JPH03252457A - 芳香族ポリスルフォン樹脂組成物 - Google Patents

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〕 本発明は芳香族ポリスルフォン樹脂に特定のフルオロカ
ーボン重合体を含有せしめることにより、芳香族ポリス
ルフォンマトリックス中におけるフルオロカーボン重合
体の分散性が改良された芳香族ポリスルフォン樹脂組成
物に関するものである。

さらに詳しくは成形品の外観、機械的強度、摺動特性、
成形性などが改良された芳香族ポリスルフォン樹脂組成
物に関するものである。

〔従来の技術〕

芳香族ポリスルフォン樹脂は非晶性であるため、等方性
で成形収縮率が小さく、またポリフェニレンスルフィド
やポリエーテルケトンのような高耐熱性を持つ樹脂より
もカラス転移点か高いため、これらの樹脂に比へ、より
高温まで強度、弾性率、耐クリープ性などの物性の低下
が小さく、高寸法精度、高耐熱性が要求される電子部品
やＯＡ、ＡＶ機器部品として好適な材料である。

また、芳香族ポリスルフォン樹脂にフルオロカーボン重
合体、好ましくはポリテトラフルオロエチレンを含有し
てなる組成物は、上記特性に加えて、自己潤滑特性が付
与されるため、金型からの離型性、摺動特性が改良され
ることは知られている。

また、ガラス繊維、チタン酸カリウム繊維、ウオラスト
ナイトなどの繊維状強化材やタルク、炭酸カルシウム、
ガラスピーズなどの無機充填材を配合した芳香族ポリス
ルフォン樹脂組成物の場合は成形収縮率が低減されるこ
とから、フルオロカーボン重合体の配合により金型から
の離型性が著しく改良されることが特開昭６０−２３４
４８号公報に記載されている。さらに摺動特性について
は、芳香族ポリスルフォン、フルオロカーボン重合体お
よび炭素繊維とからなる組成物は、無給油軸受などに使
用した場合、摩耗特性が優れ軸受寿命が向上することが
特開昭６０−３８４６５号公報に記載されている。また
、芳香族ポリスルフォン、フルオロカーボン重合体およ
びオキシベンゾイルポリエステルからなる組成物は、無
給油軸受などに使用した場合、摩耗特性が優れ軸受寿命
が向上するだけでなく、相手材がアルミニウム、ＳＵＳ
などの軟質金属であっても相手材を損傷しない特性を有
することが特開昭５８−１６０３５３号公報に記載され
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上記で述べたこれらの組成物で使用される
フルオロカーボン重合体、特にポリテトラフルオロエチ
レンは、フルオン■Ｌ１６９Ｊ、Ｌ１７０Ｊ（旭硝子＜
ｍ製）、ルブロン■Ｌ、−２、Ｌ−５（ダイキン工業（
株制）に代表されるもので、融点は３２５〜３３０℃で
あるが、芳香族ポリスルフォン樹脂の成形温度である３
５０°Ｃ以上の温度では、溶融粘度が極めて高いか、は
とんど流動しない。従って芳香族ポリスルフォン樹脂に
該フルオロカーボン重合体を配合し、押出成形や射出成
形した場合、該フルオロカーボン重合体はせん断により
凝集し、芳香族ポリスルフォンマドｌルックス中におけ
る分散性は極めて悪いものとなるため、成形品の外観は
劣り、機械的強度が低下するといった問題があった。ま
た、摺動特性についてもより一層の向上が望まれていた
。

本発明は、芳香族ポリスルフォンマトリ・ソクス中にお
けるフルオロカーボン重合体の分散性を改良し、上記の
ような問題点を改良した芳香族ポリスルフォン樹脂組成
物を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記問題点を解決するために鋭意検討し
た結果、芳香族ポリスルフォン樹脂に特定のフルオロカ
ーボン重合体を含有させることにより、上記目的が達成
されることを見出し本発明に至った。

すなわち、本発明は芳香族ポリスルフォン樹脂１００重
量部に対して、末端までフッ素化され、下記の方法で求
めた流動温度が３５０℃以下の低分子量フルオロカーボ
ン重合体０．３〜５０重量部を含有せしめてなる、芳香
族ポリスルフォンマトリックス中におけるフルオロカー
ボン重合体の分散性が改良された芳香族ポリスルフォン
樹脂組成物を提供することにある。

流動温度：内径１ｍｍ、長さ１０ｍｍのノズルをもつ毛
細管レオメータを用い、１００Ｋｇ／Ｃｒｌの荷重下に
おいて、４℃／分の昇温速度で加熱溶融体をノズルから
押比すときに、溶融粘度が４８，０００ポイズを示す温
度。

フルオロカーボン重合体の分散性を改良することにより
、該組成物の表面外観が改良され、機械的強度、摺動特
性が改良されたものを得ることができ、さらに金型から
の離型性においても優れていることを見出した。また、
該組成物の溶融粘度においても従来のフルオロカーボン
重合体を含有した芳香族ポリスルフォン樹脂組成物に比
へ低下し、成形性が改良され、溶融時の熱安定性および
成形品の熱的特性においても低下しないことを見出した
。

本発明で用いる芳香族ポリスルフォン樹脂は、アリーレ
ン単位がエーテル及びスルフォン結合と共に無秩序にま
たは秩序正しく位置するポリアリーレン化合物として定
義される。代表的な例としては次のような繰り返し単位
を有するものが挙げられる。

ＣＨ。

ＣＨ。

これらの中でも（１）、（２）の繰り返し構造単位を持
つものか好ましく、（１）のものはＩＣ１社よりＶ　Ｉ
　ＣＴＲＥＸ■ＰＥ５３６００Ｐ、４１００Ｐ及び４８
００Ｐとして市販されており、（２）のものはアモコ社
よりＵＤＥＬ■Ｐ−１７００として市販されている。こ
の中で（１）の繰り返し構造単位を持つ芳香族ポリスル
フォンか特に好ましい。

本発明で用いる特定のフルオロカーボン重合体は、末端
までフッ素化され、前述の方法により定義した流動温度
か３５０°Ｃ以下の低分子量フルオロカーボン重合体で
、基本骨格はポリテトラフルオロエチレン（以下ＰＴＦ
Ｅと略す）、ポリテトラフルオロエチレン−ヘキサフル
オロプロピレン共重合体、ポリトリクロロフルオロエチ
レン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキル
ビニルエーテル共重合体などを含むが、特にＰＴＦＥが
好ましい。該フルオロカーボン重合体は、特開昭６１−
１１８３３１号公報や特開昭６１−１６２５０３号公報
に記載されているように、含フツ素ポリマーを２５０〜
５５０　℃において、含チツ素フッ素化合物と接触反応
させることにより製造されるか、分子状フッ素、ハロゲ
ン化フッ化物、および希ガスのフッ化物の少なくとも１
種と接触反応させることにより製造される。基本骨格が
ＰＴＦＥのものはセフラルルーブ■Ｉ、ＩＰ（セントラ
ル硝子ｆｍ製）として市販されている。

本発明において該フルオロカーボン重合体の含有量は、
芳香族ポリスルフォン樹脂１００重量部に対して好まし
くは０．３〜５０重量部であり、この範囲内で目的に応
じて含有量は変えられる。

さらに好ましくは、０．５〜４０重量部がよい。

フルオロカーボン重合体の含有量が０．３重態部未満の
場合は、離型性、摺動特性においてフルオロカーボン重
合体を添加した効果は認め難く、５０重量部を越える場
合は、機械的強度が低下する。

さらに本発明においては、必要に応じてガラス繊維、セ
ラミック繊維、シリカアルミナ繊維、アルミナ繊維、ウ
オラストナイト、炭素繊維、チタン酸カリウム繊維、ア
ラミド繊維などの繊維状の強化材、炭酸カルシウム、タ
ルク、マイカ、クレイ、カラスビーズなどの無機充填材
、クラファイト、二硫化モリブデンなどの固体潤滑剤、
オキシヘンジイルポリエステル、ポリイミドなどの耐熱
性樹脂、染料、顔料などの着色材、導電カーホンなどを
添加してもよい。

また本発明の組成物には本発明の目的を損なわない範囲
でポリエチレン、ポリプロピｌノン、ポリアミド、ポリ
エステル、ポリカーボネート、変性ホリフェニレンオキ
サイド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミ
ド、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミドなどの熱可
塑性樹脂やフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド
などの熱硬化性樹脂の１種以上を添加することもできる
。

本発明の成形材料を得るための原料成分の配合手段は特
に限定されない。芳香族ポリスルフォン樹脂、フルオロ
カーボン重合体、必要に応してカラス繊維などの繊維状
強化材、タルクなどの無機充填材、オキシヘンジイルポ
リエステルなどの耐熱性樹脂などをヘンンエルミキサー
、タンブラなどを用いて混合した後、押出機を用いて溶
融混練するのが一般的である。

〔作用〕

芳香族ポリスルフォン樹脂組成物に、末端までフッ素化
され、流動温度が３５０℃以下の低分子量フルオロカー
ボン重合体を含有せしめた場合、芳香族ポリスルフォン
マトリックス中におけるフルオロカーボン重合体の分散
性が改良されるのは、芳香族ポリスルフォンの溶融温度
で該フッ素樹脂が完全に溶融し、しかも末端までフッ素
化されているため、低分子量物にもかかわらず熱分解な
との挙動を起こさないためである。

〔発明の効果〕

本発明の芳香族ポリスルフォン樹脂組成物は、芳香族ポ
リスルフォンマトリックス中におけるフルオロカーボン
重合体の分散性が従来のフルオロカーボン重合体を用い
たときに比べ改良されているため、すなわちフルオロカ
ーボン重合体の分散粒子径が小さいため、成形品外観、
機械的強度、摺動特性、成形性においても優れたもので
、電子部品やＯＡ、ＡＶ機器部品などには極めて有用な
ものである。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を示すが、本発明はこれらに限定さ
れるものではない。なお、実施例中の物性は次の方法で
測定された。

（フルオロカーボン重合体の特性） ○流動温度：　（株）島津製作所製の高化式フローテス
ターＣＦＴ−５００型で測定され、４℃／分の昇温速度
で加熱溶融体を荷重１００　ｋ　ｇ／ｃｄの下で、内径
１ｍｍ、長さ１０ｍｍのノズルから押出すときに、該溶
融粘度が４８，０００ポイズを示す点における温度であ
る。この温度の低い樹脂はど流動性が大である。

○融点＝（掬島津製作所製示差走査熱量測定計ＤＳＣ−
５０を用いて、サンプル１０ｍｇをＮ２雰囲気中、１０
℃／分の昇温速度で４００°Ｃまで昇温し吸熱ピークの
温度を測定した。

（芳香族ポリスルフォン樹脂組成物の特性）○フルオロ
カーボン重合体の分散性および成形品外観：本発明の組
成物を射出成形機（住人重機械工業■製サイキャップＮ
ｌ　１０／４５）を用いて、シリンダー温度３５０〜３
６０℃、金型温度１５０℃でＡＳＴＭ４号引張ダンベル
を成形し、そのネック部の表面を目視で観察するととも
に、日本電子ｆＫ製のＥＰＭＡ装置ＪＸＡ８６００Ｍ型
を用いて、加速電圧１５ＫＶ、照射電流３０ｍＡの条件
で、２００倍の視野で測定したＦ−にα線像からＰＴＦ
Ｅの分散粒子径を求めた。

○引張強度：上記の引張ダンベルを用いてＡＳＴＭ　　
Ｄ６３８に準拠して測定した。

○アイゾツト衝撃強度（ノツチなし）：長さ１２７ｍｍ
、幅１２．７ｍｍ、厚み６．４ｍｍの曲げ試験片を上記
引張ダンベルと同条件で成形し、長さ方向に三等分した
ものを試験片とし、ＡＳＴＭＤ２５６に準拠して測定し
た。

○加熱変形温度二上記曲げ試験片を用いてＡＳＴＭ　　
Ｄ６４８に準拠して測定した。

○金型からの離型性：本発明の組成物を射出成形機（住
友重機械工業■製　サイキャップＮｌｌ０／４５）を用
いて、内径１１ｍｍ、外径１５ｍｍ、高さ１５ｍｍの円
筒形ブツシュをシリンダー温度３５０°Ｃ１金型温度１
５０°Ｃで成形し、金型から離型する際の離型抵抗をエ
ジェクタービンに圧力センサーを設置して検出した。こ
のとき、フルオロカーボン重合体を含まないものを基準
（１００％）にして本発明の組成物の離型抵抗値を％表
示し、離型抵抗とした。

○摺動特性：引張ダンベルと同条件で摩耗リング（外径
２５．６ｍｍ、内径２０ｍｍ、高さ１５ｍｍ）を成形し
、鈴木式摩耗試験機を用いて相手材をＳＵＳ　３０４と
し、圧力Ｐ＝６ｋｇ／ｃｒｌ、速度Ｖ＝４０ｍ／分の条
件下、４８時間の摺動を行い、摩擦係数μおよび摩耗量
△Ｗを求めた。

○成形性および溶融時の熱安定性：流動温度を測定した
ときと同じ装置、ノズルを用いて、５０ｋｇ／　ｃｒ！
荷重下、４００℃での５分および３０分シリンダー内に
滞留させた後、押出した時の溶融粘度を求め、その大小
で成形性および溶融時の熱安定性の尺度とした。

実施例１ 芳香族ポリスルフォン樹脂パウダー（ＩＣ１社製ＶＩＣ
ＴＲＥＸ＠ＰＥ５４１００Ｐ）１００重量部とフルオロ
カーボン重合体として末端までフッ素化され、上記方法
で測定した流動温度か３４４℃、融点が３２３°ＣのＰ
ＴＦＥ　（セントラル硝子（株制セフラルルーブ■ＩＰ
）１１重量部をヘンシェルミキサーで混合後、二軸押出
機（池貝鉄工製ＰＣＭ３０）を用いてシリンダー温度３
４０℃で造粒し、芳香族ポリスルフォン樹脂組成物のペ
レットを得た。これらのペレットから、上記方法により
成形性および溶融時の熱安定性を測定するとともに、上
記方法により対比成形し、フルオロカーボン重合体の分
散性、成形品外観、アイゾット衝撃強度、加熱変形温度
、摺動特性を測定した。

結果を表１に示す。

比較例１ フルオロカーボン重合体として、３８０℃においても流
動せず、融点が３２６°ＣのＰＴＦＥ　（、旭硝子（株
制フルオン■Ｌ１６９Ｊ）を用いる以外は実施例１と同
様にして実施した。結果を表１に示す。

表１から特定のフルオロカーボン重合体を用いた本発明
の組成物は、フルオロカーボン重合体の分散性が改良さ
れ、すなわち分散粒子径が小さく、成形品外観、アイゾ
ツト衝撃強度、摺動特性においても優れ、また溶融粘度
が低いことから成形性においても優れ、加熱変形温度、
溶融時の熱安定性においても低下しないことは明らかで
ある。

実施例２ 芳香族ポリスルフォン樹脂パウダー（ＩＣ１社製ＶＩＣ
ＴＲＥＸ■ＰＥ５４１００Ｐ）１００重量部、フルオロ
カーボン重合体として末端までフッ素化され、上記方法
で測定した流動温度か３４４°Ｃ１融点が３２３℃のＰ
ＴＦＥ　（セントラル硝子（即製セフラルルーブ■ＩＦ
）３３重量部、および平均粒子径が約１５μｍのオキシ
ベンゾイルポリエステル（住人化学工業（練製エコノー
ル■Ｅ１０１Ｓ）３３重量部をヘンシェルミキサーで混
合後、実施例Ｉと同様にしてペレットを得、射出成形し
、ペレット、射出成形品から実施例１と同し項目につい
て測定した。結果を表２に示す。

比較例２ フルオロカーボン重合体として、比較例１で用いたのと
同じＰＴＦＥ　（旭硝子■製フルオン■Ｌ１６９Ｊ）を
用いる以外は実施例２と同様にして実施した。結果を表
２に示す。

表２から特定のフルオロカーボン重合体を用いた本発明
の組成物は、フルオロカーボン重合体の分散性が改良さ
れ、すなわち分散粒子径が小さく、成形品外観、アイゾ
ツト衝撃強度、摺動特性においても改良され、また溶融
粘度が低いことから成形性においても優れ、加熱変形温
度、溶融時の熱安定性においても低下しないことは明ら
かである。

実施例３ 芳香族ポリスルフォン樹脂パウダー（Ｉ　Ｃ１社製ＶＩ
ＣＴＲＥＸ■ＰＥ５３６００Ｐ）１００重食部、チョツ
プドガラス繊維（旭ガラスファイバー（株制Ｃ８Ｏ３Ｍ
ＡＰＸｌ）５０重量部、およびフルオロカーボン重合体
として末端までフッ素化され、上記方法で測定した流動
温度が３３０℃、融点が３１８°ＣのＰＴＦＥ　（セン
トラル硝子（即製セフラルルーブ■Ｉ）１７重量部をヘ
ンシェルミキサーで混合後、実施例１と同様にしてペレ
ットを得、射出成形した。ペレットからは成形性および
溶融時の熱安定性を測定するとともに、射出成形品から
はフルオロカーボン重合体の分散性、成形品外観、引張
強度、アイゾツト衝撃強度、加熱変形温度を測定した。

結果を表３に示す。

比較例３ フルオロカーボン重合体として、比較例１で用いたのと
同じＰＴＦＥ　（旭硝子（株制フルオン■Ｌ１６９Ｊ）
を用いる以外は実施例３と同様にして実施した。結果を
表３に示す。

表３から特定のフルオロカーボン重合体を用いた本発明
の組成物は、フルオロカーボン重合体の分散性が著しく
改良され、すなわち分散粒子径が著しく小さく、成形品
外観、引張強度、アイゾツト衝撃強度においても改良さ
れ、また溶融粘度が低いことから成形性においても優れ
、加熱変形温度、溶融時の熱安定性においても低下しな
いことは明らかである。

実施例４．５　比較例４．５ 芳香族ポリスルフォン樹脂パウダー（ＩＣ１社製ＶＩＣ
ＴＲＥＸ＠ＰＥ５３６００Ｐ）１００重量部、チョツプ
ドガラス繊維（旭ガラスファイバー（株制Ｃ３Ｏ３ＭＡ
ＰＸ１）２５重量部からなる組成物（比較例４）、およ
びこれにフルオロカーボン重合体として実施例３で用い
たのと同じＰＴＦＥ（セントラル硝子製セフラルルーブ
■Ｉ）を０．５．１．０．０．１重量部配合した組成物
（それぞれ実施例４．５、比較例５）を作り、実施例３
と同様にしてフルオロカーボン重合体の分散性、引張強
度、加熱変形温度を測定した。また、上記の方法で金型
からの離型性を測定した。結果を表４に示す。

表４から特定のフルオロカーボン重合体を０゜３重量部
以上添加した本発明の組成物（実施例４．５）は金型か
らの離型性が優れていることが明らかである。またフル
オロカーボン重合体０．３重量部未満の組成物（比較例
５）の金型からの離型性は、フルオロカーボン重合体を
添加しない組成物（比較例４）とほぼ同等であった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 芳香族ポリスルフォン樹脂１００重量部に対して、末端
   までフッ素化され、下記の方法で求めた流動温度が３５
   ０℃以下の低分子量フルオロカーボン重合体０．３〜５
   ０重量部を含有せしめてなるフルオロカーボン重合体の
   分散性が改良された芳香族ポリスルフォン樹脂組成物。 流動温度：内径１ｍｍ、長さ１０ｍｍのノズルをもつ毛
   細管レオメータを用い、１００Ｋｇ／ｃｍ＾２の荷重下
   において、４℃／分の昇温速度で加熱溶融体をノズルか
   ら押出すときに、溶融粘度が４８，０００ポイズを示す
   温度。