JP2663718B2 - 靱性および加水分解耐性を有するポリカーボネート/ポリエステル配合物 - Google Patents

靱性および加水分解耐性を有するポリカーボネート/ポリエステル配合物

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    • C08L67/02Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【本発明の分野】本発明は、熱可塑性成形用組成物、特
にポリカーボネートおよびポリエステル樹脂を含む組成
物に関する。
【0002】
【本発明の背景】米国特許第3,431,224号およ
び同第4,562,222号には、ポリエステルまたは
その共重合体を混入したことによる環境応力亀裂に対し
改善された耐性を付与されたポリカーボネート成形用組
成物が記載されている。ポリカーボネート、ポリアルキ
レンテレフタレートおよびグラフト変性したブタジエン
・ゴムを含む配合物は米国特許第4,554,314号
に記載されている。線状の低密度ポリエチレンを含むポ
リカーボネート組成物においてはウェルドライン強度が
改善されることも報告されている(米国特許第4,56
3,562号)。これに対応し米国特許第4,564,
658号には、熱可塑性ポリエステル樹脂および線状低
密度ポリエチレンを含み、相容性および型抜き特性が改
善された熱可塑性成形用組成物が記載されている。米国
特許第3,437,631号には、ポリエチレンを含む
衝撃強さが改善されたポリカーボネート組成物が記載さ
れている。米国特許第4,476,274号には、ポリ
エチレンテレフタレートおよび線状低密度ポリエチレン
を含むガラス繊維で補強された組成物が記載されてい
る。米国特許第4,482,672号にはポリカーボネ
ート樹脂、ポリアルキレンテレフタレート樹脂、特定の
グラフト共重合体およびエチレン重合体を含む成形用組
成物が記載されている。該エチレン重合体の溶融流動性
は広い範囲に亙っている − 第7欄51行参照。
【0003】
【本発明の要約】本発明においては、驚くべきことに、
ポリカーボネートおよびポリアルキレンテレフタレート
を含む熱可塑性成形用組成物の衝撃強さおよび加水分解
耐性は、その中に添加剤程度の量の高溶融流動性ポリエ
チレンを混入することにより改善されることが見出され
た。この組成物はポリカーボネートおよびポリアルキレ
ンテレフタレートの重量比が特定の値をもつことを特徴
としている。
【0004】本発明の成形用組成物は約65〜75%の
ポリカーボネート樹脂、約35〜25%のポリアルキレ
ンテレフタレート、および3〜5%のメルトフローイン
デックス性が23〜60g/10分のポリエチレン樹脂
から成っている。本発明は主として、延性破壊によって
示されるような該組成物から成形される成形品の改善さ
れた衝撃特性は、ポリエチレンのメルトフローインデッ
クスが配合物中のポリカーボネートの量に逆比例する組
成物において得られるという発見に基づいている。
【0005】
【本発明の詳細な説明】添付図面には、本発明における
発見を示すグラフが示されている。このグラフは、ポリ
カーボネート樹脂の任意の割合において、延性が得られ
るには、ポリエチレンのメルトフローインデックスの最
低の閾値が実現されなければならないことを示してい
る。或る与えられたポリカーボネート樹脂の割合におい
ては、ポリエチレンのメルトフローインデックスがこの
閾値よりも高い場合に靭性が得られる。ポリエチレンの
メルトフローインデックスがこの閾値よりも低いと延性
破壊が起こる。
【0006】本発明の成形用組成物は、改善された衝撃
特性をもつ成形品の製造に適している。このような成形
品において生じる延性破壊により、本発明の組成物は、
脆性挙動が許容されないような成形品の製造に特に適し
ている。
【0007】本発明を実施するのに適した高分子量の熱
可塑性ポリエステルは、芳香族ジカルボン酸およびジオ
ールから導かれ、固有粘度が少なくとも0.4dl/g
のものである。任意に芳香族ジカルボン酸成分はジカル
ボン酸成分の少なくとも85モル%を占めている。適当
な芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフ
タル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルエーテル
ジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルス
ルフォンジカルボン酸およびジフェノキシエタンジカル
ボン酸がある。随時最高15モル%を占める芳香族ジカ
ルボン酸でないジカルボン酸としては、ヒドロキシカル
ボン酸、および脂肪族ジカルボン酸、例えばコハク酸、
アジピン酸およびセバチン酸がある。
【0008】上記ポリエステルのジオール成分は、線状
メチレン鎖の形の炭素数が2〜10、好ましくは2〜4
のものであり、1種またそれ以上の炭素数3〜8の他の
脂肪族ジオール、炭素数6〜15の脂環式ジオールまた
は炭素数6〜21の芳香族ジオールを最高30モル%含
んでいることができる。このような他のジオール(「共
存ジオール」)には、3−メチルペンタンジオール−
(2,4)、2−メチルペンタンジオール−(1,
4)、2,2,4−トリメチルペンタンジオール−
(1,3)、2,2,4−エチルヘキサンジオール−
(1,3)、2,2−ジエチルプロパンジオール−
(1,3)、ヘキサンジオール−(1,3)、1,4−
ジ−(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−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)−プロパンが含まれる。
【0009】ジオールの典型的な例としては、エチレン
グリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレン
グリコールおよびヘキサメチレングリコール、ネオペン
チルグリコール、シクロヘキサンジメチロール、トリシ
クロデカンジメチロール、2,2−ビス−(4−ヒドロ
キシエトキシフェニル)−プロパン、4,4′−ビス−
(ヒドロキシエトキシ)−ジフェニルスルフォンおよび
ジエチレングリコールがある。
【0010】このポリエステルは、ドイツ特許公開明細
書第1,900,270号および米国特許第3,69
2,744号記載のように、トリヒドロキシまたはテト
ラヒドロキシアルコール、或いは三塩基酸または四塩基
酸を混入することにより分岐させることができる。適当
な分岐剤の例としては、トリメジン酸、ピロメリット
酸、トリメチロールプロパンおよびエタン、並びにペン
タエリスリトールがある。分岐剤は酸成分の量に関し1
モル%より少なく使用することがことが好ましい。この
ポリエステルはまた公知の一官能性の化合物、例えばフ
ェノールまたは安息香酸を連鎖停止剤として含むことが
できる。
【0011】好適なポリエステルは、一般式
【0012】
【化1】 式中、nは2〜4である、の構造単位をもっている。
【0013】本発明を実施するのに適したポリエステル
樹脂を特徴付ける固有粘度は、フェノールおよびテトラ
クロロエタン(60:40)中に1%を含む溶液で25
℃において測定して、0.4〜1.4g/dl、好まし
くは0.4〜1.1g/dlの範囲になければならな
い。
【0014】本発明に適したポリエステルの製造法は公
知であり、米国特許第2,463,319号および3,
047,539号に記載されている。
【0015】本発明の組成物は、成形温度を低くし射出
成形サイクルを短くするポリエステルに対する結晶化速
度増進剤(例えばオロゴマー状ポリエステル)を含んで
いることができる。このような適当な促進剤は、米国特
許第4,223,113号に記載されている。
【0016】本発明において最も好適なポリアルキレン
テレフタレートは、ポリエチレンテレフタレートであ
る。
【0017】本発明を実施するのに使用されるポリカー
ボネートは、ポリカーボネート単独重合体、ポリカーボ
ネート共重合体およびポリカーボネート三元重合体、或
いはこれらの混合物である。ポリカーボネート樹脂は一
般に、分子量が10,000〜200,000(重量平
均分子量)、好ましくは20,000〜80,000で
あり、さらにASTM D−1238によるメルトフロ
ーインデックスが300℃において1〜24g/10分
である。これらのポリカーボネート樹脂は、例えばホス
ゲンとジヒドロキシ化合物から縮重合により、公知の界
面重合を用いて製造することができる[米国ニューヨー
ク、Interscience出版社1964年発行、
H.Schnell著、Chemistry and
Physics of Polycarbonate
s」参照]。
【0018】本発明においては、本発明のポリカーボネ
ートの製造に適したジヒドロキシ化合物は、下記の一般
式(1)または(2)をもっている。
【0019】
【化2】 ここで、Aは、炭素数1〜8のアルキレン基、炭素数2
〜8のアルキリデン基、炭素数5〜15のシクロアルキ
レン基、炭素数5〜15のシクロアルキリデン基、カル
ボニル基、酸素原子:S、−SO−または−SO2基;
一般式
【0020】
【化3】 の基であり、gは、0または1の数、eは、0または1
の数、ZはF、Cl、BrまたはC1〜C4アルキルであ
って、数個のZが1個のアリール基に置換している場
合、これらのZは同一または相異なることができ、d
は、0または1〜4の整数、fは、0または1〜4の整
数である。
【0021】本発明を実施するのに有用なジヒドロキシ
化合物としては、ヒドロキノン、レゾルシン、ビス−
(ヒドロキシフェニル)−アルカン、ビス−(ヒドロキ
シフェニル)−シクロアルカン、ビス−(ヒドロキシフ
ェニル)−エーテル、ビス−(ヒドロキシフェニル)−
ケトン、ビス−(ヒドロキシフェニル)−スルフォキシ
ド、ビス−(ヒドロキシフェニル)−スルフォンおよび
2,2−ビス−(ヒドロキシフェニル)−ジイソプロピ
ルベンゼンがある。このようなまたは他の適当な芳香族
ジヒドロキシ化合物は、米国特許第3,028,365
号、同第2,999,835号、同第3,148,17
2号、同第3,271,368号、同第2,991,2
73号、同第3,271,367号、同第3,280,
078号、同第3,014,891号および同第2,9
99,846号、ドイツ特許公開明細書第1,570,
703号、同第2,063,050号、同第2,06
3,052号、同第2,211,956号および同第
2,211,957号、フランス特許明細書第1,56
1,418号、並びに上記Schnell著書「Chemistry
and Physics of Polycarbonate」に記載されてい
る。適当なビスフェノールの他の例としては、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)、2,4−ビス−(4−ヒドロキシフェニ
ル)−2−メチルブタン、1,1−ビス−(4−ヒドロ
キシフェニル)シクロヘキサン、2,2−ビス−(4−
ヒドロキシフェニル)−p−ジイソプロピルベンゼン、
2,2−ビス−(3−クロロ−4−ヒドロキシフェニ
ル)−プロパン、ヒドロキシベンゾフェノンおよび4,
4′−スルフォニルジフェニルがある。
【0022】最も好適なビスフェノールは、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)である。
【0023】本発明のポリカーボネートは、その構造の
中に1種またはそれ以上の適当なビスフェノールから誘
導される単位を含むことができる。
【0024】ポリカーボネート樹脂の製造は、当業界に
公知の任意の方法、例えば界面重合法、均一相における
縮重合法またはエステル交換法により行うことができ
る。
【0025】これらの適当な方法およびそれに伴う反応
原料、触媒、溶媒および条件は、当業界に公知であり、
特にドイツ特許第1,046,311号および同第96
2,274号、および米国特許第3,248,414
号、同第3,153,008号、同第3,215,66
8号、同第3,187,065号、同第3,028,3
65号、同第2,999,846号、同第2,999,
835号、同第2,964,974号、同第2,97
0,137号、同第3,912,638号および同第
1,991,273号に記載されている。
【0026】本発明のポリカーボネート樹脂を製造する
場合、一官能性反応原料、例えばモノフェノールを使用
してそれぞれの分子量を制限することができる。また分
岐剤を使用することもできる。分岐は、少量、好ましく
は約0.05〜2.0モル%(使用するジフェノールに
関し)の三官能性またはそれ以上の官能性をもった化合
物、特に3個またはそれ以上のフェノール性ヒドロキシ
ル基をもった化合物を混入することにより行うことがで
きる。この種のポリカーボネートは、例えばドイツ特許
公開明細書第1,570,533号、同第1,595,
762号、同第2,116,974号および同第2,1
13,347号、英国特許明細書第1,079,821
号および米国特許第3,544,514号に記載されて
いる。
【0027】3個またはそれ以上のフェノール性ヒドロ
キシル基をもつ使用可能な化合物の幾つかの例として
は、フロログルシノール、4,6−ジメチル−2,4,
6−トリ−(4−ヒドロキシフェニル)−ヘプタン、
2,4,6−トリメチル−2,4,6−トリ−(4−ヒ
ドロキシフェニル)−ヘプタン、1,4,5−トリ−
(4−ヒドロキシフェニル)−ベンゼン、1,1,1−
トリ−(4−ヒドロキシフェニル)−エタン、トリ−
(4−ヒドロキシフェニル)−フェニルメタン、2,2
−ビス−[4,4−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)
−シクロヘキシル]−プロパン、2,4−ビス−(4−
ヒドロキシフェニルイソプロピル)−フェノール、6−
(2−ヒドロキシ−5′−メチルベンジル)−4−メチ
ルフェノール、2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−
(2,4−ジヒドロキシフェニル)−プロパン、ヘキサ
−(4−(4−ヒドロキシフェニルイソプロピンル)−
フェニル)−オルトテレフタル酸エステル、テトラ−
(4−ヒドロキシフェニル)−メタン、テトラ−(4−
(4−ヒドロキシフェニルイソプロピル)−フェノキ
シ)−メタン、および1,4−ビス−(4′,4″−ジ
ヒドロキシトリフェニル)−メチル)−ベンゼンがあ
る。他の三官能性化合物としては2,4−ジヒドロキシ
安息香酸、トリメジン酸、塩化シアヌル、および3,3
−(4−ヒドロキシフェニル)−2−オキソ−2,3−
ジヒドロインドールがある。
【0028】本発明に適した樹脂の中には、例えば米国
特許第3,036,036号および同第4,210,7
41号記載のフェノールフタレインをベースにしたポリ
カーボネート、ポリカーボネート共重合体およびポリカ
ーボネート三元重合体が含まれる。
【0029】本発明に適したポリエチレン樹脂は公知で
あり、当業界に公知の下記の方法で当業界の専門家によ
り製造することができる。別法としては、例えばPet
rotheneの商品名の市販品として入手することが
できる。詳細に述べればポリエチレン樹脂は比重約0.
941〜0.965、ASTM D−1238法により
測定されたメルトフローインデックスが約23〜60g
/10分の高密度ポリエチレンである。
【0030】本発明の組成物は、成分のポリカーボネー
ト/ポリアルキレンテレフタレート/ポリエチレンの重
量比が約65〜75/35〜25/3〜5である。
【0031】本発明の組成物は、例えば熱可塑性成形用
組成物にある種の公知特性を付与する添加剤を含むこと
ができる。このような添加剤としては、種々の型の可塑
剤、加熱安定剤および加水分解安定剤、顔料、充填剤、
補強剤、並びに耐焔剤がある。
【0032】下記実施例により本発明を例示する。これ
らの実施例は、本発明を限定するものではない。特記し
ない限りすべての割合は重量による。
【0033】
【実施例】本発明の組成物をつくり、これから成形品を
成形し試験した。これらの組成物においてポリカーボネ
ートは、Mobay Corporation製のMa
krolon2800、即ちビスフェノールAを基にし
たポリカーボネート単独重合体であり、そのメルトフロ
ーインデックス係数は約9g/10分である。ポリエチ
レンテレフタレートは、Eastman Kodak社
のTenite12270であり、その固有粘度は約
0.59である。ポリエチレンは、U.S.Indus
trial Chemicals製のペトロセンでその
密度は0.95g/cc、メルトフローインデックスは
23.0であった。同様に処理し、成形し試験を行った
対照例においては、ポリエチレンは、密度0.95g/
cc、メルトフローインデックス9.5のペトロセンで
あった。
【0034】組成物を下記の通常の方法でつくり、下記
の処理パラメータを用いて射出成形により成形を行っ
た。
【0035】押出し条件: 押出し機:Werner & Pfleiderer
Corp.製、ZSK 30 二重スクリュー押出し
機; 成形条件: 成形機: 3オンス Newbury 下記表に結果をまとめる。
【0036】表1においては、樹脂成分の重量比が約4
0/60(ポリカーボネート/PET)のPETに富ん
だ組成物の衝撃強さを示す。メルトフローインデックス
が高いポリエチレンおよび低いポリエチレンを加えて
も、これらの組成物の衝撃強さには影響がないように思
われる。
【0037】 表1 実施例 1−1 1−2 ポリカーボネート、 重量% 39 39 PET、 重量% 59 59 ポリエチレン(MFI23.0)、重量% 2 - ポリエチレン(MFI9.5)、 重量% - 2 衝撃強さ、 フィート・ポンド/インチ 1/8インチ ノッチ付きアイゾッド 1.1 1.2 樹脂成分の重量比が約70/30(ポリカーボネート/
PET)の他の系列の実験においては、いずれかのメル
トフローインデックスをもった少量(2%)のポリエチ
レンを添加すると、得られた組成物の衝撃強さに影響が
現れた。表2参照。
【0038】 表2 実施例 2−1 2−2 2−3 ポリカーボネート、 重量% 68.5 68.5 70.0 PET、 重量% 29.9 29.5 30.0 ポリエチレン(MFI23.0)、重量% 2 - - ポリエチレン(MFIス9.5)、 重量% - 2 - 衝撃強さ、 フィート・ポンド/インチ 1/8インチ ノッチ付きアイゾッド 2.5 2.4 2.0 さらに他の系列の実験においては、いずれかのメルトフ
ローインデックスをもったポリエチレンをさらに多量
(4%)加えても、PET/ポリカーボネートの重量比
が約60/40のPETに富んだ組成物の衝撃特性は影
響を受けないことが見出だされた。(表3) 表3 実施例 3−1 3−2 ポリカーボネート、 重量% 39 39 PET、 重量% 57 57 ポリエチレン(MFI23.0)、重量% 4 - ポリエチレン(MFI9.5)、 重量% - 4 衝撃強さ、 フィート・ポンド/インチ 1/8インチ ノッチ付きアイゾッド 1.5 1.1 下記表においては、ポリカーボネートに富んだ組成物
(PET/ポリカーボネートの重量比約30/70)に
高メルトフローポリエチレンを加えた場合、衝撃強さが
著しく増加することが示される。
【0039】 表4 実施例 4−1 4−2 ポリカーボネート、 重量% 67 67 PET、 重量% 29 29 ポリエチレン(MFI23.0)、重量% 4 - ポリエチレン(MFI9.5)、 重量% - 4 衝撃強さ、フィート・ポンド/インチ 1/8インチ ノッチ付きアイゾッド 12.4 3.4 ポリエチレンを含まず衝撃強さが約2フィート・ポンド
/インチの対照組成物(PC/PET重量比70/3
0)と比較すると、本発明の組成物は予想外の技術的進
歩を示すものである。
【0040】さらに他の系列の実験においては、本発明
の組成物を本発明の範囲外の量のポリエチレンを含む関
連した組成物と比較した。その結果を下記にまとめる。
この系列の実験におけるポリエチレンテレフタレートは
固有粘度が約0.61のTeniteであった。下記表の衝
撃強さの値は二つの実験の算術平均である。
【0041】
【表1】 * 6.0と15.0の平均値。 ** 試料はかなりの層状剥離を示した。 ***1/8インチの引張り試験棒に表記の應力をかけ、
これを65℃の蒸溜水中に7日間浸漬した後に試験した。
【0042】この結果から明らかなようにPET対ポリ
カーボネートの重量比およびポリエチレンの添加量およ
びメルトフローインデックスが本発明の範囲内にある本
発明の組成物は、これらのパラメータ値が本発明の範囲
外にある対応する組成物に比べ、衝撃特性および加水分
解耐性が優れている。
【0043】以上本発明を例示の目的で詳細に説明した
が、このような詳細は単に例示のためのものであり、特
許請求の範囲記載の事項以外本発明を逸脱することなく
種々の変形を行い得ることを了解されたい。
【0044】本発明の主な特徴及び態様は次の通りであ
る。 1.(i)芳香族ポリカーボネート樹脂、 (ii)ポリアルキレンテレフタレート樹脂、および (iii)ASTM D 1238により決定されたメ
ルトフローインデックスが23〜60g/10分である
高密度ポリエチレンから成り、この組成物から成形され
た成形品が靭性衝撃破断を示し、上記(i)/(ii)
/(iii)の重量比が約65〜75/35〜25/3
〜5である熱可塑性組成物。
【0045】2.該重量比が約50〜85/80〜10
/3〜5である上記第1項記載の組成物。
【0046】3.該重量比が約65〜75/35〜25
/3〜5である上記第1項記載の組成物。
【0047】4.該(ii)がポリエチレンテレフタレー
トである上記第1項記載の組成物。 5.該ポリエチレンの比重は約0.94〜0.97であ
る上記第1項記載の組成物。
【0048】6.該(ii)該ポリエチレンテレフタレー
トである上記第2項記載の組成物。 7.該(ii)該ポリエチレンテレフタレートである上記
第5項記載の組成物。
【図面の簡単な説明】
添付図面は本発明の組成物において靭性が得られるため
に、ポリカーボネート樹脂の割合とポリエチレンのメル
トフローインデックスとの間の関係を示すグラフであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジヨン・ジエイ・チヤールズ アメリカ合衆国ペンシルベニア州15241 アツパーセントクレア・モロウロード 2277 (72)発明者 ネルソン・アール・ラジア アメリカ合衆国ペンシルベニア州15317 マクマレイ・フオーンバレイドライブ 172 (56)参考文献 特開 昭63−83158(JP,A) 特開 昭61−246209(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (i)芳香族ポリカーボネート樹脂、 (ii)ポリアルキレンテレフタレート樹脂、および (iii)ASTM D 1238により決定されたメ
    ルトフローインデックス(MFI)が23〜60g/1
    0分である高密度ポリエチレンから成り、この組成物か
    ら成形された成形品が延性衝撃破壊を示し、上記(i)
    /(ii)/(iii)の重量比が65〜75/35〜
    25/3〜5であることを特徴とする熱可塑性成形用組
    成物。
JP2411029A 1989-12-20 1990-12-17 靱性および加水分解耐性を有するポリカーボネート/ポリエステル配合物 Expired - Fee Related JP2663718B2 (ja)

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