JPS6311335A - 積層シ−ト及びその製造方法 - 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、高弾性及び高耐衝撃性特性を兼ねそなえた成
形用シート材料に関し、各種容器、自動車用部品、ＯＡ
機器ハウジング、電気器具部品等の成形材料として用い
られる。

「従来の技術」 熱可塑性樹脂のフィルムを２軸に延伸、配向させ、強度
、靭性を改良することはよく行われている。厚さの厚い
シートにおいては、延伸にかえて圧延、固相押し出し等
により、強靭なシートを得ることが行われている。しか
しながら、２軸圧延配向による強度、弾性率の向上は１
軸配向に比較して、著しく小さい。シートの強度、弾性
率の向上には強化材、特にフレーク状フィラーとの複合
が良く、マイカ強化シートの製造が、広く行われている
。フレーク状フィラーの特徴は、異方性がなくシートの
強度、弾性率を大幅に高めるという、非常に好ましいも
のであるが、靭性が低下し、また耐衝撃性が低下すると
いう欠点を有する。本発明者らは、フレーク状フィラー
で強化した熱可塑性樹脂シートを圧延することにより、
この欠点が改善され、弾性率を向上させつつ、強靭性を
大幅に向上させうろことを見いだしている。

「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら、上記方法によっても、物性の向上はまだ
十分ではない。フレーク状フィラーで強化したシートを
２軸配向させたシートは耐衝撃性を高めれば弾性率が低
下し、弾性率を高めれば耐衝撃性が低下する。すなわち
第１図の■に示すような関係がある。

本発明の目的はフレーク状フィラーで強化されたシート
において、その高弾性を保ちつつ、耐衝撃性を大幅に向
上することにある。

「問題点を解決するための手段」 本発明者らは、上述の目的を達成するため鋭意研究した
結果、フレーク状フィラーを含む、熱可塑性樹脂層の少
なくとも１層と、フレーク状フィラーを本質的に含まな
い熱可塑性樹脂層の少なくとも１層よシなｐ％ＡＳＴＭ
　Ｄ１５０４によシ測定されたＯ　ＲＳ　（Ｏｒｉｅｎ
ｔａｔｉｏｎ　Ｒｅ１ｅａｓｅ　５ｔｒｅｓｓ　）が少
なくとも０．１　ＫＰ　／−以上好ましくは０．２　Ｋ
９　／−以上とすることにより、ＡＳＴＭ　Ｄ２５６に
よシ測定されたアイゾツト衝撃値（ノツチ付き、に？・
α１０Ｉ）とＡＳＴＭ　Ｄ７９０により測定された曲げ
弾性率（Ｋｐ／ｄ）の積が、３０，０００よシも大きく
、場合によって４０，０００以上と極めて優れた、耐衝
撃性及び曲げ弾性率を兼備したシートが得られることを
見いだした。即ち本発明によれば、第１図の■に示すご
とく、弾性率が極めて高く、かつ耐衝撃性の高いシート
を得ることが出きる。

本発明に用いられる熱可塑性樹脂としては、ポリオレフ
ィン樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂
、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、熱可塑性
ポリウレタン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン
ビニルアルコール共重合体、ポリアセタール樹脂、塩化
ビニル樹脂、′） ポリビニルデンジフルオライド、ポリカーボネート等が
あげられる。ポリオレフィンとしてはエチレン、プロピ
レン、１−ブテン、２−ブテン、イソブチン、３−メチ
ル−１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、４−メチ
ル−２−ペンテン、３−メチル−１−ペンテン等の、オ
レフィンモノマーの重合体あるいはブロック若しくはラ
ンダム共重合体、あるいはこれらのオレフィン系を主体
として、少割合（３０％以下）の他の単量体との共重合
体が挙げられる。また本発明でいう熱可塑性ポリエステ
ル樹脂としては、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等が挙げられる。なかでもポリプ
ロピレン、ポリエチレンテレフタレートが最も好適であ
る。

本発明に用いられるフレーク状フィラーとしてはマイカ
、タルク、ガラスフレーク等が挙げられるが、マイカは
本発明のフィラーとして好適である。本発明に用いられ
るマイカとしては、金マイカ（フロゴバイト）、白マイ
カ（マスコバイト）、合成マイカ等から適宜選択されつ
る。該フレーク状フィラーの平均粒径（重量平均値）は
、成形時のシート状物の外見から、１．５ｍＪ以下が好
ましい。

フレーク状フィラーのアスペクト比（重量平均値）は、
成形後のシート状物の強度および弾性率の点で、１０以
上のものが望ましい。

本発明のシート状物は、上述のとおシその少なくとも一
層は、結晶性熱可塑性樹脂とフレーク状フィラーよシ構
成されているが、フレーク状フィラーの混合割合は特に
は限定されないが、一般に１０重量％以上、好ましくは
、２０重量％以上、特に好ましくは３５重ｆ％以上であ
る。フレーク状フィラーの混合割合が少ないと本発明の
効果は小さい。一般にフレーク状フィラーの混合割合が
増加する程、弾性率の高いシートが得られるが、あまシ
大きすぎると耐衝撃性が低下する。それ故、混合割合の
好ましい上限は８０重量％である。

フレーク状フィラーと熱可塑性樹脂より成る層（Ａ）と
本質的にフレーク状フィラーを含まない熱可塑性樹脂層
（Ｂ）との構成は、好ましくは三層より成シ、Ｂを人で
サンドイッチ状にはさんだ、ＡＢＡと示される構造、ま
たはＡＢＡＢＡと示される五層構造がよいが、用途によ
ってはＡＢと示される二層構造や、他の構造も含まれる
。接着剤層（０層）を介在させてＡＣＢＣＡと示される
構造を取ることもできる。またＡ層及び／″！たけＢ層
に、フレーク状フィラー以外の充填剤、例えば炭酸カル
シウム、ガラスピーズ、シリカ、ガラス繊維、アラミド
繊維、木粉、チタン化合物、カーボン等を補助的に用い
てもよい。またこれらのフィラーの他に増量剤、着色剤
、難燃剤、劣化防止剤、帯電防止剤、滑剤等を添加する
ことができる。また美観を保つため等の目的で、他の樹
脂層を最外層に設けても良い。Ａ層及びＢ層の好ましい
厚さは各々０．０５〜３闘及び０．５〜５藺である。

本発明でいうＯＲ８（配向緩和応力）は、ＡＳＴＭ　Ｄ
１５０４に定められているが、加熱により分子の配向が
緩和する時に生じる力であり、分子の配向の程度を示す
尺度である。本発明においてＯＲ８の上限は特には限定
されないが、一般に４０Ｋｐ　／　ｄ以下である。

本発明によれば、曲げ弾性率が３ｏＯＫｐ／−以上、ア
イゾツト衝撃値（ノツチ付き）が５０ＫＰ・α／　ｃｒ
ｎ以上のシート状物が容易に得られる。フレーク状フィ
ラーで強化したシートは、弾性率を高めると耐衝撃性が
低下し、耐衝撃性を高めると弾性率が下がるので、両者
の積で規定すると便利である。本発明によれば、弾性率
（Ｋ９／ｄ）Ｘアイゾツト衝撃値（ノツチ付き）　（Ｋ
ｐ−１７ｃｍ）の値は３０，０００を迷え、好ましい条
件で製造した場合には、５０，０００を越える。

このようなシート状物を得る製造法につき具体的に述べ
る。

まず、共押し出しあるいはプレスにより、互いに接着状
態にある多層構造を有するシート状あるいは板状の成形
物をつくる。その多層構造は、目標とする高弾性、１１
６耐１１η撃性櫨層シートの構造による。目標積層シー
トの構造が、例えばＡＢＡ構造であれば、ここで作成す
るシート状あるいは板状の原料の構造も、ＡＢＡ構造と
する。この成形物を原料として、冷間圧延あるいは冷間
押出等（以下圧延等という）により、分子を配向させる
。

この時の温度はポリマーによシ異なる。例えば、ポリプ
ロピレンであれば好ましくは１３０〜１６５℃、ポリエ
チレンであれば好ましくは９０〜１３５℃、ポリエチレ
ンテレフタレートで゛あれは好ましくは８０〜１８０℃
、ポリスチレンであれば１００〜１５０℃である。圧延
等の処理を行う前と後のシート状物の厚さの比を圧延比
とすると、圧延比の好ましい範囲は、１．５〜１５倍で
ある。圧延等による圧延比を１．５倍以上とすることに
より、ＯＲ８が０．１　Ｋｇ　／　ｔ：ｒＡ以上となり
、耐衝撃性が向上する。圧延比が１５倍以上では、熱成
形性が低下する。圧延に用いる設備としては、平板プレ
ス、ロールプレス、ベルトプレス等、また種々の固相押
し出し設備を用いてもよいし、併用してもよい。

得られるノートの性質は、異方ｉ生が小さい万が好−１
０＝ ましく、シート面内にあって、互いに直交する方向に対
する０Ｒ８Ｏ比は３以下、好ましくは２以下がよい。ま
たアイゾツト衝撃値の比も、３以下が好ましい。このよ
うにして得られたシートは、通常０．２〜１０ｒｌｓの
厚さを有し、真空成形、圧空成形またはプレス成形等の
二次成形加工用のシート材料として利用される。またシ
ートのまま、穴明け、接着、曲げ、加工等、若干の二次
加工を加えて、壁材として実用に供される。

「実施例」 実施例１ スジライト・マイカ１５０−８（株式会社クラレ製の金
マイカ、フレーク径２３０μｍ１アスペクト比６５）５
０重１チと、ノーブレンＭ）ＩＱ（三菱油化株式会社製
、メルトインデックスが０．３のプロビレ／ホモポリマ
ー）５０ｆｉ−１，ｉ％の組成を有する、厚さ３ｍａｒ
の第１層及び第３層と、厚さ９Ｕの第２１脅（ノーブレ
ンＭＨ８）よｐ成る３層構造の板を、１６５℃に予熱し
た後、１６５℃に保った油圧プレス中で、全厚が３藺と
成るまで圧延する。各層は均一に圧延され、第１層、第
３層が０、６　ｙＪ、第２層が１．８藺となる。３分間
保持したのち、８０”Ｃ以下に冷却してノートとする。

このシートの物性を第１表に示す。

比較例１．２．３．４ スジライト・マイカ１５０−８　０重−！ｔ％（比較Ｍ
ｌ）、１０重量％（比較例２）、２０重量％（比較例３
）、４０重量％（比較例４）と、ノーブレンＭＨ８より
成る原料樹脂板を用いて、実施例１と同様な圧延を行い
、約３正の単層シートを得、その物性を測定した。その
結果を第２表に示す。

比較例５ 圧延の温度を１８０℃で行った以外は実施例１と同様の
操作を行いシートを得た。その結果を第１表に示す。こ
の例で得られたシートの物性は、２軸配向を行うまえの
ノートの物性にほぼ等しかった。

実施例２ 実施例１と同様な方法によｐ１スゾライト・マイカ１５
０−８　５０ｊｉ孟％と、ポリエチレンテレフタレート
樹脂（〔η］−１，１）の組成を有する厚さ３藺の第１
層及び第３層と、ポリエチレンテレフタレートのみより
成る厚さ９Ｎの第２１−より成る３層構造の板（ポリエ
チレンテレフタレートはいずれも非晶状態である）を、
９０℃に予熱した後、実施例１と同様々操作によシ圧延
を行い、第１層０．６　ａｍ　、第２　Ｊｆ！４１．８
　Ｕｓ第３層０．６　ＷＪ、全厚３＋ｕのシートを得た
。このシートの物性を第１表に示した。

実施例３ 実施例１と同様な方法で、ミクロンホワイト５０００Ａ
（林化成株式会社販売のタルク、平均フレーク径１０μ
ｍ）６０重ｆｆ１％と、非晶性のポリエチレンプレ７タ
レート樹脂（〔η）＝１．０）４０重量％より成る、厚
さ３闘の第１層、第３層、及び厚ざ９藺の非品性のポリ
エチレンテレフタレートのみよシ成る第２層、の３層構
造を有する板を作製した。この板を９０℃に加熱し実施
例１と同様な操作により、第１１７ｄ　０．６藺、第２
層１．８間、第３層０．６藺のシートを作製した０この
シートの物性を第１表に示した０ 実施例４．５ 実施例１で得られたシートをプレス中で厚さを変えない
様に加熱し、シート温度を１６５℃とする。この温度で
６０分（実施例４）、１８０分（実施例５）保持した後
冷却して得られたシートの物性を第１表に示す。

第　　　　　１　　　　　表 実施例６ スジライトマイカｘｓｏ−ｓ　　１５重−ｉ％と、ノブ
レンＭＨ８８５重ｉｔ％の組成を有する、厚さ４關の第
１膚及び第３層と、厚さ７１ＩＪの第２層より成る３層
構造の板を、１６５℃に保った油圧プレス中で全厚が３
Ｕとなるまで圧延する。各層は均一に圧延され、第１層
、第３層が各０．８　ｍｓ　、第２層が１．４Ｕとなる
。３分間保持した後、８０℃以下に冷却してシートとす
る。このシートの物性を第２表に示す。

実施例７ スジライトマイカ３２５−ＨＫ（フレーク径２５μｍ１
アスペクト比３０）３０重量％とノーブレンＭＨ８７０
重１％の組成を有する層と、ノーブレンＭＨ８のみより
なる層が、実施例１と同様の厚さ構成を有する板を、実
施例１と同じ条件で、圧延して第１層、第３層が０．６
　、Ｊ、第２層が１．８Ｕのシートを得た。このシート
の物性を第２表に示す。

第　　　　　２　　　　　表 「発明の効果」 以上に説明したように本発明に従えばフレーク状フィラ
ーで強化されたシートにおいて、その高弾性を保ちつつ
、耐衝撃性を大幅に向上させたシートが提供される。該
シートは、そのまま、或は真空成形、圧空成形、プレス
成形等の成形加工が可能であシ、高弾性及び高耐衝撃性
の必要とされる分野のシート成形用材料として広く利用
される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、フレーク状フィラーで強化された熱り塑性樹
脂の積層シートにおける、アイゾツト衝撃値と弾性率と
の関係を示す図である。図中■は従来のシートを示し、
■は本発明のシートを示す。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）フレーク状フィラーを含む熱可塑性樹脂層（Ａ層
   ）の少なくとも１層と、フレーク状フィラーを、本質的
   に含まない熱可塑性樹脂層（Ｂ層）の少なくとも１層よ
   りなり、ＡＳＴＭＤ１５０４により、測定されたＯＲＳ
   （Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ　ＲｅｌｅａｓｅＳｔｒｅｓ
   ｓ）が少なくとも０．１Ｋｇ／ｃｍ＾２以上である積層
   シート。
2. （２）熱可塑性樹脂層（Ａ層）におけるフレーク状フィ
   ラーの含有量が１０重量％以上である特許請求の範囲第
   １項記載のシート。
3. （３）熱可塑性樹脂層（Ａ層）におけるフレーク状フィ
   ラーの含有量が２０重量％以上である特許請求の範囲第
   １項記載のシート。
4. （４）熱可塑性樹脂がポリプロピレンである特許請求の
   範囲第１項記載のシート。
5. （５）熱可塑性樹脂がポリエチレンテレフタレートであ
   る特許請求の範囲第１項記載のシート。
6. （６）フレーク状フィラーがマイカである特許請求の範
   囲第１項、第２項、第３項、第４項または第５項記載の
   シート。
7. （７）フレーク状フィラーがタルクである特許請求の範
   囲第１項、第２項、第３項、第４項または第５項記載の
   シート。
8. （８）アイゾツト衝撃値（ノッチ付・Ｋｇ・ｃｍ／ｃｍ
   ）と曲げ弾性率（Ｋｇ／ｍｍ＾２）の積が３０，０００
   以上である特許請求の範囲第４項、第６項または第７項
   記載のシート。
9. （９）アイゾツト衝撃値（ノッチ付・Ｋｇ・ｃｍ／ｃｍ
   ）と曲げ弾性率（Ｋｇ／ｍｍ＾２）の積が４０，０００
   以上である特許請求の範囲第４項、第６項または第７項
   記載のシート。
10. （１０）フレーク状フィラーを含む熱可塑性樹脂層（Ａ
    層）の少なくとも１層と、フレーク状フィラーを本質的
    に含まない熱可塑性樹脂層の少なくとも１層とから成る
    積層材を、圧延比１．５〜１５倍に圧延して熱可塑性高
    分子を２軸配向させ、ＡＳＴＭＤ１５０４にて測定され
    たＯＲＳ（ＯｒｉｅｎｔａｔｉｏｎＲｅｌｅａｓｅ　Ｓ
    ｔｒｅｓｓ）を０．１Ｋｇ／ｃｍ＾２以上とすることを
    特徴とする、積層シートの製造方法。
11. （１１）熱可塑性樹脂層（Ａ層）におけるフレーク状フ
    ィラーの含有量が２０重量％以上である特許請求の範囲
    第１０項記載の積層シートの製造方法。