JP2012111818A - 樹脂組成物およびその成形品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリエチレンテレフタレート100重量部に対して、ポリエチレンを0.1〜20重量部、相溶化剤を0.1〜20重量部を混合してなり、前記相溶化剤はモノマーAとモノマーBの共重合体からなり、前記モノマーAは、エチレン、α−オレフィン、ブタジエン、イソプレン、ヘキサジエン、スチレン、スルホン化スチレンなどのスチレン化合物からなる群より選ばれた一つ以上のモノマーであり、前記モノマーBは不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸エステル、ビニルスルホン酸、脂肪酸ビニル、アクリロニトリル、マレイン酸変性オレフィン、無水マレイン酸変性オレフィン、ポリカプロラクトン変性オレフィンからなる群より選ばれた一つ以上のモノマーであることを特徴とする樹脂組成物である。
【選択図】図1
Description
十分な引張降伏強度と曲げ弾性率、シャルピー衝撃強度を有し、衝撃強度のばらつきが少ないPET系樹脂組成物を得ることである。
PETの引張強度と曲げ弾性率を維持しつつ耐衝撃性を向上させると同時に耐衝撃性にバラツキがない改良が必要である。耐衝撃性を改質するために、本発明ではPE(ポリエチレン)を採用した。PETの特性である高い引張強度と高い曲げ弾性率を維持するためには、混ぜるPEは少ないほうが好ましい。また、PETとPEは混ざりにくいため、相溶化剤が必要になる。相溶化剤はエポキシのようなPETとの結びつきが強いものでは、PET内でのPEの分散性が悪くなり、かつPEが少ないゆえに何の改質にもならない。そこでPETとPEそれぞれと親和性の高い相溶化剤を採用し、PEをPET内で均一に分散(微分散)させた。
(1)ポリエチレンテレフタレート100重量部に対して、ポリエチレンを0.1〜20重量部、相溶化剤を0.1〜20重量部を混合してなり、前記相溶化剤はモノマーAとモノマーBの共重合体からなり、前記モノマーAは、エチレン、α−オレフィン、ブタジエン、イソプレン、ヘキサジエン、スチレン、スチレン化合物からなる群より選ばれた一つ以上のモノマーであり、前記モノマーBは不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸エステル、ビニルスルホン酸、塩化ビニル、脂肪酸ビニル、アクリロニトリル、マレイン酸変性オレフィン、無水マレイン酸変性オレフィン、ポリカプロラクトン変性オレフィンからなる群より選ばれた一つ以上のモノマーであることを特徴とする樹脂組成物。
(2)ポリエチレンを2〜10重量部、前記モノマーAとモノマーBの共重合体からなる相溶化剤を0.5〜6重量部を混合してなることを特徴とする(1)に記載の樹脂組成物。
(3)さらに、無機フィラーを10重量部以下含むことを特徴とする(1または(2)に記載の樹脂組成物。
(4)前記相溶化剤がエチレン-メタクリル酸共重合体であり、エチレン-メタクリル酸共重合体を0.5〜6重量部を混合してなることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の樹脂組成物。
(5)前記樹脂組成物が海島構造をなし、前記ポリエチレンテレフタレート中に、最大粒径が3μm以下の粒子状のポリエチレンが島状に分散していることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の樹脂組成物。
(6)前記樹脂組成物の引張降伏強度が45MPa以上であり、曲げ弾性率が1800MPa以上であり、シャルピー衝撃強度が3.0kJ/m2以上であることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の樹脂組成物。
(7)前記ポリエチレンのシャルピー衝撃強度が20kJ/m2以上であることを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載の樹脂組成物。
(8)(1)〜(7)のいずれかに記載の樹脂組成物を成形してなる建築・住宅用部材の成型品。
(9)前記成形が射出成形であることを特徴とする(8)に記載の成形品。
以下本発明の実施形態を詳細に説明する。
本発明は引張降伏強度と曲げ弾性率が高いが、衝撃強度の低いPET材100重量部に対して、衝撃強度の高い0.1〜20重量部のPEを加え、さらに0.1〜20重量部の相溶化剤を添加することで、衝撃強度を向上させた樹脂組成物を得るものである。なお、衝撃強度とは、特に断らない場合、シャルピー衝撃強度を意味するものとする。本実施形態にかかる樹脂組成物の引張降伏強度が45MPa以上であり、曲げ弾性率が1800MPa以上であり、シャルピー衝撃強度が3.0kJ/m2以上であることが好ましい。これらの特性は電線管などの電設資材や土木資材などに必要な特性である。
また、本発明においては、成形性などを損ねることなく、かつ曲げ弾性率を大きく低下させることのない範囲で、炭酸カルシウムやガラス繊維といったフィラーを添加してもよい。
本実施形態においては、PET材、PE、相溶化剤をあらかじめ溶融混練を行うと、PET材に熱履歴を余計に受けるため、溶融混錬を行わずにブレンドすることが好ましい。
また、PET材は吸水性があり、水分を取り除かないと成形中に加水分解が進行し、上手く成形できない。そのため、PET材を十分に乾燥させる必要があるが、PET材にPEや相溶化剤などをブレンドした後に乾燥を行うと、ブロッキングが起こってしまう。したがって、PET材を乾燥した直後にPEや相溶化剤をブレンドするのが好ましい。
本実施形態に係る樹脂組成物は、射出成形が可能であり、雨水貯留施設用骨格ブロックをはじめ、建築・住宅用部材など様々な部材に利用できる。
本実施形態に係る樹脂組成物は、再生PETフレーク材とほぼ同じ価格で、再生PETフレーク材の高い引張強度や高い曲げ弾性率などを維持しつつ、衝撃強度を向上させることに成功した。なお、引張強度や曲げ弾性率に係らず、実施例よりもバラツキのない更なる高衝撃強度を持たせる場合なら、PEやメタクリル酸含有共重合体樹脂をさらに多く混ぜることで、分散性もよくなりバラツキのない高衝撃強度の材料が得られる。この結果はエポキシ含有オレフィン共重合体を用いた場合と同じであるが、PETとの結びつきが強いエポキシ含有オレフィン共重合体を用いるより、PETと親和性のあるメタクリル酸含有共重合体を用いるほうが、よりバラツキの少ない高衝撃性が得られる。
[実施例1]
(作製)
130℃の温度条件下で、4時間ほど事前乾燥を行った再生PETフレーク材(協栄産業社製)を100重量部、乾燥後に直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(LLDPE、ノバテックUJ790、日本ポリエチレン社製)を6重量部、相溶化剤として1重量部のエチレン−メタクリル酸共重合体樹脂(ニュクレル1207、三井デュポン社製)をブレンドし、射出成形により試験片を作製した。作製した試験片を用いて物性評価を行った。
引張降伏強度はJIS−K7113に基づいて求めた。また、JIS−K7171に準拠して曲げ弾性率を求めた。また、JIS−K7111に準拠してシャルピー衝撃強度を求めた。シャルピー衝撃強度は、ばらつきやすいため、社ルピー衝撃値のばらつきの有無を、n=10のうち、平均値に対して±0.3以上の値がひとつでもあればばらつき有りとして、n=10のうち平均値に対して全て±0.3以内であればばらつき無しとして評価した。
実施例、比較例は、表1、2に記載の組成で、実施例1と同様の方法で樹脂組成物を作製し、試験片を用いて物性評価を行った。
一部の実施例では、前述のLLDPEに代えて、高密度ポリエチレン(HDPE、ノバテックHY540、日本ポリエチレン社製)またはポリプロピレン(PP、ノバテックBC3F、日本ポリプロピレン社製)を用いた。
ロタダーとは、ポリエチレンベースのエポキシ含有樹脂(ロタダー8840、東京材料社製)である。
ハイミランとは、エチレン−メタクリル酸共重合体アイオノマー樹脂(ハイミラン1706、三井デュポン社製)である。
メタブレンとは、ポリスチレン−メタクリレート−ブタジエン共重合体 (メタブレンC−223、三菱レイヨン社製)である。
PETとPEのみの比較例2では、PET材のみの材料の衝撃強度1.1kJ/m2から1.6kJ/m2程度までの向上に留まる。また、このときPETの特性である高い曲げ弾性率が大きく低下していた。図3のSEM像のように、相溶化剤がない場合ではPEが約5μm以上のオーダーで分散されており、図2と比較し、大きいオーダーの粒径となっている。これが衝撃強度のバラツキの原因となっていると考えられる。なお、図2と図3で縮尺が異なることに注意されたい。
Claims (9)
- ポリエチレンテレフタレート100重量部に対して、ポリエチレンを0.1〜20重量部、相溶化剤を0.1〜20重量部を混合してなり、
前記相溶化剤はモノマーAとモノマーBの共重合体からなり、
前記モノマーAは、エチレン、α−オレフィン、ブタジエン、イソプレン、ヘキサジエン、スチレン、スチレン化合物からなる群より選ばれた一つ以上のモノマーであり、
前記モノマーBは不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸エステル、ビニルスルホン酸、塩化ビニル、脂肪酸ビニル、アクリロニトリル、マレイン酸変性オレフィン、無水マレイン酸変性オレフィン、ポリカプロラクトン変性オレフィンからなる群より選ばれた一つ以上のモノマーであることを特徴とする樹脂組成物。 - ポリエチレンを2〜10重量部、前記モノマーAとモノマーBの共重合体からなる相溶化剤を0.5〜6重量部を混合してなることを特徴とする請求項1に記載の樹脂組成物。
- さらに、無機フィラーを10重量部以下含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の樹脂組成物。
- 前記相溶化剤がエチレン-メタクリル酸共重合体であり、エチレン-メタクリル酸共重合体を0.5〜6重量部を混合してなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 前記樹脂組成物が海島構造をなし、前記ポリエチレンテレフタレート中に、最大粒径が3μm以下の粒子状のポリエチレンが島状に分散していることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 前記樹脂組成物の引張降伏強度が45MPa以上であり、曲げ弾性率が1800MPa以上であり、シャルピー衝撃強度が3.0kJ/m2以上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記ポリエチレンのシャルピー衝撃強度が20kJ/m2以上であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の樹脂組成物を成形してなる建築・住宅用部材の成型品。
- 前記成形が射出成形であることを特徴とする請求項8に記載の成形品。
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