JPH01188534A

JPH01188534A - 非融解性芳香族ポリエーテルケトン成形物の製法

Info

Publication number: JPH01188534A
Application number: JP1148988A
Authority: JP
Inventors: Akira Suzuki; 晃鈴木; Masao Umezawa; 正夫梅澤
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1988-01-21
Filing date: 1988-01-21
Publication date: 1989-07-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、非融解性に優れた芳香族ポリエーテルケトン
成形物の製法に関する。

（従来の技術）芳香族ポリエーテルケトンは（以下ＰＥＥＫと称する）
、１０１社（英）が１９７７年に開発した耐熱性熱可塑
性樹脂としてよく知られている。

かかるＰＥＥＫは、熱成形性を持つ樹脂の中では、耐熱
性に富んでおり、更に、優れた耐薬品性、電気持性、力
学特性などを発揮することから、近年、その有用性が見
出されつつあり、例えば耐熱電線や半導体装置用部品、
高靭性複合材料、更に、繊維やフィルム製品などへの用
途展開が広く行われ始めている。

（発明が解決しようとする課題）しかし、かかるＰＥＥＫは、耐熱性に優れていると言え
ども、所詮、熱可塑性樹脂であるから、一端成形した物
が、融点（３３４°Ｃ）以上の加熱によって再び融解し
てしまい、このことが拡がりつつある用途展開に対して
、マイナス要因となっていた。

ところが、従来の技術には、本発明のような、ＰＥＥＫ
成形物を非融解性にするための工業的に有利な方法がな
かったため、多くの優れた特性を犠牲にしても、用途や
使用条件を制限せざるを得なかった。

本発明の目的は、非融解性に優れたＰＥＥＫ成形物を製
造する方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段）かかる現状に鑑みて、本発明者らは、従来の概念に囚わ
れることなく、鋭意検討を重ねた結果、遂に本発明に至
った。本発明によれば、容易に、しかも低コストに非融
解性ＰＥＥＫ成形物ができることは、極めて驚くべきこ
とである。

本発明は、前記の課題を解決するため、以下の構成を有
する。

（１）少なくとも一部が芳香族ポリエーテルケトンから
なる成形物を、Ｆｅ、　Ｃｏ、　Ｎｉ、　Ｃｒの中から
選ばれた少なくとも一種の金属及び／またはその化合物
から成る粉体と熱処理することを特徴とする非融解性芳
香族ポリエーテルケトン成形物の製法。

（２）芳香族ポリエーテルケトンからなる成形物が、少
なくとも６０重量％である請求項（１）記載の非融解性
芳香族ポリエーテルケトン成形物の製法。

（３）粉体の最大径の平均が、１ｍｍ以下である請求項
（１）記載の非融解性芳香族ポリエーテルケトン成形物
の製法。

（４）熱処理が、粉体でＰＥＥＫ成形物を被覆して行わ
れる請求項（１）記載の非融解性芳香族ポリエーテルケ
トン成形物の製法。

（５）熱処理が、流動層の中で行われる請求項（１）記
載の非融解性芳香族ポリエーテルケトン成形物の製法。

（６）熱処理が、芳香族ポリエーテルケトンのガラス転
移温度以上で行われる請求項（１）記載の非融解性芳香
族ポリエーテルケトン成形物の製法。

（７）金属化合物が、酸化物、水酸化物、塩化物、硫化
物、硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩およびカルボニル化合物
の中から選ばれた少なくとも一種である請求項（１）記
載の非融解性芳香族ポリエーテルケトン成形物の製法。

以下、本発明を更に詳細に説明する。

本発明でいう、ＰＥＥＫ　（芳香族ポリエーテルケトン
）とは、ＩＣＩ社（英）が合成に成功した次式の構造を
基本単位としているものが、特に好本発明においては、
かかるＰＥＥＫの重合度ｎは、成形加工可能な範囲であ
れば特に問題とはならない。また、基本単位を構成する
各ベンゼン環にアルキル基やハロゲンなどの置換基が付
加していてもよい。

また、本発明でいうＰＥＥＫからなる成形物とは、その
組成の少なくとも６０重量％、より好ましくは７０重量
％以上か上記したようなＰＥＥＫ成分である場合により
大きな効果を発揮する。この場合、ＰＥＥＫ以外の成分
として、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、アリレ
ート繊維などの繊維補強剤やチタン酸カリウムウィスカ
ー、フィラー、グラファイト、フッ素樹脂、ナイロン樹
脂あるいは可塑剤など一般公知な充填剤や配合剤ならど
のようなものが含まれていてもよい。

また、成形物の形状は、射出成形品、繊維製品、フィル
ム、シート、被覆膜など特に限定しないが、例えば、繊
維製品やフィルムなど表面積率の大きな成形物は、短時
間で処理できるという利点があって特に好ましい。この
ことから、１デニール以下の極細繊維製品や厚さ１０ミ
クロン以下のフイルムや被覆膜などはより好ましい。な
お、これらのものの製法は、従来公知の方法が適用でき
、なんら制限されるものではない。

本発明においては、これらの成形物を以下詳しく説明す
るような金属及び／またはその化合物からなる粉体と共
に熱処理する。

本発明で使用する金属及び／またはその化合物としては
、以下のものが望ましい。即ち、Ｆｅ、　Ｃｏ、Ｎｉ、
Ｃｒから選ばれた少なくとも一種の金属及び／またはそ
の化合物、つまり酸化物、水酸化物、塩化物、硫化物、
硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩、カルボニル化合物などから
選ばれた一種以上を使用することが望ましい。

これらは、単独の金属系からでも、あるいは複数の金属
系の組合わせからでも必要に応じて選ぶことができる。

なかでも好ましいのは鉄系を主体とする場合であり、鉄
系のなかでも、酸化鉄系を含む場合は特に好ましい。

以上の金属及び／またはその化合物を、本発明では粉体
として使用するが、その形状はどのようなものであって
もよい。また、大きさは、処理するＰＥＥＫ成形物に応
じて自由に変えられるが、好ましくは粉体の最大径の平
均が１ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以下、特に
好ましいくはｏ、１ｍｍ以下のものがよい。また、粉体
同士に多少の二次的な凝集があっても、特に効果は変わ
らない。

次に、本発明における、かかる粉体と共にＰＥＥＫ成形
物を熱処理する方法は、以下のごとくである。

即ち、まず、粉体とＰＥＥＫ成形物の処理系内での存在
状態は、ＰＥＥＫ成形物の少なくとも処理部分を粉体で
覆っていることが望ましい。この場合、粉体とＰＥＥＫ
成形物を完全に接触させる必要はないが、接触点を多く
するほど好ましく、また、５ミクロン以上の被覆層とす
る場合が好ましい。例えば、粉体を水や有機溶剤などの
液体で分散状態にし、これをＰＥＥＫ成形物に塗布する
方法などで粉体をＰＥＥＫ成形物に被覆してから、熱処
理するような方法は好ましい。

更に、処理中において、ＰＥＥＫ成形物と粉体は静置さ
せた状態でもよい。また、少なくともどちらか一方を流
動させた場合も好ましい。この場合、一般公知のいわゆ
る流動層によるような方法を使うことは、特に好ましい
。また、粉体を流動させる場合は、流動性を高めるため
に、各種の粒子などの流動助剤を用いてもよい。

更に、本発明では、処理系のなかに、気体または液体の
流動層を存在させてあく。これは流動性が高く、酸素を
多く含んでいる場合が好ましい。

従って、空気は特に好ましいのである。このことは本発
明が容易で、しかも低コストとなることの要因の一つと
なっている。

次に、本発明における熱処理の温度は、ＰＥＥＫのカラ
ス転移温度の１４３°Ｃから融点の３３４℃までが好ま
しいが、より好ましくは１６０’Ｃ以上、更に好ましく
は１９０’Ｃ以上がよい。

また、処理時間は、ＰＥＥＫ成形物の大きさや形状によ
って異なるか、少なくとも５秒処理することが望ましい
。

更に、高温でより優れた力学特性を維持するために以下
の処理を行うことはより望ましい。即ち、上記処理によ
って、非融解性となったＰＥＥＫ成形物を、更に、同じ
処理系で融点〜４５０’Ｃまての温度で少なくとも５秒
処理すれば、高温でより優れた力学特性を維持するよう
になるのでより好ましいのである。この場合、ＰＥＥＫ
成形物の組成、形状、目的に応じて条件を変えることが
望ましい。また、より高温で処理すれば、処理時間が短
くでき、力学特性もより高温で維持できるようになって
好ましい。ただし、この場合急速に高温にさらす方法を
とると成形物が変形することもあるので、３〜１０’Ｃ
／分の範囲の昇温速度で徐々に目標処理温度まで昇温す
るか、温度を数段階に分けて処理することが望ましい。

以下、実施例によって本発明を更に詳しく説明する。な
お、いうまでもないか、本発明はこれらに拘束されるも
のではない。

（実施例）実施例１充填剤の無い芳香族ポリニーデルケトン（ＰＦＥＫ：Ｉ
ＣＩ社製ＶＩＣＴＲＥＸ”　）を、１５０℃、５時間熱
風乾燥後、紡糸温度３９０℃、紡糸速度１００ｍ／分で
巻取り、次いで、延伸温度２６０’Ｃ１延伸速度１００
ｍ／分で２倍に延伸した。

得られたＰＥＥＫ繊維は、１００デニール／８フイラメ
ントであった。また、破断強度６ｃ＋／ｄ、破断伸度１
６％であった。

次に、得られたＰＥＥＫ繊維を１０ｃｍ程度にカットし
、空気中、酸化第二鉄の粉体と流動層で熱処理した。処
理条件は以下の通りであった。

■室温から、５℃／分で２８０’Ｃまで昇温。

０２８０°Ｃで３０分処理。

■５°Ｃ／分で３５０’Ｃまで昇温 ■３５０℃で１０分処理。

次に、得られたＰ　Ｅ　Ｅ　ＫｆｉＡＲを、冷却後、水
洗し酸化第二鉄を除去した。

得られた繊維を、セラミックス製のホットプレート上で
４００℃まで加熱したが、形状は変わらず、融解しない
と判定できた。

更に、３５０’Ｃでの破断強度保持率は５０％を越え、
非常に良好であった。

比較例１実施例１と同じ方法で得たＰＥＥＫ繊維について、酸化
第二鉄の粉体との熱処理を行わずに高温での破断強度保
持率を測定したところ、３５０℃では融解してしまい測
定不能であった。

実施例２２０％のガラス繊維を含む芳香族ポリエーテルケトン（
ＰＥＥＫ：ＩＣＩ社製ＶＩＣＴＲＥＸＦｌ　）を、１５
０℃、５時間熱風乾燥後、ベントタイプの押出機を用い
て、成形温度４１０’Ｃ１金形温度２１０℃でのＡＳＴ
Ｍ熱変形試験片を射出成形した。

次に、得られた試験片を実施例１と同じように、空気中
、酸化第二鉄の粉体と流動層で熱処理した。

ただし、処理条件については以下の通りである。

■室温から、５℃／分で３００’Ｃまで昇温。

■３００’Ｃて６０分処理。

■５°Ｃ／分で３８０°Ｃまて昇温 ■３８０℃で６０分処理。

得られた試験片を、水洗し、酸化第二鉄を除去した。こ
れをＡＳＴＭ　　Ｄ−６４８試験法に従い、荷重１８．
６Ｋｉ９／ｃｆｆｌで熱変形温度を測定したところ、３
８０’Ｃを越えても熱変形しないことがわかった。

比較例２アルミナの粉体を用いたこと以外は実施例２と同じ方法
でＰＥＥＫからなるＡＳＴＭ熱変形試験片を熱処理した
ところ、３８０’Ｃの処理に耐えられず融解した。

実施例３実施例１と同じＰＥＥＫを使用し、１５０’Ｃ１５時間
熱風乾燥後、２９０’Ｃ１’Ｔダイからロールへ押出し
、これを縦、横に逐次二軸延伸して、厚さ５０ミクロン
のフィルムを得た。次にこのフィルムを１０ｃｍ四方に
カットしその両面に、水でペースト状にした酸化第二鉄
の粉体を塗布した。次に、熱風乾燥器にて１２０’Ｃで
６０分子備乾燥した後、以下の条件て熱処理した。なお
、予備乾燥後、塗布した酸化鉄の被覆層は、厚さおよそ
０゜１ｍｍとなっていた。

−１３＝ ■５°Ｃ／分で３００　’Ｃまで昇温。

■３００　’Ｃで３０分処理。

■５℃／分で３５０’Ｃまで昇温。

０３５０℃で３０分処理。

得られたフィルムを水洗し、酸化第二鉄を除去した。

得られたフィルムは、およそ１３００に！ｊ／ｃｒＡの
破断強度であった。更に、このフィルムを、実施例１と
同じ方法で４００’Ｃまで加熱したが、形状は変わらす
、融解しないと判定できた。

（発明の効果）本発明は、以下の大きな効果をもたらす。

■　従来に無い、非融解性を有するＰＥＥＫ成形物が得
られる。

■　ＰＥＥＫが本来持っている優れた特性を損なうこと
なく処理できるため、その用途が大きく広がる。

■　あらゆる形状の成形物に対して、容易に、しかも低
コス１〜で上記の特性を（＝を与できる。

■　繊維やフィルムなどの表面積率の大きな成形物に対
して、特に高強度、高弾性率なものが短時間に得られる
。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも一部が芳香族ポリエーテルケトンから
なる成形物を、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒの中から選ばれ
た少なくとも一種の金属及び／またはその化合物から成
る粉体と熱処理することを特徴とする非融解性芳香族ポ
リエーテルケトン成形物の製法。
（２）芳香族ポリエーテルケトンからなる成形物が、少
なくとも６０重量％である請求項（１）記載の非融解性
芳香族ポリエーテルケトン成形物の製法。
（３）粉体の最大径の平均が、１ｍｍ以下である請求項
（１）記載の非融解性芳香族ポリエーテルケトン成形物
の製法。
（４）熱処理が、粉体で芳香族ポリエーテルケトン成形
物を被覆して行われる請求項（１）記載の非融解性芳香
族ポリエーテルケトン成形物の製法。
（５）熱処理が、流動層の中で行われる請求項（１）記
載の非融解性芳香族ポリエーテルケトン成形物の製法。
（６）熱処理が、芳香族ポリエーテルケトンのガラス転
移温度以上で行われる請求項（１）記載の非融解性芳香
族ポリエーテルケトン成形物の製法。
（７）金属化合物が、酸化物、水酸化物、塩化物、硫化
物、硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩およびカルボニル化合物
の中から選ばれた少なくとも一種である請求項（１）記
載の非融解性芳香族ポリエーテルケトン成形物の製法。