JP5553607B2 - 低放出ポリマー成形材料 - Google Patents

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Description

本発明は、
A)10〜98質量%の(ポリエチレンテレフタレート(PET)以外の)少なくとも1つのポリエステルa1)であって、100質量%のA)に対して1〜50質量%のPETa2)を含む、ポリエステルa1)と、
B)1〜40質量%のタルクと、
C)0.01〜5質量%の少なくとも1つのエステルまたはアミドと、
D)0.05〜5質量%のアルコールと、
E)0〜40質量%の他の添加剤と
を含む熱可塑性成形組成物であって、成分A)〜E)の質量パーセントの合計が100%である、熱可塑性成形組成物に関する。
さらに、本発明は、繊維、シートまたは成形体を製造するための本発明の成形組成物の使用にも関し、また得られるあらゆる種類の成形体にも関する。
鉱物充填ポリエステル成形組成物は既知の組成物である。さらに、充填剤がポリマー成形組成物の流動性に決定的な影響を及ぼすことも知られている(C.DeArmitt and M.Hancock,Chapter 8"Filled Thermoplastics",page 364 Particulate−filled polymer composites,2nd edition,editor Professor Roger Rothon,2003,PA−PRA,UKを参照)。
充填または未充填ポリエステル成形組成物の流動性を改善する1つの方法には、ポリマーの分子量分布を化学的に変更することがある。第一に、一官能性または二官能性モノマーを使用することで、ポリマーの分子量を制御下で減少させ、それによりポリマーの粘度を減少させることができる。第二に、多官能性モノマーを使用することで、ある程度分岐したポリマー構造を構築することができ、これらの流動性は、非分岐ポリマー成形組成物の流動性よりも優れている可能性がある。こうした事柄が多くの文献の主題となっており、当業者に知られている(これに関しては、"Praktische Rheologie der Kunststoffe und Elastomere"[Practical rheology of plastics and elastomers],Prof.Dr.Pahl,Dr.Gleissle,Dr.Laun,VDI−Verlag GmbH,Duesseldorf 1991,chapter 13を参照)。
ポリエステルの分子量を変更することができる反応性モノマーには、例えば、一価もしくは多価アルコール、酸、アミン、または低分子量エステルがある。同様に、エステル化合物の化学的性質も、多くの標準的な文献の主題となっている(例えば、"Organikum"[Practical organic chemistry],H.G.O.Becker et al.,Barth Verlagsgesellschaft mbH,Deutcher Verlag der Wissenschaften,Leipzig,1993を参照)。
国際特許公開第2004/106405号では、放出性能が重要となる用途における、低含有量の二量体環式系を有するPBTの使用について教示されているが、流動性は十分なものではない。
特開平11−101905号では、無機充填剤を有し、かつ限られた量の酸末端基を有するPBT/ポリカーボネート成形組成物が開示されており、これは有利な放出性能を有する。
(酸)末端基の数は、例えば、特開第2004075756号に記載の通り、ポリマーの鎖伸長により達成することができるが、これにより流動性は低下する。
ポリエステル成形組成物により新規の複雑な応用分野が絶えず見出されている。これらの分野では、種々の改善された特性を併せ持つことが成形組成物に求められる。そのため、流動性が向上し、放出の低下したポリエステル成形組成物を提供することに対する要望が高まっている。
低放出と呼ばれる成形体は主に、以下に示す試験法において(すなわち、DIN75201に従い、但し前記DIN規格の条件よりも厳格な試験条件下で(具体的には、試験試料を含み、保護ガラス板を備えたビーカーの温度を160℃に24時間維持した後、Byk Gardner Haze−Gard(登録商標)plus試験機を使用してガラス板の曇り度を試験する)測定した場合に)20%未満、あるいは15%未満もしくは10%未満の曇り度値を示す曇り性能を有する成形体である。
そのため、本発明の基礎をなす目的は、流動性に優れ、放出の低下したポリエステル成形組成物を提供することであった。
以上により、導入部で定義した成形組成物が発見された。好適な実施形態については、下位請求項に記載されている。
本発明の成形組成物は、成分A)として、10〜9質量%、好ましくは20〜97質量%、具体的には30〜80質量%の(ポリエチレンテレフタレート(PET)以外の)ポリエステルであって、100質量%のA)に対して1〜50質量%、好ましくは10〜35質量%のPETを含む、ポリエステルを含む。
適切なポリエチレンテレフタレート(a2)は、脂肪族ジヒドロキシ化合物としてエチレングリコールを、および芳香族ジカルボン酸としてテレフタル酸を主成分とし、この場合、最高10mol%の芳香族ジカルボン酸は、他の芳香族ジカルボン酸(例えば、2,6−ナフタレンジカルボン酸もしくはイソフタル酸、またはこれらの混合物)により、あるいは脂肪族もしくはシクロ脂肪族ジカルボン酸(例えば、アジピン酸、アゼライン酸またはシクロヘキサンジカルボン酸)に置換されていてもよい。さらに、ポリエチレンテレフタレート中のエチレングリコールは、例えば、使用したポリエチレンテレフタレートの全量に対して最高0.75質量%の量の1,6−ヘキサンジオールおよび/または5−メチル−1,5−ペンタンジオールに置換されていてもよい。
本発明のポリエチレンテレフタレートの粘度数は、(ISO1628に従い、25℃にて、フェノール/o−ジクロロベンゼンの(1:1)混合物の0.5質量%濃度の溶液で測定した場合に)一般的には40〜120mL/g、好ましくは60〜100mL/gの範囲である。
使用可能なポリエチレンテレフタレートのカルボキシ末端基量は、一般的には60meq/kg以下、好ましくは40meq/kg以下、具体的には30meq/kg以下である。通常、カルボキシ末端基量は、滴定法(例えば、電位差測定法)により測定される。
同様に使用可能なポリエチレンテレフタレートは、上記化合物の混合物であり、これは粘度数とカルボキシ末端基量が異なる。
本発明のポリエチレンテレフタレートは、エステル交換方法だけでなく、適切な場合は重縮合反応も促進する触媒を使用した既知の方法により得られる。適切な触媒の例には、ルイス酸無機化合物またはルイス酸有機金属化合物(例えば、元素周期表のIB、IIB、IVA、IVB、VA、VBまたはVIIIB族の金属元素を主成分とする化合物)がある。例えば、米国特許出願第3936421号に記載のチタン、スズおよびアンチモンの触媒活性有機および無機化合物を使用することができる。有機スズおよびチタン化合物が特に適切であり、例としては、テトラエチルスズ、二塩化ジブチルスズ、マレイン酸ジブチルスズ、またはラウリン酸ジブチルスズ、あるいはオルトチタン酸テトラブチル、チタン酸テトラオクチルまたはチタン酸トリエタノールアミンがある。
さらに、ポリアルキレンテレフタレート(例えば、PBT)などのポリエステル混合物において再生PET材料(スクラップPETとも呼ばれる)を使用するのも有利である。
一般的に、再生材料とは以下のものである。
1)工業利用後の再生材料として知られているもの:これらは重縮合中または加工中に発生する製造廃棄物(例えば、射出成形により発生するスプルー、射出成形もしくは押出成形により発生する出発材料、または押出シートもしくは薄膜から出るバリ)である。
2)消費者利用後の再生材料:これらは最終消費者が利用した後に回収および処理されるプラスチック品目である。ミネラルウォーター、清涼飲料水およびジュース用のブロー成形PETボトルは、確かに量の点で最も有力な品目である。
いずれの種類の再生材料も、土壌材料として使用される場合もあれば、あるいはペレットの形態で使用される場合もある。後者の場合は、粗製再生材料を分離・精製した後、融解し、押出機を使用してペレット化する。通常はこうすることで、取扱いが容易になり、易流動性が促進され、さらなる加工工程のための計量が容易になる。
使用する再生材料は、ペレット化される場合もあれば、あるいは土壌材料の形態をとる場合もある。この場合のエッジ長は、6mmを超えてはならず、好ましくは5mm以下とする。
ポリエステルは加工中に(微量の水分により)加水分解することから、再生材料を予備乾燥させることが望ましい。乾燥後の残留含水量は、好ましくは0.2%未満、具体的には0.05%未満である。
一般的には、芳香族ジカルボン酸と脂肪族または芳香族ジヒドロキシ化合物とを主成分とする、PET以外のポリエステルa1)が使用される。
最初に取り上げる好適なポリエステル群は、好ましくはアルコール部分に2〜10個の炭素原子を有するポリアルキレンテレフタレートの群である。
このようなポリアルキレンテレフタレートは、それ自体が知られており、参考文献に記載されている。これらの主鎖は、芳香族ジカルボン酸に由来する芳香族環を含む。芳香族環はまた、例えば、ハロゲン(例えば、塩素および臭素)に、またはC1−C4アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、n−プロピル基、n−ブチル基、イソブチル基もしくはtert−ブチル基)に置換されてもよい。
これらのポリアルキレンテレフタレートは、芳香族ジカルボン酸またはこれらのエステルまたは他のエステル形成誘導体と脂肪族ジヒドロキシ化合物との反応により、それ自体が既知の様式にて製造することができる。
列挙することができる好適なジカルボン酸には、2,6−ナフタレンジカルボン酸、テレフタル酸、およびイソフタル酸、ならびにこれらの混合物がある。最高30mol%、好ましくは10mol%以下の芳香族ジカルボン酸が、脂肪族またはシクロ脂肪族ジカルボン酸(例えば、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、およびシクロヘキサンジカルボン酸)に置換される場合がある。
脂肪族ジヒドロキシ化合物の中では、2〜6個の炭素原子を有するジオール(具体的には、1,2−エタンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、およびネオペンチルグリコール、ならびにこれらの混合物)が好ましい。
3〜6個の炭素原子を有するアルカンジオールに由来するポリアルキレンテレフタレートが、特に好適なポリエステル(A)として列挙される場合がある。これらの中では、ポリプロピレンテレフタレート、およびポリブチレンテレフタレート、ならびにこれらの混合物が特に好ましい。さらに、最高1質量%、好ましくは最高0.75質量%の1,6−ヘキサンジオールおよび/または2−メチル−1,5−ペンタンジオールをさらなるモノマー単位として含むPPTおよび/またはPBTが好ましい。
ポリエステル(A)の粘度数は、(ISO1628に従い、25℃にて、フェノール/o−ジクロロベンゼンの混合物(混合比1:1)の0.5質量%濃度の溶液で測定した場合に)一般的には50〜220、好ましくは80〜160の範囲である。
カルボキシ末端基量が最高100meq/(ポリエステル)kg、好ましくは最高60meq/(ポリエステル)kg、具体的には最高50meq/(ポリエステル)kgのポリエステルが特に好ましい。これらのポリエステルは、例えば、独国特許出願第4401055(A)号の方法により製造することができる。通常、カルボキシ末端基量は、滴定法(例えば、電位差測定法)により測定される。
A)の特に好適な実施形態において、PBT対PET比は、好ましくは3:1〜1.5:1、具体的には2.5:1〜2:1である。
別に列挙することができるポリエステル群は、芳香族ジカルボン酸および芳香族ジヒドロキシ化合物に由来する全芳香族ポリエステル群である。
適切な芳香族ジカルボン酸は、ポリアルキレンテレフタレートにおいて既述した化合物である。使用するのが好ましい混合物は、5〜100mol%のイソフタル酸と0〜95mol%のテレフタル酸との混合物であり、具体的には約50〜約80%のテレフタル酸と20〜約50%のイソフタル酸との混合物である。
芳香族ジヒドロキシ化合物は、好ましくは、一般式
Figure 0005553607
[式中、Zは、最高8個の炭素原子を有するアルキレン基もしくはシクロアルキレン基、最高12個の炭素原子を有するアリーレン基、カルボニル基、スルホニル基、酸素原子もしくは硫黄原子、または化学結合であり、mは0〜2である]
を有する。前記化合物のフェニレン基はまた、C1−C6アルキル基またはアルコキシ基およびフッ素、塩素または臭素に置換される場合もある。
これらの化合物の親化合物の例には、
ジヒドロキシビフェニル、
ジ(ヒドロキシフェニル)アルカン、
ジ(ヒドロキシフェニル)シクロアルカン、
ジ(ヒドロキシフェニル)スルフィド、
ジ(ヒドロキシフェニル)エーテル、
ジ(ヒドロキシフェニル)ケトン、
ジ(ヒドロキシフェニル)スルホキシド、
α,α’−ジ(ヒドロキシフェニル)ジアルキルベンゼン、
ジ(ヒドロキシフェニル)スルホン、
ジ(ヒドロキシベンゾイル)ベンゼン、
レゾルシノール、および
ヒドロキノン、ならびにさらにこれらの環アルキル化および環ハロゲン化誘導体
がある。
これらの中では、
4,4’−ジヒドロキシビフェニル、
2,4−ジ(4’−ヒドロキシフェニル)−2−メチルブタン
α,α’−ジ(4−ヒドロキシフェニル)−p−ジイソプロピルベンゼン、
2,2−ジ(3’−メチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、および
2,2−ジ(3’−クロロ−4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、
具体的には、
2,2−ジ(4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ジ(3’,5−ジクロロジヒドロキシフェニル)プロパン、
1,1−ジ(4’−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、
3,4’−ジヒドロキシベンゾフェノン、
4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、および
2,2−ジ(3’、5’−ジメチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、
ならびにこれらの混合物
が好ましい。
当然ながら、ポリアルキレンテレフタレートと全芳香族ポリエステルとの混合物を使用することも可能である。これらの混合物は、一般的には、20〜98質量%のポリアルキレンテレフタレートと2〜80質量%の全芳香族ポリエステルとを含む。
当然ながら、ポリエステルブロックコポリマー(例えば、コポリエーテルエステル)を使用することも可能である。この種の生成物は、それ自体が知られており、参考文献(例えば、米国特許出願第3651014号)に記載されている。当該生成物はまた市販されており、例えば、Hytrel(登録商標)(DuPont)がある。
ポリエステル成形組成物は、成分B)として、1〜40質量%、好ましくは5〜35質量%、具体的には10〜30質量%のタルクを含む。
使用するタルクは、具体的には、Mg3[(OH)2/Si410]または3MgO・4SiO2・H2Oの構造の珪酸マグネシウム水和物である。この化合物は、3層のフィロ珪酸として知られており、層状晶癖の三斜晶系、単斜晶系または斜方晶系結晶構造を有する。存在することができる他の微量元素は、Mn、Ti、Cr、Ni、NaおよびKであり、この場合のOH基は、ある程度フッ素に置換されている場合がある。
使用するタルクの粒径の99.5%が20μm未満であるのが特に好ましい。通常、粒径分布は、沈降分析により測定され、好ましくは、
99.5質量%が20μm未満であり、
99質量%が10μm未満であり、
85質量%が5μm未満であり、
60質量%が3μm未満であり、
43質量%が2μm未満である。
この種の生成物は、Micro−Talc I.T.extra(Norwegian Talc Minerals)の形態で市販されている。
ポリエステル成形組成物は、成分C)として、0.01〜5質量%、好ましくは0.05〜1質量%、具体的には0.1〜0.5質量%の少なくとも1つの滑沢剤もしくは潤滑剤を含む。好適な滑沢剤もしくは潤滑剤は、10〜40個、好ましくは16〜22個の炭素原子を有する飽和または不飽和脂肪族カルボン酸と、2〜40個、好ましくは2〜6個の炭素原子を有する飽和脂肪族アルコールまたはアミンとのエステルまたはアミドである。
カルボン酸は、一塩基性である場合もあれば、二塩基性である場合もある。列挙することができる例には、ペラルゴン酸、パルミチン酸、ラウリン酸、マルガリン酸、ドデカン二酸、ベヘン酸、特に好ましくはステアリン酸、カプリン酸、さらにはモンタン酸(30〜40個の炭素原子を有する脂肪酸の混合物)がある。
脂肪族アルコールは、一価〜四価である場合がある。アルコールの例には、n−ブタノール、n−オクタノール、ステアリルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ペンタエリスリトールがあり、グリセロールおよびペンタエリスリトールが好ましい。
脂肪族アミンは、モノアミンである場合もあれば、ジアミンである場合もあり、トリアミンである場合もある。これらのアミンの例には、ステアリルアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジ(6−アミノヘキシル)アミンがあり、エチレンジアミンおよびヘキサメチレンジアミンが特に好ましい。これに対応して、好適なエステルまたはアミドは、ジステアリン酸グリセリル、トリステアリン酸グリセリル、ジステアリン酸エチレンジアミン、モノパルミチン酸グリセリル、トリラウリン酸グリセリル、モノベヘン酸グリセリル、およびテトラステアリン酸ペンタエリスリトールである。
また、種々のエステルまたはアミドの混合物、あるいはアミドを合わせたエステルを使用することも可能であり、この場合の混合比は所望の通りである。
本発明の成形組成物は、成分D)として、0.05〜5質量%、好ましくは0.1〜2質量%、具体的には0.1〜1質量のアルコールを含む。一価または多価アルコールを使用することが可能である。特に三官能性または二官能性の多価アルコールが好適である。
また、一価または多価アルコールの混合物を使用することも可能である。
また、アルコールポリマーを使用することも可能である。
さらにまた、ヒドロキシ基だけでなく、さらなる官能基も有する化合物を使用することも可能であり、例としては、酸基またはアミン基がある。しかし、ヒドロキシ末端基の数は、残りの官能基の数よりも多くなければならない。反応基として、もっぱらヒドロキシ基を含む化合物が好適である。
沸点が雰囲気圧にて100℃を超え、好ましくは150℃を超え、特に好ましくは200℃を超える一価または多価アルコールが好ましい。
本発明において使用されるジオールの例には、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,3−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2,3−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,3−ヘキサンジオール、1,4−ヘキサンジオール、1,5−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、1,2−ヘプタンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,2−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,2−デカンジオール、1,10−デカンジオール、1,2−ドデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,5−ヘキサジエン−3,4−ジオール、1,2−および1,3−シクロペンタンジオール、1,2−、1,3−および1,4−シクロヘキサンジオール、1,1−、1,2−、1,3−および1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、1,1−、1,2−、1,3−および1,4−ビス(ヒドロキシエチル)シクロヘキサン、ネオペンチルグリコール、(2)−メチル−2,4−ペンタンジオール、2,4−ジメチル−2,4−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオ−ル、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、ピナコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコールHO(CH2CH2O)n−HもしくはポリプロピレングリコールHO(CH[CH3]CH2O)n−H(式中、nは整数であり、nは4以上である)、ポリエチレンポリプロピレングリコール(この場合、エチレンオキシド単位またはプロピレンオキシド単位の配列は、ブロックの形態をとることもできれば、ランダムであってもよい)、好ましくは最高5000g/molのモル質量であるポリテトラメチレングリコール、好ましくは最高5000g/molのモル質量であるポリ−1,3−プロパンジオール、ポリカプロラクトン、あるいは前述の化合物の代表的な2個以上で構成される混合物がある。上述のジオール中の1個のヒドロキシ基または両方のヒドロキシ基は、SH基に置換されてもよい。使用が好ましいジオールには、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,2−、1,3−および1,4−シクロヘキサンジオール、1,3−および1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、さらにはジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、およびトリプロピレングリコールがある。
二価アルコールはまた、場合によりさらなる官能基(例えば、カルボニル、カルボキシ、アルコキシカルボニルまたはスルホニル)を含んでもよく、例としては、ジメチロールプロピオン酸またはジメチロール酪酸、さらにはこれらのC1−C4アルキルエステルがあるが、アルコールB2がさらなる官能基を有さないのが好ましい。
少なくとも三価のアルコールは、グリセロール、トリメチロールメタン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,2,4−ブタントリオール、トリス(ヒドロキシメチル)アミン、トリス(ヒドロキシエチル)アミン、トリス(ヒドロキシプロピル)アミン、ペンタエリスリトール、ジグリセロール、トリグリセロールもしくはより高縮合度のグリセロール、ジ(トリメチロールプロパン)、ジ(ペンタエリスリトール)、イソシアヌル酸トリスヒドロキシメチル、イソシアヌル酸トリス(ヒドロキシエチル)(THEIC)、イソシアヌル酸トリス(ヒドロキシプロピル)、イノシトールまたは糖(例えば、グルコース、フルクトースもしくはスクロース)、糖アルコール(例えば、ソルビトール、マンニトール、トレイトール、エリスリトール、アドニトール(リビトール)、アラビトール(リキシトール)、キシリトール、ズルシトール(ガラクチトール)、マルチトール、イソマルト)、ならびに少なくとも三価のアルコールならびにエチレンオキシド、プロピレンオキシドおよび/またはブチレンオキシドを主成分とする少なくとも三価のポリエテロールを含む。
この場合は、グリセロール、ジグリセロール、トリグリセロール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,2,4−ブタントリオール、ペンタエリスリトール、イソシアヌル酸トリス(ヒドロキシエチル)、さらにはエチレンオキシドおよび/またはプロピレンオキシドを主成分とするこれらのポリエテロール、さらには1,1,1−トリス(ヒドロキシメチル)プロパン、ステアリルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、およびネオペンチルグリコール、さらには1,1,1−トリス(ヒドロキシメチル)プロパン、ステアリルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコールおよびネオペンチルグリコールが特に好ましい。
本発明の成形組成物は、成分E)として、0〜40質量%、具体的には最高20質量%の(B)および/またはC)および/またはD)以外の)さらなる添加剤および加工助剤を含んでもよい。
従来の添加剤E)の例には、最高40質量%、好ましくは最高15質量%の量の弾性ポリマー(耐衝撃性改良剤、エラストマーまたはゴムと呼ばれることも多い)がある。
これらは、ごく一般的には、以下のモノマー(すなわち、エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソブテン、イソプレン、クロロプレン、酢酸ビニル、スチレン、アクリロニトリル、ならびにアルコール成分中に1〜18個の炭素原子を有するアクリレートおよび/またはメタクリレート)の内の少なくとも2つで構成されるのが好ましいコポリマーである。
この種のポリマーについては、例えば、Houben−Weyl,Methoden der organischen Chemie,Vol.14/1(Georg−Thieme−Verlag,Stuttgart,1961),pages 392−406、およびC.B.Bucknall,"Toughened Plastics"(Applied Science Publishers,London,1977)の論文に記載されている。
これらのエラストマーのいくつかの好適な種類については、以下に記載されている。
これらのエラストマーの好適な種類は、エチレン−プロピレン(EPM)ゴムおよびエチレン−プロピレン−ジエン(EPDM)ゴムとして知られるものである。
一般的に、EPMゴムには、二重結合がほぼ残存しないのに対し、EPDMゴムには、100個の炭素原子につき1〜20個の二重結合が存在する場合がある。
列挙することができるEPDMゴムのジエンモノマーの例には、共役ジエン(例えば、イソプレンおよびブタジエン)、5〜25個の炭素原子を有する非共役ジエン(例えば、1,4−ペンタジエン、1,4−ヘキサジエン、1,5−ヘキサジエン、2,5−ジメチル−1,5−ヘキサジエン、および1,4−オクタジエン)、環状ジエン(例えば、シクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、およびジシクロペンタジエン)、さらにはアルケニルノルボルネン(例えば、5−エチリデン−2−ノルボルネン、5−ブチリデン−2−ノルボルネン、2−メタリル−5−ノルボルネン、および2−イソプロペニル−5−ノルボルネン)、およびトリシクロジエン(例えば、3−メチル−トリシクロ[5.2.1.0.2,6]−3,8−デカジエン)、ならびにこれらの混合物がある。1,5−ヘキサジエン、5−エチリデンノルボルネン、およびジシクロペンタジエンが好ましい。EPDMゴムのジエン量は、ゴムの全量に対して好ましくは0.5〜50質量%、具体的には1〜8質量である。
EPMゴムおよびEPDMゴムはまた、好ましくは反応性カルボン酸またはこれらの誘導体でグラフトされている場合もある。これらの例には、アクリル酸、メタクリル酸、およびこれらの誘導体(例えば、アクリル酸グリシジル(メタクリル酸グリシジル))、さらには無水マレイン酸がある。
エチレンと、アクリル酸および/またはメタクリル酸および/またはこれらの酸のエステルとのコポリマーが、好適なゴムの別の群である。ゴムはまた、ジカルボン酸(例えば、マレイン酸およびフマル酸)、またはこれらの酸の誘導体(例えば、エステルおよび無水物)、ならびに/あるいはエポキシ基を含むモノマーを含む場合もある。ジカルボン酸誘導体を含むか、エポキシ基を含むこれらのモノマーは、好ましくは、ジカルボン酸基および/またはエポキシ基を含み、かつ一般式I、II、IIIまたはIV:
Figure 0005553607
[式中、R1〜R9は、1〜6個の炭素原子を有する水素基またはアルキル基であり、mは0〜20の整数であり、gは0〜10の整数であり、pは0〜5の整数である]
を有するモノマーを、モノマー混合物に添加することにより、ゴムに組み込まれる。
mが0または1であり、gが1である場合、R1〜R9は好ましくは水素である。対応する化合物には、マレイン酸、フマル酸、無水マレイン酸、アリルグリシジルエーテル、およびビニルグリシジルエーテルがある。
式I、IIおよびIVの好適な化合物には、エポキシ基を含むマレイン酸、無水マレイン酸およびアクリレート(メタクリレート)(例えば、アクリル酸グリシジルおよびメタクリル酸グリシジル)、ならびに第3級アルコールとのエステル(例えば、アクリル酸tert−ブチル)がある。後者は遊離カルボキシ基を有さないが、これらの挙動は遊離酸の挙動と類似するため、これらは潜在型カルボキシ基を有するモノマーと呼ばれる。
コポリマーは、50〜98質量%のエチレン、0.1〜20質量%の、エポキシ基および/もしくはメタクリル酸を含むモノマーならびに/または無水基を含むモノマーで構成され、残りの量がアクリレート(メタクリレート)であるのが有利である。
特に、
50〜98質量%、具体的には55〜95質量%のエチレンと、
0.1〜40質量%、具体的には0.3〜20質量%の、アクリル酸グリシジルおよび/もしくはメタクリル酸グリシジル、アクリル酸(メタクリル酸)ならびに/または無水マレイン酸と、
1〜45質量%、具体的には10〜40質量%の、アクリル酸n−ブチルおよび/またはアクリル酸2−エチルヘキシルと
で構成されるコポリマーが好ましい。
他の好適なアクリレート(メタクリレート)には、メチル、エチル、プロピル、イソブチル、およびtert−ブチルエステルがある。
これらの他に、使用される場合があるコモノマーには、ビニルエステルおよびビニルエーテルがある。
上述のエチレンコポリマーは、それ自体が既知の方法(好ましくは、ランダム共重合)により、高温高圧にて製造される場合がある。適切な方法は周知である。
他の好適なエラストマーには、例えばBlackley,"Emulsion Polymerization"の論文に製造法が記載されている乳化ポリマーがある。使用できる乳化剤および触媒は、それ自体が知られている。
原則として、均質構造のエラストマーまたはシェル構造のエラストマーを使用することが可能である。シェル型構造は、個々のモノマーの添加順序により決定される。ポリマーの形態もまた、この添加順序の影響を受ける。
この場合に(単に例として)列挙することができる、エラストマーのゴム断片を製造するためのモノマーには、アクリレート(例えば、アクリル酸n−ブチルおよびアクリル酸2−エチルヘキシル)、対応するメタクリレート、ブタジエン、およびイソプレン、さらにはこれらの混合物がある。これらのモノマーは、他のモノマー(例えば、スチレン、アクロニトリル、ビニルエーテル)と、他のアクリレートまたはメタクリレート(例えば、メタクリル酸メチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチルまたはアクリル酸プロピル)と共重合される場合がある。
エラストマーの(ガラス転移温度が0℃以下の)軟相またはゴム相は、核である場合もあれば、シェルである場合もあり、中間シェル(構造が3つ以上のシェルを有するエラストマーの場合)である場合もある。複数のシェルを有するエラストマーはまた、ゴム相で構成される複数のシェルを有する場合もある。
ゴム相の他に(ガラス転移温度が20℃を超える)1つ以上の硬成分がエラストマーの構造に含まれる場合、これらは、一般的には、スチレン、アクロニトリル、メタクリロニトリル、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、またはアクリレートもしくはメタクリレート(例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチルもしくはメタクリル酸メチル)を主モノマーとして重合することにより製造される。これらの他にも、比較的少量の他のコモノマーを使用することも可能である。
場合によっては、表面に反応基を有する乳化ポリマーを使用するのが有利であることが証明されている。この種の基の例には、エポキシ基、カルボキシ基、潜在型カルボキシ基、アミノ基およびアミド基、さらには一般式
Figure 0005553607
[式中、置換基は以下の通り定義される場合があり:
10は水素またはC1−C4アルキル基であり、
11は水素またはC1−C8アルキル基もしくはアリール基、具体的にはフェニルであり、
12は水素、C1−C10アルキル基、C6−C12アリール基、または−OR13であり、
13は、O含有基またはN含有基に適宜置換される、C1−C8アルキル基またはC6−C12アリール基であり、
Xは、化学結合、またはC1−C10アルキレン基もしくはC6−C12アリーレン基、または
Figure 0005553607
(式中、YはO−ZまたはNH−Zである)であり、
ZはC1−C10アルキレン基またはC6−C12アリーレン基である]
のモノマーを併用することにより組み込まれる場合がある官能基がある。
欧州特許出願公開第208187(A)号に記載のグラフトモノマーも、表面で反応基を組み込むのに適切である。
列挙することができる他の例には、アクリルアミド、メタクリルアミド、および置換アクリレートまたはメタクリレート(例えば、メタクリル酸(N−tert−ブチルアミノ)エチル、アクリル酸(N,N−ジメチルアミノ)エチル、アクリル酸(N,N−ジメチルアミノ)メチル、およびアクリル酸(N,N−ジエチルアミノ)エチル)がある。
ゴム相の粒子はまた、架橋されている場合もある。架橋モノマーの例には、1,3−ブタジエン、ジビニルベンゼン、フタル酸ジアリル、およびアクリル酸ジヒドロジシクロペンタジエニル、さらには欧州特許出願公開第50265(A)号に記載の化合物がある。
また、グラフト結合モノマーとして知られるモノマー(すなわち、重合中に種々の速度で反応する複数の重合性二重結合を有するモノマー)を使用することも可能である。この種の化合物を使用することが好ましく、この使用では、少なくとも1つの反応基が他のモノマーとほぼ同じ速度で重合する一方で、他の(1つ以上の)反応基が、例えばこれよりも著しく緩徐に重合する。重合速度が異なることで、ゴムに不飽和二重結合が特定の割合で生じる。この場合に別の相がこの種のゴムにグラフトされると、ゴムに存在する二重結合の内の少なくともいくつかがグラフトモノマーと反応して化学結合を形成し、すなわち、グラフトされた相が、グラフト基材との化学結合を少なくともいくらかは有する。
この種のグラフト結合モノマーの例には、アリル基を、具体的にはエチレン不飽和カルボン酸のアリルエステル(例えば、アクリル酸アリル、メタクリル酸アリル、マレイン酸ジアリル、フマル酸ジアリルおよびイタコン酸ジアリル)を、ならびにこれらのジカルボン酸の対応するモノアリル化合物を含むモノマーがある。これらの他にも多種多様な他の適切なグラフト結合モノマーがある。さらなる詳細については、例えば米国特許出願第4148846号を参照することができる。
耐衝撃性改良ポリマー中におけるこれらの架橋モノマーの割合は、耐衝撃性改良ポリマーに対して一般的には最高5質量%、好ましくは3質量%以下である。
以下にはいくつかの好適な乳化ポリマーを列挙するが、ここではまず、核と少なくとも1つの外側シェルとを含み、以下の構造を有するグラフトポリマーについて言及する。
Figure 0005553607
これらのグラフトポリマー(具体的には、ABSポリマーおよび/またはASAポリマー)は、好ましくは、PBTの耐衝撃性改良のために、最高40質量%のポリエチレンテレフタレートとの混合物中において最高40質量%の量で適宜使用される。この種の混和生成物は、Ultradur(登録商標)S(旧、BASF AG製Ultrablend(登録商標)S)という商標名で入手可能である。
また、複数のシェル構造のグラフトポリマーの代わりに、1,3−ブタジエン、イソプレンおよびn−ブチルアクリレートで構成されるか、これらのコポリマーに由来する、均質な(すなわち、単一シェルの)エラストマーを使用することも可能である。これらの生成物もまた、架橋モノマーまたは反応基を有するモノマーを併用することにより製造される場合がある。
好適な乳化ポリマーの例には、アクリル酸n−ブチル/アクリル酸(メタクリル酸)コポリマー、アクリル酸n−ブチル/アクリル酸グリシジルコポリマー、またはアクリル酸n−ブチル/メタクリル酸グリシジルコポリマー、アクリル酸n−ブチルで構成されるか、ブタジエンを主成分とする内コアと上述のコポリマーで構成されるシェルとを有するグラフトポリマー、ならびに反応基を供給するコモノマーとエチレンとのコポリマーがある。
記載のエラストマーはまた、他の従来の方法(例えば、懸濁重合)により製造される場合もある。
また、独国特許出願公開第3725576(A)号、欧州特許出願公開第235690(A)号、独国特許出願公開第3800603(A)号および欧州特許出願公開第319290(A)号に記載のようなシリコーンゴムも好ましい。
また、当然ながら、上に列挙した種類のゴムの混合物を使用することも可能である。
列挙することができる繊維充填剤または粒子充填剤E)には、カーボン繊維、ガラス繊維、ガラスビーズ、非晶質シリカ、アスベスト、珪酸カルシウム、メタ珪酸カルシウム、炭酸マグネシウム、カオリン、チョーク、石英粉、マイカ、硫酸バリウムおよび長石があり、最高20質量%、具体的には最高10質量%の量で使用される。
成分B)との好適な混合比は、40〜70質量%の成分B)に対し65〜25質量%の充填剤E)であり、B)対E)の好適な混合比が100:1〜2:1である。
列挙することができる好適な繊維充填剤には、カーボン繊維、アラミド繊維、およびチタン酸カリウム繊維があり、Eガラス形態のガラス繊維が特に好ましい。これらはロービングとして使用される場合もあれば、粉砕ガラスの市販形態で使用される場合もある。
1:100〜1:2、好ましくは1:10〜1:3の比率のガラス繊維E)と成分B)との混合物が特に好ましい。
繊維充填剤は、熱可塑性物質との相容性を改善するために、表面がシラン化合物で前処理されている場合がある。
適切なシラン化合物は、一般式:
Figure 0005553607
[式中、置換基は上記に定義する通りであり、
XはNH2−、
Figure 0005553607
、HO−であり、
nは2〜10、好ましくは3〜4の整数であり、
mは1〜5、好ましくは1〜2の整数であり、
kは1〜3、好ましくは1の整数である]
を有する。
好適なシラン化合物には、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノブチルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、およびアミノブチルトリエトキシシランさらには置換基Xとしてグリシジル基を含む対応するシランがある。
表面コーティングに一般的に使用されるシラン化合物の量は、(Eに対して)0.05〜5質量%、好ましくは0.5〜1.5質量%、具体的には0.8〜1質量%である。
列挙することができる他の充填剤には、カオリン、焼成カオリン、珪灰石およびチョークがある。
本発明の熱可塑性成形組成物は、成分E)として、従来の加工助剤(例えば、安定剤、酸化抑制剤、熱による分解および紫外線による分解の中和剤、滑沢剤もしくは潤滑剤および離型剤、着色剤(例えば、染料および顔料)、成核剤、可塑剤などを含んでもよい。
列挙することができる酸化抑制剤および熱安定剤の例には、立体障害フェノールおよび/または亜リン酸、ヒドロキノン、芳香族第2級アミン(例えば、ジフェニルアミン)、これらの基の種々の置換員、ならびにこれらの混合物があり、これらの濃度は、熱可塑性成形組成物の質量に対して最高1質量%である。
列挙することができ、成形組成物に対して最高2質量%の量で一般的に使用される紫外線安定剤には、種々の置換レゾルシノール、サリチル酸塩、ベンゾトリアゾール、およびベンゾフェノンがある。
添加することができる着色剤には、無機顔料(例えば、二酸化チタン、ウルトラマリンブルー、酸化鉄、およびカーボンブラック)、さらには有機顔料(例えば、フタロシアニン、キナクリドンおよびペリレン)、さらには染料(例えば、ニグロシンおよびアントラキノン)がある。
使用される場合がある成核剤には、フェニルホスフィン酸ナトリウム、アルミナ、シリカ、好ましくはタルクがある。
C)以外の滑沢剤もしくは潤滑剤および離型剤の通常の使用量は、最高1質量%である。長鎖脂肪酸(例えば、ステアリン酸またはベヘン酸)、これらの塩(例えば、ステアリン酸カルシウムまたはステアリン酸亜鉛)、またはモンタンワックス(28〜32個の炭素原子の鎖長を有する直鎖飽和カルボン酸の混合物)、またはモンタン酸カルシウムもしくはモンタン酸ナトリウム、または低分子量ポリエチレンワックスもしくは低分子量ポリプロピレンワックスが好ましい。
列挙することができる可塑剤の例には、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジベンジル、フタル酸ブチルベンジル、炭化水素油、およびN−(n−ブチル)ベンゼンスルホンアミドである。
本発明の成形組成物はまた、0〜2質量%のフッ素含有エチレンポリマーを含む場合もある。これらは、フッ素量が55〜76質量%、好ましくは70〜76質量のエチレンポリマーである。
これらの例には、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレンヘキサフルオロプロピレンコポリマー、および比較的少量の(一般的には最高50質量%の)共重合性エチレン不飽和モノマーを含むテトラフルオロエチレンコポリマーがある。これらについては、例えば、Schildknecht"Vinyl and Related Polymers",Wiley−Verlag,1952,pages 484−494、およびWall"Fluoropolymers"(Wiley Interscience,1972)に記載されている。
これらのフッ素含有エチレンポリマーは、成形組成物中に均質に分布し、好ましくは、0.05〜10μm、具体的には0.1〜5μmの範囲の粒径d50(数平均)を有する。これらの小さな粒径は、特に好ましくは、フッ素含有エチレンポリマーの水性分散液を使用し、これらをポリエステル溶解物に組み込むことにより実現することができる。
本発明の熱可塑性成形組成物は、それ自体が既知の方法により、従来の混合装置(例えば、スクリュー押出機、Brabender混合機またはBanbury混合機)で出発成分を混合した後、これらを押出成形することにより製造される場合がある。押出物はその後、冷却され、粉砕される場合がある。また、個々の成分を予備混合してから、残りの出発材料を個別におよび/または同様に混合して添加することも可能である。一般的に、混合温度は230〜290℃である。
別の好適な手順では、成分B)、C)および/またはD)をポリエステルプレポリマーと混合して、配合し、ペレット化することができる。次いで、所望の粘度に達するまで、不活性ガス下で、成分A)の融点以下の温度にて、得られたペレットを連続してまたは一括して固体相に凝縮する。
本発明の熱可塑性成形組成物は、流動性に優れ、放出が低下していることを特徴とする。
記載の成形組成物は、使用温度が50℃を超える用途に特に適切である。
特に、ヘッドランプ部品、ランプ部品、パネルもしくはパネル構成部品、ヘッドランプパネルもしくはヘッドランプパネル構成部品、ランプパネルもしくはランプパネル構成部品、側面外装、羽目板、照明装置の構造部品、または外部照明装置もしくは前記装置の構成部品、または照明部材を備えたボート本体、芝刈り機筺体および自動二輪車部品から選択される照明部材を製造するのに使用するのが好ましい。
前記使用は、照明部材が自動車のヘッドランプ部品であること特徴とするのがとりわけ特に好ましい。
本発明はまた、本発明の熱可塑性成形組成物で構成される成形体、シート、繊維および発泡体も提供する。前記成形体は照明部材であるのが好ましい。
前記成形体は、ヘッドランプ部品、ランプ部品、パネルもしくはパネル構成部品、ヘッドランプパネルもしくはヘッドランプパネル構成部品、ランプパネルもしくはランプパネル構成部品、側面外装、羽目板、照明装置の構造部品、または外部照明装置もしくは前記装置の構成部品、または照明部材を備えたボート本体、芝刈り機筺体および自動二輪車部品から照明部材が選択されている成形体であるのが特に好ましい。
前記成形体は、照明部材が自動車のヘッドランプ部品である成形体であるがとりわけ特に好ましい。
自動車内装の用途(例えば、
−ステアリングカラムモジュール
−スイッチ、ボタン
−ラジオ、GPSおよび空調装置の筐体
−筐体(ヒューズボックス)
−ウィンドウリフトモーターの筐体
−計器盤部品
−サンルーフ部品/サンルーフフレーム
−シート調節機構)
が、さらなる用途である。
成分a1
VZが105mL/gであり、カルボキシ末端基量が33meq/kgであるポリブチレンテレフタレート。BASFの市販品Ultradur(登録商標)B2550を使用した。
成分a2
VZが100mL/gである(VZは、25℃にて、フェノール/o−ジクロロベンゼンの1:1混合物で構成される0.5質量%濃度の溶液で測定)PET。Invistaの市販品RT51を使用した。
成分B)
タルク(Omya GmbH製IT Extraタルク)
成分C)
テトラステアリン酸ペンタエリスリトール。Cognisの市販品Loxiol(登録商標)EP 861を使用した。
D1)少なくとも98%の純度のAcros Organics製1,1,1−トリス(ヒドロキシメチル)プロパン(CAS番号77−99−6)
D2)少なくとも95%の純度のAldrich製トリメシン酸(CAS番号554−95−0)
D3)少なくとも99%の純度のMerck製アジピン酸(CAS番号124−04−9)
D4)少なくとも99%の純度のAcros Organics製メラミン(CAS番号108−78−1
D5)少なくとも99%の純度のAcros Organics製テレフタル酸ジメチル(CAS番号120−61−6)
第2表に列挙する組成に基づく成分A〜Dを、Werner&Pfleiderer製ZSK30ツインスクリュー押出機で250℃にてホモジナイズし、混合物を水浴に押出成形して、ペレット化し、乾燥させた。これらのペレットを使用して、融点260℃および成形表面温度80℃にてディスク、ダンベル形試験品および標準小型試験品を射出成形機で射出成形した後、これらの成形体を試験した。
それぞれの実験が比較できるようにするため、
質量比×価数/分子量
の積がほぼ等しくなるように、反応性モノマー量を選択した。
式中の価数は官能基の数として定義される。例えば、ヘキサメチレンジアミンは二価であり、トリメシン酸は三価である。
曇り性能を評価するため、直径80mm、厚さ4mmのディスクを製造し、これらの曇り性能を、DIN75201(1992年9月)の方法Aに準じて試験した。この時のディスクの保存時間は24時間であり、保存温度は160℃であった。
前述のDIN75201規格に従って得られた曇りガラス板を、ASTM D1003に準じて、BYK−Gardner GmbH(ドイツ ゲレツリード)製Haze−Gard plus装置で全透過率、曇り度および鮮明度の試験を行った。この場合の曇り度は、入射光線から2.5°を超えて偏位した広角散乱として測定可能な拡散透過率であり、鮮明度は、2.5°未満の角度の小角散乱として測定可能な拡散透過率である。全透過率の値が上昇し、曇り度の値が下降し、鮮明度の値が上昇するにつれて、曇りが少なくなった。
メルトボリュームフローレイトMVRは、ISO1133に準じて、融解温度266℃、定格負荷2.16kgにて測定した。
VZはISO1628に準じて測定した。
下表には成形組成物の測定結果と組成を示す。
Figure 0005553607
比較例1.6Vと残りの実施例との比較により、いずれの場合にも、反応性モノマーが成形組成物の粘度数の低下とMVRの増加を達成することが示されている。
但し、本発明の組成でのみ、改善された流動性と良好な放出特性を示したにすぎない。

Claims (8)

  1. A)10〜98質量%の(ポリエチレンテレフタレート(PET)以外の)少なくとも1つのポリエステルa1)であって、100質量%のA)に対して1〜50質量%のPETa2)を含む、ポリエステルa1)と、
    前記ポリエステルa 1 )は、3〜6個の炭素原子を有するアルカンジオールに由来するポリアルキレンテレフタレートであり、
    B)1〜40質量%のタルクと、
    C)0.01〜5質量%の、10〜40個の炭素原子を有する飽和もしくは不飽和カルボン酸と2〜40個の炭素原子を有する飽和脂肪族アルコールとの少なくとも1つのエステルまたは前記カルボン酸と2〜40個の炭素原子を有する飽和脂肪族アミンとの少なくとも1つのアミドと、
    D)0.05〜5質量%のアルコールであって、反応基としてヒドロキシ基のみを含むアルコールと
    E)0〜40質量%の他の添加剤と
    を含む熱可塑性成形組成物であって、成分A)〜E)の質量パーセントの合計が100%である、熱可塑性成形組成物。
  2. 成分B)の99.5%の粒径が20μm未満である、請求項1に記載の熱可塑性成形組成物。
  3. 多価アルコールD)を含む、請求項1または2に記載の熱可塑性成形組成物。
  4. 成分D)として少なくとも1つの三官能性または二官能性アルコールを含む、請求項1からまでのいずれか1項に記載の熱可塑性成形組成物。
  5. 繊維、シートまたは成形体を製造するための、請求項1からまでのいずれか1項に記載の熱可塑性成形組成物の使用。
  6. 請求項1からまでのいずれか1項に記載の熱可塑性成形組成物から得られる成形体。
  7. 照明部材であることを特徴とする、請求項に記載の成形体。
  8. 照明部材が、ヘッドランプ部品、ランプ部品、パネルもしくは前記パネルの構成部品、ヘッドランプパネルもしくは前記ヘッドランプパネルの構成部品、ランプパネルもしくは前記ランプパネルの構成部品、側面外装、羽目板、照明装置の構造部品、または外部照明装置もしくは前記外部照明装置の構成部品、または照明部材を備えたボート本体、芝刈り機筺体および自動二輪車部品から選択されることを特徴とする、請求項またはに記載の成形体。
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