JPS6258286B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はポリフエニレンエーテル系樹脂の外観
良好な成形品に関するものである。 ポリフエニレンエーテル系樹脂（以下PPE樹脂
と略す。）は成形加工性、該成形品の剛性、強
さ、タフネス、寸法精度、寸法安定性等がすぐれ
かつ、耐熱性、耐水性にすぐれ、難燃性にすぐれ
る等の多くの特徴を有する。このため、電気機器
のハウジング、電装部品や工業部品等の用途に多
く使われている。ところが、該樹脂の射出成形品
の外観はかならずしを良いとはいえず、その成形
品の光沢は通常の場合ASTM D523に規定された
光沢度Gs（60゜）％が40〜50％であり、上述の
幾多の利点をもつているにもかかわらず、外観が
良くないためその利用範囲が狭められている。ど
うしても外観を必要とする用途の場合には、塗装
する等して使用されている。 PPE樹脂の射出成形品の外観が良くない原因は
明確には判らないが、次の２点が考えられる。そ
の１つは、PPE樹脂はその分子構造上溶融粘度が
高い、即ち加工流動性が悪いこと、固化温度が高
く、ヒートセツト性が良いことのため、金型内に
おいて該樹脂に対する射出圧力の伝達性が一般の
汎用樹脂等に比較し悪い。従つて、金型面の成形
品に対する転写性が良くないために高光沢成形品
が得られない。 いま１つはPPE樹脂として市販されているもの
はその実用性能を良くするため、何らかの補強効
果をもたす目的で該樹脂と相容性のあるスチレン
−ブタジエン共重合体と複合されており、該スチ
レン−ブタジエン共重合体におけるゴム分が射出
成形時に金型内を流動する時に該樹脂中のゴムが
変形し、かつ該ゴムの変形が金型に接触、冷却さ
れ、樹脂の金型接触面、即ち樹脂の射出成形品表
面に変形したゴムが露出するか、或は変形ゴムの
影響で射出成形品表面が凸凹になるために、高光
沢成形品が得られないことが考えられる。 また、PPE樹脂を中心とする熱可塑性樹脂の射
出成形の原理を再考察すると、一般的に熱可塑性
樹脂成形品の射出成形においては熱可塑性樹脂の
可塑性を利用、換言すればスクリユー等を利用し
熱可塑性樹脂を加熱流動化、付形し然るのち金型
内で冷却固化することにより成形品を得ることを
基本原理としている。すなわち固化、成形品を金
型より離型、取り出すためには該熱可塑性樹脂の
加熱変形温度より冷却し金型外に取り出す。その
ため一般的に金型は加熱変形温度より低く保持す
る。更に生産性を上げるために結露寸前の温度ま
で冷媒を利用金型を冷却することが行なわれてい
る。即ち現在行なわれている射出成形においては
金型を冷却し、溶融樹脂の温度等で加熱、蓄熱さ
れる場合でもその原理上金型温度は該熱可塑性樹
脂の加熱変形温度を上まわらない様に制御し成形
する。換言すると金型表面と熱可塑性樹脂とが接
触するとその接触面で熱可塑性樹脂が急速に冷却
され熱可塑性樹脂の流動性が著しく乏しくなるた
め金型表面に熱可塑性樹脂の密着が悪く、成形品
表面の凸凹が激しい。よつて、前述の通りPPE樹
脂成形品の表面も前述の理由により凸凹があつた
りして外観が良くない。 これらの樹脂を外観の美しさを要求される成形
品として利用する場合は、塗装、フイルム貼付等
の他薄膜材料を熱可塑性樹脂成形品の表面に付着
する方法が採用されているが熱可塑性樹脂本来の
やわらかい光沢を有する外観の成形品を得ること
が出来ずまたその製作に手間がかかり、従つて高
価になる等の欠点を有する。更に塗装の場合は塗
膜を形成させるために熱可塑性樹脂を溶かすため
衝撃強さ等の機械的強さが減少する。またフイル
ムを貼付ける場合も成形品形状が複雑な場合は成
形品全面を覆うことは工業生産上不可能に近い。 また成形品の外観を部分的に修正、光沢を付与
する方法としては、バフをかけることも時々行わ
れる。しかしながら、バフをかけ修正できるの
は、軽度の外観不良であり、かつ該作業により均
一な外観を得るには、熟練者の技術がいる。ま
た、熟練者といえどもバフをかけた時のバフによ
るキズ（バブキズ）は該成形品に残る。また凸凹
やミゾのある成形品はバフによつても均一に光る
成形品は得られない。無理にバフをかけると成形
品のコーナー部等のＲがとれるなど不都合が発生
する。また、いずれにしても後加工に手間がかか
ること、バフ材が表面に残る等の欠点がある。 換言すると高光沢のPPE樹脂射出成形品を得る
こと、更には工業生産性の見地から何ら後加工を
ほどこさずに該均一、高光沢のPPE樹脂射出成形
品の出現が希求されていた。本発明者等は、かか
る欠点を解決するためにPPE樹脂成形品において
成形品表面付近において配向の少ない層、ゴムの
変形の少ない層を形成させ、成形品表面に熱可塑
性樹脂本来の光沢を有し、高光沢、光沢勾配、フ
ローマーク、シルバーストリーク等の外観不良現
象がない、良好な外観を有するPPE樹脂射出成形
品を得ることに成功した。この良好な外観を有す
るPPE樹脂射出成形品は単純な形状の成形品はも
ちろんのこと、格子状の複雑な形状をもつ射出成
形品でも成形品表面付近において１〜100μのゴ
ムの変形の少ない層、配向の少ない表皮層を形成
ていることが好ましい。 すなわち、本発明は、ポリフエニレンエーテル
樹脂又は補強ゴム成分を含有するポリフエニレン
エーテル樹脂組成物の射出成形品において、該成
形品の表面附近には少なくとも１〜100μのゴム
の変形の少ない層、配向の少ない表皮層が実質的
に接合界面を有さず射出成形時に一体的に形成さ
れてなり、該成形品表面がASTMD523に規定さ
れる入射角60゜における光沢度Gs（60゜）％が
少なくとも70％、好ましくは90％以上であること
を特徴とするポリフエニレンエーテル樹脂射出成
形品を提供する。 また、本発明の射出成形品は成形品表面の光沢
が良好であるばかりでなく、PPE樹脂成形品の欠
点であるゴムの表面への現出および、シルバース
トリークやフローマーク等の射出成形時のPPE樹
脂の流れ及び流れムラに起因する外観上の不良現
象もない良好な外観を有するPPE樹脂射出成形品
である。すなわち射出成形品表面が滑らかでかつ
熱可塑性樹脂特有のやわらかな光沢を有し、かつ
シルバーストリークやフローマーク等の外観不良
のないこと／ウエルドラインが実質的に目だたな
いことを特徴とするPPE樹脂射出成形品である。
通常の射出成形においてはウエルドラインは樹脂
の合流点に発生する合流ラインであり、該ライン
の垂直断面を顕微鏡観察すると巾10μ以上、深さ
３〜５μ以上の凹部を形成している。 本発明でいう、「ウエルドラインが実質的に目
だたない」とは巾５μ以下、深さ１μ以下の凹部
でライン状外観が見えないことをいう。フローマ
ークもその発生原因は種々考えられる。例えば、
成形品肉厚変動がある場合等に、該部分で樹脂の
流れが乱れたり、圧力の伝達が不均一になり、該
不均一樹脂が金型面で冷却固化されたため、外観
上の不均一が発生すると考えられるが、本発明に
なる成形品は該フローマークがない。 シルバーストリークは樹脂中の揮発生物質等が
成形中に揮散し、該揮散中に樹脂が冷却固化する
とき成形品の表面に銀条痕を生じるもので、本発
明になる成形品には該シルバーストリークがな
い。 ジエツテイングは成形品のゲート部等によく見
られる現象で、射出成形時ゲート部等樹脂の流路
が狭められた部分等で、樹脂流速が早くなつたた
め、樹脂が金型内で部分的にとび出した痕跡が成
形品に残るものではあるが、本発明品は該ジエツ
テイングがない。 これら金型内樹脂流動状態の不均一により発生
する外観不良が、本発明品においては、該樹脂流
動状態の不均一状態のまま冷却固化されることは
ないので、上記外観不良現象のない高光沢、均一
光沢の成形品の作製が可能となるのである。また
光沢勾配が実質的にないとは成形品のゲート部の
光沢とデツドエンド部の光沢との差異がほとんど
なく樹脂の流動距離Ｌ、成形品平均肉厚ｔとした
場合Ｌ／ｔ＝10〜20以上の成形品において前記光
沢度の差異が０〜0.5％／cm、好ましくは０〜0.2
％／cmであることをいう。ちなみに通常の成形品
においては光沢勾配は１〜５％／cmあることが多
い。 本発明の射出成形品を得るための方法は次の通
りである。樹脂と金型との密着を良くするために
は金型表面をPPE樹脂の加熱変形温度以上に保持
することにより可塑性を保持したまま成形する。
一方金型の表面をPPE樹脂の加熱変形温度以上に
保持したまま金型より離型することは不可能であ
り、変型のない所望の成形品を得るためには該金
型を冷却し成形品の温度が該熱可塑性樹脂の加熱
変形温度より低温に冷却、固化させた状態で金型
より離型する。この加熱、冷却には高周波誘導加
熱の原理を利用、金型の表層部を選択的に加熱す
ることにより、金型表面を急加熱急冷却すること
により本発明の射出成形品が得られる。 次に本発明になる成形品とその成形方法を図面
をまじえ説明する。 PPE樹脂の射出成形において、第１図に示す様
に固定側金型と移動側金型との中間に高周波誘導
加熱のインダクターを設置する。移動側金型と固
定側金型との間にインダクターをはさみこみ、は
さみこまれた状態で高周波を発振させたところ第
２図に示すように金型表面（Ａ点やＢ点）のみ急
激に温度が上昇し、金型内部（Ｃ点やＤ点）の温
度は高周波誘導加熱によつては温度上昇がほとん
どないことが確認できる。第２図の例の場合は金
型の冷却水による冷却は行なつておらず、単純に
高周波誘導加熱による金型の温度分布の経時変化
の例を示したものである。しかるのちに金型を一
度開きインダクターを固定側及び移動側金型の間
より抜き出し再度金型を閉じ通常の射出成形と同
じ要領でPPE樹脂を射出成形したところ目的とす
る外観の美しいPPE樹脂射出成形品を得た。 本発明になる前述のPPE樹脂製成形品の外観の
良さ、光沢度を定量化するためASTM D523によ
り成形品の光沢度Gs（60゜）を測定した結果102
％であつた。一方金型温度70℃の成形品は光沢度
50％であり、本発明になる成形品外観の平滑性、
光沢の良さを示している。また本発明になる成形
品は射出成形時の流動抵抗が少なく配向歪が発生
しずらいためか、JIS K6871に規定された加熱変
形温度を測定したところ通常の成形品に比較し加
熱変形温度が２〜３℃向上し、いわゆる実用耐熱
温度が向上すること、成形品の落下強さ等比較し
た結果実用タフネスも向上することを確認した。 なお、本発明において成形品の光沢を評価する
にASTM D523におけるGs（60゜）％を利用して
いるが、これは従来よりプラスチツク成形品の外
観・光沢を評価するのに入射角60度の光沢度Gs
（60゜）％を使用する慣習にしたがつたもので正
確にASTM D523の規定に従がうとGs（60゜）％
が70％以上の場合に入射角20度の光沢Gs（20
゜）％を適用することになつている。 そこで本発明になる成形品及び比較例を含めた
成形品に関しGs（60゜）％とGs（20゜）％とを
測定し両者の相関を求めると第３図のようにな
る。従つてASTM D523に正確に従がうとGs（60
゜）％が70％以上の光沢度を示す成形品に関して
は第３図より対応るGs（20゜）％の値を表示す
べきではあるが、従来からの業界の慣例と比較例
との関係よりその差異が明確になるとの意味で、
あえてGs（60゜）％を利用したことをことわつ
ておく。 本発明でいうPPE樹脂とは一般式： （ここにR₁，R₂は炭素数１〜４アルキル基
を、ｎは重合度を示す。）で表わされるポリフエ
ニレンエーテル又はスチレン系化合物をグラフト
共重合せしめたポリフエニレンエーテル及びこれ
らポリフエニレンエーテル20〜80重量％とスチレ
ン系重合体20〜80重量％を添加した樹脂組成物が
主成分（80重量％以上）となりその他必要に応じ
て添加剤（例えば難燃剤、滑剤、等）を混合した
ものを言う。 本発明の上記一般式で示されるポリフエニレン
エーテルの例としては、ポリ（２，６−ジメチル
フエニレン−１，４−エーテル）、ポリ（２，６
−ジエチルフエニレン−１，４−エーテル）、ポ
リ（２−メチル−６−エチルフエニレン−１，４
−エーテル）、ポリ（２−メチル−６−プロピル
フエニレン−１，４−エーテル）、ポリ（２，６
−ジプロピルフエニレン−１，４−エーテル）、
ポリ（２−エチル−６−プロピルフエニレン−
１，４−エーテル）、ポリ（２−メチル−６−ブ
チルフエニレン−１，４−エーテル）、ポリ（２
−エチル−６−ブチルフエニレン−１，４−エー
テル）などが挙げられる。 本発明に用いるスチレン系化合物をグラフト共
重合せしめたポリフエニレンエーテルにおいて、
スチレン系化合物とは、スチレン及びスチレンの
アルキル化物、ハロゲン化物などの誘導体を含
み、それらの具体例としては、スチレン、α−メ
チルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、モノ
クロルスチレン、ジクロルスチレン、ｐ−メチル
スチレン、エチルスチレン等が挙げられる。 これ等は、重合に際して共重合可能なビニル化
合物例えばメチルメタクリレート、アクリロニト
リル、メタクリロニトリル、ブチルアクリレート
などを併用することも可能であり、またスチレン
系化合物を二種以上共存せしめて共重合グラスト
したものでもよい。 ここにいうスチレン系重合体の構成成分は、前
記のグラフト共重合に際して用いうる化合物と同
一のものを示し、更にスチレン系重合体には、通
常知られているゴム補強された樹脂も包含され
る。たとえば、ゴム補強ポリスチレン樹脂、アク
リロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹
脂、EPDMゴムを利用したポリスチレン樹脂など
も本発明の範囲に含まれる。 更に、又、PPE樹脂中にはゴム補強材の他に
種々の目的に応じて各種充填材が添加されていて
もよい。 前記の如きPPE樹脂を用いた場合には本発明の
方法により得られる射出成形品の光沢度は一般的
に70％以上、好ましくは90％以上である。 本発明で高周波誘導加熱に利用する高周波の周
波数は50Hz〜10MHz、好ましくは1KHz〜1000KHz
が適切である。 実施例 １ 通常の市販されているPPE樹脂を通常のインラ
イン型射出成形機で成形した。金型は通常のＳ−
45C鋼材を利用し、直径10cm、深さ２cm、平均肉
厚3.5mmの皿状の成形品を成形できる金型になつ
ており、ゲートはセンターダイレクトゲートであ
る。インダクターは６mm径の銅管を５mm間隔の渦
巻状に皿形状にそわせ型づくり、それを３cmの厚
さになる様にエポキシ樹脂で注型し平板状に固定
固化作成する。 射出成形条件は該PPE樹脂の温度が270℃にな
るようにシリンダー温度を設定した。該PPE樹脂
を金型に射出する前に上述のインダクターを金型
の間にはさみこみ400KC，6KWの高周波発振器
により15秒間発振し、しかるのち金型を開きイン
ダクターを金型間より抜き出し再度金型を閉じ
た。その間金型冷却水は金型内を流れないように
しておく、しかるのち通常の射出成形と同様に金
型内に該PPE樹脂を60Kg／cm²の射出圧で10秒間射
出ししかるのち金型に冷却水を通し20秒間冷却後
成形品を取り出した。全サイクル時間は60秒であ
つた。 該成形品の表面は従来のPPE製成形品では考え
られないほど光沢がありGs（60゜）％は102％で
あつた。かつゲート部のフローマークもなくかつ
ゲート部と皿縁部（成形品流動末端部）の光沢も
全く同じGs（60゜）％が102％でありいわゆるツ
ヤ勾配のない成形品を得た。 従来のPPE成形品の概念をくつがえすほどピカ
ツトひかつた成形品を得た。 実施例 ２ 通常ののPPEを通常の射出成形機で樹脂温度
280℃で成形した。 金型はJIS K6871に規定された形状のダンベル
及び短冊を得る事が出来る金型で、材質はＳ−
55Cで作成されている。インダクターは３mm径の
銅管を５mm間隔で渦巻状に配置し、これをエポキ
シ樹脂で２cm厚の平板に注型し固定固化したもの
を使用した。成形方法は実施例１と同様であるが
4KHz，6KW、高周波発振時間10秒、射出10秒、
冷却15秒、全成形サイクル50秒、射出圧50Kg／cm²
である。かくてPPE樹脂の美しい、光沢の有る成
形品を得た。 成形品をJIS K6871に従がい物性を評価した結
果は表１に示す通りである。 表１の結果より明らかなように外観、光沢、物
性のすぐれた成形品を得ることが出来た。 実施例 ３ オーデイオ・カセツトのハウジング（業界では
カセツト・ハーフと呼称している）１対を成形で
きる金型を利用、通常の射出成形機でPPE樹脂を
成形した。 インダクターは５mm径の銅管を５mm間隔の渦巻
形に平面状に配置し、これを３cm厚さの平板にな
るようにエポキシ樹脂で注型し、銅管を固定、固
化したものを使用した。該インダクターを金型間
にはさみこみ7KHz，20KWの高周波を15秒間発振
し然るのちインダクターを金型間より抜き出し、
実施例１の場合と同様の要領で射出成形を行なつ
た。 該成形品はリブやボス、穴あき部、シボ部等複
雑な形状をしており、通常の成形ではフローマー
クや、ウエルドライン等が目立つ成形品である
が、本実施例の成形品は成形品外観が美しくフロ
ーマークは全くなく、ウエルドラインも見えず、
かつシボ部分は光沢度が向上したためもあり、い
わゆるシツトリしたシボになり、著しく商品価値
を上げた。なお寸法精度も従来品と同じであり、
ソリ等もない。 該成形品における平面部の光沢度を測定したと
ころ本実施例の成形品のGs（60゜）は98％であ
つたが、従来の方法による成形品のGs（60゜）
は45％であつた。 実施例 ４ 縦12cm、横８cm、深さ２cmの外寸法を有するポ
ケツト・ラジオのハウジングをPPE樹脂で成形し
た。 インダクターは実施例３の場合とほぼ同じ要領
で作成、同じ要領で成形した。ただし成形温度は
PPE温度を280℃で成形した。 本成形品は従来ポケツトラジオのスピーカーグ
リル部や、各種ツマミ類の穴があいている部品に
ウエルドラインや、フローマークが出るためにア
クリル系の塗装をして、該外観不良をカバーし商
品化していたものであるが本実施例の成形品は全
くフローマーク、ウエルドラインが見えず塗装す
る必要が全くないほど各部の光沢もGs（60゜）
が98〜100％であり均一、かつ高光沢の成形品を
得た。 比較例 １ 実施例２の場合と同一成形機、金型を利用、同
一成形材料を利用し樹脂温度280℃、金型温度80
℃、射出10秒、冷却15秒、全成形サイクル40秒、
射出圧50Kg／cm²で成形した該成形品の物性を測定
した結果は第１表比較例１に示す。

【表】 上述のように本発明になるPPE樹脂成形品は従
来のPPE樹脂射出成形品の概念をくつがえすほ
ど、成形品外観が良く、換言すると成形品の光沢
のレベルが非常に高くなりツヤ勾配、フローマー
クもなくウエルドラインも見えない。しかも従来
のPPE樹脂の長所である成形しやすさ、剛性、タ
フネス、寸法安定性等は何ら変らず、かつ生産性
も従来の射出成形の場合より若干伸びる程度であ
り全成形サイクルも２〜５割程度長くなる程度で
ある。 成形品外観が良くなつたため、従来プラスチツ
クに対し抱だかれた安物のイメージもなく商品価
値を著しく高めたばかりでなく、外観不良対策上
塗装等を行なつていた部品は塗装も不用となる等
本発明の有用性は、計かりしれないものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる成形品を製造するための
装置の一概念図である。第２図は、第１図に示す
装置での金型の温度分布の１例を示す。第３図は
Gs（20゜）とGs（60゜）％との相関関係曲線、
第４図はウエルドライン説明図である。 １：金型における固定側金型、２：移動側金
型、３：高周波発振装置におけるインダクター、
Ａ点、Ｂ点：金型の表面、Ｃ点、Ｄ点：金型の内
部、ａ：ウエルドライン巾、ｂ：ウエルドライン
深さ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポリフエニレンエーテル樹脂又は補強ゴム成
   分を含有するポリフエニレンエーテル樹脂組成物
   の射出成形品において、 該成形品の表面付近には少なくとも１〜100μ
   のゴムの変形の少ない層、配向の少ない表皮層が
   実質的に接合界面を有さず射出成形時に一体的に
   形成されてなり、該成形品表面がASTMD523に
   規定される入射角60゜における光沢度Gs（60
   ゜）％が少なくとも70％であることを特徴とする
   ポリフエニレンエーテル樹脂射出成形品。 ２ 光沢度が90％以上である特許請求の範囲第１
   項記載の射出成形品。 ３ ポリフエニレンエーテル樹脂組成物が、ポリ
   フエニレンエーテルとスチレン系重合体とよりな
   る特許請求の範囲第１項又は第２項記載の射出成
   形品。 ４ ポリフエニレンエーテルがスチレン系化合物
   がグラフト共重合せしめたポリフエニレンエーテ
   ルである特許請求の範囲第１項又は第２項に記載
   の射出成形品。 ５ 更に添加剤を含有する特許請求の範囲第１項
   〜第５項のいずれかに記載の射出成形品。 ６ 射出成形品の表面にフローマーク、ジエツテ
   イング、シルバーストリーク等の欠陥がなく、か
   つウエルドラインが実質的に目立たない特許請求
   の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載の射出成
   形品。 ７ 光沢勾配が実質的にない特許請求の範囲第１
   項〜第６項のいずれかに記載の射出成形品。