JPH06212064A - 炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents

炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物

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JPH06212064A
JPH06212064A JP500893A JP500893A JPH06212064A JP H06212064 A JPH06212064 A JP H06212064A JP 500893 A JP500893 A JP 500893A JP 500893 A JP500893 A JP 500893A JP H06212064 A JPH06212064 A JP H06212064A
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thermoplastic polyester
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JP500893A
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Seiji Inoue
清治 井上
Tomohiko Yoshida
友彦 吉田
Hiroshi Mori
弘 森
Hideyuki Shigemitsu
英之 重光
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ポリエステル樹脂のウエルド強度を含めた耐衝
撃性と剛性を改良した炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物
を提供する。 【構成】(A)熱可塑性ポリエステル樹脂 15
〜85重量部 (B)ABS樹脂 10〜60重量部 (C)シアン化ビニル単量体(I) 15〜40重量% 芳香族ビニル単量体(II) 60〜84.9重量% エポキシ基含有ビニル単量体(III) 0.1〜1.5重量% を重合して得られる重合体 3〜75重量部、および (D)熱可塑性ポリエステル系エラストマー 2〜30重量部 からなる樹脂成分100重量部に対して、 (E)炭素繊維5〜150重量部 を配合してなる衝撃強度とウエルド強度の優れた炭素繊
維強化熱可塑性樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は衝撃強度及びウエルド強
度の優れた炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】ポリエステル樹脂は、耐薬品性や流動加
工性に優れているため、電気電子部品やOA部品の薄肉
パソコン等のハウジングに使用されている。しかし、耐
衝撃性、とりわけハッチ付きの衝撃強さが低いため、用
途がかなり制限されている。そこでポリエステル樹脂に
ABS樹脂をブレンドする方法(特公昭51−2526
1号公報)、ポリエステル樹脂とブレンドするABS樹
脂、AS樹脂に官能基を導入し物性の改良をはかる方法
(特開昭54−23656号公報、特開平1−1632
49号公報)が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方法で
得られる樹脂組成物は耐衝撃性の改良効果が不十分であ
るため、肉厚1mmの薄肉パソコン用のハウジングを成
形した場合、衝撃強度が低く、且つウエルド部での割れ
が発生する。また薄肉成形品にするため、剛性感がなく
実用に耐えられないのが現状である。本発明は、かかる
従来の問題点を解消し、ポリエステル樹脂のウエルド強
度を含めた耐衝撃性と剛性を改良した炭素繊維強化熱可
塑性樹脂組成物を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
したところ、特定の共重合体、熱可塑性ポリエステル系
エラストラー及び炭素繊維を配合することにより、上記
課題を解決し得ることを見い出し、本発明を完成した。
【0005】即ち、本発明は (A)熱可塑性ポリエステル樹脂 15〜85重量部 (B)ABS樹脂 10〜60重量部 (C)シアン化ビニル単量体(I) 15〜40重量% 芳香族ビニル単量体(II) 60〜84.9重量% エポキシ基含有ビニル単量体(III) 0.1〜1.5重量% を重合して得られる重合体3〜75重量部および (D)熱可塑性ポリエステル系エラストマー 2〜30重量部 からなる樹脂成分100重量部に対して、 (E)炭素繊維 5〜150重量部 を配合してなる衝撃強度とウエルド強度の優れた炭素繊
維強化熱可塑性樹脂組成物である。
【0006】本発明における熱可塑性ポリエステル樹脂
(A)は、主として炭素数8〜22個の芳香族ジカルボ
ン酸と炭素数2〜22個のアルキレングリコールあるい
はシクロアルキレングリコールからなるものを50重量
%以上含むものであり、所望により劣位量の脂肪族ジカ
ルボン酸、例えばアジピン酸やセバチン酸などを構成単
位として含んでいてもよく、またポリエチレングリコー
ル、ポリテトラメチレングリコール等のポリアルキレン
グリコールを構成単位として含んでもよい。特に好まし
い熱可塑性ポリエステル樹脂(A)としてはポリエチレ
ンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート
等が挙げられる。これらの熱可塑性ポリエステル樹脂は
単独であるいは2種以上を混合して用いられる。熱可塑
性ポリエステル樹脂(A)の使用量は(A)、(B)、
(C)及び(D)成分の合計量100重量部のうち15
〜85重量部である。
【0007】次に、本発明におけるABS樹脂(B)は
ブタジエン単位から構成されるゴム質重合体に、シアン
化ビニル単量体、芳香族ビニル単量体をグラフト重合し
て得られるものである。ゴム質重合体としては、ポリブ
タジエン単位を50%以上含有し劣位量のスチレン単
位、アクリロニトリル単位等を含む共重合体、例えばス
チレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタ
ジエン共重合体等がある。
【0008】グラフト重合体中のゴム質重合体の含有量
は40〜80重量%であることが好ましい。40重量%
未満の場合、次に述べるグラフト重合していない樹脂成
分の含有量が増加傾向にあり、また80重量%を超える
場合にはABS樹脂を粉体として得ることが困難とな
る。またゴム質重合体にグラフト重合していない樹脂成
分の含有量が全樹脂組成物[(A)、(B)、(C)及
び(D)の合計量100重量部]中7重量%以下にする
ことが特に好ましい。7重量%を超える場合にはポリエ
ステル樹脂との相溶性に劣るアクリロニトリル−スチレ
ン共重合体(AS樹脂)が増加する傾向にある。
【0009】グラフト重合に用いられるシアン化ビニル
単量体としてはアクリロニトリル、メタクリロニトリ
ル、エタクリロニトリル、フマロニトリルなどが挙げら
れ、これらは単独でまたは併用して使用することができ
る。グラフト単量体中のシアン化ビニル単量体の割合は
好ましくは15〜40重量%である。15重量%未満で
は得られる樹脂組成物の耐衝撃性や耐薬品性に劣る傾向
となり、また40重量%を超える場合は得られる樹脂組
成物を形成する際の着色が大きくなる。
【0010】また、グラフト重合に用いる芳香族ビニル
単量体としてはスチレン、α−メチルスチレン、o−メ
チルスチレン、1,3−ジメチルスチレン、p−メチル
スチレン、t−ブチルスチレン、ハロゲン化スチレン、
p−エチルスチレン等が挙げられ、これらは単独または
2種以上を併用することができる。芳香族ビニル単量体
のグラフト単量体に占める割合は好ましくは25〜85
重量%であり、これらの範囲をはずれる場合は耐衝撃
性、成形性の少なくとも1つが劣る。
【0011】また、グラフト重合時には劣位量の共重合
可能な他のビニル単量体を共重合できる。共重合可能な
他のビニル単量体としてはメタクリル酸メチル、メタク
リル酸エチル等のメタクリル酸エステルやN−フェニル
マレイミドのようなマレイミド単量体が挙げられるが、
特にこれらに限定されるものではない。これらの共重合
可能な他のビニル単量体はグラフト単量体中35重量%
までの範囲で必要に応じて使用される。
【0012】ABS樹脂(B)の使用量は(A),
(B),(C)及び(D)成分の合計量100重量部中
10〜60重量部である。10〜60重量部の範囲をは
ずれる場合は耐衝撃性や耐薬品性の少なくとも1つが劣
るため好ましくない。
【0013】本発明における重合体(C)は、シアン化
ビニル単量体15〜40重量%、芳香族ビニル単量体6
0〜84.9重量%、エポキシ基含有ビニル単量体0.
1〜1.5重量%を重合して得られるものである。シア
ン化ビニル単量体や芳香族ビニル単量体は、ABS樹脂
(B)で用いられるものと同じものが使用できる。
【0014】シアン化ビニル単量体の含有量はグラフト
単量体の合計量に対して15〜40重量%、好ましくは
15〜25重量%である。この範囲をはずれる場合は耐
衝撃性、耐薬品性あるいは成形品の着色性の少なくとも
1つが劣るものとなる。また、芳香族ビニル単量体の含
有量は重合体(C)に用いる単量体の合計量に対して6
0〜84.9重量%であり、この範囲をはずれる場合は
耐衝撃性、射出成形時の流動加工性が低下する。
【0015】エポキシ基含有ビニル単量体としてはグリ
シジルメタクリレート、グリシジルアクリレート等が挙
げられるが、グリシジルメタクリレートが特に好まし
い。エポキシ基含有ビニル単量体の含有量は、重合体
(C)に用いる単量体の合計量に対して0.1〜1.5
重量%である。0.1重量%未満では耐衝撃性の改良効
果が劣り、1.5重量%を超える場合は成形時の流動性
が低下したり、耐衝撃性が低下する傾向にある。
【0016】重合体(C)には、上記単量体の他に劣位
量の共重合可能な他のビニル単量体を用いることができ
る。これらの単量体としてはメタクリル酸メチル等のメ
タクリル酸エステルや2−ビニルピリジン、4−ビニル
ピリジンやN−フェニルマレイミドのようなマレイミド
単量体が挙げられるが、特にこれらに限定されるもので
はない。これらの共重合可能な他の単量体は重合体
(C)中35重量%までの範囲で必要に応じて使用され
る。
【0017】重合体(C)の含有量は3〜75重量部で
あり、3重量部未満ではウエルド強度を含めた耐衝撃性
の改良効果が劣り、75重量部を超える場合は耐薬品性
や耐衝撃性の少なくとも1つが劣るものとなる。また、
重合体(C)は0.2%ジメチルホルムアミド溶液で測
定した還元粘度ηSP/Cが0.55以下であることが好ま
しい。0.55を超える場合は射出成形時の流動加工性
が劣る傾向となる。
【0018】本発明における熱可塑性ポリエステル系エ
ラストマー(D)の具体例としては、ポリエチレンテレ
フタレート−ポリエチレンオキサイドブロック共重合
体、ポリエチレンテレフタレート−ポリテトラメチレン
オキサイドブロック共重合体、ポリテトラメチレンテレ
フタレート−ポリエチレンオキサイドブロック共重合
体、ポリテトラメチレンテレフタレート−ポリテトラメ
チレンオキサイドブロック共重合体等のポリエステル−
ポリエーテルブロック共重合体が挙げられる。なお、本
発明においては、これらポリエステル−ポリエーテルブ
ロック共重合体に対して、10重量%以下の範囲でオリ
ゴスチレン、オリゴα−メチルスチレン、オリゴビニル
トルエン等の改質剤を添加してもよい。
【0019】このような熱可塑性ポリエステル系エラス
トマー(D)は、樹脂成分中に2〜30重量部含有され
る。2重量未満では耐衝撃性やウエルド強度が劣り、逆
に30重量部を超えると耐熱性が低下する。
【0020】本発明に使用される炭素繊維(E)成分は
ポリアクリロニトリル、ピッチ、リグニン等のいずれの
原料から得られたものでも良く、炭化の進んだ炭素質あ
るいは黒鉛質のものが望ましい。また炭素繊維そのまま
ではポリエチレンテレフタレート又はポリブチレンテレ
フタレートとの接着性は良くない。そのため接着性改良
のため表面処理を施してあるものが望ましい。炭素繊維
の表面処理方法としては硝酸酸化、オゾン酸化等の酸化
又はエポキシ樹脂、ナイロン樹脂等の樹脂を炭素繊維上
にコーティングして接着性を改良しても良い。
【0021】本発明においては炭素繊維の長さは0.0
3〜10mm程度のものが望ましいが、より強度の強い
成形品を得るためには0.1mm以上が特に好ましい。
炭素繊維(E)の配合量は(A)、(B)、(C)及び
(D)成分の合計量100重量部に対して5〜150重
量部である。5重量部未満では薄肉成形品にした場合、
剛性が不足し、逆に150重量部を超えると流動性が低
下する。
【0022】本発明では、本発明の目的を損なわない範
囲内において、タルク、カオリン、クレー、ウォラスト
ナイト、セリサイト、ベントナイト、アスベスト、アル
ミナシリケートなどのケイ酸塩、アルミナ、酸化ケイ
素、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン
などの金属酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウ
ム、ドロマイトなどの炭酸塩硫酸カルシウム、硫酸バリ
ウムなどの硫酸塩、ガラスビーズ、窒化ホウ素、炭化ケ
イ素などの粒状の充填剤、シリカやステアリン酸塩など
の滑剤や離型剤、紫外線吸収剤、カーボンブラックなど
の顔料を含む着色剤、ハロゲンやリン化合物などの難燃
剤、難燃助剤、酸化防止剤、帯電防止剤、カップリング
剤、発泡剤、架橋剤及び熱安定剤などの公知の添加剤を
任意に添加してもよい。
【0023】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。なお、実施例中「部」、「%」とあるのはそれ
ぞれ「重量部」、「重量%」を表す。また、実施例中の
各物性の評価は下記の方法によった。
【0024】(1)アイゾット衝撃強度 ASTM D−256に準じて6.3mm厚みのノッチ
付き試片を使用して測定した。 (2)荷重撓み温度 ASTM D−648に準じて測定した(曲げ応力4.
6kg/cm2 )。 (3)曲げ弾性率 ASTM D−790に準じて測定した。 (4)ウエルド強度 100×100×1tの平板(2点ゲート)からウエル
ド部を切り出し、ダイシュタット衝撃強度を測定した。 (5)ショートショット圧(SS圧) SS圧は、M−100[(株)名機製作所製]を用い
て、100mm角板、厚さ3mmをシリンダー温度25
0℃で成形する時の成形可能な最小圧力を成形機の最大
圧力(2000kg・f/cm2 )に対する百分率で表
示した。
【0025】本実施例で使用する各成分は、下記のもの
又は下記の製造方法により製造したものである。 [熱可塑性ポリエステル樹脂(A)]極限粘度〔η〕が
1.05であるポリテトラメチレンテレフタレートを使
用した。
【0026】[ABS樹脂(B−1)の製造]固形分含
量が35%、平均粒子径0.08μmのポリブタジエン
ラテックス63.5部(固形分として)にアクリル酸n
−ブチル単位85%、メタクリル酸単位15%からなる
平均粒子径0.08μmの共重合体ラテックス1.5部
(固形分として)を攪拌しながら添加し、30分攪拌を
続け平均粒子径0.28μmの肥大化ゴムラテックスを
得た。得られた肥大化ゴムラテックスを反応容器に加
え、更に蒸留水20部、ナフタレンスルホン酸ホルマリ
ン縮合物(デモールN:花王(株)製)0.2部、水酸
化ナトリウム0.02部、デキストローズ0.35部を
加え反応器内の温度を60℃に上げた後、硫酸第一鉄
0.006部、ピロリン酸ナトリウム0.2部を加え、
更にアクリロニトリル10.5部、スチレン24.5
部、t−ドデシルメルカプタン0.2部、クメンヒドロ
パーオキサイド0.12部からなる混合物を攪拌しなが
ら90分間にわたり連続的に滴下した後1時間保持して
冷却した。得られたグラフト共重合体ラテックスを希硫
酸で凝析した後洗浄、濾過、乾燥してグラフト共重合体
(B−1)を得た。得られたグラフト共重合体(B−
1)中のグラフト結合していない樹脂成分の含有量を前
述の方法により測定した結果4%であった。
【0027】[ABS樹脂(B−2)の製造]固形分含
量が35%、平均粒子径0.08μmのポリブタジエン
ラテックス39部(固形分として)にアクリル酸n−ブ
チル単位85%、メタクリル酸単位15%からなる平均
粒子径0.08μmの共重合体ラテックス1部(固形分
として)を攪拌しながら添加し、30分間攪拌を続け、
平均粒子径0.28μmの肥大化ゴムラテックスを得
た。得られた肥大化ゴムラテックスを反応容器に加え、
更に蒸留水50部、デモールN0.2部、水酸化ナトリ
ウム0.02部、デキストローズ0.35部を加え反応
容器内の温度を60℃に上げた後、硫酸第一鉄0.00
6部、ピロリン酸ナトリウム0.2部を加え、更にアク
リロニトリル17.4部、スチレン42.6部、t−ド
デシルメルカプタン0.4部、クメンハイドロパーオキ
サイド0.24部からなる混合物を攪拌しながら120
分間にわたり連続的に滴下した後、1時間保持して冷却
した。得られた共重合体ラテックスを希硫酸で凝析した
後洗浄、濾過、乾燥してグラフト共重合体(B−2)を
得た。グラフト結合していないフリーの樹脂成分の含有
量は25%であった。
【0028】[重合体(C−1)の製造]蒸留水115
部に第三燐酸カルシウム1部、デモールP(花王(株)
製)0.001部を反応釜に仕込み攪拌した。これにア
クリロニトリル23部、スチレン76.7部、グリシジ
ルメタクリレート0.3部、t−ドデシルメルカプタン
0.5部、アゾビスイソブチロニトリル0.17部、ガ
ファックGB−520(東邦化学工業(株)製)0.0
03部の混合物を加え懸濁液状にした後75℃に昇温
し、240分間保持し重合を完結した。得られた共重合
体(C−1)の還元粘度は0.49であった。
【0029】[重合体(C−2)の製造]蒸留水115
部に第三燐酸カルシウム1部、デモールP0.001部
を反応釜に仕込み攪拌した。これにアクリロニトリル1
8部、スチレン81.75部、グリシジルメタクリレー
ト0.25部、t−ドデシルメルカプタン0.6部、ア
ゾビスイソブチロニトリル0.17部、ガファックGB
−520 0.003部の混合物を加え懸濁液状にした
後75℃に昇温し、240分間保持し重合を完結した。
得られた共重合体(C−2)の還元粘度は0.47であ
った。
【0030】[重合体(C−3)の製造]蒸留水115
部に第三燐酸カルシウム1部、デモールP0.001部
を反応釜に仕込み攪拌した。これにアクリロニトリル2
8部、スチレン71.7部、グリシジルメタクリレート
0.3部、t−ドデシルメルカプタン0.6部、アゾビ
スイソブチロニトリル0.17部、ガファックGB−5
20 0.003部の混合物を加え懸濁液状にした後7
5℃に昇温し、240分間保持し重合を完結した。得ら
れた共重合体(C−3)の還元粘度は0.53であっ
た。
【0031】[重合体(C−4)の製造]蒸留水115
部に第三燐酸カルシウム1部、デモールP0.001部
を反応釜に仕込み攪拌した。これにアクリロニトリル2
8部、スチレン71.7部、グリシジルメタクリレート
0.3部、t−ドデシルメルカプタン0.3部、アゾビ
スイソブチロニトリル0.17部、ガファックGB−5
20 0.003部の混合物を加え懸濁液状にした後7
5℃に昇温し、240分間保持し重合を完結した。得ら
れた共重合体(C−4)の還元粘度は0.40であっ
た。
【0032】[重合体(C−5)の製造]蒸留水115
部に第三燐酸カルシウム1部、デモールP0.001部
を反応釜に仕込み攪拌した。これにアクリロニトリル2
8部、スチレン72部、t−ドデシルメルカプタン0.
3部、アゾビスイソブチロニトリル0.17部、ガファ
ックGB−520 0.003部の混合物を加え懸濁液
状にした後75℃に昇温し、240分間保持し重合を完
結した。得られた共重合体(C−5)の還元粘度は0.
65であった。
【0033】[重合体(C−6)の製造]蒸留水115
部に第三燐酸カルシウム1部、デモールP0.001部
を反応釜に仕込み攪拌した。これにアクリロニトリル2
3部、スチレン77部、t−ドデシルメルカプタン0.
5部、アゾビスイソブチロニトリル0.17部、ガファ
ックGB−520 0.003部の混合物を加え懸濁液
状にした後75℃に昇温し、240分間保持し重合を完
結した。得られた共重合体(C−6)の還元粘度は0.
49であった。
【0034】[重合体(C−7)の製造]蒸留水115
部に第三燐酸カルシウム1部、デモールP0.001部
を反応釜に仕込み攪拌した。これにアクリロニトリル2
3部、スチレン76.4部、グリシジルメタクリレート
2.0部、t−ドデシルメルカプタン0.5部、アゾビ
スイソブチロニトリル0.17部、ガファックGB−5
20 0.003部の混合物を加え懸濁液状にした後7
5℃に昇温し、240分間保持し重合を完結した。得ら
れた共重合体(C−7)の還元粘度は0.49であっ
た。
【0035】[重合体(C−8)の製造]蒸留水115
部に第三燐酸カルシウム1部、デモールP0.001部
を反応釜に仕込み攪拌した。これにアクリロニトリル2
3部、スチレン76.7部、グリシジルメタクリレート
0.05部、t−ドデシルメルカプタン0.5部、アゾ
ビスイソブチロニトリル0.17部、ガファックGB−
520 0.003部の混合物を加え懸濁液状にした後
75℃に昇温し、240分間保持し重合を完結した。得
られた共重合体(C−8)の還元粘度は0.49であっ
た。
【0036】[熱可塑性ポリエステル系エラストマー
(D−1)]ペルプレンS2002(東洋紡(株)製ポリ
エステル−ポリエステルブロック共重合体) [熱可塑性ポリエステル系エラストマー(D−2)]ペ
ルプレンP−40H(東洋紡(株)製ポリエステル−ポリ
エーテルブロック共重合体)
【0037】[炭素繊維(E)]三菱レイヨン(株)製
チョップドストランド(長さ6mm)
【0038】[実施例1〜13、比較例1〜13]上記
の(A)〜(E)の各成分を表1及び表2に示す割合で
配合し、スーパーミキサーにて5分間混合した後、スク
リューの直径37mmの2軸押出機でペレット化した
後、各種物性を前記方法により評価した。結果を表1及
び表2に示す。
【0039】
【表1】
【0040】
【表2】
【0041】
【発明の効果】本発明の炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成
物は、ウエルド強度を含む耐衝撃性と剛性に優れている
ので、電気、電子部品やOA部品の薄肉パソコンハウジ
ング用に極めて有用であり、その工業的意義は大きい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 55/02 LMB 7308−4J LME 7308−4J LMF 7308−4J (72)発明者 重光 英之 神奈川県川崎市多摩区登戸3816番地 三菱 レイヨン株式会社東京研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)熱可塑性ポリエステル樹脂
    15〜85重量部 (B)ABS樹脂 10〜60重量部 (C)シアン化ビニル単量体(I) 15〜40重量% 芳香族ビニル単量体(II) 60〜84.9重量% エポキシ基含有ビニル単量体(III) 0.1〜1.5重量% を重合して得られる重合体3〜75重量部、および (D)熱可塑性ポリエステル系エラストマー 2〜30重量部 からなる樹脂成分100重量部に対して、 (E)炭素繊維 5〜150重量部 を配合してなる衝撃強度とウエルド強度の優れた炭素繊
    維強化熱可塑性樹脂組成物。
JP500893A 1993-01-14 1993-01-14 炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物 Pending JPH06212064A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006045485A (ja) * 2004-07-02 2006-02-16 Nippon A & L Kk 熱可塑性樹脂組成物
KR100890362B1 (ko) * 2007-12-28 2009-03-25 제일모직주식회사 내유성과 내열성 및 내충격성이 향상된 열가소성 수지조성물
US8080619B2 (en) 2008-07-09 2011-12-20 Cheil Industries Inc. Styrenic thermoplastic resin composition having excellent impact resistance and paintability
US8080618B2 (en) 2008-06-19 2011-12-20 Cheil Industries Inc. Thermoplastic resin composition with good heat stability, light stability, and impact strength
JP2021031567A (ja) * 2019-08-22 2021-03-01 テクノUmg株式会社 熱可塑性樹脂組成物およびその成形品

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