(57)【要約】【課題】混練時の分散性及び成形性を向上させることができ、これにより４０質量％以上の無機フィラーの配合を可能とし、そして４０質量％以上の無機フィラーを添加することで、成形品の膨張量・収縮量を大幅に抑え、従来にない高い寸法精度が得られ、コストの低廉化を実現できる無機フィラー含有樹脂組成物を提供する。【解決手段】熱可塑性樹脂と、組成物全量に対して４０質量％以上の無機フィラーとを含有する樹脂組成物において、木粉を混入する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂と、組成物全量に対して４０質量％以上の無機フィラーとを含有する無機フィラー含有樹脂組成物において、木粉を混入することを特徴とする無機フィラー含有樹脂組成物。
【請求項２】
上記無機フィラーがアスペクト比１０以上の鱗片状であることを特徴とする請求項１記載の無機フィラー含有樹脂組成物。
【請求項３】
上記無機フィラーが、マイカ、タルク、アルミナのうち１種類、あるいは二種類以上の混合物であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無機フィラー含有樹脂組成物。
【請求項４】
上記木粉が１０〜１５０メッシュの平均粒径であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の無機フィラー含有樹脂組成物。
【請求項５】
上記熱可塑性樹脂がオレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の無機フィラー含有樹脂組成物。
【請求項６】
マレイン酸変性オレフィン樹脂を含有して成ることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の無機フィラー含有樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無機フィラー含有樹脂組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から種々の電気製品におけるケース等の材料として、熱可塑性樹脂に無機フィラーを混入した無機フィラー含有樹脂組成物が提供されている。このものは塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリオレフィン樹脂のような熱可塑性樹脂に炭酸カルシウムやタルク等の無機フィラーを混入することで、熱膨張及び熱収縮を抑え、且つコストの低廉化を図っている（例えば特許文献１）。
【０００３】
また上記無機フィラー含有樹脂組成物とは別に熱可塑性樹脂に木粉を混入した木粉樹脂組成物も知られている。この木粉樹脂組成物は上記無機フィラー含有樹脂組成物に用いられる熱可塑性樹脂と同様の樹脂に木粉を５０質量％程度配合して調製されるものであって、このように木粉を高充填した木粉樹脂組成物を用いることで、木質感の表現、製材くずなどの木材資源の有効利用といった環境配慮、コストの低廉化、切削や釘打ちの容易さなどを実現している（例えば特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−６７２５２０号公報
【特許文献２】
特開２０００−３０３６７２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記特許文献１に示す無機フィラー含有樹脂組成物は無機フィラーを添加することで、樹脂単体よりも熱膨張係数を幾分低下させることができるのだが、無機フィラーを４０質量％以上添加した場合、混練時の分散性及び成形性が低下してしまい、成形品が脆くなってしまったり、強度が低下してしまう。このため従来では無機フィラー樹脂組成物全量に対して４０質量％以上の多量の無機フィラーを配合することができなかった。そしてこのように４０質量％以上の無機フィラーを配合することができないことから、成形品の熱膨張量及び熱収縮量をわずかしか抑えることができず、このような成形品は高寸法精度が必要な箇所や、熱の影響を受ける箇所に用いられる建材として利用することができず、またコストの低廉化にも限界があった。
【０００６】
また特許文献２に示す木粉樹脂組成物から得られた成形品も木粉樹脂で固めたものであるにも関わらず、熱や水の影響を受け易い箇所に用いられる建材としては利用されていない。これは、樹脂と木粉とを混合することによって樹脂と木粉の双方の性質を併せ持つこととなり、熱による膨張・収縮が木材よりも大きく、且つ吸湿による膨張・収縮が樹脂よりも大きくなってしまい、高い寸法精度が得られないためである。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、混練時の分散性及び成形性を向上させることができ、これにより４０質量％以上の無機フィラーの配合を可能とし、そして４０質量％以上の無機フィラーを添加することで、成形品の膨張量・収縮量を大幅に抑え、従来にない高い寸法精度が得られ、コストの低廉化を実現できる無機フィラー含有樹脂組成物を提供することを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係る無機フィラー含有樹脂組成物は、熱可塑性樹脂と、組成物全量に対して４０質量％以上の無機フィラーとを含有する樹脂組成物において、木粉を混入することを特徴とするものである。
【０００９】
このように木粉を混入することで、組成物全量に対して４０質量％以上の無機フィラーを配合したにも関わらず、４０質量％未満の無機フィラーを配合した無機フィラー含有樹脂組成物と同様に混練時の分散性及び成形性を確保でき、且つこのように４０質量％以上の無機フィラーの配合を可能としたことで、得られた成形品の膨張量・収縮量を大幅に抑えることができ、従来にない高い寸法精度を得ることができる。
【００１０】
また請求項２記載の無機フィラー含有樹脂組成物は請求項１記載の無機フィラー含有樹脂組成物において、上記無機フィラーがアスペクト比１０以上の鱗片状であることを特徴とするものである。
【００１１】
無機フィラーとしてアスペクト比１０以上の鱗片状であるものを用いることで、その成形品に高寸法精度、低膨張・低収縮といった性能を与えることができる。
【００１２】
また請求項３記載の樹脂組成物は請求項１又は請求項２記載の無機フィラー含有樹脂組成物において、上記無機フィラーが、マイカ、タルク、アルミナのうち１種類、あるいは二種類以上の混合物であることを特徴とするものである。
【００１３】
無機フィラーとして、マイカ、タルク、アルミナのうち１種類、あるいは二種類以上の混合物を用いることで、より一層その成形品に高寸法精度、低膨張・低収縮といった性能を与えることができる。
【００１４】
また請求項４記載の無機フィラー含有樹脂組成物は請求項１〜３のいずれかに記載の無機フィラー含有樹脂組成物において、上記木粉が１０〜１５０メッシュの平均粒径であることを特徴とするものである。
【００１５】
木粉として１０〜１５０メッシュの平均粒径であるものを用いることで、より一層混練時の分散性及び成形性を向上することができる。
【００１６】
また請求項５記載の樹脂組成物は請求項１〜４のいずれかに記載の無機フィラー含有樹脂組成物において、上記熱可塑性樹脂がオレフィン系樹脂であることを特徴とするものである。
【００１７】
熱可塑性樹脂がオレフィン系樹脂であるので、環境面に好ましい。
【００１８】
また請求項６記載の無機フィラー含有樹脂組成物は請求項１〜５のいずれかに記載の無機フィラー含有樹脂組成物において、マレイン酸変性オレフィン樹脂を含有して成ることを特徴とするものである。
【００１９】
マレイン酸変性オレフィン樹脂を含有することで、相溶化を高め、フィラーの分散性、成形性をより一層向上できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について説明する。
【００２１】
本発明における無機フィラー含有樹脂組成物は、熱可塑性樹脂と、無機フィラーと、木粉とを含有するものであり、無機フィラーは組成物全量に対して４０質量％以上配合されるものである。
【００２２】
まず、熱可塑性樹脂及び無機フィラーについて説明する。
【００２３】
熱可塑性樹脂としては環境面よりオレフィン系樹脂を用いることが好ましく、なかでも性能やコストの面でポリプロピレン、ポリエチレンが良い。上記ポリプロピレン及びポリエチレンは一方を単独で用いても良いし、また両者を併用しても良い。なお、熱可塑性樹脂としては上記のものに限定されるものではない。
【００２４】
また無機フィラーとしては特に限定されるものではないが、アスペクト比が１０以上の鱗片状の無機物が好ましく、種類としてはマイカ、アルミナ、タルクが好ましい。この場合、マイカ、タルク、アルミナのうち、１種を単独で用いても良いし、二種以上の混合物を用いても良い。
【００２５】
このような無機フィラーを配合することによって、その成形品に高寸法精度、低膨張・低収縮といった性能を与えることができる。またアスペクト比を１０以上としたのは、アスペクト比が大きい程より良好な性能を得ることができるからである。なお、上記したアスペクト比とは鱗片状粒子の直径を厚みで除した値であり、また粒度分布のあるものは重量平均直径を平均厚みを用いて算出した値とする。
【００２６】
ところで、上記熱可塑性樹脂と無機フィラーは例えば混練・押出しをすることで成形が行われるのだが、上記のように組成物全量に対して４０質量％以上の多量の無機フィラーを添加した場合、分散性が低下してしまい、これにより熱可塑性樹脂と無機フィラーとの混練が困難となり、また押出し工程における成形性も悪くなってしまう。更にこのように組成物全量に対して４０質量％以上の多量の無機フィラーを添加した無機フィラー含有樹脂組成物は分散性及び成形性が不十分であるので、成形品が脆くなって割れや欠けが起こってしまったり、強度が低下する等、物性面へ影響が出てしまう。
【００２７】
そこで本発明においては、熱可塑性樹脂と、組成物全量に対して４０質量％以上の無機フィラーとを含有する無機フィラー含有樹脂組成物において、木粉を混入することで上記問題点を解決している。すなわち木粉を添加することで、混練時の分散性及び成形性を向上させることができ、延いては前述した物性を向上させることが可能となるのである。これは例えば２軸の混練機等で混練する場合、無機物量が大きくなると時間当たりに混練される材料の材積が小さくなるために混練が不十分になると考えられ、木粉を添加することで見かけの材積が増大することにより分散性が向上するからと考えられる。更に言うと上記のように木粉を添加することで、成形品に木粉（木質材料）のねばりが付与され、これによってより一層物性を向上させることができる。
【００２８】
木粉としては例えば製材工場より排出されるおがくずや、廃木材、合板、ＭＤＦ、パーチクルボード等のサンダー粉等を用いることができる。また分散性、成形性をより向上させるには、木粉として、その平均粒径が１０〜１５０メッシュのものを用い、５〜３０質量％添加配合することが好ましい。すなわち、熱可塑性樹脂と、組成物全量に対して４０質量％以上の無機フィラーとを含有する無機フィラー含有樹脂組成物において、１０〜１５０メッシュの平均粒径を有し且つ組成物全量に対して５〜３０質量％の木粉を混入するのである。なお、上記木粉の平均粒径及び配合量は限定されるものではない。
【００２９】
また、上記の無機フィラー含有樹脂組成物に相溶化剤としての酸変性のオレフィン樹脂、具体的にはマレイン酸変性オレフィン樹脂を添加配合することが好ましい。相溶化を高めることによりフィラーの分散性、成形性をより一層向上でき、強度を確保できるからである。なおこの場合、酸変性をマレイン酸変性としたのは、効果、入手等の観点で優れているからである。更に言うと、より一層相溶化を高めるためには、使用している熱可塑性樹脂と同種の樹脂の酸変性物を添加することが好ましい。すなわち熱可塑性樹脂としてポリプロピレンを用いた場合には相溶化剤としてマレイン酸変性ポリプロピレンを用いるのである。そして上記マレイン酸変性オレフィン樹脂の添加量としては組成物全量に対して１〜１０質量％が好ましい。１質量％未満であるとその効果を十分に得られず、また１０質量％を越えると逆に強度が低下し、コスト的にも高価なものとなってしまうからである。なお、相溶化剤としては上記のものに限定されるものではなく、また添加量も限定されない。
【００３０】
上記無機フィラー含有樹脂組成物を調製する方法は特に限定されず、例えば通常の混練機や、混練と押出しとを同時に行う装置によって行う方法、あるいは剪断発熱により樹脂とフィラーとを一体化する方法等が適用できる。この場合、生産性を向上させるには上記製法の中でも特に混練と押出しとを同時に行う製法が好ましく、また特に混練を十分に行うには２軸の混練・押出機を用いることが好ましい。ここで樹脂と、無機フィラーと、木粉とを混練して無機フィラー含有樹脂組成物を調製する際に加熱・脱気を行うと、樹脂や無機フィラーや木粉に含有される揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を除去することができ、これによって得られた成形品の揮発性有機化合物量を厚生労働省の指針値以下にすることが可能となる。これは特にリサイクル材料としての木粉や、樹脂、無機フィラーを含んだ無機フィラー含有樹脂組成物によって成形品を成形する場合には非常に有効である。上記加熱・脱気を行う条件の一例を挙げると、例えば熱可塑性樹脂としてポリプロピレンを用いた場合、加熱１８０〜２１０℃、脱気０．１Ｐａ以下の条件に設定して２〜３分間加熱・脱気を行う。
【００３１】
このように熱可塑性樹脂と、組成物全量に対して４０質量％以上の無機フィラーとを含有する無機フィラー含有樹脂組成物において、木粉を混入することで、組成物全量に対して４０質量％以上の無機フィラーを配合したにも関わらず、４０質量％未満の無機フィラーを配合した無機フィラー含有樹脂組成物と同様に混練時の分散性及び成形性を確保でき、これによって成形品の物性も低下することがなく、且つこのように４０質量％以上の無機フィラーの配合を可能としたことで、得られた成形品の膨張量・収縮量を大幅に抑えることができ、従来にない高い寸法精度を得ることができ、またコストをより一層低廉化できる。
【００３２】
以下本発明の実施例を具体的に説明する。
【００３３】
（実施例１）
ポリプロピレン３７質量％、マレイン酸変性ポリプロピレン３質量％に無機フィラーとしてアスペクト比９０のマイカを５０質量％添加したものに、４５メッシュの木粉を１０質量％添加して２軸混練押出機にて１．３ｍｍの成形板を成形した。混練は各材料を同時に別々に２軸混練押出機に供給して混練と押出しを同時に実施した。
【００３４】
（実施例２）
ポリプロピレン３２質量％、マレイン酸変性ポリプロピレン３質量％に無機フィラーとしてアスペクト比８０のマイカを５５質量％添加したものに、４５メッシュの木粉を１０質量％添加して２軸混練押出機にて１．３ｍｍの成形板を成形した。作成方法は実施例１と同様に実施した。
【００３５】
（比較例１）
ポリプロピレン４７質量％、マレイン酸変性ポリプロピレン３質量％に無機フィラーとしてアスペクト比８０のマイカを５０質量％添加したものを実施例１、２と同様に作成しようとしたが混練、成形が困難であるため、別途バンバリミキサーに全原料を入れて予備混練し、混練物を粉砕して、２軸混練押出機に投入して混練・成形して１．３ｍｍの成形板を成形した。
【００３６】
そして上記実施例１、２及び比較例１において得られた成形板の曲げ強度と熱膨張係数を測定した。なお曲げ強度はＪＩＳ  Ａ  ７２０３に準じてスパン２４ｍｍにてヘッドスピード１ｍｍ／ｍｉｎ、サンプルサイズ  幅２５ｍｍ×長さ１００ｍｍ×厚み１．３ｍｍで実施した。また熱膨張係数は成形板表面に歪みゲージを貼り、温度２０℃と８０℃の繰り返しを１０回行ってその歪み変化量の平均値を温度変化にて換算して熱膨張係数を求めた。
【００３７】
以下に結果を示す。
【００３８】
【表１】
2004203982.tif 000002
【００３９】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１記載の発明にあっては、木粉を混入することで、組成物全量に対して４０質量％以上の無機フィラーを配合したにも関わらず、４０質量％未満の無機フィラーを配合した無機フィラー含有樹脂組成物と同様に混練時の分散性及び成形性を確保でき、これによって成形品の物性も低下することがなく、且つこのように４０質量％以上の無機フィラーの配合を可能としたことで、得られた成形品の膨張量・収縮量を大幅に抑えることができ、従来にない高い寸法精度を得ることができ、またコストをより一層低廉化できる。
【００４０】
また請求項２記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、アスペクト比１０以上の鱗片状である無機フィラーを用いることで、その成形品に高寸法精度、低膨張・低収縮といった性能を与えることができる。
【００４１】
また請求項３記載の発明にあっては、上記請求項１又は請求項２記載の発明の効果に加えて、その成形品に高寸法精度、低膨張・低収縮といった性能を与えることができる。
【００４２】
また請求項４記載の発明にあっては、上記請求項１〜３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、木粉として１０〜１５０メッシュの平均粒径であるものを用いることで、より一層混練時の分散性及び成形性を向上することができる。
【００４３】
また請求項５記載の発明にあっては、上記請求項１〜４のいずれかに記載の発明の効果に加えて、熱可塑性樹脂がオレフィン系樹脂であるので、環境面において優れたものとなる。
【００４４】
また請求項６記載の発明にあっては、上記請求項１〜４のいずれかに記載の発明の効果に加えて、マレイン酸変性オレフィン樹脂を含有することで、相溶化を高め、フィラーの分散性、成形性をより一層向上できる。