JP4292626B2 - カレンダー成形用樹脂組成物 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、耐熱性の改善されたポリエステル系の樹脂を含むシートを成形加工するためのカンレンダー用成形樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、ポリエチレンテレフタレート(PET)で代表されるポリエステル系樹脂は、古くから繊維、フィルム等に広く使用されている。
【0003】
中でも、汎用化されているフィルムは、前記樹脂を押出成形法により溶融状態で押出し、溶融樹脂を急冷して一旦固化させたのち二軸延伸法で延伸して結晶化させ、さらに特定温度に加熱してセットすることにより、通常の実用温度環境における温度依存性が少なく、引張強さ、衝撃強さ、引裂き強さ等の機械的特性に優れた透明なフィルムであり、また耐薬品性、耐溶剤性、あるいは電気絶縁性に優れている。
【0004】
この種フィルムは、上述のように結晶性の樹脂を原料とするものであるから、高い機械的特性を有し、かつ透明性を有する製品を得るには、二軸延伸法等による延伸手段が必須であり、その結果得られる製品の厚さも、通常、シートと呼称される厚さ0.3mm以上の板状体は得られない。
【0005】
また、上述の樹脂によりシートが得られたとしても、樹脂成分が結晶性樹脂であるために、加熱時の粘度が低く、真空成形法や圧空成形法等による、いわゆる二次的な熱成形加工ができず、また有機溶剤等による接着加工が困難である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
近年、上述のポリエステル系樹脂から、押出成形性を改善し、従来の機械的特性や透明性を実用上許容される範囲に維持しながらシートを得るために、当該樹脂本来の性質を改良する手段が講じられて、かかる改良樹脂が広く採用されつつある。具体的には、テレフタル酸ジメチルとエチレングリコールとをエステル交換させて重縮合させる際に、エチレングリコールの一部をシクロヘキサンジオールで置換した、いわゆる非晶性のポリエチレンテレフタレートを、押出成形法の原料としてシートを得ようとするものである。
【0007】
しかし、前記非晶性ポリエチレンテレフタレートは、耐熱性が低く、これを改善するために当該非晶性ポリエチレンテレフタレートと相溶性があり、かつ当該非晶性ポリエチレンテレフタレートよりも耐熱性の高い他の熱可塑性樹脂を添加することによって、押出成形法を適用しシートを得る方法が採用されてきた。
【0008】
ところで、一般的に押出成形法は、その機械構造上の制約から単位時間当たりのシートの生産量(吐出量)が、カレンダー成形法のそれに比べ格段に低いことは周知の技術的事項である。
【0009】
そこで、生産性を向上するためには、前記非晶性ポリエチレンテレフタレートをカレンダー成形法に適用することが考えられるが、当該樹脂を単独で適用することは、実際にはつぎのような理由により不可能である。すなわち、当該樹脂は、熱成形加工時の粘度が低くかつカレンダー機の金属ロール表面への粘着度合が強く剥離しないために、板状体には成形することができないのである。このことは、非晶性ポリエチレンテレフタレートの耐熱性を向上させるために、耐熱性の高い熱可塑性樹脂を添加する等の方法を採用する場合にも共通する問題である。
【0010】
この発明者等は、ポリエステル系樹脂としての前記非晶性ポリエチレンテレフタレートと前記非晶性ポリエチレンテレフタレートと相溶性がありかつ前記非晶性ポリエチレンテレフタレートよりも耐熱性の高い樹脂とを混合した混合樹脂を、カレンダー成形法により熱成形加工をしてシートにするには、特定の滑剤を選択し、これを前記樹脂成分に添加した樹脂組成物を原料として設定すればよいことを見出し、この発明を完成した。
【0011】
すなわち、この発明はカレンダー成形法によりシートの成形が可能な、非晶性ポリエステル系樹脂及びポリカーボネート樹脂からなるカレンダー成形用脂組成物を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的において、この発明は、非晶性ポリエステル樹脂20〜90重量%及びポリカーボネート樹脂80〜10重量%を含む混合樹脂と脂肪酸エステル系のモンタン酸ワックスとを必須成分とする樹脂組成物であって、前記非晶性ポリエステル樹脂のテレフタル酸成分とエチレングリコール成分のうち、エチレングリコール成分の一部が1,4−シクロヘキサンジメタノールに置換されてなる共重合体からなるカレンダー成形用樹脂組成物を要旨とする。
【0013】
この発明の好ましい実施態様は、請求項2に記載のとおり、前記混合樹脂中のポリカーボネート樹脂の平均分子量が10000〜25000である請求項1に記載のカレンダー成形用樹脂組成物である。
【0014】
また、この発明の好ましい別の実施態様は、請求項3に記載のとおり、前記混合樹脂と脂肪酸エステル系のモンタン酸ワックスとの配合割合が、前記混合樹脂100重量部に対して、前記モンタン酸ワックスが0.1〜5.0重量部である請求項1または請求項2に記載のカレンダー成形用樹脂組成物である。
【0015】
この発明のカレンダー成形用樹脂組成物の必須成分である混合樹脂のうちの非晶性ポリエステル樹脂は、エチレングリコール90〜10モル%に対して1,4−シクロヘキサンジメタノール10〜90モル%の比率のものである。この場合、エチレングリコールと1,4−シクロヘキサンジメタノールとが上記範囲外であると、非晶性ポリエステル樹脂の結晶性が高くなり、カレンダー加工が困難となるので、好ましくはエチレングリコール成分が80〜40モル%に対して1,4−シクロヘキサンジメタノールが20〜60モル%の範囲のものとする。
【0016】
また、カレンダー成形用樹脂組成物の必須成分である混合樹脂のうちのポリカーボネート樹脂は、平均分子量が25000を超えると、当該ポリカーボネート樹脂の溶融温度の上昇に起因して、ポリエステル樹脂との相溶時の温度が高くなり、樹脂組成物全体の粘度が低下して、カレンダー機によるシートの成形加工が困難となり、また平均分子量が10000未満であると、樹脂組成物自体の耐熱性が低下するのみならず、耐衝撃性も劣るものとなるので適当でない。従って、平均分子量は、好ましくは15000〜20000の範囲とする。
【0017】
前記混合樹脂の非晶性ポリエステル樹脂とポリカーボネート樹脂との混合比率は、非晶性ポリエステル樹脂に対しポリカーボネート樹脂が80重量%を超えると加工温度が高くなり加工し難く、溶融時にシートを引き取れないなどカレンダー加工性が悪くなる。またポリカーボネート樹脂が10重量%未満であると耐熱性に劣る。従って、好ましくは非晶性ポリエステル樹脂40〜70重量%、ポリカーボネート樹脂60〜30重量%とする。
【0018】
つぎに、この発明において前記混合樹脂とともに用いられる滑剤には、モンタン酸とアルコールとのエステル化合物である、脂肪酸エステル系のモンタン酸ワックスが適用される。この場合のアルコールは、エチレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、グリセロール等である。また、モンタン酸ワックスは、部分鹸化されたものであってもよい。
【0019】
前記モンタン酸ワックスの配合量については、該モンタン酸ワックスを、前記混合樹脂100重量部に対して、0.1〜5.0重量部とする。
【0020】
この場合、当該モンタン酸ワックスの配合量が0.1重量部未満では、カレンダー機の金属ロール表面への当該カレンダー成形用樹脂組成物の粘着が激しく、これをシート状にして金属ロールから引き剥がすことができないので、好ましくは0.5〜5.0重量部とする。また、5重量部を超えると、金属ロール表面への当該カレンダー成形用樹脂組成物の粘着の度合いは弱まるが、逆に溶融時の粘度が低下して、一旦シート状に金属ロール表面から剥がれるものの、それ自体の自重で過剰に伸びを生じ、結果としてシート状に成形することができないので、好ましくは0.1〜4.0重量部とする。
【0021】
なお、この発明のカレンダー成形用樹脂組成物の成分として、前記必須成分である非晶性ポリエステル樹脂及びポリカーボネート樹脂を含む混合樹脂とモンタン酸ワックスのほか、カレンダー機の金属ロールに対する剥離助剤として、他の滑剤を添加することも可能であり、例えばパラフィンワックス等の炭化水素系の滑剤、ステアリン酸等の脂肪酸系の滑剤、ステアリルアミド等の脂肪酸アミド系の滑剤、及び脂肪酸エステル系、アルコール系、金属石鹸系等の各滑剤を併用することができる。
【0022】
また、その他の添加剤として、フェノール系、ヒンダードアミン系、リン系等の安定剤、各種充填剤、各種顔料等を、この発明の目的を逸脱しない範囲で添加することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、この発明のカレンダー成形用樹脂組成物の実施形態を示す実施例を、比較例とともに説明する。
【0024】
実施例1〜8
混合樹脂中の非晶性ポリエステル樹脂として、これを構成するテレフタル酸成分とエチレングリコール成分のうち、エチレングリコール成分の一部が1,4−シクロヘキサンジメタノールに置換されており、その比率がエチレングリコール35モル%に対して1,4−シクロヘキサンジメタノール65モル%である共重合体を用意した。
【0025】
また、混合樹脂中のポリカーボネート樹脂として、平均分子量が12000、16000及び23000の3種類のポリカーボネート樹脂を用意した。
【0026】
また、必須成分の滑剤としては、モンタン酸とアルコールとのエステル化合物であって、前記アルコールが1,3−ブタンジオールであるモンタン酸ワックスを用意した。
【0027】
つぎに、上記で用意された非晶性ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂及びモンタン酸ワックスの各成分を、表1に示す割合で実施例別に混合し、まず前処理として2軸の押出機により予め加熱混練したのち、ついでロール径250mmの金属ロール4本からなるL型カレンダー機に移して、ロール温度170〜180℃の条件下で圧延して厚さ0.5mmのシートを成形加工した。
【0028】
なお、表1に示す数値は、混合樹脂の非晶性ポリエステル樹脂とポリカーボネート樹脂との混合比率を「重量%」で示し、またモンタン酸ワックスの配合割合を前記混合樹脂100重量部に対する「重量部」で示したものである。なお、非晶性ポリエステル樹脂は「非晶性PET」、ポリカーボネート樹脂は平均分子量別に「PC−1〜PC−3」で示した。[]内は平均分子量である。
【0029】
【表1】
【0030】
上記のカレンダー機によるシートの成形加工において、その成形加工性を評価し、かつ得られたシートについて耐熱性を評価した結果を、成形加工性においてはシートの成形加工が可能の場合を良好(○で示す)、不可能の場合を不良(×で示す)とし、また耐熱性においては熱変形温度の測定値が80℃を超えるものを良好(○で示す)、80℃以下のものを不良(×で示す)として表し、各実施例について表1に併記した。
【0031】
上記実施例1〜8によれば、カレンダー機における各樹脂組成物の金属ロールに対する粘着度はいずれも強くなく、離型性が良好で、所期の厚さ0.5mmのシートを難なく得ることができ、表1に示すとおり、いずれもカレンダー機による成形加工性が良好であり、またいずれも耐熱性が良好であった。
【0032】
比較例1〜6
上記実施例に対し、表2に各成分と配合割合を示すように、ポリエステル系樹脂として、実施例で用いたと同様の非晶性ポリエステル「非晶性PET」及びエチレングリコール成分が1,4−シクロヘキサンジメタノールまたはその他のものに置換されていない結晶性ポリエステル樹脂、すなわち実施例の「非晶性PET」とは異なるポリエチレンテレフタレート「PET」と、ポリカーボネート樹脂として平均分子量が19000「PC−4」、27000「PC−5」のものを用い、また滑剤には、比較例2を除く全てについて、実施例と同様のモンタン酸ワックスを用いた。なお、量の単位は、比較例5及び6では「PET」とポリカーボネート樹脂の混合比率を「重量%」で示し、またモンタン酸ワックスは 「PET」100重量部に対する混合割合を「重量部」で示した以外は、実施例と同様である。
【0033】
つぎに、前記各樹脂と滑剤とを表2に示す配合割合で混合し、得られた混合物を用い、以後実施例と同様の操作により、同じ厚さのシートの成形加工を試みた。なお、実施例と同様に行った評価結果を表2に併記した。
【0034】
【表2】
【0035】
この場合、比較例1〜3は、混合物を押出機から、カレンダー機へ移送したのちにゲル化させるために高温を要し、しかも溶融粘度が著しく低下し、カレンダー機の金属ロールに混合物が粘着して剥離することができず、シートを得ることができなかった。
【0036】
また、比較例4については、いずれも押出機のシリンダー温度180℃でゲル化し、カレンダー機へ移送することができて、金属ロールに強く粘着せず、スムーズに離型し、シートの成形加工は可能であったが、得られたシートの熱変形温度が72℃と低く耐熱性が悪いものであった。
【0037】
さらに、比較例5及び6は、混合物がゲル化せず、シートの成形加工が不可能であった。
【0038】
【発明の効果】
以上のように、この発明のカレンダー成形用樹脂組成物は、非晶性ポリエステル樹脂20〜90重量%及びポリカーボネート樹脂80〜10重量%を含む混合樹脂と脂肪酸エステル系のモンタン酸ワックスとを必須成分とする樹脂組成物であって、前記非晶性ポリエステル樹脂のテレフタル酸成分とエチレングリコール成分のうち、エチレングリコール成分の一部が1,4−シクロヘキサンジメタノールに置換されてなる共重合体からなるものであるから、
加熱時の粘度が適度に高まり、カレンダー機の金属ロール表面への粘着度合が弱く剥離し易くなるため、カレンダー成形法によるシートの成形加工が可能となり、単位時間当たりの生産量を著しく向上し得るとともに、得られたシートの耐熱性を向上することができるという効果がある。
【0039】
また、この発明のカレンダー成形用樹脂組成物は、請求項2に記載のとおり、前記混合樹脂中のポリカーボネート樹脂の平均分子量が10000〜25000である請求項1に記載のカレンダー成形用樹脂組成物としたから、従来の機械的特性や透明性を実用上許容される範囲に維持しながら、しかも従来なし得なかったカレンダー成形法により溶融粘度及び金属ロールへの粘着度を適宜調整し、カンレンダー成形の条件を最適に設定することが可能であるという利点がある。
【0040】
さらに、この発明のカレンダー成形用樹脂組成物は、請求項3に記載のとおり、前記混合樹脂と脂肪酸エステル系のモンタン酸ワックスとの配合割合が、前記混合樹脂100重量部に対して、前記モンタン酸ワックスが0.1〜5.0重量部である請求項1または請求項2に記載のカレンダー成形用樹脂組成物としたから、カレンダー成形時の成形加工温度を過剰に上げる必要がなく、しかも耐熱性の改善されたシートを得ることができるという利点がある。
Claims (2)
- 非晶性ポリエステル樹脂20〜90重量%及び平均分子量が10000〜25000のポリカーボネート樹脂80〜10重量%を含む混合樹脂と脂肪酸エステル系のモンタン酸ワックスとを必須成分とする樹脂組成物であって、前記非晶性ポリエステル樹脂のテレフタル酸成分とエチレングリコール成分のうち、エチレングリコール成分の一部が1,4−シクロヘキサンジメタノールに置換されてなる共重合体からなるカレンダー成形用樹脂組成物。
- 前記混合樹脂と脂肪酸エステル系のモンタン酸ワックスとの配合割合が、前記混合樹脂100重量部に対し、前記モンタン酸ワックスが0.1〜5.0重量部である請求項1に記載のカレンダー成形用樹脂組成物。
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