JPH01301749A - 自己補強性重合体複合物及びその製法 - Google Patents
自己補強性重合体複合物及びその製法Info
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- JPH01301749A JPH01301749A JP63116781A JP11678188A JPH01301749A JP H01301749 A JPH01301749 A JP H01301749A JP 63116781 A JP63116781 A JP 63116781A JP 11678188 A JP11678188 A JP 11678188A JP H01301749 A JPH01301749 A JP H01301749A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、自己補強性(self−reiforced
)重合体複合物及びその製法に係り、さらに詳しくは、
ポリエーテルイミドと、強化剤として作用する溶融加工
可能な完全芳香族ポリエステルとでなる新規な自己補強
性重合体複合物及びその製法に係る。
)重合体複合物及びその製法に係り、さらに詳しくは、
ポリエーテルイミドと、強化剤として作用する溶融加工
可能な完全芳香族ポリエステルとでなる新規な自己補強
性重合体複合物及びその製法に係る。
=3−
従来の技術
繊維強化重合体複合物は公知であり、広く使用されてい
る。改善された強度及び増大されたこわさを有する重合
体は、適当な補強用繊維を使用することによって得られ
る。最も広く使用されている補強用繊維はガラス、炭素
及びアラミド〔又はrKevlarj(E.1.du
Pont de Nemours社の登録商標)〕であ
る。
る。改善された強度及び増大されたこわさを有する重合
体は、適当な補強用繊維を使用することによって得られ
る。最も広く使用されている補強用繊維はガラス、炭素
及びアラミド〔又はrKevlarj(E.1.du
Pont de Nemours社の登録商標)〕であ
る。
」二連の如き補強重合体複合物の製造で使用される基材
重合体は、ポリエチレン、ポリスチレン及びその共重合
体、ボリアミド、ポリエーテル−1・、ポリエーテルイ
ミド及びポリエステル(ポリブチルテレフタレート等)
の如き広範な熱可塑性物質である。これらの重合体は熱
可塑性であり、無定形又は半結晶性である。これらは、
重合鎖にお(Jる各単量体ユニットが相互に回転自由で
あって、重合鎖がランダム形と考えられるため、フレキ
シブル・チェーン重合体と呼ばれている。
重合体は、ポリエチレン、ポリスチレン及びその共重合
体、ボリアミド、ポリエーテル−1・、ポリエーテルイ
ミド及びポリエステル(ポリブチルテレフタレート等)
の如き広範な熱可塑性物質である。これらの重合体は熱
可塑性であり、無定形又は半結晶性である。これらは、
重合鎖にお(Jる各単量体ユニットが相互に回転自由で
あって、重合鎖がランダム形と考えられるため、フレキ
シブル・チェーン重合体と呼ばれている。
さらに最近では、熱可塑性のフレキシブル・チェーン重
合体のマトリックス内に、溶融加工可能な完全芳香族ポ
リエステルの長く、連続性で、主として単一方向に配向
した繊維を包含してなる自己補強性重合体複合物が開発
されている。このような重合体複合物は、米国特許出願
第901,573号(1986年8月29日出願)に記
載されている。記載の如く、完全芳香族ポリエステル〔
サーモトロピノク液晶重合体(LCP)とも称される)
の繊維は、基材重合体のマトリックスと完全芳香族ポリ
エステルとを適当な混合−押出装置(たとえば押出機−
静圧ミキサー・セットアノプ、又はツインスクリュー押
出機)内で混合することによってその場で形成される。
合体のマトリックス内に、溶融加工可能な完全芳香族ポ
リエステルの長く、連続性で、主として単一方向に配向
した繊維を包含してなる自己補強性重合体複合物が開発
されている。このような重合体複合物は、米国特許出願
第901,573号(1986年8月29日出願)に記
載されている。記載の如く、完全芳香族ポリエステル〔
サーモトロピノク液晶重合体(LCP)とも称される)
の繊維は、基材重合体のマトリックスと完全芳香族ポリ
エステルとを適当な混合−押出装置(たとえば押出機−
静圧ミキサー・セットアノプ、又はツインスクリュー押
出機)内で混合することによってその場で形成される。
その中に開示されている重合体複合物は、LCP2.5
ないし50重量%を含有するポリカーボネート/ LC
P複合物、及びLCP 5ないし30重量%を含有する
ポリエーテルイミド/LCP複合物である。ポリカーボ
ネート/ LCP複合物はL C P25、5又はIO
ItM%を含有する組成においてのみ長い連続性の繊維
構造を示し、LCP 25又は50%を含有する組成で
は、長い連続性のLCP繊維が見られず、機械特性も劣
っている。これに対し、ポリエーテルイミド/LCP複
合物は、テスl−した全組成範囲(1−、CI)5ない
し30重量%)において長い連続性のLCP繊維を有し
ていた。各種のブレン1へにおいて実現された引張強さ
の最高kl: I 51メガパスカル(MPa)である
(LCP 10重量%を含有する混合物において)。引
張モジコラス(GPa)はLCP含量の増大につれて連
続的に上テ?するか、その上昇率はLCP 20ないし
30重量%の間で平らとなる。最大の衝撃強さはLCP
10%で達成され、LCP 20又は30重量%を含
有する複合物(」、LCP 10%を含有する複合物よ
りも低い衝撃強さを有する。
ないし50重量%を含有するポリカーボネート/ LC
P複合物、及びLCP 5ないし30重量%を含有する
ポリエーテルイミド/LCP複合物である。ポリカーボ
ネート/ LCP複合物はL C P25、5又はIO
ItM%を含有する組成においてのみ長い連続性の繊維
構造を示し、LCP 25又は50%を含有する組成で
は、長い連続性のLCP繊維が見られず、機械特性も劣
っている。これに対し、ポリエーテルイミド/LCP複
合物は、テスl−した全組成範囲(1−、CI)5ない
し30重量%)において長い連続性のLCP繊維を有し
ていた。各種のブレン1へにおいて実現された引張強さ
の最高kl: I 51メガパスカル(MPa)である
(LCP 10重量%を含有する混合物において)。引
張モジコラス(GPa)はLCP含量の増大につれて連
続的に上テ?するか、その上昇率はLCP 20ないし
30重量%の間で平らとなる。最大の衝撃強さはLCP
10%で達成され、LCP 20又は30重量%を含
有する複合物(」、LCP 10%を含有する複合物よ
りも低い衝撃強さを有する。
要約すれば、前記米国特許出願に開示されているポリエ
ーテルイミド/LCP複合物の物理特性の内いくつかの
ものは、一般に純粋なポリエーテルイミドのものよりも
優れてはいるか、高性能な利用場面で要求される特性と
してはもの足りないものである。
ーテルイミド/LCP複合物の物理特性の内いくつかの
ものは、一般に純粋なポリエーテルイミドのものよりも
優れてはいるか、高性能な利用場面で要求される特性と
してはもの足りないものである。
発明の開示
発明考らは、前述の米国特許出願第901,573号に
開示されたものと比較して、完全芳香族ボリエステルの
割合を増大させ、逆にポリエーテルイミドの割合を低下
させる場合、完全芳香族ポリエステル繊維強化ポリエー
テルイミド複合物において、非常に改善された物理特性
が得られること見出した。
開示されたものと比較して、完全芳香族ボリエステルの
割合を増大させ、逆にポリエーテルイミドの割合を低下
させる場合、完全芳香族ポリエステル繊維強化ポリエー
テルイミド複合物において、非常に改善された物理特性
が得られること見出した。
従って、本発明は(a)ポリエーテルイミド約65ない
し約5重量%(全重合体量に対して)、及び(b)溶融
加工可能な完全芳香族ポリエステル約35ないし約95
重里%(全重合体量に対して)でなり、前記ポリエステ
ルが、前記ポリエーテルイミドのマトリックス内でその
場合で形成された長い連続性の主として単一方向に配向
した繊維状であることを特徴とする自己補強性重合体複
合物を提供するものである。完全芳香族ポリエステルの
竜は、全重合体量に対して、好ましくは約40ないし約
75重量%である。
し約5重量%(全重合体量に対して)、及び(b)溶融
加工可能な完全芳香族ポリエステル約35ないし約95
重里%(全重合体量に対して)でなり、前記ポリエステ
ルが、前記ポリエーテルイミドのマトリックス内でその
場合で形成された長い連続性の主として単一方向に配向
した繊維状であることを特徴とする自己補強性重合体複
合物を提供するものである。完全芳香族ポリエステルの
竜は、全重合体量に対して、好ましくは約40ないし約
75重量%である。
発明を実施するための最良の形態
本発明による新規重合体複合物を調製に必要な原料は、
ポリエーテルイミド及び溶融加工可能な完全芳香族ポリ
エステルである。本発明による新−8= 現な重合体複合物は、ポリエーテルイミド約65ないし
約5重里%と溶融加工可能な完全芳香族ポリエステル約
35ないし95重量%とを、両方の重合体が溶融可能な
温度において混合し、得られたブレンドを溶融相で押出
し、冷却し、本発明による重合体複合物を回収すること
によって調製される。
ポリエーテルイミド及び溶融加工可能な完全芳香族ポリ
エステルである。本発明による新−8= 現な重合体複合物は、ポリエーテルイミド約65ないし
約5重里%と溶融加工可能な完全芳香族ポリエステル約
35ないし95重量%とを、両方の重合体が溶融可能な
温度において混合し、得られたブレンドを溶融相で押出
し、冷却し、本発明による重合体複合物を回収すること
によって調製される。
ポリエーテルイミドは、高い耐熱性、大きい強度及びモ
ジュラス、良好な電気特性及び適度な加工容易性によっ
て特徴づけられる無定形、高能率加工性の熱可塑性物質
である。この重合体は、その分子構造内にエーテル結合
が存在するため、フレキシブル・ヂエーン重合体である
。GneralElectric社から商標名rUlj
TEMJとして市販されている非強化性及びカラス繊維
強化性のポリエーテルイミドを使用できる。本発明を実
施する際の原料としては、非強化性のものが適している
。ポリエーテルイミドに関しては、「モダン・プラスチ
ックス・エンサイクロペディアQlodernPlas
tics Encycropedia) 1984−1
985J (λlcGrawHi l 1社出版)58
頁に簡単に記載されている(化学構造を含む)。
ジュラス、良好な電気特性及び適度な加工容易性によっ
て特徴づけられる無定形、高能率加工性の熱可塑性物質
である。この重合体は、その分子構造内にエーテル結合
が存在するため、フレキシブル・ヂエーン重合体である
。GneralElectric社から商標名rUlj
TEMJとして市販されている非強化性及びカラス繊維
強化性のポリエーテルイミドを使用できる。本発明を実
施する際の原料としては、非強化性のものが適している
。ポリエーテルイミドに関しては、「モダン・プラスチ
ックス・エンサイクロペディアQlodernPlas
tics Encycropedia) 1984−1
985J (λlcGrawHi l 1社出版)58
頁に簡単に記載されている(化学構造を含む)。
ポリエステル原料(J、米国特許第3,991,014
号、第4,067.852号、第4,083,829号
、第4.1.30,545号、第4.1.fil、47
f1号、第4,318.842号及び第4.468.3
64号及びG、W、Ca1undannら「異方性重合
体、その合成及び特性」〔ケミカルリザーヂ、XXV
+合成重合体に関するRobert A Welchカ
ンファレンス(レン、 982年11月15−17日ヒ
ユーストン、テキサスで開催)からのりプリント:l
247−291頁に開示されているものの如き溶融加工
可能な完全芳香族ポリエステルである。溶融加工可能な
ポリエステル又はザーモトロビックポリエステルも、溶
融相てあっても異方性を発揮するため、液晶重合体(L
CP )として記載されうる。
号、第4,067.852号、第4,083,829号
、第4.1.30,545号、第4.1.fil、47
f1号、第4,318.842号及び第4.468.3
64号及びG、W、Ca1undannら「異方性重合
体、その合成及び特性」〔ケミカルリザーヂ、XXV
+合成重合体に関するRobert A Welchカ
ンファレンス(レン、 982年11月15−17日ヒ
ユーストン、テキサスで開催)からのりプリント:l
247−291頁に開示されているものの如き溶融加工
可能な完全芳香族ポリエステルである。溶融加工可能な
ポリエステル又はザーモトロビックポリエステルも、溶
融相てあっても異方性を発揮するため、液晶重合体(L
CP )として記載されうる。
完全芳香族ポリエステルは、加工温度がオーバーラツプ
するようポリエーテルイミドとマツチするものでなけれ
ばならない。オなイっち、完全芳香族ポリエステルの融
点が、ポリエーテルイミドの溶融加工温度範囲内に存在
しなければならない。
するようポリエーテルイミドとマツチするものでなけれ
ばならない。オなイっち、完全芳香族ポリエステルの融
点が、ポリエーテルイミドの溶融加工温度範囲内に存在
しなければならない。
本発明による一連の特に好適な重合体組成物又(j複合
物は、基材重合体としてポリエーテルイミド、及び完全
芳香族ポリエステルとして融点的275°Cを有するザ
ーモトロピソク液晶重合体[Ce1anese Re5
earch社から商品名rVicLoriaA 950
,1 (旧名称ではrLCP−2000−j )として
市販されているもの〕からなるものである。この重合体
は、たとえば米国特許箱4,161,470号及び米国
特許箱4.468,364号の実施例4に開示されてい
るように、主として6−オキソ−2−ナフトイル部約2
5−30モル%及びp−オギシーヘンゾイル部約7(]
−75モル%でなるものと考えられる。
物は、基材重合体としてポリエーテルイミド、及び完全
芳香族ポリエステルとして融点的275°Cを有するザ
ーモトロピソク液晶重合体[Ce1anese Re5
earch社から商品名rVicLoriaA 950
,1 (旧名称ではrLCP−2000−j )として
市販されているもの〕からなるものである。この重合体
は、たとえば米国特許箱4,161,470号及び米国
特許箱4.468,364号の実施例4に開示されてい
るように、主として6−オキソ−2−ナフトイル部約2
5−30モル%及びp−オギシーヘンゾイル部約7(]
−75モル%でなるものと考えられる。
最終主成物におt:lる完全芳香族ポリエステルの量は
、基材重体台及び完全芳香族ポリエステルの合計重量に
対して、約35ないし約95重量%、好ましくは約40
ないし約75重量%、特に好ましく iJ約50ないし
約75重量%である。
、基材重体台及び完全芳香族ポリエステルの合計重量に
対して、約35ないし約95重量%、好ましくは約40
ないし約75重量%、特に好ましく iJ約50ないし
約75重量%である。
驚くべきことには、ポリエステルをポリエーテルイミド
と混合する間に、たとえばポリエステルの量が大きい場
合でも、ポリエステルの長い連続した繊維が形成される
。たとえば、完全芳香族ザーモトロビノクポリエステル
70重量%及びポリニーデルイミド30重量%を含有す
る重合体複合物においても、混合条件を適当に選択する
場合には生成物(Jボリエーテルイミ)・の7トリノク
ス内に存在する長い連続するポリエステル繊維を含有し
ている。好適な混合条件については後述する。
と混合する間に、たとえばポリエステルの量が大きい場
合でも、ポリエステルの長い連続した繊維が形成される
。たとえば、完全芳香族ザーモトロビノクポリエステル
70重量%及びポリニーデルイミド30重量%を含有す
る重合体複合物においても、混合条件を適当に選択する
場合には生成物(Jボリエーテルイミ)・の7トリノク
ス内に存在する長い連続するポリエステル繊維を含有し
ている。好適な混合条件については後述する。
他の物質は必要で(コないが、存在していてもよい。こ
のように、完全芳香族ポリエステルに加えて、カラス、
炭素、又はアラミドの如き他の付加補強剤を添加して混
合複合重合体を調製することも本発明の範囲内に包含さ
れる。(=j加捕強繊維を基材重合体又はポリエステル
に配合することかできる。付加繊維によって提供される
強化(J多くの場合必要ではないが、非常に大きいこイ
っさ (又は非常に大きい強さ)の強化重合体複合物が
望まれる場合には、かかる要求(j、従来の重合体/繊
維複合物の場合に必要とされるような高い強化剤量とず
ろことなく、本発明によって達成される。
のように、完全芳香族ポリエステルに加えて、カラス、
炭素、又はアラミドの如き他の付加補強剤を添加して混
合複合重合体を調製することも本発明の範囲内に包含さ
れる。(=j加捕強繊維を基材重合体又はポリエステル
に配合することかできる。付加繊維によって提供される
強化(J多くの場合必要ではないが、非常に大きいこイ
っさ (又は非常に大きい強さ)の強化重合体複合物が
望まれる場合には、かかる要求(j、従来の重合体/繊
維複合物の場合に必要とされるような高い強化剤量とず
ろことなく、本発明によって達成される。
所望に応じて、顔料及びフィラー、カップリンク剤、難
燃剤、潤滑剤、離型剤、可塑化剤及び紫外線安定剤の如
き他の添加剤を基材重合体及び完全芳香族ポリエステル
に混合できる。このような添加剤の使用は、重合体の加
工の分野で公知である。
燃剤、潤滑剤、離型剤、可塑化剤及び紫外線安定剤の如
き他の添加剤を基材重合体及び完全芳香族ポリエステル
に混合できる。このような添加剤の使用は、重合体の加
工の分野で公知である。
物理的混合物を調製するため、ポリエーテルイミド及び
完全芳香族ポリエステルを大気温度で混合する。この際
、最終生成物において望まれる各種付加成分を混合して
もよい。ついで、物理的混合物を、−船釣条件下、たと
えは温度約100ないし約150℃、約6ないし24時
間の条件下、減圧オーブン内において乾燥させる。乾燥
した配合重合体(場合により、添加物を含む)を、両重
合体の融点よりも高い温度で、充分な混合を行って繊維
を形成させうる適当な混合装置において完全に混合させ
る。得られたブレンドを約300ないし約350°Cの
範囲内の温度で溶融加工する。たとえば、混合装置とし
ては、適当な静圧ミキサーと直列に接続された単一スク
リュー押出機又はツインスクリュー押出機がある。当分
野で公知の他の混合装置を使用できる。ついで、ブレン
ドをストラン)・とじて押出し、同化後、ペレットに切
断する。
完全芳香族ポリエステルを大気温度で混合する。この際
、最終生成物において望まれる各種付加成分を混合して
もよい。ついで、物理的混合物を、−船釣条件下、たと
えは温度約100ないし約150℃、約6ないし24時
間の条件下、減圧オーブン内において乾燥させる。乾燥
した配合重合体(場合により、添加物を含む)を、両重
合体の融点よりも高い温度で、充分な混合を行って繊維
を形成させうる適当な混合装置において完全に混合させ
る。得られたブレンドを約300ないし約350°Cの
範囲内の温度で溶融加工する。たとえば、混合装置とし
ては、適当な静圧ミキサーと直列に接続された単一スク
リュー押出機又はツインスクリュー押出機がある。当分
野で公知の他の混合装置を使用できる。ついで、ブレン
ドをストラン)・とじて押出し、同化後、ペレットに切
断する。
好適な混合装置は、押出機、静圧ミキサー及び押出ダイ
ス(ここを通って基材重合体及び液晶重合体のブレンド
か押出される)を包含する。加熱された6−エレメント
Koch ミキサー (静圧ミキサー)と直列に接続
された4つの加熱セクションを有する単一スクリュー押
出機、押出機とKochミキサーとの間のアダプター及
びKoch ミキサーの出口側で作動する直径0.2c
x (1/1.6インチ)の押出ダイスを使用すること
によって良好な結果が得られた。
ス(ここを通って基材重合体及び液晶重合体のブレンド
か押出される)を包含する。加熱された6−エレメント
Koch ミキサー (静圧ミキサー)と直列に接続
された4つの加熱セクションを有する単一スクリュー押
出機、押出機とKochミキサーとの間のアダプター及
びKoch ミキサーの出口側で作動する直径0.2c
x (1/1.6インチ)の押出ダイスを使用すること
によって良好な結果が得られた。
ツインスクリュー押出機を使用することになっても良好
な結果が得られた。ここで使用したツインスクリュー押
出機は、共動回転する直径30mmのツインスクリュー
(500rpm以下の速度で回転できる)を有するツイ
ンスクリュー押出機ZSK 30(胃erner an
d Pfleiderer社)である。この場合使用し
た回転数は20Orpmである。使用したツインスクリ
ュー押出機は直列に位置する5つの独立して制御可能な
加熱域を有する。実験では、第1域を約280°Cに随
持し、他の4つの域を約310℃ないし330℃に維持
した。
な結果が得られた。ここで使用したツインスクリュー押
出機は、共動回転する直径30mmのツインスクリュー
(500rpm以下の速度で回転できる)を有するツイ
ンスクリュー押出機ZSK 30(胃erner an
d Pfleiderer社)である。この場合使用し
た回転数は20Orpmである。使用したツインスクリ
ュー押出機は直列に位置する5つの独立して制御可能な
加熱域を有する。実験では、第1域を約280°Cに随
持し、他の4つの域を約310℃ないし330℃に維持
した。
加]二処理温度(J、両重合体が溶融加工可能な温度、
すなわちポリエーテルイミドか溶融又は−船釣な混合装
置で加工されうるほと充分に軟化でき、かつ完全芳香族
ポリエステルの融点よりも高い温度である。混合操作の
開始時、成分を加工温度まで加熱し、その後、所望温度
範囲にH(I持する。好適な装置の場合、成分を単一ス
クリコー押出機の供給端に近い温度に加熱し、その後、
独立して調節可能な加熱域を適当にコントロールするこ
とによって適切な加工温度に維持する。
すなわちポリエーテルイミドか溶融又は−船釣な混合装
置で加工されうるほと充分に軟化でき、かつ完全芳香族
ポリエステルの融点よりも高い温度である。混合操作の
開始時、成分を加工温度まで加熱し、その後、所望温度
範囲にH(I持する。好適な装置の場合、成分を単一ス
クリコー押出機の供給端に近い温度に加熱し、その後、
独立して調節可能な加熱域を適当にコントロールするこ
とによって適切な加工温度に維持する。
生成する重合体組成物又はブレンドは、ポリエーテルイ
ミドがマ)・リソクスを構成し、完全芳香族ポリエステ
ルが押出方向に配向した単一方向性の長い連続した繊維
又はストランド状で存在する自己補強性重合体複合物で
ある。繊維の直径は主として10μ以下、一般に約1な
いし約10μであり、他の直径を有する繊維を得ること
もてきる。重合体複合物は、完全芳香族繊維が固状繊維
として混合装置に供給されず、むしろ混合処理の間にそ
の場で生成されるため、自己補強性として特徴づけられ
る。重合体複合物におけろ成分の割合は供給物と実質的
に同しである。
ミドがマ)・リソクスを構成し、完全芳香族ポリエステ
ルが押出方向に配向した単一方向性の長い連続した繊維
又はストランド状で存在する自己補強性重合体複合物で
ある。繊維の直径は主として10μ以下、一般に約1な
いし約10μであり、他の直径を有する繊維を得ること
もてきる。重合体複合物は、完全芳香族繊維が固状繊維
として混合装置に供給されず、むしろ混合処理の間にそ
の場で生成されるため、自己補強性として特徴づけられ
る。重合体複合物におけろ成分の割合は供給物と実質的
に同しである。
生成した重合体複合物を、所望により、さらに加工する
こともてきる。たとえば、重合体複合物を粒状化し、成
形製品、テープ、フィルム又は繊維とすることができる
。このような成形は、押出成形、射出成形等の常法によ
って達成される。成形複合物製品は射出成形によって製
造される。また、フィルムは溶融押出又は鋳造法の如き
常法によって製造される。さらに繊維は一般的な溶融紡
糸法によって製造される、本発明の重合体複合物は特に
射出成形に適している。
こともてきる。たとえば、重合体複合物を粒状化し、成
形製品、テープ、フィルム又は繊維とすることができる
。このような成形は、押出成形、射出成形等の常法によ
って達成される。成形複合物製品は射出成形によって製
造される。また、フィルムは溶融押出又は鋳造法の如き
常法によって製造される。さらに繊維は一般的な溶融紡
糸法によって製造される、本発明の重合体複合物は特に
射出成形に適している。
本発明の生成物は、引張モノクラス、引張強さ及びノツ
チ付1zod衝撃強さを含む格別の機械特性を示す。機
械特性、特に引張強さは、前述の米国特許出願第901
,573号に開示されたポリエーテルイミド/完全芳香
族ポリエステル複合物(完全芳香族ポリエステルの量が
全重合体量に対して約5ないし約30重量%である)の
ものよりも明らかに太きい。本発明の重合体複合物の機
械特性は、その多くは、[混合物の法則(Rule o
f Mixtures)Jから予測される値よりも高い
ものである。「混合物の法則」については、Lawre
nce E、 N1elsen l−メカニカル・プロ
パティーズ・オブ・ボリマーズ・アンド・コンポジティ
ーズ(Mechanica!Properties o
f Polymers and Compositie
s)J vo12 、1darCeI Dekker社
発行、1974に述べられており、中でも455頁及び
465頁の記載が興味深い。さらに、本発明のポリエー
テルイミド/完全芳香族ボリエステルブレントが、完全
芳香族ポリエステルが長く、連続した、主として単一方
向に配向した繊維状で存在する複合体であることの事実
も、同じ完全芳香族ポリエステルとポリカーホネートと
の混合物では、完全芳香族ポリエステルの含量が25重
量%であっても繊維構造を示さないことから驚くへきこ
とであり、予期し得ないものである。
チ付1zod衝撃強さを含む格別の機械特性を示す。機
械特性、特に引張強さは、前述の米国特許出願第901
,573号に開示されたポリエーテルイミド/完全芳香
族ポリエステル複合物(完全芳香族ポリエステルの量が
全重合体量に対して約5ないし約30重量%である)の
ものよりも明らかに太きい。本発明の重合体複合物の機
械特性は、その多くは、[混合物の法則(Rule o
f Mixtures)Jから予測される値よりも高い
ものである。「混合物の法則」については、Lawre
nce E、 N1elsen l−メカニカル・プロ
パティーズ・オブ・ボリマーズ・アンド・コンポジティ
ーズ(Mechanica!Properties o
f Polymers and Compositie
s)J vo12 、1darCeI Dekker社
発行、1974に述べられており、中でも455頁及び
465頁の記載が興味深い。さらに、本発明のポリエー
テルイミド/完全芳香族ボリエステルブレントが、完全
芳香族ポリエステルが長く、連続した、主として単一方
向に配向した繊維状で存在する複合体であることの事実
も、同じ完全芳香族ポリエステルとポリカーホネートと
の混合物では、完全芳香族ポリエステルの含量が25重
量%であっても繊維構造を示さないことから驚くへきこ
とであり、予期し得ないものである。
本発明の重合体複合物は、広い範囲の温度及び周波数に
対しても安定して高い耐熱性及び良好な電気特性を示す
ことによっても特徴づけられる。
対しても安定して高い耐熱性及び良好な電気特性を示す
ことによっても特徴づけられる。
本発明の重合体複合物(J良好な耐炎性をも有する。
本発明の重合体複合物は、大きい引張強さ、大きいモジ
ュラス及び良好な耐衝撃性が要求される又は少なくとも
強く望まれる利用分野で特に有効である。これらの生成
物は、特に電気、電子、航空機及び自動車の各分野で有
効である。中でも、本発明による重合体複合物は、ノー
トモールディング法によって製造されている現在の複合
体素材の代用物として、自動車及び航空機の分野で有効
である。本発明の生成物(J、より高速でかつより少な
い消費電力で製造されるため、予め繊維が調製される従
来の複合物と比較して生産コストが低くなる。繊維の調
製という付加工程、繊維を調製するための機械のコスト
及び時間等の無駄が回避できる。
ュラス及び良好な耐衝撃性が要求される又は少なくとも
強く望まれる利用分野で特に有効である。これらの生成
物は、特に電気、電子、航空機及び自動車の各分野で有
効である。中でも、本発明による重合体複合物は、ノー
トモールディング法によって製造されている現在の複合
体素材の代用物として、自動車及び航空機の分野で有効
である。本発明の生成物(J、より高速でかつより少な
い消費電力で製造されるため、予め繊維が調製される従
来の複合物と比較して生産コストが低くなる。繊維の調
製という付加工程、繊維を調製するための機械のコスト
及び時間等の無駄が回避できる。
下記実施例を参照して、本発明をさらに詳述する。しか
しながら、これらの実施例は本発明を説明するためのも
のであって、本発明の精神を限定するものではない。
しながら、これらの実施例は本発明を説明するためのも
のであって、本発明の精神を限定するものではない。
実施例で使用されているポリエステルイミI・は、Ge
neral Electric社からULTEM 1.
000として市販されているものである。
neral Electric社からULTEM 1.
000として市販されているものである。
また、実施例で使用した溶融加工可能な完全芳香族ポリ
エステルは、Ce1anese Re5earch社か
ら商品名Vectra A 950として市販されてい
るザーモトロピノク重合体である。この重合体は融点2
75℃を有し、6−オキソ−2−ナフトイル部約25−
30モル%及びp−オキノーベンゾイル部70−75モ
ル%でなるものと考えられる。
エステルは、Ce1anese Re5earch社か
ら商品名Vectra A 950として市販されてい
るザーモトロピノク重合体である。この重合体は融点2
75℃を有し、6−オキソ−2−ナフトイル部約25−
30モル%及びp−オキノーベンゾイル部70−75モ
ル%でなるものと考えられる。
ポリエーテルイミドメルト/ Vectra A 95
0メルトの見掛は上の粘度比は、せん断速度118秒−
1,310℃で約67.4である。この比は、せん断速
度の増大に伴って増大する。
0メルトの見掛は上の粘度比は、せん断速度118秒−
1,310℃で約67.4である。この比は、せん断速
度の増大に伴って増大する。
実施例I
ポリエーテルイミド(ULTEM 1.000)と完全
芳香族ポリエステル(Vectra A950)との混
合物を、これら2種類の重合体のペレットを大気温度で
乾燥混合し、この混合物を減圧オーブンにおいて、11
0℃で24時間乾燥することによって調製した。
芳香族ポリエステル(Vectra A950)との混
合物を、これら2種類の重合体のペレットを大気温度で
乾燥混合し、この混合物を減圧オーブンにおいて、11
0℃で24時間乾燥することによって調製した。
得られた乾燥ペレット混合物をWerner andP
f 1eiderer社製のツインスクリニー押出機Z
SK30に充填した。この押出機は、共に200rpm
で回転する2つの共動回転スクリコー及び5つの加熱域
を有する。第1域(入口端にある)を280℃に維持し
、他の域を310°C又は330℃に維持した。
f 1eiderer社製のツインスクリニー押出機Z
SK30に充填した。この押出機は、共に200rpm
で回転する2つの共動回転スクリコー及び5つの加熱域
を有する。第1域(入口端にある)を280℃に維持し
、他の域を310°C又は330℃に維持した。
重合体ブレンドを細かいロッドとして押出し、大気温度
において、水で冷却した。ついで、冷却したロッドをペ
レット化した。下記条件て作動ずうるNewburyモ
デルH240flSの射出成形機にペレットを供給した
。
において、水で冷却した。ついで、冷却したロッドをペ
レット化した。下記条件て作動ずうるNewburyモ
デルH240flSの射出成形機にペレットを供給した
。
バレル温度
後方城 290°C中間域
325℃ 前方域 325°Cノズル温度セツ
ティング 100%型温度
150°Cスクリコー速度センティング (maX) Il、、0 射出速度セツティング (maX) 11..0 射出圧力 2600 psi2次射
出圧力 750 psi背圧
150 psi全射出時間
4 秒2次射出時間 2
秒ザイクル時間 30秒 この射出成形した混合物のザンプルについて、走査電子
顕微鏡(SEM) モデルl5I−3X−40(Int
ernational 5cientific Ins
truments)て観察を行い、直径3ないし5μの
繊維状であることが見られた。これら繊維は実質的に成
形方向に配向し、物質の表面を通って広く分布し、長さ
方向にほぼ連続していた。
325℃ 前方域 325°Cノズル温度セツ
ティング 100%型温度
150°Cスクリコー速度センティング (maX) Il、、0 射出速度セツティング (maX) 11..0 射出圧力 2600 psi2次射
出圧力 750 psi背圧
150 psi全射出時間
4 秒2次射出時間 2
秒ザイクル時間 30秒 この射出成形した混合物のザンプルについて、走査電子
顕微鏡(SEM) モデルl5I−3X−40(Int
ernational 5cientific Ins
truments)て観察を行い、直径3ないし5μの
繊維状であることが見られた。これら繊維は実質的に成
形方向に配向し、物質の表面を通って広く分布し、長さ
方向にほぼ連続していた。
各重合体ブレンドの射出成形ザンプルについて、衝撃テ
スト及び応力ひオみ引張テストを行った4、衝撃テスト
については、ASTM D235Cに従い、深さ約03
2Q11のノノヂ有する長ざ6.3cxのタンlベル形
ザンブル〔標堂伸長バー(standard tens
ile2O− bars) )を使用し、201b及び5.0 lbの
振子を使用して実施した。衝撃強さ (J/m)及びノ
ツチIインヂ当りの力(F t −1b/ i n)は
第1表に示すとおりであった。
スト及び応力ひオみ引張テストを行った4、衝撃テスト
については、ASTM D235Cに従い、深さ約03
2Q11のノノヂ有する長ざ6.3cxのタンlベル形
ザンブル〔標堂伸長バー(standard tens
ile2O− bars) )を使用し、201b及び5.0 lbの
振子を使用して実施した。衝撃強さ (J/m)及びノ
ツチIインヂ当りの力(F t −1b/ i n)は
第1表に示すとおりであった。
Mon5anto引張テスター(モデルT−10)を使
用し、射出成形によって得られたミニ伸長ノ・−(mi
ni tensile bar) (0,625xO,
]23xO,06インチ)について引張強さ (MPa
)及び引張モノユラス(GPa)を測定した。結果を下
記の第1表に示す。
用し、射出成形によって得られたミニ伸長ノ・−(mi
ni tensile bar) (0,625xO,
]23xO,06インチ)について引張強さ (MPa
)及び引張モノユラス(GPa)を測定した。結果を下
記の第1表に示す。
同様にして、純粋なポリエーテルイミド(PEI)及び
純粋な完全芳香族ポリエステル(LCP)を射出成形し
た。ミニ伸長バーに関する結果を第1表に示す。この表
に示ず引張モジュラスはひずみ1%で測定したしのであ
り、引張強さは最大の応力(純粋なポリエーテルイミド
を除き、すべての材料について破壊時に生じた)て測定
したものであり、伸び率は破壊時のものである。
純粋な完全芳香族ポリエステル(LCP)を射出成形し
た。ミニ伸長バーに関する結果を第1表に示す。この表
に示ず引張モジュラスはひずみ1%で測定したしのであ
り、引張強さは最大の応力(純粋なポリエーテルイミド
を除き、すべての材料について破壊時に生じた)て測定
したものであり、伸び率は破壊時のものである。
引張モノコラス、引張強さ及びノソヂ付き1zod衝撃
強さを、複合物中に存在ずろ完全芳香族ポリエステル(
L CP )の割合(重量%)を関数をして、それぞれ
第1図、第2図及び第3図にグラフとして図示した。第
4図は30/70 PEI/LCP複合物、純粋なPE
T及び純粋なLCPについての応力ひずみ曲線を示す。
強さを、複合物中に存在ずろ完全芳香族ポリエステル(
L CP )の割合(重量%)を関数をして、それぞれ
第1図、第2図及び第3図にグラフとして図示した。第
4図は30/70 PEI/LCP複合物、純粋なPE
T及び純粋なLCPについての応力ひずみ曲線を示す。
第1図ないし第4図中で使用する各符号は次のとおりで
ある。
ある。
E ニモンユラス
σ −最大引張強さ
MTB−ミニ伸長バー
5TB−標準伸長バー
STM−静圧ミキサ−
TS−ツインスクリュー押出機
第1図、第2図及び第3図及び第1表から、本発明によ
るポリエーテルイミド/完全芳香族ポリエステル複合物
(すなわち、完全芳香族ポリエステル40%又はそれ以
上を含有するもの)の物理特性が公知のポリエーテルイ
ミド/完全芳香族ポリエステル複合物(すなわち、完全
芳香族ポリエステル30重量%以下を含有するもの)よ
りも明らかにかつ予想できないほど優れていることが理
解される。
るポリエーテルイミド/完全芳香族ポリエステル複合物
(すなわち、完全芳香族ポリエステル40%又はそれ以
上を含有するもの)の物理特性が公知のポリエーテルイ
ミド/完全芳香族ポリエステル複合物(すなわち、完全
芳香族ポリエステル30重量%以下を含有するもの)よ
りも明らかにかつ予想できないほど優れていることが理
解される。
実施例2
この実施例は、Koch静圧ミキザー及び押出ダイスヘ
ッドを具備する単一スクリュー押出機にお(ヲるポリエ
ーテルイミド/完全芳香族エステル複合物の調製例を開
示する。結果は前記実施例1で得られたものと概して同
様であった。
ッドを具備する単一スクリュー押出機にお(ヲるポリエ
ーテルイミド/完全芳香族エステル複合物の調製例を開
示する。結果は前記実施例1で得られたものと概して同
様であった。
ここで使用したスクリュー押出機は(KillonEy
truders社製)である。この押出機t、j15つ
の加熱域を有し、スクリューは30rpmで回転する。
truders社製)である。この押出機t、j15つ
の加熱域を有し、スクリューは30rpmで回転する。
第1域(入口端にある)を280°Cに維持し、他の域
を330℃に維持した。押出機とKoch静圧ミキザー
との間のアダプターを、個別ヒーター温度コントローラ
ーノステムを使用して330℃に維持した。
を330℃に維持した。押出機とKoch静圧ミキザー
との間のアダプターを、個別ヒーター温度コントローラ
ーノステムを使用して330℃に維持した。
静圧ミキサーの入口におRる圧力を、組込まれた圧力l
・ンスデ、−ザーによって記録した。
・ンスデ、−ザーによって記録した。
実施例1と同様にしてポリエーテルイミド及び完全芳香
族ポリエステルの物理的混合物を調製した。ついて、こ
れら混合物を単一スクリュー押出機の入口端に充填し、
上述の如く処理した。Kochミキザーの出口側のグイ
スヘノドからの重合体ブレンドを細かいロッドとして押
出し、大気温度において、水で冷却し、冷却されたロッ
ドをペレット化した。得られたペレットを、実施例1と
同し条件下で作動する射出成形機Newburyモデル
H240R3に供給した。
族ポリエステルの物理的混合物を調製した。ついて、こ
れら混合物を単一スクリュー押出機の入口端に充填し、
上述の如く処理した。Kochミキザーの出口側のグイ
スヘノドからの重合体ブレンドを細かいロッドとして押
出し、大気温度において、水で冷却し、冷却されたロッ
ドをペレット化した。得られたペレットを、実施例1と
同し条件下で作動する射出成形機Newburyモデル
H240R3に供給した。
このようにして得られた押出ブレンドのサンプルを実施
例1と同様に走査電子顕微鏡(SEM)によって観察し
たところ、直径3−5μの繊維状であることが観察され
た。これら繊維は実質的に押出方向に配向し、押出成形
物の表面を通って広く分布しており、はぼ長さ方向に連
続するものであった。実施例1と同様にして引張テスト
及び衝撃テストを行った。結果を第2表に示す。
例1と同様に走査電子顕微鏡(SEM)によって観察し
たところ、直径3−5μの繊維状であることが観察され
た。これら繊維は実質的に押出方向に配向し、押出成形
物の表面を通って広く分布しており、はぼ長さ方向に連
続するものであった。実施例1と同様にして引張テスト
及び衝撃テストを行った。結果を第2表に示す。
コントロールとして、純粋なポリエーテルイミド及び純
粋な完全芳香族ポリエステルのサンプルを同様にして射
出成形し、テストに供した。得られた結果を併わせで第
2表に示している。
粋な完全芳香族ポリエステルのサンプルを同様にして射
出成形し、テストに供した。得られた結果を併わせで第
2表に示している。
/
、7/
/″
以上、本発明について好適な具体例を参照して詳述した
か、本発明の精神はこれらに限定されるものではなく、
幾多の変更が可能である。
か、本発明の精神はこれらに限定されるものではなく、
幾多の変更が可能である。
第1図ないし第3図は完全芳香族ポリエステルの割合(
重量%)を関数として、それぞれ伸び率1%の引張モジ
コラス、引張強さ (最大強さ)及びノソヂ付1zod
衝撃強さを示すグラフ、第4図は本発明による好適な重
合体複合物(ポリエーテルイミド30重量%及び完全芳
香族ポリエステル70重量%を含有する)、純粋なポリ
エーテルイミド及び純粋な完全芳香族ポリエステルの応
力O・ずみ(ほか1名)
重量%)を関数として、それぞれ伸び率1%の引張モジ
コラス、引張強さ (最大強さ)及びノソヂ付1zod
衝撃強さを示すグラフ、第4図は本発明による好適な重
合体複合物(ポリエーテルイミド30重量%及び完全芳
香族ポリエステル70重量%を含有する)、純粋なポリ
エーテルイミド及び純粋な完全芳香族ポリエステルの応
力O・ずみ(ほか1名)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 (a)ポリエーテルイミド約65ないし約5重量%
(全重合体量に対して)、及び (b)溶融加工可能な完全芳香族ポリエステル約35な
いし約95重量%(全重合体量に対して) でなり、前記ポリエステルが、前記ポリエーテルイミド
のマトリックス内でその場合で形成された長い連続性の
主として単一方向に配向した繊維状であることを特徴と
する、自己補強性重合体複合物。 2 請求項1記載のものにおいて、前記ポリエーテルイ
ミド約60ないし約25重量%及び前記完全芳香族ポリ
エステル約40ないし約75重量%(全重合体量に対し
て)でなることを特徴とする、自己補強性重合体複合物
。 3 請求項1記載のものにおいて、前記ポリエーテルイ
ミド約50ないし約25重量%及び前記完全芳香族ポリ
エステル約50ないし約75重量%(全重合体量に対し
て)でなることを特徴とする、自己補強性重合体複合物
。 4 請求項1記載のものにおいて、前記完全芳香族ポリ
エステルが溶融状態において異方性であることを特徴と
する、自己補強性重合体複合物。 5 ポリエーテルイミド及び溶融加工可能な完全芳香族
ポリエステルでなる自己補強性重合体複合物の製法にお
いて、前記ポリエーテルイミドと前記溶融加工可能な完
全芳香族ポリエステル約35ないし約95重量%(全重
合体量に対して)とを、両重合体を溶融加工できる温度
及び冷却時、前記完全芳香族ポリエステルが前記ポリエ
ーテルイミドのマトリックス内に主として単一方向に配
向した繊維状で存在する重合体複合物を生成する有効な
混合条件下で混合し、得られたブレンドを溶融相で押出
し、冷却させ、前記ポリエーテルイミド及び前記完全芳
香族ポリエステルでなり、該完全芳香族ポリエステルが
前記ポリエーテルイミドのマトリックス内で連続しかつ
主として単一方向に配向した繊維状で存在する自己補強
性重合体複合物を回収することを特徴とする、自己補強
性重合体複合物の製法。 6 請求項5記載の方法において、前記完全芳香族ポリ
エステルの量が、全重合体量に対して約40ないし約7
5重量%であることを特徴とする、自己補強性重合体複
合物の製法。 7 請求項5記載の方法において、前記完全芳香族ポリ
エステルの量が、全重合体量に対して約50ないし約7
5重量%であることを特徴とする、自己補強性重合体複
合物の製法。 8 請求項5記載の方法において、前記ポリエーテルイ
ミドと完全芳香族ポリエステルとの混合を、温度約30
0ないし約350℃で行うことを特徴とする、自己補強
性重合体複合物の製法。 9 請求項5記載の方法において、前記完全芳香族ポリ
エステルが溶融相において異方性であることを特徴とす
る、自己補強性重合体複合物の製法。 10 請求項5記載の方法において、前記ポリエーテル
イミド及び完全芳香族ポリエステルの粒状物を、これら
粒状物の物理的混合物を形成する条件下で混合し、つい
で両重合体が溶融加工可能な温度での混合前に乾燥する
ことを特徴とする、自己補強性重合体複合物の製法。 11請求項1記載の重合体複合物から調製された成形複
合物製品。 12 請求項1記載の重合体複合物から溶融紡糸して得
られた繊維。 13 請求項1記載の重合体複合物から溶融押出して得
られたフィルム。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/050,705 US4835047A (en) | 1987-05-14 | 1987-05-14 | Wholly aromatic polyester fiber-reinforced polyetherimide composite and process for preparing same |
US050,705 | 1987-05-14 | ||
US50,705 | 1987-05-14 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01301749A true JPH01301749A (ja) | 1989-12-05 |
JP2838406B2 JP2838406B2 (ja) | 1998-12-16 |
Family
ID=21966895
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP63116781A Expired - Fee Related JP2838406B2 (ja) | 1987-05-14 | 1988-05-13 | 自己補強性重合体複合物及びその製法 |
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---|---|
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EP (1) | EP0291323B1 (ja) |
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AT (1) | ATE125847T1 (ja) |
CA (1) | CA1336930C (ja) |
DE (1) | DE3854240T2 (ja) |
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- 1988-05-13 CA CA000566774A patent/CA1336930C/en not_active Expired - Fee Related
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ATE125847T1 (de) | 1995-08-15 |
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