CN108794878B - 由包含纤维的复合树脂成形的成形品 - Google Patents

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Abstract

一种由包含纤维的复合树脂成形的成形品，其含有主剂树脂(1)和纤维长度方向的端部经解纤而得的纤维状填料(2)。将以1～2mm的厚度成形而得的第一板状试验片在‑10℃下保持3小时后，使250g的重物下落时未被破坏的最大高度记作H，并将从仅主剂树脂的成形部件以1～2mm的厚度成形而得的第二板状试验片在‑10℃下保持3小时后，使250g的重物下落时未被破坏的最大高度记作Ho时，满足Ho×0.4≤H≤Ho。将成形品的夏比冲击强度记作S(JIS K7111)，并将仅主剂树脂的成形部件的夏比冲击强度记作So时，满足So×0.4≤S≤So。其结果，能够实现高弹性模量，并且能够实现对于表面方向的冲击和单一方向的冲击这两者的高耐冲击性。

Description

由包含纤维的复合树脂成形的成形品
技术领域
本发明涉及由含有纤维状填料的复合树脂成形的成形品。
背景技术
聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)等所谓的“通用塑料”不仅非常廉价，而且容易成形，与金属或陶瓷相比重量轻达其几分之一。因此，通用塑料作为袋、各种包装、各种容器、片类等多种生活用品的材料、以及作为汽车部件、电气部件等工业部件和日用品、百货用品等的材料而被广泛利用。
然而，通用塑料存在机械强度不充分的缺点。因此，通用塑料的现状是：其不具有对以汽车等机械制品、电气/电子/信息制品为代表的各种工业制品中使用的材料所要求的充分特性，其应用范围受限。
另一方面，聚碳酸酯、氟树脂、丙烯酸类树脂、聚酰胺等所谓的“工程塑料”的机械特性优异，被用于以汽车等机械制品和电气/电子/信息制品为代表的各种工业制品。但是，工程塑料较为昂贵，难以进行单体再利用，因此存在环境负担大的问题。
因而，期望大幅改善通用塑料的材料特性(机械强度等)。为了强化通用塑料，已知通过使作为纤维状填料的天然纤维、玻璃纤维、碳纤维等分散在通用塑料的树脂中，从而提高该通用塑料的机械强度的技术。其中，纤维素等有机纤维状填料的价格低廉，且废弃时的环境性也优异，因此作为强化用纤维而备受关注。
各公司为了改善通用塑料的机械强度而进行了研究。JP5577176B中，通过将最大纤维直径为100nm以下、长径比为2000以上的纤维素纤维添加至通用塑料中，从而提高其弹性模量和尺寸稳定性。
发明内容
发明要解决的问题
然而，在专利文献1记载的技术中，在添加最大纤维直径为100nm以下、且纤维长度相对于纤维直径之比即长径比为2000以上的纤维的情况下，纤维状填料容易沿着成形时注射的熔融状态的主剂树脂的流向而发生取向。因此，存在以下问题：虽然沿着单一方向施加冲击时的冲击强度(夏比冲击强度(Charpy impact strength)等)能够在一定程度上提高，但与其流向垂直的方向的冲击强度变弱，尤其是表面冲击强度(重物下落冲击强度等)降低。
本发明的由包含纤维的复合树脂成形的成形品用于解决上述现有问题，其目的在于，实现高弹性模量，并且对表面冲击强度和单一方向的冲击强度这两者实现高耐冲击性。
用于解决问题的方案
为了实现上述目的，本发明的由使主剂树脂包含纤维状填料而得的复合树脂成形的成形品的特征在于，
在上述纤维状填料中的纤维长度方向的端部形成有解纤(解繊)部位，
关于上述复合树脂的物理特性，
将利用上述复合树脂以1～2mm的厚度成形而得的第一板状试验片在-10℃下保持3小时后，使250g的重物下落时未被破坏的最大高度记作H，并将仅利用上述主剂树脂以1～2mm的厚度(其中，与第一板状试验片相同的厚度)成形而得的第二板状试验片在-10℃下保持3小时后，使250g的重物下落时未被破坏的最大高度记作Ho时，满足Ho×0.4≤H≤Ho，且
将上述复合树脂的成形品的由JIS K7111规定的夏比冲击强度记作S，并将仅使用上述主剂树脂的成形品的由JIS K7111规定的夏比冲击强度记作So时，满足So×0.4≤S≤So。
本发明的由使主剂树脂包含纤维状填料而得的复合树脂成形的其它成形品的特征在于，
上述纤维状填料同时具有未经解纤的非解纤部位、以及在纤维长度方向的端部形成的解纤部位。
根据本发明的由复合树脂成形的成形品，适合的是：纤维状填料的解纤部位的中值纤维直径为0.1μm以上且2μm以下，纤维状填料的非解纤部位的中值纤维直径为5μm以上且30μm以下。
根据本发明的由复合树脂成形的成形品，适合的是：纤维状填料为纤维素类的天然纤维。
根据本发明的由复合树脂成形的成形品，适合的是：主剂树脂为烯烃系树脂。
本发明的由使主剂树脂包含纤维状填料而得的复合树脂成形的其它成形品的特征在于，
在上述纤维状填料中的纤维长度方向的端部形成有解纤部位，
上述纤维状填料的解纤部位的中值纤维直径为0.1μm以上且2μm以下，并且非解纤部位的中值纤维直径为5μm以上且30μm以下，
利用解纤部位来防止由沿着表面方向对上述成形品施加冲击力时产生的多个碎纹状缺陷彼此相连所致的破裂，并利用未经解纤的非解纤部位来防止如夏比冲击试验时那样地沿着单一方向对上述成形品施加冲击力时产生的裂纹状缺陷。
发明效果
根据本发明，由于成形品使用了将在纤维长度方向的端部形成有解纤部位的纤维状填料混合至主剂树脂而得的复合树脂，且复合树脂的物理特性满足Ho×0.4≤H≤Ho且满足So×0.4≤S≤So，因此能够实现高弹性模量，并且能够实现对于表面方向的冲击和单一方向的冲击这两者的高耐冲击性。
附图说明
图1A是由本发明的实施方式中的复合树脂成形的成形品的截面示意图。
图1B是对该成形品施加表面方向的冲击时的截面示意图。
图1C是对该成形品施加单一方向的冲击时的截面示意图。
图2A是用于说明由纤维状填料的分散状态不同所致的影响的第一截面示意图。
图2B是说明对图2A的成形品施加的表面方向的冲击的影响的截面示意图。
图2C是说明对图2A的成形品施加的单一方向的冲击的影响的截面示意图。
图3A是用于说明由纤维状填料的分散状态不同所致的影响的第二截面示意图。
图3B是说明对图3A的成形品施加的表面方向的冲击的影响的截面示意图。
图3C是说明对图3A的成形品施加的单一方向的冲击的影响的截面示意图。
图4是说明由本发明的实施方式的复合树脂成形的成形品的制造工艺的流程图。
具体实施方式
以下，一边参照附图，一边针对本发明的由包含纤维的复合树脂成形的成形品进行说明。
本发明的实施方式中的由包含纤维的复合树脂成形的成形品是由含有主剂树脂、纤维状填料和根据需要的分散剂的熔融混炼物得到的复合树脂进行成形而得。由包含纤维的复合树脂成形的成形品如图1A的截面示意图所示那样，在主剂树脂1中分散有纤维状填料2。纤维状填料2以特定的比例进行了碳化。
主剂树脂1为了确保良好的成形性而优选为热塑性树脂。作为热塑性树脂，可列举出烯烃系树脂(包含环状烯烃系树脂)、苯乙烯系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂、有机酸乙烯酯系树脂或其衍生物、乙烯基醚系树脂、含卤素的树脂、聚碳酸酯系树脂、聚酯系树脂、聚酰胺系树脂、热塑性聚氨酯树脂、聚砜系树脂(聚醚砜、聚砜等)、聚苯醚系树脂(2，6-二甲苯酚的聚合物等)、纤维素衍生物(纤维素酯类、纤维素氨基甲酸酯类、纤维素醚类等)、硅酮树脂(聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷等)、橡胶或弹性体(聚丁二烯、聚异戊二烯等二烯系橡胶、苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物、丙烯酸类橡胶、氨基甲酸酯橡胶、硅酮橡胶等)等。上述树脂可以单独使用或者组合使用两种以上。需要说明的是，主剂树脂1只要具有热塑性，则不限定于上述材料。
在这些热塑性树脂之中，主剂树脂1优选为熔点较低的烯烃系树脂。烯烃系树脂中，除了包含烯烃系单体的均聚物之外，还包含烯烃系单体的共聚物、烯烃系单体与其它共聚性单体的共聚物。作为烯烃系单体，可列举出例如链状烯烃类(乙烯、丙烯、1-丁烯、异丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯等α-C2-20烯烃等)、环状烯烃类等。
这些烯烃系单体可以单独使用或者组合使用两种以上。
上述烯烃系单体之中，优选为乙烯、丙烯等链状烯烃类。作为其它共聚性单体，可列举出例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等脂肪酸乙烯酯；(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等(甲基)丙烯酸系单体；马来酸、富马酸、马来酸酐等不饱和二羧酸或其酸酐；羧酸的乙烯基酯(例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等)；降冰片烯、环戊二烯等环状烯烃；丁二烯、异戊二烯等二烯类等。这些共聚性单体可以单独使用或者组合使用两种以上。作为烯烃系树脂的具体例，可列举出聚乙烯(低密度、中密度、高密度或线状低密度聚乙烯等)、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-丁烯-1等三元共聚物等链状烯烃类(尤其是α-C2-4烯烃)的共聚物等。
接着，针对分散剂进行说明。
为了提高纤维状填料2与主剂树脂1的粘接性、或者主剂树脂1中的纤维状填料2的分散性等，复合树脂优选含有分散剂。作为分散剂，可列举出各种钛酸酯系偶联剂；硅烷偶联剂；接枝有不饱和羧酸、马来酸或马来酸酐的改性聚烯烃；脂肪酸；脂肪酸金属盐；脂肪酸酯等。硅烷偶联剂优选为不饱和烃系、环氧系的硅烷偶联剂。分散剂的表面即使用热固化性或热塑性的聚合物成分进行了改性处理也没有问题。本实施方式中，在使用了包含纤维的复合树脂的成形品中含有分散剂时，其含量优选为0.01质量％以上且20质量％以下、更优选为0.1质量％以上且10质量％以下、进一步优选为0.5质量％以上且5质量％以下。
如果分散剂的含量低于0.01质量％，则会有发生分散不良的情况，另一方面，如果分散剂的含量超过20质量％，则会有使用了包含纤维的复合树脂的成形品的强度降低的情况。分散剂根据主剂树脂1与纤维状填料2的组合进行适当选择，在不需要分散剂的组合的情况下也可以不添加。
接着，针对纤维状填料2进行说明。
纤维状填料2主要用于提高机械特性、通过降低线膨胀系数来提高尺寸稳定性等。为了该目的，优选纤维状填料2的弹性模量高于主剂树脂1。作为纤维状填料2的具体例，可列举出：纸浆；纤维素纳米纤维；木质纤维素；木质纤维素纳米纤维；棉、丝绸、羊毛、黄麻纤维、麻等天然纤维；人造丝、铜氨纤维等再生纤维；乙酸酯、Promix等半合成纤维；聚酯、聚丙烯腈、聚酰胺、芳纶、聚烯烃等合成纤维；碳纤维(carbon fiber)；碳纳米管；进而对这些物质的表面和末端进行化学修饰而得的改性纤维等。这些之中，从获取性、弹性模量高、线膨胀系数低、环境性的观点出发，特别优选为纤维素类的天然纤维。
纤维状填料2的含量优选为1质量％以上且80质量％以下、更优选为5质量％以上且70质量％以下。如果纤维状填料2的含量低于1质量％，则使用了包含纤维的复合树脂的成形品难以确保机械强度。此外，如果纤维状填料2的含量超过80质量％，则熔融分散混炼时和注射成形时的熔融粘度会上升，因此主剂树脂1中的纤维状填料2的分散性容易降低，此外，所得的使用了包含纤维的复合树脂的成形品容易发生外观不良。
如图1A所示，纤维状填料2在1根纤维内的纤维长度方向的端部具有至少部分解纤的解纤部位3。在纤维长度方向的中央具有未经解纤的非解纤部位4。
图2A和图3A示出比较对象例。
图2A表示纤维状填料2未充分解纤、非解纤部位4的纤维直径粗、不存在解纤部位的状态。图3A表示纤维状填料2强烈解纤、未明确存在非解纤部位、仅解纤部位3以短纤维的形式进行分散的状态。
针对最佳的纤维状填料2的状态，由本发明人等进行的实验、模拟结果可确认：优选的是，解纤部位3的中值纤维直径为0.1μm以上且2μm以下，并且非解纤部位4的中值纤维直径为5μm以上且30μm以下。
图1B、图2B、图3B示出由各纤维状填料2的分散状态的不同所致的、如重物下落冲击那样地沿着表面方向施加冲击时的截面示意图。5表示对表面方向施加的冲击力。6表示由该表面冲击力5在解纤部位3(图1B和图3B)或非解纤部位4(图2B)的前端产生的碎纹状缺陷。
在表示本实施方式的图1B的情况下，所产生的碎纹状缺陷6的尺寸被抑制得非常小。该倾向在解纤部位3的中值纤维直径为0.1μm以上且2μm以下的情况下是显著的。因此，碎纹状缺陷6彼此连续相连而巨大化的情况变少，进而，由于能够分散冲击力的传播这一效果，难以发生以碎纹状缺陷6为起点的破裂。
反之，如图2B的比较例那样不明确存在解纤部位3时，在非解纤部位4的纤维附近产生大量巨大的碎纹状缺陷6，碎纹状缺陷6彼此容易连续相连。因此，容易以该碎纹状缺陷6为起点而发生破裂。该现象表示：在解纤部位3的中值纤维直径小于0.1μm的情况下，不是在解纤部位3的前端、而是在非解纤部位4的附近容易产生巨大的碎纹状缺陷6。此外，解纤部位3的中值纤维直径大于2μm时，难以表现出由解纤部位3来抑制碎纹状缺陷6的巨大化的效果，容易发生以碎纹状缺陷6为起点的破裂。
在图3B的比较例的情况下，与图1B同样地，碎纹状缺陷6自身非常小。但是，由于碎纹状缺陷6均匀分散或者以聚集块的状态存在的概率提高，其结果，碎纹状缺陷6彼此连续相连，容易以该碎纹状缺陷6为起点而产生破裂。
图1C、图2C、图3C是表示如夏比冲击试验(JIS K7111)那样地沿着单一方向施加大的冲击时由纤维状填料2的分散状态的不同所致的行为不同的截面示意图。7表示沿着单一方向施加的冲击力，8表示因单一方向的冲击力7而产生的裂纹状缺陷。
在表示本实施方式的图1C中，由于能够利用非解纤部位4来缓和单一方向冲击力7，因此能够大幅抑制裂纹状缺陷8的加剧。该倾向在未经解纤的部位4的中值纤维直径为5μm以上且30μm以下的情况下是显著的。
如图2C的比较例那样在不明确存在解纤部位3的情况下，非解纤部位4充分粗时，能够以同样的效果来大幅抑制裂纹状缺陷8的加剧。
如图3C的比较例那样，如果不明确存在非解纤部位4，则施加单一方向冲击力7时，纤维因该冲击而被切断。该倾向在解纤部位3的中值纤维直径小于5μm的情况下是显著的。其结果，无法缓和冲击，无法抑制裂纹状缺陷8的加剧，因此容易发生破裂。反之，如果非解纤部位4的中值纤维直径大于30μm，则在成形品成形的时刻，容易在非解纤部位4的附近产生巨大的碎纹状缺陷6，进而，对于表面方向、单一方向的任意冲击力，碎纹状缺陷6彼此均容易连续相连，因此容易以该碎纹状缺陷6为起点而发生破裂。
纤维状填料2出于提高其与主剂树脂1的粘接性或者其在成形品中的分散性等目的，可以用钛酸酯系偶联剂；硅烷偶联剂；接枝有不饱和羧酸、马来酸或马来酸酐的改性聚烯烃；脂肪酸；脂肪酸金属盐；脂肪酸酯等进行了表面处理。或者，即使用热固化性或热塑性的聚合物成分进行了表面处理也没有问题。
关于复合树脂的物理特性，
将利用上述复合树脂以1～2mm的厚度成形而得的第一板状试验片在-10℃下保持3小时后，使250g的重物下落时未被破坏的最大高度记作H，并将仅利用上述主剂树脂以1～2mm的厚度(其中，与第一板状试验片相同的厚度)成形而得的第二板状试验片在-10℃下保持3小时后，使250g的重物下落时未被破坏的最大高度记作Ho时，必须满足
Ho×0.4≤H≤Ho，
并且，将上述复合树脂的成形品的由JIS K7111规定的夏比冲击强度记作S，并将仅使用上述主剂树脂而得的成形品的由JIS K7111规定的夏比冲击强度记作So时，必须满足
So×0.4≤S≤So。
由此，能够实现高弹性模量，并且能够实现对于表面方向的冲击和单一方向的冲击这两者的高耐冲击性。
接着，针对由包含纤维的复合树脂成形的成形品的制造方法进行记载。
图4是例示出本实施方式中的由包含纤维的复合树脂成形的成形品的制造工艺的流程图。
首先，向熔融混炼处理装置内投入主剂树脂、纤维状填料和根据需要的分散剂，在熔融混炼处理装置内进行熔融混炼。由此，主剂树脂发生熔融，在已熔融的主剂树脂中分散有纤维状填料和分散剂。此外，同时通过装置的剪切作用，促进纤维状填料的聚集块的解纤，能够使纤维状填料细密地分散在主剂树脂中。
以往，作为纤维状填料，使用了通过湿式分散等前处理而事先将纤维进行了解纤的填料。但是，如果在湿式分散所使用的溶剂中事先对纤维状填料进行解纤，则与在已熔融的主剂树脂中进行解纤相比更容易解纤，因此，难以仅使端部进行解纤，呈现纤维状填料整体被解纤的状态。此外，存在因结合前处理而导致工序增加、生产率变差的问题。
与此相对，在本实施方式的由包含纤维的复合树脂成形的成形品的制造工艺中，不进行以纤维状填料的解纤处理、改性处理为目的的基于湿式分散的前处理，而是与主剂树脂、分散剂等一同进行熔融混炼处理(全干式方法)。该方法中，通过不进行纤维状填料的湿式分散处理，能够如上所述地仅将纤维状填料的端部进行部分解纤，此外，工序数也少，能够提高生产率。
从熔融混炼装置中挤出的复合树脂经由造粒机等切割工序而制成粒料形状。作为粒料化的方式，作为在树脂熔融后立即进行粒料化的方式，有空中热切方式、水中热切方式、股线切割方式等。或者，还有在暂时成形为成形部件、片材后，通过粉碎、切割进行的粉碎方式等。
通过将该粒料进行注射成形，能够制作由包含纤维的复合树脂成形的成形品。对于该成形品，如上所述，经复合的纤维状填料具有：具备未经解纤的粗纤维部以及纤维长度方向的端部发生了部分解纤的细纤维部的结构，因此，能够利用未经解纤的粗纤维部来挡住单一方向的冲击，并利用已经解纤的细纤维部来抑制由表面冲击所致的裂纹状缺陷的加剧。因此，能够得到耐冲击性和弹性模量这两者得以提高的成形品。
以下，针对本发明人等进行的实验中的实施例和比较例进行说明。
(实施例1)
通过下述制造方法来制造纸浆分散聚丙烯粒料，使用该粒料来制造注射成形品。
将作为主剂树脂的聚丙烯(Prime Polymer Co.，Ltd.制商品名：J108M)、作为纤维状填料的棉状针叶树纸浆(三菱制纸公司制商品名：NBKP Celgar)、以及作为分散剂的马来酸酐(三洋化成工业公司制商品名：Youmex)以质量比计达到85：15：5的方式进行称量，并进行干式共混。其后，利用双螺杆混炼机(栗本铁工所制S-1KRC Kneader螺杆直径φ为25mm、L/D为10.2)进行熔融混炼分散。通过变更双螺杆混炼机的螺杆构成而能够变更剪切力，在实施例1中，设为中剪切类型的规格，并且将混炼部温度设定为180℃、挤出速度设定为0.5kg/h。进而，将该条件下的熔融混炼分散处理反复10次，实施长时间处理。将树脂熔融物进行热切，制作纸浆分散聚丙烯粒料。
使用所制作的纸浆分散聚丙烯粒料，利用注射成形机(日本制钢所制180AD)，制作由包含纤维的复合树脂成形的试验片。试验片的制作条件设为：树脂温度190℃、模具温度60℃、注射速度60mm/s、保压80Pa。粒料经由料斗而进入成形机的螺杆，利用平均时间的粒料减少量来测定此时的侵入性，确认其是恒定的。成形品和试验片的形状根据下述提及的评价项目进行变更，在弹性模量测定用途中制作1号尺寸的哑铃，在重物下落冲击试验用途中制作50mm见方、厚度1.2mm的平板。使用所得试验片通过下述方法进行评价。
-非解纤部位4的中值纤维直径和解纤部位3的中值纤维直径-
将所得成形品浸渍于二甲苯溶剂，使聚丙烯溶解，针对残留的纸浆纤维实施SEM观察。详细而言，使用SEM(PHENOM-World公司制扫描型电子显微镜Phenom G2pro)，针对约100根代表性的纤维进行测定。由纤维直径测定结果算出中值纤维直径，结果是，未经解纤的部位的中值纤维直径为5.2μm，在纤维长度方向的端部观察到解纤部位，解纤部位的中值纤维直径为0.7μm。
-弹性模量-
使用所得1号哑铃形状的试验片，利用拉伸试验机(AND公司制RTF-1310)来实施拉伸试验。此处，作为弹性模量的评价方法，将其数值比主剂树脂的弹性模量低的情况判定为“不良”，将比其高的情况判定为“良好”。主剂树脂单体的弹性模量为1.3GPa，该试验片的弹性模量达到2.1GPa，是1.62倍，因此其评价为“良好”。
-重物下落冲击试验-
使用所得平板形状的试验片(由纤维复合树脂以1.2mm的厚度切出的板状试验片)，实施重物下落冲击试验。具体而言，将试验片静置在恒温槽(ESPEC Corporation制、商品名：PDR-3KP)内，在-10℃下保持3小时。其后，从恒温槽中迅速地取出试验片，测定使250g的重物从各种高度下落时试验片未被破坏的最大高度：H。该重物下落冲击试验中，最大高度的数值越大，则表示试验片的表面冲击性越高。此处，作为表面冲击性的评价方法，如果其最大高度的数值低于主剂树脂的未被破坏的最大高度的0.4倍，则作为表面冲击性低而评价为“不良”，如果为0.4倍以上且1.0倍以下，则作为表面冲击性高而评价为“良好”。仅主剂树脂的试验片(与实施例1的试验片为相同厚度)未被破坏的最大高度：Ho为200cm，与此相对，该试验片的最大高度达到190cm，为0.95倍，因此其评价为○。
-夏比冲击试验-
向所得1号哑铃形状的试验片预先刻入缺口，使用试验机(东洋精机制作所制DIGITAL IMPACT TESTER)进行夏比冲击试验(JIS K7111)。在该夏比冲击试验中，冲击强度越高，则表示试验片的耐受单一方向冲击的耐性越高。此处，作为耐受单一方向冲击的耐性的评价方法，如果其夏比冲击强度低于仅主剂树脂时的夏比冲击强度的0.4倍，则作为耐受单一方向冲击的耐性低而评价为“不良”，如果为0.4倍以上且1.0倍以下，则作为耐受单一方向冲击的耐性高而评价为“良好”。主剂树脂的试验片的夏比冲击强度为7.8kJ/m2，与此相对，该试验片的夏比冲击强度达到3.3kJ/m2，是0.42倍，因此其评价为“良好”。
(实施例2)
实施例2中，与实施例1相比，变更以下方面：将熔融混炼分散处理缩短至反复3次。并且，除此之外的条件与实施例1相同，制作纸浆分散聚丙烯粒料、以及作为试验片的成形品。评价也与实施例1同样地实施。
(比较例1)
比较例1中，螺杆构成和其它条件与实施例1同样设定，但单独利用聚丙烯粒料来制作成形品。评价也与实施例1同样地实施。
(比较例2)
比较例2中，与实施例1相比，将螺杆构成变更为高剪切类型。并且，除了螺杆构成之外的条件与实施例1相同，制作纸浆分散聚丙烯粒料和成形品。评价也与实施例1同样地实施。
(比较例3)
比较例3中，与实施例1相比，将螺杆构成变更为与比较例2相同的高剪切类型，进而，将利用该螺杆构成的熔融混炼分散缩短成3次处理。除此之外的条件与实施例1相同，制作纸浆分散聚丙烯粒料和成形品。评价也与实施例1同样地实施。
(比较例4)
比较例4中，与实施例1相比，将螺杆构成变更为与比较例2相同的高剪切类型，进而，将利用该螺杆构成的熔融混炼分散缩短成1次处理。除此之外的条件与实施例1相同，制作纸浆分散聚丙烯粒料和成形品。评价也与实施例1同样地实施。
(比较例5)
比较例5中，与实施例1相比，将螺杆的构成变更为低剪切类型。并且，除了螺杆构成之外的条件与实施例1相同，制作纸浆分散聚丙烯粒料和成形品。评价也与实施例1同样地实施。
(比较例6)
比较例6中，将实施例1的作为纤维状填料的棉状针叶树纸浆变更为市售的玻璃纤维。并且，除了纤维状填料种类之外的条件与实施例1相同，制作纸浆分散聚丙烯粒料和成形品。评价也与实施例1同样地实施。
将实施例1、2和比较例1～6的测定结果示于表1。
[表1]
Figure BDA0001606064660000131
由表1可明确：相对于比较例1示出的不含纤维状填料的主剂树脂单独的弹性模量，除其之外的添加有纤维状填料的实施例和比较例的弹性模量变高，能够改善机械强度。并且，确认了：关于添加纤维状填料且能够实现未经解纤的部位的中值纤维直径为5μm以上且30μm以下、并且解纤部位的中值纤维直径为0.1μm以上且2μm以下的解纤状态的实施例1、2，基于重物下落冲击试验的表面冲击强度与比较例1相比，达到0.4倍以上且1.0倍以下，并且基于夏比冲击试验的单一方向的冲击强度与比较例1相比，满足0.4倍以上且1.0倍以下，能够确保对通常使用环境的耐冲击性。
与此相对，将螺杆构成变更为高剪切类型的比较例2中，由于过度剪切，因此解纤部位的中值纤维直径变细至0.07μm为止，作为未经解纤的部位的中值纤维直径，也细至0.9μm，纤维长度也变得过短。作为其结果，纤维的长径比(用“纤维长度÷纤维直径”表示的指数)变小。由于其影响，表面冲击强度和单一方向的冲击强度与比较例1相比均低于0.4倍，呈现无法确保对通常使用环境的耐冲击性的结果。
在与比较例2同样地将螺杆构成变更为高剪切类型、进而将熔融混炼分散处理次数减少至3次而变更为短时间处理的比较例3中，解纤部位的中值纤维直径达到0.8μm。换言之，确认了：由于解纤至细的状态为止，因此施加表面冲击时，能够确保对通常使用环境的耐冲击性。但是，未经解纤的部位的中值纤维直径过度细化至4.1μm。因此，对于单一方向的冲击强度，无法抑制裂纹状缺陷的加剧，与比较例1相比低于0.4倍，呈现无法确保对通常使用环境的耐冲击性的结果。
在从比较例3的条件进一步将熔融混炼分散处理次数减少至1次而变更为短时间处理的比较例4中，未经解纤的部位(包含未充分解开的部分)的中值纤维直径粗至35.0μm。因此，尽管解纤部位已经充分解纤，但从成形的时刻起，在未经解纤的部位的附近产生巨大的碎纹状缺陷。进而，对于表面方向、单一方向的任意冲击力，碎纹状缺陷彼此均容易连续相连，因此容易以该碎纹状缺陷为起点而发生破裂。由此，与比较例1相比，表面冲击强度和单一方向的冲击强度低于0.4倍，呈现无法确保对通常使用环境的耐冲击性的结果。
在将螺杆构成变更为低剪切类型的比较例5中，未经解纤的部位的中值纤维直径能够细至25.2μm，但由于为低剪切，因此解纤部位的中值纤维直径为2.2μm，呈现解纤不充分的状态。因此，在解纤部位的前端产生的碎纹状的缺陷彼此容易连续相连。并且，由此与比较例1相比，表面冲击强度低于0.4倍，呈现无法确保对通常使用环境的耐冲击性的结果。
在将纤维状填料变更为玻璃纤维的比较例6中，玻璃的弹性模量为68GPa，与主剂树脂的聚丙烯的1.5GPa相比非常高。因此，作为对单一方向冲击的耐冲击性，显示出高于比较例1的值，但由于强烈地产生基于纤维方向的各向异性，因此呈现对于从多个方向施加的表面冲击强度低于0.4倍的结果。进而，在玻璃纤维的情况下，在纤维状填料的端部不存在明确的解纤部位，因此在未经解纤的部位的纤维附近产生大量巨大的碎纹状缺陷，碎纹状缺陷彼此容易连续相连，因此与比较例1相比，呈现表面冲击强度变低的结果。
由上述评价可知：向成形品中添加的纤维状填料在1根纤维内具有：具备未经解纤的粗纤维部和纤维长度方向的端部经部分解纤的细纤维部的结构，因此能够利用未经解纤的粗纤维部来挡住单一方向的冲击，并利用已经解纤的细纤维部来抑制由表面冲击所致的裂纹状缺陷的加剧，因此能够提供可兼顾表面冲击强度和单一方向的冲击强度的成形品。
产业上的可利用性
本发明能够提高主剂树脂的特性，因此可用作工程塑料的替代物或金属材料的替代物。因此，能够大幅削减工程塑料制或金属制的各种工业制品、或者生活用品的制造成本。进而，能够用于家电外壳、建材、汽车部件。

Claims (5)

1.一种由包含纤维的复合树脂成形的成形品，其特征在于，其是由使主剂树脂包含纤维状填料而得的复合树脂成形的成形品，
所述纤维状填料同时具有未经解纤的非解纤部位、以及在纤维长度方向的端部形成的解纤部位，
所述纤维状填料的解纤部位的中值纤维直径为0.1μm以上且2μm以下，
所述纤维状填料的非解纤部位的中值纤维直径为5μm以上且30μm以下。
2.根据权利要求1所述的由包含纤维的复合树脂成形的成形品，其中，关于所述复合树脂的物理特性，
将利用所述复合树脂以1～2mm的厚度成形而得的第一板状试验片在-10℃下保持3小时后，使250g的重物下落时未被破坏的最大高度记作H，并将仅利用所述主剂树脂以与第一板状试验片相同的厚度成形而得的第二板状试验片在-10℃下保持3小时后，使250g的重物下落时未被破坏的最大高度记作Ho时，满足
Ho×0.4≤H≤Ho，
并且，将所述复合树脂的成形品的由JIS K7111规定的夏比冲击强度记作S，并将仅使用所述主剂树脂而得的成形品的由JIS K7111规定的夏比冲击强度记作So时，满足
So×0.4≤S≤So。
3.根据权利要求1或2所述的由包含纤维的复合树脂成形的成形品，其特征在于，所述纤维状填料为纤维素类的天然纤维。
4.根据权利要求1或2所述的由包含纤维的复合树脂成形的成形品，其特征在于，所述主剂树脂为烯烃系树脂。
5.一种由包含纤维的复合树脂成形的成形品，其是由使主剂树脂包含纤维状填料而得的复合树脂成形的成形品，
在所述纤维状填料的纤维长度方向的端部形成有解纤部位，
所述纤维状填料的解纤部位的中值纤维直径为0.1μm以上且2μm以下，并且非解纤部位的中值纤维直径为5μm以上且30μm以下，
利用解纤部位来防止由沿着表面方向对所述成形品施加冲击力时产生的多个碎纹状缺陷彼此相连所致的破裂，并利用未经解纤的非解纤部位来防止如夏比冲击试验时那样地沿着单一方向对所述成形品施加冲击力时产生的裂纹状缺陷。
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