JPH0694523B2

JPH0694523B2 - 透明性を有するガラス繊維強化熱可塑性樹脂組成物の製法

Info

Publication number: JPH0694523B2
Application number: JP23071592A
Authority: JP
Inventors: 紘片岡
Original assignee: Asahi Kasei Corp
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 1992-08-31
Filing date: 1992-08-31
Publication date: 1994-11-24
Anticipated expiration: 2009-11-24
Also published as: JPH05331335A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【従来の技術】本発明は、ガラス繊維強化熱可塑性樹脂
組成物の製法に係る。更に詳細には、メチルメタクリレ
ート（以後、ＭＭＡと略称）系重合体（以後、ＰＭＭＡ
と略称）、スチレン（以後、Ｓｔと略称）−アクリロニ
トリル（以後、ＡＮと略称）系共重合体（以後、ＳＡＮ
と略称）、ガラス繊維（以後、ＧＦと略称）の３成分か
ら基本的に成る組成物の製法に係る。

【０００２】ＰＭＭＡは優れた光学特性、耐候性、表面
硬さ、加工性を有し、そのため多くの成形品の原料樹脂
として広く利用されている。一方、ＳＡＮは硬く透明で
耐薬品性が優れ、更に、経済的にも優れた熱可塑性樹脂
である。これらの樹脂の剛性と強度を更に向上させる手
段として、ＧＦの添加は広く使用される手段である。Ｇ
Ｆを添加した樹脂は、剛性、耐衝撃性、寸法安定性に優
れた家電部品、自動車部品、工業部品等に広く使用され
ている。

【０００３】しかるに、これ等のＧＦ強化熱可塑性樹脂
は、ＰＭＭＡあるいはＳＡＮを最大の特徴である透明性
を失なっている場合が多い。この理由は添加されたＧＦ
の光屈折率と樹脂の光屈折率が一致しないことにより、
樹脂中に透過した光が乱屈折することが主たる原因であ
る。この欠点を解決するため、すなわちＧＦ強化樹脂に
透明性を付与させることを目的として、Ｓｔ−ＭＭＡ共
重合体にＧＦを添加させる技術はよく知られている。例
えば、特開昭５４−２４９９３号公報にも記載がある。
これはポリスチレンの屈折率１．５９とＰＭＭＡの屈折
率１．４９の中間にガラスの屈折率１．５１〜１．５６
があることを利用したものである。すなわち、Ｓｔ〜Ｍ
ＭＡを共重合させる場合、互の量を計算し得られた透明
な共重合体の屈折率をガラスの屈折率に一致させたもの
である。こうして得られた透明性を有するＧＦ強化樹脂
はセルキヤスト法によるシートとしても利用されてい
る。

【０００４】しかるに、Ｓｔ−ＭＭＡ共重合体で代表さ
れる透明ＧＦ強化スチレン系樹脂の欠点は、使用するガ
ラスの成分の変化に伴うガラスの屈折率の変動に対し
て、その都度ＳｔとＭＭＡの共重合比率を変更させなけ
ればならないことにある。これは種々のガラスからなる
ＧＦを用いる場合において、それぞれ対応する共重合比
率を有するＳｔ−ＭＭＡ共重合体を生産しなければなら
ず工業的にいちじるしく不利な事である。

【０００５】もし、屈折率が１．５９のポリスチレン
と、屈折率が１．４９のＰＭＭＡが両溶融状態で機械的
に混合され、均一に混り合い透明な樹脂が得られるなら
ば、屈折率１．５１〜１．５６を有するガラス繊維と混
合することにより、簡単に透明性を有するガラス繊維強
化スチレン系樹脂が得られるであろう。しかし、実際に
はポリスチレンとＰＭＭＡやポリスチレンとＭＭＡを主
体とした共重合物とは溶融混合しても決して透明な樹脂
を与えない。すなわち、両樹脂の相溶性は不良であり、
いかなる混合手段を用いても不透明な樹脂しか得られな
い。従ってこの手段を用いて透明性を有するＧＦ強化熱
可塑性樹脂を得ることは不可能であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ガラスの成分変化に伴
うガラスの屈折率の変動に対応した、透明なガラス繊維
強化熱可塑性樹脂組成物の製法を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意研究を
進めた結果、ＳＡＮとＰＭＭＡを両者溶融状態において
機械的に混合することにより、均一に混り合った透明混
合物を得ること、さらにＧＦを添加する事により、透明
性が優れたＧＦ強化熱可塑性樹脂組成物を得る事を見い
出した。

【０００８】すなわち、ＰＭＭＡは屈折率１．４９付近
であり、ＳＡＮの屈折率は１．５６〜１．６７であり、
ＰＭＭＡとＳＡＮを均一に混合することにより、ＧＦの
屈折率１．５１〜１．５６に合わせることができ、透明
なＧＦ強化樹脂組成物が得られることを発見した。本発
明は、（Ａ）ＭＭＡが８４重量％以上であるＭＭＡを主
体としたアクリル樹脂１０〜８０重量％（樹脂基準）と
（Ｂ）Ｓｔ８８〜７３重量％、ＡＮ１２〜２７重量％か
ら基本的に成るＳＡＮ９０〜２０重量％（樹脂基準）と
が均一に混合された透明な樹脂成分と、ＧＦ５〜６０重
量％（全組成物基準）が溶融状態で混合することによ
る、樹脂成分とＧＦの屈折率が実質的に一致し、透明性
を有するＧＦ強化樹脂組成物の製法である。

【０００９】本発明に述べるアクリル樹脂とは、ＭＭＡ
が８４重量％以上のＭＭＡが主体の樹脂であり、共重合
できるモノマーとしては、エーテルアクリレート（アル
キル基がメチル、エチル、プロピル、ブチル、２エチル
ヘキシル等）が良好に使用できる。好ましくはＭＭＡが
９０〜９８重量％の共重合体である。ＭＭＡが９８重量
％以上の重合体は成形中の熱分解が起こりやすく、９０
重量％以下の重合体はＰＭＭＡの特性が現れにくい。

【００１０】アクリル樹脂として、ＭＭＡとアルキルア
クリレートの共重合体が、一般に広く使用されており、
本発明に於ても、この共重合体が良好に使用できる。し
かし、ＭＭＡに共重合できるモノマーとしては、アクリ
ルアクレート以外のモノマーを加えることもでき、例え
ば、若干のアクリロニトリル、スチレン、無水マレイン
酸、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリルアミド、ア
クリルアミド等の一種あるいは二種以上を共重合させる
ことができる。

【００１１】本発明に使用できるＳＡＮはＳｔ８８〜７
３重量％ＡＮ１２〜２７重量％から基本的に成るランダ
ム共重合体であり、この組成領域からはずれるとアクリ
ル樹脂と均一に相溶できなくなる。特に好ましいＳＡＮ
組成はＳｔ７８〜７４重量％、ＡＮ２２〜２６重量％か
ら成る共重合体である。ＳｔにＡＮを共重合してゆく
と、ポリスチレンに対するＳＡＮの特性（耐化学薬品性
等）が現れてくるのはＡＮ含有率が２２重量％以上であ
り、事実現在市販されているＳＡＮに於てはＡＮ含有率
２２〜３０重量％のものがほとんどである。従ってＡＮ
２２〜３０重量％の範囲のＳＡＮとＰＭＭＡから均一に
相溶した組成物が得られることは、性能的にも経済的に
も重要な意味を持つものである。

【００１２】ＭＭＡ系重合体とＳＡＮの相溶性に関して
は既にいくつかの文献に紹介されている。例えば、Ｊｏ
ｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｏｌｙｍｅｒ
Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏｌ．１８，（１９７４），Ｐ．４
４９には、ＵＣＣ社のＭ．Ｔ．ＳｈａｗがＳＡＮ中のＡ
Ｎ成分が１２〜１８重量％の場合にＭＭＡ系樹脂と相溶
可能であると明記されている。

【００１３】本発明者はＭＭＡ系重合体とＳＡＮを、工
業的に応用の容易な手段である溶融混合（混練）という
手段を用いて両者の組成物化の研究を進めた結果，現
在、一般に市場で使用されているＡＮ含量の高いＳＡＮ
とＭＭＡ系重合体と均一に相溶させることができ、その
混合割合を調節することにより、混合樹脂の屈折率を調
節でき、ＧＦの屈折率と一致させることができることを
発見し、本発明に至った。

【００１４】ＰＭＭＡとＳＡＮの混合比率は、該混合物
の屈折率がＧＦの屈折率と一致する比率であり、ＰＭＭ
Ａ／ＳＡＮ＝１０〜８０／９０〜２０の範囲から選定さ
れる。この混合比率は、使用するＧＦの屈折率、ＰＭＭ
Ａの組成、ＳＡＮの組成により異り、その都度決定され
る。ＧＦは一般にＦＲＰ、ＦＲＴＰと云われているＧＦ
強化樹脂に使用されるものである。

【００１５】本発明に用いられるＧＦはしては、従来公
知のものであり、形状は、ロービング、サーフエーシン
グ・マット、チヨツプドストランドマット、朱子織、格
子織、平織、目抜平織、綾織、ネットなど、いずれかの
形状でも可能であり、種類もＥ−ＧＦ（無アルカリガラ
ス繊維）Ｃ−ＧＦ（含アルカリガラス繊維）など、いず
れの種類でも可能であり、例えば、Ｃ−ＧＦ（含アルカ
リガラス繊維、屈折率；１．５１〜１．５２）の屈折率
と合わせるにはＰＭＭＡ８０〜６０重量部、ＳＡＮ２０
〜４０重量部の組成割合で混合することにより、屈折率
をＧＦの屈折率に合せることができ、透明なＧＦ強化樹
脂を得ることができる。

【００１６】ＧＦ添加量は５〜６０重量％（全組成物基
準）で、この範囲で必要に応じて選択できる。５重量％
以下では添加効果がないし、６０重量％以上は添加する
ことが困難になる。好ましくは１０〜３０重量％であ
り、この範囲の組成物が、性能、成形性等から最も良好
に使用できる。ＧＦは通常に使用される直径のものが使
用でき、５〜５０μｍの直径のＧＦが使用できる。ＧＦ
直径が小さい程、本発明のＧＦ強化樹脂の透明性は良く
なり、５〜１５μｍのＧＦが特に好ましい。又、ＧＦは
樹脂と密着している程、本発明のＧＦ強化樹脂の透明性
は良くなり好ましい。ＧＦと樹脂を密着性を良くするた
め、ＧＦ表面を、ビニルシラン、アミノシラン、クロム
化合物等の一般に使用される表面処理剤で処理すること
は有効である。

【００１７】本発明に述べる、樹脂成分とＧＦの屈折率
が実質的に一致するとは、透明性が確認できる範囲に一
致することを示し屈折率が±０．０１の範囲、更に好ま
しくは±０．００５の範囲で一致することが好ましい。
本発明の組成物には透明性を保持できる範囲で各種添加
物を加えることができる。例えば、染顔料、熱安定剤、
紫外線吸収剤、可塑剤等は必要に応じて添加される。

【００１８】本発明は樹脂成分とＧＦを溶融状態で、機
械的に混合して得られる。押出機で加熱混合する方法は
最も一般的に使用できる。更に、ＧＦに樹脂分を付着さ
せた後、圧縮成形する方法も使用できる。ＧＦが樹脂中
に短繊維になって均一に分散する場合、ＧＦが樹脂中に
長繊維で分散する場合、ＧＦが織布として樹脂中に存在
する場合、いずれも本発明では可能であり、それに応じ
た成形法を選択出来る。

【００１９】

【実施例１】次のＰＭＭＡ、ＳＡＮとＧＦを用いて実験
を行った。ＰＭＭＡ：ＭＭＡ９７重量％、メチルアクリレート３重
量％から成る共重合体ＳＡＮ：Ｓｔ７５重量％、ＡＮ２５重量％から成る共重
合体ＧＦ：屈折率が１．５５４のＥガラスに、アミノシラン
で表面処理されている直径が５μｍと１３μｍのＧＦチ
ョップ上記ＰＭＭＡとＳＡＮのペレットを各種割合に押出機で
加熱溶融混合した。該ブレンド体を射出成形によりテス
トピースを成形し、該成形品の性能を測定した。又、Ｐ
ＭＭＡとＳＡＮのブレンド体にＧＦを混合して、同様に
射出成形によりテストピースを成形して性能を測定し、
表１、表２、図１、に結果を示した。ＰＭＭＡ−ＳＡＮ
ブレンドの屈折率がＧＦの屈折率に一致する組成付近
で、全光線透過率、透視性共に最も良好になった。ＧＦ
を配合することにより、引張強さ、曲げ弾性率、熱変形
温度が向上し、線膨張係数が小さくなった。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】

【発明の効果】本発明の組成物は、剛性、耐衝撃性、寸
法安定性（熱膨張係数、成形収縮率が小さいことにより
寸法安定性が向上）に優れ、工業部品、家電部品自動車
部品に使用でき、更にグレージング材にも使用できる。
透明なＧＦ強化樹脂を、一般に市販されて広く使用され
ている２つの樹脂の混合により容易に製造することがで
き、その経済的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、ＰＭＭＡ−ＳＡＮブレンドの屈折率●
１と、ＰＭＭＡ−ＳＡＮ−ＧＦ（２０重量％）系組成物
の全光線透過率●２を示すグラフである但し、横軸はＰ
ＭＭＡ−ＳＡＮの組成重量割合（％）を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）メチルメタアクリレートが８４重
量％以上であるメチルメタアクリレートを主体としたア
クリル樹脂１０〜８０重量％（樹脂基準）と、（Ｂ）ス
チレン８８〜７３重量％、アクリロニトリル１２〜２７
重量％から基本的に成る共重合体９０〜２０重量％（樹
脂基準）が均一に混合された透明な樹脂成分と、ガラス
繊維５〜６０重量％（全組成物基準）を溶融状態で混合
することによる、樹脂成分とガラス繊維の屈折率が実質
的に一致し、透明性を有するガラス繊維強化熱可塑性樹
脂組成物の製法。
【請求項２】スチレン７８〜７４重量％、アクリロニ
トリル２２〜２６重量％から基本的に成る共重合体を用
いる請求項１記載の組成物の製法。