JP3269763B2 - ポリエステル系複合成形品及びその製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は気密性及び密着性に
優れた複合成形品及びその製造法に関し、自動車や電気
・電子分野の各種機器部品に好適な複合成形品を提供す
るものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】結晶性
熱可塑性樹脂であるポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ樹脂）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ樹脂）
等は機械的性質、電気的性質、その他物理的・化学的特
性に優れ、かつ、加工性が良好であるがゆえにエンジニ
アリングプラスチックとして自動車、電気・電子部品等
の広汎な用途に使用されている。

【０００３】しかしながら近年、自動車、電気・電子部
品には多種の特性が求められており、その特性付与手法
の１つとして異質材料を組み合わせた２体成形部品が開
発されている。

【０００４】一般に２種の材料を一体的に成形する方法
としては、樹脂の一次側成形品上に異材質樹脂を二次成
形してその界面を融着固定させる二重成形法により部分
的に異なる特性を有する複合成形品を得ることが知られ
ているが、高結晶性熱可塑性ポリエステルを多重成形に
使用した複合成形品では一次側の樹脂と二次側の樹脂の
界面の融着が不充分であり、外力によって剥離しやす
く、又、そり変形等を生じ易く、使用上一体成形品とし
ての機能を満足しないことが多い。両樹脂の界面の融着
強度を補う目的で一次側成形品にアンダーカットや貫通
孔を設ける等メカニカルなアンカー効果を有する形状構
造を設けたり、一次成形品に接着剤を塗布する等の工夫
が見られるが、形状が複雑化したり、工程が煩雑化して
経済的にも不利であり、又、生産効率の面でも望ましく
ない。

【０００５】特にポリブチレンテレフタレートやポリプ
ロピレンテレフタレート又はポリエチレンテレフタレー
トは高い結晶性を有するために、これを二重成形法によ
り成形し、樹脂間の界面の融着強度の高い複合成形品を
簡単な方法で経済的に効率良く生産するのは至難であっ
た。

【０００６】又、一方で、センサー、リレー等のケース
においては、内部の様子が分かるようにと窓を設けたい
場合があり、製品材料に透明性が要求されることもあ
る。このような製品については、透明性の良いポリカー
ボネート等の非晶性樹脂を用いた多重成形も試みられて
いるが、ポリカーボネート等の非晶性樹脂はウエルド強
度が低いことからも分かるように、樹脂接合面の接着が
不充分になりやすく、まして一次側成形品が固体である
多重成形においては一次側と二次側の樹脂の界面の融着
が不充分であり、外力によって剥離しやすく、使用上一
体成形品としての機能を満足しないことが多く、一体成
形品とするためには接着剤を用いたり、超音波溶着等の
二次加工に頼らざるを得なかった。

【０００７】更に、二重成形においては、樹脂接合面に
おける樹脂の融着性の観点から、一次側に融点（加工温
度）の低い樹脂、二次側に融点（加工温度）の高い樹脂
を用いるのが一般的且つ常識的であり、逆の組合せでは
一般に充分な密着強度は得られず、またこのような組合
せでは充分な密着強度は得られないと考えられてきた。

【０００８】

【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系樹脂の優れた機械的性質、化学
的性質、熱的性質等を生かし、且つ、必要に応じて所望
位置に透明性部位を有する一体成形品を経済的に効率良
く得るべく鋭意検討した結果、多重成形法を利用し、意
外にも従来の常識とは異なる一次側材料及び二次側材料
の選択により、特にアンカー形状の付与や接着剤の使用
等の煩雑な工程を経ることなく、極めて容易に樹脂間の
密着強度の高い複合成形品が得られることを見出し、本
発明に到達した。

【０００９】即ち本発明は、ポリカーボネート樹脂(A)
からなる一次成形品と、ポリブチレンテレフタレート樹
脂及びポリブチレンテレフタレートを主体とし40モル％
以下の他のコモノマーユニットを含有する共重合体から
選ばれたポリアルキレンテレフタレート系樹脂(B) とを
多重成形法により一体的に成形してなる気密性及び密着
性に優れた複合成形品及びその製造法である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の複合成形品の構成
材料及びその成形法について詳しく説明する。

【００１１】本発明の複合成形品を多重成形法により製
造するにあたり、一次成形品としてはポリカーボネート
樹脂(A) からなる成形品が用いられる。

【００１２】かかる一次成形品は、ポリカーボネート樹
脂を用い、公知の成形手段で成形することにより容易に
得ることができる。

【００１３】本発明において、一次成形品の形成に用い
られるポリカーボネートは、溶剤法、即ち塩化メチレン
等の溶剤中で公知の酸受容体、分子量調整剤の存在下、
二価フェノールとホスゲンのようなカーボネート前駆体
との反応又は二価フェノールとジフェニルカーボネート
のようなカーボネート前駆体とのエステル交換反応によ
って製造することができる。

【００１４】ここで、好適に使用し得る二価フェノール
としてはビスフェノール類があり、特に2,2 −ビス（４
−ヒドロキシフェニル）プロパン、即ちビスフェノール
Ａが好ましい。また、ビスフェノールＡの一部又は全部
を他の二価フェノールで置換したものであってもよい。

【００１５】ビスフェノールＡ以外の二価フェノールと
しては、例えばハイドロキノン、4,4 −ジヒドロキシジ
フェニル、ビス（４−ヒドロキシフェニル）アルカン、
ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロアルカン、ビス
（４−ヒドロキシフェニル）スルフィド、ビス（４−ヒ
ドロキシフェニル）エーテルのような化合物又はビス
（3,5 −ジブロモ−４−ヒドロキシフェニル）プロパ
ン、ビス（3,5 −ジクロロ−４−ヒドロシキフェニル）
プロパンのようなハロゲン化ビスフェノール類を挙げる
ことができる。これら二価フェノールは二価フェノール
のホモポリマー又は２種以上のコポリマーであってもよ
い。更に本発明で用いるポリカーボネートは多官能性芳
香族化合物を二価フェノール及び／又はカーボネート前
駆体と反応させた熱可塑性ランダム分岐ポリカーボネー
トであってもよい。

【００１６】本発明に用いるポリカーボネートは特に高
流動性のものが好ましい。

【００１７】上記の如くして得られる一次成形品は、一
般的に透明性を有し、かかる一次成形品を用いた複合成
形品は本発明の主対象となるもので特に好ましいもので
あるが、本発明はこれに限定されるものではなく、一次
成形品形成用材料に配合される他の成分等の関係で、不
透明又は透明性の低いものであってもよい。

【００１８】次に、本発明の複合成形品を得るため、上
記一次成形品に対して二次的に射出成形される樹脂とし
て、本発明においてはポリアルキレンテレフタレート系
樹脂(B) を用いる。

【００１９】具体的にはテレフタル酸又はそのエステル
形成誘導体とブチレングリコール又はそのエステル形成
誘導体を重縮合反応して得られるポリブチレンテレフタ
レート及び／又はこれを主体とし、これに40モル％以下
の他のコモノマーユニットを導入した共重合体が挙げら
れる。

【００２０】かかる共重合体を構成する第三成分（コモ
ノマー）としては、イソフタル酸、ナフタレンジカルボ
ン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルエーテルジ
カルボン酸、ジフェニルエタンジカルボン酸、シクロヘ
キサンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカ
ン二酸の如き公知のジカルボン酸及びこれらのアルキ
ル、アルコキシ又はハロゲン置換体等が挙げられる。ま
た、これらのジカルボン酸化合物は、エステル形成可能
な誘導体、例えばジメチルエステルの如き低級アルコー
ルエステルの形で重縮合に使用しコモノマー成分として
導入することも可能である。

【００２１】又、共重合体を構成するための第三成分と
して使用されるジヒドロキシ化合物の例を示せば、エチ
レングリコール、1,3 −プロパンジオール、1,4 −ブタ
ンジオール、ネオペンチルグリコール、ハイドロキノ
ン、レゾルシン、ジヒドロキシフェニル、ナフタレンジ
オール、ジヒドロキシジフェニルエーテル、シクロヘキ
サンジオール、2,2 −ビス（４−ヒドロキシフェニル）
プロパン、ジエトキシ化ビスフェノールＡの如き比較的
低分子量のジヒドロキシ化合物、及びこれらのアルキ
ル、アルコキシ又はハロゲン置換体等である。

【００２２】これらのコモノマー成分は２種以上混合し
て導入したものであってもよい。

【００２３】これらのコモノマー成分を導入するにあた
っては、生成するポリアルキレンテレフタレート系樹脂
が本来のエンジニアリングプラスチックとしての特性を
有し且つ気密性及び密着性に優れた特性を兼備する材料
であるため、共重合成分の含有量は１〜40モル％の範囲
が好ましく、より好ましくは３〜35モル％の範囲であ
る。

【００２４】本発明では、上記の如き化合物をモノマー
及びコモノマー成分として、重縮合により生成するポリ
アルキレンテレフタレート系樹脂の何れも使用可能であ
り、これらを単独又は２種以上混合して本発明の樹脂材
料(B) として使用することができる。

【００２５】本発明における一体成形品を構成するた
め、二次的に射出成形するポリアルキレンテレフタレー
ト系樹脂(B) は、機械的、電気的、化学的等の諸特性の
面から結晶性であることが好ましい。また、より具体的
には、ポリブチレンテレフタレート樹脂およびポリブチ
レンテレフタレートを主体とし１〜40モル％の他のコモ
ノマーユニット、中でもイソフタル酸ユニットを含有す
る共重合体が特に好ましい。

【００２６】更に本発明の成形品を構成する樹脂材料
(B) には、目的とする性質を付与するため、補助的に少
量の他の熱可塑性樹脂を配合してもよい。かかる補助的
熱可塑性樹脂としては、例えばポリオレフィン系重合
体、ポリアミド系重合体、ポリカーボネート系重合体、
ポリアリレート系重合体、主成分以外のポリエステル系
重合体（例えば完全芳香族ポリエステル）、スチレン系
重合体（例えばＡＳ又はＡＢＳ樹脂）、ポリフェニレン
オキサイド系重合体、アクリレート系重合体、ポリアセ
タール、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエ
ーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリアリーレンサ
ルファイド系重合体、フッ素樹脂、オレフィン系熱可塑
性エラストマー（例えばＥＰＤＭ又はアイオノマー）、
スチレン系熱可塑性エラストマー（例えばＳＢＳ又はＳ
ＥＢＳ）、ウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエス
テル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エ
ラストマー、ポリエーテル系熱可塑性エラストマー、或
いはこれらの変性体などを挙げることができ、これらの
熱可塑性樹脂は２種以上混合して使用することもでき
る。

【００２７】一方、樹脂材料(A) にこれらの熱可塑性樹
脂を配合することは透明性等の観点から一般的ではない
が、目的に応じその特性を大幅に損なわない範囲で適量
を配合することは差し支えない。

【００２８】又、本発明の成形品を構成する樹脂材料
(A) 、(B) には無機充填剤を配合することが出来る。か
かる充填剤は、機械的強度、耐熱性、寸法安定性、電気
的性質等の性能に優れた性質を得るためには配合するこ
とが好ましく、特に剛性を高める目的で有効である。こ
れは目的に応じて繊維状、粉粒状又は板状の充填剤が用
いられる。

【００２９】繊維状充填剤としては、ガラス繊維、アス
ベスト繊維、カーボン繊維、シリカ繊維、シリカ・アル
ミナ繊維、ジルコニア繊維、窒化硼素繊維、窒化硅素繊
維、硼素繊維、チタン酸カリ繊維、更にステンレス、ア
ルミニウム、チタン、銅、真鍮等の金属の繊維状物など
の無機質繊維状物質が挙げられる。特に代表的な繊維状
充填剤はガラス繊維である。尚、ポリアミド、フッ素樹
脂、アクリル樹脂などの高融点有機質繊維状物質も使用
することができる。

【００３０】一方、粉粒状充填剤としては、カーボンブ
ラック、シリカ、石英粉末、ガラスビーズ、ガラス粉、
硅酸カルシウム、硅酸アルミニウム、カオリン、タル
ク、クレー、硅藻土、ウォラストナイトの如き硅酸塩、
酸化鉄、酸化チタン、アルミナの如き金属の酸化物、炭
酸カルシウム、炭酸マグネシウムの如き金属の炭酸塩、
硫酸カルシウム、硫酸バリウムの如き金属の硫酸塩、そ
の他炭化硅素、窒化硅素、窒化硼素、各種金属粉末等が
挙げられる。

【００３１】又、板状充填剤としては、マイカ、ガラス
フレーク、各種金属箔等が挙げられる。

【００３２】これらの無機充填剤は１種又は２種以上併
用することができる。繊維状充填剤、特にガラス繊維又
はカーボン繊維と、粒状又は板状充填剤の併用は特に機
械的強度と寸法精度、電気的性質等を兼備する上で好ま
しい組み合わせである。

【００３３】無機充填剤の添加量は樹脂材料(A) 、(B)
全量に対し夫々40重量％以下である。これより多いと成
形加工性や靭性を害し好ましくない。特に好ましくは30
重量％以下である。但し、樹脂材料(A) の場合、本来の
目的である透明性の維持を配慮し、無機充填剤の種類及
び添加量を考慮する必要がある。

【００３４】尚、本発明において使用する樹脂材料(A)
及び(B) は何れか一方又は両方にその目的に応じ所望の
特性を付与するため、一般に熱可塑性樹脂に添加される
上記以外の公知の物質、すなわち、酸化防止剤、紫外線
吸収剤等の各種安定剤、帯電防止剤、難燃剤、難燃助
剤、染料や顔料等の着色剤、潤滑剤、可塑剤及び結晶化
促進剤、結晶核剤、離型剤等を配合することも勿論可能
である。

【００３５】本発明の複合成形品は、上記(A) 、(B) ２
種の樹脂材料を使用して、いわゆる多重成形法により成
形される。成形方法としては射出成形、圧縮成形その他
の成形法が適用されるが一般には射出成形が好ましい。

【００３６】本発明においては、樹脂材料(A) を予め成
形して一次成形品とし、次いでこれに樹脂材料(B) を二
次的に射出成形して融着し一体化するものであり、かか
る一次側樹脂材料及び二次側樹脂材料の選択により始め
て融着強度の高い複合成形品を得ることができる。

【００３７】

【実施例】以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れに限定されるものではない。 実施例１〜４、比較例１〜４ 下記する樹脂材料(A) 及び(B) を用い、表１に示す組み
合わせで複合成形品を作成し、その密着強度の評価を行
った。結果は表１に示す。

【００３８】 樹脂材料(A) ＰＣ：ポリカーボネート樹脂 樹脂材料(B) ＰＢＴ：ポリブチレンテレフタレート樹脂 ＧＦ−ＰＢＴ：ＰＢＴにガラス繊維30重量％を配合した
もの ＰＢＴ共重合体：イソフタル酸ジメチル12.5モル％を共
重合したＰＢＴ共重合体（融点205 ℃） ＧＦ−ＰＢＴ共重合体：上記ＰＢＴ共重合体にガラス繊
維30重量％を配合したもの 密着強度は以下の如く評価した。 〔密着強度評価法〕 先ず、表１において一次側樹脂材料として示した樹脂を
用い、一次成形品として図１（ａ）に示すＡＳＴＭ１号
ダンベルの中央部から半分を成形した。次にこの成形片
を、ＡＳＴＭ１号ダンベルの金型に装着し、二次側樹脂
材料として示した樹脂を二次材として、二次成形を行
い、図１（ｂ）に示す中央部に接合部を持つダンベル形
の複合成形品を得た。尚、複合成形品の密着強度（引張
強さ、引張伸び）は、引張試験機を用いて測定した。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、前記の如き特定の樹脂
材料(A) 、(B) を選択的に使用することによって、通常
の成形温度条件下でアンカー形状を設けたり、接着剤を
使用すること無く、従来の二重成形方法では得られない
強固な界面密着強度および気密性を有し、透明部分を有
する複合成形品を簡単に経済的に効率良く生産すること
ができる。

【００４１】しかも、本発明の複合成形品は、ポリエス
テル系エンジニアリングプラスチックの優れた熱安定
性、物理的性質、機械的性質などを備え、透明性、耐衝
撃性にも優れており、成形品としてかかる特性の要求さ
れる自動車分野や電気・電子分野の多くの用途に好適で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は実施例で用いた密着強度測定用の成形
品を示す図で、（ａ）は一次成形品、（ｂ）は二次成形
品を接合した中央に接合部を持つダンベル形の複合成形
品である。

【符号の説明】

１ 一次成形品 ２ 二次成形品 ３ 接合部 ４ ゲート

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリカーボネート樹脂(A) からなる一次
   成形品と、ポリブチレンテレフタレート樹脂及びポリブ
   チレンテレフタレートを主体とし40モル％以下の他のコ
   モノマーユニットを含有する共重合体から選ばれたポリ
   アルキレンテレフタレート系樹脂(B) とを多重成形法に
   より一体的に成形してなる気密性及び密着性に優れた複
   合成形品。
2. 【請求項２】 成形により、ポリカーボネート樹脂(A)
   からなる一次成形品を形成し、この一次成形品に更にポ
   リブチレンテレフタレート樹脂及びポリブチレンテレフ
   タレートを主体とし40モル％以下の他のコモノマーユニ
   ットを含有する共重合体から選ばれたポリアルキレンテ
   レフタレート系樹脂(B) を二次的に射出成形して両者を
   一体化することを特徴とする気密性及び密着性に優れた
   複合成形品の製造法。