KR20230048088A

KR20230048088A - 강제 빼기 성형품, 폴리아릴렌 설파이드 수지 조성물 및 강제 빼기 성형품의 제조 방법

Info

Publication number: KR20230048088A
Application number: KR1020237007391A
Authority: KR
Inventors: 류헤이 구로카와; 마사시 구니시게; 신야 기보
Original assignee: 디아이씨 가부시끼가이샤
Priority date: 2020-10-05
Filing date: 2021-09-28
Publication date: 2023-04-10
Also published as: JP7081732B1; WO2022075124A1; CN116075553B; EP4227062A1; JPWO2022075124A1; CN116075553A; US20230364836A1

Abstract

강제 빼기 시의 파손을 방지할 수 있는 강제 빼기 성형품, 강제 빼기 성형품에 이용되는 폴리아릴렌 설파이드 수지 조성물 및 강제 빼기 성형품의 제조 방법이 제공된다. 폴리아릴렌 설파이드 수지와 섬유상 충전재를 배합하여 이루어지는 폴리아릴렌 설파이드 수지 조성물을, 원통부를 구비하도록 형성한 강제 빼기 성형품(1)이며, 원통부(10)는, 선단 부분에 있어서 외경 방향으로 돌출하는 언더컷 형상의 팽출부(11)를 갖고, 원통부의 내면은, 선단 부분에 있어서 외경 방향으로의 단차를 갖고, 단차를 제외한 부분이 선단 부분을 향할수록 원통부의 내경이 넓어지도록 경사진 구배를 갖고, 원통부의 내면의 단차와의 접속 부분부터 팽출부를 제외한 외면까지의 두께 D2, 단차의 높이 D4, 원통부의 내면의 단차를 제외한 구배 높이 Dt를 이용하여, 이하의 식 (a)를 만족한다.

Description

강제 빼기 성형품, 폴리아릴렌 설파이드 수지 조성물 및 강제 빼기 성형품의 제조 방법

본 개시는, 강제 빼기 성형품, 폴리아릴렌 설파이드 수지 조성물 및 강제 빼기 성형품의 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 생산성, 성형성이 우수하고, 또한 고내열성을 갖는 엔지니어링 플라스틱이 개발되어, 경량이기도 한 점에서 금속 재료를 대신하는 재료로서 전기, 전자 기기 및 자동차용 등의 부재로서 폭넓게 사용되고 있다. 특히 폴리페닐렌 설파이드(이하 PPS로 약기하는 경우가 있다) 수지로 대표되는 폴리아릴렌 설파이드(이하, PAS로 약기하는 경우가 있다) 수지는, 내열성이 우수하면서, 또한, 기계적 강도, 내약품성, 성형 가공성, 치수 안정성도 우수하다. PAS는, 이들 특성을 이용하여, 전기·전자 기기 부품, 자동차 부품 등의 재료로서 이용되고 있다.

PAS 수지는, 복잡한 형상의 부품의 재료로서 이용되는 경우도 많다. 복잡한 형상의 부품을 복수의 부재의 조합으로 구성하면 부재의 점수가 증가해 버리기 때문에, 일체 성형이 요구되고 있다. 일체 성형을 행하는 경우, 예를 들면 선단 부분에 팽출부를 형성하고 있는 배관 부품 등에서는, 강제 빼기 성형이 실시되는 경우가 있다. 강제 빼기 성형에서는, 금형이 성형품의 팽출부를 타고 넘어 축 방향으로 인발된다. 그 때문에, 성형품의 팽출부는 내측으로 변형(이상적으로는 탄성 변형)할 필요가 있다.

상기에 관련하여, 특허문헌 1은, 굽힘 탄성률에 대하여 규정함으로써, 강제 빼기 성형을 실시한 성형품에 변형이 남는 것을 방지하는 강제 빼기 성형품용 수지 조성물을 개시한다.

특허문헌 2는, 굽힘 탄성률 및 인장 강도에 대하여 소정의 식을 만족함으로써, 충분한 언더컷률을 갖는 원통 형상의 팽출부를 갖는 수지 사출 성형품을 강제 빼기할 수 있는 수지 조성물을 개시한다.

또, 특허문헌 3은, 환상 돌출부의 원주 방향의 소정의 부위에 박육부를 형성함으로써, 강제 빼기 시에 환상 돌출부가 파손하는 것을 방지할 수 있는 수지 사출 성형품을 개시한다.

국제 공개 제2019/045032호 일본국 특허공개 2018-141083호 공보 일본국 특허공개 2011-161655호 공보

여기서, 팽출부를 형성하는 원통 형상의 강제 빼기 성형품에 있어서, 선단 부분의 내면에 단차를 갖는 경우가 있다. 이와 같은 단차의 형상이, 강제 빼기 시의 파손에 영향을 주는 것이 경험적으로 알려져 있다. 특히, PAS 수지와 섬유상 충전재를 배합하여 이루어지는 PAS 수지 조성물에 있어서, 언더컷률이 같더라도, 단차의 형상에 따라 강제 빼기 시의 파손의 발생에 차이가 있는 것이 알려져 있다. 상기의 특허문헌 1~3은 이와 같은 단차의 형상의 영향에 대하여 개시하고 있지 않아, 강제 빼기 시의 파손을 방지할 수 있는 단차의 형상에 관한 지표가 요구되고 있었다.

본 개시는, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이고, 강제 빼기 시의 파손을 방지할 수 있는 강제 빼기 성형품, 강제 빼기 성형품에 이용되는 폴리아릴렌 설파이드 수지 조성물 및 강제 빼기 성형품의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 개시의 일 실시 형태에 따른 강제 빼기 성형품은,

폴리아릴렌 설파이드 수지와 섬유상 충전재를 배합하여 이루어지는 폴리아릴렌 설파이드 수지 조성물을, 원통부를 구비하도록 형성한 강제 빼기 성형품으로서,

상기 원통부는, 선단 부분에 있어서 외경 방향으로 돌출하는 언더컷 형상의 팽출부를 갖고,

상기 원통부의 내면은, 상기 선단 부분에 있어서 외경 방향으로의 단차를 갖고, 상기 단차를 제외한 부분이 상기 선단 부분을 향할수록 상기 원통부의 내경이 넓어지도록 경사진 구배를 갖고,

상기 원통부의 내면의 상기 단차와의 접속 부분부터 상기 팽출부를 제외한 외면까지의 두께 D2, 상기 단차의 높이 D4, 상기 원통부의 내면의 상기 단차를 제외한 구배 높이 Dt를 이용하여, 이하의 식 (a)를 만족한다.

본 개시의 일 실시 형태에 따른 폴리아릴렌 설파이드 수지 조성물은,

상기의 강제 빼기 성형품에 오로지 이용되고, 폴리아릴렌 설파이드 수지와 섬유상 충전재를 배합하여 이루어진다.

본 개시의 일 실시 형태에 따른 강제 빼기 성형품의 제조 방법은,

상기의 강제 빼기 성형품을 제조한다.

본 개시에 의하면, 강제 빼기 시의 파손을 방지할 수 있는 강제 빼기 성형품, 강제 빼기 성형품에 이용되는 폴리아릴렌 설파이드 수지 조성물 및 강제 빼기 성형품의 제조 방법을 제공할 수 있다.

도 1은, 본 개시의 일 실시 형태에 따른 강제 빼기 성형품의 주요부 사시도이다.
도 2는, 도 1의 강제 빼기 성형품의 주요부의 단면도이다.
도 3은, 도 1의 강제 빼기 성형품의 강제 빼기를 설명하기 위한 도면이다.

(강제 빼기 성형품)

이하, 도면을 참조하면서, 본 개시의 일 실시 형태에 따른 강제 빼기 성형품(1)이 설명된다. 이하의 설명에서 사용되는 도면에 있어서, 나타내어져 있는 요소의 형상 및 치수 관계는, 실제의 강제 빼기 성형품(1)에 있어서의 형상 및 치수 관계와 상이한 경우가 있다.

도 1은, 본 실시 형태에 따른 강제 빼기 성형품(1)의 주요부 사시도이다. 본 실시 형태에 있어서, 강제 빼기 성형품(1)의 주요부는 팽출부(11)를 갖는 원통부(10)를 포함한다. 도 2는, 도 1에 나타내어지는 A-A에 있어서의 강제 빼기 성형품(1)의 단면도이다. 강제 빼기 성형품(1)은, 폴리아릴렌 설파이드(PAS) 수지 조성물을 사출 성형하고, 이형 시에 강제 빼기에 의하여 성형된다. 도 3은, 도 1의 강제 빼기 성형품(1)의 강제 빼기를 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 강제 빼기란, 금형(30)이 성형품의 팽출부(11)를 타고 넘어 축 방향으로 인발되는 성형 방법이다. 또, PAS 수지 조성물은, PAS 수지와, 섬유상 충전재를 배합하여 이루어지는 조성물이다. PAS 수지 조성물의 상세에 대해서는 후술한다.

본 실시 형태에 있어서, 강제 빼기 성형품(1)이 구비하는 원통부(10)는, 선단(15)으로부터 축 방향으로 일정 범위의 부분(선단 부분(16))에 있어서, 외경 방향으로 돌출하는 언더컷 형상의 팽출부(11)를 갖는다. 여기서, 원통부(10)는, 축(CA)을 중심으로 하는 원형의 2개의 바닥면을 갖고, 2개의 바닥면이 모두 개구인 것과 같은 원통 형상을 갖는다. 환언하면, 원통부(10)는, 선단(15)과 말단(17)이 개구인, 중공의 배관 형상을 갖는다. 또, 외경 방향은, 축(CA)을 따른 방향인 축 방향에 수직인 방향이며, 축(CA)으로부터 측면을 향하는 방향이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 원통부(10)의 말단(17)은, 강제 빼기 성형품(1)의 다른 부분에 접속되어도 된다. 즉, 원통부(10)의 말단(17)은, 단면이 축(CA)을 중심으로 하는 원형이 되는 것과 같은, 선단(15)으로부터 축 방향으로 가장 떨어진 위치에 있다. 여기서, 원통부(10)의 형상은, 축(CA)을 중심으로 대칭이다. 예를 들면 도 2에 나타내어지는 원통부(10)의 2개의 단면은, 축(CA)을 중심으로 상하 대칭이다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 원통부(10)의 외면(21)은, 선단 부분(16)에 이르기까지, 말단(17)으로부터 선단(15)을 향하여 축 방향으로 연장된다. 그리고, 외면(21)은, 선단 부분(16)에 있어서, 정부(頂部)(12)가 외경 방향으로 가장 돌출하는 팽출부(11)에 접속된다.

원통부(10)의 내면(22)은, 선단 부분(16)에 있어서 외경 방향으로의 단차(13)를 갖는다. 또, 원통부(10)의 내면(22)은, 단차(13)를 제외한 부분이 말단(17)으로부터 선단 부분(16)을 향할수록 원통부(10)의 내경이 넓어지도록 경사진 구배를 갖는다. 본 실시 형태에 있어서 구배는 일정하다. 원통부(10)의 내면(22)의 단차(13)를 제외한 부분과, 단차(13)는, 접속 부분(14)에 있어서 접속한다. 여기서, 도 2에 나타내는 경사부(18)는, 말단(17)으로부터 선단 부분(16)을 향하여 일정한 구배를 갖는 부분, 즉, 원통부(10)의 내면(22)의 단차(13)를 제외한 부분이다. 접속 부분(14)은, 경사부(18)의 선단(15) 측의 단부에 위치한다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 팽출부(11)를 갖는 원통부(10)는 강제 빼기에 의하여 형성된다. 이형 시에, 금형(30)은 말단(17)으로부터 선단 부분(16)을 향하는 축 방향으로 인발된다. 이때, 금형(30)으로부터의 힘이 팽출부(11)에 가해져, 선단 부분(16)은 단차(13)에 있어서의 모서리부(14a)를 지점(支點)으로 하여 축(CA) 측으로 구부러진다.

그 때문에, 예를 들면 단차(13)의 높이(깊이), 접속 부분(14)에 있어서의 외면(21)까지의 두께 등의 단차(13)에 관한 형상이, 강제 빼기 시의 파손에 영향을 준다. 또, PAS 수지 조성물로 형성되는 강제 빼기 성형품(1)은, 언더컷률이 같더라도, 단차(13)의 형상에 따라 강제 빼기 시의 파손의 발생에 차이가 있는 것이 알려져 있다. 발명자들은, 예의 검토를 거듭한 결과, 단차(13)의 형상에 관한 파라미터가 후술하는 식을 만족하는 경우에, 강제 빼기 시의 파손을 방지할 수 있는 것을 발견했다.

원통부(10)를 구비하는 강제 빼기 성형품(1)은, 이하에 나타내어지는 단차(13)의 높이에 관한 파라미터 P1이 일정한 범위 내인 경우에, 강제 빼기 시의 파손을 방지할 수 있다.

파라미터 P1의 두께 D2는, 원통부(10)의 외면(21)부터 단차(13)까지의 두께이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 단차(13)의 측정 위치는, 경사부(18)와의 경계의 접속 부분(14)이다. 또, 도 2에 나타내는 바와 같이, 외면(21)의 측정 위치는, 팽출부(11)를 제외한 부분을 축 방향을 따라 연장한 부분이다. 환언하면, 두께 D2는, 원통부(10)의 내면(22)의 단차(13)와의 접속 부분(14)부터 팽출부(11)를 제외한 외면(21)까지의 거리이다.

파라미터 P1의 높이 D4는, 단차(13)의 외경 방향의 높이이다. 단차(13)의 높이는, 예를 들면 접속 부분(14)부터, 단차(13)의 축 방향을 따른 평탄한 부분까지의 외경 방향의 거리여도 된다.

파라미터 P1의 구배 높이 Dt는, 원통부(10)의 내면(22)의 단차(13)를 제외한 부분에 있어서의, 구배에 의한 외경 방향의 높이이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 구배 높이 Dt는, 경사부(18)의 말단(17)의 부분과, 접속 부분(14)의 외경 방향의 거리이다.

강성을 확보하기 위하여, 높이 D4는 작은 것이 바람직하다. 즉, 높이 D4를 크게 하면, 실제로 파손까지 이르지 않아도 강성 저하로 강제 빼기 변형이 커질 가능성이 있다. 그 때문에, 높이 D4는, 적어도 두께 D2의 반분보다 작게 할 필요가 있다고 생각된다. 이것에 대응하여, 파라미터 P1은, 제1 평가값 「((D2/2)-D4)/D2」를 포함한다. 강성 저하 방지의 관점에서, 제1 평가값은 양의 값일 것이 요구된다.

또, 강제 빼기 시에 선단 부분(16)이 휘기 쉬우면 파손되기 어려워진다. 구배 높이 Dt가 크면, 선단 부분(16)이 휘기 쉬워진다. 그러나, 구배 높이 Dt가 너무 크면, 선단 부분(16)의 강도가 저하한다. 따라서, 구배 높이 Dt는, 일정한 범위 내이도록 설정될 필요가 있다. 이것에 대응하여, 파라미터 P1은, 제2 평가값 「Dt/D2」를 포함한다. 선단 부분(16)의 휘기 쉬움과 강성 저하 방지의 관점에서, 제2 평가값은 일정한 범위 내일 것이 요구된다.

여기서, 제1 평가값 및 제2 평가값은, 다양한 두께의 원통부(10)에 대응 가능하도록, 두께 D2와의 비로 정해져 있다.

파라미터 P1은, 제1 평가값과 제2 평가값을 곱하여 얻어진다. 파라미터 P1의 최소값은, 제1 평가값을 포함하기 때문에, 적어도 양의 값이다. 여기서, 제2 평가값을 고려하면, 구배 높이 Dt가 두께 D2의 1/100 이하인 것은, 실제상, 단차(13)가 없는 상태에 상당한다. 그 때문에, 단차(13)의 높이에 관한 파라미터 P1의 최소값을 0.001로 할 수 있다.

또, 제1 평가값은, 높이 D4가 제로 이상의 값인 점에서, 최대로 0.5이다. 또한, 제2 평가값에 관하여, 구배 높이 Dt는, 적어도 두께 D2 이하이다. 그 때문에, 파라미터 P1의 최대값은, 적어도 0.5 이하이다. 또한, 단차(13)의 강도를 고려하면, 구배 높이 Dt가 두께 D2의 1/2를 초과하는 것은 현실적이지 않다. 따라서, 파라미터 P1의 최대값은, 후술하는 실시예 등을 고려하여, 0.5 미만의 값으로 설정되는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에 있어서, 파라미터 P1의 최대값은 0.44이다.

상기의 검토와 같이, 단차(13)의 높이에 관하여, 이하의 식 (a)가 만족되는 경우에, 강제 빼기 시의 파손을 방지할 수 있다.

또, 축 방향의 단차(13)의 위치는, 선단 부분(16)의 휘기 쉬움에 영향을 준다. 원통부(10)를 구비하는 강제 빼기 성형품(1)은, 이하에 나타내어지는 단차(13)의 위치에 관한 파라미터 P2가 일정한 범위 내인 경우에, 강제 빼기 시의 파손을 방지하는 효과를 높일 수 있다.

파라미터 P2의 길이 Li는, 원통부(10)의 축 방향의 길이이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 길이 Li는, 선단(15)부터 말단(17)까지의 거리이다.

파라미터 P2의 거리 L3은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 원통부(10)의 선단(15)부터 팽출부(11)의 정부(12)까지의 축 방향의 거리이다.

파라미터 P2의 거리 L4는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 원통부(10)의 선단(15)부터 내면(22)의 단차(13)와의 접속 부분(14)까지의 축 방향의 거리이다.

거리 L3과의 관계에 있어서, 거리 L4는 거리 L3보다 큰 것이 바람직하다. 금형(30)으로부터의 힘이 팽출부(11)에 가해진 경우에, 선단 부분(16)이 접속 부분(14)을 지점으로 하여 축(CA) 측으로 구부러지기 쉬워지기 때문이다. 이것에 대응하여, 파라미터 P2는, 제3 평가값 「(L4-L3)/Li」를 포함한다. 축 방향의 응력을 완화시키기 위하여, 제3 평가값은 양의 값이거나, 음의 값이어도 제로에 가까운 값일 것이 요구된다.

또, 선단 부분(16)의 강성을 확보하기 위하여, 거리 L4는 작은 것이 바람직하다. 이것에 대응하여, 파라미터 P2는, 제4 평가값 「L4/Li」를 포함한다. 단, 상기와 같이, 거리 L4는 거리 L3보다 클 것이 요구된다. 그 때문에, 강성 저하 방지와 응력 완화의 관점에서, 제4 평가값은 일정한 범위 내일 것이 요구된다.

여기서, 제3 평가값 및 제4 평가값은, 다양한 길이의 원통부(10)에 대응 가능하도록, 길이 Li와의 비로 정해져 있다.

파라미터 P2는, 제3 평가값과 제4 평가값을 곱하여 얻어진다. 파라미터 P2의 최소값은, 제3 평가값을 포함하기 때문에, 양의 값이거나, 음의 값이어도 제로에 가까운 값이다. 여기서, 이용될 수 있는 팽출부(11)의 형상을 한정하지 않기 위해서는, 음의 값으로 하여 정하는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에 있어서, 파라미터 P2의 최소값은 -0.001이다.

정부(12)는 선단(15) 부근에 위치하기 때문에, 「L3/Li」는 충분히 작아, 파라미터 P2의 최대값을 정할 때에 거의 영향을 주지 않는다. 그 때문에, 파라미터 P2의 최대값은, 제4 평가값을 고려하여 설정해도 된다. 제4 평가값에 관하여, 거리 L4는, 적어도 길이 Li 이하이다. 실제상, 접속 부분(14)이 말단(17)에 위치하는 구조는 생각하기 어렵다. 그 때문에, 파라미터 P2의 최대값은, 후술하는 실시예 등을 고려하여, 1 미만의 값으로 설정된다. 본 실시 형태에 있어서, 파라미터 P2의 최대값은 0.46이다.

상기의 검토와 같이, 축 방향의 단차(13)의 위치에 관하여, 이하의 식 (b)가 만족되는 경우에, 강제 빼기 시의 파손을 방지하는 효과를 높일 수 있다.

여기서, 상기의 식 (a) 및 식 (b)는 언더컷률에 관계없는 지표이다. 즉, 본 실시 형태에 있어서, 언더컷률의 값은 한정되지 않는다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서, 언더컷률의 값은 한정되지 않는다. 단, 강제 빼기 성형 시의 팽출부(11)의 탄성 변형에 의한 파손 등의 성형 불량 방지의 관점에서, 언더컷률은, 바람직하게는 20% 이하, 보다 바람직하게는 14% 이하여도 된다. 또, 팽출부(11)를 가요성의 튜브 또는 파이프 등에 끼워 넣었을 때의 빠짐 방지의 관점에서, 언더컷률은, 바람직하게는 5% 이상, 보다 바람직하게는 3.5% 이상이어도 된다. 예를 들면 후술하는 실시예는, 언더컷률이 5.3%이다.

여기서, 언더컷률은 이하의 식 (c)로 정해진다.

식 (c)의 외경 C는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 팽출부(11)의 정부(12)에 있어서의 원통부(10)의 외경이다.

식 (c)의 외경 B는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 팽출부(11)를 제외한 원통부(10)의 외경이다.

(PAS 수지 조성물)

상기의 강제 빼기 성형품(1)은, PAS 수지와 섬유상 충전재를 배합하여 이루어지는 PAS 수지 조성물로 형성된다. 이하에 설명되는 PAS 수지 조성물(본 개시의 PAS 수지 조성물)은, 강제 빼기 성형품(1)에 오로지 이용되는 것이어도 된다.

본 개시의 PAS 수지 조성물은, 필수 성분으로서 PAS 수지를 배합하여 이루어진다. PAS 수지는, 방향족환과 황 원자가 결합한 구조를 반복 단위로 하는 수지 구조를 갖는 것이고, 구체적으로는, 하기 일반식 (1)

(식 중, R¹ 및 R²는, 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소 원자수 1~4의 범위의 알킬기, 니트로기, 아미노기, 페닐기, 메톡시기, 에톡시기를 나타낸다.)로 표시되는 구조 부위와, 필요에 따라 추가로 하기 일반식 (2)

로 표시되는 3관능성의 구조 부위를 반복 단위로 하는 수지이다. 식 (2)로 표시되는 3관능성의 구조 부위는, 다른 구조 부위와의 합계 몰수에 대하여 바람직하게는 0.001몰% 이상, 보다 바람직하게는 0.01몰% 이상이며, 그리고, 바람직하게는 3몰% 이하, 보다 바람직하게는 1몰% 이하이다.

여기서, 일반식 (1)로 표시되는 구조 부위, 특히 당해 식 중의 R¹ 및 R²는, PAS 수지의 기계적 강도의 점에서 수소 원자인 것이 바람직하고, 그 경우, 하기 식 (3)으로 표시되는 파라 위치에서 결합하는 것 및 하기 식 (4)로 표시되는 메타 위치에서 결합하는 것을 들 수 있다.

이들 중에서도, 특히 반복 단위 중의 방향족환에 대한 황 원자의 결합은 일반식 (3)으로 표시되는 파라 위치에서 결합한 구조인 것이 PAS 수지의 내열성 및 결정성의 면에서 바람직하다.

또, PAS 수지는, 일반식 (1) 및 (2)로 표시되는 구조 부위뿐만 아니라, 하기의 구조식 (5)~(8)

로 표시되는 구조 부위를, 일반식 (1)과 일반식 (2)로 표시되는 구조 부위와의 합계의 30몰% 이하로 포함하고 있어도 된다. 특히 상기 일반식 (5)~(8)로 표시되는 구조 부위는 10몰% 이하인 것이, PAS 수지의 내열성, 기계적 강도의 점에서 바람직하다. PAS 수지 중에, 상기 일반식 (5)~(8)로 표시되는 구조 부위를 포함하는 경우, 그들의 결합 양식으로서는, 랜덤 공중합체, 블록 공중합체 중 어느 하나여도 된다.

또, PAS 수지는, 그 분자 구조 중에, 나프틸 설파이드 결합 등을 갖고 있어도 되는데, 다른 구조 부위와의 합계 몰수에 대하여, 3몰% 이하가 바람직하고, 특히 1몰% 이하인 것이 바람직하다.

또, PAS 수지의 물성은, 본 개시의 효과를 저해하지 않는 한 특별히 한정되지 않지만, 이하와 같다.

(용융 점도)

PAS 수지의 용융 점도는 특별히 한정되지 않지만, 유동성 및 기계적 강도의 밸런스가 양호해지는 점에서, 300℃에서 측정한 용융 점도(V6)가, 바람직하게는 2Pa·s 이상의 범위이고, 그리고, 바람직하게는 1000Pa·s 이하의 범위, 보다 바람직하게는 500Pa·s 이하의 범위이며, 더욱 바람직하게는 200Pa·s 이하의 범위이다. 단, 용융 점도(V6)의 측정은, PAS 수지를 시마즈 제작소 제조 플로 테스터, CFT-500D를 이용하여 행하고, 300℃, 하중: 1.96×10⁶Pa, L/D=10(mm)/1(mm)에서, 6분간 유지한 후에 측정한 용융 점도의 측정값으로 한다.

(비뉴턴 지수)

PAS 수지의 비뉴턴 지수는 특별히 한정되지 않지만, 0.90 이상부터, 2.00 이하의 범위인 것이 바람직하다. 리니어형 PAS 수지를 이용하는 경우에는, 비뉴턴 지수가, 바람직하게는 0.90 이상의 범위, 보다 바람직하게는 0.95 이상의 범위부터, 바람직하게는 1.50 이하의 범위, 보다 바람직하게는 1.20 이하의 범위이다. 이와 같은 PAS 수지는 기계적 물성, 유동성, 내마모성이 우수하다. 단, 비뉴턴 지수(N값)는, 캐필로그래프를 이용하여 융점+20℃, 오리피스 길이(L)와 오리피스 직경(D)의 비, L/D=40의 조건하에서, 전단 속도(SR) 및 전단 응력(SS)을 측정하고, 하기 식을 이용하여 산출한 값이다. 비뉴턴 지수(N값)가 1에 가까울수록 선 형상에 가까운 구조이며, 비뉴턴 지수(N값)가 높을수록 분기가 진행된 구조인 것을 나타낸다.

이 식에 있어서, SR은 전단 속도(초^-1)를 나타낸다. SS는 전단 응력(다인/cm²)을 나타낸다. 또, K는 상수를 나타낸다.

(PAS 수지의 제조 방법)

PAS 수지의 제조 방법으로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 (제조법 1) 황과 탄산 소다의 존재하에서 디할로게노 방향족 화합물을, 필요하다면 폴리할로게노 방향족 화합물 내지 그 외의 공중합 성분을 첨가하여, 중합시키는 방법, (제조법 2) 극성 용매 중에서 설파이드화제 등의 존재하에 디할로게노 방향족 화합물을, 필요하다면 폴리할로게노 방향족 화합물 내지 그 외의 공중합 성분을 첨가하여, 중합시키는 방법, (제조법 3) p-클로로티오페놀을, 필요하다면 그 외의 공중합 성분을 첨가하여, 자기 축합시키는 방법 등을 들 수 있다. 이들 방법 중에서도, (제조법 2)의 방법이 범용적이고 바람직하다. 반응 시에, 중합도를 조절하기 위하여 카르복시산, 설폰산의 알칼리 금속염, 수산화 알칼리가 첨가되어도 된다. 상기 (제조법 2) 방법 중에서도, 가열한 유기 극성 용매와 디할로게노 방향족 화합물을 포함하는 혼합물에 함수(含水) 설파이드화제를 물이 반응 혼합물로부터 제거될 수 있는 속도로 도입하고, 유기 극성 용매 중에서 디할로게노 방향족 화합물과 설파이드화제를, 필요에 따라 폴리할로게노 방향족 화합물을 첨가하여, 반응시키는 것 및 반응계 내의 수분량을 1몰의 당해 유기 극성 용매에 대하여 0.02~0.5몰의 범위로 컨트롤함으로써 PAS 수지를 제조하는 방법(일본국 특허공개 평07-228699호 공보 참조)으로 얻어지는 것이 특히 바람직하다. 또, 고형의 알칼리 금속 황화물 및 비프로톤성 극성 유기 용매의 존재하에서 디할로게노 방향족 화합물과 필요하다면 폴리할로게노 방향족 화합물 내지 그 외의 공중합 성분을 첨가하여, 알칼리 금속 수황화물 및 유기산 알칼리 금속염을, 1몰의 황원에 대하여 0.01~0.9몰의 범위의 유기산 알칼리 금속염 및 반응계 내의 수분량을 1몰의 비프로톤성 극성 유기 용매에 대하여 0.02몰 이하의 범위로 컨트롤하면서 반응시키는 방법(WO2010/058713호 팸플릿 참조)으로 얻어지는 것이 특히 바람직하다. 디할로게노 방향족 화합물의 구체적인 예로서는, p-디할로벤젠, m-디할로벤젠, o-디할로벤젠, 2,5-디할로톨루엔, 1,4-디할로나프탈렌, 1-메톡시-2,5-디할로벤젠, 4,4'-디할로비페닐, 3,5-디할로벤조산, 2,4-디할로벤조산, 2,5-디할로니트로벤젠, 2,4-디할로니트로벤젠, 2,4-디할로아니솔, p,p'-디할로디페닐에테르, 4,4'-디할로벤조페논, 4,4'-디할로디페닐설폰, 4,4'-디할로디페닐설폭시드, 4,4'-디할로디페닐 설파이드 및 상기 각 화합물의 방향환에 탄소 원자수 1~18의 범위의 알킬기를 갖는 화합물을 들 수 있고, 폴리할로게노 방향족 화합물로서는 1,2,3-트리할로벤젠, 1,2,4-트리할로벤젠, 1,3,5-트리할로벤젠, 1,2,3,5-테트라할로벤젠, 1,2,4,5-테트라할로벤젠, 1,4,6-트리할로나프탈렌 등을 들 수 있다. 또, 상기 각 화합물 중에 포함되는 할로겐 원자는, 염소 원자, 브롬 원자인 것이 바람직하다.

중합 공정에 의하여 얻어진 PAS 수지를 포함하는 반응 혼합물의 후처리 방법으로서는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면, (후처리 1) 중합 반응 종료 후, 먼저 반응 혼합물을 그대로, 혹은 산 또는 염기를 첨가한 후, 감압하 또는 상압하에서 용매를 증류 제거하고, 이어서 용매 증류 제거 후의 고형물을 물, 반응 용매(또는 저분자 폴리머에 대하여 동등한 용해도를 갖는 유기 용매), 아세톤, 메틸에틸케톤, 알코올류 등의 용매로 1회 또는 2회 이상 세정하고, 또한 중화, 수세, 여과 및 건조하는 방법을 들 수 있다. 혹은, (후처리 2) 중합 반응 종료 후, 반응 혼합물에 물, 아세톤, 메틸에틸케톤, 알코올류, 에테르류, 할로겐화 탄화수소, 방향족 탄화수소, 지방족 탄화수소 등의 용매(사용한 중합 용매에 가용이고, 또한 적어도 PAS에 대해서는 빈용매인 용매)를 침강제로서 첨가하여, PAS 및 무기염 등의 고체상 생성물을 침강시키고, 이들을 여과 분리, 세정, 건조하는 방법을 들 수 있다. 혹은, (후처리 3) 중합 반응 종료 후, 반응 혼합물에 반응 용매(또는 저분자 폴리머에 대하여 동등한 용해도를 갖는 유기 용매)를 첨가하여 교반한 후, 여과하여 저분자량 중합체를 제외한 후, 물, 아세톤, 메틸에틸케톤, 알코올류 등의 용매로 1회 또는 2회 이상 세정하고, 그 후 중화, 수세, 여과 및 건조를 하는 방법을 들 수 있다. 혹은, (후처리 4) 중합 반응 종료 후, 반응 혼합물에 물을 첨가하여 수세정, 여과, 필요에 따라 수세정 시에 산을 첨가하여 산 처리하고, 건조를 하는 방법을 들 수 있다. 혹은, (후처리 5) 중합 반응 종료 후, 반응 혼합물을 여과하고, 필요에 따라, 반응 용매로 1회 또는 2회 이상 세정하고, 또한 수세정, 여과 및 건조하는 방법 등을 들 수 있다.

상기 (후처리 1)~(후처리 5)에 예시한 것과 같은 후처리 방법에 있어서, PAS 수지의 건조는 진공 중에서 행해도 되고, 공기 중 혹은 질소와 같은 불활성 가스 분위기 중에서 행해도 된다.

PAS 수지 조성물은, 섬유상 충전재를 필수 성분으로서 배합하여 이루어진다. 섬유상 충전재가 배합됨으로써, 기계적 강도 유지의 점에서 보다 우수한 성형품이 얻어진다. 섬유상 충전재로서는, 예를 들면 유리 섬유, 탄소 섬유, 실란 유리 섬유, 세라믹 섬유, 아라미드 섬유, 금속 섬유 등을 들 수 있고, 1종 또는 2종 이상을 배합할 수 있다.

섬유상 충전재의 배합량은, PAS 수지 100질량부에 대하여, 바람직하게는 1질량부 이상, 보다 바람직하게는 5질량부 이상, 더욱 바람직하게는 15질량부 이상의 범위이며, 그리고, 바람직하게는 300질량부 이하, 보다 바람직하게는 200질량부 이하, 더욱 바람직하게는 150질량부 이하의 범위이다. 섬유상 충전재의 배합량이 이들 범위에 있음으로써, 성형품의 기계적 강도 유지의 점에서 보다 우수한 효과가 얻어진다.

섬유상 충전재는, 표면 처리제, 집속제로 가공된 것을 이용할 수도 있다. 이에 의하여 PAS 수지와의 접착력을 향상시킬 수 있는 점에서 바람직하다. 표면 처리제 또는 집속제로서는, 예를 들면, 아미노기, 에폭시기, 이소시아네이트기, 비닐기 등의 관능기를 갖는 실란 화합물, 티타네이트 화합물, 아크릴 수지, 우레탄 수지 및 에폭시 수지 등으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 폴리머 등을 들 수 있다.

PAS 수지 조성물은, 필요에 따라, 섬유상 충전재 이외의 다른 충전재(이하, 「다른 충전재」라고도 칭한다)를 임의 성분으로서 배합할 수 있다. 이들 다른 충전재로서는 본 개시의 효과를 저해하는 것이 아니면 공지 관용의 재료를 이용할 수도 있고, 예를 들면, 입상(粒狀), 판상의 것 등, 다양한 형상의 충전재 등을 들 수 있다. 또 유리 비즈, 유리 플레이크, 황산 바륨, 클레이, 파이로필라이트, 벤토나이트, 세리사이트, 마이카, 운모, 탤크, 아타풀자이트, 페라이트, 규산 칼슘, 탄산 칼슘, 제올라이트, 밀드 파이버, 황산 칼슘 등의 비섬유상 충전재가 사용될 수 있다.

본 개시에 있어서 다른 충전재는 필수 성분은 아니다. 다른 충전재를 배합하는 경우, 그 배합량은 본 개시의 효과를 저해하지 않으면 특별히 한정되는 것은 아니다. 다른 충전재의 배합량으로서는, 예를 들면, PAS 수지 100질량부에 대하여, 바람직하게는 1질량부 이상, 보다 바람직하게는 10질량부 이상부터, 바람직하게는 600질량부 이하, 보다 바람직하게는 200질량부 이하의 범위이다. 이러한 범위에 있어서, 수지 조성물이 양호한 기계적 강도와 성형성을 나타내기 때문에 바람직하다.

PAS 수지 조성물은, 필요에 따라, 실란 커플링제를 임의 성분으로서 배합할 수 있다. PAS 수지 실란 커플링제로서는, 본 개시의 효과를 저해하지 않으면 특별히 한정되지 않지만, 카르복시기와 반응하는 관능기, 예를 들면, 에폭시기, 이소시아네이트기, 아미노기 또는 수산기를 갖는 실란 커플링제를 바람직한 것으로서 들 수 있다. 이와 같은 실란 커플링제로서는, 예를 들면, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 등의 에폭시기 함유 알콕시실란 화합물, γ-이소시아네이트프로필트리메톡시실란, γ-이소시아네이트프로필트리에톡시실란, γ-이소시아네이트프로필메틸디메톡시실란, γ-이소시아네이트프로필메틸디에톡시실란, γ-이소시아네이트프로필에틸디메톡시실란, γ-이소시아네이트프로필에틸디에톡시실란, γ-이소시아네이트프로필트리클로로실란 등의 이소시아네이트기 함유 알콕시실란 화합물, γ-(2-아미노에틸)아미노프로필메틸디메톡시실란, γ-(2-아미노에틸)아미노프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리메톡시실란 등의 아미노기 함유 알콕시실란 화합물, γ-히드록시프로필트리메톡시실란, γ-히드록시프로필트리에톡시실란 등의 수산기 함유 알콕시실란 화합물을 들 수 있다. 본 개시에 있어서 실란 커플링제는 필수 성분은 아니다. 실란 커플링제를 배합하는 경우, 그 배합량은, 본 개시의 효과를 저해하지 않으면 특별히 한정되지 않는다. 단, 그 배합량은, PAS 수지 100질량부에 대하여, 바람직하게는 0.01질량부 이상, 보다 바람직하게는 0.1질량부 이상부터, 바람직하게는 10질량부 이하, 보다 바람직하게는 5질량부 이하까지의 범위이다. 이러한 범위에 있어서, 수지 조성물이 양호한 내(耐)코로나성과 성형성, 특히 이형성을 갖고, 또한 성형품이 에폭시 수지와 우수한 접착성을 나타내면서, 또한 기계적 강도가 향상되기 때문에 바람직하다.

PAS 수지 조성물은, 필요에 따라, 열가소성 엘라스토머를 임의 성분으로서 배합할 수 있다. 열가소성 엘라스토머로서는, 폴리올레핀계 엘라스토머, 불소계 엘라스토머 또는 실리콘계 엘라스토머를 들 수 있고, 이 중 폴리올레핀계 엘라스토머를 바람직한 것으로서 들 수 있다. 이들 엘라스토머를 첨가하는 경우, 그 배합량은, 본 개시의 효과를 저해하지 않으면 특별히 한정되지 않지만, PAS 수지가 100질량부에 대하여, 바람직하게는 0.01질량부 이상, 보다 바람직하게는 0.1질량부 이상부터, 바람직하게는 10질량부 이하, 보다 바람직하게는 5질량부 이하까지의 범위이다. 이러한 범위에 있어서, 얻어지는 PAS 수지 조성물의 내충격성이 향상되기 때문에 바람직하다.

예를 들면, 폴리올레핀계 엘라스토머는, α-올레핀의 단독 중합체, 또는 2 이상의 α-올레핀의 공중합체, 1 또는 2 이상의 α-올레핀과, 관능기를 갖는 비닐 중합성 화합물의 공중합체를 들 수 있다. 이때, α-올레핀으로서는, 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐 등의 탄소 원자수가 2 이상부터 8 이하까지의 범위의 α-올레핀을 들 수 있다. 또, 관능기로서는, 카르복시기, 산무수물기(-C(=O)OC(=O)-), 에폭시기, 아미노기, 수산기, 메르캅토기, 이소시아네이트기, 옥사졸린기 등을 들 수 있다. 그리고, 관능기를 갖는 비닐 중합성 화합물로서는, 아세트산 비닐; (메타)아크릴산 등의 α,β-불포화 카르복시산; 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 아크릴산 부틸 등의 α,β-불포화 카르복시산의 알킬에스테르; 아이오노머 등의 α,β-불포화 카르복시산의 금속염(금속으로서는 나트륨 등의 알칼리 금속, 칼슘 등의 알칼리 토류 금속, 아연 등); 글리시딜메타크릴레이트 등의 α,β-불포화 카르복시산의 글리시딜에스테르 등; 말레산, 푸마르산, 이타콘산 등의 α,β-불포화 디카르복시산; α,β-불포화 디카르복시산의 유도체(모노에스테르, 디에스테르, 산무수물) 등의 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다. 상술한 열가소성 엘라스토머는, 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.

또한, PAS 수지 조성물은, 상기 성분에 더하여, 추가로 용도에 따라, 적절히, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리설폰 수지, 폴리에테르설폰 수지, 폴리에테르에테르케톤 수지, 폴리에테르케톤 수지, 폴리아릴렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리 사불화 에틸렌 수지, 폴리 이불화 에틸렌 수지, 폴리스티렌 수지, ABS 수지, 페놀 수지, 우레탄 수지, 액정 폴리머 등의 합성 수지(이하, 간단하게 합성 수지라고 한다)를 임의 성분으로서 배합할 수 있다. 본 개시에 있어서 합성 수지는 필수 성분이 아니다. 합성 수지를 배합하는 경우, 그 배합의 비율은 본 개시의 효과를 저해하지 않으면 특별히 한정되는 것이 아니고, 또, 각각의 목적에 따라 상이하여, 일률적으로 규정할 수 없다. 수지 조성물 중에 배합하는 합성 수지의 비율로서, 예를 들면 PAS 수지 100질량부에 대하여 5질량부 이상의 범위이며, 15질량부 이하의 범위의 정도를 들 수 있다. 환언하면, PAS 수지와 합성 수지의 합계에 대하여 PAS 수지의 비율은 질량 기준으로, 바람직하게는 (100/115) 이상의 범위이며, 보다 바람직하게는 (100/105) 이상의 범위이다.

PAS 수지 조성물은, 그 외에도 착색제, 대전 방지제, 산화 방지제, 내열 안정제, 자외선 안정제, 자외선 흡수제, 발포제, 난연제, 난연 조제(助劑), 방청제 및 커플링제 등의 공지 관용의 첨가제를 필요에 따라, 임의 성분으로서 배합해도 된다. 이들 첨가제는 필수 성분이 아니고, 예를 들면, PAS 수지 100질량부에 대하여, 바람직하게는 0.01질량부 이상의 범위이고, 바람직하게는 1000질량부 이하의 범위이며, 본 개시의 효과를 저해하지 않도록 목적 및 용도에 따라 적절히 조정하여 이용하면 된다.

PAS 수지 조성물의 제조 방법은, PAS 수지와, 섬유상 충전재를 필수 성분으로서 배합하고, PAS 수지의 융점 이상의 온도 범위에서 용융 혼련하는 공정을 갖는다.

PAS 수지 조성물은, 각 필수 성분 및 필요에 따라 그 외의 임의 성분을 배합하여 이루어진다. 수지 조성물을 제조하는 방법으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 필수 성분과 필요에 따라 임의 성분을 배합하여, 용융 혼련하는 방법, 보다 상세하게는, 필요에 따라 텀블러 또는 헨셀 믹서 등으로 균일하게 건식 혼합하고, 이어서, 2축 압출기에 투입하여 용융 혼련하는 방법을 들 수 있다.

용융 혼련은, 수지 온도가 PAS 수지의 융점 이상이 되는 온도 범위, 바람직하게는 당해 융점+10℃ 이상이 되는 온도 범위, 보다 바람직하게는 당해 융점+10℃ 이상, 더욱 바람직하게는 당해 융점+20℃ 이상부터, 바람직하게는 당해 융점+100℃ 이하, 보다 바람직하게는 당해 융점+50℃ 이하까지의 범위의 온도로 가열하여 행할 수 있다.

용융 혼련기로서는 분산성 및 생산성의 관점에서 2축 혼련 압출기가 바람직하고, 예를 들면, 수지 성분의 토출량 5~500(kg/hr)의 범위와, 스크루 회전수 50~500(rpm)의 범위를 적절히 조정하면서 용융 혼련하는 것이 바람직하고, 그들의 비율(토출량/스크루 회전수)이 0.02~5(kg/hr/rpm)의 범위가 되는 조건하에서 용융 혼련하는 것이 더욱 바람직하다. 또, 용융 혼련기에 대한 각 성분의 첨가, 혼합은 동시에 행해도 되고, 분할하여 행해도 된다. 예를 들면, 성분 중, 첨가제를 첨가하는 경우는, 2축 혼련 압출기의 사이드 피더로부터 당해 압출기 내에 투입하는 것이 분산성의 관점에서 바람직하다. 이러한 사이드 피더의 위치는, 2축 혼련 압출기의 스크루 전체 길이에 대한, 당해 압출기 수지 투입부(톱 피더)로부터 당해 사이드 피더까지의 거리의 비율이, 0.1 이상인 것이 바람직하고, 0.3 이상인 것이 보다 바람직하다. 또, 이러한 비율은 0.9 이하인 것이 바람직하고, 0.7 이하인 것이 보다 바람직하다.

이와 같이 용융 혼련하여 얻어지는 PAS 수지 조성물은, 필수 성분과, 필요에 따라 첨가하는 임의 성분 및 그들의 유래 성분을 포함하는 용융 혼합물이다. 이 때문에, PAS 수지 조성물은, PAS 수지가 연속상을 형성하고, 다른 필수 성분, 임의 성분이 분산된 모폴로지를 갖는다. PAS 수지 조성물은, 당해 용융 혼련 후에, 공지의 방법, 예를 들면, 용융 상태의 수지 조성물을 스트랜드 형상으로 압출 성형한 후, 펠릿, 칩, 과립, 분말 등의 형태로 가공하고 나서, 필요에 따라 100~150℃의 온도 범위에서 예비 건조를 실시하는 것이 바람직하다.

(강제 빼기 성형품의 제조 방법)

상기의 강제 빼기 성형품(1)은 PAS 수지 조성물을 용융 성형하여 이루어진다. 강제 빼기 성형품(1)의 제조 방법은, PAS 수지 조성물을 용융 성형하는 공정 및 금형(30)을 강제 빼기하는 공정(도 3 참조)을 갖는다. 여기서, 강제 빼기 성형품(1)은, PAS 수지가 연속상을 형성하고, 다른 필수 성분, 임의 성분이 분산된 모폴로지를 갖는다.

PAS 수지 조성물은, 사출 성형, 압축 성형, 콤퍼짓, 시트, 파이프 등의 압출 성형, 인발 성형, 블로 성형, 트랜스퍼 성형 등 각종 성형에 제공하는 것이 가능하지만, 특히 이형성도 우수하기 때문에 사출 성형 용도에 적합하다. 사출 성형으로 성형하는 경우, 각종 성형 조건은 특별히 한정되지 않고, 통상 일반적인 방법으로 성형할 수 있다. 예를 들면, 사출 성형기 내에서, 수지 온도가 PAS 수지의 융점 이상, 바람직하게는 당해 융점+10℃ 이상, 보다 바람직하게는 당해 융점+20℃ 이상의 온도 범위이며, 그리고, 상한값은 한정되지 않지만, 바람직하게는 융점+100℃ 이하, 보다 바람직하게는 당해 융점+50℃ 이하의 온도 범위에서 PAS 수지 조성물을 용융 하는 공정을 거친 후, 수지 토출구로부터 금형 내에 주입하여 성형하면 된다. 그때, 금형 온도도 공지의 온도 범위, 예를 들면, 실온(23℃) 이상, 바람직하게는 120℃ 이상으로, 그리고, 300℃ 이하, 바람직하게는 180℃ 이하로 설정하면 된다.

PAS 수지 조성물의 성형품의 제품으로서는, 예를 들면 파이프, 라이닝관, 캡 너트류, 관 이음매류(엘보, 헤더, 치즈, 리듀서, 조인트, 커플러 등), 각종 밸브, 유량계, 개스킷(시일, 패킹류) 등 유체를 반송하기 위한 배관 및 배관에 부속되는 각종 부품을 들 수 있다. 이 때문에, 예를 들면, 자동차 부품 등의 내연 기관에 부속되는, 연료 관계·배기계·흡기계 각종 파이프, 에어 인테이크 노즐 스노클, 인테이크 매니폴드, 연료 펌프, 엔진 냉각수 조인트, 워터 아울렛 등의 부품을 들 수 있고, 그 외 각종 용도에도 적용 가능하다.

[실시예]

이하, 실시예, 비교예를 이용하여 설명하지만, 본 개시는 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또, 이하, 특별히 언급이 없는 경우 「%」 및 「부」는 질량 기준으로 한다.

(원재료)

실시예 및 비교예에서 사용한 원재료는 이하와 같다.

<<PAS 수지 조성물>>

·DIC 주식회사 제조 「FZ-2140」(PPS 수지에 섬유상 충전재인 유리 섬유를 40% 배합, 이하 「PPS+GF40」으로 표기)

·DIC 주식회사 제조 「Z-215-G1」(PPS 수지에 엘라스토머와 섬유상 충전재인 유리 섬유를 15% 배합, 이하 「PPS+엘라스토머+GF15」로 표기)

·DIC 주식회사 제조 「Z-230」(PPS 수지에 엘라스토머와 섬유상 충전재인 유리 섬유를 30% 배합, 이하 「PPS+엘라스토머+GF30」으로 표기)

·DIC 주식회사 제조 「Z-650」(PPS 수지에 엘라스토머와 섬유상 충전재인 유리 섬유 및 필러를 50% 배합, 이하 「PPS+엘라스토머+GF/Filler50」으로 표기)

(평가)

평가는, 상기의 PAS 수지 조성물의 데이터를 이용한 컴퓨터 시뮬레이션에 의하여 실행되었다. 해석 소프트웨어로서, Ansys사 제조의 Ansys Mechanical 19.2가 사용되었다. 해석 수법은 유한 요소법이다. 강제 빼기 성형을 시뮬레이션하여, 발생하는 최대 주응력(인장 응력에 상당)을 산출하고, 최대 주응력이 상기의 PAS 수지 조성물의 인장 강도를 초과하는 경우에 파손이 발생한다고 평가했다. 평가 결과는, 후술하는 표 2와 같이, 파손이 발생한다는 평가인 「×」, 파손이 발생하지 않는다는 평가인 「△」 또는 양호하게 파손이 발생하지 않는다는 평가인 「○」로 나타내어졌다. 평가에 있어서, 해석 소프트웨어의 옵션은 이하와 같이 설정되었다.

·해석 재료: 상기의 PAS 수지 조성물의 각각에 대하여 비선형, 금형에 대해서는 선형의 금속 모델을 사용

·해석 형상: 강제 빼기 부분의 형상이 상이한 원통부(축대칭 이차원 모델의 배관 형상)

·온도 조건: 150℃

·접촉 조건: 원통부와 금형의 접촉면(변)이 마찰 계수 0.01로 미끄러져, 분리 있음 접촉, 안정화 감쇠 0.001, 법선 라그랑주 접촉 모델, 핀볼 영역 0.6mm 반경, 접촉 간 조정 램프 효과 없음

·구속 조건: 원통부의 근본 플랜지면을 3축 고정하여 구속

·하중 조건: 금형을 축 방향으로 6mm/5sec로, 팽출부가 빠질 때까지 강제 변위

·계산 조건: 대변형 모드 및 약한 스프링을 온

·메시 조건: 사각형 또는 삼각형의 2차 메시를 사용하고, 메시 사이즈는 0.1~0.4

[실시예 1~5]

[비교예 1~4]

실시예 1~5 및 비교예 1~4는, 상기의 컴퓨터 시뮬레이션에 있어서, 도 1과 같은 팽출부(11)를 갖는 원통부(10)로서 설정되었다. 실시예 1~5 및 비교예 1~4의 치수 및 파라미터는, 이하의 표 1과 같다. 또, 실시예 1~5 및 비교예 1~4를 상기의 4개의 PAS 수지 조성물 각각으로 구성한 경우에 있어서의 컴퓨터 시뮬레이션의 평가 결과는, 이하의 표 2와 같다.

실시예 1~5와 비교예 1~4의 대비로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기의 식 (a)를 만족하는 실시예 1~5에서는, 어느 PAS 수지 조성물로 구성된 경우이더라도 파손이 발생하지 않는다. 또, 실시예 1~4에서는 상기의 식 (b)도 만족한다. 실시예 1~4는, 상기의 식 (a)만을 만족하는 실시예 5와 비교하여, 특히 「PPS+GF40」 및 「PPS+엘라스토머+GF/Filler50」을 이용하는 경우에 있어서, 강제 빼기 시의 파손을 방지하는 효과가 높은 것이 확인되었다.

상기의 검토에 의하면, 원통부(10)를 포함하는 강제 빼기 성형품(1)은, 상기의 식 (a)를 만족함으로써, 선단 부분(16)이 휘기 쉽고, 또한, 강성을 확보할 수 있기 때문에, 강제 빼기 시의 파손을 방지할 수 있다. 또, 강제 빼기 성형품(1)은, 또한 상기의 식 (b)를 만족함으로써, 강성을 확보하면서 응력을 한층 더 완화시킬 수 있기 때문에, 강제 빼기 시의 파손을 방지하는 효과를 높일 수 있다.

1 강제 빼기 성형품
10 원통부
11 팽출부
12 정부
13 단차
14 접속 부분
14a 모서리부
15 선단
16 선단 부분
17 말단
18 경사부
21 외면
22 내면
30 금형

Claims

폴리아릴렌 설파이드 수지와 섬유상 충전재를 배합하여 이루어지는 폴리아릴렌 설파이드 수지 조성물을, 원통부를 구비하도록 형성한 강제 빼기 성형품으로서,
상기 원통부는, 선단 부분에 있어서 외경 방향으로 돌출하는 언더컷 형상의 팽출부를 갖고,
상기 원통부의 내면은, 상기 선단 부분에 있어서 외경 방향으로의 단차를 갖고, 상기 단차를 제외한 부분이 상기 선단 부분을 향할수록 상기 원통부의 내경이 넓어지도록 경사진 구배를 갖고,
상기 원통부의 내면의 상기 단차와의 접속 부분부터 상기 팽출부를 제외한 외면까지의 두께 D2, 상기 단차의 높이 D4, 상기 원통부의 내면의 상기 단차를 제외한 구배 높이 Dt를 이용하여, 이하의 식 (a)를 만족하는, 강제 빼기 성형품.
청구항 1에 있어서,
상기 원통부의 축 방향의 길이 Li, 상기 원통부의 선단부터 상기 팽출부의 정부(頂部)까지의 축 방향의 거리 L3, 상기 원통부의 선단부터 내면의 상기 단차와의 접속 부분까지의 축 방향의 거리 L4를 이용하여, 이하의 식 (b)를 만족하는, 강제 빼기 성형품.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 폴리아릴렌 설파이드 수지 조성물은, 폴리아릴렌 설파이드 수지 100질량부에 대하여, 상기 섬유상 충전재를 1~300질량부 포함하는, 강제 빼기 성형품.
청구항 3에 있어서,
상기 섬유상 충전재는, 유리 섬유, 탄소 섬유, 실란 유리 섬유, 세라믹 섬유, 아라미드 섬유 및 금속 섬유 중 적어도 1개인, 강제 빼기 성형품.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 팽출부의 정부에 있어서의 상기 원통부의 외경 C와, 상기 팽출부를 제외한 상기 원통부의 외경 B를 이용하여, 이하의 식 (c)로 나타내어지는 언더컷률이 5%~20%인, 강제 빼기 성형품.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 강제 빼기 성형품에 오로지 이용되고, 폴리아릴렌 설파이드 수지와 섬유상 충전재를 배합하여 이루어지는, 폴리아릴렌 설파이드 수지 조성물.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 강제 빼기 성형품을 제조하는, 강제 빼기 성형품의 제조 방법.