JPH01313558A

JPH01313558A - ポリエーテルイミド樹脂組成物

Info

Publication number: JPH01313558A
Application number: JP14387388A
Authority: JP
Inventors: Takio Tasaka; 田坂　多希雄; Yosaburo Tsujikawa; 辻川　洋三郎
Original assignee: Otsuka Chemical Co Ltd
Current assignee: Otsuka Chemical Co Ltd
Priority date: 1988-06-10
Filing date: 1988-06-10
Publication date: 1989-12-19
Anticipated expiration: 2013-06-04
Also published as: JP2761563B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は射出成形法を主体に、押出成形法、場合によっ
ては圧縮成形法によっても、優れｔこ機械的性質、熱的
性質、成形加工性、寸法精度を有する各種成形品を製造
することが可能なポリエーテルイミド樹脂組成物に関す
る。

（従来の技術）ポリエーテルイミドリ（脂は非品性ながら、機械的、熱
的及び化学的性質に優れたエンノニアリングプラスチッ
クの１つであり、射出成形材料として各種の分野に、又
、押出フィルムとして電気的用途を主体に使用されてい
る。

射出成形材料としては非強化（ナチュラル）のままで使
用されたり、ガラス繊維、炭素繊維で強化されたものが
一般的であり、押出用には外観が悪くなること及び押出
用、ダイスの損傷の面から、ガラス繊維、炭素ｊｌｌ維
強化品は使用されず、せいぜい微粒子状充填剤（タルク
、炭酸カルシウム等）が、１０重滑部以下で使用される
に過ぎない。

そこでミクロファイバーでありウィスカーとしてｙｉ済
的なチタン酸カリウム繊維が注目され、ポリエーテルイ
ミド樹脂の強化剤としての応用も種々検討されているが
、今迄一般的に市販されていたチタン酸カリウムＭ＆雑
では、溶融状態（加工機械中での溶融滞留時）に、増粘
現象が大で、ひどい場合にはデル化によって加工機械が
運転不能となったり、又、ライスカー強化材料の特徴で
ある精Ｗ！成形においては、肝心の溶融粘度管理ができ
ないため、応用分野が非常に制約をうけているのが実状
であった。

（発明が解決しようとする課題）本発明の目的はポリエーテルイミド樹脂の強度、剛性、
耐熱性を更に向上させると共に、溶融時の粘度変化が少
なく、成形加工管理ひいては量産性に非常に優れた、殊
に小型、薄肉製品の成形加工に適したポリエーテルイミ
ド樹脂組成物を提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明はｐＨ６，０〜８．５、ｘｉ回折チャートにおけ
る２θ＝１３，８°の特性ピークにおける半値幅が０．
１０以下の６−チタン酸カリウム繊維を、５〜６０重景
％滑部させたことを特徴とするポリエーテルイミド樹脂
組成物に係る。

本発明においてポリエーテルイミド樹脂の好適な代表例
として一般式（Ｒ’はＣ６〜コ。の２価の芳香族有機基、Ｒ２はＣ６
，、◇の２価の芳香族有機基又はＣ２〜２ｏのフルキレ
ン基、シクロアルキレン基、アルキレン末端ボリノオル
〃／シロキサン基の中から選択される２価の有機基を示
す。ｎ＝５〜５００）で表わされ、固有粘度がツメチル
ホルムアミド中、２５℃で０．２〜１．５ｃｌＺ／ｇの
ものを例示でき、その製法は例えば米国特許第３，８０
３，０８５号に開示されている。

上記一般式のなかでも、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
を、芳香族ビス（エーテル無水物）成分とし、有機ジア
ミン成分として、−一フェニレンノアミンを縮重合して
なる、下記構造式のポリエーテルイミド樹脂（商品名ウ
ルテム、ゼネラル・エレクトリック社９Ｉ）が好適であ
り、ツメチルホルムアミド中、２５℃での固有粘度が０
．３〜１．Ｏｄｅ／。

のらのが−船釣である。

（＋ａ＝１０〜２００）尚、前述のポリエーテルイミドＯ（脂の構成成分である
芳香族ビス（エーテル無水物）として好適なものは前述
の２．２−ビス（４−（３，４−ジカルボキシフェノキ
シ）フェニル〕プロパンニ無水物の他に、２．２−ビス
（４−（２，３−ジカルボキシ７エ／キシ）フェニル〕
プロパン二ｍ水物、４−（２，３−ジカルボキシ７エ／
キシ）−４’−（３，４−ジカルボキシ７エ／キシ）ジ
フェニル−２，２−ブａパンニ無水物及びこれらの混合
物が帯げられ、又、一方の有機ジアミン成分の好適なも
のとして、前述の曽−フェニンンノ７ミンの他１こ、４
．４’−ノ７ミノノフェニルメタン、４，４°−ノオキ
シノ７ニリン及びこれらの混合物が具体例として挙げら
れるが、これらに限定されるものではない。

一方、６−チタン酸カリウム繊維（以下ＰＴＷと略記す
る）とは、Ｋ、０・６　Ｔ　ｉ　Ｏ２で示される単結晶
繊維（ウィスカー〉であり、Ｋ、Ｏの出発原料としては
に２０．に２ＣＯｊなど、Ｔ　ｒ　０２の出発原料とし
てはＴｉ０ｚ或いはＴｉ０ａ含有化合物（ルチルサンド
等の天然鉱物を含む）を挙げることができ、これらの混
合比、反応温度及び反応系の塩基度等を調整することに
より、水熱法、ブラックス法、焼成法、溶融法、融体法
等により製造され、各種の平均繊維径、平均繊維長、ｐ
Ｈ値、結晶化度のＰＴＷが得られる。

本発明においては該ＰＴＷの平均繊維径及び平均繊維長
については特に制限はなく、平均繊維径０．０５〜２．
０μ−１平均繊維長１〜５００μ−のものが全て使用可
能であり、補強効果の点から７スベクト比（平均繊維長
／平均繊維径）が１０以上のものが望ましい。

しかし使用するＰＴＷのｐＨ値と結晶化度については、
ＰＴＷ配合のポリエーテルイミド樹脂組成物の溶融粘度
の粘度安定性の面から、ＰＴＷのｐＨカ６．０〜８．５
、好＊　Ｌ　＜　ｌ！６．５−８．０、Ｘ＠回折子ャー
トにおける２θ＝１３．８°の特性ピークの半値幅が０
．１０以下、好ましくは０．０５以下であることが必須
要件となることが判明した。

ここでＰＴＷのｐＨとは、ＰＴＷの１．０重量％懸濁水
溶液（脱イオン水を使用）を、１０分間攪拌後、２０°
ＣでｐＨを測定した値をいい、従来市販されているＰＴ
Ｗの殆どのものはｐＨｓ、ｏを越え、９．０〜１Ｏ８５
のアルカリ性のものが多かった。

ＰＴＷのｐＨが８．５を越えると、ポリエーテルイミド
樹脂の加工温度である３８０℃近辺での溶融粘度が、徐
々に増大しでくると共にＰＴＷの配合量の多いポリエー
テルイミド樹脂組成物では、デル化を起こし、例えば射
出成形機がこわれてしまうという現象が生じる恐れがあ
る。一方ｐＨが６．ｏを下回ると、得られるポリエーテ
ルイミド樹脂組成物の強度の向上効果が小さいのみなら
ず、加工機械、金型を腐蝕する原因にもなるので望まし
くない。

一方Ｘ＃１回折チャートにおける２θ＝１３，８°の特
性ビークにおける半値幅とは１３．８°におけるピーク
高さ（Ｈ）、１／２Ｈでのピーク幅（Ｗ）とすると、Ｗ
／Ｉ−１で表わされる値であり、従来市販されているＰ
ＴＷの殆どのものは、半値幅が０．１を越えるものが多
かった。

ＰＴＷの半値幅が０．１を越えると、ＰＴＷ自体の結晶
化度が充分でなく、強度の向上効果、溶融粘度の安定化
、耐薬品性に悪影響を及ぼす傾向にあり本発明の目的に
は望ましくない０本発明の目的には、０．１０以下、好
ましくは０．０５以下であることが望ましい。

本発明のＰＴＷのポリエーテルイミド樹脂に配合される
量は、ポリエーテルイミド樹脂と該ＰＴＷの合計量に対
して、ＰＴＷ５〜６０重景％が適当滑部り、５重量％未
満の場合には耐熱性・剛性・強度の改良効果が不充分で
あり、又、６０重１％を越え仝場合には、溶融混練機へ
のＰＴＷの供給が、ＰＴＷ自体が非常に嵩高い為、シラ
ンカップリング剤、チタネート系カップリング剤等の表
面処理剤で表面処理をしてＰＴＷの供給性を改良しても
、尚困難であるし、得られた樹脂組成物の成形時の溶融
流動性が者しく低下するので、実用性に乏しＱ％。

表面処理剤としては、ポリエーテルイミド樹脂の溶融温
度が３００℃を越える為、加工温度に耐えるカップリン
グ剤は殆どないが、γ−メルカプトプロピルトリメトキ
シシラン、β−（３，４−二ポキンシクロヘキシル）エ
チルトリメトキシシラン、Ｎ−７二二ルーγ−アミノプ
ロピルトリメトキシシランが比較的加工温度に耐え、Ｐ
ＴＷの補強効果発現に効果がみられることを見出した。

尚、本発明のポリエーテルイミド樹脂組成物については
、本発明の効果を損なわない範囲内で、。

熱安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、顔料などの着色剤、難
燃剤、帯電防止剤、ケッチエンブラック等の導電性付与
剤、Ｃａ　ＣＯｓ等の粉末状或いはマイカ等の鱗片状充
填剤、ガラス繊維、炭素繊維等の強化剤などの各種添加
剤を目的に応じて併用してもよい。

本発明の樹脂組成物はポリエーテルイミド樹脂とＰＴＷ
が均一に混合されていることが必要で、この添加混合方
法は特に制限されることはなく、種々の手段が採用でき
る。

例えば、各々別々に溶融押出機に供給して混合すること
もできるし、予めヘンシェルミキサー、リボンブレング
ー、タンブラ−などの混合機を利用して予＠混合した上
で、溶融混合機に供給して溶融；且介することもできる
。又、目的によっては、水性媒体や有機媒体に分散せし
めて、湿式混合法により混合することも可能である。

上記した本発明の樹脂組成物は、射出成形法、押出成形
法、圧縮成形法等の成形法により、所望の成形品（フル
ム、シート等を含む）に成形することができる。

（実　施　例）以下、実施例により本発明を説明するが、これらは単な
る例示であり、本発明はこれらにより限定されるもので
はない。

実施例１〜３ポリエーテルイミド０！脂として、ウルテム１０１０〜
１０００（ゼネラル・エレクトリック社９Ｉ）と、６−
チタン酸カリウム繊維として、ｐ　Ｈ６−８、Ｘ　＃ｉ
回折チャート（第１図参照）の２０＝１３．８°の特性
ピークにおける半値幅が０．０２、平均繊維径が０．３
μ輪、平均繊維長１５μ輪のものを、供給性を良くする
為に、Ｎ−フェニル−”Ｉ−７ミ／プロピルトリメトキ
シシランで６−チタン酸カリウム繊維重量の１重量％添
加により表面処理したちのく表面処理後のｐＨ７，３）
を、第１表の割合となるように、二紬押出磯〔池貝鉄工
（株）製、ＰＣＭ４５）のメインホッパー及びサイドフ
ィーグーから別々に供給し、シリンダー温度３４０℃に
て、溶融混練した後、ストランドカット方式によりペレ
ット化した。得られたベレットを射出成形機〔８精樹脂
工業（株）製、ＦＳ−１５ＯＮ）にて、シリンダー温度
３７０℃、金型温度１２０℃にて射出成形して各種試験
片を得た。

引張特性、曲げ特性、熱変形温度は、それぞれ、ＡＳＴ
Ｍ　Ｄ−６３８、Ｄ−７９０、Ｄ−６４８に準拠して測
定した。又、溶融粘度安定性を評価するために、シリン
ダー温度３９０℃、金型温度１２０℃、射出圧１０００
ｋＨ／　０ｍ２における、幅１０ｍａ＋、　ｆｉさ２ｍ
ｍの断面をスパイラル状に有する棒流動會型にて、シリ
ング−中における滞留時間をかえて、流動長の長さ変化
を、５分おきに測定し、その代表値を記す。

結果を第１表に示す。

比較例１〜３ウルテム１０１０〜１０００をそのまま射出成形した場
合（比較例１）と、６−チタン酸カリウム繊維として、
ｐＨ９，８、Ｘ＃１回折チャート（第２図参照）の１３
．８°の特性ピークにおける半値幅が０．１５７のもの
、或いは当該繊維を更に５５０℃で１時間焼成した後、
水洗後乾燥してｐＨが８．６、半値幅が０．１３で、平
均繊維長、平均繊維径は実施例と全く同じで、それぞれ
０．３μｍ、１５μ−のものを、同様１こシランカップ
リング剤で表面処理した。

表面処理後のそれぞれの６−チタン酸カリウム繊維のｐ
Ｈは、それぞれ１０．２及び８．８であった。

これらのチタン酸カリウム繊維を、それぞれ実施例と同
様の方法で、ウルテム１０１０〜１０００　７０重重篤
と、６−チタン酸カリウム繊Ｊｌ１３０重量％となるよ
うに溶融混練後、ペレット化して後、同様の評価を行っ
た。結果をまとめて第１表に示す。

第１表より、６−チタン酸カリクム＃ｌ維として、ｐＨ
ｅ、ｏ〜８．５の範囲内にあり、ＸＩａ回折チャートの
２０＝１３，８°の特性ピークにおける半値幅が０．１
０以下の６−チタン酸カリウム繊維を、５〜６０重量％
の範囲内で含有したポリエーテルイミド樹脂組成物は、
本発明の特許請求の範囲以外の６−チタン酸カリウム繊
維を配合したものより、射出成形機（加工機械）中での
滞留時間が長くなっても流動性が一定であり、ｐＨの高
い物では２０分というかなり短時間にもかかわらず、流
動性が極端に悪くなり、同じ成形条件では、ショートシ
ョットを起こしたり、更に長時間滞留させた場合には、
射出成形機中で固ってしまい運転不能となる為、均質な
成形品の艮時闇にわたる量産を行う上で、根本的な問題
となっていた。

又、半値幅の小さい（結晶化度が高い）本発明品の力が
得られるＯ（脂組酸物のｆｉ械物性が優れる傾向にある
ことが明らかである。

（発明の効果）本発明はポリエーテルイミド樹脂に、ＤＨ６，０〜８．
５、Ｘ線回折チャートの２０＝１３．８”の特性ピーク
における半値幅が０．１０以下の６−チタン酸カリウム
繊維を、５〜６０重量％配合することにより、機械的強
度、剛性、耐熱性の向上効果が顕著なことを認めると共
に、従来の６−チタン酸カリウム繊維で大きな問題とな
９実用化を阻んでいた、溶融時の粘度増加（加工８！械
に滞留時の流動性の大幅な減少）、ひいてはデル化によ
り、加工機械の長時間の稼動が不能となる点が解消し、
広い応用分野、殊に薄肉成形品（フィルム等の押出加工
品、時計の歯車等の超薄肉・小型射出成形品）において
、ポリエーテルイミド樹脂組成物の実用範囲を、飛躍的
に拡大する効果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１〜２図はそれぞれ実施例及び比較例で用いた６−チ
タン酸カリツム繊維のＸ線回折チャートである。（以　上）出　願　人　大塚化学株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ｐＨ６．０〜８．５、Ｘ線回折チャートにおける
２θ＝１３．８°の特性ピークにおける半値幅が０．１
０以下の６−チタン酸カリウム繊維を、５〜６０重量％
含有させたことを特徴とするポリエーテルイミド樹脂組
成物。
（２）ｐＨが６．５〜８．０、半値幅が０．０５以下の
６−チタン酸カリウム繊維の含有量が１０〜４０重量％
である請求項１記載のポリエーテルイミド樹脂組成物。
（３）６−チタン酸カリウム繊維がシランカップリング
剤で表面処理されたものである請求項１又は２記載のポ
リエーテルイミド樹脂組成物。
（４）ポリエーテルイミド樹脂が一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （Ｒ＾１はＣ＿６＿〜＿３＿０の２価の芳香族有機基、
Ｒ＾２はＣ＿６＿〜＿３＿０の２価の芳香族有機基又は
Ｃ＿２＿〜＿２＿０のアルキレン基、シクロアルキレン
基、アルキレン末端ポリジオルガノシロキサン基の中か
ら選択される２価の有機基を示す、ｎ＝５〜５００）で
表わされ、固有粘度がジメチルホルムアミド中、２５℃
で０．２〜１．５ｄｌ／ｇである請求項１〜３のいずれ
かに記載のポリエーテルイミド樹脂組成物。