JPH0582424B2 - - Google Patents
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- JPH0582424B2 JPH0582424B2 JP59276388A JP27638884A JPH0582424B2 JP H0582424 B2 JPH0582424 B2 JP H0582424B2 JP 59276388 A JP59276388 A JP 59276388A JP 27638884 A JP27638884 A JP 27638884A JP H0582424 B2 JPH0582424 B2 JP H0582424B2
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は複合材料分野、特に樹脂の補強用フイ
ラーとして好適に用いられる、取扱性および性能
が良好なマイカを主成分とする顆粒状又はペレツ
ト状組成物に関する。 〔従来の技術〕 マイカ粉体はそのすぐれた力学的性質、電気的
性質、耐熱性等の特長を生して既に樹脂用のフイ
ラーとして広範に使用されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながらマイカ粉体は、汎用の樹脂用フイ
ラー、たとえばタルク、炭素カルシウム、硫酸バ
リウム、ウオラストナイト等に比べてかさ比重が
低いため、取扱時の飛散と、それに伴う環境汚染
の問題、および押出機等を用いて樹脂と混練する
際、押出機ホツパー内における樹脂ペレツト／マ
イカ粉体の偏析の問題が指摘されてきた。マイカ
は粉砕方法の選択により、高かさ比重のマイカ粉
体とすることも可能であるが、このようなマイカ
粉体は樹脂に混練した場合、樹脂の力学的性質の
改良効果に乏しく、樹脂用フイラーとして好適で
あるとは言えない。またマイカ粉体はタルク、炭
酸カルシウム、硫酸バリウム、ウオラストナイト
等の汎用フイラーの場合と同様に、樹脂に充填し
た場合に樹脂の劣化、特に加熱した際の樹脂の劣
化を促進するという問題点を有していた。マイカ
存在下における樹脂の劣化は、樹脂用安定剤の使
用により、実用上問題がないレベルにまで改良す
ることが可能であるものの、安定剤を多量に使用
することが必要であるため、コストの上昇および
安定剤のブリードが問題点として指摘されてい
た。 本発明は、樹脂補強用フイラーとしてのマイカ
粉体の本来の特長を保持したまま、その取扱性を
改良し、同時に樹脂の劣化作用を低減させること
を目的として行つたものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者らは取扱性が良好で、かつ樹脂の劣化
作用の少ないマイカの開発について鋭意検討を行
つた結果、特定の形状のマイカ粉体を少量の有機
バインダーで処理することにより得られた特定の
形状を有するマイカ組成物が上記の問題点を同時
に改良することを見い出し本発明を完成するに至
つた。即ち本発明は、重量平均フレーク径が10〜
300μｍであり、且つ重量平均アスペクト比が10
以上のマイカ粉体と、全組成物重量の0.5重量％
以上、10重量％以下のエポキシ樹脂を必須成分と
するかさ比重0.6ｇ／c.c.以上であり且つ粒径0.3〜
10mmの顆粒状又はペレツト状マイカ組成物であ
る。 本明細書において示される物性値は以下に定義
される測定法により求められる値である。 (a) マイカ粉体の重量平均フレーク径(l) マイカ粉体を各種の目開きの標準ふるいを用
いて湿式分級を行い、その結果をRosin−
Rammlar線図にプロツトし、測定に供したマ
イカ粉体の50重量％が通過するふるいの目開き
l50を求め、この値から(1)式により算出した値
である。 ｌ＝√２l50 (1) (b) マイカ粉体の重量平均アスペクト比(a) 重量平均フレーク厚さｄと、(1)式より求めら
れる重量平均フレーク径ｌを用いて(2)式より求
められる値である。 ａ＝ｌ／ｄ (2) なお(2)式における重量平均フレーク厚さｄ
は、水面単粒子膜法〔C.E.Capes and R.C
Coleman、Ind.Eng.Chem.Foundam、12、
124、（1973）〕により測定されるフレークの水
面上での占有面積Ｓを用いて、(3)式より算出さ
れる。 ｄ＝Ｗ／ρ（１−ε）Ｓ (3) ここでＷは測定に供したマイカの重量、Ｓは
マイカの単粒子膜が水面で占有する面積、ρは
マイカの比重、（１−ε）はマイカが水面上で
最密充填状態をとつた場合の占有率であり、ρ
の値としては2.86ｇ／c.c.が、（１−ε）の値と
しては0.9が計算に際して用いられる。 (c) マイカ粉体のかさ比重 JIS Ｋ 5101に準じて、細川ミクロン(株)製パ
ウダーテスターPT−Ｄを用いて、漏斗から落
下するマイカ粉体を直径50mm、容量100c.c.の受
器で受けその重量から算出される値である。 (d) マイカ組成物のかさ比重 100c.c.のメスシリンダー中にペレツト状又は
顆粒状マイカ組成物を入れ、体積と重量より計
算した値である。 本発明において用いられるマイカは、マスコバ
イト、フロゴパイト、バイオタイト、合成フロロ
フロゴパイト等から広く選択することができ、特
に制限はないが、樹脂用フイラーとしての性能お
よびコストからマスコバイト（白マイカ）、フロ
ゴパイト（金マイカ）が最も好ましく用いられ
る。 上記マイカ粉体は、特定の重量平均フレーク径
及び重量平均アスペクト比を有することが必要で
あり、重量平均フレーク径、重量平均アスペクト
比およびかさ比重においそれぞれ特定の領域の値
を有することが好ましい。すなわち、マイカ粉体
の重量平均フレーク径は10〜300μｍであること
が必要であり、望ましくは10〜200μｍ、更に望
ましくは10〜100μｍである。フレーク径が10μｍ
以上、300μｍ以下のマイカ粉体を用いた顆粒状
又はペレツト状マイカ組成物（以下単に造粒化組
成物ということがある）は、樹脂と混練した場合
力学的性質の改良効果が特に良くなり、またフレ
ーク径が10μｍ以上のマイカ粉体を用いた造粒化
組成物は、該組成物を樹脂と混練する際の分散が
特に良好となる。一方、フレーク径が300μｍを
越えるマイカ粉体は造粒化に際して極めて多量の
バインダーを要することとなり好ましくない。 また、マイカ粉体の重量平均アスペクト比は、
10以上であることが必要であり、更には20以上で
あることが望ましい。使用されるマイカ粉体のア
スペクト比が低い方が顆粒化又はペレツト化（以
下単に造粒化という）の操作は容易であるが、ア
スペクト比10以上のマイカ粉体を用いて得られる
造粒化組成物は、樹脂に充填した場合、樹脂の力
学的性質の改良効果が特によくなる。 上記重量平均フレーク径及び重量平均アスペク
ト比を有するマイカ粉体のかさ比重は通常0.4
ｇ／c.c.以下であるが、望ましくは0.15〜0.35ｇ／
c.c.、更に望ましくは0.15〜0.30である。かさ比重
が0.4ｇ／c.c.を越えるマイカ粉体を用いる場合に
は造粒化の操作は容易であるが、得られた組成物
は樹脂の力学的性質の改良効果が不充分となりや
すい。かさ比重の下限については特に制限はない
が、一般的な粉砕方法によりかさ比重が0.15ｇ／
c.c.未満のマイカ粉体を製造することは極めて困難
である。 本発明の組成物において、予めシランカツプリ
ング剤、チタネート系カツプリング剤等の表面処
理剤によつて処理されたマイカ粉体を用いること
については、何ら制限はない。 本発明において用いられる有機バインダー成分
であるエポキシ樹脂は、造粒化操作を行う温度、
望ましくは室温において流動性を有することが必
要であり、その際の粘度は１ポイズ以下であるこ
とが望ましい。すなわち室温において液状のエポ
キシ樹脂は、そのまま本発明のバインダー成分と
して用いることができるが、固体状のエポキシ樹
脂は適当な温度まで昇温して使用するか、又は適
当な溶剤を用いて溶液として使用するか、又はエ
マルジヨンとして使用することが必要である。更
に溶液又はエマルジヨンとして使用するバインダ
ーについては、溶剤又は媒体が除去された状態で
該造粒化組成物と樹脂を混練する温度においてバ
インダー成分であるエポキシ樹脂が実質的に流動
性を有することが必要である。 有機バインダー成分であるエポキシ樹脂は、上
記の要求を満す限りにおいて特に制限はなく、エ
ポキシ樹脂およびその変性物又はこれらのブレン
ド物が用いられる。エポキシ樹脂は、造粒化組成
物を樹脂に充填した場合、樹脂の熱劣化の防止に
極めて有効に寄与する。 造粒化組成物中におけるバインダー成分である
エポキシ樹脂の含有率は0.5〜10重量％、望まし
くは0.5〜５重量％、更に望ましくは0.5〜３重量
％である。造粒化操作の容易さおよび造粒化組成
物の圧縮強度の点からはバインダー成分が多いこ
とが望ましいものの、造粒化組成物を配合した樹
脂の力学的性質は造粒化組成物中のバインダー成
分の増大と共に低下するので、造粒化組成物に占
めるバインダー成分であるエポキシ樹脂の含有率
の上限は10重量％以下、望ましくは５重量％以
下、更に望ましくは３重量％以下となる。このよ
うな少量のバインダーで造粒化組成物を得るため
には、前記のように特定の形状を有するマイカ粉
体を用いることが必要となる。 一方、バインダー成分の含有率の下限は、実質
的にはマイカ粉体を造粒でき、かつ造粒化組成物
が、適度の圧縮強度を保持する最低の含有率とし
て決定される。バインダー成分であるエポキシ樹
脂を用いて耐熱劣化性を考慮する場合は0.5重量
％以上、特には１重量％以上使用するのがよい。 本発明の造粒化組成物の製造方法については特
に制限はないが、一般的にはマイカ粉体とバイン
ダー成分を、バインダー成分が流動性を有する温
度領域において充分に混合した後適当な圧力下に
てマイカ粉体を凝集させることにより製造され、
いわゆる転動流動法、押出造粒法、圧縮造粒法、
流動層造粒法、混合型造粒法等を用いることがで
きる。これらの造粒法の内押出造粒法又は圧縮造
粒法は、少ないバインダー成分の添加でかさ比重
の高い造粒化組成物が得られ易いという点におい
て、特に好ましいプロセスである。 本発明における造粒化組成物のかさ比重は、
0.6ｇ／c.c.以上であることが必要である。かさ比
重が0.6ｇ／c.c.未満の造粒化組成物でも取扱時の
飛散は軽減することができるが、押出機ホツパー
内での樹脂ペレツト／マイカの偏析の問題を解消
することができない。 本発明における造粒化組成物の粒径は0.3〜10
mm、望ましくは0.5〜５mmである。粒径が0.3mm未
満の造粒化組成物は、取扱時の取散が問題とな
り、一方粒子径が10mmを越える造粒化組成物は樹
脂との混練時における取扱性に問題がある。 なお、本発明における造粒化組成物はマイカ粉
体とバインダー成分であるエポキシ樹脂を必須成
分とするが、その他の成分を含有することは何ら
さしつかえはない。すなわちマイカの性能を損わ
ない範囲内において他のフイラー、例えばタル
ク、炭酸カルシウム、ウオラストナイト、硫酸バ
リウム、クレー、シリカ等を併用することがで
き、また劣化防止剤、安定剤、滑剤、帯電防止
剤、難燃剤、発泡剤、架橋剤、顔料等を添加する
こともできる。 本発明における造粒化組成物は、そのすぐれた
取扱性と、樹脂の熱劣化に対して悪影響を及ぼさ
ないという特性を生して熱可塑性樹脂、熱硬化性
樹脂に充填して使用される。樹脂に造粒化組成物
を充填する方法については特に制限はなく、単
軸、二軸押出機、ニーダー、カレンダーロール等
を用いる方法により、造粒化組成物の良好な取扱
性を生して、容易に充填される。特に、従来、押
出機を用いてのマイカ粉体と樹脂の混練に際して
は、ホツパー内におけるマイカ粉体／樹脂ペレツ
トの偏析と、それに基く製造コンパウンドのマイ
カ含有率の変動、およびマイカ粉体の低かさ比重
に基くホツパーから押出機へのかみ込み不良等の
問題があつたが、本発明における造粒化組成物を
用いることによりこれらの問題点は全て解消され
る。 〔実施例〕 以下、実施例、比較例をあげて本発明を更に具
体的に説明するが、これらの実施例は本発明を何
ら制限するものではない。なお、実施例中のマイ
カ粉体のフレーク径及びアスペクト比は重量平均
フレーク径及び重量平均アスペクト比をそれぞれ
示す。 実施例 １〜９ 金マイカーＡ（フレーク径40μｍ、アイペクト
比30、かさ比重0.25ｇ／c.c.）、金マイカーＢ（フレ
ーク径280μｍ、アスペクト比70、かさ比重0.35
ｇ／c.c.）、金マイカーＣ（フレーク径15μｍ、アス
ペクト比20、かさ比重0.21ｇ／c.c.）およびエポキ
シ樹脂エマルジヨン（固型分濃度20wt％、エポ
キシ樹脂はビスフエノールＡタイプでエポキシ当
量190、粘度120poise）を用いて実験を行つた。
金マイカーＡ、Ｂ、Ｃに対し、マイカに対するエ
ポキシ樹脂固形分の配合率が表１に示した値とな
るようにエポキシ樹脂エマルジヨンを添加し双腕
式ニーダーで充分に混合した。該混合物をロール
式押出造粒機（デイスクペレツター）に供給し、
該混合物をロールによる加圧下にてデイスクダイ
より押出しカツトすることにより、直径約３mm、
長さ約５mmの円柱状とした後、100℃で３時間乾
燥することにより、ペレツト状マイカ組成物を混
た。いずれの場合にも造粒性は良好であつた。得
られたペレツト状マイカ組成物は、いずれもかさ
比重が0.6ｇ／c.c.以上であり、取扱時粉じんの発
生も認められなかつた。 該ペレツト状マイカとポリプロピレン（メルト
インデツクス：５ｇ／10分）とγ−アミノプロピ
ルトリエトキシシランを、混合物中におけるマイ
カの重量分率が40重量％、γ−アミノプロピルト
リエトキシシランはマイカ重量の0.5重量％とな
るように混合し、該混合物を単軸押出機（40mm
φ、Ｌ／Ｄ＝28）に供給してシリンダー温度230
℃、スクリユー回転数40RPMの条件下で混練し
てマイカ充填ポリプロピレンを得た。ペレツト状
マイカの押出機ホツパーでのかみ込みは良好であ
り偏析も認められなかつた。ペレツト状マイカ／
ポリプロピレンの20Kgの混練では、得られたペレ
ツトにおけるマイカ含有率の変動は40±１重量％
の範囲内で、極めて安定しており、吐出量も約11
Kg／hrと高かつた。得られたマイカ／ポリプロピ
レンペレツトを230℃でプレス成形して0.2mm厚の
シートとして目視判定したところではマイカのポ
リプロピレンへの分散はいずれも良好であつた。 該マイカ充填ポリプロピレンを４オンス容量の
スクリユーインラインタイプの射出成形機に供給
して230℃で射出成形を行い、JIS Ｄ−638に規定
されるダンベル型試験片を得た。該試験片の引張
強さは表１に示すように良好であつた。また該試
験片を140℃に保つたギヤオーブン中で熱劣化さ
せ引張強さが50％に低下する時間を測定したとこ
ろ、結果を表１に示すように、いずれの組成物も
良好な値を示した。 比較例 １ 造粒化処理を行わない金マイカーＡを用いて、
実施例１〜９の場合と同じ方法、条件でポリプロ
ピレンと混練した。金マイカとポリプロピレンペ
レツトの混合時、マイカの著しい飛散がみられ
た。また押出機ホツパー内で混合物の著しい偏析
が認められ、マイカ／ポリプロピレンの20Kgの混
練では、得られたペレツト中におけるマイカ含有
率の変動は39±７重量％で、極めて著しい変動が
認められた。吐出量も8.5Kg／hrであり、実施例
１〜９の場合に比べて極めて低い値を示した。該
ペレツトを射出成形して得られた試験片の比張強
さは、実施例１〜９の場合とほぼ同等であつた
が、耐熱劣化性は極めて劣つていた。結果の詳細
を表１に示す。 比較例 ２ 実施例１〜９で用いたエポキシ樹脂エマルジヨ
ンを加熱して水分を蒸散させ固体状のエポキシ樹
脂を得た。該エポキシ樹脂を用い、ポリプロピレ
ン（57部）／金マイカＡ（40部）／エポキシ樹脂
（３部）／γ−アミノプロピルトリエトキシシラ
ン（0.2部）の混合物を得た。該混合物を実施例
１〜９の場合と同じ方法、条件下にて押出機を用
いて混練したが、その際の挙動は比較例１の場合
と同じであり、マイカの飛散ホツパー内でのマイ
カの偏析、ペレツト中におけるマイカ含有率の変
動、吐出量の不足の問題が認められた。該混練物
を射出成形した試験片の性能は表１に示すよう
に、引張強さはほぼ満足しうる性能であつたもの
の、耐熱劣化性は不良であつた。 比較例 ３、４ 金マイカーＤ（フレーク径440μｍ、アスペクト
比70、かさ比重0.35ｇ／c.c.）と実施例１〜９の場
合と同じエポキシ樹脂エマルジヨンを用いて実験
を行つた。金マイカＤ／エポキシ樹脂エマルジヨ
ン混合物はエポキシ樹脂成分を10重量％配合して
も実施例１〜９において用いた造粒機では、造粒
が不可能であつた（比較例３）。エポキシ樹脂成
分を15重量％とすることにより造粒は可能となつ
たが該造粒物とポリプロピレンより成る組成物は
引張強さが、表１に示すように著しく低かつた。 比較例 ５、６ 金マイカＥ（フレーク径5μｍ、アスペクト比
20、かさ比重0.20ｇ／c.c.）又は金マイカーＦ（フ
レーク径20μｍ、アスペクト比７、かさ比重0.28
ｇ／c.c.）と実施例１〜９の場合と同様のエポキシ
樹脂エマルジヨンを用い、実施例１〜９の場合と
同様の実験を行つた。造粒性は、いずれの場合も
良好であつた。該造粒ペレツトと、ポリプロピレ
ンより成る混練物を実施例１〜９の場合と同じ押
出機を用い、同条件下で作製したが、比較例５の
組成物は、ポリプロピレンへのマイカの分散がや
や不良であり、それを反映して、該組成物を射出
成形して得た試験片の引張強さもやや低かつた。
また比較例６の組成物はポリプロピレンへのマイ
カの分散については問題はなかつたが引張強さが
やや不満足であつた。 比較例 ７ 金マイカーＣを用いエポキシ樹脂成分の配合率
を0.3重量％とするほかは、実施例１〜９の場合
と全く同じ実験を行つたが、造粒物は得られなか
つた。 実施例 10 金マイカーＣを用い、エポキシ樹脂成分の配合
率を１重量％とするほかは実施例１〜９の場合と
全く同じ実験を行つた。造粒には多少困難が認め
られたが造粒は可能であり、かさ比重がやや低い
（0.65ｇ／c.c.）ペレツト状組成物が得られた。該
ペレツト状組成物をポリプロピレンに混練して性
能を評価したが、表１に結果を示すように、取扱
性、物性は良好であつた。 比較例 ８ 金マイカＢを用い、エポキシ樹脂成分の配合率
を１重量％とするほかは実施例１〜９の場合と全
く同じ実験を行つた。造粒は可能であつたもの
の、造粒物は締りが悪く、粉体状マイカを混在し
ており、かさ比重は低かつた（0.52ｇ／c.c.）。該
ペレツト状組成物を実施例１〜９の場合と同様の
装置、条件でポリプロピレンと混練したが、押出
機ホツパー内で偏析が認められ、得られたペレツ
ト中におけるマイカ含有率の変動は39±５重量％
と大きかつた。また吐出量も9.5Kg／hrで低かつ
た。 比較例 ９〜11 金マイカーＡとエチレン−酢酸ビニル共重合エ
マルジヨン（比較例９）、ポリ酢酸ビニルエマル
ジヨン（比較例10）、SBRエマルジヨン（比較例
11）を用いて、実施例１〜９の場合と全く同じ実
験を行つた。エマルジヨンは全て固形分濃度が20
重量％となるように調製して使用した。いずれの
場合も造粒性は良好であり、造粒物の取扱性も良
好であつたが、該造粒物を配合したポリプロピレ
ンの性能は結果を表１に示すように、耐熱劣化性
能が実施例１〜９の組成物に比べて劣つてあい
た。 実施例 11〜13 白マイカーＡ（フレーク径40μｍ、アスペクト
比35、かさ比重0.23ｇ／c.c.）と実施例１〜９で用
いたエポキシ樹脂エマルジヨン実験を行つた。実
施例11においては実施例１〜９の場合と同様のロ
ール式押出造粒機（デイスクペレツター）を用い
たが、実施例12において高速回転タイプの混合型
造粒機（ピングラニユレーター）を、実施例13に
おいてはムラ式押出造粒機を用いて造粒した。実
施例13においては実施例１〜９の場合と同形状の
ペレツト状組成物が得られたが、実施例12におい
ては、平均粒径1.6mmの顆粒状組成物が得られた。
これらの組成物の取扱性、および性能は、表１に
結果を示すように、いずれも良好であつた。
ラーとして好適に用いられる、取扱性および性能
が良好なマイカを主成分とする顆粒状又はペレツ
ト状組成物に関する。 〔従来の技術〕 マイカ粉体はそのすぐれた力学的性質、電気的
性質、耐熱性等の特長を生して既に樹脂用のフイ
ラーとして広範に使用されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながらマイカ粉体は、汎用の樹脂用フイ
ラー、たとえばタルク、炭素カルシウム、硫酸バ
リウム、ウオラストナイト等に比べてかさ比重が
低いため、取扱時の飛散と、それに伴う環境汚染
の問題、および押出機等を用いて樹脂と混練する
際、押出機ホツパー内における樹脂ペレツト／マ
イカ粉体の偏析の問題が指摘されてきた。マイカ
は粉砕方法の選択により、高かさ比重のマイカ粉
体とすることも可能であるが、このようなマイカ
粉体は樹脂に混練した場合、樹脂の力学的性質の
改良効果に乏しく、樹脂用フイラーとして好適で
あるとは言えない。またマイカ粉体はタルク、炭
酸カルシウム、硫酸バリウム、ウオラストナイト
等の汎用フイラーの場合と同様に、樹脂に充填し
た場合に樹脂の劣化、特に加熱した際の樹脂の劣
化を促進するという問題点を有していた。マイカ
存在下における樹脂の劣化は、樹脂用安定剤の使
用により、実用上問題がないレベルにまで改良す
ることが可能であるものの、安定剤を多量に使用
することが必要であるため、コストの上昇および
安定剤のブリードが問題点として指摘されてい
た。 本発明は、樹脂補強用フイラーとしてのマイカ
粉体の本来の特長を保持したまま、その取扱性を
改良し、同時に樹脂の劣化作用を低減させること
を目的として行つたものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者らは取扱性が良好で、かつ樹脂の劣化
作用の少ないマイカの開発について鋭意検討を行
つた結果、特定の形状のマイカ粉体を少量の有機
バインダーで処理することにより得られた特定の
形状を有するマイカ組成物が上記の問題点を同時
に改良することを見い出し本発明を完成するに至
つた。即ち本発明は、重量平均フレーク径が10〜
300μｍであり、且つ重量平均アスペクト比が10
以上のマイカ粉体と、全組成物重量の0.5重量％
以上、10重量％以下のエポキシ樹脂を必須成分と
するかさ比重0.6ｇ／c.c.以上であり且つ粒径0.3〜
10mmの顆粒状又はペレツト状マイカ組成物であ
る。 本明細書において示される物性値は以下に定義
される測定法により求められる値である。 (a) マイカ粉体の重量平均フレーク径(l) マイカ粉体を各種の目開きの標準ふるいを用
いて湿式分級を行い、その結果をRosin−
Rammlar線図にプロツトし、測定に供したマ
イカ粉体の50重量％が通過するふるいの目開き
l50を求め、この値から(1)式により算出した値
である。 ｌ＝√２l50 (1) (b) マイカ粉体の重量平均アスペクト比(a) 重量平均フレーク厚さｄと、(1)式より求めら
れる重量平均フレーク径ｌを用いて(2)式より求
められる値である。 ａ＝ｌ／ｄ (2) なお(2)式における重量平均フレーク厚さｄ
は、水面単粒子膜法〔C.E.Capes and R.C
Coleman、Ind.Eng.Chem.Foundam、12、
124、（1973）〕により測定されるフレークの水
面上での占有面積Ｓを用いて、(3)式より算出さ
れる。 ｄ＝Ｗ／ρ（１−ε）Ｓ (3) ここでＷは測定に供したマイカの重量、Ｓは
マイカの単粒子膜が水面で占有する面積、ρは
マイカの比重、（１−ε）はマイカが水面上で
最密充填状態をとつた場合の占有率であり、ρ
の値としては2.86ｇ／c.c.が、（１−ε）の値と
しては0.9が計算に際して用いられる。 (c) マイカ粉体のかさ比重 JIS Ｋ 5101に準じて、細川ミクロン(株)製パ
ウダーテスターPT−Ｄを用いて、漏斗から落
下するマイカ粉体を直径50mm、容量100c.c.の受
器で受けその重量から算出される値である。 (d) マイカ組成物のかさ比重 100c.c.のメスシリンダー中にペレツト状又は
顆粒状マイカ組成物を入れ、体積と重量より計
算した値である。 本発明において用いられるマイカは、マスコバ
イト、フロゴパイト、バイオタイト、合成フロロ
フロゴパイト等から広く選択することができ、特
に制限はないが、樹脂用フイラーとしての性能お
よびコストからマスコバイト（白マイカ）、フロ
ゴパイト（金マイカ）が最も好ましく用いられ
る。 上記マイカ粉体は、特定の重量平均フレーク径
及び重量平均アスペクト比を有することが必要で
あり、重量平均フレーク径、重量平均アスペクト
比およびかさ比重においそれぞれ特定の領域の値
を有することが好ましい。すなわち、マイカ粉体
の重量平均フレーク径は10〜300μｍであること
が必要であり、望ましくは10〜200μｍ、更に望
ましくは10〜100μｍである。フレーク径が10μｍ
以上、300μｍ以下のマイカ粉体を用いた顆粒状
又はペレツト状マイカ組成物（以下単に造粒化組
成物ということがある）は、樹脂と混練した場合
力学的性質の改良効果が特に良くなり、またフレ
ーク径が10μｍ以上のマイカ粉体を用いた造粒化
組成物は、該組成物を樹脂と混練する際の分散が
特に良好となる。一方、フレーク径が300μｍを
越えるマイカ粉体は造粒化に際して極めて多量の
バインダーを要することとなり好ましくない。 また、マイカ粉体の重量平均アスペクト比は、
10以上であることが必要であり、更には20以上で
あることが望ましい。使用されるマイカ粉体のア
スペクト比が低い方が顆粒化又はペレツト化（以
下単に造粒化という）の操作は容易であるが、ア
スペクト比10以上のマイカ粉体を用いて得られる
造粒化組成物は、樹脂に充填した場合、樹脂の力
学的性質の改良効果が特によくなる。 上記重量平均フレーク径及び重量平均アスペク
ト比を有するマイカ粉体のかさ比重は通常0.4
ｇ／c.c.以下であるが、望ましくは0.15〜0.35ｇ／
c.c.、更に望ましくは0.15〜0.30である。かさ比重
が0.4ｇ／c.c.を越えるマイカ粉体を用いる場合に
は造粒化の操作は容易であるが、得られた組成物
は樹脂の力学的性質の改良効果が不充分となりや
すい。かさ比重の下限については特に制限はない
が、一般的な粉砕方法によりかさ比重が0.15ｇ／
c.c.未満のマイカ粉体を製造することは極めて困難
である。 本発明の組成物において、予めシランカツプリ
ング剤、チタネート系カツプリング剤等の表面処
理剤によつて処理されたマイカ粉体を用いること
については、何ら制限はない。 本発明において用いられる有機バインダー成分
であるエポキシ樹脂は、造粒化操作を行う温度、
望ましくは室温において流動性を有することが必
要であり、その際の粘度は１ポイズ以下であるこ
とが望ましい。すなわち室温において液状のエポ
キシ樹脂は、そのまま本発明のバインダー成分と
して用いることができるが、固体状のエポキシ樹
脂は適当な温度まで昇温して使用するか、又は適
当な溶剤を用いて溶液として使用するか、又はエ
マルジヨンとして使用することが必要である。更
に溶液又はエマルジヨンとして使用するバインダ
ーについては、溶剤又は媒体が除去された状態で
該造粒化組成物と樹脂を混練する温度においてバ
インダー成分であるエポキシ樹脂が実質的に流動
性を有することが必要である。 有機バインダー成分であるエポキシ樹脂は、上
記の要求を満す限りにおいて特に制限はなく、エ
ポキシ樹脂およびその変性物又はこれらのブレン
ド物が用いられる。エポキシ樹脂は、造粒化組成
物を樹脂に充填した場合、樹脂の熱劣化の防止に
極めて有効に寄与する。 造粒化組成物中におけるバインダー成分である
エポキシ樹脂の含有率は0.5〜10重量％、望まし
くは0.5〜５重量％、更に望ましくは0.5〜３重量
％である。造粒化操作の容易さおよび造粒化組成
物の圧縮強度の点からはバインダー成分が多いこ
とが望ましいものの、造粒化組成物を配合した樹
脂の力学的性質は造粒化組成物中のバインダー成
分の増大と共に低下するので、造粒化組成物に占
めるバインダー成分であるエポキシ樹脂の含有率
の上限は10重量％以下、望ましくは５重量％以
下、更に望ましくは３重量％以下となる。このよ
うな少量のバインダーで造粒化組成物を得るため
には、前記のように特定の形状を有するマイカ粉
体を用いることが必要となる。 一方、バインダー成分の含有率の下限は、実質
的にはマイカ粉体を造粒でき、かつ造粒化組成物
が、適度の圧縮強度を保持する最低の含有率とし
て決定される。バインダー成分であるエポキシ樹
脂を用いて耐熱劣化性を考慮する場合は0.5重量
％以上、特には１重量％以上使用するのがよい。 本発明の造粒化組成物の製造方法については特
に制限はないが、一般的にはマイカ粉体とバイン
ダー成分を、バインダー成分が流動性を有する温
度領域において充分に混合した後適当な圧力下に
てマイカ粉体を凝集させることにより製造され、
いわゆる転動流動法、押出造粒法、圧縮造粒法、
流動層造粒法、混合型造粒法等を用いることがで
きる。これらの造粒法の内押出造粒法又は圧縮造
粒法は、少ないバインダー成分の添加でかさ比重
の高い造粒化組成物が得られ易いという点におい
て、特に好ましいプロセスである。 本発明における造粒化組成物のかさ比重は、
0.6ｇ／c.c.以上であることが必要である。かさ比
重が0.6ｇ／c.c.未満の造粒化組成物でも取扱時の
飛散は軽減することができるが、押出機ホツパー
内での樹脂ペレツト／マイカの偏析の問題を解消
することができない。 本発明における造粒化組成物の粒径は0.3〜10
mm、望ましくは0.5〜５mmである。粒径が0.3mm未
満の造粒化組成物は、取扱時の取散が問題とな
り、一方粒子径が10mmを越える造粒化組成物は樹
脂との混練時における取扱性に問題がある。 なお、本発明における造粒化組成物はマイカ粉
体とバインダー成分であるエポキシ樹脂を必須成
分とするが、その他の成分を含有することは何ら
さしつかえはない。すなわちマイカの性能を損わ
ない範囲内において他のフイラー、例えばタル
ク、炭酸カルシウム、ウオラストナイト、硫酸バ
リウム、クレー、シリカ等を併用することがで
き、また劣化防止剤、安定剤、滑剤、帯電防止
剤、難燃剤、発泡剤、架橋剤、顔料等を添加する
こともできる。 本発明における造粒化組成物は、そのすぐれた
取扱性と、樹脂の熱劣化に対して悪影響を及ぼさ
ないという特性を生して熱可塑性樹脂、熱硬化性
樹脂に充填して使用される。樹脂に造粒化組成物
を充填する方法については特に制限はなく、単
軸、二軸押出機、ニーダー、カレンダーロール等
を用いる方法により、造粒化組成物の良好な取扱
性を生して、容易に充填される。特に、従来、押
出機を用いてのマイカ粉体と樹脂の混練に際して
は、ホツパー内におけるマイカ粉体／樹脂ペレツ
トの偏析と、それに基く製造コンパウンドのマイ
カ含有率の変動、およびマイカ粉体の低かさ比重
に基くホツパーから押出機へのかみ込み不良等の
問題があつたが、本発明における造粒化組成物を
用いることによりこれらの問題点は全て解消され
る。 〔実施例〕 以下、実施例、比較例をあげて本発明を更に具
体的に説明するが、これらの実施例は本発明を何
ら制限するものではない。なお、実施例中のマイ
カ粉体のフレーク径及びアスペクト比は重量平均
フレーク径及び重量平均アスペクト比をそれぞれ
示す。 実施例 １〜９ 金マイカーＡ（フレーク径40μｍ、アイペクト
比30、かさ比重0.25ｇ／c.c.）、金マイカーＢ（フレ
ーク径280μｍ、アスペクト比70、かさ比重0.35
ｇ／c.c.）、金マイカーＣ（フレーク径15μｍ、アス
ペクト比20、かさ比重0.21ｇ／c.c.）およびエポキ
シ樹脂エマルジヨン（固型分濃度20wt％、エポ
キシ樹脂はビスフエノールＡタイプでエポキシ当
量190、粘度120poise）を用いて実験を行つた。
金マイカーＡ、Ｂ、Ｃに対し、マイカに対するエ
ポキシ樹脂固形分の配合率が表１に示した値とな
るようにエポキシ樹脂エマルジヨンを添加し双腕
式ニーダーで充分に混合した。該混合物をロール
式押出造粒機（デイスクペレツター）に供給し、
該混合物をロールによる加圧下にてデイスクダイ
より押出しカツトすることにより、直径約３mm、
長さ約５mmの円柱状とした後、100℃で３時間乾
燥することにより、ペレツト状マイカ組成物を混
た。いずれの場合にも造粒性は良好であつた。得
られたペレツト状マイカ組成物は、いずれもかさ
比重が0.6ｇ／c.c.以上であり、取扱時粉じんの発
生も認められなかつた。 該ペレツト状マイカとポリプロピレン（メルト
インデツクス：５ｇ／10分）とγ−アミノプロピ
ルトリエトキシシランを、混合物中におけるマイ
カの重量分率が40重量％、γ−アミノプロピルト
リエトキシシランはマイカ重量の0.5重量％とな
るように混合し、該混合物を単軸押出機（40mm
φ、Ｌ／Ｄ＝28）に供給してシリンダー温度230
℃、スクリユー回転数40RPMの条件下で混練し
てマイカ充填ポリプロピレンを得た。ペレツト状
マイカの押出機ホツパーでのかみ込みは良好であ
り偏析も認められなかつた。ペレツト状マイカ／
ポリプロピレンの20Kgの混練では、得られたペレ
ツトにおけるマイカ含有率の変動は40±１重量％
の範囲内で、極めて安定しており、吐出量も約11
Kg／hrと高かつた。得られたマイカ／ポリプロピ
レンペレツトを230℃でプレス成形して0.2mm厚の
シートとして目視判定したところではマイカのポ
リプロピレンへの分散はいずれも良好であつた。 該マイカ充填ポリプロピレンを４オンス容量の
スクリユーインラインタイプの射出成形機に供給
して230℃で射出成形を行い、JIS Ｄ−638に規定
されるダンベル型試験片を得た。該試験片の引張
強さは表１に示すように良好であつた。また該試
験片を140℃に保つたギヤオーブン中で熱劣化さ
せ引張強さが50％に低下する時間を測定したとこ
ろ、結果を表１に示すように、いずれの組成物も
良好な値を示した。 比較例 １ 造粒化処理を行わない金マイカーＡを用いて、
実施例１〜９の場合と同じ方法、条件でポリプロ
ピレンと混練した。金マイカとポリプロピレンペ
レツトの混合時、マイカの著しい飛散がみられ
た。また押出機ホツパー内で混合物の著しい偏析
が認められ、マイカ／ポリプロピレンの20Kgの混
練では、得られたペレツト中におけるマイカ含有
率の変動は39±７重量％で、極めて著しい変動が
認められた。吐出量も8.5Kg／hrであり、実施例
１〜９の場合に比べて極めて低い値を示した。該
ペレツトを射出成形して得られた試験片の比張強
さは、実施例１〜９の場合とほぼ同等であつた
が、耐熱劣化性は極めて劣つていた。結果の詳細
を表１に示す。 比較例 ２ 実施例１〜９で用いたエポキシ樹脂エマルジヨ
ンを加熱して水分を蒸散させ固体状のエポキシ樹
脂を得た。該エポキシ樹脂を用い、ポリプロピレ
ン（57部）／金マイカＡ（40部）／エポキシ樹脂
（３部）／γ−アミノプロピルトリエトキシシラ
ン（0.2部）の混合物を得た。該混合物を実施例
１〜９の場合と同じ方法、条件下にて押出機を用
いて混練したが、その際の挙動は比較例１の場合
と同じであり、マイカの飛散ホツパー内でのマイ
カの偏析、ペレツト中におけるマイカ含有率の変
動、吐出量の不足の問題が認められた。該混練物
を射出成形した試験片の性能は表１に示すよう
に、引張強さはほぼ満足しうる性能であつたもの
の、耐熱劣化性は不良であつた。 比較例 ３、４ 金マイカーＤ（フレーク径440μｍ、アスペクト
比70、かさ比重0.35ｇ／c.c.）と実施例１〜９の場
合と同じエポキシ樹脂エマルジヨンを用いて実験
を行つた。金マイカＤ／エポキシ樹脂エマルジヨ
ン混合物はエポキシ樹脂成分を10重量％配合して
も実施例１〜９において用いた造粒機では、造粒
が不可能であつた（比較例３）。エポキシ樹脂成
分を15重量％とすることにより造粒は可能となつ
たが該造粒物とポリプロピレンより成る組成物は
引張強さが、表１に示すように著しく低かつた。 比較例 ５、６ 金マイカＥ（フレーク径5μｍ、アスペクト比
20、かさ比重0.20ｇ／c.c.）又は金マイカーＦ（フ
レーク径20μｍ、アスペクト比７、かさ比重0.28
ｇ／c.c.）と実施例１〜９の場合と同様のエポキシ
樹脂エマルジヨンを用い、実施例１〜９の場合と
同様の実験を行つた。造粒性は、いずれの場合も
良好であつた。該造粒ペレツトと、ポリプロピレ
ンより成る混練物を実施例１〜９の場合と同じ押
出機を用い、同条件下で作製したが、比較例５の
組成物は、ポリプロピレンへのマイカの分散がや
や不良であり、それを反映して、該組成物を射出
成形して得た試験片の引張強さもやや低かつた。
また比較例６の組成物はポリプロピレンへのマイ
カの分散については問題はなかつたが引張強さが
やや不満足であつた。 比較例 ７ 金マイカーＣを用いエポキシ樹脂成分の配合率
を0.3重量％とするほかは、実施例１〜９の場合
と全く同じ実験を行つたが、造粒物は得られなか
つた。 実施例 10 金マイカーＣを用い、エポキシ樹脂成分の配合
率を１重量％とするほかは実施例１〜９の場合と
全く同じ実験を行つた。造粒には多少困難が認め
られたが造粒は可能であり、かさ比重がやや低い
（0.65ｇ／c.c.）ペレツト状組成物が得られた。該
ペレツト状組成物をポリプロピレンに混練して性
能を評価したが、表１に結果を示すように、取扱
性、物性は良好であつた。 比較例 ８ 金マイカＢを用い、エポキシ樹脂成分の配合率
を１重量％とするほかは実施例１〜９の場合と全
く同じ実験を行つた。造粒は可能であつたもの
の、造粒物は締りが悪く、粉体状マイカを混在し
ており、かさ比重は低かつた（0.52ｇ／c.c.）。該
ペレツト状組成物を実施例１〜９の場合と同様の
装置、条件でポリプロピレンと混練したが、押出
機ホツパー内で偏析が認められ、得られたペレツ
ト中におけるマイカ含有率の変動は39±５重量％
と大きかつた。また吐出量も9.5Kg／hrで低かつ
た。 比較例 ９〜11 金マイカーＡとエチレン−酢酸ビニル共重合エ
マルジヨン（比較例９）、ポリ酢酸ビニルエマル
ジヨン（比較例10）、SBRエマルジヨン（比較例
11）を用いて、実施例１〜９の場合と全く同じ実
験を行つた。エマルジヨンは全て固形分濃度が20
重量％となるように調製して使用した。いずれの
場合も造粒性は良好であり、造粒物の取扱性も良
好であつたが、該造粒物を配合したポリプロピレ
ンの性能は結果を表１に示すように、耐熱劣化性
能が実施例１〜９の組成物に比べて劣つてあい
た。 実施例 11〜13 白マイカーＡ（フレーク径40μｍ、アスペクト
比35、かさ比重0.23ｇ／c.c.）と実施例１〜９で用
いたエポキシ樹脂エマルジヨン実験を行つた。実
施例11においては実施例１〜９の場合と同様のロ
ール式押出造粒機（デイスクペレツター）を用い
たが、実施例12において高速回転タイプの混合型
造粒機（ピングラニユレーター）を、実施例13に
おいてはムラ式押出造粒機を用いて造粒した。実
施例13においては実施例１〜９の場合と同形状の
ペレツト状組成物が得られたが、実施例12におい
ては、平均粒径1.6mmの顆粒状組成物が得られた。
これらの組成物の取扱性、および性能は、表１に
結果を示すように、いずれも良好であつた。
【表】
本発明に従えば、樹脂補強用フイラーとしての
マイカ粉体の本来の特長を保持したまま、その取
扱性が著しく改良されたペレツト状又は顆粒状マ
イカ組成物が提供される。そして該マイカ組成物
は従来のマイカ粉体に比し樹脂に配合した場合、
樹脂の劣化作用が低減されるという特長を有す
る。
マイカ粉体の本来の特長を保持したまま、その取
扱性が著しく改良されたペレツト状又は顆粒状マ
イカ組成物が提供される。そして該マイカ組成物
は従来のマイカ粉体に比し樹脂に配合した場合、
樹脂の劣化作用が低減されるという特長を有す
る。
Claims (1)
- １ 重量平均フレーク径が10〜300μｍであり、
且つ重量平均アスペクト比が10以上のマイカ粉体
と、全組成物重量の0.5重量％以上 10重量％以
下のエポキシ樹脂を必須成分とする、かさ比重
0.6ｇ／c.c.以上でありかつ粒径0.3〜10mmの顆粒状
又はペレツト状マイカ組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27638884A JPS61157561A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | マイカ組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27638884A JPS61157561A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | マイカ組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61157561A JPS61157561A (ja) | 1986-07-17 |
| JPH0582424B2 true JPH0582424B2 (ja) | 1993-11-18 |
Family
ID=17568716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27638884A Granted JPS61157561A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | マイカ組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61157561A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006111670A (ja) * | 2004-10-13 | 2006-04-27 | Sanyo Chem Ind Ltd | エポキシ樹脂微粒子 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5285087A (en) * | 1975-12-30 | 1977-07-15 | Wet Talc Ab | Powder materials and manufacture |
| CH635862A5 (de) * | 1977-10-15 | 1983-04-29 | Ciba Geigy Ag | Verfahren zur granulierung von pigmenten. |
-
1984
- 1984-12-28 JP JP27638884A patent/JPS61157561A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61157561A (ja) | 1986-07-17 |
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