JP2005041912A - Thermoplastic resin pellet - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械特性に優れた成形品を得ることができる熱可塑性樹脂ペレットに関する。また、成形品の成形加工性に優れ、品質の安定した成形品を得ることが可能になる熱可塑性樹脂ペレットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱可塑性ポリエステル樹脂は、結晶性、強度、耐薬品性に優れ、フィルム、繊維、射出成形品など様々な用途に使用されている。
【０００３】
なかでもポリブチレンテレフタレート樹脂は機械的性質や耐熱性に優れることから、射出成形材料として電気・電子機器部品、自動車部品および機械機構部品などの用途に対して広く展開されている。また、フィルム用材料としても耐熱性や耐油性、耐薬品性、ガスバリア性に優れた食品包装用材料としての展開が行われている。
【０００４】
しかし、ポリブチレンテレフタレート樹脂は結晶特性が良いため、衝撃強度に代表される靭性が不十分であり、また、ガラス転移温度が低いため、高温時の剛性が不足すると言った課題を有している。これらの課題を解決するためにポリマーアロイの研究が従来から行われている。
【０００５】
その一例としてポリカーボネート樹脂は、ガラス転移点が高く、耐衝撃特性にも優れていることから、これらを配合することによって、その両者の特性を活かした改質が期待でき、古くから検討がなされ、実用化されている。
【０００６】
しかしながら、単純なポリブチレンテレフタレート樹脂とポリカーボネート樹脂とのアロイでは、上記改善における効果に限界が有り、さらに高度の改善が要求されているのが現状である。
【０００７】
このような要求に対して、特許文献１には、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル系グラフト（共）重合体粒子からなる組成物を溶融混練して相互侵入の編目構造を形成した成形体が記載されている。この構造により、単純なポリマーアロイに比較して耐薬品性や強度、靭性がある程度改良されることが示されている。しかしながら同法は、特殊なアクリル系グラフト（共）重合体粒子を添加することにより相互侵入の編目構造を形成させたものであり、その分散構造周期は十分に細かいものではなく、そのためにこれを成形してなる成形品の強度や靭性、耐熱性の改良効果も必ずしも満足すべきものでは無かった。
【０００８】
【特許文献１】
特開平５−１５６１４１号公報（第２頁）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、熱可塑性ポリエステル樹脂とポリカーボネート樹脂とのアロイにおいて、優れた強度、靭性、耐熱性を有する成形品の生産が可能となる熱可塑性樹脂ペレットを提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、熱可塑性ポリエステル樹脂とポリカーボネート樹脂を溶融混練し両樹脂相が相溶あるいは極めて微細な両連続相を形成しているペレットとすることによって、そのペレットを成形して得られる成形品の物性が著しく改良されることを見いだし本発明を完成させるにいたった。
【００１１】
すなわち本発明は、
（１）熱可塑性ポリエステル樹脂（Ａ）とポリカーボネート樹脂（Ｂ）を溶融混練して配合した熱可塑性樹脂組成物からなり、熱可塑性ポリエステル樹脂（Ａ）相とポリカーボネート樹脂（Ｂ）相が相溶化していることを特徴とする熱可塑性樹脂ペレット、
（２）熱可塑性ポリエステル樹脂（Ａ）とポリカーボネート樹脂（Ｂ）を溶融混練して配合した熱可塑性樹脂組成物からなり、熱可塑性ポリエステル樹脂（Ａ）相とポリカーボネート樹脂（Ｂ）相が構造周期０．００１〜０．４μｍの両相連続構造を有することを特徴とする熱可塑性樹脂ペレット、
（３）前記熱可塑性ポリエステル樹脂（Ａ）がポリブチレンテレフタレートであることを特徴とする前記（１）または（２）記載の熱可塑性樹脂ペレット、
（４）さらに平均粒径が０．００１〜５μｍの不活性粒子（Ｃ）を０．０１〜１０重量％含有する前記（１）〜（３）いずれかに記載の熱可塑性樹脂ペレット、
（５）前記不活性粒子（Ｃ）が、高分子架橋粒子、アルミナ粒子、球状シリカ粒子、ケイ酸アルミニウム粒子から選ばれる少なくとも１種である前記（４）記載の熱可塑性樹脂ペレット、
（６）さらに離型剤（Ｄ）を０．００１〜１重量％含有する前記（１）〜（５）いずれかに記載の熱可塑性樹脂ペレット、
（７）前記離型剤（Ｄ）が、長鎖脂肪族カルボン酸のエステルまたはアミド化合物、シリコーン化合物から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする前記（６）記載の熱可塑性樹脂ペレット、
（８）前記離型剤（Ｄ）の全部または一部がペレットの外部表面に存在することを特徴とする前記（６）または（７）いずれかに記載の熱可塑性樹脂ペレット、を提供するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明で用いる熱可塑性ポリエステル樹脂（Ａ）とは、二塩基酸またはそのエステル形成性誘導体および、ジオールまたはその誘導体からエステル化反応により合成される飽和ポリエステルであり、従来公知のポリエステルが広く使用でき、特に限定されるものではない。
【００１３】
上記二塩基酸またはそのエステル形成性誘導体としてはテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、ビス（ｐ−カルボキシフェニル）メタン、アントラセンジカルボン酸、４，４´−ジフェニルエーテルジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカンジオン酸などの脂肪族ジカルボン酸、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸およびこれらの低級アルコールエステルなどが挙げられる。またジオールまたはその誘導体としては炭素数２〜２０の脂肪族グリコールすなわち、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、デカメチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジオールなど、あるいは分子量４００〜６０００の長鎖グリコール、すなわちポリエチレングリコール、ポリ−１，３−プロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどおよびこれらのエステル形成性誘導体などが挙げられる。
【００１４】
これらの重合体ないしは共重合体の好ましい例としては、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレン（テレフタレート／イソフタレート）、ポリブチレン（テレフタレート／アジペート）、ポリブチレン（テレフタレート／セバケート）、ポリブチレン（テレフタレート／デカンジカルボキシレート）、ポリブチレンナフタレ−ト、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン（テレフタレート／イソフタレート）、ポリエチレン（テレフタレート／アジペート）、ポリエチレン（テレフタレート／５−ナトリウムスルホイソフタレート）、ポリブチレン（テレフタレート／５−ナトリウムスルホイソフタレート）、ポリエチレンナフタレ−ト、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレートなどが挙げられる。なかでもポリブチレンテレフタレート、ポリブチレン（テレフタレート／アジペート）、ポリブチレン（テレフタレート／デカンジカルボキシレート）、ポリブチレンナフタレ−ト、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン（テレフタレート／アジペート）、ポリエチレンナフタレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレートなどが特に好ましく、最も好ましいのはポリブチレンテレフタレートである。
【００１５】
またこれら重合体および共重合体は、成形性、機械的特性の観点からｏ−クロロフェノール溶液を用いて２５℃で測定したときの固有粘度が０．３６〜１．６０、特に０．５２〜１．２５の範囲にあるものが好適であり、さらには０．６〜１．０の範囲にあるものが最も好ましい。
【００１６】
本発明で用いる（Ｂ）ポリカーボネート樹脂とは、ビスフェノールＡ、つまり２，２’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、４，４’−ジヒドロキシジフェニルアルカンあるいは４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテルから選ばれた１種以上を主原料とするものが好ましく挙げられ、なかでもビスフェノールＡ、つまり２，２’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンを主原料として製造されたものが好ましい。具体的には、上記ビスフェノールＡなどをジヒドロキシ成分として用い、エステル交換法あるいはホスゲン法により得られたポリカーボネート樹脂であることが好ましい。さらに、ビスフェノールＡの一部、好ましくは１０モル％以下を、４，４’−ジヒドロキシジフェニルアルカンあるいは４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテルなどで置換したものも好ましく用いられる。
【００１７】
本発明で用いる熱可塑性ポリエステル樹脂（Ａ）と、ポリカーボネート樹脂（Ｂ）の配合量は、熱可塑性ポリエステル樹脂（Ａ）の配合量とポリカーボネート樹脂（Ｂ）の配合量の重量比で９５／５〜５／９５が好ましく、さらには９０／１０〜１０／９０がより好ましく、特に７５／２５〜２５／７５が最も好ましい。
【００１８】
本発明の熱可塑性樹脂ペレットは、熱可塑性ポリエステル樹脂とポリカーボネート樹脂とが相溶化しているか、あるいは両連続構造を有し、その構造周期が０．００１〜０．４μｍであることが必要である。
【００１９】
本発明における相溶化しているとは、分子レベルで均一に混合している状態のことであり、具体的には熱可塑性ポリエステル樹脂相およびポリカーボネート樹脂相がいずれも０．００１μｍ以上の相構造を形成していない場合を指す。この状態は熱可塑性樹脂ペレットから超薄切片を切り出し、高倍率の電子顕微鏡で観察し構造が観察されないことで判断できる。
【００２０】
一方、両相連続構造を確認するためには、規則的な周期構造が確認されることが重要である。これは例えば、光学顕微鏡観察や透過型電子顕微鏡観察により、両相連続構造が形成されることの確認に加えて、光散乱装置や小角Ｘ線散乱装置を用いて行う散乱測定において、散乱極大が現れることの確認が有効である。なお、光散乱装置、小角Ｘ線散乱装置は最適測定領域が異なるため、構造周期の大きさに応じて適宜選択して用いられる。この散乱測定における散乱極大の存在は、ある周期を持った規則正しい相分離構造を持つ証明であり、その周期Λｍ は、両相連続構造の場合構造周期に対応し、分散構造の場合粒子間距離に対応する。またその値は、散乱光の散乱体内での波長λ、散乱極大を与える散乱角θｍ を用いて次式
Λｍ ＝（λ／２）／ｓｉｎ（θｍ ／２）
により計算することができる。
【００２１】
本発明ではこの構造周期が０．００１〜０．４μｍであることが必要であり、好ましくは０．００１〜０．２μｍである。構造周期が０．４μｍを超えた場合は、その熱可塑性樹脂ペレットを成形して得られる成形品の靭性が低下するため好ましくない。
【００２２】
上記の両相連続構造は、スピノーダル分解による相分離を用いることにより得ることができる。
【００２３】
一般に、２成分の樹脂からなるポリマーアロイには、これらの組成に対して、ガラス転移温度以上、熱分解温度以下の実用的な全領域において相溶する相溶系や、逆に全領域で非相溶となる非相溶系や、ある領域で相溶し、別の領域で相分離状態となる、部分相溶系があり、さらにこの部分相溶系には、その相分離状態の条件によってスピノーダル分解によって相分離するものと、核生成と成長によって相分離するものがある。
【００２４】
スピノーダル分解による相分離とは、異なる２成分の樹脂組成および温度に対する相図においてスピノーダル曲線の内側の不安定状態で生じる相分離のことを指し、また核生成と成長による相分離とは、該相図においてバイノーダル曲線の内側であり、かつスピノーダル曲線の外側の準安定状態で生じる相分離のことを指す。
【００２５】
かかるスピノーダル曲線とは、組成および温度に対して、異なる２成分の樹脂を混合した場合、相溶した場合の自由エネルギーと相溶しない２相における自由エネルギーの合計との差（ΔＧｍｉｘ）を濃度（φ）で二回偏微分したもの（∂２ΔＧｍｉｘ／∂φ２）が０となる曲線のことであり、またスピノーダル曲線の内側では、∂２ΔＧｍｉｘ／∂φ２＜０の不安定状態であり、外側では∂２ΔＧｍｉｘ／∂φ２＞０である。
【００２６】
またかかるバイノーダル曲線とは、組成および温度に対して、系が相溶する領域と相分離する領域の境界の曲線のことである。
【００２７】
詳細な理論によると、スピノーダル分解では、一旦相溶領域の温度で均一に相溶した混合系の温度を、不安定領域の温度まで急速に変化させた場合、系は共存組成に向けて急速に相分離を開始する。その際濃度は一定の波長に単色化され、構造周期（Λｍ）で両分離相が共に連続して規則正しく絡み合った両相連続構造を形成する。この両相連続構造形成後、その構造周期を一定に保ったまま、両相の濃度差のみが増大する過程をスピノーダル分解の初期過程と呼ぶ。
【００２８】
さらに上述のスピノーダル分解の初期過程における構造周期（Λｍ）は熱力学的に下式のような関係がある。
Λｍ〜［│Ｔｓ−Ｔ│／Ｔｓ］−１／２
（ここでＴｓはスピノーダル曲線上の温度）
ここで本発明でいうところの両相連続構造とは、混合する樹脂の両成分がそれぞれ連続相を形成し、互いに三次元的に絡み合った構造を指す。この両相連続構造の模式図は、例えば「ポリマーアロイ 基礎と応用（第２版）（第１０．１章）」（高分子学会編：東京化学同人）に記載されている。
【００２９】
スピノーダル分解では、この様な初期過程を経た後、波長の増大と濃度差の増大が同時に生じる中期過程、濃度差が共存組成に達した後、波長の増大が自己相似的に生じる後期過程を経て、最終的には巨視的な２相に分離するまで進行するが、本発明においては、最終的に巨視的な２相に分離する前の所望の構造周期に到達した段階で構造を固定すればよい。また中期過程から後期過程にかける波長の増大過程において、組成や界面張力の影響によっては、片方の相の連続性が途切れ、上述の両相連続構造から分散構造に変化する場合もある。この場合には所望の粒子間距離に到達した段階で構造を固定すればよい。
【００３０】
本発明の熱可塑性樹脂ペレットの製造方法は、溶融混練による方法であり、得られるペレットにおいて熱可塑性ポリエステル樹脂とポリカーボネート樹脂とが相溶化しているか、あるいは両連続構造を有し、その構造周期が０．００１〜０．４μｍである構造を形成させることができれば特に制限はない。その具体的な製造方法としては、２軸押出機のニーディングゾーンにおいて高せん断応力下での溶融混練によって熱可塑性ポリエステル樹脂とポリカーボネート樹脂とを相溶化させ、相溶化した状態の樹脂組成物が押出機のダイ内部のせん断応力がかからない滞留部分での溶融滞留によってスピノーダル分解が開始するまでの間にストランドとして吐出後水中で急冷することによって相溶化した状態のペレットを得ることができる。この場合は、押出機のニーディングブロックを多用したり、樹脂温度を下げたり、スクリュー回転数を高くすることによって高せん断応力状態を形成し、ダイ内部の滞留時間を短くすることでスピノーダル分解が開始するまでの間に樹脂組成物を吐出させ、冷却水の温度を低温に保つことで溶融状態の樹脂組成物を急冷して相溶化状態のままで構造を固定することが達成できる。また、ダイ内部での滞留時間を長くしたり、冷却水を温水とすることで溶融状態の樹脂組成物を徐冷して、スピノーダル分解の初期過程を誘発するための時間を与えることで、構造周期が０．００１〜０．４μｍの状態で固定した熱可塑性樹脂ペレットを得ることができる。ダイ内部での滞留時間は、ダイ内部の容積を変更するか、樹脂の吐出量を変更することにより調整できる。
【００３１】
本発明の熱可塑性樹脂ペレットの形状には特に制限が無いが、射出成形、押出成形など公知の塑性加工に供するために適した大きさ、形状であることが好ましい。具体例としては、直径１．０〜６．０ｍｍ、好ましくは１．５〜４．０ｍｍ、長さ２．０〜６．０ｍｍ、好ましくは２．５〜４．０ｍｍの円筒形状や、縦・横それぞれ３．０〜６．０ｍｍ、厚さ１．５〜３ｍｍの直方体形状である。
【００３２】
本発明の熱可塑性樹脂ペレットには、不活性粒子（Ｃ）を含有させることも好ましい。不活性粒子（Ｃ）としては、高分子架橋粒子、アルミナ粒子、球状シリカ粒子、凝集シリカ粒子、ケイ酸アルミニウム粒子、炭酸カルシウム粒子、酸化チタン粒子、カオリン粒子などが挙げられる。これらの中でも、高分子架橋粒子、アルミナ粒子、球状シリカ粒子、ケイ酸アルミニウム粒子が好ましく用いられる。 不活性粒子の平均粒径は０．００１〜５μｍであることが好ましく、より好ましくは０．０１〜３μｍである。また、不活性粒子の配合割合は、本発明の熱可塑性樹脂ペレット１００重量％に対して、０．０１〜１０重量％であることが好ましい。より好ましくは０．０５〜５重量％である。不活性粒子が０．０１重量％未満の場合は、フィルムやシート成形の際に滑り性が不良となり成形性を低下させる可能性があり、逆に１０重量％を超えると靭性を低下させる可能性があり好ましくない。
【００３３】
さらに本発明の熱可塑性樹脂ペレットには離型剤（Ｄ）を含有させることも好ましい。離型剤としては、ステアリン酸やモンタン酸のような長鎖脂肪族カルボン酸とエチレングリコールやグリセリン、ペンタエリスリトールなどの多価アルコールとのエステル化合物や、ステアリン酸やモンタン酸のような長鎖脂肪族カルボン酸とステアリルアミンやエチレンジアミンなどとのアミド化合物、またシリコーン化合物などが用いられる。好ましい離型剤の具体例としてはモンタン酸のエチレングリコールエステルやエチレンビスステアリルアミドなどが挙げられる。
【００３４】
離型剤の配合割合は、本発明の熱可塑性樹脂ペレット１００重量％に対して、０．００１〜１重量％であることが好ましく、より好ましくは０．００５〜０．８重量％である。離型剤が０．００１重量％未満では射出成形の際に離型性が不良となり成形性を低下させる可能性があり、逆に１重量％を超えると離型剤が成形品表面にブリードアウトし成形品外観を低下させたり金型を汚染したりする可能性があり好ましくない。
【００３５】
また、離型剤は全てが熱可塑性樹脂ペレット内部に含有されていても良いが、一部または全部が熱可塑性樹脂ペレットの表面に存在していることも好ましい。
【００３６】
本発明の熱可塑性樹脂ペレットには本発明の目的を損なわない範囲でさらに各種の添加剤を含有せしめることもできる。これらの添加剤としては、例えば、タルク、カオリン、マイカ、クレー、ベントナイト、セリサイト、塩基性炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、ガラスフレーク、ガラス繊維、炭素繊維、アスベスト繊維、岩綿、炭酸カルシウム、ケイ砂、ワラステナイト、硫酸バリウム、ガラスビーズ、酸化チタンなどの強化材、非板状充填材、あるいは酸化防止剤（リン系、硫黄系など）、紫外線吸収剤、熱安定剤（ヒンダードフェノール系など）、エステル交換反応抑制剤、滑剤、帯電防止剤、ブロッキング防止剤、染料および顔料を含む着色剤、難燃剤（ハロゲン系、リン系など）、難燃助剤（三酸化アンチモンに代表されるアンチモン化合物、酸化ジルコニウム、酸化モリブデンなど）、発泡剤、カップリング剤（エポキシ基、アミノ基メルカプト基、ビニル基、イソシアネート基を一種以上含むシランカップリング剤やチタンカップリング剤）、抗菌剤等が挙げられる。
【００３７】
本発明の熱可塑性樹脂ペレットは任意の方法で成形加工することが可能であり、成形形状は、任意の形状が可能である。成形方法としては、例えば、射出成形、押出成形、インフレーション成形、ブロー成形などを挙げることができるが、中でも射出成形やフィルムおよび／またはシート押出成形が好ましい。またかかるフィルムおよび／またはシート化の製造方法としては、単軸あるいは２軸押出機を用いてＴダイから溶融押出し、キャストドラムで冷却固化してシート化する方法、溶融押出シートを２つのロール間で成形するポリッシング方法やカレンダーリング方法などがあるが、ここでは特に限定されるものではない。またキャストドラムにキャストする際、溶融樹脂をキャストドラムに密着させるには、静電印加を与える方法、エアーナイフを用いる方法、キャストドラムに対向する押さえのドラムを用いる方法等を用いることもできる。また延伸してフィルム化する方法は、特に制限はなく、逐次２軸延伸、同時２軸延伸でも構わなく、また通常延伸倍率は２〜８倍の間、延伸速度は５００〜５０００％／分の間が多く用いられる。
【００３８】
本発明の熱可塑性樹脂ペレットは相溶化しているか、あるいはスピノーダル分解の初期過程で構造が凍結されているため、そのペレットを溶融加工するために溶融させるとスピノーダル分解の相分離過程が再開し、徐々に大きい相分離構造が形成できる。ここで成形加工時の溶融滞留時間や滞留温度、せん断応力などを調整することにより、目的に応じた相分離構造を有する成形品を形成することができる。このようにして得られる成形品は、機械的強度や耐熱性に優れるため、射出成形品、押出成形品として、自動車部品、電気電子部品、包装材料など各種用途に好適に使用することができる。
【００３９】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明の効果をさらに説明する。
実施例、比較例では以下の評価方法を用いた。
【００４０】
（１）評価試験片の製造
得られたペレットを、ホッパ下から先端に向かって、２４０℃−２５０℃−２６０℃−２６０℃に設定した日精樹脂工業社製射出成形機（ＰＳ−６０Ｅ９ＤＳＥ）で、金型温度８０℃とし、保圧１０秒、冷却時間３０秒の成形サイクルで厚さ１／８インチのＡＳＴＭ１号ダンベル試験片を成形した。
【００４１】
（２）相構造の評価
▲１▼電子顕微鏡による観察
ペレットをヨウ素染色法によりポリカーボネートを染色後、ウルトラミクロトームを用いて超薄切片を切り出したサンプルについて、日立製作所製Ｈ−７１００型透過型電子顕微鏡にて１０万倍に拡大して相構造の観察を行った。
【００４２】
▲２▼両相連続構造の構造周期は小角Ｘ線散乱により測定した。Ｘ線発生装置は理学電機社製ＲＵ−２００で、ＣｕＫα線を線源とし、出力５０ＫＶ／１５０ｍＡ、スリット径０．５ｍｍ、カメラ半径４０５ｍｍ、露出時間１２０分、フィルムＫｏｄａｋ ＤＥＦ−５にて散乱写真を撮影した。小角Ｘ線散乱においてピーク位置（θｍ）から下式で構造周期（Λｍ）を計算した。
Λｍ ＝（λ／２）／ｓｉｎ（θｍ ／２）。
【００４３】
（３）引張試験
厚さ１／８インチのＡＳＴＭ１号ダンベル試験片を使用し、オリエンテック社製ＵＴＡ−２．５Ｔを用いて、ＡＳＴＭ Ｄ６３８に従い、試料標点間距離１１４ｍｍ、歪み速度１０ｍｍ／ｍｉｎで行った。
【００４４】
また、実施例、比較例において使用樹脂、添加剤は、以下に示すものを使用した。
【００４５】
ＰＢＴ：ポリブチレンテレフタレート（東レ（株）製“トレコン”１０５０Ｓ、ガラス転移温度３２℃、結晶融解温度２２０℃）
ＰＣ：芳香族ポリカーボネート（三菱エンジニアリングプラスチック（株）製“ユーピロン”Ｈ４０００、ガラス転移温度１５１℃）
不活性粒子：平均粒径２．５μｍ（２次径）の湿式シリカ
離型剤：エチレングリコールモンタン酸エステル（クラリアントジャパン社製、Ｌｉｃｏｗａｘ Ｅ）。
【００４６】
［実施例１〜５］
表１記載の組成からなる原料を、押出温度２６０℃に設定し、ニーディングゾーンを２つ設けたスクリューアレンジとし、スクリュー回転数３００ｒｐｍとした２軸押出機（池貝工業社製ＰＣＭ−３０）に供給し、ダイから吐出後のガットを、１０℃に温調した水を満たした冷却バス中を１５秒間かけて通過させることで急冷し構造を固定した後ストランドカッターでペレタイズしペレットを得た。ダイ内部での滞留時間は５秒であった。各実施例のペレットはいずれも透明であり、またこれらのペレットをヨウ素染色法によりポリカーボネートを染色後、超薄切片を切り出したサンプルについて、透過型電子顕微鏡にて１０万倍に拡大して観察を行ったが、いずれのサンプルについても０．００１μｍ以上の構造物がみられず相溶化していることを確認した。
【００４７】
得られたペレットを用いて上記製造法にしたがって厚さ１／８インチのＡＳＴＭ１号ダンベル試験片を成形した。なお、実施例５に関しては、表１に示したように離型剤の一部をペレットに外部添加して成形を行った。このＡＳＴＭ１号ダンベルを用いて、ＡＳＴＭ Ｄ６３８に従い引張試験を行った。結果を表１に示した。また、成形時に冷却時間のみを短縮して成形品を取り出す試験を行い、成形品が変形せずに取り出すことのできる最低冷却時間を求め表１に記載した。最低冷却時間が短いほど成形サイクルタイムを短縮できるため、生産性に優れている。
【００４８】
上記射出成形条件で成形を行った成形品から厚み１００μｍの切片を切り出し、上記ペレットと同様に、透過型電子顕微鏡写真から構造の状態を観察した。電子顕微鏡写真では黒色に染色されたポリカーボネート相と、白色のポリブチレンテレフタレート相が、互いに連続相を形成している両相連続構造が観察された。
【００４９】
また、上記の両相連続構造の構造周期を小角Ｘ線散乱で測定した。小角Ｘ線散乱においてピーク位置（θｍ）から下式で構造周期（Λｍ）を計算した。
Λｍ ＝（λ／２）／ｓｉｎ（θｍ ／２）。
【００５０】
［実施例６〜８］
ダイ内部容積が大きいダイを用いる以外は実施例１〜３と同様にして溶融混練を行いペレットを得た。ダイ内部での滞留時間は２０秒であった。実施例１〜３と同様にして、透過型電子顕微鏡で観察したところ微細な両相連続構造が観察された。小角Ｘ線散乱から求めた構造周期を表１に示した。実施例１〜３と同様に成形評価を行い結果を表１に示した。
【００５１】
【表１】
［比較例１〜４］
ダイ内部容積がさらに大きいダイを用い、スクリュー回転数を１００回転とし、冷却バスの温度を４０℃にする以外は実施例１〜４と同様にして溶融混練を行いペレットを得た。ダイ内部での滞留時間は１２０秒であった。得られたペレットは不透明であり、実施例１〜４と同様にして顕微鏡で観察したところ分散構造あるいは両相連続構造が観察された。構造周期は実施例１〜４に比較して荒いため、電子顕微鏡写真から構造周期を求め表２に示した。なお、分散構造を示す場合には構造周期ではなく粒子間距離を示した。また、実施例１〜４と同様に成形評価を行い結果を表２に示した。
【００５３】
【表２】
［実施例９〜１１］
表３記載の組成からなる原料を実施例１〜３と同様にして溶融混練を行いペレットを得た。さらに、得られたペレットを用いて、押出温度２５０℃に設定し、滞留時間１０分間に調整した先端部にＴダイを有する単軸押出機（φ４０ｍｍ）に供給し、フィルム化を行った。尚、フィルム化においては、Ｔダイの下部に５０℃に温調したハードクロムの鏡面キャストドラムにＴダイの口金から吐出した樹脂をキャストし、さらに５０℃に温調した第２ドラムを通過後、巻き取り速度が一定となる様、毎分５ｍに設定したロール間を通過後、巻き取りロールにより巻き取ることによりフィルムを得た。得られたフィルムの厚みは０．１ｍｍであった。また得られたフィルムは透明であったが、ヨウ素染色法によりポリカーボネートを染色後、超薄切片を切り出したサンプルについて、透過型電子顕微鏡にて１０万倍に拡大して観察を行い、いずれのサンプルも両相連続構造物が存在することを確認した。また、小角Ｘ線散乱によって構造周期を測定した。なお、フィルム成形の際、時として巻き取りロールへの巻き取り時にフィルムにしわが発生するが、この発生頻度を記録し、１時間あたりの発生回数として表３に示した。この巻きしわの発生頻度が少ないほど安定してフィルム成形が可能であり生産性にすぐれたペレットであると言える。
【００５５】
次に上記得られたフィルムから１００ｍｍ角のサンプルを切り出し、４辺をクリップで固定し、９０℃、６０秒間予熱後、９０℃で温調されたオーブン内で、延伸速度２０００％／分、延伸倍率３倍で、４辺のクリップを同時２軸延伸となるよう延伸させた。延伸後のサンプルについても、上記同様に小角Ｘ線散乱から構造周期、及び透過型電子顕微鏡写真から構造の状態を観察した結果を表３に記載した。この延伸後のサンプルでは、延伸前と比較して構造周期が増大しており、この延伸時の熱処理時に構造発展がなされたものと考えられる。さらに延伸後、得られたシートから長さ×幅×厚み＝５０ｍｍ×１０ｍｍ×０．０３ｍｍのサンプルを切り出し、チャック間距離２０ｍｍ、引張速度１０ｍｍ／分で測定した引張強度、引張伸びを測定した結果を表３に記載した。
【００５６】
【表３】
［比較例５〜６］
表３記載の原料を用い比較例１と同様の混練条件で、熱可塑性樹脂ペレットを得た。ペレットは不透明であり、電子顕微鏡観察の結果、構造周期０．５μｍの両相連続構造を有することがわかった。このペレットを実施例９〜１１と同様の方法でフィルム成形を行った。得られたフィルムは不透明であり、電子顕微鏡観察の結果、粒子間距離が１．５μｍの分散構造を有することがわかった。次に得られたフィルムを実施例９〜１１と同様の方法で同時２軸延伸を試みたがフィルムが破れ、延伸は不可能であった。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明の熱可塑性樹脂ペレットは、機械物性に優れた射出成形品や、フィルムを、高い生産性で得ることができるため、これらの特性を活かして構造材料として有用に用いることができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thermoplastic resin pellet capable of obtaining a molded product having excellent mechanical properties. In addition, the present invention relates to a thermoplastic resin pellet that is excellent in molding processability of a molded product and that enables obtaining a molded product with stable quality.
[0002]
[Prior art]
Thermoplastic polyester resins are excellent in crystallinity, strength, and chemical resistance, and are used in various applications such as films, fibers, and injection molded products.
[0003]
Among them, polybutylene terephthalate resin is excellent in mechanical properties and heat resistance, and is therefore widely used as an injection molding material for applications such as electrical / electronic equipment parts, automobile parts, and mechanical mechanism parts. In addition, as a film material, development as a food packaging material excellent in heat resistance, oil resistance, chemical resistance, and gas barrier properties has been performed.
[0004]
However, since polybutylene terephthalate resin has good crystal characteristics, the toughness represented by impact strength is insufficient, and since the glass transition temperature is low, it has a problem that rigidity at high temperature is insufficient. . In order to solve these problems, research on polymer alloys has been conducted conventionally.
[0005]
As an example, the polycarbonate resin has a high glass transition point and is excellent in impact resistance characteristics.By blending these, modification utilizing both characteristics can be expected, and has been studied for a long time. It has been put into practical use.
[0006]
However, in the case of a simple alloy of polybutylene terephthalate resin and polycarbonate resin, there is a limit to the effect in the above improvement, and a higher degree of improvement is required at present.
[0007]
In response to such demands, Patent Document 1 discloses a molded article in which a composition comprising a polybutylene terephthalate resin, a polycarbonate resin, and acrylic graft (co) polymer particles is melt-kneaded to form an interpenetrating stitch structure. Is described. This structure has been shown to improve chemical resistance, strength and toughness to some extent compared to simple polymer alloys. However, in this method, special acrylic graft (co) polymer particles are added to form an interpenetrating stitch structure, and the dispersion structure period is not sufficiently fine. The effects of improving the strength, toughness, and heat resistance of molded products are not necessarily satisfactory.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-5-156141 (2nd page)
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention provides a thermoplastic resin pellet capable of producing a molded product having excellent strength, toughness, and heat resistance in an alloy of a thermoplastic polyester resin and a polycarbonate resin.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have made a pellet in which a thermoplastic polyester resin and a polycarbonate resin are melt-kneaded so that both resin phases are compatible or very fine bicontinuous phases are formed. Thus, the present inventors have found that the physical properties of a molded product obtained by molding the pellet are remarkably improved, and have completed the present invention.
[0011]
That is, the present invention
(1) A thermoplastic resin composition in which a thermoplastic polyester resin (A) and a polycarbonate resin (B) are melted and kneaded, and the thermoplastic polyester resin (A) phase and the polycarbonate resin (B) phase are made compatible. Thermoplastic resin pellets, characterized by
(2) A thermoplastic resin composition in which the thermoplastic polyester resin (A) and the polycarbonate resin (B) are melt-kneaded and blended, and the thermoplastic polyester resin (A) phase and the polycarbonate resin (B) phase have a structural period of 0 A thermoplastic resin pellet characterized by having a continuous structure of both phases of 0.001 to 0.4 μm,
(3) The thermoplastic resin pellet according to (1) or (2), wherein the thermoplastic polyester resin (A) is polybutylene terephthalate,
(4) The thermoplastic resin pellet according to any one of (1) to (3), further containing 0.01 to 10% by weight of inert particles (C) having an average particle diameter of 0.001 to 5 μm,
(5) The thermoplastic resin pellet according to (4), wherein the inert particles (C) are at least one selected from polymer crosslinked particles, alumina particles, spherical silica particles, and aluminum silicate particles.
(6) The thermoplastic resin pellet according to any one of (1) to (5), further containing 0.001 to 1% by weight of a release agent (D),
(7) The thermoplastic resin pellet according to (6), wherein the release agent (D) is at least one selected from an ester or amide compound of a long-chain aliphatic carboxylic acid and a silicone compound,
(8) The thermoplastic resin pellet according to (6) or (7), wherein all or part of the release agent (D) is present on the outer surface of the pellet. It is.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The thermoplastic polyester resin (A) used in the present invention is a saturated polyester synthesized by an esterification reaction from a dibasic acid or an ester-forming derivative thereof and a diol or a derivative thereof. Conventionally known polyesters can be widely used. There is no particular limitation.
[0013]
Examples of the dibasic acid or ester-forming derivative thereof include terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 1,5-naphthalenedicarboxylic acid, bis (p-carboxyphenyl) methane, anthracene dicarboxylic acid, Aromatic dicarboxylic acids such as 4,4′-diphenyl ether dicarboxylic acid and 5-sodium sulfoisophthalic acid, aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid, sebacic acid, azelaic acid and dodecanedioic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1 Alicyclic dicarboxylic acids such as 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid and lower alcohol esters thereof. Diols or derivatives thereof include aliphatic glycols having 2 to 20 carbon atoms, that is, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, deca Examples include methylene glycol, cyclohexanedimethanol, cyclohexanediol, etc., or long-chain glycols having a molecular weight of 400 to 6000, that is, polyethylene glycol, poly-1,3-propylene glycol, polytetramethylene glycol, and ester-forming derivatives thereof. .
[0014]
Preferred examples of these polymers or copolymers include polybutylene terephthalate, polybutylene (terephthalate / isophthalate), polybutylene (terephthalate / adipate), polybutylene (terephthalate / sebacate), polybutylene (terephthalate / decanedicarboxylate), Polybutylene naphthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene (terephthalate / isophthalate), polyethylene (terephthalate / adipate), polyethylene (terephthalate / 5-sodium sulfoisophthalate), polybutylene (terephthalate / 5-sodium sulfoisophthalate), polyethylene Naphthalate, polycyclohexanedimethylene terephthalate, polypropylene terephthalate, etc. That. Among them, polybutylene terephthalate, polybutylene (terephthalate / adipate), polybutylene (terephthalate / decanedicarboxylate), polybutylene naphthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene (terephthalate / adipate), polyethylene naphthalate, polycyclohexanedimethylene terephthalate, Polypropylene terephthalate and the like are particularly preferable, and polybutylene terephthalate is most preferable.
[0015]
These polymers and copolymers have an intrinsic viscosity of 0.36 to 1.60, particularly 0.52 when measured at 25 ° C. using an o-chlorophenol solution from the viewpoint of moldability and mechanical properties. Those in the range of 1.25 are preferred, and those in the range of 0.6 to 1.0 are most preferred.
[0016]
The polycarbonate resin (B) used in the present invention is bisphenol A, that is, 2,2′-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 4,4′-dihydroxydiphenylalkane or 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone, Preferred are those containing one or more selected from 4'-dihydroxydiphenyl ether as the main raw material, and in particular, those produced using bisphenol A, that is, 2,2'-bis (4-hydroxyphenyl) propane as the main raw material. Is preferred. Specifically, a polycarbonate resin obtained by the transesterification method or the phosgene method using the bisphenol A or the like as a dihydroxy component is preferable. Furthermore, a bisphenol A part, preferably 10 mol% or less, substituted with 4,4′-dihydroxydiphenylalkane, 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone, 4,4′-dihydroxydiphenyl ether or the like is also preferably used. .
[0017]
The blending amount of the thermoplastic polyester resin (A) and the polycarbonate resin (B) used in the present invention is 95/5 to 5/5 by weight ratio of the blending amount of the thermoplastic polyester resin (A) and the blending amount of the polycarbonate resin (B). 5/95 is preferable, more preferably 90/10 to 10/90, and most preferably 75/25 to 25/75.
[0018]
The thermoplastic resin pellet of the present invention requires that the thermoplastic polyester resin and the polycarbonate resin are compatible with each other, or have a bicontinuous structure, and the structural period is 0.001 to 0.4 μm. .
[0019]
Compatibilization in the present invention means a state of being uniformly mixed at the molecular level. Specifically, both the thermoplastic polyester resin phase and the polycarbonate resin phase have a phase structure of 0.001 μm or more. It refers to the case where it is not formed. This state can be judged by cutting out an ultrathin section from the thermoplastic resin pellet and observing it with a high-magnification electron microscope so that the structure is not observed.
[0020]
On the other hand, in order to confirm a biphasic continuous structure, it is important to confirm a regular periodic structure. For example, in addition to confirming that a two-phase continuous structure is formed by observation with an optical microscope or a transmission electron microscope, the scattering maximum in a scattering measurement performed using a light scattering device or a small-angle X-ray scattering device Confirmation that it appears is effective. Note that the light scattering device and the small-angle X-ray scattering device have different optimum measurement regions, so that they are appropriately selected according to the size of the structure period. The existence of the scattering maximum in this scattering measurement is a proof that it has a regular phase separation structure with a certain period, and its period Λm corresponds to the structure period in the case of the biphasic continuous structure, and the interparticle distance in the case of the dispersion structure. Correspond. The value is calculated using the following equation using the wavelength λ of the scattered light within the scatterer and the scattering angle θm that gives the scattering maximum.
Λm = (λ / 2) / sin (θm / 2)
Can be calculated.
[0021]
In the present invention, this structural period is required to be 0.001 to 0.4 μm, preferably 0.001 to 0.2 μm. When the structural period exceeds 0.4 μm, the toughness of a molded product obtained by molding the thermoplastic resin pellets is not preferable.
[0022]
The above two-phase continuous structure can be obtained by using phase separation by spinodal decomposition.
[0023]
In general, polymer alloys composed of two-component resins are compatible with these compositions in a practical system where the glass transition temperature is higher than the thermal decomposition temperature or lower, and vice versa. There are incompatible systems that are soluble, and partially compatible systems that are compatible in one region and phase separated in another region.In addition, this partially compatible system can be dissolved by spinodal decomposition depending on the conditions of the phase separated state. Some are separated and others are phase separated by nucleation and growth.
[0024]
Phase separation by spinodal decomposition refers to phase separation that occurs in an unstable state inside the spinodal curve in phase diagrams for different two-component resin compositions and temperatures, and phase separation by nucleation and growth refers to the phase separation. In the figure, it refers to phase separation that occurs in the metastable state inside the binodal curve and outside the spinodal curve.
[0025]
The spinodal curve refers to the difference (ΔGmix) between the free energy when compatibilized and the sum of the free energies in two phases that are not compatible (ΔGmix) when two different resins are mixed with respect to the composition and temperature. φ) partial differential twice (∂2ΔGmix / ∂φ2) Is zero, and inside the spinodal curve,2ΔGmix / ∂φ2<Unstable state of 02ΔGmix / ∂φ2> 0.
[0026]
The binodal curve is a boundary curve between the region where the system is compatible and the region where the system is separated with respect to the composition and temperature.
[0027]
According to detailed theory, in spinodal decomposition, if the temperature of a mixed system that has been uniformly mixed at the temperature of the compatible region is rapidly changed to the temperature of the unstable region, the system will rapidly move toward the coexisting composition. Initiate phase separation. At that time, the concentration is monochromatized at a constant wavelength, and a two-phase continuous structure is formed in which both separated phases are continuously intertwined regularly with a structure period (Λm). After the formation of the two-phase continuous structure, the process in which only the concentration difference between the two phases increases while keeping the structure period constant is called the initial process of spinodal decomposition.
[0028]
Furthermore, the structural period (Λm) in the initial process of the above-mentioned spinodal decomposition has a thermodynamic relationship as shown in the following equation.
Λm ~ [│Ts-T│ / Ts]-1/2
(Where Ts is the temperature on the spinodal curve)
Here, the two-phase continuous structure referred to in the present invention refers to a structure in which both components of the resin to be mixed each form a continuous phase and are entangled three-dimensionally. A schematic diagram of this two-phase continuous structure is described, for example, in “Polymer Alloy Fundamentals and Applications (Second Edition) (Chapter 10.1)” (edited by the Society of Polymer Science: Tokyo Kagaku Dojin)
[0029]
In spinodal decomposition, after going through such an initial process, it goes through a medium-term process in which an increase in wavelength and an increase in concentration difference occur simultaneously, and a later process in which an increase in wavelength occurs in a self-similar manner after the concentration difference reaches the coexisting composition. In the present invention, the structure is fixed when the desired structure period is reached before the separation into the macroscopic two phases. Good. In addition, in the process of increasing the wavelength from the mid-stage process to the late-stage process, depending on the influence of the composition and the interfacial tension, the continuity of one phase may be interrupted and the above-described biphasic continuous structure may be changed to a dispersed structure. In this case, the structure may be fixed when the desired interparticle distance is reached.
[0030]
The method for producing the thermoplastic resin pellets of the present invention is a method by melt kneading, in which the obtained pellets are compatible with the thermoplastic polyester resin and the polycarbonate resin, or have a bicontinuous structure, and the structural period is If the structure which is 0.001-0.4 micrometer can be formed, there will be no restriction | limiting in particular. Specifically, the thermoplastic polyester resin and the polycarbonate resin are compatibilized by melt kneading under high shear stress in the kneading zone of the twin screw extruder, and the compatibilized resin composition is extruded. The pellets in a compatible state can be obtained by quenching in water after discharge as strands until the spinodal decomposition starts due to the melt residence in the residence portion where the shear stress is not applied inside the die of the machine. In this case, a high shear stress state is formed by using many kneading blocks of the extruder, lowering the resin temperature, or increasing the screw rotation speed, and spinodal decomposition can be achieved by shortening the residence time inside the die. By discharging the resin composition before the start and keeping the temperature of the cooling water at a low temperature, it is possible to rapidly cool the molten resin composition and fix the structure in the compatibilized state. In addition, by increasing the residence time inside the die, or by slowly cooling the molten resin composition by using cooling water as warm water, giving time to induce the initial process of spinodal decomposition, the structure Thermoplastic resin pellets fixed at a period of 0.001 to 0.4 μm can be obtained. The residence time inside the die can be adjusted by changing the volume inside the die or changing the discharge amount of the resin.
[0031]
Although there is no restriction | limiting in particular in the shape of the thermoplastic resin pellet of this invention, It is preferable that it is a magnitude | size and shape suitable for using for well-known plastic processing, such as injection molding and extrusion molding. Specific examples include a cylindrical shape having a diameter of 1.0 to 6.0 mm, preferably 1.5 to 4.0 mm, a length of 2.0 to 6.0 mm, preferably 2.5 to 4.0 mm, It is a rectangular parallelepiped shape with a width of 3.0 to 6.0 mm and a thickness of 1.5 to 3 mm.
[0032]
The thermoplastic resin pellet of the present invention preferably contains inert particles (C). Examples of the inert particles (C) include polymer crosslinked particles, alumina particles, spherical silica particles, aggregated silica particles, aluminum silicate particles, calcium carbonate particles, titanium oxide particles, and kaolin particles. Among these, polymer crosslinked particles, alumina particles, spherical silica particles, and aluminum silicate particles are preferably used. It is preferable that the average particle diameter of an inert particle is 0.001-5 micrometers, More preferably, it is 0.01-3 micrometers. Moreover, it is preferable that the mixture ratio of an inert particle is 0.01 to 10 weight% with respect to 100 weight% of the thermoplastic resin pellet of this invention. More preferably, it is 0.05 to 5% by weight. If the inert particles are less than 0.01% by weight, the slipperiness may be poor during film or sheet molding, and the moldability may be reduced. Conversely, if it exceeds 10% by weight, the toughness may be reduced. Is not preferable.
[0033]
Furthermore, it is also preferable that the thermoplastic resin pellet of the present invention contains a release agent (D). Release agents include ester compounds of long-chain aliphatic carboxylic acids such as stearic acid and montanic acid and polyhydric alcohols such as ethylene glycol, glycerin and pentaerythritol, and long-chain fatty acids such as stearic acid and montanic acid. An amide compound of an aromatic carboxylic acid and stearylamine or ethylenediamine, a silicone compound, or the like is used. Specific examples of preferable release agents include ethylene glycol ester of montanic acid and ethylene bisstearyl amide.
[0034]
The blending ratio of the release agent is preferably 0.001 to 1% by weight, more preferably 0.005 to 0.8% by weight, with respect to 100% by weight of the thermoplastic resin pellets of the present invention. If the release agent is less than 0.001% by weight, the releasability becomes poor during injection molding and may deteriorate the moldability. Conversely, if it exceeds 1% by weight, the release agent bleeds out on the surface of the molded product. However, it is not preferable because the appearance of the molded product may be deteriorated or the mold may be contaminated.
[0035]
Further, all of the release agent may be contained inside the thermoplastic resin pellet, but it is also preferable that a part or all of it is present on the surface of the thermoplastic resin pellet.
[0036]
The thermoplastic resin pellets of the present invention may further contain various additives as long as the object of the present invention is not impaired. Examples of these additives include talc, kaolin, mica, clay, bentonite, sericite, basic magnesium carbonate, aluminum hydroxide, glass flake, glass fiber, carbon fiber, asbestos fiber, rock wool, calcium carbonate, silica Sand, wollastonite, barium sulfate, glass beads, titanium oxide and other reinforcing materials, non-plate-like fillers, or antioxidants (phosphorous, sulfur, etc.), UV absorbers, heat stabilizers (hindered phenols, etc.) ), Transesterification inhibitors, lubricants, antistatic agents, antiblocking agents, colorants including dyes and pigments, flame retardants (halogen-based, phosphorus-based, etc.), flame retardant aids (antimony typified by antimony trioxide) Compound, zirconium oxide, molybdenum oxide, etc.), foaming agent, coupling agent (epoxy group, amino group mel) Script group, a vinyl group, a silane coupling comprises one or more isocyanate groups agent, a titanium coupling agent), an antibacterial agent, and the like.
[0037]
The thermoplastic resin pellet of the present invention can be molded by any method, and the molded shape can be any shape. Examples of the molding method include injection molding, extrusion molding, inflation molding, blow molding and the like, among which injection molding and film and / or sheet extrusion molding are preferable. In addition, as a method for producing such a film and / or sheet, a method of melt extrusion from a T die using a single-screw or twin-screw extruder, cooling and solidifying with a cast drum, and forming a sheet between two rolls There are polishing methods, calendering methods, and the like, which are not particularly limited here. In addition, when casting the cast drum, in order to bring the molten resin into close contact with the cast drum, a method of applying an electrostatic force, a method using an air knife, a method using a pressing drum facing the cast drum, or the like can be used. The method of stretching to form a film is not particularly limited, and may be sequential biaxial stretching or simultaneous biaxial stretching. Usually, the stretching ratio is 2 to 8 times, and the stretching speed is 500 to 5000% / min. Many are used.
[0038]
Since the thermoplastic resin pellets of the present invention are compatibilized or the structure is frozen in the initial stage of spinodal decomposition, the phase separation process of spinodal decomposition resumes when the pellet is melted for melt processing, Gradually large phase separation structures can be formed. Here, by adjusting the melt residence time, residence temperature, shear stress, and the like during molding, a molded product having a phase separation structure according to the purpose can be formed. Since the molded product thus obtained is excellent in mechanical strength and heat resistance, it can be suitably used as an injection molded product or an extrusion molded product for various applications such as automobile parts, electrical and electronic parts, and packaging materials.
[0039]
【Example】
Hereinafter, an example is given and the effect of the present invention is further explained.
In the examples and comparative examples, the following evaluation methods were used.
[0040]
(1) Manufacture of evaluation test pieces
From the bottom of the hopper toward the tip, the obtained pellets were set to 240 ° C.-250 ° C.-260 ° C.-260 ° C. with an injection molding machine (PS-60E9DSE) manufactured by Nissei Plastic Industry Co., Ltd., with a mold temperature of 80 ° C., An ASTM No. 1 dumbbell test piece having a thickness of 1/8 inch was molded by a molding cycle having a holding pressure of 10 seconds and a cooling time of 30 seconds.
[0041]
(2) Evaluation of phase structure
(1) Observation with an electron microscope
After the pellet is stained with polycarbonate by iodine staining, ultrathin slices are cut out using an ultramicrotome, and the phase structure is observed with a H-7100 transmission electron microscope manufactured by Hitachi, Ltd. went.
[0042]
(2) The structural period of the two-phase continuous structure was measured by small-angle X-ray scattering. The X-ray generator is RU-200 manufactured by Rigaku Corporation, using CuKα rays as the radiation source, output 50 KV / 150 mA, slit diameter 0.5 mm, camera radius 405 mm, exposure time 120 minutes, scattered photograph with film Kodak DEF-5 Was taken. In small angle X-ray scattering, the structural period (Λm) was calculated from the peak position (θm) by the following equation.
Λm = (λ / 2) / sin (θm / 2).
[0043]
(3) Tensile test
An ASTM No. 1 dumbbell test piece having a thickness of 1/8 inch was used, and a UTA-2.5T manufactured by Orientec Co., Ltd. was used according to ASTM D638 at a distance between sample points of 114 mm and a strain rate of 10 mm / min.
[0044]
In the examples and comparative examples, the following resins and additives were used.
[0045]
PBT: Polybutylene terephthalate ("Toraycon" 1050S manufactured by Toray Industries, Inc., glass transition temperature 32 ° C, crystal melting temperature 220 ° C)
PC: Aromatic polycarbonate (“Iupilon” H4000 manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics Co., Ltd., glass transition temperature 151 ° C.)
Inert particles: wet silica having an average particle diameter of 2.5 μm (secondary diameter)
Mold release agent: ethylene glycol montanate (Licowax E, manufactured by Clariant Japan).
[0046]
[Examples 1 to 5]
The raw material which consists of a composition of Table 1 was set to the extrusion temperature of 260 degreeC, it was set as the screw arrangement which provided two kneading zones, and it turned into the twin-screw extruder (Ikegai Kogyo Co., Ltd. PCM-30) which made the screw rotation speed 300rpm. Then, the gut discharged from the die was rapidly cooled by passing it through a cooling bath filled with water adjusted to 10 ° C. over 15 seconds to fix the structure, and then pelletized with a strand cutter to obtain pellets. The residence time inside the die was 5 seconds. The pellets in each example are transparent, and the pellets were stained with iodine by the iodine staining method, and then the ultrathin sections were cut out and observed with a transmission electron microscope at a magnification of 100,000 times. Although it went, about any sample, the structure of 0.001 micrometer or more was not seen but it confirmed that it was compatibilizing.
[0047]
An ASTM No. 1 dumbbell test piece having a thickness of 1/8 inch was molded using the obtained pellets according to the above production method. In addition, regarding Example 5, as shown in Table 1, a part of the release agent was externally added to the pellets to perform molding. Using this ASTM No. 1 dumbbell, a tensile test was conducted in accordance with ASTM D638. The results are shown in Table 1. Moreover, the test which takes out only a cooling time at the time of shaping | molding and takes out a molded article was done, and the minimum cooling time which can take out a molded article without deform | transforming was calculated | required and it described in Table 1. As the minimum cooling time is shorter, the molding cycle time can be shortened, resulting in higher productivity.
[0048]
A section having a thickness of 100 μm was cut out from a molded product molded under the above injection molding conditions, and the state of the structure was observed from a transmission electron micrograph in the same manner as the above pellets. In the electron micrograph, a biphasic continuous structure was observed in which the polycarbonate phase dyed black and the white polybutylene terephthalate phase formed a continuous phase.
[0049]
The structural period of the above two-phase continuous structure was measured by small angle X-ray scattering. In small angle X-ray scattering, the structural period (Λm) was calculated from the peak position (θm) by the following equation.
Λm = (λ / 2) / sin (θm / 2).
[0050]
[Examples 6 to 8]
Pellets were obtained by melt-kneading in the same manner as in Examples 1 to 3 except that a die having a large die internal volume was used. The residence time inside the die was 20 seconds. When observed with a transmission electron microscope in the same manner as in Examples 1 to 3, a fine biphasic continuous structure was observed. Table 1 shows the structural periods determined from small-angle X-ray scattering. Molding evaluation was performed in the same manner as in Examples 1 to 3, and the results are shown in Table 1.
[0051]
[Table 1]
[Comparative Examples 1-4]
Pellets were obtained by melt-kneading in the same manner as in Examples 1 to 4 except that a die with a larger die internal volume was used, the screw rotation speed was 100 rotations, and the temperature of the cooling bath was 40 ° C. The residence time inside the die was 120 seconds. The obtained pellets were opaque, and when observed with a microscope in the same manner as in Examples 1 to 4, a dispersed structure or a two-phase continuous structure was observed. Since the structural period is rough compared to Examples 1 to 4, the structural period was determined from the electron micrographs and shown in Table 2. In addition, when showing a dispersion structure, the distance between particles was shown instead of the structure period. Further, molding evaluation was performed in the same manner as in Examples 1 to 4, and the results are shown in Table 2.
[0053]
[Table 2]
[Examples 9 to 11]
The raw materials having the composition shown in Table 3 were melt kneaded in the same manner as in Examples 1 to 3 to obtain pellets. Furthermore, using the obtained pellets, the extrusion temperature was set to 250 ° C., and the film was formed by feeding it to a single-screw extruder (φ40 mm) having a T die at the tip adjusted to a residence time of 10 minutes. In film formation, the resin discharged from the die of the T die is cast onto a mirror cast drum of hard chrome adjusted to 50 ° C. at the bottom of the T die, and after passing through the second drum adjusted to 50 ° C. The film was obtained by winding with a winding roll after passing between rolls set to 5 m / min so that the winding speed was constant. The thickness of the obtained film was 0.1 mm. Moreover, although the obtained film was transparent, the sample obtained by dyeing polycarbonate by iodine staining and then cutting out an ultrathin section was observed with a transmission electron microscope at a magnification of 100,000 times. It was also confirmed that a two-phase continuous structure was present. In addition, the structural period was measured by small-angle X-ray scattering. During film formation, the film sometimes wrinkles when it is wound on a take-up roll. The frequency of occurrence is recorded and shown in Table 3 as the number of occurrences per hour. It can be said that the smaller the frequency of occurrence of these wrinkles, the more stable the film can be formed and the more excellent the productivity.
[0055]
Next, a 100 mm square sample was cut out from the film obtained above, the four sides were fixed with clips, preheated at 90 ° C. for 60 seconds, and then stretched at a stretching rate of 2000% / min in an oven controlled at 90 ° C. At a magnification of 3 times, the four side clips were stretched so as to be simultaneously biaxially stretched. For the sample after stretching, the results of observing the structural period from small-angle X-ray scattering and the structure state from transmission electron micrographs are shown in Table 3, as described above. In the sample after the stretching, the structural period is increased as compared with that before the stretching, and it is considered that the structure has been developed during the heat treatment during the stretching. Further, after stretching, a sample of length × width × thickness = 50 mm × 10 mm × 0.03 mm was cut out from the obtained sheet, and the tensile strength and tensile elongation measured at a chuck distance of 20 mm and a tensile speed of 10 mm / min were measured. Are listed in Table 3.
[0056]
[Table 3]
[Comparative Examples 5-6]
Thermoplastic resin pellets were obtained under the same kneading conditions as in Comparative Example 1 using the raw materials listed in Table 3. The pellet was opaque, and as a result of observation with an electron microscope, it was found that the pellet had a biphasic continuous structure with a structural period of 0.5 μm. This pellet was formed into a film by the same method as in Examples 9-11. The obtained film was opaque, and as a result of electron microscope observation, it was found that the film had a dispersed structure with an interparticle distance of 1.5 μm. Next, simultaneous biaxial stretching of the obtained film was attempted in the same manner as in Examples 9 to 11, but the film was broken and stretching was impossible.
[0058]
【The invention's effect】
As described above, the thermoplastic resin pellet of the present invention can be used as a structural material by taking advantage of these characteristics because it can obtain an injection-molded product and a film excellent in mechanical properties with high productivity. be able to.
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