玻璃纤维强化热塑性树脂成型体和其制法制造技术

一种玻璃纤维强化热塑性树脂成型体，在热塑性树脂成型体中，下述(A)～(D)所示的纤维长度的玻璃纤维以下述(A)～(D)所示的比率(相对于纤维状填料总体数的比率)分散，且通过含有染料和平均粒径为30nm以下的颜料中的至少一者而被着色。因此，可以提供：即便不进行成型为厚壁等处理，在高温气氛中、吸水时的机械强度也优异、充分具备应变耐性等强度、且实施了着色的、玻璃纤维强化热塑性树脂成型体和其制法。(A)0.05mm以上且小于0.5mm：40～80％。(B)0.5mm以上且小于1.0mm：15～40％。(C)1.0mm以上且小于3.0mm：2～30％。(D)3.0mm以上：1％以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】玻璃纤维强化热塑性树脂成型体和其制法
本专利技术涉及使玻璃纤维分散而提高了强度的玻璃纤维强化热塑性树脂成型体和其制法，详细而言，涉及作为底座、轴衬、扭力杆等发挥出优异的性能的玻璃纤维强化热塑性树脂成型体和其制法。
技术介绍
对于汽车的发动机室内所使用的部件，要求高温多湿条件下的强度、耐水性、耐热性、耐氯化钙性(由于使用氯化钙作为融雪剂)等特性。这样的部件一直以来通常是金属制的，但是近年来，由于轻量化的需求而研究出了使用了纤维强化树脂(FRP)作为代替金属部件的汽车用部件。其中，使玻璃纤维分散于热塑性树脂而成的玻璃纤维强化热塑性树脂的通用性、加工性、成型性等优异，从成本方面出发也优异，因此可以期待应用于上述那样的用途。由玻璃纤维强化热塑性树脂形成的成型体通常通过将热塑性树脂和玻璃纤维熔融混炼进行粒料化，将其再熔融进行注射成型等而制造(参照例如专利文献1～3)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-25844号公报专利文献2：日本特开2003-285323号公报专利文献3：日本特开2010-189637号公报专利文献4：WO2012/124060号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，如上所述，暂时粒料化而制作目标的成型体时，在制作该粒料时在熔融混炼机内，玻璃纤维受到剪切应力而折损，上述玻璃纤维微细化(纤维长度为0.5mm以下)，进而受到注射成型时的剪切应力，从而上述玻璃纤维更加微细化。因此，存在这样得到的成型体内的玻璃纤维变得过于微细、成型体的强度提高效果小这样的问题。特别是为了对成型体实施着色而在FRP的材料中添加颜料时，该颜料成为因素，熔融混炼机、注射成型机内的玻璃纤维的折损率提高，为了玻璃纤维进一步微细化，着色成型体中，强度提高效果的降低变得更深刻。因此，研究了使用长纤维强化树脂粒料(拉拔制法中制作的含有纤维长度长的玻璃纤维的粒料)。然而，如果这样做，则存在如下问题：会对成型性带来恶劣影响，进而在制作底座、轴衬、扭力杆等成型体时由该长纤维带来的残余应力变大，进而由于为了提高树脂向玻璃纤维的浸透性而不得不使用分子量低的树脂，因此成型体得不到充分的强度。另外，如先前的专利文献2、3那样，还提出了将长纤维强化树脂粒料和短纤维强化树脂粒料混合而成型的方法，但如果这样做，则成型性虽然得到改善，但由于纤维长度分布发生二极化，因此还不至于解决残余应力。另外，如上述的现有的由玻璃纤维强化热塑性树脂形成的成型体存在在成型为薄壁时、特别是高温气氛中、吸水时的机械强度降低的问题。在这样的情况下，以往是成型为厚壁而解决该问题，但这样一来，还会产生轻量化效果小这样的问题。另外，如专利文献4那样，还提出了如下方法：对于由纤维强化树脂形成的外皮层和芯层，调节各自的材料，以使两者的弯曲模量不同，通过夹层成型而得到目标的成型体，从而解决上述问题。然而，由于夹层成型体中存在层界面，因此有得不到充分的强度的担心。另外，由于为了进行夹层成型还需要专用的成型机，因此还有制造成本增大的担心。本专利技术是鉴于这样的情况而做出的，其目的在于，提供即便实施了着色、且不进行成型为厚壁等的处理，在高温气氛中、吸水时的机械强度也优异、并且充分具备应变耐性等强度的、玻璃纤维强化热塑性树脂成型体和其制法。用于解决问题的方案为了达成上述的目的，本专利技术的第一主旨在于，一种玻璃纤维强化热塑性树脂成型体，在热塑性树脂成型体中，下述(A)～(D)所示的纤维长度的玻璃纤维以下述(A)～(D)所示的比率(相对于纤维状填料总体数的比率)分散，且通过含有染料和平均粒径为30nm以下的颜料中的至少一者而被着色。(A)0.05mm以上且小于0.5mm：40～80％。(B)0.5mm以上且小于1.0mm：15～40％。(C)1.0mm以上且小于3.0mm：2～30％。(D)3.0mm以上：1％以下。另外，本专利技术的第二主旨在于一种玻璃纤维强化热塑性树脂成型体的制法，将混合有染料和平均粒径为30nm以下的颜料中的至少一者的热塑性树脂和玻璃纤维分别直接投入至注射成型机，通过其注射成型，得到下述(α)所示的玻璃纤维强化热塑性树脂成型体。(α)所述热塑性树脂成型体中，下述(A)～(D)所示的纤维长度的玻璃纤维以下述(A)～(D)所示的比率(相对于纤维状填料总体数的比率)分散，且通过含有染料和平均粒径为30nm以下的颜料中的至少一者而被着色。(A)0.05mm以上且小于0.5mm：40～80％。(B)0.5mm以上且小于1.0mm：15～40％。(C)1.0mm以上且小于3.0mm：2～30％。(D)3.0mm以上：1％以下。另外，本专利技术的第三主旨在于，一种玻璃纤维强化热塑性树脂成型体的制法，将玻璃纤维、热塑性树脂、以及、染料和平均粒径为30nm以下的颜料中的至少一者分别直接投入至注射成型机，通过其注射成型，得到下述(α)所示的玻璃纤维强化热塑性树脂成型体。(α)所述热塑性树脂成型体中，下述(A)～(D)所示的纤维长度的玻璃纤维以下述(A)～(D)所示的比率(相对于纤维状填料总体数的比率)分散，且通过含有染料和平均粒径为30nm以下的颜料中的至少一者而被着色。(A)0.05mm以上且小于0.5mm：40～80％。(B)0.5mm以上且小于1.0mm：15～40％。(C)1.0mm以上且小于3.0mm：2～30％。(D)3.0mm以上：1％以下。即，本专利技术人等为了解决前述课题，反复进行了深入研究。其结果，本专利技术人等着眼于玻璃纤维强化热塑性树脂成型体中的强化纤维的长度，发现通过具有如上述(A)～(D)所示的特定的玻璃纤维长度分布，即便不进行厚壁设计等的处理，在高温气氛中、吸水时的机械强度也优异，并且充分具备应变耐性等强度，至此完成了本专利技术。需要说明的是，将玻璃纤维和热塑性树脂的混合物暂时粒料化而成的物质作为材料进行注射成型等而得到成型体的现有的方法中，难以得到如上述的特定的玻璃纤维长度分布。特别是，考虑对成型体实施着色时，该着色剂成为因素，熔融混炼机、注射成型机内的玻璃纤维的折损率提高，玻璃纤维的微细化容易进行，因此更困难。而且，本专利技术人等发现：应用将预先混合有着色剂的热塑性树脂和玻璃纤维分别直接投入至注射成型机，通过其注射成型，得到目标玻璃纤维强化热塑性树脂成型体的制法，进而作为上述着色剂，使用染料、平均粒径为30nm以下的颜料，结果由着色剂所导致的玻璃纤维的微细化的进行被消除，容易制造具有上述(A)～(D)所示那样的特定的玻璃纤维长度分布的着色成型体。另外，本专利技术人等发现：上述特定的着色剂不与热塑性树脂预先混合而与热塑性树脂、玻璃纤维一起直接投入至注射成型机的情况下，由着色剂所导致的玻璃纤维的微细化的进行也被消除，可以制造具有上述(A)～(D)所示那样特定的玻璃纤维长度分布的着色成型体。专利技术的效果如以上那样，本专利技术的玻璃纤维强化热塑性树脂成型体通过含有染料、平均粒径30nm以下的颜料之类的特定的着色剂而被着色，并且作为热塑性树脂中的纤维状填料，前述(A)～(D)所示的纤维长度的玻璃纤维以前述(A)～(D)所示的比率分散。因此，即便不进行厚壁设计等的处理，在高温气氛中、吸水时的机械强度也优异，并且可以充分具备应变耐性等强度。另外，可以自由地进行树脂成型体的颜色设计而不破坏上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玻璃纤维强化热塑性树脂成型体，其特征在于，在热塑性树脂成型体中，下述(A)～(D)所示的纤维长度的玻璃纤维以下述(A)～(D)所示的比率分散，且通过含有染料和平均粒径为30nm以下的颜料中的至少一者而被着色，所述比率是相对于纤维状填料总体数的比率，(A)0.05mm以上且小于0.5mm：40～80％，(B)0.5mm以上且小于1.0mm：15～40％，(C)1.0mm以上且小于3.0mm：2～30％，(D)3.0mm以上：1％以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.26 JP 2015-0651111.一种玻璃纤维强化热塑性树脂成型体，其特征在于，在热塑性树脂成型体中，下述(A)～(D)所示的纤维长度的玻璃纤维以下述(A)～(D)所示的比率分散，且通过含有染料和平均粒径为30nm以下的颜料中的至少一者而被着色，所述比率是相对于纤维状填料总体数的比率，(A)0.05mm以上且小于0.5mm：40～80％，(B)0.5mm以上且小于1.0mm：15～40％，(C)1.0mm以上且小于3.0mm：2～30％，(D)3.0mm以上：1％以下。2.根据权利要求1所述的玻璃纤维强化热塑性树脂成型体，其中，玻璃纤维强化热塑性树脂成型体中的玻璃纤维的总的含有比率为25～65重量％的范围。3.根据权利要求1或2所述的玻璃纤维强化热塑性树脂成型体，其中，分散于玻璃纤维强化热塑性树脂成型体内部的玻璃纤维的重均纤维长度长于分散于玻璃纤维强化热塑性树脂成型体表层部的玻璃纤维的重均纤维长度，长度差为30μm以上。4.根据权利要求3所述的玻璃纤维强化热塑性树脂成型体，其中，分散于玻璃纤维强化热塑性树脂成型体表层部的玻璃纤维的重均纤维长度为0.35mm～1.5mm的范围，分散于玻璃纤维强化热塑性树脂成型体内部的玻璃纤维的重均纤维长度为0.4mm～2.8mm的范围。5.根据权利要求1～4中任一项所述的玻璃纤维强化热塑性树脂成型体，其中，所述热塑性树脂为选自由聚酰胺树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、聚缩醛树脂、改性聚苯醚树脂和聚苯硫醚树脂组成的组中的至少一种。6.根据权利要求1～...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗信佳那子，铃木淳一朗，中野正義，日比野委茂，
申请(专利权)人：住友理工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP