JP2014218546A - 複合材料及びそれを含む成形品 - Google Patents
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Abstract
軽量でありながら優れた曲げ弾性率及び耐衝撃性を有する複合材料であって、特に低温での耐衝撃性に優れる複合材料を提供すること。
【解決手段】
マトリックス樹脂、並びに、前記マトリックス樹脂中に分散したガラスファイバー及びガラスバルーンを含み、前記ガラスファイバーの70%以上が1.0mm以上の繊維長を有し、前記ガラスバルーンのメジアン径が10μm以上40μm以下である、複合材料。
【選択図】なし
Description
本実施形態に係る複合材料は、マトリックス樹脂並びにマトリックス樹脂中に分散したガラスファイバー及びガラスバルーンを含む。また、この複合材料において、ガラスファイバーの70%以上は、1.0mm以上の繊維長を有しており、ガラスバルーンのメジアン径は、10μm以上40μm以下である。
本実施形態に係る成形品は、上記複合材料を含む。このような成形品は、上記複合材料を採用しているため、軽量化が図られているとともに、優れた機械的特性を有する。また、この成形品は、上記複合材料が低温での耐衝撃性に特に優れたものであるため、自動車用部材等、低温環境下での使用が想定される用途に好適に用いることができる。
成分Aとして、ポリプロピレン(ブロックコポリマー)(曲げ弾性率1326MPa、シャルピー衝撃強度(23℃)8.8kJ/m2、密度0.9g/cm3)を、住友化学株式会社(東京都中央区)から入手した(製品名:AZ864)。
成分A〜Eのペレットを表1及び表2に記載の配合比(質量%)で均一にドライブレンドした後、射出成形機(FNX140;日精樹脂工業株式会社(長野県埴科郡坂城町)製)に投入して、下記の条件で溶融混練及び射出成形を行い、複合材料からなる試験片を作成した。作成した試験片について、下記の方法で、全ガラスファイバーに対する1.0mm以上、1.5mm以上及び2.0mm以上の繊維長のガラスファイバーの割合、密度、曲げ強度、曲げ弾性率、引張強度、常温(23℃)下での耐衝撃性及び低温(−15℃)下での耐衝撃性を測定した。得られた結果を表3及び表4に示す。
射出成形機(FNX140;日精樹脂工業株式会社(長野県埴科郡坂城町)製)を用い、ISO0294−1:1996年度版に準拠した成形条件により、シリンダー温度230℃、樹脂温度230℃、金型温度53℃、充填速度10mm/s、スクリュー回転数80rpmにて溶融混練及び射出成形を行い、ISO3167:1993年度版に準拠したA1形の厚さ4mmの多目的試験片を作成した。
試験片を550℃にて3時間燃焼後、ガラスファイバーとガラスバルーンを灰分として取り出した。得られた灰分の約1gを300ml程度の水に添加し、ガラスファイバーとガラスバルーンに分けるため、超音波分散をかけた。密度差でガラスファイバーが沈澱し、ガラスバルーンが水面上に浮いたところで、ガラスバルーンのみを排除した。その後追加で水を添加し、再度超音波分散させ、ガラスバルーンのみを排除し、ガラスバルーンが水面になくなるまでこれを数回繰り返した。その後、ガラスファイバーを水中で分散させながら、スライドグラス上に一定量移し、水分が蒸発するまで乾燥させた。得られたサンプルをデジタルマイクロスコープ30倍の倍率にて観察し、任意に選定した100本のガラス繊維の残存長さの測定を実施した。ガラスファイバー100本中の、1.0mm、1.5mm以上及び2.0mm以上の繊維長のガラスファイバーの本数を求め、%表示した。
試験片の密度は、ISO1183:1987年度版に準拠して測定した。
(曲げ強度の測定)
試験片の曲げ強度は、ISO178:2003年度版に準拠して測定した。
(曲げ弾性率の測定)
試験片の曲げ弾性率は、ISO178:2003年度版に準拠して測定した。
(引張強度の測定)
試験片の引張強度は、ISO527−1、ISO527−2:1993年度版に準拠して測定した。
試験片の23℃におけるシャルピー衝撃強度は、ISO179:2010年度版に準拠し、1eA(タイプAノッチ)で測定した。
(低温環境(−15℃)下での耐衝撃性の測定)
試験片の−15℃におけるシャルピー衝撃強度は、ISO179:2010年度版に準拠し、1eA(タイプAノッチ)で測定した。
Claims (10)
- マトリックス樹脂、並びに、前記マトリックス樹脂中に分散したガラスファイバー及びガラスバルーンを含み、
前記ガラスファイバーの70%以上が1.0mm以上の繊維長を有し、
前記ガラスバルーンのメジアン径が10μm以上40μm以下である、複合材料。 - 前記ガラスファイバーの含有量CFに対する前記ガラスバルーンの含有量CBの質量比CB/CFが0.1以上10以下である、請求項1に記載の複合材料。
- 前記ガラスファイバーの含有量が、前記複合材料の全量基準で1質量%以上40質量%以下である、請求項1又は2に記載の複合材料。
- 前記ガラスバルーンの含有量が、前記複合材料の全量基準で1質量%以上30質量%以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の複合材料。
- 前記ガラスバルーンの90体積%残存耐圧強度が50MPa以上である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の複合材料。
- 前記ガラスバルーンの真密度が0.3g/cm3以上0.9g/cm3未満である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の複合材料。
- ガラスファイバーの繊維束にベース樹脂を含浸させた樹脂ペレットとガラスバルーンを含有する樹脂材料とを溶融混練して得られる、請求項1〜6のいずれか一項に記載の複合材料。
- 前記樹脂ペレットと前記樹脂材料との溶融混練物を射出成形してなる、請求項7に記載の複合材料。
- 請求項1〜8のいずれか一項に記載の複合材料を含む、成形品。
- 自動車用部材である、請求項9に記載の成形品。
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