JP2960334B2 - 繊維強化ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物 - Google Patents
繊維強化ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物Info
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Description
く寸法精度に優れ、かつ優れた機械的性質を有するポリ
ブチレンテレフタレート樹脂組成物に関する。
性樹脂は、単独でも種々の成形品に用いられているが、
利用分野によってはその性質、特に機械的物性を改善す
る目的で、様々の強化剤、添加剤を配合することが行わ
れてきた。そして高い機械的強度、剛性の要求される分
野においては、そのような成形品を得るために、ガラス
繊維、カーボン繊維等を代表とする繊維状の強化材を用
いることが周知である。しかし、従来一般にガラス繊維
を含む組成物は機械的強度、剛性等は高いが、成形時或
いはアニーリング時にこれらを配合した組成物は異方性
が増大し、成形品の変形即ち「そり」が生じるという問
題がある。そしてこのような変形は、ポリブチレンテレ
フタレートの如く結晶性の高い樹脂においては、成形時
又はそれ以後の結晶化に伴う収縮性の故に特に著しい。
それ故、ポリブチレンテレフタレートの成形材料として
の適否は、その用途によっては化学的、熱的性質と共
に、曲げ強度、剛性等の機械的性質と変形との釣合を重
視して決定しなければならないが、一般に曲げ強度、剛
性等の高いものは変形も大きくなる傾向にある。この機
械的物性と変形との釣合は、寸法精度の要求される精密
成形品の場合特に重要である。しかし成形品の変形度を
低減して、なおかつ曲げ強度、剛性等の機械的性質の向
上を図ることは極めて困難であり、特に結晶性の熱可塑
性樹脂においては精密な寸法の成形品を得ることは至難
である。この点に関して本出願人は以前にガラス繊維と
板状充填剤とを併せて含有する組成物について提案(特
願昭52−37042号、特開昭53−121843号
公報)を行い、かなりの効果を得たが、一般に板状充填
剤の使用は引張強度等の低下をまねき、成形品の用途に
よっては尚不充分な場合が存在する。マトリックス樹脂
が結晶性熱可塑性樹脂の場合、さらに変形を低減させる
手法として、非晶性熱可塑性樹脂を添加併用することが
ある。しかし、一般に非晶性熱可塑性樹脂を多量に併用
することは結晶性熱可塑性樹脂の本来の特長、例えば耐
薬品性、熱変形温度等を損なうため好ましくない場合が
多い。斯かる如く、従来より公知の方法では特に結晶性
熱可塑性樹脂の場合、変形と強度その他の特性とのバラ
ンスを満足する樹脂組成物を得ることは至難であり、さ
らに広範囲の用途展開をする際の大きな障害ともなり、
更に一層の改良が切望されていた。
明者等は曲げ強度、剛性等の機械的性質を低下させるこ
となく、変形性を改善せしめた繊維強化熱可塑性樹脂の
開発について鋭意検討を重ねた結果、従来の如き、略円
形又はそれに近い断面形状を有する強化繊維ではなく、
扁平状の断面形状を有するガラス繊維を、粉粒状及び/
又は板状の無機充填剤と共にポリブチレンテレフタレー
ト樹脂に混合することにより、曲げ強度、剛性等の機械
的性質、耐熱性、耐薬品性等樹脂自身本来具えている特
質を低下させることなく、成形品の変形、即ち「そり,
ねじれ」を低減できることを見出し、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明は (A) ポリブチレンテレフタレート、 (B) 断面積が2×10-5〜8×10-3mm2 で、かつ長さ方向
に直角の断面の長径(断面の最長の直線距離)と短径
(長径と直角方向の最長の直線距離)の比が1.3 〜10の
間にある、まゆ形又はその類似形である扁平な断面形状
を有するガラス繊維、全組成物に対し1〜65重量% (C) 粉粒状及び/又は板状の無機充填剤、全組成物に対
し5〜50重量%(但しB+C成分が全組成物に対し65重
量%を越えない範囲)からなる繊維強化ポリブチレンテ
レフタレート樹脂組成物に関するものである。
詳しく説明する。本発明においてはポリブチレンテレフ
タレート樹脂(A) に特定の断面形状、即ち扁平な断面を
有するガラス繊維(B) が配合される。本発明で用いられ
るガラス繊維は断面が従来のような円形ではなく、扁平
な形状であることを特徴としている。一般に、ガラス繊
維が配合された組成物は成形時流動方向に繊維が配向す
るので、成形収縮率(樹脂成形品と金型との寸法差の百
分率)の異方性が大きくなり、変形が大となる。ところ
が意外にも繊維状物質を配合した組成物でもその強化剤
の断面形状が本発明の如く扁平の場合には、成形収縮率
の異方性が小さくなり、変形、ソリが改善されることが
判明した。本発明において使用する扁平な断面を有する
ガラス繊維(B) とは、長さ方向に直角の断面に於いて、
長径(断面の最長の直線距離)と短径(長径と直角方向
の最長の直線距離)の比が1.3 〜10、好ましくは1.5 〜
5、更に好ましくは1.5 〜4のものである。具体的な形
状としては、まゆ形又はその類似形である。扁平断面を
有するガラス繊維(B) は、比表面積が大きくなり、繊維
と樹脂との密着性が上がり、曲げ強度、剛性等も改善さ
れる。この点からも中央部に凹みを有するまゆ形は好ま
しいガラス繊維である。上記長径と短径の比が1.3 より
小さいものは変形に対する効果がなく、また比が10を越
えるものはその製造自体が困難である。又、ガラス繊維
は比重を小さくする等の目的の為には中空の繊維の使用
も可能である。次に上記ガラス繊維(B) の断面積は、大
きくなるに伴い充分な補強効果が得られなくなり、又、
あまりに過小になるとそれ自体の製造が困難になり、又
取り扱い上の問題も生じる。よって本発明におけるガラ
ス繊維の断面積は、2×10-5〜8×10-3mm2 、好ましく
は8×10-5〜8×10-3mm2 、特に好ましくは8×10-5〜
8×10-4mm2 である。次にガラス繊維の長さは任意であ
るが、成形品の機械的性質と変形との兼ね合いにより、
成形品の変形量を小さくする為には短い方が好ましい
が、機械的強度の面からは平均繊維長が少なくとも30μ
m 以上で長い方が好ましく、要求される性能に応じて適
宜選択される。通常は50〜1000μm が好ましい。これら
のガラス繊維(B) の使用にあたっては必要ならば収束剤
又は表面処理剤を使用することが望ましい。この例を示
せば、エポキシ系化合物、イソシアネート系化合物、シ
ラン系化合物、チタネート系化合物等の官能性化合物で
ある。これ等の化合物はあらかじめ表面処理又は収束処
理を施して用いるか、又は材料調製の際同時に添加して
もよい。斯かる扁平断面を有する本発明のガラス繊維
(B) は、溶融ガラスを吐出するために使用するブッシン
グとして、適当な孔形状を有するノズルを用いて紡糸す
ることにより調製される。又、各種の断面形状(円形断
面を含む)を有する近接して設けられた複数のノズルか
ら溶融ガラスを紡出し、紡出された溶融ガラスを互いに
接合して単一のフィラメントとすることにより調製でき
る。本発明において用いられるガラス繊維(B) の配合量
は組成物全量中1〜65重量%であり、好ましくは5〜50
重量%である。1重量%未満では所望の効果が得られ
ず、65重量%を越えると成形加工が困難になる。また、
併用される上記官能性表面処理剤の使用量はガラス繊維
に対し0〜10重量%、好ましくは0.05〜5 重量%であ
る。
みからでも、繊維強化熱可塑性樹脂組成物として、従来
公知の円形断面を有する繊維配合樹脂組成物に比し、低
変形で、かつ優れた機械的性質を示すものであるが、更
に(C) 粉粒状及び/又は板状の無機充填剤を併用する事
により、更に一層の効果を得ることが出来、本発明はか
かる3成分を併用することに特徴を有する。ここで粉粒
状充填剤としてはシリカ、石英粉末、ガラスビーズ、ガ
ラス粉、硅酸カルシウム、硅酸アルミニウム、カオリ
ン、タルク、クレー、硅藻土、ウォラストナイトのごと
き硅酸塩、酸化鉄、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナの
ごとき金属の酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウ
ムのごとき金属の炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウ
ムのごとき金属の硫酸塩、その他炭化硅素、窒化硅素、
窒化硼素、各種金属粉末が挙げられる。又、板状充填剤
としてはマイカ、ガラスフレーク、各種の金属箔等が挙
げられる。好ましい(C) 成分は、ガラスビーズ、ガラス
粉、ガラスフレーク、カオリン、クレー、タルク、炭酸
カルシウム、炭酸マグネシウム、マイカからなる群より
選ばれた1種又は2種以上であり、耐熱性、寸法安定
性、電気的性質等目的に応じて適宜選択して用いること
ができる。本発明において用いられる無機充填剤(C) の
配合量は組成物全量中5〜50重量%である。但し成形加
工性の面からB+C成分が全組成物に対し65重量%を越
えない範囲が望ましい。これらの充填剤の使用にあたっ
ては必要ならば前記記載の収束剤又は表面処理剤を使用
することが望ましい。
剤、着色剤、滑剤、離型剤、核剤、耐熱安定剤、紫外線
安定剤、難燃剤、界面活性剤、可塑剤、耐衝撃性改良剤
等を添加し、その使用目的に応じてその要求される性質
を付与することができる。又、本発明の目的を阻害しな
い範囲で他の非晶性熱可塑性樹脂、例えばポリカーボネ
ートを少量併用してもよい。次に本発明の組成物の調製
は、従来の強化充填剤入樹脂の調製法として一般に用い
られる方法により容易に調製される。即ち、繊維状物質
としては適当な寸法に集束切断されたチョップドストラ
ンド或いはロービンク又はフィラメント状等のものを何
れも常法通り使用出来る。又、例えば各成分を混合した
後、押出機により練込み押出して、ペレットを調製し、
しかる後成形する方法、一旦組成の異なるペレット(マ
スターバッチ)を調製し、そのペレットを所定量混合
(稀釈)して成形に供し、成形後に目的組成の成形品を
得る方法、成形機に各成分を直接仕込む方法等、何れも
使用できる。
れに限定されるものではない。尚、評価の方法は以下の
通りである。 変形量の測定 120mm 角の平板状試験片(厚さ3mm)を成形し、試験片
をフラットな定盤の上に置いて試験片の変形部のうちの
最大部(定盤と試験片との隙間が最大の所)を変形量と
して測定した。 物性測定法 引張強度:ASTM D638 に準じて測定 曲げ特性:ASTM D790 に準じて強度、曲げ弾性率を測定
した。 実施例1〜2、比較例1〜4 表1に示す如く、ポリブチレンテレフタレート、及びこ
れとポリカーボネートの混合樹脂に、まゆ形断面形状を
有する長さ3mmのチョップドガラス繊維(B) (断面の長
径/短径比約2.3 、断面積約2.5 ×10-4mm2)とガラスフ
レーク(C) を添加、混合した後、40mm一軸押出機を用い
てペレット状の組成物を調製した。次いでこのペレット
を用いて射出成形により各種試験片を作成し、前記の評
価を行った。又、比較のため、本願の要件に属さない円
形断面(直径約0.013mm)を有する長さ3mmのチョップド
ガラス繊維、更にこれとガラスフレークを併用添加した
ものについても評価を行った。結果を併せて表1に示
す。
く、特定の断面形状を有するガラス繊維を配合してなる
本発明のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物は、成
形品の変形即ち「そり」を大巾に改善することができ、
しかも引張強度、曲げ特性等の機械的強度を損なうこと
もなく、むしろ改善されており、強度と変形のバランス
のとれた特性を有するものである。本発明の組成物は、
自動車、電気機器、一般機器等の外装部品、構造部品、
機構部品等に好適に用いられる。即ち、その具体的な使
用例を示せば、自動車のフェンダー、フェーエルリッ
ド、ルーバー、ランプハウジング、アウタードアーハン
ドル等の外装部品、オーディオ、ビデオテープレコーダ
ー、ステレオ等の構造部品(例えばシャーシー)として
有用なものである。又、コネクター、スイッチ、リレ
ー、コイルボビン、キーステム、シャーシ等の電気、電
子部品、その他カメラ、ラジオ、ファクシミリ、複写
機、コンピューター等の各種OA機器、ICケース、コ
ンデンサーケース、モーター部品等の多岐にわたる用途
においても、好ましく用いられるものである。
Claims (2)
- 【請求項1】 (A) ポリブチレンテレフタレート、 (B) 断面積が2×10-5〜8×10-3mm2 で、かつ長さ方向
に直角の断面の長径(断面の最長の直線距離)と短径
(長径と直角方向の最長の直線距離)の比が1.3 〜10の
間にある、まゆ形又はその類似形である扁平な断面形状
を有するガラス繊維、全組成物に対し1〜65重量% (C) 粉粒状及び/又は板状の無機充填剤、全組成物に対
し5〜50重量%(但しB+C成分が全組成物に対し65重
量%を越えない範囲)からなる繊維強化ポリブチレンテ
レフタレート樹脂組成物。 - 【請求項2】ガラス繊維(B) が、断面積8×10-5〜8×
10-3mm2 で、かつ上記長径と短径の比が1.5 〜5の間に
ある、まゆ形又はその類似形である扁平な断面形状を有
するものである請求項1記載の繊維強化ポリブチレンテ
レフタレート樹脂組成物。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP7140307A JP2960334B2 (ja) | 1995-06-07 | 1995-06-07 | 繊維強化ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7140307A JP2960334B2 (ja) | 1995-06-07 | 1995-06-07 | 繊維強化ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物 |
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-
1995
- 1995-06-07 JP JP7140307A patent/JP2960334B2/ja not_active Expired - Lifetime
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