JPH05287200A - Slidable polyphenylene sulfide composition - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To provide the PPS resin composition excellent in sliding characteristics, conductivity and mechanical strength and used for sliding members or structural members in contact with polyester films for magnetic recording tapes. CONSTITUTION:The PPS resin composition excellent in slidability comprises 100 pts.wt. of PPS resin, 80-140 pts.wt. of carbon fibers, 20-80 pts.wt. of spherical carbon, and 10-50 pts.wt. of potassium titanate whisker.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、磁気記憶テープ用ポリ
エステルフィルムとの接触用摺動部材として用いられる
摺動特性、導電性、寸法安定性、機械強度等に優れるポ
リフェニレンサルファイド樹脂組成物に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polyphenylene sulfide resin composition which is used as a sliding member for contact with a polyester film for magnetic storage tape and which is excellent in sliding properties, conductivity, dimensional stability, mechanical strength and the like. Is.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、オーディオあるいはＶＴＲテープ
用ポリエステルフィルムとの摺動プラスチック材料とし
て、ポリスチレン樹脂、ポリメチルメタアクリレート樹
脂、ポリアセタール樹脂等が広く用いられている。しか
しながら、カセットテープやオーディオ機器等の内部に
おけるテープ走行面との接触摺動部材であるガイドロー
ラ、ガイドローラーピンには表面仕上げ加工されたステ
ンレス、アルミなど金属が使用されている。近年、こう
した金属の表面仕上げ加工をした摺動部材のプラスチッ
ク化が検討されており、なかでも寸法精度、機械強度、
耐熱性等に優れたポリフェニレンサルファイド樹脂が広
く検討されている。通常ポリフェニレンサルファイド樹
脂（以下ＰＰＳとする）は、非常に脆いためにガラス繊
維、炭素繊維等により補強して使用される。しかしなが
ら、摺動部材としては、ガラス繊維、炭素繊維等を単独
で補強するだけでは、摩擦係数が大きいために摺動部材
としては使用できない。このため、これら繊維状のもの
に加えてさらに、個体潤滑成分（四フッ化エチレン、グ
ラファイトなど）、充填材（炭酸カルシウム、酸化チタ
ンなど）を添加する方法（例えば、特開昭５２−７３２
７５号公報）や、二硫化モリブテンと三酸化アンチモン
や、黒鉛、四フッ化エチレン、潤滑油をガラス繊維や炭
素繊維と併用添加する方法（例えば、特開昭５１−２８
１４５公報、特開昭５２−１２９７６１公報、特開昭５
３−５５３６１公報）などが知られているが、いずれ
も、摩擦係数などの摺動特性が抜本的に改良されている
とは言い難い。四フッ化エチレンなどの低摩擦係数を有
する樹脂を配合したものでは、自己潤滑性の向上には相
当の効果があるが低摩耗性、機械的強度などが十分では
ない。特にオーディオテープ等との接触用摺動部材や構
造部材として使用する場合、摺動特性、導電性、寸法安
定性、機械強度等に優れた材料・組成物が必要となる。2. Description of the Related Art Conventionally, polystyrene resins, polymethylmethacrylate resins, polyacetal resins, etc. have been widely used as sliding plastic materials for audio or VTR tape polyester films. However, metal such as surface-finished stainless steel or aluminum is used for the guide roller and the guide roller pin, which are sliding members that come into contact with the tape running surface inside the cassette tape or audio equipment. In recent years, the use of plastics for sliding members that have been surface-finished of such metals has been studied. Among them, dimensional accuracy, mechanical strength,
Polyphenylene sulfide resins having excellent heat resistance have been widely studied. Usually, polyphenylene sulfide resin (hereinafter referred to as PPS) is very brittle and is therefore used by being reinforced with glass fiber, carbon fiber or the like. However, the sliding member cannot be used as a sliding member only by reinforcing glass fiber, carbon fiber, etc., because the friction coefficient is large. Therefore, in addition to these fibrous substances, a method of adding a solid lubricating component (tetrafluoroethylene, graphite, etc.) and a filler (calcium carbonate, titanium oxide, etc.) (for example, JP-A-52-732).
No. 75), or molybdenum disulfide and antimony trioxide, graphite, tetrafluoroethylene, and lubricating oil in combination with glass fiber or carbon fiber (for example, JP-A-51-28).
145, JP-A-52-129761, JP-A-5
However, it is hard to say that the sliding characteristics such as the friction coefficient are drastically improved. A compound containing a resin having a low friction coefficient such as ethylene tetrafluoride has a considerable effect on improving self-lubricating property, but has low abrasion resistance and mechanical strength. In particular, when used as a sliding member or a structural member for contact with an audio tape or the like, a material / composition excellent in sliding characteristics, conductivity, dimensional stability, mechanical strength, etc. is required.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ＰＰＳ樹脂
に炭素繊維、球状カーボン、チタン酸カリウムウィスカ
ーを配合することにより、磁気記憶テープ用ポリエステ
ルフィルムとの接触用摺動部材あるいは構造部材として
用いられる摺動特性、導電性、機械強度に優れたＰＰＳ
樹脂組成物を提供することにある。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is used as a sliding member or a structural member for contact with a polyester film for magnetic storage tape by blending PPS resin with carbon fiber, spherical carbon and potassium titanate whiskers. PPS with excellent sliding properties, conductivity and mechanical strength
It is to provide a resin composition.

【０００４】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、ＰＰＳ樹脂１
００重量部に対して、炭素繊維８０〜１４０重量部、球
状カーボン２０〜８０重量部、チタン酸カリウムウィス
カー１０〜５０重量部からなることを特徴とする摺動性
に優れたＰＰＳ樹脂組成物を提供するものである。The present invention provides a PPS resin 1
A PPS resin composition having excellent slidability, which comprises 80 to 140 parts by weight of carbon fibers, 20 to 80 parts by weight of spherical carbon, and 10 to 50 parts by weight of potassium titanate whiskers, relative to 00 parts by weight. Is provided.

【０００５】本発明において、ＰＰＳは一般式 （−Ｃ
₆Ｈ₅−Ｓ−）n で示される構成単位を７０モル％以上含
むものが好ましく、その量が７０モル％未満では優れた
特性の組成物は得難い。このポリマーの重合方法として
は、Ｎ−メチルピロリドリン、ジメチルアセトアミド等
のアミド系溶媒やスルホランなどのスルホン系溶媒中で
硫化ナトリウムとｐ−ジクロロベンゼンを反応させる方
法が適当である。この際重合度を調節するためにカルボ
ン酸やスルホン酸のアルカリ金属塩を添加したり、水酸
化アルカリ、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ土類金属酸
化物を添加する。共重合成分として３０モル％未満であ
ればメタ結合、オルト結合、エーテル結合、スルホン結
合、ビフェニル結合、置換フェニレンスルフィド結合
（ここで置換基としてはアルキル基、ニトロ基、フェニ
ル基、アルコキシ基、カルボン酸基またはカルボン酸の
金属塩基）、３官能結合などを含有していても、ポリマ
ーの結晶性に大きく影響しない範囲で構わないが、好ま
しくは共重合成分は１０モル％以下がよい。溶融粘度に
関しては、炭素繊維、チタン酸カリウムウィスカー等を
高充填するので低粘度のものが好ましい。In the present invention, PPS is represented by the general formula (-C
₆ H ₅ -S-) preferably those containing 70 mol% or more of structural units represented by n, the compositions of the excellent properties in the amount is less than 70 mol% inaccessible. As a method for polymerizing this polymer, a method of reacting sodium sulfide and p-dichlorobenzene in an amide solvent such as N-methylpyrrolidrin or dimethylacetamide or a sulfone solvent such as sulfolane is suitable. At this time, in order to control the degree of polymerization, an alkali metal salt of carboxylic acid or sulfonic acid is added, or an alkali hydroxide, an alkali metal carbonate or an alkaline earth metal oxide is added. If it is less than 30 mol% as a copolymerization component, a meta bond, an ortho bond, an ether bond, a sulfone bond, a biphenyl bond, a substituted phenylene sulfide bond (wherein the substituent is an alkyl group, a nitro group, a phenyl group, an alkoxy group, a carboxylic group). Even if it contains an acid group or a metal base of carboxylic acid), a trifunctional bond, etc., it does not matter as long as it does not significantly affect the crystallinity of the polymer, but preferably the copolymerization component is 10 mol% or less. Regarding the melt viscosity, a low viscosity is preferable because carbon fiber, potassium titanate whiskers and the like are highly filled.

【０００６】一方、炭素繊維としてアクリロニトリル
系、ピッチ系、セルロース系等の原料を特に限定するも
のではないが、機械強度、摩擦係数と考慮すれば、アク
リロニトリル系炭素繊維が望ましい。繊維径は２０μｍ
以下、繊維長さは６ｍｍ以下特に１ｍｍ以下のものが望
ましく、その理由としては、繊維長の長いものは、溶融
混練時の分散が悪くなって好ましくないからである。On the other hand, as the carbon fiber, acrylonitrile-based material, pitch-based material, cellulose-based material and the like are not particularly limited, but acrylonitrile-based carbon fiber is preferable in consideration of mechanical strength and friction coefficient. Fiber diameter is 20 μm
Hereinafter, the fiber length is preferably 6 mm or less, particularly 1 mm or less, because the long fiber length is not preferable because the dispersion at the time of melt-kneading is deteriorated.

【０００７】球状カーボンとしては、平均粒子径２０μ
ｍ以下、Ｃ含有量９０％以上、比表面積３００ｍ2／ｇ
以下の不融、不溶性の等方性のガラス状カーボンのもの
をいう。通常、フェノールとホルムアルデヒド水溶液を
混合・加熱するか、または多量の水と触媒をかくはんし
ながら水中にフェノールを分散して重合を進め、生成し
た微粒子をろ過、分離、乾燥させる方法により得られる
粒状のフェノールホルムアルデヒド樹脂を高温焼成によ
って炭素化させることにより得られすガラス状カーボン
であり、形状は粒状または球状のものをいう。粒状のフ
ェノールホルムアルデヒド樹脂を焼成する際の温度が球
状カーボンの特性に大きく影響し、焼成温度が高いほ
ど、炭素含有率が高く、比重が小さく、純度、耐摩耗
性、耐薬品性および電気特性にすぐれているフェノール
樹脂が得られる。The spherical carbon has an average particle diameter of 20 μm.
m or less, C content 90% or more, specific surface area 300 m2 / g
The following non-meltable and insoluble isotropic glassy carbon is used. Usually, a granular form obtained by mixing and heating an aqueous solution of phenol and formaldehyde, or dispersing phenol in water while stirring a large amount of water and a catalyst to proceed with polymerization, and filtering, separating and drying the generated fine particles. It is a glassy carbon obtained by carbonizing a phenol-formaldehyde resin by high temperature firing, and has a granular or spherical shape. The temperature at which the granular phenol-formaldehyde resin is fired greatly affects the properties of the spherical carbon. The higher the firing temperature, the higher the carbon content and the lower the specific gravity, the better the purity, wear resistance, chemical resistance and electrical properties. Excellent phenolic resins are obtained.

【０００８】チタン酸カリウムウィスカーとしては、一
般式がＫ₂Ｏ・n（ＴｉＯ₂）またはＫ₂Ｏ・n（ＴｉＯ₂）
・１／２Ｈ₂Ｏ（式中、ｎは２〜８の整数を表す）で示
される単結晶繊維であり、具体的には、例えば４−チタ
ン酸カリウム繊維、６−チタン酸カリウム繊維または８
−チタン酸カリウム繊維などの単一組成物あるいはこれ
らの混合組成物であってもよく、平均繊維径５μｍ以
下、平均繊維長１０〜２００μｍで、かつ平均繊維長／
平均繊維径（アスペクト比）が１０以下のものが好まし
い。The potassium titanate whiskers have a general formula of K ₂ O.n (TiO ₂ ) or K ₂ O.n (TiO ₂ ).
· 1 / 2H (in the formula, n represents an integer of 2 to 8) ₂ O is a single crystal fibers represented by, specifically, for example, potassium 4-titanate fiber, 6-potassium titanate fiber or 8
It may be a single composition such as potassium titanate fiber or a mixed composition thereof, the average fiber diameter is 5 μm or less, the average fiber length is 10 to 200 μm, and the average fiber length /
The average fiber diameter (aspect ratio) is preferably 10 or less.

【０００９】これらＰＰＳに対する充填物は、シラン
系、チタネート系等のシランカップリング剤で表面処理
をしたものを使用することもできる。本発明の組成物
は、通常、単軸混練機または二軸混練機を用いて溶融混
練し、ペレット化して得られる。なお、本発明における
組成物には、他成分、例えば、顔料、熱安定剤、酸化防
止剤、耐候剤、結晶化促進剤、滑剤等を適量添加しても
よい。このようにして得られたペレット状の成形材は、
通常広く用いられている熱可塑性樹脂の成形機、例えば
射出成形機、圧縮成形機あるいは射出圧縮成形機などに
よって、所望の形状に成形され使用される。As the filler for these PPSs, those surface-treated with a silane coupling agent such as a silane coupling agent or a titanate coupling agent can be used. The composition of the present invention is usually obtained by melt-kneading using a single-screw kneader or a twin-screw kneader and pelletizing. Other components such as pigments, heat stabilizers, antioxidants, weathering agents, crystallization accelerators and lubricants may be added to the composition of the present invention in appropriate amounts. The pellet-shaped molding material thus obtained is
It is molded into a desired shape by a generally-used thermoplastic resin molding machine such as an injection molding machine, a compression molding machine, or an injection compression molding machine.

【００１０】[0010]

【実施例】次に実施例により本発明を更に具体的に説明
するが、これら実施例にのみに限定されないことは勿論
である。 （実施例１〜５、比較例１〜３）ＰＰＳ樹脂としては東
レ・フィリプスペトローリアム社（株）製、ライトンＭ
２９００、炭素繊維としては東邦レーヨン（株）社製、
ベスファイトＨＴＡ−Ｃ６−ＮＳ、球状カーボンとして
は、鐘紡（株）製、ベルパールＣ８００、チタン酸カリ
ウム繊維としては大塚化学（株）社製、ティスモＤ１０
２を表１及び表２に示す組成でブレンドした後に、２軸
混練機（ナカタニ機械製、ＡＳ−３０）でシリンダー温
度を２８０〜３１０℃に設定し、押出し造粒を行い、ペ
レットを得た。これらを射出成形機（東芝機械（株）製
ＩＳ−８０ＥＰＮ）を用いてシリンダー温度２８０〜
３２０℃に設定し摺動試験用試験片（外径３０ｍｍ）及
び強度試験用試験片を成形し各試験を行った。摺動試験
については、図１に示す装置により、荷重(３)を６０ｃ
ｍ／ｍｉｎの速度で上下移動させることにより、荷重変
換器(１)で荷重を検出し、試験片(２）とオーディオテ
ープ（４)との摺動性を測定する。即ち５０ｍｇのおも
りを６０ｃｍ／ｍｉｎの速度で引き上げ、その時の引き
上げ荷重（Ｗ1）を測定し、オイラーの式 μ＝（ｌｎ
Ｔ−ｌｎ ５０）／θ （ここで、Ｔは荷重変換器に
より測定した引き上げ荷重［ｇ］、θはオーディオテー
プの巻き付き角度［ｒａｄ］である。）を用いて磁気記
憶テープとの摩擦係数を測定した。この際、磁気記憶テ
ープとしては、オーディオ用カセットテープを使用し
た。曲げ試験はＡＳＴＭ Ｄ７９０に準じて試験を行っ
た。また体積抵抗率については、ＪＩＳ Ｋ６７２３に
準じて試験を行った。EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but it goes without saying that the present invention is not limited to these examples. (Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3) As the PPS resin, Ryton M manufactured by Toray Phillips Petroleum Co., Ltd.
2900, carbon fiber manufactured by Toho Rayon Co., Ltd.
Besfite HTA-C6-NS, spherical carbon manufactured by Kanebo Co., Ltd., Bell Pearl C800, potassium titanate fiber manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd., Tismo D10
After blending 2 with the composition shown in Table 1 and Table 2, the cylinder temperature was set to 280 to 310 ° C. by a twin-screw kneader (manufactured by Nakatani Machine, AS-30), extrusion granulation was performed, and pellets were obtained. .. Using an injection molding machine (manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd., IS-80EPN), a cylinder temperature of 280 to
Each test was carried out by setting the temperature to 320 ° C. and molding a sliding test piece (outer diameter 30 mm) and a strength test piece. For the sliding test, load (3) at 60c with the device shown in FIG.
By moving up and down at a speed of m / min, the load is detected by the load converter (1), and the slidability between the test piece (2) and the audio tape (4) is measured. That is, a 50 mg weight is pulled up at a speed of 60 cm / min, the pulling load (W1) at that time is measured, and Euler's formula μ = (ln
T-ln 50) / θ (where T is the pull-up load [g] measured by a load converter, θ is the winding angle [rad] of the audio tape), and the coefficient of friction with the magnetic storage tape is calculated. It was measured. At this time, an audio cassette tape was used as the magnetic storage tape. The bending test was performed according to ASTM D790. The volume resistivity was tested according to JIS K6723.

【００１１】[0011]

【表１】 [Table 1]

【００１２】[0012]

【表２】 [Table 2]

【００１３】[0013]

【発明の効果】本発明は、ＰＰＳ樹脂に炭素繊維、球状
カーボン、チタン酸カリウムウィスカーを配合すること
により、非常に優れた導電性、機械強度とポリエステル
フィルムとの摺動性に非常に優れたＰＰＳ樹脂組成物を
得ることができる。INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, by adding carbon fiber, spherical carbon and potassium titanate whiskers to PPS resin, it is possible to obtain very excellent conductivity, mechanical strength and slidability with a polyester film. A PPS resin composition can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】オーディオテープとの摩擦係数を測定する装置
の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus for measuring a coefficient of friction with an audio tape.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 ポリフェニレンサルファイド樹脂１００
重量部に対して、炭素繊維８０〜１４０重量部、球状カ
ーボン２０〜８０重量部、チタン酸カリウムウィスカー
１０〜５０重量部からなる摺動性ポリフェニレンサルフ
ァイド樹脂組成物。1. A polyphenylene sulfide resin 100.
A slidable polyphenylene sulfide resin composition comprising 80 to 140 parts by weight of carbon fibers, 20 to 80 parts by weight of spherical carbon, and 10 to 50 parts by weight of potassium titanate whiskers, based on parts by weight.