JPH03290468A - 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°発明は新規な熱可塑性樹脂組成物、さらに詳しくは
、特定形状の表面改質無機繊維を含有し、剛性及び耐衝
撃性のバランスに優れ、かつシルバーストリークの発生
が抑制されｔ−、ｔ、部品を与えることができる上、流
動性の低下もなく、良好な成形性を有する熱可塑性樹脂
組成物に関するものである。 ［従来の技術］ 熱可塑性樹脂は、金属材料に比べて加工が容易で、耐食
性に優れ、かつ軽量である上に、比較的安価であること
から、近午機械部品、精密部品、一般工業部品、家具、
日用雑貨などの素材や、構造材料などとして、多くの分
野において幅広く用いられている。 しかしながら、熱可塑性樹脂は、一般に金属材料に比べ
て、剛性や、耐衝撃性などの機械的性質に劣る上、耐熱
性や寸法安定性などについても必ずしも満足しうるもの
ではないなどの欠点を有している。 したがって、このような熱可塑性樹脂の欠点を改良する
ために、従来、その目的に応じて無機系充填剤や有機系
充填剤の中から、粉末状、粒状、板状、繊維状のものを
適宜選び、熱可塑性樹脂に充填することが行われている
。 例えば、極微細でアスペクト比の高い無機質繊維ヲポリ
プロピレンに配合することにより、剛性の高い樹脂組成
物が得られることが知られている（特開昭５７−１０９
８４６号公報）。しかしながら、この場合、該無機繊維
は極微細で、かつアスペクト比が高いため、繊維同士の
絡まり合いが起こりやすく、樹脂に配合した場合、この
絡まり合いが十分に解繊されず、その結果成形品の表面
にブツが発生しやすいなどの問題が生じる。このような
問題を解決するため、高いシェアで混練することが考え
られるが、この場合には、繊維の破断が生じやすく、剛
性の向上効果が不十分となるなど、新たな問題が生じる
。 さらに、骸無機繊維は、比表面積が大きいことから、複
合化した場合樹脂の流動性が大幅に低下し、大型成形品
や薄肉成形品を作製しにくい上、成形前に乾燥しても成
形品表面にシルバーストリークが発生しやすく、実際、
かなりの高温で長時間の乾燥を必要とするなどの欠点を
有していた。

【発明が解決しようとする課題〕

本発明は、剛性及び耐衝撃性のバランスに優れ、かつシ
ルバーストリークやブツの発生が抑制された良好な表面
を有する成形品を与えることができる上、流動性の低下
もなく、成形性の良好な無機繊維含有熱可塑性樹脂組成
物を提供することを目的としてなされたものである。 【課題を解決するための手段］ 本発明者らは、前記の好ましい性質を有する熱可塑性樹
脂組成物を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、無機繊維
として、水性媒体中で脂肪酸金属塩により表面改質され
た特定の形状を有するマグネシウム系無機繊維を用いる
ことにより、その目的を達成しうろことを見い出し、こ
の知見に基づいて本発明を完成するに至った。 すなわち、本発明は、（Ａ）熱可塑性樹脂と、（Ｂ）平
均繊維径０，１〜１．０μｍ１平均繊維長５〜１００μ
ｍ及び吸油量３５０ｍａ／　ｌ　Ｏ０ｇ以上のマグネシ
ウム系無機繊維を、水性媒体中でその１００重量部当た
り０．１〜ｌＯ重量部の脂肪酸金属塩で表面処理して成
る表面改質無機繊維とを、重量比５０　：　５０ないし
９９：１の割合で含有して成る熱可塑性樹脂組成物を提
供するものである。 以下、本発明の詳細な説明する。 本発明組成物において、（Ａ）成分として用いられる熱
可塑性樹脂については特に制限はなく、従来成形材料と
して用いられているものの中から任意のものを選択して
用いることができるが、その融点が２６０℃を超えると
得られる組成物の成形加工性が悪くなる傾向がみもれる
とともに、成形品にシルバーストリークが発生すること
があるので、融点が２６０℃以下の熱可塑性樹脂が好ま
しい、このような熱可塑性樹脂としては、例えばポリオ
レフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系
樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポ
リカーボネート系樹脂、スチレン系樹脂、アクリレート
系樹脂などが挙げられる。 咳ポリオレフィン系Ｓｔ脂としては、例えばエチレン、
プロピレン、ブテン−１，３−メチルブテン−１，３−
メチルペンテン−１１４−メチルペンテン−１などのび
一オレフィンの単独重合体やこれらの共重合体、あるい
はこれらと他の共重合可能な不飽和単量体との共重合体
などが挙げられる。代表例としては、高密度、中密度、
低密度ポリエチレンや、直鎖状低密度ポリエチレン、超
高分子量ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体
、エチレン−アクリル酸エチル共重合体などのポリエチ
レン類、アタクチック、シンジオタクチック、アイソタ
クチックポリプロピレンや、プロピレン−エチレンブロ
ック共重合体又はランダム共重合体などのポリプロピレ
ン類、ポリ４−メチルペンテン−１などを挙げることが
できる。 ポリ塩化ビニル系樹脂としては、例えば塩化ビニル単独
重合体や塩化ビニルと共重合可能な不飽和単量体との共
重合体などが挙げられる。骸共重合体としては、例えば
塩化ビニル−アクリル酸エステル共重合体、塩化ビニル
−メタクリル酸エステル共重合体、塩化ビニル−エチレ
ン共重合体、塩化ビニル−プロピレン共重合体、塩化ビ
ニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデ
ン共重合体などが挙げられる。さらに、これらのポリ塩
化ビニル系樹脂を後塩素化して、塩素含量を高めたもの
を用いることができる。 ポリアミド系樹脂としては、例えば６−ナイロンや１２
−ナイロンなどの環状脂肪族ラクタムを開環重合したも
の、６．６−ナイロン１，６．１０−ナイロン、６．１
２−ナイロンなどの脂肪族ジアミンと脂肪族ジカルボン
酸とを縮重合させｔ；もの、ｍ−キシレンジアミンとア
ジピン酸との縮重合物などの芳香族ジアミンと脂肪族ジ
カルボン酸とを縮重合させたもの、ｐ−フェニレンジア
ミンとテレフタル酸との縮重合物やｍ−７エニレンジア
ミンとイソフタル酸との縮重合物などの芳香族ジアミン
と芳香族ジカルボン酸とを縮重合させたもの、１．１〜
ナイロンなどのアミノ酸を縮重合させたものなどを挙げ
ることができる。 ポリエステル系横腹としては、芳香族ジカルボン酸とア
ルキレングリコールとを縮重合させたものが挙げられ、
具体例としてはポリエチレンテレフタレートやポリブチ
レンテレフタレートなどがある。 ポリアセタール系樹脂としては、例えば単独重合体のポ
リオキシメチレン及びトリオキサンとエチレンオキシド
から得られるホルムアルデヒド−エチレンオキシド共重
合体などが挙げられる。 ポリカーボネート系樹脂としては、４．４″−ジヒドロ
キシジアリールアルカン系ポリカーボネート、特にビス
フェノールＡとホスゲンとを反応させるホスゲン法や、
ビスフェノールＡとジアエニルカーボネートなどの炭酸
ジエステルとを反応させるエステル交換法などにより得
られるビスフェノールＡ系ポリカーボネートが好ましく
用いられる。また、ビスフェノールＡの一部を２．２−
ビス（４−ヒドロキシ−３，５〜ジメチルフェニル）プ
ロパンや２．２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５〜ジブ
ロモフェニル）プロパンなどで置換しｔ；変性ビスフェ
ノールＡ系ポリカーボネートや難燃化ビスフェノールＡ
系ポリカーボネートなども用いることができる。 スチレン系樹脂としては、例えばスチレン、σ−メチル
スチレンなどの単独重合体やこれらの共重合体、あるい
はこれらと共重合可能な不飽和単量体との共重合体が挙
げられる。代表例としては、一般用ポリスチレン、耐衝
撃用ポリスチレン、耐熱用ポリスチレン＜ａ−メチルス
チレン重合体）、アクリロニトリル−ブタジェン−スチ
レン共重合体（ＡＢＳ）、アクリロニトリル−スチレン
共重合体（ＡＳ）、アクリロニトリル−塩素化ポリエチ
レン−スチレン共重合体（ＡＣ５）、アクリロニトリル
−エチレンプロピレンゴム−スチレン共重合体（ＡＥＳ
）、アクリルゴム−アクリロニトリル−スチレン共重合
体（ＡＡＳ）などが挙げられる。 アクリレート系樹脂としては、例えばメタクリル酸エス
テル重合体やアクリル酸エステル重合体などが挙げられ
、これらの単量体としては、メタクリル酸及びアクリル
酸のメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ブ
チルエステルなどが用いられるが、工業的成形材料とし
てはメチルメタクリレート樹脂を代表的なものとして挙
げることができる。 これらの熱可塑性樹脂の中で、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リブチレンテレフタレート、ポリアセタール、ポリカー
ボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリスチレン、Ａ
ＢＳなどが好適である。 本発明組成物においては、これらの熱可塑性樹脂は１種
用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい
。 本発明組成物においては、（Ｂ）成分の無機繊維として
、平均縁ｉ径０．１〜１．０μｍ１平均繊維長５〜１０
０μｍ及び吸油量３５０＋ａ／１００１以上のマグネシ
ウム系無機繊維を、水性媒体中で脂肪酸金属塩により表
面改質したものが用いられる。このように、骸繊維を表
面改質することにより、著しく分散性能が向上し、その
結果ブツのない成形品が得られるとともに、低シェアで
混線が可能となり、ａｍの破断も抑制され、より高剛性
の成形品を得ることができる。 骸マグネシウム系無機繊維の平均繊維径が０．１μｍ未
満では嵩が大きすぎて、混練が困難となる上、繊維の絡
まり合いが激しく、均一に分散しにくいし、１．０μｍ
を超えると成形品の外観が悪化し、かつ剛性が不十分と
なる傾向がみられる。また平均繊維長が５μｍ未満では
剛性の改良効果が十分に発揮されないし、１００μｍを
超えると成形品の外説が悪くなる傾向がみられる。 さらに、吸油量が３５０ｒｒｒｌ／　１００ｇ未満では
繊維の解繊が不十分で、凝集体が生じ、成形品にゲルが
発生するおそれがある。 このようなマグネシウム系無機繊維の表面改質に用いら
れる脂肪酸金属塩の使用量は、骸繊維１００重量部当た
り、０．１〜ｌＯ重量部、好ましくは０．５〜５重量部
の範囲で選ばれる。この量が０．１！量部未満では該ｍ
！Ｉの分散改良効果が低くて、凝集体が発生しやすく、
かつ流動性の改良効果が十分に発揮されないし、１０重
量部を超えると、その量の割には分散改良効果の向上は
認められず、むしろ成形品の耐熱性及び剛性が低下する
傾向がみられる。 なお、吸油量とは、該繊維１００ｇと練り合わせて一定
の稠度の糊状体をつくるに要する油の量である。 該マグネシウム系無機繊維としては、例えば水酸化マグ
ネシウム繊維、マグネシウムオキシサルフェート繊維、
硫酸マグネシウム繊維、酸化マグネシウム繊維、ホウ酸
マグネシウム繊維などが挙げられるが、これらの中で特
にマグネシウムオキシサルフェート繊維、水酸化マグネ
シウム繊維及びホウ酸マグネシウム繊維が好適である。 これらの無機繊維は１種用いてもよいし、２種以上を組
み合わせて用いてもよい。 前記マグネシウム系無機繊維の表面処理は、本発明にお
いては水性媒体中において行われる。次に、該マグネシ
ウム系無機繊維の好適な表面処理方法の１例を示すと、
まず餓繊維を水性媒体中で撹拌して繊維の絡み合いであ
る凝集体を開繊して該絡み合いを解く。ここで凝集体が
多い場合は、無機繊維の吸油量は少なくなり、３５０ｉ
ｆｆｉ／１００ｇに達しない。次に脂肪酸金属塩を撹拌
中の無機繊維と水性媒体との懸濁液中に投入し、数分な
いし数時間撹拌を続ける。この際、使用する脂肪酸金属
塩については、水性媒体に溶解しうるものであればよく
、特に制限されず、飽和脂肪酸の金属塩であってもよい
し、不飽和脂肪酸の金属塩であってもよい。骸脂肪酸金
属塩としては、脂肪酸のナトリウム塩及びカリウム塩が
好ましく、例えばステアリン酸、パルミチン酸、オレイ
ン酸などの脂肪酸のナトリウム塩及びカリウム塩を好ま
しく挙げることができる。これらの脂肪酸金属塩は１種
用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい
。 このようにして表面改質されたマグネシウム系無機繊維
は、水洗後遠心分離などの公知の手段により分離された
のち、乾燥処理することにより、所望の表面改質無機繊
維が得られる。また、該分離後の無機繊維を径０．３〜
５間の孔より押し出して粒状化したのち、これをオープ
ン中で約１５０℃の温度で１〜６時間程度乾燥すること
にまり造粒繊維としたものはハンドリングの点から好適
である。この場合、造粒繊維の平均粒子径は０．１〜５
ｍｍの範囲にあるのが望ましく、この平均粒子径が０　
、１　ｍｍ未満ではノ）ンドリングの改良効果が十分に
発揮されないし、５ｍｍを超えると分散性が低下する傾
向がみられる。 本発明組成物においては、前記（Ａ）成分の熱可塑性樹
脂と（Ｂ）成分の表面改質無機繊維とを、重量比５０：
５０ないし９９：ｌ、好ましくは７０　：　３０ないし
９５：５の割合で配合することが必要である。該無機繊
維の配合量が、熱可塑性樹脂と無機繊維との合計重量に
基づき１重量％未満では剛性の改良効果が十分に発揮さ
れないし、５０重量％を超えると衝撃強度が著しく低下
するとともに、流動性が低下し外観が悪くなる傾ｐがみ
られる。 本発明組成物には、所望に応じ、本発明の目的を損なわ
ない範囲で、他の粉末状、粒状、板状、繊維状などの無
機系充填剤や、有機系充填剤を配合することができる。 該無機系充填剤としては、例えばシリカ、ケイ藻土、バ
リウムフェライト、酸化ベリリウム、軽石、軽石バルー
ンなどの酸化物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシ
ウム、塩基性炭酸マグネシウムなどの水酸化物、炭酸カ
ルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイト、ドーソナイ
トなどの炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸
アンモニウム、亜硫酸カルシウムなどの硫酸塩又は亜硫
酸塩、タルク、クレー、マイカ、アスベスト、ガラス繊
維、ガラスバルーン、ガラスピーズ、ケイ酸カルシウム
、モンモリロナイト、ベントナイトなどのケイ酸塩、炭
素繊維、カーボンブラック、グラファイト、炭素中空球
などの炭素類や、硫化モリブデン、ホウ酸亜鉛、メタホ
ウ酸バリウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウム、
ポロン繊維などの粉末状、粒状、板状、繊維状の無機質
充填剤、金属元素、金属化合物、合金などの粉末状、粒
状、繊維状、ウィスカー状の金属充填剤、炭化ケイ素、
窒化ケイ素、ジルコニア、窒化アルミニウム、炭化チタ
ン、チタン酸カリウムなどの粉末状、粒状、繊維状、ウ
ィスカー状のセラミックス充填剤などが挙げられる。 一方、有機系充填剤としては、例えばモミ殻なとの殻繊
維、木粉、木綿、ジュート、紙細片、セロハン片、芳香
族ポリアミド繊維、セルロース繊維、ナイロン繊維、ポ
リエステル繊維、ポリプロピレン繊維、熱硬化性樹脂粉
末、ゴムなどを挙げることができる。 本発明組成物においては、マトリックス樹脂と充填剤と
のなじみ性を向上させる目的で、所望により、変性ポリ
オレフィンなどの化学変性剤を配合することができる。 さらに、本発明１１＊物には、所望に応じ、樹脂組成物
に通常用いられている各種添加剤、例えば滑剤、着色剤
、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、離
燃剤、可塑剤などを配合することができる。 本発明組成物は、所定量の（Ａ）成分の熱可塑性樹脂、
ＣＢ）成分の表面改質無機繊維及び所望に応じて用いら
れる各種添加成分を混合して、混練機で混練することに
より調製してもよいし、あるいはあらかじめ熱可塑性樹
脂及び所望に応じて用いられる添加成分を押出機に定量
供給して混練を行い、樹脂が溶融した部分に、核表面改
質無機繊維をサイドフィードして混練することにより調
製してもよいが、後者の方法により調製するのが有利で
ある。 混練機については、熱可塑性樹脂と無機繊維とを混練し
うるものであればよく、特に制限されず、例えば単軸押
出機、多軸押出機などのスクリュー押出機、エラスチッ
ク押出機、ノ飄イドロダイナミック押出機、ラム式連続
押出機、ロール式押出機、ギア式押出機ｌどの非スクリ
ュー押出機などを挙げることができるが、これらの中で
スクリュー押出機、特に二軸押出機が好ましく、その中
でもホッパーより樹脂を投入し、溶融後、サイドより無
機繊維を投入して、混練する方法が特に好走しい。 混線は、用いる熱可塑性樹脂の溶融温度又は軟化点以上
の温度において行われ、また、スクリュー押出機を用い
て混練する場合、スクリュー回転数は、通常１００〜５
００ｒｐｍ、好ましくは２００〜３００ｒｐｍの範囲で
選ばれる。 このようにして調製された本発明の熱可塑性樹脂組成物
は、射出成形法、押出成形法、中空成形法、圧縮成形法
、積層成形法、ロール加工法、延伸加工法、スタンプ加
工法などの種々の成形法により、所望の成形品に成形さ
れる。 〔実施例］ 次に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本
発明はこれらの例によってなんら限定されるものではな
い。 なお、組成物の各物性は次のようにして求めた。 （１）アイゾツト衝撃強度（ノツチ付）ＪＩＳＫ−７１
１０に準拠して求めた。 （２）曲げ弾性率 ＪＩＳＫ−７２０３に準拠して求めた。 （，３）ＭＩ ＪＩＳＫ−７２１０に準拠して求めた。 （４）分散状態 プレス成形にて、５０Ｘ５０Ｘ０．１ｍｍの１［を作威
し、０．０５ｍｍ以上の凝集体の個数を測定した。 （５）シルバーストリークの発生の有無８０℃で３時間
乾燥したそれぞれのベレットを用い１４５　Ｘ　９５　
Ｘ　３５　ａｍ、ゲート径ＩＷ譜の箱を成形し、ゲート
近くに発生するシルバーストリークの有無を目視で判定
した。 また、無機繊維として、次のようにして処理した第１表
に示す種類のものを用いた。 すなわち、２０１の撹拌槽に水１０１と各無機繊維１ｋ
ｇを投入し、３時間撹拌した。表面処理を行うものにつ
いては、第１表に示す種類の表面処理剤を、該無機繊維
に対して第１表に示す量投入し、さらに１時間撹拌した
のち、水分を分離、乾燥して、組成物の調製に用いる木
繊維Ａ−Ｅ、比較繊維ａ−ｅを得た。 なお、無機繊維の吸油量は、ＪＩＳＫ−５１０１に準じ
て行った。 すなわち、１０５〜１１０℃で２時間乾燥した試料２−
５９をガラス板（約２００ｘ２００ｘ５ｍｍ）に採り、
精油アマニ油（ｗｉ価４以下）をビユレットから少量ず
つ試料の中央に滴下し、そのつどヘラで練り合わせる。 滴下線り合わせの操作を繰返し、全体が初めて１本の棒
状にまとまったときを終点とし、要した精製アマニ油の
量を求め、次の式によって吸油量を算出する。 （以下余白） 実施例１〜５、比較例１〜６ 混練機として第１図に示す二軸混練機（ＴＥＭ−３５、
東芝機械（株）製〕を用い、これに、材料供給口２より
第２表に示す各種熱可塑性樹脂を２４ｋｇ／Ｈｒの速度
で供給し、さらに材料供給口３より第２表に示す種類の
無機繊維を６＆ｓ＋／Ｈｒの速度で供給して、混線温度
２００〜２６０℃、ロータ回転数５０Ｏｒｐｍの条件で
混練したのち、ベレット化した。 得られたペレットを乾燥後、射出成形にて所定の金型で
成形し、テストピース及び箱成形量を得た。各物性の評
価結果を第２表に示す。 （以下余白） 【発明の効果】 本発明の熱可塑性樹脂組成物は、所望の熱可塑性樹脂に
、特定の性状を有する表面改質マグネシウム系無機繊維
を配合したものであって、剛性及び耐衝撃性のバランス
に優れ、かつシルバーストリークの発生が抑制された成
形品を与えることができる上、流動性の低下もなく、良
好な成形性を有し、大型成形品や痺肉成形品などの材料
としても好適に用いられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例及び比較例において熱可塑性樹
脂組成物の調製に用いた混練機を示す説明図であって、
図中符号１は二輪混練機、２及び３は材料投入口、４は
ストランドである。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　（Ａ）熱可塑性樹脂と、（Ｂ）平均繊維径０．１〜
   １．０μｍ、平均繊維長５〜１００μｍ及び吸油量３５
   ０ｍｌ／１００ｇ以上のマグネシウム系無機繊維を、水
   性媒体中でその１００重量部当たり０．１〜１０重量部
   の脂肪酸金属塩で表面処理して成る表面改質無機繊維と
   を、重量比５０：５０ないし９９：１の割合で含有して
   成る熱可塑性樹脂組成物。 ２　脂肪酸金属塩が脂肪酸ナトリウム塩又は脂肪酸カリ
   ウム塩である請求項１記載の熱可塑性樹脂組成物。