JPH0258298B2

JPH0258298B2 -

Info

Publication number: JPH0258298B2
Application number: JP55156888A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Sakairi; Yorihisa Maeda; Tamotsu Wakahata
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1980-11-06
Filing date: 1980-11-06
Publication date: 1990-12-07
Also published as: JPS5780452A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は樹脂組成物にかかわるものであり、複
合プラスチツクの合理的な製造を可能にすること
を目的とする。分散系複合プラスチツクの製造は通常、下記の
３方法により行なわれている。１コンパウンド法合成樹脂、充填剤、添加剤等々の各種原材料を
所定量配合し、混練造粒機で溶融混練したのち、
ペレツト化し成形材料とする方法で、最も普遍的
な製造方法。２コンセントレート法（マスターバツチ法とも
言われている）充填剤、添加剤等々の合成樹脂以外の配合剤を
所定配合量の数倍に濃縮配合し、混練造粒機で、
混練・ペレツト化した後、成形時に所定配合にな
るよう合成樹脂で希釈使用する方法で、着色剤な
どでこの方法が広く用いられている。３直接法合成樹脂と充填剤、添加剤等々を予め溶融混練
することなしに、原料形状のまま成形機の供給口
へ投入し、スクリユーシリンダーにて可塑化、混
練し、成形する方法で、押出成形、射出成形など
でこの方法が採用されている。とくにガラス繊維
入り複合プラスチツクによる成形品を得る方法と
して研究・実施されている。以上の各方法の特徴としては、１コンパウンド法は、成形材料として、成形品
に要望される組成であるから、特に手数をかけ
ることなく容易に成形できる。２コンセントレート法では成形材料の単位重量
当りの製造コストが安くなる。３直接法においては、混練工程と成形工程が同
時に行なえることから、上記２方法と比較し
て、混練工程の省エネルギー化がはかれ、混練
費の大幅な削減が可能になるとともに、熱履歴
が少ないため、強度が優れ、品質の安定した成
形品を得ることができる。等々を挙げることができる。ところで、均質な複合材料を得るためには、混
練時に大きな体積変化と強力な剪断力を与えるこ
とが必要で、そのための混練温度、スクリユー回
転数、混練時間等の混練条件、および、スクリユ
ーの形状設計が複合材料の品質を決定づける大き
な要因である。しかしながら、通常の射出成形機のスクリユ
ー・シリンダーの形状は、極めて単純であり、樹
脂を可塑化する能力を有するが、充填剤の混練・
分散能力をもたせる設計にはなつていない。従つ
て、射出成形機で混練を行なうことについては、
従来、研究的に試みられているが、広く、実用さ
れるには至つていない。ところで、最近、直接法で射出成形できるスク
リユー・シリンダーが市販されている。このスク
リユー・シリンダーには可塑化・混練・射出機能
が付与されているが、特殊でかつ極めて複雑な形
状になつているため、非常に高価であり、色替
え・材料替えが困難である。本発明者らは、このような状況に鑑み、特殊な
装置を必要とせず、従来から広く用いられている
通常の射出成形機で混練と成形を同時に行なえる
（直接成形が可能な）樹脂組成物を見出した。本発明で使用する合成樹脂は、熱可塑性を有す
る限り、その種類には関係なく、その形態にのみ
拘束される。平均粒径2.0mm以上の合成樹脂と、
平均粒径500μｍ以下の合成樹脂を併用すること
が本発明の一つのポイントである。平均粒径2.0
mm以上の合成樹脂のみを用いて複合プラスチツク
を通常の射出成形機で直接成形すると、分散が不
均一になり、成形品の外観が損われ、強度的に脆
弱なものしか得られない。また、平均粒径500μ
ｍ以下の合成樹脂のみ使用すると、射出成形機の
スクリユーへの供給・喰い込みが安定せず、品質
の不安定な成形品になる。上記それぞれの粒径の
合成樹脂を併用することにより、かかる欠点を全
て解決し強度的に優れ、外観の美麗な、かつ、品
質の一定した成形品を得ることができる。また、本発明に用いる充填剤としては、現在合
成樹脂用充填剤として使用されている全ての種類
が適用可能である。例えば、炭酸塩（CaCO₃、
MgCO₃など）、硫酸塩（BaSO₄、CaSO₄など）、
ケイ酸塩（MgSiO₃、CaSiO₃、クレー、アスベス
ト、ガラスビーズなど）、酸化物（Al₂O₃、TiO₂、
MgO、SiO₂、Fe₂O₃など）等々に代表される粉
末状充填剤、および、ガラス繊維、炭素繊維に代
表される繊維状充填剤などが、合成樹脂用充填
剤、強化剤として用いられているが、本発明で用
いる充填剤は、粉末状充填剤の場合、平均粒径が
20μｍ以下であることが必要で、繊維状充填剤の
場合、アスペクト比が5.0以上であることが必要
である。上記に規制する充填剤であれば、粉末状
充填剤と繊維状充填剤の混合物であつても本発明
に使用することができる。平均粒径が21μｍ以上の粉末状充填剤および／
またはアスペクト比が5.0未満の繊維状充填剤を
用いると本発明の直接成形において、十分なる強
度の成形品が得られない。また、本発明では平均粒径500μｍ以下の合成
樹脂が充填剤に対して、10体積％以上であること
が必要であり、10体積％未満であると、本発明に
言う直接成形では、充填剤の分散が不均一にな
り、強度が脆く、外観の悪い成形品しか得られな
い。また、本発明において、充填剤は組成物全体中
に3.7〜14.8体積％含まれることが必要であり、
この範囲外の場合は、直接成形において、均一な
分散状態が得られない。合成樹脂と充填剤を射出成形機に供給する方法
としては、１予め、合成樹脂と充填剤を所定の配合に充分
に混合したものを供給する方法。２合成樹脂と充填剤を個別に、所定量づつ供給
する方法。があるが、本発明には、いずれの方法とも適して
いる。本発明では、前記の化合物の他に、分散剤、酸
化防止剤、着色剤、可塑剤、プロセスオイル、離
型剤、カツプリング剤等々、従来から用いられて
いる化合物を添加してもなんら差支えはない。以下に、本発明の実施例を示す。〔実施例１〕第１図に示す粒度分布をもつ平均粒径250μｍ
のエチレン変成ポリプロピレン（MI＝15）3.0体
積％、平均粒径3.0mmのエチレン変成ポリプロピ
レン（MI＝15）89.0体積％、平均粒径1.8μｍの炭
酸カルシウム8.0体積％から成る粉末状組成物を、
高速流動撹拌機（スーパーミキサーSMG−20：
川田製作所製）にて、1500r.p.mで５分間予備混
合した後、射出成形機（Ｎ−200A：日本製鋼所
製）のホツパーに投入し、樹脂温度220℃で直接
成形を行ない、150mm×230mm×3.2mmの角板を得
た。この角板から、圧縮成形により0.3mmのフイ
ルムを得た。このフイルムで、炭酸カルシウムの
分散性を評価すると、エチレン変成ポリプロピレ
ン中に均一に分散していた。また、上記角板から
試験片を切り出し、強度試験を実施した。その結果を第１表に示す。測定データはいずれ
も試験片５個の算術平均値である（これは以下の
実施例、比較例においても同様である）。〔実施例２〜５〕第２図に示す粒度分布をもつ平均粒径500μｍ
のポリプロピレン（MI＝13）、平均粒径3.5mmの
ポリプロピレン（MI＝13）、および、平均粒径
2.3μｍの炭酸カルシウムを第２表に示す配合で、
実施例１と同様にして成形・評価を行なつた。炭
酸カルシウムはいずれの実施例においてもポリプ
ロピレン中に均一に分散していた。物性の測定結
果を第１表に示す。

【表】

〔比較例１〜４〕

実施例２〜５と同じ炭酸カルシウムの充填量で
残部は、平均粒径4.5mmのポリプロピレン（MI＝
13）である配合物を、同方向回転＝軸押出機
（PCM−30：池貝鉄工製）で混練・造粒し、3φ
×４mmのペレツトを得た。これを用い実施例１と
同様の成形を行ない角板を得た。この角板から試
験片を切り出し物性測定を行なつた。その結果を
第１表の比較例１〜４に示す。第１表から明らかなように、本発明によれば、
従来のコンパウンド法により得られる成形品と強
度的に同一レベルのものが直接成形法において得
られる。〔比較例５〕平均粒径3.0mmのエチレン変成ポリプロピレン
（MI＝15）92体積％、平均粒径1.8μｍの炭酸カル
シウム8.0体積％を用い、実施例１と同様にして、
成形・評価を行なつた。0.3mmのフイルムを観察
すると、炭酸カルシウムが局部的に凝集してお
り、また、物性を測定すると、引張強度が220
Kg／cm²と低く、実施例１による引張強度のバラツ
キが±９％であるのに対し、本比較例によるもの
は、±17％とそのバラツキが大きく、品質の不安
定なものとなつている。このように平均粒径の異
なる合成樹脂を併用することにより、強度が優れ
品質の安定したものを得ることができる。〔実施例６〕第１図に示す粒度分布をもつ平均粒径250μｍ
のエチレン変成ポリプロピレン（MI＝15）3.0体
積％、平均粒径3.0mmのエチレン変成ポリプロピ
レン（MI＝15）89.0体積％に、充填剤として、
平均粒径8.0μｍのタルク、平均粒径2.0μｍの水酸
化アルミニウム、平均粒径0.6μｍの硫酸バリウ
ム、繊維径が10μｍ、長さが６mmで、アミノシラ
ンを結束剤とするガラス繊維を選び、前記エチレ
ン変成ポリプロピレンにそれぞれ8.0体積％添加
した場合の直接成形とコンパウンド法の比較を実
施例１、比較例１と同じ方法、条件で実施した。
その結果を第３表に示す。

【表】第３表から明らかなように、炭酸カルシウム以
外の充填剤についても本発明の直接成形を適用す
ることにより、強度の高い、品質の安定した成形
品が得られる。また、ポリプロピレン以外の合成樹脂、つま
り、ポリエチレン、ABS樹脂、ポリスチレン、
ポリ塩化ビニル、ポリアミド等について前記同様
の実験を行ない、良好なる結果を得た。以上、実施例、比較例により本発明の説明をし
たが、これらは、その一部に過ぎず、本発明は、
前記の実施例、比較例に何ら拘束されるものでは
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図はエチレン変成ポリプロピンの粒度分布
図、第２図はポリプロピレンの粒度分布図であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

１全体に対して3.7〜14.8体積％含まれている
充填剤と、熱可塑性を有し、かつ全体に対して
83.2〜95.8体積％含まれている平均粒径2.0mm以上
の合成樹脂と、前記合成樹脂と同じ材料でかつ全
体に対して0.5〜3.0体積％含まれている平均粒径
500μｍ以下の合成樹脂とから構成され、前記充
填剤は平均粒径が20μｍ以下の粉末状充填剤およ
びアスペクト比が5.0以上の繊維状充填剤の少な
くともいずれか一方からなるとともに、前記平均
粒径500μｍ以下の合成樹脂は前記充填剤に対し
10体積％以上含まれていることを特徴とする樹脂
組成物。