JPH0791419B2

JPH0791419B2 - 樹脂組成物

Info

Publication number: JPH0791419B2
Application number: JP62271357A
Authority: JP
Inventors: 正志坂本; 晴夫奥田; 英司山田; 達也濱崎
Original assignee: Ishihara Sangyo Kaisha Ltd
Current assignee: Ishihara Sangyo Kaisha Ltd
Priority date: 1987-10-27
Filing date: 1987-10-27
Publication date: 1995-10-04
Anticipated expiration: 2010-10-04
Also published as: JPH01113465A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、針状或は棒状の酸化チタンを配合した樹脂組
成物に関する。針状或は棒状の酸化チタンを混入させる
ことにより機械的強度が改良された本発明の樹脂組成物
は、日用品や電気、電子機器或はカメラなどの精密機
器、OA機器などの分野で、更には自動車、航空機などの
分野で幅広く利用することができる。

〔従来の技術〕

最近、強度の優れたエンジニアリングプラスチックが注
目されているが、更にその強度を向上させるために炭酸
カルシウム、マイカなどの粉末状或は薄片状の無機系充
填剤を、またガラス繊維、炭素繊維、チタン酸カリウム
繊維などの繊維状無機系充填剤を強化材として樹脂中に
混入させている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記従来技術において、炭酸カルシウム、マイカなどの
充填剤を配合することにより樹脂成形物の成形収縮率を
低下させたり、線膨張係数を低下させたりして寸法安定
性を改良することが可能であるが、剛性の改良が不十分
で、衝撃強度を低下させ脆弱となる。一方、ガラス繊維
は耐アルカリ性に劣るために成形物の用途が制約され、
炭素繊維は、長い繊維として得られ易く、耐薬品性も良
いが、高価なものであり、経済性に劣る。また、このよ
うな繊維状強化材を配合した樹脂組成物は異方性が大き
く、表面が荒れた状態となって光沢が低下し、また加工
機、金型などを磨耗させるなどの欠点がある。更に、最
近提案されているチタン酸カリウム繊維は、比較的長い
繊維として得られ易く、耐薬品性にも優れているが、折
れ易いために見掛けの繊維長ほどの補強高価が得られ
ず、またカリウム成分が存在しているためプラスチック
の特性が阻害されることがあり、更に着色剤としての機
能をも付与する場合は、それ自体の着色力が低いために
添加量が必然的に多くなり、それが逆に強度を低下させ
たり、経済的でもないという欠点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発者等は上記の問題点を解決すべく種々の補強材につ
いて幅広く検討する中で耐薬品性、耐熱性、着色性など
に優れ、白色顔料として汎用されている二酸化チタン顔
料に着目して研究した。その結果、粒状の二酸化チタン
顔料に代えて針状或は棒状の酸化チタンを樹脂組成物に
配合することにより、前記二酸化チタン顔料の特性がも
たらされるだけでなく、このものは折れ難いものであっ
て、このものを樹脂媒体に配合することにより、強度に
富み、異方性の少ないかつ耐磨耗性に優れた樹脂成組成
物にできるとの知見を得て完成したものである。

すなわち本発明は、針状或は棒状の酸化チタンを組成中
に含むことを特徴とする樹脂組成物である。

本発明において、針状或は棒状の酸化チタンとは、本質
的にTiO₂の組成をもち、その形状が針状或は棒状のもの
である。針状或は棒状には、繊維状、柱状など類似形状
のものも包含される。このような形状の中でも長軸が１
μｍ以上望ましくは３μｍ以上で、軸比が３以上望まし
くは10以上のものがよい。また、本発明における針状或
は棒状の酸化チタンは100％がルチル形結晶であるため
に高硬度で耐薬品性、耐熱性に優れている。

針状或は棒状の酸化チタンは、例えば特公昭47−44974
号に記載されているように、ルチルTiO₂と塩化ナトリウ
ムのようなアルカリ金属塩及びオキシーリン化合物とを
混合し、次に725〜1000℃で焼成して得られたり、また
特公昭45−18370号に記載されているようにTiO₂源、亜
鉛化合物、アルカリ金属化合物及び燐酸化合物を混合
し、焼成して得られる。なお、針状或は棒状の酸化チタ
ンが長いものと短いものの混合物として得られる場合
は、分級処理などを施して長いものを選別し、少なくと
もその70重量％のものが短軸0.02〜0.6μｍ、長軸１〜2
05μｍであるものを使用するのが望ましい。また、この
ようにして得られる針状或は棒状の酸化チタンは、普
通、焼成の後水浸出などの手段で可溶性塩を除去して用
いるのが望ましい。可溶性塩の除去を完全に行なうこと
は困難であるが、本発明の針状或は棒状の酸化チタンは
少量の不純物を含んでいてもよい。更に、針状或は棒状
の酸化チタンとしてシランカップリング剤、チタネート
カップリング剤などで処理されたものを使用する場合
は、補強効果が一層高まるので望ましい。

繊維状チタン酸カリウムを酸水溶液で処理してカリウム
成分を抽出した繊維状酸化チタンも提案されているが、
このような方法ではカリウム成分の完全な除去が困難で
あり、また得られる繊維状酸化チタンは元の繊維形状が
保持できなかったり、特に多孔性であるために繊維自身
の強度が著しく劣り、折れ易く、本発明の樹脂組成物の
強化材としては不適当である。

本発明で用いられる樹脂は、その目的、用途などに応じ
て選択され、特に限定されるものでないが、例えば、ポ
リアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエ
チレンテレフタレート、ポリブチレンテフタレート、変
性ポリフェニレンオキサイド、変性ポリフェニレンエー
テルなどの汎用エンジニアリング・プラスチックス、ポ
リエーテルサルフォン、ポリサルフォン、ポリエーテル
エーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリア
リレート、ポリアミドビスマレイミド、ポリエーテルイ
ミド、ポリイミド、フッ素樹脂などの特殊エンジニアリ
ング・プラスチックス、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリスチレン、AS樹脂、ABS樹脂などの熱可塑性汎
用樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェ
ノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬
化性樹脂を使用することができる。

前記樹脂に対する針状或は棒状の酸化チタンの配合量
は、使用する樹脂によって異なり、一概に規定できない
が、通常、樹脂組成物の１〜80重量％であり、例えばナ
イロン・６のようなポリアミド樹脂の場合は、樹脂組成
物の１〜70重量％好ましくは５〜50重量％である。上記
範囲より少なくなり過ぎると所望する剛性、衝撃強度な
どが得られ難くなり、また多くなり過ぎると溶融混合機
での分散が困難となり、更に溶融粘度の上昇が著しくな
り、流動性が悪化して通常の条件による成型が困難とな
る。

なお、本発明の樹脂組成物に対して、本発明の特徴をそ
こなわない範囲で、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収
剤、滑剤、離型剤、難燃剤、帯電防止剤、染料、顔料な
どの通常の添加剤を一種以上添加することができる。

〔実施例〕

（繊維状酸化チタンの製造） TiO₂として200g/の濃度の四塩化チタン水溶液を30℃
に保持しながら水酸化ナトリウム水溶液で中和して析出
させたコロイド状非晶質水酸化チタンを70℃で５時間熟
成してルチル形の微小チタニアゾルを得た。このゾルを
乾燥し、粉砕して得た酸化チタン粉末40重量部と塩化ナ
トリウム40重量部及びメタリン酸ナトリウム10重量部を
十分混合し、850℃で５時間焼成した。得られた焼成物
を水中に投入し、濾過、洗浄して可溶性塩類を除去し
た。その後液体サイクロンで分級して長軸が３〜６μｍ
のものを選択的に回収した。

（実施例１〜３）樹脂としてナイロン・６（アミランCM1010T、東レ製）
を使用し、これに前記の方法で製造された繊維長（長
軸）３〜６μｍ、繊維径（短軸）0.05〜0.3μｍの繊維
状酸化チタンを第１表に示した割合で混合した後二軸混
練押出機（シリンダー温度245℃）で溶融混練し、ペレ
タイザーにてペレットを得た。

得られたペレットをインラインスクリュー式射出成形機
（シリンダー温度235℃、金型温度80℃）に投入して引
張試験片を作成した。この試験片について、その表面光
沢を評価し、更に引張降状強度及び引張弾性率を測定し
て、その結果を第１表に示した。

なお、表面光沢は、試験片の外観から目視判定し、優れ
ているものを◎、良好なものを○、不良なものを△とし
た。また、引張降状強度、引張弾性率はJIS K71113（プ
ラスチックの引張試験方法）に準拠して測定した。

（比較例１〜６）実施例１において、繊維状酸化チタンの代わりに二酸化
チタン顔料（CR−60、石原産業製）及びチタン酸カリウ
ム繊維（ティスモーＤ、大塚化学製）をそれぞれ混合す
る以外は同様に処理して試験片を作成し、同様の方法で
表面光沢、引張降状強度及び引張弾性率を測定して、そ
の結果を第１表に示した。

（実施例４）実施例１において、繊維状酸化チタンとしてシランカッ
プリング剤（Ａ−187、日本ユニカー製）を１重量％処
理した繊維状酸化チタンを混合する以外は同様に処理
し、試験して第１表の結果を得た。なお、シランカップ
リング剤の処理は、混合機中で撹拌されている繊維状酸
化チタンにエタノール水溶液で希釈したシランカップリ
ング剤の所定量を徐々に滴下しその後、乾燥することに
よって行なった。

〔発明の効果〕前記第１表に示した結果から明らかなように、本発明の
繊維状酸化チタンを配合した樹脂組成物は、高い引張降
状強度と高い引張弾性率を有するとともにその表面光沢
も優れたものである。

一方、繊維状酸化チタンに代えて二酸化チタン顔料を配
合した樹脂組成物は、その表面光沢は問題ないものの、
引張弾性率の改良は不十分であり、特に引張降状強度に
ついては、逆に低下する。また、チタン酸カリウム繊維
を配合した樹脂組成物は、引張降状強度及び引張弾性率
の点で問題ないものの、表面光沢は非常に劣る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭59−113054（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−225135（ＪＰ，Ａ) 特公昭45−18370（ＪＰ，Ｂ１) 特公昭47−44974（ＪＰ，Ｂ１)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】針状或いは棒状の酸化チタンを１〜80重量
％含有し、該針状或いは棒状の酸化チタンは少なくとも
その70重量％のものの短軸が0.02〜0.6μｍ、長軸が１
〜20μｍであり、その表面がシランカップリング剤及び
／又はチタネートカップリング剤で処理されていること
を特徴とする樹脂組成物。