JP2828456B2 - 熱可塑性ポリエステル樹脂組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、成形品用途に好適な耐衝撃性に優れたポリ
エステル樹脂組成物に関する。さらに詳しくは、本発明
は、ポリエステル樹脂が本来有する機械的特性、電気的
特性及び耐熱性等の好ましい性質を損なうことなく、そ
の欠点と言われている耐衝撃性を改良したポリエステル
組成物に関する。

［従来の技術］ 一般に成形品用途に供される熱可塑性ポリエステル
は、機械的特性や電気的特性に優れているところから、
エンジニアリング樹脂として各種の機械部品、電気絶縁
材、自動車部品等多方面に使用されるようになってきた
が、耐衝撃性が不充分である点が問題である。

このため、種々の検討がなされており、中でもエチレ
ン系共重合体を耐衝撃性改良剤として使用する方々が数
多く提案されているが、未だ、性能的に不充分であった
り、別の欠点が現われたりするものも少なからずあっ
た。例えば、熱可塑性ポリエステルにエチレン・α，β
−不飽和カルボル酸エステル共重合体を配合した耐衝撃
性組成物は知られているが、衝撃強度の改良効果は、未
だ充分とは言えず、折り曲げ等の変形に対し、層状剥離
を起こし易いという欠点があった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、上記、エチレン・α，β−不飽和カルボン
酸エステル共重合体配合系における欠点を改善するため
になされたものであって、その目的とするところは、ポ
リエステル樹脂の本来の有する機械的特性、電気特性、
耐熱性等を損なうことなく、耐衝撃性が一層改善され、
折り曲げ等の変形に対して一層耐性を有するポリエステ
ル樹脂組成物を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明のポリエステル樹脂組成物は、 （Ａ）熱可塑性ポリエステル60〜99重量部に、 （Ｂ）（B1）エチレン−（メタ）アクリル酸ブチル−
（メタ）アクリル酸グリシジル共重合体に不飽和シラン
化合物をグラフト重合させたシラン変性重合体または （B1）成分と （B2）エポキシ基を有しないオレフィン系重合体に不飽
和シラン化合物をグラフト重合させたシラン変性重合体
とのブレンドからなるシラン変性重合体成分１〜100重
量％と、 （B3）極性ビニルモノマー含有量が３〜50重量％であ
る、エチレン・極性ビニルモノマー共重合体99〜０重量
％ とからなるオレフィン共重合体成分を、 （Ａ）（Ｂ）両成分の合計を100重量部として１〜40重
量部の割合で配合してなるポリエステル樹脂組成物であ
る。

本発明で用いられる（Ａ）熱可塑性ポリエステル樹脂
は、カルボン酸成分とアルコール成分とからなるが、本
発明では、特に芳香族ジカルボン酸成分を主成分とする
カルボン酸成分と、炭素数２〜８程度の脂肪族ジオール
成分または脂環族ジオール成分を主成分とするジオール
成分とからなる熱可塑性ポリエステル樹脂が好ましく用
いられる。

芳香族ジカルボン酸成分としては、具体的には、テレ
フタル酸、1,4−ナフタリンジカルボン酸、2,6−ナフタ
リンジカルボン酸等が好ましく用いられるが、本発明で
は、上記の芳香族ジカルボン酸類のほかに、イソフタル
酸、脂肪族ジカルボン酸あるいは脂環族ジカルボン酸等
を少量成分として用いることもできる。

また、ジオール成分としては、具体的には、エチレン
グリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオ
ール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコー
ル、1,4−シクロヘキサンジメタノール等が好ましく用
いられるが、本発明では、上記のほかにジエチレングリ
コール、トリエチレングリコール等を少量成分として用
いることもできる。本発明で用いられる（Ａ）熱可塑性
ポリエステル樹脂としては、具体的には、ポリエチレン
テレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリ
ブチレンテレフタレート等のテレフタレート類、ポリエ
チレンナフタレート、ポリプロピレンナフタレート、ポ
リブチレンナフタレート等のナフタレート類等が挙げら
れる。なかでも、ポリエチレンテレフタレートとポリブ
チレンテレフタレートが特に好ましく用いられる。本発
明では、上記の熱可塑性ポリエステル樹脂を単独で、ま
たは２種以上混合して用いてもよい。

本発明で用いられる（Ｂ）オレフィン共重合体成分
は、（B1）エチレン−（メタ）アクリル酸ブチル−（メ
タ）アクリル酸グリシジル共重合体に不飽和シラン化合
物をグラフト重合させたシラン変性重合体を必須成分と
するシラン変性重合体成分、またはこれと（B3）エチレ
ン・極性ビニルモノマー共重合体のブレンドからなる。

シラン変性重合体成分（Ｂ）はまた、（B1）エチレン
−（メタ）アクリル酸ブチル−（メタ）アクリル酸グリ
シジル共重合体に不飽和シラン化合物をグラフト重合さ
せたシラン変性重合体であるか、または上記（B1）と、
（B2）エポキシ基を有しないオレフィン系重合体に不飽
和シラン化合物をグラフト重合させたシラン変性体との
ブレンドである。すなわち、本発明においては（B1）が
必須成分であるが、（B1）の１部を（B2）成分に代えて
使用することもできる。後者のブレンドにあっては、
（B1）と（B2）をそれぞれ別にシラン変性体を調製して
ブレンドしたものでもよく、あるいはグラフト原料のベ
ースポリマーであるエチレン−（メタ）アクリル酸ブチ
ル−（メタ）アクリル酸グリシジル共重合体とエポキシ
基を有しないオレフィン系重合体を予めブレンドしてお
き、このブレンド物を不飽和シラン化合物によって共グ
ラフト重合したものであってもよい。

（Ｂ）成分として（B1）（B2）両成分のブレンド物を
用いる場合には、両者の合計を基準にして（B1）成分が
少なくとも、５重量％以上となる割合で使用するのが好
ましい。

（B1）成分のベースポリマーであるエチレン共重合体
における（メタ）アクリル酸グリシジルとは、アクリル
酸またはメタクリル酸のグリシジルエステルであり、ま
た（メタ）アクリル酸グリシジルとともに共重合される
単量体は、（メタ）アクリル酸ブチル、すなわちアクリ
ル酸または（メタ）アクリル酸のｎまたはisoブチルエ
ステルである。

上記エチレン−（メタ）アクリル酸ブチル−（メタ）
アクリル酸グリシジル共重合体における各単量体成分の
範囲は、（メタ）アクリル酸グリシジルが0.5〜10重量
％、（メタ）アクリル酸ブチルが５〜45重量％であり、
したがってエチレンは50〜94.5重量％、とくに55〜98重
量％が好ましい。

上記エチレン−（メタ）アクリル酸ブチル−（メタ）
アクリル酸グリシジル共重合体の例として、エチレン−
アクリル酸ｎブチル−アクリル酸グリシジル共重合体、
エチレン−アクリル酸ｎブチル−メタクリル酸グリシジ
ル共重合体、エチレン−メタクリル酸ｎブチル−メタク
リル酸グリシジル共重合体等を例示することができる。

前述した、エポキシ基をもたないオレフィン系重合体
は、オレフィンと極性ビニルモノマーの共重合体である
ことが好ましく、例えばα，β−不飽和カルボン酸エス
テル含有量が３〜50重量％、好ましくは10〜45重量％で
あるエチレン−α，β−不飽和カルボン酸エステル共重
合体、ビニルエステル含有量が３〜50重量％、好ましく
は10〜45重量％であるエチレン−ビニルエステル共重合
体である。具体的には、エチレン−アクリル酸メチル共
重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレ
ン−アクリル酸イソプロピル共重合体、エチレン−アク
リル酸ｎ−ブチル共重合体、エチレン−アクリル酸イソ
ブチル共重合体、エチレン−アクリル酸２−エチルヘキ
シル共重合体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合
体、エチレン−メタクリル酸エチル共重合体、エチレン
−メタクリル酸ｎ−ブチル共重合体、エチレン−メタク
リル酸イソブチル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重
合体、エチレン−プロピオン酸ビニル共重合体等が挙げ
られる。

用いられるエチレン−（メタ）アクリル酸ブチル−
（メタ）アクリル酸グリシジル共重合体及びエポキシ基
をもたない重合体は、それぞれメルトフローレート（JI
S−Ｋ−6760、190℃2160g）が通常0.3〜300dg/分、とく
に0.5〜200dg/分の範囲のものを使用するのが好まし
い。

エチレン−（メタ）アクリル酸ブチル−（メタ）アク
リル酸グリシジル共重合体のシラン変性重合体は、上記
オレフィン系重合体に、不飽和基と加水分解可能な基と
を有するシラン化合物をグラフトすることによって得ら
れる。該不飽和基としては、ビニル基、アクリロキシ
基、メタクリロキシ基等を例示することができ、また加
水分解可能な基としては、アルコキシ基、アリーロキシ
基、置換アルコキシ基、例えばアルコキシ置換アルコキ
シ基、アシロキシ置換アルコキシ基等をそれぞれ例示す
ることができる。より具体的には、ビニルトリメトキシ
シラン、ビチルトリエトキシシラン、ビニルメチルジメ
トキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニル
ジメチルメトキシシラン、ビニルジメチルエトキシシラ
ン、ビニルトリ（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニ
ルトリアセトキシシラン等のビニルシラン類、アクリロ
キシプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロ
ピルトリメトキシシラン、アクリロキシプロピルメチル
ジメトキシシラン、メタクリロキシプロピルジメチルメ
トキシシラン等のアクリル系シラン類等をあげることが
でき、とくにアクリル系シラン類を用いると一層、保存
安定性のよいものが得られるので好ましい。

シラングラフト変性は、ベースポリマーとしてのオレ
フィン系重合体、不飽和シラン化合物およびラジカル重
合開始剤を、例えば押出機、ニーダー、バンバリーミキ
サー等を用いて、ベースポリマーの融点以上でかつラジ
カル重合開始剤の分解温度以上で溶融混練することある
いは溶液中で反応させることにより行われる。

シラン変性重合体における不飽和シラン化合物のグラ
フト量は、組成物の耐衝撃性、流動性を勘案すると、シ
ラン変性重合体の0.01〜８重量％、好適には0.5〜４重
量％である。

本発明において用いる（Ｂ）成分としてはシラン変性
重合体成分（（B1）または（B1）＋（B2））のみでも耐
衝撃性の改良効果は優れているが、樹脂組成物に高流動
性を付与したい場合には、更にエチレン−極性ビニルモ
ノマー共重合体（（B3）成分）を併用配合すれば、（B
3）成分を使用しない系に比較して若干、耐衝撃性の改
良効果が低減することがあるが、流動性を高めることが
可能であり、また成形した場合の残留歪を小さくするこ
とができる。

上記（B3）エチレン共重合体は、極性ビニルモノマー
含有量が３〜50重量％、好ましくは10〜45重量％のエチ
レン−極性ビニルモノマー共重合体である。

極性ビニルモノマーとは、エチレンと共重合可能なビ
ニル基を持ったモノマーであって、例えばα，β−不飽
和カルボン酸、α，β−不飽和カルボン酸エステル、ビ
ニルエステル等であって、これらが２種以上用いられて
もよい。

より具体的には、α，β−不飽和カルボン酸として
は、アクリル酸、メタクリル酸のような一塩基酸、フマ
ル酸、マレイン酸、イタコン酸、ビシクロ（2,2,1）−
５−ヘプテン−2,3−ジカルボン酸のような二塩基酸、
または無水マレイン酸、無水イタコン酸のような二塩基
酸の無水物等であり、α，β−不飽和カルボン酸エステ
ルとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、ア
クリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリ
ル酸イソブチル、アクリル酸ｔ−ブチル、アクリル酸２
−エチルヘキシル、アクリル酸ブリシジル、メタクリル
酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−ブチ
ル、メタクリル酸イソブチル等を代表例としてあげるこ
とができる。

ビニルエステルとしては、酢酸ビニル、プロピオン酸
ビニル等があげられる。

また、α，β−不飽和カルボン酸をエチレンと共重合
させて得られたエチレン−α，β−不飽和カルボン酸共
重合体をナトリウム、カルシウム、カリウム、マグネシ
ウム、リチウム、亜鉛、銅等のイオンで中和させたいわ
ゆるアイオノマーも本発明の（B3）エチレン共重合体に
含まれる。

アイオノマーとしては、エチレン−アクリル酸共重合
体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタ
クリル酸−アクリル酸イソブチル共重合体、エチレン−
メタクリル酸−アクリル酸ｎ−ブチル共重合体等を亜鉛
イオン、ナトリウムイオンで中和したものを代表例とし
てあげることができる。エチレン共重合体の極性ビニル
モノマーの共重合体は耐衝撃改良効果を勘案すると前記
のような範囲とするのが好ましい。該エチレン共重合量
として、メルトフローレートが通常0.3〜300dg/分、と
くに0.5〜200dg/分の範囲のものを使用するのが好まし
い。

（Ｂ）オレフィン共重合体成分におけるシラン変性重
合体成分（（B1）または（B1）＋（B2））と（B3）エチ
レン極性ビニル共重合体の使用比率は、前者が５〜100
重量％に対し、後者95〜０重量％、好ましくは前者10〜
100重量％に対し、後者90〜０重量％の割合である。

本発明の組成物においては、（Ａ）熱可塑性ポリエス
テルが60〜99重量部に対して、（Ｂ）オレフィン共重合
体成分が１〜40重量部、好ましくは（Ａ）成分70〜95重
量部に対して（Ｂ）成分が５〜30重量部である。（Ｂ）
成分の使用割合がこれより少ないと、耐衝撃性の改良効
果が小さくなり、逆に（Ｂ）成分の使用割合がこれより
多いと、熱可塑性ポリエステルが本来有する剛性、耐熱
性等が損なわれるので好ましくない。オレフィン共重合
体成分中、（メタ）アクリル酸グリシジルと不飽和シラ
ン化合物の量は、（メタ）アクリル酸グリシジルが0.5
〜50重量％、とくに１〜10重量％、シラン化合物が0.01
〜８重量％、とくに0.5〜４重量％の範囲となるように
（B1）と（B2）を使用するのが好ましい。

また本発明の組成物において、アミン化合物を少量添
加することによって耐衝撃性をさらに改善することがで
きる。アミン化合物としては、アミノ基を１個以上有す
る１級アミン、２級アミンあるいは３級アミンのいずれ
も使用可能であるが、とくに３級アミンが好ましい。よ
り具体的には、エチレンジアミン、ジエチレントリアミ
ン、オルソまたはメタまたはパラのキシリレンジアミン
のような１級アミン、ジエチルアミン、ジフェニルアミ
ンのような２級アミン、トリエチルアミン、イミダゾー
ル系アミン（例えば日本化学（株）製のキュアゾールCN
やキュアゾールCNS等）、2,4,6−トリス（N.N−ジメチ
ルアミノメチル）フェノール等の３級アミンを例示する
ことができる。

これらのアミン化合物は、前記（Ａ）（Ｂ）両成分10
0重量部に対し、２重量部以下、とくに１重量部以下の
割合で使用するのがよい。アミン化合物をあまり多量に
使用すると色調変化や臭気等の問題が生じてくることが
あるので、注意する必要がある。これらのアミン化合物
の作用機構は必ずしも明らかでないが、（Ｂ）成分中の
エポキシ基またはシランと、（Ａ）ポリエステル末端の
水酸基またはカルボキシル等との反応を促進するものと
考えられる。

本発明の組成物に、要求物性によって無機質充填剤を
任意に添加することができる。

無機質充填剤としては、ガラス繊維、炭素繊維、アル
ミニウム繊維、しんちゅう繊維、アルミニウム粉、亜鉛
粉、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、亜鉛華、炭
酸カルシウム、炭酸バリウム、硫酸アルミニウム、硫酸
バリウム、硫酸カルシウム、カオリン、タルク、雲母、
ベンナイト、硅ソウ土、硅砂、石英粉、カーボンブラッ
ク、ガラス粉等があげられる。

最も一般的に用いられるのはガラス繊維であり、組成
物の耐熱性、寸法安定性、摩耗性等を向上することがで
きる。添加量は樹脂成分〔（Ａ）＋（Ｂ）〕100重量部
に対して５〜100重量部、好ましくは10〜60重量部であ
る。本発明の組成物中にはシランが含まれていることか
ら、無機質充填剤との親和性が良好であり、強化プラス
チック用材料として有用である。本発明の組成物はま
た、酸化防止剤、耐候安定剤、滑剤、帯電防止剤、有機
または無機の顔料、難燃剤、難燃助剤等が添加されても
よい。

本発明の組成物を調製するには、（Ａ）（Ｂ）の各成
分、場合によって添加される他の添加剤成分を同時に、
あるいは任意の順序で溶融し、混合することによって行
うことができる。一般には、単軸押出機、２軸押出機、
ニーダー等を用い、240〜310℃程度で溶融混練するのが
よい。

本発明の組成物は、押出成形、射出成形、ブロー成形
等の各種成形法によって種々の成形品とすることができ
る。

例えば、コネクター、コンピュータ部品、チューナ
ー、エアコン部品等の電気部品、あるいはカーヒーター
ファン、インスツルメントパネル、バンパー、ホイール
カバー等の自動車部品等多くの用途へ使用することがで
きる。

［実施例］ 製造例１（シラン変性共重合体の調製） 単軸押出機中、220℃の温度下で、ラジカル開始剤と
して2,5−ジメチル−2,5ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）
ヘキサン0.2部を使用し、エチレン−メタクリル酸グリ
シジル−酢酸ビニル共重合体（メタクリル酸グリシジル
含有量８重量％、酢酸ビニル含有量４重量％、MFR＝7dg
/分、以下共重合体という）100重量部にγ−メタクリ
ロキシプロピルトリメトキシシラン２重量部をグラフト
重合させ、シラン変性重合体を得た。

製造例２〜４（シラン変性共重合体〜の調製） 原料のエチレン共重合体の種類および不飽和シラン化
合物のグラフト量を変え、製造例１と同じ方法でグラフ
ト重合させ、各種のシラン変性重合体を調製した。

製造例２および３においては幹ポリマーとして、エポ
キシ基を有するオレフィン共重合体とエポキシ基を有し
ないオレフィン共重合体の２種類を用い、両者を溶融混
合させて、グラフト重合を行なった。

上記各製造例において得られたシラン変性共重合体の
性状を表１−１に示す。また、実施例および比較例に用
いたポリブチレンテレフタレート、エチレン・極性ビニ
ルモノマー共重合体および三級アミンの性状を表１−２
に示す。

実施例−１ 表１−２のポリブチレンテレフタレート80重量部と
製造例４で得られたシラン変性共重合体20重量部とを
２軸押出機を用いて260℃で混練し、ポリブチレンテレ
フタレート樹脂組成物を得た。得られた組成物の物性を
測定する為に、射出成形（成形温度250℃金型温度80
℃）にて測定用の試片作製を行った。これらの試片を用
いて曲げ弾性率及びIZOD衝撃強度の評価を行った。結果
を表２に示す。

なお各実施例および比較例における物性の測定は下記
に示す方法で行なった。

○MFR（メルトフローレート） JIS−Ｋ−6760 温度190℃、荷重2160g ○曲げ弾性率 ASTM−Ｄ−790 250℃で射出成形した試片を用いた ○IZOD衝撃強度 ASTM−Ｄ−256 250℃で射出成形したIZOD試片（厚み5.0mm）に後ほど
切削でＶノッチを入れたものを測定試片とした。

測定温度23℃ ○折り曲げによる層状剥離性の評価 250℃で射出成形して作った角板（150×80×2mm）を
シャープなＵ字形に１回折り曲げて層状に剥離（シワ）
が発生するかどうか観察し評価した。

比較例１〜３ ポリブチレンテレフタレート単独、および未変性エチ
レン−アクリル酸エチル共重合体をポリブチレンテレフ
タレートに配合した樹脂組成物について、実施例１と同
様の方法で物性を評価した。結果を表２に示す。

比較例４〜７ 表２に示した組成にて、ポリブチレンテレフタレート
に各種シラン変性重合体を配合して、実施例−１と同様
な方法にて樹脂組成物を調製し、その物性を評価した。
結果を表２に示す。

［発明の効果］ 本発明によれば、ポリエステル樹脂の特性を損なうこ
となく、ポリエステル樹脂に比べて耐衝撃性が格段に優
れ、しかも層状剥離等の欠点もない、エンジニアリング
樹脂として有用なポリエステル樹脂組成物が得られる。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）熱可塑性ポリエステル60〜99重量部
   に、 （Ｂ）（B1）（メタ）アクリル酸グリシジル含量0.5〜1
   0重量％、（メタ）アクリル酸ブチル含量５〜45重量％
   のエチレン−（メタ）アクリル酸ブチル−（メタ）アク
   リル酸グリシジル共重合体に不飽和シラン化合物をグラ
   フト重合させたシラン変性重合体 または、（B1）成分と、 （B2）エポキシ基を有しないオレフィン系重合体に不飽
   和シラン化合物をグラフト重合させたシラン変性重合体
   とのブレンドからなるシラン変性重合体成分１〜100重
   量％と、 （B3）極性ビニルモノマー含有量が３〜50重量％であ
   る、エチレン・極性ビニルモノマー共重合体99〜０重量
   ％ とからなるオレフィン共重合体成分を、 （Ａ）（Ｂ）両成分の合計を100重量部として１〜40重
   量部の割合で配合してなるポリエステル樹脂組成物。