JP2564559B2 - 芳香族ポリスルホン樹脂組成物 - Google Patents
芳香族ポリスルホン樹脂組成物Info
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- JP2564559B2 JP2564559B2 JP62179220A JP17922087A JP2564559B2 JP 2564559 B2 JP2564559 B2 JP 2564559B2 JP 62179220 A JP62179220 A JP 62179220A JP 17922087 A JP17922087 A JP 17922087A JP 2564559 B2 JP2564559 B2 JP 2564559B2
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- aromatic polysulfone
- polysulfone resin
- carbon fiber
- resin
- resin composition
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、芳香族ポリスルホン樹脂と収束剤に芳香族
ポリスルホン樹脂を使用して表面被覆した炭素繊維とか
らなる機械強度の優れた樹脂組成物に関するものであ
る。
ポリスルホン樹脂を使用して表面被覆した炭素繊維とか
らなる機械強度の優れた樹脂組成物に関するものであ
る。
（従来の技術） 芳香族ポリスルホン樹脂は機械的、化学的および熱的
性質に優れたエンジニアリングプラスチックであり、電
気・電子機器、機械、自動車等の用途に種々使用されて
いる。しかし最近の技術進歩により、芳香族ポリスルホ
ン樹脂が有する特性、特に機械強度を一段と高めたもの
が要求されるようになってきた。
性質に優れたエンジニアリングプラスチックであり、電
気・電子機器、機械、自動車等の用途に種々使用されて
いる。しかし最近の技術進歩により、芳香族ポリスルホ
ン樹脂が有する特性、特に機械強度を一段と高めたもの
が要求されるようになってきた。
この為、芳香族ポリスルホン樹脂に繊維状補強材、特
に炭素繊維を配合することにより機械強度、耐熱性を改
良する方法が実施されている。
に炭素繊維を配合することにより機械強度、耐熱性を改
良する方法が実施されている。
この場合、炭素繊維には収束剤として、エポキシ樹脂
を使用して表面被覆したものが一般的である。しかし、
エポキシ樹脂を収束剤として使用するものは、エポキシ
樹脂等の熱硬化性樹脂がマトリックスである場合には有
効であるが、芳香族ポリスルホン樹脂等の熱可塑性樹脂
に対しては接着性が悪いため、機械強度の良好な樹脂組
成物が得られない。この為、特開昭53−106752号公報に
見られるごとく、熱可塑性樹脂をマトリックスにするも
のに対してはポリアミド樹脂を炭素繊維の収束剤として
用いることが、試みられている。しかし、この場合にも
芳香族ポリスルホン樹脂をマトリックスにする場合、芳
香族ポリスルホン樹脂の成形温度が350℃以上の高温で
ある為、ポリアミド樹脂にて収束した炭素繊維を使用し
た場合、成形中に収束剤が熱分解して、ボイドの生成、
ウエルド部強度の低下等の問題を生じていた。
を使用して表面被覆したものが一般的である。しかし、
エポキシ樹脂を収束剤として使用するものは、エポキシ
樹脂等の熱硬化性樹脂がマトリックスである場合には有
効であるが、芳香族ポリスルホン樹脂等の熱可塑性樹脂
に対しては接着性が悪いため、機械強度の良好な樹脂組
成物が得られない。この為、特開昭53−106752号公報に
見られるごとく、熱可塑性樹脂をマトリックスにするも
のに対してはポリアミド樹脂を炭素繊維の収束剤として
用いることが、試みられている。しかし、この場合にも
芳香族ポリスルホン樹脂をマトリックスにする場合、芳
香族ポリスルホン樹脂の成形温度が350℃以上の高温で
ある為、ポリアミド樹脂にて収束した炭素繊維を使用し
た場合、成形中に収束剤が熱分解して、ボイドの生成、
ウエルド部強度の低下等の問題を生じていた。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、機械強度に優れ成形時にボイドの生
成、ウエルド部強度の低下の少ない芳香族ポリスルホン
樹脂組成物を提供することにある。
成、ウエルド部強度の低下の少ない芳香族ポリスルホン
樹脂組成物を提供することにある。
（問題を解決するための手段） 本発明者らは前記目的を達成する為に種々検討した結
果、芳香族ポリスルホン樹脂と収束剤として芳香族ポリ
スルホン樹脂で表面被覆した炭素繊維からなる樹脂組成
物が有効であることを見出し本発明を完成するに至っ
た。
果、芳香族ポリスルホン樹脂と収束剤として芳香族ポリ
スルホン樹脂で表面被覆した炭素繊維からなる樹脂組成
物が有効であることを見出し本発明を完成するに至っ
た。
即ち、本発明は芳香族ポリスルホン樹脂と収束剤に芳
香族ポリスルホン樹脂を使用して表面被覆した炭素繊維
よりなる芳香族ポリスルホン樹脂組成物である。
香族ポリスルホン樹脂を使用して表面被覆した炭素繊維
よりなる芳香族ポリスルホン樹脂組成物である。
本発明において、収束剤として炭素繊維の表面を被覆
するのに用いられる芳香族ポリスルホン樹脂は、アリー
レン結合、エーテル結合およびスルホン結合を結合単位
とする線状重合体であり、例えば、次式のような構造式
からなるものが知られている。
するのに用いられる芳香族ポリスルホン樹脂は、アリー
レン結合、エーテル結合およびスルホン結合を結合単位
とする線状重合体であり、例えば、次式のような構造式
からなるものが知られている。
これらの芳香族ポリスルホン樹脂は、例えば特公昭40
−10067号公報、特公昭42−7799号公報、及び特公昭41
−617号公報などに記載された方法によって製造するこ
とができ、少なくともこれらの一種または二種以上の混
合物が用いられる。市販されているものとして、（１）
の構造式で示される代表例として、英国インペリアル・
ケミケル・インダストリーズ社の（ビクトレックス ポ
リエーテルスルホン4100G商標）が挙げられ、（２）の
構造式で示される代表例として、米国アモコ・ケミカル
社の（ユーデル ポリスルホンＰ−1700商標）等があ
る。
−10067号公報、特公昭42−7799号公報、及び特公昭41
−617号公報などに記載された方法によって製造するこ
とができ、少なくともこれらの一種または二種以上の混
合物が用いられる。市販されているものとして、（１）
の構造式で示される代表例として、英国インペリアル・
ケミケル・インダストリーズ社の（ビクトレックス ポ
リエーテルスルホン4100G商標）が挙げられ、（２）の
構造式で示される代表例として、米国アモコ・ケミカル
社の（ユーデル ポリスルホンＰ−1700商標）等があ
る。
また本発明で使用される炭素繊維はアクリル系、レー
ヨン系、リグニン系、ピッチ系等が挙げられ、いずれも
使用される。炭素繊維の形態は、チョップトストラン
ド、ロービング、織物等いずれでも良い。これらの炭素
繊維は予めその表面を酸処理しておくと、さらに好まし
い。これら炭素繊維表面への芳香族ポリスルホン樹脂の
被覆方法としては、芳香族ポリスルホン樹脂をジクロル
メタン、クロロホルム、1,2−ジクロルエタン、1,1,1,
2,2−テトラクロルエタン、ジメチルスルホオキシド、
ノルマルメチルペンタン、メチルエチルケトン、ジクロ
ルペンタノン、1,1,2−トリクロルエタンなどの溶剤に
溶解した溶液に、炭素繊維を浸漬し、その後乾燥し溶剤
を除去して芳香族ポリスルホン樹脂を被覆した炭素繊維
をえる。
ヨン系、リグニン系、ピッチ系等が挙げられ、いずれも
使用される。炭素繊維の形態は、チョップトストラン
ド、ロービング、織物等いずれでも良い。これらの炭素
繊維は予めその表面を酸処理しておくと、さらに好まし
い。これら炭素繊維表面への芳香族ポリスルホン樹脂の
被覆方法としては、芳香族ポリスルホン樹脂をジクロル
メタン、クロロホルム、1,2−ジクロルエタン、1,1,1,
2,2−テトラクロルエタン、ジメチルスルホオキシド、
ノルマルメチルペンタン、メチルエチルケトン、ジクロ
ルペンタノン、1,1,2−トリクロルエタンなどの溶剤に
溶解した溶液に、炭素繊維を浸漬し、その後乾燥し溶剤
を除去して芳香族ポリスルホン樹脂を被覆した炭素繊維
をえる。
通常、炭素繊維に対する芳香族ポリスルホン樹脂の被
覆量は炭素繊維100重量部に対し0.1〜10重量部がよく、
0.1重量部以下では本発明の効果はえられず、また10重
量部以上被覆させても、物性の向上は期待できず意味が
ない。
覆量は炭素繊維100重量部に対し0.1〜10重量部がよく、
0.1重量部以下では本発明の効果はえられず、また10重
量部以上被覆させても、物性の向上は期待できず意味が
ない。
以上芳香族ポリスルホン樹脂で被覆した炭素繊維と芳
香族ポリスルホン樹脂より本発明による樹脂組成物をえ
るが、この場合樹脂組成物をえる為の芳香族ポリスルホ
ン樹脂は被覆するのに使用したものと同じか、又は異な
っていても良く芳香族ポリスルホン樹脂としては上記に
示す、式（１）〜（８）で表される構造式を有する芳香
族ポリスルホン樹脂が使用できる。この場合芳香族ポリ
スルホン樹脂と被覆した炭素繊維との割合は、機械強度
の向上効果と成形加工性より芳香族ポリスルホン樹脂10
0重量部に対し被覆した炭素繊維５〜50重量部が好まし
い。被覆した炭素繊維と芳香族ポリスルホン樹脂との混
合には種々の手段が採用できる。例えば被覆した炭素繊
維を３〜6mm長さに切断し、これと芳香族ポリスルホン
樹脂とを各々別々に溶融押出機に供給して混合する事も
できるし、あらかじめヘンシェルミキサー、スーパーミ
キサー、リボンブレンダーなどの混合機で予備ブレンド
した後、溶融押出機に供給することもできる。更に被覆
した炭素繊維ロービングを直接溶融押出機に供給し、芳
香族ポリスルホン樹脂と混合することもできる。
香族ポリスルホン樹脂より本発明による樹脂組成物をえ
るが、この場合樹脂組成物をえる為の芳香族ポリスルホ
ン樹脂は被覆するのに使用したものと同じか、又は異な
っていても良く芳香族ポリスルホン樹脂としては上記に
示す、式（１）〜（８）で表される構造式を有する芳香
族ポリスルホン樹脂が使用できる。この場合芳香族ポリ
スルホン樹脂と被覆した炭素繊維との割合は、機械強度
の向上効果と成形加工性より芳香族ポリスルホン樹脂10
0重量部に対し被覆した炭素繊維５〜50重量部が好まし
い。被覆した炭素繊維と芳香族ポリスルホン樹脂との混
合には種々の手段が採用できる。例えば被覆した炭素繊
維を３〜6mm長さに切断し、これと芳香族ポリスルホン
樹脂とを各々別々に溶融押出機に供給して混合する事も
できるし、あらかじめヘンシェルミキサー、スーパーミ
キサー、リボンブレンダーなどの混合機で予備ブレンド
した後、溶融押出機に供給することもできる。更に被覆
した炭素繊維ロービングを直接溶融押出機に供給し、芳
香族ポリスルホン樹脂と混合することもできる。
本発明の効果を阻害しない限り、必要に応じ繊維状補
強材（例えばガラス繊維、チタン酸カリ繊維、セラミッ
ク繊維など）、粒状充填材（例えば炭酸カルシウム、タ
ルク、クレー、シリカ、黒鉛、ウオーラストナイトな
ど）、酸化防止剤、熱安定化剤、紫外線吸収剤、滑剤お
よび離型剤（例えばステアリン酸、およびその塩、エス
テル、ハーフエステル、ステアリルアルコール、ステア
ラミドなど）染料並びに顔料（例えば硫化カドミウム、
フタロシアニン、カーボンブラック、酸化チタンなど）
の他、他の熱可塑性樹脂（例えばポリアミド、ポリカー
ボネート、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルフ
ァイド、弗素樹脂など）、熱硬化性樹脂（例えばフェノ
ール樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド、
ポリアミドイミドなど）を併用してもよい。
強材（例えばガラス繊維、チタン酸カリ繊維、セラミッ
ク繊維など）、粒状充填材（例えば炭酸カルシウム、タ
ルク、クレー、シリカ、黒鉛、ウオーラストナイトな
ど）、酸化防止剤、熱安定化剤、紫外線吸収剤、滑剤お
よび離型剤（例えばステアリン酸、およびその塩、エス
テル、ハーフエステル、ステアリルアルコール、ステア
ラミドなど）染料並びに顔料（例えば硫化カドミウム、
フタロシアニン、カーボンブラック、酸化チタンなど）
の他、他の熱可塑性樹脂（例えばポリアミド、ポリカー
ボネート、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルフ
ァイド、弗素樹脂など）、熱硬化性樹脂（例えばフェノ
ール樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド、
ポリアミドイミドなど）を併用してもよい。
上記した本発明の樹脂組成物は射出成形法、押出成形
法、トランスファー成形法、圧縮成形法等の公知の成形
方法により所定の成形品に成形することが出来る。
法、トランスファー成形法、圧縮成形法等の公知の成形
方法により所定の成形品に成形することが出来る。
（実施例） 以下、実施例により本発明を説明する。
実施例１ 芳香族ポリスルホン樹脂として英国ICI社製ポリエー
テルスルホンPES4100G（商標）を20wt％、ジクロルメタ
ン40wt％、1,2−ジクロルエタン40wt％を使用してポリ
エーテルスルホン溶液を調製した。表面を酸処理したア
クリル系炭素繊維（東邦レイヨン社製、商標HTA）のロ
ービングをポリエーテルスルホン溶液に60M/Hrの速度で
連続的に浸漬し、乾燥し脱溶剤を行った後3mm長さに切
断し、チョップトストランドとした。
テルスルホンPES4100G（商標）を20wt％、ジクロルメタ
ン40wt％、1,2−ジクロルエタン40wt％を使用してポリ
エーテルスルホン溶液を調製した。表面を酸処理したア
クリル系炭素繊維（東邦レイヨン社製、商標HTA）のロ
ービングをポリエーテルスルホン溶液に60M/Hrの速度で
連続的に浸漬し、乾燥し脱溶剤を行った後3mm長さに切
断し、チョップトストランドとした。
この時の炭素繊維にたいする芳香族ポリスルホン樹脂
の付着量は5wt％であった。
の付着量は5wt％であった。
このチョップトストランド30wt％とPES4100G70wt％と
をドライブレンドした後40mm径押出機（押出温度350
℃）で溶融混練しながら押出す操作を行って均一配合ペ
レットを得た。
をドライブレンドした後40mm径押出機（押出温度350
℃）で溶融混練しながら押出す操作を行って均一配合ペ
レットを得た。
上記の均一配合ペレットを通常の射出成形機を用い
て、シリンダー温度380℃および金型温度150℃の温度条
件で、２点ゲートで平行部分にウエルドを生じている引
張試験片を成形した。更にゲートを１点とし、ウエルド
のない引張試験片を成形した。この試験片の引張強度を
測定したところそれぞれ1040、1720kg/cm2であった。
て、シリンダー温度380℃および金型温度150℃の温度条
件で、２点ゲートで平行部分にウエルドを生じている引
張試験片を成形した。更にゲートを１点とし、ウエルド
のない引張試験片を成形した。この試験片の引張強度を
測定したところそれぞれ1040、1720kg/cm2であった。
ついで、上記の均一配合ペレットを通常の射出成形機
を用いて、シリンダー温度380℃および金型温度150℃の
温度条件で、直径100mm厚み3.2mmのサイドゲートを有す
る円盤を成形した。この円盤のゲートから中心方向へ幅
10mm、長さ50mm、厚み2mmの引張試験片を切り出し、引
張強度を測定したところ1480kg/cm2であった。
を用いて、シリンダー温度380℃および金型温度150℃の
温度条件で、直径100mm厚み3.2mmのサイドゲートを有す
る円盤を成形した。この円盤のゲートから中心方向へ幅
10mm、長さ50mm、厚み2mmの引張試験片を切り出し、引
張強度を測定したところ1480kg/cm2であった。
さらに、上記の均一配合ペレットを通常の射出成形機
を用いて、シリンダー温度380℃および金型温度150℃の
温度条件で、直径12mm、長さ50mmのダイレクトゲートを
有する円柱を成形した。この円柱を長さ方向に半割りに
し、断面を観察したが、ボイド、クラックは認められな
かった。
を用いて、シリンダー温度380℃および金型温度150℃の
温度条件で、直径12mm、長さ50mmのダイレクトゲートを
有する円柱を成形した。この円柱を長さ方向に半割りに
し、断面を観察したが、ボイド、クラックは認められな
かった。
比較例１ 芳香族ポリスルホン樹脂として英国ICI社製ポリエー
テルスルホンPES4100G（商品名）を70wt％とエポキシ樹
脂を被覆したアクリル系炭素繊維（東邦レイヨン社製、
商品名HTA）のチョップトストランド30wt％とをドライ
ブレンドした後40mm径押出機（押出温度350℃）で溶融
混練しながら押出す操作を行って均一配合ペレットを得
た。
テルスルホンPES4100G（商品名）を70wt％とエポキシ樹
脂を被覆したアクリル系炭素繊維（東邦レイヨン社製、
商品名HTA）のチョップトストランド30wt％とをドライ
ブレンドした後40mm径押出機（押出温度350℃）で溶融
混練しながら押出す操作を行って均一配合ペレットを得
た。
上記の均一配合ペレットを実施例１と同様に、通常の
射出成形機を用いて、シリンダー温度380℃および金型
温度150℃の温度条件で、２点ゲートで平行部分にウエ
ルドを生じている引張試験片を成形した。更にゲートを
１点とし、ウエルドのない引張試験片を成形した。この
試験片の引張強度を測定したところ、それぞれ930、166
0kg/cm2であった。
射出成形機を用いて、シリンダー温度380℃および金型
温度150℃の温度条件で、２点ゲートで平行部分にウエ
ルドを生じている引張試験片を成形した。更にゲートを
１点とし、ウエルドのない引張試験片を成形した。この
試験片の引張強度を測定したところ、それぞれ930、166
0kg/cm2であった。
ついで、上記の均一配合ペレットを実施例１と同様
に、通常の射出成形機を用いて、シリンダー温度380℃
および金型温度150℃の温度条件で、直径100mm厚み3.2m
mのサイドゲートを有する円盤を成形した。この円盤の
ゲートから中心方向へ幅10mm、長さ50mm、厚み2mmの引
張試験片を切り出し、引張強度を測定したところ1250kg
/cm2であった。
に、通常の射出成形機を用いて、シリンダー温度380℃
および金型温度150℃の温度条件で、直径100mm厚み3.2m
mのサイドゲートを有する円盤を成形した。この円盤の
ゲートから中心方向へ幅10mm、長さ50mm、厚み2mmの引
張試験片を切り出し、引張強度を測定したところ1250kg
/cm2であった。
さらに、上記の均一配合ペレットを通常の射出成形機
を用いて、シリンダー温度380℃および金型温度150℃の
温度条件で、直径12mm長さ50mmのダイレクトゲートを有
する円盤を成形した。この円柱を長さ方向に半割りに
し、断面を観察したところ、ボイド、クラックが認めら
れた。
を用いて、シリンダー温度380℃および金型温度150℃の
温度条件で、直径12mm長さ50mmのダイレクトゲートを有
する円盤を成形した。この円柱を長さ方向に半割りに
し、断面を観察したところ、ボイド、クラックが認めら
れた。
比較例２ 芳香族ポリスルホン樹脂として、英国ICI社製ポリエ
ーテルスルホンPES4100G（商標）を20wt％、ジクロルメ
タン40wt％、1,2−ジクロルエタン40wt％を使用してポ
リエーテルスルホン溶液を調製した。表面を酸処理した
アクリル系炭素繊維（東邦レイヨン社製、商標HTA）の
ロービングをポリエーテルスルホン溶液に60m/hrの速度
で連続的に浸漬し、乾燥、脱溶剤を行った後、3mm長さ
に切断し、チョップドストランドとした。
ーテルスルホンPES4100G（商標）を20wt％、ジクロルメ
タン40wt％、1,2−ジクロルエタン40wt％を使用してポ
リエーテルスルホン溶液を調製した。表面を酸処理した
アクリル系炭素繊維（東邦レイヨン社製、商標HTA）の
ロービングをポリエーテルスルホン溶液に60m/hrの速度
で連続的に浸漬し、乾燥、脱溶剤を行った後、3mm長さ
に切断し、チョップドストランドとした。
この時の炭素繊維に対する芳香族ポリスルホン樹脂の
付着量は5wt％であった。
付着量は5wt％であった。
このチョップドストランド68.8wt％とPES4100G31.2wt
％とをドライブレンドした後、40mm径押出機（押出温度
350℃）で溶融混練して、押出しペレット化する操作を
行うこととしたが、炭素繊維が横く、溶融粘度が高いた
め押出しペレット化が困難であった。
％とをドライブレンドした後、40mm径押出機（押出温度
350℃）で溶融混練して、押出しペレット化する操作を
行うこととしたが、炭素繊維が横く、溶融粘度が高いた
め押出しペレット化が困難であった。
（発明の効果） 本発明の芳香族ポリスルホン樹脂組成物は、機械強度
に優れ、ウエルド部の機械強度の低下も少なく、さらに
ボイド、クラックの発生がない為、工業的価値が極めて
大きい。
に優れ、ウエルド部の機械強度の低下も少なく、さらに
ボイド、クラックの発生がない為、工業的価値が極めて
大きい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−115033（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−106752（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−289034（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−3330（ＪＰ，Ａ) 特公 昭56−32099（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】芳香族ポリスルホン樹脂100重量部と炭素
繊維100重量部に対し、収束剤として芳香族ポリスルホ
ン樹脂0.1〜10重量部を表面被覆した炭素繊維５〜50重
量部を溶融混練して得られる芳香族ポリスルホン樹脂組
成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62179220A JP2564559B2 (ja) | 1987-07-20 | 1987-07-20 | 芳香族ポリスルホン樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62179220A JP2564559B2 (ja) | 1987-07-20 | 1987-07-20 | 芳香族ポリスルホン樹脂組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6424856A JPS6424856A (en) | 1989-01-26 |
| JP2564559B2 true JP2564559B2 (ja) | 1996-12-18 |
Family
ID=16062034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62179220A Expired - Lifetime JP2564559B2 (ja) | 1987-07-20 | 1987-07-20 | 芳香族ポリスルホン樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2564559B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1989005373A1 (en) * | 1987-11-30 | 1989-06-15 | Mitsui Toatsu Chemicals, Incorporated | Resin-coated carbon fibers, heat-resistant resin composition using same, and parts for internal combustion engines |
| JP2667246B2 (ja) * | 1989-04-12 | 1997-10-27 | 三井東圧化学株式会社 | 芳香族ポリエーテルケトン系樹脂組成物 |
| JP2667247B2 (ja) * | 1989-04-12 | 1997-10-27 | 三井東圧化学株式会社 | 内燃機関部品並びに補機部品 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2057567A (en) * | 1979-08-24 | 1981-04-01 | Borg Warner | Expanding scroll diffuser for radial flow impeller |
-
1987
- 1987-07-20 JP JP62179220A patent/JP2564559B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6424856A (en) | 1989-01-26 |
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