JPH11269383A - 樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
ポリフェニレンスルフィド・フッ素樹脂系樹脂組成物の
提供。 【解決手段】ポリフェニレンスルフィド50〜99.5
重量部、330℃窒素雰囲気下で溶融後10℃/分の冷
却速度で冷却した場合の凝固温度が237℃以上である
フッ素樹脂0.5〜50重量部、両者の合計100重量
部に対して充填材などを0〜250重量部含有する樹脂
組成物。
Description
ルフィド(以下、PPSという)とフッ素樹脂を含有す
る樹脂組成物に関し、詳しくは射出成形法によって得ら
れる立体形状を有する成形品の寸法精度が著しく改善さ
れる樹脂組成物に関する。
性、機械的強度、寸法安定性、難燃性等が優れた樹脂と
して知られており、その用途には電気・電子機器部品材
料や自動車部品材料、化学機器部品材料、その他の機能
部品材料などがある。
法によって成形された部品が用いられている。しかし、
要求される特性は細分化され、例えば従来金属を切削加
工などで加工していた部品のうちには特に高い寸法精度
が要求されるものがあるが、PPSによる代替が困難で
あった。
ラス繊維、炭素繊維などの繊維補強剤や無機充填剤など
と複合化してエンジニアリングプラスチックとして通用
する特性を有するが、射出成形した場合に繊維補強材の
配向方向によって成形品の寸法が異なる現象が生じ所定
の寸法精度を得がたいためである。
填材、例えばガラスビース、酸化亜鉛、炭酸カルシウム
などをPPSに配合した場合、射出成形時の充填材の配
向の問題は解消されるが、成形ショット間のバラツキが
大きく、要求される寸法精度を満足させえない。
法精度を得るため、PPSと特定のシラン処理されたシ
リカ粉末を含む組成物を光ファイバ用コネクタフェルー
ルに成形する提案(特開平6−299072)や、テト
ラフルオロエチレン(以下、TFEという)/ペルフル
オロ(アルキルビニルエーテル)(以下、PAVEとい
う)共重合体(以下、PFAという)に対してPPSを
0.5〜5重量%配合した組成物を回転成形法によりラ
イニングする提案(特開平5−112690)がある
が、本発明の組成物とは組成割合が異なる。
材、繊維充填材からなる組成物によりシリンダピストン
をインサート成形して油中寸法安定性、耐摩耗性が向上
した成形品を得る提案(特開平3−74681)、PP
S、ポリフッ化ビニリデン(以下、PVdFという)、
及びTFEの単独重合体又は共重合体を有する組成物か
ら成形品を得る提案(特開平5−29520)、融点が
320℃以下のフッ素樹脂とアミノアルコキシシランと
を含む組成物中のPPSとフッ素樹脂の相互の分散性を
改善し、その成形品の機械的強度を改善する提案(特開
平8−53592)もあるが、高い寸法精度の成形品が
得られるかについては記載されてない。
成形により高い寸法精度を有する立体形状の成形品が得
られる、PPS、フッ素樹脂、さらには充填材などを含
む樹脂組成物を提供することにある。
結果、PPSよりも高い凝固温度を有するフッ素樹脂の
特定量をPPSに配合することにより、上記目的を達成
できることを見出し、本発明に至った。
(b)とを、(a)と(b)との合量中に(a)50〜
99.5重量%、(b)0.5〜50重量%の割合で含
有する樹脂組成物を提供する。さらに、下記(c)を合
量で、(a)と(b)との合量100重量部に対して0
重量部超250重量部以下の割合で含有する上記樹脂組
成物を提供する。 (a)ポリフェニレンスルフィド。 (b)330℃窒素雰囲気下で溶融後10℃/分の冷却
速度で冷却した場合の凝固温度(Tmc)が237℃以上
であるフッ素樹脂。 (c)有機強化材、無機強化材及び充填材からなる群か
ら選ばれる1種以上。
的に式1で表される構造の繰り返し単位からなる重合体
であり、この繰り返し単位を70モル%以上、好ましく
は90モル%以上含むランダム共重合体又はブロック共
重合体である。この繰り返し単位が70モル%未満では
本発明の目的を達する組成物は得にくい。
共重合単位は、PPS(a)中に30モル%未満、好ま
しくは10モル%未満の割合で存在し、重合体の結晶化
度を低下させない範囲で下記の構造で表されるアリーレ
ンスルフィド構造の単位を含有してもよい。
より得られる。硫化ナトリウムとp−ジクロルベンゼン
をN−メチルピロリドン、ジメチルアセトアミドなどの
アミド系溶媒やスルホランなどのスルホン系溶媒中で反
応させる方法が好適である。この際に重合度を調節する
ために酢酸ナトリウム、酢酸リチウムなどのアルカリ金
属カルボン酸塩を添加することは好ましい。
を使用できるが、さらに、例えば塩酸、酢酸などの酸を
含む水溶液又は水−有機溶剤混合液で処理したものや、
塩化アンモニウムなどの塩溶液で処理したものでも使用
できる。PPS(a)のメルトインデックスは、シリン
ダ温度300℃、5kg荷重、オリフィスの径2.09
5mm、長さ8mmの条件で測定し、好ましくは0.1
〜500、特に好ましくは1〜300である。メルトイ
ンデックスが0.1未満では射出成形時の流動性が劣
り、500超では成形品の機械的強度が低く、工業部品
に適さない。
下で溶融後10℃/分の冷却速度で冷却した場合の凝固
温度(Tmc)が237℃以上であるフッ素樹脂である。
具体的には、PFA、TFE/ヘキサフルオロプロピレ
ン(以下、HFPという)共重合体(以下、FEPとい
う)が挙げられる。
キル基の炭素数が1〜6であり、PAVEに基づく重合
単位が1〜5モル%であるものが好ましく、市販されて
いる。PAVEとして、ペルフルオロ(プロピルビニル
エーテル)、ペルフルオロ(エチルビニルエーテル)、
ペルフルオロ(メチルビニルエーテル)が好ましく、特
にペルフルオロ(プロピルビニルエーテル)が好まし
い。PFAはこれらの2種以上に基づく重合単位を含ん
でいてもよい。FEPは、HFPに基づく重合単位が1
〜20モル%であるものが好ましく、市販されている。
(b)として、PAVE/HFP/TFE共重合体、P
AVEとHFP以外の重合成分/(PAVE及び/又は
HFP)/TFE共重合体などを用いてもよい。これら
の共重合体中のPAVEに基づく重合単位が0〜5モル
%、HFPに基づく重合単位が0〜20モル%であり、
PAVEとHFPに基づく重合単位の合計が1〜20モ
ル%のものが好適である。具体的には、例えば、ペルフ
ルオロ(プロピルビニルエーテル)に基づく重合単位を
0.5モル%、HFPに基づく重合単位を7.0モル%
含む共重合体が用いられる。
ックスは特に限定されないが、330℃、5kg荷重、
オリフィスの径2.095mm、長さ8mmの条件で測
定し0.1以上のものが容易に分散するため好ましい。
なお、これらのフッ素樹脂(b)は懸濁重合、乳化重
合、溶液重合などの従来公知の各種重合方法により製造
できる。
脂(b)の配合割合(a)/(b)は、重量比で50/
50〜99.5/0.5である。特に、70/30〜9
5/5(重量比)が好ましい。PPSの重量比が50/
50未満では、フッ素樹脂が明確に島を形成できなくな
り、99.5/0.5超ではフッ樹脂の量が少なくな
り、本発明の効果が期待できない。組成物のマトリック
スにおいて海の部分がPPSであり、島の部分がフッ素
樹脂で形成することが好ましい。
寸法精度を有するという効果は、PPS(a)が凝固す
る前にフッ素樹脂が凝固する場合に発生じやすい。この
効果の発生機構について、(1)PPS(a)にフッ素
樹脂(b)を配合したことにより溶融した組成物が金型
のゲート通過時に射出圧力の圧力損失が低減する。その
結果金型内の組成物に射出圧力が有効に伝わる。図1に
金型の概略を示す。(2)ゲートシールする前、すなわ
ち保圧力が金型内の組成物に有効に作用する状態で、フ
ッ素樹脂(b)が固化し、ゲートシールした後にPPS
(a)が固化する。この2段階の固化工程を経て、ゲー
トシールした後の体積収縮量が低減する。以上の作用に
より、金型転写性及び成形ショット間のバラツキが抑制
され、本発明の効果が発生したと推測される。
すようにシリンダ温度330℃、金型温度150℃で射
出成形して得られる成形品は、図2に示す成形品A部、
B部の寸法差、100ショット成形したときのB部の最
大寸法と最小寸法の差が従来よりも約1/10となる優
れた寸法精度を有する。
外に(c)有機強化材、無機強化材又は充填材を含有す
るが、(a)と(b)の合計100重量部に対して
(c)有機強化材、無機強化材又は充填材を250重量
部以下を含有してもよい。(a)成分が250重量部超
では射出成形ができにくい。また、(c)成分を含まな
くても射出成形ができる。
粉末の有機充填材、フェライト、マイカ、シリカ、タル
ク、アルミナ、カオリン、硫酸カルシウム、炭酸カルシ
ウム、黒鉛、酸化チタン、酸化亜鉛、カーボンブラック
などの無機充填材、ガラス繊維、カーボン繊維、チタン
酸カリウムやホウ酸アルミニウムなどウィスカの無機強
化材、ポリイミド繊維などの有機強化材が挙げられる。
これらの(c)成分はそのまま用いてもよいが、配合前
にシランカップリング剤などで表面処理したものを用い
ることが好ましい。その他必要に応じて滑剤、安定剤、
顔料なども添加してもよい。
フィーダを使って押出機のホッパーに投入するか、又は
タンブラやVミキサ、ヘンシェルミキサなどで予備混合
のうえ、同方向又は異方向の二軸押出混練機でニーディ
ング機能付きのスクリューを選択し、溶融混練してペレ
ット化する方法が用いられる。
(例3〜7、10〜13)を挙げて、本発明をより具体
的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
5200(セイコー電子工業社製)を用い、試料を窒素
雰囲気下で常温から330℃まで10℃/分で昇温し3
30℃で5分保持した後、330℃から100℃まで1
0℃/分で降温して測定した。
℃)。 PTFE;旭硝子社製、フルオンPTFE L−150
J(凝固温度なし)。 PFA;旭硝子社製、アフロンPFA P−61(凝固
温度271℃)。 FEP;旭硝子社製、アフロンFEP(凝固温度241
℃)。 ETFE;旭硝子社製、アフロンCOP C88AX
(凝固温度230℃)。 低融点ETFE(以下、LM−ETFEという);旭硝
子社製、アフロンLM740(凝固温度206℃)。 PVdF;ダイキン社製、ネオフロンVP800(凝固
温度150℃)。 ガラス繊維;旭ファイバーグラス社製、03MAFT5
62。 球状シリカ;電気化学工業社製、FB−35。 炭酸カルシウム;日東粉化工業社製、NS200。 なお、ガラス繊維、球状シリカ、炭酸カルシウムを配合
前にシランカップリング剤などで表面処理を行っていな
い。
するスクリューがセットされた同方向二軸押出混練機の
第一フィーダのホッパにPPSと充填材を、第二フィー
ダのホッパにフッ素樹脂を表1に示す重量比で投入し、
シリンダ温度320℃、スクリュー回転数100rpm
とし、ベントから真空ポンプで吸引しながら原材料を混
練し、吐出されたストランドを徐冷後ペレタイザで3m
m長さに切断して組成物を作成した。
リンダ温度を330℃に設定した。図1に示す3点のピ
ンポイントゲートで注入される、つば付き円筒スリーブ
形状が彫り込まれた金型を熱媒にて150℃に加温し、
作成した組成物を射出速度80mm/秒、800kg/
cm2 の条件で射出成形して成形品を得た。
ンマイクロメータ(ミツトヨ社製)で、図2のA、Bの
箇所の外径を測定した。A部、B部の寸法差(μm)
(以下、A/B寸法差という)、100ショット成形品
のB部の最大寸法と最小寸法の差(μm)(以下、B寸
法差という)を表1に示す。
〜6で用いた混練機の第一フィーダのホッパにPPSと
充填材を、第二フィーダのホッパにフッ素樹脂を投入
し、さらにガラス繊維をサイドフィード方式で押出機へ
投入して、例1〜6と同様に混練し組成物を作成し、そ
の後成形して成形品を得た。その成形品について測定し
た外径の結果を表2に示す。
して得られる立体形状を有する成形品の寸法精度がきわ
めて高く、自動車や家電・電子分野の構造材料や各種部
品の用途に有用である。
Claims (4)
- 【請求項1】下記(a)と下記(b)とを、(a)と
(b)との合量中に(a)50〜99.5重量%、
(b)0.5〜50重量%の割合で含有する樹脂組成
物。 (a)ポリフェニレンスルフィド。 (b)330℃窒素雰囲気下で溶融後10℃/分の冷却
速度で冷却した場合の凝固温度(Tmc)が237℃以上
であるフッ素樹脂。 - 【請求項2】さらに、下記(c)を合量で、(a)と
(b)との合量100重量部に対して0重量部超250
重量部以下の割合で含有する請求項1記載の樹脂組成
物。 (c)有機強化材、無機強化材及び充填材からなる群か
ら選ばれる1種以上。 - 【請求項3】フッ素樹脂が、テトラフルオロエチレン/
ペルフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体又は
テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共
重合体である請求項1又は2記載の樹脂組成物。 - 【請求項4】下記(a)と下記(b1 )とを、(a)と
(b1 )との合量中に(a)70〜95重量%、(b
1 )5〜30重量%の割合で含有し、さらに、下記
(c)を合量で、(a)と(b1 )との合量100重量
部に対して10〜250重量部の割合で含有するする樹
脂組成物。 (a)ポリフェニレンスルフィド。 (b1 )テトラフルオロエチレン/ペルフルオロ(アル
キルビニルエーテル)共重合体又はテトラフルオロエチ
レン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体。 (c)有機強化材、無機強化材及び充填材からなる群か
ら選ばれる1種以上。
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