JPS6367503B2

JPS6367503B2 -

Info

Publication number: JPS6367503B2
Application number: JP57118491A
Authority: JP
Inventors: Fukuo Sugano; Takeshi Moriwaki; Masataka Yokota
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1982-07-09
Filing date: 1982-07-09
Publication date: 1988-12-26
Also published as: JPS5911357A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は圧縮圧形用あるいは射出成形用のポリ
フエニレンサルフアイド樹脂成形材料に関するも
のであり、特にポリフエニレンサルフアイド樹脂
がメルトフローレイトの異なる２種類からなり、
無機質充填剤及びガラス繊維を含有するポリフエ
ニレンサルフアイド樹脂成形材料に関するもので
ある。ポリフエニレンサルフアイド樹脂（以下、PPS
樹脂と称する）は熱可塑性樹脂でありながら、加
熱等により架橋しうる熱硬化性樹脂の性質を有し
ており、ポリカーボネート、ナイロン、飽和ポリ
エステル、その他のエンジニアリングプラスチツ
クと比較して剛性が極めて高く、耐熱性、耐薬品
性、耐燃性、電気的性質などの優れたエンジニア
リングプラスチツクとして知られている。PPS樹
脂は単独では伸びが少なく脆弱であるので成形材
料としての形態はガラス繊維を充填して強化をは
かつたPPS樹脂成形材料として種々の成形用途に
供されている。しかしながら、かかるガラス繊維を充填した
PPS樹脂成形材料は、圧縮成形あるいは射出成形
の際、成形金型中において成形材料の流れの合流
点であるウエルド部での融着が不完全となり易
く、そのため成形品は熱応力や機械的応力により
ウエルド部から破壊する、いわゆるウエルド強度
が低いという欠点を有している。特に複雑な形状
の成形品を超音波溶着などの二次加工により製造
する場合、ウエルド部分からの破壊が著るしく増
加するという問題がある。従来から、ウエルド強度の低下に対しては、圧
縮成形あるいは射出成形に使用する金型の設計に
改良を加えて、この欠点を回避する手段がとられ
てきた。しかし、PPS樹脂の優れた特性は、更に
多様な、しかも複雑な形状の成形品への対応が求
められ、金型の改良による欠点の回避という手段
では対処しえなくなつている。一方、PPS樹脂成
形材料の改良が行なわれ、配合剤あるいは充填剤
の検討が進み、配合剤としてFe₂O₃を用いた成形
材料が市販されているが、該材料による成形品は
ウエルド強度は向上したにもかかわらず引張強度
は低く、かつFe₂O₃は湿度の影響により変色する
という欠点があり、湿度の高い場所での使用には
適していない。また、充填剤としてのガラス繊維
の径について、径を小さくすることによりウエル
ド強度を向上せしめるという提案もあるが、顕著
な効果は認められない。本発明者は、かかる問題点の認識にもとずいて
種々研究、検討を行なつた。その結果、PPS樹脂
がメルトフローレイトを異にする２種類からな
り、無機質充填剤及びガラス繊維を含有するPPS
樹脂成形材料は成形時の流動性が改良されること
により成形品のウエルド強度が向上し、しかも
PPS樹脂特有の性質を損なうことなく、前記問題
点を解決しうることを見い出した。即ち、本発明は、圧縮成形用あるいは射出成形
用のポリフエニレンサルフアイド樹脂成形材料に
おいて、該成形材料中のポリフエニレンサルフア
イド樹脂がメルトフローレイト（ASTM Ｄ
1238−70Tにて300℃、荷重5000ｇ）５〜100と
500以上の２種類からなり、それぞれ99〜60重量
％、0.5〜20重量％及び無機質充填剤0.5〜20重量
％とからなる配合物95〜30重量％とガラス繊維５
〜70重量％を含有するポリフエニレンサルフアイ
ド樹脂成形材料に関するものである。本発明の
PPS樹脂成形材料において、PPS樹脂はASTM
Ｄ 1238−70Tで定めるメルトインデクサーにて
300℃、荷重5000ｇの条件で測定したメルトフロ
ーレイトが５〜100（ｇ／10分）（以下、PPS−Ａ
と称する）と500（ｇ／10分）以上（以下、PPS−
Ｂと称する）の２種類からなるものである。メル
トフローレイトの前記範囲にある２種類のPPS樹
脂の配合は、後に示す実施例と比較例の対比から
も明らかなように、成形時の加工性、即ち、流動
性が改良されるため、ウエルド部における樹脂の
融着が完全に行なわれ、充填剤の配合による効果
とともに、成形品のウエルド強度など機械的強度
を向上せしめることができる。２種類のPPS樹脂
のメルトフローレイトが前記の範囲を逸脱すると
成形時の流動性は改良されず、従つて成形品の機
械的強度の向上は認められない。 PPS樹脂は市販品が入手できる。即ち、PPS樹
脂は米国フイリツプスペトローリアム社より“ラ
イトン”PPSという商標名で製造販売されている
ものが広く知られている。“ライトン”PPSには
その架橋度に応じて各種のタイプのものがあり、
本発明のPPS−ＡはＰ−４（粉体）グレード、
PPS−ＢはＶ−１、Ｐ−２、Ｐ−３、Ｐ−６（い
ずれも粉体）グレードが使用できる。 PPS−ＡとPPS−Ｂを配合することにより、流
動性が改良されるため、充填剤を多量に配合する
ことが可能となる。かかる充填剤としては無機質
充填剤が好適に用いられる。無機質充填剤は特に
限定されないが、成形時の加熱により分解あるい
は発煙を伴なわず、吸湿性あるいは経時変化など
により成形品に影響を与えないものが好ましい。
無機質充填剤を例示すれば、炭酸カルシウム、炭
酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム
のような炭酸塩類、硫酸塩類あるいは酸化銅、酸
化亜鉛、酸化チタン、酸化マグネシウム、アルミ
ナのような金属酸化物、更に、シリカ、グラフア
イト、ボロンナイトライド、タルク、クレーなど
が挙げられる。無機質充填剤は、細かく粉砕され
た粉末状のもの、あるいは、鱗片状のものが、流
動性、機械的強度などの点で好ましい。無機質充
填剤は１種類に限定されるものではなく、２種類
以上を併用することもできる。本発明のPPS樹脂成形材料はPPS−Ａ、PPS−
Ｂ、無機質充填剤の配合物にガラス繊維が充填さ
れる。ガラス繊維は熱可塑性樹脂成形材料によつ
て成形される成形品の機械的強度の向上のために
必要である。かかるガラス繊維はPPS樹脂の強化
に通常使用されるものでよく、市販のＥガラス、
Ｃガラス、Ｓガラス、Ａガラスなど各種のガラス
繊維を使用することができる。ガラス繊維の形態
はチヨツプドストランド、ロービング、ミルドフ
アイバーなどいずれでもよいが、長い繊維や過剰
に使用することは成形材料の流動性を低下させる
ので適当でない。配合時のガラス繊維は、好まし
くは直径５〜20ミクロン、長さ0.5〜10mm程度の
もの、特に好ましくは直径13ミクロン、長さ３mm
のチヨツプドストランドである。ガラス繊維はビ
ニルシラン、アミノシラン、エポキシシラン、メ
ルカプトシランなどの公知のシランカツプリング
剤あるいは集束剤で表面処理を施してもよく、こ
れらの処理は成形時の加工性を優れたものとし、
しかも成形品の耐水性、電気特性を向上させる。 PPS−Ａ、PPS−Ｂ、無機質充填剤及びガラス
繊維の配合割合は圧縮成形あるいは射出成形にお
ける成形時の流動性及び成形品の機械的強度など
の面から、好ましい態様はPPS−A99〜60重量
％、PPS−B0.5〜20重量％、無機質充填剤0.5〜
20重量％であり、かかる配合物95〜30重量％に対
しガラス繊維５〜70重量％の配合が適当である。
特にPPS−Ａ、PPS−Ｂ、無機質充填剤からなる
配合物55〜65重量％に対しガラス繊維35〜45重量
％であるのが好ましい。これらの配合割合は経済
性の面において無機質充填剤を多量とし、ガラス
繊維を少量とするのが好ましいが、成形品の所要
強度との関係において、必要かつ充分な量を越え
ない方がよい。これらの混合方法は、公知の方法が採用され
る。たとえば、PPS−Ａ、PPS−Ｂ、無機質充填
剤をヘンシエルミキサーなどの混合機により機械
的に均一に混合して予備混合物とし、次いで該予
備混合物とガラス繊維とをスクリユー式の単軸ま
たは２軸の混練押出し機に投入し、300〜400℃に
加熱、溶融、混練を経て冷却し、ペレツト化する
ことにより成形材料とすることができる。本発明の成形材料は、本発明の目的を逸脱しな
い範囲でPPS樹脂に対して他の熱可塑性樹脂また
は熱硬化性樹脂を併用することができる。かかる
樹脂としては、たとえば、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、メタ
クリル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリカ
ーボネート、フツ素樹脂、ポリアミド−イミド、
エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの公知の樹脂
が挙げられる。また、ガラス繊維以外の強化剤、
たとえば、炭素繊維、チタン酸カリウム、アスベ
スト、炭化ケイ素などを使用してもよく、更に、
潤滑剤、滑剤、着色剤、熱安定剤、発泡剤、離型
剤、酸化防止剤などを併用することができる。本発明の成形材料は無機質充填剤及びガラス繊
維が適度に配合されていることにより、ペレツト
や成形品の外観は従来の成形材料にみられない美
麗さを有している。しかも成形時の流動性が良好
のため、従来、種々のトラブルの原因となる充填
剤、配合剤あるいは強化剤の偏在を起すことがな
い。而して、本発明の成形材料により成形された
成形品の機械的強度、即ち、ウエルド強度、引張
強度は後に示す比較例からも明らかなように従来
のPPS樹脂成形材料にない強度を有するものであ
る。本発明の成形材料は通常の圧縮成形あるいは射
出成形によつて成形することができる。成形条件
は特に限定されることなく、通常の条件で行なわ
れる。本発明の成形材料は、従来、機械的強度が
低く、PPS樹脂成形材料の使用が困難であつた複
雑形状の成形品、たとえば、超音波溶着による二
次加工を必要とする成形品の製造を可能とする。
本発明の成形材料は、車輛用機材、電気機械器
具、電子機械器具、事務機械器具、化学機械器
具、あるいはその他の機械器具の部品、たとえ
ば、板、棒、管、容器、歯車などエンジニアリン
グプラスチツクとして広い用途に使用できる。本発明の成形材料の評価方法は次の通りであ
る。即ち、溶融粘度は高化式フローテスター（島
津製作所製）を使用し、温度300℃における粘度
を測定した。成形品の機械的強度はJIS−K7113
に従つて試験片を調製し、“テンシロン”引張試
験機（東洋ボールドウイン社製）を用いて引張ウ
エルド強度及び引張強度を測定した。試験用成形
品の成形は射出成形により行ない、その条件は成
形温度340℃、平均滞留時間2.5分である。以下に本発明を実施例により具体的に説明する
が、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。実施例１ PPS−Ａとして“ライトン”PPS Ｐ−４グレ
ード（メルトフローレイト実測値100以下）、PPS
−Ｂとして“ライトン”PPS Ｖ−１グレード
（メルトフローレイト実測値約1500）（いずれも米
国フイリツプスペトローリアム社製）及び無機質
充填剤として炭酸カルシウムを52／５／３各重量
部の割合に配合しヘンシエルミキサーにて混合し
予備混合物を得た。この予備混合物にガラス繊維
としてチヨツプドストランドCS−03−MA−497
（長さ３mm、旭フアイバーグラス社製）40重量部
を加えて、スクリユー径40mmφの単軸混練押出機
に投入し、シリンダー及びダイス温度320℃、ス
クリユー回転毎分30回転で押出し、ペレツトを作
成した。このペレツトを射出成形機を使用してシ
リンダー温度340℃、金型温度120℃で成形を行な
い成形品を得た。得られた成形品をJIS−K7113
に従つた強度試験片に調製し、引張試験機にて引
張ウエルド強度及び引張強度を測定した。別に溶
融粘度をフローテスターにて測定した。測定結果を第１表に示した。実施例２〜４実施例１におけるPPS−Ａ、−Ｂ及び炭酸カル
シウムの配合割合を第１表に示す配合割合に変え
た他は実施例１と同様の方法でペレツト及び成形
品を作成し、引張ウエルド強度、引張強度及び溶
融粘度を測定した。測定結果を第１表に示した。

【表】実施例５〜12 実施例１における無機質充填剤としての炭酸カ
ルシウムを第２表に示す無機質充填剤に変えた他
は実施例１と同様の方法でペレツト及び成形品を
作成し、引張ウエルド強度、引張強度及び溶融粘
度を測定した。測定結果を第２表に示した。比較例１〜５第３表に示す配合物及び配合割合で、実施例と
同様の方法によりペレツト及び成形品を作成し、
引張ウエルド強度、引張強度及び溶融粘度を測定
した。測定結果を第３表に示した。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】

１圧縮成形用あるいは射出成形用のポリフエニ
レンサルフアイド樹脂成形材料において、該成形
材料中のポリフエニレンサルフアイド樹脂がメル
トフローレイト（ASTM Ｄ 1238−70Tにて
300℃、荷重5000ｇ）５〜100と500以上の２種類
からなり、それぞれ99〜60重量％、0.5〜20重量
％及び無機質充填剤0.5〜20重量％とからなる配
合物95〜30重量％とガラス繊維５〜70重量％を含
有するポリフエニレンサルフアイド樹脂成形材
料。