JPH0370769A - 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、熱可塑性樹脂組成物に係り、特に補強材とし
て無機質繊維を含有し、高強度であると同時に高剛性で
あり、かつ、成形収縮率及びその異方性が小さく、成形
品の外観が良好な熱可塑性樹脂組成物に関する。

〔従来の技術〕

近年、自動車、電気・電子機器あるいは建材等の広汎な
分野で製品の軽量化が指向されており、特に機械部品や
構造部品等の金属製品の代替材料の物性については、高
強度かつ高剛性であるばかりでなく、金属に近い寸法精
度と良好な成形品の外観が重要なファクターとして要求
されるようになってきた。

このような要請に応えるものとして、熱可塑性樹脂にガ
ラス繊維、炭素繊維、チタン酸カリウム等のウィスカー
、タルクや炭酸カルシウム等の粉末等を単独又は２種以
上混合して配合することが行われている。しかしながら
、炭素繊維やチタン酸カリウム等のウィスカーはそれが
高価な材料であることから汎用工業製品に使用するため
の材料としては不利であり、また、タルクや炭酸カルシ
ウム等の粉末はこれをガラス繊維と組合せて使用すると
、成形品の外観は良いものの、ガラス繊維による強度の
向上が阻害される傾向があり、更にガラス繊維を大量に
使用すると成形品の反りが著しく大きくなり、外観も悪
化するという問題があった。

また、マトリックスとしてポリアミド樹脂を使用した組
成物においては、高強度かつ高剛性の成形品が得られる
が、ポリアミド樹脂は吸湿性が大きいため、長期間のう
ちに成形品が大気中の水分を吸湿してその剛性を損ない
、成形品の反りが大きくなるという問題があった。この
ため、これらの種々の改良が試みられており、例えば、
吸湿性が小さくてガラス繊維補強効果のあるポリブチレ
ンテレフタレート（ＰＢＴ）をガラス繊維で強化し、耐
衝撃性及び反り抑制を付加するためにＡＢＳを配合した
組成物や、ＰＢＴにガラス繊維と破砕鉱物繊維とを配合
した組成物（特公平１−１６．８５８号）等が知られて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記前者の樹脂組成物は、ガラス繊維を
大量に使用すると成形品の外観が悪化し、ＡＢＳの配合
比を上げないと反り抑制効果が発揮されず、強度の低下
をきたす。また、後者の樹脂組成物は、破砕鉱物繊維を
大量に使用しても成形品の外観の悪化は比較的小さいが
、反り抑制効果が不十分であり、これらは前述の全ての
課題を解決するには至っていない。

そこで、本発明者らは、かかる課題を解決すべく鋭意研
究を重ねた結果、マトリックス樹脂をポリエステル樹脂
とビニル系共重合体とし、これにフィラーとしてガラス
繊維とアスペクト比５〜１００の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
た場合よりもその強度の向上を図ることができ、しかも
、高剛性で成形品の反り等が小さく、良好な外観が得ら
れ、更にこれらを長期に維持することができる熱可塑性
樹脂組成物が得られることを見出し、本発明に到達した
。

従って、本発明の目的は、高強度かつ高剛性であって、
しかも、吸湿性が小さく、寸法精度及び外観の良好な成
形品が得られる熱可塑性樹脂組成物を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

すなわち、本発明は、ポリエステル樹脂７０〜３０重量
％及びビニル系共重合体３０〜７０重量％からなる樹脂
成分２０〜７０重量％と無機質繊維８０〜３０重量％と
を主体とし、かつ、上記無機質繊維のうち９０−１０重
量％がガラス繊維であって、１０〜９０重量％がアスペ
クト比５〜１００の破砕鉱物繊維である熱可塑性樹脂組
成物を提供するものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明で使用するポリエステル樹脂は、ジカルボン酸成
分としてテレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸
、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１．５−ナフタレ
ンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、
■、３−シクロヘキサンジカルボン酸、１，４−シクロ
ヘキサンジカルボン酸等や又はこれらのエステル及びハ
ライド誘導体の１種又は２種以上を使用し、ジオール成
分としてエチレングリコール、プロピレングリコール、
■、４−ブタンジオール、１．２−ブタンジオール、ネ
オペンチルグリコール、ｌ、５−ベンタンジオール、ｌ
、６−ヘキサンジオール、デカメチレングリコール、シ
クロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジオール等
の１種又は２種以上を使用し、これらを縮合反応させて
得られる重合体をを挙げることができる。具体的には、
例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やＰＢ
Ｔ等が好適に利用でき、これらのポリエステル樹脂は単
独で用いてもよく、また、２種以上を組合せて使用して
もよい。

本発明で使用するビニル系共重合体は、スチレン、α−
メチルスチレン、ビニルトルエン、モノクロルスチレン
、ｐ−ｔ−ブチルスチレン等の芳香族ビニル化合物のい
ずれか１種又は２種以上、アクリロニトリル、メタクリ
ロニトリル等のシアン化ビニル化合物のいずれか１種又
は２種以上、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メ
タクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等のアクリル酸
エステルあるいはメタクリル酸エステルのいずれか１種
又は２種以上、ポリブタジェン、スチレン−ブタジェン
共重合体、アクリロニトリル−ブタジェン共重合体、ポ
リアクリル酸ブチル、エチレン−プロピレン−非共役ジ
エン三元共重合体等のゴム状重合体のいずれか１種又は
２種以上等を使用し、これらを適宜選択し反応させて得
られる共重合体を挙げることができる。具体的には、例
えば、スチレン−アクリロニトリル共重合体（ＡＳ）、
スチレン−メチルメタクリレート共重合体（ＭＳ）、ス
チレン−アクリロニトリル−ブタジェン共重合体（ＡＢ
Ｓ）、スチレン−メチルメタクリレ−トチブタジェン共
重合体（ＭＢＳ）等が好適に利用でき、これらは、単独
で用いてもよく、また、２種以上を組合せて使用しても
よい。

共重合体の重合方法は特に限定されず、塊状重合、懸濁
重合、乳化重合、溶液重合あるいは塊状−懸濁重合等の
公知の方法を用いることができ、ゴム状重合体の共重合
量は０〜５０重量％が好適である。

次に、本発明で使用されるガラス繊維は、通常ＣａＯ，
５ｉｆｔ及びＡＩ！０１を主成分とするものであり、Ｃ
ａＯをＩＯ〜２０重量％の範囲で、５ｉｆｔを５０〜７
０重量％の範囲で及びＡｌｔｏｓを２〜１５重量％の範
囲でそれぞれ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、ボラン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。

このガラス繊維としては、通常、平均繊維長りが１〜１
０８、平均繊維径りが５〜２０ｐＩｎ１好ましくは、１
０〜１５肉であって、アスペクト比し／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、元の長さの約２０％程度になることが
あり、０．２〜２ｍｍ、好ましくは０．３〜１ｍｍであ
る。

上記ガラス繊維と共にマトリックス樹脂中に配合される
鉱物繊維としては、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、スラグウール、鉱さい
綿等とも称され、通常ＣａＯを２０〜４５重量％、Ｓｉ
ｎｇを３０〜５０重量％及びＡＩ！０１を５〜２０重量
％含有し、その他にＭｇＯ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する高炉スラグを溶融して繊
維化したものであり、繊維長りが数ｍｍないし数０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りを２０〜
５００ＩＪＷ１、好ましくは５０〜２００ハに調整し、
アスペクト比し／Ｄを５〜１００、好ましくは１０〜６
０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、上記の様な
破砕機で摩砕したのち、繊維分と粒子分とを空気分級機
等で分級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、平均繊維長りが２０〜５００ＩＪ
ｒｎ１好ましくはその７０％以上が１００〜２００ｐｒ
ｎであり、平均繊維径りが２〜１０／ＪＷ１、好ましく
はその７０％以上が３〜５湘であって、アスペクト比し
／Ｄが５〜１００の値を示すものである。

本発明において、ポリエステル樹脂とビニル系共重合体
の配合割合は、ポリエステル樹脂が７０〜３０重量％で
ビニル系共重合体が３０〜７０重量％である。ビニル系
共重合体の配合量が３０重量％未満であると低反り及び
寸法安定性、耐衝撃性の改良効果が不十分であり、また
、７０重量％より多いと強度の低下が大きい。

上記樹脂成分と無機質繊維との配合割合は、樹脂成分が
２０〜７０重量％で、無機質繊維が８０〜３０重量％で
ある。無機質繊維の配合割合が８０重量％を越えると強
度及び外観が低下し、また、３０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を組
合わせて使用する。この場合、９０重量％を超える高配
合率でガラス繊維を配合すると、高強度という目的を達
成することはできても成形品の反りが大きくなり、外観
が悪化して好ましくない。また、９０重量％を超えて破
砕鉱物繊維を配合すると強度の点で不足する。これらの
点から、ガラス繊維と破砕鉱物繊維の間のガラス繊維の
割合は９０〜１０重量％、好ましくは８０〜２０重量％
である。

上記ガラス繊維および破砕鉱物繊維〜を含有するポリエ
ステル樹脂とビニル系共重合体とからなる樹脂組成物の
調製は、上述した配合割合の範囲内で各樹脂成分及び無
機質繊維を配合し、適宜のブレンダー等を用いて常法に
より均一に混合することによってなされる。

また、このようにして調製された樹脂組成物は、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。

なお、上記ガラス繊維及び破砕鉱物繊維の表面は、樹脂
成分との密着性を向上させる処理剤によって処理された
ものであってもよい。また、組成物の調製に際して、熱
可塑性樹脂に通常添加して使用される難燃剤、着色剤、
可塑剤、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、架橋剤、
分散剤、その他の添加剤、不飽和カルボン酸系共重合体
等の改質剤、無機充填剤、その他の強化用繊維等を添加
してもよい。

〔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１〜５ ポリエステル樹脂としてＰＢＴ　（三菱化成■製商品名
：ノバドゥール５００８）及びＰＥＴ　（三菱化成■製
商品名二ノバペット）を使用し、ビニル系共重合体とし
てＡＢＳ　（新日鐵化学■製商品名：エスチレンＡＢＳ
　　１００）　、Ａｓ　（新日鐵化学■製商品名：エス
チレンＡ　Ｓ　２０）及びＭＢＳ（呉羽化学工業■製商
品名：パラロイドＬＬ）を使用し、これらの樹脂をマト
リックスとし、第１表に示す割合でガラス繊維（日本電
気硝子■製、平均繊維長３Ｍ、平均の繊維径１１湘、ア
スペクト比２７２）と破砕鉱物繊維として摩砕ロックウ
ール（新日鐵化学（掬製商品名：エスファイバーＦＦ、
平均繊維径４湘、アスペクト比３０、粒子（１０，ｍ以
下）含有率１％以下）を押出機で練り込んでペレットを
調製した。

このペレットを使用して射出成形により試験片を成形し
、この試験片について引張強度（ＡＳＴＭ　Ｄ６３９）
　、曲げ強度（ＡＳＴＭ　Ｄ　７９０）　、ノツチ付１
／４”アイゾツト衝撃強度（ＡＳＴＭ　Ｄ　２５６）を
測定した。

また、上記ペレットを射出成形してサイドゲート（１２
ｖｒｍ　Ｘ　２　Ｂ）を持った１　６０ｍｍＸ　１６０
ｍｍＸ２ｆｆＩＩＩ＋の平板を成形し、この成形品の２
４時間後における反りを測定し、その程度を百分率（％
）で表示する方法で成形品の反りを評価し、併せて外観
を○：良い、△：普通及び×：悪いの３段階評価方式で
評価し、更に総合評価として◎：大変優れる、○：優れ
る、△：普通及び×：支障ありの４段階評価を行った。

結果を第１表に示す。

比較例１〜５ ＰＢＴのみ又はＰＢＴとＡＢＳをマトリックスとし、ま
た、フィラーとしてガラス繊維のみを配合したもの、摩
砕ロックウール又はタルク（林化成■製、平均粒子径２
．Ｅｌ）とガラス繊維とを配合したものを使用し、これ
らを第１表に示す割合で配合し、実施例と同様にして樹
脂組成物を調製し、試験片を成形してその物性を測定す
ると共に反り及び外観の評価を行った。結果を第１表に
示す。

〔発明の効果〕

本発明によれば、高強度かつ高剛性であって、しかも寸
法精度や外観が良好な成形品を製造することができる熱
可塑性樹脂組成物を得ることができ、産業の発展に寄与
するところ極めて犬なるものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポリエステル樹脂７０〜３０重量％及びビニル系共重合
   体３０〜７０重量％からなる樹脂成分２０〜７０重量％
   と無機質繊維８０〜３０重量％とを主体とし、かつ、上
   記無機質繊維のうち９０〜１０重量％がガラス繊維であ
   って、１０〜９０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熱可塑性樹脂組成物
   。