JP5782127B2 - 射出成形品 - Google Patents
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Description
〔1〕(1)ISO75−1に準拠した荷重撓み温度が165〜220℃であり、(2)JIS Z8741試験法による45°の表面光沢が95〜110であり、(3)縦120mm、横120mm、厚み2mmの平板のJIS B0021における平面度が0〜2mmであり、かつ(4)ISO3167に準じて成形した引張り特性評価用試験片を、150℃の熱風オーブン中で10日間加熱処理した後、23℃・50%RHにて24時間処理した上で、ISO527−1,2に準拠して測定した引張り破断伸びが1.5%以上であることを特徴とする射出成形品。
以下に先ず、上記(1)〜(4)の要件について詳述する。
当該荷重撓み温度は、耐熱性についての指標であり、以下のように測定して得られる。すなわち、本発明の射出成形品の元となる樹脂組成物を140℃で3時間乾燥後、射出成形機にてシリンダー温度260℃、金型温度80℃で、ISO3167に定められている10mm×4mm×80mmの曲げ特性評価用試験片を成形し、190℃で1時間加熱処理した後、ISO75−1,2に準拠して、1.82MPaの荷重撓み温度を測定する。
荷重撓み温度が165〜220℃であると、本発明の射出成形品に要求される耐熱性として十分である。荷重撓み温度が165℃未満では耐熱性に劣り、220℃を超える場合、耐熱性は問題ないが、ポリフェニレンサルファイド樹脂や液晶ポリマーのような、いわゆる超高耐熱樹脂が必要となるため、高い加工温度が必要であり、またコストも高くなってしまう。荷重撓み温度は、好ましくは170〜220℃であり、より好ましくは180〜220℃である。
当該表面光沢は、外観の良否についての指標であり、以下のように測定して得られる。すなわち、本発明の射出成形品の元となる樹脂組成物から、射出成形機にてシリンダー温度260℃、金型温度60℃、射出圧力60MPa、射出速度17mm/s、射出時間25秒、冷却時間10秒、全成形サイクル45秒の条件で、図1に示すように、縦120mm、横120mm、厚み2mmの平板形状の試験片を成形し、図1においてハッチングで示す部位の45°鏡面光沢をJIS Z8741によって測定し、その45°鏡面光沢を表面光沢とする。
表面光沢が95〜110であると良好な光沢を呈し、外観として十分である。表面光沢が95未満では、人目に触れる製品の表面外観としては十分ではなく、110を超える場合には、ガラス繊維などの強化用充填材を添加していない、いわゆる非強化の樹脂材料を使用せねばならず、耐熱性、機械特性などの点で劣る。好ましい表面光沢は100〜110である。
当該平面度は、低反り性(平面度)についての指標であり、以下のように測定して得られる。すなわち、本発明の射出成形品の元となる樹脂組成物から、射出成形機にてシリンダー温度260℃、金型温度60℃、射出圧力60MPa、射出速度17mm/s、射出時間10秒、冷却時間10秒、全成形サイクル45秒の条件で、図2に示すように、縦120mm、横120mm、厚み2mmの平板形状の試験片を成形し、平面度を測定する。平面度は、図2においてハッチングで示す9個の点をCNC画像測定機(ミツトヨ製)で測定する。
平面度が0〜2mmであると反りが少なく良好な低反り性となる。平面度が2mmを超えると、反りが多く低反り性が不十分となる。当該平面度は0〜1mmが好ましく、0mmに近いほど好ましい。
当該引張り破断伸びは、試験片を加熱冷却した後の引張り強度を示し、加熱冷却後における樹脂成形品の耐久性(本明細書において「加熱冷却耐久性」と呼ぶ。)の指標となり、以下のように測定して得られる。すなわち、本発明の射出成形品の元となる樹脂組成物を140℃で3時間乾燥後、射出成形機にてシリンダー温度260℃、金型温度80℃で、ISO3167に定められている引張り特性評価用試験片を成形し、当該試験片を150℃の熱風オーブン中で10日間加熱処理した後、23℃・50%RHにて24時間処理した上で、ISO527−1,2(試験片厚み4mm)に準じて引張り強度を測定する。
引張り強度が1.5%以上であると加熱冷却耐久性が良好となる。当該引張り強度が1.5%未満では加熱冷却耐久性が不良となる。当該引張り強度は1.8%以上が好ましく、2.0%以上がより好ましい。
以下に、これらの難燃性試験について説明する。
アンダーライターズ・ラボラトリーズのサブジェクト94(UL94)の方法に準じ5本の短冊状試験片(厚み1.5mm)を用いて燃焼性について試験し、UL94に記載の評価方法に従って評価する。V−0であれば十分な難燃性である。
アンダーライターズ・ラボラトリーズのサブジェクト94(UL94)の方法に準じ、5本の短冊状試験片(厚み1.5mm)を用いて燃焼性について試験をするとともに、更に3枚の平板状試験片(厚み1.5mm)を用いて燃焼時の穴開き性を試験し、UL94に記載の評価方法に従って評価する。5VA及び5VBであれば、上記V−0よりもさらに高い難燃性である。
以下、各成分について詳述する。
ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT)は、少なくともテレフタル酸又はそのエステル形成性誘導体(C1−6のアルキルエステルや酸ハロゲン化物等)を含むジカルボン酸成分と、少なくとも炭素原子数4のアルキレングリコール(1,4−ブタンジオール)又はそのエステル形成性誘導体(アセチル化物等)を含むグリコール成分とを重縮合して得られる樹脂である。ポリブチレンレート樹脂は、ホモポリブチレンテレフタレートに限らず、ブチレンテレフタレート単位を60モル%以上(特に75モル%以上95モル%以下)含有する共重合体であってもよい。
ポリエチレンテレフタレート樹脂は、テレフタル酸又はそのエステル形成性誘導体(C1−6アルキルエステルや酸ハロゲン化物等)、及び、エチレングリコール又はそのエステル形成性誘導体(アセチル化物等)を、公知の方法に従って重縮合して得られるものである。
また、ポリエチレンテレフタレート樹脂の固有粘度(IV)は、流動性、割れの防止や、加熱冷却耐久性向上のための靱性向上、などの観点から0.6〜0.9dL/gのものが好ましい。
成形条件について、ポリエチレンテレフタレート樹脂は結晶化促進のため高温金型での成形が必要であるが、本発明においては、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の質量比が、1/1より大きいため、ポリブチレンテレフタレート樹脂の通常成形条件(例えば、水冷式金型温調器で対応できる40〜100℃の金型温度)で成形することができる。
エラストマーは、加熱冷却耐久性の向上や衝撃防止のために使用され、オレフィン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、スチレン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ブタジエン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、シリコーン系エラストマーが挙げられ、具体的には、エチレンエチルアクリレート(EEA)、メタクリル酸エステル・ブチレン・スチレン(MBS)、エチレングリシジルメタアクリレート(EGMA)、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)系ポリエステルエラストマー等を使用することができる。
本発明の射出成形品において、エラストマーは、(A)成分と(B)成分の合計含有量100質量部に対して3〜20質量部、好ましくは5〜10質量部含有する。エラストマーを3〜20質量部含有することで、十分に衝撃防止効果が発揮され加熱冷却耐久性についても好ましい。
ガラス繊維は、機械的強度の向上のために使用される。ガラス繊維の繊維長(溶融混練などにより組成物に調製する前の状態)は1〜10mmのものが好ましく、ガラス繊維の直径は5〜20μmのものが好ましい。
本発明の射出成形品において、ガラス繊維は、(A)成分と(B)成分の合計含有量100質量部に対し、10〜20質量部、好ましくは13〜18質量部含有する。ガラス繊維を10〜20質量部含有することで、本発明の射出成形品における機械的強度の向上が図られ好ましい。
無機充填剤は、反りの防止を目的として使用され、具体例としては、タルク、マイカ、ガラスフレーク、ガラスビーズ、炭酸カルシウム等が挙げられ、中でも、タルク、マイカが好ましい。
本発明の射出成形品において、無機充填剤は、(A)成分と(B)成分の合計含有量100質量部に対し、10〜20質量部、好ましくは13〜18質量部含有する。無機充填剤を10〜20質量部含有することで、本発明の射出成形品の反りを十分に防止することができ好ましい。
エステル交換抑制剤は、ポリマー混合物の安定化を図るため、混合物中のエステル交換反応を抑制するために使用される。具体例としては、無機リン系安定剤(アルカリ金属又はアルカリ土類金属リン酸塩など)、及び有機リン系安定剤(有機亜リン酸エステル、有機リン酸エステル、有機ホスホン酸エステル、有機亜ホスホン酸エステル)から選択された少なくとも一種が挙げられ、中でも、リン酸2水素ナトリウム、リン酸2水素カルシウム、テトラキス(2,4−ジ−t−ブチル)−4,4’−ビフェニレンジホスフォナイト、(2,4−ジt−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスフォナイトなどのビフェニルジホスフォナイトなどが好ましい。
本発明の射出成形品において、当該エステル交換抑制剤は、(A)成分と(B)成分の合計含有量100質量部に対し、1質量部以下、好ましくは0.01〜0.5質量部含有する。エステル交換抑制剤を1質量部以下含有することで、エステル交換反応を十分に抑制することができ好ましい。
難燃剤及び難燃助剤は、本発明の射出成形品に難燃性を付与するために使用される。難燃剤の具体例としては、臭素系難燃剤などのハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤、窒素系難燃剤、シリコーン系難燃剤が挙げられ、中でも、臭素系難燃剤、リン系難燃剤が好ましい。難燃助剤の具体例としては、三酸化アンチモンなどのアンチモン化合物、トリアジンなどの窒素含有化合物が挙げられ、使用する難燃剤に応じて選択する。
本発明の射出成形品において、難燃剤は、(A)成分と(B)成分の合計含有量100質量部に対し、10〜20質量部、好ましくは13〜18質量部含有する。また、難燃助剤は、(A)成分と(B)成分の合計含有量100質量部に対し、1〜10質量部、好ましくは4〜6質量部含有する。
滴下防止剤は、燃焼時に樹脂の滴下を防止するために使用される。滴下防止剤の具体例としては、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン/パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン/エチレン共重合体、フッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素化ポリオレフィンが挙げられ、中でもポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン/パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン/エチレン共重合体が好適に使用される。
本発明の射出成形品において、滴下防止剤は、(A)成分と(B)成分の合計含有量100質量部に対し、1質量部以下、好ましくは0.1〜0.5質量部含有する。滴下防止剤を1質量部以下含有することで、十分な滴下防止能を発揮することができる。
本発明の射出成形品は、必要に応じてその他の成分を含有してもよい。その他の成分としては、ヒンダードフェノール等の酸化防止剤、リン系の2次酸化防止剤、チオエーテル系の2次酸化防止剤、無機結晶核剤、離型剤、着色剤等を含有することができる。
ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物の製造方法は、特に限定されるものではなく、従来公知の樹脂組成物調製法として一般に用いられる設備と方法が使用できる。例えば、各成分を混合した後、1軸又は2軸の押出機又はその他の溶融混練装置により溶融混練し、成形用ペレットとして調製することができる。押出機又はその他の溶融混練装置は複数使用してもよい。また、全ての成分を同時に投入する方法、一部の成分は混練の途中から投入する方法等、何れも使用できる。なお、樹脂成分の一部を細かい粉体としてこれ以外の成分と混合し添加することは、これらの成分の均一配合を行う上で好ましい方法である。
それぞれの実施例・比較例において、(A)ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT)、(B)ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)、(C)エチレンエチルアクリレート、(D)ガラス繊維、(E)無機充填材(タルク又はマイカ)、(F)リン酸2水素ナトリウム、(G)臭素化エポキシ、(H)三酸化アンチモン、(I)ポリテトラフルオロエチレン、ヒンダードフェノール、脂肪酸エステルを、各々下記表1及び表2に示す部数を配合し、後述の方法にて樹脂組成物を調製した。次いで、得られた樹脂組成物を用い以下の評価を行った。
なお、上記各成分の詳細は以下の通りである。
PBT(IV=1.14):ウィンテックポリマー(株)製
PBT(IV=0.88):ウィンテックポリマー(株)製
PBT(IV=0.69):ウィンテックポリマー(株)製
PET(IV=0.7):帝人化成(株)製
ガラス繊維:日東紡績(株)製、平均繊維径φ13μmチョップドストランド
タルク:日本タルク(株)製 タルク3A、平均粒径17〜18μm
マイカ:西日本貿易(株)製 スゾライトマイカ 150−S
臭素化エポキシ:ICL−IP製 F3100
3酸化アンチモン:日本精鉱(株)製 PATOX−M
リン酸2水素ナトリウム:米山化学工業(株)製
ヒンダードフェノール:BASF製 イルガノックス1010
脂肪酸エステル:クラリアント製、モンタン酸ワックス リコワックスE
ポリテトラフルオロエチレン:旭硝子(株)製 フルオンCD−076
エチレンエチルアクリレート:日本ユニカー(株)製 NUC−6570
上記の材料を以下の表1及び表2に示す割合(単位は質量部)でブレンドし、30mmφのスクリューを有する2軸押出機((株)日本製鋼所製)にて260℃で溶融混練し、ペレット状のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を得た。
上記のようにして得られた樹脂組成物から、射出成形機にてシリンダー温度260℃、金型温度60℃、射出圧力60MPa、射出速度17mm/s、射出時間10秒、冷却時間10秒、全成形サイクル45秒の条件で、縦120mm、横120mm、厚み2mmの平板形状の試験片を成形し、平面度を測定した。平面度は、図2に示す9点をCNC画像測定機(ミツトヨ製)で測定した。測定結果を表1及び表2に示す。
上記のようにして得られた樹脂組成物から、射出成形機にてシリンダー温度260℃、金型温度60℃、射出圧力60MPa、射出速度17mm/s、射出時間25秒、冷却時間10秒、全成形サイクル45秒の条件で、一辺120mm、厚み2mmの平板形状の試験片を成形し、図1においてハッチングで示す部位の45°鏡面光沢をJIS Z8741によって測定し、表面光沢とした。測定結果を表1及び表2に示す。
上記のようにして得られた樹脂組成物を140℃で3時間乾燥後、射出成形機にてシリンダー温度260℃、金型温度80℃で、ISO3167に定められている引張り特性評価用試験片を成形し、当該試験片を150℃の熱風オーブン中で10日間加熱処理した後、23℃・50%RHにて24時間処理した上で、ISO527−1,2に準じて引張り破断伸びを測定した。測定結果を表1及び表2に示す。
樹脂組成物を140℃で3時間乾燥後、射出成形機にてシリンダー温度260℃、金型温度80℃で、ISO3167に定められている10mm×4mm×80mmの曲げ特性評価用試験片を使用し、ISO75−1,2に準拠して、1.82MPaの荷重撓み温度を測定した。測定結果を表1及び表2に示す。
(a)アンダーライターズ・ラボラトリーズのサブジェクト94(UL94)の方法に準じ、5本の試験片(厚み1.5mm)を用いて燃焼性について試験し、UL94に記載の評価方法に従って評価した。評価結果を表1及び表2に示す。V−0であれば良好な難燃性を示すが、V−2はそれよりも劣る。
(b)アンダーライターズ・ラボラトリーズのサブジェクト94(UL94)の方法に準じ、5本の短冊状試験片(厚み1.5mm)を用いて燃焼性について試験をするとともに、更に3枚の平板状試験片(厚み1.5mm)を用いて燃焼時の穴開き性の試験をし、UL94に記載の評価方法に従って評価した。評価結果を表1及び表2に示す。5VA及び5VBであれば、上記V−0よりもさらに高い難燃性を示す。
ポリエステル樹脂組成物を140℃で3時間乾燥後、射出成形機にてシリンダー温度260℃、金型温度80℃で、ISO3167に定められている引張り特性評価用試験片を成形し、ISO527−1,2(試験片厚み4mm)に準じて引張り強度を測定した。測定結果を表1及び表2に示す。
ポリエステル樹脂組成物を140℃で3時間乾燥後、射出成形機にてシリンダー温度260℃、金型温度80℃で、ISO3167に定められている10mm×4mm×80mmの曲げ特性評価用試験片を成形し、ISO178に準拠して曲げ弾性率を測定した。測定結果を表1及び表2に示す。
ポリエステル樹脂組成物を140℃で3時間乾燥後、キャピログラフ1B(東洋精機製作所社製)を用いて、ISO11443に準拠して、炉体温度260℃、キャピラリーφ1mm×20mmにて、剪断速度1000sec−1で測定した。測定結果を表1及び表2に示す。数値の低いほうが溶融時の流動性に優れ、成形時の流動性に優れる。
また、以下の通り、各実施例・比較例から以下のことが分かる。すなわち、
(1)PBTの固有粘度のみが異なる比較例1〜3より、PBTを高粘度とすると加熱冷却耐久性が向上する。
(2)PBTとPETの配合比のみが異なる比較例2及び8より、PBT/PETの質量比が3/1〜1/1であると外観に優れる。
(3)エラストマーの有無において異なる、実施例1及び比較例2、並びに実施例2及び比較例3の比較から、エラストマーは加熱冷却耐久性の向上に寄与する。
(4)エラストマーの添加量が異なる、実施例1、実施例3、及び比較例9の比較から、エラストマーの添加量が本発明に規定する範囲よりも少ないと加熱冷却耐久性が低下する。
(5)使用した無機充填剤の種類のみが異なる比較例1及び6の比較から、タルクの添加により外観を良好にでき、マイカの添加により低反り性を良好にできる。
(6)無機充填剤に対するガラス繊維の質量比のみが異なる実施例1、実施例4、及び比較例10の比較から、当該質量比が本発明に規定する範囲内であると、外観、低反り性、及び強度、弾性率に優れる。また、充填材の総量が同じでその成分比率が異なる比較例4及び7の比較から、充填材(ガラス繊維および無機充填剤)の総量が同じであっても、ガラス繊維の比率が大きいと、外観や低反り性が悪化し、無機充填材の比率が大きいと強度や弾性率が低下する。また、比較例1、4、5において、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ガラス繊維、及びそれらの総量の組成物全体に対する質量分率は、それぞれ「(a):ポリブチレンテレフタレート樹脂の質量分率、(b):ガラス繊維の質量分率、(c):(a)+(b)の質量分率」のように示すと、比較例1は「(a)46.1質量%、(b)10質量%、(c)56.1質量%」であり、比較例4は「(a)51.1質量%、(b)5質量%、(c)56.1質量%」であり、比較例5は「(a)41.1質量%、(b)15質量%、(c)56.1質量%」である。すなわち、組成物全体に対する質量分率で示した場合に、ポリブチレンテレフタレート樹脂とガラス繊維の総量が同じで、その成分比率のみが異なるこれらの比較例の比較から、樹脂の量に対しガラス繊維が少ないと強度や弾性率が低下し、ガラス繊維が多いと外観や低反り性が悪化する。
Claims (6)
- (A)ポリブチレンテレフタレート樹脂と、(B)ポリエチレンテレフタレート樹脂の合計含有量100質量部に対し、(C)エラストマー3〜20質量部と、(D)ガラス繊維10〜20質量部と、(E)無機充填剤10〜20質量部と、(F)エステル交換抑制剤1質量部以下とを含み、前記(A)成分及び前記(B)成分の質量比(A/B)が3/1〜1/1であり、前記(D)成分及び前記(E)成分の質量比(D/E)が1/1.3〜1.3/1であり、電磁誘導加熱調理器の筐体の全部又は一部に用いられることを特徴とする射出成形品。
- (1)ISO75−1に準拠した荷重撓み温度が165〜220℃であり、(2)JIS Z8741試験法による45°の表面光沢が95〜110であり、(3)縦120mm、横120mm、厚み2mmの平板のJIS B0021における平面度が0〜2mmであり、かつ(4)ISO3167に準じて成形した引張り特性評価用試験片を、150℃の熱風オーブン中で10日間加熱処理した後、23℃・50%RHにて24時間処理した上で、ISO527−1,2に準拠して測定した引張り破断伸びが1.5%以上であることを特徴とする請求項1に記載の射出成形品。
- さらに、(G)難燃剤10〜20質量部と、(H)難燃助剤1〜10質量部と、(I)滴下防止剤1質量部以下とを含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の射出成形品。
- さらに、(5a)UL94規格の難燃性試験においてV−0であることを特徴とする請求項3に記載の射出成形品。
- さらに、(5b)UL94規格の難燃性試験において5VAまたは5VBであることを特徴とする請求項3又は4に記載の射出成形品。
- 前記(A)ポリブチレンテレフタレート樹脂の固有粘度が0.80〜1.20dL/gであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の射出成形品。
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