JP2011133523A - 樹脂製光反射体用基体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリブチレンテレフタレート樹脂(A)100重量部に対して、少なくとも、ポリブチレンテレフタレート樹脂以外の熱可塑性ポリエステル樹脂(b1)およびビニル系熱可塑性樹脂(b2)から選ばれる少なくとも一種以上の熱可塑性樹脂(B)10〜50重量部、平均一次粒子径が0.1〜10μmのタルク(C)と水溶性高分子バインダ(D)を含む顆粒状タルク(E)10〜50重量部、およびヒンダードフェノール系およびホスファイト系から選ばれた少なくとも一種の酸化防止剤(F)0.01〜2.0重量部を配合した樹脂組成物を用いる。
【選択図】 なし
Description
ここで、光反射体は、一般的に、射出成形により熱可塑性樹脂組成物を成形して光反射体用基体とし、その表面にアンダーコート等の前処理(下塗り)を行った後、真空蒸着等により光反射層として金属薄膜を形成して製造されていた。
以上述べたとおり、成形時の収縮により離型を阻害するような中空構造を有する光反射体用基体においても、成形品表面の平滑性が高く、成形時の収縮率が小さいものが求められている。本発明はかかる要求に答えるものである。
(1)主成分の樹脂成分である、ポリブチレンテレフタレート樹脂(A)100重量部に対して、少なくとも、ポリブチレンテレフタレート樹脂以外の熱可塑性ポリエステル樹脂(b1)およびビニル系熱可塑性樹脂(b2)から選ばれる少なくとも一種以上の熱可塑性樹脂(B)10〜50重量部、平均一次粒子径が0.1〜10μmのタルク(C)と水溶性高分子バインダ(D)を含む顆粒状タルク(E)10〜50重量部、およびヒンダードフェノール系およびホスファイト系から選ばれた少なくとも一種の酸化防止剤(F)0.01〜2.0重量部。を配合した樹脂組成物からなり、かつ、中空柱状構造を有する樹脂製光反射体用基体。
(2)前記水溶性高分子バインダ(D)量がタルク(C)に対して0.05〜1.5重量%であり、かつ、顆粒状タルク(E)の嵩密度が0.4〜1.5g/mlである、(1)に記載の樹脂製光反射体用基体。
(3)(b1)成分と、(b2)成分の重量比(b1/b2)が、1を越えて5以下であることを特徴とする(1)または(2)に記載の樹脂製光反射体用基体。
(4)(b1)成分がポリエチレンテレフタレート樹脂であり、(b2)成分がアクリロニトリル−スチレン共重合樹脂であることを特徴とする(3)に記載の樹脂製光反射体用基体。
(5)前記樹脂組成物の樹脂成分の98重量%以上が、ポリブチレンテレフタレート樹脂(A)および前記熱可塑性樹脂(B)である、(1)〜(4)のいずれか1項に記載の樹脂製光反射体用基体。
(6)ポリブチレンテレフタレート樹脂(A)の末端カルボキシル基量が50eq/ton以下である(1)〜(5)のいずれか1項に記載の樹脂製光反射体用基体。
(7)前記樹脂製反射体用基体がエクステンション用である、(1)〜(6)のいずれか1項に記載の樹脂製光反射体用基体。
(8)(1)〜(7)のいずれか1項に記載の樹脂製光反射体用基体上に光反射層を有する光反射体。
本発明における中空柱状構造としては、中空柱状部の厚み(T)が1〜5mmであり、高さ(H)が10〜200nmのものが例示される。
本発明で用いる樹脂組成物は、ポリブチレンテレフタレート樹脂を主成分の樹脂とする。ここで、主成分の樹脂とは、樹脂組成物に含まれる樹脂のうち、含量が最も多い樹脂をいい、好ましくは、70重量%以上を占めることをいう。さらに、本発明では、樹脂成分の98重量%以上が、ポリブチレンテレフタレート樹脂(A)および後述する熱可塑性樹脂(B)であることが好ましい。このような構成とすることにより、表面外観および離型性をより向上させることができる。
自動車用のエクステンションに用いられる樹脂は、これまで、種々の熱可塑性樹脂が採用されていた。しかしながら、驚くべきことに、ポリブチレンテレフタレート樹脂を主成分とし、顆粒状タルクと酸化防止剤を組み合わせることにより、樹脂組成物から冷却されるときの収縮から抑制され離型性が向上し、中空構造を有する光反射体用基体に好適に用いることができることを見出した。
本発明における樹脂組成物は、ポリブチレンテレフタレート樹脂(A)100重量部に対して、
ポリブチレンテレフタレート樹脂以外の熱可塑性ポリエステル樹脂(b1)およびビニル系熱可塑性樹脂(b2)から選ばれる少なくとも一種以上の熱可塑性樹脂(B)10〜50重量部を含み、より好ましくは、20〜45重量部含む。
自動車用のエクステンションには、他の熱可塑性樹脂も広く用いられているが、本発明者が検討した結果、ポリブチレンテレフタレート樹脂を主成分とし、これに、上記の割合で、ポリブチレンテレフタレート樹脂以外の熱可塑性ポリエステル樹脂(b1)およびビニル系熱可塑性樹脂(b2)から選ばれる少なくとも一種以上の熱可塑性樹脂(B)と、特定の添加剤を配合することにより、表面外観、フォギング性、成形収縮率、離型性、押出生産性および押出作業性の全てに総合的に優れた樹脂組成物が得られることを見出したものである。このような効果は、他の樹脂と、本発明で規定する添加剤の組み合わせでは得られない。
さらに、本発明における樹脂組成物は、ポリブチレンテレフタレート樹脂以外の熱可塑性ポリエステル樹脂(b1)およびビニル系熱可塑性樹脂(b2)の両方を含むことが好ましい。さらに、(b1)成分と、(b2)成分の重量比(b1/b2)が、1を越えて5以下の割合で配合されていることがより好ましく、1.5〜3.5の割合で配合されていることがさらに好ましい。このような配合比とすることにより、フォギング性を低下させずに成形収縮率を低下させることができる。
また、共重合体では、アルキレングリコールとパラ−ヒドロキシ安息香酸(PHB)及びテレフタル酸とのコポリエステル、PHB及び6−オキシ−2−ナフトエ酸とのコポリエステルや、p,p'−ビスフェノールとPHB及びテレフタル酸とのコポリエステルである液晶性ポリエステル類等も挙げることができる。これらの中で、ポリアルキレンテレフタレート類(ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等)、ポリナフタレンテレフタレート(PEN)、ポリ(1,4−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート)(PCT)等が好適である。
本発明では、ポリアルキレンテレフタレート樹脂が好ましく、ポリエチレンテレフタレート樹脂がより好ましい。
ポリエステルは、フェノールとテトラクロロエタンの1:1(重量比)の溶媒中で、30℃の固有粘度が、0.4〜1.5dl/gの範囲のものが好ましく、さらに好ましくは0.6〜1.3dl/gである。
本発明で用いる顆粒タルクは、平均一次粒子径が0.1〜10μmのタルク(C)と水溶性高分子バインダ(D)を含む顆粒状タルクである。
タルク(C)は、平均一次粒子径が好ましくは0.5〜7μmの範囲のものである。ここで平均粒子径とは、X線透過による液相沈降方式で測定されたD50をいう。このような測定ができる装置としては、Sedigraph粒子径分析器(Micromeritics Instruments社製、モデル5100)を挙げることができる。タルク(C)の平均一次粒子径が0.1μm未満では、熱可塑性樹脂組成物の機械的強度や寸法安定性に対する改良効果が小さく、10μmを超えると成形品の外観不良が発生し易くなるので好ましくない。
本発明で用いるタルク(C)の化学組成は、含水ケイ酸マグネシウムであり、通常SiO2 を58〜66重量%、MgOを28〜35重量%、H2 Oを約5重量%含んでいる。その他少量成分としてFe2 O3 が0.03〜1.2重量%、Al2 O3 が0.05〜1.5重量%、CaOが0.05〜1.2重量%、K2 Oが0.2重量%以下、Na2 Oが0.2重量%以下等、含有しており比重は約2.7である。
本明細書における水溶性高分子バインダ(D)は、水に可溶な高分子化合物であって、タルクとの造粒性が高く、不活性で安定な物質であり、色相に優れ、得られた熱可塑性樹脂成形品の機械的特性を低下させないものであれば制限はなく、ポリピニルアルコール、ポリピニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリル酸ナトリウム、アルギン酸ナトリウム、寒天、多糖類(メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロプルセルロース、カルポキシメチルセルロースナトリウム等のセルロース系誘導体や澱粉等)、タンパク質(ゼラチン、膠等)等が挙げられる。これらの中でも、粘結性が高く、タルクとの吸着性の高い多糖類、タンパク質がより好ましく、中でもタルク分散性、外観改善の面からカルポキシメチルセルロースナトリウムが特に好ましい。顆粒状タルク(E)の製造時に使用される水溶性高分子バインダ(D)の量は、タルク(C)に対して、好ましくは0.05〜1.5重量%であり、より好ましくは0.08〜0.8重量%である。水溶性高分子バインダ(D)量が0.05重量%以上とすることにより、顆粒状タルク(E)と熱可塑性樹脂の予備の混合作業や、溶融混練機等への移し替え作業中に、顆粒状タルクが壊れるのを抑制し、粒径の小さいタルクの飛散・粉塵の発生による作業環境の悪化や、押出加工性の低下を抑制する傾向にあり好ましい。一方、水溶性高分子バインダ(D)の量を1.5重量%以下とすることにより、顆粒状物が壊れにくくなり、顆粒状タルク(E)の分散性を向上させることが可能になる。
1) 試料を目開きが1.4mmの篩上に乗せ、ハケで均等に軽く掃きながら篩を通す。
2) 上記試料をJIS K5101に規定された嵩密度測定装置に付属する受器に山盛りになるまで投入する。
3) 受器の投入口から上部の山盛りになった試料をヘラで削り取り、受器内の試料の重量を測定し、下式にて嵩密度を算出する。
嵩密度(g/ml)=受器内の試料の重量(g)/受器の容量(ml)
本発明における樹脂組成物は、(A)ポリブチレンテレフタレート樹脂100重量部に対し、ヒンダードフェノール系およびホスファイト系から選ばれた少なくとも一種の酸化防止剤(F)を0.01〜2.0重量部含み、好ましくは、0.1〜1.0重量部の範囲で含む。
従来から、熱可塑性樹脂組成物に酸化防止剤を配合することは検討されていたが、タルクと酸化防止剤の関係は全く検討されていなかった。そして、驚くべきことに、本発明における樹脂組成物において、上記顆粒状タルク(E)と特定の酸化防止剤を組み合わせて用いることにより、本発明の効果を奏することを見出したものである。特に、本発明で規定する顆粒状タルク以外のタルクと、ヒンダードフェノール系および/またはホスファイト系酸化防止剤を併用しても、本発明の効果が十分に奏されない。従って、本発明において酸化防止剤を添加する意義は極めて高い。
フォルファイト系酸化防止剤としては、トリフェニルフォスファイト、トリ(ノニルフェニル)フォスファイト等のトリアリルフォスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジフォスファイト、サイクリックネオペンタンテトライル−ビス−(2,4 −ジ−t−ブチルフェニル−フォスファイト)、ジ−(2,6 −ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジフォスファイト等の耐熱性フォスファイト類等が挙げられる。
本発明における樹脂組成物は、金型からの離型性をさらに高めるという点から、離型剤を配合することが好ましい。離型剤としては、ポリエステル樹脂に通常使用される既知の離型剤が利用可能であるが、中でも、金属膜密着性を阻害しにくいという点で、ポリオレフィン系化合物、脂肪酸エステル系化合物及びシリコーン系化合物から選ばれる1種以上の離型剤が好ましい。
本発明における樹脂組成物には、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、他の添加剤を配合してもよい。他の添加剤としては、難燃剤、熱安定剤、滑剤、触媒失活剤、結晶核剤、着色剤、顔料等を挙げることができる。これらの添加剤は、樹脂の重合途中又は重合後に添加することができる。さらに、ポリブチレンテレフタレート樹脂に所望の性能を付与するため、紫外線吸収剤、耐候安定剤、帯電防止剤、発泡剤、可塑剤、耐衝撃性改良剤、顆粒状タルク以外の無機充填剤等を配合してもよい。
これらの添加剤の含量は、本発明における樹脂組成物の10重量%以下であることが好ましい。
これらの難燃剤の配合量は、ポリブチレンテレフタレート樹脂100重量部に対し、好ましくは0.1〜50重量部、より好ましくは1〜30重量部である。難燃剤の配合量を0.1重量部以上とすることにより、難燃性をより効果的に発現することができ、50重量部以下にすることにより、物性、特に機械的強度をより高く保つことができる。
(A)ポリブチレンテレフタレート(PBT):三菱エンジニアリングプラスチックス(MEP)社製、ノバデュラン5008、η=0.85、末端カルボキシル基量20eq/ton、Mn20,000
(B−1)ポリエチレンテレフタレート(PET):三菱化学社製PBK1、η=0.65
(B−2)アクリロニトリル−ポリスチレン(AS):UMGABS社製、AP−A
離型剤1:商品名H−476D ペンタエリスリトールジステアレート 融点53℃ 密度0.918/cm3
離型剤2:クラリアント社製 商品名リコワックスPED522 酸化ポリエチレン 酸価22〜28mgKOH 滴点 102〜107℃ 密度0.95〜0.97g/cm3 分子量Mn1000 Mw3100
離型剤3:クラリアント社製 リコモントCaV102 酸価 10mgKOH/g以下 滴点147℃以下 密度0.98g/cm3以下、アルカリ含有量4%(Ca)以下
顆粒状タルク1:松村産業社製 ハイコンタルクC−3
タルクは、平均一次粒子径4〜7μm、嵩密度0.7g/mlである。また、本顆粒状タルクは、タルクに対して、0.2重量%のカルポキラメチルセルロースナトリウムを含む。
顆粒状タルク2:松村産業社製 ハイコンタルクC−12
タルクは、平均一次粒子径1.8μm、嵩密度0.74g/mlである。また、本顆粒状タルクは、タルクに対して、0.3重量%のカルポキラメチルセルロースナトリウムを含む。
圧縮タルク:松村産業社製 ハイフィラー#5000PJC 1.8μm 嵩密度0.62g/ml
汎用タルク1:松村産業社製 ハイフィラー#5000PJ 1.8μm 嵩密度0.12g/ml
汎用タルク2:松村産業社製 クラウンタルクP 11μm 嵩密度0.34g/ml
表面処理タルク:林原化成社製 CHC−13S−10E
タルクは平均一次・・・2.8μm 嵩密度0.35g/mlである。また表面処理タルクはタルクに対して1重量%の3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを含む。
[酸化防止剤]
ホスファイト系酸化防止剤:ADEKA社製 PEP−36 融点237℃ 分子量633
ヒンダードフェノール系酸化防止剤:ADEKA社製 AO−330 融点244℃ 分子量775
樹脂成分、およびその他の添加剤を、表1の組成で十分にドライブレンドした後、260℃に設定した2軸スクリュウ押出機を用い、40Kg/時間の押出速度でペレット化した。
得られたペレットを射出成形前に120℃、6時間乾燥し、型締め力が80tonの射出成形機を用い、成形温度260℃、成形体形状が60mm×60mm×3mmの鏡面金型を用い、金型温度60℃で成形して、光反射体用基体を得た。射出成形時の離型性は良好であり、無抵抗で成形体の取り出しが可能であった。
表面外観
金型温度設定60℃で成形した板状成形品の表面外観を目視にて観察し、成形品表面の平滑性が高く、曇りのないものを◎、成形品表面のタルク凝集物や曇りのないものを○、凝集物が少しあるものを△+、ガスによる曇りやフローマークのあるものを△−、凝集物が多いものを×として評価した。
成形品を粉砕しペレット大とし、試験管(φ20×160mm)に10g入れ、180℃に温度調節したフォギング試験機(GLサイエンス社製中型恒温槽L−75改良機)にセットした。さらに、上記試験管に、耐熱ガラス(テンパックスガラスφ25×2mmt)の蓋をした後、耐熱ガラス部を25℃雰囲気に温度調節し、180℃で20時間、熱処理を実施した。熱処理後、ガラス板内側には樹脂組成物より昇華した分解物等による付着物が析出した。熱処理終了後、耐熱ガラスの付着物の状態を肉眼で観察し、以下の3段階の基準で評価した。
A:ガラスプレートへの付着、曇りはほとんど無く、目視にて透過像が鮮明に認識できる。
B:ガラスプレートへの付着、曇りはややあり、透過像は多少ぼやけるが目視にて認識できる。
C:ガラスプレートへの付着、曇りが多く、透過像は認識できない。
射出成形機(日精樹脂工業社製、NEX80)を用い、シリンダー温度260℃、金型温度80℃の条件下で、縦100mm、横100mm、厚み2mmの四角形の平板をフィルムゲート金型により成形し、流れの直角方向(TD)の成形収縮率を測定した。
住友重機械工業社製SE−50成形機を用い、直径55mm×35mm、深さ16mm、厚み1.5mmの金型を用いて、成形温度260℃、金型温度60℃で連続成形し、成形性を以下の3段階の基準で評価した。
○:30ショット以上、不良発生無く連続成形できる。
△:10ショット以上30ショット未満で離型不良が発生する(コアへの抱き付きによるエジェクトピン突き抜け)。
×:離型不良により連続成形できない。
二軸押出機(日本製鋼所製、TEX30XCT、L/D=42)を用いて、ホッパーでの詰まり、押出機への食い込み不良等の問題がなく、スムーズに押出可能な樹脂組成物の最大吐出量(kg/hr)から以下のようにして評価した。
○:25kg/hr以上
△:15〜25kg/hr
×:15kg/hr以下
移し替え作業や押出機運転中における、樹脂組成物調製時のタルクの飛散・粉塵の発生による作業環境の悪化度合について、周囲の粉塵濃度を測定し、粉塵濃度(mg/m3)が0.05以下を◎、0.05〜0.1を○、0.1〜0.3を△、0.3以上を×として評価した。なお、粉塵濃度は、柴田科学社製のデジタル粉塵計P−5H型使用して測定した。
一方、樹脂成分として、ポリブチレンテレフタレート樹脂のみを用いた場合(比較例1)、表面外観および離型性に劣ることが分かる。また、ポリブチレンテレフタレート樹脂100重量部に対して、ポリブチレンテレフタレート樹脂以外の熱可塑性ポリエステル樹脂およびビニル系熱可塑性樹脂の配合量が50重量部を超える場合も、表面外観に劣ることが分かる。一方、タルクとして、顆粒状タルク以外のものを用いた場合、押出生産性、表面外観フォンギング性が両立できないことが分かる。
また、一般的な表面処理タルクでは顆粒状とならないため押出生産性を十分に満足することができず、表面外観と押出生産性を両立することができないことが分かる(比較例13)
Claims (8)
- 主成分の樹脂成分である、ポリブチレンテレフタレート樹脂(A)100重量部に対して、少なくとも、
ポリブチレンテレフタレート樹脂以外の熱可塑性ポリエステル樹脂(b1)およびビニル系熱可塑性樹脂(b2)から選ばれる少なくとも一種以上の熱可塑性樹脂(B)10〜50重量部、
平均一次粒子径が0.1〜10μmのタルク(C)と水溶性高分子バインダ(D)を含む顆粒状タルク(E)10〜50重量部、および
ヒンダードフェノール系およびホスファイト系から選ばれた少なくとも一種の酸化防止剤(F)0.01〜2.0重量部、
を配合した樹脂組成物からなり、かつ、中空柱状構造を有する樹脂製光反射体用基体。 - 前記水溶性高分子バインダ(D)量がタルク(C)に対して0.05〜1.5重量%であり、かつ、顆粒状タルク(E)の嵩密度が0.4〜1.5g/mlである、請求項1に記載の樹脂製光反射体用基体。
- (b1)成分と、(b2)成分の重量比(b1/b2)が、1を越えて5以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の樹脂製光反射体用基体。
- (b1)成分がポリエチレンテレフタレート樹脂であり、(b2)成分がアクリロニトリル−スチレン共重合樹脂であることを特徴とする請求項3に記載の樹脂製光反射体用基体。
- 前記樹脂組成物の樹脂成分の98重量%以上が、ポリブチレンテレフタレート樹脂(A)および前記熱可塑性樹脂(B)である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂製光反射体用基体。
- ポリブチレンテレフタレート樹脂(A)の末端カルボキシル基量が50eq/ton以下である請求項1〜5のいずれか1項に記載の樹脂製光反射体用基体。
- 前記樹脂製反射体用基体がエクステンション用である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の樹脂製光反射体用基体。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の樹脂製光反射体用基体上に光反射層を有する光反射体。
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