JP6937315B2 - ポリアリーレンサルファイド系樹脂組成物及びインサート成形品 - Google Patents
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Description
ポリアリーレンサルファイド系樹脂組成物(以下、単に「樹脂組成物」ともいう。)は、ポリアリーレンサルファイド系樹脂を主成分とする樹脂を含む樹脂組成物である。「主成分とする」とは、樹脂成分中、80質量%以上、85質量%以上、90質量%以上であることを意味する。本実施形態に係る樹脂組成物は、ポリアリーレンサルファイド系樹脂A、無機充填剤B及びオレフィン系共重合体Cを含有する。
ポリアリーレンサルファイド系樹脂Aは、以下の一般式(I)で示される繰り返し単位を有する樹脂である。
−(Ar−S)− ・・・(I)
(但し、Arは、アリーレン基を示す。)
無機充填剤Bは、板状無機充填剤B1、繊維状無機充填剤B2、及び粉粒状無機充填剤B3(以下、単に「無機充填剤B1〜B3」ともいう。)を含有する。無機充填剤Bとして、板状、繊維状及び粉粒状の3種類の無機充填剤B1〜B3を併用することにより、後述するような、樹脂部材のウェルド部が機械的強度の弱い応力集中部に形成されているインサート成形品でも、優れた高低温衝撃性及び低反り性を両立可能な樹脂組成物にすることができる。
オレフィン系共重合体Cは、共重合成分としてα−オレフィン由来の構成単位とα,β−不飽和酸のグリシジルエステル由来の構成単位とを含有する。オレフィン系共重合体Cを含有するので、インサート成形品の高低温衝撃性を著しく高めることができる。中でも、(メタ)アクリル酸エステル由来の構成単位を含有するオレフィン系共重合体であることが好ましい。オレフィン系共重合体は、1種単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。なお、以下、(メタ)アクリル酸エステルを(メタ)アクリレートともいう。例えば、(メタ)アクリル酸グリシジルエステルをグリシジル(メタ)アクリレートともいう。また、本明細書において、「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸とメタクリル酸との両方を意味し、「(メタ)アクリレート」は、アクリレートとメタクリレートとの両方を意味する。
樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、その目的に応じた所望の特性を付与するために、一般に熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂に添加される公知の添加剤、即ちバリ抑制剤、離型剤、潤滑剤、可塑剤、難燃剤、染料や顔料等の着色剤、結晶化促進剤、結晶核剤、各種酸化防止剤、熱安定剤、耐候性安定剤、腐食防止剤等を要求性能に応じ配合することが可能である。バリ抑制剤としては、例えば、国際公開第2006/068161号や国際公開第2006/068159号等に記載されているような、溶融粘度が非常に高い分岐型ポリフェニレンサルファイド系樹脂、シラン化合物等を挙げることができる。シラン化合物としては、ビニルシラン、メタクリロキシシラン、エポキシシラン、アミノシラン、メルカプトシラン等の各種タイプが含まれ、例えばビニルトリクロロシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトトリメトキシシラン等が例示されるが、これらに限定されるものではない。添加剤の含有量は、例えば、全樹脂組成物中5質量%以下にすることができる。
図1(A),(B)に、本実施形態に係るインサート成形品の一例を模式的に示す。(A)は斜視図であり、(B)は(A)の平面図である。図1(A)に示すように、インサート成形品1は、インサート部材11と、インサート部材の表面の少なくとも一部を覆う樹脂部材12とを有する。インサート部材11は、金属、合金又は無機固体物で形成されており、4つの角部120a〜dを有する角柱状で、一部が樹脂部材12に埋設されている。樹脂部材12は、上記したポリアリーレンサルファイド系樹脂組成物で形成され、ウェルド部R及び応力集中部130a〜dをそれぞれ一以上有している。これらのうち、ウェルド部R及び応力集中部130aは、少なくとも一部の領域で一致するように形成されている。
以下に示す材料を用いて、表1に示す組成及び含有割合で、ポリアリーレンサルファイド系樹脂、無機充填剤、オレフィン系共重合体をドライブレンドした。これをシリンダー温度320℃の二軸押出機に投入して溶融混練することで、実施例及び比較例の樹脂組成物ペレットを得た。
板状無機充填剤B1:ガラスフレーク、平均粒子径(50%d)623μm、平均厚み5μm、日本板硝子株式会社製「フレカREFG−108」
繊維状無機充填剤B2:ガラス繊維、平均繊維径10.5μm、平均長さ3mm、日本電気硝子株式会社製「チョップドストランドECS03T−747H」
粉粒状無機充填剤B3:炭酸カルシウム、平均粒子径(50%d)25μm、旭鉱末株式会社製「MC−35W」
オレフィン系共重合体C:住友化学株式会社製「ボンドファースト7L」、共重合成分として、エチレンを70質量%、メタクリル酸グリシジルエステルを3質量%、及びアクリル酸メチルを27質量%含む。
(高低温衝撃性)
実施例及び比較例で得られた樹脂組成物と、JIS G4051:2005 機械構造用炭素鋼鋼材で規定されるS35C製のインサート部材(1.41cm×1.41cm×高さ2.4cmの角柱形状)とを用い、射出成形によりシリンダー温度320℃、金型温度150℃の条件で、図1中の表面Y側にあるゲートから樹脂組成物を金型内に流し込み、樹脂部の最小肉厚が1mmとなるようにインサート射出成形し、図1に示すインサート成形品1を製造し試験片とした。なお、ゲートの位置は、表面Yを平面視したときに、インサート成形品の表面X側の角部の一つ(図1(A)の120a)と重なる位置であった。
この試験片について、冷熱衝撃試験機(エスペック株式会社製)を用い、−40℃にて1.5時間冷却後、180℃にて1.5時間加熱するというサイクルを繰り返し、20サイクル毎にウェルド部Rを観察した。ウェルド部Rにクラックが発生したときのサイクル数を高低温衝撃性の指標として評価した。結果を表1に示す。サイクル数が140以上である場合に高低温衝撃性が優れており、170以上である場合に高低温衝撃性が特に優れている。
実施例及び比較例で得られた樹脂組成物を用いて、射出成形によりシリンダー温度320℃、金型温度150℃、保圧力70MPaの条件で、80mm×80mm×厚さ1.5mmの平板状樹脂成形品2を5枚作製した。1枚目の平板状樹脂成形品2を水平面に静置し、株式会社ミツトヨ製のCNC画像測定機(型式:QVBHU404−PRO1F)を用いて、上記平板状樹脂成形品2上の9箇所において、上記水平面からの高さを測定し、得られた測定値から平均の高さを算出した。図2中に黒丸で高さを測定した位置を示す(d1=3mm、d2=37mm)。上記水平面からの高さが上記平均の高さと同一であり、上記水平面と平行な面を基準面とした。上記9箇所で測定された高さから、基準面からの最大高さと最小高さとを選択し、両者の差を算出した。同様にして、他の4枚の平板状樹脂成形品についても上記の差を算出し、得られた5個の値を平均して、反り量の値とした。結果を表1に示す。反り量が少ない程、低反り性が優れている。
試験管の底部に実施例及び比較例の樹脂組成物ペレットを4g入れ、金属試験片(SKD−11)をペレット最上部から吊し、試験管上部に栓をして350℃で3時間保持した。その後、金属試験片を調湿箱(23℃、95%RH)中に24時間放置し、得られた金属試験片を目視にて3段階評価した。
3:腐食が確認されなかった。
2:一部に腐食が確認された。
1:大部分に腐食が確認された。
2 平板状樹脂成形品
11 インサート部材
12 樹脂部材
120a〜d 角部
130a〜d 応力集中部
R ウェルド部
Q 樹脂流
Claims (4)
- ポリアリーレンサルファイド系樹脂A、無機充填剤B、及びα−オレフィン由来の構成単位とα,β−不飽和酸のグリシジルエステル由来の構成単位とを含有するオレフィン系共重合体Cを含有し、
無機充填剤Bが、板状無機充填剤B1、繊維状無機充填剤B2、及び粉粒状無機充填剤B3を含有し、
板状無機充填剤B1の含有量が、ポリアリーレンサルファイド系樹脂Aとの質量比B1/Aとして0.20以上0.85以下であり、
繊維状無機充填剤B2の含有量が、ポリアリーレンサルファイド系樹脂Aとの質量比B2/Aとして0.30以上1.1以下であり、
粉粒状無機充填剤B3の含有量が、ポリアリーレンサルファイド系樹脂Aとの質量比B3/Aとして0.20を超え0.80以下であり、
粉粒状無機充填剤B3の平均粒子径が10μm以上である、ポリアリーレンサルファイド系樹脂組成物。 - 金属、合金又は無機固体物を用いて形成されたインサート部材と、インサート部材の表面の少なくとも一部を覆う樹脂部材とを有し、樹脂部材が請求項1に記載のポリアリーレンサルファイド系樹脂組成物を用いて形成されたことを特徴とするインサート成形品。
- 樹脂部材が、前記樹脂組成物の流動末端同士が接合したウェルド部、及び膨張収縮により発生する応力が集中する応力集中部をそれぞれ一以上有し、少なくとも一つのウェルド部及び応力集中部が、少なくとも一部の領域で一致している、請求項2に記載のインサート成形品。
- 樹脂部材の少なくとも一つの応力集中部を含む表面の反対側の表面上にゲート痕が形成されている、請求項3に記載のインサート成形品。
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