JPH09183632A - ガラス−ポリマ混合体およびその物品の製造方法 - Google Patents
ガラス−ポリマ混合体およびその物品の製造方法Info
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- JPH09183632A JPH09183632A JP26596696A JP26596696A JPH09183632A JP H09183632 A JPH09183632 A JP H09183632A JP 26596696 A JP26596696 A JP 26596696A JP 26596696 A JP26596696 A JP 26596696A JP H09183632 A JPH09183632 A JP H09183632A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガラス−ポリマ混合体において、実質的に均
一で微細なミクロ構造とし、またコスト効果をよくす
る。 【解決手段】 少なくとも65％のガラス、および３種類
の有機熱可塑性ポリマからなる。ガラスが380 ℃より低
い転移温度を有する。
一で微細なミクロ構造とし、またコスト効果をよくす
る。 【解決手段】 少なくとも65％のガラス、および３種類
の有機熱可塑性ポリマからなる。ガラスが380 ℃より低
い転移温度を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低温ガラスおよび
高温ポリマを含有するガラス−ポリマブレンド（混合
体）に関するものである。
高温ポリマを含有するガラス−ポリマブレンド（混合
体）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】低温ポリマは、このポリマを高温ポリマ
と混合してポリマ複合材料またはアロイを形成すること
によって、熱安定性を一層高められることが一般的に知
られている。ポリマ複合材料は典型的に、１種類の固相
を別の相の連続マトリックス中に分散させることによ
り、２種類の別々の原材料から調製される。通常、ポリ
マ複合材料は、ベースとなるポリマ、強化繊維、充填
剤、および／またはホイスカーからなる。さらに、ポリ
マ複合材料に、可塑剤、着色剤、難燃剤、並びに熱およ
び／または日光に対する安定剤のような添加剤を含めて
もよい。
と混合してポリマ複合材料またはアロイを形成すること
によって、熱安定性を一層高められることが一般的に知
られている。ポリマ複合材料は典型的に、１種類の固相
を別の相の連続マトリックス中に分散させることによ
り、２種類の別々の原材料から調製される。通常、ポリ
マ複合材料は、ベースとなるポリマ、強化繊維、充填
剤、および／またはホイスカーからなる。さらに、ポリ
マ複合材料に、可塑剤、着色剤、難燃剤、並びに熱およ
び／または日光に対する安定剤のような添加剤を含めて
もよい。
【０００３】ポリマ混合体の調製の際に、従来の複合材
料のような流体である１種類の相に加えて、第２の相も
また、溶融体または重合モノマーのいずれかとして流体
であっても差支えない。また、従来のポリマ複合材料と
は異なり、混合体において、２種類のポリマの相対的な
濃度および粘度に依存して、転相または相転移がおこっ
てもよい。このように、１種類の成分が相内で連続であ
る状態から、ポリマ混合体は、第２の相に関して連続で
ある系、または第２の成分内に第１の成分が包囲される
ように、あるいは、その逆のように両方の相が連続であ
る系からなっていても差支えない。したがって、２種類
のポリマの特性が大幅に異なる場合には、それらにより
形成される混合体において、機械的挙動が極端に変化す
ることもある。
料のような流体である１種類の相に加えて、第２の相も
また、溶融体または重合モノマーのいずれかとして流体
であっても差支えない。また、従来のポリマ複合材料と
は異なり、混合体において、２種類のポリマの相対的な
濃度および粘度に依存して、転相または相転移がおこっ
てもよい。このように、１種類の成分が相内で連続であ
る状態から、ポリマ混合体は、第２の相に関して連続で
ある系、または第２の成分内に第１の成分が包囲される
ように、あるいは、その逆のように両方の相が連続であ
る系からなっていても差支えない。したがって、２種類
のポリマの特性が大幅に異なる場合には、それらにより
形成される混合体において、機械的挙動が極端に変化す
ることもある。
【０００４】ポリマのうちの少なくとも１種類が５容積
％より大きい濃度で存在する２種類以上のポリマ樹脂系
の組合せからなる混合体およびアロイがこの業界で知ら
れている。上述したように、混合体は、慣習的に溶融状
態で混合されて、新しい材料を形成する２種類以上の樹
脂の混合物である。共ポリマ、グラフト、および相互貫
入ポリマ網（interpenetrating polymer networks ）と
は異なり、化学合成も、新しい共有結合の形成も生じる
必要がない。混合体は、存在する相の数に依存して、混
和性または不混和性のいずれかに選定される。
％より大きい濃度で存在する２種類以上のポリマ樹脂系
の組合せからなる混合体およびアロイがこの業界で知ら
れている。上述したように、混合体は、慣習的に溶融状
態で混合されて、新しい材料を形成する２種類以上の樹
脂の混合物である。共ポリマ、グラフト、および相互貫
入ポリマ網（interpenetrating polymer networks ）と
は異なり、化学合成も、新しい共有結合の形成も生じる
必要がない。混合体は、存在する相の数に依存して、混
和性または不混和性のいずれかに選定される。
【０００５】混和性または溶性混合体は、１つのガラス
転移温度（Ｔｇ）を有する１種類の相からなる。ここ
で、個々のポリマセグメントは、似ていないポリマ鎖間
で生じるいくつかの特有の化学的または物理的な引力、
例えば、水素結合または供与体と受容体により密に混合
されている。これとは対称的に、不混和性混合体は、２
つ以上のＴｇを有する２種類以上の不連続相（連続およ
び分散）からなる。完全な不混和性混合体は、ポリマ界
面の接着性が乏しいために、製品の能力が限られてい
る。このような混合体に相溶化剤を加えて、有用なアロ
イを製造してもよい。
転移温度（Ｔｇ）を有する１種類の相からなる。ここ
で、個々のポリマセグメントは、似ていないポリマ鎖間
で生じるいくつかの特有の化学的または物理的な引力、
例えば、水素結合または供与体と受容体により密に混合
されている。これとは対称的に、不混和性混合体は、２
つ以上のＴｇを有する２種類以上の不連続相（連続およ
び分散）からなる。完全な不混和性混合体は、ポリマ界
面の接着性が乏しいために、製品の能力が限られてい
る。このような混合体に相溶化剤を加えて、有用なアロ
イを製造してもよい。
【０００６】ほとんどの市販の樹脂アロイは、連続型の
強力ミキサーまたは押出機を用いたある種の溶融物を混
合することにより形成されている。この工程において、
ペレットまたは粉末の形態にある２種類以上のポリマが
一般的に、押出機（一軸スクリューまたは多軸スクリュ
ー）、もしくは連続型強力ミキサー中で予備混合される
か、または計量されて、短期間で溶融され、次いで、ス
トランドからペレットに成形されるか、またはシートか
ら賽の目に切断される。
強力ミキサーまたは押出機を用いたある種の溶融物を混
合することにより形成されている。この工程において、
ペレットまたは粉末の形態にある２種類以上のポリマが
一般的に、押出機（一軸スクリューまたは多軸スクリュ
ー）、もしくは連続型強力ミキサー中で予備混合される
か、または計量されて、短期間で溶融され、次いで、ス
トランドからペレットに成形されるか、またはシートか
ら賽の目に切断される。
【０００７】無機ガラスは、多くの望ましい特性（例え
ば、高弾性率、耐磨耗性、耐汚染性、熱安定性、溶剤に
対する不活性、低熱膨張係数、および水分と気体に対す
る低透過性）を有することができる。一方、上記特性が
欠如することが一般的に知られている有機ポリマは、高
弾性、可撓性、靱性、軽量、および成形の容易性のよう
な好ましい特性を有することができる。無機ガラスは、
これらの特性が一般的に欠如している。ガラス−ポリマ
混合体により、無機ガラスの特性および有機ポリマの特
性を組み合わせる試みを行なう。ガラスポリマ複合材料
は、ガラス充填剤または強化剤を含有するものとして考
えても差支えない。このガラスポリマ複合材料は、ポリ
マが連続相からなる、２種類以上の成分の多相材料とし
て考えてもよい。充填されたプラスチック製品は通常、
不連続の有機または無機粒子、フレーク繊維、ホイスカ
ー、または他の形状の材料を包囲している有機ポリマか
らなる。これらの充填剤材料を、主に、ポリマの特性を
重大に損なうことなく製品の全体的なコストを減少させ
る目的のために含めてもよい。同様に、充填剤材料を、
ポリマが有する特定の物理的特性をある程度改良するた
めに含めてもよい。例えば、セラミックおよびガラス繊
維は、複合材料を強化するためにポリマボディ内に含ま
れている。それらの製品が有する強度は主に、無機繊維
と有機ポリマの間の機械的結合、並びに検査方向の強化
のアライメントに依存している。
ば、高弾性率、耐磨耗性、耐汚染性、熱安定性、溶剤に
対する不活性、低熱膨張係数、および水分と気体に対す
る低透過性）を有することができる。一方、上記特性が
欠如することが一般的に知られている有機ポリマは、高
弾性、可撓性、靱性、軽量、および成形の容易性のよう
な好ましい特性を有することができる。無機ガラスは、
これらの特性が一般的に欠如している。ガラス−ポリマ
混合体により、無機ガラスの特性および有機ポリマの特
性を組み合わせる試みを行なう。ガラスポリマ複合材料
は、ガラス充填剤または強化剤を含有するものとして考
えても差支えない。このガラスポリマ複合材料は、ポリ
マが連続相からなる、２種類以上の成分の多相材料とし
て考えてもよい。充填されたプラスチック製品は通常、
不連続の有機または無機粒子、フレーク繊維、ホイスカ
ー、または他の形状の材料を包囲している有機ポリマか
らなる。これらの充填剤材料を、主に、ポリマの特性を
重大に損なうことなく製品の全体的なコストを減少させ
る目的のために含めてもよい。同様に、充填剤材料を、
ポリマが有する特定の物理的特性をある程度改良するた
めに含めてもよい。例えば、セラミックおよびガラス繊
維は、複合材料を強化するためにポリマボディ内に含ま
れている。それらの製品が有する強度は主に、無機繊維
と有機ポリマの間の機械的結合、並びに検査方向の強化
のアライメントに依存している。
【０００８】近年、低転移温度を有する無機ガラスおよ
び有機ポリマからなり、ガラスとポリマの特性が組み合
わされた複合材料が開示されている。例えば、米国特許
第3,732,181 号には、繊維、フイルム、フレーク、粉
末、またはシートの形態にあるガラスをポリマと組み合
わせて、後に様々な成形手段により所望の形状に成形で
きる複合材料混合物を形成する７種類の一般方法が記載
されている。ここに開示されているように、ガラスに対
するポリマの比率は、容積基準で、0.1 ：99.9から99.
9：0.1 、より典型的には、約５−66容積％までの範囲
に及んでもよい。この文献にはまた、ガラスをガラス−
プラスチック複合材料品に使用するのに適したものとす
る特性を有する３種類の広範囲のガラス組成が開示され
ている。すなわち、 (a) ＰｂＯ＋Ｐ2 Ｏ5 が95モル％以上。ここでＰｂＯが
20−80モル％を構成する。
び有機ポリマからなり、ガラスとポリマの特性が組み合
わされた複合材料が開示されている。例えば、米国特許
第3,732,181 号には、繊維、フイルム、フレーク、粉
末、またはシートの形態にあるガラスをポリマと組み合
わせて、後に様々な成形手段により所望の形状に成形で
きる複合材料混合物を形成する７種類の一般方法が記載
されている。ここに開示されているように、ガラスに対
するポリマの比率は、容積基準で、0.1 ：99.9から99.
9：0.1 、より典型的には、約５−66容積％までの範囲
に及んでもよい。この文献にはまた、ガラスをガラス−
プラスチック複合材料品に使用するのに適したものとす
る特性を有する３種類の広範囲のガラス組成が開示され
ている。すなわち、 (a) ＰｂＯ＋Ｐ2 Ｏ5 が95モル％以上。ここでＰｂＯが
20−80モル％を構成する。
【０００９】(b) ＰｂＯ＋Ｒ2 Ｏ（アルカリ金属酸化
物）＋Ｐ2 Ｏ5 が95モル％以上。ここで、ＰｂＯが５−
60モル％を構成し、Ｒ2 Ｏが５−35モル％を構成し、Ｐ
2 Ｏ5が85モル％まで存在する。
物）＋Ｐ2 Ｏ5 が95モル％以上。ここで、ＰｂＯが５−
60モル％を構成し、Ｒ2 Ｏが５−35モル％を構成し、Ｐ
2 Ｏ5が85モル％まで存在する。
【００１０】(c) ＰｂＯ＋Ｒ2 Ｏ＋Ｂ2 Ｏ3 ＋Ｐ2 Ｏ5
が95モル％以上。ここで、ＰｂＯが５−30モル％を構成
し、Ｒ2 Ｏが５−30モル％を構成し、Ｂ2 Ｏ3 が５−20
％を構成し、Ｐ2 Ｏ5 が15−85モル％を構成する。
が95モル％以上。ここで、ＰｂＯが５−30モル％を構成
し、Ｒ2 Ｏが５−30モル％を構成し、Ｂ2 Ｏ3 が５−20
％を構成し、Ｐ2 Ｏ5 が15−85モル％を構成する。
【００１１】米国特許第3,885,973 号、同第3,935,018
号、同第3,964,919 号および同第3,926,649 号には、有
機ポリマと補助加工して、前出の特許第3,732,181 号に
詳細に論じられている種類の複合材料品を形成するのに
適するかもしれないガラスが開示されている。
号、同第3,964,919 号および同第3,926,649 号には、有
機ポリマと補助加工して、前出の特許第3,732,181 号に
詳細に論じられている種類の複合材料品を形成するのに
適するかもしれないガラスが開示されている。
【００１２】ごく最近、米国特許第5,043,369 号に、ガ
ラス相およびポリマ相が共に連続であり、各々の相の粒
子が別の相の大きい領域内に同時に包囲されている（す
なわち、転相／相転移）ガラス−ポリマ混合体が開示さ
れた。この特許において、ガラスおよびポリマは、２種
類の成分が互いに密に混合されるように、少なくとも部
分的に混和性および／またはそれらの間の反応を示す。
混合することにより、その場で相溶化成分を形成してア
ロイを生成すると考えられている。また、この文献のガ
ラス−ポリマ混合体は、実質的に均一な微細なミクロ構
造を有している。このミクロ構造からなるガラス成分お
よびポリマ成分は比較的均一な寸法である。この特許に
は、実質的に非吸湿性であり、薬品および水分の攻撃に
対する良好な抵抗を有し、様々なポリマと相互作用して
アロイ品を製造できる、２種類の狭い組成範囲内のリン
酸塩ベースのガラスが開示されている。
ラス相およびポリマ相が共に連続であり、各々の相の粒
子が別の相の大きい領域内に同時に包囲されている（す
なわち、転相／相転移）ガラス−ポリマ混合体が開示さ
れた。この特許において、ガラスおよびポリマは、２種
類の成分が互いに密に混合されるように、少なくとも部
分的に混和性および／またはそれらの間の反応を示す。
混合することにより、その場で相溶化成分を形成してア
ロイを生成すると考えられている。また、この文献のガ
ラス−ポリマ混合体は、実質的に均一な微細なミクロ構
造を有している。このミクロ構造からなるガラス成分お
よびポリマ成分は比較的均一な寸法である。この特許に
は、実質的に非吸湿性であり、薬品および水分の攻撃に
対する良好な抵抗を有し、様々なポリマと相互作用して
アロイ品を製造できる、２種類の狭い組成範囲内のリン
酸塩ベースのガラスが開示されている。
【００１３】本出願とともに同時に提出した「ガラス−
ポリマ三成分混合体」と題する米国特許出願には、高温
ポリマ加工助剤およびガラスに優先的に結合する少なく
とも１種類の樹脂成分を使用することにより、ガラス−
ポリマ混合体内で高ガラス充填を達成する方法が開示さ
れている。
ポリマ三成分混合体」と題する米国特許出願には、高温
ポリマ加工助剤およびガラスに優先的に結合する少なく
とも１種類の樹脂成分を使用することにより、ガラス−
ポリマ混合体内で高ガラス充填を達成する方法が開示さ
れている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】実質的に均一で微細な
ミクロ構造を有し、ミクロ構造を構成するガラスおよび
ポリマ成分が比較的均一な寸法であるコスト効果のよい
耐久性ガラスポリマ組成物が引き続き望まれている。ま
た、表面の平滑性が高い複合材料品も引き続き望まれて
いる。このような製品にとっては、粒径はできるだけ小
さく、好ましくは、ミクロン規模級以下でなければなら
ない。
ミクロ構造を有し、ミクロ構造を構成するガラスおよび
ポリマ成分が比較的均一な寸法であるコスト効果のよい
耐久性ガラスポリマ組成物が引き続き望まれている。ま
た、表面の平滑性が高い複合材料品も引き続き望まれて
いる。このような製品にとっては、粒径はできるだけ小
さく、好ましくは、ミクロン規模級以下でなければなら
ない。
【００１５】したがって、本発明の目的は、上記要望を
満たしたガラス−ポリマ混合体を提供することにある。
本発明はさらに、そのようなガラス−ポリマ混合体から
なる物品を形成する方法を提供することを目的とするも
のである。
満たしたガラス−ポリマ混合体を提供することにある。
本発明はさらに、そのようなガラス−ポリマ混合体から
なる物品を形成する方法を提供することを目的とするも
のである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、耐久性があ
り、寸法的に安定で、射出成形可能な製品を製造するの
に使用できる、低温軟化ガラスおよび高温ポリマの混合
体に関するものである。本発明のガラス−ポリマ混合体
は、実質的に均一で微細なミクロ構造を有し、ここで、
好ましくは、ミクロ構造を構成するガラスおよびポリマ
成分が比較的均一で小さい寸法であり、ガラスがポリマ
と相互作用して、ガラスおよびポリマの所望の特性の組
合せを有するアロイを形成する。
り、寸法的に安定で、射出成形可能な製品を製造するの
に使用できる、低温軟化ガラスおよび高温ポリマの混合
体に関するものである。本発明のガラス−ポリマ混合体
は、実質的に均一で微細なミクロ構造を有し、ここで、
好ましくは、ミクロ構造を構成するガラスおよびポリマ
成分が比較的均一で小さい寸法であり、ガラスがポリマ
と相互作用して、ガラスおよびポリマの所望の特性の組
合せを有するアロイを形成する。
【００１７】特に、本発明は、好ましくは、混合アルカ
リ亜鉛ピロリン酸塩ガラスを用いた、優れた機械的性質
を有する、３種類の高温ポリマを含有するガラス−ポリ
マ混合体に関するものである。本発明のガラス−ポリマ
混合体の望ましい性質は、混合体のミクロ構造をコント
ロールすることにより得られる。
リ亜鉛ピロリン酸塩ガラスを用いた、優れた機械的性質
を有する、３種類の高温ポリマを含有するガラス−ポリ
マ混合体に関するものである。本発明のガラス−ポリマ
混合体の望ましい性質は、混合体のミクロ構造をコント
ロールすることにより得られる。
【００１８】微細なガラスミクロ構造（一般的に、１ミ
クロン未満であり、最大の粒径は１−５ミクロンの範囲
内にある）により、曲げ強さが大きくなる（約15ｋｐｓ
ｉ以上）。
クロン未満であり、最大の粒径は１−５ミクロンの範囲
内にある）により、曲げ強さが大きくなる（約15ｋｐｓ
ｉ以上）。
【００１９】本発明は、ガラスの充填量が少なくとも65
重量％であり、優れた機械的性質を有するガラス−ポリ
マ混合体に関するものである。
重量％であり、優れた機械的性質を有するガラス−ポリ
マ混合体に関するものである。
【００２０】本発明はさらに、(a) 無機ガラスおよび少
なくとも３種類の有機熱可塑性ポリマまたは有機熱硬化
性ポリマの微粉砕ボディを、ガラスとポリマの作業温度
により示される温度と粘度で高剪断分散型混合してガラ
ス−ポリマ混合物を調製し、(b) この混合物を所望の形
状の物品に成形することにより、実質的に均一で微細な
ミクロ構造を有し、三方向において寸法安定性を有する
ガラス−ポリマ物品を形成する方法に関するものであ
る。
なくとも３種類の有機熱可塑性ポリマまたは有機熱硬化
性ポリマの微粉砕ボディを、ガラスとポリマの作業温度
により示される温度と粘度で高剪断分散型混合してガラ
ス−ポリマ混合物を調製し、(b) この混合物を所望の形
状の物品に成形することにより、実質的に均一で微細な
ミクロ構造を有し、三方向において寸法安定性を有する
ガラス−ポリマ物品を形成する方法に関するものであ
る。
【００２１】本発明はまた、ガラス−ポリマ混合体の加
工を容易にする加工助剤として機能する、少なくとも１
種類の有機熱可塑性ポリマまたは有機熱硬化性ポリマに
関するものである。
工を容易にする加工助剤として機能する、少なくとも１
種類の有機熱可塑性ポリマまたは有機熱硬化性ポリマに
関するものである。
【００２２】ここで、「良好な寸法安定性」は、混合体
が、三方向（ｘ，ｙ，ｚ）において、95μｍ／ｍ℃以
下、好ましくは90μｍ／ｍ℃未満の熱膨脹を示し、ｘ，
ｙ方向における熱膨脹の比率が2.0 未満、より好ましく
は１から2.0 までの範囲内にあることを示す。
が、三方向（ｘ，ｙ，ｚ）において、95μｍ／ｍ℃以
下、好ましくは90μｍ／ｍ℃未満の熱膨脹を示し、ｘ，
ｙ方向における熱膨脹の比率が2.0 未満、より好ましく
は１から2.0 までの範囲内にあることを示す。
【００２３】「実質的に非吸湿性である」は、ガラス成
分が40℃で80％の相対湿度にさらされたときに、１×10
-6グラム／ｃｍ2 ／分未満しか重量が増加しないことを
示す。
分が40℃で80％の相対湿度にさらされたときに、１×10
-6グラム／ｃｍ2 ／分未満しか重量が増加しないことを
示す。
【００２４】「混合体」および「アロイ」は、Leszek
A. Utracki の「Polymer Alloys andBlends 」,(1990),
１部、１−３頁に定義されている用語として用いられ
る。したがって、「ポリマ混合体」は少なくとも２種類
のポリマまたは共ポリマであり、「アロイ」は、界面お
よび／または形態学が改良された不混和性ポリマ混合体
である。
A. Utracki の「Polymer Alloys andBlends 」,(1990),
１部、１−３頁に定義されている用語として用いられ
る。したがって、「ポリマ混合体」は少なくとも２種類
のポリマまたは共ポリマであり、「アロイ」は、界面お
よび／または形態学が改良された不混和性ポリマ混合体
である。
【００２５】「ガラス−ポリマ」は、混合体またはガラ
スとポリマとの混合物を記載するために用いられてい
る。別記しない限り、本発明を記載するためにこの用語
を用いた場合には、少なくとも65重量％のガラス、およ
び少なくとも３種類のポリマ（このうちの１種類が加工
助剤として機能することがある）を含有するガラス−ポ
リマ混合体を意味する。
スとポリマとの混合物を記載するために用いられてい
る。別記しない限り、本発明を記載するためにこの用語
を用いた場合には、少なくとも65重量％のガラス、およ
び少なくとも３種類のポリマ（このうちの１種類が加工
助剤として機能することがある）を含有するガラス−ポ
リマ混合体を意味する。
【００２６】ガラス−ポリマ混合体の主な目的は、ガラ
スの特性とポリマの特性を組み合わせることにある。両
方の成分のいくつかの好ましい特性を組み合わせた１種
類のポリマを用いたガラス−ポリマ混合体が知られてい
る。しかしながら、１種類のポリマを用いた混合体にお
いては、ガラスの充填量が増加するにつれ、一般的に
は、曲げ強さおよび引張り強さの両方が減少する。これ
を、下記の表１の単一ポリマ−ガラス混合体に示す。
スの特性とポリマの特性を組み合わせることにある。両
方の成分のいくつかの好ましい特性を組み合わせた１種
類のポリマを用いたガラス−ポリマ混合体が知られてい
る。しかしながら、１種類のポリマを用いた混合体にお
いては、ガラスの充填量が増加するにつれ、一般的に
は、曲げ強さおよび引張り強さの両方が減少する。これ
を、下記の表１の単一ポリマ−ガラス混合体に示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】ここで、Ｋ，ＹおよびＷは、以下の組成を
有する混合−アルカリ−亜鉛−ピロリン酸塩ガラスであ
る。
有する混合−アルカリ−亜鉛−ピロリン酸塩ガラスであ
る。
【００２９】
【表２】
【００３０】ここで、ウルテム（登録商標）はゼネラル
エレクトリック社から得られるポリエーテルイミド樹脂
であり、ラデル（登録商標）はアモコパフォーマンスプ
ロダクツ社から得られるポリスルホンである。
エレクトリック社から得られるポリエーテルイミド樹脂
であり、ラデル（登録商標）はアモコパフォーマンスプ
ロダクツ社から得られるポリスルホンである。
【００３１】許容される曲げ強さおよび引張り強さが、
本発明の方法を用いた、65重量％以上のガラスを充填し
たガラス−ポリマ混合体において達成できることが分か
った。特に、加工助剤としてのあるポリマを、ある熱可
塑性ポリマまたは高温熱硬化性ポリマと組み合わせるこ
とにより、耐久性があり、寸法安定性を有し、射出成形
できる物品を製造するのに用いることのできるガラス−
ポリマ混合体が得られることが分かった。
本発明の方法を用いた、65重量％以上のガラスを充填し
たガラス−ポリマ混合体において達成できることが分か
った。特に、加工助剤としてのあるポリマを、ある熱可
塑性ポリマまたは高温熱硬化性ポリマと組み合わせるこ
とにより、耐久性があり、寸法安定性を有し、射出成形
できる物品を製造するのに用いることのできるガラス−
ポリマ混合体が得られることが分かった。
【００３２】適切な加工温度を有する、どのような市販
の熱可塑性ポリマおよびある高温熱硬化性ポリマを本発
明のガラス−ポリマ混合体に用いてもよい。有用な熱可
塑性ポリマの例としては、ポリアリールエーテルケト
ン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフルオロ樹脂、ポ
リエーテルイミド、液晶ポリエステル、ポリスルホン、
ポリアリールスルホン、ポリフェニルスルホン、ポリエ
ーテルスルホン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエ
ーテルケトン、高温ポリカーボネート、ポリイミド、お
よびポリエーテルエーテルケトンが挙げられる。また、
あるポリイミドも本発明に有用である。所定の用途にと
って最も適したガラス−ポリマの組合せは、実験により
決定するのが最も良い。
の熱可塑性ポリマおよびある高温熱硬化性ポリマを本発
明のガラス−ポリマ混合体に用いてもよい。有用な熱可
塑性ポリマの例としては、ポリアリールエーテルケト
ン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフルオロ樹脂、ポ
リエーテルイミド、液晶ポリエステル、ポリスルホン、
ポリアリールスルホン、ポリフェニルスルホン、ポリエ
ーテルスルホン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエ
ーテルケトン、高温ポリカーボネート、ポリイミド、お
よびポリエーテルエーテルケトンが挙げられる。また、
あるポリイミドも本発明に有用である。所定の用途にと
って最も適したガラス−ポリマの組合せは、実験により
決定するのが最も良い。
【００３３】本発明のガラス−ポリマ混合体用の好まし
いポリマは、両方ともアモコパフォーマンスプロダクツ
社から得られる、ラデル（登録商標）Ａ（ポリアリール
エーテルスルホン）、ラデル（登録商標）Ｒ（ポリフェ
ニルスルホン）のようなポリスルホン、およびゼネラル
エレクトリック社から得られるウルテム （登録商標）
1000のようなポリエーテルイミド樹脂である。他の有用
な高温ポリマの例としては、両方ともＢＡＳＦ社から得
られる、ウルトラソン（登録商標）Ｓ（ポリスルホン）
およびウルトラソン（登録商標）Ｅ（ポリエーテルスル
ホン）、並びに三井東圧社から得られるＴＰＩ（登録商
標）（熱可塑性ポリイミド）が挙げられる。ウルテムお
よびラデルの両方とも、透明ガラス−ポリマ物品を形成
するのに用いられる非晶質ポリマである。
いポリマは、両方ともアモコパフォーマンスプロダクツ
社から得られる、ラデル（登録商標）Ａ（ポリアリール
エーテルスルホン）、ラデル（登録商標）Ｒ（ポリフェ
ニルスルホン）のようなポリスルホン、およびゼネラル
エレクトリック社から得られるウルテム （登録商標）
1000のようなポリエーテルイミド樹脂である。他の有用
な高温ポリマの例としては、両方ともＢＡＳＦ社から得
られる、ウルトラソン（登録商標）Ｓ（ポリスルホン）
およびウルトラソン（登録商標）Ｅ（ポリエーテルスル
ホン）、並びに三井東圧社から得られるＴＰＩ（登録商
標）（熱可塑性ポリイミド）が挙げられる。ウルテムお
よびラデルの両方とも、透明ガラス−ポリマ物品を形成
するのに用いられる非晶質ポリマである。
【００３４】２種類の異なるポリエーテルイミドポリマ
を試験した。ウルテム1000およびウルテム6000の両方と
も、高ガラス充填での加工を困難にする原因となる高粘
度を有している。ウルテム6000はウルテム1000よりも大
きい粘度を有し、より熱的に安定しているが、加工する
のにも困難である。ウルテム1000は高絶縁耐力、良好な
耐薬品性、高耐熱性、良好な耐燃性、および優れた強度
（21,000ｐｓｉの曲げ強さ、および15,000ｐｓｉの引張
り強さ）を有している。
を試験した。ウルテム1000およびウルテム6000の両方と
も、高ガラス充填での加工を困難にする原因となる高粘
度を有している。ウルテム6000はウルテム1000よりも大
きい粘度を有し、より熱的に安定しているが、加工する
のにも困難である。ウルテム1000は高絶縁耐力、良好な
耐薬品性、高耐熱性、良好な耐燃性、および優れた強度
（21,000ｐｓｉの曲げ強さ、および15,000ｐｓｉの引張
り強さ）を有している。
【００３５】ラデルブランドのようなポリスルホンは、
優れた靱性、高い加熱撓み温度、良好な電気的性質、耐
蒸気性および耐熱湯性、良好な耐クリープ性を供する。
優れた靱性、高い加熱撓み温度、良好な電気的性質、耐
蒸気性および耐熱湯性、良好な耐クリープ性を供する。
【００３６】ピアーソンによる「ガラス−ポリマの三成
分混合体」と題する、本出願と同時に出願した米国特許
出願には、２種類の樹脂、例えば、ゼネラルエレクトリ
ック社から得られるポリ（エーテルイミド）樹脂である
ウルテム1000、およびアモコパフォーマンスプロダクツ
社から得られるポリ（アリールエーテルスルホン）樹脂
であるラデルＡを用いたガラス溶融混合体が開示されて
いる。ピアーソンは、ラデルＡは、ウルテム樹脂と適切
な比率で混合すると、加工助剤として機能し、ガラスに
優先的に結合することを発見した。したがって、ラデル
Ａを用いることにより、ガラスの充填量が非常に多く、
機械的性質が非常に良好な溶融混合体を製造することが
できた。リン酸塩ガラスに対して良好な接着性を示す混
合体も、アモコから得られるポリスルホンであるユーデ
ル （登録商標）、およびＩＣＩから以前に得られた
（もはや得られない）ポリエーテルスルホンであるビク
トレックス（登録商標）を用いて得られた。しかしなが
ら、ウルテムのみと結合するガラスはまだ開示されてい
ない。
分混合体」と題する、本出願と同時に出願した米国特許
出願には、２種類の樹脂、例えば、ゼネラルエレクトリ
ック社から得られるポリ（エーテルイミド）樹脂である
ウルテム1000、およびアモコパフォーマンスプロダクツ
社から得られるポリ（アリールエーテルスルホン）樹脂
であるラデルＡを用いたガラス溶融混合体が開示されて
いる。ピアーソンは、ラデルＡは、ウルテム樹脂と適切
な比率で混合すると、加工助剤として機能し、ガラスに
優先的に結合することを発見した。したがって、ラデル
Ａを用いることにより、ガラスの充填量が非常に多く、
機械的性質が非常に良好な溶融混合体を製造することが
できた。リン酸塩ガラスに対して良好な接着性を示す混
合体も、アモコから得られるポリスルホンであるユーデ
ル （登録商標）、およびＩＣＩから以前に得られた
（もはや得られない）ポリエーテルスルホンであるビク
トレックス（登録商標）を用いて得られた。しかしなが
ら、ウルテムのみと結合するガラスはまだ開示されてい
ない。
【００３７】加工助剤として、ＰＥＥＫ150 およびユー
デル1700のような低粘度で高温加工樹脂を少量、ガラス
／ウルテム1000／ラデルＲ混合体（70−75重量％のガラ
ス）に加えることにより、寸法安定性および加工性を著
しく改良することができることが分かった。低露点（−
30℃）の除湿乾燥空気内において樹脂を150 ℃で乾燥さ
せること、スクリューおよびダイの設計を改良するこ
と、真空孔容量を増加させること、および他の作業条件
のうちの１つ、またはそれらの組合せにより溶融混合体
を著しく改良できることも分かった。特に、本発明の方
法を用いることにより、溶融混合体の酸化崩壊および熱
崩壊を低減できることが分かった。酸化崩壊および熱崩
壊が低レベルであることが、混合体の色により示され
る。色が明るいほど、崩壊のレベルが低い。
デル1700のような低粘度で高温加工樹脂を少量、ガラス
／ウルテム1000／ラデルＲ混合体（70−75重量％のガラ
ス）に加えることにより、寸法安定性および加工性を著
しく改良することができることが分かった。低露点（−
30℃）の除湿乾燥空気内において樹脂を150 ℃で乾燥さ
せること、スクリューおよびダイの設計を改良するこ
と、真空孔容量を増加させること、および他の作業条件
のうちの１つ、またはそれらの組合せにより溶融混合体
を著しく改良できることも分かった。特に、本発明の方
法を用いることにより、溶融混合体の酸化崩壊および熱
崩壊を低減できることが分かった。酸化崩壊および熱崩
壊が低レベルであることが、混合体の色により示され
る。色が明るいほど、崩壊のレベルが低い。
【００３８】ＰＥＥＫが加工助剤として異なって機能す
ることを示すために、ある実施例において、50／35／15
の比率のウルテム1000／ラデルＲ／ＰＥＥＫ150 の樹脂
混合体を、ウルテム1000／ラデルＲ／ユーデル（50／35
／15）の同様の混合体と比較した。ＰＥＥＫ含有混合体
は混和性（機械的分光学により観察された１つのＴｇに
より示される）であったが、ユーデル含有混合体は混和
性ではなかった。ＰＥＥＫ混合体は透明であったが（ウ
ルテムに似た琥珀色であった）、ユーデル混合体は半透
明であった。両方の混合体において、強度および靱性が
良好であった。75重量％のガラスを含有する混合体にお
いては、たった約3.75重量％のＰＥＥＫまたはユーデル
しか必要としない。ガラスの充填量が少ないものに関し
ては、必要とする加工助剤（ＰＥＥＫまたはユーデル）
の量は異なる。混合体中のウルテムに対するＰＥＥＫの
比率は、好ましくは1.0 以下であり、より好ましくは0.
4から0.75までの範囲にある。
ることを示すために、ある実施例において、50／35／15
の比率のウルテム1000／ラデルＲ／ＰＥＥＫ150 の樹脂
混合体を、ウルテム1000／ラデルＲ／ユーデル（50／35
／15）の同様の混合体と比較した。ＰＥＥＫ含有混合体
は混和性（機械的分光学により観察された１つのＴｇに
より示される）であったが、ユーデル含有混合体は混和
性ではなかった。ＰＥＥＫ混合体は透明であったが（ウ
ルテムに似た琥珀色であった）、ユーデル混合体は半透
明であった。両方の混合体において、強度および靱性が
良好であった。75重量％のガラスを含有する混合体にお
いては、たった約3.75重量％のＰＥＥＫまたはユーデル
しか必要としない。ガラスの充填量が少ないものに関し
ては、必要とする加工助剤（ＰＥＥＫまたはユーデル）
の量は異なる。混合体中のウルテムに対するＰＥＥＫの
比率は、好ましくは1.0 以下であり、より好ましくは0.
4から0.75までの範囲にある。
【００３９】以下の本質的な特性を有するどのようなガ
ラスも本発明を実施するのに適している。すなわち、
(1) 有機ポリマとともに熱的に共変形可能なほど十分に
低いＴｇを有する、(2) 実質的に均一で微細なミクロ構
造を有するボディを形成し、ガラスとポリマとの間の少
なくとも部分的な混和性および／またはガラスとポリマ
との間の引力および／または反応を望ましく行ない、そ
れらの間の接着および／または傾向を促進するための、
ポリマとの相互作用の能力を有する、および(3)水分に
よる攻撃に対する優れた耐性を有する、すなわち、ガラ
スは実質的に非吸湿性でなければならない。ガラス安定
性、耐薬品性、および低い作業温度に関して、本発明の
ガラス−ポリマ混合体の最も望ましいガラスは、混合ア
ルカリ亜鉛ピロリン酸塩ガラス組成物であることが分か
った。特定の種類の樹脂に接着するのに、あるガラス組
成物が好ましい。しかしながら、ウルテム樹脂のみに結
合するガラス組成物はまだ分かっていない。
ラスも本発明を実施するのに適している。すなわち、
(1) 有機ポリマとともに熱的に共変形可能なほど十分に
低いＴｇを有する、(2) 実質的に均一で微細なミクロ構
造を有するボディを形成し、ガラスとポリマとの間の少
なくとも部分的な混和性および／またはガラスとポリマ
との間の引力および／または反応を望ましく行ない、そ
れらの間の接着および／または傾向を促進するための、
ポリマとの相互作用の能力を有する、および(3)水分に
よる攻撃に対する優れた耐性を有する、すなわち、ガラ
スは実質的に非吸湿性でなければならない。ガラス安定
性、耐薬品性、および低い作業温度に関して、本発明の
ガラス−ポリマ混合体の最も望ましいガラスは、混合ア
ルカリ亜鉛ピロリン酸塩ガラス組成物であることが分か
った。特定の種類の樹脂に接着するのに、あるガラス組
成物が好ましい。しかしながら、ウルテム樹脂のみに結
合するガラス組成物はまだ分かっていない。
【００４０】リン酸塩ベースのガラスが、それらの低転
移温度のために、ガラス−ポリマアロイまたは混合体に
とって特に適していることが分かった。さらに、ケイ酸
塩、ホウ酸塩、およびほとんどの他のガラス前駆体とは
異なり、リンは炭化物を形成しない。リン酸塩ベースの
ガラスは、ある市販のポリマの熱膨脹と適合する、より
大きい熱膨脹係数を有し、水素、アンモニウム、および
硫化物のイオン、並びに有機物を多量に溶解することが
知られている。上記特性を満たす好ましいガラスのいく
つかの例が、米国特許第4,940,677 号、同第4,996,172
号、および同第5,328,874 号（すべてここに引用する）
に開示されている。
移温度のために、ガラス−ポリマアロイまたは混合体に
とって特に適していることが分かった。さらに、ケイ酸
塩、ホウ酸塩、およびほとんどの他のガラス前駆体とは
異なり、リンは炭化物を形成しない。リン酸塩ベースの
ガラスは、ある市販のポリマの熱膨脹と適合する、より
大きい熱膨脹係数を有し、水素、アンモニウム、および
硫化物のイオン、並びに有機物を多量に溶解することが
知られている。上記特性を満たす好ましいガラスのいく
つかの例が、米国特許第4,940,677 号、同第4,996,172
号、および同第5,328,874 号（すべてここに引用する）
に開示されている。
【００４１】米国特許第4,940,677 号には、モルパーセ
ントで表して、10−35％のＲ2 Ｏ（ここでＲ2 Ｏは、０
−25％のＬｉ2 Ｏ、０−25％のＮａ2 Ｏおよび０−25％
のＫ2 Ｏからなる群より選択される表示の比率での少な
くとも２種類のアルカリ金属酸化物からなる）、12−55
％のＺｎＯ、および28−40％のＰ2 Ｏ5 から実質的にな
るガラスが開示されている。本発明を実施するのに有用
な他のガラス組成の例としては、熱処理されたときに、
リチウム−、亜鉛−、および／または鉛−含有リン酸塩
が主結晶相を構成する、ガラス−セラミック物品にその
場で結晶化できるガラス組成が挙げられる。
ントで表して、10−35％のＲ2 Ｏ（ここでＲ2 Ｏは、０
−25％のＬｉ2 Ｏ、０−25％のＮａ2 Ｏおよび０−25％
のＫ2 Ｏからなる群より選択される表示の比率での少な
くとも２種類のアルカリ金属酸化物からなる）、12−55
％のＺｎＯ、および28−40％のＰ2 Ｏ5 から実質的にな
るガラスが開示されている。本発明を実施するのに有用
な他のガラス組成の例としては、熱処理されたときに、
リチウム−、亜鉛−、および／または鉛−含有リン酸塩
が主結晶相を構成する、ガラス−セラミック物品にその
場で結晶化できるガラス組成が挙げられる。
【００４２】米国特許第4,996,172 号には、薬品および
水分の攻撃に対する耐性がより大きいガラスとなる、米
国特許第4,940,677 号のガラス組成の組成を変更したも
のが開示されている。この特許に記載されているガラス
は、モルパーセントで表して、10−35％のＲ2 Ｏ（ここ
でＲ2 Ｏは、０−25％のＬｉ2 Ｏ、０−25％のＮａ2Ｏ
および０−25％のＫ2 Ｏからなる群より選択される表示
の比率での少なくとも１種類のアルカリ金属酸化物から
なる）、12−55％のＺｎＯ、28−45％のＰ2 Ｏ5 、およ
び0.5 −５％のＹ2 Ｏ3 および／またはランタニド群か
ら選択される少なくとも１種類の希土類金属から実質的
になる。
水分の攻撃に対する耐性がより大きいガラスとなる、米
国特許第4,940,677 号のガラス組成の組成を変更したも
のが開示されている。この特許に記載されているガラス
は、モルパーセントで表して、10−35％のＲ2 Ｏ（ここ
でＲ2 Ｏは、０−25％のＬｉ2 Ｏ、０−25％のＮａ2Ｏ
および０−25％のＫ2 Ｏからなる群より選択される表示
の比率での少なくとも１種類のアルカリ金属酸化物から
なる）、12−55％のＺｎＯ、28−45％のＰ2 Ｏ5 、およ
び0.5 −５％のＹ2 Ｏ3 および／またはランタニド群か
ら選択される少なくとも１種類の希土類金属から実質的
になる。
【００４３】好ましいガラス組成は、30−36モル％のＰ
2 Ｏ5 、30−49モル％のＺｎＯ、０−10モル％のＳｎ
Ｏ、Ｍ2 Ｏ（ここでＭ2 Ｏは、３−12％のＬｉ2 Ｏ、４
−13％のＮａ2 Ｏ、および０−12％のＫ2 Ｏからなる群
より選択される表示の比率の少なくとも２種類のアルカ
リ金属酸化物からなる）のような12−25モル％のアルカ
リ、１−3.5 モル％のＡｌ2 Ｏ3 、０−２モル％のＳｉ
Ｏ2 、0.5 −３モル％のＲｅ2 Ｏ３、および０−５モル
％のＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｆの組合せからなる組成を有する
ものである。米国特許第5,328,874 号に記載されている
スルホリン酸塩ガラスの好ましい範囲は、21−33％のＰ
2 Ｏ5 、９−17％のＳＯ3 、35−51％のＺｎＯ、および
10−20％のＭ2 Ｏ（ここでＭ2 Ｏは上記のように定義し
たものである）である。
2 Ｏ5 、30−49モル％のＺｎＯ、０−10モル％のＳｎ
Ｏ、Ｍ2 Ｏ（ここでＭ2 Ｏは、３−12％のＬｉ2 Ｏ、４
−13％のＮａ2 Ｏ、および０−12％のＫ2 Ｏからなる群
より選択される表示の比率の少なくとも２種類のアルカ
リ金属酸化物からなる）のような12−25モル％のアルカ
リ、１−3.5 モル％のＡｌ2 Ｏ3 、０−２モル％のＳｉ
Ｏ2 、0.5 −３モル％のＲｅ2 Ｏ３、および０−５モル
％のＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｆの組合せからなる組成を有する
ものである。米国特許第5,328,874 号に記載されている
スルホリン酸塩ガラスの好ましい範囲は、21−33％のＰ
2 Ｏ5 、９−17％のＳＯ3 、35−51％のＺｎＯ、および
10−20％のＭ2 Ｏ（ここでＭ2 Ｏは上記のように定義し
たものである）である。
【００４４】より好ましくは、本発明に使用するガラス
および／または前駆体ガラスは、380 ℃未満の転移温度
を有する。そのようなガラスの例を、耐薬品性、ガラス
転移温度、およびある好ましいガラス組成の形成温度と
ともに、以下の表２に示す。成分の合計がほぼ100 であ
るので、全ての実際的な目的に関して、列記した個々の
値は重量パーセントを示すものと考えてよい。実際のバ
ッチ成分は、互いに溶融したときに、適切な比率で所望
の酸化物に転化される、酸化物または他の化合物のいず
れの材料であってもよい。例えば、Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏ、
およびＢａＯは、酸化物基準のモルパーセントで表し
た、それぞれ、Ｎａ2 ＣＯ3 、Ｋ2 ＣＯ3、およびＢａ
ＣＯ3 であってもよい。
および／または前駆体ガラスは、380 ℃未満の転移温度
を有する。そのようなガラスの例を、耐薬品性、ガラス
転移温度、およびある好ましいガラス組成の形成温度と
ともに、以下の表２に示す。成分の合計がほぼ100 であ
るので、全ての実際的な目的に関して、列記した個々の
値は重量パーセントを示すものと考えてよい。実際のバ
ッチ成分は、互いに溶融したときに、適切な比率で所望
の酸化物に転化される、酸化物または他の化合物のいず
れの材料であってもよい。例えば、Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏ、
およびＢａＯは、酸化物基準のモルパーセントで表し
た、それぞれ、Ｎａ2 ＣＯ3 、Ｋ2 ＣＯ3、およびＢａ
ＣＯ3 であってもよい。
【００４５】
【表３】
【００４６】ガラスは、循環空気オーブン中において15
0 ℃で一晩乾燥させる。一般的に、最大のふるい分けサ
イズは、溶融ブレンダーのサイズのような加工能力に依
存する。
0 ℃で一晩乾燥させる。一般的に、最大のふるい分けサ
イズは、溶融ブレンダーのサイズのような加工能力に依
存する。
【００４７】
【実施例】以下、実施例を参照して本発明をより詳細に
説明する。
説明する。
【００４８】ａ） 以下の実施例に用いたガラス組成物
は、酸化物基準の重量パーセントで表して、47.76 ％の
Ｐ2 Ｏ5 、1.16％のＡｌ2 Ｏ3 、2.31％のＬｉ2 Ｏ、6.
08％のＮａ2 Ｏ、4.86％のＫ2 Ｏ、35.06 ％のＺｎＯ、
1.58％のＢａＯ、0.58％のＣａＯ、および0.60％のＳｉ
Ｏ2 からなるものであった。
は、酸化物基準の重量パーセントで表して、47.76 ％の
Ｐ2 Ｏ5 、1.16％のＡｌ2 Ｏ3 、2.31％のＬｉ2 Ｏ、6.
08％のＮａ2 Ｏ、4.86％のＫ2 Ｏ、35.06 ％のＺｎＯ、
1.58％のＢａＯ、0.58％のＣａＯ、および0.60％のＳｉ
Ｏ2 からなるものであった。
【００４９】ｂ） 全ての場合において、樹脂は、16時
間に亘り150 ℃で低露点の除湿乾燥空気を用いて乾燥し
た。
間に亘り150 ℃で低露点の除湿乾燥空気を用いて乾燥し
た。
【００５０】試験したガラス−ポリマ溶融混合体組成物
を表３に示す。
を表３に示す。
【００５１】
【表４】
【００５２】様々な混合体の結果を以下に要約する。
【００５３】混合体１：粘度が非常に大きく、非常に大
きい圧力が必要となり、二重鎖ダイが周期的に回転（to
rgue out）した。この二重鎖ダイについて安定な作業条
件を見付けることは困難であった。単一鎖ダイを用いて
この混合体を加工することができたが、作業条件は最も
大きいものであった。採集した試料は、表面が非常に滑
らかであり、溶融構造は密度が大きく、微細であった。
きい圧力が必要となり、二重鎖ダイが周期的に回転（to
rgue out）した。この二重鎖ダイについて安定な作業条
件を見付けることは困難であった。単一鎖ダイを用いて
この混合体を加工することができたが、作業条件は最も
大きいものであった。採集した試料は、表面が非常に滑
らかであり、溶融構造は密度が大きく、微細であった。
【００５４】混合体２：最初に、この混合体は安定であ
ったが、機械が徐々に、この二重鎖押出機で回転し始め
た。同様に、押出物は、滑らかな表面および微細で密な
溶融構造で始まったが、後に、溶融温度が上昇するにつ
れ、表面がでこぼこ（結晶化または融合を示す）となっ
た。混合体１のように、この混合体は、作業条件の最も
大きいもので単一鎖ダイを用いて加工できた。
ったが、機械が徐々に、この二重鎖押出機で回転し始め
た。同様に、押出物は、滑らかな表面および微細で密な
溶融構造で始まったが、後に、溶融温度が上昇するにつ
れ、表面がでこぼこ（結晶化または融合を示す）となっ
た。混合体１のように、この混合体は、作業条件の最も
大きいもので単一鎖ダイを用いて加工できた。
【００５５】混合体３：供給速度およびスクリュー速度
の両方を、射出成形用の十分な試料を採集するのに十分
な時間に亘り設定した。成形した試料は、黒い点および
いくつかの溶融していない粒子を示した。工程は不安定
であった。アンペア数が上昇し始めるにつれ、スクリュ
ー速度が変動して、いずれ回転した。再度、それほど活
動的ではない単一鎖押出機を用いてこの組成物を加工す
ることができた。
の両方を、射出成形用の十分な試料を採集するのに十分
な時間に亘り設定した。成形した試料は、黒い点および
いくつかの溶融していない粒子を示した。工程は不安定
であった。アンペア数が上昇し始めるにつれ、スクリュ
ー速度が変動して、いずれ回転した。再度、それほど活
動的ではない単一鎖押出機を用いてこの組成物を加工す
ることができた。
【００５６】混合体４：混合体は、50％のガラスから出
発して、徐々に70重量％まで増加させた。この充填の時
点で、加工は不安定となった。混合体の粘度は加工する
のには大きすぎた。アンペア数が増加するにつれ、機械
が回転し、試料が採集できなかった。
発して、徐々に70重量％まで増加させた。この充填の時
点で、加工は不安定となった。混合体の粘度は加工する
のには大きすぎた。アンペア数が増加するにつれ、機械
が回転し、試料が採集できなかった。
【００５７】混合体５および６：成形用の押出物を採集
するのに十分な時間に亘り両方の混合体を加工すること
ができた。混合体５は後に押出機を回転させた。両方の
場合において、試料は良好に溶融し、ペレットの品質も
良好であった。
するのに十分な時間に亘り両方の混合体を加工すること
ができた。混合体５は後に押出機を回転させた。両方の
場合において、試料は良好に溶融し、ペレットの品質も
良好であった。
【００５８】混合体７：この工程は非常に安定であり、
成形評価用に十分な試料を採集できた。しかしながら、
運転の終りのほうで、34ｍｍの押出機が回転した。この
ストランドは非常に滑らかで、よく溶融した。
成形評価用に十分な試料を採集できた。しかしながら、
運転の終りのほうで、34ｍｍの押出機が回転した。この
ストランドは非常に滑らかで、よく溶融した。
【００５９】混合体８：工程は、高圧、高アンペア数お
よび回転のために不安定であったが、成形評価のために
十分な試料を採集できた。この試料は、良好な溶融品
質、滑らかな表面、および良好なペレット品質を有し
た。機械がしばしば回転したので、ガラスの充填量を70
％まで増加させる試みは失敗に終わった。
よび回転のために不安定であったが、成形評価のために
十分な試料を採集できた。この試料は、良好な溶融品
質、滑らかな表面、および良好なペレット品質を有し
た。機械がしばしば回転したので、ガラスの充填量を70
％まで増加させる試みは失敗に終わった。
【００６０】混合体９：混合体の粘度を減少させ、工程
を安定化させる試みにおいて、ユーデルの変わりにＰＥ
ＥＫを用いた。成形評価のために十分な試料を採集した
が、34ｍｍの押出機に関して、工程はまだ、トルク制限
の最大にあった。それほど拘束しないダイおよびスクリ
ューの設計（すなわち、それぞれ、圧力およびトルクを
減少させるように設計したもの）により、組成物は非常
に良好に押し出された。回転することなく、供給速度お
よびスクリュー速度を増加させることができた。アンペ
ア数は最大であったが、工程は安定であった。この混合
体は、良好に溶融し、押出物は、良好なペレット品質の
ものにペレット化できた。ストランドは半透明であり、
表面は滑らかであった。この混合体を繰り返して押し出
して、加工性を確認した。全ての場合において、材料は
安定な工程条件と、良好な脱蔵で押し出され、ストラン
ドの品質が優れていた。
を安定化させる試みにおいて、ユーデルの変わりにＰＥ
ＥＫを用いた。成形評価のために十分な試料を採集した
が、34ｍｍの押出機に関して、工程はまだ、トルク制限
の最大にあった。それほど拘束しないダイおよびスクリ
ューの設計（すなわち、それぞれ、圧力およびトルクを
減少させるように設計したもの）により、組成物は非常
に良好に押し出された。回転することなく、供給速度お
よびスクリュー速度を増加させることができた。アンペ
ア数は最大であったが、工程は安定であった。この混合
体は、良好に溶融し、押出物は、良好なペレット品質の
ものにペレット化できた。ストランドは半透明であり、
表面は滑らかであった。この混合体を繰り返して押し出
して、加工性を確認した。全ての場合において、材料は
安定な工程条件と、良好な脱蔵で押し出され、ストラン
ドの品質が優れていた。
【００６１】混合体１０：安定な工程であった。試料
は、密なペレットの構造で良好に溶融し、材料は良好な
脱蔵された。
は、密なペレットの構造で良好に溶融し、材料は良好な
脱蔵された。
【００６２】混合体１１：この混合体は、この種の樹脂
混合体に関して安定な条件したで最高のガラスレベルで
加工された。ストランドおよびペレットの品質はここで
も優れていた。材料は良好に脱蔵され、ガラスは良好に
溶融し分散した。
混合体に関して安定な条件したで最高のガラスレベルで
加工された。ストランドおよびペレットの品質はここで
も優れていた。材料は良好に脱蔵され、ガラスは良好に
溶融し分散した。
【００６３】特定の混合体および装置に応じて調節でき
る工程の変動条件の例としては、ダイとスクリューの設
計、粘度、スクリュー速度、供給速度、および温度プロ
ファイルが挙げられる。
る工程の変動条件の例としては、ダイとスクリューの設
計、粘度、スクリュー速度、供給速度、および温度プロ
ファイルが挙げられる。
【００６４】（比較例）ＰＥＥＫおよび／またはユーデ
ルが加工助剤として機能することを確認するために、加
工錠剤を用いずに以下の組成を配合した。
ルが加工助剤として機能することを確認するために、加
工錠剤を用いずに以下の組成を配合した。
【００６５】１． 75％のガラス、12.5％のウルテム、
12.5％のラデルＲ 装置の構成：スクリュー設計：＃７ａＬ34 ダイの設
計：1/5 Ｌ／Ｄダイ（上記実施例に用いたものと同様の
装置を構成した） 押出物は、滑らかな表面と微細で密な溶融構造で押し出
すことができた。短期間の後、アンペア数が上昇し始
め、機械が回転し始めた。押出物はより硬く、色が濃く
なった。運転を中止、機械をパージした。低温のプロフ
ァイルを用いて、２回目の実験を行なった。結果は同様
であり、アンペア数が最大になり、機械が回転した。
12.5％のラデルＲ 装置の構成：スクリュー設計：＃７ａＬ34 ダイの設
計：1/5 Ｌ／Ｄダイ（上記実施例に用いたものと同様の
装置を構成した） 押出物は、滑らかな表面と微細で密な溶融構造で押し出
すことができた。短期間の後、アンペア数が上昇し始
め、機械が回転し始めた。押出物はより硬く、色が濃く
なった。運転を中止、機械をパージした。低温のプロフ
ァイルを用いて、２回目の実験を行なった。結果は同様
であり、アンペア数が最大になり、機械が回転した。
【００６６】２． 75％のガラス、16.7％のウルテム，
8.3 ％のラデルＲ 装置の構成：組成１の場合と同様 この工程は、組成１の場合よりも短い時間で不安定にな
った。押出物は硬く、色が濃くなった。アンペア数が上
昇し、機械が回転した。運転を停止した。
8.3 ％のラデルＲ 装置の構成：組成１の場合と同様 この工程は、組成１の場合よりも短い時間で不安定にな
った。押出物は硬く、色が濃くなった。アンペア数が上
昇し、機械が回転した。運転を停止した。
【００６７】３． 75％のガラス、8.3 ％のウルテム、
16.7％のラデルＲ 装置の構成：組成１および２の場合と同様 この組成では、組成１および２の場合よりも早く機械を
回転した。アンペア数が上昇し、運転を停止させなけれ
ばならなくなる前にわずかしか試料を採集できなかっ
た。
16.7％のラデルＲ 装置の構成：組成１および２の場合と同様 この組成では、組成１および２の場合よりも早く機械を
回転した。アンペア数が上昇し、運転を停止させなけれ
ばならなくなる前にわずかしか試料を採集できなかっ
た。
【００６８】このように、ＰＥＥＫおよび／またはユー
デルを用いた実施例とは異なり、比較例の工程条件は、
これら３通りの実験に関して全て不安定であった。
デルを用いた実施例とは異なり、比較例の工程条件は、
これら３通りの実験に関して全て不安定であった。
【００６９】ガラスの充填量を75重量％以上であるガラ
ス−ポリマ混合体の安定な工程を達成するために、ＰＥ
ＥＫ、ユーデルまたはこれら添加剤の組合せを混合体中
に含ませることが望ましいことが分かった。例えば、ウ
ルテムおよびラデルを１：１、２：１および３：１の比
率で用いた混合体は、ＰＥＥＫまたはユーデルのいずれ
かを添加せずには加工できなかった。したがって、本発
明の好ましい実施例においては、加工助剤、好ましく
は、ＰＥＥＫおよびユーデルを混合体に加えて、加工性
を改良する。もちろん、これら加工助剤の必要な量は、
上述した変動要因、例えば、スクリュー設計、混合体の
粘度等に依存する。実施例１１が最良の形態である。
ス−ポリマ混合体の安定な工程を達成するために、ＰＥ
ＥＫ、ユーデルまたはこれら添加剤の組合せを混合体中
に含ませることが望ましいことが分かった。例えば、ウ
ルテムおよびラデルを１：１、２：１および３：１の比
率で用いた混合体は、ＰＥＥＫまたはユーデルのいずれ
かを添加せずには加工できなかった。したがって、本発
明の好ましい実施例においては、加工助剤、好ましく
は、ＰＥＥＫおよびユーデルを混合体に加えて、加工性
を改良する。もちろん、これら加工助剤の必要な量は、
上述した変動要因、例えば、スクリュー設計、混合体の
粘度等に依存する。実施例１１が最良の形態である。
【００７０】上述した実施例に加えて、本発明の精神お
よび範囲から逸脱することなく、開示した組成および方
法に様々な改良並びに変更を行なえることが当業者には
明白である。
よび範囲から逸脱することなく、開示した組成および方
法に様々な改良並びに変更を行なえることが当業者には
明白である。
【００７１】本発明のガラス−ポリマの三成分混合体か
ら作成した物品は、高い寸法安定性（すなわち、寸法な
らびに形状の保持）を必要とする精密成形部品および製
品の分野において、特に関心が持たれている。本発明の
物品もまた、電子レンジおよび従来のオーブンの両方に
使用する、軽量で耐引掻性および耐衝撃性を有する調理
器具のような製品の製造に用途が見出だされている。
ら作成した物品は、高い寸法安定性（すなわち、寸法な
らびに形状の保持）を必要とする精密成形部品および製
品の分野において、特に関心が持たれている。本発明の
物品もまた、電子レンジおよび従来のオーブンの両方に
使用する、軽量で耐引掻性および耐衝撃性を有する調理
器具のような製品の製造に用途が見出だされている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロイ ジェイ モナハン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14870 ペインテッド ポスト ウェスト ヒル ロード 4076
Claims (16)
- 【請求項１】 少なくとも65％のガラス、および３種類
の有機熱可塑性ポリマからなるガラス−ポリマ混合体で
あって、該ガラスが380 ℃より低い転移温度を有するこ
とを特徴とするガラス−ポリマ混合体。 - 【請求項２】 前記ガラスが、モルパーセントで表し
て、30−36％のＰ2 Ｏ5 、30−49％のＺｎＯ、０−10％
のＳｎＯ、１−3.5 ％のＡｌ2 Ｏ3 、０−２％のＳｉＯ
2 、0.5 −３％のＲｅ2 Ｏ3 、０−５％のＣａＯ＋Ｍｇ
Ｏ＋Ｆの組合せ、および12−25％のＭ2 Ｏで表されるア
ルカリからなり、Ｍ2 Ｏが、３−12％のＬｉ2 Ｏ、４−
13％のＮａ2 Ｏ、および０−12％のＫ2 Ｏからなる群よ
り選択される表示した量の少なくとも２種類のアルカリ
金属酸化物からなることを特徴とする請求項１記載のガ
ラス−ポリマ混合体。 - 【請求項３】 前記ガラスが、モルパーセントで表し
て、21−33％のＰ2 Ｏ5 、９−17％のＳＯ3 、35−51％
のＺｎＯ、および10−20％のＭ2 Ｏから実質的になるス
ルホリン酸塩ガラスであり、Ｍ2 Ｏが、３−12％のＬｉ
2 Ｏ、４−13％のＮａ2 Ｏ、および０−12％のＫ2 Ｏか
らなる群より選択される表示した量の少なくとも２種類
のアルカリ金属酸化物からなることを特徴とする請求項
１記載のガラス−ポリマ混合体。 - 【請求項４】 前記ポリマが、ポリアリールエーテルケ
トン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフルオロ樹脂、
ポリエーテルイミド、液晶ポリエステル、ポリスルホ
ン、ポリアリールスルホン、ポリフェニルスルホン、ポ
リエーテルスルホン、ポリテトラフルオロエチレン、ポ
リエーテルケトン、高温ポリカーボネート、ポリエーテ
ルエーテルケトンおよびポリイミドからなる群より選択
されることを特徴とする請求項１記載のガラス−ポリマ
混合体。 - 【請求項５】 前記ポリマの少なくとも１種類が非晶質
であることを特徴とする請求項４記載のガラス−ポリマ
混合体。 - 【請求項６】 前記ポリマの少なくとも１種類が前記混
合体中で加工助剤として機能することを特徴とする請求
項５記載のガラス−ポリマ混合体。 - 【請求項７】 前記ポリマがポリアリールスルホンおよ
びポリエーテルイミドからなることを特徴とする請求項
６記載のガラス−ポリマ混合体。 - 【請求項８】 前記ポリアリールスルホンが加工助剤で
あることを特徴とする請求項７記載のガラス−ポリマ混
合体。 - 【請求項９】 前記ポリエーテルイミドに対する前記ポ
リアリールスルホンの比率が１以下であることを特徴と
する請求項８記載のガラス−ポリマ混合体。 - 【請求項１０】 前記ポリエーテルイミドに対する前記
ポリアリールスルホンの比率が0.4 から0.75までの範囲
内にあることを特徴とする請求項９記載のガラス−ポリ
マ混合体。 - 【請求項１１】 前記混合体が、95ミクロン／分以下の
三方向（ｘ，ｙ，ｚ）における熱膨脹を示すことを特徴
とする請求項１記載のガラス−ポリマ混合体。 - 【請求項１２】 前記ｘ，ｙ方向における熱膨脹係数の
比率が2.0 未満であることを特徴とする請求項１１記載
のガラス−ポリマ混合体。 - 【請求項１３】 前記ｘ，ｙ方向における熱膨脹係数の
比率が１から2.0 までの範囲内にあることを特徴とする
請求項１２記載のガラス−ポリマ混合体。 - 【請求項１４】 70−75重量％のガラス、10−15重量％
のポリエーテルイミド、７−11重量％のラデルＲ、およ
び３−５重量％のＰＥＥＫからなるガラス／ポリマ混合
体であって、前記ガラスが380 ℃より低い転移温度を有
することを特徴とするガラス−ポリマ混合体。 - 【請求項１５】 前記ガラスが、33モル％のＰ2 Ｏ5 、
2.0 モル％のＡｌ2Ｏ3 、7.0 モル％のＬｉ2 Ｏ、8.0
モル％のＮａ2 Ｏ、4.9 モル％のＫ2 Ｏ、40.0モル％の
ＺｎＯおよび5.1 モル％のＳｎＯ／ＳｎＯ2 から実質的
になることを特徴とする請求項１４記載のガラス−ポリ
マ混合体。 - 【請求項１６】 (a) 無機ガラスおよび少なくとも３種
類の有機熱可塑性ポリマまたは有機熱硬化性ポリマの微
細なボディを混合して、ガラス−ポリマ混合物の混合体
を調製し、 (b) 該混合物を所望の形状の物品に成形することによ
り、実質的に均一な微細ミクロ構造を有するガラス−ポ
リマ物品を形成する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US491095P | 1995-10-06 | 1995-10-06 | |
| US004910 | 1995-10-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09183632A true JPH09183632A (ja) | 1997-07-15 |
| JP4080557B2 JP4080557B2 (ja) | 2008-04-23 |
Family
ID=21713140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26596696A Expired - Lifetime JP4080557B2 (ja) | 1995-10-06 | 1996-10-07 | ガラス−ポリマ混合体およびその物品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4080557B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008291234A (ja) * | 2007-04-23 | 2008-12-04 | Ueno Fine Chem Ind Ltd | 液晶ポリマー組成物およびそれからなる成形品 |
| US9777156B2 (en) | 2012-11-09 | 2017-10-03 | Solvay Specialty Polymers Usa, Llc. | PAEK/PAES compositions |
-
1996
- 1996-10-07 JP JP26596696A patent/JP4080557B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008291234A (ja) * | 2007-04-23 | 2008-12-04 | Ueno Fine Chem Ind Ltd | 液晶ポリマー組成物およびそれからなる成形品 |
| US9777156B2 (en) | 2012-11-09 | 2017-10-03 | Solvay Specialty Polymers Usa, Llc. | PAEK/PAES compositions |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4080557B2 (ja) | 2008-04-23 |
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