JPS63326A - ポリエ−テルスルホンよりなる新規構造部材 - 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） 本発明はポリエーテルスルホンを主要成分とする新規構
造部材に関するものである。

（従来の技術） 近年、高機能性樹脂が、金属に比し、軽いという特性に
加えて、金属材料には見られない耐腐蝕性、絶縁性等を
有する為、従来金属材料の使用が一般的であった各種の
構造部材、例えば電気、電子機器、機械、自動車、航空
機等のフレームや駆動個所、或いは土木建築材料等に頻
繁に使用されるようになってきた。

高機能性樹脂には、各種のエンジニアリングプラスチッ
クが使用されているが、なかでもポリエーテルスルホン
は機械的特性、熱的特性にすぐれた非晶質の熱可塑性樹
脂であり、この樹脂を基材とする構造部材の開発が各積
行われていた。

構造部材とは通常の成形方法では成形困難なもの、例え
ば厚板、大容量の部材、？Ｊ［雑な形状をした部材等を
示し、これ等は一般には各部品を寄せ集めて接着層を介
して成り立っているものである。

例えば厚板を製造する場合、通常の成型方法、例えば射
出成型、押出成型等により成型しうる厚みのものを成型
し、然る後、これを積層し、接着剤を介して所望する厚
みの板をえる如きものである。

このように部品と接着材を使用することにより任意の構
造を有する部材が製造できる。

従来、ポリエーテルスルホンよりかかる構造部材を製造
するには、ポリエーテルスルホンよりなる部品を用いて
、加熱融着、超音波融着によるか、または接着しようと
する面に材料を一部溶解する溶媒を介して接合する方法
等があった。加熱融着では形状の？ｊ［９ｔなものの接
合は不可能であり、超音波融着では厚物の接合ができな
かった。また溶媒を使用する接合法では残留溶媒による
界面の劣化、例えばクランク、接着強度の低下、外観変
化が問題となっていた。

さらには、エポキシ系接着材を使用する方法も試みられ
ている。エポキシ系接着剤は無溶媒型、あるいは常温硬
化型または加熱硬化型等各種のものがある為、接着方法
が容易となり、厚物および形状の複雑なものの接合が可
能となったが、しがしこの場合にも接合後の強度が十分
でなく、耐水性、耐熱水性等に問題があり、実用に供せ
られるに至っていなかった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的はポリエーテルスルホンを主要成分とする
構造部材において、新しいポリエステル系接着剤により
接合した新規構造部材を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは前記目的を達成する為に、種々検討した結
果、本発明を完成するに至ったものである。

すなわち、本発明の構造部材は、 （ｉ）数平均分子量が３０００〜２００００のポリエス
テル樹脂１０４１部に対して （ｉｉ）ポリイソシアネート５〜２５重量部を配合して
なる接着剤により接合したポリエーテルスルホンを主要
成分とする新規構造部材である。

本発明でいうポリエーテルスルホンとは、例え°ばアル
カリフェルレート基と、電子吸引性スルホン基で活性化
された芳香族ハロゲン基とを非プロトン性極性溶媒中で
縮合反応させることにより得られる形式の重合体であり
、アリーレン結合（芳香族結合）、エーテル結合および
スルホン結合の三者を必須の結合単位とする線状重合体
である。

例えば極めて代表的な例として次のような構造のものが
挙げられる。

［１１（−０−φ−ｓｏ、−φ−〕１ ｆ２１（−０−φ−ＳＯ，−φ−０−φ−０−φ−〕、
ＣＩ（ｌ （４１（−０−φ−ｓｏ、−φ−０−φ−φ−〕１＋５
１（−０−φ−ＳＯ，−φ−φ−ＳＯ，−φ−０−φ−
〕Ｆ６１（−０−φ−ｓｏ、−φ−０−φ−ｃｔ＋、−
φ−ｋ（上式の−φ−はｐ−フェニレン基を示す、）こ
れらのポリエーテルスルホンは、例えば特公昭４０−１
００６７号、特公昭４２−７７９９号および特公昭４７
−６１７号などに記載の方法によって容易に製造するこ
とができる。

本発明においては耐熱性の点より上述の（１）式で表さ
れるものが特に好ましい。

本発明で言うポリエステル樹脂は、芳香族多価カルボン
酸又はその低級アルキルエステル、脂肪族多価カルボン
酸と多価アルコールを原料とする縮合反応することによ
って得られる数平均分子量が３０００〜２００００の樹
脂である。

本発明で言う数平均分子量とは、ゲルパーメーションク
ロマトグラフによるポリスチレン換算値による測定結果
を言う、数平均分子量が３０００より小さい時は、接着
剤の可撓性が悪い、又数平均分子量が２００００より大
きい時は、取扱い樹脂粘度が高くて塗布作業性等が悪く
、本発明の接着剤としては使用出来ない。

前記芳香族多価カルボン酸又はその低級アルキルエステ
ルとは、従来ポリエステル樹脂に通常用いられる公知の
ものでよく、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、フ
タル酸、無水フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、無水
トリメリット酸又はこれらと低級アルコール例えばメタ
ノール、エタノール等によりエステル化した化合物が挙
げられ、これらの１種類又は２種以上が併用される。又
脂肪族多価カルボン酸としては、例えばコハク酸、アジ
ピン酸、アゼライン酸、セパチン酸等の化合物が挙げら
れる。又多価アルコールとしては、例エバ、エチレング
リコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ベ
ンタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリ
コール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリ
コール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタ
ン、グリセリン、ペンタエリスリトール等が挙げられ、
これらの１種又は２種以上が併用される。

このような上記酸成分と多価アルコールを共重合させた
ポリエステルが使用出来るが、好ましくは、アセトン、
メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶
剤、トルエン、キジロール等の芳香族系溶剤、セロソル
ブアセテート、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等
のセロソルブ系溶剤、トリクロルエチレン、四塩化炭素
のような通常用いられる有機溶剤の単独又は混合溶剤に
溶解するポリエステル樹脂が好ましい。

更に具体例を上げればイソフタル酸２０〜４０モルχ、
テレフタル酸２０〜４０モルχ、アジピン酸２０〜６０
モルχを含有する酸成分と、エチレングリコール、ネオ
ペンチルグリコール、ヘキサンジオール、トリメチロー
ルプロパン等の１種又は２種以上よりなるグリコール成
分よりなるポリエステル樹脂、又はテレフタル酸３０〜
６０モルｚ１コハク酸、アジピン酸若しくはセパチン酸
を４０〜７０モルχを含有する酸成分と、エチレングリ
コール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロ
パン等の１種又は２種以上よりなるグリコール成分より
なるポリエステル樹脂等が有る。

本発明で言うポリイソシアネートとしては、２゜６−ド
リレンジイソシアネート、２．４−トリレンジイソシア
ネート系、ジフェニルメタン−４，４°−ジイソシアネ
ート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート系
等の各種イソシアネートの単独または活性水素化合物２
と反応させたプレポリマーが使用される。特に作業性、
耐熱性等の点からジフェニルメタン−４，４゛−ジイソ
シアネート系、ポリメチレンポリフェニルポリイソシア
ネート系が好ましい。

本発明における接着剤は以上のように耐熱性、接着性、
可撓性にすぐれたものであるが、通常接着剤に使用され
るシランカフブリング剤、界面活性側、消泡側等の添加
剤、二酸化アンチモン、水酸化アルミニウム等の難燃性
無機フィラー、シリカ、アルミナなどのフィラーを本発
明の効果を妨げない範囲で混合使用することが出来る。

本発明による新規構造部材はポリエーテルスルホンによ
り通常公知の成型方法、例えば圧縮成型、移送成型、射
出成型、押出成型等により任意の形状を有する部品を製
造し、この部品を２個以上寄せ集めて、所望する構造部
材になるようにした後、各接着面に接着剤を用いて接合
させる。前述した接着剤は各部品の表面に１０〜１００
μの厚みで塗布し、次いで接着面同志を重ね合わせ、常
圧好ましくは１．０Ｋｇ／ｃｏ１以上１００Ｋｇ／ｃｄ
以下の圧力をかけて常温下１０分以上、場合によっては
数日間この状態で保つか、あるいは接着したものを３０
℃以上２００℃以下の温度に保ってもよい。この場合接
着時間は常温の場合に比べて大幅に短縮されるので、作
業時間が問題になる場合には加熱処理するとよい。

ポリエーテルスルホンよりなる部品はポリエーテルスル
ホン単独でなくてもよく、場合によってはポリエーテル
スルホンに通常公知の充てん材、例えば無機粉末、硝子
繊維、炭素繊維、チタン酸カリウム繊維等を含有しても
よい。

また新規構造部材を製造する場合目的とする用途によっ
てはポリエーテルスルホンを主要成分とする部品に一部
他の材料、例えば、ボリアリレート、ポリエーテルイミ
ド、ポリサルホン等に代表されるガラス転移点１５０℃
以上の俳晶質ポリマーや、ポリエーテルエーテルケトン
、ポリフェニレンサルファイド等に代表されるガラス転
移点５０℃以上の結晶質ポリマーよりなる部品を併用し
てもよい。

〔実施例〕

以下実施例により本発明を更に具体的に説明する。なお
、実施例及び比較例で「部」又は「％」は特記する以外
はそれぞれ重量部、重量％を意味する。

製造例 本例はポリエステルの製造例である。

攪拌機、凝縮器および温度計を備えた反応器にテレフタ
ル酸ジメチル０．５モル部、イソフタル酸０．５モル部
、アジピン酸０．３モル部、ネオペンチルグリコール０
．５モル部、１．６−ヘキサンジオール０．３モル部、
エチレングリコール０．４モル部、トリメチロールプロ
パン０．１モル部及びジブチルチンオキサイドを上記原
料の合計１００部に対して０．１部仕込み、まず１６０
℃まで昇温しで以後１６０℃〜２６０℃まで徐々に昇温
させ、脱メタノール反応及び脱水反応を行うことにより
縮合をすすめ、脱水量が少なくなった時、更に真空下縮
合をすすめ、数平均分子ｚｓｏｏｏのポリエステル樹脂
１を得た。このポリエステルをトルエン／シクロへキサ
ノン／セロソルブアセテート−７０／２０／１０よりな
る混合溶剤に溶解させて使用に供した。

以下樹脂１と同様にして表１に示した樹脂組成でポリエ
ステルを得た。

実施例−１〜４ ポリエーテルスルホン樹脂ＰＥＳ　４１００Ｇ（ＩＣｒ
社製）を使用し、型締カフ５　ｔｏｎの射出成型機によ
り、成型温度３６０℃で１５０　Ｘ　１５０　Ｘ　３ｍ
ｍの平板を製造した。

表２の配合に従って各原料を室温にて混合して接着剤を
調整し、この平板の重ね合わせ面に乾燥後の厚みが１５
μ〜２０μになるように塗布し、８０℃のオーブン中で
５分間乾燥させた０次いで平板１０枚を重ね合わせ、１
００℃１０Ｋｇ／ｃｉの圧力で３時間接着させ、厚み３
０ＩＩＩ１１の構造部材をえた。この構造部材を１００
℃の熱水中に１０日間侵潰して接着状況の変化を観察し
た。

結果を表３に示す。

実施例−５ ポリエーテルスルホン樹脂ＰＥＳ　３６０１ＧＬ２０（
１（：１社製、硝子繊維２０χ含有）を使用し、型締カ
フ５ｔｏｎの射出成型機により、成型温度３６０℃で１
５０Ｘ　１５０　Ｘ　３ｍｍの平板を製造した。

この平板を、実施例−１と同様の方法で接着して厚み３
０ＩＩｆｉの構造部材を得た。実施例−１と同様に熱水
浸漬テスト後の状況変化を観察した。結果を表３に示す
。

比較例−１〜３ ポリエーテルスルホン樹脂ＰＥ５４１００Ｇ（ＩＣＩ社
製）を使用し、型締カフ５ｔｏｎの射出成型機により、
成型温度３６０℃で１５０　Ｘ　１５Ｑ　ｘ　３＠＠の
平板を製造した。

表２の配合に従って各原料を室温にて混合して接着剤を
調整し、この平板の重ね合わせ面に乾燥後の厚みが１５
μ〜２０μになるように塗布し、８０℃のオーブン中で
５分間乾燥させた０次いで平板１０枚を過疎ね合わせ１
００℃１０Ｋｇ／ｃｄの圧力で３時間接着させ、厚み３
（１ｗ＋＊の構造部材をえた。この構造部材を１００℃
の熱水中に１０日間侵漬して接着状況の変化を観察した
。

結果を表３に示す。

（発明の効果） 本発明による構造部材は機械的特性、熱的特性に加え、
耐熱水性においても格段の効果を有しており、その工業
的利用価値は極めて大きい。

表２ Ｑ勢　＊固型分で表示 ｔ＊　三ｌＪＥイ七：、？　（！ａ　ｌｃ！　　ｆＥＩ
ＪｃＯ！＝：ｍ〜３１．５ポリメチレンポリフエニルポ
リイソシアネート系…三井東圧化学Ｑの商品名　トリレ
ンジイソシアネートとトリメチロールプロパンの反応物 有効℃α＝１１〜１℃、不揮発分７５χ手続主甫正書１
発） 昭和６２年３月ａ日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ｉ）数平均分子量が３０００〜２００００のポリエス
   テル樹脂１００重量部に対して （ｉｉ）ポリイソシアネート５〜２５重量部を配合して
   なる接着剤により接合したポリエーテルスルホンを主要
   成分とする新規構造部材。