JPH11349801A - 熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課 題】 光ピックアップパーツ等の音響用精密部品
等に好適な、高衝撃強度、高弾性率、表面平滑性及び内
部損失に優れた熱可塑性樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 脂肪族ポリケトン樹脂１００重量部に対
して、ホウ酸アルミニウムウイスカを１０〜２５０重量
部の割合で配合する。また、必用に応じてホウ酸アルミ
ニウムウイスカの表面をシランカップリング剤で処理し
て使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ホウ酸アルミニウ
ムウイスカを充填材として配合した高衝撃強度、高弾性
率、表面平滑性及び内部損失に優れた成形体を成型し得
る熱可塑性樹脂組成物に関するものであり、特に光ピッ
クアップ部品、自動車部品、家電製品、電子製品、精密
成型部品等の機能性複合材料として有効なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱可塑性樹脂の強度、弾性率等の
機械的物性を向上させるため、樹脂に繊維状あるいは粒
子状の充填材を添加することがなされており、また樹脂
と充填剤間の密着性を改善するためにカップリング剤で
充填剤を用いて表面改質を行う試みがなされている。
〔例えば、特開昭５９−２１５３５３号、特開平４−２
６８３７３号、特開平４−１９８２５６号公報〕

【０００３】これら熱可塑性樹脂の充填剤としては炭素
繊維、ガラス繊維等の長繊維や、チタン酸カリウムウイ
スカ、炭酸カルシウムウイスカ、塩基性硫酸マグネシウ
ムウイスカ、炭化珪素ウイスカ、窒化珪素ウイスカ等の
ウイスカ、炭酸カルシウム、マイカ等の粒子状のものが
用いられている。

【０００４】これらのうち、樹脂組成物の弾性率の向上
には、長繊維やウイスカ等の繊維状の形態を有する充填
剤が好ましい。しかしながら、長繊維を充填剤として使
用した場合、機械的物性の向上は図れるものの成型体表
面に繊維がブリードアウトして表面平滑性が悪くなり、
寸法精度が要求される精密成型部品には適さないもので
あった。

【０００５】一方、樹脂に対する充填剤として粒子状の
ものを使用した場合、表面平滑性に優れた成型品が得ら
れるものの機械的物性の向上効果が乏しいため、成型品
の強度や弾性率、耐衝撃強度が要求される部品には適さ
ないものであった。

【０００６】よって、表面平滑性と機械的物性の双方を
改善する場合には、充填剤としてウイスカを使用するこ
とが知られている。〔例えば、特開平２−１６６１３４
号公報〕

【０００７】しかしながら、ウイスカを熱可塑性樹脂の
充填剤として多量に配合した場合、樹脂組成物の弾性率
や引張り強度、曲げ強度などが向上するものの、逆に衝
撃強度が低下する欠点を有している。さらに熱可塑性樹
脂の種類によっては、炭酸カルシウムウイスカ、塩基性
硫酸マグネシウムウイスカ、チタン酸カリウムウイスカ
等のアルカリ金属、アルカリ土類金属等を含有するウイ
スカの添加によって、樹脂の分解を引き起こし機械的物
性が大幅に低下する欠点を有していた。

【０００８】また、光ピックアップパーツ等の音響用精
密部品等においては、音による自材の振動を吸収する特
性が必要であり、高衝撃強度、高弾性率、高い表面平滑
性に加えて、内部損失度の高い材料が要求されていた。

【０００９】内部損失度の高い樹脂として、ポリプロピ
レン等のポリオレフィンや液晶ポリエステル樹脂が挙げ
られる。これらのうち、ポリオレフィンを用いた樹脂組
成物では内部損失度は高いもののウイスカを配合するこ
とによる弾性率の向上効果が乏しく、また、衝撃強度の
低下を招くものであった。一方、液晶ポリエステルを用
いた樹脂組成物では内部損失度は高く、高弾性率を有す
る樹脂組成物が得られるものの、ウイスカの配合によっ
て衝撃強度が低下するものであった。

【００１０】特開平２−１６６１３４号公報、特開平８
−２５９７８９号公報等には、ホウ酸アルミニウムウィ
スカを配合した樹脂組成物が開示されており、配合割合
あるいはウイスカの表面改質に関する提案がなされてい
るが、未だ十分に高衝撃強度、高弾性率、表面平滑性及
び高い内部損失を有する樹脂組成物が得られていないの
が現状である。

【００１１】

【発明の解決しようとする課題】本発明は、これら従来
技術における問題点を解決し、脂肪族ポリケトン樹脂を
用い、高衝撃強度、高弾性率、優れた表面平滑性及び高
い内部損失を有する樹脂組成物を提供することを目的と
する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような事
情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、脂肪族ポリケトン樹脂
１００重量部に対してホウ酸アルミニウムウイスカを１
０〜２５０重量部の割合で配合することによって、従来
この種の樹脂組成物ではなしえなかった高衝撃強度、高
弾性率、表面平滑性及び高い内部損失を有する樹脂組成
物が得られることを見い出し、本発明を完遂するに至っ
た。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施において使用する脂
肪族ポリケトン樹脂とは、オレフィンと一酸化炭素が完
全に交互重合して線状構造をした熱可塑性樹脂であり、
代表的なものとしては、エチレンと少量のプロピレンに
一酸化炭素を交互に重合させたものが挙げられる。

【００１４】本発明の実施において使用されるホウ酸ア
ルミニウムウイスカは、繊維径０．０５〜５μｍ、繊維
長２〜１００μｍのものであり、その代表的なものは９
Ａｌ２Ｏ３・２Ｂ２Ｏ３あるいは２Ａｌ２Ｏ３・Ｂ２Ｏ
３で表される組成を持つものである。

【００１５】本発明の実施に当っては、樹脂に対するホ
ウ酸アルミニウムウイスカの相溶性、接着性を高めるた
めに、その表面をシランカップリング剤によって表面処
理したものが好ましい。

【００１６】本発明の実施に当っては、脂肪族ポリケト
ン樹脂１００重量部に対してホウ酸アルミニウムウイス
カを１０〜２５０重量部の割合で配合すべきであり、好
ましくは脂肪族ポリケトン樹脂１００重量部に対して４
０重量部〜２００重量部の範囲に調整すべきである。前
記配合割合において、ホウ酸アルミニウムウイスカの使
用量が１０重量部を下廻ると樹脂組性物の弾性率が低下
し、また、２５０重量部を超えると樹脂の溶融粘度が極
めて大きくなり、押出加工及び成形加工が困難となる。

【００１７】本発明の樹脂組成物には、その性能を低下
させない範囲で酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑材、難燃
剤、可塑剤等の安定化剤を配合することができる。

【００１８】脂肪族ポリケトン樹脂とホウ酸アルミニウ
ムウイスカを調合するには、リボンブレンダー、タンブ
ラーミキサ、ヘンシェルミキサ等の混合機を使用して均
一に混合した後に溶融混練するか、あるいはバンバリミ
キサ、スクリュー混練機等を用いて混合、混練を同時に
行うこともできる。混練によりペレットを成形し、この
ペレットを使用して各種の成形法、通常は射出成形法に
よって成形品を造ることができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例により具体
的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではない。なお、実施例及び比較例において使用し
た原材料は次のとおりである。脂肪族ポリケトン樹脂
［シェルジャパン製、商品名「カリロンD26VM100」］、
ポリブチレンテレフタテート樹脂[大日本インキ製、商
品名「プラナックBT−1000−S０1」］、ポリプロピレン
樹脂［日本ポリオレフィン製、商品名「ジェイアロマー
MA810-B」］、液晶ポリエステル樹脂[ユニチカ製、商品
名「ロッドランLC-5000」］、ポリカーボネート樹脂[三
菱エンシ゛ニアリンク゛フ゜ラスチックス製、商品名「ユーピロンＳ−２０
００」］、ホウ酸アルミニウムウイスカ［四国化成工業
製、商品名「アルボレックスYS3A」、径0.5〜1μm、長
さ10〜30μm］、ガラス繊維［日東紡績製、商品名「CS3
PE454S」、径13μm、長さ3mm］、炭素繊維［東邦レーヨ
ン製、商品名「ベスファイトC6-SR」、径7μm、長さ6m
m］、チタン酸カリウムウイスカ［大塚化学製、商品名
「ティスモＮ」、径0.1〜0.5μm、長さ10〜100μm］、
炭酸カルシウムウイスカ［丸尾カルシウム製、商品名
「ウイスカルＡ」、径0.1〜0.5μm、長さ20〜30μm］、
塩基性硫酸マグネシウムウイスカ［宇部興産製、商品名
「モスハイジ」、径0.1〜1.0μm、長さ10〜100μm］、
マイカ[レプコ製、商品名「Ｓ１５０Ｈ」、平均粒径１
７０μm、平均アスペクト比８０］、粒子状炭酸カルシ
ウム[丸尾カルシウム製、商品名「ＭＳＫＰＯ」、平均
粒径0.1μmm］

【００２０】〔実施例１〜３〕脂肪族ポリケトン樹脂を
２軸押出機〔東芝機械（株）製、ＴＥＭ３５−Ｂ〕を用
いて混練し、サイドフィードによりホウ酸アルミニウム
ウイスカを成分中３０〜６５重量％になるように投入
し、２６０℃で溶融押出し混練してペレット化した。こ
のようにして得られたペレットを、型締め圧３０トンの
射出成形機を用いて成型し、所定形状の試験片を作製し
た。試験片については、曲げ試験（ＡＳＴＭＤ−７９０
に準拠）、ＩＺＯＤ衝撃試験（ＡＳＴＭ Ｄ−２５６に
準拠）の機械的物性評価を行い、その結果は表１に示し
たとおりであった。

【００２１】〔比較例１〕脂肪族ポリケトン樹脂にホウ
酸アルミニウムウイスカを添加することなく、前記実施
例１〜３と同条件で溶融、押出処理してペレット化し
た。得られたペレットを実施例１〜３と同様に成型し、
試験片を評価したところ、その結果は表１に示したとお
りであった。

【００２２】

【表１】

【００２３】これらの試験結果によれば、実施例１〜３
のホウ酸アルミニウムウイスカを配合した脂肪族ポリケ
トン樹脂組成物は、比較例１の脂肪族ポリケトン樹脂の
みを使用した場合に比して弾性率と衝撃強度の両特性を
向上させるものであった。

【００２４】〔実施例４〕脂肪族ポリケトン樹脂を２軸
押出機〔前記と同じ〕を用いて混練し、サイドフィード
によりホウ酸アルミニウムウイスカを成分中６０重量％
になるように投入し、２６０℃で溶融押出し混練してペ
レット化した。このようにして得られたペレットを型締
め圧３０トンの射出成形機を用いて試験片を作製した。
試験片については、前記実施例と同様に曲げ試験、ＩＺ
ＯＤ衝撃試験を行い、さらに試験片の表面平滑性と内部
損失を調べたところ、その結果は表２に示したとおりで
あった。なお、内部損失は「ねじれ自由減衰型粘弾性測
定装置［（株）レスカ製 RD-1100AD型］を用いて測定
した。

【００２５】〔比較例２〜３〕脂肪族ポリケトン樹脂と
ガラス繊維及び炭素繊維をそれぞれ成分中６０％になる
ようにドライブレンドし、２軸押出機〔前記と同じ〕を
用いて２６０℃で溶融押出し混練してペレット化し、前
記実施例４と同様の処理を行なって試験片を作製した。
これらの試験片を用いて実施例４と同じ評価試験を行な
ったところ、その結果は表２に示したとおりであった。

【００２６】〔比較例４〜８〕ホウ酸アルミニウムウイ
スカの代わりにチタン酸カリウムウイスカ、炭酸カルシ
ウムウイスカ、塩基性硫酸マグネシウムウイスカ、マイ
カ、粒子状炭酸カルシウムを用いた以外は、前記実施例
４と同様の処理を行なって試験片を作製した。これらの
試験片を用いて実施例４と同じ評価試験を行なったとこ
ろ、その結果は表２に示したとおりであった。

【００２７】

【表２】

【００２８】これらの試験結果によれば、比較例６及び
８は押出し混練時に樹脂が激しく分解し、ペレットの採
取が不可能であり、また比較例４、５及び７においても
樹脂の分解が顕著に現れており、押出し混練が困難であ
って、成形品特性も実施例４に比べて極めて悪いもので
あった。さらに、比較例２及び３においても実施例４と
比較して機械的物性が悪く、さらには表面平滑性が極め
て悪いものであった。

【００２９】〔比較例９〕脂肪族ポリケトン樹脂の代わ
りにポリプロピレン樹脂用い、２２０℃にて溶融押出し
を行った以外は、前記実施例４と同様の処理を行なって
試験片を作製した。これらの試験片を用いて実施例４と
同じ評価試験を行なったところ、その結果は表３に示し
たとおりであった。

【００３０】〔比較例１０〕脂肪族ポリケトン樹脂の代
わりに液晶ポリエステル樹脂用い、２９０℃にて溶融押
出しを行った以外は、前記実施例４と同様の処理を行な
って試験片を作製した。これらの試験片を用いて実施例
４と同じ評価試験を行なったところ、その結果は表３に
示したとおりであった。

【００３１】〔比較例１１〕脂肪族ポリケトン樹脂の代
わりにポリブチレンテレフタレート樹脂用い、２４０℃
にて溶融押出しを行った以外は、前記実施例４と同様の
処理を行なって試験片を作製した。これらの試験片を用
いて実施例４と同じ評価試験を行なったところ、その結
果は表３に示したとおりであった。

【００３２】〔比較例１２〕脂肪族ポリケトン樹脂の代
わりにポリカーボネート樹脂用い、２７０℃にて溶融押
出しを行った。その結果は表３に示したとおりであっ
た。

【００３３】

【表３】

【００３４】比較例１２は押出加工時に溶融粘度が極め
て高く押出し混練が困難であり、試験片の採取ができな
かった。比較例９と比較例１０は衝撃強度が十分でなく
また、比較例１１は内部損失が極めて小さいものであっ
た。

【００３５】

【発明の効果】本発明の熱可塑性樹脂組成物は、高弾性
であるにもかかわらず、極めて高い耐衝撃強度と内部損
失を有しているため、高衝撃強度、高弾性率、表面平滑
性及び内部損失に優れた樹脂成型体を容易に作製し得る
ことができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 脂肪族ポリケトン樹脂１００重量部に対
   して、ホウ酸アルミニウムウイスカを１０〜２５０重量
   部の割合で配合したことを特徴とする熱可塑性樹脂組成
   物。
2. 【請求項２】 シランカップリング剤で処理したホウ酸
   アルミニウムウイスカを用いることを特徴とする請求項
   １に記載の熱可塑性樹脂組成物。