WO2021157162A1 - ガラス繊維強化樹脂組成物及びガラス繊維強化樹脂成形品 - Google Patents

ガラス繊維強化樹脂組成物及びガラス繊維強化樹脂成形品 Download PDF

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WO2021157162A1
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reinforced resin
fiber reinforced
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glass
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洋佑 貫井
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日東紡績株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a glass fiber reinforced resin composition and a glass fiber reinforced resin molded product.
  • glass fiber reinforced resin molded products have been attracting attention as a metal substitute material, and in order to expand the range of substitution, glass fiber reinforced resin molded products are required to have a higher level of mechanical strength than before. ..
  • the present invention eliminates such inconvenience, is excellent in strength and elasticity when processed into a glass fiber reinforced resin molded product, and is excellent in processability when manufacturing a glass fiber reinforced resin molded product.
  • An object of the present invention is to provide a fiber-reinforced resin composition and a glass fiber-reinforced resin molded product using the same.
  • the present invention is a glass fiber reinforced resin composition in which the content S of SiO 2 with respect to the total amount of glass fibers in the glass fibers contained in the glass fiber reinforced resin composition is 48 to 70.
  • the content ratio A of Al 2 O 3 with respect to the total amount of glass fibers in the glass fibers contained in the glass fiber reinforced resin composition is in the range of 9 to 30% by mass, and the glass fibers are short. It has a flat cross-sectional shape with a diameter DS in the range of 6.0 to 15.0 ⁇ m and a major axis DL in the range of 20.5 to 50.0 ⁇ m, and has a glass fiber content C in the glass fiber reinforced resin composition.
  • the S, A, DS, DL and C are in the above range, and when the condition of the formula (1) is satisfied, the glass fiber reinforced resin molded product is processed.
  • excellent strength and elasticity can be obtained, and excellent processability can be obtained when manufacturing a glass fiber reinforced resin molded product.
  • having excellent strength means that the bending strength of the glass fiber reinforced resin molded product is 325 MPa or more.
  • having an excellent elastic modulus means that the elastic modulus of the glass fiber reinforced resin molded product is 25 GPa or more.
  • the glass fiber reinforced resin composition of the present invention can obtain excellent strength and elastic modulus when processed into a glass fiber reinforced resin molded product, and is particularly excellent in producing a glass fiber reinforced resin molded product.
  • the S is in the range of 50 to 60% by mass
  • the A is in the range of 10 to 20% by mass
  • the DS is in the range of 7.5 to 13.0 ⁇ m so that the processability can be obtained.
  • the DL is in the range of 30.5 to 48.0 ⁇ m
  • the C is in the range of 70.5 to 82.5 mass%
  • the S, A, DS, DL and C are in the following formula (2). It is preferable to satisfy. 2.27 ⁇ (100 x (A 2 / S) x (C / 100) 8 ) / (DS 3/4 x DL 1/4 ) ⁇ 4.30 ... (2)
  • the glass fiber reinforced resin composition of the present invention can obtain particularly excellent strength and excellent elastic modulus when processed into a glass fiber reinforced resin molded product, and when producing a glass fiber reinforced resin molded product.
  • the S is in the range of 50 to 60% by mass and the A is in the range of 10 to 20% by mass.
  • the DS is in the range of 7.5 to 13.0 ⁇ m
  • the DL is in the range of 30.5 to 48.0 ⁇ m
  • the C is in the range of 70.5 to 82.5 mass%. It is more preferable that S, A, DS, DL and C satisfy the following formula (3).
  • having particularly excellent strength means that the bending strength of the glass fiber reinforced resin molded product is 340 MPa or more.
  • having excellent impact resistance means that the Charpy impact strength of the glass fiber reinforced resin molded product is 25 kJ / m 2 or more. 2.29 ⁇ (100 x (A 2 / S) x (C / 100) 8 ) / (DS 3/4 x DL 1/4 ) ⁇ 3.37 ... (3)
  • the resin contained in the glass fiber reinforced resin composition may be either a thermoplastic resin or a thermosetting resin, but a polyamide resin or polybutylene. It is preferably one kind of thermoplastic resin for injection molding selected from the group consisting of terephthalate resin, polycarbonate resin, polyarylene sulfide resin, polyarylketone resin and liquid crystal polymer (LCP), and more preferably a polyamide resin. preferable.
  • the glass fiber reinforced resin composition of the present invention can efficiently manufacture a large-sized glass fiber reinforced resin molded product by using the thermoplastic resin for injection molding.
  • the polyamide resin is suitable as a metal substitute material for automobile bodies because it has an excellent balance of strength and heat resistance, and the use of the glass fiber reinforced resin composition of the present invention has a great effect of improving production efficiency.
  • the glass fiber reinforced resin molded product of the present invention is characterized by comprising the above-mentioned glass fiber reinforced resin composition of the present invention.
  • the content S of SiO 2 with respect to the total amount of glass fibers in the glass fibers contained in the glass fiber reinforced resin composition is in the range of 48 to 70% by mass, and the glass fibers.
  • the content A of Al 2 O 3 with respect to the total amount of the glass fiber is in the range of 9 to 30% by mass, and the glass fiber has a minor axis DS of 6.0 to 15.0 ⁇ m. It has a flat cross-sectional shape with a major axis DL in the range of 20.5 to 50.0 ⁇ m, and the glass fiber content C in the glass fiber reinforced resin composition is 65.0 to 85.0 mass.
  • the S, A, DS, DL and C satisfy the following formula (1). 2.24 ⁇ (100 x (A 2 / S) x (C / 100) 8 ) / (DS 3/4 x DL 1/4 ) ⁇ 5.85 ... (1)
  • the S, A, DS, DL and C are in the above range, and when the condition of the formula (1) is satisfied, the glass fiber reinforced resin molded product is processed.
  • Excellent strength and elasticity can be obtained, and excellent processability can be obtained when manufacturing a glass fiber reinforced resin molded product.
  • having excellent strength means that the bending strength of the glass fiber reinforced resin molded product is 325 MPa or more.
  • having an excellent elastic modulus means that the elastic modulus of the glass fiber reinforced resin molded product is 25 GPa or more.
  • the S is in the range of 48 to 70% by mass
  • the A is in the range of 9 to 30% by mass
  • the DS is in the range of 6.0 to 15.0 ⁇ m
  • the major axis DL is in the range of 6.0 to 15.0 ⁇ m
  • the C is in the range of 20.5 to 50.0 ⁇ m
  • the C is in the range of 65.0 to 85.0 mass%
  • the S, A, DS, DL and C satisfy the following formula (4). preferable. 2.25 ⁇ (100 x (A 2 / S) x (C / 100) 8 ) / (DS 3/4 x DL 1/4 ) ⁇ 4.90 ... (4)
  • the glass fiber reinforced resin composition of the present embodiment can obtain excellent strength and elasticity when processed into a glass fiber reinforced resin molded product, and is particularly used when manufacturing a glass fiber reinforced resin molded product.
  • the S is in the range of 50 to 60% by mass
  • the A is in the range of 10 to 20% by mass
  • the DS is in the range of 7.5 to 13.0 ⁇ m.
  • the DL is in the range of 30.5 to 48.0 ⁇ m
  • the C is in the range of 70.5 to 82.5 mass%
  • the S, A, DS, DL and C are in the following formula (2).
  • the glass fiber reinforced resin composition of the present embodiment can obtain particularly excellent strength and excellent elastic modulus when processed into a glass fiber reinforced resin molded product, and manufactures a glass fiber reinforced resin molded product.
  • excellent processability can be obtained, and further, excellent impact resistance can be obtained.
  • the S is in the range of 50 to 60% by mass
  • the A is 10 to 20% by mass.
  • the DS is in the range of 7.5 to 13.0 ⁇ m
  • the DL is in the range of 30.5 to 48.0 ⁇ m
  • the C is in the range of 70.5 to 82.5 mass%. It is more preferable that the S, A, DS, DL and C satisfy the following formula (3).
  • having particularly excellent strength means that the bending strength of the glass fiber reinforced resin molded product is 340 MPa or more. Further, having excellent impact resistance means that the Charpy impact strength of the glass fiber reinforced resin molded product is 25 kJ / m 2 or more. 2.29 ⁇ (100 x (A 2 / S) x (C / 100) 8 ) / (DS 3/4 x DL 1/4 ) ⁇ 3.37 ... (3)
  • the glass fiber reinforced resin composition of the present embodiment can more reliably obtain particularly excellent strength and excellent elastic modulus when processed into a glass fiber reinforced resin molded product, and is a glass fiber reinforced resin molded product.
  • the S, A, DS, DL and C have the following formulas. It is particularly preferable to satisfy (5). 2.30 ⁇ (100 x (A 2 / S) x (C / 100) 8 ) / (DS 3/4 x DL 1/4 ) ⁇ 2.95 ... (5)
  • the bending strength, elastic modulus, and Charpy impact strength can be measured by the following methods, respectively.
  • the device used for measurement is not particularly limited as long as it has the same performance as the device described below.
  • the glass fiber reinforced resin composition of the present embodiment when the minor axis DS of the glass fiber is less than 6.0 ⁇ m, the glass fiber is used when producing the thermoplastic resin pellet containing the glass fiber reinforced resin composition. The constituent glass filaments may be easily cut, and efficient thermoplastic resin pellet production may not be possible.
  • the glass fiber reinforced resin composition of the present embodiment when the minor axis DS of the glass fiber is more than 15.0 ⁇ m, the glass fiber reinforced resin molded product processed from the glass fiber reinforced resin composition of the present embodiment. In the case where the surface area of the glass fiber is reduced, the glass fiber reinforced resin molded product may not have sufficient mechanical strength.
  • the glass fiber reinforced resin composition of the present embodiment when the major axis DL of the glass fiber is less than 20.5 ⁇ m, the glass fiber is formed when the thermoplastic resin pellet containing the glass fiber reinforced resin composition is produced. The glass filament is easily cut, and efficient thermoplastic resin pellet production may not be possible.
  • the major axis DL of the glass fiber when the major axis DL of the glass fiber is more than 50.0 ⁇ m, in the glass fiber reinforced resin molded product processed from the glass fiber reinforced resin composition of the present embodiment. As the surface area of the glass fiber is reduced, the glass fiber reinforced resin molded product may not have sufficient mechanical strength.
  • the minor axis DS of the glass fiber is preferably in the range of 7.5 to 13.0 ⁇ m from the viewpoint of ensuring the fluidity at the time of injection molding. , 8.0 to 12.0 ⁇ m, more preferably 8.5 to 11.5 ⁇ m.
  • the major axis DL of the glass fiber is preferably in the range of 30.5 to 48.0 ⁇ m, more preferably in the range of 33.0 to 46.5 ⁇ m, and 35.0 to 45. More preferably, it is in the range of 0.0 ⁇ m.
  • the minor axis and major axis of the glass fiber in the glass fiber reinforced resin composition of the present embodiment for example, first, the cross section of the glass fiber reinforced resin molded product made of the glass fiber reinforced resin composition is polished, and then an electron microscope is used. For 100 or more glass filaments, the longest side passing through the substantially center of the glass filament cross section is defined as the major axis, and the side orthogonal to the major axis at the substantially center of the glass filament cross section is defined as the minor axis, and the respective lengths are measured. , It can be calculated by finding the average value of these.
  • the glass fiber is usually formed by bundling a plurality of glass filaments, but in the glass fiber reinforced resin molded product, the bundling is released by undergoing a molding process, and the glass fiber is in the state of the glass filament. , Dispersed in the glass fiber reinforced resin molded product.
  • the ratio (DL / DS) of the major axis DL to the minor axis DS of the glass fiber is, for example, in the range of 1.2 to 10.0, and 1.8 to 8. It is preferably in the range of 0, more preferably in the range of 2.0 to 6.0, even more preferably in the range of 2.5 to 5.5, and in the range of 3.0 to 5.0. It is particularly preferable that it is in the range of 3.3 to 4.5.
  • the glass fiber contained in the glass fiber reinforced resin composition of the present embodiment has a flat cross-sectional shape, and the flat cross-sectional shape includes, for example, an oval (rectangular short side portion, the short side thereof).
  • Oval shape is preferable because it can be given a shape (shape replaced by a semicircle having a diameter), an elliptical shape, and a rectangular shape, and contributes to the improvement of the fluidity of the glass fiber reinforced resin composition.
  • the cross section of the glass fiber means a cross section perpendicular to the fiber length direction of the glass fiber.
  • the number average fiber length of the glass fibers can be in the range of 1 to 10000 ⁇ m, preferably in the range of 250 to 500 ⁇ m, and preferably in the range of 300 to 450 ⁇ m. Is more preferable, and the range of 325 to 425 ⁇ m is even more preferable.
  • the number average fiber length of the glass fibers in the glass fiber reinforced resin composition of the present embodiment can be calculated by the following method. First, a glass fiber reinforced resin molded product made of the glass fiber reinforced resin composition is heated in a muffle furnace at 650 ° C. for 0.5 to 24 hours to decompose organic substances. The remaining glass fibers are then transferred to a glass petri dish and the glass fibers are dispersed on the surface of the petri dish using acetone. Next, the fiber lengths of 1000 or more glass fibers dispersed on the surface of the petri dish are measured using a stereomicroscope and averaged to calculate the number average fiber length of the glass fibers.
  • the glass fiber reinforced resin composition of the present embodiment if the glass fiber content C is less than 65.0% by mass, a glass fiber reinforced resin molded product having excellent strength cannot be obtained. On the other hand, in the glass fiber reinforced resin molded product of the present invention, if the glass fiber content C exceeds 85.0% by mass, the processability in manufacturing the glass fiber reinforced resin molded product deteriorates.
  • the glass fiber content C is preferably in the range of 70.5 to 82.5% by mass from the viewpoint of achieving both excellent strength and processability. It is more preferably in the range of 72.0 to 80.0% by mass, and even more preferably in the range of 72.5 to 77.5% by mass.
  • the glass fiber content C in the glass fiber reinforced resin composition of the present embodiment can be calculated in accordance with JIS K 7052: 1999.
  • the glass composition of the glass forming the glass fiber has a SiO 2 content S in the range of 48 to 70% by mass with respect to the total amount of the glass fiber, and contains Al 2 O 3.
  • the rate A may be in the range of 9 to 30% by mass, and is not particularly limited.
  • the content S of SiO 2 with respect to the total amount of glass fibers is preferably in the range of, for example, 50 to 60% by mass, and more preferably in the range of 53 to 60% by mass.
  • the content A of Al 2 O 3 is preferably in the range of, for example, 10 to 20% by mass, and more preferably in the range of 12 to 19% by mass.
  • the content of MgO with respect to the total amount of glass fibers is, for example, in the range of 0 to 15% by mass, preferably in the range of 0 to 12% by mass, and in the range of 1 to 10% by mass. It is more preferably in the range of 1 to 6% by mass, and particularly preferably in the range of 1 to 4% by mass.
  • the content of CaO with respect to the total amount of glass fibers is, for example, in the range of 0 to 30% by mass, preferably in the range of 2 to 27% by mass, and in the range of 4 to 26% by mass. It is more preferably in the range of 11 to 25% by mass, and particularly preferably in the range of 16 to 24% by mass.
  • the content of B 2 O 3 with respect to the total amount of glass fibers is, for example, in the range of 0 to 30% by mass, preferably in the range of 1 to 25% by mass, and 1 to 10% by mass. It is more preferably in the range of 2 to 8% by mass, and particularly preferably in the range of 3 to 7% by mass.
  • the total content of Li 2 O, Na 2 O, K 2 O and Fe 2 O 3 with respect to the total amount of glass fibers is, for example, 0 to 2% by mass.
  • the total content of TiO 2 and F 2 with respect to the total amount of glass fibers is, for example, in the range of 0 to 5% by mass, and preferably in the range of 1 to 2% by mass.
  • the content of each component described above was measured by using an ICP emission spectroscopic analyzer for Li, which is a light element, and for other elements. This can be done using a wavelength dispersive fluorescent X-ray analyzer.
  • a glass batch (mixed and prepared by mixing glass raw materials) or glass fiber (when an organic substance is attached to the surface of the glass fiber, or the glass fiber is mainly contained in the organic substance (resin)). If it is contained as a reinforcing material, for example, it is used after removing organic substances by heating it in a muffle furnace at 300 to 650 ° C for about 0.5 to 24 hours).
  • a homogeneous molten glass is obtained by holding the glass at a temperature of 1600 ° C. for 6 hours in a furnace and melting the glass with stirring.
  • the obtained molten glass is poured onto a carbon plate to prepare a glass cullet, which is then pulverized and pulverized.
  • Li which is a light element, is quantitatively analyzed using an ICP emission spectrophotometer after heat-decomposing the glass powder with an acid. Other elements are quantitatively analyzed using a wavelength dispersive fluorescent X-ray analyzer after the glass powder is formed into a disk shape with a press machine. The content and total amount of each component can be calculated by converting these quantitative analysis results into oxides, and the content rate (mass%) of each component described above can be obtained from these numerical values.
  • the glass fiber having the above-mentioned glass composition is manufactured as follows. First, the glass raw material (glass batch) prepared to have the above-mentioned composition is melted based on the components contained in the ore used as the glass raw material, the content of each component, and the volatile amount of each component in the melting process. It is supplied to a furnace and melts at a temperature in the range of 1450 to 1550 ° C., for example. Next, the molten glass batch (molten glass) is pulled out from 1 to 30,000 nozzle tips of a bushing controlled to a predetermined temperature and rapidly cooled to form a glass filament.
  • a sizing agent or a binder is applied to the formed glass filaments using an applicator, which is a coating device, and a sizing shoe is used to squeeze 1 to 30,000 glass filaments while using a winder.
  • Glass fiber can be obtained by winding it around a tube at high speed.
  • the nozzle tip has a non-circular shape and has protrusions and notches for rapidly cooling the molten glass, and by controlling the temperature conditions, a glass filament having a flat cross-sectional shape can be obtained.
  • the minor axis DS ( ⁇ m) and the major axis DL ( ⁇ m) of the glass fiber can be adjusted by adjusting the diameter of the nozzle tip, the winding speed, the temperature condition, and the like.
  • the short-diameter DS and the long-diameter DL can be reduced, and by decreasing the winding speed, the short-diameter DS and the long-diameter DL can be increased.
  • the glass fiber improves the adhesiveness between the glass fiber and the resin, improves the uniform dispersibility of the glass fiber in the mixture of the glass fiber and the resin or the inorganic material, and the like.
  • the surface may be coated with an organic substance.
  • organic substances include urethane resins, epoxy resins, vinyl acetate resins, acrylic resins, modified polypropylenes (particularly carboxylic acid-modified polypropylenes), (poly) carboxylic acids (particularly maleic acid), and the copolymerization of unsaturated monomers. Coalescence etc. can be mentioned.
  • the glass fiber may be coated with a resin composition containing a silane coupling agent, a lubricant, a surfactant and the like in addition to these resins.
  • a resin composition coats the glass fibers at a ratio of 0.1 to 2.0% by mass based on the mass of the glass fibers in a state where the resin composition is not coated.
  • a known method such as a roller type applicator is used to apply the sizing agent or binder containing the resin solution or the resin composition solution. This can be done by applying the glass fiber to the glass fiber and then drying the glass fiber coated with the resin solution or the resin composition solution.
  • silane coupling agent aminosilane ( ⁇ -aminopropyltriethoxysilane, N- ⁇ - (aminoethyl) - ⁇ -aminopropyltrimethoxysilane, N- ⁇ - (aminoethyl) -N'- ⁇ -(Aminoethyl) - ⁇ -aminopropyltrimethoxysilane, ⁇ -anilinopropyltrimethoxysilane, etc.), Chlorsilane ( ⁇ -chloropropyltrimethoxysilane, etc.), Epoxysilane ( ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane, etc.) ⁇ - (3,4-epylcyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, etc.), mercaptosilane ( ⁇ -mercaptotrimethoxysilane, etc.), vinylsilane (vinyltrimethoxysilane), vinylsi
  • modified silicone oil As lubricants, modified silicone oil, animal oil (beef fat, etc.) and its hydrogen additive, vegetable oil (soy acid, palm oil, rapeseed oil, palm oil, castor oil, etc.) and this hydrogen additive, animal wax (myristic acid, lanolin) Etc.), vegetable wax (candelilla wax, carnauba wax, etc.), mineral wax (paraffin wax, montan wax, etc.), condensate of higher saturated fatty acid and higher saturated alcohol (stearic acid ester such as lauryl stearate, etc.) , Polyethyleneimine, polyalkylpolyamine Alkylamide derivatives, fatty acid amides (eg, dehydration condensation of polyethylene polyamines such as diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine and fatty acids such as lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid). , Etc.), quaternary ammonium salts (alkyltri
  • surfactant examples include a nonionic surfactant, a cationic surfactant, an anionic surfactant, and an amphoteric surfactant.
  • the surfactants may be used alone or in combination of two or more.
  • Nonionic surfactants include ethylene oxide propylene oxide alkyl ether, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene-polyoxypropylene-block copolymer, alkylpolyoxyethylene-polyoxypropylene-block copolymer ether, and polyoxyethylene fatty acid ester.
  • Polyoxyethylene fatty acid monoester Polyoxyethylene fatty acid diester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, glycerol fatty acid ester ethylene oxide adduct, polyoxyethylene caster oil ether, hardened castor oil ethylene oxide adduct, alkylamine ethylene oxide adduct , Fatty acid amide ethylene oxide adduct, glycerol fatty acid ester, polyglycerin fatty acid ester, pentaerythritol fatty acid ester, sorbitol fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, sucrose fatty acid ester, polyhydric alcohol alkyl ether, fatty acid alkanolamide, acetylene glycol, acetylene alcohol , Ethylene oxide adduct of acetylene glycol, ethylene oxide adduct of acetylene alcohol and the like.
  • Cationic surfactants include alkyldimethylbenzylammonium chloride, alkyltrimethylammonium chloride, alkyldimethylethylammonium ethyl sulfate, higher alkylamine salts (acetates, hydrochlorides, etc.), ethylene oxide adducts to higher alkylamines, higher grades.
  • alkylamine salts acetates, hydrochlorides, etc.
  • ethylene oxide adducts to higher alkylamines higher grades.
  • examples thereof include a condensate of a fatty acid and a polyalkylene polyamine, a salt of an ester of a higher fatty acid and an alkanolamine, a salt of a higher fatty acid amide, an imidazoline-type cationic surfactant, and an alkylpyridinium salt.
  • anionic surfactants higher alcohol sulfate ester salt, higher alkyl ether sulfate ester salt, ⁇ -olefin sulfate ester salt, alkylbenzene sulfonate, ⁇ -olefin sulfonate, reaction of fatty acid halide with N-methyltaurine
  • anionic surfactants include products, sulfosuccinate dialkyl ester salts, higher alcohol phosphate salts, phosphate ester salts of higher alcohol ethylene oxide adducts, and the like.
  • amphoteric tenside examples include an amino acid type amphoteric tenside such as an alkylaminopropionic acid alkali metal salt, a betaine type such as alkyldimethylbetaine, and an imidazoline type amphoteric tenside.
  • amino acid type amphoteric tenside such as an alkylaminopropionic acid alkali metal salt
  • betaine type such as alkyldimethylbetaine
  • imidazoline type amphoteric tenside examples include imidazoline type amphoteric tenside.
  • the glass fiber reinforced resin composition of the present embodiment contains, in addition to the above-mentioned glass fiber, a thermoplastic resin or a thermosetting resin, and an additive other than the glass fiber.
  • the content of the thermoplastic resin or the thermosetting resin is, for example, 20.0% by mass or more and less than 50.0% by mass with respect to the total amount of the glass fiber reinforced resin composition. Is the range of.
  • the content of the additive other than the glass fiber is, for example, in the range of 0 to 25.0% by mass with respect to the total amount of the glass fiber reinforced resin composition.
  • thermoplastic resin includes polyethylene, polypropylene, polystyrene, styrene / maleic anhydride resin, styrene / maleimide resin, polyacrylonitrile, acrylonitrile / styrene (AS) resin, acrylonitrile / butadiene / styrene (ABS) resin, and chlorine.
  • polyethylene examples include high-density polyethylene (HDPE), medium-density polyethylene, low-density polyethylene (LDPE), linear low-density polyethylene (LLDPE), and ultra-high-density polyethylene.
  • HDPE high-density polyethylene
  • LDPE low-density polyethylene
  • LLDPE linear low-density polyethylene
  • ultra-high-density polyethylene examples include ultra-high-density polyethylene.
  • polypropylene examples include isotactic polypropylene, atactic polypropylene, syndiotactic polypropylene, and mixtures thereof.
  • polystyrene examples include general-purpose polystyrene (GPPS) which is an atactic polystyrene having an atactic structure, impact-resistant polystyrene (HIPS) in which a rubber component is added to GPPS, and syndiotactic polystyrene having a syndiotactic structure. ..
  • GPPS general-purpose polystyrene
  • HIPS impact-resistant polystyrene
  • syndiotactic polystyrene having a syndiotactic structure.
  • methacrylic acid a polymer obtained by homopolymerizing one of acrylate, methacrylic acid, styrene, methyl acrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, and vinyl fatty acid ester, or two or more thereof.
  • examples thereof include a polymer obtained by copolymerizing the above.
  • the polyvinyl chloride can be copolymerized with a vinyl chloride homopolymer polymerized by a conventionally known method such as an emulsion polymerization method, a suspension polymerization method, a microsuspension polymerization method, a massive polymerization method, or a vinyl chloride monomer.
  • a conventionally known method such as an emulsion polymerization method, a suspension polymerization method, a microsuspension polymerization method, a massive polymerization method, or a vinyl chloride monomer.
  • a copolymer with a monomer a graft copolymer obtained by graft-polymerizing a vinyl chloride monomer on the polymer, and the like.
  • polycaproamide nylon 6
  • polyhexamethylene adipamide nylon 66
  • polytetramethylene adipamide nylon 46
  • polytetramethylene sebacamide nylon 410
  • polypentamethylene adipa Mido nylon 56
  • polypentamethylene sebacamide 510
  • polyhexamethylene sebacamide nylon 610
  • polyhexamethylene dodecamide nylon 612
  • polydecamethylene adipamide nylon 106
  • Decamethylene sebacamide nylon 1010
  • polydecamethylene dodecamide nylon 1012
  • polyundecaneamide nylon 11
  • polyundecamethylene adipamide nylon 116
  • polydodecaneamide Nylon 12
  • polyxylene Adipamide nylon XD6
  • polyxylene sebacamide nylon XDS0
  • polymethoxylylen adipamide nylon MXD6
  • polyparaxylylene adipamide polyparaxylylene adipamide
  • the polyacetal includes a homopolymer having an oxymethylene unit as a main repeating unit and a copolymer containing an oxyalkylene unit having 2 to 8 adjacent carbon atoms in the main chain, which is mainly composed of an oxymethylene unit. And so on.
  • polyethylene terephthalate examples include a polymer obtained by polycondensing ethylene glycol with terephthalic acid or a derivative thereof.
  • polybutylene terephthalate examples include a polymer obtained by polycondensing 1,4-butanediol with terephthalic acid or a derivative thereof.
  • polytrimethylene terephthalate examples include a polymer obtained by polycondensing 1,3-propanediol with terephthalic acid or a derivative thereof.
  • polycarbonate examples include a polymer obtained by a transesterification method in which a dihydroxydiaryl compound and a carbonic acid ester such as diphenyl carbonate are reacted in a molten state, or a polymer obtained by a phosgene method in which a dihydroxyaryl compound and phosgene are reacted. be able to.
  • polyphenylene sulfide examples include linear polyphenylene sulfide, crosslinked polyphenylene sulfide that has been polymerized by performing a curing reaction after polymerization, polyphenylene sulfide sulfone, polyphenylene sulfide ether, and polyphenylene sulfide ketone.
  • polyphenylene ether examples include poly (2,3-dimethyl-6-ethyl-1,4-phenylene ether), poly (2-methyl-6-chloromethyl-1,4-phenylene ether), and poly (2-methyl-). 6-Hydroxyethyl-1,4-phenylene ether), poly (2-methyl-6-n-butyl-1,4-phenylene ether), poly (2-ethyl-6-isopropyl-1,4-phenylene ether) , Poly (2-ethyl-6-n-propyl-1,4-phenylene ether), Poly (2,3,6-trimethyl-1,4-phenylene ether), Poly [2- (4'-methylphenyl) -1,4-phenylene ether], poly (2-bromo-6-phenyl-1,4-phenylene ether), poly (2-methyl-6-phenyl-1,4-phenylene ether), poly (2-phenyl) -1,4-phenylene ether), poly (2-chlor
  • Modified polyphenylene ethers include polymer alloys of poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene) ether and polystyrene, and poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene) ether and styrene / butadiene copolymers.
  • polyaryletherketone examples include polyetherketone (PEK), polyetheretherketone (PEEK), polyetherketone ketone (PEKK), and polyetheretherketone ketone (PEEKK).
  • the liquid crystal polymer (LCP) has one or more structures selected from aromatic hydroxycarbonyl units, aromatic dihydroxy units, aromatic dicarbonyl units, aliphatic dihydroxy units, aliphatic dicarbonyl units, etc., which are thermotropic liquid crystal polyesters. Examples thereof include (co) polymers composed of units.
  • fluororesin examples include polytetrafluoroethylene (PTFE), perfluoroalkoxy resin (PFA), fluorinated ethylenepropylene resin (FEP), fluorinated ethylenetetrafluoroethylene resin (ETFE), polyvinylfluorolide (PVF), and polyvinylidene fluoride.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PFA perfluoroalkoxy resin
  • FEP fluorinated ethylenepropylene resin
  • ETFE fluorinated ethylenetetrafluoroethylene resin
  • PVDF vinylidene
  • PCTFE polychlorotrifluoroethylene
  • ECTFE ethylene / chlorotrifluoroethylene resin
  • ionomer (IO) resin examples include a copolymer of olefin or styrene and an unsaturated carboxylic acid, which is obtained by neutralizing a part of the carboxyl group with a metal ion.
  • olefin / vinyl alcohol resin examples include ethylene / vinyl alcohol copolymer, propylene / vinyl alcohol copolymer, ethylene / vinyl acetate copolymer alkene, propylene / vinyl acetate copolymer alkene and the like.
  • cyclic olefin resin examples include monocyclics such as cyclohexene, polycyclics such as tetracyclopentadiene, and polymers of cyclic olefin monomers.
  • polylactic acid examples include poly-L-lactic acid, which is an L-form homopolymer, poly-D-lactic acid, which is a D-form homopolymer, and stereocomplex-type polylactic acid, which is a mixture thereof.
  • cellulose resin examples include methyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxy cellulose, hydroxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxyethyl methyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, cellulose acetate, cellulose propionate, cellulose butyrate and the like.
  • thermosetting resin examples include unsaturated polyester resin, vinyl ester resin, epoxy (EP) resin, melamine (MF) resin, phenol resin (PF), urethane resin (PU), polyisocyanate, and polyisocyanurate.
  • PI polygonic
  • UF urea
  • SI silicon
  • FR furan
  • BR benzoguanamine
  • alkyd resin xylene resin
  • BT bismaleimide triazine
  • PDAP diallyl phthalate resin
  • examples of the unsaturated polyester include a resin obtained by subjecting an aliphatic unsaturated dicarboxylic acid to an aliphatic diol in an esterification reaction.
  • vinyl ester resin examples include bis-based vinyl ester resin and novolac-based vinyl ester resin.
  • epoxy resin bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol E type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, bisphenol M type epoxy resin (4,4'-(1,3-phenylenediisopropylidene)) Bisphenol type epoxy resin), Bisphenol P type epoxy resin (4,4'-(1,4-phenylenediisopropylidene) Bisphenol type epoxy resin), Bisphenol Z type epoxy resin (4,4'-cyclohexylidene Bisphenol type epoxy) Resin), phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, tetraphenol group ethane novolac type epoxy resin, novolac type epoxy resin having condensed ring aromatic hydrocarbon structure, biphenyl type epoxy resin, xylylene type epoxy resin and phenyl aralkyl Aralkyl type epoxy resin such as type epoxy resin, naphthylene ether type epoxy resin, naphthol type epoxy resin, naphthalenediol type epoxy resin, bifunctional to
  • melamine resin examples include a polymer composed of a polycondensation of melamine (2,4,6-triamino-1,3,5-triazine) and formaldehyde.
  • phenol resin examples include novolak-type phenol resins such as phenol novolac resin, cresol novolak resin, and bisphenol A-type novolak resin, resol-type phenol resins such as methylol-type resol resin and dimethylene ether-type resol resin, or arylalkylene-type phenol resins. Etc., and one of them, or a combination of two or more of them can be mentioned.
  • urea resin examples include a resin obtained by condensation of urea and formaldehyde.
  • thermoplastic resin or the thermosetting resin may be used alone or in combination of two or more.
  • the resin used in the glass fiber reinforced resin composition of the present embodiment is preferably a thermoplastic resin because it enables efficient production of a large glass fiber reinforced resin molded product, and is injection molded. It is more preferably a thermoplastic resin for use, and further preferably a resin selected from the group consisting of a polyamide resin, a polybutylene terephthalate resin, a polycarbonate resin, a polyarylene sulfide resin, a polyarylketone resin and a liquid crystal polymer (LCP). It is preferably a polyamide resin, and particularly preferably a polyamide resin.
  • additive other than glass fiber examples include reinforcing fibers other than glass fiber (for example, carbon fiber, metal fiber, etc.), filler other than glass fiber (for example, glass powder, talc, mica, etc.), flame retardant, and ultraviolet absorption.
  • examples thereof include agents, heat stabilizers, antioxidants, antistatic agents, fluidity improvers, antiblocking agents, lubricants, nucleating agents, antibacterial agents, pigments and the like.
  • the glass fiber reinforced resin molded product of the present embodiment is obtained by using an injection molding method, an injection compression molding method, a two-color molding method, or a mixture of the above-mentioned glass fiber reinforced resin composition and an additive other than the above-mentioned glass fiber.
  • the glass fiber reinforced resin molded product of the present embodiment is preferably a glass fiber reinforced resin injection molded product obtained by an injection molding method. Since the injection molding method is superior to other molding methods in the molding cycle, it is suitable for efficient production of a large glass fiber reinforced resin molded product.
  • the injection molding method using the thermoplastic resin pellets containing the glass fiber reinforced resin composition of the present embodiment is preferably adopted.
  • the number of glass filaments (the number of focused) constituting the glass fiber is preferably 1 to 20000, more preferably. 50 to 10000 fibers, more preferably 1000 to 8000 glass fibers (also referred to as glass fiber bundles or glass strands), preferably 1.0 to 30.0 mm in length, more preferably 2.0 to 15.0 mm.
  • chopped strands cut to 2.3 to 7.8 mm, or the glass fiber preferably 0.001 to 0.900 mm in length, more preferably 0.010 to 0.700 mm, and further. Cut fibers crushed by a known method such as a ball mill or a hensyl mixer can be used so that the thickness is preferably 0.020 to 0.500 mm.
  • roving in which the number of glass filaments constituting the glass fiber is 10 to 30,000 and no cutting is performed can be mentioned.
  • the roving comprises a weight of, for example, 20,000 to 10,000 tex (g / km).
  • the method for producing the thermoplastic resin pellet containing the glass fiber reinforced resin composition of the present embodiment is not particularly limited, and for example, the chopped strand as described above and the thermoplastic resin can be used as the thermoplastic resin. It can be produced by melt-kneading and extrusion-molding using a twin-screw kneader or the like under known kneading conditions. Then, using these thermoplastic resin pellets, a glass fiber reinforced resin molded product can be obtained by injection molding with an injection molding machine under known injection molding conditions suitable for the thermoplastic resin to be used.
  • the number average fiber length ( ⁇ m) of glass fibers contained in a glass fiber reinforced resin molded product is the length of chopped strands contained in the thermoplastic resin pellets, kneading conditions from pellet preparation to injection molding, and injection molding conditions. Can be adjusted by.
  • the number average fiber length ( ⁇ m) of the glass fibers contained in the glass fiber reinforced resin molded product increases the length of the chopped strands charged into the biaxial kneader in the range of 1.0 to 100.0 mm. It can be lengthened by this, and it can be shortened by shortening the length of the chopped strands.
  • the number average fiber length ( ⁇ m) of the glass fibers contained in the glass fiber reinforced resin molded product should be in the range of 10 to 1000 rpm in the thermoplastic resin pellet manufacturing process, and the screw rotation speed during biaxial kneading should be lowered. It can also be lengthened by increasing the screw rotation speed during biaxial kneading.
  • glass fiber reinforced resin molded product of the present embodiment examples include, but are not limited to, metal substitute materials for automobiles.
  • the glass fiber reinforced resin molded product of the present embodiment is, for example, a vehicle exterior member (bumper, fender, bonnet, air dam, wheel cover, door mirror stay, etc.), vehicle interior member (door trim, ceiling material, combination switch, etc.), vehicle engine.
  • Peripheral members cylinder head cover, oil pan, engine cover, intake manifold, intake air duct, air pipe, cooling fan, chain guide, tensioner, engine mount orifice, impeller, air flow meter, ignition coil cover, actuator case, quick connector , Exhaust manifold, etc.
  • vehicle electrical components vehicle mechanism parts (pedal module, shift lever base, pulley, seal ring, gear, bearing), vehicle muffler parts (silencer, etc.), electronic equipment housing, other electronic parts ( It can be used for connectors, sockets, LEDs, sealed molded products), high-pressure tanks, and the like.
  • Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5 First, a glass chopped strand having a glass composition of either composition A (Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3) or composition B (Comparative Examples 4 to 5) shown in Table 1 and having a length of 3 mm.
  • Polyamide resin PA6 manufactured by Ube Kosan Co., Ltd., trade name: UBE nylon 1015B
  • a twin-screw kneader manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd., trade name: TEM-26SS
  • the thermoplastic resin pellets of the glass fiber reinforced resin compositions of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5 were prepared.
  • the content of SiO 2 with respect to the total amount of glass fiber of the glass fiber S the content of Al 2 O 3 with respect to the total amount of glass fiber A, the cross-sectional shape of the glass fiber, and the minor axis.
  • DS major axis DL, glass fiber content of glass fiber reinforced resin composition C, (100 x (A 2 / S) x (C / 100) 8 ) / (DS 3/4 x DL 1/4 ) It is shown in Table 3.
  • thermoplastic resin pellets injection molding was performed by an injection molding machine (manufactured by Nissei Resin Industry Co., Ltd., trade name: NEX80) at a mold temperature of 90 ° C. and an injection temperature of 270 ° C., and JIS K.
  • a type A dumbbell test piece (thickness 4 mm) according to 7165: 2008 was prepared and used as a test piece for measuring bending strength and Charpy impact strength.
  • injection molding is performed by an injection molding machine (manufactured by Nissei Resin Industry Co., Ltd., trade name: NEX80) to prepare a method A / class III test piece according to JIS K7017: 1999. Then, it was used as a test piece for measuring flexural modulus.
  • the content rate S of SiO 2 with respect to the total amount of glass fiber is 54% by mass
  • the content rate A of Al 2 O 3 with respect to the total amount of glass fiber is 14% by mass.
  • the glass fiber has an elliptical shape with a minor axis DS in the range of 9 to 11.0 ⁇ m and a major axis DL in the range of 36.0 to 44.0 ⁇ m, and has a flat cross-sectional shape.
  • the glass fiber content C in the composition is in the range of 75.0 to 80.0% by mass, and is (100 ⁇ (A 2 / S) ⁇ (C / 100) 8 ) / (DS 3/4 ⁇ DL 1).
  • the bending strength of the glass fiber reinforced resin molded product obtained by the injection molding is high. It is in the range of 330 to 365 MPa, has a bending elasticity in the range of 26 to 28 GPa, is excellent in strength and elasticity when processed into a glass fiber reinforced resin molded product, and is evaluated for processability as A or B. Therefore, it is clear that the processability when manufacturing a glass fiber reinforced resin molded product is excellent.
  • the content rate S of SiO 2 with respect to the total amount of glass fiber is 54% by mass
  • the content rate A of Al 2 O 3 with respect to the total amount of glass fiber is 14% by mass.
  • the glass fiber is an elliptical circle having a minor axis DS of 7.0 ⁇ m and a major axis DL of 28.00 ⁇ m and has a flat cross-sectional shape.
  • the glass of Comparative Example 1 which is 80.0% by mass and has a value of (100 ⁇ (A 2 / S) ⁇ (C / 100) 8 ) / (DS 3/4 ⁇ DL 1/4) of 6.15.
  • the evaluation of the processability is D
  • the glass fiber-reinforced resin molded product cannot be manufactured, and the processability when manufacturing the glass fiber-reinforced resin molded product is poor. it is obvious.
  • the content rate S of SiO 2 with respect to the total amount of glass fiber is 54% by mass
  • the content rate A of Al 2 O 3 with respect to the total amount of glass fiber is 14% by mass.
  • the glass fiber has an elliptical shape with a minor axis DS of 7.0 ⁇ m and a major axis DL of 28.0 ⁇ m and has a flat cross-sectional shape
  • the glass fiber content C in the glass fiber reinforced resin composition is 70.
  • the glass of Comparative Example 2 which is 0.0% by mass but has a value of (100 ⁇ (A 2 / S) ⁇ (C / 100) 8 ) / (DS 3/4 ⁇ DL 1/4) of 2.11.
  • the bending elasticity of the glass fiber-reinforced resin molded product obtained by the injection molding is 24 GPa, and a sufficient bending elasticity cannot be obtained in the glass fiber-reinforced resin molded product. It is clear that.
  • the content rate S of SiO 2 with respect to the total amount of glass fiber is 54% by mass
  • the content rate A of Al 2 O 3 with respect to the total amount of glass fiber is 14% by mass.
  • the glass fiber content C in the glass fiber reinforced resin composition is 70.0% by mass, but the glass fiber has a circular cross-sectional shape having a minor axis DS and a major axis DL of 11.0 ⁇ m.
  • the value of (100 ⁇ (A 2 / S) ⁇ (C / 100) 8 ) / (DS 3/4 ⁇ DL 1/4 ) is 1.90. It is clear that the bending elasticity of the glass fiber reinforced resin molded product obtained by the injection molding is 24 GPa, and a sufficient bending elasticity cannot be obtained in the glass fiber reinforced resin molded product.
  • the content rate S of SiO 2 with respect to the total amount of glass fiber is 65% by mass
  • the content rate A of Al 2 O 3 with respect to the total amount of glass fiber is 25% by mass.
  • the glass fiber content C in the glass fiber reinforced resin composition is 72.0% by mass, but the glass fiber has a circular cross-sectional shape having a minor axis DS and a major axis DL of 11.0 ⁇ m.
  • the value of (100 ⁇ (A 2 / S) ⁇ (C / 100) 8 ) / (DS 3/4 ⁇ DL 1/4 ) is 6.31.
  • the evaluation of the processability is C, and it is clear that the processability at the time of producing the glass fiber reinforced resin molded product is poor.
  • the content rate S of SiO 2 with respect to the total amount of glass fiber is 65% by mass
  • the content rate A of Al 2 O 3 with respect to the total amount of glass fiber is 25% by mass.
  • the comparison in which the glass fiber content C in the glass fiber reinforced resin composition is 50.0% by mass
  • the glass fiber has a circular cross-sectional shape having a minor axis DS and a major axis DL of 7.0 ⁇ m.
  • the value of (100 ⁇ (A 2 / S) ⁇ (C / 100) 8 ) / (DS 3/4 ⁇ DL 1/4 ) is 0.54.
  • the bending elasticity of the glass fiber reinforced resin molded product obtained by the injection molding is 16.5 GPa, and it is clear that a sufficient bending elasticity cannot be obtained in the glass fiber reinforced resin molded product. ..

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Abstract

ガラス繊維強化樹脂成形品に加工された際の強度及び弾性率に優れ、ガラス繊維強化樹脂成形品を製造する際の工程性に優れた、ガラス繊維強化樹脂組成物を提供する。ガラス繊維強化樹脂組成物は、それに含まれるガラス繊維全量に対するSiOの含有率Sが48~70質量%、Alの含有率Aが9~30質量%であり、前記ガラス繊維は短径DSが6.0~15.0μm、長径DLが20.5~50.0μmである扁平な断面形状を備え、ガラス繊維強化樹脂組成物におけるガラス繊維含有率Cが65.0~85.0質量%であり、S、A、DS、DL及びCが下記式(1)を満たす。 2.24≦(100×(A/S)×(C/100))/(DS3/4×DL1/4)≦5.85 ・・・(1)

Description

ガラス繊維強化樹脂組成物及びガラス繊維強化樹脂成形品
 本発明は、ガラス繊維強化樹脂組成物及びガラス繊維強化樹脂成形品に関する。
 近年、金属代替材料としてガラス繊維強化樹脂成形品に注目が集まっており、代替範囲を拡張するために、ガラス繊維強化樹脂成形品には、従来よりも高い水準の機械的強度が求められている。
 従来、ガラス繊維強化樹脂成形品の機械的強度を高めるために、通常は円形の断面形状をとるガラス繊維の断面形状を扁平なものとする方法、ガラス繊維の繊維径を細くする方法、SiO及びAlの含有率の高い、高強度組成のガラス繊維を用いる方法、又は、これらの方法を組み合わせる方法が試みられている(例えば、特許文献1、2参照)。
国際公開第2019/216443号 国際公開第2017/171102号
 前述の試みによれば、ガラス繊維強化樹脂成形品の強度は向上するものの、弾性率の向上については不十分であるという問題がある。前記問題を解決し、前記弾性率を向上するために、前記ガラス繊維強化樹脂成形品におけるガラス繊維含有率を高くすることが考えられる。
 しかしながら、前記ガラス繊維強化樹脂成形品におけるガラス繊維含有率を高くすると、ガラス繊維強化樹脂成形品を製造する際の工程性が悪化し、ガラス繊維強化樹脂成形品の製造が困難になるという不都合がある。
 本発明は、かかる不都合を解消して、ガラス繊維強化樹脂成形品に加工された際の強度及び弾性率に優れ、かつ、ガラス繊維強化樹脂成形品を製造する際の工程性に優れた、ガラス繊維強化樹脂組成物、及び、それを用いるガラス繊維強化樹脂成形品を提供することを目的とする。
 かかる目的を達成するために、本発明は、ガラス繊維強化樹脂組成物であって、前記ガラス繊維強化樹脂組成物に含まれるガラス繊維における、ガラス繊維全量に対するSiOの含有率Sが48~70質量%の範囲にあり、前記ガラス繊維強化樹脂組成物に含まれるガラス繊維における、ガラス繊維全量に対するAlの含有率Aが9~30質量%の範囲にあり、前記ガラス繊維は、短径DSが6.0~15.0μmの範囲にあり、長径DLが20.5~50.0μmの範囲にある、扁平な断面形状を備え、前記ガラス繊維強化樹脂組成物におけるガラス繊維含有率Cが、65.0~85.0質量%の範囲にあり、前記S、A、DS、DL及びCが下記式(1)を満たすことを特徴とする。
 2.24≦(100×(A/S)×(C/100))/(DS3/4×DL1/4)≦5.85 ・・・(1)
 本発明のガラス繊維強化樹脂組成物によれば、前記S、A、DS、DL及びCが上述した範囲にあり、式(1)の条件を満たすことで、ガラス繊維強化樹脂成形品に加工された際に優れた強度及び弾性率を得ることができ、かつ、ガラス繊維強化樹脂成形品を製造する際に優れた工程性を得ることができる。ここで、優れた強度を備えるとは、ガラス繊維強化樹脂成形品の曲げ強度が325MPa以上であることを意味する。また、優れた弾性率を備えるとは、ガラス繊維強化樹脂成形品の弾性率が25GPa以上であることを意味する。
 本発明のガラス繊維強化樹脂組成物は、ガラス繊維強化樹脂成形品に加工された際に優れた強度及び弾性率を得ることができ、かつ、ガラス繊維強化樹脂成形品を製造する際に特に優れた工程性を得ることができるために、前記Sが50~60質量%の範囲にあり、前記Aが10~20質量%の範囲にあり、前記DSが7.5~13.0μmの範囲にあり、前記DLが30.5~48.0μmの範囲にあり、前記Cが70.5~82.5質量%の範囲にあり、前記S、A、DS、DL及びCが下記式(2)を満たすことが好ましい。
 2.27≦(100×(A/S)×(C/100))/(DS3/4×DL1/4)≦4.30 ・・・(2)
 本発明のガラス繊維強化樹脂組成物は、ガラス繊維強化樹脂成形品に加工された際に特に優れた強度、優れた弾性率を得ることができ、かつ、ガラス繊維強化樹脂成形品を製造する際に特に優れた工程性を得ることができ、さらに、優れた耐衝撃性を得ることができるために、前記Sが50~60質量%の範囲にあり、前記Aが10~20質量%の範囲にあり、前記DSが7.5~13.0μmの範囲にあり、前記DLが30.5~48.0μmの範囲にあり、前記Cが70.5~82.5質量%の範囲にあり、前記S、A、DS、DL及びCが下記式(3)を満たすことがより好ましい。ここで、特に優れた強度を備えるとは、ガラス繊維強化樹脂成形品の曲げ強度が340MPa以上であることを意味する。
また、優れた耐衝撃性を備えるとは、ガラス繊維強化樹脂成形品のシャルピー衝撃強さが25kJ/m以上であることを意味する。
 2.29≦(100×(A/S)×(C/100))/(DS3/4×DL1/4)≦3.37 ・・・(3)
 また、本発明のガラス繊維強化樹脂組成物において、前記ガラス繊維強化樹脂組成物に含まれる樹脂は、熱可塑性樹脂、又は、熱硬化性樹脂のいずれであってもよいが、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリーレンサルファイド樹脂、ポリアリールケトン樹脂及び液晶ポリマー(LCP)からなる群から選択される1種の射出成形用熱可塑性樹脂であることが好ましく、ポリアミド樹脂であることがより好ましい。
 本発明のガラス繊維強化樹脂組成物は、前記射出成形用熱可塑性樹脂を用いることにより、大型のガラス繊維強化樹脂成形品の製造を効率的に行うことができる。特に、ポリアミド樹脂は、強度、耐熱性のバランスに優れることから、自動車車体の金属代替材料に適しており、本発明のガラス繊維強化樹脂組成物を用いることによる、製造効率の向上効果が大きい。
 また、本発明のガラス繊維強化樹脂成形品は、上述の本発明のガラス繊維強化樹脂組成物からなることを特徴とする。
 次に、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
 本実施形態のガラス繊維強化樹脂組成物は、前記ガラス繊維強化樹脂組成物に含まれるガラス繊維における、ガラス繊維全量に対するSiOの含有率Sが48~70質量%の範囲にあり、前記ガラス繊維強化樹脂組成物に含まれるガラス繊維における、ガラス繊維全量に対するAlの含有率Aが9~30質量%の範囲にあり、前記ガラス繊維は、短径DSが6.0~15.0μmの範囲にあり、長径DLが20.5~50.0μmの範囲にある、扁平な断面形状を備え、前記ガラス繊維強化樹脂組成物におけるガラス繊維含有率Cが、65.0~85.0質量%の範囲にあり、前記S、A、DS、DL及びCが下記式(1)を満たす。
 2.24≦(100×(A/S)×(C/100))/(DS3/4×DL1/4)≦5.85 ・・・(1)
 本実施形態のガラス繊維強化樹脂組成物によれば、前記S、A、DS、DL及びCが上述した範囲にあり、式(1)の条件を満たすことで、ガラス繊維強化樹脂成形品に加工された際に優れた強度及び弾性率を得ることができ、かつ、ガラス繊維強化樹脂成形品を製造する際に優れた工程性を得ることができる。ここで、優れた強度を備えるとは、ガラス繊維強化樹脂成形品の曲げ強度が325MPa以上であることを意味する。また、優れた弾性率を備えるとは、ガラス繊維強化樹脂成形品の弾性率が25GPa以上であることを意味する。
 ガラス繊維強化樹脂成形品に加工された際に優れた強度及び弾性率をより確実に得ることができ、かつ、ガラス繊維強化樹脂成形品を製造する際に優れた工程性をより確実にえることができるために、前記Sが48~70質量%の範囲にあり、前記Aが9~30質量%の範囲にあり、前記DSが6.0~15.0μmの範囲にあり、前記長径DLが20.5~50.0μmの範囲にあり、前記Cが、65.0~85.0質量%の範囲にあり、前記S、A、DS、DL及びCが下記式(4)を満たすことが好ましい。
 2.25≦(100×(A/S)×(C/100))/(DS3/4×DL1/4)≦4.90 ・・・(4)
 本実施形態のガラス繊維強化樹脂組成物は、ガラス繊維強化樹脂成形品に加工された際に優れた強度及び弾性率を得ることができ、かつ、ガラス繊維強化樹脂成形品を製造する際に特に優れた工程性を得ることができるために、前記Sが50~60質量%の範囲にあり、前記Aが10~20質量%の範囲にあり、前記DSが7.5~13.0μmの範囲にあり、前記DLが30.5~48.0μmの範囲にあり、前記Cが70.5~82.5質量%の範囲にあり、前記S、A、DS、DL及びCが下記式(2)を満たすことがより好ましい。
 2.27≦(100×(A/S)×(C/100))/(DS3/4×DL1/4)≦4.30 ・・・(2)
 本実施形態のガラス繊維強化樹脂組成物は、ガラス繊維強化樹脂成形品に加工された際に特に優れた強度、優れた弾性率を得ることができ、かつ、ガラス繊維強化樹脂成形品を製造する際に特に優れた工程性を得ることができ、さらに、優れた耐衝撃性を得ることができるために、前記Sが50~60質量%の範囲にあり、前記Aが10~20質量%の範囲にあり、前記DSが7.5~13.0μmの範囲にあり、前記DLが30.5~48.0μmの範囲にあり、前記Cが70.5~82.5質量%の範囲にあり、前記S、A、DS、DL及びCが下記式(3)を満たすことがさらに好ましい。ここで、特に優れた強度を備えるとは、ガラス繊維強化樹脂成形品の曲げ強度が340MPa以上であることを意味する。また、優れた耐衝撃性を備えるとは、ガラス繊維強化樹脂成形品のシャルピー衝撃強さが25kJ/m以上であることを意味する。
 2.29≦(100×(A/S)×(C/100))/(DS3/4×DL1/4)≦3.37 ・・・(3)
 本実施形態のガラス繊維強化樹脂組成物は、ガラス繊維強化樹脂成形品に加工された際に特に優れた強度、優れた弾性率をより確実に得ることができ、かつ、ガラス繊維強化樹脂成形品を製造する際に特に優れた工程性をより確実に得ることができ、さらに、優れた耐衝撃性をより確実に得ることができるために、前記S、A、DS、DL及びCが下記式(5)を満たすことが特に好ましい。
 2.30≦(100×(A/S)×(C/100))/(DS3/4×DL1/4)≦2.95 ・・・(5)
 なお、本発明において、曲げ強度、弾性率、及び、シャルピー衝撃強さは、それぞれ次の方法で測定できる。なお、測定に使用する装置に関しては、以下に記載した装置と同等の性能があるものであれば特に限定されない。
 〔曲げ強度〕
 JIS K 7165:2008に準じたA型ダンベル試験片(厚さ4mm)について、試験温度23℃の条件で、精密万能試験機(株式会社島津製作所製、商品名:オートグラフAG-5000B)を用いて、JIS K 7171:2016に準拠した静的引張試験を行い、曲げ強度を測定する。
 〔曲げ弾性率〕
 JIS K7017:1999(A法・クラスIII試験片)に準拠し、精密万能試験機(株式会社島津製作所製、商品名:オートグラフAG-5000B)によって測定する。
 〔シャルピー衝撃強さ〕
 前記試験片について、試験温度23℃の条件で、デジタル衝撃試験機(株式会社東洋精機製作所製、型式名:DG-UB型)を用いて、ISO 179-1に準拠したノッチ無シャルピー衝撃試験を行い、ノッチ無シャルピー衝撃強さを測定し、これをシャルピー衝撃強さとする。
 本実施形態のガラス繊維強化樹脂組成物において、ガラス繊維の短径DSが、6.0μm未満であると、ガラス繊維強化樹脂組成物を含有する熱可塑性樹脂ペレットを製造する際に、ガラス繊維を構成するガラスフィラメントが切断し易くなり、効率的な熱可塑性樹脂ペレット製造ができなくなる場合がある。一方、本実施形態のガラス繊維強化樹脂組成物において、ガラス繊維の短径DSが、15.0μm超であると、本実施形態のガラス繊維強化樹脂組成物から加工されたガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維の表面積が減少することで、ガラス繊維強化樹脂成形品が十分な機械的強度を有さなくなる場合がある。
 本実施形態のガラス繊維強化樹脂組成物において、ガラス繊維の長径DLが、20.5μm未満であると、ガラス繊維強化樹脂組成物を含有する熱可塑性樹脂ペレットを製造する際に、ガラス繊維を構成するガラスフィラメントが切断し易くなり、効率的な熱可塑性樹脂ペレット製造ができなくなる場合がある。一方、本実施形態のガラス繊維強化樹脂組成物において、ガラス繊維の長径DLが、50.0μm超であると、本実施形態のガラス繊維強化樹脂組成物から加工されたガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維の表面積が減少することで、ガラス繊維強化樹脂成形品が十分な機械的強度を有さなくなる場合がある。
 また、本実施形態のガラス繊維強化樹脂組成物においては、射出成形時の流動性を確保するという観点から、ガラス繊維の短径DSは、7.5~13.0μmの範囲であることが好ましく、8.0~12.0μmの範囲であることがより好ましく、8.5~11.5μmの範囲であることがさらに好ましい。また、同様の観点から、ガラス繊維の長径DLは、30.5~48.0μmの範囲であることが好ましく、33.0~46.5μmの範囲であることがより好ましく、35.0~45.0μmの範囲であることがさらに好ましい。
 本実施形態のガラス繊維強化樹脂組成物におけるガラス繊維の短径及び長径は、例えば、まず、前記ガラス繊維強化樹脂組成物からなるガラス繊維強化樹脂成形品の断面を研磨し、次いで、電子顕微鏡を用いて、ガラスフィラメント100本以上につき、ガラスフィラメント断面の略中心を通る最長の辺を長径とし、該長径とガラスフィラメント断面の略中心で直交する辺を短径として、それぞれの長さを測定し、これらの平均値を求めることで算出することができる。
 なお、ガラス繊維は、通常、複数本のガラスフィラメントが集束されて形成されているが、前記ガラス繊維強化樹脂成形品においては、成形加工を経ることにより前記集束が解かれ、ガラスフィラメントの状態で、ガラス繊維強化樹脂成形品中に分散して存在している。
 本実施形態のガラス繊維強化樹脂組成物において、ガラス繊維の短径DSに対する長径DLの比(DL/DS)は、例えば、1.2~10.0の範囲にあり、1.8~8.0の範囲にあることが好ましく、2.0~6.0の範囲にあることがより好ましく、2.5~5.5の範囲にあることがさらに好ましく、3.0~5.0の範囲にあることが特に好ましく、3.3~4.5の範囲にあることが最も好ましい。
 本実施形態のガラス繊維強化樹脂組成物に含まれるガラス繊維は、扁平な断面形状を備えており、前記扁平な断面形状としては、例えば、長円形(長方形の短辺部分を、当該短辺を直径とする半円にそれぞれ置換した形状)、楕円形、及び、長方形を挙げることができ、ガラス繊維強化樹脂組成物の流動性向上に寄与することから、長円形が好ましい。なお、ここで、ガラス繊維の断面とは、ガラス繊維の繊維長方向に垂直な横断面を意味する。
 本実施形態のガラス繊維強化樹脂組成物において、ガラス繊維の数平均繊維長は、1~10000μmの範囲をとり得るが、250~500μmの範囲であることが好ましく、300~450μmの範囲であることがより好ましく、325~425μmの範囲であることがさらに好ましい。
 なお、本実施形態のガラス繊維強化樹脂組成物における、ガラス繊維の数平均繊維長は、以下の方法により算出することができる。まず、前記ガラス繊維強化樹脂組成物からなるガラス繊維強化樹脂成形品を、650℃のマッフル炉で0.5~24時間加熱して有機物を分解する。次いで、残存するガラス繊維をガラスシャーレに移し、アセトンを用いてガラス繊維をシャーレの表面に分散させる。次いで、シャーレ表面に分散したガラス繊維1000本以上について、実体顕微鏡を用いて繊維長を測定し、平均をとることで、ガラス繊維の数平均繊維長を算出する。
 また、本実施形態のガラス繊維強化樹脂組成物において、ガラス繊維含有率Cが65.0質量%未満であると、優れた強度を備えるガラス繊維強化樹脂成形品を得ることができない。一方、本発明のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維含有率Cが85.0質量%超であると、ガラス繊維強化樹脂成形品を製造する際の工程性が悪化する。
 本実施形態のガラス繊維強化樹脂組成物において、ガラス繊維含有率Cは、優れた強度と工程性を両立するという観点からから、70.5~82.5質量%の範囲であることが好ましく、72.0~80.0質量%の範囲であることがより好ましく、72.5~77.5質量%の範囲であることがさらに好ましい。
 なお、本実施形態のガラス繊維強化樹脂組成物におけるガラス繊維含有率Cは、JIS K 7052:1999に準拠して算出することができる。
 本実施形態のガラス繊維強化樹脂組成物において、ガラス繊維を形成するガラスのガラス組成は、ガラス繊維全量に対するSiOの含有率Sが48~70質量%の範囲にあり、Alの含有率Aが9~30質量%の範囲にあればよく、特に限定されない。前記ガラス組成において、ガラス繊維全量に対するSiOの含有率Sは、例えば、50~60質量%の範囲であることが好ましく、53~60質量%の範囲であることがより好ましい。Alの含有率Aは、例えば、10~20質量%の範囲であることが好ましく、12~19質量%の範囲であることがさらに好ましい。
 また、前記ガラス組成において、ガラス繊維全量に対するMgOの含有率は、例えば、0~15質量%の範囲であり、0~12質量%の範囲であることが好ましく、1~10質量%の範囲であることがより好ましく、1~6質量%の範囲であることがさらに好ましく、1~4質量%の範囲であることが特に好ましい。
 また、前記ガラス組成において、ガラス繊維全量に対すCaOの含有率は、例えば、0~30質量%の範囲であり、2~27質量%の範囲であることが好ましく、4~26質量%の範囲であることがより好ましく、11~25質量%の範囲であることがさらに好ましく、16~24質量%の範囲であることが特に好ましい。
 また、前記ガラス組成において、ガラス繊維全量に対するBの含有率は、例えば、0~30質量%の範囲であり、1~25質量%の範囲であることが好ましく、1~10質量%の範囲であることがより好ましく、2~8質量%の範囲であることがさらに好ましく、3~7質量%の範囲であることが特に好ましい。
 また、前記ガラス組成において、ガラス繊維全量に対するLiO、NaO、KO及びFeの合計含有率は、例えば、0~2質量%である。
 また、前記ガラス組成において、ガラス繊維全量に対するTiO及びFの合計含有率は、例えば、0~5質量%の範囲であり、1~2質量%の範囲であることが好ましい。
 なお、本実施形態のガラス繊維強化樹脂組成物に含まれるガラス繊維において、前述した各成分の含有率の測定は、軽元素であるLiについてはICP発光分光分析装置を用いて、その他の元素は波長分散型蛍光X線分析装置を用いて行うことができる。
 測定方法としては、初めにガラスバッチ(ガラス原料を混合して調合したもの)、又は、ガラス繊維(ガラス繊維表面に有機物が付着している場合、又は、ガラス繊維が有機物(樹脂)中に主に強化材として含まれている場合には、例えば、300~650℃のマッフル炉で0.5~24時間程度加熱する等して、有機物を除去してから用いる)を白金ルツボに入れ、電気炉中で1600℃の温度に6時間保持して撹拌を加えながら溶融させることにより、均質な溶融ガラスを得る。次に、得られた溶融ガラスをカーボン板上に流し出してガラスカレットを作製した後、粉砕し粉末化する。軽元素であるLiについてはガラス粉末を酸で加熱分解した後、ICP発光分光分析装置を用いて定量分析する。その他の元素はガラス粉末をプレス機で円盤状に成形した後、波長分散型蛍光X線分析装置を用いて定量分析する。これらの定量分析結果を酸化物換算して各成分の含有量及び全量を計算し、これらの数値から前述した各成分の含有率(質量%)を求めることができる。
 前述のガラス組成を備えるガラス繊維は、以下のように製造される。初めに、ガラス原料となる鉱石に含まれる成分と各成分の含有率、及び、溶融過程における各成分の揮発量に基づき、前述の組成となるように調合されたガラス原料(ガラスバッチ)を溶融炉に供給し、例えば、1450~1550℃の範囲の温度で溶融する。次に、溶融されたガラスバッチ(溶融ガラス)を所定の温度に制御された、ブッシングの1~30000個のノズルチップから引き出して、急冷することで、ガラスフィラメントを形成する。次に、形成されたガラスフィラメントに、塗布装置であるアプリケーターを用いて集束剤又はバインダーを塗布し、集束シューを用いて、ガラスフィラメント1~30000本を集束させながら、巻取り機を用いて、チューブに高速で巻取ることで、ガラス繊維が得られる。ここで、前記ノズルチップを、非円形形状を有し、溶融ガラスを急冷する突起部や切欠部を有するものとし、温度条件を制御することで、扁平な断面形状を有するガラスフィラメントが得られる。また、ノズルチップの径や、巻取り速度、及び、温度条件等を調整することで、ガラス繊維の短径DS(μm)及び長径DL(μm)を調整することができる。例えば、巻取り速度を速くすることで、短径DS及び長径DLを小さくすることができ、巻取り速度を遅くすることで、短径DS及び長径DLを大きくすることができる。
 本実施形態のガラス繊維強化樹脂組成物において、ガラス繊維は、ガラス繊維と樹脂との接着性の向上、ガラス繊維と樹脂又は無機材料中との混合物中におけるガラス繊維の均一分散性の向上等を目的として、その表面を有機物で被覆されてもよい。このような有機物としては、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、変性ポリプロピレン(特にカルボン酸変性ポリプロピレン)、(ポリ)カルボン酸(特にマレイン酸)と不飽和単量体との共重合体等を挙げることができる。
 また、本実施形態のガラス繊維強化樹脂組成物において、ガラス繊維は、これらの樹脂に加えて、シランカップリング剤、潤滑剤、界面活性剤等を含む樹脂組成物で被覆されていてもよい。このような樹脂組成物は、樹脂組成物に被覆されていない状態における、ガラス繊維の質量を基準として、0.1~2.0質量%の割合で、ガラス繊維を被覆する。なお、有機物によるガラス繊維の被覆は、例えば、ガラス繊維の製造工程において、ローラー型アプリケーター等の公知の方法を用いて、前記樹脂の溶液又は前記樹脂組成物の溶液を含む前記集束剤又はバインダーをガラス繊維に塗布し、その後、樹脂の溶液又は樹脂組成物の溶液が塗布されたガラス繊維を乾燥させることで行うことができる。
 ここで、シランカップリング剤としては、アミノシラン(γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-β-(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-β-(アミノエチル)-N’-β-(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-アニリノプロピルトリメトキシシラン等)、クロルシラン(γ-クロロプロピルトリメトキシシラン等)、エポキシシラン(γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等)、メルカプトシラン(γ-メルカプトトリメトキシシラン等)、ビニルシラン(ビニルトリメトキシシラン、N-β-(N-ビニルベンジルアミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン等)、(メタ)アクリルシラン(γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等)、カチオニックシラン(N-(ビニルベンジル)-2-アミノエチル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩等)を挙げることができる。前記シランカップリング剤は、これらの化合物を単独で使用することもでき、又は、2種類以上を併用することもできる。
 潤滑剤としては、変性シリコーンオイル、動物油(牛脂等)及びこの水素添加物、植物油(大豆油、ヤシ油、ナタネ油、パーム油、ひまし油等)及びこの水素添加物、動物性ワックス(蜜蝋、ラノリン等)、植物性ワックス(キャンデリラワックス、カルナバワックス等)、鉱物系ワックス(パラフィンワックス、モンタンワックス等)、高級飽和脂肪酸と高級飽和アルコールとの縮合物(ラウリルステアレート等のステアリン酸エステル等)、ポリエチレンイミン、ポリアルキルポリアミンアルキルアマイド誘導体、脂肪酸アミド(例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン等のポリエチレンポリアミンと、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸等の脂肪酸との脱水縮合物等)、第4級アンモニウム塩(ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド等のアルキルトリメチルアンモニウム塩等)を挙げることができる。前記潤滑剤は、これらを単独で使用することもでき、又は、2種類以上を併用することもできる。
 界面活性剤としては、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性界面活性剤を挙げることができる。前記界面活性剤は、これらを単独で使用することもでき、又は、2種類以上を併用することもできる。
 ノニオン系界面活性剤としては、エチレンオキサイドプロピレンオキサイドアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレン-ブロックコポリマー、アルキルポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレン-ブロックコポリマーエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸モノエステル、ポリオキシエチレン脂肪酸ジエステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、グリセロール脂肪酸エステルエチレンオキサイド付加物、ポリオキシエチレンキャスターオイルエーテル、硬化ヒマシ油エチレンオキサイド付加物、アルキルアミンエチレンオキサイド付加物、脂肪酸アミドエチレンオキサイド付加物、グリセロール脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ペンタエリスリトール脂肪酸エステル、ソルビトール脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、多価アルコールアルキルエーテル、脂肪酸アルカノールアミド、アセチレングリコール、アセチレンアルコール、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物、アセチレンアルコールのエチレンオキサイド付加物等を挙げることができる。
 カチオン系界面活性剤としては、塩化アルキルジメチルベンジルアンモニウム、塩化アルキルトリメチルアンモニウム、アルキルジメチルエチルアンモニウムエチルサルフェート、高級アルキルアミン塩(酢酸塩や塩酸塩等)、高級アルキルアミンへのエチレンオキサイド付加物、高級脂肪酸とポリアルキレンポリアミンとの縮合物、高級脂肪酸とアルカノールアミンとのエステルの塩、高級脂肪酸アミドの塩、イミダゾリン型カチオン性界面活性剤、アルキルピリジニウム塩等を挙げることができる。
 アニオン系界面活性剤としては、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルキルエーテル硫酸エステル塩、α-オレフィン硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α-オレフィンスルホン酸塩、脂肪酸ハライドとN-メチルタウリンとの反応生成物、スルホコハク酸ジアルキルエステル塩、高級アルコールリン酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加物のリン酸エステル塩等を挙げることができる。
 両性界面活性剤としては、アルキルアミノプロピオン酸アルカリ金属塩等のアミノ酸型両性界面活性剤、アルキルジメチルベタイン等のベタイン型、イミダゾリン型両性界面活性剤等を挙げることができる。
 本実施形態のガラス繊維強化樹脂組成物は、前述のガラス繊維に加えて、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂、及び、ガラス繊維以外の添加剤を含む。本実施形態のガラス繊維強化樹脂組成物において、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂の含有率は、例えば、ガラス繊維強化樹脂組成物の全量に対し、20.0質量%以上50.0質量%未満の範囲である。また、本実施形態のガラス繊維強化樹脂組成物において、ガラス繊維以外の添加剤の含有率は、例えば、ガラス繊維強化樹脂組成物の全量に対し、0~25.0質量%の範囲である。
 ここで、前記熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、スチレン/無水マレイン酸樹脂、スチレン/マレイミド樹脂、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリル/スチレン(AS)樹脂、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン(ABS)樹脂、塩素化ポリエチレン/アクリロニトリル/スチレン(ACS)樹脂、アクリロニトリル/エチレン/スチレン(AES)樹脂、アクリロニトリル/スチレン/アクリル酸メチル(ASA)樹脂、スチレン/アクリロニトリル(SAN)樹脂、メタクリル樹脂、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリカーボネート、ポリアリーレンサルファイド、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニルスルホン(PPSU)、ポリフェニレンエーテル(PPE)、変性ポリフェニレンエーテル(m-PPE)、ポリアリールエーテルケトン、液晶ポリマー(LCP)、フッ素樹脂、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリアリレート(PAR)、ポリサルフォン(PSF)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリアミノビスマレイミド(PABM)、熱可塑性ポリイミド(TPI)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、エチレン/酢酸ビニル(EVA)樹脂、アイオノマー(IO)樹脂、ポリブタジエン、スチレン/ブタジエン樹脂、ポリブチレン、ポリメチルペンテン、オレフィン/ビニルアルコール樹脂、環状オレフィン樹脂、セルロース樹脂、ポリ乳酸等を挙げることができる。
 具体的に、ポリエチレンとしては、高密度ポリエチレン(HDPE)、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、超高分子量ポリエチレン等を挙げることができる。
 ポリプロピレンとしては、アイソタクチックポリプロピレン、アタクチックポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン及びこれらの混合物等を挙げることができる。
 ポリスチレンとしては、アタクチック構造を有するアタクチックポリスチレンである汎用ポリスチレン(GPPS)、GPPSにゴム成分を加えた耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)、シンジオタクチック構造を有するシンジオタクチックポリスチレン等を挙げることができる。
 メタクリル樹脂としては、アクリル酸、メタクリル酸、スチレン、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、脂肪酸ビニルエステルのうち一種を単独重合した重合体、又は二種以上を共重合した重合体等を挙げることができる。
 ポリ塩化ビニルとしては、従来公知の乳化重合法、懸濁重合法、マイクロ懸濁重合法、塊状重合法等の方法により重合される塩化ビニル単独重合体、または、塩化ビニルモノマーと共重合可能なモノマーとの共重合体、または、重合体に塩化ビニルモノマーをグラフト重合したグラフト共重合体等を挙げることができる。
 ポリアミドとしては、ポリカプロアミド(ナイロン6)、ポリヘキサメチレンアジパミド(ナイロン66)、ポリテトラメチレンアジパミド(ナイロン46)、ポリテトラメチレンセバカミド(ナイロン410)、ポリペンタメチレンアジパミド(ナイロン56)、ポリペンタメチレンセバカミド(ナイロン510)、ポリヘキサメチレンセバカミド(ナイロン610)、ポリヘキサメチレンドデカミド(ナイロン612)、ポリデカメチレンアジパミド(ナイロン106)、ポリデカメチレンセバカミド(ナイロン1010)、ポリデカメチレンドデカミド(ナイロン1012)、ポリウンデカンアミド(ナイロン11)、ポリウンデカメチレンアジパミド(ナイロン116)、ポリドデカンアミド(ナイロン12)、ポリキシレンアジパミド(ナイロンXD6)、ポリキシレンセバカミド(ナイロンXDS0)、ポリメタキシリレンアジパミド(ナイロンMXD6)、ポリパラキシリレンアジパミド(ナイロンPXD6)、ポリテトラメチレンテレフタルアミド(ナイロン4T)、ポリペンタメチレンテレフタルアミド(ナイロン5T)、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド(ナイロン6T)、ポリヘキサメチレンイソフタルアミド(ナイロン6I)、ポリノナメチレンテレフタルアミド(ナイロン9T)、ポリデカメチレンテレフタルアミド(ナイロン10T)、ポリウンデカメチレンテレフタルアミド(ナイロン11T)、ポリドデカメチレンテレフタルアミド(ナイロン12T)、ポリテトラメチレンイソフタルアミド(ナイロン4I)、ポリビス(3-メチル-4-アミノヘキシル)メタンテレフタルアミド(ナイロンPACMT)、ポリビス(3-メチル-4-アミノヘキシル)メタンイソフタルアミド(ナイロンPACMI)、ポリビス(3-メチル-4-アミノヘキシル)メタンドデカミド(ナイロンPACM12)、ポリビス(3-メチル-4-アミノヘキシル)メタンテトラデカミド(ナイロンPACM14)等の成分のうち1種、もしくは2種以上の複数成分を組み合わせた共重合体やこれらの混合物等を挙げることができる。
 ポリアセタールとしては、オキシメチレン単位を主たる繰り返し単位とする単独重合体、および、主としてオキシメチレン単位からなり、主鎖中に2~8個の隣接する炭素原子を有するオキシアルキレン単位を含有する共重合体等を挙げることができる。
 ポリエチレンテレフタレートとしては、テレフタル酸またはその誘導体と、エチレングリコールを重縮合することにより得られる重合体等を挙げることができる。
 ポリブチレンテレフタレートとしては、テレフタル酸またはその誘導体と、1,4-ブタンジオールを重縮合することにより得られる重合体等を挙げることができる。
 ポリトリメチレンテレフタレートとしては、テレフタル酸またはその誘導体と、1,3-プロパンジオールを重縮合することにより得られる重合体等を挙げることができる。
 ポリカーボネートとしては、ジヒドロキシジアリール化合物とジフェニルカーボネート等の炭酸エステルとを溶融状態で反応させるエステル交換法により得られる重合体、又は、ジヒドロキシアリール化合物とホスゲンとを反応するホスゲン法により得られる重合体を挙げることができる。
 ポリアリーレンサルファイドとしては、直鎖型ポリフェニレンサルファイド、重合の後に硬化反応を行うことで高分子量化した架橋型ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンサルファイドサルフォン、ポリフェニレンサルファイドエーテル、ポリフェニレンサルファイドケトン等を挙げることができる。
 ポリフェニレンエーテルとしては、ポリ(2,3-ジメチル-6-エチル-1,4-フェニレンエーテル)、ポリ(2-メチル-6-クロロメチル-1,4-フェニレンエーテル)、ポリ(2-メチル-6-ヒドロキシエチル-1,4-フェニレンエーテル)、ポリ(2-メチル-6-n-ブチル-1,4-フェニレンエーテル)、ポリ(2-エチル-6-イソプロピル-1,4-フェニレンエーテル)、ポリ(2-エチル-6-n-プロピル-1,4-フェニレンエーテル)、ポリ(2,3,6-トリメチル-1,4-フェニレンエーテル)、ポリ〔2-(4’-メチルフェニル)-1,4-フェニレンエーテル〕、ポリ(2-ブロモ-6-フェニル-1,4-フェニレンエーテル)、ポリ(2-メチル-6-フェニル-1,4-フェニレンエーテル)、ポリ(2-フェニル-1,4-フェニレンエーテル)、ポリ(2-クロロ-1,4-フェニレンエーテル)、ポリ(2-メチル-1,4-フェニレンエーテル)、ポリ(2-クロロ-6-エチル-1,4-フェニレンエーテル)、ポリ(2-クロロ-6-ブロモ-1,4-フェニレンエーテル)、ポリ(2,6-ジ-n-プロピル-1,4-フェニレンエーテル)、ポリ(2-メチル-6-イソプロピル-1,4-フェニレンエーテル)、ポリ(2-クロロ-6-メチル-1,4-フェニレンエーテル)、ポリ(2-メチル-6-エチル-1,4-フェニレンエーテル)、ポリ(2,6-ジブロモ-1,4-フェニレンエーテル)、ポリ(2,6-ジクロロ-1,4-フェニレンエーテル)、ポリ(2,6-ジエチル-1,4-フェニレンエーテル)、ポリ(2,6-ジメチル-1,4-フェニレンエーテル)等が挙げられる。
 変性ポリフェニレンエーテルとしては、ポリ(2,6-ジメチル-1,4-フェニレン)エーテルとポリスチレンとのポリマーアロイ、ポリ(2,6-ジメチル-1,4-フェニレン)エーテルとスチレン/ブタジエン共重合体とのポリマーアロイ、ポリ(2,6-ジメチル-1,4-フェニレン)エーテルとスチレン/無水マレイン酸共重合体とのポリマーアロイ、ポリ(2,6-ジメチル-1,4-フェニレン)エーテルとポリアミドとのポリマーアロイ、ポリ(2,6-ジメチル-1,4-フェニレン)エーテルとスチレン/ブタジエン/アクリロニトリル共重合体とのポリマーアロイ、前記ポリフェニレンエーテルのポリマー鎖末端にアミノ基、エポキシ基、カルボキシ基、スチリル基等の官能基を導入したもの、前記ポリフェニレンエーテルのポリマー鎖側鎖にアミン基、エポキシ基、カルボキシ基、スチリル基、メタクリル基等の官能基を導入したもの等が挙げられる。
 ポリアリールエーテルケトンとしては、ポリエーテルケトン(PEK)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)、ポリエーテルエーテルケトンケトン(PEEKK)等を挙げることができる。
 液晶ポリマー(LCP)としては、サーモトロピック液晶ポリエステルである芳香族ヒドロキシカルボニル単位、芳香族ジヒドロキシ単位、芳香族ジカルボニル単位、脂肪族ジヒドロキシ単位、脂肪族ジカルボニル単位等から選ばれる1種以上の構造単位からなる(共)重合体等を挙げることができる。
 フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、パーフルオロアルコキシ樹脂(PFA)、フッ化エチレンプロピレン樹脂(FEP)、フッ化エチレンテトラフルオロエチレン樹脂(ETFE)、ポリビニルフロライド(PVF)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、エチレン/クロロトリフルオロエチレン樹脂(ECTFE)等を挙げることができる。
 アイオノマー(IO)樹脂としては、オレフィンまたはスチレンと不飽和カルボン酸との共重合体であって、カルボキシル基の一部を金属イオンで中和してなる重合体等を挙げることができる。
 オレフィン/ビニルアルコール樹脂としては、エチレン/ビニルアルコール共重合体、プロピレン/ビニルアルコール共重合体、エチレン/酢酸ビニル共重合体ケン化物、プロピレン/酢酸ビニル共重合体ケン化物等を挙げることができる。
 環状オレフィン樹脂としては、シクロヘキセン等の単環体、テトラシクロペンタジエン等の多環体、環状オレフィンモノマーの重合体等を挙げることができる。
 ポリ乳酸としては、L体の単独重合体であるポリL-乳酸、D体の単独重合体であるポリD-乳酸、またはその混合物であるステレオコンプレックス型ポリ乳酸等を挙げることができる。
 セルロース樹脂としては、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート等を挙げることができる。
 また、前記熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ(EP)樹脂、メラミン(MF)樹脂、フェノール樹脂(PF)、ウレタン樹脂(PU)、ポリイソシアネート、ポリイソシアヌレート、ポリイミド(PI)、ユリア(UF)樹脂、シリコン(SI)樹脂、フラン(FR)樹脂、ベンゾグアナミン(BR)樹脂、アルキド樹脂、キシレン樹脂、ビスマレイミドトリアジン(BT)樹脂、ジアリルフタレート樹脂(PDAP)等を挙げることができる。
 具体的に、不飽和ポリエステルとしては、脂肪族不飽和ジカルボン酸と脂肪族ジオールをエステル化反応させることで得られる樹脂を挙げることができる。
 ビニルエステル樹脂としては、ビス系ビニルエステル樹脂、ノボラック系ビニルエステル樹脂を挙げることができる。
 エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールE型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールM型エポキシ樹脂(4,4'-(1,3-フェニレンジイソプロピリデン)ビスフェノール型エポキシ樹脂)、ビスフェノールP型エポキシ樹脂(4,4'-(1,4-フェニレンジイソプロピリデン)ビスフェノール型エポキシ樹脂)、ビスフェノールZ型エポキシ樹脂(4,4'-シクロヘキシリデンビスフェノール型エポキシ樹脂)、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、テトラフェノール基エタンノボラック型エポキシ樹脂,縮合環芳香族炭化水素構造を有するノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、キシリレン型エポキシ樹脂やフェニルアラルキル型エポキシ樹脂などのアラルキル型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ナフタレンジオール型エポキシ樹脂、2官能ないし4官能エポキシ型ナフタレン樹脂、ビナフチル型エポキシ樹脂、ナフタレンアラルキル型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、フェノキシ型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ノルボルネン型エポキシ樹脂、アダマンタン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂等を挙げることができる。
 メラミン樹脂としては、メラミン(2,4,6-トリアミノ-1,3,5-トリアジン)とホルムアルデヒドとの重縮合からなる重合体を挙げることができる。
 フェノール樹脂としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールA型ノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、メチロール型レゾール樹脂、ジメチレンエーテル型レゾール樹脂等のレゾール型フェノール樹脂、または、アリールアルキレン型フェノール樹脂等が挙げられ、この中の一種、もしくは、二種以上を組み合わせたものを挙げることができる。
 ユリア樹脂としては、尿素とホルムアルデヒドとの縮合によって得られる樹脂を挙げることができる。
 前記熱可塑性樹脂又は前記熱硬化性樹脂は、単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
 本実施形態のガラス繊維強化樹脂組成物に用いられる樹脂は、大型のガラス繊維強化樹脂成形品の製造を効率的に行うことが可能となることから、熱可塑性樹脂であることが好ましく、射出成形用熱可塑性樹脂であることがより好ましく、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリーレンサルファイド樹脂、ポリアリールケトン樹脂及び液晶ポリマー(LCP)からなる群から選択される樹脂であることがさらに好ましく、ポリアミド樹脂であることが特に好ましい。
 前記ガラス繊維以外の添加剤としては、ガラス繊維以外の強化繊維(例えば、炭素繊維、金属繊維等)、ガラス繊維以外の充填剤(例えば、ガラスパウダー、タルク、マイカ等)、難燃剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、流動性改良剤、アンチブロッキング剤、潤滑剤、核剤、抗菌剤、顔料等を挙げることができる。
 本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品は、前述のガラス繊維強化樹脂組成物、及び、前述のガラス繊維以外の添加剤からなる混合物を、射出成形法、射出圧縮成形法、二色成形法、中空成形法、発泡成形法(超臨界流体発泡成形法含む)、インサート成形法、インモールドコーティング成形法、押出成形法、シート成形法、熱成形法、回転成形法、積層成形法、プレス成形法、ブロー成形法、スタンピング成形法、インフュージョン法、ハンドレイアップ法、スプレイアップ法、レジントランスファーモールディング法、シートモールディングコンパウンド法、バルクモールディングコンパウンド法、プルトルージョン法、フィラメントワインディング法等の公知の成形法から、樹脂及び添加剤の特性やガラス繊維強化樹脂成形品の用途に合わせて適宜選択される成形法によって成形することで得ることができる。
 本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品は、射出成形法により得られた、ガラス繊維強化樹脂射出成形品であることが好ましい。射出成形法は、他の成形法に比べ成形サイクルに優れているため、大型のガラス繊維強化樹脂成形品の効率的な製造に適している。
 この中でも、本実施形態のガラス繊維強化樹脂組成物を含有する熱可塑性樹脂ペレットを用いた射出成形法が好ましく採用される。この場合、熱可塑性樹脂ペレットに含有させる本実施形態のガラス繊維強化樹脂組成物におけるガラス繊維としては、ガラス繊維を構成するガラスフィラメントの本数(集束本数)が好ましくは1~20000本、より好ましくは50~10000本、さらに好ましくは1000~8000本のガラス繊維(ガラス繊維束又はガラスストランドともいう)を、長さが好ましくは1.0~30.0mm、より好ましくは2.0~15.0mm、さらに好ましくは2.3~7.8mmに切断したチョップドストランド、又は、前記ガラス繊維を、長さが好ましくは0.001~0.900mm、より好ましくは、0.010~0.700mm、さらに好ましくは0.020~0.500mmになるように、ボールミル又はヘンシルミキサー等の公知の方法により粉砕したカットファイバーを用いることができる。なお、ガラス繊維の形態としては、チョップドストランド及びカットファイバー以外に、例えば、ガラス繊維を構成するガラスフィラメントの本数が10~30000本で、切断を行わない、ロービングを挙げることができる。ロービングは、例えば、20~10000tex(g/km)の重量を備える。
 本実施形態のガラス繊維強化樹脂組成物を含有する熱可塑性樹脂ペレットの製造方法は、特に限定されないが、例えば、上記のようなチョップドストランドと、熱可塑性樹脂とを、使用される熱可塑性樹脂にあわせた公知の混練条件で、二軸混練機等を用いて、溶融混練し、押出成形することによって製造することができる。そして、この熱可塑性樹脂ペレットを用いて、使用される熱可塑性樹脂にあわせた公知の射出成形条件で、射出成形機により射出成形することによって、ガラス繊維強化樹脂成形品を得ることができる。
 ガラス繊維強化樹脂成形品に含まれるガラス繊維の数平均繊維長(μm)は、熱可塑性樹脂ペレットに含有させるチョップドストランドの長さや、ペレット作成から射出成形に至るまでの混練条件や、射出成形条件によって調整することができる。例えば、ガラス繊維強化樹脂成形品に含まれるガラス繊維の数平均繊維長(μm)は、二軸混練機に投入されるチョップドストランドの長さを、1.0~100.0mmの範囲で長くすることによって長くすることができ、チョップドストランドの長さを短くすることによって短くすることができる。また、ガラス繊維強化樹脂成形品に含まれるガラス繊維の数平均繊維長(μm)は、熱可塑性樹脂ペレット製造工程において、10~1000rpmの範囲で、二軸混練時のスクリュー回転数を低くすることによっても長くすることができ、二軸混練時のスクリュー回転数を高くすることによっても短くすることができる。
 本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品の用途としては、自動車の金属代替材料を挙げることができるが、それに限定されない。本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品は、例えば、車両外装部材(バンパー、フェンダー、ボンネット、エアダム、ホイールカバー、ドアミラーステイ等)、車両内装部材(ドアトリム、天井材、コンビネーションスイッチ等)、車両エンジン周り部材(シリンダーヘッドカバー、オイルパン、エンジンカバー、インテークマニホールド、インテークエアーダクト、エアーパイプ、冷却ファン、チェーンガイド、テンショナー、エンジンマウント用オリフィス、インペラー、エアーフローメーター、イグニッションコイルカバー、アクチュエーターケース、クイックコネクター、エキゾーストマニホールド等)、車両電装部品、車両機構部品(ペダルモジュール、シフトレバーベース、プーリー、シールリング、ギア、軸受)、車両マフラー部品(消音部材等)、電子機器筐体、その他の電子部品(コネクタ、ソケット、LED、封止成形品)、及び、高圧タンク等に用いることができる。
 次に本発明の実施例及び比較例を示す。
 〔実施例1~4及び比較例1~5〕
 まず、表1に示す組成A(実施例1~4及び比較例1~3)又は組成B(比較例4~5)のいずれかのガラス組成を備え、3mmの長さを備えるガラスチョップドストランドと、ポリアミド樹脂PA6(宇部興産株式会社製、商品名:UBEナイロン1015B)とを、スクリュー回転数を100rpmとして、二軸混練機(東芝機械株式会社製、商品名:TEM-26SS)にて混練し、実施例1~4及び比較例1~5のガラス繊維強化樹脂組成物の熱可塑性樹脂ペレットを作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 
 実施例1~4のガラス繊維強化樹脂組成物におけるガラス繊維のガラス繊維全量に対するSiOの含有率S、ガラス繊維全量に対するAlの含有率A、ガラス繊維の断面形状、短径DS、長径DL、ガラス繊維強化樹脂組成物のガラス繊維含有率C、(100×(A/S)×(C/100))/(DS3/4×DL1/4)の値を表2に示す。また、比較例1~5のガラス繊維強化樹脂組成物におけるガラス繊維のガラス繊維全量に対するSiOの含有率S、ガラス繊維全量に対するAlの含有率A、ガラス繊維の断面形状、短径DS、長径DL、ガラス繊維強化樹脂組成物のガラス繊維含有率C、(100×(A/S)×(C/100))/(DS3/4×DL1/4)の値を表3に示す。
 次に、得られた熱可塑性樹脂ペレットを用い、射出成形機(日精樹脂工業株式会社製、商品名:NEX80)により、金型温度90℃、射出温度270℃にて射出成形を行い、JIS K 7165:2008に準じたA型ダンベル試験片(厚さ4mm)を作成し、曲げ強度及びシャルピー衝撃強さ測定用試験片とした。また、得られた熱可塑性樹脂ペレットを用い、射出成形機(日精樹脂工業株式会社製、商品名:NEX80)により射出成形を行い、JIS K7017:1999に準じたA法・クラスIII試験片を作成し、曲げ弾性率測定用試験片とした。
 次に、前記各試験片を用い、前述の方法により、曲げ強度、曲げ弾性率、及び、シャルピー衝撃強さを測定した。結果を表2、3に示す。
 また、前記射出成形における工程性を、次のA~Dにより評価した。結果を表2、3に示す。
 A:問題なく射出成形可能。
 B:問題なく射出成形可能だが、若干のブリッジがあるか、射出圧力が比較的高い。
 C:射出成形時にブリッジが発生し、作業性が悪化する。また、射出圧力が高く金型のダメージが大きい。
 D:射出成形不可。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 
 表2から、ガラス繊維強化樹脂組成物に含まれるガラス繊維における、ガラス繊維全量に対するSiOの含有率Sが54質量%、ガラス繊維全量に対するAlの含有率Aが14質量%であり、前記ガラス繊維は短径DSが9~11.0μmの範囲にあり、長径DLが36.0~44.0μmの範囲にある長円であって扁平な断面形状を備え、前記ガラス繊維強化樹脂組成物におけるガラス繊維含有率Cが、75.0~80.0質量%の範囲にあり、(100×(A/S)×(C/100))/(DS3/4×DL1/4)の値が2.34~4.78の範囲にある実施例1~4のガラス繊維強化樹脂組成物によれば、前記射出成形により得られたガラス繊維強化樹脂成形品の曲げ強度が330~365MPaの範囲であり、曲げ弾性率が26~28GPaの範囲であって、ガラス繊維強化樹脂成形品に加工された際の強度及び弾性率に優れ、かつ、工程性の評価がA又はBであって、ガラス繊維強化樹脂成形品を製造する際の工程性に優れることが明らかである。
 一方、表3から、ガラス繊維強化樹脂組成物に含まれるガラス繊維における、ガラス繊維全量に対するSiOの含有率Sが54質量%、ガラス繊維全量に対するAlの含有率Aが14質量%であり、前記ガラス繊維は短径DSが7.0μm、長径DLが28.00μmの長円であって扁平な断面形状を備えるが、前記ガラス繊維強化樹脂組成物におけるガラス繊維含有率Cが、80.0質量%であり、(100×(A/S)×(C/100))/(DS3/4×DL1/4)の値が6.15である比較例1のガラス繊維強化樹脂組成物によれば、工程性の評価がDであって、ガラス繊維強化樹脂成形品を製造することができず、ガラス繊維強化樹脂成形品を製造する際の工程性が悪いことが明らかである。
 また、表3から、ガラス繊維強化樹脂組成物に含まれるガラス繊維における、ガラス繊維全量に対するSiOの含有率Sが54質量%、ガラス繊維全量に対するAlの含有率Aが14質量%であり、前記ガラス繊維は短径DSが7.0μm、長径DLが28.0μmの長円であって扁平な断面形状を備え、前記ガラス繊維強化樹脂組成物におけるガラス繊維含有率Cが、70.0質量%であるが、(100×(A/S)×(C/100))/(DS3/4×DL1/4)の値が2.11である比較例2のガラス繊維強化樹脂組成物によれば、前記射出成形により得られたガラス繊維強化樹脂成形品の曲げ弾性率が24GPaであり、前記ガラス繊維強化樹脂成形品において、十分な曲げ弾性率を得ることができないことが明らかである。
 また、表3から、ガラス繊維強化樹脂組成物に含まれるガラス繊維における、ガラス繊維全量に対するSiOの含有率Sが54質量%、ガラス繊維全量に対するAlの含有率Aが14質量%であり、前記ガラス繊維強化樹脂組成物におけるガラス繊維含有率Cが、70.0質量%であるが、前記ガラス繊維は、短径DS及び長径DLが11.0μmの円形の断面形状を備える比較例3のガラス繊維強化樹脂組成物によれば、(100×(A/S)×(C/100))/(DS3/4×DL1/4)の値が1.90であり、前記射出成形により得られたガラス繊維強化樹脂成形品の曲げ弾性率が24GPaであって、前記ガラス繊維強化樹脂成形品において、十分な曲げ弾性率を得ることができないことが明らかである。
 また、表3から、ガラス繊維強化樹脂組成物に含まれるガラス繊維における、ガラス繊維全量に対するSiOの含有率Sが65質量%、ガラス繊維全量に対するAlの含有率Aが25質量%であり、前記ガラス繊維強化樹脂組成物におけるガラス繊維含有率Cが、72.0質量%であるが、前記ガラス繊維は、短径DS及び長径DLが11.0μmの円形の断面形状を備える比較例4のガラス繊維強化樹脂組成物によれば、(100×(A/S)×(C/100))/(DS3/4×DL1/4)の値が6.31であり、工程性の評価がCであって、ガラス繊維強化樹脂成形品を製造する際の工程性が悪いことが明らかである。
 また、表3から、ガラス繊維強化樹脂組成物に含まれるガラス繊維における、ガラス繊維全量に対するSiOの含有率Sが65質量%、ガラス繊維全量に対するAlの含有率Aが25質量%であるが、前記ガラス繊維強化樹脂組成物におけるガラス繊維含有率Cが、50.0質量%であり、前記ガラス繊維は、短径DS及び長径DLが7.0μmの円形の断面形状を備える比較例5のガラス繊維強化樹脂組成物によれば、(100×(A/S)×(C/100))/(DS3/4×DL1/4)の値が0.54であり、前記射出成形により得られたガラス繊維強化樹脂成形品の曲げ弾性率が16.5GPaであって、前記ガラス繊維強化樹脂成形品において、十分な曲げ弾性率を得ることができないことが明らかである。

Claims (6)

  1.  ガラス繊維強化樹脂組成物であって、
     前記ガラス繊維強化樹脂組成物に含まれるガラス繊維における、ガラス繊維全量に対するSiOの含有率Sが48~70質量%の範囲にあり、
     前記ガラス繊維強化樹脂組成物に含まれるガラス繊維における、ガラス繊維全量に対するAlの含有率Aが9~30質量%の範囲にあり、
     前記ガラス繊維は、短径DSが6.0~15.0μmの範囲にあり、長径DLが20.5~50.0μmの範囲にある、扁平な断面形状を備え、
     前記ガラス繊維強化樹脂組成物におけるガラス繊維含有率Cが、65.0~85.0質量%の範囲にあり、
     前記S、A、DS、DL及びCが下記式(1)を満たすことを特徴とする、ガラス繊維強化樹脂組成物。
     2.24≦(100×(A/S)×(C/100))/(DS3/4×DL1/4)≦5.85 ・・・(1)
  2.  請求項1記載のガラス繊維強化樹脂組成物において、前記Sが50~60質量%の範囲にあり、前記Aが10~20質量%の範囲にあり、前記DSが7.5~13.0μmの範囲にあり、前記DLが30.5~48.0μmの範囲にあり、前記Cが70.5~82.5質量%の範囲にあり、
     前記S、A、DS、DL及びCが下記式(2)を満たすことを特徴とする、ガラス繊維強化樹脂組成物。
     2.27≦(100×(A/S)×(C/100))/(DS3/4×DL1/4)≦4.30 ・・・(2)
  3.  請求項2記載のガラス繊維強化樹脂組成物において、
     前記S、A、DS、DL及びCが下記式(3)を満たすことを特徴とする、ガラス繊維強化樹脂組成物。
     2.29≦(100×(A/S)×(C/100))/(DS3/4×DL1/4)≦3.37 ・・・(3)
  4.  請求項1~請求項3のいずれか1項記載のガラス繊維強化樹脂組成物において、
     前記ガラス繊維強化樹脂組成物に含まれる樹脂は、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリーレンサルファイド樹脂、ポリアリールケトン樹脂及び液晶ポリマー(LCP)からなる群から選択される1種の射出成形用熱可塑性樹脂であることを特徴とする、ガラス繊維強化樹脂組成物。
  5.  請求項4記載のガラス繊維強化樹脂組成物において、
     前記ガラス繊維強化樹脂組成物に含まれる樹脂は、ポリアミド樹脂であることを特徴とする、ガラス繊維強化樹脂組成物。
  6.  請求項1~請求項5のいずれか1項記載のガラス繊維強化樹脂組成物からなることを特徴とする、ガラス繊維強化樹脂成形品。
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