JP2000505122A - 成形体を射出成形するための熱可塑性成形材料及びこれから得られる射出成形製品 - Google Patents
成形体を射出成形するための熱可塑性成形材料及びこれから得られる射出成形製品Info
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Abstract
(57)【要約】
ポリエチレンテレフタラートを基礎とし、このPETを37から96重量%、ことにポリウレタンを含有する重合体材料を1から20重量%、金属および/または金属酸化物を含有する粉末状補強材料を4から30重量%含有する熱可塑性成形材料、この成形材料は射出成形による処理に適しており、これから得られる成形製品は有利な特性、ことに充填材としてグラスファイバーを含有する、類似のポリブチレンテレフタラート(PBT)に比べて高い密度を有する、この熱可塑性成形材料は、エレクトロニクス装置、データ装置用の小部品、ケーシングを製造するのに有利に使用され得る。
Description
【発明の詳細な説明】
成形体を射出成形するための熱可塑性成形材料
及びこれから得られる射出成形製品
本発明は、熱可塑性成形材料及びこれから製造される射出成形製品に関する。
ポリアルキレンテレフタラートを主体とするプラスチックブレンドは公知であ
る。強度、安定性及び弾性係数を増大させるために、約30%のグラスファイバ
ーを添加したPET及びPBTブレンドも公知である。PBTブレンドは、PE
Tブレンドよりも容易に処理され得るので射出成形に好ましいが、強度において
劣る。
Ultradur(登録商標)B4300G2は、BASFアクチェンゲゼル
シャフトのグラスファイバー補強PBT成形材料であるが、この材料は、易流動
性であり、射出成形用に適当であり、10重量%のグラスファイバーを含有する
。これから製造される工業的成形製品は、剛性、靭性において優れ、例えばプロ
グラムスイッチ、トッグル、押しボタン、サーモスタットの部品、加熱装置ハン
ドル用に良好な寸法安定性を有する(例えばBASF社のUltradur(登
録商標)ポリブチレンテレフタラート(PBT)に関する1994年4月のパン
フレット参照)。
本発明の目的は、従来より経済的に製造されることができ、場合により従来公
知のPBTよりさらに有利な条件を有するPETブレンドを提供することである
。
しかるにこの目的は、組成分(A)として、37から96重量%の熱可塑性ポ
リエチレンテレフタラート、組成分(B)として、1から20重量%の重合体材
料、および組成分(C)として、4から30重量%の粉末状補強材料を本質的に
含有する熱可塑性成形材料により達成され得ることが本発明者らにより見出され
た。
これにより、従来から公知の成形材料とは本質的に相違する、極めて有利であ
り、容易に射出成形され得る成形材料がもたらされる。同様に有利であって、特
に成形体の射出成形用として意図された熱可塑性成形材料は、優勢的に熱可塑性
ポリエチレンテレフタラート、重合体材料及び粉末補強材料を以下の量割合で含
有する。すなわち、
60から77重量のポリエチレンテレフタラート、4から12重量%の重合体
材料及び4から21重量%の粉末補強材料を含有し、これから製造される成形体
は、245℃以上から300℃までの温度で射出成形され得る。
さらに他の、成形体射出成形用の有利な熱可塑性材料は、50から60重量%
のポリエチレンテレフタラート、10から20重量%の重合体材料及び20から
30重量%の粉末状補強材料を含有し、約245から300℃の融点で成形品が
射出成形され得る。
成形材料が、重合体材料として優勢的にポリウレタンを含有する場合には、容
易に射出成形され、容易に処理され得る利点がある。また成形材料の湿分が0.
1重量%、ことに0.05重量%を越えないことも望ましい。
粉末状補強材料は、金属粉末および/または酸化金属粉末であるのが好ましく
、有利な実施態様においては、これら粉末は400μmまたはこれより小さい平
均粒径を示し、これにより均斉な粉末分布が達成される。また粉末の長さ/幅割
合は約5:1から約15:1であるのが有利である。
成形材料中に、約0.2から約0.8重量%、ことに約0.5重量%程度のタ
ルクが存在すると、射出成形製品の特性が改善され得る。これはまた成形製品の
流動性、離型性及び表面平滑性をも改善するが、必要とされる水圧を低減させる
。
本発明成形材料は、また縦、横両方向において、それぞれ約0.2%の極めて
低い等方性収縮率の故に有利である。
この成形材料は、好ましい成形製品を比較的良好なサイクルタイムで製造する
ために、閉鎖ノズルとホットランナーを備えた射出成形装置で処理されるのがこ
とに好ましい。コールドランナー装置も有利に使用され得る。実際的に、射出成
形装置の給送スクリューが20から80mm、ことに20から60mmの直径を
有するのも有利である。本発明成形材料は、また多層押出成形またはサンドイッ
チ成形によっても処理され得る。
成形材料は、1.4g/cm3、ことに1.48g/cm3またはそれ以上の密
度を有する。
これは粉末状補強材料として、酸化クロム微細粉末を含有するのが好ましく、
これは材料中に均斉に分散され得る。
成形材料は、また275℃/2.16kgで測定して少なくとも25ml/1
0分の容積フローインデックス(MVI)を示す。
これがまたことにポリブチレンテレフタラート成形材料に関し、射出特性をさ
らに改善する。
本発明による射出成形材料から製造される射出成形製品は、1.4g/cm3
またはこれより大きい比較的高い密度を示し、これは若干の用途において極めて
有利である。射出成形製品のさらに他の有利な特性は、上述した酸化クロムを粉
末補強材料として使用することによりもたらされる。これにより、上述した利点
のみならず、高い光沢を伴う均斉な無煙炭状の色調が得られるからである。射出
成形製品のさらに他の利点は、縦、横両方向において約0.2%の極めて低い収
縮率である。これにより寸法安定性のよい製品が有利に製造され得る。
熱可塑性成形材料は、ポリエチレンテレフタラート(PET)を、37から9
6、好ましくは66から77または50から60重量%の優勢的量割合で含有す
る。
ポリエチレンテレフタラートは、主鎖に、エチル基で置換されている芳香族環
を包含する。ポリエチレンテレフタラートは、テレフタル酸とC2−ジオールと
のエステルである。
重合体材料として使用されるべき組成分は、約1から20重量%、好ましくは
4から12または10から20重量%の割合で含有される。
この重合体は、ポリウレタンまたはポリウレタンの共重合体もしくは縮合物で
あるのが好ましい。さらに他の適当な重合体材料は、ポリアクリラート、ポリア
クリルアミド、ビニルポリマー、例えばポリスチレン、ポリビニルプロピオナー
ト、ポリアクリロニトリル、セルロース含有結合剤、例えばセルロースエステル
、セルロースアセトプロピオナート、セルロースアセトブチラート、フェノキシ
樹脂及びエポキシ樹脂である。
粉末として使用される補強材料は、4から30重量%、好ましくは4から21
または20から30重量%の割合で含有される。
適当な粉末状補強材料は、γ−Fe2O3、γ−Fe3 O4、CrO2のような酸
化物粉末、Fe、Co、Niのような金属粉末である。これらの粉末は、さらに
他の化学的元素および/または化合物を含有し得る。粉末は400nmまたはそ
れより小さい平均粒径を持つべきである。好ましい二酸化クロム(CrO2)を
使用する場合、その粒径は250から300nmである。金属および/または金
属酸化物粉末は、5:1から15:1の長さ/幅比を有するのが好ましい。好ま
しいCrO2粉末の場合、この比は約15:1である。
他の無機または有機の粉末は、例えばアルミナ、シリカ、酸化ジルコニウム、
酸化チタン、カーボンブラック、ポリエチレン、ポリプロピレン及び揺変性物質
、例えば無定形シリカも粉末状添加剤ないし充填剤として使用され得る。
成形材料は、また滑剤、離型剤として、約1重量%までの。炭素原子数10か
ら20のカルボン酸、例えばステアリン酸またはパルミチン酸あるいはその誘導
体、例えば塩、エステルまたはアミド、ペンタエリトリトールと長鎖脂肪酸との
エステルを含有していてもよい
成形用材料が0.2から0.8重量%、ことに約0.5重量%のタルクを含有
することが有利であることが実証されている。これにより成形体の射出成形特性
、離型性およびさらに上記金属および/または酸化金属粉末により達成される難
燃性が改善される。上述粉末は、ポリエステル用の難燃化剤として公知のエチレ
ンビステトラブロモフタルイミド、オリゴマーテトラブロモビスフェノールにA
カルボナートと共に使用され、補強作用の他に難燃化相乗作用を果たす。
比較的脆い重合体、例えばフェノキシ樹脂、ポリカルボナート、ポリエステル
樹脂と合併されるポリウレタンエラストマーは、本発明において重合体材料組成
分として使用される。このようなポリウレタンは、ヒドロキシル含有ポリエーテ
ルまたはポリエステルを、イソシアナートと反応させて得られ、ポリマーブレン
ドは、使用される脆性重合体がOH基を有する場合、ポリイソシアナートで架橋
され得る。
重合体材料と粉末、場合によりポリエチレンテレフタラートを添加した分散液
の製造は、周知の方法で、例えば公知の分散剤を添加して、撹拌ミル中で相互に
混合ないし分散されるように行われる。タルクおよび/または他の上述充填剤の
添加も有利である。次いで調製された分散液は、押出機により押し出され、冷却
され、例えば顆粒化される。
また、例えば重合体材料と粉末をあらかじめ混合し、次いでPET及びタルク
および/または他の充填剤を個別的に添加しまたはあらかじめ混合することも可
能である。この混合温度並びにその後の射出成形の温度は、約245から300
℃、ことに約260から290℃である。
本発明による熱可塑性成形材料は、コールドランナー、ダイレクトゲート、サ
ンドイッチ及びシャットオフニードル具備ホットランナーの各射出成形技術にお
いて、良好な射出成形特性を有する。これにより製造される成形体は、良好な機
械特性、電気特性(電磁波に対する遮蔽)、ことに部品の小さな歪(寸法安定性
)を示す。従って、本発明成形材料は、小さな部品、ボビン、帯片状材料用のマ
ンドレル、ことに娯楽、データ用装置容器のハウジング部分を経済的に製造する
のに適する。
(実施例)
以下の組成分、すなわち
合1:1のフェノール/o−ジクロロベンゼン中、0.5重量%濃度の溶液で測
定)を有するポリエチレンテレフタラート(ルードウィヒスハーフェンのBAS
F社製、Netralen(登録商標)SP3700)、
(B) レーフェルクーゼンのバイエル社製であって、部分的分岐ポリエステ
ル(反応材料として、例えばバイエル社2000シリーズのDesmolphe
nから、反応過程における制御のための架橋剤としてジオルもしくはトリオール
を使用して得られる)で架橋されたイソシアナート樹脂から成る重合体材料、お
よび
(C) 粒径約250から3000nm、長さ/幅比15:1の針状CrO2
微細粉を使用し、
組成分(A)を約70重量%、
組成分(B)を約10重量%、
組成分(C)を約20重量%
の割合で上述したようにして分散させ、0.5重量%のタルクを添加して混合し
、これを押出し、顆粒化した。まず凝集体を調製し、次いでタルクを加え、顆粒
化することもできる。
この顆粒からテスト試料を作製し、冒頭に述べたBASF社のUltradu
r(登録商標)B4300G2(グラスファイバー補強PBT成形材料)と対比
して、本発明材料の顆粒ないしテスト試料の特性値を測定した。 弾性率は、PET含有分に依存し、PETが90重量%以上の場合には、約3
250MPa、PETが約75重量%の場合には約3700MPaまでである。
本発明による熱可塑性成形材料を、射出成形挙動に関してもテストしたが、期
待を充分に満足させた。溶融点はPE押出圧力18から50バール、52バール
の事後圧において約270℃であった。テスト試料の射出成形の間におけるサイ
クル時間は30ないし40P/secであった。使用された押出成形装置は、そ
れぞれロッキング圧800kN及び500kNを有するウィンザーSP80/3
及びアルブルク270Eであった。
オープンホットランナーを有する射出成形型は、不適当であったが、コールド
ランナー、ディレクトゲート、ダイヤフラムゲート、シャットオフニードル具備
ホットランナーを有する成形型は本発明材料の射出成形に有利に使用され得るこ
とが実証された。本発明成形材料は、また多層射出成形、例えば同時押出成形ま
たはサンドイッチ成形による処理には、ことに成形材料の三次元安定性の故に、
極めて適する。
さらに本発明成形材料は、異なる形状、重量のテスト試料をもたらすための射
出成形処理に附されたが、良好な離型性と共に均斉な可塑化が行われ、型コーテ
ィングが附着せず、バーンポイントのない、平滑で光沢ある表面を持った成形体
が得られた。使用装置のスクリュー径は50mmであって、融点を250から2
80℃間において10段階に変更し、成形温度を50℃、60℃、75℃及び9
0℃に設定した。テスト試料は、ダイヤフラムゲート法及びピンポイントゲート
法で成形された。
ポリエチレンテレフタラートを主体とする熱可塑性成形材料は、ことにこのP
ETを37から96重量%、ことにポリウレタンを含有する、1から20重量%
の重合体材料及び金属および/または酸化金属を含有する、4から30重量%の
微細粉補強材料を含有するのが好ましい。この成形材料は、押出成形処理に適し
ており、これらから製造される成形体製品は、有利な諸特性、ことに、充填剤と
してグラスファイバーを含有する、類似のポリブチレンテレフタラート(PBT
)に比べて、ほぼ同様の弾性率と併せて、高い密度、著しく低い等方性
収縮性を有する。
この本発明による熱可塑性成形材料は、前述したように、エレクトロニクス装
置、データ装置のための小さい部品、ケーシング部分のために有利に使用され得
る。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項
【提出日】1998年1月26日(1998.1.26)
【補正内容】
成形材料は、1.4g/cm3、ことに1.48g/cm3またはそれ以上の密
度を有する。
これは粉末状補強材料として、酸化クロム微細粉末を含有するのが好ましく、
これは材料中に均斉に分散され得る。
成形材料は、また275℃/2.16kgで測定して少なくとも25ml/1
0分の容積フローインデックス(MVI)を示す。
これがまたことにポリブチレンテレフタラート成形材料に関し、射出特性を更
に改善する。
本発明による射出成形材料から製造される射出成形製品は、1.4g/cm3
またはこれより大きい比較的高い密度を示し、これは若干の用途において極めて
有利である。射出成形製品のさらに他の有利な特性は、上述した酸化クロムを粉
末補強材料として使用することによりもたらされる。これにより、上述した利点
のみならず、高い光沢を伴う均斉な無煙炭状の色調が得られるからである。射出
成形製品の更に他の利点は、縦、横両方向において約0.2%の極めて低い収縮
率である。これにより寸法安定性のより製品が有利に製造され得る。
3200MPa/mm2またはこれより大きい、ことに約3500から約3
700MPa/mm2の比較的高い弾性率は、本発明成形材料を、多種多様な高
品質成形製品を製造するために重要ならしめる。
この弾性率は、ISO規格527−1(1993)により、タイプ1455汎
用テスター(ウルム在ツヴィックGmbH社製)を使用し、上述規格Iaによる
射出成形テスト試料(標準ダンベル)につき、テスト速度/mm/分、測定長さ
55mmで測定された。射出形成に使用するためには、成形材料は、射出成形装
置の腐蝕を防止するために、0.5重量%またはこれにより低い比較的小さい塩
素含有分、ことに塩素を含有しないものでなければならない。
熱可塑性成形材料は、ポリエチレンテレフタラート(PET)を、37から9
6、好ましくは66から77または50から60重量%、または69から77重
量%、または41から50重量%の優勢的量割合で含有する。
ポリエチレンテレフタラートは、主鎖に、エチル基で置換されている芳香族環
を包含する。ポリエチレンテレフタラートは、テレフタル酸とC2−ジオールと
のエステルである。
請求の範囲
(1) 本質的な組成分として、
(A)37から96重量%の熱可塑性ポリエチレンテレフタラート、
(B)1から20重量%の重合体材料、
及び
(C)4から30重量%の粉末状補強材料を含有し、
上記重合体材料が、ポリウレタンを含有し、
上記粉末状補強材料が、5:1から15:1の長さ/幅比及び400nmを超
えない粒度を有する金属粉末および/または金属酸化物粉末であり、さらに他の
粉末状材料を含有していてもよいことを特徴とする、熱可塑性成形材料。
(2) (A)50から77重量%の熱可塑性ポリエチレンテレフタラート、
(B)4から20重量%の重合体材料、
及び
(C)4から30重量%の粉末状補強材料を含有することを特徴とする、請求
項(1)の熱可塑性成形材料。
(3) 約245から300℃の溶融温度で射出成形されて成形製品になされ得
ることを特徴とする、請求項(2)の成形材料。
(4) 含水量が0.1重量%、ことに0.05重量%を超えないことを特徴と
する請求項(1)から(3)のいずれかの成形材料。
(5) 炭素原子数10〜20のカルボン酸を1重量%まで含有することを特徴
とする、請求項(1)から(4)のいずれかの成形材料。
(6) 0.2から0.8重量%、ことに0.5重量%のタルクを含有すること
を特徴とする、請求項(1)から(5)のいずれかの成形材料。
(7) シャットオフノズル及びホトランナーを具備する射出成形装置で処理さ
れ得ることを特徴とする、請求項(1)から(6)のいずれかの成形材料。
(8) コールドランナーを具備する射出成形装置で処理され得ることを特徴と
する、請求項(1)から(6)のいずれかの成形材料。
(9) 多層射出成形、ことに同時射出成形またはサンドイッチ成形で処理され
得ることを特徴とする、請求項(1)から(8)のいずれかの成形材料。
(10) 1.4g/cm3またはそれより高い密度、ことに1.48g/cm3
またはそれより高い密度を有することを特徴とする、請求項(1)から(6)の
いずれかの成形材料。
(11) 容積流動インデックス(MVI)が、275℃/2.16kgで、少
なくとも約25ml/10分であることを特徴とする、請求項(1)から(10
)のいずれかの成形材料。
(12) 粉末状材料が粉末状CrO2から成ることを特徴とする、請求項(1
)から(10)のいずれかの成形材料。
(13) 請求項(1)から(12)のいずれかの熱可塑性成形材料から得られ
る成形製品。
(14) ISO規格527−1/1993で測定して3200MPa/mm2
またはこれより大きい、ことに約3500から約3700MPa/mm2の弾性
率を有することを特徴とする、請求項(13)の射出成形により製造された成形
製品。
(15) 縦方向及び横方向においてそれぞれ約0.2%の低い収縮率を示すこ
とを特徴とする、請求項(14)の射出成形製品。
(16) 成形材料の全量に対して0.5重量%を超えない塩素分を含有し、ま
たは全く塩素分を含有しないことを特徴とする、請求項(1)の成形材料。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
C08L 75:04)
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L
U,MC,NL,PT,SE),UA(AM,AZ,BY
,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AU,BG
,BR,CA,CN,CZ,GE,HU,IL,JP,
KR,LV,MX,NO,NZ,PL,RO,RU,S
G,SI,SK,TR,UA,US
(72)発明者 ザルトル,カール―ハインツ
ドイツ国、D―67063、ルートヴィッヒス
ハーフェン、ブリースカステラー、シュト
ラーセ、7
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1) 本質的な組成分として、 (A)37から96重量%の熱可塑性ポリエチレンテレフタラート、 (B)1から20重量%の重合体材料、 及び (C)4から30重量%の粉末状補強材料を含有することを特徴とする熱可塑 性補強材料。 (2) 優勢的に熱可塑性ポリエチレンテレフタラート及び重合体材料を含有す るが、 60から77重量%のポリエチレンテレフタラート、 4から12重量%の重合体材料、 及び 4から21重量%の粉末状補強材料を含有し、約245から300℃の溶融温 度で成型製品を射出成形し得ることを特徴とする、成形体を射出成形するための 請求項(1)に記載の熱可塑性成形材料。 (3) 優勢的に熱可塑性ポリエチレンテレフタラート及び重合体材料を含有す るが、 50から60重量%のポリエチレンテレフタラート、 10から20重量%の重合体材料、 及び 20から30重量%の粉末状補強材料を含有し、約245から300℃の溶融 温度で成型製品を射出成形し得ることを特徴とする、成形体を射出成形するため の請求項(1)に記載の熱可塑性成形材料。 (4) 重合体材料が優勢的にポリウレタンを含有することを特徴とする、請求 項(1)から(3)のいずれかの成形材料。 (5) 含水量が0.1重量%、ことに0.05重量%を超えないことを特徴と する、請求項(1)から(4)のいずれかの成形材料。 (6) 粉末状材料が金属または金属酸化物から成ることを特徴とする、請求項 (1)から(5)のいずれかの成形材料。 (7) 粉末状材料が、400nmまたはこれより小さい中央平均粒度を有する ことを特徴とする、請求項(1)から(6)のいずれかの成形材料。 (8) 粉末状金属または粉末状金属酸化物が、5:1から15:1の長さ/幅 比を有することを特徴とする、請求項(6)または(7)のいずれかの成形材料 。 (9) 0.2から0.8重量%、ことに0.5重量%のタルクを含有すること を特徴とする、請求項(1)から(8)のいずれかの成形材料。 (10) シャットオフノズル及びホットランナーを具備する射出成形装置で処 理され得ることを特徴とする、請求項(1)から(9)のいずれかの成形材料。 (11) コールドランナーを具備する射出成形装置で処理され得ることを特徴 とする、請求項(1)から(9)のいずれかの成形材料。 (12) 多層射出成形、ことに同時射出成形またはサンドイッチ成形で処理さ れ得ることを特徴とする、請求項(1)から(11)のいずれかの成形材料。 (13) 1.4g/cm3またはそれより高い密度、ことに1.48g/cm3 またはそれより高い密度を有することを特徴とする、請求項(1)から(9)お よび(15)のいずれかの成形材料。 (14) 容積流動インデックス(MVI)が、275℃/2.16kgで、少 なくとも約25ml/10分であることを特徴とする、請求項(1)から(13 )のいずれかの成形材料。 (15) 粉末状材料が粉末状CrO2から成ることを特徴とする、請求項(1 )から(14)のいずれかの成形材料。 (16) 請求項(1)から(3)のいずれかの熱可塑性成形材料から得られ、 これを本質的組成分とする成形製品。 (17) 3200MPa/mmまたはこれより大きい、ことに約3500から 約3700のMPa/mmの弾性率を有することを特徴とする、請求項(15) または(16)の成形製品。 (18) 実質的に均斉な無煙炭状色調及び高い光沢性を有することを特徴とす る、請求項(15)の成形材料から製造される、請求項(16)の射出成形製 品 (19) 縦方向及び横方向においてそれぞれ約0.2%の低い収縮率を示すこ とを特徴とする請求項(16)の射出成形製品。 (20) 射出成形装置における給送スクリューが、20から80mm、ことに 25から60mmの直径を有することを特徴とする請求項(10)または(11 )の成形材料。
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