JP3886056B2

JP3886056B2 - Polyphenylene sulfide resin composition and molded article for light reflection

Info

Publication number: JP3886056B2
Application number: JP17518694A
Authority: JP
Inventors: 泰久荻田; 利一加藤
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1994-07-27
Filing date: 1994-07-27
Publication date: 2007-02-28
Anticipated expiration: 2022-02-28
Also published as: JPH0841341A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はポリフェニレンスルフィド樹脂組成物およびこれを成形してなる光反射用成形品に関するものであり、さらに詳しくは、成形品の表面平滑性および剛性に優れたポリフェニレンスルフィド樹脂組成物およびにこれを成形してなる表面平滑性および剛性に優れた光反射用成形品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ポリフェニレンスルフィド樹脂は、その優れた耐熱性、耐薬品性、寸法安定性および機械的強度を生かして、電気・電子機器部品材料、自動車機器部品材料への展開が進められている。しかしながら、ポリフェニレンスルフィド樹脂は、樹脂単独では耐熱性、機械的強度ともに十分ではないため、繊維状強化材および／または無機充填材を添加することにより、耐熱性、機械的強度を高めて使用される。
【０００３】
ポリフェニレンスルフィド樹脂の自動車機器部品材料への展開として、高度な表面平滑性を要求される自動車用ランプリフレクターとしての利用が提案されている。例えば、特開昭６３−２４３１６２号（ポリフェニレンスルフィド樹脂、約５〜４０重量％の無機繊維および約１５〜７０重量％のシリカヒュームからなる樹脂組成物）、特開平２−２４４５０１号（ポリフェニレンスルフィド樹脂、１０重量％以下のガラス繊維および４０〜７０重量％の充填材からなる樹脂組成物）等があげられる。しかしながら、特開昭６３−２４３１６２号に開示された組成物は、表面平滑性が十分ではなく、特開平２−２４４５０１号に開示された組成物は、ガラス繊維の添加により表面平滑性が著しく低下し、また、ガラス繊維を添加しない場合には、剛性が低いため、高温時には成形品の変形が大きくなり、自動車用ランプリフレクターとしての使用においては、光軸の変化を引き起こすといった問題を生じる。さらに、特開平２−２４４５０１号に開示された組成物は、使用する充填材の平均粒径が大きい場合、成形品の表面平滑性の著しい低下を引き起こし、また、充填材の単独使用では、優れた成形品の表面平滑性および剛性を両立することはできない。これらは、自動車用ランプリフレクタ−の実用化において大きな障害となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、成形品の表面平滑性および剛性に優れたポリフェニレンスルフィド樹脂組成物およびにこれを成形してなる表面平滑性および剛性に優れた光反射用成形品を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち、本発明は、溶融粘度３００〜４０００ポイズであるポリフェニレンスルフィド樹脂４０〜６０重量％、アミノシラン系カップリング剤で処理したチタン酸カリウムウィスカー１０〜２０重量％および平均粒径１〜７μｍである炭酸カルシウム３０〜５０重量％からなることを特徴とするポリフェニレンスルフィド樹脂組成物（但し、ポリフェニレンスルフィド樹脂、チタン酸カリウムウィスカー、炭酸カルシウムおよび炭酸マグネシウムからなる樹脂組成物は除く。）およびこれを成形してなる光反射用成形品に関するものである。
【０００７】
以下、本発明を詳細に説明する。本発明で使用されるポリフェニレンスルフィド樹脂としては、溶融粘度（測定温度３００℃、荷重１０ｋｇの条件下、直径１ｍｍ、長さ２ｍｍのダイスを用いて高化式フローテスターで測定）が３００〜４０００ポイズ、特に好ましくは１０００〜３５００ポイズの範囲にあるポリフェニレンスルフィド樹脂であり、直鎖状のものであっても、酸素雰囲気下での加熱処理、または過酸化物等を添加しての加熱処理により硬化させ、重合度を上げたものであっても、また、非酸化性の不活性ガス中で加熱処理を施したものであってもかまわないし、さらにこれらの構造の混合物であってもかまわない。溶融粘度が３００ポイズ未満では強度低下がみられかつガス発生量が多いため好ましくない。一方、４０００ポイズを超えると流動性の低下が著しく、成形品の表面平滑性が低下するため好ましくない。溶融粘度が１０００〜３５００ポイズの範囲にあるポリフェニレンスルフィド樹脂は、成形品の強度および流動性が特に優れ、ガス発生量が少ないため、好ましい。
【０００８】
また、上記のポリフェニレンスルフィド樹脂は、脱イオン処理（酸洗浄や熱水洗浄等）を行うことによってイオンを低減させたものであってもよい。
【０００９】
さらに、本発明に使用されるポリフェニレンスルフィド樹脂はその構成単位として、
【００１０】
【化１】

【００１１】
を７０モル％以上、より好ましくは９０モル％以上含有しているものが好ましい。また、構成単位として３０モル％未満、好ましくは１０モル％未満であれば、ｍ−フェニレンスルフィド単位、
【００１２】
【化２】

【００１３】
ｏ−フェニレンスルフィド単位、
【００１４】
【化３】

【００１５】
フェニレンスルフィドスルホン単位、
【００１６】
【化４】

【００１７】
フェニレンスルフィドケトン単位、
【００１８】
【化５】

【００１９】
フェニレンスルフィドエーテル単位、
【００２０】
【化６】

【００２１】
ジフェニレンスルフィド単位、
【００２２】
【化７】

【００２３】
等の共重合単位を含有していてもさしつかえない。
【００２４】
本発明に使用されるチタン酸カリウムウィスカーは市販のものが利用できる。使用されるチタン酸カリウムウィスカ−は、剛性、強度、流動性等から平均繊維径は１μｍ以下、平均繊維長は３０μｍ以下であることが好ましい。
【００２５】
また、本発明に使用されるチタン酸カリウムウィスカーの配合量は１０〜２０重量％である。配合量が１０重量％未満の場合には、剛性の改良効果が小さいため好ましくない。一方、２０重量％を越えると、成形品の表面平滑性が低下するうえに、チタン酸カリウムウィスカーが高価なため、商業的な利用価値が小さく好ましくない。
【００２６】
さらに、本発明に使用されるチタン酸カリウムウィスカーは、強度および流動性の向上のため、シラン系またはチタン系等のカップリング剤で予備処理して使用することが好ましい。特に、強度および流動性向上に効果がみられるアミノシラン系カップリング剤の使用が好ましい。
【００２７】
本発明に使用される炭酸カルシウムの平均粒径（Ｄ５０）は１〜７μｍ、好ましくは２〜５μｍである。平均粒径が７μｍを越えると、成形品の表面平滑性が低下するため好ましくない。一方、１μｍ未満では、強度および流動性の低下がみられるため好ましくない。平均粒径２〜５μｍでは、成形品の表面平滑性、強度および流動性が特に優れるため、好ましい。
また、本発明に使用される炭酸カルシウムの配合量は３０〜５０重量％、好ましくは３３〜４５重量％である。配合量が３０重量％未満の場合には、耐熱性の低下が著しく好ましくない。一方、５０重量％を超える場合には、成形品の表面平滑性および流動性の低下がみられるため好ましくない。配合量が３３〜４５重量％では、成形品の表面平滑性、耐熱性および流動性が特に優れるため、好ましい。
【００２８】
特に、本発明においては、チタン酸カリウムウィスカ−と平均粒径１〜７μｍの炭酸カルシウムよりなる２成分の充填材の組み合わせにより、剛性、流動性、耐熱性、表面平滑性を満足するポリフェニレンスルフィド樹脂組成物を見出だした。
【００３１】
さらに、本発明の樹脂組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、従来公知の離型剤、滑剤、熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、結晶核剤、発泡剤、防錆剤、イオントラップ剤、難燃剤、難燃助剤、染料、顔料等の着色剤、帯電防止剤等の添加剤を１種以上併用してもよい。
【００３２】
本発明のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物の製造方法としては、従来使用されている加熱溶融方法を用いることができる。例えば、Ｖ−ブレンダー、ヘンシェルミキサー等の各種ブレンダーで混合した後、ニーダー、ミル、一軸または二軸の押出機で加熱溶融混合する方法があげられる。さらに、得られた組成物は、射出成形機、押出成形機、トランスファー成形機、圧縮成形機を用いて成形することができる。
【００３３】
さらに、本発明の樹脂組成物を成形することにより得た成形品は、特に表面平滑性および剛性に優れるため、光反射性能に優れ、光軸の安定した自動車用ランプリフレクタ−等の前記の従来の課題を解決した光反射用成形品として用いることができる。
【００３４】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００３５】
実施例１〜３
ポリフェニレンスルフィド樹脂（ＰＰＳ、東ソー・サスティール（株）製、溶融粘度１９００ポイズ）、チタン酸カリウムウィスカー（平均繊維径０．６μｍ、平均繊維長２０μｍ、アミノシラン系カップリング剤使用品）、炭酸カルシウム（平均粒径４μｍ）を表１に示す割合で配合した後、二軸押出機を用いて３００℃で溶融混練し、ペレット化した。ついで成形品の強度および剛性を評価するため、射出成形機よって試験片を作成し、曲げ強度および曲げ弾性率の測定（ＡＳＴＭＤ７９０準拠）を行った。また、成形品の表面平滑性の評価を行うため、射出成形機によって円板（１０２ｍｍφ，厚さ２ｍｍ）を作成し、その成形品鏡面の最大高さ（Ｒｍａｘ）の測定（ＪＩＳＢ０６０１準拠）を行い、さらに、その成形品鏡面に蛍光灯を反射させ、その反射像のゆがみの有無を目視判定した。○は良好、×は不良を表す。また、流動性の評価を行うため、上記の方法にて得られた樹脂組成物のペレットを使用し、メルトフローレート（ＭＦＲ）の測定（ＡＳＴＭＤ１２３８準拠、測定温度３１５℃、荷重５ｋｇ）を行った。それぞれの測定結果を表２に示す。
【００３６】
得られた組成物は、強度、剛性、表面平滑性に優れ、十分満足できる光反射用成形品を得ることができた。
【００３７】
比較例１〜６
溶融粘度の異なるポリフェニレンスルフィド樹脂（ＰＰＳ，東ソー・サスティール（株）製）、チタン酸カリウムウィスカー（平均繊維径０．６μｍ、平均繊維長２０μｍ、アミノシラン系カップリング剤使用品）、ガラス繊維（平均繊維径４μｍ、３ｍｍチョップドストランド品）、平均粒径の異なる炭酸カルシウムを表１に示す割合で配合し、実施例と同様の操作および評価を行った。それぞれの測定結果を表２に示す。
【００３８】
得られた組成物は、強度、剛性、表面平滑性の１部の特性を満足することはあっても、総ての特性を満足することはなく、満足できる光反射用成形品をえることはできなかった。
【００３９】
【表１】

【００４０】
【表２】

【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、限定された溶融粘度を有するポリフェニレンスルフィド樹脂に、配合量を限定したチタン酸カリウムウィスカーと平均粒径および配合量を限定した炭酸カルシウムを併用して配合することにより、成形品の表面平滑性および剛性に優れたポリフェニレンスルフィド樹脂組成物を得ることができる。さらに、これを成形することにより得た光反射用成形品は、剛性、表面平滑性に優れることから、光反射性能に優れ、光軸の安定した自動車用ランプリフレクタ−等の光反射用成形品として得ることができる。
【００４２】[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a polyphenylene sulfide resin composition and a molded article for light reflection formed by molding the same. More specifically, the present invention relates to a polyphenylene sulfide resin composition excellent in surface smoothness and rigidity of a molded article, and molding the same. The present invention relates to a molded article for light reflection having excellent surface smoothness and rigidity.
[0002]
[Prior art]
Polyphenylene sulfide resins are being developed into electrical / electronic device component materials and automotive device component materials by taking advantage of their excellent heat resistance, chemical resistance, dimensional stability and mechanical strength. However, since the polyphenylene sulfide resin alone is not sufficient in both heat resistance and mechanical strength, it is used with increased heat resistance and mechanical strength by adding a fibrous reinforcing material and / or an inorganic filler. .
[0003]
As an application of polyphenylene sulfide resin to automotive equipment component materials, use as a lamp reflector for automobiles requiring high surface smoothness has been proposed. For example, JP-A-63-243162 (resin composition comprising polyphenylene sulfide resin, about 5 to 40% by weight inorganic fiber and about 15 to 70% by weight silica fume), JP-A-2-244501 (polyphenylene sulfide resin) Resin composition comprising 10% by weight or less of glass fiber and 40 to 70% by weight of filler). However, the composition disclosed in JP-A-63-243162 does not have sufficient surface smoothness, and the composition disclosed in JP-A-2-244501 has a markedly decreased surface smoothness due to the addition of glass fibers. However, when glass fiber is not added, since the rigidity is low, deformation of the molded product becomes large at a high temperature, and in use as a lamp reflector for an automobile, there arises a problem that the optical axis is changed. Furthermore, the composition disclosed in JP-A-2-244501 causes a significant decrease in the surface smoothness of the molded article when the average particle size of the filler used is large, and the use of the filler alone is excellent. In addition, the surface smoothness and rigidity of the molded product cannot be compatible. These are major obstacles in the practical application of automotive lamp reflectors.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention provides a polyphenylene sulfide resin composition excellent in surface smoothness and rigidity of a molded article and a light reflecting molded article excellent in surface smoothness and rigidity formed by molding the same.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have completed the present invention.
[0006]
That is, the present invention is 40 to 60 wt% polyphenylene sulfide resin is a melt viscosity 300 to 4000 poises, from 10 to 20 wt% potassium titanate whisker and treated with aminosilane coupling agent and a mean particle size 1~7μm carbonate A polyphenylene sulfide resin composition comprising 30 to 50% by weight of calcium (excluding a resin composition comprising polyphenylene sulfide resin, potassium titanate whisker, calcium carbonate and magnesium carbonate) and molding this This relates to a molded article for light reflection.
[0007]
Hereinafter, the present invention will be described in detail. The polyphenylene sulfide resin used in the present invention has a melt viscosity (measured with a Koka flow tester using a die with a diameter of 1 mm and a length of 2 mm under conditions of a measurement temperature of 300 ° C. and a load of 10 kg) of 300 to 4000 poise. Particularly preferred is a polyphenylene sulfide resin in the range of 1000 to 3500 poise. Even if it is linear, it is cured by heat treatment in an oxygen atmosphere or heat treatment with addition of a peroxide or the like. The polymerization degree may be increased, the heat treatment may be performed in a non-oxidizing inert gas, or a mixture of these structures may be used. A melt viscosity of less than 300 poise is not preferable because strength is reduced and the amount of gas generated is large. On the other hand, if it exceeds 4000 poise, the fluidity is remarkably lowered and the surface smoothness of the molded product is lowered, which is not preferable. A polyphenylene sulfide resin having a melt viscosity in the range of 1000 to 3500 poise is preferable because the strength and fluidity of the molded product are particularly excellent and the amount of gas generated is small.
[0008]
In addition, the polyphenylene sulfide resin may be one in which ions are reduced by performing a deionization process (such as acid cleaning or hot water cleaning).
[0009]
Furthermore, the polyphenylene sulfide resin used in the present invention has as its structural unit,
[0010]
[Chemical 1]

[0011]
Is preferably 70 mol% or more, more preferably 90 mol% or more. Moreover, if it is less than 30 mol% as a structural unit, Preferably it is less than 10 mol%, m-phenylene sulfide unit,
[0012]
[Chemical 2]

[0013]
o-phenylene sulfide units,
[0014]
[Chemical 3]

[0015]
Phenylene sulfide sulfone units,
[0016]
[Formula 4]

[0017]
Phenylene sulfide ketone units,
[0018]
[Chemical formula 5]

[0019]
Phenylene sulfide ether units,
[0020]
[Chemical 6]

[0021]
Diphenylene sulfide units,
[0022]
[Chemical 7]

[0023]
It does not matter even if it contains copolymerized units such as.
[0024]
Commercially available potassium titanate whiskers can be used in the present invention. The potassium titanate whisker used preferably has an average fiber diameter of 1 μm or less and an average fiber length of 30 μm or less in view of rigidity, strength, fluidity and the like.
[0025]
Moreover, the compounding quantity of the potassium titanate whisker used for this invention is 10 to 20 weight%. When the blending amount is less than 10% by weight, the effect of improving the rigidity is small, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 20% by weight, the surface smoothness of the molded product is lowered and the potassium titanate whisker is expensive.
[0026]
Furthermore, it is preferable that the potassium titanate whisker used in the present invention is pretreated with a coupling agent such as a silane type or a titanium type in order to improve strength and fluidity. In particular, it is preferable to use an aminosilane coupling agent that is effective in improving strength and fluidity.
[0027]
The average particle diameter (D50) of calcium carbonate used in the present invention is 1 to 7 μm, preferably 2 to 5 μm. When the average particle diameter exceeds 7 μm, the surface smoothness of the molded product is lowered, which is not preferable. On the other hand, when the thickness is less than 1 μm, the strength and fluidity are decreased, which is not preferable. An average particle size of 2 to 5 μm is preferable because the surface smoothness, strength and fluidity of the molded product are particularly excellent.
Moreover, the compounding quantity of the calcium carbonate used for this invention is 30 to 50 weight%, Preferably it is 33 to 45 weight%. When the blending amount is less than 30% by weight, the heat resistance is remarkably lowered. On the other hand, when it exceeds 50% by weight, the surface smoothness and fluidity of the molded product are lowered, which is not preferable. A blending amount of 33 to 45% by weight is preferable because the surface smoothness, heat resistance and fluidity of the molded product are particularly excellent.
[0028]
In particular, in the present invention, a polyphenylene sulfide resin satisfying rigidity, fluidity, heat resistance, and surface smoothness by combining a two-component filler comprising potassium titanate whisker and calcium carbonate having an average particle diameter of 1 to 7 μm. A composition was found.
[0031]
Further, the resin composition of the present invention is a conventionally known release agent, lubricant, thermal stabilizer, antioxidant, ultraviolet absorber, crystal nucleating agent, foaming agent, rust preventive, as long as the object of the present invention is not impaired. One or more additives such as an agent, an ion trap agent, a flame retardant, a flame retardant aid, a colorant such as a dye and a pigment, and an antistatic agent may be used in combination.
[0032]
As a method for producing the polyphenylene sulfide resin composition of the present invention, a conventionally used heating and melting method can be used. For example, after mixing with various blenders such as a V-blender and a Henschel mixer, a method of heating and melting and mixing with a kneader, a mill, a single-screw or a twin-screw extruder can be used. Furthermore, the obtained composition can be molded using an injection molding machine, an extrusion molding machine, a transfer molding machine, or a compression molding machine.
[0033]
Further, the molded product obtained by molding the resin composition of the present invention is particularly excellent in surface smoothness and rigidity, so that it is excellent in light reflection performance and has a stable optical axis, such as the above-mentioned conventional automotive lamp reflector. It can be used as a molded article for light reflection that solves the above problem.
[0034]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited only to these Examples.
[0035]
Examples 1-3
Polyphenylene sulfide resin (PPS, manufactured by Tosoh Sastee Co., Ltd., melt viscosity 1900 poise), potassium titanate whisker (average fiber diameter 0.6 μm, average fiber length 20 μm, product using aminosilane coupling agent), calcium carbonate ( After blending the average particle diameter of 4 μm at the ratio shown in Table 1, it was melt-kneaded at 300 ° C. using a twin-screw extruder and pelletized. Subsequently, in order to evaluate the strength and rigidity of the molded product, a test piece was prepared by an injection molding machine, and the bending strength and the bending elastic modulus were measured (according to ASTM D790). In addition, in order to evaluate the surface smoothness of the molded product, a disk (102 mmφ, thickness 2 mm) is prepared by an injection molding machine, and the maximum height (Rmax) of the molded product mirror surface is measured (conforms to JIS B0601). Furthermore, a fluorescent lamp was reflected on the mirror surface of the molded product, and the presence or absence of distortion of the reflected image was visually determined. ○ represents good and x represents poor. Moreover, in order to evaluate fluidity, the resin composition pellets obtained by the above method are used, and the melt flow rate (MFR) is measured (according to ASTM D1238, measuring temperature 315 ° C., load 5 kg). It was. Each measurement result is shown in Table 2.
[0036]
The obtained composition was excellent in strength, rigidity, and surface smoothness, and a sufficiently satisfactory molded article for light reflection could be obtained.
[0037]
Comparative Examples 1-6
Polyphenylene sulfide resins with different melt viscosities (PPS, manufactured by Tosoh Sastil Co., Ltd.), potassium titanate whiskers (average fiber diameter 0.6 μm, average fiber length 20 μm, product using aminosilane coupling agent), glass fibers (average) Fiber diameter 4 μm, 3 mm chopped strand product), calcium carbonate having different average particle diameters were blended in the proportions shown in Table 1, and the same operations and evaluations as in Examples were performed. Each measurement result is shown in Table 2.
[0038]
The obtained composition does not satisfy all the characteristics even if it satisfies the characteristics of one part of strength, rigidity, and surface smoothness, and can obtain a satisfactory molded article for light reflection. could not.
[0039]
[Table 1]

[0040]
[Table 2]

[0041]
【The invention's effect】
As is clear from the above explanation, by blending a polyphenylene sulfide resin having a limited melt viscosity with a combination of potassium titanate whisker with a limited amount and calcium carbonate with a limited average particle size and amount. A polyphenylene sulfide resin composition having excellent surface smoothness and rigidity of the molded product can be obtained. Furthermore, the molded article for light reflection obtained by molding this is excellent in rigidity and surface smoothness. Therefore, the molded article for light reflection such as an automotive lamp reflector having excellent light reflection performance and stable optical axis. Can be obtained as
[0042]

Claims

40 to 60% by weight of polyphenylene sulfide resin having a melt viscosity of 300 to 4000 poise, 10 to 20% by weight of potassium titanate whisker treated with an aminosilane coupling agent, and 30 to 50% by weight of calcium carbonate having an average particle size of 1 to 7 μm A polyphenylene sulfide resin composition comprising: (However, a resin composition comprising polyphenylene sulfide resin, potassium titanate whisker, calcium carbonate and magnesium carbonate is excluded.)

A molded article for light reflection formed by molding the resin composition according to claim 1.