JPH0959426A

JPH0959426A - 樹脂組成物

Info

Publication number: JPH0959426A
Application number: JP21709895A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Murata; 宏樹村田; Akiyoshi Kawaguchi; 明義河口
Original assignee: Otsuka Chemical Co Ltd
Current assignee: Otsuka Chemical Co Ltd
Priority date: 1995-08-25
Filing date: 1995-08-25
Publication date: 1997-03-04

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、優れた機械的強度を有し、リサイ
クルが容易で表面性が良好な樹脂組成物を提供すること
を課題とする。【解決手段】本発明の樹脂組成物は、樹脂にチタン酸
アルミン酸カリウム繊維を２〜６０重量％含有させたも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は樹脂組成物に関す
る。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】近年、技術の高度化及
び精密化に伴い、各種の機器及びその構成部品に対して
材質や構造面から軽薄短小化を求める声が活発化してお
り、樹脂とセラミック系フィラーとを複合することによ
り両者の有する特徴を生かした材料とすることが試みら
れている。こうした機能性複合化の試みとしては、これ
までに樹脂に炭酸カルシウム、マイカ、ガラスビーズ等
の粉末状もしくは薄片状の充填剤を配合して異方性を改
善する試み、ガラス繊維やカーボン繊維等の繊維状強化
剤又はチタン酸カリウム、ホウ酸アルミニウムやホウ酸
マグネシウム等に代表されるウィスカーを配合して、複
合体としての耐熱性、強度及び剛性を改良する試み等が
なされている。

【０００３】しかしながら、樹脂と炭酸カルシウム、マ
イカ、ガラスビーズ等とを複合化した場合、耐熱性が大
幅に低下すると共に成形品が非常に脆くなるという欠点
を生じる。また樹脂とガラス繊維やカーボン繊維等とを
複合化した場合は、樹脂の異方性の改善効果が乏しく、
加工機械や金型等との接触面を傷つけ易く、更には成形
した際にこれら繊維が成形体表面に浮き出し模様となっ
て現われ、表面平滑性が損なわれると共に外観を悪くす
るという欠点が生じる。

【０００４】また、チタン酸カリウム及びホウ酸マグネ
シウムは化学的に弱アルカリ性であり、またホウ酸アル
ミニウムは化学的に弱酸性を示すため、これらの繊維を
例えばポリカーボネート等の酸やアルカリにより分解さ
れ易い樹脂と複合化する際、樹脂の分解の原因となり強
度低下の原因となる虞れがあった。

【０００５】一方、チタン酸アルミン酸カリウムについ
ては、非ウィスカー形状物は知られており、例えば特公
昭６２−４１１７６号公報にはＫ_2.0Ａｌ_12.0Ｔｉ₆Ｏ₁₆
〜Ｋ_2.4Ａｌ_2.4Ｔｉ_5.6Ｏ₁₆の組成のチタン酸アルミン
酸カリウム粉状結晶体が開示されている。

【０００６】また、特公昭５８−１２２３６号公報には
最大直径１ｍｍ、長さ１０ｍｍのＫ_2-XＡ_12-XＴｉ_8-XＯ
₁₆（０＜ｘ≦１）の組成を有するチタン酸アルミン酸カ
リウム柱状単結晶が開示されている。

【０００７】しかしながら、これらはいずれもウィスカ
ー形状を有するものではなく、また樹脂に配合して優れ
た強化性能を発揮する点については知られていなかっ
た。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、チタン酸
アルミン酸カリウムが優れた耐熱性、耐薬品性を有し、
ある種の樹脂に配合した際に酸又はアルカリ成分が溶出
して樹脂を分解する、といった問題点を生じる恐れが少
ない点に着目し、チタン酸アルミン酸カリウムをウィス
カー化して樹脂に配合することにより優れた機械的強度
を有し、リサイクルが容易で表面性が良好な樹脂組成物
が得られるのではないかと考え、鋭意研究した結果、本
発明を完成した。

【０００９】即ち、本発明は樹脂にチタン酸アルミン酸
カリウム繊維を２〜６０重量％含有させたことを特徴と
する樹脂組成物に係る。

【００１０】本発明の樹脂組成物は、優れた引張強度、
曲げ強度、曲げ弾性率、ＩＺＯＤ衝撃強度、圧縮強度等
の機械的強度を有し、リサイクルが容易で表面性が良好
なものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明で用いられる樹脂として
は、特に制限はなく、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂よ
り選ばれる１種又は２種以上を挙げることができる。熱
可塑性樹脂としては従来公知のものを広く使用でき、好
ましい具体例としてポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リ塩化ビニル樹脂等の汎用プラスチック、ポリアミド、
ＡＢＳ樹脂、熱可塑性ポリエステル、ポリカーボネー
ト、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド、ポ
リフェニレンエーテル、ポリサルフォン、ポリエーテル
サルフォン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテ
ルケトン等のエンジニアリングプラスチック等を挙げる
ことができる。熱硬化性樹脂としては従来公知のものを
広く使用でき、好ましい具体例としてエポキシ、不飽和
ポリエステル、ビニルエステル、フェノール、アルキッ
ド、シリコーン、ジアリルフタレート、ビスマレイミド
トリアジン樹脂、ポリアミド、尿素、メラミン含有樹
脂、ポリウレタン等を挙げることができる。更に、ポリ
マーアロイとして、ポリカーボネートとＡＢＳ樹脂、ポ
リフェニレンエーテルとポリスチレン等、数種類の異な
った樹脂を予め複合したものを用いてもよい。

【００１２】本発明に用いるチタン酸アルミン酸カリウ
ム繊維は、いわゆるウィスカー形状を有するものが好ま
しく、平均繊維径０．０５〜１０μｍ、好ましくは０．
１〜１０μｍ、平均繊維長５〜３００μｍ、好ましくは
１０〜１００μｍ、平均アスペクト比１０〜１００の針
状単結晶が好適であり、繊維内部に０〜７０体積％の気
孔を有するものであってもよい。特に形状の精密又は微
細な成形品とする場合又は高い表面平滑性の要求される
場合は、繊維径０．３〜５μｍ、繊維長１０〜５０μｍ
のチタン酸アルミン酸カリウム繊維を用いるのが望まし
い。また、樹脂への分散性等の観点から毛玉等凝集物が
なく、十分繊維が単離、解繊されていることが望まし
い。

【００１３】以下に本発明に用いるチタン酸アルミン酸
カリウム繊維の好ましい製造法を示す。

【００１４】（第一の製造法）第一の製造法は、アルミ
ニウム供給成分、カリウム供給成分及びチタン供給成分
を溶融剤の存在下にて反応させることによりチタン酸ア
ルミン酸カリウム繊維を得る方法である。この方法は、
チタン酸アルミン酸カリウムを構成する各成分をアルミ
ニウム水酸化物を被覆したチタン酸カリウム繊維にて供
給することを特徴とする。これにより、各成分が最近接
に存在した状態にて反応が進行するためウィスカー形状
のチタン酸アルミン酸カリウムを生成することができ
る。

【００１５】本方法において、カリウム供給成分及びチ
タン供給成分となるチタン酸カリウム繊維の組成として
は特に限定はなく、例えば一般式ａＫ₂Ｏ・ＴｉＯ₂・ｍ
Ｈ₂Ｏ（０＜ａ≦１、０≦ｍ≦１０）で示されるチタン
酸カリウムウィスカーを例示できる。該チタン酸カリウ
ムウィスカーの形状としては、繊維径０．０１〜５μ
ｍ、繊維長３〜３００μｍ、好ましくは繊維径０．１〜
３μｍ、繊維長５〜２００μｍ、アスペクト比１０以上
のものを用いることができる。

【００１６】アルミニウム化合物で表面を被覆したチタ
ン酸カリウム繊維は、例えば、アルミニウムの硫酸塩、
ハロゲン化物、硝酸塩、水酸化物及びアルコラート類か
らなる群より選ばれた少なくとも１種とチタン酸カリウ
ムとを反応させるか、アルミニウムの硫酸塩、ハロゲン
化物、硝酸塩、水酸化物及びアルコラート類からなる群
より選ばれた少なくとも１種とアルカリ金属の水酸化
物、アルカリ金属の炭酸塩、アルカリ金属のアルミン酸
塩、アンモニウムの炭酸塩及びアンモニウムの水酸化物
からなる群より選ばれた少なくとも１種とを反応させて
チタン酸カリウム繊維表面に沈着せしめる等の方法によ
り得られる。

【００１７】ここでアルミニウムの硫酸塩としては硫酸
アルミニウムを、ハロゲン化物としては塩化アルミニウ
ムを、硝酸塩としては硝酸アルミニウムを、水酸化物と
しては水酸化アルミニウムを、アルコラート類としては
アルミニウムアルコラートをそれぞれ例示できる。アル
カリ金属の水酸化物としては、水酸化ナトリウム、水酸
化カリウム等を例示できる。アルカリ金属の炭酸塩とし
ては、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリ
ウム等を例示できる。アルカリ金属のアルミン酸塩とし
ては、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム等が
挙げられる。アンモニウムの炭酸塩としては、炭酸アン
モニウム、重炭酸アンモニウム等が挙げられる。アンモ
ニウムの水酸化物としては、例えば水酸化アンモニウム
等が挙げられる。以上に例示したものの他、水溶性のも
のを広く用いることができる。

【００１８】アルミニウム化合物の被覆に際しては、水
中にチタン酸カリウムを分散させた上反応させる方法が
好ましい。その際、アルミニウム化合物の量としては、
チタン酸カリウム中のチタンに対するモル比にして１：
３〜１：１８の割合となるようにするのが好ましい。被
覆反応は通常、５〜８０℃、好ましくは１０〜５０℃に
て１〜５時間程度で進行させることができる。反応後、
必要に応じて水等で洗浄した後乾燥して次の工程に供す
ることができる。

【００１９】本方法に用いる溶融剤としては、アルカリ
金属の塩化物、例えば塩化カリウム、塩化ナトリウムや
アルカリ金属の硫酸塩、例えば硫酸カリウム、硫酸ナト
リウム等を用いることができ、これらは単独で又は２種
以上を混合して用いることができる。溶融剤は必要に応
じて予めジェットミル等の粉砕機にて粒度を細かくして
用いてもよい。また、チタン酸カリウムの表面をアルミ
ニウム化合物に被覆する際に水溶液中に溶解させてもよ
い。

【００２０】溶融剤の添加量としては、アルミニウム化
合物で被覆されたチタン酸カリウムとの合計量の５０〜
９０重量％となるように添加するのがよい。このものを
９００〜１３００℃の温度範囲で通常１０分〜１０時間
程度反応させることによりチタン酸アルミン酸カリウム
ウィスカーを得ることができる。

【００２１】また、結晶内に気孔を有するチタン酸アル
ミン酸カリウムウィスカー（本明細書においては、この
ような繊維もウィスカーの範疇に含める）を生成させる
場合、所定の温度にて反応、育成した後、１０℃／分以
上の冷却速度にて８００℃付近まで徐冷又は水冷等で急
冷すればよい。この場合、結晶内の気孔の占める体積率
は、焼成温度（冷却開始温度）及び冷却速度により制御
可能である。即ち、より高い温度からより大なる冷却速
度で冷却すれば気孔率は大となる。尚、結晶内に気孔を
含まないチタン酸アルミン酸カリウムウィスカーを生成
させる場合、所定の温度にて反応、育成した後、１０℃
／分以下の冷却速度にて８００℃付近まで徐冷すればよ
い。

【００２２】本発明に用いるフィラーとして結晶内に１
〜７０体積％の気孔を有するチタン酸アルミン酸カリウ
ムウィスカーを採用する場合、該ウィスカーは気孔を有
しないウィスカーに比べてかさ比重が小さいため、同じ
強度を出す際により低い重量配合でよいという利点があ
る。

【００２３】（第二の製造法）第二の製造法によれば、
一般式ＴｉＯ₂・ｎＨ₂Ｏ（ｎは０〜８の実数）で示さ
れる粒子形状又は繊維形状のチタン供給成分の中から選
ばれた少なくとも１種と、アルミニウム水酸化物、含水
酸化アルミニウム、アルミニウム無機酸塩及びアルカリ
金属のアルミン酸塩の中から選ばれた少なくとも一種の
アルミニウム供給成分とを、カリウムの塩化物、カリウ
ムの硫酸塩及びカリウムの臭化物からなる群より選ばれ
た少なくとも一種の溶融剤の存在下９００〜１３００℃
の温度に加熱し、更に冷却することにより反応、育成さ
せることによりチタン酸アルミン酸カリウムウィスカー
が製造される。

【００２４】本方法において、チタン供給成分としては
一般式ＴｉＯ₂・ｎＨ₂Ｏ（ｎは０〜８の実数）で示さ
れる粒子形状又は繊維形状のチタン供給成分の中から選
ばれた少なくとも１種を用いる。具体例としては、水和
チタニア粒子、単斜晶酸化チタン粒子、アナターゼ酸化
チタン粒子及びルチル酸化チタン粒子又はこれらの繊維
状物を挙げることができる。繊維状物を原料とする場合
でも、その製造方法は特に制限はなく、直接湿式反応に
て作成した酸化チタン又は水酸化チタン系繊維状物質及
び該繊維状物質の加熱処理品等が挙げられる。

【００２５】本方法のアルミニウム供給成分としては、
アルミニウム水酸化物、含水酸化アルミニウム、アルミ
ニウム無機酸塩及びアルカリ金属のアルミン酸塩の中か
ら選ばれた少なくとも一種を用いる。アルミニウムの水
酸化物としては、水酸化アルミニウム等を例示できる。
含水酸化アルミニウムとしては、ベーマイト（ＡｌＯ
（ＯＨ））、ジアスポア、トーダイト等を例示できる。
アルミニウムの無機酸塩としては、硫酸塩、硝酸塩、塩
化物、非水溶性アルミニウム塩基性塩等を例示できる。
アルミニウムの硫酸塩としては、硫酸アルミニウム、硫
酸アルミニウム１４〜１８水和物、硫酸アルミニウムカ
リウム、硫酸アルミニウムカリウム１２水和物、硫酸ア
ルミニウムナトリウム、硫酸アルミニウムナトリウム１
２水和物、硫酸アンモニウムアルミニウム、硫酸アンモ
ニウムアルミニウム１２水和物等を例示できる。アルミ
ニウムの硝酸塩としては、硝酸アルミニウム、硝酸アル
ミニウム９水和物等を例示できる。アルミニウムの塩化
物としては、塩化アルミニウム、塩化アルミニウム６水
和物等を例示できる。非水溶性アルミニウム塩基性塩と
しては、一般式Ａｌ・（Ｘ）_b・（ＯＨ）_c・ｄＨ₂Ｏ
（式中ＸはＳＯ₄又はＣｌを、ｂ、ｃ及びｄはそれぞれ
０．０２５≦ｂ≦０．２５０、２．５７≦ｃ≦３．０
０、０≦ｄ≦２．０である。）で表わされるものを例示
できる。アルカリ金属のアルミン酸塩としては、アルミ
ン酸カリウム、アルミン酸ナトリウム等を例示できる。
これらアルミニウム供給成分は単独で又は２種以上混合
して使用され得る。これらのアルミニウム供給成分は大
気中加熱により分解して活性な酸化アルミニウムを発生
するものであり、アルミニウム供給成分として酸化アル
ミニウムを直接用いる場合に比べてより低い温度もしく
は短時間で反応を進行させることができる。また、炭酸
カリウムのように非常に高い溶解性を有する融剤成分を
必要としない。

【００２６】溶融剤としては、カリウムの塩化物、カリ
ウムの硫酸塩及びカリウムの臭化物からなる群より選ば
れた少なくとも一種を使用する。カリウムの塩化物とし
ては塩化カリウム等を、硫酸塩としては、硫酸カリウ
ム、亜硫酸カリウム、ピロ硫酸カリウム、ピロ亜硫酸カ
リウム等を、カリウムの臭化物としては、臭化カリウム
等を、それぞれ例示できる。本発明では、更に溶融剤と
してアルカリ金属の塩化物、アルカリ金属の硫酸塩、ア
ルカリ金属の臭化物等を併用することができる。アルカ
リ金属の塩化物としては、カリウムの塩化物に加えて塩
化ナトリウム、塩化リチウム等を例示できる。アルカリ
金属の硫酸塩としては、カリウムの硫酸塩に加えて硫酸
ナトリウム、硫酸ナトリウム１０水和物、亜硫酸ナトリ
ウム、亜硫酸ナトリウム７水和物、ピロ硫酸ナトリウ
ム、ピロ亜硫酸ナトリウム、硫酸リチウム１水和物等が
挙げられる。アルカリ金属の臭化物としては、臭化カリ
ウムに加えて臭化ナトリウム等を例示できる。本発明で
は、これら溶融剤を単独で使用してもよいし、２種以上
混合して使用してもよい。

【００２７】チタン供給成分とアルミニウム供給成分の
割合としては、酸化チタンと酸化アルミニウムのモル比
で１８：１〜２２：５、好ましくは１４：１〜６：１の
割合にて配合し、溶融剤を全重量の３０〜９５重量％、
好ましくは５０〜８０重量％の範囲となるように添加
し、更に溶融剤中のカリウム成分（カリウムの塩化物、
カリウムの硫酸塩及びカリウムの臭化物）が溶融剤全重
量の７０重量％以上、好ましくは８０重量％以上となる
ように配合するのがよい。

【００２８】チタン供給成分、アルミニウム供給成分及
び溶融剤の混合方法は特に限定されるものではなく、混
合後において各供給成分及び溶融剤が微細に分散されて
いる状態である限りいかなる混合方法をも適用できる。
微細な分散の点からは混合と粉砕を兼ねた工程を持つ方
法が望ましい。また、予め各供給成分及び溶融剤を溶解
分散させ、この溶液をスプレードライ乾燥、棚段乾燥又
はドラムドライヤー式乾燥等の方法にて水分を蒸発乾固
する方法を採用してもよく、斯くして各成分が均質に分
散した原料粉末を調製できる。

【００２９】また、一般式Ａｌ・（Ｘ）_b・（ＯＨ）_c
・ｄＨ₂Ｏ（式中ＸはＳＯ₄又はＣｌを、ｂ、ｃ及びｄは
それぞれ０．０２５≦ｂ≦０．２５０、２．５７≦ｃ≦
３．００、０≦ｄ≦２．０である。）で示される非水溶
性アルミニウム塩基性塩をアルミニウム供給成分として
用いる場合、単に乾式混合にてチタン供給成分と溶融剤
とを混合する以外に、その非水溶性を利用し、チタン供
給成分表面にアルミニウム供給成分であるアルミニウム
塩基性塩を付着させたものを好ましく用いることができ
る。このものは、チタン供給成分の水分散液中にて、例
えばアルミニウムの硫酸塩、ハロゲン化物、硝酸塩、水
酸化物及びアルコラート類からなる群より選ばれた少な
くとも一種と、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ金属
炭酸塩、アルカリ金属アルミン酸塩、アンモニウムの炭
酸塩及びアンモニウムの水酸化物よりなる群より選ばれ
た少なくとも一種とを反応させて、チタン供給成分上に
アルミニウム塩基性塩を付着させる方法により得られ
る。斯かる方法により得られた混合物は、作成時に副生
した副生成塩を水洗し又は水洗せずに乾燥あるいは更に
溶融剤を加えた状態にて乾燥を行う。溶融剤を混合せず
に乾燥した混合物は、乾式混合にて所定量の溶融剤を加
え原料粉末とする。ここで用いるチタン供給成分の組
成、形状は特に限定されるものではないが、表面積の大
きな微細な粒子形状物又は繊維形状物が微細混合の面か
ら好適である。

【００３０】前記混合物の加熱焼成に際し、混合物の状
態や形状は特に限定されるものではなく、粉末状態にて
そのまま加熱焼成する方法、顆粒化した後加熱焼成する
方法、シート状にて加熱焼成する方法、ブロック状に成
形して加熱焼成する方法等の各種方法を採用できる。前
記混合物を顆粒化するに当たっては、例えば撹拌機能を
備えたミキサー又はブレンダー内等で、必要に応じて水
分又は加熱により容易にガス化し得る有機バインダーを
添加しながら顆粒化する方法を挙げることができる。前
記混合物をシート状に成形するに当たっては、例えば混
合粉末を加圧状態にてシート化するか、水分又は加熱に
より容易にガス化し得る有機バインダーを添加した後、
押出機等を用いてシート化する方法を挙げることができ
る。前記混合物をブロック状に成形するに当たっては、
原料粉末をそのままもしくは水分又は加熱により容易に
ガス化し得る有機バインダーを添加して成形を容易にし
た後、所定の金型内に原料粉末を入れ、加圧により成形
しブロック状原料とする方法を挙げることができる。

【００３１】上記で所望の状態とされた原料は、次いで
セラミック質等の耐熱容器上に設置され、その耐熱容器
と共にトンネルキルンや電気炉等を用いて加熱焼成する
方法等により加熱焼成される。粉末のまま、もしくは顆
粒化した原料を用いる場合は、ロータリーキルンや流動
焼成法により焼成することもできる。シート状に成形し
た原料を用いる場合は、セラミック質等の耐熱容器もし
くは耐熱板上等に設置し、連続的に加熱焼成する方法を
採用できる点が優れている。

【００３２】加熱焼成条件としては、９００〜１３０
０℃、好ましくは１０００〜１２００℃にて１０分〜１
０時間程度、好ましくは３０分〜５時間程度加熱した
後、室温まで冷却する。

【００３３】上記第一の製造法、第二の製造法又はその
他の方法で得られたチタン酸アルミン酸繊維は、必要に
応じて熱水、温水、希酸水溶液、希アルカリ水溶液によ
り水溶性成分を溶解した後、濾別、水洗、乾燥し、好ま
しくは分級することにより不純物が除去され繊維形状の
整った微細なチタン酸アルミン酸カリウム繊維とするこ
とができる。

【００３４】本発明においては、チタン酸アルミン酸カ
リウム繊維に対して各種カップリング剤による表面処理
を行うことが目的物の機械強度向上の観点から好まし
い。好ましい表面処理剤としては、シラン系、チタネー
ト系、アルミニウム系、ジルコニウム系、ジルコアルミ
ニウム系、クロム系、ボロン系、リン系及びアミノ酸系
カップリング剤を挙げることができる。

【００３５】チタン酸アルミン酸カリウム繊維の表面を
カップリング剤で表面処理する方法としては、任意の方
法を採用することができるが、好ましくはスプレー装置
の付いた撹拌機内にチタン酸アルミン酸カリウム繊維を
投入して撹拌下にカップリング剤をスプレーする方法、
水又は有機溶媒にカップリング剤を溶解してこの溶液内
にチタン酸アルミン酸カリウム繊維を浸漬した後乾燥し
て水又は有機溶媒を除去する方法、室温〜２５０℃程度
の温度にてカップリング剤とチタン酸アルミン酸カリウ
ム繊維を混合する方法等を採用できる。

【００３６】これらカップリング剤の添加量としては、
繊維形状、樹脂種、カップリング剤及び複合化方法によ
り適宜決定されるが、通常、チタン酸アルミン酸カリウ
ム繊維１００重量部に対して０．０１〜１５重量部、好
ましくは０．１〜１０重量部配合するのがよい。

【００３７】本発明において、チタン酸アルミン酸カリ
ウム繊維を樹脂に配合する配合割合としては、樹脂の補
強効果、特に剛性、耐クリープ性、熱変形温度の向上、
限界ＰＶ値の向上、更には寸法精度の向上の点から、本
発明組成物中に２〜６０重量％、好ましくは５〜５０重
量％、更に好ましくは１０〜４０重量％とするのが適当
である。配合量が２重量％未満では、樹脂組成物の機械
的強度を十分向上させることができず、一方、６０重量
％を超えてチタン酸アルミン酸カリウム繊維を用いて
も、使用量に見合う機械強度の向上は余り認められず、
且つ、組成物の造粒化が困難になるという不都合を生じ
るため好ましくない。

【００３８】本発明の組成物には、必要に応じてタル
ク、マイカ、ワラストナイト、炭酸カルシウム等の充填
剤、ガラス繊維、カーボン繊維等の補強剤、顔料、酸化
防止剤、帯電防止剤、滑剤、熱安定剤、難燃剤等を適宜
添加してもよい。

【００３９】本発明の組成物の製造に当たっては、通常
の混合操作、例えばバンバリーミキサー法、インターナ
ルミキサー法、押出造粒法等を適宜採用できる。

【００４０】本発明の樹脂組成物は、例えば引張強度、
曲げ強度等の機械的強度を利用した電気部品、自動車部
品、建材等の構造部材、摺動部材、服飾材料等に有用で
ある

【００４１】。

【実施例】以下に参考例及び実施例を挙げ、本発明を一
層明瞭なものとする。

【００４２】参考例１６チタン酸カリウムウィスカー（大塚化学株式会社製、
ＴＩＳＭＯ−Ｎ）２００ｇを水２．５リットルに分散さ
せた後、重炭酸アンモニウム２２８．４ｇを添加し、塩
化アルミニウム６水和物１８８．５ｇを水に溶解して４
００ｍｌとした溶液を撹拌しながらゆっくり加えて反応
させた。この間、反応温度を３０〜４０℃に保持して３
時間反応を続行した。反応終了後、反応液のｐＨは７．
４であった。次に反応物を濾過し、水で洗浄して不純物
を除去し、８０℃で乾燥すると反応乾燥物が２６３．０
ｇ得られた。このものを分析した結果、６チタン酸カリ
ウムは、酸化アルミニウム換算にて１５．１％、硫酸塩
として０．００３％及び強熱減量が８．０９％を含む水
酸化アルミニウム化合物により被覆されていた。

【００４３】更にこの水酸化アルミニウム化合物により
被覆された６チタン酸カリウム繊維に硫酸カリウム（Ｋ
₂ＳＯ₄）を重量比で１：４にて乳鉢で十分混合した後、
加圧成形し、１１５０℃で３時間焼成した。焼成後８０
０℃の温度まで５℃／分の速度にて冷却し、その後炉冷
により室温まで冷却し、焼成物を得た。焼成物を水中に
て煮沸し、水洗、濾別、乾燥し淡黄色粉末を得た。この
ものはＸ線回折、元素分析等によりＫ_2.0Ａｌ_2.0Ｔｉ
_6.0Ｏ₁₆であり、平均径２μｍ、平均長さ３０μｍのチ
タン酸アルミン酸カリウムウィスカーであることがわか
った。

【００４４】参考例２焼成後の冷却を、炉内から取り出し、冷水中にて急冷し
た以外は参考例１と同条件で反応を行い、淡黄色粉末を
得た。このものはＸ線回折、元素分析等の結果からＫ
_2.0Ａｌ_2.0Ｔｉ_6.0Ｏ₁₆であり、平均径２μｍ、平均長
さ３０μｍで全体積に対し結晶中約５０重量％の気孔を
有するチタン酸アルミン酸カリウムウィスカーであっ
た。

【００４５】参考例３８チタン酸カリウムウィスカー（大塚化学株式会社製、
ＴＩＳＭＯ−Ｄ）２００ｇを水２．５リットルに分散さ
せ２０〜３０℃の温度で撹拌しながら、硫酸アルミニウ
ム１８水塩４７．３ｇを水に溶解させ１１０ｍｌとした
溶液並びにアルミン酸ナトリウム（Ｎａ₂Ｏ・Ａｌ
₂Ｏ₃）１６．６ｇと水酸化ナトリウム５．２ｇを溶かし
て１００ｍｌとした溶液を、反応液がｐＨ７〜９の範囲
内となるようゆっくり加え、５時間反応させた。反応終
了後の反応液のｐＨは７．２であった。次に反応物を濾
過し、水で洗浄して不純物を除去し、９０℃で乾燥する
と反応乾燥物が２３８．８ｇ得られた。このものを分析
した結果、８チタン酸カリウムは、酸化アルミニウム換
算にて７．３６％、硫酸塩として３．３１％及び強熱減
量が５．１９％の塩基性硫酸アルミニウム化合物により
被覆されていた。

【００４６】このものに塩化カリウム（ＫＣｌ）と硫酸
カリウム（Ｋ₂ＳＯ₄）をモル比で１：３となるよう配合
した混合粉末を重量比で１：９にて乳鉢で十分混合した
後、加圧成形し、１２５０℃で３時間焼成した。焼成後
８００℃の温度まで１℃／分の速度にて冷却し、その後
炉冷により室温まで冷却し、焼成物を得た。焼成物を水
中にて煮沸し、水洗、濾別、乾燥し淡黄色粉末を得た。
このものはＸ線回折、元素分析等の結果、Ｋ_1.0Ａｌ_1.0
Ｔｉ_7.0Ｏ₁₆であり、平均径３μｍ、平均長さ５０μｍ
のチタン酸アルミン酸カリウムウィスカーであった。

【００４７】参考例４アナターゼ型二酸化チタン粉末（平均粒子径０．７μ
ｍ）及び炭酸カリウム粉末（平均粒径３μｍ）を４：１
（モル比）の割合で混合し、これにＫ₂ＭｏＯ₄を１：８
（モル比）で加え混合した。得られた混合物を白金製ル
ツボ内に入れ、電気炉中にて１１００℃で４時間加熱焼
成した後、４℃／時間の速度で９００℃まで徐冷し、そ
の後室温（２０℃）まで冷却したところ繊維状結晶の塊
を得た。

【００４８】得られた塊を水中で解繊し、更に濾別、水
洗して溶融剤を除去した後乾燥し白色粉末を得た。得ら
れた繊維状物質を粉末Ｘ線分析にて同定したところ、全
てＫ₂Ｔｉ₄Ｏ₉相であることを確認した。また繊維結晶
の径は０．１〜１μｍ、平均長さは２０μｍであった。

【００４９】このチタン酸カリウム繊維を、１Ｎ酢酸溶
液１００ｍｌに対して５ｇの割合で浸漬し、約３時間撹
拌しながらＫ₂Ｏ成分の抽出を行った後濾別、水洗、及
び１００℃にて１２時間乾燥し、水和チタニア繊維を得
た。得られた繊維状物質をＸ線回折にて同定したとこ
ろ、全てＨ₂Ｔｉ₄Ｏ₉相を示した。また繊維結晶の径は
０．１〜１μｍ、平均長さは１８μｍであった。

【００５０】得られたＨ₂Ｔｉ₄Ｏ₉繊維１０ｇを水２５
０ｍｌに分散した後、無水硫酸アルミニウム（Ａｌ
₂（ＳＯ₄）₃）６．７５ｇを水に溶解し、５０ｍｌとし
た溶液及び水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）１．５６ｇを
水に溶解し１０ｍｌとした溶液を同時に撹拌しながらゆ
っくりと加えて反応させた。この間、反応温度を３０〜
４０℃に保持して３時間反応を続行した。反応終了後の
反応液のｐＨは７．６３であった。尚、この時点で反応
液を少量取り、濾過、水洗、乾燥した後化学分析した結
果、Ｈ₂Ｔｉ₄Ｏ₉繊維と共に非水溶性のＡｌ・（ＳＯ₄）
_0.151・（ＯＨ）_2.85・０．４Ｈ₂Ｏで示されるアルミニ
ウム塩基性塩が生成していた。反応終了後、更に硫酸カ
リウム（Ｋ₂ＳＯ₄）３１ｇ及び臭化カリウム１２．５ｇ
を加え、室温にて１５分保持した。作成したスラリーを
ステンレス製容器に入れ、乾燥機により８０℃にて１２
時間乾燥し、水分を除去した。その後、乳鉢にて乾燥品
を十分に粉砕し、粉末原料とした。得られた原料粉末を
電子顕微鏡によるエネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＥＤ
Ｓ）にて分析した結果、Ｈ₂Ｔｉ₄Ｏ₉繊維表面付近にＡ
ｌ成分が多く存在し、且つ硫酸カリウムと塩化カリウム
が粉末内で均一に分散したものであった。

【００５１】更に得られた原料粉末をアルミナ製ルツボ
内に入れ、電気炉にて５℃／分の速度にて１１５０℃ま
で昇温し、該温度で２時間保持した後、８００℃まで１
０℃／分の速度で降温し、以後、炉冷により室温まで冷
却し焼成物を得た。焼成物は水中にて煮沸し、水洗、濾
別により溶融剤を除去し、乾燥することにより、淡黄色
粉末を得た。このものはＸ線分析、元素分析からＫ_2.0
Ａｌ_2.0Ｔｉ_6.0Ｏ₁₆であり、平均径１μｍ、平均長さ２
０μｍのチタン酸アルミン酸カリウムウィスカーであっ
た。

【００５２】実施例１〜４及び比較例１高結晶ポリプロピレンＫ５２３０（ＨＣＰＰ、チッソ株
式会社製）及び参考例１にて作成したチタン酸アルミン
酸カリウム繊維を１％のチタネート系カップリング剤
（ＴＴＳ、味の素株式会社製）で表面処理したものを、
下記表１に示す配合組成で、２２０℃に設定した４５ｍ
ｍφ二軸押出機にて、溶融させたＫ５２３０に繊維を混
入し、押出し造粒した。その後、下記条件下で射出成形
を行い、物性測定用テストピースを作製した。

【００５３】シリンダー温度：２１０℃ 射出圧力：５００ｋｇ／ｃｍ² 射出時間：１５秒金型温度：６０℃ 得られた各テストピースにつき機械的強度を測定し、そ
の結果を表１に示す。

【００５４】尚、以下、各実施例における引張強さ、曲
げ強さ、曲げ弾性率、ＩＺＯＤ衝撃値についての測定
は、ＪＩＳＫ−７１１３、ＪＩＳＫ−７２０３、Ｊ
ＩＳＫ−７１１０に基づき行った。

【００５５】

【表１】

【００５６】実施例５〜８及び比較例２ジュラコンＭ９０ー４４（ポリアセタール、ポリプラス
チックス株式会社製）及び参考例２にて作製したチタン
酸アルミン酸カリウム繊維を１％のエポキシシラン（Ａ
−１８７、日本ユニカ株式会社製））で表面処理したも
のを、下記表２に示す配合組成で、２００℃に設定した
４５ｍｍφ二軸押出機にて、溶融させたＫ５２３０に繊
維を混入し、押出し造粒した。その後、下記条件下で射
出成形を行い、物性測定用テストピースを作製した。

【００５７】シリンダー温度：２００℃ 射出圧力：１０００ｋｇ／ｃｍ² 射出時間：２０秒金型温度：８０℃ 得られた各テストピースにつき機械的強度を測定し、そ
の結果を表２に示す。

【００５８】

【表２】

【００５９】実施例９〜１２及び比較例３レオナ１３００Ｓ（ナイロン−６，６、旭化成工業株式
会社製）及び参考例３にて作製したチタン酸アルミン酸
カリウム繊維を１％のアミノシシラン（Ａ−１１００、
日本ユニカ株式会社製））で表面処理したものを、下記
表３に示す配合組成で、２７０℃に設定した４５ｍｍφ
二軸押出機にて、押出し造粒した。その後、下記条件下
で射出成形を行い、物性測定用テストピースを作製し
た。

【００６０】シリンダー温度：２８０℃ 射出圧力：８００ｋｇ／ｃｍ² 射出時間：１０秒金型温度：８０℃ 得られた各テストピースにつき機械的強度を測定し、そ
の結果を表３に示す。

【００６１】

【表３】

【００６２】比較例４〜７補強繊維が１ｗｔ％のアミノシラン（Ａ−１１００、日
本ユニカ株式会社製）で表面処理したチタン酸カリウム
繊維（ＴＩＳＭＯ−Ｎ、平均繊維長１５μｍ、平均繊維
径０．３μｍ、大塚化学株式会社製）を使用した以外は
実施例９〜１２と同様の条件により物性測定用テストピ
ースを作製した。

【００６３】得られた各テストピースにつき機械的強度
を測定し、その結果を表４に示す。

【００６４】

【表４】

【００６５】比較例８〜１１補強繊維が１ｗｔ％のアミノシラン（Ａ−１１００、日
本ユニカ株式会社製）で表面処理したホウ酸アルミニウ
ム繊維（アルボレックスＹ、平均繊維長２０μｍ、平均
繊維径０．５μｍ、四国化成工業株式会社製）を使用し
た以外は実施例９〜１２と同様の条件により物性測定用
テストピースを作製した。

【００６６】得られた各テストピースにつき機械的強度
を測定し、その結果を表５に示す。

【００６７】

【表５】

【００６８】実施例１３〜１４及び比較例１２〜１３ユーピロンＳ−２０００（ポリカーボネート（粘度平均
分子量Ｍｖ２４０００），三菱ポリプラスチックス株式
会社製）に表６に示す各種繊維を１ｗｔ％のエポキシシ
ラン（Ａ−１８７、日本ユニカ株式会社製）で表面処理
したものを、表６に示す配合組成で、２８０℃に設定し
た４５ｍｍφ二軸押出機にて、押出し造粒した。その
後、下記条件下で射出成形を行い、物性測定用テストピ
ースを作製した。

【００６９】シリンダー温度：３００℃ 金型温度：８０℃ 得られた各テストピースにつき機械的強度を測定し、そ
の結果を表６に併せて示す。

【００７０】尚、Ｍｖは塩化メチレンに１．０ｇ／ｄｌ
の濃度で溶解した溶液から求めた２０℃での比粘度（η
ｓｐ）を下式に従い算出したものである。

【００７１】

【数１】

【００７２】

【表６】

【００７３】滞留物性評価は、成形時に通常成形（シリ
ンダー内滞留時間３０秒）を行ったものを初期成形品と
し、シリンダー内滞留時間３０分間を経た後の２ショッ
ト目の成形品を滞留後成形品として評価した。

【００７４】実施例１５〜１８及び比較例１４ジュラネックス２００２（ＰＢＴ樹脂、ポリプラスチッ
クス株式会社製）及び参考例１にて作製したチタン酸ア
ルミン酸カリウム繊維を１ｗｔ％のエポキシシラン（Ａ
−１８７、日本ユニカ株式会社製））で表面処理したも
のを、表７に示す配合組成で、２４０℃に設定した４５
ｍｍφ二軸押出機にて、押出し造粒した。その後、下記
条件下で射出成形を行い、物性測定用テストピースを作
製した。

【００７５】シリンダー温度：２４５℃ 射出圧力：８００ｋｇ／ｃｍ² 射出時間：２０秒金型温度：８０℃ 得られた各テストピースにつき機械的強度を測定し、そ
の結果を表７に示す。

【００７６】

【表７】

【００７７】実施例１９〜２１及び比較例１５ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル型液状樹脂
（商品名エピコート８２８、油化シェルエポキシ株式会
社製）１００重量部に対して、硬化剤として芳香族系ア
ミン（商品名エピキュアＺ、油化シェルエポキシ株式会
社製）２０重量部の割合で加え、混合槽にて均一に混合
する。この組成物にアミノシラン（Ａ−１１００、日本
ユニカ株式会社製）１ｗｔ％で表面処理した参考例１で
製造したチタン酸アルミン酸カリウム繊維を下記表８に
示す配合組成の割合で万能混合撹拌機を用いて混練後、
１５０℃に加熱した圧縮成形金型に入れ、圧縮成形を行
った。これらの配合物を、更に１５０℃で３時間後硬化
処理を行ったものの特性を測定した。結果を表８に示
す。

【００７８】

【表８】

【００７９】実施例２２〜２５及び比較例１６ビスマレイミドトリアジン樹脂（商品名ＢＴ−４４８
０、三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製）
及びエポキシシラン（Ａ−１８７、日本ユニカ株式会社
製）１ｗｔ％で表面処理した参考例１で製造したチタン
酸アルミン酸カリウム繊維を下記表９に示す配合割合で
万能撹拌混合機を用いて６０分間撹拌した。次に金型内
に充填し、蓋をしない圧縮成形機内で温度を１７０℃に
して溶融させる。溶融しはじめたら蓋をして圧力をか
け、ガス抜きを１０分程度行った後、１７０℃、５０ｋ
ｇ／ｃｍ²で９０分間加熱加圧して平板を作成し、徐冷
後、各試験片を作成し、各物性を測定した。結果を表９
に示す。

【００８０】

【表９】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂にチタン酸アルミン酸カリウム繊維
を２〜６０重量％含有させたことを特徴とする樹脂組成
物。
【請求項２】チタン酸アルミン酸カリウム繊維がウィ
スカーである請求項１記載の樹脂組成物。
【請求項３】チタン酸アルミン酸カリウム繊維が化学
式Ｋ_XＡｌ_XＴｉ_8-XＯ₁₆（０．８≦Ｘ≦２．５）で示さ
れる組成を有し、且つ繊維内部に０〜７０体積％の気孔
を有することを特徴とする請求項１又は２記載の樹脂組
成物。
【請求項４】チタン酸アルミン酸カリウム繊維の表面
が表面処理剤にて処理されていることを特徴とする請求
項１、２又は３記載の樹脂組成物。