JPH06256569A

JPH06256569A - ガラス繊維強化熱可塑性樹脂組成物

Info

Publication number: JPH06256569A
Application number: JP4153393A
Authority: JP
Inventors: Manabu Nomura; 学野村; Masahiko Iwasa; 雅彦岩佐
Original assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Priority date: 1993-03-02
Filing date: 1993-03-02
Publication date: 1994-09-13

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明は、ガラス繊維等の各種無機強化
材、無機フィラー等を熱可塑性樹脂に充填することによ
り得た熱可塑性複合樹脂の諸特性を維持しつつ、その重
量を軽量化し、自動車産業を初めとする幅広い分野で好
適に使用することのできるガラス繊維強化熱可塑性樹脂
組成物を提供することを目的とする。【構成】前記目的を達成するためのこの発明の構成
は、熱可塑性樹脂５〜７０重量部と、熱可塑性樹脂５０
〜９０重量％および粒子の真比重が０．１〜０．９であ
る中空無機粒子１０〜５０重量％からなると共に前記中
空無機粒子の破壊率が０〜４０重量％以下である中空無
機粒子含有ペレット２０〜７０重量部と、熱可塑性樹脂
２０〜６０重量％およびガラス繊維８０〜４０重量％か
らなり、そのペレット長が２〜２０ｍｍであると共に前
記ガラス繊維のガラス繊維長が前記ペレット長と実質的
に等しいガラス繊維含有ペレット１０〜７０重量部とを
合計１００重量部有してなるガラス繊維強化熱可塑性樹
脂組成物である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ガラス繊維強化熱可
塑性樹脂組成物に関し、更に詳しくは、ガラス繊維等の
各種の無機強化材、無機フィラー等を熱可塑性樹脂に充
填して得られる複合材料の諸特性を維持しつつ、その重
量を軽量化し、自動車産業を初めとする幅広い分野で好
適に使用することのできるガラス繊維強化熱可塑性樹脂
組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】近年、二
種以上の材料を組合せることにより、個々の素材の長所
を生かし、短所を補って単独の材料では得られない優れ
た性質と機能とを有する複合材料の開発が盛んに行なわ
れ、種々の分野においてかかる複合材料が用いられてい
る。これらの中でも、熱可塑性樹脂に各種の無機強化
材、無機フィラー等を充填して得られる熱可塑性複合樹
脂は、剛性、強度、耐熱性、寸法安定性等に優れるの
で、自動車産業等を初めとする幅広い分野で用いられて
いる。

【０００３】しかしながら、従来の熱可塑性複合樹脂に
おいては、充填する無機材料、無機フィラー等の強化材
の比重が大きいので、これらを熱可塑性樹脂に充填する
と、得られる熱可塑性複合樹脂の剛性、強度等の機械的
特性を向上させることができるものの、その重量までも
が大幅に増加するという問題がある。このように重量の
増加した熱可塑性複合樹脂を例えば自動車等における各
種の成形品に使用した場合には、燃費の向上を図ること
ができない。

【０００４】そこで、熱可塑性樹脂に充填する無機材
料、無機フィラー等として、比重の小さな中空無機粒子
を使用することが考えられる。ところが、かかる場合、
熱可塑性樹脂はその粘度が著しく高いので、熱可塑性樹
脂中に配合された中空無機粒子に割れが生じ易く、得ら
れる熱可塑性複合樹脂は、その衝撃強度が著しく低く、
実用的でないものになるという問題がある。

【０００５】一方、自動車産業を中心とした各種分野で
好適に使用することができ、燃費の向上による省エネル
ギーに貢献しうる、軽量で機械的特性に優れる熱可塑性
複合樹脂の開発が強く望まれている。

【０００６】この発明は、前記従来における問題を解決
すると共に前記要望に応え、ガラス繊維等の各種無機強
化材、無機フィラー等を熱可塑性樹脂に充填することに
より得た熱可塑性複合樹脂の諸特性を維持しつつ、その
重量を軽量化し、自動車産業を初めとする幅広い分野で
好適に使用することのできるガラス繊維強化熱可塑性樹
脂組成物を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の前記請求項１に記載の発明は、熱可塑性樹脂５〜７０
重量部と、熱可塑性樹脂５０〜９０重量％および粒子の
真比重が０．１〜０．９である中空無機粒子１０〜５０
重量％からなると共に前記中空無機粒子の破壊率が０〜
４０重量％以下である中空無機粒子含有ペレット２０〜
７０重量部と、熱可塑性樹脂２０〜６０重量％およびガ
ラス繊維８０〜４０重量％からなり、そのペレット長が
２〜２０ｍｍであると共に前記ガラス繊維のガラス繊維
長が前記ペレット長と実質的に等しいガラス繊維含有ペ
レット１０〜７０重量部とを合計で１００重量部になる
ように含有してなるガラス繊維強化熱可塑性樹脂組成物
であり、請求項２に記載の発明は、前記熱可塑性樹脂
が、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、スチレン系
樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ
フェニレンスルフィド樹脂、およびポリフェニレンオキ
シド樹脂からなる群より選択される少なくとも一種であ
る前記請求項１に記載のガラス繊維強化熱可塑性樹脂組
成物であり、請求項３に記載の発明は、前記ポリオレフ
ィン樹脂が、ポリプロピレン系樹脂である前記請求項２
に記載のガラス繊維強化熱可塑性樹脂組成物であり、請
求項４に記載の発明は、前記中空無機粒子は、その平均
粒子径が１０〜３００μｍである前記請求項１に記載の
ガラス繊維強化熱可塑性樹脂組成物であり、請求項５に
記載の発明は、前記ガラス繊維は、その繊維径が３〜３
０μｍである前記請求項１に記載のガラス繊維強化熱可
塑性樹脂組成物である。

【０００８】以下、この発明に係るガラス繊維強化熱可
塑性樹脂組成物につき、詳細に説明する。

【０００９】この発明のガラス繊維強化熱可塑性樹脂組
成物は、熱可塑性樹脂（Ａ）と、熱可塑性樹脂および中
空無機粒子からなる中空無機粒子含有ペレット（Ｂ）
と、熱可塑性樹脂およびガラス繊維からなるガラス繊維
含有ペレット（Ｃ）とを有する。

【００１０】−熱可塑性樹脂（Ａ）− この発明において用いることのできる熱可塑性樹脂とし
ては、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、スチレン
系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポ
リフェニレンスルフィド樹脂、ポリフェニレンオキシド
樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリスル
ホン樹脂ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテ
ルスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミド
イミド樹脂などを挙げることができる。これらの樹脂は
その一種単独で使用することができるし、またその二種
以上を併用して用いてもよい。

【００１１】これらの樹脂としては、特に制限はなく、
それ自体公知のものを用いることができる。また、市販
品を用いてもよい。この発明においては、これらの中で
もポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、スチレン系樹
脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフ
ェニレンスルフィド樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂
が好ましく、特にポリオレフィン樹脂が好ましく、更に
プロピレン系樹脂が好ましい。

【００１２】前記ポリオレフィン樹脂としては、例えば
エチレン、プロピレン、ブテン−１，３−メチルブテ
ン、３−メチルペンテン−１、４−メチルペンテン−１
などのα- オレフィンの単独重合体やこれらの重合体、
あるいはこれらと他の共重合可能な不飽和単量体との共
重合体等を挙げることができる。

【００１３】前記ポリオレフィンの代表例としては、プ
ロピレン単独重合体、プロピレン−エチレンブロック共
重合体、プロピレン−エチレンランダム共重合体、プロ
ピレン−エチレン−ジエン化合物共重合体等のポリプロ
ピレン；高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低
密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超高分
子量ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エ
チレン−アクリル酸エチル共重合体等のようなポリエチ
レン；エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテ
ン−１共重合体、エチレン−ヘキセン−１共重合体、エ
チレン−オクテン−１共重合体のようなエチレン−α−
オレフィン共重合体；プロピレン−ブテン１共重合体、
シクロペンタジエン等を含むエチレン−プロピレン−ジ
エン共重合体のようなプロピレン−オレフィン共重合
体；ポリブテン−１；ポリ−４−メチル−ペンテン−３
等を挙げることができる。

【００１４】これらの中でもポリプロピレンが好まし
く、メルトインデックスが３ｇ／１０分以上、好ましく
は１０〜１００ｇ／１０分であるプロピレン単独重合
体、ポリプロピレン、およびエチレン単位が３０重量％
以下、特に３〜２０重量％であるプロピレン−エチレン
ブロック共重合体又はプロピレン−エチレンランダム共
重合体が特に好ましい。

【００１５】これらのポリオレフィン樹脂はその一種を
単独で使用することができるし、またその二種以上を組
合せて用いてもよい。

【００１６】前記ポリオレフィンは、例えば、チーグラ
ー・ナッタ触媒を使用し、２段又は３段以上の多段重合
法により製造することができる。

【００１７】具体的には、例えばプロピレン−エチレン
ブロック共重合体の場合、チーグラー・ナッタ触媒の存
在下に、例えば１段目のプロピレンモノマーの重合を行
なってポリプロピレンホモポリマーを得て、その後、プ
ロピレンモノマーを除去し又は除去せずに、２段目以降
ではエチレンの存在下又はエチレンとプロピレンとの共
存下で重合反応を行なうことにより製造することができ
る。

【００１８】前記各段の反応における圧力は、通常数気
圧〜４０気圧であり、温度は、通常室温〜８０℃であ
る。また、重合反応形式としては、溶液重合、スラリー
重合、気相重合又はこれらの併用法等を採用することが
できる。

【００１９】前記ポリアミド系樹脂としては、特に制限
はなくそれ自体公知のナイロン等を挙げることができ
る。

【００２０】前記スチレン系樹脂としては、例えば、ポ
リスチレン、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂等を挙
げることができる。

【００２１】前記ポリエステル樹脂としては、例えば、
無水マレイン酸、フタル酸等の不飽和二塩基酸；無水フ
タル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、アジピン酸、ハ
イミック酸等の飽和二塩基酸；エチレングリコール、プ
ロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピ
レングリコール、ネオペンチルグリコール等の多価アル
コール；スチレン、メタクリル酸メチル、モノクロロス
チレン、ジアリルフタレート等のビニルモノマー等の縮
合物である不飽和ポリエステル等を挙げることができ
る。

【００２２】前記ポリカーボネート樹脂としては、例え
ば下記の一般式（化１）で表わされるものを挙げること
ができる。

【００２３】

【化１】

【００２４】（ただし、式中、Ｚは単結合又は炭素数１
〜８のアルキレン基、炭素数２〜８のアルキリデン基、
炭素数５〜１５のシクロアルキレン基、炭素数５〜１５
のシクロアルキリデン基、−ＳＯ₂ −、−ＳＯ−、−Ｏ
−、−ＣＯ−又は下記の（化２）で表わされる基を表わ
し、Ｒは水素、塩素若しくは臭素原子又は１〜８個の炭
素原子を有する飽和アルキル基を表わし、ｍは０〜４の
数を表わす。また、一般式中の２個のベンゼン核に結合
するＲは互いに同一であっても相違していてもよい。）

【００２５】

【化２】

【００２６】前記ポリカーボネート樹脂は、例えば溶剤
法、即ち塩化メチレン等の溶剤中で公知の酸受容体、分
子量調整剤の存在下に、二価フェノール類とホスゲンの
ようなカーボネート前駆体との反応、又は二価フェノー
ル類とジフェニルカーボネートのようなカーボネート前
駆体とのエステル交換反応によって製造することができ
る。

【００２７】前記ポリフェニレンスルフィド樹脂、ある
いは前記ポリフェニレンオキシド樹脂としては、特に制
限はなくそれ自体公知のものを挙げることができる。

【００２８】前記熱可塑性樹脂の含有量としては、得ら
れるガラス繊維強化熱可塑性樹脂組成物１００重量部に
対し、通常５〜７０重量部であり、好ましくは６〜６０
重量部であり、更に好ましくは７〜５０重量部である。
前記熱可塑性樹脂の含有量が前記範囲内にあると、衝撃
強さ等の機械的強度が特に良好であり、また成形性も良
好である。

【００２９】−中空無機粒子含有ペレット（Ｂ）− 前記中空無機粒子含有ペレット（Ｂ）は、熱可塑性樹脂
と特定の真比重および中空無機粒子含有ペレット中での
特定の破壊率を有する中空無機粒子とを含有する。

【００３０】前記熱可塑性樹脂としては、上述の熱可塑
性樹脂（Ａ）において示したものを用いることができ
る。なお、この中空無機粒子含有ペレット（Ｂ）におけ
る熱可塑性樹脂は、マトリックスとなる熱可塑性樹脂と
同じ種類の熱可塑性樹脂であるのが好ましいが、異なる
熱可塑性樹脂であってもさしつかえない。

【００３１】前記熱可塑性樹脂の配合量としては、中空
無機粒子含有ペレット（Ｂ）中において、通常５０〜９
０重量％であり、好ましくは５５〜８５重量％であり、
更に好ましくは６０〜８０重量％である。前記熱可塑性
樹脂の配合量が前記範囲内にあるとこの発明の目的をよ
り一層よく達成することができ、逆に配合量が９０重量
％よりも多いと、軽量化の効果が少なくなるという不都
合を生じることがあり、一方、５０重量％未満である
と、安定した混練ができなくなることがある。

【００３２】この発明における前記中空無機粒子は、特
定の真比重および特定の破壊率を有する、空隙を有する
無機粒子である。

【００３３】前記中空無機粒子としては、その構造中に
空隙を有しているものであればよく、例えば単孔性のも
のでも、多孔性のものでも、あるいは中空のものでもよ
い。換言すると、この発明における中空無機粒子は、そ
の名称から中空である無機粒子であると限定されるもの
ではなく、空孔を少なくとも有するものをも含む広い概
念であると把握されるべきである。

【００３４】具体的には、ポーラス（多孔性）ガラス、
バイコールガラス、方沸石（立方晶系）、魚眼石（正方
晶系）、菱沸石（六方晶系）、グリメン沸石（六法晶
系）、ソーダ沸石（斜方晶系）、輝沸石（単斜晶系）、
束沸石（単斜晶系）、濁沸石（単斜晶系）、イネサイト
（三斜晶系）等のゼオライト、ホウケイ酸ガラス、多孔
性セラミックス、セラミックフォーム、セラミックハニ
カム、ペロブスカイト型酸化物、アルミナシリカセラミ
ックス等を挙げることができる。これらの中で好ましい
のは、ホウケイ酸ガラス、多孔性セラミックス、ポーラ
スガラス、アルミネシリカセラミックス等である。

【００３５】前記中空無機粒子の平均粒子径は、通常１
０〜３００μｍであり、好ましくは１５〜２００μｍで
あり、更に好ましくは２０〜１００μｍである。前記平
均粒子径が前記範囲内にあると衝撃強さ等の機械的特性
の向上が著しく、３００μｍを越えると、外観が低下す
ると共に衝撃強さ等の機械的特性を向上させることがで
きないことがあり、一方、１０μｍ未満であると、蒿比
重が小さくなりすぎマスターバッチが困難になることが
ままある。

【００３６】この発明で用いる前記中空無機粒子の真比
重は、通常０．１〜０．９であり、好ましくは０．１５
〜０．８５であり、更に好ましくは０．２〜０．８であ
る。前記真比重が前記範囲内にあると軽量化の効果がよ
く奏され、０．９よりも大きいと、軽量化の効果が少な
く、一方、０．１未満であると、中空無機粒子の耐破壊
強度が低下し、混練、成形時に破壊が生じ、軽量化する
ことができない。

【００３７】この発明における中空無機粒子の真比重
は、気体容積法により求めることができる。具体的に
は、例えばエアーヘリウム・ピクノメーター、ベックマ
ンの空気比較式比重計を用いることにより求めることが
できる。

【００３８】また、前記中空無機粒子の破壊率は、通常
０〜４０％であり、好ましくは０〜３０％であり、更に
好ましくは０〜２０％である。前記破壊率が前記範囲内
にあると軽量化の効果が著しくかつ衝撃強さ等の機械的
特性の向上が著しく、４０％よりも大きいと、軽量化の
効果が少なく、衝撃強さ等の機械的特性が向上されな
い。

【００３９】この発明における中空無機粒子の破壊率
は、以下のようにして求めることができる。即ち、まず
中空無機粒子含有ペレットを灰化後、残った無機粒子の
重さ（Ｗａ）を求める。これを水中に入れ、沈降した中
空無機粒子と浮遊した中空無機粒子とを分離した後、沈
降した無機粒子の重さ（Ｗｂ）を求める。そして、前記
Ｗｂと前記Ｗａとの比（Ｗｂ／Ｗａ）を求める。前記比
（Ｗｂ／Ｗａ）の値が前記中空無機粒子の破壊率であ
る。

【００４０】前記中空無機粒子の配合量としては、中空
無機粒子含有ペレット（Ｂ）中において、通常１０〜５
０重量％であり、好ましくは１５〜４５重量％であり、
更に好ましくは２０〜４０重量％である。前記配合量が
５０重量％よりも多いと、蒿比重が小さくなるので、安
定した混練が困難になり、無理に混練すると中空無機粒
子が破壊され、軽量化することができず、一方、１０重
量％未満であると、充分に軽量化することができない。

【００４１】この中空無機粒子含有ペレット（Ｂ）の調
整方法としては、特に制限はないが、配合はマスターバ
ッチ法によるのが好ましく、混練はそれ自体公知の混練
機等を用いて行なうことができる。更に、その後に造粒
機等を用いて粒状のペレットとして得ることもできる。

【００４２】なお、中空無機粒子含有ペレット（Ｂ）の
調製方法の具体例としては、まず前記熱可塑性樹脂をホ
ッパーなどの供給手段から二軸押出機などの混練機に供
給し、混練・溶融後、その下流部分に前記中空無機粒子
をサイドフィードする。この際、前記熱可塑性樹脂の温
度としては、通常よりも５０〜１００℃程度高めの２５
０〜３００℃程度に維持するのが好ましい。その後、溝
が深くピッチの長いスクリューエレメント、好ましく
は、互いに対向する位置に、かつ平行に配置された２つ
のスクリューエレメントにおける溝の凸部同士の最短距
離（Ｄ_R ）と凹部同士の最短距離（Ｄ_S ）との比（Ｄ_R
／Ｄ_S ）が０．７０以下のスクリューエレメントを用い
て混練することにより、前記中空無機粒子含有ペレット
のマスターバッチを調製することができる。かかる方法
によると、前記中空無機粒子が混練時に破壊されるのを
防止することができるので好ましい。

【００４３】前記中空無機粒子含有ペレット（Ｂ）の含
有量としては、得られるガラス繊維強化熱可塑性樹脂組
成物１００重量部に対し、通常２０〜７０重量部であ
り、好ましくは２５〜６５重量部であり、更に好ましく
は３０〜６０重量部である。前記含有量が７０重量部よ
りも多いと、衝撃強さ等の機械的強度を向上させること
ができず、一方、２０重量部未満であると、軽量化を充
分に達成することができないことがある。

【００４４】−ガラス繊維含有ペレット（Ｃ）− 前記ガラス繊維含有ペレット（Ｃ）は、熱可塑性樹脂と
ガラス繊維とからなり、特定のペレット長を有する。

【００４５】前記熱可塑性樹脂としては、上述の熱可塑
性樹脂（Ａ）において示したものを用いることができ
る。

【００４６】前記熱可塑性樹脂の配合量としては、ガラ
ス繊維含有ペレット（Ｃ）中において、通常２０〜６０
重量％であり、好ましくは２５〜５５重量％であり、更
に好ましくは３０〜５０重量％である。前記配合量が６
０重量％よりも多いと、機械的強度の向上を充分に図る
ことができないことがあり、一方、２０重量％未満であ
ると、ガラス繊維への樹脂の含浸が困難になり、製造し
にくくなるという不都合がある。

【００４７】前記ガラス繊維としては特に制限はない
が、例えば、石灰−アルミノホウケイ酸ガラスの属し、
電気絶縁性、紡糸性、耐薬品性、耐風化性等に優れるＥ
ガラス繊維、アルカリを含むガラスなどを挙げることが
でき、さらには耐酸性に優れるＡガラス繊維、耐薬品性
に優れるＣガラス繊維、鉛ガラスで放射線遮蔽能に優れ
るＬガラス、低誘電損失のＤガラス、Ｅガラスの引っ張
り強さ、弾性率を改善したＳガラス、アルカリに弱いＥ
ガラスの欠点を補った耐アルカリガラス又はこれらの組
合せ等を挙げることができる。これらの中でも好ましい
のは、Ｅガラス繊維、Ｓガラス繊維である。

【００４８】前記ガラス繊維は、その繊維径が、通常３
〜３０μｍ、好ましくは５〜２５μｍであり、更に好ま
しくは７〜２０μｍである。前記繊維径が３０μｍより
も大きいと、外観が低下すると共に機械的強度が向上さ
れないことがあり、一方、５μｍ未満であると、ガラス
繊維への前記熱可塑性樹脂の含浸が困難になるので、安
定して製造することができず、更に成形時に前記ガラス
繊維が破断することがあるので、衝撃強さ等の機械的強
度が向上されないことがある。

【００４９】また、その繊維長は、ガラス繊維含有ペレ
ットのペレット長と実質的に等しく、具体的には２〜２
０ｍｍであり、好ましくは２．５〜１５ｍｍ、特に好ま
しくは３〜１２ｍｍである。前記繊維長が２０ｍｍを超
える場合には、混練時や成形時に折れてしまうことがあ
り、一方、２ｍｍ未満の場合には、機械的強度、剛性の
向上効果が充分ではないことがある。

【００５０】また、形状については、ロービング、チョ
ップドストランド、ミルドファイバーなど、いずれも用
いることができる。

【００５１】前記ガラス繊維はそのまま用いることがで
きるが、マトリックス樹脂との親和性を向上させ、機械
的強度をより高める目的で、通常、ガラス繊維の表面処
理剤として用いられているもの、例えばシラン系カップ
リング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム
系カップリング剤、クロム系カップリング剤、ホウ素系
カップリング剤等の各種カップリング剤で表面処理した
ものを用いることもできる。

【００５２】これら各種のカップリング剤の中でも、好
ましいのは、例えば、ビニルトリス（２−メトキシエト
キシ）シラン、ビニルトリクロロシラン等のビニルシラ
ン系カップリング剤；γ−アミノプロピルトリエトキシ
シラン等のアミノシラン系カップリング剤；γ−グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシラン等のエポキシシラン
系カップリング剤；γ−メタクリロキシプロピルトリメ
トキシシラン等のアクリルシラン系カップリング剤など
のシラン系カップリング剤であり、特に好ましいのはア
ミノシラン系カップリング剤である。

【００５３】前記ガラス繊維の配合量としては、ガラス
繊維含有ペレット（Ｃ）中において、通常８０〜４０重
量％であり、好ましくは７５〜４５重量％であり、更に
好ましくは７０〜５０重量％である。前記配合量が８０
重量％よりも多いと、ガラス繊維への前記熱可塑性樹脂
の含浸が困難になり、製造が困難になり、一方、４０重
量％未満であると、衝撃強さ等の機械的強度を向上させ
ることができない。

【００５４】この発明で用いる前記ガラス繊維含有ペレ
ット（Ｃ）におけるペレット長は、前記ガラス繊維のガ
ラス繊維長と実質的に等しく、具体的には２〜２０ｍｍ
であり、好ましくは、２．５〜１５ｍｍであり、更に好
ましくは３〜１２ｍｍである。前記ペレット長が２０ｍ
ｍを越えると、ブレンド時に分級を生じてしまい、品質
が安定しないだけでなく、射出成形機に安定して入らず
成形が困難なことがあり、一方、２ｍｍ未満では、衝撃
強さ等の機械的強度を向上させることができない。

【００５５】このガラス繊維含有ペレット（Ｃ）の調整
方法としては、特に制限はないが、配合はマスターバッ
チ法によるのが好ましく、混練はそれ自体公知の混練機
等を用いて行なうことができる。更に、その後に造粒機
等を用いて粒状のペレットとして得ることもできる。

【００５６】前記ガラス繊維含有ペレット（Ｃ）の含有
量としては、得られるガラス繊維強化熱可塑性樹脂組成
物１００重量部に対し、通常１０〜７０重量部であり、
好ましくは１５〜６５重量部であり、更に好ましくは２
０〜６０重量部である。前記含有量が７０重量部よりも
多いと、軽量化が困難になると共に、成形性、外観等が
低下し、一方、１０重量部未満であると、衝撃強さ等の
機械的強度が向上しない。

【００５７】なお、この発明においては、更にこの発明
の目的を害しない限り、種々の添加剤を配合させること
ができる。

【００５８】前記添加剤としては、例えば滑剤、酸化防
止剤、光安定剤、帯電防止剤、核剤、充填剤、表面処理
剤、分散剤、紫外線吸収剤、耐候剤、難燃剤等を挙げる
ことができる。これらは、それ自体公知のものや、市販
品を用いることもできる。

【００５９】前記滑剤としては、例えば流動パラフィ
ン、天然パラフィン、ワックス等の炭化水素系、ステア
リン酸、パルミチン酸、オレイン酸、ミリスチン酸、ベ
ヘニン酸などの高級脂肪酸あるいはオキシ脂肪酸等の脂
肪酸系、ステアリン酸、パルミチン酸、オレイン酸、ミ
リスチン酸、ベヘニン酸等の高級脂肪酸のメチル、エチ
ル、プロピル、ブチル等の低級アルキルエステルである
脂肪酸エステル系、脂肪族高級アルコール、ポリグリコ
ール等のアルコール系、ステアリン酸カルシウム、ステ
アリン酸バリウム等の金属石ケン、ステアリン酸アミ
ド、パルミチン酸アミド等の脂肪酸アミド系、シリコン
オイル、変性シリコン等のシリコン等を挙げることがで
きる。これらの中でも特に高級脂肪酸の金属塩である金
属石ケン系、高級脂肪酸のアルキルエステル系やアミド
系が好適であり、特にステアリン酸マグネシウム、ステ
アリン酸ｎ−ブチルエステルが好ましい。

【００６０】前記酸化防止剤としては、例えば２，６−
ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ブチル化ヒドロキシ
アニソール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−エチルフェ
ノール、ステアリル−β−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−
４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、２，２−メ
チレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノー
ル）、２，２−メチレンビス（４−エチル−６−ｔ−ブ
チルフェノール）、４−４−チオビス（３−メチル−６
−ｔ−ブチルフェノール）、４，４−ブチリデンビス−
（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、テトラビ
ス｛メチレン−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒ
ドロキシフェニル）プロピオネート｝メタン、１，１，
３−トリス−（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−
ブチルフェニル）ブタン等のヒンダードフェノール系、
トリス（ノニルフェニル）ホスファイト、トリフェニル
ホスファイト、トリオクタデシルホスファイト、ジフェ
ニルイソデシルホスファイト等のリン系、ジラウリルチ
オジプロピオネート、ジミリスチルチオジプロピオネー
ト、ジステアリルチオジプロピオネート等のイオウ系酸
化防止剤等を挙げることができる。

【００６１】前記光安定剤としては、例えばフェニルサ
リシレート、ｐ−ｔ−ブチルフェニルサリシレート等の
サリチル酸系紫外線吸収剤、２，４−ジヒドロキシベン
ゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェ
ノン等のベンゾフェノン系紫外線吸収剤、２−（２−ヒ
ドロキシ−５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、
２−（２−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）ベン
ゾトリアゾール系紫外線吸収剤、あるいはヒンダードア
ミン系光安定剤等を挙げることができる。

【００６２】前記帯電防止剤としては、例えばポリオキ
シエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキ
ルアミド等の非イオン系帯電防止剤、アルキルスルホネ
ート、アルキルベンゼンスルホネート等のアニオン系帯
電防止剤、第四級アンモニウムクロライド、第四級アン
モニウムサルフェート等のカチオン系帯電防止剤、アル
キルベタイン型、アルキルイミダゾリン型等の両性帯電
防止剤等を挙げることができる。

【００６３】前記核剤としては、例えば有機酸の金属
塩、有機酸のアミン塩、ソルビトール誘導体等を挙げる
ことができ、好ましいのは有機酸の金属塩、ソルビトー
ル誘導体である。

【００６４】前記有機酸の金属塩としては、例えば安息
香酸、ｐ−ｔ−ブチル安息香酸、シクロヘキサンカルボ
ン酸、β−ナフトエ酸、シクロペンタンカルボン酸、コ
ハク酸、ジフェニル酢酸、グリタル酸、イソニコチン
酸、アジピン酸、セバシン酸、フタール酸、イソフター
ル酸、ベンゼンスルホン酸、グルコール酸、カプロン
酸、イソカプロン酸、フェニル酢酸、ケイ皮酸等のナト
リウム塩、カルシウム塩、アルミニウム塩、マグネシウ
ム塩等を挙げらることができる。これらの中で好ましい
のはｐ−ｔ−ブチル安息香酸のアルミニウム塩である。

【００６５】前記有機酸のアミン塩としては、例えば、
安息香酸、フタル酸、アジピン酸等から誘導されるアミ
ンを挙げることができる。

【００６６】前記ソルビトール誘導体としては、例え
ば、１，３，２，４−ジベンジリデンソルビトール、
１，２，３，４−ジ（メトキシベンジリデン）ソルビト
ール、１，２，３，４−ジ（エトキシベンジリデン）ソ
ルビトール等を挙げることができるが、これらの中でジ
ベンジリデンソルビトールが好ましい。

【００６７】前記充填剤としては、例えばタルク、硫酸
バリウム、炭酸カルシウム（不定形、立方状、紡錐
状）、石こう、カーボンブラック、酸化チタン、石英
粉、セリサイト、クレー、酸化チタン、硫酸カルシウ
ム、ケイ酸カルシウム、酸化チタン、アルミナ、シリ
カ、アスベスト、マイカ、石英粉等を挙げることができ
る。

【００６８】この発明のガラス繊維強化熱可塑性樹脂組
成物の調製は、予め造粒してある前記各成分（Ａ〜Ｃ）
を公知のブレンダーによりドライブレードする方法によ
り調製することができる。

【００６９】前記ブレンダーとしては、特に制限はな
く、それ自体公知のドラムタンブラー、リボンブレンダ
ー、コーンブレンダー、ダブルコーンブレンダー等を挙
げることができる。

【００７０】なお、この発明のガラス繊維強化熱可塑性
樹脂組成物から成形品を製造する場合、例えば射出成形
法、押出し成形法、中空成形法、圧縮成形法、積層成形
法、ロール加工法、延伸加工法、スタンプ加工法などの
種々の成形法を採用することができる。

【００７１】

【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。

【００７２】〈中空無機粒子含有ペレットの調製〉二軸
押出機（（株）神戸製鋼所製：ＴＥＭ−３５）を用い、
表１に示す熱可塑性樹脂をホッパーにより供給し、混練
・溶融後、２５０〜３００℃程度に維持した前記熱可塑
性樹脂の下流部分に表１に示す中空無機粒子をサイドフ
ィードした。その後、互いに対向する位置に、かつ平行
に配置された２つのスクリューエレメントにおける溝の
凸部同士の最短距離（Ｄ_R ）と凹部同士の最短距離（Ｄ
_S ）との比（Ｄ_R ／Ｄ_S ）が０．７０以下であるスクリ
ューエレメントを用いて、中空無機粒子が破壊されない
ように混練を行ない、表１に示した各種の中空無機粒子
含有ペレットのマスターバッチを調製した。

【００７３】

【表１】

【００７４】〈ガラス繊維含有ペレットの調製〉表２に
示す熱可塑性樹脂と、表面処理がなされた、繊維径が１
３μｍであるガラス繊維のロービングとを用いて、特願
平１−３２２６９４号公報に示された方法により、表２
に示した、ペレット長と等しい長さのガラス繊維を含有
するガラス繊維含有ペレットを調製した。

【００７５】

【表２】

【００７６】（実施例１）メルトインデックス（ＭＩ）
が３０ｇ／１０分であるブロックポリプロピレン（Ｐ
Ｐ）と、中空無機粒子含有ペレットＢ−１と、ガラス繊
維含有ペレットＣ−１とを用い、表３に示す割合になる
ように、それぞれをドライブレンドした後、射出成形機
にて試験片を作成した。

【００７７】得られた試験片につき、温度が２３℃、湿
度が５０％の環境下に４８時間放置した後、以下の評価
を行なった。その結果を表４に示した。

【００７８】《評価》曲げ強さおよび曲げ弾性率（Ｋｇ
／ｃｍ² ）はＪＩＳＫ−７１１３に準拠して測定し
た。ＨＤＴ（熱歪み温度、荷重１８．６Ｋｇ／ｃｍ² ）
はＪＩＳＫ−２０７３に準拠して測定した。ＩＺＯＤ
衝撃強さ（ノッチ付き）はＪＩＳＫ−７１１０に準拠
して測定した。比重はＪＩＳＫ−７１１２に準拠して
測定した。

【００７９】（比較例１〜７）二軸押出機（（株）神戸
製鋼所製：ＴＥＭ−３５）を用い、表３に示す各組成割
合で混練し、所定の試験片を得た。なお、中空無機粒子
およびガラス繊維は、樹脂が溶融した後、サイドフィー
ドにより前記二軸押出機に供給した。また、溶融後のス
クリューディメンジョンは、中空無機粒子の破壊が少な
くなるように設定した。

【００８０】得られた試験片について、実施例１と同様
にして評価を行なった。その結果を表４に示した。

【００８１】

【表３】

【００８２】

【表４】

【００８３】（実施例２〜３）実施例１における各成分
の配合割合を表５に示す割合に代えた外は、実施例１と
同様にして試験片を製造し、実施例１と同様の評価を行
なった。その結果を表６に示した。

【００８４】（実施例４）メルトインデックス（ＭＩ）
が２０ｇ／１０分であるホモポリプロピレン（ＰＰ）
と、中空無機粒子含有ペレットＢ−２と、ガラス繊維含
有ペレットＣ−２とを、表５に示す割合になるようにド
ライブレンドした外は、実施例１と同様にして試験片を
製造し、同様の評価を行なった。その結果を表６に示し
た。

【００８５】（比較例８）実施例２におけるガラス繊維
含有ペレットＣ−１をＣ−４に代えた外は、実施例２と
同様にして試験片を製造し、同様の評価を行なった。そ
の結果を表６に示した。

【００８６】（比較例９）実施例２における中空無機粒
子含有ペレットＢ−１をＢ−４に代えた外は、実施例２
と同様にして試験片を製造し、同様の評価を行なった。
その結果を表６に示した。

【００８７】（比較例１０）実施例１における各成分の
配合割合を表５に示す割合に代えた外は、実施例１と同
様にして試験片を製造し、実施例１と同様の評価を行な
った。その結果を表６に示した。

【００８８】

【表５】

【００８９】

【表６】

【００９０】（実施例５〜６）実施例１におけるブロッ
クポリプロピレン、中空無機粒子含有ペレットＢ−１、
およびガラス繊維含有ペレットＣ−１を、それぞれ６−
ナイロン、中空無機粒子含有ペレットＢ−３、ガラス繊
維含有ペレットＣ−３に代え、それぞれの配合量を表７
に示す割合に代えた外は、実施例１と同様にして試験片
を製造し、同様の評価を行なった。その結果を表８に示
した。

【００９１】（比較例１１〜１３）二軸押出機（（株）
神戸製鋼所製：ＴＥＭ−３５）を用い、表７に示す各組
成割合で混練し、所定の試験片を得た。なお、中空無機
粒子およびガラス繊維は、樹脂が溶融した後、サイドフ
ィードにより前記二軸押出機に供給した。また、溶融後
のスクリューディメンジョンは、中空無機粒子の破壊が
少なくなるように設定した。

【００９２】得られた試験片について、実施例１と同様
にして評価を行なった。その結果を表８に示した。

【００９３】

【表７】

【００９４】

【表８】

【００９５】

【発明の効果】この発明によると、ガラス繊維等の各種
無機強化材、無機フィラー等を熱可塑性樹脂に充填する
ことにより得た熱可塑性複合樹脂の諸特性を維持しつ
つ、その重量を軽量化し、自動車産業を初めとする幅広
い分野で好適に使用することのできるガラス繊維強化熱
可塑性樹脂組成物を提供することができる。

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 69/00 ＫＫＮ 9363−4Ｊ 71/12 ＬＱＮ 9167−4ＪＬＱＰ 9167−4Ｊ 77/00 ＫＬＣ 9286−4Ｊ 81/02 ＬＲＧ 7308−4Ｊ 101/00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱可塑性樹脂５〜７０重量部と、熱可塑
性樹脂５０〜９０重量％および粒子の真比重が０．１〜
０．９である中空無機粒子１０〜５０重量％からなると
共に前記中空無機粒子の破壊率が０〜４０重量％以下で
ある中空無機粒子含有ペレット２０〜７０重量部と、熱
可塑性樹脂２０〜６０重量％およびガラス繊維８０〜４
０重量％からなり、そのペレット長が２〜２０ｍｍであ
ると共に前記ガラス繊維のガラス繊維長が前記ペレット
長と実質的に等しいガラス繊維含有ペレット１０〜７０
重量部とを合計で１００重量部になるように含有してな
ることを特徴とするガラス繊維強化熱可塑性樹脂組成
物。
【請求項２】前記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン樹
脂、ポリアミド樹脂、スチレン系樹脂、ポリエステル樹
脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンスルフィド
樹脂、およびポリフェニレンオキシド樹脂からなる群よ
り選択される少なくとも一種である前記請求項１に記載
のガラス繊維強化熱可塑性樹脂組成物。
【請求項３】前記ポリオレフィン樹脂が、ポリプロピ
レン系樹脂である前記請求項２に記載のガラス繊維強化
熱可塑性樹脂組成物。
【請求項４】前記中空無機粒子は、その平均粒子径が
１０〜３００μｍである前記請求項１に記載のガラス繊
維強化熱可塑性樹脂組成物。
【請求項５】前記ガラス繊維は、その繊維径が３〜３
０μｍである前記請求項１に記載のガラス繊維強化熱可
塑性樹脂組成物。