JP2002105296A - ポリテトラメチレンテレフタレート樹脂成形品およびその製造方法 - Google Patents

ポリテトラメチレンテレフタレート樹脂成形品およびその製造方法

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JP2002105296A JP2000303446A JP2000303446A JP2002105296A JP 2002105296 A JP2002105296 A JP 2002105296A JP 2000303446 A JP2000303446 A JP 2000303446A JP 2000303446 A JP2000303446 A JP 2000303446A JP 2002105296 A JP2002105296 A JP 2002105296A
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pbt
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Tomohiro Oishi
朋広 大石
Noriaki Saito
徳顕 齋藤
Kazuhiro Mizuguchi
一浩 水口
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Teijin Ltd
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Teijin Ltd
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  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形プロセスを含めた工程面および材料面を
改良することにより、ガラス繊維が配合されて強化され
たPBT樹脂の成形品において、成形品の外観性に優
れ、かつPBT樹脂成形品が本来もつ機械的特性および
耐熱性などの諸特性に優れるPBT樹脂成形品を提供す
る。 【解決手段】 造粒品(A)100重量%あたりガラス
繊維20〜60重量%を含むポリテトラメチレンテレフ
タレート樹脂組成物の造粒品(A)と、ポリテトラメチ
レンテレフタレートポリマーの造粒品(B)とを、
(A)/(B)を40/60〜90/10の配合重量比
率で造粒品の混合物とし、射出成形機を用いてインジェ
クションブレンド成形により成形する、ポリテトラメチ
レンテレフタレート樹脂成型品の製造方法であって、造
粒品(A)のポリテトラメチレンテレフタレートの極限
粘度数IVa、造粒品(B)のポリテトラメチレンテレ
フタレートの極限粘度数IVbについて、特定の条件式
を満足することを特徴とする、ポリテトラメチレンテレ
フタレート樹脂成形品の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フローマーク、あ
ばた、ガラス繊維の表面浮き等のガラス繊維強化樹脂成
形品に見られる外観不良を改善しながら、ポリテトラメ
チレンテレフタレート樹脂成形品の本来の特徴である、
機械的特性に優れるポリテトラメチレンテレフタレート
樹脂成型品の製造方法およびその製造方法より製造され
る成型品に関する。
【0002】
【従来の技術】プラスチックスを強化するためにガラス
繊維を配合することは、高弾性率、高剛性を付与する為
に一般的に広く用いられている技術である。熱可塑性ポ
リエステル樹脂組成物においても同様である。ガラス繊
維で強化して用いることの多い、ポリエステルの代表的
な樹脂であるポリテトラメチレンテレフタレート(以
下、PBTと略すことがある)は、優れた機械的特性と
耐熱性、耐薬品性を有することから、電気・電子分野、
機械製品、自動車部品、耐熱用品、家電用品、OA機器
等に幅広く使用されている。
【0003】しかし、ポリテトラメチレンテレフタレー
トにガラス繊維を配合すると機械的特性や寸法安定性は
向上するが、高分子化合物である樹脂に無機物であるガ
ラス繊維が混合されることから、ガラス繊維の分散不良
や成形品表面への偏在などがしばしば起こり、成形品が
均一な表面性とならず、いわゆる外観不良を起こすこと
がある。
【0004】外観については、ガラス繊維を含まない非
強化の樹脂組成物では一般に良好であるが、ガラス繊維
の含有率が多くなり、例えば含有率が樹脂組成物全体の
30重量%以上となると得られる射出成形品はガラス繊
維が表面に浮き出したり、あばた状を呈したり、フロー
マークを呈したりするなど外観不良を起こすことがよく
ある。
【0005】外観を改良する技術として、組成物に特定
のフィラーを配合させる技術および特定のポリマー成分
を配合する技術等が一般に知られているが、樹脂組成物
の構成成分としてガラス繊維とポリマーが主成分という
ような比較的単純な組成物においては、第3成分を添加
して外観性を改良する場合とは異なり、外観を十分に改
良することは困難であると従来から考えられていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】PBT樹脂組成物の場
合、成形時の樹脂温度、金型温度、射出圧力および射出
速度を適正な条件に設定することにより、ある程度の外
観の改良は施せるものの、このような成形条件の最適化
による改良には限界があり、成形プロセスを含めた工程
面および材料面での工夫により、他の諸特性を犠牲にせ
ずに外観性を向上することが望ましい。
【0007】本発明の課題は、上述の現状技術に鑑み、
成形プロセスを含めた工程面および材料面を改良するこ
とにより、ガラス繊維が配合されて強化されたPBT樹
脂の成形品において、成形品の外観性に優れ、かつPB
T樹脂成形品が本来もつ機械的特性および耐熱性などの
諸特性に優れるPBT樹脂成形品を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は、かかる課題
を解決すべく鋭意検討した結果、特定の比率でガラス繊
維を含む、特定の極限粘度数を有するPBT樹脂の組成
物の造粒品に、特定の極限粘度数を有するPBTポリマ
ーの造粒品を、特定の割合で均一に混合して、射出成形
機を用いてインジェクションブレンド成形することによ
り、ガラス繊維強化PBT樹脂かなる成形品でありなが
ら、フローマークやあばたといった外観不良がなく、高
い外観性を有し、しかもガラス繊維強化PBT樹脂が本
来持つ耐熱性や機械特性を損なうことのない成形品を得
ることができることを見出し、本発明に到達した。
【0009】すなわち本発明は、造粒品(A)100重
量%あたりガラス繊維20〜60重量%を含むポリテト
ラメチレンテレフタレート樹脂組成物の造粒品(A)
と、ポリテトラメチレンテレフタレートポリマーの造粒
品(B)とを、(A)/(B)を40/60〜90/1
0の配合重量比率で造粒品の混合物とし、射出成形機を
用いてインジェクションブレンド成形により成形する、
ポリテトラメチレンテレフタレート樹脂成型品の製造方
法であって、造粒品(A)のポリテトラメチレンテレフ
タレートの極限粘度数IVa、造粒品(B)のポリテト
ラメチレンテレフタレートの極限粘度数IVbについ
て、下記式(1)乃至(3)を全て満足することを特徴
とする、ポリテトラメチレンテレフタレート樹脂成形品
の製造方法である。 −0.2≦IVa−IVb≦0.6 (1) 0.6≦IVa≦1.1 (2) 0.5≦IVb≦0.8 (3) (ただし,極限粘度数は、o−クロロフェノールを用い
35℃で測定した値である。) 以下、本発明を詳細に説明する。
【0010】[ポリテトラメチレンテレフタレート]本
発明に用いられるポリテトラメチレンテレフタレート
は、その酸成分がテレフタル酸、ジオール成分がテトラ
メチレングリコールよりなるポリエステルである。
【0011】ポリテトラメチレンテレフタレートは、そ
の一部を共重合成分で置換したものでもよい。その場
合、テレフタル酸およびテトラメチレングリコールがそ
れぞれ全酸成分、全グリコール成分に対して80モル%
以上存在することが必要である。
【0012】共重合可能な成分としては、イソフタル
酸、フタル酸、メチルテレフタル酸、メチルイソフタル
酸等のフタル酸誘導体;2,6−ナフタレンジカルボン
酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナフタ
レンジカルボン酸等のナフタレンジカルボン酸およびそ
の誘導体;4,4’−ジフェニルジカルボン酸、3,
4’−ジフェニルジカルボン酸等のジフェニルカルボン
酸およびその誘導体;4,4’−ジフェノキシメタンジ
カルボン酸、4,4’−ジフェノキシエタンジカルボン
酸、4,4’−ジフェニルケトンジカルボン酸、4,
4’−ジフェニルスルホンジカルボン酸、4,4’−ジ
フェニルエーテルジカルボン酸等の芳香族ジカルボン
酸;コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン
酸、デカンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸
等の脂肪族または脂環族ジカルボン酸;エチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ヘキサメチレングリコー
ル、オクタメチレングリコール、ネオペンチルグリコー
ル、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、
ポリプロピレングリコール等の脂肪族ジオール;1,4
−シクロヘキサンジメタノール等の脂環族ジオール;ハ
イドロキノン、レゾルシン等のジヒドロキシベンゼンお
よびその誘導体;4,4’−ジヒドロキシジフェニル等
の芳香族ジオール;2,2−ビス(4−ヒドロキシフェ
ニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)スルホン等のビスフェノール化合物;ビスフェノー
ル化合物とエチレングリコール等のグリコールとから得
られるエーテルジオール等の芳香族ジオール等を例示す
ることができる。
【0013】また、オキシ安息香酸、ヒドロキシナフト
エ酸、ヒドロキシジフェニルカルボン酸、ω−ヒドロキ
シカプロン酸等のオキシカルボン酸成分も共重合可能で
ある。
【0014】更に、ポリエステルが実質的に成形性等を
失わない範囲で3官能以上の化合物、例えばグリセリ
ン、ペンタエリスリトール、トリメリット酸、ピロメリ
ット酸等を共重合してもよい。
【0015】ポリテトラメチレンテレフタレートは、1
種類または2種類以上配合して用いることができる。
【0016】本発明に用いられるPBTは、通常とられ
る製造方法で製造することができる。例えば、溶融重縮
合反応またはこれと固相重縮合反応とを組み合わせた方
法によって製造することができる。
【0017】より具体的には、テレフタル酸またはその
エステル形成性誘導体(例えばジメチルエステル、モノ
メチルエステル等の低級アルキルエステル)とテトラメ
チレングリコールまたはそのエステル形成性誘導体とを
触媒の存在下、加熱反応させ、得られるテレフタル酸の
グリコールエステルを触媒の存在下、所定の重合度まで
重合反応させる方法によって、製造することができる。
【0018】製造されたPBTは造粒品としてペレット
状に切断され、これは本発明の造粒品(A)を製造する
ためのポリマー成分として用いられ、また造粒品(B)
そのものとなる。
【0019】[極限粘度数]本発明において、造粒品
(A)のポリテトラメチレンテレフタレートの極限粘度
数IVa、造粒品(B)のポリテトラメチレンテレフタ
レートの極限粘度数IVbについて、下記式(1)乃至
(3)を全て満足する。 −0.2≦IVa−IVb≦0.6 (1) 0.6≦IVa≦1.1 (2) 0.5≦IVb≦0.8 (3) (ただし,極限粘度数は、o−クロロフェノールを用い
35℃で測定した値である。)
【0020】IVa−IVbが−0.2未満であると、
造粒品(B)のポリマーが造粒品(A)のポリマーに対
して粘度が大き過ぎて、成形加工時に造粒品(A)のポ
リマーと造粒品(B)のポリマーの溶融粘度差が影響し
て、高外観性の成形品を得ることができない。IVa−
IVbが0.6を超えると、成形品の機械的特性を損な
う。
【0021】IVaが0.6未満であるか、IVbが
0.5未満である場合も、成形品の機械的特性を損な
う。
【0022】IVaが1.1を超えるか、IVbが0.
8を超えると、機械的特性は良好なものの、成形品の外
観性を損なう。
【0023】本発明において造粒品(A)と造粒品
(B)との配合比は、重量比率(A)/(B)=40/
60〜90/10であり、好ましくは(A)/(B)=
60/40〜80/20である。
【0024】(A)が40重量%未満であると機械的特
性を損なう。(A)が90重量%を超えると、外観が優
れる成型品を得ることができない。そこで、(A)/
(B)は、40重量%/60重量%〜90重量%/10
重量%の範囲にある必要がある。
【0025】[ガラス繊維]造粒品(A)を構成する成
分のガラス繊維としては、一般に樹脂の強化用に用いら
れるものを用いることができる。例えば、長繊維タイプ
(ガラスロービング)や短繊維状のチョップドストラン
ド、ミルドファイバーなどから選択して用いることがで
きる。
【0026】ガラス繊維は、集束剤(例えばポリ酢酸ビ
ニル、ポリエステル集束剤等)、カップリング剤(例え
ばシラン化合物、ボラン化合物、チタン化合物等)、そ
の他の表面処理剤で処理されていてもよい。
【0027】通常、長繊維タイプのガラス繊維は、樹脂
とのブレンド前または後に所望の長さに切断されて用い
られるが、この使用態様も本発明には有用である。
【0028】ガラス繊維の配合量は、造粒品(A)の全
重量あたり20〜60重量%である。60重量%を越え
ると、組成物の溶融状態における流動性が著しく劣って
くるため外観の良好な成形品を得ることができない。ま
た60重量%で強度的にも飽和に達するため、60重量
%を超えて配合する必要もない。20重量%未満である
と、得られる樹脂成形品のガラス繊維の含有量が少な
く、成形品の機械的強度や弾性率が低くなる。
【0029】[造粒品(A)の製造方法]ポリブチレン
テレフタレート樹脂組成物の造粒品(A)の製造方法
は、溶融混練による公知の方法で製造することができ
る。
【0030】ガラス繊維の配合には任意の方法を用いる
ことができる。例えば、ポリテトラメチレンテレフタレ
ートのペレットとガラス繊維の全部または一部を、加熱
した単軸、二軸等の押出機に一括または分割して供給
し、溶融混練により均質化した後に針金状に押出し、溶
融樹脂を冷却固化させ、次いで所望の長さに切断して造
粒品とする方法を用いることができる。ブレンダー、ニ
ーダー、ロール等他の混合機を用いた方法でもよい。ま
た、これらを組み合わせて用いたり、複数回繰り返すこ
とにより配合成分を順次加える方法をとってもよい。
【0031】造粒品(A)は、PBTポリマーとガラス
繊維を成分として構成されるが、本発明の効果を損なわ
ない範囲で、更に必要に応じて他の熱可塑性樹脂を配合
することができる。
【0032】また、その目的に応じて所望の特性を付与
するため、一般に熱可塑性樹脂に添加される公知の物
質、例えば難燃剤、難燃助剤、その他の無機充填剤、滑
剤、酸化防止剤、各種安定剤、衝撃改良材、帯電防止
剤、可塑剤、離型剤、着色剤、結晶化促進剤等を配合す
ることができる。
【0033】[インジェクションブレンド成形]本発明
でいうインジェクションブレンド成形は、造粒品(A)
と造粒品(B)とをドライブレンドして射出成形するこ
とを意味する。造粒品の配合方法は、造粒品(A)と造
粒品(B)とが平均して分散するよう配合することが好
ましい。そのためには、V型やタンブラー型のブレンダ
ーを用いることが望ましい。ドライブレンドされた材料
は、公知の射出成形方法で成形することができる。通常
は均一混合された造粒品を十分乾燥された状態に保った
まま射出成形機等の成形機に供して成形する。
【0034】[成形品の形状および用途]本発明の樹脂
成形品は、その形状は特に限定されない。本発明の樹脂
成形品は、成形品表面の外観性を重視する電気・電子部
品、自動車部品、事務機器、機械部品および雑貨等に広
範囲の産業分野で使用することができる。
【0035】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳述する。な
お、実施例中の各種特性の測定は以下の方法によった。
【0036】(1)極限粘度数 造粒品(A)および(B)のPBTの極限粘度数は、o
−クロロフェノールを用い35℃で測定した。なお、造
粒品(A)はガラス繊維が配合されたPBT樹脂組成物
であることから、予めo−クロロフェノールで溶解し、
PBTポリマー以外の配合物をろ過して除去してPBT
ポリマー分のみ抽出して極限粘度数の測定用に供した。
【0037】(2)ガラス繊維含有率 ガラス繊維含有率x(重量%)は、組成物の配合比か
ら、以下の通り計算により求めた。 x=ay/100 a:造粒品(A)の配合比(重量%) y:造粒品(A)のガラス繊維含有率(重量%)
【0038】(3)外観性の評価 評価用成形品は2種類用いた。すなわち、可視光線反射
率およびフローマークの状態の評価用にはゲート形状が
幅48mmのフィルムゲートをもつ幅48mm、長さ7
0mm、厚さ2mmの平板成形品を用い、あばた評価用
には2mm角のサイドゲートをもつ同形状の成形品を用
いた。いずれの成形品も評価する表面は鏡面仕上げであ
る。射出成形機は三菱重工業(株)80MSPを使用し
た。成形条件は、シリンダー温度250℃、金型温度6
0℃で、射出圧力800kg/cm2、保圧600kg
/cm2、射出速度50%、射出時間8秒、冷却時間1
3秒、中間時間1秒、スクリュー回転数100rpmと
した。この条件で得た成形品につき、下記項目を評価し
た。 A.可視光線反射率 評価する面について、(株)村上色彩技術研究所製 デ
ィジタル光沢度計GM−3Dを使用しJIS Z874
1の方法3(60度鏡面光沢)に規定された鏡面光沢度
測定方法に従って測定した。 B.フローマークの状態 成形品表面にフローマークが目立つものを×、うっすら
と目立つものを△、フローマークのないものを○と評価
した。 C.あばた 表面の半分以上があばた状となっているものを×、表面
の一部があばた状となっているものを△、あばた状がな
いものを○と評価した。
【0039】(4)機械的特性 A.引張強度 ASTM D638に準拠して評価した。 B.曲げ特性(曲げ強度、曲げ弾性率) ASTM D790に準拠して評価した。 C.ノッチ無し衝撃強度 ASTM D256に準拠して評価した。なお、試験用
成形品は成形機として東芝IS60Bを用いて、シリン
ダー温度250℃、金型温度80℃、サイクル時間30
秒で成形した。
【0040】(5)材料 実施例中の組成物および成形品を構成する成分として、
下記に示す材料を用いた。
【0041】[造粒品(A)のポリブチレンテレフタレ
ートおよび造粒品(B)] 帝人(株)製、ポリブチレンテレフタレート PBT−1:極限粘度数1.12 PBT−2:極限粘度数0.87 PBT−3:極限粘度数0.68 PBT−4:極限粘度数0.56
【0042】[造粒品(A)のガラス繊維]日本電気硝
子(株)製、ガラス繊維T−124(平均繊維径13
μ、3mmチョップドストランド)
【0043】[造粒品(A)の製造]表1に示すガラス
繊維含有率となるよう材料を計量し、V型ブレンダーで
均一に混合して混合物を得た。得られた混合物をスクリ
ュー径44mmの二軸同方向押出機、2段ベント式、ス
クリューL/d=30/1相当)を使用して行った。使
用条件は、バレルが250℃、スクリュー回転数が15
0rpmであり、押出時に揮発分を除去するためにベン
ト部を真空とした。押出機より吐出する溶融樹脂を冷
却、切断して造粒品(A)を得た。
【0044】[実施例1〜8および比較例1〜12]表
1に示す成形品ガラス繊維含有率x(%)となるよう造
粒品(A)および(B)を計量し、V型ブレンダーで均
一に混合して混合物を得た。得られた混合物を130℃
に設定された熱風乾燥機で5時間乾燥し前述した成形用
材料として供し、各種評価を実施した。評価結果を表1
に示す。
【0045】
【表1】
【0046】実施例1〜8は、本発明の請求範囲の条件
での例で、すなわち造粒品(A)および(B)の極限粘
度数、配合比、造粒品(A)のガラス繊維含有率を満た
しているものである。いずれの実施例も、造粒品(A)
には1.12、0.87、0.68の極限粘度数のPB
Tポリマーを用い、造粒品(B)には極限粘度0.6
8、0.56と比較的低めのPBTポリマーを用いてい
る。組み合わせとして、極限粘度数の高い造粒品(A)
および(B)の組み合わせが、相対的に機械的特性は良
好であるが、造粒品(A)のPBTポリマーが0.6
8、造粒品(B)が0.56の実施例中での組み合わせ
では、最も低い極限粘度数であるもの(実施例6)で
も、機械的特性は満足いくレベルを維持しながら、外観
性は優れている。
【0047】また、実施例7、8では、造粒品(A)の
ガラス繊維含有量を実施例1〜6の45wt%から下
げ、40、35wt%としたものである。これらも、外
観性、機械的特性ともに優れている。
【0048】いずれの実施例でも、外観性である反射
率、フローマーク、あばた状態において良好で、機械的
特性も優れている。
【0049】一方、比較例1〜12は本発明の請求範囲
から外れた条件となった場合の例である。比較例1〜8
は造粒品(B)のPBTポリマーがいずれも式(3)を
満たしておらず、機械的特性は満足するレベルになって
いるものの、比較例1〜3はフローマークが特に目立
ち、反射率も低く、あばたも認められる。
【0050】比較例4〜8は比較例1〜3より程度は小
さいもののフローマークがある。比較例9、10は外観
性は良好であるが、機械的特性、特に引張り強度、ノッ
チ付き衝撃強度が劣っている。比較例11は、機械的特
性は良好ながらも、外観性に劣る。比較例12は、造粒
品(A)のガラス繊維含有量を86wt%としたもので
あるが、ガラス繊維含有量が多すぎ(A)自体の製造が
不可であった。
【0051】
【発明の効果】このように本発明の製造方法によって得
られた樹脂成形品は、ガラス繊維強化組成物でありなが
ら、フローマークやあばたといった外観不良もなく、高
い外観性を有し、しかもガラス繊維強化ポリエステル樹
脂が本来持つ機械特性を損なうことがない。
【0052】本発明によれば、ガラス繊維強化ポリテト
ラメチレンテレフタレート樹脂成形品でありがちな、フ
ローマークやあばたといった外観不良を低減させ、高外
観の成形品を得ることがでる。同時にガラス繊維強化P
BT樹脂が本来持つ機械特性や耐熱性を損なうことのな
い樹脂成形品を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── 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) B29K 105:12 B29K 105:12 (72)発明者 水口 一浩 千葉県千葉市緑区大野台1丁目4番13号 帝人株式会社千葉研究センター内 Fターム(参考) 4F071 AA45 AA88 AB28 AD01 AH07 AH12 AH17 BB05 4F206 AA24A AA24C AB25 AM36 JA07 JF01 JF02 4J002 CF07W CF07X DL006 FA046 GM00 GN00 GQ00

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 造粒品(A)100重量%あたりガラス
    繊維20〜60重量%を含むポリテトラメチレンテレフ
    タレート樹脂組成物の造粒品(A)と、ポリテトラメチ
    レンテレフタレートポリマーの造粒品(B)とを、
    (A)/(B)を40/60〜90/10の配合重量比
    率で造粒品の混合物とし、射出成形機を用いてインジェ
    クションブレンド成形により成形する、ポリテトラメチ
    レンテレフタレート樹脂成型品の製造方法であって、造
    粒品(A)のポリテトラメチレンテレフタレートの極限
    粘度数IVa、造粒品(B)のポリテトラメチレンテレ
    フタレートの極限粘度数IVbについて、下記式(1)
    乃至(3)を全て満足することを特徴とする、ポリテト
    ラメチレンテレフタレート樹脂成形品の製造方法。 −0.2≦IVa−IVb≦0.6 (1) 0.6≦IVa≦1.1 (2) 0.5≦IVb≦0.8 (3) (ただし,極限粘度数は、o−クロロフェノールを用い
    35℃で測定した値である。)
  2. 【請求項2】 請求項1記載の製造方法で製造された成
    形品。
JP2000303446A 2000-10-03 2000-10-03 ポリテトラメチレンテレフタレート樹脂成形品およびその製造方法 Pending JP2002105296A (ja)

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