JP7434992B2 - 樹脂組成物及びフィルム - Google Patents
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- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
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Description
本発明で用いられるポリビフェニルエーテルスルホン(A)は、少なくともビフェニル基、エーテル基及びスルホニル基を構造単位として有する樹脂であれば特に限定されないが、中でも、下記一般式(1)で表される繰り返し単位(a-1)を有するものであることが、溶融成形性、耐衝撃性、耐久性等の観点から好ましい。
本発明で用いられるポリエーテルイミドスルホン(B)としては特に限定はないが、下記一般式(2)で表される繰り返し単位(b-1)を有するものであることが、ポリビフェニルエーテルスルホン(A)との相溶性、耐熱性、機械特性の観点から好ましい。
Ar11~Ar14のアリーレン基が有していてもよい置換基としては、例えば、メチル基、エチル基等の炭素原子数1~20のアルキル基や、メトキシ基、エトキシ基等の炭素原子数1~20のアルコキシ基等が挙げられる。Ar11~Ar14が置換基を有する場合、その置換基の数には特に制限はない。
一方、2,2-ビス[4-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物と4,4’-ジアミノジフェニルスルホンからなる、下記構造式(5)で表される繰り返し単位(b-3)を有するポリエーテルイミドスルホンでは、ポリビフェニルエーテルスルホン(A)と相溶しにくい、すなわち相分離を示しやすいため、耐熱性や機械特性の観点から好ましくない。この場合は、後述するように、例えば、樹脂組成物を製造する際の条件(例えば、溶融混錬の条件)を調整したり、両者に相溶する他の樹脂を配合したり、両者の溶融粘度を近付けたり、相溶化剤を配合して相溶性を高めたりする等の手法を、適宜採用すればよい。
4-(2,3-ジカルボキシフェノキシ)-4’-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ジフェニル-2,2-プロパン二無水物、4-(2,3-ジカルボキシフェノキシ)-4’-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルエーテル二無水物、4-(2,3-ジカルボキシフェノキシ)-4’-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルフィド二無水物、4-(2,3-ジカルボキシフェノキシ)-4’-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ベンゾフェノン二無水物、4-(2,3-ジカルボキシフェノキシ)-4’-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルホン二無水物、1,3-ビス(2,3-ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,4-ビス(2,3-ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,3-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1、4-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、シクロヘキサン-1,2,5,6-テトラカルボン酸二無水物、2,3,5-トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロフラル)-3-メチル-3-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸二無水物、1,3,3a,5-ジオキソ-3-フラニル)-ナフト[1,2,-c]-フラン-1,3-ジオン、3,5,6-トリカルボキシノルボルナン-2-酢酸二無水物、2,3,4,5-テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、(2,3,6,7-ナフタル酸二無水物などの)ナフタル酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジメチルジフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、4,4’-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルフィド二無水物、4、4’-ビス(3、4-ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルホン二無水物、4,4’-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルプロパン二無水物、3,3’,4,4’-パーフルオロピリジンジフタル酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス(フタル酸)フェニルスルフィンオキサイド二無水物、p-フェニレン-ビス(トリフェニルフタル酸)二無水物、m-フェニレン-ビス(トリフェニルフタル酸)二無水物、ビス(トリフェニルフタル酸)-4,4’-ジフェニルエーテル二無水物、ビス(トリフェニルフタル酸)-4,4’-ジフェニルメタン二無水物、2,2’-ビス-(3,4-ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロ-プロパン二無水物、4,4’-オキシジフタル酸無水物、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4、4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、4’4’-ビスフェノールA二無水、ヒドロキノンジフタル酸無水物、エチレングリコールビストリメリット酸無水物、6,6’-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)-2,2’,3、3’-テトラヒドロ-3,3,3’,3’-テトラメチル-1,1’-スピロビ[1H-インデン]二無水物、7,7’-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)-3,3’,4,4’-テトラヒドロ-4,4,4’,4’-テトラメチル-2,2’-スピロビ[2H-1-ベンゾピラン]二無水物、1,1’-ビス[1-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)-2-メチル-4-フェニル]シクロヘキサン二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルフィドテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルフォキシドテトラカルボン酸二無水物、4,4’-オキシジフタル酸無水物、3,3’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、4,4’-カルボニルジフタル酸無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルメタンテトラカルボン酸二無水物、2,2-ビス(4-(3,3-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2-ビス(4-(3,3-ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物、(3,3’,4,4’-ジフェニル)フェニルホスフィンテトラカルボン酸二無水物、(3,3’,4,4’-ジフェニル)フェニルホスフィンオキシドテトラカルボン酸二無水物、2,2’-ジクロロ-3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’-ジメチル3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’-ジシアノ-3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’-ジブロモ-3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’-ジヨード-3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’-ジトリフルオロメチル-3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’-ビス(1-メチル-4-フェニル)-3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’-ビス(1-トリフルオロメチル-2-フェニル-3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’-ビス(1-トリフルオロメチル-3-フェニル)-3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’-ビス(1-トリフルオロメチル-4-フェニル)-3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’-ビス(1-フェニル-4-フェニル)-3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’-ビス(1,3-トリフルオロメチル-4-フェニル)-3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、5,5’-[[1,1’-ビフェニル]-4,4’-ジイルビス(オキシ)]ビス[1,3-イソベンゾフランジオン]及びこれらの全ての異性体並びに上記の少なくとも1つを含む混合物及びブレンドからなる群から選ばれる二無水物。
本発明の樹脂組成物は、ポリビフェニルエーテルスルホン(A)とポリエーテルイミドスルホン(B)とを含む。本発明の樹脂組成物は、ポリビフェニルエーテルスルホン(A)を含むことで、耐熱性や溶融成形性、耐衝撃性に優れたものとなる。また、ポリエーテルイミドスルホン(B)を含むことで、耐熱性や紫外線吸収性に優れたものとなる。
ここで、相溶しているとは、動的粘弾性測定において、ポリビフェニルエーテルスルホン(A)とポリエーテルイミドスルホン(B)由来のガラス転移温度が1つであること、即ち、ポリビフェニルエーテルスルホン(A)及びポリエーテルイミドスルホン(B)由来の損失正接(tanδ)のピークが1つであるか、或いは電子顕微鏡での観察(例えば拡大率3000~3万倍)で構造周期や分散構造の形成が確認できないことをいう。
特に、ガラス転移温度が1つであることが重要である。
樹脂組成物のガラス転移温度は、JIS K7244-4:1999に準じて、動的粘弾性測定における損失正接(tanδ)のピークを読むことで評価できる。すなわち、tanδのピークが単一であればガラス転移温度が単一であり相分離していない、tanδのピークが複数あればガラス転移温度も複数あり相分離しているといえる。
なお、当該単一のピークはその裾にショルダーを有していてもよく、ポリビフェニルエーテルスルホン(A)とポリエーテルイミドスルホン(B)由来のピークが明らかに2つ以上観察される場合を除いて、全て相溶系として取り扱う。
本発明の樹脂組成物は、ポリビフェニルエーテルスルホン(A)及びポリエーテルイミドスルホン(B)以外に、本発明の効果を損なわない範囲で、ポリビフェニルエーテルスルホン(A)及びポリエーテルイミドスルホン(B)以外の樹脂成分を含んでいてもよい。本発明の樹脂組成物が他の樹脂成分を含む場合、他の樹脂成分の含有割合は、全樹脂成分中の30質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることが更に好ましい。
本発明の樹脂組成物のガラス転移温度は、240℃以上であることが好ましく、245℃以上であることがより好ましく、250℃以上であることが更に好ましく、255℃以上であることが特に好ましく、260℃以上であることがとりわけ好ましい。ガラス転移温度が240℃以上であれば、耐熱性に優れる傾向となる。本発明の樹脂組成物のガラス転移温度の一方、本発明の樹脂組成物のガラス転移温度ガラス転移温度は320℃以下であることが好ましく、315℃以下であることがより好ましく、310℃以下であることが更に好ましく、305℃以下であることが特に好ましく、300℃以下であることがとりわけ好ましい。ガラス転移温度が320℃以下であれば、溶融成形性に優れる傾向となる。
本発明の樹脂組成物を製造する方法に制限はなく、公知の熱可塑性樹脂組成物の製造方法を広く採用できる。例えば、ポリビフェニルエーテルスルホン(A)、ポリエーテルイミドスルホン(B)及び必要に応じて配合されるその他の添加剤等の成分を、例えばタンブラーやヘンシェルミキサー等の各種混合機を用い予め混合した後、バンバリーミキサー、ロール、ブラベンダー、単軸混練押出機、二軸混練押出機、ニーダー等の混合機で溶融混練する方法が挙げられる。中でも、各成分の分散性の点から、二軸混練押出機による溶融混練法が好ましい。
また、例えば、一部の成分(例えば、必要に応じて配合される添加剤成分)を予め混合し押出機に供給して溶融混練することで得られるマスターバッチを再度残りの成分と混合し、溶融混練することによって、本発明の樹脂組成物を製造することもできる。
なお、溶融混練の温度は特に制限されないが、通常320℃以上、好ましくは330℃以上であり、通常400℃以下、好ましくは380℃以下である。
押出機のスクリュー構成としては、ニーディングユニット、特にらせん状のニーディングユニットを有している構造が、混練性向上のため好ましい。ニーディングユニットとしては1か所又は2か所が好ましい。
本発明の樹脂組成物は、一般の成形法、例えば、押出成形、射出成形、ブロー成形、真空成形、圧空成形、プレス成形等によって成形して使用することができる。それぞれの成形方法において、装置および加工条件は特に限定されず、公知の方法を採用することができる。
本発明の樹脂組成物をフィルムとして使用する場合、フィルムの製造方法は特に限定されず、例えば、無延伸又は延伸フィルムとして得ることができる。なお、無延伸フィルムとは、シートの配向を抑制する目的で、積極的に延伸しないフィルムであるが、Tダイからキャストロールで引き取る際の引き落としによって多少の配向が生じることから、ここでは、押出成形等において延伸ロールでの延伸倍率が2倍未満であるフィルムも含むものとする。
成形は、例えば、Tダイ等の金型を用いた押出成形により行うことができる。
このようにして得られる本発明の樹脂組成物、フィルム等の成形品は、電気・電子機器や自動車、航空機等における絶縁フィルムやプリント基板、スペーサー、筐体、表面材、包装材等に適用することができる。また、炭素繊維等の強化繊維との複合材料(プリプレグ、セミプレグ等)用にも、本発明の樹脂組成物をそのまま又はフィルム・繊維等の成形品に成形して適用することができる。
実施例及び比較例においては、下記表1に示す原料を用い、下記表2に示す配合組成のフィルムを製造した。
<実施例1>
(A)-1及び(B)-1を80:20の質量割合でドライブレンドした。この樹脂混合物を、シリンダー径40mmの単軸押出機にて360℃で混練した後、Tダイを用いてフィルム状に押出成形した。得られた成形品を240℃のキャストロールにて急冷し、厚み200μmのフィルムを作製した。
(A)-1及び(B)-1の混合割合を60:40とし、キャストロールの温度を250℃とした以外は実施例1と同様の方法でフィルムを作製した。
(A)-1及び(B)-1の混合割合を40:60とし、キャストロールの温度を260℃とした以外は実施例1と同様の方法でフィルムを作製した。
(A)-1及び(B)-1の混合割合を20:80とし、キャストロールの温度を270℃とした以外は実施例1と同様の方法でフィルムを作製した。
(B)-1に代えて(B)-2を使用し、キャストロールの温度を230℃とした以外は実施例1と同様の方法でフィルムを作製した。
(B)-1に代えて(B)-2を使用し、(A)-1及び(B)-2の混合割合を60:40とし、キャストロールの温度を230℃とした以外は実施例1と同様の方法でフィルムを作製した。
(B)-1に代えて(B)-2を使用し、(A)-1及び(B)-2の混合割合を40:60とし、キャストロールの温度を230℃とした以外は実施例1と同様の方法でフィルムを作製した。
(B)-1に代えて(B)-2を使用し、(A)-1及び(B)-2の混合割合を20:80とし、キャストロールの温度を230℃とした以外は実施例1と同様の方法でフィルムを作製した。
(A)-1を単独で使用し、キャストロールの温度を230℃とした以外は実施例1と同様の方法でフィルムを作製した。
(B)-1を単独で使用し、キャストロールの温度を280℃とした以外は実施例1と同様の方法でフィルムを作製した。
(B)-2を単独で使用し、キャストロールの温度を250℃とした以外は実施例1と同様の方法でフィルムを作製した。
上記実施例及び比較例で製造した各フィルムについて、以下のようにして各種項目についての評価測定を行った。
実施例及び比較例で作製した厚み200μmのフィルムについて、JIS K7244-4:1999に準じて、粘弾性スペクトロメーター「DVA-200(アイティー計測制御株式会社製)」を用いて、温度範囲0~400℃、加熱速度3℃/minで昇温させ、損失正接(tanδ)のピークのピークトップ温度からガラス転移温度を求めた。
実施例及び比較例で作製した厚み200μmのフィルムについて、JIS K7244-4:1999に準じて、粘弾性スペクトロメーター「DVA-200(アイティー計測制御株式会社製)」を用いて、温度範囲0~400℃、加熱速度3℃/minで昇温させ、各温度における貯蔵弾性率の値を読むことで、20℃における貯蔵弾性率(E’20)、240℃における貯蔵弾性率(E’240)、これらの比である(E’240/E’20)をそれぞれ求めた。
実施例及び比較例で作製した厚み200μmのフィルムについて、JIS K7199:1999に準じて、キャピラリーレオメーター「キャピログラフ1D(東洋精機製作所社製)」を用いて、360℃、せん断速度1000s-1における溶融粘度を測定した。
実施例及び比較例で作製した厚み200μmのフィルムについて、JIS K7375:2008に準じて、分光光度計「U-3900H(日立ハイテクサイエンス社製)」を用いて、波長380nmにおける全光線透過率を測定した。
Claims (13)
- ポリビフェニルエーテルスルホン(A)とポリエーテルイミドスルホン(B)とを含む樹脂組成物であって、
ポリエーテルイミドスルホン(B)が、下記一般式(2)で表される繰り返し単位(b-1)を有するものであり、
ポリビフェニルエーテルスルホン(A)とポリエーテルイミドスルホン(B)とが相溶していることを特徴とする樹脂組成物。
- 前記ポリビフェニルエーテルスルホン(A)と前記ポリエーテルイミドスルホン(B)との含有割合が、ポリビフェニルエーテルスルホン(A):ポリエーテルイミドスルホン(B)=90:10~10:90(質量%)の範囲である、請求項1~4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記ポリビフェニルエーテルスルホン(A)と前記ポリエーテルイミドスルホン(B)に由来するガラス転移温度が1つである、請求項1~5のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記ガラス転移温度が240℃以上320℃以下である、請求項6に記載の樹脂組成物。
- 240℃における貯蔵弾性率(E’240)が100MPa以上6000MPa以下である、請求項1~7のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 20℃における貯蔵弾性率(E’20)に対する240℃における貯蔵弾性率(E’240)の比(E’240/E’20)が0.03以上1以下である、請求項1~8のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 360℃、せん断速度1000s-1における溶融粘度が10Pa・s以上1000Pa・s以下である、請求項1~9のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 厚み200μmで、波長380nmの光の全光線透過率が10%以下である、請求項1~10のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 請求項1~11のいずれか1項に記載の樹脂組成物からなる成形品。
- 請求項1~11のいずれか1項に記載の樹脂組成物からなるフィルム。
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