JPH0449583B2

JPH0449583B2 -

Info

Publication number: JPH0449583B2
Application number: JP19730383A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yui; Yoshiteru Kageyama; Micha Okamura; Yoshihiro Sobashima
Original assignee: Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
Priority date: 1983-10-21
Filing date: 1983-10-21
Publication date: 1992-08-11
Also published as: JPS6088072A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、非晶性熱可塑性樹脂に特定のガラス
繊維を配合して得られる剛性、引張強度の極めて
優れた樹脂組成物に関するものである。非晶性熱可塑性樹脂にガラス繊維を配合して剛
性、引張強度などを向上させる手法は広く試みら
れている。非晶性熱可塑性樹脂の中でも、ポリス
チレン、アクリロニトリル・スチレン共重合樹
脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン三
元共重合樹脂、ポリカーボネート、変性ポリフエ
ニレンオキサイド樹脂などは樹脂自身の剛性、引
張強度が比較的高いレベルにあり、これらの樹脂
にガラス繊維を配合したものは剛性、引張強度の
優れた強化樹脂として工業部品分野を中心に実用
化されている。近年の軽、小、短、薄の省エネルギー材料に対
するニーズの高まりの中で、これらガラス繊維強
化非晶性熱可塑性樹脂は軽量で高剛性、高強度の
材料として注目されている。しかしながら、より
高度のニーズに適応するためには従来のガラス繊
維強化非晶性熱可塑性樹脂では不十分であり、よ
り高度の剛性、引張強度を有する強化樹脂の開発
が切望されている。本発明者らはこれらの状況を踏まえて鋭意検討
した結果、特定のガラス繊維を配合することによ
つて目的とする極めて高度の剛性、引張強度を有
する強化樹脂を得ることに成功した。すなわち本発明は、次のａおよびｂ成分から基
本的に構成されることを特徴とする組成物であ
る。 (a) 非晶性熱可塑性樹脂95〜20重量％ (b) 平均直径が7μ以下で且つ集束剤付着量が0.3
重量％以下であるガラス繊維５〜80重量％本発明で用いる上記ａ成分である非晶性熱可塑
性樹脂としてはポリスチレン、耐衝撃性ポリスチ
レン（スチレン・ブタジエンゴムなどのゴム成分
をブレンドあるいは共重合手法により含有せしめ
たポリスチレン）、アクリロニトリル・スチレン
共重合樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・ス
チレン三元共重合樹脂、ポリカーボネート、変性
ポリカーボネート（アクリロニトリル・ブタジエ
ン・スチレン三元共重合樹脂などをブレンドする
方法、ポリカーボネートペレツトにスチレスモノ
マーを含浸後スチレンを重合する方法等の手法で
変性したポリカーボネート）、ポリフエニレンオ
キシド、変性ポリフエニレンオキシド（耐衝撃性
ポリスチレンをブレンドする等の手法で変性した
ポリフエニレンオキシド）、ノルボルネン樹脂な
どの中から選ぶことができる。本発明で用いる上記(b)成分である特殊なガラス
繊維は、平均直径が7μ以下、好ましくは２〜7μ
で且つその表面への集束剤（これにはいわゆるサ
イジングを目的とした集束成分と樹脂との接着
性、相溶性を目的とした表面処理剤を含む）の乾
燥仕上げ後の最終付着量が該ガラス繊維重量の
0.3重量％以下、好ましくは0.1〜0.3重量％のもの
である。このガラス繊維の製造法は、例えば次の
ような方法による。先ず、溶解したガラスをマー
ブルと称する所定の大きさのガラス玉に成形し、
それをブツシングと称する採糸炉にて加熱軟化せ
しめ、該炉テーブルの多数のノズルから流下せし
めこの素地を高速度で延伸しながらその途中に設
けた集束剤塗布装置にて浸漬させ集束剤を付着さ
せて集束し、乾燥して回転ドラムで巻き取る。こ
の時のノズル、径寸法と引取り速度及び引取り雰
囲気温度等を調節して、その平均直径を7μ以下
とする。又、同時にその集束剤濃度、種類、塗布
時間等を調節して乾燥後の最終集束剤付着量を
0.3重量％以下とする。該ガラス繊維の長さは特
定されるものでなく、従つて形態はロービング、
チヨツプドストランド、ストランド等何れでもよ
いが、非晶性熱可塑性樹脂との混合、混練作業性
の上から１mm〜20mm、特に２mm〜８mm程度の長さ
のチヨツプドストランドが好ましい。この場合の
集束本数は通常100〜5000本特に500〜2000本の範
囲が好ましい。また、非晶性熱可塑性樹脂に配
合、混練した後の最終長さが平均0.2mm以上とな
るならばいわゆるミルドフアイバー、ガラスパウ
ダーと称せられるストランドの粉砕品でもよく、
また連続単繊維系のスライバー状のものでもよ
い。原料ガラスの組成は特定されるものではない
が、アルカリ成分の少いものが好ましく、Ｅ−ガ
ラスが好ましいものの例として挙げられる。ここで平均直径は電子顕微鏡等によつて観察し
た値であり、集束剤付着量は600℃、60分間の灼
熱後の灼熱減量として計測される値である。平均
直径が7μを越えたもの、集束剤の付着量が0.3重
量％を越えたものは非晶性熱可塑性樹脂と混合混
練した組成物の剛性、引張強度の向上効果が不十
分である。該ガラス繊維の集束剤は、後述の実施例に示す
通りウレタンポリマー、アクリルポリマー、エポ
キシポリマー、オレフインポリマー、酢酸ビニル
ポリマー等からなるフイルム形成性剤を必須成分
とし所望によりこれに界面活性剤、潤滑剤、柔軟
剤、帯電防止剤等の任意成分を加えた集束成分、
および、表面処理剤から通常なるものである。こ
こで、界面活性剤としてはアルキルベンゼンスル
ホン酸ソーダ、α−オレフインスルホン酸ソー
ダ、アルキルベタイン等が周知で通常10〜80重量
％程度配合される。潤滑剤としてはアルキルポリ
オキシエチレンエーテルが周知で通常10〜25重量
％程度配合される。柔軟剤としてはポリオキシエ
チレンナトリウム塩、乳化油等が周知で通常５〜
15重量％程度配合される。帯電防止剤としてはア
ルキルアンモニウム塩、アルキルオキシエーテル
等が周知で通常４〜10重量％程度配合される。ま
た、集束剤中の表面処理剤は無くてもよいが、通
常はシラン系、アクリル酸系、チタネート系等の
カツプリング剤を用いる。中でもγ−グリシドキ
シプロピルトリメトキシシランなどのエポキシシ
ラン、ビニルトリクロロシランなどのビニルシラ
ン、γ−アミノプロピルトリエトキシシランなど
のアミノシラン等のシラン系カツプリング剤を含
むのが好ましい。集束成分と表面処理剤の最終含
有比率は特に限定されないが、30：70〜70：30が
比較的良好な物性バランスを与える。本発明の上記の(a)成分と(b)成分の配合割合は、
(a)成分が95〜20重量％、好ましくは75〜20重量％
および(b)成分が５〜80重量％、好ましくは25〜80
重量％の範囲である。(b)成分の配合量が５重量％
未満のものは剛性、引張強度の向上効果が少く、
80重量％を越えるものは組成物の成形加工性が不
良である。本発明の組成物は、通常のガラス繊維（平均直
径が13μ前後）を非晶性熱可塑性樹脂に配合した
従来の強化樹脂組成物と比較して同一ガラス繊維
配合量における組成物の剛性および引張強度が著
しく大きい特徴を有する。また、本発明の組成物でガラス繊維の配合量が
25重量％以上のものは、組成物の剛性および引張
強度の絶対値が極めて大きく、アルミダイキヤス
トなどの金属製品に対抗しうるような領域に入
り、一方比重は金属よりも著しく小さいことから
自動車部品、家電部品、事務機器、航空機部品、
船舶部品などの工業材料分野において金属の代替
材料として極めて有用である。本発明の組成物には付加的成分としてガラス繊
維以外の各種フイラーたとえば炭酸カルシウム
（重質、軽質、膠質）、タルク、マイカ、シリカ、
アルミナ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシ
ウム、硫酸バリウム、酸化亜鉛、ゼオライト、ウ
オラストナイト、けいそう土、ガラスビーズ、ベ
ントナイト、モンモリロナイト、アスベスト、中
空ガラス球、黒鉛、二硫化モリブデン、酸化チタ
ン、炭素繊維、アルミニウム繊維、ステンレスス
チール繊維、黄銅繊維、アルミニウム粉末、カー
ボンブラツク、木粉、モミ穀等のフイラーのほか
(a)成分以外の熱可塑性樹脂たとえばポリプロピレ
ン、ポリエチレン（高密度、中密度、低密度、直
鎖状低密度）、ポリアミド、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリブチレンテレフタレート、プロピ
レン・エチレンブロツクまたはランダム共重合
体、無水マレイン酸変性ポリオレフイン、ゴムま
たはラテツクス成分たとえばエチレン・プロピレ
ン共重合体ゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ス
チレン・ブタジエン・スチレンブロツク共重合
体、スチレン・ブタジエン・スチレンブロツク共
重合体の水素添加誘導体、ポリブタジエン、ポリ
イソブチレン、熱硬化性樹脂たとえばエポキシ樹
脂、メラミン樹脂、フエノール樹脂、不飽和ポリ
エステル樹脂；酸化防止剤（フエノール系、イオ
ウ系等）；滑剤；有機・無機系の各種顔料；紫外
線吸収剤；帯電防止剤；分散剤；中和剤；発泡
剤；可塑剤；銅害防止剤；難燃剤；架橋剤；流れ
性改良剤等を挙げることができる。これらの付加的成分の添加は物性バランスや成
形品表面特性（耐表面受傷性、光沢、ウエルド外
観、シルバーストリーク、フローマーク等）、印
刷性、塗装性、接着性、メツキ性、成形加工性、
耐久性等の向上に有効である。これらの付加的成分は併用して添加することも
できる。本発明組成物は一軸押出機、二軸押出機、バン
バリーミキサー、ロール、ブラベンダー・プラス
トグラフ、ニーダー等の通常の混練機を用いて製
造することができる。通常は押出機等で混練してペレツト状のコンパ
ウンドにした後、加工に供するが、特殊な場合は
(a)成分と(b)成分を直接各種成形機に供給し、成形
機で混練しながら成形することもできる。また、
予め(b)成分を高濃度に混練してマスターバツチと
し、それを(a)成分で希釈しながらブレンドコンパ
ウデイングしたり、成形したりすることもでき
る。本発明組成物は通常の熱可塑性樹脂用成形機で
成形できる。すなわち、射出成形、押出成形、中
空成形、熱成形等に適用できる。このようにして得られた本発明組成物は、従来
のガラス繊維強化非晶性熱可塑性樹脂組成物と比
べて同一ガラス繊維濃度における剛性、引張強度
が著しく大きい特徴を有している。また、本発明
の組成物でガラス繊維の配合量が25重量％以上の
ものは、組成物の剛性、引張強度の絶対値が著し
く大きく、成形収縮率も極めて小さいという特性
を有しており、比重が金属よりも著しく小さいと
いうメリツトとも合せて、ビデオテレビ、ビデオ
デイスクなどの各種エレクトロニクス製品、家電
部品のシヤーシー、ハウジング類、各種自動車部
品、航空機部品、などに極めて有用である。実施例各種の非晶性熱可塑性樹脂と平均直径が4μで
集束剤付着量が0.12重量％、同6μで0.15重量％の
各ガラス繊維〔いずれも繊維長さ：３mm、集束本
数：1000本、表面処理剤：γ−グリシドキシプロ
ピルトリメトキシシラン、集束成分：界面活性剤
（アルキルベンゼンスルホン酸ソーダ）40重量部、
潤滑剤（アルキルポリオキシエーテル）20重量
部、柔軟剤（ポリオキシエチレンナトリウム塩）
８重量部、帯電防止剤（アルキルトリメチルアン
モニウム塩）７重量部、フイルム形成性剤（線状
ポリウレタン）25重量部等より構成、表面処理
剤／集束成分の比＝50：50〕とを表１に示す割合
で混合した後、温度270℃で単軸押出機で混練造
粒した。得られたペレツトを射出成形機で成形し
て試験片を作成し、剛性および引張強度を測定し
た。結果を第１表のNo.１〜10に示した。比較のために平均直径が13μで集束剤付着量が
0.15重量％、平均直径が6μで集束剤付着量が0.4
重量％（いずれも繊維長、集束本数、表面処理剤
種類、表面処理剤と集束成分との割合は実施例と
同じ）のガラス繊維を用い同様の実験を行つた。
結果を第１表のNo.11〜17に示した。第１表から明らかなように実施例のものは同じ
樹脂を用いた同一ガラス繊維配合量の比較例のも
のと比べて剛性、引張強度が著しく大きい特徴を
有していた。参考例実施例のNo.６の配合組成のペレツトを用いて型
締圧400トンの射出成形機にてビデオテレビのシ
ヤーシーを成形した。機械的強度、寸法精度、耐
熱性などの性能が極めて優れ、しかも極めて軽量
のシヤーシーが得られた。【表】

Claims

【特許請求の範囲】

１非晶性熱可塑性樹脂95〜20重量％および平均
直径が7μ以下でかつ集束剤付着量が0.3重量％以
下であるガラス繊維５〜80重量％からなることを
特徴とする非晶性樹脂組成物。