JP3540921B2 - 樹脂成形品 - Google Patents
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Description
【技術分野】
本発明はリン片状光輝剤の配向異常による,表面外観品質の低下を抑え,光輝感に優れた樹脂成形品に関する。
【0002】
【従来技術】
従来ウエルドラインの発生を抑えることを目的として開発された樹脂成形品としては,例えば特公平4−27932号公報に示されるものがある。
この場合には,樹脂成形品におけるウエルドラインは,図3に示すごとく,流動過程で流れの先端に金属粒子91のない層が存在するため,樹脂同士の合わさり目に金属粒子91のない樹脂だけのウエルドライン90が形成されるとしている。
そのため,金属粒子91の平均間隔(D)とウエルド幅(H)の関係がD≧Hにあると,金属粒子91のある層とない層の外観差が少ない場合,ウエルドライン90が目立たなくなるとされている。
【0003】
ところで,金属粒子を球状と仮定して金属粒子の平均間隔(D)を算出する式を以下に示す。
D=R( 3√Z−1)
ここに
D:金属粒子の平均間隔
R:金属粒子の平均相当直径
Z=π/(3√2×V)
V:熱可塑性樹脂と金属粒子の合計体積に対する全金属粒子の体積比
【0004】
しかし,上記算出式を仮定することに無理があると考える。
その理由は,プラスチックや塗料に配合されるアルミ粉の形状は,一般的には球状とは言い難く,球状のものを用いるのは稀であり,一般性がない。一般的にはその形状は偏平なリン片状であるから,金属粒子の平均間隔(D)についての前記関係式は成立せず,従って,ウエルド幅(H)との関係も定かとはならない。
また,上記公報においては,ウエルドラインの部分には,金属粒子のない樹脂だけの層が形成されるとしている。
【0005】
これに対して本発明者らが顕微鏡その他によって精密に観察したところ,光輝剤として例えばリン片状光輝剤であるアルミニウム粉末(平均粒子径;14μm)1重量部とポリプロピレン100重量部とを用いて,成形した樹脂成形品の場合には,図1に示すように,ウエルド部に近い程,リン片状光輝剤2が45度ないし垂直に配向する配向異常領域12があることがわかった。
【0006】
そして,この配向異常領域12は,その周囲と比較して,光の反射が少なく,逆に光の吸収が強く黒く見える。
また,このリン片状光輝剤が配向する現象は,ウエルド部に限らず,図4,図5に示す様に,肉厚変化部において発生する。
【0007】
更には,特公平6−4718号公報で開示されているように,ウエルドラインにおける金属粒子は正常部のそれと比較して分布密度はやや低く,且つ樹脂成形品の表面に対して垂直な方向に突き立ったように配向している。そのため,外観上顕著な濃淡を呈し,濃淡の度合いは粒径が10μm以下である場合に顕著であるとしている。
しかしながら,本発明者らは,添加量が1重量部を超えると金属粒子の粒径が小さいものを多く添加する程,配向異常領域が狭まり,その結果ウエルド外観異常が目立ちにくくなるという事実を確認した。
【0008】
【解決しようとする課題】
本発明はかかる従来の問題点に鑑み,リン片状光輝剤の配向異常による外観低下を極力抑え,優れた光輝感を発揮する樹脂組成物,及び樹脂成形品を提供しようとするものである。
【0009】
【課題の解決手段】
熱可塑性樹脂100重量部に対して,下記の平均粒子径を有する,アルミニウム粉末又はマイカ製パール顔料よりなるリン片状光輝剤を,下記の割合で添加,混合してなる樹脂組成物を用いて金型成形してなる樹脂成形品であって,
該樹脂成形品は,その中に分散されている,アルミニウム粉末又はマイカ製パール顔料よりなる上記リン片状光輝剤の配向角度が45度以上である配向異常領域を有しており,かつ該配向異常領域の幅は80μm以下であることを特徴とする樹脂成形品にある。
(1)平均粒子径10μm〜20μm未満のリン片状光輝剤を用いる場合には,1重量部〜8重量部。
(2)一方,平均粒子径20〜50μmのリン片状光輝剤を用いる場合には,S≦5A+15の関係式(ここに,Sは平均粒子径(μm),Aは添加量(重量部))を満足する添加量である。
【0010】
本発明において最も注目すべきことは,上記リン片状光輝剤の添加量は,その平均粒子径の大きさによって異なっていることである。
まず,平均粒子径10μm〜20μm未満のリン片状光輝剤を用いる場合には,該リン片状光輝剤は上記熱可塑性樹脂100重量部に対して1〜8重量部用いる。
1重量部未満では,該樹脂組成物を用いて成形した樹脂成形品のウエルド外観異常が目立ち易く,光輝感も低くくなる。一方,8重量部を超えると,樹脂の物性(強度,表面硬度の低下),耐熱性(加熱変形温度の低下,熱収縮率の増大)に問題がある。
【0011】
次に,平均粒子径20〜50μmのリン片状光輝剤を用いる場合には,熱可塑性樹脂100重量部に対して添加するリン片状光輝剤の添加量A重量部は,下記式のごとくリン片状光輝剤の平均粒子径Sμmに依存する。
S≦5A+15
例えば,平均粒子径が30μmの場合には,その添加量Aは,30≦5A+15より,3重量部以上用いる。
【0012】
なお,上式の範囲であっても,添加量Aの上限は,8重量部が好適で,8重量部を超えると前記同様樹脂の物性に問題がある。
【0013】
上記熱可塑性樹脂としては,例えばポリプロピレン,ポリエチレン,ポリスチレン,AS樹脂,AES樹脂,ABS樹脂,AAS樹脂,SAS樹脂,PPO,ポリアセタール,PPO/PS,PET,PBT,アイオノマー,アクリル系樹脂,塩化ビニル系樹脂,ポリカーボネート,PA樹脂,又はこれらの2種以上からなるアロイ材等が挙げられる。
この中でもポリプロピレン,ABS,AES,AAS樹脂が,ウエルド外観異常の目立たない,光輝感の優れた成形品を与える汎用性のある樹脂として好ましい。
【0014】
次に,上記リン片状光輝剤としては,アスペクト比5〜200のものが利用可能で,通常10〜100のものが好適に利用される。ここで,アスペクト比(A)=平均粒径(μm)/平均粒径厚さ(μm)である。このような光輝剤としては,アルミニウム粉末、又はマイカ製パール顔料を用いる。この中,アルミニウム粉末がウエルド外観異常の目立たない,光輝感の優れた成形面を与える汎用性のある光輝剤として好ましい。
【0015】
また,リン片状光輝剤の平均粒子径は,50μmより大きくなると,添加量を増やしてもウエルドラインを解消する効果が少ない。また,10μmより小さくなると,樹脂成形品の外観がノッペリとして,平坦状の光輝感を呈する傾向にある。
【0016】
なお,本発明の樹脂組成物には,更に必要に応じてフタロシアニンブルー,シアニングリーン,インダスレン系,アゾ系,アンスラキノン系,ペリレン系,ペリノン系,キナクリドン系,イソインドリノン系,チオインジゴ系,ジオキサジン系等の有機顔料,酸化チタン,チタンイエロー,弁柄,焼成顔料,カーボンブラック等の無機顔料,フタロシアニン系,アンスラキノン系,ペリレン系,ペリノン系等の染料,酸化防止剤,紫外線吸収剤,カップリング剤等の添加剤,或いは金属石鹸,低分子量ポリオレフィン等の分散剤等を添加してもよい。
【0017】
また,上記樹脂組成物を用いて樹脂成形品を成形するに際しては,各成分が最終成型物中に必要な量になるように配合したものを直接成形してもよいし,押出機でコンバウンドを作製した後,成形してもよい。
また,ドライカラーや高濃度マスターパッチを作製し,これを樹脂で希釈して成形することも可能である。
【0018】
本発明の樹脂組成物においては,リン片状光輝剤の平均粒子径に応じてその添加量を規定している。そのため,樹脂成形品におけるリン片状光輝剤の配向異常を極力抑え,優れた光輝感を発揮する樹脂組成物を提供することができる。
【0019】
次に,上記樹脂組成物を用いて金型成形してなる樹脂成形品であって,
該樹脂成形品は,その中に分散されている,アルミニウム粉末又はマイカ製パール顔料よりなる上記リン片状光輝剤の配向角度が45度以上である配向異常領域を有しており,かつ該配向異常領域の幅は80μm以下であることを特徴とする樹脂成形品がある。
【0020】
本発明の樹脂成形品において最も注目すべき点は,樹脂組成物として,上記請求項1に記載のものを用いること,樹脂成形品中の上記配向異常領域幅が80μm以下であることである。
上記配向異常領域とは,樹脂成形品中に分散されているリン片状光輝剤の長手方向の軸線が,「樹脂成形品の成形時における樹脂流れ方向」に対して形成する配向角度αが45度以上の領域をいう(図1A,B)。
【0021】
上記配向異常領域の幅が80μmを超えると,ウエルド部での外観異常が発生すると共に,ウエルド部の光輝感が失われる。また,上記配向異常領域の幅は,小さい程良い。
したがって,上記配向異常領域の幅は80μm以下とする必要がある。そして,かかる状態とするためには,上記樹脂組成物を用いて成形する。
【0022】
本発明にかかる樹脂成形品は,各種自動車部品,家電部品,内装品等に適している。
【0023】
また,本発明は,射出成形法による成形において効果があるが,樹脂の流れが2つ以上形成される成形条件で成形され,その樹脂流が成形型内で衝突するような成形法においてもその効果は大きい。
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態例につき,比較例と共に示す。
実施形態例1〜8
ポリプロピレン(MFR:30g/10min.,密度:0.91g/cm3 )100重量部に,リン片状光輝剤としての各種平均粒子径のアルミニウム粉末を表1に示す重量部で配合し,押出装置にて均一に混練しペレット化した。
【0024】
その後,射出成形機により,図2に示すごとき形状の成形プレート1を作製した。この成形プレート1は,同図に示すごとく,48mm×88mm,厚み3mmの矩形状の板で,同図の下方に示すごとく,貫通した空隙部51を有する。それ故,ゲート49より樹脂を射出すると,上記空隙部用の中子があった部分よりも前方に,上記の配向異常領域12が発生する。なお,同図の矢印40,41,42は,樹脂流れ方向を示す。
【0025】
この成形プレートにおける表面近くの断面を図1(A)に示す。
同図より,樹脂成形品1には,成形型の2つのゲートから流れてくる樹脂組成物の樹脂流れ方向41,42が合体する部分に配向異常領域12が見られる。
この配向異常領域12は,上記のごとく,樹脂成形品中に分散されているリン片状光輝剤2の長手方向の軸線が,「樹脂成形品の成形時における樹脂流れ方向」に対して形成する配向角度αが45度以上の領域をいう(図1A,B)。
【0026】
また,上記配向異常領域12の両側部分は,通常のようにリン片状光輝剤2が均一分散した一般部11を形成している。
そして,表面寄りの部分では,2つの樹脂流れ41,42の先端が衝突し,リン片状光輝剤2が45度以上に配向した領域32が認められる。
また,図1(B)は,樹脂流れ方向41と,リン片状光輝剤2の軸線25とがなす配向角度αを示している。
【0027】
次に,上記成形プレート表面(図2参照)のウエルド部での外観異常発生状況及び光輝感(メタリック感)について,目視にて判定評価した。
なお,上記アルミニウム粉末の平均粒子径,アスペクト比(A),添加量は,評価結果と共に,表1に併せて示す。
【0028】
(ウエルド部外観の評価基準)
○:ウエルド外観異常が認められない。
△:ウエルド外観異常が若干認められる。
×:ウエルド外観異常が認められる。
【0029】
(光輝感の評価基準)
○:光輝感がある。
×:光輝感がない。
【0030】
(配向異常領域の幅)
上記成形プレートの表面に見られる配向異常領域の幅につき測定した。
【0031】
比較例1〜7
上記実施形態例と同様に,ポリプロピレン(MFR:30g/10min.,密度:0.91g/cm3 )100重量部に,上記アルミニウム粉末を表1に示す重量部で配合し,押出装置にて均一に混練しペレット化した。その後,射出成形機により上記実施形態例と同様の成形プレートを作製した。
その成形プレート表面のウエルドライン発生状況を目視にて判定評価した。その結果を表2に示す。
【0032】
【表1】
【0033】
【表2】
【0034】
表1,表2より知られるごとく,本発明にかかる実施形態例1〜8においては,光輝感,表面外観ともに優れ,また配向異常領域の幅も80μm以下となっていることが分かる。
これに対して,比較例1は,アルミニウム粉末の平均粒子径が60μmと高いため,表面外観が悪く,配向異常領域の幅も大きい。また,他の比較例も,平均粒子径が大きかったり,配合比が本発明の範囲を外れているために,配向異常領域の幅が80μmを超えたり,表面外観,光輝感に劣っている。
【0035】
【発明の効果】
本発明によれば,リン片状光輝剤の配向異常による外観低下を極力抑え,優れた光輝感を発揮する樹脂組成物,及び樹脂成形品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態例における,成形プレートの断面における,リン片状光輝剤の配向状況を示す説明図。
【図2】実施形態例における,成形プレートの説明図。
【図3】従来例の樹脂成形品における,ウエルドライン発生部分の説明図。
【図4】従来例における,配向異常領域の説明図。
【図5】従来例における,他の配向異常領域の説明図。
【符号の説明】
1...樹脂成形品,
12...配向異常領域,
2...リン片状光輝剤,
41,42...樹脂流れ方向,
Claims (1)
- 熱可塑性樹脂100重量部に対して,下記の平均粒子径を有する,アルミニウム粉末又はマイカ製パール顔料よりなるリン片状光輝剤を,下記の割合で添加,混合してなる樹脂組成物を用いて金型成形してなる樹脂成形品であって,
該樹脂成形品は,その中に分散されている,アルミニウム粉末又はマイカ製パール顔料よりなる上記リン片状光輝剤の配向角度が45度以上である配向異常領域を有しており,かつ該配向異常領域の幅は80μm以下であることを特徴とする樹脂成形品。
(1)平均粒子径10μm〜20μm未満のリン片状光輝剤を用いる場合には,1重量部〜8重量部。
(2)一方,平均粒子径20〜50μmのリン片状光輝剤を用いる場合には,S≦5A+15の関係式(ここに,Sは平均粒子径(μm),Aは添加量(重量部))を満足する添加量。
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