JP6990184B2 - 熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂組成物の製造方法及びインサート成形品の製造方法、並びに耐ヒートショック性低下抑制方法 - Google Patents
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Description
本実施形態の熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂組成物(以下、「樹脂組成物」ともいう。)の製造方法は、熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂Aと、熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂a及び着色剤bを含有する着色剤組成物Bとを配合する工程を有する。この製造方法で得られる樹脂組成物は、着色されているにも関わらず耐ヒートショック性が優れている。
熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂Aは、着色剤により着色される樹脂である。熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂Aは、ジカルボン酸化合物及び/又はそのエステル形成性誘導体を主成分とするジカルボン酸成分と、ジオール化合物及び/又はそのエステル形成性誘導体を主成分とするジオール成分との反応により得られる熱可塑性ポリエステル樹脂であり、ジカルボン酸成分かジオール成分の少なくとも1種に芳香族化合物を含むものである。
着色剤組成物Bは、熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂a及び着色剤bを含有する。熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂aとして使用可能な樹脂の種類及び入手方法等は、上記した熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂Aと同様であるからここでは記載を省略する。熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂aは、上記した樹脂のうち、熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂Aと同じ種類の樹脂であってもよく、異なる種類の樹脂であってもよいが、熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂Aと同じ種類の樹脂を、全樹脂成分中50質量%以上100質量%以下含有することが好ましい。中でも、熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂aが、ポリブチレンテレフタレート系樹脂であることが好ましく、熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂A及びaのいずれもがポリブチレンテレフタレート系樹脂であることがより好ましい。
本実施形態の熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂組成物の製造方法では、熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂組成物に、種々の添加物を配合することができる。例えば、耐ヒートショック性をより高める目的で、エラストマーを配合することができる。
熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂Aと着色剤組成物Bとを配合する方法は、特に限定されない。例えば、熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂A、着色剤組成物B及び必要に応じてその他の配合剤を、粉末、ペレット、細片など様々な形態で、必要に応じて予備混合した後に溶融混練機に投入する。引き続き、熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂A及びaの融点以上に加熱して、溶融混練することで、熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂Aと着色剤組成物Bとを配合する。
上記の製造方法により、着色された熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂組成物の耐ヒートショック性の低下を抑制できる。その結果、着色剤を含有しかつ耐ヒートショック性に優れる熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂組成物を得ることができる。この熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂組成物は、粉粒体混合物や溶融混合物(ペレット等)であってもよい。
上記の製造方法により得られる熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂組成物は、耐ヒートショック性に優れ、特にインサート成形品を製造するのに適している。インサート成形品は、熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂組成物を用いて形成され該樹脂組成物を含む樹脂部材と、金属、合金又は無機固体物を含むインサート部材を有する。
着色剤を含有する熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂組成物の耐ヒートショック性低下抑制方法は、熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂Aと、熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂B及び着色剤Cを含有する着色剤組成物とを配合するという方法である。この方法により着色品の耐ヒートショック性の低下を抑制できるメカニズムは、現段階で明らかではないが、上記したように、本発明者らの研究により、着色剤を、着色する樹脂に直接配合するのではなく、一旦、着色する樹脂と同種又は異種の熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂に配合した上で、着色する樹脂と配合することにより耐ヒートショック性が向上することがわかった。この方法で用いる熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂A、着色剤組成物B及びこれらの配合方法については上記のとおりである。
以下に示す材料を用い、表1,2に示す含有割合で2軸押出機(日本製鋼所株式会社製、シリンダ径30mmφ)により250℃にて混錬し、参考例1、実施例1~3及び比較例1~4の熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂組成物ペレットを作製した。なお、参考例1は、無着色の樹脂組成物の例であり、比較例1~4は、着色剤を、熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂Aに、着色剤組成物Bとしてではなく、直接添加した場合の例である。また、実施例1~3で用いた着色剤組成物1~3の分散性は、各着色剤組成物を用いて形成した厚さ200μmのフィルム10m2中に、粒子径100μm以上の凝集塊が、10個以下であるものを「優」、10個を超え50個以下であるものを「良」、50個を超え300個以下であるものを「可」として判定した。
熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂:ウィンテックポリマー株式会社製、固有粘度0.68dL/gのポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT)
(着色剤組成物・着色剤)
着色剤組成物1:ポリブチレンテレフタレート系樹脂(ウィンテックポリマー株式会社製、固有粘度0.68dL/gのポリブチレンテレフタレート樹脂、80質量%)及びカーボンブラック1(三菱化学株式会社製、平均一次粒子径22nmのカーボンブラック、20質量%)、分散性:優
着色剤組成物2:ポリブチレンテレフタレート系樹脂(ウィンテックポリマー株式会社製、固有粘度0.68dL/gのポリブチレンテレフタレート樹脂、80質量%)及びカーボンブラック1(三菱化学株式会社製、平均一次粒子径22nmのカーボンブラック、20質量%)、分散性:良
着色剤組成物3:ポリブチレンテレフタレート系樹脂(ウィンテックポリマー株式会社製、固有粘度0.68dL/gのポリブチレンテレフタレート樹脂、80質量%)及びカーボンブラック1(三菱化学株式会社製、平均一次粒子径22nmのカーボンブラック、20質量%)、分散性:可
カーボンブラック2:ウイルバー・エリス株式会社製、平均一次粒子径30nmのカーボンブラック
カーボンブラック3:ウイルバー・エリス株式会社製、平均一次粒子径13nmのカーボンブラック
カーボンブラック4:ウイルバー・エリス株式会社製、平均一次粒子径13nmのカーボンブラック(表面酸処理品)
カーボンブラック5:三菱化学株式会社製、平均一次粒子径22nmのカーボンブラック
ガラス繊維:日本電気硝子株式会社製、商品名「ECS03T-187」、平均径13μm
(エラストマー)
エチレンエチルアクリレート(EEA)系エラストマー:日油株式会社製、商品名「モディパーA5300」、共重合成分としてエチレンエチルアクリレート(EEA)を70質量%、ブチルアクリレートとメチルメタクリレートのランダム共重合体(BA-stat-MMA)を30質量%含む。
(耐ヒートショック性)
参考例、実施例及び比較例で得られた熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂組成物ペレットと金属製のインサート部材とを用い、射出成形により図1,2に示す試験片をインサート成形した。140℃で3時間乾燥させた上記ペレットを用いて、樹脂温度260℃、金型温度65℃、射出時間25秒、冷却時間10秒で、試験片成形用金型(22mm×22mm×高さ28mmの四角柱状樹脂部の内部に、一部に14mm×14mm×高さ24mmの四角柱状部分を有するインサート部材をインサートする金型)に、一部の樹脂部の厚さが最小肉厚として1mmとなるようにインサート射出成形して試験片を製造した。得られたインサート成形品について、後述する方法で耐ヒートショック性を評価した。図1は、インサート成形した試験片10を示す図であり、図2は、インサート部材2を示す図である。試験片10は、図1に示すように、熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂組成物を用いて形成された四角柱状の樹脂部材1に金属製の四角柱状のインサート部材2が埋設されたものである。樹脂部材1は、上記のようにして得られた樹脂組成物ペレットを用いて成形されたものである。インサート部材2は、図2に示すように、四角柱状の上部2aと四角柱状の下部2bとこれらの間において両者を接続する円柱状の括れ部2cとを備えた構成とされている。インサート部材2は、下部2b及び括れ部2cが、樹脂部材1内に埋設され、上部2aが樹脂部材1の上面から露出している(図1(a)参照)。さらに、図1(b)に示すように、樹脂部材1の角部とインサート部材2の角部は、互いに異なる方向に位置するように配置されている。すなわち、インサート部材2の角部は、樹脂部材1の側面に向かうように配置されている。そして、インサート部材2の角部の先端と、樹脂部材1の側面との距離は約1mmである。樹脂部材1において、インサート部材2の角部(シャープコーナー)の先端近傍が肉薄部となっている。また、樹脂部材1の射出成形の際、溶融させた樹脂組成物ペレットを金型内に充填するためのゲートは、樹脂部材1の底面(22mm×22mmの面)の中央部に1mmφのピンゲートとして設けられている。このため、ゲートから注入された溶融状態の樹脂組成物は、樹脂部材1の底面に沿って流動した後、インサート部材2に沿って金型内の空間に充填される。このとき、溶融した樹脂組成物が流動しやすい厚肉部が先に充填され、薄肉部は充填が遅れるため、樹脂部材1の各側面(22mm×28mmの4面それぞれ)の最小肉厚部近傍(インサート部材2の角部の先端付近)にウェルド部が生じることとなる。
得られたペレットを140℃で3時間乾燥後、成形温度260℃、金型温度80℃の条件で、射出成形によりISO 1Aタイプの引張試験片を作製した。得られたそれぞれの試験片についてISO527-1,2に定められている評価基準に従い評価した。評価結果を表1,2に示した。
得られたペレットを140℃で3時間乾燥後、成形温度260℃、金型温度80℃で、射出成形し、ISO3167に準拠して80mm×10mm×4mmの曲げ試験片を作製し、ISO178に定められている評価基準に従い評価した。評価結果を表1,2に示した。
得られたペレットを140℃で3時間乾燥後、成形温度260℃、金型温度80℃で、射出成形し、ISO3167に準拠して80mm×10mm×4mmのノッチ付シャルピー衝撃試験片を作製し、ISO179/1eAに従い、シャルピー衝撃強さ(ノッチ付き)(kJ/m2)を測定した。
2 インサート部材
10 試験片
Claims (7)
- 熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂Aと、熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂a及び着色剤bを含有する着色剤組成物Bとを配合する工程を有し、
熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂A及びaが、ポリブチレンテレフタレート系樹脂を含み、
インサート成形品用の熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂組成物を得る、工程と、
熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂組成物を、インサート部材を配置した金型内に射出成形する工程と、を有する、インサート成形品の耐ヒートショック性低下抑制方法。 - 熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂組成物中の着色剤bの含有量が、0.05質量%以上5.0質量%以下である、請求項1に記載の方法。
- 着色剤組成物B中の着色剤bの含有量が、5質量%以上50質量%以下である、請求項1又は2に記載の方法。
- 着色剤bが、無機顔料又は有機顔料を含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 着色剤bが、黒色顔料、赤色顔料、橙色顔料又は白色顔料を含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
- 着色剤bが、カーボンブラック又はカーボンナノチューブを含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- 着色剤bの平均一次粒子径が、5nm以上40nm以下である、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
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