JP6578446B2 - ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物および成形品 - Google Patents
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Description
例えば、部品によっては、トイレ用洗浄剤、浴槽用洗浄剤、漂白剤、融雪剤等に接触する場所で使用される場合がある。これらの薬剤は、その成分として、水酸化ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム、過炭酸ナトリウム、塩化カルシウム等を含むため、樹脂成形品がアルカリ雰囲気下に曝されることになる。樹脂成形品に、ネジ締め、金属圧入、かしめ等により過大な歪みがかかった状態で、上記のようなアルカリ雰囲気下に長時間曝されると、歪みとアルカリ成分の双方の影響で、いわゆる環境応力割れを起こし、成形品にクラックが発生するため問題となっていた。
又、ポリブチレンテレフタレート樹脂は、金属又は無機固体(以下、金属等ともいう)をインサートするインサート成形品として使用される場合も多いが、そのようなインサート成形品では、射出成形時に樹脂が金属等を回り込んで合流する界面、いわゆるウエルド部が存在し、前期のような環境応力割れは、一般に成形品のウエルド部に発生することが多い。さらに、樹脂と金属等では収縮率、線膨張係数が異なるため、昇温や降温が繰り返されるような環境で用いられるインサート成形品では、金属等の周囲の樹脂に生じる歪みによるクラック(ヒートショック破壊)が発生しやすい。そのため、インサート成形品が上記のようなアルカリ溶液と接触し、かつ昇温や降温が繰り返されるような環境に長期間おかれると、ウエルド部や金属等の周囲にクラックが発生するため、問題となっていた。
本発明の別の一実施形態は、上記のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を用いて成形された、成形品に関する。
<ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物>
本発明の一実施形態のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物(以下、単に「樹脂組成物」と記載することもある。)は、ポリブチレンテレフタレート樹脂と、特定量の25℃の動粘度が1000〜10000cStであるシリコーン系化合物と、特定量のオレフィン系エラストマーとを含む。このような樹脂組成物を用いることにより、耐アルカリ性と耐ヒートショック性に優れる成形品を成形することができる。
(A)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ポリブチレンテレフタレート系樹脂である。(A)ポリブチレンテレフタレート樹脂はホモポリブチレンテレフタレート樹脂に限らず、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。
ジカルボン酸成分及びグリコール成分の他に使用できるコモノマー成分としては、例えば、4−ヒドロキシ安息香酸、3−ヒドロキシ安息香酸、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、4−カルボキシ−4’−ヒドロキシビフェニル等の芳香族ヒドロキシカルボン酸;グリコール酸、ヒドロキシカプロン酸等の脂肪族ヒドロキシカルボン酸;プロピオラクトン、ブチロラクトン、バレロラクトン、カプロラクトン(ε−カプロラクトン等)等のC3−12ラクトン;これらのコモノマー成分のエステル形成性誘導体(C1−6のアルキルエステル誘導体、酸ハロゲン化物、アセチル化物等)が挙げられる。
本実施形態のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物は、(B)シリコーン系化合物を含むことにより高い耐アルカリ性を有する。
シリコーンオイルを吸収して硬化シリコーンパウダーを形成するシリコーンとしては、例えば、従来公知のシリコーンゴムあるいはシリコーンゲルが使用できる。
R3SiO[R2SiO]nSiR3 (1)
上記一般式(1)式中、Rは置換もしくは非置換の一価炭化水素基又は水酸基であるが、置換もしくは非置換の一価炭化水素基の例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基などのアルキル基;ビニル基、アリル基等のアルケニル基;シクロアルキル基、β−フェニルエチル基などのアラルキル基;3,3,3−トリフルオロプロピル基、3−メルカプトプロピル基、3−アミノプロピル基、3−グリシドキシプロピル基等が挙げられる。
本実施形態のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物は、ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物の全質量の5質量%以上20質量%以下のオレフィン系エラストマーを含有する。
共重合体中のエチレンとエチルアクリレートの比率は、特に限定はされないが、PBT樹脂と相溶性を確保し、かつ、製造時のブロッキング抑制の観点から、EEA共重合体の融点が85℃以上であることが好ましく、88℃以上であることがより好ましく、90℃以上であることが特に好ましい。
本実施形態のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物は、(D)充填剤を含有していてもよい。(D)充填剤を含有することで、機械的特性を向上させることができる。また、ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物の成形収縮率や線膨張係数を低減することにより、更なる耐ヒートショック性向上も期待できる。
本実施形態のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物は、目的に応じて、上述の(A)ポリブチレンテレフタレート樹脂、(B)シリコーン系化合物、(C)オレフィン系エラストマー、及び(D)充填剤以外の成分を任意に含んでもよい。(E)その他の成分としては、酸化防止剤、安定剤、分子量調整剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、着色剤、潤滑剤、離型剤、結晶化促進剤、結晶核剤、赤外線吸収剤、難燃剤、難燃助剤、耐加水分解性向上剤、流動性改良剤等が挙げられるがこれらに限定されない。
上限は特に限定されず100質量%であってもよい。上記(A)〜(D)成分の含有量の合計を上記範囲内とすることにより、耐アルカリ性と耐ヒートショック性のより優れた樹脂組成物を得ることができる。
上述のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を用いてなる成形品について説明する。
この成形品は、例えば、上記ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物からなる樹脂部のみを含んでもよく、例えば、後述するように、上記ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物からなる樹脂部と、金属及び/又は無機固体からなるインサート部材とを含んでもよい。
ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を用いて成形品を得る方法としては、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、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成形品を得ることができる。このような方法としては、例えば、ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物の成分を溶融混練して押出して作製したポリブチレンテレフタレート樹脂組成物のペレットを、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。
本実施形態の成形品は耐アルカリ性と耐ヒートショック性に優れているため、特にアルカリ溶液に接する部品として用いられる成形品(より好ましくは、インサート成形品)として好適に適用することができる。
<1> 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組成物の全質量の0.5〜1.8質量%の、25℃における動粘度が1000〜10000cStであるシリコーン系化合物と、
ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物の全質量の5〜20質量%のオレフィン系エラストマーとを含む、ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
<2> 前記シリコーン系化合物が、ジメチルポリシロキサンを含む、<1>に記載のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
<3> 前記オレフィン系エラストマーが、エチレンエチルアクリレート共重合体を含む、<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。
<4> ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物の全質量の10〜50質量%の充填剤をさらに含む、<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。
<5> 前記充填剤が、ガラス繊維を含む、<4>に記載のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
<6> <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用いて成形された、成形品。
<7> 金属及び無機固体からなる群から選択される少なくとも1種からなるインサート部材を含むインサート成形品である、<6>に記載の成形品。
<8> アルカリ溶液に接する部品に用いられるものである、<6>又は<7>に記載の成形品。
・PBT樹脂1:ウィンテックポリマー(株)製 固有粘度(IV)=0.68dl/gのPBT樹脂
・PBT樹脂2:ウィンテックポリマー(株)製 固有粘度(IV)=0.78dl/gのPBT樹脂
・PBT樹脂3:ウィンテックポリマー(株)製 固有粘度(IV)=0.88dl/gのPBT樹脂
・PBT樹脂4:ウィンテックポリマー(株)製 固有粘度(IV)=1.14dl/gのPBT樹脂
・変性PBT樹脂:ウィンテックポリマー(株)製 固有粘度(IV)=0.90dl/gのイソフタル酸30mol%変性PBT樹脂
・シリコーン系化合物1:25℃の動粘度5000cStのジメチルポリシロキサン
・シリコーン系化合物2:25℃の動粘度60000cStのジメチルポリシロキサン含有硬化シリコーンパウダー(シリコーンパウダー含有量:40質量%)
・シリコーン系化合物3:25℃の動粘度60000cStのジメチルポリシロキサン
・シリコーン系化合物4:25℃の動粘度1000cStのジメチルポリシロキサン
・シリコーン系化合物5:25℃の動粘度100cStのジメチルポリシロキサン
・エラストマー1:EEA共重合体(エチレン含有量75質量%、融点91℃)
・エラストマー2:アクリル系コアシェルポリマー(ローム・アンド・ハース・ジャパン(株)製、パラロイドEXL2311)
・ガラス繊維(GF):日本電気硝子(株)製 ECS03T−127(平均繊維径13μm、平均繊維長3mm)
・耐加水分解性向上剤(エポキシ樹脂):三菱化学(株)製 エピコートJER1004K
・酸化防止剤:BASFジャパン(株)製 Irganox1010
・着色剤(カーボンブラック):コロンビヤンカーボン日本(株)製 Raven UVUltra
得られたポリブチレンテレフタレート樹脂組成物のペレットを、140℃で3時間乾燥させた後、シリンダー温度250℃、金型温度70℃にて射出成形し、厚さ1mmt、一辺120mmの平板状で、ウエルド部を有する成形片を作製した。次にこの成形片を長手方向の略中央部がウエルド部となるよう、幅10mm、長さ100mmの短冊状に切削して試験片を準備した。この試験片をたわませた状態で治具に固定し、常時1.0%の曲げ歪みがウエルド部に加わるようにした。この状態のまま、治具ごと10質量%の水酸化ナトリウム水溶液中に浸漬し、周辺温度23℃にて静置し、特定時間ごとに、試験片にクラックが発生するか否かを観察した。評価は各実施例・比較例のペレットについて3個ずつの試験片を用いて行い、3個のうち少なくとも1つの試験片でクラックが発生するまでの時間を確認した。表1〜4に、浸漬開始後12時間後、24時間後及び48時間後のそれぞれにおける評価結果を示す。Aは、3個の試験片のいずれにもクラックの発生がないことを意味し、Bは、3個のうち少なくとも1つの試験片にクラックの発生があることを意味する。
得られたポリブチレンテレフタレート樹脂組成物のペレットを、140℃で3時間乾燥させた後、シリンダー温度250℃、金型温度70℃、射出時間15秒、冷却時間10秒で、試験片成形用金型(縦22mm、横22mm、高さ28mmの角柱内部に、縦14mm、横14mm、高さ24mmの鉄芯をインサートする金型)に、一部の樹脂部の最小肉厚が1mmとなるようにインサート射出成形し、インサート成形品を製造した。製造したインサート成形品を図1、図2に示す。図1に示すインサート成形品10は、樹脂部12に鉄芯14がインサートされたインサート成形品を示す斜視図であり、図2は当該インサート成形品の(a)断面図((b)のA−A線に沿った断面図)、(b)上面図である。鉄芯10は、図2(a)に示すように、底面から24〜26mmの部分が円柱となっている。また、図2(b)に示すように、鉄芯14の周囲にある樹脂部12の最小肉厚は1mmである。なお、樹脂を充填するピンゲートは、図2(a)において矢線で示す樹脂部底面の中央位置にある。得られたインサート成形品について、冷熱衝撃試験機を用いて、140℃にて1時間30分加熱後、−40℃に降温して1時間30分冷却し、さらに、140℃に昇温する過程を1サイクルとする耐ヒートショック試験を行い、成形品にクラックが入るまでのサイクル数を測定して、5個のサンプルの平均破壊寿命を耐ヒートショック性として評価した。結果を表1〜4に示す。
上記の耐アルカリ性の評価と同様にして得た、水酸化ナトリウム水溶液に浸漬する前の幅10mm、長さ100mmの短冊状試験片について、東洋精機製作所社製ギアオーブンにて、140℃で20時間放置した試験片を目視にて観察し、シリコーン系化合物の染み出しを評価した。評価基準は、Aは染み出しなし、Bは僅かな染み出しあり、Cは顕著な染み出しあり、とした。結果を表1〜4に示す。
Claims (7)
- 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組成物の全質量の0.5〜1.3質量%の、25℃における動粘度が3000〜6000cStのシリコーンオイルであるシリコーン系化合物と、
ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物の全質量の5〜20質量%のオレフィン系エラストマーとを含み、
前記オレフィン系エラストマーが、エチレンエチルアクリレート共重合体を含む、
ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。 - 前記シリコーン系化合物が、ジメチルポリシロキサンを含む、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。
- ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物の全質量の10〜50質量%の充填剤をさらに含む、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。
- 前記充填剤が、ガラス繊維を含む、請求項3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1〜4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を用いて成形された、成形品。
- 金属及び無機固体からなる群から選択される少なくとも1種からなるインサート部材を含むインサート成形品である、請求項5に記載の成形品。
- アルカリ溶液に接する部品に用いられるものである、請求項5又は6に記載の成形品。
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