイオン交換反応を行うことで得ることができる。より具体的には、膨潤性層状珪酸塩(B−1)を水で充分に膨潤させたあと、膨潤性層状珪酸塩(B−1)の陽イオン交換容量の0.5〜1.5倍、好ましくは0.7〜1.2、さらに好ましくは0.9〜1.1倍の化学当量のベンジル基を含むアミニウムイオン(B−2)の水溶液を膨潤性層状珪酸塩(B−1)に加えて攪拌することで、膨潤性層状珪酸塩(B−1)に含まれる結晶層間の金属イオンがベンジル基を含むアミニウムイオン(B−2)で置換されて疎水化(すなわち親油化)したものを回収・リンス・乾燥することで、本発明の層状珪酸塩の変性物(B)を得ることができる。
IR = CE / IE (3)
(In Formula (3), IR is the ion content ratio of the benzyl group-containing aminium ion (B-2), and CE is the benzyl group-containing aminium ion (B-2) per 100 g of the swellable layered silicate (B-1). The chemical equivalent (meq / 100 g), IE is the cation exchange capacity (meq / 100 g) of the swellable layered silicate (B-1).)
The ion exchange capacity of the swellable layered silicate (B-1) is a value measured by the method described in, for example, “Clay Handbook” (Japan Clay Society, 1967, published by Gihodo Publishing Co., Ltd.). The amount of aminium ion (B-2) containing a benzyl group, expressed in cation exchange capacity (equivalent) per 100 g of silicate (B) and contained in the modified layered silicate (B), Using differential heat / thermobalance measurement (DTA-TG) (temperature increase rate of 10 ° C./min), it is determined as the mass of the organic component measured as the mass loss of the modified layered silicate (B), After dividing the mass of the organic component by the formula amount of the aminium ion containing the benzyl group, the value obtained by multiplying the valence of the ion is the chemical equivalent of the aminium ion (B-2) containing the benzyl group. .
If the ion content ratio (IR) of the aminium ion (B-2) containing a benzyl group is 0.5 or more, sufficient hydrophobicity can be obtained and the affinity with the resin is high, and preferably 1.5 or less. For example, an aminium ion containing an excessive benzyl group is preferable because it causes a plasticizer action in the thermoplastic resin composition and does not impair physical properties.
The modified layered silicate (B) used in the present invention is subjected to an ion exchange reaction by contacting the swellable layered silicate (B-1) with an aminium ion (B-2) containing a benzyl group. Obtainable. More specifically, after sufficiently swelling the swellable layered silicate (B-1) with water, 0.5 to 1.5 times the cation exchange capacity of the swellable layered silicate (B-1). An aqueous solution of an aminium ion (B-2) containing a benzyl group having a chemical equivalent of 0.7 to 1.2, more preferably 0.9 to 1.1 times is preferably used as a swellable layered silicate (B-1 ) And stirring, the metal ions between the crystal layers contained in the swellable layered silicate (B-1) are replaced with aminium ions (B-2) containing a benzyl group to make them hydrophobic (ie, lipophilic). The modified layered silicate (B) of the present invention can be obtained by recovering, rinsing and drying the product.

[本発明の熱可塑性樹脂組成物]
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂(A)および層状珪酸塩の変性物(B)を含む樹脂組成物であって、層状珪酸塩の変性物(B)が膨潤性層状珪酸塩(B−1)が含む金属イオンを、ベンジル基を含むアミニウムイオン(B−2)でイオン交換したものであることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物である。
[Thermoplastic resin composition of the present invention]
The thermoplastic resin composition of the present invention is a resin composition comprising a thermoplastic resin (A) and a modified layered silicate (B), wherein the modified layered silicate (B) is a swellable layered silicate. The thermoplastic resin composition is characterized in that the metal ion contained in (B-1) is ion-exchanged with an aminium ion (B-2) containing a benzyl group.

本発明の熱可塑性樹脂組成物は、層状珪酸塩の変性物(B)中の無機質成分を、熱可塑性樹脂(A)および層状珪酸塩の変性物(B)の合計を100質量%とした場合、0.1〜15質量%、好ましくは2〜10質量%含むことが好ましい。該無機質成分の量が、0.1質量%以上であれば、成型品の反り改良効果を十分得ることができ、また、15質量%以下であれば成型品の靭性を損なうことがなく好ましい。
層状珪酸塩の変性物(B)中の無機質成分の質量は、示差熱/熱天秤測定(DTA−TG)を用いて測定される、層状珪酸塩の変性物(B)の質量減少量として求められる有機成分の質量、すなわちベンジル基を含むアミニウムイオンの質量を、DTA−TG測定前の層状珪酸塩の変性物(B)の質量から差し引いたものとして求められる。
例えば、DTA−TG測定による層状珪酸塩の変性物(B)の質量減少量が、層状珪酸塩の変性物(B)の質量の20質量%であれば、層状珪酸塩の変性物(B)の質量の0.8倍の値が層状珪酸塩の変性物(B)中の無機質成分の質量であり、本発明の熱可塑性樹脂組成物は、層状珪酸塩の変性物(B)中の無機質成分を、上記の範囲で含む様に熱可塑性樹脂(A)と層状珪酸塩の変性物(B)を配合することが好ましい。
In the thermoplastic resin composition of the present invention, the inorganic component in the modified layered silicate (B) is 100% by mass of the total of the thermoplastic resin (A) and the modified layered silicate (B). 0.1 to 15% by mass, preferably 2 to 10% by mass. If the amount of the inorganic component is 0.1% by mass or more, the warp improving effect of the molded product can be sufficiently obtained, and if it is 15% by mass or less, the toughness of the molded product is not impaired.
The mass of the inorganic component in the modified layered silicate (B) is determined as a mass reduction amount of the modified layered silicate (B) measured using differential heat / thermobalance measurement (DTA-TG). It is calculated | required as what subtracted the mass of the organic component obtained, ie, the mass of the aminium ion containing a benzyl group, from the mass of the modified layered silicate (B) before DTA-TG measurement.
For example, if the mass reduction amount of the modified layered silicate (B) by DTA-TG measurement is 20% by mass of the weight of the modified layered silicate (B), the modified layered silicate (B) The value of 0.8 times the mass of is the mass of the inorganic component in the modified layered silicate (B), and the thermoplastic resin composition of the present invention is an inorganic material in the modified layered silicate (B). It is preferable to blend the thermoplastic resin (A) and the modified layered silicate (B) so as to contain the components in the above-mentioned range.

また本発明では、目的に応じて無機繊維を適当量併用することも可能である。具体的には、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、セラミック繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、炭化ケイ素繊維、などが挙げられ、これらの無機繊維は、熱可塑性樹脂(A)および層状珪酸塩の変性物(B)の総量100質量部に対して1〜50質量部、好ましくは5〜40質量部、さらに好ましくは10〜30質量部の範囲で含有することができ、これらは一種または複数のものを選択して用いることが可能である。   In the present invention, an appropriate amount of inorganic fibers can be used in combination according to the purpose. Specific examples include glass fibers, carbon fibers, metal fibers, ceramic fibers, alumina fibers, boron fibers, silicon carbide fibers, and the like, and these inorganic fibers are a modification of the thermoplastic resin (A) and the layered silicate. 1 to 50 parts by weight, preferably 5 to 40 parts by weight, more preferably 10 to 30 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of the product (B). Can be selected and used.

また、本発明の目的を損なわない範囲で他の無機フィラーおよび、他の熱可塑性樹脂を併用することも可能である。無機フィラーとしては、たとえばチタン酸カリウムウィスカー、ほう酸アルミニウムウィスカー、カーボンウィスカー、炭酸カルシウムウィスカー、ワラストナイト、酸化亜鉛ウィスカー、酸化チタンウィスカー、ガラスフレーク、タルク、セリサイト、カオリナイト、窒化ほう素、黒鉛、金属フレーク、カーボンブラック、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、ガラスビーズ、シリカ、硫酸バリウム、金属粉、ケイ石粉、二硫化モリブデン、三酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、アスベスト、メタケイ酸カルシウム、ケイ藻土、アルミナ、シラスバルン、ハイドロタルサイト、ゼオライト、カーボンナノチューブ、各種の金属酸化物等が挙げられる。また他の熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン類、ポリスチレン類、ポリアクリレート類、ビニル系樹脂(ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコールなど)、ポリカーボネート、脂肪族ポリエステル、芳香族ポリエステル、脂肪族ポリアミド、ポリフェニレンエーテル、ポリアセタール、液晶ポリマーなどを挙げることができる。   Further, other inorganic fillers and other thermoplastic resins can be used in combination as long as the object of the present invention is not impaired. As the inorganic filler, for example, potassium titanate whisker, aluminum borate whisker, carbon whisker, calcium carbonate whisker, wollastonite, zinc oxide whisker, titanium oxide whisker, glass flake, talc, sericite, kaolinite, boron nitride, graphite , Metal flakes, carbon black, magnesium carbonate, calcium carbonate, glass beads, silica, barium sulfate, metal powder, silica stone powder, molybdenum disulfide, antimony trioxide, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, asbestos, calcium metasilicate, silica Examples include algal clay, alumina, shirasu balun, hydrotalcite, zeolite, carbon nanotube, and various metal oxides. Other thermoplastic resins include polyolefins, polystyrenes, polyacrylates, vinyl resins (polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, etc.), polycarbonates, aliphatic polyesters, aromatic polyesters, Examples thereof include aliphatic polyamide, polyphenylene ether, polyacetal, and liquid crystal polymer.

さらに、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、などの非熱可塑性樹脂、着色料、離型剤、各種安定剤、可塑剤、難燃剤、オイル類なども本発明の効果を害さない範囲で添加可能であり、これらは一種または複数のものを選択し用いることができる。   Furthermore, non-thermoplastic resins such as fluororesins and silicone resins, colorants, mold release agents, various stabilizers, plasticizers, flame retardants, oils, and the like can be added within a range that does not impair the effects of the present invention. One or more of these can be selected and used.

本発明の熱可塑性樹脂組成物は熱可塑性樹脂(A)、層状珪酸塩の変性物(B)および、必要に応じて上記の無機繊維やその他の成分をヘンシェルミキサー、タンブラーブレンダー等を用いて混合した後、押出機を用いて生産が可能である。すなわち押出機を用いて溶融混錬することにより、層状珪酸塩の変性物(B)を劈開させ剥離分散せしめることで本発明の熱可塑性樹脂組成物を得ることができる。この場合一軸押出機よりも多軸の押出機が好ましく、またスクリュー径に対するスクリュー長さの比(L/D)が25〜50、さらに30〜45の範囲が好ましい。L/Dが25以上であれば十分な混練を得ることができ、またL/Dが50以下であれば溶融混練時に樹脂の劣化が生じることがなく好ましい。   The thermoplastic resin composition of the present invention is a thermoplastic resin (A), a modified layered silicate (B), and if necessary, the above inorganic fibers and other components are mixed using a Henschel mixer, a tumbler blender, etc. After that, it can be produced using an extruder. That is, the thermoplastic resin composition of the present invention can be obtained by cleaving and exfoliating and dispersing the modified layered silicate (B) by melt kneading using an extruder. In this case, a multi-screw extruder is preferable to a single-screw extruder, and the ratio of the screw length to the screw diameter (L / D) is preferably 25 to 50, more preferably 30 to 45. When L / D is 25 or more, sufficient kneading can be obtained, and when L / D is 50 or less, it is preferable that the resin does not deteriorate during melt-kneading.

本発明で用いるベンジル基を含むアミニウムイオン(B−2)がなぜ加工温度の高い熱可塑性樹脂に対して有効であるのか不明な部分も多いが、部分的に脱離したベンジル基フラグメントが芳香族性の樹脂に対して高い相溶性を示すために、脂肪属性のフラグメントのようなガス焼けによる物性劣化を引き起こさないばかりか、局所的な界面の濡れを促進し層状珪酸塩複合体の劈開に寄与していることなどが考えられる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は主に押出成形や射出成形により実用に供されるが、圧縮成形などの公知の成形法によることも可能である。
There are many unclear reasons why the aminium ion (B-2) containing a benzyl group used in the present invention is effective for a thermoplastic resin having a high processing temperature. In order to show high compatibility with family resins, it does not cause deterioration of physical properties due to gas burning such as fragments of fat attribute, but also promotes local interface wetting to cleave the layered silicate complex. It can be considered that it contributes.
The thermoplastic resin composition of the present invention is put to practical use mainly by extrusion molding or injection molding, but can also be by a known molding method such as compression molding.

[成形体]
本発明の樹脂組成物を成形して得られる成形品には制限がなく、広く応用可能である。例えば電動工具部品、ギヤおよびカムなどのような機械部品、自動車内外装部品、自動車エンジンルーム内部部品、自動車電装部品、IC包装用トレー、IC製造工程用トレー、ICソケット、ウェハーキャリア、プラズマリング、フォーカスリング、ハードディクスキャリア、液晶ディスプレイキャリア、水晶発振器製造用トレー、コネクター、スロット、ソケット、リレーボックス、コピー機用分離爪、コピー機用断熱軸受、スラストワッシャー、トランスミッションリング、ピストンリング、オイルシールリング、ベアリングリテーナー、ポンプギヤ、コンベアチェーン、ストレッチマシン用スライドブッシュ等に好適に用いることができる。
[Molded body]
There is no restriction | limiting in the molded article obtained by shape | molding the resin composition of this invention, and it can apply widely. For example, power tool parts, machine parts such as gears and cams, automobile interior and exterior parts, automobile engine room internal parts, automobile electrical parts, IC packaging trays, IC manufacturing trays, IC sockets, wafer carriers, plasma rings, Focus ring, hard disk carrier, liquid crystal display carrier, crystal oscillator manufacturing tray, connector, slot, socket, relay box, copier separation claw, copier thermal insulation bearing, thrust washer, transmission ring, piston ring, oil seal ring It can be suitably used for bearing retainers, pump gears, conveyor chains, slide bushes for stretch machines, and the like.

以下実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。また、実施例において各物性値は、以下の方法により測定した。 EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In the examples, each physical property value was measured by the following method.

[ガラス転移温度(Tg)]
示差走査熱量計(DSC)を用いて測定した。常温から毎分10℃の速度で昇温し、比熱の変化が始まる温度をガラス転移温度とした。
[Glass transition temperature (Tg)]
It measured using the differential scanning calorimeter (DSC). The temperature was raised from room temperature at a rate of 10 ° C. per minute, and the temperature at which the change in specific heat started was taken as the glass transition temperature.

[融点(Tm)]
ガラス転移温度と同様に測定し、溶融に伴う吸熱ピークの頂点の温度を融点とした。
[Melting point (Tm)]
The temperature was measured in the same manner as the glass transition temperature, and the temperature at the top of the endothermic peak accompanying melting was taken as the melting point.

[層状珪酸塩の変性物(B)に含まれる有機成分の量]
層状珪酸塩の変性物(B)を示差熱/熱天秤測定(DTA−TG)を用いて、室温から800℃まで昇温速度10℃/分で昇温測定を行った際の、層状珪酸塩の変性物(B)の質量減少量を、層状珪酸塩の変性物(B)中の有機成分の量として求めた。
[Amount of organic component contained in modified layered silicate (B)]
The layered silicate obtained by measuring the temperature of the modified layered silicate (B) from room temperature to 800 ° C at a rate of temperature increase of 10 ° C / min using differential heat / thermobalance measurement (DTA-TG) The mass reduction amount of the modified product (B) was determined as the amount of the organic component in the modified silicate layer (B).

[反り]
水平盤の上に、射出成形して得られた200×140×3mmの平板の弓なりに反った凸側が水平盤の平面に接するようにして置き、平板の長手方向の一端を錘で水平盤の平面に固定し、平板の固定していない片端が水平盤の平面からの浮き上がっている最大距離(高さ)をハイトメーターで測定した。
[warp]
On the horizontal plate, place the convex side of the 200 × 140 × 3 mm flat plate obtained by injection molding in contact with the flat surface of the horizontal plate, and place one end of the flat plate in the longitudinal direction with a weight on the horizontal plate. The maximum distance (height) at which one end of the flat plate that was not fixed was lifted from the plane of the horizontal plate was measured with a height meter.

[靭性]
射出成形して得られた40×5×1mmの試験片を用いてASTM D−790に準じて、スパン間距離26mmで曲げ試験を行い、試験片が破断したときの応力−歪み曲線が囲む面積を積分して破壊に要するエネルギーを求めた。
[Toughness]
An area enclosed by a stress-strain curve when a 40 × 5 × 1 mm test piece obtained by injection molding is subjected to a bending test at a span distance of 26 mm in accordance with ASTM D-790 and the test piece breaks. Was integrated to find the energy required for destruction.

[製造例1]
膨潤性層状珪酸塩(B−1)(合成フッ素雲母、コープケミカル(株)社製、商品名「ソマシフME−100」、陽イオン交換容量=120meq/100g)を蒸留水に5質量%となるよう加えて80℃に加熱し、膨潤性層状珪酸塩のゾル状物を得た。これに、ベンジル基を含むアミニウムイオン(B−2)として、2規定の塩酸とジベンジルアミン(試薬、東京化成社製)から調製したジベンジルアミニウムイオン水溶液を、膨潤性層状珪酸塩のイオン交換容量に対して当量となるように加えて攪拌し、80℃で4時間イオン交換反応を行った後、反応液を遠心分離にかけて内容物を回収した。次いで洗浄・乾燥し、層状珪酸塩の変性物(B)を得た。ジベンジルアミニウムイオンのイオン含有比を数式(3)に従って求めたところ0.99であり、投入したジベンジルアミニウムイオンはほぼ全量が消費されていることが分かった。製造例1で得られた層状珪酸塩の変性物(B)の各物性値の評価結果を表1に示す。
[Production Example 1]
Swellable layered silicate (B-1) (synthetic fluorine mica, manufactured by Co-op Chemical Co., Ltd., trade name “Somasif ME-100”, cation exchange capacity = 120 meq / 100 g) is 5 mass% in distilled water. Then, the mixture was heated to 80 ° C. to obtain a swellable layered silicate sol. A dibenzylaminium ion aqueous solution prepared from 2N hydrochloric acid and dibenzylamine (reagent, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) as an aminium ion (B-2) containing a benzyl group was added to the swellable layered silicate. After adding and stirring so that it might become equivalent with respect to an ion exchange capacity | capacitance, after performing ion exchange reaction at 80 degreeC for 4 hours, the reaction liquid was centrifuged and the content was collect | recovered. Subsequently, it was washed and dried to obtain a modified layered silicate (B). The ion content ratio of the dibenzylaminium ion was determined according to the formula (3) to be 0.99, and it was found that almost all of the charged dibenzylaminium ion was consumed. Table 1 shows the evaluation results of each physical property value of the modified layered silicate (B) obtained in Production Example 1.

[製造例2]
ジベンジルアミンをベンジルアミン(試薬、東京化成社製)とした以外は、製造例1と同様にして層状珪酸塩の変性物(B)を得た。ベンジルアミニウムイオンのイオン含有比は1.00であり、投入したベンジルアミニウムイオンは全量が消費されていた。製造例2で得られた層状珪酸塩の変性物(B)の各物性値の評価結果を表1に示す。
[Production Example 2]
A modified layered silicate (B) was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that dibenzylamine was changed to benzylamine (reagent, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.). The ion content ratio of benzylaminium ions was 1.00, and all of the charged benzylaminium ions were consumed. Table 1 shows the evaluation results of each physical property value of the modified layered silicate (B) obtained in Production Example 2.

[製造例3]
イオン交換に用いる塩をキヌクリジン塩酸塩(試薬、東京化成社製)とした以外は、製造例1と同様にして層状珪酸塩の変性物(B)を得た。キヌクリジン陽イオンのイオン含有比は0.97であり、投入したキヌクリジン陽イオンはほぼ全量が消費されていた。製造例3で得られた層状珪酸塩の変性物(B)の各物性値の評価結果を表1に示す。
[Production Example 3]
A modified layered silicate (B) was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the salt used for ion exchange was quinuclidine hydrochloride (reagent, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.). The ion content ratio of the quinuclidine cation was 0.97, and almost all of the charged quinuclidine cation was consumed. Table 1 shows the evaluation results of the physical properties of the modified layered silicate (B) obtained in Production Example 3.

[実施例1〜実施例4]
熱可塑性樹脂(A)として、化学式(2)の繰り返し構造単位を有する芳香環含有ポリアミド(アーレンC2000、三井化学社製、融点310℃)と製造例1および製造例2で得られた層状珪酸塩の変性物(B)を、表2に示す割合で配合したのちタンブラーミキサーで十分に混合して、スクリュー径37mm、L/D=32の二軸押出機にて340℃、スクリュー回転数200rpmで溶融混合し、押出してペレット状の熱可塑性樹脂組成物を得た。次いで、このペレットを用いて350℃に設定した射出成型機で試験片に成型し、物性を評価した。結果を表2に示す。
[Examples 1 to 4]
As the thermoplastic resin (A), an aromatic ring-containing polyamide having a repeating structural unit of the chemical formula (2) (Aren C2000, manufactured by Mitsui Chemicals, melting point 310 ° C.) and the layered silicate obtained in Production Example 1 and Production Example 2 The modified product (B) was blended in the proportions shown in Table 2 and then thoroughly mixed with a tumbler mixer. The screw diameter was 37 mm, L / D = 32 twin screw extruder at 340 ° C., screw rotation speed 200 rpm. It melt-mixed and extruded and obtained the pellet-shaped thermoplastic resin composition. Next, the pellets were molded into test pieces with an injection molding machine set at 350 ° C., and the physical properties were evaluated. The results are shown in Table 2.

[実施例5〜実施例6]
熱可塑性樹脂組成物(A)として、化学式(7)の繰り返し構造単位を有するポリスルホン(PES E2010、三井化学社製、ガラス転移温度225℃)と、製造例1および製造例2で得られた層状珪酸塩の変性物(B)を、表2に示す割合で配合したのちに、溶融押出温度を370℃、射出成形温度を380℃とした以外は実施例1と同様に物性を評価した。結果を表2に示す
[実施例7〜実施例8]
ガラス繊維チョップドストランド(日本板硝子(株)社製、RES03−TP78)を表2に示す割合で併用した以外は、実施例2および実施例4と同様に行ない物性を評価した。結果を表2に示す。
[Examples 5 to 6]
As the thermoplastic resin composition (A), a polysulfone (PES E2010, manufactured by Mitsui Chemicals, glass transition temperature 225 ° C.) having a repeating structural unit of the chemical formula (7), and the layered form obtained in Production Example 1 and Production Example 2 After blending the modified silicate (B) in the proportions shown in Table 2, the physical properties were evaluated in the same manner as in Example 1 except that the melt extrusion temperature was 370 ° C and the injection molding temperature was 380 ° C. The results are shown in Table 2. [Example 7 to Example 8]
The physical properties were evaluated in the same manner as in Example 2 and Example 4 except that glass fiber chopped strands (manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd., RES03-TP78) were used in the proportions shown in Table 2. The results are shown in Table 2.

[比較例1〜比較例2]
熱可塑性樹脂組成物中の、層状珪酸塩の変性物(B)に含まれる無機質成分の含有量が、本発明の範囲外である以外は、実施例1と同様に行ない物性を評価した。結果を表3に示す。
[Comparative Examples 1 to 2]
The physical properties were evaluated in the same manner as in Example 1 except that the content of the inorganic component contained in the modified layered silicate (B) in the thermoplastic resin composition was outside the scope of the present invention. The results are shown in Table 3.

[比較例3]
膨潤性層状珪酸塩(B−1)をジベンジルアミニウムイオンでイオン交換処理しなかった以外は、実施例1と同様に行ない物性を評価した。結果を表3に示す。
[Comparative Example 3]
The physical properties were evaluated in the same manner as in Example 1 except that the swellable layered silicate (B-1) was not ion-exchanged with dibenzylaminium ions. The results are shown in Table 3.

[比較例4]
層状珪酸塩の変性物(B)の代わりに、ガラス繊維チョップドストランド(日本板硝子(株)社製、RES03−TP78)を表3に示す割合で使用した以外は、実施例1と同様に行ない物性を評価した。結果を表3に示す。
[Comparative Example 4]
The physical properties were the same as in Example 1 except that glass fiber chopped strands (manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd., RES03-TP78) were used in the ratio shown in Table 3 instead of the modified layered silicate (B). Evaluated. The results are shown in Table 3.

[比較例5]
層状珪酸塩の変性物(B)の代わりに、非膨潤性の天然マイカ(レプコ(株)社製、M−400)を表3に示す割合で使用した以外は、実施例1と同様に行ない物性を評価した。結果を表3に示す。
[Comparative Example 5]
The same procedure as in Example 1 was performed except that non-swellable natural mica (manufactured by Repco Co., Ltd., M-400) was used in the ratio shown in Table 3 instead of the modified layered silicate (B). Physical properties were evaluated. The results are shown in Table 3.

[比較例6]
比較例5の天然マイカの量を、成型品の反りが低減される20質量%まで増やした以外は比較例5と同様に行ない物性を評価した。結果を表3に示す。
[Comparative Example 6]
The physical properties were evaluated in the same manner as in Comparative Example 5 except that the amount of natural mica in Comparative Example 5 was increased to 20% by mass where the warpage of the molded product was reduced. The results are shown in Table 3.

[比較例7]
製造例3で得られた層状珪酸塩の変性物(B)を使用した以外は、実施例1と同様に行ない物性を評価した。結果を表3に示す。
[Comparative Example 7]
The physical properties were evaluated in the same manner as in Example 1 except that the modified layered silicate (B) obtained in Production Example 3 was used. The results are shown in Table 3.

[比較例8〜比較例9]
層状珪酸塩の変性物を使用しないこと以外は、実施例1および実施例5と同様に行ない物性を評価した。結果を表3に示す。
[Comparative Examples 8 to 9]
The physical properties were evaluated in the same manner as in Examples 1 and 5 except that the modified layered silicate was not used. The results are shown in Table 3.

Figure 2006225548
Figure 2006225548

Figure 2006225548
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Figure 2006225548
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Claims (9)

熱可塑性樹脂(A)および、層状珪酸塩の変性物(B)を含む樹脂組成物であって、層状珪酸塩の変性物(B)が膨潤性層状珪酸塩(B−1)が含む金属イオンを、ベンジル基を含むアミニウムイオン(B−2)でイオン交換したものである熱可塑性樹脂組成物。 A resin composition comprising a thermoplastic resin (A) and a modified layered silicate (B), wherein the modified layered silicate (B) is a metal ion contained in the swellable layered silicate (B-1) Is a thermoplastic resin composition that is ion-exchanged with an aminium ion (B-2) containing a benzyl group. 熱可塑性樹脂(A)が、ガラス転移温度167℃以上または融点が270℃以上の熱可塑性樹脂である請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。 The thermoplastic resin composition according to claim 1, wherein the thermoplastic resin (A) is a thermoplastic resin having a glass transition temperature of 167 ° C or higher or a melting point of 270 ° C or higher. 熱可塑性樹脂(A)が、芳香環含有ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルニトリル、ポリエーテルケトンおよび、ポリイミドから選ばれる少なくとも1種以上である請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。 2. The heat according to claim 1, wherein the thermoplastic resin (A) is at least one selected from aromatic ring-containing polyamide, polyamideimide, polyphenylene sulfide, polyarylate, polysulfone, polyethernitrile, polyetherketone, and polyimide. Plastic resin composition. 膨潤性層状珪酸塩(B−1)が、合成フッ素雲母および/またはモンモリロナイトである、請求項1〜請求項3に記載の熱可塑性樹脂組成物。 The thermoplastic resin composition according to claim 1, wherein the swellable layered silicate (B-1) is synthetic fluorinated mica and / or montmorillonite. ベンジル基を含むアミニウムイオン(B−2)が、一般式(1)で表わされるものである、請求項1〜請求項4に記載の熱可塑性樹脂組成物。
Figure 2006225548
(m=0〜2、n=1〜3の整数を表し、m+n=3である。またRは水素、アルキル基またはアリール基を表し、互いに異なっていても良い。またベンジル基の芳香環の水素はアルキル基またはハロゲン原子で置換されていても良い)
The thermoplastic resin composition according to claim 1, wherein the aminium ion (B-2) containing a benzyl group is represented by the general formula (1).
Figure 2006225548
(M represents an integer of 0 to 2, n = 1 to 3, and m + n = 3. R represents hydrogen, an alkyl group or an aryl group, and may be different from each other. Hydrogen may be substituted with an alkyl group or a halogen atom)
熱可塑性組成物中に含まれる層状珪酸塩の変性物(B)中の無機質成分の量が、熱可塑性樹脂(A)および層状珪酸塩の変性物(B)の合計100質量%に対して0.1〜15質量%である、請求項1〜5に記載の熱可塑性樹脂組成物。 The amount of the inorganic component in the modified layered silicate (B) contained in the thermoplastic composition is 0 with respect to 100% by mass in total of the thermoplastic resin (A) and the modified layered silicate (B). The thermoplastic resin composition of Claims 1-5 which is 0.1-15 mass%. 数式(3)により求められる層状珪酸塩の変性物(B)中のベンジル基を含むアミニウムイオン(B−2)のイオン含有比(IR)が、0.5〜1.5である請求項1〜請求項6に記載の熱可塑性樹脂組成物。
IR = CE / IE (3)
(数式(3)において、IRはベンジル基を含むアミニウムイオン(B−2)のイオン含有比、CEは膨潤性層状珪酸塩(B−1)100g当たりのベンジル基を含むアミニウムイオン(B−2)の化学当量(meq/100g)、IEは膨潤性層状珪酸塩(B−1)のイオン交換容量(meq/100g)である)
The ion content ratio (IR) of the aminium ion (B-2) containing a benzyl group in the modified layered silicate (B) obtained by the mathematical formula (3) is 0.5 to 1.5. The thermoplastic resin composition according to claim 1.
IR = CE / IE (3)
(In Formula (3), IR is the ion content ratio of the aminium ion (B-2) containing a benzyl group, and CE is the aminium ion containing a benzyl group per 100 g of the swellable layered silicate (B-1) (B -2) chemical equivalent (meq / 100 g), IE is the ion exchange capacity (meq / 100 g) of the swellable layered silicate (B-1))
熱可塑性樹脂(A)および層状珪酸塩の変性物(B)の合計100質量部に対して、炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維、セラミック繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、炭化ケイ素繊維から選ばれる少なくとも1種以上の無機繊維を1〜50質量部含む、請求項1〜請求項7に記載の熱可塑性樹脂組成物。 At least selected from carbon fiber, glass fiber, metal fiber, ceramic fiber, alumina fiber, boron fiber, and silicon carbide fiber with respect to a total of 100 parts by mass of the thermoplastic resin (A) and the modified layered silicate (B). The thermoplastic resin composition according to claim 1, comprising 1 to 50 parts by mass of one or more inorganic fibers. 請求項1〜請求項8のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物を成形して得られる成形体。

The molded object obtained by shape | molding the thermoplastic resin composition in any one of Claims 1-8.

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