JP5508009B2 - 射出形成用ポリエステル樹脂組成物、光反射体基体および光反射体 - Google Patents
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Description
ここで、光反射体は、一般的に、射出成形により熱可塑性樹脂組成物を成形して光反射体基体とし、その表面にアンダーコート等の前処理(下塗り)を行った後、真空蒸着等により光反射層として金属薄膜を形成して製造されていた。
また、従来の技術では、光反射体の金属薄膜の表面の高輝度感を維持するため、光反射体基体にフィラーを添加せずに成形することが行われていた。このため、光反射体基体に用いる樹脂組成物の収縮による離型不良や耐熱性の低下といった問題も起こっていた。
また、光反射体基体に用いるポリエステル樹脂組成物が、特許文献3〜5において開示されている。しかしながら、これらのポリエステル樹脂組成物では、珪酸ジルコニウムを用いることについて記載も示唆も無い。
(1)(A)ポリエステル樹脂100重量部に対して、
(B)平均一次粒子径が10μm以下の珪酸ジルコニウム0.1〜20重量部、および、
(C)1〜4価の金属イオンとキレートを形成するキレート化剤0〜5重量部を含む射出形成用ポリエステル樹脂組成物。
(2)前記(A)ポリエステル樹脂として、ポリアルキレンテレフタレート樹脂を含む、(1)に記載の射出形成用ポリエステル樹脂組成物。
(3)前記(A)ポリエステル樹脂として、ポリブチレンテレフタレート樹脂を含む、(1)に記載の射出形成用ポリエステル樹脂組成物。
(4)前記(A)ポリエステル樹脂として、末端カルボキシル基量が50eq/ton以下であるポリエステル樹脂を含む、(1)〜(3)のいずれか1項に記載の射出形成用ポリエステル樹脂組成物。
(5)(A)ポリエステル樹脂が、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂以外のポリエステル樹脂から選ばれる少なくとも1種以上とからなり、その重量比率が90/10〜40/60である、(1)〜(4)のいずれか1項に記載の射出形成用ポリエステル樹脂組成物。
(6)(A)ポリエステル樹脂として、ポリブチレンテレフタレート樹脂と、ポリエチレンテレフタレート樹脂とを含む、(1)〜(5)のいずれか1項に記載の射出形成用ポリエステル樹脂組成物。
(7)(A)ポリエステル樹脂として、ポリブチレンテレフタレート樹脂を含み、該ポリブチレンテレフタレート樹脂の末端カルボキシル基量が50eq/ton以下である、(1)〜(6)のいずれか1項に記載の射出形成用ポリエステル樹脂組成物。
(8)前記(B)珪酸ジルコニウムの平均一次粒子径が、5μm以下である、(1)〜(7)のいずれか1項に記載の射出形成用ポリエステル樹脂組成物。
(9)前記(B)珪酸ジルコニウムが、(A)ポリエステル樹脂100重量部に対し、0.1〜15重量部含まれる、(1)〜(8)のいずれか1項に記載の射出形成用ポリエステル樹脂組成物。
(10)前記(B)珪酸ジルコニウムのうち、前記平均一次粒子径の5倍を超える粒子径を有する珪酸ジルコニウム粒子の含量が、全珪酸ジルコニウム量の2重量%以下である、(1)〜(9)のいずれか1項に記載の射出形成用ポリエステル樹脂組成物。
(11)前記(C)1〜4価の金属イオンとキレートを形成するキレート化剤として、ヒドラジン誘導体および有機リン化合物から選ばれる少なくとも1種を含む、(1)〜(10)のいずれか1項に記載の射出形成用ポリエステル樹脂組成物。
(12)前記(C)1〜4価の金属イオンとキレートを形成するキレート化剤として、ヒドラジン誘導体から選ばれる少なくとも1種を含む、(1)〜(10)のいずれか1項に記載の射出形成用ポリエステル樹脂組成物。
(13)前記(C)1〜4価の金属イオンとキレートを形成するキレート化剤として、分子量300〜1000のヒドラジン誘導体から選ばれる少なくとも1種を含む、(1)〜(10)のいずれか1項に記載の射出形成用ポリエステル樹脂組成物。
(14)前記(C)1〜4価の金属イオンとキレートを形成するキレート化剤が、(A)ポリエステル樹脂100重量部に対し、0.05〜1重量部含まれる、(1)〜(13)のいずれか1項に記載の射出形成用ポリエステル樹脂組成物。
(15)(1)〜(14)のいずれか1項に記載の射出形成用ポリエステル樹脂組成物からなる光反射体基体。
(16)(15)に記載の光反射体基体上に光反射層を有する光反射体。
(17)前記光反射層が金属薄膜であって、該金属薄膜が光反射体基体の表面と接していることを特徴とする(16)に記載の光反射体。
本発明に用いる(A)ポリエステル樹脂は、従来公知の任意のポリエステル樹脂を使用できるが、中でも芳香族ポリエステル樹脂が好ましい。ここで芳香族ポリエステル樹脂とは、芳香環を重合体の連鎖単位に有するポリエステル樹脂を示し、例えば、芳香族ジカルボン酸成分と、ジオール(および/またはそのエステルやハロゲン化物)成分とを主成分とし、これらを重縮合して得られる重合体または共重合体である。
本発明に用いるポリアルキレンテレフタレート樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)、ポリプロピレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT)、ポリエチレンナフタレート樹脂(PEN)、ポリブチレンナフタレート樹脂(PBN)、ポリ(シクロヘキサン−1,4−ジメチレン−テレフタレート)樹脂、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂等が挙げられ、ポリブチレンテレフタレート樹脂が好ましい。
また、本発明に用いるポリアルキレンテレフタレート樹脂として、上記の他、アルキレンテレフタレート構成単位を主構成単位とするアルキレンテレフタレート共重合体や、ポリアルキレンテレフタレートを主成分とするポリアルキレンテレフタレート混合物が挙げられる。さらに、ポリオキシテトラメチレングリコール(PTMG)等のエラストマー成分を含有又は共重合したものも用いることができる。
本発明のポリエステル樹脂組成物は、平均一次粒子径が10μm以下の珪酸ジルコニウム(ZrO2・SiO2)を含む。
珪酸ジルコニウムとしては、例えば、キンセイマテック(株)よりジルコンフラワー及びA−PAXの商品名で販売されているものが使用できる。珪酸ジルコニウムは、好ましい真比重は4.2〜4.8であり、より好ましい真比重は4.5〜4.8であり、好ましい硬度は7.5であり、好ましい組成比は、ZrO2 63.5〜68重量%、SiO2 31.5〜36重量%、Fe2O30.3重量%未満、Al2O3 3重量%未満である。ポリエステル樹脂組成物の滞留熱安定性の点から、より好ましい組成比は、ZrO2 64〜67重量%、SiO2 32〜35重量%、Fe2O30.2重量%未満、Al2O3 2.5重量%未満であり、特に好ましい組成比は、ZrO2 64〜67重量%、SiO2 32〜34重量%、Fe2O30.10重量%未満、Al2O3 2.0重量%未満である。
本発明における珪酸ジルコニウムの平均一次粒子径は、好ましくは、5μm以下であり、より好ましくは2μm以下である。平均一次粒子径が2μm以下のものを採用することにより、得られる光反射体の外観がより向上する傾向にあり好ましい。また、平均一次粒子径の下限値は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、特に定めるものではないが、好ましくは1μm以上である。
また、珪酸ジルコニウムは、平均一次粒子径の5倍を超える粒子径を有する珪酸ジルコニウム粒子の含量が、本発明のポリエステル樹脂組成物に含まれる全珪酸ジルコニウム量の2重量%以下、中でも1重量%以下であることが好ましい。
なお、本発明における珪酸ジルコニウムの平均粒径とは、セディグラフ(X線透過式粒度分布測定装置)を用いて測定して得られた粒度分布において、積算重量分布が50%となる粒径を言う。セディグラフは、沈降中の懸濁液にX線ビームを照射し、そのX線透過量から粒度分布を測定する装置である。
表面処理剤での処理方法としては、例えば、特開2001−172055号公報、特開昭53−106749号公報等に記載の方法のように、表面処理剤により予め表面処理しておくこともできるし、本発明のポリエステル樹脂組成物調製の際に、未処理の珪酸ジルコニウムとは別に、表面処理剤を添加して表面処理することもできる。
本発明のポリエステル樹脂組成物は、1〜4価の金属イオンとキレートを形成するキレート化剤(以下、単に「キレート化剤」ということがある。)を含むことが好ましい。本発明におけるキレート化剤を添加することにより、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、銅、ニッケル、鉄、ジルコニア、ハフニウム、チタン等の金属を含むイオン等によるエステル交換反応に対する触媒作用を抑制し、分解ガス等の発生をより低減させることができる。
キレート化剤としては、ヒドラジン誘導体、有機リン化合物等が好ましい例として挙げられ、ヒドラジン誘導体がさらに好ましい。ヒドラジン誘導体を採用することにより、金属を含むイオン等と錯体を形成し、ガスの発生量がより低減し、得られる樹脂組成物のフォギング性および金型汚染性が特に優れたものとなる。
本発明で用いるヒドラジン誘導体としては、従来公知の任意のものを広く採用できる。具体的には、デカメチレンカルボン酸ジサリチロイルヒドラジド、2’,3−[[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニル]]プロピオノヒドラジド、イソフタル酸ビス(2−フェノキシプロピオニルヒドラジド)、N−ホルミル−N’−サリシロイルヒドラジン、オギザリル−ビス−ベンジリデン−ヒドラジドなどが挙げられる。中でもジヒドラジド類である、デカメチレンカルボン酸ジサリチロイルヒドラジド、2’,3―[[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニル]]プロピオノヒドラジドが好ましい。
本発明で用いる、ヒドラジン誘導体の分子量は、低すぎると、かえってフォギング性を低下させることがあり、逆に高すぎてもキレート能が低下し、やはりフォギング性が低下することがある。よってこの分子量は、300〜1000、中でも400〜800、特に450〜600であることが好ましい。
本発明で用いる有機リン化合物としては、従来公知の任意の有機リン化合物、具体的には、有機ホスフェート化合物、有機ホスファイト化合物または有機ホスホナイト化合物等を用いることができる。中でも(A)ポリエステル樹脂として複数種の樹脂を用いた場合に生ずるエステル交換反応の抑制と言う観点から、有機ホスファイト化合物や有機ホスフェート化合物が好ましい。
有機ホスフェート化合物としては、中でも以下の式(1)で表される、ジアルキルアシッドホスフェート化合物等が好ましい。
リン系キレート化剤としては、例えば、オキシエチルアシッドホスフェート、ペンタエリスルトールジホスファイト、ステアリン酸ホスフェート、次亜リン酸ナトリウム、亜リン酸、リン酸などが挙げられる。
中でも融点が高く、それ自身が分解しないものが好ましく、具体的には例えば、オキシエチルアシッドホスフェート、ペンタエリスルトールジホスファイト、次亜リン酸ナトリウム等が挙げられる。そしてこれらは、フォギング性、熱処理後の光反射体外観向上の点で好ましく、特にオキシエチルアシッドホスフェート、次亜リン酸ナトリウムはキレート化効果が大きいので好ましい。
本発明のポリエステル樹脂組成物には、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、他の添加剤を配合してもよい。他の添加剤としては、酸化防止剤、難燃剤、熱安定剤、滑剤、離型剤、触媒失活剤、結晶核剤等を挙げることができる。これらの添加剤は、ポリエステル樹脂の重合途中又は重合後に添加することができる。さらに、ポリエステル樹脂に所望の性能を付与するため、紫外線吸収剤、耐候安定剤、帯電防止剤、発泡剤、可塑剤、耐衝撃性改良剤、珪酸ジルコニウム以外の無機充填剤等を配合してもよい。
酸化防止剤の配合量は、合計配合量がポリエステル樹脂100重量部に対し、好ましくは0.001〜2重量部であり、より好ましくは0.03〜1.5重量部である。
これらの難燃剤の配合量は、ポリエステル樹脂100重量部に対し、好ましくは0.1〜50重量部、より好ましくは1〜30重量部である。難燃剤の配合量を0.1重量部以上とすることにより、難燃性をより効果的に発現することができ、50重量部以下にすることにより、物性、特に機械的強度をより高く保つことができる。
変性ポリオレフィン類の酸価は任意だが、1mgKOH/gを超えて10mgKOH/g未満、中でも2〜9mgKOH/g、さらには2〜8mgKOH/g、特に3〜8mgKOH/gであることが好ましい。また光反射体基体用においては揮発分が少なく、同時に離型性の改良効果も著しい点で、本発明に用いる変性ポリオレフィン類としては、酸化ポリエチレンワックスが好ましい。
尚、本発明に用いる変性ポリオレフィン類としては、その酸価が1mgKOH/g以下のもの(未変性ポリオレフィン樹脂を含む。)や、10mgKOH/g以上のものを併用してもよい。また、本発明において、複数種類の変性ポリオレフィン類を用いる場合、該変性ポリオレフィン類全体としての酸価が、1mgKOH/gを超えて10mgKOH/g未満となればよい。
本発明に用いる変性ポリオレフィン類の重量平均分子量は、2,000以上であることが好ましい。2000より小さいと揮発分が著しく多くなり、成形体表面に曇りが発生する場合がある。上限は特に制限はないが、重量平均分子量が大きすぎると、分散性が低下し、成形体の表面性や離型性が低下する傾向にあるので、通常500,000以下、中でも300,000以下、その中で100,000以下、さらにその中でも30,000以下、特に10,000以下であることが好ましい。
尚、本発明に用いる変性ポリオレフィン類は、二種以上の変性ポリオレフィン類を任意の割合で用いてもよい。この際、用いる全ての変性ポリオレフィン類全体の重量平均分子量が2,000以上となれば、2,000未満のものを組み合わせて用いてもよい。
本発明に用いる離型剤の配合量は、ポリエステル樹脂100重量部に対し、0.05〜2重量部、中でも好ましくは0.05〜1重量部、より好ましくは0.1〜0.5重量部である。
これらの樹脂の配合量は、ポリエステル樹脂組成物中、50重量%以下であることが好ましく、45重量%以下がより好ましい。
(1)ポリブチレンテレフタレート(PBT):三菱エンジニアリングプラスチックス(MEP)社製、ノバデュラン5008、η=0.85、末端カルボキシル基量20eq/ton、Mn20,000
(2)ポリブチレンテレフタレート/イソフタレート共重合体(IPA共重合PBT):MEP社製、ノバデュラン5605、η=0.85、末端カルボキシル基量20eq/ton
(3)ポリエチレンテレフタレート(PET):三菱化学社製GS385、η=0.65
(4)ポリトリメチレンテレフタレート(PTT):シェルケミカルズ社製、Corterra9200、η=0.92
(5)珪酸ジルコニウム:キンセイマテック社製、商品名:A−PAX/45M、平均一次粒子径1.05μm、一次粒子径が5.25μmを超えるものの含量は0.3重量%
(6)珪酸ジルコニウム:キンセイマテック社製、商品名:ジルコンフラワー#600、平均粒径 5μm、一次粒子径が25μmを超えるものの含量は0.5重量%
(7)タルク:林化成社製、商品名:タルカンパウダーPKC、平均粒径11.0μm
(8)タルク:林化成社製、商品名:ミクロンホワイト5000S、平均粒径2.8μm
(9)カオリン:ENGELHARD社製、商品名:ASP−170、平均粒径0.8μm
(10)焼成カオリン:ENGELHARD社製、商品名:ウルトレックス98、平均粒径2.3μm
(11)硫酸バリウム:堺化学工業社製、商品名:B−55、平均粒径0.6μm
(12)ヒドラジン誘導体(デカメチレンカルボン酸ジサリチロイルヒドラジド):ADEKA社製、商品名:CDA−6、分子量498
(13)ヒドラジン誘導体(2’,3−[[3−[3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル]プロピオニル]]プロピオノヒドラジド):チバスペシャリティケミカルズ社製、商品名:イルガノックスMD1024、分子量553
(14)次亜リン酸ナトリウム:純正化学社製
(15)オキシエチルアシッドホスフェート:城北化学社製、商品名:JP−502
(16)ペンタエリスルトールジホスファイト:ADEKA製、商品名:PEP−36
(17)ステアリン酸ホスフェート:ADEKA社製、商品名:AX−71
(18)亜リン酸:純正化学社製
(19)リン酸:純正化学社製
(20)酸化ポリエチレンワックス:クラリアント社製リコワックス、分子量5500、酸価3〜5mgKOH/g
樹脂成分、無機充填剤、キレート価剤またはその代替物およびその他の添加剤を、表1の組成で十分にドライブレンドした後、250℃に設定した2軸スクリュウ押出機を用い、15Kg/時間の押出速度でペレット化した。
光反射体外観:
上記アルミ蒸着を行った光反射体に対して、目視にて観察し、以下に示すA〜Dの基準により、外観を評価した。次いで光反射体を熱風乾燥機(ヤマト科学社製送風定温恒温器DN−43)で160℃、24時間および180℃、24時間の2条件で加熱処理後の試料についても同様に目視にて評価した。
B:高い輝度感を有するものの反射像は多少ぼやける。熱処理後はガスによる曇りがややみられる。
C:高い輝度感を有するものの反射像はぼやける。熱処理後はガスによる曇りがみられる。
D:輝度感は無く、熱処理の有無に関わらず、反射像の認識ができない。
上記アルミ蒸着した試料を熱風乾燥機で180℃、24時間加熱処理した試料を分光測色計(コニカミノルタ社製CM−3600d)にて反射率を測定した。結果を%で示した。
後述する引張試験用ISO試験片を用いて、電子比重計(島津製作所社製、商品名AW320−SGM)にて測定した。
ISO 527規格に準拠し、引張試験用ISO試験片を引張試験機(東洋精機製作所社製、商品名ストログラフ APII)で、引張強度及び引張伸度を測定した。用いた試験片は、各々実施例、比較例の樹脂組成物ペレットを、温度120℃に設定した熱風乾燥機内に6時間以上静置して乾燥し、射出成形機(住友重機械工業社製、型式:SG75 SYCAP−MIII)のホッパーに投入して、シリンダー温度250℃、金型温度80℃、成形サイクル40秒の条件下で作成した。
下記表中の単位は、MPaである。
射出成形機(住友重機社製SH100)を用い、シリンダー温度250℃、金型温度80℃の条件下で、縦100mm、横100mm、厚み2mmの四角形の平板をフィルムゲート金型により成形し、流れの直角方向(TD)の成形収縮率を測定した。
成形品を粉砕しペレット大とし、試験管(φ20×160mm)に10g入れ、180℃に温度調節したフォギング試験機(GLサイエンス社製中型恒温槽L−75改良機)にセットした。さらに、上記試験管に、耐熱ガラス(テンパックスガラスφ25×2mmt)の蓋をした後、耐熱ガラス部を25℃雰囲気に温度調節し、180℃で20時間、熱処理を実施した。熱処理後、ガラス板内側には樹脂組成物より昇華した分解物等による付着物が析出した。熱処理終了後、耐熱ガラスの付着物の状態を肉眼で観察し、以下の4段階の基準で評価した。
A:ガラスプレートへの付着、曇りはほとんど無く、目視にて透過像が鮮明に認識できる。
B:ガラスプレートへの付着、曇りはややあり、透過像は多少ぼやけるが目視にてほぼ認識できる。
C:ガラスプレートへの付着、曇りがあり、透過像はぼやけるが部分的に認識できる。
D:ガラスプレートへの付着、曇りが非常に多く、透過像は認識できない。
住友重機械工業社製ミニマットM8/7A成形機を用い、しずく型金型を用いて、成形温度270℃、金型温度35℃で1000ショット連続成形し、終了後金型の付着物の状態を肉眼で観察し、以下の4段階の基準で評価した。
A:金型付着物がほとんどみられない。
B:金型付着物がややみられる。
C:金型付着物が多い。
D:金型付着物が非常に多い。
Claims (14)
- (A)ポリブチレンテレフタレート樹脂の割合が60重量%以上である、ポリエステル樹脂100重量部に対して、
(B)平均一次粒子径が10μm以下の珪酸ジルコニウム0.1〜20重量部、および、
(C)1〜4価の金属イオンとキレートを形成するキレート化剤0〜5重量部を含む射出形成用ポリエステル樹脂組成物。 - (A)ポリエステル樹脂が、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂以外のポリエステル樹脂から選ばれる少なくとも1種以上とからなり、その重量比率が90/10〜60/40である、請求項1に記載の射出形成用ポリエステル樹脂組成物。
- (A)ポリエステル樹脂として、ポリブチレンテレフタレート樹脂と、ポリエチレンテレフタレート樹脂とを含む、請求項1または2に記載の射出形成用ポリエステル樹脂組成物。
- 前記(B)珪酸ジルコニウムの平均一次粒子径が、5μm以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の射出形成用ポリエステル樹脂組成物。
- 前記(B)珪酸ジルコニウムが、(A)ポリエステル樹脂100重量部に対し、0.1〜15重量部含まれる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の射出形成用ポリエステル樹脂組成物。
- 前記(B)珪酸ジルコニウムのうち、前記平均一次粒子径の5倍を超える粒子径を有する珪酸ジルコニウム粒子の含量が、全珪酸ジルコニウム量の2重量%以下である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の射出形成用ポリエステル樹脂組成物。
- 前記(C)1〜4価の金属イオンとキレートを形成するキレート化剤として、ヒドラジン誘導体および有機リン化合物から選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の射出形成用ポリエステル樹脂組成物。
- 前記(C)1〜4価の金属イオンとキレートを形成するキレート化剤として、ヒドラジン誘導体から選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の射出形成用ポリエステル樹脂組成物。
- 前記(C)1〜4価の金属イオンとキレートを形成するキレート化剤として、分子量300〜1000のヒドラジン誘導体から選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の射出形成用ポリエステル樹脂組成物。
- 前記(C)1〜4価の金属イオンとキレートを形成するキレート化剤が、(A)ポリエステル樹脂100重量部に対し、0.05〜1重量部含まれる、請求項1〜9のいずれか1項に記載の射出形成用ポリエステル樹脂組成物。
- 前記(C)1〜4価の金属イオンとキレートを形成するキレート化剤が、(A)ポリエステル樹脂100重量部に対し、0.05〜1重量部含まれ、前記(C)1〜4価の金属イオンとキレートを形成するキレート化剤が、ヒドラジン誘導体および有機リン化合物から選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の射出形成用ポリエステル樹脂組成物。
- 請求項1〜11のいずれか1項に記載の射出形成用ポリエステル樹脂組成物からなる光反射体基体。
- 請求項12に記載の光反射体基体上に光反射層を有する光反射体。
- 前記光反射層が金属薄膜であって、該金属薄膜が光反射体基体の表面と接していることを特徴とする請求項13に記載の光反射体。
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