JPS61236859A - 熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents

熱可塑性樹脂組成物

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JPS61236859A
JPS61236859A JP60077793A JP7779385A JPS61236859A JP S61236859 A JPS61236859 A JP S61236859A JP 60077793 A JP60077793 A JP 60077793A JP 7779385 A JP7779385 A JP 7779385A JP S61236859 A JPS61236859 A JP S61236859A
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spherical filler
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克彦 高橋
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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、熱可塑性樹脂の機械的性質及び成形性を損な
うことなく、成形品の軽量化を図ることが出来る熱可塑
性樹脂組成物に関する。特に自動車のボディ一部品、電
機機器、OA機器の外装体等として使用するに好適な熱
可塑性樹脂組成物に係る。
〔従来の技術〕
熱可塑性樹脂は、様々な工業分野において広く使用され
ている。そして個々の用途への適用に当たっては、その
用途において要求される性能を満足するように、種々の
添加剤や充填材を樹脂に含有せしめることが一般に行わ
れている。
そのような充填材の一種として従来からガラスピーズが
用いられている。ガラスピーズのような球状の無機充填
材は、繊維状の充填材には一定方向の引張強度では劣る
ものの、熱可塑性樹脂の強度、特に剛性の充分な向上を
得ることができ、また異方性がないことから成形性も良
好で、成形品のそり等がなく、成形品の形状安定性も良
好である。しかしながら、ガラスピーズを充填した場合
には、強度は向上するが成形品の重量が重くなるという
問題がある。そこで軽量化のために、ガラスピーズに替
えてシラスバルーンを用いたり、フライアッシュを中空
にして樹脂中に混合することが行われてきている。
〔発明の解決しようとする問題点〕
しかし、シラスバルーンや中空のフライアッシュ等の充
填材は、軽量ではあるものの、それ自体の強度が充分で
なく、樹脂との押出機による溶融混合時や射出成形時の
摩擦、剪断力、射出圧力や、特に結晶性樹脂の場合は固
化時の収縮圧力で破壊されやすい。そのため目的とする
機械的性質の向上が充分に得られないばかりか、軽量化
や表面平滑性や成形性等も不充分になるという欠点があ
る。
そこで本発明者らは、強度及び剛性を備えながらも軽量
で、優れた表面平滑性、成形性等の性能を有するという
条件を満たす熱可塑性樹脂組成物を得るために研究を重
ね、本発明に到達したものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、特定形状の中空球状の充填材を用いて、押出
機による樹脂との溶融混合時や射出成形時の摩擦力、剪
断力、収縮、圧力等で中空球状の充填材が破壊されるこ
とを防止し、樹脂の軽量化、強度、剛性、表面平滑性及
び良好な成形性、形状精度等の問題点を一挙に解決した
熱可塑性樹脂組成物に関する。
本発明に用いられる熱可塑性樹脂とは、特に限定はない
が、特に好ましくは一部結晶構造を有する有機高分子物
質であり、ポリアセタール(ホモ又はコポリマー)、芳
香族ジカルボン酸とジオール或いはオキシカルボン酸等
からなる芳香族ポリエステル、例えばポリブチレンテレ
フタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリエチ
レンテレフタレート等のポリアルキレンテレフタレート
、ポリアミド及びこれ等の共重合物或いは混合物が挙げ
られる。
又、ポリエチレン、ポリプロピレン、ブテン−1、ブテ
ン−2のポリマー、ポリ−4−メチルペンテン−1、エ
チレンとプロピレン、エチレンとブテン、エチレンと4
−メチルペンテン−1等のポリオレフィン、ポリオレフ
ィンを主体とする共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重
合体、エチレン−アルキルアクリレート共重合体、エチ
レン−メタクリル酸共重合体のナトリウム塩等のエチレ
ン−カルボン酸エステルの共重合体及びそれ等の金属塩
、ポリスチレン、スチレン−ブタジェン−アクリロニト
リル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、
メタクリル酸メチル−スチレン共重合体等のビニル系化
合物、その共重合体、ポリカーボネート、ポリフェニレ
ンオキシド、フッ素樹脂、ポリ塩化ビニル等にも使用で
きる。これらの高分子物質は2種以上混合使用すること
も勿論可能である。
本発明で用いられる中空球状充填材とは下式で示される
壁厚比が2.5〜10、好ましくは3〜8の中空球状充
填材である。
ここで壁厚とは中空球状充填材の外径と内径の差の半分
をいう。
粒子径は、熱可塑性樹脂に練込み可能な形状であれば特
に限定はないが、平均粒子外径500μ以下、特に1μ
〜200μが好ましい。
本発明で用いられる中空球状充填材とは、珪酸塩からな
る球状物質であり、好ましい充填材は中空球状ガラスピ
ーズである。
中空の球状充填材の添加量は、全組成物に対して1〜6
0重量%である。1%より少量では強度や剛性の向上に
対する効果が充分でなく、60%より多いと他の物性の
低下を招く場合がある。
好ましくは10〜40重量%である。従来も、中空のガ
ラスピーズは前述のように用いられてきたが、粒径に対
して壁厚は非常に薄く、例を示せば粒子外径約500μ
に対して僅かに5μ程度であり、壁厚比は約100であ
る。この様な場合、樹脂との混合時や成形時に、極めて
容易に破壊され、前述の如き不都合が生じる。しかし本
発明で用いられる中空球状充填材の壁厚比は、2.5〜
10と小さく、圧縮破壊強度は4000kg/C11”
以上となり、前述の従来の中空充填材の350kg/c
m”に比べはるかに高い。従って強度的には従来のガラ
スピーズと殆ど同等であり、一方中空の分だけ軽量化を
図ることができることになるのである。
本発明においては、中空球状充填材を表面処理剤で処理
するか同時に添加することが、樹脂との馴染を良くし、
機械的強度をさらに改善する面から望ましい。ここで使
用される表面処理剤としては種々の公知のものが挙げら
れるが、−例を示せばシラン系、エポキシ系、及びチタ
ネート系の物質等がある。
本発明組成物には更にその目的に応じ所望の特性を付与
するため、従来公知の添加物、例えば滑剤、潤滑剤、核
剤、離型剤、帯電防止剤その他の界面活性剤、可塑剤、
顔料、染料、耐熱安定剤、紫外線安定剤等を1種又は2
種以上添加含有させることも可能である。
又、本発明の効果を著しく害さない範囲で公知の他の強
化充填剤、例えばガラス繊維、炭素繊維、グラファイト
繊維、金属繊維、シリコンカーバイト繊維、アスベスト
、ウオラストナイト、繊維状チタン酸カリウム等の無機
繊維、ホイスカー、各種の有機繊維等の繊維状強化充填
材、雲母(白雲母、金雲母、セリサイト等)、板状ガラ
ス(ガラスフレーク)、タルク、金属箔等の板状強化充
填材、炭酸カルシウム、石英粉、シリカ、炭酸マグネシ
ウム、硫酸カルシウム、クレー、ケイ藻土、アルミナ、
ケイ砂、ガラス粉、金属粒、グラファイト等の粒状添加
物等を1種又は2種以上混合使用できる。
本発明組成物には、更に所望の特性を付与するため有機
高分子物質を1種又は2種以上混合又は共重合すること
ができる。−例を示せば、低分子量ポリエチレン、ポリ
ウレタン、ブチルゴム等のゴム状高分子物質、ポリアク
リレート樹脂からなる多相共重合体、熱可塑性セグメン
ト型コポリエステル(これらの共重合体にはグラフト共
重合体を含む)等がある。特に衝撃強度を改善するため
ポリアクリレート樹脂からなる多相共重合体、熱可塑性
セグメント型コポリエステルが好ましい。
本発明の組成物の調製は、従来の樹脂組成物調製法とし
て一般に用いられる公知の方法により容易に調製される
。例えば、各成分を混合した後押出機により練込押出し
てベレットを調製し、しかる後成形する方法、一旦組成
の異なるベレットを調製し、そのベレットを所定量混合
して成形に供し成形後に目的組成の成形品を得る方法、
成形機に各成分の1又は2以上を直接仕込む方法等、何
れも使用できる。
〔発明の効果〕
本発明の組成物は前述の如く、中空の球状充填材を用い
ているので、内部充填の球状充填材を用いた場合に比べ
、成形品の軽量化を図れることは勿論であるが、単位容
積当りの重量が軽減化されるので経済性に優れる。
又従来用いられている壁厚比の大きい中空充填材の如く
、押出、成形時に於いて破壊することがないため、表面
平滑性、成形性、成形物の寸法形状の精度等に於いて極
めて優れ、従来の内部充填タイプの球状充填材が所有し
た物理的、機械的性質をも兼備させることが出来るので
ある。
従って本発明の組成物は軽量で良好な物性を有すること
が必要とされる分野、例えば自動車のボディーパーツ、
電機機器、OA機器の外装体及び部品等に好適である。
〔実施例及び比較例〕
以下実施例及び比較例によって、本発明を更に詳細に説
明するが、これらの実施例は本発明を何ら限定するもの
ではない。
実施例1〜5、比較例1〜5 固有粘度1.0のポリブチレンテレフタレート樹脂に壁
厚比が2.8(平均粒子外径1゜3μ)、5.5 (平
均粒子外径3.0μ)、7.0(平均粒子外径1゜8μ
)の3種の中空球状ガラス充填材を表−1に示す割合で
添加し、押出機で混練押し出してペレットとした後、射
出成形機を用いて樹脂圧1.000kg/c+w”で成
形して試験片を作成した。この試験片を用いて比重及び
充填材の破壊率を評価した結果を表−1に示す。
又、中空球状ガラス充填材に代えてガラスマイクロバル
ーン、シラスバルーン、及ヒ内部充填ガラスピーズを用
いて同様に評価した結果を比較例として表−1に併せて
示す。
評価に用いた測定法は次の通りである。
O比重 ASTM−0792に従い測定した。
0 充填材の破壊率 電子顕微鏡を用いて、試験片の表面に表出した粒子10
0個の内、破壊した粒子の数を測定し破壊率を算出した
実施例6、比較例6〜7 固有粘度0.8のポリブチレンテレフタレート樹脂に壁
厚比が3.0(平均粒子外径17μ)の中空球状ガラス
充填材を表−2に示す割合で添加し、実施例1と同様に
ペレットを調製し、射出圧の異なる条件で試験片を作成
して同様に評価した。曲げ強度、曲げ弾性率はASTM
−0790で評価した。結果を表−2に示す。
表−2 本2  円ドy)宇在j6り(名1150μ、竺段g艮
比 37.54 平均粒子外径 50μ、壁厚比17実
施例7、比較例8 固有粘度0.8のポリブチレンテレフタレート樹脂に壁
厚比が7.0(平均粒子外径1.8μ)の中空球状ガラ
ス充填材又は内部充填ガラスピーズ(実施例5、比較例
5で用いたものと同形状)を夫々ガラス繊維と共に表−
3に示す割合で添加し、実施例1及び実施例6と同様に
物性を評価した。結果を表−3に示す。
表−3 実施例8〜11、比較例9〜12 ポリアセタールコポリマーに壁厚比5.5(平均粒子外
径3.0μ)及び4.0(平均粒子外径50μ)の20
種の中空球状ガラス充填材を表−4に示す割合で添加し
、実施例1と同様に試験片を調製し、比重及び充填材の
破壊率を評価した。
結果を表−4に示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 熱可塑性樹脂に下式で示される壁厚比が2.5〜1
    0の中空球状充填材を添加してなる熱可塑性樹脂組成物
    。 壁厚比=球状充填材の外径/球状充填材の壁の厚さ/(
    ここで壁厚とは中空球状充填材の外径と内径の差の半分
    をいう) 2 壁厚比が3〜8である特許請求の範囲第1項記載の
    熱可塑性樹脂組成物。 3 熱可塑性樹脂が芳香族ポリエステル樹脂である特許
    請求の範囲第1項又は第2項記載の熱可塑性樹脂組成物
    。 4 熱可塑性樹脂がポリアセタール樹脂である特許請求
    の範囲第1項又は第2項記載の熱可塑性樹脂組成物。 5 中空球状充填材が中空球状ガラスビーズである特許
    請求の範囲第1項〜第4項の何れか1項記載の熱可塑性
    樹脂組成物。
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