TW202404784A - 玻璃纖維強化聚酯系樹脂組成物之製造方法 - Google Patents

玻璃纖維強化聚酯系樹脂組成物之製造方法 Download PDF

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Abstract

一種玻璃纖維強化聚酯系樹脂組成物之製造方法，係以雙軸擠壓機來製造由(A)聚酯樹脂10~60質量%、(B)玻璃纖維40~70質量%及(C)其它之聚合物或添加劑0~50質量%構成之樹脂組成物的方法，其特徵為：樹脂組成物在265℃、91/sec下的剪切黏度為400~2000Pa･s，從雙軸擠壓機之前端之模座所配備之橫方向平模擠出股線時，來自平模中央之模孔的股線之溫度為295~340℃，且來自平模端部之模孔的股線之溫度比來自平模中央之模孔的股線之溫度低4~14℃。

Description

玻璃纖維強化聚酯系樹脂組成物之製造方法
本發明關於玻璃纖維強化聚酯系樹脂組成物之製造方法，詳言之，關於使用雙軸擠壓機，以抑制股線斷裂、可連續穩定生產、提高生產性並製成保有良好的丸粒形狀之丸粒的方式來製造摻合有高濃度之玻璃纖維的玻璃纖維強化聚酯系樹脂組成物的方法。
以聚對苯二甲酸丁二酯樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯樹脂為代表的聚酯樹脂係以射出成形用途為中心而廣泛使用於各種電氣電子零件、機械零件及汽車零件等。尤其摻合有高含量之玻璃纖維的玻璃纖維強化聚酯系樹脂組成物係機械強度、耐熱性、耐藥品性等優異，已被利用作為汽車領域、電氣電子設備領域等之零件。
專利文獻1記載了於聚對苯二甲酸丁二酯樹脂摻合了5~80%之玻璃纖維而得之樹脂組成物；又，專利文獻2記載了於聚酯樹脂100質量份摻合了10~150質量份之玻璃纖維而得之玻璃纖維強化聚酯樹脂組成物。
然而，以40質量%以上這樣的高濃度摻合有玻璃纖維的聚酯系樹脂組成物，在利用雙軸擠壓機於生產中從模擠出時容易發生股線斷裂。因此，生產性會降低，且在將斷掉之股線送入造粒機時，股線彼此重疊，股線流紊亂，容易產生長丸粒。又，股線之切斷也會變差，丸粒之截面不銳利，切削碎屑之產生亦變多。玻璃纖維之濃度越高，此傾向越顯著。長丸粒、切削碎屑在以射出成形機進行成形時容易產生塑化不良，計量時間會變長，射出成形機會停止、生產性會降低。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特公昭51-7702號公報 [專利文獻2]日本特開2006-16577號公報
[發明所欲解決之課題]
本發明之課題(目的)為在以雙軸擠壓機來生產摻合有高含量之玻璃纖維的玻璃纖維強化聚酯系樹脂組成物時，抑制從模擠出之股線之斷裂、可連續穩定生產並抑制長丸粒的產生。 [解決課題之手段]
本案發明人為了解決上述課題而努力研究，結果發現在利用雙軸擠壓機來製造以40~70質量%這樣的高含量含有玻璃纖維的聚酯系樹脂組成物時，樹脂組成物之黏度會成為高黏度，但藉由使其為400~2000Pa･s之剪切黏度(265℃、91/sec)，且使股線溫度為特定溫度，並且使模端部之股線之溫度相對於模中央之股線之溫度低4~14℃，會抑制股線斷裂，可連續穩定生產，並能大幅抑制長丸粒的產生，乃完成本發明。 又，發現此時模座之溫度宜設為260~340℃的高溫；又，發現將模內之樹脂壓設為2~9MPa或將模座之溫度設為240~340℃係較佳。 本發明關於以下之製造方法。
1.一種玻璃纖維強化聚酯系樹脂組成物之製造方法，係以雙軸擠壓機來製造由(A)聚酯樹脂10~60質量%、(B)玻璃纖維40~70質量%及(C)其它之聚合物或添加劑0~50質量%(各成分之合計為100質量%)構成之玻璃纖維強化聚酯系樹脂組成物的方法，其特徵為： 該玻璃纖維強化聚酯系樹脂組成物在265℃、91/sec下的剪切黏度為400~2000Pa･s， 從雙軸擠壓機之前端之模座所配備之橫方向平模擠出股線時，來自平模中央之模孔的股線之溫度為295~340℃，且來自平模端部之模孔的股線之溫度比來自平模中央之模孔的股線之溫度低4~14℃。 2.如上述1.之玻璃纖維強化聚酯系樹脂組成物之製造方法，其中，以從平模擠出時之模內之樹脂壓成為2~9MPa的方式擠出。 3.如上述1.之玻璃纖維強化聚酯系樹脂組成物之製造方法，其中，模座之溫度為240~340℃。 [發明之效果]
依照本發明之製造方法，能以抑制股線斷裂、可連續穩定生產並製成良好的丸粒形狀的方式來製造含有高含量之玻璃纖維的玻璃纖維強化聚酯系樹脂組成物(丸粒)。
以下，針對本發明顯示實施形態及例示物等並詳細地說明，但本發明不限於以下所示之實施形態及例示物等，在不脫離本發明之要旨的範圍內，可任意地變更並實施。此外，本說明書中，「~」係以包含其前後所記載之數值作為下限值及上限值的意思來使用。
本發明之製造方法係以雙軸擠壓機來製造由(A)聚酯樹脂10~60質量%、(B)玻璃纖維40~70質量%及(C)其它之聚合物或添加劑0~50質量%構成之玻璃纖維強化聚酯系樹脂組成物。
本發明中使用之擠壓機係排氣式雙軸擠壓機，宜為嚙合型同方向旋轉雙軸螺桿擠壓機，且較佳為在缸筒內部具有同方向旋轉的2根螺桿，並在其螺桿中段以相互嚙合之形態設置有由多片捏合盤構成之混練部。
排氣式雙軸擠壓機如圖1所示，於具備有主原料斗1、開放排氣口2、側進料斗3、減壓排氣口4的缸筒上藉由凸緣6而在前端具有模座8。位在缸筒內的螺桿經由螺桿連接部14及齒輪箱15而受到馬達16驅動，並旋轉。
從主原料斗1供給(A)聚酯樹脂及(C)其它之聚合物或添加劑，並在第1混練部進行混練(第1步驟)。通常會從位在第1混練部之下游部的側進料斗3來側進料(B)玻璃纖維，並在第2混練部進行混練(第2步驟)。接著，在第2混練部之下游部使排氣口4成為減壓狀態來脫去揮發物並升壓後，從模座8所配備之模擠出(第3步驟)。然後，將從模擠出之股線10進行水冷，並於造粒機11中進行裁切(第4步驟)，得到樹脂組成物之丸粒12。
在第1步驟中，將(A)聚酯樹脂及(C)其它之聚合物或添加劑從主原料斗1供給至擠壓機內並以螺桿進行加熱、混練而使其熔融。於螺桿中段設有由多片捏合盤構成之第1混練部。第1混練部係在加入(A)聚酯樹脂及(C)其它之聚合物或添加劑後進行混練的混練部，且係指在(B)玻璃纖維進入前的混練部。其螺桿構成，宜組合R捏合盤、N捏合盤、L捏合盤、L螺桿、密封環、混合螺桿或轉子螺桿中之2種以上而構成，且長度宜設為5.0~9.0D(D為缸筒徑)。第1混練部係在加入(A)聚酯樹脂及(C)其它之聚合物或添加劑後進行混練的混練部，且係在(B)玻璃纖維進入前的混練部。
此第1混練部可統合成一個，也可分割成多個。亦即，也可將第1混練部分割並於其間置入進給螺桿。於分割的情況下，亦宜將合計之混練部長度設為5.0~9.0D之範圍。
R捏合盤(以下，有時也稱為R。)係順送捏合盤元件，通常葉片為2片以上，且其葉片扭轉角度θ為10度至75度較佳。藉由如此般將葉片錯開預定角度來設置，會形成類螺桿結構，會將樹脂往進給方向送出並同時施加強剪切力，成為進行混練的區域。 L捏合盤(以下，有時也稱為L。)係逆送捏合盤元件，通常葉片為2片以上，且葉片之扭轉角度θ為-10度至-75度較佳。逆送捏合盤元件係將送來之樹脂攔住、對於送來之樹脂往回送之方向作用的具有升壓能力的元件，係設置在促進混練之元件之下游側以攔住樹脂並發揮強力的混練效果。 N捏合盤(以下，有時也稱為N。)係正交捏合盤元件，通常葉片為2片以上，且葉片之扭轉角度θ為75度至105度。葉片係以錯開約90度的方式設置，所以將樹脂送出的能力弱，但混練能力強。
L螺桿係逆送螺桿，密封環係藉由密封環部的各間隙來限制上游部的流動者，混合螺桿係在螺桿之棱(螺棱部)開有缺口的螺桿元件，轉子螺桿係於外周面上設有1條或多條的螺桿元件。
此等中，宜為R捏合盤、N捏合盤、L捏合盤，且宜為組合了它們中的多種而得之構成。
第1步驟之第1混練部之螺桿構成，宜為促進混練之元件配置在上游側且具有升壓能力之元件配置在下游側。是以，在第1混練部中，宜將選自R、N及L中之2種以上自上游側按R→N→L之順序配置，各R、N及L亦宜配置多個。尤其在上游配置R，接著配置多個N，然後配置L的構成較佳。
若令缸筒徑為D，則第1混練部之螺桿長度宜設為5.0~9.0D之範圍，藉由設為如此的螺桿長度，(A)聚酯樹脂之熔融塑化會變得充分，且也能抑止樹脂組成物之分解之發生。若第1混練部之螺桿長度短於5.0D的話，會因為剪切不足而導致樹脂之熔融塑化容易變得不充分；若超過9.0D的話，會因為過度混練而有局部的樹脂組成物的分解加劇的傾向，容易造成組成物之機械物性變差。
第1步驟中，宜在(A)聚酯樹脂之混練熔融後，利用開放排氣口2進行排氣。且宜在開放排氣口2之下游設置密封環。
第2步驟係在上述第1步驟後，將(B)玻璃纖維從位在第1混練部之下游部的側進料斗3側進料，並將(B)玻璃纖維與已熔融之(A)聚酯樹脂在第2混練部中進行混練。 第2混練部係指(B)玻璃纖維進入後，將其開纖並混練的混練部。第2混練部之螺桿構成，宜為將R捏合盤、N捏合盤、L捏合盤、L螺桿、密封環、混合螺桿中之1種或2種以上予以組合而得之構成，以如此的螺桿構成進行混練的話，(B)玻璃纖維之開纖及分散容易變得充分。上述中，宜為至少具有混合螺桿的構成，尤其宜為至少具有順送缺口型混合螺桿、逆送缺口型混合螺桿的構成。
第2混練部之螺桿長度宜設為2.5~5.0D之範圍。此第2混練部可統合成1個，也可分割成多個。亦即，也可將第2混練部分割並於其間置入進給螺桿。於上述任一構成均宜將合計之混練部長度設為2.5~5.0D之範圍。藉由如此般設定第2混練部之螺桿長度，(B)玻璃纖維之開纖及分散會變得良好，樹脂組成物之強度容易提升。
就第2步驟中之樹脂溫度(缸筒溫度)而言，通常係在約260℃進行運轉，但本發明之方法中，宜設為150~220℃這樣的低於通常值的溫度。此第2混練部係(B)玻璃纖維進入後，將其與(A)聚酯樹脂及(C)其它之聚合物或添加劑混練的步驟，樹脂溫度容易上升。藉由將此部分之缸筒溫度設為150~220℃這樣的低於通常值的溫度範圍，對於抑制從模座8擠出時之股線10之斷裂係有效果。若低於150℃，則樹脂的黏度容易變高，對於(B)玻璃纖維之含浸會不充分，混練會變得不均勻，股線容易斷裂。另一方面，若高於220℃，則樹脂之溫度容易變高，容易產生熱分解氣體，股線容易斷裂。第2步驟中之樹脂溫度(缸筒溫度)更佳為160℃以上且210℃以下。
雙軸擠壓機之螺桿轉速宜為250~800rpm，更佳為300~700rpm。又吐出量在TEX44αIII的情況下宜為200~650kg/h，更佳為250~630kg/h。在尺寸不同的擠壓機的情況下，則與缸筒徑比的2.5次方成比例的吐出量會成為較佳範圍。
在第2步驟之後，在第3步驟中，於第2混練部之下游部使減壓排氣口4成為減壓狀態來脫去揮發物並升壓後，從模座8所配備之模擠出。於減壓排氣口4進行減壓脫去揮發物時的真空度宜設為-0.097MPa~-0.07MPa。此處，真空度係指表壓。
第3步驟中，於螺桿前端升壓，並從模以股線的形式擠出。宜使擠出時之模內之樹脂壓成為2~9MPa。 模內之樹脂壓(也稱為模壓)係指螺桿前端部之位置的樹脂壓。此位置的壓力最高。通常可於此位置設置樹脂壓力計7，並隨時間測定壓力。此模內之樹脂壓宜設為2MPa以上且9MPa以下。(B)玻璃纖維通常進料時為束狀，藉由將模內之樹脂壓設為2MPa以上且9MPa以下，以將其與樹脂一起混練並施加適當的壓力，從而使樹脂容易含浸至(B)玻璃纖維束中，可達成均勻的混練，容易抑制股線斷裂的發生。若未達2MPa，則樹脂與(B)玻璃纖維之混練狀態會產生不均勻，在從模擠出股線時股線容易斷裂。(B)玻璃纖維通常進料時為束狀，藉由將其與樹脂一起混練並施加壓力，會使樹脂容易含浸至(B)玻璃纖維束中，可達成均勻的混練。更佳的模內之樹脂壓為2.5MPa以上，又更佳為3MPa以上。又，另一方面，若樹脂壓過高，則在螺桿前端的滯留區域會變長，會因為熱分解而容易產生氣體，在從模擠出股線時會因為氣體而導致股線容易斷裂。更佳的樹脂壓為8MPa以下，又更佳為7MPa以下。
模座8的溫度宜為高於通常值的溫度，宜為240℃以上且340℃以下。藉由設為如此的溫度，會容易抑制股線斷裂。若未達240℃，則模之溫度會低於該樹脂組成物的樹脂溫度，模兩端的股線溫度會低於中央的股線溫度。因此股線間會產生黏度的差異，股線容易斷裂。模座8的溫度更佳為250℃以上，其中又以260℃以上、270℃以上更佳，又更佳為280℃以上。若超過340℃，則會因為模內部的熱滯留而容易產生氣體，股線同樣容易斷裂。模座8的溫度更佳為330℃以下。又更佳為320℃以下。
於擠壓機之缸筒、及模座8插入有熱電偶5、模座熱電偶9，並以能夠測定缸筒及模座之溫度的方式構成。進一步於缸筒、模座納入有加熱器，並以能夠進行溫度控制的方式構成。缸筒之溫度、模座之溫度係指藉由所插入的熱電偶測得之溫度。
本發明之方法中，於雙軸擠壓機之前端之模座8設置橫方向平模並由此擠出股線時，將來自橫方向平模中央之模孔的擠出股線之溫度設為295~340℃，且使從橫方向平模端部之模孔擠出的股線之溫度比來自平模中央之模孔的股線溫度低4~14℃。
圖2係顯示本發明中使用之雙軸擠壓機之模部之一例的圖，係將模部以平行於其底面的平面截斷時的截面圖。
從雙軸擠壓機1之螺桿21，將已熔融之聚酯系樹脂組成物送入模部中。模部由碎料板(breaker plate)23(或環板)、模座8、凸緣6、歧管部24、橫方向平模25構成。視情況，模座有時也稱為模板，凸緣有時也稱為鉸合板(hinge plate)。
可於碎料板23內裝設篩網。藉由過濾來除去異物等。篩網也可組合使用1種或2種以上之金屬網。就金屬網之網孔而言，宜為#10~#300，更宜為#20~#200，尤其宜為#30~#200，宜組合選自此等中的2種~5種並將其重疊來使用。 於碎料板23按期望之數量來設置期望之直徑d、工作帶長度(land length)L的孔。尤其在未使用篩網的情況下，通常會設置係環狀板的環板23。本案之實施例、比較例中設置了環板。可藉由此碎料板、環板來防止樹脂洩漏。
橫方向平模係指具有於橫方向排列之模孔的模。例如，係指如圖3(a)所示之具有橫向排成1列的多個模孔31、32、33的模、或如圖3(b)所示般於橫方向鋸齒狀地排列有多個模孔31、32、33的模、或如圖4(d)所示般於橫方向上下2列地排列有模孔31、32、33的模。
當於橫方向上下2列地排列時，往往會如圖4(d)所示般將端部的模孔32、33配置於上模孔之下側且配置於下模孔之上側。這在於橫方向平模25中於上下2列之間設置分離板34而將樹脂流道分為上下的情況下，會成為如此的配置。
此外，有時也會如圖4(e)般於橫方向無規地配置模孔。於此情況下，模之左右端之模孔32、33會成為端部的模孔，最靠近模之幾何中心的模孔31會成為模中央的模孔。橫方向平模25係指通常位在使樹脂流道在模座中往橫方向擴展的歧管部24之前端，並具有於橫方向排列之模孔的模。無須使各模孔之直徑d均為相同直徑，也無須使模孔之工作帶長度L均為相同長度，對於每一模孔改變其直徑d、工作帶長度L亦無妨。
擠壓模之形狀無特別限制，可使用公知者。模孔之直徑d亦取決於所期望之丸粒之尺寸，但通常為約2~5mm，較佳為約3~4mm。
生產含有玻璃纖維強化聚酯之樹脂組成物丸粒時，使用此橫方向平模在提升生產性方面係有利。除此以外，還有如圖3(c)所示之圓模，亦即於圓周上配置有模孔的模，但在以高吐出為目標的情況下，模孔的數量會變多。如此一來，圓周的直徑會變大，從圓周上之模孔擠出的股線到水槽的距離變長，變得不穩定，股線會容易斷裂。如上述，為了提升生產性，橫方向平模對於穩定生產係有利。 然而，在橫方向平模的情況下，來自端部之模孔32、33的股線會比來自內側之模孔31的股線較容易斷裂。從端部之模孔32、33擠出之股線會容易向從模中央觀看下的外側彎曲。因所謂捲曲的現象，而使從端部之模孔32、33擠出的股線會邊向外側旋轉邊描畫螺旋(捲曲)。該捲曲會導致來自端部之模孔的股線容易斷裂。玻璃纖維的濃度越高，此現象越顯著。
該捲曲的原因尚不詳，但據認為如下：端部的模孔32、33容易受到來自模座之壁面的影響。樹脂與模座之壁面間的摩擦力會作為殘留應力殘留，並引起向外側彎曲(捲曲)的現象。本發明中，將來自中央之模孔的股線之溫度設為295~340℃，並對於來自模中央之股線與來自模端部之股線賦予4~14℃的溫度差，藉此可消除或極力減少端部之股線斷裂，而且可抑制全部股線的股線斷裂。
模中央的股線溫度係指剛從最靠近模之幾何中心的模孔31擠出時的股線溫度。在於橫方向等間隔地排列有模孔的模中，模孔的數目若為奇數，則係指模中央之模孔，若為偶數，則係指模中央之2條股線之溫度的平均值，且係剛從模擠出時的溫度。 就此模中央之股線溫度，可使熱電偶接觸並直接進行測定。又，也可利用紅外線溫度測定器進行測定。據認為此模中央的股線溫度接近模中的樹脂溫度。
模端部之股線之溫度係指面向模時的模左右兩端32、33之各1條股線之溫度。在左右之股線之溫度不同的情況下，則取其平均值。同樣地，係剛從模擠出時的股線溫度。模端部之股線之溫度容易受到模座、凸緣、模之溫度的影響。然而，每一擠壓機其模座、凸緣、模會有所改變，所以該等之溫度與端部之股線溫度的關係並非一概而定。
模中央之股線的溫度減模兩端之股線的溫度後所得到之溫度(ΔT)設為4℃以上且14℃以下。藉由如此般設定ΔT，可消除端部之股線斷裂並抑制全部之股線之股線斷裂。若ΔT未達4℃，則股線之溫度高，所以端部之股線之彈性恢復力低，容易因捲曲而導致斷裂(來自捲曲的彈性恢復力弱)。另一方面，若ΔT大於14℃，則引起捲曲的力量本身會增強，會因捲曲而導致斷裂。若欲將ΔT調整為4℃以上且14℃以下，例如將模座之溫度設定得比模內之樹脂溫度稍低即可。 較佳的ΔT為4.5℃以上，更佳為5℃以上，且較佳為12℃以下，更佳為10℃以下。
來自模中央之股線的溫度必須為295℃以上且340℃以下。藉由設為如此的溫度，樹脂組成物中的樹脂成分對於玻璃纖維束的含浸會變得良好，且藉由設為上述ΔT，可消除股線斷裂。若未達295℃，則樹脂組成物中的樹脂成分的黏度高，對於玻璃纖維束的含浸差，會殘留束狀的纖維，從模擠出時股線中會形成應力集中點並容易斷裂。較佳的來自模中央之股線的溫度為300℃以上，更佳為310℃以上。另一方面，若為超過340℃的溫度，則聚酯樹脂會熱分解並產生氣體，從模擠出時會因為氣體而導致股線容易斷線。來自模中央之股線的溫度較佳為335℃以下，更佳為330℃以下。
然後，第4步驟中，將從模擠出之股線10進行水冷，並於造粒機11進行裁切。進行股線裁切時的股線溫度宜為100℃以上且150℃以下。藉由設為如此的溫度，會容易抑制切削碎屑的產生、不良形狀的丸粒的產生。若未達100℃，則股線硬，在以造粒機進行裁切時容易產生切削碎屑。因此，在射出成形等成形時塑化容易變得不穩定。若超過150℃，則裁切後之丸粒之橢圓柱狀的扁平率會變大，故而也會有變得塑化不良的情形。進行股線裁切時的股線溫度更佳為110℃以上且140℃以下。
摻合有高濃度之玻璃纖維的玻璃纖維強化聚酯系樹脂組成物，從模擠出後直到冷卻、股線裁切之前會容易斷裂。樹脂成分少，黏彈性性質會變弱，股線會失去韌性，並且變脆、變得容易斷裂。又玻璃纖維的量多，所以容易產生開纖性不佳的纖維束。開纖性不佳的纖維束於股線拉出(延伸)下容易成為斷裂的起始點。此外，樹脂對於纖維束之填充少的話，也會有該部分成為斷裂的起始點的情形(樹脂對於玻璃纖維束的含浸不足)。且由於玻璃纖維為高濃度，從而樹脂的黏度會變高，樹脂溫度容易上升。因此會產生熱分解氣體，並成為在從模擠出時股線斷裂的原因。因如上述股線韌性的降低、玻璃纖維束的開纖不足、樹脂對於玻璃纖維束的含浸不足、氣體產生等，導致難以穩定地裁切股線。股線斷裂的話，必須藉由人工將該股線再次送入造粒機中。此時整體的股線流紊亂，股線相對於裁切器朝斜向進入，容易產生長丸粒。而且玻璃纖維為高濃度且股線硬，所以利用造粒機得到的裁切面不會銳利，會變鈍，並產生切削碎屑。為了抑制切削碎屑的產生，必須提高股線裁切溫度。藉此會銳利地切斷，切削碎屑會減少。但過度提高股線裁切溫度的話，股線會變軟，會被造粒機的拉取輥壓壞，橢圓柱狀之丸粒之偏心率會變大。此等長丸粒或切削碎屑越多、扁平率越大，則越容易引起使用丸粒進行射出成形時的塑化不良，並導致生產性降低。長丸粒(通常係丸粒之長度的2倍以上)的數量於1kg中為5個以下係較佳。切削碎屑在全部質量(丸粒+切削碎屑)中為300質量ppm以下係較佳。又扁平率(長軸/短軸)宜為1.30以下。
利用拉取輥拉取股線10，並使股線10與水接觸來予以冷卻。與水的接觸係可將其在冷卻水槽13所儲存之水中輸送來予以冷卻，也可對於股線10灑水而使其與水接觸來予以冷卻，也可為以網帶輸送機拉出股線並於此處以放水裝置灑水的方法。自股線從模擠出直到要進行水冷卻或要進入水中為止的時間宜短。通常，在從模擠出後1秒以內進入水中係較佳。
利用拉取輥將冷卻後之股線送至造粒機，予以裁切，而製成丸粒。
本發明之方法中，玻璃纖維強化聚酯系樹脂組成物在265℃、91/sec下的剪切黏度設為400Pa･s以上且2000Pa･s以下。藉由設為400~2000Pa･s之範圍並與前述各步驟組合，會抑制股線斷裂，並可連續穩定生產。若低於400Pa･s，則股線的彈性性質弱，股線容易斷裂。又，若超過2000Pa･s，則剪切發熱變大，樹脂溫度會上升，會熱分解，股線容易斷裂。較佳的範圍為500Pa･s以上且1700Pa･s以下，更佳的範圍為600Pa･s以上，且宜為1400Pa･s以下。
剪切黏度係使用毛細管流變儀(東洋精機製作所公司製Capilograph，1D2)，使用毛細管徑1mm、毛細管長3mm的孔口，並依循JIS K7199在265℃、剪切速度91/sec下測定的值。
若欲將剪切黏度調整在前述範圍內，可利用如下方法：(B)玻璃纖維的量增多的話便能提高剪切黏度，減少的話便能降低剪切黏度；又，調整所摻合之(C)其它之聚合物，例如所使用之苯乙烯系聚合物、聚碳酸酯樹脂的量或其黏度等。又，亦可藉由變更聚酯的黏度來調整。另外，有時也會利用擠壓機內的熱歷程以使樹脂成分受到熱分解、水解並使剪切黏度降低。
其次，針對本發明中使用的原料成分進行說明。
(A)聚酯樹脂 (A)聚酯樹脂係熱塑性聚酯樹脂，係藉由二羧酸化合物與二羥基化合物之聚縮合、羥基羧酸化合物之聚縮合或此等化合物之聚縮合等得到的聚酯，為均聚聚酯、共聚聚酯中之任一者皆可。
作為構成(A)聚酯樹脂的二羧酸化合物，宜使用芳香族二羧酸或其酯形成性衍生物。 作為芳香族二羧酸，可列舉對苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、1,5-萘二羧酸、2,5-萘二羧酸、2,6-萘二羧酸、聯苯-2,2’-二羧酸、聯苯-3,3’-二羧酸、聯苯-4,4’-二羧酸、二苯醚-4,4’-二羧酸、二苯基甲烷-4,4’-二羧酸、二苯碸-4,4’-二羧酸、二苯基異亞丙基-4,4’-二羧酸、1,2-雙(苯氧基)乙烷-4,4’-二羧酸、蒽-2,5-二羧酸、蒽-2,6-二羧酸、對聯三苯-4,4’-二羧酸、吡啶-2,5-二羧酸等，較佳可使用對苯二甲酸。
此等芳香族二羧酸也可混合使用2種以上。此等如習知般，除了游離酸以外，尚可將二甲酯等作為酯形成性衍生物而用於聚縮合反應。 此外，可將少量的己二酸、壬二酸、十二烷二酸、癸二酸等脂肪族二羧酸、1,2-環己烷二羧酸、1,3-環己烷二羧酸及1,4-環己烷二羧酸等脂環族二羧酸中的1種以上與該等芳香族二羧酸一起混合使用。
作為構成(A)聚酯樹脂的二羥基化合物，可列舉乙二醇、丙二醇、丁烷二醇、己二醇、新戊二醇、2-甲基丙烷-1,3-二醇、二乙二醇、三乙二醇等脂肪族二醇、環己烷-1,4-二甲醇等脂環族二醇等、及它們的混合物等。 此外，也可將分子量400~6,000之長鏈二醇，亦即聚乙二醇、聚-1,3-丙二醇、聚四亞甲基二醇等中的1種以上予以少量共聚合。 又，亦可使用對苯二酚、間苯二酚、萘二酚、二羥基二苯醚、2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷等芳香族二醇。
又，除了如上述的二官能性單體以外，還可併用少量用以導入分支結構的偏苯三甲酸、均苯三甲酸、均苯四甲酸、新戊四醇、三羥甲基丙烷等三官能性單體、用以調節分子量的脂肪酸等單官能性化合物。
作為(A)聚酯樹脂，通常使用主要由二羧酸與二醇之聚縮合構成者，亦即，使用樹脂整體的50質量%以上，較佳為70質量%以上由此聚縮合物構成者。就二羧酸而言宜為芳香族二羧酸，就二醇而言宜為脂肪族二醇。
其中，宜為酸成分之95莫耳%以上為對苯二甲酸且醇成分之95質量%以上為脂肪族二醇的聚對苯二甲酸烷二酯。其代表性者為聚對苯二甲酸丁二酯樹脂及聚對苯二甲酸乙二酯樹脂。此等宜為接近於均聚聚酯者，亦即宜為樹脂整體的95質量%以上由對苯二甲酸成分及1,4-丁烷二醇或乙二醇成分構成者。
就(A)聚酯樹脂而言，其主成分(亦即50質量%以上)宜為聚對苯二甲酸丁二酯樹脂或聚對苯二甲酸乙二酯樹脂，尤其宜為聚對苯二甲酸丁二酯樹脂。
作為(A)聚酯樹脂，宜使用固有黏度較佳為0.60dl/g以上且未達1.0dl/g，更佳為0.60dl/g以上且未達0.95dl/g，又更佳為0.65dl/g以上且未達0.95dl/g者。若使用固有黏度低於0.60dl/g者，則獲得之樹脂組成物之機械強度容易變低、耐水解性容易變差、耐熱震性容易變低；若固有黏度達到1.0dl/g以上，則難以獲得良好的流動性。
此外，聚酯樹脂之固有黏度係在1,1,2,2-四氯乙烷與苯酚的1：1(質量比)的混合溶劑中、於30℃下測定的值。
又，(A)聚酯樹脂之末端羧基量可適當選擇而決定，通常為60eq/ton以下，較佳為50eq/ton以下，更佳為30eq/ton以下。若超過60eq/ton，則在樹脂組成物的熔融成形時容易產生氣體。末端羧基量之下限值並不特別規定，但考量聚酯樹脂製造時的生產性，通常為10eq/ton。
此外，聚酯樹脂之末端羧基量係指於苯甲醇25mL中溶解聚對苯二甲酸烷二酯樹脂0.5g後，使用氫氧化鈉的0.01莫耳/l苯甲醇溶液並藉由滴定來進行測定而得到的值。就調整末端羧基量的方法而言，可利用調整聚合時之原料進料比、聚合溫度、減壓方法等聚合條件的方法、使末端封端劑反應的方法等以往公知的任意方法來進行。
(B)玻璃纖維 就(B)玻璃纖維而言，只要是通常使用於聚酯樹脂的玻璃纖維，則A玻璃、E玻璃、含氧化鋯成分之耐鹼玻璃組成、切股、粗紗玻璃、熱塑性樹脂與玻璃纖維的母料等不論摻合時的玻璃纖維的形態，公知的任何玻璃纖維均可使用。其中，考量到提升樹脂組成物之熱穩定性的目的，本發明中使用的(B)玻璃纖維宜為無鹼玻璃(E玻璃)。
作為(B)玻璃纖維，亦宜使用長度方向截面之異形比在2.0~6.0之範圍內的玻璃纖維。 長度方向截面之異形比係指假想外接於和玻璃纖維之長度方向垂直之截面的最小面積的長方形，令此長方形之長邊長度為長徑，並令短邊長度為短徑時的長徑/短徑之比。
(B)玻璃纖維之長度方向之截面積宜超過90μm 2且為300μm 2以下，藉由為如此的截面積，聚酯樹脂容易成為基質，結果耐熱性容易提升。截面積更宜超過90μm 2且為250μm 2以下，又更宜超過90μm 2且為200μm 2以下。 (B)玻璃纖維之粗細度並不特別限定，短徑宜為約2~20μm，長徑宜為約5~50μm。
(B)玻璃纖維也可為已利用集束劑、表面處理劑進行了處理。又，也可在製造本發明之樹脂組成物時，於未處理的玻璃纖維之外，另添加集束劑、表面處理劑並進行表面處理。
作為集束劑，例如可列舉乙酸乙烯酯樹脂、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、丙烯酸系樹脂、環氧樹脂、聚胺甲酸酯樹脂、聚酯樹脂等的樹脂乳劑等。 作為表面處理劑，例如可列舉γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、γ-(2-胺基乙基)胺基丙基三甲氧基矽烷等胺基矽烷系化合物、乙烯基三氯矽烷、甲基乙烯基二氯矽烷等氯矽烷系化合物、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三乙醯氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷等烷氧基矽烷系化合物、β-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷等環氧矽烷系化合物、丙烯酸系化合物、異氰酸酯系化合物、鈦酸酯系化合物、環氧系化合物等。
此等集束劑、表面處理劑也可併用2種以上，其使用量(附著量)相對於(B)玻璃纖維之質量，通常為10質量%以下，宜為0.05~5質量%。藉由將附著量設為10質量%以下，可獲得必要充分的效果，且為經濟。
(B)玻璃纖維亦可因應所要求之特性而併用2種以上。
(B)玻璃纖維之含量相對於(A)聚酯樹脂、(B)玻璃纖維及(C)其它之聚合物或添加劑之合計100質量%，設為40~70質量%的高含量。(B)玻璃纖維之含量未達40質量%的話，則剛性容易變得不充分，反之超過70質量%的話，則耐衝擊性、流動性容易變得不充分，且生產容易變得困難。(B)玻璃纖維之含量較佳為42質量%以上，且較佳為65質量%以下，更佳為60質量%以下較理想。
(C)其它之聚合物或添加劑係除(A)聚酯樹脂以外的其它之聚合物及/或其它之各種添加劑。
作為其它之添加劑，可列舉各種樹脂用添加劑，例如可列舉除(B)玻璃纖維以外的填充劑(滑石、玻璃薄片、雲母、雲母、高嶺土、陶瓷珠、黏土、沸石、硫酸鋇、氧化鈦、氧化矽、氧化鋁、氫氧化鎂、硫化鋅等)、阻燃劑、阻燃助劑、穩定劑、抗氧化劑、脫模劑、紫外線吸收劑、耐候穩定劑、潤滑劑、染顏料等著色劑、觸媒失活劑、抗靜電劑、發泡劑、塑化劑、結晶成核劑、結晶化促進劑等。
作為其它之聚合物，例如可列舉：各種彈性體；後述的苯乙烯系聚合物；聚碳酸酯樹脂；聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂等聚烯烴樹脂；聚醯胺樹脂；聚醯亞胺樹脂；聚醚醯亞胺樹脂；聚苯醚樹脂；聚苯硫醚樹脂；聚碸樹脂；聚甲基丙烯酸酯樹脂等。 此外，其它樹脂可含有1種，也可按任意的組合及比率含有2種以上。
(C)其它之聚合物或添加劑之量，在(A)~(C)之合計100質量%基準下，為0~50質量%，宜為45質量%以下，較佳為40質量%以下，更佳為35質量%以下，且宜為1質量%以上，較佳為2質量%以上，其中又以3質量%以上，4質量%以上較佳，特佳為5質量%以上。
就苯乙烯系聚合物而言，例如可列舉苯乙烯之均聚物、在橡膠之存在下將苯乙烯聚合而成的接枝共聚物、苯乙烯與(甲基)丙烯腈之共聚物、苯乙烯與(甲基)丙烯酸烷基酯之共聚物、苯乙烯與(甲基)丙烯腈與其它可共聚合之單體的共聚物、在橡膠之存在下將苯乙烯與(甲基)丙烯腈接枝聚合而成的接枝共聚物等。具體而言，可列舉聚苯乙烯(通用聚苯乙烯，GPPS)、耐衝擊性聚苯乙烯(耐高衝擊聚苯乙烯，HIPS)、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS樹脂)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS樹脂)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS樹脂)、氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(氫化SBS)、氫化苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯共聚物(SEPS)、苯乙烯-馬來酸酐共聚物(SMA樹脂)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸橡膠共聚物(ASA樹脂)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS樹脂)、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(MABS樹脂)、丙烯腈-丙烯酸橡膠-苯乙烯共聚物(AAS樹脂)、丙烯腈-乙烯丙烯系橡膠-苯乙烯共聚物(AES樹脂)及苯乙烯-IPN型橡膠共聚物等樹脂、或它們的混合物。
此等中，又以丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS樹脂)、聚苯乙烯(GPPS)、耐衝擊性聚苯乙烯(HIPS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS樹脂)較佳，尤其丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS樹脂)、聚苯乙烯(GPPS)、耐衝擊性聚苯乙烯(HIPS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS樹脂)較佳。
作為苯乙烯系聚合物，也可使用苯乙烯系彈性體。 就苯乙烯系彈性體而言，宜為由將乙烯基芳香族化合物作為聚合成分的聚合物嵌段、及將共軛二烯作為聚合成分的聚合物嵌段構成的嵌段共聚物及其氫化物。
作為構成乙烯基芳香族烴之聚合物嵌段的乙烯基芳香族化合物，可列舉苯乙烯、α-甲基苯乙烯、鄰甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、對第三丁基苯乙烯、1,3-二甲基苯乙烯、經低級烷基取代之苯乙烯、乙烯基萘、乙烯基蒽等苯乙烯或其衍生物等。此等可單獨使用1種，也可將2種以上組合使用。
作為構成共軛二烯嵌段之共軛二烯，可列舉丁二烯、異戊二烯、1,3-戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯等。
苯乙烯系聚合物可以單獨使用1種，也可以將2種以上混合使用。 苯乙烯系聚合物之量，在(A)~(C)之合計100質量%基準下，宜為5~45質量%。
就聚碳酸酯樹脂而言，宜為芳香族聚碳酸酯樹脂，具體而言，可使用藉由使芳香族二羥基化合物與光氣或碳酸之二酯反應而得到的熱塑性芳香族聚碳酸酯聚合物或共聚物。
作為芳香族二羥基化合物，可列舉2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷(雙酚A)、四甲基雙酚A等。
作為聚碳酸酯樹脂之較佳例，可列舉就二羥基化合物而言係2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷或併用了2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷及其它芳香族二羥基化合物的聚碳酸酯樹脂。
聚碳酸酯樹脂可為由1種重複單元構成的均聚物，也可為具有2種以上之重複單元的共聚物。此時，共聚物可選擇無規共聚物、嵌段共聚物等各種共聚合形態。
聚碳酸酯樹脂之分子量並無限制，黏度平均分子量(Mv)通常為約10,000~100,000，較佳為約12,000~35,000。藉由將黏度平均分子量設為前述範圍的下限值以上，可更提升機械強度，並在使用於機械強度之要求高的用途時會更佳。
此外，聚碳酸酯樹脂之黏度平均分子量(Mv)係使用烏氏黏度計，於25℃下，測定聚碳酸酯樹脂之二氯甲烷溶液之黏度並求出極限黏度([η])後，由以下之Schnell之黏度式算出的值。 [η]=1.23×10 -4Mv 0.83
聚碳酸酯樹脂之製造方法不特別限定，亦可使用以光氣法(界面聚合法)及熔融法(酯交換法)中任一方法製造而得之聚碳酸酯樹脂。又，對於以熔融法製得之聚碳酸酯樹脂施以調整末端之OH基量的後處理後所得到的聚碳酸酯樹脂亦較佳。
又，聚碳酸酯樹脂不僅可使用原生原料，而且也可使用由使用過的製品再生而得之芳香族聚碳酸酯樹脂，即所謂經材料回收而得之芳香族聚碳酸酯樹脂。就使用過的製品而言，較佳可列舉光碟等光記錄媒體、導光板、汽車窗玻璃、汽車頭燈透鏡、風擋等車輛透明構件、水瓶等容器、眼鏡片、隔音壁、玻璃窗、波板等建築構件等。又，作為再生聚碳酸酯樹脂，亦可使用由製品之不合格品、澆口(sprue)或澆道(runner)等得到的粉碎品、或將它們熔融而得到的丸粒等。
含有聚碳酸酯樹脂時的量，在(A)~(C)之合計100質量%基準下，宜為5~45質量%。
以本發明之方法製造而得之玻璃纖維強化聚酯系樹脂組成物可成為高強度的成形品，所以能充分滿足輕量化、薄壁化、強度的要求性能，可廣泛利用於例如電氣電子設備領域、電腦等OA設備領域、精密設備領域、光學設備領域、汽車領域、其它各種工業領域等中的成形品或零件等。 [實施例]
以下，顯示實施例針對本發明更具體地說明。惟，本發明不限於下列實施例，在不脫離本發明之要旨的範圍內，可任意地變更並實施。
作為實施例及比較例中使用之原料的(A)聚酯樹脂、(B)玻璃纖維、(C)其它之聚合物如下列表1所記載。
[表1]
成分 縮寫 配方1 (質量%) 配方2 (質量%)
(A)聚酯樹脂 PBT1 聚對苯二甲酸丁二酯樹脂 三菱工程塑料公司製 「NOVADURAN(註冊商標)5007」固有黏度0.70dl/g 15
PBT2 聚對苯二甲酸丁二酯樹脂 三菱工程塑料公司製 「NOVADURAN(註冊商標)5008」固有黏度0.85dl/g 26
PET 聚對苯二甲酸乙二酯樹脂 Bell Polyester Products公司製、「Bellpet PBK1」 固有黏度(IV)=0.65dl/g之結晶性之均聚PET 20
(B)玻璃纖維 GF 玻璃纖維 日本電氣硝子公司製「ECS 03 T-187H」 直徑10.5μm、平均長度3mm 50 55
(C)其它之聚合物 PS 聚苯乙烯樹脂 PS Japan公司製、通用聚苯乙烯(GPPS)「HH105」 25
PC 聚碳酸酯樹脂 三菱工程塑料公司製 「IUPILON(註冊商標)H-4000」 5
EL 彈性體 陶氏化學公司製「PARALOID EXL2315」 聚丙烯酸丁酯系橡膠內核/甲基丙烯酸甲酯系聚合物外殼的核殼型彈性體 4
以下之實施例及比較例中，擠壓機係使用了排氣式嚙合型同方向旋轉雙軸螺桿擠壓機(日本製鋼所公司製「TEX44αIII」，缸筒徑D=47mm)。
螺桿構成示於圖5。 C1設為進料缸筒；C7與C12設為排氣缸筒，C7為開放排氣口，C12為減壓排氣口；C9設為側進料缸筒。將(A)聚酯樹脂與(C)其它之聚合物熔融混練的第1混練部係配置於C5至C6，其螺桿構成設為各1D且5片槳的RRNNL(1D=44mm)。將(B)玻璃纖維從C9側進料。對(B)玻璃纖維進行混練的第2混練部係如圖2般配置了1D且5片槳的R、及同樣1D的逆向混合螺桿(導程0.25D)3個。
添加(A)聚酯樹脂及(C)其它之聚合物後，直到要進料(B)玻璃纖維為止的混練部係第1混練部，C1至C9之間係第1步驟。 接著，(B)玻璃纖維進入擠壓機後，直到減壓排氣口為止的混練部係第2混練部，C10至C11係第2步驟。C12至C14，即包括模座並直到混練樹脂要從模出來為止係第3步驟。進一步，將從模擠出之股線水冷，於造粒機進行裁切，得到丸粒的步驟係第4步驟。
以下之實施例1~9及比較例1~4中，按照上述表1之配方1記載之原料比例，製得樹脂組成物。
實施例1 將65kg/h之聚對苯二甲酸丁二酯樹脂(PBT2)、50kg/h之聚對苯二甲酸乙二酯樹脂(PET)、10kg/h之彈性體(EL)從主原料斗供給至雙軸擠壓機「TEX44αIII」之C1進料缸筒，並進一步將125kg/h之玻璃纖維(GF)從側進料斗供給至C9之側進料缸筒。原料的進料量合計為250kg/h，螺桿轉速設為300rpm。
C2至C9之缸筒、及C12~C14之缸筒的設定溫度設為250℃。第2混練部之C10、C11的缸筒設定溫度設為170℃。位於第3步驟之模座之設定溫度設為300℃。凸緣之溫度亦設為300℃。又，就橫方向平模而言，係使用了模孔的孔徑3.8mm、工作帶長度20mm、孔數10孔者。此時之模座之樹脂壓為4.8MPa。模中央之2條股線之平均溫度為325℃。模兩端之股線之平均溫度為318℃。本案實施例、比較例中，凸緣之溫度設為與模座之溫度相同。
造粒機之拉取速度設為40m/分鐘。於此條件下持續1小時擠壓。全部10條之股線皆穩定且沒有斷裂。於模兩端之股線雖有觀察到像是稍微朝向外側的捲曲的情形，但並沒有斷裂。 從模出來的股線於水槽中冷卻，於造粒機中進行股線裁切，得到平均長度3mm的丸粒。
將獲得之丸粒於120℃乾燥5小時，使用東洋精機製作所公司製「Capilograph 1D2」，並使用毛細管徑1mm、毛細管長3mm的孔口，求出在溫度265℃且剪切速度91/秒下的剪切黏度。剪切黏度為910Pa･s。 將製得之丸粒1kg以目視確認，並計數長丸粒(6mm以上之長度之丸粒)的數量。結果記載於表2。
將獲得之丸粒於120℃乾燥5小時，使用東洋精機製作所(股)公司製「Capilograph 1D2」，並使用毛細管徑1mm、毛細管長3mm的孔口，求出在溫度265℃且剪切速度91/秒下的剪切黏度。
股線斷裂評價係按照下列基準判定。 A：股線斷裂次數0次/時 B：股線斷裂次數1~2次/時 C：股線斷裂次數3~5次/時 D：股線斷裂次數6~9次/時 E：股線斷裂次數≧10次/時 結果示於表2。
實施例2 對於橫方向平模在保持孔徑3.8mm、孔數10孔的狀態下，將工作帶長度設為10mm，除此以外，與實施例1同樣地進行。
實施例3 對於橫方向平模在保持孔徑3.8mm、孔數10孔的狀態下，將工作帶長度設為30mm，除此以外，與實施例1同樣地進行。
實施例4 將模座的溫度設為270℃，除此以外，與實施例1同樣地進行。
實施例5 將模座的溫度設為320℃，除此以外，與實施例1同樣地進行。
實施例6 將模座的溫度設為250℃，除此以外，與實施例1同樣地進行。
實施例7 將模座的溫度設為330℃，除此以外，與實施例1同樣地進行。
實施例8 對於橫方向平模在保持孔徑3.8mm、孔數10孔的狀態下，將工作帶長度設為5mm，除此以外，與實施例1同樣地進行。模內部的樹脂壓為1.7MPa。模內側、模兩端的股線均容易斷裂且股線上也觀察到纖維狀的毛羽。判斷為樹脂壓低，纖維之開纖性不足。
實施例9 對於橫方向平模在保持孔徑3.8mm、孔數10孔的狀態下，將工作帶長度設為40mm，除此以外，與實施例1同樣地進行。模內部的樹脂壓高達9.2MPa，模內側、模兩端之股線均容易斷裂，且股線的斷裂位置係模的出口，所以可知是因氣體所致之股線斷裂。股線表面係光滑，判斷纖維之開纖性並無問題。
比較例1 將模座的溫度設為230℃，除此以外，與實施例1同樣地進行。拉絲模中央之溫度與拉絲模兩端之溫度的差為15℃。股線斷裂皆發生於模兩端。有觀察到捲曲強且股線向模之外側彎曲的情形。可知是捲曲斷裂。
比較例2 將模座之溫度設為350℃，除此以外，與實施例1同樣地進行。拉絲模中央之溫度與拉絲模兩端之溫度的差ΔT係僅3℃。且拉絲模中央溫度亦高達335℃，股線於模兩端斷裂了8次，於內側斷裂了13次。可知ΔT小，無對於捲曲的耐性，而發生了斷裂，且樹脂溫度亦高，產生氣體，於內側亦發生了斷裂。
比較例3 將螺桿轉速設為200rpm，並對於橫方向平模在保持孔徑3.8mm、孔數10孔的狀態下，將工作帶長度設為10mm，除此以外，與實施例1同樣地進行。拉絲模中央之溫度為292℃。
比較例4 將螺桿轉速設為500rpm，除此以外，與實施例1同樣地進行。拉絲模中央之溫度為344℃。於模內側、模兩端都同樣發生了股線斷裂。股線表面係乾淨，並未觀察到玻璃開纖不良。股線斷裂係發生於模出口，故可知是因氣體所致之斷裂。
以上結果示於下列表2。
[表2]
實施例 比較例
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4
配方 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
吐出量 kg/h 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250
螺桿轉速 rpm 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 200 500
模之工作帶長度 mm 20 10 30 20 20 20 20 5 40 20 20 10 20
樹脂壓 MPa 4.8 2.4 7.2 5.1 4.5 5.2 4.3 1.7 9.2 5.3 4.1 4.1 3.7
模座溫度 ℃ 300 300 300 270 320 250 330 300 300 230 350 300 300
模中央股線溫度 ℃ 325 321 329 322 329 320 331 319 332 319 335 292 344
模兩端股線溫度 ℃ 318 315 322 312 324 308 326 313 324 304 332 285 335
中央-兩端溫度差(ΔT) ℃ 7 6 7 10 5 12 5 6 8 15 3 7 9
內側股線斷裂次數(/hr) 次 0 3 3 0 3 0 2 4 6 0 13 11 19
兩端股線斷裂次數(/hr) 次 0 0 0 1 1 5 2 3 3 12 8 3 4
全部股線斷裂次數(/hr) 次 0 3 3 1 4 5 4 7 9 12 21 14 23
股線斷裂評價 A C C B C C C D D E E E E
長丸粒數量(/kg) 個 0 0 0 0 1 0 1 2 3 6 9 7 8
剪切黏度 Pa･s 910 920 910 930 910 940 900 940 870 920 850 970 780
以下之實施例10~18及比較例5~8中，按照前述表1之配方2記載的原料比例，製得樹脂組成物。
實施例10 將37.5kg/h之聚對苯二甲酸丁二酯樹脂(PBT1)、62.5kg/h之聚苯乙烯樹脂(PS)、12.5kg/h之聚碳酸酯樹脂(PC)從主原料斗供給至雙軸擠壓機「TEX44αIII」之C1進料缸筒，並進一步將137.5kg/h之玻璃纖維(GF)從側進料斗供給至C9之側進料缸筒。原料之合計進料量為250kg/h，螺桿轉速設為300rpm。 C2至C8之缸筒、及C12~C14之缸筒設定溫度設為250℃，第2混練部之C9、C10之缸筒設定溫度設為170℃。 係屬第3步驟的模座的設定溫度設為300℃。又，就橫方向平模而言，係使用了模孔之孔徑3.8mm、工作帶長度20mm、孔數10孔者。此時之模座之樹脂壓為4.7MPa。模中央之2條股線之平均溫度為322℃。模兩端之股線之平均溫度為314℃。造粒機之拉取速度設為40m/分鐘。於此條件下持續1小時擠壓。全部10條之股線皆穩定且沒有斷裂。於模兩端之股線雖有觀察到像是稍微朝向外側的捲曲的情形，但並沒有斷裂。 從模出來的股線於水槽中冷卻，於造粒機中進行股線裁切，得到丸粒。將製得之丸粒於120℃乾燥5小時，使用東洋精機製作所公司製「Capilograph 1D2」，並使用毛細管徑1mm、毛細管長3mm之孔口，求出在溫度265℃且剪切速度91/秒下的剪切黏度。剪切黏度為850Pa*sec。
實施例11 對於橫方向平模在保持孔徑3.8mm、孔數10孔的狀態下，將工作帶長度設為10mm，除此以外，與實施例10同樣地進行。
實施例12 對於橫方向平模在保持孔徑3.8mm、孔數10孔的狀態下，將工作帶長度設為30mm，除此以外，與實施例10同樣地進行。
實施例13 將模座之溫度設為270℃，除此以外，與實施例10同樣地進行。
實施例14 將模座之溫度設為320℃，除此以外，與實施例10同樣地進行。
實施例15 將模座之溫度設為250℃，除此以外，與實施例10同樣地進行。
實施例16 將模座之溫度設為330℃，除此以外，與實施例10同樣地進行。
實施例17 對於橫方向平模在保持孔徑3.8mm、孔數10孔的狀態下，將工作帶長度設為5mm，除此以外，與實施例10同樣地進行。模內部之樹脂壓為1.6MPa。模內側、模兩端之股線均容易斷裂且股線上也觀察到纖維狀的毛羽。判斷為樹脂壓低，纖維之開纖性不足。
實施例18 對於橫方向平模在保持孔徑3.8mm、孔數10孔的狀態下，將工作帶長度設為40mm，除此以外，與實施例10同樣地進行。模內部之樹脂壓高達9.1MPa，模內側、模兩端之股線均容易斷裂，且股線的斷裂位置係模的出口，所以可知是因氣體所致之股線斷裂。股線表面係光滑，判斷纖維之開纖性並無問題。
比較例5 將模座之溫度設為230℃，除此以外，與實施例10同樣地進行。拉絲模中央之溫度與拉絲模兩端之溫度的差為17℃。股線斷裂皆發生於模兩端。有觀察到捲曲強且股線向模之外側彎曲的情形。可知是捲曲斷裂。
比較例6 將模座之溫度設為350℃，除此以外，與實施例10同樣地進行。拉絲模中央之溫度與拉絲模兩端之溫度的差ΔT係僅2℃。拉絲模中央溫度亦高達333℃，股線於模兩端斷裂了10次，於內側斷裂了16次。可知ΔT小，無對於捲曲的耐性，而發生了斷裂，且樹脂溫度亦高，產生氣體，於內側亦發生了斷裂。
比較例7 將螺桿轉速設為200rpm，並對於橫方向平模在保持孔徑3.8mm、孔數10孔的狀態下，將工作帶長度設為10mm，除此以外，與實施例10同樣地進行。拉絲模中央之溫度為290℃。
比較例8 將螺桿轉速設為500rpm，除此以外，與實施例10同樣地進行。拉絲模中央之溫度為342℃。於模內側、模兩端都同樣發生了股線斷裂。股線表面係乾淨，並未觀察到玻璃開纖不良。股線斷裂係發生於模出口，故可知是因氣體所致之斷裂。
以上結果示於下列表3。
[表3]
實施例 比較例
10 11 12 13 14 15 16 17 18 5 6 7 8
配方 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
吐出量 kg/h 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250
螺桿轉速 rpm 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 200 500
模之工作帶長度 mm 20 10 30 20 20 20 20 5 40 20 20 10 20
樹脂壓 MPa 4.7 2.2 6.9 4.8 4.2 4.9 4.1 1.6 9.1 5.2 3.9 4.0 3.7
模座溫度 ℃ 300 300 300 270 320 250 330 300 300 230 350 300 300
模中央股線溫度 ℃ 322 318 328 319 327 319 330 318 331 317 333 290 342
模兩端股線溫度 ℃ 314 311 322 310 321 308 325 312 324 300 331 282 332
中央-兩端溫度差(ΔT) ℃ 8 7 6 9 6 11 5 6 7 17 2 8 10
內側股線斷裂次數(/hr) 次 0 3 4 0 3 0 2 4 5 0 16 13 21
兩端股線斷裂次數(/hr) 次 0 0 0 2 1 5 2 4 3 13 10 5 7
全部股線斷裂次數(/hr) 次 0 3 4 2 4 5 4 8 8 13 26 18 28
股線斷裂評價 A C C B C C C D D E E E E
長丸粒數量(/kg) 個 0 0 1 0 1 0 0 2 3 6 8 7 12
剪切黏度 Pa･s 850 860 840 850 840 870 820 860 810 880 790 890 750
[產業利用性]
依照本發明之製造方法，可穩定地生產含有高濃度之玻璃纖維之玻璃纖維強化聚酯系樹脂組成物的高品質丸粒。
1:主原料斗 2:開放排氣口 3:側進料斗 4:減壓排氣口 5:熱電偶(第2混練部熱電偶) 6:凸緣 7:樹脂壓力計 8:模座 9:模座熱電偶 10:股線 11:造粒機 12:丸粒 13:冷卻水槽 14:螺桿連接部 15:齒輪箱 16:馬達 20:缸筒前端部 21:螺桿 23:碎料板(環板) 24:歧管部 25:橫方向平模 31,32,33:模孔 34:分離板 C1:進料缸筒 C2~C6,C8,C10,C11,C13,C14:缸筒 C7,C12:排氣缸筒 C9:側進料缸筒 L:工作帶長度
[圖1]係顯示本發明中使用之雙軸擠壓機至造粒機之步驟之一例的概念圖。 [圖2]係顯示本發明中使用之雙軸擠壓機之模部之一例的圖。 [圖3(a)~(c)]係顯示本發明中使用之橫方向平模之一例的截面圖。 [圖4(d)~(e)]係顯示本發明中使用之橫方向平模之另一例的截面圖。 [圖5]係實施例或比較例中使用之擠壓機之螺桿構成的概念圖。
6:凸緣
7:樹脂壓力計
8:模座
9:模座熱電偶
20:缸筒前端部
21:螺桿
23:碎料板(環板)
24:歧管部
25:橫方向平模
31,32,33:模孔
L:工作帶長度

Claims (3)

  1. 一種玻璃纖維強化聚酯系樹脂組成物之製造方法，係以雙軸擠壓機來製造由(A)聚酯樹脂10~60質量%、(B)玻璃纖維40~70質量%及(C)其它之聚合物或添加劑0~50質量%(各成分之合計為100質量%)構成之玻璃纖維強化聚酯系樹脂組成物的方法，其特徵為： 該玻璃纖維強化聚酯系樹脂組成物在265℃、91/sec下的剪切黏度為400~2000Pa･s， 從雙軸擠壓機之前端之模座所配備之橫方向平模擠出股線時，來自平模中央之模孔的股線之溫度為295~340℃，且來自平模端部之模孔的股線之溫度比來自平模中央之模孔的股線之溫度低4~14℃。
  2. 如請求項1之玻璃纖維強化聚酯系樹脂組成物之製造方法，其中，以從平模擠出時之模內之樹脂壓成為2~9MPa的方式擠出。
  3. 如請求項1之玻璃纖維強化聚酯系樹脂組成物之製造方法，其中，模座之溫度為240~340℃。
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