JPS5920339A - ガラス繊維強化ポリエステル樹脂マスタ−ペレツトの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、がラス繊維強化ポリオレフィン樹脂のマスタ
ーペレットの製造方法に関するものであり、さらに詳し
くはがラス繊維と変性ポリオレフィン繊維とを混繊した
後、加熱し、変性ポリオレフィン繊維をグラス繊維１こ
融着させて切断するグラス繊維強化ポリオレフィン樹脂
のマスターペレットの製造方法に関するものである。

ポリオレフィンは、すぐれた物理的及び化学的性質を有
し、プワスチツク、フイμム、ｍ維、その他の成形材料
として有用であるが、比較的可撓性に富むという特性を
利用して構造部品として使用される場合のごとく強度を
要求される製品の製造−こ用いられる場合には、がフス
Ｗ維をはじめとする無機フィラーあるいは有機フィラー
の各種のフィラーで強化することが広く行われている。

しかし、ポリオレフィンは構造的１こ無極性ポリマーで
あるため、がラス繊維との接着力が弱く、このため、単
にポリオレフィンとがラス繊維を混合溶融しても充分な
補強効呆が得られない、このような欠陥を改良するため
、ポリオレフィンに不飽和カルボン酸等の極性化合物を
導入した変性ポリオレフィンをあらかじめ合成し、この
変性ポリオレフィンもしくは変性ポリオレフィンと未変
性ポリオレフィンの混合物と、ガラス繊維とを混合溶融
ことによってガラス繊維強化ポリオレフィンを製造する
ことが当業界では広く行われている。かかるがラス繊維
強化ポリオレフィンの製造方法としては、たとえば、が
ラス縦組チョツプドストランドと変性ポリオレフィンと
を押出機中で混疎し。

次いでペレット化し、このベレツトを射出成形する方法
、射出成形時にがラス繊維と変性ポリオレフィンとを混
合し、直接成形する方法等があげられる。しかしながら
、前者の方法では、押出機中での混練過程でガラス繊維
が破損してがラス繊維長が短くなり、各種物性、特に衝
撃強度が低くなったり、変性ポリオレフィンとがラス繊
維との混合時にガラス繊維が飛散するという作業環境上
の問題があり、後者の方法では、前者の方法に比べて成
形品中のカ゛ラス繊維長が比較的長いため、耐衝撃強膚
をはじめ各種の物性がすぐれているが。

変性ポリオレフィンとガラス繊維とを混合したのち、直
接成形を行うため、成形品中のグラス繊維の分散性が悪
く、従って、成形品の表面状態が悪くなったり、成形品
の各種物性のバラツキを生じる原因ともなる。また、が
ラス繊維が飛散して作業環境が悪くなるという欠点も曲
者と同様である。

そこで、尚業界においては９作業環境の改善並びに成形
品の耐耐撃性をはじめ各種物性をさらに改良することが
検討されている。従来より、このような問題点を改良す
るために、がフス長繊維に各種の熱可塑性樹脂等を含浸
したのち、適当な長さに切断したマスターペレットをつ
くり、これにがラス繊維の含浸に用いた樹脂と相溶性を
有する熱可塑性樹脂を混合し、所定のがラス繊維含有量
をこして直接成形に供するいわゆるマスターペレット方
式が一般に採用されている。かがるマスターペレットの
製造方法しては、たとえば、（１）電線被覆の要領でが
ラス繊維のストランド表面を熱可塑性樹脂で被覆して、
これを適当な長さに切断する方法、（２）成形用熱可曖
性樹脂と同一の樹脂を適当な溶剤で溶解した溶液中にグ
ラス繊維のストランドを浸贋して、このストランド中に
熱可塑性樹脂溶剤ｍ　Ｆ＆、を含浸させた後に溶剤を除
去し適当な長さ各こ切断して、これをマスターペレット
として成形時に混合する方法、（３）成形用熱可ゆ性樹
脂と同一の樹脂と高含有斂のがラス繊維とを押出機中で
混練し、これを７スターペレツトとして成形時に混合す
る方法等があげられる。しかしながう＋　（１３の方法
では、ガラス繊維のストランドにポリオレフィンが浸透
しないために成形時ｔこおけるがラスＪＩＩｌ維の分散
性が悪く、ひいては成形品の表面状態が悪くなり、また
、各種物性がばらつくという問題があり、（２）の方法
では、ポリオレフィンが一般をこ有機溶剤に対する溶解
性が著しく乏しいために適用することが困難であるとい
う問題があり、（３）の方法では、マスターペレットの
製造過程で、がう７．繊維が著しく破損し、最終成形品
の物性向上がなされないという問題があり、いずれの方
法もがラス繊維強化ポリオレフィンをこは適用できない
のが弓状である。

そこで本発明者らは、これらの弓状に鑑み９作業環境の
改善並びに耐衝撃性をはじめ各種すぐれた物性を有する
がラス繊維強化ポリオレフィンを製造するためには、マ
スターペレット方式が有利であると判断して前記マスタ
ーペレット方式の問題を解決すべく鋭意研究を重ねた結
果、グラス繊維と変性ポリオレフィン繊維とを混繊し、
加熱して変性ポリオレフィン繊維をカ゛ラス繊維に融ν
ｄさせた場合に、容易にガラス繊維強化ポリオレフィン
樹脂マスターペレットをＩＭ造することができることを
見い出し、このマスターペレットを用いると９作業環樟
の改善がなされ、耐衝撃性をはじめ各種すぐれた物性を
有するガラス繊維強化目？リオレフインを製造すること
がで縁ることを見い出し本発明に到達したものである。

すなわち９本発明は、ガラス繊維と変性ポリオレフィン
繊維とを混繊した後、変性ポリオレフィン繊維の融点以
上の温度で加熱して変性ポリオレフィン繊維をがラス繊
維に融着させ９次いで融着させたがラス繊維を切断する
ことを特徴とするがラスｍＡ’ｆＩ強化ポリオレフィン
樹脂マスターペレットの製造方法である。

本発明における変性ポリオレフィン繊維又はがラス繊維
強化ポリオレフィンのポリオレフィンとしては、たとえ
ば、エチレン、プロピレン、１−プデン、３−メチ／ｌ
／−１−グデン、３−メチル−１−ベンゾン、４−メチ
ル−１−ペンテン等の単抄型合体あるいはこれらの共重
合体が用いられる。

本発明に用いられる変性ポリオレフィンとしては、上記
の未変性のポリオレフィンに９例えば。

不飽和力μボン酸のような極性基を含有する七ツマ−を
グフフトしたものがあげられる。このグラフト化の方法
としては、公知の溶融法、溶液法。

放射線法等を採用しうるが、押出機中での溶融反応によ
る変性化が簡便である。また、極４・エモノマーのグラ
フト量は、変性ポリオレフィン中の極性化ツマ−の全社
で０．０５〜５．０ｗｔ％、特に０．１〜２．０ｗｔ％
の範囲内であることが好ましい。０．０５ｗｔ％以下で
は、マスターペレットと未変性ポリオレフィンとを混合
したのち、成形して得られたがラスａｌ維強化ポリオレ
フィン成形品の物性値が低くなる傾向があり、　　５．
０ｗｔ％以上では、成形品の物性は一定となるが、未反
応上ツマ−による成形品の着色を伴って好ましくない。

本発明に使用される変性ポリオレフィン繊維を得る番こ
は、上記の変性ポリオレフィンを押出機を用いて紡糸す
る公知の方法が採用できる。そのとぎの繊維の太さとし
ては、単糸径１５〜８０μ。

特に３０〜６０μであることが好ましい、単糸径が１５
μ未満であると、紡糸性が悪くなる傾向があり、フィラ
メントが切断しやすくなり、８０μをこえると、紡糸時
にフィラメントがｔ＋Ｉ着する傾向があり好ましくない
。

本発明に使用されるグラス繊維の形態や長さは特に限定
されないが、特に太さ１．３μの長繊維が好ましく、ま
た含浸効果を向上させるため、がラスＩＪ＆維の製造時
に、１ストランドを構成するがラス繊維フィラメントの
本数を１００〜２００本程度に分繊させておくことが望
ましい。

本発明でマスターペレットを得る一例を図面で説明する
。第１図は本発明を実施するための一実施態様を示す概
略図で、ガラス繊維ストランド１と変性オレフィン１ｔ
Ａｌ維ストランド２０両ストランドをガイド５及び４に
導いて混繊する。このときに、変性ポリオレフィン繊維
とグラスｌＪ＆維をできるだけ均一に分散配置させるた
め、が、ｆド３及び４にデーパ−ローラー等を用いて仮
撚な掛けることが好ましい、また、がラス繊維とポリオ
レフィン繊維との混繊割合としては、ガラス繊維を２０
〜９０重量％、特に６０〜８０重世％混繊することが好
ましい１次に混繊した繊維１０を加熱ローラー５に導き
、予備加熱したのち、加熱炉６で変性ポリオレフィン繊
維を溶融させる。このときの加熱炉内の雰囲気温度は１
７０〜′５５０℃、特に２３０〜２８０℃の範囲内であ
ることが望ましい。１７０℃未満では、変性ポリオレフ
ィンが含浸し番こ＜＜。

３５０℃をこえると変性ポリオレフィンが熱分解して好
ましくない。加熱炉内における処理時間は。

炉内温度によって変にされるが、ふつう５〜３０秒、特
に１０〜２０秒であることが好ましい。５秒未満では、
変性ポリオレフィンの含浸性が充分でない。加熱炉６を
出た変性ポリオレフィンを含浸したがラス繊維は、冷却
装置７で冷却させて変性ポリオレフィンを固化させる。

この冷却する方法としては１通常、水冷のクエンチング
バス醇を用いるが、マスターペレットの乾燥工程を省略
するため、加圧空気を用いて冷却する方法も採用するこ
ともでざる。次に変性ポリオレフィンがｆＭｉ＆したグ
ラスねＭ　Ａｉｆｋを１１（給ｊ７−ラー８でカッター
９に導ぎ、所定の長さく例えば、６〜６關が適当である
。）Ｉご切断することによってがラス繊維強化ポリオレ
フィン樹脂マスターペレットが？４１れる。

次にこのマスターペレットを用いで、ｂ゛ラス繊維強化
ポリオＬノフィンを！ＩＱ造する方法としては。

たとえば、マスターペレットと変性もしくは未変性ポリ
オレフィンとを混合して、直接成形する方法やマスター
ペレットとポリオレフィンを混合し押出機で混練し、こ
の混練して得たベレットを用いて成形することもできる
。この場合、前者の方法によれば、成形品のがラス巌維
長を長く保持することかできるため、各種物性すぐれた
グラス繊維強化ポリオレフィンが得られる。

本発明によれば、容易にがラス繊維強化ポリオレフィン
（支）脂マスターペレツ１−を製造スることかテキ、こ
のマスターペレットを用いると９作業環境の数倍がなさ
れ、耐衝転性をはじめ各種すぐれた物性を有するｆｆラ
ス繊維強化ポリオレフィンを製造することかできる。

次に実施例により本発明を具体的に説明する。

実施例１ 押出機を用いてシリンダ温度２４０℃、滞留時間約１分
の条件で未変性ポリプロピレン（ＵＢＥ−Ｊ１０９Ｇ宇
部興産社製にアクリル酸を０．２　ｗｔ％グラフトした
変性ポリプロピレンペレットを製造し、た。次にこの変
性ポリプロピレンを用いて、スクリュウ径３０ｍ、Ｌ／
Ｄ＝２０の押出機により、温度２３０　Ｃの条件で紡糸
し、単糸径４８μ、フィラメント数３６本のポリプロピ
レンストランドを製造した。

一方、アミノシラン処理した単糸径１３μのがラス繊維
を１６００本集束させてガラス繊維ストランドを製造し
た。このとぎ、グラス繊維を、溶融したポリプロピレン
の含浸性を良くするために。

１００本毎分繊して製造した。

次に上記の変性ポリプロピレン繊維のストランド４本と
、グラス繊維のストランド２本とを同時に引出し９次で
両ストランドをがイドで集束し。

次いでデーバーローラーの外周にそってストランドを走
らせて変性ポリプロピレン繊維ストランドとがラス巌ｊ
、ｆＭストランドとを混繊した。次に、この最住維を表
面温度１３０℃の加熱μｍツーに捲付て予備加熱したの
ち、ざらに雰囲虹温度２３０℃の加熱炉に導き、約１０
秒間加熱して変性ポリプロピレン繊維ストランドをがツ
スＩｕＷ維ストランドに溶融固着させ１次いで加圧空気
を用いて冷却し、カッターで連続的１こ１／８”の長さ
に切断してマスターペレットを得た。このがラス繊維強
化ポリプロピレン樹脂マスターペレットのがラス繊維含
有量は８１　、８　ｗｔ％であった。

次にｔ）″ラス繊維含有量が２０ｗｔ％となるように得
られたグラス繊維強化ポリグロビレンマスターペレット
と、押出機を用いて未変性ポリプロピレンにアクリ／Ｉ
／酸を０．１ｗｔ％グフフトした変性ポリプロピレンと
を混合して射出成形した。このとぎの成形条件は、シリ
ンダ一温度２３０℃、射出圧力８００　ｋｙ／ｃｄにて
ＡＳＴＭ試験法に準じた各試験片ＣＤ−６３８（引張り
試験用）、Ｄ’−７９０（曲げ試験用）。

Ｄ　−６４８（熱変形試験用）及びＤ　−２５６（アイ
ゾツト衝撃試験用）〕を成形し、　ＡＳＴＭ試験法に従
って物性を測定した。

その結果を第１表に′示す。第１表より明らかなごとく
引張り強度９曲げ強度及びアイグツト衝撃強度がすぐれ
ており、熱的性質も向上したがラス繊維強化ポリプロピ
レン成形品が得られた。またがラス縁組強化ポリプロピ
レンマスターペレットと変性ポリプロピレンとの混合の
際に、グラス繊維の飛散は全くなく作業環境は良好であ
った。

実施例２ 変性ｌリプロピレン繊維のストランド６本と。

がラス繊維のストランド１本とを用いたほかの条件は、
実施例１と全て同様の条件でがラス縁組強化ポリプロピ
レン樹脂マスターペレットを得た。

このマスターペレットのグラス含有量は６０．３　ｗｔ
％であった。

次に実施例１と同様に射出成形し、　ＡＳＴＭ試験法に
従って物性を測定した。

その結果を第１表−こ示す。各種物性はすぐれており、
また作業環境も良好であった。

実施例３ 実施例１で得られた変性ポリプロピレンマスターペレッ
トに未変性Ｔ１！リプロピレン（ＵＢＥ−Ｊ１０９Ｇ宇
部興産社製）を混合する以外は、実施例１と同様にグラ
ス繊維含有量が２０　ｗｔ％となるように製造し、その
物性を測定した。

その結果を第１表に示す。

第１表より明らかなごとく、未変性ポリプロピレンをマ
トリックス樹脂として用いた場合にも変性ポリプロピレ
ンを用いた実施例１と同等のすぐれた物性を有するがラ
ス繊維強化ポリプロピレン成形品を製造することかでき
た。

比較例１ 実施例１で使用したグラス繊維ストランドを１７８“の
長さに切断してチョップドストフンドとし、このチョツ
プドストランド２０重社部と、実施例５で使用した未変
性ポリプロピレン８０重量部とを混合し、押出機を用い
て混練し、１７８“の長さに切断してガラス繊維含有証
２０　ｗｔ％のがラス繊維強化ポリプロピレン樹脂ペレ
ットを得た。

このペレットを乾燥後、実施例１と同じ様にして射出成
形した。実施例１と同様にＡＳＴＭ試験法に従って物性
を測定した。

その結果は第１表の通りであった。

第１表より明らかなごとく、引張り強度９曲げ強度及び
アイゾツト衝撃強度が低く、また熱的性質も極めて劣っ
ている。さらに、グラス繊維のチョツプドストランドと
未変性ポリプロピレンとを混合あるいは練込む際にグラ
ス繊維が飛散したため１作条環境が悪かった。

第１表

【図面の簡単な説明】

第１図は９本発明を実施するための一実施態様を示す概
略図である。 １・・・がラス線卸ストランド、２・−・変性ポリオレ
フィン１維ストランド、６・・・加熱炉、９・・・カッ
タ特許出願人　ユニチカ株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＋１）がラス繊維と変性ポリオレフィン繊維とを混繊し
   た後、変性ポリオレフィン繊維の融点以上の温度で加熱
   して変性ポリオレフィン繊維をグラス繊維に融着させ９
   次いで融着させたがラス繊維を切断することを特徴とす
   るがラスｌａ　維強化ポリオレフィン樹脂マスターペレ
   ットの製造方法。