JPH0423850A - スチレン系樹脂組成物 - 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） 本発明は無機質充填剤を含有したスチレン系樹脂組成物
に係わり、更に詳しくは剛性が優れ１寸法精度の優れた
制電性樹脂組成物に関するものである。

（従来の技術） 一般に、樹脂マトリックス中に無機質充填剤を混合充填
することにより高剛性組成物が得られることは広く知ら
れているが、金属ダイキャストや、板金製品の代替を考
えているような用途、例えば、ＯＡ機器、事務機器のペ
ーパー送り機構部や、内部シャーシー、フレーム等の用
途に無機質を充填した樹脂組成物からなる成形品を充当
した場合、剛性率は高いが機械的強度特に衝撃強度が低
く、且つ、成形品の寸法精度が悪いため実用上使用が困
難テあり、しかもプラスチックは絶縁材料であるためペ
ーパー送り機構部においてペーパーの送り不良を起こさ
ないために静電気防止用付属装置を必要とし、それ故Ｏ
Ａ機器、事務機器の小型化に限界があった。

高剛性組成物を得る試みは充填剤としてガラスフレーク
、ガラスビーズあるいは、ガラスバルーン、マイカ、タ
ルク、カオリン、シリカ、チタン酸カリウム、炭酸カル
シウム等を用いて検討されてはいるものの、耐衝撃性が
低（、実用的には使用できず、一方充填剤として繊維状
のガラス繊維、アスベスト繊維、ロックウール、カーボ
ン繊維等を用いて検討されたものは、一部の成形品で実
用化されてはいるが、寸法精度を厳しく要求される成形
品には使用されていないのが実情であり、また、制電性
能を付与する目的でガラス繊維にカーボンブラックを配
合する試みもあるが、性能面での安定性、制電性レベル
の点で満足する迄に至っていないため、高い剛性を持ち
、実用的な耐衝撃性を保持し、且つ寸法精度が優れ、し
かも制電性能がある樹脂組成物が強く要望されていた。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的はスチレン系樹脂に、無機質充填剤を配合
した場合に生ずる耐衝撃性の低下、寸法精度の不具合、
不安定な制電性能等を解決し、スチレン系樹脂に、無機
質充填剤を配合して得られる成形品の耐衝撃性を低下さ
せないで高い剛性を維持し、且つ、成形品の寸法精度を
向上させ、しかも安定し、高レベルの制電性能がある樹
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） 即ち本発明はスチレン系樹脂６０〜９０重量％と無機質
充填剤１０〜４０重量％よりなる組成物に於て、該無機
質充填剤のうち２０〜８０％はＬ／Ｄか４０以上で繊維
径は５〜２０μφのカーボン繊維からなり、２０〜８０
％は粒径が１〜１００μ■のガラスビーズ及び／又は繊
維径が５〜２０μｍ、アスペクト比が３０以下のガラス
パウダーからなることを特徴とするスチレン系樹脂組成
物である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の樹脂組成物に使用するスチレン系樹脂としては
、ポリスチレン、ゴム強化ポリスチレン、アクリロニト
リル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−αメチル
化スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジェン−
スチレン三元共重合体、アクリロニトリル−ブタジェン
−αメチル化スチレン三元共重合体等若しくは相溶性の
良いポリマーにあっては、必要に応じて２種類以上が混
合物がある。

本発明に於ける無機質充填剤のうち、カーボン繊維はＬ
／Ｄが４０以上で繊維径は５〜２０μφのものでありカ
ーボン繊維の製造工程中表面処理剤で処理されたもの、
又は、未処理品でもよく、結束剤としてアクリル系、ウ
レタン系、エポキシ系結束剤等を使用したものでもよい
。また、本発明に使用するカーボン繊維は、ポリアクリ
ロニトリル繊維（ＰＡＮ繊維）を原料とする高弾性率カ
ーボン繊維、及びピッチを原料とした低弾性率カーボン
繊維のどちらでも良い。

一方、本発明に於ける無機質充填剤のうち、ガラスビー
ズは粒径が１〜１００μｍて、ガラスビーズの製造工程
中アミノシラン系、グリシドシラン系、アクリルシラン
系カップリング剤等で処理されたもの、又は、未処理品
でも良い。

本発明に於けるガラスパウダーは繊維径が５〜２０μｍ
、アスペクト比が３０以下のもので、ガラスパウダーの
製造工程中アミノシラン系カップリング剤等で処理され
たもの、又は未処理のものでも良い。

本発明に於いては、スチレン系樹脂６０〜９０重量％に
対して無機質充填剤１０〜４０重量％を配合する。即ち
、無機質充填剤の配合量が１０重量％以下であると本発
明の目的とする剛性が不十分となり、４０重量％を超え
ると成形された製品か脆くなり、表面の平滑性も著しく
損なわれる。

この無機質充填剤のうち２０〜８０％はカーボン繊維か
らなり、２０〜８０％はガラスビーズ又は／及びガラス
パウダーからなる、これは、無機質充填剤のうちカーボ
ン繊維が２０％より少なく、ガラスビーズ又は／及びガ
ラスパウダーが８０％以上になると成形収縮率の差異は
小さくなるが、反面、成形収縮率の絶対値は大きくなり
、且つ機械物性の低下、特に衝撃強度の低下が大きくな
り、しかも本来目的としている剛性の低下、及び制電性
の低下が認められ好ましくない。

一方、カーボン繊維が８０％を超えるとガラスビーズあ
るいはガラスパウダーを併用した効果が半減し、成形収
縮率の差異が大きくなり成形品にそり、ねじれを発生し
易くなる。

また、上記無機質充填剤のうちカーボン繊維は径５〜２
０μφでＬ／Ｄが４０以上の短繊維てあるが、これはス
チレン系樹脂の補強にＬ／Ｄが４０より小さい繊維はあ
まり有効でなく、繊維径が２０μφより大きい繊維では
成形品の外観を損ない、ウェルドライン部での強度低下
率が大きく、繊維径が５μφより小さい繊維では機械的
強度が低下する傾向もあり経済的効果も悪くなる一方、
１００μｍより大きいガラスビーズあるいはアスペクト
比が３０を越えるガラスパウダーは成形品の外観を損な
い、ウェルドライン部での強度低下率が大きくなり好ま
しくない。

本発明の樹脂組成物の調整方法は上記の規程範囲内のス
チレン系樹脂と無機質充填剤であるカーボン繊維、ガラ
スビーズ又は／及びガラスパウダとを夫々採り、Ｖ型タ
ンブラ−等を用いて定法により均一に混合することによ
って成される。調整された組成物は通常の押出成形また
は射出成形に供される。

尚、樹脂組成物の調整に際してはスチレン系樹脂に通常
添加して用いられる。顔料、可塑剤、安定剤、酸化防止
剤、紫外線吸収剤、滑剤、及びその他の添加剤や無機質
充填剤、を充填する場合に使用される分散助剤等を含ん
でいてもよいことは勿論である。

（実施例） 以下に本発明の実施例を示す。

実施例１〜４、比較例１〜５ アクリロニトリル−スチレン共重合体（結合アクリロニ
トリル２６ｖｔ％、溶液粘度０．９　ηＳＰ／ｃ）−Ａ
Ｓ樹脂、とアクリロニトリル−ブタジェン−スチレン三
元共重合体（含有ゴム分　２７ｖｔ％）−ＡＢＳ樹脂に
、市販カーボン繊維−八（繊維径１０μφ、繊維長６龍
、製造工程中で表面処理、エポキシ系結束剤処理したカ
ーボン繊維）と、市販のガラスビーズ（平均粒径３０μ
蓼、アクリルシラン処理品）、あるいはガラスパウダー
（繊維径１３μφ、アスペクト比が６、製造工程中でア
ミノシラン処理）の４成分を第１表に示す組成となるよ
うにＶ型ブレンダーでよく混合した。

得られた混合物を４０ｍ曹φのベントタイプの押出機を
用いて２３０℃で押出、直径３〜５■■φ、長さ４〜７
ｍ１１のペレットに成形後、８０℃、３時間以上の十分
な乾燥を経たのち、スクリュウインライン式射出成型機
を用いて成形温度２３０℃で物性測定用試験片と成形収
縮率測定用の平板（１２０Ｘ１２０Ｘ２ｍｍｔ、フィル
ムゲート）を作製した。

その物性は表−１に掲げるように充填剤の配合率が増加
すると剛性率は高くなる傾向を示し、しかも実用的に使
用可能であるアイゾツト衝撃強度を保持し、外観、表面
平滑性も良く、更には本発明の主目的である寸法精度の
指標である樹脂の流動方向とその直角方向との成形収縮
率の差異が０．２％以下であり、高い寸法精度が必要と
される用途には使用可能な樹脂組成物であること、及び
制電性能の指標である表面固有抵抗は１０１３Ω以下で
あることが確認出来た。

尚、上記実施例と比較のために、無機質充填剤を含まな
いポリマーベースでは比較例１に示すごとく剛性率が２
５０ＯＱｋｇ／ｃ−と著しく低く、無機質充填剤がガラ
ス繊維（直径１１μφ、繊維長６ｍｍ。

製造工程中でアミノシラン表面処理、エポキシ系結束剤
処理したガラス繊維）単独か、ガラスピースあるいはガ
ラスパウダー単独か、カーボン繊維単独か、無機質充填
剤量が４０重量パーセントを超える場合、成形収縮率の
差異が大きいか、外観、表面平滑性が低下した成形品し
か得られないか、衝撃強度が低いか、表面固有抵抗が一
般プラスチックのレベルである１０１６Ω〜〜しか到達
しないか、何れかの欠点を保持していた。

実施例５〜７　比較例６〜７ ポリマーベースとして、実施例１〜４で用いたと同じＡ
Ｓ樹脂、ＡＢＳ樹脂、及びアクリロニトリル−ブタジェ
ン−αメチルスチレン−スチレン共重合体（含有ゴム分
１４ｖｔ％）−耐熱ＡＢＳ樹脂の各単体に、実施例１〜
４で用いたと同し市販カーボン繊維−八と、市販カーボ
ン繊維−Ｂ（直径１８μφ、繊維長３ｍｌ、製造工程中
で表面処理、エポキシ系結束剤処理したカーボン繊維）
、実施例１〜４で用いた市販のガラスビーズ（平均粒径
３０μ雪、アクリルシラン処理品）の３〜４成分を第２
表に示す組成となるようにＶ型、ブレンダーでよく混合
し、実施例１〜４と同じ方法で物性測定用試験片と成形
収縮率測定用の板（１２０Ｘ１２０Ｘ２ｍｍｔ、フィル
ムゲート）を作製した。

その物性は表−２に掲げるように剛性率が高く、実用的
に使用可能であるアイゾツト衝撃強度を保持し、外観、
表面平滑性も良好で、且つ、本発明の主目的である樹脂
の流動方向とその直角方向との成形収縮率の差異が０．
２％以下であり、高い寸法精度が必要とされる用途には
使用可能な樹脂組成物であること、及び制電性能の指標
である表面固有抵抗は１０１３Ω以下であることが確認
出来た。

また、カーボン繊維径の相異（１８μφ、１０μφ）は
成形品の機械的物性、外観、表面平滑性及び寸法精度に
余り影響を与えないことが確認できた。

尚、上記実施例と比較するため、市販カーボン繊維−〇
（直径１８μφ、平均繊維長３５０μｍ、製造工程中で
無処理品）、市販ガラスビーズ−Ｂ（平均粒径１２０μ
■）を加え比較したが、比較例６〜９に示すごとく成形
収縮率の差異が大きいか、外観、表面平滑性か低下した
成形品しか得られないか、剛性、衝撃強度が低いか、何
れかの欠点を保持していた。即ち、比較例６．７は、成
形収縮率の差異か大きく、比較例８は、剛性及び実用的
耐衝撃性が低下した成形品しか得られなかった。また比
較例９は機械的物性、成形収縮率の差異に対して有効で
あったが、外観、表面平滑性が著しく損なわれ且つ、ウ
ェルドライン部での密着強度か著しく低下した。

（発明の効果） 以上示したように本発明組成物は押出成形または射出成
形に供し、極めて容易に成形品を得ることができ、しか
も成形品は従来のフィラー強化スチレン系樹脂に比べ物
理的特性、及び外観、表面平滑性のバランスがとれ、し
かも寸法精度の点では大巾に改良され、しかも制電性能
が優れ、金属ダイカストに継ぐものであった。従って、
熱可塑性樹脂特有のデザインの多様性があり、部品点数
をまとめて成形できるため、組立工数の大巾な削減、易
加工性と相俟って産業資材として実用上顕著な効果が期
待される。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スチレン系樹脂６０〜９０重量％と無機質充填剤１０〜
   ４０重量％よりなる組成物に於て、該無機質充填剤のう
   ち２０〜８０％はＬ／Ｄが４０以上で繊維径は５〜２０
   μφのカーボン繊維からなり、２０〜８０％は粒径が１
   〜１００μｍのガラスビーズ及び／又は繊維径が５〜２
   ０μｍ、アスペクト比が３０以下のガラスパウダーから
   なることを特徴とするスチレン系樹脂組成物。