JPH02242849A - ポリエステル成形材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、良好な成形性をＨするポリエステル成形材料
に関するものである。

「従来技術」 ポリブチレンテレフタレート（以下、ＰＯＴと略称する
。）は、機械的特性、電気的特性、耐熱性などの諸特性
に優れたエンジニアリンググラッスチックであるので、
電気、電子関連分野、自動車、輸送機器関連分野、機械
関連９腎、家昨用品関連分野などに広く用いられている
ボリニスラ゛ル成形材料である。また、このＰＢＴは優
れた成形性を有しており、中型ない１．大型成形品に関
しては問題無く成形されている。

「発明か解決しようとする課題」 ところが、このＰＢＴの優れた成形性を乙ってしても、
小型精密機械部品の用途に対してはいまだ改良が必要と
されているのが現状である。通常、小型精密機械部品を
射出成形する際には、成形すィクルを向上さけ生産性を
高めると同時に、成形品それぞれの寸法均一性、重量均
一性が射出成形ショット間およびショット内で達成され
ることが要求されるが、ＰＢＴ単独ではかかる要求を十
分満足することができないという欠点を有する。

かかる欠点を改良する手段としては、従来より多くの方
法が開示されている。その代表例を以下に示す。

（１）　　ポリエステルにステアリン酸金属塩および／
または無機固体粉末を溶融混合する方法。（特公昭４７
−１０５３２号公報、特公昭４８−４８８９４号公報） （２）ポリエステルチップに脂肪酸金属塩および／また
は無機固体粉末を均一にまぶす方法。（特公昭４５−１
９３９２号公報、特公昭４７−３２４３５号公報、特公
昭４Ｂ−４０９７号公報）（３）ポリエステルチップに
脂肪酸金属塩および／または無機固体粉末を均一にまぶ
す際に、流動パラフィンなどの液状展着剤を用いる方法
。（特開昭５０−７８６４７号公報） （４）無機固体粉末を溶融混合によって含むポリエステ
ルチップ、もしくは含まないポリエステルチップにモン
タン酸塩を被覆する方法。（特公昭４７−１３１３７号
公報） （５）脂肪族カルボン酸金属塩と無機固体粉末を該脂肪
族カルボン酸金属塩の融点以上、ポリブチレンテレフタ
レートの融点以下で加熱混合する方法。（特公昭６２−
９４１号公報） しかしながら、上記（１）の方法による成形品は、確か
に成形サイクルは速くなるか、成形品の均質性について
はチップ形状あるいは射出成形機のタイプによって大き
く影響を受け、上記要求を満足さ仕るものではない。

また、上記（２）の方法によれば、静電気の発生その他
の理由により、均一にまぶした塩か再分離し、成形サイ
。クルおよび成形品の品質の射出成形のショットごとに
変動するという欠点がある。

上記（３）の方法は、（２）の方法の欠点を改良４−る
ものであるが１１反面、一般には展着剤が粘着性のある
液状物のため、チップ間の摩擦係数が変化し、チップの
移送が均一でなくなることにより、可塑化状態が不安定
となり、安定な品質の成型品か得られ難いという欠点を
何し、さらには、ホッパの汚れ、はこりの吸着等の発生
という欠点もある。

上記（４）の方法はポリエステルチップの表面が溶融さ
れた塩で被覆されているため、全体に均一であるが、デ
ツプ間のスベリが悪く、成彩機ホッパ内でブリッジ化す
るなどチップの供給が均一でなく、可塑化状態が不安定
となり、安定な品質の成型品が得られ難いという問題を
残している。

上記（５）の方法はポリエステルチップを高温に加熱す
る必要があり、製造上コスト高につながる。

また、脂肪族カルボン酸金属塩は金属表面を変色さける
欠点がある。

このように従来の方法にはそれぞれ問題があり、これを
ＰＢＴに適用してら結晶化核剤である脂肪族カルボン酸
金属塩および／または無機固体粉末の添加により成形サ
イクルが短縮するという効果こそ得られるものの、それ
と同時に成形時の可塑化状態が不安定となり、成形品の
寸法、重重およびその他の緒特性の均一性において、十
分満足すべき結果を得ることができないという欠点を有
する。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたしので、成形安定
性が良く、かつ成形品の品質安定性が良好なポリエステ
ル成形材料を提供することを目的とするものである。

「課題を解決するための手段」 本発明者らは、ＰＢＴ拉状物表面にポリオレフィンワッ
クスを被覆してなるポリエステル成形材料、好ましくは
酸化ポリオレフィンワックスの乳化液を用いて被覆して
なるポリエステル成形材料を使用することにより、上記
目的が非常に効果的に達成できることを見出し本発明に
到達した。

以下、本発明のポリエステル成形材料について詳しく説
明する。

前述したように、本発明の特徴は、ＰＢＴ粒状物表面に
、ポリオレフィンワックスからなる被覆層か形成された
ところにある。

上記被覆層を形成するポリオレフィンワ・・ｌクスとし
ては、いかなるポリオレフィンワックスであってもよい
が、中でも酸化型ポリオレフィンワックスが好ましい。

この酸化型ポリオレフィンワックスとは、ポリエチレン
、ポリプロピレン等のポリオレフィン類、もしくはエチ
レン／プロピレン、エチレン／酢酸ビニル、エチレン／
アクリル酸エステル、エチレン／アクリル酸等のエチレ
ンを主体とする共重合体等のオレフィンコポリマー類を
、酸化雰囲気で熱分解したもの、もしくは重合時にカル
ボン酸等の極性基を導入したもの等である。

本発明においては、上記酸化型ポリオレフィンワックス
の内、ポリエチレンを酸化変性した変性ポリエチレンワ
ックスが特に好適に用いられるか、これに限られるもの
でない。また、これらの酸化型ポリオレフィンワックス
は、１種又は２種以上混合して使用することができる。

上記、酸化型ポリオレフィンワックスの酸価は、５０〜
４０ＫＯＨ騰ｇ／ｇの範囲が好ましく、特に好ましくは
ＩＯ〜３０　　Ｋ　ＯＦ−１ｓｇ／ｇの範囲内である。

また、分子型は、共存する他の添加剤の表面への濡れ易
さ、又は溶融混純の容易さ等の点で、低分子量のものが
好ましい。

また、上記以外のポリオレフィンワックスとしては、カ
ルボン酸等の極性基を有していない非酸化型ポリオレフ
ィンワックスも用いられる。この非酸化型ポリオレフィ
ンワックスとしては、ポリエチレンワックス、ポリブリ
プロピレンワックス等が好適であり、それ自体では成形
性に乏しい低分子量のものが好ましい。例えば、Ｈｏｅ
ｃｈｓｔ　−Ｗａｘ　ＰＥ　−１９０，ＰＥ−５２０（
ヘキスト　ジャパン社製）、ハイワックス　２００Ｐ、
３２０Ｐ、４１０Ｐ（三井石油化学工業社製）、などで
ある。

本発明に用いられるＰ　Ｂ　Ｔとしては、！、４ブタジ
オールとテレフタール酸を縮合して得られる本来のＰＢ
Ｔはもとより、上記アルコール成分および酸成分の一部
を、他の共重合可能な成分に置き換えてなるＰＢＴを主
体とする共重合体（以下ＰＢＴ共重合体とする。）、ま
たは、ＰＵＴもしくはＰＢＴ共重合体５０重量％以上と
他の有機高分子物質５０重量％未満との混合物であって
もよい。

上記ＰＢＴ共重合体に用いられるアルコール成分として
は、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコー
ルなどのジオール類等が好適であり、酸成分としては、
イソフタール酸、アジピン酸などを挙げることができる
。

また、上記ＰＢＴに混合する有機高分子物質としては、
ポリエチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリプロ
ピレン、エヂレンープロピレン共重合体、ポリアミド、
ポリプロピレンチレフクレート、ポリオキシメチレン、
ポリスチレン、スチレン−ブタジェン−アクリロニトリ
ル樹脂、スチレン−アクリロニトリル樹１旨、ポリプＪ
−ポ′ネート、ボリフェニレンオキンド、ポリブタジェ
ン、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ
塩化ビニル、ブチルゴムなどが挙げられる。

また、上記ＰＢＴには、耐炎剤、酸化防止剤、紫外線吸
収剤、加水分解防止剤、離型剤、金属不活性剤、蛍光増
白剤、顔料、充填剤などの有機もしくは無機物質を添加
してもよく、さらには、ガラス繊維などの補強剤で強化
されたものでもよい。

本発明で用いられるＰ　Ｂ　’ｒは、角板状、円筒状、
球状その他任色の形の小粒子の形で用いられる。

小粒子は平均粒径　ｌ〜ｔＯｍｍの範囲内が好ましい。

特に好ましくは２〜５ｓｍの範囲である。

本発明において、Ｐ　Ｂ　Ｔ　＃ｉ状物に付着什しめる
ポリオレフィンの量は、ＰＢＴ１００重量部に対して０
．００５〜５．０重量部、好ま）７くはＯＯ１〜２．０
重量部が適当である。酸化ポリオレフィンの付着潰が０
．００５重量部未満では成形性の向上効果を期待するこ
とができず、５．０重量部を越えると成形性向上の効果
が飽和し、かえってＰＢＴ自体の有する物性を低下させ
るため好ましくない。

本発明においては、ＰＢＴ表面にポリオレフィンワック
スの被覆層を形成する方法として、均一な肉厚の被覆層
が得られ、コーティング処理が容易な点で、ポリオレフ
ィンワックスの乳化液を用いる方法が！！Ｐ適であるが
、これに限られろものでない。

上記乳化液を用いる方法としては、例えば、粒状Ｉ）　
Ｂ　１’とポリオレフィンワックス乳化液を逐次あるい
は同時にヘンシェルミキサー　タンブラ−等の所定の混
合機へ供給、混合し、十ソバードライヤー等で乾燥させ
る方法、押出機を用いて造粒する際、押出機のダイスよ
り吐出したストランド状の溶融樹脂を冷却固化させろ冷
却水槽の冷却水として、酸化ポリオレフィンワックス乳
化液を所定の濃度で混合した水溶液を使用する方法、予
熱された粒状ＰＢＴと酸化ポリオレフィン乳化液を混合
ずろ方法などが挙げられるが、こねに限られるものでな
い。本発明においては、粒状のＰ　Ｂ　’Ｉ”表面にポ
リオレフィンワックス乳化液を付着させ、粒状ＰＢＴ表
面にポリオレフィンワックスの薄膜層を密着して形成さ
せる方法であれば、いかなる方法でも用いることができ
る。

なお、上記予熱された粒状のＰＢＴとは、たとえば溶融
重合後吐出、粒状化された直後、固相重合中またはその
直後、押出機からの吐出、粒状化された直後および乾燥
直後のまだ冷却前の状態をも含むものである。

上記ポリオレフィンワックス乳化液とは、ポリオレフィ
ンワックスを、非イオン系界面活性剤、アニオン系界面
活性剤、カチオン系界面活性剤等の界面活性剤を用いて
、あるいはポリオレフィンワックス単独で、マヨネーズ
法、自己乳化油法、凝縮法などの方法により水の中へ均
一に分散させた状態の水溶液である。

上記非イオン系界面活性剤としては、例えばポリオキシ
エチレンアルキルエーテル類ＲＯＣ（Ｃｖ　Ｈ４０）　
ｎ　Ｈ） ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル類 Ｒ−＠−０（Ｃ２Ｈ４０）。Ｈ ポリオキシエチレンアルキルエステル類ＲＣＯＯ（Ｃ，
Ｈ，０）口Ｆ１ 等か挙げられる。

アニオン系界面活性剤としては、例えば脂肪酸塩類 ＣＯＯＮａ 高級アルコール硫酸エステル塩類 ＲＯＳＯ，Ｎａ 液体脂肪酸油硫酸エステル類 Ｒ（ＯＳ　０３Ｎ　ａ）ＣＯＯＲ 等が挙げられろ。

カチオン系界面活性剤としては、例えば脂肪族アミン類 第四アンモニウム塩類 アルキルピリジニウム塩 等が挙げられる。

以−Ｌ、本発明に使用されるポリオレフィンワックス乳
化液等について説明したが、これは本発明におけろポリ
オレフィンワックスの種類、乳化方法について限定する
ものではない。

本発明のポリエステル成形材料は、ＰＢＴ粒状物表面に
ポリオレフィンワックスの薄、膜層を形成させることに
より、好ましくは、酸化型ポリオレフィンワックス乳化
液を用いて薄膜層を形成させることにより、成形サイク
ル、特に射出成形時のベレットの計量時間が極めて短縮
されるとともに、成形材料の形状、成形機、成彩条件に
ほとんど影響されることなく、安定した可塑化状聾が得
られ、成形品ショット間変動、およびショット内変動か
著しく改善されたものであるので、とくに小型精密機械
部品などの射出成形用途に有用なものである。

「実施例　１ 以下、本発明について実施例を用いて具体的に説明する
。

（製造例り 酸化型ポリオレフィンとして、三井ハイワックス４２０
２Ｅ（酸化ポリエチレン、三井石油化学工業（株）社製
、酸価１８　Ｋ　ＯＨｍｇ／ｇ、分子量２６００）を用
いてこれを乳化し、エマルジョンＡとした。処方を第１
表に示す。

第　　１　　表 （比較例１〜３） 比較例として、三井ハイワックス４２０２Ｅを単独で、
第２表に示す配合量を用いて、実施例１〜３と同じＰＢ
Ｔペレットに均一にまぶしたもの、および無添加のベレ
ットを１４０℃で２時間乾燥し、比較例１〜３を得た。

上記実施例および比較例を用いて、８個取り小型歯車（
１個重ｆｆ１５．０〜５　、１　ｇ）を射出成形した。

成形条件を第２表に示す。

（以下、余白） （実施例１〜３） メルトフローレイト（以下、ＭＦＲと略称する。）６．
０ｇ／１０分のＰＢＴペレット（２，４ｇ／　１００粒
）１００重量部に対し、上記エマルジョンＡを第２表に
示す配合量を用い、ヘンシェルミキサーにて混合した後
、１４０℃で２時間乾燥させ、実施例１〜３を得た。

第　　２　　表 第２表に示す成形条件により成形を行い、各シジット毎
の計量時間（ｓｅｅ）、最小クツションｆｆｉ（ｍｆｌ
ｌ）、成形品重量（Ｂｐ１分）を測定し、平均値、標零
偏差を求めた。結果を？ｊｉ３表に示す。なお、表中の
重量部は、ＰＢＴ１００重Ｍ部に対しての値である。

（以下、余白） 第３表より明らかなように、実施例は比較例に比べ、計
量時間が短く、ベレットの計量性が良好である。また、
実施例は、各シコット毎の計量時間、最小クッンヨン量
、成形品重量のバラツキか少なく安定しており、成形品
の信頼性殖良いことがわかる。

（製造例２） 酸化型ポリオレフィンワックスとしてヘキストワックス
ＰＥＤ５２２（酸化ポリエチレン、ヘキスト社製、融点
１２１°Ｃ１酸価２４ＫＯＨｍｇ／１ｇ）を用いてこれ
を乳化し、エマルジョンＢとした。

処方を第４表に示す。

（以下、余白） 第　　４ 表 （実施例４〜６） Ｍ　Ｆ　Ｒが、５．５ｇ／１０分のＰＢＴベレット（３
φａｓＸ３ｍｍの円柱状）１００重嘔部に対し、上記エ
マルジョンＢを、第６表に示す配合量を用い、ヘンシェ
ルミキサーにて混合した後、１２０℃、４時間乾燥させ
実施例４〜６を得た。

（比較例４〜６） また、実施例４〜６と同じ材料を用い、エマルジョンＢ
の無いもの、その配合量が、本発明の配合量の範囲外の
ものを作製し、比較例４〜６とした。

上記実施例、比較例を用いて、Ａ　Ｓ　Ｔ　Ｍ　４号ダ
ンベルおよびＩ／２”衝撃試験片を射出成形した。

成形条件を第５表に示す。

第 表 第５表に示す成形条件により成形を行い、計量時間、引
張強度、引張伸び、アイゾブト衝撃値を測定した。結果
を第６表に示す。なお表中の重量部は、ＰＢＴ　　１０
０重竜重し対しての値である。

（以下、余白） 第６表より明らかなように、実施例は比較例に比べて、
計量時間が短く、ぺ【・ットの計量性が良好なため、成
形サイクルの短縮が可能である。また、ヘキストワック
スＰＥＤ５２２（酸化ポリエチレン）の付着量が５．０
％をこえると（比較例６）物性を著しく低下させ、反対
に酸化ポリエチレンを付着させない（比較例４）（の、
または付着量が少ないもの（比較例５）は、物性の低下
はないが、計量性が悪く、成形安定性に欠ける。

（実施例７） 相対粘度１．８０のＰＢＴチップを４０■φ、ベント付
き押出機でバレル温度２４０度で混抽し、直径４．５ａ
ｉφのダイスより押出［１、ストランド化した。このス
トランドを実施例４〜６で作製したエマルジョンＢの４
０ｗｔ％水溶液（酸化ポリエチレン成分として８ｗｔ％
）のはいった冷却水槽で冷却した後、ペレタイザーでカ
ッティングし、直径３φｍｍ、　ｌさ３１のベレットを
得た。ベレット表面に付着した酸価ポリエチレンの量は
、０．０５　ｗＬ％であった。

（比較例７） 比較例として、冷却水を水道水とした以外は、実施例７
と同様の材料、同様の方法を用いて、カッティングした
ベレットを得た。

実施例７、比較例７のベレットを用い、４個取り、２５
．４ｍ５Ｘ　５０．０鵬鋤Ｘ２．Ｏｍｍのンー１．を射
出成形した。成形条件を第７表に示す。

第　　７　　表 第７表に示す成形条件において成形を行い、計量時間、
最小クランタン量、成品重量の平均値、？ｌ＝１偏差を
測定した。結果を第８表に示す。

第　　８　　表 第８表より明らかなように、実施例は、計量時間が短く
、かつ計量時間、最小クランタン量、成品重量のバラツ
キが少なく、可塑化安定性に優れ、成杉品の信頼性が高
いものである。

（実施例８） ＶＦＲ６，０ｇ／１０分のＰ　Ｆ３　’ｒベレット（２
４ｇ／１００粒）１００ｆｆｉ攬部に対し、実施例１〜
３で用いたエマルジョンＡを第ｉ０表に示す配合量で用
い、これらをヘンシェルミキサーを用いて混合した後、
１３０℃で３時間乾燥させ、実施例８を得た。

（比較例８） 比較例として、エマルジョンＡの替わりに従来より成形
性改良のために使用されている脂肪酸金属塩（ステアリ
ン酸アルミニウム）を第１Ｏ表に示す配合量で用いた以
外は、実施例と同様にして比較例８を得た。

Ｊ二足実施例８と比較例８とを用いて１．へＳＴ〜１４
号ダンヘル、および１／２“衝撃試験片を射出成彩した
。成形条件を、第９表に示す。

（以下、余白） 第　　９ 表 竿９表に示す成彩条件により成形を行い、計量時間、引
張強度、引張伸び、アイゾツト衝撃値を測定した。又、
それぞれの成形に料の溶融時の熱安定性をみる目的で、
成形機シリンダー内に１０分間滞留させた後、ＡＳＴＭ
４号ダンベルと、ｌ／２”衝撃試験片を成形した。結果
を第１０表に示す。なお、表中の重量部は、ＰＢＴ　１
００重重部に対する値である。

（以下、余白） 第１０表より明らかなように、実施例は計量時間につい
ては、比較例と同等であるが、衝撃値、引張伸びおよび
滞留後の物性が良好であり、さらに実施例は、１０分間
滞留後の物性の低下が小さいことがわかる。

（実施例９） ＶＦＲ６，１ｇ／１０分のＰＩ３Ｔチップ（３■φＸ３
ｓ＠の円柱状）をタンブラで１５０℃、１時間乾燥した
後、ポリエチレンワックス（１−１ｏｅｃｈｓｔ−Ｗ　
ａＸＰＥ−１９０、ヘキストノヤパン製）をｏ、ｘｐｈ
「を添加、混合し、実施例９を得た。

（比較例９） ポリエチレンワックスを添加しないこと以外は、実施例
と同様にして比較例９を得た。

上記、実施例９と比較例９とを用いて、４個取りコネク
ター（重量　１５．７０〜１５．７５ｇ／１個）を射出
成彩した。成彩条件を第１１表に示す。

（以下、余白） 第　　１１ 表 第１１表に示す成彩条件において成形を行い、計量時間
、成形品の安定性（ノヨット間およびノヨブト内の重量
）を測定した。評価結果を第１２表に示す。

（以Ｆ１余白） 第　　１２　　表 第１２表より明らかなように、実施例は比較例と比べて
計量時間が短く、成形サイクルを短縮でき、かつ成形品
の重量のバラツキが小さく成形安定性が良好である。

以下、解析に用いた分析方法、分析装置について記す。

酸価の値は、フェノールフタレインを指示薬として０．
ＩＮ水酸化カリウム標準液で滴定したとき、酸化型ポリ
オレフィンワックスＩｇあたりに要する水酸化カリウム
の−ｇ数にて示されたものである。

メルトフローレイト（ＶＦＲ）は、ＪｒＳＫ７２１０記
載のメルトインデックス測定器を用いて、温度２５０℃
、荷重３２５ｇ、予熱時間５分の条件で測定した、ＪＩ
Ｓ　　Ｋ−７２１０記載のメルトフローレートにて示さ
れたしのである。

相対粘度は、３０℃、Ｉ　ｗｔ％のフェノール／テトラ
クロルエタン溶液中で測定した値にて示されたものであ
る。

「発明の効果」 本発明は、ＰＢＴ粒状物に、ポリオレフィンワックスか
らなる被覆層を形成してなることを特徴とするポリエス
テル成形材料、好ましくは酸化ポリオレフィンワックス
の乳化液を用いて被覆してなることを特徴とするポリエ
ステル成形材料であろので、成形サイクル、特に射出成
形時のベレットの計量時間が極めて短縮されるとともに
、成形材料の形状、成形機、成形条件にほとんど影響さ
れることなく、安定した可塑化状態が得られ、成形品シ
ョット間変動およびショット内変動を昔しく改善させる
らのである。従って、本発明のポリエステル成形材料は
、小型精密機械部品などの射出成彩用途に有用であり、
さらには、中型、大型射出成形品を得る際にしすぐれた
効果を期待することができるものである。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリブチレンテレフタレート粒状物に、ポリオレ
   フィンワックスからなる被覆層を形成してなることを特
   徴とするポリエステル成形材料。
2. （２）被覆層が、ポリオレフィンワックスの乳化液を用
   いて形成されたことを特徴とする請求項１記載のポリエ
   ステル成形材料。
3. （３）被覆層が、ポリブチレンテレフタレート粒状物１
   ００重量部に対して、ポリオレフィンワックス０．００
   ５〜５重量部からなることを特徴とする請求項１記載の
   ポリエステル成形材料。
4. （４）ポリオレフィンワックスが、酸化型ポリエチレン
   ワックスであることを特徴とする請求項２記載のポリエ
   ステル成形材料。
5. （５）ポリオレフィンワックスが、カルボキシル基含有
   ポリエチレンワックスであることを特徴とする請求項２
   記載のポリエステル成形材料。