JPH01279974A - 熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、１Ｍ脂複合材料の成形に有用な熱可塑性樹脂
組成物に関する。

〔従来技術とその課題〕

一般に複合材料用の樹脂マドＩＪックスとしては、ポリ
オレフィン、ナイロン等の熱可塑性樹脂又はエポキシ樹
脂、不飽和ポリエステル等の熱硬化性材料が用いられる
。また樹脂補強用材料としては、主としてガラス繊維が
用いられてきたが、最近ではポリエチレンテレフタレー
ト繊維で代表されるポリエステル繊維、ポリアミド繊維
等の有機合成繊維をガラス繊維と併用することにより、
ガラス繊維の剛性及び有機合成繊維の弾性が相乗的効果
を示し、樹脂複合成形品の物理性能の向上が認められ、
さらに有機合成繊維とガラス繊維の比重の差がそのまま
樹脂複合成形品の軽量化にもつながることが明らかとな
った。しかしかかるポリエステル繊維は融点が２５５℃
であるので、使用できる樹脂マトリックスには制約があ
り、成形温度の高いポリエチレンテレフタレート、アク
リロ二）Ｉ）ルースチレン共重合体樹脂などの熱可塑性
樹脂には使用できない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明者らは、このような問題点を改良し、汎用熱可塑
性樹脂のほかに高い成形温度を有する熱可塑性樹脂につ
いても物理性能及び外観形状の点で優れた成形材料を開
発するため研究な進めた結果、強度、剛性、加工性及び
寸法安定性に優れた成形用組成物を見出し、本発明を完
成した。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、熱可塑性樹脂に酸成分として９０モル％以上
のナフタレン２，６ジカルボン酸、グリコール成分とし
て８５モル％以上のエチレングリコールから成るポリエ
ステル繊維を５〜６０重量％配合してなることを特徴と
する熱可塑性樹脂組成物である。

本発明に用いられる熱可塑性樹脂は、本発明で使用する
ポリエステル繊維より軟化点が３０℃以上低いことが必
要である。このような樹脂としては、例えばポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ナイロン−６、ポリアセタール、
ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、アクリロ
ニトリル−スチレン共重合体樹脂、アクリロニトリル−
ブタジェン−スチレン共重合体樹脂（ＡＢＳ樹脂）、ポ
リカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリメチル
メタクリレート等が挙げられる。なお熱可塑性樹脂と該
ポリエステル繊維の軟化点の差が３０℃未満の場合は、
成形時に繊維の収縮、脆化等の現象が発生する。

なお、本発明でいう軟化点とは、ビカット試験（ＪＩＳ
　　Ｋ　７２０６　）　　により測定されろ値をいう。

本発明に用いられるポリエステル繊維は、酸成分として
９０モル％以上のナフタレン２，６ジカルボン酸、グリ
コール成分として８５モル％以上のエチレングリコール
から成るポリエステルから構成されるものであることが
必要である。

酸成分としてナフタレン２，６ジカルボン酸を使用して
得られるエチレン２．６−ナフタレートは平面性が高い
ため、ポリエチレンテレフタレートの融点及びガラス転
移温度がそれぞれ２５５℃及び６８℃であるのに対し、
その融点及びガラス転移温度はそれぞれ２７３℃及び１
１３℃と高い値を示す。

１０モル％以下の範囲で用いることのできる酸成分の他
の共重合成分としては、テレフタル酸、インフタル酸、
ｐ−β−オキシエトキシ安息香酸、４，４′−ジカルボ
キシジフェニル、　４．４’−ジカルボキシベンゾフェ
ノン、ビス（４−カルボキシフェニル）エタン、アジピ
ン酸、セバシン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸
等のジカルボン酸が挙げられる。また１５モル％以下の
範囲で用いることのできるグリコール成分の他の共重合
成分としては、グロピレングリコール、ブタンジオール
、ネオペンチルクリコール、１，４−シクロヘキサンジ
メタツール、ジエチレンクリコール、ビスフェノールＡ
のエチレンオキサイド付加物等が用いられる。

またポリエチレン２．６ナフタレートは結晶、非晶の比
重差が小さい。これは結晶領域、非晶領域のポリマー分
子鎖の充填度合の差が少ないことを示しており、このた
めにポリエチレン２゜６ナフタレートから得られる成形
品の熱収縮率は非常に小さく、寸法安定性に優れている
。

本発明で用いるポリエステル繊維を構成するポリエステ
ルの製法としては、芳香族ジカルボン酸をグリコールと
直接反応させる直接重合法及び芳香族ジカルボン酸のジ
メチルエステルをグリコールとエステル交換反応させろ
エステル交換法が用いられる。

またポリエステル繊維としては、単繊維繊度が１〜１０
デニール、好ましくは１〜５デニールのミルドファイバ
ー、カットファイバー、フィラメント糸等が好ましい。

ポリエステル繊維は、樹脂複合成形品に充分な物理的及
び化学的性能を賦与し、製造工程での樹脂マ）　ＩＪソ
ックスの混合分散性が良好であり、かつ混合作業中に受
ける機械的な引張り応力に耐えることが必要なので、単
繊維繊度が１デニ一ル以上であることが必要である。又
、単繊維繊度が１０デニールより太きいと、繊維の単位
重量当りの樹脂マトリックスとの接着面積が減少し、良
好な接着性を維持することが困難になる。

ポリエステル繊維の強度は３〜１０１７デニール、伸度
は１０〜５０％、洪水収縮率は０．５〜１０％の範囲が
好ましい。単繊維の強度が３／／デニール未満又は伸度
が５０％より高いと樹脂複合成形品に充分な強度特に耐
衝撃性を賦与することが困難となる。又、単繊維の強度
が１０／／デニールより大きいか又は伸度が１０％未満
の繊維は製糸工程での安定性が低下する。

製水収縮率は樹脂複合成形品の外観に及ぼす影響の大き
い因子である。例えば製水収縮率が１０％であるポリエ
ステル繊維を補強材料として用いたポリプロピレン樹脂
の１９０℃金型成形での樹脂複合成形品の金型寸法に対
する収縮率は０．２８％であるが、製水収縮率が１１．
８％及び１３．２％のポリエステル繊維を用い、同様に
して得た樹脂複合成形品の収縮率はそれぞれ０．４３％
及び０．５７％と急激に増加し、成形品にクラックを起
こす原因となる。また製水収縮率が０．５％未満のポリ
エステル繊維は、高熱履歴を受けて脆化しているため、
これを用いると成形品の曲げ強度がきわめて低くなる。

ポリエステル繊維の断面形状は、円形の他異形と称され
る三葉、四葉状等のいずれの形状でもよく、また中空糸
でもよい。

本発明の樹脂組成物は、熱可塑性樹脂に本発明で規定す
るポリエステル繊維を加え、均一に混合することにより
得られる。ポリエステル繊維の配合量は全重量の５〜６
０重量％、好ましく）工１０〜５５重量％である。配合
量が５′ｘ量％未満では剛性、寸法安定性、耐熱性、塗
装性等の点で改善効果が小さく、６０重量％より多いと
流動性、成形性及び強度が低下する。

本発明の樹脂組成物は、ガラス繊維、ポリアミド繊維、
セルロース繊維、無機充填剤、樹脂用可思剤等を含有し
ていてもよい。無機充填剤としては炭酸カルシウム、珪
酸マグネシウム、珪酸アルミニウム、硫酸バリウム、硫
酸カルシウム等が用いられる。無機充填剤を添加するこ
とにより、難燃性、剛性、耐熱性等が改善され、またポ
リエステル繊維の分散性が良くなるため成形品の耐衝撃
強度も改善される。ガラス繊維を併用する場合は、ポリ
エステル繊維１重量部に対しガラス繊維０．１〜１０！
量部とすることが好ましい。

熱可塑性樹脂とポリエステル繊維及び必要によりその他
の成分を混合するためには、バンバリーミキサ−、ロー
ルミキサー、ニーダ−１押出機、高速回転ミキサーなど
の装置が用いられる。

〔発明の効果〕

本発明の樹脂組成物は、押出成形、射出成形等の成形法
により成形することができ、得られる成形品は耐衝撃性
に優れ、軽量であるため、自動車用部品等に適している
。

実施例１ 酸成分としてナフタレン２，６ジカルボン酸、グリコー
ル成分としてエチレングリコールからなる固有粘度０．
６６（オルソクロロフェノール中２５℃）のポリエステ
ル（以下ＰＥＮと称する）を３００℃で溶融紡糸し、６
００　ｍ１分で巻き取って、コンテナにトウとして振り
込み未延伸糸を得た。この未延伸糸を延伸後の繊度が７
０万デニールとなるように集束し、延伸温度１００℃で
３．５倍にローラー延伸し、１４０”Ｃで熱処理を行っ
て単繊維繊度を５デニールとしたのち、１／４インチの
繊維長に切断した。このＰＥＮ繊維とガラス繊維（直径
１１μｍ、繊維長１／４インチ）を全重量の３０％の割
合でポリエチレンテレフタレート樹脂に混合充填し２６
０℃で射出成形を行った。ＰＥＮ繊維とガラス繊維の配
合比は重量比で１：１とした。ＰＥＮ繊維及び樹脂複合
成形品の物性を第１表に示す。なお引張り強さ、伸び、
曲げ強さ、アイゾツト衝撃強さ及び熱変形温度はＪＩＳ
　Ｋ　６９１１に準じて測定した。

比較例１ 実施例１におけるＰＥＮ繊維を用いずに、ガラス繊維を
全重量の３０％の割合でポリエチレンテレフタレート樹
脂に混合充填し、２６０　’Ｃで射出成形を行った。樹
脂複合成形品の物性を第１表に示す。

第１表から明らかなように、ＰＥＮ繊維とガラス繊維を
併用することにより、ガラス繊維単独の場合に比べ、引
張り強さ及び曲げ強さは僅かに低下するが、アイゾツト
衝撃強さが著しく上昇し、しから軽量化効果も認められ
る。

比較例２ 実施例１におけるＰＥＮ繊維に代えて通常のポリエチレ
ンテレ７タレート（以下ＰＥＴと称する）繊維を用い、
その他は実施例１と同様にして樹脂複合成形品を製造し
た。すなわち固有粘１ｉ０．６３（オルンクロロフェノ
ール中２５℃）のＰＥＴを２９０℃で溶融紡糸し、１０
００ｆｆｌ／分で巻き取って、コンテナにトウとして振
り込み未延伸糸を得た。この未延伸糸を延伸後の繊度が
７０万デニールとなるように集束し、延伸温度８２℃で
３．８倍にローラー延伸し、１４０℃で熱処理を行って
単繊維繊度を５デニールとしたのち１／４インチの繊維
長に切断し実施例１と同様に処理した。ＰＥＴ繊維及び
樹脂複合成形品の物性を第１表に示す。通常のＰＥＴ繊
維は融点が２５５℃であることから２６０℃の射出成形
時に繊維が溶融し、補強材料としての効果が消失する。

実施例２ 実施例１で用いたＰＥＮ繊維及びガラス繊維（直径１１
μｍ、繊維長１７４インチ）を全重量の２０％の割合で
アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂に混合充填し
、２６０℃で射出成形を行りた。ＰＥＮ繊維とガラス繊
維の配合比は重量比で１：１とした。樹脂複合成形品の
物性を第２表に示す。

比較例３ ＰＥＮ繊維を用いずに、その他は実施例２と同様にして
樹脂複合成形品を製造した。樹脂複合成形品の物性を第
２表に示す。

比較例４ ＰＥＮ繊維に代えて通常のＰＥＴ繊維を用い、その他は
実施例２と同様に処理した。ＰＥＴ繊維は比較例２に記
載の方法で製造した。樹脂複合成形品の物性を第２表に
示す。

第２表から明らかなように、ＰＥＮ繊維とガラス繊維を
併用することにより、引張強さ及び曲げ強さはやや低下
するが、アイゾツト衝撃強さ及び軽量化の点において特
に優れた効果がみもれる。比較例４ではＰＥＴ繊維の融
点が２５５℃であることから、２６０℃での射出成形時
にＰＥＴ繊維が溶融し、繊維形態を消失し、補強材効果
が消失する。

実施例３ 実施例１で用いたＰＥＮ繊維を全重量の２０％の割合で
アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂に混合充填し
、２６０℃で射出成形を行った。樹脂複合成形品の物性
を第３表に示す。

比較例５ ＰＥＮ繊維を用いずに、その他は実施例３と同様にして
樹脂成形品を製造した。樹脂成形品の物性を第３表に示
す。

第　　３　　表

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱可塑性樹脂に、酸成分として９０モル％以上のナフタ
   レン２，６ジカルボン酸、グリコール成分として８５モ
   ル％以上のエチレングリコールから成るポリエステル繊
   維を５〜６０重量％配合してなることを特徴とする熱可
   塑性樹脂組成物。