JPH10237283A

JPH10237283A - 繊維強化熱可塑性樹脂組成物

Info

Publication number: JPH10237283A
Application number: JP3954897A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Sakai; 秀敏坂井; Hiromitsu Ishii; 博光石井; Motonori Hiratsuka; 元紀平塚
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1997-02-24
Filing date: 1997-02-24
Publication date: 1998-09-08

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、成形性や機械的性質並びに加水分解
性に優れた繊維強化熱可塑性樹脂組成物、および高い生
産性のその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】ポリブチレンテレフタレート、強化繊維、
エポキシ化合物からなる繊維強化熱可塑性樹脂組成物に
おいて、組成物中の強化繊維の重量平均繊維長(Ｌｗ)
と繊維径( ｄ) の関係( Ｌｗ／ｄ) が５０〜２５０であ
り重量平均繊維長( Ｌｗ) と数平均繊維長( Ｌｎ) の比
( Ｌｗ／Ｌｎ) が１．１〜３．５であることを特徴とす
繊維強化熱可塑性樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、強化繊維を開繊し繊維
長が制御され、成形性や機械的性質に優れた繊維強化熱
可塑性樹脂組成物および高い生産性のその製造方法に関
する。更には、熱的特性、特に加水分解性に優れた繊維
強化熱可塑性樹脂組成物に関する。

【０００２】

【発明の属する技術分野】繊維強化熱可塑性樹脂は、そ
の優れた機械的性質を活かして、自動車部品やＯＡ機器
等の種々の用途に使用されており、例えば、特公昭４１
−２０７３８号公報のごときチョップドストランドを押
出機を用いて混練する方法がある。しかしこの方法で
は、強化繊維が破損してしまい良好な機械的性質を発現
しない。そのため、強化繊維の繊維長を長くして機械的
性質等を改良する検討が進められ、特公昭６３−３７６
９４号公報のごときプルトルージョン法（引抜成形法）
によって連続した強化繊維のロービングを熱可塑性樹脂
で被覆し、所定の長さに切断する繊維強化熱可塑性樹脂
組成物や、特公昭４４−１６７９３号公報のごとくガラ
ス繊維を紐の形で螺旋押出機中にある溶融体中に入れ適
当な長さに切断する方法が知られている。しかしなが
ら、これらの組成物は強化繊維は長くなるものの、開繊
度合や混練作用が不十分となるため流動性や機械的性質
が不十分であるばかりで無く、生産性も低い。また、強
度や熱的特性、特に加水分解性を向上させる目的で、特
公昭５５−４１７００号公報や特開平６−２１２０６５
号公報に記載されているようにエポキシ化合物を強化材
と共に用いることが提案されている。しかし、このよう
な方法でも、大きな向上効果を得るのは難しい。

【０００３】そこで本発明は、上述の従来技術の問題点
を解消し、機械的特性や加水分解性に優れると同時に、
成形性に優れる繊維強化熱可塑性樹脂組成物を得ること
を課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、
（１）（Ａ）ポリブチレンテレフタレート、（Ｂ）強化
繊維、および（Ｃ）エポキシ化合物を配合してなる繊維
強化熱可塑性樹脂組成物において、組成物中の（Ｂ）強
化繊維の重量平均繊維長（Ｌｗ）と繊維径（ｄ）の関係
（Ｌｗ／ｄ）が５０〜２５０であり、重量平均繊維長
（Ｌｗ）に対する数平均繊維長（Ｌｎ）の比（Ｌｗ／Ｌ
ｎ）が１．１〜３．５である繊維強化熱可塑性樹脂組成
物、（２）（Ａ）〜（Ｂ）成分の配合量が、（Ａ）およ
び（Ｂ）の合計に対して（Ａ）ポリブチレンテレフタレ
ート４０〜９９重量％、（Ｂ）強化繊維１〜６０重量％
であり、（Ｃ）エポキシ化合物が（Ａ）と（Ｂ）の合計
１００重量部に対して、２．５重量部以下である上記
（１）記載の繊維強化熱可塑性樹脂組成物、（３）
（Ａ）ポリブチレンテレフタレートが、ＣＯＯＨ末端基
１０〜６０ｅｑ／ｔ、固有粘度０．６０〜１．２５のポ
リブチレンテレフタレートである上記（１）または
（２）記載の繊維強化熱可塑性樹脂組成物、（４）
（Ａ）ポリブチレンテレフタレートが、ＣＯＯＨ末端基
２０〜５５ｅｑ／ｔ、固有粘度０．６５〜１．１０のポ
リブチレンテレフタレートである上記（１）〜（３）の
いずれか記載の繊維強化熱可塑性樹脂組成物、および、
（５）（Ｃ）エポキシ化合物がグリシジルエステルを有
する化合物、グリシジルエーテルを有する化合物および
グリシジルエステルとグリシジルエーテルから選ばれた
１種以上である上記（１）〜（４）のいずれか記載の繊
維強化熱可塑性樹脂組成物である。

【０００５】本発明はまた、（６）上記（１）〜（５）
のいずれか記載の繊維強化熱可塑性樹脂組成物からなる
ペレット、および、（７）スクリューおよび／またはシ
リンダーの少なくとも一部を、表面異形化加工した開繊
・繊維長制御機構部を設けた押出機を使用し、（Ａ）成
分のポリブチレンテレフタレートと（Ｃ）成分のエポキ
シ化合物を溶融すると共に、該溶融状態にあるポリブチ
レンテレフタレート中に連続状態にある（Ｂ）成分の強
化繊維を供給し、前記開繊・繊維長制御機構部を通過さ
せながら強化繊維を開繊し、繊維長を制御することによ
り上記（１）〜（５）のいずれか記載の繊維強化熱可塑
性樹脂組成物を製造することを特徴とする繊維強化熱可
塑性樹脂組成物の製造方法である。

【０００６】

【発明の実施の態様】以下に、本発明を更に詳細に説明
する。本発明で使用する（Ａ）ポリブチレンテレフタレ
ートとは、テレフタル酸あるいはそのエステル形成性誘
導体と１，４−ブタンジオールあるいはそのエステル形
成性誘導体とを主成分とし重縮合反応させる等、通常の
重合法によって得られる重合体であって、特性を損なわ
ない範囲において共重合成分を２０ｗｔ％未満程度含ん
でも良い。これら（共）重合体の好ましい例としては、
ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレン（テレフタ
レート／イソフタレート）、ポリブチレン（テレフタレ
ート／アジペート）、ポリブチレン（テレフタレート／
セバケート）、ポリブチレン（テレフタレート／デカン
ジカルボキシレート）、ポリブチレン（テレフタレート
／ナフタレート）、ポリ（ブチレン／エチレン）テレフ
タレート等が挙げられ、単独で用いても２種以上混合し
ても良い。

【０００７】さらに、これらの重合体および共重合体に
おいて、ｍ−クレゾール溶液をアルカリ溶液で電位差滴
定して求めたＣＯＯＨ末端基量が１０〜６０ｅｑ／ｔ
（ポリマー１トン当たりの末端基量）の範囲にあるもの
が好ましく、さらには２０〜５５ｅｑ／ｔが好ましい。
また、ｏ−クロロフェノール溶液を用いて２５℃で測定
したときの固有粘度は０．６０〜１．２５の範囲にある
ものが好ましく、さらには０．６５〜１．１０が好まし
く、さらに０．６５〜０．９５が好ましい。このような
最適の条件を満たした場合に、成形時の流動性や機械的
性質に特に優れた繊維強化熱可塑性樹脂組成物が得られ
る。

【０００８】本発明の組成物中の（Ｂ）強化繊維は、通
常樹脂の補強用として用いられているものならば特に限
定されるものではなく、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊
維および有機繊維（ナイロン、ポリエステル、アラミ
ド、ポリフェニレンスルフィド、液晶ポリマ、アクリル
等）等を使用することが可能であり、１種または２種以
上併用することも可能であるが、ガラス繊維や炭素繊維
が最も望ましい。また、繊維径は通常樹脂の補強用とし
て使用されるものであれば特に限定されるものではな
く、好ましくは、直径４〜２５μｍ、特に６〜２０μｍ
の繊維を使用することができる。組成物中の強化繊維の
重量平均繊維長（Ｌｗ）と繊維径（ｄ）の関係（Ｌｗ／
ｄ）は５０〜２５０、さらに好ましくは５３〜２００で
あり、重量平均繊維長（Ｌｗ）に対する数平均繊維長
（Ｌｎ）の比（Ｌｗ／Ｌｎ）が１．１〜３．５、さらに
好ましくは１．１〜２．０であることが好ましい。Ｌｗ
／ｄが小さい場合には十分な機械的性質の向上効果が得
られず、大きい場合には強化繊維が絡み合い不均一にな
ったり流動性を悪化させるため好ましくない。また、Ｌ
ｗ／Ｌｎが、１．１未満では実質的に繊維長が一定であ
るプルトルージョン法などで得られる組成物を意味し、
この場合、強化繊維の開繊性が劣り良好な成形性（流動
性）が得られない。大きい場合には、繊維のからみあい
のため不均一な流動になり、均一な成形品が得られない
ため望ましくない。本発明において重量平均繊維長およ
び数平均繊維長は、成形品の一部を５００℃の電気炉内
で熱可塑性樹脂のみ燃焼させたものを顕微鏡で写真撮影
し、その写真から５００本以上の繊維の長さを計測し、
その繊維長分布から求めることができる。

【０００９】なお、重量平均繊維長（Ｌｗ）と数平均繊
維長（Ｌｎ）は、各々次のように定義されるものであ
る。

【００１０】

【数１】重量平均繊維長（Ｌｗ）＝Σ（ρπｒ²Ｌｉ×Ｌｉ）／Σ（ρπｒ²Ｌｉ）＝ΣＬｉ²／ΣＬｉ数平均繊維長（Ｌｎ）＝ΣＬｉ／ｎただし、ρ：強化繊維の密度ｒ：強化繊維の半径Ｌｉ：ｉ番目の強化繊維の長さｎ：強化繊維の本数

【００１１】また、本発明において強化繊維は組成物中
で開繊していることが好ましく、かかる開繊性とは組成
物中の強化繊維が実質的に単繊維にまで開繊している状
態をいい、具体的には観察した強化繊維の内で１０本以
上束になった強化繊維の本数が強化繊維の総本数の４０
％以下程度にあることを意味する。

【００１２】（Ａ）ポリブチレンテレフタレートと
（Ｂ）強化繊維の配合比は、機械的性質や成形性、表面
平滑性の点から、（Ａ）と（Ｂ）の合計に対して、
（Ｂ）強化繊維が１〜６０重量％であることが好まし
く、特に３〜５５重量％であることが好ましい。

【００１３】本発明で使用する（Ｃ）エポキシ化合物と
しては、１グラム当量のエポキシ基を含む化合物のグラ
ム数であるエポキシ当量が１０００以下であるエポキシ
基を有する化合物が、耐加水分解性の改良効果の点から
好ましく挙げられ、一般に熱可塑性樹脂に添加して使用
されるものであってもよい。

【００１４】さらに分子内にグリシジルエステルを有す
る化合物、グリシジルエーテルを有する化合物、グリシ
ジルエステルとグリシジルエーテルの両者を有する化合
物が好ましく挙げられる。これらのエポキシ化合物は１
種または２種以上で用いられ、特にグリシジルエステル
を有する化合物とグリシジルエーテルを有する化合物の
併用やグリシジルエステルとグリシジルエーテルの両者
を有する化合物の配合が好ましい。具体的なエポキシ化
合物としては、レゾルシンジグリシジルエーテル、ソル
ビトールポリグリシジルエーテル、ジエチレングリコー
ルジグリシジルエーテル、ジブロモフェニルグリシジル
エーテル、ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジ
ルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエー
テル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテ
ル、ポリグリセリンポリグリシジルエーテル、アクリル
グリシジルエーテル、ソルビタンポリグリシジルエーテ
ル、ｐ−ｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、フェ
ニルグリシジルエーテル、ビスフェノール−Ａ−ジグリ
シジルエーテル、ビスフェノール−Ｓ−ジグリシジルエ
ーテル、ヒドロキノンジグリシジルエーテル、ダイマー
酸ジグリシジルエステル、ｏ−フタル酸ジグルシジルエ
ステル、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、
ネオデカン酸グリシジルエステル、テレフタル酸ジグリ
シジルエステル、大豆油グリシジルエステル、安息香酸
モノグリシジルエステル、ステアリン酸モノグリシジル
エステル、ラウリン酸モノグリシジルエステル、ｐ−ヒ
ドロキシベンゾイック酸グリシジルエステルエーテルな
どが挙げられる。

【００１５】本発明における（Ｃ）エポキシ化合物の添
加量は、加水分解性や成形性（流動性）の点から、
（Ａ）ポリブチレンテレフタレートと（Ｂ）強化繊維の
合計１００重量部に対して、２．５重量部以下であるこ
とが好ましく、特に１．５重量部以下であることが好ま
しい。下限については必須成分とする以外は特に制限は
ないが、０．０３重量部以上であることが好ましく、特
に０．０５重量部以上であることが好ましい。

【００１６】本発明の繊維強化熱可塑性樹脂組成物を製
造する方法は、上記の規定を満足する組成物が得られる
方法であれば特に制限はないが、最も好ましい方法は、
熱可塑性樹脂と連続した強化繊維を押出機シリンダ内で
溶融混練することにより繊維強化熱可塑性樹脂組成物を
製造する方法である。詳しくは、溶融した熱可塑性樹脂
と連続した強化繊維とをスクリュ表面および／またはシ
リンダ内壁の少なくとも一部が表面異形化加工されたス
クリュおよび／またはシリンダで形成される制御機構部
を通過させることにより、異形化加工表面の櫛作用で強
化繊維を開繊し、繊維長を制御する方法である。

【００１７】上述の連続した強化繊維を開繊し、繊維長
を制御するスクリュおよび／またはシリンダを加工した
押出機とは、単軸または多軸のスクリュ式の押出機であ
って、その内部に連続した強化繊維の開繊度合や繊維長
の制御機構部を含む押出機を言う。連続した強化繊維
は、スクリュフライトとシリンダ間の剪断力によって押
出機シリンダ内に一定速度で巻き込まれ、スクリュに巻
き付きながら前進する。通常樹脂はスクリュの溝内を流
動するが、上記の方法において連続した強化繊維はスク
リュフライトを乗り越えて前進する。従って、スクリュ
外周部やシリンダ内壁に種々の加工をほどこすことによ
って、スクリュに巻き付いた強化繊維にスクリュとシリ
ンダ間で“櫛”の作用を及ぼすことができる。具体的な
制御機構部の例としては、スクリュ表面、好ましくは円
柱状のスクリュ表面やニュートラルエレメントなどの楕
円状のスクリュ表面に、異形化加工を施すことが挙げら
れ、異形化加工としては凹凸加工を施す事が挙げられ
る。凹凸を形成する方法は特に制限はないが、切削加
工、研削加工、ブラスト加工等を採用することができ
る。凹凸の形態としては、刃状の加工や網目状の加工な
どが挙げられ、連続した強化繊維を開繊し繊維長を制御
することが可能な形態であれば特に限定するものではな
い。図１ａ，ｂは、スクリュ１の表面に、またシリンダ
３の内壁に刃状の凹凸加工２，４を施した例である。こ
れらはスクリュ軸と垂直方向に特定の刃先角度で凹凸を
形成した刃状加工部２、４であり、刃状加工部２、４は
図２に示すように、特定の刃先角度（θ）、凸凹形状の
山頂と谷底の高さ（ｈ）および山頂とその隣の山頂の距
離、ピッチ（ｔ）により表現し得る。特定の刃先角度
（θ）は６０度以下が望ましく特に４５度以下が好まし
い。凹凸形状の山頂と谷底の高さ（ｈ）は繊維径の３０
倍以上が望ましく、更に好ましくは７０倍以上が望まし
い。刃状加工の刃先角度が大きすぎたり台形形状の場合
や、凹凸の山頂と谷底の高さの繊維径に対する割合が小
さすぎる場合では、強化繊維に対し“櫛”として及ぼす
作用が小さくなり開繊性が悪くなったり、擦り潰し作用
により繊維長が短くなる傾向がある。刃先とそれに隣接
する刃先の距離であるピッチ（ｔ）は強化繊維径の３０
〜２００倍にすることが好ましい。

【００１８】上記制御機構部は、連続した強化繊維の投
入部に隣接して、設ける事が望ましい。投入部から離れ
過ぎると、強化繊維が制御機構部に到達する前に、通常
のスクリュフライトとシリンダ間で擦り切れてしまい、
繊維長や開繊度合の制御が困難となるため、望ましくな
い。また、投入部以降に通常の混練部や逆流部を設ける
と、そこで強化繊維が破損するため望ましくない。投入
部と制御機構部間に混練部を設けると、前述と同様に強
化繊維が切れてしまい、制御できなくなる。更に、制御
機構部以降に混練部を設けた場合も、特に繊維長を短く
したい場合を除けば、繊維が破損してしまうため望まし
くない。

【００１９】連続した強化繊維の投入部は、熱可塑性樹
脂の溶融部よりも下流に設け、溶融した樹脂中に投入す
る。樹脂と同時に投入すると、樹脂の溶融時に繊維が切
れてしまい、制御できなくなる傾向にある。また、連続
した強化繊維の投入部は窒素などでシールし、溶融樹脂
と空気との接触を断つことが樹脂の酸化劣化を防止する
点で望ましい。

【００２０】押出機としては、特に限定する物はない
が、特にユニット構造の二軸押出機のような多軸の押出
機が簡便である。多軸押出機としては、最も一般的な二
軸押出機が好ましく、同方向、異方向、噛み合い型、非
噛み合い型、どのタイプでも良いが、同方向が最も好ま
しい。また、スクリュとしても、深溝や浅溝、１条、２
条、３条ネジ等が利用できる。二軸押出機は、単軸押出
機に比較すると、樹脂供給量とスクリュ回転数を独立に
制御できるため、強化繊維の添加量を制御しやすい。ま
た、ユニット構造であれば、開繊度合や繊維長の制御機
構部を設けやすく、かつその位置も変えやすい点で有利
である。

【００２１】また、樹脂や繊維から発生する揮発成分や
強化繊維が抱き込む気泡による、物性の低下や外観不良
を防止する目的から、開繊度合や繊維長の制御機構部以
降に、脱気口を設けることが望ましい。

【００２２】本発明においては、繊維供給後の円柱や楕
円筒等のスクリュの表面及び／又はシリンダの内壁の少
なくとも一部に凹凸を施した制御機構部を設けることが
重要であり、凹凸加工部のピッチ、深さは、目的とする
制御の程度によって変更できる。また、加工を有するス
クリュと加工を有するシリンダを各々単独で用いたり、
組み合わせて用いることもできる。スクリュ断面は楕円
形の場合を例示してあるが、円形状も可能で、特に噛み
合い型の二軸押出機の場合は、セルフクリーニング性を
維持するために、楕円形状が望ましい。更に、繊維長の
制御のために、制御機構部の長さを変えたり、必要に応
じ両端部で径を変えたり、ピッチや深さの異なる突起を
組み合わせて用いることもできる。好ましい制御機構部
の長さは、スクリュ径の０．１〜１０倍、より好ましく
は０．２〜５倍、特に好ましくは０．３から３倍であ
る。本発明は、これらの例に限定されるものではなく、
強化繊維を単繊維にまで開繊し、目的とする繊維長に応
じて、“櫛”のごとき機能を有する加工全てを包含する
物である。

【００２３】また、連続した強化繊維の集束本数におい
ても特に限定されるものはないが、単繊維やモノフィラ
メントを１０〜２００００本集束したものが望ましく、
通常これら強化繊維は、樹脂との界面接着性やハンドリ
ング特性向上のための、集束剤やカップリング剤で表面
処理を行って使用することが好ましい。例えば、特公平
４−４７６９７号公報等公知の表面処理を行うことがで
きる。これらの表面処理は、前もって処理した強化繊維
を用いても良いし、強化繊維を押出機に投入する直前に
行って、連続的に本発明の構造体を製造することもでき
る。

【００２４】本発明の組成物は通常の公知の方法でペレ
ット化して成形に供することができる。

【００２５】本発明の繊維強化熱可塑性樹脂組成物から
なるペレットは、上述の押出機の先端にダイスを設置
し、ダイスを介してガット状、チューブ状あるいはシー
ト状など形状に押出された組成物をカッティングするこ
とにより製造することができ、具体的には押出機から、
断面積１〜１００ｍｍ²程度のスパゲティー状などのガ
ット状に吐出したものを長さ２〜５０ｍｍ程度にカッテ
ィングしたもの、あるいは厚さ１〜８ｍｍ程度のシート
状物として吐出したものを辺長さ２〜５０ｍｍ程度の細
片にカッティングしたものなどが挙げられる。また、吐
出口の大きい押出機から塊状に吐出されたものや、成形
品などを粉砕して後述するような成形方法で成形加工で
きるような形にしたものでもよい。

【００２６】本発明の繊維強化熱可塑性樹脂組成物は上
記製造方法で得たペレットなどを、射出成形、インジェ
クションプレス成形、ガスアシスト成形や、チューブ、
パイプ、シート等の押出成形、ブロー成形等公知の成形
法で成形でき、従来のプルトルージョン法よりも流動性
に優れる。成形の際は、強化繊維の破損を押さえるた
め、ノズルやゲート形状を大きくし、成形機スクリュの
溝深さをペレットサイズ以上とする事が望ましい。

【００２７】さらに、本発明の繊維強化熱可塑性樹脂組
成物はその特性をいかし、各種ギア、センサー、コネク
タ、ソケット、抵抗器、スイッチ、コイルボビン、コン
デンサ、プラグ、プリント基板、チューナー、スピーカ
ー、マイクロフォン、ヘッドフォン、モーター、磁気ヘ
ッドべース、ＦＤＤキャリッジ、ＦＤＤシャーシ、モー
ターブラッシュホルダーなどに代表される電気・電子部
品；テレビ、パラボラアンテナ、ＶＴＲ、アイロン、ヘ
アードライヤー、炊飯器、電子レンジ、オーディオ・レ
ーザーディスク・コンパクトディスクなどの音響機器、
照明器具、冷蔵庫、エアコン、洗濯機、乾燥機、タイプ
ライター、ワードプロセッサー、コンピューターなどに
代表される家庭・事務電気製品の部品やカバー類；電話
機、ファクシミリ、複写機、洗浄用器具、各種モータ
ー、ヘルメット、机、椅子などに代表される機械・工具
関連の部品やカバー類；ゴルフのドライバーヘッドやシ
ャフト、剣道の胴、ラグビーやサッカーのゴール、テニ
スラケット、船体やオール、スキーやマリン用品等に代
表されるスポーツ・レジャー関連の部品やカバー類；顕
微鏡、双眼鏡、カメラ、時計などに代表される光学機器
・精密機械関連部品やカバー類；家具、文具、文房具、
玩具等の雑貨類；窓枠、支柱、屋根材、壁などに代表さ
れる建築資材；インテークマニホールド、エアーインテ
ークノズルスノーケル、燃料ポンプ、燃料関係・排気系
・吸気系各種パイプ、シリンダヘッドカバー、バンパー
ビーム、シートフレーム、バンパー、インスツルメント
パネル、ホイールキャップ、ホイールカバー、タイヤホ
イール、バッテリートレー、燃料タンク、エンジン冷却
水ジョイント、キャブレターメインボディー、ラジエー
ター、ドアミラー、クランクケース、シフトレバー、ト
ランスミッションカバー、スポイラー、フレームや外
板、ドライブシャフト、エアコン用サーモスタットベー
ス、暖房温風フローコントロールバルブ、ラジエーター
モーター用ブラッシュホルダー、ウォターポンプインペ
ラー、タービンベイン、ワイパーモーター関係部品、デ
ュストリビュター、スタータースイッチ、スターターリ
レー、トランスミッション系ワイヤーハーネス、ウィン
ドウォシャーノズル、エアコンパネルスイッチ基板、ヒ
ューズ用コネクター、ホーンターミナル、電装部品絶縁
板、ステップモーターローター、ランプソケット、ラン
プリフレクター、ランプハウジング、ブレーキピスト
ン、ソレノイドボビン、エンジンオイルフィルター、点
火装置ケースなどの自動車・車両関連部品やカバー類、
その他各種用途に有用であり、特にカバーやシャーシ、
ハウジング等の大型成形品用途に好適である。

【００２８】本発明の繊維強化熱可塑性樹脂組成物に
は、目的に応じ所望の特性を付与するため、一般に熱可
塑性樹脂に用いられる公知の物質、例えば、酸化防止
剤、耐熱安定剤、紫外線吸収剤などの公知の安定剤、帯
電防止剤、難燃剤、難燃助剤、染料や含量等の着色剤、
潤滑剤、可塑剤、結晶化促進剤、結晶核剤等を添加した
り配合したりする事ができる。また、ガラスフレーク、
ガラス粉、ガラスビーズ、シリカ，モンモリナイト、石
英、タルク，クレー、アルミナ、カーボンブラック、ウ
オラストナイト、マイカ、炭酸カルシウム、金属粉、木
粉、紙等の充填剤を同時に配合することも可能である。
これらの添加、配合方法は特に限定する物はなく、組成
物の特性を損なわない範囲内で添加、配合することがで
き、ポリブチレンテレフタレートと同時に押出機内に投
入しても、強化繊維同時に押出機内に投入しても、また
別の投入口から投入してもよく、さらに本発明の組成物
のペレットと混ぜて成形機等に投入してもよい。

【００２９】次に本発明の製造方法の具体例を図で説明
する。図３は本発明で好ましく使用される二条ネジスク
リュ式二軸押出機の全体断面図であり、第１の供給口８
より熱可塑性樹脂とエポキシ化合物を供給し、スクリュ
１０によって押出し方向に搬送されながら溶融され、ニ
ーディングゾーン１１にて完全に熱可塑性樹脂を溶融す
る。その後、強化繊維の投入口９よりロービング状態の
繊維を供給して、順ネジのフルフライト１２で構成され
たスクリュによって溶融樹脂と繊維はスクリュ先端へと
送られる。投入口に隣接した制御機構１３によって、繊
維を開繊し繊維長を制御した後、ダイス１４を通って繊
維強化熱可塑性樹脂組成物１５を得る。尚、スクリュ凹
凸面形成部１３に対応するシリンダ内壁１６に、凹凸面
形成部１７を形成することも可能である。

【００３０】

【実施例】以下に実施例によって本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例、比較例中で示される各機械特性値は、１０個の
サンプルについて測定し、その平均値を求めた。各樹脂
組成物はシリンダ温度２６０℃、金型温度８０℃、成形
サイクル２５秒で（株）名機製作所製Ｍ−５０ＡII−Ｓ
Ｊ射出成形機にて試験片を成形した。このとき金型のキ
ャビティが完全に充填されるのに必要な最低のゲージ圧
を評価し、成形下限圧として成形性の指標とした。アイ
ゾット衝撃強度の評価，引張強度の評価は、各々ＡＳＴ
ＭＤ−２５６，ＡＳＴＭＤ−６３８に従って測定し
た。加水分解性については、（株）田葉井製PRESSURE C
OOKER TPC-411 で１２１℃、１００％ＲＨの加水分解処
理を１２０時間( ５日間) した後の引張強度を測定し強
度保持率を調べた。

【００３１】ペレット中、成形品中の繊維の観察は、各
サンプルを５００℃の電気炉内で熱可塑性樹脂のみ燃焼
させ、繊維含有量を測定した。また、灰分の繊維を顕微
鏡にて観察し、その任意の５００本の繊維長を測定し重
量平均繊維長（Ｌｗ）と数平均繊維長（Ｌｎ）を求め、
（Ｌｗ／ｄ）と（Ｌｗ／Ｌｎ）を求めた。

【００３２】本実験に用いたポリブチレンテレフタレー
トとエポキシ化合物を以下に示す。

【００３３】ポリブチレンテレフタレートＡ−１：ＣＯＯＨ末端基４０ｅｑ／ｔ、固有粘度０．８
８Ａ−２：ＣＯＯＨ末端基９ｅｑ／ｔ、固有粘度１．３
０Ａ−３：ＣＯＯＨ末端基７０ｅｑ／ｔ、固有粘度０．５
５

【００３４】エポキシ化合物Ｃ−１：ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル
（エピコート−１９１Ｐ）（エポキシ当量：１７０）油
化シェルエポキシ製Ｃ−２：テレフタル酸ジグリシジルエステル（デナコー
ルＥＸ−７１１）（エポキシ当量：１４９）長瀬産業製Ｃ−３：ビスフェノール−Ａ−ジグリシジルエーテル
（エピコート−８１９）（エポキシ当量：２００）油化
シェルエポキシ製Ｃ−４：ビスフェノール−Ａ−ジグリシジルエーテルと
ブチルグリシジルエーテルの混合物（エピコート−８１
５）（エポキシ当量：１８５）油化シェルエポキシ製Ｃ−５：ｐ−ヒドロキシベンゾイック酸グリシジルエス
テルエーテル（ＵＱ−１０３）（エポキシ当量：１６
１）上野製薬製

【００３５】実施例１〜５図３のごとく押出し方向に２つの供給口を有するスクリ
ュ径３０ｍｍ，Ｌ／Ｄ３５の同方向回転２軸押出機
（（株）日本製鋼所製ＴＥＸ３０）を用い、２条ネジで
相互の噛み合い３．５ｍｍのスクリュを使用し、第一の
樹脂供給口と強化繊維投入口の間にＬ／Ｄ＝１の４５度
に傾いた５枚のニーディングディスクからなるスクリュ
エレメントを、順逆の順番に組み合わせて設け、強化繊
維投入口の吐出側にＬ／Ｄ＝１のフルフライトスクリュ
を介して、図１ａ．（ピッチ１ｍｍ、刃先角３０度、山
頂と谷底の高さ１ｍｍ）加工を施したＬ／Ｄ＝１、楕円
断面の表面異形化加工を施したスクリュを装備した装置
を使用し、表１に示した割合になるようにスクリュ式ペ
レット供給装置によって第１の供給口に、ポリブチレン
テレフタレートとエポキシ化合物を供給し、強化繊維投
入口から直径１３μｍ、１０００ｍ当たり１１００ｇの
ガラスロービング（日本電気硝子（株）製）を導入し、
シリンダ温度２６０℃、スクリュ回転数２００ｒｐｍの
条件でストランド状に押出し、水槽内で冷却後、４ｍｍ
長にカッティングして繊維強化熱可塑性樹脂ペレットを
得た。繊維強化熱可塑性樹脂ペレットは１１０℃×８時
間乾燥した後、射出成形した。

【００３６】比較例１表２に示したポリブチレンテレフタレートを用い、実施
例１と同じ装置、同じ方法で繊維強化熱可塑性樹脂組成
物を作成し、同様に成形、評価した。

【００３７】比較例２Ｌ／Ｄ＝０．７５の４５度に傾いた５枚のニーディング
ディスクからなるスクリュエレメントを、強化繊維投入
口の吐出側にも設けた他は実施例１と同じ装置を使用
し、実施例１と同じポリブチレンテレフタレートとエポ
キシ化合物を供給し、強化繊維には実施例１と同じガラ
スロービングを３ｍｍ長にカッティングしたチョップド
ストランドタイプの強化繊維を用いて、公知の繊維強化
熱可塑性樹脂ペレットの製造方法でストランド状に押出
し、実施例１と同様に冷却し、４ｍｍ長にカッティング
してガラス繊維含有量３０重量部の繊維強化熱可塑性樹
脂ペレットを得た後乾燥し、実施例１と同じ方法で射出
成形した。

【００３８】比較例３実施例２と同様なポリブチレンテレフタレートとエポキ
シ化合物、ならびにガラスロ−ビングを用い、公知のク
ロスヘッドダイ式プルトルージョン法で、ペレット長５
ｍｍにカッティングし、ガラス含量４５重量部の長繊維
補強ペレットを得た。比較例１と同じく実施例１と同じ
方法で乾燥後射出成形した。

【００３９】表１のごとく、本発明の実施例では機械的
性質や加水分解性、成形性に優れた繊維強化熱可塑性樹
脂組成物を得ることができた。その中で、実施例４はポ
リブチレンテレフタレートの固有粘度が高めであるた
め、若干繊維長が短くなり機械的性質がやや低くなっ
た。また、実施例５では繊維長は長いもののポリブチレ
ンテレフタレートの固有粘度が小さいため、若干機械的
性質が低かった。表２のごとくエポキシ化合物を含まな
い比較例１では熱的特性が悪い。比較例２では、成形品
中での繊維長が短く十分な強化繊維による補強効果が得
られず、機械的性質が悪かった。また、プルトルージョ
ン法で試作した比較例３は、優れた機械的性質は得られ
るもののばらつきが大きく、成形性も悪かった。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【表２】

【００４２】

【発明の効果】以上の説明および実施例から明らかなよ
うに、ポリブチレンテレフタレートと強化繊維及びエポ
キシ化合物からなり、特定の繊維長や繊維長分布を有す
る本発明の繊維強化熱可塑性樹脂組成物は、各種成形の
際の成形性や機械的性質、加水分解性に優れ、さらに強
化繊維の開繊度合や繊維長、繊維長分布を制御する繊維
強化熱可塑性樹脂組成物を製造する方法は、生産性も高
く極めて工業的な価値の高いものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１ａは本発明で好ましい刃状の加工を施した
スクリュの斜視図、図１ｂは本発明で好ましい刃状の加
工を施したシリンダの切開斜視図である。

【図２】図２は図１で示した刃状加工を施したスクリュ
またはシリンダの刃状部分を拡大した断面側面概念図で
ある。

【図３】図３は本発明で好ましく使用される供給口を２
ケ設けた押出機の全体断面図である。

【符号の説明】

θ．刃先角度ｔ．ピッチｈ．山頂と谷底の高さ１．刃状加工部を有するスクリュ２．スクリュの刃状加工部３．刃状加工部を有するシリンダ４．シリンダ内壁の刃状加工部５．スクリュフルフライト部６．フライト面７．シリンダ内壁８．第１の供給口９．第２の供給口（強化繊維投入口）１０．スクリュ１１．ニーディングゾーン１２．順ネジのフルフライト１３．スクリュ凹凸面形成部１４．ダイス１５．繊維強化熱可塑性樹脂ストランド１６．シリンダ内壁１７．シリンダ内壁凹凸面形成部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）ポリブチレンテレフタレート、
（Ｂ）強化繊維、および（Ｃ）エポキシ化合物を配合し
てなる繊維強化熱可塑性樹脂組成物において、組成物中
の（Ｂ）強化繊維の重量平均繊維長（Ｌｗ）と繊維径
（ｄ）の関係（Ｌｗ／ｄ）が５０〜２５０であり、重量
平均繊維長（Ｌｗ）に対する数平均繊維長（Ｌｎ）の比
（Ｌｗ／Ｌｎ）が１．１〜３．５である繊維強化熱可塑
性樹脂組成物。
【請求項２】（Ａ）〜（Ｂ）成分の配合量が、（Ａ）お
よび（Ｂ）の合計に対して（Ａ）ポリブチレンテレフタ
レート４０〜９９重量％、（Ｂ）強化繊維１〜６０重量
％であり、（Ｃ）エポキシ化合物が（Ａ）と（Ｂ）の合
計１００重量部に対して、２．５重量部以下である請求
項１記載の繊維強化熱可塑性樹脂組成物。
【請求項３】（Ａ）ポリブチレンテレフタレートが、Ｃ
ＯＯＨ末端基１０〜６０ｅｑ／ｔ、固有粘度０．６０〜
１．２５のポリブチレンテレフタレートである請求項１
または２記載の繊維強化熱可塑性樹脂組成物。
【請求項４】（Ａ）ポリブチレンテレフタレートが、Ｃ
ＯＯＨ末端基２０〜５５ｅｑ／ｔ、固有粘度０．６５〜
１．１０のポリブチレンテレフタレートである請求項１
〜３のいずれか記載の繊維強化熱可塑性樹脂組成物。
【請求項５】（Ｃ）エポキシ化合物がグリシジルエステ
ルを有する化合物、グリシジルエーテルを有する化合物
およびグリシジルエステルとグリシジルエーテルから選
ばれた１種以上である請求項１〜４のいずれか記載の繊
維強化熱可塑性樹脂組成物。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか記載の繊維強化熱
可塑性樹脂組成物からなるペレット。
【請求項７】スクリューおよび／またはシリンダーの少
なくとも一部を、表面異形化加工した開繊・繊維長制御
機構部を設けた押出機を使用し、（Ａ）成分のポリブチ
レンテレフタレートと（Ｃ）成分のエポキシ化合物を溶
融すると共に、該溶融状態にあるポリブチレンテレフタ
レート中に連続状態にある（Ｂ）成分の強化繊維を供給
し、前記開繊・繊維長制御機構部を通過させながら強化
繊維を開繊し、繊維長を制御することにより請求項１〜
５のいずれか記載の繊維強化熱可塑性樹脂組成物を製造
することを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂組成物の製
造方法。