JP2010529283A - ポリ(アリーレンエーテル)組成物、方法、および物品 - Google Patents
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Abstract
Description
約20〜約36質量%のポリ(アリーレンエーテル)、
約10〜約35質量%のポリスチレン、および
約30〜約50質量%のガラス繊維
を含む組成物(質量%はいずれも前記組成物の総質量を基準とする)であって、
ISO 527に準拠して23℃で測定して少なくとも140メガパスカルの引張強度、
ISO 527に準拠してダブルゲート型引張試験片について測定して少なくとも50メガパスカルのウェルドライン引張強度(tensile knitline strength)、
ISO 178に準拠して23℃で測定して少なくとも180メガパスカルの曲げ強度、および
ISO 1133に準拠して300℃にて10キログラムの荷重で測定して10分当たり少なくとも15ミリリットルの溶融体積流量(melt volume-flow rate)
を示す組成物によって解決される。
約30〜約35質量%の、約50,000〜約60,000原子質量単位のコンパウンド後の質量平均分子量を有するポリ(2,6-ジメチル-1,4-フェニレンエーテル)、
約20〜約25質量%の、約30,000〜約100,000原子質量単位の数平均分子量を有するアタクチックホモポリスチレン、
約0.2〜約2質量%の離型剤、および
約35〜約45質量%の、約10〜約20マイクロメートルの直径を有するガラス繊維
を含む組成物(質量%はいずれも前記組成物の総質量を基準とする)であって、
前記組成物が、前記ポリ(2,6-ジメチル-1,4-フェニレンエーテル)、前記アタクチックホモポリスチレン、および前記離型剤以外のいかなるポリマーも含まず、
ISO 527に準拠して23℃で測定して少なくとも145メガパスカルの引張強度、
ISO 527に準拠してダブルゲート型引張試験片について測定して少なくとも55メガパスカルのウェルドライン引張強度(tensile knitline strength)、
ISO 178に準拠して23℃で測定して少なくとも180メガパスカルの曲げ強度、および
ISO 1133に準拠して300℃にて10キログラムの荷重で測定して10分当たり少なくとも15ミリリットルの溶融体積流量(melt volume-flow rate)
を示す組成物である。
約30〜約35質量%の、約50,000〜約60,000原子質量単位のコンパウンド後の質量平均分子量を有するポリ(2,6-ジメチル-1,4-フェニレンエーテル)、
約20〜約25質量%の、約30,000〜約100,000原子質量単位の数平均分子量を有するアタクチックホモポリスチレン、
約0.2〜約2質量%の離型剤、および
約35〜約45質量%の、約10〜約20マイクロメートルの直径を有するガラス繊維、ならびに
場合により最高で5質量%の、安定剤、加工助剤、ドリップ抑制剤、核形成剤、染料、顔料、酸化防止剤、帯電防止剤、発泡剤、金属不活性化剤、ブロッキング防止剤、芳香剤、およびこれらの混合物から選択される添加剤
を含む組成物(質量%はいずれも前記組成物の総質量を基準とする)であって、
前記組成物が、前記ポリ(2,6-ジメチル-1,4-フェニレンエーテル)、前記アタクチックホモポリスチレン、および前記離型剤以外のいかなるポリマーも含まず、
ISO 527に準拠して23℃で測定して少なくとも145メガパスカルの引張強度、
ISO 527に準拠してダブルゲート型引張試験片について測定して少なくとも55メガパスカルのウェルドライン引張強度、
ISO 178に準拠して23℃で測定して少なくとも180メガパスカルの曲げ強度、および
ISO 1133に準拠して300℃にて10キログラムの荷重で測定して10分当たり少なくとも15ミリリットルの溶融体積流量
を示す組成物である。
約20〜約36質量%のポリ(アリーレンエーテル)、
約10〜約35質量%のポリスチレン、および
約30〜約50質量%のガラス繊維
を含む組成物(質量%はいずれも前記組成物の総質量を基準とする)を含む物品であって、
前記組成物が、
ISO 527に準拠して23℃で測定して少なくとも140メガパスカルの引張強度、
ISO 527に準拠してダブルゲート型引張試験片について測定して少なくとも50メガパスカルのウェルドライン引張強度、
ISO 178に準拠して23℃で測定して少なくとも180メガパスカルの曲げ強度、および
ISO 1133に準拠して300℃にて10キログラムの荷重で測定して10分当たり少なくとも15ミリリットルの溶融体積流量
を示す、物品である。
約30〜約35質量%の、約50,000〜約60,000原子質量単位のコンパウンド後の質量平均分子量を有するポリ(2,6-ジメチル-1,4-フェニレンエーテル)、
約20〜約25質量%の、約30,000〜約100,000原子質量単位の数平均分子量を有するアタクチックホモポリスチレン、
約0.2〜約2質量%の離型剤、および
約35〜約45質量%の、約10〜約20マイクロメートルの直径を有するガラス繊維
を含む組成物(質量%はいずれも前記組成物の総質量を基準とする)を含む物品であって、
前記組成物が、前記ポリ(2,6-ジメチル-1,4-フェニレンエーテル)、前記アタクチックホモポリスチレン、および前記離型剤以外のいかなるポリマーも含まず、かつ、
前記組成物が、
ISO 527に準拠して23℃で測定して少なくとも145メガパスカルの引張強度、
ISO 527に準拠してダブルゲート型引張試験片について測定して少なくとも55メガパスカルのウェルドライン引張強度、
ISO 178に準拠して23℃で測定して少なくとも180メガパスカルの曲げ強度、および
ISO 1133に準拠して300℃にて10キログラムの荷重で測定して10分当たり少なくとも15ミリリットルの溶融体積流量
を示す、物品である。
約30〜約35質量%の、約50,000〜約60,000原子質量単位のコンパウンド後の質量平均分子量を有するポリ(2,6-ジメチル-1,4-フェニレンエーテル)、
約20〜約25質量%の、約30,000〜約100,000原子質量単位の数平均分子量を有するアタクチックホモポリスチレン、
約0.2〜約2質量%の離型剤、および
約35〜約45質量%の、約10〜約20マイクロメートルの直径を有するガラス繊維、ならびに
場合により最高で5質量%の、安定剤、加工助剤、ドリップ抑制剤、核形成剤、染料、顔料、酸化防止剤、帯電防止剤、発泡剤、金属不活性化剤、ブロッキング防止剤、芳香剤、およびこれらの混合物から選択される添加剤
を含む組成物(質量%はいずれも前記組成物の総質量を基準とする)を含む物品であって、
前記組成物が、前記ポリ(2,6-ジメチル-1,4-フェニレンエーテル)、前記アタクチックホモポリスチレン、および前記離型剤以外のいかなるポリマーも含まず、かつ、
前記組成物が、
ISO 527に準拠して23℃で測定して少なくとも145メガパスカルの引張強度、
ISO 527に準拠してダブルゲート型引張試験片について測定して少なくとも55メガパスカルのウェルドライン引張強度、
ISO 178に準拠して23℃で測定して少なくとも180メガパスカルの曲げ強度、および
ISO 1133に準拠して300℃にて10キログラムの荷重で測定して10分当たり少なくとも15ミリリットルの溶融体積流量
を示す、物品である。
約20〜約36質量%のポリ(アリーレンエーテル)、
約10〜約35質量%のポリスチレン、および
約30〜約50質量%のガラス繊維
を溶融混練して組成物(質量%はいずれも前記組成物の総質量を基準とする)を形成させる工程を含む組成物の製造方法であって、
前記組成物が、
ISO 527に準拠して23℃で測定して少なくとも140メガパスカルの引張強度、
ISO 527に準拠してダブルゲート型引張試験片について測定して少なくとも50メガパスカルのウェルドライン引張強度、
ISO 178に準拠して23℃で測定して少なくとも180メガパスカルの曲げ強度、および
ISO 1133に準拠して300℃にて10キログラムの荷重で測定して10分当たり少なくとも15ミリリットルの溶融体積流量
を示す、製造方法である。
約20〜約36質量%のポリ(アリーレンエーテル)、
約10〜約35質量%のポリスチレン、および
約30〜約50質量%のガラス繊維
を含む組成物(質量%はいずれも前記組成物の総質量を基準とする)であって、
ISO 527に準拠して23℃で測定して少なくとも140メガパスカルの引張強度、
ISO 527に準拠してダブルゲート型引張試験片について測定して少なくとも50メガパスカルのウェルドライン引張強度(tensile knitline strength)、
ISO 178に準拠して23℃で測定して少なくとも180メガパスカルの曲げ強度、および
ISO 1133に準拠して300℃にて10キログラムの荷重で測定して10分当たり少なくとも15ミリリットルの溶融体積流量(melt volume-flow rate)
を示す組成物である。
より高い引張強度が可能である。すなわち、一部の実施態様では、引張強度は、少なくとも145メガパスカル、とりわけ少なくとも150メガパスカル、さらにとりわけ140〜約160メガパスカル、さらにとりわけ140〜約155メガパスカルである。
より高いウェルドライン引張強度も可能である。すなわち、一部の実施態様では、ウェルドライン引張強度は、少なくとも55メガパスカル、とりわけ少なくとも60メガパスカル、さらにとりわけ50〜約70メガパスカル、さらにとりわけ50〜約65メガパスカルである。
より高い曲げ強度も可能である。すなわち、一部の実施態様では、曲げ強度は、とりわけ180〜約230メガパスカル、さらにとりわけ180〜約225メガパスカルである。
より高い溶融体積流量も可能である。すなわち、一部の実施態様では、溶融体積流量は、10分当たり少なくとも20ミリリットル、とりわけ10分当たり少なくとも15〜約25ミリリットルである。
ポリ(アリーレンエーテル)/ポリスチレン組成物においてこのような特性の組合せを達成することができることは全く予想外であった。典型的には、高い強度および剛性は、コンパウンドされた樹脂におけるガラスの組み込み量およびガラスの長さを増加させることによって達成される。しかし、この結果、低い溶融流量がもたらされる。さらに、ガラスの組み込み量が増加し、溶融した組成物の溶融流量が同じに維持される場合には、ガラスの湿潤が典型的に低減され、低い接着性および低い強度がもたらされる。本発明者らが研究を行っていた時期には、組成における特定の変更によって重要な特性がどのような影響を受けるかについてはほとんど知られておらず、どのような特定の組成物が所望の特性の組み合わせをもたらすかを予想することは不可能であったのみならず、どのようなポリ(アリーレンエーテル)/ポリスチレン組成物でも所望の特性の組み合わせを得ることができないのではないかとの疑いが高かった。
を有する反復構造単位を含む。本明細書において、用語「ヒドロカルビル」は、この語が単独で用いられるか否か、接頭辞、接尾辞、または別の用語の一部として用いられるか否かにかかわらず、炭素および水素のみを有する残基を意味する。この残基は、脂肪族または芳香族、直鎖状、環状、二環性、分岐状、飽和、または不飽和であってよい。この残基は、脂肪族または芳香族、直鎖状、環状、二環性、分岐状、飽和、および不飽和の炭化水素部分の組合せを有していてもよい。しかし、このヒドロカルビル基が置換されていると記載されている場合には、任意に、その置換基の炭素または水素上にヘテロ原子を有していてよい。置換されている場合、ヒドロカルビル基は、ハロゲン、酸素、窒素、硫黄、ケイ素、またはリンなどのヘテロ原子を1つ以上有していてよい。置換されている場合、ヒドロカルビル基は、その炭化水素基の骨格にペンダント状に、あるいは骨格の内部にヘテロ原子を有していてよい。1つの例として、Z1は、1-ヒドロキシ-2,6-ジメチルフェニレン基の末端のメチル基と、酸化的重合触媒のジ-n-ブチルアミン成分との反応によって形成されたジ-n-ブチルアンモニウムメチル基であってよい。
約30〜約35質量%の、約50,000〜約60,000原子質量単位のコンパウンド後の質量平均分子量を有するポリ(2,6-ジメチル-1,4-フェニレンエーテル)、
約20〜約25質量%の、約30,000〜約100,000原子質量単位の数平均分子量を有するアタクチックホモポリスチレン、
約0.2〜約2質量%の離型剤、および
約35〜約45質量%の、約10〜約20マイクロメートルの直径を有するガラス繊維
を含む組成物(質量%はいずれも前記組成物の総質量を基準とする)であって、
前記組成物が、前記ポリ(2,6-ジメチル-1,4-フェニレンエーテル)、前記アタクチックホモポリスチレン、および前記離型剤以外のいかなるポリマーも含まず、
ISO 527に準拠して23℃で測定して少なくとも145メガパスカルの引張強度、
ISO 527に準拠してダブルゲート型引張試験片について測定して少なくとも55メガパスカルのウェルドライン引張強度、
ISO 178に準拠して23℃で測定して少なくとも180メガパスカルの曲げ強度、および
ISO 1133に準拠して300℃にて10キログラムの荷重で測定して10分当たり少なくとも15ミリリットルの溶融体積流量
を示す組成物である。とりわけ、本組成物は、145〜約160メガパスカルの引張強度、55〜約70メガパスカルのウェルドライン引張強度、180〜約230メガパスカルの曲げ強度、および10分当たり少なくとも15〜約25ミリリットルの溶融体積流量を示す。
約30〜約35質量%の、約50,000〜約60,000原子質量単位のコンパウンド後の質量平均分子量を有するポリ(2,6-ジメチル-1,4-フェニレンエーテル)、
約20〜約25質量%の、約30,000〜約100,000原子質量単位の数平均分子量を有するアタクチックホモポリスチレン、
約0.2〜約2質量%の離型剤、および
約35〜約45質量%の、約10〜約20マイクロメートルの直径を有するガラス繊維、ならびに
場合により最高で5質量%の、安定剤、加工助剤、ドリップ抑制剤、核形成剤、染料、顔料、酸化防止剤、帯電防止剤、発泡剤、金属不活性化剤、ブロッキング防止剤、芳香剤、およびこれらの混合物から選択される添加剤
を含む組成物(質量%はいずれも前記組成物の総質量を基準とする)であって、
前記組成物が、前記ポリ(2,6-ジメチル-1,4-フェニレンエーテル)、前記アタクチックホモポリスチレン、および前記離型剤以外のいかなるポリマーも含まず、
ISO 527に準拠して23℃で測定して少なくとも145メガパスカルの引張強度、
ISO 527に準拠してダブルゲート型引張試験片について測定して少なくとも55メガパスカルのウェルドライン引張強度、
ISO 178に準拠して23℃で測定して少なくとも180メガパスカルの曲げ強度、および
ISO 1133に準拠して300℃にて10キログラムの荷重で測定して10分当たり少なくとも15ミリリットルの溶融体積流量
を示す組成物である。とりわけ、本組成物は、145〜約160メガパスカルの引張強度、55〜約70メガパスカルのウェルドライン引張強度、180〜約230メガパスカルの曲げ強度、および10分当たり少なくとも15〜約25ミリリットルの溶融体積流量を示す。
約20〜約36質量%のポリ(アリーレンエーテル)、
約10〜約35質量%のポリスチレン、および
約30〜約50質量%のガラス繊維
を溶融混練して組成物(質量%はいずれも前記組成物の総質量を基準とする)を形成させる工程を含む組成物の製造方法であって、
前記組成物が、
ISO 527に準拠して23℃で測定して少なくとも140メガパスカルの引張強度、
ISO 527に準拠してダブルゲート型引張試験片について測定して少なくとも50メガパスカルのウェルドライン引張強度、
ISO 178に準拠して23℃で測定して少なくとも180メガパスカルの曲げ強度、および
ISO 1133に準拠して300℃にて10キログラムの荷重で測定して10分当たり少なくとも15ミリリットルの溶融体積流量
を示す、製造方法である。とりわけ、本組成物は、145〜約160メガパスカルの引張強度、55〜約70メガパスカルのウェルドライン引張強度、180〜約230メガパスカルの曲げ強度、および10分当たり少なくとも15〜約25ミリリットルの溶融体積流量を示す。特に効果的な溶融混練工程は、約333〜約360℃の温度で実施することができる。この温度は、押出機内部のプローブを介して測定される溶融温度である。一部の実施態様では、溶融混練工程は、約350〜約360℃の温度で組成物を押出す工程を含む。押出された組成物の温度は、例えば、赤外線温度モニター(ときには「RIガン」と称される)などを使用して測定することができる。溶融混練工程を、約290〜約320℃のダイ温度を有する押出機を使用して溶融混練する実施することも特に効果的である。
表1に、本実施例において用いた材料を列記する。
7種の組成物を、表2に示した配合を用いて調製した。全ての成分の量は、質量部による。組成物はいずれも、45質量%より多いポリ(アリーレンエーテル)を含有していた。これらの組成物は、基本的に、ポリ(アリーレンエーテル)の質量平均分子量、ならびに、ポリスチレンおよびゴム変性ポリスチレンの量において異なる。溶融体積流量(メルトボリュームフローレート:MVR)、曲げ強度(Flex. Str.)、および引張降伏強度(TYS)を、各組成物について測定した。特性値を、表2に示す。各組成物は所望の値を少なくとも1つの特性で示すが、試験した3種の特性の全てで所望の値を示す組成物はない。
10種の組成物を調製し、上述したとおりに試験した。組成および特性を表3に示す。比較例9、10、および11は、互いに同じ組成の再現であり、比較例13および14,比較例15および16も同様である。組成物はいずれも、40質量%より少ないポリ(アリーレンエーテル)を含有していた。これらの組成物は、基本的に、ポリ(アリーレンエーテル)の質量平均分子量、ならびに、ポリスチレン、ゴム変性ポリスチレン、およびガラスの量において異なる。これらの試料のうち1種(実施例1)だけが、試験した4種の特性の全てで所望の値を示す。
7種の組成物を調製し、商業的なスケールのコンパウンド装置で試験した。比較例17〜19および実施例2および3を、Werner & Pfleidererの92ミリメートル2葉押出機でコンパウンドした。実施例4および5は、Werner & Pfleidererの120ミリメートル2葉押出機でコンパウンドした。比較例17、18、および19は、互いに同じ組成の再現であり、実施例2および3,実施例4および5も同様である。実施例2および3と、実施例4および5とは、コンパウンドの装置および条件のみが異なる。
Claims (20)
- 約20〜約36質量%のポリ(アリーレンエーテル)、
約10〜約35質量%のポリスチレン、および
約30〜約50質量%のガラス繊維
を含む組成物(質量%はいずれも前記組成物の総質量を基準とする)であって、
ISO 527に準拠して23℃で測定して少なくとも140メガパスカルの引張強度、
ISO 527に準拠してダブルゲート型引張試験片について測定して少なくとも50メガパスカルのウェルドライン引張強度、
ISO 178に準拠して23℃で測定して少なくとも180メガパスカルの曲げ強度、および
ISO 1133に準拠して300℃にて10キログラムの荷重で測定して10分当たり少なくとも15ミリリットルの溶融体積流量
を示す、組成物。 - 140〜約160メガパスカルの引張強度、
50〜約70メガパスカルのウェルドライン引張強度、
180〜約230メガパスカルの曲げ強度、および
10分当たり少なくとも15〜約25ミリリットルの溶融体積流量
を示す、請求項1に記載の組成物。 - 前記ポリ(アリーレンエーテル)が、約40,000〜約50,000原子質量単位のコンパウンド前の質量平均分子量を有する、請求項1または2に記載の組成物。
- 前記ポリ(アリーレンエーテル)が有するコンパウンド前の質量平均分子量の分布が、12,000原子質量単位以下の分子量を有する分子を約15〜約20質量%含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記ポリ(アリーレンエーテル)が有するコンパウンド前の質量平均分子量の分布が、100,000原子質量単位以上の分子量を有する分子を約6〜約15質量%含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記ポリ(アリーレンエーテル)が、約50,000〜約60,000原子質量単位のコンパウンド後の質量平均分子量を有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記ポリスチレンが、アタクチックホモポリスチレンである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記ポリスチレンが、約30,000〜約100,000原子質量単位の数平均分子量を有するアタクチックホモポリスチレンである、請求項1〜7のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記組成物が、5質量%以下の量のゴム変性ポリスチレンを含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記組成物が、ゴム変性ポリスチレンを含まない、請求項1〜8のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記組成物が、前記ポリ(アリーレンエーテル)および前記ポリスチレン以外の任意のポリマーを5質量%以下含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記組成物が、高分子離型剤を場合によりさらに含み、かつ、前記組成物が、前記ポリ(アリーレンエーテル)、前記ポリスチレン、および前記高分子離型剤以外のいかなるポリマーも含まない、請求項1〜11のいずれか一項に記載の組成物。
- 約30〜約35質量%のポリ(アリーレンエーテル)、
約15〜約30質量%のポリスチレン、および
約35〜約45質量%のガラス繊維
を含む、請求項1〜12のいずれか一項に記載の組成物。 - 前記ポリ(アリーレンエーテル)が、約50,000〜約60,000原子質量単位のコンパウンド後の質量平均分子量を有するポリ(2,6-ジメチル-1,4-フェニレンエーテル)を含み、
前記ポリスチレンが、約30,000〜約100,000原子質量単位の数平均分子量を有するアタクチックホモポリスチレンを含み、
前記ガラス繊維が、約10〜約20マイクロメートルの直径を有し、
前記組成物が、前記ポリ(2,6-ジメチル-1,4-フェニレンエーテル)、前記アタクチックホモポリスチレン、および前記離型剤以外のいかなるポリマーも含まず、
前記引張強度が少なくとも145メガパスカルであり、前記ウェルドライン引張強度が少なくとも55メガパスカルであり、
前記組成物が、
約20〜約25質量%のアタクチックホモポリスチレンと、
約0.2〜約2質量%の離型剤と
を含む、請求項1〜13のいずれか一項に記載の組成物。 - 請求項14に記載の組成物と、
場合により最高で5質量%の、安定剤、加工助剤、ドリップ抑制剤、核形成剤、染料、顔料、酸化防止剤、帯電防止剤、発泡剤、金属不活性化剤、ブロッキング防止剤、芳香剤、およびこれらの混合物から選択される添加剤と
からなる組成物。 - 145〜約160メガパスカルの引張強度、
55〜約70メガパスカルのウェルドライン引張強度、
180〜約230メガパスカルの曲げ強度、および
10分当たり少なくとも15〜約25ミリリットルの溶融体積流量
を示す、請求項1〜15のいずれか一項に記載の組成物。 - 請求項1〜16のいずれか一項に記載の組成物を含む物品。
- 約20〜約36質量%のポリ(アリーレンエーテル)、
約10〜約35質量%のポリスチレン、および
約30〜約50質量%のガラス繊維
を溶融混練して組成物(質量%はいずれも前記組成物の総質量を基準とする)を形成させる工程を含む組成物の製造方法であって、
前記組成物が、
ISO 527に準拠して23℃で測定して少なくとも140メガパスカルの引張強度、
ISO 527に準拠してダブルゲート型引張試験片について測定して少なくとも50メガパスカルのウェルドライン引張強度、
ISO 178に準拠して23℃で測定して少なくとも180メガパスカルの曲げ強度、および
ISO 1133に準拠して300℃にて10キログラムの荷重で測定して10分当たり少なくとも15ミリリットルの溶融体積流量
を示す、製造方法。 - 前記溶融混練工程が、約350〜約360℃の温度で前記組成物を押出す工程を含む、請求項18に記載の製造方法。
- 前記溶融混練工程が、約290〜約320℃のダイ温度を有する押出機を使用して溶融混練する工程を含む、請求項18または19に記載の製造方法。
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