JP5220587B2 - フレーク状ガラスフィラーとそれを含有する樹脂組成物 - Google Patents

Description

本発明は、フレーク状ガラスフィラーと、このフレーク状ガラスフィラーを含有する樹脂組成物とに関する。

従来、フレーク状ガラスフィラーは、例えば補強材として樹脂に混合されるなど、広い分野で使用されている。例えば、フレーク状ガラスを熱可塑性樹脂に混合することによって、高強度で良好な寸法安定性を有する樹脂成形体を実現できる。

例えば、特開平６−９７９１号公報には、平均粒径が１０μｍ〜２０００μｍ、平均厚さが０．８μｍ〜１．４μｍのフレーク状ガラスにて構成されており、かつ、厚さ０．３μｍ〜３．０μｍの範囲のフレーク状ガラスを９０質量％以上の割合で含むフレーク状ガラスフィラーを、熱可塑性樹脂に混合した樹脂組成物が開示されている。また、特開２００３−８２２６０号公報には、平均厚さが０．５μｍ〜２０μｍのフレーク状ガラスを顆粒状にして熱可塑性樹脂に混合した樹脂組成物が開示されている。これらの樹脂組成物を用いて作製された樹脂成形体は、フレーク状ガラスの補強効果によって、高い引張強度および曲げ強度を実現できる。さらに、これらの樹脂組成物は、成形時の収縮率（以下、成形収縮率という。）が低いため、寸法安定性に優れた樹脂成形体を作製できる。

しかし、上記の従来の樹脂組成物は、用途によっては強度や成形収縮率が不充分な場合もあるため、さらなる高強度化と低成形収縮率とを実現できる樹脂組成物が要求されている。

そこで、本発明では、樹脂の補強効果がより高く、かつ、成形収縮率をさらに低減できるフレーク状ガラスフィラーを提供することを目的とする。さらに、本発明では、より高強度で、かつ、成形収縮率が低い樹脂組成物を提供することも目的とする。

本発明のフレーク状ガラスフィラーは、厚さが０．０１μｍ以上２．０μｍ以下の範囲にあるフレーク状ガラスを９０質量％以上の割合で含有し、かつ、平均厚さが０．１μｍ以上０．５μｍ未満のフレーク状ガラスで構成されている。なお、本明細書において、フレーク状ガラスの平均厚さとは、フレーク状ガラスフィラーから１００枚以上のフレーク状ガラスを抜き取り、それらのフレーク状ガラスについて走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて厚さを測定し、その厚さ合計を測定枚数で割った値のことである。ここで測定するフレーク状ガラスの厚さとは、図４に示すフレーク状ガラス４１における厚さｔのことである。

また、本発明において、フレーク状ガラスフィラーに含まれるフレーク状ガラスの厚さとその含有割合との関係を求める方法について説明する。まず１００枚以上のフレーク状ガラスを抜き取り、それらのフレーク状ガラスについてＳＥＭを用いて厚さを測定する。このとき測定する厚さは、上記に説明した厚さと同様である（図４参照）。次に、厚み規定範囲（ここでは０．０１μｍ以上２．０μｍ以下）に入ったフレーク状ガラス数を、測定したフレーク状ガラス全数で割ることによって、フレーク状ガラスの厚さとその含有割合との関係を求める。

本発明のフレーク状ガラスフィラーは、上記に示したとおり、平均厚さが非常に薄いフレーク状ガラスにて構成されており、かつ、含有する個々のフレーク状ガラスの厚みにバラツキが小さい。従って、本発明のフレーク状ガラスフィラーは、従来のフレーク状ガラスフィラーよりも比表面積（単位体積当たりの表面積）が大きい。このため、樹脂に混合された際にフィラーと樹脂との接触面積が増大するので、樹脂の補強効果の向上および成形収縮率の低減を実現できる。

本発明の樹脂組成物は、熱可塑性樹脂とフレーク状ガラスフィラーとを含む樹脂組成物であって、このフレーク状ガラスフィラーは、厚さが０．０１μｍ以上２．０μｍ以下の範囲にあるフレーク状ガラスを９０質量％以上の割合で含有し、かつ、このフレーク状ガラスフィラーは、平均厚さが０．１μｍ以上０．５μｍ未満のフレーク状ガラスで構成されている。なお、本発明の樹脂組成物におけるフレーク状ガラスの平均厚さとは、上記したフレーク状ガラスの平均厚さと同じ方法で求められる値である。

本発明の樹脂組成物は、上記のような本発明のフレーク状ガラスフィラーを含んでいるので、高強度で成形収縮率の低い樹脂組成物を実現できる。また、本発明の樹脂組成物に含まれるフレーク状ガラスが従来に比べて薄いため、この樹脂組成物を用いて樹脂成形体を作製する場合に、その成形体の厚さや大きさの制限を従来よりも緩和できる。さらに、本発明の樹脂組成物に含まれるフレーク状ガラスは従来に比べて薄いため、フレーク状ガラスの含有量を従来のものより少なくしても、従来と同等またはそれよりも低い成形収縮率を実現できる。

本発明のフレーク状ガラスフィラーを製造する装置の一例を模式的に示す部分断面図である。 本発明のフレーク状ガラスフィラーを製造する装置の別の例を模式的に示す部分断面図である。 本発明の樹脂組成物を押出し成形する際の平行方向および直交方向を説明するための図である。 フレーク状ガラスの厚さおよび最長径を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

（実施の形態１）
実施の形態１では、本発明のフレーク状ガラスフィラーについて説明する。

本実施の形態のフレーク状ガラスフィラーは、厚さが０．０１μｍ以上２．０μｍ以下の範囲にあるフレーク状ガラスを９０質量％以上の割合で含有し、かつ、平均厚さが０．１μｍ以上０．５μｍ未満のフレーク状ガラスで構成されている。このフレーク状ガラスフィラーは、平均厚さが薄いフレーク状ガラスで構成されており、かつ、含まれるフレーク状ガラスの厚さのバラツキが少ない。これにより、樹脂に混合された場合の補強効果が高く、かつ、混合された樹脂の成形収縮率を低減する効果も高い。例えば、厚さが０．０５μ以上１．０μｍ以下の範囲のフレーク状ガラスを９０質量％以上の割合で含有するフレーク状ガラスフィラーは、樹脂に混合した場合に、充分に高い補強効果と低い成形収縮率とを実現できる。また、本実施の形態のフレーク状ガラスフィラーを構成しているフレーク状ガラスは非常に薄いので、樹脂に混合して樹脂成形体を作製する場合に、その成形体の厚さや大きさの制限が従来よりも緩和される。

本実施の形態のフレーク状ガラスフィラーを構成するフレーク状フィラーには、例えばその平均粒径が５μｍ以上１０００μｍ以下のものを用いるとよい。平均粒径が５μｍ以上の場合、樹脂に混合した場合に高い補強効果が得られる。平均粒径を１０００μｍ以下とすると、樹脂への分散性が良好になるため、効果的な補強効果および成形収縮率の低減効果を得ることができる。平均粒径が１０００μｍを超えると、バインダー処理でフレーク状ガラスを凝集させて顆粒化することが困難となるため、フレーク状ガラスを顆粒化する場合は、平均粒径を１０００μｍ以下とすることが好ましい。なお、本明細書において、フレーク状ガラスフィラーの粒径とは、フレーク状ガラスの最長径の長さのことであり、図４に示すフレーク状ガラス４１において、長さｄに該当する。

本実施の形態のフレーク状ガラスフィラーのアスペクト比（平均粒径／平均厚さ）は、１０〜２０００の範囲であることが好ましい。アスペクト比が１０以上のフレーク状ガラスフィラーは、樹脂の補強材としての機能性が高い。アスペクト比が２０００以下のフレーク状ガラスフィラーは、樹脂への分散性が良好であるため、効果的な補強効果および成形収縮率の低減効果を得ることができる。

本実施の形態のフレーク状ガラスフィラーに用いられるガラス組成は、特には限定されず、例えばＥガラス組成、Ｃガラス組成またはＡガラス組成などを使用できる。

本実施の形態のフレーク状ガラスフィラーを構成するフレーク状ガラスは、その表面に金属および／または金属酸化物の薄膜が形成されていてもよい。例えば、フレーク状ガラスが組成成分としてアルカリ成分（アルカリ金属およびアルカリ土類金属）を相当量含有している場合、フレーク状ガラスの表面から経時的にアルカリ成分が溶出することによって、このアルカリ成分が樹脂とフィラーとの接着力を低下させたり、変色を生じさせたりするなどの問題を起こすことがある。そこで、例えばＳｉＯ₂などの薄膜をフレーク状ガラスの表面に予め設けておくことによって、アルカリ成分の溶出を抑制して、上記のような問題の発生を防止できる。また、このような薄膜を設けることにより、フレーク状ガラスに光輝感のある色調を付与できる。従って、このようなフレーク状ガラスを含むフレーク状ガラスフィラーを樹脂に混合すると、外観の変化に富む樹脂成形体を製造できる。

次に、本実施の形態のフレーク状ガラスフィラーの製造方法について説明する。

本実施の形態のフレーク状ガラスフィラーは、例えばブロー法を用いて製造できる。ブロー法とは、熔融ガラス源から連続的に取り出した熔融ガラス素地を中空状に膨らませながら引っ張ることによって薄いガラスフィルムを得る方法である。この方法で得られたガラスフィルムを粉砕することによって、本実施の形態のフレーク状ガラスフィラーを製造できる。

図１は、ブロー法によってガラスフィルムを製造するための装置の一例である。図１において、１は熔融ガラス素地、２は耐火窯槽、３は窯槽底部に設けた穴である。４は、孔３よりは小さな円形のガラス取出口５を有するフィーダーブロックで、電熱線６を埋め込んだ鋳造耐火煉瓦から成っている。ガラス取出口５における熔融ガラス素地の温度は、電熱線６によって一定に保たれる。７は、耐火窯槽２の上部から孔３を通りガラス取出口５に達するブローノズルで、その先端部８によってガラス取出口には円形のスリット９が形成される。スリット９から流出した熔融ガラス素地は、ブローノズル７から吹込む気体（例えば空気）によって膨らまされて中空状になり、さらに下方に引っ張られて引伸ばされ、その膜の厚さは非常に薄くなる。１１は押圧ロール、１２は引張ロールである。１３は末広がりの筒状鋼板製反射板である。中空状ガラス１０は、反射板１３により外気流から遮断されると同時によく保温されて、一様に薄く膨らむ。このようにして膨らんだ中空状ガラス１０は押圧ロール１１で押しつぶされ、平板状ガラスフィルム１４となって送り出される。このようにして得られたガラスフィルムを所定の粒径範囲となるように粉砕することによって、フレーク状ガラスを得ることができる。

上記装置を用いて本実施の形態のような薄いフレーク状ガラスフィラーを作製する場合は、中空状ガラスの引張速度を大きくする、あるいはブローノズルから吹き込む気体の圧力を高くして中空状ガラスを大きく膨らませる、などの方法が適用できる。

本実施の形態のフレーク状ガラスフィラーは、上記の方法とは別の方法を用いても製造できる。例えば、遠心力による熔融ガラスの流れを利用して薄いガラスフィルムを作製し、これを破砕することによって、フレーク状ガラスフィラーを作製してもよい。図２は、熔融ガラスの流れを利用してフレーク状ガラスフィラーを製造する装置の一例である。この装置は、可変速電動モータ２１に取り付けられたテーパ状のカップ２２を有し、カップ２２のリム２３は２個の環状プレート２４，２５の間に位置している。上側のプレート２４は上下に移動可能に設けられており、プレート２４，２５間の距離が調節可能となっている。プレート２４，２５は、サイクロン式真空チャンバ２６内に取り付けられており、このチャンバ２６は出口接続部２７を介して図示されないサイクロン収集・分離・真空ポンプに接続されている。カップ２２を所定の速度で回転させ、かつ、カップ２２内に熔融ガラス２８を上方から流入する。遠心力によって、カップ２２内の熔融ガラスがリム２３を越えて外方へ送り出される。サイクロン収集・分離・真空ポンプを作動させることによってチャンバ２６内が低圧となり、プレート２４，２５の間２９を介して空気がチャンバ２６内に入る。チャンバ２６に入る空気は、カップ２２のリム２３から外方へ送り出された熔融ガラスを急冷する。また、プレート２４，２５間を流れる空気流は、カップ２２のリム２３から出てプレート２４，２５間に位置する熔融ガラスがプレート２４，２５の表面に接触しないように、熔融ガラスを保持する機能も有する。プレート２４，２５間の空気流は、固体状態となるまでプレート２４，２５間に位置する熔融ガラスを冷却する。プレート２４，２５間に位置するガラスは、空気流との摩擦によって放射方向に引き出され、空気流によって平板状に維持されつつ小さなフレーク状ガラスに破砕される。ここで得られたフレーク状ガラスは、チャンバ２６内で収集され、かつ、出口接続部２７を介して図示されないサイクロン収集・フィルタ部に送られる。

この装置を用いてフレーク状ガラスを製造する場合、フレーク状ガラスの厚さは、プレート２４，２５間の距離やプレート２４，２５間の空気流の速度などを調節することによって、調節することができる。

本実施の形態のフレーク状ガラスフィラーは、顆粒化されたフレーク状ガラスを含んでいてもよい。フレーク状ガラスフィラーにバインダー処理を施して、個々のフレーク状ガラスをバインダーによって互いに結びつけて造粒することによって、顆粒状のフレーク状ガラスを作製できる。このような顆粒状のフレーク状ガラスは、飛散性が低いので作業性に優れ、かつ、樹脂中での分散性も優れている。また、顆粒化することによってフィード性が向上して、より確実な定量的フィードが可能となる。

ここで用いられるバインダーは、界面活性剤と結合成分とを含んでいる。界面活性剤には、アニオン性、カチオン性、両性および非イオン性の何れも使用できる。特に非イオン性の界面活性剤は、結合成分としてエポキシ樹脂やウレタン樹脂を使用した場合に、バインダーの凝集を抑制し安定化させることができる点で好ましい。アニオン性界面活性剤としては、ジオクチルスルフォコハク酸ナトリウム、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルアリールスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルアリル硫酸エステル塩またはスルホコハク酸エステル塩などが挙げられる。カチオン性界面活性剤としては、高級アミンハロゲン酸塩、ハロゲン化アルキルピリジニウムまたは第４級アンモニウム塩などが挙げられる。両性界面活性剤としては、ラウリルアミノプロピオン酸塩またはラウリルジメチルベタインなどが挙げられる。非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレン高級アルコールエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテルなどのポリオキシエチレングリコールアルキルエーテル類、ポリエチレングリコールモノステアレートなどのポリエチレングリコール脂肪酸エステル類、ソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートなどのソルビタン脂肪酸エステル類、グリコールモノステアレートなどのグリコール脂肪酸エステル類または脂肪酸モノグリセリド類などが挙げられる。なお、これらを２種以上組み合わせて使用してもよい。

バインダー中の結合成分としては、特に限定されるものではなく、たとえば有機系の結合成分として、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、澱粉、カルボキシメチルスターチ、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルアルコール、シランカップリング剤、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、酢酸ビニルまたはウレタン樹脂などが挙げられる。また無機系の結合成分としては、水ガラス、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナまたはアミノシランなどが例示される。これらの中で、シランカップリング剤、エポキシ樹脂およびウレタン樹脂を含有するものが好ましい。シランカップリング剤は、有機ケイ素化合物であり、分子中に２種以上の反応基をもち、その１つがフレーク状ガラスの表面と反応し、他の反応基が有機系の結合成分および熱可塑性樹脂と反応するため、フレーク状ガラスと熱可塑性樹脂との馴染みを改善させることができる。また、エポキシ樹脂とウレタン樹脂は、シランカップリング剤および熱可塑性樹脂との馴染みがよい。これらを併用すれば、フレーク状ガラスは熱可塑性樹脂と強固に結合し、補強材としての十分な機能を発揮することができる。

バインダーは、通常は水またはアルコールを溶媒として、フレーク状ガラスの表面に各成分が均一に存在しうるようにその濃度を調整される。具体的には、全固形分濃度で表して１〜１０質量％が好ましい。

バインダーの製造方法は、とくに限定されるものではなく、常温大気圧下で結合成分と界面活性剤などを溶媒中に適宜添加し、均一になるまで攪拌することにより製造される。

顆粒状のフレーク状ガラスにおけるバインダーの付着率は、例えば、固形分質量比で０．１〜２質量％である。バインダーの付着率を０．１質量％以上とすれば、フレーク状ガラス同士の充分な結合力が得られるため、飛散性が抑制される。一方、バインダーの付着率を２質量％以下とすれば、押し出し成形時にガスが発生して金型の汚染を引き起こす、あるいは樹脂組成物が変色するなどの問題を防ぐことができる。

顆粒状のフレーク状ガラスの製造方法は、特に限定されるものではなく、公知の方法で製造することができる。たとえば、攪拌造粒法、流動層造粒法、噴射造粒法および回転造粒法などを利用できる。具体的には、スプレーなどを用いてバインダーを適量付着させたフレーク状ガラスを回転ドラム中または振動するトレイ上に拡げ、加熱して溶媒を蒸発させつつ、造粒する方法などである。この造粒時の回転ドラムの回転速度または振動トレイの振動周波数、ならびに溶媒の蒸発速度（加熱温度に大凡比例する）などの条件を適宜調整することにより、所望の大きさの顆粒状のフレーク状ガラスを製造できる。

本実施の形態のフレーク状ガラスフィラーは、表面処理剤によって処理が施されていてもよい。これにより、フレーク状ガラスフィラーの補強効果などの特性を向上させることができる。表面処理剤としては、市販の各種の表面処理剤が採用できる。表面処理剤の具体例としては、例えばγ−アミノプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン等のシリコン系カップリング剤、その他チタン系カップリング剤などが挙げられる。これらの表面処理剤の使用量は、例えばフレーク状ガラスの質量の０．０５〜０．２０質量％である。

（実施の形態２）
実施の形態２では、本発明の樹脂組成物について説明する。

本実施の形態の樹脂組成物は、フレーク状ガラスフィラーと熱可塑性樹脂とを含むものである。このフレーク状ガラスフィラーには、実施の形態１で説明したものが使用できる。

ここで用いられる熱可塑性樹脂としては、特に限定されず、たとえばポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリブチレン、ポリブチレンテレフタレートまたはこれらの共重合体などが挙げられる。これらの中でもポリブチレンテレフタレートは、フレーク状ガラスフィラーを混合した場合に、成形品の反りおよび寸法安定性において改善効果が大きいので、好ましい。

樹脂組成物中のフレーク状ガラスフィラーの含有率は、５〜７０質量％が好ましい。５質量％以上とすることで、フレーク状ガラスフィラーの補強材としての機能を充分に発揮させることができる。一方、７０重量％以下とすることで、樹脂組成物中でフレーク状ガラスフィラーを均一に分散させることができる。成形収縮率をより低く抑えるために、フレーク状ガラスフィラーの含有率を３０質量％以上とすることがより好ましい。

なお、樹脂組成物は、その用途に応じて、ガラス繊維などのフレーク状ガラスフィラー以外の補強材を含有してもよい。たとえば、電器・電子機器部品の用途では、非常に高い強度が要求されることから、フレーク状ガラスフィラーと同量程度のガラス繊維を混合してもよい。

本実施の形態の樹脂組成物を用いて作製した樹脂成形体は、フレーク状ガラスフィラーの補強効果によって充分な引張強度および曲げ強度を得ることができる。また、本実施の形態の樹脂組成物は、成形収縮率が低いため、寸法安定性に優れた成形体を得ることができる。また、本実施の形態の樹脂組成物に含まれるフレーク状ガラスの平均厚さが従来よりも薄いので、本実施の形態の樹脂組成物によれば、表面粗さが小さく、滑らかな表面を有する成形体を得ることができる。

以下、本発明について、実施例を用いてさらに詳細に説明する。

（実施例１および２、比較例１および２）
Ｃガラス組成のガラス原料を用い、図１に示す装置を用いて、引張り速度とブローノズルから吹き込む気体の圧力とを適宜調節して、表１に示すような平均厚さおよび厚さ分布を有するフレーク状ガラスフィラーを作製した。実施例１および２と、比較例１および２のフレーク状ガラスの平均粒径は、全て１５０μｍであった。

以上のフレーク状ガラスフィラーに対し、アミノシランを用いて表面処理を施した（表面処理剤０．１０質量％）。このフレーク状ガラスフィラーをそれぞれポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ樹脂）に混合して、実施例１および２と比較例１および２の樹脂組成物を作製した。これらの樹脂組成物におけるフレーク状ガラスフィラーの含有率は、全て３０質量％であった。これらの樹脂組成物をそれぞれ６０ｍｍ×６０ｍｍ×３ｍｍの金枠に流し込んで成形体を作製し、この成形体の引張強度、曲げ強度および曲げ弾性率をそれぞれ測定した。引張強度は、ＪＩＳ Ｋ ７１６１に準拠して測定した。曲げ強度および曲げ弾性率は、ＪＩＳ Ｋ ７１７１に準拠して測定した。測定結果は表２に示すとおりである。

以上の結果より、厚さが０．０１μｍ以上２．０μｍ以下の範囲にあるフレーク状ガラスを９０質量％以上の割合で含有し、かつ、平均厚さが０．１μｍ以上０．５μｍ未満のフレーク状ガラスで構成されたフレーク状ガラスフィラーを用いた樹脂組成物（実施例１および２）は、これよりも厚いフレーク状ガラスフィラーを用いた樹脂組成物（比較例１および２）よりも、引張強度、曲げ強度および曲げ弾性率が高かった。

（実施例３および４、比較例３および４）
Ｅガラス組成のガラス原料を用い、図１に示す装置を用いて、引張り速度とブローノズルから吹き込む気体の圧力とを適宜調節して、表３に示すような平均厚さおよび厚さ分布を有するフレーク状ガラスフィラーを作製した。実施例３および４と比較例３および４のフレーク状ガラスの平均粒径は、全て４０μｍであった。

実施例３および４のフレーク状ガラスフィラーについては、バインダーを０．６質量％含む顆粒状のフレーク状ガラスフィラーとした。顆粒化した後の実施例３および４のフレーク状ガラスフィラーの平均粒径は２００μｍであった。フレーク状ガラスフィラーの顆粒化に用いるバインダーは、水を溶媒として、アミノシランカップリング剤（日本ユニカー社製、型番：Ａ１００）、エポキシ樹脂（ＢＰＡタイプ・エポキシ当量１８００）、ウレタン樹脂（トリレンジイソシアネート、エーテル系溶媒）および界面活性剤（アニオン性、ジオクチルスルフォコハク酸ナトリウム）の各成分を、固形分質量比でそれぞれ２８．４質量％、２８．４質量％、４２．６質量％および０．６質量％となるように配合し、常温常圧下で均一になるまで攪拌することによって作製した。このバインダーを用いて回転造粒法によって顆粒状のフレーク状ガラスを製造した。この顆粒状フレーク状ガラスをＰＢＴ樹脂に混合して、実施例３および４の樹脂組成物を作製した。一方、比較例３および４のフレーク状ガラスについても、実施例３および４と同様の方法で顆粒化し、ＰＢＴ樹脂に混合して樹脂組成物とした。顆粒化した後の比較例３および４のフレーク状ガラスの平均粒径は２００μｍであった。これらの樹脂組成物におけるフレーク状ガラスの含有率は、全て３０質量％とした。

これらの樹脂組成物をそれぞれ６０ｍｍ×６０ｍｍ×３ｍｍの金枠に流し込んで成形体を作製し、この成形体を温度２０℃、湿度３０％の条件下で２４時間放置して、金枠からの寸法変化を測定した。測定結果は表４に示すとおりである。ここで、表４において、成形体作製時の樹脂組成物の押出し方向に平行な方向を「平行方向」、押出し方向に垂直な方向を「直交方向」としている。図３は、樹脂成形体３１の平行方向および直交方向を示している。押出しの際に、樹脂組成物の流れ方向にほぼ沿ってフレーク状ガラスフィラーが配向するため、特に直交方向の寸法安定性の改善が重要視される。

以上の結果より、厚さが０．０１μｍ以上２．０μｍ以下の範囲にあるフレーク状ガラスを９０質量％以上含有し、かつ、平均厚さが０．１μｍ以上０．５μｍ未満であるフレーク状ガラスフィラーを顆粒化して用いた樹脂組成物（実施例３および４）は、これよりも厚いフレーク状ガラスフィラーを用いた樹脂組成物（比較例３および４）よりも、平行方向および直交方向共に成形収縮率が低く、良好な寸法安定性が得られることが確認された。

（実施例５、比較例５および６）
実施例５の樹脂組成物には、Ｅガラス組成のガラス原料を用い、図１に示す装置を用いて作製されたフレーク状ガラスフィラーを配合した。このフレーク状ガラスフィラーは、平均粒径４０μｍ、平均厚さ０．４μｍのフレーク状ガラスで構成されており、かつ、厚さ０．１μｍ以上０．８μｍ以下のフレーク状ガラスを９０質量％以上の割合で含んでいた。このフレーク状ガラスフィラーを実施例３および４と同様の方法で顆粒化し、これをＰＢＴ樹脂にそれぞれ１０質量％、２０質量％、３０質量％となるように配合した。なお、実施例５で用いた顆粒化された後のフレーク状ガラスの粒径は２００μｍであった。顆粒化の際に用いたバインダーは実施例３および４の場合と同じであり、また、顆粒化後のフレーク状ガラスフィラーに含まれるバインダーの含有率は０．６質量％であった。

比較例５の樹脂組成物は、平均粒径４０μｍ、平均厚さ０．７μｍのフレーク状ガラスで構成されており、かつ、厚さ０．４μｍ以上１．８μｍ以下のフレーク状ガラスを９０質量％以上の割合で含んでいるフレーク状ガラスフィラーが用いられている以外は、実施例５と同様の方法で作製されたものである。また、比較例６の樹脂組成物は、平均粒径４０μｍ、平均厚さ２．０μｍのフレーク状ガラスで構成されており、かつ、厚さ１．３μｍ以上４．０μｍ以下のフレーク状ガラスを９０質量％以上の割合で含んでいるフレーク状ガラスフィラーが用いられている以外は、実施例５と同様の方法で作製されたものである。

これらの樹脂組成物をそれぞれ６０ｍｍ×６０ｍｍ×３ｍｍの金枠に流し込んで成形体を作製し、この成形体を温度２０℃、湿度３０％の条件下で２４時間放置して、金枠からの寸法変化を測定した。測定結果は表５に示すとおりである。「平行方向」と「直交方向」の定義は実施例３および４の場合と同様である。

結果からわかるように、実施例５における平行方向の寸法変化については、フレーク状ガラスフィラーを１０質量％、２０質量％、３０質量％含有する樹脂組成物の全てが比較例５および６の場合よりも良好な結果を示した。直交方向の寸法変化について、フレーク状ガラスフィラーの添加量が同じもの同士を、それぞれ、実施例５と比較例５および６とで比較すると、実施例５の樹脂組成物は、比較例５および６と比較して、全ての添加量（１０質量％、２０質量％、３０質量％）において良好な寸法安定性を示した。さらに、フレーク状ガラスフィラーの含有率が大きくなるに従い、直交方向の寸法安定性が増すことも確認された。さらに、直交方向について、フレーク状ガラスフィラーの含有率が２０質量％である樹脂組成物と、従来のフレーク状ガラスが３０質量％含まれる樹脂組成物（比較例６）とを比較すると、本発明のフレーク状ガラスフィラーを２０質量％含む樹脂組成物の方が低い成形収縮率を示した。このことから、本発明のフレーク状ガラスフィラーによれば、従来よりも添加量を低減しても、良好な寸法安定性を実現できることが確認された。

また、実施例５においてフレーク状ガラスフィラーを３０質量％含有した樹脂組成物については、直交方向の成形収縮率が０．５以下と、非常に良好な結果が得られた。これより、平行方向および直交方向ともに良好な寸法安定性を実現するためには、３０質量％以上のフレーク状ガラスフィラーを含む樹脂組成物が好ましいことが確認された。

（実施例６、比較例７および８）
実施例６の樹脂組成物には、Ｅガラス組成のガラス原料を用い、図１に示す装置を用いて作製されたフレーク状ガラスフィラーを配合した。このフレーク状ガラスフィラーは、平均粒径２０μｍ、平均厚さ０．４μｍのフレーク状ガラスで構成されており、かつ、厚さ０．１μｍ以上０．８μｍ以下のフレーク状ガラスを９０質量％以上の割合で含んでいた。このフレーク状ガラスフィラー３０質量％とポリカーボネート樹脂７０質量％とを混合し、得られた混合物を２軸押出機（「ＫＺＷ１５−３０ＭＧ」、株式会社テクノベル社製）によって３００℃で押出し、押出した混合物をペレタイザーでペレット化した。ペレット寸法は、直径約１．５ｍｍ、長さ約３．５ｍｍであった。このペレットを、射出成形機（「ＨＭ７型」、日精樹脂工業株式会社製）を用いて試験片（５０×５０×１ｍｍ）に成形した。この試験片の表面について、ウェーブスキャンＤＯＩ（ＢＹＫ−ＧＡＲＤＮＥＲ社製）を用いてストラクチャースペクトルの値を測定し、表面粗さを評価した。なお、ストラクチャースペクトル値が小さいほど、表面が滑らかであると評価される。結果は表６に示すとおりである。

比較例７の樹脂組成物は、平均粒径２０μｍ、平均厚さ０．７μｍのフレーク状ガラスで構成されており、かつ、厚さ０．４μｍ以上１．８μｍ以下のフレーク状ガラスを９０質量％以上の割合で含んでいるフレーク状ガラスフィラーが用いられている以外は、実施例６と同様の方法で作製されたものである。また、比較例８の樹脂組成物は、平均粒径２０μｍ、平均厚さ１．３μｍのフレーク状ガラスで構成されており、かつ、厚さ０．５μｍ以上２．０μｍ以下のフレーク状ガラスを９０質量％以上の割合で含んでいるフレーク状ガラスフィラーが用いられている以外は、実施例６と同様の方法で作製されたものである。これらの比較例７および８についても、実施例６と同様の方法で表面粗さの評価を行った。結果は表６に示されている。

この結果から、フレーク状ガラスの平均厚さが０．４μｍと薄い実施例６では、フレーク状ガラスの平均厚さが厚い比較例７および８と比較して、表面が滑らかであることがわかった。フレーク状ガラスの平均厚さが０．４μｍである実施例６の成形体は、フレーク状ガラスの平均厚さが０．７μｍである比較例７の成形体と比較して、表面粗さが半分になっており、表面の品質が向上していることがわかる。このように、配合されるフレーク状ガラスの平均厚さが薄いほど、樹脂成形体の表面品質が向上する（表面が滑らかになる）ことがわかった。

本発明のフレーク状ガラスフィラーは、樹脂を効果的に補強し、また、樹脂に混合された際に樹脂成形体の寸法安定性を向上させることができるので、さまざまな用途に適用可能である。例えば、ポリカーボネートと本発明のフレーク状ガラスフィラーとを含む樹脂組成物は、自動車分野などで好適に用いられる。また、例えばアクリル系樹脂と本発明のフレーク状ガラスフィラーとを含む樹脂組成物は、例えば歯科分野などで好適に用いられる。

Claims (5)

1. ポリブチレンテレフタレートとフレーク状ガラスフィラーとを含む樹脂組成物であって、
   前記フレーク状ガラスフィラーは、厚さが０．０５μｍ以上１．０μｍ以下の範囲にあるフレーク状ガラスを９０質量％以上の割合で含有し、かつ、前記フレーク状ガラスフィラーは、平均厚さが０．１μｍ以上０．５μｍ未満のフレーク状ガラスで構成されている樹脂組成物。
2. 前記フレーク状ガラスフィラーは、バインダーによって顆粒化されたフレーク状ガラスを含む請求項１に記載の樹脂組成物。
3. 前記フレーク状ガラスフィラーの含有率が５質量％以上７０質量％以下である、請求項１に記載の樹脂組成物。
4. 前記フレーク状ガラスフィラーが、厚さが０．０５μｍ以上０．６μｍ以下の範囲にあるフレーク状ガラスを９０質量％以上の割合で含有する請求項１に記載の樹脂組成物。
5. 前記フレーク状ガラスフィラーが、厚さが０．１μｍ以上０．８μｍ以下の範囲にあるフレーク状ガラスを９０質量％以上の割合で含有する請求項１に記載の樹脂組成物。
   

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