JP6834696B2 - A resin composition and a method for producing a molded product using the resin composition. - Google Patents
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Description
本発明は、樹脂組成物および当該樹脂組成物を用いた成形体の製造方法に関する。 The present invention relates to a resin composition and a method for producing a molded product using the resin composition.
一般に、自動車やＯＡ機器などに使用されている樹脂製品は、射出成形などにより成形されている。近年、環境負担の軽減や、材料コストの低減の観点から、樹脂製品の樹脂材料の使用量を削減することが望まれている。 Generally, resin products used in automobiles, OA equipment, etc. are molded by injection molding or the like. In recent years, it has been desired to reduce the amount of resin material used in resin products from the viewpoint of reducing the environmental burden and material cost.
そして、樹脂材料の使用量を削減する方法として、薄肉形成する方法が知られている。しかしながら、薄肉の樹脂製品を射出成形によって成形しようとすると、金型内で溶融した樹脂材料の流動性が低下することがある。また、薄肉化した樹脂製品は、強度が下がることがある。 Then, as a method of reducing the amount of the resin material used, a method of forming a thin wall is known. However, when an attempt is made to mold a thin-walled resin product by injection molding, the fluidity of the resin material melted in the mold may decrease. In addition, the strength of the thinned resin product may decrease.
金型内で溶融した樹脂材料の流動性を向上させる方法として、金型の温度を高くする方法や、急加熱および急冷却する方法や、熱伝導率の低い断熱層を有する金型を使用する方法が知られている。熱伝導率の低い断熱層を有する金型を使用する方法では、金型の温度を高くする必要がないため、電力の使用量が少なくて済む。断熱層としては、セラミックス層や樹脂層などが知られているが、より熱伝導率が低い樹脂製の断熱層の方が断熱効果が高い。 As a method of improving the fluidity of the resin material melted in the mold, a method of raising the temperature of the mold, a method of rapid heating and rapid cooling, and a mold having a heat insulating layer having a low thermal conductivity are used. The method is known. In the method of using a mold having a heat insulating layer having a low thermal conductivity, it is not necessary to raise the temperature of the mold, so that the amount of electric power used can be small. As the heat insulating layer, a ceramic layer or a resin layer is known, but a resin heat insulating layer having a lower thermal conductivity has a higher heat insulating effect.
一方、樹脂製品の強度を高める方法として、熱可塑性樹脂に対して、ガラス繊維などのフィラーを含有する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、芳香族ポリカーボネートを含む樹脂成分と、ホスファゼン化合物と、偏平断面ガラス繊維とを有する樹脂組成物が記載されている。 On the other hand, as a method for increasing the strength of a resin product, a method of containing a filler such as glass fiber in a thermoplastic resin is known (see, for example, Patent Document 1). Patent Document 1 describes a resin composition having a resin component containing an aromatic polycarbonate, a phosphazene compound, and a flat cross-section glass fiber.
ガラス繊維を含有する樹脂組成物を前述の断熱層を有する金型を用いて射出成形すると、樹脂組成物に含まれている偏平断面ガラス繊維によって断熱層に傷が付くことにより金型の耐久性が低下することがある。 When a resin composition containing glass fibers is injection-molded using the above-mentioned mold having a heat insulating layer, the durability of the mold is caused by scratching the heat insulating layer by the flat cross-section glass fibers contained in the resin composition. May decrease.
本発明は、使用する金型の耐久性の低下を抑制でき、かつ強度の高い樹脂成形品を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a resin molded product having high strength and capable of suppressing a decrease in durability of a mold to be used.
本発明は、上記の課題を解決するための一態様として、樹脂組成物は、熱可塑性樹脂を含有する連続相と、前記連続相に分散し、ガラス繊維を含む分散相とを有する樹脂組成物において、前記ガラス繊維のアスペクト比は、２０以上であり、前記ガラス繊維の端部の曲率半径は、前記ガラス繊維の直径に対して２５％以上であり、前記ガラス繊維の表面の算術平均高さＳａは、０．１０μｍ以上である。 In one aspect of the present invention for solving the above problems, the resin composition is a resin composition having a continuous phase containing a thermoplastic resin and a dispersed phase dispersed in the continuous phase and containing glass fibers. The aspect ratio of the glass fiber is 20 or more, the radius of curvature of the end portion of the glass fiber is 25% or more with respect to the diameter of the glass fiber, and the arithmetic average height of the surface of the glass fiber. Sa is 0.10 μm or more.
本発明によれば、使用する金型の耐久性の低下を抑制できかつ強度の高い樹脂成形品を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a resin molded product having high strength and suppressing a decrease in durability of the mold used.
以下、本発明の一実施の形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
［樹脂組成物の構成］
樹脂組成物は、熱可塑性樹脂を含有する連続相と、前記連続相に分散し、ガラス繊維を含む分散相とを含む。
[Structure of resin composition]
The resin composition includes a continuous phase containing a thermoplastic resin and a dispersed phase dispersed in the continuous phase and containing glass fibers.
連続相に含有される熱可塑性樹脂は、樹脂組成物の母材となる。熱可塑性樹脂は、射出成形に適用可能な公知の熱可塑性樹脂から適宜選択できる。熱可塑性樹脂は、成形温度が高い方が金型内における樹脂組成物の流動性が高いため、溶融温度が高いことが好ましい。 The thermoplastic resin contained in the continuous phase serves as a base material for the resin composition. The thermoplastic resin can be appropriately selected from known thermoplastic resins applicable to injection molding. As for the thermoplastic resin, the higher the molding temperature, the higher the fluidity of the resin composition in the mold, so that the melting temperature is preferably high.
熱可塑性樹脂の例には、ポリオレフィン樹脂（ポリエチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン樹脂など）、ポリカーボネート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイト樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン樹脂（ポリスチレン樹脂、シンジオタクチックポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン共重合合成樹脂（ＡＢＳ樹脂）など）、ポリアミド樹脂、ポリアセタール系樹脂、アクリル系樹脂、セルロース系樹脂（酢酸セルロースなど）、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、１，２−ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体系熱可塑性エラストマー、フッ素ゴム系熱可塑性エラストマー、および塩素化ポリエチレン系熱可塑性エラストマーなどが含まれる。溶融温度が高い熱可塑性樹脂の例には、ポリカーボネート樹脂が含まれる。このような熱可塑性樹脂は、単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。 Examples of thermoplastic resins include polyolefin resins (polyethylene resin, ethylene-vinyl acetate copolymer, polypropylene resin, etc.), polycarbonate resin, polybutylene terephthalate resin, polyethylene terephthalate resin, polyphenylene sulfide resin, polyamideimide resin, polyether. Etherketone resin, polyether sulfone resin, polyimide resin, polyvinyl chloride resin, polystyrene resin (polystyrene resin, syndiotactic polystyrene resin, acrylonitrile-styrene copolymer, acrylonitrile, butadiene, styrene copolymer synthetic resin (ABS resin) ), Etc.), polyamide resin, polyacetal resin, acrylic resin, cellulose resin (cellulose acetate, etc.), polystyrene-based thermoplastic elastomer, polyolefin-based thermoplastic elastomer, polyurethane-based thermoplastic elastomer, 1,2-polybutadiene-based thermoplastic Includes elastomers, ethylene-vinyl acetate copolymer-based thermoplastic elastomers, fluororubber-based thermoplastic elastomers, chlorinated polyethylene-based thermoplastic elastomers, and the like. Examples of thermoplastic resins having a high melting temperature include polycarbonate resins. Such a thermoplastic resin may be used alone or in combination of two or more.
分散相に含まれるガラス繊維は、連続相に分散している。ガラス繊維は、熱可塑性樹脂に分散されることによって、樹脂組成物の強度を高める。ガラス繊維は、細い針状の物質である。 The glass fibers contained in the dispersed phase are dispersed in the continuous phase. The glass fibers are dispersed in the thermoplastic resin to increase the strength of the resin composition. Glass fiber is a fine needle-like substance.
分散相は、連続相に均一に分散していてもよいし、偏って分散していてもよい。また、分散相は、樹脂組成物の内側に偏っていてもよいし、樹脂組成物の内側に偏っていてもよい。 The dispersed phase may be uniformly dispersed in the continuous phase, or may be unevenly dispersed. Further, the dispersed phase may be biased toward the inside of the resin composition or may be biased toward the inside of the resin composition.
図１は、本実施の一形態に係るガラス繊維の特徴を説明するための模式図である。ガラス繊維のアスペクト比（図１参照）は、樹脂組成物の強度を高める観点から、２０以上である。また、ガラス繊維のアスペクト比は、長いと折れやすく、折れたガラス繊維は金型の断熱層を傷つけてしまう観点から、５０未満であることが好ましい。 FIG. 1 is a schematic view for explaining the characteristics of the glass fiber according to the present embodiment. The aspect ratio of the glass fiber (see FIG. 1) is 20 or more from the viewpoint of increasing the strength of the resin composition. Further, the aspect ratio of the glass fiber is preferably less than 50 from the viewpoint that the broken glass fiber is easily broken when it is long and the broken glass fiber damages the heat insulating layer of the mold.
ガラス繊維の長さ（図１参照）は、樹脂組成物の強度を高める観点から、１００μｍ以上であることが好ましく、１５０μｍ以上であることがより好ましい。また、ガラス繊維の長さは、折れてしまう頻度を低くする観点から、６００μｍ未満であることが好ましく、３００μｍ未満であることがより好ましい。 The length of the glass fiber (see FIG. 1) is preferably 100 μm or more, and more preferably 150 μm or more, from the viewpoint of increasing the strength of the resin composition. Further, the length of the glass fiber is preferably less than 600 μm, more preferably less than 300 μm, from the viewpoint of reducing the frequency of breaking.
ガラス繊維の直径（図１参照）は、折れてしまう頻度を低くする観点から、５μｍ以上であることが好ましい。また、ガラス繊維の直径は、剛性が高くなることにより断熱層が傷付くことを防止する観点から、２５μｍ未満であることが好ましく、１５μｍ未満であることがより好ましい。 The diameter of the glass fiber (see FIG. 1) is preferably 5 μm or more from the viewpoint of reducing the frequency of breakage. Further, the diameter of the glass fiber is preferably less than 25 μm, more preferably less than 15 μm, from the viewpoint of preventing the heat insulating layer from being damaged due to the increased rigidity.
ガラス繊維の長さ、ガラス繊維の直径およびガラス繊維のアスペクト比は、例えば、レーザー顕微鏡（ＶＸ−Ｘ２５０；株式会社キーエンス）でガラス繊維を観察して、測定することにより求められる。具体的には、例えば、樹脂組成物から熱可塑性樹脂を除去し、無作為に選び出した５０本のガラス繊維の繊維長さおよび繊維径をそれぞれ測定する。そして、５０本のガラス繊維の長さの平均値をガラス繊維の長さとする。また、５０本のガラス繊維の平均値をガラス繊維の直径の平均値をガラス繊維の直径とする。さらに、各ガラス繊維のアスペクト比を算出し、５０本のガラス繊維のアスペクト比の平均値をガラス繊維のアスペクト比として算出できる。 The length of the glass fiber, the diameter of the glass fiber, and the aspect ratio of the glass fiber are determined by, for example, observing and measuring the glass fiber with a laser microscope (VX-X250; Keyence Co., Ltd.). Specifically, for example, the thermoplastic resin is removed from the resin composition, and the fiber length and fiber diameter of 50 randomly selected glass fibers are measured, respectively. Then, the average value of the lengths of 50 glass fibers is defined as the length of the glass fibers. Further, the average value of 50 glass fibers is defined as the average value of the diameters of the glass fibers, and the average value is defined as the diameter of the glass fibers. Further, the aspect ratio of each glass fiber can be calculated, and the average value of the aspect ratios of 50 glass fibers can be calculated as the aspect ratio of the glass fibers.
ガラス繊維の端部の曲率半径（図１参照）は、樹脂組成物の表面からガラス繊維が突出しても、金型の断熱層を傷つけない観点から、ガラス繊維の直径に対して２５％以上である。また、ガラス繊維の端部の曲率半径は、金型の断熱層をより傷つけない観点から、ガラス繊維の直径に対して４０％以上であることが好ましい。「ガラス繊維の端部の曲率半径」とは、ガラス繊維の長軸に垂直な方向からみた場合の端部における曲率半径を意味する。なお、曲率半径の最大値は、１００％である。 The radius of curvature of the end of the glass fiber (see FIG. 1) is 25% or more of the diameter of the glass fiber from the viewpoint of not damaging the heat insulating layer of the mold even if the glass fiber protrudes from the surface of the resin composition. is there. Further, the radius of curvature of the end portion of the glass fiber is preferably 40% or more with respect to the diameter of the glass fiber from the viewpoint of not damaging the heat insulating layer of the mold. The "radius of curvature at the end of the glass fiber" means the radius of curvature at the end when viewed from the direction perpendicular to the long axis of the glass fiber. The maximum value of the radius of curvature is 100%.
ガラス繊維の端部の曲率半径は、例えば、レーザー顕微鏡（ＶＸ−Ｘ２５０；株式会社キーエンス）でガラス繊維を観察して、公知の方法によって求められる。 The radius of curvature of the end portion of the glass fiber is determined by a known method, for example, by observing the glass fiber with a laser microscope (VX-X250; KEYENCE CORPORATION).
ガラス繊維の表面の算術平均高さＳａ（図１参照）は、熱可塑性樹脂との接触面積が減ることによる密着性の低下を防止する観点から、０．１０μｍ以上であり、０．１３μｍ以上であることが好ましい。ガラス繊維の表面の算術平均高さＳａは、ガラス繊維の強度を維持する観点から、０．７０μｍ未満であることが好ましく、０．２０μｍ未満であることがより好ましい。 The arithmetic mean height Sa (see FIG. 1) of the surface of the glass fiber is 0.10 μm or more, and 0.13 μm or more, from the viewpoint of preventing a decrease in adhesion due to a decrease in the contact area with the thermoplastic resin. It is preferable to have. The arithmetic mean height Sa of the surface of the glass fiber is preferably less than 0.70 μm, more preferably less than 0.20 μm, from the viewpoint of maintaining the strength of the glass fiber.
ガラス繊維の算術平均高さは、例えば、レーザー顕微鏡（ＶＸ−Ｘ２５０；株式会社キーエンス）を用いて、１５０倍の倍率でガラス繊維を観察して、公知の方法によって求められる。 The arithmetic mean height of the glass fiber is determined by a known method, for example, by observing the glass fiber at a magnification of 150 times using a laser microscope (VX-X250; KEYENCE CORPORATION).
ガラス繊維を前述した所定の形状に成形する方法は、任意の方法で行うことができる。ガラス繊維は、例えば、長さを調製する方法と、端部の形を成形する方法とに分けられる。 The method of molding the glass fiber into the predetermined shape described above can be performed by any method. Glass fibers are divided into, for example, a method of adjusting the length and a method of forming the shape of an end portion.
ガラス繊維の長さは、例えば、ボールミルを用いて調製できる。ボールミルに使用されるメディアの材料の例には、ガラス、アルミナ、ジルコン、シルコニア、スチール、フリント石などが含まれる。メディアの材料は、ジルコンやジルコニアが好ましい。また、メディアの形状は、通常球形であり、その直径は４〜８ｍｍであることが好ましい。 The length of the glass fiber can be adjusted using, for example, a ball mill. Examples of media materials used in ball mills include glass, alumina, zircon, silconia, steel, flint and the like. The media material is preferably zircon or zirconia. The shape of the media is usually spherical, and its diameter is preferably 4 to 8 mm.
ガラス繊維の端部の形状を成形する方法は、任意の方法で行うことができる。ガラス繊維の端部は、例えば、アルカリ溶液に浸漬することで、その先端部が丸く成形される。アルカリ溶液の例には、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、水酸化カルシウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液、水酸化バリウム水溶液、アンモニア水、水酸化銅水溶液、水酸化アルミニウム溶液、水酸化鉄溶液、水酸化アンモニウム溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液が含まれる。アルカリ溶液は、強アルカリ性を示す、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、水酸化カルシウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液であることが好ましい。このようなアルカリ溶液の濃度は、いずれも１０〜２５％であることが好ましい。 The method of forming the shape of the end portion of the glass fiber can be performed by any method. The end portion of the glass fiber is formed into a round shape by, for example, immersing it in an alkaline solution. Examples of alkaline solutions include sodium hydroxide aqueous solution, potassium hydroxide aqueous solution, calcium hydroxide aqueous solution, sodium carbonate aqueous solution, barium hydroxide aqueous solution, ammonia water, copper hydroxide aqueous solution, aluminum hydroxide solution, iron hydroxide solution, and water. Ammonia oxide solution and sodium hydrogen carbonate aqueous solution are included. The alkaline solution is preferably a sodium hydroxide aqueous solution, a potassium hydroxide aqueous solution, a calcium hydroxide aqueous solution, or a sodium carbonate aqueous solution, which are strongly alkaline. The concentration of such an alkaline solution is preferably 10 to 25%.
熱可塑性樹脂１００質量部に対するガラス繊維の含有量は、樹脂組成物の強度を高くするる観点から、５質量％以上であることが好ましい。また、熱可塑性樹脂１００質量部に対するガラス繊維の含有量は、樹脂組成物からガラス繊維が突出して、金型の断熱層を傷つけないようにする観点から、３０質量％未満であることが好ましく、１５質量％未満であることがより好ましい。 The content of the glass fiber with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic resin is preferably 5% by mass or more from the viewpoint of increasing the strength of the resin composition. Further, the content of the glass fiber with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic resin is preferably less than 30% by mass from the viewpoint of preventing the glass fiber from protruding from the resin composition and damaging the heat insulating layer of the mold. More preferably, it is less than 15% by mass.
熱可塑性樹脂の硬化物に対するガラス繊維の含有量は、例えば、樹脂組成物の硬化物を溶融させて、樹脂組成物から熱可塑性樹脂を除去した後、ガラス繊維を測定することで求めることができる。 The content of the glass fiber with respect to the cured product of the thermoplastic resin can be determined, for example, by melting the cured product of the resin composition, removing the thermoplastic resin from the resin composition, and then measuring the glass fiber. ..
前述したような、ガラス繊維は、ガラス繊維の先端が丸みを帯びているため、金型の断熱層を傷付けることが少ない。また、ガラス繊維は、アスペクト比が大きく、かつその表面の算術平均粗さが大きいため、熱可塑性樹脂との接触面積が大きくなり、樹脂組成物の強度を高くできる。 As described above, since the tip of the glass fiber is rounded, the glass fiber is less likely to damage the heat insulating layer of the mold. Further, since the glass fiber has a large aspect ratio and a large arithmetic mean roughness on the surface thereof, the contact area with the thermoplastic resin is large, and the strength of the resin composition can be increased.
［成形体の製造方法］
本実施の一形態に係る成形品の製造方法は、所定の形状のガラス繊維を含む樹脂組成物を成形して成形品を製造する方法である。成形体の製造方法は、熱伝導率が０．６Ｗ／ｍｋ以下の断熱層を内側に有する金型に、溶融状態の前述した樹脂組成物を充填して成形体を得る工程を含む。
[Manufacturing method of molded product]
The method for producing a molded product according to one embodiment of the present embodiment is a method for producing a molded product by molding a resin composition containing glass fibers having a predetermined shape. The method for producing a molded product includes a step of filling a mold having a heat insulating layer having a thermal conductivity of 0.6 W / mk or less on the inside with the above-mentioned resin composition in a molten state to obtain a molded product.
成形体を得る工程では、溶融状態の樹脂組成物を射出成形して成形品を得る。樹脂組成物は、前述した樹脂組成物であり、熱可塑性樹脂および所定の形状のガラス繊維を含む。成形体を得る工程では、樹脂組成物を加熱して、溶融状態の樹脂組成物を金型の内部に流し込む。樹脂組成物を加熱する温度は、樹脂組成物の種類に応じて適宜設定する。 In the step of obtaining a molded product, a molten resin composition is injection-molded to obtain a molded product. The resin composition is the resin composition described above, and includes a thermoplastic resin and glass fibers having a predetermined shape. In the step of obtaining the molded product, the resin composition is heated and the molten resin composition is poured into the mold. The temperature at which the resin composition is heated is appropriately set according to the type of the resin composition.
使用する金型の断熱層の熱伝導率は、製造コスト削減の観点から、０．６Ｗ／ｍｋ以下であることが好ましい。断熱層の材料は、熱伝導率が０．６Ｗ／ｍｋ以下である材料から適宜選択できる。熱伝導率が０．６Ｗ／ｍｋ以下となる断熱層の材料には、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、芳香族ポリアミドなどの樹脂材料や、セラミックが含まれる。断熱層の材料は、耐熱性が高く、強度が強く、熱硬化性の樹脂である観点から、ポリイミドであることが好ましい。 The thermal conductivity of the heat insulating layer of the mold used is preferably 0.6 W / mk or less from the viewpoint of reducing the manufacturing cost. The material of the heat insulating layer can be appropriately selected from materials having a thermal conductivity of 0.6 W / mk or less. Materials for the heat insulating layer having a thermal conductivity of 0.6 W / mk or less include resin materials such as polyamide-imide, polyetheretherketone, polyimide, and aromatic polyamide, and ceramics. The material of the heat insulating layer is preferably polyimide from the viewpoint of having high heat resistance, strong strength, and a thermosetting resin.
断熱層の厚みは、断熱効果を得る観点から、２０μｍ以上であることが好ましく、５０μｍ以上であることが好ましい。また、断熱層の厚みは、断熱層の形成しやすさの観点から、３００μｍ未満であることが好ましく、２００μｍ未満であることが好ましい。 The thickness of the heat insulating layer is preferably 20 μm or more, and preferably 50 μm or more, from the viewpoint of obtaining a heat insulating effect. Further, the thickness of the heat insulating layer is preferably less than 300 μm and preferably less than 200 μm from the viewpoint of ease of forming the heat insulating layer.
弾性層の熱伝導率は、例えば、迅速熱伝導率計（ＱＴＭ５００；京都電子工業）により測定できる。 The thermal conductivity of the elastic layer can be measured by, for example, a rapid thermal conductivity meter (QTM500; Kyoto Electronics Industry).
このように、断熱層の熱伝導率が０．６Ｗ／ｍｋ以下の金型内に前述した樹脂組成物を充填して成形することで成形品を製造できる。 As described above, a molded product can be manufactured by filling and molding the above-mentioned resin composition in a mold having a thermal conductivity of 0.6 W / mk or less of the heat insulating layer.
以上の説明から明らかなように、樹脂組成物は、熱可塑性樹脂を含有する連続相と、連続相に分散し、ガラス樹脂を含む分散相とを有する樹脂組成物において、ガラス繊維のアスペクト比は、２０以上であり、ガラス繊維の端部の曲率半径は、ガラス繊維の直径に対して２５％以上であり、ガラス繊維の表面の算術平均高さＳａは、０．１０μｍ以上である。これにより、使用する金型の耐久性を維持しつつ、強度の高い樹脂成形品を提供できる。 As is clear from the above description, the resin composition is a resin composition having a continuous phase containing a thermoplastic resin and a dispersed phase dispersed in the continuous phase and containing a glass resin, and the aspect ratio of the glass fiber is , 20 or more, the radius of curvature of the end of the glass fiber is 25% or more with respect to the diameter of the glass fiber, and the arithmetic average height Sa of the surface of the glass fiber is 0.10 μm or more. As a result, it is possible to provide a resin molded product having high strength while maintaining the durability of the mold used.
また、ガラス繊維の含有量が前記樹脂組成物１００質量部に対して５〜３０質量部であることは、樹脂組成物の強度を高くするとともに、断熱層を傷つけないようにする観点からより一層効果的である。 Further, the fact that the content of the glass fiber is 5 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin composition further increases the strength of the resin composition and further prevents damage to the heat insulating layer. It is effective.
また、ガラス繊維の長さが１００〜６００μｍ未満であることは、樹脂組成物の強度を高めるとともに、ガラス繊維持体が折れてしまう頻度を低くする観点からより一層効果的である。 Further, the length of the glass fiber is less than 100 to 600 μm, which is more effective from the viewpoint of increasing the strength of the resin composition and reducing the frequency of the glass fiber holding body being broken.
樹脂組成物の直径が５〜２５μｍ未満であることは、ガラス繊維持体が折れてしまう頻度を低くする観点からより一層効果的である。 When the diameter of the resin composition is less than 5 to 25 μm, it is more effective from the viewpoint of reducing the frequency of breaking the glass fiber holding body.
また、以上の説明から明らかなように、成形体の製造方法は、熱伝導率が０．６Ｗ／ｍｋ以下である断熱層が内側に配置された金型に、溶融した樹脂組成物を充填して成形体を得る工程を含む。これにより、使用する金型の耐久性を維持しつつ、強度の高い樹脂成形品を提供できる。 Further, as is clear from the above description, in the method for producing a molded product, a molten resin composition is filled in a mold in which a heat insulating layer having a thermal conductivity of 0.6 W / mk or less is arranged inside. Including the step of obtaining a molded product. As a result, it is possible to provide a resin molded product having high strength while maintaining the durability of the mold used.
また、断熱層がポリイミド層であることは、耐熱性が高く、かつ強度が強い観点からより一層効果的である。 Further, the fact that the heat insulating layer is a polyimide layer is more effective from the viewpoint of high heat resistance and high strength.
［ガラス繊維の準備］
（ガラス繊維１）
ガラス繊維（ＣＳ３ＰＥ−９４８、直径１３μｍ、長さ３ｍｍ；日東紡績株式会社）をボールミルで９時間攪拌した。ボールミルのメディアとして、ジルコニアを使用した。攪拌後のガラス繊維の平均の長さは、５５０μｍであった。攪拌後のガラス繊維を水酸化ナトリウム溶液（２０％）に７２時間、浸漬させた。ガラス繊維を含む水酸化ナトリウム水溶液を濾過した後、ガラス繊維を純水で洗浄して、乾燥させることによりガラス繊維１を得た。
[Preparation of glass fiber]
(Glass fiber 1)
Glass fibers (CS3PE-948, diameter 13 μm, length 3 mm; Nitto Boseki Co., Ltd.) were stirred with a ball mill for 9 hours. Zirconia was used as the medium for the ball mill. The average length of the glass fibers after stirring was 550 μm. The stirred glass fibers were immersed in a sodium hydroxide solution (20%) for 72 hours. After filtering the aqueous sodium hydroxide solution containing the glass fibers, the glass fibers were washed with pure water and dried to obtain the glass fibers 1.
（ガラス繊維２）
ボールミルでの攪拌時間を１６時間に変更したこと以外は、ガラス繊維１と同様にしてガラス繊維２を得た。
(Glass fiber 2)
Glass fiber 2 was obtained in the same manner as glass fiber 1 except that the stirring time in the ball mill was changed to 16 hours.
（ガラス繊維３）
ガラス繊維（ＣＳ３ＤＥ−９４８、直径３μｍ、長さ３ｍｍ；日東紡績株式会社）をボールミルで２４時間攪拌した。ボールミルのメディアとして、ジルコニアを使用した。攪拌後のガラス繊維の平均の長さは、８０μｍであった。攪拌後のガラス繊維を水酸化ナトリウム溶液（２０％）に７２時間、浸漬させた。ガラス繊維を含む水酸化ナトリウム水溶液を濾過した後、ガラス繊維を純水で洗浄して、乾燥させることによりガラス繊維３を得た。
(Glass fiber 3)
Glass fibers (CS3DE-948, diameter 3 μm, length 3 mm; Nitto Boseki Co., Ltd.) were stirred with a ball mill for 24 hours. Zirconia was used as the medium for the ball mill. The average length of the glass fibers after stirring was 80 μm. The stirred glass fibers were immersed in a sodium hydroxide solution (20%) for 72 hours. After filtering the aqueous sodium hydroxide solution containing the glass fibers, the glass fibers were washed with pure water and dried to obtain the glass fibers 3.
（ガラス繊維４）
ボールミルでの攪拌時間を１４時間に変更したこと以外は、ガラス繊維３と同様にしてガラス繊維４を得た。
(Glass fiber 4)
Glass fiber 4 was obtained in the same manner as glass fiber 3 except that the stirring time in the ball mill was changed to 14 hours.
（ガラス繊維５）
ボールミルでの攪拌時間を６時間に変更したこと以外は、ガラス繊維１と同様にしてガラス繊維５を得た。
(Glass fiber 5)
Glass fiber 5 was obtained in the same manner as glass fiber 1 except that the stirring time in the ball mill was changed to 6 hours.
（ガラス繊維６）
水酸化ナトリウム水溶液へ２４時間浸漬した後に、ボールミルで攪拌したこと以外は、ガラス繊維１と同様にしてガラス繊維６を得た。
(Glass fiber 6)
Glass fiber 6 was obtained in the same manner as glass fiber 1 except that the glass fiber 6 was immersed in an aqueous sodium hydroxide solution for 24 hours and then stirred with a ball mill.
（ガラス繊維７）
ガラス繊維（ＣＳ３ＰＥ−９４８、直径１３μｍ、長さ３ｍｍ；日東紡績株式会社）にヒュームドシリカ（ＡＥＲＯＳＩＬ Ｒ９７４；日本エアロジル株式会社、「ＡＥＲＯＳＩＬ」は同社の登録商標）１質量％を添加し、到達温度８００℃で９分間、焼成炉で加熱処理することによりガラス繊維７を得た。
(Glass fiber 7)
1% by mass of fumed silica (AEROSIL R974; Nippon Aerosil Co., Ltd., "AEROSIL" is a registered trademark of the same company) is added to glass fiber (CS3PE-948, diameter 13 μm, length 3 mm; Nitto Spinning Co., Ltd.), and the reaching temperature is reached. Glass fiber 7 was obtained by heat-treating at 800 ° C. for 9 minutes in a baking furnace.
（ガラス繊維８）
ボールミルでの攪拌時間を３０時間に変更したこと以外は、ガラス繊維１と同様にしてガラス繊維８を得た。
(Glass fiber 8)
Glass fiber 8 was obtained in the same manner as glass fiber 1 except that the stirring time in the ball mill was changed to 30 hours.
（ガラス繊維９）
ガラス繊維（ＣＨＧ３ＰＡ−８３０、直径２８μｍ、長さ３ｍｍ；日東紡績株式会社）をボールミルで１３時間攪拌した。ボールミルのメディアとして、ジルコニアを使用した。攪拌後のガラス繊維の平均の長さは、８００μｍであった。攪拌後のガラス繊維を水酸化ナトリウム溶液（２０％）に２４時間、浸漬させた。ガラス繊維を含む水酸化ナトリウム水溶液を濾過した後、ガラス繊維を純水で洗浄して、乾燥させることによりガラス繊維９を得た。
(Glass fiber 9)
Glass fibers (CHG3PA-830, diameter 28 μm, length 3 mm; Nitto Boseki Co., Ltd.) were stirred with a ball mill for 13 hours. Zirconia was used as the medium for the ball mill. The average length of the glass fibers after stirring was 800 μm. The stirred glass fibers were immersed in a sodium hydroxide solution (20%) for 24 hours. After filtering the aqueous sodium hydroxide solution containing the glass fibers, the glass fibers were washed with pure water and dried to obtain the glass fibers 9.
［樹脂組成物の調製］
（樹脂組成物１）
ポリカーボネート１００質量部と、ガラス繊維１を１０質量部との混合物を二軸押出混練機（ＫＴＸ−３０；株式会社神戸製鋼所）でシリンダー温度２７０℃、スクリューの回転数２５０ｒｐｍで溶融混練して、樹脂組成物１を得た。
[Preparation of resin composition]
(Resin composition 1)
A mixture of 100 parts by mass of polycarbonate and 10 parts by mass of glass fiber 1 is melt-kneaded in a twin-screw extrusion kneader (KTX-30; Kobe Steel Co., Ltd.) at a cylinder temperature of 270 ° C. and a screw rotation speed of 250 rpm. A resin composition 1 was obtained.
（樹脂組成物２）
ガラス繊維１をガラス繊維２に変更したこと以外は、樹脂組成物１と同様にして樹脂組成物２を得た。
(Resin composition 2)
A resin composition 2 was obtained in the same manner as the resin composition 1 except that the glass fiber 1 was changed to the glass fiber 2.
（樹脂組成物３）
ガラス繊維１の含有量を１０質量部から３質量部に変更したこと以外は、樹脂組成物１と同様にして樹脂組成物３を得た。
(Resin composition 3)
A resin composition 3 was obtained in the same manner as the resin composition 1 except that the content of the glass fiber 1 was changed from 10 parts by mass to 3 parts by mass.
（樹脂組成物４）
ガラス繊維１の含有量を１０質量部から２５質量部に変更したこと以外は、樹脂組成物１と同様にして樹脂組成物４を得た。
(Resin composition 4)
A resin composition 4 was obtained in the same manner as the resin composition 1 except that the content of the glass fiber 1 was changed from 10 parts by mass to 25 parts by mass.
（樹脂組成物５）
ガラス繊維１の含有量を１０質量部から４０質量部に変更したこと以外は、樹脂組成物１と同様にして樹脂組成物５を得た。
(Resin composition 5)
A resin composition 5 was obtained in the same manner as the resin composition 1 except that the content of the glass fiber 1 was changed from 10 parts by mass to 40 parts by mass.
（樹脂組成物６）
ガラス繊維１をガラス繊維３に変更したこと以外は、樹脂組成物１と同様にして樹脂組成物６を得た。
(Resin composition 6)
A resin composition 6 was obtained in the same manner as the resin composition 1 except that the glass fiber 1 was changed to the glass fiber 3.
（樹脂組成物７）
ガラス繊維１をガラス繊維４に変更したこと以外は、樹脂組成物１と同様にして樹脂組成物７を得た。
(Resin composition 7)
A resin composition 7 was obtained in the same manner as the resin composition 1 except that the glass fiber 1 was changed to the glass fiber 4.
（樹脂組成物８）
ガラス繊維１をガラス繊維５に変更したこと以外は、樹脂組成物１と同様にして樹脂組成物８を得た。
(Resin composition 8)
A resin composition 8 was obtained in the same manner as the resin composition 1 except that the glass fiber 1 was changed to the glass fiber 5.
（樹脂組成物９）
ガラス繊維１をガラス繊維９に変更したこと以外は、樹脂組成物１と同様にして樹脂組成物９を得た。
(Resin composition 9)
A resin composition 9 was obtained in the same manner as the resin composition 1 except that the glass fiber 1 was changed to the glass fiber 9.
（樹脂組成物１０）
ガラス繊維１をガラス繊維６に変更したこと以外は、樹脂組成物１と同様にして樹脂組成物１０を得た。
(Resin composition 10)
A resin composition 10 was obtained in the same manner as the resin composition 1 except that the glass fiber 1 was changed to the glass fiber 6.
（樹脂組成物１１）
ガラス繊維１をガラス繊維７に変更したこと以外は、樹脂組成物１と同様にして樹脂組成物１１を得た。
(Resin composition 11)
A resin composition 11 was obtained in the same manner as the resin composition 1 except that the glass fiber 1 was changed to the glass fiber 7.
（樹脂組成物１２）
ガラス繊維１をガラス繊維８に変更したこと以外は、樹脂組成物１と同様にして樹脂組成物１２を得た。
(Resin composition 12)
A resin composition 12 was obtained in the same manner as the resin composition 1 except that the glass fiber 1 was changed to the glass fiber 8.
［成形品の製造］
得られた樹脂組成物１〜１２を用いて、射出成形法により成形品を製造した。金型として、内側に膜厚１００μｍのポリイミドの断熱層を有する金型を使用した。金型の内径は、曲げ弾性率の評価に使用する、縦８０ｍｍ、横１０ｍｍ、高さ４．０ｍｍの大きさの金型を使用した。
[Manufacturing of molded products]
A molded product was produced by an injection molding method using the obtained resin compositions 1 to 12. As the mold, a mold having a polyimide heat insulating layer having a film thickness of 100 μm inside was used. As the inner diameter of the mold, a mold having a length of 80 mm, a width of 10 mm, and a height of 4.0 mm, which is used for evaluating the flexural modulus, was used.
樹脂組成物の材料の各物性を表１に示す。 Table 1 shows the physical characteristics of the materials of the resin composition.
［評価］
（１）曲げ弾性率
前述した射出成形により得られた樹脂組成物１〜１２の成形品のそれぞれの曲げ弾性率を、「ＪＩＳ Ｋ７１７１」に準拠して測定した。そして、下記評価基準により評価した。
[Evaluation]
(1) Flexural modulus The flexural modulus of each of the molded articles of the resin compositions 1 to 12 obtained by the above-mentioned injection molding was measured according to "JIS K7171". Then, it was evaluated according to the following evaluation criteria.
（評価基準）
◎：３．７ＧＰａ以上
○：３．２ＧＰａ以上３．７ＧＰａ未満
△：２．７ＧＰａ以上３．２ＧＰａ未満
×：２．７ＧＰａ未満
「◎」、「○」および「△」であれば実用上問題ないと判断できる。
(Evaluation criteria)
⊚: 3.7 GPa or more ○: 3.2 GPa or more and less than 3.7 GPa Δ: 2.7 GPa or more and less than 3.2 GPa ×: less than 2.7 GPa If “◎”, “○” and “△”, there is no practical problem. Can be judged.
（２）表面粗さ
射出成形に使用した金型の断熱層を白色干渉顕微鏡（ＷＹＫＯ ＮＴ９３００；Ｖｅｅｃｏ社）で表面粗さＲｚを測定した。そして、下記評価基準により評価した。
(2) Surface Roughness The surface roughness Rz of the heat insulating layer of the mold used for injection molding was measured with a white interference microscope (WYKO NT9300; Veeco). Then, it was evaluated according to the following evaluation criteria.
（評価基準）
◎：４．００μｍ未満
○：４．００μｍ以上７．００μｍ未満
△：７．００μｍ以上１０．００μｍ未満
×：１０．００μｍ以上
「◎」、「○」および「△」であれば実用上問題ないと判断できる。
(Evaluation criteria)
⊚: less than 4.00 μm ○: 4.00 μm or more and less than 7.00 μm Δ: 7.00 μm or more and less than 10.00 μm ×: 10.00 μm or more If “◎”, “○” and “△”, there is no practical problem. Can be judged.
結果を表２に示す。 The results are shown in Table 2.
表２に示されるように、アスペクト比が２０以上であり、端部の曲率半径が直径に対して２５％以上であり、算術平均高さＳａが０．１０μｍ以上である、ガラス繊維とを含む樹脂組成物１〜９では、曲げ弾性率および表面粗さのいずれもが十分であった。特に、ガラス繊維の含有量が多かった樹脂組成物４、５と、アクペクト比が大きい樹脂組成物８では、曲げ弾性率が十分であった。また、アスペクト比が大きい樹脂組成物８は、曲げ弾性率が特に十分であった。 As shown in Table 2, the glass fiber having an aspect ratio of 20 or more, a radius of curvature of the end portion of 25% or more with respect to the diameter, and an arithmetic mean height Sa of 0.10 μm or more is included. In the resin compositions 1 to 9, both the flexural modulus and the surface roughness were sufficient. In particular, the resin compositions 4 and 5 having a large content of glass fibers and the resin composition 8 having a large acto ratio had sufficient flexural modulus. Further, the resin composition 8 having a large aspect ratio had a particularly sufficient flexural modulus.
一方、端部の曲率半径が直径に対して小さいガラス繊維を含有した樹脂組成物１０では、４００ショット目の表面粗さが不十分であった。また、表面粗さの小さい樹脂組成物１１およびアスペクト比の小さい樹脂組成物１２では、曲げ弾性率が不十分であった。これは、表面粗さが小さかったため、ガラス繊維と熱可塑性樹脂との接触面積が小さいか、アクペクト比が小さいことによるものと考えられる。 On the other hand, in the resin composition 10 containing glass fibers having a small radius of curvature at the end with respect to the diameter, the surface roughness at the 400th shot was insufficient. Further, the resin composition 11 having a small surface roughness and the resin composition 12 having a small aspect ratio had insufficient flexural modulus. It is considered that this is because the contact area between the glass fiber and the thermoplastic resin is small or the actect ratio is small because the surface roughness is small.
本実施の形態に係る樹脂組成物は、曲げ弾性率に優れているため、ＯＡ機器の外装材や内装材として有用である。また、従来の樹脂製品に比べて薄肉化できるため、軽量化が期待される。さらに、樹脂組成物を製造する際に金型の内側の断熱層を傷付けることがないため、製造設備の長寿命化が期待される。 Since the resin composition according to the present embodiment has an excellent flexural modulus, it is useful as an exterior material or an interior material for OA equipment. In addition, since it can be made thinner than conventional resin products, it is expected to be lighter. Further, since the heat insulating layer inside the mold is not damaged when the resin composition is manufactured, it is expected that the life of the manufacturing equipment will be extended.
Claims (6)
前記ガラス繊維のアスペクト比は、２０以上であり、
前記ガラス繊維の端部の曲率半径は、前記ガラス繊維の直径に対して２５％以上であり、
前記ガラス繊維の表面の算術平均高さＳａは、０．１０μｍ以上である、
樹脂組成物。 In a resin composition having a continuous phase containing a thermoplastic resin and a dispersed phase dispersed in the continuous phase and containing glass fibers.
The aspect ratio of the glass fiber is 20 or more.
The radius of curvature of the end of the glass fiber is 25% or more with respect to the diameter of the glass fiber.
The arithmetic mean height Sa of the surface of the glass fiber is 0.10 μm or more.
Resin composition.
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