JPWO2018159861A1 - ガラス繊維強化樹脂成形品 - Google Patents

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Abstract

機械的強度、耐熱性、長期耐久性及び成形加工時の加工性に優れたガラス繊維強化樹脂成形品を提供する。
ガラス繊維強化樹脂成形品は、前記ガラス繊維強化樹脂成形品に含まれるガラス繊維の繊維径Ｄ（μｍ）が３．０〜１２．０μｍの範囲にあり、ガラス繊維強化樹脂成形品に含まれるガラス繊維の数平均繊維長Ｌ（μｍ）が１６０〜３５０μｍの範囲にあり、ガラス繊維強化樹脂成形品におけるガラス繊維体積含有率Ｖ（％）が３．０〜５０．０％の範囲にあり、前記Ｄ、Ｌ及びＶが下記式（１）を満たす。
３００．０ ≦ Ｄ２×Ｌ／Ｖ ≦ １０００．０ ・・・（１）

Description

本発明は、ガラス繊維強化樹脂成形品に関する。
従来、ガラス繊維は、樹脂成形品の性能を向上させるために種々の用途で広く用いられている。ここで、ガラス繊維により向上する主な性能の一つとして、ガラス繊維強化樹脂成形品の引張強度や曲げ強度といった機械的強度が挙げられる。これまで、ガラス繊維の繊維径（通常、ガラス繊維は複数本のガラスフィラメントが集束されて構成されており、このガラスフィラメントの平均直径をガラス繊維の繊維径という。）、ガラス繊維強化樹脂成形品中のガラス繊維の長さ、ガラス繊維強化樹脂成形品中のガラス含有量、ガラスフィラメントの断面形状といった、ガラス繊維の諸特徴がガラス繊維強化樹脂成形品の機械的強度に与える影響が検討されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００９−２６９９５２号公報
近年、自動車部品や、電気電子分野の微細部品・薄肉部品におけるガラス繊維強化樹脂成形品の使用が拡大するにつれて、従来の機械的強度に加えて、耐熱性、及び、成形加工時の加工性に優れたガラス繊維強化樹脂成形品が求められる。
しかしながら、機械的強度、耐熱性、及び、成形加工時の加工性のいずれにも優れたガラス繊維強化樹脂成形品を実現するガラス繊維の特徴については十分に検討されていない。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ガラス繊維強化樹脂成形品の機械的強度、耐熱性、長期耐久性及び成形加工時の加工性に寄与するガラス繊維の特徴を明らかにし、機械的強度、耐熱性、及び成形加工時の加工性に優れたガラス繊維強化樹脂成形品を提供することを目的とする。
かかる目的を達成するために、本発明のガラス繊維強化樹脂成形品は、ガラス繊維強化樹脂成形品に含まれるガラス繊維の繊維径Ｄ（μｍ）が３．０〜１２．０μｍの範囲にあり、ガラス繊維強化樹脂成形品に含まれるガラス繊維の数平均繊維長Ｌ（μｍ）が１６０〜３５０μｍの範囲にあり、ガラス繊維強化樹脂成形品におけるガラス繊維体積含有率Ｖ（％）が３．０〜５０．０％の範囲にあり、前記Ｄ、Ｌ及びＶが下記式（１）を満たすことを特徴とする。
３００．０ ≦ Ｄ２×Ｌ／Ｖ ≦ １０００．０ ・・・（１）
本発明のガラス繊維強化樹脂成形品によれば、前記Ｄ、Ｌ及びＶが上述した範囲にあり、かつ、上記式（１）の条件を満たすことで、ガラス繊維強化樹脂成形品は、高い機械的強度、高い耐熱性、及び、優れた成形加工時の加工性を備える。
なお、ここで、高い機械的強度を備えるとは、ガラス繊維強化樹脂成形品の引張強度が１８５．０ＭＰａ以上であることを意味する。また、高い耐熱性を備えるとは、ガラス繊維強化樹脂成形品の荷重たわみ温度が２５５．０℃以上であることを意味する。
本発明のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維の繊維径Ｄが、３．０μｍ未満であると、ガラス繊維及びガラス繊維強化樹脂成形品の製造工程において製造者の健康に悪影響を与えることが懸念される。一方、本発明のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維の繊維径Ｄが、１２．０μｍ超であると、十分な機械的強度を備えるガラス繊維強化樹脂成形品を得ることができない。
本発明のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維の数平均繊維長Ｌが１６０μｍ未満であると、十分な機械的強度を備えるガラス繊維強化樹脂成形品を得ることができない。一方、本発明のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維の数平均繊維長Ｌが３５０μｍ超であると、成形加工時、特に二軸混練時における加工性が低下する可能性がある。
本発明のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維体積含有率Ｖが３．０％未満であると、十分な機械的強度を備えるガラス繊維強化樹脂成形品を得ることができない。一方、本発明のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維体積含有率Ｖが５０．０％超であると、成形加工時の加工性が悪化する。
本発明のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維の繊維径Ｄ（μｍ）、ガラス繊維の繊維長Ｌ（μｍ）、及び、ガラス繊維体積含有率Ｖ（％）が、式（１）を満たさない場合、すなわち、Ｄ２×Ｌ／Ｖが３００未満である場合には、成形加工時の加工性が悪化する。本発明のガラス繊維強化樹脂成形品において、一方、Ｄ２×Ｌ／Ｖが１０００超である場合には、十分な機械的強度を備えるガラス繊維強化樹脂成形品を得ることができない。
また、本発明のガラス繊維強化樹脂成形品は、前記Ｄが３．５〜１０．５μｍの範囲にあり、前記Ｌが１８０〜２６０μｍの範囲にあり、前記Ｖが５．０〜３０．０％の範囲にあり、前記Ｄ、Ｌ及びＶが下記式（２）を満たすことが好ましい。
３５０．０ ≦ Ｄ２×Ｌ／Ｖ ≦ ８００．０ ・・・（２）
本発明のガラス繊維強化樹脂成形品によれば、前記Ｄ、Ｌ及びＶが上述した範囲にあり、かつ、上記式（２）の条件を満たすことで、ガラス繊維強化樹脂成形品は、高い機械的強度、より高い耐熱性、及び、より優れた成形加工時の加工性を備える。
なお、ここで、より高い耐熱性を備えるとは、ガラス繊維強化樹脂成形品の荷重たわみ温度が２５８．０℃以上であることを意味する。
また、本発明のガラス繊維強化樹脂成形品は、前記Ｄが４．０〜７．５μｍの範囲にあり、前記Ｌが１９５〜２２５μｍの範囲にあり、前記Ｖが６．０〜２５．０％の範囲にあり、前記Ｄ、Ｌ及びＶが下記式（３）を満たすことがより好ましい。
４００．０ ≦ Ｄ２×Ｌ／Ｖ ≦ ７００．０ ・・・（３）
本発明のガラス繊維強化樹脂成形品によれば、前記Ｄ、Ｌ及びＶが上述した範囲にあり、かつ、上記式（３）の条件を満たすことで、ガラス繊維強化樹脂成形品は、より高い機械的強度、より高い耐熱性、及び、より優れた成形加工時の加工性を備える。さらに、本発明のガラス繊維強化樹脂成形品において、前記Ｄ、Ｌ及びＶが、下記式（３）を満たす場合、本発明のガラス繊維強化樹脂成形品は、高い長期耐久性を備える。
なお、ここで、より高い機械的強度を備えるとは、ガラス繊維強化樹脂成形品の引張強度が１９０．０ＭＰａ以上であることを意味する。また、高い長期耐久性とは、疲労強度が７８ＭＰａ以上であり、かつ、応力負荷時間１０００時間におけるクリープ破壊強度が１１４ＭＰａ以上であることを意味する。
また、本発明のガラス繊維強化樹脂成形品は、前記Ｄが４．５〜７．０μｍの範囲にあり、前記Ｌが２００〜２２３μｍの範囲にあり、前記Ｖが１０．０〜２０．０％の範囲にあり、前記Ｄ、Ｌ及びＶが下記式（４）を満たすことがさらに好ましい。
２９．７ ≦ Ｄ４／５×Ｌ２／（１０００×Ｖ２／３） ≦ ３４．８ ・・・（４）
本発明のガラス繊維強化樹脂成形品によれば、前記Ｄ、Ｌ及びＶが上述した範囲にあり、かつ、上記式（４）の条件を満たすことで、ガラス繊維強化樹脂成形品は、極めて高い機械的強度、極めて高い耐熱性、及び、より優れた成形加工時の加工性をより確実に備え、さらに、高い長期耐久性を備える。
なお、ここで、極めて高い機械的強度を備えるとは、ガラス繊維強化樹脂成形品の引張強度が１９５．０ＭＰａ以上であることを意味する。また、極めて高い耐熱性を備えるとは、ガラス繊維強化樹脂成形品の荷重たわみ温度が２５９．５℃以上であることを意味する。
次に、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品は、ガラス繊維強化樹脂成形品に含まれるガラス繊維の繊維径Ｄ（μｍ）が３．０〜１２．０μｍの範囲にあり、前記ガラス繊維強化樹脂成形品に含まれるガラス繊維の数平均繊維長Ｌ（μｍ）が１６０〜３５０μｍの範囲にあり、前記ガラス繊維強化樹脂成形品におけるガラス繊維体積含有率Ｖ（％）が３．０〜５０．０％の範囲にあり、前記Ｄ、Ｌ及びＶが下記式（１）を満たすことを特徴とする。また、本発明のガラス繊維強化樹脂成形品によれば、前記Ｄ、Ｌ及びＶが上述した範囲にあり、かつ、下記式（１）の条件を満たすことで、ガラス繊維強化樹脂成形品は、高い機械的強度、高い耐熱性、及び、優れた成形加工時の加工性を備える。
３００．０ ≦ Ｄ２×Ｌ／Ｖ ≦ １０００．０ ・・・（１）
本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維の繊維径Ｄが、３．０μｍ未満であると、ガラス繊維及びガラス繊維強化樹脂成形品の製造工程において製造者の健康に悪影響を与えることが懸念される。一方、ガラス繊維の繊維径Ｄが、１２．０μｍ超であると、十分な機械的強度を備えるガラス繊維強化樹脂成形品を得ることができない。
また、本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維の繊維径Ｄは、３．５〜１０．５μｍであることが好ましく、４．０〜８．０μｍであることがより好ましく、４．５〜７．５μｍであることがさらに好ましく、５．０〜７．２μｍであることが特に好ましく、５．５〜７．０μｍであることが極めて好ましく、６．０〜６．９μｍであることが最も好ましい。
ここで、ガラス繊維を形成するガラスフィラメントの断面形状が真円形状又は略真円形状である場合、ガラス繊維の繊維径とは、ガラスフィラメントの直径を意味する。一方、ガラスフィラメントの断面形状が真円形状又は略真円形状以外（例えば、楕円形状、長円形状等）である場合には、ガラス繊維の繊維径とは、当該断面形状の面積と同一の面積をもつ真円の直径（換算繊維径という）を意味する。
なお、本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品におけるガラス繊維の繊維径は、例えば、まず、ガラス繊維強化樹脂成形品の断面を研磨し、次いで、電子顕微鏡を用いて、ガラスフィラメント１００本以上につき、当該ガラスフィラメントの断面形状が真円形状又は略真円形状である場合には、その直径を測定し、当該ガラスフィラメントの断面形状が真円形状又は略真円形状以外である場合には、その断面積を算出した上で、当該断面積に基づいて換算繊維径を算出し、次いで、測定又は算出された直径又は換算繊維径の平均値を求めることで算出することができる。
なお、ガラス繊維は、通常、複数本のガラスフィラメントが集束されて形成されているが、ガラス繊維強化樹脂成形品においては、成形加工を経ることにより前記集束が解かれ、ガラスフィラメントの状態で、ガラス繊維強化樹脂成形品中に分散して存在している。
本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維の数平均繊維長Ｌが１６０μｍ未満であると、十分な機械的強度を備えるガラス繊維強化樹脂成形品を得ることができない。一方、ガラス繊維の数平均繊維長Ｌが３５０μｍ超であると、成形加工時、特に二軸混練時における加工性が低下する可能性がある。
また、本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維の数平均繊維長Ｌは、１８０〜２６０μｍであることが好ましく、１９０〜２２７μｍであることがより好ましく、１９５〜２２５μｍであることがさらに好ましく、２００〜２２３μｍであることが特に好ましく、２０６〜２２２μｍであることとりわけ好ましく、２１０〜２２１μｍであることが最も好ましい。
なお、本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品における、ガラス繊維の数平均繊維長は、以下の方法により算出することができる。まず、ガラス繊維強化樹脂成形品を、６５０℃のマッフル炉で０．５〜２４時間加熱して有機物を分解する。次いで、残存するガラス繊維をガラスシャーレに移し、アセトンを用いてガラス繊維をシャーレの表面に分散させる。次いで、シャーレ表面に分散したガラス繊維１０００本以上について、実体顕微鏡を用いて繊維長を測定し、平均をとることで、ガラス繊維の数平均繊維長を算出する。
本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維体積含有率Ｖが３．０％未満であると、十分な機械的強度を備えるガラス繊維強化樹脂成形品を得ることができない。一方、ガラス繊維体積含有率Ｖが５０．０％超であると、成形加工時の加工性が悪化する。
また、本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維体積含有率Ｖは、５．０〜３０．０％であることが好ましく、６．０〜２５．０％であることがより好ましく、１０．０〜２０．０％であることがさらに好ましく、１５．０〜１９．５％であることが特に好ましい。
なお、本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品におけるガラス繊維体積含有率は、ＪＩＳ Ｋ ７０５３に準拠して算出することができる。
本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維の繊維径Ｄ（μｍ）、ガラス繊維の繊維長Ｌ（μｍ）、及び、ガラス繊維体積含有率Ｖ（％）が、式（１）を満たさない場合、すなわち、Ｄ２×Ｌ／Ｖが３００未満である場合には、成形加工時の加工性が悪化する。一方、Ｄ２×Ｌ／Ｖが１０００超である場合には、十分な機械的強度を備えるガラス繊維強化樹脂成形品を得ることができない。
また、本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品において、前記Ｄ、Ｌ及びＶは、下記式（２）を満たすことが好ましい。Ｄ２×Ｌ／Ｖが下記式（２）を満たすことで、ガラス繊維強化樹脂成形品は、高い機械的強度、より高い耐熱性、及び、より優れた成形加工時の加工性を備える。
３５０．０ ≦ Ｄ２×Ｌ／Ｖ ≦ ８００．０ ・・・（２）
また、本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品において、前記Ｄ、Ｌ及びＶは、下記式（３）を満たすことがさらに好ましい。Ｄ２×Ｌ／Ｖが下記式（３）を満たすことで、ガラス繊維強化樹脂成形品は、より高い機械的強度、より高い耐熱性、及び、より優れた成形加工時の加工性を備え、さらに高い長期耐久性を備える。
４００．０ ≦ Ｄ２×Ｌ／Ｖ ≦ ７００．０ ・・・（３）
また、本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品において、前記Ｄ、Ｌ及びＶは、下記式（５）を満たすことが特に好ましい。Ｄ２×Ｌ／Ｖが下記式（５）を満たすことで、ガラス繊維強化樹脂成形品は、極めて高い機械的強度、極めて高い耐熱性、及び、より優れた成形加工時の加工性を備え、さらに高い長期耐久性を備える。
４５０．０ ≦ Ｄ２×Ｌ／Ｖ ≦ ６００．０ ・・・（５）
本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品において、前記Ｄ、Ｌ及びＶは、下記式（６）を満たすことが好ましい。Ｄ４／５×Ｌ２／（１０００×Ｖ２／３）が下記式（６）を満たすことで、より高い機械的強度、より高い耐熱性、及び、より優れた成形加工時の加工性を備え、さらに高い長期耐久性を備える。
２７．５ ≦ Ｄ４／５×Ｌ２／（１０００×Ｖ２／３） ≦ ３６．５ ・・・（６）
本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品において、前記Ｄ、Ｌ及びＶは、下記式（４）を満たすことが特に好ましい。Ｄ４／５×Ｌ２／（１０００×Ｖ２／３）が下記式（４）を満たすことで、ガラス繊維強化樹脂成形品は、極めて高い機械的強度、極めて高い耐熱性、及び、より優れた成形加工時の加工性をより確実に備え、さらに高い長期耐久性を備える。
２９．７ ≦ Ｄ４／５×Ｌ２／（１０００×Ｖ２／３） ≦ ３４．８ ・・・（４）
本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維の断面形状（通常、ガラス繊維は複数本のガラスフィラメントが集束されて構成されており、このガラスフィラメントの断面形状をガラス繊維の断面形状という）は特に限定されない。本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維がとりうる断面形状（すなわち、ガラスフィラメントがとりうる断面形状）としては、真円形、楕円形、長円形を挙げることができる。ガラス繊維の断面形状が楕円形又は長円形である場合、断面形状の短径に対する長径の比（長径／短径）は、例えば、２．０〜１０．０の範囲にある。ガラス繊維強化樹脂成形品の機械的強度を向上させるという観点からは、ガラス繊維の断面形状は、長円形であることが好ましく、断面形状の短径に対する長径の比は、２．２〜６．０であることが好ましい。
本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維を形成するガラスのガラス組成は特に限定されない。本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維がとりうるガラス組成としては、最も汎用的であるＥガラス組成（ガラス繊維の全量に対し５２．０〜５６．０質量％の範囲のＳｉＯ２と、１２．０〜１６．０質量％の範囲のＡｌ２Ｏ３と、合計で２０．０〜２５．０質量％の範囲のＭｇＯ及びＣａＯと、５．０〜１０．０質量％の範囲とＢ２Ｏ３とを含む組成）、高強度高弾性率ガラス組成（ガラス繊維の全量に対し６４．０〜６６．０質量％の範囲のＳｉＯ２と、２４．０〜２６．０質量％の範囲のＡｌ２Ｏ３と、９．０〜１１．０質量％の範囲のＭｇＯとを含む組成）、高弾性率易製造性ガラス組成（ガラス繊維の全量に対し５７．０〜６０．０質量％の範囲のＳｉＯ２と、１７．５〜２０．０質量％の範囲のＡｌ２Ｏ３と、８．５〜１２．０質量％の範囲のＭｇＯと、１０．０〜１３．０質量％の範囲のＣａＯと、０．５〜１．５質量％の範囲のＢ２Ｏ３とを含み、かつ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ及びＣａＯの合計量が９８．０質量％以上である組成）、及び、低誘電率低誘電正接ガラス組成（ガラス繊維全量に対し５２．０〜５７．０質量％の範囲のＳｉＯ２と、１３．０〜１７．０質量％の範囲のＡｌ２Ｏ３と、１５．０〜２１．５質量％の範囲のＢ２Ｏ３と、２．０〜６．０質量％の範囲のＭｇＯと、２．０〜６．０質量％の範囲のＣａＯと、１．０〜４．０質量％の範囲のＴｉＯ２と、１．５質量％未満のＦ２とを含み、かつ、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの合計量が０．６質量％未満である組成）を挙げることができる。ガラス繊維強化樹脂成形品の機械的強度を向上させるという観点からは、ガラス繊維のガラス組成は、前記高強度高弾性率ガラス組成、又は、高弾性率易製造性ガラス組成であることが好ましい。
前述のガラス組成を備えるガラス繊維は、以下のように製造される。初めに、前述の組成となるように調合されたガラス原料（ガラスバッチ）を溶融炉に供給し、例えば、１４５０〜１５５０℃の範囲の温度で溶融する。次に、溶融されたガラスバッチ（溶融ガラス）を所定の温度に制御された、ブッシングの１〜８０００個のノズルチップ又は孔からから吐出し、高速で巻き取ることにより引き伸ばしながら冷却し、固化することにより、ガラスフィラメント１〜８０００本が集束された状態のガラス繊維が形成される。ここで、１個のノズルチップ又は孔から吐出され、冷却・固化されたガラスフィラメントは、通常、真円形の断面形状を有する。一方、前記ノズルチップが、非円形形状を有し、溶融ガラスを急冷する突起部や切欠部を有する場合には、温度条件を制御することで、非円形（例えば、楕円形、長円形）の断面形状を有するガラスフィラメントが得られる。
本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維は、ガラス繊維と樹脂との接着性の向上、ガラス繊維と樹脂又は無機材料中との混合物中におけるガラス繊維の均一分散性の向上等を目的として、その表面を有機物で被覆されてもよい。このような有機物としては、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、変性ポリプロピレン（特にカルボン酸変性ポリプロピレン）、（ポリ）カルボン酸（特にマレイン酸）と不飽和単量体との共重合体等を挙げることができる。また、本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維は、これらの樹脂に加えて、シランカップリング剤、潤滑剤、界面活性剤等を含む樹脂組成物で被覆されていてもよい。このような樹脂組成物は、樹脂組成物に被覆されていない状態における、ガラス繊維の質量を基準として、０．１〜２．０質量％の割合で、ガラス繊維を被覆する。なお、有機物によるガラス繊維の被覆は、例えば、ガラス繊維の製造工程において、ローラー型アプリケーター等の公知の方法を用いて樹脂溶液又は樹脂組成物溶液をガラス繊維に塗布し、その後、樹脂溶液又は樹脂組成物溶液の塗布されたガラス繊維を乾燥させることで行うことができる。
ここで、シランカップリング剤としては、アミノシラン（γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−Ｎ’−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン等）、クロルシラン（γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等）、エポキシシラン（β−(３，４−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等）、メルカプトシラン（γ−クロロプロピルトリメトキシシラン等のγ−メルカプトトリメトキシシラン等）、ビニルシラン（ビニルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等）、アクリルシラン（γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等）、カチオニックシラン（Ｎ−（ビニルベンジル）−２−アミノエチル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩等）が挙げられる。前記シランカップリング剤は、これらの化合物を単独で使用することもでき、又は、２種類以上を併用することもできる。
潤滑剤としては、変性シリコーンオイル、動物油（牛脂等）及びこの水素添加物、植物油（大豆油、ヤシ油、ナタネ油、パーム油、ひまし油等）及びこの水素添加物、動物性ワックス（蜜蝋、ラノリン等）、植物性ワックス（キャンデリラワックス・カルナバワックス等）、鉱物系ワックス（パラフィンワックス、モンタンワックス等）、高級飽和脂肪酸と高級飽和アルコールとの縮合物（ラウリルステアレート等のステアリン酸エステル等）、ポリエチレンイミン、ポリアルキルポリアミンアルキルアマイド誘導体、脂肪酸アミド（例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン等のポリエチレンポリアミンと、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸等の脂肪酸との脱水縮合物等）、第４級アンモニウム塩（ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド等のアルキルトリメチルアンモニウム塩等）が挙げられる。前記潤滑剤は、これらを単独で使用することもでき、又は、２種類以上を併用することもできる。
界面活性剤としては、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性界面活性剤が挙げられる。前記界面活性剤は、これらを単独で使用することもでき、又は、２種類以上を併用することもできる。
ノニオン系界面活性剤としては、エチレンオキサイドプロピレンオキサイドアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン−ブロックコポリマー、アルキルポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン−ブロックコポリマーエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸モノエステル、ポリオキシエチレン脂肪酸ジエステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、グリセロール脂肪酸エステルエチレンオキサイド付加物、ポリオキシエチレンキャスターオイルエーテル、硬化ヒマシ油エチレンオキサイド付加物、アルキルアミンエチレンオキサイド付加物、脂肪酸アミドエチレンオキサイド付加物、グリセロール脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ペンタエリスリトール脂肪酸エステル、ソルビトール脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、多価アルコールアルキルエーテル、脂肪酸アルカノールアミド、アセチレングリコール、アセチレンアルコール、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物、アセチレンアルコールのエチレンオキサイド付加物等が挙げられる。
カチオン系界面活性剤としては、塩化アルキルジメチルベンジルアンモニウム、塩化アルキルトリメチルアンモニウム、アルキルジメチルエチルアンモニウムエチルサルフェート、高級アルキルアミン塩（酢酸塩や塩酸塩等）、高級アルキルアミンへのエチレンオキサイド付加物、高級脂肪酸とポリアルキレンポリアミンとの縮合物、高級脂肪酸とアルカノールアミンとのエステルの塩、高級脂肪酸アミドの塩、イミダゾリン型カチオン性界面活性剤、アルキルピリジニウム塩等が挙げられる。
アニオン系界面活性剤としては、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルキルエーテル硫酸エステル塩、α−オレフィン硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、脂肪酸ハライドとＮ−メチルタウリンとの反応生成物、スルホコハク酸ジアルキルエステル塩、高級アルコールリン酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加物のリン酸エステル塩等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、アルキルアミノプロピオン酸アルカリ金属塩等のアミノ酸型両性界面活性剤、アルキルジメチルベタイン等のベタイン型、イミダゾリン型両性界面活性剤等が挙げられる。
本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品は、前述のガラス繊維に加えて、熱可塑性樹脂、及び、ガラス繊維以外の添加剤を含む。本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品において、熱可塑性樹脂の体積含有率は、例えば、５０．０〜９７．０％である。また、本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維以外の添加剤の体積含有率は、例えば、０〜４０．９質量％である。
ここで、前記熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、スチレン／無水マレイン酸樹脂、スチレン／マレイミド樹脂、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリル／スチレン（ＡＳ）樹脂、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）樹脂、塩素化ポリエチレン／アクリロニトリル／スチレン（ＡＣＳ）樹脂、アクリロニトリル／エチレン／スチレン（ＡＥＳ）樹脂、アクリロニトリル／スチレン／アクリル酸メチル（ＡＳＡ）樹脂、スチレン／アクリロニトリル（ＳＡＮ）樹脂、メタクリル樹脂、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリカーボネート、ポリアリーレンサルファイド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニルスルホン（ＰＰＳＵ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ−ＰＰＥ）、ポリアリールケトン、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、フッ素樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリアミノビスマレイミド（ＰＡＢＭ）、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、エチレン／酢酸ビニル（ＥＶＡ）樹脂、アイオノマー（ＩＯ）樹脂、ポリブタジエン、スチレン／ブタジエン樹脂、ポリブチレン、ポリメチルペンテン、オレフィン／ビニルアルコール樹脂、環状オレフィン樹脂、セルロース樹脂、ポリ乳酸等を挙げることができる。これらの中でも、高い引張強度、高い曲げ強度、高い曲げ弾性率、及び高い衝撃強さが求められる用途が多いことから、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、又はポリカーボネートが好ましく、ポリアミドがより好ましい。
具体的に、ポリエチレンとしては、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、超高分子量ポリエチレン等が挙げられる。
ポリプロピレンとしては、アイソタクチックポリプロピレン、アタクチックポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン及びこれらの混合物等が挙げられる。
ポリスチレンとしては、アタクチック構造を有するアタクチックポリスチレンである汎用ポリスチレン（ＧＰＰＳ）、ＧＰＰＳにゴム成分を加えた耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、シンジオタクチック構造を有するシンジオタクチックポリスチレン等が挙げられる。
メタクリル樹脂としては、アクリル酸、メタクリル酸、スチレン、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、脂肪酸ビニルエステルのうち一種を単独重合した重合体、又は二種以上を共重合した重合体等が挙げられる。
ポリ塩化ビニルとしては、従来公知の乳化重合法、懸濁重合法、マイクロ懸濁重合法、塊状重合法等の方法により重合される塩化ビニル単独重合体、または、塩化ビニルモノマーと共重合可能なモノマーとの共重合体、または、重合体に塩化ビニルモノマーをグラフト重合したグラフト共重合体等が挙げられる。
ポリアミドとしては、ポリカプロアミド（ナイロン６）、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６６）、ポリテトラメチレンアジパミド（ナイロン４６）、ポリテトラメチレンセバカミド（ナイロン４１０）、ポリペンタメチレンアジパミド（ナイロン５６）、ポリペンタメチレンセバカミド（ナイロン５１０）、ポリヘキサメチレンセバカミド（ナイロン６１０）、ポリヘキサメチレンドデカミド（ナイロン６１２）、ポリデカメチレンアジパミド（ナイロン１０６）、ポリデカメチレンセバカミド（ナイロン１０１０）、ポリデカメチレンドデカミド（ナイロン１０１２）、ポリウンデカンアミド（ナイロン１１）、ポリウンデカメチレンアジパミド（ナイロン１１６）、ポリドデカンアミド（ナイロン１２）、ポリキシレンアジパミド（ナイロンＸＤ６）、ポリキシレンセバカミド（ナイロンＸＤ１０）、ポリメタキシリレンアジパミド（ナイロンＭＸＤ６）、ポリパラキシリレンアジパミド（ナイロンＰＸＤ６）、ポリテトラメチレンテレフタルアミド（ナイロン４Ｔ）、ポリペンタメチレンテレフタルアミド（ナイロン５Ｔ）、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド（ナイロン６Ｔ）、ポリヘキサメチレンイソフタルアミド（ナイロン６Ｉ）、ポリノナメチレンテレフタルアミド（ナイロン９Ｔ）、ポリデカメチレンテレフタルアミド（ナイロン１０Ｔ）、ポリウンデカメチレンテレフタルアミド（ナイロン１１Ｔ）、ポリドデカメチレンテレフタルアミド（ナイロン１２Ｔ）、ポリテトラメチレンイソフタルアミド（ナイロン４Ｉ）、ポリビス（３−メチル−４−アミノヘキシル）メタンテレフタルアミド（ナイロンＰＡＣＭＴ）、ポリビス（３−メチル−４−アミノヘキシル）メタンイソフタルアミド（ナイロンＰＡＣＭＩ）、ポリビス（３−メチル−４−アミノヘキシル）メタンドデカミド（ナイロンＰＡＣＭ１２）、ポリビス（３−メチル−４−アミノヘキシル）メタンテトラデカミド（ナイロンＰＡＣＭ１４）等の成分のうち１種、もしくは２種以上の複数成分を組み合わせた共重合体やこれらの混合物等を挙げることができる。
ポリアセタールとしては、オキシメチレン単位を主たる繰り返し単位とする単独重合体、および、主としてオキシメチレン単位からなり、主鎖中に２〜８個の隣接する炭素原子を有するオキシアルキレン単位を含有する共重合体等が挙げられる。
ポリエチレンテレフタレートとしては、テレフタル酸またはその誘導体と、エチレングリコールを重縮合することにより得られる重合体等が挙げられる。
ポリブチレンテレフタレートとしては、テレフタル酸またはその誘導体と、１，４−ブタンジオールを重縮合することにより得られる重合体等が挙げられる。
ポリトリメチレンテレフタレートとしては、テレフタル酸またはその誘導体と、１，３−プロパンジオールを重縮合することにより得られる重合体等が挙げられる。
ポリカーボネートとしては、ジヒドロキシジアリール化合物とジフェニルカーボネート等の炭酸エステルとを溶融状態で反応させるエステル交換法により得られる重合体、又は、ジヒドロキシアリール化合物とホスゲンとを反応するホスゲン法により得られる重合体が挙げられる。
ポリアリーレンサルファイドとしては、直鎖型ポリフェニレンサルファイド、重合の後に硬化反応を行うことで高分子量化した架橋型ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンサルファイドサルフォン、ポリフェニレンサルファイドエーテル、ポリフェニレンサルファイドケトン等が挙げられる。
変性ポリフェニレンエーテルとしては、ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレン）エーテルとポリスチレンとのポリマーアロイ、ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレン）エーテルとスチレン／ブタジエン共重合体とのポリマーアロイ、ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレン）エーテルとスチレン／無水マレイン酸共重合体とのポリマーアロイ、ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレン）エーテルとポリアミドとのポリマーアロイ、ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレン）エーテルとスチレン／ブタジエン／アクリロニトリル共重合体とのポリマーアロイ等が挙げられる。
ポリアリールケトンとしては、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリエーテルエーテルケトンケトン（ＰＥＥＫＫ）等が挙げられる。
液晶ポリマー（ＬＣＰ）としては、サーモトロピック液晶ポリエステルである芳香族ヒドロキシカルボニル単位、芳香族ジヒドロキシ単位、芳香族ジカルボニル単位、脂肪族ジヒドロキシ単位、脂肪族ジカルボニル単位等から選ばれる１種以上の構造単位からなる（共）重合体等が挙げられる。
フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、フッ化エチレンプロピレン樹脂（ＦＥＰ）、フッ化エチレンテトラフルオロエチレン樹脂（ＥＴＦＥ）、ポリビニルフロライド（ＰＶＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレン／クロロトリフロオロエチレン樹脂（ＥＣＴＦＥ）等が挙げられる。
アイオノマー（ＩＯ）樹脂としては、オレフィンまたはスチレンと不飽和カルボン酸との共重合体であって、カルボキシル基の一部を金属イオンで中和してなる重合体等が挙げられる。
オレフィン／ビニルアルコール樹脂としては、エチレン／ビニルアルコール共重合体、プロピレン／ビニルアルコール共重合体、エチレン／酢酸ビニル共重合体ケン化物、プロピレン／酢酸ビニル共重合体ケン化物等が挙げられる。
環状オレフィン樹脂としては、シクロヘキセン等の単環体、テトラシクロペンタジエン等の多環体、環状オレフィンモノマーの重合体等が挙げられる。
ポリ乳酸としては、Ｌ体の単独重合体であるポリＬ−乳酸、Ｄ体の単独重合体であるポリＤ−乳酸、またはその混合物であるステレオコンプレックス型ポリ乳酸等が挙げられる。
セルロース樹脂としては、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート等を挙げることができる。
前記熱可塑性樹脂は、単独で用いてもよく、２種以上組み合わせて用いてもよい。
前記ガラス繊維以外の添加剤としては、ガラス繊維以外の強化繊維（例えば、炭素繊維、金属繊維等）、ガラス繊維以外の充填剤（例えば、ガラスパウダー、タルク、マイカ等）、難燃剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、流動性改良剤、アンチブロッキング剤、潤滑剤、核剤、抗菌剤、顔料等を挙げることができる。
本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品は、前述のガラス繊維、前述の熱可塑性樹脂、及び、前述のガラス繊維以外の添加剤からなる混合物を、射出成形法、射出圧縮成形法、二色成形法、中空成形法、発泡成形法（超臨界流体発泡成形法含む）、インサート成形法、インモールドコーティング成形法、押出成形法、シート成形法、熱成形法、回転成形法、積層成形法、プレス成形法、ブロー成形法、スタンピング成形法、インフュージョン法、ハンドレイアップ法、スプレイアップ法、レジントランスファーモールディング法、シートモールディングコンパウンド法、バルクモールディングコンパウンド法、プルトルージョン法、フィラメントワインディング法等の公知の成形法で成形して得ることができる。
本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品の用途としては、例えば、電子機器筐体、電子部品(コネクタ、ソケット、ＬＥＤ、封止成形品)、車両外装部材（バンパー、フェンダー、ボンネット、エアダム、ホイールカバー等）、車両内装部材（ドアトリム、天井材等）、車両エンジン周り部材（オイルパン、エンジンカバー、インテークマニホールド、エキゾーストマニホールド等）、車両機構部品(プーリー、シールリング、ギア、軸受)、マフラー関連部材（消音部材等）、高圧タンク等を挙げることができる。
次に本発明の実施例及び比較例を示す。
［実施例１〜６、比較例１〜５］
まず、ガラス繊維強化樹脂成形品におけるガラス繊維の繊維径、ガラス繊維の数平均繊維長及びガラス繊維体積含有率が、表１又は表２に示される実施例１〜６及び比較例１〜５となるように、ガラス繊維径、切断長（通常、１〜５ｍｍ程度）及び配合量を調整したＥガラス組成のガラスチョップドストランド（ガラスフィラメントが複数本集束されて形成された、ガラスストランドを所定の長さに切断したもの）と、ポリアミド樹脂ＰＡ６６（旭化成（株）製、商品名：レオナ１３００Ｓ）とを、二軸混練機（東芝機械(株)製、商品名：ＴＥＭ−２６ＳＳ）にて混練し、樹脂ペレットを作製した。次に、得られた樹脂ペレットを用い、射出成形機(日清樹脂工業(株)製、商品名：ＮＥＸ８０）により射出成形を行い、ＪＩＳ Ｋ ７０５４に準じたＡ型ダンベル試験片(厚さ４ｍｍ)を作製し、試験片とした。
得られた試験片について、以下に示す方法で、引張強度及び、荷重たわみ温度を測定又は算出した。また、実施例１及び比較例４においては、疲労強度及び、クリープ破壊強度を測定又は算出した。また、上記二軸混練機による混練時、及び、射出成形機による成形時の作業状況により加工性を評価した。結果を表１及び表２に示す。
［引張強度］
前記試験片について、試験温度２３℃の条件で、精密万能試験機（（株）島津製作所製、商品名：オートグラフＡＧ−５０００Ｂ）を用いて、ＪＩＳ Ｋ ７０５４に準拠した静的引張試験を行い、引張強度を測定した。
［荷重たわみ温度］
前記試験片について、試験応力１．８ＭＰａ、昇温速度１２０℃／ｈの条件で、ヒートディストーションテスター（商品名、（株）安田精機製作所製、型式：１４８−ＨＤ５００）を用いて、ＪＩＳ Ｋ ７１９１に準拠したフラットワイズにおける荷重たわみ温度を測定した。
［疲労強度］
前記試験片について、試験温度２３℃、応力比０．１、周波数１０Ｈｚの条件で、油圧サーボ式強度試験機（（株）島津製作所製、商品名：島津サーボパルサＥＨＦ−ＥＶ０２０Ｋ１−０２０−１Ａ形）を用いて、ＪＩＳ Ｋ ７１１８に準拠した引張疲労試験を行い、繰り返し回数１０７における疲労強度を測定した。
［クリープ破壊強度］
前記試験片について、試験温度２３℃の条件で、万能試験機（インテスコ社製）を用いて、ＪＩＳ Ｋ ７１１５に準拠した引張クリープラプチャー試験を行い、静的応力の６０〜９０%の応力範囲におけるクリープ破断時間を測定した。その結果から対数近似にてクリープラプチャー曲線を取得し、応力負荷１０００時間におけるクリープ破壊強度を算出した。
［加工性］
混練時及び成形時における作業状況に応じて、加工性を以下の基準にて評価した。◎：混練時及び成形時に問題なく製造可能。○：混練時には問題ないが、成形時にホッパー部でブリッジが発生し、製造者の補助が必要となる。×：混練時のカット部で詰まりが発生し、製造者の補助が必要となり、かつ、成形時にホッパー部でブリッジが発生し、製造者の補助が必要となる。
表１に示されるように、実施例１〜６に表される、ガラス繊維強化樹脂成形品に含まれるガラス繊維の繊維径Ｄ（μｍ）が３．０〜１２．０μｍの範囲にあり、ガラス繊維強化樹脂成形品に含まれるガラス繊維の数平均繊維長Ｌ（μｍ）が１６０〜３５０μｍの範囲にあり、ガラス繊維強化樹脂成形品におけるガラス繊維体積含有率Ｖ（％）が３．０〜５０．０％の範囲にあり、前記Ｄ、Ｌ及びＶが下記式（１）を満たすガラス繊維強化樹脂成形品は、高い機械的強度（引張強度が１８５．０ＭＰａ以上）、高い耐熱性（荷重たわみ温度が２５５．０℃以上）、及び、優れた成形加工時の加工性を備える。
３００．０ ≦ Ｄ２×Ｌ／Ｖ ≦ １０００．０ ・・・（１）
また、実施例１に示されるガラス繊維強化樹脂成形品は、高い長期耐久性（疲労強度７８ＭＰａ以上、かつ、応力負荷１０００時間におけるクリープ破壊強度１１４ＭＰａ以上）備える。
一方、表２に示されるように、比較例１〜５のガラス繊維強化樹脂成形品においては、上記式（１）が満たされないため、ガラス繊維強化樹脂成形品が十分な機械的強度を備えない（引張強度が１８５．０ＭＰａ未満）、ガラス繊維強化樹脂成形品が十分な耐熱性を備えない（荷重たわみ温度が２５５．０℃未満）、成形加工時の加工性が悪化する、といった問題のいずれか、又は、複数の問題が発生している。
また、上記式（１）が満たされない、比較例４のガラス繊維強化樹脂成形品は、十分な長期耐久性を備えない（疲労強度７８ＭＰａ未満、かつ、応力負荷１０００時間におけるクリープ破壊強度１１４ＭＰａ未満）。
［実施例５、比較例６〜７］
まず、ガラス繊維強化樹脂成形品におけるガラス繊維の繊維径、ガラス繊維の数平均繊維長及びガラス繊維体積含有率が、表３に示される実施例７及び比較例６〜７となるように、ガラス繊維径、切断長（通常、１〜５ｍｍ程度）及び配合量を調整した、高弾性率易製造性ガラス組成に属するガラス組成（ガラス繊維の全量に対し５９．４質量％のＳｉＯ２と、１８．９質量％のＡｌ２Ｏ３と、９．９質量％のＭｇＯと、１１．１質量％のCａOと、０．５質量％のＢ２Ｏ３とを含み、Ｎａ２Ｏ及びＦｅ２Ｏ３を合計で０．２質量％含むガラス組成）のガラスチョップドストランドと、ポリアミド樹脂ＰＡ６６（旭化成（株）製、商品名：レオナ１３００Ｓ）とを、二軸混練機（東芝機械(株)製、商品名：ＴＥＭ−２６ＳＳ）にて混練し、樹脂ペレットを作製した。次に、得られた樹脂ペレットを用い、射出成形機(日清樹脂工業(株)製、商品名：ＮＥＸ８０）により射出成形を行い、ＪＩＳ Ｋ ７０５４に準じたＡ型ダンベル試験片(厚さ４ｍｍ)を作製し、試験片とした。
得られた試験片について、上記の方法で、引張強度及び、荷重たわみ温度を測定又は算出した。また、実施例７においては、疲労強度及び、クリープ破壊強度を測定又は算出した。また、上記二軸混練機による混練時、及び、射出成形機による成形時の作業状況により加工性を評価した。結果を表３に示す。
表３に示されるように、高弾性率易製造性ガラス組成においても、実施例７に表される、ガラス繊維強化樹脂成形品に含まれるガラス繊維の繊維径Ｄ（μｍ）が３．０〜１２．０μｍの範囲にあり、ガラス繊維強化樹脂成形品に含まれるガラス繊維の数平均繊維長Ｌ（μｍ）が１６０〜３５０μｍの範囲にあり、ガラス繊維強化樹脂成形品におけるガラス繊維体積含有率Ｖ（％）が３．０〜５０．０％の範囲にあり、前記Ｄ、Ｌ及びＶが下記式（１）を満たすガラス繊維強化樹脂成形品は、高い機械的強度（引張強度が１８５．０ＭＰａ以上）、高い耐熱性（荷重たわみ温度が２５５．０℃以上）、及び、優れた成形加工時の加工性を備える。また、高弾性率易製造性ガラス組成においても、比較例６〜７のガラス繊維強化樹脂成形品においては、下記式（１）が満たされないため、ガラス繊維強化樹脂成形品が十分な機械的強度を備えない（引張強度が１８５．０ＭＰａ未満）、ガラス繊維強化樹脂成形品が十分な耐熱性を備えない（荷重たわみ温度が２５５．０℃未満）、成形加工時の加工性が悪化する、といった問題のいずれか、又は、複数の問題が発生している。
３００．０ ≦ Ｄ２×Ｌ／Ｖ ≦ １０００．０ ・・・（１）
かかる目的を達成するために、本発明のガラス繊維強化樹脂成形品は、ガラス繊維強化樹脂成形品に含まれるガラス繊維の繊維径Ｄ（μｍ）が３．５〜８．０μｍの範囲にあり、ガラス繊維強化樹脂成形品に含まれるガラス繊維の数平均繊維長Ｌ（μｍ）が１８０〜２６０μｍの範囲にあり、ガラス繊維強化樹脂成形品におけるガラス繊維体積含有率Ｖ（％）が５．０〜３０．０％の範囲にあり、前記Ｄ、Ｌ及びＶが下記式（１）を満たすことを特徴とする。
３５０．０ ≦ Ｄ２×Ｌ／Ｖ ≦ ８００．０ ・・・（１）
本発明のガラス繊維強化樹脂成形品によれば、前記Ｄ、Ｌ及びＶが上述した範囲にあり、かつ、上記式（１）の条件を満たすことで、ガラス繊維強化樹脂成形品は、高い機械的強度、高い耐熱性、及び、優れた成形加工時の加工性を備える。
本発明のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維の繊維径Ｄが、３．５μｍ未満であると、ガラス繊維及びガラス繊維強化樹脂成形品の製造工程において製造者の健康に悪影響を与えることが懸念される。一方、本発明のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維の繊維径Ｄが、８．０μｍ超であると、十分な機械的強度を備えるガラス繊維強化樹脂成形品を得ることができない。
本発明のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維の数平均繊維長Ｌが１８０μｍ未満であると、十分な機械的強度を備えるガラス繊維強化樹脂成形品を得ることができない。一方、本発明のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維の数平均繊維長Ｌが２６０μｍ超であると、成形加工時、特に二軸混練時における加工性が低下する可能性がある。
本発明のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維体積含有率Ｖが５．０％未満であると、十分な機械的強度を備えるガラス繊維強化樹脂成形品を得ることができない。一方、本発明のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維体積含有率Ｖが３０．０％超であると、成形加工時の加工性が悪化する。
本発明のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維の繊維径Ｄ（μｍ）、ガラス繊維の繊維長Ｌ（μｍ）、及び、ガラス繊維体積含有率Ｖ（％）が、式（１）を満たさない場合、すなわち、Ｄ２×Ｌ／Ｖが３５０未満である場合には、成形加工時の加工性が悪化する。本発明のガラス繊維強化樹脂成形品において、一方、Ｄ２×Ｌ／Ｖが８００超である場合には、十分な機械的強度を備えるガラス繊維強化樹脂成形品を得ることができない。
本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品は、ガラス繊維強化樹脂成形品に含まれるガラス繊維の繊維径Ｄ（μｍ）が３．５〜８．０μｍの範囲にあり、前記ガラス繊維強化樹脂成形品に含まれるガラス繊維の数平均繊維長Ｌ（μｍ）が１８０〜２６０μｍの範囲にあり、前記ガラス繊維強化樹脂成形品におけるガラス繊維体積含有率Ｖ（％）が５．０〜３０．０％の範囲にあり、前記Ｄ、Ｌ及びＶが下記式（１）を満たすことを特徴とする。また、本発明のガラス繊維強化樹脂成形品によれば、前記Ｄ、Ｌ及びＶが上述した範囲にあり、かつ、下記式（１）の条件を満たすことで、ガラス繊維強化樹脂成形品は、高い機械的強度、高い耐熱性、及び、優れた成形加工時の加工性を備える。
３５０．０ ≦ Ｄ２×Ｌ／Ｖ ≦ ８００．０ ・・・（１）
本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維の繊維径Ｄが、３．５μｍ未満であると、ガラス繊維及びガラス繊維強化樹脂成形品の製造工程において製造者の健康に悪影響を与えることが懸念される。一方、ガラス繊維の繊維径Ｄが、８．０μｍ超であると、十分な機械的強度を備えるガラス繊維強化樹脂成形品を得ることができない。
また、本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維の繊維径Ｄは、４．０〜７．５μｍであることが好ましく、５．０〜７．２μｍであることが特に好ましく、５．５〜７．０μｍであることが極めて好ましく、６．０〜６．９μｍであることが最も好ましい。
本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維の数平均繊維長Ｌが１８０μｍ未満であると、十分な機械的強度を備えるガラス繊維強化樹脂成形品を得ることができない。一方、ガラス繊維の数平均繊維長Ｌが２６０μｍ超であると、成形加工時、特に二軸混練時における加工性が低下する可能性がある。
また、本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維の数平均繊維長Ｌは、１９０〜２２７μｍであることが好ましく、１９５〜２２５μｍであることがさらに好ましく、２００〜２２３μｍであることが特に好ましく、２０６〜２２２μｍであることとりわけ好ましく、２１０〜２２１μｍであることが最も好ましい。
本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維体積含有率Ｖが５．０％未満であると、十分な機械的強度を備えるガラス繊維強化樹脂成形品を得ることができない。一方、ガラス繊維体積含有率Ｖが３０．０％超であると、成形加工時の加工性が悪化する。
また、本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維体積含有率Ｖは、６．０〜２５．０％であることが好ましく、１０．０〜２０．０％であることがさらに好ましく、１５．０〜１９．５％であることが特に好ましい。
本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品において、ガラス繊維の繊維径Ｄ（μｍ）、ガラス繊維の繊維長Ｌ（μｍ）、及び、ガラス繊維体積含有率Ｖ（％）が、式（１）を満たさない場合、すなわち、Ｄ２×Ｌ／Ｖが３５０未満である場合には、成形加工時の加工性が悪化する。一方、Ｄ２×Ｌ／Ｖが８００超である場合には、十分な機械的強度を備えるガラス繊維強化樹脂成形品を得ることができない。
また、本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品において、前記Ｄ、Ｌ及びＶは、下記式（３）を満たすことがさらに好ましい。Ｄ２×Ｌ／Ｖが下記式（３）を満たすことで、ガラス繊維強化樹脂成形品は、より高い機械的強度、より高い耐熱性、及び、より優れた成形加工時の加工性を備え、さらに高い長期耐久性を備える。
［実施例１〜５、比較例１〜５］
まず、ガラス繊維強化樹脂成形品におけるガラス繊維の繊維径、ガラス繊維の数平均繊維長及びガラス繊維体積含有率が、表１又は表２に示される実施例１〜５及び比較例１〜５となるように、ガラス繊維径、切断長（通常、１〜５ｍｍ程度）及び配合量を調整したＥガラス組成のガラスチョップドストランド（ガラスフィラメントが複数本集束されて形成された、ガラスストランドを所定の長さに切断したもの）と、ポリアミド樹脂ＰＡ６６（旭化成（株）製、商品名：レオナ１３００Ｓ）とを、二軸混練機（東芝機械(株)製、商品名：ＴＥＭ−２６ＳＳ）にて混練し、樹脂ペレットを作製した。次に、得られた樹脂ペレットを用い、射出成形機(日清樹脂工業(株)製、商品名：ＮＥＸ８０）により射出成形を行い、ＪＩＳ Ｋ ７０５４に準じたＡ型ダンベル試験片(厚さ４ｍｍ)を作製し、試験片とした。
表１に示されるように、実施例１〜５に表される、ガラス繊維強化樹脂成形品に含まれるガラス繊維の繊維径Ｄ（μｍ）が３．５〜８．０μｍの範囲にあり、ガラス繊維強化樹脂成形品に含まれるガラス繊維の数平均繊維長Ｌ（μｍ）が１８０〜２６０μｍの範囲にあり、ガラス繊維強化樹脂成形品におけるガラス繊維体積含有率Ｖ（％）が５．０〜３０．０％の範囲にあり、前記Ｄ、Ｌ及びＶが下記式（１）を満たすガラス繊維強化樹脂成形品は、高い機械的強度（引張強度が１８５．０ＭＰａ以上）、高い耐熱性（荷重たわみ温度が２５５．０℃以上）、及び、優れた成形加工時の加工性を備える。
３５０．０ ≦ Ｄ２×Ｌ／Ｖ ≦ ８００．０ ・・・（１）
また、実施例１に示されるガラス繊維強化樹脂成形品は、高い長期耐久性（疲労強度７８ＭＰａ以上、かつ、応力負荷１０００時間におけるクリープ破壊強度１１４ＭＰａ以上）備える。
また、上記式（１）が満たされない、比較例４のガラス繊維強化樹脂成形品は、十分な長期耐久性を備えない（疲労強度７８ＭＰａ未満、かつ、応力負荷１０００時間におけるクリープ破壊強度１１４ＭＰａ未満）。
［実施例６、比較例６〜７］
まず、ガラス繊維強化樹脂成形品におけるガラス繊維の繊維径、ガラス繊維の数平均繊維長及びガラス繊維体積含有率が、表３に示される実施例６及び比較例６〜７となるように、ガラス繊維径、切断長（通常、１〜５ｍｍ程度）及び配合量を調整した、高弾性率易製造性ガラス組成に属するガラス組成（ガラス繊維の全量に対し５９．４質量％のＳｉＯ２と、１８．９質量％のＡｌ２Ｏ３と、９．９質量％のＭｇＯと、１１．１質量％のＣａＯと、０．５質量％のＢ２Ｏ３とを含み、Ｎａ２Ｏ及びＦｅ２Ｏ３を合計で０．２質量％含むガラス組成）のガラスチョップドストランドと、ポリアミド樹脂ＰＡ６６（旭化成（株）製、商品名：レオナ１３００Ｓ）とを、二軸混練機（東芝機械(株)製、商品名：ＴＥＭ−２６ＳＳ）にて混練し、樹脂ペレットを作製した。次に、得られた樹脂ペレットを用い、射出成形機(日清樹脂工業(株)製、商品名：ＮＥＸ８０）により射出成形を行い、ＪＩＳ Ｋ ７０５４に準じたＡ型ダンベル試験片(厚さ４ｍｍ)を作製し、試験片とした。
表３に示されるように、高弾性率易製造性ガラス組成においても、実施例６に表される、ガラス繊維強化樹脂成形品に含まれるガラス繊維の繊維径Ｄ（μｍ）が３．５〜８．０μｍの範囲にあり、ガラス繊維強化樹脂成形品に含まれるガラス繊維の数平均繊維長Ｌ（μｍ）が１８０〜２６０μｍの範囲にあり、ガラス繊維強化樹脂成形品におけるガラス繊維体積含有率Ｖ（％）が５．０〜３０．０％の範囲にあり、前記Ｄ、Ｌ及びＶが下記式（１）を満たすガラス繊維強化樹脂成形品は、高い機械的強度（引張強度が１８５．０ＭＰａ以上）、高い耐熱性（荷重たわみ温度が２５５．０℃以上）、及び、優れた成形加工時の加工性を備える。また、高弾性率易製造性ガラス組成においても、比較例６〜７のガラス繊維強化樹脂成形品においては、下記式（１）が満たされないため、ガラス繊維強化樹脂成形品が十分な機械的強度を備えない（引張強度が１８５．０ＭＰａ未満）、ガラス繊維強化樹脂成形品が十分な耐熱性を備えない（荷重たわみ温度が２５５．０℃未満）、成形加工時の加工性が悪化する、といった問題のいずれか、又は、複数の問題が発生している。
３５０．０ ≦ Ｄ２×Ｌ／Ｖ ≦ ８００．０ ・・・（１）

Claims (4)

  1. ガラス繊維強化樹脂成形品であって、前記ガラス繊維強化樹脂成形品に含まれるガラス繊維の繊維径Ｄ（μｍ）が３．０〜１２．０μｍの範囲にあり、ガラス繊維強化樹脂成形品に含まれるガラス繊維の数平均繊維長Ｌ（μｍ）が１６０〜３５０μｍの範囲にあり、ガラス繊維強化樹脂成形品におけるガラス繊維体積含有率Ｖ（％）が３．０〜５０．０％の範囲にあり、前記Ｄ、Ｌ及びＶが下記式（１）を満たすことを特徴とするガラス繊維強化樹脂成形品。
    ３００．０ ≦ Ｄ２×Ｌ／Ｖ ≦ １０００．０ ・・・（１）
  2. 前記Ｄが３．５〜１０．５μｍの範囲にあり、前記Ｌが１８０〜２６０μｍの範囲にあり、前記Ｖが５．０〜３０．０％の範囲にあり、前記Ｄ、Ｌ及びＶが下記式（２）を満たすことを特徴とする請求項１に記載のガラス繊維強化樹脂成形品。
    ３５０．０ ≦ Ｄ２×Ｌ／Ｖ ≦ ８００．０ ・・・（２）
  3. 前記Ｄが４．０〜７．５μｍの範囲にあり、前記Ｌが１９５〜２２５μｍの範囲にあり、前記Ｖが６．０〜２５．０％の範囲にあり、前記Ｄ、Ｌ及びＶが下記式（３）を満たすことを特徴とする請求項1又は２に記載のガラス繊維強化樹脂成形品。
    ４００．０ ≦ Ｄ２×Ｌ／Ｖ ≦ ７００．０ ・・・（３）
  4. 前記Ｄが４．５〜７．０μｍの範囲にあり、前記Ｌが２００〜２２３μｍの範囲にあり、前記Ｖが１０．０〜２０．０％の範囲にあり、前記Ｄ、Ｌ及びＶが下記式（４）を満たすことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のガラス繊維強化樹脂成形品。
    ２９．７ ≦ Ｄ４／５×Ｌ２／（１０００×Ｖ２／３） ≦ ３４．８ ・・・（４）
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