JP3505239B2 - 長繊維強化樹脂構造体及びその成形品 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、長繊維で強化されたス
チレン−アクリロニトリル共重合体（以下、ＡＳ樹脂と
呼ぶ）からなる構造体及びその成形品に関する。さらに
詳しくは、優れた物性と構造体としての性状を有し、中
でもこれをペレット化した時のペレット性状が良好で成
形機への樹脂の食い込みが良い長繊維強化樹脂構造体及
びこれを成形してなり、機械的強度が高く繊維分散も良
好な成形品に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ＡＳ樹
脂の強度を向上させるための手段として、ガラス繊維等
の繊維状強化材を配合することが知られており、一般に
はＡＳ樹脂とチョップドストランド等の短繊維を混合
し、押出機で押し出すことにより繊維強化ＡＳ樹脂組成
物の製造が行われている。しかしながら、この方法では
押出機での混練中に繊維の折損が避けられないため、さ
らに高度の機械的強度等の要求には応えることができな
い。これに対し近年は、配合される繊維状強化材が本来
有する性能を充分に引き出す方法として、樹脂を長繊維
で強化する事が検討されている。このような長繊維強化
樹脂は、例えば、連続した強化繊維を引きながら、樹脂
のエマルジョン、溶液あるいは溶融物を用いて含浸させ
る方法により得られる。しかしながら、このような方法
をＡＳ樹脂に適用して得られる長繊維強化ＡＳ樹脂構造
体は、ＡＳ樹脂が脆性材料のため、該構造体の製造過程
におけるペレタイズ、ペレットの移送及び成形前のペレ
ットブレンド等の際にペレット割れが生じ、これに伴っ
て多量の分離ガラスおよび樹脂粉を発生し、成形時のホ
ッパーでのブリッジング、スクリューへの樹脂の食い込
み不良を起こす等の問題があった。これらの問題は、殆
ど剪断力をかけられないという製法上の制約にも起因す
るものであり、ＡＳ樹脂を長繊維で強化する場合に特有
の問題である。このように、長繊維で強化されたＡＳ樹
脂構造体は、その脆性的特性等のため、成形加工性、機
械的強度が充分でなく、その改善が切望されていた。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる課
題を解決するため鋭意検討した結果、長繊維で強化され
たＡＳ樹脂に対し、選択的に特異な効果を発揮する添加
剤を見出し、本発明に到達した。即ち、本発明は (A) スチレン−アクリロニトリル共重合体に (B) 繊維状強化材５〜80重量％（全組成中） (C) ゴム変性スチレン共重合体0.05〜20重量％（全組成
中） を配合してなる長さ３mm以上の構造体で、繊維状強化材
(B) が実質上構造体と同一長さで構造体の長さ方向に実
質的に平行配列している長繊維強化樹脂構造体である。

【０００４】以下、本発明について詳細に説明する。ま
ず、本発明において用いられるＡＳ樹脂(A) とは、公知
の如くスチレンとアクリロニトリルを懸濁重合、乳化重
合、溶液重合等の方法で重合して得られるものであり、
例えば、アクリロニトリル含有量が15〜40重量％のもの
が代表例として挙げられるがこれに限定されるものでは
なく、公知のＡＳ樹脂がいずれも使用できる。

【０００５】次に、本発明で用いられる繊維状強化材
(B) の種類としては特に制約はなく、例えばガラス繊
維、炭素繊維、金属繊維、高融点（高軟化点）の樹脂繊
維等がいずれも使用できる。本発明において、かかる繊
維から選ばれた強化材の配合量は５〜80重量％（全組成
中）であり、得られる強化樹脂構造体と実質上同一長さ
で、構造体の長さ方向に実質的に平行配列した形で配合
される。繊維状強化材(B)の配合量が５重量％未満では
繊維による補強効果は小さく、逆に80重量％を超えると
強化樹脂構造体の調製あるいは成形における加工性が著
しく劣るものとなり、また、繊維量増加に伴う一層の強
度向上も殆ど期待できない。補強効果と加工性のバラン
スを考慮すると、好ましい繊維の配合量は20〜70重量％
であり、特に好ましくは30〜65重量％である。

【０００６】本発明は、上記の如きＡＳ樹脂(A) と繊維
長の長い平行配列した繊維状強化材(B) とからなる強化
樹脂構造体において、さらに選択された特定の添加剤、
即ち、ゴム変性スチレン共重合体(C) を配合したことを
特徴とするものである。ここで用いられるゴム変性スチ
レン共重合体(C) とは、ゴム質重合体に、必須成分とし
てのスチレン及び任意成分としてスチレンと共重合可能
な単量体を所望により加えて重合して得られるグラフト
共重合体である。使用されるゴム質重合体の例として
は、エチレン−プロピレン共重合体（ＥＰＲ）、エチレ
ン−プロピレン−ジエンモノマーの三元共重合体（ＥＰ
ＤＭ）、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合
体、ブタジエン−イソプレン共重合体、アクリルゴム、
ポリイソプレン、ポリクロロプレン等が挙げられる。ま
た、任意成分としてスチレンと共に加えてグラフト共重
合に供される単量体としては、α−メチルスチレン、ア
クリロニトリル、メタアクリロニトリル、アクリル酸ア
ルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル等が例
示される。かかる如くして得られ、本発明において用い
られるゴム変性スチレン共重合体(C) の具体例としては
ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＳＢＳ樹脂、ＭＢＳ樹脂等が
挙げられるが、これらに限定されるものではない。かか
るゴム変性スチレン共重合体(C) は、脆性なＡＳ樹脂に
延性を付与し、ペレタイズ、ペレット移送、ペレットブ
レンド等の際のペレット割れを防ぎ、成形性の改善に寄
与する。本発明において、かかるゴム変性スチレン共重
合体(C) の配合量は0.05〜20重量％（全組成中）であ
る。配合量が0.05重量％未満では延性付与効果が充分で
なく、逆に20重量％を超えると本来ＡＳ樹脂が持つ剛性
が損なわれる場合がある。より好ましい配合量は0.2 〜
10重量％（全組成中）である。

【０００７】本発明において、上記の如き成分からなる
繊維強化樹脂構造体の製造法は特に限定されるものでは
ないが、中でも引き抜き成形による製造法が特に好まし
く用いられる。引き抜き成形は、基本的には連続した繊
維を引きながら樹脂を含浸するものであり、樹脂のエマ
ルジョン、サスペンション、溶液あるいは溶融物を入れ
た含浸浴の中を繊維を通し含浸する方法、樹脂の粉末を
繊維に吹き付けるか樹脂粉末を入れた槽の中を繊維を通
して繊維に樹脂粉末を付着させた後樹脂を溶融し含浸す
る方法、クロスヘッドダイの中を繊維を通しながら押出
機等からクロスヘッドダイに樹脂を供給し含浸する方法
等が知られており、これらの公知の方法がいずれも利用
できる。なかでもクロスヘッドダイを用いる方法は、繊
維状強化材以外の成分を所望の割合で調製し、均一に混
練して供給できるため、本発明の強化樹脂構造体のため
には特に好ましい製造法である。

【０００８】かかる如くして得られる本発明の長繊維強
化樹脂構造体の形状としては特に制約はなく、棒状、テ
ープ状、シート状及び各種異径断面の長尺物が可能であ
るが、一般的にはこれらを適当な長さに切断して成形又
は使用に供される。中でも長さ３〜100mm のペレット状
にするのが好ましく、公知の各種成形加工に供して所望
の成形品を得ることができる。

【０００９】本発明のかかる長繊維強化樹脂構造体に
は、その目的、効果を大きく阻害しない範囲で、他の熱
可塑性樹脂の１種または２種以上を併用することも可能
である。また、目的に応じて所望の特性を付与するた
め、一般に熱可塑性樹脂に添加される公知の物質、例え
ば酸化防止剤、耐熱安定剤、紫外線吸収剤等の安定剤、
帯電防止剤、難燃剤、難燃助剤、染料や顔料等の着色
剤、潤滑剤、滑剤、可塑剤、離型剤、結晶化促進剤、結
晶核剤等をさらに配合することも可能である。また、公
知の各種短繊維あるいはガラスフレーク、マイカ、ガラ
ス粉、ガラスビーズ、タルク、クレー、アルミナ、カー
ボンブラック、ウォラストナイト等の板状、粉粒状の無
機化合物を適当量併用してもよい。

【００１０】また、上記の如き長繊維強化樹脂構造体を
用いて成形してなる成形品においては、繊維状強化材
(B) が１mm以上の重量平均繊維長を維持して分散してい
るのが好ましく、優れた物性の成形品が得られる。特
に、ペレット状の繊維強化構造体を用い、可塑化時及び
樹脂充填時に大きな剪断力が加えられる射出成形によっ
て成形された成形品においては、かかる繊維長の維持が
特に有効である。

【００１１】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 実施例１〜４及び比較例１ ガラスロービングを開繊して引きながらクロスヘッドダ
イを通過させ、押出機からクロスヘッドダイに供給され
るＡＳ樹脂とゴム変性スチレン共重合体の混合溶融物を
含浸させた後、賦形ダイを通してストランドとして引取
り、切断し、表１に示す組成を有する長さ12mmのペレッ
ト状の繊維強化樹脂構造体を得た（実施例１〜４）。一
方、比較のため、ＡＳ樹脂のみを含浸させたペレット状
繊維強化樹脂構造体も調製した（比較例１）。これらの
ペレット状構造体を下記の方法で評価した結果を表１に
示す。 〔成形機への食い込み〕射出成形機でペレット状繊維強
化樹脂構造体を可塑化し成形する際の、スクリューへの
ペレットの食い込み状況を観察し、評価した。 〔分離ガラス及び樹脂粉〕内容積600cc の円筒容器にペ
レット 100ｇを入れ、容器の開口部にフィルターを取付
け、容器に振動を与えながらフィルターの外側より吸引
することにより、分離ガラス及び樹脂粉をフィルターに
て捕捉した。 〔物性〕射出成形により試験片を作成し、ＡＳＴＭ測定
法に準拠して引張強度及び曲げ強度を測定した。 〔成形品中の繊維長〕成形した試験片の樹脂成分を電気
炉中で燃焼させ、残ったガラス繊維の長さを測定し、そ
の重量平均繊維長を求めた。

【００１２】

【表１】

【００１３】注） ゴム変性スチレン共重合体 ＡＢＳ樹脂；セビアン680 （ダイセル化学工業（株）
製） ＡＥＳ樹脂；ＡＥＳ115 （日本合成ゴム（株）製）

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ //(Ｃ０８Ｌ 25/12 Ｂ２９Ｋ 25:00 51:04） Ｃ０８Ｌ 25:12 Ｂ２９Ｋ 25:00 Ｂ２９Ｃ 67/14 Ｃ０８Ｌ 25:12 (56)参考文献 特開 昭54−65756（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−192518（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−167704（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−82717（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−143276（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−179032（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−97806（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08L 1/00 - 101/16 C08J 5/04 - 5/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】(A) スチレン−アクリロニトリル共重合体
   に (B) 繊維状強化材５〜80重量％（全組成中） (C) ゴム変性スチレン共重合体0.05〜20重量％（全組成
   中） を配合してなる長さ３mm以上の構造体で、繊維状強化材
   (B) が実質上構造体と同一長さで構造体の長さ方向に実
   質的に平行配列している長繊維強化樹脂構造体。
2. 【請求項２】構造体が、長さ３〜100mm のペレット状で
   ある請求項１記載の長繊維強化樹脂構造体。
3. 【請求項３】請求項１又は２記載の長繊維強化樹脂構造
   体を用いて成形してなり、繊維状強化材(B) が１mm以上
   の重量平均繊維長で分散してなる成形品。