JPH03285954A - 軽量化ポリアリーレンサルファイド樹脂組成物及びその成形品 - Google Patents

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〕 本発明は軽量ポリアリーレンサルファイド樹脂組成物及
びその成形品に関する。更に詳しくは、本発明は機械的
物性、特に剛性、耐熱性に優れ、且つ軽量で表面平滑性
に優れ、しかも低コストのポリアリーレンサルファイド
樹脂組成物及びその成形品に関し、特に自動車等の輸送
機の部品材料、例えばランプリフレクタ−等として好適
な材料に関するものである。

〔従来の技術とその課題〕

近年、電気・電子機器部品材料、自動車機器部品材料、
化学機器部品材料には、高い耐熱性でかつ耐化学薬品性
を有し、なおかつ難燃性の熱可塑性樹脂が要求されてき
ている。ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂に
代表されるポリアリーレンサルファイド（ＰＡＳ）樹脂
もこの要求に応える樹脂の一つであり、需要を伸ばして
いる。しかし、この樹脂はやや高価であり、また一般に
そのままでは機械的性質、特に弾性率に乏しく、これら
の性質を補強し、また同時に変形防止、低コスト化を計
るために充填剤を多量に配合することが専ら行われてい
る。

しかしながら、このような一般の無機充填剤の配合は、
成形品表面の平滑性が悪化すると同時に流動性が悪くな
り、なおかつ重量が増加するという好ましからざる現象
がみられる。輸送機器部品、例えば自動車用ランプリフ
レクタ−等の成形品には耐熱性と一定の機械的性質を備
えかつ平滑性に優れ、しかも軽量であることが期待され
ているが、このような要件をすべて備えた材料又は成形
品は未だ実現できないでいるのが現状である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らはこの様な状況に鑑み、一定の機械的物性と
耐熱性を有し、変形（そり）が少なく、かつ表面平滑で
、軽量な樹脂材料を開発すべく鋭意検討した結果、ＰＡ
Ｓ樹脂に特定の肉厚を有する中空状で略球粒状の充填剤
の配合がかかる課題の解決に有効であることを見出し、
本発明に至った。

即ち本発明は、 （Ａ）ポリアリーレンサルファイド樹脂１００重量部に
、 （Ｂ）下式で示される壁厚比が５〜７０の微小中空球状
充填剤５〜３００重量部 を配合してなるポリアリーレンサルファイド樹脂組成物
並びにこれを成形してなる成形品を提供するものである
。

本発明は前記（Ａ）、（Ｂ）成分よりなる基本的要件を
備えることによりほぼその目的を達成するが、更に（Ｂ
）成分以外の充填剤、特にガラス繊維を補助的に適宜配
合することによって前記の特徴に加え更に目的に応じて
所望の機械的物性等を調整することを含むものである。

以下、本発明の組成物の構成成分につき詳しく説明する
。

本発明の樹脂材料における（Ａ）成分としての基体樹脂
はポリアリーレンサルファイド樹脂であり、主たる繰り
返し単位＋Ａｒ−５）−（但し、Ａｒはアリーレン基）
で構成されたものである。

アリーレン基（Ａｒ＞−とじては、例えば、ｐ−フェニ
レン基、ｍ−フェニレンＭ、０　　フェニレン基、置換
フェニレン基（但し置換基はアルキル基、好ましくは０
１〜Ｃ６のアルキル基又はフェニル基）、ｐ、ｐ″−フ
ユニレンスルフォン基、ｐ、　ｐ’−ビフェニレン基、
ｐ、ｐ’−ジフェニレンエーテルＬｐ、ｐ’−’；フェ
ニレンカルボニル基、ナフタレン基などが使用できる。

この場合、前記のアリーレン基から構成されるアリーレ
ンサルファイド基の中で、同一な繰り返し単位を用いた
ポリマー、即ちホモポリマーを用いることができるし、
組成物の加工性という点から、異種繰り返し単位を含ん
だコポリが好ましい場合もある。

ホモポリマーとしては、アリーレン基としてｐ−フェニ
レン基を用いた、実質上直鎮状分子構造のポリｐ−フェ
ニレンサルファイドが特に好ましく用いられる。

コポリマーとしては、前記のアリーレン基の２種以上の
組み合わせよりなり、特にｐ−フェニレン基を主体とし
ｍ−フェニレン基を５〜３０モル％、特に１０〜２５モ
ル％含むものが好ましい。

この場合、成分の繰り返し単位がランダム状のものより
、ブロック状に含まれているもの（例えば特開昭６１−
１４２２８号公報に記載のもの）が、加工性、耐熱性、
機械的物性が優れており、好ましく使用できる。

本発明に使用する（Ａ）成分としてのＰＡＳ樹脂は特に
限定するものではなく、酸化架橋又は熱架橋によるポリ
マーも使用できるが、好ましいのは２官能性モノマーか
ら重縮合によって得られる架橋度の低い実質的に線状の
分子構造を有するポリマーである。また、一部分岐又は
架橋ポリマーが混合していてもよい。

中でも温度３１０℃、剪断速度１２００／秒の条件下で
測定した溶融粘度が１０〜１０．０００ポイズ、好まし
くは５０〜５．０００ポイズの範囲にある実質上線状の
ポリマーが適当である。１０ボイズ未満では流動性が良
すぎて溶融加工が困難であり、仮に成形物が得られたと
しても、機械的強度などが低（好ましくない。また、１
０．０００ポイズを越えるものは流動性が悪く溶融加工
が困難である。

また、本発明の基体樹脂としては、その目的に支障のな
い範囲でＰＡＳ樹脂の他に、他の熱可塑性樹脂を補助的
に少量併用することも可能である。ここで用いられる他
の熱可塑性樹脂としては、高温において安定な熱可塑性
樹脂であればいずれのものでもよい。例えば、オレフィ
ン系ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチ
レンテレフタレート、完全芳香族ポリエステル等の芳香
族ジカルボン酸とジオールあるいはオキシカルボン酸な
どからなる芳香族ポリエステル系ポリマー、ポリアミド
系ポリマーポリカーボネート、ＡＢＳ、ポリフェニレン
オキサイド、ポリアルキルアクリレート、ポリアセター
ル、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテ
ルイミド、ポリエーテルケトン、フッ素樹脂などをあげ
ることができる。また、これらの熱可塑性樹脂は２種以
上混合して使用することもできる。

次に本発明の材料の特徴的な配合成分として用いられる
微小中空球状充填剤（Ｂ）　とは、壁厚比（前記式）が
５〜７０の中空状で略球状の充填剤であり、ガラス、シ
リカ、炭素、シラス等の無機物を原料とするものが一般
に有効であり、またフェノール樹脂等の有機物からなる
ものであってもよい。壁厚比が７０より大きいものはそ
れ自体の強度が十分ではなく、各成分のブレンド時、押
出機による溶融混練時や射出成形時の摩擦、剪断力、圧
力により破壊されやすく、軽量化の効果が得られないの
みならず、平面の平滑度も悪化し好ましくない。

ＰＡＳ樹脂は他の樹脂に比べて微小中空球状充填剤の壁
厚比が比較的大なる場合にもそれを破壊しない傾向を有
し、薄肉軽量のものを使用しうる特長を有するが、これ
とても限界がある。

また、逆に壁厚比の小さいものは目的とする成形品の軽
量化が達成できず、本発明の目的から適当でない。特に
好ましい壁厚比はｌＯ〜５０である。

ここで使用される微小中空球状充填剤の粒子（外）径は
１〜２００μｍのものが好ましい。特に好ましくは５〜
１００μｍである。

また、その形状もほぼ球状であればよく、偏平したもの
であってもよい。

この微小中空充填剤（Ｂ）の配合量は、ＰＡＳ樹脂１０
０重量部に対し５〜３００重量部であり、特に好ましく
は１０〜２００重量部の範囲である。

５重量部未満では機械的物性、耐熱性等、目的とする物
件の改良効果が十分でなく、過大になると成形加工性が
悪く、機械的物性も低下するために好ましくない。

次に、本発明の組成物は更にその目的に応じて上記（Ｂ
）成分以外の無機及び有機の充填剤（Ｃ）を配合するこ
とができる。

かかる充填剤（Ｃ）は必ずしも必須とされる成分ではな
いが、機械的特性、耐熱性、寸法安定性（耐変形、そり
）、電気的性質等の性質に優れた成形品を得るためには
補助的に配合することが好ましく、これには目的に応じ
て繊維状、粉粒状、板状の充填剤が用いられる。特に（
Ｂ）成分との併用が好ましい充填剤（ロ）は繊維状充填
剤である。

繊維状充填剤としては、ガラス繊維、炭素繊維、アスベ
スト繊維、シリカ繊維、シリカ・アルミナ繊維、アルミ
ナ繊維、ジルコニア繊維、窒化硼素繊維、窒化珪素繊維
、硼素繊維、チタン酸カリ繊維、更にステンレス、アル
ミニウム、チタン、銅、真鍮等の金属の繊維状物などの
無機質繊維状物質が挙げられる。尚、ポリアミド、フッ
素樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂などの高融点
有機質繊維状物質も使用することができる。特に代表的
な繊維状充填剤はガラス繊維である。

微小中空球状充填剤（Ｂ）　とともに繊維状充填剤、特
にガラス繊維を併用すると、少量でも機械的物性と熱変
形温度が大幅に改良される。

本発明において（Ｃ）成分として用いられるガラス繊維
は通常市販されているものでよく、その寸法は特に限定
されないが、直径２〜２０μｍ、長さ０．０３〜１５ｍ
ｍのものが好ましい。

一般にガラスの種類としては、Ａガラス、Ｅガラスなど
いずれでも使用可能であるが、特に好ましいのは樹脂と
混練した時、溶出分の少ないＥガラスである。

（Ｃ）成分としては、本発明の目的を阻害しない範囲で
繊維状以外の粉粒状あるいは板状充填剤を補助的に配合
することもできる。

粉粒状充填剤の例としては、カーボンブラック、黒鉛、
シリカ、石英粉末、ガラスピーズ、ガラス粉、珪酸カル
シウム、珪酸アルミニウム、カオリン、タルク、クレー
、珪藻土、ウオラストナイトの如き珪酸塩、酸化鉄、酸
化チタン、酸化亜鉛、三酸化アンチモン、アルミナの如
き金属の酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムの
如き金属の炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウムの如
き金属の硫酸塩、その他フェライト、炭化珪素、窒化珪
素、窒化硼素、各種金属粉末等が挙げられる。

また、板状充填剤の例としては、マイカ、ガラスフレー
ク、各種の金属箔等が挙げられる。

これらの無機及び有機充填剤（Ｃ）は１種又は２種以上
併用することができる。

しかし、これらガラス繊維等の充填剤（Ｃ）の配合は本
発明の目的とする材料の軽量化と表面平滑性に逆行する
ものであり、必要最小限に止めることが好ましく、その
配合量はＰＡＳ樹脂１００重量部に対して１００重量部
以下が好ましく、特に好ましくは５〜５０重量部の範囲
である。

本発明の組成物に配合される（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分
はその一部又は全部が表面処理剤で処理され、或いは収
束剤で収束されたものを使用することができる。かかる
処理剤又は収束剤としては、エポキシ系化合物、イソシ
アネート系化合物、シラン系化合物、チタネート系化合
物等の官能性化合物、その地熱可塑性樹脂等が用いられ
る。

次に本発明の材料は上記成分と共に、（Ｄ）アルコキシ
シラン化合物を添加配合することが物性上好ましい。

このために用いられる（Ｄ）アルコキシシランとは、ビ
ニルアルコキシシラン、エポキシアルコキシシラン、ア
ミノアルコキシシラン、メルカプトアルコキシシラン、
アリルアルコキシシランの１種又は２種以上であり、 ビニルアルコキシシランとしては、例えばビニルトリエ
トキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリ
ス（β−メトキシエトキシ）シランなど、 エポキシアルコキシシランとしては、例えばＴ−グリシ
ドキシプロビルトリメトキシシラン、β−（３，４−エ
ポキシシ々ロヘキシル）二チルトリメトキシシラン、γ
−グリシドキシプロビルトリエトキシシランなど、 アミノアルコキシシランとしては、例えばＴ−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、Ｔ−アミノプロピルトリエ
トキシシラン、Ｔ−アミノプロピルメチルジメトキシシ
ラン、Ｔ−アミノプロピルメチルジェトキシシラン、Ｎ
−（β−アミノエチル〉−γ−アミノプロピルトリメト
キシシラン、Ｎ−フェニル−Ｔ−アミノプロピルトリメ
トキシシランなど、 メルカプトアルコキシシランとしては、例えばＴ−メル
カプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプ
ロピルトリエトキシシランなど、 アリルアルコキシシランとしては、例えばＴ−ジアリル
アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｔ−アリルアミノ
プロピルトリメトキシシラン、γ−アリルチオプロピル
トリメトキシシランなどが挙げられる。

この様なアルコキシシランの添加は、本発明の材料の如
く球粒状の充填剤を多量に配合した組成物において、と
かく生じがちな靭性の低下を補うのに有効である。

（Ｄ）成分としてのアルコキシシラン化合物の使用量は
、（Ａ）ＰＡＳ樹脂１００重量部に対して５重量部以下
であり、好ましくは０．０１〜３重量部である。

アルコキシシラン化合物は前記充填剤（Ｂ）及び／又は
（Ｃ）の表面処理剤又は収束剤としてこれらに付着させ
て添加してもよく、また単独で加えてもよい。

更に、本発明の組成物には、一般に熱可塑性樹脂に添加
される公知の物質、即ち酸化防止剤や紫外線吸収剤等の
安定剤、帯電防止剤、難燃剤、染料や顔料等の着色剤、
潤滑剤及び結晶化促進剤、結晶核剤等も要求性能に応じ
適宜添加することができる。

本発明のＰＡＳ樹脂組成物は、一般に合成樹脂組成物の
調製に用いられる設備と方法により調製することができ
る。即ち必要な成分を混合し、１軸又は２軸の押出機を
使用して混練し、押出して成形用ペレットとすることが
でき、各成分の分散混合をよくするため樹脂成分の一部
又は全部を粉砕し、混合して溶融押出すること、また樹
脂成分（Ａ）及び／又は（Ｄ）成分を予め溶融混練し、
その途中へ（Ｂ）及び／又は（Ｃ）成分を添加する方法
は充填剤の破損を防止する上で好ましい方法である。

このようにして得た材料ペレットは射出成形、押出成形
、真空成形、圧縮成形等、一般に公知の熱可塑性樹脂の
成形法を用いて成形することができる。最も好ましいの
は射出成形である。

〔実　施　例〕

以下に実施例を示すが、本発明はこれに限定されるもの
ではない。

実施例１〜１０、比較例１〜４ 表１に示す如き量の各成分を加えて２分間ブレンダーで
混合し、これをシリンダー温度３１０℃の押出機にかけ
て溶融混練し、ポリフェニレンサルファイド樹脂組成物
のペレットをつくった。次いで射出成形機でシリンダー
温度３２０℃、金型温度１５０℃で試験片を成形し、物
性値（比重、引張強伸度、曲げ特性）を測定した。また
、成形品表面の平滑性を測定するために、射出成形機を
用いてシリンダー温度３２０℃、金型温度１５０℃で１
２０ｍｍｘ１２０ｍｍ　Ｘ　３ｍｍの平板を成形し、写
像性測定器（スガ試験機製）を使用して、光学＜　Ｌｌ
、Ｏｍｍ　、反射角４５°の条件で写像性を測定した。

結果を表１に示す。

〔発明の効果〕

以上の説明及び実施例で明らかな如く、本発明の組成物
は耐熱性、機械的性質に優れ、成形品とした場合変形が
なく、表面平滑性もよく、しかも軽量で、かかる性質の
要求される機器部品、材料に好適であり、特に輸送機器
部品、例えば自動車のランプリフレクタ−等には極めて
好適である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　（Ａ）ポリアリーレンサルファイド樹脂１００重量
   部に、 （Ｂ）下式で示される壁厚比が５〜７０の微小中空球状
   充填剤５〜３００重量部を配合してなるポリアリーレン
   サルファイド樹脂組成物。 中空球状充填剤の平均外径壁厚比＝中空球状充填剤の壁
   の平均厚さ ２　請求項１記載の（Ａ），（Ｂ）成分に更に（Ｃ）成
   分として（Ｂ）成分以外の充填剤５〜１００重量部を配
   合してなるポリアリーレンサルファイド樹脂組成物。 ３　（Ｃ）成分がガラス繊維である請求項２記載のポリ
   アリーレンサルファイド樹脂組成物。 ４　更に（Ｄ）成分としてアルコキシシラン化合物を０
   ．０１〜５重量部配合してなる請求項１〜３の何れか１
   項記載のポリアリーレンサルファイド樹脂組成物。 ５　請求項１〜４の何れか１項記載のポリアリーレンサ
   ルファイド樹脂組成物を成形してなる成形品。