JPH01168742A - 射出成形用樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は熱可塑性樹脂よりなり、射出成形することによ
り軽量化成形品が得られる射出成形用樹脂組成物に関す
るものである。

［従来の秘術］ 熱可塑性樹脂において、例えばポリフェニレンサルファ
イド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテル
イミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、芳香族ポリエ
ステル樹脂、ポリカーボネイト樹脂等は優れた耐熱性を
有していて、しかも溶融熱安定性、離型性等の成形性に
も優れ、無機質の繊維状物、微粉状等の充填材を配合し
た樹脂組成物から電気・電子製品あるいは自動車部品等
が成形されて実用に供されている。しかしながら、使用
目的によっては強度の向上や成形収縮率、線膨張係数を
より低減させた成形品を得ることが必要となり、かかる
場合樹脂組成物における充填材の配合量を増加して対応
しているが、その結果として成形品の比重は高いものと
なる。この様な比重の大きい成形品は、例えば慣性力で
運動する歯車等においては回転が滑らかになるなどの長
所となりつるが、他方、小動力で稼動させる部品、ある
いは電気信号に厳密な対応が求められる電気部品等には
欠点となる。

上記の如き欠点を解消するために軽量化充填材として、
例えばガラズバルーン、シラスバルーン、カーボンバル
ーン等の中空球充填材の充填が熱硬化性樹脂である液状
のポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等に対し
て行なわれている。このような液状の樹脂組成物は一般
には金型による注型成形もしくは予備成形されたプリプ
レグをプレス成形することによって成形品とされている
。

しかしながら、射出成形が可能である熱可塑性樹脂は熱
硬化性樹脂に比較して、はるかに大きい分子量をイ■し
ていて、それ故に溶融粘度が高く、樹脂に中空球充填材
を充填すると、押出混練時あるいは射出成形時に中空球
は破壊されてしまい、成形品の軽量化という点に関して
は、はとんど寄与しないという問題点がある。

［発明の解決しようとする問題点］ 本発明は、前述の如き問題点を解消しようとするもので
あり、射出成形が可能である熱可塑性樹脂に中空球充填
材が充填された樹脂組成物において、その成形品の軽量
化が達成され得る熱可塑性樹脂組成物を提供することを
目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 即ち１本発明は、ポリエチレン樹脂以外の熱可塑性樹脂
、中空球充填剤及びポリエチレン樹脂よりなる、あるい
は上記の熱可塑性樹脂、中空球充填剤、中空球以外の充
填剤及びポリエチレン樹脂よりなる樹脂組成物であって
、上記のポリエチレン樹脂が０１１〜５重量％含有され
てなる射出成形用樹脂組成物を提供するものである。

本発明において、ポリエチレン樹脂以外の熱可塑性樹脂
としては、例えばポリメチルペンテン樹脂、ポリスチレ
ン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、
フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、
ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリフェニレンサルフ
ァイド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテル
イミド樹脂、ボリアリレート樹脂、芳香族ポリエステル
樹脂、ポリアミド樹脂等の重縮合系熱可塑性樹脂が好適
であり、かかる樹脂は通常射出成形され得るが、射出成
形において′　シリンダー温度は２４０℃以上にて好適
に成形されるものである。而して、成形品としての種々
なる用途において精密成形性、耐熱性、機械的強度及び
環境条件の変化に対する寸法安定性などに対処し得る樹
脂としてはポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリフェニ
レンサルファイド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、芳
香族ポリエステル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂等の芳
呑核を有する重縮合系熱可塑性樹脂が特に好適である。

本発明において上記に例示されるような重縮合系熱可塑
性樹脂が好適であるとする理由は、かかる熱可塑性樹脂
の多くは所謂、耐熱性樹脂と称されるものであり、成形
において、特に射出成形におけるシリンダー温度を高温
としなければならないが、このような高温において、樹
脂組成物に含有される中空球充填剤に対するポリエチレ
ン樹脂が後記の如き作用効果を生ずることによるもので
ある。

中空球充填剤はその材料に種々なるものが用いられて中
空球とされ実用に供されていて、例えばガラス、シリカ
、アルミナシリカ、アルミナ、ジルコニア、シラス、フ
ェノール樹脂、尿素樹脂、塩化ビニリデン−アクリロニ
トリル共重合樹脂等よりなるものがある。而して、熱可
塑性樹脂としては射出成形においてシリンダー温度は２
４０℃以上のものであり、溶融温度が高く、しかも溶融
粘度も高いものであることから、中空球充填剤としては
耐熱性に優れていて、しかも耐圧性を有するものである
のが望ましい。したがって、ガラス、シリカ、アルミナ
等の無機質からなる材料であって、入手が容易であり、
コスト的にも有利なガラスバルーン。

シリカバルーン、カーボンバルーン、シラスバルーンな
どが好適である。かかる中空球充填剤としては市販品と
して、例えばガラスバルーンにおいて“グラスバプルス
”　（住人スリーエム社）、“スリーエム・グラスバブ
ルズ（米国スリーエム社）、“ガラス・マイクロバルー
ン”　（米国エマーツン・カミング社）を、またカーボ
ンバルーンにおいて“タレカスフェアー”　（呉羽化学
社）、“カーボンフェアー”（米国セネラル・テクノロ
ジー社）等を挙げることができる。

また、中空球充填剤はそれが含有される樹脂組成物が射
出成形用であって精密成形品の成形に応用されるところ
から、中空球の粒径としては、平均粒径が２００μｍ以
下であることが好ましく、更に好ましくは　１００μｍ
以下のものである。中空球充填剤の配合量は、本発明の
射出成形用樹脂組成物を成形して得られる成形品の目的
とする軽量化の程度によって適宜決定されるが、樹脂組
成物の成形時の流動性も考慮して熱可塑性樹脂に対して
５〜８０重量％であるのが好ましい。

本発明における射出成形用樹脂組成物に含有されるポリ
エチレン樹脂は特に限定されるものではなく、高密度あ
るいは低密度の何れであってもよく、また、メルトフロ
ーレイトの大小にかかわらず使用できる。しかしながら
、熱可塑性樹脂の射出成形における成形温度が特に高い
温度を要する樹脂である場合は、メルトフローレイトの
大きいものの方がより望ましい。このポリエチレン樹脂
は樹脂組成中０．１〜５重量％の範囲で充分効果が認め
られる。而して、配合量が０．１重量％未満であると予
備混合時あるいは押出混練時において均一分散性が劣り
、しかも効果の再現性が乏しくなる。一方、５重量％を
越えると混練時あるいは成形時にガスの発生原因となる
。

ポリエチレン樹脂の配合時の形態としては、特に限定さ
れるものではないが、作業上の取扱い易さの点で粉体で
あるのが好適である。

ポリエチレン樹脂は熱可塑性樹脂として射出成形が可能
であるが、射出成形におけるシリンダーの好適な温度は
２２０℃とされている。而して、本発明においては熱可
塑性樹脂は射出成形においてシリンダー温度は２４０℃
以上にて好適に成形されるものであることから、ポリエ
チレン樹脂はかかる高温の成形温度において溶融状態か
ら、むしろ液化状態になっている。この結果、本発明の
熱可塑性樹脂の射出成形における２４０℃以上の温度で
のシリンダー内において溶融状態の熱可塑性樹脂と中空
球充填材との間でポリエチレン樹脂は液化されて潤滑剤
として作用し、これが中空球の破壊を防ぐ効果を生ずる
ものと推測される。ところで、高温時に上記の如く液化
状態で潤滑作用を示すもので、特に２４０℃以上におい
て分解することのないものは他の材料では見い出せない
。

本発明の射出成形用樹脂組成物にはポリエチレン樹脂以
外の熱可塑性樹脂と中空球充填剤とよりなる樹脂組成物
に、ポリエチレン樹脂が含イｆされるが、上記の樹脂組
成物に更に中空球以外の充填剤１例えばガラスファイバ
ー、カーボンファイバー、チタン酸カリウム、アスベス
ト、炭化ケイ素、窒化ケイ素などからなる繊維やセラミ
ックス繊維などの繊維状強化材、炭酸カルシウム、ケイ
酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、
酸化亜鉛、酸化チタン、三酸化アンチモン、カオリン、
クレー、パイロフィライト、ベントナイト、セリサイト
。

ゼオライト、マイカ、雲母、ネエフリンシナイト、タル
ク、ワラストナイト、フェライト、石コウ１石英粉、ガ
ラスピーズ、ガラスフレークなどの無機質充填材も配合
され得る。これらの配合量は、樹脂組成物中の中空球充
填剤の一部を代替する範囲とされる。また、少量の離型
剤、滑剤、耐熱安定剤、耐候性改良剤等を含有させるこ
ともできる。

本発明の射出成形用樹脂組成物において、ポリエチレン
以外の熱可塑性樹脂と中空球充填剤及びポリエチレン樹
脂よりなる樹脂組成物、更に必要によって配合される充
填剤等を配合し混練して樹脂組成物とする方法は特に限
定されることなく、通常粉状物の混合に用いられる混合
機、例えばヘンシェルミキサー、タンブラ−ミキサー、
■型ミキサー等によって機械的に均一混合させる方法に
よって行なうことができる。

次に、その混合物をスクリュー式の単軸または二輪の混
練押出機に投入し、溶融混練してストランド状に押出し
た後、冷却し、ペレタイザーによってベレット状の成形
材料とすることによって射出成形に好適に使用され、軽
量化成形品を得ることができる。

［実施例］ 実施例及び比較例で使用した原材料をまとめて次に示す
。

ポリフェニレンサルファイド樹脂［ＰＰＳと略記］　：
　“ライドンＰ　Ｒ−０６” （米国フィリップス石油社製） ポリエーテルスルホン樹脂［ＰＥＳと略記］：　“ピッ
トレックスＰＥ５３００Ｐ”（英国１ｃ１社製） ポリエーテルイミド樹脂［ＰＥＩと略記］：　“ウルテ
ム１０００” （米国セネラル・エレクトリック社製）芳香族ポリエス
テル樹脂［ＬＰＧと略記］：　“ベクトラＡ９５０”　
（米国セラニーズ社製）ポリカーボネート樹脂［ＰＣと
略記］ ：　“ツバレックス７０２５”　　　（三菱化成社製）
ガラスバルーン ：　“グラスバブルスＳＳｘ“ （住人スリーエム社製） カーボンバルーン ：　“タレカスフェアーＡ　−ＺＯＯ“（呉羽化学社製
） ポリエチレン樹脂［ＰＥと略記］ ：“グレードＹＦ−３０”　　　（三菱油化社製）但し
、ベレット状のものを液体窒素 で冷凍して粉砕した粉体を使用。

ガラス繊維［ＧＦと略記］ 二″Ｃ５−０３ＭＡ４９７” （旭ファイバーグラス社製） カーボン繊維［Ｃ，Ｃ，Ｆと略記］ ：“ＨＴＡ−Ｃ６−３″　（東邦レイヨン社製）実施例
１〜６及び比較例１〜３ 前記材料を表１に示す配合割合として所定量を秤取し、
Ｖ型ミキサーで予備混合した後、シリンダー温度が３０
０℃に設定された異方向押出機（中容機械社製、スクリ
ュー径３０ｍｍ）のホッパに投入し、混線押出してベレ
ットを得た。次いで、このベレットをシリンダー温度が
３２０’Ｃ’に設定された３オンス射出成形機（日本製
鋼斯文）及び金型温度が１３５℃に設定された金型を用
いて射出成形することによって２５ｍｍＸ　７５ｍｍＸ
３ｍｍｔの試験片を得た。

このようにして得られた試験片について、水中置換法（
ＪＩＳに６９１１に準拠）によって比重を測定した。こ
の結果を表１に示す。

表１より、実施例１〜６は比重が極めて小さく、これに
比して［）Ｅを配合しない他は実施例１〜４と同様にし
て得られた比較例１、実施例５と同様にして得られた比
較例２及び実施例６と同様にして得られた比較例３はい
ずれも対応する実施例より大きな比重となっていて、Ｐ
Ｅの配合による成形品の軽量化効果が認められる。

実施例７〜ｌＯ及び比較例４〜７ 前記原材料を表２に示す配合割合として所定量を秤取し
、Ｖ型ミキサーで予備混合した後、異方向押出機のシリ
ンダー温度、射出成形機のシリンダー温度及び金型温度
を表２に示す温度に設定した他は実施例１〜６と同様に
して試験片を得た。

この試験片について実施例１〜６と同様に比重を測定し
、その結果を表２に示す。

表２より、ＰＥ１％の添加の有無により成形品への比重
の影響が明らかであり、実施例７〜ｌＯにおいて成形品
の軽量化効果が認められる。

［発明の効果］ 本発明の射出成形用樹脂組成物は、低成形収縮性、溶融
安定性、離型性等の成形性に優れ、特に軽量化されると
ともに優れた機械的強度、剛性及び低熱膨張率を有する
成形品の成形を可能とするという効果を有する。したが
って上記樹脂組成物を、例えば宇宙・航空機器、自動車
、事務機器、情報機器、医療機器さらに電気・電子機器
、一般産業用機器などあらゆる分野の機器１部品類の成
形に応用することによって、所望の軽量化を達成するこ
とができる。さらに具体的に、高精密振動部品、例えば
光ピツクアップのアクチュエータ等の成形に応用するこ
とによって高い比弾性（弾性率／比重）を充分に発揮さ
せることができるという効果も認められる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリエチレン樹脂以外の熱可塑性樹脂、中空球充
   填剤及びポリエチレン樹脂よりなる樹脂組成物であって
   、上記ポリエチレン樹脂が０．１〜５重量％含有されて
   なる射出成形用樹脂組成物。
2. （２）ポリエチレン樹脂以外の熱可塑性樹脂が重縮合系
   熱可塑性樹脂である特許請求の範囲第１項記載の組成物
   。
3. （３）重縮合系熱可塑性樹脂が芳香核を有する重縮合系
   熱可塑性樹脂である特許請求の範囲第２項記載の組成物
   。
4. （４）中空球充填剤が熱可塑性樹脂に対して５〜８０重
   量％含有されてなる特許請求の範囲第１項記載の組成物
   。
5. （５）ポリエチレン樹脂以外の熱可塑性樹脂、中空球充
   填剤、中空球充填剤以外の充填剤及びポリエチレン樹脂
   よりなる樹脂組成物であつて、上記ポリエチレン樹脂が
   ０．１〜５重量％含有されてなる射出成形用樹脂組成物
   。