JPH0770437A - 熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents

熱可塑性樹脂組成物

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JPH0770437A
JPH0770437A JP24624393A JP24624393A JPH0770437A JP H0770437 A JPH0770437 A JP H0770437A JP 24624393 A JP24624393 A JP 24624393A JP 24624393 A JP24624393 A JP 24624393A JP H0770437 A JPH0770437 A JP H0770437A
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JP
Japan
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pps
thermoplastic resin
copper sulfate
kneading
resin composition
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Application number
JP24624393A
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English (en)
Inventor
Takuya Yamane
卓也 山根
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Inoac Corp
Original Assignee
Inoue MTP KK
Inoac Corp
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Publication date
Application filed by Inoue MTP KK, Inoac Corp filed Critical Inoue MTP KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリフェニレンサルファイド(PPS)、及
びポリサルホン等の分子中に硫黄原子を含む熱可塑性樹
脂に、硫酸銅等の融点が500℃以下の銅化合物を配合
することにより、剛性を維持しつつ、物性、特に靱性の
指標となる引張破断伸び及びIzod衝撃強度が向上す
る熱可塑性樹脂組成物を提供する。 【構成】 架橋型及び直鎖型PPSに1〜12重量%の
硫酸銅を、315℃に設定されたバッチ式混練機又はバ
レル温度310℃の2軸コニカル型混練押出機によって
配合し、引張破断伸びが2.9〜3.3%(架橋型)及
び3.4〜6.7%(直鎖型)、Izod衝撃強度が
4.6〜7.4 Kg-cm/cm (架橋型)及び5.7〜5.
9 Kg-cm/cm (直鎖型)のPPS組成物を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子部品、自動車部
品、精密機器、化学機器などのケース、部品などに用い
られる、耐熱性、寸法安定性、機械的強度等に優れた熱
可塑性樹脂組成物に関する。更に、従来、流動性が高過
ぎて困難であったポリフェニレンサルファイド樹脂の押
出成形品、例えば、バイプなどを成形するための樹脂組
成物に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリフェニレンサルファイド樹脂(以
下、PPSという)、ポリスルホン樹脂(以下、PSF
という)などの分子中に硫黄原子を含む熱可塑性樹脂
(以下、硫黄を含む樹脂という)は、一般に耐熱性、耐
薬品性、機械的特性等に優れている。また、PPSは成
形時の流れが非常に良好で、収縮率が0.2%以下と小
さく、寸法安定性に優れ、また、PSFは耐沸水性が高
く、幅広い環境下で安定した誘電特性を有する等、それ
ぞれ特徴を有している。
【0003】PPSは古くから知られていたポリマーで
あったが、実用的なPPSの製法は1960〜1970
年代に米国のフィリップスペトロリアムにより開発さ
れ、USP3354129号の明細書或いは特公昭45
−3368号公報等にその技術が開示されている。上記
技術の重合法により得られたPPSは分子量が低く、成
形時の温度において流動性が高過ぎるため、高分子量化
を行ったうえで成形用として供される。高分子量化を行
う方法としては、重合により得られた低重合度のポリマ
ーを、酸素の存在下で加熱し、部分架橋を行う方法(こ
の方法により得られるPPSは一般に架橋型PPSと呼
ばれる)がある。一方、重合時に直接高分子量の重合物
を得る方法(この方法により得られるPPSは一般に直
鎖型PPSと呼ばれ、USP3919177号明細書、
特公昭63−33775号公報等に開示されている)も
知られている。
【0004】しかし、架橋型PPS、直鎖型PPSとも
に剛性に係わる諸物性には極めて優れるものの、靱性
(柔軟性)に係わる性質については不十分な面もあり、
特に、PPS製の何らかの成形品を製造する際の溶融混
練時の混練条件、混練装置の種類などによっては引張破
断伸び、衝撃強度等の主に樹脂の靱性の指標となる物性
が低下することもあり、その改良が望まれている。ま
た、PPSはポリマーアロイの成分樹脂として使用され
ることも多いが、アロイ製造時、溶融混練中にその物性
が低下する場合があり、その改良も望まれている。一
方、PSFは高温で成形しても分子量が殆ど低下せず、
良好な機械的特性が保たれるとされているが、成形温度
等成形条件によっては物性低下が考えられ、より安定し
た機械的強度等が維持されることが望まれる。また、上
記のPPSなど剛性の高い樹脂の靱性の改良手段として
は、エラストマーなどの柔軟な樹脂のブレンドが知られ
ているが、この方法では確かに靱性は向上するものの、
曲げ強度などの剛性に係わる物性の低下が避けられず、
必ずしも満足できる方法ではない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、PPS、P
SF等の樹脂の溶融混練時、その物性が低下するしない
にかかわらず、混練後の物性が、混練前の物性に比べ向
上した樹脂を提供することを目的とする。また、PP
S、PSF等を成分樹脂とするポリマーアロイ製造の観
点から、重合反応製造設備に比べ簡便な混練押出機内で
高分子量化した樹脂を提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本第1発明の熱可塑性樹
脂組成物は、硫黄を含む樹脂に、融点が500℃以下の
銅化合物(以下、銅化合物という)を配合したことを特
徴とする。また、第2及び第3発明は、それぞれ硫黄を
含む樹脂がPPSであること及び銅化合物が硫酸銅であ
ることを特徴とし、第4発明は、熱可塑性樹脂組成物を
100重量%とした場合に、銅化合物の配合量が0.5
〜20重量%であることを特徴とする。更に、第5及び
第6発明は、架橋型及び直鎖型PPSそれぞれ引張破断
伸び及びIzod衝撃強度が特定の数値範囲であること
を特徴とする。
【0007】上記「硫黄を含む樹脂」としては、PPS
の他、PSF、ポリエーテルスルホン、ポリアリルスル
ホン、ポリアミンスルホン、ポリフェニレンスルホン等
のスルホン系樹脂などが挙げられる。PPSとしては架
橋型、直鎖型何れであってもよい。また、上記樹脂は分
子量等も特に限定されず何れのものも使用できる。上記
の樹脂は何れもエンジニアリングプラスチックと呼ばれ
るものであり、機械的特性、耐薬品性、寸法安定性及び
耐熱性等に優れ、通常、300〜500℃、特に300
〜400℃の高温で溶融混練、溶融成形される。
【0008】上記「銅化合物」としては、融点が500
℃以下の硫酸銅、塩化第二銅等を使用できるが、融点が
200℃と低く樹脂との溶融混練が容易な硫酸銅が好ま
しい。硫酸銅としては、その製法、結晶水の有無及び粒
径等特に限定はされず、常温で5分子の結晶水を含む硫
酸銅或いは無水硫酸銅等を使用できる。硫黄を含む樹脂
への銅化合物の配合量は、溶融混練に使用する装置、或
いは混練条件等にもよるが、熱可塑性樹脂組成物を10
0重量%とした場合に0.5〜20重量%の範囲であ
り、1〜15重量%の範囲が好ましく、特に2〜8重量
%の範囲が好ましい。銅化合物の配合量が0.5重量%
未満では、硫黄を含む樹脂の物性の向上がみられず、2
0重量%を越える場合は、それ以上の物性の向上がみら
れず無駄である。
【0009】硫黄を含む樹脂に銅化合物を配合するため
の装置も特に限定されず、通常熱可塑性樹脂の溶融混練
に使用されるバンバリーミキサー等のバッチ方式の装置
であってもよいし、溶融混練押出機のような連続方式の
装置であってもよい。配合する温度は300℃前後から
500℃程度の範囲であればよく、混練時間は5〜30
分程度であれば十分である。
【0010】
【実施例】以下に実施例によって本発明を詳しく説明す
る。 (1) 使用したPPS及び硫酸銅 (a) 架橋型PPS:東ソー社製、グレード番号「16
0」 (b) 直鎖型PPS:呉羽化学社製、グレード番号「W
214」 (c) 硫酸銅 :関東化学社製、無水硫酸銅(試薬
1級) (2) 溶融混練機及び混練条件 (a) 溶融混練機 東洋精機社製ラボプラストミル付属の、バッチ式混練機
及び2軸コニカル型混練押出機。 (b) 混練条件 バッチ式混練機の場合は混練室の設定温度315℃、ロ
ーターの回転数30回/分、混練時間20分間とした。
2軸コニカル型混練押出機の場合は、バレル温度(ホッ
パー側からダイス側へとC1、C2、C3及びC4とする)を後
記の表3及び表4に示す温度とし、また、スクリューの
回転数は20回/分とした。
【0011】(3) 物性評価のための試験片の作製 上記(2) により得られるPPS組成物を使用し、成形品
等を製造する場合を模して、手動式の射出成形機及びホ
ットプレスにより試験片を作製した。 (a) 手動式の射出成形機 シリンダー温度は各実施例及び比較例によって下記のよ
うに設定した。 実施例1〜5:350〜360℃ 実施例6〜8:285℃(実施例6では320℃の場合
を追加試験) 比較例1〜6:310〜320℃ 縦型のプランジャー型手動式射出成形機であるため、粘
度が低い場合は、予熱中に樹脂(組成物)が流れ出して
しまって成形できないため、シリンダー温度は一定では
ない。金型温度は全て55℃である。この方法により得
られた試験片を用いた場合は、表1及び表2中にI/J
と表記している。尚、Izod衝撃強度の試験片は全て
この方法により作製した。
【0012】(b) ホットプレス プレート温度300℃にて、予熱3分後、200kg/
cm2 の圧力で2分間加圧し、冷却プレスで冷却し、1
10mm×110mm×0.5mmのシートを得た。こ
のシートから手動式の打ち抜き治具を用いて試験片を得
た。この方法により得られた試験片を用いた場合は、各
表中にP/Sと表記している。
【0013】(4) 物性評価の方法 (a) 曲げ試験:JIS−K7203に準拠 (b) 引張試験:JIS−K7113に準拠 (射出成形により得られた試験片は通常の1/2の大き
さ、ホットプレスによるシートから打ち抜いた試験片は
通常の大きさ) (c) Izod衝撃試験:JIS−K7110に準拠 (ノッチ付き、測定温度20℃、試験片厚さ4mm)
【0014】比較例1 上記(1) 、(a) のフレーク状架橋型PPSをそのまま用
い、ホットプレスによるシートから試験片を作製した。 比較例2 上記PPSをバッチ式混練機で溶融混練した後、射出成
形及びホットプレスにより試験片を作製した。 実施例1〜3 上記PPSに12重量%(実施例1)、6重量%(実施
例2)、2重量%(実施例3)の硫酸銅を、バッチ式混
練機で比較例2と同一の条件で溶融混練して配合した
後、射出成形及びホットプレスにより試験片を作製した
(実施例1は射出成形のみ、実施例2はホットプレスの
み)。以上、架橋型PPSを用い、バッチ式混練機によ
って硫酸銅を添加した場合の試験結果を表1に示す
〔尚、表中、物性値の下の括弧内の数字は溶融混練しな
いPPSの物性値に対する割合であり、(溶融混練した
各実施例及び比較例の値/溶融混練しないPPSの値)
×100で表される。以下、表2、3及び4においても
同様である〕。
【0015】
【表1】
【0016】表1の結果によれば、PPSのみを溶融混
練することにより物性の低下がみられるが、硫酸銅の配
合により同一の条件で溶融混練しても物性が向上するこ
とが分かる。特に、引張破断伸びとIzod衝撃強度は
試験片の作製条件及び硫酸銅の配合量にかかわりなく、
硫酸銅を添加しない場合の1.4〜2倍の値となってい
る。 比較例3 上記(1) 、(b) のフレーク状直鎖型PPSをそのまま用
い、射出成形及びホットプレスにより試験片を作製し
た。 比較例4 上記PPSをバッチ式混練機で溶融混練した後、射出成
形及びホットプレスにより試験片を作製した。 実施例4〜5 上記PPSに1重量%(実施例4)、2重量%(実施例
5)の硫酸銅を、バッチ式混練機で比較例4と同一の条
件で溶融混練して配合した後、実施例4については射出
成形、実施例5についてはホットプレスにより試験片を
作製した。以上、直鎖型PPSを用い、バッチ式混練機
によって硫酸銅を添加した場合の試験結果を表2に示
す。
【0017】
【表2】
【0018】表2の結果によれば、PPSのみを溶融混
練することにより一部のデータを除いて物性の低下がみ
られるが、硫酸銅の配合により同一の条件で溶融混練し
ても引張破断伸びとIzod衝撃強度は試験片の作製条
件及び硫酸銅の配合量にかかわりなく、硫酸銅を添加し
ない場合の1.2〜2.5倍近い値となっている。しか
も、曲げ試験の結果は硫酸銅を配合せずに溶融混練した
場合(比較例4)と同等(実施例4)であり、剛性を維
持しつつ靱性の向上が実現されていることが分かる。ま
た、表1の比較例2及び実施例1〜3と表2の比較例4
及び実施例4〜5は何れもバッチ式混練機によって同様
の条件で混練したものであるが、硫酸銅を配合していな
い各比較例では混練中トルクがほぼ一定であったのに対
し、硫酸銅を配合した各実施例ではトルクの上昇がみら
れ、PPSの高分子量化が進んでいる。このことが靱性
向上の一要因であると考えられる。
【0019】比較例5 比較例1で用いた架橋型PPSを、表3に示したバレル
設定温度により2軸コニカル型混練押出機により溶融混
練した後、ホットプレスにより試験片を作製した。 実施例6〜7 上記PPSに6重量%(実施例6)、2重量%(実施例
7)の硫酸銅を、表3に示したバレル設定温度により2
軸コニカル型混練押出機により溶融混練して配合した
後、ホットプレスにより試験片を作製した。
【0020】比較例7〜8 上記PPSに硫酸銅に代えて銅粉(福田金属箔粉工業社
製、商品名「FCC−CP−10」)を6重量%(比較
例7)、2.5重量%(比較例8)配合した以外は実施
例6と同様にして試験片を作製した。以上、架橋型PP
Sを用い、2軸コニカル型混練押出機によって硫酸銅又
は銅粉を添加した場合の試験結果を表3に示す。尚、こ
の実施例6〜7、比較例5及び7〜8では、分子量の変
化を確認するため、その指標となるメルトインデックス
を測定した。メルトインデックスはASTM D123
8に準じて、温度315.5℃、荷重2160gの条件
で測定した。
【0021】
【表3】
【0022】表3の結果によれば、PPSのみを溶融混
練することにより物性の向上がみられるが、硫酸銅の配
合により、引張破断伸びとIzod衝撃強度は更に向上
する。また、射出成形機のシリンダー温度を285℃か
ら320℃に高くした場合(表3中*で表す)、Izo
d衝撃強度が7.6 (kg-cm/cm) とかなり向上してお
り、成形条件によってはここで示す各実施例の結果以上
の効果が得られることも分かる。尚、メルトインデック
スの結果では、硫酸銅を6重量%配合した場合のみが
0.4g/分と著しく低下しており、硫酸銅の配合量が
多ければ、従来、流動性が高過ぎて困難であったPPS
の押出成形も可能となり、PPSによるパイプ等を成形
することもできる。また、銅粉を6重量%配合した比較
例7では、そのようなメルトインデックスの大幅な低下
は見られず、Izod衝撃強度もPPS単味よりかなり
低い値となっており、銅粉では銅化合物の有する効果が
全く実現されないことが分かる。
【0023】比較例6 比較例3で用いた直鎖型PPSを、表4に示したバレル
設定温度により2軸コニカル型混練押出機により溶融混
練した後、ホットプレスにより試験片を作製した。 実施例8 上記PPSに2重量%の硫酸銅を、表4に示したバレル
設定温度により2軸コニカル型混練押出機により溶融混
練して配合した後、ホットプレスにより試験片を作製し
た。以上、直鎖型PPSを用い、2軸コニカル型混練押
出機によって硫酸銅を添加した場合の試験結果を表4に
示す。
【0024】
【表4】
【0025】表4の結果によれば、硫酸銅の配合により
Izod衝撃強度が向上することが分かる。以上、表1
〜4の結果によれば、架橋型PPSの物性向上が直鎖型
PPSのそれよりもやや大きく、また、バッチ式混練機
を用いて硫酸銅を配合した場合の方が、2軸コニカル型
混練押出機を用いた場合より僅かに効果が大きいという
違いはあるものの、試験片の作製方法による物性の向上
には差がなく、本発明の熱可塑性樹脂組成物では、銅化
合物の配合条件等に大きく影響されることなく、物性、
特に引張破断伸びとIzod衝撃強度とが向上している
ことが分かる。尚、本発明においては、前記具体的実施
例に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の
範囲内で種々変更した実施例とすることができる。
【0026】
【発明の効果】本発明の熱可塑性樹脂組成物では、樹脂
組成物を高温で溶融混練した際、物性の低下をきたす場
合はもとより、溶融混練により物性が向上する場合は更
にそれを上回って物性、特に靱性の指標となる引張破断
伸びとIzod衝撃強度とが向上する。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 分子中に硫黄原子を含む熱可塑性樹脂
    に、融点が500℃以下の銅化合物を配合したことを特
    徴とする熱可塑性樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 上記分子中に硫黄原子を含む熱可塑性樹
    脂が、ポリフェニレンサルファイド樹脂である請求項1
    記載の熱可塑性樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 上記融点が500℃以下の銅化合物が、
    硫酸銅である請求項1又は2記載の熱可塑性樹脂組成
    物。
  4. 【請求項4】 上記熱可塑性樹脂組成物を100重量%
    とした場合に、上記融点が500℃以下の銅化合物が
    0.5〜20重量%配合されている請求項1、2又は3
    記載の熱可塑性樹脂組成物。
  5. 【請求項5】 上記ポリフェニレンサルファイド樹脂が
    架橋型である場合に、引張破断伸びが2.6〜3.6%
    であり、Izod衝撃強度が4.3〜8.0Kg-cm/cmで
    ある請求項2、3又は4記載の熱可塑性樹脂組成物。
  6. 【請求項6】 上記ポリフェニレンサルファイド樹脂が
    直鎖型である場合に、引張破断伸びが3.2〜3.7%
    であり、Izod衝撃強度が5.5〜7.0Kg-cm/cmで
    ある請求項2、3又は4記載の熱可塑性樹脂組成物。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4730633B2 (ja) * 2008-11-21 2011-07-20 Dic株式会社 ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物及び流体配管部材

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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