JPH069791A

JPH069791A - 樹脂組成物の成形体

Info

Publication number: JPH069791A
Application number: JP5043419A
Authority: JP
Inventors: Shoji Morita; 昇次森田; Shigeki Shimada; 茂樹島田; Yoshi Tanaka; 好田中
Original assignee: Nippon Glass Fiber Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1993-03-04
Filing date: 1993-03-04
Publication date: 1994-01-18
Anticipated expiration: 2009-09-21
Also published as: JPH0674333B2

Abstract

(57)【要約】【目的】樹脂補強効果の著しく高いガラスフレークに
より補強された高強度成形体を提供する。【構成】熱可塑性樹脂に、表面処理剤で処理された補
強用ガラスフレークを混合してなる樹脂組成物の成形
体。ガラスフレーク２０は粒径１０〜２０００μｍで、
平均厚さが０．８〜１．４μｍであり、厚さが０．３〜
３．０μｍの範囲にあるフレークを９０重量％以上含有
するガラスフレークであり、かつ、ガラスフレークの表
面処理剤量がガラスフレークに対して０．０５〜０．２
０重量％である。【効果】本発明で用いるガラスフレークは、従来のガ
ラスフレークに比し、かなり薄膜側へ移行していると共
に、従来のガラスフレークより大きな比表面積を有す
る。このため、熱可塑性樹脂の補強材として用いた場
合、樹脂とガラスフレークとの界面の面積が増し、補強
効果が向上し、成形品とした場合の強度も高くなる。し
かも、このようなガラスフレークを特定割合で表面処理
して用いるため、より一層優れた補強効果が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は樹脂組成物の成形体に係
り、特に補強用ガラスフレークにより強化された樹脂組
成物の成形体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般に提供されているガラスフレ
ークは、平均厚さ３〜４μｍで、２〜６μｍの厚さのガ
ラスフレークを約９５重量％含むものであり、その粒径
（ＪＩＳ一般粒径測定による粒径）には主に次の〜
のような種類のものがある。

【０００３】平均粒径６００μｍで粒径２１１〜２
３７６ μｍのものを８０重量％以上含むもの平均粒径１５０μｍで粒径６２〜４２１μｍのも
のを７０重量％以上含むもの平均粒径４０μｍで粒径６２μｍ以下のものを８
８重量％以上含むものこのようなガラスフレークは、従来より耐蝕用材料ある
いは補強用材料として、塗料、ライニング分野等広い分
野で使用されている。

【０００４】例えば、熱可塑性樹脂にガラスフレークを
混合した場合、ガラスフレークの２次元的な補強効果に
より引張強度、曲げ強度、曲げ弾性率及び熱変形温度等
が改善され、優れた特性を有する樹脂が得られるように
なる。このような樹脂の成形品は、樹脂の流れ方向の成
形収縮率と樹脂の流れに直角な方向の成形収縮率がほぼ
等しいため、成形品のそりが極めて小さく、ガラス繊維
補強の樹脂に比し、成形性補強性が優れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ガラスフレークは比較的その個々の厚さ、及び平均厚さ
が大きいところから、熱可塑性樹脂の補強用途におい
て、ガラスフレークの比表面積が０．２６ｍ² ／ｇと小
さいため、十分な補強効果が得られないことがあるとい
った問題があった。

【０００６】本発明は上記従来の問題点を解消し、樹脂
補強効果の著しく高いガラスフレークにより補強された
高強度成形体を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本考案の樹脂組成物の成
形体は、熱可塑性樹脂に、表面処理剤で処理された補強
用ガラスフレークを混合してなる樹脂組成物の成形体で
あって、該ガラスフレークは粒径１０〜２０００μｍ
で、平均厚さが０．８〜１．４μｍであり、厚さが０．
３〜３．０μｍの範囲にあるフレークを９０重量％以上
含有するガラスフレークであり、かつ、ガラスフレーク
の表面処理剤量がガラスフレークに対して０．０５〜
０．２０重量％であることを特徴とする。

【０００８】なお、本発明においてガラスフレークの厚
さは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用い、１００枚以
上のガラスフレークにつき、その厚さｔ（第１図参照。
なお第１図の符号２０はガラスフレークの単体を示
す。）を測定することにより求める。この場合、ガラス
フレーク単体を走査型電子顕微鏡で観察して測定しても
良く、ガラスフレークを樹脂に充填して成形し、これを
破断し、その破断面を観察して測定しても良い。

【０００９】いずれの測定方法においても、ガラスフレ
ーク断面（厚さ面）が走査型電子顕微鏡の照射電子線軸
に垂直になるように、走査型電子顕微鏡の試料台微動装
置を調整する必要がある。

【００１０】まず、本発明で用いるガラスフレークにつ
いて説明する。

【００１１】本発明に係るガラスフレークは、平均厚さ
が０．８〜１．４μｍである。そして、厚さが０．３〜
３．０μｍの範囲にあるフレークを９０重量％以上含有
する。０．３μｍ未満の厚さのものを１０重量％よりも
多く含有するものは、製造コストが高くなり、経済的に
不利である。また、厚さが３．０μｍを越えるフレーク
を１０重量％よりも多く含有すると、樹脂補強材として
使用した場合、十分な補強効果が得られない。

【００１２】本発明においては、平均厚さが１μｍ前後
（例えば０．９〜１．３μｍ）で厚さ０．５〜２．０μ
ｍのフレークを９０重量％以上含有するものが特に好ま
しい。

【００１３】また、本発明に係るガラスフレークの粒径
ｄ（第１図参照）は、１０〜２０００μｍの範囲とす
る。これは、粒径１０μｍ未満のフレークは補強効果が
小さく、一方、粒径２０００μｍを超えるフレークは樹
脂の流動性を低下させ、混練し難くなるためである。

【００１４】ガラスフレークの組成としては、Ｅガラス
のような所謂無アルカリ珪酸塩ガラスやＣガラスのよう
な含アルカリ珪酸塩ガラスを用いることができる。後者
の例としては、例えば、重量比で６０〜７５％のＳｉＯ
₂ 、及び８〜２０％のＲ₂ Ｏ（ＮＡａ₂ Ｏ、Ｋ₂ Ｏなど
のアルカリ金属酸化物）を、主として含有し、（ただし
ＳｉＯ₂ ＋Ｒ₂ Ｏは７５〜９０％）、その他に、例えば
ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｂ₂Ｏ₃ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＺｎＯ、Ｆｅ₂
Ｏ₃ などの１種又は２種以上を含む、含アルカリ珪酸
塩ガラスが挙げられる。

【００１５】好ましいガラス組成の例を表１に示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】本発明においては、このようなガラスフレ
ークを表面処理剤で処理して用いる。これにより、ガラ
スフレークの補強効果等の特性を向上させることができ
る。表面処理剤としては、市販の各種の表面処理剤が採
用できる。表面処理剤の具体例としては、γ−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラ
ン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン
等のシリコン系カップリング剤、その他チタン系カップ
リング剤等が挙げられる。これらの表面処理剤の使用量
は、後掲の実施例３〜５で示す如く、ガラスフレークの
重量の０．０５〜０．２０重量％とする。

【００１８】本発明に係るガラスフレークは、第２図に
示す如き、公知のガラスフレークの製造装置を用いて薄
膜フィルムを製造し、これを細かくすることにより容易
に製造することができる。

【００１９】第２図において、１は溶融ガラス素地、２
は耐火窯槽、３は窯槽底部に設けた孔である。４は孔３
よりは小さな円形のガラス取出口５を有するフィーダー
ブロックで、電熱線６を埋め込んだ鋳造耐火煉瓦から成
っている。ガラス取出口５におけるガラス素地の温度は
電熱線６によって一定に保たれる。７は耐火窯槽２の上
部から孔３を通りガラス取出口５に達するブローノズル
で、その先端部８によりガラス取出口には円形のスリッ
ト９が形成される。スリット９から流出したガラス素地
はブローノズル７から吹込む気体例えば空気により膨ら
まされて中空状になり、更に下方に引っ張られて引伸ば
され、その膜の厚さは非常に薄くなる。１１は押圧ロー
ル、１２は引張ロールである。１３は末広がりの筒状鋼
板製反射板であり、中空状ガラス１０はこの反射板１３
により外気流から遮断されると同時によく保温されて一
様に薄く膨らむ。このようにして膨らんだ中空状ガラス
１０は押圧ロール１１で押しつぶされ、平板状ガラスフ
ィルム１４となって送り出される。

【００２０】本発明に係るガラスフレークは、第２図の
如き装置において、引張ロール１２の回転速度を高めて
引張速度を大きくするか、あるいはブローノズル７の空
気圧を大きくして中空状ガラス１０を大きく膨らませる
ことにより、極めて厚さの薄いガラスフィルムを連続的
に製造し、得られたガラスフィルムを適当な粒径に粉砕
することにより製造することができる。

【００２１】なお、本発明の樹脂組成物の成形体におい
て、熱可塑性樹脂としては、後掲の実施例で用いたポリ
プロピレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等が
挙げられる。

【００２２】

【作用】本発明に係るガラスフレークは、粒径が１０〜
２０００μｍで、平均厚さが０．８〜１．４μｍ、厚さ
０．３〜３．０μｍのフレークを９０重量％以上含有す
るものである。従って、その厚さ分布は、例えば第３図
の如くであり、第４図に厚さ分布を示す従来のガラスフ
レークに比し、かなり薄膜側へ移行していると共に、従
来のガラスフレークより大きな比表面積を有する。この
ため、熱可塑性樹脂の補強材として用いた場合、樹脂と
ガラスフレークとの界面の面積が増し、補強効果が向上
し、成形品とした場合の強度も高くなる。

【００２３】しかも、本発明においては、このようなガ
ラスフレークを特定割合で表面処理して用いるため、よ
り一層優れた補強効果が得られる。

【００２４】

【実施例】以下に実施例及び比較例について説明する。実施例１，２、比較例１，２平均厚さ１．２μｍで厚さ０．５〜２．０μｍのものを
９０重量％以上含有するガラスフレーク（実施例１、
２）及び平均厚さ３．５μｍで厚さ２〜６μｍのものを
９５重量％以上含有するガラスフレーク（比較例１、
２）を用い、その補強効果を調べた。なお、用いたガラ
スフレークはいずれも平均粒径１５０μｍのＣガラス組
成のもので、アミノシランで表面処理を施したものであ
る（表面処理剤量０．１０重量％）。

【００２５】ガラスフレークをポリプロピレン（ＰＰ）
樹脂又はポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂に
各々３０重量％混合して常法に従って成型体を製造し、
得られた成型体の諸物性を測定した。結果を表２に示
す。

【００２６】表２により、本発明のガラスフレークは従
来のガラスフレークに比し、優れた補強効果を発揮する
ことが明らかである。

【００２７】実施例３〜５、比較例３平均厚さ１．２μｍ、厚さ０．５〜２．０μｍのものを
９０重量％以上含有する、平均粒径１５０μｍのＥガラ
ス製ガラスフレークをＰＢＴ樹脂に３０重量％混合して
成型した。この際、表面処理剤（アミノシラン）の添加
量を種々変え、各々の成型体について諸物性を測定し
た。結果を表３に示す。

【００２８】表３より本発明に従って、表面処理剤を使
用することにより、ガラスフレークの補強効果が向上す
ることが明らかである。

【００２９】

【表２】

【００３０】

【表３】

【００３１】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明で用いるガラ
スフレークは、ガラスフレークと樹脂との界面面積が大
きく、樹脂への均一分散性も極めて良好で、優れた補強
効果を発揮するため、樹脂の機械的特性及び熱的特性を
大幅に向上させる。

【００３２】従って、本発明によれば、各種特性に著し
く優れた樹脂組成物の成形体が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１図は本発明に用いられるガラスフレークの
単体を模式的に示す側面図である。

【図２】第２図は本発明に用いられるガラスフレークの
製造に好適な連続式ガラスフィルム製造装置の部分断面
図である。

【図３】第３図は本発明に用いられるガラスフレークの
厚さ分布の一例を示すグラフである。

【図４】第４図は従来のガラスフレークの厚さ分布の一
例を示すグラフである。

【符号の説明】

２０ガラスフレーク単体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱可塑性樹脂に、表面処理剤で処理され
た補強用ガラスフレークを混合してなる樹脂組成物の成
形体であって、該ガラスフレークは粒径１０〜２０００μｍで、平均厚
さが０．８〜１．４μｍであり、厚さが０．３〜３．０
μｍの範囲にあるフレークを９０重量％以上含有するガ
ラスフレークであり、かつ、ガラスフレークの表面処理剤量がガラスフレーク
に対して０．０５〜０．２０重量％であることを特徴と
する樹脂組成物の成形体。