JPH0423851A - スチレン系樹脂組成物 - 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） 本発明は無機質充填剤を含有したスチレン系脂組成物に
係わり、更に詳しくは剛性が優れ。

法精度、静電気防止性にも優れた軽量化樹脂組物に関す
るものである。

（従来の技術） 一般に、樹脂マトリックス中に無機質充填剤を混合充填
することにより高剛性組成物が得られることは広く知ら
れているが、金属グイキャストや、板金製品の代替を考
えているような用途、例えば、ＯＡ機器、事務機器のペ
ーパー送り機構部や、内部シャーシー、フレーム等の用
途に無機質を充填した樹脂組成物からなる成形品を充当
した場合、剛性率は高いが機械的強度特に耐衝撃性が低
く、且つ、成形品の寸法精度が悪いため実用上使用が困
難であり、しかもプラスチックは絶縁材料であるためペ
ーパー送り機構部においてベーパーの送り不具合を生じ
るため、静電気防止用付属装置を必要とし、それ故ＯＡ
機器、事務機器の小型化に限界があり、その上、ＯＡ機
器、事務機器の携帯用取扱いに際し、成型品の重量が重
過ぎるという問題があった。

高剛性組成物を得る試みは充填剤としてガラスフレーク
、ガラスピーズあるいは、マイカ、タルク、カオリン、
シリカ、チタン酸カリウム、炭酸カルシウム等を用いて
検討されてはいるものの、耐衝撃性が低く、実用的には
使用できず、一方充填剤として繊維状のガラス繊維、ア
スベスト繊維、ロックウール、カーボン繊維等を用いて
検討されたものは、一部の成形品で実用化されてはいる
が、寸法精度を厳しく要求される成形品には使用されて
いないのが実情であり、高い剛性を持ち、実用的な耐衝
撃性を保持し、寸法精度が優れ、且つ、静電気防止性能
を保持した軽量化樹脂組成物が強く要望されていた。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的はスチレン系樹脂に、無機質充填剤を配合
した場合に生ずる耐衝撃性の低下、寸法精度の不具合を
解決し、スチレン系樹脂に、無機質充填剤を配合して得
られる成形品の耐衝撃性を低下させないで高い剛性を維
持し、且つ、成形品の寸法精度を向上させ、静電気防止
性能を保持し、しかも軽量化した樹脂組成物を提供する
ことにある。

（問題を解決するための手段） 即ち本発明は、スチレン系樹脂６０〜９０重量％に対し
て、無機質充填剤１０〜４０重量％よりなる組成物に於
て、該無機質充填剤のうち２０〜８０％はＬ／Ｄが４０
以上で繊維径か５〜１５μφのカーボン繊維からなり、
２０〜８０％は粒径がＵＳ８０メツシュパスで、平均粒
子比重が０．３５ｇ　／ＣＣ以上及び、耐圧強度が２０
００ｐｓ１以上であるガラス微小中空球（ガラスバルー
ン）からなることを特徴とするスチレン系樹脂組成物を
提供することにある。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に使用するスチレン系樹脂としては、ポリスチレ
ン、ゴム強化ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレ
ン共重合体、アクリロニトリル−αメチル化スチレン共
重合体、アクリロニトリルブタジェン−スチレン三元共
重合体、アクリロニトリル−ブタジェン−αメチル化ス
チレン三元共重合体等が夫々単独に、若しくは相溶性の
良いポリマーにあっては、必要に応じて２種類以上が使
用される。

無機質充填剤のうちのガラス微小中空球（ガラスバルー
ン）の破砕を防止するためには本発明の樹脂組成物の基
体となるスチレン系樹脂の溶融粘度は、低いことが望ま
しく、樹脂の流動性の指数であるメルトフローレートは
１０ｇ／１０ｓＩｎ（ＡＳＴＭＤ−１２３８２３０℃Ｘ
５ｋｇ）以上であることが望ましい。

本発明に於ける無機質充填剤のうち、カーボン繊維はＬ
／Ｄが４０以上で繊維径は５〜１５μφのものであり、
カーボン繊維の製造工程中アミノシラン系、グリシドシ
ラン系、アクリルシラン系カップリング剤等表面処理剤
で処理されたもの、又は未処理品でもよく、結束剤とし
てアクリル系、ウレタン系、エポキシ系処理剤等を使用
したものでもよい。

一方、本発明に於ける無機質充填剤のうち、ガラス微小
中空球（ガラスバルーン）は粒径がＵＳ８０メツシュパ
スで、平均粒子密度が０．３５ｇ／ｅｅ以上及び、耐圧
強度が２０００ｐｓ１以上であり、ガラスバルーンの製
造工程中アミノシラン系、グリシドシラン系、アクリル
シラン系カップリング剤等で処理されたもの、又は、未
処理品でも良い。

本発明に於ては、スチレン系樹脂６０〜９０重量％に対
して無機質充填剤１０〜４０重量％を配合する。即ち、
無機質充填剤の配合量が１０重量％以下であると本発明
の目的とする剛性が不十分となり、４０重量％を超える
と成形された製品が脆くなり、表面の平滑性も著しく損
なわれる。

この無機質充填剤のうち２０〜８０％はカーボン繊維か
らなり、２０〜８０％はガラス微小中空球（ガラスバル
ーン）からなるが、これは、無機質充填剤のうちカーボ
ン繊維が２０％より少なく、ガラスバルーンが８０％以
上になると成形収縮率の差異は小さくなるが、反面、成
形収縮率の絶対値は大きくなり、且つ機械物性の低下、
特に耐衝撃性の低下が大きくなり、しかも本来目的とし
ている剛性の低下が認められ好ましくない。一方、カー
ボン繊維が８０％を超えるとガラスバルーンを併用した
効果が半減し、成形収縮率の差異が大きくなり成形品に
そり、ねじれを発生し易くなり、しかも、軽量化の目的
が阻害される。

また、上記無機質充填剤のうちカーボン繊維は径５〜２
０μφでＬ／Ｄが４０以上の短繊維であるが、これはス
チレン系樹脂の補強にＬ／Ｄが４０より小さい繊維はあ
まり有効でなく、繊維径が２０μφより大きい繊維では
成形品の外観を損ない、ウェルドライン部での強度低下
率が大きく、繊維径が５μφより小さい繊維では機械的
強度が低下する傾向もあり経済的効果も悪くなる一方、
粒径がυＳ８０メツシュより大きく、平均粒子密度が０
−８５ｇ／ｃｃより小さく、耐圧強度が２０００ｐＳ１
より小さいガラス微小中空球（ガラスバルーン）は、成
形品中で微小中空が破砕されるため軽量化が損なわれ、
成形品の外観を損ない、ウェルドライン部での強度低下
率が大きくなり、好ましくない。

本発明の樹脂組成物の調整方法は上記の規程範囲内のス
チレン系樹脂と無機質充填剤であるカーボン繊維、ガラ
スバルーンとを夫々採り、Ｖ型タンブラ−等を用いて定
法により均一に混合することによって成される。調整さ
れた組成物は通常の押出成形または射出成形に供される
。

尚、樹脂組成物の調整に際してはスチレン系樹脂がその
一部員としてスチレン系樹脂に通常添加して用いられる
。顔料、可塑剤、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、
滑剤、及びその他の添加剤や無機質充填剤を充填する場
合に使用される分散助剤等を含んでいてもよいことは勿
論である。

（実施例） 以下に本発明の実施例を示す。

実施例１〜４ アクリロニトリル−スチレン共重合体（結合アクリロニ
トリル２９ｖｔ％、溶液粘度０．７ηＳＰ／ｃ。

メルトフローレート−７０ｇ／１０ｍＩｎ　　（２３０
”Ｃｘ５＋ｑｒ）、ＡＳ樹脂−Ａ　とアクリロニトリル
ブタジェン−スチレン三元共重合体（含有ゴム分２５ｖ
ｔ％、メルトフローレート−１ｇ／１０ｓｉｎ　　（２
３０℃Ｘ５ｋｇ））　、ＡＢＳ樹脂−Ａ　に、市販カー
ボン繊維−Ａ（直径１０μφ、繊維長６關、製造工程中
で表面処理、エポキシ系結束剤処理したカーボン繊維）
と、市販のガラス微小中空球−Ａ（粒径がＬＩＳ１００
メツシュバス、平均粒子密度−０，３８ｇ　／　ｃｃ、
耐圧強度−４０００ｐｓｌ　）　、市販のガラス微小中
空球−Ｂ（粒径がｕｓｇｏメツシュパス、平均粒子密度
−０，３７ｇ　／　ｃＣ，耐圧強度−２０００ｐｓｉ　
）の各成分を第１表に示す組成となるようにＶ型ブレン
ダーでよく混合した。

得られた混合物を４０龍φのベントタイプの押出機を用
いて２３０℃で押出、直径３〜５−嘗φ、長さ４〜７■
■のベレットに成形後、８０℃、３時間以上の十分な乾
燥を経たのち、スクリュウインライン式射出成型機を用
いて成形温度２３０”Ｃで物性測定用試験片と成形収縮
率測定用の平板（１２０Ｘ１２０Ｘ２ｗｔ、フィルムゲ
ート）を作製した。

その物性は表−１に掲げるように充填剤の配合率が増加
すると剛性率は高くなる傾向を示し、しかも実用的に使
用可能であるアイゾツト衝撃強度を保持し、外観、表面
平滑性も良く、更には本発明の主目的である寸法精度の
指標である樹脂の流動方向とその直角方向との成形収縮
率の差異が０．２％以下であり、高い寸法精度が必要と
される用途には使用可能な樹脂組成物であること、及び
静電気防止性能の指標である表面固有抵抗は１０１８Ω
以下であることが確認出来、更にガラス微小中空球の破
砕率が少ないため軽量化されていることが確認出来た。

尚、上記実施例と比較のために、アクリロニトリル−ス
チレン共重合体（結合アクリロニトリル２６ｖｔ％、溶
液粘度１−１　ηＳＰ／ｃ　、メルトフローレート−７
ｇ／１０ｓｉｎ　　（２３０℃Ｘ５ｋｇ）、ＡＳ樹脂−
Ｂ　とアクリロニトリル−ブタジェン−スチレン三元共
重合体（含有ゴム分２５ｖｔ％、メルトフローレート−
１ｇ／１０ｓｉｎ　　（２３０℃Ｘ５ｋｇ）−ＡＢＳ樹
脂−Ａ１市販カーボン繊維−Ｂ（ｔＩＩ径１８μφ、繊
維長０．３５論−）、市販のガラス微小中空球−Ｃ（粒
径がυＳ８０メツシュパス、平均粒子密度−０，２８ｇ
／ｅｅ、耐圧強度−７５０ｐｓｉ）、市販のガラス微小
中空球−Ｄ（粒径がＵＳ８０メッシュバス、平均粒子密
度−〇、ｆ５ｙ／ｃｃ、耐圧強度＝２５０ｐｓｉ）の各
成分を第１表に示す組成となるようにＶ型ブレンダーで
よく混合し、実施例と同様の評価をした。

ベースマトリックスの溶融粘度が高く、配合系流動性が
低い場合、及び耐圧強度の低いガラス微小中空球を使用
した場合、ガラス微小中空球の破砕率が高いため、軽量
化の目的を逸しており、他の特性即ち、剛性率、衝撃強
度、成形収縮率の差異、外観、表面平滑性も低下し、更
には表面固有抵抗が一般のプラスチックのレベルである
１０１６〜ψΩしか到達した成形品しか得られない。

（発明の効果） 以上に示したように本発明組成物は射出成形に供し、極
めて容品に成形品を得ることができ、しかも成形品は従
来のフィラー強化スチレン系樹脂に比べ物理的特性、及
び外観、表面平滑性のバランスがとれ、しかも寸法精度
の点では大巾に改良され、しかも制電性能が優れ、金属
ダイカストに継ぐものであった。更に軽量化された為、
携帯用ＯＡ機器、事務機器への使用が予測される。

熱可塑性樹脂特有のデザインの多様性があり、部品点数
をまとめて成形できるため、組立工数の大巾な削減、易
加工性と相俟って産業資材として実用上顕著な効果があ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スチレン系樹脂６０〜９０重量％に対して、無機質充填
   剤１０〜４０重量％よりなる組成物に於て、該無機質充
   填剤のうち２０〜８０％はＬ／Ｄが４０以上で繊維径が
   ５〜１５μφのカーボン繊維からなり、２０〜８０％は
   粒径がＵＳ８０メッシュパスで、平均粒子比重が０．３
   ５ｇ／ｃｃ以上及び、耐圧強度が２０００ｐｓｉ以上で
   あるガラス微小中空球（ガラスバルーン）からなること
   を特徴とするスチレン系樹脂組成物。