JPH03166263A - 熱可塑性樹脂組成物の製造方法 - 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、繊維状もしくは針状マグネシウムオキシサル
フェートを含有する熱可塑性樹脂組戊物の製造方法に関
する。

［従来の技術］ 熱可塑性樹脂成形品の剛性、機械的性質、耐熱性、或形
収縮率、寸法安定性などの各種の性質を改良する目的で
無機物質を配合する技術は良く知られており、例えば炭
酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化マグネシウムなど
の粒子状物質、タルク、マイ力などの小片板状あるいは
フレーク状物質、更にガラス繊維、アスベストなどの繊
維状物質が用いられている。

これらの無機物質のうち、粒子状物質は熱可塑性樹脂の
補強効果があまり高くないため、粒子状物質を配合して
得られた熱可塑性樹脂成形品は、高い性能が要求される
工業材料には一般に使用できない。これに対して、小片
板状あるいはワレーク状物質や繊維状物質は、二次元的
又は一次元的な高い補強効果を示すため、熱可塑性樹脂
用の強化材料として広く用いられている。しかしながら
、効果の高いこれらの強化材料は一方では各種の欠点を
持っており、目的によっては強化材料の使用が制限され
る場合がある。例えば、小片板状あるいはフレーク状の
物質を配合した熱可塑性樹脂は、ガラス繊維などの繊維
状物質を配合したものに比べた場合、一般に成形品の剛
性のレベルが低く、かつ成形時にフローマークが発生し
やすいとの欠点がある。一方、繊維状の物質を配合した
ものは、成形品の伸びが小さく、成形品にシルバースト
リークが発生しやすく、光沢不良になる場合が多い。

特にガラス繊維を用いた場合には、その戊形品が落球衝
撃に弱いという欠点がある。

従って、これらの従来の強化材料を用いる場合は、強化
材料の欠点を考慮し、成形品の使用対象に合わせて選択
する必要がある。

繊維状もしくは針状マグネシウムオキシサルフ工一トを
熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂の添加材として使用す
ることはすでに公知である。すなわち、熱可塑性樹脂と
しては結晶性ポリプロピレンを使用し、各種物性を向上
させたポリプロピレン組成物が特公昭６２−９２６０号
公報に記載されており、また特開昭５９−９６１５３号
公報には剛性を向上させた塩化ビニル樹脂組成物が記載
されている。更に、特開昭５９−８６６５４号公報には
電気的性質、耐熱性などに優れたフェノール系熱硬化性
成形材料が開示されている。

また、特公昭６２−９２６０号公報には、繊維状もしく
は針状マグネシウムオキシサルフェートは高温において
脱水反応を起し、結晶水を放出し、ポリプロピレンとの
混練操作は、２５０℃以下好ましくは１９０〜２４０℃
（樹脂温度）の範囲内で行うのがよいことが示されてい
る。

［発明が解決しようとする課題］ 繊維状もしくは針状マグネシウムオキシサルフェートは
２５０℃以上になると脱水反応を起し結晶水を放出する
。したがって、成形温度が２５０℃以上の熱可塑性樹脂
の強化材料として利用しようとすると、得られた熱可塑
性樹脂組成物は気泡を含有し、この熱可塑性樹脂組成物
を成形して得られる成形品は空洞やピンホールを含有し
たり、シルバーストリークやフローマークを発生すると
いう課題を有している。

本発明の目的は、剛性、機械的性質、耐熱性などの各種
の性質を改良する繊維状もしくは針状マグネシウムオキ
シサルフェートを含有しながら空洞やピンホールが無く
、シルバーストリークやフローマークを発生しない成形
品を成形し得る熱可塑性樹脂組成物の製造方法を提供す
ることにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明のこのような目的は、熱可塑性樹脂１００重量部
と、繊維状もしくは針状マグネシウムオキシサルフェー
ト５〜１００重量部とを２５０〜３４０℃の温度で、１
．５〜１０分間溶融、混練することを特徴とする繊維状
もしくは針状マグネシウムオキシサルフェートを含有す
る熱可塑性樹脂組成物の製造方法によって達成される。

繊維状もしくは針状マグネシウムオキシサルフェートは
、特願昭６２−２８２１２２号明細書の記載の方法、す
なわち硫酸マグネシウム水溶液にＢＥＴ比表面積が２０
ｒｄ／ｇ以下の水酸化マグネシウムまたは酸化マグネシ
ウムをその濃度が２５重量％以下になるように分散させ
た後、１００〜３００℃の温度で水熱反応させる方法に
より好適に製造することができる。

また、特願昭６３−３８６０９号明細書に記載の方法、
すなわち硫酸マグネシウムと水酸化マグネシウムまたは
酸化マグネシウムをその濃度が２５重量％以下になるよ
うに分散させた後、１００〜３００℃の温度で水熱反応
させて繊維状もしくは針状マグネシウムオキシサルフェ
ートを製造するに際し、水熱反応系に界面活性剤を含有
させる方法により上記の方法と同様に好適に製造するこ
とが出来る。得られた繊維状もしくは針状マグネシウム
オキシサルフェートは、その粉末Ｘ線回折スペクトルが
ＡＳＴＭ　　Ｎα７−４１５のそれと良く一致しており
、代表的には該ＡＳＴＭＮＩｌ７−４１５に記載の示性
式であるＭｇＳＯ４５Ｍｇ　（ＯＨ）２　・３Ｈ２０で
表わすことができると考えられる。

繊維状もしくは針状マグネシウムオキシサルフ工−トの
一般形態は、比重が２．０〜２．５、長さ（繊維長）数
ミクロン〜１０００μｍ１直径（繊維径）０．１〜１０
μｍ１見掛け比重０．０５〜０．３であり極めて嵩高い
繊維状もしくは針状の物質である。

熱可塑性樹脂の剛性、機械的性質、耐熱性などの向上の
ために熱可塑性樹脂に添加する繊維状もしくは針状マグ
ネシウムオキシサルフェートの使用量は、熱可塑性樹脂
１００重量部に対して５〜１００重量部が好ましい。使
用量が５重量より小さいと繊維状もしくは針状マグネシ
ウムオキシサルフェートの添加効果は小さく、また、使
用量が１００重量部より大きいと粘度が高くなり成形が
困難になる。

本発明で使用する熱可塑性樹脂は成形温度が２４０℃以
上の熱可塑性樹脂であり、具体例としてはＡＢＳ樹脂、
ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、変性ポリフ
エニレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ボ
リカーボネート、ポリメチルペンテンが挙げられる。

本発明の上記の組成物に公知の充填材料および／または
補強材料を添加することが出来る。粒子状物として、炭
酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化マグネシウムなど
がある。板状材料としては、タルク、マイカ、クレー（
カオリンなど）、ガラスフレーク、グラファイト、アル
ミフレークなどがあり、繊維状材料としては、ガラス繊
維、炭素繊維、金属繊維、有機繊維（芳香族ボリアミド
繊維、ポリエステル繊維など）などの他に、アスベスト
、ワラストナイト、鉱物繊維、チタン酸カリウム繊維、
石こう繊維などがある。

繊維状もしくは針状マグネシウムオキシサルフ工一トは
、高温において二段階の脱水反応を起こす。空気雰囲気
での示差熱分析によれば、第一段の脱水反応は２５０℃
で開始し２９０℃で終了する。第二段の脱水反応は３４
０℃で開始し４００℃で終了する。従って、熱可塑性樹
脂と繊維状もしくは針状マグネシウムオキシサルフェー
トとの溶融、混練温度は２５０℃以上、３４０℃以下が
好ましい。

２５０℃より低い温度では、熱可塑性樹脂の溶融温度（
成形温度）以下となる場合があり、また、第一段の脱水
反応が完了せず、本発明の目的とする優れた熱可塑性樹
脂組成物を製造し得ない可能性がある。３４０℃を超え
る温度では第二段の脱水反応が起こり、繊維状もしくは
針状マグネシウムオキシサルフェートの強度が小さくな
る。

熱可塑性樹脂と繊維状もしくは針状マグネシウムオキシ
サルフェートとの溶融、混線方法は、あらかじめヘンシ
エルミキサー、リボンブレンダーＶ型プレンダーのよう
な公知の混合機を用いてドライブレンドした後、一軸や
二軸の押し出し機、バンバリーミキサー、ロールなどに
より溶融、混練する方法、また、熱可塑性樹脂と繊維状
もしくは針状マグネシウムオキシサルフェートとをドラ
イブレンドすることなく、一軸や二軸の押し出し機、バ
ンバリーミキサー、ロールなどにより溶融、混練する方
法を挙げることができる。溶融、混練する際に脱気操作
（ベント）を行うと本発明の効果は一層向上する。

成形方法としては、射出成形、押し出し成形、中空成形
、圧縮成形、真空成形、圧空威形、被層成形、ロール加
工、延伸加工、スタンプ加工など公知の或形方法が利用
できる。

［作　　用］ 熱可塑性樹脂の剛性、機械的性質、耐熱性などの物性の
改善のために使用される繊維状もしくは針状マグネシウ
ムオキシサルフェートは、高温において二段階に脱水反
応を起し結晶水を放出する。

特に第一段の脱水反応は、その反応開始温度が２５０℃
付近のため樹脂と混練、成形する場合には２５０℃未満
、好ましくは２４０℃以下で行う必要がある。脱水反応
開始以上の温度で樹脂と溶融、混練あるいは成形を行う
と、成形品は空洞やピンホールを含有し、シルバースト
リークやフローマークを発生し好ましくない。

しかしながら、熱可塑性樹脂１００重量部と、繊維状も
しくは針状マグネシウムオキシサルフェート５〜１００
重量部とを２５０〜３４０℃の温度で、１．５〜１０分
間溶融、混練すると、得られた熱可塑性樹脂組成物は気
泡を含有しない。このような熱可塑性樹脂組威物を使用
して戊形すると、或形温度が２５０℃以上になっても空
洞、ピンホールやシルバーストリーク、フローマークの
ない良好な熱可塑性樹脂或形品が得られる。

［実施例］ 以下実施例により本発明を説明する。

各々の配合の組成物を加工して得られた試験片の各種の
測定結果を第１表に示す。なお、以下の文中において「
部」は「重量部」を意味する。評価方法については次の
とおりである。

引張り強さ　　　　　ＡＳＴＭ　　Ｄ−６３８曲げ強さ
　　　　　　ＡＳＴＭ　　Ｄ−７９０曲げ弾性率　　　
　　ＡＳＴＭ　　Ｄ−７９０アイゾット衝撃強度　ＡＳ
ＴＭ　　Ｄ−２５６シルバーストリーク　成形品を目視
観察しての発生状況　　　　　判定 フローマークの　　　成形品を目視観察して発生状況　
　　　　　判定 実施例１ ノズル設定温度２８０℃の２軸の混練機に、ナイロン６
樹脂８０部、繊維状もしくは針状マグネシウムオキシサ
ルフエ−２０部を供給して溶融、混練し、繊維状もしく
は針状マグネシウムオキシサルフェートの結晶の一部を
脱離させた後冷却し、熱可塑性樹脂組成物を製造した。

２軸の混練機の溶融、混練時間は２分間であった。また
、溶融、混練する際に脱気操作を行った。得られた熱可
塑性樹脂組成物を用いてノズル設定温度２８０℃、金型
温度８０℃で射出成形し、各種物性測定用の試験片を作
成した。得られた結果を第１表に示す。

実施例２ ノズル設定温度２７５℃の２軸の混練機に、ＡＢＳ樹脂
成分としてグラフト共重合体２４部と硬質共重合体５６
部、繊維状もしくは針状マグネシウムオキシサルフェー
ト２０部を供給して溶融、混練し、繊維状もしくは針状
マグネシウムオキシサルフェートの結晶水の一部を脱離
させた後冷却し、熱可塑性樹脂組成物を製造した。２軸
の混線機の溶融、混練時間は２分間であった。また、溶
融、混練する際に脱気操作を行った。得られた熱可塑性
樹脂組或物を用いてノズル設定温度２７５℃、金型温度
８０℃で射出成形し、各種物性測定用の試験片を作威し
た。得られた結果を第１表に示す。

参考例１ ナイロン６樹脂をノズル設定温度２６０℃、金型温度８
０℃で射出或形し、各種物性測定用の試験片を作成した
。得られた結果を第１表に示す。

参考例２ ＡＢＳ樹脂（グラフト共重合体／硬質共重合体＝３／７
）をノズル設定温度２３０℃、金型温度８０℃で射出成
形し、各種物性測定用の試験片を作成した。得られた結
果を第１表に示す。

比較例１ ２軸の混練機の溶融、混線時間を１分間に変えたほかは
実施例１と同様に熱可塑性樹脂組成物を製造した。得ら
れた熱可塑性樹脂組威物を用いて、実施例１と同様に物
性測定用の試験片を作成した。

試験片にはシルバーストリークが認められた。

比較例２ ２軸の混練機の溶融、混練時間を１分間に変えたほかは
実施例２と同様に熱可塑性樹脂組成物を製造した。得ら
れた熱可塑性樹脂組戊物を用いて、実施例２と同様に物
性測定用の試験片を作成した。

試験片にはシルバーストリークが認められた。

実施例３ ノズル設定温度２８０℃の２軸の混線機に、ナイロン６
樹脂６０部、繊維状もしくは針状マグネシウムオキシサ
ルフェート４０部を供給して溶融、混練し、繊維状もし
くは針状マグネシウムオキシサルフヱートの結晶水の一
部を脱離させた後冷却し、熱可塑性樹脂組成物を製造し
た。２軸の混練機の溶融、混線時間は２分間であった。

また、溶融、混練する際に脱気操作を行った。得られた
熱可塑性樹脂組成物６０部とポリプロピレン４０部をノ
ズル設定温度２６０℃の２軸の混練機に供給して溶融、
混練した後冷却し、熱可塑性樹脂組或物を製造した。こ
の３成分系の熱可塑性樹脂組成物をノズル設定温度２６
０℃、金型温度８０℃で射出成形し、各種物性測定用の
試験片を作成した。

得られた結果を第１表に示す。

参考例３ ノズル設定温度２６０℃の２軸の混線機にナイロン６樹
脂６０部、ポリプロピレン４０部を供給して溶融、混練
した後冷却し、熱可塑性樹脂組成物を製造した。得られ
た熱可塑性樹脂組成物をノズル設定温度２６０℃、金型
温度８０℃で射出成形し、各種物性測定用の試験片を作
成した。得られた結果を第１表に示す。

比較例３ ノズル設定温度２３０℃の２軸の混線機に、ＡＢＳ樹脂
戊分としてグラフト共重合体２４部と硬質共重合体５６
部、繊維状もしくは針状マグネシウムオキシサルフェー
ト２０部を供給して溶融、混練し、熱可塑性樹脂組成物
を製造した。２軸の混線機の溶融、混練時間は２分間で
あった。得られた熱可塑性樹脂組成物を用いてノズル設
定温度２７５℃、金型温度８０℃で射出成形し、各種物
性測定用の試験片を作成した。試験片にはシルバースト
リークが見られ良好なものが得られなかった。

［発明の効果コ 繊維状もしくは針状マグネシウムオキシサルフェートを
威形温度が２５０℃以上の熱可塑性樹脂の強化材として
利用しようとすると、成形品は空洞、ピンホールを含有
し、シルバーストリークやフローマークを発生し、良好
な成形品が得られなかった。本発明は、熱可塑性樹脂と
繊維状もしくは針状マグネシウムオキシサルフェートと
の混合割合と、溶融、混練の温度および時間を規定した
熱可塑性樹脂組成物の製造方法であり、本発明の方法で
製造された熱可塑性樹脂組成物を使用すると、空洞、ピ
ンホール、シルバーストリークやフローマークの無い成
形品が得られる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱可塑性樹脂１００重量部と、繊維状もしくは針状マグ
   ネシウムオキシサルフェート５〜１００重量部とを２５
   ０〜３４０℃の温度で、１．５〜１０分間溶融、混練す
   ることを特徴とする繊維状もしくは針状マグネシウムオ
   キシサルフェートを含有する熱可塑性樹脂組成物の製造
   方法。