JP2023158687A - Coated flaky glass and resin composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被覆フレーク状ガラス及び樹脂組成物に関する。 The present invention relates to coated glass flakes and resin compositions.
樹脂成形品では、反り及び変形の低減、及び/又は、機械的強度の向上等を目的として、ガラス繊維、炭素繊維等、ガラスビーズ、及びフレーク状ガラス、マイカ、タルク等のフレーク状基材をフィラーとしてマトリックス樹脂に配合することが一般的に知られている。 In resin molded products, glass fiber, carbon fiber, etc., glass beads, and flaky base materials such as glass flakes, mica, and talc are used to reduce warpage and deformation and/or improve mechanical strength. It is generally known that it is blended into matrix resin as a filler.
例えば、特許文献1では、熱可塑性樹脂と、平均厚さが0.2~0.7μmであるガラスフレークと、表面処理失活剤とを含有し、ガラスフレークの表面処理剤量がガラスフレーク100重量部に対して1.5~5重量部であるガラス強化樹脂組成物が提案されている。また、特許文献2では、0.1~2.0μmの平均厚さおよび10~2000μmの平均粒径を有するフレーク状ガラスと、フレーク状ガラスを顆粒化している結合剤とを含む顆粒フレーク状ガラスであって、顆粒フレーク状ガラスにおける結合剤の固形分質量比が1.0質量%~5.0質量%の範囲であり、結合剤がカップリング剤を9質量%以下の範囲で含む顆粒フレーク状ガラス及びそれを用いた樹脂組成物が提案されている。
For example, in
樹脂、特に熱可塑性樹脂の中には、アルカリ成分により分解しやすいものがある。このような樹脂を樹脂成形品のマトリックス樹脂として用いると、フレーク状ガラスに含まれるアルカリ成分に起因して樹脂が分解し、樹脂成形品の機械特性の低下及び外観の低下をもたらすことがある。マトリックス樹脂の分解を抑制するために、安定剤又は酸化防止剤を添加する方法が提案されている。安定剤としては、例えば、リン系、ラクトン系等の安定剤が挙げられる。酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール系化合物、ホスファイト系化合物等の酸化防止剤が挙げられる。しかし、安定剤又は酸化防止剤の添加量が多すぎると、樹脂成形品の機械特性が低下する。また、安定剤又は酸化防止剤がマトリックス樹脂の表面に移動する、いわゆるブルーム又はブリードが生じることがある。 Some resins, especially thermoplastic resins, are easily decomposed by alkaline components. When such a resin is used as a matrix resin for a resin molded article, the resin may be decomposed due to the alkaline component contained in the glass flakes, resulting in deterioration of the mechanical properties and appearance of the resin molded article. In order to suppress the decomposition of matrix resins, methods of adding stabilizers or antioxidants have been proposed. Examples of the stabilizer include phosphorus-based stabilizers, lactone-based stabilizers, and the like. Examples of the antioxidant include antioxidants such as hindered phenol compounds and phosphite compounds. However, if the amount of stabilizer or antioxidant added is too large, the mechanical properties of the resin molded article will deteriorate. Also, so-called bloom or bleed may occur, in which the stabilizer or antioxidant migrates to the surface of the matrix resin.
本発明は、樹脂成形品を補強するためのフィラーとして使用された場合に、フィラーとしての機能を維持しつつマトリックス樹脂の分解の抑制に適した被覆フレーク状ガラスの提供を目的の一つとする。また、本発明の別の目的の一つは、樹脂成形品におけるマトリックス樹脂の分解の抑制を図ることである。 One of the objects of the present invention is to provide a coated glass flake suitable for suppressing decomposition of a matrix resin while maintaining the function as a filler when used as a filler for reinforcing a resin molded product. Another object of the present invention is to suppress decomposition of matrix resin in resin molded articles.
本発明は、その一側面から、
フレーク状ガラスと、
前記フレーク状ガラスの表面の少なくとも一部を覆う表面処理剤と、
を含む被覆フレーク状ガラスであって、
前記被覆フレーク状ガラスにおける前記表面処理剤の含有割合が5質量%以上10質量%未満である、
被覆フレーク状ガラス、を提供する。
From one aspect of the present invention,
flaky glass,
a surface treatment agent that covers at least a portion of the surface of the glass flake;
A coated flake glass comprising:
The content ratio of the surface treatment agent in the coated flaky glass is 5% by mass or more and less than 10% by mass,
A coated flake glass is provided.
本発明は、その別の一側面から、
マトリックス樹脂と、
上記本発明の被覆フレーク状ガラスと、
を含む、
樹脂組成物、を提供する。
From another aspect of the present invention,
matrix resin;
The coated flake glass of the present invention,
including,
A resin composition is provided.
本発明によれば、樹脂成形品を補強するためのフィラーとして使用された場合に、フィラーとしての機能を維持しつつマトリックス樹脂の分解の抑制に適した被覆フレーク状ガラスを提供し、さらに、樹脂成形品におけるマトリックス樹脂の分解を抑制することができる。 According to the present invention, there is provided a coated glass flake suitable for suppressing the decomposition of matrix resin while maintaining the function as a filler when used as a filler for reinforcing a resin molded product, and further, Decomposition of the matrix resin in the molded product can be suppressed.
以下、本発明の被覆フレーク状ガラス及び樹脂組成物の実施形態について具体的に説明するが、以下の説明は、本発明を特定の実施の形態に制限する趣旨ではない。 Hereinafter, embodiments of the coated flaky glass and resin composition of the present invention will be described in detail, but the following description is not intended to limit the present invention to specific embodiments.
[被覆フレーク状ガラス]
本実施形態の被覆フレーク状ガラスは、フレーク状ガラスと、フレーク状ガラスの表面の少なくとも一部を覆う表面処理剤と、を含む。本実施形態の被覆フレーク状ガラスにおける表面処理剤の含有割合は、5質量%以上10質量%未満である。
[Coated flake glass]
The coated glass flake of this embodiment includes glass flakes and a surface treatment agent that covers at least a portion of the surface of the glass flakes. The content of the surface treatment agent in the coated flaky glass of this embodiment is 5% by mass or more and less than 10% by mass.
本実施形態の被覆フレーク状ガラスは、上記のとおりフレーク状ガラスの表面の少なくとも一部を覆う表面処理剤を含む。被覆フレーク状ガラスにおける表面処理剤の含有割合は、5質量%以上10質量%未満である。表面処理剤の含有割合が5質量%以上であることで、マトリックス樹脂の分解の十分な抑制効果が得られる。表面処理剤の含有割合が10質量%未満であることで、過剰な表面処理剤によりフレーク状ガラスの分散性が低下することが回避される。したがって、本実施形態の被覆フレーク状ガラスは、表面処理剤の含有割合が上記範囲であることにより、樹脂成形品を補強するためのフィラーとして使用された場合に、フィラーとしての機能を維持しつつマトリックス樹脂の分解を抑制できる。そのため、安定剤又は酸化防止剤の添加量の抑制も実現できる。このように、本実施形態の被覆フレーク状ガラスによれば、得られる樹脂成形品の機械特性の低下及び外観の低下を抑制できる。 The coated glass flakes of this embodiment contain a surface treatment agent that covers at least a portion of the surface of the glass flakes as described above. The content of the surface treatment agent in the coated flaky glass is 5% by mass or more and less than 10% by mass. When the content of the surface treatment agent is 5% by mass or more, a sufficient effect of suppressing the decomposition of the matrix resin can be obtained. When the content of the surface treatment agent is less than 10% by mass, it is possible to avoid deterioration in the dispersibility of the glass flakes due to an excessive amount of the surface treatment agent. Therefore, since the coated flake glass of this embodiment has a surface treatment agent content in the above range, when it is used as a filler to reinforce a resin molded product, it maintains its function as a filler while maintaining its function as a filler. Decomposition of matrix resin can be suppressed. Therefore, it is also possible to suppress the amount of stabilizer or antioxidant added. Thus, according to the coated flaky glass of the present embodiment, it is possible to suppress deterioration in mechanical properties and deterioration in appearance of the resulting resin molded product.
本実施形態の被覆フレーク状ガラスにおける表面処理剤の含有割合は、5質量%以上8質量%以下であってもよい。 The content of the surface treatment agent in the coated flaky glass of this embodiment may be 5% by mass or more and 8% by mass or less.
本実施形態の被覆フレーク状ガラスに含まれるフレーク状ガラスは、0.1~1.0μmの平均厚さ及び0.1~2000μmの平均粒径を有していてもよい。 The glass flakes included in the coated glass flakes of this embodiment may have an average thickness of 0.1 to 1.0 μm and an average particle size of 0.1 to 2000 μm.
本実施形態の被覆フレーク状ガラスに含まれるフレーク状ガラスの平均厚さは、上記のとおり、0.1~1.0μmの範囲内であってもよい。平均厚さは、0.5~1.0μmの範囲内であってもよい。なお、本明細書において、フレーク状ガラスの平均厚さは、例えば、100枚以上のフレーク状ガラスについて走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて厚さを測定し、その厚さ合計を測定枚数で割った値として算出できる。 As described above, the average thickness of the glass flakes included in the coated glass flakes of this embodiment may be within the range of 0.1 to 1.0 μm. The average thickness may be within the range of 0.5-1.0 μm. In this specification, the average thickness of glass flakes is defined as, for example, the thickness of 100 or more pieces of glass flakes is measured using a scanning electron microscope (SEM), and the total thickness is calculated by the number of sheets measured. It can be calculated as the divided value.
本実施形態の被覆フレーク状ガラスに含まれるフレーク状ガラスの平均粒径は、上記のとおり0.1~2000μmの範囲内であってもよい。平均粒径は、1.0μm以上、10μm以上、さらに100μm以上、例えば100~300μmの範囲内であってもよい。平均粒径は、200μm以下であってもよい。なお、本明細書において、フレーク状ガラスの平均粒径とは、レーザ回折・散乱法に基づいて測定されたフレーク状ガラスの粒度分布において、粒径が小さい側からの体積累積が50%に相当する粒径(D50)である。 The average particle size of the glass flakes included in the coated glass flakes of this embodiment may be within the range of 0.1 to 2000 μm as described above. The average particle size may be 1.0 μm or more, 10 μm or more, or even 100 μm or more, for example, within the range of 100 to 300 μm. The average particle size may be 200 μm or less. In addition, in this specification, the average particle size of flaky glass corresponds to the volume accumulation from the small particle size side of 50% in the particle size distribution of flaky glass measured based on the laser diffraction/scattering method. The particle size (D50) is
本実施形態の被覆フレーク状ガラスに含まれる表面処理剤は、例えば、結合剤成分及びシランカップリング剤からなる群から選択される少なくとも1種を含む。 The surface treatment agent contained in the coated glass flake of this embodiment includes, for example, at least one selected from the group consisting of a binder component and a silane coupling agent.
表面処理剤に含まれる結合剤成分は、特には限定されず、フレーク状ガラスの表面処理に用いられる公知の結合剤成分を適宜使用可能である。例えば、有機系の結合剤成分として、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、澱粉、カルボキシメチルスターチ、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルアルコール、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ変性ポリオレフィン樹脂、フェノール樹脂、酢酸ビニル及びウレタン樹脂等が挙げられる。また無機系の結合剤成分としては、水ガラス、コロイダルシリカ及びコロイダルアルミナ等が例示される。 The binder component contained in the surface treatment agent is not particularly limited, and any known binder component used for surface treatment of glass flakes can be used as appropriate. For example, organic binder components include methylcellulose, carboxymethylcellulose, starch, carboxymethylstarch, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, polyvinyl alcohol, acrylic resin, epoxy resin, epoxy-modified polyolefin resin, phenolic resin, vinyl acetate, and urethane resin. etc. Examples of the inorganic binder component include water glass, colloidal silica, and colloidal alumina.
さらに、例えば、結合剤成分としてグリシジル基を有する樹脂、いわゆるエポキシ樹脂が用いられる場合、エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、O-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、及び水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂は、単独で用いてもよいし、複数種を組み合わせて使用してもよい。 Furthermore, for example, when a resin having a glycidyl group, a so-called epoxy resin, is used as a binder component, examples of the epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, O-cresol novolac type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin. Examples include epoxy resins, biphenyl-type epoxy resins, alicyclic epoxy resins, and hydrogenated bisphenol A-type epoxy resins. Epoxy resins may be used alone or in combination.
シランカップリング剤としては、例えば、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等が例示される。これらの中でも、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、及びγ-グリシドキシプロピルトリメトキシシランが好適に用いられる。シランカップリング剤に加えて、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、ジルコニア系カップリング剤等を使用することもできる。 Examples of the silane coupling agent include γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-ureidopropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ- Examples include methacryloxypropyltrimethoxysilane. Among these, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-ureidopropyltriethoxysilane, and γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane are preferably used. In addition to the silane coupling agent, a titanium-based coupling agent, an aluminum-based coupling agent, a zirconia-based coupling agent, etc. can also be used.
表面処理剤は、上記の結合剤成分及びシランカップリング剤以外に、必要に応じて他の成分を含んでいてもよい。表面処理剤は、架橋剤をさらに含んでいてもよい。 In addition to the binder component and silane coupling agent described above, the surface treatment agent may contain other components as necessary. The surface treatment agent may further contain a crosslinking agent.
表面処理剤は、上記成分以外に、必要に応じてウレタン樹脂、界面活性剤及び/又は消泡剤等の他の成分をさらに含んでいてもよい。 In addition to the above-mentioned components, the surface treatment agent may further contain other components such as a urethane resin, a surfactant, and/or an antifoaming agent, if necessary.
表面処理剤によってフレーク状ガラスの表面を被覆する方法は、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、表面処理剤の溶液をフレーク状ガラスに添加して攪拌し、乾燥させることによって、フレーク状ガラスの表面の少なくとも一部が表面処理剤で被覆されたものを形成できる。表面処理剤の溶液の添加、攪拌及び乾燥の具体的な方法は、特には限定されないが、その例を以下に説明する。 The method of coating the surface of the glass flakes with the surface treatment agent is not particularly limited, and any known method can be used. For example, by adding a solution of the surface treatment agent to glass flakes, stirring and drying, it is possible to form glass flakes in which at least a portion of the surface is coated with the surface treatment agent. Specific methods for adding, stirring and drying the solution of the surface treatment agent are not particularly limited, but examples thereof will be explained below.
例えば、回転円盤混合機や、混合容器内に回転式ブレードを備えたヘンシェルミキサー等の混合機において、フレーク状ガラスを流動させつつ所定量の結合剤をスプレー等で添加し、混合攪拌する。次に、混合機中で攪拌しながらフレーク状ガラスを乾燥させる、又は混合機からフレーク状ガラスを取り出して乾燥させる。この方法により、表面処理剤で被覆された被覆フレーク状ガラスを得ることができる。 For example, in a mixer such as a rotating disk mixer or a Henschel mixer equipped with a rotary blade in a mixing container, a predetermined amount of the binder is added by spraying or the like while the glass flakes are flowing, and mixed and stirred. Next, the glass flakes are dried while stirring in a mixer, or the glass flakes are taken out from the mixer and dried. By this method, coated glass flakes coated with a surface treatment agent can be obtained.
また、別の例として、特開平2-124732号公報に記載されるような転動造粒方式を用いても、表面処理剤で被覆されたフレーク状ガラスを作製することができる。すなわち、攪拌羽根を備える水平振動型造粒機内にフレーク状ガラスを入れ、これに表面処理剤の溶液を噴霧して造粒してもよい。 Further, as another example, glass flakes coated with a surface treatment agent can also be produced using a rolling granulation method as described in JP-A-2-124732. That is, glass flakes may be placed in a horizontal vibration type granulator equipped with stirring blades, and a solution of the surface treatment agent may be sprayed onto the glass flakes to form granules.
上記以外でも、一般的に攪拌造粒法、流動層造粒法、噴射造粒法及び回転造粒法と呼ばれる公知の方法を適用することによって、表面処理剤で被覆されたフレーク状ガラスを作製できる。 In addition to the above, glass flakes coated with a surface treatment agent can be produced by applying known methods generally called agitation granulation, fluidized bed granulation, jet granulation, and rotary granulation. can.
乾燥工程は、例えば、表面処理剤溶液に用いられている溶媒の沸点以上の温度に、表面処理剤で被覆されたフレーク状ガラスを加熱して、溶媒が揮発するまで乾燥させることによって行われる。 The drying step is performed, for example, by heating the glass flakes coated with the surface treatment agent to a temperature equal to or higher than the boiling point of the solvent used in the surface treatment agent solution and drying the glass flakes until the solvent evaporates.
被覆フレーク状ガラスにおける表面処理剤の含有割合は、添加又は噴霧する表面処理剤溶液における表面処理剤の濃度を調整することにより制御できる。すなわち、所定量のフレーク状ガラスに対して、所定量の表面処理剤溶液を表面処理剤が所定量になるように添加又は噴霧することにより、表面処理剤からなる被覆膜の含有割合が所定値となる被覆フレーク状ガラスを製造できる。 The content ratio of the surface treatment agent in the coated glass flakes can be controlled by adjusting the concentration of the surface treatment agent in the surface treatment agent solution to be added or sprayed. That is, by adding or spraying a predetermined amount of surface treatment agent solution to a predetermined amount of glass flakes so that the surface treatment agent becomes a predetermined amount, the content ratio of the coating film made of the surface treatment agent is adjusted to a predetermined value. It is possible to produce coated glass flakes with a high value.
本実施形態の被覆フレーク状ガラスに含まれるフレーク状ガラスの組成としては、一般的に知られているガラスの組成を使用できる。具体的には、Eガラス等のアルカリ金属酸化物の少ないガラス、例えば質量基準でNa2OとK2Oの含有率の合計が2%以下のガラス、を好適に使用できる。 As the composition of the glass flakes included in the coated glass flakes of this embodiment, commonly known glass compositions can be used. Specifically, a glass containing a small amount of alkali metal oxide such as E-glass, for example a glass in which the total content of Na 2 O and K 2 O is 2% or less on a mass basis, can be suitably used.
本実施形態の被覆フレーク状ガラスに含まれるフレーク状ガラスの組成は、Eガラスの範囲にあってもよい。樹脂成形品を補強するためのフィラーとして使用された場合、Eガラスに含まれる微量のアルカリ金属成分は、マトリックス樹脂の分解を進行させうる。 The composition of the glass flakes included in the coated glass flakes of this embodiment may be in the range of E glass. When used as a filler for reinforcing resin molded products, trace amounts of alkali metal components contained in E-glass can promote decomposition of the matrix resin.
Eガラスの代表的な組成を以下に示す。下記の組成の単位は質量%である。すなわち、本実施形態の被覆フレーク状ガラスに含まれるフレーク状ガラスは、質量%で表して、
52≦SiO2≦56
12≦Al2O3≦16
16≦CaO≦25
0≦MgO≦6
0≦(Na2O+K2O)≦2
5≦B2O3≦13
0≦F2≦0.5
の成分を含有していてもよい。(Na2O+K2O)は、好ましくは、0≦(Na2O+K2O)≦0.8を満たす。
A typical composition of E-glass is shown below. The units of the following compositions are mass %. That is, the flaky glass contained in the coated flaky glass of this embodiment is expressed in mass %,
52≦ SiO2 ≦56
12≦Al 2 O 3 ≦16
16≦CaO≦25
0≦MgO≦6
0≦( Na2O + K2O )≦2
5≦B 2 O 3 ≦13
0≦ F2 ≦0.5
It may contain the following ingredients. (Na 2 O+K 2 O) preferably satisfies 0≦(Na 2 O+K 2 O)≦0.8.
また、アルカリ金属酸化物の少ない別のガラスとして、質量%で表して、
59≦SiO2≦65
8≦Al2O3≦15
47≦(SiO2-Al2O3)≦57
1≦MgO≦5
20≦CaO≦30
0<(Li2O+Na2O+K2O)<2
0≦TiO2≦5
の成分を含有し、B2O3、F、ZnO、BaO、SrO、ZrO2を実質的に含有しないガラス組成を使用できる。当該ガラス組成は、国際公開2006/068255号に、本出願人によって開示されている。当該ガラス組成を有するガラスは「TA-1ガラス」と呼ばれる。なお、「実質的に含有しない」とは、例えば工業用原料により不可避的に混入される場合を除き、意図的に含ませないことを意味する。具体的には、B2O3、F、ZnO、BaO、SrO及びZrO2のそれぞれの含有率が0.1質量%未満(好ましくは0.05質量%未満、より好ましくは0.03質量%未満)であることを意味する。
In addition, as another glass with less alkali metal oxide, expressed in mass%,
59≦ SiO2 ≦65
8≦Al 2 O 3 ≦15
47≦(SiO 2 -Al 2 O 3 )≦57
1≦MgO≦5
20≦CaO≦30
0<( Li2O + Na2O + K2O )<2
0≦ TiO2 ≦5
A glass composition containing the following components and substantially free of B 2 O 3 , F, ZnO, BaO, SrO, and ZrO 2 can be used. The glass composition is disclosed by the applicant in WO 2006/068255. Glass having this glass composition is called "TA-1 glass." Note that "substantially not containing" means that it is not intentionally included, unless it is unavoidably mixed, for example, by industrial raw materials. Specifically, the content of each of B 2 O 3 , F, ZnO, BaO, SrO and ZrO 2 is less than 0.1% by mass (preferably less than 0.05% by mass, more preferably 0.03% by mass). less than).
さらに、別のガラスとして、質量%で表して、
60≦SiO2≦75
5<Al2O3≦15
3≦CaO≦20
6≦Na2O≦20
9≦(Li2O+Na2O+K2O)≦20
のガラス組成も使用できる。当該ガラス組成は、国際公開2010/024283号に、本出願人によって開示されている。当該ガラス組成を有するガラスは「TA-2ガラス」と呼ばれる。
Furthermore, as another glass, expressed in mass %,
60≦SiO 2 ≦75
5<Al 2 O 3 ≦15
3≦CaO≦20
6≦Na 2 O≦20
9≦( Li2O + Na2O + K2O )≦20
Other glass compositions can also be used. The glass composition is disclosed by the applicant in WO 2010/024283. Glass having this glass composition is called "TA-2 glass."
フレーク状ガラスの組成は、上記に示したEガラス、TA-1ガラス、及びTA-2ガラスのガラス組成に限定されない。例えば、Cガラス、Aガラス、ECRガラス、及びSガラスのガラス組成も使用できる。本出願人によって開示されている、低誘電ガラス(例えば、特許第6505950号公報、特許第6775159号公報、国際公開2020/255396号、国際公開2020/256142号、国際公開2020/256143号、国際公開2021/049581号を参照)のガラス組成も使用できる。 The composition of the glass flakes is not limited to the glass compositions of E glass, TA-1 glass, and TA-2 glass shown above. For example, glass compositions of C glass, A glass, ECR glass, and S glass can also be used. Low dielectric glasses disclosed by the present applicant (for example, Patent No. 6505950, Patent No. 6775159, International Publication No. 2020/255396, International Publication No. 2020/256142, International Publication No. 2020/256143, International Publication 2021/049581) can also be used.
フレーク状ガラスは、例えば、特公昭41-17148号公報及び特公昭45-3541号公報に開示されている、いわゆるブロー法や、特開昭59-21533号公報及び特表平2-503669号公報に開示されている、いわゆるロータリー法で作製できる。 Flake glass can be produced, for example, by the so-called blow method disclosed in Japanese Patent Publications No. 41-17148 and Japanese Patent Publication No. 45-3541, and Japanese Patent Application Laid-open No. 59-21533 and Japanese Patent Application Publication No. 2-503669. It can be produced by the so-called rotary method disclosed in .
ブロー法では、図1に示すガラス製造装置を使用できる。このガラス製造装置は、耐火窯槽12、ブローノズル15及び押圧ロール17を備えている。耐火窯槽12(熔解槽)で熔融されたガラス素地11は、ブローノズル15に送り込まれたガスによって、風船状に膨らまされ、中空状ガラス膜16となる。中空状ガラス膜16を押圧ロール17により粉砕し、フレーク状ガラス1を得る。中空状ガラス膜16の引張速度、ブローノズル15から送り込むガスの流量等を調節することにより、フレーク状ガラス1の厚さを制御できる。
In the blowing method, a glass manufacturing apparatus shown in FIG. 1 can be used. This glass manufacturing apparatus includes a
ロータリー法では、図2に示すガラス製造装置を使用できる。このガラス製造装置は、パイプ21、回転カップ22、1組の環状プレート23及び環状サイクロン型捕集機24を備えている。熔融ガラス素地11は、パイプ21から回転カップ22に流し込まれ、遠心力によって回転カップ22の上縁部から放射状に流出し、環状プレート23の間を通って空気流で吸引され、環状サイクロン型捕集機24に導入される。環状プレート23を通過する間に、ガラスが薄膜の形で冷却及び固化し、さらに、微小片に破砕されることにより、フレーク状ガラス1を得る。環状プレート23の間隔、空気流の速度等を調節することによって、フレーク状ガラス1の厚さを制御できる。
In the rotary method, a glass manufacturing apparatus shown in FIG. 2 can be used. This glass manufacturing apparatus includes a
本実施形態の被覆フレーク状ガラスは、上記のとおり樹脂成形品を補強するためのフィラーとして使用された場合に、フィラーとしての機能を維持しつつマトリックス樹脂の分解を抑制できる。すなわち、本実施形態の被覆フレーク状ガラスは、樹脂成形品を補強するためのフィラーとして使用されてもよい。樹脂成形品は、マトリックス樹脂としてポリカーボネートを含んでいてもよい。ポリカーボネートは、アルカリ成分に弱いことが知られている。ポリカーボネートに含まれるカーボネート結合がアルカリ成分と接触すると、樹脂の分解が進行する。上記の本実施形態の被覆フレーク状ガラスは、マトリックス樹脂としてポリカーボネートを含む樹脂成形品を補強するためのフィラーとして使用された場合に、特に樹脂成形品におけるマトリックス樹脂の分解を抑制できる。 When the coated flaky glass of this embodiment is used as a filler for reinforcing a resin molded product as described above, it can suppress the decomposition of the matrix resin while maintaining its function as a filler. That is, the coated flaky glass of this embodiment may be used as a filler for reinforcing a resin molded product. The resin molded article may contain polycarbonate as a matrix resin. Polycarbonate is known to be sensitive to alkaline components. When carbonate bonds contained in polycarbonate come into contact with an alkali component, decomposition of the resin progresses. The coated flaky glass of the present embodiment described above can particularly suppress decomposition of the matrix resin in the resin molded product when used as a filler for reinforcing a resin molded product containing polycarbonate as the matrix resin.
[樹脂組成物]
次に、本実施形態の樹脂組成物について説明する。本実施形態の樹脂組成物は、マトリックス樹脂と、上記の本実施形態の被覆フレーク状ガラスとを含む。本実施形態の樹脂組成物は、上記の特徴を有する本実施形態の被覆フレーク状ガラスをフィラーとして含むことにより、樹脂成形品におけるマトリックス樹脂の分解を抑制することができる。その結果、樹脂成形品の機械特性の低下及び外観の低下が抑制される。
[Resin composition]
Next, the resin composition of this embodiment will be explained. The resin composition of this embodiment includes a matrix resin and the coated flaky glass of this embodiment described above. The resin composition of the present embodiment can suppress decomposition of the matrix resin in the resin molded product by containing the coated flaky glass of the present embodiment having the above characteristics as a filler. As a result, deterioration in mechanical properties and appearance of the resin molded product is suppressed.
本実施形態の樹脂組成物に含まれるフレーク状ガラスの平均粒径の値は、上記の本実施形態のフレーク状ガラスの平均粒径と同じ数値範囲を満たす。ただし、フレーク状ガラスの平均粒径は、樹脂組成物への分散による影響、具体的には被覆フレーク状ガラスを含む樹脂組成物を得るための押出し成形及び/又は樹脂組成物を成形して樹脂成形品を得るための射出成形による影響を受けることがある。そのため、樹脂組成物中のフレーク状ガラスの平均粒径は、樹脂組成物に分散させる前の被覆フレーク状ガラスに含まれるフレーク状ガラスの平均粒径と必ずしも同一とは限らない。 The value of the average particle diameter of the glass flakes contained in the resin composition of this embodiment satisfies the same numerical range as the average particle diameter of the glass flakes of this embodiment described above. However, the average particle size of the glass flakes is affected by the dispersion into the resin composition, specifically by extrusion molding to obtain a resin composition containing coated glass flakes and/or by molding the resin composition into a resin. May be affected by injection molding to obtain molded parts. Therefore, the average particle size of the glass flakes in the resin composition is not necessarily the same as the average particle size of the glass flakes contained in the coated glass flakes before being dispersed in the resin composition.
本実施形態の樹脂組成物に含まれるフレーク状ガラスの平均粒径の値は、樹脂組成物を625℃の雰囲気で加熱し、フレーク状ガラス以外の成分を除去することで取り出したフレーク状ガラスを水中に分散させて測定した値である。 The average particle diameter of the glass flakes contained in the resin composition of this embodiment is determined by heating the resin composition in an atmosphere of 625°C and removing components other than glass flakes. This is a value measured by dispersing it in water.
マトリックス樹脂は、例えば熱可塑性樹脂であってよい。熱可塑性樹脂は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン系樹脂、スチレン-アクリロニトリル共重合樹脂、ポリアクリレート、スチレン-ブタジエン-アクリロニトリル共重合樹脂、ポリアリーレンサルファイド、ポリフェニレンサルファイド、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアミドイミド、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、及びポリエーテルイミドからなる群から選択される少なくとも1種であってよい。 The matrix resin may be, for example, a thermoplastic resin. Thermoplastic resins include polypropylene, polyethylene, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polystyrene resin, styrene-acrylonitrile copolymer resin, polyacrylate, styrene-butadiene-acrylonitrile copolymer resin, polyarylene sulfide, polyphenylene sulfide, polyacetal, It may be at least one selected from the group consisting of polyamide, polyamideimide, liquid crystal polymer, polyetheretherketone, and polyetherimide.
熱可塑性樹脂はポリカーボネートであってもよい。ポリカーボネートは、アルカリ成分に弱いことが知られている。ポリカーボネートに含まれるカーボネート結合がアルカリ成分と接触すると、樹脂の分解が進行する。上記の本実施形態の被覆フレーク状ガラスによれば、ポリカーボネートがマトリックス樹脂として使用された場合であっても、樹脂成形品におけるマトリックス樹脂の分解を抑制できる。 The thermoplastic resin may be polycarbonate. Polycarbonate is known to be sensitive to alkaline components. When carbonate bonds contained in polycarbonate come into contact with an alkali component, decomposition of the resin progresses. According to the coated flaky glass of the present embodiment described above, even when polycarbonate is used as the matrix resin, decomposition of the matrix resin in the resin molded product can be suppressed.
樹脂組成物中のフレーク状ガラスの含有率は、3~70質量%が好ましい。3質量%以上とすることで、フレーク状ガラスの補強材としての機能を十分に発揮させることができる。一方、70質量%以下とすることで、樹脂組成物中でフレーク状ガラスを均一に分散させることができる。成形収縮率をより低く抑えるために、フレーク状ガラスの含有率を10質量%以上50質量%以下とすることがより好ましい。 The content of flaky glass in the resin composition is preferably 3 to 70% by mass. By setting it as 3 mass % or more, the function as a reinforcing material of glass flakes can be fully exhibited. On the other hand, by setting the content to 70% by mass or less, glass flakes can be uniformly dispersed in the resin composition. In order to suppress the molding shrinkage rate to a lower level, it is more preferable that the content of the glass flakes is 10% by mass or more and 50% by mass or less.
樹脂組成物は、マトリックス樹脂及び被覆フレーク状ガラス以外の他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、例えば、カーボンブラック等のフィラー、熱可塑性エラストマー、安定剤、酸化防止剤、難燃剤等が挙げられる。安定剤としては、例えば、リン系、ラクトン系等の安定剤が挙げられる。酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール系化合物、ホスファイト系化合物等の酸化防止剤が挙げられる。難燃剤としては、例えば、臭素系、リン系、シリコーン系等の難燃剤が挙げられる。これらは2種以上を併用することもできる。 The resin composition may contain components other than the matrix resin and the coated glass flakes. Examples of other components include fillers such as carbon black , thermoplastic elastomers, stabilizers, antioxidants, flame retardants, and the like. Examples of the stabilizer include phosphorus-based stabilizers, lactone-based stabilizers, and the like. Examples of the antioxidant include antioxidants such as hindered phenol compounds and phosphite compounds. Examples of the flame retardant include bromine-based, phosphorus-based, and silicone-based flame retardants. Two or more of these can also be used in combination.
本実施形態の樹脂組成物を用いて作製した樹脂成形品は、被覆フレーク状ガラスによるマトリックス樹脂の分解の抑制効果によって、機械特性の低下及び外観の低下が抑制される。 In the resin molded article produced using the resin composition of the present embodiment, deterioration in mechanical properties and deterioration in appearance are suppressed due to the suppressing effect of the covering flake glass on decomposition of the matrix resin.
以下、本発明について実施例を用いてさらに詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be explained in more detail using Examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
〔被覆フレーク状ガラス〕
被覆フレーク状ガラスを作製する際の成形、粉砕・分級、表面処理等は、以下に示す方法により行った。
[Coated flake glass]
Molding, crushing/classification, surface treatment, etc. in producing the coated glass flakes were performed by the methods shown below.
<成形>
表1に示す組成を有するEガラスを用い、図1を参照して説明したブロー法によりフレーク状ガラスを作製した。具体的には、1200℃以上に加熱した溶解槽にEガラスを入れて溶解した。ノズルから空気を吹き込みながら薄いガラスを作製し、この薄いガラスをローラーで連続的に引き出した。空気の吹き込み量及びローラー回転数を調整し、平均厚さ0.7μmのフレーク状ガラスを得た。
<Molding>
Using E glass having the composition shown in Table 1, glass flakes were produced by the blowing method described with reference to FIG. Specifically, E glass was placed in a melting tank heated to 1200° C. or higher and melted. Thin glass was prepared by blowing air through a nozzle, and this thin glass was continuously pulled out with a roller. The amount of air blown and the number of rotations of the rollers were adjusted to obtain glass flakes with an average thickness of 0.7 μm.
フレーク状ガラスの平均厚さは、100枚のガラス基材についてSEMを用いて厚さを測定し、その厚さ合計を測定枚数で割った値の小数点2桁目を四捨五入して算出した。 The average thickness of the glass flakes was calculated by measuring the thickness of 100 glass substrates using a SEM, dividing the total thickness by the number of sheets measured, and rounding off the value to the second decimal place.
<粉砕・分級>
ボールミルを用いてフレーク状ガラスを粉砕した後、分級を行い、平均粒径160μmのフレーク状ガラスを得た。
<Crushing/Classification>
After the glass flakes were crushed using a ball mill, they were classified to obtain glass flakes with an average particle size of 160 μm.
なお、フレーク状ガラスは、厚み方向、すなわち垂直方向には割れないため、粉砕前後でガラスの平均厚さに違いは生じなかった。 Note that since glass flakes do not break in the thickness direction, that is, in the vertical direction, there was no difference in the average thickness of the glass before and after crushing.
ボールミルとしては、転動ボールミル(ポットミル、チューブミル、コニカルミルなど)、振動ボールミル(円振動型振動ミル、旋回型振動ミル、遠心ミルなど)、遊星ミルなどを用いることができる。 As the ball mill, a rolling ball mill (pot mill, tube mill, conical mill, etc.), a vibrating ball mill (circular vibrating vibrating mill, orbiting vibrating mill, centrifugal mill, etc.), a planetary mill, etc. can be used.
本実施例では、ボールミルを用いて粉砕を行ったが、粉砕方法はこれに限られず、湿式/乾式を問わず、他の粉砕方法により粉砕を行ってもよい。例えば、インパクトクラッシャー、ジャイレトリークラッシャー、コーンクラッシャー、ジョークラッシャー、ロールクラッシャー、カッターミル、自生粉砕機、スタンプミル、石臼ミル、らいかい機、リングミル、ローラーミル、ジェットミル、ハンマーミル、ピンミル、回転ミル、振動ミル、遊星ミル、アトライター、又はビーズミルを単独で用いることができる。これらの方法は適宜併用してもよい。 In this example, pulverization was performed using a ball mill, but the pulverization method is not limited to this, and pulverization may be performed by other pulverization methods, whether wet or dry. For example, impact crusher, gyratory crusher, cone crusher, jaw crusher, roll crusher, cutter mill, autogenous crusher, stamp mill, stone mill, mill, ring mill, roller mill, jet mill, hammer mill, pin mill, rotary mill. A mill, vibratory mill, planetary mill, attritor, or bead mill can be used alone. These methods may be used in combination as appropriate.
分級は、ふるい分け分級により行った。ふるい分け分級は、1回でなく、複数回に分けて実施してもよい。 Classification was performed by sieving and classification. The sieving and classification may be performed not only once but also in multiple times.
ふるい分け分級には、例えば乾式振動ふるいを利用できる。例えば、目開きの大きさが所定以上のふるいを用いて特に粒径の大きい粒子を除去し、次に、目開きの大きさが所定以下のふるいを用いて次に粒径の大きい粒子をさらに除去することで、目標のD50を有するフレーク状ガラスを得ることができる。なお、ここで用いるふるいの目開きの大きさは、ふるう前の粒子の粒度、得たいフレーク状ガラスのD50に応じて適宜選択するとよい。 For sieving and classification, for example, a dry vibrating sieve can be used. For example, a sieve with apertures larger than a predetermined size is used to remove particularly large particles, and then a sieve with apertures smaller than a predetermined size is used to remove the next largest particles. By removing it, flaky glass having the target D50 can be obtained. Note that the opening size of the sieve used here may be appropriately selected depending on the particle size of the particles before sieving and the D50 of the glass flakes to be obtained.
本実施例では、ふるいを用いて分級を行ったが、分級方法はこれに限られない。湿式/乾式を問わず、他の分級方法により目標のD50を達成してもよい。例えば、重力場分級方式では、水平流、垂直上昇流(湿式、空管型、流動層型、多段屈曲型)が利用できる。慣性力場分級方式では、直線型、曲線型(インパクタ型)、傾斜型(ルーバ型、コアンダ効果利用型)が利用できる。遠心力場分級方式では、自然渦型、強制渦型が利用できる。 In this example, classification was performed using a sieve, but the classification method is not limited to this. The target D50 may be achieved by other classification methods, whether wet or dry. For example, in the gravity field classification method, horizontal flow and vertical upward flow (wet type, hollow tube type, fluidized bed type, multi-stage bending type) can be used. In the inertial force field classification method, a linear type, a curved type (impactor type), and an inclined type (louver type, Coanda effect utilization type) can be used. In the centrifugal force field classification method, natural vortex type and forced vortex type can be used.
フレーク状ガラスの平均粒径(D50)は、レーザ回折粒度分布測定装置(マイクロトラック・ベル株式会社製、機種:MT3300EX、測定モード:HRA)を用いて、フレーク状ガラスを水中に分散させて測定した。 The average particle diameter (D50) of the glass flakes is measured by dispersing the glass flakes in water using a laser diffraction particle size distribution measuring device (manufactured by Microtrac Bell Co., Ltd., model: MT3300EX, measurement mode: HRA). did.
<表面処理>
表面処理として、以下の表面処理A又はBを採用した。
<Surface treatment>
As the surface treatment, the following surface treatment A or B was adopted.
(表面処理A)
5kgのフレーク状ガラスをヘンシェルミキサーに投入し、表面処理剤溶液をスプレーで添加しながら15分間混合攪拌を行った。表面処理剤溶液は、水を溶媒として用い、結合剤成分としてのビスフェノールA型エポキシ樹脂のエマルションと、シランカップリング剤としてのγ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン及びγ-アミノプロピルトリエトキシシランの加水分解液とを添加して作製した。シランカップリング剤については、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン及びγ-アミノプロピルトリエトキシシランの乾燥後の質量割合が1:1になるように添加した。その後、ミキサーから未乾燥のフレーク状ガラスを取り出し、乾燥機にて125℃で8時間乾燥を行い、表面の少なくとも一部が表面処理剤で覆われた被覆フレーク状ガラスを得た。
(Surface treatment A)
5 kg of glass flakes were placed in a Henschel mixer, and mixed and stirred for 15 minutes while spraying a surface treatment agent solution thereon. The surface treatment agent solution uses water as a solvent and contains an emulsion of bisphenol A type epoxy resin as a binder component and γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and γ-aminopropyltriethoxysilane as silane coupling agents. It was prepared by adding a hydrolyzate. The silane coupling agent was added so that the mass ratio of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and γ-aminopropyltriethoxysilane after drying was 1:1. Thereafter, the undried glass flakes were taken out of the mixer and dried in a dryer at 125° C. for 8 hours to obtain coated glass flakes in which at least a portion of the surface was covered with a surface treatment agent.
(表面処理B)
結合剤成分としてフェノールノボラック型エポキシ樹脂のエマルションを用い、シランカップリング剤としてγ-アミノプロピルトリエトキシシランのみ用いた以外は、表面処理Aと同様の方法により、表面の少なくとも一部が表面処理剤で覆われた被覆フレーク状ガラスを得た。
(Surface treatment B)
At least a portion of the surface was treated with the surface treatment agent using the same method as surface treatment A, except that an emulsion of a phenol novolac type epoxy resin was used as the binder component and only γ-aminopropyltriethoxysilane was used as the silane coupling agent. A coated glass flake was obtained.
<シランカップリング剤の含有率の算出>
表面処理A又はBを施し、乾燥させた後の被覆フレーク状ガラスについて、計算上のシランカップリング剤の含有割合を算出した。
<Calculation of silane coupling agent content>
The calculated content of the silane coupling agent was calculated for the coated glass flakes that had been subjected to surface treatment A or B and dried.
<結合剤の含有率の算出>
表表面処理A又はBを施し、乾燥させた後の被覆フレーク状ガラスについて、計算上の結合剤の含有割合を算出した。
<Calculation of binder content>
The calculated binder content was calculated for the coated glass flakes that had been subjected to surface treatment A or B and dried.
<表面処理剤の付着率の算出>
表面処理剤の付着率は、強熱減量法により評価した。本実施形態において、表面処理剤の付着率とは、被覆フレーク状ガラスにおける表面処理剤からなる被覆膜の含有割合である。具体的には、適量の被覆フレーク状ガラスを110℃にて乾燥した後、625℃の雰囲気で加熱して被覆フレーク状ガラスの表面から表面処理剤を除去し、加熱前の被覆フレーク状ガラスの質量と加熱後のフレーク状ガラスの質量との差から、被覆フレーク状ガラスにおける表面処理剤の付着率を算出した。
<Calculation of adhesion rate of surface treatment agent>
The adhesion rate of the surface treatment agent was evaluated by the ignition loss method. In the present embodiment, the adhesion rate of the surface treatment agent is the content ratio of the coating film made of the surface treatment agent in the coated flake glass. Specifically, after drying an appropriate amount of coated glass flakes at 110°C, the surface treatment agent is removed from the surface of the coated glass flakes by heating in an atmosphere of 625°C. The adhesion rate of the surface treatment agent on the coated glass flakes was calculated from the difference between the mass and the mass of the glass flakes after heating.
[実施例1~2、比較例1~3]
実施例1~2及び比較例1~3の被覆フレーク状ガラスにおける各測定値及び各算出値は、表2に示される。
[Examples 1-2, Comparative Examples 1-3]
Table 2 shows the measured values and calculated values for the coated glass flakes of Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 3.
[参考例1~3]
参考例1~3の被覆フレーク状ガラスにおける各測定値及び各算出値は、表3に示される。
[Reference examples 1 to 3]
Measured values and calculated values for the coated flaky glasses of Reference Examples 1 to 3 are shown in Table 3.
〔樹脂成形品〕
[実施例1~2、比較例1~3]
以下のような方法により、実施例1~2及び比較例1~3の樹脂成形品を成形した。マトリックス樹脂として、ポリカーボネート(三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製、ユーピロンS3000F)を用いた。被覆フレーク状ガラスと、ポリカーボネートとを、所望の割合で均一に混合した。例えば、実施例1では、それぞれ40質量%、60質量%となるように均一に混合した。得られた混合物を押出成形機(株式会社テクノベル製、KZW15-30MG、成形温度:265~270℃)にてポリカーボネート用の成形条件で混練し、マトリックス樹脂としてのポリカーボネートと、補強用のフィラーとして被覆フレーク状ガラスとを含む樹脂組成物を得た。なお、安定剤及び酸化防止剤は添加しなかった。この樹脂組成物を射出成形機(日精樹脂工業株式会社製、HM7)にて成形して、樹脂成形品を得た。
[Resin molded product]
[Examples 1-2, Comparative Examples 1-3]
The resin molded products of Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 3 were molded by the following method. Polycarbonate (Iupilon S3000F, manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics Co., Ltd.) was used as the matrix resin. The coated glass flakes and polycarbonate were uniformly mixed in the desired proportions. For example, in Example 1, they were uniformly mixed so that the amounts were 40% by mass and 60% by mass, respectively. The obtained mixture was kneaded using an extrusion molding machine (KZW15-30MG, manufactured by Technovel Co., Ltd., molding temperature: 265 to 270°C) under molding conditions for polycarbonate, and was coated with polycarbonate as a matrix resin and as a reinforcing filler. A resin composition containing flaky glass was obtained. Note that no stabilizer or antioxidant was added. This resin composition was molded using an injection molding machine (manufactured by Nissei Jushi Kogyo Co., Ltd., HM7) to obtain a resin molded product.
[参考例1~3]
マトリックス樹脂として、ポリカーボネートよりもアルカリ成分で分解しにくいポリアミド66(東レ株式会社製、アミラン3001N)を用い、成形条件をポリアミド66用に変更した以外は、実施例1~2及び比較例1~3と同じ方法によって、参考例1~3の樹脂成形品を得た。
[Reference examples 1 to 3]
Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 3, except that polyamide 66 (manufactured by Toray Industries, Inc., Amilan 3001N), which is more difficult to decompose with alkali components than polycarbonate, was used as the matrix resin, and the molding conditions were changed to polyamide 66. Resin molded products of Reference Examples 1 to 3 were obtained in the same manner as in the above.
<樹脂組成物におけるフレーク状ガラスの含有率の算出>
樹脂組成物におけるフレーク状ガラスの含有率は、強熱減量法により評価した。具体的には、適量の樹脂成形品を625℃の雰囲気で加熱してフレーク状ガラス以外の成分を除去し、加熱前の樹脂成形品の質量と加熱後の残渣(フレーク状ガラス)の質量との差から、樹脂組成物におけるフレーク状ガラスの含有率を算出した。
<Calculation of the content of flaky glass in the resin composition>
The content of flaky glass in the resin composition was evaluated by a loss-on-ignition method. Specifically, an appropriate amount of resin molded product is heated in an atmosphere of 625°C to remove components other than glass flakes, and the mass of the resin molded product before heating and the mass of the residue (flake glass) after heating are calculated. The content of flaky glass in the resin composition was calculated from the difference.
<レーザ回折・散乱法による粒度分布の測定>
レーザ回折・散乱法による粒度分布の測定は、樹脂組成物におけるフレーク状ガラスの含有率の算出の際に生じた残渣のフレーク状ガラスについて行った。具体的には、レーザ回折粒度分布測定装置(マイクロトラック・ベル株式会社製、機種:MT3300EX、測定モード:HRA)を用いて、各フレーク状ガラスを水中に分散させて粒度分布を測定した。その測定結果から、樹脂組成物におけるフレーク状ガラスのD50の値を読み取った。なお、粒度分布において、粒径が小さい側からの体積累積が50%に相当する粒径をD50と定めた。結果は、表2及び表3に示される。
<Measurement of particle size distribution by laser diffraction/scattering method>
Measurement of particle size distribution by laser diffraction/scattering method was performed on the residual glass flakes generated when calculating the content of glass flakes in the resin composition. Specifically, each glass flake was dispersed in water and the particle size distribution was measured using a laser diffraction particle size distribution measuring device (manufactured by Microtrac Bell Co., Ltd., model: MT3300EX, measurement mode: HRA). From the measurement results, the D50 value of the glass flakes in the resin composition was read. In addition, in the particle size distribution, the particle size corresponding to a volume accumulation of 50% from the smaller particle size side was defined as D50. The results are shown in Tables 2 and 3.
<マトリックス樹脂の分解度の評価>
樹脂成型品におけるマトリックス樹脂の分解度は、樹脂組成物のメルトフローレイト(Melt Flow Rate:MFR)測定により評価した。MFRは、樹脂の分子量の尺度を表すパラメータとして知られている。一般には、シリンダーの中に溶かした樹脂を保持し、適切な荷重を樹脂にかけて、オリフィスから10分間に流れ出た樹脂の量でMFRが表される。MFRは、溶融した樹脂の粘度の指標であるが、分子量にも関連している。すなわち、樹脂の分子量が大きくなるとMFRは小さくなり、分子量が小さくなるとMFRは大きくなる。樹脂の分子量が大きくなると、樹脂成形品の強度は上がる傾向にある。ここでは、MFRは、JIS K 7210に従って、温度270℃、荷重2.16kgの条件で測定した。結果は、表2及び表3に示される。
<Evaluation of the degree of decomposition of matrix resin>
The degree of decomposition of the matrix resin in the resin molded product was evaluated by measuring the melt flow rate (MFR) of the resin composition. MFR is known as a parameter representing a measure of the molecular weight of a resin. Generally, MFR is expressed as the amount of resin that flows out from an orifice in 10 minutes when melted resin is held in a cylinder and an appropriate load is applied to the resin. MFR is a measure of the viscosity of the molten resin, but is also related to molecular weight. That is, as the molecular weight of the resin increases, the MFR decreases, and as the molecular weight decreases, the MFR increases. As the molecular weight of the resin increases, the strength of the resin molded product tends to increase. Here, the MFR was measured according to JIS K 7210 at a temperature of 270° C. and a load of 2.16 kg. The results are shown in Tables 2 and 3.
<樹脂成形品の特性値の測定>
樹脂成形品の最大引張強度は、JISK 7113に従って測定した。結果は、表2及び表3に示される。
<Measurement of characteristic values of resin molded products>
The maximum tensile strength of the resin molded product was measured according to JISK 7113. The results are shown in Tables 2 and 3.
表3に示すように、マトリックス樹脂として、ポリカーボネートよりもアルカリ成分で分解しにくいポリアミド66を用いた参考例1~3では、樹脂組成物中の被覆フレーク状ガラスの含有率が増加するにつれてMFRが低下するという、一般的な傾向を示した。これに対して、表2の比較例1~2に示されるように、マトリックス樹脂として、アルカリ成分で分解しやすいポリカーボネートを用いた場合、樹脂組成物中の被覆フレーク状ガラスの含有率が増加するにつれてMFRは上昇する傾向を示した。表2では省略しているが、比較例1よりも樹脂組成物中のフレーク状ガラスの含有率が少ない樹脂組成物(例えば、20質量%)は、比較例1よりも低いMFRを示した。 As shown in Table 3, in Reference Examples 1 to 3 in which polyamide 66, which is more difficult to decompose with alkali components than polycarbonate, was used as the matrix resin, the MFR increased as the content of coated glass flakes in the resin composition increased. It showed a general trend of decreasing. On the other hand, as shown in Comparative Examples 1 and 2 in Table 2, when polycarbonate, which is easily decomposed by alkaline components, is used as the matrix resin, the content of coated glass flakes in the resin composition increases. The MFR showed a tendency to increase as time progressed. Although omitted in Table 2, a resin composition with a lower content of flaky glass in the resin composition than Comparative Example 1 (for example, 20% by mass) showed a lower MFR than Comparative Example 1.
表2に示すように、実施例1~2と比較例2~3は、樹脂組成物中の被覆フレーク状ガラスの含有率がいずれも40質量%と高く、樹脂の分解が起こりやすい条件にあった。それにもかかわらず、実施例1~2は、比較例2に比べて、MFRが低下していた。これは、実施例1~2では、被覆フレーク状ガラスにおける表面処理剤の付着率が5質量%以上であることで、マトリックス樹脂であるポリカーボネートの分解が抑制されたためと推測される。実際、実施例1~2は、比較例2に比べて、樹脂成形品の最大引張強度が優れていた。これに対して、比較例2では、押出し成形時に高温下でポリカーボネートと被覆フレーク状ガラスとが混練されたときに、Eガラスであるフレーク状ガラスに含まれる微量のアルカリ金属により、ポリカーボネートの分解が進行したと推測される。また、比較例3は、樹脂が垂下せずMFRの測定が不可能であった。これは、比較例3では、ポリカーボネートが溶融する高温下で樹脂が保持されたとき、被覆フレーク状ガラス上に存在する過剰な結合剤成分が溶融し、ポリカーボネートとの接着界面近傍へ流出し、ポリカーボネートと過剰反応したことで、MFR測定条件下では測定不可能なほどの粘度上昇を引き起こしたためと推測される。なお、比較例3は、被覆フレーク状ガラスにおける表面処理剤の付着率が13.0質量%と高すぎたため、被覆フレーク状ガラス同士の結合が強力になりすぎ、これにより、押出し成形時に被覆フレーク状ガラスの分散性が低下した。また、表面処理剤の過剰な付着量により、逆に密着が阻害され、機械特性が低下した。これに対して、実施例1~2では、被覆フレーク状ガラスにおける表面処理剤の付着率が10質量%未満であることで、被覆フレーク状ガラスの分散性の低下が抑制されるとともに、機械特性が維持されたと推測される。実際、実施例1~2は、比較例3に比べて、樹脂成形品の最大引張強度が優れていた。 As shown in Table 2, in Examples 1 to 2 and Comparative Examples 2 to 3, the content of the coated flake glass in the resin composition was as high as 40% by mass, and the resin composition was under conditions that easily caused decomposition. Ta. Nevertheless, Examples 1 and 2 had lower MFRs than Comparative Example 2. This is presumed to be because in Examples 1 and 2, the adhesion rate of the surface treatment agent on the coated glass flakes was 5% by mass or more, which suppressed the decomposition of the polycarbonate as the matrix resin. In fact, in Examples 1 and 2, the maximum tensile strength of the resin molded product was superior to that in Comparative Example 2. On the other hand, in Comparative Example 2, when the polycarbonate and the coated flake glass were kneaded under high temperature during extrusion molding, the decomposition of the polycarbonate was caused by the trace amount of alkali metal contained in the flake glass, which is E glass. It is assumed that it has progressed. Furthermore, in Comparative Example 3, the resin did not sag, making it impossible to measure MFR. This is because in Comparative Example 3, when the resin was held at a high temperature where the polycarbonate melted, the excess binder component present on the coated glass flakes melted and flowed out near the adhesive interface with the polycarbonate, causing the polycarbonate to melt. It is presumed that this is because the excessive reaction caused an increase in viscosity that could not be measured under the MFR measurement conditions. In addition, in Comparative Example 3, the adhesion rate of the surface treatment agent on the coated glass flakes was too high at 13.0% by mass, so the bond between the coated glass flakes became too strong, and as a result, the coated flakes were bonded to each other during extrusion molding. The dispersibility of the glass was reduced. In addition, excessive adhesion of the surface treatment agent inhibited adhesion and deteriorated mechanical properties. On the other hand, in Examples 1 and 2, since the adhesion rate of the surface treatment agent on the coated glass flakes was less than 10% by mass, the decrease in the dispersibility of the coated glass flakes was suppressed, and the mechanical properties is assumed to have been maintained. In fact, in Examples 1 and 2, the maximum tensile strength of the resin molded product was superior to that in Comparative Example 3.
表2では省略しているが、実施例1~2では、JIS K7171に従って測定した樹脂成形品の最大曲げ強度及び曲げ弾性率が良好な値となった。実施例1の樹脂成形品の最大曲げ強度は164MPaであり、実施例2の樹脂成形品の最大曲げ強度は154MPaであった。実施例1の樹脂成形品の曲げ弾性率は7910MPaであり、実施例2の樹脂成形品の曲げ弾性率は7860MPaであった。 Although omitted in Table 2, in Examples 1 and 2, the maximum bending strength and bending elastic modulus of the resin molded products measured according to JIS K7171 were good values. The maximum bending strength of the resin molded product of Example 1 was 164 MPa, and the maximum bending strength of the resin molded product of Example 2 was 154 MPa. The flexural modulus of the resin molded product of Example 1 was 7910 MPa, and the flexural modulus of the resin molded product of Example 2 was 7860 MPa.
本発明のフレーク状ガラスは、樹脂成形品を補強するためのフィラーとして使用された場合に、フィラーとしての機能を維持しつつマトリックス樹脂の分解を抑制でき、樹脂成型品の機械特性及び外観を向上させることができるため、様々な用途に適用可能である。例えば、本発明の被覆フレーク状ガラスと熱可塑性樹脂とを含む樹脂組成物は、自動車や電機・電子部品の分野等で好適に用いられる。より具体的には、熱可塑性樹脂としてポリカーボネート等を採用することで工学系の部品へ適用できる。 When the flaky glass of the present invention is used as a filler to reinforce a resin molded product, it can suppress the decomposition of the matrix resin while maintaining its function as a filler, and improve the mechanical properties and appearance of the resin molded product. It can be applied to a variety of applications. For example, the resin composition containing the coated flaky glass of the present invention and a thermoplastic resin is suitably used in the fields of automobiles, electrical machinery and electronic parts, and the like. More specifically, by using polycarbonate or the like as the thermoplastic resin, it can be applied to engineering parts.
1 フレーク状ガラス
11 熔融ガラス素地
12 耐火窯槽
15 ブローノズル
16 中空状ガラス膜
17 押圧ロール
21 パイプ
22 回転カップ
23 1組の環状プレート
24 環状サイクロン型捕集機
1
Claims (7)
前記フレーク状ガラスの表面の少なくとも一部を覆う表面処理剤と、
を含む被覆フレーク状ガラスであって、
前記被覆フレーク状ガラスにおける前記表面処理剤の含有割合が5質量%以上10質量%未満である、
被覆フレーク状ガラス。 flaky glass,
a surface treatment agent that covers at least a portion of the surface of the glass flake;
A coated flake glass comprising:
The content ratio of the surface treatment agent in the coated flaky glass is 5% by mass or more and less than 10% by mass,
Coated flake glass.
請求項1に記載の被覆フレーク状ガラス。 The flaky glass has an average thickness of 0.1 to 1.0 μm and an average particle size of 0.1 to 2000 μm,
The coated glass flake according to claim 1.
52≦SiO2≦56
12≦Al2O3≦16
16≦CaO≦25
0≦MgO≦6、
0≦(Na2O+K2O)≦2
5≦B2O3≦13
0≦F2≦0.5
の成分を含有する、
請求項1に記載の被覆フレーク状ガラス。 The flaky glass is expressed in mass%,
52≦ SiO2 ≦56
12≦Al 2 O 3 ≦16
16≦CaO≦25
0≦MgO≦6,
0≦( Na2O + K2O )≦2
5≦B 2 O 3 ≦13
0≦ F2 ≦0.5
Contains the ingredients of
The coated glass flake according to claim 1.
請求項1に記載の被覆フレーク状ガラス。 Used as a filler to reinforce resin molded products containing polycarbonate as a matrix resin.
The coated glass flake according to claim 1.
請求項1から4のいずれか1項に記載の被覆フレーク状ガラスと、
を含む、
樹脂組成物。 matrix resin;
The coated flake glass according to any one of claims 1 to 4,
including,
Resin composition.
請求項5に記載の樹脂組成物。 the matrix resin is a thermoplastic resin;
The resin composition according to claim 5.
請求項6に記載の樹脂組成物。 the thermoplastic resin is polycarbonate;
The resin composition according to claim 6.
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JP2022068607A JP2023158687A (en) | 2022-04-19 | 2022-04-19 | Coated flaky glass and resin composition |
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2022
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