JPH10298330A

JPH10298330A - 熱可塑性樹脂組成物

Info

Publication number: JPH10298330A
Application number: JP6220598A
Authority: JP
Inventors: Nobukazu Atsumi; 信和渥美; Takahiro Hattori; 隆宏服部; Toshimori Nakai; 利守中井
Original assignee: Chisso Corp
Current assignee: JNC Corp
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1998-02-26
Publication date: 1998-11-10

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量で、優れた断熱性を有し、微細な気泡構造
を有し、強靭な剛性を有し、外観が良好で、目的とする
成形品の形状が得られ易い発泡成形品を得るのに好適な
熱可塑性樹脂組成物を提供する。【解決手段】熱可塑性樹脂５０〜９４．５重量％にア
スペクト比が５０以上であり、その長さが０．５mm以上
２５mm以下のガラス繊維を５〜５０重量％及び化学発泡
剤を０．５〜５重量％含有してなる熱可塑性樹脂組成
物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂組成
物に関する。さらに詳しくは、軽量で、優れた断熱性を
有し、微細な気泡構造を有し、強靭な剛性を有し、外観
が良好で、目的とする成形品の形状が得られ易い（成形
後の反り変形が少ない）発泡成形品を得るのに好適な熱
可塑性樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の発泡成形に用いる熱可塑性樹脂組
成物は、軽量化及び断熱性のみを追求するあまり、発泡
成形後の成形品が粗大気泡の発泡体となったり、構造体
用途に使用するには強度不足である等の問題があった。

【０００３】一方耐熱部品用途を考慮したと考えられる
技術に特開昭 61-188433号公報が挙げられる。しかしな
がら、同技術では溶融時の流動性に劣るポリアミド樹脂
の反り変形防止と耐熱性維持を主目的としたために、ア
スペクト比が４以上１５以下と非常に小さいガラス繊維
に限定されており、必然的に強靭性の向上効果が少ない
と言う問題点があった。即ちこのような方法では充分な
強靭性を得るためには、要件を満たすガラス繊維の添加
量を増加させるか及び／または製品肉厚を増加させる必
要があり、結果として充分な軽量化効果を得ることに問
題が残っていた。

【０００４】また、物性の低下を抑制する発泡用樹脂組
成物として特開平4-272939号公報等で提案されている。
しかしながら同技術に於ける物性低下抑制とは「発泡
させた割には物性低下が少ない」と言うレベルに過ぎ
ず、実際の成形品としてみたときには必要強度を得るの
に要する製品重量としては軽量化が達成されていない。
即ち同公報の実施例によると発泡倍率が１．１４倍程度
のとき曲げ弾性率が１７〜２０％以上低下していること
からも、剛性を保ちながら軽量化が達成されていないこ
とは明らかである。

【０００５】これら従来の技術に於ける軽量化の未達成
は、発泡後の材料物性にとらわれていること及びその発
泡倍率の低さ（約１．２倍）と無関係ではない。即ち軽
量化達成のためには、材料物性の維持ではなく成形品性
能の維持が必要であり、成形品性能を維持もしくは向上
させた上で成形品重量が軽くなった場合にはじめて軽量
化が達成されたとするべきである。その為には発泡後の
成形品としての性能を維持向上させるという視点からの
材料組成を考案しなければならない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、発泡成形に
好適な熱可塑性樹脂組成物を提供する。さらに詳しく
は、軽量で、優れた断熱性を有し、微細な気泡構造を有
し、強靭な剛性を有し、外観が良好で、目的とする成形
品の形状が得られ易い（成形後の反り変形が少ない）発
泡成形品を得るのに好適な熱可塑性樹脂組成物を提供す
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討し
た結果、一定倍率以上の発泡を行った場合には成形品に
発泡による形状効果を得られることを見出し、その効果
を有効に具現化する材料組成物を検討した結果、本発明
に到達した。

【０００８】本発明は、熱可塑性樹脂５０〜９４．５重
量％にアスペクト比が５０以上であり、その長さが０．
５mm以上２５mm以下のガラス繊維を５〜５０重量％及び
化学発泡剤を０．５〜５重量％含有してなる熱可塑性樹
脂組成物である。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明に用いる熱可塑性樹脂と
は、加熱すると温度上昇とともに軟化、流動化し、冷却
すると比較的硬く強度のある状態になるサイクルを繰り
返すことができる熱可塑性樹脂を主成分とする成形材料
であれば特に限定されず、必要に応じて種々の充填剤や
添加剤を含有してもよい。

【００１０】熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリプロ
ピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリ
スチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、メタ
クリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリビニルアルコール、エチ
レン・酢酸ビニル共重合体、ポリアミド樹脂、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
テレフタレート等が挙げられる。

【００１１】これらのうち、比較的軽量な成型品が得ら
れることからポリプロピレンが特に好ましい。ポリプロ
ピレンとしては、プロピレン単独重合体又はプロピレン
−α−オレフィン共重合体のいずれを用いることもでき
る。前記共重合体の共重合成分であるα−オレフィンと
しては、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘ
キセン、１−オクテン、１−デセン、１−ドセン、４−
メチル−１−ペンテン、３−メチル−１−ペンテン等が
挙げられる。プロピレン−α−オレフィン共重合体中の
α−オレフィン単位の割合は、全構成単位の１０％以下
が好ましい。

【００１２】また、プロピレン単独重合体及びプロピレ
ン−α−オレフィン共重合体の樹脂組成物を用いること
もできる。前記樹脂組成物としては、プロピレン単独重
合体とプロピレン−α−オレフィン共重合体とを溶融混
練等で混合したものであってもよく、また、複数の重合
器を使用する多段重合で製造して得られるものであって
も良い。多段重合によるものとしては、例えば１段目で
プロピレン単独重合体を製造し、２段目でプロピレン単
独重合体とプロピレン−α−オレフィン共重合体との組
成物（俗称ブロック共重合体）を挙げることができる。
さらに、本発明で用いる熱可塑性樹脂としては、不飽和
モノマーによる変性ポリプロピレン等の変成重合体を例
示することもできる。

【００１３】本発明で用いるガラス繊維とはアスペクト
比が５０以上、好ましくは１００以上であり、その長さ
が０．５ｍｍ以上２５ｍｍ以下、好ましくは１．０ｍｍ
以上２５ｍｍ以下、より好ましくは１．５ｍｍ以上１５
ｍｍ以下のガラス繊維である。アスペクト比が５０を大
きく下回るガラス繊維を用いた組成物は、得られる成型
品の強度が優れない。ガラス繊維の長さが０．５ｍｍを
大きく下回るガラス繊維を用いた組成物は、得られる成
型品の強度が優れない。また、ガラス繊維の長さが２５
ｍｍを大きく越えるものは、取り扱いが困難である上
に、成型時の溶融混練時に、成形機スクリューによりガ
ラス繊維が折損し、その長さが短くなる。

【００１４】本発明に用いる化学発泡剤としては、炭酸
アンモニウム並びに重炭酸ソーダ等の無機化合物、及び
アゾ化合物、スルホンヒドラジド化合物、ニトロソ化合
物、アジド化合物等の有機化合物を例示することができ
る。アゾ化合物としては、アゾジカルボンアミド（ＡＤ
ＣＡ）、２，２−アゾイソブチロニトリル、アゾヘキサ
ヒドロベンゾニトリル、ジアゾアミノベンゼン等が例示
できる。スルホンヒドラジド化合物としては、ベンゼン
スルホンヒドラジド、ベンゼン−１，３−ジスルホヒド
ラジド、ジフェニルスルホン−３，３−ジスルホヒドラ
ジド、ジフェニルオキシド−４，４−ジスルホヒドラジ
ド等が例示できる。ニトロソ化合物としては、Ｎ，Ｎ−
ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＮＰＴ）、
Ｎ，Ｎ−ジメチルテルフタレート等が例示できる。アジ
ド化合物としては、テレフタルアジド、ｐ−ｔｅｒｔ−
ブチルベンズアジド等が例示できる。

【００１５】本発明の熱可塑性樹脂組成物は、本発明に
用いる熱可塑性樹脂を５０〜９４．５重量％、好ましく
は７０〜１００重量％、本発明に用いるガラス繊維を５
〜５０重量％、好ましくは１０〜３０重量％、本発明に
用いる化学発泡剤を０．５〜５重量％、好ましくは１〜
３重量％含有してなる熱可塑性樹脂組成物である。化学
発泡剤が０．５重量％を大きく下回る組成物では発泡倍
率の大きい成型品の成形が困難であり、５重量％を大き
く越える組成物では発泡圧力が過大になり粗大気泡を生
じ易くなると共に化学発泡剤の分解物残渣による成形品
の変色等が発生する。

【００１６】本発明の熱可塑性樹脂組成物は、経済的に
該組成物が得られる理由により、熱可塑性樹脂、本発明
に用いる記載のガラス繊維に熱可塑性樹脂からなる溶融
形成体が一体に形成されて粒状又は棒状となしたガラス
繊維組成物、及び熱可塑性樹脂からなる溶融形成体で被
覆された化学発泡剤を配合した化学発泡剤組成物を配合
した熱可塑性樹脂組成物が好ましく、経済的に該組成物
が得られ、該組成物より得られた成型品の剛性が優れる
という理由から、オレフィン単独重合体及び／又はオレ
フィン共重合体、本発明に用いる記載のガラス繊維とオ
レフィン単独重合体及び／又はオレフィン共重合体を有
機シラン化合物又は不飽和カルボン酸若しくはその酸無
水物で改質した熱可塑性樹脂からなる溶融形成体が一体
に形成されて粒状又は棒状となしたガラス繊維組成物、
及び熱可塑性樹脂からなる溶融成形体で被覆された化学
発泡剤を配合した化学発泡剤組成物を配合した熱可塑性
樹脂組成物がより好ましい。

【００１７】より具体的には、オレフィン単独重合体及
び／又はオレフィン共重合体１２．５〜８３重量％、本
発明に用いる記載のガラス繊維とオレフィン単独重合体
及び／又はオレフィン共重合体を有機シラン化合物又は
不飽和カルボン酸若しくはその酸無水物で改質した熱可
塑性樹脂からなる溶融形成体が一体に形成されて粒状又
は棒状に形成されたガラス繊維組成物９７．７〜１０重
量％、及び熱可塑性樹脂からなる溶融形成体で被覆され
た化学発泡剤を配合した化学発泡剤組成物２〜２０重量
％を配合した熱可塑性樹脂組成物を例示できる。

【００１８】本発明に用いる記載のガラス繊維に熱可塑
性樹脂からなる溶融形成体を一体に形成させて粒状又は
棒状に形成されたガラス繊維組成物の製造方法として
は、ガラス繊維を開繊状態としその中へ該熱可塑性樹脂
を含浸させる方法が例示でき、具体的には特開平８−３
３９６号公報に開示されていることが例示できる。

【００１９】熱可塑性樹脂からなる溶融形成体で被覆さ
れた化学発泡剤の製造方法としては、化学発泡剤が発泡
しない温度にて溶融混練可能な熱可塑性樹脂を用いて、
化学発泡剤及び該熱可塑性樹脂を該温度にて溶融混練す
ることが例示できる。具体的には特開昭５９−９８１１
２号公報に開示されていることが例示できる。

【００２０】

【実施例】実施例、比較例でもちいた熱可塑性樹脂、ガ
ラス、ガラス繊維等を下記のように略称する。ＰＰ１：結晶融点が１６４℃の結晶性プロピレン単独重
合体ＰＰ２：結晶融点が１４０℃の結晶性エチレン−プロピ
レン共重合体。ＰＰ３：結晶融点が１６４℃の結晶性プロピレン単独重
合体８０重量％、エチレン含有量が５５重量％であるエ
チレン−プロピレン共重合体２０重量％からなる組成物ＰＰ４：結晶融点が１６４℃の結晶性プロピレン単独重
合体を無水マレイン酸にて変性した改質ポリプロピレ
ン。

【００２１】Ｇ１：直径１０μ長さ３ｍｍのチョップド
ストランドガラス繊維３０重量％及び結晶融点が１６４
℃の結晶性プロピレン単独重合体７０重量％を溶融混練
したガラス繊維のアスペクト比が４０の組成物。Ｇ２：直径９μ長さ３ｍｍのチョップドストランドガラ
ス繊維３０重量％と結晶融点が１６４℃の結晶性プロピ
レン単独重合体を無水マレイン酸にて変性した改質ポリ
プロピレンを溶融混練したガラス繊維のアスペクト比が
７０（ガラス繊維長０．６ｍｍ）の組成物。Ｇ３：ペレット長とガラス繊維の長さが等しいガラス繊
維５０重量％、結晶融点が１６４℃の結晶性プロピレン
単独重合体を無水マレイン酸にて変性した改質ポリプロ
ピレン５０重量％であって、ガラス繊維に改質ポリプロ
ピレンが含浸されたペレット長が２０ｍｍ、アスペクト
比が１１７０の組成物。Ｇ４：ペレット長とガラス繊維の長さが等しいガラス繊
維５０重量％、結晶融点が１６４℃の結晶性プロピレン
単独重合体を無水マレイン酸にて変性した改質ポリプロ
ピレン５０重量％であって、ガラス繊維に改質ポリプロ
ピレンが含浸されたペレット長が３０ｍｍ、アスペクト
比が１７６５の組成物。

【００２２】Ｂ１：アゾジカルボンアミド３０重量％及
び結晶融点が１４０℃の結晶性エチレン−プロピレン共
重合体７０重量％であって、該結晶性エチレン−プロピ
レン共重合体がアゾジカルボンアミドを被覆している組
成物。Ｂ２：アゾジカルボンアミドＴ：アスペクト比８のタルク３０重量％及び結晶融点が
１６４℃の結晶性プロピレン単独重合体７０重量％が溶
融混練された組成物。Ｍ：アスペクト比３５のマイカ３０重量％及び結晶融点
が１６４℃の結晶性プロピレン単独重合体７０重量％が
溶融混練された組成物。

【００２３】実施例、比較例で用いた評価方法を下記に
示す。発泡倍率：下記式１により求めた。

【００２４】

【式１】

【００２５】（１）成型品の厚み：マイクロメーターに
より１０箇所測定し平均値を求めた。（２）平均気泡径：成形品断面の気泡の大きさを１００
ヶ測定し平均値を求めた。（３）降伏荷重：成形品（３００×６００ｍｍ）の３点
曲げの降伏荷重を求めた。スパン間５００ｍｍ、曲げ速
度２０ｍｍ／毎分で試験を行った。（４）表面外観：ガラス繊維の浮きや発泡のシルバーマ
ークが発生すると表面光沢が低下するため、ＪＩＳＺ
−８７４１入反射角６０゜の表面光沢度の測定により６
０％以上をＧ、６０未満をＮとした。（５）ひねり：平板上に３００×６００ｍｍ射出成形品
をのせ、片側端に１Ｋｇの重りをのせ、重りの反対端の
浮き上がり量を測定し、ひねり量（ｍｍ）とした。

【００２６】実施例１〜１１、比較例１〜９ＰＰ１，ＰＰ２，ＰＰ３，ＰＰ４，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，
Ｂ１，Ｂ２，Ｔ，Ｍを後述の表１に示す重量部を配合
し、タンブラーにてドライブレンドを行って組成物を得
た。その組成物中のガラス繊維重量及び化学発泡剤の含
有量（重量％）を表１に示した。この組成物を成形機
（三菱重工（株）製６５０ＭＧ形射出成形機（射出後
の型開装置付））及び金型（３００×６００肉厚可変金
型ダイレクトゲート）を用いて、金型キャビティーを２
ｍｍ厚さに設定し、溶融した組成物を金型内に射出し、
金型内の圧力が３００Ｋｇ／ｃｍ2に達したら射出回路
を閉じ、型締め圧力を抜き、発泡圧力により金型キャビ
ティーを開き、その直後に表に示す厚みまで金型キャビ
ティーを開く方法により成型品を得た。又、発泡倍率の
測定に使用する成型品を得るために、全ての熱可塑性樹
脂組成物が冷却固化するまで金型キャビティーを開かな
いこと以外は、上記と同様の方法で成形を行い発泡しな
い成型品を得た。得られた成型品について評価を行い、
その結果を表１に示した。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【発明の効果】本発明の熱可塑性樹脂組成物を成形する
ことで、優れた断熱性を有し、微細な気泡構造を有し、
強靭な剛性を有し、外観が良好で、目的とする成形品の
形状が得られ易い（成形後の反り変形が少ない）発泡成
形品が得られる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱可塑性樹脂を５０〜９４．５重量％、
アスペクト比が５０以上であり、長さが０．５mm以上２
５mm以下であるガラス繊維を５〜５０重量％、及び化学
発泡剤を０．５〜５重量％含有する熱可塑性樹脂組成
物。
【請求項２】ガラス繊維の長さが、１ｍｍ以上２５ｍ
ｍ以下である請求項１記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項３】熱可塑性樹脂が、オレフィン単独重合体
及びオレフィン共重合体からなる群より選ばれた熱可塑
性樹脂である、請求項１または請求項２記載の熱可塑性
樹脂組成物。
【請求項４】ガラス繊維が、熱可塑性樹脂からなる溶
融形成物と一体に、粒状又は棒状に形成されたガラス繊
維組成物として存在する、請求項１〜３のいずれかに記
載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項５】ガラス繊維組成物が、オレフィン単独重
合体及びオレフィン共重合体からなる群より選ばれた熱
可塑性樹脂を有機シラン化合物または不飽和カルボン酸
若しくはその酸無水物で改質した熱可塑性樹脂からなる
溶融形成物と一体に、粒状又は棒状に形成されたガラス
繊維組成物である、請求項４記載の熱可塑性樹脂組成
物。
【請求項６】化学発泡剤が、熱可塑性樹脂からなる溶
融形成物によって被覆された化学発泡剤組成物として存
在する、請求項１〜５のいずれかに記載の熱可塑性樹脂
組成物。