JP2777690B2 - 樹脂組成物 - Google Patents
樹脂組成物Info
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Description
更に詳しくはワラストナイトが配合された熱可塑性樹脂
組成物に関する。
加工が容易であることから各種の用途に使用されてい
る。また、近年、樹脂材料に強度や弾性率、耐熱性とい
った特性を付与して有用性を高める研究が盛んに進めら
れている。樹脂にこのような特性を付与する方法として
は、無機充填剤を配合する方法が一般によく知られてい
る。特に繊維強化プラスチック(FRP、FRTP)に
見られるように、樹脂系構造用複合材料において繊維状
充填剤の果たす役割は極めて重要なものとなっている。
されてきたものとしては、ガラス繊維、アルミナ繊維、
チタン酸カリウム等のウィスカー等がある。しかしなが
ら、従来提案されてきた繊維状乃至針状の充填剤は、い
ずれも高価に過ぎ現実の利用分野が制限されるものであ
ったり、表面平滑性に劣るものであったり、着色が難し
かったり、補強効果が不十分であったりするという欠点
を有している。
て用いることも既に提案されている(例えば特公昭51
−8412号公報、特公昭61−39345号公報、特
公昭63−22221号公報、特公平1−59300号
公報、特開平3−100062号公報等)。しかしなが
ら、従来においてはワラストナイトは比較的粗粒の塊状
物の混入したものがプラスチック用充填剤として使用さ
れているに過ぎず、低異方性・低補強性の繊維状充填剤
として位置づけられているに過ぎなかった。従って、ワ
ラストナイトは比較的安価な材料である上、着色が容易
であり、低誘電性である等の好ましい特性を有している
ものであるが、ワラストナイトは元来補強性が不十分で
あると考えられていたため、その用途範囲は極めて限ら
れたものであった。
ナイトの補強性能とワラストナイトの繊維形状、繊維組
成等との関係につき鋭意研究を重ねた結果、ワラストナ
イトに含有される微量成分の含有量が繊維形状の生成に
大きく関係しており、特定の微量成分を特定量含有する
ワラストナイト繊維が樹脂中への混練時に折損し難く、
補強性能が大きく、安価な補強性材料として実用性の高
いものであることを見い出し、ここに本発明を完成する
に至った。
とする繊維であって、微量成分としてFe2 O3 を0.
2〜0.5重量%及びAl2 O3 を0.5〜0.9重量
%含むワラストナイト繊維と熱可塑性樹脂とを含有する
ことを特徴とする熱可塑性樹脂組成物に係る。
は、通常の熱可塑性樹脂に加えて熱可塑性エラストマー
が包含される。
しては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリス
チレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹
脂、ポリアミド、熱可塑性ポリエステル、ポリカーボネ
ート、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルフ
ィド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリ
エーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン等を挙げ
ることができる。これらの樹脂は、単独で用いてもよ
く、ポリフェニレンエーテルとポリスチレンのように2
種以上を組み合わせて使用してもよい。尚、上記熱可塑
性樹脂を2種以上を組み合わせる際に、ポリカーボネー
トとアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂、ポ
リカーボネートとポリエチレンの組合せのような非相溶
性の樹脂を組み合わせる場合には、双方の樹脂に相溶性
のある相溶化剤を配合することもできる。斯かる相溶化
剤としては、従来公知のものを広く使用することができ
る。
えば、ハードセグメントにポリスチレンを用い、ソフト
セグメントにポリブタジエン、ポリイソプレン、水素添
加ポリブタジエン等を用いたポリスチレン系熱可塑性エ
ラストマー、ハードセグメントにポリエチレン又はポリ
プロピレンを用い、ソフトセグメントにエチレン−プロ
ピレン共重合ゴムを用いたポリオレフィン系熱可塑性エ
ラストマー、ハードセグメントにポリ塩化ビニルを用
い、ソフトセグメントにポリ塩化ビニルを用いたポリ塩
化ビニル系熱可塑性エラストマー、ハードセグメントに
ポリウレタン樹脂を用い、ソフトセグメントにポリエー
テル又はポリエステルを用いたポリウレタン系熱可塑性
エラストマー、ハードセグメントにポリアミドを用い、
ソフトセグメントにポリエーテル又はポリエステルを用
いるポリアミド系熱可塑性エラストマー等を挙げること
ができる。
O2 で示されるワラストナイトを主成分とするものであ
る。本発明では、ワラストナイトは、天然に産出するも
のをそのまま又は粉砕・分級して用いることができる。
また、合成したワラストナイトも勿論使用可能である。
尚、ワラストナイトを合成する際には、原料中の微量成
分の量を適宜調整してワラストナイト中に含まれるFe
2 O3 及びAl2 O3の含有量をそれぞれ0.2〜0.
5重量%、0.5〜0.9重量%とすることが重要であ
る。
粉砕方法等によりアスペクト比に差を生じるが一般的に
アスペクト比の大きなβ型のワラストナイトが補強性能
において優れていることが知られている。本発明者は、
これらのワラストナイトの中でも、微量成分としてFe
2 O3 を0.2〜0.5重量%及びAl2 O3 を0.5
〜0.9重量%含有するものが、特に補強性能に優れて
いることを見い出した。上記微量成分が本発明の範囲を
逸脱するワラストナイトは補強効果に劣っていたり、樹
脂に混練する際に折れやすかったりする欠点があり、本
発明の所期の目的を達成することは不可能である。
均繊維長が20〜50μm、平均繊維径が0.05〜5
μm、アスペクト比の平均が8以上100未満のものが
好適である。本発明で用いられる特に好適なワラストナ
イトは、微量成分としてFe2 O3 を0.4重量%、A
l2 O3 を0.6重量%含有し、平均繊維径が2.0μ
m、平均繊維長が25μmのワラストナイトであり、こ
れはカナダで産出され現在米国で市販されている。この
ワラストナイトに限らず、特定成分が特定量含有する本
発明のワラストナイトはインドやフィンランド等で自然
に産出するものであり、容易に入手することができる。
て混在させることができるものとしては、例えばガラス
繊維、カーボン繊維、芳香族ポリアミド繊維、アルミナ
繊維、ボロン繊維、炭化珪素繊維、酸化チタン繊維等の
繊維状物、炭化珪素、窒化珪素、酸化マグネシウム、ほ
う酸アルミニウム、チタン酸アルカリ金属等のウィスカ
ー、更にはゾノトライト、プロセスド ミネラル ファ
イバー(PMF)、石膏繊維、ドーソナイト、繊維状マ
グネシウムオキシサルフェート(MOS)、フォスフェ
ートファイバー、セピオライト等の柱状物等を例示する
ことができるが、これらに限定されず、本発明の目的を
損なわない範囲で広く公知の繊維状物から選択すること
ができる。
ストマーに対する上記繊維の配合割合としては、樹脂と
繊維との合計重量(樹脂組成物)に対し、繊維を5〜6
0重量%とすることが必要である。上記繊維の配合量が
5重量%より極端に少なくなると、得られる成形品の機
械物性の改良効果、耐熱変形性の改良効果等が充分でな
く、一方60重量%を極端に上回ると樹脂への溶融混練
が困難になったりこの混練操作の際に粘度上昇を招いて
成形が著しく困難になるという問題が生じるので好まし
くない。本発明においては、上記繊維を10〜50重量
%の割合で配合するのが望ましい。
ない範囲で、タルク、ピロリン酸カルシウム等の微粒子
状充填剤、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、染
料、顔料等の着色剤、フッ素樹脂等の潤滑性付与剤、離
型改良剤、帯電防止剤等の通常の添加剤を適宜配合する
ことができる。
来公知の方法を広く用いることができる。例えば、熱可
塑性樹脂に必要に応じて上記の添加剤のうちの1種又は
2種以上をタンブラー又はリボンミキサー等を用いて混
合した後、二軸押出機を用いて溶融混練しながら途中
で、ワラストナイトを主成分とする繊維を所定量供給混
練し、ペレット化するのがよい。
度、高弾性率を備え、表面平滑性、寸法精度に優れてい
るため成形用材料として極めて有用性の高いものであ
る。従って本発明の樹脂組成物は、生活用品を始め、電
気製品、自動車部品、建材部品等の幅広い用途に優れた
成形用材料として好適に利用され得る。
に詳しく説明する。尚、本実施例及び比較例で用いた試
験方法及び試験条件は次の通りである。即ち、引張強度
及び破断伸びはJIS K−7113により測定した。
曲げ強度及び曲げ弾性率はJIS K−7203により
測定した。アイゾット衝撃強さ(ノッチ付き)はJIS
K−7110により測定した。表面粗さはサーフコム
300B((株)東京精密製)を用いて、中心線平均粗
さRaをもって表示した。ハンター白度は測色色差計Z
−1001DP(日本電色工業(株))を用いて測定し
た。 実施例1〜3及び比較例1〜4 熱可塑性エラストマーとして熱可塑性ポリウレタン(エ
ラストランXE−2002、日本エラストラン製)を用
いた。
のを使用した。 ワラストナイトA:ワラストナイト中に微量成分として
Fe2 O3 を0.4重量%、Al2 O3 を0.6重量%
含有し、平均繊維径は2.0μm、平均繊維長25μm
の米国で市販されているもの。 ワラストナイトB:ワラストナイト中に微量成分として
Fe2 O3 を0.18重量%、Al2 O3 を0.8重量
%含有し、平均繊維径4.5μm、平均繊維長13μm
のwicroll−10(フィンランド産、Parte
k Minerals(株)社製)。 ワラストナイトC:ワラストナイト中に微量成分として
Fe2 O3 を0.2重量%、Al2 O3 を0.46重量
%含有し、平均繊維径6.0μm、平均繊維長132μ
mのダイケンファイバーナイトHG(中国産、山陽興業
(株)販売)。
トA、B又はCを7〜30重量%配合したペレットを二
軸押出機(池貝鉄工(株)、PCM45)を用いてシリ
ンダー温度220℃にて熱可塑性ポリウレタンを溶融し
た後、各ワラストナイトを途中添加(サイドフィード)
する方式にてストランドカットを行ない試作した。これ
らのペレットを、射出成形機(日精樹脂工業(株)製、
FS−150)を用いてシリンダー温度210℃、金型
温度40℃にて射出成形を行ない、各樹脂組成物の物性
測定を行なった。その結果を表1に示す。
を有するワラストナイト(ワラストナイトA)を5重量
%以上配合することによってのみ、機械物性に顕著な改
良効果が得られること、特に曲げ弾性率の向上効果が顕
著であることが判る。 実施例4〜7及び比較例5〜13 ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT)としてジュ
ラネックス2000(ポリプラスチックス(株)販売)
を使用し、実施例1〜3と同様に押出機シリンダー温度
250℃にて、またポリアミド樹脂(PA−66)とし
てウベナイロン2020UW1(宇部興産(株)販売)
を使用して、押出機シリンダー温度280℃にてそれぞ
れ樹脂組成物(ペレット)を試作した。PBT樹脂組成
物は、シリンダー温度250℃、金型温度80℃及び成
形圧力700kg/cm2 にて、またPA−66樹脂組
成物は、シリンダー温度270℃、金型温度80℃及び
成形圧力800kg/cm2 にて射出成形を行ない、各
樹脂組成物の物性測定を行なった。その結果をPBT樹
脂組成物については表2に、PA−66樹脂組成物につ
いては表3にそれぞれ示す。尚、ここでは比較例として
ワラストナイトB及びCの他に、ワラストナイト中に微
量成分としてFe2 O3 を1.0重量%、Al2 O3 を
1.0重量%含有し、平均繊維径20.0μm、平均繊
維長77μmの米国で販売されているもの(米国産、
「ワラストナイトD」という)をそれぞれ使用し、PA
−66樹脂組成物はその他にチタン酸カリウムウィスカ
ティスモD−102(大塚化学(株)製)、着色用カー
ボンブラック グレインブラックNB−15(オオタ化
成(株)製)を実施例及び比較例で使用した。
同様に、ワラストナイトの微量成分含有組成による繊維
形状の差により補強性能が異なることが明らかである。
また、ワラストナイトAの50重量%配合で剛性が向上
することが判る。更に表面平滑性についても、本発明の
ワラストナイトAは、他のワラストナイトより一段と良
好であることが判る。
いても、表1や表2と同様の傾向が得られた。またワラ
ストナイトより補強効果の大きいチタン酸カリウムウィ
スカを併用すると補強性が更に向上することが実施例7
より明らかである。表面平滑性もワラストナイトA単独
よりも更に平滑性を増すことが認められた。着色性につ
いては、ハンター白度から比較例13は機械物性で最も
良好な結果を示すものの、ハンター白度の値が大きく、
黒色に着色させ難いことが判明した。それに比較して、
ワラストナイトはハンター白度が小さく非常に着色させ
易いことが確認できた。また実施例7に示す如く本発明
の形状のワラストナイトにチタンカリウムウィスカを併
用すると、比較的着色がし易くなり、機械強度も良好と
なることから、非常に実用性が高いことが判る。
を示す顕微鏡写真である。
を示す顕微鏡写真である。
を示す顕微鏡写真である。
を示す顕微鏡写真である。
Claims (3)
- 【請求項1】 ワラストナイトを主成分とする繊維であ
って、微量成分としてFe2 O3 を0.2〜0.5重量
%及びAl2 O3 を0.5〜0.9重量%含むワラスト
ナイト繊維と熱可塑性樹脂とを含有することを特徴とす
る熱可塑性樹脂組成物。 - 【請求項2】 ワラストナイト繊維の平均繊維長が20
〜50μm、平均繊維径が0.05〜5μm、アスペク
ト比の平均が8以上100未満である請求項1に記載の
熱可塑性樹脂組成物。 - 【請求項3】 ワラストナイトを主成分とする繊維を5
〜60重量%及び熱可塑性樹脂を95〜40重量%含有
する請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
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-
1993
- 1993-09-22 JP JP25935293A patent/JP2777690B2/ja not_active Expired - Fee Related
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