JP6466688B2 - 成形品 - Google Patents
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Description
ポリブチレンテレフタレート樹脂の流動性(成形性)を向上させるには、樹脂の分子量の低下や改質剤を配合する等の手法があるが、これら方法では耐衝撃性が低下してしまう。特に、ポリブチレンテレフタレート樹脂が適用される分野は、家電部品や自動車部品分野であって、大型部品・部材が多く、耐衝撃性が強く要求されるので、耐衝撃性と流動性を高度に両立させることが重要である。
本発明によれば、以下の成形品が提供される。
[2]面積の20%以上が、厚み3mm以下である上記[1]に記載の成形品。
[3]平均厚みが1〜5mmである上記[1]又は[2]に記載の成形品。
[4]前記底面部の面積が100〜900cm2である上記[1]〜[3]のいずれかに記載の成形品。
[5]射出成形時の1ゲートあたりの樹脂組成物充填容積が50ml以上である上記[1]〜[4]のいずれかに記載の成形品。
[6]1点ゲートにより射出成形されてなる上記[1]〜[5]のいずれかに記載の成形品。
[7]加熱部から30mm以内に位置するように配置される上記[1]〜[6]のいずれかに記載の成形品。
[8]家電製品に用いられる上記[1]〜[7]のいずれかに記載の成形品。
[10]ブロック共重合体(E)は、アクリル系ソフトセグメント/アクリル系ハードセグメントの質量比が50/50〜90/10である上記[9]に記載の成形品。
[11]ブロック共重合体(E)が、アクリル系ソフトセグメントとアクリル系ハードセグメントを有するトリブロック共重合体である上記[9]又は[10]に記載の成形品。
[12]ブロック共重合体(E)が、アクリル系ソフトセグメントの両端にアクリル系ハードセグメントが結合したトリブロック構造を有するトリブロック共重合体である上記[9]〜[11]のいずれかに記載の成形品。
[13]ブロック共重合体(E)のアクリル系ソフトセグメントがアクリル酸エステル、アクリル系ハードセグメントがメタアクリル酸エステルである上記[9]〜[12]のいずれかに記載の成形品。
本発明の成形品は、ポリブチレンテレフタレート系樹脂(A)90〜60質量%及びポリカーボネート樹脂(B)10〜40質量%からなる熱可塑性樹脂100質量部に対し、ガラス繊維(C)20〜150質量部、α−オレフィンと不飽和グリシジル化合物と(メタ)アクリル酸エステルの共重合体(D)1〜20質量部を含有するポリエステル系樹脂組成物を射出成形してなる成形品であって、該成形品が周囲の立ち上がり壁によって凹没した底面部を有し、その容積が200〜20000cm3であり、最少厚みが3mm以下であることを特徴とする。
本発明の成形品に用いるポリエステル系樹脂組成物を構成する主成分であるポリブチレンテレフタレート系樹脂(A)(以下、「PBT樹脂」と略称することもある。)としては、テレフタル酸単位及び1,4−ブタンジオール単位がエステル結合した構造を有する高分子を示す。即ち、ポリブチレンテレフタレート樹脂(ホモポリマー)の他に、テレフタル酸単位及び1,4−ブタンジオール単位以外の、他の共重合成分を含むポリブチレンテレフタレート共重合体や、ホモポリマーと当該共重合体との混合物を含む。
PBT樹脂は、テレフタル酸を主成分とするジカルボン酸成分と1,4−ブタンジオールを主成分とするジオール成分とを、連続式で溶融重縮合する製造法で得られたものが好ましい。
そして、これら共重合体とホモポリマーを混合して用いる場合は、共重合体の好ましい含有量は、ポリブチレンテレフタレート系樹脂(A)の総量100質量%中に、50質量%以下、更には5〜30質量%、特には10〜20質量%である。
本発明の成形品に用いるポリエステル系樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂(B)を含有する。
ポリカーボネート樹脂は、ジヒドロキシ化合物又はこれと少量のポリヒドロキシ化合物を、ホスゲン又は炭酸ジエステルと反応させることによって得られる、分岐していてもよい熱可塑性重合体又は共重合体である。ポリカーボネート樹脂の製造方法は、特に限定されるものではなく、従来公知のホスゲン法(界面重合法)や溶融法(エステル交換法)により製造したものを使用することができる。
[η]=1.23×10−4Mv0.83
本発明の成形品に用いるポリエステル系樹脂組成物は、ガラス繊維(C)を含有する。ガラス繊維(C)としては常用のものをいずれも用いることができる。
ガラス繊維(C)の平均繊維長は特に限定されないが、例えば0.1〜20mmの範囲で選ぶことが好ましく、0.3〜5mmであることがより好ましい。平均繊維長が0.1mm未満であると、補強効果が十分に発現しない恐れがあり、20mmを超えると、得られるポリエステル系樹脂組成物の成形が困難になる恐れがある。
これらの中では、アミノシラン系表面処理剤が好ましく、具体的には例えば、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン及びγ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシランが好ましい例として挙げられる。
シラン系表面処理剤とエポキシ樹脂は、それぞれ単独で用いても複数種で用いてもよく、両者を併用することも好ましい。
本発明の成形品に用いるポリエステル系樹脂組成物は、α−オレフィンと不飽和グリシジル化合物と(メタ)アクリル酸エステルの共重合体(D)を含有する。
α−オレフィンと不飽和グリシジル化合物と(メタ)アクリル酸エステルの共重合体(D)は、α−オレフィンと不飽和グリシジル化合物と(メタ)アクリル酸エステルの三元共重合体のみならず、α−オレフィンと不飽和グリシジル化合物と(メタ)アクリル酸エステルと他の単量体とからなる四元系以上の多元共重合体であってもよい。
また、不飽和グリシジル化合物としては、(メタ)アクリル酸グリシジル又は不飽和グリシジルエーテル、例えばビニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、2−メチルアリルグリシジルエーテル等であることが好ましく、特に(メタ)アクリル酸グリシジル、すなわちアクリル酸グリシジル又はメタアクリル酸グリシジルが好ましい。
また上記四元系以上の多元共重合体の成分となり得る他の単量体としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルのようなビニルエステル類、アクリロニトリル、スチレン、一酸化炭素、無水マレイン酸等を例示することができる。
不飽和グリシジル化合物の含有量が少なすぎると、耐熱性が損なわれる恐れがあり、一方その量が多くなりすぎると、樹脂粘度が急激に上昇して成形が困難となったり、また組成物中にゲルが発生する等の問題を起こすことがある。また(メタ)アクリル酸エステルを上記範囲で共重合させたものを使用することにより、ポリエステル系樹脂組成物に良好な耐衝撃性を付与することが容易となる。
本発明の成形品に用いるポリエステル系樹脂組成物は、さらに、アクリル系ソフトセグメントとアクリル系ハードセグメントを有するブロック共重合体(E)を含有することも好ましい。
本発明の成形品に用いるポリエステル系樹脂組成物は、離型剤を含有することが好ましい。離型剤としては、ポリエステル系樹脂に通常使用される既知の離型剤が利用可能であるが、中でも、耐アルカリ性が良好な点で、ポリオレフィン系化合物、脂肪酸エステル系化合物及びシリコーン系化合物から選ばれる1種以上の離型剤が好ましく、特に、ポリオレフィン系化合物が好ましい。
アルコールとしては、飽和又は不飽和の1価又は多価アルコールを挙げることができる。これらのアルコールは、フッ素原子、アリール基などの置換基を有していてもよい。これらの中では、炭素数30以下の1価又は多価の飽和アルコールが好ましく、炭素数30以下の脂肪族飽和1価アルコール又は多価アルコールが更に好ましい。ここで脂肪族とは、脂環式化合物も含有する。
なお、上記のエステル化合物は、不純物として脂肪族カルボン酸及び/又はアルコールを含有していてもよく、複数の化合物の混合物であってもよい。
本発明の成形品に用いるポリエステル系樹脂組成物は、安定剤を含有することが、熱安定性改良や、機械的強度、透明性や色相の悪化を防止する効果を有するという点で好ましい。安定剤としては、リン系安定剤、イオウ系安定剤およびフェノール系安定剤が好ましく、リン系安定剤およびフェノール系安定剤がより好ましい。
本発明の成形品に用いるポリエステル系樹脂組成物は、難燃性を付与するために難燃剤を含有することができる。難燃剤としては、有機ハロゲン化合物、アンチモン化合物、リン化合物、窒素化合物、その他有機、無機化合物等が挙げられる。有機ハロゲン化合物の具体例としては、臭素化ポリカーボネート、臭素化エポキシ樹脂、臭素化フェノキシ樹脂、臭素化ポリフェニレンエーテル樹脂、臭素化ポリスチレン樹脂、臭素化ビスフェノールA、ペンタブロモベンジルポリアクリレート等が挙げられる。
本発明の成形品に用いるポリエステル系樹脂組成物には、必要に応じて本発明の効果を阻害しない範囲内で、従来から知られている各種樹脂添加剤を含有することもできる。各種樹脂添加剤としては、酸化防止剤、紫外線吸収剤、耐候安定剤、染顔料等の着色剤(カーボンブラックを含む)、触媒失活剤、帯電防止剤、発泡剤、可塑剤、ガラス繊維(C)以外の他の充填材(タルク等)、結晶核剤、結晶化促進剤等が挙げられる。
溶融・混練する際の温度と混練時間は、樹脂成分を構成する成分の種類、成分の割合、溶融・混練機の種類等により選ぶことができるが、溶融・混練する際の温度は200〜300℃の範囲が好ましい。300℃を超えると、ポリブチレンテレフタレート系樹脂(A)、ポリカーボネート樹脂(B)及びアクリル系ソフトセグメントとアクリル系ハードセグメントを有するブロック共重合体(C)等の熱劣化が問題となり、成形品の物性が低下したり、外観が悪化したりすることがある。
周囲の立ち上がり壁によって凹没した底面部の形状に特に限定はない。平板であってもよいし曲面であってもよく、一部又は全面に凹凸部、リブ部、ヒンジ部、ボス部を有していてもよい。
底面部が曲面である場合、成形品高さ方向の底面部の断面形状としては、例えば、略半円形、略半楕円形、略半長円形、略長方形、略正方形、円弧形状及びこれらの形状を組み合わせた形状や、テーパー形状と円弧形状とを組み合わせた形状、テーパー形状と平板形状とを組み合わせた形状等が挙げられる。また、成形品高さ方向と垂直な平面方向の底面部の断面形状としては、例えば、略円形、略半円形、略楕円形、略半楕円形、略長円形、略半長円形、略三角形、略長方形、略正方形及びこれらの形状を組み合わせた形状等が挙げられる。
ここで成形品の容積とは、成形品がその周囲の立ち上がり壁と立ち上がり壁によって凹没した底面部により形成される空間の容積をいい、
(周囲の立ち上がり壁の高さ)×(周囲の立ち上がり壁によって凹没した底面部の最大投影面積)
により求めることができる。なお、底面部が曲面であったり凹凸を有している等の平板状でない場合や、周囲の立ち上がり壁の高さが部位によって異なる等の場合は、成形品の部位によって立ち上がり壁の高さが異なる。従って、このような場合は、立ち上がり壁の高さが最も高くなる部位の高さを、立ち上がり壁の高さとして成形品容積の計算を行う。なお、立ち上がり壁の高さには、ボス部、リブ部等の影響は勘定しないものとする。
また、成形品の最少厚みとは、成形品にリブ部、ヒンジ部、ボス部等がある場合は、それらを除いた部分における最少厚みである。
さらに、本発明の成形品は、周囲の立ち上がり壁によって凹没した底面部の面積が100〜900cm2であることが好ましく、130〜800cm2であることがより好ましく、150〜700cm2であることがさらに好ましい。なお、底面部の面積とは、底面部の最大投影面積をいう。
成形の際は、射出シリンダー内での樹脂温度を230〜290℃の範囲で成形するのが好ましく、240〜280℃がより好ましい。
これらの特徴を必要とする製造できる成形品としては、例えば、電気・電子部品、家電製品部品、自動車部品、OA機器部品、機械機構部品、建築資材部品、その他精密機器用部品、各種容器等に適用できる。特に、家電製品部品、中でも高い耐衝撃性と成形性(流動性)と耐熱性が要求される製品の部品に好適である。
実施例及び比較例で使用した原料成分は、下記の表1のとおりである。
<ポリエステル系樹脂組成物の製造>
表1に記載の各成分の中、ガラス繊維以外の各成分を、表2に示される割合(ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリカーボネート樹脂の量は両者の合計100質量%基準での質量%を記載し、その他成分はポリブチレンテレフタレート樹脂とポリカーボネート樹脂の合計100質量部に対する質量部を記載。)にて、ブレンドし、これを30mmのベントタイプ二軸押出機(日本製鋼所社製、二軸押出機TEX30α)を使用して、ガラス繊維はサイドフィーダーより供給し、バレル温度270℃にて溶融混練し、ストランドに押し出した後、ストランドカッターによりペレット化し、ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物のペレットを得た。
実施例及び比較例における各種の物性・性能の測定評価は以下の方法により実施した。
(MVR)
タカラ工業(株)製メルトインデクサーを用いて、得られたペレットを265℃、荷重5kgfの条件で測定した単位時間当たりの溶融流動体積MVR(単位:cm3/10min)を測定した。
(試験片の作製)
上記の製造方法で得られたペレットを120℃で5時間乾燥させた後、日本製鋼所社製射出成形機(型締め力85T)を用いて、シリンダー温度250℃、金型温度80℃の条件で、ISO多目的試験片(4mm厚)を射出成形した。
(引張破断強度、引張破断伸び率)
ISO527に準拠して、上記ISO多目的試験片(4mm厚)を用いて、引張破断強度(単位:MPa)、引張破断伸び率(単位:%)を測定した。
(曲げ最大強度、曲げ弾性率)
ISO178に準拠して、上記ISO多目的試験片(4mm厚)を用いて、23℃の温度で、曲げ最大強度(単位:MPa)と曲げ弾性率(単位:MPa)を測定した。
(ノッチ付シャルピー衝撃強度)
ISO179に準拠して、厚さ4mmのノッチ付き試験片について、23℃の温度でノッチ付シャルピー衝撃強度(単位:kJ/m2)を測定した。
上記の製造方法で得られたペレットを120℃で5時間乾燥させた後、日精樹脂工業社製射出成形機(型締め力80T)を用い、シリンダー温度260℃、金型温度80℃の条件で成形した100×100×2mmtの射出成形試験片を試験片として用いた。試験片を載置する台座としては、幅10mm、厚み4mmの枠であって、内部面積が50cm2である樹脂枠を用いた。
この台座の上に上記100×100×2mmtの試験片を載置し、その中心部に、0.5Jと0.7Jのエネルギーで牽引したインパクトハンマーにて衝撃をそれぞれ5回加え、以下の基準で評価した。
○:5回全てがノンブレイク
△:5回の中、ノンブレイクとブレイクが混在しているが実成形品としては問題なし
×:5回全てがブレイク
(ボールプレッシャー温度)
上記の製造方法で得られたペレットを120℃で5時間乾燥させた後、日精樹脂工業社製射出成形機(型締め力80T)を用いて、シリンダー温度250℃、金型温度80℃の条件にて、100×100×3mmtの試験片を射出成形した。得られた試験片を用い、電気用品調査委員会B法(油中)に従って、ボールプレッシャー温度を測定した。具体的には、試験温度の油中で、φ5mmの鋼球を荷重20Nで1時間押当て、試験片のへこみ深さが0.209mmになったとき油の温度をボールプレッシャー温度とした。
以上の評価結果を以下の表2に示す。
前記実施例1で使用したペレットを120℃で5時間乾燥させた後、東芝機械社製射出成形機(型締め力160T)にて、シリンダー温度250℃、金型温度80℃の条件で、底面部150×100mm、高さ50mmの箱型成形品を、底面の中心部に1点のゲートを有する金型を用い、射出成形し、面積が150cm2の長方形平板状の底面部(厚み2mm)を有し、その底面周縁にそれを取り囲む高さ50mmの立ち上がり壁(厚さ2mm)が形成された箱型成形品(容積750cm3)を得た。成形品の最少厚みは2mm、平均厚みは2mmであった。
この箱型成形品の底面部を下にして、底面部の中心部に対してJIS C9212準拠によるインパクトハンマー試験(0.5J)を行ったが、打撃による亀裂はなく、十分該衝撃試験を合格するものであった。
Claims (11)
- ポリブチレンテレフタレート系樹脂(A)90〜60質量%及びポリカーボネート樹脂(B)10〜40質量%からなる熱可塑性樹脂100質量部に対し、ガラス繊維(C)20〜150質量部、α−オレフィンと不飽和グリシジル化合物と(メタ)アクリル酸エステルの共重合体(D)1〜20質量部、及び、アクリル系ソフトセグメントとアクリル系ハードセグメントを有し、アクリル系ソフトセグメント/アクリル系ハードセグメントの質量比が60/40〜85/15であるブロック共重合体(E)1〜20質量部を含有するポリエステル系樹脂組成物を射出成形してなる成形品であって、ポリカーボネート樹脂(B)の粘度平均分子量が20000〜40000であり、該成形品が周囲の立ち上がり壁によって凹没した底面部を有し、その容積が200〜20000cm3であり、最少厚みが3mm以下であることを特徴とし、炊飯器用である、加熱部を有する製品用成形品。
- 面積の20%以上が、厚み3mm以下である請求項1に記載の加熱部を有する製品用成形品。
- 平均厚みが1〜5mmである請求項1又は2に記載の加熱部を有する製品用成形品。
- 前記底面部の面積が100〜900cm2である請求項1〜3のいずれか1項に記載の加熱部を有する製品用成形品。
- 射出成形時の1ゲートあたりの樹脂組成物充填容積が50ml以上である請求項1〜4のいずれか1項に記載の加熱部を有する製品用成形品。
- 1点ゲートにより射出成形されてなる請求項1〜5のいずれか1項に記載の加熱部を有する製品用成形品。
- 加熱部から30mm以内に位置するように配置される請求項1〜6のいずれか1項に記載の加熱部を有する製品用成形品。
- 家電製品に用いられる請求項1〜7のいずれか1項に記載の加熱部を有する製品用成形品。
- ブロック共重合体(E)が、アクリル系ソフトセグメントとアクリル系ハードセグメントを有するトリブロック共重合体である請求項1〜8のいずれか1項に記載の加熱部を有する製品用成形品。
- ブロック共重合体(E)が、アクリル系ソフトセグメントの両端にアクリル系ハードセグメントが結合したトリブロック構造を有するトリブロック共重合体である請求項1〜9のいずれか1項に記載の加熱部を有する製品用成形品。
- ブロック共重合体(E)のアクリル系ソフトセグメントがアクリル酸エステル、アクリル系ハードセグメントがメタアクリル酸エステルである請求項1〜10のいずれか1項に記載の加熱部を有する製品用成形品。
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