JP5883543B2 - ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物及び射出成形品 - Google Patents
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Description
〔1〕(A)固有粘度0.70〜1.00g/dLのポリブチレンテレフタレート樹脂100質量部に対し、(B)臭素系難燃剤として(B−1)臭素化エポキシ系難燃剤及び/又は(B−2)臭素化ポリアクリレート系難燃剤を合計で20〜65質量部と、(C)アンチモン系難燃助剤10〜30質量部と、(D)タルク3〜15質量部と、(E)水酸基価100以上の多価水酸基含有化合物1〜10質量部とを含むことを特徴とするポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
本発明のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物は、(A)固有粘度0.70〜1.00g/dLのポリブチレンテレフタレート樹脂100質量部に対し、(B)臭素系難燃剤として(B−1)臭素化エポキシ系難燃剤及び/又は(B−2)臭素化ポリアクリレート系難燃剤を合計で20〜65質量部と、(C)アンチモン系難燃助剤10〜30質量部と、(D)タルク3〜15質量部と、(E)水酸基価100以上の多価水酸基含有化合物1〜10質量部とを含むことを特徴としている。
本発明のPBT樹脂は、上記(A)〜(E)成分を所定量含むことで、UL94に準拠した厚さ0.2mmの難燃性をV−0とし、所定の射出成形により成形する成形品における厚さ0.5mmの薄肉部の流動長を40mm以上とすることができる。つまり、成形時において流動性に優れ、薄肉に成形した場合でも難燃性に優れる。
以下、本発明のPBT樹脂組成物の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樹脂)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。PBT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。
また、固有粘度が上記範囲のPBT樹脂は、異なる固有粘度を有するPBT樹脂をブレンドして、固有粘度を調整することもできる。例えば、固有粘度0.9dL/gのPBT樹脂と固有粘度0.7dL/gのPBT樹脂とをブレンドすることにより、固有粘度0.8dL/gのPBT樹脂を調製することができる。PBT樹脂の固有粘度(IV)は、例えば、o−クロロフェノール中で温度35℃の条件で測定することができる。
本発明のPBT樹脂組成物は(B)臭素系難燃剤として(B−1)臭素化エポキシ系難燃剤及び/又は(B−2)臭素化ポリアクリレート系難燃剤を含有する。本発明のPBT樹脂組成物は、特定の(B)臭素系難燃剤と、後述する(D)タルクおよび(E)多価水酸基含有化合物を組み合わせて用いることにより、PBT樹脂組成物に高い難燃性を付与しつつ、顕著な流動性の改善効果を示す。(B)の特定の臭素系難燃剤以外の難燃剤との組み合わせを配合した場合は、十分な難燃性と流動性の改善効果が得られない。
(上記式(2)中の、xは1以上5以下の整数である。)
本発明のPBT樹脂組成物には、難燃助剤として(C)アンチモン系難燃助剤が含まれる。本発明において用いるアンチモン系難燃助剤は、アンチモンを含有し、良好な難燃効果が得られるものであれば、本発明の効果を阻害しない範囲で特に限定されない。本発明において好適に使用されるアンチモン系難燃助剤の具体例としては、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモン、アンチモン酸ナトリウム、ハロゲン化アンチモン等が挙げられる。中でも供給性やコスト面で三酸化アンチモンを用いることが好ましい。
本発明の樹脂組成物には、無機難燃助剤としてさらに(D)タルクが含まれる。タルクとは、ケイ酸塩鉱物の一種であり、水酸化マグネシウム及びケイ酸塩等を含む。
(E)多価水酸基含有化合物は、一分子中に水酸基を2個以上有する化合物である。この(E)多価水酸基含有化合物は、流動性改良剤として働く。通常、(A)PBT樹脂に流動性改良剤を添加すると、流動性を向上できても、(A)PBT樹脂そのものが有する機械的強度や靱性等の特性の低下を避けることができない。しかし、多価水酸基含有化合物を使用することにより、(A)PBT樹脂の特性を高いレベルで保持しつつPBT樹脂組成物の溶融時の流動性を効率よく向上できる。
本発明のPBT樹脂組成物には、難燃剤と共にフッ素系樹脂等の(F)滴下防止剤を用いることが好ましい。
本発明のPBT樹脂組成物には、機械的強度の向上のために(G)ガラス繊維を含有することが好ましい。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PBT樹脂組成物において、(G)ガラス繊維は、全体に対し、0〜50質量%、好ましくは10〜40質量%、さらに好ましくは15〜30質量%含有する。
本発明のPBT樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲において、上記の成分以外の成分が配合されていてもよい。具体的には、PBT樹脂以外の熱可塑性樹脂、ガラス繊維以外の繊維状充填剤(炭素繊維、金属繊維、有機繊維等)、非繊維状充填剤(ガラスフレーク、ガラスビーズ・パウダー等)、酸化防止剤、安定剤、核剤、離型剤、帯電防止剤、着色剤等を挙げることができる。
本発明のPBT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。
本発明の射出成形品は、既述の本発明のPBT樹脂組成物を射出成形してなり、少なくとも一部に厚さ0.2〜0.5mmの薄肉部を有する。本発明の射出成形品は、本発明のPBT樹脂組成物を射出成形してなるものであるため、成形時における流動性に優れ、0.2〜0.5mmの薄肉部を形成でき、かつそのような薄肉部での難燃性に優れる。
本発明の射出成形品を作製する方法としては特に限定はなく、公知の方法を採用することができる。例えば、上記のように本発明のPBT樹脂組成物を押出機に投入して溶融混練してペレット化し、このペレットを所定の金型を装備した射出成形機に投入し、射出成形することで作製することができる。
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)臭素系難燃剤、(C)アンチモン系難燃助剤、(D)タルク、(E)多価水酸基含有化合物、(F)滴下防止剤、(G)ガラス繊維を、各々下記表1〜表3に示す部数を配合し、後述の方法にてPBT樹脂組成物を調製した。次いで、得られたPBT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。
PBT1(IV=0.88):ウィンテックポリマー(株)製
PBT2(IV=0.69):ウィンテックポリマー(株)製
PBT3(IV=0.45):ウィンテックポリマー(株)製
難燃剤1(臭素化エポキシ系難燃剤(Br−EP)):ブロモケム・ファーイスト(株)製 F3100、臭素含有率:約52質量%
難燃剤2(臭素化ポリアクリレート系難燃剤(Br−AC)):ブロモケム・ファーイスト(株)製 FR−1025、臭素含有率:約72質量%
難燃剤3(臭素化ポリカーボネート系難燃剤(Br−PC)):帝人化成(株)製 ファイヤーガード7500
難燃剤4(臭素化フタルイミド系難燃剤(Br−イミド)):アルベマール日本(株)製 SAYTEX BT93W
難燃剤5(臭素化ポリスチレン系難燃剤(Br−PS)):Great Lakes Chemical Corporation製 PDBS−80M
アンチモン系難燃助剤(三酸化アンチモン):日本精鉱(株)製 PATOX−M、平均粒子径:1.2μm
無機難燃助剤1(タルク1):林化成(株)製 タルカンパウダーPKNN(平均粒子径:13.5μm)
無機難燃助剤2(マイカ):Suzorite Mining Inc.製 スゾライトマイカ150−S
無機難燃助剤3(炭酸カルシウム):東洋ファインケミカル(株)製 ホワイトンP−30
無機難燃助剤4(酸化亜鉛):三井金属鉱業(株)製 酸化亜鉛1種
無機難燃助剤5(酸化マグネシウム):協和化学工業(株)製 キョウワマグMF−150
無機難燃助剤6(ベーマイト):Nabaltec社製 ACTILOX B60
無機難燃助剤7(タルク2):松村産業(株)製 クラウンタルクPP(平均粒子径:2.3μm)
無機難燃助剤8(タルク3):林化成(株)製 ミクロンホワイト#5000A(平均粒子径:5.0μm)
無機難燃助剤9(タルク4):日本タルク(株)製 タルク3A(平均粒子径:17.5μm)
多価水酸基含有化合物1(グリセリンモノ12−ヒドロキシステアレート):理研ビタミン(株)製 リケマールHC−100(水酸基価420)
多価水酸基含有化合物2(グリセリントリステアレート):理研ビタミン(株)製 ポエムS−95(水酸基価87)
滴下防止剤(ポリテトラフルオロエチレン):旭硝子(株)製 フルオンCD−076
ガラス繊維:日東紡績(株)製 CSF3PE−941(平均繊維径φ13μmチョップドストランド)
上記の材料を以下の表1〜表3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TEX30α)にて250℃で溶融混練し、ペレット状のPBT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にて、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(長さ125mm、幅13mm、厚さ0.2mm)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。良好な難燃性を示すV−0の判定基準を満たす場合を「OK」、満たさない場合を「NG」として評価結果を表1に示す。なお、試験片の成形においては、短辺側から長手方向に射出すると流動性が足りず充填が困難なため、長辺側に幅125mm、厚さ0.2mmのフィルムゲートを設けた金型を用いて射出成形した。成形条件は、シリンダー温度260℃、金型温度100℃、射出速度350mm/s、保圧力50MPa、保圧時間1.0秒、冷却時間4.0秒の成形条件で行なった。
一方、上記試験片とは別に、厚さが0.5mmのものと、0.8mmの試験片(長さ及び幅は上記試験片と同じ)を用意し、上記と同様に試験を行なった。
また、厚さが0.2mmの試験片について、UL94の燃焼性試験における、2回目の接炎時のドリッピングの有無を観察し、結果を表4に示した。
上記のようにして得られた樹脂組成物を、射出成形機にてシリンダー温度250℃、金型温度65℃、射出圧力125MPa、射出速度70mm/s、射出時間5.0秒、冷却時間5.0秒の成形条件で、図1に示すように、幅5.0mm、厚さ0.2mmの棒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長さDを測定した。測定結果を表1に示す。
また、比較例4については、実施例の成形条件では流動性不足により燃焼性試験片を成形することができなかったが、シリンダー温度を280℃に上げることで、かろうじて成形することができた。そして、その試験片を用いて、難燃性試験を行なったところ、成形時の熱でPBT樹脂が分解していたため、燃焼時に著しい滴下が見られ「NG」となった。
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の固有粘度のみが実施例1と異なる比較例3では難燃性の評価に劣っていたことから、PBTを低粘度とすると難燃性が悪化する。
(2)実施例1と比較例5とでは、流動性においてほぼ同じ評価結果となっているが、比較例5においては(E)多価水酸基含有化合物を添加せずに流動性を向上させており、難燃性が劣る結果となったが、実施例1は当該(E)成分を用いて流動性を向上させており、難燃性をも確保できた。
また、比較例7は、(B)成分を多量に含有させているため、異物の発生による成形品の外観不良を生じた。
Claims (6)
- (A)固有粘度0.70〜1.00g/dLのポリブチレンテレフタレート樹脂100質量部に対し、(B)臭素系難燃剤として(B−1)臭素化エポキシ系難燃剤及び/又は(B−2)臭素化ポリアクリレート系難燃剤を合計で20〜65質量部と、(C)アンチモン系難燃助剤10〜30質量部と、(D)平均粒子径が3μm以上であるタルク3〜15質量部と、(E)水酸基価100以上の多価水酸基含有化合物1〜10質量部とを含むことを特徴とするポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
- さらに、(F)滴下防止剤を、ポリブチレンテレフタレート樹脂100質量部に対し0.5〜5質量部含む、請求項1に記載のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
- さらに、(G)ガラス繊維を、全体に対し10〜40質量%含む、請求項1又は2に記載のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
- 有機成分全体における臭素含有量が10〜20質量%である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
- 厚さ0.2mmでのUL94規格に基づく燃焼性がV−0である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を射出成形してなり、少なくとも一部に厚さ0.2〜0.5mmの薄肉部を有する射出成形品。
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