JPS6038452A - フツ化ビニリデン系樹脂組成物 - 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】 カリウム繊維を添加することにより該樹脂が本来有して
いる特性を損うことなく新たに他の優れた性質が賦与さ
れたフツ化ビニリデン糸ａｋ組成物に関する。

ポリフッ化ビニリデン（以下、ＰｖＤＦという）などの
フツ化ビニリデン系樹ＪＩ’ｉｉはポリテトラフルオロ
エチレンなどの他のフッ素４Ｊ脂とｔ’ｔＪｍに耐薬品
性、耐候性、耐油性、耐放射線性などにおいて非常に優
れた性質を有し、さらに引張強度または耐クリープ性な
どの機械的性質に関してはフッ素樹脂のなかで最６優れ
ているため、パイプ、ガスケット、パンキングまたは塗
料などの工業材料として使用されている。

しかしながら成形性に関してはポリテトラフルオロエチ
レンなどと比較して非常に容易である反面、一般の熱可
塑性樹脂と比較したばあい成形収縮率が大きいこと、耐
熱性が必ずしも充分とはいえないこと、さらには構造材
料とじてｆＪ４用するにはいまだ機械的強度が満足のい
くレベルにないことなどの理由により、実際にはその利
用分野が限られたものとなっているのが現状である。

従来より７３）かる問題を解決すべく種々検討がなされ
てきており、繊維長０．１〜５ｍｍの炭素繊維または黒
鉛繊維を３０％（重量％、以下同様）以下の範囲内で添
加することによってのみ、耐熱性の向上、成形収縮率の
改善および機械的性質の強化がみられることが判明して
いる。

しかしながら、前記炭素繊維または黒鉛繊維の添加によ
る機械的性質の改良効−果は充分でなく、引張強度およ
び曲げ強度において無充填のばあいの高々、１．５倍、
炭素繊維市たは黒鉛繊維の添加効果の特長である曲げ弾
佳率においても高々２．５倍にとどまる。さらに炭素繊
維または黒＠Ｆ′ＪＩ’Ｊ！＜　Ｋ、１０は平均繊維径
が７〜１２μｍ１平均繊維長が１００７７ｍ以上と比較
的長い繊維状物であるため、成形時に配向して成形収縮
率に異方性を生じやず＜、シたがって強度的にも異方性
を生じ、複雑な形状の製品ではほとんど強化されない部
分が発生して所期の製品かえられないという大きな問題
を抱えている。一 本発明者らは叙上の実情に鑑み、鋭意検討を重ねた結果
、炭素繊維または黒鉛繊維よりもそのサイズにおいて１
桁以上も小さなチタン酸カリウム繊維を用いることによ
り、上記諸問題を全て解決しうることを見出し、本発明
に到達した０ すなわち本発明は、フッ化ビニリデン系樹脂にチタン酸
カリウム繊維を５〜４０％添加したことを特徴とするコ
ツ化ビこリデン系尉脂組成物に関する。

本発明に使用しうるフッ化ビニリデン系樹脂とは、フッ
化ビニリデンモノマーを懸濁重合、乳化重合、溶液重合
またはそのほかのあらゆる方法で製造することによって
えられたフッ化ビニリデンホモポリマーのみならず、本
質的にはかかるホモポリマーと同等の特性を有するフッ
化ビニリデン成分を９０モル％以上含有するフッ化ビニ
リデンコポリマーをもまた指すものである。かかるコポ
リマーのはあいフッ化ビニリデンモノマーと共重合可能
なモノマーとしては、たとえば４フツ化エチレン、６フ
ツ化プロビレ：ｚ、１塩化３フツ化エチレンおよびフッ
化ビニルなどがある。

フッ化ビニリデン系樹脂の重合度は固有粘度ηｉｎｈで
表示して約０．５〜２．ｏｌながんづ＜ｏ、８〜１．５
ノものであることが好ましい。ここにおいて述べるηｉ
血は式： （式中、Ｃはポリマーのジメチルホルムアミド溶液の濃
度ＣＤ、４９／ｄｌ）　、ηはｆ？ポリマージメチルホ
ルムアミド溶液の粘度およびη０はジメチルポルムアミ
ド単独の粘度を表わし、それぞれ６０゛Ｃで測定された
値である）で示される値である。

＋＋ｉＪ　記η１油が０．５未満であるとこフッ化ビニ
リデン系樹脂の機械的物性が低くなり、逆に２・０を超
えると溶融粘度が高くなりすぎて成形加工性に問題が生
じ、いずれも好ましくない。

本発明に使用しうるチタン酸カリウム繊維とは、一般式
： ％式％） （式中、ｎは２〜８の整数を表わす）で示される単結晶
繊維を意味し、具体的にはたとえば４チタン１ジカリウ
ム繊維、６チタン酸カリウム繊維、８チタン酸カリウム
繊維などの単独またはそれらの毘金物であって、平均線
維径が０．１〜２μｍ１平均繊維長が５〜１００μｍお
よび平均繊維長／平均繊維径（アスペクト比）が１０〜
２００のものが好適に使用される。

本明細書中でいうチタン１顎カリウム繊維の平数につい
て調べ、１視野あたり少なくとも１０本以上の繊ＫＨＨ
について測定された値の平均値であり、アスペクト比と
はそのような繊維の平均繊糸１［長を平均繊維径で除し
た値を意味するものである。

・ｆ−タン酸カリウム繊維の平均繊維径、平均繊維長４
−３よびアスペクト比が前記範囲をはずれるばあい、た
とえば平均繊維径が１μｍよりも大で、平均繊維長が５
μｍよりも小、すなわちアスペクト比が５であって１０
よりも小であるばあいは補強効果か小さくなって好まし
くない。また平均繊維径が０．１μｍ以下の超極細繊維
または繊維畏が１００７’ｍよりも長い繊維は工業的に
製造することが困難であり実用性に乏しい。

チタン酸カリウム繊維の配合量としては５〜４０％が適
正である。５％未満では補強効果が乏しくなり、一方４
０％を超えると充填量の割りに物性改良効果が顕著でな
くなるほか、溶融粘度が高くなりすぎて成形性に問題が
生じ、いずれも好ましくない。

本発明において使用されるチタン酸カリウム繊維はフッ
化ビニリデン系樹脂との接着性を高める目的で、シラン
系カップリング剤、チタネート糸カップリング剤、エー
ボキシ樹脂、エポキシウレタン樹脂などで表面処理され
たものが好適に用いられる。また７）化ビニリデン糸樹
脂と表面処理されていないチタン酸カリウム繊維とを混
合押出し７して樹脂組成物（ペレット）を製造するとき
にシラン系カップリング剤などを添加する方法によって
も、無処Ｊｉｌのチタン酸カリウム繊維をそのまま使用
したばあいより物性改良効果がさらに大きくなる傾向が
みられる。

本発明の樹脂組成物の製法としては種々の方法が適用で
き、たとえば （１）フッ化ビニリデンモノマーなどを重合せしめる当
初からチタン酸カリウムｂ＜　Ｍ’ｉを配合しておく方
法、 （２）重合またはポリマー取出し途中においてチタン酸
カリウム繊維を配合する方法、 （３）重合または取出しおよび乾燥が終了したフッ化ビ
ニリデン系樹脂をペレット化する段階でチタン酸カリウ
ム繊維を押出機などを用いて該樹脂に混練し、押出した
のち、水冷およびカッティングしてペレット化する方法 などが適用可能であり、とくに（３）の方法が最も実用
的である。

また本発明における改良効果に支障を及ぼさない範囲内
で本発明の樹脂組成物に％　ＯａＳ　ＢＩＮＺｎ、Ｍｇ
などの水酸化物、炭酸塩などの熱安定剤、テレフタル酸
、カオリン、タルク、珪ｆｔｓ土などの結晶性改良剤（
結晶核剤）、トリブ田パルギルシアヌレートなどの架橋
剤などの添加剤を目的に応じて適宜添加してもよい。　
一 本発明の樹脂組成物は従来公知の炭素繊維強化品のばあ
いと比較して繊維サイズがおよそ１／１０〜１／１００
のミクａｆｌ繊維材料であるチタン酸カリウム繊維を強
化材料として用いるのにもかかわらず、機械的性質の改
良効果が前記炭素強化品よりも大きいことは他のプラス
チック材料には認められない特異的な現象であるｏしか
もミクロ繊維充填における特長である成形時の配向性（
成形収縮率の異方性）が小さいこと・寸法精度が大幅に
向上すること、接離な形状の部品または非常に小型で薄
肉な部品の成形力（ｐＪ能となることおよび従来の炭素
繊維強化品とｔｔ較して表面平滑性、光沢性が良好で製
品外値力（非常に優れることなど、その実用的価値は極
めて大きく、従来利用できなかった応用分野（ギア、軸
受などの機械部品、小型歯車なとの精密部品、ロールな
どの面精度を要求される摺動部品など）、さらには従来
から使用されてｌ、ｚるライニング用シートやライニン
グ用粉末コーティングなどの分野への適用が口■龍であ
り、上記物性の改良効果が期待できる。

以下、本発明を実施例に基づい°Ｃざらに詳しく説明す
るが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものでは
ない。

実施例１〜５および比較例１ ＰＶＤＦ粉末（商品名、ＫＩＴ’ポリマー＋１０００ｓ
呉羽化学工９　（ｌｉｅ製、ηｉｎｈ　＝　１．００　
）にエポキシシラン処理を施した平均繊維径０．６μｍ
１平均繊維長１５μｍのチタン酸カリウム繊維（商品名
、テイスモ−Ｄ１０２、大球化学薬品（Ｆ（転）製）を
それぞれ第１表に示すように５〜４０％の範囲で添加し
たものおよび比較のため添加しなかったものを用いて４
５ｍｍ単軸押出機にて２３０°Ｃの温度で溶融混練し７
このちノｊり冷してそれぞれベレット化した。

ついで、えられたペレットを用いて射出温度２２０°Ｃ
１金４１．すｆｌｌ’ｌ　ｆｆ、！”９０°Ｃおよび射
出圧力８００　ｋｇ／ａｍ”の条ｆｌで１′１・１１１
曹ＩＳ５形を行ない、それぞれ下記の試、’ｌ：ノ２片
を作成したのち該試験片を用いて以下に示１１−　！１
つＪ　Ｐｉ、を劃’ｔ１４　シた。結果をまとめて第１
表に示す。

（１）引Ｗｖり強さ：Ｊ工Ｓ　Ｋ　７１１６１号試験片
（４ｍｍ厚）、ヂャツク間距離１００ｍｍ、試験速度１
０ｍｍ／分 （２）曲げ強さおよび曲げ弾セ１．率：Ｊ工Ｓ　Ｋ　７
２０３（長さ１８５＋ｎｍ、幅１０ｍｍ、高さ４ｍｍ）
、支点間圧Ｍ６ｏｍｍ。

試験速度５ｍｍ／分 （３）成形収縮率および表面平滑性： 長さ６０ｍｍ、幅５０ｍｍ　、高さ３ｍｍのサイドゲー
ト平板６枚についてマイク ロメーターにより成形収縮率を、肉眼 により表面平滑性をそれぞれ判定した。

第１表より、チタン酸カリウム繊維の充填効果としては
５〜４０％において明確に表われており、４０％ではも
はやそ、れを超えて配合しても大幅な物性の改良は困難
であることがわかる０比較例２〜５ チタン酸カリウム繊維に代えて平均繊維径１２．５９ｍ
１平均繊維長３ｍｍの炭素繊維（商品名、タレ力チョッ
プａ−１０３、奥羽化学工業■製）を用い、該炭素繊維
を第２表に示すように５〜６０％の範囲でそれぞれ添加
したほかは実施例１〜５と同様にして樹脂組成物、つい
で試験片を作製し各種物性を測定した。結果を第２表に
示す。

第１表および第２表の測定結果を比較すると、従来物性
改良効果が大きいとされていた炭素繊維充填品よりも本
発明の樹脂組成物の方が物性改良効果が大きく、シかも
成形収縮率の異方性が顕著に低下しているのがわかり、
金型設計が容易であること、かつえられる成形品の内部
歪みの小さいことなどの有用な効果が現わわる。

手続補正書（自発） 昭和５８年９月７日 １・１ｒ件の表示 昭和５８年特許願第　１４７２４６　号・ＪＦｆ’ｌと
の関係　特許出願人 ４代理人〒５４０ 住　所　大阪市東区京＋Ａ　３−Ｊ−Ｌｌ　６（１番地
　北用ビル氏名　（６５２２）弁理士朝日奈宗太 電話（０６）　！１．１３−８９２２　（代）５補正の
対象 （１）明細舎の「発明の詳細な説明」の’５Ｗ６補正の
内容 （１）　明細書４頁１２行の「コツ化」を「フッ化」と
補正する。

（２）　同８頁１９行の「重合または取出し」を「重合
、取出し」と補正する。

以　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　フッ化ヒニリデン系樹脂にチタン酸カリウム繊維を
   ５〜４０重量％添加したことを特徴とするフッ化ビニリ
   デン系樹脂組成物。 ２７フ化ビニリデン糸杓脂が、フッ化ビニリデン成分を
   ９０モル％以上含有し、固有粘度η１ｎ］１が０．５〜
   ２．０のフッ化ビニリデンホモポリマーまたはコポリマ
   ーである特許請求の範囲第１項記載の７フ化ビニリデン
   系樹脂組成物。 ６　チタン酸カリウム繊維の平均繊維径が０．１〜２μ
   ｍ１平均繊維長が５〜１００μｍおよび平均械維艮／平
   均繊維径（アスペクト比）が１０〜２００である特許請
   求の範囲第１項記載の７フ化ビニリデン系樹脂組成物。