JPS6189248A - 炭素繊維強化ポリエステル樹脂組成物 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は炭素繊維強化ポリエステル樹噌組成物に関し、
さらに詳しくは成形品のヒケが少なく、かつ外観が優れ
た炭素ｎ、維強化ポリエステル樹脂組成物に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に射出成形を行な５ＭＡ合、ボスやリブの裏側又は
厚肉成形品にはヒケが生ずる。ヒケを防止する１つの方
法として従来種々の発泡剤を用いる方法が検討されてい
る。しかしながらポリエチレンテレフタレートやポリブ
チレンテレフタレート等の熱可塑性ポリエステル樹脂を
押出しペレット化する際には既存の発泡剤では練り込ん
だ押出機の中で発泡を起こしてしまう。

そのため、それら発泡剤入りのペレットを用いて射出成
形してもヒケのない成形品は得られないＯ 〔発明の目的〕 本発明の目的は上述した欠点の解消にあり、高温で押出
成形しても押出機内では発泡せず、しかも射出成形機中
で発泡して成形品のヒケが少なく、且つ外観の優れた炭
素［ｊｔ強化ポリエステル樹脂組成物を提供することに
ある。

〔発明の構成〕

本発明者らは上述した目的を達成すべく鋭意検討を重ね
た結果、炭素繊維強化ポリエステル樹脂に対し、リン化
合物と特定のポリカーボネイト樹脂を特定量配合するこ
とによりヒケを防止し５ることを見出し、本発明を完成
するに到った。

即ち、本発明の炭素繊維強化ポリエステル樹脂組成物は 囚　熱可塑性ポリエステル樹脂 ３０〜９８．９８５　？ｌｊ　ｊｌ：　％（Ｂｌ　　炭
素繊維　　　　１〜６０重景％重量Ｉ　　リン化合物　
　０．０１〜５重景％重量Ｉ　　次式〔１〕 （式中８．〜Ｒ１は同一であっても異なっていてもよく
、それぞれ水素原子又はハロゲン原子を表わし、Ｒ１及
びＲ３゜は同一であっても異なっていてもよく、それぞ
れアルキル基を表わす。） で示される平均操り返し単位を３以上有する樹脂からな
る群より選ばれた少なくとも一種のポリカーボネイト樹
脂 ｏ、ｏｏｓ〜５重ｔ％ からなることを特徴とする炭素繊維強化ポリエステル樹
脂組成物であり、該組成物を用いて成形することにより
発泡化現象を利用し、その結果ヒケを防止することが判
明した。

本発明に使用される熱可塑性ポリエステル樹脂とはジカ
ルボン酸成分の少なくとも４０モル％がテレフタル酸で
あるジカルボン酸成分およびジオール成分からなり、上
記テレフタル駿以外のジカルボン酸成分としてはアゼラ
イン散。

セパシン駿、アジピン酸、ドデカンジカルボン酸などの
炭素数２〜２０の脂肪族ジカルボン酸。

イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジ
カルボン酸またはシクロヘキサンジカルボン酸などの脂
環式ジカルボン酸の単独ないしは混合物が挙げられる。

上記ジオール成分としてはエチレングリコール、１．３
−プロパンジオール、１．４−ブタンジオール、１．６
−ヘキサンジオール、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
、２−エチル−２−プｆルー１．３−プロパンジオール
などの脂肪族グリコール、脂環式グリコールの単独また
は混合物が挙げられる。

これら飽和ポリエステルのなかでも、特罠ポリエチレン
テレフタレートまたはテレフタル酸を４０モル％以上含
有するジカルボン酸成分とエチレングリコールを４０モ
ル％以上含有するジオール成分からなる共重合ポリエス
テルおよびポリブチレンテレフタレートまたはテレフタ
ル酸を４０モル％以上含有するジカルボン醸成−分と１
・４−ブタンジオールを４０モル％以上含有するジオー
ル成分からなる共重合ポリエステルが本発明には好まし
い。

またこれは飽和ポリエステルの固有粘度〔η〕は０．４
〜２．５の範囲にあることが望ましい。なお〔η〕はフ
ェノール／テトラクロルエタン５０１５０（重量比）溶
媒中、２５℃で測定した溶液粘度より求めた値である。

この込）成分の配合割合は囚〜（Ｄ）の各成分から構成
される樹脂組成物中、通常３０〜９８．９８５重景５の
範囲、好ましくは４５〜９０重量％の範囲である。３０
ｆｔ％未満では流動加工性が低下し、９８，９８５重量
％を超える量では本発明の目的を達成することができな
い。

本発明に使用される炭素Ｆ１を維（（Ｂ１成分）はポリ
アクリロニトリル、ピッチ、リグニン等のいずれの原料
から得られたものでも良く、炭化の進んだ炭素質あるい
は黒鉛質のものが望ましい。

また炭素繊維そのままではポリエチレンテレフタレート
又はポリブチレンテレツタレートとの接着性は良くない
。そのため接着性改良のため表面処理を施しであるもの
が望ましい。炭素繊維の表面処理方法としては硝酸酸化
、オゾン酸化等の酸化又はエポキシ樹脂、ナイロン樹脂
等の樹脂を炭素繊維上にコーティングして接着性を改良
しても良い。

本発明においては炭素繊維の長さは０．０３ｍ以上〜１
０ｎａ程度のものが特に望ましいが、より強度の強い成
形品を得るためには０．１　ｙｍ以上が好ましい。

この（Ｂ）成分の配合割合は囚〜（Ｄ）各成分から構成
される樹脂組成物中、通常１〜６０Ｘ量％の範囲、好ま
しくは１０〜５０重ｌＦｌ：％の範囲である。６０重５
％を超える最では流動加工性から見た成形加工性が低下
し、１重量％未満では炭素繊維の補強効果が少ないので
好ましくない。

本発明に使用されるリン化合物（（Ｃ１成分）としては
、例えばリン酸；リン酸トリメチル、リン酸メチルジエ
チル、リン酸トリエチル、リン酸トリイソプロピル、リ
ン酸トリブチル、リン酸トリー２−エチルヘキシル、リ
ン酸トリクレジル、リン酸トリフェニル、りン駿トリペ
ンシル、リン駿トリシクロヘキシル等のりン酸エステル
；亜すン酸；亜リン酸トリメチル、亜リン酸トリエチル
、亜リン酸トリブチル、亜リン酸トリ（ｒ−ヒドロキシ
ブチル）、亜リン酸トリフェニル等の亜リン酸エステル
；ホスホン酸；フェニルホスホン酸、フェニルホスホン
ｒＲフェニル、フェニルホスホン酸ジフェニル、ホスホ
ンＷｌフェニル等のホスホン酸誘導体；ホスフィン酸；
フェニルホスフィン酸、ジメチルホスフィン酸メチル、
メチルホスフィン酸フェニル等のホスフィン酸誘導体；
トリ７エエルホスフイン等のホスフィン誘導体；トリフ
ェニルホスフィンオキシト等が挙げられ、これらから成
る群より選ばれた１種もしくは２種以上のものが使用さ
れる。

この（（Ｃ）成分）の配合割合はｔＡｌ〜＋Ｄ＋の各成
分から構成される樹脂組成物中、通常０．０１〜５重量
％の範囲、好ましくは０．１〜２ｉ号％の範囲である。

ｏ、ｏｆｔｔ％未満では発泡が十分でなく、５重量％を
超える量では成形品がもろくなり好ましくない。

本発明に使用されるポリカーボネイト樹脂（■１１成）
は、前記した式（１）で示される樹脂であって、これら
から成る群より還ばれたｉｆ！もしくは２種以上のもの
が使用される。

式ＣＩ）中、ハロゲン原子としては、例えば塩素原子、
臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。

また、アルキル基は炭素原子数が格別限定されるもので
はないが、好ましくは炭素原子数１〜５である。

さらにまた、平均繰り返し単位数は３以上である。平均
繰り返し単位が３未満の場合は本発明の所期の目的であ
るヒケ防止の改良が不十分となる。

このＣＤＩ成分の配合割合は（Ａｌ−（ＤＪの各成分か
ら構成される樹脂組成物中、ｏ、ｏｏｓ〜５重量％の範
囲、好ましくは０．１〜２１ＩＣ量％の範囲である。ｏ
、ｏｏｓ重量％未清では成形品のヒケ等の外観改良効果
がほとんどなく、５重量％を超える量では発泡を起こし
過ぎて成形品の外観を悪くするため好ましくない。

本発明の炭素繊維強化ポリエステル樹脂椙成物の製造方
法としては、通常樹脂組成物の製造に適用されている方
法であれば、格別限定されない。この方法の具体例とし
ては、本発明の囚〜（Ｃ１の３成分とＣＤ＋ＤＪとを同
時に一括して練り込む方法や、（Ａｌ、（Ｂ１及び（Ｃ
１成分からなるポリエステル樹脂と（Ａｌ、　（Ｂｌ及
びＩＤ＋ＤＪからなるポリエステル樹脂とのベレットブ
レンドの方法等が挙げられる。

また、一括して練り込む方法による場合には押出機のシ
リンダー内での発泡を押えるため、２８０℃以下のシリ
ンダ一温度で押出すほうが望ましい。

以上の如き、本発明の炭素禮維強化ポリエステル樹脂組
成物を調製する一例を示すと以下の通りである。

ビ）　充分乾燥したポリエチレンテレフタレート又はポ
リブチレンテレ７タレー）　（Ａｌに所定量の炭素繊維
（Ｂ）、イオウ化合物１ｃＩを添加し、タンブラ−等の
適当な混合器で混合した後、押出機等に供給して溶融混
線押出しをしてペレット化する。

（ロ）上記ポリエチレンテレフタレート又はポリエチレ
ンテレフタレート囚に所定量の炭素繊維（Ｂ）、ポリカ
ーボネイト樹脂の）をビ）と同様な方法で押出しペレッ
ト化する。

射出成形直前にＧ（）と（口：のペレットを任意の割合
テペレットブレンドして成形する。

本発明の炭素繊維強化ポリエステル樹脂組成物には本発
明の目的を逸脱しない範囲で紫外線吸収剤、酸化防止剤
、熱劣化防止剤等の安定剤。

染顔料、＊燃剤、艶消剤等の各種添加物を配合すること
ができる。

以下において実施例及び比較例を掲げ、本発明を更に詳
細に説明する。

実施例１〜１８、比較例１〜４ 〔η〕が０．７２のポリエチレンテレ７タレートホモボ
リマー又は１．００のポリブチレンテレ７タレートホモ
ポリマーに対し、本発明の（Ｃ１及びｐ）成分なる種々
の物質並びに３ｆｉチヨツプドストランドの炭素繊維（
ＣＦ）を表ＩＫ示す割合で配合し、Ｖ型プレンダー中で
５分間均一に混合した。この混合物を６５龍φぺ／ト式
溶融押出機を用いて、シリンダ一温度２５０℃〜２６０
℃で押出してペレット化を行ない、本発明の炭素繊維強
化ポリエステル樹脂組成物を得た。

（実施例１〜１８） これらの樹脂組成物を８オンスのスクリュ一式射出成形
機を用いて、シリンダ一温度２７０℃〜２８０℃、金型
温度１２０℃、成形サイクル３分にて３３龍φＸ７０ｍ
の丸棒成形品を得た。

この成形品のヒケな下記の方法により発泡倍率の大きさ
で測定した。また、成形品のヒケ及び表面外観を目視に
より観察した。結果を表１に示す。

発泡倍率の測定法 上記した３３龍φｘ　７０　ＩＩＫの丸棒を種々の条件
下で成形し、下記した式により発泡倍率を算出した。発
泡倍率が大きいもの程、ヒケは少なくなる。

ここで、ブランクの比重とは（Ｃ１及び（Ｄ）成分が添
加されていない囚及び（３）成分のみの成形品の比重を
示す。

以下に炭素Ｆｌ維含有量の異なった樹脂組成物のブラン
ク比重を示す。

炭素繊維強化ポリエステル樹脂組成物 ＰＢＴ　　ＰＥＴ ２Ｏ１，３９１，４３ ３０１，４３１，４６ ５０１，５０１，５３ 比較例１〜４ 表２に示す通り、組成及び配合割合を変えた点を除き、
他は実施例と同様にして組成物（比較例１〜４）を得た
。

得られた組成物について、実施例と同様の測定及び観察
を行なった。結果を表２に示す。

〔発明の効果〕

以上詳述した通り、本発明の炎累堂維強化ポリエステル
貢ｍ組成物は改形品のヒケが少なく、かつ外景が浸れた
ものであり、その工業的・５’Ｉは１めて大である。

特許出願人　　　三菱レイヨン株式会社６゜ 手続７市正、Ｉ） 昭和６０年６月５０ ！、事件の表示 特願昭５９−２１０９４１号 ２、発明の名称 炭素繊維強化ポリエステル樹脂組成物 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 東京都中央区京橋二丁目３番１９号 （６０３）三菱レイヨン株式会社 取締役社長　　河　崎　晃　夫 ５、補正命令の日付 自発補正 補正の対象 ７、補正の内容 （１）明細書第１１頁第６８の「イオウ化合物（Ｃ）」
をン化合物（Ｃ）１に補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （Ａ）熱可塑性ポリエステル樹脂 ３０〜９８．９８５重量％ （Ｂ）炭素繊維１〜６０重量％ （Ｃ）リン化合物０．０１〜５重量％ （Ｄ）次式〔 I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼〔 I 〕 （式中Ｒ＿１〜Ｒ＿５は同一であつても異なつていても
   よく、それぞれ水素原子又はハロゲン 原子を表わし、Ｒ＿９及びＲ＿１０は同一であつても異
   なつていてもよく、それぞれアルキル 基を表わす。） で示される平均繰り返し単位を３以上有する樹脂からな
   る群より選ばれた少なくとも一種のポリカーボネイト樹
   脂 ０．００５〜５重量％ からなることを特徴とする炭素繊維強化ポリエステル樹
   脂組成物。