JPH05112672A - 繊維強化熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents
繊維強化熱可塑性樹脂組成物Info
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- JPH05112672A JPH05112672A JP3333847A JP33384791A JPH05112672A JP H05112672 A JPH05112672 A JP H05112672A JP 3333847 A JP3333847 A JP 3333847A JP 33384791 A JP33384791 A JP 33384791A JP H05112672 A JPH05112672 A JP H05112672A
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- thermoplastic resin
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Abstract
(57)【要約】
【構成】熱可塑性樹脂に対して、繊維状強化材１〜３０
重量％と繊維長／直径比１０以上のカルシウム硅酸塩化
合物５〜５０重量％とからなる繊維強化熱可塑性樹脂組
成物 【効果】成形品の変形すなわち「ソリ」を大幅に改善
し、しかも曲げ強度、剛性を損なうことなく、さらに従
来の技術の問題点であった引張強度、ウエルド特性の低
下のない、強度と変形量とのバランスのとれた特性の組
成物が提供される。
重量％と繊維長／直径比１０以上のカルシウム硅酸塩化
合物５〜５０重量％とからなる繊維強化熱可塑性樹脂組
成物 【効果】成形品の変形すなわち「ソリ」を大幅に改善
し、しかも曲げ強度、剛性を損なうことなく、さらに従
来の技術の問題点であった引張強度、ウエルド特性の低
下のない、強度と変形量とのバランスのとれた特性の組
成物が提供される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、成形品の変形量が少な
く寸法精度に優れ、かつ機械的特性とくにウエルド特性
に優れた熱可塑性樹脂組成物に関するものである。
く寸法精度に優れ、かつ機械的特性とくにウエルド特性
に優れた熱可塑性樹脂組成物に関するものである。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】熱可塑性樹脂は、単独でも
種々の成形品に用いられているが、利用分野によっては
その性質、機械的特性を改善する目的で、様々の強化
材、添加剤を配合することが行われてきた。そして高い
機械的強度、剛性の要求される分野においてはそのよう
な成形品を得るためにガラス繊維、カーボン繊維等に代
表される繊維状の強化材を用いることが周知である。し
かし、一般に繊維状強化材を含む組成物は機械的強度、
剛性等は高いが、成形時あるいはアニーリング時に異方
性が増大し成形品の変形すなわち「ソリ」が生じるとい
う問題がある。
種々の成形品に用いられているが、利用分野によっては
その性質、機械的特性を改善する目的で、様々の強化
材、添加剤を配合することが行われてきた。そして高い
機械的強度、剛性の要求される分野においてはそのよう
な成形品を得るためにガラス繊維、カーボン繊維等に代
表される繊維状の強化材を用いることが周知である。し
かし、一般に繊維状強化材を含む組成物は機械的強度、
剛性等は高いが、成形時あるいはアニーリング時に異方
性が増大し成形品の変形すなわち「ソリ」が生じるとい
う問題がある。
【０００３】そしてそのような変形は、ポリアセタール
やポリブチレンテレフタレート等のごとく結晶性の高い
樹脂、ポリエチレンテレフタレートのごとくアニーリン
グにより結晶化の進む樹脂等においては成形時またはそ
れ以後の結晶化に伴う収縮性の故に特に著しい。それ
故、これらの樹脂の成形材料としての適否は、その用途
によっては化学的、熱的性質と共に曲げ強度、剛性、衝
撃強度等の機械的性質と変形量との釣り合いを重視して
決定しなければならないが、一般的に曲げ強度、剛性、
衝撃強度を向上させるためにガラス繊維、カーボン繊維
等の繊維状強化材で強化したものは変形量も大きくなる
傾向にある。
やポリブチレンテレフタレート等のごとく結晶性の高い
樹脂、ポリエチレンテレフタレートのごとくアニーリン
グにより結晶化の進む樹脂等においては成形時またはそ
れ以後の結晶化に伴う収縮性の故に特に著しい。それ
故、これらの樹脂の成形材料としての適否は、その用途
によっては化学的、熱的性質と共に曲げ強度、剛性、衝
撃強度等の機械的性質と変形量との釣り合いを重視して
決定しなければならないが、一般的に曲げ強度、剛性、
衝撃強度を向上させるためにガラス繊維、カーボン繊維
等の繊維状強化材で強化したものは変形量も大きくなる
傾向にある。
【０００４】この機械的強度と変形量との釣り合いは、
寸法精度の要求される精密成形品、例えば基板やケー
ス、コネクター等の成形材料として用いられる場合特に
重要である。しかし成形品の変形量を低減して、なおか
つ曲げ強度、剛性、衝撃強度等の機械的性質の向上を図
ることは極めて困難であり、特に結晶性の熱可塑性樹脂
においては精密な寸法の成形品を得ることは至難であ
る。
寸法精度の要求される精密成形品、例えば基板やケー
ス、コネクター等の成形材料として用いられる場合特に
重要である。しかし成形品の変形量を低減して、なおか
つ曲げ強度、剛性、衝撃強度等の機械的性質の向上を図
ることは極めて困難であり、特に結晶性の熱可塑性樹脂
においては精密な寸法の成形品を得ることは至難であ
る。
【０００５】これらの問題を解決するための技術とし
て、特開昭５３−１２１８４３号にて示される繊維状強
化材と板状充填材とを併せて含有させる方法等がある
が、一般に板状充填材の使用は、引張強度の低下を招く
とともにウエルド部分の強度を著しく低下させるため成
形品形状や用途によっては尚不充分な場合が存在する。
て、特開昭５３−１２１８４３号にて示される繊維状強
化材と板状充填材とを併せて含有させる方法等がある
が、一般に板状充填材の使用は、引張強度の低下を招く
とともにウエルド部分の強度を著しく低下させるため成
形品形状や用途によっては尚不充分な場合が存在する。
【０００６】またマトリックス樹脂が結晶性熱可塑性樹
脂の場合、さらに変形を低減させるためには、特開昭５
９−１８９１７０公報にて示される、非結晶性熱可塑性
樹脂を添加併用する方法がある。しかし一般に非結晶性
熱可塑性樹脂を多量に併用することは結晶性熱可塑性樹
脂本来の特徴、例えば耐薬品性、熱変形温度等の低下を
招くため好ましくない。
脂の場合、さらに変形を低減させるためには、特開昭５
９−１８９１７０公報にて示される、非結晶性熱可塑性
樹脂を添加併用する方法がある。しかし一般に非結晶性
熱可塑性樹脂を多量に併用することは結晶性熱可塑性樹
脂本来の特徴、例えば耐薬品性、熱変形温度等の低下を
招くため好ましくない。
【０００７】上記のように従来より公知の方法では特に
結晶性熱可塑性樹脂の場合、変形と強度その他の特性と
のバランスを満足する熱可塑性樹脂組成物を得ることは
至難であり、さらに広範囲の用途展開をする際の障害と
もなるため一層の改良が切望されていた。
結晶性熱可塑性樹脂の場合、変形と強度その他の特性と
のバランスを満足する熱可塑性樹脂組成物を得ることは
至難であり、さらに広範囲の用途展開をする際の障害と
もなるため一層の改良が切望されていた。
【０００８】
【発明の目的】本発明の目的は、前記の問題点を解決
し、寸法安定性と機械的特性特にウエルド特性に優れた
繊維強化熱可塑性樹脂組成物を提供することにある。
し、寸法安定性と機械的特性特にウエルド特性に優れた
繊維強化熱可塑性樹脂組成物を提供することにある。
【０００９】
【問題点を解決するための手段】本発明は、熱可塑性樹
脂に対して、繊維状強化材１〜３０％、繊維長／直径比
１０以上のカルシウム硅酸塩化合物５〜５０重量％から
なる繊維強化熱可塑性樹脂組成物に関するものである。
脂に対して、繊維状強化材１〜３０％、繊維長／直径比
１０以上のカルシウム硅酸塩化合物５〜５０重量％から
なる繊維強化熱可塑性樹脂組成物に関するものである。
【００１０】本発明に用いられる結晶性の熱可塑性樹脂
とは、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレ
フタレートに代表されるポリアルキレンテレフタレート
樹脂、ナイロン６、６・６に代表されるポリアミド樹
脂、ポリフェニレンサルファイドに代表されるポリアリ
ーレンサルファイド樹脂、これらの共重合物もしくは混
合物、あるいはこれらを５０重量％以上含む非結晶の熱
可塑性樹脂との共重合物または混合物である。
とは、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレ
フタレートに代表されるポリアルキレンテレフタレート
樹脂、ナイロン６、６・６に代表されるポリアミド樹
脂、ポリフェニレンサルファイドに代表されるポリアリ
ーレンサルファイド樹脂、これらの共重合物もしくは混
合物、あるいはこれらを５０重量％以上含む非結晶の熱
可塑性樹脂との共重合物または混合物である。
【００１１】次に本発明に用いられる繊維状強化材と
は、ガラス繊維、カーボン繊維、グラファイト繊維、金
属繊維等であり、好ましい強化材はガラス繊維であるが
特に限定はなく機械的物性の強化導電性の付与、摩擦特
性の改良等の種々の目的に応じて用いられる。またこれ
らの繊維状強化材はいずれか一種あるいは二種以上を混
合して使用してもよい。
は、ガラス繊維、カーボン繊維、グラファイト繊維、金
属繊維等であり、好ましい強化材はガラス繊維であるが
特に限定はなく機械的物性の強化導電性の付与、摩擦特
性の改良等の種々の目的に応じて用いられる。またこれ
らの繊維状強化材はいずれか一種あるいは二種以上を混
合して使用してもよい。
【００１２】本発明によれば樹脂に含有される繊維状強
化材の繊維長／直径比は５〜１０００が望ましく特に１
０〜１００が望ましい。また繊維長が過大であるものは
組成物の成形性特に流動特性を著しく悪化させるため繊
維長は１０００μｍが望ましい。繊維状強化材の充填量
は、熱可塑性樹脂に対して１〜３０重量％であるが好ま
しくは５〜２０重量％である。
化材の繊維長／直径比は５〜１０００が望ましく特に１
０〜１００が望ましい。また繊維長が過大であるものは
組成物の成形性特に流動特性を著しく悪化させるため繊
維長は１０００μｍが望ましい。繊維状強化材の充填量
は、熱可塑性樹脂に対して１〜３０重量％であるが好ま
しくは５〜２０重量％である。
【００１３】本発明において最も特徴的なことは繊維長
／直径比１０以上のカルシウム硅酸塩化合物を配合する
ことであるが、これは天然に産するＣａＳｉＯ３の理想
化学構造式で表され、ＳｉＯ４四面体が一次方向につな
がった単鎖構造を基本骨格としているカルシウム硅酸塩
鉱物を粉砕、調整して製造される。この繊維長／直径比
１０以上のカルシウム硅酸塩化合物の添加量は、熱可塑
性樹脂組成物に対して５〜５０重量％であり好ましくは
１０〜４０重量％である。また機械的特性、特に引張強
度、曲げ強度、剛性、衝撃強度等を高く保ちかつ変形量
の少ない性質を兼ね備えるためには、繊維径が０．１〜
３μｍ程度のものが好ましく繊維長／直径比１０〜３０
程度特に１５〜３０程度が好ましい。さらには繊維長が
過大なものは先に述べたガラス繊維等の繊維状強化材の
場合と同様に成形性を著しく悪化させるため１００μｍ
以下が望ましい。また本発明におけるカルシウム硅酸塩
化合物は、繊維径が微細なため優れた補強効果、変形量
抑制効果と共に表面を改良する効果も有している。
／直径比１０以上のカルシウム硅酸塩化合物を配合する
ことであるが、これは天然に産するＣａＳｉＯ３の理想
化学構造式で表され、ＳｉＯ４四面体が一次方向につな
がった単鎖構造を基本骨格としているカルシウム硅酸塩
鉱物を粉砕、調整して製造される。この繊維長／直径比
１０以上のカルシウム硅酸塩化合物の添加量は、熱可塑
性樹脂組成物に対して５〜５０重量％であり好ましくは
１０〜４０重量％である。また機械的特性、特に引張強
度、曲げ強度、剛性、衝撃強度等を高く保ちかつ変形量
の少ない性質を兼ね備えるためには、繊維径が０．１〜
３μｍ程度のものが好ましく繊維長／直径比１０〜３０
程度特に１５〜３０程度が好ましい。さらには繊維長が
過大なものは先に述べたガラス繊維等の繊維状強化材の
場合と同様に成形性を著しく悪化させるため１００μｍ
以下が望ましい。また本発明におけるカルシウム硅酸塩
化合物は、繊維径が微細なため優れた補強効果、変形量
抑制効果と共に表面を改良する効果も有している。
【００１４】本発明ではガラス繊維、カーボン繊維、金
属繊維等に代表される繊維状強化材と繊維長／直径比１
０以上のカルシウム硅酸塩化合物とを組み合わせること
が特徴であるが、添加量過多は成形性、特に流動特性を
著しく阻害するため総添加量で６０重量％を越えないこ
とが望ましく、好ましくは２０〜５０重量％である。
属繊維等に代表される繊維状強化材と繊維長／直径比１
０以上のカルシウム硅酸塩化合物とを組み合わせること
が特徴であるが、添加量過多は成形性、特に流動特性を
著しく阻害するため総添加量で６０重量％を越えないこ
とが望ましく、好ましくは２０〜５０重量％である。
【００１６】これらの繊維強化材、カルシウム硅酸塩化
合物はそのまま配合することもできるが、樹脂との親和
性、接着性を高めるために適当な表面処理剤で表面処理
を行ったもの使用すれば、機械的特性はさらに改良され
る。ここで表面処理剤としては種々の公知のものが使用
できるが、例えばシラン系、チタネート系、エポキシ系
等が挙げられる。
合物はそのまま配合することもできるが、樹脂との親和
性、接着性を高めるために適当な表面処理剤で表面処理
を行ったもの使用すれば、機械的特性はさらに改良され
る。ここで表面処理剤としては種々の公知のものが使用
できるが、例えばシラン系、チタネート系、エポキシ系
等が挙げられる。
【０００７】本発明の製造方法は特に限定されるもので
はなく、従来から強化樹脂、充填材含有樹脂等の製造方
法に用いられる方法によって容易に製造される。例え
ば、押出機により各添加物を混合して本発明のペレット
を製造した後に成形する方法、組成の異なるペレットを
あらかじめ製造し、成形時にペレット同士を混合して目
的の組成の成形品を製造する方法等いずれも使用でき
る。
はなく、従来から強化樹脂、充填材含有樹脂等の製造方
法に用いられる方法によって容易に製造される。例え
ば、押出機により各添加物を混合して本発明のペレット
を製造した後に成形する方法、組成の異なるペレットを
あらかじめ製造し、成形時にペレット同士を混合して目
的の組成の成形品を製造する方法等いずれも使用でき
る。
【００１８】本発明の組成物には、使用分野に応じて目
的を損なわない範囲で前記成分の他に他の有機系高分子
物質を添加使用することができる。使用できるものの例
として、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフ
ィン、またはその共重合体、ポリ塩化ビニル等のビニル
系化合物、ポリブタジエン、ブチルゴム等のゴム状高分
子物質、ポリアクリレート樹脂からなる変性材、熱可塑
性ポリエステルからなる変性材等が挙げられる。またこ
れらを二種以上併用し使用することもできる。
的を損なわない範囲で前記成分の他に他の有機系高分子
物質を添加使用することができる。使用できるものの例
として、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフ
ィン、またはその共重合体、ポリ塩化ビニル等のビニル
系化合物、ポリブタジエン、ブチルゴム等のゴム状高分
子物質、ポリアクリレート樹脂からなる変性材、熱可塑
性ポリエステルからなる変性材等が挙げられる。またこ
れらを二種以上併用し使用することもできる。
【００１９】さらに本発明の組成物には、公知の帯電防
止剤、着色剤、滑剤、安定剤、難燃剤、離型剤、界面活
性剤等の添加剤、タルク、クレー、ガラスビーズ等の無
機充填材を本発明の目的を損なわない範囲で添加し、そ
の使用目的に応じてその要求される性質を付与すること
ができる。
止剤、着色剤、滑剤、安定剤、難燃剤、離型剤、界面活
性剤等の添加剤、タルク、クレー、ガラスビーズ等の無
機充填材を本発明の目的を損なわない範囲で添加し、そ
の使用目的に応じてその要求される性質を付与すること
ができる。
【００２０】
【実施例】以下に実施例及び比較例を示し、本発明をさ
らに具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるも
のではない。なお、試料の調整方法、評価の方法は以下
のとおりである。
らに具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるも
のではない。なお、試料の調整方法、評価の方法は以下
のとおりである。
【００２１】試料の調整 ベント付二軸押出機を用いて混練し組成物ペレットとし
た。原材料は特に記載のない限り、主成分となる熱可塑
性樹脂と繊維長／直径比１０以上のカルシウム硅酸塩化
合物とを別々に同一口から供給し、ガラス繊維を押出機
の途中から供給した。さらに得られたペレットを目的と
する試験片に成形し試料とした。また、実施例における
繊維長／直径比１０以上のカルシウム硅酸塩化合物は、
フィンランド産出の繊維長／直径比が平均１５〜２５の
ものを使用した。
た。原材料は特に記載のない限り、主成分となる熱可塑
性樹脂と繊維長／直径比１０以上のカルシウム硅酸塩化
合物とを別々に同一口から供給し、ガラス繊維を押出機
の途中から供給した。さらに得られたペレットを目的と
する試験片に成形し試料とした。また、実施例における
繊維長／直径比１０以上のカルシウム硅酸塩化合物は、
フィンランド産出の繊維長／直径比が平均１５〜２５の
ものを使用した。
【００２２】 評価 −１ 変形量の測定 厚みが１ｍｍで１００ｍｍφの平板状試験片を成形し、
試験片の変形部のうち最大部（定盤と試験片の隙間が最
大のところ）を変形量として測定した。 −１ 物性測定法 引張特性 ：ＡＳＴＭ Ｄ６３８に準じて測定した 曲げ特性 ：ＡＳＴＭ Ｄ７９０に準じて強さ、弾性
率を測定した 衝撃強さ ：ＡＳＴＭ Ｄ７９０に準じて、厚さ３．
２ｍｍのアイゾット衝撃試験片を用いて、ノッチ付の衝
撃強さを測定した
試験片の変形部のうち最大部（定盤と試験片の隙間が最
大のところ）を変形量として測定した。 −１ 物性測定法 引張特性 ：ＡＳＴＭ Ｄ６３８に準じて測定した 曲げ特性 ：ＡＳＴＭ Ｄ７９０に準じて強さ、弾性
率を測定した 衝撃強さ ：ＡＳＴＭ Ｄ７９０に準じて、厚さ３．
２ｍｍのアイゾット衝撃試験片を用いて、ノッチ付の衝
撃強さを測定した
【００２３】実施例１〜１２ ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレ
ート／ポリカーボネート混合物、ポリアミド６、ポリフ
ェニレンサルファイド樹脂について、繊維長／直径比１
０以上のカルシウム硅酸塩化合物とガラス繊維とを表
１、２に示す組成で評価を行った。
ート／ポリカーボネート混合物、ポリアミド６、ポリフ
ェニレンサルファイド樹脂について、繊維長／直径比１
０以上のカルシウム硅酸塩化合物とガラス繊維とを表
１、２に示す組成で評価を行った。
【００２４】実施例１３〜１６ 実施例１〜４と同様の組成で難燃化したポリブチレンテ
レフタレート樹脂について評価を行った。
レフタレート樹脂について評価を行った。
【００２５】実施例１７、１８ 繊維長／直径比１０以上のカルシウム硅酸塩化合物を押
出機の途中から供給した以外は、実施例１、４と同様の
組成で行った。以上の実施例を表１、２に示す。
出機の途中から供給した以外は、実施例１、４と同様の
組成で行った。以上の実施例を表１、２に示す。
【００２６】比較例１〜８ 繊維長／直径比１０以上のカルシウム硅酸塩化合物の変
わりに、それぞれカラスフレーク、マイカの板状充填
材、繊維長／直径比１０以下のカルシウム硅酸塩化合
物、ガラス繊維のみを配合したものについて評価を行っ
た。また、比較例における繊維長／直径比１０以上のカ
ルシウム硅酸塩化合物は、繊維長／直径比の平均が１〜
７のものを使用した。以上の比較例を表３、４に示す。
わりに、それぞれカラスフレーク、マイカの板状充填
材、繊維長／直径比１０以下のカルシウム硅酸塩化合
物、ガラス繊維のみを配合したものについて評価を行っ
た。また、比較例における繊維長／直径比１０以上のカ
ルシウム硅酸塩化合物は、繊維長／直径比の平均が１〜
７のものを使用した。以上の比較例を表３、４に示す。
【００２７】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【００２８】
【発明の効果】以上の説明、実施例から明らかな如く、
繊維状強化材と繊維長／直径比１０以上のカルシウム硅
酸塩化合物とを配合してなる本発明の組成物は、成形品
の変形すなわち「ソリ」を大幅に改善し、しかも曲げ強
度、剛性を損なうことなくさらには従来の技術での問題
点であった引張強度、ウエルド特性を改善し強度と変形
量とのバランスのとれた特性を有するものである。
繊維状強化材と繊維長／直径比１０以上のカルシウム硅
酸塩化合物とを配合してなる本発明の組成物は、成形品
の変形すなわち「ソリ」を大幅に改善し、しかも曲げ強
度、剛性を損なうことなくさらには従来の技術での問題
点であった引張強度、ウエルド特性を改善し強度と変形
量とのバランスのとれた特性を有するものである。
Claims (1)
- 【請求項１】 熱可塑性樹脂に対し、繊維状強化材１〜
３０重量％、繊維長／直径比１０以上のカルシウム硅酸
塩化合物５〜５０重量％からなる繊維強化熱可塑性樹脂
組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3333847A JPH05112672A (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | 繊維強化熱可塑性樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3333847A JPH05112672A (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | 繊維強化熱可塑性樹脂組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05112672A true JPH05112672A (ja) | 1993-05-07 |
Family
ID=18270615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3333847A Pending JPH05112672A (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | 繊維強化熱可塑性樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05112672A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6291633B1 (en) | 1999-01-08 | 2001-09-18 | Ube Industries, Inc. | Polyamide resin compositions with excellent weld strength |
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| JPS575746A (en) * | 1980-06-12 | 1982-01-12 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Polyester resin composition |
| JPS5842639A (ja) * | 1981-09-07 | 1983-03-12 | Toa Nenryo Kogyo Kk | ポリオレフイン組成物 |
| JPS60188458A (ja) * | 1984-03-09 | 1985-09-25 | Otsuka Chem Co Ltd | 軽合金鋳物代替用樹脂組成物 |
| JPH01210452A (ja) * | 1988-02-18 | 1989-08-24 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | ガラス繊維強化ポリエステル樹脂組成物 |
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| JPH02284940A (ja) * | 1989-04-26 | 1990-11-22 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | 難燃性樹脂組成物 |
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-
1991
- 1991-10-18 JP JP3333847A patent/JPH05112672A/ja active Pending
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