JPH0124821B2

JPH0124821B2 -

Info

Publication number: JPH0124821B2
Application number: JP10891080A
Authority: JP
Inventors: Makoto Fukuda; Shiro Suzuki
Original assignee: Kureha Corp
Current assignee: Kureha Corp
Priority date: 1980-08-08
Filing date: 1980-08-08
Publication date: 1989-05-15
Also published as: JPS5734147A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は塩化ビニル樹脂にマイカと炭酸カルシ
ウムとを混合してなる高剛性で高衝撃強度を有す
る塩化ビニル樹脂（以下PVCと呼ぶ）組成物に
関するものである。硬質PVCは、多くの特質を生かし種々の用途
に用いられている。その大きな用途はパイプ、建材等であるが、一
つの問題として下水管、室内配管等に用いた場
合、自重によるたわみのため流れを滞留させた
り、建築施工の妨げになつたりする場合があり、
多くの支えを必要とする。これらを解決するには
剛性を向上することが不可欠である。剛性を向上させるには大体の指針として次の式
で説明されているように、剛性率の大きな充填材
を添加するのが良い。 Ec＝VmEm＋VfEf （混合物の法則の方程式）（式中：Ec＝混合物のヤング率 Em＝プラスチツクマトリツクスのヤング率 Ef＝強化用充填材のヤング率 Vm＝プラスチツクマトリツクスの容量部分 Vf＝強化用充填材の容量部分）強化用充填材としては一般的には、ガラス繊
維、アスベスト、針状珪酸カルシウム、亜硫酸カ
ルシウム等の繊維状充填材が知られている。だ
が、これらの繊維状充填材で強化した複合材料
は、配向方向と直角方向で著しく物性が異なり、
不規則に分散するときは混合物の法則から典型的
混合物について予期される値のわずか20％の効果
しか示さない。しかし異方性でない充填材として
薄板状のマイカ等があり、予期される値の90％迄
の効果を示すことが知られている。これは小板が
自発的にならぶ傾向があり、かつ小板が高充填さ
れた場合適度の剪断作用にかけると良好な配向を
示すためである。マイカは、縦又は横のいずれか大なる方の長さ
（ｌ）と厚み(d)の比（以下アスペクト比と呼ぶ）
が大きく物性に異方性がでないことで特に有利で
あるが、伸度、衝撃強度を著しく低下させる欠点
がある。例えばPVC100重量部にマイカを加えてゆくと
第１表のようになる。

【表】尚PVCは呉羽化学製（重合度1000）S901、マ
イカは山口雲母製Ａ−21（アスペクト比30、平均
粒径10μ）を使用した。PVCにマイカを加えるこ
とにより曲げ弾性率で代表される剛性が向上した
わみ性を改良することができるが、マイカの多量
を加えると耐衝撃性が劣化し実用に供することが
できない。この耐衝撃性を補うために、各種市販の衝撃性
補強剤を添加することが考えられたが、強化剤は
ゴム的性質のものであるため剛性を低下させる欠
点がある。またマイカの添加系では耐衝撃性の低
下はマイカの部分に応力が集中し衝撃性向上効果
を充分に発揮できず、実用に供する成形物が得ら
れなかつた。すなわち、剛性と衝撃強度の両者を満足させる
ことは通常の方法では困難であつた。本発明者等はPVCの剛性を保持し、且衝撃強
度を低下させることのない補強剤について検討を
続けた結果、特定の粒度の炭酸カルシウムを
PVCに添加してゆくとある範囲の添加量で衝撃
強度を大巾に向上せしめ、しかも剛性も添加量に
伴い向上することを見出した。即ちPVC100重量
部に本発明規定の特定又は一般の炭酸カルシウム
を夫々所定量添加した場合の曲げ弾性率、衝撃強
度の結果を第２表に示す。

【表】しかもこの特定粒度の炭酸カルシウムを一定範
囲でPVC−マイカ系の混合物に添加すると、ゴ
ム的性質の耐衝撃剤を添加した場合と異なり衝撃
強度を低下せしめることなく剛性を大巾に向上せ
しめることができ本発明に到達した。本発明はPVC100重量部にアスペクト比５〜
1000のマイカ３〜20重量部及び平均粒径1μ以下
の炭酸カルシウム15〜50重量部を混合した組成物
であり、剛性率を向上せしめるためにマイカを加
え、そのために低下する衝撃強度を炭酸カルシウ
ムで補強したものである。これにより耐衝撃性の
低下を防ぐことができたのである。本発明PVC組成物は、それを成形したものに
ついての曲げ弾性率が当該PVCのそれの1.5倍以
上であると共に耐衝撃性が当該PVCのそれと少
なくとも同等である。これは一般に知られている如く、欠陥部が一部
でもあればそこに応力が集中するため衝撃強度が
著しく低下するという一般概念からすると驚くべ
きことである。本発明に用いるマイカは、KAl₂
（OH）₂Si₃AlO₁₀、KMg₃（OH）₂Si₃AlO₁₀、CaAl₂
（OH）₂Si₂Al₂O₁₀等で代表されるマイカ類で、ア
スペクト比が５〜1000を有する鱗片状のものが使
用される。剛性率を向上させるためにはアスペク
ト比の大きい方が良いが、アスペクト比が大きす
ぎるとマイカの板状結晶が破壊されやすく、また
その端部に応力が集中しやすく衝撃強度が極端に
低下する。アスペクト比は５〜1000、好ましくは
５〜300のものが良い。これらのマイカはシラン、
カツプリング剤、有機チタネート、脂肪酸等の低
分子物或いは樹脂等により表面処理をほどこして
使用してもよい。またマイカの使用量は３〜20重
量部好ましくは５〜20重量部であり、これより少
ないと剛性率向上の効果がなく、20重量部より多
いと衝撃強度が低下する。本発明に用いる特定粒度の炭酸カルシウムは平
均粒径1μ以下のものが用いられ、特に好ましく
は07μ以下のものがよい。またその表面は脂肪酸
等の低分子有機物で表面処理されたものが有利で
ある。粒子径が1μ以上であると第２表に示すよ
うにPVC混合物の衝撃強度を向上せしめる効果
がない。又、炭酸カルシウム量は10重量部以下であると
衝撃強度向上効果がなく、50重量部以上になると
逆に衝撃強度が低下するので15〜50重量部の範囲
が好適である。本発明のポリ塩化ビニル系樹脂とは、ポリ塩化
ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、塩化ビニ
ル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニルと酢酸
ビニル、無水マレイン酸、エチレン、プロピレン
等との共重合体、塩素化ポリ塩化ビニル樹脂のよ
うな変性樹脂を含み、これを単独又は混合して使
用することも可能である。配合剤としては鉛系、
錫系、Ca−Zn系等の安定剤、滑剤、加工性改良
剤を添加することが出来る。本発明のマイカ、炭酸カルシウムと塩化ビニル
系樹脂との混合物は通常の方法で成形される。即
ち、成形加工は二本ロール、単独押出機、二軸押
出機、若しくは特殊な混練機によつて直接成形す
る方法、又は二本ロール、バンバリーミキサー、
単軸押出機、二軸押出機、若しくは特殊な混練機
によつてペレツトを製造し、射出成形、吹き込み
成形、押出成形、カレンダー成形、溶融紡糸加工
等によつて成形する方法である。いずれの場合も
成形機に限定があるわけではなく、成形物の特徴
をそこなわないものであれば良い。本発明は、マイカの剛性付与効果と特殊な炭酸
カルシウムの衝撃強度付与効果とを組合せること
により、従来にない高弾性率（PVC樹脂の1.5倍
以上）で耐衝撃性（少くともPVC樹脂と同等）
も同時にもつ画期的な塩化ビニル樹脂組成物を提
供するものである。以下実施例により詳細に説明するが、何らそれ
らに限定されるものではない。実施例１〜３呉羽化学〓製塩化ビニル樹脂（PVCと以下記
述する。）S901（：1000）100部に安定剤として
オクチル錫メルカプチド化合物2.0部、グリセリ
ンモノステアレート0.8部、ポリエチレンワツク
ス1.0部、ステアリン酸0.5部を添加し、更に山口
雲母工業〓製マイカＡ−21（平均粒径約10μ、、ア
スペクト比30）、フアイザー社（米）製炭酸カル
シウムスーパーフレツクス−200（平均粒径約
0.7μ）を加え、熱ロール190℃で３分間混練し、
その後200℃熱プレス機で成形を行つた。その成
形物を用い曲げ弾性率、強度、衝撃強度を測定し
た。その結果を第３表に示す。曲げ弾性率、強度、衝撃強度の測定は夫々
JISK−7203硬質プラスチツク曲げ試験法及び
JISK−7111硬質プラスチツクのシヤルピー衝撃
試験法に基づく。（以下の実施例の物性値も同様
である。）

【表】第３表に示したように、PVC単独に比べ弾性
率、衝撃強度共に向上する。特に弾性率が２倍以
上になるにもかかわらず衝撃強度が低下しないこ
とがわかつた。実施例４〜５実施例１で用いた安定剤処方でPVC、マイカ、
CaCO₃を用い、小型単軸押出機（50mmφ口径）
で板状押出成形物を作つた。この成形物の曲げ弾
性率、最大強度、衝撃強度を測定した。その結果
を第４表に示す。

【表】第４表に示したように、比較例２〜４ではマイ
カ、CaCO₃を別々に加えた場合を示したが、マ
イカ単独では曲げ弾性率、強度は向上するが衝撃
強度は大巾に低下する。CaCO₃単独では衝撃強
度は向上するが曲げ弾性率の向上は少なく、強度
は低下する。それに比べ本発明成形物は、PVC
単独に比べ曲げ弾性率、強度、衝撃強度共に明ら
かに向上する。又、実施例４においてCaCO₃30重量部の代り
に市販の耐衝撃剤であるMBS樹脂（メチルメタ
クリレート／ブタジエン／スチレン共重合体）
〔クレハ化学工業〓製BTAＦ〕20重量部を使用
すると曲げ弾性率が330Kg／mm²で衝撃強度8.6Kg・
cm／cm²であり、弾性率が遥かに劣つていた。実施例６〜９ PVCS−901 100重量部に山口雲母工業〓製マ
イカＡ−11（平均粒径約3μ、アスペクト比10）、
Ａ−21（平均粒径約10μ、アスペクト比30）、Ａ−
51（平均粒径約100μ、アスペクト比300）、Ａ−71
（平均粒径約200μ、アスペクト比750）各10部と
炭酸カルシウムスーパーフレツクス200（平均粒径
約0.7μ）を添加し、熱ロール190℃で３分間混練
し、その後200℃熱プレス機で成形を行つた。そ
の成形物を用い曲げ弾性率、強度、衝撃強度を測
定した。その結果を第５表に示す。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】

１塩化ビニル樹脂に充填剤を配合してなる塩化
ビニル樹脂組成物において、充填剤が塩化ビニル
樹脂100重量部につきアスペクト比５〜1000のマ
イカ３〜20重量部および平均粒径1μ以下の炭酸
カルシウム15〜50重量部からなり、その成形物の
曲げ弾性率が該塩化ビニル樹脂のそれの1.5倍以
上であると共に耐衝撃性が該塩化ビニル樹脂のそ
れと少なくとも同等であるものであることを特徴
とする、高剛性塩化ビニル樹脂組成物。