JP4344059B2

JP4344059B2 - 低温耐衝撃性に優れた高視覚性複合樹脂成形品

Info

Publication number: JP4344059B2
Application number: JP2000035468A
Authority: JP
Inventors: 良策門脇; 照彦山田
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2000-02-14
Filing date: 2000-02-14
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2020-02-14
Also published as: JP2001219516A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、優れた低温耐衝撃性を有すると共に、表面光沢が良好で深みのある意匠性に優れた外観を有する複合樹脂成形品とその製法に関するもので、この複合樹脂成形品は、例えばエアコン、冷蔵庫、掃除機、電気スタンドなどの家電製品の部品、コンピューター、モニター、携帯電話などの電子機器や弱電機器部品、事務机、キャビネットなどのオフィス基材や家具部品、バケツ、洗面器、筆箱、レターケースなどの家庭雑貨部品や文房具など、美的意匠感の求められる様々の部品用材料として有効に活用できる。
【０００２】
【従来の技術】
美的意匠感の求められる前述の如き様々の物品に適用される複合樹脂材料としては、既に多くのものが提案され、その一部は実用化されている。それらの一つとして、着色繊維を熱可塑性樹脂と複合して成形品の美観を高める技術がある。
【０００３】
それらの中でも最近注目を集めているのは、熱可塑性樹脂をマトリックス成分とし、これに着色繊維を分散させて大理石調（石目調）の外観を与えたもので、例えば特開昭５１−１２３２４８号公報には、熱可塑性樹脂中に着色セルロース繊維を０．０５〜５質量％配合して微細斑点模様を与えたもの、特開昭６１−２１１１００３号公報には、異色の熱硬化性樹脂を混合使用すると共に、これに０．０１〜１質量％程度の着色繊維を分散させて天然石調の外観模様を与えたもの、特開平２−１５０４５９号公報には、繊維径および繊維長の特定された着色合成繊維を０．１〜１０質量％配合して石目調を与えたもの、特開平３−５２９４２号公報には、熱可塑性樹脂に着色短繊維を０．５〜１０質量％配合して斑点模様を与えたもの、特開平４−３４８１５５号公報には、ＳＭＣ（シートモールディングコンパウンド）中にアスペクト比の特定された着色繊維を配合し、成形品に大理石調模様を与えたもの、特開平７−２４２８３２号公報には、表面処理された着色有機繊維０．１〜１０質量％を熱可塑性樹脂に配合して石目調模様の成形品が得られる様にしたもの、などが提案されている。
【０００４】
また特開昭６０−１３９８７６号公報には、透明ゴムに強化材として着色繊維織物を複合し、美観の高められたベルトやホース材として使用する技術を開示している。
【０００５】
この他、ポリエステル、ナイロン、ビニロン、アラミドなどの各種合成有機繊維を耐衝撃性改善のための強化材として合成樹脂と複合する方法も多数知られている（特開昭６２−１４６９４５号、特開平１−２７９９７４号、特開平１−２０７３５７号、特開平３−２９０４５３号、特開平４−２０２５４５号、特開平６−３０６２１６号、特公平６−２５２８８号公報など）。
【０００６】
本発明者らもかねてより着色有機繊維を美観と物性の向上成分として有効に活用した複合成形品の開発を行なっており、特に成形性に優れ且つ物性とコストのバランスに優れたポリオレフィン系樹脂をマトリックス材として使用し、これを有機繊維で強化すると共に着色して美観を与える技術の開発を期して研究を進めている。
【０００７】
ポリプロピレンの如きポリオレフィン系樹脂を着色して美的意匠感を高める方法として広く採用されているのは、ポリオレフィン系樹脂に顔料や染料などを混練して着色する方法であるが、単に顔料などをポリオレフィン系樹脂に混練しただけでは、色調がダル状（艶消し状）となり、透明感のある高級な色合いを出すことはできない。また、半透明乃至透明なポリオレフィン系樹脂に染料を配合して着色する方法も知られているが、透明性の高いものは一般に耐衝撃性が低かったり弾性率や耐熱性が低いなど、成形体としての物性が十分とは言えない。低温耐衝撃性を高めるためゴム成分を配合することも考えられるが、ゴムは概してポリオレフィン系樹脂との相溶性が低いため、透明感を阻害して発色がダル状となり高級感が得られなくなる。
【０００８】
そこで、上記素材からなる成形品の表面にクリアー塗装を施したり、或いは透明フィルムを貼り合せて表面光沢を与えると共に発色に深みを与える方法も考えられる。しかしながらポリオレフィン系樹脂は、概して塗料に対する密着性が乏しいことから強固なクリアー塗膜の形成が難しく、また透明フィルムを貼り付ける方法にしても満足のいくフィルム密着性が得られ難く、またフィルムに皺ができない様に貼り合せることの必要上適用可能な成形品の形状も自ずと制限される。
【０００９】
他方、ポリオレフィン系樹脂に着色成分として着色有機繊維を配合することも有効と思われ、この方法であれば、有機繊維の強化効果も有効に発揮されるので、低温耐衝撃性に対する改質効果も発揮されると考えられる。ところがこの方法では、着色有機繊維の一部が成形品の表面に露出するので表面光沢が得られ難く、また深みを持った高級感の色合いが得られない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、安価で成形性や物性などに優れたポリオレフィン系樹脂を主たるマトリックス材として有効利用し、その欠点である色合いを改善しつつ高光沢で深みのある高級感を持った外観を与えると共に、低温耐衝撃性にも優れた成形品を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決することのできた本発明に係る複合樹脂成形品とは、視覚神経刺激物質で改質された有機繊維とポリオレフィン系樹脂とを含む複合樹脂層を有し、該樹脂層の厚み方向中心側は、ポリオレフィン系樹脂に有機繊維が均一分散した複合層からなり、表層側は、上記ポリオレフィン系樹脂と同種もしくは異種の熱可塑性樹脂であって、該ポリオレフィン系樹脂よりも低軟化点の透明な熱可塑性樹脂からなるところに要旨を有している。
【００１２】
上記視覚神経刺激物質とは、視覚に訴えて美観を与える物質を総称するもので、最も一般的なのは着色材（顔料や染料）であるが、この他、蛍光材や蓄光材、金属粒や金属細片、あるいは有機繊維表面に施される金属メッキやスパッタリング、金属蒸着などを総称する。以下の説明では、これらを代表して「着色材」ということがある。
【００１３】
前記有機繊維としては、加熱成形に耐える耐熱性を有するものであれば全て使用可能であるが、コストや耐熱性（耐黄変性）、低温耐衝撃性向上効果、あるいは着色材による改質の容易なポリエステル系繊維が好ましく、これらの有機繊維は、成形品全量中に占める比率で３〜４０質量％の範囲で配合することにより、安定した着色状態と低温耐衝撃性を与えることができるので好ましい。また、前記表層の厚さは５〜１００μｍの範囲が好ましく、これにより複合樹脂成形品の美観や耐衝撃特性をより確実に改善することができる。
【００１４】
また、上記熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂である場合、即ち前記中心側層を構成するポリオレフィン系樹脂と同種のものである場合は、それらの溶融混合物の２３０℃、２．１６ｋｇｆにおけるＭＦＲが１５ｇ／１０分〜２００ｇ／１０分、より好ましくは３０ｇ／１０分〜１５０ｇ／１０分、更に好ましくは４０ｇ／１０分〜１００ｇ／１０分であるものが好ましい。また表層の透明樹脂層がポリオレフィン系樹脂である場合は、そのＧＰＣによる分子量が５０，０００以下のものが好ましく、一方表層の透明樹脂層がポリオレフィン系樹脂以外の熱可塑性樹脂である場合は、該熱可塑性樹脂は、軟化点が上記ポリオレフィン系樹脂の軟化点よりも１０℃以上低いものであることが好ましい。
【００１５】
また本発明に係る製法は、上記低温耐衝撃性と視覚性に優れた複合樹脂成形品を簡単且つ確実に製造することのできる方法として位置付けられるもので、その第一の製法は、
視覚神経刺激物質により改質された有機繊維と、ポリオレフィン系樹脂との混合物を、上記有機繊維の融点未満で且つポリオレフィン系樹脂の融点以上の温度で加熱成形し、金型内でポリオレフィン系樹脂を金型内壁面側に溶融流動させることにより、表層側に前記ポリオレフィン系樹脂からなる透明被覆層を形成するところに要旨を有しており、ここで使用されるポリオレフィン系樹脂としては、ＧＰＣによる分子量が５０，０００以下のものを５〜４０質量％含むポリオレフィン系樹脂が好ましく使用される。
【００１６】
また第２の製法は、視覚神経刺激物質により改質された有機繊維と、ポリオレフィン系樹脂と、該ポリオレフィン系樹脂よりも軟化点の低い熱可塑性樹脂との混合物を、上記有機繊維の融点未満で且つ上記ポリオレフィン系樹脂および熱可塑性樹脂の融点以上の温度で加熱成形し、金型内で前記熱可塑性樹脂を金型内壁面側に溶融流動させることにより、表層側に前記熱可塑性樹脂主体の透明被覆層を形成するところに要旨を有しており、この時に用いられる上記熱可塑性樹脂としては、軟化点が上記ポリオレフィン系樹脂の軟化点よりも１０℃以上低いものを使用することが望ましい。
【００１７】
これらの製法を実施する際においても、前記視覚神経刺激物質としては、着色性物質、反射性物質、蛍光性物質、蓄光性物質などを単独で、あるいは必要に２種以上を組合わせて使用することができ、また有機繊維としてはポリエステル系繊維が好ましく、該有機繊維の好ましい含有量は３〜４０質量％の範囲である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明者らは前述した様な課題の下で、ポリオレフィン系樹脂に着色を施す方法として、着色有機繊維を配合する方向で研究を進めた。即ち、本来無色透明のポリオレフィン系樹脂に着色された有機繊維を配合する方法では、該樹脂に含量や染料などを混練して着色する方法に比べてダル状外観が軽減されるからである。ところが着色有機繊維を配合したものでは、先に述べた様に成形品の表面に着色繊維の一部が露出することが避けられないので、表面光沢が低下すると共に少なからず艶消し状の外観となってくる。
【００１９】
そこで、着色有機繊維が配合されたものであっても、該着色有機繊維の一部が表面へ露出することなく、該繊維の全てを表層部から深まった位置に保持することができれば、該露出繊維による艶消し感が解消されて優れた表面光沢と深みのある色合いが得られると考え、その様な層構造の成形品を得るべく研究を進めた。
【００２０】
その結果、ポリオレフィン系樹脂に着色材として特定量の着色有機繊維を配合し、これを所定の温度条件で加熱成形（射出成形や加熱圧縮成形など）すれば、該加熱成形工程で該ポリオレフィン系樹脂中に含まれる低溶融粘度成分（低軟化点成分）が表層側に溶融流動し、金型内壁面側にポリオレフィン系樹脂単独の透明被覆層が形成され、結果として表層部は透明のポリオレフィン系樹脂のみからなる被覆層からなり、厚み方向中心側にポリオレフィン系樹脂と着色有機繊維の均一分散層が形成されることを突き止めた。
【００２１】
この理由は次の様に考えられる。即ち射出成形等の加熱成形工程では、当初はマトリックスを構成するポリオレフィン系樹脂は全てが溶融しているが、冷却固化工程では、該ポリオレフィン系樹脂中の高分子量成分は相対的に速く固化するのに対し、低分子量成分の冷却固化は相対的に遅れる。即ち低分子量成分は相対的に遅くまで溶融流動状態を維持しているので、成形体の凝固末期には溶融状態を維持している該低分子量成分のみが表層側に流延してから固化し、最終的に表層側に相対的に低軟化点のポリオレフィン系樹脂単独の透明樹脂層が形成され、中心側は相対的に高分子量のポリオレフィン系樹脂と有機繊維との均一混合層が形成されるものと考えている。
【００２２】
従って本発明の上記複合樹脂成形品を加熱成形する際には、最終凝固工程で相対的に低軟化点の低分子量物を含むポリオレフィン系樹脂を使用すべきであり、好ましくは全ポリオレフィン系樹脂中に含まれる分子量（ＧＰＣによる測定：以下同じ）が５０，０００以下の低分子量物の含有量が、５〜４０質量％、より好ましくは１０〜３０質量％であるものを使用することが望ましく、この様なポリオレフィン系樹脂を使用すると、得られる複合樹脂成形品の表層側には、該低分子量のポリオレフィン系樹脂主体の透明被覆層が形成され、中心部側には、相対的に高分子量（高軟化点）のポリオレフィン系樹脂と着色有機繊維との均一混合層が形成されることになる。
【００２３】
そして、該加熱成形工程で形成される透明ポリオレフィン系樹脂層の肉厚が５〜１００μｍの範囲となる様に成形条件を適正にコントロールすれば、表面光沢に優れると共に深みのある高級感を持った美的外観の成形体が得られるのである。なお上記透明樹脂層の好ましい肉厚を５〜１００μｍの範囲としたのは、５μｍ未満では透明被覆層として色彩に深みを与える作用が乏しいばかりでなく表面光沢向上効果も不十分となり、１００μｍを超える厚肉になると成形品としての機械的特性（耐衝撃性など）が低下する傾向が生じてくるからである。
【００２４】
なお上記では、表層と中心側層を構成する樹脂がいずれもポリオレフィン系樹脂である場合について説明したが、マトリックス樹脂としてポリオレフィン系樹脂と、該ポリオレフィン系樹脂に対して相溶性を有し且つ該ポリオレフィン系樹脂よりも軟化点が１０℃以上低い他の熱可塑性樹脂を併用し、これらと着色した有機繊維の混合物を加熱成形すると、これら混合物の冷却凝固時に、相対的に軟化点の高いポリオレフィン系樹脂が有機繊維との混合状態で最初に固化し、その固化時点で溶融状態を維持している他の熱可塑性樹脂が最後に成形品の表層側に流延して固化する結果、得られる複合樹脂成形品は、中心側層がポリオレフィン系樹脂と着色された有機繊維とが均一に混合された状態の複合強化層となり、表層側には、最後に表層側に流延して固化した上記低軟化点の他の熱可塑性樹脂主体の透明被覆層が形成されることになる。
【００２５】
従ってこの場合は、表面層が上記他の熱可塑性樹脂主体の透明樹脂層からなり、中心側はポリオレフィン系樹脂と着色有機繊維の均一混合物からなる複合強化層を有するものとなる。この場合、加熱成形の末期に流延して有機繊維を含まない適当な厚さの透明の表面層を形成させるには、上記他の熱可塑性樹脂の配合量を全量中の５質量％程度以上、より好ましくは１０〜３０質量％の範囲に調整することが望ましく、この様な配合率を採用することによって、表面層の厚さを好ましい５〜１００μｍの範囲に調整することができる。
【００２６】
上記の様に本発明では、ポリオレフィン系樹脂またはこれと他の低軟化点熱可塑性樹脂との混合物と、着色有機繊維との混合物を加熱成形する際に、該加熱成形の末期に低軟化点成分が表層側に流延して透明の表面層を形成する現象をうまく活用したところに特徴を有しているが、得られる成形品は、肉厚方向中心側がポリオレフィン系樹脂と着色有機繊維との均一混合物からなる着色強化層からなり、表層部が実質的にポリオレフィン系樹脂あるいは他の低軟化点の熱可塑性樹脂主体の透明樹脂層からなる３層構造を有している点で特異な複合構造を有しており、それ自身新規な複合成形品といえる。
【００２７】
従って本発明では、後で詳述する加熱成形法で得られたものに限定されず、同様の層構造を有するものであれば全て本発明の技術的範囲に包含されるものと考えるべきである。
【００２８】
本発明で使用する着色有機繊維は、着色成分として作用すると共に低温耐衝撃性向上のための強化材としても機能する成分であり、こうした機能を有効に発揮させるには、多数の有機繊維の中でもポリエステル系繊維が最適である。ちなみに、汎用合成繊維のうち、ビニロン繊維は耐熱性がやや乏しくて成形温度条件下で黄変を起こしたり、熱劣化により低温耐衝撃性向上効果が不十分になることが懸念される。またポリアミド系繊維の耐熱性は良好であるが、加熱成形条件によっては黄変して着色状態に悪影響を及ぼす恐れがある。またポリオレフィン系繊維はそれ自身の耐熱性は良好であるが、溶融温度がマトリックス樹脂と近接しているため、加熱成形温度によっては該繊維までも溶融することがあり、成形温度の許容範囲が非常に狭くなるため加工時の温度管理が難しい。
【００２９】
これらに対しポリエステル系繊維は、ポリプロピレン系樹脂の如き通常のポリオレフィン系樹脂の溶融温度域では十分な耐熱性保っており、変色や熱劣化を起こすことがなく、加熱成形条件の許容範囲も広く安定した成形加工性が得られ易いからである。なおポリエステル系繊維の中でも特に好ましいのは、耐熱性が良好で且つ着色処理の容易なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、ポリエチレンナフタレート(ＰＥＮ)繊維およびこれらの共重合繊維である。
【００３０】
上記有機繊維の好ましい繊維径は０．５〜１００μｍ、より好ましくは１〜５０μｍの範囲で、繊維長は０．５〜５０ｍｍ、より好ましくは２〜２４ｍｍの範囲であり、繊維長が０．５ｍｍ未満の短尺繊維では耐衝撃性、特に低温域での耐衝撃性改善効果が不足気味となり、一方５０ｍｍを超えて過度に長くなると、溶融ポリオレフィン系樹脂との混合状態での流動性が悪くなると共に、ポリオレフィン系樹脂内への均一分散も困難になり、均質な成形品が得られ難くなる。
【００３１】
また、成形品全量中に占める着色有機繊維の配合量は３〜４０質量％の範囲が好ましく、３質量％未満では該着色繊維に期待される低温耐衝撃性向上効果が有効に発揮され難く、一方４０質量％を超えて過度に配合すると、成形材料としてポリオレフィン系樹脂溶融時の流動性が乏しくなり、流延性不足による成形不良欠陥を生じ易くなる傾向が生じてくるばかりでなく、着色繊維の一部が表面に浮き出し易くなり、色合いや表面光沢を低下させる恐れも生じてくる。こうした点を考慮してより好ましい着色有機繊維の配合量は５〜３５質量％、更に好ましくは１０〜３０質量％の範囲である。
【００３２】
該有機繊維の改質に用いられる視覚神経刺激物質として最も一般的なのは着色材（顔料、染料など）であるが、この他、金属粒や金属薄片などの反射材によりメタリック調のきらきら感を与えたり、蛍光材を用いて蛍光色を与えたり、更には蓄光材を配合して一層深みのある色合いを与えることも可能である。またこれらの視覚神経刺激物質は、有機繊維素材中に混練して繊維内に含有させておくのが最も一般的であるが、例えば繊維表面に物理的・化学的メッキ法によって付着させておくことも可能である。
【００３３】
またこれらの着色有機繊維は、単色のものを使用することも勿論可能であるが、必要によっては２色以上に着色した有機繊維を使用したり、異なる色に着色した有機繊維を混合使用して、マーブル模様など任意の模様付けを実現することも可能である。
【００３４】
他方、マトリックス樹脂として用いられるポリオレフィン系樹脂としては、エチレン、プロピレン、ブテンなどの単独もしくは共重合体（ランダムまたはブロック共重合体）が挙げられるが、強度特性や耐熱性、透明性、加熱成形時の溶融流動性などの観点から特に好ましいのは、ポリプロピレン系の単独重合体、あるいはプロピレンとエチレン、ブテン−１、ヘキセン−１、オクテン−１などのα−オレフィンやその共重合体（ランダムもしくはブロック共重合体）である。
【００３５】
該ポリオレフィン系樹脂の選択に当たっては、加熱成形時において、着色有機繊維との混合状態で加熱溶融時に十分な流動性を示すよう、適切なＭＦＲ（メルトフローレイシオ）のものを選択して使用するのがよく、好ましくは２３０℃×２．１６Ｋｇｆの条件下でのＭＦＲが１０ｇ／１０分〜２００ｇ／１０分、より好ましくは３０ｇ／１０分〜１５０ｇ／１０分、更に好ましくは４０ｇ／１０分〜１００ｇ／１０分のものを使用することが望ましい。ちなみに、ＭＦＲが低すぎるものでは、加熱成形時の流動性不足により成形性が悪くなって成形加工欠陥を生じる原因になり、逆にＭＦＲが高すぎるものでは、マトリックス樹脂としての強度不足により十分な強度特性の成形品が得られ難くなる。
【００３６】
また該ポリオレフィン系樹脂としては、前述した如く加熱成形末期に低分子量物の流延によって透明の表面層が形成され易くするため、分子量５０，０００以下の低分子量物を５〜４０質量％、より好ましくは１０〜３０質量％程度含むものを使用することが望ましい。
【００３７】
また、表面層を構成する樹脂としてポリオレフィン系樹脂以外の熱可塑性樹脂を使用する場合の選択基準は、ポリオレフィン系樹脂に対して相溶性を有し、且つ該ポリオレフィン系樹脂よりも低軟化点で最後まで溶融流延性を保っており、加熱成形の末期に表層側に流延して固化し得る様、少なくともポリオレフィン系樹脂よりも軟化点が１０℃程度以上、より好ましくは１５℃以上低めのものを使用することが望ましい。但し、余りに低軟化点のものでは表面層が強度不足となり、耐傷付き性に欠けるものとなるので、好ましくは軟化点の絶対値として１００℃以上、より好ましくは１０５℃以上のものを使用することが望ましい。該熱可塑性樹脂の種類は、上記の選択基準に合致するものであれば特に制限されないが、ポリオレフィン系樹脂との組合わせにおいて特に好ましいのはポリプロピレン−エチレン等のポリオレフィン系ランダム共重合体、エチレン−酢酸ビニル系共重合体、塩素化ポリエチレン系樹脂などである。これら他の熱可塑性樹脂の好ましい配合量は全マトリックス樹脂中に占める比率で５〜４０質量％、より好ましくは１０〜３０質量％の範囲であり、この様な配合量を採用することによって、透明な表面層として好ましい５〜１００μｍの厚さを容易に得ることが可能となる。
【００３８】
上記ポリオレフィン系樹脂には、これと併用される前記着色有機樹脂との親和性を高めて該繊維の分散を促進する様な改質処理を施した変性ポリオレフィンを少量併用することも極めて有効であり、その様な変性ポリオレフィンとしては、例えばオキサゾリンや不飽和カルボン酸（あるいはその誘導体）などの各種変性剤で変性した変性ポリオレフィンが例示される。これら変性に用いられる不飽和カルボン酸やその誘導体としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸など、或いはそれらの酸エステル、無水物などが例示されるが、中でも特に好ましいのは無水マレイン酸やメタクリル酸グリシジルエステルである。
【００３９】
該変性ポリオレフィンの好ましい使用量は、ポリオレフィン系樹脂に対して０．１〜１５質量％、より好ましくは０．２〜１２質量％、更に好ましくは０．５〜１０質量％の範囲である。
【００４０】
尚上記ポリオレフィン系樹脂には、透明性や熱時流動性などを阻害しない範囲で酸化防止剤、帯電防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤などを少量配合することも可能であり、また必要によっては透明性を阻害しない範囲で染料で着色されたものを使用することもできる。但し、着色顔料の如く透明性を阻害するような着色材の使用は避けるべきである。
【００４１】
上記の様に本発明では、加熱成形における冷却固化末期における低軟化点成分の表層側への流延を利用し、表層部に実質的に樹脂層のみからなる透明被覆層を形成するところに特徴を有するものであり、この様な末期流延をより確実に行なわせるには、加熱成形時における金型温度を高めに設定して低軟化点成分の流延を容易にすることが望ましい。該金型の温度は、使用するポリオレフィン系樹脂やこれと混合使用される他の熱可塑性樹脂の軟化温度によっても変わってくるので一律に決める訳にはいかないが、ポリオレフィン系樹脂の使用を必須とする本発明において好ましい標準的な金型温度は、６０〜９５℃、より好ましくは６５〜８０℃の範囲であり、金型温度は６０℃程度未満の低温では、凝固末期における低軟化点成分の流延が十分に起こらず、透明樹脂層の形成が不十分となって表層部にまで着色繊維が浮き上がり易くなり、本発明で意図する深みのある表面外観が得られなくなる。一方、金型温度が９５℃を超えて過度に高くなると、成形体全体の凝固が遅くなり、特に表層部の凝固に長時間を要することとなって生産性が著しく低下するばかりでなく、成形品の肉厚の違いによっては成形品の一部に未固化部分が生じてあばた模様ができるなど、製品外観にも大きな悪影響を生じる恐れが生じてくる。
【００４２】
かくして得られる本発明の複合樹脂成形品は、中心部のみが着色有機繊維で強化され、表層側が透明のポリオレフィン樹脂からなり、あるいは前記他の熱可塑性樹脂を主体とする透明被覆層によって形成されており、着色有機繊維を含む中心側層で優れた低温耐衝撃性が与えられると共に、中心側の着色有機繊維層は表層側の透明被覆層によりカバーされて深みのある色合いを与え、極めて審美感に優れた樹脂成形品となる。
【００４３】
しかも本発明によれば、所謂着色により彩色を施すのみならず、視覚神経刺激物質の種類を変えることによって蛍光色や金属色を与え、或いは蓄光性を有する特異な外観を与えることも可能であり、卓越した表面光沢とも相俟って優れた外観特性の成形品を与える。従ってこの複合樹脂成形品は、例えばエアコン、冷蔵庫、掃除機、電気スタンドなどの家電製品の部品、コンピューター、モニター、携帯電話などの電子機器や弱電機器部品、事務机、キャビネットなどのオフィス基材や家具部品、バケツ、洗面器、筆箱、レターケースなどの家庭雑貨部品や文房具など、美的意匠感の求められる様々の部品用として幅広く有効に活用できる。
【００４４】
また本発明によれば、射出成形等によって任意の形状に成形し得る他、例えば溶融押し出し法などによりシート状に加工しておき、加熱加圧成形などによって任意の形状に２次加工したり、他の材料と積層することもできるので、その適用範囲は極めて広い。
【００４５】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００４６】
実施例１
密度０．９１ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ(２３０℃、２．１６ｋｇｆ)が６０ｇ／１０分、融点が１６５℃のホモポリプロピレン樹脂（ＧＰＣ法による分子量５０，０００以下の成分は１５質量％、他はそれ以上の高分子量物）１００質量部に、無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂［三洋化成工業社製の「ユーメックス１００１」、酸価６ｍｇＫＯＨ／ｇ、密度０．９５ｇ／ｃｍ³、分子量４０，０００（ＧＰＣ法による重量平均分子量）］３質量部をブレンドした樹脂ペレットをマトリックス樹脂として使用し、これを２３０℃に加熱溶融した溶融樹脂浴に、赤色に着色したポリエチレンテレフタレート繊維（融点２５５℃、繊維径１５μｍ・３００本のロービング、強度８ｇ／デニール）を撚りを掛けながら通すことにより含浸し（含浸時間は約５秒）、引き出して冷却固化させてから長さ８ｍｍに切断し、着色ポリエステル繊維３０質量％を含む直径３ｍｍ、長さ８ｍｍの長繊維ペレットを製造した。
【００４７】
この長繊維ペレットを、成形品としてのポリエステル繊維含有量が３０質量％、１５質量％および５質量％となる様に、上記ペレットの製造に用いたのと同じポリプロピレン樹脂ペレットと混合し、該混合ペレットを用いて射出成形機（日本製鋼所社製商品名「ＪＳＷＪ２００ＳＡ」）により樹脂温度２００℃、金型温度７０℃で射出成形を行なった。
【００４８】
得られた成形品は、全体の厚さが３ｍｍで、表層部はポリプロピレン系樹脂からなる透明の被覆層が形成されており、ＳＥＭ観察によって測定した表層部の肉厚は約２０μｍであり、該表層部の１０個所を削り取ってＧＰＣ法により分子量を測定したところ、分子量は約４０，０００であった。
【００４９】
得られた射出成形品の物性を下記の方法で評価し、表１に示す結果を得た。
光沢度：スガ試験機ハンディグロスメーター、測定角６０度
目視判断：成形品の表面を肉眼によって目視観察し、有機繊維が表面まで浮き上がっていないものを○、部分的にでも有機繊維が浮き上がっているものを×と評価、
３点曲げ試験：ＡＳＴＭＤ７９０に準拠
アイゾット衝撃値：ＡＳＴＭＤ２５６に準拠。
【００５０】
実施例２
密度０．９１ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ(２３０℃、２．１６ｋｇｆ)が４５ｇ／１０分、融点が約１６５℃のホモポリプロピレン樹脂（ＧＰＣ法による分子量５０，０００以下の成分は９質量％、他はそれ以上の高分子量物）１００質量部に、ＭＦＲ(２３０℃、２．１６ｋｇｆ)が３０ｇ／１０分、融点が約１５０℃のエチレン−プロピレンランダム共重合樹脂１０質量部、無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂［三洋化成工業社製の「ユーメックス１００１」、酸価６ｍｇＫＯＨ／ｇ、密度０．９５ｇ／ｃｍ³、分子量４０，０００（ＧＰＣ法による重量平均分子量）］３質量部をブレンドした樹脂ペレットをマトリックス樹脂として使用し、これを２３０℃に加熱溶融した溶融樹脂浴に、上記実施例１で用いたのと同じ赤色に着色したポリエチレンテレフタレート繊維（融点２５５℃、繊維径１５μｍ・３００本のロービング、強度８ｇ／デニール）を撚りを掛けながら通すことにより含浸し（含浸時間は約５秒）、引き出して冷却固化させてから長さ８ｍｍに切断し、着色ポリエステル繊維３０質量％を含む直径３ｍｍ、長さ８ｍｍの長繊維ペレットを製造した。
【００５１】
この長繊維ペレットを、成形品としてのポリエステル繊維含有量が１５質量％となる様に、上記ペレットの製造に用いたのと同じポリプロピレン樹脂ペレットと混合し、該混合ペレットを使用して上記実施例１と同様にして射出成形した。
【００５２】
得られた成形品は、全体の厚さが３ｍｍで、表層部には透明の被覆層が形成されており、ＳＥＭ観察によって確認した表層部の肉厚は約２５μｍであり、該表層部の１０個所を削り取ってそれらを成分分析したところ、主成分はエチレン−プロピレンランダム共重合体であった。これを上記と同様にして評価試験し、結果を表１に示した。
【００５３】
実施例３
上記実施例１で用いたのと同じ長繊維ペレットを、全量中の有機繊維含有量が１０質量％となる様に上記ホモポリプロピレン樹脂とブレンドし、このブレンド物を押出し成形機にかけ、Ｔダイを通して厚さ約２ｍｍのシート状に押出し成形した。
【００５４】
得られたシートを加熱溶融し、８０℃の金型を用いて圧縮成形して平板状成形品を得た。この成形品は、全体の厚さが２ｍｍで、表層部にはポリプロピレン系樹脂からなる透明の被覆層が形成されており、ＳＥＭ観察によって測定した表層部の肉厚は約１５μｍであり、該表層部の１０個所を削り取って平均分子量を測定したところ、約４０，０００であることが確認された。
【００５５】
これを上記と同様にして評価試験を行ない、表１に示す結果を得た。
【００５６】
比較例１
上記実施例１で用いたのと同じポリプロピレン樹脂に、赤色の染料を添加して着色ペレットを製造し、該着色ペレットのみを用いて上記実施例１と同様の方法で射出成形を行ない、同様にして成形品の物性評価を行なった。結果を表１に示す。
【００５７】
比較例２
前記実施例２で用いたエチレン−プロピレン共重合樹脂に赤色の染料を添加して着色ペレットを製造し、該ペレットのみを用いて前記実施例２と同様の方法で射出成形し、同様にして評価試験を行なった。結果を表１に示す。
【００５８】
比較例３
前記実施例１において、金型温度を４０℃に下げた以外は全く同様の方法で、着色繊維含量が１０質量％の射出成形品を製造した。この成形品は、射出成形時の金型温度が低すぎるため、ポリプロピレン樹脂中の低分子量成分が凝固末期に十分に流延しなかったためか、表面に透明樹脂層が殆ど形成されておらず、且つ表面に着色繊維の一部が露出しており、光沢も外観も不良であった。該成形品の性能評価結果を表１に示した。
【００５９】
比較例４
密度０．９１ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ(２３０℃、２．１６ｋｇｆ)が１０ｇ／１０分、融点が１６５℃のホモプロピレン樹脂（ＧＰＣ法による分子量５０，０００以下の成分は４質量％、他はそれ以上の高分子量物）２３０℃に加熱溶融した溶融樹脂浴に、赤色に着色したポリエチレンテレフタレート繊維（融点２５５℃、繊維径１５μｍ・３００本のロービング、強度８ｇ／デニール）を撚りを掛けながら通すことにより含浸し（含浸時間は約５秒）、引き出して冷却固化させてから長さ８ｍｍに切断し、着色ポリエステル繊維３０質量％を含む直径３ｍｍ、長さ８ｍｍの長繊維ペレットを製造した。
【００６０】
この長繊維ペレットを、成形品としてのポリエステル繊維含有量が１５質量％となる様に、上記ペレットの製造に用いたのと同じポリプロピレン樹脂ペレットと混合し、該混合ペレットを使用して射出成形機（日本製鋼所社製商品名「ＪＳＷＪ２００ＳＡ」）を用いて、樹脂温度２００℃、金型温度７０℃で射出成形を行なった。
【００６１】
得られた成形品は、全体の厚さが３ｍｍで、表層部には透明の被覆層は殆ど形成されておらず、着色繊維の一部が表層部まで露出しており、ふかみのある外観は得られなかった。該成形品の性能評価結果も、表１に示した。
【００６２】
【表１】

【００６３】
【発明の効果】
本発明は以上の様に構成されており、厚み方向中心側に着色有機繊維を含む着色層を有し、表層側には着色繊維を含まない透明樹脂のみからなる被覆層を形成することによって、色彩に深み感のある極めて審美性に優れ、しかも低温耐衝撃性にも卓越した複合樹脂成形品を提供すると共に、本発明の製法によればその様な優れた特性を備えた複合樹脂成形品を簡単な方法で効率よく製造し得ることになった。

Claims

視覚神経刺激物質で改質された有機繊維とポリオレフィン系樹脂とを含む複合樹脂層を有し、該樹脂層の厚み方向中心側は、ポリオレフィン系樹脂に有機繊維が均一分散した複合層からなり、表層側は、中心側のポリオレフィン系樹脂よりも低軟化点の実質的に透明なポリオレフィン系樹脂からなり、表層側のポリオレフィン系樹脂と中心側のポリオレフィン系樹脂との溶融混合物の２３０℃、２．１６ｋｇｆにおけるＭＦＲが１５ｇ／１０分〜１００ｇ／１０分であり、上記中心側のポリオレフィン系樹脂は不飽和カルボン酸あるいはその誘導体で変性した変性ポリオレフィンを含むことを特徴とする低温耐衝撃性に優れた高視覚性複合樹脂成形品。
視覚神経刺激物質が、着色性物質、反射性物質、蛍光性物質、蓄光性物質よりなる群から選択される少なくとも１つである請求項１に記載の複合樹脂成形品。
前記有機繊維がポリエステル系繊維である請求項１または２に記載の複合樹脂成形品。
前記有機繊維の含有量が３〜４０質量％である請求項１〜３のいずれかに記載の複合樹脂成形品。
前記表層の厚さが５〜１００μｍである請求項１〜４のいずれかに記載の複合樹脂成形品。
上記表層側のポリオレフィン系樹脂は、ＧＰＣによる分子量が５０，０００以下のポリオレフィン系樹脂を主体とするものである請求項１〜５のいずれかに記載の複合樹脂成形品。
上記表層側のポリオレフィン系樹脂は、軟化点が上記中心側内のポリオレフィン系樹脂の軟化点よりも１０℃以上低いものである請求項１〜６のいずれかに記載の複合樹脂成形品。
前記変性ポリオレフィンが、前記中心側のポリオレフィン系樹脂に対して０．１〜１５質量％含まれる請求項１〜７のいずれかに記載の複合樹脂成形品。