本發(fā)明涉及使玻璃纖維分散而提高了強度的玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體和其制法，詳細而言，涉及作為底座、軸襯、扭力桿等發(fā)揮出優(yōu)異的性能的玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體和其制法。
背景技術(shù)：
對于汽車的發(fā)動機室內(nèi)所使用的部件，要求高溫多濕條件下的強度、耐水性、耐熱性、耐氯化鈣性(由于使用氯化鈣作為融雪劑)等特性。這樣的部件一直以來通常是金屬制的，但是近年來，由于輕量化的需求而研究出了使用了纖維強化樹脂(FRP)作為代替金屬部件的汽車用部件。其中，使玻璃纖維分散于熱塑性樹脂而成的玻璃纖維強化熱塑性樹脂的通用性、加工性、成型性等優(yōu)異，從成本方面出發(fā)也優(yōu)異，因此可以期待應(yīng)用于上述那樣的用途。由玻璃纖維強化熱塑性樹脂形成的成型體通常通過將熱塑性樹脂和玻璃纖維熔融混煉進行粒料化，將其再熔融進行注射成型等而制造(參照例如專利文獻1～3)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1：日本特開2012-25844號公報
專利文獻2：日本特開2003-285323號公報
專利文獻3：日本特開2010-189637號公報
專利文獻4：WO2012/124060號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素：
發(fā)明要解決的問題
然而，如上所述，暫時粒料化而制作目標(biāo)的成型體時，在制作該粒料時在熔融混煉機內(nèi)，玻璃纖維受到剪切應(yīng)力而折損，上述玻璃纖維微細化(纖維長度為0.5mm以下)，進而受到注射成型時的剪切應(yīng)力，從而上述玻璃纖維更加微細化。因此，存在這樣得到的成型體內(nèi)的玻璃纖維變得過于微細、成型體的強度提高效果小這樣的問題。特別是為了對成型體實施著色而在FRP的材料中添加顏料時，該顏料成為因素，熔融混煉機、注射成型機內(nèi)的玻璃纖維的折損率提高，為了玻璃纖維進一步微細化，著色成型體中，強度提高效果的降低變得更深刻。
因此，研究了使用長纖維強化樹脂粒料(拉拔制法中制作的含有纖維長度長的玻璃纖維的粒料)。然而，如果這樣做，則存在如下問題：會對成型性帶來惡劣影響，進而在制作底座、軸襯、扭力桿等成型體時由該長纖維帶來的殘余應(yīng)力變大，進而由于為了提高樹脂向玻璃纖維的浸透性而不得不使用分子量低的樹脂，因此成型體得不到充分的強度。另外，如先前的專利文獻2、3那樣，還提出了將長纖維強化樹脂粒料和短纖維強化樹脂粒料混合而成型的方法，但如果這樣做，則成型性雖然得到改善，但由于纖維長度分布發(fā)生二極化，因此還不至于解決殘余應(yīng)力。
另外，如上述的現(xiàn)有的由玻璃纖維強化熱塑性樹脂形成的成型體存在在成型為薄壁時、特別是高溫氣氛中、吸水時的機械強度降低的問題。在這樣的情況下，以往是成型為厚壁而解決該問題，但這樣一來，還會產(chǎn)生輕量化效果小這樣的問題。
另外，如專利文獻4那樣，還提出了如下方法：對于由纖維強化樹脂形成的外皮層和芯層，調(diào)節(jié)各自的材料，以使兩者的彎曲模量不同，通過夾層成型而得到目標(biāo)的成型體，從而解決上述問題。然而，由于夾層成型體中存在層界面，因此有得不到充分的強度的擔(dān)心。另外，由于為了進行夾層成型還需要專用的成型機，因此還有制造成本增大的擔(dān)心。
本發(fā)明是鑒于這樣的情況而做出的，其目的在于，提供即便實施了著色、且不進行成型為厚壁等的處理，在高溫氣氛中、吸水時的機械強度也優(yōu)異、并且充分具備應(yīng)變耐性等強度的、玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體和其制法。
用于解決問題的方案
為了達成上述的目的，本發(fā)明的第一主旨在于，一種玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體，在熱塑性樹脂成型體中，下述(A)～(D)所示的纖維長度的玻璃纖維以下述(A)～(D)所示的比率(相對于纖維狀填料總體數(shù)的比率)分散，且通過含有染料和平均粒徑為30nm以下的顏料中的至少一者而被著色。
(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，本發(fā)明的第二主旨在于一種玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體的制法，將混合有染料和平均粒徑為30nm以下的顏料中的至少一者的熱塑性樹脂和玻璃纖維分別直接投入至注射成型機，通過其注射成型，得到下述(α)所示的玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體。
(α)所述熱塑性樹脂成型體中，下述(A)～(D)所示的纖維長度的玻璃纖維以下述(A)～(D)所示的比率(相對于纖維狀填料總體數(shù)的比率)分散，且通過含有染料和平均粒徑為30nm以下的顏料中的至少一者而被著色。
(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，本發(fā)明的第三主旨在于，一種玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體的制法，將玻璃纖維、熱塑性樹脂、以及、染料和平均粒徑為30nm以下的顏料中的至少一者分別直接投入至注射成型機，通過其注射成型，得到下述(α)所示的玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體。
(α)所述熱塑性樹脂成型體中，下述(A)～(D)所示的纖維長度的玻璃纖維以下述(A)～(D)所示的比率(相對于纖維狀填料總體數(shù)的比率)分散，且通過含有染料和平均粒徑為30nm以下的顏料中的至少一者而被著色。
(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，本發(fā)明人等為了解決前述課題，反復(fù)進行了深入研究。其結(jié)果，本發(fā)明人等著眼于玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體中的強化纖維的長度，發(fā)現(xiàn)通過具有如上述(A)～(D)所示的特定的玻璃纖維長度分布，即便不進行厚壁設(shè)計等的處理，在高溫氣氛中、吸水時的機械強度也優(yōu)異，并且充分具備應(yīng)變耐性等強度，至此完成了本發(fā)明。
需要說明的是，將玻璃纖維和熱塑性樹脂的混合物暫時粒料化而成的物質(zhì)作為材料進行注射成型等而得到成型體的現(xiàn)有的方法中，難以得到如上述的特定的玻璃纖維長度分布。特別是，考慮對成型體實施著色時，該著色劑成為因素，熔融混煉機、注射成型機內(nèi)的玻璃纖維的折損率提高，玻璃纖維的微細化容易進行，因此更困難。而且，本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)：應(yīng)用將預(yù)先混合有著色劑的熱塑性樹脂和玻璃纖維分別直接投入至注射成型機，通過其注射成型，得到目標(biāo)玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體的制法，進而作為上述著色劑，使用染料、平均粒徑為30nm以下的顏料，結(jié)果由著色劑所導(dǎo)致的玻璃纖維的微細化的進行被消除，容易制造具有上述(A)～(D)所示那樣的特定的玻璃纖維長度分布的著色成型體。另外，本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)：上述特定的著色劑不與熱塑性樹脂預(yù)先混合而與熱塑性樹脂、玻璃纖維一起直接投入至注射成型機的情況下，由著色劑所導(dǎo)致的玻璃纖維的微細化的進行也被消除，可以制造具有上述(A)～(D)所示那樣特定的玻璃纖維長度分布的著色成型體。
發(fā)明的效果
如以上那樣，本發(fā)明的玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體通過含有染料、平均粒徑30nm以下的顏料之類的特定的著色劑而被著色，并且作為熱塑性樹脂中的纖維狀填料，前述(A)～(D)所示的纖維長度的玻璃纖維以前述(A)～(D)所示的比率分散。因此，即便不進行厚壁設(shè)計等的處理，在高溫氣氛中、吸水時的機械強度也優(yōu)異，并且可以充分具備應(yīng)變耐性等強度。另外，可以自由地進行樹脂成型體的顏色設(shè)計而不破壞上述性能，因此也可以應(yīng)對這樣的需求。而且，上述樹脂成型體通過制成例如為發(fā)動機底座、軸襯、扭力桿等汽車用軸承部件，能夠發(fā)揮出優(yōu)異的性能。
特別是，玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體中的玻璃纖維的總的含有比率為25～65重量％的范圍時，可以有效地得到期望的增強效果。
另外，分散于玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體內(nèi)部的玻璃纖維的重均纖維長度長于分散于玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體表層部的玻璃纖維的重均纖維長度，長度差為30μm以上時，對于位移大的表層部(外皮層)，可以得到韌性，可以提高最終發(fā)生斷裂的成型體內(nèi)部(芯層)的剛性，結(jié)果可以得到高的斷裂強度。
另外，分散于玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體表層部的玻璃纖維的重均纖維長度為0.35～1.5mm的范圍，分散于玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體內(nèi)部的玻璃纖維的重均纖維長度為0.4～2.8mm的范圍時，對于位移大的表層部(外皮層)，可以進一步得到韌性，可以進一步提高最終發(fā)生斷裂破壞的成型體內(nèi)部(芯層)的剛性，結(jié)果可以得到更高的斷裂強度。
另外，上述熱塑性樹脂為選自由聚酰胺樹脂、聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚碳酸酯樹脂、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂、聚縮醛樹脂、改性聚苯醚樹脂和聚苯硫醚樹脂組成的組中的至少一種時，可以良好地制造本發(fā)明的玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體。
另外，玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體材料中的上述染料和顏料的比率為0.01～1重量％時，可以得到期望的著色效果而不降低韌性、強度。
另外，本發(fā)明的玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體為汽車用軸承部件時，可以作為在高溫氣氛中、吸水時的機械強度優(yōu)異，并且充分具備應(yīng)變耐性等強度的汽車用軸承部件而優(yōu)選使用。
而且，利用將預(yù)先混合有上述特定的著色劑的熱塑性樹脂和玻璃纖維分別直接投入至注射成型機，通過其注射成型，得到本發(fā)明的玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體的特殊的制法，可以良好地制造具有前述(A)～(D)所示的特定的玻璃纖維長度分布的本發(fā)明的玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體。
另外，將上述特定的著色劑和熱塑性樹脂如上述那樣不預(yù)先混合而直接投入至注射成型機的情況下，也可以良好地制造具有前述(A)～(D)所示的特定的玻璃纖維長度分布的本發(fā)明的玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體。
具體實施方式
接著，對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。
對于本發(fā)明的玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體，在該成型體中，下述(A)～(D)所示的纖維長度的玻璃纖維以下述(A)～(D)所示的比率(相對于纖維狀填料總體數(shù)的比率)分散，且通過含有染料和平均粒徑為30nm以下的顏料中的至少一者而被著色。上述顏料的平均粒徑是通過電子顯微鏡測定的個數(shù)平均粒徑，是指一次粒徑(以下、同樣)。而且，通過將玻璃纖維的分布如此進行調(diào)整，纖維長度的差所導(dǎo)致的殘余應(yīng)力變小。需要說明的是，纖維長度3.0mm以上(D)的玻璃纖維大量殘留時，樹脂成型體的韌性消失，且引起應(yīng)力集中，根據(jù)形狀而也有斷裂強度降低的情況。另外，纖維長度0.05mm以上且小于0.5mm(A)的比率過多時，纖維強化所產(chǎn)生的優(yōu)勢性消失。為了抑制殘余應(yīng)力，以下述所示的范圍包含纖維長度0.5mm以上且小于1.0mm(B)的比率和纖維長度1.0mm以上且小于3.0mm(C)的比率是最佳的，通過如此操作，即便在高溫氣氛中、吸水時纖維強化的效果也大，成型體的強度提高。
(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。
特別是從在高溫氣氛中、吸水時的機械強度更優(yōu)異出發(fā)，優(yōu)選的是：上述(A)所示的纖維長度的玻璃纖維的比率為50～75％，上述(B)所示的纖維長度的玻璃纖維的比率為20～40％，上述(C)所示的纖維長度的玻璃纖維的比率為2～25％，上述(D)所示的纖維長度的玻璃纖維的比率為1％以下。
如上所述，上述(A)～(D)所示的玻璃纖維的比率為相對于纖維狀填料總體數(shù)的比率，可以按照例如日本特開2002-5924號公報所公開的玻璃纖維長度分布測定方法進行測定。即，使上述成型體在500～700℃的溫度下灰化，使之在灰化后的玻璃纖維重量的1000倍以上重量的水中均勻分散，從該均勻分散液中以使玻璃纖維的重量成為0.1～2mg范圍的方式取出均勻分散液的一部分，通過過濾或干燥從上述均勻分散液的一部分中取出玻璃纖維，對于玻璃纖維的總數(shù)，測定纖維長度，求出相對于該總數(shù)的相當(dāng)于上述(A)～(D)的纖維的比率(％)。需要說明的是，如上述，也可以不使之分散于水中而是從灰化后的殘渣的纖維塊中隨機地選擇纖維，以其為基準(zhǔn)進行上述測定。另外，上述公報中公開的玻璃纖維長度分布測定方法中，可以采取使作為成型體的聚合物的熱塑性樹脂在高溫下熔融、灰化后取出成型體中的玻璃纖維的方法，也可以采取用溶劑溶解上述熱塑性樹脂后再取出成型體中的玻璃纖維的方法。需要說明的是，由上述公報中公開的玻璃纖維長度分布測定方法可知，上述(A)～(D)所示的玻璃纖維長度分布并非表示上述成型體的材料(樹脂組合物)中的分布狀態(tài)，而是表示上述成型體(樹脂固化物)中的分布狀態(tài)。另外，上述纖維長度、纖維數(shù)的測定以例如用顯微鏡拍攝的圖像為基準(zhǔn)進行。
另一方面，本發(fā)明的玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體中的玻璃纖維的總的含有比率優(yōu)選為25～65重量％的范圍，更優(yōu)選為40～60重量％的范圍。即，因為通過這樣進行設(shè)定，能夠得到所希望的增強效果。需要說明的是，該比率與纖維長度沒有關(guān)系，因此可以在成型體材料的階段進行測定。
另外，優(yōu)選的是，本發(fā)明的分散于玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體內(nèi)部的玻璃纖維的重均纖維長度長于分散于玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體表層部的玻璃纖維的重均纖維長度，長度差為30μm以上。特別是，上述差更優(yōu)選為50μm以上。即，因為通過這樣設(shè)置，位移大的表層部(外皮層)得到了韌性，能夠提高最終發(fā)生斷裂的成型體內(nèi)部(芯層)的剛性，能夠得到較高的斷裂強度。此處，表層部(外皮層)是指由成型體表面沿厚度方向至該部位的成型體厚度的15％為止的深度的部分；成型體內(nèi)部(芯層)是指比表層部更深的部分。需要說明的是，通過注射成型對上述成型體進行成型，并且具有如前述(A)～(D)所示的特定的玻璃纖維長度分布，由此變得容易形成這樣的結(jié)構(gòu)。
并且，從上述觀點出發(fā)，優(yōu)選的是，分散于玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體表層部的玻璃纖維的重均纖維長度為0.35～1.5mm的范圍；分散于玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體內(nèi)部的玻璃纖維的重均纖維長度為0.4～2.8mm的范圍；更優(yōu)選的是，分散于上述表層部的玻璃纖維的重均纖維長度為0.4～1.0mm的范圍，分散于上述成型體內(nèi)部的玻璃纖維的重均纖維長度為0.45～1.5mm的范圍。通過這樣設(shè)置，位移大的表層部(外皮層)進一步得到了韌性，能夠進一步提高最終發(fā)生斷裂的成型體內(nèi)部(芯層)的剛性，能夠得到更高的斷裂強度。
需要說明的是，上述外皮層和芯層的玻璃纖維的重均纖維長度例如如下進行測定。即，由各層采集樣品1g左右，在500～700℃的溫度下對其進行熱處理使之灰化，從該殘渣的纖維塊中隨機地選擇纖維，用顯微鏡進行拍攝，以該圖像為基準(zhǔn)，按照下述式(1)，對各層的重均纖維長度進行測定。需要說明的是，不明顯的纖維(小于0.05mm)、由圖像切掉的纖維被排除在測定之外。
重均纖維長度(Lw)＝(Σqi×Li2)/(∑qi×Li)…(1)
上述式(1)中，Li為纖維長度，qi為纖維長度Li的根數(shù)。
另外，上述外皮層和芯層這兩者顯示出前述(A)～(D)所示的玻璃纖維分布，在本發(fā)明的玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體的性能方面為優(yōu)選。該分布情況的確認方法如下進行：分別采集外皮層和芯層的樣品，以其作為基礎(chǔ)，依據(jù)來自前述所示的樹脂成型體全體的玻璃纖維分布情況確認方法來進行。
作為本發(fā)明的玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體中使用的熱塑性樹脂，例如可以舉出：聚酰胺樹脂、聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚碳酸酯樹脂、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂、聚縮醛樹脂、改性聚苯醚樹脂、聚苯硫醚樹脂等。它們可以單獨使用或組合2種以上使用。其中，從高溫氣氛中的強度、彈性、熔融粘度等觀點出發(fā)，優(yōu)選聚酰胺樹脂。
作為上述聚酰胺樹脂，可以使用例如：聚酰胺6、聚酰胺46、聚酰胺66、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺92、聚酰胺99、聚酰胺912、聚酰胺1010、聚酰胺6I、聚酰胺6T、聚酰胺9T、聚酰胺10T、聚酰胺11T、聚酰胺MXD6、聚酰胺6T/6I、聚酰胺6/6I、聚酰胺66/6T、聚酰胺66/6I、以及包含構(gòu)成這些聚酰胺的聚酰胺成分內(nèi)的至少兩種結(jié)構(gòu)不同的成分的聚酰胺共聚物。
另外，作為本發(fā)明的玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體中使用的著色劑，使用染料和平均粒徑為30nm以下的顏料中的至少一者。
作為上述染料，例如可以舉出：偶氮系，蒽醌系，紫環(huán)酮系，苝系，酞菁系，碳鎓系，靛藍系的油性染料、酸性染料、堿性染料、分散染料。
作為上述顏料，只要其平均粒徑為30nm以下就沒有特別限定，可以為有機顏料(酞菁系，蒽醌系，異吲哚啉酮系，喹吖啶酮系，苝系，偶氮系的顏料)，也可以為無機顏料(氧化物(氧化鈦，氧化鐵紅(氧化鐵)，氧化鉻，鈷藍)、硫化物(鎘黃，鎘紅)、鉻酸鹽(黃鉛)、硅酸鹽(群青)、金屬粉(金屬、珍珠色)、炭黑)。
需要說明的是，從耐氣候性的方面出發(fā)，作為上述著色劑，優(yōu)選使用平均粒徑30nm以下的炭黑。
本發(fā)明的玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體中的著色劑的含有比率優(yōu)選為0.01～1重量％的范圍，更優(yōu)選為0.03～0.3重量％的范圍。即，這是由于，上述著色劑過少時，無法得到期望的著色效果，這是由于，上述著色劑過多時，韌性降低，強度降低。
另外，作為本發(fā)明的玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體中所使用的玻璃纖維，可列舉出：將E玻璃(Electrical glass)、C玻璃(Chemical glass)、A玻璃(Alkali glass)、S玻璃(High strength glass)以及耐堿玻璃等玻璃熔融紡絲而得到的長絲狀的纖維。玻璃纖維的纖維直徑優(yōu)選為3～25μm，更優(yōu)選為8～20μm。
需要說明的是，上述成型體中，除了玻璃纖維之外還可以含有芳綸纖維(AF)、碳纖維(CF)等纖維狀填料。其中，其比率被限定在從纖維狀填料總體數(shù)中去除了前述(A)～(D)所示的玻璃纖維的范圍內(nèi)。
需要說明的是，本發(fā)明的玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體的材料中也可以根據(jù)需要適當(dāng)添加熱穩(wěn)定劑、抗氧化劑、無機填充劑、結(jié)晶成核劑、耐氣候劑、增塑劑、潤滑劑、耐沖擊材料等。
接著，本發(fā)明的玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體例如可以如下制作。
即，將玻璃纖維、熱塑性樹脂和著色劑向注射成型機中分別直接投入每1注射量的其所需量，通過其注射成型，能夠得到目標(biāo)的玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體。需要說明的是，將玻璃纖維與熱塑性樹脂的混合物暫時粒料化的物質(zhì)作為材料進行注射成型等而得到成型體這樣的現(xiàn)有的方法中，得到本發(fā)明這樣的特定的玻璃纖維長度分布是非常困難的。即，這是因為，如上述的直接成型由于省略了混煉工序，從而能夠防止玻璃纖維的纖維長度的微細化、且能夠容易得到如前述(A)～(D)所示的特定的纖維長度分布。另外，作為上述著色劑，使用對玻璃纖維的微細化的進行基本不造成影響的物質(zhì)(染料和平均粒徑為30nm以下的顏料)，因此，也沒有由著色所導(dǎo)致的對玻璃纖維長度分布的不良影響。進而，該制法與現(xiàn)有的粒料制法相比較，由于熱歷程少了1次，所以成型時的分子量降低小，能夠?qū)τ诘玫降臉渲尚腕w的強度提高有很大幫助。
另外，作為其他制法，在上述熱塑性樹脂中預(yù)先混合上述著色劑，將該熱塑性樹脂與上述玻璃纖維一起向注射成型機中分別直接投入每1注射量的其所需量，通過其注射成型，也可以得到目標(biāo)玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體。另外，事先制作在上述熱塑性樹脂中預(yù)先以高的濃度混合有上述著色劑的母料，將該母料和不含著色劑的熱塑性樹脂與上述玻璃纖維一起向注射成型機中分別直接投入每1注射量的其所需量，通過其注射成型，也可以得到目標(biāo)玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體。需要說明的是，上述熱塑性樹脂與著色劑的混合可以在熔融混煉機中進行，也可以在注射成型機中進行。
上述各種制法中使用的玻璃纖維的纖維長度通常使用2～6mm的長度、優(yōu)選使用3～5mm的纖維長度的物質(zhì)。
而且，上述這樣得到的本發(fā)明的玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體，即便不進行成型為厚壁等的處理，在高溫氣氛中、吸水時的機械強度也優(yōu)異，也充分地具備應(yīng)變耐性等強度，因此優(yōu)選例如作為汽車用軸承部件而使用。作為汽車用軸承部件，可列舉出：支撐軸用途中所使用的部件、旋轉(zhuǎn)軸的軸承用途中使用的部件。具體而言，優(yōu)選用作：汽車等的車輛用的變速器底座、車身底座、化油器底座、構(gòu)件底座(member mount)、差速器底座、發(fā)動機底座、連桿(connecting rod)、扭力桿、扭振阻尼器、轉(zhuǎn)向器橡膠聯(lián)軸器(steering ruber coupling)、拉桿軸襯(tension rod bush)、軸襯、彈跳限位器(bound stopper)、FF發(fā)動機止?jié)L件(FF Engine Roll stopper)、消聲器吊膠(muffler hanger)、穩(wěn)定器連桿(stabilizer link rod)、散熱器支架(radiator support)、控制臂、懸架臂這樣的汽車用軸承部件。
實施例
接著，對于實施例，與比較例一起進行說明。其中，本發(fā)明只要不超過其主旨，則不限定于這些實施例。
首先，對于實施例和比較例，事先準(zhǔn)備下述所示的材料。
〔PA66〕
聚酰胺66(PA66)粒料(Asahi Kasei Chemicals Corporation.制、Leona 1402S)
〔GF〕
被切割成切割長度3mm的、纖維直徑φ13μm的玻璃短切原絲(Nippon Electric Glass Co.,Ltd.制、T-249)
〔短纖維強化PA〕
短纖維強化PA66GF50(Asahi Kasei Chemicals Corporation.制、Leona 14G50X01)
〔CB(i)〕
平均粒徑14nm的炭黑(Asahi carbon Co.,Ltd制、SB960)
〔CB(ii)〕
平均粒徑22nm的炭黑(Asahi carbon Co.,Ltd制、SBX45)
〔CB(iii)〕
平均粒徑38nm的炭黑(Asahi carbon Co.,Ltd制、SB400)
〔CB(iv)〕
平均粒徑85nm的炭黑(Asahi carbon Co.,Ltd制、SB410)
〔有機染料〕
Orient Chemical Industries Co.,Ltd.制、NUBIAN BLACK TH-807
〔實施例1～3、比較例1～5〕
將上述各材料以后述表1所示的比率分別直接投入至注射成型機，在下述所示的成型條件下進行注射成型，得到ISO多功能試驗片A形的試驗片。
《成型條件》
·注射成型機：住友重機械工業(yè)株式會社制、SH100A(φ32mm)
·料筒溫度：300℃±10℃
·模具溫度：80℃±20℃
·注射速度：39±5cm2/秒
·保壓：80MPa
·螺桿背壓：5MPa
對于如上述而得到的實施例和比較例的試驗片，按照下述的基準(zhǔn)進行各特性的評價。將這些結(jié)果組合示于后述的表1中。
〔纖維長度分布〕
從試驗片的外皮層(由試驗片表面起沿厚度方向至該部位的成型體厚度的15％為止的部分)和芯層(由試驗片表面起沿厚度方向為該部位的成型體厚度的15～85％的內(nèi)部部分)分別采集1g左右，將其在電爐(Yamato Scientific Co.,Ltd.制、MuffleFurnaceFO810)中以600℃進行3小時的熱處理，使之灰化。接著，由該殘渣的纖維塊中隨機地選擇纖維，用顯微鏡(KEYENCE公司制，VHW-1000)、以50～100倍率進行拍攝(拍攝張數(shù)為3～5張、觀察總計纖維根數(shù)為300～500根)，對于該玻璃纖維的總數(shù)測定纖維長度，求出外皮層和芯層中各自的相對于該總數(shù)的相當(dāng)于下述(A)～(D)的纖維的比率(％)。需要說明的是，不明顯的纖維(小于0.05mm)、由圖像切掉的纖維被排除在測定之外。
(A)0.05mm以上且小于0.5mm
(B)0.5mm以上且小于1.0mm
(C)1.0mm以上且小于3.0mm
(D)3.0mm以上
〔重均纖維長度〕
從試驗片的外皮層(由試驗片表面起沿厚度方向至該部位的成型體厚度的15％為止的部分)和芯層(由試驗片表面起沿厚度方向至該部位的成型體厚度的15～85％的內(nèi)部部分)分別采集1g左右，用電爐(Yamato Scientific Co.，Ltd.制，MuffleFurnaceFO810)以600℃進行3小時的熱處理，使之灰化。接著，由該殘渣的纖維塊中隨機地選擇纖維，用顯微鏡(KEYENCE公司制、VHW-1000)以50～100倍率進行拍攝(拍攝張數(shù)為3～5張、觀察總計纖維根數(shù)為300～500根)，以該圖像為基準(zhǔn)，按照下述的式(1)，測定外皮層和芯層的重均纖維長度。需要說明的是，不明顯的纖維(小于0.05mm)、由圖像切掉的纖維被排除在測定之外。
重均纖維長度(Lw)＝(Σqi×Li2)/(Σqi×Li)…(1)
上述式(1)中，Li為纖維長度，qi為纖維長度Li的根數(shù)。
〔拉伸強度〕
通過拉伸試驗裝置(株式會社島津制作所制、AG-IS 100kN)，以卡盤間距離為115mm、拉伸速度為5mm/分鐘對試驗片的拉伸強度進行測定。需要說明的是，本實施例中，要求25℃常溫中(RT)的樣品的拉伸強度為260MPa以上，要求高溫氣氛中(100℃)的樣品的拉伸強度為150MPa以上。
[表1]
(重量％)
根據(jù)上述結(jié)果，實施例的試驗片的拉伸強度優(yōu)異，另外，即使在高溫氣氛中該特性也優(yōu)異。
與此相對，比較例1～3的試驗片的玻璃纖維的纖維長度分布不滿足本發(fā)明的限定，其結(jié)果，與實施例的試驗片相比，拉伸強度變差。對于比較例4、5的試驗片，除著色劑以外，使用同等量的與實施例的試驗片相同的材料，進而其制法也與實施例的試驗片相同，但著色劑使用粒徑大的炭黑。該炭黑在注射成型時有利于玻璃纖維的微粉碎化，其結(jié)果，對于比較例4、5的試驗片，玻璃纖維的纖維長度分布不滿足本發(fā)明的限定，與實施例的試驗片相比，拉伸強度變差。
需要說明的是，上述實施例是對本發(fā)明中的具體的實施方式的例示，但上述實施例不過是簡單的例示，不作限定性解釋?？梢栽诒景l(fā)明的范圍內(nèi)實施對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的變形。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的玻璃纖維強化熱塑性樹脂成型體即便不進行成型為厚壁等的處理，在高溫氣氛中、吸水時的機械強度也優(yōu)異、并且充分具備應(yīng)變耐性等強度，因此可以適合用作例如：汽車等車輛用的變速器底座、車身底座、化油器底座、構(gòu)件底座、差速器底座、發(fā)動機底座、連桿、扭力桿、扭振阻尼器、轉(zhuǎn)向器橡膠聯(lián)軸器、拉桿軸襯、軸襯、彈跳限位器、FF發(fā)動機止?jié)L件、消聲器吊膠、穩(wěn)定器連桿、散熱器底座、控制臂、懸架臂這樣的汽車用軸承部件。另外，可以自由地進行樹脂成型體的顏色設(shè)計而不破壞上述性能，可以期待也能夠應(yīng)對這樣的需求。