JP7011246B1 - ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造条件の判定方法および樹脂組成物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2020年2月28日に、米国に仮出願されたUS62/982,756、及び2020年9月23日に、日本に特許出願された特願2020-159132に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
従来、ポリアリーレンスルフィド樹脂の耐衝撃性を高めるため、エラストマー成分の配合方法が検討される場合がある。
特許文献2には、ポリアリーレンスルフィド樹脂(A)と、体積平均粒子径が0.1mm~3.0mmの熱可塑性エラストマー粒子(B)とを、前記熱可塑性エラストマー粒子(B)が全配合成分に対して0.1質量%~2.0質量%となる割合で溶融混練するポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造方法が開示されている。
しかしながら、特許文献2のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物において、エラストマー成分を、上記割合よりも多く配合させようとする場合、樹脂組成物中に該エラストマー成分をより良好に分散させることについては、未だ改善の余地がある。
前記熱可塑性エラストマー(B)の配合割合が、前記ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の総質量に対し、5~30質量%であり、
原料ポリアリーレンスルフィド樹脂(A)と、原料熱可塑性エラストマー(B)と、を押出機によって溶融混練する工程を含み、
前記押出機のシリンダー内壁に対するスクリュウ回転より生じるせん断速度が1000~6500s-1であり、
前記シリンダーの全長に対して3/15以上の長さの領域で、前記シリンダーの設定温度が300℃未満である。
グリシジル(メタ)アクリレートに由来する構成単位を0.1~30質量%含み、
メチルアクリレートに由来する構成単位を0.1~50質量%含む。
以下、本発明の実施形態に係るポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造条件の判定方法について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態に係る二軸押出機10の機能構成について説明するための図である。同図を参照しながら、本実施形態に係る二軸押出機10の機能構成について説明する。 二軸押出機10は、駆動装置11と、フィーダー12と、シリンダー13と、スクリュー14と、赤外線温度センサIRとを備える。
本実施形態において、ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物とは、ポリアリーレンスルフィドを含む樹脂組成物を広く包含する。ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の原料は、ポリアリーレンスルフィドを含むことができる。ポリアリーレンスルフィドとしては、ポリフェニレンスルフィドを例示できる。なお、ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の原料とは、ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物を構成する配合成分、及び配合成分の前駆体を含む。
ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の原料には、ポリアリーレンスルフィドと混合される、任意の成分を更に用いることができる。ポリアリーレンスルフィドとエラストマーとを混合する場合、エラストマーについてもフィーダー12から投入される。フィーダー12の個数は1個であっても、ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の原料を個別に投入するために2個以上あっても構わない。
シリンダー13は、筒状の形状を有する。シリンダー13は、一端がフィーダー12に接続され、他端がダイス19に接続される。以後の説明において、シリンダー13のフィーダー12側を上流側と記載し、ダイス19側を下流側と記載する場合がある。シリンダー13は内部にスクリュー14を収容する。フィーダー12に導かれた原料は、不図示の加熱器により加熱され、原料の少なくとも一部(例えばポリアリーレンスルフィド)はシリンダー13の内部で溶融するとともに、投入された原料全体がスクリュー14により混練される。以後の説明において、シリンダー13を混練部とも記載する。混練部では、ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の原料が混練される。以下、溶融混練時のシリンダー内の内容物を、混錬物と称する。
駆動装置11は、不図示のモータ及びギアボックス等を備える。駆動装置11は、予め規定されたスクリュウ回転数(rpm)となるように、モータの回転数やトルク等を制御し、スクリュー14を回転させる。
機械学習アルゴリズム20には、記憶装置30から、データセットDSが入力される。機械学習アルゴリズム20は、入力されたデータセットDSに基づき、高重要度項目HCを算出する。算出された高重要度項目HCは、記憶装置30に記憶される。
より具体的には、本実施形態におけるポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造条件の判定方法は、データセットDSを用いて機械学習アルゴリズムを実行することにより、ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の特性向上対象項目の特性値を目的変数とした場合において、製造条件データCDおよび物性測定データMDに含まれる複数の項目のうち、特性向上対象項目の特性値の変化についての重要度が高い項目を判定する。
図3は、本実施形態に係るデータセットDSについて説明するための図である。
データセットDSは、製造条件データCDと、物性測定データMDとを含む。
製造条件データCDは、ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の配合成分、混合条件、溶融混練時の混練物温度を製造条件項目として少なくとも含む。
本実施形態において、製造条件データCDには、ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造装置の制御対象である第1種類の製造条件項目(以後、制御変数又は第1製造条件データCD1とも記載する。)と、製造装置の制御対象でない第2種類の製造条件項目(以後、実測変数又は第2製造条件データCD2とも記載する。)とが含まれる。第2製造条件データCD2とは、実測により得られる測定値であり、すなわち、成り行きにより得られる値である。
なお、混練物圧力とは、シリンダー13の下流側に位置するダイス部に備えられる不図示の圧力センサにより測定される値である。
具体的には、物性測定データMDは、製造条件データCDが示す製造条件によって製造されたポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の耐衝撃性を特性値項目として少なくとも含む。より具体的には、物性測定データMDは、溶融粘度と、エラストマー平均分散径と、シャルピー衝撃値とを含む。
データセットDS2は、エラストマーの第1の変性量が“3”であり、エラストマーの第2の変性量が“27”であり、総変性量が“30”であり、エラストマー配合量が“2”であり、スクリュウ回転数が“300”であり、電流が“88”であり、樹脂圧力が“1.4”であり、IR1の温度が“316”であり、IR2の温度が“319”であり、IR3の温度が“316”であり、IR4の温度が“316”であり、溶融粘度が“136”であり、ガス発生量が“0.14”であり、エラストマー平均分散径が“0.118”であり、シャルピー衝撃値が“3.6”である。
すなわち、同図に示す一例においては、制御変数としてスクリュウ回転数を“150”から“300”に変えた場合における、実測変数及び物性変数の変化を示している。具体的には、スクリュウ回転数を“150”から“300”に変えたことにより、シャルピー衝撃値“3.5”から“3.6”に向上したことが分かる。
なお、実測変数及び物性変数は、複数回測定した結果に基づいた平均値を用いてもよい。
機械学習アルゴリズム20は、取得したデータセットDSのうち、制御変数、実測変数及び物性変数の全てを分析対象とし、重要度(%)を算出する。
ここで、重要度を算出する際に用いるハイパーパラメータは、決定係数(Score)が最も高くなる様、適宜設定値を変更して構わない。また、グリッドサーチやベイズ最適化の手法を用いて、最適化された値を用いても構わない。
機械学習アルゴリズム20により、データセットDSに対応する項目に対し、重要度が算出される。同図に示す一例においては、シャルピー衝撃値に対する各項目の重要度を算出した結果のため、シャルピー衝撃値には“target”と示している。シャルピー衝撃値に対する各項目の重要度は、具体的には、エラストマーの第1の変性量についての重要度が“1.4”であり、エラストマーの第2の変性量についての重要度が“1.2”であり、総変性量についての重要度が“1.1”であり、エラストマー配合量についての重要度が“57.6”であり、スクリュウ回転数についての重要度が“3.2”であり、電流についての重要度が“0.8”であり、混練物圧力についての重要度が“5.3”であり、IR1の温度についての重要度が“11.3”であり、IR2の温度についての重要度が“10.2”であり、IR3の温度についての重要度が“1.1”であり、IR4の温度についての重要度が“1.3”であり、溶融粘度についての重要度が“4.7”であり、ガス発生量についての重要度が“0.1”であり、エラストマー平均分散径についての重要度が“0.9”である。尚、当該重要度は、合計が100となる様、算出した各値にそれぞれ100を乗じた値である。
図4に示す一例における高重要度項目HCは、エラストマー配合量、IR1の温度、IR2の温度である。
なお、変形例として、機械学習アルゴリズム20は、所定の閾値に基づき、高重要度項目HCとするよう構成してもよい。例えば、所定の閾値が10である場合、図4に示す一例では、エラストマー配合量、IR1の温度、IR2の温度が高重要度項目HCである。
本実施形態においては、エラストマー配合量及びIR1の温度を高重要度項目HCとして、シャルピー衝撃値を目的変数として、サポートベクトル回帰のアルゴリズムを用いて、演算を行う。
図5に示す一例においては、エラストマー配合比率がより高く、IR1の混練物温度が320℃より低い条件が、シャルピー衝撃値が向上する製造条件であることが分かる。
(ステップS110)機械学習アルゴリズム20は、記憶装置30から所定の通信方式によりデータセットDSを取得する。
(ステップS120)機械学習アルゴリズム20は、取得したデータセットDSに基づき、ランダムフォレストを用いて重要度を算出する。機械学習アルゴリズム20は、この際、データセットDSに含まれる制御変数、実測変数、物性変数の全てに対して重要度を算出する。
(ステップS130)機械学習アルゴリズム20は、算出された複数の重要度の中から、重要度の高い項目である高重要度項目HCを、所定の条件に従い選定する。
なお、機械学習アルゴリズム20が更に目的変数を設定するか否かの判定をするための所定の条件とは、算出された高重要度項目HCをユーザに提示することに応じてユーザからの応答を得ることにより取得されてもよい。
なお、機械学習アルゴリズム20が更に目的変数を設定するか否かの判定をするための所定の条件とは、重要度の順位が1位の項目と、重要度の順位が2位の項目との差に応じて自動的に判定されてもよい。
(ステップS160)機械学習アルゴリズム20は、改良条件の決定をする。
なお、機械学習アルゴリズム20は、ステップS150においてサポートベクトル回帰分析を行った結果をユーザに提示することに応じてユーザからの応答を得ることにより、改良条件の決定をするよう構成されていてもよい。
以上説明した実施形態によれば、ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造条件の判定方法は、データセットDSを用いて機械学習アルゴリズム20を実行することにより、特性向上対象項目の特性値の変化についての重要度が高い項目を判定する。データセットDSは、製造条件データCDと物性測定データMDとを含む。製造条件データCDは、ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の配合成分、混合条件、溶融混練時の混練物温度を少なくとも含む。また、物性測定データMDは、製造条件データCDが示す製造条件によって製造されたポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の耐衝撃性を特性値項目として少なくとも含む。
従来、ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の特性値を向上させるための制御パラメータを決定するため、製造条件として制御するパラメータの種類は非常に多く、熟練した技術者の経験と勘に頼っていた。本実施形態によれば、特性向上対象項目の特性値の変化についての重要度が高い項目を容易に算出できるため、技術者の経験と勘に頼らず、制御パラメータを決定することができる。
実施形態のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造方法は、ポリアリーレンスルフィド樹脂(A)と、熱可塑性エラストマー(B)とを含有するポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造方法であって、原料ポリアリーレンスルフィド樹脂(A)と、原料熱可塑性エラストマー(B)と、を押出機によって溶融混練する工程を含み、前記押出機の、シリンダー内壁に対するスクリュウ回転より生じるせん断速度が1000~6500s-1であり、前記シリンダーの全長に対して3/15以上の長さの領域で、前記シリンダーの設定温度が300℃未満である、ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造方法である。
ここで、せん断速度は以下の式で求めた値とする。
せん断速度(γ)=(π×D×N)/H
60rpmは1s-1であるので、せん断速度をs-1の単位で求める場合には、下記式のように換算して求めればよい。
せん断速度(γ)=[π×D×(N/60)]/H
[Dはスクリュウ径(mm)、Nはスクリュウ回転数(rpm)、Hはチップクリアランス(mm)を表す。]
図7では、ポリアリーレンスルフィド樹脂(A)がマトリックスポリマーであり、該マトリックスポリマー中に熱可塑性エラストマー(B)が分散した状態の樹脂組成物を示す。上記下限値以上のせん断速度で混練を行うことで、前記熱可塑性エラストマー(B)の分散性を良好な状態とすることができる。
測定対象の樹脂組成物を成形材料として、射出成形機により、ISO 3167タイプAの多目的試験片(成形物)を成形する。次に該多目的試験片を長さ方向の中心位置で切断して切断面を研磨し、キシレン中に浸し、50℃の温度条件で超音波処理を実施し、断面にある熱可塑性エラストマー(B)の分散物をキシレン抽出にて取り除く。その後130℃で2時間乾燥し、断面をSEMで観察し画像を取得する。熱可塑性エラストマー(B)が取り除かれた箇所は空隙相となり、明度が低い黒色の円状に表示される。画像解析ソフトにより、画像視野内に認められる当該黒色の円状物の円面積相当径(円状物の面積に相当する真円の直径をもとめた値)を全て(n=300個以上)計測し、円状物の個数で割った平均値を熱可塑性エラストマー(B)の平均分散径とする。
上記数値範囲の熱可塑性エラストマー(B)の平均分散径を有する樹脂組成物は、優れた耐衝撃性を示す傾向にあり好ましい。
前記シリンダーの設定温度とは、前記シリンダーを覆うバレルの設定温度を例示できる。
設定温度を上記数値範囲内とする“低温領域”を設けることで、樹脂組成物の熱劣化の防止と、熱可塑性エラストマー(B)の分散性の向上とが両立され、実施形態の樹脂組成物の耐衝撃性を向上させることができる。
上記低温領域は、前記押出機のシリンダーの全長に対して3/15以上の長さの領域であり、3/15以上15/15以下の長さの領域であってよく、4/15以上13/15以下の長さの領域であってよく、5/15以上12/15以下の長さの領域であってよい。
前記押出機のシリンダーの全長に対して3/15以上の長さの領域で、前記シリンダーの設定温度が230℃以上295℃以下の低温領域としてもよく、その残りの高温領域でシリンダーの設定温度を295℃超360℃以下としてもよく、
前記押出機のシリンダーの全長に対して3/15以上の長さの領域で、前記シリンダーの設定温度が250℃以上290℃以下の低温領域としてもよく、その残りの高温領域でシリンダーの設定温度を290℃超340℃以下としてもよく、
前記押出機のシリンダーの全長に対して3/15以上の長さの領域で、前記シリンダーの設定温度が260℃以上285℃以下の低温領域としてもよく、その残りの高温領域でシリンダーの設定温度を285℃超320℃以下としてもよい。
例えば、前記押出機のシリンダーの全長を15等分割したとき、樹脂組成物の配合成分が投入される原料投入口側(上流側)から数えて、少なくとも3/15~5/15番目の領域を含むよう上記低温領域を設定してもよく、少なくとも2/15~6/15番目の領域を含むよう上記低温領域を設定してもよく、少なくとも1/15~7/15番目の領域を含むよう上記低温領域を設定してもよい。
上記低温領域における、シリンダー内で混練される混練物温度の最高値は、250℃以上320℃未満であることが好ましく、270℃以上315℃以下であることがより好ましく、280℃以上310℃以下であることがさらに好ましい。
シリンダー内で混練される混練物温度の最高値は、上記高温領域におけるものであってよく、315℃超400℃以下であることが好ましい。熱可塑性エラストマーの劣化を効果的に抑制するとの観点からは、315℃以上350℃以下であることがより好ましく、315℃以上330℃以下であることがさらに好ましい。
特に、混練用のニーディングディスクを備えた同方向回転の二軸押出機を用いることが好ましい。
実施形態の製造方法で用いられるポリアリーレンスルフィド樹脂(A)は、芳香族環と硫黄原子とが結合した構造を繰り返し単位とする樹脂構造を有するものであり、具体的には、下記構造式(1)で表される構造部位を繰り返し単位として有する樹脂が挙げられる。
(イ)前記した前記ポリアリーレンスルフィド樹脂(A)の重合終了後、該ポリアリーレンスルフィド樹脂(A)の反応溶液を冷却し、次いで水または温水で数回洗浄した後に乾燥して得られた、ポリアリーレンスルフィド樹脂(A)の粒子を、ベルトプレス装置等のプレス機を用いて圧縮固着することにより板状の固形物を得、次いで粉砕して体積平均粒子径が1.0mm~3.0mmの範囲にあるポリアリーレンスルフィド樹脂粒子(a)を得る方法。
(ロ)前記ポリアリーレンスルフィド樹脂(A)の重合終了後、該ポリアリーレンスルフィド樹脂(A)の反応溶液を冷却する前の、該ポリアリーレンスルフィド樹脂(A)が反応溶媒に溶解した状態で水を添加し、体積平均粒子径が1.0mm~3.0mmの範囲にあるポリアリーレンスルフィド樹脂粒子(a)を得る方法。
実施形態の製造方法で用いられる前記熱可塑性エラストマー(B)は、例えば、融点が300℃以下であり、室温でゴム弾性を有するものであることが好ましい。かかる熱可塑性エラストマー(B)は、前記ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物に与える耐衝撃性の改善効果が優れる点より好ましい。また、耐熱性に優れる点から、熱可塑性エラストマー(B)は、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーまたはニトリル系熱可塑性エラストマーであることが好ましく、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーであることがより好ましい。
対して、実施形態の製造方法によれば、熱可塑性エラストマー(B)がグリシジル変性ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーである場合でも、その分散性を良好な状態とすることができ、優れた耐衝撃性を示すポリアリーレンスルフィド樹脂組成物を製造可能である。
グリシジル(メタ)アクリレートに由来する構成単位を0.1~30質量%含み、
メチルアクリレートに由来する構成単位を0.1~50質量%含むものが挙げられる。
α-オレフィンに由来する構成単位を40~95質量%含み、
グリシジル(メタ)アクリレートに由来する構成単位を0.1~30質量%含み、
メチルアクリレートに由来する構成単位を0.1~50質量%含むものが挙げられる。
対して、実施形態の製造方法によれば、熱可塑性エラストマー(B)を上記下限値以上で含有させる場合であっても、その分散性を良好な状態とすることができ、優れた耐衝撃性を示すポリアリーレンスルフィド樹脂組成物を製造可能である。
実施形態の樹脂組成物は、前記各成分に加え、更にエポキシシランカップリング剤(C)を配合することができる。前記ポリアリーレンスルフィド樹脂(A)及び前記熱可塑性エラストマー(B)と該エポキシシランカップリング剤との優れた反応性のため、前記熱可塑性エラストマー(B)の均一分散性が改善されるとともに、前記ポリアリーレンスルフィド樹脂(A)と前記熱可塑性エラストマー(B)との界面における密着性が向上し前記ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の強度改善効果が一層顕著なものとなる点から好ましい。
車両部品としては、エンジンルーム内での駆動系部品(例えば、トランスミッションギア、駆動モータ部品等)、制御部品(PCU等)、冷却部品(配管、バルブやポンプ部品等)、電池部品を例示できる。
耐衝撃性としては、実施形態の樹脂組成物の成形物の、シャルピー衝撃値を採用することができる。
測定対象の樹脂組成物を成形材料として、シリンダー設定温度300℃、金型設定温度130℃の条件にて射出成形機で成形し、長さ80mm×幅10.0mm×厚さ4.0mmの試験片を得る。次にISO 2818に従って試験片にノッチ(BN:8mm)を切削し、ISO 179-1に従い試験を行い、23℃におけるノッチ付のシャルピー衝撃値(kJ/m2)を得る。
上記シャルピー衝撃値の上限値は特に制限されるものではないが、一例として、70kJ/m2以下であってよく、69kJ/m2以下であってよく、68kJ/m2以下であってよい。
上記数値範囲の一例として、実施形態の樹脂組成物の成形物の、ISO179-1に準拠して測定された、23℃におけるノッチ付のシャルピー衝撃値は、40kJ/m2以上70kJ/m2以下であってよく、50kJ/m2以上70kJ/m2以下であってよく、60kJ/m2以上69kJ/m2以下であってよく、62kJ/m2以上68kJ/m2以下であってよく、64kJ/m2以上68kJ/m2以下であってよい。
実施形態の樹脂組成物は、上記の樹脂組成物の製造方法により製造することができる。
当該樹脂組成物は、実施形態の樹脂組成物の製造方法により製造することができる。
上記数値範囲の熱可塑性エラストマー(B)の平均分散径を有する樹脂組成物は、優れた耐衝撃性を示す傾向にあり、好ましい。
・ポリフェニレンスルフィド(DIC株式会社製、MA-520)
・ポリエチレン系エラストマーA(住友化学社製、ボンドファースト BF-7L)
・ポリエチレン系エラストマーB(住友化学社製、ボンドファースト BF-E)
・ポリエチレン系エラストマーC(住友化学社製、ボンドファースト BF-7M)
[実施例1]
ポリフェニレンスルフィド樹脂(80質量部)と、ポリエチレン系エラストマーA(20質量部)とを混合後、二軸押出機に投入した。
図8は、使用した二軸押出機の構成を説明する模式図である。二軸押出機は、スクリュウ径15mm、チップクリアランス0.25mm、シリンダー長さLとシリンダー内径Dの比率:L/D=90、バレル数15(15等分割されたバレルを原料供給側から吐出側に向かいC1~C15とする)の同方向回転二軸押出機を用い、C4、C7、C10、C12位置がニーディングゾーンとなるスクリュウ構成とした。
表2に示すC2~C15のバレルの設定温度(℃)[バレルを包むヒーター(カートリッジ型)の設定温度。C1の「常温」は温度を設定していない。]、及びスクリュウ回転数の各条件で、上記のポリフェニレンスルフィド樹脂と、ポリエチレン系エラストマーAとを溶融混練し、ダイスから出たストランドを冷却してカッティングし、実施例1の樹脂組成物のペレットを得た。
バレルの設定温度を表2に記載のとおりの設定温度に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、実施例2の樹脂組成物のペレットを得た。
バレルの設定温度を表2に記載のとおりの設定温度に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、実施例3の樹脂組成物のペレットを得た。
バレルの設定温度を表2に記載のとおりの設定温度に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、実施例4の樹脂組成物のペレットを得た。
バレルの設定温度を表2に記載のとおりの設定温度に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、比較例1の樹脂組成物のペレットを得た。
スクリュウ回転数を表2に記載のとおりの回転数に変更した以外は、比較例1と同様の操作を行い、比較例2の樹脂組成物のペレットを得た。
原料を、ポリフェニレンスルフィド樹脂(80質量部)と、ポリエチレン系エラストマーB(20質量部)へと変更し、スクリュウ回転数及びバレルの設定温度を表2に記載のとおりの設定に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、実施例5の樹脂組成物のペレットを得た。
バレルの設定温度を表2に記載のとおりの設定温度に変更した以外は、実施例5と同様の操作を行い、実施例6の樹脂組成物のペレットを得た。
バレルの設定温度を表2に記載のとおりの設定温度に変更した以外は、実施例5と同様の操作を行い、実施例7の樹脂組成物のペレットを得た。
バレルの設定温度を表2に記載のとおりの設定温度に変更した以外は、実施例5と同様の操作を行い、実施例8の樹脂組成物のペレットを得た。
バレルの設定温度を表2に記載のとおりの設定温度に変更した以外は、実施例5と同様の操作を行い、比較例3の樹脂組成物のペレットを得た。
スクリュウ回転数を表2に記載のとおりの回転数に変更した以外は、比較例3と同様の操作を行い、比較例4の樹脂組成物のペレットを得た。
原料を、ポリフェニレンスルフィド樹脂(80質量部)と、ポリエチレン系エラストマーC(20質量部)へと変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、実施例9の樹脂組成物のペレットを得た。
バレルの設定温度を表2に記載のとおりの設定温度に変更した以外は、実施例9と同様の操作を行い、比較例5の樹脂組成物のペレットを得た。
(溶融混練時のシリンダー内の混練物温度の計測)
二軸押出機を用いて溶融混練する際、15等分割されたバレルのうち、バレルの位置C5、C8、C11、及びC13に赤外温度計を設置し、スクリュウ根元から先端までの計4カ所(それぞれ、IR1の温度、IR2の温度、IR3の温度、IR4の温度とする。)において各バレル通過時のシリンダー内の温度(℃)を測定した(図8参照)。
各実施例及び比較例で得られた樹脂組成物を成形材料として、シリンダー設定温度300℃、金型設定温度130℃の条件にて射出成形機で成形し、長さ80mm×幅10.0mm×厚さ4.0mmの試験片を得た。次にISO 2818に従って試験片にノッチ(BN:8mm)を切削し、ISO 179-1に従い試験を行い、23℃におけるノッチ付のシャルピー衝撃値(kJ/m2)を得た。図9にシャルピー衝撃値の測定に用いた試験片の形状を示す。
各実施例及び比較例で得られた樹脂組成物のペレットを成形材料として、射出成形機により、ISO 3167タイプAの多目的試験片を成形した。次に該多目的試験片を長さ方向の中心位置で切断して切断面を研磨し、キシレン中に浸し、50℃の温度条件で超音波処理を実施し、断面にあるエラストマー分散物をキシレン抽出にて取り除いた。その後130℃で2時間乾燥し、断面をSEMで観察し画像を取得した。エラストマーが取り除かれた箇所は空隙相となり、明度が低い黒色の円状に表示された。画像解析ソフトにより、画像視野内に認められる当該黒色の円状物の円面積相当径(円状物の面積に相当する真円の直径をもとめた値)を全て(n=300個以上)計測し、円状物の個数で割った平均値をエラストマーの平均分散径(μm)とした。
シリンダー温度300℃、オリフィス長10mm、オリフィス径1mmのフローテスターに、各実施例及び比較例で得られた樹脂組成物のペレットを投入し、6分間予熱後に試験荷重50kgの条件で溶融粘度を測定した。
Claims (13)
- ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の配合成分、混合条件、溶融混練時の混練物温度を製造条件項目として少なくとも含む製造条件データと、前記製造条件データが示す製造条件によって製造されたポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の耐衝撃性を特性値項目として少なくとも含む物性測定データと、を含むデータセットを用いて機械学習アルゴリズムを実行することにより、ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の特性向上対象項目の特性値を目的変数とした場合において、前記製造条件データおよび前記物性測定データに含まれる複数の項目のうち、前記特性向上対象項目の特性値の変化についての重要度が高い項目を判定する
ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造条件の判定方法。 - 前記機械学習アルゴリズムとは、ランダムフォレストを用いたアルゴリズムであり、
前記製造条件データおよび前記物性測定データに含まれる複数の項目のそれぞれの重要度を算出することにより、前記特性向上対象項目の特性値の変化についての重要度が高い項目を判定する
請求項1に記載のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造条件の判定方法。 - 前記製造条件データには、ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造装置の制御対象である第1種類の製造条件項目と、前記製造装置の制御対象でない第2種類の製造条件項目と、が前記製造条件項目として含まれる
請求項2に記載のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造条件の判定方法。 - 前記第2種類の製造条件項目には、前記製造装置のポリアリーレンスルフィド樹脂を混練する混練部の複数個所におけるそれぞれの前記混練部の内部温度が含まれる
請求項3に記載のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造条件の判定方法。 - 前記第2種類の製造条件項目に含まれる前記混練部の複数個所におけるそれぞれの前記混練部の内部温度のうち、前記混練部にポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の原料が投入される上流側の方が、混練されたポリアリーレンスルフィド樹脂組成物が押し出される下流側に比べて、前記重要度が高い
請求項4に記載のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造条件の判定方法。 - 算出された重要度が高い項目を新たな目的変数として、前記機械学習アルゴリズムを実行することにより、前記新たな目的変数の特性値の変化についての重要度が高い項目を判定する
請求項2から請求項5のいずれか一項に記載のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造条件の判定方法。 - 算出された前記重要度が高い項目を解析軸にして、前記データセットを用いた回帰演算を実行することにより、前記重要度が高い項目の特性値の変化と、前記目的変数の特性値の変化との対応関係を推定する
請求項2から請求項6のいずれか一項に記載のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造条件の判定方法。 - ポリアリーレンスルフィド樹脂(A)と、熱可塑性エラストマー(B)とを含有するポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造方法であって、
前記熱可塑性エラストマー(B)の配合割合が、前記ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の総質量に対し、5~30質量%であり、
原料ポリアリーレンスルフィド樹脂(A)と、原料熱可塑性エラストマー(B)と、を押出機によって溶融混練する工程を含み、
前記押出機のシリンダー内壁に対するスクリュウ回転より生じるせん断速度が1000~6500s-1であり、
前記シリンダーの全長に対して3/15以上の長さの領域で、前記シリンダーの設定温度が300℃未満である、ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造方法。 - 前記熱可塑性エラストマー(B)が、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーである、請求項8に記載の樹脂組成物の製造方法。
- 前記熱可塑性エラストマー(B)が、グリシジル変性ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーである、請求項9に記載の樹脂組成物の製造方法。
- 前記熱可塑性エラストマー(B)が、前記熱可塑性エラストマー(B)を構成する構成単位の総質量(100質量%)に対して、
グリシジル(メタ)アクリレートに由来する構成単位を0.1~30質量%含み、
メチルアクリレートに由来する構成単位を0.1~50質量%含む、請求項9又は10に記載の樹脂組成物の製造方法。 - 前記熱可塑性エラストマー(B)の平均分散径が0.20μm以下である分散構造を有する、請求項8~11のいずれか一項に記載の樹脂組成物の製造方法。
- 前記樹脂組成物の成形物の、ISO179-1に準拠して測定された、23℃におけるノッチ付のシャルピー衝撃値が40kJ/m2以上である、請求項8~12のいずれか一項に記載の樹脂組成物の製造方法。
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