JP2015120810A5

JP2015120810A5 -

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Publication number: JP2015120810A5
Application number: JP2013264780A
Authority: JP
Filing date: 2013-12-24
Publication date: 2016-12-28
Anticipated expiration: 2033-12-24

Description

有機繊維（Ｂ）の平均繊維長（Ｌ_Ｂ）が１．５ｍｍ未満である場合、成形品における有機繊維（Ｂ）の補強効果が十分に発現せず、力学特性、特に衝撃強度が低下する。Ｌ_Ｂは１．９ｍｍ以上が好ましい。一方で、平均繊維長（Ｌ_Ｂ）が４ｍｍを超える場合、有機繊維（Ｂ）同士の単糸間での絡み合いが増加し、成形品内で均一分散しないため、結果として、上記力学特性が低下する。Ｌ_Ｂは３ｍｍ以下が好ましい。さらに、平均繊維端部間距離（Ｄ_Ｂ）が上記式［２］を満たさない場合、有機繊維（Ｂ）が湾曲せずに、より直線的に成形品内に存在していることとなるため、成形品破断時の繊維補強効果が弱まり、結果として、力学特性、特に衝撃強度、落錘衝撃強度および低温落錘衝撃強度が低下する。ここで、本発明における有機繊維（Ｂ）の「平均繊維長」および「平均繊維端部間距離」とは、ガラス繊維（Ａ）と同様に、重量平均分子量の算出方法を繊維長および繊維端部間距離の算出に適用し、単純に数平均を取るのではなく、繊維長および繊維端部間距離の寄与を考慮した下記の式から算出される平均繊維長および平均繊維端部間距離を指す。ただし、下記の式は、有機繊維（Ｂ）の繊維径および密度が一定の場合に適用される。
平均繊維長＝Σ（Ｍｉ^２×Ｎｉ）／Σ（Ｍｉ×Ｎｉ）
Ｍｉ：繊維長（ｍｍ）
Ｎｉ：繊維長Ｍｉの有機繊維の個数
平均繊維端部間距離＝Σ（Ｍｉ’^２×Ｎｉ’）／Σ（Ｍｉ’×Ｎｉ’）
Ｍｉ’：繊維端部間距離（ｍｍ）
Ｎｉ’：繊維端部間距離Ｍｉ’の有機繊維の個数

本発明においては、（１）ガラス繊維（Ａ）、有機繊維（Ｂ）、熱可塑性樹脂（Ｃ）の合計１００重量部に対して、ガラス繊維（Ａ）を５〜４５重量部、有機繊維（Ｂ）を１〜４５重量部、熱可塑性樹脂（Ｃ）を１０〜９４重量部含む繊維強化熱可塑性樹脂成形材料であって、ガラス繊維（Ａ）と有機繊維（Ｂ）を含む繊維束（Ｄ）の外側に熱可塑性樹脂（Ｃ）を含み、繊維束（Ｄ）断面においてガラス繊維（Ａ）と有機繊維（Ｂ）が偏在し、繊維束（Ｄ）の長さと繊維強化熱可塑性樹脂成形材料の長さが実質的に同じである成形材料（以下、「第一の態様の成形材料」という場合がある）や、（２）ガラス繊維（Ａ）、熱可塑性樹脂（Ｃ）の合計１００重量部に対して、ガラス繊維（Ａ）を５〜４５重量部、熱可塑性樹脂（Ｃ）を５５〜９５重量部含み、ガラス繊維（Ａ）の外側に熱可塑性樹脂（Ｃ）を含み、ガラス繊維（Ａ）の長さとガラス繊維強化熱可塑性樹脂成形材料の長さが実質的に同じであるガラス繊維強化熱可塑性樹脂成形材料（Ｘ）と、有機繊維（Ｂ）、熱可塑性樹脂（Ｅ）の合計１００重量部に対し、有機繊維（Ｂ）を１〜４５重量部、熱可塑性樹脂（Ｇ）を５５〜９９重量部含む有機繊維強化熱可塑性樹脂成形材料（Ｙ）とを含む成形材料（以下、「第二の態様の成形材料」という場合がある）が、本発明の成形品を得るための成形材料として好適に用いることができる。

本発明の第一の態様の成形材料は、熱可塑性樹脂（Ｃ）内に、連続繊維束であるガラス繊維（Ａ）および有機繊維（Ｂ）の各単繊維間に熱可塑性樹脂（Ｃ）が満たされている形態を有する。上記形態は、熱可塑性樹脂（Ｃ）の海に、ガラス繊維（Ａ）および有機繊維（Ｂ）が島のように分散している状態である。

本発明におけるガラス繊維強化成形材料（Ｘ）は、熱可塑性樹脂（Ｃ）内に、連続繊維束であるガラス繊維（Ａ）の各単繊維間に熱可塑性樹脂（Ｃ）が満たされていることが好ましい。また、有機繊維強化成形材料（Ｙ）も同様に、有機繊維（Ｂ）の各単繊維間に熱可塑性樹脂（Ｅ）が満たされていることが好ましい。

また、ガラス繊維強化成形材料（Ｘ）におけるガラス繊維（Ａ）は、ガラス繊維強化成形材料（Ｘ）の長さと実質的に同じ長さであることが好ましい。ガラス繊維（Ａ）の長さがガラス繊維強化成形材料（Ｘ）の長さと実質的に同じであることにより、成形品におけるガラス繊維（Ａ）の繊維長を長くすることができるため、優れた力学特性を得ることができる。なお、ガラス繊維強化成形材料（Ｘ）の長さとは、ガラス繊維強化成形材料中のガラス繊維（Ａ）の配向方向の長さである。また、「実質的に同じ長さ」とは、成形材料内部でガラス繊維（Ａ）が意図的に切断されていたり、成形材料全長よりも有意に短いガラス繊維（Ａ）が実質的に含まれたりしないことである。特に、成形材料全長よりも短いガラス繊維（Ａ）の量について限定するわけではないが、成形材料全長の５０％以下の長さのガラス繊維（Ａ）の含有量が、全ガラス繊維（Ａ）中３０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以下であることがより好ましい。成形材料は、長手方向にほぼ同一の断面形状を保ち連続であることが好ましいが、これに限定されるものではない。ガラス繊維強化成形材料（Ｘ）の長さは、通常３ｍｍ〜１５ｍｍの範囲である。

Claims

ガラス繊維（Ａ）、有機繊維（Ｂ）、熱可塑性樹脂（Ｃ）の合計１００重量部に対して、ガラス繊維（Ａ）を５〜４５重量部、有機繊維（Ｂ）を１〜４５重量部、熱可塑性樹脂（Ｃ）を１０〜９４重量部含む繊維強化熱可塑性樹脂成形材料であって、ガラス繊維（Ａ）と有機繊維（Ｂ）を含む繊維束（Ｄ）の外側に熱可塑性樹脂（Ｃ）を含み、繊維束（Ｄ）断面においてガラス繊維（Ａ）と有機繊維（Ｂ）が偏在し、繊維束（Ｄ）の長さと繊維強化熱可塑性樹脂成形材料の長さが実質的に同じである繊維強化熱可塑性樹脂成形材料。
前記繊維束（Ｄ）断面においてガラス繊維（Ａ）が有機繊維（Ｂ）を内包している、または、有機繊維（Ｂ）がガラス繊維（Ａ）を内包している請求項１に記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形材料。
前記繊維束（Ｄ）断面においてガラス繊維（Ａ）と有機繊維（Ｂ）のそれぞれ少なくとも一部がいずれも外層の熱可塑性樹脂（Ｃ）に接している請求項１に記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形材料。
ガラス繊維（Ａ）および熱可塑性樹脂（Ｃ）の合計１００重量部に対して、ガラス繊維（Ａ）を５〜４５重量部、熱可塑性樹脂（Ｃ）を５５〜９５重量部含み、ガラス繊維（Ａ）の外側に熱可塑性樹脂（Ｃ）を含み、ガラス繊維（Ａ）の長さとガラス繊維強化熱可塑性樹脂成形材料の長さが実質的に同じであるガラス繊維強化熱可塑性樹脂成形材料（Ｘ）と、有機繊維（Ｂ）および熱可塑性樹脂（Ｅ）の合計１００重量部に対し、有機繊維（Ｂ）を１〜４５重量部、熱可塑性樹脂（Ｅ）を５５〜９９重量部含む有機繊維強化熱可塑性樹脂成形材料（Ｙ）とを含む繊維強化熱可塑性樹脂成形材料。
前記有機繊維強化熱可塑性樹脂成形材料（Ｙ）が有機繊維（Ｂ）および熱可塑性樹脂（Ｅ）の溶融混練により得られる請求項４に記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形材料。
少なくとも前記ガラス繊維強化熱可塑性樹脂成形材料（Ｘ）および前記有機繊維強化熱可塑性樹脂成形材料（Ｙ）をドライブレンドする工程を有する請求項４または５に記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形材料の製造方法。
前記有機繊維強化熱可塑性樹脂成形材料（Ｙ）における有機繊維（Ｂ）の平均繊維長が０．１〜１０ｍｍである請求項４〜６のいずれかに記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形材料。
下記繊維強化熱可塑性樹脂成形材料を用いて、下記繊維強化熱可塑性樹脂成形品を製造する方法。
成形材料：ガラス繊維（Ａ）、有機繊維（Ｂ）、熱可塑性樹脂（Ｃ）の合計１００重量部に対して、ガラス繊維（Ａ）を５〜４５重量部、有機繊維（Ｂ）を１〜４５重量部、熱可塑性樹脂（Ｃ）を１０〜９４重量部含む繊維強化熱可塑性樹脂成形材料であって、ガラス繊維（Ａ）と有機繊維（Ｂ）を含む繊維束（Ｄ）の外側に熱可塑性樹脂（Ｃ）を含み、繊維束（Ｄ）断面においてガラス繊維（Ａ）と有機繊維（Ｂ）が偏在し、繊維束（Ｄ）の長さと繊維強化熱可塑性樹脂成形材料の長さが実質的に同じである繊維強化熱可塑性樹脂成形材料。
成形品：繊維強化熱可塑性樹脂成形品中における前記ガラス繊維（Ａ）の平均繊維長（Ｌ _Ａ）が０．３〜１．５ｍｍであり、かつ、ガラス繊維（Ａ）の始点から終点までの平均繊維端部間距離（Ｄ _Ａ）と平均繊維長（Ｌ _Ａ）が下記式［１］を満たし、
繊維強化熱可塑性樹脂成形品中における前記有機繊維（Ｂ）の平均繊維長（Ｌ _Ｂ）が１．５〜４ｍｍであり、かつ、有機繊維（Ｂ）の始点から終点までの平均繊維端部間距離（Ｄ _Ｂ）と平均繊維長（Ｌ _Ｂ）が下記式［２］を満たす繊維強化熱可塑性樹脂成形品。
０．９×Ｌ _Ａ ≦Ｄ _Ａ ≦Ｌ _Ａ［１］
０．１×Ｌ _Ｂ ≦Ｄ _Ｂ ≦０．９×Ｌ _Ｂ［２］
下記繊維強化熱可塑性樹脂成形材料を用いて、下記繊維強化熱可塑性樹脂成形品を製造する方法。
成形材料：ガラス繊維（Ａ）および熱可塑性樹脂（Ｃ）の合計１００重量部に対して、ガラス繊維（Ａ）を５〜４５重量部、熱可塑性樹脂（Ｃ）を５５〜９５重量部含み、ガラス繊維（Ａ）の外側に熱可塑性樹脂（Ｃ）を含み、ガラス繊維（Ａ）の長さとガラス繊維強化熱可塑性樹脂成形材料の長さが実質的に同じであるガラス繊維強化熱可塑性樹脂成形材料（Ｘ）と、有機繊維（Ｂ）および熱可塑性樹脂（Ｅ）の合計１００重量部に対し、有機繊維（Ｂ）を１〜４５重量部、熱可塑性樹脂（Ｅ）を５５〜９９重量部含む有機繊維強化熱可塑性樹脂成形材料（Ｙ）とを含む繊維強化熱可塑性樹脂成形材料。
成形品：繊維強化熱可塑性樹脂成形品中における前記ガラス繊維（Ａ）の平均繊維長（Ｌ _Ａ）が０．３〜１．５ｍｍであり、かつ、ガラス繊維（Ａ）の始点から終点までの平均繊維端部間距離（Ｄ _Ａ）と平均繊維長（Ｌ _Ａ）が下記式［１］を満たし、
繊維強化熱可塑性樹脂成形品中における前記有機繊維（Ｂ）の平均繊維長（Ｌ _Ｂ）が１．５〜４ｍｍであり、かつ、有機繊維（Ｂ）の始点から終点までの平均繊維端部間距離（Ｄ _Ｂ）と平均繊維長（Ｌ _Ｂ）が下記式［２］を満たす繊維強化熱可塑性樹脂成形品。
０．９×Ｌ _Ａ ≦Ｄ _Ａ ≦Ｌ _Ａ［１］
０．１×Ｌ _Ｂ ≦Ｄ _Ｂ ≦０．９×Ｌ _Ｂ［２］
破断時の前記有機繊維（Ｂ）の繊維端面が、繊維軸の垂直面に対して傾きを有する請求項８または９に記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形品を製造する方法。