JPH0378430B2

JPH0378430B2 -

Info

Publication number: JPH0378430B2
Application number: JP60116098A
Authority: JP
Inventors: Teruo Tsumato; Kazuo Hinobeta
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1985-05-29
Filing date: 1985-05-29
Publication date: 1991-12-13
Also published as: JPS61275348A; US4699944A; EP0204520B1; DE3684958D1; EP0204520A2; EP0204520A3

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野本発明は、すぐれた機械的低質、熱的性質、寸
法安定性を有し、加工時の熱安定性の改善された
ポリエーテルケトンとチタン酸カリウム繊維から
なる樹脂組成物に関する。従来の技術ポリエーテルケトンは耐熱性、強度、剛性、難
燃性、耐薬品性などのすぐれたエンジニアリング
プラスチツクとして、とくに電気部品や自動車部
品などの用途において注目されている。しかし、該用途において、該樹脂の特長である
難燃性、耐薬品性、耐熱水性、成形加工性などを
維持しながら、さらに高い耐熱性、強度、剛性度
を有する材料が、該分野における技術進歩とあい
まつて要求されている。該樹脂にガラス繊維や炭酸繊維等の繊維状強化
剤を配合することにより、強度、剛性、耐熱性等
がかなり改良されることが知られている。しかし
ながら、該繊維状強化材を配合した組成物は異方
性大きい、表面が荒れ外観が悪い、加工機、金型
を摩耗させるなどの欠点がある。また該樹脂に炭
酸カルシウム、マイカ、ガラスビーズなどの粉末
状もしくは薄片状の充填剤を配合することによ
り、成形収縮率の低下、線膨張係数の低下などに
よる寸法安定性を改良することが可能であるが、
剛性の改良が十分でなく、また衝撃強度が低下
し、脆弱となる欠点がある。上記欠点を改良するものとしてポリエーテルケ
トンにチタン酸カリウム繊維を配合した樹脂組成
物が提案され、注目を集めている。しかしながら、該ポリエーテルケトンとチタン
酸カリウム繊維からなる組成物は、チタン酸カリ
ウム繊維による強化効果の高い高充填になるほ
ど、溶融成形、冷えば射出成形等の成形において
高温での滞留による溶融粘度が上昇し、成形が不
安定となる欠点がある。発明が解決しようとする問題点本発明はポリエーテルケトンとチタン酸カリウ
ム繊維からなる樹脂組成物の溶融時の熱安定性を
改良し、良好な成形性を有する組成物を提供する
ことを目的とするものである。問題点を解決するための手段本発明の特徴とするところはポリエーテルケト
ン30〜95wt％とチタン酸カリウム繊維70〜5wt％
からなる樹脂組成物であつて、チタン酸カリウム
繊維中の遊離カリウム含有量が0.25％以下である
ことを特徴とするポリエーテルケトン樹脂組成物
である。本発明で用いるポリエーテルケトンは反復単位を単独でまたは他の反復単位と一緒に包み、かつ
固有粘度が0.3ないし2.6が好ましく、さらに0.5な
いし1.8がより好ましい。他の反復単位としてはなどを25wt％未満含み得るが25wt％以上含有し
た重合体は該ポリエーテルケトンの前記特性が失
なわれ好ましくない。また固有粘度は溶液100cm³
当り重合体0.1ｇを含む密度1.84ｇ／cm³の濃硫酸
中の重合体溶液について25℃で測定した固有粘度
のことである。固有粘度の測定には溶媒流出時間
が約２分である粘度計を用いて行つた。この固有
粘度は重合体の分子量と一義的に対応する値であ
る。本発明にかかるポリエーテルケトンの固有粘度
は0.3ないし2.6が好ましく、さらに好ましくは0.5
ないし1.8であるが、固有粘度が0.3未満では分子
量の低さ故に、耐熱性が低く、脆弱であり前記チ
タン酸カリウム繊維の配合によつても十分な強度
が得られない。固有粘度が2.6を越えると溶融粘
度が高いため溶融成形時の流動性が不十分であ
り、良好な成形品が得られない。固有粘度が0.3
から2.6の範囲のものが良好な表面外観とすぐれ
た物性、加工性が得られ好ましい。該ポリエーテ
ルケトンは特開昭54−90296などに開示された方
法により得られる。本発明で使用されるチタン酸カリウム繊維は高
強度単結晶繊維（ウイスカー）の一種であり、化
学組成としてK₂O・6TiO₂、K₂O・6TiO₂・1/2
H₂Oを基本とする針状結晶であり、代表的融点
は1300〜1350℃である。平均繊維長は５〜150μ
ｍ、平均繊維径は0.05〜2.0μｍのものが適用され
るが、平均繊維長は10〜30μｍ、平均繊維径は0.1
〜0.5μｍのものが好ましい。さらに本発明で使用されるチタン酸カリウム繊
維は該繊維中の遊離カリウム含有量がカリウム元
素換算で0.25重量％以下であることが必要であ
る。該繊維中の遊離カリウムの含有量は、例えば次
の方法によつて測定される。該チタン酸カリウム繊維を所定量採取し水中で
長時間煮沸することによつて溶出したカリウムを
分析する方法で、炎光分光分析法、原子吸光分光
分析法、ICP発光分高分析法（高周波誘導結合プ
ラズマ発光分析法）などが適用される。遊離カリウム含有量が0.25％以下のチタン酸カ
リウム繊維の製造法は特に限定されない。チタン酸カリウムの合成法としては焼成法、溶
融法、水熱法およびフラツクス法が知られてい
る。目的とするK₂O・nTiO₂を得るためには、出
発原料のK₂OとTiO₂の混合比、反応温度および
反応系の塩基度が最大の要因となり、ｎの決定、
さらには繊維長も決定される。上記合成法において、適正な条件を選択し、遊
離K₂O含有量を減らし、ひいるは遊離カリウムを
減らす方法、もしくは通常の工業的製法によつて
得られる遊離カリウムを0.27〜0.40％含むチタン
酸カリウム繊維を高温、例えば500℃以上で焼成
することにより遊離カリウム含有量を減ずる方
法、水または酸で遊離K₂Oを溶脱し、遊離カリウ
ムを減ずる方法などいずれの方法も適用が可能で
ある。チタン酸カリウム繊維がポリエーテルケトンに
配合させる量はポリエーテルケトンと該チタン酸
カリウム繊維の合計量に対して、ポリエーテルケ
トン30〜95wt％、チタン酸カリウム繊維70〜5wt
％が適当であり、ポリエーテルケトンが95wt％
を超え、チタン酸カリウム繊維が5wt％未満の場
合には、耐熱性、剛性、寸法安定性の改良が不十
分であり、また、ポリエーテルケトンが30wt％
未満、チタン酸カリウム繊維が70wt％を超えた
場合には、溶融混合機での分散が不充分であり、
また溶融粘度の上昇が著しいため、流動性が低
く、通常の条件による成形が困難となり、好まし
く用いられない。ポリエーテルケトンに配合されるチタン酸カリ
ウム繊維中の遊離カリウムの含有量は0.25％以下
であることが必要であるが、遊離カリウムの含有
量が0.25％を超えると、該ポリエーテルケトン樹
脂組成物の溶融時の熱安定性が低下し、溶融時の
滞留による粘度の上昇が極めて大きいものとな
る。特に、より高温、より長時間の滞留、チタン
酸カリウム繊維のより高い配合量において一層粘
度上昇が大きくなり、成形が不安定となる。チタン酸カリウム繊維中の遊離カリウム含有量
が0.25％以下の時、溶融粘度の上昇は極めて軽微
となるが、0.20％以下の時の厳しい条件において
も一層粘度を起さないため、好ましい。本発明の組成物の配合手段は特に限定されな
い。ポリエーテルケトン、チタン酸カリウム繊維
を各々別々に溶融混合機に供給することが可能で
あり、またあらかじめこれら原料類を乳鉢、ヘン
シエルミキサー、ボールミル、リボンブレンダー
などを利用して予備混合してから、溶融混合機に
供給することもできる。なお、本発明組成物に対して、本発明の目的を
そこなわない範囲で、酸化防止剤および熱安定
剤、紫外線吸収剤、滑剤、離型剤、染料、顔料な
どの着色剤、難燃剤、難燃助剤、帯電防止剤など
の通常の添加剤を一種以上添加することができ
る。作用本発明において、チタン酸カリウム繊維は、ポ
リエーテルケトンに配合することによ、耐熱変形
性、強度、剛性度、寸法精度等の諸物性を向上さ
せる作用を有するが、チタン酸カリウム繊維中の
遊離カリウムが、溶融状態において、ポリエーテ
ルケトンの活性基、例えば末端水酸基などと反応
し、粘度上昇を起こすことが推定される。この粘度上昇はより高温、より長時間の滞留、
チタン酸カリウム繊維のより高い配合量ほど顕著
であること、チタン酸カリウム繊維中の遊離カリ
ウム含有量が0.25％以下である時、ほとんど粘度
上昇を起こさないことなどから上記推定が妥当な
ものと考えられる。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、本発明はこれに限定される
ものではない。実施例１〜３反復単位を有し、固有粘度が0.8であるポリエーテルケト
ンと、遊離カリウムを0.03％含有するチタン酸カ
リウム繊維（チタン工業製HT−200、繊維径0.3
〜1.0μｍ、繊維長20〜120μｍ）を第１表に示した
組成で混合し、二軸押出機（池貝鉄工製PCM−
30）により360℃の温度で溶融混練した後、スト
ランドを水冷、切断してペレツトを得た。上記遊離カリウム量は、所定量の該チタン酸カ
リウム繊維を水中で20時間煮沸した後、溶出水を
炎光兼用原子吸光分析装置（ダブルビームタイ
プ、島津製作所製650型、測定波長7665Å）によ
り測定した値である。得られたペレツトを射出成形（住友−ネスター
ル47/28射出成形機、シリンダー温度380℃〜400
℃、金型温度160℃）し、曲げ試験片、アイゾツ
ト試験片、熱変形温度測定用試験片を得た。曲げ弾性率、アイゾツト衝撃強度、熱変形温度
はそれぞれASTM Ｄ−790、Ｄ−256、Ｄ−648
に準拠して測定した。溶融時の熱安定製の評価法としては、高化式フ
ローテスター（島津製作所製）において400℃、
荷重50Kg／cm²、ノズル径１mmφランド長10mlで、
滞留５分と60分の溶融粘度を比較した。結果を第１表に示す。いずれも高い曲げ弾性率、衝撃強度、耐熱変形
製を有するとともに、すぐれた溶融時の熱安定性
を示している。また射出成形において400℃で40
分間滞留させてもいずれの系も射出成形性に大き
な変化は認められなかつた。比較例１〜３実施例１〜３で用いたのと同じポリエーテルケ
トンに遊離カリウムを0.28％含有する以外は実施
例１〜３に用いたのと同様の性状を有するチタン
酸カリウム繊維を第１表に示した組成で混合し、
実施例１〜３と同様の実験を行つた。いずれも滞留時間の短かい条件における射出成
形においては特別の不都合なく成形が可能であ
り、実施例１〜３と同等の物性を有しているが、
溶融粘度のデータから溶融時の熱安定性がよくな
いことがわかる。また、射出成形において400℃で40分滞留させ
たところいずれの系も溶融粘度の上昇が大きく、
ひけ（成形品表面の凹み）やシヨートシヨツトの
発生で安定した成形が行えなかつた。

【表】発明の効果以上に述べたように、本発明は、ポリエーテル
ケトンに遊離カリウム含有量が0.25％以下のチタ
ン酸カリウム繊維を配合することにより、すぐれ
た強度、弾性率、耐熱変形性を有するとともに、
高い溶融時熱安定性を示すために、その成形性が
極めて安定的にすぐれたものとなり、実用範囲を
飛躍的に拡大する効果が得られたのである。

Claims

【特許請求の範囲】

１ポリエーテルケトン30〜95wt％とチタン酸
カリウム繊維70〜5wt％からなる樹脂組成物であ
つて、チタン酸カリウム繊維中の遊離カリウム含
有量が0.25％以下であることを特徴とするポリエ
ーテルケトン樹脂組成物。