JPH05320505A - ポリイミド樹脂組成物 - Google Patents
ポリイミド樹脂組成物Info
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- JPH05320505A JPH05320505A JP4123176A JP12317692A JPH05320505A JP H05320505 A JPH05320505 A JP H05320505A JP 4123176 A JP4123176 A JP 4123176A JP 12317692 A JP12317692 A JP 12317692A JP H05320505 A JPH05320505 A JP H05320505A
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- JP
- Japan
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- polyimide resin
- resin composition
- pts
- carbon fibers
- aromatic polyimide
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 全芳香族ポリイミド樹脂100重量部に対
し、繊維径10μm以上、引張り破断伸び1.5%以上
の炭素繊維5〜125重量部を配合したことを特徴とす
るポリイミド樹脂組成物。 【効果】 衝撃強、曲げ強度が無配合のポリイミド樹脂
に比べてそれほど低下せず、かつ製造コストを低下させ
ることができる。
し、繊維径10μm以上、引張り破断伸び1.5%以上
の炭素繊維5〜125重量部を配合したことを特徴とす
るポリイミド樹脂組成物。 【効果】 衝撃強、曲げ強度が無配合のポリイミド樹脂
に比べてそれほど低下せず、かつ製造コストを低下させ
ることができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は全芳香族ポリイミドが有
する優れた熱的性質、機械的性質を維持し、しかも安価
なポリイミド樹脂組成物に関する。
する優れた熱的性質、機械的性質を維持し、しかも安価
なポリイミド樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】全芳香族ポリイミド樹脂は普通、ポリメ
リット酸無水物とジアミノジフェニルエーテルを反応さ
せて作られる。また、これ以外に酸成分、ジアミン成分
の一部を他の酸成分やジアミン成分に置きかえた共重合
物又は他の成分からなるポリイミド樹脂を混合したりし
て作られることもある。
リット酸無水物とジアミノジフェニルエーテルを反応さ
せて作られる。また、これ以外に酸成分、ジアミン成分
の一部を他の酸成分やジアミン成分に置きかえた共重合
物又は他の成分からなるポリイミド樹脂を混合したりし
て作られることもある。
【0003】これらのポリイミド樹脂は融点を持たなか
ったり、非常に高粘度であったりするので、熱可塑性樹
脂に採用されている射出成形や押出成形は採用できず、
粉末金属やセラミックの成形に利用されている、圧粉体
(予備成形体) を作り、その圧粉体を不活性雰囲気 (通
常、窒素ガス中) 内で加熱処理 (焼成と称す) して成形
する焼結法で成形物を作っている。
ったり、非常に高粘度であったりするので、熱可塑性樹
脂に採用されている射出成形や押出成形は採用できず、
粉末金属やセラミックの成形に利用されている、圧粉体
(予備成形体) を作り、その圧粉体を不活性雰囲気 (通
常、窒素ガス中) 内で加熱処理 (焼成と称す) して成形
する焼結法で成形物を作っている。
【0004】このようにして作られたポリイミド樹脂成
形物は耐熱性に優れ高強度を有し、耐摩耗性に優れ、ス
ーパーエンジニアリングプラスチックスとして、より高
性能を必要とする電気部品、自動車部品、航空機部品、
原子力関係部品用途において注目されている。そして、
該用途において該樹脂の特徴である耐熱性、機械的強度
を低下させず該樹脂成形品をより安く提供することが望
まれている。
形物は耐熱性に優れ高強度を有し、耐摩耗性に優れ、ス
ーパーエンジニアリングプラスチックスとして、より高
性能を必要とする電気部品、自動車部品、航空機部品、
原子力関係部品用途において注目されている。そして、
該用途において該樹脂の特徴である耐熱性、機械的強度
を低下させず該樹脂成形品をより安く提供することが望
まれている。
【0005】このような要求に対応するため、ガラス繊
維や炭素繊維、炭酸カルシウム、チタン酸カリウム、マ
イカなどを樹脂に大量に充填させることで成形品の価格
を下げる方法が知られている。たとえばポリイミド樹脂
に炭素繊維を添加することについては特開平1−158
069号公報や特開昭62−132960号公報で公知
である。
維や炭素繊維、炭酸カルシウム、チタン酸カリウム、マ
イカなどを樹脂に大量に充填させることで成形品の価格
を下げる方法が知られている。たとえばポリイミド樹脂
に炭素繊維を添加することについては特開平1−158
069号公報や特開昭62−132960号公報で公知
である。
【0006】前者では、炭素繊維として繊維長0.01
〜1mmのミルドファイバーを用いることで具体的にはポ
リアクリロニトリル (PAN) 系 (伸び:1.5%以
下) の繊維を用いている。一方後者では、平均繊維径
0.1〜15μmで且つアスペクト比10〜100の無
機質繊維状充填材を10〜40%添加することと記述さ
れており、無機質繊維状充填材に炭素繊維が例示されて
いる。
〜1mmのミルドファイバーを用いることで具体的にはポ
リアクリロニトリル (PAN) 系 (伸び:1.5%以
下) の繊維を用いている。一方後者では、平均繊維径
0.1〜15μmで且つアスペクト比10〜100の無
機質繊維状充填材を10〜40%添加することと記述さ
れており、無機質繊維状充填材に炭素繊維が例示されて
いる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ポリイミド樹脂に炭素
繊維を充填することにより、ポリイミドの熱的性質を損
なわず安価な組成物を得ることができるが、上記特開平
1−158069号公報に記載のようにPAN系の炭素
繊維は破断伸度が低いため、これを充填したとき、組成
物の衝撃強度が急激に低下する。また、上記特開昭62
−132960号公報に記載のようにピッチ系の炭素繊
維の場合、衝撃強度の低下は炭素繊維の破断伸びに大き
く影響することがわかった。本発明は全芳香族ポリイミ
ド樹脂が有する耐熱性を有し、かつ優れた機械的性質
(特に耐衝撃性の低下が小さく、曲げ弾性率が向上する)
を有し、しかも安価なポリイミド樹脂組成物を提供す
ることを目的とする。
繊維を充填することにより、ポリイミドの熱的性質を損
なわず安価な組成物を得ることができるが、上記特開平
1−158069号公報に記載のようにPAN系の炭素
繊維は破断伸度が低いため、これを充填したとき、組成
物の衝撃強度が急激に低下する。また、上記特開昭62
−132960号公報に記載のようにピッチ系の炭素繊
維の場合、衝撃強度の低下は炭素繊維の破断伸びに大き
く影響することがわかった。本発明は全芳香族ポリイミ
ド樹脂が有する耐熱性を有し、かつ優れた機械的性質
(特に耐衝撃性の低下が小さく、曲げ弾性率が向上する)
を有し、しかも安価なポリイミド樹脂組成物を提供す
ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の、本発明のポリイミド樹脂組成物は、全芳香族ポリイ
ミド樹脂または全芳香族ポリイミド樹脂を主成分とする
樹脂粉末100重量部に対し、繊維径10μm以上、引
張り破断伸び1.5%以上の炭素繊維5〜125重量部
を配合したことを特徴とするものである。
の、本発明のポリイミド樹脂組成物は、全芳香族ポリイ
ミド樹脂または全芳香族ポリイミド樹脂を主成分とする
樹脂粉末100重量部に対し、繊維径10μm以上、引
張り破断伸び1.5%以上の炭素繊維5〜125重量部
を配合したことを特徴とするものである。
【0009】本発明における全芳香族ポリイミド樹脂は
下記式 (I) で示される反復単位を有するもの、あるい
はこの酸成分、ジアミン成分の一部を他の酸成分、ジア
ミン成分に置きかえた共重合物または他のポリイミド樹
脂を少量混合した混合物を言う。
下記式 (I) で示される反復単位を有するもの、あるい
はこの酸成分、ジアミン成分の一部を他の酸成分、ジア
ミン成分に置きかえた共重合物または他のポリイミド樹
脂を少量混合した混合物を言う。
【0010】
【0011】次に本発明に用いる炭素繊維について記述
する。炭素繊維の製造法にはピッチ法とPAN法に大別
され、種々の単糸径を有する炭素繊維が製造されてお
り、製造方法により炭素繊維の引張り強さ、引張り破断
伸び、弾性率、線膨脹係数などに差異を生じる。本発明
者は全芳香族ポリイミド樹脂のコストダウン、熱的性質
の改善、成形性の改善を炭素繊維を添加することで達成
しようと種々検討を行なった。
する。炭素繊維の製造法にはピッチ法とPAN法に大別
され、種々の単糸径を有する炭素繊維が製造されてお
り、製造方法により炭素繊維の引張り強さ、引張り破断
伸び、弾性率、線膨脹係数などに差異を生じる。本発明
者は全芳香族ポリイミド樹脂のコストダウン、熱的性質
の改善、成形性の改善を炭素繊維を添加することで達成
しようと種々検討を行なった。
【0012】その結果本発明で使用される炭素繊維は、
その単糸径が10μm以上であることと繊維の引張り破
断伸びが1.5%以上の炭素繊維であることが必要であ
ることがわかった。このような炭素繊維は一般的にはピ
ッチ法で製造される汎用タイプのものが適用される。こ
の条件を満たす炭素繊維としては (株) ドナックが製造
し、日本板硝子 (株) 、関西タール製品 (株) 、大日本
インキ化学工業 (株) が販売している“ドナカーボ”
S、“ドナカーボ”SGがある。
その単糸径が10μm以上であることと繊維の引張り破
断伸びが1.5%以上の炭素繊維であることが必要であ
ることがわかった。このような炭素繊維は一般的にはピ
ッチ法で製造される汎用タイプのものが適用される。こ
の条件を満たす炭素繊維としては (株) ドナックが製造
し、日本板硝子 (株) 、関西タール製品 (株) 、大日本
インキ化学工業 (株) が販売している“ドナカーボ”
S、“ドナカーボ”SGがある。
【0013】“ドナカーボ”S−210、S−310、
SG−210の繊維径は13μm、18μm、13μm
であり、平均繊維長さはチョップドミルドで0.13m
m、0.37mm、0.7mmであり、引張り破断伸びは
2.0%、1.8%、1.9%と称されており、このよ
うな炭素繊維が使用可である。一方、ピッチ系の炭素繊
維でも、高性能タイプのものは引張強さ、引張弾性率は
高いが、引張り伸びが1.5%未満であるため、これを
充填すると組成物の耐衝撃性が大幅に低下し、本発明で
は使用できない。
SG−210の繊維径は13μm、18μm、13μm
であり、平均繊維長さはチョップドミルドで0.13m
m、0.37mm、0.7mmであり、引張り破断伸びは
2.0%、1.8%、1.9%と称されており、このよ
うな炭素繊維が使用可である。一方、ピッチ系の炭素繊
維でも、高性能タイプのものは引張強さ、引張弾性率は
高いが、引張り伸びが1.5%未満であるため、これを
充填すると組成物の耐衝撃性が大幅に低下し、本発明で
は使用できない。
【0014】また、PAN系の炭素繊維は引張り伸びが
低く、本発明では使用不可能である。炭素繊維を全芳香
族ポリイミドに配合させる量は全芳香族ポリイミド樹脂
100重量部に対し5.0〜125重量部が適当であ
り、炭素繊維量がこれより少ない時や多い時は、性能向
上が不充分であったり、成形上のトラブルを生じる。
低く、本発明では使用不可能である。炭素繊維を全芳香
族ポリイミドに配合させる量は全芳香族ポリイミド樹脂
100重量部に対し5.0〜125重量部が適当であ
り、炭素繊維量がこれより少ない時や多い時は、性能向
上が不充分であったり、成形上のトラブルを生じる。
【0015】本発明の組成物の配合手段は特に限定され
ない。たとえば、全芳香族ポリイミド樹脂の溶液中に炭
素繊維チョップドストランドを均一に分散させた後、そ
の溶液を貧溶媒中に流し、重合物を析出分離させてもよ
いし、全芳香族ポリイミド樹脂粉末に炭素繊維チョップ
ドストランドを添加し、ヘンシェルミキサー、リボンミ
キサー、ボールミル等で混合するのもよいし、前記混合
物を攪拌造粒し顆粒状にしてもよい。なお、本発明の組
成物は機械的強度、成形性にすぐれ、耐摩耗性にもすぐ
れているが、さらに耐摩耗性を向上させる為にグラファ
イト、テフロンなどの摺動性改良剤を5〜50%程度添
加してもよい。
ない。たとえば、全芳香族ポリイミド樹脂の溶液中に炭
素繊維チョップドストランドを均一に分散させた後、そ
の溶液を貧溶媒中に流し、重合物を析出分離させてもよ
いし、全芳香族ポリイミド樹脂粉末に炭素繊維チョップ
ドストランドを添加し、ヘンシェルミキサー、リボンミ
キサー、ボールミル等で混合するのもよいし、前記混合
物を攪拌造粒し顆粒状にしてもよい。なお、本発明の組
成物は機械的強度、成形性にすぐれ、耐摩耗性にもすぐ
れているが、さらに耐摩耗性を向上させる為にグラファ
イト、テフロンなどの摺動性改良剤を5〜50%程度添
加してもよい。
【0016】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。なお、実施例中の「部」は重量基準である。 実施例1〜2、比較例1〜6 ピロメリット酸2無水物 (PMDA)と4,4'−ジアミ
ノジフェニルエーテルを溶媒中にて反応させ、貧溶媒中
に希釈し、イミド化して全芳香族ポリイミド樹脂粉末を
得た。この樹脂のηinh は2.4であった。
する。なお、実施例中の「部」は重量基準である。 実施例1〜2、比較例1〜6 ピロメリット酸2無水物 (PMDA)と4,4'−ジアミ
ノジフェニルエーテルを溶媒中にて反応させ、貧溶媒中
に希釈し、イミド化して全芳香族ポリイミド樹脂粉末を
得た。この樹脂のηinh は2.4であった。
【0017】この樹脂100部に各種無機質充填剤、炭
素繊維を25部添加しヘンシェルミキサーで混合し配合
物を得た。この配合物を長さ50mm×幅13mmの金型内
に投入し上下パンチにより加圧成形した。成形圧は3to
n/cm2 で成形品厚みtは3mmであった。成形した圧粉
体は400℃の窒素ガス雰囲気下で焼成した。
素繊維を25部添加しヘンシェルミキサーで混合し配合
物を得た。この配合物を長さ50mm×幅13mmの金型内
に投入し上下パンチにより加圧成形した。成形圧は3to
n/cm2 で成形品厚みtは3mmであった。成形した圧粉
体は400℃の窒素ガス雰囲気下で焼成した。
【0018】焼成体の曲げ強さ、衝撃強さは表1の通り
であり、本発明処法品は曲げ強さの低下がすくなく、衝
撃強さは無機物充填処法品とし比較して高レベルであっ
た。
であり、本発明処法品は曲げ強さの低下がすくなく、衝
撃強さは無機物充填処法品とし比較して高レベルであっ
た。
【0019】 実施例3〜4、比較例7〜11 実施例1〜2に示す方法で製造したポリイミド樹脂粉末
100部に各種無機充填材、炭素繊維を67部添加し、
ヘンシェルミキサーで混合し配合物を得た。
100部に各種無機充填材、炭素繊維を67部添加し、
ヘンシェルミキサーで混合し配合物を得た。
【0020】この配合物を長さ50mm×幅13mmの金型
に投入し、上下パンチにより加圧成形し、実施例1〜2
に記載と同じ方法にて厚さ9mm×幅13mm×長さ50mm
曲げテストピースを作った。焼成体の曲げ強さ、衝撃強
さは表2の通りであり、本発明品は曲げ強さの低下がす
くなく、衝撃強さは無機物充填処法品と比較して高レベ
ルであった。
に投入し、上下パンチにより加圧成形し、実施例1〜2
に記載と同じ方法にて厚さ9mm×幅13mm×長さ50mm
曲げテストピースを作った。焼成体の曲げ強さ、衝撃強
さは表2の通りであり、本発明品は曲げ強さの低下がす
くなく、衝撃強さは無機物充填処法品と比較して高レベ
ルであった。
【0021】 比較例12〜15 実施例1〜2と同じ方法で配合物を作成し、テストピー
スを作成した。焼成体の曲げ強さ、衝撃強さは表3の通
りであった。炭素繊維添加量が多いと曲げ強さ、アイゾ
ット衝撃強さ共に低くなり有意差がない。
スを作成した。焼成体の曲げ強さ、衝撃強さは表3の通
りであった。炭素繊維添加量が多いと曲げ強さ、アイゾ
ット衝撃強さ共に低くなり有意差がない。
【0022】
【0023】
【発明の効果】本発明は全芳香族ポリイミドに特定の炭
素繊維を配合することにより、衝撃強さおよび曲げ強度
の低下を低く抑さえ、安価な組成物を得ることができ
る。
素繊維を配合することにより、衝撃強さおよび曲げ強度
の低下を低く抑さえ、安価な組成物を得ることができ
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 全芳香族ポリイミド樹脂または全芳香族
ポリイミド樹脂を主成分とする樹脂粉末100重量部に
対し、繊維径10μm以上、引張り破断伸び1.5%以
上の炭素繊維5〜125重量部を配合したことを特徴と
するポリイミド樹脂組成物。 - 【請求項2】 更にポリテトラフルオロエチレンまたは
グラファイトを5〜50重量部配合したことを特徴とす
る請求項1記載のポリイミド樹脂組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4123176A JPH05320505A (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | ポリイミド樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4123176A JPH05320505A (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | ポリイミド樹脂組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05320505A true JPH05320505A (ja) | 1993-12-03 |
Family
ID=14854070
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4123176A Pending JPH05320505A (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | ポリイミド樹脂組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05320505A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5695197A (en) * | 1996-12-06 | 1997-12-09 | Farley; Michael L. | Seal ring method of sealing and molding composition comprising blend of PTFE copolymer, polyamide and carbon fiber therefor |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52105959A (en) * | 1976-03-02 | 1977-09-06 | Nippon Piston Ring Co Ltd | Rubbing part material |
JPS59182852A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-10-17 | ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ | ベアリング用のポリエ−テルイミド組成物 |
JPS62132960A (ja) * | 1985-12-06 | 1987-06-16 | Ube Ind Ltd | ポリイミド樹脂成形体 |
JPH01104658A (ja) * | 1987-10-16 | 1989-04-21 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 導電性熱可塑性樹脂組成物 |
JPH01158069A (ja) * | 1987-09-04 | 1989-06-21 | Toray Ind Inc | ポリイミド樹脂組成物 |
JPH01190738A (ja) * | 1988-01-26 | 1989-07-31 | Dainippon Ink & Chem Inc | 樹脂用機能性付与剤 |
JPH02129265A (ja) * | 1988-11-10 | 1990-05-17 | Osaka Gas Co Ltd | 導電性樹脂組成物 |
JPH035134A (ja) * | 1989-06-02 | 1991-01-10 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 歯車 |
JPH03115432A (ja) * | 1989-08-14 | 1991-05-16 | Amoco Corp | 低吸水率アミド―イミド共重合体樹脂と同樹脂から造られる複合材 |
JPH03275764A (ja) * | 1990-03-26 | 1991-12-06 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 潤滑性樹脂組成物 |
-
1992
- 1992-05-15 JP JP4123176A patent/JPH05320505A/ja active Pending
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