JPH01218825A - ポリプロピレン・パウダーとガラス繊維系の直接成形法 - 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、揃りた粒径のポリプロピレン樹脂パウダーに
ガラス繊維と特定の添加剤とを配合して、混練部を有す
るスクリューを用いて、背圧をかけずに直接射出成形す
ることによって、樹脂の劣化の改良および機械的強度の
′改良がなされると共に樹脂中へのガラス１ａＭの分散
が著しく改善された製品が得られるポリプロピレン・パ
ウダーとガラス繊維系の直接成形法に関する。

〈従来の技術〉 ガラス繊維で強化されたポリプロピレン樹脂成形品は、
軽く、機械的強度や外観に優れているなどの物性により
、また成形が容易で人手し易いので、自動車部品、電気
部品などの工業材料に広く用いられている。

ガラス繊維で強化された射出成形品を得る方ｔｌとして
は、一般には、樹脂のベレットまたはパウダーにガラス
繊維を配合し溶融混練し、−旦ベレット化し、次いでそ
れを射出成形する方法が採られている。　しかしながら
、この方法では最低２度熱履歴を受けるため樹脂の熱劣
化による機械的強度の低下や、混練によるガラス繊維の
切断による機械的強度低下が起こる。

このため、ポリプロピレン樹脂パウダーをガラス繊維と
共に直接射出成形する方法が行なわれているが、いずれ
の方法も、製品性能および生産性の両方を十分に満足す
るものは得られていない。

例えば、特開昭５８−１５５９２５号公報０および特開
昭５８−１８３２３０号公報に開示された樹脂成形体の
製造方法においては、プロピレン重合体樹脂へのガラス
繊維の分散をよくするため成形時の成形温度を高めに設
定し、スクリュー背圧等を高くしており、可塑化時間が
長くなり、生産性が十分に上げられないという問題点を
有している。

く・発明が解決しようとする課題〉 本発明は、上記の欠点を解消すると共に、ベレット化工
程を省略できるため経済的にも有利な直接射出成形法、
特に射出成形工程において混練部を有するスクリューを
用いることにより、汎用のスクリューを用いて直接成形
する場合に生じる欠点すなわち背圧をかけないと良好な
ガラス繊維の分散が得られず、かつ背圧をかけると可塑
化時間が長くなる欠点を克服し、ガラス繊維などの分散
の良好な機械的強度の優れたガラス繊維強化ポリプロピ
レン樹脂成形品を直接かつ高生産性で製造することので
きるポリプロピレン・パウダーとガラス繊維系の直接成
形法を提供することを目的とするものである。

く課題を解決するための手段〉 上記目的は、以下の本発明により達成することができる
。　すなわち、本発明は、ａ）粒径が実質的に５０〜１
０００μｍで、かつその７０重量％の部分が５００〜８
ｏｏμｍであるポリプロピレン樹脂パウダー１００重量
部に、ｂ）ガラス繊維５〜１００重量部およびＣ）不飽
和カルボン酸および／またはその誘導体０．０１〜２重
量部を該パウダーの未溶融状態で混合し、混練部付スク
リューを有する押出機を用いて背圧をかけずに直接射出
成形することを特徴とするポリプロピレン・パウダーと
ガラス繊維系の直接成形法を提供するものである。

以下に本発明をより詳細に説明する。

本発明で用いる（ａ）成分であるポリプロピレン・パウ
ダーは粒径が実質的に５０〜１０００μｍでかつその７
０重量％の部分が５００〜８００μｍであるポリプロピ
レン系樹脂パウダーであれば、いかなるものでもよい。

ここで、ポリプロピレン系樹脂としてはプロピレンの単
独重合体およびプロピレンと他のα−オレフィン（例え
ばエチレン、ブテン−１、ヘキセン−１，４メチル−ペ
ンテン−１等）との共重合体等であればよい。

このように、ポリプロピレン系樹脂パウダーは、粒径が
一様に揃ったものであり、成形機のポツパーからスクリ
ューなどへの喰い込みが良好であり、ガラス繊維の分散
性も良好とすることができるものである。

また、本発明で用いる（ｂ）成分であるガラス繊維は通
常市販のものを用いることができ、太さ５〜２０μｍ１
長さ１〜１０ｍｍ程度のものが適当であるが、特に１．
５〜３ｍｍが成形機ホッパーでの棚吊現象（ブリッジ）
もなく好ましい。　配合に際しては集束数２００〜１０
００本、例えば約４００本捏度のものを使用する。

また、本発明で用いる（Ｃ）成分の不飽和カルボン酸お
よび／またはその誘導体としては、例えば、マレイン酸
、無水マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸等やこれ
ら不飽和カルボン酸の金属塩、アミド、イミド、エステ
ル等を挙げることができる。

これらは単独でもしくは２種以上を組み合わせて使用す
ることができるし、上述の不飽和カルボン酸またはその
読導体によって変性されたポリオレフィン樹脂を用いて
もよい。　ここで、ポリオレフィン樹脂としては、特に
制限はないが、ポリプロピレン樹脂が好ましく、パウダ
ーを用いるのが好ましい。

これらの３成分の混合割合は、（ａ）成分１００重量部
に対して（ｂ）成分５〜１００重量部および（Ｃ）成分
０．０１〜２重量部とするのがよい。　特に、ガラス繊
維の量は分散性を考慮して１００重量部を超えないこと
が必要である。

なお、上記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）成分のほかに必要に
より着色剤、安定剤、可塑剤等を添加してもよい。

次に、本発明においては上記各成分（ａ）、（ｂ）、（
Ｃ）およびその他の添加物を配合し、（ａ）成分が未溶
融状態で、例えばＶブレンダー、タンブラ−等の既存の
方法で混合し、混練部付スクリューを有する押出機で直
接成形するが、上記各成分の配合順序は特に限定される
ものではない。

本発明に用いられる成形機は、混練部付スクリューを有
する押出機を用いるものであれば、いかなる成形機でも
よく、例えば、混練部を有するスクリューを用いる汎用
射出成形機あるいはベント付射出成形機であってもよい
。

しかし、従来の射出成形機に用いられているフルフライ
トタイプスクリューでは混練部を有していないため背圧
をかけないと混練の時間が短くなり繊維の解繊が不十分
で良好な成形品が得られず、かつ十分な解繊すなわち混
練する時間が得られるだけの背圧をかけると、可塑化時
間が長くなり、結果として成形サイクルが長くなるので
好ましくない。

このように、前記した汎用およびベント付射出成形機で
あっても、本発明のように、混練部を有するスクリュー
を用いれば、背圧をかけなくても、混練部において十分
に解繊が促進され、外観および製品強度に優れた成形品
が得られる。　しかも、背圧をかけないので、混練時間
は短くてすみ可塑化時間を短くでき、生産性を上げるこ
とができる。

混練部を有するスクリューとしては、例えば、特開昭６
０−４９９０７号および特開昭５８−３８１３５号など
の公報に開示されたスクリューなどを挙げることができ
る。

〈実施例〉 以下に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。

（実施例１） ポリプロピレン・パウダー（三井石油化学製、Ｊ７００
Ｐ％ＭＦＲ＝１０ｇ／１０分、平均粒径６００μｍ）１
００重量部に対して、ガラス繊維（長さ３ｍｍ、太さ１
３μｍ、集束数４００本、日東紡社製）４３重量部およ
び無水マレイン酸変性ポリプロピレン・パウダー（無水
マレイン酸含有量３．１重量％）１重量部を配合し、■
ブレンダーにて混合したのち混練部を有するスクリュー
（スクリュー径４６ｍｍφ）を設置した汎用射出成形機
［ＪＳＷ１５０ＳＡＩＩ（日本製鋼所製）］で背圧をか
けずに直接成形し、物性測定用テストピースおよび解繊
度判定用のテストピースとしてペン皿（１２０ｍｍＸ２
５０ｍｍｘ１．７ｍｍ厚）を得た。

第１表に成形性、解繊度および物性値を示す。　さらに
、第１図に解繊度判定用のテストピースとしてのペン皿
の写真を示す。

（実施例２） 実施例１において、汎用射出成形機の代りにベント（Ｖ
ｅｎｔ）付射出成形機［ＴＳ−２８０ＥＶ　（東芝社製
）］に混練部を有するスクリューを用いた以外は実施例
１と同様にして物性測定用テストピースおよび解職度判
定用角板（５５ｍｍｘ１３０ｍｍｘ３ｍｍ厚）を得た。

第１表に成形性、解繊度および物性値を示す。

（比較例１） 実施例１において用いたポリプロピレン・パウダー１０
０重量部に対して、ガラス繊維４３重量部および無水マ
レイン酸の変性物１重量部をＶブレンダーで混合し、予
め３者の混合物をペレタイザーによりコンパウンディン
グして得たベレットを用いて４０ｍｍφフルフライトス
クリューを用い汎用射出成形機により、実施例２と同様
に物性測定用および解繊度判定用のテストピースを得た
。

第１表に成形性、解繊度および物性値を示す。

（解繊度判定） 解繊度判定用の各テストピース（ペン皿：１２０ｍｍｘ
２５０ｍｍｘ１．７ｍｍ厚および角板：　５５ｍｍＸ３
００ｍｍＸ３ｍｍ厚）中にガラス繊維がほぐれずに残っ
ている数を目視で判定した。

○・・・・・・良好（はぐれずに残っているガラス繊維
が全くない） △・・・・・・稍不良（はぐれずに残っているガラス繊
維が１〜３個ある） ×・・・・・・不良（はぐれずに残っているガラス繊維
が４個以上多数ある） （物性） 引張強度、曲げ強度、曲げ弾性率およびアイゾツト衝撃
強度はそれぞれＡＳＴＭＤ６３８、ＡＳＴＭ　　Ｄ７９
０、ＡＳＴＭＤ７９０．ＡＳＴＭ　　Ｄ２５６に準拠し
て行なった。

第１表から明らかなように、本発明の実施例１および実
施例２は、背圧をかけていないにもかかわらず、比較例
１のペレット死後フルフライトスクリューを用いて射出
成形したものと同様にガラス繊維の解繊度は良好でガラ
ス繊維は完全にほぐれて十分に分散しているばかりでな
く、可塑化時間も短い。　このような可塑化時間では、
従来の直接成型法においては十分な解繊度を得ることが
できないものである。

さらに、本発明の実施例１および２は比較例１に比べて
、物性すなわち引張強度、曲げ強度、曲げ弾性率および
アイゾツト衝撃強度のいずれにおいても高く、すぐれた
機械的性質を有していることがわかる。

〈発明の効果〉 以上、詳述したように、本発明によれば、射出成形工程
に混練部付スクリューを有する押出機を用いて背圧をか
けずに直接射出成形することにより、ガラス繊維の分散
が良好で、軽く、機械的強度や外観に優れたポリプロピ
レン樹脂成形品を前記樹脂の熱劣化や機械的強度の低下
を引き起こすことなく、また混練によるガラス繊維の切
断に起因する機械的強度低下を防止し、可塑化時間を大
幅に短縮させて生産性を向上させ、簡単な工程で安価に
得ることのできるポリプロピレン・パウダーとガラス繊
維系の直接成形法が提供できるという効果がある。

従って、本発明法によって得られたガラス繊維強化ポリ
プロピレン樹脂成形品は自動車部品、電気部品などの工
業材料として極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明法により直接成型された直接射出成形
テストピースの「繊維の形状」を示す図面代用写真であ
る。　さらに詳しくは、実施例１で得られた製品の写真
である。 特許出願人　三井石油化学株式会社 ・Ｊ′−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ａ）粒径が実質的に５０〜１０００μｍで、かつ
   その７０重量％の部分が５００〜８００μｍであるポリ
   プロピレン樹脂パウダー１００重量部に、 ｂ）ガラス繊維５〜１００重量部および ｃ）不飽和カルボン酸および／またはその誘導体０．０
   １〜２重量部を該パウダーの未溶融状態で混合し、混練
   部付スクリューを有する押出機を用いて背圧をかけずに
   直接射出成形することを特徴とするポリプロピレン・パ
   ウダーとガラス繊維系の直接成形法。