JP2015212381A - ポリエステル組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、熱伝導率を改良するための少なくとも1種の充填剤、好ましくは酸化アルミニウム、窒化ホウ素またはケイ酸アルミニウム、特に好ましくはケイ酸アルミニウム、極めて特に好ましくは三斜晶系−単面体晶系の結晶構造を有するケイ酸アルミニウムを含む、高められたグローワイヤ抵抗性を有するポリエステルベースの組成物、それらの製造およびそれらから製造される、電気電子市場、好ましくは家電用機器のための製品、ならびに、電気電子市場、好ましくは家電用機器のための製品のグローワイヤ抵抗性を改良するための、酸化アルミニウム、窒化ホウ素またはケイ酸アルミニウム、特に好ましくはケイ酸アルミニウム、極めて特に好ましくは三斜晶系−単面体晶系の結晶構造を有するケイ酸アルミニウムの使用に関する。
【選択図】なし
Description
a)少なくとも1種のポリアルキレンテレフタレート、好ましくはポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、またはPBTとPETとのブレンド、特に好ましくはその中でPET含量が、存在しているポリエステルの全量を基準にして50〜99.9重量%の範囲内である、PBTとPETとのブレンド、
b)酸化アルミニウム、窒化ホウ素、およびケイ酸アルミニウムの群からの少なくとも1種の成分、好ましくはケイ酸アルミニウム、特に好ましくは三斜晶系−単面体晶系の結晶構造を有するケイ酸アルミニウム、ならびに
c)ガラス繊維。
a)24.9〜89.9重量%、好ましくは34.9〜84.9重量%、特に好ましくは44.9〜84.9重量%の、少なくとも1種のポリアルキレンテレフタレート、好ましくはPBT、PET、またはPBTとPETとのブレンド、特に好ましくはPBTとPETとのブレンド、特には、その中でPET含量が、存在しているポリエステルの全量を基準にして50〜99.9重量%の範囲内である、PBTとPETとのブレンド、
b)10〜75重量%、好ましくは15〜65重量%、特に好ましくは25〜65重量%の、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、およびケイ酸アルミニウムの群からの少なくとも1種の成分、好ましくはケイ酸アルミニウム、特に好ましくは三斜晶系−単面体晶系の結晶構造を有するケイ酸アルミニウム、ならびに
c)0.1〜50重量%、好ましくは10〜40重量%、特に好ましくは10〜30重量%のガラス繊維、
ただし、成分の重量パーセントをすべて合計したものは必ず100である。
a)24.9〜54重量%、好ましくは28〜45重量%、特に好ましくは32〜40重量%の、ポリブチレンテレフタレートまたはポリエチレンテレフタレート、またはPBTとPETとのブレンド、特に好ましくはPBTとPETとのブレンド、特には、その中でPET含量が、存在しているポリエステルの全量を基準にして50〜99.9重量%である、PBTとPETとのブレンド、
b)21〜75重量%、好ましくは30〜70重量%、特に好ましくは40〜65重量%の、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、およびケイ酸アルミニウムの群からの少なくとも1種の成分、好ましくはケイ酸アルミニウム、特に好ましくは三斜晶系−単面体晶系の結晶構造を有するケイ酸アルミニウム、ならびに
c)0.1〜50重量%、好ましくは2〜40重量%、特に好ましくは3〜30重量%のガラス繊維、
ただし、成分の重量パーセントをすべて合計したものは必ず100である。
d)それぞれの場合において全組成物を基準にして、0.01〜5重量%、好ましくは0.05〜4重量%、特に好ましくは0.1〜3重量%の、少なくとも1種のホスファイト安定剤、ここで、成分a)、b)、c)の量は、重量パーセントをすべて合計したものが必ず100になるように、減量される。
e)全組成物を基準にして、0.01〜10重量%の、流動性を改良するための少なくとも1種の添加剤(これらは、流動助剤、流動剤、流動助剤または内部潤滑剤とも呼ばれる)、ここで、その他の成分の量は、重量パーセントをすべて合計したものが必ず100になるように、減量される。
f)全組成物を基準にして、0.01〜10重量%、好ましくは0.01〜5重量%の、タルク粉体、好ましくは微結晶性タルク粉体、ここで、その他の成分の量は、重量パーセントをすべて合計したものが必ず100になるように、減量される。
g)全組成物を基準にして、0.01〜15重量%、好ましくは0.01〜10重量%、特に好ましくは0.01〜5重量%の、少なくとも1種の離型剤、ここで、その他の成分の量は、重量パーセントをすべて合計したものが必ず100になるように、減量される。
h)全組成物を基準にして、0.01〜45重量%、好ましくは0.01〜30重量%、特に好ましくは0.01〜15重量%の、成分c)〜g)とは異なる少なくとも1種のその他の添加剤、ここで、その他の成分の量は、重量パーセントをすべて合計したものが必ず100になるように、減量される。
本発明においては、成分a)は、少なくとも1種のポリアルキレンテレフタレート、好ましくは少なくともポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、またはPBTとPETとのブレンド、特には、その中でPET含量が、存在しているポリエステルの全量を基準にして、50〜99.9重量%の範囲内であるPBTとPETとのブレンドである。本発明においては、成分a)が、ポリブチレンテレフタレート(PBT)またはポリエチレンテレフタレート(PET)、またはPBTとPETとのブレンド、特には、その中でPET含量が、存在しているポリエステルの全量を基準にして、50〜99.9重量%の範囲内であるPBTとPETとのブレンドであるのが好ましい。
その酸化アルミニウムおよびその窒化ホウ素が、成分b)の中で、微細な針状物、微小板状物、球状物、または不規則形状の粒子の形態で使用されるのが好ましい。その酸化アルミニウムおよびその窒化ホウ素の好ましい粒径は、0.1〜300μmの範囲、特には0.5〜100μmの範囲である。その酸化アルミニウム、および窒化ホウ素それぞれの熱伝導率が、10〜400W/mKの範囲、特には30〜250W/mKの範囲であるのが好ましい。酸化アルミニウムの好適な一例は、Martoxid(登録商標)MPS−2[CAS No.:1344−28−1](Martinswerk GmbH(Bergheim,Germany)製)である。成分b)として使用される窒化ホウ素[CAS No.:10043−11−5]は、たとえば、ESK Ceramics GmbH & Co.KG(Kempten,Germany)(3M(St.Paul/Minnesota,USA)の子会社)からBORONID(登録商標)として入手可能である。
『http://de.wikipedia.org/wiki/Faser−Kunststoff−Verbund』によれば、0.1〜1mmの範囲の長さを有するチョップト・ファイバー(短繊維とも呼ばれる)と、1〜50mmの範囲の長さを有する長繊維および長さLが50mmよりも長い連続フィラメント繊維との間では、区別がつけられている。短繊維は、射出成形技術において使用され、エクストルーダーを用いて直接的に加工することも可能である。長繊維も同様に、エクストルーダーで使用することができる。それらは、スプレー・レイアップで広く使用されている。長繊維は、充填剤として、熱硬化性樹脂と混合されることも多い。連続フィラメント繊維は、繊維強化プラスチックにおいて、ロービングまたは織布の形態で使用される。連続フィラメント繊維を用いた製品は、剛性および強度の面では最大値を与える。さらに摩砕したガラス繊維も利用することが可能であるが、摩砕した後のそれらの長さは、典型的には、70〜200μmの範囲である。
(X−(CH2)q)k−Si−(O−CrH2r+1)4−k (I)
(式中、
Xは、NH2−、カルボキシ、HO−、または
qは、2〜10、好ましくは3〜4の整数であり、
rは、1〜5、好ましくは1〜2の整数であり、そして
kは、1〜3の整数、好ましくは1である。)
・ Eガラス:最適な価格−性能比を有し、最も広く使用されている材料(R&G)
・ Hガラス:重量を減らすための中空ガラス繊維(R&G:160g/m2および216g/m2、中空ガラス繊維織布)
・ R&Sガラス:比較的厳しい機械的性能が要求される用途(R&G製のS2ガラス)
・ Dガラス:比較的厳しい電気的性能が要求される用途のためのボロシリケートガラス
・ Cガラス:比較的高い化学的安定性を有している
・ 石英ガラス:温度変化に対する高い抵抗性を有している。
本発明においては、少なくとも1種のホスファイト安定剤が成分d)として使用される。以下の群からの少なくとも1種のホスファイト安定剤を使用するのが好ましい:トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト(Irgafos(登録商標)168、BASF SE、CAS:31570−04−4)、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト(Ultranox(登録商標)626、Chemtura、CAS:26741−53−7)、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト(ADK Stab PEP−36、Adeka、CAS:80693−00−1)、ビス(2,4−ジクミルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト(Doverphos(登録商標)S−9228、Dover Chemical Corporation、CAS:154862−43−8)、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト(Irgafos(登録商標)TNPP、BASF SE、CAS:26523−78−4)、(2,4,6−トリ−tert−ブチルフェノール)2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールホスファイト(Ultranox(登録商標)641、Chemtura、CAS:161717−32−4)、またはHostanox(登録商標)P−EPQ。
使用する流動助剤としては、少なくとも1種のα−オレフィンと、少なくとも1種の脂肪族アルコールのメタクリレートまたはアクリレートとのコポリマーが好ましい。ここでは、α−オレフィンがエテンおよび/またはプロペンから構成され、メタクリレートまたはアクリレートが、アルコール成分として、6〜20個のC原子を有する直鎖状または分岐状のアルキル基を含んでいるようなコポリマーが特に好ましい。極めて特に好ましいのは、アクリル酸2−エチルヘキシルである。本発明において流動助剤として好適なコポリマーは、それらの組成だけではなく、それらが低分子量であることも特徴としている。したがって、本発明におけるものであり、熱分解からも保護されている組成物に好適なコポリマーは特に、190℃で2.16kgの負荷で測定して、少なくとも100g/10分、好ましくは少なくとも150g/10分、特に好ましくは少なくとも300g/10分のMFI値を有するものである。MFIすなわちメルトフローインデックスは、熱可塑性プラスチックの溶融流動性を表すのに有用であり、標準規格のISO 1133およびASTM D 1238に準拠している。本発明の目的においては、MFIおよびMFIに関連するすべてのデータは、190℃、試験重量2.16kgでのISO 1133に基づくか、あるいはもっぱらそれに従って測定、定量されたものである。
本発明においては、タルク粉体[CAS No.:14807−96−6]、好ましくは微結晶性タルク粉体を、成分f)として使用する。タルク粉体は、タルクとも呼ばれ、Mg3[Si4O10(OH)2]の化学組成を有するフィロケイ酸塩であって、三斜晶系の結晶系ではタルク1Aとして、あるいは単斜晶系の結晶系ではタルク2Mとして結晶化したものである(http://de.wikipedia.org/wiki/Talkum)。本発明において使用されるタルク粉体[CAS No.:14807−96−6]は、たとえばMistron(登録商標)R10(Imerys Talc Group(Toulouse,France)(Rio Tinto Group)製)として購入することが可能である。
本発明においては、成分g)として少なくとも1種の離型剤を使用する。好適な離型剤は以下の群から選択される少なくとも1種の離型剤である:エステルワックス、ペンタエリスリトールテトラステアレート(PETS)、長鎖脂肪酸、長鎖脂肪酸の塩、長鎖脂肪酸のアミド誘導体、モンタンワックス、ならびに低分子量ポリエチレンワックスおよび低分子量ポリプロピレンワックス、およびエチレンホモポリマーワックス。
本発明においては、使用される成分h)には、成分b)、c)、d)、e)、f)およびg)とは異なる少なくとも1種の添加剤が含まれていてもよい。
E.1:5〜95重量%、好ましくは30〜90重量%の、少なくとも1種のビニルモノマー、
E.2:95〜5重量%、好ましくは70〜10重量%の、10℃未満、好ましくは0℃未満、特に好ましくは−20℃未満のガラス転移温度を有する、1種または複数のグラフトベース。
E.1.1:50〜99重量%の、ビニル芳香族化合物および/または環置換されたビニル芳香族化合物、特には、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−クロロスチレン、および/またはメタクリル酸(C1〜C8)−アルキル、特にはメタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、ならびに
E.1.2:1〜50重量%の、ビニルシアニド、特にはアクリロニトリルおよびメタクリロニトリル、および/または(メタ)アクリル酸(C1〜C8)−アルキル、特にはメタクリル酸メチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸tert−ブチル、および/または不飽和カルボン酸の誘導体、特には無水物およびイミド、特には無水マレイン酸およびN−フェニルマレイミド。
a)24.9〜54重量%の、ポリブチレンテレフタレートまたはポリエチレンテレフタレートまたはPBTとPETとのブレンド、特に好ましくはPBTとPETとのブレンド、特にはPBTとPETとのブレンドで、その中でPET含量が、存在しているポリエステルの全量を基準にして、50〜99.9重量%の範囲内であるもの、
b)21〜75重量%の酸化アルミニウム、ならびに
c)0.1〜50重量%のガラス繊維、
ただし、成分の重量パーセントをすべて合計したものは必ず100である。
a)24.9〜54重量%の、ポリブチレンテレフタレートまたはポリエチレンテレフタレートまたはPBTとPETとのブレンド、特に好ましくはPBTとPETとのブレンド、特にはPBTとPETとのブレンドで、その中でPET含量が、存在しているポリエステルの全量を基準にして、50〜99.9重量%の範囲内であるもの、
b)21〜75重量%の窒化ホウ素、
c)0.1〜50重量%のガラス繊維、ならびに
h)24.9〜45重量%の二酸化チタン、
ただし、成分の重量パーセントをすべて合計したものは必ず100である。
しかしながら、本発明はさらに、高いグローワイヤ抵抗性を有する製品、好ましくは電気および電子用モジュールおよび構成要素、極めて特に好ましくは家電用機器を製造するための、成形組成物の形態にある本発明の組成物も提供する。
しかしながら、本発明はさらに、製品、好ましくは電気または電子産業のための改良されたグローワイヤ抵抗性を有する製品、特に好ましくは電子または電気用モジュールおよび構成要素、極めて特に好ましくは家電用機器を製造するためのプロセスも提供するが、そこでは、記載された量の個々の成分をミキサー中で混合し、少なくとも一つのミキサー出口から排出してストランドとし、ペレット化が可能になるまで冷却し、ペレット化し、そしてそのペレットを、射出成形または押出成形プロセスにかける。
1.可塑化/溶融
2.射出フェーズ(注入手順)
3.圧力保持フェーズ(結晶化の際の熱収縮を配慮)、および
4.脱型。
− ランナー系
− 成形インサート系
− ベント系
− 機器取り付けおよび圧力吸収系
− 脱型系および移動伝達系
− 温度制御系。
− 単軸スクリューエクストルーダーおよび2軸スクリューエクストルーダー、およびそれぞれのサブグループ
− 慣用される単軸スクリューエクストルーダー、搬送型単軸スクリューエクストルーダー
− 逆回転2軸スクリューエクストルーダー、および共回転2軸スクリューエクストルーダー。
出発物質:
PBT:Pocan(登録商標)B1100ポリブチレンテレフタレート(Lanxess Deutschland GmbH(Cologne,Germany)製)
PET:PET V004ポリエステルチップ(Invista(Wichita,USA)製)
ホスファイト安定剤:Hostanox(登録商標)P−EPQ(Clariant International Ltd.(Muttenz,Switzerland)製)
タルク粉体:Mistron(登録商標)R10(Imerys Talc Group(Toulouse,France)(Rio Tinto Group)製)
離型剤:Licowax(登録商標)E(Clariant International Ltd.(Muttenz,Switzerland)製)
ガラス繊維:CS7967(26/1493)D(Lanxess Deutschland GmbH(Cologne,Germany)製)
カイアナイト:三斜晶系−単面体晶系の結晶形のケイ酸アルミニウム粒子(Silatherm(登録商標)T1360−EST(Quarzwerke GmbH(Frechen,Germany)製)
FR1:Melapur(登録商標)MC25、メラミンシアヌレート(BASF(Ludwigshafen,Germany)製)
FR2:ビスフェノールAジホスフェート(CAS No.:61261−37−8)
FR3:ビスフェノールAエポキシオリゴマー(CAS No.:728911−06−6)
FR4:PBT中80%三酸化アンチモン
本発明において記載された組成物は、溶融状態にある個々の成分を、2軸スクリューエクストルーダー(ZSK26 Mega Compounder(Coperion Werner & Pfleiderer(Stuttgart,Germany)製、3孔ダイプレート付き、ダイホール直径3mm)内で、260〜280℃の範囲の温度で混合し、それらをストランドの形態で排出し、ペレット化が可能になるまで冷却し、ペレット化させることにより製造した。さらなる工程に入る前に、それらのペレットを、真空乾燥オーブン中120℃で約2時間かけて乾燥させた。
グローワイヤ燃焼性指数(GWFI)は、IEC/EN 60695−2−12標準規格に従って求めた。
グローワイヤ着火温度(GWIT)は、IEC/EN 60695−2−13標準規格に従って求めた。
熱安定性は、加工の許容性を求めるための決定的に重要な因子であり、熱重量分析(TGA)により評価した。この目的のためには、密封式の熱天秤(Netzsch TG209 F1(Iris製))の中、20.0K/分の速度でサンプルを加熱し、質量の変化を温度の関数として記録した。質量の累積損失が2%となった温度を、熱安定性が不充分になった、温度T(D)(=分解温度)と定義した。
Claims (15)
- a)少なくとも1種のポリアルキレンテレフタレート、
b)酸化アルミニウム、窒化ホウ素およびケイ酸アルミニウムの群からの少なくとも1種の成分、ならびに
c)ガラス繊維、
を含む組成物。 - 使用されるポリアルキレンテレフタレートが、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、またはPBTとPETとのブレンド、特に好ましくはPET含量が存在する前記ポリエステルの全量を基準にして50〜99.9重量%の範囲内であるPBTとPETとのブレンドを含むことを特徴とする、請求項1に記載の組成物。
- ケイ酸アルミニウム、好ましくは三斜晶系−単面体晶系の結晶構造を有するケイ酸アルミニウムが使用されることを特徴とする、請求項1または2に記載の組成物。
- a)24.9〜89.9重量%の少なくとも1種のポリアルキレンテレフタレート、
b)10〜75重量%の、酸化アルミニウム、窒化ホウ素およびケイ酸アルミニウムの群からの少なくとも1種の成分、
c)0.1〜50重量%のガラス繊維、
(ただし、成分の重量パーセントをすべて合計したものは必ず100である)
を含むことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物。 - 成分a)〜c)に加えて、
d)全組成物を基準にして0.01〜5重量%の少なくとも1種のホスファイト安定剤であって、成分a)、b)、c)の量が、成分の重量パーセントをすべて合計したものが必ず100になるように減量されるホスファイト安定剤
をさらに含むことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の組成物。 - 成分a)〜d)に加えて、またはd)に代えて、
e)全組成物を基準にして、0.01〜10重量%の少なくとも1種の流動助剤であって、その他の成分の量が、成分の重量パーセントをすべて合計したものが必ず100になるように減量される流動助剤
をさらに含むことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の組成物。 - 成分a)〜d)に加えるか、またはd)および/またはe)に代えて、
f)全組成物を基準にして、0.01〜15重量%の、タルク粉体、好ましくは微結晶性タルク粉体であって、その他の成分の量が、成分の重量パーセントをすべて合計したものが必ず100になるように減量されるタルク粉体、好ましくは微結晶性タルク粉体
をさらに含むことを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の組成物。 - 成分a)〜e)に加えるか、または成分d)および/またはe)および/またはf)に代えて、
g)全組成物を基準にして、0.01〜15重量%の少なくとも1種の離型剤であって、その他の成分の量が、成分の重量パーセントをすべて合計したものが必ず100になるように減量される離型剤
をさらに含むことを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の組成物。 - 成分a)〜g)に加えるか、または成分d)および/またはe)および/またはf)および/またはg)に代えて、
h)全組成物を基準にして、0.01〜45重量%の、成分c)〜g)とは異なった他の少なくとも1種の添加剤であって、その他の成分の量が、成分の重量パーセントをすべて合計したものが必ず100になるように減量される添加剤
をさらに含むことを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の組成物。 - トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジクミルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、(2,4,6−トリ−tert−ブチルフェノール)2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールホスファイト、またはHostanox(登録商標)P−EPQ〔ここで、Hostanox(登録商標)P−EPQにはテトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)1,1−ビフェニル−4,4’−ジイルビスホスフォナイトが含まれている〕の群からのホスファイト安定剤を使用することを特徴とする、請求項5〜9のいずれか一項に記載の組成物。
- 使用される離型剤が、エステルワックス、ペンタエリスリトールテトラステアレート(PETS)、長鎖脂肪酸、長鎖脂肪酸の塩、長鎖脂肪酸のアミド誘導体、モンタンワックス、ならびに、低分子量ポリエチレンワックスおよび低分子量ポリプロピレンワックスおよびエチレンホモポリマーワックス、好ましくは多価アルコールのモンタン酸エステル、特に好ましくは直鎖、非分岐状のC28〜C32モノカルボン酸とエチレングリコールまたはグリセロールとのエステル、の群から選択される少なくとも1種を含むことを特徴とする、請求項8〜10のいずれか一項に記載の組成物。
- 請求項1〜11のいずれか一項に記載の前記組成物の使用であって、高いグローワイヤ抵抗性を有する製品、好ましくは電気および電子用モジュールおよび構成要素、極めて特に好ましくは家電用機器を製造するための成形組成物の形態での、使用。
- 前記成形組成物が、射出成形または押出成形において使用されることを特徴とする、請求項12に記載の使用。
- 製品を製造するためのプロセスであって、請求項1〜11のいずれか一項に記載の前記組成物の個々の成分の記述された量を、ミキサーの中で混合し、ミキサーの少なくとも一つの出口から排出させてストランドとし、ペレット化が可能になるまで冷却し、そしてペレット化し、そして前記ペレットを、射出成形プロセスまたは押出成形プロセスにかけることを特徴とする、プロセス。
- 前記ミキサー中における前記混合を、285〜310℃の範囲の温度での溶融状態で実施することを特徴とする、請求項14に記載のプロセス。
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