JP2960149B2 - ポリエステル成形体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ポリアルキレンテレフタレート樹脂にポリ
カーボネート樹脂を配合した成形体において、分散状態
が通常の粒状分散と異なり、これらの樹脂二成分が相互
に侵入してからみ合った網目構造を形成した成形体に関
し、機械的物性その他の物性に優れたポリエステル成形
体を提供するものである。

〔従来の技術とその課題〕

ポリブチレンテレフタレートに代表される熱可塑性ポ
リアルキレンテレフタレート樹脂は、結晶性に優れ、ハ
イサイクルで良好な成形品を得やすいこと、吸水性が極
めて小さく、寸法精度の良いこと、耐薬品性、電気特性
が優れていること、ガラス繊維強化で物性が飛躍的に向
上するなどの特性があり、急激に用途が拡大している。
しかしながら、結晶特性が良いために靭性や衝撃強度は
不十分であり、又、ガラス繊維強化品では成形品のソリ
が発生しやすく、表面光沢が低下するという問題があ
る。またガラス転移温度が低いため、高温時の剛性がポ
リアセタール樹脂等と比較して不足する。これらの実用
上の欠点をカバーするためポリマーアロイの研究が盛ん
に行われ、多数の組み合わせが検討されている。

その一例としてポリカーボネート樹脂は、ガラス転移
温度が高いことや耐衝撃性が高いことから、これを配合
することによってその特性を活かした改質が期待でき、
多くの検討がなされており、商品化されている。しかし
ながら、単純なポリアルキレンテレフタレート樹脂とポ
リカーボネート樹脂とのアロイでは、上記改善における
効果に限界があり、さらに高度の改善が必要とされる場
合が多い。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、ポリアルキレンテレフタレート樹脂
（Ａ）にポリカーボネート樹脂（Ｂ）を配合した成形体
における両者の分散形態に着目して研究を重ねた結果、
一般には両成分がいわゆる海−島構造を呈し、特にポリ
カーボネート成分（Ｂ）が少量の場合にはこれが粒状に
（島として）分離して分散した構造を呈するのに対し、
特定の粒状添加剤を配合して溶融混練することによって
ポリカーボネート成分（Ｂ）が少量の場合でも通常の粒
状分散ではなく、（Ａ）、（Ｂ）両成分が相互にからみ
合った三次元網目構造を形成することを発見し、斯かる
分散構造を形成することにより、機械的物性に優れる成
形体が得られることを見出し、本発明に到達した。

即ち、本発明はポリアルキレンテレフタレート樹脂
（Ａ）をマトリックスとし、ポリカーボネート樹脂
（Ｂ）を溶融混練して配合するに際し、平均粒径が10μ
ｍ以下で溶融混練温度で流動しないアクリル径グラフト
（共）重合体粒子（Ｃ）を、下記の式（１）及び（２）
を満足する配合量にて添加し溶融混練し、成形して成る
（Ａ）、（Ｂ）成分が実質上相互に侵入して網目構造を
形成した成形体に関する。

式（１） B/（Ａ＋Ｂ）＝0.05〜0.45（重量比） 式（２） C/（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）＝0.005〜0.30（重量比） 本発明によって得られる成形体における（Ａ）、
（Ｂ）成分の分散形態について説明すると、図１は従来
の如くポリアルキレンテレフタレート（Ａ）にポリカー
ボネート（Ｂ）を溶融混練した場合の分散形態を模式的
に表したもので、ポリアルキレンテレフタレート（Ａ）
に比し配合量の少ないポリカーボネート（Ｂ）は粒子状
に分散した形態を示している。これに対し、図２は本発
明の分散形態を模式的に表したもので、この構造では図
１の場合と異なり、ポリカーボネート（Ｂ）の含量が少
ないにもかかわらず、マトリックス樹脂（Ａ）と、ポリ
カーボネート（Ｂ）の少なくとも一部有効量が、一般に
は大部分が共にネットワークを形成し、からみ合った構
造となって実質上連続相を形成しているのである（以後
この分散構造を相互侵入網目構造という）。

斯かる分散構造は成形体の断面を光学顕微鏡或いは電
子顕微鏡によって観察することによって確認することが
できる。又、成形片を適度に粉砕又は切断し、トリクロ
ロエタン溶液中にて室温で超音波発振中に浸漬してポリ
カーボネート（Ｂ）を溶出し、その重量減少率を測定す
ることによって判定できる。ポリカーボネート（Ｂ）が
従来のように粒子分散であれば上記溶剤処理によっては
溶剤とほとんど接触しないため溶出による重量減少はほ
とんど起こらない。これに対し、本発明の如く、ポリカ
ーボネート樹脂（Ｂ）がポリアルキレンテレフタレート
樹脂（Ａ）と相互侵入網目構造をとっている場合、成形
品表面及び切断表面から連続しているポリカーボネート
樹脂（Ｂ）が溶出するので、重量減少量が多いほどマト
リックス（Ａ）中に網目状に連続相を形成しているポリ
カーボネート（Ｂ）が多いことを示している。

本発明はポリアルキレンテレフタレート（Ａ）へポリ
カーボネート（Ｂ）を溶融混練するに際し、特定のアク
リル系グラフト（共）重合体を添加することによって斯
かる相互侵入網目構造体を形成させ、著しい物性の改良
をもたらすものであり、このことは従来の技術からは全
く予期し得ないことで本発明の特徴である。

以下に本発明を詳述する。

先ず本発明に使用されるポリアルキレンテレフタレー
ト樹脂（Ａ）は、ポリエチレンテレフタレート及びポリ
ブチレンテレフタレート、特にポリブチレンテレフタレ
ートを主たる成分とするポリエステルであり、そのテレ
フタル酸成分又はブタンジオール成分の一部を他の共重
合成分で置換した共重合体でもよい。

共重合成分としては、フタル酸、イソフタル酸、ナフ
タレンジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン
酸、アジピン酸、セバシン酸等の２官能ジカルボン酸、
また分岐成分としてベンゼントリカルボン酸等を用いて
もよい。

又、共重合体を形成するジオール成分としては、エチ
レングリコール、プロパンジオール、ヘキサンジオー
ル、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピ
レングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール
等のポリオキシアルキレングリコール、更にはビスフェ
ノールＡ、ビスフェノールＦ或いはこれらビスフェノー
ル類のアルキレンオキシド２モル付加体等を挙げること
ができる。また分岐成分として、３官能以上のアルコー
ルをジオール成分の一部に代えて用いてもよい。勿論、
これらのポリアルキレンテレフタレートは２種以上を混
合してもよい。

次に本発明において使用されるポリカーボネート樹脂
（Ｂ）としては、特に制約はないが好ましくは主たる繰
り返し単位が下記一般式（３）で示されるものである。

（式中、Ｑは２価の有機ラジカルを示す。Ｒはアルキル
基又はハロゲン、m,nは夫々０〜４の整数を示す。） Ｑで表される２価の有機ラジカルは、例えばオキシ
基、スルホニル基、カルボニル基、メチレン基、ジクロ
ロメチレン基、エチリデン基、ブチリデン基、2,2−プ
ロピリデン基、1,1−フェネチリデン基、フェニレンビ
ス（2,2−プロピリデン）基等である。Ｒはメチル基、
エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基又はハ
ロゲンである。又、m,nは夫々０（水素のみ）〜４の整
数である。

次に本発明の相互侵入網目構造の形成に重要な役割を
持つアクリル系グラフト（共）重合体粒子（Ｃ）とは、
平均粒径が10μｍ以下であり、（Ａ）、（Ｂ）成分を溶
融混練する温度で流動性を示さない高融点の物質であ
る。

平均粒径が10μｍを越える粗大なものでは成形体が網
目を形成し難く、物性の改善効果が得られない。好まし
い粒径は５μｍ以下、特に好ましくは１μｍ以下であ
る。

又、アクリル系グラフト（共）重合体粒子（Ｃ）は溶
融混練温度においてそのまま粒子状を保ち流動しないこ
とが肝要であり、この観点から（Ｃ）の融点は、少なく
とも（Ａ）、（Ｂ）成分の溶融混練温度以上であり、一
般に（Ａ）、（Ｂ）成分の溶融混練温度は230〜280℃が
適当であることを勘案する、少なくともこれ以上、好ま
しくはこれより10℃以上高い温度が望ましい。斯かる物
性はアクリル系グラフト（共）重合体のグラフト率或い
は架橋度によって調整される。（Ｃ）成分が溶融混練温
度で流動しやすいものでは上記網目構造の形成が困難と
なり、物性の改善効果が得られない。

本発明に使用される上記アクリル系グラフト（共）重
合体（Ｃ）は、アクリル酸アルキルエステル或いはメタ
アクリル酸アルキルエステルを主モノマーとし、架橋剤
及び／又はグラフト交叉剤を加え重合することによって
得られるもので、アクリル酸アルキルエステルの一部を
他のビニルモノマーによって置換してもよい。ビニルモ
ノマーとしてはスチレン系モノマー、アクリロニトリル
等が挙げられる。又、重合を多段階にわけて各段階で適
宜モノマー（アクリル酸アルキルエステル又は他のビニ
ルモノマー）と架橋剤等を加えて段階的に重合した多層
重合体でもよいが、最終的にはアクリル系グラフト
（共）重合体が溶融混練時に流動しないものであること
が肝要である。又、重合法は特に限定されないが、粒径
の細かいものが得られる点で乳化重合法が好適である。

本発明のポリマーアロイにおけるポリアルキレンテレ
フタレート樹脂（Ａ）とポリカーボネート樹脂（Ｂ）の
比率は、（Ａ）が95〜55重量部に対し、（Ｂ）が５〜45
重量部が好ましく、更に好ましくは（Ａ）は92〜70重量
部に対し、（Ｂ）が８〜30重量部の比率が好ましい。ポ
リカーボネート樹脂（Ｂ）の含有量が過大になると、ポ
リエステル樹脂の持つ優れた特性が失われ好ましくな
い。又、ポリカーボネート樹脂の含有量が過少である
と、（Ｃ）成分を加えても相互侵入網目構造体の形成が
不十分となり、物性の改善効果も削減される。

又、アクリル系グラフト（共）重合体粒子（Ｃ）の添
加量は、適宜増減させることができるが、一般的には諸
物性を勘案し、且つポリアルキレンテレフタレート樹脂
とポリカーボネート樹脂が相互侵入網目構造体を形成す
るためには、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の合計量に対し0.
5〜30重量％、好ましくは１〜20重量％である。（Ｃ）
成分の配合量が過少の場合は網目構造の形成が困難とな
り、また過大であると他の一般物性や成形品の表面状態
に支障をきたし好ましくない。

本発明の相互侵入網目構造を有する成形体は上記
（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）成分を配合し通常の溶融混練
方法によって簡単に調製することができる。例えば１軸
又は多軸の押出機を用いて230〜280℃で溶融混練押出す
ることによって形成され、射出成形、ブロー成形等によ
る成形品としてもその網目構造を維持して機械的物性上
顕著な効果を発揮するが、特にインフレーション法、Ｔ
ダイ法等の通常行われる製膜法により作成したフィルム
又はシートは引裂強度等フィルムとしての特性に優れ特
に好適である。

尚、本発明の成形体は、その目的を阻害しない限り一
般に用いられている繊維状、粒状、板状の無機充填剤を
併用配合してもよく、又、他の熱可塑性樹脂を補助的に
少量配合してもよい。又、所望の特性を付与するため、
従来公知の添加剤、例えば酸化防止剤、熱安定剤、耐候
（光）安定剤等の安定剤類、滑剤、核剤、離型剤、染顔
料等の着色剤、難燃剤、帯電防止剤、導電剤等を配合し
てもよい。

〔実 施 例〕

以下に本発明を実施例によって具体的に説明するが、
本発明はこれに限定されるものではない。

実施例１〜６ 表１に示す配合量の （Ａ）ポリブチレンテレフタレート（PBT）〔固有粘度
0.8〕 （Ｂ）ポリカーボネート（PC）〔三菱瓦斯化学（株）製
ユーピロンＳ−3000〕 （Ｃ）スチレン（約20重量％）含有アクリル系グラフト
共重合体（平均粒径は表１に記載、260℃にて流動せ
ず） をブレンドした後、250℃にて40mmφ、L/D＝36の２軸押
出機を用いて溶溶融混練、押出してペレットを調製し
た。

このペレットを切断し、断面を顕微鏡で観察し、又、
ペレットを粉砕してトリクロロエタンにて（Ｂ）成分の
溶出試験を行い、分散形態が調べた（粒状分散の場合は
（Ｂ）成分が溶出し難く重量減は少ない）。

次いで該ペレット樹脂温250℃にて射出成形して各種
試験片を作成し、ノッチ付アイゾット衝撃強度（ASTM D
−256に準拠）、引張強度、引張伸度（ASTM D638に準
拠）を測定した。

結果を表１に示す。

比較例１〜６ （Ａ）PBT単独、（Ａ）PBTと（Ｂ）PCのみ、更に
（Ｃ）成分としてアクリル系グラフト共重合体の粒径が
本発明の範囲を外れるもの（塊状重合体粉砕物）、混練
温度（250℃）にて溶融し流動するアクリル系重合体
（グラフト率小）を用いたもの等について実施例１〜６
と同様の試験を行った。

結果を併せて表１に示す。

実施例７〜９ 表２に示す配合量の （Ａ）ポリブチレンテレフタレート（PBT）〔固有粘度
1.4〕 （Ｂ）ポリカーボネート（PC）〔三菱瓦斯化学（株）製
ユーピロンＳ−3000〕 （Ｃ）アクリル系グラフト重合体（平均粒径は表２に記
載、260℃にて流動せず） を実施例１〜６と同様に溶融混練してペレットを調製
し、分散形態を調べた。

次いでこのペレットを20mmφ単軸押出機と環状ダイ
（ダイ径25mm）を備えたインフレーション製膜機を用い
て樹脂温度250℃、ブロー比1.8にて膜厚約30μｍのイン
フレーションフィルムを作成した。このフィルムについ
てASTM D1922に準じ、縦横両方向のエルメンドルフ引裂
強度を測定し、又、ダートインパクトテスターを用いて
ASTM D−1709に準じ、衝撃強度を測定した。

結果を表２に示す（但し、引裂強度は縦横両方向の平
均値）。

又、実施例７のフィルム（引張方向と平行な断面）に
おける（Ａ）、（Ｂ）成分の粒子構造（分散形態）を表
す電子顕微鏡写真を図４に示した。

比較例７〜10 （Ａ）PBT単独、（Ａ）PBTと（Ｂ）PCのみ、更に
（Ｃ）成分としてアクリル系グラフト重合体の粒径が本
発明の範囲を外れるもの（塊状重合体粉砕物）、混練温
度（250℃）にて溶融し流動するアクリル系重合体（グ
ラフト率小）を用いたもの等について実施例７〜９と同
様にインフレーションフィルムを作成し、同様の試験を
行った。

結果を併せて表２に示す。

又、比較例８のフィルム（引張方向と平行な断面）に
おける粒子構造（分散形態）を表す電子顕微鏡写真を図
３に示した。

尚、図４及び図３は、何れもフィルムの引張方向と平
行な断面について、前記の方法で（Ｂ）成分を溶出除去
した後（（Ｂ）成分の部分が空洞となった）の粒子構造
を示すもので、比較例８（図３）では単純な粒子構造
（引張により延びている）を示すのに対し、実施例７
（図４）では網目状にからまっているため複雑な形態を
示していることがうかがえる。

実施例10〜13 表３に示す配合量の （Ａ）PBTコポリマー（イソフタル酸を約12.5mol％含
有、固有粘度1.2） （Ｂ）ポリカーボネート（PC）〔三菱瓦斯化学（株）製
ユーピロンＨ−3000〕 （Ｃ）スチレン含有アクリル系グラフト共重合体（平均
粒径は表３に記載、260℃にて流動せず） を実施例１〜６と同様に溶融混練してペレットを調製
し、分散形態を調べた。

次いでこのペレットをＴダイを備えた製膜機を用いて
樹脂温度約250℃で押出製膜し、膜厚約45μｍのフィル
ムを作成し、実施例７〜９と同様の試験を行った。

結果を表３に示す。

比較例11〜14 （Ａ）PBT単独、（Ａ）PBTと（Ｂ）PCのみ、更に
（Ｃ）成分としてアクリル系グラフト重合体の粒径が本
発明の範囲を外れるもの（塊状重合体粉砕物）、混練温
度（250℃）にて溶融し流動するアクリル系重合体（グ
ラフト率小）を用いたもの等について実施例10〜13と同
様にＴダイフィルムを作成い、同様の試験を行った。

結果を併せて表３に示す。

〔発明の効果〕 以上の説明並びに実施例より明らかなように、本発明
の方法によればポリアルキレンテレフタレート中にポリ
カーボネートが相互にからみ合った網目構造を形成した
成形体が得られ、従来の分散形態では得られない機械的
物性（衝撃強度や靭性）の向上が得られ、特にフィルム
やシートとした場合引裂強度や衝撃強度等の顕著な向上
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

図１は従来の方法による分散形態を示す模式図、図２は
本発明の方法による分散形態を示す模式図である。 図３は比較例８で得たフィルム（引張方向と平行な断
面）の粒子構造（分散形態）を示す電子顕微鏡写真であ
り、図４は実施例７で得たフィルム（引張方向と平行な
断面）の粒子構造（分散形態）を示す電子顕微鏡写真で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−289856（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−70554（ＪＰ，Ａ) 特表 昭63−501366（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C08J 5/00 - 5/18 C08L 67/02,69/00,51/06

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリアルキレンテレフタレート樹脂（Ａ）
   をマトリックスとし、ポリカーボネート樹脂（Ｂ）を溶
   融混練して配合するに際し、平均粒径が10μｍ以下で溶
   融混練温度で流動しないアクリル系グラフト（共）重合
   体粒子（Ｃ）を、下記の式（１）及び（２）を満足する
   配合量にて添加し溶融混練し、成形して成る、（Ａ）、
   （Ｂ）成分が相互に侵入して網目構造を形成した成形
   体。 式（１） B/（Ａ＋Ｂ）＝0.05〜0.45（重量比） 式（２） C/（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）＋0.005〜0.30（重量比）
2. 【請求項２】ポリアルキレンテレフタレート樹脂（Ａ）
   がポリブチレンテレフタレート又はこれを主体とする共
   重合体である請求項１記載の成形体。
3. 【請求項３】アクリル系グラフト（共）重合体が、アク
   リル酸アルキルエステルを主成分とし、場合によりビニ
   ル系モノマーを併用し、架橋剤及び／又はグラフト交叉
   剤を使用して重合したアクリル系グラフト（共）重合体
   である請求項１記載の成形体。
4. 【請求項４】成形体が押出成形したフィルムである請求
   項１〜３の何れか１項記載の成形体。
5. 【請求項５】成形体が射出成形又はブロー成形した成形
   品である請求項１〜３の何れか１項記載の成形体。