JPH0154371B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は改良された熱可塑性成形用組成物、特
に充填剤及び／又は補強剤を含有する改良された
熱可塑性共ポリエステル含有成形用組成物に関す
るものである。 グリコールとテレフタル酸又はイソフタル酸と
の高分子量線状ポリエステル及び共ポリエステル
は古くから入手可能であつた。これらは特に
Whinfieldらの米国特許第2465319号及びPengilly
の米国特許第3047539号明細書に記載されている。
これらの特許明細書はかゝるポリエステルが特に
フイルム及び繊維形成剤として有利であることを
記載している。 分子量の調節、核剤の使用及び二段階成形法の
開発に伴つてポリ（エチレンテレフタレート）は
射出成形用組成物の重要な一成分となつてきた。
ポリ（１，４―ブチレンテレフタレート）は溶融
物からきわめて速やかに結晶化するのでかかる組
成物の一成分として独特の有用性をもつものであ
る。かゝるポリエステル樹脂から成形された加工
物は、他の熱可塑性樹脂と比較して、高度の表面
硬度及び耐摩耗性、高い光沢及び低い表面摩擦を
与える。最近、反復単位の主部分がポリ（１，４
―ブチレンテレフタレート）ブロツクであるブロ
ツク共ポリエステルが開発され、それが高い衝撃
強さをもつことが認められた。Bormanらの米国
特許出願第752325号明細書（1976年12月20日出
願）を参照されたい。Brinkmanらの米国特許第
3580965号明細書には線状高分子量ポリエステル
の衝撃強さはα―オレフインビニルエステル共重
合体を添加することによつて改良し得ることが記
載されている。Seydlらの米国特許第3937757号
明細書にはポリ（１，４―ブチレンテレフタレー
ト）の電弧トラツキング耐性はポリオレフインの
添加によつて改良され得ることが開示され、かゝ
るポリオレフインの中にはエチレンと酢酸ビニル
との共重合体が示唆されている。Holubらの米国
特許第4122061号明細書にはガラス補強剤を含む
ポリ（１，４―ブチレンテレフタレート）とポリ
（エチレンテレフタレート）との混合物にオレフ
イン基共重合体樹脂を添加するとそれは驚くほど
少量の添加で改良された衝撃強さを提供し得るこ
とが記載されている。Cohenらの米国特許出願第
866059号明細書（1977年12月30日出願）及び
Cohenの米国特許出願第866008号明細書（1977年
12月30日出願）はそれぞれ少量のエチレン―酢酸
ビニル共重合体を使用して、補強剤及び充填剤を
含まないポリ（１，４―ブチレンテレフタレー
ト）の衝撃強さを改善すること及びタルク充填剤
を含むポリ（１，４―ブチレンテレフタレート）
又はそれと脂肪族／芳香族ポリエステルとのブロ
ツク共ポリエステルの離型性を改善することを開
示している。 今般、本発明者は、無機充填剤及び／又は補強
剤を配合したブロツク共ポリエステル含有組成物
に少量のオレフイン基共重合体を配合する場合に
は、該組成物は顕著に改良された衝撃強さを示す
ことを見出した。さらに荷重撓み温度（DTUL）
は予想される値より僅かに減少するのみでありま
たモジユラスも若干減少するのみである。かゝる
結果はこれまで従来技術の組成物の後―反応（固
体状態での重合）によつてのみ得られていた物理
的性質の達成を可能にする。 本発明は成形後に改善された衝撃強さ及び良好
な表面外観のごときその他の良好な物理的性質を
もち、成形又は押出用、たとえば射出成形、射出
吹込成形、圧縮成形、トランスフア成形、プロフ
イール押出、シート押出、針金被覆、押出吹込成
形等のために有用である熱可塑性組成物を提供す
るものであり、該組成物はつぎの成分： (a) ポリ（１，４―ブチレンテレフタレート）―
共ポリ芳香族／脂肪族ブロツク共ポリエステル
樹脂とポリ（１，４―ブチレンテレフタレー
ト）樹脂との混合物及び有効量の補強剤、無機
充填剤又はそれらの混合物： (b) 衝撃強度改善有効量の (i) エチレン及び酢酸ビニルの共重合体； (ii) エチレン、酢酸ビニル、メタクリル酸又は
アクリル酸の三元共重合体；又は (iii) (i)及び(ii)の混合物； からなる。 好ましい組成物においては、該ブロツク共ポリ
エステルは、 (i) 末端反応性ポリ（１，４―ブチレンテレフタ
レート）からのブロツク及び (ii) テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタリンジ
カルボン酸、フエニルインダンジカルボン酸及
び式： （式中、Ｘは炭素数１〜４個のアルキレン又は
アルキリデン、カルボニル、スルホニル、酸素又
はベンゼン環間の結合を表わす）の化合物からな
る群から選んだ芳香族ジカルボン酸及び鎖中に６
〜12個の炭素原子をもつ脂肪族ジカルボン酸と鎖
中に４〜10個の炭素原子をもつ一種又はそれ以上
の直鎖状又は分岐鎖状二価脂肪族グリコールとの
末端反応性芳香族／脂肪族共ポリエステルであつ
てジカルボン酸から誘導された少なくとも10％の
脂肪族単位を有するものからのブロツクから誘導
されたものであつて、ブロツクが本質的にエステ
ル結合からなる内部末端結合によつて連結されて
いるものである。 本発明の実施に使用される高分子量線状ポリエ
ステルはテレフタル酸又はイソフタル酸とグリコ
ールとの重合体状エステルである。これらは商業
的に入手することができ、又は既知の技術、たと
えばテレフタル酸又はイソフタル酸のエステルと
グリコールとの加アルコール分解、遊離のテレフ
タル酸又はイソフタル酸あるいはそれらのハライ
ド誘導体とグリコールとの加熱、等の方法によつ
て製造することができる。これについては米国特
許第2465319号及び同第3047539号明細書その他に
記載されている。 たとえば、高分子量熱可塑性樹脂(a)は30℃で
60：40比のフエノール―テトラクロルエタン混合
物中で測定して少なくとも約0.4dl／ｇ、好まし
くは少なくとも0.7dl／ｇの固有粘度をもつであ
ろう。少なくとも約1.1dl／ｇの固有粘度におい
ては、本発明の組成物の靭性の一層の改善が得ら
れる。 本発明の組成物において有用なブロツク共ポリ
エステルは好ましくは低分子量の末端反応性ポリ
（ブチレンテレフタレート）及び末端反応性共ポ
リエステルを酢酸亜鉛、酢酸マンガン、チタンエ
ステル等のごときエステル交換用触媒の存在下で
反応させることによつて製造される。末端基はヒ
ドロキシル、カルボキシル、カルボアルコキシ等
及びそれらの反応性誘導体基を包含し得る。二種
の末端反応性基間の反応の結果は勿論エステル結
合でなければならない。最初の混合の後、重合は
標準的条件下、たとえば220〜280℃の温度、高真
空下、たとえば0.1〜２mmHg、で行なわれ、連鎖
セグメントの分布の点で最低限のランダム化を伴
うブロツク共重合体が形成される。これらの共ポ
リエステルは前述の米国特許願第752325号明細書
に記載されている。 前記共ポリエステル成分(ii)はテレフタル酸又は
イソフタル酸又はそれらの反応性誘導体と直鎖状
又は分岐鎖状脂肪族グリコールであり得るグリコ
ールとから製造されることが好ましい。たとえ
ば、グリコールは１，４―ブタンジオール、１，
５―ペンタンジオール、１，６―ヘキサンジオー
ル、１，９―ノナンジオール、１，10デカンジオ
ール、ネオペンチルグリコール、１，４―シクロ
ヘキサンジオール、１，４―シクロヘキサンジメ
タノール、前記のグリコール類の任意の混合物等
であるだろう。混合芳香族／脂肪族型共ポリエス
テル用に適当な脂肪族ジカルボン酸の例はスベリ
ン酸、セバシン酸、アゼライン酸、アジピン酸等
である。 共ポリエステルは標準的方法に従つてエステル
交換により製造することができる。共ポリエステ
ル成分(ii)は脂肪族グリコールと芳香族酸対脂肪族
酸のモル比濃度が１：９ないし９：１、特に好ま
しくは約３：７ないし約７：３である芳香族二塩
基酸及び脂肪族二塩基酸の混合物とから誘導され
ることがもつとも好ましい。 芳香族／脂肪族共ポリエステル(ii)は周知の方法
によつて容易に製造し得るほか、商業的にも入手
可能である。かゝる物質の供給元の一つはニユー
ヨーク州、ヒツクスビル在のHooker Chemical
CompanyのRuco Divisionであり、“ルコフレツ
クス（Rucoflex）”の名称で販売されている。 本発明に使用されるブロツク共ポリエステルは
好ましくは95〜50重量部のポリ（１，４―ブチレ
ンテレフタレート）のセグメントを含む。ポリ
（１，４―ブチレンテレフタレート）ブロツクは、
ブロツク共ポリエステル中に配合される前に、30
℃でフエノール／テトラクロルエタンの60：40混
合物中で測定して0.1dl／ｇ以上、好ましくは0.1
〜0.5dl／ｇの固有粘度を有することが好ましい。
共ポリエステルの残部、５〜50重量部は成分(ii)の
ブロツク、好ましくはポリ（１，６―ヘキシレン
―アゼレート―共―イソフタレート）のブロツク
からなるであろう。 当業者には理解されるであろうごとく、ポリ
（１，４―ブチレンテレフタレート）ブロツクは
直鎖状であることもまたはたとえば分岐成分、た
とえばテレフタレート単位に基づいて0.05〜１モ
ル％の少なくとも３個のエステル形成性基を含む
分岐成分の使用によつて分岐状であることもでき
る。これは多価アルコール、たとえばペンタエリ
トリツト、トリメチロールプロパン等あるいは多
塩基酸成分、たとえばトリメチルトリメステート
等であることができる。 本発明で使用するオレフイン基共重合体添加剤
はポリエチレン―酢酸ビニル共重合体、エチレン
―酢酸ビニル―アクリル酸三元共重合体、エチレ
ン―酢酸ビニル―メタクリル酸三元共重合体等か
ら選ばれる。これらの重合体は当業者には周知で
ありかつ大抵のものは商業的に入手可能である。 エチレン―酢酸ビニル共重合体は典型的には10
〜30％の酢酸ビニル単位を含むであろう。適当な
商業的に入手し得るものはデユポン社のアラトン
（Alathon）3892及び3180であり、後者は酢酸ビ
ニル28％を含みかつ25ｇ／10分のメルトインデツ
クスを有する。三元共重合体は20〜30％の酢酸ビ
ニル含量をもちかつ４〜８mgKOH／重合体１ｇ
の酸価をもつ。これらはデユポン社からエルバツ
クス（Elvax）の商品名で販売されている。代表
的なものはエルバツクス4260であり、両者とも本
発明に使用するに適している。一般に、オレフイ
ン基共重合体添加剤は組成物の樹脂成分100重量
部当り約0.05〜約10重量部の量で使用される。組
成物の全樹脂成分100重量部当り約0.01〜約4.5重
量部の使用が好ましい。 本発明の組成物は前述したとおり周知の型の補
強剤及び／又は無機充填剤を慣用の量で含有する
であろう。 補強剤は組成物から成形された加工物の強度を
増加するであろう。一般に補強剤はガラスフイラ
メント又は繊維（これらが好ましい）、炭素繊維、
アスベスト繊維、金属繊維又はホイスカー等から
なる。補強有効量は組成物100重量部当り約２〜
約60重量部、好ましくは約15〜約45重量部、特に
好ましくは約20〜約40重量部を構成するであろ
う。 無機充填剤は補強以外の目的のために、たとえ
ば比重を低下させるため、耐熱性を増大させるた
め、電気的性質を改変するため等に使用される。
かゝる充填剤の例は粘土、雲母、シリカ、ガラス
箔、金属酸化物、タルク、炭素等である。これら
は慣用的な量で、一般に組成物100重量部当り約
２〜約150重量部の量で使用することができる。
約15〜約50重量部の無機充填剤、たとえば粘土又
はタルクを使用するのが好ましいであろう。 補強剤を無機充填剤と組合せて使用する場合に
は、その比は広範囲に、たとえば約95：５重量部
から約５：95重量部まで変動し得る。さらに、補
強剤及び無機充填剤の合計量は組成物100重量部
当り約２〜約150重量部、好ましくは約15〜約50
重量部の範囲で変動し得る。 本発明の組成物は慣用の方法で製造される。た
とえば、一方法によれば、エチレン基共重合体又
は三元共重合体及び補強剤及び／又は充填剤のす
べてを熱可塑性樹脂とともに押出混練機に供給し
て成形用ペレツトを製造する。この方法でエチレ
ン基共重合体又は三元共重合体及び充填剤及び／
又は補強剤は熱可塑性樹脂のマトリツクス中に分
散される。別の方法では、エチレン基共重合体又
は三元共重合体を乾式混合によつて熱可塑性樹脂
及び充填剤及び／又は補強剤と混合し、ついでミ
ル上で可塑化して微粉砕するかあるいは混合物を
押出して切断する。エレチン基共重合体又は三元
共重合体及び充填剤及び／又は補強剤はまた粉末
状又は顆粒状の熱可塑性樹脂と混合しそして直
接、たとえば射出成形又はトランスフア成形技術
によつて成形することもできる。熱可塑性樹脂は
できる限り水を完全に除去されたものであること
が常に重要である。 さらに、混練は混練機中での滞留時間が短かい
こと、温度を注意深く制御すること、摩擦熱を利
用すること及び他の成分と熱可塑性樹脂との緊密
な混合物が得られることを確保するように行なわ
れるべきである。 必須のことではないが、成分を予備混練し、ペ
レツト化し、ついで成形する場合には最良の結果
が得られる。予備混練は慣用の装置中で行ない得
る。たとえば、熱可塑性樹脂をたとえば125℃で
４時間注意深く予備乾燥した後、ポリエステルと
エチレン基共重合体又は三元共重合体との乾燥混
合物をその溶融を確実にするために長い転移部及
び計量部をもつスクリユーを備えた一軸スクリユ
ー押出機に供給する。他方、樹脂及び添加剤を二
軸スクリユー押出機、たとえば28mmウエルナープ
ライデラー（Werner Pfleiderer）機の供給口に
供給することもできる。いずれの場合にも、通常
適当な押出機温度は約450〜570〓であろう。 予備混練された組成物は標準的方法によつて慣
用の顆粒等のような成形用コンパウンドに押出さ
れかつ切断され得る。 本発明の組成物は熱可塑性組成物に対して慣用
的に使用されている任意の装置中で成形し得る。
良好な結果は、たとえばニユーバリー
（Newbury）型の射出成形機中で慣用のシリンダ
ー温度、たとえば450〓及び慣用の成形温度、た
とえば150〓を用いて得られるであろう。 本発明の実施方法を当業者によりよく理解せし
めるためにつぎの実施例を示す。たゞし、これら
の実施例は例証のためのものであつて本発明を限
定するものではない。 実施例 １―３ ポリ（１，４―ブチレンテレフタレート）単位
及び芳香族／脂肪族ポリエステル単位からなる共
ポリエステルとポリ（１，４―ブチレンテレフタ
レート）との混合物及びエチレン―酢酸ビニル共
重合体から一連の組成物を混合、押出し及び成形
によつて製造した。一つにはガラス補強剤を、他
方には粘土充填剤を配合した。比較のために、エ
チレン―酢酸ビニル共重合体を含まない組成物も
製造しかつ試験した。使用した処方及び得られた
結果を第１表に示す。

【表】

【表】 エチレン―酢酸ビニル共重合体はきわめて有効
な衝撃強度改良剤でありかつ延性衝撃強さ（ガー
ドナー）をも改良することが認められる。 上述したところから、本発明の他の変形は当業
者には自明であろう。たとえば、エチレン―酢酸
ビニル共重合体の代りに、酢酸ビニル含量20〜30
％及び４〜８mgKOH／重合体１ｇの酸価をもつ
エチレン―酢酸ビニル―メタクリル酸三元共重合
体又はエチレン―酢酸ビニル―アクリル酸三元共
重合体を用いることができる。粘土の代りにタル
クを使用することができる。粘土及びガラス繊維
を組合せて使用することができる。したがつて、
本発明の特定の実施態様に特許請求の範囲で意図
する範囲内で種々の変更をなし得ることが理解さ
れるべきである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ つぎの成分： (a) （）(i)末端反応性ポリ（１，４―ブチレン
   テレフタレート）からのブロツク及び(ii)テレフ
   タル酸、イソフタル酸、ナフタリンジカルボン
   酸、フエニルインダンジカルボン酸及び式： （式中、Ｘは炭素数１〜４個のアルキレン又
   はアルキリデン、カルボニル、スルホニル、酸
   素又はベンゼン環間の結合を表わす）の化合物
   からなる群から選んだ芳香族ジカルボン酸及び
   鎖中に６〜12個の炭素原子をもつ脂肪族ジカル
   ボン酸と鎖中に４〜10個の炭素原子をもつ一種
   又はそれ以上の直鎖状又は分岐鎖状二価脂肪族
   グリコールとの末端反応性芳香族／脂肪族共ポ
   リエステルであつてジカルボン酸から誘導され
   た少なくとも10％の脂肪族単位を有するもの からのブロツクよりなるブロツク共ポリエステ
   ルおよび（）ポリ（ブチレンテレフタレー
   ト） (b) 補強剤又は無機充填剤および (c) (a)100部に対し0.05―10重量部の、 (i) 10―30重量％の酢酸ビニルを含有するエチ
   レン及び酢酸ビニルの共重合体； (ii) 20―30重量％の酢酸ビニルを含有するエチ
   レン、酢酸ビニル及びメタクリル酸又はアク
   リル酸の三元共重合体；又は (i)及び(ii)の混合物； を含む組成物。 ２ 熱可塑性樹脂(a)はフエノールとトリクロルエ
   タンとの60：40混合物中の溶液として30℃で測定
   して少なくとも0.4dl／ｇの固有粘度をもつもの
   である特許請求の範囲第１項記載の組成物。 ３ 熱可塑性樹脂(a)が、 (i) 末端反応性ポリ（１，４―ブチレンテレフタ
   レート）及び (ii) イソフタル酸及び鎖中に６〜12個の炭素原子
   をもつ直鎖状脂肪族ジカルボン酸と鎖中に４〜
   10個の炭素原子をもつ一種又はそれ以上の直鎖
   状又は分岐鎖状の二価脂肪族グリコールとの共
   ポリエステル； のブロツクから誘導されたブロツク共ポリエステ
   ルである特許請求の範囲第１項又は第２項のいず
   れかに記載の組成物。 ４ ブロツク共ポリエステルが、 (i) 末端反応性ポリ（１，４―ブチレンテレフタ
   レート）及び (ii) ポリ（１，６―ヘキシレン―アゼレート―共
   イソフタレート）、 のブロツクから誘導されたものである特許請求の
   範囲第３項記載の組成物。 ５ 補強剤がガラス繊維からなる特許請求の範囲
   第１項ないし第４項のいずれかに記載の組成物。 ６ 無機充填剤が粘土からなる特許請求の範囲第
   １項ないし第４項のいずれかに記載の組成物。 ７ 補強剤と無機充填剤の組合せがガラス繊維及
   び粘土からなる特許請求の範囲第１項ないし第４
   項のいずれかに記載の組成物。 ８ 成分(c)が(a)100重量部当り0.1〜4.5重量部を
   構成する特許請求の範囲第１項ないし第７項のい
   ずれかに記載の組成物。