JP2006348299A - ガラス繊維熱可塑性樹脂複合材 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス繊維ブレンドの複合材において、透明性、着色性、表面外観が向上した該材を提供する。
【解決手段】芳香族ポリカーボネート（ＰＣ）とポリ（１，４−シクロヘキサンジメチレン１，４−シクロヘキサンジカルボキシレート）（以下、（ＰＣＣＤ）という。）とを、ＰＣ／ＰＣＣＤ重量比をＰＣ３０〜８５／ＰＣＣＤ７０〜１５の範囲として含み、かつ長さ約０．７５ｍｍ以上のガラス繊維を組成物の約１〜約５０重量％のガラス繊維の量で含んでおり、ＰＣ／ＰＣＣＤ混合物とガラス繊維の屈折率は約１．５４０〜約１．５７０の範囲で合致している半透明組成物の複合材。
【選択図】なし

Description

本発明は、ガラス繊維熱可塑性樹脂複合材に関する。

ガラス繊維熱可塑性樹脂複合材は産業で広く使用されているが、概して不透明／半透明であるので、その製品は良好な表面外観及び色の深みに欠ける。かかる製品では視覚効果を達成するのも難しい。
米国特許第２９９９８３５号明細書 米国特許第３０３８３６５号明細書 米国特許第３３３４１５４号明細書 米国特許第４１３１５７５号明細書 米国特許第４１２３４３６号明細書 米国特許第３１５３００８号明細書 米国特許第４００１１８４号明細書 米国特許第３６３５８９５号明細書 米国特許第４２０４０４７号明細書 米国特許第６５５９２７０号明細書 米国特許第６２２７３０３号明細書 米国特許第５０３９５６６号明細書 米国特許第５６６５４５０号明細書 米国特許第２４６５３１９号明細書 米国特許第２７２０５０２号明細書 米国特許第２７２７８８１号明細書 米国特許第２８２２３４８号明細書 米国特許第３０４７５３９号明細書 米国特許第３６７１４８７号明細書 米国特許第３９５３３９４号明細書 米国特許第４１２８５２６号明細書 米国特許第４１８０４９４号明細書 米国特許第３８０８１８０号明細書 米国特許第４２６０６９３号明細書 米国特許第４０９６２０２号明細書

本発明者らは、ガラス繊維ブレンドの明澄性及び透明性が増大し、着色性及び表面外観を向上させることができる新規複合材を見いだした。本発明の複合材は視覚効果のための優れた基盤を与える。重要かつ驚くべきことに、ポリカーボネートの量を低減し、ポリエステル量を増したのにもかかわらず、高い機械的性能が維持される。

本発明では、透明又は半透明組成物は、
ａ）ＰＣ３０〜８５／ＰＣＣＤ７０〜１５のＰＣ／ＰＣＣＤ重量比の芳香族ポリカーボネート（ＰＣ）とポリ（１，４−シクロヘキサンジメチル−１，４−シクロヘキサンジカルボキシレート）（以下、「ＰＣＣＤ」という。）、及び
ｂ）当該組成物の約１〜約５０重量％の量の、長さ約０．７５ｍｍ以上のガラス繊維
を含んでおり、ＰＣ／ＰＣＣＤ混合物の屈折率とガラス繊維の屈折率とは約１．５４０〜約１．５７０の範囲で合致している。

本発明の追加の態様は、コポリエステルカーボネートとＰＣＣＤ及びガラス繊維との組合せであり、屈折率が１．５０８〜約１．５８５である点を除いて、コポリエステルカーボネートとＰＣＣＤの重量比、ガラス繊維の最小長さ、重量％は上記と同じ範囲である。コポリエステルカーボネート中のエステルは好ましくは、芳香族ジカルボン酸とジオール、例えばビスフェノールＡの残基である。特に好ましいのは、テレフタル酸のような芳香族ジカルボン酸とレゾルシノール、すなわち１，３−レゾルシノールのようなジオールの残基に由来するエステル結合である。

本発明で使用する芳香族ポリカーボネートは、二価フェノールとカーボネート前駆体との反応によって製造される。かかる芳香族カーボネートポリマーを得るのに使用できる二価フェノールは、各々芳香核の炭素原子に直接結合した２つのヒドロキシ基を官能基として有する単核又は多核芳香族化合物である。典型的な二価フェノールは、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ヒドロキノン、レゾルシノール、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ペンタン、２，４′−（ジヒドロキシジフェニル）メタン、ビス（２−ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、フルオレンビスフェノール、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、３，３−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ペンタン、２，２−ジヒドロキシジフェニル、２，６−ジヒドロキシナフタレン、ビス（４−ヒドロキシジフェニル）スルホン、ビス（３，５−ジエチル−４−ヒドロキシフェニル）スルホン、２，２−ビス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，４′−ジヒドロキシジフェニルスルホン、５′−クロロ−２，４′−ジヒドロキシジフェニルスルホン、ビス−（４−ヒドロキシフェニル）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、４，４′−ジヒドロキシ−３，３′−ジクロロジフェニルエーテル、４，４−ジヒドロキシ−２，５−ジフェニルエーテルなどである。上記ポリカーボネートの製造に使用されるその他の二価フェノールは米国特許第２９９９８３５号、同第３０３８３６５号、同第３３３４１５４号及び同第４１３１５７５号に開示されている。

芳香族ポリカーボネートは公知の方法で製造でき、例えば、上記引用文献及び米国特許第４１２３４３６号に記載の方法による二価フェノールとホスゲンのようなカーボネート前駆体との反応、或いは米国特許第３１５３００８号に開示されているようなエステル交換プロセスその他当業者に公知のプロセスで製造できる。

また、２種以上の異なる二価フェノールを使用することもできるし、或いは本発明のポリカーボネート混合物の製造に使用するのにホモポリマーではなくカーボネートコポリマー又は共重合体が望まれる場合、二価フェノールとグリコール又はヒドロキシ末端若しくは酸末端ポリエステル又は二塩基酸とのコポリマーを使用することもできる。米国特許第４００１１８４号に記載されているような枝分れポリカーボネートも有用である。また、線状ポリカーボネートと枝分れポリカーボネートのブレンドを利用することもできる。さらに、本発明の実施に際してこれらの材料のブレンドを使用して芳香族ポリカーボネートを準備してもよい。

芳香族カーボネートの一例はホモポリマー、例えば、Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社からＬＥＸＡＮという登録商標で市販されている、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（ビスフェノール−Ａ）とホスゲンから得られるホモポリマーである。

枝分れポリカーボネートは、重合時に枝分れ剤を添加することによって製造される。これらの枝分れ剤は周知であり、３以上の官能基を含有する多官能性有機化合物が挙げられ、官能基はヒドロキシル、カルボキシル、カルボン酸無水物、ハロホルミル及びこれらの混合物でよい。具体例としては、トリメリト酸、トリメリト酸無水物、トリメリト酸三塩化物、トリス−ｐ−ヒドロキシフェニルエタン、イサチン−ビス−フェノール、トリス−フェノールＴＣ（１，３，５−トリス（（ｐ−ヒドロキシフェニル）イソプロピル）ベンゼン）、トリス−フェノールＰＡ（４（４（１，１−ビス（ｐ−ヒドロキシフェニル）−エチル）α，α−ジメチルベンジル）フェノール）、４−クロロホルミルフタル酸無水物、トリメシン酸及びベンゾフェノンテトラカルボン酸がある。枝分れ剤は約０．０５〜２．０重量パーセントのレベルで添加し得る。枝分れ剤及び枝分れポリカーボネートの製造法は米国特許第３６３５８９５号、同第４００１１８４号、及び同第４２０４０４７号に記載されている。

比較的高いメルトフローがブレンドの重要な特性であるので、比較的低〜中程度の固有粘度（ＩＶ）の芳香族ポリカーボネートが好ましく、塩化メチレン中２５℃で測定して約４２〜約５０ｍｌ／ｇのＩＶである。好ましいＩＶは約４４〜約４８ｍｌ／ｇ、さらに好ましくは約４６．５〜４７．５ｍｌ／ｇである。

組成物における芳香族ポリカーボネートの使用量は組成物の約５０〜約８０重量％、好ましくは約５５〜約７５重量％である。好ましい芳香族ポリカーボネートは、ＧＥ Ｐｌａｓｔｉｃｓ社から市販のＯＱ１０３０、ＯＱ３８２０などの高品質又は最高品質光学グレードビスフェノールＡポリカーボネートである。これはパラ−クミルフェノールで末端封鎖した芳香族ポリカーボネートであり、塩化メチレン中気相クロマトグラフィーで求めた分子量は約１７０００〜約３７０００、屈折率は１．５８６である。

本発明では、ポリカーボネートに加えて又はその代わりにコポリエステルカーボネートを使用することもできる。エステル結合は、好ましくは芳香族ジカルボン酸の残基とビスフェノールＡ又はレゾルシノールのようなジオール分子から得られる。好ましいエステル結合はテレフタル酸、イソフタル酸又はこれらの混合物の残基のような芳香族ジカルボン酸と１，３−レゾルシノールのようなレゾルシノールから形成される。エステル基のブロックを有するコポリエステルカーボネートが好ましい。このような分子はポリマー技術分野では数十年も前から周知である。好ましい材料は米国特許第６５５９２７０号及び同第６６２７３０３号のような特許に開示されている。これらの材料はＧＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社からＳｏｌｌｘ樹脂として市販されている。

上記ＰＣＣＤはポリ（１，４−シクロヘキシレンジメチレン１，４−シクロヘキサンジカルボキシレート）であり、ポリ（１，４−シクロヘキセン−ジメタノール−１，４−ジカルボキシレート）とも呼ばれ、次式の繰返し単位を有する。

また、種々のジオール又はポリテトラヒドロフランコモノマーとのＰＣＣＤの変形体もある。使用されるＰＣＣＤはＥａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社から市販の標準的ＰＣＣＤである。その分子量は約４１０００〜６００００であり、屈折率は約１．５０６〜約１．５０８である。

使用し得るガラス繊維は、使用する樹脂と組み合わせたときに前記屈折率を満たすコーティング及び繊維である。約１．５５８の屈折率を有する標準的なＥ繊維を使用できる。また、幾つかの例を挙げると非アルカリ金属系ホウケイ酸ガラス、アルカリ土類系ホウケイ酸ガラス、アルカリ鉛ケイ酸塩ガラス及びジルコニア含量の高いガラスのような他の屈折率を有するガラス繊維も使用できる。

組成物の約１〜約５０重量％、好ましくは約５〜約３０重量％がガラス繊維である。ガラス繊維の最小長さは約０．７５ｍｍ超、好ましくは約１．０ｍｍ超である。

このガラス複合材は、良好な機械的性質と良好な光学的及び審美的性質を合わせて必要とする多くの用途に使用することができる。かかる用途の例としては、射出成形、フィルム押出、並びに連続繊維押出及び連続式引抜き成形プロセスのような複合用途がある。かかる用途タイプの例は米国特許第５０３９５６６号及び同第５６６５４５０号にみられる。

本発明の以上の成分に加えて、他の樹脂が存在していてもよい。例えば、通例次式の構造単位を含むポリエステル樹脂成分が存在していてもよい。

式中、各Ｒ^１は独立に二価脂肪族、脂環式若しくは芳香族炭化水素又はポリオキシアルキレン基、又はこれらの混合物であり、各Ａ^１は独立に二価脂肪族、脂環式若しくは芳香族基、又はこれらの混合物である。ポリエステル樹脂成分は通例これらを含み、各Ａ^１は独立に二価脂肪族、脂環式若しくは芳香族基又はこれらの混合物である。上記式の構造を含有する適切なポリエステルの例は、ポリ（アルキレンジカルボキシレート）、液晶ポリエステル及びポリエステルコポリマーである。また、枝分れ剤、例えばヒドロキシル基を３以上有するグリコール又は三官能性若しくは多官能性カルボン酸が組み込まれた枝分れポリエステルを使用することもできる。さらに、組成物の最終用途に応じて、ポリエステルに種々の濃度の酸及びヒドロキシル末端基を有することが望ましいときもある。

Ｒ^１基は、例えば、Ｃ_２−１２アルキレン基、Ｃ_６−１２脂環式基、Ｃ_６−２０芳香族基、又はアルキレン基の炭素原子数約２〜６（殆どの場合２若しくは４）のポリオキシアルキレン基であってもよい。上記式のＡ^１基は殆どの場合ｐ−若しくはｍ−フェニレン、脂環式又はこれらの混合物である。このクラスのポリエステルには、ポリ（アルキレンテレフタレート）及びポリアリーレートが含まれる。かかるポリエステルは、米国特許第２４６５３１９号、同第２７２０５０２号、同第２７２７８８１号、同第２８２２３４８号、同第３０４７５３９号、同第３６７１４８７号、同第３９５３３９４号、及び同第４１２８５２６号（これらの開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなす。）に例示されているように当技術分野で公知である。

ジカルボキシル化残基Ａ^１で表される芳香族ジカルボン酸の例はイソフタル酸若しくはテレフタル酸、１，２−ジ（ｐ−カルボキシフェニル）エタン、４，４′−ジカルボキシジフェニルエーテル、４，４′−ビス安息香酸及びこれらの混合物である。１，４−、１，５−、２，７−又は２，６−ナフタレンジカルボン酸のような縮合環を含有する酸が存在していてもよい。好ましいジカルボン酸はテレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸又はこれらの混合物である。

ポリエステルとしては、ポリ（エチレンテレフタレート）（「ＰＥＴ」）、及びポリ（１，４−ブチレンテレフタレート）（「ＰＢＴ」）、ポリ（エチレンナフタノエート）（「ＰＥＮ」）、ポリ（ブチレンナフタノエート）（「ＰＢＮ」）及びポリ（プロピレンテレフタレート）（「ＰＰＴ」）、並びにこれらの混合物がある。

また、ポリエステルには、テレフタル酸、１，４−シクロヘキサンジメタノール及びエチレングリコールからなる樹脂、例えばＥａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社から市販のＰＣＴＧ、ＰＥＴＧ、ＰＣＴＡ、ＰＣＴ樹脂も包含される。

ポリエステルは、少量、例えば約０．５〜約５重量パーセントの種々の脂肪族酸及び／又は脂肪族ポリオールから誘導された単位を含んでいてコポリエステルを形成していてもよい。脂肪族ポリオールとしては、ポリ（エチレングリコール）又はポリ（ブチレングリコール）のようなグリコールがある。かかるポリエステルは、例えば米国特許第２４６５３１９号及び同第３０４７５３９号の教示に従って製造することができる。

このプロセスにおけるポリエステルは、６０：４０のフェノール／テトラクロロエタン混合物又は類似の溶媒中２３〜３０℃で測定して約０．４〜約２．０ｄｌ／ｇの固有粘度を有することができる。

リサイクルポリエステル及びリサイクルポリエステルとバージンポリエステルのブレンドも使用できる。

ポリエチレンテレフタレートのような芳香族ポリエステルは、６０：４０のフェノール／テトラクロロエタン混合物又は類似の溶媒中２３〜３０℃で測定して約０．５２〜約０．６２ｄｌ／ｇ、好ましくは０．５４〜約０．６０のＩＶを有する。

存在し得るその他の追加の樹脂はゴム状耐衝撃性向上剤である。ゴム状耐衝撃性向上剤は一般に、共役ジエン又はアクリレートエラストマーを単独で又はビニル芳香族化合物と共重合したものを含むアクリル又はメタクリルグラフト化ポリマーからなる。特に有用なのは、Ｒｏｈｍ ＆ Ｈａａｓ社から市販のコア−シェルポリマー、例えばＡｃｒｙｌｏｉｄ（登録商標）として市販されているものである。一般に、これらの耐衝撃性向上剤は、ブタジエン若しくはイソプレンの単独若しくはビニル芳香族化合物との組合せ、又はアクリル酸ブチルの単独若しくはビニル芳香族化合物との組合せから誘導された単位を含有する。以上の耐衝撃性向上剤はＦｒｏｍｕｔｈらの米国特許第４１８０４９４号、Ｏｗｅｎｓの同第３８０８１８０号、Ｆａｒｎｈａｍらの同第４０９６２０２号、及びＣｏｈｅｎらの同第４２６０６９３号に開示されていると考えられる。最も好ましくは、耐衝撃性向上剤は、ブタジエン又はアクリル酸ブチル系ゴム状コアと、メチルメタクリレートの単独若しくはスチレンとの組合せから重合された第２段とを有する二段階ポリマーからなる。第１段には架橋結合用及び／又はグラフト結合用モノマーも存在する。架橋結合用モノマーの例としては１，３−ブチレンジアクリレート、ジビニルベンゼン及びブチレンジメタクリレートがある。グラフト結合用モノマーの例はアクリル酸アリル、メタクリル酸アリル及びマレイン酸ジアリルである。

審美的観点から、視覚効果用の着色顔料の使用に注目すべきである。一般に、効果顔料はメタリック効果顔料、金属酸化物コート金属顔料、プレート状黒鉛顔料、プレート状二硫化モリブデン顔料、真珠光沢雲母顔料、金属酸化物コート雲母顔料、有機効果顔料、層状光干渉顔料、ポリマー性ホログラフィック顔料又は液晶干渉顔料である。好ましくは、効果顔料は、アルミニウム、金、黄銅及び銅金属効果顔料からなる群から選択される金属効果顔料、殊にアルミニウム金属効果顔料である。或いは、好ましい効果顔料は真珠光沢雲母顔料、又は銅フタロシアニンブルー、銅フタロシアニングリーン、カルバゾールジオキサジン、ジケトピロロピロール、イミノイソインドリン、イルニノイソインドリノン、アゾ及びキナクリドン効果顔料からなる群から選択される大きい粒径、好ましくは小板タイプの有機効果顔料である。

適切な有色顔料としては、殊に、アゾ、アゾメチン、メチン、アントラキノン、フタロシアニン、ペリノン、ペリレン、ジケトピロロピロール、チオインジゴ、ジオキサジンイミノイソインドリン、ジオキサジン、イミノイソインドリノン、キナクリドン、フラバントロン、インダントロン、アントラピリミジン及びキノフタロン顔料、又はこれらの混合物若しくは固溶体からなる群から選択される有機顔料、殊にジオキサジン、ジケトピロロピロール、キナクリドン、フタロシアニン、インダントロン若しくはイミノイソインドリノン顔料、又はこれらの混合物若しくは固溶体がある。特に重要な着色有機顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２０２、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １２２、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １７９、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １７０、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １４４、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １７７、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２５４、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２５５、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２６４、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｒｏｗｎ ２３、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １０９、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １１０、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １４７、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ ６１、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ ７１、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ ７３、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ ４８、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ ４９、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ ６０、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２３、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ３７、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １９、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ３６、又はこれらの混合物若しくは固溶体がある。適切な有色顔料としては、また、無機顔料もあり、殊に金属酸化物、アンチモンイエロー、クロム酸鉛、硫酸クロム酸鉛、モリブデン酸鉛、ウルトラマリンブルー、コバルトブルー、マンガンブルー、酸化クロムグリーン、水和酸化クロムグリーン、コバルトグリーン及び金属硫化物（例えば、セリウム又はカドミウム硫化物）、スルホセレン化カドミウム、亜鉛フェライト、バナジウム酸ビスマス及び混合金属酸化物からなる群から選択されるがある。

最も好ましくは、有色顔料は透明有機顔料である。有色顔料が０．２μｍ未満、好ましくは０．１μｍ未満の粒径範囲を有する透明有機顔料である顔料組成物が特に興味深い。例えば、透明有機顔料として、マゼンタ及び赤色の透明キナクリドン、イソインドリノン若しくは黄色キナクリドン／キナクリドンキノン固溶体のような透明黄色顔料、透明銅フタロシアニンブルー及びハロゲン化銅フタロシアニングリーン、又は高度に飽和した透明ジケトピロロピロール若しくはジオキサジン顔料を含有する顔料組成物が特に興味深い。通例、顔料組成物は、公知の乾式又は湿式混合技術で顔料を充填材とブレンドすることによって製造される。例えば、成分を顔料調製プロセスの最終工程で湿式混合するか、又は充填材を水性顔料スラリー中にブレンドした後、そのスラリー混合物をろ過し、乾燥し、微粉砕した。

好ましい方法においては、顔料と充填材のほぼ均質な混合物を生成する何らかの適切なデバイスで顔料を充填材と乾式ブレンドする。かかるデバイスは、例えば、ローリング（回転）又は震盪にかけられるフラスコ又はドラムのような容器、又は例えばＷ．Ｂａｃｈｏｆｅｎ、ＣＨ−４００２ ＢａｓｅｌのＴＵＲＢＵＬＡミキサー、若しくはＰａｔｔｅｒｓｏｎ−Ｋｅｌｌｅｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ、Ｅａｓｔ Ｓｔｒｏｕｄｓｂｕｒｇ、Ｐａ．１８３０１のＰ−Ｋ ＴＷＩＮ−ＳＨＥＬＬ ＩＮＴＥＮＳＩＦＩＥＲ ＢＬＥＮＤＥＲのような特定のブレンド装置である。

顔料組成物は一般に粉末の形態で使用され、着色すべきコーティング組成物のような高分子量有機組成物中に配合される。顔料組成物は、充填材及び有色顔料、並びに顔料組成物に対して慣用添加剤を含む。かかる慣用添加剤としてはテクスチャー改良剤及び／又は抗凝集剤がある。

これらの組成物中に使用する樹脂とガラスの組合せは、比較的多量のガラスとＰＣＣＤを使用することを可能にするが、それでも非常に良好な機械的性質、特に耐衝撃性を維持する。ポリマー系の適当な屈折率と合致する一定の最小長さ以上のガラス繊維を使用すると、傑出したバランスの性質が得られ、特にモジュラス及び衝撃強さのような優れた機械的性質が維持されるようである。ガラス繊維が長さ約０．７５ｍｍ未満となり、粉末及びフレークサイズ（一般に約０．２ｍｍ未満）になると、組成物はモジュラス及び強度（例えば引張、曲げ及び衝撃）に欠ける。さらに、組成物の光学的性質はそんなに強くない、すなわち明澄性がより低い。

さらに、これらの組成物には他の多くの興味深い効果が認められる。例えば、ＰＣ及びＰＣＣＤと組み合わせたガラス繊維は、これらの透明／半透明ブレンドに対して、ＰＣ単独又はＰＣＣＤ単独と組み合わせたガラス繊維の場合より顕著に良好な光学的性質を付与する。本発明のブレンドは、特に黄色度及び透明性の局面から、ＰＣＣＤを含まないブレンドより良好な光学的及び衝撃強さを有している。

追加の特性が以下の実験から明かとなろう。これらの実験で、比較例は英文字で、本発明の組成物は数字で示す。

組成物は当技術分野で使用されている標準的な手段で調製される。例えば、ガラス繊維は押出機の下流又は供給口で加えた。

下記表に示す実施例の成分は、タンブルブレンドした後、真空ベント式混合スクリューを有する３０ｍｍのＷｅｒｎｅｒ Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ単軸又は二軸押出機で、バレル及びダイヘッド温度を２６０〜２８０℃とし、スクリュー速度を２００〜３００ｒｐｍとして押出した。押出物を水浴に通して冷却した後ペレット化した。設定温度およそ２６０〜２８０℃のｖａｎ Ｄｏｒｎ成形機で試験部品を射出成形。ペレットは射出成形の前に真空中で一晩乾燥した。

引張特性は、「ドッグボーン」すなわち１５０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍ（長さ×幅×厚さ）に射出成形板に対して、ＩＳＯ法５２７を用いて室温でクロスヘッド速度を充填材含有試料については５ｍｍ／ｍｉｎ、充填材不含有試料については５０ｍｍ／ｍｉｎとして試験した。

曲げ特性は、８０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍ（長さ×幅×厚さ）の射出成形板に対して、ＩＳＯ法１７８を用いて室温でクロスヘッド速度を２ｍｍ／ｍｉｎとして試験した。

ビカット特性は、１０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍ（長さ×幅×厚さ）の射出成形部品に対して、ＩＳＯ ３０６に従って１２０℃／ｈｒの加熱速度を用いて測定した。

％透過率、ヘイズ及び黄色度（ＹＩ）のような光学測定は、ＡＳＴＭ試験法Ｄ１００３によりＢＹＫ−Ｇａｒｄｎｅｒのヘイズガードデュアルで行った。

色の測定は、直径１００ｍｍ、厚さ３．２ｍｍの射出成形部品に対してＧｒｅｔａｇ ＭａｃｂｅｔｈのＣｏｌｏｒ−Ｅｙｅ ７０００を用いて行った。

屈曲板（ダイナタップ試験）は、直径１００ｍｍ、厚さ３．２ｍｍの射出成形ディスクに対して室温でＩＳＯ法１３０を用いて試験した。

ＣＴＥの測定は、１０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍ（長さ×幅×厚さ）の射出成形部品に対して、Ｐｅｒｋｉｎ ＥｌｍｅｒのＴＭＡ−７でＩＳＯ法１１３５９−２に従って実施した。

アイゾット測定は、１０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍ（長さ×幅×厚さ）の射出成形部品に対して、ＩＳＯ １８０に従って室温で５．５Ｊ．"の振り子を用いて実施した。

実施例１
以下の実施例は、２種のブレンドしたホモポリマー（ＰＣとＰＣＣＤ）を使用すると、ガラス充填材含有ホモポリマーと比べてより良好な光学的性質を有する透明複合材ブレンドが得られることを例証する。広範囲の比に渡ってＰＣとＰＣＣＤの組合せを使用したとき、ＰＣ−ガラス又はＰＣＣＤ−ガラスのみの場合に対して、透過率値が劇的に増大すると共にヘイズ値が低下している。

実施例２
本実施例は、ガラスを含むＰＣ−ＰＣＣＤブレンドが、ＰＣ−ガラスブレンドと同様に良好な機械的性質を有しているが、ずっと良好な光学的及び衝撃性質を保有していることを例証する。色の観点から見て、このブレンドはＰＣ−ガラスと比べて「黄色」度が低く（「ｂ」値が低い）、「透明」（「Ｌ」値が高い）である。

実施例３
以下の実施例は、ガラスを含むＰＣ−ＰＣＣＤが、ガラスを含まないブレンドに対して改良された機械的、熱的及びＣＴＥ性質を有しており、それでも光学的性質を維持していることを例証する。

実施例４
本実施例は、ガラスを含むＩＴＲ２０−ＰＣＣＤブレンドを例示する。ＩＴＲ２０はエステル（ブロック）含量が２０ｍｏｌ％であるブロックコポリエステルカーボネートである。このブロックはテレフタル酸／イソフタル酸と１，３−レゾルシノールから形成されたエステルである。ＩＴＲ２０はＧＥ ＰｌａｓｔｉｃｓからＳｏｌｌｘとして販売されている。このブレンドはガラスを含まないブレンドと比べて劇的に改良された機械的、熱的及びＣＴＥ性質を有している。

実施例５
以下の実施例は、他のポリエステル（ＰＣＴＧ）をＰＣ−ＰＣＣＤ−ガラスブレンドに添加すると、光学的性質を維持したまま衝撃特性を改良することができることを例証する。

実施例６
以下の実施例は、ガラスを含むＰＣ−ＰＣＣＤ−ＰＣＴＧブレンドが、ガラスを含まないブレンドと比べて、光学的性質を維持したまま改良された機械的、及び熱的性質を有することを例証する。

実施例７
本実施例は、光学的及び機械的性質はガラス充填材含有複合材の場合二軸押出機に比べて単軸押出機で押出したときに改良されるので、押出機の設計の重要性を例証する。

Claims (8)

1. ａ）ＰＣ３０〜８５／ＰＣＣＤ７０〜１５のＰＣ／ＰＣＣＤ重量比の芳香族ポリカーボネート（ＰＣ）とポリ（１，４−シクロヘキサンジメチル−１，４−シクロヘキサンジカルボキシレート）（ＰＣＣＤ）、及び
   ｂ）当該組成物の約１〜約５０重量％の量の、長さ約０．７５ｍｍ以上のガラス繊維
   を含んでおり、ポリカーボネート及びＰＣＣＤの屈折率がガラス繊維の屈折率と約１．５４０〜約１．５７０の範囲で近接して合致している、半透明又は透明複合材組成物。
2. 前記ポリカーボネート／ＰＣＣＤ重量比がＰＣ５５〜７５／ＰＣＣＤ４５〜２５である、請求項１記載の組成物。
3. ガラス繊維が約５〜約３０重量％である、請求項１記載の組成物。
4. ガラス繊維が約５〜約３０重量％である、請求項２記載の組成物。
5. 前記芳香族ポリカーボネートがビスフェノール−Ａポリカーボネートである、請求項４記載の組成物。
6. ａ）ＰＣ３０〜８５／ＰＣＣＤ７０〜１５のコポリエステルカーボネート／ＰＣＣＤ重量比のコポリエステルカーボネートとポリ（１，４−シクロヘキサンジメチル−１，４−シクロヘキサンジカルボキシレート）（ＰＣＣＤ）、及び
   ｂ）当該組成物の約１〜約５０重量％の量の、長さ約０．７５ｍｍ以上のガラス繊維
   を含んでおり、ポリカーボネート及びＰＣＣＤの屈折率がガラス繊維の屈折率と約１．５０８〜約１．５８５の範囲で近接して合致している、半透明又は透明複合材組成物。
7. 前記コポリエステルカーボネートがテレフタル酸、イソフタル酸及びこれらの混合物からなる群から選択される残基と１，３−レゾルシノールとのエステル結合を有しており、カーボネート結合がビスフェノールＡとカーボネート前駆体との残基である、請求項６記載の組成物。
8. エステル基がブロックの形態である、請求項７記載の組成物。