JPH0260959A - ポリカーボネート樹脂組成物 - 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］ この発明は、補強材として無機質繊維を含有する熱可塑
性樹脂組成物に係り、機械的特性や成形性に優れ、特に
そりの少ないポリカーボネート樹脂組成物に関する。

［従来の技術］ ポリカーボネート樹脂は、周知のように優れたエンジニ
アリングプラスチックとして知られており、また、強度
、剛性、及び耐熱性をさらに向上させ、成形収縮率ヤ線
膨脹係数を小さくして金属代替品として使用可能なガラ
ス繊維で強化したポリカーボネート樹脂が開発され、精
密部品用樹脂として幅広く使用されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、もともとそりの少ないポリカーボネート
樹脂もガラス＠Ａ＠で強化すると、薄い板状の成形品等
そりの発生しやすいものを成形する際にそりが発生し、
精密部品用樹脂として使用できないという問題点が生じ
る。例えば、１６０＃Ｘ　１６０ａｎＸ　１　、５ｍの
大声ざの平板状成形品のそり率についてみると、非強化
のポリカーボネート樹脂の場合が０．３％以下であるの
に対し、２０％−ガラス繊維強化ポリカーボネート樹脂
の場合にはそのそり率が３．１％に達する。

そこで、従来においても、ガラス繊維強化ポリカーボネ
ート樹脂のそりを改善するための種々の提案がなされて
おり、例えばガラス繊維の配合率を比較的低率におさえ
、その代わりにマイカやタルク等を配合することが行わ
れている。しかしながら、このような方法では、金属類
代替として最も重要である機械的特性と成形性をバラン
スよく高水準なものとすることは難しい。すなわち、ガ
ラス繊維を比較的低率におさえ、マイカ等を配合した組
成物においては成形性は満足するものの機械的特性が低
い。

本発明者らは、上記のような問題点を解決するために鋭
意研究を行った結果、ガラス繊維強化ポリカーボネート
樹脂に破砕鉱物繊維を所定の割合で配合することにより
、機械的特性を損なうことなく、成形性、特にそりの問
題を改善し得ることを見出し、本発明に到達した。

［課題を解決するための手段］ すなわち、本発明は、ポリカーボネート樹脂２０〜８０
重量％と無機質繊維８０〜２０重量％とを主体とする組
成物であり、上記無機質繊維のうち８５〜１５重量％が
ガラス繊維であって、残りの１５〜８５重量％がアスペ
クト比５〜１００の破砕鉱物繊維であるポリカーボネー
ト樹脂組成物であり、また、ポリカーボネート樹脂２０
〜８０重量％と無機質繊維８０〜２０重量％とを主体と
する組成物であり、上記無機質Ｉｌｉ維のうち１０〜５
０重量％が炭素繊維、１０〜８０重量％がガラス繊維、
１０〜８０重量％がアスペクト比５〜１００の破砕鉱物
繊維であるポリカーボネート樹脂組成物である。

本発明で使用するポリカーボネート樹脂は、−般に市販
されているポリカーボネート樹脂でよく、通常１２，０
００〜４０，０００程度の分子量を持つものが好ましい
。また、２種以上のポリカーボネート樹脂を混合しても
差し支えない。

また、本発明で使用するガラス繊維としては、通常ｃａ
ｏ、ｓ　＋　ｏ２及びΔρ２０３を主成分とするもので
、ＣａＯを１０〜２０重量％、ＳｉＯ２を５０〜７０重
量％及びＡＪＩ２０３を２〜１５重量％の範囲で含んで
いるものが好ましい。

このガラス繊維は、樹脂の補強材として使用できるもの
でおれば特に制限はなく、ロービング又はヂョツプドス
トランドのいずれであってもよく、また、表面無処理の
ものであっても、また、ポリカーボネート樹脂との親和
性を高めるために表面処理例としてボラン化合物又はシ
ラン化合物で繊維表面を処理したものであってもよいが
、短繊維で綿状をなすグラスウールは好ましくない。

このガラス繊維の大きざについては、通常、平均繊維長
（Ｌ）が１〜１０ｍであって、平均繊維径（Ｄ）が５〜
２０虜、好ましくは１０〜１５ｐでおり、アスペクト比
（Ｌ／Ｄ　＞が５０以上のものが使用される。このガラ
ス繊維は熱可塑性樹脂と混合する際に切断されることが
あり、樹脂組成物中での平均繊維長は、使用するガラス
繊維の長さや混合条件によっても異なるが、元の長さの
杓２０％程度になることがあり、通常０．２〜２％。

好ましくは０．３〜１Ｍである。

本発明で使用する破砕鉱物ｍ帷としては、ロックウール
、セラミックファイバー、シリカファイバー、アルミナ
ファイバー等を挙げることができる。これらのうち、ロ
ックウールは、岩綿、スラグウール、鉱さい綿等とも称
され、通常ＣａＯを２０〜４５重量％、ＳｉＯ２を３０
〜５０重量％及びＡ、１）２０３８５〜２０重量％含有
し、そのほかにＭＣｌ０等の成分を含有するものである
。ロックウールは、通常、玄武岩、安山岩、輝緑岩等の
自然石や製鉄の際に副生ずる高炉スラグを溶融してｉｌ
ｌ化したものであり、繊維長りが数ｍないし数ｃｍであ
って、粒子含有率が３０〜４０％程度である。

このような鉱物繊維は、破砕して平均繊維長（Ｌ）を２
０〜５００ＩＵ１好ましくは５０〜２００庫に調整し、
アスペクト比（Ｌ／Ｄ＞を５〜１００、好ましくは１０
〜６０に調整して使用する。

鉱物繊維の破砕は、鉱物繊維を切断又は破砕することを
意味するものであり、回転円盤型破砕機、圧縮破砕機、
対向ロール型破砕機等で破砕することができる。破砕方
法としては摩砕方式が好ましい。本発明で使用する破砕
鉱物繊維としては、上記のような破砕機で摩砕した後、
繊維分と粒子分とを空気分扱気等で９扱したものが特に
好適である。

ガラス繊維の場合と同様に、この破砕鉱物繊維も熱可塑
性樹脂と混合する際に切断されることがあるが、事前に
破砕処理されるため切断を受ける程度は比較的小さい。

要は樹脂組成物中に含まれる破砕鉱物繊維の繊維長及び
アスペクト比が重要であって、その繊維長のばらつきが
比較的少ないものがよい。かかる破砕鉱物繊維、例えば
摩砕ロックウールは、平均繊維長（Ｌ）が２０〜５００
虜、好ましくはその７０％以上が１００〜２００虜であ
り、平均繊維径（Ｄ＞が２〜１０岬、好ましくはその７
０％以上が３〜５μｍであって、アスペクト比（Ｌ／Ｄ
）が５〜１００の値を示すものである。この破砕鉱物繊
維のアスペクト比が５未満であると機械的特性が不十分
となり、１００を超えるとそり防止効果が不十分となる
。

本発明で使用する炭素繊維は、ピッチ系、ＰＡＮ系又は
セルロース系の炭素繊維で導電性を有するものであれば
いずれでもよい。ポリカーボネート樹脂の補強材として
使用できるものであれば特に制限はなく、ロービング又
はチョツプドストランド、ミルドファイバーのいずれで
あってもよく、また、表面無処理のものであっても、好
ましくはポリカーボネート樹脂との親和性を高めるため
繊維表面を処理したものであってもよい。この炭素繊維
としては、通常、平均繊維長（Ｌ）が１〜１０ｒｒｖｎ
、平均繊維径（Ｄ）が３〜２０ｐ、好ましくは６〜１２
虜である。

本発明において、ポリカーボネート樹脂と無機質繊維の
配合割合は、ポリカーボネート樹脂２０〜８０重量％で
無機質繊維８０〜２０重量％、好ましくはポリカーボネ
ート樹脂４０〜７０重量％で無機質繊維６０〜３０重量
％である。無機質繊維の配合量が８０重量％を超えると
強度が低下し、さらにペレットの製造が困難となる。ま
た、２０重量％より少ないと補強効果が不十分である。

上記無機質繊維としては、ガラス繊維と破砕鉱物繊維と
を組合わせて使用する。ガラス繊維のみては高強度とい
う目的を達成することはできても、成形品のそりが大き
くなる点で好ましくなく、また、破砕鉱物繊維のみでは
強度の点で不足する。

カラス繊維と破砕鉱物繊維の間の割合は、ガラス繊維が
１５〜８５重量％、好ましくは３０〜８０重量％であっ
て、破砕鉱物繊維が８５〜１５重量％、好ましくは３０
〜８０重量％である。ガラス繊維の配合量が８５重量％
を超えるか又は破砕鉱物１１１ｉ１の配合量が１５重量
％未満であるとそり防止効果か不十分であり、ガラス繊
維が１５重量％未満又は破砕鉱物繊維が８５重量％を超
えると補強効果が不十分である。

また、本発明においては、ポリカーボネート樹脂組成物
による成形体の帯電防止性の向上を目的として、導電性
のよい炭素繊維を上記無機質繊維の一部として加えるこ
とができる。この場合、無機質繊維中の配合量としては
、炭素繊維が１０〜５０重量％、好ましくは１５〜４０
重硲％であり、ガラス繊維が１０〜８０重量％、好まし
くは２０〜７０重硲％であり、破砕鉱物繊維が１０〜８
０重間％、好ましくは２０〜７０重量％である。炭素繊
維の配合量が１０重量％未満であると導電性及び補強効
果が不十分であり、５０重量％を超えるとそりの発生が
大きくなる。また、ガラス繊維の配合量が８０重間％を
超えたり、破砕鉱物繊維の配合量が１０重量％未満であ
ると、そり防止効果が不十分となり、ガラス繊維が１０
重量％未満でおったり、破砕鉱物繊維が８０重項九を超
えると、補強効果が不十分である。

上記ポリカーボネート樹脂組成物の製造は、ポリカーボ
ネート樹脂、ガラス繊維及び破砕鉱物繊維あるいはこれ
に加えて炭素繊維を上述した配合割合の範囲内で配合し
、これを適宜のブレンダ等、例えば単軸ベント押出機、
２軸押用機等を用いて常法により均一に混合することに
よって行われる。

また、このようにして調製されたポリカーボネ−ト樹脂
組成物は通常の押出成形や射出成形等により所望の製品
に成形される。

また、本発明においては、上記ポリカーボネート樹脂及
び無機質ＩａＮのほか、無機質充填物、例えばガラス球
、ガラス中空体、ガラス粉末、シリカ、タルク、焼成ア
ルミナ、ボイスカー（例えば、チタン酸カリウム中結晶
繊維等）、炭酸カルシウム、マイカ、その他の強化用繊
維を添加してもよく、また必要に応じて、難燃剤、ワッ
クス、染顔料、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可
塑剤及びその他の添加剤を加えてもよい。

［実施例］ 以下、実施例及び比較例に基づいて、本発明を具体的に
説明する。

実施例１ ポリカーボネート樹脂（三菱化成■製部品名ニッパレッ
クス７０２０Ａ＞　、ガラス繊維（日本電気硝子＠Ｊ製
、平均繊維長３＃７＋、平均繊維径１３虜）、破砕ロッ
クウール（新日鐵化学ＩＩ製、平均繊維長１２０虜、平
均繊維径４岬、アスペクト比３０．１０ＩＩＲ以下粒子
含有率１％以下）及びワックス（三井石油化学■製）を
第１表に示す割合で配合し、これを押出機で練込んでポ
リカーボネート樹脂組成物のペレットを調製した。

このペレットを射出成形して試験片を形成し、この試験
片について、引張り強度（ＡＳ７）Ｉ　Ｄ　６３９）、
曲げ強度（ＡＳＴＨＤ　７９０）及びノッチ付１／４°
゛アイゾツト衝撃強度（ＡＳＴＨＱ　２５６）を測定す
ると共に、上記ペレットを射出成形して得られた１６０
ｍＸ１６Ｃ）ｓＸ　１　、５ｍの平板についてそのそり
の程度を測定し、百分率（％）で表示する方法（そり率
゛）で成形品のそりの程度を評価し、さらに、離型性を
評価した。結果を第１表に示す。

実施例２ 実施例１で使用したポリカーボネート樹脂、ガラス繊維
及び破砕ロックウールを用い、ざらに炭素繊＠（コート
ルズ社製、平均［１径７ＩＵ、平均繊維長６Ｍ）を使用
し、第２表に示す割合で配合して樹脂組成物を調製し、
上記実施例１と同様の方法でその物性、そり率、離型性
及び帯電防止性を評価した。結果を第２表に示す。なお
、帯電防止性の測定及び評価は、三菱油化■製の表面高
抵抗針°゛旧ｒｅｓｔａ”を使用し、その体積固有抵抗
を測定して行った。

比較例１ 実施例２で使用したポリカーボネート樹脂、ガラス繊維
及び炭素繊維を使用し、これにｈ口えてマイカ（レプコ
１１社製）を使用し、第２表に示す割合で配合し、上記
各実施例と同様の方法で物性、そり率、離型性及び帯電
防止性を測定し評価した。

結果を第２表に示す。

［発明の効果］ 本発明によれば、ポリカーボネート樹脂にガラス繊維と
破砕鉱物繊維とを所定の割合で配合することにより、ガ
ラス繊維のみを使用した場合より、成形品のそりの小さ
い、高強度、高剛性なものが得られる。同時にポリカー
ボネート樹脂は、その吸湿性が小さいので、例えばポリ
アミド樹脂の成形品は大気中の水分によってその寸法が
不安定になるというような現象もほとんど認められず、
寸法安定性が大幅に改善される。ざらに、炭素繊維を配
合することによって優れた帯電防止性を付与することも
できる。

特許出願人　　　新日鐵化学株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリカーボネート樹脂２０〜８０重量％と無機質
   繊維８０〜２０重量％とを主体とする組成物であり、上
   記無機質繊維のうち８５〜１５重量％がガラス繊維であ
   って、残りの１５〜８５重量％がアスペクト比５〜１０
   ０の破砕鉱物繊維であることを特徴とするポリカーボネ
   ート樹脂組成物。
2. （２）ポリカーボネート樹脂２０〜８０重量％と無機質
   繊維８０〜２０重量％とを主体とする組成物であり、上
   記無機質繊維のうち１０〜５０重量％が炭素繊維、１０
   〜８０重量％がガラス繊維、１０〜８０重量％がアスペ
   クト比５〜１００の破砕鉱物繊維であることを特徴とす
   るポリカーボネート樹脂組成物。