JP3522795B2 - 樹脂組成物 - Google Patents

樹脂組成物

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  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、鉄鋼プロセスにおい
や鋼と共に発生する鉄鋼スラグを用いた樹脂組成物に
関する。 【0002】 【従来の技術】鉄鋼生産の増加に伴い、発生する鉄鋼ス
ラグ量は増加傾向にある。この鉄鋼スラグは、資源化活
動によりセメント原料,道路用材、肥料及び土壌改良材
として広く利用されている。しかし現状では発生するス
ラグ全量が利用されるまでには至っておらず、このよう
な観点から鉄鋼スラグの新しい利用方法の開発が望まれ
ている。 【0003】また、樹脂分野においては従来アスベスト
が補強材として利用されていたが、健康問題により使用
できなくなり、これに代わってワラストナイトが利用さ
れるようになりつつあるが、比較的高価であるため、こ
れらに代わる安価な樹脂用の補強材が望まれている。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの鉄
鋼分野及び樹脂分野の問題点を一挙に解決しようとする
ものである。すなわち、本発明は、鉄鋼スラグ粉末の新
規な形状を開発し、これを樹脂分野において、アスベス
トやワラストナイト等に代わる新しい補強材料を提供す
るものである。 【0005】 【課題を解決するための手段】本発明はダイカルシウム
シリケート(2CaO・SiO )を50重量%以上
含有し、平均粒径が1〜100μm、アスペクト比が2
〜20である棒状鉄鋼スラグ粉末5〜95%と樹脂5〜
95重量%とから構成されたことを特徴とする樹脂組成
物を提供するものである。 【0006】 【作用】本発明に係る鉄鋼スラグとしては、高炉スラ
グ、転炉スラグ、ステンレススラグ等いずれでもよく、
種類は問わない。本発明では、ダイカルシウムシリケー
ト(2CaO・SiO2 )を50重量%以上含有する鉄
鋼スラグを原料とする。この鉄鋼スラグ原料はダイカル
シウムシリケート(2CaO・SiO2 )の含有率が5
0重量%未満の鉄鋼スラグをまず粗粉砕し、比重選鉱や
浮遊選鉱等の適切な選鉱処理を施し、ダイカルシウムシ
リケート(2CaO・SiO2 )の含有率を50重量%
以上に濃縮したものでもよい。ダイカルシウムシリケー
ト(2CaO・SiO2 )は薄板状又は柱状の結晶であ
り、棒状粉末を得るためにはダイカルシウムシリケート
(2CaO・SiO 2 )を50重量%以上含有すること
が肝要である。ダイカルシウムシリケート(2CaO・
SiO2 )の50重量%未満の含有率の鉄鋼スラグから
は棒状粉末が得にくい。 【0007】本発明に係る棒状鉄鋼スラグ粉末は上記原
料を粉砕して製造することができる。粉砕方法は、ピン
ミル、ハンマークラッシャ、インペラーブレーカ等の衝
撃式粉砕機を用いることが有効である。好ましくはピン
ミルを用いた粉砕方法によると最も高アスペクト比の棒
状粒子が得られる。しかし、特に粉砕機を制約するもの
ではない。粉砕後の棒状粒子混入率が低い場合は、空気
分級や比重分級等の適切な分級処理を施して、棒状粒子
の混入率を高めることができる。 【0008】本発明の棒状粒子の形状は、粉砕条件によ
り異なるが、平均粒径は1〜100μm、アスペクト比
(棒状粒子の長さ/径の比)は2〜20となる。鉄鋼ス
ラグの平均粒径は、例えばレーザー回折式粒度分布測定
装置(CILAS Alcatel社製、「HR85
0」)などの装置によって測定された粒度の累積分布曲
線において、50%の点の粒径値である。平均粒径が1
μm未満では樹脂中に均一混入することが困難となり、
平均粒径が100μmを越えると樹脂の特性を改善する
効果が乏しくなるので好ましくない。さらに好適には5
〜50μmである。 【0009】鉄鋼スラグのアスペクト比は、例えば画像
解析装置(旭化成社製、「IP−1000」)などの装
置によって、粒子300〜500個についてそれぞれ粒
子長さ(長径)と粒子径(短径)を測定し、その平均値
の比(長径/短径)がアスペクト比である。アスペクト
比が2未満では樹脂に混入したとき樹脂強化機能が十分
でない。一方アスペクト比が20を越えると、製品歩留
りが低下し、また樹脂中に混入するとき、均一分散させ
ることが困難となる。従ってアスペクト比を2−20と
した。 【0010】樹脂組成物の配合は、棒状鉄鋼スラグ粉末
5〜95重量%と樹脂5〜95重量%の範囲に限定され
る。限定理由は次のとおりである。棒状鉄鋼スラグ粉末
の混入量が5重量%未満では、混入効果が乏しく、95
重量%を越えると、樹脂の容積が少なくなりすぎて、製
品が樹脂の特性を失い、形状保持できなくなるからであ
る。樹脂の量の限定は、上記棒状鉄鋼スラグ混入量の相
補充である。 【0011】棒状鉄鋼スラグ粉末にステアリン酸エステ
ル、ポリエチレングリコール、シランカップリング剤、
チタネートカップリング剤などの表面処理を施したもの
を使用することができる。樹脂の種類はポリエチレン、
ポリスチレン、ポリプロプレン、塩化ビニル、ポリ酢酸
ビニル、ABS、PBT、POM、ナイロンと何ら制約
を受けない。本発明の樹脂組成物には、必要に応じて他
の樹脂や充填材、難燃剤、滑剤、耐電防止剤、安定剤、
顔料、可塑剤、酸化防止剤、ゴム状物質、紫外線吸収剤
などを配合してもよい。 【0012】樹脂組成物を得る方法は、限定されるもの
ではなく、従来から各樹脂組成物製品に用いられる方法
を採用すればよい。例えば、ミキシングロール、バンバ
リーミキサ、ニーダ、単軸押出機、二軸押出機などの溶
融混練装置を利用することができる。 【0013】 【実施例】ダイカルシウムシリケート(2CaO・Si
2 )含有率90重量%のステンレススラグ(6メッシ
ュ全通)を原料とし、ピンミル(ALPINE社製、K
OLLOPLEX「250Z」)を使用し、ロータ回転
数6000rpm、原料供給量50kg/Hrで粉砕
し、本発明の棒状鉄鋼スラグ粉末を得た。その化学成分
は表1に示す通りである。得られた粉末は平均粒径10
μm、アスペクト比9.6の棒状鉄鋼スラグ粉末であっ
た。 【0014】上記棒状鉄鋼スラグ粉末30重量%と、ポ
リプロピレン樹脂70重量%とからなる組成物を2軸押
出機(東芝機械社製「TEM−35」)にて、シリンダ
ー温度215℃、スクリュウ回転数130rpmにて押
出成形し、ペレットを作製した。ポリプロピレン樹脂
は、JIS K 7116によるメルトフローインデッ
クス(MFI)が9.05g/分、JIS K 711
3及びJIS K 7116に従って測定した引張強
度、曲げ強度、及び曲げ弾性率がそれぞれ2.98、
3.79及び135kgf/mm2 である材料を使用し
た。 【0015】上記試験片を用い、JIS K 7113
及びJIS K 7116に準じて引張試験及び曲げ試
験を実施し、その結果を表2に示した。 〔比較例1〕上記棒状鉄鋼スラグ粉末の代わりに、炭酸
カルシウム粉末(白石カルシウム社製、平均粒径10μ
m、アスペクト比1.2)を使用したこと以外は実施例
と同様にして、ペレット及び試験片を作製し、強度試験
を行い、その結果を表2に示した。 【0016】〔比較例2〕棒状鉄鋼スラグ粉末の代わり
に、ワラストナイト粉末(NYCO社製、平均粒径10
μm、アスペクト比5.9)を使用したこと以外は実施
例と同様にして、ペレット及び試験片を作製し、強度試
験を行い、その結果を表2に示した。表2から明らかな
ように、実施例の樹脂組成物は強度、弾性率とも比較例
に比し優れた成績を示している。 【0017】 【表1】 【0018】 【表2】 【0019】 【発明の効果】本発明の棒状鉄鋼スラグ粉末を樹脂に配
合することにより、炭酸カルシウムやワラストナイトと
比べ、より高い強度特性の樹脂組成物が得られる。よっ
て鉄鋼分野においては新しい鉄鋼スラグの用途が見出さ
れ、また樹脂分野においてはアスベストに代わる比較的
安価な補強材が利用可能となった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI (C04B 26/04 C04B 18:14 18:14) (56)参考文献 特開 昭61−111947(JP,A) 特開 昭52−125493(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 101/00 C01B 33/24 101 C08K 7/02

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 ダイカルシウムシリケート(2CaO・
    SiO )を50重量%以上含有し、平均粒径が1〜
    100μm、アスペクト比が2〜20である棒状鉄鋼ス
    ラグ粉末5〜95重量%と樹脂5〜95重量%からなる
    ことを特徴とする樹脂組成物。
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