ポリスルホン組成物および成形体
【課題】本発明は、成形体に加工した際に優れた難燃性と良好な機械特性を有するポリスルホン組成物および該ポリスルホン組成物を用いて得られた成形体を提供することを課題とする。
【解決手段】本発明のポリスルホン組成物は、ポリスルホンと、数平均粒子径１μｍ以下の水酸化マグネシウムとを含有し、前記水酸化マグネシウムの含有量が、前記ポリスルホン１００質量部に対して、０．５質量部以上１０質量部以下であることを特徴とする。
【解決手段】本発明のポリスルホン組成物は、ポリスルホンと、数平均粒子径１μｍ以下の水酸化マグネシウムとを含有し、前記水酸化マグネシウムの含有量が、前記ポリスルホン１００質量部に対して、０．５質量部以上１０質量部以下であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリスルホン組成物および成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリスルホンは、高いガラス転移温度(Tg)を示すことから高い耐熱性を示すと共に、低温から高温までの幅広い温度領域において、寸法安定性および機械強度に優れた材料であり、さらに耐薬品性にも優れている。そのため、リレー部品、コイルボビン、スイッチ、ＩＣ(Integrated Circuit)ソケット、コネクター、ヒューズケース等の電気・電子部品、各種ＯＡ(Office Automation)機器部品、各種自動車部品から、耐熱水性利用分野、医療分野、耐熱塗料、機能性分離膜、航空機用途まで幅広く使用されている。これらの用途の部品（成形体）には、引火した場合に備えて、難燃性が求められる。
ポリスルホンは他の樹脂と比べても難燃性に優れた材料であるが、近年、航空機用部品、鉄道車両部品、電気・電子部品に対してより高い難燃性が要求されるようになっており、ポリスルホンにも更に高い難燃性が必要となっている。
【０００３】
ポリスルホンを難燃化する方法としては、ポリスルホンと難燃剤の併用が挙げられる。難燃剤としては、従来から、ハロゲン含有化合物が使用されてきたが、（１）燃焼あるいは造粒、成形時の熱履歴を受ける工程においてハロゲン系ガスを発生すること、（２）難燃剤が臭素を含有する場合に廃材の処理が困難で有ること、（３）近年の環境保全の観点、などの理由により、ハロゲン含有化合物の使用が難しくなっている。そこで、ポリスルホン等の熱可塑性樹脂にリン含有化合物や窒素含有化合物などを難燃剤として添加することが検討されている（例えば、特許文献１、２参照。）。
しかし、リン化合物には赤燐やトリフェニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート等の毒性が強いものが多く、ハロゲン含有化合物同様に廃材の処理が困難な場合がある。また、燃焼時にホスフィンガスの発生も懸念されており、安全性が十分ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１２４８４０号公報
【特許文献２】特開平９−２３５４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
無毒で環境汚染の少ない難燃剤として、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウム等の金属水酸化物の使用も検討されている。金属水酸化物は、樹脂中の可燃物の希釈、脱水時の吸熱作用、水蒸気による可燃性ガスの希釈 、脱水生成物による断熱層の形成などの効果により難燃性を付与することができる。
通常、ポリスルホンは３００℃以上で成形加工する場合が多い。しかし、水酸化アルミニウムの熱分解温度は２００℃であるため、ポリスルホンに難燃剤として水酸化アルミニウムを添加すると、成形前に水酸化アルミニウムが分解してガスが発生してしまうため、使用が難しい。そこで、ポリスルホンに添加する難燃剤として、熱分解温度が３５０℃〜４００℃であり、熱安定性の高い水酸化マグネシウムが検討されている。しかし、水酸化マグネシウムは難燃性付与効果が従来の難燃剤と比較して小さいため、ポリスルホンに水酸化マグネシウムを多量に配合する必要がある。水酸化マグネシウムを多量に配合したポリスルホンは成形加工性や成形体の機械特性が低下するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、成形体に加工した際に優れた難燃性と良好な機械特性を有するポリスルホン組成物および該ポリスルホン組成物を用いて得られた成形体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明のポリスルホン組成物は、ポリスルホンと、数平均粒子径１μｍ以下の水酸化マグネシウムとを含有し、前記水酸化マグネシウムの含有量が、前記ポリスルホン１００質量部に対して、０．５質量部以上１０質量部以下であることを特徴とする。
本発明のポリスルホン組成物において、前記水酸化マグネシウムの数平均粒子径が、１μｍ未満であることが好ましい。
本発明のポリスルホン組成物において、前記水酸化マグネシウムの含有量が、前記ポリスルホン１００質量部に対して、１質量部以上１０質量部以下であることも好ましい。
本発明のポリスルホン組成物において、前記水酸化マグネシウムの比表面積が、５ｍ２／ｇ以上であることも好ましい。
【０００８】
本発明のポリスルホン組成物において、前記ポリスルホンが、下記一般式（１）で表される繰返し単位を有することも好ましい。
（１）−Ｐｈ１−ＳＯ２−Ｐｈ２−Ｏ−
（式中、Ｐｈ１及びＰｈ２−は、それぞれ独立に、フェニレン基を表し、前記フェニレン基中の水素原子は、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基又はハロゲン原子で置換されていてもよい。）
このような場合においては、前記ポリスルホンが、これを構成する全繰返し単位の合計量に対して、前記一般式（１）で表される繰返し単位を５０モル％以上有することが好ましい。
本発明の成形体は、前記いずれかの本発明のポリスルホン組成物を用いて得られたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、成形体に加工した際に優れた難燃性と良好な機械特性を有するポリスルホン組成物および該ポリスルホン組成物を用いて得られた成形体を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のポリスルホン組成物は、ポリスルホンと、数平均粒子径１μｍ以下の水酸化マグネシウムとを含有し、前記水酸化マグネシウムの含有量が、前記ポリスルホン１００質量部に対して、０．５質量部以上１０質量部以下であることを特徴とする。
【００１１】
本発明のポリスルホン組成物に用いるポリスルホンは、典型的には、２価の芳香族基（芳香族化合物から、その芳香環に結合した水素原子を２個除いてなる残基）とスルホニル基（−ＳＯ２−）と酸素原子とを含む繰返し単位を有する樹脂である。ポリスルホンは、耐熱性や耐薬品性の点から、下記一般式（１）で表される繰返し単位（以下、「繰返し単位（１）」ということがある。）を有することが好ましく、さらに、下記一般式（２）で表される繰返し単位（以下、「繰返し単位（２）」ということがある。）や、下記一般式（３）で表される繰返し単位（以下、「繰返し単位（３）」ということがある。）等の他の繰返し単位を１種以上有していてもよい。
【００１２】
（１）−Ｐｈ１−ＳＯ２−Ｐｈ２−Ｏ−
（式中、Ｐｈ１及びＰｈ２は、それぞれ独立に、フェニレン基を表し；前記フェニレン基中の水素原子は、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基又はハロゲン原子で置換されていてもよい。）
【００１３】
（２）−Ｐｈ３−Ｒ−Ｐｈ４−Ｏ−
（式中、Ｐｈ３及びＰｈ４は、それぞれ独立に、フェニレン基を表し；Ｒは、アルキリデン基、酸素原子又は硫黄原子を表し；前記フェニレン基中の水素原子は、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基又はハロゲン原子で置換されていてもよい。）
【００１４】
（３）−(Ｐｈ５)ｎ−Ｏ−
（式中、Ｐｈ５は、フェニレン基を表し；ｎは、１〜３の整数を表し；前記フェニレン基にある水素原子は、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基又はハロゲン原子で置換されていてもよく；ｎが２以上である場合、複数存在するＰｈ５は、互いに同一であっても異なっていてもよい。）
【００１５】
Ｐｈ１〜Ｐｈ５のいずれかで表されるフェニレン基は、ｐ−フェニレン基、ｍ−フェニレン基、ｏ−フェニレン基のいずれであってもよいが、ｐ−フェニレン基であることが好ましい。
前記フェニレン基中の水素原子を置換していてもよいアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、２−エチルヘキシル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基及びｎ−デシル基が挙げられ、その炭素数は、１〜１０であることが好ましい。
前記フェニレン基中の水素原子を置換していてもよいアリール基の例としては、フェニル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、１−ナフチル基及び２−ナフチル基が挙げられ、その炭素数は、６〜２０であることが好ましい。
前記フェニレン基中の水素原子がこれらの基で置換されている場合、その数は、前記フェニレン基毎に、それぞれ独立に、２個以下であることが好ましく、１個であることがより好ましい。
【００１６】
Ｒであるアルキリデン基の例としては、メチレン基、エチリデン基、イソプロピリデン基及び１−ブチリデン基が挙げられ、その炭素数は、１〜５であることが好ましい。
【００１７】
ポリスルホンは、これを構成する全繰返し単位の合計量に対して、繰返し単位（１）を５０モル％以上有することが好ましく、８０モル％以上有することがより好ましく、繰返し単位として実質的に繰返し単位（１）のみを有することがさらに好ましい。なお、ポリスルホンは、繰返し単位（１）〜（３）を、それぞれ独立に、２種以上有してもよい。
【００１８】
ポリスルホンは、これを構成する繰返し単位に対応するジハロゲノスルホン化合物とジヒドロキシ化合物とを重縮合させることにより、製造することができる。
例えば、繰返し単位（１）を有するポリスルホンは、ジハロゲノスルホン化合物として下記一般式（４）で表される化合物（以下、「化合物（４）」ということがある。）を用い、ジヒドロキシ化合物として下記一般式（５）で表される化合物（以下、「化合物（５）」ということがある。）を用いることにより、製造することができる。
また、繰返し単位（１）と繰返し単位（２）とを有するポリスルホンは、ジハロゲノスルホン化合物として化合物（４）を用い、ジヒドロキシ化合物として下記一般式（６）で表される化合物（以下、「化合物（６）」ということがある。）を用いることにより、製造することができる。
また、繰返し単位（１）と繰返し単位（３）とを有するポリスルホンは、ジハロゲノスルホン化合物として化合物（４）を用い、ジヒドロキシ化合物として下記一般式（７）で表される化合物（以下、「化合物（７）」ということがある。）を用いることにより、製造することができる。
【００１９】
（４）Ｘ１−Ｐｈ１−ＳＯ２−Ｐｈ２−Ｘ２
（式中、Ｘ１は及びＸ２は、それぞれ独立に、ハロゲン原子を表し；Ｐｈ１及びＰｈ２は、前記と同義である。）
【００２０】
（５）ＨＯ−Ｐｈ１−ＳＯ２−Ｐｈ２−ＯＨ
（式中、Ｐｈ１及びＰｈ２は、前記と同義である。）
【００２１】
（６）ＨＯ−Ｐｈ３−Ｒ−Ｐｈ４−ＯＨ
（式中、Ｐｈ３、Ｐｈ４及びＲは、前記と同義である。）
【００２２】
（７）ＨＯ−(Ｐｈ５)ｎ−ＯＨ
（式中、Ｐｈ５及びｎは、前記と同義である。）
【００２３】
ポリスルホンを製造する重縮合は、炭酸のアルカリ金属塩を用いて、溶媒中で行うことが好ましい。炭酸のアルカリ金属塩は、正塩である炭酸アルカリであってもよいし、酸性塩である重炭酸アルカリ（炭酸水素アルカリ）であってもよいし、両者の混合物であってもよい。炭酸アルカリとしては、炭酸ナトリウムや炭酸カリウムが好ましく用いられ、重炭酸アルカリとしては、重炭酸ナトリウムや重炭酸カリウムが好ましく用いられる。
ポリスルホンを製造する重縮合の溶媒としては、ジメチルスルホキシド、１−メチル−２−ピロリドン、スルホラン（１，１−ジオキソチラン）、１，３-ジメチル−２−イミダゾリジノン、１，３−ジエチル−２−イミダゾリジノン、ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、ジイソプロピルスルホン、ジフェニルスルホン等の有機極性溶媒が好ましく用いられる。
【００２４】
ポリスルホンは、その還元粘度が、好ましくは０．３ｄＬ／ｇ以上、より好ましくは０．４ｄＬ／ｇ以上０．６ｄＬ／ｇ以下、さらに好ましくは０．４５ｄＬ／ｇ以上０．５５ｄＬ／ｇ以下である。ポリスルホンの還元粘度が高いほど、耐熱性や強度・剛性が向上し易いが、あまり高いと、溶融温度や溶融粘度が高くなり易く、その成形に必要な温度が高くなり易い。
【００２５】
ポリスルホンを製造する重縮合において、仮に副反応が生じなければ、（１）ジハロゲノスルホン化合物とジヒドロキシ化合物とのモル比が１：１に近い、（２）炭酸のアルカリ金属塩の使用量が多い、（３）重縮合温度が高い、（４）重縮合時間が長い、という反応条件であるほど、得られるポリスルホンの重合度が高くなり易く、還元粘度が高くなり易い。しかし、実際は、副生する水酸化アルカリ（アルカリ金属の水酸化物）等により、ハロゲノ基のヒドロキシル基への置換反応や解重合等の副反応が生じ、この副反応により、得られるポリスルホンの重合度が低下し易く、還元粘度が低下し易い。そのため、ポリスルホンを製造する重縮合においては、この副反応の度合いも考慮して、所望の還元粘度を有するポリスルホンが得られるように、ジハロゲノスルホン化合物とジヒドロキシ化合物とのモル比、炭酸のアルカリ金属塩の使用量、重縮合温度及び重縮合時間を調整することが好ましい。
【００２６】
本発明のポリスルホン組成物に含有される水酸化マグネシウムは、その熱分解温度が３５０℃以上であることが好ましく、天然品および／または合成品を使用することができる。なお、本発明において、天然品および／または合成品の水酸化マグネシウムを使用する場合、水酸化マグネシウムの含有量とは、水酸化マグネシウムの純度１００％換算での含有量を示す。
【００２７】
また、水酸化マグネシウムは表面処理されていてもよい。水酸化マグネシウムを表面処理した場合、ポリスルホンとの相溶性が向上し、難燃性の効果が発現しやすくなるため好ましい。
水酸化マグネシウムの表面処理としては、亜鉛化合物および／またはホウ素化合物からなる被覆層で被覆する方法や、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤または脂肪酸等により表面処理する方法が挙げられる。
水酸化マグネシウムの表面を亜鉛化合物および／またはホウ素化合物からなる被覆層で被覆する方法としては、例えば、水に水酸化マグネシウムを分散させておき、これに亜鉛化合物および／またはホウ素化合物を加えて撹拌し、濾過後乾燥する湿式法等が挙げられる。
水酸化マグネシウムの表面を、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤または脂肪酸等により処理する方法としては、例えば、シラン溶液を水酸化マグネシウムに噴霧および／または滴下して撹拌し、これを乾燥する乾式法等が挙げられる。
なお、本発明において、水酸化マグネシウムが表面処理されている場合、水酸化マグネシウムの含有量とは、表面処理層を含んだ水酸化マグネシウムの含有量を示す。
【００２８】
水酸化マグネシウムの数平均粒子径は、難燃性および機械強度の観点から１μｍ以下であり、１μｍ未満であることが好ましく、０．５μｍ以下であることがより好ましく、０．２μｍ以下であることがさらに好ましい。
水酸化マグネシウムの数平均粒子径が１μｍを超えると、ポリスルホン中での分散性が悪く、また、表面積が小さくなるので、難燃性の効果が少なくなる。なお、水酸化マグネシウムの数平均粒子径の下限は特に限定されないが、分散のしやすさの理由により、数平均粒子径を１０ｎｍ以上とすることが好ましい。
ここで、「数平均粒子径」とは、水酸化マグネシウムの走査型電子顕微鏡による外観観察において、測定個数１００個以上で水酸化マグネシウム粒子の直径（長径と短径の平均値）を測定し、その算術平均で得られた値を示すものである。また、水酸化マグネシウムの粒子は、一次粒子であっても二次粒子であっても、これらの混合であってもよい。なお、本発明において、粒子径とは、一次粒子の粒子径を示す。
【００２９】
水酸化マグネシウムの比表面積は、３ｍ２／ｇ以上であることが好ましく、５ｍ２／ｇ以上であることがより好ましく、８ｍ２／ｇ以上であることがさらに好ましく、２０ｍ２／ｇ以上であることが特に好ましい。
水酸化マグネシウムの比表面積が３ｍ２／ｇ以上であることにより、難燃性の効果が向上する。なお、水酸化マグネシウムの比表面積の上限は特に限定されないが、分散のしやすさの理由により、比表面積数を１００ｍ２／ｇ以下とすることが好ましい。
ここで、「比表面積」とは、株式会社島津製作所製メリティックス・ジェミニ２３６０を用いてＢＥＴ法（粉体粒子表面に吸着占有面積の判った分子を液体窒素温度（７７Ｋ）で吸着させ、その吸着量から測定試料の比表面積を求める方法）により測定した値を示す。
【００３０】
水酸化マグネシウムの数平均粒子径や比表面積は、市販品で各社のカタログ値が本発明の範囲内であれば好ましく使用することができる。使用可能な水酸化マグネシウムとしては、例えば、堺化学工業株式会社製の「ＭＧＺ−１」、「ＭＧＺ−３」、タテホ化学工業株式会社製の「エコーマグＺ−１０」などが挙げられる。
【００３１】
水酸化マグネシウムの含有量は、ポリスルホン１００質量部に対して、０．５質量部以上１０質量部以下であり、好ましくは１質量部以上１０質量部以下、より好ましくは１質量部以上５質量部以下である。水酸化マグネシウムの含有量があまり少ないと、ポリスルホン組成物の難燃性が不十分になり、あまり多いと、ポリスルホン組成物の機械物性が不十分になる。
【００３２】
本発明のポリスルホン組成物は、前記のようなポリスルホンと、数平均粒子径が１μｍ以下の水酸化マグネシウムとを所定範囲で含有する構成であるため、該ポリスルホン組成物を成形して得られる成形体は難燃性に優れ、良好な機械特性を有する。
【００３３】
本発明のポリスルホン組成物は、ポリスルホン及び水酸化マグネシウムの他に、充填材、水酸化マグネシウム以外の配合剤、およびポリスルホン以外の樹脂等の他の成分を１種以上含有していてもよい。
【００３４】
ポリスルホン組成物が含有していてもよい充填材は、繊維状充填材あるいは板状充填材であってもよく、繊維状及び板状以外で、球状その他の粒状充填材であってもよい。また、充填材は、無機充填材であってもよいし、有機充填材であってもよい。
繊維状無機充填材の例としては、ガラス繊維；パン系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等の炭素繊維；シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維等のセラミック繊維；及びステンレス繊維等の金属繊維が挙げられる。また、チタン酸カリウムウイスカー、チタン酸バリウムウイスカー、ウォラストナイトウイスカー、ホウ酸アルミニウムウイスカー、窒化ケイ素ウイスカー、炭化ケイ素ウイスカー等のウイスカーも挙げられる。
繊維状有機充填材の例としては、ポリエステル繊維及びアラミド繊維が挙げられる。
板状無機充填材の例としては、タルク、マイカ、グラファイト、ウォラストナイト、ガラスフレーク、硫酸バリウム及び炭酸カルシウムが挙げられる。マイカは、白雲母、金雲母、フッ素金雲母、四ケイ素雲母のいずれであってもよい。
粒状無機充填材の例としては、シリカ、アルミナ、酸化チタン、ガラスビーズ、ガラスバルーン、窒化ホウ素、炭化ケイ素及び炭酸カルシウムが挙げられる。
ポリスルホン組成物における充填材の含有量は、ポリスルホン１００質量部に対して、好ましくは０質量部以上１００質量部以下である。
【００３５】
ポリスルホン組成物が含有していてもよい水酸化マグネシウム以外の配合剤の例としては、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、界面活性剤、難燃剤、及びカーボンブラック等の着色剤が挙げられる。
ポリスルホン組成物における水酸化マグネシウム以外の配合剤の含有量は、ポリスルホン１００質量部に対して、好ましくは０質量部以上５質量部以下である。
【００３６】
ポリスルホン組成物が含有していてもよいポリスルホン以外の樹脂の例としては、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルイミド等のポリスルホン以外の熱可塑性樹脂；及びフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シアネート樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。
ポリスルホン組成物におけるポリスルホン以外の樹脂の含有量は、ポリスルホン１００質量部に対して、好ましくは０質量部以上３５質量部以下、より好ましくは０質量部以上２０質量部以下である。
【００３７】
本発明のポリスルホン組成物は、ポリスルホン、水酸化マグネシウム及び必要に応じて用いられる他の成分を、押出機を用いて溶融混練し、ペレット状に押し出すことにより調製することが好ましい。押出機としては、シリンダーと、シリンダー内に配置された１本以上のスクリュウと、シリンダーに設けられた１箇所以上の供給口とを有するものが、好ましく用いられ、さらにシリンダーに１箇所以上のベント部が設けられたものが、より好ましく用いられる。
【００３８】
こうして得られる本発明のポリスルホン組成物を成形することにより、難燃性に優れ、良好な機械特性を有する本発明の成形体を得ることができる。
本発明のポリスルホン組成物を用いて成形体とする際の成形法としては、溶融成形法が好ましく、その例としては、射出成形法、Ｔダイ法やインフレーション法等の押出成形法、圧縮成形法、ブロー成形法、真空成形法及びプレス成形が挙げられる。中でも射出成形法が好ましい。
【００３９】
本発明のポリスルホン組成物を用いて得られる成形体の例としては、光ピックアップボビン、トランスボビン等のボビン；リレーケース、リレーベース、リレースプルー、リレーアーマチャー等のリレー部品；ＲＩＭＭ(Rambus Inline Memory Module)、ＤＤＲ(Double Date Rate)、ＣＰＵ(Central Processing Unit)ソケット、ＳＯ−ＤＩＭＭ(Small Outline Dual Inline memory module)、Ｂｏａｒｄ ｔｏ Ｂｏａｒｄコネクター、ＦＰＣ(Flexible printed circuit)コネクター、カードコネクター等のコネクター；ランプリフレクター、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)リフレクター等のリフレクター；ランプホルダー、ヒーターホルダー等のホルダー；スピーカー振動板等の振動板；コピー機用分離爪、プリンター用分離爪等の分離爪；カメラモジュール部品；スイッチ部品；モーター部品；センサー部品；ハードディスクドライブ部品；オーブンウェア等の食器；車両部品；航空機部品；鉄道車両部品；及び半導体素子用封止部材、コイル用封止部材等の封止部材が挙げられる。
【実施例】
【００４０】
以下、具体的実施例により、本発明についてさらに詳しく説明する。ただし、本発明は、以下に示す実施例に何ら限定されるものではない。
【００４１】
（実施例１〜５および比較例１〜３）
〔ポリスルホン〕
ポリスルホンとして、住友化学株式会社製の「スミカエクセルＰＥＳ４１００Ｇ」（還元粘度０．４８ｄＬ／ｇ）を用いた。ポリスルホンの還元粘度は、次の方法により測定した。
【００４２】
〔ポリスルホンの還元粘度の測定〕
ポリスルホン約１ｇをＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドに溶解させて、その容量を１ｄＬとし、この溶液の粘度（η）を、オストワルド型粘度管を用いて、２５℃で測定した。また、溶媒であるＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドの粘度（η0）を、オストワルド型粘度管を用いて、２５℃で測定した。
溶液の粘度（η）と前記溶媒の粘度（η0）から、比粘性率（（η−η0）／η0）を求め、この比粘性率を、前記溶液の濃度（約１ｇ／ｄＬ）で割ることにより、ポリスルホンの還元粘度（ｄＬ／ｇ）を求めた。
【００４３】
〔水酸化マグネシウム〕
水酸化マグネシウムとして、次のものを用いた。
（１）サンプル１：堺化学工業株式会社製の「ＭＧＺ−１」（数平均粒子径０．８μｍ、比表面積８ｍ２／ｇ）。
（２）サンプル２：堺化学工業株式会社製の「ＭＧＺ−３」（数平均粒子径０．１μｍ、比表面積２１ｍ２／ｇ）。
（３）サンプル３：タテホ化学工業株式会社製の「エコーマグＺ−１０」（数平均粒子径１．０μｍ、比表面積３ｍ２／ｇ）
水酸化マグネシウムの数平均粒子径および比表面積は、次の方法により測定した。
【００４４】
〔数平均粒子径の測定〕
水酸化マグネシウムの走査型電子顕微鏡による外観観察において、測定個数１００個以上で水酸化マグネシウム粒子の直径（長径と短径の平均値）を測定し、その算術平均で得られた値を数平均粒子径とした。
【００４５】
〔比表面積の測定〕
株式会社島津製作所製メリティックス・ジェミニ２３６０を用いてＢＥＴ法（粉体粒子表面に吸着占有面積の判った分子を液体窒素温度（７７Ｋ）で吸着させ、その吸着量から測定試料の比表面積を求める方法）により比表面積を測定した
【００４６】
〔ポリスルホン組成物の調製〕
ポリスルホン１００質量部に対して、表１に示す種類及び量の水酸化マグネシウムを配合し、ヘンシェルミキサーでドライブレンドした。この混合物を二軸押出機（池貝鉄工株式会社製、ＰＣＭ−３０型）を用いて、シリンダー温度３４０℃で造粒し、ペレット状のポリスルホン組成物を得た。
【００４７】
（評価）
実施例１〜５および比較例１〜３の各ポリスルホン組成物を成形して得られる成形体（試験片）について、以下の方法により難燃性、曲げ弾性率、耐衝撃性の評価を行った。
【００４８】
〔難燃性の評価〕
ポリスルホン組成物を、射出成形機（日精樹脂工業株式会社製、ＰＳ−２０Ｅ５ＡＳＥ）を用いて、シリンダー温度３７０℃、金型温度１５０℃で、１００ｍｍ×１００ｍｍ×１ｍｍの試験片に成形した。この試験片に、コーンカロリーメーター（株式会社東洋精機製作所製 CONE III）を用いて、ＩＳＯ５６６０に準拠した発熱量試験を行い、発熱速度（Heat Release Rate）を輻射熱条件５０ｋＷ／ｍ２で測定した。総発熱量（ＭＪ／ｍ２）、最高発熱速度（ｋＷ／ｍ２）を表１に示す。総発熱量（ＭＪ／ｍ２）および最高発熱速度（ｋＷ／ｍ２）が小さいほど、難燃性が高いことを示す。
【００４９】
〔曲げ弾性率の評価〕
ポリスルホン組成物を、射出成形機（日精樹脂工業株式会社製、ＥＳ−４００型）を用いて、シリンダー温度３７０℃、金型温度１５０℃で、１２７ｍｍ×１２．７ｍｍ×６．４ｍｍの試験片に成形した。得られた試験片をＡＳＴＭ Ｄ７９０に準拠して、曲げ弾性率（ＧＰａ）を測定した。結果を表１に示す。
【００５０】
〔耐衝撃性の評価〕
ポリスルホン組成物を、射出成形機（日精樹脂工業株式会社製、ＥＳ−４００型）を用いて、シリンダー温度３７０℃、金型温度１５０℃で、１２７ｍｍ×１２．７ｍｍ×６．４ｍｍの試験片に成形した。この試験片を２等分し、ＡＳＴＭ Ｄ−２５６に従ってアイゾット衝撃強度を測定した。結果を表１に示す。
【００５１】
【表１】
【００５２】
ポリスルホン組成物における水酸化マグネシウムの含有量が、ポリスルホン１００質量部に対して、０．５質量部以上１０質量部以下である実施例１〜５のポリスルホン組成物より得られた成形体（試験片）は、水酸化マグネシウムを配合しない比較例１と比べて最高発熱速度が抑えられ、加熱初期の発炎燃焼を低減させる効果があり、難燃性が向上していた。
また、水酸化マグネシウムの数平均粒径が１μｍ以下である実施例１〜５のポリスルホン組成物より得られた成形体（試験片）は曲げ弾性率が向上していた。
中でも、数平均粒径が０．２μｍ以下の水酸化マグネシウムを５．０質量部以上１０質量部以下含有する実施例３および実施例４のポリスルホン組成物より得られた成形体（試験片）は、最高発熱速度を抑制する効果が大きく優れた難燃性を有し、曲げ弾性率（機械特性）も高く、特に良好な特性を示した。
これに対し、水酸化マグネシウムの配合量が少ない比較例２では、最高発熱速度を抑制する効果が得られず、難燃性が低くなっていた。また、水酸化マグネシウムの配合量が過多である比較例３では、最高発熱速度を抑制する効果は得られるが、曲げ弾性率およびアイゾット衝撃強度が低下しており、機械特性が低くなっていた。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、電気・電子部品、光学部品、半導体製造プロセス関連部品、家庭電気製品部品、照明器具部品、音響製品部品、通信機器部品、印刷機関連部品、自動車部品、調理用器具、土木建築用材料、宇宙航空機器用部品、医療用機器部品、スポーツ用品、レジャー用品などの各種成形体に利用可能である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリスルホン組成物および成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリスルホンは、高いガラス転移温度(Tg)を示すことから高い耐熱性を示すと共に、低温から高温までの幅広い温度領域において、寸法安定性および機械強度に優れた材料であり、さらに耐薬品性にも優れている。そのため、リレー部品、コイルボビン、スイッチ、ＩＣ(Integrated Circuit)ソケット、コネクター、ヒューズケース等の電気・電子部品、各種ＯＡ(Office Automation)機器部品、各種自動車部品から、耐熱水性利用分野、医療分野、耐熱塗料、機能性分離膜、航空機用途まで幅広く使用されている。これらの用途の部品（成形体）には、引火した場合に備えて、難燃性が求められる。
ポリスルホンは他の樹脂と比べても難燃性に優れた材料であるが、近年、航空機用部品、鉄道車両部品、電気・電子部品に対してより高い難燃性が要求されるようになっており、ポリスルホンにも更に高い難燃性が必要となっている。
【０００３】
ポリスルホンを難燃化する方法としては、ポリスルホンと難燃剤の併用が挙げられる。難燃剤としては、従来から、ハロゲン含有化合物が使用されてきたが、（１）燃焼あるいは造粒、成形時の熱履歴を受ける工程においてハロゲン系ガスを発生すること、（２）難燃剤が臭素を含有する場合に廃材の処理が困難で有ること、（３）近年の環境保全の観点、などの理由により、ハロゲン含有化合物の使用が難しくなっている。そこで、ポリスルホン等の熱可塑性樹脂にリン含有化合物や窒素含有化合物などを難燃剤として添加することが検討されている（例えば、特許文献１、２参照。）。
しかし、リン化合物には赤燐やトリフェニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート等の毒性が強いものが多く、ハロゲン含有化合物同様に廃材の処理が困難な場合がある。また、燃焼時にホスフィンガスの発生も懸念されており、安全性が十分ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１２４８４０号公報
【特許文献２】特開平９−２３５４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
無毒で環境汚染の少ない難燃剤として、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウム等の金属水酸化物の使用も検討されている。金属水酸化物は、樹脂中の可燃物の希釈、脱水時の吸熱作用、水蒸気による可燃性ガスの希釈 、脱水生成物による断熱層の形成などの効果により難燃性を付与することができる。
通常、ポリスルホンは３００℃以上で成形加工する場合が多い。しかし、水酸化アルミニウムの熱分解温度は２００℃であるため、ポリスルホンに難燃剤として水酸化アルミニウムを添加すると、成形前に水酸化アルミニウムが分解してガスが発生してしまうため、使用が難しい。そこで、ポリスルホンに添加する難燃剤として、熱分解温度が３５０℃〜４００℃であり、熱安定性の高い水酸化マグネシウムが検討されている。しかし、水酸化マグネシウムは難燃性付与効果が従来の難燃剤と比較して小さいため、ポリスルホンに水酸化マグネシウムを多量に配合する必要がある。水酸化マグネシウムを多量に配合したポリスルホンは成形加工性や成形体の機械特性が低下するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、成形体に加工した際に優れた難燃性と良好な機械特性を有するポリスルホン組成物および該ポリスルホン組成物を用いて得られた成形体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明のポリスルホン組成物は、ポリスルホンと、数平均粒子径１μｍ以下の水酸化マグネシウムとを含有し、前記水酸化マグネシウムの含有量が、前記ポリスルホン１００質量部に対して、０．５質量部以上１０質量部以下であることを特徴とする。
本発明のポリスルホン組成物において、前記水酸化マグネシウムの数平均粒子径が、１μｍ未満であることが好ましい。
本発明のポリスルホン組成物において、前記水酸化マグネシウムの含有量が、前記ポリスルホン１００質量部に対して、１質量部以上１０質量部以下であることも好ましい。
本発明のポリスルホン組成物において、前記水酸化マグネシウムの比表面積が、５ｍ２／ｇ以上であることも好ましい。
【０００８】
本発明のポリスルホン組成物において、前記ポリスルホンが、下記一般式（１）で表される繰返し単位を有することも好ましい。
（１）−Ｐｈ１−ＳＯ２−Ｐｈ２−Ｏ−
（式中、Ｐｈ１及びＰｈ２−は、それぞれ独立に、フェニレン基を表し、前記フェニレン基中の水素原子は、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基又はハロゲン原子で置換されていてもよい。）
このような場合においては、前記ポリスルホンが、これを構成する全繰返し単位の合計量に対して、前記一般式（１）で表される繰返し単位を５０モル％以上有することが好ましい。
本発明の成形体は、前記いずれかの本発明のポリスルホン組成物を用いて得られたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、成形体に加工した際に優れた難燃性と良好な機械特性を有するポリスルホン組成物および該ポリスルホン組成物を用いて得られた成形体を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のポリスルホン組成物は、ポリスルホンと、数平均粒子径１μｍ以下の水酸化マグネシウムとを含有し、前記水酸化マグネシウムの含有量が、前記ポリスルホン１００質量部に対して、０．５質量部以上１０質量部以下であることを特徴とする。
【００１１】
本発明のポリスルホン組成物に用いるポリスルホンは、典型的には、２価の芳香族基（芳香族化合物から、その芳香環に結合した水素原子を２個除いてなる残基）とスルホニル基（−ＳＯ２−）と酸素原子とを含む繰返し単位を有する樹脂である。ポリスルホンは、耐熱性や耐薬品性の点から、下記一般式（１）で表される繰返し単位（以下、「繰返し単位（１）」ということがある。）を有することが好ましく、さらに、下記一般式（２）で表される繰返し単位（以下、「繰返し単位（２）」ということがある。）や、下記一般式（３）で表される繰返し単位（以下、「繰返し単位（３）」ということがある。）等の他の繰返し単位を１種以上有していてもよい。
【００１２】
（１）−Ｐｈ１−ＳＯ２−Ｐｈ２−Ｏ−
（式中、Ｐｈ１及びＰｈ２は、それぞれ独立に、フェニレン基を表し；前記フェニレン基中の水素原子は、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基又はハロゲン原子で置換されていてもよい。）
【００１３】
（２）−Ｐｈ３−Ｒ−Ｐｈ４−Ｏ−
（式中、Ｐｈ３及びＰｈ４は、それぞれ独立に、フェニレン基を表し；Ｒは、アルキリデン基、酸素原子又は硫黄原子を表し；前記フェニレン基中の水素原子は、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基又はハロゲン原子で置換されていてもよい。）
【００１４】
（３）−(Ｐｈ５)ｎ−Ｏ−
（式中、Ｐｈ５は、フェニレン基を表し；ｎは、１〜３の整数を表し；前記フェニレン基にある水素原子は、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基又はハロゲン原子で置換されていてもよく；ｎが２以上である場合、複数存在するＰｈ５は、互いに同一であっても異なっていてもよい。）
【００１５】
Ｐｈ１〜Ｐｈ５のいずれかで表されるフェニレン基は、ｐ−フェニレン基、ｍ−フェニレン基、ｏ−フェニレン基のいずれであってもよいが、ｐ−フェニレン基であることが好ましい。
前記フェニレン基中の水素原子を置換していてもよいアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、２−エチルヘキシル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基及びｎ−デシル基が挙げられ、その炭素数は、１〜１０であることが好ましい。
前記フェニレン基中の水素原子を置換していてもよいアリール基の例としては、フェニル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、１−ナフチル基及び２−ナフチル基が挙げられ、その炭素数は、６〜２０であることが好ましい。
前記フェニレン基中の水素原子がこれらの基で置換されている場合、その数は、前記フェニレン基毎に、それぞれ独立に、２個以下であることが好ましく、１個であることがより好ましい。
【００１６】
Ｒであるアルキリデン基の例としては、メチレン基、エチリデン基、イソプロピリデン基及び１−ブチリデン基が挙げられ、その炭素数は、１〜５であることが好ましい。
【００１７】
ポリスルホンは、これを構成する全繰返し単位の合計量に対して、繰返し単位（１）を５０モル％以上有することが好ましく、８０モル％以上有することがより好ましく、繰返し単位として実質的に繰返し単位（１）のみを有することがさらに好ましい。なお、ポリスルホンは、繰返し単位（１）〜（３）を、それぞれ独立に、２種以上有してもよい。
【００１８】
ポリスルホンは、これを構成する繰返し単位に対応するジハロゲノスルホン化合物とジヒドロキシ化合物とを重縮合させることにより、製造することができる。
例えば、繰返し単位（１）を有するポリスルホンは、ジハロゲノスルホン化合物として下記一般式（４）で表される化合物（以下、「化合物（４）」ということがある。）を用い、ジヒドロキシ化合物として下記一般式（５）で表される化合物（以下、「化合物（５）」ということがある。）を用いることにより、製造することができる。
また、繰返し単位（１）と繰返し単位（２）とを有するポリスルホンは、ジハロゲノスルホン化合物として化合物（４）を用い、ジヒドロキシ化合物として下記一般式（６）で表される化合物（以下、「化合物（６）」ということがある。）を用いることにより、製造することができる。
また、繰返し単位（１）と繰返し単位（３）とを有するポリスルホンは、ジハロゲノスルホン化合物として化合物（４）を用い、ジヒドロキシ化合物として下記一般式（７）で表される化合物（以下、「化合物（７）」ということがある。）を用いることにより、製造することができる。
【００１９】
（４）Ｘ１−Ｐｈ１−ＳＯ２−Ｐｈ２−Ｘ２
（式中、Ｘ１は及びＸ２は、それぞれ独立に、ハロゲン原子を表し；Ｐｈ１及びＰｈ２は、前記と同義である。）
【００２０】
（５）ＨＯ−Ｐｈ１−ＳＯ２−Ｐｈ２−ＯＨ
（式中、Ｐｈ１及びＰｈ２は、前記と同義である。）
【００２１】
（６）ＨＯ−Ｐｈ３−Ｒ−Ｐｈ４−ＯＨ
（式中、Ｐｈ３、Ｐｈ４及びＲは、前記と同義である。）
【００２２】
（７）ＨＯ−(Ｐｈ５)ｎ−ＯＨ
（式中、Ｐｈ５及びｎは、前記と同義である。）
【００２３】
ポリスルホンを製造する重縮合は、炭酸のアルカリ金属塩を用いて、溶媒中で行うことが好ましい。炭酸のアルカリ金属塩は、正塩である炭酸アルカリであってもよいし、酸性塩である重炭酸アルカリ（炭酸水素アルカリ）であってもよいし、両者の混合物であってもよい。炭酸アルカリとしては、炭酸ナトリウムや炭酸カリウムが好ましく用いられ、重炭酸アルカリとしては、重炭酸ナトリウムや重炭酸カリウムが好ましく用いられる。
ポリスルホンを製造する重縮合の溶媒としては、ジメチルスルホキシド、１−メチル−２−ピロリドン、スルホラン（１，１−ジオキソチラン）、１，３-ジメチル−２−イミダゾリジノン、１，３−ジエチル−２−イミダゾリジノン、ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、ジイソプロピルスルホン、ジフェニルスルホン等の有機極性溶媒が好ましく用いられる。
【００２４】
ポリスルホンは、その還元粘度が、好ましくは０．３ｄＬ／ｇ以上、より好ましくは０．４ｄＬ／ｇ以上０．６ｄＬ／ｇ以下、さらに好ましくは０．４５ｄＬ／ｇ以上０．５５ｄＬ／ｇ以下である。ポリスルホンの還元粘度が高いほど、耐熱性や強度・剛性が向上し易いが、あまり高いと、溶融温度や溶融粘度が高くなり易く、その成形に必要な温度が高くなり易い。
【００２５】
ポリスルホンを製造する重縮合において、仮に副反応が生じなければ、（１）ジハロゲノスルホン化合物とジヒドロキシ化合物とのモル比が１：１に近い、（２）炭酸のアルカリ金属塩の使用量が多い、（３）重縮合温度が高い、（４）重縮合時間が長い、という反応条件であるほど、得られるポリスルホンの重合度が高くなり易く、還元粘度が高くなり易い。しかし、実際は、副生する水酸化アルカリ（アルカリ金属の水酸化物）等により、ハロゲノ基のヒドロキシル基への置換反応や解重合等の副反応が生じ、この副反応により、得られるポリスルホンの重合度が低下し易く、還元粘度が低下し易い。そのため、ポリスルホンを製造する重縮合においては、この副反応の度合いも考慮して、所望の還元粘度を有するポリスルホンが得られるように、ジハロゲノスルホン化合物とジヒドロキシ化合物とのモル比、炭酸のアルカリ金属塩の使用量、重縮合温度及び重縮合時間を調整することが好ましい。
【００２６】
本発明のポリスルホン組成物に含有される水酸化マグネシウムは、その熱分解温度が３５０℃以上であることが好ましく、天然品および／または合成品を使用することができる。なお、本発明において、天然品および／または合成品の水酸化マグネシウムを使用する場合、水酸化マグネシウムの含有量とは、水酸化マグネシウムの純度１００％換算での含有量を示す。
【００２７】
また、水酸化マグネシウムは表面処理されていてもよい。水酸化マグネシウムを表面処理した場合、ポリスルホンとの相溶性が向上し、難燃性の効果が発現しやすくなるため好ましい。
水酸化マグネシウムの表面処理としては、亜鉛化合物および／またはホウ素化合物からなる被覆層で被覆する方法や、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤または脂肪酸等により表面処理する方法が挙げられる。
水酸化マグネシウムの表面を亜鉛化合物および／またはホウ素化合物からなる被覆層で被覆する方法としては、例えば、水に水酸化マグネシウムを分散させておき、これに亜鉛化合物および／またはホウ素化合物を加えて撹拌し、濾過後乾燥する湿式法等が挙げられる。
水酸化マグネシウムの表面を、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤または脂肪酸等により処理する方法としては、例えば、シラン溶液を水酸化マグネシウムに噴霧および／または滴下して撹拌し、これを乾燥する乾式法等が挙げられる。
なお、本発明において、水酸化マグネシウムが表面処理されている場合、水酸化マグネシウムの含有量とは、表面処理層を含んだ水酸化マグネシウムの含有量を示す。
【００２８】
水酸化マグネシウムの数平均粒子径は、難燃性および機械強度の観点から１μｍ以下であり、１μｍ未満であることが好ましく、０．５μｍ以下であることがより好ましく、０．２μｍ以下であることがさらに好ましい。
水酸化マグネシウムの数平均粒子径が１μｍを超えると、ポリスルホン中での分散性が悪く、また、表面積が小さくなるので、難燃性の効果が少なくなる。なお、水酸化マグネシウムの数平均粒子径の下限は特に限定されないが、分散のしやすさの理由により、数平均粒子径を１０ｎｍ以上とすることが好ましい。
ここで、「数平均粒子径」とは、水酸化マグネシウムの走査型電子顕微鏡による外観観察において、測定個数１００個以上で水酸化マグネシウム粒子の直径（長径と短径の平均値）を測定し、その算術平均で得られた値を示すものである。また、水酸化マグネシウムの粒子は、一次粒子であっても二次粒子であっても、これらの混合であってもよい。なお、本発明において、粒子径とは、一次粒子の粒子径を示す。
【００２９】
水酸化マグネシウムの比表面積は、３ｍ２／ｇ以上であることが好ましく、５ｍ２／ｇ以上であることがより好ましく、８ｍ２／ｇ以上であることがさらに好ましく、２０ｍ２／ｇ以上であることが特に好ましい。
水酸化マグネシウムの比表面積が３ｍ２／ｇ以上であることにより、難燃性の効果が向上する。なお、水酸化マグネシウムの比表面積の上限は特に限定されないが、分散のしやすさの理由により、比表面積数を１００ｍ２／ｇ以下とすることが好ましい。
ここで、「比表面積」とは、株式会社島津製作所製メリティックス・ジェミニ２３６０を用いてＢＥＴ法（粉体粒子表面に吸着占有面積の判った分子を液体窒素温度（７７Ｋ）で吸着させ、その吸着量から測定試料の比表面積を求める方法）により測定した値を示す。
【００３０】
水酸化マグネシウムの数平均粒子径や比表面積は、市販品で各社のカタログ値が本発明の範囲内であれば好ましく使用することができる。使用可能な水酸化マグネシウムとしては、例えば、堺化学工業株式会社製の「ＭＧＺ−１」、「ＭＧＺ−３」、タテホ化学工業株式会社製の「エコーマグＺ−１０」などが挙げられる。
【００３１】
水酸化マグネシウムの含有量は、ポリスルホン１００質量部に対して、０．５質量部以上１０質量部以下であり、好ましくは１質量部以上１０質量部以下、より好ましくは１質量部以上５質量部以下である。水酸化マグネシウムの含有量があまり少ないと、ポリスルホン組成物の難燃性が不十分になり、あまり多いと、ポリスルホン組成物の機械物性が不十分になる。
【００３２】
本発明のポリスルホン組成物は、前記のようなポリスルホンと、数平均粒子径が１μｍ以下の水酸化マグネシウムとを所定範囲で含有する構成であるため、該ポリスルホン組成物を成形して得られる成形体は難燃性に優れ、良好な機械特性を有する。
【００３３】
本発明のポリスルホン組成物は、ポリスルホン及び水酸化マグネシウムの他に、充填材、水酸化マグネシウム以外の配合剤、およびポリスルホン以外の樹脂等の他の成分を１種以上含有していてもよい。
【００３４】
ポリスルホン組成物が含有していてもよい充填材は、繊維状充填材あるいは板状充填材であってもよく、繊維状及び板状以外で、球状その他の粒状充填材であってもよい。また、充填材は、無機充填材であってもよいし、有機充填材であってもよい。
繊維状無機充填材の例としては、ガラス繊維；パン系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等の炭素繊維；シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維等のセラミック繊維；及びステンレス繊維等の金属繊維が挙げられる。また、チタン酸カリウムウイスカー、チタン酸バリウムウイスカー、ウォラストナイトウイスカー、ホウ酸アルミニウムウイスカー、窒化ケイ素ウイスカー、炭化ケイ素ウイスカー等のウイスカーも挙げられる。
繊維状有機充填材の例としては、ポリエステル繊維及びアラミド繊維が挙げられる。
板状無機充填材の例としては、タルク、マイカ、グラファイト、ウォラストナイト、ガラスフレーク、硫酸バリウム及び炭酸カルシウムが挙げられる。マイカは、白雲母、金雲母、フッ素金雲母、四ケイ素雲母のいずれであってもよい。
粒状無機充填材の例としては、シリカ、アルミナ、酸化チタン、ガラスビーズ、ガラスバルーン、窒化ホウ素、炭化ケイ素及び炭酸カルシウムが挙げられる。
ポリスルホン組成物における充填材の含有量は、ポリスルホン１００質量部に対して、好ましくは０質量部以上１００質量部以下である。
【００３５】
ポリスルホン組成物が含有していてもよい水酸化マグネシウム以外の配合剤の例としては、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、界面活性剤、難燃剤、及びカーボンブラック等の着色剤が挙げられる。
ポリスルホン組成物における水酸化マグネシウム以外の配合剤の含有量は、ポリスルホン１００質量部に対して、好ましくは０質量部以上５質量部以下である。
【００３６】
ポリスルホン組成物が含有していてもよいポリスルホン以外の樹脂の例としては、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルイミド等のポリスルホン以外の熱可塑性樹脂；及びフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シアネート樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。
ポリスルホン組成物におけるポリスルホン以外の樹脂の含有量は、ポリスルホン１００質量部に対して、好ましくは０質量部以上３５質量部以下、より好ましくは０質量部以上２０質量部以下である。
【００３７】
本発明のポリスルホン組成物は、ポリスルホン、水酸化マグネシウム及び必要に応じて用いられる他の成分を、押出機を用いて溶融混練し、ペレット状に押し出すことにより調製することが好ましい。押出機としては、シリンダーと、シリンダー内に配置された１本以上のスクリュウと、シリンダーに設けられた１箇所以上の供給口とを有するものが、好ましく用いられ、さらにシリンダーに１箇所以上のベント部が設けられたものが、より好ましく用いられる。
【００３８】
こうして得られる本発明のポリスルホン組成物を成形することにより、難燃性に優れ、良好な機械特性を有する本発明の成形体を得ることができる。
本発明のポリスルホン組成物を用いて成形体とする際の成形法としては、溶融成形法が好ましく、その例としては、射出成形法、Ｔダイ法やインフレーション法等の押出成形法、圧縮成形法、ブロー成形法、真空成形法及びプレス成形が挙げられる。中でも射出成形法が好ましい。
【００３９】
本発明のポリスルホン組成物を用いて得られる成形体の例としては、光ピックアップボビン、トランスボビン等のボビン；リレーケース、リレーベース、リレースプルー、リレーアーマチャー等のリレー部品；ＲＩＭＭ(Rambus Inline Memory Module)、ＤＤＲ(Double Date Rate)、ＣＰＵ(Central Processing Unit)ソケット、ＳＯ−ＤＩＭＭ(Small Outline Dual Inline memory module)、Ｂｏａｒｄ ｔｏ Ｂｏａｒｄコネクター、ＦＰＣ(Flexible printed circuit)コネクター、カードコネクター等のコネクター；ランプリフレクター、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)リフレクター等のリフレクター；ランプホルダー、ヒーターホルダー等のホルダー；スピーカー振動板等の振動板；コピー機用分離爪、プリンター用分離爪等の分離爪；カメラモジュール部品；スイッチ部品；モーター部品；センサー部品；ハードディスクドライブ部品；オーブンウェア等の食器；車両部品；航空機部品；鉄道車両部品；及び半導体素子用封止部材、コイル用封止部材等の封止部材が挙げられる。
【実施例】
【００４０】
以下、具体的実施例により、本発明についてさらに詳しく説明する。ただし、本発明は、以下に示す実施例に何ら限定されるものではない。
【００４１】
（実施例１〜５および比較例１〜３）
〔ポリスルホン〕
ポリスルホンとして、住友化学株式会社製の「スミカエクセルＰＥＳ４１００Ｇ」（還元粘度０．４８ｄＬ／ｇ）を用いた。ポリスルホンの還元粘度は、次の方法により測定した。
【００４２】
〔ポリスルホンの還元粘度の測定〕
ポリスルホン約１ｇをＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドに溶解させて、その容量を１ｄＬとし、この溶液の粘度（η）を、オストワルド型粘度管を用いて、２５℃で測定した。また、溶媒であるＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドの粘度（η0）を、オストワルド型粘度管を用いて、２５℃で測定した。
溶液の粘度（η）と前記溶媒の粘度（η0）から、比粘性率（（η−η0）／η0）を求め、この比粘性率を、前記溶液の濃度（約１ｇ／ｄＬ）で割ることにより、ポリスルホンの還元粘度（ｄＬ／ｇ）を求めた。
【００４３】
〔水酸化マグネシウム〕
水酸化マグネシウムとして、次のものを用いた。
（１）サンプル１：堺化学工業株式会社製の「ＭＧＺ−１」（数平均粒子径０．８μｍ、比表面積８ｍ２／ｇ）。
（２）サンプル２：堺化学工業株式会社製の「ＭＧＺ−３」（数平均粒子径０．１μｍ、比表面積２１ｍ２／ｇ）。
（３）サンプル３：タテホ化学工業株式会社製の「エコーマグＺ−１０」（数平均粒子径１．０μｍ、比表面積３ｍ２／ｇ）
水酸化マグネシウムの数平均粒子径および比表面積は、次の方法により測定した。
【００４４】
〔数平均粒子径の測定〕
水酸化マグネシウムの走査型電子顕微鏡による外観観察において、測定個数１００個以上で水酸化マグネシウム粒子の直径（長径と短径の平均値）を測定し、その算術平均で得られた値を数平均粒子径とした。
【００４５】
〔比表面積の測定〕
株式会社島津製作所製メリティックス・ジェミニ２３６０を用いてＢＥＴ法（粉体粒子表面に吸着占有面積の判った分子を液体窒素温度（７７Ｋ）で吸着させ、その吸着量から測定試料の比表面積を求める方法）により比表面積を測定した
【００４６】
〔ポリスルホン組成物の調製〕
ポリスルホン１００質量部に対して、表１に示す種類及び量の水酸化マグネシウムを配合し、ヘンシェルミキサーでドライブレンドした。この混合物を二軸押出機（池貝鉄工株式会社製、ＰＣＭ−３０型）を用いて、シリンダー温度３４０℃で造粒し、ペレット状のポリスルホン組成物を得た。
【００４７】
（評価）
実施例１〜５および比較例１〜３の各ポリスルホン組成物を成形して得られる成形体（試験片）について、以下の方法により難燃性、曲げ弾性率、耐衝撃性の評価を行った。
【００４８】
〔難燃性の評価〕
ポリスルホン組成物を、射出成形機（日精樹脂工業株式会社製、ＰＳ−２０Ｅ５ＡＳＥ）を用いて、シリンダー温度３７０℃、金型温度１５０℃で、１００ｍｍ×１００ｍｍ×１ｍｍの試験片に成形した。この試験片に、コーンカロリーメーター（株式会社東洋精機製作所製 CONE III）を用いて、ＩＳＯ５６６０に準拠した発熱量試験を行い、発熱速度（Heat Release Rate）を輻射熱条件５０ｋＷ／ｍ２で測定した。総発熱量（ＭＪ／ｍ２）、最高発熱速度（ｋＷ／ｍ２）を表１に示す。総発熱量（ＭＪ／ｍ２）および最高発熱速度（ｋＷ／ｍ２）が小さいほど、難燃性が高いことを示す。
【００４９】
〔曲げ弾性率の評価〕
ポリスルホン組成物を、射出成形機（日精樹脂工業株式会社製、ＥＳ−４００型）を用いて、シリンダー温度３７０℃、金型温度１５０℃で、１２７ｍｍ×１２．７ｍｍ×６．４ｍｍの試験片に成形した。得られた試験片をＡＳＴＭ Ｄ７９０に準拠して、曲げ弾性率（ＧＰａ）を測定した。結果を表１に示す。
【００５０】
〔耐衝撃性の評価〕
ポリスルホン組成物を、射出成形機（日精樹脂工業株式会社製、ＥＳ−４００型）を用いて、シリンダー温度３７０℃、金型温度１５０℃で、１２７ｍｍ×１２．７ｍｍ×６．４ｍｍの試験片に成形した。この試験片を２等分し、ＡＳＴＭ Ｄ−２５６に従ってアイゾット衝撃強度を測定した。結果を表１に示す。
【００５１】
【表１】
【００５２】
ポリスルホン組成物における水酸化マグネシウムの含有量が、ポリスルホン１００質量部に対して、０．５質量部以上１０質量部以下である実施例１〜５のポリスルホン組成物より得られた成形体（試験片）は、水酸化マグネシウムを配合しない比較例１と比べて最高発熱速度が抑えられ、加熱初期の発炎燃焼を低減させる効果があり、難燃性が向上していた。
また、水酸化マグネシウムの数平均粒径が１μｍ以下である実施例１〜５のポリスルホン組成物より得られた成形体（試験片）は曲げ弾性率が向上していた。
中でも、数平均粒径が０．２μｍ以下の水酸化マグネシウムを５．０質量部以上１０質量部以下含有する実施例３および実施例４のポリスルホン組成物より得られた成形体（試験片）は、最高発熱速度を抑制する効果が大きく優れた難燃性を有し、曲げ弾性率（機械特性）も高く、特に良好な特性を示した。
これに対し、水酸化マグネシウムの配合量が少ない比較例２では、最高発熱速度を抑制する効果が得られず、難燃性が低くなっていた。また、水酸化マグネシウムの配合量が過多である比較例３では、最高発熱速度を抑制する効果は得られるが、曲げ弾性率およびアイゾット衝撃強度が低下しており、機械特性が低くなっていた。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、電気・電子部品、光学部品、半導体製造プロセス関連部品、家庭電気製品部品、照明器具部品、音響製品部品、通信機器部品、印刷機関連部品、自動車部品、調理用器具、土木建築用材料、宇宙航空機器用部品、医療用機器部品、スポーツ用品、レジャー用品などの各種成形体に利用可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリスルホンと、数平均粒子径１μｍ以下の水酸化マグネシウムとを含有し、前記水酸化マグネシウムの含有量が、前記ポリスルホン１００質量部に対して、０．５質量部以上１０質量部以下であることを特徴とするポリスルホン組成物。
【請求項２】
前記水酸化マグネシウムの数平均粒子径が、１μｍ未満であることを特徴とする請求項１に記載のポリスルホン組成物。
【請求項３】
前記水酸化マグネシウムの含有量が、前記ポリスルホン１００質量部に対して、１質量部以上１０質量部以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のポリスルホン組成物。
【請求項４】
前記水酸化マグネシウムの比表面積が、５ｍ２／ｇ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のポリスルホン組成物。
【請求項５】
前記ポリスルホンが、下記一般式（１）で表される繰返し単位を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のポリスルホン組成物。
（１）−Ｐｈ１−ＳＯ２−Ｐｈ２−Ｏ−
（式中、Ｐｈ１及びＰｈ２−は、それぞれ独立に、フェニレン基を表し、前記フェニレン基中の水素原子は、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基又はハロゲン原子で置換されていてもよい。）
【請求項６】
前記ポリスルホンが、これを構成する全繰返し単位の合計量に対して、前記一般式（１）で表される繰返し単位を５０モル％以上有することを特徴とする請求項５に記載のポリスルホン組成物。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のポリスルホン組成物を用いて得られたことを特徴とする成形体。
【請求項１】
ポリスルホンと、数平均粒子径１μｍ以下の水酸化マグネシウムとを含有し、前記水酸化マグネシウムの含有量が、前記ポリスルホン１００質量部に対して、０．５質量部以上１０質量部以下であることを特徴とするポリスルホン組成物。
【請求項２】
前記水酸化マグネシウムの数平均粒子径が、１μｍ未満であることを特徴とする請求項１に記載のポリスルホン組成物。
【請求項３】
前記水酸化マグネシウムの含有量が、前記ポリスルホン１００質量部に対して、１質量部以上１０質量部以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のポリスルホン組成物。
【請求項４】
前記水酸化マグネシウムの比表面積が、５ｍ２／ｇ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のポリスルホン組成物。
【請求項５】
前記ポリスルホンが、下記一般式（１）で表される繰返し単位を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のポリスルホン組成物。
（１）−Ｐｈ１−ＳＯ２−Ｐｈ２−Ｏ−
（式中、Ｐｈ１及びＰｈ２−は、それぞれ独立に、フェニレン基を表し、前記フェニレン基中の水素原子は、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基又はハロゲン原子で置換されていてもよい。）
【請求項６】
前記ポリスルホンが、これを構成する全繰返し単位の合計量に対して、前記一般式（１）で表される繰返し単位を５０モル％以上有することを特徴とする請求項５に記載のポリスルホン組成物。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のポリスルホン組成物を用いて得られたことを特徴とする成形体。
【公開番号】特開２０１２−２０１７４４（Ｐ２０１２−２０１７４４Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６６００５（Ｐ２０１１−６６００５）
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
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