JPH0582424B2 - - Google Patents

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JPH0582424B2
JPH0582424B2 JP59276388A JP27638884A JPH0582424B2 JP H0582424 B2 JPH0582424 B2 JP H0582424B2 JP 59276388 A JP59276388 A JP 59276388A JP 27638884 A JP27638884 A JP 27638884A JP H0582424 B2 JPH0582424 B2 JP H0582424B2
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JP
Japan
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mica
weight
composition
resin
specific gravity
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP59276388A
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Japanese (ja)
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JPS61157561A (en
Inventor
Kenji Okuno
Toshiaki Shima
Shoji Sumina
Ei Shimizu
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Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
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Publication date
Application filed by Kuraray Co Ltd filed Critical Kuraray Co Ltd
Priority to JP27638884A priority Critical patent/JPS61157561A/en
Publication of JPS61157561A publication Critical patent/JPS61157561A/en
Publication of JPH0582424B2 publication Critical patent/JPH0582424B2/ja
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔産業上の利用分野〕 本発明は複合材料分野、特に樹脂の補強用フイ
ラーとして好適に用いられる、取扱性および性能
が良好なマイカを主成分とする顆粒状又はペレツ
ト状組成物に関する。 〔従来の技術〕 マイカ粉体はそのすぐれた力学的性質、電気的
性質、耐熱性等の特長を生して既に樹脂用のフイ
ラーとして広範に使用されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながらマイカ粉体は、汎用の樹脂用フイ
ラー、たとえばタルク、炭素カルシウム、硫酸バ
リウム、ウオラストナイト等に比べてかさ比重が
低いため、取扱時の飛散と、それに伴う環境汚染
の問題、および押出機等を用いて樹脂と混練する
際、押出機ホツパー内における樹脂ペレツト/マ
イカ粉体の偏析の問題が指摘されてきた。マイカ
は粉砕方法の選択により、高かさ比重のマイカ粉
体とすることも可能であるが、このようなマイカ
粉体は樹脂に混練した場合、樹脂の力学的性質の
改良効果に乏しく、樹脂用フイラーとして好適で
あるとは言えない。またマイカ粉体はタルク、炭
酸カルシウム、硫酸バリウム、ウオラストナイト
等の汎用フイラーの場合と同様に、樹脂に充填し
た場合に樹脂の劣化、特に加熱した際の樹脂の劣
化を促進するという問題点を有していた。マイカ
存在下における樹脂の劣化は、樹脂用安定剤の使
用により、実用上問題がないレベルにまで改良す
ることが可能であるものの、安定剤を多量に使用
することが必要であるため、コストの上昇および
安定剤のブリードが問題点として指摘されてい
た。 本発明は、樹脂補強用フイラーとしてのマイカ
粉体の本来の特長を保持したまま、その取扱性を
改良し、同時に樹脂の劣化作用を低減させること
を目的として行つたものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者らは取扱性が良好で、かつ樹脂の劣化
作用の少ないマイカの開発について鋭意検討を行
つた結果、特定の形状のマイカ粉体を少量の有機
バインダーで処理することにより得られた特定の
形状を有するマイカ組成物が上記の問題点を同時
に改良することを見い出し本発明を完成するに至
つた。即ち本発明は、重量平均フレーク径が10〜
300μmであり、且つ重量平均アスペクト比が10
以上のマイカ粉体と、全組成物重量の0.5重量%
以上、10重量%以下のエポキシ樹脂を必須成分と
するかさ比重0.6g/c.c.以上であり且つ粒径0.3〜
10mmの顆粒状又はペレツト状マイカ組成物であ
る。 本明細書において示される物性値は以下に定義
される測定法により求められる値である。 (a) マイカ粉体の重量平均フレーク径(l) マイカ粉体を各種の目開きの標準ふるいを用
いて湿式分級を行い、その結果をRosin−
Rammlar線図にプロツトし、測定に供したマ
イカ粉体の50重量%が通過するふるいの目開き
l50を求め、この値から(1)式により算出した値
である。 l=√2l50 (1) (b) マイカ粉体の重量平均アスペクト比(a) 重量平均フレーク厚さdと、(1)式より求めら
れる重量平均フレーク径lを用いて(2)式より求
められる値である。 a=l/d (2) なお(2)式における重量平均フレーク厚さd
は、水面単粒子膜法〔C.E.Capes and R.C
Coleman、Ind.Eng.Chem.Foundam、12
124、(1973)〕により測定されるフレークの水
面上での占有面積Sを用いて、(3)式より算出さ
れる。 d=W/ρ(1−ε)S (3) ここでWは測定に供したマイカの重量、Sは
マイカの単粒子膜が水面で占有する面積、ρは
マイカの比重、(1−ε)はマイカが水面上で
最密充填状態をとつた場合の占有率であり、ρ
の値としては2.86g/c.c.が、(1−ε)の値と
しては0.9が計算に際して用いられる。 (c) マイカ粉体のかさ比重 JIS K 5101に準じて、細川ミクロン(株)製パ
ウダーテスターPT−Dを用いて、漏斗から落
下するマイカ粉体を直径50mm、容量100c.c.の受
器で受けその重量から算出される値である。 (d) マイカ組成物のかさ比重 100c.c.のメスシリンダー中にペレツト状又は
顆粒状マイカ組成物を入れ、体積と重量より計
算した値である。 本発明において用いられるマイカは、マスコバ
イト、フロゴパイト、バイオタイト、合成フロロ
フロゴパイト等から広く選択することができ、特
に制限はないが、樹脂用フイラーとしての性能お
よびコストからマスコバイト(白マイカ)、フロ
ゴパイト(金マイカ)が最も好ましく用いられ
る。 上記マイカ粉体は、特定の重量平均フレーク径
及び重量平均アスペクト比を有することが必要で
あり、重量平均フレーク径、重量平均アスペクト
比およびかさ比重においそれぞれ特定の領域の値
を有することが好ましい。すなわち、マイカ粉体
の重量平均フレーク径は10〜300μmであること
が必要であり、望ましくは10〜200μm、更に望
ましくは10〜100μmである。フレーク径が10μm
以上、300μm以下のマイカ粉体を用いた顆粒状
又はペレツト状マイカ組成物(以下単に造粒化組
成物ということがある)は、樹脂と混練した場合
力学的性質の改良効果が特に良くなり、またフレ
ーク径が10μm以上のマイカ粉体を用いた造粒化
組成物は、該組成物を樹脂と混練する際の分散が
特に良好となる。一方、フレーク径が300μmを
越えるマイカ粉体は造粒化に際して極めて多量の
バインダーを要することとなり好ましくない。 また、マイカ粉体の重量平均アスペクト比は、
10以上であることが必要であり、更には20以上で
あることが望ましい。使用されるマイカ粉体のア
スペクト比が低い方が顆粒化又はペレツト化(以
下単に造粒化という)の操作は容易であるが、ア
スペクト比10以上のマイカ粉体を用いて得られる
造粒化組成物は、樹脂に充填した場合、樹脂の力
学的性質の改良効果が特によくなる。 上記重量平均フレーク径及び重量平均アスペク
ト比を有するマイカ粉体のかさ比重は通常0.4
g/c.c.以下であるが、望ましくは0.15〜0.35g/
c.c.、更に望ましくは0.15〜0.30である。かさ比重
が0.4g/c.c.を越えるマイカ粉体を用いる場合に
は造粒化の操作は容易であるが、得られた組成物
は樹脂の力学的性質の改良効果が不充分となりや
すい。かさ比重の下限については特に制限はない
が、一般的な粉砕方法によりかさ比重が0.15g/
c.c.未満のマイカ粉体を製造することは極めて困難
である。 本発明の組成物において、予めシランカツプリ
ング剤、チタネート系カツプリング剤等の表面処
理剤によつて処理されたマイカ粉体を用いること
については、何ら制限はない。 本発明において用いられる有機バインダー成分
であるエポキシ樹脂は、造粒化操作を行う温度、
望ましくは室温において流動性を有することが必
要であり、その際の粘度は1ポイズ以下であるこ
とが望ましい。すなわち室温において液状のエポ
キシ樹脂は、そのまま本発明のバインダー成分と
して用いることができるが、固体状のエポキシ樹
脂は適当な温度まで昇温して使用するか、又は適
当な溶剤を用いて溶液として使用するか、又はエ
マルジヨンとして使用することが必要である。更
に溶液又はエマルジヨンとして使用するバインダ
ーについては、溶剤又は媒体が除去された状態で
該造粒化組成物と樹脂を混練する温度においてバ
インダー成分であるエポキシ樹脂が実質的に流動
性を有することが必要である。 有機バインダー成分であるエポキシ樹脂は、上
記の要求を満す限りにおいて特に制限はなく、エ
ポキシ樹脂およびその変性物又はこれらのブレン
ド物が用いられる。エポキシ樹脂は、造粒化組成
物を樹脂に充填した場合、樹脂の熱劣化の防止に
極めて有効に寄与する。 造粒化組成物中におけるバインダー成分である
エポキシ樹脂の含有率は0.5〜10重量%、望まし
くは0.5〜5重量%、更に望ましくは0.5〜3重量
%である。造粒化操作の容易さおよび造粒化組成
物の圧縮強度の点からはバインダー成分が多いこ
とが望ましいものの、造粒化組成物を配合した樹
脂の力学的性質は造粒化組成物中のバインダー成
分の増大と共に低下するので、造粒化組成物に占
めるバインダー成分であるエポキシ樹脂の含有率
の上限は10重量%以下、望ましくは5重量%以
下、更に望ましくは3重量%以下となる。このよ
うな少量のバインダーで造粒化組成物を得るため
には、前記のように特定の形状を有するマイカ粉
体を用いることが必要となる。 一方、バインダー成分の含有率の下限は、実質
的にはマイカ粉体を造粒でき、かつ造粒化組成物
が、適度の圧縮強度を保持する最低の含有率とし
て決定される。バインダー成分であるエポキシ樹
脂を用いて耐熱劣化性を考慮する場合は0.5重量
%以上、特には1重量%以上使用するのがよい。 本発明の造粒化組成物の製造方法については特
に制限はないが、一般的にはマイカ粉体とバイン
ダー成分を、バインダー成分が流動性を有する温
度領域において充分に混合した後適当な圧力下に
てマイカ粉体を凝集させることにより製造され、
いわゆる転動流動法、押出造粒法、圧縮造粒法、
流動層造粒法、混合型造粒法等を用いることがで
きる。これらの造粒法の内押出造粒法又は圧縮造
粒法は、少ないバインダー成分の添加でかさ比重
の高い造粒化組成物が得られ易いという点におい
て、特に好ましいプロセスである。 本発明における造粒化組成物のかさ比重は、
0.6g/c.c.以上であることが必要である。かさ比
重が0.6g/c.c.未満の造粒化組成物でも取扱時の
飛散は軽減することができるが、押出機ホツパー
内での樹脂ペレツト/マイカの偏析の問題を解消
することができない。 本発明における造粒化組成物の粒径は0.3〜10
mm、望ましくは0.5〜5mmである。粒径が0.3mm未
満の造粒化組成物は、取扱時の取散が問題とな
り、一方粒子径が10mmを越える造粒化組成物は樹
脂との混練時における取扱性に問題がある。 なお、本発明における造粒化組成物はマイカ粉
体とバインダー成分であるエポキシ樹脂を必須成
分とするが、その他の成分を含有することは何ら
さしつかえはない。すなわちマイカの性能を損わ
ない範囲内において他のフイラー、例えばタル
ク、炭酸カルシウム、ウオラストナイト、硫酸バ
リウム、クレー、シリカ等を併用することがで
き、また劣化防止剤、安定剤、滑剤、帯電防止
剤、難燃剤、発泡剤、架橋剤、顔料等を添加する
こともできる。 本発明における造粒化組成物は、そのすぐれた
取扱性と、樹脂の熱劣化に対して悪影響を及ぼさ
ないという特性を生して熱可塑性樹脂、熱硬化性
樹脂に充填して使用される。樹脂に造粒化組成物
を充填する方法については特に制限はなく、単
軸、二軸押出機、ニーダー、カレンダーロール等
を用いる方法により、造粒化組成物の良好な取扱
性を生して、容易に充填される。特に、従来、押
出機を用いてのマイカ粉体と樹脂の混練に際して
は、ホツパー内におけるマイカ粉体/樹脂ペレツ
トの偏析と、それに基く製造コンパウンドのマイ
カ含有率の変動、およびマイカ粉体の低かさ比重
に基くホツパーから押出機へのかみ込み不良等の
問題があつたが、本発明における造粒化組成物を
用いることによりこれらの問題点は全て解消され
る。 〔実施例〕 以下、実施例、比較例をあげて本発明を更に具
体的に説明するが、これらの実施例は本発明を何
ら制限するものではない。なお、実施例中のマイ
カ粉体のフレーク径及びアスペクト比は重量平均
フレーク径及び重量平均アスペクト比をそれぞれ
示す。 実施例 1〜9 金マイカーA(フレーク径40μm、アイペクト
比30、かさ比重0.25g/c.c.)、金マイカーB(フレ
ーク径280μm、アスペクト比70、かさ比重0.35
g/c.c.)、金マイカーC(フレーク径15μm、アス
ペクト比20、かさ比重0.21g/c.c.)およびエポキ
シ樹脂エマルジヨン(固型分濃度20wt%、エポ
キシ樹脂はビスフエノールAタイプでエポキシ当
量190、粘度120poise)を用いて実験を行つた。
金マイカーA、B、Cに対し、マイカに対するエ
ポキシ樹脂固形分の配合率が表1に示した値とな
るようにエポキシ樹脂エマルジヨンを添加し双腕
式ニーダーで充分に混合した。該混合物をロール
式押出造粒機(デイスクペレツター)に供給し、
該混合物をロールによる加圧下にてデイスクダイ
より押出しカツトすることにより、直径約3mm、
長さ約5mmの円柱状とした後、100℃で3時間乾
燥することにより、ペレツト状マイカ組成物を混
た。いずれの場合にも造粒性は良好であつた。得
られたペレツト状マイカ組成物は、いずれもかさ
比重が0.6g/c.c.以上であり、取扱時粉じんの発
生も認められなかつた。 該ペレツト状マイカとポリプロピレン(メルト
インデツクス:5g/10分)とγ−アミノプロピ
ルトリエトキシシランを、混合物中におけるマイ
カの重量分率が40重量%、γ−アミノプロピルト
リエトキシシランはマイカ重量の0.5重量%とな
るように混合し、該混合物を単軸押出機(40mm
φ、L/D=28)に供給してシリンダー温度230
℃、スクリユー回転数40RPMの条件下で混練し
てマイカ充填ポリプロピレンを得た。ペレツト状
マイカの押出機ホツパーでのかみ込みは良好であ
り偏析も認められなかつた。ペレツト状マイカ/
ポリプロピレンの20Kgの混練では、得られたペレ
ツトにおけるマイカ含有率の変動は40±1重量%
の範囲内で、極めて安定しており、吐出量も約11
Kg/hrと高かつた。得られたマイカ/ポリプロピ
レンペレツトを230℃でプレス成形して0.2mm厚の
シートとして目視判定したところではマイカのポ
リプロピレンへの分散はいずれも良好であつた。 該マイカ充填ポリプロピレンを4オンス容量の
スクリユーインラインタイプの射出成形機に供給
して230℃で射出成形を行い、JIS D−638に規定
されるダンベル型試験片を得た。該試験片の引張
強さは表1に示すように良好であつた。また該試
験片を140℃に保つたギヤオーブン中で熱劣化さ
せ引張強さが50%に低下する時間を測定したとこ
ろ、結果を表1に示すように、いずれの組成物も
良好な値を示した。 比較例 1 造粒化処理を行わない金マイカーAを用いて、
実施例1〜9の場合と同じ方法、条件でポリプロ
ピレンと混練した。金マイカとポリプロピレンペ
レツトの混合時、マイカの著しい飛散がみられ
た。また押出機ホツパー内で混合物の著しい偏析
が認められ、マイカ/ポリプロピレンの20Kgの混
練では、得られたペレツト中におけるマイカ含有
率の変動は39±7重量%で、極めて著しい変動が
認められた。吐出量も8.5Kg/hrであり、実施例
1〜9の場合に比べて極めて低い値を示した。該
ペレツトを射出成形して得られた試験片の比張強
さは、実施例1〜9の場合とほぼ同等であつた
が、耐熱劣化性は極めて劣つていた。結果の詳細
を表1に示す。 比較例 2 実施例1〜9で用いたエポキシ樹脂エマルジヨ
ンを加熱して水分を蒸散させ固体状のエポキシ樹
脂を得た。該エポキシ樹脂を用い、ポリプロピレ
ン(57部)/金マイカA(40部)/エポキシ樹脂
(3部)/γ−アミノプロピルトリエトキシシラ
ン(0.2部)の混合物を得た。該混合物を実施例
1〜9の場合と同じ方法、条件下にて押出機を用
いて混練したが、その際の挙動は比較例1の場合
と同じであり、マイカの飛散ホツパー内でのマイ
カの偏析、ペレツト中におけるマイカ含有率の変
動、吐出量の不足の問題が認められた。該混練物
を射出成形した試験片の性能は表1に示すよう
に、引張強さはほぼ満足しうる性能であつたもの
の、耐熱劣化性は不良であつた。 比較例 3、4 金マイカーD(フレーク径440μm、アスペクト
比70、かさ比重0.35g/c.c.)と実施例1〜9の場
合と同じエポキシ樹脂エマルジヨンを用いて実験
を行つた。金マイカD/エポキシ樹脂エマルジヨ
ン混合物はエポキシ樹脂成分を10重量%配合して
も実施例1〜9において用いた造粒機では、造粒
が不可能であつた(比較例3)。エポキシ樹脂成
分を15重量%とすることにより造粒は可能となつ
たが該造粒物とポリプロピレンより成る組成物は
引張強さが、表1に示すように著しく低かつた。 比較例 5、6 金マイカE(フレーク径5μm、アスペクト比
20、かさ比重0.20g/c.c.)又は金マイカーF(フ
レーク径20μm、アスペクト比7、かさ比重0.28
g/c.c.)と実施例1〜9の場合と同様のエポキシ
樹脂エマルジヨンを用い、実施例1〜9の場合と
同様の実験を行つた。造粒性は、いずれの場合も
良好であつた。該造粒ペレツトと、ポリプロピレ
ンより成る混練物を実施例1〜9の場合と同じ押
出機を用い、同条件下で作製したが、比較例5の
組成物は、ポリプロピレンへのマイカの分散がや
や不良であり、それを反映して、該組成物を射出
成形して得た試験片の引張強さもやや低かつた。
また比較例6の組成物はポリプロピレンへのマイ
カの分散については問題はなかつたが引張強さが
やや不満足であつた。 比較例 7 金マイカーCを用いエポキシ樹脂成分の配合率
を0.3重量%とするほかは、実施例1〜9の場合
と全く同じ実験を行つたが、造粒物は得られなか
つた。 実施例 10 金マイカーCを用い、エポキシ樹脂成分の配合
率を1重量%とするほかは実施例1〜9の場合と
全く同じ実験を行つた。造粒には多少困難が認め
られたが造粒は可能であり、かさ比重がやや低い
(0.65g/c.c.)ペレツト状組成物が得られた。該
ペレツト状組成物をポリプロピレンに混練して性
能を評価したが、表1に結果を示すように、取扱
性、物性は良好であつた。 比較例 8 金マイカBを用い、エポキシ樹脂成分の配合率
を1重量%とするほかは実施例1〜9の場合と全
く同じ実験を行つた。造粒は可能であつたもの
の、造粒物は締りが悪く、粉体状マイカを混在し
ており、かさ比重は低かつた(0.52g/c.c.)。該
ペレツト状組成物を実施例1〜9の場合と同様の
装置、条件でポリプロピレンと混練したが、押出
機ホツパー内で偏析が認められ、得られたペレツ
ト中におけるマイカ含有率の変動は39±5重量%
と大きかつた。また吐出量も9.5Kg/hrで低かつ
た。 比較例 9〜11 金マイカーAとエチレン−酢酸ビニル共重合エ
マルジヨン(比較例9)、ポリ酢酸ビニルエマル
ジヨン(比較例10)、SBRエマルジヨン(比較例
11)を用いて、実施例1〜9の場合と全く同じ実
験を行つた。エマルジヨンは全て固形分濃度が20
重量%となるように調製して使用した。いずれの
場合も造粒性は良好であり、造粒物の取扱性も良
好であつたが、該造粒物を配合したポリプロピレ
ンの性能は結果を表1に示すように、耐熱劣化性
能が実施例1〜9の組成物に比べて劣つてあい
た。 実施例 11〜13 白マイカーA(フレーク径40μm、アスペクト
比35、かさ比重0.23g/c.c.)と実施例1〜9で用
いたエポキシ樹脂エマルジヨン実験を行つた。実
施例11においては実施例1〜9の場合と同様のロ
ール式押出造粒機(デイスクペレツター)を用い
たが、実施例12において高速回転タイプの混合型
造粒機(ピングラニユレーター)を、実施例13に
おいてはムラ式押出造粒機を用いて造粒した。実
施例13においては実施例1〜9の場合と同形状の
ペレツト状組成物が得られたが、実施例12におい
ては、平均粒径1.6mmの顆粒状組成物が得られた。
これらの組成物の取扱性、および性能は、表1に
結果を示すように、いずれも良好であつた。
[Industrial Field of Application] The present invention relates to a granular or pellet composition containing mica as a main component, which is suitably used in the field of composite materials, particularly as a reinforcing filler for resins, and has good handling properties and performance. [Prior Art] Mica powder has already been widely used as a filler for resins due to its excellent mechanical properties, electrical properties, heat resistance, and other features. [Problems to be solved by the invention] However, mica powder has a lower bulk specific gravity than general-purpose resin fillers such as talc, calcium carbon, barium sulfate, and wollastonite, so it is susceptible to scattering during handling. It has been pointed out that there is a problem of environmental pollution associated with this, and a problem of segregation of resin pellets/mica powder in the hopper of the extruder when kneading with resin using an extruder or the like. Mica can be made into mica powder with a high bulk specific gravity by selecting the grinding method, but when such mica powder is kneaded with resin, it has a poor effect on improving the mechanical properties of the resin, and it is difficult to use for resin. It cannot be said that it is suitable as a filler. Also, as with general-purpose fillers such as talc, calcium carbonate, barium sulfate, and wollastonite, mica powder has the problem of accelerating resin deterioration when filled into resin, especially when heated. It had Although it is possible to improve the deterioration of resin in the presence of mica to a level where there is no practical problem by using a stabilizer for the resin, it is necessary to use a large amount of stabilizer, which reduces the cost. Increase and stabilizer bleed were pointed out as problems. The present invention was carried out with the aim of improving the handling properties of mica powder while retaining its original characteristics as a filler for reinforcing resins, and at the same time reducing the deterioration effect of resins. [Means for Solving the Problems] The present inventors have conducted intensive studies on the development of mica that is easy to handle and has little deterioration effect on resin. The present inventors have discovered that a mica composition having a specific shape obtained by treatment with a binder can simultaneously improve the above-mentioned problems, and have completed the present invention. That is, in the present invention, the weight average flake diameter is 10 to
300 μm and a weight average aspect ratio of 10
or more mica powder and 0.5% by weight of the total composition weight
Above, the bulk specific gravity is 0.6g/cc or more, and the particle size is 0.3~
It is a 10 mm granular or pelleted mica composition. The physical property values shown in this specification are values determined by the measurement method defined below. (a) Weight average flake diameter of mica powder (l) Mica powder was wet classified using standard sieves with various openings, and the results were classified using Rosin−
The mesh size of the sieve is plotted on the Rammlar diagram and allows 50% by weight of the mica powder used for measurement to pass through.
This is the value calculated from this value using equation (1). l=√2l 50 (1) (b) Weight average aspect ratio of mica powder (a) From equation (2) using weight average flake thickness d and weight average flake diameter l obtained from equation (1). This is the required value. a=l/d (2) In addition, the weight average flake thickness d in equation (2)
is a water surface single particle film method [CECapes and RC
Coleman, Ind.Eng.Chem.Foundam, 12 ,
124, (1973)], it is calculated from equation (3) using the occupied area S of the flakes on the water surface. d=W/ρ(1-ε)S (3) Here, W is the weight of mica used for measurement, S is the area occupied by the mica single particle film on the water surface, ρ is the specific gravity of mica, (1-ε ) is the occupancy rate when mica is in a close-packed state on the water surface, and ρ
2.86 g/cc is used as the value of and 0.9 is used as the value of (1-ε) in the calculation. (c) Bulk specific gravity of mica powder According to JIS K 5101, mica powder falling from a funnel was placed in a receiver with a diameter of 50 mm and a capacity of 100 c.c. using a powder tester PT-D manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd. This is the value calculated from the weight of the container. (d) Bulk specific gravity of mica composition This value is calculated from the volume and weight of a pellet or granular mica composition placed in a 100 c.c. measuring cylinder. The mica used in the present invention can be widely selected from muscovite, phlogopite, biotite, synthetic fluorophlogopite, etc., and is not particularly limited, but muscovite (white mica) ), phlogopite (gold mica) are most preferably used. The mica powder needs to have a specific weight-average flake diameter and weight-average aspect ratio, and it is preferable that the weight-average flake diameter, weight-average aspect ratio, and bulk specific gravity each have values in specific ranges. That is, the weight average flake diameter of the mica powder needs to be 10 to 300 μm, preferably 10 to 200 μm, and more preferably 10 to 100 μm. Flake diameter is 10μm
As mentioned above, granular or pelleted mica compositions (hereinafter simply referred to as granulated compositions) using mica powder of 300 μm or less have a particularly good effect on improving mechanical properties when kneaded with resin. Further, a granulated composition using mica powder having a flake diameter of 10 μm or more has particularly good dispersion when the composition is kneaded with a resin. On the other hand, mica powder having a flake diameter of more than 300 μm is undesirable because it requires an extremely large amount of binder during granulation. In addition, the weight average aspect ratio of mica powder is
It is necessary that it is 10 or more, and more preferably 20 or more. Granulation or pelletization (hereinafter simply referred to as granulation) is easier when the aspect ratio of the mica powder used is lower, but granulation obtained using mica powder with an aspect ratio of 10 or more is easier. When the composition is filled into a resin, the effect of improving the mechanical properties of the resin is particularly good. The bulk specific gravity of mica powder having the above weight average flake diameter and weight average aspect ratio is usually 0.4.
g/cc or less, preferably 0.15 to 0.35 g/cc
cc, more preferably 0.15 to 0.30. When mica powder having a bulk specific gravity exceeding 0.4 g/cc is used, the granulation operation is easy, but the resulting composition tends to be insufficient in improving the mechanical properties of the resin. There is no particular restriction on the lower limit of the bulk specific gravity, but the bulk specific gravity is 0.15g/
It is extremely difficult to produce mica powder of less than cc. In the composition of the present invention, there are no restrictions on the use of mica powder that has been previously treated with a surface treatment agent such as a silane coupling agent or a titanate coupling agent. The epoxy resin, which is the organic binder component used in the present invention, is
Desirably, it is necessary to have fluidity at room temperature, and the viscosity at that time is preferably 1 poise or less. That is, epoxy resins that are liquid at room temperature can be used as they are as the binder component of the present invention, but epoxy resins that are solid can be used after being heated to an appropriate temperature, or used as a solution using an appropriate solvent. or use as an emulsion. Furthermore, for a binder to be used as a solution or emulsion, it is necessary that the epoxy resin as a binder component has substantial fluidity at the temperature at which the granulated composition and resin are kneaded with the solvent or medium removed. It is. The epoxy resin as an organic binder component is not particularly limited as long as it satisfies the above requirements, and epoxy resins, modified products thereof, or blends thereof are used. When the epoxy resin is filled with a granulated composition, it extremely effectively contributes to preventing thermal deterioration of the resin. The content of the epoxy resin as a binder component in the granulated composition is 0.5 to 10% by weight, preferably 0.5 to 5% by weight, and more preferably 0.5 to 3% by weight. Although it is desirable for the binder component to be large in terms of ease of granulation operation and compressive strength of the granulated composition, the mechanical properties of the resin blended with the granulated composition Since it decreases as the binder component increases, the upper limit of the content of the epoxy resin as a binder component in the granulated composition is 10% by weight or less, preferably 5% by weight or less, and more preferably 3% by weight or less. In order to obtain a granulated composition using such a small amount of binder, it is necessary to use mica powder having a specific shape as described above. On the other hand, the lower limit of the content of the binder component is determined as the lowest content at which the mica powder can be substantially granulated and the granulated composition maintains an appropriate compressive strength. When considering heat deterioration resistance when using an epoxy resin as a binder component, it is preferably used in an amount of 0.5% by weight or more, particularly 1% by weight or more. There are no particular restrictions on the method for producing the granulated composition of the present invention, but in general, mica powder and a binder component are sufficiently mixed in a temperature range where the binder component has fluidity, and then mixed under appropriate pressure. Manufactured by agglomerating mica powder in
So-called tumbling flow method, extrusion granulation method, compression granulation method,
A fluidized bed granulation method, a mixed granulation method, etc. can be used. Of these granulation methods, the internal extrusion granulation method or the compression granulation method is a particularly preferred process in that a granulated composition with a high bulk specific gravity can be easily obtained by adding a small amount of a binder component. The bulk specific gravity of the granulated composition in the present invention is
It is necessary that it is 0.6 g/cc or more. A granulated composition with a bulk specific gravity of less than 0.6 g/cc can reduce scattering during handling, but cannot solve the problem of resin pellet/mica segregation in the extruder hopper. The particle size of the granulated composition in the present invention is 0.3 to 10
mm, preferably 0.5 to 5 mm. A granulated composition with a particle size of less than 0.3 mm has a problem with dispersion during handling, while a granulated composition with a particle size of more than 10 mm has a problem with handling when kneaded with a resin. The granulated composition of the present invention has mica powder and an epoxy resin as a binder component as essential components, but there is no problem in containing other components. In other words, other fillers such as talc, calcium carbonate, wollastonite, barium sulfate, clay, silica, etc. can be used together within the range that does not impair the performance of mica, and deterioration inhibitors, stabilizers, lubricants, electrostatic agents, etc. Inhibitors, flame retardants, blowing agents, crosslinking agents, pigments, etc. can also be added. The granulated composition of the present invention is used by being filled into thermoplastic resins and thermosetting resins due to its excellent handling properties and the property that it does not have an adverse effect on thermal deterioration of the resin. There are no particular restrictions on the method of filling the resin with the granulated composition, and methods using a single-screw or twin-screw extruder, kneader, calender roll, etc. can provide good handling of the granulated composition. , easily filled. In particular, conventionally, when kneading mica powder and resin using an extruder, segregation of mica powder/resin pellets in the hopper, fluctuations in the mica content of the manufactured compound based on this, and low There have been problems such as poor feeding from the hopper to the extruder due to bulk specific gravity, but all of these problems can be solved by using the granulated composition of the present invention. [Examples] Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but these Examples are not intended to limit the present invention in any way. In addition, the flake diameter and aspect ratio of mica powder in Examples indicate the weight average flake diameter and weight average aspect ratio, respectively. Examples 1 to 9 Gold mica A (flake diameter 40 μm, eye aspect ratio 30, bulk specific gravity 0.25 g/cc), gold mica B (flake diameter 280 μm, aspect ratio 70, bulk specific gravity 0.35
g/cc), gold mica C (flake diameter 15μm, aspect ratio 20, bulk specific gravity 0.21g/cc) and epoxy resin emulsion (solids concentration 20wt%, epoxy resin is bisphenol A type, epoxy equivalent 190, viscosity 120poise) ) was used to conduct experiments.
Epoxy resin emulsion was added to gold mica A, B, and C so that the blending ratio of epoxy resin solid content to mica was as shown in Table 1, and the mixture was thoroughly mixed using a double-arm kneader. The mixture is fed to a roll extrusion granulator (disk pelleter),
By extruding and cutting the mixture through a disk die under pressure with a roll, the mixture was cut into pieces with a diameter of about 3 mm.
After shaping into a cylinder with a length of about 5 mm, the pelletized mica composition was mixed by drying at 100° C. for 3 hours. In all cases, granulation properties were good. The pellet-like mica compositions obtained all had a bulk specific gravity of 0.6 g/cc or more, and no dust was observed to be generated during handling. The mica pellets, polypropylene (melt index: 5 g/10 min), and γ-aminopropyltriethoxysilane were mixed in such a manner that the weight fraction of mica in the mixture was 40% by weight, and the weight fraction of γ-aminopropyltriethoxysilane was 40% by weight of the mica. Mix to give a concentration of 0.5% by weight, and transfer the mixture to a single screw extruder (40mm
φ, L/D=28) and cylinder temperature 230
C. and a screw rotation speed of 40 RPM to obtain mica-filled polypropylene. The mica pellets were well absorbed into the hopper of the extruder, and no segregation was observed. Pelleted mica/
When kneading 20 kg of polypropylene, the variation in mica content in the resulting pellets is 40 ± 1% by weight.
It is extremely stable within the range of , and the discharge amount is approximately 11
It was expensive at Kg/hr. The obtained mica/polypropylene pellets were press-molded at 230° C. to form a 0.2 mm thick sheet, and as visually judged, the dispersion of mica into polypropylene was good in all cases. The mica-filled polypropylene was supplied to a screw-in-line injection molding machine with a capacity of 4 ounces, and injection molding was performed at 230°C to obtain a dumbbell-shaped test piece specified in JIS D-638. The tensile strength of the test piece was good as shown in Table 1. In addition, when the test pieces were thermally degraded in a gear oven kept at 140°C and the time required for the tensile strength to decrease to 50% was measured, as shown in Table 1, all compositions showed good values. Indicated. Comparative Example 1 Using gold mica A that is not subjected to granulation treatment,
It was kneaded with polypropylene in the same manner and under the same conditions as in Examples 1 to 9. When gold mica and polypropylene pellets were mixed, significant scattering of mica was observed. Also, significant segregation of the mixture was observed in the extruder hopper, and when 20 kg of mica/polypropylene was kneaded, the mica content in the resulting pellets varied by 39±7% by weight, which was an extremely significant variation. The discharge amount was also 8.5 Kg/hr, which was an extremely low value compared to Examples 1 to 9. The specific tensile strength of the test pieces obtained by injection molding the pellets was almost the same as that of Examples 1 to 9, but the heat deterioration resistance was extremely poor. Details of the results are shown in Table 1. Comparative Example 2 The epoxy resin emulsion used in Examples 1 to 9 was heated to evaporate water to obtain a solid epoxy resin. Using the epoxy resin, a mixture of polypropylene (57 parts)/gold mica A (40 parts)/epoxy resin (3 parts)/γ-aminopropyltriethoxysilane (0.2 parts) was obtained. The mixture was kneaded using an extruder in the same manner and under the same conditions as in Examples 1 to 9, but the behavior at that time was the same as in Comparative Example 1. Problems such as segregation of mica, fluctuation of mica content in pellets, and insufficient discharge amount were observed. As shown in Table 1, the performance of the test piece injection molded from the kneaded product was almost satisfactory in tensile strength, but poor in heat deterioration resistance. Comparative Examples 3 and 4 Experiments were conducted using Gold Mica D (flake diameter 440 μm, aspect ratio 70, bulk specific gravity 0.35 g/cc) and the same epoxy resin emulsion as in Examples 1 to 9. The gold mica D/epoxy resin emulsion mixture could not be granulated using the granulator used in Examples 1 to 9 even when 10% by weight of the epoxy resin component was blended (Comparative Example 3). Although granulation became possible by setting the epoxy resin component to 15% by weight, the composition consisting of the granules and polypropylene had extremely low tensile strength as shown in Table 1. Comparative examples 5 and 6 Gold mica E (flake diameter 5μm, aspect ratio
20, bulk specific gravity 0.20 g/cc) or gold mica F (flake diameter 20 μm, aspect ratio 7, bulk specific gravity 0.28
The same experiments as in Examples 1 to 9 were conducted using the same epoxy resin emulsions as in Examples 1 to 9. Granulation properties were good in all cases. A kneaded product consisting of the granulated pellets and polypropylene was produced using the same extruder and under the same conditions as in Examples 1 to 9, but in the composition of Comparative Example 5, the mica was slightly dispersed in the polypropylene. Reflecting this, the tensile strength of the test piece obtained by injection molding the composition was also somewhat low.
Further, the composition of Comparative Example 6 had no problem with dispersion of mica into polypropylene, but its tensile strength was somewhat unsatisfactory. Comparative Example 7 The same experiment as in Examples 1 to 9 was conducted except that Gold Mica C was used and the epoxy resin component was mixed at 0.3% by weight, but no granules were obtained. Example 10 The same experiment as in Examples 1 to 9 was conducted except that gold mica C was used and the epoxy resin component was mixed at 1% by weight. Although some difficulty was observed in granulation, granulation was possible, and a pellet-like composition with a rather low bulk specific gravity (0.65 g/cc) was obtained. The pellet composition was kneaded into polypropylene and its performance was evaluated, and as shown in Table 1, the handleability and physical properties were good. Comparative Example 8 The same experiment as in Examples 1 to 9 was conducted except that gold mica B was used and the blending ratio of the epoxy resin component was 1% by weight. Although granulation was possible, the granules were poorly compacted, contained powdered mica, and had a low bulk specific gravity (0.52 g/cc). The pellet composition was kneaded with polypropylene using the same equipment and conditions as in Examples 1 to 9, but segregation was observed in the extruder hopper, and the mica content in the resulting pellets varied by 39±. 5% by weight
It was big. The discharge amount was also low at 9.5Kg/hr. Comparative Examples 9 to 11 Gold Mica A and ethylene-vinyl acetate copolymer emulsion (Comparative Example 9), polyvinyl acetate emulsion (Comparative Example 10), SBR emulsion (Comparative Example
11), exactly the same experiment as in Examples 1 to 9 was conducted. All emulsions have a solids concentration of 20
It was prepared and used so as to be % by weight. In all cases, the granulation properties were good and the granules were easy to handle, but the performance of polypropylene blended with the granules was poor in terms of heat deterioration resistance, as shown in Table 1. It was inferior to the compositions of Examples 1 to 9. Examples 11-13 Experiments were conducted with white mica A (flake diameter 40 μm, aspect ratio 35, bulk specific gravity 0.23 g/cc) and the epoxy resin emulsion used in Examples 1-9. In Example 11, a roll-type extrusion granulator (disc pelletizer) similar to those in Examples 1 to 9 was used, but in Example 12, a high-speed rotation type mixing type granulator (pin granulator) was used. In Example 13, granulation was performed using a nonuniform extrusion granulator. In Example 13, a pellet-like composition having the same shape as in Examples 1 to 9 was obtained, whereas in Example 12, a granular composition with an average particle size of 1.6 mm was obtained.
The handleability and performance of these compositions were both good, as shown in Table 1.

【表】【table】

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明に従えば、樹脂補強用フイラーとしての
マイカ粉体の本来の特長を保持したまま、その取
扱性が著しく改良されたペレツト状又は顆粒状マ
イカ組成物が提供される。そして該マイカ組成物
は従来のマイカ粉体に比し樹脂に配合した場合、
樹脂の劣化作用が低減されるという特長を有す
る。
According to the present invention, a pellet-like or granular mica composition is provided, which retains the original characteristics of mica powder as a resin-reinforcing filler and has significantly improved handling properties. And when the mica composition is blended with a resin, compared to conventional mica powder,
It has the feature that the deterioration effect of the resin is reduced.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 重量平均フレーク径が10〜300μmであり、
且つ重量平均アスペクト比が10以上のマイカ粉体
と、全組成物重量の0.5重量%以上 10重量%以
下のエポキシ樹脂を必須成分とする、かさ比重
0.6g/c.c.以上でありかつ粒径0.3〜10mmの顆粒状
又はペレツト状マイカ組成物。
1 The weight average flake diameter is 10 to 300 μm,
and mica powder with a weight average aspect ratio of 10 or more and 0.5% by weight or more of the total composition weight Bulk specific gravity with 10% by weight or less of epoxy resin as an essential component
A granular or pelleted mica composition having a content of 0.6 g/cc or more and a particle size of 0.3 to 10 mm.
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JPS5465731A (en) * 1977-10-15 1979-05-26 Ciba Geigy Ag Method of making substalntially dry* loww dusting and freely flowable particulate pigment composition

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