JP2017206683A - ポリブチレンテレフタレート組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】ポリブチレンテレフタレート組成物の提供。【解決手段】ポリブチレンテレフタレートまたはポリアルキレンフラノエート、特定構造のポリカーボネート、及び式(I)の異性体及び同族体の混合物である少なくとも1種の二級アルカンスルホネートを含む組成物。更には、10℃未満のガラス転移温度を有する1種又は複数のグラフトベースの1種又は複数のグラフトポリマーを含む特定のエラストマー変性剤を含む組成物。それらから製造される成形組成物及び製品。R1−HC(SO3Na)−R2(I)[R1及びR2は夫々独立して、C10〜21、好ましくは、C16−18のアルキル残基]【選択図】なし
Description
本発明は、ポリブチレンテレフタレートまたはポリアルキレンフラノエート、ポリカーボネート、および少なくとも1種の二級アルカンスルホネートを含む組成物、さらには、それらから製造される成形組成物、次いでそれらをベースとする製品に関する。
(非特許文献1)からも公知であるように、ポリブチレンテレフタレート(PBT)をベースとする製品は、各種のコーティングシステム、たとえばヒドロソフトコーティング(hydro soft coating)を用いてコーティングすることができる。最高160℃までの温度でのPBTのオンラインコーティングを可能とする、自動車産業用のプライマーシステムおよびコーティングシステムもまた公知である。
(非特許文献2)によれば、コーティングの際に、多くの問題が生じるが、それらは、さかのぼれば、広く各種のパラメーターに依存する。次に挙げるのは、ここで言及できるほんのいくつかの例である:不十分な前処理、不適切な溶媒、コーティング対象の製品をクリーニングした後での早すぎるコーティング、不適切な接着促進剤に起因する接着性の問題、不適切な溶媒に起因する流動性の問題など。PBTベースの製品は、主として、自動車の車体の外装部品、特に車輪まわり(wheel surrounds)およびハッチバックのドア、すなわち外観的な自動車の構成成分に見られるが、それらは、特に良好なコーティングが重要である。
(特許文献1)、(特許文献2)、および(特許文献3)には、PBT、ポリカーボネート(PC)、およびさらに少なくとも1種の芳香族スルホネート、特には3−(フェニルスルホニル)ベンゼンスルホン酸カリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム、および2,4,5−トリクロロベンゼンスルホン酸ナトリウムを含む組成物が開示されている。
(特許文献4)には、難燃性PC/PBT混合物が開示されており、それには、静電帯電を防止する目的で、40重量%のベンゼンスルホネートまたはアルキルベンゼンスルホネートが添加されている。
Kunststoffe,Eigenschaften und Anwendungen,H.Domininghaus,et.al.,2008,chapter 2.2 Synthetische Kunststoffe,Polykondensate[Synthetic Plastics,polycondensates],p.874,2008,Verlag Springer(ISBN 978−3−540−72400−1)
Standothek,Kunststoffe und ihre Lackierung[Plastics and coating thereof],product brochure from Standox,Wuppertal,D12185782 D1007 5500
本発明の目的は、成形組成物のためのポリブチレンテレフタレート(PBT)をベースとする組成物、およびそれらをベースとする製品を提供することであったが、それらは、それらの化学組成が理由で、先に挙げたようなコーティング欠陥が抑制され、そのために、静電塗装(ESTA)のために使用されるコーティングシステムの選択において、コーティング作業者に大きな自由度を与える。
その目的が達成され、本発明は、以下のものを含む組成物、それらから製造される成形組成物、さらにはそれらから製造される製品を提供する:
A)ポリブチレンテレフタレートまたはポリアルキレンフラノエート、好ましくはポリブチレンテレフタレート、
B)ポリカーボネート、および
C)少なくとも1種の二級アルカンスルホネート。
A)ポリブチレンテレフタレートまたはポリアルキレンフラノエート、好ましくはポリブチレンテレフタレート、
B)ポリカーボネート、および
C)少なくとも1種の二級アルカンスルホネート。
驚くべきことには、本発明の組成物をベースとする製品を従来技術と比較すると、それらが顕著に低い表面抵抗率を示し、そのために、製造した後でコーティングされる製品、特に静電塗装(ESTA)でコーティングされる製品で、優れた安定性を有している。本発明の製品のまた別な特徴は、表面張力が上昇したことであって、コーティングライン上での連続プロセスにおいて、前記製品をコーティングするのにESTAが使用可能となるレベルに達している。
疑念を避けるために付言すれば、本発明の範囲には、以下において一般的な項目または望ましい範囲として規定された定義およびパラメーターのすべてが、各種所望の組み合わせで含まれている。
表面抵抗率は、プラスチック成形物の表面上を流れる電流に対して抵抗を与える性能の目安である。この性能は、周囲条件および試験サンプルに依存する。表面抵抗率の測定に決定的な影響を及ぼす因子は、湿度、試験サンプル表面の汚染、試験サンプルのサイズ、さらには電極の形状および電極の配置である。プラスチックの静電特性はその物質の表面抵抗率に依存する。DIN EN 61340−5−1に、個々の性質のリストがある。
表面抵抗(単位Ω)は、DIN IEC 60093に従い、試験物質の円板(直径50mmφ、および1.5mm)について測定した。この目的のためには、その円板の上に、銀の電極を金属被覆(metallize)した。本発明の目的においては、表面抵抗は、本発明の製品で使用するためのコーティングの適性を特徴づけるために役立つ。たとえば、ESTAによってコーティングされる製品の電着物質を使用する慣用される析出試験は、実験室で、電流−時間曲線を使用してモニターされる。そのようにして、総合的な性質を測定する。コーティング層の付着に伴って表面抵抗が増大して、電流が低下するために、複雑な形状の対象物であってさえも、比較的均質なコーティング層厚の形成が可能となる。複雑な形状の物体の、内部領域の外部領域に対する層厚の比率に関して使用される用語が、「均一電着性(throw)」である。均一電着性挙動は、特殊な試験装置で試験される。本発明の目的のためには、VDA 621−180に従ったBMW均一電着性システムが使用される。この件に関しては、次の文献を参照されたい:A.Goldschimidt and H.−J.Streitberger,BASF−Handbuch Lackiertechnik[BASF Coating Technology Handbook],BASF Coatings AG,Vincetz Verlag,Hannover,2002,pp.504〜507。
本発明の目的のためには、「アルキル」という用語は、直鎖状もしくは分岐状の飽和炭化水素基を意味している。たとえば1〜4個の炭素原子を有するアルキル基またはポリアルキレン基が使用され場合には、「低級アルキル基」と呼ぶことができ、好ましくは、メチル(Me)、エチル(Et)、プロピル、特にn−プロピルおよびイソプロピル、ブチル、特にn−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、またはtert−ブチルを含むことができる。
当業者の理解するところであるが、「コンパウンディング(compounding)」(compound=混合物)という用語は、プラスチック技術用語であって、特定の性能プロファイルを最適にするために追加の物質(充填剤、添加剤など)を混ぜ込むことによって、プラスチックの価値を上げるプロセスを指している。コンパウンディングは、好ましくはエクストルーダー中、特に好ましくは同方向回転二軸スクリューエクストルーダー、異方向回転二軸スクリューエクストルーダー、プラネタリーギアエクストルーダー、またはコニーダーの中で実施され、輸送、溶融、分散、混合、脱蔵、および加圧のプロセス操作が含まれる。参照:http://de.wikipedia.org/wiki/Compoundierung。
本出願の文脈においては、記載されている標準は、本発明の出願日において施行されている版に関わる。
成分A)
本発明において成分A)として使用されるポリブチレンテレフタレート(PBT)[CAS No.24968−12−5]は、テレフタル酸またはそれの反応性誘導体とブタンジオールとから公知の方法によって製造される(Kunststoff−Handbuch[Plastics Handbook],Vol.VIII,pp.695ff,Karl Hanser Verlag,Munich,1973)。
本発明において成分A)として使用されるポリブチレンテレフタレート(PBT)[CAS No.24968−12−5]は、テレフタル酸またはそれの反応性誘導体とブタンジオールとから公知の方法によって製造される(Kunststoff−Handbuch[Plastics Handbook],Vol.VIII,pp.695ff,Karl Hanser Verlag,Munich,1973)。
成分A)として使用されるPBTには、ジカルボン酸を規準にして、少なくとも80mol%、好ましくは少なくとも90mol%のテレフタル酸残基が含まれているのが好ましい。
一つの実施態様において、本発明において成分A)として使用されるPBTには、テレフタル酸残基だけではなく、20mol%までの、8〜14個の炭素原子を有する他の芳香族ジカルボン酸の残基または4〜12個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸の残基、特には、フタル酸、イソフタル酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、4,4’−ジフェニルジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、シクロヘキサン二酢酸、シクロヘキサンジカルボン酸、または2,5−フランジカルボン酸の残基が含まれていてもよい。
一つの実施態様において、本発明において成分A)として使用されるPBTには、ブタンジオールだけではなく、やはり20mol%までの3〜12個の炭素原子を有する他の脂肪族ジオールまたは20mol%までの6〜21個の炭素原子を有する脂環族ジオール、好ましくは、プロパン−1,3−ジオール、2−エチルプロパン−1,3−ジオール、ネオペンチルグリコール、ペンタン−1,5−ジオール、ヘキサン−1,6−ジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、3−メチルペンタン−2,4−ジオール、2−メチルペンタン−2,4−ジオール、2,2,4−トリメチルペンタン−1,3−ジオール、2,2,4−トリメチルペンタン−1,5−ジオール、2−エチルヘキサン−1,3−ジオール、2,2−ジエチルプロパン−1,3−ジオール、ヘキサン−2,5−ジオール、1,4−ジ(β−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン、2,4−ジヒドロキシ−1,1,3,3−テトラメチルシクロブタン、2,2−ビス(3−β−ヒドロキシエトキシフェニル)プロパン、および2,2−ビス(4−ヒドロキシプロポキシフェニル)プロパンの残基が含まれていてもよい。
成分A)として好適に使用されるPBTの固有粘度は、それぞれの場合において、EN ISO 1628/5に従い、Ubbelohde粘度計で、フェノール/o−ジクロロベンゼン(1:1、重量部)中25℃で測定して、30〜150cm3/gの範囲、特に好ましくは40〜130cm3/gの範囲、極めて特に好ましくは50〜100cm3/gの範囲である。Mark−Houwink式に従えば、固有粘度IV(Staudinger指数または極限粘度とも呼ばれる)は、平均分子質量に比例し、粘度数VNを、ポリマー濃度ゼロにまで外挿したものである。それは、一連の測定から、あるいは適切な近似法(たとえば、Billmeyer)を使用して予測することができる。VN[mL/g]は、毛細管粘度計、たとえばUbbelohde粘度計中で測定した溶液粘度から得られる。溶液粘度は、プラスチックの平均分子量の目安である。その値は、各種の溶媒、好ましくはギ酸、m−クレゾール、テトラクロロエタン、フェノール、1,2−ジクロロベンゼンなどおよび各種の濃度を使用して、溶液の中のポリマーについて求める。粘度数VNを使用して、プラスチックの加工特性および使用特性をモニターすることができる。ポリマーの熱応力、老化現象、または耐薬品性、耐候性および耐光性を検討するのに、比較測定(comparative measurement)が使用できる。この点に関しては、以下も参照されたい:http://de.wikipedia.org/wiki/Viskosimetrieおよびhttp://de.wikipedia.org/wiki/Mark−Houwink−Gleichung。
本発明において成分A)として好適に使用されるPBTは、他のポリマーとの混合物の形で使用することもできる。本発明において使用されるPBTブレンド物は、コンパウンディングによって製造される。コンパウンディングの際に、慣用される添加剤、特に離型剤またはエラストマーを混ぜ込んで、そのブレンド物の特性を改良することもさらに可能である。
本発明において好適に使用されるPBTは、Lanxess Deutschland GmbH(Cologne)からPocan(登録商標)B1300として購入することが可能である。
別の実施態様においては、少なくとも1種のポリアルキレンフラノエート、好ましくはポリエチレンフラノエート(PEF)またはポリプロピレンフラノエート(PPF)を成分A)として使用することができる。ポリアルキレンフラノエートは、好ましくは、2,5−フランジカルボン酸の重合を含むリサイクルプロセスから得られる。ヒドロキシメチルフルフラール(HMF)(Avantium(Amsterdam,The Netherlands)製)が出発物質として使用される。BioPla Journal,No.59,2015,pp.12〜17も参照されたい。
成分B)
本発明においては、成分B)ポリカーボネート(PC)と組み合わせて成分A)が使用される。成分A)とB)とがブレンド物の形をとっているのが好ましい。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)、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン(ビスフェノールS)、ジヒドロキシジフェニルスルフィド、テトラメチルビスフェノールA、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(BPTMC)または1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン(THPE)をベースとするポリカーボネートを使用するのが好ましい。ビスフェノールA[CAS No.25037−45−0]をベースとするPCを使用するのが、特に好ましい。本発明において使用されるPBT−PCブレンド物は、コンパウンディングによって製造される。コンパウンディングの際に、慣用される添加剤、特に離型剤またはエラストマーを混ぜ込んで、そのブレンド物の特性を改良することもさらに可能である。本発明において特に好適に使用され、ビスフェノールAをベースとするポリカーボネートは、Covestro AG(Leverkusen)から、Makrolon(登録商標)2405として購入することができる。
本発明においては、成分B)ポリカーボネート(PC)と組み合わせて成分A)が使用される。成分A)とB)とがブレンド物の形をとっているのが好ましい。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)、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン(ビスフェノールS)、ジヒドロキシジフェニルスルフィド、テトラメチルビスフェノールA、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(BPTMC)または1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン(THPE)をベースとするポリカーボネートを使用するのが好ましい。ビスフェノールA[CAS No.25037−45−0]をベースとするPCを使用するのが、特に好ましい。本発明において使用されるPBT−PCブレンド物は、コンパウンディングによって製造される。コンパウンディングの際に、慣用される添加剤、特に離型剤またはエラストマーを混ぜ込んで、そのブレンド物の特性を改良することもさらに可能である。本発明において特に好適に使用され、ビスフェノールAをベースとするポリカーボネートは、Covestro AG(Leverkusen)から、Makrolon(登録商標)2405として購入することができる。
成分C)
二級アルカンスルホネート(SAS)のナトリウム塩が、成分C)として使用される。その中の基Rが脂肪族であるスルホン酸は、アルカンスルホン酸と名付けられ、それらの塩およびエステルは、アルキルスルホネートまたはアルカンスルホネートと名付けられている。本発明において成分C)として使用される二級アルカンスルホネートは、スルホネート残基だけでなく、2個のアルキル残基も担持している(したがって、先に挙げた従来技術におけるような芳香族残基ではない)二級炭素原子を特徴としている。
二級アルカンスルホネート(SAS)のナトリウム塩が、成分C)として使用される。その中の基Rが脂肪族であるスルホン酸は、アルカンスルホン酸と名付けられ、それらの塩およびエステルは、アルキルスルホネートまたはアルカンスルホネートと名付けられている。本発明において成分C)として使用される二級アルカンスルホネートは、スルホネート残基だけでなく、2個のアルキル残基も担持している(したがって、先に挙げた従来技術におけるような芳香族残基ではない)二級炭素原子を特徴としている。
特にヨーロッパにおいては、SAS[CAS No.97489−15−1]は、アニオン性界面活性剤の経済的に重要な群であり、一般式(I)
R1−HC(SO3Na)−R2 (I)
の異性体および同族体の混合物であることを特徴としている。[式中、R1およびR2は相互に独立してそれぞれ、C10〜C21のアルキル残基である。]
特に好ましいのは、その中でR1およびR2が相互に独立してそれぞれ、C16〜C18のアルキル残基である、式(I)のアルカンスルホン酸のナトリウム塩である。
R1−HC(SO3Na)−R2 (I)
の異性体および同族体の混合物であることを特徴としている。[式中、R1およびR2は相互に独立してそれぞれ、C10〜C21のアルキル残基である。]
特に好ましいのは、その中でR1およびR2が相互に独立してそれぞれ、C16〜C18のアルキル残基である、式(I)のアルカンスルホン酸のナトリウム塩である。
SASは、直鎖のパラフィンをスルホ酸化するか、またはスルホ塩素化し、次いで水酸化ナトリウム溶液の手段により、スルホクロリドの中和またはスルホン化(sulphonification)することによって得られる。SASは、極めて良好な生分解性を有し、皿洗い組成物および家庭用洗剤製品中、さらには、ボディケア組成物中、乳化重合中、および消火剤組成物中で主としてこれまで使用されてきた。Lanxess Deutschland GmbH(Cologne)により商標Mersolat(登録商標)として市販されてきたSASで慣用的に使用されているその他の項目は、フェニル(C10−C21)アルカンスルホネートおよびフェニル(C16〜C18)アルカンスルホネートである。さらに、https://de.wikipedia.org/wiki/(C10%E2%80%93C21)Alkanesulfons%C3%A4urephenylesterも参照されたい。
好適に使用されるSASの量は、成分A)の100重量部を規準にして、0.5〜20重量部である。本発明において好適に使用されるSASは、たとえばLanxess Deutschland GmbH(Cologne)からMersolat(登録商標)H95として購入することができる。
成分D)
好ましい実施態様においては、成分A)、B)およびC)に加えて、成分D)の少なくとも1種のエラストマー変性剤も使用される。好適に使用される成分D)の量は、成分A)の100重量部を規準にして、1〜35重量部である。成分D)として好適に使用されるエラストマー変性剤は、なかんずく、以下のものの1種または複数のグラフトポリマーである。
D.1:好ましくは5〜95重量%、特に好ましくは30〜90%の、少なくとも1種のビニルモノマー、
D.2:好ましくは95〜5重量%、特に好ましくは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。重量パーセントは、100重量パーセントのD)を規準にしたものである。
好ましい実施態様においては、成分A)、B)およびC)に加えて、成分D)の少なくとも1種のエラストマー変性剤も使用される。好適に使用される成分D)の量は、成分A)の100重量部を規準にして、1〜35重量部である。成分D)として好適に使用されるエラストマー変性剤は、なかんずく、以下のものの1種または複数のグラフトポリマーである。
D.1:好ましくは5〜95重量%、特に好ましくは30〜90%の、少なくとも1種のビニルモノマー、
D.2:好ましくは95〜5重量%、特に好ましくは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。重量パーセントは、100重量パーセントのD)を規準にしたものである。
グラフトベースD.2の中央粒径(d50値)は、一般的には0.05〜10μmの範囲、好ましくは0.1〜5μmの範囲、特に好ましくは0.2〜1μmの範囲である。
モノマーD.1は、好ましくは以下のものの混合物である:
D.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またはメタクリル酸エチル、ならびに
D.1.2:1%〜50重量%の、ビニルシアニド、特には不飽和ニトリル、たとえば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、メタクリル酸グリシジル、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またはN−フェニルマレイミド。ここでの重量パーセントは、100重量パーセントのD1を規準にしたものである。
D.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またはメタクリル酸エチル、ならびに
D.1.2:1%〜50重量%の、ビニルシアニド、特には不飽和ニトリル、たとえば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、メタクリル酸グリシジル、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またはN−フェニルマレイミド。ここでの重量パーセントは、100重量パーセントのD1を規準にしたものである。
好適なモノマーD.1.1は、スチレン、α−メチルスチレンおよびメタクリル酸メチルのモノマーの少なくとも1種から選択され、好適なモノマーD.1.2は、アクリロニトリル、無水マレイン酸、メタクリル酸グリシジル、およびメタクリル酸メチルのモノマーの少なくとも1種から選択される。
特に好適なモノマーは、D.1.1ではスチレン、D.1.2ではアクリロニトリルである。
エラストマー変性剤において使用されるグラフトポリマーに好適なグラフトベースのD.2は、たとえばジエンゴム、EPDMゴム、すなわちエチレン/プロピレン、および場合によってはジエンをベースとするゴム、さらには、アクリレートゴム、ポリウレタンゴム、シリコーンゴム、クロロプレンゴム、およびエチレン/酢酸ビニルゴムである。EPDMは、エチレン−プロピレン−ジエンゴムである。
好ましいグラフトベースのD.2は、ジエンゴム、特にブタジエン、イソプレンなどをベースとするものであるか、または、ジエンゴムの混合物であるか、または、ジエンゴムのコポリマー、またはそれらと他の共重合性モノマー、特にD.1.1およびD.1.2によるものとの混合物のコポリマーであるが、ただし、成分D.2のガラス転移温度が、10℃未満、好ましくは0℃未満、特に好ましくは−10℃未満でなければならない。
特に好ましいグラフトベースD.2は、ABSポリマー(エマルション法、バルク法、および懸濁法のABS)であるが、ここでABSはアクリロニトリル−ブタジエン−スチレンであり、たとえば以下の文献に記載されている:独国特許出願公開第A2 035 390号明細書(=米国特許第A3 644 574号明細書)または独国特許出願公開第A2 248 242号明細書(=英国特許第A1 409 275号明細書)、およびUllmann,Enzyklopaedie der Technischen Chemie[Ullmann,Encyclopaedia of Industrial Chemistry],Vol.19(1980),p.280ff。グラフトベースD.2のゲル含量は、好ましくは少なくとも30重量%、特に好ましくは少なくとも40重量%である(トルエン中で測定)。極めて特に好ましいのは、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン・コポリマーをベースとするゴムで、たとえばIneos Styrolution Group(Frankfurt)から、Novodur(登録商標)P60として入手することができる。
それらのエラストマー変性剤またはグラフトポリマーは、フリーラジカル重合、好ましくは乳化重合、懸濁重合、溶液重合またはバルク重合によって、特には乳化重合またはバルク重合によって製造される。
その他の特に好適なグラフトゴムとしては、米国特許第A4 937 285号明細書に記載の、有機ヒドロペルオキシドおよびアスコルビン酸から作られた開始剤系を使用した、レドックス開始系によって製造されたABSポリマーが挙げられる。
公知のことではあるが、グラフト化反応の際に、グラフトモノマーがグラフトベースの上に完全にグラフトされている必要はなく、したがって、本発明においては、グラフトポリマーという表現には、グラフトベースの存在下にグラフトモノマーが(共)重合することによって得られる仕上がった製品の中に、付随的に存在している反応生成物が含まれる。
同様に好適なアクリレートゴムは、グラフトベースD.2をベースとするものであって、それは、アクリル酸アルキルのポリマーで構成されているのが好ましいが、場合によってはD.2を規準にして40重量%までの、他の重合性のエチレン性不飽和モノマーを伴っている。好適な重合性アクリレートとしては、以下のものが挙げられる:C1〜C8アルキルエステル、たとえばメチル、エチル、ブチル、n−オクチルおよび2−エチルヘキシルエステル;ハロアルキルエステル、好ましくはハロC1〜C8アルキルエステル、好ましくはアクリル酸クロロエチル、グリシジルエステル、さらにはそれらのモノマーの混合物。ここで特に好ましいのは、コアとしてアクリル酸ブチルそしてシェルとしてメタクリル酸メチルを有するグラフトポリマーであって、特に挙げれば、Dow Corning Corporation(Midlnad,Michigan,USA)製のPoraloid(登録商標)EXL2300である。
D.2において好適で適切なその他のグラフトベースは、グラフト活性サイトを有するシリコーンゴムであって、たとえば、独国特許出願公開第A3 704 657号明細書(=米国特許第4 859 740号明細書)、独国特許出願公開第A3 704 655号明細書(=米国特許第4 861 831号明細書)、独国特許出願公開第A3 631 540号明細書(=米国特許第4 806 593号明細書)および独国特許出願公開第A3 631 539号明細書(=米国特許第4 812 515号明細書)に記載がある。
シリコーン含量を有する好ましいポリマーは、シェルとしてメタクリル酸メチルまたはスチレン−アクリロニトリルを、そしてコアとしてシリコーン/アクリル酸エステルグラフト物を有するものである。シェルとしてスチレン−アクリロニトリルを有するそれらの物質の中から、使用可能な例を挙げれば、Metablen(登録商標)SRK200がある。シェルとしてメタクリル酸メチルを有するそれらの物質の中から、使用可能な例を挙げれば、Metablen(登録商標)S2001、Metablen(登録商標)S2030および/またはMetablen(登録商標)SX−005がある。Metablen(登録商標)S2001を使用するのが特に好ましい。Metablen(登録商標)の商標がついた製品は、三菱レイヨン(株)(日本国、東京)から入手することが可能である。
架橋は、1個を超える重合性二重結合を含む共重合性モノマーによって達成することが可能である。架橋性モノマーの好適な例としては、3〜8個の炭素原子を有する不飽和モノカルボン酸と、3〜12個の炭素原子を有する不飽和一価アルコール、または2〜4個のOH基と2〜20個の炭素原子を有する飽和ポリオールとのエステルであって、好ましくは、エチレングリコールジメタクリレート、メタクリル酸アリル;ポリ不飽和ヘテロサイクリック化合物、好ましくは、トリビニルシアヌレートおよびトリアリルシアヌレート;多官能ビニル化合物、好ましくはジ−またはトリ−ビニルベンゼン;ならびにリン酸トリアリルおよびフタル酸ジアリルなどが挙げられる。
好適な架橋性モノマーは、メタクリル酸アリル、エチレングリコールジメタクリレート、フタル酸ジアリル、および少なくとも3個のエチレン性不飽和基を有するヘテロサイクリック化合物である。
特に好適な架橋性モノマーは、環状モノマーのトリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアクリロイルヘキサヒドロ−s−トリアジン、およびトリアリルベンゼンである。架橋されるモノマーの量は、グラフトベースD.2を規準にして、好ましくは0.02〜5重量%、特には0.05〜2重量%である。
環状架橋性モノマーが、少なくとも3個のエチレン性不飽和基を有している場合には、その量を、グラフトベースD.2の1重量%未満に限定するのが有利である。
グラフトベースD.2を製造するのに、アクリレートと共に場合によっては使用することができる、好ましい「その他の」重合性のエチレン性不飽和モノマーは、アクリロニトリル、スチレン、α−メチルスチレン、アクリルアミド、ビニル−C1〜C6アルキルエーテル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸グリシジル、およびブタジエンである。グラフトベースD.2として好ましいアクリレートゴムは、少なくとも60重量%のゲル含量を有するエマルションポリマーである。
グラフトポリマーをベースとするエラストマー変性剤と共に、同様に使用することが可能なその他の物質は、グラフトポリマーをベースとせず、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エラストマー変性剤である。それらの中でも好ましいのは、ブロックコポリマー構造を有するエラストマー、およびさらには、熱可塑的な溶融が可能なエラストマー、特には、EPMゴム、EPDMゴムおよび/またはSEBSゴムである(EPM=エチレン−プロピレン・コポリマー、EPDM=エチレン−プロピレン−ジエン・ゴム、そしてSEBS=スチレン−エテン−ブテン−スチレン・コポリマー)。
成分E)
本発明の組成物にはさらに、成分A)、B)、C)およびD)に加えてか、または、D)に代えて、成分E)として、少なくとも1種の充填剤または補強材料が含まれる。使用される充填剤または補強用材料の量は、成分A)の100重量部あたり、好ましくは1〜55重量部の範囲である。
本発明の組成物にはさらに、成分A)、B)、C)およびD)に加えてか、または、D)に代えて、成分E)として、少なくとも1種の充填剤または補強材料が含まれる。使用される充填剤または補強用材料の量は、成分A)の100重量部あたり、好ましくは1〜55重量部の範囲である。
以下の群からの少なくとも1種の充填剤または補強用材料を使用するのが好ましい:マイカ、シリケート、石英、特に粉体化石英、タルク粉[CAS No.14807−96−6]、二酸化チタン、非晶質シリカ、硫酸バリウム、ガラスビーズ、粉体化ガラスおよび/または繊維質充填剤および/またはガラス繊維または炭素繊維をベースとする補強用材料。
タルク粉、ガラスビーズ、または粉体化ガラスを使用するのが特に好ましく、ガラスビーズを使用すれば極めて特に好ましい。ガラスビーズを使用する場合には、粒径分布または粒径に関するデータは、それぞれの場合において、熱可塑性プラスチック成形組成物に組み入れる前の、表面ベースの(surface−based)粒径と呼ばれているものに関連づける。この場合、その手順では、それぞれのガラス粒子の表面積と仮想球形粒子(ビーズ)の表面積の直径の間の関係を計算する。これは、Ankersmid(EyeTech(登録商標)ソフトウェアおよびACM−104測定セルを備えたEye Tech(登録商標)、Ankersmid Lab(Oosterhout,the Netherlands)からの粒径分析計によって達成されるが、それは、レーザー掩蔽(laser obscuration)の作動原理を使用している。
成形組成物を得るため、または製品を得るための加工をした結果、成分E)として使用される充填剤および/または補強用材料のいずれのd97値またはd50値も、もともと使用された充填剤補強用材料の中よりも、前記材料の中における方が小さくなる可能性がある。
本出願におけるd50およびd97値に関して、その測定およびその意義については、Chemie Ingenieur Technik,(72),pp.273〜276,3/2000,Wiley−VCH Verlag GmbH(Weinheim),2000を参照されたいが、そこでは、
d50値は、粒子の50%が、表記されたサイズ(中央)の値よりも下にあるような粒径であり、
d97値は、粒子の97%が、表記されたサイズよりも下にあるような粒径である。
d50値は、粒子の50%が、表記されたサイズ(中央)の値よりも下にあるような粒径であり、
d97値は、粒子の97%が、表記されたサイズよりも下にあるような粒径である。
充填剤および補強用材料は、個別に使用することもできるし、あるいは、2種以上の異なった充填剤および/または補強用材料の混合物の形態で使用することもできる。
好ましい実施態様においては、成分E)として使用される充填剤および/または補強用材料を、特に好ましくはカップリング剤またはカップリング剤系、特に好ましくはエポキシドをベースとするものを用いて、表面変性しておくこともできる。しかしながら、前処理が必須であるという訳ではない。
特に好ましい実施態様においては、Spheriglassとして知られている球状のガラスビーズが成分E)として使用される。
成分E)として使用される充填剤および/または補強用材料、特にガラスビーズまたはガラス繊維には、適切なサイジング系、またはカップリング剤もしくはカップリング剤系、特に好ましくはシランをベースとするもの、が備わっているのが好ましい。
上述の前処理のための、極めて特に好ましいシランベースのカップリング剤は、一般式(II)
(X−(CH2)q)k−Si−(O−CrH2r+1)4−k (II)
[式中、置換基は以下のように定義される:
Xは、NH2−、HO−、
であり、
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、
kは、1〜3の整数、好ましくは1である。]
のシラン化合物である。
(X−(CH2)q)k−Si−(O−CrH2r+1)4−k (II)
[式中、置換基は以下のように定義される:
Xは、NH2−、HO−、
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、
kは、1〜3の整数、好ましくは1である。]
のシラン化合物である。
特に好適なカップリング剤は、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノブチルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノブチルトリエトキシシラン、ならびに、置換基Xとしてグリシジル基を含むそれらに対応するシラン、の群からのシラン化合物である。
ガラスビーズまたはガラス繊維を表面コーティング処理するためのシラン化合物の使用量は、充填剤または補強用材料を規準にして、好ましくは0.05〜2重量%の範囲、特に好ましくは0.25〜1.5重量%の範囲、特には0.5〜1重量%の範囲である。
本発明において使用されるガラスビーズは、Potters Industries LLC(Valley Forge,PA 19482,USA)からSpheriglass(登録商標)3000 CP02として購入することができる。
成分F)
好ましい実施態様においては、成分A)、B)、C)、D)および/またはE)に加えてか、またはD)に代えるかもしくはE)に代えて、成分F)の少なくとも1種のさらなる添加剤が使用される。成分F)の好適な使用量は、成分A)のポリエステル100重量部を規準にして、0.1〜20重量部である。
好ましい実施態様においては、成分A)、B)、C)、D)および/またはE)に加えてか、またはD)に代えるかもしくはE)に代えて、成分F)の少なくとも1種のさらなる添加剤が使用される。成分F)の好適な使用量は、成分A)のポリエステル100重量部を規準にして、0.1〜20重量部である。
本発明の目的のために好ましいさらなる添加剤は、UV安定剤、熱安定剤、潤滑剤および離型剤、成分E)とは異なる充填剤および補強用材料、成核剤、レーザー吸収剤、二官能もしくは多官能の分岐もしくは鎖延長用の添加剤、加水分解安定剤、帯電防止剤、乳化剤、可塑剤、加工助剤、流動助剤、成分D)とは異なるエラストマー変性剤、および着色剤である。それらの添加剤はそれぞれ、単独で使用しても、混合物で使用しても、あるいはマスターバッチの形態で使用してもよい。
好ましい潤滑剤および離型剤は、長鎖脂肪酸、長鎖脂肪酸の塩、長鎖脂肪酸のエステル誘導体、およびさらにはモンタンワックスの群から選択されるものである。
好ましい長鎖脂肪酸は、ステアリン酸およびベヘン酸である。長鎖脂肪酸の好ましい塩は、ステアリン酸Caおよびステアリン酸Znである。好ましい長鎖脂肪酸のエステル誘導体は、ペンタエリスリトールをベースとするもの、特にはペンタエリスリトールのC16〜C18脂肪酸エステル[CAS No.68604−44−4]または[CAS No.85116−93−4]である。
本発明の目的においては、モンタンワックスは、28〜32個の炭素原子の鎖長を有する、直鎖の飽和カルボン酸の混合物である。本発明において特に好ましいのは、8〜40個の炭素原子を有する飽和もしくは不飽和の脂肪族カルボン酸と、2〜40個の炭素原子を有する脂肪族飽和アルコールとからのエステル、およびさらには8〜40個の炭素原子を有する飽和もしくは不飽和の脂肪族カルボン酸の金属塩の群からの潤滑剤および/または離型剤であり、ここで特に好ましいのは、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ステアリン酸カルシウム[CAS No.1592−23−0]、および/またはエチレングリコールジモンタネート、この場合では特にClariant(Muttenz,Basle)からのLicowax(登録商標)E[CAS No.74388−22−0]であり、そして極めて特に好ましいのは、ペンタエリスリトールテトラステアレート[CAS No.115−83−3]、たとえばEmery Oleochemicals GmbH(Dusseldorf,Germany)から入手可能なLoxiol(登録商標)P861である。
使用される着色剤は、好ましくは、有機顔料、好ましくはフタロシアニン、キナクリドン、ペリレン、およびさらには染料、好ましくはニグロシンまたはアントラキノン、およびさらには無機顔料、特に二酸化チタンおよび/または硫酸バリウム、ウルトラマリンブルー、酸化鉄、硫化亜鉛またはカーボンブラックである。
成分F)として好適に使用される可塑剤は、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジベンジル、フタル酸ブチルベンジル、炭化水素オイル、またはN−(n−ブチル)ベンゼンスルホンアミドである。
好適に使用される成核剤は、酢酸ナトリウム、サリチル酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、サッカリン酸ナトリウム、酢酸カリウム、サリチル酸カリウム、ステアリン酸カリウム、サッカリン酸、およびさらには、部分加水分解したモンタンワックスおよびアイオノマー、そしてさらに極めて特に好ましくは、タルク粉(成分E)として既に存在していないものに限る)であるが、ここに列記したものに限定される訳ではない。
成分F)として好適に使用される熱安定剤は、立体障害フェノール、および脂肪族的もしくは芳香族的に置換されたホスファイト、およびこれらの群の各種に置換されたもの、の群から選択される。
立体障害フェノールの中でも、使用するのに好ましいのは、少なくとも1個の3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル単位および/または少なくとも1個の3,5−ジ(tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)単位を有するものであって、特に好ましいのは以下のものである:1,6−ヘキサンジオール ビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート][CAS No.35074−77−2](Irganox(登録商標)259(BASF SE(Ludwigshafen,Germany)製)、ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート][CAS No.6683−19−8](Irganox(登録商標)1010、BASF SE製)、および3,9−ビス[2−[3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ]−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン[CAS No.90498−90−1](ADK Stab(登録商標)AO 80)。ADK Stab(登録商標)AO 80は、Adeka−Palmerole SAS(Mulhouse,France)から市販されている製品である。
脂肪族的もしくは芳香族的に置換されたホスファイトの中でも、使用するのに好ましいのは以下のものである:テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)4,4−ビフェニルジホスホナイト[CAS No.119345−01−6]たとえば、Clariant International Ltd(Muttenz,Switzerland)によって供給されるHostanox(登録商標)P−EPQ、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[CAS No.154862−43−8]たとえば、Dover Chemical Corp.(Dover,USA)から供給される商標Doverphos(登録商標)S9228、および/またはテトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)1,1−ビフェニル−4,4’−ジイルビスホスホナイト[CAS No.38613−77−3]。
好ましい実施態様においては、本発明は、A)ポリブチレンテレフタレート、B)ポリカーボネート、およびC)少なくとも1種の式R1−HC(SO3Na)−R2の化合物(式中、R1およびR2はそれぞれ相互に独立して、C10〜C21アルキル残基である)を含む組成物および成形組成物、ならびにそれらから製造される製品を提供する。
好ましい実施態様においては、本発明は、A)ポリブチレンテレフタレート、B)ポリカーボネート、C)少なくとも1種の式R1−HC(SO3Na)−R2の化合物(式中、R1およびR2はそれぞれ相互に独立して、C10〜C21アルキル残基である)、およびE)アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン・コポリマーをベースとする少なくとも1種のゴムを含む組成物および成形組成物、ならびにそれらから製造される製品を提供する。
使用
しかしながら、本発明はさらに、静電スプレープロセス(ESTA)にかける製品を製造するための、本発明の組成物の使用、特に成形組成物にあるものの使用も提供する。
しかしながら、本発明はさらに、静電スプレープロセス(ESTA)にかける製品を製造するための、本発明の組成物の使用、特に成形組成物にあるものの使用も提供する。
コーティング
コーティングは、工業的製造からの製品の上に被覆を適用するための、最も重要なプロセスとみなすことができる。したがって、工業的使用のために極めて広く各種のコーティングプロセスが開発されてきた。実質的に自動化されたシステムを使用すればさらに、スプレー塗装プロセス、キャスティングプロセス、ローリングプロセスまたは浸漬プロセスによって、多数の構成成分を迅速かつ均質にコーティングできるようになる。本発明においては、コーティングプロセスには、低圧スプレー塗装、圧縮空気スプレー塗装、超高圧スプレー塗装、加熱スプレー塗装、静電塗装、ディップコーティング、キャスティングプロセス、およびローリングプロセスの群からのものが含まれる。
コーティングは、工業的製造からの製品の上に被覆を適用するための、最も重要なプロセスとみなすことができる。したがって、工業的使用のために極めて広く各種のコーティングプロセスが開発されてきた。実質的に自動化されたシステムを使用すればさらに、スプレー塗装プロセス、キャスティングプロセス、ローリングプロセスまたは浸漬プロセスによって、多数の構成成分を迅速かつ均質にコーティングできるようになる。本発明においては、コーティングプロセスには、低圧スプレー塗装、圧縮空気スプレー塗装、超高圧スプレー塗装、加熱スプレー塗装、静電塗装、ディップコーティング、キャスティングプロセス、およびローリングプロセスの群からのものが含まれる。
コーティングの組成物
塗料およびコーティングは、バインダー、顔料、溶媒および希釈剤、充填剤、ならびにその他の添加物質の混合物である。バインダーは、顔料粒子相互の接合およびコーティング対象の基材への接合の役割を有している。顔料は、適用媒体に実質的に不溶性の、無機もしくは有機で、有色もしくは無色の(chrominate or nonchrominate)着色剤である。溶媒および希釈剤(たとえば、ペトロリウムスピリットまたはテルペン油)は、1種または複数の成分で構成される液体であって、化学反応を起こすことなくバインダーを溶解させることができる。このものは、処理の際に必要な粘度をコーティングに与える。充填剤は、粉末状の物質で、適用媒体に実質的に不溶であり、体積を変化させるため、技術的特性を達成もしくは改良するため、および/または光学的性能に影響させるために使用される。その他の添加物質は、なかんずく、可塑剤、乾燥剤、硬化剤、濡れ剤、およびさらには艶消剤である。可塑剤は、コーティングにおいては重要な構成成分であって、それは次いで成形プロセスにかけられる成分に適用される。硬化剤は、引っ掻き抵抗性コーティングの構成成分である。
塗料およびコーティングは、バインダー、顔料、溶媒および希釈剤、充填剤、ならびにその他の添加物質の混合物である。バインダーは、顔料粒子相互の接合およびコーティング対象の基材への接合の役割を有している。顔料は、適用媒体に実質的に不溶性の、無機もしくは有機で、有色もしくは無色の(chrominate or nonchrominate)着色剤である。溶媒および希釈剤(たとえば、ペトロリウムスピリットまたはテルペン油)は、1種または複数の成分で構成される液体であって、化学反応を起こすことなくバインダーを溶解させることができる。このものは、処理の際に必要な粘度をコーティングに与える。充填剤は、粉末状の物質で、適用媒体に実質的に不溶であり、体積を変化させるため、技術的特性を達成もしくは改良するため、および/または光学的性能に影響させるために使用される。その他の添加物質は、なかんずく、可塑剤、乾燥剤、硬化剤、濡れ剤、およびさらには艶消剤である。可塑剤は、コーティングにおいては重要な構成成分であって、それは次いで成形プロセスにかけられる成分に適用される。硬化剤は、引っ掻き抵抗性コーティングの構成成分である。
加工物の表面の前処理
有機コーティングをする前に、コーティング対象の製品の表面は、ほとんど場合、基材へコーティング層を良好に付着させるため、コーティングプロセスで問題が起きないようにするため、均質なコーティング膜を確保するため、さらには、環境からの影響に対する抵抗性を上げるための処理を必要とする。機械的な前処理プロセスと化学的な前処理プロセスとでは、区別がされている。
有機コーティングをする前に、コーティング対象の製品の表面は、ほとんど場合、基材へコーティング層を良好に付着させるため、コーティングプロセスで問題が起きないようにするため、均質なコーティング膜を確保するため、さらには、環境からの影響に対する抵抗性を上げるための処理を必要とする。機械的な前処理プロセスと化学的な前処理プロセスとでは、区別がされている。
コーティングプロセス
スプレー塗装の場合においては、その液体がアトマイズされる。これは、各種の物理的作用の助けを借りて達成することができる。コーティング技術においては、アトマイゼーションの二つの原理、すなわち機械力によるアトマイゼーション(=機械的支援スプレープロセス)および電気力によるアトマイゼーション(=電気的支援スプレープロセス)が使用される。
スプレー塗装の場合においては、その液体がアトマイズされる。これは、各種の物理的作用の助けを借りて達成することができる。コーティング技術においては、アトマイゼーションの二つの原理、すなわち機械力によるアトマイゼーション(=機械的支援スプレープロセス)および電気力によるアトマイゼーション(=電気的支援スプレープロセス)が使用される。
各種のスプレープロセスで、その効率がかなり異なる。スプレーしぶき(overspray)という用語は、目標の上に析出しないか、またはそれから逸れてしまったスプレーについて使用されるが、これが起きると、コーティング材料が実質的にロスすることになるのでそのプロセスの経済性が乏しくなり、また環境を汚染することになる可能性がある。コーティングプロセスのための手動および自動のスプレーガンのために、多く各種のノズルのタイプが供給されており、例としては以下のものが挙げられる:接線方向中空(tangential hollow)円錐ノズル、軸方向中実(axial full)円錐ノズル、中空円錐螺旋(hollow cone helix)ノズル、クラスターヘッド(cluster head)ノズル、外部混合を有する空気圧式アトマイザー、および内部混合を有する超音波−空気圧式アトマイザー。コーティングを適用するために一般的に使用されるアトマイザーノズルは、トラバースさせる領域を完全にカバーできるようなものである。空気圧式アトマイザーの断面図から、多方向から放出される空気流によって、コーティング材料の液滴への微細化およびさらには前方への移動がもたらされることが読み取れる。気体と液体で作動するノズルは、二流体ノズルと呼ばれている。
最も一般的に使用されているコーティングプロセスを以下に簡単に示し、説明する。
低圧スプレー塗装:このプロセスでは、0.2〜0.5barのスプレー圧力で作動する特殊な低圧スプレー装置(「電気スプレーガン」)を使用する。このプロセスにおいては、空気は、圧縮空気プロセスで圧縮するのではなく、その代わりにロータリーブロワーからガンに直接送り、中間の空気室は無い。そのプロセスは、一般的には、そのコーティングが、光学的性能を主たる要求性能としていないようなところで使用される。それは、希薄な、すなわち高度に希釈されたコーティング材料の場合に適している。
圧縮空気スプレー塗装の場合においては、コーティング材料の分散および塗布が、圧縮空気(1〜5bar)によって達成されるが、その圧縮空気には、水や油分が含まれていてはならない。このプロセスでは、その中で圧縮空気が高速で流れるスプレーガンが使用される。ノズルシステムを使用して、コーティング材料を吸引取り込みし、それをスプレーコーンの中でアトマイズさせるが、それは、それぞれの要求に合わせることができる。圧縮空気スプレー塗装により、顔料が多く、溶媒含量が低い、かなり高粘度のコーティング材料のスプレー塗装が可能となる。
超高圧スプレー塗装(エアレス・スプレー塗装):このプロセスにおいては、コーティング材料が、空気を混入することなく、約100〜400barの圧力下に、スプレーノズルを通して、油圧を用いて強制的に押し出される。前記の高圧は、圧縮空気作動または電気作動のピストンポンプによって発生させる。アトマイゼーションは、ノズルからの放出のところで起きる。空気抵抗と機械的抵抗との組合せの中で急激に膨張することから、極めて微細な液滴が発生する。このコーティング材料のジェットには、空気は含まれていない。ガンに送られる空気は、針のサーボ機構制御または空気ジェットのクリーニングのために使用される。大量の処理ができるので、このプロセスは、大きな凝集性の(coherent)領域に向いている。
加熱スプレー塗装によれば、高粘度で、低溶媒含量のコーティング材料を問題無く処理することが可能となるが、その理由は、温度を上げると材料の粘度が低下するからである。このプロセスでは、支持空気の存在下または非存在下での、圧縮空気アトマイゼーションまたはエアレス・アトマイゼーションを使用することが可能である。ガンの容器の中で直接的にか、またはその中を熱水または加熱したコーティング材料が循環しているシステムを用いた熱交換器の方法で、材料が約55〜70℃に加熱される。加熱スプレー塗装によって、大きな個別の層の厚みを得ることが可能となり、多くの場合、高圧スプレー塗装プロセスと組み合わせて使用される。
静電塗装(ESTA):コーティング対象の製品とスプレーガンとの間に30kV〜50kVの直流電圧をかけ、強力な電場を形成させる。コーティング材料、好ましくは液体コーティング(wet coating)材料(静電液相コーティング)または粉体コーティング材料(静電粉体コーティング)がガンから放出されると直ぐに、それが帯電されて、あたかも磁石で引かれるようにして、その力線に従う。コーティング材料の粒子は、同一の電荷を有しているので、そのため、飛行している間は互いに反発して、均質なスプレージェットが形成される。粒子表面の析出(deposition)は、等しく均質である。吸引力が強いために、通常なら通り過ぎてしまうであろう粒子も、曲げられて、加工物に向かって加速される。
アトマイゼーションが、機械的に、好ましくは圧縮空気スプレー塗装、エアレス・スプレー塗装、またはロータリーアトマイザーによって達成される場合には、静電支援(electrostatically assisted)コーティングという表現が使用される。その場合の荷電プロセスは、スプレーユニットの内部(内部荷電)か、またはスプレーユニットの外部(外部荷電)のいずれかで起こさせることができる(コロナ帯電を参照)。コーティング材料の粒子は、荷電電極(アトマイザー)と対極電極(接地した加工物)との間の電気力線の行路に実質的に従うので、液相コーティング材料の静電支援コーティングは、静電支援の無いプロセスの場合よりも、材料がより効率的に塗布される。先にも述べたが、均一電着性(throw)として知られる効果を使用して、ESTAコーティングされる製品の性能が評価される。
ディップコーティングの場合においては、コーティング対象の製品をコーティング材料の中に浸漬させ、それらが完全に濡れてから、そこから取り出す。その製品は、コーティング材料の中に完全に浸漬させるので、浮上することは許されない、すなわちそれらの密度が、コーティング材料の密度よりも高くなくてはならない。浸漬の際に気泡が残っていてはならないが、その理由は、そうしないと、その箇所には、コーティング材料が塗布されないからである。それをタンクから取り出したときに、そのコーティングされた製品の上に過剰のコーティング材料があってはならないが、その理由は、コーティング材料が過剰な量であると、硬化が十分に進まないからである。コーティング対象の製品はさらに、コーティングの前に完全にクリーンになってなくてはならない。ディップコーティングは、要求があまり厳しくない(たとえば、農業用機械部品用)、ベースコート層またはトップコート層の塗布に適している。
キャスティングプロセス:キャスティング機械は大きなテーブルであって、その表面がロールまたはコンベヤベルトで構成されており、それがコーティング手順を通して、コーティング対象の物品を各種の速度で移動させる。これのためのコーティング材料は、貯蔵容器からフィードポンプで、キャスティングヘッドと呼ばれているものの中にポンプ輸送される。それは、そのコンベヤシステムの幅全体に広がっている容器であって、その下側に調節可能なギャップが備わっていて、そこを通してペイントが、垂直下向きの広く連続したペイントのカーテンの形で、加工物の上に流れる。キャスティングプロセスは、ロールプロセスではコーティングすることができない、極めて大きく、平坦または曲面を有する物品のために、特に使用される。
ロールプロセスの場合においては、回転しているゴムロールから加工物の表面の上に、コーティング材料を移行させる。コーティング材料の所望の塗布量は、アプリケーターロールと計量ロールの間の調節可能なギャップを利用して決めることができる。加工物の表面は、片側だけまたは両側にコーティングすることができる。同方向回転ロールプロセスの場合においては、加工物とコーティングロールが同じ方向に動くが、補助ロール(auxiliary roll)プロセスの場合においては、それらが反対方向に動く。ロールプロセスは、金属条片、家具の部品、金属シート、缶、およびバケツをコーティングするのに使用される。
本発明は、静電スプレープロセス(ESTA)における、本発明の組成物を含む製品の使用を提供する。
本発明はさらに、自動車産業において、好ましくは自動車の車体部品として、特に好ましくは、車輪まわり、バンパー、タンクカバー、スポイラー、ミラーハウジング、ドアハンドル、さらには、自動車セクターおよび大型輸送車セクターにおけるその他のパネル用材としての、本発明の組成物を含むコーティングされた製品の使用も提供する。
製造プロセス
しかしながら、本発明はさらに、製品、好ましくは自動車産業のための製品を製造するためのプロセスも提供するが、そこでは、本発明の組成物が混合されて、成形組成物を与える。これらの成形組成物を、ストランドの形態で排出させ、それらが粒状化させることが可能になるまで冷却し、粒状物としてから、それらを射出成形にかけることもまた可能である。
しかしながら、本発明はさらに、製品、好ましくは自動車産業のための製品を製造するためのプロセスも提供するが、そこでは、本発明の組成物が混合されて、成形組成物を与える。これらの成形組成物を、ストランドの形態で排出させ、それらが粒状化させることが可能になるまで冷却し、粒状物としてから、それらを射出成形にかけることもまた可能である。
その混合は、240〜310℃の範囲、好ましくは260〜300℃の範囲、特に好ましくは270〜295℃の範囲の温度で、溶融状態で実施するのが好ましい。特には、この目的のためには、二軸スクリューエクストルーダーを使用するのが好ましい。
一つの実施態様において、本発明の組成物を含む粒状物を、好ましくは120℃近辺の温度で、真空乾燥オーブンの中または空気乾燥機(pneumatic dryer)の中で2時間かけて乾燥させてから、本発明の製品を製造する目的のために、それを射出成形にかけ、次いでコーティングプロセスにかける。
PBTベースの成形組成物を射出成形するためのプロセスは、当業者には公知である。
射出成形によってPBTベースの製品を製造するための本発明のプロセスは、240〜330℃の範囲、好ましくは260〜300℃の範囲、特に好ましくは270〜290℃の範囲の溶融温度で、場合によってはさらに、高くとも2500barの圧力、好ましくは高くとも2000barの圧力、特に好ましくは高くとも1500barの圧力、極めて特に好ましくは高くとも750barの圧力で実施される。
射出成形プロセスの特徴は、好ましくは粒状物の形態にある、本発明の組成物を含む成形組成物を、加熱した円筒状のキャビティの中で溶融(可塑化)させ、それを、射出成形組成物として、加圧下に温度調節されたキャビティの中に射出することにある。その射出成形物は、その組成物を冷却(固化)させた後に脱型させる。
各種のフェーズは以下のとおりである:
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許容するため)
4.脱型。
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許容するため)
4.脱型。
これに関しては、http://de.wikipedia.org/wiki/Spritzgie%C3%9Fenを参照されたい。射出成形機は、クランプユニット、射出ユニット、駆動系、および制御系で構成されている。クランプユニットには、型のための固定および可動熱盤、端盤、さらにはタイバーおよび可動型熱盤のための駆動系(トグルアセンブリーまたは油圧クランプユニット)が含まれている。
射出ユニットには、電気加熱可能なシリンダー、スクリュー駆動系(モーター、ギアボックス)、およびスクリューおよび射出ユニットを移動させるための油圧系が含まれる。射出ユニットの機能は、粉体または粒状物の溶融、計量および射出からなる(収縮を許容するため)。スクリューの中で溶融物が逆流する問題(漏洩流)は、逆流防止弁により解決される。
射出成形の間に、流入してくる溶融物を、分離し、冷却して、それにより、所望の製品を得る。この目的のためには、二つ割りの型(two mould halves)が必要である。射出成形プロセスに含まれている、各種の機能系は、以下のものである:
− ランナー系
− 成形インサート系
− ベント
− 機械を保持し、圧力に耐える系
− 脱型系および移動伝送系
− 温度制御系。
− ランナー系
− 成形インサート系
− ベント
− 機械を保持し、圧力に耐える系
− 脱型系および移動伝送系
− 温度制御系。
次いで、本発明の組成物をベースとする製品で見出された驚くべき性能、およびそれによって得られるコーティングでの可能性を証明するために、コンパウンディングによってポリエステル成形組成物を作成した。この目的のためには、個々の成分を、Coperion Werner&Pfleiderer(Stuttgart,Germany)からの二軸スクリューエクストルーダー(ZSK 32 Mega Compounder)の中で260〜300℃の範囲の温度で混合し、ストランドの形態で排出させ、それらが粒状化できるまで冷却し、粒状化させた。乾燥(一般的には、真空乾燥オーブン中120℃で2時間)させてから、その粒状物を加工して試験サンプルを得た。
表1に示した検討のための試験サンプルは、Arburg 320−210−500射出成形機で、溶融温度260℃、型温度80℃で射出成形したものである:
− 円盤状、直径80mm、厚み4mm。
− 円盤状、直径80mm、厚み4mm。
実施例で使用した原料は以下のものであった:
成分A):直鎖状のポリブチレンテレフタレート(Pocan(登録商標)B1300、Lanxess Deutschland GmbH(Leverkusen,Germany)からの市販品)、固有粘度93cm3/g(フェノール:1,2−ジクロロベンゼン=1:1の中、25℃で測定)
成分B):Makrolon(登録商標)2405、ポリカーボネート、Covestro AG製
成分C):Mersolat(登録商標)H95、SDB No.011693、アルカンスルホン酸ナトリウム[CAS No.68188−18−1]、Lanxess Deutschland GmbH(Cologne)から入手可能
成分D):Novodur(登録商標)P60、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン・コポリマー、INEOS Styrolution Group(Frankfurt)から入手可能
成分F)ポリエステルにおいて一般的に使用されているその他の添加剤、たとえば離型剤(たとえば、ペンタエリスリトールテトラステアレート(PETS))、熱安定剤たとえば、フェニルホスファイトをベースとするもの、たとえばペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート][CAS No.6683−19−8](Irganox(登録商標)1010(BASF SE製)、および成核剤たとえば、Mistron(登録商標)R10タルク(Imerys Talc Group(Toulouse,France)製)。成分Fを構成する添加剤のタイプと量は、本発明実施例と比較例では同じである。
成分A):直鎖状のポリブチレンテレフタレート(Pocan(登録商標)B1300、Lanxess Deutschland GmbH(Leverkusen,Germany)からの市販品)、固有粘度93cm3/g(フェノール:1,2−ジクロロベンゼン=1:1の中、25℃で測定)
成分B):Makrolon(登録商標)2405、ポリカーボネート、Covestro AG製
成分C):Mersolat(登録商標)H95、SDB No.011693、アルカンスルホン酸ナトリウム[CAS No.68188−18−1]、Lanxess Deutschland GmbH(Cologne)から入手可能
成分D):Novodur(登録商標)P60、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン・コポリマー、INEOS Styrolution Group(Frankfurt)から入手可能
成分F)ポリエステルにおいて一般的に使用されているその他の添加剤、たとえば離型剤(たとえば、ペンタエリスリトールテトラステアレート(PETS))、熱安定剤たとえば、フェニルホスファイトをベースとするもの、たとえばペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート][CAS No.6683−19−8](Irganox(登録商標)1010(BASF SE製)、および成核剤たとえば、Mistron(登録商標)R10タルク(Imerys Talc Group(Toulouse,France)製)。成分Fを構成する添加剤のタイプと量は、本発明実施例と比較例では同じである。
表1における成分の比率を合計すれば、常に100重量%である。
これらの例から、成分C)を使用すると、その効果は、成分C)を含まない比較例に比べて、表面抵抗率が107〜108低下するということが分かる。その結果として表面導電性が上がるので、成分C)を含まない比較例とは対照的に、その材料は、静電コーティングが容易になる。このことは、コーティングガンからは裏側になる基材の面でのコーティング材料の均一電着性が良好であることからも、実務的に証明することができる。これとは対照的に、成分C)を含まない材料では、均一電着性に欠けることが示される。この場合、成分C)を添加したことでも機械的性質には何の悪影響がでないが、それに対して他の導電添加剤たとえばカーボンブラックおよびカーボンナノチューブ(CNT)では、このタイプの悪影響があることは知られている。
成分A)としてのPBTを、成分B)およびC)と組み合わせることは、連続コーティングプロセスで一般的に使用することが可能である。その結果、時間とコストを削減することができる。最後になるが、本発明の組成物をベースとする製品は、水吸収性が極めて低いという特徴を有しており、温湿度条件のいかんに関わらず寸法安定性が維持される。
Claims (14)
- 組成物であって、
A)ポリブチレンテレフタレート、
B)ポリカーボネート、および
C)少なくとも1種の二級アルカンスルホネート、
を含むことを特徴とする、組成物。 - 成分C)が、一般式(I)
R1−HC(SO3Na)−R2 (I)
[式中、R1およびR2はそれぞれ相互に独立して、C10〜C21のアルキル残基である。]の異性体および同族体の混合物であることを特徴とする、請求項1に記載の組成物。 - R1およびR2が相互に独立してそれぞれ、C16〜C18アルキル残基であることを特徴とする、請求項2に記載の組成物。
- 2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ジヒドロキシジフェニルスルフィド、テトラメチルビスフェノールA、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、または1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタンをベースとする、好ましくは2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンをベースとするポリカーボネートが使用されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成物。
- 成分A)、B)およびC)に加えて、D)少なくとも1種のエラストマー変性剤もまた使用されることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記エラストマー変性剤が、
D.1:少なくとも1種のビニルモノマー
D.2:10℃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
の1種または複数のグラフトポリマーを含むことを特徴とする、請求項5に記載の組成物。 - グラフトベースD.2が、ABSポリマーであって、ABS=アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンであるABSポリマーであることを特徴とする、請求項6に記載の組成物。
- 成分A)として、ポリアルキレンフラノエート、好ましくはポリエチレンフラノエートまたはポリプロピレンフラノエートが使用されることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の組成物。
- 製品を製造するためのプロセスであって、請求項1〜8のいずれか1項に記載の組成物を混合して、成形組成物を得ることを特徴とする、プロセス。
- 前記成形組成物が、ストランドの形態で排出され、それが粒状化できるまで冷却され、粒状化されてから、射出成形にかけられることを特徴とする、請求項9に記載のプロセス。
- 製品を製造するための、請求項1〜8のいずれか1項に記載の組成物の使用。
- 前記製品が、自動車産業における、好ましくは車体部品、車輪まわり、バンパー、タンクカバー、スポイラー、ミラーハウジング、ドアハンドル、ならびにさらに自動車セクターおよび大型輸送車セクターにおけるその他のパネル用材における製品であることを特徴とする、請求項11に記載の使用。
- 前記製品が、静電スプレープロセス(ESTA)において使用されることを特徴とする、請求項11または12に記載の使用。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の組成物を含むことを特徴とする、製品、好ましくは自動車産業における製品。
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