JPH04139218A - 熱可塑性樹脂成形材料 - 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の成形材料に関するものであり、
さらに詳しくは、成形精度、耐熱性、分散性の点で優れ
た熱可塑性樹脂の成形材料に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より、熱可塑性樹脂と固体微粉末とを特定条件下で
混合分散し、得られる樹脂コンパウンドを直接押出機に
供給し溶融成形することにより、固体微粉末を樹脂中に
含んだ熱可塑性樹脂の成形材料が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、この成形材料にあっては得られる樹脂コ
ンパウンドの粒径が不揃いで樹脂中の固体微粉末（高濃
度の無機フィラー）の粒径が一定しておらず、特に粒径
の大きな粒子は小さな粒径のものに比べて完全に溶融す
るまでに時間を要するため、成形精度が悪い（できる成
形品に成形むらが生じ易い）という問題点があった。

本発明は、このような従来の熱可塑性樹脂の成形材料の
欠点を改良するために鋭意研究を重ねた結果、表面処理
した無機フィラーと熱可塑性樹脂とを混合し、加熱溶融
して混練し、粒径１ｍｍ以下にカッティングし固形化し
て成る微粒状の成形材料を提供することによりその目的
を達成しうることを見出し、この知見に基いて本発明を
なすに至った。

従って本発明の目的は、無機フィラーの粒径を１ｍ＋ｏ
以下の均一な粒径に揃えることにより、成形品の成形精
度（成型性）が良好にして、しかもより低い温度にての
成形が可能な熱可塑性樹脂の成形材料を提供することに
ある。

本発明の他の目的は、無機フィラーが偏在することなく
分散性が良く、耐熱性の点で優れている熱可塑性樹脂の
成形材料を提供することにある。

本発明のもう一つ他の目的はマスターバッチとして樹脂
ペレットと混合して成形品を直接成形でき、その場合に
も成形精度を一定に保てる熱可塑性樹脂の成形材料を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段Ｊ 本発明は、表面処理した無機フィラーと熱可塑性樹脂と
を、無機フィラー５０〜９０重量％、熱可塑性樹脂５０
〜１０重量％の割合で混合し、加熱溶融して混練し、粒
径１ｍｍ以下にカッティングし固形化して成る微粒状の
熱可塑性樹脂成形材料である。

〔実施例〕

次に本発明を実施例に基づき説明する。

実施例に先立ち先ず本発明を総轄的に説明する。

本発明の成形材料は、表面処理した無機フィラーと熱可
塑性樹脂とを無機フィラー５０〜９０重量％、熱可塑性
樹脂５０〜１０重量％の割合で混合し、加熱溶融して混
練し、粒径１ｍｍ以下にカッティングし固形化して形成
されている。より具体的には、表面処理された無機フィ
ラーをポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂
ペレットと共に加圧ニーダ−等の中で加熱溶解し混練し
て、無機フィラー表面を均一にコーティングし更に押出
様等を用いて押出カッティングし固形化して、粒径（直
径及び長さ）１ｍｍ以下の微粒状に形成する。尚成形材
料の粒径を均一に揃えることにより成形品を成形する際
の溶融温度が一定になり、成形品の成形が極めて容易に
なるとともに、成形精度が向上する。

本発明に用いる無機フィラーとしては無機の体質顔料、
例えばタルク、炭酸カルシウム、クレー、ゼオライト、
セリサイト、マイカ、カオリン、沈降性硫酸バリウム等
をあげることができる。このうち特にタルク、セリサイ
ト、マイカ、カオリン等の板状物質は成形品の剛性、成
形品の寸法の安定性、耐熱性等の点で優れているため使
用する無機フィラーとして好ましい。

これらの無機の体質顔料は単独でもまた混合しても用い
ることができる。文月いる無機フィラーの平均粒径は０
．３ミクロンから２０ミクロンの範囲が好ましい。無機
フィラーの粒径が０，３ミクロン以下、２０ミクロン以
上の場合には補強効果が急激に低下するからである（添
加する無機フィラーは熱可塑性樹脂中に均一に分散する
ことにより、曲げ強度、耐衝撃度などの機械的強度や耐
熱性が著しく向上する。逆にフィラーの分散が不充分で
あれば上記の期待される物性が得られない。この分散性
の評価は、成形品の外観および曲げ強度、耐衝撃度、熱
変形時の温度などから判断される）。

無機フィラーは一次粒子に近い状態まで細分敢されてポ
リエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂により均
一にコーティングされていることが肝要である。

分散性の優れた無機フィラーを得るためには無機フィラ
ーの粒子表面はポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可
塑性樹脂とのなじみが良い（濡れがよい）ことが必要で
あり、そのため無機フィラーの粒子表面は表面処理剤に
より予め処理する。

表面処理剤としては、シランカップリング剤、チタネー
ト系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、
シリル化剤、メチルハイドロジエンポリシロキサン、シ
リコーン系オイル、脂肪酸およびそのエステル、金属石
鹸、木ロウ、ミツロウ、パーム油、ミンク油、卵黄油等
の天然油脂及びその水素添加物、ワックス類（カスター
ワックス、ガルバナワックス、マイクロクリスタリンワ
ックス等）、天然樹脂類（ロジン、ゴム等）、合成樹脂
（アクリル系、スチレン系、塩化ビニル系、酢酸ビニル
系、ナイロン系、エステル系、ウレタン系、エポキシ系
、オレフィン系等の合成樹脂類）を用いることができる
。これらの表面処理剤は一種でも又複数種を混合しても
よい。特にシラン力・ンブリング剤、チタネート系カッ
プリング剤、アルミニウム系カップリング剤、シリル化
剤、メチルハイドロジエンポリシロキサンを用いると無
機フィラーと熱可塑性樹脂との濡れが十分な成形材料が
得られることが本発明者によって確認されている。

又使用する表面処理剤の量は、無機フィラーの重量に対
し０，１〜５重量％、好ましくは０．５〜２重量％とす
る。表面処理剤の量が無機フィラーの量に対し０１重量
％以下とした場合には充分な処理効果が得られず分散不
良を惹起し、又５重量％以上とした場合には成形品に成
形むらが生じる（成形時にフローマークが生じたりする
）からである。

無機フィラーの表面処理は次の■又は■の方法により行
なう。

■溶媒に溶解あるいは分散させた表面 処理剤と無機フィラーをヘンシル ミキサー、ニーダ−等を用い充分 混合し、混合したものを乾燥する ことにより表面処理を行なう。

■表面処理剤と無機フィラーを予め 混合したものを粉砕機で粉砕しな がら表面処理を行なうか、表面処理 剤と無機フィラーを別々に粉砕機に 供給し粉砕機で混合・粉砕しながら 表面面処理を行なう、この場合に も、溶媒あるいは分散媒を使用して もよい。粉砕機としては、乾式ある いは半乾式で微粉砕できるものであ ればよ（、例えばボールミル、アト マイザ−、ターボミルあるいはジェ ット気流式粉砕機を用いることがで きる。

又熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレ
ン、ポリスチレン等を用いることができる。

そして、着色のために酸化チタン、酸化鉄等の無機顔料
を併用してもよいこと勿論である。

以下は本発明の各実施例についての説明である。

タルク（平均粒径１５ミクロンのもの）１００重量部と
シランカップリング剤（γ−メタクリロキシプロピルト
リメトキシシラン）１重量部の混合物をリボンブレンダ
ーで充分混合し、ジェット粉砕機（アルビネ社製ジェッ
ト粉砕機２００ＡＦＧ）を用い粉砕と同時に表面処理を
行ない平均粒子径３ミクロンのタルクを得た。

得られたタルク８０重量部にポリプロピレンホモポリマ
ーペレット　（ＭＩ　　３０ｇ／１０分）２０重量部お
よび酸化防止剤を加え加圧ニーグーで１８０℃で混練し
、５０ｍｍ、１軸押畠機により　０．５ｍｍのダイスに
押し出し水中ホットカットして、直径０．５ｍｍ、長さ
０．５１の均一に揃った微粒状の成形材料を得た。

２　　多口の　　・ 得られた成形材料２５重量部にポリプロピレンホモポリ
マーペレット（ＭＩ　　３０ｇ／１０分。

ペレットサイズ直径４ｍｍ、長さ４ｍｍ）７５重量部を
加えて混合し、射出成型機にて２３０℃で所定の大きさ
（縦９０ｍ＋ａ、横５０ｍｍ＋、厚さ２ＩＩ１ｍ又は１
ｍｍのもの）のプレートを成形し、このプレートを肉眼
にて観察し、無機フィラーの分散具合及び成形精度（そ
り、へこみにより）を評価した（表１参照）。また、成
形温度を２００℃に下げ同サイズのプレートを成形した
が成形品に成形むらはほとんど見られなかった。

尚、成形時に成形材料は、樹脂ペレットの周囲に均一に
付着し、成型機に投入するときに成形材料と樹脂ペレッ
トが分離して投入されたり、あるいは成型機のホッパー
に成形材料が付着して樹脂ペレットのみが成型機に投入
されるということはなかった。

１−施一侃−ユ 炭酸カルシウム（平均粒径１ミクロンのもの）１００重
量部にチタネート系カップリング剤（イソプロピルトリ
イソステアロイルチタネート）２重量部加えヘンシルミ
キサーで１５分間混合し表面処理した炭酸カルシウムを
得た。得られた粉体にポリプロピレンホモポリマーペレ
ット（ＭＩ　　３０ｇ／１０分）８０重量部および酸化
防止剤を加え加圧ニーダーで１８０℃で混練し、５０ｍ
ｍ、１軸押出機により　０．９ｍｍのダイスに押し出し
水中ホットカットして、直径０．９ｍｍ、長さ０．９＋
ｓ＋ｍの均一に揃った微粒状の成形材料を得た。

２　１０の　　： 得られた成形材料５０重量部にポリプロピレンホモポリ
マーペレット（ＭＩ　　３０ｇ／１０分。

ペレットサイズ直径４　ｍ＋ｏ、長さ４＋ａｍ）５０重
量部を加えて混合し、実施例１と同様に、射出成型機に
て所定のプレートを成形し成形品の物性を評価した（表
１参照） 硫酸バリウム（平均粒径０．５ミクロンのもの）６０重
量部、ポリプロピレンホモポリマーペレット（Ｍｌ　　
３０ｇ／Ｉ（１分）４０重量部、シランカップリング剤
（ビニルトリエトキシシラン）２重量部および酸化防止
剤を加え加圧ニーダ−で１８０℃で混練し、５０ｍｍ、
１軸押出機により０．２ｍｍのダイスに押し出し水中ホ
ットカットして、直径０．２ｍｍ、長さ０．３ｍｍの均
一に揃った微粒状の成形材料を得た。

２　　乏０の　　： 得られた成形材料５０重量部にポリプロピレンホモポリ
マーペレット（ＭＩ　　３０ｇ／１０分。

ペレットサイズ直径４ｍｍ、長さ４ｍｍ）５０重量部を
加えて混合し、実施例１と同様に、射出成型機にて所定
のプレートを成形し成形品の物性を評価した（表１参照
）。

東−鳳一±−１ タルク（平均粒子径１５ミクロンのもの）１００重量部
とポリオキシエチレンアルキルアミン１重量部の混合物
をリボンブレンダーで充分混合し、ジェット粉砕機（ア
ルビネ社製ジェット粉砕機４００ＡＦＧ）を用い粉砕と
同時に表面処理を行ない平均粒子径１ミクロンのタルク
を得た。得られたタルク８０重量部にポリプロピレンホ
モポリマーペレット（ＭＩ　　３０ｇ／１０分）２０重
量部および酸化防止剤を加え加圧ニーダ−で１８０℃で
混練し、５０ｍｍ、１軸押出機により０．５■■のダイ
スに押し出し水中ホットカットして、直径０．５ｍｍ、
長さ０．５ｍｍの均一に揃った微粒状の成形材料を得た
。

２　　　　　　ノ　　　の　　　　　　：得られた成形
材料２５重量部にポリプロピレンホモポリマーペレット
（ＭＩ　　３０ｇ／１０分　　ペレットサイズ直径４　
ｔａｒｎ、長さ４ａ＋ａ＋）７５重量部加えて混合し、
実施例１と同様に、射出成型機にて所定のプレートに成
形し成形品の物性を評価した６表１参照）。

尚、この場合も実施例１のときと同様に、成形時に成形
材料は、樹脂ペレットの周囲に均一に付着し、樹脂ベレ
ットから成形材料が分離したり不均一な状態で付着する
ということはなかった。

タルク（平均粒径１５ミクロンのもの）１００重量部と
シランカップリング剤（γ−メタクリロキシプロピルト
リメトキシシラン）１重量部との混合物をリボンブレン
ダーで充分混合し、ジェット粉砕機（アルピネ社製ジェ
ット粉砕機２００ＡＦＧ）を用い粉砕と同時に表面処理
を行ない平均粒子径３ミクロンのタルクを得た。

得られたタルク８０重量部にポリプロピレンホモポリマ
ーペレット（ＭＩ　　３０ｇ／１０分）２０重量部およ
び酸化防止剤を加え加圧ニーダ−で１８０℃で混練し、
５０ｍｍ、１軸押出機により５ｍｍのダイスに押し出し
水中ホットカットして、直径５ｍｍ、長さ３ｍｍのベレ
ット状の成形材料を得た。

（２）　　　ン０の　性： 得られたベレット状の成形材料２５重量部にポリプロピ
レンホモポリマーベレット（ＭＩ　　３（１ｇ／１０分
　ベレットサイズ直径４　ｎｕｎ、長さ４ｍｍ）　７５
重量部加えて混合し、実施例１と同様に、射出成型機に
て２５０℃で所定のプレートに成形し成形品の物性を評
価した（表１参照）。

更に、成形温度を２３０℃まで下げたところこの成形材
料（マスターパッチベレット）は高濃度の無機フィラー
を含むため粒子の中まで完全に溶融するのに時間を要し
、分散不良やプレートに成形むらが生じた。更にこのマ
スターパッチペレットと熱可塑性樹脂ベレットを良好な
比率で混合したものを成型機のホッパーから成型機に供
給する際、マスターパッチペレットと熱可塑性ベレット
とが分級し偏在してしまい、ホッパー通過時に安定した
比率で成型機に投入することができず、プレート成形品
の成形精度が定とならなかった（成型機にかけた時の比
重差及び流動性の差により、成形品にむらが生じる）６ タルク（平均粒径１５ミクロンのもの）をジェット粉砕
機（アルピネ社製ジェット粉砕機２００ＡＦＧ）を用い
粉砕し平均粒子径３ミクロンのタルクを得た。得られた
タルク８０重量部にポリプロピレンホモポリマーベレッ
ト（ＭＩ３０　ｇ　／　Ｉ（１分）２０重量部および酸
化防止剤を加太加圧ニーダ−で１８０℃で混練し、５０
ｍｍ、１軸押出機により０．５ｍｍのダイスに押し出し
を試みたがダイス面でつまり押し出し不能であった。

タルク（平均粒径１５ミクロンのもの）を粉砕機（アル
ピネ社製ジェット粉砕機２００ＡＦＧ）を用い粉砕を行
ない平均粒径３ミクロンのタルクを得た。得られたタル
ク４０重量部にポリプロピレンホモポリマーベレット（
ＭＩ　　３０ｇ／１０分）６０重量部および酸化防止剤
を加えヘンシルミキサーで混合溶融したのち、混合しつ
つ冷却し樹脂コンパウンドを得た。

この樹脂コンパウンドを粉砕機で粉砕し粒径２〜５ｍｍ
の不揃いの粒状の成形材料を得た。

２）多口の　　エ 得られた成形材料５０重量部にポリプロピレンホモポリ
マーベレット（ＭＩ　　３０ｇ／１０分。

ベレットサイズ直径４ｍｍ、長さ４ｍｍ）５０重量部を
加えて混合し、実施例１と同様に、射出成型機にて所定
のプレートを成形し成形品の物性を評価した（表１参照
）。

この成形材料を実施例１と同様に、射出成型機にて所定
のプレートに成形し成形品の物性を評価した（表１参照
）。

〔発明の効果〕

本発明によれば、無機フィラーの粒径を１ｍｍ以下のし
かも均一な粒径に揃えられるため、成形性が良く精密な
成形が可能であるとともに成形温度を下げることができ
る。

又無機フィラーの分散性が良く、耐熱性の良好な熱可塑
性樹脂成形材料が得られる。

加つるに、樹脂ベレットと混合した場合には、樹脂ベレ
ットへ簡単に付着しあたかも樹脂ベレットに電気的に吸
引された状態に置かれるため、樹脂ベレットと混合して
直接成形することが可能で、しかもその場合にも精度の
良い成形品が得られる。

特許出願人　　ミキ粉体工業株式会社 同　　浅田製粉株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 表面処理した無機フィラーと熱可塑性樹脂とを、無機フ
   ィラー５０〜９０重量％、熱可塑性樹脂５０〜１０重量
   ％の割合で混合し、加熱溶融して混練し、粒径１ｍｍ以
   下にカッティングし固形化して成る微粒状の熱可塑性樹
   脂成形材料。