JPH04248868A - 全芳香族ポリエステル樹脂組成物およびオーブンウエア - Google Patents
全芳香族ポリエステル樹脂組成物およびオーブンウエアInfo
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
度、小さな異方性(溶融体の流れ方向と直角方向の性質
の差)、優れた外観、厚生省20号に基づく溶出試験に
おける低い溶出性、優れた離型性および非粘着性を示す
全芳香族ポリエステル樹脂組成物および該全芳香族ポリ
エステル樹脂組成物で成形されたオーブンウエアに関す
る。
リメチルペンテン、ポリスルホンなどは電子レンジ用の
調理容器として使用されている。しかしながら、マイク
ロ波照射とオーブン加熱方式が加味された電子オーブン
レンジの調理容器すなわちオーブンウエアには、優れた
耐熱性、電気特性、耐薬品性、外観など数々の性能が要
求され、特に耐熱性については、高周波による発熱だけ
でなく、オーブン加熱が加わるため、非常に高い性能が
要求される。たとえば、 200〜250 ℃において
も変形はみられず、実用的な機械的特性を有していなけ
ればならない。
基づく、種々の優れた性質を有しており、特に耐熱性の
点ではあらゆる樹脂の中でぬきんでている。なかでもテ
レフタル酸やイソフタル酸とパラヒドロキシ安息香酸あ
るいはその誘導体と4,4’−ジヒドロキシジフェニル
あるいはその誘導体から製造される全芳香族ポリエステ
ル樹脂は射出成形可能でかつ高い耐熱性、耐薬品性、耐
油性、耐放射線性、絶縁性など数々の優れた性能をもち
あわせているため、電気、電子分野を中心に広範な用途
に使用されている。例示すると、モーター部品(コンミ
テーター、ブラシホルダー)、ヘアードライヤーグリル
、ランプホルダー、リレー部品,プリント基板、コネク
ター、ボビン、IC製造装置部品(ICソケット、スリ
ーブ、ウェハーバスケットなど)、サーミスターケース
、ヒートシーラー部品、製缶用治具などがある。また誘
電正接が0.004 〜0.02と従来のポリエステル
と同様に大きいにもかかわらず、結晶化度が高く、熱変
形温度は 250℃以上と非常に高いため、マイクロ波
を照射しても発熱は熱変形温度以下におさえられ、容易
に変形しないことから、オーブンウエアとしての耐熱性
を有している。
は溶融時液晶性を示すため、射出成形した場合、得られ
た成形品は溶融体の流れ方向(MD)に著しく配向する
ため、MDとそれに直角な方向(TD)との収縮率の差
が大きく
れと直角方向では低い強度を示し、異方性は大きい。ま
た外観は不均一な流れ模様の発生のため美麗ではない。 したがって、該芳香族ポリエステル樹脂でオーブンウエ
アのような比較的大きい形状のものを成形した場合、反
りを生じることが多く、快い外観は得られない。
もつ問題点を解決するために、従来から種々の繊維状強
化材や充填材の配合が検討されてきた。しかしながら、
ガラス繊維などの繊維状強化材を配合した場合、その配
合量に応じて、剛性の向上と成形収縮率の低下が認めら
れるが、異方性の改良効果は小さく、また外観の改良効
果は得られない。また特開平1−165667号公報に
は、該全芳香族ポリエステル樹脂にガラス繊維と酸化チ
タンを配合した組成物が開示されているが、酸化チタン
の配合により、外観は幾分改良されるものの異方性の改
良効果は充分でない。
は、該全芳香族ポリエステル樹脂にタルクと酸化チタン
を配合した組成物が開示されているが、これは、該全芳
香族ポリエステルの樹脂の流動性を損なわないで、著し
く外観、異方性を改良することができるが、機械的強度
の低下が大きい。特に衝撃強度の低下が大きく、オーブ
ンウエアの容器とした場合、強度的に不充分である。
該全芳香族ポリエステル樹脂、ウォラストナイトおよび
酸化チタンからなる組成物で成形されたオーブンウエア
が開示されている。この組成物は高い機械的強度、小さ
な異方性および優れた外観を有するが、該成形品を厚生
省20号に基づく溶出試験、たとえば4%酢酸水溶液中
で 121℃で 120分の溶出試験を行なった場合、
蒸発残留物で表される溶出量が500ppmを越える極
めて高い値を示すため、オーブンウエアのような食品調
理容器として使用するには好ましくない。これは該組成
物中のウォラストナイトが4%酢酸中に溶出するためで
ある。
と機械的強度、小さな異方性、優れた外観、厚生省20
号に基づく溶出試験における低い溶出性、優れた離型性
および非粘着性を有する全芳香族ポリエステル樹脂組成
物および該全芳香族ポリエステル樹脂組成物で成形され
たオーブンウエアを提供することを目的とするものであ
る。
点を解決するために鋭意検討した結果、該全芳香族ポリ
エステル樹脂に、ガラス繊維、シリカアルミナ繊維から
選ばれた少なくとも一種の繊維状強化材、ガラスビーズ
、酸化チタンおよび特定構造のフルオロカーボン重合体
を特定量配合することにより、上記目的が達成される組
成物を得、該組成物から得られた成形品は、オーブンウ
エアとして優れた適性を有することを見出し本発明に至
った。
よび(C)で表される繰り返し構造単位からなる全芳香
族ポリエステル樹脂40〜80wt%、ガラス繊維、シ
リカアルミナ繊維から選ばれた少なくとも一種の繊維状
強化材5〜25wt%、ガラスビーズ10〜40wt%
、酸化チタン5〜25wt%および末端までフッ素化さ
れ、下記の方法で求めた流動温度が 350℃以下のフ
ルオロカーボン重合体 0.5〜10wt%とからなり
、繊維状強化材、ガラスビーズ、酸化チタンおよびフル
オロカーボン重合体の合計量が全樹脂組成物の20〜6
0wt%である高い耐熱性と機械的強度、小さな異方性
、優れた外観、厚生省20号に基づく溶出試験における
低い溶出性、優れた離型性および非粘着性を有する全芳
香族ポリエステル樹脂組成物、および該全芳香族ポリエ
ステル樹脂組成物で成形されたオーブンウエアを提供す
るものである。
O─であり、m、nは0または1である。(A):(B
)の比は1:1〜10:1の範囲にあり、(B):(C
)の比は9:10〜10:9の範囲にある。また上式中
の芳香環の置換基は互いにパラまたはメタの位置にある
。)流動温度:内径1mm、長さ10mmのノズルをも
つ毛細管レオメーターを用い、 100kg/cm2の
荷重下において、4℃/分の昇温速度で加熱溶融体をノ
ズルから押出すときに、溶融粘度が48,000ポイズ
を示す温度。
の成分としては、たとえばパラヒドロキシ安息香酸、メ
タヒドロキシ安息香酸、テレフタル酸、イソフタル酸、
ハイドロキノン、レゾルシン、4,4’−ジヒドロキシ
ジフェニル、4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテ
ル、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,
4’−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、4,4’−
ジヒドロキシベンゾフェノンなどやこれらの誘導体を用
いることができる。
シ安息香酸あるいはそのエステル、テレフタル酸、イソ
フタル酸あるいはそのエステル、4,4’−ジヒドロキ
シジフェニルあるいはそのエステルの組み合わせが特に
好ましい。該芳香族ポリエステルの重合法としては、特
開昭56−104932号公報、特開昭57−4462
2 号公報などに開示される方法が可能であるが、特に
これらに限定されるものではない。
強化材として一般的に用いられるもので、繊維長50〜
250μm のミルドガラス繊維と称される短繊維、
繊維長2〜5mmのチョップドガラス繊維と称される長
繊維が適用されるが、成形品の外観からミルドガラス繊
維が好適である。ミルドガラス繊維の中でも繊維径が1
0μm 以下のものが特に好ましい。ミルドガラス繊維
の例としては EFH 75−01、EFDE−50−
01(以上セントラル硝子(株)製)、 REV−8(
日本硝子繊維(株)製)などがある。
、シリカとアルミナとを主成分とするもので、種々の組
成比のものが市販されており、一般にセラミックファイ
バーと呼ばれているものである。これには、シリカある
いはアルミナを主成分とするアルミナ質繊維あるいはシ
リカ質繊維をも含むものである。
は、高純度のシリカとアルミナのほぼ等量を電気溶融し
、その細流を高圧の空気で吹きとばすことにより繊維化
したもので、一般的な平均繊維長は50〜200 μm
でガラス繊維に比べ平均繊維径は 1.8〜3.0
μm と細く、かつ最高使用温度も1260℃と高い。 市販されているものの例としてはイビウール(登録商標
)CP−U3 、イビウール(登録商標)CP−U11
(イビデン(株)製)、カオウール(登録商標)(イソ
ライト工業(株)製)などがある。 また市販されているアルミナ質繊維の例としては、サフ
ィル(登録商標)(アイシーアイジャパン(株)製)が
ある。
の充填材として一般的に用いられるもので,特にE−ガ
ラスを原料とし平均直径が50μm 以下が好ましい。 市販されているものの例としてはEGB731(東芝バ
ロティーニ(株)製)などがある。
は無処理品で使用されるが、本発明の目的効果を損なわ
ない範囲で、樹脂との親和性を向上させるために、アミ
ノシラン、エポキシシランカップリング剤などで表面処
理されたものとしても使用され得る。
チタンTiO2 のことで一般的に陰ぺい力の大きい白
色顔料として広く使用されているものである。結晶系に
はアナタース型とルチル型があり、前者は準安定性であ
り、高温で安定なルチル型に転移する。またルチル型は
アナタース型より屈折率が大きく陰ぺい力も約35%高
くなることから、本発明においても、ルチル型の方が好
ましい。粒径としては0.10〜0.40μm のもの
が一般的である。またAlやSiなどの含水酸化物や樹
脂と相溶性のよい有機物でその表面を処理したものも熱
安定性に悪影響を与えない範囲で使用することができる
。市販されているものの例としてはタイペーク(登録商
標)CR−50、CR−60、A−100 (石原産業
(株)製)、KR310 (チタン工業(株)製)など
がある。
0〜80wt%、ガラス繊維、シリカアルミナ繊維から
選ばれた少なくとも一種の繊維状強化材 5〜25wt
%、ガラスビーズ10〜40wt%、酸化チタン 5〜
25wt%および末端までフッ素化され、流動温度が3
50 ℃以下のフルオロカーボン重合体 0.5〜10
wt%で、繊維状強化材、ガラスビーズ、酸化チタンお
よびフルオロカーボン重合体の合計量が全樹脂組成物の
20〜60wt%配合したものが有効である。
酸化チタンおよびフルオロカーボン重合体の合計量が樹
脂組成物の60wt%を越え、全芳香族ポリエステルの
量が40wt%未満の時は、溶融流動性が劣り成形が困
難となるか、成形できてももろくオーブンウエアとして
は実用に耐えない。一方、繊維状強化材、ガラスビーズ
および酸化チタンの合計量が20wt%未満の時は、異
方性の改良効果は不十分でオーブンウエアを成形した場
合反りを生ずる。
チタンおよびフルオロカーボン重合体の合計量が全樹脂
組成物の20〜60wt%であっても、繊維状強化材の
量が5wt%未満であれば、機械的強度が不十分で、2
5wt%を超えると得られた成形品の外観は損なわれる
。一方、ガラスビーズの量が10wt%未満であれば異
方性改良効果は不十分で、40wt%を超えると機械的
強度の低下が大きい。 さらに、酸化チタンの量が5wt%未満であれば外観の
改良効果は不十分で、25wt%を越えて配合しても2
5wt%以下の時と外観は同等で、機械的強度の低下を
まねく。さらに、フルオロカーボン重合体の量が 0.
5wt%未満であれば、離型性および非粘着性改良効果
は不十分で、10wt%を超えると機械的強度の低下を
まねく。
体は、末端までフッ素化され、下記の方法で求めた流動
温度が 350℃以下の低分子量フルオロカーボン重合
体である。フルオロカーボン重合体の中では、ポリテト
ラフルオロエチレン(以下PTFEと略す)が好ましい
。流動温度:内径1mm、長さ10mmのノズルをもつ
毛細管レオメーターを用い、 100kg/cm2の荷
重下において、4℃/分の昇温速度で加熱溶融体をノズ
ルから押出すときに、溶融粘度が48,000ポイズを
示す温度。
、成形時の金型からの離型が改良されるだけでなく、オ
ーブンウエアとして使用した場合、非粘着性に優れたも
のとなる。さらに熱安定性および組成物中における分散
性にも優れた組成物が得られる。
−118331号公報や特開昭61−162503号公
報に記載されているように、含フッ素ポリマーを 25
0〜 550℃において、含チッ素フッ素化合物と接触
反応させることにより製造されるか、分子状フッ素、ハ
ロゲン化フッ化物、および希ガスのフッ化物の少なくと
も1種と接触反応させることにより製造される。市販さ
れているものの例としてはセフラルルーブ(登録商標)
I、IP(セントラル硝子(株)製)などがある。
目的を損なわない範囲で、酸化防止材および熱安定剤、
紫外線吸収剤、染料、顔料などの着色剤などの通常の添
加剤を一種以上添加することもできる。
に限定されない。全芳香族ポリエステル、繊維状強化材
、ガラスビーズ、酸化チタンおよびフルオロカーボン重
合体をヘンシェルミキサー、タンブラーなどで用いて混
合した後、押出機を用いて溶融混練するのが一般的であ
る。
度、小さな異方性、優れた外観および厚生省20号に基
づく溶出試験における低い溶出性、優れた離型性および
非粘着性を示すもので、該組成物から成形された容器は
オーブンウエアとして好適な特性を有するものである。
れらに限定されるものではない。参考例1(全芳香族ポ
リエステルAの製造)p−アセトキシ安息香酸10.8
kg(60モル)、テレフタル酸2.49kg(15モ
ル)、イソフタル酸0.83kg(5モル)および4,
4’−ジアセトキシジフェニル5.45kg(20.2
モル)を櫛型攪拌翼をもつ重合槽に仕込み、窒素ガス雰
囲気下で攪拌しながら昇温し 330℃で1時間重合さ
せた。この間に副生する酢酸を除去しながら、強力な攪
拌下で重合させた。その後、系を徐々に冷却し、 20
0℃で反応混合物を系外へ取出した。反応混合物の収量
は13.25 kgで理論収量の97.8%であった。 これを細川ミクロン(株)製のハンマーミルで粉砕し、
2.5mm以下の粒子とした。これをさらにロータリ
ーキルン中で窒素ガス雰囲気下に 280℃で3時間処
理することによって、流動温度が 324℃の粒子状の
下記の繰り返し構造単位からなる全芳香族ポリエステル
Aを得た。このポリマーは加圧下で 340℃以上で光
学異方性を示した。
キシ安息香酸 7.2kg(40モル)、テレフタル酸
3.154kg(19モル)、イソフタル酸0.16
6 kg(1モル)および4,4’−ジアセトキシジフ
ェニル5.45kg(20.2モル)を参考例1と同じ
条件下で重合させて反応混合物を得た。これを参考例1
と同様に粉砕したあと、さらに窒素ガス雰囲気下にロー
タリーキルン中 280℃で3時間熱処理後、 325
℃で3時間熱処理することによって、流動温度が 37
5℃の粒子状の下記繰り返し構造単位からなる全芳香族
ポリエステルBを得た。このポリマーは加圧下で 38
5℃以上で光学異方性を示した。
次の方法で測定された。○流動温度:(株)島津製作所
製の高化式フローテスターCFT−500 型で測定さ
れ、4℃/分の昇温速度で加熱溶融された樹脂を荷重
100kg/cm2 の下で内径1mm、長さ10mm
のノズルから押出すときに、該溶融粘度が48,000
ポイズを示す点における温度である。この温度の低い樹
脂ほど流動性が大である。○光学異方性:溶融状態にお
ける樹脂の光学異方性は、加熱ステージ上に置かれた粉
末状の樹脂を偏光下10℃/分で昇温して肉眼観察によ
り行なった。なお静置下で完全溶融しない場合はスプリ
ング圧を利用し加圧下で行なった。
50μm のガラス繊維(セントラル硝子(株)製EF
DE50−01)、平均直径が17μm のガラスビー
ズ(東芝バロティーニ(株)製)EGB731 )およ
び酸化チタン(石原産業(株)製CR−60)を表1に
示した組成で混合し、二軸押出機(池貝鉄工(株)製
PCM−30)を用いて 340℃の温度で溶融混練す
ることによりペレットを得た。これらを射出成形機(日
精樹脂工業(株)製PS40E 5ASE)を用いて、
シリンダー温度 350℃、金型温度 130℃で成形
収縮率測定用試験片(64mm角×3mm厚)、引張テ
スト用ASTM 4号ダンベル、加熱変形温度(HDT
) 測定用試験片(127 mm長×12.7mm幅×
6.4mm厚)の成形を行なった。成形収縮率につい
ては、MDとTDの寸法を測定することにより求め、引
張強度、 HDTについては、それぞれ ASTM D
638、 ASTM D648に準拠して測定した。ま
た HDT測定用試験片から長さ方向に二等分したもの
からアイゾット衝撃強度(ノッチなし) を ASTM
D256に準拠して測定した。これらの結果を表1に
まとめて記す。
)製 515/150 MS型)を用いて、シリンダー
温度 340℃、金型温度 180℃で 148×10
4 ×深さ32mm(厚み 1.6〜2.0 mm)の
容器を成形した結果、すべての組成物とも反りのない良
好な外観を有するものが得られた。比較例1の組成物:
全芳香族ポリエステルA/ガラス繊維/ガラスビーズ/
酸化チタン=50/15/25/10wt%
】この容器あるいは成形収縮率測定用試験片を用いて、
下記の示す方法により、耐落下衝撃性、耐電子オーブン
性、食品汚染性、厚生省20号に基づく溶出試験を行な
った。結果を表2に示す。
よりプラスチックタイル上に落とし、クラックのはいる
までの落下回数を測定した。20回落下後クラックがは
いらない場合は>20と記す。○耐電子オーブンレンジ
性:オーブン電子レンジ(松下電器(株)製NE−83
00型)のターンテーブル上に空容器をのせ、10分間
マイクロ波を照射した後、 600Wの電気ヒーターで
250℃まで加熱し10分間保持した後取り出し、寸
法外観を調べた。 ○食品汚染性:容器にしょう油50ccをいれ、オーブ
ン電子レンジ(松下電器(株)製NE−8300型)の
ターンテーブル上にのせ、15分マイクロ波を照射後、
洗浄する工程を5回繰り返した後の外観を調べた。○厚
生省20号に基づく溶出試験:収縮率測定用試験片を用
いて4%酢酸水溶液中で 121℃で 120分の溶出
試験を行なった後、酢酸水溶液の蒸発残留量を測定し溶
出量とした。
ルBを用いて比較例1に相当する組成物を作り、その特
性を測定した。なお、二軸押出機の溶融混練温度は 3
70℃で射出成形のシリンダー温度は 400℃に設定
した以外は比較例1と同様にして行なった。結果を表3
に表す。
まったく同様にして容器を成形したが、反りのない良好
な外観を有するものが得られ、落下衝撃性、耐電子レン
ジ性、食品汚染性、厚生省20号に基づく溶出試験にお
いても比較例1、2と同様の結果を示した。
酸化チタン=50/15/25/10wt%からなる比
較例1の組成物、および全芳香族ポリエステルB/ガラ
ス繊維/ガラスビーズ/酸化チタン=50/15/25
/10wt%からなる比較例3の組成物について、各々
の組成物 100重量部に対し、末端までフッ素化され
、流動温度が 318℃のPTFE(セントラル硝子(
株)製セフラルルーブ(登録商標)I)を3重量部添加
した組成物をそれぞれ、比較例1および比較例3の方法
により得、射出成形後、成形収縮率、引張強度、アイゾ
ット衝撃強度、HDTを測定するとともに成形品外観を
確認した。結果を表4に示す。
比較例3との比較において、PTFEを添加することに
より引張強度、HDTは若干低下し、アイゾット衝撃強
度は若干向上する傾向を示した。また成形収縮率に対し
てはほとんど変わらない値を示した。
較例2の方法に従って容器を成形した。いずれも、金型
からの離型が良好で反りのない良好な外観を有する容器
が得られた。また、落下衝撃性,耐電子レンジ性、食品
汚染性、厚生省20号に基づく溶出試験においても比較
例3と同等の結果を示した。
の組成物から得られた容器それぞれに、しょう油25g
をいれ、オーブン電子レンジ(シャープ(株)製RE−
HL10型)のターンテーブル上にのせ、ヒーター加熱
により 250℃の設定温度で10分間加熱後、洗浄す
る工程を5回繰り返した後の外観を調べた。PTFEを
添加した実施例1、実施例2の組成物から得られた容器
は、加熱後、しょう油の焼けこげたものがこびりついた
状態となるが、洗浄することにより焼けこげが落ち、5
回繰り返した後も着色はほとんどみられなかった。
及び比較例3から得られた容器は、洗浄しても完全に落
ちず、1回目の状態から若干の着色がみられた。 しょ
う油の代わりに、ソース、カレーを入れた場合もまった
く同様の結果であった。 表1〜2 表3〜4
Claims (2)
- 【請求項1】下式(A)、(B)および(C)で表され
る繰り返し構造単位からなる全芳香族ポリエステル樹脂
40〜80wt%、ガラス繊維、シリカアルミナ繊維か
ら選ばれた少なくとも一種の繊維状強化材5〜25wt
%、ガラスビーズ10〜40wt%、酸化チタン5〜2
5wt%および末端までフッ素化され、下記の方法で求
めた流動温度が 350℃以下のフルオロカーボン重合
体 0.5〜10wt%とからなり、繊維状強化材、ガ
ラスビーズ、酸化チタンおよびフルオロカーボン重合体
の合計量が全樹脂組成物の20〜60wt%である全芳
香族ポリエステル樹脂組成物。 【化1】 (上式中Xは─O─、─SO2 ─、─S─または─C
O─であり、m、nは0または1である。 (A):(B)の比は1:1〜10:1の範囲にあり、
(B):(C)の比は9:10〜10:9の範囲にある
。また上式中の芳香環の置換基は互いにパラまたはメタ
の位置にある。) 流動温度:内径1mm、長さ10mmのノズルをもつ毛
細管レオメーターを用い、 100kg/cm2の荷重
下において、4℃/分の昇温速度で加熱溶融体をノズル
から押出すときに、溶融粘度が48,000ポイズを示
す温度。 - 【請求項2】請求項1記載の全芳香族ポリエステル樹脂
組成物で成形されたオーブンウエア。
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