JPH03220260A - 制振性ポリエステル樹脂組成物及びその成形品 - 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、振動減衰性に優れる制振性樹脂組成物及びこ
れを成形してなる制振性部品に関するものである。

〔従来の技術とその課題〕

近年、各種機器の振動源対策に目が向けられ、振動抑制
（制振）性能を有する材料が要求されるようになってき
た。特にＣＤ等のＡＶ　（オーディオ　ビジュアル）用
機構部品、スピーカー用部品、自動車のエンジン周りの
ボディーパーツにはその性能上、振動が持続しないこと
、又振動が伝播し難いことが望まれることが多い。

従来、かかる制振性手段としては、制振用複合金属板が
多用されている。これは、金属板の中間層に弾性ポリマ
ーを使用することにより振動を吸収減衰させるものであ
り、このような複合金属板はエンジン、モーター等の振
動発生源を囲む形で使用されている。しかしながら、か
かる制振用複合金属板は加工が煩雑な上、複雑な形状を
もつ部品に応用することは極めて困難であった。

この観点から射出成形によって効率、的に複雑な形状の
部品が成形しうる熱可塑性樹脂により上記部品を製造す
るのが好ましいが、特に振動抑制機能を特長とし、他の
一般的物性も兼ね備えた機能性樹脂は開発されておらず
、単に剛性や比重のあるものを使用したり、使用材料の
欠点を補うために寸法を考慮する等の工夫がなされてい
るのが現状である。

かかる状況の中、特に射出成形部品−として良好な一般
物性を有する熱可塑性ポリエステル樹脂への制振性機能
の付与は、実用上極めて有用である。例えば、ポリアル
キレンテレフタレート樹脂等は、機械的性質、電気的性
質、その他物理的・化学的特性に優れ、又ガラス繊維、
カーボン繊維の添加による機械的性質の向上度合が大き
く、更には加工性が良好であるがゆえにエンジニアリン
グプラスチックとして自動車、電気・電子部品等の水沢
な用途に使用されている。しかしながら、ポリアルキレ
ンテレフタレート樹脂はそれ自身では制振性が十分でな
く、単に強化用繊維等の無機充填剤による剛性向上によ
る多少の効果が期待されるのみであり、振動吸収性（振
動減衰性）には尚十分ではない。

ポリアルキレンテレフタレート等の熱可塑性ポリエステ
ル樹脂は、前述の如く各種特性に優れ、又成形性にも優
れる為、それを基体樹脂とする優れた振動減衰性を有す
る制振材料の開発が強く期待されている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らはかかる現状に鑑み、ポリエステル樹脂の制
振化について鋭意検討を重ねた結果、熱可塑性ポリエス
テル樹脂を主体とし、これに特定の共重合体と更に特定
のガラス繊維とを配合することによって、振動減衰性に
優れた材料が得られることを見出し、本発明に到達した
。

即ち本発明は、 （Ａ）熱可塑性ポリエステル樹脂６０〜９７重量％と（
Ｂ）　α−オレフィンとα、β−不飽和酸のグリシジル
エステルからなるオレフィン系共重合体（ａ）、又は（
ａ）を含むグラフト又はブロック共重合体４０〜３重量
％からなる樹脂成分１００重量部に対し、 （Ｃ）長さ方向に直角の断面の長径（断面の最長の直線
距離）と短径（長径と直角方向の最長の直線距離）の比
が１．５〜５０間にある扁平な断面形状を有するガラス
繊維５〜２００重量部を配合したことを特徴とする制振
性ポリエステル樹脂組成物、並びにこれを成形してなる
制振部材用成形品を提供するものである。

以下、本発明の制振性ポリエステル樹脂の構成成分につ
いて詳しく説明する。

まず本発明に用いられる熱可塑性ポリエステル樹脂（Ａ
）　　とは、ジカルボン酸化合物とジヒドロキシ化合物
の重縮合、オキシカルボン酸化合物の重縮合或いはこれ
ら三成分混合物の重縮合等によって得られるポリエステ
ルであり、ホモポリエステノベコポリエステルの何れに
対しても本発明の効果がある。

ここで用いられる熱可塑性ポリエステル樹脂を構成する
ジカルボン酸化合物の例を示せば、テレフタル酸、イソ
フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカル
ボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェニル
エタンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、ア
ジピン酸、セバシン酸の如き公知のジカルボン酸及びこ
れらのアルキル、アルコキシ又はハロゲン置換体等であ
る。また、これらのジカルボン酸化合物は、エステル形
成可能な誘導体、例えばジメチルエステルの如き低級ア
ルコールエステルの形で重合に使用することも可能であ
る。

これは二種以上が使用されることもある。

次に本発明のポリエステルを構成するジヒドロキシ化合
物の例を示せば、エチレングリコーノベプロピレングリ
コール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ハ
イドロキノン、レゾルシン、ジヒドロキシフェニル、ナ
フタレンジオール、ジヒドロキシジフェニルエーテノヘ
シクロヘキサンジオール、２．２−ビス（４−ヒドロキ
シフェニル）プロパン、ジェトキシ化ビスフェノールへ
の如きジヒドロキシ化合物、ポリオキシアルキレングリ
コール及びこれらのアルキル、アルコキシ又はハロゲン
置換体等であり、一種又は二種以上を混合使用すること
ができる。

また、オキシカルボン酸の例を示せば、オキシ安息香酸
、オキンナフトエ酸、ジフェニレンオキシカルボン酸等
のオキシカルボン酸及びこれらのアルキル、アルコキシ
又はハロゲン置換体があげられる。また、これら化合物
のエステル形成可能な誘導体も使用できる。本発明にお
いては、これら化合物の一種又は二種以上が用いられる
。

また、これらの他に三官能性モノマー、即ちトリメリッ
ト酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、ペンタエリスリ
トーノペ　トリメチロールプロパン等を少量併用した分
岐又は架橋構造を有するポリエステルであってもよい。

本発明では、上記の如き化合物をモノマー成分として、
重縮合により生成する熱可塑性ポリエステルは何れも本
発明の（Ａ＞成分として使用することができ、単独で、
又は二種以上混合して使用されるが、好ましくはポリア
ルキレンテレフタレート、更に好ましくはポリブチレン
テレフタレート及びこれを主体とする共重合体が使用さ
れる。

次に本発明で（Ｂ）成分として用いられる共重合体とは
、α−オレフィンとα、β−不飽和酸のグリシジルエス
テルからなるオレフィン系共重合体（ａ）、又はかかる
重合体を含むグラフト又はブロック共重合体である。

ここで（ａ）のオレフィン系共重合体を構成する一方の
モノマーであるα−オレフィンとしては、エチレン、プ
ロピレン、ブテン−１などが挙げられるが、エチレンが
好ましく用いられる。又（ａ）成分を構成する他のモノ
マーであるα、β−不飽和酸のグリシジルエステルとは
、一般式（２）（ここで、Ｒ１は水素原子又は低級アル
キル基を示す。） で示される化合物であり、例えばアクリル酸グリシジル
エステノベメタクリル酸グリシジルエステノベエタクリ
ル酸グリシジルエステルなどが挙げられるが、特にメタ
クリル酸グリシジルエステルが好ましく用いられる。α
−オレフィン（例えばエチレン）とα、β−不飽和酸グ
リシジルエステルとは、通常よく知られたラジカル重合
反応により共重合することによって（ａ）の共重合体を
得ることができる。

オレフィン系共重合体（ａ）の構成は、α−オレフィン
７０〜９９重量％、不飽和酸グリシジルエステル３０〜
１重量％が好適である。

（Ｂ）成分としては、かかる共重合体（ａ）の他に共重
合体（ａ）をその一部とするグラフト又はブロック共重
合体も好適である。

グラフト共重合体としては、前記（ａ）と、主として下
記一般式（１）で示される繰り返し単位で構成された重
合体又は共重合体（ｂ）の一種又は二種以上とが、分岐
又は架橋構造的に化学結合したグラフト共重合体が例示
される。

（但し、Ｒは水素又は低級アルキル基、Ｘは℃ロロＨ，
−ＣＯＯＣＲ，、、−［１’０ＯＣ２１１５，−ＣＯＯ
Ｃ，Ｈ９゜ばれた一種又は二種以上の基を示す。）（ｂ
）セグメントとしては、例えばポリメタクリル酸メチル
、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ブチル、ポリ
アクリル酸−２エチルヘキシノベボリスチレン、ポリア
クリロニトリル、アクリロニトリル−スチレン共重合体
、アクリル酸ブチルとメタクリル酸メチルの共重合体、
アクリル酸ブチルとスチレンの共重合体等が挙げられる
。これらの重合体又は共重合体（ｂ）も対応するビニル
系モノマーのラジカル重合によって調製される。

本発明の特徴とする（Ｂ）成分としては、前記の（ａ）
のオレフィン系共重合体を単独で用いてもよく、又、（
ａ）の共重合体と（ｂ）の（共）重合体が少なくとも一
点で化学結合した分岐又は架橋構造を有するグラフト共
重合物であってもよい。

後述の如く、かかる重合体を含有することによって、振
動減衰性に優れた効果を得るのである。

かかる（ａ）セグメント及び（ｂ）セグメントよりなる
グラフト共重合体の調製法は特に限定されるものではな
いが、これもラジカル反応によって容易に調製できる。

例えばポリマー（′ｂ）に過酸化物等によりフリーラジ
カルを生成させ、これを（ａ）と溶融混練することによ
ってグラフト共重合体（Ｂ）が調製される。ここで（Ｂ
）成分のグラフト共重合体を構成するための（ａ）と（
ｂ）の割合は９５：５〜４０：６０が適当である。

本発明においては、前記樹脂成分の（Ａ）熱可塑性ポリ
エステル樹脂と（Ｂ）オレフィン系共重合体とを、樹脂
成分の全重量に基づきそれぞれ６０〜９７重量％（Ａ）
及び４０〜３重量％（Ｂ）、好ましくは７０〜９０重量
％（Ａ）及び３０〜１０重量％（Ｂ）になるような割合
で配合する。（Ｂ）成分の配合量が３重量％未満では振
動減衰性の改善効果が十分に発揮されないし、４０重量
％を越えると得られる樹脂の強度等の機械的性質を阻害
するため好ましくない。

本発明においては、前記の樹脂成分に対し、更に扁平な
断面形状を有するガラス繊維（Ｃ）が配合される。

本発明で用いられるガラス繊維（Ｃ）　　は、断面が従
来のような円形ではな（、扁平な形状であることを特徴
としている。

従来の円形ガラスが配合された組成物は、本発明の目的
である振動減衰性の改善にあまり効果が認必られないの
に対し、意外にも本発明の如く断面形状が扁平なガラス
繊維を用いた場合（Ｂ）成分の効果と相まって、ポリエ
ステル樹脂の減衰性が著しく改善され、しかも剛性や機
械的強度、耐変形性にも有効であることが判明した。

かかる目的で使用する扁平な断面形状を有するガラス繊
維（Ｃ）　　とは、長さ方向に直角の断面に於いて、長
径く断面の最長の直線距離）と短径（長径と直角方向の
最長の直線距離）の比が１．５〜５のものである。具体
的な形状としては、まゆ形、長円形、楕円形、半円若し
くは円弧形、矩形又はこれらの類似形であって、特にま
ゆ形、長円形及び楕円形に属するものが好ましい。

上記長径と短径の比が１．５より小さいものは効果が少
ない。しかし、長径と短径の比が５を越えるものはその
製造自体が困難である。

次に上記ガラス繊維（Ｃ）　の断面積は、大きくなるに
伴い十分な制振効果が得られなくなり、又、あまりに過
小になるとそれ自体の製造が困難になり、又取り扱い上
の問題も生じる。よって本発明におけるガラス繊維の断
面積は、２×１０−５〜８ｘｌＯ３ｍｍ２　、好ましく
は８Ｘ１０−５〜８×１０−３ｍｍ２である。

ガラス繊維（Ｃ）の長さは任意であるが、成形品の機械
的強度の面からは成形品中の平均繊維長が少なくとも３
０μｍ以上で長い方が好ましく、要求される性能に応じ
て適宜選択される。通常は５０〜１０００μｍが好まし
い。

これらのガラス繊維（Ｃ）は、その取り扱い及び樹脂と
の密着性の見地から、使用にあたって必要ならば収束剤
又は表面処理剤を使用することが望ましい。例えば、エ
ポキシ系化合物、イソシアネート系化合物、シラン系化
合物、チタネート系化合物等、公知の表面処理剤、収束
剤の使用が可能である。ガラス繊維はこれ等の化合物に
より、予め表面処理又は収束処理を施して用いるか、又
は樹脂材料調製の際同時に添加してもよい。

かかる扁平断面を有する本発明のガラス繊維（Ｃ）は、
例えば溶融ガラスを吐出するために使用するブッシング
として、長円形、楕円形、矩形、スリット状等の適当な
孔形状を有するノズルを用いて紡糸することにより調製
される。又、各種の断面形状（円形断面を含む）を有す
る近接して設けられた複数のノズルから溶融ガラスを紡
出し、紡出された溶融ガラスを互いに接合して単一のフ
ィラメントとすることにより調製できる。

本発明において用いられるガラス繊維（Ｃ）の配合量は
樹脂成分１００重量部当たり５〜２００重量部であり、
好ましくは１０〜１５０重量部、更に好ましくは１０〜
１００重量部である。５重量部未満では所望の効果が得
られず、２００重量部を越えると成形加工が困難になる
。また、併用される上記官能性表面処理剤等の使用量は
、ガラス繊維（Ｃ）に対し０〜１０重量％、好ましくは
０．０５〜５重量％である。

かかる成分（Ａ＞、　（Ｂ）、　（Ｃ）からなる熱可塑
性ポリエステル樹脂組成物より得られる成形品は、従来
の制振化の主手段であった高剛性に加え、更に振動減衰
（振動吸収性）に優れた性能を示し、従来のガラス繊維
強化ポリエステル樹脂では得られなかった極めて良好な
制振性を有する。

本発明の樹脂組成物は、このままで用いても優れた性能
を示すものであるが、更にその目的を阻害しない範囲で
本発明の（Ｂ）成分以外の熱可塑性樹脂、（Ｃ）成分以
外の繊維状、又は粉粒状及び／又は板状の無機充填剤を
補助的に少量併用することが可能である。

又、本発明組成物には、更にその目的に応じ所望の特性
を付与するために、一般に熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹
脂等に添加される公知の物質、即ち酸化防止剤や耐熱安
定剤、紫外線吸収剤等の安定剤、帯電防止剤、滑剤、離
型剤、染料や顔料等の着色剤、潤滑剤、可塑剤及び結晶
化促進剤、結晶核剤等を配合することが可能である。

次に本発明の樹脂組成物の調製は、従来の強化充填刺入
樹脂の調製法として一般に用いられる方法により容易に
調製される。即ち、ガラス繊維としては、適当な寸法に
集束切断されたチョツプドストランド或いはロービング
又はフィラメント状等のものを何れも常法通り使用でき
る。又、例えば各成分を混合した後、押出機により練込
み押出して、ペレットを調製し、しかる後成形する方法
、−旦組成の異なるペレット（マスターバッチ）を調製
し、そのペレットを所定量混合（稀釈）して成形に供し
、成形後に目的組成の成形品を得る方法、成形機に各成
分を直接仕込む方法等、何れも使用できる。

成形法も、目的とする部品の形状、構造等に応じ熱可塑
性樹脂の成形法として一般に知られている何れの方法も
可能であるが、射出成形が最も好ましい。

〔実　施　例〕

以下本発明の実施例を示すが、本発明はこれに限定され
るものではない。尚、評価の方法は以下の通りである。

■　振動減衰率の測定： 幅約１３ｍｍ、長さ約１３０ｍｍ　、厚さ約３ｍｍの試
験片を成形し、試験片を図１に示す如く固定して一端に
一定の自由振動を与え、デジタルオシロスコープを使用
して時間と出力電圧の変化（減衰曲線）を測定し、下記
式を用いて単位時間（秒）当たりの対数減衰率を求めた
。

単位時間（ｓｅｃ）当たり対数減衰率（λ）Ｔ：周期（
ｓｅｃ） Ｘ、、；ある時刻における振幅 Ｘｈ。ｌ：Ｘｎから１周期後の振幅 ■　曲げ弾性率； ＡＳＴ！、ｌ　０７９０に準じて曲げ弾性率を測定。

実施例１〜９ （Ａ）成分としてポリブチレンテレフタレートと、（Ｂ
）成分として後述のオレフィン系共重合体又はグラフト
共重合体と、（Ｃ）成分として断面の長径／短径比的２
，３のまゆ形断面形状を有する収束した長さ３ｍｍのチ
ョツプドストランドガラス繊維とを添加混合し、押出機
にて溶融混練してペレットを得た。

次いでこのペレットを用い、射出成形により試験片を作
成し、評価を行った。結果を表１に示す。

比較例１〜１０ ポリブチレンテレフタレート（Ａ）　　に、（Ｂ）成分
を加えない場合、及び本発明の要件に属さない円形断面
を有する長さ３ｍｍのチョツプドガラス繊維のみを添加
したもの、更にガラス繊維と（Ｂ）成分を併用添加した
ものを表２に示す如く添加混合して、実施例と同様にペ
レットを調製し、前記の評価を行った。結果を表２に示
す。

実施例１０、比較例１１ （Ａ）成分として実施例３に用いたポリブチレンテレフ
タレートの代わりに、ポリブチレンテレフタレートと変
性ポリエチレンテレフタレートの混合ポリマーを用いる
以外は、実施例３と同様にペレットを調製し、前記の評
価を行った。

又、比較の為、円形断面を有するガラス繊維を用いたも
のについて評価を行った。結果をそれぞれ表１及び表２
に示す。

実施例１１ （Ｃ）成分として実施例３に用いたガラス繊維の代わり
に、断面の長径／短径比的１．８の楕円断面形状を有す
る３ｍｍのチョツプドストランドガラス繊維を用いるこ
と以外は実施例３と同様にペレットを調製し、前記の評
価を行った。結果を表１に示す。

（注） 料：テレフタル酸、イソフタル酸及びエチレングリコー
ルを重合したイソフタル酸変性ポリエチレンテレフタレ
ート 本２；実施例で使用した（Ｂ）オレフィン系共重合体及
びグラフト共重合体は次の通りであり、表１〜２におい
ては略号で表示した。

く略号）　　　（具体的物質とその構成）Ｅ／ＧＭＡ　
：エチレンーメタクリル酸グリシジルエステル（８５：
　１５）共重合体 Ｅ／Ｇｌ、ＩＡ−ｇ−ＡＮ／Ｓ　：　Ｅ／ＧＭＡ　（７
０）　　とアクリロニトリル−スチレン共重合体（３０
）とのグラフト共重合体 Ｅ／ＧＭＡ−ｇ−ＰＳ　：　ｌｌ：／Ｇ！、ＩＡ（７０
）　とポリスチレン（３０）とのグラフト共重合体 Ｅ／Ｇ！、！Ａ−ｇ−ＰＭＭＡ　：　Ｅ／ＧＭＡ（７０
）　　とポリメタクリル酸メチル（３０）とのグラフト
共重合体Ｅ　／　Ｇ　Ｍ　Ａ　−ｇ−λｌ）、ＩＡ／Ｂ
Ａ　：巳／ＧλＩＡ（７０）　　とメタクリル酸メチル
−アクリル酸ブチル共重合体（３０）とのグラフト共重
合体 本３；長径／短径比 実施例１〜１０及び比較例１は約２．３、実施例１１は
約１．８ 〔発明の効果〕 以上の説明及び実施例より明らかな如く、特定のオレフ
ィン系共重合体、及び特定の断面形状を有するガラス繊
維を配合してなる本発明のポリエステル樹脂組成物は、
成形品の振動減衰性を大幅に改善することができ、しか
も従来のガラス繊維強化ポリエステル樹脂に比べ、強度
、剛性の機械的性質において劣るところはなく、優れた
制振効果を有するものである。

従って、本発明の組成物は、音響機器部品或いはエンジ
ン、モーター等の発振源を有する自動車部品、例えばル
ームミラー、フェンダ−ミラー等の構造部品、ＯＡ機器
等の直接構造部品として極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

図１は実施例における振動減衰率の測定状況を示す図で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　（Ａ）熱可塑性ポリエステル樹脂６０〜９７重量％
   と （Ｂ）α−オレフィンとα，β−不飽和酸のグリシジル
   エステルからなるオレフィン系共重合体（ａ）、又は（
   ａ）を含むグラフト又はブロック共重合体４０〜３重量
   ％からなる樹脂成分１００重量部に対し、 （Ｃ）長さ方向に直角の断面の長径（断面の最長の直線
   距離）と短径（長径と直角方向の最長の直線距離）の比
   が１．５〜５の間にある扁平な断面形状を有するガラス
   繊維５〜 ２００重量部 を配合したことを特徴とする制振性ポリエステル樹脂組
   成物。 ２　（Ａ）熱可塑性ポリエステル樹脂が主としてポリブ
   チレンテレフタレートからなるポリエステルである請求
   項１記載の制振性ポリエステル樹脂組成物。 ３　（Ｂ）成分を構成するオレフィン系共重合体（ａ）
   がエチレンとα，β−不飽和酸のグリシジルエステルか
   らなる共重合体である請求項１又は２記載の制振性ポリ
   エステル樹脂組成物。 ４　（Ｂ）成分が、（ａ）と、主として下記一般式（１
   ）で示される繰り返し単位で構成された重合体又は共重
   合体（ｂ）の一種又は二種以上とが、分岐又は架橋構造
   的に化学結合したグラフト共重合体である請求項１記載
   の制振性ポリエステル樹脂組成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼（１） （但し、Ｒは水素又は低級アルキル基、Ｘは−ＣＯＯＨ
   、−ＣＯＯＣＨ＿３、−ＣＯＯＣ＿２Ｈ＿５、−ＣＯＯ
   Ｃ＿４Ｈ＿９、−ＣＯＯＣＨ＿２ＣＨ（Ｃ＿２Ｈ＿５）
   Ｃ＿４Ｈ＿９、▲数式、化学式、表等があります▼、−
   ＣＮから選ばれた一種又は二種以上の基を示す。） ５　（Ｃ）成分のガラス繊維が、まゆ形、長円形、楕円
   形、半円もしくは円弧形、矩形又はそれらの類似形より
   選ばれた断面形状を主体とするものである請求項１〜４
   のいずれか１項記載の制振性ポリエステル樹脂組成物。 ６　請求項１〜５のいずれか１項記載の制振性ポリエス
   テル樹脂組成物を成形してなる制振性部品。