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公開番号2024092166
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-08
出願番号2022207911
出願日2022-12-26
発明の名称樹脂成形物及びその製造方法
出願人ポリプラスチックス株式会社
代理人園田・小林弁理士法人
主分類C08L 23/10 20060101AFI20240701BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】従来と同程度のガラス繊維含有量を有しながら、高いシャルピー衝撃強さと良好な表面外観とを両立できる樹脂成形物と、その製造方法を提供する。
【解決手段】樹脂成形物であって、前記樹脂成形物の総質量に対して、ポリプロピレン樹脂(A)50～90質量%と、ガラス繊維(B)10～50質量%とを含み、前記ガラス繊維(B)の重量平均繊維長が800～2000μmであり、前記ガラス繊維(B)の総質量に対する、繊維長が1200μm以上5000μm未満のガラス繊維(b1)の割合が15～40質量%である、樹脂成形物。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
樹脂成形物であって、
前記樹脂成形物の総質量に対して、ポリプロピレン樹脂（Ａ）５０～９０質量％と、ガラス繊維（Ｂ）１０～５０質量％とを含み、
前記ガラス繊維（Ｂ）の重量平均繊維長が８００～２０００μｍであり、
前記ガラス繊維（Ｂ）の総質量に対する、繊維長が１２００μｍ以上５０００μｍ未満のガラス繊維（ｂ１）の割合が１５～４０質量％である、樹脂成形物。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記ガラス繊維（Ｂ）の総質量に対する、繊維長が８００μｍ以上１２００μｍ未満のガラス繊維（ｂ２）の割合が１５質量％以下である、請求項１に記載の樹脂成形物。
【請求項３】
前記ポリプロピレン樹脂（Ａ）が、プロピレンのホモポリマー、プロピレンとエチレンのブロックコポリマー、及びプロピレンとエチレンのランダムコポリマーからなる群より選択される少なくとも１つの樹脂を含む、請求項１または２に記載の樹脂成形物。
【請求項４】
前記ポリプロピレン樹脂（Ａ）が、プロピレンのホモポリマー、及びプロピレンとエチレンのブロックコポリマーからなる群より選択される少なくとも１つの樹脂を含む、請求項１または２に記載の樹脂成形物。
【請求項５】
前記ガラス繊維（Ｂ）の平均繊維径が５～２０μｍである、請求項１または２に記載の樹脂成形物。
【請求項６】
前記樹脂成形物が、混合物（Ｚ）の成形物であり、
前記混合物（Ｚ）が、ガラス長繊維（ｍ１）を長さ方向に揃えた繊維束に、ポリプロピレン樹脂（ａ１）を含浸させて一体化させた（Ｘ－１）からなる、または前記（Ｘ－１）及びポリプロピレン樹脂（ａ２）を含む組成物（Ｘ－２）からなるポリプロピレン樹脂含浸ガラス長繊維束（Ｘ）と、ガラス繊維（ｍ２）及びポリプロピレン樹脂（ａ３）を含むガラス繊維含有樹脂成形物のリサイクル材（Ｙ）とを含む、請求項１または２に記載の樹脂成形物。
【請求項７】
前記混合物（Ｚ）の総質量に対する前記リサイクル材（Ｙ）の割合が、５０～８５質量％である、請求項６に記載の樹脂成形物。
【請求項８】
請求項１または２に記載の樹脂成形物の製造方法であって、
前記樹脂成形物中の、前記ガラス繊維（Ｂ）の重量平均繊維長が８００～２０００μｍとなり、かつ前記ガラス繊維（Ｂ）中の、繊維長が１２００μｍ以上５０００μｍ未満の前記ガラス繊維（ｂ１）の割合が、前記ガラス繊維（Ｂ）の総質量に対して１５～４０質量％となるように、原料樹脂組成物を射出成形することを含む、樹脂成形物の製造方法。
【請求項９】
前記射出成形することが、２０ＭＰａ未満の背圧で前記原料樹脂組成物を射出成形することを含む、請求項８に記載の樹脂成形物の製造方法。
【請求項１０】
さらに、前記原料樹脂組成物を調製することを含み、
前記原料樹脂組成物を調製することが、ポリプロピレン樹脂含浸ガラス長繊維束（Ｘ）とリサイクル材（Ｙ）とを含む混合物（Ｚ）を得ることを含み、
前記ポリプロピレン樹脂含浸ガラス長繊維束（Ｘ）が、ガラス長繊維（ｍ１）を長さ方向に揃えた繊維束に、ポリプロピレン樹脂（ａ１）を含浸させて一体化させた（Ｘ－１）からなる、または前記（Ｘ－１）及びポリプロピレン樹脂（ａ２）を含む組成物（Ｘ－２）からなり、
前記リサイクル材（Ｙ）が、ガラス繊維（ｍ２）及びポリプロピレン樹脂（ａ３）を含むガラス繊維含有樹脂成形物のリサイクル材である、請求項８に記載の樹脂成形物の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形物及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 3,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、ガラス繊維含有ポリプロピレン樹脂等のガラス繊維強化樹脂組成物の成形物がよく知られている。このうち、特にガラス短繊維強化樹脂組成物の成形物は様々な分野で使用されている。その用途によって材料に求められる機械的特性（例えば、引張強さ、曲げ強さ、シャルピー衝撃強さ等）は異なるが、より高いシャルピー衝撃強さが求められる分野では、ガラス短繊維強化樹脂組成物中のガラス短繊維含有量を高くすること等が検討される。しかしながら、単純に樹脂組成物中のガラス短繊維含有量を高くした場合、得られる成形物の比重も高くなる。そのため、比重の増大を忌避する分野では、ガラス長繊維強化樹脂組成物を選択して機械強度を充足させることもあるが、ガラス長繊維強化樹脂組成物の成形物は表面にガラス繊維の凝集物が現れる場合があり、成形物の表面外観に劣るという問題がある。
【０００３】
特許文献１には、ガラス短繊維強化樹脂組成物と、ガラス長繊維強化樹脂組成物とを混合して、引張強さと表面外観とを両立させた成形物を得ることが提案されている。しかしながら特許文献１には、得られた成形物の表面外観については十分に評価されていない。また、成形物のシャルピー衝撃強さについても何ら評価されていない。
【０００４】
ところで、引張強さが樹脂成形物を一方向に引っ張る際に加えることができる最大応力であるのに対し、シャルピー衝撃強さは、加えられた衝撃エネルギーを樹脂成形物が吸収できる能力を表す指標の一つである。すなわち、シャルピー衝撃強さは成形物の耐衝撃性の指標となる機械特性であり、繊維強化複合材料では、繊維や樹脂の破断、樹脂及び繊維の界面の破壊、繊維同士の絡み合い構造の変形や破壊等に大きく影響を受けると考えられる。そのため、単純に機械強度を高くする方法では、選択的なシャルピー衝撃強さの向上は難しいと考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００１－１７９７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、従来と同程度のガラス繊維含有量を有しながら、高いシャルピー衝撃強さと良好な表面外観とを両立できる樹脂成形物と、その製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明者らは鋭意検討した結果、重量平均繊維長が８００～２０００μｍのガラス繊維（Ｂ）を含み、かつ前記ガラス繊維（Ｂ）中の繊維長が１２００μｍ以上５０００μｍ未満のガラス繊維（ｂ１）の割合が一定の範囲にある樹脂成形物であれば、前述の全ての課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は以下の態様を有する。
［１］樹脂成形物であって、
前記樹脂成形物の総質量に対して、ポリプロピレン樹脂（Ａ）５０～９０質量％と、ガラス繊維（Ｂ）１０～５０質量％とを含み、
前記ガラス繊維（Ｂ）の重量平均繊維長が８００～２０００μｍであり、
前記ガラス繊維（Ｂ）の総質量に対する、繊維長が１２００μｍ以上５０００μｍ未満のガラス繊維（ｂ１）の割合が１５～４０質量％である、樹脂成形物。
［２］前記ガラス繊維（Ｂ）の総質量に対する、繊維長が８００μｍ以上１２００μｍ未満のガラス繊維（ｂ２）の割合が１５質量％以下である、［１］に記載の樹脂成形物。
［３］前記ポリプロピレン樹脂（Ａ）が、プロピレンのホモポリマー、プロピレンとエチレンのブロックコポリマー、及びプロピレンとエチレンのランダムコポリマーからなる群より選択される少なくとも１つの樹脂を含む、［１］または［２］に記載の樹脂成形物。
［４］前記ポリプロピレン樹脂（Ａ）が、プロピレンのホモポリマー、及びプロピレンとエチレンのブロックコポリマーからなる群より選択される少なくとも１つの樹脂を含む、［１］から［３］のいずれかに記載の樹脂成形物。
［５］前記ガラス繊維（Ｂ）の平均繊維径が５～２０μｍである、［１］から［４］のいずれかに記載の樹脂成形物。
［６］前記樹脂成形物が、混合物（Ｚ）の成形物であり、
前記混合物（Ｚ）が、ガラス長繊維（ｍ１）を長さ方向に揃えた繊維束に、ポリプロピレン樹脂（ａ１）を含浸させて一体化させた（Ｘ－１）からなる、または前記（Ｘ－１）及びポリプロピレン樹脂（ａ２）を含む組成物（Ｘ－２）からなるポリプロピレン樹脂含浸ガラス長繊維束（Ｘ）と、ガラス繊維（ｍ２）及びポリプロピレン樹脂（ａ３）を含むガラス繊維含有樹脂成形物のリサイクル材（Ｙ）とを含む、［１］から［５］のいずれかに記載の樹脂成形物。
［７］前記混合物（Ｚ）の総質量に対する前記リサイクル材（Ｙ）の割合が、５０～８５質量％である、［６］に記載の樹脂成形物。
［８］［１］から［７］のいずれかに記載の樹脂成形物の製造方法であって、
前記樹脂成形物中の、前記ガラス繊維（Ｂ）の重量平均繊維長が８００～２０００μｍとなり、かつ前記ガラス繊維（Ｂ）中の、繊維長が１２００μｍ以上５０００μｍ未満の前記ガラス繊維（ｂ１）の割合が、前記ガラス繊維（Ｂ）の総質量に対して１５～４０質量％となるように、原料樹脂組成物を射出成形することを含む、樹脂成形物の製造方法。
［９］前記射出成形することが、２０ＭＰａ未満の背圧で前記原料樹脂組成物を射出成形することを含む、［８］に記載の樹脂成形物の製造方法。
［１０］さらに、前記原料樹脂組成物を調製することを含み、
前記原料樹脂組成物を調製することが、ポリプロピレン樹脂含浸ガラス長繊維束（Ｘ）とリサイクル材（Ｙ）とを含む混合物（Ｚ）を得ることを含み、
前記ポリプロピレン樹脂含浸ガラス長繊維束（Ｘ）が、ガラス長繊維（ｍ１）を長さ方向に揃えた繊維束に、ポリプロピレン樹脂（ａ１）を含浸させて一体化させた（Ｘ－１）からなる、または前記（Ｘ－１）及びポリプロピレン樹脂（ａ２）を含む組成物（Ｘ－２）からなり、
前記リサイクル材（Ｙ）が、ガラス繊維（ｍ２）及びポリプロピレン樹脂（ａ３）を含むガラス繊維含有樹脂成形物のリサイクル材である、［８］に記載の樹脂成形物の製造方法。
［１１］前記ポリプロピレン樹脂含浸ガラス長繊維束（Ｘ）中の前記ガラス長繊維（ｍ１）の平均繊維長が３～３０ｍｍである、［１０］に記載の樹脂成形物の製造方法。
［１２］前記ポリプロピレン樹脂含浸ガラス長繊維束（Ｘ）中の前記ガラス長繊維（ｍ１）の割合（ＧＦ１）と、前記リサイクル材（Ｙ）中の前記ガラス繊維（ｍ２）の割合（ＧＦ２）とが、下記式（１）を満たす、［１０］または［１１］に記載の樹脂成形物の製造方法。
０≦｜ＧＦ１－ＧＦ２｜≦２０・・・（１）
（式（１）中、ＧＦ１は前記ポリプロピレン樹脂含浸ガラス長繊維束（Ｘ）の総質量に対する前記ガラス長繊維（ｍ１）の割合（質量％）を表し、ＧＦ２は前記リサイクル材（Ｙ）の総質量に対する前記ガラス繊維（ｍ２）の割合（質量％）を表す。）
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、従来と同程度のガラス繊維含有量を有しながら、高いシャルピー衝撃強さと良好な表面外観とを両立できる樹脂成形物と、その製造方法を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態について詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の効果を阻害しない範囲で適宜変更を加えて実施することができる。一実施形態について記載した特定の説明が他の実施形態についても当てはまる場合には、他の実施形態においてはその説明を省略している場合がある。本明細書において数値範囲を示す「～」の記載は、「以上以下」であることを意味している。例えば、「８００～２０００μｍ」とは、「８００μｍ以上２０００μｍ以下」を意味する。
【００１０】
本明細書において、「重量平均繊維長」とは、樹脂成形物を灰化した後に媒体に分散させ、前記灰化物中の繊維を画像処理することによって算出された繊維長の平均値を指す。具体的な測定方法は本明細書に記載の通りである。
「繊維長」とは、ガラス繊維１本の繊維長さを指す。
「平均繊維径」とは、走査型電子顕微鏡で約１００本のガラス繊維の繊維径（繊維断面における最も長い径）を測定し、その平均値を指す。なお、樹脂成形物中のガラス繊維（Ｂ）の平均繊維径は、樹脂成形物を灰化した後の灰化残渣中のガラス繊維（Ｂ）約１００本の繊維径を走査型電子顕微鏡で測定し、その平均値を指す。具体的な測定方法は本明細書に記載の通りである。
「平均繊維長」は、長繊維束（Ｘ）中のガラス長繊維の繊維長さを指す。長繊維束（Ｘ）中のガラス長繊維の繊維長はペレットの長さと同じとなるため、約１００個のペレットの長さをノギスなどで測定し、その平均値とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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