JPH0525908B2 - - Google Patents

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JPH0525908B2
JPH0525908B2 JP60077793A JP7779385A JPH0525908B2 JP H0525908 B2 JPH0525908 B2 JP H0525908B2 JP 60077793 A JP60077793 A JP 60077793A JP 7779385 A JP7779385 A JP 7779385A JP H0525908 B2 JPH0525908 B2 JP H0525908B2
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JP
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thermoplastic resin
wall thickness
hollow spherical
spherical filler
filler
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Katsuhiko Takahashi
Michuki Sugita
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Polyplastics Co Ltd
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/22—Expanded, porous or hollow particles
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    • C08K7/24—Expanded, porous or hollow particles inorganic
    • C08K7/28—Glass

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱可塑性樹脂の機械的性質及び成形
性を損なうことなく、成形品の軽量化を図ること
が出来る熱可塑性樹脂組成物に関する。特に自動
車のボデイー部品、電機機器、OA機器の外装体
等として使用するに好適な熱可塑性樹脂組成物に
係る。 〔従来の技術〕 熱可塑性樹脂は、様々な工業分野において広く
使用されている。そして個々の用途への適用に当
たつては、その用途において要求される性能を満
足するように、種々の添加剤や充填材を樹脂に含
有せしめることが一般に行われている。 そのような充填材の一種として従来からガラス
ビーズが用いられている。ガラスビーズのような
球状の無機充填材は、繊維状の充填材には一定方
向の引張強度では劣るものの、熱可塑性樹脂の強
度、特に剛性を充分な向上を得ることができ、ま
た異方性がないことから成形性も良好で、成形品
のそり等がなく、成形品の形状安定性も良好であ
る。しかしながら、ガラスビーズを充填した場合
には、強度は向上するが成形品の重量が重くなる
という問題がある。そこで軽量化のために、ガラ
スビーズに替えてシラスバルーンを用いたり、フ
ライアツシユを中空にして樹脂中に混合すること
が行われてきている。 〔発明の解決しようとする問題点〕 しかし、シラスバルーンや中空のフライアツシ
ユ等の充填材は、軽量ではあるものの、それ自体
の強度が充分でなく、樹脂との押出機による溶融
混合時や射出成形時の摩擦、剪断力、射出圧力
や、特に結晶性樹脂の場合は固化時の収縮圧力で
破壊されやすい。そのため目的とする機械的性質
の向上が充分に得られないばかりか、軽量化や表
面平滑性や成形性等も不充分になるという欠点が
ある。 そこで本発明者らは、強度及び剛性を備えなが
らも軽量で、優れた表面平滑性、成形性等の性能
を有するという条件を満たす熱可塑性樹脂組成物
を得るために研究を重ね、本発明に到達したもの
である。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、特定形状の中空球状の充填材を用い
て、押出機による樹脂との溶融混合時や射出成形
時の摩擦力、剪断力、収縮圧力等で中空球状の充
填材が破壊されることを防止し、樹脂の軽量化、
強度、剛性、表面平滑性及び良好な成形性、形状
精度等の問題点を一挙に解決した熱可塑性樹脂組
成物に関する。 本発明に用いられる熱可塑性樹脂とは、特に限
定はないが、特に好ましくは一部結晶構造を有す
る有機高分子物質であり、ポリアセタール（ホモ
又はコポリマー）、芳香族ジカルボン酸とジオー
ル或いはオキシカルボン酸等からなる芳香族ポリ
エステル、例えばポリブチレンテレフタレート、
ポリプロピレンテレフタレート、ポリエチレンテ
レフタレート等のポリアルキレンテレフタレー
ト、ポリアミド及びこれ等の共重合物或いは混合
物が挙げられる。 又、ポリエチレン、ポリプロピレン、ブテン−
１、ブテン−２のポリマー、ポリ−４−メチルペ
ンテン−１、エチレンとプロピレン、エチレンと
ブテン、エチレンと４−メチルペンテン−１等の
ポリオレフイン、ポリオレフインを主体とする共
重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレ
ン−アルキルアクリレート共重合体、エチレン−
メタクリル酸共重合体のナトリウム塩等のエチレ
ン−カルボン酸エステルの共重合体及びそれ等の
金属塩、ポリスチレン、スチレン−ブタジエン−
アクリロニトリル共重合体、スチレン−アクリロ
ニトリル共重合体、メタクリル酸メチル−スチレ
ン共重合体等のビニル系化合物、その共重合体、
ポリカーボネート、ポリフエニレンオキシド、フ
ツ素樹脂、ポリ塩化ビニル等にも使用できる。こ
れらの高分子物質は２種以上混合使用することも
勿論可能である。 本発明で用いられる中空球状充填材とは下式で
示される壁厚比が2.5〜８、好ましくは３〜８の
中空球状充填材である。 壁厚比＝球状充填材の外径／球状充填材の壁の
厚さ ここで壁厚とは中空球状充填材の外径と内径の
差の半分をいう。 粒子径は平均粒子外径が１〜100μのものであ
る。 本発明で用いられる中空球状充填材とは、珪酸
塩からなる球状物質であり、好ましい充填材は中
空球状ガラスビーズである。 中空の球状充填材の添加量は、全粗成物に対し
て１〜60重量％である。１％より少量では強度や
剛性の向上に対する効果が充分でなく、60％より
多いと他の物性の低下を招く場合がある。好まし
くは10〜40重量％である。従来も、中空のガラス
ビーズは前述のように用いられてきたが、粒径に
対して壁厚は非常に薄く、例を示せば粒子外径約
500μに対して僅かに5μ程度であり、壁厚比は約
100である。この様な場合、樹脂との混合時や成
形時に、極めて容易に破壊され、前述の如き不都
合が生じる。しかし本発明で用いられる中空球状
充填材の壁厚比は、平均粒子径１〜100μに対し、
2.5〜８と小さく、圧縮破壊強度は4000Kg／cm2以
上となり、前述の従来の中空充填材の350Kg／cm2
に比べはるかに高い。従つて強度的には従来のガ
ラスビーズと殆ど同等であり、一方中空の分だけ
軽量化を図ることができることになるのである。 本発明においては、中空球状充填材を表面処理
剤で処理するか、表面処理剤を同時に添加するこ
とが、樹脂との馴染を良くし、機械的強度をさら
に改善する面から望ましい。ここで使用される表
面処理剤としては種々の公知のものが挙げられる
が、一例を示せばシラン系、エポキシ系、及びチ
タネート系の物質等がある。 本発明組成物には更にその目的に応じ所望の特
性を付与するため、従来公知の添加物、例えば滑
剤、潤滑剤、核剤、離型剤、帯電防止剤その他の
界面活性剤、可塑剤、顔料、染料、耐熱安定剤、
紫外線安定剤等を１種又は２種以上添加含有させ
ることも可能である。 又、本発明の効果を著しく害さない範囲で公知
の他の強化充填剤、例えばガラス繊維、炭素繊
維、グラフアイト繊維、金属繊維、シリコンカー
バイト繊維、アスベスト、ウオラストナイト、繊
維状チタン酸カリウム等の無機繊維、ホイスカ
ー、各種の有機繊維等の繊維状強化充填材、雲母
（白雲母、金雲母、セリサイト等）、板状ガラス
（ガラスフレーク）、タルク、金属箔等の板状強化
充填材、炭酸カルシウム、石英粉、シリカ、炭酸
マグネシウム、硫酸カルシウム、クレー、ケイ藻
土、アルミナ、ケイ砂、ガラス粉、金属粒、グラ
フアイト等の粒状添加物等を１種又は２種以上混
合使用できる。 本発明組成物には、更に所望の特性を付与する
ため有機高分子物質を１種又は２種以上混合又は
共重合することができる。一例を示せば、低分子
量ポリエチレン、ポリウレタン、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
る多相共重合体、熱可塑性セグメント型コポリエ
ステル（これらの共重合体にはグラフト共重合体
を含む）等がある。特に衝撃強度を改善するため
ポリアクリレート樹脂からなる多相共重合体、熱
可塑性セグメント型コポリエステルが好ましい。 本発明の組成物の調製は、従来の樹脂組成物調
製法として一般に用いられる公知の方法により容
易に調製される。例えば、各成分を混合した後押
出機により練込押出してペレツト調製し、しかる
後成形する方法、一旦組成の異なるペレツトを調
製し、そのペレツトを所定量混合して成形に供し
成形後に目的組成の成形品を得る方法、成形機に
各成分の１又は２以上を直接仕込む方法等、何れ
も使用できる。 〔発明の効果〕 本発明の組成物は前述の如く、中空の球状充填
材を用いているので、内部充填の球状充填材を用
いた場合に比べ、成形品の軽量化を図れることは
勿論であるが、単位容積当りの重量が軽減化され
るので経済性に優れる。 又従来用いられている壁厚比の大きい中空充填
材の如く、押出、成形時に於いて破壊することが
ないため、表面平滑性、成形性、成形物の寸法形
状の精度等に於いて極めて優れ、従来の内部充填
タイプの球状充填材が所有した物理的、機械的性
質をも兼備させることが出来るのである。 従つて本発明の組成物は軽量で良好な物性を有
することが必要とされる分野、例えば自動車のボ
デイーパーツ、電機機器、OA機器の外装体及び
部品等に好適である。 〔実施例及び比較例〕 以下実施例及び比較例によつて、本発明を更に
詳細に説明するが、これらの実施例は本発明を何
ら限定するものではない。 実施例１〜５、比較例１〜５ 固有粘度1.0のポリブチレンテレフタレート樹
脂に壁厚比が2.8（平均粒子外径1.3μ）、5.5（平均粒
子外径3.0μ）、7.0（平均粒子外径1.8μ）の３種の中
空球状ガラス充填材を表−１に示す割合で添加
し、押出機で混練押し出してペレツトとした後、
射出成形機を用いて樹脂圧1000Kg／cm2で成形して
試験片を作成した。この試験片を用いて比重及び
充填材の破壊率を評価した結果を表−１に示す。 又、中空球状ガラス充填材に代えてガラスマイ
クロバルーン、シラスバルーン、及び内部充填ガ
ラスビーズを用いて同様に評価した結果を比較例
として表−１に併せて示す。 評価に用いた測定法は次の通りである。 Γ比重 ASTM−D792に従い測定した。 Γ充填材の破壊率 電子顕微鏡を用いて、試験片の表面に表出した
粒子100個の内、破壊した粒子の数を測定し破壊
率を算出した。
【表】 実施例６、比較例６〜７ 固有粘度0.8のポリブチレンテレフタレート樹
脂に壁厚比が3.0（平均粒子外径17μ）の中空球状
ガラス充填材を表−２に示す割合で添加し、実施
例１と同様にペレツトを調製し、射出圧の異なる
条件で試験片を作成して同様に評価した。曲げ強
度、曲げ弾性率はASTM−D790で評価した。結
果を表−２に示す。
【表】
【表】 実施例７、比較例８ 固有粘度0.8のポリブチレンテレフタレート樹
脂に壁厚比が7.0（平均粒子外径1.8μ）の中空球状
ガラス充填材又は内部充填ガラスビーズ（実施例
５、比較例５で用いたものと同形状）を夫々ガラ
ス繊維と共に表−３に示す割合で添加し、実施例
１及び実施例６と同様に物性を評価した。結果を
表−３に示す。
【表】
【表】 実施例８〜11、比較例９〜12 ポリアセタールコポリマーに壁厚比5.5（平均粒
子外径3.0μ）及び4.0（平均粒子外径50μ）の２種
の中空球状ガラス充填材を表−４に示す割合で添
加し、実施例１と同様に試験片を調製し、比重及
び充填材の破壊率を評価した。結果を表−４に示
す。
【表】
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 熱可塑性樹脂に平均粒子径１〜100μで且つ
    下式で示される壁厚比が2.5〜８の中空球状充填
    材を全組成物に対し１〜60重量％添加してなる熱
    可塑性樹脂組成物。 壁厚比＝球状充填材の外径／球状充填材の壁の
    厚さ （ここで壁厚とは中空球状充填材の外径と内径の
    差の半分をいう） ２ 壁厚比が３〜８である特許請求の範囲第１項
    記載の熱可塑性樹脂組成物。 ３ 熱可塑性樹脂が芳香族ポリエステル樹脂であ
    る特許請求の範囲第１項又は第２項記載の熱可塑
    性樹脂組成物。 ４ 熱可塑性樹脂がポリアセタール樹脂である特
    許請求の範囲第１項又は第２項記載の熱可塑性樹
    脂組成物。 ５ 中空球状充填材が中空球状ガラスビーズであ
    る特許請求の範囲第１項〜第４項の何れか１項記
    載の熱可塑性樹脂組成物。
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