JP2001072866A - ポリアリーレンサルファイド樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高剛性、高弾性率、流動性を有すると共に、
成形品の厚み方向への線膨張係数、収縮率の異方性が緩
和された樹脂組成物を提供すること。 【解決手段】 （Ａ）ポリアリーレンサルファイド樹脂
100 重量部に対し（Ｂ）セリサイト５〜200 重量部およ
び（Ｃ）無機充填剤10〜500 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

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリアリーレンサ
ルファイド樹脂組成物に関し, 詳しくは光ピックアップ
部品、フロッピーディスクドライブ（ＦＤＤ）部品、ハ
ードディスクドライブ部品などの精密ＯＡ機器分野で有
用なポリアリーレンサルファイド樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＦＤＤ、コンパクトディスク（Ｃ
Ｄ）、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）等の精密ＯＡ
機器の部品は、アルミニウム、亜鉛等の金属ダイキャス
ト法により製造されてきたが、近年のコストダウン, 軽
量化のニーズの高まりにより樹脂化が検討され, 徐々に
置き換わりつつある。この場合樹脂材料には、それらの
部品の機能により、射出成形における寸法精度及び安定
性、成形性（流動性）、製品の剛性、耐環境性（耐熱
性、耐湿性、耐薬品性）、難燃性等が求められる。この
ことから、ポリアリーレンサルファイド樹脂（以下”Ｐ
ＡＳ”ということがある。）等のエンジニアリングプラ
スチックスが多く用いられているが、更に近年、記録容
量の高密度化、製品形状の薄型化により共振問題が発生
し、金属並みの剛性が要求されることから、マイカ等の
板状フィラー、炭素繊維等の充填剤を配合して高剛性
化、高弾性化が図られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらの充填剤の内、
板状フィラーは、弾性率を向上させ、且つ反り等の寸法
精度を確保するために多く用いられており、例えば特開
昭57-63355号公報にはＰＡＳに金マイカ（フィロゴファ
イト系マイカ）を配合した樹脂組成物が、特開平4-7235
6 号公報にはＰＡＳに白マイカ（ムスコバイト系マイ
カ）を配合した樹脂組成物が、各々開示されている。し
かし、これら金マイカ及び白マイカはアスペクト比が大
きく、例えば通常好ましく用いられる金マイカの場合で
30〜100 であるため、射出成形時に流動方向に配向し、
流動方向（ＭＤ）及び流動方向に直角の方向（ＴＤ）の
線膨張係数は共に小さくなるが、逆に厚み方向の線膨張
係数が大きくなるという欠点があった。この線膨張係数
の異方性の大きさは、ある方向に対する高温環境下での
寸法変動が大きく、動作特性が不安定となる結果をもた
らすものである。

【０００４】本発明者らは、係る従来技術の問題点を解
決し、高剛性、高弾性率、流動性を有すると共に、成形
品の厚み方向への線膨張係数、収縮率の異方性が緩和さ
れた樹脂組成物を得るため鋭意研究の結果、セリサイト
を特定割合の無機充填剤と共にＰＡＳに配合した場合に
は、アスペクト比がやや大きくても高弾性率を維持しつ
つ線膨張率、収縮率の異方性が緩和されることを見出
し、本発明に至った。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ち本発明は、（Ａ）ポ
リアリーレンサルファイド樹脂100 重量部に対し（Ｂ）
セリサイト５〜200 重量部および（Ｃ）無機充填剤10〜
500 重量部を配合してなるポリアリーレンサルファイド
樹脂組成物を提供するものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
本発明における（Ａ）ポリアリーレンサルファイド樹脂
（ＰＡＳ）としては、主としてアリーレンサルファイド
基を繰り返し単位として有するものであれば特に制限が
ないが、好ましいのはポリフェニレンサルファイドであ
る。

【０００７】ポリフェニレンサルファイドとしては、た
とえば特公昭44−27671 号公報および同45−3368号公報
に開示されているようなハロゲン置換芳香族化合物と硫
化アルカリとの反応、特公昭45−27255 号公報に開示さ
れているような芳香族化合物をルイス酸触媒によって塩
化硫黄を縮合させる反応、または米国特許第3,274,165
号公報に開示されるようなチオフェノール類のアルカリ
触媒もしくは銅塩等の存在下の縮合反応等によって合成
される重合体であって、ｐ−フェニレンサルファイド基
を繰り返し単位として80モル％以上含有するものを好適
に使用することができる。また、共重合成分に由来する
繰り返し単位として、ｍ−フェニレンサルファイド基、
ｏ−フェニレンサルファイド基、置換フェニレンサルフ
ァイド基、ｐ，ｐ’−ビフェニレンスルホンサルファイ
ド基、ｐ，ｐ’−ビフェニレンサルファイド基、ｐ，
ｐ’−ビフェニレンエーテルサルファイド基、ｐ，ｐ’
−ビフェニレンカルボニルサルファイド基、ナフタレン
サルファイド基、３官能フェニルサルファイド基等のア
リーレンサルファイド基を、20モル％未満で且つ重合体
の結晶性に悪影響を与えない範囲で含有するものも用い
ることもできる。

【０００８】これらの樹脂は前記したような縮合等の反
応直後においては白色に近いもので、あるものは分子量
も大きくなく低粘度のものであるが、空気中で融点以下
に加熱して酸化、分岐あるいは架橋させるか、または縮
合反応の工程で分岐剤により分岐あるいは架橋させて分
子量を高め、射出成形等に適する溶融粘度のものに変化
させて用いられる。また、あるものは、縮合反応工程に
おいて、十分に高分子量で高粘度の直鎖状樹脂が得られ
ており、これを用いることもできる。ポリフェニレンサ
ルファイドは種々のグレードのものが市販されているの
で入手が容易であり、経済的にも性能的にも好適であ
り、これらを単独であるいは混合して用いることができ
る。

【０００９】また、本発明の樹脂組成物には、ＰＡＳ以
外の熱可塑性樹脂を補助的に少量併用することも可能で
あり、高温において安定な熱可塑性樹脂であればいずれ
も使用でる。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。

【００１０】中でもポリオレフィン系ポリマーとして、
エチレン系共重合体又はそのグラフト共重合体、例えば
エチレンとα，β−不飽和脂肪酸又はそのアルキルエス
テル、グリシジルエステルとの共重合体、或いはこれに
更にビニール系ポリマーがグラフトしたグラフト共重合
体等は補助的成分として特に好ましいものである。

【００１１】本発明において使用される（Ｂ）セリサイ
トは、絹マイカと呼ばれ、白色〜淡紅色を示し、絹糸状
光沢を有する２八面体雲母である。加水白雲母とも云わ
れ白マイカに近い性質を持つが、白マイカの理想化学式
から求めた化学組成に対しては、SiO₂の含有量が多く、
Al₂O₃ の含有量が少なくなっている。また、カリウムが
少なく，水分が多くなっている。八面体シート中のAlを
置換したMg、Fe³⁺等の陽イオンも認められ、特に、層間
陽イオンの減少とH₂O ^- の存在とが特徴である。さらに
光学的性質にも差が認められる。

【００１２】セリサイトの性状は、平均フレーク径が20
〜55μｍでアスペクト比が20〜60であるのが適当であ
り、特に平均フレーク径が25〜55μｍでアスペクト比が
40〜60であるのが好ましい。平均フレーク径が20μｍ未
満では調整が困難となり55μｍを超えると線膨張率の異
方性が大きくなる。また、アスペクト比でも同様に20未
満では調整が困難となり60を超えると線膨張率の異方性
が大きくなる。

【００１３】セリサイトの使用量はＰＡＳ100 重量部に
対し５〜200 重量部が適当であり、特に20〜100 重量部
が好ましい。

【００１４】本発明で用いられる（Ｃ）無機充填剤とし
ては、目的に応じて繊維状又は粉状の無機充填剤を選択
できる。繊維状充填剤としては、ガラスファイバー、カ
ーボンファイバー、グラファイト繊維、ウォラストナイ
ト、あるいは酸化亜鉛ウィスカー、ホウ酸アルミニウム
ウィスカー、チタン酸カリウムウィスカー、シリコンカ
ーバイドウィスカー、サファイアウィスカー、炭化ケイ
素ウィスカー等の各種ウィスカー等のほかメタルファイ
バーやセラミックファイバー、あるいは銅線、鋼線、ス
テンレス線等の金属線も適用することができる。また、
炭素繊維等にボロンや炭化ケイ素等を蒸着したいわゆる
ボロン繊維や炭化ケイ素繊維等の耐熱性無機複合繊維、
芳香族アラミド繊維等の耐熱有機繊維等も使用すること
ができる。

【００１５】これらの中でも、特に炭素繊維は高剛性を
付与するのに一般的に用いられており、セルロース繊
維、アクリル繊維、リグニン繊維，石油系特殊ピッチな
どを原料として焼成された耐炎質、炭素質，黒鉛質等の
種々のタイプが使用できる。炭素繊維の長さは0.3 〜10
mmが好ましく，この長さのものを使用することによっ
て、得られる組成物は0.1 〜0.8mm 長の炭素繊維を含む
ことが可能となり、より高い機械的強度を得ることがで
きる。炭素繊維の繊維径は約5 〜約15μｍが適当であ
り、通常100 〜1000本の炭素繊維を収束させたものが取
扱いに好都合である。

【００１６】また、ガラスファイバーは経済的かつ性能
的に好適な繊維状充填剤であり、含アルカリガラスファ
イバー、低アルカリガラスファイバー、無アルカリガラ
スファイバー等のいずれをも使用することができる。ガ
ラスファイバーは、このポリアリーレンサルファイド樹
脂組成物中での長さが0.1 〜1mm であり、特に、0.2 〜
0.5mm であるのが特に好ましい。このガラスファイバー
は、樹脂との混練に際して破断することが多く、混練に
供するときのガラスファイバーのサイズとしては、通常
の場合、長さが２〜5mm であるのが好ましい。ガラスフ
ァイバーの繊維径は通常５〜20μｍ、特に７〜15μｍが
好ましい。繊維径が20μｍを超えると樹脂との混練が難
かしくなり、また組成物の性能上も好ましくない。

【００１７】ガラスファイバーの形態には特に限定はな
く、たとえばロービング、チョップストランド、ミルド
ファイバー等であってもよい。なお、ガラスファイバー
を使用するに当たり、前記ガラスファイバーに、ボラン
処理、シラン処理、チタネート処理、エポキシ処理等の
表面処理をしておくのもよい。

【００１８】一方、粉状充填剤としては、カーボンブラ
ック、黒鉛、ケッチェンブラック、シリカ、石英粉末、
ガラスビーズ、ガラス粉、硅酸カルシウム、硅酸アルミ
ニウム、カオリン、タルク、クレー、硅藻土、ウォラス
トナイトの如き硅酸塩、酸化鉄、酸化チタン、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、その他炭化硅素、窒化硅素、窒化
硼素、各種金属粉末等が挙げられる。

【００１９】無機充填剤の使用量はＰＡＳ100 重量部に
対し10〜500 重量部が適当であり、特に20〜200 重量部
が好ましい。10重量部未満では強化効果が小さく、500
重量部を超えると成形時の流動性が不良となる。

【００２０】前記したように、繊維状充填剤と粉状充填
剤とは, 目的に応じて適宜選択して使用すれば良いが、
繊維状充填剤と粉状充填剤とを繊維状充填剤／粉状充填
剤の重量比で40〜80／60〜20、特に好ましくは45〜75／
55〜25の割合で併用するのが機械的強度, 成形時の寸法
安定性の点から好ましい。粉末状充填剤のみでは機械的
強度が低い。

【００２１】尚、本発明の樹脂組成物には、目的に応じ
離型剤、滑剤、結晶核剤、カップリング剤、相溶化剤、
紫外線吸収剤、着色剤、その他通常の添加剤を添加する
ことができる。

【００２２】本発明の樹脂組成物は、所定割合のポリア
リーレンサルファイド樹脂、セリサイト及び無機充填剤
を混合あるいは混練することにより調製することができ
る。混合および混練は公知の方法に従って行なうことが
できる。たとえば、リボンブレンダ、タンブラミキサ、
ヘンシェルミキサ等の混合機を使用して混合した後溶融
混練するか、または、バンバリミキサ、スクリュウ混練
機等を使用して混合を同時に行なうこともできる。混練
によりペレットを形成し、このペレットを使用して各種
の成形法、通常は射出成形法により成形品が形成され
る。

【００２３】

【実施例】実施例および比較例に使用した原材料を一括
して次に示す。 ポリフェニレンサルファイド樹脂（PPS)：株式会社ト
ープレン製・Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３ 温度300 ℃、せん断速
度1000sec ^-1における溶融粘度が200 〜1000ポイズの半
架橋タイプ セリサイトＡ：三信鉱工株式会社製・Ｆ１ 重量平均
粒径（フレーク径）45μｍ、アスペクト比40 セリサイトＢ：三信鉱工株式会社製・ＦＳ１ 重量平均
粒径（フレーク径）25μｍ、アスペクト比55 セリサイトＣ：キンセイマテック社製のＴＣマイカを粉
砕、分級して調整したもの 重量平均粒径（フレーク
径）60μｍ、アスペクト比60 金マイカ：株式会社クラレ製・２００ＨＫ 重量平均
粒径（フレーク径）90μｍ、アスペクト比50 白マイカＡ：株式会社クラレ製・２００Ｄ 重量平均
粒径（フレーク径）90μｍ、アスペクト比50 白マイカＢ：株式会社クラレ製・３００Ｄ 重量平均粒
径（フレーク径）40μｍ、アスペクト比35 ガラス繊維：旭ファイバーグラス株式会社製・ＪＡＦ
Ｔ５９１ 炭素繊維：東邦レーヨン株式会社製・チョップドスト
ランドＣＦ ＨＴＡ−Ｃ６−ＳＲＳ 炭酸カルシウム：白石カルシウム株式会社製・ホワイ
トンＰ３０

【００２４】（実施例１〜５）表１に記載した種類及び
量の組成成分を、二軸押出機（東芝機械株式会社製・Ｔ
ＥＭ３５）を用いて330 ℃で溶融混練し、ペレットを得
た。このペレットを50トン射出成形機（株式会社 日本
製鋼所製）を使用し、シリンダー温度320 ℃、金型温度
135 ℃の条件で、縦横各80mm、厚さ3.2mm の平板形状を
射出成形した。この平板形状の成形品について、次のよ
うな物性測定、動作特性試験を行い、その結果を表２に
示した。

【００２５】線膨張係数：平板形状の成形品から測定用
の試験片を切り出し、セイコー電子工業株式会社製・Ｔ
ＭＡ１２０Ｃを使用し、室温から60℃までの線膨張係数
を、射出成形時の樹脂の流動方向に平行方向（ＭＤ）及
び直角方向（ＴＤ）並びに厚み方向について測定した。 引張り強度：ＡＳＴＭ−Ｄ６３８に準拠した。 曲げ強度及び曲げ弾性率：ＡＳＴＭ−Ｄ７９０に準拠し
た。 高温寸法変位：平板形状の成形品を恒温槽にて70℃に保
持した状態で、室温（23℃）をゼロとした場合の厚み方
向の変位を、非接触式深さ計で測定した。 動作特性：平板形状の成形品とは別に、ＣＤピックアッ
プ部品を射出成形し、実機評価（70℃での高温環境試
験）を行った。

【００２６】（比較例１〜３）セリサイトＡを金マイ
カ、白マイカＡまたは白マイカＢに変えた外は実施例１
と同様に実施し、その結果を表２に示した。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】

【発明の効果】本発明のポリアリーレンサルファイド樹
脂組成物は、高剛性、高弾性率、流動性を有すると共
に、成形品の特に厚み方向への線膨張係数、収縮率の異
方性が緩和された成形材料であり、寸法精度の高い成形
品に成形することができ、例えば光学スポットのズレ等
の温度特性が向上した光学式ピックアップ部品を製造す
ることができる。セリサイトの場合にアスペクト比がや
や大きくても線膨張率、収縮率の異方性がこのように緩
和される理由は明確ではないが、従来の技術からは予期
し得ない効果である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4J002 CN011 DA017 DA027 DA037 DA067 DA077 DC007 DE107 DE117 DE137 DE147 DE187 DE237 DF017 DG047 DG057 DJ007 DJ017 DJ037 DJ047 DJ056 DK007 DL007 DM007 FA016 FA047 FA067 FA087 FD017 GP00 GQ00

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）ポリアリーレンサルファイド樹脂
   100 重量部に対し（Ｂ）セリサイト５〜200 重量部およ
   び（Ｃ）無機充填剤10〜500 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。
2. 【請求項２】 （Ｂ）セリサイトの性状が平均フレーク
   径20〜55μｍ、アスペクト比20〜60である請求項１記載
   のポリアリーレンサルファイド樹脂組成物。
3. 【請求項３】 （Ｃ）無機充填剤が繊維状充填剤と粉状
   充填剤とからなり、繊維状充填剤／粉状充填剤の重量比
   が40〜80／60〜20である請求項１記載のポリアリーレン
   サルファイド樹脂組成物。