CN109762244B - 复合树脂成形体 - Google Patents

Abstract

本发明的课题是实现具备高耐冲击性及高弹性模量的复合树脂成形体。一种成形品，其由成形机成形、并由含有主剂树脂(1)和纤维状填料(2)的复合树脂形成。复合树脂中的纤维状填料(2)在该纤维状填料(2)的一端侧与另一端侧之间弯曲，其弯曲角度为90度以上。纤维状填料(2)的最细的纤维直径可以为最粗的纤维直径的1/500以上且2/3以下。纤维状填料(2)可以形成纤维长度方向的端部进行了解纤的构成。

Description

复合树脂成形体

技术领域

本发明涉及复合树脂成形体，特别是涉及机械特性优异的复合树脂成形体。

背景技术

聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)等所谓“通用塑料”不仅非常廉价，而且成形容易，与金属、或陶瓷相比，重量为几分之一，是轻量的。因此，通用塑料作为袋、各种包装、各种容器、片材类等各种生活用品的材料而充分利用，另外作为汽车部件、电气部件等工业部件、及日用品、日杂用品等的材料而充分利用。

但是，通用塑料具有机械强度不充分等缺点。因此，对于通用塑料而言，现状是不具有对以汽车等机械制品、及电气/电子/信息制品为首的各种工业制品中所用的材料要求的充分的特性，其应用范围受到限制。

另一方面，聚碳酸酯、氟树脂、丙烯酸类树脂、聚酰胺等所谓“工程塑料”的机械特性优异，用于以汽车等机械制品、及电气/电子/信息制品为首的各种工业制品。但是，工程塑料昂贵，具有单体回收困难、环境负担大的问题。

因此，强烈要求对通用塑料的材料特性(机械强度等)进行大幅改善。出于将通用塑料强化的目的，已知有通过使作为纤维状填料的天然纤维、玻璃纤维、碳纤维等分散于通用塑料的树脂中来提高该通用塑料的机械强度的技术。其中纤维素等有机纤维状填料由于廉价、并且废弃时的环境性也优异，因此作为强化用纤维受到关注。

为了改善通用塑料的机械强度，各公司进行了研究，专利文献1中，添加最大纤维直径100nm以下、长径比为2000以上的纤维素纤维，从而提高了弹性模量及尺寸稳定性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第5577176号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，专利文献1中，添加了长径比为2000以上的纤维，如图4所示那样，纤维状填料2容易在成形时所注射的熔融状态的主剂树脂1的流动方向取向。因此，存在与其流动方向正交的方向的强度弱，特别是面冲击强度会降低的问题。

本发明的复合树脂成形体用于解决上述现有的问题，其目的在于实现具备高弹性模量及高耐冲击性的复合树脂成形体。

用于解决问题的方案

为了达成上述目的，本发明的复合树脂成形体的特征在于，其含有主剂树脂和纤维状填料，上述纤维状填料在一端侧与另一端侧之间弯曲，其弯曲角度为90度以上。

发明效果

本发明的复合树脂成形体能够实现具备高弹性模量及高耐冲击性的复合树脂成形体。

附图说明

图1为本发明的实施方式中的复合树脂成形体的截面示意图。

图2为本发明的实施方式中的纤维状填料的示意图。

图3为示出本发明的实施方式中的复合树脂成形体的制造工艺的图。

图4为专利文献1的复合树脂成形体的截面示意图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式的复合树脂成形体进行说明。需要说明的是，以下对相同构成部分标注相同的附图标记，适宜省略重复的说明。

本发明的实施方式中的复合树脂成形体由含有主剂树脂、纤维状填料、和根据需要的分散剂的熔融混炼物得到。复合树脂成形体如图1的截面示意图所示，在主剂树脂1中分散有纤维状填料2。

本实施方式中，为了确保良好的成形性，主剂树脂1优选为热塑性树脂。作为热塑性树脂，可列举出烯烃系树脂(包括环状烯烃系树脂)、苯乙烯系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂、有机酸乙烯基酯系树脂或其衍生物、乙烯基醚系树脂、含卤素树脂、聚碳酸酯系树脂、聚酯系树脂、聚酰胺系树脂、热塑性聚氨酯树脂、聚砜系树脂(聚醚砜、聚砜等)、聚苯醚系树脂(2，6-二甲苯酚的聚合物等)、纤维素衍生物(纤维素酯类、纤维素氨基甲酸酯类、纤维素醚类等)、有机硅树脂(聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷等)、橡胶或弹性体(聚丁二烯、聚异戊二烯等二烯系橡胶；苯乙烯-丁二烯共聚物；丙烯腈-丁二烯共聚物；丙烯酸类橡胶；氨基甲酸酯橡胶；有机硅橡胶等)等。上述的树脂可以单独使用或组合使用两种以上。需要说明的是，主剂树脂1只要具有热塑性，就不限定于上述的材料。

对于主剂树脂1，这些热塑性树脂中，优选为较低熔点的烯烃系树脂。作为烯烃系树脂，除了烯烃系单体的均聚物以外，还可列举出烯烃系单体的共聚物、烯烃系单体与其他共聚性单体的共聚物。作为烯烃系单体，例如，可列举出链状烯烃类(乙烯、丙烯、1-丁烯、异丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯等α-C2-20烯烃等)、环状烯烃类等。这些烯烃系单体可以单独使用或组合使用两种以上。上述烯烃系单体中，优选乙烯、丙烯等链状烯烃类。作为其他共聚性单体，例如，可列举出乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等脂肪酸乙烯基酯；(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等(甲基)丙烯酸系单体；马来酸、富马酸、马来酸酐等不饱和二羧酸或其酐；羧酸的乙烯基酯(例如，乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等)；降冰片烯、环戊二烯等环状烯烃；及丁二烯、异戊二烯等二烯类等。这些共聚性单体可以单独使用或组合使用两种以上。作为烯烃系树脂的具体例，可列举出聚乙烯(低密度、中密度、高密度或线型低密度聚乙烯等)、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-丁烯-1等三元共聚物等链状烯烃类(特别是α-C2-4烯烃)的共聚物等。

接下来对分散剂进行说明。出于提高纤维状填料2与主剂树脂1的粘接性、或主剂树脂1中的纤维状填料2的分散性等目的，本实施方式中的复合树脂成形体根据需要含有分散剂。作为分散剂，可列举出各种钛酸酯系偶联剂；硅烷偶联剂；将不饱和羧酸、马来酸、马来酸酐接枝而成的改性聚烯烃；脂肪酸；脂肪酸金属盐；脂肪酸酯等。上述硅烷偶联剂优选不饱和烃系、环氧系的硅烷偶联剂。分散剂的表面即使用热固化性或热塑性的聚合物成分进行了改性处理也没有问题。本实施方式的复合树脂成形体中的分散剂的含量优选为0.01质量％以上且20质量％以下、更优选为0.1质量％以上且10质量％以下、进一步优选为0.5质量％以上且5质量％以下。若分散剂的含量不足0.01质量％，则会发生分散不良，另一方面，若分散剂的含量超过20质量％，则复合树脂成形体的强度会降低。分散剂根据主剂树脂1与纤维状填料2的组合来适当地选择，不需要分散剂的组合的情况下也可以不添加。

接下来对纤维状填料2进行说明。本实施方式中的复合树脂成形体中所含的纤维状填料2(以下，有时简称为“纤维”。)在复合树脂成形体中是以机械特性的提高、线膨胀系数的降低带来的尺寸稳定性的提高等为主要目的而使用的。为了该目的，优选纤维状填料2比主剂树脂1的弹性模量高。作为这样的纤维状填料2，具体而言，可列举出碳纤维(carbonfiber)；碳纳米管；纸浆；纤维素；纤维素纳米纤维；木质纤维素；木质纤维素纳米纤维；碱式硫酸镁纤维(Magnesium Oxysulfate fiber)；钛酸钾纤维：硼酸铝纤维；硅酸钙纤维；碳酸钙纤维；碳化硅纤维；硅灰石；硬硅钙石；各种金属纤维；棉、丝绸、羊毛或麻等天然纤维：黄麻纤维、人造丝或铜氨纤维等再生纤维；乙酸酯、普罗米克斯(Promix)等半合成纤维；聚酯、聚丙烯腈、聚酰胺、芳纶、聚烯烃等合成纤维；进而对它们的表面及末端进行了化学修饰而成的改性纤维等。另外这些之中，从获得性、弹性模量高、线膨胀系数低的观点出发，特别优选碳类、纤维素类。进而从环境性的观点出发，优选纤维素类的天然纤维。

接下来对纤维状填料2的形状进行说明。图2中，符号L为纤维状填料2的长度(以下，有时称为“纤维长度”。)，符号d为纤维状填料2的宽度(以下，有时称为“纤维直径”。)。若纤维状填料2的长径比(L/d)高，则在注射成形时纤维状填料容易在流动方向取向，纤维状填料的取向方向的强度强，但与其正交的方向的强度变弱，结果是基于落下试验等的冲击强度降低。因此，对于纤维状填料整体，优选长径比(L/d)小、即纤维直径d大。通过使长径比小，从而在注射成形时纤维状填料2容易弯曲，结果冲击强度提高。

为了形成使纤维状填料2在其一端侧与另一端侧之间弯曲的形态，优选在1根纤维状填料内具有纤维粗的部位和细的部位。即优选沿纤维状填料的长度方向，纤维直径不同。在粗的部位和细的部位，在注射成形时在熔融树脂的流动中受到的阻力不同，结果使细的部位成为弯曲部，纤维弯曲成90度以上等，由此能够朝向随机的方向。本发明中，“弯曲”是指包含弯曲的形态、弯折的形态等的概念。在本发明中，有时将弯曲的角度称为“弯曲角”或“弯曲角度”。换言之，本发明中，弯曲角可以规定为在使用的纤维状填料的一端侧与另一端侧之间产生的弯曲的角度。即，“弯曲角”可以定义为弯曲前的延伸方向与弯曲后的延伸方向间所成的角。另外，“弯曲角”可以定义为在曲率中心，弯曲前的曲率半径与弯曲后的曲率半径间所成的角。通过存在这样的弯曲部，从而含有纤维状填料的成形品的冲击强度提高。对于沿长度方向存在纤维粗的部位和细的部位的纤维，例如由木材获得纤维状填料的情况下，可以通过在使木材纤维化的打浆工序时，减小精磨机等打浆机的设定间隙从而负荷强剪切应力来制造。或者也可以从天然纤维等中选择这种形态的纤维来使用。

通过本发明人等的模拟算出了1根纤维状填料内的粗的部分与细的部分具有怎样的关系才会在树脂熔体中受到阻力、容易弯曲。根据上述模拟，最细部分的纤维直径优选为最粗部分的纤维直径的2/3以下。但是，若纤维直径过细，则注射成形时在最细的部位不能确保充分的拉伸强度而断裂。通过本发明人等的模拟算出了注射成形时纤维不断裂的纤维直径的关系。即，优选最细部分的纤维直径为最粗部分的纤维直径的1/500以上。

通过在1根纤维状填料内具有粗的部分和细的部分，从而在注射成形时在粗的部分与细的部分发生流速差，纤维容易弯曲，特别是在细的部分容易弯曲。在最细的部分容易弯曲成90度以上即直角以上。此处所说的“弯曲”的方式如下。即，例如可列举出纤维状填料弯曲成U字形、J字形、C字形、Ω字形的方式。另外也可以举出弯曲成V字形、N字形等、或其他形态。

对通过使纤维状填料弯曲成90度以上即直角以上从而耐冲击性提高的原理进行说明。若负荷冲击，则从冲击负荷点起树脂沿拉伸方向以放射状发生了变形。此时，若纤维不弯曲为直角以上，则纤维不能跟随树脂的伸长，应力集中在树脂与纤维的界面，产生裂纹以至破裂。另一方面，若纤维弯曲成直角以上，则在冲击负荷时弯曲部在打开方向移动，由此能够追随树脂的伸长，应力不集中。因此，通过具有纤维弯曲成直角以上的结构，从而耐冲击性提高，进而这些纤维不发生取向，在三维随机的方向存在，由此相对于所有方向的冲击而强化了成形体。

目前为止，在耐冲击强度的观点进行了记述，另一方面，从其它的机械特性的观点出发，纤维与树脂的接合界面大的情况会引起弹性模量提高，因此优选纤维的比表面积高、即纤维直径d小。为了实现长径比小、和比表面积大这2个目的，如图2所示，最优选在1根纤维状填料内纤维长度方向的端部部分地发生了解纤的结构。符号3表示解纤部位。对于最佳的纤维的形状，由本发明人等进行的实验、模拟的结果，如下地来算出。即，对于解纤部位3，其长度优选为纤维状填料2整体的纤维长度L的5％以上且50％以下。若解纤部位3的长度不足整体的纤维长度L的5％，则比表面积小，因此观察不到弹性模量提高。相反，若为50％以上，则长径比大的解纤部位3成为主导，因此在注射成形时容易发生取向，冲击强度降低。

接下来对纤维状填料2的特性进行说明。关于主剂树脂1、及纤维状填料2的种类如上所述，若纤维状填料2相对于主剂树脂1过度柔软、即弹性模量过小，则复合树脂成形体整体弹性模量变小，结果是强度降低。另一方面，若纤维状填料2相对于主剂树脂1过硬、即弹性模量过大，则在冲击时产生的冲击波不传播，而在主剂树脂1与纤维状填料2的界面吸收，因此在其界面附近容易产生裂纹、发生开裂(craze)，结果是耐冲击强度降低。因此，对于主剂树脂1的弹性模量与纤维状填料2的弹性模量的关系，优选纤维状填料2的弹性模量高、它们的差极小。关于最佳的关系，由本发明人等进行的模拟结果来算出，优选主剂树脂1与纤维状填料2的弹性模量差为20GPa以内。

对于所述纤维状填料2，从提高与主剂树脂1的粘接性或在复合树脂成形体中的分散性等目的，可以使用利用下述物质进行了表面处理而成者：各种钛酸酯系偶联剂；硅烷偶联剂：对不饱和羧酸、马来酸、马来酸酐进行接枝而成的改性聚烯烃；脂肪酸；脂肪酸金属盐；脂肪酸酯等。或者用热固化性或热塑性的聚合物成分进行了表面处理而成者也没有问题。

接下来记载关于成形体的制造方法。图3为例示出本实施方式中的复合树脂成形体的制造工艺的流程图。首先，在熔融混炼处理装置内投入主剂树脂、纤维状填料、及根据需要的分散剂，在装置内进行熔融混炼。由此，主剂树脂熔融，纤维状填料和分散剂分散于熔融的主剂树脂中。另外同时通过装置的剪断作用，能够促进纤维状填料的聚集块的解纤，使纤维状填料微细地分散在主剂树脂中。

以往，作为纤维状填料，使用通过湿式分散等前处理事先将纤维解纤而成的物质。但是，若在湿式分散中使用的溶剂中事先将纤维状填料解纤，则与在熔融的主剂树脂中解纤相比更容易解纤，因此难以仅端部进行解纤，将会呈纤维状填料整体进行了解纤的状态。另外存在通过结合前处理从而工序增加、生产性变差的问题。

与此相对，本实施方式中的复合树脂成形体的制造工艺中，不进行以纤维状填料的解纤处理、改性处理为目的的基于湿式分散的前处理，对纤维状填料与主剂树脂、分散剂等一起进行熔融混炼处理(全干式方法)。该方法中，不进行纤维状填料的湿式分散处理，由此如上述那样，能够使纤维状填料仅其端部局部解纤。另外工序数少、能够提高生产性。

对于通过全干式方法制作上述形态的纤维状填料，优选在混炼时施加高剪切应力。作为用于其的具体的混炼装置，可列举出单轴混炼机、双轴混炼机、辊混炼机、班伯里密炼机等。从容易施加高剪切、另外量产性也高的观点出发，特别优选连续式双轴混炼机、连续式辊混炼机。只要为能够施加高剪切应力的方法，则可以为上述以外的混炼方法。

另外全干式方法中，不事先对纤维进行改性，在熔融的主剂树脂中与分散剂混合，由此纤维整体未被改性。因此，部分地存在与主剂树脂的融和(なじみ)差的部位，在该部位形成空孔。若在复合树脂成形体中存在空孔，则在复合树脂成形体的成形时在该部位树脂与纤维也不融和，因此空孔以原样残留。由于空孔，复合树脂成形体的弹性模量稍微降低，但耐冲击性提高。对于家电壳体、特别是吸尘器等便携式移动家电，由于落下时的破裂成为问题，因此与弹性模量相比更期望耐冲击性的提高。因此，优选在复合树脂成形体中稍微存在空孔，提高耐冲击性。耐冲击性因空孔而提高是因为：冲击负荷时在主剂树脂与纤维状填料的界面传播的冲击波被空孔缓和了。对于该空孔的体积，由本发明人等进行的模拟结果来算出，优选相对于纤维状填料的体积为10％以下。但是，若空孔过小，则不能吸收冲击波，耐冲击性变差。关于该空孔的体积，也是由本发明人等进行的模拟结果来算出，优选相对于纤维状填料的体积为0.01％以上。

从熔融混炼装置挤出的复合树脂成形体经过造粒机等切割工序而被制作成粒料(pellet)形状。作为粒料化的方式，作为树脂熔融后立即进行的方式，有空气中热切割方式、水中热切割方式、线料切割方式等。或者也有基于一次性将成形体、片材成形后进行粉碎、切割的粉碎方式等。

通过将该粒料注射成形，能够制作作为复合树脂成形体的注射成形品。粒料中的纤维状填料如上所述具有纤维不易在注射方向取向、弯曲成直角以上的结构，因此能够得到提高了耐冲击性的注射成形品。以下，对基于发明人等进行的实验的实施例及比较例进行说明。

实施例

(实施例1)

通过以下的制造方法制造纸浆分散聚丙烯复合树脂成形体。

将作为主剂树脂的聚丙烯[PP](Prime Polymer Co.，Ltd.制商品名：J108M)、作为纤维状填料的绵状针叶树纸浆(三菱制纸公司制商品名：NBKP Celgar)、和作为分散剂的马来酸酐(三洋化成工业公司制商品名：YOUMEX)以质量比计成为85：15：5的方式进行称量，进行干混。其后，用双轴混炼机(株式会社栗本铁工所制KRC捏合机)进行熔融混炼并进行分散。通过改变双轴混炼机的螺杆构成，能够改变剪切力，实施例1中采用中剪切型的方法。对树脂熔融物进行热切割，制作纸浆分散聚丙烯粒料。

使用制作的纸浆分散聚丙烯粒料，利用注射成形机(日本制钢所公司制180AD)，制作复合树脂成形体的试验片。试验片的制作条件采用树脂温度190℃、模具温度60℃、注射速度60mm/s、保压80Pa。粒料借助料斗而向成形机的螺杆喂入，以单位时间的粒料减少量来测定此时的进入性，确认为恒定。试验片的形状根据下述中叙述的评价项目而发生变更，在弹性模量测定用中制作1号尺寸的哑铃，在落下冲击试验用中制作60mm见方、厚度1.2mm的平板。通过以下的方法对得到的纸浆分散聚丙烯复合树脂成形体试验片进行评价。

(作为1根纤维内的纤维直径比率的最小直径/最大直径、纤维的弯曲角度)

对得到的纸浆分散聚丙烯复合树脂成形体进行CP处理，由此使截面露出，通过SEM观察，观察纤维形态。在上述截面SEM中，为了平面的观察，对于深度方向，重复进行研磨几μm并观察的操作，由此三维地观察纤维状态。对约10根代表性的纤维进行测定的结果是，作为1根内的纤维直径比率的最小直径/最大直径为约1/2。纤维的弯曲角度为直角以上。

(未解纤的部位的长径比、解纤部位的长度比例)

将得到的纸浆分散聚丙烯粒料浸渍于二甲苯溶剂，使聚丙烯溶解，对残留的纸浆纤维利用SEM观察纤维的形状。对约10根代表性的纤维进行测定的结果是：纤维直径为2～10μm、纤维长度为200～1000μm、未解纤的部位的长径比(以下，有时简称为“长径比”。)为约100～200。在纤维长度方向的端部观察到解纤部位，解纤部位的长度为整体的纤维长度的约20％～30％。

(纤维周边的空孔率)

通过与上述同样的、复合树脂成形体的截面SEM观察，观察纤维与主剂树脂的界面。由此，确认了相对于纤维的体积存在有10％以下的体积的空孔。

(复合树脂成形体的弹性模量)

使用所得1号哑铃形状的试验片，实施拉伸试验。此处，作为弹性模量的评价方法，将其数值不足1.8GPa的试验片记为×、将1.8GPa以上且不足2.0GPa的试验片记为Δ、将2.0GPa以上的试验片记为○。该试验片的弹性模量为2.2GPa，其评价为○。

(复合树脂成形体的落下试验)

使用得到的平板形状的试验片，实施落下冲击试验。具体而言，将试验片放置于在水平方向的端面开有直径40mm的孔的圆柱状块的上述端面，在试验片的4边的外侧设置导引板(ガイド)以使试验片不偏离，使重量250g的重锤从80cm高度朝向试验片的板面中的孔的中央部的位置落下，确认是否产生裂纹。作为该评价方法，将未确认到裂纹者记为○，将仅在表面确认到裂纹、并且该裂纹的长度不足10mm者记为Δ，将确认到贯通的裂纹或裂纹的长度为10mm以上者记为×。该试验片未确认到裂纹，其评价为○。

(实施例2)

实施例2中，与实施例1相比，将纸浆的批次变更为偏差稍微大的批次，将螺杆的构成变更为低剪切型。而且，其以外的材料条件及工艺条件设为与实施例1同样，制作纸浆分散聚丙烯粒料以及成形体。关于评价也与实施例1同样地实施。

(实施例3)

实施例3中，与实施例1相比，将螺杆的构成变更为高剪切型。而且，其以外的材料条件及工艺条件设为与实施例1同样，制作纸浆分散聚丙烯粒料以及成形体。关于评价也与实施例1同样地实施。

(实施例4)

实施例4中，将实施例1的针叶树纸浆变更为事先通过硅烷偶联剂使其完全疏水改性的与作为主剂树脂的PP容易融和的纸浆纤维。而且，其以外的条件设为与实施例1同样，制作纸浆分散聚丙烯粒料以及成形体。关于评价也与实施例1同样地实施。

(实施例5)

实施例5中，与实施例1相比，变更纸浆的批次。详细而言，变更为偏差大的批次、即在1根纤维内的纤维直径比率有大的差异的纸浆。而且，关于纤维状填料的材料以外的条件设为与实施例1同样，制作纸浆分散聚丙烯粒料以及成形体。关于评价也与实施例1同样地实施。

(实施例6)

实施例6中，与实施例1相比，仅将注射成形机的螺杆的构成变更为基本不施加剪切的搬送用螺杆。而且螺杆构成以外的条件设为与实施例1同样，制作纸浆分散聚丙烯粒料以及成形体。关于评价也与实施例1同样地实施。

(实施例7)

实施例7中，与实施例1相比，将注射成形机的螺杆的构成变更为高剪切型。另外使原料在混炼机中通过10次。而且，其以外的条件设为与实施例1同样，制作纸浆分散聚丙烯粒料。将所得粒料再次投入到混炼机中，制作纸浆分散聚丙烯粒料，并且重复此操作，合计通过10次混炼机，制作纸浆分散聚丙烯粒料。使用该粒料，与实施例1同样地制作成形体。关于评价也与实施例1同样地实施。

(实施例8)

实施例8中，与实施例1相比，变更为事先将针叶树纸浆粉碎为粉末状这点。而且，其以外的条件设为与实施例1同样，制作纸浆分散聚丙烯粒料以及成形体。关于评价也与实施例1同样地实施。

(实施例9)

实施例9中，与实施例1相比，将针叶树纸浆变更为事先通过湿式解纤处理进行了纤维的解纤的纸浆纤维。而且，其以外设为与实施例1同样，制作纸浆分散聚丙烯粒料以及成形体。关于评价也与实施例1同样地实施。

(实施例10)

实施例10中，与实施例1相比，变更为不添加作为分散剂的马来酸酐这点。而且，其以外设为与实施例1同样，制作纸浆分散聚丙烯粒料以及成形体。关于评价也与实施例1同样地实施。

(比较例1)

比较例1中，与实施例1相比，变更纸浆的批次。详细而言，变更为纤维直径基本均匀、即在1根纤维内的纤维直径比率基本没有差异的纸浆。而且，关于纤维状填料的材料以外的条件设为与实施例1同样，制作纸浆分散聚丙烯粒料以及成形体。关于评价也与实施例1同样地实施。

(比较例2)

比较例2中，与实施例1相比，提高注射成形时的压力，纤维容易在流动方向发生取向。关于该成形条件以外的条件，设为与实施例1同样，制作纸浆分散聚丙烯粒料以及成形体。关于评价也与实施例1同样地实施。

将实施例1～10及比较例1～2的测定结果示于表1。

[表1]

根据表1可明确：将纸浆变更为偏差稍微大的批次、并且将螺杆的构成变更为低剪切型的实施例2中，作为1根纤维内的纤维直径比率的最小直径/最大直径为约1/100。因此，在熔融树脂中纤维不太解纤，长径比为5～20，解纤部位的长度比例为5％～10％。相反，将螺杆构成变更为高剪切型的实施例3中，在熔融树脂中纤维充分解纤，长径比为900～1000，解纤部位的长度比例为40％～50％。对于实施例2及实施例3，弹性模量、冲击试验均与实施例1同样地没有问题。详细而言，能够确认：只要作为1根纤维内的纤维直径比率的最小直径/最大直径为1/500以上并且2/3以下、纤维弯折为直角以上、纤维的长径比为5～1000、解纤部位的长度比例为5％～50％、解纤部位中的构成纤维的直径为整体直径的1/10以下，则可得到高强度化树脂。

对于将针叶树纸浆变更为事先利用硅烷偶联剂使其完全疏水改性从而容易与PP融和的纸浆纤维的实施例4，纤维与PP的亲和性增大，呈纤维周围的空孔基本没有、为约0.005％的状态。由此，为在冲击时应力容易集中在树脂与纤维界面，与其他实施例相比耐冲击性稍微差的结果。

对于变更纸浆的批次从而变更为偏差大的批次、即在1根纤维内的纤维直径比率有大的差异的纸浆的实施例5，作为1根纤维内的纤维直径比率的最小直径/最大直径为约1/600，非常小。由此，注射成形时在纤维的细的部位纤维容易断裂，因此为纤维强化的效果变小、弹性模量降低为1.8GPa的结果。

对于仅将螺杆的构成变更为基本不施加剪切的搬送用螺杆的实施例6，基本不进行纸浆的部分解纤，解纤部位的长度的比例为0％～4％。由此为复合树脂成形体的弹性模量低为1.7GPa的结果。

对于将螺杆构成变更为高剪切型、在混炼机中通过10次的实施例7，大大促进了纸浆的解纤，解纤部位的长度比例为80％～100％。由此注射成形时纤维容易取向，因此为在落下冲击试验中产生裂纹、耐冲击性降低的结果。

对于将针叶树纸浆事先粉碎为粉末状的实施例8，作为整体的纤维的长径比为1～2。由此为弹性模量降低为1.7GPa从而强度降低的结果。

对于使用了将针叶树纸浆事先通过湿式解纤处理从而进行了纤维的解纤的纸浆纤维的实施例9，纤维的长径比大，为1000～2000。由此为注射成形时纤维容易取向，在落下冲击试验中产生裂纹，耐冲击性降低的结果。

对于未添加作为分散剂的马来酸酐的实施例10，纤维与PP不亲和，纤维的周围的空孔的体积为纤维的体积的约70％。由此，为弹性模量为1.8GPa，与其他实施例相比稍微降低的结果。

对于变更纸浆的批次从而变更为纤维直径基本均匀、即1根纤维内的纤维直径比率基本没有差异的纸浆的比较例1，作为1根纤维内的纤维直径比率的最小直径/最大直径大，为约3/4。因此，纤维不易弯曲，纤维的弯曲角度为不足直角的30～60度。由此，为耐冲击性降低，在落下冲击试验中发生破裂的结果。

对于提高注射成形时的压力、纤维容易在流动方向取向的比较例2，成形时纤维不易弯曲，纤维的弯曲为不足直角的60～80度。由此，为耐冲击性降低、在落下冲击试验中发生破裂的结果。

根据以上的评价，通过复合树脂成形体中所添加的纤维在树脂中弯曲为直角以上，能够实现高的耐冲击性。另外通过在1根纤维内具有适当的纤维直径差，更容易弯曲、容易实现上述结构。另外通过使用仅纤维的端部进行了解纤的树脂材料来制作成形体，即使长径比不那么高，也能够实现高弹性模量化，并且由于长径比不高，因此注射成形时纤维不易取向，能够实现面冲击强度高的复合树脂成形体。

产业上的可利用性

本发明的复合树脂成形体能够制成比使用了以往的通用树脂的成形体机械强度更优异的成形体。通过本发明，能够提高主剂树脂的特性，因此可以用作工程塑料的替代物、或金属材料的替代物。因此，可大幅削减工程塑料制或金属制的各种工业制品、或生活用品的制造成本。进而可在家电壳体、建材、汽车构件中利用。

附图标记说明

1 主剂树脂

2 纤维状填料

3 解纤部位

Claims (3)

1.一种复合树脂成形体，其特征在于，其含有主剂树脂和纤维状填料，

所述纤维状填料在一端侧与另一端侧之间弯曲，其弯曲角度为90度以上，所述弯曲角为弯曲前的延伸方向与弯曲后的延伸方向之间所成的角，

所述纤维状填料中的最细部分的纤维直径为最粗部分的纤维直径的1/500以上且2/3以下，

所述纤维状填料的长度L与其宽度d之比L/d即长径比为5以上且小于1000，

所述纤维状填料的端部进行了解纤，解纤部位的长度为纤维状填料整体的纤维长度的5％以上且50％以下，

在所述主剂树脂与所述纤维状填料的界面存在空孔，所述空孔的体积为所述纤维状填料的体积的0.01％以上且10％以下，

所述纤维状填料为纤维素。

2.根据权利要求1所述的复合树脂成形体，其特征在于，所述纤维状填料在最细的部分弯曲。

3.根据权利要求1所述的复合树脂成形体，其特征在于，所述主剂树脂为烯烃树脂。