(57)【要約】【課題】大型構造部品に必要とされる強度、剛性を維持しつつ、寸法安定性を向上させた射出成形用熱可塑性樹脂組成物及びこれを用いた樹脂成形品を提供すること。【解決手段】結晶性樹脂と長繊維状補強材と鱗片状充填材を含有して成る射出成形用熱可塑性樹脂組成物である。これら結晶性樹脂と（長繊維状補強材と鱗片状充填材の和）との含有比率は重量比で７０：３０〜５０：５０であり、かかる鱗片状充填材のアスペクト比は５〜２００である。樹脂成形品は、上述した射出成形用熱可塑性樹脂組成物を含有して成る樹脂成形品であって、繊維長が重量平均繊維長で２〜４ｍｍの長繊維状補強材を含有する。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶性樹脂と長繊維状補強材と鱗片状充填材を含有して成る射出成形用熱可塑性樹脂組成物であって、
結晶性樹脂と（長繊維状補強材と鱗片状充填材の和）との含有比率が重量比で７０：３０〜５０：５０であり、
鱗片状充填材のアスペクト比が５〜２００であることを特徴とする射出成形用熱可塑性樹脂組成物。
【請求項２】
メルトフローレートが１〜２０ｇ／１０ｍｉｎであるエラストマー系充填材を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の射出成形用熱可塑性樹脂組成物。
【請求項３】
長繊維状補強材と鱗片状充填材との含有比率が重量比で１４：１〜５：１であることを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形用熱可塑性樹脂組成物。
【請求項４】
結晶性樹脂とエラストマー系充填材との含有比率が重量比で１：１〜４：１であることを特徴とする請求項２又は３に記載の射出成形用熱可塑性樹脂組成物。
【請求項５】
結晶性樹脂が、ポリプロピレン、ポリアミド及びポリエステルから成る群より選ばれた少なくとも１種の樹脂を含有して成ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つの項に記載の射出成形用熱可塑性樹脂組成物。
【請求項６】
長繊維状補強材は、直径が１０〜１６μｍ、長さが８〜１２ｍｍのガラス長繊維であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つの項に記載の射出成形用熱可塑性樹脂組成物。
【請求項７】
鱗片状充填材が、タルク、マイカ及びガラスフレークから成る群より選ばれた少なくとも１種の充填材から成ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つの項に記載の射出成形用熱可塑性樹脂組成物。
【請求項８】
エラストマー系充填材が、エチレン系エラストマー及び／又はスチレン系エラストマーを含有して成ることを特徴とする請求項２〜７のいずれか１つの項に記載の射出成形用熱可塑性樹脂組成物。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つの項に記載の射出成形用熱可塑性樹脂組成物を含有して成る樹脂成形品であって、
繊維長が重量平均繊維長で２〜４ｍｍの長繊維状補強材を含有することを特徴とする樹脂成形品。
【請求項１０】
車両のフロントエンド、ドア、インストルメントパネル、トランク及びバックドアから成る群より選ばれた少なくとも１種の車両用構造部品に用いられることを特徴とする請求項９に記載の樹脂成形品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形用樹脂組成物及び樹脂成形品に係り、更に詳細には、強度、剛性を維持しつつ、寸法安定性を向上させた射出成形用熱可塑性樹脂組成物及びこれを用いた樹脂成形品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車体の軽量化の観点から、自動車部品への樹脂材料の採用が拡大している。特に近年はラジエターコアサポート、バックドア及びトランク等の大型構造部品への樹脂材料の適用が増えてきている。樹脂材料は金属材料に比べ、強度や剛性が低いため、上述のような大型構造部品に使用する場合、ガラス繊維などの補強材により強化して使用する場合が多く、特に補強効果を高めるために、長繊維状の補強材を適用する場合が多い。この樹脂材料の種類としては、リサイクル性の観点から、熱可塑性樹脂の採用が増えており、とりわけ耐熱性、耐薬品性、強度及び剛性の観点からポリプロピレンやポリアミドのような結晶性樹脂材料の採用事例が多い。また、長繊維状の補強材で強化された樹脂材料の成形加工方法としては、圧縮成形や射出成形等が挙げられる。特に成形サイクルの短縮化、仕上げ時間の短縮化、部品形状の自由度拡大、及び工程内リサイクル性の観点から射出成形が選択される場合が多い（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２２０５３８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように大型構造部品を長繊維状の補強材で強化された結晶性樹脂を用いて射出成形で成形加工した場合、長繊維状の補強材の配向により、ラジエターコアサポート、バックドア及びトランクなどの大型構造部品ではそり変形が発生し、所望の精度を確保するためには、生産開始までに何回も試作と失敗を繰り返す必要があり、多大な工数、費用が必要であるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、大型構造部品に必要とされる強度、剛性を維持しつつ、寸法安定性を向上させた射出成形用熱可塑性樹脂組成物及びこれを用いた樹脂成形品を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、結晶性樹脂と（長繊維状補強材と鱗片状充填材の和）との含有比率を所定の比率とし、所定のアスペクト比の鱗片状充填材を用いることなどにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、本発明の射出成形用熱可塑性樹脂組成物は、結晶性樹脂と長繊維状補強材と鱗片状充填材を含有して成る。
これら結晶性樹脂と（長繊維状補強材と鱗片状充填材の和）との含有比率は重量比で７０：３０〜５０：５０であり、かかる鱗片状充填材のアスペクト比は５〜２００である。
また、本発明の樹脂成形品は、上述した射出成形用熱可塑性樹脂組成物を含有して成る樹脂成形品であって、繊維長が重量平均繊維長で２〜４ｍｍの長繊維状補強材を含有する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の射出成形用熱可塑性樹脂組成物について詳細に説明する。なお、本明細書において、「％」は特記しない限り質量百分率を表すものとする。
【０００９】
上述の如く、本発明の射出成形用熱可塑性樹脂組成物は、結晶性樹脂と長繊維状補強材とアスペクト比が５〜２００の鱗片状充填材を含有して成る。かかる結晶性樹脂と（長繊維状補強材と鱗片状充填材の和）との含有比率は重量比で７０：３０〜５０：５０である。
ここで、「アスペクト比」とは、鱗片状充填材の厚みに対する長径の比（長径／厚み）を表すものとする。
【００１０】
結晶性樹脂の含有比率が重量比で７０を超えると、強度及び剛性が著しく低下し、大型構造部品に必要とされる上述のような物性を確保することが困難となり、結晶性樹脂の含有比率が重量比で５０未満では、流動性が著しく低下し、大型構造部品の射出成形には適用が難しい。
また、結晶性樹脂に含有される長繊維状補強材は射出成形時に流動方向に配向し、結晶性樹脂は結晶化により体積収縮する際に異方性が生じるため、射出成形品にそり変形が発生する。鱗片状充填材は長繊維状補強材とともに結晶性樹脂の間隙に分散、平面方向に配向し、長繊維状補強材の配向を緩和するとともに、平面の剛性を向上することにより、そり変形を抑制する効果を持つことからも、結晶性樹脂と（長繊維状補強材と鱗片状充填材の和）との含有比率は、上述の重量比とすることを要する。
更に、鱗片状充填材のアスペクト比が５未満では、そり量抑制の効果が低く、２００を超えると、アスペクト比の安定した鱗片状充填材を得ることが難しい。なお、本発明の樹脂組成物では、上述の鱗片状充填材のアスペクト比は、３０〜２００であることが好ましい。このようなアスペクト比であると、そり量抑制の効果が向上する。
【００１１】
本発明の樹脂組成物では、メルトフローレート（ＡＳＴＭ、Ｄ−１２３８準拠、荷重：２１．２Ｎ、温度：２１０℃）（以下「ＭＦＲ」と省略する。）が１〜２０ｇ／１０ｍｉｎであるエラストマー系充填材を更に含ませることが望ましい。エラストマー系充填材のＭＦＲが２０ｇ／１０ｍｉｎを超えると、エラストマー成分の収縮抑制効果が十分でなく、そり量抑制の効果が低くなる可能性があり、１ｇ／１０ｍｉｎ未満であると大型構造部品としての剛性確保が困難になる。また、本発明の樹脂組成物では、長繊維状補強材と鱗片状充填材の含有比率が重量比で１４：１〜５：１であることが好ましい。長繊維状補強材の含有比率が重量比で１４を超える場合、５未満の場合では、大型構造部品を射出成形加工したとき、樹脂成形品のそり量が大きくなる。
【００１２】
更に、本発明の樹脂組成物では、鱗片状充填材の平均径は２０〜７００μｍであることが好ましい。平均径が２０μｍ未満では、充填材の凝集が起こり、分散不良（数片ずつ塊になったまま分かれない状態であり、分布の偏りはない。）が発生する可能性があり、７００μｍを超えると、充填材の分配不良（一片ずつには分かれるが、流れにくいため分布の偏りがある。）が起こる可能性がある。
一方、本発明の樹脂組成物では、結晶性樹脂とエラストマー系充填材の含有比率が重量比で１：１〜４：１であることが好ましい。結晶性樹脂の含有比率が重量比で１未満では、樹脂成形品の大型構造部品としての剛性が不足し、結晶性樹脂の含有比率が重量比で４を超えると、樹脂成形品のそり量が大きくなる可能性がある。
【００１３】
使用する結晶性樹脂としては、結晶性及び熱可塑性を示せば、特に限定されるものではないが、代表的には、ポリプロピレン、ポリアミド及びポリエステル等の樹脂を挙げることができる。
また、用いる長繊維状補強材としては、代表的には、ガラス長繊維等を挙げることができる。
長繊維状補強材としてガラス長繊維を採用する場合、ガラス長繊維は、直径が１０〜１６μｍ、長さが８〜１２ｍｍであることが好ましい。
ガラス長繊維の直径が、１０μｍ未満では、樹脂組成物を射出成形した後の樹脂成形品の衝撃強度が低下する可能性があり、１６μｍを超えると、樹脂成形品の剛性が低下する可能性がある。
ガラス長繊維の長さが、８ｍｍ未満では、射出成形後のガラス繊維の長さ（残存ガラス繊維長）が後述する好適な範囲より短くなる可能性があり、１２ｍｍを超えると、射出成形機への投入量が不安定になることにより、物性のばらつきが大きくなる可能性がある。
【００１４】
更に、鱗片状充填材としては、上述のアスペクト比であれば特に限定されるものではないが、タルク、マイカ又はガラスフレーク及びこれらの任意の組合せに係る充填材を使用できる。
一方、エラストマー系充填材としては、所定のＭＦＲであれば特に限定されるものではないが、結晶性樹脂との均一な分散性が得られるという点において、エチレン系やスチレン系のエラストマーがより好ましい。
なお、上述した結晶性樹脂、長繊維状補強材及び鱗片状充填材の他に、本発明の要旨の範囲内で顔料、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤及び紫外線吸収材などの各種添加剤を含有させることも可能である。
【００１５】
次に、本発明の樹脂成形品について説明する。
上述の如く、本発明の樹脂成形品は、上述した射出成形用熱可塑性樹脂組成物を射出成形加工によって成形した樹脂成形品であって、繊維長が重量平均繊維長で２〜４ｍｍの長繊維状補強材を含有する。
ここで、重量平均繊維長は次式▲１▼
Ｌｗ＝Σ（Ｎｉｌｉ２）／Σ（Ｎｉｌｉ）…▲１▼
（式中のＬｗは重量平均繊維長、Ｎｉは長さｌｉの繊維数、ｌｉは繊維の長さを示す。）から算出される。
【００１６】
結晶性樹脂、長繊維状補強材及び鱗片状充填材などの原料から樹脂組成物を作製し、該樹脂組成物から射出成形加工する際に、長繊維状補強材であるガラス長繊維は混合などの工程を経ることにより、ガラス繊維長が短くなる。
本発明の樹脂成形品においては、残存ガラス繊維長が２ｍｍ未満では、衝撃強度が低下し、４ｍｍを超えるとそり量が大きくなる可能性があることから、重量平均繊維長で２〜４ｍｍであることを要する。
なお、上述の樹脂成形品は、車両のフロントエンド、ドア、インストルメントパネル、トランク及びバックドアのような大型構造部品に使用することができる。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００１８】
（実施例１）
・材料の調整［樹脂組成物の作製］
▲１▼希釈用結晶性樹脂（ＭＦＲ：３０ｇ／１０ｍｉｎであるポリプロピレンホモポリマー）、▲２▼エチレン−プロピレン系エラストマー（ＭＦＲ：１０ｇ／１０ｍｉｎであるエチレン−プロピレンブロック共重合エラストマー）、▲３▼ガラス長繊維マスターバッチ（繊維径：１６μｍ、繊維束：３０００本の長繊維樹脂をポリプロピレンブロックポリマーで含浸させたストランドを１２ｍｍに切断して得たガラス長繊維マスターバッチ）、▲４▼充填材マスターバッチ（タルクを▲１▼の希釈用樹脂１００重量部に対して３０重量部練りこんで得た充填材マスターバッチ）の各材料をドライブレンドして表１所定の配合比率の本例の射出成形用ペレットを得た。
【００１９】
・試験片の作成［樹脂成形品の作製］
射出成形加工条件（樹脂温：２４０℃、型温：４０℃、射出圧：５８．８ＭＰａ、射出時間：２秒、保圧：３５．３ＭＰａ、保圧時間：２０秒、冷却時間：３０秒）で型締め圧が１１０ｔの射出成形機を用いて、上記得られたペレットを成形して、片端にフィルムゲートを設けた本例のそり測定用平板状試験片（厚さ：４ｍｍ、幅：１００ｍｍ、長さ：３００ｍｍ）を得た。
【００２０】
また、射出成形加工条件（樹脂温：２４０℃、型温：４０℃、射出圧：５８．８ＭＰａ、射出時間：２．５秒、保圧：３５．３ＭＰａ、保圧時間：２０秒、冷却時間：３０秒）で型締め圧が１１０ｔの射出成形機を用いて、上記得られたペレットを成形して、片端にフィルムゲートを設けた本例の物性測定用試験片（厚さ：４ｍｍ、幅：１００ｍｍ、長さ：３００ｍｍ）を得た。
【００２１】
（実施例２〜１８及び比較例１）
上記材料▲１▼、▲２▼、▲３▼及び▲４▼の成分を変えてドライブレンドして表１所定の配合比率の各例の射出成形用ペレットを得た以外は、実施例１と同様の操作を繰り返し、各例の射出成形用ペレット、そり測定用平板状試験片及び物性測定用試験片を得た。
【００２２】
［性能評価］
上記実施例１〜１８及び比較例１の試験片を下記の性能評価に供した。各例の得られた結果（そり量（判定）、曲げ弾性率、曲げ強度）を表１に示す。また、各例の樹脂組成物の仕様を併記する。
・そり量測定
水平な平面上にそり測定用平板状試験片の片端を固定し、他端の跳ね上がり量をそり量としてノギスで測定した。そり量は同条件で成形した５サンプルの平均値とし、５ｍｍ以下を判定目標値とした。
・弾性率測定
物性測定用試験片から試験片を切削で切り出し、ＪＩＳ−Ｋ７１７１に基づき曲げ弾性率の測定を行った。曲げ弾性率は６５００ＭＰａ以上を判定目標値とした。
・強度測定
物性測定用試験片から試験片を切削で切り出し、ＪＩＳ−Ｋ７１７１に基づき曲げ強度の測定を行った。曲げ強度は１１０ＭＰａ以上を判定目標値とした。
【００２３】
【表１】
2004323559.tif 000002
【００２４】
表１より、本発明の範囲に属する実施例１〜１８は、本発明外の比較例１に対し強度、剛性を維持しつつ寸法安定性を向上できることがわかる。
現時点では、本発明の目的である寸法安定性の向上という観点から、実施例８、９が良好な結果をもたらすものと思われる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、結晶性樹脂と（長繊維状補強材と鱗片状充填材の和）との含有比率を所定の比率とし、所定のアスペクト比の鱗片状充填材を用いることなどとしたため、大型構造部品に必要とされる強度、剛性を維持しつつ、寸法安定性を向上させた射出成形用熱可塑性樹脂組成物及びこれを用いた樹脂成形品を提供することができる。