JP2003138030A - ポリエステル樹脂成形品 - Google Patents
ポリエステル樹脂成形品Info
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Abstract
化速度が促進され、成形加工性に優れたPETブレンド
品を提供する。 【解決手段】 ポリエチレンテレフタレートとポリトリ
メチレンテレフタレートとを、ポリエチレンテレフタレ
ートの融点より35〜100℃高い温度で1〜10分間
溶融混練することにより溶融混合物を調製し、次いで2
50〜300℃で0.1〜5分間かけて成形加工する。
Description
フタレート(PET)とポリトリメチレンテレフタレー
ト(PTT)とのブレンド成形品に関する。
は、耐熱性、耐衝撃性等の機械的性質、更に透明性、耐
薬品性等に優れていることから、ボトル、フィルム、繊
維等に広く利用されている。ところが、PETは結晶化
速度が極めて遅く成形性に劣るという欠点があり、PE
Tの射出成形品については、現在、結晶核剤や可塑剤の
添加、ガラス繊維の添加により成形性の向上が図られて
いる。
し、それぞれの樹脂の長所を発現させるポリマーブレン
ドの研究も各種行われており、PETに対しても多種多
様な熱可塑性樹脂のブレンドが提案されており、特に相
溶性の良好な他のポリエステルとのブレンドは、好結果
が期待されている。例えば、更なる高強度化、耐熱性の
向上を図る目的で、PETにポリブチレンテレフタレー
ト(PBT)やポリエチレンナフタレート(PEN)を
ブレンドする技術が行われている。
化、耐熱性の向上はある程度実現できるが、結晶化速度
の促進には結びつかず、成形加工性の点で未だ不十分で
あった。
技術の問題点に鑑み鋭意検討した結果、PETに対しP
TTを特定条件でブレンドして得られる成形品は、結晶
化速度が顕著に増大し、成形加工性に優れたものである
という知見を得て、本発明を完成するに至った。
ートとポリトリメチレンテレフタレートとを、ポリエチ
レンテレフタレートの融点より35〜100℃高い温度
で1〜10分間溶融混練することにより溶融混合物を調
製し、次いで250〜300℃で0.1〜5分間かけて
成形加工してなるポリエステル樹脂成形品、並びにポリ
エチレンテレフタレートとポリトリメチレンテレフタレ
ートとを、ポリエチレンテレフタレートの融点より35
〜100℃高い温度で1〜10分間溶融混練することに
より溶融混合物を調製し、次いで250〜300℃で
0.1〜5分間熱処理した前記溶融混合物を成形加工し
てなるポリエステル樹脂成形品である。
まず、本発明に用いられるポリエチレンテレフタレート
(PET)とは、テレフタル酸又はそのエステル形成誘
導体とエチレングリコール又はそのエステル形成誘導体
を重縮合して得られるポリエステルであって、イソフタ
ル酸等の公知のコモノマーを少量導入した共重合体であ
っても良い。
ンテレフタレート(PTT)とは、テレフタル酸又はそ
のエステル形成誘導体と1,3−プロパンジオール又は
そのエステル形成誘導体を重縮合して得られるポリエス
テルであって、イソフタル酸等の公知のコモノマーを少
量導入した共重合体であっても良い。
レングリコールや1,4−ブタンジオールから誘導され
るPETやPBTに対し、PTTはメチレン基数が奇数
の1,3−プロパンジオールから誘導されるため、ポリ
マー物性、特に結晶化およびレオロジー的挙動が特異で
あるとされ、PETとPBTの長所を併せ持つポリマー
として注目されている。
し、PETの融点より35〜100℃高い温度で1〜1
0分間両者を溶融混練した後、250〜300℃で0.
1〜5分間かけて成形加工するか、或いは250〜30
0℃で0.1〜5分間熱処理した溶融混合物を成形加工
する点にある。
ては、ブレンドする2種のポリマーの内の融点が高いほ
うのポリマーの融点付近もしくはそれより若干高い温度
で溶融混練するのが通常であるが、本発明の如きPET
(融点約250℃近辺)とPTT(融点約225℃近
辺)のブレンド系に上記手法を適用し、PETの融点付
近もしくはそれより若干高い温度で溶融混練したのでは
本発明所期の効果は発現せず、PETの融点より35〜
100℃、好ましくは50〜80℃高い温度で溶融混練
しないと結晶化速度の増大効果は得られない。ここで、
溶融混練時間は、1〜10分間程度が好ましい。
混練した後、250〜300℃の温度範囲で0.1〜5
分間、好ましくは0.5〜3分間かけて成形加工する
か、或いは0.1〜5分間熱処理し、相分離構造を発現
させることが必要である。熱処理する目的温度は、PE
TとPTTのブレンド物の融点温度(Tm)である25
0℃以上、且つPETとPTTの相分離温度付近である
300℃以下の範囲である。このような温度で、0.1
〜5分間かけて成形加工するか、或いは0.1〜5分間
熱処理後に成形加工すると、球晶サイズが微細化し、結
晶化速度が顕著に増大する。
合、前記高温の溶融温度で相溶し、その温度以下では液
々相分離を生じることから、UCST(upper critical
solution temperature ;上限臨界共溶温度)型の相図
を有すると考えられる。また、上記の如く、ブレンド物
を降温させ、等温結晶化させると、2μm 程度の微細な
球晶が得られる。その結果、後記する実施例1及び比較
例1〜2のデータである図1の等温結晶化中の積分強度
Qの経時変化の結果から明らかなように、PET単体及
びPTT単体の場合、結晶化が終了するまで、それぞれ
約27秒及び28秒かかるのに対し、50/50ブレン
ド物の場合、わずか5秒で結晶化が終了する。
核生成頻度との積で表されるが、ブレンド物の線成長速
度はPTT単体のそれに比べ速くならなかったことか
ら、ブレンド物における結晶化速度の増大は主に結晶核
生成頻度の増加によるものと考えられる。本発明では、
上記高温での溶融混練から相分離温度近辺への降温によ
り、スピノーダル分解が進行して濃度揺らぎが増大し、
それに伴うup−hill−diffusionにより
結晶核の形成が誘発され、結晶化が加速されたものと推
測できる。
率は、一般に両者の合計中、PTTが20〜80重量%
程度が好ましい。この範囲を外れると、各々ホモポリマ
ーに近い組成物となるため、十分な結晶化速度加速効果
を得られない。
機、押出成形機、ミキサー等により行えばよく特に限定
されないが、一軸または二軸の押出機により行うのが好
ましい。また、溶融混練後の熱処理の方法も特に限定さ
れないが、混合物を直ちに250〜300℃の温度に冷
却し、0.1〜5分間保持して行う方法、或いは溶融混
練後、熱処理を経ることなく冷却し、通常の溶融混合物
を得て、次に成形を行うまでの間に250〜300℃に
0.1〜5分間保持して行う等の方法が考えられる。
に相分離させた、或いは相分離化された溶融混合物をP
ETの一般的な成形温度である260〜320℃で成形
加工して、ボトル、フィルム、繊維等の各種成形品とす
ることができる。また、本発明の樹脂成形品には、成形
加工や成形品の用途に応じて、ガラス繊維や各種ミネラ
ル等のフィラー充填剤、各種ポリマー改質剤、酸化防止
剤や難燃剤等の各種添加剤を用いることができる。
出成形、ブロー成形等、特に限定されるものではない
が、特に好ましくは射出成形が望ましい。
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例1 ポリエチレンテレフタレート(PET;ウィンテックポ
リマー社製、融点250℃、重量平均分子量60000 )50重
量部とポリトリメチレンテレフタレート(PTT;融点
225 ℃、メルトフローインデックス60g/10分・250
℃)50重量部を、小型混練成形機(CSI社製、Min
imaxミキシングエクスツルーダー)を用い、300 ℃
で5分間混練し、透明で均一な混合溶融物を得た。この
混合溶融物を、270 ℃に保持した銅製のプレートを有す
る熱プレス機(井元製作所製)で1分間かけて圧延し
た。その後、室温まで冷却し、薄いフィルム状となった
混練物を取り出した。
置(プリンストン社製、TE/CCD−512−TMK
/1)により、180 ℃での等温結晶化過程を、フィルム
の光学異方性に起因する散乱光成分(Hv散乱)を用い
て観察したところ、図1に示す光散乱積分強度時間発展
曲線を得た。光散乱積分強度が飽和した時点で定義され
る結晶化時間を評価したところ、5秒であった。
ンパス社製、BX50F4)により直交ニコル下で観察
したところ、図2に示すように微細な結晶が緻密に充填
している様子が観察された。 比較例1 実施例1のPETとPTTの混合物の代わりに、PET
100 重量部を用いた以外は、実施例1と同様にしてフィ
ルムを得て、結晶化の観察を行った。180 ℃結晶化にお
いて、光散乱積分強度で示される結晶化時間は、図1に
示すように27秒と非常に長かった。また、直交ニコル下
の偏光顕微鏡観察によると、図2に示すように球晶と呼
ばれる大きな結晶構造が比較的粗に見られ、均一で緻密
な結晶構造が得られていないことがわかった。 比較例2 比較例1のPETの代わりにPTT100 重量部を用いて
同様にしてフィルムを得て、結晶化の観察を行った。18
0 ℃結晶化において、光散乱積分強度で示される結晶化
時間は、図1に示すように28秒と非常に長く、また、直
交ニコル下の偏光顕微鏡観察による結晶構造は、図2に
示すように不均一で粗であった。 実施例2〜3 実施例1のPETとPTTの比率を、それぞれ30重量部
/70重量部、および70重量部/30重量部に変更した以外
は、同様にしてフィルムを得て、結晶化時間の測定を行
った。図3に、PETとPTTの比率が0/100 、30/
70、50/50、70/30、100 /0の場合の結晶化時間を示
す。30/70、70/30の何れの組成でも、PET単独、P
TT単独の場合に比べ、結晶化時間短縮の顕著な効果が
認められた。 比較例3 PET50重量部とPTT50重量部を、実施例1の小型混
練成形機を用い、300℃で5分間混練し、透明で均一な
混合溶融物を得た。この混合溶融物を、320 ℃に保持し
た銅製のプレートを有する熱プレス機(井元製作所製)
で1分間かけて圧延した。その後、室温まで冷却し、薄
いフィルム状となった混練物を取り出した。
方法により、縦型光散乱装置を用いて180 ℃での等温結
晶化過程を観察したところ、図4に示す光散乱積分強度
時間発展曲線を得た。図4から結晶化時間を評価したと
ころ、38秒であった。即ち、270 ℃で圧延を行った場合
の5秒に比べ、著しく遅い結晶化時間であることが確認
された。
(50/50)ブレンド物から得たフィルムについて
の、等温結晶化中の積分強度Qの経時変化の結果を示す
グラフである。
ィルムを偏光顕微鏡で観察した図であり、(a) はPET
単体、(c) はPTT単体、(b) はPET/PTT(50
/50)のものである。
示すグラフである。
熱処理温度(Ta)の違いによる光散乱積分強度Qの経
時変化の結果を示すグラフである。
Claims (2)
- 【請求項1】 ポリエチレンテレフタレートとポリトリ
メチレンテレフタレートとを、ポリエチレンテレフタレ
ートの融点より35〜100℃高い温度で1〜10分間
溶融混練することにより溶融混合物を調製し、次いで2
50〜300℃で0.1〜5分間かけて成形加工してな
るポリエステル樹脂成形品。 - 【請求項2】 ポリエチレンテレフタレートとポリトリ
メチレンテレフタレートとを、ポリエチレンテレフタレ
ートの融点より35〜100℃高い温度で1〜10分間
溶融混練することにより溶融混合物を調製し、次いで2
50〜300℃で0.1〜5分間熱処理した前記溶融混
合物を成形加工してなるポリエステル樹脂成形品。
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---|---|---|---|
JP2001340125A JP3895150B2 (ja) | 2001-11-06 | 2001-11-06 | ポリエステル樹脂成形品 |
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2001
- 2001-11-06 JP JP2001340125A patent/JP3895150B2/ja not_active Expired - Fee Related
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