JPH115909A

JPH115909A - 強化樹脂組成物

Info

Publication number: JPH115909A
Application number: JP16074797A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Nakazawa; 桂一中沢; Yoshiyuki Arai; 義之新井
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1997-06-18
Filing date: 1997-06-18
Publication date: 1999-01-12

Abstract

(57)【要約】【課題】剛性と衝撃強度の両方の物性に優れ、さらに
木材代替用途として必要な釘打ち性等の特性を有する樹
脂組成物の提供。【解決手段】（ａ）ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂
９８〜１９重量％、（ｂ）ポリアクリロニトリル系繊維
１〜５０重量％、および（ｃ）木粉などの有機天然物系
フィラー１〜８０重量％からなる樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリアクリロニト
リル系繊維及び有機天然物系フィラー補強樹脂組成物に
関する。特に、木材代替用途に用いられる。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂は、成形性、耐衝撃性に優
れるため、自動車部品、家電製品部品、ＯＡ機器等様々
な分野に用いられる。しかし、他の材料（特に金属材
料）と比較し剛性が劣り、これを強化するため、通常、
ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等の繊維により補
強した物が知られている。

【０００３】特開昭６３−８１１６２号公報においてポ
リアクリロニトリル系繊維で熱可塑性樹脂を補強する発
明が、特開平５−７０６９８号公報にはポリアクリロニ
トリル系繊維と熱硬化性樹脂及び充填材からなる摩擦材
の発明が、特開平３−４５６３７号公報にはポリオレフ
ィン、無機系難燃剤、ポリアクリロニトリル系繊維から
なる難燃性電気絶縁組成物が、さらに、特公平５−１７
２５０号公報には特定形状のアクリル系繊維と充填剤と
フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹
脂、メラミン系樹脂、天然あるいは合成ゴムなどの樹脂
からなる摩擦材料が、特開平３−４５６３７号公報には
ポリオレフィン、無機系難燃剤、ポリアクリロニトリル
系繊維からなる難燃性電気絶縁組成物が、特開平８−８
５７６１号公報には熱可塑性樹脂、ポリアクリロニトリ
ル系繊維、無機充填材からなる組成物が開示されてい
る。

【０００４】一方、熱可塑性樹脂に木粉を始めとする有
機天然物系フィラーを添加することは昔から多くの例が
ある。天然物は心の安らぎを得られる効果があるとの研
究もあり、人工木材の成分として欠かせない。しかし、
単に木粉等を添加しただけでは弾性率は高くなるが脆く
なる欠点がある。これを防ぐ為、セルロース系繊維等を
混練りする方法があるが、セルロース系繊維は特に熱に
弱く工業生産になると比較的大きな押出機を使うように
なり、それによる発熱が高いため実質上繊維の劣化が進
み強化されない。また、人工木材の必要特性の一つに、
釘打ち性、釘保持性がある。これらの特性を満たす必要
がある。

【０００５】例えば、特開昭５７−１８０６４８号公報
には、ポリプロピレンおよび／または変性ポリプロピレ
ン、木粉、有機繊維からなるポリプロピレン組成物に関
する発明が記載されている。しかしながら、有機繊維と
してビニロン繊維とジュート繊維を用いており、衝撃強
度向上効果も低い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、剛性と衝撃
強度の両方の物性に優れた天然物フィラー添加複合体を
得ることにある。特に熱可塑性樹脂において、剛性を上
げるために天然物フィラーを用い、衝撃強度を上げるた
めには通常エラストマー成分を添加するが、エラストマ
ー成分を添加すると衝撃強度は改善されるが剛性が低下
する。

【０００７】本発明の課題は、剛性と衝撃強度の両方の
物性の優れた天然物フィラー複合体を得ること、さらに
木材代替用途として必要な釘打ち性等の特性を付与する
ことを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を、天然物フィラーとポリアクリロニトリル系繊維を併
用することにより解決した。すなわち、本発明は下記の
通りである。１）（ａ）熱可塑性樹脂９８〜１９重量％、（ｂ）ポリ
アクリロニトリル系繊維１〜５０重量％、および（ｃ）
有機天然物系フィラー１〜８０重量％からなる樹脂組成
物。

【０００９】２）有機天然物系フィラーが木粉である上
記１記載の樹脂組成物。３）上記１又は２記載の樹脂組成物よりなる木材代替材
料。以下、本発明につき詳述する。本発明における熱可塑性
樹脂とは、低、中、高密度ポリエチレン（以下、高密度
ポリエチレンはＨＤＰＥと略記する）、ポリプロピレ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、アクリロニトリル
−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−
スチレン共重合体、ポリアミド、ポリアセタール、ポリ
カーボネート、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、ポリフェニレンエーテル、スチレ
ン−ブタジエン共重合体及びその水素添加組成物等を挙
げることができる。これらの熱可塑性樹脂は単独でまた
は２種類以上併用して用いることができる。これらの熱
可塑性樹脂の中でも特にポリエチレン、ポリスチレンが
より好ましい。

【００１０】本発明におけるポリアクリロニトリル系繊
維とは、アクリロニトリル単独重合体あるいはアクリロ
ニトリル９０重量％以上とアクリロニトリルと共重合可
能なビニル系モノマー１０重量％以下の共重合体から成
るポリアクリロニトリル系重合体繊維であって、製造方
法は一般に知られるポリアクリロニトリル系重合繊維の
製造方法で作られる繊維である。この中でも共重合する
ビニル系モノマーの重合割合は、より好ましくは５％以
下、さらに好ましくは３％以下である。

【００１１】さらに、繊維に加熱延伸を架けるとさらに
良好で１４０℃以上、好ましくは１７０℃以上で加熱延
伸を架けた繊維がより好ましく用いられる。本発明にお
けるポリアクリロニトリル繊維は、繊度０．５〜５０デ
ニール、引張強度２．５ｇ／ｄ以上、好ましくは５．０
ｇ／ｄ以上、さらに好ましくは８．０ｇ／ｄ以上、初期
弾性率３０ｇ／ｄ以上あることが好ましい。

【００１２】本発明におけるポリアクリロニトリル系繊
維の繊維長は０．５〜２０ｍｍが好ましく、さらに好ま
しくは１ｍｍ〜１０ｍｍ、より好ましくは２ｍｍ〜６ｍ
ｍである。０．５ｍｍ未満では工業的に生産が困難であ
る。また補強効果を出すためには長い方が好ましいが、
２０ｍｍを越えると、ポリアクリロニトリル系繊維が熱
可塑性樹脂中で混練りされ、押し出される際に、ポリア
クリロニトリル系繊維同士での絡み合いが生じ分散性が
悪くなり物性低下を起こす場合がある。

【００１３】本発明の複合強化樹脂組成物は、ポリアク
リロニトリル系繊維が１〜５０重量％、好ましくは、２
〜４０重量％、さらに好ましくは３〜２５重量％添加さ
れているものである。ポリアクリロニトリル系繊維が少
なすぎると本発明の効果が達成されず、多すぎると成形
性を阻害するので好ましくない。本発明における有機天
然物系フィラーとは、主に木材を細かく砕いた木粉を指
す。原料の木材としては特に限定しないが、例を挙げれ
ば、桧、杉、松、栂、樅、カバ、楓、セン、タモ、楢、
ブナ、カキ、桜、シデ、椿、シナ、椎、栃、ドロノキ、
ホオノキ、ミズメ、ベイツガ、ベイマツ、メープル、ア
ルダー、ゴムノキ、ラミン、ラワン、テレンタン、マン
ゴ、レンガス、ランシンボク、チャッチンモドキ、ヌル
デ、ウルシ、ハゼノキ、ハリギリ、ハンノキ、カバノ
キ、アサダ、キササゲ、タベブヤ、イベ、ガヤカン、コ
ルジア、カナリーウッド、カナリウム、カツラ、ターミ
ナリア、イディグボ、アファラ、エリマ、メルサワ、パ
ロサピス、チェンガル、レサック、アピトン、クルイ
ン、ヤン、チュテール、ドナ、カプール、ヤカール、メ
ランチ、ウプナ、カキノキ、コクタン、ブタブタ、ク
リ、ビンタンゴール、サンタマリア、カロフィルム、ゲ
ロンガン、ガルシニア、マニール、イスノキ、クルミ、
ノグルミ、楠、クインスランドウォルナット、ビリア
ン、タブノキ、グリンハートアカシア、コクロジュア、
アフリカンチーク、アフゼリア、ネムノキ、アクレ、ア
ルビジア、ニセアカシア、モクレン、ホオノキ、カヤ、
クワ、ユーカリ、プラタナス、ナナカマド、ポプラ、モ
ッコク、ケヤキ、ニレ、チーク、マフォガニー、銀杏、
トドマツ、カラマツ、イチイ、カヤ等が挙げられる。

【００１４】その他、有機天然物系フィラーとして、籾
殻、桃核、杏核、クルミ殻、とうもろこし穂芯、等も含
まれる。本発明の樹脂組成物は、有機天然物系フィラー
が１〜８０重量％添加される。好ましくは５〜７０重量
％、さらに好ましくは２０〜６０重量％添加される。添
加量が少ないと効果が発現せず、添加量が多いと極端に
脆くなるため好ましくない。

【００１５】本発明の樹脂組成物には、その特長を損な
わない範囲で、無機充填剤、帯電防止剤、各種の安定
剤、核剤、可塑剤、難燃剤、顔料、着色剤等を公知の方
法に従い適宜添加して用いることができる。本発明の樹
脂組成物は、木材代替用途を始めとした用途に特に有効
に使用できる。例えば、建築用材（巾木、廻り縁、梁
材、濡れ縁材、床材、天井材等）、窓枠サッシ、ふすま
窓等のレール、風呂廻り（風呂蓋、風呂桶、簀の子
等）、台所廻り、コンクリートの型枠材、杭、塀さら
に、荷物運搬用パレット、等に用いられる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明を具体
的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定さ
れる物ではない。尚、各測定は以下の条件で行う。アイゾット衝撃強度；ＡＳＴＭＤ−２５６に準拠し
て測定する。曲げ弾性率；ＡＳＴＭＤ−７９０に準拠して測定す
る。

【００１７】制振性；中央加振法により測定した残響
時間を、ＨＤＰＥ／木粉＝５０／５０（比較例２）の系
の値を１００として相対値で表す。値が小さい方が制振
性能は優れる。釘打ち性；長さ６５ｍｍ、巾１２ｍｍ、厚３ｍｍの圧
縮成形品の、端から１５ｍｍの所の中央に太さ２．１５
ｍｍの丸釘を金槌で打ちこむ。その際、問題なくくぎが
打てる物を○、成形品が割れてしまう物を×、釘が打て
るが成形品にひびが入る物を△で表す。

【００１８】釘保持性；の方法で打った釘について
その頭を持ち手で引き抜きテストを実施する。手で引き
抜けない物を○、手で引き抜ける物を×で表す。

【００１９】

【実施例１】３０００デニール／１０００フィラメント
で強度１３ｇ／ｄ、初期弾性率６０ｇ／ｄの性能を有す
るポリアクリロニトリル系繊維（アクリロニトリル単独
重合体繊維）を、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（旭
化成工業（株）製、ＡＥＲ６６１）の濃度８重量％のエ
マルジョン液中を浸漬通過させ、乾燥後、３ｍｍの長さ
に切断したポリアクリロニトリル系繊維チョップドスト
ランドを作製する。

【００２０】このポリアクリロニトリル系繊維チョップ
ドストランド（以下、ＰＡＮ繊維と略記する）１０重量
％、ＨＤＰＥ（旭化成工業（株）製、Ｊ３１１）５０重
量％、木粉（松）４０重量％を混合し、押出機（株式会
社東洋精機製作所製、二軸押出機２Ｄ２０Ｓ）を用い２
００℃で溶融混練りし、さらに、圧縮成形機で成形し試
験片を作製し評価する。

【００２１】

【実施例２、比較例１、２】表１に示した量比で各成分
を添加することを除いては、実施例１と同様に試験片を
作製する。

【００２２】

【実施例３、４、比較例３、４】表２に示した量比で各
成分を添加することを除いては、実施例１と同様に試験
片を作製する。ＨＩＰＳは旭化成工業株式会社製ポリス
チレン４３３を使用する。

【００２３】

【比較例５】３０００デニール／１０００フィラメント
で強度２ｇ／ｄ、初期弾性率６０ｇ／ｄの性能を有する
ポリアクリロニトリル系繊維（アクリロニトリル共重合
体繊維；共重合体含量１５重量％）を、ビスフェノール
Ａ型エポキシ樹脂（旭化成工業株式会社製、ＡＥＲ６６
１）の濃度８重量％のエマルジョン液中を浸漬通過さ
せ、乾燥後、３ｍｍの長さに切断したポリアクリロニト
リル系繊維チョップドストランドを作製する。以下実施
例１と同様に評価した結果、Ｉｚｏｄ衝撃強度は３．７
ｋｇ・ｃｍ／ｃｍであった。

【００２４】実施例、比較例の評価結果を表１、２に示
す。これらの表で判るように、ポリアクリロニトリル系
繊維の添加により剛性を落とさずにアイゾット衝撃強度
向上が見られ、さらに木材代替用途として必要な釘打ち
性、釘保持性に優れ、制振性にも優れることが解る。こ
れは、ＨＤＰＥ系のみならずＨＩＰＳ系の検討結果でも
同様である。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】

【００２７】

【発明の効果】本発明の樹脂組成物は、従来品の比較例
に比べて、剛性、衝撃強度両方の物性に優れ、さらに制
振性、釘打ち性にも優れ、良好な木材代替材料である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０８Ｌ 97/02 Ｃ０８Ｌ 97/02 //(Ｃ０８Ｌ 101/00 33:20 97:02）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）熱可塑性樹脂９８〜１９重量％、
（ｂ）ポリアクリロニトリル系繊維１〜５０重量％、お
よび（ｃ）有機天然物系フィラー１〜８０重量％からな
る樹脂組成物。
【請求項２】有機天然物系フィラーが木粉である請求
項１記載の樹脂組成物。
【請求項３】請求項１又は２記載の樹脂組成物よりな
る木材代替材料。