JP2884634B2 - 熱可塑性樹脂組成物の製造方法 - Google Patents

熱可塑性樹脂組成物の製造方法

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JP2884634B2 JP1303378A JP30337889A JP2884634B2 JP 2884634 B2 JP2884634 B2 JP 2884634B2 JP 1303378 A JP1303378 A JP 1303378A JP 30337889 A JP30337889 A JP 30337889A JP 2884634 B2 JP2884634 B2 JP 2884634B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、繊維状もしくは針状マグネシウムオキシサ
ルフェートを含有する熱可塑性樹脂組成物の製造方法に
関する。
[従来の技術] 熱可塑性樹脂成形品の剛性、機械的性質、耐熱性、成
形収縮率、寸法安定性などの各種の性質を改良する目的
で無機物質を配合する技術は良く知られており、例えば
炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化マグネシウムな
どの粒子状物質、タルク、マイカなどの小片板状あるい
はフレーク状物質、更にガラス繊維、アスベストなどの
繊維状物質が用いられている。
これらの無機物質のうち、粒子状物質は熱可塑性樹脂
の補強効果があまり高くないため、粒子状物質を配合し
て得られた熱可塑性樹脂成形品は、高い性能が要求され
る工業材料には一般に使用できない。これに対して、小
片板状あるいはフレーク状物質や繊維状物質は、二次元
的又は一次元的な高い補強効果を示すため、熱可塑性樹
脂用の強化材料として広く用いられている。しかしなが
ら、効果の高いこれらの強化材料は一方では各種の欠点
を持っており、目的によっては強化材料の使用が制限さ
れる場合がある。例えば、小片板状あるいはフレーク状
の物質を配合した熱可塑性樹脂は、ガラス繊維などの繊
維状物質を配合したものに比べた場合、一般に成形品の
剛性をレベルが低く、かつ成形時にフローマークが発生
しやすいとの欠点がある。一方、繊維状の物質を配合し
たものは、成形品の伸びが小さく、成形品にシルバース
トリークが発生しやすく、光沢不良になる場合が多い。
特にガラス繊維を用いた場合には、その成形品が落球衝
撃に弱いという欠点がある。
従って、これらの従来の強化材料を用いる場合は、強
化材料の欠点を考慮し、成形品の使用対称に合わせて選
択する必要がある。
繊維状もしくは針状マグネシウムオキシサルフェート
を熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂の添加在として使用
することはすでに公知である。すなわち、熱可塑性樹脂
としては結晶性ポリプロピレンを使用し、各種物性を向
上させたポリプロピレン組成物が特公昭62−9260号公報
に記載されており、また特開昭59−96153号公報には剛
性を向上させた塩化ビニル樹脂組成物が記載されてい
る。更に、特開昭59−86654号公報には電気的性質、耐
熱性などに優れたフェノール系熱硬化性成形材料が開示
されている。
また、特公昭62−9260号公報には、繊維状もしくは針
状マグネシウムオキシサルフェートは高温において脱水
反応を起し、結晶水を放出し、ポリプロピレンとの混練
操作は、250℃以下好ましくは190〜240℃(樹脂温度)
の範囲内で行うのがよいことが示されている。
[発明が解決しようとする課題] 繊維状もしくは針状マグネシウムオキシサルフェート
は250℃以上になると脱水反応を起し結晶水を放出す
る。したがって、成形温度が250℃以上の熱可塑性樹脂
の強化材料として利用しようとすると、得られた熱可塑
性樹脂組成物は気泡を含有し、この熱可塑性樹脂組成物
を成形して得られる成形品は空洞やピンホールを含有し
たり、シルバーストリークやフローマークを発生すると
いう課題を有している。
本発明の目的は、剛性、機械的性質、耐熱性などの各
種の性質を改良する繊維状もしくは針状マグネシウムオ
キシサルフェートを含有しながら空洞やピンホールが無
く、シルバーストリークやフローマークを発生しない成
形品を成形し得る熱可塑性樹脂組成物の製造方法を提供
することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明のこのような目的は、 ABS樹脂、ポリアミド、変性ポリフェニレンオキサイ
ド、ポリカーボネート、ポリメチルペンテンの群の中か
ら選ばれる1種または2種以上の熱可塑性樹脂100重量
部と、繊維状もしくは針状マグネシウムオキシサルフェ
ート5〜100重量部とを250〜340℃の温度で、1.5〜10分
間脱気しつつ溶融、混練することを特徴とする繊維状も
しくは針状マグネシウムオキシサルフェートを含有する
熱可塑性樹脂組成物の製造方法 によって達成される。
繊維状もしくは針状マグネシウムオキシサルフェート
は、特願昭62−282122号明細書の記載の方法、すなわち
硫酸マグネシウム水溶液にBET比表面積が20m2/g以下の
水酸化マグネシウムまたは酸化マグネシウムをその濃度
が25重量%以下になるように分散させた後、100〜300℃
の温度で水熱反応させる方法により好適に製造すること
ができる。
また、特願昭63−38609号明細書に記載の方法、すな
わち硫酸マグネシウムと水酸化マグネシウムまたは酸化
マグネシウムをその濃度が25重量%以下になるように分
散させた後、100〜300℃の温度で水熱反応させて繊維状
もしくは針状マグネシウムオキシサルフェートを製造す
るに際し、水熱反応系に界面活性剤を含有させる方法に
より上記の方法と同様に好適に製造することが出来る。
得られた繊維状もしくは針状マグネシウムオキシサルフ
ェートは、その粉末X線回折スペクトルがASTM No.7−4
15のそれと良く一致しており、代表的には該ASTM No.7
−415に記載の示性式であるMgSO4・5Mg(OH)2・3H2Oで表
わすことができると考えられる。
繊維状もしくは針状マグネシウムオキシサルフェート
の一般形態は、比重が2.0〜2.5、長さ(繊維長)数ミク
ロン〜1000μm、直径(繊維径)0.1〜10μm、見掛け
比重0.05〜0.3であり極めて嵩高い繊維状もしくは針状
の物質である。
熱可塑性樹脂の剛性、機械的性質、耐熱性などの向上
のために熱可塑性樹脂に添加する繊維状もしくは針状マ
グネシウムオキシサルフェートの使用量は、熱可塑性樹
脂100重量部に対して5〜100重量部が好ましい。使用量
が5重量より小さいと繊維状もしくは針状マグネシウム
オキシサルフェートの添加効果は小さく、また、使用量
が100重量部より大きいと粘度が高くなり成形が困難に
なる。
本発明で使用する熱可塑性樹脂は成形温度が240℃以
上の熱可塑性樹脂であり、具体例としてはABS樹脂、ポ
リアミド、ポリブチレンテレフタレート、変性ポリフェ
ニレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリ
カーボネート、ポリメチルペンテンが挙げられる。
本発明の上記の組成物に公知の充填材料および/また
は補強材料を添加することが出来る。粒子状物として、
炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化マグネシウムな
どがある。板状材料としては、タルク、マイカ、クレー
(カオリンなど)、ガラスフレーク、グラファイト、ア
ルミフレークなどがあり、繊維状材料としては、ガラス
繊維、炭素繊維、金属繊維、有機繊維(芳香族ポリアミ
ド繊維、ポリエステル繊維など)などの他に、アスベス
ト、ワラストナイト、鉱物繊維、チタン酸カリウム繊
維、石こう繊維などがある。
繊維状もしくは針状マグネシウムオキシサルフェート
は、高温において二段階の脱水反応を起こす。空気雰囲
気での示差熱分析によれば、第一段の脱水反応は250℃
で開始し290℃で終了する。第二段の脱水反応は340℃で
開始し400℃で終了する。従って、熱可塑性樹脂と繊維
状もしくは針状マグネシウムオキシサルフェートとの溶
融、混練温度は250℃以上、340℃以下が好ましい。
250℃より低い温度では、熱可塑性樹脂の溶融温度
(成形温度)以下となる場合があり、また、第一段の脱
水反応が完了せず、本発明の目的とする優れた熱可塑性
趣旨組成物を製造し得ない可能性がある。340℃を超え
る温度では第二段の脱水反応が起こり、繊維状もしくは
針状マグネシウムオキシサルフェートの強度が小さくな
る。
熱可塑性樹脂と繊維状もしくは針状マグネシウムオキ
シサルフェートとの溶融、混練方法は、あらかじめヘン
シェルミキサー、リボンブレンダー、V型ブレンダーの
ような公知の混合機を用いてドライブレンドした後、一
軸や二軸の押し出し機、バンバリーミキサー、ロールな
どにより溶融、混練する方法、また、熱可塑性樹脂と繊
維状もしくは針状マグネシウムオキシサルフェートとを
ドライブレンドすることなく、一軸や二軸の押し出し
機、バンバリーミキサー、ロールなどにより溶融、混練
する方法を挙げることができる。溶融、混練する際に脱
気操作(ベント)を行うと本発明の効果は一層向上す
る。
成形方法としては、射出成形、押し出し成形、中空成
形、圧縮成形、真空成形、厚空成形、被層成形、ロール
加工、延伸加工、スタンプ加工など公知の成形方法が利
用できる。
[作用] 熱可塑性樹脂の剛性、機械的性質、耐熱性などの物性
の改善のために使用される繊維状もしくは針状マグネシ
ウムオキシサルフェートは、高温において二段階に脱水
反応を起し結晶水を放出する。
特に第一段の脱水反応は、その反応開始温度が250℃
付近のため樹脂と混練、成形する場合には250℃未満、
好ましくは240℃以下で行う必要がある。脱水反応開始
以上の温度で樹脂と溶融、混練あるいは成形を行うと、
成形品は空洞やピンホールを含有し、シルバーストリー
クやフローマークを発生し好ましくない。
しかしながら、熱可塑性樹脂100重量部と、繊維状も
しくは針状マグネシウムオキシサルフェート5〜100重
量部とを250〜340℃の温度で、1.5〜10分間溶融、混練
すると、得られた熱可塑性樹脂組成物は気泡を含有しな
い。このような熱可塑性樹脂組成物を使用して成形する
と、成形温度が250℃以上になっても空洞、ピンホール
やシルバーストリーク、フローマークのない良好な熱可
塑性樹脂成形品が得られる。
[実施例] 以下実施例により本発明を説明する。
各々の配合の組成物を加工して得られた試験片の各種
の測定結果を第1表に示す。なお、以下の文中において
「部」は「重量部」を意味する。評価方法については次
のとおりである。
引張り強さ ASTM D−638 曲げ強さ ASTM D−790 曲げ弾性率 ASTM D−790 アイゾット衝撃強度 ASTM D−256 シルバーストリーク 成形品を目視観察して の発生状況 判定 フローマークの 成形品を目視観察して 発生状況 判定 実施例1 ノズル設定温度280℃の2軸の混練機に、ナイロン6
樹脂80部、繊維状もしくは針状マグネシウムオキシサル
フェート20部を供給して溶融、混練し、繊維状もしくは
針状マグネシウムオキシサルフェートの結晶の一部を脱
離させた後冷却し、熱可塑性樹脂組成物を製造した。2
軸の混練機の溶融、混練時間は2分間であった。また、
溶融、混練する際に脱気操作を行った。得られた熱可塑
性樹脂組成物を用いてノズル設定温度280℃、金型温度8
0℃で射出成形し、各種物性測定用の試験片を作成し
た。得られた結果を第1表に示す。
実施例2 ノズル設定温度275℃の2軸の混練機に、ABS樹脂成分
としてグラフト共重合体24部と硬質共重合体56部、繊維
状もしくは針状マグネシウムオキシサルフェート20部を
供給して溶融、混練し、繊維状もしくは針状マグネシウ
ムオキシサルフェートの結晶の一部を脱離させた後冷却
し、熱可塑性樹脂組成物を製造した。2軸の混練機の溶
融、混練時間は2分間であった。また、溶融、混練する
際に脱気操作を行った。得られた熱可塑性樹脂組成物を
用いてノズル設定温度275℃、金型温度80℃で射出成形
し、各種物性測定用の試験片を作成した。得られた結果
を第1表に示す。
参考例1 ナイロン6樹脂をノズル設定温度260℃、金型温度80
℃で射出成形し、各種物性測定用の試験片を作成した。
得られた結果を第1表に示す。
参考例2 ABS樹脂(グラフト共重合体/硬質共重合体=3/7)を
ノズル設定温度230℃、金型温度80℃で射出成形し、各
種物性測定用の試験片を作成した。得られた結果を第1
表に示す。
比較例1 2軸の混練機の溶融、混練時間を1分間に変えたほか
は実施例1と同様に熱可塑性樹脂組成物を製造した。得
られた熱可塑性樹脂組成物を用いて、実施例1と同様に
物性測定用の試験片を作成した。
試験片にはシルバーストリークが認められた。
比較例2 2軸の混練機の溶融、混練時間を1分間に変えたほか
は実施例2と同様に熱可塑性樹脂組成物を製造した。得
られた熱可塑性樹脂組成物を用いて、実施例2と同様に
物性測定用の試験片を作成した。
試験片にはシルバーストリークが認められた。
実施例3 ノズル設定温度280℃の2軸の混練機に、ナイロン6
樹脂60部、繊維状もしくは針状マグネシウムオキシサル
フェート40部を供給して溶融、混練し、繊維状もしくは
針状マグネシウムオキシサルフェートの結晶水の一部を
脱離させた後冷却し、熱可塑性樹脂組成物を製造した。
2軸の混練機の溶融、混練時間は2分間であった。ま
た、溶融、混練する際に脱気操作を行った。得られた熱
可塑性樹脂組成物60部とポリプロピレン40部をノズル設
定温度260℃の2軸の混練機に供給して溶融、混練した
後冷却し、熱可塑性樹脂組成物を製造した。この3成分
系の熱可塑性樹脂組成物をノズル設定温度260℃、金型
温度80℃で射出成形し、各種物性測定用の試験片を作成
した。得られた結果を第1表に示す。
参考例3 ノズル設定温度260℃の2軸の混練機にナイロン6樹
脂60部、ポリプロピレン40部を供給して溶融、混練した
後冷却し、熱可塑性樹脂組成物を製造した。得られた熱
可塑性樹脂組成物をノズル設定温度260℃、金型温度80
℃で射出成形し、各種物性測定用の試験片を作成した。
得られた結果を第1表に示す。
比較例3 ノズル設定温度230℃の2軸の混練機に、ABS樹脂成分
としてグラフト共重合体24部と硬質共重合体56部、繊維
状もしくは針状マグネシウムオキシサルフェート20部を
供給して溶融、混練し、熱可塑性樹脂組成物を製造し
た。2軸の混練機の溶融、混練時間は2分間であった。
得られた熱可塑性樹脂組成物を用いてノズル設定温度27
5℃、金型温度80℃で射出成形し、各動物性測定用の試
験片を作成した。試験片にはシルバーストリークが見ら
れ良好なものが得られなかった。
[発明の効果] 繊維状もしくは針状マグネシウムオキシサルフェート
を成形温度が250℃以上の熱可塑性樹脂の強化材として
利用しようとすると、成形品は空洞、ピンホールを含有
し、シルバーストリークやフローマークを発生し、良好
な成形品が得られなかった。本発明は、熱可塑性樹脂と
繊維状もしくは針状マグネシウムオキシサルフェートと
の混合割合と、溶融、混練の温度および時間を規定した
熱可塑性樹脂組成物の製造方法であり、本発明の方法で
製造された熱可塑性樹脂組成物を使用すると、空洞、ピ
ンホール、シルバーストリークやフローマークの無い成
形品が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08L 77/00 C08L 77/00 (56)参考文献 特開 平1−240567(JP,A) 特開 昭61−285250(JP,A) 特開 平1−230670(JP,A) 特開 昭59−172533(JP,A) 特開 平3−747(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08L 1/00 - 101/14

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ABS樹脂、ポリアミド、変性ポリフェニレ
    ンオキサイド、ポリカーボネート、ポリメチルペンテン
    の群の中から選ばれる1種または2種以上の熱可塑性樹
    脂100重量部と、繊維状もしくは針状マグネシウムオキ
    シサルフェート5〜100重量部とを250〜340℃の温度
    で、1.5〜10分間脱気しつつ溶融、混練することを特徴
    とする繊維状もしくは針状マグネシウムオキシサルフェ
    ートを含有する熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
JP1303378A 1989-11-24 1989-11-24 熱可塑性樹脂組成物の製造方法 Expired - Lifetime JP2884634B2 (ja)

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