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技術 ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物および成形品

出願人 東レ株式会社
発明者 近藤峻右大久保和哉
出願日 2018年12月26日 (2年2ヶ月経過) 出願番号 2018-242696
公開日 2020年7月9日 (7ヶ月経過) 公開番号 2020-105261
状態 未査定
技術分野 高分子組成物
主要キーワード 寸法精度評価 フォルクスワーゲン インサート金属 金属インサート成形品 低減速度 パイプジョイント 熱水処理温度 ホロカソードランプ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年7月9日)のものです。
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図面 (3)

課題

高い機械的強度、寸法精度を維持したまま、耐熱水性耐不凍液性に極めて優れるポリフェニレンスルフィド樹脂組成物、および射出成形された成形品を提供する。

解決手段

(A)ポリフェニレンスルフィド樹脂100重量部に対し、(B)ガラス繊維を11〜200重量部、および(C)炭酸カルシウムを11〜200重量部含有するポリフェニレンスルフィド樹脂組成物であって、(C)炭酸カルシウムの平均粒子径が1.0μm未満であるポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。

概要

背景

ポリフェニレンスルフィド樹脂(以下、PPS樹脂と略す)は、剛性耐熱性耐熱水性耐薬品性および成形加工性バランスよく備えているため、電気電子部品水廻り部品および自動車部品などに広く用いられている。

これらの用途には、機械的強度に加え、寸法精度が必要であり、これまで、PPS樹脂をガラス繊維補強し、かつ、炭酸カルシウムなどの非繊維状無機充填材を配合したPPS樹脂組成物などが提案されてきた。

例えば、特許文献3には、機械的強度、寸法精度を発現させる目的で、PPS樹脂にガラス繊維、無機充填材オレフィン系共重合体を配合したPPS樹脂組成物が開示されている。また、特許文献1、7には、PPS樹脂にガラス繊維、炭酸カルシウムを配合したPPS樹脂組成物が開示されている。また、特許文献2、5、11には、機械的強度や分散性絶縁性などを向上させる目的で、表面処理を施した炭酸カルシウムが好適に使用される旨が開示されている。

また、ランプリフレクター配管などの用途においては、表面平滑性が必要であり、これまで、粒子径を規定した無機充填材を配合したPPS樹脂組成物などが提案されてきた。

例えば、特許文献4には、平均粒子径が150μm以下の無機充填材を配合したPPS樹脂組成物が開示されている。また、特許文献6、8〜10には、平均粒子径が10μm以下の無機充填材を配合したPPS樹脂組成物が開示されている。

概要

高い機械的強度、寸法精度を維持したまま、耐熱水性、耐不凍液性に極めて優れるポリフェニレンスルフィド樹脂組成物、および射出成形された成形品を提供する。(A)ポリフェニレンスルフィド樹脂100重量部に対し、(B)ガラス繊維を11〜200重量部、および(C)炭酸カルシウムを11〜200重量部含有するポリフェニレンスルフィド樹脂組成物であって、(C)炭酸カルシウムの平均粒子径が1.0μm未満であるポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。なし

目的

本発明は高い機械的強度、寸法精度を維持したまま、耐熱水、耐不凍液性に極めて優れるPPS樹脂組成物、および射出成形された成形品を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

(A)ポリフェニレンスルフィド樹脂100重量部に対し、(B)ガラス繊維を11〜200重量部、および(C)炭酸カルシウムを11〜200重量部を含有するポリフェニレンスルフィド樹脂組成物であって、(C)炭酸カルシウムの平均粒子径が1.0μm未満であるポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。

請求項2

前記(B)ガラス繊維と、(C)炭酸カルシウムの合計含有量が、(A)ポリフェニレンスルフィド樹脂100重量部に対し、90重量部以上であって、前記(B)ガラス繊維と、(C)炭酸カルシウムの配合比率が、1:1(重量比)〜4:1(重量比)である請求項1に記載のポリフェニンレンスルフィド樹脂組成物

請求項3

下記条件(i)および(ii)を満たす請求項1または2に記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。(i)ISO 20753(2008)に規定されるタイプA1試験片を用い、引張速度5mm/min、雰囲気温度23℃の条件で、ISO527−1,−2(2012)に準拠し測定した引張強度が140MPa以上である。(ii)ISO 20753(2008)に規定されるタイプA1試験片を用い、不凍液に、135℃、2,000時間浸漬処理した後、引張速度5mm/min、雰囲気温度23℃の条件で、ISO527−1,−2(2012)に準拠し測定した引張強度の、上記(i)で測定した引張強度に対する引張強度保持率が75%以上である。

請求項4

前記ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物の溶融結晶化温度が、100〜210℃である請求項1〜3のいずれかに記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。

請求項5

前記(A)ポリフェニレンスルフィド樹脂が、1,000ppmを超えるナトリウムを含有するポリフェニレンスルフィド樹脂である請求項1〜4のいずれかに記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。

請求項6

前記(A)ポリフェニレンスルフィド樹脂が、加熱処理されたポリフェニレンスルフィド樹脂である請求項1〜5のいずれかに記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。

請求項7

前記(A)ポリフェニレンスルフィド樹脂の加熱処理が、酸素濃度体積%以下の雰囲気下、210〜270℃で0.2〜50時間の加熱処理である請求項1〜6のいずれかに記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。

請求項8

前記(A)ポリフェニレンスルフィド樹脂100重量部に対し、さらに熱可塑性エラストマーを0〜50重量部配合してなる請求項1〜7のいずれかに記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。

請求項9

請求項1〜8のいずれかに記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物からなる成形品

請求項10

前記成形品が、不凍液に触れる成形品である請求項9に記載の成形品。

請求項11

前記成形品が、ハウジングと、該ハウジングに内包されたバルブと、該ハウジングに結合された少なくとも3つ以上のパイプとを含み、該ハウジングの内部に流れる液体の流量、および流路が、該ハウジングに内包されたバルブの開閉により制御される成形品である請求項9または10に記載の成形品。

技術分野

0001

本発明は高い機械的強度、寸法精度を維持したまま、耐熱水、耐不凍液性に極めて優れるPPS樹脂組成物、および射出成形された成形品を提供する。

背景技術

0002

ポリフェニレンスルフィド樹脂(以下、PPS樹脂と略す)は、剛性耐熱性耐熱水性耐薬品性および成形加工性バランスよく備えているため、電気電子部品水廻り部品および自動車部品などに広く用いられている。

0003

これらの用途には、機械的強度に加え、寸法精度が必要であり、これまで、PPS樹脂をガラス繊維補強し、かつ、炭酸カルシウムなどの非繊維状無機充填材を配合したPPS樹脂組成物などが提案されてきた。

0004

例えば、特許文献3には、機械的強度、寸法精度を発現させる目的で、PPS樹脂にガラス繊維、無機充填材オレフィン系共重合体を配合したPPS樹脂組成物が開示されている。また、特許文献1、7には、PPS樹脂にガラス繊維、炭酸カルシウムを配合したPPS樹脂組成物が開示されている。また、特許文献2、5、11には、機械的強度や分散性絶縁性などを向上させる目的で、表面処理を施した炭酸カルシウムが好適に使用される旨が開示されている。

0005

また、ランプリフレクター配管などの用途においては、表面平滑性が必要であり、これまで、粒子径を規定した無機充填材を配合したPPS樹脂組成物などが提案されてきた。

0006

例えば、特許文献4には、平均粒子径が150μm以下の無機充填材を配合したPPS樹脂組成物が開示されている。また、特許文献6、8〜10には、平均粒子径が10μm以下の無機充填材を配合したPPS樹脂組成物が開示されている。

先行技術

0007

特開平6−116493号公報
特開2009−40908号公報
特開2016−188289号公報
特開2000−63668号公報
特開2006−137783号公報
特開2010−7014号公報
特開平10−237302号公報
特開2001−98151号公報
特開2000−186208号公報
特開2001−354855号公報
特開2001−158863号公報

発明が解決しようとする課題

0008

本発明は、高い機械的強度、寸法精度を維持したまま、耐熱水、耐不凍液性に極めて優れたPPS樹脂組成物、および射出成形された成形品を提供するものである。

0009

近年の自動車は、搭載される部品点数の増加に伴い、エンジンルーム内の省スペース化ニーズが強くなっている。そのため、製品は小型化され、かつ1つの部品ではなく複数の部品を組み合わせ、複数の機能を一体化したモジュールへと開発がシフトしている。それに伴い、より薄肉、かつ複雑な形状となるため、高い機械的強度が必要となる。

0010

また、自動車冷却部品においては、その内壁面に接して熱水不凍液などの液体が流れるため、耐熱水性、耐不凍液性に優れるPPS樹脂が使用されているが、製品の高性能化に伴い、より過酷な環境に晒されるため、これまで以上に高い耐熱水性、耐不凍液性が必要となる。

0011

更に、熱水や不凍液などの液体は、モジュールに内包される電動式バルブにより、流量、流路が精密に制御されるため、樹脂収縮、樹脂中に含まれる無機充填材(例えばガラス繊維)の配向、および不凍液の吸液などによる僅かな寸法変化が、例えば、モジュールとバルブの間に隙間を生じさせ、流量、および流路の制御の乱れや、エンジンルーム内への液漏れを引き起こす原因となりかねない。

0012

従って、機械的な強度に加え、高温の液体に長期間晒された際に、強度低下しにくい耐熱水、耐不凍液性を有し、更に、寸法精度にも優れるPPS樹脂が求められている。

0013

しかしながら、特許文献3では、機械的強度、耐不凍液性に関する記載はあるものの、これを参考に検証した結果、本発明における耐不凍液性を満足するものではなかった。また、特許文献1では、腐食性に関する記載があるものの、耐不凍液性に関する具体的な検討は実施されていない。また、特許文献7では、鏡面性に関する記載があるものの、耐不凍液性に関する具体的な検討は実施されていない。また、特許文献2、5、11では、機械的強度や耐熱、耐水性に関する記載はあるものの、これらを参考に検証した結果、本発明における機械的強度を満足するものではなかった。また、特許文献4、6、8〜10では、いずれもガラス繊維を配合しておらず、本発明における機械的強度を満足するものではない。

課題を解決するための手段

0014

本発明者らは、上記問題点を解決するために鋭意検討を重ねた結果、本発明に至った。すなわち本発明は、下記を提供するものである。
(1)(A)ポリフェニレンスルフィド樹脂100重量部に対し、(B)ガラス繊維を11〜200重量部、および(C)炭酸カルシウムを11〜200重量部を含有するポリフェニレンスルフィド樹脂組成物であって、(C)炭酸カルシウムの平均粒子径が1.0μm未満であるポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。
(2)前記(B)ガラス繊維と、(C)炭酸カルシウムの合計含有量が、(A)ポリフェニレンスルフィド樹脂100重量部に対し、90重量部以上であって、前記(B)ガラス繊維と、(C)炭酸カルシウムの配合比率が、1:1(重量比)〜4:1(重量比)である(1)に記載のポリフェニンレンスルフィド樹脂組成物
(3)下記条件(i)および(ii)を満たす(1)または(2)に記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。
(i)ISO 20753(2008)に規定されるタイプA1試験片を用い、引張速度5mm/min、雰囲気温度23℃の条件で、ISO 527−1,−2(2012)に準拠し測定した引張強度が140MPa以上である。
(ii)ISO 20753(2008)に規定されるタイプA1試験片を用い、不凍液に、135℃、2,000時間浸漬処理した後、引張速度5mm/min、雰囲気温度23℃の条件で、ISO 527−1,−2(2012)に準拠し測定した引張強度の、上記(i)で測定した引張強度に対する引張強度保持率が75%以上である。
(4)前記ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物の溶融結晶化温度が、100〜210℃である(1)〜(3)のいずれかに記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。
(5)前記(A)ポリフェニレンスルフィド樹脂が、1,000ppmを超えるナトリウムを含有するポリフェニレンスルフィド樹脂である(1)〜(4)のいずれかに記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。
(6)前記(A)ポリフェニレンスルフィド樹脂が、加熱処理されたポリフェニレンスルフィド樹脂である(1)〜(5)のいずれかに記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。
(7)前記(A)ポリフェニレンスルフィド樹脂の加熱処理が、酸素濃度体積%以下の雰囲気下、210〜270℃で0.2〜50時間の加熱処理である(1)〜(6)のいずれかに記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。
(8)前記(A)ポリフェニレンスルフィド樹脂100重量部に対し、さらに熱可塑性エラストマーを0〜50重量部配合してなる(1)〜(7)のいずれかに記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。
(9)(1)〜(8)のいずれかに記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物からなる成形品。
(10)前記成形品が、不凍液に触れる成形品である(9)に記載の成形品。
(11)前記成形品が、ハウジングと、該ハウジングに内包されたバルブと、該ハウジングに結合された少なくとも3つ以上のパイプとを含み、該ハウジングの内部に流れる液体の流量、および流路が、該ハウジングに内包されたバルブの開閉により制御される成形品である(9)または(10)に記載の成形品。

発明の効果

0015

本発明は、PPS樹脂とガラス繊維、平均粒子径が1.0μm未満の炭酸カルシウムを特定量配合することで得られる、引張強度が高く、樹脂の収縮が少なく、高温の不凍液処理を行った後の引張強度保持率が高いPPS樹脂組成物が、高い機械的強度と、寸法精度、優れた耐熱水性、耐不凍液性とを両立し、不凍液に接触する成形品に好適であることを見いだしたものである。更に、該PPS樹脂組成物に熱可塑性エラストマーを特定量配合することで、機械的強度や寸法精度、耐不凍液性は損なわず、耐冷熱衝撃性をも付与することができることを見いだしたものである。本発明のPPS樹脂組成物は、水廻り部品や自動車冷却部品に有用であり、特に、複数の部品を組み合わせた小型、複雑形状の自動車冷却部品に有用である。

図面の簡単な説明

0016

ハウジングと、該ハウジングに内包されたバルブと、該ハウジングに結合された少なくとも3つ以上のパイプとを含む成形品の概略図である。
寸法精度評価用の成形品の概略正面図(a)および概略側面図(b)である。
耐冷熱衝撃性の評価に用いた成形品の概略図である。(a)は上から見た図、(b)は横から見た図である。

0017

以下、本発明の実施の形態を説明する。本発明において「重量」とは「質量」を意味する。

0018

本発明の樹脂組成物は、耐熱性が必要とされるため、ポリフェニレンスルフィド樹脂(以下PPS樹脂)を含む組成物である。

0019

本発明で用いられる(A)PPS樹脂は、下記構造式で示される繰り返し単位を有する重合体であり、

0020

0021

耐熱性の観点からは上記構造式で示される繰り返し単位を含む重合体を70モル%以上、更には90モル%以上含む重合体が好ましい。またPPS樹脂はその繰り返し単位の30モル%未満程度が、下記の構造を有する繰り返し単位等で構成されていてもよい。

0022

0023

以下に、本発明の製造方法において使用するポリハロゲン化芳香族化合物スルフィド化剤重合溶媒分子量調節剤重合助剤および重合安定剤の内容について説明する。

0024

[ポリハロゲン化芳香族化合物]
ポリハロゲン化芳香族化合物とは、1分子中にハロゲン原子を2個以上有する化合物をいう。具体例としては、p−ジクロロベンゼン、m−ジクロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、1,3,5−トリクロロベンゼン、1,2,4−トリクロロベンゼン、1,2,4,5−テトラクロロベンゼンヘキサクロロベンゼン、2,5−ジクロロトルエン、2,5−ジクロロp−キシレン、1,4−ジブロモベンゼン、1,4−ジヨードベンゼン、1−メトキシ−2,5−ジクロロベンゼンなどのポリハロゲン化芳香族化合物が挙げられ、好ましくはp−ジクロロベンゼンが用いられる。また、異なる2種以上のポリハロゲン化芳香族化合物を組み合わせて共重合体とすることも可能であるが、p−ジハロゲン化芳香族化合物を主要成分とすることが好ましい。

0025

ポリハロゲン化芳香族化合物の使用量は、加工に適した粘度のPPS樹脂を得る点から、スルフィド化剤1モル当たり0.9から2.0モル、好ましくは0.95から1.5モル、更に好ましくは1.005から1.2モルの範囲が例示できる。

0026

[スルフィド化剤]
スルフィド化剤としては、アルカリ金属硫化物アルカリ金属水硫化物、および硫化水素が挙げられる。

0027

アルカリ金属硫化物の具体例としては、例えば、硫化リチウム硫化ナトリウム硫化カリウム硫化ルビジウム、硫化セシウムおよびこれら2種以上の混合物を挙げることができ、なかでも硫化ナトリウムが好ましく用いられる。これらのアルカリ金属硫化物は、水和物または水性混合物として、あるいは無水物の形で用いることができる。

0028

アルカリ金属水硫化物の具体例としては、例えば、水硫化ナトリウム、水硫化カリウム、水硫化リチウム、水硫化ルビジウム、水硫化セシウムおよびこれら2種以上の混合物を挙げることができ、なかでも水硫化ナトリウムが好ましく用いられる。これらのアルカリ金属水硫化物は、水和物または水性混合物として、あるいは無水物の形で用いることができる。

0029

また、アルカリ金属水硫化物とアルカリ金属水酸化物から、反応系においてin situで調製されるスルフィド化剤も用いることができる。また、アルカリ金属水硫化物とアルカリ金属水酸化物からスルフィド化剤を調整し、これを重合槽に移して用いることができる。

0030

あるいは、水酸化リチウム水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物と硫化水素から反応系においてin situで調製されるスルフィド化剤も用いることができる。また、水酸化リチウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物と硫化水素からスルフィド化剤を調整し、これを重合槽に移して用いることができる。

0031

仕込みスルフィド化剤の量は、脱水操作などにより重合反応開始前にスルフィド化剤の一部損失が生じる場合には、実際の仕込み量から当該損失分を差し引いた残存量を意味するものとする。

0032

なお、スルフィド化剤と共に、アルカリ金属水酸化物および/またはアルカリ土類金属水酸化物を併用することも可能である。アルカリ金属水酸化物の具体例としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウムおよびこれら2種以上の混合物を好ましいものとして挙げることができ、アルカリ土類金属水酸化物の具体例としては、例えば、水酸化カルシウム水酸化マグネシウム水酸化ストロンチウム水酸化バリウムなどが挙げられ、なかでも水酸化ナトリウムが好ましく用いられる。

0033

スルフィド化剤として、アルカリ金属水硫化物を用いる場合には、アルカリ金属水酸化物を同時に使用することが特に好ましいが、この使用量はアルカリ金属水硫化物1モルに対し0.95から1.20モル、好ましくは1.00から1.15モル、更に好ましくは1.005から1.100モルの範囲が例示できる。

0034

[重合溶媒]
重合溶媒としては有機極性溶媒を用いることが好ましい。具体例としては、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル2−ピロリドンなどのN−アルキルピロリドン類、N−メチル−ε−カプロラクタムなどのカプロラクタム類、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミドヘキサメチルリン酸トリアミドジメチルスルホンテトラメチレンスルホキシドなどに代表されるアプロチック有機溶媒、およびこれらの混合物などが挙げられ、これらはいずれも反応の安定性が高いために好ましく使用される。これらのなかでも、特にN−メチル−2−ピロリドン(以下、NMPと略記することもある)が好ましく用いられる。

0035

有機極性溶媒の使用量は、スルフィド化剤1モル当たり2.0モルから10モル、好ましくは2.25から6.0モル、より好ましくは2.5から5.5モルの範囲が選択される。

0036

[分子量調節剤]
生成するPPS樹脂の末端を形成させるか、あるいは重合反応や分子量を調節するなどのために、モノハロゲン化化合物(必ずしも芳香族化合物でなくともよい)を、上記ポリハロゲン化芳香族化合物と併用することができる。

0037

[重合助剤]
比較的高重合度のPPS樹脂をより短時間で得るために重合助剤を用いることも好ましい態様の一つである。ここで重合助剤とは得られるPPS樹脂の粘度を増大させる作用を有する物質を意味する。このような重合助剤の具体例としては、例えば、有機カルボン酸金属塩、水、アルカリ金属塩化物有機スルホン酸塩硫酸アルカリ金属塩アルカリ土類金属酸化物アルカリ金属リン酸塩およびアルカリ土類金属リン酸塩などが挙げられる。これらは単独であっても、また2種以上を同時に用いることもできる。なかでも、有機カルボン酸金属塩および/または水が好ましく用いられる。

0038

上記有機カルボン酸金属塩とは、一般式R(COOM)n(式中、Rは、炭素数1〜20を有するアルキル基シクロアルキル基アリール基アルキルアリール基またはアリールアルキル基である。Mは、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウムおよびセシウムから選ばれるアルカリ金属である。nは1〜3の整数である。)で表される化合物である。有機カルボン酸金属塩は、水和物、無水物または水溶液としても用いることができる。有機カルボン酸金属塩の具体例としては、例えば、酢酸リチウム酢酸ナトリウム酢酸カリウムプロピオン酸ナトリウム吉草酸リチウム、安息香酸ナトリウムフェニル酢酸ナトリウムp−トルイル酸カリウム、およびそれらの混合物などを挙げることができる。

0039

有機カルボン酸金属塩は、有機酸と、水酸化アルカリ金属アルカリ金属炭酸塩およびアルカリ金属重炭酸塩よりなる群から選ばれる一種以上の化合物とを、ほぼ等化当量ずつ添加して反応させることにより形成させてもよい。上記有機カルボン酸金属塩の中で、リチウム塩は反応系への溶解性が高く助剤効果が大きいが高価であり、カリウム、ルビジウムおよびセシウム塩は反応系への溶解性が不十分であると思われるため、安価で、重合系への適度な溶解性を有する酢酸ナトリウムが最も好ましく用いられる。

0040

これら重合助剤を用いる場合の使用量は、仕込みアルカリ金属硫化物1モルに対し、通常0.01モル〜0.7モルの範囲であり、より高い重合度を得る意味においては0.1〜0.6モルの範囲が好ましく、0.2〜0.5モルの範囲がより好ましい。

0041

また水を重合助剤として用いることは、流動性と高靭性が高度にバランスした樹脂組成物を得る上で有効な手段の一つである。その場合の添加量は、仕込みアルカリ金属硫化物1モルに対し、通常0.5モル〜15モルの範囲であり、より高い重合度を得る意味においては0.6〜10モルの範囲が好ましく、1〜5モルの範囲がより好ましい。

0042

これら重合助剤の添加時期には特に指定はなく、後述する前工程時、重合開始時重合途中のいずれの時点で添加してもよく、また複数回に分けて添加してもよいが、重合助剤として有機カルボン酸金属塩を用いる場合は前工程開始時或いは重合開始時に同時に添加することが、添加が容易である点からより好ましい。また水を重合助剤として用いる場合は、ポリハロゲン化芳香族化合物を仕込んだ後、重合反応途中で添加することが効果的である。

0043

[重合安定剤]
重合反応系を安定化し、副反応を防止するために、重合安定剤を用いることもできる。重合安定剤は、重合反応系の安定化に寄与し、望ましくない副反応を抑制する。副反応の一つの目安としては、チオフェノールの生成が挙げられ、重合安定剤の添加によりチオフェノールの生成を抑えることができる。重合安定剤の具体例としては、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ土類金属水酸化物、およびアルカリ土類金属炭酸塩などの化合物が挙げられる。そのなかでも、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、および水酸化リチウムなどのアルカリ金属水酸化物が好ましい。上述の有機カルボン酸金属塩も重合安定剤として作用するので、本発明で使用する重合安定剤の一つに入る。また、スルフィド化剤としてアルカリ金属水硫化物を用いる場合には、アルカリ金属水酸化物を同時に使用することが特に好ましいことを前述したが、ここでスルフィド化剤に対して過剰となるアルカリ金属水酸化物も重合安定剤となり得る。

0044

これら重合安定剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。重合安定剤は、仕込みアルカリ金属硫化物1モルに対して、通常0.02〜0.2モル、好ましくは0.03〜0.1モル、より好ましくは0.04〜0.09モルの割合で使用することが好ましい。この割合が少ないと安定化効果が不十分であり、逆に多すぎても経済的に不利益であり、ポリマー収率が低下する傾向となる。

0045

重合安定剤の添加時期には特に指定はなく、後述する前工程時、重合開始時、重合途中のいずれの時点で添加してもよく、また複数回に分けて添加してもよいが、前工程開始時或いは重合開始時に同時に添加することが容易である点からより好ましい。

0046

次に、前工程、重合反応工程、回収工程を、順を追って具体的に説明する。

0047

[前工程]
スルフィド化剤は通常水和物の形で使用されるが、ポリハロゲン化芳香族化合物を添加する前に、有機極性溶媒とスルフィド化剤を含む混合物を昇温し、過剰量の水を系外に除去することが好ましい。なお、この操作により水を除去し過ぎた場合には、不足分の水を添加して補充することが好ましい。

0048

また、上述したように、スルフィド化剤として、アルカリ金属水硫化物とアルカリ金属水酸化物から、反応系においてin situで、あるいは重合槽とは別の槽で調製されるアルカリ金属硫化物も用いることができる。この方法には特に制限はないが、望ましくは不活性ガス雰囲気下、常温〜150℃、好ましくは常温から100℃の温度範囲で、有機極性溶媒にアルカリ金属水硫化物とアルカリ金属水酸化物を加え、常圧または減圧下、少なくとも150℃以上、好ましくは180〜260℃まで昇温し、水分を留去させる方法が挙げられる。この段階で重合助剤を加えてもよい。また、水分の留去を促進するために、トルエンなどを加えて反応を行ってもよい。

0049

重合反応における、重合系内の水分量は、仕込みスルフィド化剤1モル当たり0.5〜10.0モルであることが好ましい。ここで重合系内の水分量とは重合系に仕込まれた水分量から重合系外に除去された水分量を差し引いた量である。また、仕込まれる水は、水、水溶液、結晶水などのいずれの形態であってもよい。

0050

[重合反応工程]
有機極性溶媒中でスルフィド化剤とポリハロゲン化芳香族化合物とを200〜290℃の温度範囲内で反応させることによりPPS樹脂を製造することが好ましい。

0051

重合反応工程を開始するに際しては、望ましくは不活性ガス雰囲気下、常温〜220℃、好ましくは100〜220℃の温度範囲で、有機極性溶媒にスルフィド化剤とポリハロゲン化芳香族化合物を加える。この段階で重合助剤を加えてもよい。これらの原料の仕込み順序は特に制限はなく、同時であってもさしつかえない。

0052

かかる混合物を通常200℃〜290℃の範囲に昇温する。昇温速度に特に制限はないが、通常0.01〜5℃/分の速度が選択され、0.1〜3℃/分の範囲がより好ましい。

0053

一般に、最終的には250〜290℃の温度まで昇温し、その温度で通常0.25〜50時間、好ましくは0.5〜20時間反応させる。

0054

最終温度に到達させる前の段階で、例えば、200℃〜260℃で一定時間反応させた後、270〜290℃に昇温する方法は、より高い重合度を得る上で有効である。この際、200℃〜260℃での反応時間としては、通常0.25時間から20時間の範囲が選択され、好ましくは0.25〜10時間の範囲が選択される。

0055

なお、より高重合度のポリマーを得るためには、複数段階で重合を行うことが有効である。複数段階で重合を行う際は、245℃における系内のポリハロゲン化芳香族化合物の転化率が、40モル%以上、好ましくは60モル%に達した時点で次の段階に移行することが有効である。

0056

[回収工程]
重合終了後に、重合体、溶媒などを含む重合反応物から固形物を回収する。

0057

PPS樹脂の好ましい回収方法急冷条件下に行うことであり、好ましい一つの回収方法としてフラッシュ法が挙げられる。フラッシュ法とは、重合反応物を高温高圧(通常250℃以上、8kg/cm2 以上)の状態から常圧もしくは減圧の雰囲気中へフラッシュさせ、溶媒回収と同時に重合体を粉粒体状にして回収する方法であり、ここでいうフラッシュとは、重合反応物をノズルから噴出させることを意味する。フラッシュさせる雰囲気は、具体的には、例えば、常圧中の窒素または水蒸気が挙げられ、その温度は通常150℃〜250℃の範囲が選択される。

0058

フラッシュ法は、溶媒回収と同時に固形物を回収することができ、また回収時間も比較的短くできることから、経済性に優れた回収方法である。この回収方法では、固化過程でNaに代表されるイオン性化合物有機系低重合度物オリゴマー)がポリマー中に取り込まれやすい傾向がある。

0059

但し、本発明の製造方法に用いられるPPS樹脂の回収法は、フラッシュ法に限定されるものではなく、本発明の要件を満たす方法であれば、徐冷して粒子状のポリマーを回収する方法(クエンチ法)を用いてもよい。しかし、経済性、性能を鑑みた場合、フラッシュ法で回収されたPPS樹脂を用いることがより好ましい。

0060

洗浄工程]
本発明では上記前工程、重合反応工程、回収工程を経て得られたポリマーを特定の条件で洗浄する工程を含むことが好ましい。その洗浄工程は(1)重合により得られたポリマーを80〜200℃の熱水で1回以上洗浄する工程、(2)濾過することにより濾過液とポリマーとを分離する工程、(3)分離したポリマーを、アルカリ金属を含む水溶液、アルカリ土類金属を含む水溶液、または熱水から選ばれる1種以上の水溶液に浸漬させて80〜200℃で1回以上洗浄する工程、である。以下に各工程を具体的に説明する。

0061

(1)重合により得られたポリマーを80〜200℃の熱水で1回以上洗浄する工程
本発明における熱水処理に用いる水は、蒸留水あるいは脱イオン水であることが好ましいが、熱水処理後のpHがアルカリ性となるようにアルカリ金属水酸化物などを添加してもよい。特に、熱水処理中のpHが10以上であれば、カルボン酸末端を持つ不純物除去率が高くなり、熱処理時に揮発成分を低減しやすくなるために好ましい。また、熱水処理温度は80〜200℃が必要であり、120〜200℃が好ましく、150〜200℃がより好ましい。80℃未満では熱水処理効果が小さく揮発性成分が多くなり、200℃を超えると圧力が高くなりすぎるため安全上好ましくない。

0062

熱水処理の時間は、PPS樹脂と熱水による抽出処理が十分である時間が好ましく、例えば、80℃で処理する場合は2〜24時間が好ましく、200℃で処理する場合は0.01〜5時間が好ましい。

0063

熱水処理におけるPPS樹脂と水との割合は、PPS樹脂が水に十分に浸漬された状態で処理することが好ましく、PPS樹脂500gに対して、水0.5〜500Lが好ましく、1〜100Lがより好ましく、2.5〜20Lがさらに好ましい。PPS樹脂500gに対して水が0.5Lより少ないとPPS樹脂が水に十分浸漬しないため洗浄不良となり、揮発性成分が増大するため好ましくない。また、PPS樹脂500gに対して、水が500Lを超えると、PPS樹脂に対する水が大過剰となり生産効率が著しく低下するため好ましくない。

0064

これらの熱水処理の操作に特に制限は無く、所定量の水に所定量のPPS樹脂を投入し、圧力容器内で加熱・撹拌する方法、連続的に熱水処理を施す方法などにより行われる。

0065

また、熱水処理前に80℃未満の水で洗浄し濾過することで、不純物を予め低減させておくことも好ましい態様の一つである。

0066

(2)濾過することにより濾過液とポリマーとを分離する工程
本発明では上記工程(1)の熱水洗浄後に濾過を行い、濾過液とポリマーとを分離することが必須である。濾過方法に特に制限は無いが、ふるいやフィルターを用いた濾過が簡便であり、自然濾過、加圧濾過減圧濾過遠心濾過などの方法が例示できる。また、濾過により分離されたPPS樹脂表面に残留している不純物を除去するため、水または温水で数回洗浄することが好ましい。洗浄方法に特に制限は無いが、濾過装置上のPPS樹脂に水をかけながら濾過する方法や、予め用意した水に、分離したPPS樹脂を投入した後に再度濾過するなどの方法で水溶液とPPS樹脂を分離する方法が例示できる。洗浄に用いる水は、蒸留水あるいは脱イオン水であることが好ましい。

0067

(3)分離したポリマーを、アルカリ金属を含む水溶液、アルカリ土類金属を含む水溶液、または熱水から選ばれる1種以上の水溶液に浸漬させて80〜200℃で1回以上洗浄する工程
本発明では上記工程(2)の分離を行った後、分離したポリマーを、アルカリ金属を含む水溶液、アルカリ土類金属を含む水溶液、または熱水から選ばれる1種以上の水溶液に浸漬させて80〜200℃で1回以上洗浄することが必要である。洗浄温度は120〜200℃が好ましく、150〜200℃がより好ましい。本工程を経ることでポリマー中の不純物が極めて低いレベルまで低減でき成形時に発生する揮発性成分を著しく低減できる。また、熱水での洗浄ではPPSにI価の金属イオンが導入されることでより安定した成形性が確保できるため、より好ましい洗浄方法である。洗浄温度が80℃未満では揮発性成分の除去が不十分になるとともに熱水で洗浄を行う場合はPPSへの金属イオンの導入が不十分となる。200℃を超えると圧力が高くなりすぎるため安全上好ましくない。

0068

洗浄処理時間は、例えば、80℃で処理する場合は2〜24時間が好ましく、200℃で処理する場合は0.01〜5時間が好ましい。

0069

洗浄処理する際のPPS樹脂と水との割合は、PPS樹脂が水に十分に浸漬された状態で処理することが好ましく、PPS樹脂500gに対して、水0.5〜500Lが好ましく、1〜100Lがより好ましく、2.5〜20Lがさらに好ましい。PPS樹脂500gに対して水が0.5Lより少ないとPPS樹脂が水に十分浸漬しないため洗浄不良となる。また、PPS樹脂500gに対して、水が500Lを超えると、PPS樹脂に対する水が大過剰となり生産効率が著しく低下するため好ましくない。

0070

これらの洗浄処理操作に特に制限は無く、所定量の水溶液または水に所定量のPPS樹脂を投入し、圧力容器内で加熱・撹拌する方法、連続的に処理を施す方法などにより行われる。洗浄に用いる水は、蒸留水あるいは脱イオン水であることが好ましい。

0071

洗浄処理に用いるアルカリ金属を含む水溶液中のアルカリ金属としては、Li、Na、およびKなど、アルカリ土類金属を含む水溶液中のアルカリ土類金属としては、Ca、Mg、Baなどが例示できる。これら金属成分は金属イオンとして水溶液中に分散しているものであり、酢酸イオンハロゲン化物イオン水酸化物イオンおよび炭酸イオン対アニオンとする水溶性塩の形で水に添加して水溶液にすることが好ましい。具体的に好適な水溶性塩としては、酢酸Ca、酢酸Mg、塩化Ca、臭化Ca、炭酸Ca、水酸化Ca、酢酸Na、酢酸K、炭酸Na、炭酸Kなどが例示でき、安価で良好な耐不凍液性を得られる水溶性塩としては酢酸Caや酢酸Naがより好ましい。水に対する水溶性塩の濃度は0.001〜5重量%程度が好ましい。

0072

本工程(3)の後、工程(2)と同様に濾過により濾過液とポリマーを分離することが好ましく、分離後にPPS樹脂表面に残留している不純物を除去するため、水または温水で数回洗浄することが好ましい。

0073

本発明における上記洗浄工程(1)〜(3)すべてにおいて、PPSを処理する場がpH8を超えていることが優れた耐熱水、耐不凍液性を得るために好ましい。pHが8以下となるとPPS樹脂の溶融結晶化温度が210℃を超えるため、高い溶融結晶化温度ゆえに薄肉成形品成形時に、未充填等の問題が発生しやすくなる。pHが8を超えていれば優れた耐熱水、耐不凍液性が確保できるため、PPSを処理する場がpH8を超える範囲内であれば酢酸、塩酸硫酸リン酸珪酸、炭酸およびプロピオン酸などの酸や酸を含む水溶液を適宜添加して処理しても差し障りない。また、上記工程(1)〜(3)においてPPS末端基の分解は好ましくないので、工程での雰囲気を不活性雰囲気下とすることが望ましい。不活性雰囲気としては、窒素、ヘリウムアルゴンなどがあげられるが、経済性の観点から窒素雰囲気下が好ましい。

0074

本発明では工程(1)の前に有機溶媒により洗浄する工程を含んでもよく、その方法は次のとおりである。本発明でPPS樹脂の洗浄に用いる有機溶媒は、PPS樹脂を分解する作用などを有しないものであれば特に制限はなく、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、ヘキサメチルホスホラスアミドピペラジノン類などの含窒素極性溶媒ジメチルスルホキシド、ジメチルスルホン、スルホランなどのスルホキシド・スルホン系溶媒、アセトンメチルエチルケトンジエチルケトンアセトフェノンなどのケトン系溶媒ジメチルエーテルジプロピルエーテルジオキサンテトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒クロロホルム塩化メチレントリクロロエチレン、2塩化エチレンパークロルエチレンモノクロルエタンジクロルエタン、テトラクロルエタンパークロルエタン、クロルベンゼンなどのハロゲン系溶媒メタノールエタノールプロパノールブタノールペンタノールエチレングリコールプロピレングリコールフェノールクレゾ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などのアルコールフェノール系溶媒およびベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒などが挙げられる。これらの有機溶媒のうちでも、N−メチル−2−ピロリドン、アセトン、ジメチルホルムアミドおよびクロロホルムなどの使用が特に好ましい。また、これらの有機溶媒は、1種類または2種類以上の混合で使用される。

0075

有機溶媒による洗浄の方法としては、有機溶媒中にPPS樹脂を浸漬せしめるなどの方法があり、必要により適宜撹拌または加熱することも可能である。有機溶媒でPPS樹脂を洗浄する際の洗浄温度については特に制限はなく、常温〜300℃程度の任意の温度が選択できる。洗浄温度が高くなる程洗浄効率が高くなる傾向があるが、通常は常温〜150℃の洗浄温度で十分効果が得られる。圧力容器中で、有機溶媒の沸点以上の温度で加圧下に洗浄することも可能である。また、洗浄時間についても特に制限はない。洗浄条件にもよるが、バッチ式洗浄の場合、通常5分間以上洗浄することにより十分な効果が得られる。また連続式で洗浄することも可能である。

0076

[加熱処理工程]
本発明では、上記洗浄工程を経た後に熱処理を行うことで機械的強度が高く、かつ耐不凍液性に優れたPPS樹脂が得られるため好ましい。以下に熱処理工程を具体的に説明する。

0077

本発明では、高い機械的強度を有するPPS樹脂を得るために加熱処理を行うことが好ましいが、過度な熱処理は溶融流動性の低下および樹脂中のゲル化物の増加により、成形時の未充填等の原因となるため好ましくない。しかしながら、熱処理が軽度すぎると揮発性成分低減効果が小さく、樹脂の強度が低下する傾向にある。本発明の加熱処理によれば、溶融流動性を損なうことなく、ゲル化物の発生を抑制しつつ、機械的強度を向上したPPS樹脂を得ることが可能となる。

0078

加熱処理は加熱処理温度および加熱処理時間を特定の範囲にすれば、高い酸素濃度雰囲気下でも低い酸素濃度雰囲気下でも差し支えないが、低い酸素濃度雰囲気下での熱処理が好ましい。

0079

高い酸素濃度雰囲気の条件としては酸素濃度が2体積%を超える濃度であることが好ましく、加熱処理温度は160〜270℃、加熱処理時間は0.1〜17時間行うことが望ましい。ただ、酸素濃度が高い条件下では揮発性成分の低減速度が速いものの、同時に酸化架橋が急速に進行するためゲル化物が発生しやすくなる。そのため概して低温・長時間または高温・短時間で加熱処理を行うことが好ましい。低温・長時間加熱処理する具体的な条件としては160℃以上210℃以下で1時間以上17時間以下が好ましく、170℃以上200℃以下で1時間以上10時間以下がより好ましい。加熱処理温度が160℃を下回る温度で熱処理を行っても揮発性成分の低減効果が小さく機械的強度の改善効果は小さい。また、低温であっても酸素濃度2体積%を超える濃度の条件においては加熱処理時間が17時間を越えると酸化架橋が進行しゲル化物が発生しやすくなる。高温・短時間加熱処理する具体的な条件としては210℃を超え270℃以下で0.1時間以上1時間未満が好ましく、220℃以上260℃以下で0.2〜0.8時間がより好ましい。加熱処理温度が270℃を超えると酸化架橋が急激に進行しゲル化物が発生しやすくなる。また、高温であっても加熱処理時間が0.1時間を下回ると揮発性成分の低減効果が小さく機械的強度の改善効果は小さい。

0080

低い酸素濃度雰囲気の条件としては酸素濃度が2体積%以下であることが好ましく、加熱処理温度は210〜270℃、加熱処理時間は0.2〜50時間行うことが望ましい。酸素濃度が低いと揮発性成分の低減効果が小さくなる傾向にあるため概して高温・長時間で加熱処理を行うことが好ましく、220℃〜260℃の加熱処理温度条件下2〜20時間行うことがより好ましい。加熱処理時間が210℃を下回る場合は揮発性成分が低減せず機械的強度の改善効果は小さく、加熱処理時間が50時間を超えて行うと生産性が低下する。

0081

本発明の加熱処理のための加熱装置は、通常の熱風乾燥機でもまた回転式あるいは撹拌翼付の加熱装置であってもよいが、効率良く、しかもより均一に処理する場合は、回転式あるいは撹拌翼付の加熱装置を用いるのがより好ましく、パドルドライヤー流動層乾燥機KIDドライヤー、スチームチューブドライヤー、さらにはインクラインディスクドライヤーホッパードライヤー縦型撹拌乾燥機などが例示できる。なかでもパドル式ドライヤーや流動層乾燥機、KIDドライヤーが均一かつ効率的に加熱する上で好ましい。熱処理の酸素濃度を調整するために、酸素、空気、オゾンなどの酸化性ガスに、窒素、アルゴン、ヘリウム、水蒸気などの非酸化性不活性ガス混入しても問題ない。加熱装置内で熱処理が行うことができれば、加熱装置の上部、下部、側面のどの位置から酸化性ガスや不活性ガスを導入しても特に制限はないが、より簡便な方法としては加熱装置上部からのガスの導入が挙げられる。また、酸化性ガスや不活性ガスは、加熱装置導入前に混合させてから装置に導入してもよいし、加熱装置の異なる場所から別々に酸化性ガスと不活性ガスを混入してもよい。なお、加熱処理工程を経ることでPPS樹脂の構造は変化していると考えられるが、当該PPS樹脂の構造を特定するのは実際的ではない事情が存在する。加熱処理工程を経ることで、揮発分や水分を除去することができ、機械強度、および耐不凍液性に優れるPPS樹脂を得ることができる。

0082

上記重合反応工程、回収工程、好ましくは洗浄工程、加熱処理工程を経て得られたPPS樹脂のメルトフローレート(以下、MFRと略することもある)は500g/10分以下であることが好ましく、400g/10分以下、更に好ましくは300g/10以下である。MFRが500g/10分を超えると、重合度が低すぎるため、機械的強度が低下する。下限としては、80g/10分を超える範囲であることが、成形性の点から好ましく、100g/10分以上であることが好ましい。ここで、MFRは、測定温度315.5℃、5000g荷重とし、ASTM−D1238−70に従って測定した値である。

0083

本発明の製造方法により得られるPPS樹脂は、500℃で焼成し、次いで530℃で6時間焼成して得られた灰分を塩酸で溶解し、原子吸光光度計:AA−6300(島津製作所製)で測定したナトリウム含有量が、1,000ppmを超えていることが好ましい。ナトリウム含有量が1,000ppmを超えるPPS樹脂を用いることで、PPS樹脂組成物の優れた耐不凍液性を発現することができるので好ましい。PPS樹脂のナトリウム含有量は、耐不凍液性の観点から1,100ppm以上がより好ましい。また、ナトリウム含有量の上限値に特に制限はないが、機械的特性改質のための反応性を確保する点で3,000ppm以下であることが好ましい。このようなナトリウム含有量のPPS樹脂を得るためには、たとえば蒸留水あるいは脱イオン水で熱水洗浄することが好ましい。

0084

かくして得られたPPS樹脂は、複雑、かつ多種多様な構造を有するポリマーであり、一般式(構造)又は特性により直接特定することは不可能又は非実際的であるが、上記のごときPPS樹脂を得るための製造法(加熱処理)によって、初めて特定することが可能となる。

0085

例えば、上記のごとき製造法を採用することで、優れた機械的強度と、耐熱水、耐不凍液性を備えたPPS樹脂組成物に好適なPPS樹脂を得ることが可能であり、本発明にはかかる(A)加熱処理されたPPS樹脂を用いることが好ましい。このような(A)PPS樹脂を、本発明のPPS樹脂組成物に配合されるPPS樹脂として配合することが好ましいが、PPS樹脂の少なくとも20重量%をこのようなPPS樹脂とすることで、PPS樹脂組成物に優れた機械的強度と、耐熱水性、耐不凍液性を備えることができる。PPS樹脂組成物に配合されるPPS樹脂の少なくとも30重量%をこのようなPPS樹脂とすることが好ましく、50重量%以上が更に好ましい。

0086

本発明のPPS樹脂組成物における(B)ガラス繊維の含有量は、(A)PPS樹脂100重量部に対し、(B)ガラス繊維11〜200重量部である。優れた機械的強度と耐冷熱衝撃性を並立させる意味において必要である。

0087

(A)PPS樹脂100重量部に対し、(B)ガラス繊維が11重量部未満の場合は、組成物としての適切な強度が得られないため好ましくない。(B)ガラス繊維が200重量部を超える場合は、組成物の溶融流動性が低下し、適切な成形加工性が得られず、また、機械的強度も得られないため好ましくない。

0088

かかる(B)ガラス繊維としては、具体的には、ガラス繊維、ガラスミルドファイバー、ガラスフラットファイバー異形面ガラスファイバーガラスカットファイバー、扁平ガラス繊維、などが挙げられ、これらは2種類以上併用することも可能である。中でもガラス繊維が好ましい。また、これらガラス繊維をイソシアネート系化合物有機シラン系化合物有機チタネート系化合物、有機ボラン系化合物およびエポキシ化合物などのカップリング剤予備処理して使用することは、より優れた機械的強度を得る意味において好ましく、中でもエポキシ基を含む収束剤で処理することが好ましい。

0089

かかるガラス繊維の強熱減量は、0.2重量%以上であることが好ましく、0.5重量%以上であることがより好ましい。加熱減量が0.2重量%以上のガラス繊維を用いることで、PPS樹脂組成物の機械的強度を向上させる効果に優れ、また、耐熱水、耐不凍液性の観点からも好ましい。ここで、ガラス繊維の強熱減量は、JIS R3420(2013) ガラス繊維一般試験方法 7.3水分率及び強熱減量に準拠して測定した値である。

0090

本発明のPPS樹脂組成物における(C)炭酸カルシウムの配合量は、(A)PPS樹脂100重量部に対し、(C)炭酸カルシウム11〜200重量部である。優れた耐不凍液性と寸法精度を並立させる意味において必要である。

0091

(A)PPS樹脂100重量部に対し、(C)炭酸カルシウムが11重量部未満の場合は、組成物としての適切な寸法精度が得られないため好ましくない。(C)炭酸カルシウムが200重量部を超える場合は、組成物の溶融流動性が低下し、適切な成形加工性が得られず、また、機械的強度も得られないため好ましくない。

0092

また、(C)炭酸カルシウムの具体例としては、重質炭酸カルシウム合成炭酸カルシウムなどが挙げられ、中でも合成炭酸カルシウムが好ましい。また、これら無機充填材をイソシアネート系化合物、有機シラン系化合物、有機チタネート系化合物、有機ボラン系化合物およびエポキシ化合物などのカップリング剤で予備処理して使用してもよい。

0093

本発明の(C)炭酸カルシウムの平均粒子径は、1.0μm未満であることが必要である。1.0μm以上であると、耐不凍液性が不十分となるため好ましくない。機械的強度と耐不凍液性の観点から、0.5μm以下がより好ましい。平均粒子径の下限値は、0.01μm以上であることが好ましい。さらに好ましくは、0.03μm以上である。なお、本発明における(C)炭酸カルシウムの平均粒子径は、平均一次粒子径のことを指し、電子顕微鏡により観察し測定したものである。一般には、1万個の炭酸カルシウムの粒子径を測定し、この粒子径を平均して、平均一次粒子径を求める。

0094

更に、本発明においては、(B)ガラス繊維と、(C)炭酸カルシウムとを併用して用いることが、優れた機械的強度、寸法精度、耐不凍液性を両立する上で必要である。これらの合計配合量は、PPS樹脂100重量部に対し、90重量部以上が好ましく、より好ましくは100重量部以上である。

0095

(A)PPS樹脂100重量部に対し、(B)ガラス繊維と、(C)炭酸カルシウムの合計配合量が、90重量部以上とすることで、収縮率が小さく、適切な寸法精度を得ることができる。また、(B)ガラス繊維と、(C)炭酸カルシウムの合計配合量に特に上限はないが、300重量部以下とすることでは、組成物としての適切な機械的強度を得ることができる。また、これらの配合比率は、(B)/(C)=1/1(重量比)〜4/1(重量比)の範囲が、優れた機械的強度、寸法精度、耐不凍液性を両立する上で、より好ましい。

0096

本発明のPPS樹脂組成物は、耐冷熱衝撃性を高める観点から、(D)エラストマーを配合することが好ましい。PPS樹脂組成物における(D)エラストマーの配合量は、(A)PPS樹脂100重量部に対し、0〜50重量部である。これらは、優れた寸法安定性と耐冷熱衝撃性を並立させる意味、および適切な強度を付与する意味において必要である。

0097

また(D)エラストマーが50重量部以下とすることで、流動性を維持し、成形性も維持することができるため、好ましい。また、同一の成形条件にて成形した際の、成形品の寸法、例えば真円度のばらつきが抑制され、適切な寸法安定性を得ることができるため好ましい。特に(A)PPS樹脂100重量部に対し、(D)エラストマーを5〜25重量部の範囲が好ましく、10〜20重量部の範囲が特に好適である。

0098

かかる(D)エラストマーとしては、エチレンプロピレン、1−ブテン、1−ペンテン1−オクテン、4−メチル−1−ペンテン、イソブチレンなどのα−オレフィン単独または2種以上を重合して得られる(共)重合体、例えば、エチレン/プロピレン共重合体(“/”は共重合を表す、以下同じ)、エチレン/1−ブテン共重合体、エチレン/1−ヘキセン共重合体、エチレン/1−オクテン共重合体が挙げられる。また、α−オレフィンとアクリル酸アクリル酸メチルアクリル酸エチルアクリル酸ブチルメタクリル酸メタクリル酸メチルメタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチルなどのα,β−不飽和酸およびそのアルキルエステルとの共重合体、例えば、エチレン/アクリル酸メチル共重合体、エチレン/アクリル酸エチル共重合体、エチレン/アクリル酸ブチル共重合体、エチレン/メタクリル酸メチル共重合体、エチレン/メタクリル酸エチル共重合体、エチレン/メタクリル酸ブチル共重合体などにエポキシ基を有する単量体成分官能基含有成分)を導入することにより得られるが、その官能基含有成分の例としては、アクリル酸グリシジルメタクリル酸グリシジルエタクリルグリシジルイタコン酸グリシジル、シトラコン酸グリシジルなどのエポキシ基を含有する単量体などが挙げられる。これら官能基含有成分を導入する方法は特に制限なく、オレフィン系(共)重合体を(共)重合する際に共重合させたり、オレフィン系(共)重合体にラジカル開始剤を用いてグラフト導入させたりするなどの方法を用いることができる。官能基含有成分の導入量変性オレフィン系(共)重合体を構成する全単量体に対して0.001〜40モル%、好ましくは0.01〜35モル%の範囲内であるのが適当である。特に有用なオレフィン重合体にエポキシ基を有する単量体成分を導入して得られるグリシジル基を有するオレフィン系共重合体の具体例としては、エチレン/プロピレン−g−メタクリル酸グリシジル共重合体(”g”はグラフトを表す、以下同じ)、エチレン/1−ブテン−g−メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン/アクリル酸グリシジル共重合体、エチレン/メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン/アクリル酸メチル/メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン/メタクリル酸メチル/メタクリル酸グリシジル共重合体、あるいは、エチレン、プロピレンなどのα−オレフィンとα,β−不飽和酸のグリシジルエステルに加え、更に他の単量体を必須成分とするエポキシ基含有オレフィン系共重合体もまた好適に用いられる。

0099

好ましいものとしては、エチレン/メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン/アクリル酸メチル/メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン/メタクリル酸メチル/メタクリル酸グリシジル共重合体などが挙げられる。とりわけ好ましいものとしては、エチレン/アクリル酸メチル/メタクリル酸グリシジル共重合体が挙げられる。これらは2種以上を併用することも可能である。

0100

更に、本発明のPPS樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲において、機械的強度、靱性などの向上を目的に、エポキシ基、アミノ基、イソシアネート基水酸基メルカプト基およびウレイド基の中から選ばれた少なくとも1種の官能基を有するシラン化合物を添加してもよい。かかる化合物の具体例としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシランなどのエポキシ基含有アルコキシシラン化合物、γ−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のメルカプト基含有アルコキシシラン化合物、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−ウレイドエチル)アミノプロピルトリメトキシシランなどのウレイド基含有アルコキシシラン化合物、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルメチルジメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルメチルジエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルエチルジメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルエチルジエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリクロロシランなどのイソシアネート基含有アルコキシシラン化合物、γ−(2−アミノエチルアミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシランなどのアミノ基含有アルコキシシラン化合物、およびγ−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−ヒドロキシプロピルトリエトキシシランなどの水酸基含有アルコキシシラン化合物などが挙げられる。なかでもエポキシ基、アミノ基、イソシアネート基、水酸基を有するアルコキシシランが優れたウエルド強度を得る上で特に好適である。かかるシラン化合物の好適な添加量は、PPS樹脂100重量部に対し、0.05〜3重量部の範囲が選択される。

0101

本発明のPPS樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲において、更に他の樹脂をブレンドして用いてもよい。かかるブレンド可能な樹脂には特に制限はないが、その具体例としては、ナイロン6ナイロン66、ナイロン610、ナイロン11ナイロン12芳香族ナイロンなどのポリアミド樹脂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ポリシクロヘキシルジメチレンテレフタレート、ポリナフタレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂ポリアミドイミドポリアセタールポリイミドポリエーテルイミドポリエーテルスルホン変性ポリフェニレンエーテル樹脂ポリサルフォン樹脂ポリアリルサルフォン樹脂、ポリケトン樹脂ポリアリレート樹脂液晶ポリマーポリエーテルケトン樹脂ポリチオエーテルケトン樹脂ポリエーテルエーテルケトン樹脂ポリアミドイミド樹脂四フッ化ポリエチレン樹脂、などが挙げられる。なお、本発明において、(D)エラストマーにも該当する他の樹脂成分については、(D)エラストマーとして扱う。

0102

なお、本発明のPPS樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で他の成分、例えば、前記以外の酸化防止剤や耐熱安定剤(ヒンダートフェノール系、ヒドロキノン系、リン系、ホスファイト系、アミン系、硫黄系およびこれらの置換体等)、耐候剤(レゾルシノール系、サリシレート系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、ヒンダードアミン系等)、離型剤および滑剤モンタン酸およびその金属塩、そのエステル、そのハーフエステルステアリルアルコールステアラミドステアラートビス尿素およびポリエチレンワックス等)、顔料硫化カドミウムフタロシアニン、着色用カーボンブラック等)、染料ニグロシン等)、結晶核剤タルクシリカカオリンクレー等)、可塑剤(p−オキシ安息香酸オクチル、N−ブチルベンゼンスルホンアミド等)、帯電防止剤アルキルサルフェートアニオン系帯電防止剤、4級アンモニウム塩カチオン系帯電防止剤ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレートのような非イオン系帯電防止剤、ベタイン両性帯電防止剤等)、難燃剤(例えば、赤燐燐酸エステルメラミンシアヌレート、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の水酸化物ポリリン酸アンモニウム臭素化ポリスチレン臭素化ポリフェニレンエーテル臭素化ポリカーボネート臭素化エポキシ樹脂あるいはこれらの臭素系難燃剤三酸化アンチモンとの組み合わせ等)、熱安定剤ステアリン酸カルシウムステアリン酸アルミニウムステアリン酸リチウムなどの滑剤、ビスフェノールA型などのビスフェノールエポキシ樹脂ノボラックフェノールエポキシ樹脂クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などの強度向上材紫外線防止剤着色剤、難燃剤および発泡剤などの通常の添加剤を添加することができる。

0103

中でも、離型剤として用いられる、エステル基含有化合物アミド基含有化合物は、優れた離型性を得る上で好ましく、アミド基含有化合物は、優れた離型性と耐不凍液性とを両立する上で特に好ましい。アミド基含有化合物としては、例えばアミド系ワックスなどが挙げられる。かかる化合物の好適な添加量は、PPS樹脂100重量部に対し、0.01〜3.0重量部の範囲が好ましく、0.05〜1.0重量部の範囲が特に好ましい。

0104

本発明のPPS樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲において、更に(B)ガラス繊維および(C)炭酸カルシウム以外の、他の無機充填材を添加して用いてもよい。かかる添加可能な無機充填材に特に制限はないが、無機充填材としての繊維状充填材の具体例としては、ステンレス繊維アルミニウム繊維黄銅繊維、ロックウール、PAN系やピッチ系炭素繊維カーボンナノチューブカーボンナノファイバー炭酸カルシウムウィスカーワラステナイトウィスカーチタン酸カリウムウィスカーチタン酸バリウムウィスカー、ほう酸アルミニウムウィスカー、窒化ケイ素ウィスカー、アラミド繊維アルミナ繊維炭化珪素繊維アスベスト繊維石膏繊維、セラミック繊維ジルコニア繊維シリカ繊維酸化チタン繊維炭化ケイ素繊維、などが挙げられ、これらは2種類以上併用することも可能である。また、これら繊維状充填材をイソシアネート系化合物、有機シラン系化合物、有機チタネート系化合物、有機ボラン系化合物およびエポキシ化合物などのカップリング剤で予備処理して使用することは、より優れた機械的強度を得る意味において好ましい。

0105

また、無機充填材としての非繊維状充填材の具体例としては、タルク、ワラステナイト、ゼオライトセリサイトマイカ、カオリン、クレー、パイロフィライトベントナイトアスベストアルミナシリケートハイドロタルサイトなどの珪酸塩酸化珪素ガラス粉酸化マグネシウム酸化アルミアルミナ)、シリカ(破砕状・球状)、石英ガラスビーズガラスフレーク、破砕状・不定形状ガラス、ガラスマイクロバルーン二硫化モリブデン酸化アルミニウム(破砕状)、透光性アルミナ(繊維状・板状・鱗片状・粒状・不定形状・破砕品)、酸化チタン(破砕状)、酸化亜鉛(繊維状・板状・鱗片状・粒状・不定形状・破砕品)などの酸化物炭酸マグネシウム炭酸亜鉛などの炭酸塩硫酸カルシウム硫酸バリウムなどの硫酸塩、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどの水酸化物、炭化珪素、カーボンブラックおよびシリカ、黒鉛窒化アルミニウム透光性窒化アルミニウム(繊維状・板状・鱗片状・粒状・不定形状・破砕品)、ポリリン酸カルシウムグラファイト金属粉金属フレーク金属リボン金属酸化物などが挙げられ、ここで金属粉、金属フレーク、金属リボンの金属種の具体例としては銀、ニッケル、銅、亜鉛、アルミニウム、ステンレス、鉄、黄銅、クロム、錫などが例示できる。また、カーボン粉末、黒鉛、カーボンフレーク鱗片状カーボンフラーレングラフェンなどが挙げられ、これらは中空であってもよく、更にはこれら充填材を2種類以上併用することも可能である。また、これら無機充填材をイソシアネート系化合物、有機シラン系化合物、有機チタネート系化合物、有機ボラン系化合物およびエポキシ化合物などのカップリング剤で予備処理して使用してもよい。

0106

本発明のPPS樹脂組成物の調製方法には特に制限はないが、各原料を単軸あるいは2軸の押出機バンバリーミキサーニーダーおよびミキシングロールなど通常公知の溶融混合機に供給して、280〜380℃の温度で混練する方法などを代表例として挙げることができる。原料の混合順序にも特に制限はなく、全ての原材料を配合後上記の方法により溶融混練する方法、一部の原材料を配合後上記の方法により溶融混練し、更に残りの原材料を配合し溶融混練する方法、あるいは一部の原材料を配合後単軸あるいは2軸の押出機により溶融混練中にサイドフィーダーを用いて残りの原材料を混合する方法などのいずれの方法を用いてもよい。また、少量添加剤成分については、他の成分を上記の方法などで混練しペレット化した後、成形前に添加して成形に供することももちろん可能である。

0107

このようにして得られる本発明のPPS樹脂組成物は、射出成形、押出成形ブロー成形トランスファー成形など各種成形に供することが可能であるが、特に射出成形用途に適している。

0108

本発明のPPS樹脂組成物は、水廻り部品や自動車冷却部品、特に、複数の部品を組み合わせた小型、複雑形状の自動車冷却部品に適しているが、ここで言う複雑形状の自動車冷却部品とは、例えば、ハウジングと、前記ハウジングに内包されるバルブと、前記ハウジングに結合された少なくとも3つ以上のパイプとを含んでおり、ハウジングの形状は、四角形状、三角形状、楕円形状などいずれの形状、またはそれぞれの複合形状であってもよく、そのハウジングにリブボスフランジが設置されていてもよい。また、前記ハウジングに内包されるバルブの形状は、球体形状円柱形状などいずれの形状、またはそれぞれの複合形状であってもよく、そのバルブに孔が開いていてもよい。また、バルブの数は、1つでもよく、また、2つ以上であってもよい。また、前記ハウジングに結合されるパイプの形状は、真っ直ぐであっても、曲がっていてもよく、また、パイプの断面形状は、円形状、楕円形状、四角形状などいずれの形状でもよい。また、そのパイプにリブ、ボス、フランジが設置されていてもよい。また、少なくとも3つ以上のパイプは、それぞれが同じ形状であっても、異なる形状の組み合わせであってもよい。また、パイプの結合方法は、例えば、ボルト締結であってもよく、また、熱板溶着などの溶着であっても、射出成形により、ハウジングの一部として成形してもよい。また、バルブの内包方法は、ハウジングをケースフタに分割し、ケース内にバルブを内包し、フタをボルト締結してハウジングとしてもよく、また、フタを熱板溶着などで溶着してハウジングとしてもよい。

0109

ハウジング内部に流れる液体は、水であっても、アルコール類グリコール類グリセリンなどを含む不凍液であってもよく、その種類、および濃度は特に限定されない。また、高温であっても、低温であっても、これらが繰り返し流れてもよい。

0110

ハウジングに内包されたバルブの開閉は、エンジン駆動力を利用しても、モーターの駆動力を利用してもよい。

0111

以上のように、本発明のPPS樹脂組成物は、機械的強度に優れるだけでなく、寸法精度、耐熱水性、耐不凍液について均衡して優れている。すなわち、本発明のPPS樹脂組成物は、高い機械的強度と、寸法精度、耐熱水性、耐不凍液性に優れるという特性を有しているため、水廻り部品や自動車冷却部品に有用であり、特に、複数の部品を組み合わせた小型、複雑形状の自動車冷却部品に有用である。更に、熱可塑性エラストマーを特定量配合することで、機械的強度や寸法精度、耐不凍液性は損なわず、耐冷熱衝撃性をも付与することができるため、金属インサートを有する自動車冷却部品に、特に有用である。

0112

本発明のPPS樹脂組成物は、示差走査型熱量計で求めた溶融結晶化温度が100〜210℃である。好ましくは120〜210℃以下である。溶融結晶化温度が210℃を超えると、溶融結晶化速度が速いため、薄肉成形品の成形時に未充填部が発生しやすく、生産性が低下し、また、本発明における優れた耐不凍液性が得られないため好ましくない。一方、溶融結晶化温度が100℃を下回ると、成形後にアニール処理を施しても結晶化しにくく、機械的強度の低下につながるため好ましくない。ここで、溶融結晶化温度は、PPS樹脂組成物のサンプル量約10mg、窒素雰囲気下、昇温・降温速度20℃/分で、
(i)50℃から340℃まで昇温し、340℃で1分間ホールド
(ii)100℃まで降温
(iii)再度340℃まで昇温し、340℃で1分間ホールド
(iv)再度100℃まで降温
した際、(iv)に現れる溶融結晶化ピーク温度を溶融結晶化温度(Tmc)とした。

0113

本発明のPPS樹脂組成物は、ISO 20753(2008)に規定されるタイプA1試験片を用い、引張速度5mm/min、雰囲気温度23℃の条件で、ISO 527−1,−2(2012)に準拠し測定した引張強度が140MPa以上である。好ましくは、150MPa以上である。ISO試験片での引張強度が140MPaよりも低い場合は、成形品としての十分な強度を満たせないため好ましくない。

0114

また、本発明のPPS樹脂組成物は、ISO 20753(2008)に規定されるタイプA1試験片を用い、不凍液に、135℃、2,000時間浸漬処理した後、引張速度5mm/min、雰囲気温度23℃の条件で、ISO 527−1,−2(2012)に準拠し測定した引張強度の、上記の不凍液浸漬前に測定した引張強度に対する引張強度保持率が75%以上である。不凍液処理後の引張強度の強度保持率は80%以上が好ましい。不凍液処理後の引張強度の強度保持率が75%未満の場合は、不凍液処理によりに機械的強度が低下し、成形品の割れの起点となるため好ましくない。引張強度が150MPa以上、不凍液処理後の引張強度の強度保持率が80%以上であれば、より優れた機械的強度と、耐熱水、耐不凍液性とを兼ね備えるため、特に好ましい。ここで、引張強度保持率を測定する際に用いる不凍液は、フォルクスワーゲン純正クーラント(G13)(品番:G 013 A8J M1)50重量部と、蒸留水で50重量部を混合した不凍液を使用する。

0115

その他本発明のPPS樹脂組成物の適用可能な用途としては、例えば、センサーLEDランプ、民生用コネクターソケット抵抗器リレーケース、スイッチ、コイルボビンコンデンサーバリコンケース、発振子、各種端子板、変成器プラグプリント基板チューナースピーカーマイクロフォンヘッドフォン小型モーター磁気ヘッドベース半導体液晶FDキャリッジ、FDDシャーシ、モーターブラッシュホルダーパラボラアンテナコンピューター関連部品などに代表される電気・電子部品;VTR部品、テレビ部品、アイロンヘアードライヤー炊飯器部品、電子レンジ部品、音響部品オーディオレーザーディスク(登録商標)・コンパクトディスクなどの音声機器部品、照明部品冷蔵庫部品、エアコン部品、タイプライター部品、ワードプロセッサー部品などに代表される家庭、事務電気製品部品への適用も可能である。その他、オフィスコンピューター関連部品、電話器関連部品、ファクシミリ関連部品、複写機関連部品、洗浄用治具モーター部品ライター、タイプライターなどに代表される機械関連部品:顕微鏡双眼鏡カメラ時計などに代表される光学機器精密機械関連部品;水道蛇口コマ混合水栓ポンプ部品パイプジョイント水量調節弁逃がし弁湯温センサー水量センサー水道メーターハウジングなどの水廻り部品;バルブオルタネーターターミナル、オルタネーターコネクター、ICレギュレーター、ライトディヤー用ポテンシオメーターベース排気ガスバルブなどの各種バルブ、燃料関係・排気系・吸気系各種パイプ、エアーインテークノズルスノーケルインテークマニホールド燃料ポンプエンジン冷却水ジョイントキャブレターメインボディー、キャブレタースペーサー排気ガスセンサー冷却水センサー、油温センサースロットルポジションセンサークランクシャフトポジションセンサーエアーフローメーターブレーキパッド摩耗センサー、エアコン用サーモスタットベース、暖房温風フローコントロールバルブラジエーターモーター用ブラッシュホルダー、ウォーターポンプインペラータービンベインワイパーモーター関係部品デュトリビューター、スタータースイッチスターターリレートランスミッションワイヤーハーネスウィンドウォッシャーノズル、エアコンパネルスイッチ基板、燃料関係電磁気弁用コイルヒューズ用コネクター、ホーンターミナル、電装部品絶縁板ステップモーターローターランプソケット、ランプリフレクター、ランプハウジングブレーキピストンソレノイドボビンエンジンオイルフィルター、点火装置ケース、車速センサーケーブルライナーなどの自動車・車両関連部品など各種用途が例示できる。

0116

以下に実施例を示し、本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例の記載に限定されるものではない。

0117

[PPS樹脂の測定方法
(1)金属含有量の特定方法
金属含有量は、以下に示す方法にて測定した値を使用した。得られたPPS樹脂を500℃で焼成し、次いで530℃で6時間焼成して得られた灰分を塩酸で溶解し、原子吸光光度計:AA−6300(島津製作所製)で測定した。ランプは、ナトリウム、およびカルシウムのホロカソードランプを使用し、測定されたナトリウム含有量とカルシウム含有量を求め、それらの合計を金属含有量とした。

0118

(2)メルトフローレート(MFR)
測定温度315.5℃、5000g荷重とし、ASTM−D1238−70に従って測定した。

0119

[参考例1]PPSの重合(PPS−1)
撹拌機および底に弁のついたオートクレーブに、47.5%水硫化ナトリウム8267.4g(70.0モル)、96%水酸化ナトリウム2925.0g(70.2モル)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)13860.0g(140.0モル)、酢酸ナトリウム1894.2g(23.1モル)、およびイオン交換水10500.0gを仕込み、常圧で窒素を通じながら240℃まで約3時間かけて徐々に加熱し、水14772.1gおよびNMP280.0gを留出したのち、反応容器を160℃に冷却した。仕込みアルカリ金属硫化物1モル当たりの系内残存水分量は、NMPの加水分解消費された水分を含めて1.08モルであった。また、硫化水素の飛散量は仕込みアルカリ金属硫化物1モル当たり0.023モルであった。

0120

次に、p−ジクロロベンゼン(p−DCB)10646.7g(72.4モル)、NMP6444.9g(65.1モル)を加え、反応容器を窒素ガス下密封し、240rpmで撹拌しながら、200℃から270℃まで0.6℃/分の速度で昇温し、270℃で70分保持した。オートクレーブ底部の抜き出しバルブを開放し、窒素で加圧しながら内容物を攪拌機付き容器に15分かけてフラッシュし、250℃でしばらく撹拌して大半のNMPを除去した。

0121

得られた固形物およびイオン交換水53リットルを撹拌機付きオートクレーブに入れ、70℃で30分洗浄した後、ポアサイズ10〜16μmのガラスフィルター吸引濾過した。次いで70℃に加熱した60リットルのイオン交換水をポアサイズ10〜16μmのガラスフィルターに注ぎ込み、吸引濾過してPPS樹脂ケーク18000g(その内PPS樹脂7550gが含まれる)を得た。

0122

前記PPS樹脂ケーク18000g、イオン交換水40リットルを撹拌機付きオートクレーブに仕込み、オートクレーブ内部を窒素で置換した後、192℃まで昇温し、5分保持して熱水処理を施した。オートクレーブ冷却後、内容物をポアサイズ10〜16μmのガラスフィルターで吸引濾過した。次いで70℃に加熱した60リットルのイオン交換水をガラスフィルターに注ぎ込み、吸引濾過してケークを得た。得られたケーク、イオン交換水40リットル、および酢酸カルシウム一水和物50gを撹拌機付きオートクレーブに仕込み、オートクレーブ内部を窒素で置換した後、192℃まで昇温し、5分保持して処理を施した。オートクレーブ冷却後、内容物をポアサイズ10〜16μmのガラスフィルターで濾過した。次いで、70℃に加熱した60リットルのイオン交換水をガラスフィルターに注ぎ込み、吸引濾過してケークを得た。得られたケークを窒素気流下120℃で4時間乾燥し、PPSの粉末を得た。その後、PPSの粉末を空気0.18リットル/分、窒素1.78リットル/分の撹拌機付き加熱装置に導入し、酸素濃度2%で加熱処理を施した。酸素濃度は、酸素濃度計を加熱装置内に設置して測定した。得られたPPS樹脂の金属含有量は1420ppmであり、そのうち、ナトリウム含有量は740ppmであった。また、MFRは129g/10分であった。

0123

[参考例2]PPSの重合(PPS−2)
空気1.0リットル/分、窒素0.96リットル/分の撹拌機付き加熱装置に導入し、酸素濃度12%で加熱処理を施したこと以外は、参考例1と同様に行った。得られたPPS樹脂の金属含有量は1390ppmであり、そのうち、ナトリウム含有量は710ppmであった。また、MFRは106g/10分であった。

0124

[参考例3]PPSの重合(PPS−3)
酢酸カルシウムを仕込まなかったこと以外は、参考例1と同様に行った。得られたPPS樹脂の金属含有量は1360ppmであり、そのうち、ナトリウム含有量は1360ppmであった。また、MFRは166g/10分であった。

0125

[参考例4]PPSの重合(PPS−4)
酢酸カルシウムを仕込まなかったこと、および空気1.0リットル/分、窒素0.96リットル/分の撹拌機付き加熱装置に導入し、酸素濃度12%で加熱処理を施したこと以外は、参考例1と同様に行った。得られたPPS樹脂の金属含有量は1340ppmであり、そのうち、ナトリウム含有量は1340ppmであった。また、MFRは134g/10分であった。

0126

[参考例5]PPSの重合(PPS−5)
酢酸カルシウムを仕込まなかったこと、および撹拌機付き加熱装置での加熱処理を施さなかったこと以外は、参考例1と同様に行った。得られたPPS樹脂の金属含有量は1350ppmであり、そのうち、ナトリウム含有量は1350ppmであった。MFRは223g/10分であった。

0127

[参考例6]PPSの重合(PPS−6)
前記PPS樹脂ケーク18000g、イオン交換水40リットル、および酢酸43gを撹拌機付きオートクレーブに仕込み、オートクレーブ内部を窒素で置換した後、192℃まで昇温し、30分保持して酸処理を施したこと、および酢酸カルシウムを仕込まなかったこと以外は、参考例1と同様に行った。酸処理時のpHは7であった。得られたPPS樹脂の金属含有量は400ppmであり、そのうち、ナトリウム含有量は400ppmであった。また、MFRは261g/10分であった。

0128

[実施例および比較例で用いた配合物
本実施例および比較例に用いた配合物は以下の通りである。

0129

(A)PPS樹脂
PPS−1:参考例1に記載の方法で重合したPPS樹脂(酸素濃度2%で加熱処理、金属含有量1420ppm,ナトリウム含有量740ppm)
PPS−2:参考例2に記載の方法で重合したPPS樹脂(酸素濃度12%で加熱処理、金属含有量1390ppm,ナトリウム含有量710ppm)
PPS−3:参考例3に記載の方法で重合したPPS樹脂(酸素濃度2%で加熱処理、金属含有量1360ppm,ナトリウム含有量1360ppm)
PPS−4:参考例4に記載の方法で重合したPPS樹脂(酸素濃度12%で加熱処理、金属含有量1340ppm,ナトリウム含有量1340ppm)
PPS−5:参考例5に記載の方法で重合したPPS樹脂(加熱処理なし、金属含有量1350ppm,ナトリウム含有量1350ppm)
PPS−6:参考例6に記載の方法で重合したPPS樹脂(酸素濃度2%で加熱処理、金属含有量400ppm,ナトリウム含有量400ppm)。

0130

(B)無機充填材
B:チョップドストランド日本電気硝子株式会社製 T−760H 3mm長平均繊維径10.5μm強熱減量0.5重量%)。

0131

(C)炭酸カルシウム
C−1:合成炭酸カルシウム(白石カルシウム社製ブリリアント1500平均粒子径0.15μm)
C−2:重質炭酸カルシウム(カルファイン社製 KSS−1000 平均粒子径4.2μm)
C−3:重質炭酸カルシウム(丸尾カルシウム社製スーパーS 平均粒子径6.3μm)。

0132

(D)エラストマー
D−1:エチレン・グリシジルメタクリレート・アクリル酸メチル共重合体(住友化学社製ボンドファースト7M)
D−2:エチレン・アクリル酸n−ブチル共重合体(アルケマ社製 ロトリル35BA40)。

0133

(E)添加剤
E:エポキシ基含有アルコキシシラン(信越化学工業株式会社製KBM−303)。

0134

測定評価方法
本実施例および比較例における測定評価方法は以下の通りである。

0135

(1)引張強度
ISO 527−1、2(2012)に準拠して測定を行った。具体的には次のように測定を行った。本発明のPPS樹脂組成物ペレットを、熱風乾燥機を用いて130℃で3時間乾燥した後、シリンダー温度:310℃、金型温度:145℃に設定した住友重機械工業株式会社製射出成形機(SE−50D)に供給し、ISO 20753(2008)に規定されるタイプA1試験片形状(4mm厚み)の金型を用いて、中央平行部断面積を通過する溶融樹脂の平均速度が400±50mm/sとなる条件で射出成形を行い、試験片を得た。この試験片を、23℃、相対湿度50%の条件で16時間状態調節を行った後、23℃、相対湿度50%の雰囲気下、つかみ具間距離:115mm、試験速度:5mm/minの条件で、ISO 527−1、−2(2012)に準拠して引張強度の測定を行った。

0136

(2)引張強度保持率
本発明では、試験片を以下の方法で135℃の不凍液に2000時間浸漬した後、引張強度を測定し、上記(1)で測定した引張強度に対する強度保持率を引張強度保持率とした。

0137

不凍液は、フォルクスワーゲン純正クーラント(G13)(品番:G 013 A8J M1)を、蒸留水で50重量%水溶液に希釈して調製した。135℃の温度で、2,000時間、ISO 20753(2008)に規定されるタイプA1試験片形状(4mm厚み)の試験片を不凍液に浸漬処理した後、付着した液体を拭き取り、23℃、相対湿度50%の条件で16時間状態調節を行った後、23℃、相対湿度50%の雰囲気下、つかみ具間距離:115mm、試験速度:5mm/minの条件で、ISO 527−1,−2(2012)に準拠して引張強度の測定を行った。(不凍液浸漬処理後の引張強度/(1)記載の引張強度)から算出される値を百分率で表示し、その値を引張強度保持率とした。75%以上であれば実用上問題のない製品レベルといえるが、この値が高いほど耐不凍液性に優れ好ましい。

0138

(3)溶融結晶化温度(Tmc)
パーキンエルマー社製DSC7を用い、サンプル量約10mg、窒素雰囲気下、昇温・降温速度20℃/分で、
(i)50℃から340℃まで昇温し、340℃で1分間ホールド
(ii)100℃まで降温
(iii)再度340℃まで昇温し、340℃で1分間ホールド
(iv)再度100℃まで降温
した際、(iv)に現れる溶融結晶化ピーク温度を、溶解結晶化温度(Tmc)とした。

0139

(4)寸法精度
住友重機製射出成形機(SE−100DU)を使用して、図2に示す寸法精度評価用の成形品7を成形した。成形品7は、成形用ゲート8を介して成形された成形品である。成形条件は、シリンダー温度320℃、金型温度130℃、その他条件は一般的な成形条件で成形した。該成形品7のMD方向(図の上下方向)、及びTD方向(MD方向と直交する方向)の寸法を3点測定し、その平均値を算出した。金型の実寸法から測定した平均値を差し引き、金型の実寸法で除した値を成形収縮率とした。測定は、ミツトヨ社製三次元寸法測定機を使用し、JIS B0621に準拠して行なった。TD方向の成形収縮率から、MD方向の成形収縮率を差し引いた値を寸法精度とした。0.6%よりも小さければ実用上問題のない製品レベルといえるが、この値が小さいほど寸法精度に優れ、好ましい。成形収縮率が0.5%以上0.6%未満のものを○、0.5%未満のものを◎、0.6%以上のものを×とした。

0140

(5)耐冷熱衝撃性
シリンダー温度320℃、金型温度140℃の条件で金属ブロックインサート成形した、図3に示す金属インサート成形品を用いた。これを130℃×1時間で処理後、−40℃×1時間で処理することを1回として、冷熱衝撃処理し、5回毎に目視によりクラック発生有無を確認した。クラック発生が認められた冷熱衝撃処理数を耐冷熱衝撃性とした。30回以上クラックが発生しなければ実用上問題のない製品レベルといえるが、クラック発生までの処理回数が多いほど耐冷熱衝撃性に優れ、好ましい。

0141

[PPS樹脂組成物の製造]
シリンダー温度を320℃、スクリュー回転数を400rpmに設定した、26mm直径の中間添加口を有する2軸押出機(東機械株式会社製TEM−26)を用いて、参考例1〜6で得たPPS樹脂(A)100重量部を表1および表2に示す重量比で原料供給口から添加して溶融状態とし、(B)無機充填材を表1および表2に示す重量比で中間添加口から供給し、吐出量30kg/時間で溶融混練してペレットを得た。このペレットを用いて前記の各特性を評価した。その結果を表1および表2に示す。

0142

実施例

0143

0144

かくして得られるPPS樹脂組成物は、高い機械的強度と、優れた耐熱水、耐不凍液性とを両立するという未知なる特性を有するため、水廻り部品や自動車冷却部品に有用であり、特に、複数の部品を組み合わせた小型、複雑形状の自動車冷却部品に有用に用いられる。

0145

1.ハウジング
2.バルブ
3.軸
4.パイプ
5.孔部
6.パッキン
7.寸法精度評価用成形品
8.ゲート
9.インサート金属
10.ゲート
11.金属インサート成形品

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