JPH04226753A - プラスチック積層板およびその製造法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、芳香族ポリエーテルイ
ミドおよび芳香族ポリエーテルスルホンからなる難燃性
を有する新規のプラスチック積層板に関する。記載した
プラスチックは、構造体−プラスチック（Ｋｏｎｓｔｒ
ｕｋｔｉｏｎｓ−Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆｅ）または英語
で“エンジニアリング・プラスチック（ｅｎｇｉｎｅｅ
ｒｉｎｇ　　ｐｌａｓｔｉｃｓ）”と呼ばれる芳香族重
合体のグループに属する。このプラスチックは、熱可塑
性の変形可能性、高い耐熱性、良好な耐衝撃性および高
い剛性値に顕著であるが、しかし燃焼挙動、例えば難燃
性の点で相異する。

【０００２】

【従来の技術】構造体−プラスチックの有利な利用分野
は、約１〜５ｍｍの均一な厚さを有する平面状のプラス
チック帯状体を押出すことにある。このプラスチック帯
状体は、熱軟化した状態で、例えば、乗物、船舶または
航空機の内装材として使用されるような３次元の成形体
に変形され得る。このような使用のためには、つや消し
された表面が切望されている。従って、帯状体は押出し
の直後に、モワレ模様カレンダーによって導かれ、ここ
で艶消しロールを用いて粒状のマット構造が得られる。 この構造は変形の際に維持されたままでなければならな
い。

【０００３】この前提条件を芳香族ポリエーテルスルホ
ンが満たす。この芳香族ポリエーテルスルホンは、表面
のマット構造が消失しないという条件下で変形され得る
。しかし、芳香族ポリエーテルスルホンの破断時の伸び
は、多くの使用に望むのには程遠い。航空機構造にこの
プラスチックを使用するための重要な前提条件は、ＯＳ
Ｕ試験（オハイオ州立大学（Ｏｈｉｏ　　Ｓｔａｔｅ　
　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ））に従って燃焼要件を満たす
ことである。ＯＳＵ試験によれば、燃焼負荷の最初の２
分間の間に放熱速度は６５ＫＷ　　ｍｉｎ／ｍ２を上廻
らずかつ発熱量は６５ＫＷ／ｍ３を上廻らないことが１
９９０年８月以降から要望され；この場合この測定値は
ＨＲおよびＨＲＲによって表示される。

【０００４】共芳香ポリエーテルスルホンは、純粋な形
ではＯＳＵ燃焼試験を充足しない。この規格を満足させ
るためには、通常不利に使用上の性質に影響を及ぼすよ
うな難燃性の添加剤と混合される。

【０００５】芳香族ポリエーテルイミドは、特別な添加
剤なしに、ＯＳＵ燃焼試験の意味において難燃性である
が、しかし多くの使用目的のためには脆すぎる。従って
、芳香族ポリエーテルイミドは、粘稠でこれと相溶性の
重合体と混合されることが多く、このことによって改善
された耐衝撃性が得られるが、しかしこの種の混合物は
不十分な破断時の伸びを有する。ＯＳＵ試験は、この種
の若干の混合物によっても達成される。このプラスチッ
クからなる帯状体の熱変形の際に、刻み込まれた粒状の
表面構造は維持されないままであり、望ましいことでは
ないが表面が滑らかで光沢を放つようになることが判明
する。従って、必要とされるマット構造は、事後の工程
において無光沢のラッカーを塗布することによって製造
されなければならない。

【０００６】欧州特許出願公開第１９５２２９号明細書
および米国特許第４５７６８４２号明細書の記載から、
それぞれ許容される使用温度で区別される２つの異なる
構造体−プラスチックが共押出しによって３層の積層板
に加工されることは、公知である。この積層板から、熱
変形によって熱安定性の台所用具が製造される。多くの
場合には有利に、積層板の内側の層は、外側の層よりも
高い許容される使用温度を有し、他の場合では正反対で
ある。好適なものと記載された構造体−プラスチックに
は、核層物質として選択的に使用されるようなポリエー
テルスルホンおよびポリエーテルイミドも属する。この
双方のプラスチックを一緒に含有する積層板は未知であ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、１つ
の表面構造を備えかつこの構造の損失なしに熱軟化した
状態で変形することができる、難燃性および良好な機械
的性質、就中高い破断時の伸びおよび剛性を有する構造
体−プラスチックからなる押出されたプラスチック帯状
体を得ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、芳香族ポリエーテルイミドまたはこれと相溶性の
高分子材料最大で４０重量％を有する芳香族ポリエーテ
ルイミドの混合物からなる核層および核層の両側で付着
結合する、芳香族ポリエーテルスルホンからなる被覆層
を有することを特徴とするプラスチック積層板によって
解決される。

【０００９】

【作用】新規の積層板は、その表面構造の保持下に熱軟
化した状態で変形可能である。当該プラスチック自体の
破断時の伸びの値を越えることができるような高い破断
時の伸びの値は驚異的なものである。市販の純粋なポリ
エーテルイミド（ウルテム１０００（Ｕｌｔｅｍ１００
０）ゼネラル・エレクトリック社（Ｇｅｎｅｒａｌ　　
Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　　Ｃｏ）の商標）は、押出された帯
状体の形で、１１０〜１１７ＭＰａの引張り強度および
２９〜４６％の破断時の伸びを有する。ポリ−（イミド
−シロキサン）−ブロック共重合体（ウルテム１６６８
（Ｕｌｔｅｍ１６６８）ゼネラル・エレクトリック社（
Ｇｅｎｅｒａｌ　　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　　Ｃｏ）の商標
）との混合物の場合、引張り強度は９２〜１０２ＭＰａ
に減少し、かつ破断時の伸びは１９〜３９％に減少する
。記載した混合物からなる核層上に両側で芳香族ポリエ
ーテルスルホンからなる厚さ０．２ｍｍの被覆層を有す
る本発明により共押出しされた積層材について、９７Ｍ
Ｐａの引張り強度および６７％の破断時の伸びが測定さ
れた。 この種の被覆層は、純粋なポリエーテルイミドを使用し
た場合にはプラスチック帯状体の性質に対して核物質よ
りも更に一層強く影響を及ぼす。ポリエーテルスルホン
からなる厚さ０．２ｍｍの被覆層を用いる共押出しによ
って、核物質に対する３０〜４５の破断時の伸びは専ら
共押出品に対する９０〜１０５％の驚くべき高い値に上
昇する。同様に、ガードナー衝撃強度は１ジュールから
１８ジュール以上に上昇する。

【００１０】新規の積層板は、ＯＳＵ燃焼試験を広範に
亘って満たしている。本発明によるＰＥＩ／ＰＥＳ−積
層板について１９のＨＲ値および７３のＨＲＲ値が見出
された。ポリエーテルイミドと、ポリ−（イミド／シロ
キサン）−ブロック共重合体との混合物の場合、ＨＲ／
ＨＲＲ値は９〜１９／２９〜３７に減少した。

【００１１】核層の本質的な成分は、芳香族ポリエーテ
ルイミドである。本発明に適合した芳香族ポリエーテル
イミドは、米国特許第３８４７８６７号、同第３８３８
０９７号および同第４１０７１４７号明細書の記載から
公知である。この化合物は、一般式Ｉ

【００１２】

【化１】

【００１３】の繰返し単位から構成されている。

【００１４】重合度ｎは、有利に１０〜１００００の範
囲内または場合によってはそれ以上である。Ｒは、エー
テル酸素原子によりｍ−もしくはｐ−位でフタルイミド
単位へ結合した芳香族の二官能性基を表す。また、Ｒは
、単結合またはヘテロ原子、例えば−Ｏ−、−Ｓ−、ま
たは−ＳＯ２−基またはアルキレン基、例えばメチレン
もしくは２，２−プロピレンによって有利にＰ，Ｐ′−
位で結合した複数の芳香族の核から成っていてもよい。 イミド窒素原子は、同種ではあるが、しかしＲとは異な
っていてよい芳香族基Ｒ１によって結合している。 芳香族ポリエーテルイミドの製造は一般に知られている
。特に有利なのは、式ＩＩの繰返し単位からなる重合体
である。

【００１５】

【化２】

【００１６】衝撃強度および他の性質の改善の為に、ポ
リエーテルイミドは、これと共押出し可能な高い剛性の
別の高分子材料と混合され得る。このような混合物は、
両方のプラスチックを押出機の中へ装入しかつ溶融液で
緊密に混和することによって製造される。混合成分の割
合は、可能な限り少なく維持し、ポリエーテルイミドの
難燃性を保持させるが、しかしこの割合は剛性の性質の
必要とされる改善を達成する為、十分に大きくなければ
ならない。ガードナー試験（ＡＳＴＭ　　Ｄ３０２９−
８２ｎによる）において１２〜１８ジュールの衝撃強度
は十分である。通常、混合物の重量に対して約１０〜５
０重量％の添加量が使用される。

【００１７】高い剛性を有する適合した相溶性のある熱
可塑性高分子材料は、例えば芳香族ポリカーボネートお
よび芳香族ポリ−（イミド−シロキサン）−ブロック共
重合体である。芳香族ポリカーボネートの中では、ビス
フェノールＡの誘導体が特に有利である。他のポリカー
ボネート−プラスチックは別の２価フェノール、例えば
ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−メタン、２，２−
ビス−（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）−プロ
パン、４，４−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−ヘ
プタンから誘導される。米国特許第２９９９８３５号、
同第３０２８３６５号および同第３３３４１５４号明細
書の記載から、他のポリカーボネート−プラスチックは
公知である。

【００１８】芳香族のポリ−（イミド−シロキサン）−
ブロック共重合体は、欧州特許出願公開第２７３１５０
号明細書の記載から公知である。この化合物は式ＩＩＩ
によって記載され、

【００１９】

【化３】

【００２０】但し、この場合ｎおよびｍは当核のポリエ
ーテルイミド−ブロックおよびポリシロキサン−ブロッ
クを表し；これらは１〜５０の値を有することができる
。ａは両方のブロックの数を表し、かつ１〜１００００
の間の値を有することができる。ＲおよびＲ１は、式Ｉ
の場合と同じ構造を有し得るような芳香族の２官能性基
である。Ｒ″はメチル、フェニル、シアン化エチルまた
はトリフルオルメチルエチルのような脂肪族または芳香
族の基である。

【００２１】被覆層の形成の為、押出し法に適した溶融
粘度を有する芳香族ポリエーテルスルホンが使用され；
３６０℃の際のＭＦＩ値（メルトフローインデックス）
は、例えば約３０ｃｍ３／１０分である。

【００２２】この芳香族ポリエーテルスルホンは、一般
的な構造式 −（Ａｒ−ＳＯ２−Ａｒ−Ｏ）ｎ− の繰返し単位から構成され、但し、この場合Ａｒは単核
または多核の芳香族の２官能性基を表す。有利にＡｒ基
は、場合によっては低級アルキル基またはシクロアルキ
ル基のような置換基を有することができるようなｐ−フ
ェニレン基からなる。多核のＡｒ基は、例えば単結合に
より、または１個の酸素原子または硫黄原子によりまた
はＳＯ２−、メチレン−またはイソプロピリデン−基に
よって結合されていてよいような２個のフェニレン基を
含有する。場合によっては芳香族ポリエーテルスルホン
は、難燃性の添加剤または類似の助剤を用いて変性され
ていてよい。

【００２３】新規の積層板は、自体公知の方法で、核物
質および被覆層物質を共押出しすることによって得られ
る。これらの物質は別個の押出機中で溶融され、かつ共
押出しアダプターの中へ導入され、ここでこれらの物質
は一緒に導かれて３層のストランドへと変えられる。こ
のストランドは、約３００〜３８０℃の温度でスロット
ダイから均一の厚さの平らな帯状体の形で押出される。 この帯状体は、例えば５００〜２５００ｍｍの幅であり
得る。帯状体の全厚は１〜５ｍｍ、有利に１〜３ｍｍと
なり得る。この全厚から各々０．０５〜０．５ｍｍ、有
利に０．２〜０．５ｍｍが被覆層になる。この被覆層が
比較的薄く、例えば０．２ｍｍ未満の厚さである場合に
は、改善された強度の値は常に達成されはしない。より
大きな厚さの被覆層の場合には、ＯＳＵ燃焼試験が満足
されないという危険がある。従って、新規の積層板は、
約６０〜８０重量％が核物質からなりかつ２０〜４０重
量％が被覆層物質からなっている。この構造により、多
くの場合において純粋な核物質からなる同じ厚さの帯状
体に比べて、コスト節約が達成されることを言及せずに
おくべきではない。それというのも、ポリエーテルスル
ホンは、通常、変性されたポリエーテルイミドよりも安
価だからである。

【００２４】１つの表面構造が切望される場合、押出し
による熱の多層帯状体は、共押出しの直後にモワレ模様
カレンダーに導通することができ、この場合モワレ模様
シリンダーの表面構造は、帯状体の表面上で型取られ、
かつ軟化温度以下への冷却によって安定化される。有利
に、つや消しシリンダーを用いて、粒状のつや消し構造
は得られる。一般的には、被覆層の１つをこの方法で構
成することで十分である。

【００２５】航空機の内装材のための素材のような３次
元的に形造られた成形部材は、本発明による積層板から
真空成形機中で雄型を用いて得られる。この場合、有利
に積層板の裏面は、型表面に取付けられ、一方で構造を
持たされた表面は露出する。構造を持たされた表面を有
する雌型を用いての変形は可能であるが、しかし実用性
に乏しい。

【００２６】変形のために、積層板は２７０〜３００℃
に加熱される。そのために、上部加熱部分および下部加
熱部分からなる加熱ステーションが好適である。更に、
熱可塑的に軟化させられた帯状体は、縁部で係合されて
いる支持枠中で型の上へ導かれ、かつ真空を用いて型の
表面に接触される。正確な細部の形取りを保証するため
には、型を加熱することが有利である。軟化温度以下へ
の冷却後に通気され、かつ成形品が取り外される。

【００２７】

【実施例】例　　１ 着色されていない市販のポリエーテルイミド押出成形材
料（商品名“ウルテム１０００（Ｕｌｔｅｍ　　１００
０）”ゼネラル・エレクトリック社（Ｇｅｎｅｒａｌ　
　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　　Ｃｏ）の商標）および着色され
たポリエーテルスルホン押出成形材料（商品名“ウルト
ラゾンＥ３０００（Ｕｌｔｒａｓｏｎ　　Ｅ３０００）
”、ＢＡＳＦ社の商標）を、別個の押出機中で完全に溶
融し、かつ共押出しアダプター中に一緒に案内して３層
のストランドに変える。このストランドを押出スロット
ダイ中へ導入し、３５０℃で厚さ２．５ｍｍの帯状体の
形で押出し、但し、この帯状体は核層としてのポリエー
テルイミドおよび核層の両面上のポリエーテルスルホン
からなるそれぞれ厚さ０．３ｍｍの被覆層を含有する。 押出された帯状体をモワレ模様カレンダーによって引受
け、この場合帯状体は平滑にされるかもしくは表面上で
つや消しされ、かつ軟化温度以下に冷却される。帯状体
を分離装置を用いて望ましい大きさの板に切断する。

【００２８】比較のためにポリエーテルイミドだけから
なる同じ厚さの帯状体を押出した。押出品に関して以下
の機械的性質を測定した： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　単層の比較物質　　　　　　本発明による積
層板引張り強度（ＭＰａ）　　　　　　　　　　　　　
　１１０　　　　　　　　　　　　　　　　　　１１０
Ｅ−弾性率（ＭＰａ）　　　　　　　　　　　　　３３
００　　　　　　　　　　　　　　　　　　３３００破
断時の伸び（％）　　　　　　　　　　　　　　２９−
４６　　　　　　　　　　　　　　　９０−１０５ガ−
ドナ−衝撃強度（Ｊ）　　　　　　　　　　　約１　　
　　　　　　　　　　　　　　　＞１８ＯＳＵ−燃焼試
験値 　　　　ＨＲ（ＫＷ分／ｍ２）　　　　　　　　　　９
−２２　　　　　　　　　　　　　　　１２−１９　　
　　ＨＲＲ（ＫＷ／ｍ２）　　　　　　　　　７２−７
６　　　　　　　　　　　　　　　７３−７７ 例　　２ ３層の積層板および単層の比較物質を、例１と同様に製
造したが、しかしポリエーテルイミドの代りにポリエー
テルイミドとポリ−（イミド−シロキサン）−ブロック
共重合体との混合物を使用した。この混合物は、“ウル
テム１６６８（Ｕｌｔｅｍ１６６８）”（ゼネラル・エ
レクトリック社（Ｇｅｎｅｒａｌ　　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ
　　Ｃｏ）の商標）という名称で市販されている。

【００２９】押出品に関して、以下の機械的性質を測定
した： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　単層の比較物質　　　　　　本発明による積
層板引張り強度（ＭＰａ）　　　　　　　　　　　　９
０−１００　　　　　　　　　　　　　　　　９７Ｅ−
弾性率（ＭＰａ）　　　　　　　　　　　　３３００　
　　　　　　　　　　　　　　　　３３００破断時の伸
び（％）　　　　　　　　　　　　　　１９−３９　　
　　　　　　　　　　　　　　　６７ガ−ドナ−衝撃強
度（Ｊ）　　　　　　　　　　　＞１８　　　　　　　
　　　　　　　　　　＞１８ＯＳＵ−燃焼試験値

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　芳香族ポリエーテルイミドまたはこの
   イミドと相溶性の熱可塑性高分子材料の最大で４０重量
   ％を有する芳香族ポリエーテルイミドの混合物からなる
   核層および芳香族ポリエーテルスルホンからなる、核層
   の両側で付着結合する被覆層を有することを特徴とする
   、プラスチック積層板。
2. 【請求項２】　　核層が芳香族ポリカーボネートまたは
   芳香族ポリ−（イミド−シロキサン）−ブロック共重合
   体をポリエーテルイミドと相溶性の熱可塑性高分子材料
   として含有する、請求項１記載のプラスチック積層板。
3. 【請求項３】　　核層が１〜３ｍｍの均一な厚さを有し
   、かつ被覆層が０．０５〜０．５ｍｍの均一の厚さを有
   する、請求項１または２に記載のプラスチック積層板。
4. 【請求項４】　　被覆層の少くとも１つの表面がマット
   構造を有する請求項１から３までのいずれか１項に記載
   のプラスチック積層板。
5. 【請求項５】　　立体的に形成された形状を有する、請
   求項４記載のプラスチック積層板。
6. 【請求項６】　　請求項１から４までのいずれか１項に
   記載のプラスチック積層板を製造する方法において、核
   層および被覆層を共通に共押出し法によって製造しかつ
   相互に付着結合させることを特徴とする、プラスチック
   積層板の製造法。
7. 【請求項７】　　押出された帯状体にモワレ模様カレン
   ダー上で表面構造を備えさせる、請求項６記載の方法。
8. 【請求項８】　　プラスチック積層板を共押出しの後に
   ２７０〜３００℃の温度で立体的に形成された形状へ変
   形させる、請求項６または７記載の方法。