JPH06298948A - ガラス繊維含有樹脂組成物 - Google Patents

ガラス繊維含有樹脂組成物

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JPH06298948A
JPH06298948A JP9144993A JP9144993A JPH06298948A JP H06298948 A JPH06298948 A JP H06298948A JP 9144993 A JP9144993 A JP 9144993A JP 9144993 A JP9144993 A JP 9144993A JP H06298948 A JPH06298948 A JP H06298948A
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JP
Japan
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glass fiber
rubber
coated
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resin composition
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Application number
JP9144993A
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English (en)
Inventor
Naoki Yamamoto
直己 山本
Masaharu Fujimoto
雅治 藤本
Hideyuki Fujii
秀幸 藤井
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ゴム被覆ガラス繊維と熱可塑性樹脂からなる
組成物を提供する。 【構成】 表面全体がゴム層で被覆されたゴム被覆ガラ
ス繊維と熱可塑性樹脂とからなる組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はゴム被覆ガラス繊維と熱
可塑性樹脂とからなる組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】ガラス繊維強化材料は、その優れた機械
特性、耐熱性あるいは成形加工性を活かし、電気・電子
分野、OA機器分野など様々な産業分野に幅広く利用さ
れている。しかしながら、一般にガラス繊維強化樹脂材
料はガラス繊維の複合化によりマトリックス樹脂の本来
有している靱性が大きく損なわれ、より高度な耐衝撃性
が要求される分野には利用できないのが現状である。
【0003】ところで、ガラス繊維強化材料の靱性を向
上させたものとして、引き抜き成形法により長さ3mm
以上のガラス繊維を熱可塑性樹脂に含有賦形したガラス
長繊維強化樹脂材料や、ガラス繊維径を小さくしたガラ
ス繊維強化樹脂材料がある。しかしながら前者では、射
出成形後のウエルド部の強度の低下やガラス繊維長を保
持するための金型構造上の制約が存在する点が問題であ
り、後者ではガラス繊維の破断がより生起しやすくなる
ことで機械特性が低下する点が問題であり、物性を十分
満足するものは得られていない。
【0004】また、ガラス繊維強化樹脂に粒子状のゴム
成分を添加することにより靱性を改良する方法はよく用
いられるが、この方法では耐衝撃性を上げようとすると
ガラス繊維強化樹脂材料の本来有している剛性、耐熱
性、耐薬品性が著しく低下してしまう点が問題である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ガラス繊維強化樹脂材
料の靱性を向上させる方法の一つとしては、ガラス繊維
/マトリックス界面境界層に低弾性率の成分を導入する
考え方が佐藤らにより提案されている(J.Mat.Sci.,26,3
891(1991))。しかしながら、この報告では具体的な低弾
性率成分の導入方法や得られた複合材料の物性について
は記載がない。
【0006】一方、無機質単繊維表面にゴム層を付着さ
せる方法としては、炭素繊維表面にアミン変性ニトリル
ゴム分散水溶液より被覆する方法が提案されているが、
この方法では単繊維状被覆繊維は得られるものの、端面
も含めた繊維表面全体が均質に被覆された長さ7mm以
下の繊維を得ることができない。
【0007】本発明者はこのような状況に鑑み、端面も
含めた繊維表面全体が被覆されたゴム被覆ガラス繊維と
熱可塑性樹脂との組成物について鋭意検討し本発明に到
達した。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は表面全体
がゴム層で被覆されたゴム被覆ガラス繊維と熱可塑性樹
脂とからなる組成物にある。
【0009】本発明で用いられるガラス繊維のサイズは
特に限定されないが、アスペクト比が5以上で長さが7
mm以下のものが好ましい。アスペクト比が5未満の場
合はガラス繊維の充填材としての性能が低下しこれを熱
可塑性樹脂と複合化させた樹脂組成物の機械特性を損な
うおそれがある。また、繊維長が7mmを越えた場合は
熱可塑性樹脂との複合化に際しガラス繊維が破断してゴ
ム成分が被覆されていない端面が生じ、その結果靱性が
低下してしまうおそれがある。
【0010】本発明においてガラス繊維を被覆している
ゴム成分は、室温でゴム弾性を示すものであれば特に限
定されないが、ガラス繊維表面へのゴム成分の結合性を
考慮すると、ノルマルブチルアクリレ−ト、メチルアク
リレ−ト、エチルアクリレ−トおよびブタジエンから選
ばれた少なくとも一種のビニル単量体の重合物、または
前記ビニル単量体の少なくとも一種とアリルメタクリレ
−ト、ジビニルベンゼンおよびエチレングリコ−ルジメ
タクリレ−トから選ばれた少なくとも一種のビニル単量
体との共重合物であることが好ましい。このゴム成分は
端面を含めたガラス繊維表面全体を被覆していればよ
く、ゴム成分とガラス繊維表面との界面の結合状態は限
定されない。即ち界面には化学結合が存在していてもよ
く存在していなくてもよい。
【0011】このガラス繊維を被覆しているゴム成分の
量は特に限定されないが、ガラス繊維100重量部に対
して0.1〜100重量部であることが好ましい。0.
1重量部未満では実質上ゴム弾性の効果が期待できず、
また100重量部を越えた範囲では均質な被覆形態を有
するゴム被覆ガラス繊維を得るのが困難になる。さらに
好ましくは0.1〜30重量部である。
【0012】本発明で用いられるゴム被覆ガラス繊維は
例えば以下のようにして製造することができる。本発明
のゴム被覆ガラス繊維は、ガラス繊維の表面にグラフト
活性点を導入し、次いでこのグラフト活性点にゴム成分
用単量体をグラフト重合することによって得ることがで
きる。グラフト活性点の導入はガラス表面にグラフト活
性モノマ−を化学結合させることによって行われる。続
いてこのグラフト活性点導入ガラス繊維の存在下にゴム
成分用の単量体をグラフト重合させてガラス繊維表面を
被覆することができる。
【0013】グラフト活性モノマ−としては、ガラス繊
維表面のシラノ−ル基と反応可能なシランアルコキシ
基、エポキシ基、酸無水物またはハロゲン化炭化水素基
等の少なくとも一種の官能基と、ゴム成分用の単量体と
反応可能なビニル基、スチリル基、アリル基、メタクリ
ロイル基、アクリロイル基、メルカプト基およびアゾ基
から選ばれる少なくとも一種の官能基とを併有する化合
物が挙げられる。
【0014】本発明のゴム被覆ガラス繊維は、従来のガ
ラス繊維と同様の方法で熱可塑性樹脂と複合化すること
ができる。この複合樹脂組成物は、従来のガラス繊維含
有樹脂組成物に比べ剛性は同等あるいは若干低下するも
のの、耐衝撃性が大きく向上し優れた性能バランスを示
す。
【0015】熱可塑性樹脂としては、得られる複合樹脂
組成物の剛性と靱性のバランスを考慮すると、ポリブチ
レンテレフタレ−ト、ポリエチレンテレフタレ−ト、6
−ナイロン、6,6−ナイロン、ポリカ−ボネ−ト、ポ
リアリレ−ト、ポリフェニレンエ−テル、ポリアセタ−
ル、ポリフェニレンスルフィド、ポリスチレンおよびポ
リプロピレンから選ばれた少なくとも一種であることが
好ましい。
【0016】熱可塑性樹脂とゴム被覆ガラス繊維の重量
組成比は特に限定されないが、両成分の混合状態の均一
性等の複合化特性を考慮すると複合樹脂組成物中のゴム
被覆ガラス繊維の割合が5〜50重量%であることが好
ましい。
【0017】本発明のゴム被覆ガラス繊維を含有させた
複合樹脂組成物は、射出成形、プレス成形、中空成形、
カレンダ成形等の様々な加工法によって目的の成形品と
され、その優れた剛性、機械強度、耐衝撃性を活かした
用途に使用することができる。
【0018】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。なお、実施例におけるゴム被覆ガラス繊維及び樹脂
組成物の分析評価の測定法は次のとおりである。 1)ゴム付着率の測定: 陶器製るつぼにゴム被覆ガラ
ス繊維を秤量(M0 )し、これを約700℃で焼成後、
残存灰分量(M1 )を秤量した。ガラス繊維に対するゴ
ム付着率(重量%)は次式により算出した。 ゴム付着率=(M0 −M1 )/M1 ×100 2)ゴム被覆形態の観察: 走査型電子顕微鏡を用いて
ゴム被覆ガラス繊維のゴム被覆形態を観察した。 3)曲げ試験: ASTM D−790に準じて測定し
た。なお、測定条件は、温度23℃、湿度50%RHと
した。 4)アイゾット衝撃試験: ASTM D−256に準
じて測定した。なお、測定条件は、試験片厚さ3.2m
m、温度23℃、湿度50%RHとした。また、以下の
実施例、比較例において使用される「部」は全て重量部
を意味する。
【0019】実施例1 試薬注入容器、冷却管、ジャケット加熱機および撹拌装
置を備えた容量3.0リットルの反応器内に、長さ70
μm、径9μmのガラス繊維(日本電気硝子(株)製EP
G−70M−01N)500部とメチルエチルケトン5
00部および濃度96%の硫酸5部を入れ、撹拌しなが
ら80℃まで昇温した。
【0020】次に、グリシジルメタクリレ−ト50部を
試薬注入容器から反応器内に添加して、80℃にて5時
間反応させた。反応器を冷却し、撹拌を停止することに
より反応器内のガラス繊維を沈降させた。次いで上澄み
を除去し、残渣を水洗浄、アセトン洗浄した後濾過回収
し、70℃にて一晩真空乾燥した。
【0021】次に、試薬注入容器、冷却管、ジャケット
加熱機および撹拌装置を備えた容量2.0リットルの反
応器内に、前記のグリシジルメタクリレ−ト処理ガラス
繊維192部、水668.2部および乳化剤(花王アト
ラス(株)製 ネオペックスNo.6)2.2部を入
れ、窒素気流下で撹拌した。次に、硫酸第一鉄0.00
24部、エチレンジアミンテトラ酢酸0.0072部お
よびロンガリッドC0.572部を水50部に溶解させ
た水溶液を試薬注入容器から添加した後、60℃まで昇
温した。続いてノルマルブチルアクリレ−ト9.504
部、アリルメタクリレ−ト0.096部およびクメンハ
イドロパ−オキサイド0.432部の混合溶液を窒素置
換後、試薬注入容器から毎分4.8mlの速度で反応器
中に滴下した。滴下終了時から1時間後に反応器を冷却
し、内容物を濾過回収した。得られた生成物は水洗後、
80℃にて一晩熱風乾燥した。
【0022】このようにして得られた生成物(G−1)
の表面状態を走査型電子顕微鏡にて観察したところ、ゴ
ム成分がガラス繊維を被覆した状態が観察された。被覆
表面は平滑でかつ繊維間の癒着は全く観察されなかっ
た。ガラス繊維へのゴム付着率は5重量%であった。以
上のゴム被覆ガラス繊維の調製条件および結果を表1に
まとめて示した。
【0023】次いでこのゴム被覆ガラス繊維31.5部
およびポリブチレンテレフタレ−ト(三菱レイヨン
(株)製タフペットPBT N1010)68.5部を
ビニル製袋中で混合した後、この混合物をバレル、単軸
スクリュ−およびダイスを備えた押し出し機にて、バレ
ル温度250℃で押し出し、ストランド状の樹脂組成物
を得た。この組成物をASTM D−790およびD−
256に準拠した試験片用金型、シリンダバレル、スク
リュ−を備えた射出成形機にて、シリンダ温度250
℃、金型温度60℃の条件で射出成形を行い、曲げ試験
およびアイゾット衝撃試験用試験片を得、評価した。以
上の混合仕込み条件および物性測定結果を表2にまとめ
て示した。表2の結果から明らかなように樹脂組成物は
剛性と靱性のバランスが優れている。
【0024】実施例2 試薬注入容器、冷却管および撹拌装置を備えた容量2.
0リットルの反応器内に、エチルアルコ−ル1000
部、酢酸15部およびγ−メタクリロイルオキシプロピ
ルトリメトキシシラン(信越シリコ−ン(株)製 KB
M−503)20部を入れ、2時間室温にて反応した。
次いで、実施例1と同様のガラス繊維500部を投入し
一晩撹拌した。この反応器内内容物を容量2.0リット
ルのフラスコに移し、エバポレ−ションにより反応物を
回収した。得られた反応物を熱風乾燥機にて95℃下で
5時間熱処理した後、水洗浄続いてアセトン洗浄し、濾
過回収して70℃にて一晩真空乾燥した。
【0025】次に、このようにして処理したガラス繊維
192部を用い、実施例1と同様の条件でゴム成分を重
合させ、表1のゴム被覆ガラス繊維(G−2)を得た。
被覆表面は平滑でかつ繊維間の癒着は全く観察されなか
った。
【0026】次いでこのゴム被覆ガラス繊維を用いて実
施例1と同様にして樹脂組成物を得、曲げ試験およびア
イゾット衝撃試験を行い、表2の結果を得た。表2の結
果から明らかなように樹脂組成物は剛性と靱性のバラン
スが優れている。
【0027】比較例1 実施例1と同様の未処理のガラス繊維30部を用い実施
例1と同様にしてポリブチレンテレフタレ−ト70部と
ビニル製袋中で混合した後、この混合物をバレル、単軸
スクリュ−およびダイスを備えた押し出し機にて、バレ
ル温度250℃で押し出し、ストランド状の樹脂組成物
を得た。次いで実施例1と同様にして試験片を作り評価
し表2の結果を得た。
【0028】比較例2 ノルマルブチルアクリレ−ト79.2部、アリルメタク
リレ−ト0.8部、メタクリル酸メチル10部およびメ
タクリル酸グリシジル10部を多段乳化重合法によって
重合させた粒子状のグラフトゴム15部、実施例1と同
様の未処理のガラス繊維30部及びポリブチレンテレフ
タレ−ト55部をビニル製袋中で混合した後、この混合
物をバレル、単軸スクリュ−およびダイスを備えた押し
出し機にて、バレル温度250℃で押し出し、ストラン
ド状の樹脂組成物を得た。次いで実施例1と同様にして
試験片を作り評価し表2の結果を得た。
【0029】
【表1】
【0030】
【表2】
【0031】
【発明の効果】ガラス表面全体がゴムで被覆されたゴム
被覆ガラス繊維を熱可塑性樹脂と複合化したゴム被覆ガ
ラス繊維含有樹脂組成物は、剛性と靱性のバランスに優
れているため、従来材料では使用が困難であった高い剛
性あるいは高い耐衝撃性の要求される用途に利用するこ
とができ、また成形品の薄肉化、軽量化が図れる等の利
点を有している。またこのゴム被覆ガラス繊維を利用し
た樹脂組成物は比較的少ないゴム量で熱可塑性樹脂の靱
性改良が可能であるため、従来のガラス繊維と粒子状ゴ
ムを併用した場合と比べ耐熱性および耐薬品性の低下を
抑えることができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面全体がゴム層で被覆されたゴム被覆
    ガラス繊維と熱可塑性樹脂とからなる組成物。
  2. 【請求項2】 ゴム被覆ガラス繊維の含有量が5〜50
    重量%である請求項1記載の組成物。
  3. 【請求項3】 ゴム被覆ガラス繊維を構成するガラス繊
    維のアスペクト比が5以上でかつ長さが7mm以下であ
    る請求項1記載の組成物。
JP9144993A 1993-04-19 1993-04-19 ガラス繊維含有樹脂組成物 Pending JPH06298948A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003047830A1 (fr) * 2001-12-06 2003-06-12 Toray Industries, Inc. Materiau composite a fibres et son procede de production

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2003047830A1 (fr) * 2001-12-06 2003-06-12 Toray Industries, Inc. Materiau composite a fibres et son procede de production
US7208220B2 (en) 2001-12-06 2007-04-24 Toray Industries, Inc. Fiber-reinforced composite material and method for production thereof

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