JP6657662B2 - 無機強化熱可塑性ポリエステル樹脂組成物 - Google Patents
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Description
特にポリブチレンテレフタレートのような結晶化速度が速いポリエステル樹脂は、成形時の結晶化に伴い、金型への転写性が悪いため、満足する外観を得ることは非常に困難である。
これらの欠点を改善したものとして、特許文献5が提案されたが、高剛性が要求される用途においては剛性が不足し、剛性を高めようと強化材を増量すると外観が低下する、さらには成形条件の幅が非常に狭く安定して良品が得にくい等の欠点が認められ、改善が求められていた。
[1] ポリブチレンテレフタレート樹脂(A)8〜20質量部、ポリエチレンテレフタレート樹脂(B)1〜7質量部、共重合ポリブチレンテレフタレート樹脂(C)1〜12質量部、共重合ポリエチレンテレフタレート樹脂(D)5〜12質量部、ポリカーボネート系樹脂(E)1〜6質量部、ガラス繊維系強化材(F)50〜70質量部及びエステル交換防止剤(G)0.05〜2質量部を含有し、(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、及び(F)成分の合計が100質量部である無機強化熱可塑性ポリステル樹脂組成物であって、下記要件(1)及び(2)を満たすことを特徴とする無機強化熱可塑性ポリエステル樹脂組成物。
(1)無機強化熱可塑性ポリステル樹脂組成物を射出成形して得られる成形品の曲げ弾性率が20GPaを超える。
(2)無機強化熱可塑性ポリエステル樹脂組成物の示差走査型熱量計(DSC)で求められる降温結晶化温度をTC2(℃)とするとき、160℃≦TC2<180℃の範囲にある。
[2] ガラス繊維系強化材(F)が、繊維断面の長径と短径の比(長径/短径)の平均値が1.3〜8である扁平断面ガラス繊維(F1)、繊維長30〜150μmのガラス短繊維ミルドファイバー(F2)からなる群より選ばれる1種または2種以上を含むことを特徴とする[1]に記載の無機強化熱可塑性ポリエステル樹脂組成物。
[3] 前記無機強化熱可塑性ポリエステル樹脂組成物を射出成形して得られる成形品のシャルピー衝撃強度が20kJ/m2以上であることを特徴とする、[1]または[2]に記載の無機強化熱可塑性ポリエステル樹脂組成物。
[4] 共重合ポリブチレンテレフタレート樹脂(C)が、イソフタル酸、セバシン酸、アジピン酸、トリメリット酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロへキサンジメタノール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、及び2−メチル−1,3−プロパンジオールからなる群より選ばれる少なくとも1種以上を共重合成分として含むことを特徴とする、[1]〜[3]のいずれかに記載の無機強化熱可塑性ポリエステル樹脂組成物。
[5] 共重合ポリブチレンテレフタレート樹脂(C)が、(C)を構成する全酸成分を100モル%としたとき、イソフタル酸20〜80モル%を共重合成分として含むことを特徴とする、[1]〜[4]のいずれかに記載の無機強化熱可塑性ポリエステル樹脂組成物。
[6] 共重合ポリエチレンテレフタレート樹脂(D)が、イソフタル酸、セバシン酸、アジピン酸、トリメリット酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロへキサンジメタノール、1,4−ブタンジオール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、及び2−メチル−1,3−プロパンジオールからなる群より選ばれる少なくとも1種以上を共重合成分として含むことを特徴とする、[1]〜[5]のいずれかに記載の無機強化熱可塑性ポリエステル樹脂組成物。
[7] 共重合ポリエチレンテレフタレート樹脂(D)が、(D)を構成する全グリコール成分を100モル%としたとき、ネオペンチルグリコール20〜60モル%を共重合成分として含むことを特徴とする[1]〜[6]のいずれかに記載の無機強化熱可塑性ポリエステル樹脂組成物。
[8] [1]〜[7]のいずれかに記載の無機強化熱可塑性ポリエステル樹脂組成物を用いて成形された、ムラのない均一な表面シボ外観を有する、成形品。
共重合ポリエチレンテレフタレート樹脂(D)を構成する全グリコール成分を100モル%としたとき、ネオペンチルグリコールの共重合割合は20〜60モル%が好ましく、25〜50モル%がより好ましい。
共重合ポリエチレンテレフタレート樹脂(D)を構成する全酸成分を100モル%としたとき、イソフタル酸の共重合割合は20〜60モル%が好ましく、25〜50モル%がより好ましい。
ガラス繊維系強化材(F)は、外観、弾性率の観点から繊維断面の長径と短径の比(長径/短径)の平均値が1.3〜8である扁平断面ガラス繊維(F1)が好ましく、ガラス浮きの抑制の観点から繊維長30〜150μmのガラス短繊維ミルドファイバー(F2)が好ましい。ガラス繊維系強化材(F)としては、扁平断面ガラス繊維(F1)を必須成分として用いることがより好ましい。さらに好ましい態様は、扁平断面ガラス繊維(F1)とガラス短繊維ミルドファイバー(F2)を併用することである。この場合、ガラス繊維系強化材(F)の合計量を100質量%とすると、扁平断面ガラス繊維(F1)が60〜100質量%、ガラス短繊維ミルドファイバー(F2)が0〜40質量%であることが好ましく、より好ましくは扁平断面ガラス繊維(F1)が65〜90質量%、ガラス短繊維ミルドファイバー(F2)が10〜35質量%である。
ガラス繊維の平均繊維径、平均繊維長は電子顕微鏡観察にて測定することができる。
エステル交換防止剤(G)としては、ポリエステル系樹脂の触媒失活効果を有するリン系化合物を好ましく用いることができ、例えば、株式会社ADEKA製「アデカスタブAX−71」が使用可能である。
逆に、TC2が160℃未満の場合は、結晶化速度が遅くなりすぎ、結晶化が遅いゆえに金型への張り付き等による離型不良が発生したり、突き出し時に変形が起こったりすることがある。また、成形時の圧力によりシボのより奥深くまで樹脂がはいりこむことが容易になるため、金型内の樹脂の収縮時や離型の際にシボがずれたりすることでシボの深さが不均一になりやすくなり、良好なシボ外観を得ることが困難になってくる。本発明の無機強化熱可塑性ポリエステル樹脂組成物は、これらの成形時懸念点を鑑み、最適なTC2となるよう調整を実施したものであるため、金型温度が100℃以下でも良好な外観と成形性を得ることができる。
0.1gのサンプルをフェノール/テトラクロロエタン(重量比6/4)の混合溶媒25mlに溶解し、ウベローデ粘度管を用いて30℃で測定した。(単位:dl/g)
(2)降温結晶化温度(TC2)
示差走査熱量計(DSC)を用い、窒素気流下で20℃/分の昇温速度で300℃まで昇温し、その温度で5分間保持したあと、10℃/分の速度で100℃まで降温させることにより得られるサーモグラムの結晶化ピークのトップ温度で求めた。
シリンダー温度275℃、金型温度90℃にて、100mm×100mm×3mmの成形品を射出成形により成形する際、充填時間が1秒になる射出速度範囲で成形(成形条件A)した成形品Aと充填時間が2.2秒になる射出速度範囲で成形(成形条件B)した成形品Bとの外観を、目視により観察した。「○」、「△」であれば、特に問題の無いレベルである。
○:表面にガラス繊維等の浮きによる外観不良がなく、良好
△:一部(特に成形品の末端部分等)に、若干の外観不良が発生している
×:成形品全体に外観不良が発生している
上記(3)の条件で成形した成形品のシボ外観を、目視により観察した。シボは深さ15μmのナシ地状にシボ仕上げされた金型を用いた。「○」、「△」であれば、特に問題の無いレベルである。
○:表面にシボのずれによる外観不良が全くなく、良好
△:成形品のごく一部にシボのずれによる外観不良が発生しており、角度を変えて観察すると白く見えたりする部分が存在する
×:成形品に全体的にシボのずれによる外観不良が発生しており、角度を変えて観察すると白く見えたりする
上記(3)の条件で成形を実施する際、射出工程終了後の冷却時間を5秒に設定したときの離型性で判定を実施した(トータル成形サイクルは17秒)。「○」、「△」であれば、特に問題の無いレベルである。
○:離型も問題なく、連続成形が容易に可能である
△:数ショットに一回離型不良が発生するが、連続成形は可能
×:毎ショット離型不良が発生し、連続成形が不可能
ISO−178に準じて測定した。試験片は、シリンダー温度265℃、金型温度90℃の条件で射出成形した。
(7)シャルピー衝撃強度
ISO−179に準じて測定した。試験片は、シリンダー温度265℃、金型温度90℃の条件で射出成形した。
(A)ポリブチレンテレフタレート:東洋紡社製 還元粘度0.58dl/g
(B)ポリエチレンテレフタレート:東洋紡社製 還元粘度0.63dl/g
(C−1)TPA/IPA//1,4−BD=70/30//100モル%の組成比の共重合体、東洋紡社製、東洋紡バイロン(登録商標)の試作品、還元粘度0.73dl/g
(C−2)TPA/IPA//1,4−BD=45/55//100モル%の組成比の共重合体、東洋紡社製、東洋紡バイロン(登録商標)の試作品、還元粘度0.76dl/g
(D)共重合ポリエチレンテレフタレート樹脂
(D−1)TPA//EG/NPG=100//70/30モル%の組成比の共重合体、東洋紡社製、東洋紡バイロン(登録商標)の試作品、還元粘度0.83dl/g
(D−2)TPA/IPA//EG/NPG=50/50//50/50モル%の組成比の共重合体、東洋紡社製、東洋紡バイロン(登録商標)の試作品、還元粘度0.53dl/g
(略号はそれぞれ、TPA:テレフタル酸、IPA:イソフタル酸、1,4−BD:1,4−ブタンジオール、EG:エチレングリコール、NPG:ネオペンチルグリコール成分を示す。)
(E−1)住化スタイロンポリカーボネート社製、「カリバー301−40」、メルトボリュームレート(300℃、荷重1.2kg)40cm3/10min
(E−2)住化スタイロンポリカーボネート社製、「カリバー200−80」、メルトボリュームレート(300℃、荷重1.2kg)80cm3/10min
(F−1)日東紡社製「CSG3PL830S」、偏平断面、長径と短径の比:2(短径10μm、長径20μm)、平均繊維長3mm
(F−2)セントラルグラスファイバー社製「EFH−100−31」、ミルドファイバー(シラン処理)、平均繊維長100μm、平均繊維径11μm
(F−3)日本電気硝子社製「T−127H」、円形断面、平均繊維長3mm、平均繊維径11μm
ヤマグチマイカ社製「A−21S」、マイカ、平均粒子径23μm(レーザー回折法によるMV値)
一方、比較例1〜9では、特に成形条件Bにおいて外観(特にシボ外観)が実施例に比べ劣っていた。すなわち、良好な外観となる成形条件が見出せないか、もしくは非常にピンポイントとなってしまう可能性が高いため、さまざまな形状に対しての自由度がないばかりか、生産性が低下する問題がある。
Claims (6)
- ポリブチレンテレフタレート樹脂(A)8〜20質量部、ポリエチレンテレフタレート樹脂(B)1〜7質量部、共重合ポリブチレンテレフタレート樹脂(C)1〜12質量部、共重合ポリエチレンテレフタレート樹脂(D)5〜12質量部、ポリカーボネート系樹脂(E)1〜6質量部、ガラス繊維系強化材(F)50〜70質量部及びエステル交換防止剤(G)0.05〜2質量部を含有し、
前記共重合ポリブチレンテレフタレート樹脂(C)は、構成する全酸成分を100モル%、構成する全グリコール成分を100モル%としたとき、1,4−ブタンジオールが80モル%以上かつ、テレフタル酸と1,4−ブタンジオールの合計が120〜180モル%を占め、イソフタル酸、セバシン酸、アジピン酸、トリメリット酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロへキサンジメタノール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、及び2−メチル−1,3−プロパンジオールからなる群より選ばれる少なくとも1種以上を共重合成分として含む樹脂であり、
前記共重合ポリエチレンテレフタレート樹脂(D)は、構成する全酸成分を100モル%、構成する全グリコール成分を100モル%としたとき、エチレングリコールが40モル%以上かつ、テレフタル酸とエチレングリコールの合計が80〜180モル%を占め、イソフタル酸、セバシン酸、アジピン酸、トリメリット酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロへキサンジメタノール、1,4−ブタンジオール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、及び2−メチル−1,3−プロパンジオールからなる群より選ばれる少なくとも1種以上を共重合成分として含む樹脂であり、
(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、及び(F)成分の合計が100質量部である無機強化熱可塑性ポリエステル樹脂組成物であって、下記要件(1)及び(2)を満たすことを特徴とする無機強化熱可塑性ポリエステル樹脂組成物。
(1)無機強化熱可塑性ポリエステル樹脂組成物を射出成形して得られる成形品の曲げ弾性率が20GPaを超える。
(2)無機強化熱可塑性ポリエステル樹脂組成物の示差走査型熱量計(DSC)で求められる降温結晶化温度をTC2(℃)とするとき、160℃≦TC2<180℃の範囲にある。 - ガラス繊維系強化材(F)が、繊維断面の長径と短径の比(長径/短径)の平均値が1.3〜8である扁平断面ガラス繊維(F1)、繊維長30〜150μmのガラス短繊維ミルドファイバー(F2)からなる群より選ばれる1種または2種以上を含むことを特徴とする請求項1に記載の無機強化熱可塑性ポリエステル樹脂組成物。
- 前記無機強化熱可塑性ポリエステル樹脂組成物を射出成形して得られる成形品のシャルピー衝撃強度が20kJ/m2以上であることを特徴とする、請求項1または2に記載の無機強化熱可塑性ポリエステル樹脂組成物。
- 共重合ポリブチレンテレフタレート樹脂(C)が、(C)を構成する全酸成分を100モル%としたとき、イソフタル酸20〜80モル%を共重合成分として含むことを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の無機強化熱可塑性ポリエステル樹脂組成物。
- 共重合ポリエチレンテレフタレート樹脂(D)が、(D)を構成する全グリコール成分を100モル%としたとき、ネオペンチルグリコール20〜60モル%を共重合成分として含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の無機強化熱可塑性ポリエステル樹脂組成物。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の無機強化熱可塑性ポリエステル樹脂組成物を用いて成形された、ムラのない均一な表面シボ外観を有する、成形品。
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