JPS6111261B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

従来より熱硬化性樹脂、たとえば不飽和ポリエ
ステル樹脂、フエノール樹脂、ユリア樹脂および
メラミン樹脂等に無機質充填剤を多量に添加する
ことにより、強度のある比重の高い樹脂組成物が
製造されていることは周知の通りである。また一
方、熱可塑性樹脂に関してもフエライト鉄酸化物
やコバルト合金等を添加することで磁気特性の良
好な樹脂組成物や音響特性上、ハウリング防止や
音の減衰効果を良好ならしめるために鉛が添加さ
れた樹脂組成物等があり、各々目的を異にしてい
るが、いずれも高比重化された樹脂組成物である
ことはいうまでもない。 本発明者等はかかる特殊な用途に限定されるこ
となく、経済的で取扱い上安全でより広い用途に
使用できる比重の高い熱可塑性樹脂組成物の製造
方法を検討してきたが、この間亜鉛もしくは亜鉛
を主体とする金属化合物の少なくとも比重5.0以
上からなる粉末（以下粉末という）について興味
ある挙動のあることがわかり、研究を押し進めた
結果本発明に到達した。 すなわち、発明者らは高比重の安価な充填剤と
して種々の調査を行つたが、通常使用される炭酸
カルシウム、タルク、硅酸化合物等の無機質充填
剤では高比重化するためにはいきおい容積的、か
つ重量的に高充填率の添加が必要となり、その結
果本来の熱可塑性樹脂の性質が著しく損われ、実
使用上好ましい組成物になり得ないことが分つ
た。そのため金属系充填剤について調査をしぼり
検討を重ねた結果、錆による変色が小さく、分散
性に富み、経済的にしてかつ温水中で樹脂組成物
からの溶出が著しく小さい充填剤としては亜鉛ま
たは亜鉛を主体とする金属化合物からなる粉末が
最も優れていることが判明した。しかしながら、
当初かかる粉末を唯単に添加する限りでは、たと
えその組成物の成形用ペレツトを脱気乾燥させて
も、得られる成形物の表面にはランダムにシルバ
ー（銀条）が発生し、成形条件を種々変化させて
も解消できずその対策に多大の時間を費やした。
かかる原因究明のため亜鉛もしくは亜鉛を主体と
する金属化合物の粉末の機構およびその粉末粒子
の形状に焦点をしぼり検討を加えた結果、成形物
表面の平滑性および分散性を期待する余り粉末粒
子を微細にすればするほど組成物の溶融加熱時に
おいてガス状物の発生が著しく、その結果全く期
待を裏切るシルバー多発の成形物となつた。その
ため粒子径の異なる粉末について同様のテストを
重ねた結果、平均粒子径が８μ以上の粉末になる
とかかる現象が著しくおさえられてくることが判
明した。しかしながら、粒子径を次第に大きくさ
せるに従い、表面の平滑性、表面光沢が分散不良
とあいまつて損われ、40μを越えるともはや外観
を問題にしない特殊用途は別として使用に耐えな
い品位の損われた成形物となる。 次にかくして厳選された粉末を使用して種々の
異なる比重の組成物を製造するために添加比率を
任意に変化させることで可能となることは分つた
が、通常組成物を製造する際とられる最も一般的
な樹脂ペレツトと粉末とのドライブレンドに際し
ては、双方の見掛け比重が異なり過ぎるため、粉
末の添加量が少ない場合逆に混合不良を招く結果
となり、これを防止するためには双方の配合比率
におのずと一定の均衡範囲のあることが分つた。
そのため更に試験を重ねた結果、固有の比重0.8
〜1.5の範囲にある樹脂にあつては、添加し溶融
混練された後の樹脂組成物の比重が1.8以上にな
るようその粉末を混合することで好ましい結果が
得られることが分つた。 次にかかる樹脂組成物について機械的強さの評
価を行つた結果、その粉末の添加量の増加にとも
ない剛性は高くなるが、反応伸び率や衝撃強度の
低下が生ずる傾向は否めず、樹脂の種類によつて
は引張り強度、曲げ強度など主要な強度の低下が
認められることが分つた。従つて、用途的に十分
使用に耐える場合もあるが、引張り、曲げ等の主
要な強度および特に衝撃強度を必要とする場合は
ガラス繊維、カーボン繊維等の補強材料を使用す
ることによつて例え高比重下にあつても他の強化
プラスチツクの際と同様に粉末と互いに親和し補
強効果が十分期待できることを見出した。加工
性、分散性は唯単に樹脂と粉末を混合する場合よ
りも、これら補強材料を併用するとより良好に行
い得ることも発見した。 本発明の熱可塑性樹脂とは代表的には、酢酸ビ
ニール樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等の
ポリオレフイン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスチ
レン、ABS樹脂等のポリスチレン系樹脂、アク
リル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹
脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂お
よびその他の特殊熱可塑性樹脂等であり、これら
の各種共重合体および変性体も含まれる。次に亜
鉛もしくは亜鉛を主体とする金属化合物の粉末と
しては通常の亜鉛金属、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、
亜鉛ダイカスト合金を含む各種亜鉛合金等であ
り、比重5.0以上の本発明で限定する粒子の粉末
であることを必要とする。 更にガラス繊維、カーボン繊維等の補強材料と
しては、これらの繊維のほか、アスベスト繊維、
スチールフアイバー、ロツクウール、その他合成
繊維を含む補強繊維素材をいうが、必ずしもこれ
らに限定されるものではない。 以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明
する。 実施例 １ 25℃、98％硫酸による溶液相対粘度2.8、比重
1.13のナイロン６樹脂チツプと比重7.1の亜鉛金
属の平均粒径11μの粉末を混合し、しかる後温度
250℃で65mm径の二軸押出機で溶融混練を行い、
押出ストランドを水冷後カツターで切断し、長さ
３mm、平均太さ2.5mmのチツプを製造した。かか
るチツプを乾燥した後、５オンスのスクリユー型
射出成形機にてシリンダー加熱温度255℃、金型
温度80℃、射出圧力850Kg/cm²でサイドゲートにて
60mm×100mm×３mmのプレートを同時に２枚成形
し、得られた20枚のプレートの表面状態を観察す
るとともに、それらのプレートの鱗片より比重を
測定した。なお、この組成物の配合比率は重量比
でナイロン６樹脂26％、亜鉛粉末74％であつた。 以下同様な操作にて亜鉛粉末の粒径の異なる場
合と得られた組成物の比重との関係をプレートの
表面状態と照合してその結果を第１表に示した。

【表】 実施例 ２ 実施例１の装置に基づきメルトインデツクス
6.0で比重0.95のポリエチレン樹脂ペレツトと比
重6.9の亜鉛ダイカスト用金属の粉末を混合し、
温度140℃で溶融混練を行い長さ３mm、平均太さ
３mmのチツプを製造した。かかるチツプを乾燥
後、シリンダー温度150℃、金型温度50℃、射出
圧力800Kg/cm²で実施例１と同様のプレートを成形
し、亜鉛粉末の粒径、得られた組成物の比重との
関係を、プレートの表面状態とを照合してその結
果を第２表に示した。

【表】 実施例 ３ 実施例１の方法と同様にゴム成分を約23重量％
含有した比重1.03の耐衝撃性ABS樹脂ペレツトと
実施例２で使用したダイカスト用亜鉛金属粉末を
混合し、温度230℃で溶融混練を行い長さ３mm、
平均太さ３mmのチツプを製造した。しかる後その
チツプを乾燥後シリンダー温度240℃、金型温度
60℃、射出圧力900Kg/cm²で同様のプレートを作成
し評価した。その結果を第３表に示す。

【表】 実施例 ４ 実施例１の試料No.1のナイロン６樹脂をベー
スとした比重3.0の組成チツプと、ガラス短繊維
（太さ11μ、平均長0.4mm）を45重量％含有したナ
イロン６樹脂チツプとを互いに混合した後、実施
例１の操作と同様の成形条件でプレートを成形し
た。 得られた組成物の比重は2.3であり、配合比率
はナイロン６樹脂34％、ガラス繊維13.5％、亜鉛
粉末52.5％であつた。プレートの表面状態は優れ
ており、分散も良好であつた。 次に機械的強度を比較するため、上記ガラス繊
維強化組成物（比重2.3）と比較のため実施例１
の試料No.2の組成物（比重2.0）のものについて
テストピースを作成した。第４表に測定結果を示
す。

【表】 以上の通り、ほぼ類似の比重の組成物にあつて
も、ガラス繊維強化することにより機械的強度が
著しく改良されることが判明した。 本発明の組成物は種々の用途に使用可能であ
る。たとえば既に述べた音響機器の振動防止を必
要とする各種パーツ、ハウジングやポート類、顕
微鏡など光学機器を初めとする機器のベース類、
各種錘（おもり）、玩具基材、工具ハウジングな
ど重量感を必要とする用途を初め、焼付塗装も可
能であることから従来の亜鉛、アルミダイカスト
の分野での素材代替等を含め加工性、経済性に優
れる意味で広い用途が期待できる。 本発明は代表的な事例をもつて説明したが、樹
脂素材は必ずしもペレツトやチツプ形状に限定さ
れず粉砕された粉体であつてもさしつかえないほ
か、溶融された樹脂に粉末を添加混合することも
可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 比重5.0以上からなる亜鉛または亜鉛を主体
   とする金属化合物の平均粒径８μ〜40μの金属粉
   末を熱可塑性樹脂に添加溶融混練することにより
   1.8以上の比重を有する高比重熱可塑性樹脂組成
   物の製造方法。 ２ 比重5.0以上からなる亜鉛または亜鉛を主体
   とする金属化合物の平均粒径８μ〜40μの金属粉
   末を熱可塑性樹脂に添加溶融混練し、更にガラス
   繊維、カーボン繊維等の補強材料を併用してなる
   1.8以上の比重を有する耐衝撃性に優れた高比重
   熱可塑性樹脂組成物の製造方法。