JP3179509B2 - 繊維強化熱可塑性成形組成物 - Google Patents

繊維強化熱可塑性成形組成物

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JP3179509B2
JP3179509B2 JP04356491A JP4356491A JP3179509B2 JP 3179509 B2 JP3179509 B2 JP 3179509B2 JP 04356491 A JP04356491 A JP 04356491A JP 4356491 A JP4356491 A JP 4356491A JP 3179509 B2 JP3179509 B2 JP 3179509B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、熱可塑性成形組成物に関し、特
に実質的に収縮せずかつとても滑らかな実質的に繊維を
含まない表面を有する成形品用に有効な成形組成物を与
えるため中〜高剪断下で強化繊維と容易に混合できる通
常不混和性熱可塑性マトリックスポリマーのブレンドに
関する。
【０００２】ガラス強化繊維と混合した熱可塑性ポリマ
ーは従来プラスチック成形品を形成するため加熱及び圧
力下成形できる成形組成物の製造に用いられてきた。熱
可塑性ポリマーのブレンドはしばしば熱可塑性ポリマー
の物性の欠点を克服する努力において用いられた。この
ブレンドは、ポリマーが互いに可溶である又は１つのポ
リマーが他のポリマーに可溶である相溶性もしくは混和
性ポリマーに関する。２つの所望のポリマーが混和性で
ない場合、２つの所望のポリマーに可溶性を与えそして
ポリマー混合物全体に相溶性を与えるため第３の可溶化
ポリマーを加えた。
【０００３】従来、成形プラスチック製品に滑らかな表
面を得るため、第１の繊維強化ポリマー上に第２のポリ
マー組成物を射出しそして成形し、滑らかな表面単層を
達成する２成分射出成形法が用いられた。しかし、この
２成分射出成形法は、２つの別々の成形組成物がそれぞ
れのポリマーの制御された押出比を必要とするなどの点
で制御及び操作が困難である。
【０００４】Russell P.Carter Jr.の米国特許第 4,17
9,479号は加工助剤を含む新規熱可塑性ポリウレタン材
料に関する。さらに特に、この特許は（Ａ）40〜100 重
量パーセントの熱可塑性ポリウレタン（Ｂ）０〜60重量
パーセントの、熱可塑性ポリカーボネート、熱可塑性ポ
リオキシメチレン、熱可塑性アクリロニトリル／ブタジ
エン／スチレングラフトコポリマー、熱可塑性ポリブチ
レンテレフタレート、熱可塑性ポリエチレンテレフタレ
ート、及びこれらの混合物からなる群より選ばれる熱可
塑性ポリマー、並びに（Ｃ)(Ａ）及び（Ｂ）の量を基準
として0.５〜10重量パーセントの、 500,000〜1,500,00
0 の数平均分子量を有するアクリルポリマーである加工
助剤、を含む熱可塑性ポリウレタン組成物に関する。
【０００５】Burgらの米国特許第 4,277,577号は、オキ
シメチレンポリマー、オキシメチレンポリマーの結晶融
点以下の軟化点及び−120 〜＋30℃の二次転移温度を有
するエラストマー、並びにセグメント熱可塑性コポリエ
ステルの混合物の成形組成物を提供している。
【０００６】Sandersonらの米国特許第 4,369,285号は
ポリアミド及び0.１〜10重量パーセントポリウレタンを
含む強化熱可塑性成形組成物に関する。
【０００７】Glenn G.McCarrollの米国特許第 4,141,87
9号は、例えば自動車及びトラック部品用のような高温
において高い強度を要求する条件下で用いるための熱可
塑性材料に関する。この材料はホモポリマーポリアミ
ド、コポリマーポリアミド、及び比較的少量のガラス繊
維で強化されそして通常量の熱安定剤、紫外線遮断物質
等を含むポリウレタンの本質的３成分アロイである。
【０００８】Hans G.Schmelzerらの米国特許第 4,350,7
99号は、熱可塑性ポリウレタン、熱可塑性ポリホスホネ
ート及び熱可塑性ポリカーボネートの均質な、よく分散
したブレンドを含み、改良されたレベルの難燃性を特徴
とする成形組成物に関する。
【０００９】1986年７月８日の日本公開公報61−149330
は、10重量部のポリプロピレン及び90重量部の無機充填
ポリプロピレンを含むブレンドより製造された滑らかな
表面を有する射出成形品に関する。物性にはほとんど変
化がない。
【００１０】本発明の成形組成物は通常２種の比較的不
混和性熱可塑性ポリマー成分に関する。そのような成分
の１つは通常比較的高い粘度を有し、他の成分は好適な
もしくは望ましい加工温度において比較的低い粘度を有
する。加工温度において、いずれの成分も分解が最小で
あることが望ましい。中〜高剪断条件での加工の間、成
分の間の良好な接着並びに高加熱撓み温度、高耐衝撃
性、高引張弾性率、高曲げ弾性率、等のような良好な物
性を有し、さらに加工の間収縮がほとんどない２相組成
物を得るため有効量の繊維が加えられる。この組成物は
その内部に繊維を含むが、成形品の表面は通常繊維が存
在せず、きわめて滑らかである。
【００１１】本発明により、加工温度において良好な流
動性及び典型的なすぐれた最終製品物性を有する熱可塑
性成形組成物が、比較的不混和性熱可塑性ポリマーを選
びそして少なくとも中程度の剪断条件下で強化繊維と混
合もしくは配合し、次いで高剪断条件下で射出成形のよ
うな成形をすることにより製造されることを発見した。
２種より多い熱可塑性成分を用いてよいが、第３のもし
くは追加成分は第１の２種の成分のいずれかと不混和性
もしくは混和性のいずれかであるが、前記２種の成分の
各々とは相溶性であり、通常そのような２種の成分のみ
が必要である。本明細書は２成分不混和性系の記載に限
定されるが、追加成分を用いてよいことは理解されるで
あろう。「不混和性」とは、熱分析、熱機械分析、又は
顕微鏡等により少なくとも２つのポリマー層が検出され
ることを意味する。
【００１２】配合段階において熱可塑性ポリマー成分の
最初の混合に必要な剪断は通常少なくとも中程度であ
る。すなわち、２相ブレンドを形成するため繊維及び種
々の不混和性ポリマーの分散に十分な剪断が必要であ
る。配合剪断はその後の加工温度と同じ温度で行なわれ
る。「２相ブレンド」とは、熱可塑性ポリマー成分の１
つが他の成分内に分散し、２つの別の層が存在する、又
は第３のもしくは追加熱可塑性ポリマー成分を用いた場
合３つ以上の別の相が存在することを意味する。配合段
階に用いられる剪断の量は、通常少なくとも５〜約1,00
0sec-1、望ましくは少なくとも50〜約700 もしくは800s
ec-1、好ましくは約50〜約500sec-1、又は繊維の大きさ
がひどく低下もしくは破壊しない限りあらゆる好適な剪
断速度である。配合された成形組成物は通常粒子、ペレ
ット等のような形状に予備成形され、その後高剪断装置
もしくは操作で用いられ、最終製品を与える。最終製品
の形成において、高剪断装置が用いられ、ここで剪断速
度は通常少なくとも100sec-1、望ましくは少なくとも50
0sec-1、より望ましくは少なくとも800sec-1、好ましく
は少なくとも1,000sec-1、約3,000sec-1以下である。
【００１３】本発明の他の必要条件は、不混和性熱可塑
性ポリマー成分が望ましくは特定のもしくは好適な加工
温度において比較的異なる粘度を有することである。す
なわち、２種もしくはそれ以上の比較的不混和性熱可塑
性ポリマー成分を互いに及び繊維と混合する際、１つの
成分が加工もしくは混合温度において通常高い粘度を有
する熱可塑性ポリマー成分とくらべ比較的低い粘度を有
する。しばしば低粘度熱可塑性ポリマー成分は連続相を
形成し、高粘度熱可塑性ポリマー成分は不連続相を形成
する。高粘度ポリマー成分は多くの形状で存在でき、例
えば完全に溶融する必要はなく、従って凝集体として存
在してよく、低粘度成分に可溶もしくは不溶であってよ
く、又は低粘度成分と反応してもよい。高粘度成分、又
はそのような成分が２種以上存在する場合高粘度成分の
少なくとも１つと低粘度成分の間の差は高剪断加工条件
下与えられた加工温度において通常少なくとも1.５もし
くは2.０、望ましくは少なくとも3.０、より望ましくは
少なくとも5.０、好ましくは少なくとも8.０もしくは1
0.0、さらには少なくとも50の比である。上限は常に必
要ではないが、上限比は 1,000もしくはそれ以下であっ
てよい。従って、好適な粘度範囲は上記値のあらゆるも
のを含む。加工温度及び高剪断におけるそのような有効
な粘度差は熱可塑性成形組成物内への繊維の混入を助
け、そして実質的にもしくは本質的に及び通常完全に繊
維を含まない、すなわち少なくとも95パーセント、望ま
しくは少なくとも99パーセント、好ましくは少なくとも
99.5パーセント繊維を含まない、及び通常全く繊維を含
まないかなり滑らかな表面を有する成形品を与える。
【００１４】最終製品は典型的には、低粘度成分が豊富
な表面層を有する。上記のように、熱可塑性成形品の表
面層は混入した繊維による繊維を実質的に含まず、従っ
て繊維は内部に、すなわち成形品の表面下に存在する。
繊維を含まない表面層の厚さは成形条件により異なる
が、通常約0.５ミル以上約８〜10ミル以下であり、さら
に約1.０，2.０もしくは3.０ミル〜約5.０もしくは7.０
ミルである。繊維が不混和性成分内に混入されるメカニ
ズムは完全に理解されていない。繊維の大部分が比較的
高粘度成分、低粘度成分、又はその両者に混入されるか
どうかは完全に理解されていないが、繊維がすべての熱
可塑性成分に存在すると考えられている。すべての場
合、熱可塑性成形品の内部は通常２種の不混和性熱可塑
性ポリマー成分及び繊維を含む２相部分であり、３種以
上の熱可塑性ポリマー成分を繊維と共に用いる場合３相
以上を含んでよい。
【００１５】驚くべきことに、高剪断条件下において混
合した際加工温度で異なる粘度を有する不混和性熱可塑
性ポリマー成分の製品もしくは最終製品が製品の内部に
混入した繊維を有する場合、そのような表面層がきわめ
て滑らかであることがわかった。完全に理解されてはい
ないが、熱可塑性成形品を形成するため加工温度におい
て不混和性熱可塑性ポリマー成分の相対粘度差と組み合
せ、中程度及び好ましくは高剪断の利用はとても滑らか
な表面を有する製品を与える。この表面の滑らかさは、
Taylor-Hobson製の Surtronic Roughness Meter, Mode
l 10により測定される。本発明の組成物もしくはブレン
ドは通常1.０もしくは0.９μｍ又はそれ以下の表面平滑
値を有し、0.７μｍもしくはそれ以下、望ましくは0.５
μｍ以下、好ましくは0.４μｍ以下、最も好ましくは0.
３もしくは0.02μｍ以下も容易に得られる。本発明の成
形組成物の他の利点は、低粘度成分が流れを促進するた
め、不規則な形状、キャビティ等を有する成形品が容易
に充填されることである。
【００１６】不混和性熱可塑性成分の必要条件は、好適
なもしくは平均加工温度において分解が最小である、及
び望ましくは全くないことである。好適なもしくは典型
的な加工温度は通常成形組成物を形成するポリマー成分
のすべての分解温度以下である。しかし、 TPU／PET シ
ステムにおいて、加工温度は実際はＴＰＵの分解温度以
上である。他の重要な必要条件は、種々の不混和性熱可
塑性成分を混合した際及び特に成形した際、互いに及び
混入した繊維と良好な接着を有するよう互いに機械的相
溶性であることである。良好な接着は高い剛性及び高い
加熱撓みのような良好な物性が達成される際に得られ
る。
【００１７】通常、本発明の成形組成物は高耐衝撃性、
高引張弾性率、高曲げ弾性率、すぐれた滑らかさ、及び
ほとんど収縮しない等のようなとても良好な物性を有す
る。
【００１８】上記条件をみたす本発明において用いられ
るポリマーは通常真のポリマー、すなわち小さな、簡単
な化学単位の繰り返しにより構成される大きな分子であ
る。換言すると、用いられる種々のポリマーはオリゴマ
ー、滑剤、ワックス、核剤、等のような簡単な分子に対
立するものとして文献に公知の従来の分子量を有する従
来の熱可塑性ポリマーであってよい。不混和性熱可塑性
ポリマー成分の好ましい種は、ポリエチレンテレフタレ
ート(PET) 、ポリエチレンテレフタレートグリコール(P
ETG)、ポリカーボネート、ポリアセタール、及び「ABS
」で包含されるアクリロニトリル−ブタジエン−スチ
レンタイプコポリマーである第２の不混和性ポリマー成
分を含む以下に記載の種々の熱可塑性ポリウレタンであ
る。全体の観点より、通常２種、もしくはそれ以上の熱
可塑性ポリマー成分、例えば熱可塑性ポリウレタン、ポ
リエチレンテレフタレート(PET) 、ポリエチレンテレフ
タレートグリコール(PETG)、ポリアセタール、ポリカー
ボネート、ポリビニルクロリド(PVC) 、アクリロニトリ
ル−ブタジエン−スチレンのコポリマー(ABS) 、エステ
ル及びエーテルのコポリマー、スチレン及びアクリロニ
トリルのコポリマー(SAN) 、種々のポリアクリレート、
ポリ（フェニレンエーテル）、例えば(PPO) 、ポリスル
ホン、ポリブチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリスチレン、等の多くのブレンドを用いてよい。通
常、２種以上の異なる熱可塑性ポリマーが加工温度にお
いて異なる粘度を有し、高剪断条件下で成形され、少な
くとも２相組成物を生じ、分解せず、そして互いに良好
な接着を有する限り本発明の繊維強化熱可塑性組成物を
提供するため上記タイプのポリマーの少なくとも２種が
用いられる。上記熱可塑性ポリマーのより詳細な説明を
ここで示す。
【００１９】熱可塑性ポリウレタンは望ましい及びしば
しば好ましい種類のポリマーを形成する。好適なポリウ
レタンはポリイソシアネート及び１種以上の連鎖延長剤
をヒドロキシル末端ポリエステル、ヒドロキシル末端ポ
リエーテル、ヒドロキシル末端ポリカーボネート（すな
わちポリカーボネートポリオール）、もしくはそれらの
混合物、又はアミン末端ポリエステル、ポリエーテル、
ポリカーボネート、もしくはそれらの混合物のような中
間体と反応させることにより製造される。
【００２０】好ましいヒドロキシル末端ポリエステル中
間体は通常約500 〜約10,000、望ましくは約700 〜約5,
000 、好ましくは約700 〜約4,200 の分子量、及び通常
0.８未満、好ましくは0.５未満の酸価を有する線状ポリ
エステルである。分子量はヒドロキシル基のアッセイに
より測定される。ポリエステル中間体は（１）１種以上
のジカルボン酸もしくは無水物による１種以上のグリコ
ールのエステル化反応、又は（２）エステル交換反応、
すなわちジカルボン酸のエステルと１種以上のグリコー
ルとの反応により製造される。主に末端ヒドロキシル基
を有する線状ポリマーを得るため酸に対し１モル以上の
グリコールのモル比が好ましい。
【００２１】ジカルボン酸は、脂肪族、環式脂肪族、芳
香族、又はこれらの組み合せであってよい。単独でもし
くは混合物で用いられる好適なジカルボン酸は通常合計
４〜15個の炭素原子を有し、琥珀酸、グルタル酸、アジ
ピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバ
シン酸、ドデカン酸、イソフタル酸、テレフタルシクロ
ヘキサンジカルボン酸等を含む。上記ジカルボン酸の無
水物、例えば無水フタル酸、無水テトラヒドロフタル酸
等も用いてよく、アジピン酸が好ましい。
【００２２】エステル形成グリコールは脂肪族、芳香
族、又はこれらの組み合せであってよく、合計２〜12個
の炭素原子を有し、そしてエチレングリコール、プロピ
レン−１，２−グリコール、１，３−プロパンジオー
ル、ブチレン−１，３−グリコール、１，４−ブタンジ
オール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサン
ジオール、２，２−ジメチルプロパン−１，３−ジオー
ル、１，４−シクロヘキサンジメタノール、デカメチレ
ングリコール、ドデカメチレングリコール等を含み、
１，４−ブタンジオールが好ましいグリコールである。
【００２３】上記ポリエステル中間体は通常軟質であ
り、エラストマータイプ熱可塑性ポリウレタンの形成に
しばしば用いられる。上記ポリエステル中間体に加え、
当該分野及び文献に公知の、異なる分子量を有する及び
／又は分枝ポリエステルを含むものを含む多くの他のタ
イプのポリエステルを用いてよい。そのような他のポリ
エステル中間体はプラスチックタイプポリウレタン熱可
塑性樹脂を形成するポリエステルを含む。
【００２４】好適なポリカーボネートポリオールも中間
体として用いてよく、その製造方法は米国特許第 4,64
3,949号に開示されている。他の低分子量ポリカーボネ
ートポリオール中間体は１，６−ヘキサンジオールを含
む上記のようなジオール、及びホスゲンより、又はジエ
チルもしくはジフェニルカーボネートのような低分子量
カーボネートによるエステル交換によって製造される。
【００２５】ヒドロキシル末端ポリエーテルは合計２〜
15個の炭素原子を有するジオールもしくはポリオール、
好ましくは２〜６個の炭素原子を有するアルキレンオキ
シド、典型的にはエチレンオキシドもしくはプロピレン
オキシド、又はこれらの混合物を含むエーテルと反応す
るアルキルジオールもしくはグリコールより得られるポ
リエーテルポリオールである。例えば、ヒドロキシル官
能ポリエーテルは、まずプロピレングリコールをプロピ
レンオキシドと反応させ、続いてエチレンオキシドとの
反応により製造される。エチレンオキシドより得られる
一級ヒドロキシル基は二級ヒドロキシル基より反応性で
あり、従って好ましい。通常の市販ポリエーテルポリオ
ールは、エチレングリコールと反応したエチレンオキシ
ドを含むポリ（エチレングリコール）、プロピレングリ
コールと反応したプロピレンオキシドを含むポリ（プロ
ピレングリコール）、プロピレングリコールと反応した
プロピレンオキシド及びエチレンオキシドを含むポリ
（プロピレン−エチレングリコール）、テトラヒドロフ
ランと反応した水を含むポリ（テトラメチレンエーテル
グリコール)(PTMEG)、プロピレンオキシドと反応したグ
リセロールを含むグリセロール付加物、プロピレンオキ
シドと反応したトリメチロールプロパンを含むトリメチ
ロールプロパン付加物、プロピレンオキシドと反応した
ペンタエリトリトールを含むペンタエリトリトール付加
物、及び同様のヒドロキシル官能ポリエーテルを含む。
ポリエーテルポリオールはさらにアルキレンオキシドの
ポリアミド付加物を含み、例えばエチレンジアミン及び
プロピレンオキシドの反応付加物を含むエチレンジアミ
ン付加物、ジエチレントリアミンとプロピレンオキシド
の反応生成物を含むジエチレントリアミン付加物、及び
同様のポリアミドタイプポリエーテルポリオールを含
む。種々のポリエーテル中間体は通常、末端官能基のア
ッセイにより測定し、約500 〜約10,000、望ましくは約
500 〜約6,000 、より望ましくは約500 〜約4,000 、好
ましくは約700 〜約3,000 の平均分子量を有する。
【００２６】上記ポリエーテルタイプ中間体に加え、異
なる反応体より製造された、異なる分子量を有するよう
な、当業者及び文献に公知の他の中間体を用いてよい。
【００２７】ヒドロキシル末端ポリエステル、ポリエー
テル等のような中間体は１種以上のポリイソシアネート
及び好ましくは延長剤グリコールと共にジイソシアネー
トと、望ましくはワンショット法、すなわち中間体、ジ
イソシアネート、及び延長剤グリコールの同時共反応で
さらに反応され、 230℃, 2,160ｇで約０〜約150 、好
ましくは約０〜約75のメルトインデックスを有する中分
子量線状ポリウレタンを与える。ヒドロキシル及び／又
はアミン含有成分、すなわちヒドロキシルもしくはアミ
ン末端ポリエステル、ポリエーテル等及び連鎖延長剤グ
リコールの総量に対するジイソシアネートの当量は約0.
95〜約1.12、さらには1.20であり、望ましくは約0.98〜
約1.06である。この他に、ウレタンは、まずプレポリマ
ーをポリイソシアネート及び中間体より製造し、次いで
プレポリマーを連鎖延長剤グリコールと反応させる従来
の２段階法で製造される。ヒドロキシルもしくはアミン
末端中間体に対する１種以上のジイソシアネートの当量
比は通常その後の好適なグリコールによる連鎖延長の
際、１種以上のポリイソシアネートに対するヒドロキシ
ルもしくはアミン末端化合物の全体の当量比が約0.95〜
約1.06であるような量である。しばしばこれは約1.20以
下又は1.15以下であってよい。好適なイソシアネートは
非ヒンダート芳香族ジイソシアネート、例えば４，４′
−メチレンビス（フェニルイソシアネート)(MDI)、イソ
ホロンジイソシアネート(IPDI)、ｍ−キシレンジイソシ
アネート(XDI) 、並びに非ヒンダート脂環式ジイソシア
ネート、例えば１，４−シクロヘキシルジイソシアネー
ト(CHDI)、デカン−１，10−ジイソシアネート、フェニ
レン−１，４−ジイソシアネート、ナフチレン−１，５
−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−３，３′−ジ
メトキシ−４，４′−ジイソシアネート、ジシクロヘキ
シルメタン−４，４′−ジイソシアネート、及びシクロ
ヘキシル−１，４−ジイソシアネート、並びにこれらの
組み合せを含む。最も好ましい非ヒンダートジイソシア
ネートは４，４′−メチレンビス（フェニルイソシアネ
ート）、すなわちＭＤＩである。
【００２８】好適な延長剤グリコール（すなわち連鎖延
長剤）は約２〜約10個の炭素原子を有する低級脂肪族も
しくは短鎖グリコールであり、例えばエチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジ
プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，
６−ヘキサンジオール、１，３−ブタンジオール、１，
５−ペンタンジオール、１，４−シクロヘキサン−ジメ
タノール、ヒドロキノンジ（ヒドロキシエチル）エーテ
ル等、並びにこれらの組み合せを含み、１，４−ブタン
ジオールが好ましい。
【００２９】ワンショット重合法において、３つの成
分、すなわち１種以上のポリオールプレポリマー、ポリ
イソシアネート、及び延長剤グリコールの間に同時反応
がおこる。この反応は通常 100℃以上、望ましくは 120
℃以上の温度で開始される。反応が発熱であるので、反
応温度は通常約 200℃〜 280℃に上がる。ポリウレタン
を二段階法で製造する場合も同じ反応温度が用いられ
る。
【００３０】上記及び用いてよい他の好適な熱可塑性ポ
リウレタンの例はEncyclopedia ofPolymer Science and
Engineering , 13巻、John Wiley & Sons Inc., New Y
ork, 1988, 243〜303 頁に示されている。
【００３１】用いてよい他の熱可塑性成分は、当該分野
及び文献に公知であり、通常エチレングリコールとジメ
チルテレフタレートの反応生成物より又は加熱及び高真
空下エチレングリコールとテレフタル酸の間の直接エス
テル化により製造されるポリエチレンテレフタレート(P
ET) である。さらにPETGポリマーも用いてよく、通常エ
チレングリコール、エチレングリコール以外の短鎖グリ
コール、及びジメチルテレフタレートもしくはテレフタ
ル酸の反応生成物である。用いてよい他のポリエステル
の例は、Encyclopedia of Polymer Science and Engine
ering , 12巻、John Wiley & Sons Inc., New York, 1
988, 217〜256 頁に示されている。
【００３２】他の有効な熱可塑性ポリマーはポリアセタ
ール、すなわち当該分野及び文献に公知のホモポリマー
及びコポリマーを含むポリオキシメチレンである。通常
ホルムアルデヒドより製造されるホモポリマーは約 185
℃以下の温度で加工しなければならないので、良好な加
工特性のためコポリマーが通常用いられる。アセタール
コポリマーはトリオキサン、ホルムアルデヒドのトリマ
ー、及び他のモノマー、例えばホルムアルデヒドの間の
反応により製造される。市販入手可能なコポリマーの例
は、 Celanese Chemical Company製のCelconである。こ
れら及び用いてよい他のポリアセタールの例はEncyclop
edia of Polymer Science and Engineering , 11巻、Jo
hn Wiley & Sons Inc., New York, 1988, 286頁並びに
米国特許第 3,850,873号及び 4,017,558号に示されてい
る。
【００３３】他の熱可塑性成分は、当該分野及び文献に
公知のものを含む種々のポリカーボネートである。ポリ
カーボネートは通常ジオール、又は好ましくは二価もし
くは多価フェノール、例えばビスフェノールＡ、及びカ
ルボン酸、ホスゲン等より得られるエステルである。ポ
リカーボネートは通常繰り返しカーボネート基、すなわ
ち
【化１】 を有し、通常特にカーボネート基に結合した
【化２】 の基を有する。ポリカーボネートは公知であり、多くの
特許及び他の技術文献に記載されている。望ましくは、
ポリカーボネートは
【化３】 （上式中、Ｚは単結合、１〜７個の炭素原子を有するア
ルキレンもしくはアルキリデン基、５〜12個の炭素原子
を有するシクロアルキレンもしくはシクロアルキリデン
基、−０−，−CO−, −SO又は SO2−、好ましくはメチ
レンもしくはイソプロピリデンであり、Ｒ1 及びＲ2 は
水素、ハロゲン又は１〜７個の炭素原子を有するアルキ
レンもしくはアルキリデン基であり、ｎは０〜４であ
る）を特徴とする。最も好ましくは、本発明において有
効な芳香族ポリカーボネートは、ASTM D−1238で測定
し、 300℃で約１〜60ｇ／10分のメルトフロー速度を有
する。多くの異なる出所より市販入手可能な最も重要な
芳香族ポリカーボネートは、ビスフェノールＡポリカー
ボネートとして公知のビス（４−ヒドロキシフェニル）
−２，２−プロパンのポリカーボネートである。これら
及び用いてよい他のポリカーボネートの例は、Encyclop
edia of Polymer Science and Engineering , 11巻、Jo
hn Wiley & Sons Inc., New York, 1988, 648〜718 頁
に示されている。
【００３４】本発明における使用に好適な他の熱可塑性
ポリマーは当該分野及び文献に公知の種々のＡＢＳタイ
プコポリマーである。そのようなポリマーは通常アクリ
ロニトリル、４〜８個の炭素原子を有する共役ジエン
（ブタジエンが好ましい）、及び８〜約12個の炭素原子
を有するビニル置換芳香族（スチレンが好ましい）のグ
ラフトコポリマーであり、しばしばアクリロニトリル−
ブタジエン−スチレンコポリマーと呼ばれる。３成分混
合物の総重量を基準としてアクリロニトリルの量は通常
約10〜約40重量パーセントであり、スチレンの量は通常
約20〜約70重量パーセントであり、ブタジエンの量は通
常約20〜約60重量パーセントである。ＡＢＳコポリマー
は通常スチレン−アクリロニトリルコポリマー及びスチ
レン−アクリロニトリルグラフトポリブタジエンゴムの
混合物であり、アクリロニトリル、ブタジエン及びスチ
レンモノマーより製造されるターポリマーを用いてもよ
い。ブタジエンのかわりに、他の共役ジエン、例えばイ
ソプレン、ペンタジエン、ジメチルブタジエン、ジメチ
ルペンタジエン等も用いてよい。同様に、スチレンのか
わりに、ビニルトルエン、α−メチルビニルトルエン、
α−メチルスチレンを用いてもよい。アクリロニトリル
が通常用いられるが、他のビニルシアニド、例えばメタ
クリロニトリル、エタクリロニトリル、等を用いてもよ
い。これら及び用いてよい他のＡＢＳタイプコポリマー
の例は、Encyclopedia of Polymer Science and Engine
ering ，１巻、John Wiley & Sons Inc., New York, 1
985, 388〜426 頁に示されている。
【００３５】本発明において用いてよい他の熱可塑性ポ
リマー成分は当該分野及び文献に公知のポリビニルクロ
リド及びその種々のコポリマーである。ポリビニルクロ
リドコポリマーは通常ビニルクロリドモノマー及びビニ
ル成分モノマーより製造される。「ビニル成分」とは、
ビニルクロリド以外のビニルタイプモノマーを意味す
る。そのようなモノマーは当該分野及び文献に公知であ
り、エステル部分が１〜12個の炭素原子を有するアクリ
ル酸のエステル、例えばメチルアクリレート、エチルア
クリレート、ブチルアクリレート、オクチルアクリレー
ト、シアノエチルアクリレート；ビニルアセテート；エ
ステル部分が１〜12個の炭素原子を有するメタクリル酸
のエステル、例えばメチルメタクリレート、エチルメタ
クリレート、ブチルメタクリレート；スチレン及び合計
８〜15個の炭素原子を有するスチレン誘導体、例えばα
−メチルスチレン、ビニルトルエン、クロロスチレン；
ビニル；ナフタレン；合計４〜８個の炭素原子を有する
ジオレフィン、例えばブタジエン、イソプレン、及びク
ロロプレンのようなハロゲン化ジオレフィン；２〜10、
好ましくは２〜４個の炭素原子を有するモノオレフィ
ン、並びにこれらの混合物を含む。少なくとも約70、好
ましくは約80〜約93重量パーセントのビニルクロリド繰
り返し単位を含むコポリマーを製造するため所定量のビ
ニルクロリドモノマーが用いられる。コポリマーの残り
は、１種以上の上記ビニル成分モノマー、例えばビニル
アセテートである。従って、ビニル成分モノマーの量
は、コポリマーの製造に用いる場合、約30重量パーセン
ト以下、好ましくは約７〜約20重量パーセントのビニル
成分繰り返し単位である。また上記ポリビニルクロリド
タイプポリマー及びコポリマーには約57〜約72重量パー
セントの総塩素含量を有する塩素化ポリビニルクロリド
ポリマー(CPVC)及びコポリマーが含まれる。これら並び
に用いてよい他のビニルクロリドタイプポリマー及びコ
ポリマーはEncyclopediaof Polymer Science and Engin
eering ，17巻、John Wiley & Sons Inc., NewYork, 1
989, 295〜376 頁に示されている。
【００３６】本発明において用いてよい他の熱可塑性ポ
リマー成分は、実際には１種以上の環含有ポリエステル
ブロック及び１種以上の非環式ポリエーテルブロックを
含むコポリエーテルエステルブロックコポリマーである
ポリエステルエーテルポリマーである。ポリエステルブ
ロックは通常約２〜約10個の炭素原子を含むジオールに
より芳香族含有ジカルボン酸もしくはジエステル、例え
ばテレフタル酸、ジメチルテレフタレート等より製造さ
れる。非環式ポリエーテルは通常約３〜４個までの酸素
原子を含む合計約３〜約12個の原子（残りの原子は炭化
水素原子である）を有するポリアルキレンオキシドグリ
コールより製造される。ポリエステルエーテルポリマー
は下式、 −（環含有ポリエステル−ｂ−非環式ポリエーテル) n で表わされる。そのようなポリエステルエーテルコポリ
マーはDuPont製のHytrelのように市販入手可能であり、
ポリブチレンテレフタレート−ｂ−ポリ（オキシテトラ
メチレン）ブロックコポリマーが好ましい。これら及び
用いてよい他のポリエステル−エーテルコポリマーの例
はEncyclopedia of Polymer Science andEngineering,
12巻、John Wiley & Sons Inc., NY, 1988, 49〜52頁
並びに米国特許第 2,623,031号、 3,651,014号、 3,76
3,109号、及び 3,896,078号に示されている。
【００３７】本発明において用いてよい他の熱可塑性ポ
リマー成分は、典型的にはＳＡＮ、すなわちスチレン−
アクリロニトリルコポリマーとして公知のスチレン及び
アクリロニトリルのコポリマーである。そのようなコポ
リマーは乳濁、懸濁、もしくは連続塊重合により製造さ
れ、主にスチレンモノマーより製造される。用いてよい
スチレン以外のコモノマーはビニルアセテート、メチル
アクリレート、及びビニルクロリドを含む。これら及び
ＳＡＮタイプポリマーの詳細な記載はEncyclopedia of
Polymer Science and Engineering , １巻、John Wiley
& Sons Inc.,New York, 1985, 452〜470 頁に示され
ている。
【００３８】本発明において用いてよい他の熱可塑性ポ
リマー成分は、エステル部分が典型的には１〜約16個の
炭素原子を含むアルキルであるアクリルもしくはメタク
リル酸の種々のエステル、３〜約10個の炭素原子を含む
２級分枝鎖アルキルエステル、３〜約８個の炭素原子を
含むオレフィンアルコールのエステル、約３〜約10個の
炭素原子を含むアミノアルキルエステル、約２〜約10個
の炭素原子を含むエーテルアルコールのエステル、約４
〜約12個の炭素原子を含むシクロアルキルエステル、又
は約２〜約10個の炭素原子を含むグリコールジアクリレ
ートである。しばしば種々のアクリレートのコポリマー
及びそのブレンドが用いられる。通常の市販入手可能な
アクリレートの例は、メチルアクリレート、エチルアク
リレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリ
レート、２−エチルヘキシルアクリレート、等を含む。
種々のメタクリレートの例は、メチルメタクリレート、
エチルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イ
ソデシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、
等を含む。これら及び用いてよい他のアクリレートもし
くはメタクリレートエステルはEncyclopedia of Polyme
r Science and Engineering , １巻、John Wiley & Son
s Inc., New York, 1985, 234〜325 頁に示されてい
る。
【００３９】本発明において用いてよい他の熱可塑性樹
脂は、ポリ（フェニレンエーテル）である。用いてよい
最も重要なポリマーは、ポリ（２，６−ジメチル−１，
４−フェニレンエーテル）である。他のポリマーはポリ
（２，６−ジフェニル−１，４−フェニレンエーテ
ル）、ポリ（２−メチル−６−フェニルフェノール）、
並びに２，６−ジメチルフェノールと２，６−ジフェニ
ルフェノールのコポリマーを含む。ポリスチレンとポリ
（フェニレンエーテル）のブレンドも用いてよい。これ
ら及び用いてよい他のポリ（フェニレンエーテル）化合
物はEncyclopedia of Polymer Science and Engineerin
g , 13巻、John Wiley & Sons Inc., NY, 1988, １〜30
頁に示されている。
【００４０】ポリスルホンは、本発明において用いてよ
い他の熱可塑性ポリマー成分を構成する。ポリスルホン
は通常主ポリマー鎖に芳香族核を及びスルホン基を含む
高分子量ポリマーと分類される。「ポリスルホン」と
は、オレフィン及び二酸化硫黄のラジカ誘導共重合によ
り製造されるポリマー種を示す。ポリスルホンは通常高
ガラス転移温度、すなわち 180℃〜約 250℃を有する透
明な、硬質、靭性熱可塑性樹脂であり、鎖の硬さは比較
的不動性のフェニル及び SO2基より得られる。種々のポ
リスルホンの例は、ビスフェノールＡポリスルホン、ポ
リアリールエーテルスルホン、ポリエーテルスルホン、
ポリフェニルスルホン、等を含む。これら及び用いてよ
い他のポリスルホンの例は、Encyclopedia of Polymer
Science and Engineering , 13巻、John Wiley & Sons
Inc., New York, 1988, 196〜211頁に示されている。
【００４１】種々のポリブチレンポリマーも本発明にお
いて用いてよく、高分子量、主にアイソタクチックポリ
（１−ブテン）ホモポリマー又はコポリマーより得られ
る。これら並びに用いてよい他の種々のポリブチレンポ
リマーの例は、Encyclopediaof Polymer Science and E
ngineering , ２巻、John Wiley & Sons Inc., 590〜6
05 頁に示されている。
【００４２】ポリエチレン及びその種々の形状は、特定
の加工温度において不混和性であり、異なる粘度を有す
る他の熱可塑性コポリマーと共に用いてよい他の種の熱
可塑性コポリマーを構成する。種々のポリエチレンの例
は、線状ポリエチレン、例えば超低密度ポリエチレン、
線状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、高分子
量高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、及び
種々の分枝ポリエチレン、例えば低密度ポリエチレン等
を含む。これら及び用いてよい他のポリエチレンポリマ
ーの例はEncyclopedia of Polymer Science and Engine
ering , ６巻、John Wiley & Sons Inc., New York, 19
86, 383〜522 頁に示されている。
【００４３】本発明において用いてよいさらに他のタイ
プの熱可塑性ポリマー成分は、種々のポリプロピレンポ
リマー、例えばアイソタクチックポリプロピレン等であ
る。エチレン及びプロピレンの種々のコポリマーがポリ
プロピレンポリマー及びポリエチレンポリマーの分類内
にあることが理解される。種々のポリプロピレンポリマ
ーの記載は、Encyclopedia of Polymer Science and En
gineering , 13巻、John Wiley & Sons Inc., New Yor
k, 1988, 464〜531 頁にみられる。
【００４４】本発明における使用に好適な他の熱可塑性
ポリマー成分は、結晶ポリスチレン、耐衝撃性ポリスチ
レン等を含むポリスチレンである。そのようなポリマー
は当該分野に公知であり、本発明における使用に好適な
その例は、Encyclopedia ofPolymer Science and Engin
eering , 16巻、John Wiley & Sons Inc., New York, 1
989, １〜246 頁に示されている。
【００４５】本発明により、望ましくは２種もしくはそ
れ以上の上記タイプの熱可塑性ポリマー成分が選ばれ、
これは前記のように、互いに関し通常不混和性であり、
特定の加工温度において比較的異なる粘度を有し、通常
加工温度において分解せず、高剪断下混合され繊維が混
入した２相もしくは多相組成物を与え、ここでこの２つ
もしくはそれ以上の異なる熱可塑性ポリマーはすべての
成分に対する良好な機械相溶性、すなわち各成分に対し
相互に良好な接着性を有する。予想外なことに、きわめ
て滑らかな表面層が形成され、これは実質的に繊維を含
まない。種々の特定の熱可塑性ポリマーの多数の組み合
せが存在するが、上記指針に従った望ましい組み合せは
当業者により容易に決定される。従って、ポリビニルク
ロリド（塩素化ポリビニルクロリドを含む）及びポリカ
ーボネートの繊維強化ブレンドを用いてよく、ポリビニ
ルクロリド（塩素化ポリビニルクロリド）及びＡＢＳタ
イプコポリマーの繊維強化ブレンドを用いてよく、並び
に一成分がポリウレタンであり、第２の成分が PET, PE
TG、ポリカーボネート、ポリアセタール、又はＡＢＳコ
ポリマーである上記のような繊維強化ブレンドを用いて
よい。２成分系が通常好ましいが、本発明は繊維の存在
下高剪断下で混合される３種以上の上記熱可塑性ポリマ
ー成分を有する多成分組成物も包含する。本発明の好ま
しい実施態様に係る２成分熱可塑性ブレンドにおける不
混和性熱可塑性ポリマー成分に対する熱可塑性ポリマー
成分の量は約15〜約85重量パーセント、望ましくは約25
〜約75重量パーセント、好ましくは約40〜約60重量パー
セントである。２種より多い熱可塑性ポリマー成分を用
いる場合、熱可塑性ポリマー成分の１つの量は上記範囲
内にあり、残りの２種以上の熱可塑性成分はその差を構
成し、すなわちすべての成分の合計は 100重量パーセン
トとなる。望ましくは、残りの２種以上の成分は各々少
なくとも15重量パーセント望ましくは少なくとも20もし
くは25重量パーセントの量存在する。
【００４６】本発明に従い、短い繊維が熱可塑性不混和
性ポリマー成分に加えられ繊維強化成形組成物が提供さ
れる。用いてよい有機繊維のタイプは、本発明の熱可塑
性ポリマー成分の混合の間溶融しないものに限定され
る。そのような有機繊維の例は、アラミド、すなわち芳
香族ポリアミド繊維、並びに種々のアラミドハイブリッ
ド、例えばアラミド／炭素、アラミド／炭素／ガラス、
及びアラミド／ガラス複合体を含む。通常、ガラス繊維
のような当該分野及び文献に公知のものを含むあらゆる
タイプの無機繊維を用いてよい。無サイズもしくは、好
ましくはサイジングした、特に細断したガラス繊維、す
なわち１／８〜２インチの長さの短いガラス繊維が好ま
しく、平均長さが１／８〜１／２インチの繊維が最も好
ましい。マトリックスポリマー、特に粘性不混和性ポリ
マーによる剪断混合のため、短い繊維の大部分はより短
い繊維に破壊され、それにより前記剪断された繊維は典
型的には約0.２〜約３μｍの長さに低下する。用いてよ
い通常のガラス繊維は「Ｅ」タイプガラス繊維であり、
これは実質的にアルカリ金属塩を含まず、そして約500,
000psiの引張強さ、約10,500,000psi の弾性率、及び約
0.0001〜0.001 インチの繊維直径を有する。連続ガラス
ロービングも用いてよく、その後所望の長さに細断され
る。「Ｓ」粉砕繊維として公知のより小さなガラス繊維
も市販入手可能であり、しかしその大きさ範囲はより小
さく及びせまく、典型的には長さ１／32〜１／８インチ
である。他の好適な無機繊維は、炭素繊維、炭素／ガラ
スハイブリッド繊維、硼素繊維、グラファイト繊維、等
を含む。種々のセラミック繊維、例えばアルミナシリカ
繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維等、並びに種々の金
属繊維、例えばアルミニウム繊維、ニッケル繊維、ステ
ンレススチール繊維等も用いてよい。非ガラス繊維の長
さは通常ガラス繊維と同じであり、従って最初に長さ約
１／８〜約２インチであってよく、望ましくは種々の熱
可塑性ポリマー成分と剪断混合する前に約１／８〜約１
／２の平均長さを有する。繊維は、不混和性熱可塑性ポ
リマー成分及び繊維の総重量を基準として約５〜約60重
量パーセント、望ましくは約15〜約50重量パーセント、
好ましくは約25〜約45重量パーセントで２種以上の熱可
塑性ポリマー成分と混合される。
【００４７】繊維強化熱可塑性成形ブレンドは、まず種
々の成分を配合し、貯蔵及びその後の使用に好適な形成
にし、次いで好適な温度で加工し成形品を形成すること
により製造される。配合工程は通常、用いられる２種以
上の不混和性熱可塑性成分並びに繊維をバンバリー、二
軸押出機、Buss Kneader等のような少なくとも中程度の
剪断を有する混合装置に加え、そして繊維が混入した２
相もしくは多相が得られるまで混合することを含む。混
合温度は成形操作の加工温度とほぼ同じであるが、10゜
Ｆもしくは20゜Ｆ高くても低くてもよい。成形品もしく
は組成物の物性を低下させる繊維の過度の破壊を避ける
ため、繊維は通常混合装置内で溶融体が発生した後に加
えられる。剪断混合は種々の成分が消失するまで続けら
れ、過混合は望ましくない長さの繊維にしてしまうので
避けられる。熱可塑性ポリマー成分及び繊維の得られる
混合物もしくはブレンドは通常固体を形成するよう冷却
され、次いで最終製品もしくは組成物の形成に用いられ
る成形装置における使用に好適な大きさの粒子に粉砕さ
れる。
【００４８】所望により、少量の他の成形添加剤を不混
和性熱可塑性樹脂配合ポリマーと混合してよい。例え
ば、成形プレートよりきれいな剥離を得るため離型剤を
加えてよい。二酸化チタンのような不透明顔料、炭酸カ
ルシウム、タルク、カーボンブラック、シリカ、クレー
等のような充填剤顔料を加えてよい。成形品に色を与え
るため着色顔料もしくは有機染料のような着色剤を加え
てよい。通常そのような添加剤は、用いる場合、マトリ
ックスポリマー及び強化繊維の重量を基準として成形組
成物の約25重量パーセント未満、望ましくは15重量パー
セント未満、好ましくは10もしくは５重量パーセント未
満含む。他の添加剤、例えば約15重量パーセント以下の
Teflon粉末、又は約２重量パーセント以下のシリコーン
油をベアリング用に用いてよく、約12重量パーセント以
下のステンレススチール繊維を導電性もしくはＥＭＲ波
に対する遮断用に用いてよい。
【００４９】混入した繊維及び種々の所望の成形添加剤
を含む配合した不混和性熱可塑性成形組成物は通常高剪
断条件下成形される。すなわち、配合成形工程は約少な
くとも10、望ましくは少なくとも100 、好ましくは少な
くとも500sec-1のような中〜高剪断を用い、一方射出成
形のような実際の最終生成物もしくは製品形成工程は少
なくとも100 、望ましくは少なくとも500 、より望まし
くは少なくとも800sec-1のような高剪断を必要とする。
高剪断条件、すなわち少なくとも100sec-1の剪断速度は
本発明のきわめて滑らかな表面特性を得るため必要であ
る。典型的には必要な高剪断加工速度を発生する従来の
加工装置を用いてよい。その例はプランジャーもしくは
より好ましくは往復スクリューを用いるものを含む種々
の射出成形機を含む。本発明の滑らかな表面製品を形成
するに好適な高剪断条件が発生する限り、種々の射出吹
込成形機を用いてよい。
【００５０】加工温度は用いられる特定の異なる熱可塑
性成分のタイプにより異なり、通常約200 〜約 300℃で
あるが、それ以上もしくは以下の温度を用いてもよい。
例えば、ガラス繊維の存在下熱可塑性ポリウレタンをポ
リカーボネートと混合する場合、加工温度は通常約240
〜約 260℃である。ＰＶＣとポリカーボネート及びガラ
ス繊維の混合は約225 〜約 240℃で行なわれる。さらに
他の例は、典型的には約240 〜約 255℃の温度で混合さ
れる熱可塑性ポリウレタン、ポリアセタール、及びガラ
ス繊維のブレンドである。熱可塑性ウレタン、ＰＥＴ、
及びガラス繊維のブレンドは約245 〜約 265℃の温度で
混合される。
【００５１】熱可塑性組成物は本発明の種々の態様によ
り形成され、例えば、熱可塑性成分の分解温度以下であ
る加工温度において相対的に異なる粘度を有する不混和
性熱可塑性成分の繊維との混合は、２相を有しそして繊
維が混入した内部を有する本質的に１つの熱可塑性成分
を含む滑らかな表面層を有しかつ耐衝撃性、高加熱撓
み、高曲げ弾性率のようなすぐれた物性を有する機械的
に相溶性の最終生成物を生ずる。例えば、熱可塑性ポリ
ウレタンを約50／50重量パーセントでＰＥＴと配合し、
２成分が約25重量パーセントのガラス繊維を含む場合、
以下の物性が典型的である。室温において1.０ft. lbs.
／インチ以上、通常少なくとも2.０ft. lbs.／インチの
ノッチ付アイゾット耐衝撃性、264psiにおいて少なくと
も 200゜Ｆ、通常少なくとも 250゜Ｆの加熱撓み温度、
少なくとも700,000psi、通常少なくとも1,000,000psi、
さらには少なくとも1,500,000psiの引張弾性率、並びに
少なくとも700,000psi、通常少なくとも1,000,000psi、
さらには少なくとも1,200,000psiの曲げ弾性率。
【００５２】高い剛性（例えば高引張弾性率及び高曲げ
弾性率）、高加熱撓み、及びすぐれたメルトフローのよ
うなきわめて良好な物性のため、多くの最終用途が存在
する。さらに、得られる滑らかな表面に関し、これは保
ってよく、又は粗い粒子もしくは他の装飾表面を与える
ため成形品表面を変える又は低光沢を与えるため曇らせ
てよい。本発明の成形組成物の特に望ましい最終用途は
ハウジング、フェンダー等並びに自動車の水平面であ
る。従って、この成形品は自動車フード、フェンダー、
屋根等であってよい。本発明の成形組成物は、ポリウレ
タンが豊富な表面を含む限り、プライマーを必要とせ
ず、ポリウレタンベースペイントのような種々の産業用
ペイントコーティングに対しすぐれたペイント接着を提
供する。本発明は以下の具体例を参照することによりさ
らに理解されるであろう。
【００５３】例１ 熱可塑性ウレタン／ポリカーボネート／ガラス繊維 35パーセント熱可塑性ウレタン(TPU) 、すなわちＭＤＩ
及び１，４−ブタンジオールを用いてポリエステル中間
体より製造されたThe BFGoodrich Company製のEstane 5
8137；35パーセントポリカーボネート、すなわち Dow C
alibre 300−22；及び30パーセントガラス繊維の複合体
を Warner-Pflieder配合二軸スクリュー押出機で製造し
た。ＴＰＵは100sec-1剪断速度及び 260℃において20／
１，Ｌ／Ｄ、キャピラリー流動計で７〜８×102 ポアズ
の低粘度を特徴とした。ポリカーボネートは 260℃で７
〜９×103 ポアズの高い粘度を特徴とした。ガラスは１
／４インチ「Ｅ」ガラスであった。
【００５４】ＴＰＵ及びポリカーボネートを 100℃で２
時間乾燥した。次いでＴＰＵ及びポリカーボネート粒子
を Warner-Pflieder配合二軸押出機においてこの押出機
の後方の口から加え混合した。この物質を混合しそして
約 240℃に加熱後、ガラスを加えた。 260℃でこの複合
体ブレンドをスパゲッティダイを通し押出し、空冷し、
ペレットに細断した。
【００５５】このペレットを 105℃で２時間乾燥した。
物性金型内で射出成形を行った。金型温度は50℃にセッ
トした。達成された溶融温度は 252℃であった。同じ条
件下でガラス充填したＴＰＵ及びガラス充填したポリカ
ーボネートを製造した。
【００５６】物理データを表１に示す。
【表１】
【００５７】この例は、ポリカーボネート／ガラスを成
形できない条件でのＴＰＵ／ポリカーボネート／ガラス
ブレンドのすぐれた滑らかさを示している。このブレン
ドは高温において成形したポリカーボネート／ガラスよ
りすぐれた滑らかな表面仕上げを有する。35％TPU ／35
％PC／30％ガラスブレンドの物性は70％PC／30％ガラス
ブレンドと同じである。引張強さはすぐれており、引張
弾性率及び加熱撓み温度はＰＣ／ガラスブレンドの特性
に近い。
【００５８】特性の組み合せは独特であり、低粘度ＴＰ
Ｕ／ガラス複合体と同様の表面及びメルトフロー並びに
高粘度ＰＣ／ガラス複合体に近い物性は予想外である。
【００５９】例２ ビニル／ポリカーボネート／ガラス繊維 35パーセントビニル化合物、すなわちThe BFGoodrich C
ompany製のポリビニルクロリド化合物、Geon 87241；35
パーセントポリカーボネート、すなわち Dow Calibre 3
00−22；及び30パーセントガラス繊維の複合体を Warne
r-Pflieder配合二軸押出機で製造した。ビニルは100sec
-1剪断速度及び 230℃において20／１，Ｌ／Ｄ、キャピ
ラリー流動計において２〜４×103 ポアズの低粘度を特
徴とした。ポリカーボネートは 230℃で３〜５×104 ポ
アズの高い粘度を特徴とした。ガラス繊維は１／４イン
チ「Ｅ」ガラスであった。
【００６０】ポリカーボネートを 100℃で２時間乾燥
し、ビニルはそれ以上乾燥しなかった。次いでビニル及
びポリカーボネートを Warner-Pflieder配合二軸押出機
で混合した。下に向ってガラス繊維を加えた。配合押出
機で混合を続けた。 237℃で、この複合体ブレンドをス
パゲッティダイを通し押出し、空冷し、ペレットに細断
した。
【００６１】同じ条件下70：30重量比でビニル／ガラス
繊維を製造した。ダイでの溶融温度が 277℃であること
を除き同じ条件で70：30重量比のポリカーボネート／ガ
ラス繊維対照を製造した。ペレットを 105℃で２時間乾
燥した。50℃の温度の物性金型で射出成形を行った。溶
融温度は 229℃であった。
【００６２】70：30重量比のビニル／ガラスの対照化合
物を同じ条件下で製造した。配合押出機内で 271℃にお
いて70：30重量比のポリカーボネート／ガラスの対照化
合物を製造した。
【００６３】物性データを表２に示す。
【表２】
【００６４】この例は、ポリカーボネート／ガラスを成
形できない条件においてビニル／ポリカーボネート／ガ
ラスブレンドがすぐれた滑らかさを与えることを示して
いる。このブレンドは高温において成形したポリカーボ
ネート／ガラスよりすぐれた滑らかな表面仕上げを有す
る。
【００６５】ビニル／ＰＣ／ガラスブレンドの物性は、
弾性率がビニル／ガラスブレンド及びＰＣ／ガラスブレ
ンドより高く、加熱撓み温度がビニル／ガラス及びＰＣ
／ガラスの平均加熱撓み温度より高い。
【００６６】この特性の組み合せは、低粘度ビニル／ガ
ラス複合体と同様の表面及びメルトフロー並びにＰＣ／
ガラス複合体に近い物性が独特である。
【００６７】例３ ビニル／ポリカーボネート 35パーセントビニル化合物、すなわちThe BFGoodrich C
ompany製のポリビニルクロリド化合物Geon 87241；35パ
ーセントポリカーボネート、すなわち Dow Calibre 300
−22；及び30パーセントガラスの複合体をBuss Kneader
回転往復配合機で製造した。ビニル化合物は100sec-1剪
断速度 210℃において20／１，Ｌ／Ｄキャピラリー流動
計で0.５〜1.５×104 ポアズの低粘度を特徴とした。ポ
リカーボネートは 210℃において20／１，Ｌ／Ｄ流動計
で0.５〜1.５×105 ポアズの高い粘度を特徴とした。
【００６８】ビニル化合物及びポリカーボネートをBuss
Kneaderで混合した。ブレンドを溶融後、Buss Kneader
の口からガラスを加え、ブレンドに混合し、 210℃の化
合物温度を達成した。この化合物を 210℃で冷 (50℃)
金型に射出成形し、滑らかな製品を形成した。表面の粗
さはTaylor-Hobson Surtronic 10粗さゲージで測定し0.
６μｍであった。このデータは異なるタイプの配合機で
配合した場合のビニル／ポリカーボネート／ガラスの良
好な表面外観を示す。
【００６９】例４ ビニル／ＡＢＳ／ガラス 35パーセントビニル化合物、すなわちThe BFGoodrich C
ompany製のポリビニルクロリド化合物Geon 87241；35パ
ーセントＡＢＳ、Bolcof製のTaitalac 6000 ；及び30パ
ーセントガラスの複合体をBuss Kneader回転往復配合機
で製造した。ビニル化合物は100sec-1剪断速度 210℃に
おいて20／１，Ｌ／Ｄキャピラリー流動計で0.５〜1.５
×104 ポアズの低粘度を特徴とした。ＡＢＳは1.８×10
4 ポアズのわずかに高い粘度を特徴とした。ガラスは１
／４インチ「Ｅ」ガラスであった。
【００７０】ビニル化合物及びＡＢＳをBuss Kneaderで
混合した。ブレンドを溶融後、BussKneaderの口からガ
ラスを加えブレンドに混合し、 207℃の溶融温度を達成
した。この化合物を 210℃で冷 (50℃) 金型に射出成形
し、Taylor-Hobson Surtronic 10粗さゲージで測定し0.
７μｍの表面粗さを有するプラックを形成した。このデ
ータは異なるタイプの配合機で配合した場合のビニル／
ＡＢＳ／ガラスの良好な表面外観を示す。
【００７１】例５ 熱可塑性ウレタン／ポリアセタール／ガラス 53パーセントポリウレタン(Estane 58137)、17パーセン
トポリアセタール(Delrin 900)、及び30パーセントガラ
ス繊維の複合体を Warner-Pflieder配合二軸押出機で製
造した。ガラスは１／４インチ細断「Ｅ」ガラスであっ
た。
【００７２】ＴＰＵ及びポリアセタールを 100℃で２時
間乾燥した。次いでＴＰＵ及びポリアセタールの粒子を
Warner-Pflieder配合二軸押出機に加え混合した。混合
し、約 240℃に加熱後、ガラスを加えた。配合押出機で
混合を続けた。この複合体ブレンドを約 260℃でスパゲ
ッティダイを通し押出し、冷却し、ペレットに細断し
た。
【００７３】このペレットを 105℃で４時間乾燥した。
物性金型内で射出成形を行った。金型温度は45℃にセッ
トした。達成した溶融温度は 250℃であった。
【００７４】物性データを表３に示す。
【表３】 このデータは、このＴＰＵ／ポリアセタールブレンドに
30パーセントガラスを有する滑らかな表面を有すること
及び良好な物性を含むことができることを示している。
【００７５】例６ 熱可塑性ウレタン／ポリエチレンテレフタレート／ガラ
ス 35パーセント熱可塑性ウレタン(Estane 58137)、35パー
セントポリエチレンテレフタレート（再生ビン樹脂）、
及び30パーセントガラス繊維の複合体を実験室サイズ W
arner-Pflieder配合二軸押出機で製造した。ＴＰＵは10
0sec-1剪断速度及び 260℃において20／１，Ｌ／Ｄキャ
ピラリー流動計で測定し、７〜８×102ポアズの低粘度
を特徴とした。ＰＥＴは100sec-1剪断速度及び 260℃に
おいて20／１，Ｌ／Ｄキャピラリー流動計で測定し、６
〜15×103 ポアズの高粘度を特徴とした。ガラスは１／
４インチ細断「Ｅ」ガラスであった。
【００７６】ＴＰＵ及びＰＥＴは 100℃で２時間乾燥し
た。次いでＴＰＵ及びＰＥＴの粒子を Warner-Pflieder
配合二軸押出機に加え混合した。混合し約 240℃に加熱
後、ガラスを加えた。配合押出機で混合を続けた。 260
℃でこの複合体ブレンドをスパゲッティダイを通し押出
し、空冷し、ペレットに細断した。
【００７７】このペレットを 105℃で２時間乾燥した。
物性金型内で射出成形を行った。金型温度は45℃にセッ
トした。達成した溶融温度は 250℃であった。ガラス充
填した熱可塑性ウレタン及びガラス充填したＰＥＴを同
じ条件で製造した。
【００７８】物理データを表４に示す。
【表４】
【００７９】この例はＰＥＴを成形できない条件での T
PU／ PET／ガラスブレンドのすぐれた滑らかさを示して
いる。 TPU／ PET／ガラスブレンドはＰＥＴ／ガラスよ
り良好なメルトフローを有しそしてＴＰＵ／ガラスより
良好な弾性率及び加熱撓み温度を有する。これは独特か
つ有効な組み合せであり、通常の 110℃よりずっと低い
45℃の成形温度を用いて達成される。
【００８０】例７及び８ 熱可塑性ウレタン／ポリエチレンテレフタレート／ガラ
ス 35パーセント熱可塑性ウレタン(Estane 58137)、35パー
セントポリエチレンテレフタレート（再生ビン樹脂）、
及び30パーセントガラス繊維の複合体を実験室サイズ W
arner-Pflieder配合二軸押出機で製造した。ＴＰＵは10
0sec-1剪断速度及び 260℃において20／１，Ｌ／Ｄキャ
ピラリー流動計で測定し、７〜８×102ポアズの低粘度
を特徴とした。ＰＥＴは100sec-1剪断速度及び 260℃に
おいて20／１，Ｌ／Ｄキャピラリー流動計で測定し、６
〜15×103 ポアズの高粘度を特徴とした。ガラスは１／
４インチ細断「Ｅ」ガラスであった。
【００８１】ＴＰＵ及びＰＥＴは 100℃で２時間乾燥し
た。次いでＴＰＵ及びＰＥＴの粒子を Warner-Pflieder
配合二軸押出機に加え混合した。混合し約 240℃に加熱
後、ガラスを加えた。配合押出機で混合を続けた。 260
℃でこの複合体ブレンドを押出機の末端にセットした水
中ペレットダイを通し押出した。ダイ表面でナイフ切断
したストランドをペレットに細断した。
【００８２】このペレットを 105℃で４時間乾燥した。
物性金型内で射出成形を行った。金型温度は45℃にセッ
トした。ＴＰＵが30重量パーセント、ＰＥＴが30重量パ
ーセント、及びガラスが40重量パーセントである第２の
同様の例を製造した。
【００８３】物理データを表５に示す。
【表５】
【００８４】表５より明らかなように、すぐれた高引張
弾性率、曲げ弾性率、加熱撓み温度、耐衝撃性等を有す
る繊維強化熱可塑性組成物が得られ、その表面はきわめ
て滑らかであった。表面が本質的にウレタン豊富である
ので、下塗せず容易にペイント可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェームズ ウィリアム サマーズ アメリカ合衆国，オハイオ 44148，ベ イ ビレッジ，ウォルフ ロード 29751 (72)発明者 エドワード マイケル フェーバー アメリカ合衆国，オハイオ 44011，エ イボン レイク，ロング ロード 3981 (56)参考文献 特開 昭63−196649（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−222144（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−272656（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−8057（ＪＰ，Ａ) 特公 昭47−22449（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C08L 75/04 - 75/12 C08L 101/00 - 101/08 C08K 7/14

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも一種の不混和性熱可塑性ポリ
    マー成分を有する熱可塑性ポリウレタンポリマー成分を
    含む滑らかな表面の製品形状の繊維強化ブレンドを含ん
    でなる熱可塑性成形製品であって、前記熱可塑性ポリウ
    レタン成分及び前記不混和性熱可塑性ポリマー成分が加
    工温度の高剪断下で異なる粘度を有し、前記低粘度成分
    に対する高粘度成分の粘度比が少なくとも１．５であ
    り、前記ブレンドが繊維を含んで少なくとも１００ sec
    -1 の高剪断下で製造され、前記ブレンド中の前記繊維の
    量が、前記熱可塑性不混和性成分、前記熱可塑性ポリウ
    レタン成分及び前記繊維の総重量を基準として５〜６０
    重量パーセントであり、前記少なくとも一種の不混和性
    熱可塑性成分がＰＥＴ、ＰＥＴＧ、ポリカーボネート、
    ＡＢＳコポリマー、ＰＶＣ、ポリエステル−エーテルの
    コポリマー、ＳＡＮコポリマー、ポリアクリレート、ポ
    リ（フェニレンオキシド）、ポリスルホン、ポリブチレ
    ン、ポリエチレン、ポリプロピレン、もしくはポリスチ
    レンから選ばれ、前記表面の平滑性が０．９μｍ以下で
    ある熱可塑性成形製品。
  2. 【請求項２】 前記繊維を含まない滑らかな表面を有す
    る製品形状の繊維強化熱可塑性ブレンドを含み、前記熱
    可塑性ブレンドが前記熱可塑性ポリウレタン成分及び前
    記不混和性熱可塑性ポリマー成分の総重量を基準として
    １５〜８５重量パーセントの熱可塑性ポリウレタン成分
    及び８５〜１５重量パーセントの不混和性熱可塑性ポリ
    マー成分を含んでなる、請求項１に記載の熱可塑性成形
    製品。
  3. 【請求項３】 前記表面の平滑性が０．６μｍ以下であ
    り、前記不混和性熱可塑性ポリマー成分がＰＥＴであ
    り、前記繊維がガラス繊維であり、前記低粘度成分に対
    する前記高粘度成分の前記粘度比が５〜５０であり、そ
    して前記剪断速度が少なくとも５００ sec-1である、請
    求項１又は２に記載の熱可塑性成形製品。
  4. 【請求項４】 繊維強化された、２相の、熱可塑性ブレ
    ンドを含み、前記製品が熱可塑性ポリウレタン成分及び
    ＰＥＴ、ＰＥＴＧ、ポリカーボネートもしくはＡＢＳコ
    ポリマーから選ばれる不混和性熱可塑性ポリマー成分を
    含み、前記製品が前記熱可塑性ポリウレタン成分に富
    み、前記繊維を含まない表面層を有し、そして２相の内
    部が前記熱可塑性ポリウレタン成分、前記不混和性熱可
    塑性ポリマー成分及び前記繊維を含む、請求項１〜３の
    いずれか１項に記載の熱可塑性成形製品。
  5. 【請求項５】 熱可塑性成形製品の成形方法であって、ａ）少なくとも１００ sec -1 の高剪断下で、 強化繊維を
    前記熱可塑性ポリウレタンポリマー成分及び前記少なく
    とも一種の不混和性熱可塑性ポリマー成分の総重量を基
    準として１５〜８５重量パーセントの熱可塑性ポリウレ
    タン成分及び８５〜１５重量パーセントの少なくとも一
    種の不混和性熱可塑性ポリマー成分と混合すること（前
    記少なくとも一種の不混和性の熱可塑性ポリマー成分
    は、ＰＥＴ、ＰＥＴＧ、ポリカーボネート、ＡＢＳコポ
    リマー、ＰＶＣ、ポリエステル−エーテルのコポリマ
    ー、ＳＡＮコポリマー、ポリアクリレート、ポリ（フェ
    ニレンオキシド）、ポリスルホン、ポリブチレン、ポリ
    エチレン、ポリプロピレンもしくはポリスチレンであ
    り、前記熱可塑性ポリウレタン成分及び前記不混和性熱
    可塑性ポリマー成分は加工温度の前記高剪断下で異なる
    粘度を有し、前記低粘度成分に対する前記高粘度の粘度
    比は１．５〜５０であり、前記ブレンド中の前記繊維の
    量は、前記熱可塑性ポリウレタン成分、前記少なくても
    一種の不混和性熱可塑性ポリマー成分及び前記繊維の総
    重量を基準として５〜６０重量パーセントである）、及
    び ｂ）前記繊維を含まない滑らかな表面層を有する製品を
    形成すること、 の工程を含む方法。
  6. 【請求項６】 前記表面の平滑性が０．９μｍ以下であ
    る、請求項５に記載の方法。
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