JPH0655877B2 - 繊維強化熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は繊維強化熱可塑性樹脂組成物に関する。さらに
詳しくは、強度、剛性、耐薬品に優れ、かつ良好な寸法
安定性とウエルド部強度を有する繊維強化熱可塑性樹脂
組成物に関する。

〔従来の技術と問題点〕

ポリオレフィンは、成形加工性や耐薬品性に優れており
また安価であることから、汎用樹脂として多くの分野に
おいて用いられている。また、このポリオレフィンをガ
ラス繊維などの繊維状フィラーで強化した繊維強化ポリ
オレフィンは、通常のポリオレフィンと比べて機械的強
度や剛性および耐熱性が数段も改善されるためエンジニ
アリングプラスチックとして各種の工業部品に好適に使
用されている。しかしながら、この繊維強化ポリオレフ
ィンは成形品の形状によっては著しい反り変形を生じ寸
法安定性に劣るという重大な欠点を有するため、その用
途は限定されているのが現状である。

繊維強化ポリオレフィンの反り変形を改良するために、
たとえば、繊維状フィラーとともにマイカやタルクなど
の板状フィラーを配合する方法が提案されている（特公
昭49-20930、特開昭59-184247 ）。この方法によれば成
形時の反り変形を大幅に改良することが可能であるが、
その反面ウエルド部強度の低下を免れることができず、
板状フィラーの種類によっては製品の色相が著しく悪化
するという弊害も生ずる。ウエルド部強度の低下はたと
えば成形品をねじ止めする場合などにおいては非常に大
きな問題となってくる。というのは、ねじ止めは通常成
形品ボス部へのセルフタッピングにより行なわれるケー
スが多いが、ボス部にはウエルドラインが発生するた
め、ウエルド部強度が弱い場合にはセルフタッピングに
おいてそこから割れてしまうからである。また一般的
に、板状フィラーのアスペクト比が高いもの程反り変形
の抑制には有効であるが、逆にウエルド部強度の低下も
顕著になる傾向があり、反りが抑制され、かつウエルド
部強度に優れた組成物を得るためには、この方法ではお
のずと限界がある。

他の方法としては繊維状フィラーとともにゴム状成分を
配合することが提案されており（特公昭59-2294 ）、こ
の方法によってもまた反り変形を抑制することが可能で
ある。しかしながら、この方法でもウエルド部強度の低
下は免れず、さらにゴム状成分の配合による剛性や耐熱
性の低下が避けられない。

繊維状フィラーとともに板状フィラーとゴム状成分との
両方を配合する方法も提案されているが（特開昭51-136
736 ）、この方法によれば反り変形が抑制され剛性や耐
衝撃性のバランスに優れた組成物を得ることができる。
ところが、この方法でもやはりウエルド部強度の低下は
免れない。

一方、ポリスチレンに代表される芳香族ビニル系重合体
は寸法安定性に優れた樹脂として知られており、ガラス
繊維などの繊維状フィラーで強化しても反り変形などの
弊害は生じないものの、非結晶性の樹脂であるため強度
面における補強効果はポリオレフィンなどの結晶性樹脂
のごとき大きな値は得られないうえ、耐薬品性に劣ると
いう欠点を有する。以上に鑑み、繊維強化ポリオレフィ
ンと繊維強化芳香族ビニル系重合体の互いの欠点を改良
する目的で、ポリオレフィンと芳香族ビニル系重合体、
および繊維状フィラーとからなる組成物が考えられる。
しかしながら、ポリオレフィンと芳香族ビニル系重合体
とは本来相溶性に乏しく、この場合機械的強度の低下を
避けることができない。

ポリオレフィンと芳香族ビニル系重合体の相溶性を改良
し機械的強度に優れ反りの抑制された組成物を得る方法
として、ポリオレフィンと繊維状フィラー、および芳香
族ビニル系重合体成分としてのスチレン−無水マレイン
酸共重合体とを配合する方法が提案されている（特開昭
62-243633 ）。そこで、この方法により得られる組成物
について検討したところ、この方法は繊維状フィラーを
介してポリオレフィン成分と芳香族ビニル系重合体成分
との相溶性が改善されるという内容のものであって両樹
脂間の相溶性の改善効果については明らかに限界が認め
られ、機械的強度、特にウエルド部の強度については不
満足なものであることが判明した。

また、ポリオレフィンとポリスチレン、もしくはポリオ
レフィンとポリフェニレンエーテル樹脂、あるいはポリ
オレフィンとポリカーボネート樹脂の相溶性を改良する
目的で、さらに相溶性改良剤成分として、ポリオレフィ
ンに不飽和カルボン酸もしくはその無水物をグラフト反
応させてなる変性ポリオレフィンおよびエポキシ基含有
ポリスチレン系樹脂の組合せ、もしくはこれらをあらか
じめ反応させた反応生成物を配合する方法が提案されて
いる（特開昭58-198529、特開昭63-122757、特開昭64-7
5560）。これら公報においては、両樹脂間の相溶性があ
る程度改善された組成物を得ることができ、フィラーを
添加できるとの記載も一部に見られるが、フィラーを添
加したときのウエルド部の強度についてはいまだ満足し
うるレベルとは言いがたいことが判明した。

ポリオレフィンと芳香族ビニル系重合体の相溶性が改善
された組成物として、本発明者らは、ポリオレフィンに
不飽和カルボン酸もしくはその無水物をグラフト反応さ
せてなる変形ポリオレフィンであって特定の官能基含有
量とメルトフローレート（ＭＦＲ）を有するものと、特
定のエポキシ基含有量とメルトフローレート（ＭＦＲ）
を有する芳香族ビニル系重合体とを所定量配合してなる
組成物を提案した（特願平02-121885 ）。この組成物
は、溶融粘性的にみて成形用材料として非常に有用であ
り、またポリオレフィン成分と芳香族ビニル系重合体成
分の相溶性がきわめて良好であるため、優れたウエルド
部強度、剛性、寸法安定性および耐薬品性を有するもの
である。しかしながら、用途によってはさらに高い機械
的強度、剛性が要求される場合もあり、改良が望まれて
いた。

以上説明したように、機械的強度、剛性および耐薬品性
に優れるうえ成形時の反り変形が抑制され、かつ良好な
ウエルド部強度を有する繊維強化熱可塑性樹脂組成物が
各種工業部品用材料として望まれていながら、いまだ充
分に満足なものが得られていないのが実状である。従っ
て、本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解消
し、上述のごとく優れた特性を有する繊維強化熱可塑性
樹脂組成物を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは鋭意研究の結果、ポリオレフィンに不飽和
カルボン酸もしくはその無水物をグラフト反応させてな
る変性ポリオレフィンであって特定の官能基含有量とメ
ルトフローレト（ＭＦＲ）を有するものと、特定のエポ
キシ基含有量とメルトフローレト（ＭＦＲ）を有する芳
香族ビニル系重合体、および繊維状フィラーとを所定量
配合した組成物が本発明の目的の達成に有効であること
を見出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、下記成分（Ａ）２０〜９５wt％と
（Ｂ）８０〜５wt％からなるポリマー100 重量部に対
し、繊維状フィラー５〜150 重量部を配合してなること
を特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂組成物を構成とす
る。

（Ａ）ポリオレフィンに不飽和カルボン酸もしくはその
無水物をグラフト反応させてなる変性ポリオレフィンの
単独またはこれと未変性ポリオレフィンとからなる混合
物であって、該不飽和カルボン酸もしくはその無水物官
能基の含有量が３〜1,000mmol/kg、230 ℃、2.16kg荷重
におけるメルトフローレート（ＭＦＲ）が１〜200g/10m
inであるもの。

（Ｂ）エポキシ基を含有する芳香族ビニル系重合体であ
ってエポキシ基の含有量が５０〜1,000mmol/kgであるも
のの単独またはこれとエポキシ基を含有しない芳香族ビ
ニル系重合体の混合物であって、かつ成分（Ｂ）全体と
してのエポキシ基の含有量が５０〜1,000mmol/kg、230
℃、2.16kg荷重におけるメルトフローレート（ＭＦＲ）
が１５〜200g/10minであるもの。

本発明において成分（Ａ）として用いられる変性ポリオ
レフィンは、ポリオレフィンに不飽和カルボン酸もしく
はその無水物をグラフト反応させることにより好適に得
られる。上記ポリオレフィンとしては、低密度ポリエチ
レン、線状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリブテン−１、ポリペンテン−１、
ポリヘキセン−１、ポリ−４−メチルペンテン−１など
の重合体、またはエチエン、プロピレン、ブテン−１、
ペンテン−１、ヘキセン−１、４−メチルペンテン−１
などから選択される複数のオレフィンモノマーより得ら
れる共重合体が挙げられる。なかでも、ポリプロピレ
ン、またはプロピレンを主成分とするプロピレンとエチ
レンもしくは他のオレフィンとの結晶性共重合体が好ま
しい。

また、ポリオレフィンにグラフト反応させる不飽和カル
ボン酸もしくはその無水物としては、アクリル酸、メタ
クリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラ
コン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラ
コン酸、シス−４−シクロヘキセン−1,2 −ジカルボン
酸、シス−４−シクロヘキセン−1,2 −無水ジカルボン
酸、エンド−ビシクロ−（2,2,1 ）−５−ヘプテン−2,
3 −ジカルボン酸、エンド−ビシクロ−（2,2,1 ）−５
−ヘプテン−2,3 −無水ジカルボン酸などが挙げられる
が、なかでも無水マレイン酸が特に好ましい。これら不
飽和カルボン酸もしくはその無水物は、単独または２種
以上組合せて用いてもよい。

変性ポリオレフィンの製造は公知の種々の方法で実施す
ることができる。たとえば、ポリオレフィンの不飽和カ
ルボン酸もしくはその無水物を反応開始剤の存在下また
は不存在下に押出機やバンバリーミキサーなどを用いて
溶融状態で反応させる方法、あるいは溶媒の存在下に溶
液状態で両者を反応させる方法などが挙げられる。

成分（Ａ）としては、変性ポリオレフィン単独であって
もよく、あるいはこれと未変性のポリオレフィンとの混
合物であってもよい。

該混合物の場合には、変性ポリオレフィンと混合する未
変性のポリオレフィンは変性ポリオレフィンの製造に用
いるポリオレフィンが広く適するが、なかでもポリプロ
ピレン、またはプロピレンを主成分とするプロピレンと
エチレンもしくは他のオレフィンとの結晶性共重合体が
好ましい。

変性ポリオレフィンと未変性のポリオレフィンとの混合
方法は、両者をあらかじめ溶融混練しておく方法や本発
明の組成物を製造する際にそれぞれを配合する方法など
を含め両者の混合が可能な方法であれば特に限定なく採
用できる。

本発明における成分（Ａ）は、不飽和カルボン酸もしく
はその無水官能基の含有量が３〜1,000mmol/kg、好まし
くは、５〜900mmol/kg、およびＪＩＳ Ｋ−7210に準拠
し230 ℃、2.16kg荷重において測定されたメルトフロー
レート（以下、単にＭＦＲと略記することがある）が１
〜200g/10min、好ましくは３〜180g/10minであることが
必要である。すなわち官能基含有量が、３mmol/kg 未満
では良好なウエルド部強度を有する組成物が得られない
ばかりか繊維状フィラーによる充分な補強効果が得られ
ず、逆に1,000mmol/kgを越える範囲では組成物にゲル化
物が生じ商品価値が低下するので好ましくない。また、
ＭＦＲが１〜200g/10minをはずれる範囲では、成分
（Ｂ）との相溶性の低下に伴い良好なウエルド部強度を
有する組成物が得られなくなるので同様に好ましくな
い。

官能基含有量(mmol/kg)、未グラフトの不飽和カルボン
酸もしくはその無水物モノマーおよびそのホモポリマー
を除去した変性ポリオレフィンについて、赤外分光分析
を行なうことにより測定することができる。それぞれの
不飽和カルボン酸もしくはその無水物の示す特徴的な赤
外ピークにより、あらかじめ作成しておいた検量線を用
いてグラフト量（wt％）を定量し、このグラフト量をグ
ラフトモノマーの分子量で除すことにより官能基含有量
（mmol/kg）を計算する。未グラフトの不飽和カルボン
酸もしくはその無水物モノマーおよびそのホモポリマー
の除去は、変性ポリオレフィンペレットを、一旦キシレ
ン等の溶媒に完全に溶解させ、次にこの溶液を、ポリオ
レフィンに対しては貧溶媒でありかつグラフトに使用し
た不飽和カルボン酸もしくはその無水物のモノマーおよ
びそのホモポリマーに対しては良溶媒であるようなアセ
トン等の溶媒中に投入して析出させ、ろ過、乾燥を行な
うことにより実施することができる。

次に、本発明において成分（Ｂ）として用いられるエポ
キシ基含有芳香族ビニル系重合体は、エポキシ基含有不
飽和モノマーと芳香族ビニルモノマー、もしくはこれら
とさらに他の不飽和モノマーとからなる共重合体を広く
示すことができる。

上記エポキシ基含有不飽和モノマーとしては、グリシジ
ルアクリレート、グリシジルメタクリレート、アリルグ
リシジルエーテル、２−メチルアリルグリシジルエーテ
ルなどが挙げられるが、なかでもグリシジルメタクリレ
ートが特に適する。

また、芳香族ビニルモノマーとしては、スチレン、α−
メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、2,4 −ジメチル
スチレン、クロロスチレン、ビニルトルエンなどを使用
することができるが、なかでもスチレンが特に好まし
い。

他の不飽和モノマーとしては、アクリロニトリル、メタ
アクリロニトリルなどのシアン化ビニルモノマー、メチ
ルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリ
レート、エチルメタクリレートなどのアクリルもしくは
メタアクリルエステルモノマーが挙げられる。

成分（Ｂ）、すなわちエポキシ基含有芳香族ビニル系重
合体の具体例として、スチレン−グリシジルメタクリレ
ート共重合体およびスチレン−アクリロニトリル−グリ
シジルメタクリレート共重合体などを例示することがで
きる。

成分（Ｂ）は、エポキシ基含有芳香族ビニル系重合体単
独であってもよく、あるいはこれとエポキシ基を含まな
い芳香族ビニル系重合体との混合物であってもよい。

該混合物の場合には、エポキシ基を含まない芳香族ビニ
ル系重合体として、芳香族ビニルモノマー単独重合体や
芳香族ビニルモノマーと他の不飽和モノマーとの共重合
体を始めこれらをゴム強化したものが適する。具体的に
は、ポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、ハイイ
ンパクトポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共
重合体、スチレン−メチルメタクリレート共重合体、ス
チレン−アクリロニトリル−メチルメタクリレート共重
合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢ
Ｓ）樹脂などを挙げることができる。

エポキシ基含有芳香族ビニル系重合体とエポキシ基を含
まない芳香族ビニル系重合体との混合の方法は、両者を
あらかじめ溶融混練しておく方法や本発明の組成物を製
造する際にそれぞれを配合する方法などを含め両者の混
合が可能な方法であれば特に限定なく採用できる。

本発明における成分（Ｂ）は、エポキシ基の含有量が５
０〜1000mmol/kg、好ましくは６０〜800mmol/kg、およ
びＪＩＳ Ｋ−7210に準拠し230 ℃、2.16kg荷重のＭＦ
Ｒが１５〜200g/10min、好ましくは３０〜180g/10minで
あることが必要である。すなわちエポキシ基含有量が５
０mmol/kg 未満では良好なウエルド部強度を有する組成
物が得られず、逆に1000mmol/kg を越える範囲では組成
物にゲル化物が生じ商品価値が低下するので好ましくな
い。また、ＭＦＲが１５〜200g/10minをはずれる範囲で
は、成分（Ａ）との相溶性の低下に伴い良好なウエルド
部強度を有する組成物が得られなくなるので同様に好ま
しくない。

エポキシ基の含有量（mmol/kg ）は、芳香族ビニル系重
合体をN,N-ジメチルホルムアミド等の適当な溶媒に溶解
し、エポキシ基に過剰の塩酸を作用させてクロルヒドリ
ンを生成させたのち、過剰分の塩酸をカセイソーダ規定
液により滴定する方法により測定することができる。

なお、成分（Ｂ）がエポキシ基含有芳香族ビニル系重合
体とエポキシ基を含まない芳香族ビニル系重合体との混
合物である場合には、たとえ該混合物全体に対しエポキ
シ基含有量とＭＦＲが本発明の範囲内に含まれたとして
も、エポキシ基含有芳香族ビニル系重合体自体のエポキ
シ基含有量が５０〜1000mmol/kg の範囲内にない限り良
好なウエルド部強度を有する組成物は得られない。

その理由は次のように考えられる。すなわち、混合に供
されるエポキシ基含有芳香族ビニル系重合体のエポキシ
基含有量が前記範囲を越えるときには、該重合体とエポ
キシ基を含まない芳香族ビニル系重合体との相溶性が低
下し、逆にエポキシ基含有芳香族ビニル系重合体のエポ
キシ基含有量が前記範囲より少ないときには、結果的に
（Ｂ）成分全体としてみた場合の官能基量が不足するこ
とになるので（Ａ）成分との相溶性が悪化し、いずれの
場合も不均一で相溶性に劣る組成物しか得られないため
と考えられる。

さらに、本発明において用いられる繊維状フィラーとし
ては、ガラス繊維、カーボン繊維、セラミックス繊維、
ウォラストナイト、チタン酸カリウム繊維など、公知の
ものを幅広く例示することができる。これらは単独また
は２種以上組合せて用いられるが、なかでもガラス繊維
が補強効果に優れるため好適である。また、これら繊維
状フィラーの表面はシラン系化合物、たとえばビニルト
リエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、
γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランなど
であらかじめ処理しておくことが好ましい。

本発明の繊維強化熱可塑性樹脂組成物は、このような成
分（Ａ）と（Ｂ）、および繊維状フィラーとを溶融混練
することによって得られるが、その配合割合は（Ａ）２
０〜９５wt％、（Ｂ）８０〜５wt％、好ましくは（Ａ）
３５〜８０wt％、（Ｂ）６５〜２０wt％であり、さらに
繊維状フィラーは（Ａ）＋（Ｂ）の合計量100 重量部に
対して５〜150 重量部、好ましくは２０〜120 重量部で
ある。成分（Ａ）が２０wt％未満では耐薬品性や繊維状
フィラーによる補強効果が著しく低下し、逆に９５wt％
を越えると反りの抑制が不充分となるため避けるべきで
ある。また、繊維状フィラーが５重量部未満では顕著な
補強効果が期待できず、逆に150 重量部を越える範囲で
は組成物の製造が困難であり、かつ成形品の外観が著し
く悪化するので好ましくない。

本発明の組成物を製造する方法については特に制限はな
く、種々の方法にて行なうことができる。たとえば、成
分（Ａ）と（Ｂ）および繊維状フィラーの所定量をヘン
シェルミキサーやタンブラーブレンダーなどの混合装置
にて混合し、通常の一軸もしくは二軸の押出機やバンバ
リーミキサーなどの公知装置を用いて160 〜300 ℃、好
ましくは200 〜280 ℃の温度で溶融混練することにより
得られる。また、繊維状フィラーの切断をできるだけ抑
えるために、通常ホッパーのほかシリンダーの途中にフ
ィラー投入用ホッパー（各ホッパーは定量フィーダー
付）を有する押出機を用い、最終的に所定の割合となる
ように、成分（Ａ）と（Ｂ）をあらかじめ混合したもの
をこの押出機の通常ホッパーより投入し、繊維状フィラ
ーはフィラー投入用ホッパーより投入して上記温度にて
溶融混練する、という方法などもとり得る。本発明の組
成物は、必要により溶融混練時に安定剤、帯電防止剤、
可塑剤、滑剤、顔料などを添加することもできる。

以上説明した通り、本発明の繊維強化熱可塑性樹脂組成
物は、ポリオレフィン成分としての変性ポリオレフィン
と、芳香族ビニル系重合体成分としてのエポキシ基含有
芳香族ビニル系重合体とを組み合わせたものをマトリッ
クスとし、さらに繊維状フィラーを配合したものであ
る。その際、変性ポリオレフィンについては不飽和カル
ボン酸もしくはその無水物官能基の含有量とＭＦＲを、
エポキシ基含有芳香族ビニル系重合体についてはエポキ
シ基含有量とＭＦＲを限定したことにより、変性ポリオ
レフィンとエポキシ基含有芳香族ビニル系重合体との相
溶性が適正化され、強度、剛性、耐薬品性に優れ、かつ
良好な寸法安定性とウエルド部強度とを併せもつ繊維強
化熱可塑性樹脂組成物を得ることが可能となった。

〔実施例〕

以下、実施例および比較例によって本発明を具体的に説
明するが、本発明はそれらによって限定されるものでは
ない。

なお、評価方法は次の方法によった。

（１）アイゾット衝撃強度（ノッチ付） ＪＩＳ Ｋ−7110に準拠した。試験片は射出成形により
作製したＪＩＳ ２号Ａ試験片を用いた。

（２）曲げ強度、曲げ弾性率 ＪＩＳ Ｋ−7203に準拠した。射出成形により作製した
４mm×１０mm×100mm の試験片を用いた。

（３）ウエルド部引張強度 ＪＩＳ Ｋ−7113に準拠した。試験片は射出成形により
作製したもので、形状はＪＩＳ１号試験片と同一である
が、試験片の両端にゲートを有する金型を使用して中央
部にウエルド部を生じせしめたものとした。

（４）耐薬品性 射出成形により作製した４mm×１０mm×100mm の試験片
を２３℃のアセトン中に３０日間浸漬し外観の変化を観
察した。この際、変化のみられなかったものを○、部分
的に劣化を生じたものを△、著しい劣化を生じたものを
×と判定した。

（５）反り変形量 射出成形により150mm ×150mm ×厚さ２mmの平板（フイ
ルムゲート）を作製し、成形後２３℃、５０％ＲＨの雰
囲気で７２時間放置して状態調節を行なった。この平板
を定盤上に置き、一角をおもりで押さえた時に持ちあが
る対角の定盤からの高さを位置を変えて測定し、その一
枚について最大のものを反り変形量とした。

また、成分としては以下のものを用いた。記載したＭＦ
Ｒの値はすべてＪＩＳ Ｋ−7210に準拠し、230 ℃、2.
16kg荷重の条件で測定されたものである。

（イ）無水マレイン酸変性ポリプロピレン−１ ＭＦＲ0.5g/10minの粉末状ポリプロピレン単独重合体10
0 重量部、無水マレイン酸0.5 重量部、1,3 −ビス（ｔ
−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン0.05重量
部、2,6 −ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール0.1 重量部
をヘンシェルミキサーにてあらかじめドライブレンド
し、これをスクリュー径４５mm、L/D＝３０の２軸押出
機により200 ℃で溶融混練して得られた無水マレイン酸
変性ポリプロピレン（後記表１および表２中、PP−ＭＡ
Ｈ−１と略記）。

得られた変性ポリプロピレンのＭＦＲを測定したところ
３０g/10min であった。また、この変性ポリプロピレン
のペレット３ｇを135 ℃に保たれたキシレン中に一旦撹
拌溶解させたのち、この溶液を多量のアセトン中に投入
してポリプロピレン成分を析出させ、ろ過、乾燥を行な
った。このようにしてグラフト反応していない無水マレ
イン酸を除去した変性ポリプロピレンについて赤外分光
分析を実施し、1780cm^-1ピークよりグラフト無水マレイ
ン酸の定量を行なったところ0.31wt％のグラフト量であ
り、このグラフト量を無水マレイン酸モノマーの分子量
で除した官能基含有量は３１mmol/kg であった。

（ロ）無水マレイン酸変性ポリプロピレン−２ 1,3 −ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベン
ゼンの添加量を0.15重量部とした以外は（イ）と同様に
して得られ分析されたＭＦＲ160g/10min、官能基含有量
４３mmol/kg （グラフト量0.43wt％）の無水マレイン酸
変性ポリプロピレン（表１および表２中、ＰＰ−ＭＡＨ
−２と略記）。

（ハ）無水マレイン酸変性ポリプロピレン−３ 1,3 −ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベン
ゼンの添加量を0.22重量部とした以外は（イ）と同様に
して得られ分析されたＭＦＲ270g/10min、官能基含有量
４５mmol/kg （グラフト量0.45wt％）の無水マレイン酸
変性ポリプロピレン（表１および表２中、ＰＰ−ＭＡＨ
−３と略記）。

（ニ）アクリル酸変性ポリプロピレン ＭＦＲ４２g/10min、定量に用いるピークを1710cm^-1と
した以外は（イ）と同様にして分析されたアクリル酸官
能基含有量が830mmol/kg（アクリル酸グラフト量６wt
％）のアクリル酸変性ポリプロピレン（ＢＰパフォーマ
ンスプラスチックス社製ＰＢ−１００１。表１および表
２中、ＰＰ−ＡＡと略記）。

（ホ）ポリプロピレン−１ ＭＦＲ0.5g/10minのポリプロピレン単独重合体（表１お
よび表２中、PP-1と略記）。

（ヘ）ポリプロピレン−２ ＭＦＲ２５g/10min のポリプロピレン単独重合体（表１
および表２中、PP-2と略記）。

（ト）ポリプロピレン−３ ＭＦＲ0.5g/10minの粉末状ポリプロピレン単独重合体10
0 重量部、1,3 −ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロ
ピル）ベンゼン0.17重量部、2,6 −ジ−ｔ−ブチル−ｐ
−クレゾール0.1 重量部をヘンシェルミキサーにてあら
かじめドライブレンドし、これをスクリュー径４５mm、
L/D＝３０の２軸押出機により200 ℃で溶融混練して得
られたＭＦＲ160g/10minのポリプロピレン単独重合体
（表１および表２中、ＰＰ−３と略記）。

（チ）エチレン−プロピレンゴム ＭＦＲ3.5g/10min、プロピレン含有量２６wt％のエチレ
ン−プロピレンゴム（日本合成ゴム(株)製ＥＰ０２Ｐ。
表１および表２中、ＥＰＲと略記）。

（リ）スチレン−グリシジルメタクリレート共重合体−
１ 重量平均分子量150,000 のスチレン−グリシジルメタク
リレート共重合体（日本油脂(株)製ブレンマーＣＰ−１
５０５Ｓ。表１および表２中、St−ＧＭＡ−１と略
記）。

このもののＭＦＲを測定したところ４９g/10min であっ
た。また、この樹脂の３g をN,N-ジメチルホルムアミド
に溶解し、エポキシ基に過剰の塩酸を作用させてクロル
ヒドリンを生成させたのち、過剰分の塩酸をカセイソー
ダ規定液により滴定する方法によりエポキシ基含有量を
測定したところ350mmol/kgであった（グリシジルメタク
リレート分子量を乗ずることによってグリシジルメタク
リレート含有量５wt％を計算した）。

（ヌ）スチレン−グリシジルメタクリレート共重合体−
２ （リ）と同様にして分析された、重量平均分子量100,00
0、ＭＦＲ170g/10min、エポキシ基含有350mmol/kg（グ
リシジルメタクリレート含有量５wt％）のスチレン−グ
リシジルメタクリレート共重合体（日本油脂(株)製ブレ
ンマーＣＰ−１００５Ｓ。表１および表２中、Ｓｔ−Ｇ
ＭＡ−２と略記）。

（ル）スチレン−グリシジルメタクリレート共重合体−
３ （リ）と同様にして分析された、重量平均分子量21,10
0、ＭＦＲ1,000g/10min以上（測定不能）、エポキシ基
含有量3,500mmol/kg（グリシジルメタクリレート含有量
５０wt％）のスチレン−グリシジルメタクリレート共重
合体（日本油脂(株)製ブレンマーＣＰ−50Ｓ。表１およ
び表２中、Ｓｔ−ＧＭＡ−３と略記）。

（ヲ）スチレン−アクリロニトリル−グリシジルメタク
リレート共重合体−１ （リ）と同様にして分析された、重量平均分子量50,00
0、ＭＦＲ640g/10min、エポキシ基含有量700mmol/kg
（グリシジルメタクリレート含有量１０wt％）のスチレ
ン−アクリロニトリル−グリシジルメタクリレート共重
合体（日本油脂(株)製ブレンマーＣＰ−５１０ＳＡ。表
１および表２中、Ｓｔ−ＡＮ−ＧＭＡ−１と略記）。

（ワ）スチレン−アクリロニトリル−グリシジルメタク
リレート共重合体−２ （リ）と同様にして分析された、重量平均分子量8,10
0、ＭＦＲ1,000g/10min以上（測定不能）、エポキシ基
含有量1,400mmol/kg（グリシジルメタクリレート含有量
２０wt％）のスチレン−アクリロニトリル−グリシジル
メタクリレート共重合体（日本油脂(株)製ブレンマーＣ
Ｐ−２０ＳＡ。表１および表２中、Ｓｔ−ＡＮ−ＧＭＡ
−２と略記）。

（カ）スチレン−無水マレイン酸共重合体 ＭＦＲ3.2g/10min、無水マレイン酸官能基含有量820mmo
l/kg（無水マレイン酸含有量８wt％）のスチレン−無水
マレイン酸共重合体（アーコポリマー社製ダイラーク２
３２）９０重量部、ＭＦＲ２５g/10min の粉末状ポリス
チレン１０重量部、1,3 −ビス（ｔ−ブチルパーオキシ
イソプロピル）ベンゼン0.2 重量部をヘンシェルミキサ
ーにてあらかじめドライブレンドし、これをスクリュー
径４５mm、L/D＝３０の２軸押出機により250 ℃で溶融
混練して得られたＭＦＲ２１g/10min、無水マレイン酸
官能基含有量730mmol/kg（無水マレイン酸含有量7.2wt
％）のスチレン−無水マレイン酸共重合体（表１および
表２中、Ｓｔ−ＭＡＨと略記）。

（ヨ）ポリスチレン 重量平均分子量194,000、ＭＦＲ２２g/10minのポリスチ
レン（表１および表２中、ＰＳと略記）。

（タ）ガラス繊維 径１３μ、長さ３mmの、アミノシランにより表面処理さ
れたガラス繊維（表１および表２中、ＧＦと略記）。

（レ）マイカ 平均粒径１５μ、アスペクト比３０のマイカ。

（ソ）タルク 平均粒径４μ、アスペクト比２０のタルク。

実施例１〜１２、比較例１〜１６ 表１および表２に示したガラス繊維を除く各成分を所定
の配合量となるようにヘンシェルミキサーに投入してド
ライブレンドしたのち、通常ホッパーのほかシリンダー
の途中にフィラー投入用ホッパー（各ホッパーは定量フ
ィーダー付）を有する、スクリュー径４５mm、L/D＝３
０の二軸押出機を用い、最終的に所定の割合となるよう
に、前記混合物をこの押出機の通常ホッパーより投入
し、ガラス繊維はフィラー投入用ホッパーより投入して
250 ℃で溶融混練した。得られた各組成物のペレットを
射出成形（250 ℃）して試験片および平板を作製し、ア
イゾット衝撃強度（ノッチ付）、曲げ強度、曲げ弾性
率、ウエルド部引張強度、耐薬品性および反り変形量の
測定を行なった。以上の結果をあわせて表１および表２
に示した。

表１より、本発明実施例にかかる組成物はいずれも、衝
撃強度や曲げ強度などの機械的強度、ウエルド部強度、
剛性および耐薬品性に優れ、また成形時の反り変形が大
幅に抑制されていることがわかる。

一方、表２の結果から明らかなように、比較例１はガラ
ス繊維で強化したポリプロピレンの例であるが、反り変
形が著しく大きいことが知られる。比較例２はガラス繊
維で強化したポリスチレンの例であるが、ガラス繊維に
よる補強効果が小さい、すなわち衝撃強度や曲げ強度が
充分ではなく、また耐薬品性に劣っている。比較例３は
成分（Ａ）の官能基含有量とＭＦＲ、および成分（Ｂ）
のエポキシ基含有量とＭＦＲについては本発明の範囲内
のものであるが、これらの配合量が不適切であるため機
械的強度が弱く、また耐薬品性に劣っている。比較例４
および５はそれぞれポリプロピレンをガラス繊維とマイ
カ、およびガラス繊維とタルクを併用して強化した場合
の例であるが、反り変形は抑制されているもののウエル
ド部強度が大きく低下している。比較例６はガラス繊
維、ポリプロピレンにゴム状成分を配合した例である
が、反り変形の抑制効果が充分でないばかりかウエルド
部強度や剛性の低下が免れない。比較例７はポリプロピ
レンにゴム状成分を配合し、かつガラス繊維とタルクを
併用して強化した場合の例であるが、やはりウエルド部
強度が大きく低下した。比較例８はガラス繊維、ポリプ
ロピレンにエポキシ基を有しないポリスチレン樹脂を配
合した例であるが、ウエルド部、非ウエルド部の強度が
低下するばかりか反り変形の改良も不充分で、しかも耐
薬品性に劣るものであった。

また、比較例９はガラス繊維、ポリプロピレンにスチレ
ン−マレイン酸共重合体を配合した例であるが、ポリプ
ロピレン成分とスチレン系重合体成分との相溶性の改善
が不充分であるためウエルド部、非ウエルド部の機械的
強度に劣るほか、耐薬品にも劣っていた。比較例１０
は、繊維状フィラーを一切含まないためウエルド部強度
があるが、強度、剛性がまったく不充分である。

ガラス繊維、変性ポリプロピレンとエポキシ基を含有す
る芳香族ビニル系重合体を配合した組成物であっても本
発明の範囲外では、不充分であり、比較例１１は成分
（Ａ）の官能基含有量が不足している場合であるが、機
械的強度や剛性が不充分なうえウエルド部強度も弱く、
また反り変形もあまり抑制されていないばかりか耐薬品
性にも劣っている。比較例１２および１３はそれぞれ成
分（Ａ）および成分（Ｂ）のＭＦＲが本発明の範囲外の
場合であるが、どちらもウエルド部強度が弱いうえ耐薬
品性に劣るものであった。比較例１４は成分（Ｂ）のエ
ポキシ基含有量とＭＦＲが本発明の範囲外の場合である
が、ゲル化を起こし溶融混練ができなかった。比較例１
５および１６は本発明の範囲外のエポキシ基含有芳香族
ビニル系重合体を用い、これにエポキシ基を含有しない
ポリスチレンとを併用したもので、成分（Ｂ）全体とし
てのエポキシ基含有量やＭＦＲは本発明の範囲内に含ま
れる場合であるが、ウエルド部強度が低下するうえ反り
の抑制効果に乏しく、また耐薬品性も劣っていた。

〔発明の効果〕

本発明の組成物は、ポリオレフィン、芳香族ビニル系重
合体と繊維状フィラーによる繊維強化熱可塑性樹脂組成
物であり、ポリオレフィンと芳香族ビニル系重合体を特
定するので、これらの相溶性が著しく改善され、繊維状
フィラーの優れた補強効果が発揮される。このため本発
明の組成物は、強度、剛性、耐薬品性に優れ、良好な寸
法安定性と充分に高いウエルド部強度をも併せもつもの
である。

従って本発明の組成物は、ウエルド部強度が強いため、
成形品をねじ止めするセルフタッピングにより割れたこ
とがない、さらに強度、剛性、耐薬品性、良好な寸法安
定性に優れ、種々の構造部品や機能部品などに好適に用
いることができる。

───────────────────────────────────────────────────── 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 25/08 ＬＤＷ 9166−4Ｊ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記成分（Ａ）２０〜９５wt％と（Ｂ）８
   ０〜５wt％からなるポリマー100 重量部に対し、繊維状
   フィラー５〜150 重量部を配合してなることを特徴とす
   る繊維強化熱可塑性樹脂組成物。 （Ａ）ポリオレフィンに不飽和カルボン酸もしくはその
   無水物をグラフト反応させてなる変性ポリオレフィンの
   単独またはこれと未変性ポリオレフィンとからなる混合
   物であって、該不飽和カルボン酸もしくはその無水物官
   能基の含有量が３〜1,000mmol/kg、230 ℃、2.16kg荷重
   におけるメルトフローレート（ＭＦＲ）が１〜200g/10m
   inであるもの。 （Ｂ）エポキシ基を含有する芳香族ビニル系重合体であ
   ってエポキシ基の含有量が５０〜1,000mmol/kgであるも
   のの単独またはこれとエポキシ基を含有しない芳香族ビ
   ニル系重合体との混合物であって、かつ成分（Ｂ）全体
   としてのエポキシ基の含有量が５０〜1,000mmol/kg、23
   0 ℃、2.16kg荷重におけるメルトフローレート（ＭＦ
   Ｒ）が１５〜200g/10minであるもの。