JP2000026619A - ガラス繊維強化ポリエステル樹脂製製品 - Google Patents

ガラス繊維強化ポリエステル樹脂製製品

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い固有粘度と共に良好な機械的特性をもた
らすのに十分に高い固有粘度を有するガラス繊維強化ポ
リエステル樹脂製製品を提供する。 【解決手段】 ピロメリット酸二無水物をポリエステル
樹脂に対して0.05〜2重量%含有する0.7dl/g以
上の固有粘度を有するガラス繊維強化ポリエステル樹脂
製製品。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ガラス繊維強化
ポリエステル樹脂製製品に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリエステル樹脂にガラス繊維を配合す
ることによって、該樹脂の機械的特性、特に衝撃強さが
改良されることが知られている。ポリエステル樹脂の末
端基と反応してポリマー鎖を延長させることにより製品
の造形過程中に起こる熱分解反応を抑制し得る多官能性
化合物の存在下において溶融樹脂を造形することによっ
て厚肉製品を製造する方法が知られている(米国特許第
3,553,157号明細書参照)。造形品に必要な機械
的特性を確実に付与させるために、十分に高い固有粘度
を有する造形品を得ることは可能である。米国特許第
3,553,157号明細書には、造形品をラス繊維で強
化する技術が記載されている。該繊維の好ましい配合量
は約10〜45重量%である。最も好ましい多官能性化
合物はポリイソシアネートであるが、テトラカルボン酸
二無水物、特に、ピロメリット酸二無水物(PMDA)の
使用についての記載もある。
【0003】造形過程中に多官能性化合物を存在させる
ことにより、出発ポリマーの固有粘度よりも高い固有粘
度(ポリイソシアネートを用いる場合には3dl/gもしく
はそれ以上の値)を有する造形品が得られることが知ら
れている。PMDAを用いる場合の最高の固有粘度は約
0.84dl/gである。この固有粘度の増加値はPMDA
の濃度に依存し、ピーク値に達した後、低下する。この
増加値の最高の理論値は、PMDAの濃度が、樹脂の全
反応性基と反応するのに必要な濃度に対応するときに得
られる。この粘度は、PMDAの濃度が該濃度よりも高
くなると低下する。
【0004】ガラス繊維強化品の造形に関しては、ポリ
マーの固有粘度は、ガラス繊維で強化しない造形品の場
合の値よりもかなり低くなることが知られている。以上
の状況から判断して、高い固有粘度と共に良好な機械的
特性をもたらすのに十分に高い固有粘度を有するガラス
繊維強化品を得ることは実際上不可能である。予想外な
ことには、米国特許第3,553,157号明細書の開示
内容とは異なり、造形品に非常に有用な機械的特性を付
与するのに十分に高い固有粘度を有するガラス繊維強化
ポリエステル樹脂製製品が溶融造形法によって得られる
ことが判明した。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高い固有粘
度と共に良好な機械的特性をもたらすのに十分に高い固
有粘度を有するガラス繊維強化ポリエステル樹脂製製品
を提供するためになされたのものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】即ち本発明は、ピロメリ
ット酸二無水物をポリエステル樹脂に対して0.05〜
2重量%含有する0.7dl/g以上の固有粘度を有するガ
ラス繊維強化ポリエステル樹脂製製品に関する。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明によるガラス繊維強化ポリ
エステル樹脂製製品を製造するための溶融造形法は、ポ
リエステル樹脂の末端基との付加反応によって該樹脂の
固有粘度を増大させ得る多官能性化合物の存在下におい
て、溶融樹脂の温度が約300℃以下(好ましくは26
0〜280℃)で溶融造形過程中の滞留時間が約120
秒以下(好ましくは20〜100秒)の条件下で被造形品
を溶融造形することによっておこなう。一般に、滞留時
間は温度上昇に伴って短くする。造形品のポリマー固有
粘度は約0.6dl/g以上、好ましくは0.7〜1.8dl/
gである。
【0008】本発明においては、樹脂と多官能性化合物
は300℃以下の溶融状態で滞留時間が200秒以下
(好ましくは20〜100秒)の条件下において配合す
る。得られたチップは共回転性二軸スクリュー押出機内
へ送給した後、ガラス繊維を送給して溶融ポリマーと混
合し、該混合物を押出成形することによって造形品を得
る。ガラス繊維をブレンドした混合物の滞留時間は約1
20秒以下である。造形品を180〜200℃でおこな
う固相重付加反応に付すことによって、ポリマー固有粘
度をさらに増大させると共に、熱変形に対する高い寸法
安定性を付与させることができる。このような品質改良
処理に付すことによって、固有粘度を1.0dl/gよりも
高くすることができる。
【0009】造形品の冷却は、一般的には100℃以上
(好ましくは140〜170℃)でおこなう熱処理に付す
ことなく、ポリマーの結晶化がおこなわれるような制御
下でゆっくりおこなう。この結晶化によって、屈曲強度
のような機械的特性は改良されるが、衝撃強さは低下す
る傾向がある。
【0010】多官能性化合物は芳香族テトラカルボン酸
の二無水物から選択するのが好ましい。ピロメリット酸
二無水物は好ましい化合物である。その他の有用な二無
水物は次の化合物の二無水物である: 3,3',4,4'−
ジフェニルテトラカルボン酸、(ペリレン3,4,9,1
0)テトラカルボン酸、3,3',4,4'−ベンゾフェノン
テトラカルボン酸、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシ
フェニル)プロパン、ビス(3,4−ジカルボキシフェニ
ル)エーテル、ビス(3,4−ジカルボキシフェノール)ス
ルホン、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸
および2,3,4,5−テトラカルボキシヒドロフラン。
多官能性化合物の使用量は樹脂に対して約0.05〜2
重量%である。
【0011】ガラス繊維の添加によって、造形品の衝撃
強さ、屈曲モジュラスおよび破壊応力が著しく増大す
る。約5重量%のガラス繊維の添加によって機械的特性
の改良効果が得られるが、ガラス繊維の好ましい使用量
は10〜50重量%である。ガラス繊維の長さは一般に
0.2〜1mmである。ガラス繊維の表面処理剤としては
既知のタイプのものを使用すればよく、例えば、ビニル
トリクロロシラン、Cr−メタクリレート、他の金属の
メタクリレートおよびチタンアルコレート等が挙げられ
る。
【0012】樹脂には次の常套の添加剤を適宜添加して
もよい: 安定剤、抗酸化剤、可塑剤、成核剤、顔料、難
燃剤、および炭酸カルシウムやタルク等の不活性強化
剤。
【0013】本発明方法に有用なガラス繊維強化樹脂
は、高い剪断感度(shear sensitivity)によって特徴づ
けられる溶融流動学的特性を有するので、発泡および押
出吹込成形法に特に適している。
【0014】本発明方法に用いるポリエステル樹脂は、
芳香族ジカルボン酸(例えば、テレフタル酸)もしくはそ
の誘導体(例えば、ジメチルエステル)またはナフタレン
ジカルボン酸と炭素原子数2〜12のジオール(例え
ば、エチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジオ
ール、1,4−ブタンジオール)との重縮合反応物であ
る。ポリエステル樹脂には、テレフタル酸から誘導され
る単位の約25%までがイソフタル酸もしくは他のジカ
ルボン酸から誘導される単位で置換されたコポリマーも
包含される。ポリエチレンテレフタレートおよびナフタ
レートが好ましい樹脂である。
【0015】ポリエステル樹脂には他の相溶性ポリマ
ー、例えば、ポリカーボネートまたはポリカプロラクト
ンを約20重量%まで配合してもよい。液晶特性を示す
と共に反応性基(例えば、OH基、NH2基)を有するポ
リマーもしくは化合物を5重量%まで添加することによ
って機械的特性を改良することができる。
【0016】
【実施例】実施例1 ポリエチレンテレフタレート(PET)(融点:253℃、
固有粘度:0.66dl/g)を溶融重縮合反応容器からガス
抜き装置を備えた非嵌合型の二重反転二軸スクリュー押
出機(直径:30mm)へ30Kg/時の割合で連続的に送給
した。結晶性PET(固有粘度:0.64dl/g)にピロメ
リット酸二無水物(PMDA)を20重量%配合した混合
物を、重量計量供給装置を用いて590g/時の割合で
押出機へ送給した。実施条件は次の通りである: 溶融物中のピロメリット酸二無水物; 0.6重量% スクリュー速度; 415rpm スクリュー比(L/D); 24 平均滞留時間; 18〜25秒間 バレル温度; 283℃ 溶融温度; 290℃ 押出しには二重孔を有するダイ(直径:7mm)を用いた。
ストランドペレタイザー(strand pelletizer)を用いて
円筒形チップ(直径:3mm、長さ:55mm、固有粘度:0.
65dl/g)を得た。得られたチップを乾燥処理に付した
後、二軸スクリュー押出機(直径:70mm、L/D:32)
へ10Kg/時の割合で送給した。ポリマーが溶融した
後(L/D:12)、所定量のガラス繊維を側部ドアを通
して供給した。押出機の残余の部分(L/D:20)にお
いてガラス繊維とポリマーを混合した。押出機内の滞留
時間は60〜90秒間とした。混合物をフラットダイ
(長さ:750mm)を通して押出し、3つの冷却ドラム上
に集めた後、得られたフォイル(foil)を安定化させるた
めにさらに冷却した。一部のフォイルは190℃で12
時間の品質改良処理に付した。得られたフォイルの機械
的特性を以下の表に示す。この場合、上記の品質改良処
理に付さなかったフォイルの機械的特性も併記する。機
械的特性はインストロン試験機(シリーズ4500)を使
用し、10mm/分で室温下において測定した。各試料の
測定は少なくとも5つの試験片についておこなった。衝
撃特性はテスター・イゾド・シースト(Tester Izod Cea
st)を使用し、2Jハンマーとノッチ付試験片を用いて
測定した。
【0017】
【表1】
【0018】実施例2 樹脂としてPETスクラップ(固有粘度:0.62dl/g、
融点:253℃)を使用する以外は実施例1と同様の試験
をおこなったところ、実施例1の場合と類似の結果が得
られた。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、ガラス繊維強化ポリエ
ステル樹脂製造形品に高い固有粘度と共に非常に有用な
機械的特性を付与することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トニーノ・セベリーニ イタリア国イ−00034コッレフェッロ(ロ ーマ)、ビア・デッレ・ソルベ31番 (72)発明者 サンドロ・コブロール イタリア国イ−80131ナポリ、ビア・ベル ナルド・カバリーノ61番

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ピロメリット酸二無水物をポリエステ
    ル樹脂に対して0.05〜2重量%含有する0.7dl/g
    以上の固有粘度を有するガラス繊維強化ポリエステル樹
    脂製製品。
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