JPH01207357A - 熱可塑性樹脂組成物 - 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、樹脂複合材料の成形に有用な熱可塑性樹脂組
成物に関する。

〔従来技術とその問題点〕

一般に複合材料用の樹脂マトリックスとじては、ポリオ
レフィン、ナイロン等の熱可塑性材料又はエポキシ樹脂
、不飽和ポリエステル等の熱硬化性材料が用いられる。

また樹脂補強用材料としては、主としてガラス繊維が用
いられてきたが、最近ではポリエステル繊維、ポリアミ
ド繊維等の有機合成繊維をガラス繊維と併用することに
より、ガラス繊維の剛性及び有機合成繊維の弾性が相乗
的効果を示し、樹脂複合成形品の物理性能の向上が認め
られ、さらに有機合成繊維とガラス繊維の比重の差がそ
のまま樹脂複合成形品の軽量化にもつながることが明ら
かとｋつだ。しかしポリエステル繊維は融点が２５５°
Ｃであるので、使用できる樹脂マトリックスには制約が
あり、成形温度の高いポリエチレンテレフタレート、ア
クリロニトリル−スチレンなどの熱可塑性樹脂には使用
できない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者らは、このような問題点を改良し、汎用熱可塑
性樹脂のほかに高い成形温度を有する熱可塑性樹脂につ
いても物理性能及び外観形状の点で優れた成形材料を開
発するため研究を進めた結果、強度、剛性、加工性及び
寸法安定性に優れた成形用組成物を見出し、本発明を完
成した。

〔問題的を解決すべき手段〕

本発明は、熱可塑性樹脂に酸成分として９０モル％以上
のテレフタル酸、グリコール成分として８５モル％以上
の１，４−シクロヘキサリンメタノールから成る変性ポ
リエステル繊維を乾燥基準で５〜６０％配合してなるこ
とを特徴とする熱可塑性樹脂組成物である。

本発明に用いられる熱可塑性樹脂は、変性ポリエステル
繊維より軟化点が３０℃以上低いことが必要である。な
お軟化点とはビカット試験（ＪＩＳＫ７２０６）による
測定値をいう。このような樹脂としては例えばポリエチ
レン、ポリプロピレン、ナイロン−６、ポリアセタール
、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、アクリ
ロニトリル−スチレン、アクリロニトリル−ブタジェン
−スチレン、ポリカーボネート、ノリル、ポリメチルメ
タクリレート等が挙げられる。なお樹脂と変性ポリエス
テル繊維の軟化点の差が３０℃未満の場合は、成形時に
繊維の収縮、脆化等の現象が発生する。

本発明に用いられる変性ポリエステル繊維としては、酸
成分として９０モル％以上のテレフタル酸、グリコール
成分として８５モル％以上の１，４−シクロヘキサリン
メタノールから成るものであることが必要である。グリ
コール成分としてエチレングリコールに代えて１，４−
シクロヘキサリンメタノールを使用するため、分子の剛
性が増加し、ポリエステルの軟化点が２５５℃であるの
に対し、変性ポリエステルの軟化点は３００℃と高い値
を示す。

酸成分の他の共重合成分としては、イソフタル酸、ｐ−
β−オキシエトキシ安息香酸、２，６−ナフタレンジカ
ルボン酸、４．４′−ジカルボキシジフェニル、４．４
’−ジカルボキクペンゾフエノン、ビス（４−カルボキ
シフェニル）エタン、アジピン酸、セバシン酸、５−ナ
トリウムスルホインフタル酸等のジカルボン酸が挙げら
れる。

またグリコール成分としてはエチレングリコール、グロ
ピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリ
コール、シエチレンクＩＪ　コール、ビスフェノールへ
のエチレンオキサイド付加物等が用いられる。

変性ポリエステルの製法としては、芳香族ジカルボン酸
をグリコールと直接反応させる直接重合法及び芳香族ジ
カルボン酸のジメチルエステルをグリコールとエステル
交換反応させるエステル交換法が用いられる。

変性ポリエステル繊維としては、単繊維繊度が１．０〜
１０．０デニール好ましくは１．０〜５．０デニールの
ミルドファイバー、カットファイバー、フィラメント糸
等が好ましい。変性ポリエステル繊維は、樹脂複合成形
品に充分な物理的及び化学的性能を賦与し、製造工程で
の樹脂マトリックスとの混合分散性が良好であり、かつ
混合作業中に受ける機械的な引張り応力に耐えることが
必要なので、単繊維繊度が１．０デニ一ル未満のものは
好ましくな℃・。また単繊維繊度が１０．０デニールよ
り大きいと、繊維の単位重量当りの樹脂マトリックスと
の接着面積が減少し、良好な接着性を維持することが困
難になる。

変性ポリエステル繊維の強度は６〜１０ｇ／デニール、
伸度は１０〜５０％、沸水収縮率は０．５〜１０％の範
囲が好ましい。単繊維の強度が３９／デニ一ル未満又は
伸度が５０％より高いと、樹脂複合成形品に充分な強度
特に耐衝撃性を賦与することが困難となる。那水収縮率
は樹脂複合成形品の外観に及ぼす影響の大きい因子であ
る。例えば沸水収縮率が１０％である変性ポリエステル
繊維を補強材料として用いたポリプロピレン樹脂の１９
０℃金型成形での間服複合成形品の金型寸法に対する収
縮率は０．３％であるが、環水収縮率が１１．８％及び
１３．２％の変性ポリエステル繊維を用い、同様にして
得た樹脂複合成形品の収縮率はそれぞれ０．４６％及び
０．６１％と急激に増加し、成形品にクランクを起こす
原因となる。また環水収縮率が０．５％未満の変性ポリ
エステル繊維は、高熱履歴を受けて脆化しているため、
これを用いると成形品の曲げ強度がきわめて低くなる。

変性ポリエステル繊維の断面形状は、円形の地異形と称
される三葉、四葉状等のいずれの形状でもよく、また中
空糸でもよい。

本発明の樹脂組成物は、熱可塑性樹脂に変性ポリエステ
ル繊維を加え、均一に混合することにより得られる。変
性ポリエステル繊維の配合量は全重量の５〜６０％好ま
しくは１０〜５５％である。配合量が５％未満では剛性
、寸法安定性、耐熱性、塗装性等の点で改善効果が小さ
さく、６０％より多いと流動性、成形性及び強度が低下
する。

本発明の樹脂組成物は、ガラス繊維、無機充填剤、樹脂
用可塑剤等を含有していてもよい。

無機充填剤としては炭酸カルシウム、珪酸マグネシウム
、珪酸アルミニウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム等
が用いられる。無機充填剤を添加することにより、難燃
性、剛性、耐熱性等が改善され、また変性ポリエステル
繊維の分散性が良（なるため、成形品の耐衝撃強度も改
善される。ガラス繊維を併用する場合は、変性ポリエス
テル繊維１重量部に対しガラス繊維０．１〜１゜量 重。部とすることが好ましい。

熱可塑性樹脂と変性ポリエステル繊維を混合するために
は、バンバリーミキサ−、ロールミキサー、ニーダ−１
押出機、高速回転ミキサーなどの装置が用いられる。

〔発明の効果〕

本発明の樹脂組成物は、押出成形、射出成形等の成形法
により成形することができ、得られる成形品は耐衝撃性
に優れ、軽量である１こめ、自動車用部品等に適してい
る。

実施例１ 固有粘１１０．７４９（フェノール／テトラクロルエタ
ン＝６／２の混合溶媒中６０℃で測定）の酸成分として
テレフタル酸、グリコール成分として１，４−シクロヘ
キサリンメタノールからなる変性ポリエステルを６１０
℃で溶融紡糸し、６００ｍ／分で巻き取って、コンテナ
にトウとして振り込み未延伸糸を得た。この未延伸糸を
延伸後の繊度が７０万デニールとなるように集束し、延
伸温度１００℃で３．５倍にローラー延伸し、１４０℃
で熱処理を行って単繊維繊度を５デニールとしたのち、
１／４インチの繊維長に切断した。この変性ポリエステ
ル繊維とガラス繊維（直径１１μｍ、繊維長１／４イン
チ）を全重量の３０％の割合でポリエチレンテレフタレ
ート樹脂にマトリックスに混合充填し、２６０°Ｃで射
出成形を行った。変性ポリエステル繊維とガラス繊維の
配合比は重量で１：１とした。変性ポリエステル繊維及
び樹脂複合成形品の物性を第１表に示す。なお引張り強
さ、伸び、曲げ強さ、アイゾツト衝撃強さ及び熱変形温
度はＪＩＳＫ６９１１に準じて測定した。

比較例１ 変性ポリエステル繊維を用いずに、ガラス繊維を全重量
の３０％の割合でポリエチレンテレフタレート樹脂に混
合充填し、２６０℃で射出成形を行った。樹脂複合成形
品の物性を第１表に示す。

第１表から明らかなように、変性ポリエステル繊維とガ
ラス繊維を併用することばより、ガラス繊維単独の場合
に比べ、引張り強さ及び曲げ強さは僅かに低下するが、
アイゾツト衝撃強さが著しく上昇し、しかも軽量化効果
も認められる。

比較例２ 変性ポリエステル繊維に代えて通常のポリエステル繊維
を用い、その他は実施例１と同様にして樹脂複合成形品
を製造した。すなわち固有粘度０．６３（オルソクロロ
フェノール中２５℃）のポリエチレンテレフタレートを
２９０　℃で溶融紡糸し、１０００ｍＺ分で巻き取って
、コンテナにトウとして振り込み未延伸糸を得た。この
未延伸糸を延伸後の繊度が７０万デニールとなるように
集束し、延伸温度８２℃で３．８倍にローラー延伸し、
１４０℃で熱処理を行って単繊維繊度を５デニールとし
たのち１／４の繊維長に切断し、実施例１と同様に処理
した。ポリエステル繊維及び樹脂複合成形品の物性を第
１表に示す。通常のポリエステル繊維は融点が２５５°
Ｃであることから、２６０°Ｃの射出成形時に繊維が溶
融し、補強材料としての効果が消失する。

径１１μｍ、ｆＲ維長１／４インチ）を全重量の２０％
の割合でアクリロニトリル−スチレン樹脂マトリックス
に混合充填し、２６０°Ｃで射出成形を行った。変性ポ
リエステル繊維とガラス繊維の配合比は□重量で１＝１
とした。樹脂複合成形品の物性を第２表に示す。

比較例６ 変性ポリエステル繊維を用いずに、その他は実施例２と
同様にして樹脂複合成形品を製造した。樹脂複合成形品
の物性を第２表に示す。

比較例４ 変性ポリエステル繊維に代えて通常のポリエステル繊維
を用い、その他は実施例２と同様に処理した。ポリエス
テル繊維は比較例２に記載の方法で製造した。樹脂複合
成形品の物性を第２表に示す。

第２表から明らかなように、変性ポリエステル繊維とガ
ラス繊維を併用することにより、引張強さ及び曲げ強さ
はやや低下するが、アイゾツト衝撃強さ及び軽量化の点
において特に優れた効果がみもれる。比較例４では、ポ
リエステル繊維の融点が２５５°Ｃであることから、２
６０℃での射出成形時にポリエステル繊維が溶融し、繊
維形態を消失し、補強材効果が消失する。

実施例６ 実施例１で用いた変性ポリエステル繊維（直径１１μｍ
、繊維長１／４インチ）を全重量の２０％の割合でアク
リロニトリル−スチレン樹脂マトリックスに混合充填し
、２６０℃で射出成形を行った。樹脂複合成形品の物性
を第６表に示す。

比較例５ 変性ポリエステル繊維を用いずに、その他は実施例６と
同様にして樹脂成形品を製造した。

樹脂成形品の物性を第３表に示す。

第　　６　　表

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱可塑性樹脂に酸成分として９０モル％以上のテレフタ
   ル酸、グリコール成分として８５モル％以上の１，４−
   シクロヘキサリンメタノールから成る変性ポリエステル
   繊維を乾燥基準で５〜６０％配合してなることを特徴と
   する熱可塑性樹脂組成物。