KR20210091168A - 섬유 강화 수지 펠릿, 혼합 펠릿 및 사출 성형품 - Google Patents

섬유 강화 수지 펠릿, 혼합 펠릿 및 사출 성형품 Download PDF

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히로시 야스다
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이데미쓰 고산 가부시키가이샤
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Abstract

신디오택틱 구조를 갖는 결정성 폴리스타이렌을 함유하는 열가소성 수지 (A)와, 수 평균 섬유 길이가 1mm 이상 7mm 이하인 유리 섬유 (B)를 포함하는 섬유 강화 수지 펠릿, 해당 섬유 강화 수지 펠릿에 열가소성 수지 펠릿을 혼합하여 이루어지는 혼합 펠릿, 및 해당 섬유 강화 수지 펠릿 또는 해당 혼합 펠릿을 사출 성형하여 이루어지는 사출 성형품.

Description

섬유 강화 수지 펠릿, 혼합 펠릿 및 사출 성형품
본 발명은, 섬유 강화 수지 펠릿, 혼합 펠릿 및 사출 성형품에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 사출 성형 시의 배압에 의한 영향을 경감하여, 안정적으로 우수한 내충격 강도를 갖는 사출 성형품을 제조할 수 있는 섬유 강화 수지 펠릿 및 혼합 펠릿, 및 사출 성형품에 관한 것이다.
자동차 등의 연비를 개선하기 위해서 금속 부품을 섬유 강화 플라스틱으로 대체하여 경량화하는 시도가 이루어지고 있고, 우수한 물성을 갖는 섬유 강화 플라스틱이 요구되고 있다.
한편으로, 섬유 강화 펠릿을 사출 성형하여 섬유 강화 플라스틱으로 이루어지는 사출 성형품을 제조하는 기술이 알려져 있다(특허문헌 1, 2).
일본 특허공개 2015-936호 공보 일본 특허공개 2004-300293호 공보
본 발명자는, 신디오택틱 구조를 갖는 결정성 폴리스타이렌(이하, 간단히 「SPS」라고 칭하는 경우가 있다)을 함유하는 열가소성 수지와 유리 섬유를 포함하는 섬유 강화 펠릿에 대하여 예의 연구했다. 그 결과, 이러한 섬유 강화 펠릿에는, 사출 성형 시의 배압의 영향에 의해, 얻어지는 사출 성형품의 내충격 강도가 불안정화된다는 특유의 과제가 발견되었다. 이것으로는, 충분한 생산 안정성이나 품질 안정성을 달성하는 것이 곤란하고, 품질이 뒤떨어지는 것이 포함되는 것에 의해 사출 성형품의 각종 용도에의 적용이 곤란하다. 특허문헌 1, 2를 비롯한 종래 기술은, 이와 같은 과제를 분명히 하고 있지 않고, 이와 같은 과제를 해결하는 것도 아니다.
그래서, 본 발명의 목적은, 사출 성형 시의 배압에 의한 영향을 경감하여, 안정적으로 우수한 내충격 강도를 갖는 사출 성형품을 제조할 수 있는 섬유 강화 수지 펠릿 및 혼합 펠릿, 및 사출 성형품을 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 이하의 섬유 강화 수지 펠릿 등을 제공할 수 있다.
1. 신디오택틱 구조를 갖는 결정성 폴리스타이렌을 함유하는 열가소성 수지 (A)와,
수 평균 섬유 길이가 1mm 이상 7mm 이하인 유리 섬유 (B)를 포함하는, 섬유 강화 수지 펠릿.
2. 상기 섬유 강화 수지 펠릿의 펠릿 길이가 1mm 이상 7mm 이하인, 1에 기재된 섬유 강화 수지 펠릿.
3. 상기 열가소성 수지 (A)에 함유되는 상기 신디오택틱 구조를 갖는 결정성 폴리스타이렌의 MFR치가 10∼50g/10min인, 1 또는 2에 기재된 섬유 강화 수지 펠릿.
4. 상기 열가소성 수지 (A)의 MFR치가 10∼50g/10min인, 1∼3 중 어느 하나에 기재된 섬유 강화 수지 펠릿.
5. 상기 열가소성 수지 (A)의 총량을 100질량%로 했을 때에, 상기 신디오택틱 구조를 갖는 결정성 폴리스타이렌이 20질량% 이상 99질량% 이하인, 1∼4 중 어느 하나에 기재된 섬유 강화 수지 펠릿.
6. 상기 열가소성 수지 (A)는, 상기 신디오택틱 구조를 갖는 결정성 폴리스타이렌과, 산 변성 폴리페닐렌 에터를 함유하는, 1∼5 중 어느 하나에 기재된 섬유 강화 수지 펠릿.
7. 상기 유리 섬유 (B)의 평균 섬유 직경이 5μm 이상 20μm 이하인, 1∼6 중 어느 하나에 기재된 섬유 강화 수지 펠릿.
8. 상기 열가소성 수지 (A)와 상기 유리 섬유 (B)의 총량을 100질량%로 했을 때에, 상기 열가소성 수지 (A)가 30질량% 이상 90질량% 이하이고, 상기 유리 섬유 (B)가 10질량% 이상 70질량% 이하인, 1∼7 중 어느 하나에 기재된 섬유 강화 수지 펠릿.
9. 1∼8 중 어느 하나에 기재된 섬유 강화 수지 펠릿에, 열가소성 수지 펠릿을 혼합하여 이루어지는, 혼합 펠릿.
10. 상기 열가소성 수지 펠릿은, 신디오택틱 구조를 갖는 결정성 폴리스타이렌 및 폴리페닐렌 에터 중 적어도 한쪽을 함유하는, 9에 기재된 혼합 펠릿.
11. 1∼8 중 어느 하나에 기재된 섬유 강화 수지 펠릿, 또는 9 또는 10에 기재된 혼합 펠릿을 사출 성형하여 이루어지는 사출 성형품.
12. ISO 75A(2004)로 규정되는 하중 굴곡 온도가 260℃ 이상인, 11에 기재된 사출 성형품.
13. 상기 사출 성형품에 포함되는 유리 섬유 (B)가 10질량% 이상 60질량% 이하인, 11 또는 12에 기재된 사출 성형품.
본 발명에 의하면, 사출 성형 시의 배압에 의한 영향을 경감하여, 안정적으로 우수한 내충격 강도를 갖는 사출 성형품을 제조할 수 있는 섬유 강화 수지 펠릿 및 혼합 펠릿, 및 사출 성형품을 제공할 수 있다.
[도 1] 펠릿 제조 장치의 일례를 설명하는 모식도이다.
[도 2] 섬유 강화 수지 펠릿의 일례를 설명하는 모식도이다.
[도 3] 자동차 부품을 설명하는 모식도이다.
[도 4] 자동차 부품을 설명하는 모식도이다.
[도 5] 자동차 부품을 설명하는 모식도이다.
[도 6] 자동차 부품을 설명하는 모식도이다.
[도 7] 실시예 및 비교예의 결과를 설명하는 그래프이다.
1. 섬유 강화 수지 펠릿
본 발명의 일 실시형태에 따른 섬유 강화 수지 펠릿은, SPS를 함유하는 열가소성 수지 (A)와, 수 평균 섬유 길이가 1mm 이상 7mm 이하인 유리 섬유 (B)를 포함한다. 그 의의에 대하여 이하에 설명한다.
지금까지 섬유 강화 플라스틱으로서는, 폴리프로필렌(약칭 「PP」) 유리 섬유 강화재가, 프런트 엔드 모듈이나 도어 모듈 등의 용도에 가장 많이 사용되어 왔다. 그러나, 그와 같은 PP 유리 섬유 강화재는, 융점 160℃의 폴리프로필렌을 사용하고 있기 때문에, 보다 고온 환경하에서의 사용에 적합하지 않다. 그래서, 폴리아마이드(약칭 「PA」), 폴리페닐렌 설파이드(약칭 「PPS」) 등과 같은 엔지니어링 플라스틱의 섬유 강화재를 사용하는 것이 생각된다. 그러나, PA계 섬유 강화재에는, 흡습 영향을 받아 물성이 변동된다는 결점이 있다. PPS 섬유 강화재는, 사용 환경의 영향을 받기 어렵지만, 충격 강도가 낮은 결점이 있다. 이와 같이, 섬유 강화재의 베이스가 되는 수지마다 일장일단이 있다. 또한, PPS 등과 같은 사용 환경에 의한 영향을 받기 어려운 플라스틱을 장섬유로 보강함으로써, 내열성과 고충격성을 양립시키는 것이 생각되지만, PPS 자체가 고밀도의 수지이기 때문에, 저밀도화(경량화)에 한계가 있다.
이에 대해서, 본 발명자는, SPS를 유리 섬유로 보강함으로써, 우수한 기계적 강도, 내열성, 외관, 내용제성이 부여되는 것을 발견했다. 그래서, 본 발명자는, 이러한 SPS를 장섬유로 보강하여, 내충격성과 고내열성을 겸비하는 저밀도의 섬유 강화재를 제공하는 것에 대하여 검토했다. 이는, 자동차 등에 사용되는 금속 부품의 대체책으로서, 유력한 방책이라고 생각된다.
그런데, 실제의 제품을 사출 성형할 때에는, 성형 사이클의 안정화를 위해서, 펠릿의 용융물에 배압을 걸 것이 요구된다. 배압을 거는 것은, 형상 안정성이나 중량 안정성을 포함하는 사출 성형품의 품질 안정화에도 기여한다. 그러나, 이 점에 관해서, 본 발명자는, SPS와 유리 섬유를 포함하는 펠릿의 용융물에 그와 같은 배압을 걸면, 유리 섬유의 섬유 길이에 따라서는 충격 특성이 저하되는 경우가 있다는 특유의 과제가 생기는 것을 발견했다. 그 때문에, 성형 조건의 조정 등에 의한 물성 영향이 적어, 보다 안정적으로 우수한 물성 품질이 얻어지는 섬유 강화 수지 펠릿이 요구된다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 섬유 강화 수지 펠릿은, 이와 같은 목적을 달성하는 것이며, 사출 성형 시의 배압에 의한 영향을 경감하여, 안정적으로 우수한 내충격 강도를 갖는 사출 성형품을 제조할 수 있다.
이와 같은 효과가 얻어지는 이유는, 본 발명을 한정하는 것을 의도하는 것은 아니지만, 다음과 같이 추정된다. 즉, 섬유 강화 수지 펠릿에 포함되는 유리 섬유의 수 평균 섬유 길이가 7mm를 초과하면, 성형기에서 가소화할 때에, 점도의 극대치가 높은 영역을 거쳐 펠릿의 용융이 종료되고, 사출 성형되기 때문에, 배압의 크기에 따라 유리 섬유의 파손 상태가 바뀌고, 특히 충격 특성치의 변동이 커진다. 이에 반해서, 수 평균 섬유 길이를 7mm 이하로 조정하는 것에 의해, 가소화할 때의 점도의 극대치를 낮추는 것이 가능해져, 유리 섬유의 파손을 억제할 수 있다. 이에 의해, 얻어지는 사출 성형품의 충격 특성을 안정시키는 것이 가능해진다. 또한, 본 발명의 일 실시형태의 섬유 강화 수지 펠릿은, 섬유 강화 수지 펠릿에 포함되는 유리 섬유의 수 평균 섬유 길이가 1mm 이상인 것에 의해, 유리 섬유에 의한 사출 성형품의 보강 효과가 충분히 발휘되어, 우수한 내충격 강도가 얻어진다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 섬유 강화 수지 펠릿은, 사출 성형 시의 배압에 의한 영향을 경감하여, 안정적으로 우수한 내충격 강도를 갖는 사출 성형품을 제조할 수 있기 때문에, 우수한 내충격 강도가 요구되는 용도, 혹은 내충격 강도의 신뢰성이 요구되는 용도, 예를 들면 자동차 부품 등에 대한 적성이 두드러지게 우수하다. 또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 섬유 강화 수지 펠릿으로부터 제조되는 사출 성형품은, 이와 같은 효과를, 경량화에 공헌하는 양호한 저밀도, 내열성(높은 하중 굴곡 온도), 낮은 크리프 변형, 높은 내LLC(롱 라이프 쿨런트)성을 유지한 채로 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 섬유 강화 수지 펠릿에 포함되는 열가소성 수지 (A)는, 신디오택틱 구조를 갖는 결정성 폴리스타이렌(SPS)을 함유한다. 신디오택틱 구조를 갖는 결정성 폴리스타이렌은, 예를 들면, 메탈로센 촉매를 이용하여 스타이렌계 모노머를 중합하여 얻어진다. 열가소성 수지 (A)가, SPS를 함유하는 것에 의해, 우수한 내충격 강도를 갖고, 또한 저밀도인 사출 성형품을 얻을 수 있다.
SPS의 MFR(멜트 매스 플로 레이트)치는, 10∼50g/10min인 것이 바람직하다. 여기에서, MFR치는, JIS K7210(2014)의 방법에 따라, 300℃에서 1.20kg에 있어서 측정되는 값이다. SPS의 MFR치가 10∼50g/10min인 것에 의해, 사출 성형품의 내충격 강도가 더 향상된다.
열가소성 수지 (A)는, 전술한 SPS 단독으로 구성되어도 되지만, 다른 열가소성 수지를 함유해도 된다.
다른 열가소성 수지로서는, SPS와 친화성(상용성이라고도 한다)이 높은 수지를 바람직하게 이용할 수 있다. 그와 같은 수지로서, 예를 들면, 폴리페닐렌 에터(약칭 「PPE」), 아크릴로나이트릴/스타이렌 공중합체(약칭 「AS」), 아크릴로나이트릴/뷰타다이엔/스타이렌 공중합체(약칭 「ABS」), 아크릴로나이트릴/에틸렌-프로필렌-다이엔/스타이렌 공중합체(약칭 「AES」), 아크릴로나이트릴/아크릴산 에스터/스타이렌 공중합체(약칭 「AAS」), 메틸 메타크릴레이트/뷰타다이엔/스타이렌 공중합체(약칭 「MBS」), 스타이렌/뷰타다이엔 공중합체(약칭 「SBR」), 스타이렌/뷰타다이엔/스타이렌 공중합체(약칭 「SBS」), 스타이렌/에틸렌/뷰타다이엔/스타이렌 공중합체(약칭 「SEBS」) 등을 들 수 있다.
다른 열가소성 수지로서 예시한 상기의 수지는, 변성 수지, 특히 산 변성 수지인 것이 바람직하다. 변성 수지는, 변성기를 갖는 화학종을 공중합, 예를 들면 그래프트 중합하는 것에 의해 얻어진다. 산 변성 수지를 얻는 경우는, 화학종으로서, 불포화 카복실산 또는 그의 유도체를 바람직하게 이용할 수 있다. 산 변성의 수법의 일례로서, 폴리스타이렌에 카복실산이나 무수 카복실산을 그래프트함으로써 스타이렌/무수 말레산 공중합체(약칭 「SMA」)가 얻어진다.
산 변성에 이용되는 불포화 카복실산으로서는, 예를 들면, 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 아크릴산, 메타크릴산 등의 카복실기를 함유하는 중합성 이중 결합을 갖는 화합물을 이용할 수 있다. 이들 화합물에는, 카복실기에 더하여, 예를 들면, 하이드록실기, 아미노기, 에폭시기 등과 같은 다른 작용기를 필요에 따라서 도입할 수 있다. 산 변성에 이용되는 불포화 카복실산의 유도체로서는, 전술한 화합물의 산 무수물, 에스터, 아마이드, 이미드, 금속염 등을 들 수 있다. 그의 구체예로서는, 무수 말레산, 무수 이타콘산, 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 아크릴산 뷰틸, 아크릴산 글라이시딜, 메타크릴산 메틸, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 글라이시딜, 말레산 모노에틸 에스터, 말레산 다이에틸 에스터, 푸마르산 모노메틸 에스터, 푸마르산 다이메틸 에스터, 아크릴아마이드, 메타크릴아마이드, 말레산 모노아마이드, 말레산 다이아마이드, 푸마르산 모노아마이드, 말레이미드, N-뷰틸말레이미드, 메타크릴산 나트륨 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 바람직한 것은 푸마르산 및 무수 말레산이다.
SPS와 함께, 다른 열가소성 수지로서, 폴리페닐렌 에터, 바람직하게는 산 변성 폴리페닐렌 에터를 이용하는 것에 의해, SPS와 유리 섬유 (B)의 친화성이 높아져, 사출 성형품의 내충격 강도가 더 향상된다. 산 변성 폴리페닐렌 에터로서는, 무수 말레산 변성 폴리페닐렌 에터, 푸마르산 변성 폴리페닐렌 에터 등을 바람직하게 들 수 있다.
다른 열가소성 수지는, 전술한 SPS와 친화성이 높은 수지로 한정되지 않고, 목적, 용도 등에 따라서, 친화성이 낮은 수지여도 된다. 친화성이 낮은 수지를 이용하는 경우는, 필요에 따라서 여러 가지 상용화제와 조합함으로써, SPS와의 상용성을 높일 수 있다. SPS와 친화성이 낮은 수지로서, 예를 들면, PA6, PA66 등과 같은 지방족 폴리아마이드; PA6T, PA9T 등과 같은 주쇄에 방향환을 가지는 방향족 폴리아마이드; 폴리에틸렌 테레프탈레이트(약칭 「PET」), 폴리뷰틸렌 테레프탈레이트(약칭 「PBT」) 등과 같은 폴리에스터; 주쇄에 아릴기를 갖는 폴리아릴렌 설파이드; 주쇄에 설폰일 결합을 갖는 폴리에터설폰; 주쇄에 케톤기를 가지는 폴리에터 에터 케톤(약칭 「PEEK」); 폴리프로필렌(약칭 「PP」), 고밀도 폴리에틸렌(약칭 「HDPE」), 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌(약칭 「LLDPE」), 에틸렌·뷰텐 공중합체(약칭 「EBR」), 에틸렌·옥텐 공중합체(약칭 「EOR」), 에틸렌·헥센 공중합체(약칭 「EHR」), 에틸렌·프로필렌 공중합체(약칭 「EPR」) 등과 같은 폴리올레핀(혹은 올레핀계 엘라스토머) 등을 들 수 있다.
이상에 설명한 다른 열가소성 수지는, 1종을 단독으로 이용해도, 복수종을 병용해도 된다.
SPS와 함께, 다른 열가소성 수지를 이용하는 경우, 이들 수지에 의해 구성되는 열가소성 수지 (A)의 MFR치(열가소성 수지 (A) 전체의 MFR치)는, 10∼50g/10min인 것이 바람직하다. 여기에서도, MFR치는, JIS K7210(2014)의 방법에 따라, 300℃에서 1.20kg에 있어서 측정되는 값이다. 다른 열가소성 수지를 이용하지 않는 경우는, SPS의 MFR치가, 열가소성 수지 (A)의 MFR치에 상당한다. 열가소성 수지 (A)의 MFR치가 10∼50g/10min인 것에 의해, 사출 성형품의 내충격 강도가 더 향상된다.
열가소성 수지 (A)의 총량을 100질량%로 했을 때에, SPS는, 20질량% 이상 99질량% 이하인 것이 바람직하다. SPS의 함유량이 20질량% 이상, 40질량% 이상, 60질량% 이상, 80질량% 이상, 90질량% 이상, 나아가서는 95질량% 이상인 것에 의해, 섬유 강화 수지 펠릿을 원료에 이용하여 성형된 성형품, 바람직하게는 사출 성형품에, 우수한 내충격 강도가 부여된다. 또한, SPS의 함유량이 99질량% 이하, 98질량% 이하, 나아가서는 97질량% 이하인 것에 의해, 다른 열가소성 수지에 의한 효과, 예를 들면 SPS와 유리 섬유 (B)의 친화성을 향상시키는 효과 등을 양호하게 발휘할 수 있다.
전술한 바와 같이, 유리 섬유 (B)의 수 평균 섬유 길이는, 1mm 이상 7mm 이하이다. 여기에서 말하는 「수 평균 섬유 길이」는, 섬유 강화 수지 펠릿에 포함되는 유리 섬유 (B)의 섬유 길이의 수 평균치이다.
유리 섬유 (B)의 수 평균 섬유 길이의 하한은, 1mm 이상이면 되고, 본 발명의 효과를 보다 양호하게 발휘하는 관점에서는, 예를 들면, 2.0mm 이상, 2.5mm 이상, 3mm 이상, 나아가서는 3.5mm 이상으로 할 수 있다. 또한, 유리 섬유 (B)의 수 평균 섬유 길이의 상한은, 7mm 이하이면 되고, 본 발명의 효과를 보다 양호하게 발휘하는 관점에서는, 예를 들면, 6mm 이하, 5mm 이하, 나아가서는 4.5mm 이하로 할 수 있다.
유리 섬유 (B)의 평균 섬유 직경은, 5μm 이상 20μm 이하인 것이 바람직하다. 평균 섬유 직경이 5μm 이상인 것에 의해, 유리 섬유 (B) 사이에 열가소성 수지 (A)가 들어가기 쉬워져, 충분히 수지로 함침할 수 있다. 또한, 제조 과정에 있어서의 유리 섬유 (B)의 파손이 적합하게 방지되어, 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 평균 섬유 직경이 20μm 이하인 것에 의해, 샤르피 충격 강도가 우수하다는 효과가 얻어진다.
전술한 유리 섬유 (B)의 수 평균 섬유 길이 및 평균 섬유 직경의 측정 방법으로서는, 유리 섬유가 산화 감량되지 않는 온도 범위에 있어서 수지를 구워 날리고, 섬유를 분별하여 현미경 관찰에 의해 측정하는 방법(구워 날림법)을 이용한다. 수 평균 섬유 길이에 대해서는, 구체적으로는, 우선, 펠릿을 넣은 도가니를 머플로에 넣고, 유리 섬유 (B) 이외의 성분이 회화(灰化) 완료될 때까지 구워 날린다. 이어서, 유리 섬유 (B)의 괴(塊)를 풀어 분산시킨다. 이어서, 실리콘 오일을 가하고, 유리 섬유 (B)를 실리콘 오일 중에 분산시킨다. 이어서, 유리 섬유 (B)가 분산된 실리콘 오일을 슬라이드 글라스 상에 적하하고, 커버 글라스를 씌우고, 디지털 마이크로스코프(하이록스사제 「KH-7700」)를 이용하여 40배로 관찰한다. 500본의 유리 섬유 (B)에 대하여 섬유 길이를 측정하여, 유리 섬유 (B)의 수 평균 섬유 길이를 구한다. 평균 섬유 직경에 대해서도, 수 평균 섬유 길이와 마찬가지로 해서 관찰되는 500본의 유리 섬유 (B)에 대하여, 섬유 직경을 측정하여, 유리 섬유 (B)의 평균 섬유 직경을 구한다. 평균 섬유 직경은, 섬유의 횡단면이 원 형상인 경우는 직경을, 그 이외의 형상(예를 들면 타원 형상, 편평 형상 등)인 경우는 가장 긴 개소를 측정하여 평균 섬유 직경을 구한다.
유리 섬유 (B)의 재질은 각별히 한정되지 않고, 예를 들면, E 유리, 저유전 유리, 실리카 유리 등과 같은 여러 가지 조성의 유리 섬유를, 목적, 용도에 따라서 선정하여 사용할 수 있다. 그 중에서도 E 유리를 이용하는 것이 바람직하다.
유리 섬유 (B)로서, 인장 강도가 3∼5GPa인 유리 섬유를 이용하는 것은 바람직한 것이다. 또한, 유리 섬유 (B)로서, 선팽창 계수가 2.8×10-6∼5.6×10-6(/℃)의 범위인 유리 섬유를 이용하는 것도 바람직한 것이다. 바람직한 일 태양에 있어서, 인장 강도가 3∼5GPa이고, 또한 선팽창 계수가 2.8×10-6∼5.6×10-6(/℃)의 범위인 유리 섬유를 이용할 수 있다.
또한, 유리 섬유 (B)의 TEX수는, 1000∼4000TEX, 1500∼3300TEX, 2000∼2800TEX, 나아가서는 2200∼2600TEX인 것이 바람직하다. TEX수는, 섬유 1km당의 그램수에 대응한다.
열가소성 수지 (A)와 유리 섬유 (B)의 총량을 100질량%로 했을 때에, 열가소성 수지 (A)가 30질량% 이상 90질량% 이하이고, 유리 섬유 (B)가 10질량% 이상 70질량% 이하인 것이 바람직하다. 이에 의해, 사출 성형품에 더 우수한 내충격 강도가 부여되고, 배압에 의한 영향도 더 저감할 수 있다. 이와 같은 효과를 더 양호하게 발휘하는 관점에서, 열가소성 수지 (A)가 35질량% 이상 80질량% 이하이고, 유리 섬유 (B)가 20질량% 이상 65질량% 이하인 것이 더 바람직하며, 열가소성 수지 (A)가 40질량% 이상 60질량% 이하이고, 유리 섬유 (B)가 40질량% 이상 60질량% 이하인 것이 보다 더 바람직하다. 더욱이, 열가소성 수지 (A)가 45질량% 이상 55질량% 이하이고, 유리 섬유 (B)가 45질량% 이상 55질량% 이하인 것이 가장 바람직하다.
섬유 강화 수지 펠릿은, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에서, 이상에 설명한 열가소성 수지 (A) 및 유리 섬유 (B) 이외의 다른 성분 (C)를 함유할 수 있다. 다른 성분 (C)로서는, 각종 첨가제를 들 수 있다. 첨가제는 각별히 한정되지 않고, 예를 들면, 산화 방지제, 내후제, 대전 방지제, 안료, 난연제, 라디칼 발생제, 상용화제 등과 같은 수지용 첨가제 등을 들 수 있다. 또한, 첨가제의 함유량은 각별히 한정되지 않고, 필요량 첨가하는 것이 가능하고, 예를 들면, 섬유 강화 수지 펠릿의 총량을 100질량%로 했을 때에, 10질량% 이하, 5질량% 이하, 3질량% 이하, 나아가서는 1질량% 이하로 할 수 있다. 첨가제는, 열가소성 수지 (A)에 혼합하여 이용할 수 있다. 한편, 섬유 강화 수지 펠릿은, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에서, 유리 섬유 (B) 이외의 강화 섬유를 상기 첨가제로서 함유해도 되지만, 함유하지 않는 것이 바람직하다.
섬유 강화 수지 펠릿을 제조하는 방법으로서는, 예를 들면, 일반적인 장섬유 펠릿의 제법인 인발 성형법을 바람직하게 이용할 수 있다. 인발 성형법에 대하여, 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1은, 인발 성형법을 실시하기 위한 펠릿 제조 장치의 일례를 설명하는 모식도이다. 도 1에 있어서, 101은 다이, 102는 다이(101)에 용융된 열가소성 수지 (A)를 공급하는 압출기, 103은 유리 섬유 (B)의 다발(「로빙」이라고도 한다)(F)의 롤, 104는 다이(101)에 인입되는 유리 섬유의 다발(F)에 일정한 장력을 주는 텐션 롤군, 105는 다이(101)로부터 인출된 용융 수지 함침 섬유 다발을 냉각하기 위한 냉각 수단, 106은 섬유 다발의 인출 롤, 107은 인출된 용융 수지 함침 섬유 다발을 커팅하여 섬유 강화 수지 펠릿으로 하는 펠리타이저이다. 이 장치에서는, 3본의 각각 독립된 유리 섬유 (B)의 다발(F)에, 용융 수지를 동시에 함침시키고 있다.
유리 섬유 (B)의 다발(F)에는, 다이(101)에 있어서 용융된 열가소성 용융 수지 (A)가 함침된다. 그 후, 용융 수지 함침 섬유 다발은, 펠리타이저(107)에서 커팅되어, 소정의 펠릿 길이를 갖는 섬유 강화 수지 펠릿이 얻어진다.
도 2는, 섬유 강화 수지 펠릿의 일례를 설명하는 모식도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 펠릿 길이는, 섬유 강화 수지 펠릿의 긴 방향의 길이에 상당한다. 한편, 펠릿 두께는, 섬유 강화 수지 펠릿의 긴 방향에 직교하는 단면에 있어서의 형상이 원 형상이면 직경에 상당하고, 예를 들면 타원 형상 등과 같은 비원 형상이면 가장 얇은 부분의 두께에 상당한다. 상기와 같은 인발 성형법에 의해 제조되는 섬유 강화 수지 펠릿에 있어서는, 도 2에 나타나는 바와 같이, 유리 섬유 (B)의 배향 방향이 펠릿의 긴 방향과 평행하고, 유리 섬유 (B)의 수 평균 섬유 길이는 펠릿 길이와 실질적으로 동등한 것이 된다. 따라서, 유리 섬유 (B)의 수 평균 섬유 길이가 1mm 이상 7mm 이하의 범위에서 특정의 값을 취할 때, 펠릿 길이도 1mm 이상 7mm 이하의 범위에서 동일한 특정의 값을 취할 수 있다. 그 때문에, 인발 성형법에서는, 펠릿 길이의 설정에 의해 수 평균 섬유 길이를 설정(제어)할 수 있다.
섬유 강화 수지 펠릿을 제조하는 방법은, 전술한 인발 성형법으로 한정되지 않고, 유리 섬유 (B)의 수 평균 섬유 길이를 1mm 이상 7mm 이하로 할 수 있는 것이면 된다. 예를 들면, 2축 혼련기 등의 혼련기를 이용하여, 열가소성 수지 (A)와, 예를 들면 미리 소정 길이로 커팅된 촙드 스트랜드의 형태를 갖는 유리 섬유 (B)를 혼련하여, 섬유 강화 수지 펠릿을 제조해도 된다. 이와 같은 혼련을 거쳐 제조되는 섬유 강화 수지 펠릿에 있어서는, 유리 섬유 (B)의 수 평균 섬유 길이는, 반드시 해당 섬유 강화 수지 펠릿의 펠릿 길이와 동등한 것은 아니고, 통상은 펠릿 길이보다도 짧은 것이 된다.
섬유 강화 수지 펠릿의 펠릿 길이는, 수 평균 섬유 길이가 1mm 이상 7mm 이하인 유리 섬유를 포함할 수 있는 것이면 각별히 한정되지 않는다. 펠릿 길이는, 예를 들면, 15mm 이하, 12mm 이하, 8mm 이하, 7mm 이하, 5mm 이하, 나아가서는 4.5mm 이하로 할 수 있다. 또한, 펠릿 길이는, 예를 들면, 1mm 이상, 2mm 이상, 3mm 이상, 나아가서는 3.5mm 이상으로 할 수 있다. 일 태양으로서, 특히 전술한 인발 성형법에 의해 섬유 강화 수지 펠릿을 성형하는 경우 등에 있어서는, 섬유 강화 수지 펠릿의 펠릿 길이가, 1mm 이상 7mm 이하인 것이 바람직하고, 유리 섬유 (B)의 수 평균 섬유 길이와 동등한 것이 바람직하다.
섬유 강화 수지 펠릿의 펠릿 두께는 각별히 한정되지 않는다. 펠릿 두께는, 예를 들면, 5mm 이하, 4mm 이하, 3mm 이하, 나아가서는 2.5mm 이하로 할 수 있다. 또한, 펠릿 두께는, 예를 들면, 0.5mm 이상, 1mm 이상, 1.2mm 이상, 나아가서는 1.5mm 이상으로 할 수 있다.
2. 혼합 펠릿
본 발명의 일 실시형태에 따른 혼합 펠릿은, 이상에 설명한 섬유 강화 수지 펠릿과, 열가소성 수지 펠릿을 혼합하여 이루어진다. 여기에서, 열가소성 수지 펠릿을 구성하는 열가소성 수지는 각별히 한정되지 않지만, SPS 및 폴리페닐렌 에터 중 적어도 한쪽을 함유하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 열가소성 수지 펠릿과 섬유 강화 수지 펠릿의 친화성이 높아져, 내충격 강도가 더 향상된다.
혼합 펠릿에 있어서, 열가소성 수지 펠릿은, 섬유 강화 수지 펠릿에서 유래하는 유리 섬유 (B)를 희석하기 위해서 이용할 수 있다. 이와 같은 희석을 적합하게 행하는 관점에서, 열가소성 수지 펠릿은, 유리 섬유 (B)나 탄소 섬유 등과 같은 강화 섬유를 함유하지 않는 것이 바람직하다. 혹은, 열가소성 수지 펠릿이 강화 섬유를 함유하는 경우는, 해당 강화 섬유의 함유량이, 섬유 강화 수지 펠릿에 있어서의 강화 섬유의 함유량보다도 작은 것이 바람직하고, 예를 들면, 섬유 강화 수지 펠릿에 있어서의 강화 섬유의 함유량의 80질량% 이하, 50질량% 이하, 20질량% 이하, 10질량% 이하, 나아가서는 5질량% 이하인 것이 바람직하다. 또한, 열가소성 수지 펠릿이 강화 섬유를 함유하는 경우, 강화 섬유의 형태는 각별히 한정되지 않고, 예를 들면, 펠릿 길이와 동등한 섬유 길이를 갖는 섬유(소위 「장섬유」)의 형태여도 되고, 펠릿 길이보다도 짧은 섬유 길이를 갖는 섬유(소위 「단섬유」)의 형태여도 된다. 장섬유를 포함하는 열가소성 수지 펠릿은, 예를 들면 전술한 인발 성형법 등에 의해 제조할 수 있다. 한편, 단섬유를 포함하는 열가소성 수지 펠릿은, 예를 들면 전술한 혼련기를 이용하는 방법 등에 의해 제조할 수 있다.
열가소성 수지 펠릿의 형상(펠릿 길이, 펠릿 두께 등)은 각별히 한정되지 않고, 적절히 설정할 수 있다. 일 태양에 있어서, 열가소성 수지 펠릿은, 섬유 강화 수지 펠릿과 동일한 정도의 펠릿 길이, 펠릿 두께 등을 가질 수 있다.
3. 사출 성형품
본 발명의 일 실시형태에 따른 사출 성형품(이하, 간단히 「사출 성형품」이라고도 한다)은, 이상에 설명한 섬유 강화 수지 펠릿, 또는 이상에 설명한 혼합 펠릿을 사출 성형하여 이루어진다.
이러한 사출 성형품은, 안정적으로 우수한 내충격 강도를 갖는 효과를 발휘한다. 사출 성형품의 사출 성형의 방법, 조건은 각별히 한정되지 않고, 기지의 방법, 조건으로 실시할 수 있다. 사출 성형에 있어서는, 용융된 펠릿(섬유 강화 수지 펠릿 또는 혼합 펠릿)에 배압을 걸어도, 걸지 않아도 된다. 배압을 거는 경우, 배압의 값은 각별히 한정되지 않고, 예를 들면, 0.3MPa 이상 5MPa 이하로 할 수 있다. 본 발명에 따른 펠릿을 이용하는 것에 의해, 배압의 유무, 혹은 배압의 대소에 상관없이, 안정적으로 우수한 내충격 강도를 갖는 사출 성형품이 얻어진다. 또한, 용융된 펠릿에 실제로 인가되는 배압이 어떠한 요인에 의해 변동되는 경우에 있어서도, 안정적으로 우수한 내충격 강도를 갖는 사출 성형품이 얻어진다.
사출 성형품은, ISO 75A(2004)로 규정되는 하중 굴곡 온도가 260℃ 이상인 것이 바람직하다. 이러한 하중 굴곡 온도는, 본 발명의 효과를 보다 양호하게 발휘하는 관점에서는, 예를 들면, 261℃ 이상, 262℃ 이상, 나아가서는 263℃ 이상인 것이 바람직하다. 하중 굴곡 온도의 상한은 각별히 한정되지 않고, 예를 들면, 300℃ 이하, 290℃ 이하, 280℃ 이하, 나아가서는 270℃ 이하일 수 있다.
또한, 사출 성형품은, 해당 사출 성형품에 포함되는 유리 섬유 (B)가 10질량% 이상 60질량% 이하인 것이 바람직하다. 이러한 유리 섬유 (B)의 함유량은, 본 발명의 효과를 보다 양호하게 발휘하는 관점에서는, 예를 들면, 12질량% 이상, 14질량% 이상, 16질량% 이상, 나아가서는 18질량% 이상인 것이 바람직하고, 또한, 예를 들면, 50질량% 이하, 45질량% 이하, 40질량% 이하, 나아가서는 35질량% 이하인 것이 바람직하다.
4. 용도
이상에 설명한 사출 성형품의 용도는 각별히 한정되지 않고, 여러 가지 용도에 이용할 수 있다. 특히 사출 성형품은, 사출 성형 시의 성형 조건(배압)의 변동에 상관없이, 안정적으로 우수한 내충격 강도를 갖기 때문에, 자동차 부품 등과 같이 높은 안전성이 요구되는 용도 등을 포함하는 여러 가지 용도에 널리 적합하게 이용된다.
사출 성형품에 의해 구성되는 자동차 부품의 예에 대하여, 도 3∼도 6을 참조하여 설명한다. 한편, 자동차에 있어서, 각 자동차 부품이 설치되는 위치는, 반드시 도 3∼도 6의 예로 한정되는 것은 아니다.
도 3에 나타나는 바와 같이, 사출 성형품은, 예를 들면, 후드(1), 루프(2), 도어 프레임 필러(3), 시트 백(4), 헤드레스트 서포트(5), 엔진 부품(6), 크러시 박스(7), 프런트 플로어 터널(8), 프런트 플로어 패널(9), 언더 커버(10), 언더 서포트 로드(11), 임펙트 빔(12), 펜더 서포트(13), 프런트 카울(14), 프런트 엔진 커버(15), 프런트 스트럿 타워 바(16), 미션 센터 터널(17), 래디얼 코어 서포트(18), 프런트 대시(19), 도어 이너(20), 리어 러기지 백 패널(21), 리어 러기지 사이드 패널(22), 리어 러기지 플로어(23), 리어 러기지 파티션(24) 등을 적합하게 구성할 수 있다.
또한, 도 4에 나타나는 바와 같이, 사출 성형품은, 예를 들면, 파워 일렉트로닉 유닛(25), 급속 충전용 플러그(26), 차재 충전기(27), 리튬 이온 전지(28), 배터리 컨트롤 유닛(29), 파워 일렉트로닉 컨트롤 유닛(30), 3상 동기 모터(31), 가정 충전용 플러그(32) 등을 적합하게 구성할 수 있다.
또, 도 5에 나타나는 바와 같이, 사출 성형품은, 예를 들면, 솔라 트와일라이트 센서(33), 얼터네이터(34), EDU(일렉트로닉 인젝터 드라이버 유닛)(35), 전자 스로틀(36), 텀블 컨트롤 밸브(37), 스로틀 개도 센서(38), 라디에이터 팬 컨트롤러(39), 스틱 코일(40), A/C 파이프 조인트(41), 디젤 미립자 포집 필터(42), 헤드라이트 반사판(43), 차지 에어덕트(44), 차지 에어 냉각 헤드(45), 인테이크 에어 온도 센서(46), 가솔린 연료 프레셔 센서(47), 캠/크랭크 포지션 센서(48), 콤비네이션 밸브(49), 엔진 오일 압력 센서(50), 트랜스미션 기어 각도 센서(51), 무단 변속기 오일 프레셔 센서(52), ELCM(이배퍼레이티브 리크 체크 모듈) 펌프(53), 워터 펌프 임펠러(54), 스티어링 롤 커넥터(55), ECU(엔진 컴퓨터 유닛) 커넥터(56), ABS(안티록 브레이크 시스템) 리저버 피스톤(57), 액추에이터 커버(58) 등을 적합하게 구성할 수 있다.
더욱이 또한, 도 6에 나타나는 바와 같이, 사출 성형품은, 예를 들면, 차재 센서 모듈이 구비하는 센서를 봉지하기 위한 봉지재로서도 적합하게 이용된다. 그와 같은 센서는 각별히 한정되지 않고, 예를 들면, (예를 들면 고지(高地) 보정용) 대기압 센서(59), (예를 들면 연료 분사 제어용) 부스트압 센서(60), (IC화) 대기압 센서(61), (예를 들면 에어백용) 가속도 센서(62), (예를 들면 시트 컨디션 제어용) 게이지압 센서(63), (예를 들면 연료 탱크 누출 검출용) 탱크 내압 센서(64), (예를 들면 에어컨 제어용) 냉매압 센서(65), (예를 들면 점화 코일 제어용) 코일 드라이버(66), EGR(배기 재순환) 밸브 센서(67), (예를 들면 연료 분사 제어용) 에어 플로 센서(68), (예를 들면 연료 분사 제어용) 흡기관압(MAP) 센서(69), 오일 팬(70), 라디에이터 캡(71), 인테이크 매니폴드(72) 등을 들 수 있다.
사출 성형품에 의해 구성되는 자동차 부품은, 도 3∼도 6을 참조하여 예시한 것으로 한정되지 않고, 예를 들면, 고전압(하니스) 커넥터, 밀리파 레이돔, IGBT(절연 게이트 바이폴라 트랜지스터) 하우징, 배터리 퓨즈 터미널, 라디에이터 그릴, 미터 후드, 인버터 냉각용 워터 펌프, 전지 감시 유닛, 구조 부품, 인테이크 매니폴드, 고전압 커넥터, 모터 제어 ECU(엔진 컴퓨터 유닛), 인버터, 배관 부품, 캐니스터 퍼지 밸브, 파워 유닛, 버스 바, 모터 감속기, 캐니스터 등에도 적합하게 이용된다.
사출 성형품은, 이륜차 부품, 자전거 부품에도 적합하게 이용되고, 보다 구체적으로는, 자동 이륜차 부품, 이륜차 카울 등을 들 수 있다.
사출 성형품은, 내약품성도 우수하기 때문에 각종 전자 제품에도 이용할 수 있다. 예를 들면 급탕기, 구체적으로는, 소위 「에코큐트(등록상표)」 등으로서 알려진 자연 냉매 히트 펌프 급탕기의 부품을 구성하는 것도 바람직하다. 그와 같은 부품으로서, 예를 들면, 샤워 부품, 펌프 부품, 배관 부품 등을 들 수 있고, 보다 구체적으로는, 1구 순환 접속 금구, 릴리프 밸브, 혼합 밸브 유닛, 내열 트랩, 펌프 케이싱, 복합 수 밸브, 입수 금구, 수지 이음매, 배관 부품, 수지 감압 밸브, 급수전(給水栓)용 엘보 등을 들 수 있다.
사출 성형품은, 가전 용도, 전자 기기에도 적합하게 이용되고, 보다 구체적으로는, 전자레인지, 전화기, 휴대 전화, 냉장고, 청소기, OA 기기, 전동 공구 부품, 전장 부품 용도, 정전기 방지 용도, 고주파 전자 부품, 고방열성 전자 부품, 고전압용 부품, 전자파 차폐용 부품, 통신 기기 제품, AV 기기, 퍼스널 컴퓨터, 레지스터, 선풍기, 환기팬, 미싱, 잉크 주변 부품, 리본 카세트, 에어 클리너 부품, 온수 세정 변좌 부품, 변좌, 변기 뚜껑, 취반기 부품, 광 픽업 기기, 조명 기구용 부품, DVD, DVD-RAM, DVD 픽업 부품, DVD용 픽업 기반, 스위치 부품, 소켓, 디스플레이, 비디오 카메라, 필라멘트, 플러그, 고속 컬러 복사기(레이저 프린트), 인버터, 에어컨, 키보드, 컨버터, 텔레비전, 팩시밀리, 광 커넥터, 반도체 칩, LED 부품, 세탁기·세탁 건조기 부품, 식기 세정기·식기 건조기 부품 등을 들 수 있다.
사출 성형품은, 건재에도 적합하게 이용되고, 보다 구체적으로는, 외벽 패널, 백 패널, 칸막이벽 패널, 신호등, 비상등, 벽재 등을 들 수 있다.
사출 성형품은, 잡화, 일용품 등에도 적합하게 이용되고, 보다 구체적으로는, 젓가락, 도시락통, 식기 용기, 식품 트레이, 식품 포장용 재료, 수조, 탱크, 완구, 스포츠 용품, 서프보드, 도어 캡, 도어 스텝, 파친코대 부품, 리모콘 카, 리모콘 케이스, 문방구, 악기, 텀블러, 덤벨, 헬멧 박스 제품 등을 들 수 있다.
이상에 설명한 각종 부품의 각각은, 일부 또는 전부가 사출 성형품에 의해 구성될 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
1. 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2
[섬유 강화 수지 펠릿]
(1) 베이스 수지 조성물의 조제
SPS(이데미쓰 고산사제 「자렉 300ZC」, MFR치: 30g/10min) 95.7질량%와, 산 변성 폴리페닐렌 에터(이데미쓰 고산사제 「CX-1」; 푸마르산 변성) 3.5질량%와, 산화 방지제(BASF 재팬사제 「Irganox1010」) 0.8질량%를 혼합하여, 베이스 수지 조성물을 얻었다. 여기에서, 베이스 수지 조성물을 구성하는 열가소성 수지 (A)의 총량을 100질량%로 했을 때에, SPS는 96.5질량%이고, 산 변성 폴리페닐렌 에터는 3.5질량%이다.
(2) 섬유 강화 수지 펠릿의 성형
상기에 의해 얻어진 베이스 수지 조성물과, 유리 섬유의 다발(닛토 보세키사제 「RS240QR-483」, 아미노실레인으로 표면 처리된, 평균 섬유 직경 17μm, 2400TEX의 글라스 로빙)을, 도 1에 나타낸 것과 마찬가지의 펠릿 제조 장치에 공급하여, 섬유 강화 수지 펠릿을 제조했다. 구체적으로는 하기의 펠릿 성형 조건하에 있어서, 텐션 롤군으로 유리 섬유의 다발의 양을 조정하면서 다이 내에 보내고, 용융된 열가소성 수지의 함침을 행하고, 그 후, 다이로부터 인출하여 냉각하고, 펠리타이저로 표 1에 나타내는 펠릿 길이가 되도록 커팅하여, 섬유 강화 수지 펠릿을 얻었다. 얻어진 섬유 강화 수지 펠릿에 있어서, 유리 섬유의 수 평균 섬유 길이는, 펠릿 길이와 동등한 것을 확인했다. 펠릿 두께는 1.60mm가 되도록 설정했다.
펠릿 성형 조건
· 다이: 50mmφ 압출기의 선단에 장착하고, 함침부에 4본의 로드를 직선상으로 배치.
· 예열 온도: 200℃
· 용융 온도: 300℃
· 로드: 「6mm(직경)×3mm(길이)」×4본
여기에서, 「예열 온도」는, 다이에 도입되기 직전의 유리 섬유의 온도이다. 「용융 온도」는, 다이 내의 수지의 온도이다.
[혼합 펠릿]
(1) 희석용 수지 조성물의 조제
SPS(이데미쓰 고산사제 「자렉 300ZC」, MFR치: 30g/10min) 100질량부에, 결정화 핵제(ADEKA사제 「아데카 스타브 NA-70」; 인산 에스터계 화합물」) 2.5질량부와, 산화 방지제(BASF 재팬사제 「Irganox1010」) 0.3질량부를 혼합하여, 희석용 수지 조성물을 얻었다.
(2) 열가소성 수지 펠릿(희석용 펠릿)의 성형
상기에 의해 얻어진 희석용 수지 조성물을, 2축 혼련 압출기(도시바 기계사제 「TEM26SS」)를 이용하여 320℃에서 용융 혼련하여, 열가소성 수지 펠릿을 제조했다. 이 열가소성 수지 펠릿은, 유리 섬유 등과 같은 강화 섬유를 함유하고 있지 않다.
(3) 펠릿의 혼합
섬유 강화 수지 펠릿과, 열가소성 수지 펠릿을 표 1에 나타내는 비율로 혼합하여, 혼합 펠릿(사출 성형품의 원료)을 얻었다.
[사출 성형품]
상기에 의해 얻어진 혼합 펠릿을 사출 성형기에 공급하고 사출 성형하여, 사출 성형품을 제조했다. 구체적으로는, 사출 성형기(니혼 제강소사제 「180AD」)를 이용하여, 상기의 혼합 펠릿으로부터, 140mm×140mm×3mm의 평판상의 사출 성형품을 작성했다. 이 사출 성형기에서는, 금형으로서 필름 게이트를 이용하고, 스크루로서 풀 플라이트 스크루를 이용했다. 또한, 배압 4MPa, 수지 온도 320℃, 금형 온도 150℃의 조건에서 성형을 행했다.
Figure pct00001
2. 비교예 3∼4
(1) 베이스 수지 조성물의 조제
SPS(이데미쓰 고산사제 「자렉 130ZC」, MFR치: 15g/10min), 고무상 탄성체(구라레이사제 「Septon8006」; SEBS), 산 변성 폴리페닐렌 에터(이데미쓰 고산사제 「CX-1」; 푸마르산 변성), 산화 방지제(BASF 재팬사제 「Irganox1010」), 및 결정화 핵제(ADEKA사제 「아데카 스타브 NA-70」; 인산 에스터계 화합물」)를 표 2에 나타내는 배합량으로 혼합하여, 베이스 수지 조성물을 얻었다. 여기에서, 표 2에 나타내는 산 변성 폴리페닐렌 에터, 산화 방지제 및 결정화 핵제의 질량부는, SPS 및 고무상 탄성체의 총량 100질량부에 대한 값이다.
(2) 섬유 강화 수지 펠릿의 성형
상기에 의해 얻어진 베이스 수지 조성물 100질량부에, 미리 섬유 길이 3mm로 커팅된 평균 섬유 직경 13μm의 유리 섬유(닛폰 덴시 가라스사제 「T480」, 촙드 스트랜드) 30.0질량부를 배합하고, 2축 혼련 압출기(도시바 기계제 「TEM26SS」)를 이용하여, 320℃에서의 용융 압출에 의해, 섬유 강화 수지 펠릿(펠릿 길이 3.0mm, 펠릿 두께 2.00mm)을 제조했다. 2축 혼련 압출기 중에서의 혼련에 의해 유리 섬유가 파손되었기 때문에, 섬유 강화 수지 펠릿에 포함되는 유리 섬유의 수 평균 섬유 길이는 380∼400μm였다.
[사출 성형품]
상기에 의해 얻어진 섬유 강화 수지 펠릿을, 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2와 마찬가지로 사출 성형기에 공급하고 사출 성형하여, 사출 성형품을 제조했다. 비교예 3, 4 및 후술하는 비교예 5에서는, 희석용 펠릿에 의한 희석은 행하지 않고, 섬유 강화 수지 펠릿을 단독 사용하고 있다.
Figure pct00002
3. 비교예 5
시판 중인 섬유 강화 수지 펠릿(도레이사제 「A504X90」, 베이스 수지 조성물: 폴리페닐렌 설파이드(약칭 「PPS」), 유리 섬유 함유량: 40질량%, 펠릿 길이: 3.0μm, 펠릿 두께: 2.00μm, 유리 섬유의 수 평균 섬유 길이: 380μm)을, 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2와 마찬가지로 사출 성형기에 공급하고 사출 성형하여, 사출 성형품을 제조했다. 비교예 5에서는, 희석용 펠릿에 의한 희석은 행하지 않고, 섬유 강화 수지 펠릿을 단독 사용하고 있다.
4. 평가 방법
실시예 및 비교예에 있어서 얻어진 혼합 펠릿을 이용하여, 시험편을 제작하고, 이하의 항목에 대하여 평가했다. 시험편은, 사출 성형기(니혼 제강소사제 「180AD」)를 이용하여, 배압 4MPa, 수지 온도 320℃, 금형 온도 150℃의 조건에서, 각 측정법에 준거하여 제작했다.
(1) 밀도
밀도는, ISO 1183(1987)에 준거하여 측정했다.
(2) 하중 굴곡 온도
하중 굴곡 온도는, ISO 75A(2004)에 준거하여 측정했다.
(3) 크리프 변형
ISO 527-2 1A 형상의 시험편을 제작하고, 하기 조건에서 인장 크리프 시험을 행하여, 크리프 변형(%)을 구했다.
인장 크리프 시험
· 시험 항목: 인장 크리프 변형(척간으로부터 산출)
· 시험 형상: ISO 527-2 1A 형상
· 시험 조건: 척간; 115mm·초기 변형 측정; 만능 재료 시험기에 의한 강도 측정으로 보정
· 시험 응력: 20MPa
· 시험 온도: (140±3)℃
· 시험 시간: 1000시간
· 시험수: n=2
· 시험 장치: 만능 크리프 시험기 250kgf형
· 작동 트랜스; 교와 덴교사제 「DTH-A-30」
(4) 내LLC(롱 라이프 쿨런트)성(침지 후의 인장 강도 유지율)
시험편(3mm 두께)을, 120℃의 자동차 부동액(에틸렌 글라이콜:물=1:1)에 1000시간 침지하고, 실온에 방치한 후, ISO 527-1,-2(2012)에 준거하여 120℃에서 인장 속도 5mm/min으로 인장 시험을 행하여, 인장 강도를 측정했다. 1000시간 침지 후에 측정한 인장 강도의, 침지 전에 측정한 인장 강도에 대한 비율을, 침지 후의 인장 강도 유지율(%)로서 구했다.
(5) 샤르피 충격 강도
샤르피 충격 강도는, ISO 179(2010)에 준거하여 측정했다.
실시예 1, 2 및 비교예 1, 2에 대해서는, 사출 성형 시에 배압을 인가하지 않는(배압 0MPa) 조건에서 제조된 시험편과, 사출 성형 시에 4MPa의 배압을 인가하는 조건에서 제조된 시험편의 각각에 대하여 샤르피 충격 강도를 측정하고, 그 차(배압 0MPa의 샤르피 충격 강도-배압 4MPa의 샤르피 충격 강도)를 구했다.
이상의 결과를 표 3에 나타낸다. 또한, 실시예 1 및 비교예 1, 2(이들은 사출 성형품 중의 유리 섬유의 함유량이 30질량%로 공통되어 있다)에 대하여, 샤르피 충격 강도 및 그 차를 그래프화한 것을 도 7에 나타낸다.
Figure pct00003
5. 평가
표 3 및 도 7로부터, SPS를 함유하는 열가소성 수지 (A)와, 수 평균 섬유 길이가 1mm 이상 7mm 이하인 유리 섬유 (B)를 포함하는 섬유 강화 수지 펠릿을 이용하여 사출 성형을 행한 실시예 1, 2는, 비교예 1∼5와의 대비로, 사출 성형 시의 성형 조건(배압)의 변동에 상관없이, 안정적으로 우수한 내충격 강도(샤르피 충격 강도)를 갖는 사출 성형품이 얻어지는 것을 알 수 있다. 또한, 이와 같은 효과가, 경량화에 공헌하는 양호한 저밀도, 내열성(높은 하중 굴곡 온도), 낮은 크리프 변형, 높은 내LLC(롱 라이프 쿨런트)성을 유지한 채로 발휘되는 것을 알 수 있다.
본 발명의 섬유 강화 수지 펠릿 및 혼합 펠릿은, 예를 들면 수지 성형품, 특히 사출 성형품의 원료에 이용할 수 있고, 본 발명의 섬유 강화 수지 펠릿 및 혼합 펠릿을 이용하여 성형된 사출 성형품은, 특히 자동차 부품 등의 각종 용도에 적합하게 적용할 수 있다.
상기에 본 발명의 실시형태 및/또는 실시예를 몇 가지 상세하게 설명했지만, 당업자는, 본 발명의 신규한 교시 및 효과로부터 실질적으로 벗어나는 일 없이, 이들 예시인 실시형태 및/또는 실시예에 많은 변경을 가하는 것이 용이하다. 따라서, 이들 많은 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
이 명세서에 기재된 문헌, 및 본원의 파리 조약에 의한 우선권의 기초가 되는 출원의 내용을 모두 원용한다.

Claims (13)

  1. 신디오택틱 구조를 갖는 결정성 폴리스타이렌을 함유하는 열가소성 수지 (A)와,
    수 평균 섬유 길이가 1mm 이상 7mm 이하인 유리 섬유 (B)를 포함하는, 섬유 강화 수지 펠릿.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 섬유 강화 수지 펠릿의 펠릿 길이가 1mm 이상 7mm 이하인, 섬유 강화 수지 펠릿.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 열가소성 수지 (A)에 함유되는 상기 신디오택틱 구조를 갖는 결정성 폴리스타이렌의 MFR치가 10∼50g/10min인, 섬유 강화 수지 펠릿.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열가소성 수지 (A)의 MFR치가 10∼50g/10min인, 섬유 강화 수지 펠릿.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열가소성 수지 (A)의 총량을 100질량%로 했을 때에, 상기 신디오택틱 구조를 갖는 결정성 폴리스타이렌이 20질량% 이상 99질량% 이하인, 섬유 강화 수지 펠릿.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열가소성 수지 (A)는, 상기 신디오택틱 구조를 갖는 결정성 폴리스타이렌과, 산 변성 폴리페닐렌 에터를 함유하는, 섬유 강화 수지 펠릿.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 섬유 (B)의 평균 섬유 직경이 5μm 이상 20μm 이하인, 섬유 강화 수지 펠릿.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열가소성 수지 (A)와 상기 유리 섬유 (B)의 총량을 100질량%로 했을 때에, 상기 열가소성 수지 (A)가 30질량% 이상 90질량% 이하이고, 상기 유리 섬유 (B)가 10질량% 이상 70질량% 이하인, 섬유 강화 수지 펠릿.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 섬유 강화 수지 펠릿에, 열가소성 수지 펠릿을 혼합하여 이루어지는, 혼합 펠릿.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 열가소성 수지 펠릿은, 신디오택틱 구조를 갖는 결정성 폴리스타이렌 및 폴리페닐렌 에터 중 적어도 한쪽을 함유하는, 혼합 펠릿.
  11. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 섬유 강화 수지 펠릿, 또는 제 9 항 또는 제 10 항에 기재된 혼합 펠릿을 사출 성형하여 이루어지는 사출 성형품.
  12. 제 11 항에 있어서,
    ISO 75A(2004)로 규정되는 하중 굴곡 온도가 260℃ 이상인, 사출 성형품.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 사출 성형품에 포함되는 유리 섬유 (B)가 10질량% 이상 60질량% 이하인, 사출 성형품.
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