JP6956109B2 - 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

Description

本発明は、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に関する。

インサート成形品は、金属や無機固体物等からなるインサート部材と熱可塑性樹脂組成物からなる樹脂部材とを一体的に成形した成形品であり、自動車部品や電気電子部品、ＯＡ機器部品等の広い分野に応用されている。しかし、インサート成形品を構成する金属等と熱可塑性樹脂組成物とは、温度変化による熱膨張率や収縮率が大きく異なるため、使用中の温度変化でインサート成形品が破壊してしまう場合がある。そのため、インサート成形品には、高低温衝撃性（耐ヒートショック性）が求められている。

ポリアリーレンサルファイド系樹脂は、熱可塑性樹脂の中では比較的に高低温衝撃性が優れている樹脂として知られている。しかし、ポリアリーレンサルファイド系樹脂は、靱性に乏しく脆弱であるため、例えばハイブリットカーに用いられるパワーモジュールやリアクトル等の部品のように、インサート部材の構造が複雑でありかつ樹脂部材が肉厚変化の大きい部分を有する場合や、自動車のエンジン回りの部品のように、使用される環境の高低温度変化が大きい場合は、高低温衝撃性が低下してしまう場合がある。これらの問題を解決する方法として、ポリアリーレンサルファイド系樹脂に扁平な断面形状を有する繊維状の充填剤を配合する技術がある（特許文献１）。

また、ポリアリーレンサルファイド系樹脂は、結晶性樹脂であるため、冷却過程における樹脂の収縮率が樹脂の流動方向とその直角方向とで異なる、いわゆる収縮率の異方性を有している。こうした収縮率の異方性によって、得られるインサート成形品に反りやひけが生じて寸法精度が低下する場合がある。ひけの発生を抑制する方法として、特定のＮａ含有量で、かつレジンのｐＨが特定の範囲である実質的に直鎖状のポリアリーレンサルファイド樹脂に、扁平な断面形状を有する繊維状強化剤を配合する技術がある（特許文献２）。
特開２００５−１６１６９３号公報 特開２００６−３２８２９１号公報

本発明は、高低温衝撃性及び低反り性が優れるポリアリーレンサルファイド系樹脂組成物及びその樹脂組成物を用いたインサート成形品を提供することを課題とする。

本発明者は研究の過程で、ポリアリーレンサルファイド系樹脂に配合する無機充填剤として、異径比が異なりかつそれぞれが所定の異径比を有する繊維状充填剤を組み合わせて配合することによって、高低温衝撃性が低下しやすい構造を有するインサート成形品の樹脂部材に用いた場合でも優れた高低温衝撃性を維持できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明に係るポリアリーレンサルファイド系樹脂組成物は、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、長手方向に直角な断面の長径と短径との比である異径比が１．５以下である繊維状無機充填剤Ｂ１と、前記異径比が３．０以上である繊維状無機充填剤Ｂ２と、を含有し、繊維状無機充填剤Ｂ１と繊維状無機充填剤Ｂ２との質量比Ｂ１／Ｂ２が、０．２以上５．０以下であることを特徴とする。

本発明において、無機充填剤Ｂが、さらに非繊維状無機充填剤Ｂ３を含有することが好ましい。本発明において、無機充填剤Ｂの含有量が、ポリアリーレンサルファイド系樹脂Ａ１００質量部に対して９０質量部以上２２０質量部以下であり、オレフィン系共重合体Ｃの含有量が、ポリアリーレンサルファイド系樹脂Ａ１００質量部に対して３質量部以上３０質量部以下であることが好ましい。５質量部以上３０質量部以下であることがより好ましい。

本発明において、繊維状無機充填剤Ｂ２及び非繊維状無機充填剤Ｂ３の含有量が、いずれも、ポリアリーレンサルファイド系樹脂Ａ１００質量部に対して２０質量部以上であることが好ましい。非繊維状無機充填剤Ｂ３の平均粒子径が１０μｍ以上であることが好ましい。

本発明に係るインサート成形品は、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、樹脂部材が上記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。

本発明において、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のいずれか又は両方からなり所定の方向に延びる脆弱部を有し、かつ、脆弱部が延びる方向に略直角方向に延びる表面上にゲート痕を有するように構成することができる。

本発明によれば、高低温衝撃性及び低反り性が優れるポリアリーレンサルファイド系樹脂組成物及びその樹脂組成物を用いたインサート成形品を提供することができる。

インサート成形品の一実施形態を模式的に示す図であって、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は平面図である。 ウェルド部が形成される様子を模式的に示す図である。 低反り性の測定位置についての説明図である。

以下、本発明の一実施形態について詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の効果を阻害しない範囲で適宜変更を加えて実施することができる。

［ポリアリーレンサルファイド系樹脂組成物］
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）
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。）

アリーレン基は、特に限定されないが、例えば、ｐ−フェニレン基、ｍ−フェニレン基、ｏ−フェニレン基、置換フェニレン基、ｐ，ｐ’−ジフェニレンスルフォン基、ｐ，ｐ’−ビフェニレン基、ｐ，ｐ’−ジフェニレンエーテル基、ｐ，ｐ’−ジフェニレンカルボニル基、ナフタレン基等を挙げることができる。ポリアリーレンサルファイド系樹脂Ａは、上記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位の中で、同一の繰り返し単位を用いたホモポリマーの他、用途によっては異種の繰り返し単位を含むコポリマーとすることができる。

ホモポリマーとしては、アリーレン基としてｐ−フェニレン基を有する、ｐ−フェニレンサルファイド基を繰り返し単位とするものが好ましい。ｐ−フェニレンサルファイド基を繰り返し単位とするホモポリマーは、極めて高い耐熱性を持ち、広範な温度領域で高強度、高剛性、さらに高い寸法安定性を示すからである。このようなホモポリマーを用いることで非常に優れた物性を備える成形品を得ることができる。

コポリマーとしては、上記のアリーレン基を含むアリーレンサルファイド基の中で異なる２種以上のアリーレンサルファイド基の組み合わせが使用できる。これらの中では、ｐ−フェニレンサルファイド基とｍ−フェニレンサルファイド基とを含む組み合わせが、耐熱性、成形性、機械的特性等の高い物性を備える成形品を得るという観点から好ましい。ｐ−フェニレンサルファイド基を７０ｍｏｌ％以上含むポリマーがより好ましく、８０ｍｏｌ％以上含むポリマーがさらに好ましい。なお、フェニレンサルファイド基を有するポリアリーレンサルファイド系樹脂Ａは、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ樹脂）である。

ポリアリーレンサルファイド系樹脂Ａは、一般にその製造方法により、実質的に線状で分岐や架橋構造を有しない分子構造のものと、分岐や架橋を有する構造のものが知られているが、本実施形態においてはその何れのタイプのものについても有効である。

ポリアリーレンサルファイド系樹脂Ａの溶融粘度は、３１０℃及びせん断速度１２１６ｓｅｃ^−１で測定した溶融粘度が、５Ｐａ・ｓ以上５０Ｐａ・ｓ以下であることが好ましく、７Ｐａ・ｓ以上４０Ｐａ・ｓ以下であることがより好ましい。溶融粘度が５Ｐａ・ｓ以上５０Ｐａ・ｓ以下の場合、優れた高低温衝撃性及び良好な流動性を維持することができる。

ポリアリーレンサルファイド系樹脂Ａの製造方法は、特に限定されず、従来公知の製造方法によって製造することができる。例えば、低分子量のポリアリーレンサルファイド系樹脂Ａを合成後、公知の重合助剤の存在下で、高温下で重合して高分子量化することでポリアリーレンサルファイド系樹脂Ａを製造することができる。

（無機充填剤Ｂ）
無機充填剤Ｂは、異径比が互いに異なり、かつそれぞれ所定の異径比を有する繊維状無機充填剤Ｂ１及び繊維状無機充填剤Ｂ２（以下、「無機充填剤Ｂ１及びＢ２」ともいう。）を含有する。

「異径比」とは、「長手方向に直角の断面の長径（断面の最長の直線距離）／当該断面の短径（長径と直角方向の最長の直線距離）」である。「繊維状」とは、異径比が１以上１０以下、かつ、アスペクト比が２を超え１５００以下の形状をいう。本実施形態では、「繊維状」との用語は、後述する「板状」（異径比が１０より大きく、かつアスペクト比が１以上１５００以下の形状）、「粉粒状」（異径比が１以上１０以下、かつ、アスペクト比が１以上２以下）とは区別される。なお、これらの形状は、いずれも初期形状（溶融混練前の形状）である。「アスペクト比」とは、「長手方向の最長の直線距離／長手方向に直角の断面の短径（当該断面の最長距離の直線」と直角方向の最長の直線距離）」である。異径比及びアスペクト比は、いずれも、走査型電子顕微鏡及び画像処理ソフトを用いて算出することができる。

本実施形態では、異径比が１．５以下である繊維状無機充填剤Ｂ１と、異径比が３．０以上である繊維状無機充填剤Ｂ２とを組み合わせて含有する。これにより、インサート成形品が高低温衝撃性が低下しやすい構造を有する場合でも、高低温衝撃性が優れ、かつ低反り性に優れ寸法精度が高いインサート成形品を製造することができる。

（繊維状無機充填剤Ｂ１）
繊維状無機充填剤Ｂ１は、異径比が１．５以下であり、好ましくは、１．０以上、１．３以下である繊維状の無機充填剤である。このような異径比を有する無機充填剤Ｂ１を含有することで、インサート成形品の成形収縮率及び線膨張係数を低下させ、機械的物性及び高低温衝撃性を向上させることができる。無機充填剤Ｂ１としては、例えば、長手方向に直角な断面形状が、円形又は略円形である一般的な繊維状の無機充填剤を挙げることができる。

繊維状無機充填剤Ｂ１の断面積は、製造しやすさ及び補強効果をより高める点で、１×１０^−５〜１×１０^−３ｍｍ^２であることが好ましく、２×１０^−５〜８×１０^−３ｍｍ^２であることがより好ましい。繊維状無機充填剤Ｂ１の平均長さは、特に限定されないが、成形品の機械的物性、成形加工性等を考慮し、成形品内の平均繊維長で５０〜１０００μｍが好ましい。「平均繊維長」は、数十本程度の繊維片の長さの平均値である。また、樹脂組成物の比重を軽くする等の目的で、繊維状無機充填剤Ｂ１として中空の繊維を使用することも可能である。

繊維状無機充填剤Ｂ１の材料としては、ガラス繊維、カーボン繊維、酸化亜鉛繊維、酸化チタン繊維、ウォラストナイト、シリカ繊維、シリカ−アルミナ繊維、ジルコニア繊維、窒化硼素繊維、窒化ケイ素繊維、硼素繊維、チタン酸カリ繊維、等の鉱物繊維、ステンレス繊維、アルミニウム繊維、チタン繊維、銅繊維、真鍮繊維等の金属繊維状物質が挙げられ、これらを１種又は２種以上用いることができる。中でも、ガラス繊維、カーボン繊維が好ましい。

繊維状無機充填剤Ｂ１は、一般的に知られているエポキシ系化合物、イソシアネート系化合物、シラン系化合物、チタネート系化合物、脂肪酸等の各種表面処理剤により表面処理されていてもよい。表面処理により、ポリアリーレンサルファイド系樹脂Ａとの密着性を向上させることができる。表面処理剤は、材料調製の前に予め繊維状無機充填剤Ｂ１に適用して表面処理又は収束処理を施しておくか、または材料調製の際に同時に添加してもよい。

繊維状無機充填剤Ｂ１の含有量は、機械的物性及び高低温衝撃性をより向上させる点で、ポリアリーレンサルファイド系樹脂Ａ１００質量部に対して１０質量部以上であることが好ましく、より好ましくは２０質量部以上、１１０質量部以下である。

（繊維状無機充填剤Ｂ２）
繊維状無機充填剤Ｂ２は、異径比が３．０以上であり、好ましくは、３．５以上、より好ましくは、３．８以上の繊維状である無機充填剤である。異径比の上限値は、１０．０以下であり、好ましくは、８．０以下であり、より好ましくは、６．０以下である。このような異径比を有する無機充填剤Ｂ２を含有することで、インサート成形品の成形収縮率及び線膨張係数の異方性を低下させ、低反り性、機械的物性及び高低温衝撃性を向上させることができる。繊維状無機充填剤Ｂ２を繊維状無機充填剤Ｂ１と組み合わせることで、繊維状無機充填剤Ｂ１を単独で使用するよりも、高低温衝撃性と低反り性とを両立した、より優れた効果を得ることができる。

繊維状無機充填剤Ｂ２としては、例えば、長手方向に直角な断面形状が、長円形、楕円形、半円、まゆ形、矩形又はこれらの類似形である繊維状の無機充填剤を挙げることができる。なお、「まゆ形」は、長円形の長手方向の中央付近が内側に窪んだ形状である。

繊維状無機充填剤Ｂ２の断面積は、製造しやすさ及び繊維状無機充填剤Ｂ１との組み合わせの効果をより高める点で、１×１０^−５〜１×１０^−３ｍｍ^２であることが好ましく、１×１０^−４〜５×１０^−４ｍｍ^２であることがより好ましい。繊維状無機充填剤Ｂ２の平均長さは、特に限定されないが、成形品の機械的物性、成形加工性等を考慮し、成形品内の平均繊維長で５０〜１０００μｍが好ましい。「平均繊維長」は、上記のとおりである。無機充填剤Ｂ２としては、繊維状無機充填剤Ｂ１と同様に、中空の繊維を使用することも可能である。繊維状無機充填剤Ｂ２の材料及び必要に応じて行う表面処理についても、上記した繊維状無機充填剤Ｂ１と同じであるので、ここでは記載を省略する。

繊維状無機充填剤Ｂ２の含有量は、無機充填剤Ｂ１との組み合わせの効果をより高めて高低温衝撃性をより向上させる点で、ポリアリーレンサルファイド系樹脂Ａ１００質量部に対して２０質量部以上であることが好ましく、より好ましくは２５質量部以上、１００質量部以下である。

無機充填剤Ｂ１及びＢ２の含有割合は、無機充填剤Ｂ１及びＢ２の質量比Ｂ１／Ｂ２として０．２以上５．０以下であり、好ましくは０．３以上４．０以下であり、より好ましくは０．４以上４．０以下であり、さらに好ましくは０．４以上３．８以下である。Ｂ１／Ｂ２を０．２以上５．０以下にすることで、高低温衝撃性及び低反りの両方が優れた樹脂組成物にすることができる。

（その他の充填剤）
無機充填剤Ｂは、寸法安定性改良、金属腐食性ガスの発生抑制等のために、上記した無機充填剤Ｂ１及びＢ２の他に、必要に応じて他の無機充填剤を含有することができる。他の充填剤としては、非繊維状無機充填剤Ｂ３や、異径比が上記無機充填剤Ｂ１及びＢ２とは異なる他の繊維状無機充填剤Ｂ４等を挙げることができる。これらのその他の充填剤についても、上記のように表面処理することができる。

非繊維状無機充填剤Ｂ３としては、粉粒状無機充填剤、板状無機充填剤等を挙げることができる。なお、「粉粒状」とは、上記のように、異径比が１以上１０以下、かつ、アスペクト比が１以上２以下の形状であり、「板状」とは、異径比が１０より大きく、かつアスペクト比が１以上１５００以下の形状である。

非繊維状無機充填剤Ｂ３のうち、粉粒状無機充填剤としては、カーボンブラック、シリカ、石英粉末、ガラスビーズ、ガラス粉、タルク（粒状）、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、珪藻土等のケイ酸塩、酸化鉄、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ等の金属酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の金属炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウム等の金属硫酸塩、その他炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化硼素、各種金属粉末等を挙げることができる。中でも、炭酸カルシウム、ガラスビーズを好ましく用いることができる。

非繊維状無機充填剤Ｂ３のうち、板状無機充填剤としては、例えば、ガラスフレーク、タルク（板状）、マイカ、カオリン、クレイ、アルミナ、各種の金属箔等を挙げることができる。中でも、ガラスフレーク、タルクを好ましく用いることができる。非繊維状無機充填剤Ｂ３は、寸法精度の向上、機械的物性の改善等の目的で、上記した無機充填剤を２種以上混合して用いることができる。

非繊維状無機充填剤Ｂ３の平均粒子径（５０％ｄ）は、機械的強度や高低温衝撃性をより向上させる点で、粉粒状充填剤の場合は、初期形状（溶融混練前の形状）において、１０μｍ以上であることが好ましく、１２μｍ以上であることがより好ましく、１５μｍ以上であることがさらに好ましい。また上限値は、５０μｍ以下であることが好ましく、４５μｍ以下であることがより好ましく、４０μｍ以下であることがより好ましい。板状充填剤の場合は、初期形状（溶融混練前の形状）において、１０μｍ以上、１０００μｍ以下であることが好ましく、１５μｍ以上、９００μｍ以下であることがより好ましく、２０μｍ以上、８００μｍ以下であることが特に好ましい。なお、平均粒子径（５０％ｄ）とは、レーザー回折・散乱法により測定した粒度分布における積算値５０％のメジアン径を意味する。

非繊維状無機充填剤Ｂ３の配合量は、機械的強度や高低温衝撃性をより向上させる点で、ポリアリーレンサルファイド系樹脂Ａ１００質量部に対して、２０質量部以上であることが好ましく、より好ましくは２５質量部以上である。特に、上記した繊維状無機充填剤Ｂ２及び非繊維状無機充填剤Ｂ３の含有量が、いずれも、ポリアリーレンサルファイド系樹脂Ａ１００質量部に対して２０質量部以上であることが好ましく、２２質量部以上であることがより好ましく、２５質量部以上であることが特に好ましい。繊維状無機充填剤Ｂ２及び非繊維状無機充填剤Ｂ３の含有量が、いずれも、ポリアリーレンサルファイド系樹脂Ａ１００質量部に対して２０質量部以上である場合に、インサート成形品が、高低温衝撃性が低下しやすい構造を有する場合でも、優れた高低温衝撃性を達成することができる。非繊維状無機充填剤Ｂ３の配合量の上限値は、機械的物性が低下することを抑制する点で、ポリアリーレンサルファイド系樹脂Ａとの質量比で８０以下とすることが好ましく、より好ましくは６５以下である。

他の繊維状無機充填剤Ｂ４としては、異径比が１．６以上３．０未満の繊維状の無機充填剤を挙げることができる。繊維状無機充填剤Ｂ４の材料は、上記した繊維状無機充填剤Ｂ１及びＢ２と同じであるからここでは記載を省略する。

無機充填剤Ｂの含有量は、ポリアリーレンサルファイド系樹脂Ａの特性を維持しながら上記無機充填剤Ｂ１，Ｂ２の組み合わせによる作用を発揮させる点で、ポリアリーレンサルファイド樹脂Ａ１００質量部に対して９０質量部以上２２０質量部以下であることが好ましく、より好ましくは、１００質量部以上２００質量部以下であり、特に好ましくは１１０質量部以上１８０質量部以下である。

（オレフィン系共重合体Ｃ）
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。こうした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。オレフィン系共重合体Ｃは、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。

α−オレフィンとしては、特に限定されないが、エチレン、プロピレン、ブチレン等を挙げることができる。中でも、エチレンが好ましい。α−オレフィンは、上記から選ばれる１種又は２種以上を用いることができる。α−オレフィンに由来する共重合成分の含有量は、特に限定されないが、例えば、全樹脂組成物中１質量％以上８質量％以下とすることができる。

α，β−不飽和酸のグリシジルエステルとしては、例えば、以下の一般式（ＩＩ）に示される構造を有するものを挙げることができる。

（但し、Ｒ１は、水素又は炭素数１以上１０以下のアルキル基を示す。）

上記一般式（ＩＩ）で示される化合物としては、例えば、アクリル酸グリシジルエステル、メタクリル酸グリシジルエステル、エタクリル酸グリシジルエステル等を挙げることができる。中でも、メタクリル酸グリシジルエステルが好ましい。α，β−不飽和酸のグリシジルエステルは、１種単独で使用することもでき、２種以上を併用することもできる。α，β−不飽和酸のグリシジルエステルに由来する共重合成分の含有量は、全樹脂組成物中０．０５質量％以上０．６質量％以下であることが好ましい。α，β−不飽和酸のグリシジルエステルに由来する共重合成分の含有量がこの範囲である場合、高低温衝撃性を維持しつつモールドデポジットの析出をより抑制することができる。

（メタ）アクリル酸エステルとしては、特に限定されないが、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸−ｎ−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸−ｎ−ブチル、アクリル酸−ｎ−ヘキシル、アクリル酸−ｎ−オクチル、メタクリル酸エステル（例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸−ｎ−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸−ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸−ｎ−アミル、メタクリル酸−ｎ−オクチル）等を挙げることができる。中でも、アクリル酸メチルが好ましい。（メタ）アクリル酸エステルは、１種単独で使用することもでき、２種以上を併用することもできる。（メタ）アクリル酸エステルに由来する共重合成分の含有量は、特に限定されないが、例えば、全樹脂組成物中０．５質量％以上３質量％以下とすることができる。

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むオレフィン系共重合体、及び、さらに（メタ）アクリル酸エステル由来の構成単位を含むオレフィン系共重合体は、従来公知の方法で共重合を行うことにより製造することができる。例えば、通常よく知られたラジカル重合反応により共重合を行うことによって、上記オレフィン系共重合体を得ることができる。オレフィン系共重合体の種類は、特に問われず、例えば、ランダム共重合体であっても、ブロック共重合体であってもよい。また、上記オレフィン系共重合体に、例えば、ポリメタアクリル酸メチル、ポリメタアクリル酸エチル、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ブチル、ポリアクリル酸−２エチルヘキシル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリル酸ブチル−スチレン共重合体等が、分岐状に又は架橋構造的に化学結合したオレフィン系グラフト共重合体であってもよい。

本実施形態で用いるオレフィン系共重合体は、本発明の効果を害さない範囲で、他の共重合成分由来の構成単位を含有することができる。

オレフィン系共重合体としては、より具体的には、例えば、グリシジルメタクリレート変性エチレン系共重合体、グリシジルエーテル変性エチレン共重合体等が挙げられ、中でも、グリシジルメタクリレート変性エチレン系共重合体が好ましい。

グリシジルメタクリレート変性エチレン系共重合体としては、グリシジルメタクリレートグラフト変性エチレン重合体、エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体、エチレン−グリシジルメタクリレート−アクリル酸メチル共重合体を挙げることができる。中でも、特に優れた金属樹脂複合成形体が得られることから、エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体及びエチレン−グリシジルメタクリレート−アクリル酸メチル共重合体が好ましく、エチレン−グリシジルメタクリレート−アクリル酸メチル共重合体が特に好ましい。エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体及びエチレン−グリシジルメタクリレート−アクリル酸メチル共重合体の具体例としては、「ボンドファースト」（住友化学株式会社製）等を挙げることができる。

グリシジルエーテル変性エチレン共重合体としては、例えば、グリシジルエーテルグラフト変性エチレン共重合体、グリシジルエーテル−エチレン共重合体を挙げることができる。

オレフィン系共重合体Ｃの含有量は、高低温衝撃性をより高めつつモールドデポジットを抑制する点で、ポリアリーレンサルファイド系樹脂Ａ１００質量部に対して３質量部以上３０質量部未満であることが好ましく、５質量部以上３０質量部以下であることがより好ましく、１０質量部以上２５質量部以下であることがさらに好ましい。

（その他の添加剤等）
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。

また、樹脂組成物には、その目的に応じ前記成分の他に、他の熱可塑性樹脂成分を補助的に少量併用することも可能である。ここで用いられる他の熱可塑性樹脂としては、高温において安定な樹脂であれば何れのものでもよい。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等の、芳香族ジカルボン酸とジオール、或いはオキシカルボン酸等からなる芳香族ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ＡＢＳ、ポリフェニレンオキサイド、ポリアルキルアクリレート、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、フッ素樹脂等を挙げることができる。また、これらの熱可塑性樹脂は、２種以上混合して使用することもできる。他の熱可塑性樹脂成分の含有量は、例えば、全樹脂組成物中２０質量％以下、１５質量％以下、又は１０質量％以下にすることができる。

樹脂組成物の調製は、従来の樹脂組成物調製法として一般に用いられる設備と方法を用いて容易に調製できる。例えば、１）各成分を混合した後、１軸又は２軸の押出機により練り込み押出してペレットを調製し、その後成形する方法、２）一旦組成の異なるペレットを調製し、そのペレットを所定量混合して成形し成形後に目的組成の成形品を得る方法、３）成形機に各成分の１又は２以上を直接仕込む方法等、いずれも使用できる。また、樹脂成分の一部を細かい粉体として、これ以外の成分と混合して添加する方法は、これらの成分の均一配合を図る上で好ましい方法である。

［インサート成形品］
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、ウェルド部及び応力集中部の両方からなる脆弱部１３０ａ〜ｄを４か所に有している。脆弱部１３０ａ〜ｄは、所定の方向に延びるように、略長方形状に形成されている。なお、脆弱部１３０ａ〜ｄは、ウェルド部又は応力集中部のいずれかのみからなる構成であってもよい。

「応力集中部」は、樹脂組成物の膨張収縮により発生する応力が集中する部分である。応力集中部としては、例えば、角部（コーナー部）、切り欠き部、傷部、貫通孔、肉抜き部、肉薄部、肉厚変化が大きい箇所及びフローマーク部等を挙げることができる。応力集中部は、１又は２以上形成されていてもよい。図１（Ａ）に示すインサート成形品１は、四角柱状のインサート部材１１の角部１２０ａ〜ｄが、樹脂部材１２の側面に向かうように配置されている。そして、インサート部材１１の角部（シャープコーナー）の先端と、樹脂部材１２の側面との距離ｄは約１ｍｍであり、その近傍が肉薄な応力集中部１３０ａ〜ｄとなっている。脆弱部１３０ａ〜ｄは、斜線領域で示すように、インサート部材１１の角部１２０ａ〜ｄの樹脂部材１２に埋設されている領域の稜線から樹脂部材１２の側面にかけて略長方形状に構成されている。

「ウェルド部」は、樹脂組成物の流動末端同士が接合（溶接）した部分である。ウェルド部は、他の箇所よりも機械的な強度が劣る傾向にある。図１，２を参照して、ウェルド部が形成される様子を説明する。インサート成形品１は、底面Ｘ側にゲートを有する金型で製造されており、底面Ｘ上に図示しないゲート痕を有する。このインサート成形品１を射出成形する際は、図１，２に示すように、インサート成形品１の底面Ｘ側にある金型のゲート（図示しない）から金型のキャビティ内に樹脂組成物が注入される。注入された樹脂流Ｑは、インサート部材１１を起点として複数の樹脂流Ｑ１，Ｑ２に分流する。樹脂流Ｑ１，Ｑ２は、インサート部材１１の側面に沿ってそれぞれ流れ、インサート部材１１の角部１２０ａ〜ｄの稜線部分で、該稜線に対してそれぞれ迎え角θ１，θ２が９０°未満（例えば、０°以上４５°以下）となる角度で再度合流してその界面で接合される。この接合部分がウェルド部となり、脆弱部１３０ａ〜ｄを構成する。なお、図２では、説明の便宜上、脆弱部１３０ｃのみ図示しているが、インサート部材１１の角部１２０ａ〜ｄの各稜線から樹脂部材１２の側面にかけてそれぞれ脆弱部１３０ａ〜ｄが長方形状に形成されている。インサート成形品１では、ウェルド部及び応力集中部の形成位置が一致しており、脆弱部１３０ａ〜ｄは、ウェルド部及び応力集中部の両方からなるように形成されている。

上記のように成形されたインサート成形品１は、所定の方向に延びる少なくとも一つの脆弱部１３０ａ〜ｄを有し、かつ少なくとも一つの脆弱部１３０ａ〜ｄが延びる方向に略直角方向に延びる表面Ｘ上にゲート痕を有する。「略直角」とは、直角を含め、およそ７５°〜１０５°程度の角度のことをいう。本実施形態に係る樹脂組成物を含む樹脂部材を有するインサート成形品１によれば、こうした構造を有していても高低温衝撃性の低下を防いで高低温衝撃性が優れたインサート成形品とすることができる。また、同時に低反り性を達成して寸法精度を高めることもできる。

インサート部材１１を構成する金属、合金又は無機固体物は、特に限定されないが、成形時に樹脂と接触したとき、変形したり溶融したりしないものが好ましい。例えば、アルミニウム、マグネシウム、銅、鉄等の金属、真鍮等の上記金属の合金、及びガラス、セラミックス等の無機固体物等を挙げることができる。

インサート成形品の製造方法は、特に限定されず、例えば、上記した樹脂組成物と予め所望の形状に成形されたインサート部材とをインサート成形することができる。インサート成形は、例えば、金型にインサート部材を予め装着し、その外側に上記樹脂組成物を射出成形又は押出圧縮成形等により充填して複合成形することができる。なお、インサート成形品の形状及び大きさは、特に限定されない。

以下に実施例を示して本発明を更に具体的に説明するが、これらの実施例により本発明の解釈が限定されるものではない。

［実施例１〜７、比較例１〜６］
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、及び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。

ポリアリーレンサルファイド系樹脂Ａ：ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、株式会社クレハ製「フォートロンＫＰＳ」（溶融粘度：２０Ｐａ・ｓ（せん断速度：１２１６ｓｅｃ^−１，３１０℃））
繊維状無機充填剤Ｂ１：ガラス繊維、断面が略円形、長径１０．５μｍ、短径１０．５μｍ、長径／短径の比１．０、日本電気硝子株式会社製「チョップドストランドＥＣＳ０３Ｔ−７４７Ｈ」
繊維状無機充填剤Ｂ２：ガラス繊維、断面が長円形、長径２８μｍ、短径７μｍ、長径／短径の比４．０、日東紡績株式会社製「異形断面チョップドストランド ＣＳＧ ３ＰＡ−８３０」
繊維状無機充填剤：ガラス繊維、断面が長円形、長径２０μｍ、短径１０μｍ、長径／短径の比２．０、日東紡績株式会社製「異形断面チョップドストランド ＣＳＧ ３ＰＬ−９６２」
繊維状無機充填剤：ガラス繊維、断面がまゆ形、長径２４μｍ、短径１２μｍ、長径／短径の比２．０、日東紡績株式会社製「異形断面チョップドストランド ＣＳＨ ３ＰＡ−８６０」
非繊維状無機充填剤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７Ｍ」、共重合成分として、エチレンを６７質量％、メタクリル酸グリシジルエステルを６質量％、及びアクリル酸メチルを２７質量％含む。

［評価］
（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中の面Ｘ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。
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サイクル毎に脆弱部を観察した。脆弱部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８０以上である場合に高低温衝撃性が優れており、１００以上である場合に高低温衝撃性が特に優れている。

（低反り性）
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３中に黒丸で高さを測定した位置を示す（ｄ_１＝３ｍｍ、ｄ_２＝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。

１ インサート成形品
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 脆弱部
Ｑ 樹脂流

Claims (7)

1. 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、長手方向に直角な断面の長径と短径との比である異径比が１．５以下である繊維状無機充填剤Ｂ１と、前記異径比が３．０以上である繊維状無機充填剤Ｂ２と、を含有し、
   繊維状無機充填剤Ｂ１と繊維状無機充填剤Ｂ２との質量比Ｂ１／Ｂ２が、０．２以上５．０以下であることを特徴とする、ポリアリーレンサルファイド系樹脂組成物。
2. 無機充填剤Ｂが、さらに非繊維状無機充填剤Ｂ３を含有する、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。
3. 無機充填剤Ｂの含有量が、ポリアリーレンサルファイド系樹脂Ａ１００質量部に対して９０質量部以上２２０質量部以下であり、
   オレフィン系共重合体Ｃの含有量が、ポリアリーレンサルファイド系樹脂Ａ１００質量部に対して３質量部以上３０質量部以下である、請求項１又は２に記載のポリアリーレンサルファイド系樹脂組成物。
4. 繊維状無機充填剤Ｂ２及び非繊維状無機充填剤Ｂ３の含有量が、いずれも、ポリアリーレンサルファイド系樹脂Ａ１００質量部に対して２０質量部以上である、請求項２又は３に記載のポリアリーレンサルファイド系樹脂組成物。
5. 非繊維状無機充填剤Ｂ３の平均粒子径が１０μｍ以上である、請求項２から４のいずれか一項に記載のポリアリーレンサルファイド系樹脂組成物。
6. 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から５のいずれか一項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。
7. 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のいずれか又は両方からなり所定の方向に延びる脆弱部を少なくとも一つ有し、かつ、
   少なくとも一つの脆弱部が延びる方向に略直角方向に延びる表面上にゲート痕を有する、請求項６に記載のインサート成形品。

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