JPH06122771A - 強化熱可塑性樹脂組成物の製造法 - Google Patents

強化熱可塑性樹脂組成物の製造法

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JPH06122771A
JPH06122771A JP4274179A JP27417992A JPH06122771A JP H06122771 A JPH06122771 A JP H06122771A JP 4274179 A JP4274179 A JP 4274179A JP 27417992 A JP27417992 A JP 27417992A JP H06122771 A JPH06122771 A JP H06122771A
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JP
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thermoplastic resin
viscosity
average
resin composition
shear rate
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JP4274179A
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Inventor
Yoshihiro Kurasawa
義博 倉沢
Koji Nishida
耕治 西田
Suetsugi Kakiichi
末次 柿市
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Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
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Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 ポリフェニレンエーテルを含有する熱可塑性
樹脂100重量部とガラス繊維10〜150重量部とを
含む強化熱可塑性樹脂組成物を製造するに当り、該熱可
塑性樹脂及び平均線維長Lと平均線維径Dの比である平
均L/Dが100以上のガラス繊維を、せん断速度50
〜300s-1、該せん断速度における樹脂組成物の粘度
が102 〜104 Pa・s及びせん断速度と粘度の積で表さ
れるせん断応力が104 〜106 Paの条件で混練し、組
成物中のガラス繊維の平均L/Dを15〜35とする強
化熱可塑性樹脂組成物の製造法。 【効果】 機械的強度と成形品の反りのバランスが優れ
た樹脂組成物が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、機械的強度と成形品の
反りのバランスのとれた強化熱可塑性樹脂組成物の製造
法に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリフェニレンエーテル(以下「PP
E」という)を含む熱可塑性樹脂は、耐熱性、寸法安定
性、難燃性等が優れた樹脂組成物であり幅広く使われて
いるが、その耐熱性、機械的強度を更に向上させるため
に、ガラス繊維を配合することが多く行われている。し
かしながら、PPEにガラス繊維を配合した場合には、
溶融粘度が高いため、混練時にガラス繊維が破損して、
補強効果が小さいといった問題点があった。これを改良
するために樹脂の粘度を下げると、ガラス繊維の破損は
抑えられるものの、収縮や線膨張の異方性から成形品に
反りが生ずるという大きな欠点があった。また、成形品
の反りを抑える方法として、例えばタルク、マイカ、ワ
ラストナイト等の無機充填剤を併用する方法や、繊維長
の非常に短いミルドファイバーを用いる方法などがある
ことは知られている。しかしながら、このような場合に
も反りの改善は十分とはいえないばかりか、繊維強化樹
脂が持つ、機械的強度や耐熱性を損なう傾向があった。
このため、自動車の外装、外板部品といった大型部品
や、歯車等の精密部品に用いるために、機械的強度が優
れ、かつ成形品反りの改善された繊維強化樹脂組成物が
望まれていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を解決し、機械的強度と成形品反りのバランスのとれた
強化熱可塑性樹脂組成物の製造法を提供することを目的
とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記問題点
について鋭意検討を重ねた結果、樹脂とガラス繊維とを
特定条件下で混練し、樹脂組成物中のガラス繊維の平均
繊維長Lと平均繊維径Dの比である平均L/Dをコント
ロールすることにより、上記の問題点が解決されること
を見出し、本発明に到達した。
【0005】すなわち本発明は、PPEを含有する熱可
塑性樹脂100重量部とガラス繊維10〜150重量部
とを含む強化熱可塑性樹脂組成物を製造するに当り、該
熱可塑性樹脂及び平均繊維長Lと平均繊維径Dの比であ
る平均L/Dが100以上のガラス繊維を、せん断速度
50〜300s-1、該せん断速度における樹脂組成物の
粘度が102 〜104 Pa・s及びせん断速度と粘度の積で
表されるせん断応力が104 〜106 Paの条件で混練
し、組成物中のガラス繊維の平均L/Dを15〜35と
することを特徴とする強化熱可塑性樹脂組成物の製造法
である。
【0006】〈構成成分〉本発明において用いるPPE
は、一般式(I)
【0007】
【化1】
【0008】(式中、R1 は各々ハロゲン原子、第一級
若しくは第二級アルキル基、アリール基、ハロアルキル
基、アミノアルキル基、炭化水素オキシ基又はハロ炭化
水素オキシ基を表し、R2 は各々水素原子、ハロゲン原
子、第一級若しくは第二級アルキル基、アリール基、ハ
ロアルキル基、炭化水素オキシ基又はハロ炭化水素オキ
シ基を表し、nは10以上の整数を表す)で示される構
造を有する単独重合体又は共重合体である。R1 及びR
2 の第一級アルキル基の好適な例は、メチル、エチル、
n−プロピル、n−ブチル、n−アミル、イソアミル、
2−メチルブチル、n−ヘキシル、2,3−ジメチルブ
チル、2−、3−若しくは4−メチルペンチル又はヘプ
チルである。第二級アルキル基の好適な例は、イソプロ
ピル、sec −ブチル又は1−エチルプロピルである。多
くの場合、R1 はアルキル基又はフェニル基、特に炭素
数1〜4のアルキル基であり、R2 は水素原子である。
【0009】好適なPPEの単独重合体としては、例え
ば2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル単位
からなるものである。好適な共重合体としては、上記単
位と2,3,6−トリメチル−1,4−フェニレンエー
テル単位との組合せからなるランダム共重合体である。
多くの好適な単独重合体又はランダム共重合体が、特
許、文献に記載されている。例えば、分子量、溶融粘度
及び/又は耐衝撃強度等の特性を改良する分子構成部分
を含むPPEも、また好適である。ここで使用するPP
Eは、クロロホルム中で測定した30℃の固有粘度が
0.2〜0.8dl/gであるものが好ましい。更に好まし
くは固有粘度が0.2〜0.7dl/gのものであり、とり
わけ好ましくは、固有粘度が0.25〜0.6dl/gのも
のである。固有粘度が0.2dl/g未満では組成物の耐衝
撃性が不足し、0.8dl/g超過では組成物の成形性と成
形品外観に難が生じる。
【0010】次に本発明でPPEとともに用いる熱可塑
性樹脂は、加熱溶融できるものなら何でも良く、結晶
性、非晶性を問わず、特に限定されるものではない。一
例を挙げれば、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフ
ィン、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニ
レンスルフィド、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブ
タジエン−スチレン共重合体等である。これらの樹脂は
単独で用いても2種類以上の樹脂を併用してもよく、ま
た、PPEとの相溶性を改良する意味から、相溶化剤を
加えてもよい。
【0011】次に本発明で用いるガラス繊維は、市販の
Aガラス、Cガラス、Sガラス、Tガラス、Eガラス、
シリカガラス等を用いることができるが、Eガラスが特
に好ましい。形状としてはチョップトストランドやロー
ビングが用いられ、その平均L/Dは100以上であ
る。チョップトストランドを用いる場合には、その繊維
長はハンドリングの点から1〜10mmであることが好ま
しい。また、平均繊維径は1〜20μm であることが好
ましく、特に好ましくは3〜15μm である。平均繊維
径が20μm を超えると成形品外観が不満足であり、1
μm 未満のものは製造が困難である。
【0012】また、本発明で用いるガラス繊維は、用い
る熱可塑性樹脂に適した表面処理剤で処理してあること
が好ましく、好ましい表面処理剤としては、例えばアミ
ノシラン、エポキシシラン等が挙げられる。これらガラ
ス繊維の配合量は、熱可塑性樹脂100重量部に対して
10〜150重量部、好ましくは30〜120重量部で
ある。10重量部未満では補強効果が小さく、150重
量部を超過すると成形性が不満足である。
【0013】〈組成物の製造法〉本発明において、熱可
塑性樹脂及びガラス繊維混練のせん断速度は50〜30
0s-1であり、好ましくは60〜270s-1、より好ま
しくは90〜240s-1である。せん断速度が50s-1
未満ではガラス繊維の分散が不十分であり、300s-1
を超えるとガラス繊維が破損しすぎて補強効果が不十分
となる。本発明において、組成物混練時のせん断速度及
び混練温度における樹脂の粘度は102 〜104 Pa・sで
あり、好ましくは2×102 〜8×103 Pa・s、より好
ましくは5×102 〜5×103 Pa・sである。粘度が1
2 Pa・s未満では繊維長が長く反りが不満足であり、1
4 Pa・sを超えるとガラス繊維が破損しすぎて補強効果
が不十分となる。
【0014】本発明において、組成物混練時のせん断速
度と粘度の積で表されるせん断応力は104 〜106 Pa
であり、好ましくは5×104 〜7×105 Pa、より好
ましくは8×104 〜5×105 Paである。せん断応力
が104 Pa未満ではガラス繊維の分散が不十分であり、
106 Paを超えるとガラス繊維が破損しすぎて補強効果
が不十分となる。
【0015】組成物中のガラス繊維の平均L/Dは15
〜35であり、特に好ましくは17〜33、とりわけ好
ましくは20〜30である。平均L/Dが35を超える
と成形品の反りが顕著であり、15未満では補強効果が
小さい。
【0016】本発明の組成物を得るための混練機として
は、熱可塑性樹脂について一般に実用されている周知の
溶融混練機が適用できる。例えば、一軸押出機、二軸押
出機等の押出機を用い、加熱溶融状態で混練して得るこ
とができる。例えば、熱可塑性樹脂ペレット又はパウ
ダーとガラス繊維を所定の比率で混合し、これを押出機
のホッパーから供給して、溶融混練を行う方法、押出
機の押出方向に材料供給口を2以上設け、樹脂を溶融し
た後、下流の供給口からガラス繊維を供給する方法等が
ある。
【0017】〈付加的成分及び成形法〉本発明の熱可塑
性樹脂組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で必要
に応じて、耐衝撃性改良剤、酸化防止剤、耐候性改良
剤、造核剤、スリップ剤、難燃剤、各種着色剤、帯電防
止剤、離型剤等の補助成分を添加することもできる。ま
た、炭素繊維、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、ウィ
スカー等の無機充填剤も配合することができる。
【0018】本発明の樹脂組成物の成型加工法は、特に
限定されるものではなく、熱可塑性樹脂一般に適用され
る成型法、すなわち押出成形、中空成形、射出成形、シ
ート成形、熱成形、回転成形、積層成形等の各成形法に
より容易に成形することができるが、中でも射出成形法
が最も好ましい。また、上記成形法によって得られた成
形品中のガラス繊維の平均L/Dは12〜32であるこ
とが好ましい。
【0019】
【実施例】以下、本発明を実施例によって説明するが、
本発明はこれによりその範囲を限定されるものではな
い。なお、以下の記載において「部」とあるのはすべて
「重量部」を意味する。
【0020】実施例1〜3及び比較例1〜5 使用した成分は以下のとおりである。 ポリフェニレンエーテル:日本ポリエーテル社製 H4
0(商品名)、固有粘度0.4dl/g(30℃のクロロホ
ルム中で測定) ポリアミド: a)鐘紡社製 MC112L(商品名)、相対粘度2.
7(25℃の98%硫酸中で測定) b)鐘紡社製 MC100L(商品名)、相対粘度2.
1(25℃の98%硫酸中で測定)
【0021】ポリエステル:鐘紡社製 PBT128
(商品名)、相対粘度2.8(20℃のフェノール/
1,1,2,2,−テトラクロルエタン:60/40混
合溶液中で測定) ポリスチレン:三菱化成社製 HF77(商品名)、メ
ルトフローレート7.5g/10分(200℃、5kg荷重) ガラス繊維: c)直径10μm 、繊維長3mm L/D=300 d)直径10μm 、平均繊維長0.1mm 平均L/D=10
【0022】表1に示す各成分を同表に示す割合で、窒
素雰囲気下、ヘンシェルミキサーにて充分混合した後、
同方向回転二軸押出機(日本製鋼所社製 口径44mm、
L/D=30)を用いて、所定のシリンダー温度にて溶
融混練しつつ、ガラス繊維を押出機バレルの途中からフ
ィードし、混合した後、ダイスから押出し、冷却後ペレ
ット化して強化熱可塑性樹脂組成物を得た。
【0023】
【表1】
【0024】この組成物を110℃で8時間乾燥した
後、シリンダー温度260〜280℃に設定した日本製
鋼所社製射出成形機(型締力100T)を用いて射出成
形し、物性測定用試験片を作成し、下記の方法により評
価試験を行った。結果を表1に示す。
【0025】1)曲げ弾性率及び曲げ強度 JIS K 7203に準拠して測定した。 2)反り量 図1に示す成形品を成形し、成形品をフラットな台上に
置き、台からの最大変位を反り量として測定した。な
お、反り量測定用の成形品は、シリンダー温度260〜
280℃に設定した住友重機械工業社製射出成形機(型
締力350T)を用いて射出成形を行った。 3)平均L/D 組成物又は成形品を燃焼し繊維を残し、繊維の顕微鏡写
真を撮影し、数平均繊維長を測定し、数平均L/Dを求
めた。 4)樹脂粘度 東洋精機製作所社製キャピログラフ1−Bを用いて混練
温度、せん断速度における粘度を測定した。
【0026】
【発明の効果】以上の説明及び実施例で明らかなよう
に、本発明の強化熱可塑性樹脂組成物を用いた成形品
は、機械的強度と反りのバランスが優れている。本発明
の組成物は、自動車の外装、外板部品、電気部品、一般
機器等の外装部品、構造部品、機械部品等に用いられ
る。その具体的な使用例を示せば、自動車のスポイラ
ー、ルーバー、ランプハウジング、アウトドアーハンド
ル、ドアミラーホルダー等の外装部品、オーディオ、ビ
デオテープレコーダー、ステレオ等の構造部品として、
また、ギヤ、カム、レバー等の機構部品として有用であ
る。また、コネクター、スイッチ、リレー等の電気・電
子部品、その他カメラ、ラジオ、ファクシミリ、コンピ
ューター等の各種OA機器にも有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例で使用した、反り量測定用成形品の斜視
図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリフェニレンエーテルを含有する熱可
    塑性樹脂100重量部とガラス繊維10〜150重量部
    とを含む強化熱可塑性樹脂組成物を製造するに当り、該
    熱可塑性樹脂及び平均繊維長Lと平均繊維径Dの比であ
    る平均L/Dが100以上のガラス繊維を、せん断速度
    50〜300s-1、該せん断速度における樹脂組成物の
    粘度が102 〜104 Pa・s及びせん断速度と粘度の積で
    表されるせん断応力が104 〜106 Paの条件で混練
    し、組成物中のガラス繊維の平均L/Dを15〜35と
    することを特徴とする強化熱可塑性樹脂組成物の製造
    法。
JP4274179A 1992-10-13 1992-10-13 強化熱可塑性樹脂組成物の製造法 Pending JPH06122771A (ja)

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