WO2024101251A1 - 熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーを有する組成物 - Google Patents

熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーを有する組成物 Download PDF

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WO2024101251A1
WO2024101251A1 PCT/JP2023/039505 JP2023039505W WO2024101251A1 WO 2024101251 A1 WO2024101251 A1 WO 2024101251A1 JP 2023039505 W JP2023039505 W JP 2023039505W WO 2024101251 A1 WO2024101251 A1 WO 2024101251A1
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component
alloys
mass
iron
resins
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PCT/JP2023/039505
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万希 前田
元暢 神谷
雄策 堀
隆浩 清水
Original Assignee
東洋紡エムシー株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a composition containing a thermoplastic resin or a thermoplastic elastomer that has excellent fluidity increase suppression properties when heated.
  • compositions containing iron-based inorganic fillers are used for vibration-damping applications, high-density applications, noise prevention applications, etc.
  • the iron-based inorganic fillers may also be used as pigments.
  • applications of compositions obtained by kneading iron-based inorganic fillers into thermoplastic resins or thermoplastic elastomers include plastic magnets.
  • Plastic magnets are so-called bonded magnets, and compared to sintered magnets, they have the following advantages: they can be injection-molded or extruded, allowing freedom in shape; they are less likely to crack or chip than sintered magnets; they allow freedom in magnetic circuit design, reducing motor cogging and improving sensor accuracy; they can be molded as a single unit or by insert molding, which allows for the omission of adhesion and bonding processes, and allows for the miniaturization and weight reduction of the final product.
  • insert molding which allows for the omission of adhesion and bonding processes, and allows for the miniaturization and weight reduction of the final product.
  • Patent Document 1 discloses a composition for vibration-damping applications.
  • a resin composition containing a thermally expandable inorganic material and an inorganic filler with a true specific gravity of 3.0 or more is used to achieve a thin film that exhibits remarkable fire resistance and also exhibits sound insulation and vibration-damping effects.
  • Iron is given as an example of the inorganic filler in this composition.
  • Patent Document 2 discloses a composition for high specific gravity applications.
  • the composition in Patent Document 2 is a resin composition that contains a thermoplastic resin and a thermosetting resin, contains 5-20 mass% of powder of one or more substances selected from the group of iron, nickel, and copper, and the remainder is a composition consisting of tungsten powder or tungsten alloy powder and unavoidable impurities, and is characterized by having a specific gravity adjusted to 10-13.
  • Lead was previously used for this, but its use is being restricted due to the toxicity of lead, and it is said that the use of powder of tungsten and one or more substances selected from the group of iron, nickel, and copper is effective as a harmless alternative to lead.
  • Patent Document 3 a resin composition characterized by metal powder dispersed in a thermosetting resin or room temperature curable resin containing an acidic phosphate ester compound is used for reactors.
  • the metal powder used is iron powder or an alloy powder of iron and silicon, and the reason for this is that it has small magnetostriction and is suitable as a magnetic material.
  • Patent Document 4 discloses a thermoplastic resin composition that is characterized by blending nylon 6 with stainless steel powder, glass fiber, carbon black, and a saturated aliphatic carboxylic acid compound, and states that by using stainless steel powder, which is an iron-based filler, it is possible to provide a thermoplastic resin composition that has a heavy feel and excellent blackness on the surface of the molded product.
  • Patent Document 5 discloses a high-density thermoplastic resin composition consisting of a thermoplastic resin and iron powder, and has discovered that by using iron powder covered with an oxide film, it is possible to obtain a thermoplastic resin composition that has excellent plating processability, adhesion strength, and kneading moldability without compromising the metallic weight.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and aims to provide a composition that can suppress an increase in fluidity when heated, compared to a composition that contains only a thermoplastic resin or a thermoplastic elastomer and an iron-based inorganic filler.
  • the present inventors have conducted extensive research to solve the above problems. As a result, they have discovered that when an iron-based inorganic filler is contained in a thermoplastic resin or a thermoplastic elastomer, the increase in fluidity during heating can be suppressed by further containing at least one compound selected from a phosphite-based compound and a phosphate-based compound (therefore improving the thermal stability and retention stability of the composition and suppressing deterioration of the resin or elastomer), thereby solving the above problems, and have completed the present invention. More specifically, the present invention provides the following.
  • a composition comprising component (A), which is at least one selected from a thermoplastic resin and a thermoplastic elastomer, and component (B), which is an iron-based inorganic filler, in a mass ratio (component (A)/component (B)) in the range of 5/95 to 80/20, and comprising component (C), which is at least one selected from a phosphite-based compound and a phosphate-based compound, in an amount not exceeding 5 parts by mass per 100 parts by mass of the total of component (A) and component (B).
  • component (A) which is at least one selected from a thermoplastic resin and a thermoplastic elastomer
  • component (B) which is an iron-based inorganic filler
  • ⁇ MFR (MFR at 20 minute residence time) - (MFR at 5 minute residence time) (In the formula, the 20-minute residence MFR is the melt flow rate measured with a preheating time of 20 minutes, and the 5-minute residence MFR is the melt flow rate measured with a preheating time of 5 minutes.
  • the load used in measuring the melt flow rate is 2160 g, and the measurement temperature is the melting point of component (A) + 25° C.) [3]
  • a molded article comprising component (A), which is at least one selected from a thermoplastic resin and a thermoplastic elastomer, and component (B), which is an iron-based inorganic filler, in a mass ratio (component (A)/component (B)) in the range of 5/95 to 80/20, and comprising component (C), which is at least one selected from a phosphite-based compound and a phosphate-based compound, in an amount not exceeding 5 parts by mass per 100 parts by mass of the total of component (A) and component (B).
  • component (A) which is at least one selected from a thermoplastic resin and a thermoplastic elastomer
  • component (B) which is an iron-based inorganic filler
  • thermoplastic resins and thermoplastic elastomers by mixing a specific amount of (A) at least one selected from thermoplastic resins and thermoplastic elastomers, (B) an iron-based inorganic filler, and (C) at least one selected from phosphite-based compounds and phosphate-based compounds, a composition in which an increase in fluidity during heating is suppressed can be obtained. Also, according to the present invention, the mechanical properties of the resulting molded product may be improved. Furthermore, by selecting a specific compound as the at least one compound selected from the group consisting of phosphite-based compounds and phosphate-based compounds (C), it is possible to obtain a composition which provides molded articles with even more improved mechanical properties.
  • the component (A) used as the base component (matrix component) is at least one selected from thermoplastic resins and thermoplastic elastomers.
  • thermoplastic resin is not particularly limited, but representative examples include polyester-based resins, polycarbonate-based resins, polyamide-based resins, polyphenylene sulfide-based resins, polyolefin-based resins, etc. These thermoplastic resins may be used alone or in combination of two or more kinds.
  • thermoplastic elastomer is not particularly limited, but a typical example is a polyester elastomer.
  • Component (A) may be used alone or in combination of two or more types.
  • resins and/or elastomers having an ester skeleton and/or an amide skeleton in the repeating part of the main chain such as polyester resins, polyester elastomers, polycarbonate resins, and polyamide resins (hereinafter referred to as ester-amide resins and/or elastomers), are particularly preferred, and resins and/or elastomers having an ester skeleton in the repeating part of the main chain (hereinafter referred to as ester resins and/or elastomers) are more preferred.
  • component (A) particularly ester-amide resins and/or elastomers
  • component (B) which is an iron-based inorganic filler
  • the fluidity of component (A) is easily increased by heating, but in the present invention, the increase in fluidity can be suppressed by allowing at least one selected from component (C) selected from phosphite compounds and phosphate compounds to coexist.
  • the (A) component is preferably an ester-amide resin and/or an elastomer, more preferably at least one selected from the group consisting of polyester resins (excluding liquid crystal polyester resins), polyamide resins, and polyester elastomers, even more preferably at least one selected from the group consisting of polyester resins (excluding liquid crystal polyester resins) and polyester elastomers, and particularly preferably polyester resins (excluding liquid crystal polyester resins).
  • Polyester resins (excluding liquid crystal polyester resins) and polyester elastomers have low water absorption and are useful for improving the dimensional stability of the resulting molded product.
  • the polyester resin is preferably an aromatic polyester resin whose constituent units are aromatic dicarboxylic acid units and diol units.
  • the aromatic dicarboxylic acid serving as the structural unit is not particularly limited, but specific examples include benzene dicarboxylic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, and orthophthalic acid; naphthalene dicarboxylic acids such as 2,6-naphthalene dicarboxylic acid and 1,5-naphthalene dicarboxylic acid; compounds having two carboxyphenyl groups such as 1,2-bis(phenoxy)ethane-p,p'-dicarboxylic acid and diphenyl-p,p-dicarboxylic acid; and functional derivatives thereof. These aromatic dicarboxylic acids may be used alone or in combination of two or more.
  • the aromatic dicarboxylic acids serving as the structural unit are preferably terephthalic acid, isophthalic acid, 2,6-naphthalene dicarboxylic acid, and diphenyl-p,p-dicarboxylic acid, which tend to have a high crystallization rate and good moldability.
  • Particularly preferred are benzene dicarboxylic acids such as terephthalic acid and isophthalic acid, and naphthalene dicarboxylic acids such as 2,6-naphthalene dicarboxylic acid.
  • aromatic dicarboxylic acid units are introduced, for example, by ester synthesis using aromatic dicarboxylic acids, aromatic dicarboxylic acid esters, or salts thereof as raw materials.
  • aromatic dicarboxylic acid esters as raw materials include monoalkyl esters of aromatic dicarboxylic acids and dialkyl esters of aromatic dicarboxylic acids, with dialkyl esters of aromatic dicarboxylic acids being preferred.
  • Preferred raw materials are terephthalic acid, terephthalic acid dimethyl ester, isophthalic acid, isophthalic acid dimethyl ester, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid dimethyl ester.
  • a part of the aromatic dicarboxylic acid units can be replaced with dicarboxylic acid units other than aromatic dicarboxylic acid units (hereinafter referred to as other dicarboxylic acid units).
  • dicarboxylic acids that become the other dicarboxylic acid units include saturated or unsaturated aliphatic dicarboxylic acids and functional derivatives thereof, such as adipic acid, sebacic acid, succinic acid, glutaric acid, 1,10-decanedicarboxylic acid, and dimer acid; alicyclic dicarboxylic acids and functional derivatives thereof, such as hexahydroterephthalic acid, hexahydroisophthalic acid, and cyclohexanedicarboxylic acid; and the like.
  • the other dicarboxylic acid units are preferably less than 50 mol%, more preferably less than 40 mol%, and even more preferably less than 30 mol% of the total of the aromatic dicarboxylic acid units and the other dicarboxylic acid units (total dicarboxylic acid units). If the amount is less than 50 mol%, the crystallinity of the polyester resin is good, and the moldability and heat resistance tend to be better.
  • the diol (unit) constituting the aromatic polyester is not particularly limited, but specific examples include aliphatic glycols such as alkylene glycols (e.g., ethylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol), alicyclic glycols such as 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanediol, and aromatic diols such as bisphenol A, hydroquinone, and 2,2-bis(4- ⁇ -hydroxyethoxyphenyl)propane. These diols (units) may be used alone or in combination of two or more.
  • alkylene glycols e.g., ethylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol
  • alicyclic glycols such as 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohe
  • the diol (unit) is preferably at least one selected from the group consisting of aliphatic glycols and alicyclic glycols, and more preferably an alkylene glycol having 2 to 8 carbon atoms. More specifically, it is at least one selected from the group consisting of ethylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, and 1,4-cyclohexanedimethanol, and more preferably ethylene glycol and/or 1,4-butanediol.
  • aromatic polyester resins include polyethylene terephthalate, polypropylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polycyclohexanedimethylene terephthalate, polyhexylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polypropylene naphthalate, polybutylene naphthalate, polyethylene isophthalate/terephthalate copolymer, polypropylene isophthalate/terephthalate copolymer, polybutylene isophthalate/terephthalate copolymer, polyethylene terephthalate/naphthalate copolymer, polypropylene terephthalate/naphthalate copolymer, polybutylene terephthalate/naphthalate copolymer, polybutylene terephthalate/decanedicarboxylate copolymer, polyethylene terephthalate/cyclohexanedimethylene terephthalate copolymer, polyethylene terephthalate, poly
  • polyester resin is a liquid crystal polyester resin.
  • liquid crystal polyester resins include p-hydroxybenzoic acid/ethylene glycol/terephthalic acid copolymers, hydroxynaphthoic acid/p-hydroxybenzoic acid copolymers, and biphenol/benzoic acid/p-hydroxybenzoic acid copolymers.
  • the polyester resin is preferably an aromatic polyester resin other than liquid crystal polyester resin.
  • aromatic polyester resins other than liquid crystal polyester resin it is preferable to use a polymer having an aromatic dicarboxylic acid and an alkylene glycol as a constituent unit, more preferably a polymer having an aromatic dicarboxylic acid and an alkylene glycol having 2 to 8 carbon atoms as a constituent unit, and even more preferably a polymer having terephthalic acid and an alkylene glycol having 2 to 8 carbon atoms as a constituent unit.
  • At least one selected from the group consisting of polyethylene terephthalate (PET) and polybutylene terephthalate (PBT) is preferable, and polybutylene terephthalate (PBT) is particularly preferable.
  • the intrinsic viscosity of the polyester resin is preferably 0.5 to 1.8 dl/g, and more preferably 0.6 to 1.5 dl/g. By making the intrinsic viscosity of the polyester resin equal to or greater than a specified value, durability can be improved, and by making the intrinsic viscosity of the polyester resin equal to or less than a specified value, processability in injection molding and the like can be improved.
  • the polyester elastomer is preferably a polyester elastomer in which a hard segment made of a polyester having constituent units of an aromatic dicarboxylic acid and an aliphatic and/or alicyclic glycol is bonded to at least one soft segment selected from an aliphatic polyether, an aliphatic polyester, and an aliphatic polycarbonate.
  • Aromatic dicarboxylic acids constituting the polyester of the hard segment include the aromatic dicarboxylic acid units exemplified in the aromatic polyester resin described above, and the preferred embodiments are also the same.
  • dicarboxylic acids other than aromatic dicarboxylic acids may be included as constituent units, and the preferred embodiments thereof are also the same as those described above.
  • the aliphatic glycols and alicyclic glycols constituting the polyester of the hard segment include the aliphatic glycols and alicyclic glycols exemplified for the aromatic polyester resin described above, and the preferred embodiments are the same.
  • the hard segment is preferably a polyester having structural units of an aromatic dicarboxylic acid and an alkylene glycol having 2 to 8 carbon atoms, and more preferably a polyester having structural units of terephthalic acid and an alkylene glycol having 2 to 8 carbon atoms. From the viewpoint of heat resistance and moldability, at least one selected from the group consisting of polyethylene terephthalate (PET) and polybutylene terephthalate (PBT) is preferable, and polybutylene terephthalate (PBT) is particularly preferable.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PBT polybutylene terephthalate
  • aromatic polyester suitable as the polyester constituting the hard segment When an aromatic polyester suitable as the polyester constituting the hard segment is produced in advance and then copolymerized with the soft segment component, the aromatic polyester can be easily obtained according to a normal polyester production method.
  • such a polyester preferably has a number average molecular weight of 10,000 to 40,000.
  • the aliphatic polyethers constituting the soft segments of the polyester elastomer include polyethers having one or more structural units of alkanediols having 2 to 10 carbon atoms, such as polyoxyethylene glycol, polyoxypropylene glycol, polyoxytetramethylene glycol, polyoxyhexamethylene glycol, polyoxytrimethylene glycol, copolymers of ethylene oxide and propylene oxide, ethylene oxide adducts of polyoxyethylene glycol, and copolymers of ethylene oxide and tetrahydrofuran.
  • the number average molecular weight of the aliphatic polyether is, for example, 300 to 5,000, preferably 500 to 4,000, and more preferably 700 to 2,500.
  • the aliphatic polyester constituting the soft segment includes aliphatic polyesters in which an ester group and an alkylene group having 2 to 12 carbon atoms are repeated, such as poly( ⁇ -caprolactone), polyenantholactone, polycaprylolactone, and polybutylene adipate.
  • the number average molecular weight of the aliphatic polyester is, for example, 300 to 5,000, preferably 500 to 4,000, and more preferably 700 to 2,000.
  • the aliphatic polycarbonate constituting the soft segment may be a resin composed of a carbonate unit and an aliphatic diol unit, and the aliphatic diol is preferably an aliphatic diol having 2 to 12 carbon atoms.
  • Examples of these aliphatic diols include ethylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2,4-diethyl-1,5-pentanediol, 1,9-nonanediol, and 2-methyl-1,8-octanediol.
  • aliphatic diols having 5 to 12 carbon atoms are preferred in terms of the flexibility and low-temperature properties of the resulting polyester elastomer.
  • These components may be used alone or in combination of two or more types as necessary.
  • the number average molecular weight of the aliphatic polycarbonate is, for example, 300 to 15,000, preferably 500 to 13,000.
  • the composition ratio of the hard segments to the soft segments is preferably 40/60 to 95/5, more preferably 50/50 to 95/5, and even more preferably 55/45 to 90/10, by mass.
  • the reduced viscosity of the polyester elastomer is preferably 0.5 dl/g or more and 3.5 dl/g or less, more preferably 1.0 dl/g or more and 3.0 dl/g or less, and even more preferably 1.1 dl/g or more and 2.8 dl/g or less.
  • the acid value of the polyester elastomer is preferably 5 to 200 eq/ton, and more preferably 10 to 80 eq/ton.
  • the Shore D hardness of the polyester elastomer is preferably 25 to 75, and more preferably 25 to 65.
  • the polycarbonate resin is not particularly limited as long as it is a resin composed of carbonate units and diol units, and examples include aromatic polycarbonate resins whose constituent units are carbonate units and aromatic diol units, aliphatic polycarbonate resins whose constituent units are carbonate units and aliphatic diol units, and aromatic-aliphatic polycarbonate resins whose constituent units are carbonate units, aromatic diol units, and aliphatic diol units.
  • Examples of the aromatic diol constituting the polycarbonate resin include the same compounds as the aromatic diols explained as the constituent units of the polyester resin.
  • Examples of the aliphatic diol constituting the polycarbonate resin include the same compounds as the aliphatic diols explained as the constituent units of the aliphatic polycarbonate constituting the soft segment of the polyester elastomer.
  • Polyamide resins are resins obtained using amino acids, lactams, or diamines and dicarboxylic acids as the main raw materials.
  • Polyamide resins can be obtained by polycondensing amino acids, by ring-opening polymerization of lactams, or by polycondensing diamines and dicarboxylic acids.
  • the amount of amino acids, lactams, diamines, and dicarboxylic acids in the raw materials constituting the polyamide resin is preferably 50 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, and even more preferably 85 mol% or more.
  • the amino acids include amino aliphatic carboxylic acids having about 4 to 15 carbon atoms, such as 6-aminocaproic acid, 11-aminoundecanoic acid, and 12-aminododecanoic acid; amino aromatic carboxylic acids, such as paraaminomethylbenzoic acid; and the like.
  • the lactams include aliphatic lactams having about 5 to 15 carbon atoms, such as ⁇ -caprolactam and ⁇ -laurolactam.
  • diamine examples include tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, nonamethylenediamine, decamethylenediamine, undecamethylenediamine, dodecamethylenediamine, 2,2,4-/2,4,4-trimethylhexamethylenediamine, 5-methylnonamethylenediamine, 2,4-dimethyloctamethylenediamine, metaxylylenediamine, paraxylylenediamine, 1,3-bis(aminomethyl)cyclohexane, 1-amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexane, 3,8-bis(aminomethyl)tricyclodecane, bis(4-aminocyclohexyl)methane, bis(3-methyl-4-aminocyclohexyl)methane, 2,2-bis(4-aminocyclohexyl)propane, and bis(aminopropyl)piperazine.
  • dicarboxylic acid examples include adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, 2-chloroterephthalic acid, 2-methylterephthalic acid, 5-methylisophthalic acid, 5-sodium sulfoisophthalic acid, hexahydroterephthalic acid, hexahydroisophthalic acid, and diglycolic acid.
  • polyamide resins include polyamide 6, polyamide 66, polyamide 46, polyamide 11, polyamide 12, polyamide 610, polyamide 69, polyamide 6T, polyamide 9T, polyamide MXD6, polyamide 6/66 copolymer, polyamide 6/610 copolymer, polyamide 6/6T copolymer, polyamide 6/66/610 copolymer, polyamide 6/12 copolymer, polyamide 6T/12 copolymer, polyamide 6T/66 copolymer, polyamide 6/6I copolymer, polyamide 66/6I/6 copolymer, polyamide 6T/6I copolymer, polyamide 6T/6I/66 copolymer, polyamide 6/66/610/12 copolymer, and polyamide 6T/M-5T copolymer.
  • copolymer having A as main component refers to a copolymer having a structure derived from A of preferably 50 mol % or more, more preferably 70 mol % or more, and even more preferably 85 mol % or more.
  • the relative viscosity of the polyamide resin when measured in a 98% sulfuric acid solution is preferably 1.5 to 3.5, more preferably 2.0 to 3.0, and even more preferably 2.2 to 2.8.
  • the polyphenylene sulfide resin is not particularly limited, and any commonly used polyphenylene sulfide resin can be used, specifically, poly(p-phenylene sulfide), polyphenylene sulfide sulfone, polyphenylene sulfide ketone, polyphenylene sulfide ether, etc.
  • polyolefin resins include homopolymers or copolymers whose main component is a repeating unit produced from ⁇ -olefins such as ethylene and propylene.
  • examples include homopolymers of propylene, homopolymers of ethylene, and block or random copolymers in which ethylene is copolymerized with other ⁇ -olefins (e.g., propylene, butene-1, etc.). These can be used alone or in combination as long as they contribute to the properties of the resin material.
  • the polyolefin resin used in the present invention may be either linear or branched.
  • the polyolefin resin is preferably at least one selected from the group consisting of polyethylene resins whose main component is a structural unit derived from ethylene, and polypropylene resins whose main component is a structural unit derived from propylene.
  • the polypropylene resin can be any polypropylene resin, such as isotactic, atactic, or syndiotactic.
  • Examples of the polyethylene resin include linear low density polyethylene (LLDPE), low density polyethylene (LDPE), high density polyethylene (HDPE), ultra-low density polyethylene (ULDPE), and ultra-high molecular weight polyethylene (UHMW-PE).
  • the melting point of component (A) is, for example, 100 to 350°C, preferably 130 to 300°C, more preferably 150 to 250°C, and particularly preferably 160 to 240°C.
  • the moisture content of component (A) is, for example, 200 ppm or less, preferably 170 ppm or less, and more preferably 150 ppm or less.
  • the moisture content of component (A) can be adjusted to the above range by, for example, heating and drying component (A).
  • the content of component (A) is 5 to 80 parts by mass, preferably 20 to 80 parts by mass, and more preferably 25 to 75 parts by mass, assuming that the total of components (A) and (B) in the composition of the present invention is 100 parts by mass.
  • the amount of the raw material component added (addition ratio) directly becomes the content (content ratio) in the composition and the content (content ratio) in the molded product.
  • Component (B) The composition of the present invention contains an iron-based inorganic filler as component (B).
  • component (B) a known inorganic filler containing iron can be used depending on the purpose of increasing the specific gravity, etc.
  • component (B) include iron metal, alloys of iron and other elements (hereinafter sometimes referred to as iron-based alloys), and iron-containing compounds (preferably ionic iron-containing compounds).
  • the iron metal is preferably pure iron.
  • the iron-based alloy may be an alloy of iron and other metal elements or an alloy of iron and nonmetal elements, depending on the purpose of use. Specific examples of the iron-based alloy, which are expressed by the iron and the elemental species mainly contained therein, include Fe-C alloy, Fe-Cr alloy, Fe-Cr-Mo alloy, Fe-Cr-Al alloy, Fe-Cr-Si alloy, Fe-Mn alloy, Fe-Mn-Mo alloy, Fe-Ni alloy, Fe-Ni-Cr alloy, Fe-Ni-Co alloy, Fe-Co alloy, Fe-Si alloy, and Fe-Si-Al alloy.
  • the iron concentration in the iron-based alloy is, for example, 50% by mass or more, preferably 70% by mass or more, and more preferably 80% by mass or more.
  • the iron-containing compound compounds containing divalent or trivalent iron (ionic iron), such as iron oxide, iron hydroxide, iron chloride, iron sulfide, and iron sulfate, can be used. These iron-based inorganic fillers may be used alone or in combination of two or more kinds.
  • the shape of the (B) component is not particularly limited, but it is preferably in powder form.
  • powdered iron metal include reduced iron powder, carbonyl iron powder, and atomized iron powder derived from pure iron, with carbonyl iron powder being preferred due to its high purity.
  • powdered iron-based alloys include atomized iron powder derived from iron-based alloys. Also, partially alloyed iron powder in which pure iron powder and iron-based alloy powder are adhered to each other may be used.
  • the average particle diameter D50 of component (B) is, for example, 1 to 50 ⁇ m, preferably 1 to 15 ⁇ m, more preferably 1 to 12 ⁇ m, and even more preferably 1 to 10 ⁇ m.
  • the average particle diameter D50 refers to the particle diameter at which the cumulative volumetric basis of the particle diameter is 50%.
  • Component (B) may or may not be surface-treated with a surface treatment agent.
  • surface treatment agents include phosphoric acid and silane coupling agents.
  • the content of component (B) is 20 to 95 parts by mass, preferably 20 to 80 parts by mass, and more preferably 25 to 75 parts by mass, when the total of components (A) and (B) in the composition of the present invention is 100 parts by mass.
  • the amount of the raw material component added (addition ratio) directly becomes the content (content ratio) in the composition and the content (content ratio) in the molded product.
  • the mass ratio of component (A) to component (B) (component (A)/component (B)) contained in the composition of the present invention is in the range of 5/95 to 80/20, preferably in the range of 20/80 to 80/20, and more preferably in the range of 25/75 to 75/25.
  • composition of the present invention contains at least one selected from a phosphite-based compound and a phosphate-based compound as component (C).
  • component (C) used in the present invention can be any compound selected from a phosphite-based compound and a phosphate-based compound without any particular limitation.
  • the phosphite compound (also called a phosphorous acid ester compound) is a compound containing one or more phosphorus atoms having three bonds, and each phosphorus atom is bonded with s -OH groups, t -OR a groups, and u -O-R b - groups (in the -O-R b - group, the phosphorus atom is bonded with -O-, and R b is bonded with another phosphorus atom via another -O-).
  • s + t + u 3
  • t is 1 or more
  • u is 0 when there is one phosphorus atom in one molecule of the phosphite compound, and is 1 or 2 when there are two or more phosphorus atoms.
  • s, t, and u may be different depending on the phosphorus atom, but are preferably the same.
  • s is preferably 0.
  • the number of phosphorus atoms in one molecule of the phosphite compound is preferably 1 to 4, more preferably 1 or 2, and particularly preferably 2.
  • R a may be the same as R 1 to R 3 described below.
  • the phosphite compound contains a plurality of R a , they may be different from each other, but are preferably the same.
  • R b include divalent to hexavalent, preferably divalent to tetravalent, hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms, and all of the bonds of R b are bonded to the phosphorus atom via -O-.
  • the hydrocarbon group represented by R b include aliphatic hydrocarbon groups, aromatic hydrocarbon groups, groups combining an aliphatic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group, and groups combining two or more aromatic hydrocarbon groups.
  • the phosphite compound is preferably a compound in which s is 0 (fully esterified compound), more preferably at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following formulas (C1-1) to (C1-3), and even more preferably a compound represented by the following formula (C1-1) and/or a compound represented by the following formula (C1-2).
  • R 1 to R 3 each independently represent an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms.
  • multiple R 1 's may be the same or different but are preferably the same; in formula (C1-2), multiple R 2 's may be the same or different but are preferably the same; and in formula (C1-3), multiple R 3 's may be the same or different but are preferably the same.
  • the aliphatic hydrocarbon groups represented by R 1 to R 3 preferably have 2 to 25 carbon atoms, more preferably 8 to 23 carbon atoms, and even more preferably 12 to 20 carbon atoms.
  • the aliphatic hydrocarbon groups represented by R 1 to R 3 may be saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon groups, but are preferably saturated aliphatic hydrocarbon groups.
  • the aliphatic hydrocarbon groups represented by R 1 to R 3 may be linear or branched, but are preferably linear.
  • aliphatic hydrocarbon groups examples include saturated aliphatic hydrocarbon groups such as methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, 2-ethylhexyl, n-dodecyl, n-tetradecyl, n-hexadecyl, n-octadecyl, and n-icosyl groups; and unsaturated aliphatic hydrocarbon groups such as ethenyl, propenyl, butenyl, dodecenyl, tetradecenyl, hexadecenyl, octadecenyl, and icosenyl groups.
  • saturated aliphatic hydrocarbon groups such as methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, 2-ethylhexyl, n-dodecyl, n-tetradecyl, n-hexadecy
  • the aromatic hydrocarbon group represented by R 1 to R 3 preferably has 6 to 25 carbon atoms, more preferably 7 to 23 carbon atoms, and even more preferably 10 to 20 carbon atoms.
  • Examples of the aromatic hydrocarbon groups represented by R 1 to R 3 include aryl groups such as phenyl and naphthyl groups; and alkylaryl groups in which 1 to 5 alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms are bonded to an aryl group; and the like.
  • R 1 to R 3 are preferably aromatic hydrocarbon groups having 6 to 30 carbon atoms, more preferably aromatic hydrocarbon groups having 6 to 20 carbon atoms, and even more preferably a phenyl group or a group in which 1 to 5 alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms are bonded to a phenyl group.
  • R 1 is an aromatic hydrocarbon group
  • R 1 is preferably a phenyl group or a group in which 1 to 3 alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms are bonded to a phenyl group.
  • R2 and R3 are aromatic hydrocarbon groups
  • R2 and R3 are preferably groups in which 1 to 5 alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms are bonded to a phenyl group, and more preferably groups in which at least 1 to 3 t-butyl groups are bonded to a phenyl group.
  • the bonding position of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms (preferably a t-butyl group) bonded to the phenyl group is not particularly limited, but it is preferable that the alkyl group be bonded to any one of the 2-position, 2,4-position, 2,6-position, or 2,4,6-position with respect to the bond to -O-P that the phenyl group has.
  • phosphite compounds include compounds represented by formula (C1-1) such as triphenyl phosphite, tris(p-cresyl)phosphite, tris(4-tert-butylphenyl)phosphite, trisnonylphenyl phosphite, trilauryl phosphite, trioleyl phosphite, diphenyl mono(2-ethylhexyl)phosphite, tristearyl phosphite, and tris(2,4-di-t-butylphenyl)phosphite; bis(2,4-di-t-butyl bis(2,4,6-tri-t-butylphenyl)pentaerythritol diphosphite, bis(2,6-di-t-butyl-4-methylphenyl)pentaerythritol diphosphite, distearyl pentaerythri
  • Phosphate compounds also called phosphoric acid ester compounds
  • s+t+u 3
  • t is 1 or more
  • s is preferably 1 or 2.
  • R a and R b are the same as above.
  • the phosphate compound is preferably a compound represented by the following formula (C2):
  • formula (C2) has a plurality of R a's , they may be the same or different, but are preferably the same.
  • s1 is 1 or 2.
  • the compound represented by formula (C2) may be a compound in which all R a are an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms (hereinafter may be referred to as an aromatic phosphate ester compound), or a compound in which all R a are an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms (hereinafter may be referred to as an aliphatic phosphate ester compound).
  • an aromatic phosphate ester compound is preferable, and a compound in which s1 is 1 or 2 (acid type compound) is more preferable, and a compound represented by the following formula (C2-1) is even more preferable.
  • R 4 is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and n is 1 or 2.
  • the plurality of R 4s when a plurality of R 4s are present, the plurality of R 4s may be the same or different, but are preferably the same.
  • the number of carbon atoms in the aliphatic hydrocarbon group represented by R 4 is preferably 1 to 25, more preferably 2 to 23, and even more preferably 2 to 20.
  • R 4 is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms (preferably 1 to 8, more preferably 1 to 5)
  • the effect of suppressing an increase in fluidity during heating and the effect of improving the tensile strength of the resulting molded article are even more excellent.
  • the content of the phosphate-based compound in which R 4 is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms (preferably 1 to 8, more preferably 1 to 5) in the formula (C2-1) is preferably 20% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, even more preferably 50% by mass or more, and particularly preferably 80% by mass or more, out of 100% by mass of the total of the component (C), and may be 100% by mass. Furthermore, by using a phosphate compound in which R 4 has 8 to 23 or 12 to 20 carbon atoms, the effect of improving the tensile elongation of the obtained molded article becomes even more excellent.
  • Examples of the aliphatic hydrocarbon group represented by R4 include the same groups as those explained as the aliphatic hydrocarbon groups represented by R1 to R3 , and among them, a straight-chain aliphatic hydrocarbon group is preferred, and a straight-chain saturated aliphatic hydrocarbon group is more preferred.
  • n may be 1 or 2, and a mixture of a compound where n is 1 and a compound where n is 2 may be used.
  • phosphate compounds include mono- or di-methyl acid phosphate, mono- or di-ethyl acid phosphate, mono- or di-butyl acid phosphate, mono- or di-2-ethylhexyl phosphate, mono- or di-lauryl acid phosphate, mono- or di-stearyl acid phosphate, and mono- or di-oleyl acid phosphate. These phosphate compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the phosphate compound is preferably at least one selected from the group consisting of mono-ethyl acid phosphate, di-ethyl acid phosphate, mono-stearyl acid phosphate, and di-stearyl acid phosphate.
  • phosphate compounds such as LBT-1830 and LBT-1813 manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd., JP-502 manufactured by Johoku Chemical Industry Co., Ltd., and Adeka STAB AX-71 manufactured by ADEKA Corporation.
  • component (C) one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the (C) component is preferably at least one selected from phosphate-based compounds.
  • the component (C) is preferably at least one selected from the group consisting of the compounds represented by the formulas (C1-1), (C1-2), and (C2-1).
  • the component (C) is preferably at least one selected from the phosphite-based compounds in which R 1 in (C1-1) is an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms (preferably 6 to 20), the phosphite-based compounds in (C1-2) are an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms (preferably 6 to 20), and the phosphate-based compounds in (C2-1) are an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 25), and more preferably at least one selected from the phosphite-based compounds in (C1-1) are an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms (preferably 6 to 20), and the phosphat
  • the content of the (C) component is 5 parts by mass or less, preferably 0.02 to 1.4 parts by mass, more preferably 0.03 to 1.2 parts by mass, particularly preferably 0.03 to 1.0 parts by mass, and most preferably 0.1 to 1.0 parts by mass, based on 100 parts by mass of the total of the (A) component and the (B) component.
  • the (C) component is considered to be responsible for the surface coating of the (B) component.
  • the composition of the present invention may be suppressed from increasing in fluidity during heating, and may also be improved in mechanical properties.
  • the content is 0.02 parts by mass or more, the desired properties are better.
  • the component (C) starts to act as a plasticizer, so by keeping the content at 5 parts by mass or less, particularly 1.4 parts by mass or less, the desired properties are improved.
  • component (C) is, for example, 0.01 to 10 parts by mass, preferably 0.03 to 5 parts by mass, more preferably 0.04 to 3 parts by mass, even more preferably 0.05 to 2.5 parts by mass, and particularly preferably 0.05 to 1.5 parts by mass, per 100 parts by mass of component (B).
  • the total content of components (A), (B), and (C) in the composition of the present invention is preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, and even more preferably 98% by mass or more, and may be 100% by mass or 99.5% by mass or less.
  • composition of the present invention may or may not contain various additives such as antioxidants, heat stabilizers, ultraviolet absorbers, antistatic agents, dyes, pigments, lubricants, plasticizers, mold release agents, crystallization accelerators, crystal nucleating agents, epoxy compounds, particle dispersants, etc., depending on the purpose.
  • the amount of these various additives is preferably 10 parts by mass or less in total, more preferably 5 parts by mass or less, and even more preferably 2 parts by mass or less, when the total of the components (A) and (B) is 100 parts by mass.
  • the antioxidant is preferably a hindered phenol-based antioxidant, specifically, 3,5-di-t-butyl-4-hydroxy-toluene, n-octadecyl- ⁇ -(4'-hydroxy-3',5'-di-t-butylphenyl)propionate, tetrakis[methylene-3-(3',5'-di-t-butyl-4'-hydroxyphenyl)propionate]methane, 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris(3',5'-di-t-butyl-4'-hydroxybeta)propionate, benzyl)benzene, calcium (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl-monoethyl-phosphate), triethylene glycol-bis[3-(3-t-butyl-5-methyl-4-hydroxyphenyl)propionate], 3,9-bis[1,1-dimethyl-2- ⁇ -(3-t-butyl
  • antioxidants may be used alone or as a mixture.
  • the amount of the antioxidant is preferably 5 parts by mass or less, more preferably 3 parts by mass or less, and even more preferably 1 part by mass or less, when the total of the (A) and (B) components is 100 parts by mass.
  • the release agent may be a long-chain fatty acid or its ester or metal salt, an amide compound, polyethylene wax, silicone, or polyethylene oxide.
  • a fatty acid having 12 or more carbon atoms is particularly preferable, and examples thereof include stearic acid, 12-hydroxystearic acid, behenic acid, and montanic acid.
  • Part or all of the carboxylic acid may be esterified with monoglycol or polyglycol, or may form a metal salt.
  • the amide compound include ethylene bis terephthalamide and methylene bis stearylamide. These release agents may be used alone or as a mixture.
  • the amount of the release agent is preferably 5 parts by mass or less, more preferably 3 parts by mass or less, and even more preferably 1 part by mass or less, when the total of the (A) and (B) components is 100 parts by mass.
  • Particle dispersants include fatty acid metal salts, fatty acid esters, fatty acid amides, and low molecular weight polymer-type dispersants.
  • the amount of particle dispersant is preferably 5 parts by mass or less, more preferably 3 parts by mass or less, and even more preferably 1 part by mass or less, when the total of the (A) and (B) components is 100 parts by mass.
  • the composition of the present invention does not usually contain any components other than those mentioned above (e.g., thermosetting resins, fiber components such as glass fibers, etc.), but may contain them as necessary.
  • the amount of thermosetting resin in the composition of the present invention may be 0.2 mass% or less, and the amount of fiber components in the composition of the present invention may be 4 mass% or less.
  • the method for producing the composition of the present invention is not particularly limited, but for example, the composition can be obtained by dry blending the components (A), (B), and (C) as well as other components used as necessary, and then melt-kneading the mixture using a single-screw or twin-screw melt-kneader or a typical thermoplastic resin mixer such as a kneader heater. If necessary, the mixture can then be pelletized in a granulation process. If necessary, the component (B) can be pretreated (mixed) with the component (C) and then mixed with the component (A).
  • the composition of the present invention is excellent in mass productivity because the increase in fluidity during heating is suppressed.
  • the ⁇ MFR of the composition of the present invention measured according to ISO1133 and calculated by the following formula, is, for example, 80 g/10 min or less, preferably 50 g/10 min or less, preferably 40 g/10 min or less, more preferably 30 g/10 min or less, and may be 20 g/10 min or less or 10 g/10 min or less.
  • the lower limit of the ⁇ MFR of the composition of the present invention is not particularly limited, but may be 1 g/10 min or more.
  • ⁇ MFR (MFR at 20 minute residence time) - (MFR at 5 minute residence time) (In the formula, the 20-minute residence MFR is the melt flow rate measured with a preheating time of 20 minutes, and the 5-minute residence MFR is the melt flow rate measured with a preheating time of 5 minutes.
  • the load used in measuring the melt flow rate is 2160 g, and the measurement temperature is the melting point of component (A) + 25° C.)
  • the measurement temperature is preferably the melting point of the component (A) having the highest melting point + 25°C.
  • the above ⁇ MFR can be measured according to the method shown in the examples below.
  • the molding method of the composition is not particularly limited, and injection molding, extrusion molding, press molding, blow molding, etc. can be used. Injection molding is preferred because of the high degree of freedom in the shape of the molded article obtained. In addition, the excellent effect of suppressing an increase in fluidity upon heating and the effect of improving mechanical properties of the composition of the present invention are easily exhibited during injection molding, so injection molding is preferred.
  • the molded article produced from the composition of the present invention contains the component (A) and the component (B) in a mass ratio (component (A)/component (B)) in the range of 5/95 to 80/20, and contains the component (C) in an amount not exceeding 5 parts by mass per 100 parts by mass of the total of the components (A) and (B).
  • the molded article may also contain the various additives described above as other components.
  • the preferred embodiments of the types and amounts of each component contained in the molded article are the same as those described above.
  • the composition of the present invention is preferably subjected to injection molding, i.e., a molded article produced from the composition of the present invention preferably has a gate mark.
  • gate mark refers to a mark such as unevenness formed due to a gate for injecting the composition when a molded article is produced by injection molding.
  • Examples 1 to 19 and Comparative Examples 1 to 7 > In Examples 1 to 19 and Comparative Examples 1 to 7, the following raw materials were used as components of the compositions.
  • Polyester elastomer (A-3) was produced by the following method: 70 parts by mass of polybutylene terephthalate (PBT) having a
  • polyester elastomer (A-3).
  • A-4 Polyester elastomer, melting point 180°C, resin drying temperature 100°C Polyester elastomer of terephthalic acid (TPA)/1,4-butanediol (BD)/polyoxytetramethylene glycol (PTMG: number average molecular weight 2000) 100/75/25 (mol%) (reduced viscosity: 2.50 dl/g, acid value: 21 eq/ton, Shore D hardness: 31)
  • TPA terephthalic acid
  • BD butanediol
  • PTMG number average molecular weight 2000
  • ⁇ Reduced Viscosity> 0.05 g of a sample was dissolved in 25 ml of a mixed solvent (phenol/tetrachloroethane 60/40 (mass ratio)), and the viscosity was measured at 30°C using an Ostwald viscometer (unit: dl/g).
  • the indicator used was 0.10 g of phenolphthalein dissolved in a mixture of 50 ml of ethanol and 50 ml of water.
  • Component (B) B-1: DAP-410L (manufactured by Daido Steel Co., Ltd., Fe-Cr-Si alloy)
  • C-3 Clariant's "PEP-36” (bis(2,6-di-t-butyl-4-methylphenyl)pentaerythritol diphosphite)
  • C-4 "JP-360” (triphenyl phosphite) manufactured by Johoku Chemical Industry Co., Ltd.
  • C-5 "JP-318E” (tristearyl phosphite, P( OC18H37 )) manufactured by Johoku Chemical Industry Co. , Ltd.
  • C-6 "PEP-Q"(tetrakis(2,4-di-tert-butylphenyl)-4,4'-biphenyl diphosphonate) manufactured by Clariant (compound of the following formula)
  • C-7 "JC-263” (triphenylphosphine) manufactured by Johoku Chemical Industry Co., Ltd.
  • Antioxidant IRGANOX1010 manufactured by BASF Release agent: LICOWAX-OP manufactured by Clariant
  • Tables 1 to 3 The components shown in Tables 1 to 3 were dry blended in the ratios of contents (parts by mass) shown in Tables 1 to 3, and melt-kneaded using a twin-screw extruder (STS-35 manufactured by COPERION) under conditions of a cylinder temperature set to the melting point of each component (A) + 25°C, a discharge rate of 20 kg/hr, and a screw rotation speed of 180 rpm to produce pellets of each composition. The resulting pellets were used to carry out the measurements described below. The measurement results for the compositions of Examples 1 to 19 and Comparative Examples 1 to 7 are shown in Tables 1 to 3.
  • ⁇ Increase in fluidity upon heating > The degree of increase in fluidity when the composition was heated was evaluated based on the melt flow rate measurement results with different preheating times.
  • the preheating time was regarded as the heating time of the composition. Specifically, using a melt indexer (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho), pellets with a moisture content of 200 ppm or less were dried for 3 hours at a predetermined resin drying temperature corresponding to each (A) component, and the 20-minute residence MFR and the 5-minute residence MFR were measured under a load of 2160 g according to ISO1133.
  • the test temperature was the melting point of the (A) component + 25°C (250°C for the polybutylene terephthalate resins of A-1 and A-2, 230°C for the polyester elastomer resin of A-3, 205°C for the polyester elastomer resin of A-4, and 250°C for the polyamide resin of A-5).
  • the measurement results obtained were substituted into the following formula to determine ⁇ MFR.
  • ⁇ MFR (MFR at 20 minute residence time) - (MFR at 5 minute residence time) (In the formula, the 20-minute residence MFR is the melt flow rate measured by a method conforming to ISO 1133 with a preheating time of 20 minutes, and the 5-minute residence MFR is the melt flow rate measured by a method conforming to ISO 1133 with a preheating time of 5 minutes.)
  • the obtained pellets were injection molded using an injection molding machine (J110AD-110H manufactured by Japan Steel Works, Ltd.) at a cylinder temperature of the melting point of each (A) component + 25°C, a mold temperature of 50°C, an injection speed of 50 mm/sec, and a holding pressure of 40 MPa to obtain ISO dumbbell test pieces according to ISO 3167.
  • the obtained test pieces were subjected to tensile tests according to ISO-527-1 and ISO-527-2.
  • thermoplastic resin (A) in which the thermoplastic resin (A) is mixed with the iron-based inorganic filler (B) and the phosphite compound and/or phosphate compound (C) in a specific range of ratios, the increase in fluidity upon heating is suppressed, whereas in the compositions of Comparative Examples 1, 5, 6, and 7, which do not contain the specific (C) component, the increase in fluidity upon heating is large, raising concerns about adverse effects on the appearance and mass productivity of molded articles obtained from the compositions.
  • Example 3 and Comparative Example 2 show that the same tendency is observed even when the types and quantitative ratios of the (A) and (B) components are changed. Furthermore, the above comparison confirms an improvement in the mechanical properties (tensile strength, tensile elongation), and that the effect of improving the mechanical properties is even more excellent when the content of the (C) component is adjusted to 0.02 to 1.4 parts by mass per 100 parts by mass of the total of the (A) and (B) components.
  • this is an innovative material that can achieve not only weight reduction by replacing metals, etc., but also improvement in the freedom of shape, improvement in molding cycle property, and improvement in the mechanical properties of the material.

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Abstract

本発明は、加熱時の流動性上昇抑制作用に優れた、熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーと共に鉄系無機充填材を含有する組成物を提供することを課題とする。本発明の組成物は、熱可塑性樹脂および熱可塑性エラストマーから選ばれる少なくとも1種である(A)成分と鉄系無機充填材である(B)成分とを質量比((A)成分/(B)成分)が5/95~80/20となる範囲で含み、前記(A)成分と前記(B)成分の合計100質量部に対して、ホスファイト系化合物およびホスフェート系化合物から選ばれる少なくとも1種である(C)成分を5質量部を超えない範囲の量で含むことを特徴とする。

Description

熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーを有する組成物
 本発明は、加熱時の流動性上昇抑制作用に優れた、熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーを有する組成物に関する。
 一般的に、熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーと共に、鉄系無機充填材(鉄系フィラー)を含有した組成物は、制振用途向け、高比重用途向け、ノイズ防止用途向け等に用いられる。また、前記鉄系無機充填材は顔料としても使用される場合もある。さらに、熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーへ鉄系無機充填材を練りこむことにより得られた組成物の用途としては、プラスチックマグネットが挙げられる。プラスチックマグネットとは、いわゆるボンド磁石と呼ばれるもので、焼結磁石と比べて、射出成形、押出成形が可能で形状自由度があること、焼結磁石より割れや欠けも発生しにくいこと、磁気回路設計の自由度があり、モーターのコギングの低減、センサーの精度向上が可能であること、一体成形やインサート成形が可能であるため接着、貼り合わせの工程の省略可や最終製品の小型化、軽量化が可能であること、などの利点がある。このような熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーへ鉄系無機充填材を練りこむことで得られる組成物の用途を拡大していくためには、幅広い樹脂やエラストマーに向けた展開を進める必要がある。
 特許文献1には、制振用途向けの組成物が開示されている。特許文献1では、熱膨張性無機物と真比重3.0以上の無機充填材とを含有する樹脂組成物により、薄くて顕著な耐火性能を発現し、さらに遮音制振効果を発揮することを達成している。本組成の無機充填材の例として、鉄が挙げられている。
 特許文献2には、高比重用途向けの組成物が開示されている。特許文献2の組成物は、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂を含有し、鉄、ニッケル及び銅の群より選ばれた1つ以上の物質の粉末を5~20質量%含有し、残部がタングステン粉末またはタングステン合金粉末および不可避不純物からなる組成を有し、比重が10~13に調整されていることを特徴とする樹脂組成物である。こちらは、従来鉛が使用されていたが、鉛のもつ有毒性から、その使用が制限されつつあり、この鉛に代わる無害な材料として、タングステンと鉄、ニッケル、銅の群より選ばれた1つ以上の物質の粉末を使用することが有効と挙げられている。
 特許文献3では、酸性リン酸エステル化合物を含有する熱硬化性樹脂または室温硬化性樹脂の中に金属粉末が分散したことを特徴とする樹脂組成物が、リアクトル向けに使用されている。前記金属粉末としては、鉄粉または鉄と珪素との合金粉末が使用されており、その理由としては磁歪が小さく、磁性材料として好適であるためであることが記載されている。
 また、特許文献4では、6ナイロンにステンレス粉末、ガラス繊維、カーボンブラック、飽和脂肪族カルボン酸化合物を配合してなることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物が開示されており、鉄系フィラーであるステンレス粉末を使用することで、成形品表面の黒色度に優れた重量感のある熱可塑性樹脂組成物を提供することができると記載されている。
 特許文献5には、熱可塑性樹脂と鉄粉とからなる高比重熱可塑性樹脂組成物が開示されており、前記鉄粉が酸化被膜で覆われたものを使用することにより、金属的な重量感を損なうことなく、優れためっき加工性、密着強度および混練り成形加工性を有した熱可塑性樹脂組成物が得られることを見出している。
特開2002-105328号公報 特開2005-106424号公報 特開2010-235729号公報 特許第3261274号 特開平6-88012号公報
 しかしながら、熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマーに鉄系無機充填材を含有させると、樹脂やエラストマーを加熱するにつれて流動性が上がっていく現象が見られることが新たに判明した。流動性が上がると成形時に過充填が発生し、得られる成形品の量産性に悪影響が生じる場合がある。特に射出成形において、その影響は顕著である。
 本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーと鉄系無機充填材のみを含む場合に比べて、加熱時の流動性の上昇を抑制できる組成物を提供することを課題とする。
 本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーに鉄系無機充填材が含有される際、ホスファイト系化合物およびホスフェート系化合物から選ばれる少なくとも1種をさらに含有させることで、加熱時の流動性の上昇を抑制でき(このため、組成物の熱安定性・滞留安定性が向上して、樹脂やエラストマーの劣化を抑制でき)、前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のものを提供する。
[1] 熱可塑性樹脂および熱可塑性エラストマーから選ばれる少なくとも1種である(A)成分と鉄系無機充填材である(B)成分とを質量比((A)成分/(B)成分)が5/95~80/20となる範囲で含み、前記(A)成分と前記(B)成分の合計100質量部に対して、ホスファイト系化合物およびホスフェート系化合物から選ばれる少なくとも1種である(C)成分を5質量部を超えない範囲の量で含むことを特徴とする組成物。
[2] ISO 1133に従った測定による、下記式により求められるΔMFRが50g/10min以下であることを特徴とする[1]に記載の組成物。
ΔMFR=(20分滞留時MFR)-(5分滞留時MFR)
(式中、20分滞留時MFRとは、予熱時間を20分にして測定されるメルトフローレートであり、5分滞留時MFRとは、予熱時間を5分にして測定されるメルトフローレートである。なお、メルトフローレート測定時の荷重は2160gとし、測定温度は(A)成分の融点+25℃とする。)
[3] 前記(A)成分が、ポリエステル系樹脂、ポリエステルエラストマー、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、及びポリオレフィン系樹脂よりなる群から選ばれる1種類以上を含有することを特徴とする、[1]又は[2]に記載の組成物。
[4] 前記(C)成分が、下記式(C1-1)で表される化合物、下記式(C1-2)で表される化合物、及び下記式(C2-1)で表される化合物から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする、[1]~[3]のいずれかに記載の組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004

[式(C1-1)中、R1は、炭素数1~30の脂肪族炭化水素基または炭素数6~30の芳香族炭化水素基を表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005

[式(C1-2)中、R2は、炭素数1~30の脂肪族炭化水素基または炭素数6~30の芳香族炭化水素基を表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006

[式(C2-1)中、R4は炭素数1~30の脂肪族炭化水素基であり、nは1あるいは2である。]
[5] 前記(B)成分が、鉄金属、鉄と他の元素との合金、イオン性鉄含有化合物よりなる群から選ばれる1種類以上であり、前記鉄と他の元素との合金は、Fe-C合金、Fe-Cr合金、Fe-Cr-Mo合金、Fe-Cr-Al合金、Fe-Cr-Si合金、Fe-Mn合金、Fe-Mn-Mo合金、Fe-Ni合金、Fe-Ni-Cr合金、Fe-Ni-Co合金、Fe-Co合金、Fe-Si合金、Fe-Si-Al合金のいずれかであることを特徴とする、[1]~[4]のいずれかに記載の組成物。
[6] 熱可塑性樹脂および熱可塑性エラストマーから選ばれる少なくとも1種である(A)成分と鉄系無機充填材である(B)成分とを質量比((A)成分/(B)成分)が5/95~80/20となる範囲で含み、前記(A)成分と前記(B)成分の合計100質量部に対して、ホスファイト系化合物およびホスフェート系化合物から選ばれる少なくとも1種である(C)成分を5質量部を超えない範囲の量で含む成形品。
[7] ゲート痕を有する[6]に記載の成形品。
 本発明によれば、(A)熱可塑性樹脂および熱可塑性エラストマーから選ばれる少なくとも1種、(B)鉄系無機充填材に、(C)ホスファイト系化合物およびホスフェート系化合物から選ばれる少なくとも1種を特定量混合させることにより、加熱時の流動性の上昇が抑制された組成物を得ることができる。また本発明によれば、得られる成形品の機械物性の向上が可能であってもよい。
 さらに(C)ホスファイト系化合物およびホスフェート系化合物から選ばれる少なくとも1種として、特定のものを選択することで、得られる成形品の機械物性向上がいっそう優れた組成物を得ることができる。
 以下、本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の要旨を限定するものではない。
 [(A)成分]
 本発明の組成物において、ベース成分(マトリックス成分)として用いられる(A)成分は、熱可塑性樹脂および熱可塑性エラストマーから選ばれる少なくとも1種である。
 前記熱可塑性樹脂としては、特に限定されるものではないが、代表的にはポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等が挙げられる。これら熱可塑性樹脂は、単独で用いてもよく2種以上を組み合わせてもよい。
 前記熱可塑性エラストマーとしては、特に限定されるものではないが、代表的にはポリエステルエラストマーが挙げられる。
 (A)成分は、単独で用いてもよく2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 (A)成分の中でも、特に、ポリエステル系樹脂、ポリエステルエラストマー、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂などのようにエステル骨格及び/又はアミド骨格を主鎖の繰り返し部に有する樹脂及び/又はエラストマー(以下、エステル・アミド系樹脂及び/又はエラストマーという)が好ましく、エステル骨格を主鎖の繰り返し部に有する樹脂及び/又はエラストマー(以下、エステル系樹脂及び/又はエラストマーという)がより好ましい。(A)成分(特にエステル・アミド系樹脂及び/又はエラストマー)は、(B)成分である鉄系無機充填材と溶融混練すると、加熱によって流動性が上がりやすくなるが、本発明においては、(C)成分であるホスファイト系化合物およびホスフェート系化合物から選ばれる少なくとも1種を共存させておくことによって流動性の上昇を抑制できる。
 (A)成分としては、エステル・アミド系樹脂及び/又はエラストマーが好ましく、ポリエステル系樹脂(但し、液晶ポリエステル系樹脂は除く)、ポリアミド系樹脂、及びポリエステルエラストマーからなる群より選択される少なくとも1種であることがより好ましく、ポリエステル系樹脂(但し、液晶ポリエステル系樹脂は除く)、及びポリエステルエラストマーからなる群より選択される少なくとも1種であることがさらに好ましく、ポリエステル系樹脂(但し、液晶ポリエステル系樹脂は除く)であることが特に好ましい。ポリエステル系樹脂(但し、液晶ポリエステル系樹脂は除く)及びポリエステルエラストマーは吸水率が低く、得られる成形品の寸法安定性を良好にするのに有用である。
 ポリエステル系樹脂としては、芳香族ジカルボン酸単位とジオール単位とを構成単位とする芳香族ポリエステル樹脂であることが好ましい。
 前記構成単位となる芳香族ジカルボン酸としては、特に限定されないが、具体例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸などのベンゼンジカルボン酸類;2,6-ナフタレンジカルボン酸、1,5-ナフタレンジカルボン酸などのナフタレンジカルボン酸類;1,2-ビス(フェノキシ)エタン-p,p’-ジカルボン酸、ジフェニル-p,p-ジカルボン酸などの2つのカルボキシフェニル基を有する化合物;及びこれらの機能的誘導体などが挙げられる。これら芳香族ジカルボン酸は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。前記構成単位となる芳香族ジカルボン酸としては、好ましくはテレフタル酸、イソフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、ジフェニル-p,p-ジカルボン酸であり、これらは結晶化速度が速く成形性が良好な傾向にある。特に好ましくは、テレフタル酸、イソフタル酸などのベンゼンジカルボン酸類、2,6-ナフタレンジカルボン酸などのナフタレンジカルボン酸類である。
 なお前記芳香族ジカルボン酸単位は、例えば、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸エステル、又はその塩を原料とするエステル合成によって導入されるものである。原料となる芳香族ジカルボン酸エステルとしては、芳香族ジカルボン酸のモノアルキルエステル、芳香族ジカルボン酸のジアルキルエステルが挙げられ、芳香族ジカルボン酸のジアルキルエステルが好ましい。好ましい原料としては、テレフタル酸、テレフタル酸ジメチルエステル、イソフタル酸、イソフタル酸ジメチルエステル、2,6-ナフタレンジカルボン酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステルである。
 更に、芳香族ポリエステル樹脂では、芳香族ジカルボン酸単位の一部を、芳香族ジカルボン酸単位以外のジカルボン酸単位(以下、他のジカルボン酸単位という)に置き換えることもできる。前記他のジカルボン酸単位となる他のジカルボン酸としては、アジピン酸、セバシン酸、コハク酸、グルタル酸、1,10-デカンジカルボン酸、ダイマー酸等の飽和又は不飽和の脂肪族ジカルボン酸及びその機能的誘導体;ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸及びその機能的誘導体;等が挙げられる。他のジカルボン酸単位は、芳香族ジカルボン酸単位と他のジカルボン酸単位の合計(全ジカルボン酸単位)中、好ましくは50モル%未満、より好ましくは40モル%未満、さらに好ましくは30モル%未満である。前記量が50モル%未満だとポリエステル系樹脂の結晶性が良好であり、成形性、耐熱性がより良好になる傾向にある。
 芳香族ポリエステルを構成する前記ジオール(単位)としては、特に限定されないが、具体的には、アルキレングリコール類(例えば、エチレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール)等の脂肪族グリコール;1,4-シクロヘキサンジメタノール、1,4-シクロヘキサンジオール等の脂環族グリコール;ビスフェノールA、ハイドロキノン、2,2-ビス(4-β-ヒドロキシエトキシフェニル)プロパン等の芳香族ジオール;等が挙げられる。これらジオール(単位)は、単独でもよく、2種以上を組み合わせてもよい。
 前記ジオール(単位)としては、脂肪族グリコール、及び脂環族グリコールからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましく、炭素数2~8のアルキレングリコール類であることがより好ましい。より具体的には、エチレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、及び1,4-シクロヘキサンジメタノールからなる群から選択される少なくとも1種であり、より好ましくは、エチレングリコール及び/又は1,4-ブタンジオールである。
 芳香族ポリエステル樹脂としては、具体的にはポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート、ポリへキシレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンイソフタレート/テレフタレート共重合体、ポリプロピレンイソフタレート/テレフタレート共重合体、ポリブチレンイソフタレート/テレフタレート共重合体、ポリエチレンテレフタレート/ナフタレート共重合体、ポリプロピレンテレフタレート/ナフタレート共重合体、ポリブチレンテレフタレート/ナフタレート共重合体、ポリブチレンテレフタレート/デカンジカルボキシレート共重合体、ポリエチレンテレフタレート/シクロヘキサンジメチレンテレフタレート共重合体、ポリエチレンテレフタレート/サクシネート共重合体、ポリプロピレンテレフタレート/サクシネート共重合体、ポリブチレンテレフタレート/サクシネート共重合体、ポリエチレンテレフタレート/アジペート共重合体、ポリプロピレンテレフタレート/アジペート共重合体、ポリブチレンテレフタレート/アジペート共重合体、ポリエチレンテレフタレート/セバケート共重合体、ポリプロピレンテレフタレート/セバケート共重合体、ポリブチレンテレフタレート/セバケート共重合体、ポリエチレンテレフタレート/イソフタレート/アジペート共重合体、ポリプロピレンテレフタレート/イソフタレート/アジペート共重合体、ポリブチレンテレフタレート/イソフタレート/サクシネート共重合体、ポリブチレンテレフタレート/イソフタレート/アジペート共重合体、ポリブチレンテレフタレート/イソフタレート/セバケート共重合体、ビスフェノールA/テレフタル酸重合体、ビスフェノールA/イソフタル酸重合体、ビスフェノールA/テレフタル酸/イソフタル酸共重合体等が挙げられる。
 また、前記ポリエステル系樹脂としては、液晶ポリエステル系樹脂も例示される。液晶ポリエステル系樹脂としては、p-ヒドロキシ安息香酸/エチレングリコール/テレフタル酸共重合体、ヒドロキシナフトエ酸/p-ヒドロキシ安息香酸共重合体、ビフェノール/安息香酸/p-ヒドロキシ安息香酸共重合体等が挙げられる。
 中でも、前記ポリエステル系樹脂としては、液晶ポリエステル系樹脂以外の芳香族ポリエステル樹脂であることが好ましい。液晶ポリエステル系樹脂以外の芳香族ポリエステル樹脂の中でも、芳香族ジカルボン酸とアルキレングリコール類とを構成単位とする重合体であることが好ましく、芳香族ジカルボン酸と炭素数2~8のアルキレングリコール類とを構成単位とする重合体であることがより好ましく、テレフタル酸と炭素数2~8のアルキレングリコール類とを構成単位とする重合体であることがさらに好ましい。また耐熱性および成形性の観点からは、ポリエチレンテレフタレート(PET)及びポリブチレンテレフタレート(PBT)からなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、特にポリブチレンテレフタレート(PBT)が好ましい。
 ポリエステル系樹脂の固有粘度は、0.5~1.8dl/gであることが好ましく、より好ましくは0.6~1.5dl/gである。ポリエステル系樹脂の固有粘度を所定値以上とすることにより、耐久性を高めることができ、ポリエステル系樹脂の固有粘度を所定値以下とすることにより、射出成形などの加工性を高めることができる。
 ポリエステルエラストマーとしては、芳香族ジカルボン酸と脂肪族及び/又は脂環族のグリコールを構成単位とするポリエステルからなるハードセグメントと、脂肪族ポリエーテル、脂肪族ポリエステル及び脂肪族ポリカーボネートから選ばれる少なくとも1種のソフトセグメントが結合したポリエステルエラストマーであることが好ましい。
 ハードセグメントのポリエステルを構成する芳香族ジカルボン酸としては、前述の芳香族ポリエステル樹脂で例示の芳香族ジカルボン酸単位が挙げられ、好ましい態様も同様である。また、前述の芳香族ポリエステル樹脂と同様、芳香族ジカルボン酸以外のジカルボン酸を構成単位として含んでいてもよく、その好ましい態様も前記と同様である。
 また、ハードセグメントのポリエステルを構成する脂肪族グリコール及び脂環族グリコールとしては、前述の芳香族ポリエステル樹脂で例示の脂肪族グリコール、脂環族グリコールが挙げられ、好ましい態様も同様である。
 前記ハードセグメントとしては、芳香族ジカルボン酸と炭素数2~8のアルキレングリコール類を構成単位とするポリエステルであることが好ましく、テレフタル酸と炭素数2~8のアルキレングリコール類を構成単位とするポリエステルであることがより好ましい。また耐熱性および成形性の観点からは、ポリエチレンテレフタレート(PET)及びポリブチレンテレフタレート(PBT)からなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、特にポリブチレンテレフタレート(PBT)が好ましい。
 ハードセグメントを構成するポリエステルとして好適な芳香族ポリエステルを事前に製造し、その後ソフトセグメント成分と共重合させる場合、該芳香族ポリエステルは、通常のポリエステルの製造法に従って容易に得ることができる。また、かかるポリエステルは、数平均分子量10000~40000を有しているものが望ましい。
 前記ポリエステルエラストマーのソフトセグメントを構成する脂肪族ポリエーテルとしては、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール、ポリオキシヘキサメチレングリコール、ポリオキシトリメチレングリコール、エチレンオキシドとプロピレンオキシドの共重合体、ポリオキシエチレングリコールのエチレンオキシド付加物、エチレンオキシドとテトラヒドロフランの共重合体などの、炭素数2~10のアルカンジオールの1種または2種以上を構成単位とするポリエーテルが挙げられる。脂肪族ポリエーテルの数平均分子量は、例えば、300~5000、好ましくは500~4000、より好ましくは700~2500である。
 前記ソフトセグメントを構成する脂肪族ポリエステルとしては、ポリ(ε-カプロラクトン)、ポリエナントラクトン、ポリカプリロラクトン、ポリブチレンアジペートなどの、エステル基と炭素数2~12のアルキレン基とが繰り返す脂肪族ポリエステルが挙げられる。脂肪族ポリエステルの数平均分子量は、例えば、300~5000、好ましくは500~4000、より好ましくは700~2000である。
 前記ソフトセグメントを構成する脂肪族ポリカーボネートとしては、炭酸単位と脂肪族ジオール単位とから構成される樹脂が挙げられ、前記脂肪族ジオールとしては炭素数2~12の脂肪族ジオールであることが好ましい。これらの脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,3-プロピレングリコール、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、1,8-オクタンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタンジオール、1,9-ノナンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオールなどが挙げられる。特に、得られるポリエステルエラストマーの柔軟性や低温特性の点より炭素数5~12の脂肪族ジオールが好ましい。これらの成分は、単独で用いてもよいし、必要に応じて2種以上を併用してもよい。脂肪族ポリカーボネートの数平均分子量は、例えば、300~15000、好ましくは500~13000である。
 ポリエステルエラストマーにおいて、ハードセグメントとソフトセグメントの組成比(ハードセグメント/ソフトセグメント)は、質量基準で、40/60~95/5が好ましく、より好ましくは50/50~95/5、さらに好ましくは55/45~90/10である。
 ポリエステルエラストマーの還元粘度は、0.5dl/g以上3.5dl/g以下であることが好ましく、1.0dl/g以上3.0dl/g以下であることがより好ましく、1.1dl/g以上2.8dl/g以下であることがさらに好ましい。ポリエステルエラストマーの還元粘度を所定値以上とすることにより、耐久性を高めることができ、ポリエステルエラストマーの還元粘度を所定値以下とすることにより、射出成形などの加工性を高めることができる。
 ポリエステルエラストマーの酸価は5~200eq/tonが好ましく、より好ましくは10~80eq/tonである。
 ポリエステルエラストマーのショアD硬度は、25~75が好ましく、より好ましくは25~65である。
 ポリカーボネート系樹脂としては、炭酸単位とジオール単位とから構成される樹脂である限り特に制限されず、例えば、炭酸単位と芳香族ジオール単位を構成単位とする芳香族ポリカーボネート樹脂、炭酸単位と脂肪族ジオール単位を構成単位とする脂肪族ポリカーボネート樹脂、炭酸単位と芳香族ジオール単位と脂肪族ジオール単位を構成単位とする芳香族-脂肪族ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。
 ポリカーボネート系樹脂を構成する前記芳香族ジオールとしては、ポリエステル系樹脂の構成単位として説明した芳香族ジオールと同様の化合物が例示される。
 ポリカーボネート系樹脂を構成する前記脂肪族ジオールとしては、ポリエステルエラストマーのソフトセグメントを構成する脂肪族ポリカーボネートの構成単位として説明した脂肪族ジオールと同様の化合物が例示される。
 ポリアミド系樹脂とは、アミノ酸、ラクタム、およびジアミンとジカルボン酸のいずれかを主たる原料として得られる樹脂である。アミノ酸を重縮合することで、ラクタムを開環重合することで、或いはジアミンとジカルボン酸とを重縮合することでポリアミド系樹脂が得られる。アミノ酸、ラクタム、およびジアミンとジカルボン酸の量は、ポリアミド樹脂を構成する原料中、好ましくは50モル%以上、より好ましくは70モル%以上、さらに好ましくは85モル%以上である。
 前記アミノ酸としては、6-アミノカプロン酸、11-アミノウンデカン酸、12-アミノドデカン酸などの炭素数4~15程度のアミノ脂肪族カルボン酸;パラアミノメチル安息香酸などのアミノ芳香族カルボン酸;等が挙げられる。
 前記ラクタムとしては、ε-カプロラクタム、ω-ラウロラクタムなどの炭素数5~15程度の脂肪族ラクタムが挙げられる。
 前記ジアミンとしては、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、2,2,4-/2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジアミン、5-メチルノナメチレンジアミン、2,4-ジメチルオクタメチレンジアミン、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1-アミノ-3-アミノメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキサン、3,8-ビス(アミノメチル)トリシクロデカン、ビス(4-アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(3-メチル-4-アミノシクロヘキシル)メタン、2,2-ビス(4-アミノシクロヘキシル)プロパン、ビス(アミノプロピル)ピペラジン等が挙げられる。
 前記ジカルボン酸としては、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、2-クロロテレフタル酸、2-メチルテレフタル酸、5-メチルイソフタル酸、5-ナトリウムスルホイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、ジグリコール酸等が挙げられる。
 ポリアミド系樹脂として、具体的には、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド46、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド610、ポリアミド69、ポリアミド 6T、ポリアミド9T、ポリアミドMXD6、ポリアミド6/66コポリマー、ポリアミド6/610コポリマー、ポリアミド6/6Tコポリマー、ポリアミド6/66/610コポリマー、ポリアミド6/12コポリマー、ポリアミド6T/12コポリマー、ポリアミド6T/66コポリマー、ポリアミド6/6Iコポリマー、ポリアミド66/6I/6コポリマー、ポリアミド6T/6Iコポリマー、ポリアミド6T/6I/66コポリマー、ポリアミド6/66/610/12コポリマー、ポリアミド6T/M-5Tコポリマーなどが挙げられる。中でも、得られる成形品の耐薬品性、耐衝撃性および流動性のバランスがよいという観点から、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド12およびこれらを主成分とする共重合体からなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、ポリアミド6、ポリアミド6およびこれらを主成分とする共重合体からなる群より選択される少なくとも1種がより好ましい。なお、本明細書において「Aを主成分とする共重合体(コポリマー)」とは、好ましくは50モル%以上、より好ましくは70モル%以上、さらに好ましくは85モル%以上のAに由来する構造を有する共重合体を指す。
 98%硫酸溶液(ポリアミド系樹脂濃度1g/dl、温度20℃)で測定した際のポリアミド系樹脂の相対粘度は、好ましくは1.5~3.5であり、より好ましくは2.0~3.0であり、さらに好ましくは2.2~2.8である。
 ポリフェニレンスルフィド系樹脂としては特に制限されず、一般的に用いられるポリフェニレンスルフィド系樹脂を使用でき、具体的には、ポリ(p-フェニレンスルフィド)、ポリフェニレンスルフィドスルフォン、ポリフェニレンスルフィドケトン、ポリフェニレンスルフィドエーテル等が挙げられる。
 ポリオレフィン系樹脂としては、具体的にはエチレン、プロピレン等のα-オレフィン類から生成する繰返し単位を主成分とするホモポリマーまたはコポリマーが挙げられ、例えばプロピレンのホモポリマー、エチレンのホモポリマー、さらにはエチレンと他のα-オレフィン(例えばプロピレン、ブテン-1など)を共重合させたブロックまたはランダムコポリマーが挙げられる。これらは、樹脂材料の特性に寄与する範囲で1種または2種以上で用いることができる。本発明に用いられるポリオレフィン系樹脂は、直鎖状、分岐状のいずれのものでもよい。上記ポリオレフィン系樹脂としては、エチレン由来の構成単位を主成分とするポリエチレン系樹脂、及び、プロピレン由来の構成単位を主成分とするポリプロピレン系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましく、前記ポリプロピレン系樹脂としては、アイソタクティック、アタクティック、シンジオタクティックなどいずれのポリプロピレン系樹脂も使用することができる。また、前記ポリエチレン系樹脂としては、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、超低密度ポリエチレン(ULDPE)、超高分子量ポリエチレン(UHMW-PE)などが挙げられる。
 (A)成分の融点は、例えば、100~350℃、好ましくは130~300℃、より好ましくは150~250℃、特に好ましくは160~240℃である。
 (A)成分の水分含有量は、例えば200ppm以下であり、好ましくは170ppm以下、より好ましくは150ppm以下である。なお、(A)成分の水分含有量は、(A)成分を加熱乾燥すること等により上記範囲に調整することができる。
 (A)成分の含有量は、本発明の組成物中の(A)成分と(B)成分の合計を100質量部とした場合に、5~80質量部であり、好ましくは20~80質量部、より好ましくは25~75質量部である。本発明の組成物においては、原料成分の添加量(添加比率)がそのまま、組成物中の含有量(含有比率)及び成形品中の含有量(含有比率)となる。
 [(B)成分]
 本発明の組成物には、(B)成分として鉄系無機充填材が配合されている。(B)成分としては、高比重化等の目的に応じて、公知の鉄を含む無機充填材が使用できる。(B)成分としては、例えば、鉄金属、鉄と他の元素との合金(以下、鉄系合金と称することもある)、鉄含有化合物(好ましくはイオン性鉄含有化合物)が挙げられる。
 鉄金属は、好ましくは純鉄である。
 鉄系合金は、使用目的により、鉄と他の金属元素との合金、鉄と非金属元素との合金が使用できる。具体的な鉄系合金としては、鉄と主に含まれる元素種で表すと、Fe-C合金、Fe-Cr合金、Fe-Cr-Mo合金、Fe-Cr-Al合金、Fe-Cr-Si合金、Fe-Mn合金、Fe-Mn-Mo合金、Fe-Ni合金、Fe-Ni-Cr合金、Fe-Ni-Co合金、Fe-Co合金、Fe-Si合金、Fe-Si-Al合金等が使用可能である。鉄系合金中の鉄濃度は、例えば、50質量%以上、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上である。
 鉄含有化合物としては、酸化鉄、水酸化鉄、塩化鉄、硫化鉄、硫酸鉄等の2価または3価の鉄(イオン性鉄)を含む化合物が使用できる。
 これら鉄系無機充填材はそれぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 前記(B)成分の形状は特に限定されないが、粉状であることが好ましい。粉状の鉄金属としては、還元鉄粉、カルボニル鉄粉、純鉄に由来するアトマイズ鉄粉などが挙げられ、純度が高いことからカルボニル鉄粉が好ましい。粉状の鉄系合金としては、鉄系合金に由来するアトマイズ鉄粉などが挙げられる。また純鉄粉と鉄系合金粉が互いに付着した部分合金化鉄粉であってもよい。
 (B)成分が粉状であるとき、該(B)成分の平均粒子径D50は、例えば1~50μmであり、1~15μmであることが好ましく、より好ましくは1~12μm、さらに好ましくは1~10μmである。なお本発明における平均粒子径D50は、粒径の累積体積基準が50%となる粒径を示す。
 (B)成分は、表面処理剤で表面処理されていてもよく、表面処理されていなくてもよい。表面処理剤としては、リン酸、シランカップリング剤などが挙げられる。
 (B)成分の含有量は、本発明の組成物中の(A)成分と(B)成分の合計を100質量部とした場合に、20~95質量部であり、好ましくは20~80質量部、より好ましくは25~75質量部である。本発明の組成物においては、原料成分の添加量(添加比率)がそのまま、組成物中の含有量(含有比率)及び成形品中の含有量(含有比率)となる。
 本発明の組成物中に含まれる(A)成分と(B)成分との質量比((A)成分/(B)成分)は、5/95~80/20となる範囲であり、20/80~80/20となる範囲が好ましく、25/75~75/25となる範囲がより好ましい。
 [(C)成分]
 本発明の組成物には、(C)成分としてホスファイト系化合物およびホスフェート系化合物から選ばれる少なくとも1種が含まれている。本発明に用いる(C)成分としては、ホスファイト系化合物およびホスフェート系化合物から選ばれる少なくとも1種である限り、特に制限なく用いることができる。
 ホスファイト系化合物(亜リン酸エステル化合物ともいう)としては、3つの結合手を有するリン原子の1つ以上を含み、各リン原子にs個の-OH基と、t個の-ORa基と、u個の-O-Rb-基(-O-Rb-基中、リン原子とは-O-で結合する。Rbは、他の-O-を介して他のリン原子と結合する)が結合する化合物である。ただしs+t+u=3であり、tは1以上であり、uはホスファイト系化合物1分子中のリン原子が1つのとき0であり、リン原子が2つ以上のとき1又は2である。リン原子を2つ以上有するとき、s、t、uはリン原子に応じて異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。sは0が好ましい。なお、ホスファイト系化合物1分子中のリン原子の数は、1~4であることが好ましく、より好ましくは1又は2、特に好ましくは2である。
 Raとしては、後述するR1~R3と同様の基が挙げられ、ホスファイト系化合物が複数のRaを含む場合それらは互いに異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。
 Rbとしては、例えば、2~6価、好ましくは2~4価の炭素数が1~20の炭化水素基が挙げられ、Rbの結合手は全て-O-を介してリン原子と結合する。Rbで表される炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、脂肪族炭化水素基と芳香族炭化水素基とを組み合わせた基、2以上の芳香族炭化水素基を組み合わせた基などが挙げられる。
 ホスファイト系化合物としては、前記sが0である化合物(完全エステル型化合物)が好ましく、特に下記式(C1-1)~(C1-3)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種であることがより好ましく、下記式(C1-1)で表される化合物及び/又は下記式(C1-2)で表される化合物であることがさらに好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007

[式中、R1~R3は、それぞれ独立して、炭素数1~30の脂肪族炭化水素基または炭素数6~30の芳香族炭化水素基を表す。]
 式(C1-1)中、複数のR1は同一であっても異なっていてもよいが、同一であることが好ましく、式(C1-2)中、複数のR2は同一であっても異なっていてもよいが、同一であることが好ましく、式(C1-3)中、複数のR3は同一であっても異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。
 R1~R3で表される脂肪族炭化水素基の炭素数は、好ましくは2~25、より好ましくは8~23、さらに好ましくは12~20である。
 R1~R3で表される脂肪族炭化水素基は、飽和脂肪族炭化水素基であっても不飽和脂肪族炭化水素基であってもよいが、飽和脂肪族炭化水素基であることが好ましい。また、R1~R3で表される脂肪族炭化水素基は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよいが、直鎖状であることが好ましい。前記脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、2-エチルヘキシル基、n-ドデシル基、n-テトラデシル基、n-ヘキサデシル、n-オクタデシル基、n-イコシル基等の飽和脂肪族炭化水素基;エテニル基、プロペニル基、ブテニル基、ドデセニル基、テトラデセニル基、ヘキサデセニル基、オクタデセニル基、イコセニル基等の不飽和脂肪族炭化水素基;が挙げられる。
 R1~R3で表される芳香族炭化水素基の炭素数は、好ましくは6~25、より好ましくは7~23、さらに好ましくは10~20である。
 R1~R3で表される芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基等のアリール基;アリール基に1~5つの炭素数1~4のアルキル基が結合したアルキルアリール基;等が挙げられる。
 R1~R3は、加熱時の流動性上昇の抑制効果をより高める観点から、炭素数6~30の芳香族炭化水素基であることが好ましく、炭素数6~20の芳香族炭化水素基であることがより好ましく、フェニル基又はフェニル基に1~5つの炭素数1~4のアルキル基が結合した基であることがさらに好ましい。
 特に、R1が芳香族炭化水素基である場合、該R1は、フェニル基又はフェニル基に1~3つの炭素数1~4のアルキル基が結合した基であることが好ましい。
 また、R2及びR3が芳香族炭化水素基である場合、該R2及びR3は、フェニル基に1~5つの炭素数1~4のアルキル基が結合した基であることが好ましく、フェニル基に少なくとも1~3つのt-ブチル基が結合した基であることがより好ましい。前記フェニル基に結合する炭素数1~4のアルキル基(好ましくはt-ブチル基)の結合位置は特に限定されないが、フェニル基が有する-O-Pとの結合手に対し、2位、2,4位、2,6位、2,4,6位のいずれかの位置に結合することが好ましい。
 ホスファイト系化合物の具体例としては、トリフェニルホスファイト、トリス(p-クレジル)ホスファイト、トリス(4-tert-ブチルフェニル)ホスファイト、トリスノニルフェニルホスファイト、トリラウリルホスファイト、トリオレイルホスファイト、ジフェニルモノ(2-エチルヘキシル)ホスファイト、トリステアリルホスファイト、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイト等の式(C1-1)で表される化合物;ビス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4,6-トリ-t-ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト等の式(C1-2)で表される化合物;テトラキス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)-4,4’-ビフェニレンジホスファイト等の式(C1-3)で表される化合物;などが挙げられる。
 ホスフェート系化合物(リン酸エステル系化合物ともいう)としては、リン原子上に3つの結合手を有するP=Oの1つ以上を含み、各P=Oのリン原子がs個の-OH基と、t個の-ORa基と、u個の-O-Rb-基(-O-Rb-基中、P=Oのリン原子とは-O-が結合する。Rbは、他の-O-を介して他のP=Oのリン原子と結合する)と結合する化合物が挙げられる。ただしs+t+u=3であり、tは1以上であり、uはP=Oが1つのとき0であり、P=Oが2つ以上のとき1又は2である。P=Oを2つ以上有するとき、s、t、uはP=Oに応じて異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。sは1又は2であることが好ましい。Ra、Rbは前記と同じである。なお、ホスフェート系化合物1分子中のP=Oの数は、1又は2であることが好ましく、より好ましくは1である。
 ホスフェート系化合物としては、下記式(C2)で表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008

[式(C2)中、s1は0~2の整数を表し、t1は1~3の整数を表し、Raは前記と同じである。但し、s1+t1=3を満たす。]
 式(C2)がRaを複数有している場合、それらは同一であっても異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。
 s1は1又は2であることが好ましい。
 式(C2)で表される化合物としては、Raがいずれも炭素数6~30の芳香族炭化水素基である化合物(以下、芳香族系リン酸エステル系化合物という場合がある)であっても、Raがいずれも炭素数1~30の脂肪族炭化水素基である化合物(以下、脂肪族系リン酸エステル系化合物という場合がある)であってもよいが、脂肪族系リン酸エステル系化合物であることが好ましく、中でもs1が1又は2である化合物(酸型化合物)であることがより好ましく、下記式(C2-1)で表される化合物であることがさらに好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009

[式(C2-1)中、R4は炭素数1~30の脂肪族炭化水素基であり、nは1あるいは2である。]
 式(C2-1)中、R4が複数存在する場合、複数のR4は同一であっても異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。
 R4で表される脂肪族炭化水素基の炭素数は、好ましくは1~25、より好ましくは2~23、さらに好ましくは2~20である。特に、R4が炭素数1~10(好ましくは1~8、より好ましくは1~5)の脂肪族炭化水素基であるホスフェート系化合物を用いることで、加熱時の流動性上昇抑制効果及び得られる成形品の引張強度の向上効果は、さらに優れたものとなる。式(C2-1)においてR4が炭素数炭素数1~10(好ましくは1~8、より好ましくは1~5)の脂肪族炭化水素基であるホスフェート系化合物の含有量は、(C)成分の合計100質量%中、20質量%以上であることが好ましく、より好ましくは40質量%以上、さらに好ましくは50質量%以上、特に好ましくは80質量%以上であり、100質量%であってもよい。
 また、R4が炭素数は8~23又は12~20であるホスフェート系化合物を用いることで、得られる成形品の引張伸度向上効果は、さらに優れたものとなる。
 R4で表される脂肪族炭化水素基としては、R1~R3で表される脂肪族炭化水素基として説明した基と同様の基が挙げられ、中でも直鎖状脂肪族炭化水素基が好ましく、直鎖状の飽和脂肪族炭化水素基であることがより好ましい。
 nは1であっても2であってもよく、nが1である化合物とnが2である化合物の混合物を用いてもよい。
 ホスフェート系化合物としては、具体的に、モノ-あるいはジ-メチルアシッドホスフェート、モノ-あるいはジ-エチルアシッドホスフェート、モノ-あるいはジ-ブチルアシッドホスフェート、モノ-あるいはジ-2-エチルヘキシルホスフェート、モノ-あるいはジ-ラウリルアシッドホスフェート、モノ-あるいはジ-ステアリルアシッドホスフェート、モノ-あるいはジ-オレイルアシッドホスフェートなどが挙げられる。これらホスフェート系化合物は単独あるいは2種以上を併用して用いられる。ホスフェート系化合物としては、モノ-エチルアシッドホスフェート、ジ-エチルアシッドホスフェート、モノ-ステアリルアシッドホスフェート及びジ-ステアリルアシッドホスフェートからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
 ホスフェート系化合物としては、市場品を使用してもよく、堺化学工業社製LBT-1830やLBT-1813、城北化学工業社製JP-502、ADEKA社製アデカスタブAX-71などが挙げられる。
 (C)成分としては、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 (C)成分としては、ホスフェート系化合物から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
 また、(C)成分としては、前記式(C1-1)で表される化合物、前記式(C1-2)で表される化合物、及び前記式(C2-1)で表される化合物から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。このような化合物を用いることで、加熱時の流動性上昇の抑制は、より優れたものとなる。加熱時の流動性上昇の抑制効果をさらに優れたものとする観点からは、前記(C)成分としては、前記(C1-1)中、R1が炭素数6~30(好ましくは6~20)の芳香族炭化水素基であるホスファイト系化合物、前記(C1-2)中、R2が炭素数6~30(好ましくは6~20)の芳香族炭化水素基であるホスファイト系化合物、及び、前記式(C2-1)中、R4が炭素数1~30(好ましくは1~25)の脂肪族炭化水素基であるホスフェート系化合物から選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、前記(C1-1)中、R1が炭素数6~30(好ましくは6~20)の芳香族炭化水素基であるホスファイト系化合物、及び、前記式(C2-1)中、R4が炭素数1~10(好ましくは炭素数1~8、より好ましくは炭素数1~5)の脂肪族炭化水素基であるホスフェート系化合物から選ばれる少なくとも1種であることがより好ましい。詳細なメカニズムについてはまだ明らかになっていないが、(B)成分への表面被膜の作用が影響しているものと推定される。
 本発明において(C)成分の含有量は、(A)成分と(B)成分との合計100質量部に対して、5質量部以下であり、好ましくは0.02~1.4質量部、より好ましくは0.03~1.2質量部、特に好ましくは0.03~1.0質量部、最も好ましくは0.1~1.0質量部である。(C)成分は、(B)成分の表面被膜を担っていると考えられる。特に(C)成分がP-OH、P-ORa、P-O-Rb-、P=Oのような構造を有することで、(B)成分表面に(C)成分が配位しやすくなり、前記表面被膜が形成されやすい傾向にあると考えられる。そしてこのような表面被膜を形成することにより、(B)成分の分散性向上による効果と、(B)成分による樹脂又はエラストマーの劣化挙動を抑制する効果が見られる。そのため、本発明の組成物は、加熱時の流動性上昇が抑制されることに加え、機械物性の向上が見られる場合もある。上記含有量が0.02質量部以上の場合は所望の特性がより良好となる。逆に上記含有量が5質量部より多いと、(C)成分が可塑剤として作用し始める。従って上記含有量を5質量部以下、特に1.4質量部以下にすることで所望の特性がより良好となる。
 また、(C)成分の含有量は、(B)成分100質量部に対して、例えば、0.01~10質量部であり、好ましくは0.03~5質量部、より好ましくは0.04~3質量部、さらに好ましくは0.05~2.5質量部、特に好ましくは0.05~1.5質量部である。
 本発明の組成物における、(A)成分、(B)成分、及び(C)成分の合計含有率は、90質量%以上であることが好ましく、より好ましくは95質量%以上、さらに好ましくは98質量%以上であり、100質量%であってもよく、99.5質量%以下であってもよい。
 [その他の成分]
 本発明の組成物は、さらにその目的に応じて、酸化防止剤、耐熱安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、染料、顔料、潤滑剤、可塑剤、離型剤、結晶化促進剤、結晶核剤、エポキシ化合物、粒子分散剤等の種々の添加剤を含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。これら各種添加剤の量は、前記(A)成分及び(B)成分の合計を100質量部とした時、合計で10質量部以下とすることが好ましく、より好ましくは5質量部以下、さらに好ましくは2質量部以下である。
 前記酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系酸化防止剤が好ましく、具体的には、3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシ-トルエン、n-オクタデシル-β-(4’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-t-ブチルフェニル)プロピオネート、テトラキス[メチレン-3-(3’,5’-ジ-t-ブチル-4’-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3’,5’-ジ-t-ブチル-4’-ヒドロキシベンジル)ベンゼン、カルシウム(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル-モノエチル-フォスフェート)、トリエチレングリコール-ビス[3-(3-t-ブチル-5-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、3,9-ビス[1,1-ジメチル-2-{β-(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオニルオキシ}エチル]2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、ビス[3,3-ビス(4’-ヒドロキシ-3’-t-ブチルフェニル)酪酸]グリコールエステル、2,2’-エチリデンビス(4,6-ジ-t-ブチルフェノール)、N,N’-ビス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニル]ヒドラジン、2,2’-オキサミドビス[エチル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,3,5-トリス(3’,5’-ジ-t-ブチル-4’-ヒドロキシベンジル)-S-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンジル)イソシアヌレート、3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシヒドロシンナミックアヒドトリエステルウイズ-1,3,5-トリス(2-ヒドロキシエチル)-S-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)、N,N’-ヘキサメチレンビス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンゼンプロピオンアミド)などを挙げることができる。これら酸化防止剤は、単独であるいは混合物として用いてもよい。酸化防止剤の量は、前記(A)成分及び(B)成分の合計を100質量部とした時、5質量部以下とすることが好ましく、より好ましくは3質量部以下、さらに好ましくは1質量部以下である。
 前記離型剤としては、長鎖脂肪酸またはそのエステルや金属塩、アマイド系化合物、ポリエチレンワックス、シリコン、ポリエチレンオキシドなどが挙げられる。長鎖脂肪酸としては、特に炭素数12以上が好ましく、例えばステアリン酸、12-ヒドロキシステアリン酸、ベヘン酸、モンタン酸などが挙げられ、部分的もしくは全カルボン酸が、モノグリコールやポリグリコールによりエステル化されていてもよく、または金属塩を形成していてもよい。アマイド系化合物としては、エチレンビステレフタルアミド、メチレンビスステアリルアミドなどが挙げられる。これら離型剤は、単独であるいは混合物として用いてもよい。離型剤の量は、前記(A)成分及び(B)成分の合計を100質量部とした時、5質量部以下とすることが好ましく、より好ましくは3質量部以下、さらに好ましくは1質量部以下である。
 粒子分散剤としては、脂肪酸金属塩、脂肪酸エステル、脂肪酸アマイド、低分子量ポリマー型分散剤などが挙げられる。粒子分散剤の量は、前記(A)成分及び(B)成分の合計を100質量部とした時、5質量部以下とすることが好ましく、より好ましくは3質量部以下、さらに好ましくは1質量部以下である。
 本発明の組成物は、上述した以外の成分(例えば、熱硬化性樹脂、ガラス繊維などの繊維成分など)は通常含まないが、必要に応じて含んでいてもよい。例えば、熱硬化性樹脂は本発明の組成物中0.2質量%以下としてもよく、繊維成分は本発明の組成物中4質量%以下としてもよい。
 本発明の組成物を製造する方法は特に限定されないが、例えば、(A)成分、(B)成分、及び(C)成分、並びに、必要に応じて用いられるその他の成分をドライブレンドした後、単軸もしくは二軸のスクリュー式溶融混錬機、または、ニーダー式加熱機に代表される通常の熱可塑性樹脂の混合機を用いて溶融混練をすることにより得られる。その後必要に応じて、造粒工程によりペレット化してもよい。また必要に応じて、(B)成分を、(C)成分で予め処理(混合)した後、(A)成分と混合してもよい。
 また、本発明の組成物は、加熱時の流動性の上昇が抑制されているため、量産性に優れている。ISO1133に従った測定による、下記式により求められる本発明の組成物のΔMFRは、例えば80g/10min以下であり、50g/10min以下であることが好ましく、好ましくは40g/10min以下、さらに好ましくは30g/10min以下であり、20g/10min以下又は10g/10min以下であってもよい。本発明の組成物のΔMFRの下限は特に限定されないが、1g/10min以上であってもよい。
ΔMFR=(20分滞留時MFR)-(5分滞留時MFR)
(式中、20分滞留時MFRとは、予熱時間を20分にして測定されるメルトフローレートであり、5分滞留時MFRとは、予熱時間を5分にして測定されるメルトフローレートである。なお、メルトフローレート測定時の荷重は2160gとし、測定温度は(A)成分の融点+25℃とする。)
 なお、組成物が融点の異なる(A)成分を2種以上含んでいる場合、最も高い融点を有する(A)成分の融点+25℃を上記測定温度として採用すればよい。
 なお、上記ΔMFRは、後述する実施例に示す方法に従って測定することができる。
 本発明における組成物から成形品を作製する際、該組成物の成形方法は、特に限定されず、射出成形、押出成形、プレス成形、ブロー成形等を行うことができる。得られる成形品の形状の自由度の高さから、射出成形が好ましい。また、本発明の組成物の優れた加熱時流動性上昇抑制作用、機械物性向上効果は、射出成形の際、その効果を発揮しやすいので、射出成形に供するのが好ましい。
 本発明の組成物から製造される成形品は、前記(A)成分と前記(B)成分とを質量比((A)成分/(B)成分)が5/95~80/20となる範囲で含み、前記(A)成分と前記(B)成分の合計100質量部に対して、前記(C)成分を5質量部を超えない範囲の量で含むものである。また該成形品は、その他成分として、前記で説明した各種添加剤を含んでいてもよい。成形品に含まれる各成分の種類や量の好ましい態様は上記と同じである。
 上述の通り、本発明の組成物は射出成形に供することが好ましく、すなわち本発明の組成物から製造される成形品はゲート痕を有していることが好ましい。なお、「ゲート痕」とは、射出成形により成形品を製造する際に、組成物を射出するためのゲートに起因して形成される凹凸等の痕跡を意味する。
 本願は、2022年11月8日に出願された日本国特許出願第2022-179002号に基づく優先権の利益を主張するものである。2022年11月8日に出願された日本国特許出願第2022-179002号の明細書の全内容が、本願に参考のため援用される。
 以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
 <実施例1~19、及び比較例1~7>
 実施例1~19、及び比較例1~7において、組成物の成分として、以下の原材料を用いた。
 〔(A)成分〕
A-1:ポリブチレンテレフタレート、融点225℃、樹脂乾燥温度130℃
 (東洋紡(株)製、固有粘度=0.83dl/g)
A-2:ポリブチレンテレフタレート、融点225℃、樹脂乾燥温度130℃
 (東洋紡(株)製、固有粘度=1.32dl/g)
A-3:ポリエステルエラストマー、融点205℃、樹脂乾燥温度100℃
 PBT/HPCD=70/30(質量%)の組成比の共重合体(東洋紡(株)製のペルプレン(登録商標)、還元粘度:1.20dl/g、ショアD硬度:60)
 ポリエステルエラストマー(A-3)は、以下の方法で製造した。数平均分子量30000のポリブチレンテレフタレート(PBT)70質量部と1,6-ヘキサンジオール残基を有する数平均分子量10000のポリカーボネートジオール(HPCD)30質量部とを、225℃~245℃、130Pa下で1時間攪拌した。エステル交換反応が進み、透明になったことを確認し、内容物を取り出し、冷却し、ポリエステルエラストマー(A-3)を得た。
A-4:ポリエステルエラストマー、融点180℃、樹脂乾燥温度100℃
 テレフタル酸(TPA)//1,4-ブタンジオール(BD)/ポリオキシテトラメチレングリコール(PTMG:数平均分子量2000)が100//75/25(モル%)のポリエステルエラストマー(還元粘度:2.50dl/g、酸価:21eq/ton、ショアD硬度:31)
A-5:ポリアミド6、融点225℃、樹脂乾燥温度100℃
 (東洋紡(株)製、相対粘度=2.2)
 なお上記融点、固有粘度、還元粘度、ショアD硬度、酸価、及び相対粘度は、以下の方法で測定した。
 <融点>
 セイコー電子工業株式会社製の示差走査熱量分析計「DSC220型」にて、サンプル5mgをアルミパンに入れ、蓋を押さえて密封し、窒素中にて20℃から270℃まで10℃/分で昇温し、得られたサーモグラム曲線から融解による、吸熱ピークを融点とした。
 <固有粘度>
 0.1gのサンプルをフェノール/テトラクロロエタン(質量比6/4)の混合溶媒25mlに溶解し、ウベローデ粘度管を用いて30℃で測定した。(単位:dl/g)
 <還元粘度>
 0.05gのサンプルを25mlの混合溶媒(フェノール/テトラクロロエタン=60/40(質量比))に溶かし、オストワルド粘度計を用いて30℃で測定した。(単位:dl/g)
 <ショアD硬度>
 JIS K7215-1986に準じて測定した。試験片は、シリンダー温度240℃、金型温度50℃にて作製した射出成形品(長さ100mm、幅100mm、厚み2mm)を3枚重ねたものを使用し、測定圧5000g、タイプDの圧子を用いたデュロメーターにより測定し、測定開始5秒後の値をD硬度(ショアD硬度)とした。
 <酸価>
 ベンジルアルコール25mlにサンプル0.5gを溶解し、水酸化ナトリウムの0.01モル/lベンジルアルコール溶液を使用して滴定した。指示薬はフェノールフタレイン0.10gをエタノール50mL及び水50mLの混合液に溶解したものを使用した。
 <相対粘度>
 ポリアミド樹脂0.25gを98%の硫酸25mlに溶解し、このサンプル溶液10mlをオズワルド粘度管に入れ、20℃で測定した。また別途、溶媒(98%の硫酸)をオズワルド粘度管に入れ、20℃で測定した。以下の式より相対粘度を算出した。
  RV=T/T0
 RV:相対粘度、T:サンプル溶液の落下時間、T0:溶媒の落下時間
 〔(B)成分〕
B-1:DAP-410L(大同特殊鋼(株)製、Fe-Cr-Si合金)
B-2:カルボニル鉄粉 YW3(天一社製)
 〔(C)成分〕
C-1:城北化学工業社製「JP-502」(エチルアシッドホスフェート、O=P(OC25n(OH)3-n、nは1または2である)
C-2:ADEKA社製「アデカスタブAX-71」(ステアリルアシッドホスフェート、O=P(OC1837n(OH)3-n、nは1または2である)
C-3:クラリアント社製「PEP-36」(ビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト)
C-4:城北化学工業社製「JP-360」(トリフェニルホスファイト)
C-5:城北化学工業社製「JP-318E」(トリステアリルホスファイト、P(OC1837))
 〔その他のリン系化合物〕
C-6:クラリアント社製「PEP-Q」(テトラキス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)-4,4’-ビフェニルジホスフォネート)(下記式の化合物)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010

C-7:城北化学工業社製「JC-263」(トリフェニルホスフィン)
C-8:クラリアント社製「Exolit OP 1240」(ホスフィン酸アルミニウム塩)
 〔その他の添加剤〕
酸化防止剤:IRGANOX1010 BASF社製
離型剤:LICOWAX-OP クラリアント社製
 表1~3に示す成分を、表1~3に示す含量(質量部)の比率でドライブレンドし、二軸押出機(COPERION社製STS-35)を用いて、シリンダー温度は各(A)成分の融点+25℃に設定、吐出量20kg/hr、スクリュー回転数180rpmの条件で溶融混練して各組成物のペレットを作製した。得られたペレットを用いて、後述する測定を行った。実施例1~19及び比較例1~7の組成物の測定結果を表1~3に記す。
 <加熱時流動性上昇度(ΔMFR)>
 組成物を加熱したときの流動性上昇度を、予熱時間を異ならせたメルトフローレートの測定結果に基づいて評価した。下記評価では、予熱時間を組成物の加熱時間にみたてている。
 具体的には、メルトインデクサー(東洋精機社製)を使用し、各(A)成分に応じた所定の樹脂乾燥温度で3時間乾燥させることで、水分量を200ppm以下としたペレットを用い、ISO1133に従って、荷重2160gの条件下で、20分滞留時MFRと5分滞留時MFRを測定した。なお試験温度は、(A)成分の融点+25℃(A-1及びA-2のポリブチレンテレフタレート樹脂の場合は250℃、A-3のポリエステルエラストマー樹脂の場合は230℃、A-4のポリエステルエラストマー樹脂の場合は205℃、A-5のポリアミド樹脂の場合は250℃)とした。得られた測定結果を下記式に代入し、ΔMFRを求めた。
 ΔMFR=(20分滞留時MFR)-(5分滞留時MFR)
(式中、20分滞留時MFRとは、ISO1133に準拠する方法において予熱時間を20分にして測定されるメルトフローレートであり、5分滞留時MFRとは、ISO1133に準拠する方法において予熱時間を5分にして測定されるメルトフローレートである)
 <引張強度、引張伸度>
 得られたペレットを射出成形機(日本製鋼所社製J110AD-110H)を用い、シリンダー温度は各(A)成分の融点+25℃、金型温度50℃、射出速度50mm/sec、保圧40MPaで射出成形し、ISO3167に準じたISOダンベル試験片を得た。得られた試験片をISO-527-1及びISO-527-2に準じて、引張試験測定を実施した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
 表1~3より明らかなように、(A)成分である熱可塑性樹脂に、(B)成分である鉄系無機充填材と、(C)成分であるホスファイト系化合物および/またはホスフェート系化合物を特定の範囲の比率になるように混合した本発明の実施例1、4、5、11、12、14~19の組成物では、加熱時の流動性の上昇が抑制されている一方、特定の(C)成分を含まない比較例1、5、6、7の組成物では、加熱時に流動性の上昇が大きくなってしまっており、組成物から得られる成形品の外観や量産性などへの悪影響が懸念される。また、実施例3と比較例2との比較、実施例7~8と比較例3との比較、実施例13と比較例4との比較から、(A)成分と(B)成分の種類や量比を変更した場合においても、同様の傾向が見られることが分かる。
 また上述の対比により、機械物性(引張強度、引張伸度)の向上が確認でき、当該機械物性の向上効果は、(C)成分の含有量が、(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して0.02~1.4質量部に調整された際によりいっそう優れることが確認できる。
 さらに(C)成分の含有量が、(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して0.02~1.4質量部に調整された実施例1~14及び18~19では、加熱時の流動性上昇抑制作用によりいっそう優れることが確認できる。
 ホスフェート系化合物の中では、前記一般式(C2-1)中、R4が炭素数1~10(特に1~5)の脂肪族炭化水素基であるホスフェート系化合物を用いる方が、加熱時の流動性上昇抑制作用や得られる成形品の引張強度によりいっそう優れることが確認できる。
 本発明によれば、加熱時の流動性上昇抑制作用に優れた樹脂又はエラストマー含有組成物を得ることができるため、金属等の代替による軽量化の他、形状の自由度の向上、成形サイクル性の向上、材料の機械物性の向上を達成することができる画期的な材料であるといえる。
 

Claims (7)

  1.  熱可塑性樹脂および熱可塑性エラストマーから選ばれる少なくとも1種である(A)成分と鉄系無機充填材である(B)成分とを質量比((A)成分/(B)成分)が5/95~80/20となる範囲で含み、前記(A)成分と前記(B)成分の合計100質量部に対して、ホスファイト系化合物およびホスフェート系化合物から選ばれる少なくとも1種である(C)成分を5質量部を超えない範囲の量で含むことを特徴とする組成物。
  2.  ISO 1133に従った測定による、下記式により求められるΔMFRが50g/10min以下であることを特徴とする請求項1に記載の組成物。
    ΔMFR=(20分滞留時MFR)-(5分滞留時MFR)
    (式中、20分滞留時MFRとは、予熱時間を20分にして測定されるメルトフローレートであり、5分滞留時MFRとは、予熱時間を5分にして測定されるメルトフローレートである。なお、メルトフローレート測定時の荷重は2160gとし、測定温度は(A)成分の融点+25℃とする。)
  3.  前記(A)成分が、ポリエステル系樹脂、ポリエステルエラストマー、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、及びポリオレフィン系樹脂よりなる群から選ばれる1種類以上を含有することを特徴とする、請求項1又は2に記載の組成物。
  4.  前記(C)成分が、下記式(C1-1)で表される化合物、下記式(C1-2)で表される化合物、及び下記式(C2-1)で表される化合物から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001

    [式(C1-1)中、R1は、炭素数1~30の脂肪族炭化水素基または炭素数6~30の芳香族炭化水素基を表す。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002

    [式(C1-2)中、R2は、炭素数1~30の脂肪族炭化水素基または炭素数6~30の芳香族炭化水素基を表す。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003

    [式(C2-1)中、R4は炭素数1~30の脂肪族炭化水素基であり、nは1あるいは2である。]
  5.  前記(B)成分が、鉄金属、鉄と他の元素との合金、イオン性鉄含有化合物よりなる群から選ばれる1種類以上であり、前記鉄と他の元素との合金は、Fe-C合金、Fe-Cr合金、Fe-Cr-Mo合金、Fe-Cr-Al合金、Fe-Cr-Si合金、Fe-Mn合金、Fe-Mn-Mo合金、Fe-Ni合金、Fe-Ni-Cr合金、Fe-Ni-Co合金、Fe-Co合金、Fe-Si合金、Fe-Si-Al合金のいずれかであることを特徴とする、請求項1又は2に記載の組成物。
  6.  熱可塑性樹脂および熱可塑性エラストマーから選ばれる少なくとも1種である(A)成分と鉄系無機充填材である(B)成分とを質量比((A)成分/(B)成分)が5/95~80/20となる範囲で含み、前記(A)成分と前記(B)成分の合計100質量部に対して、ホスファイト系化合物およびホスフェート系化合物から選ばれる少なくとも1種である(C)成分を5質量部を超えない範囲の量で含む成形品。
  7.  ゲート痕を有する請求項6に記載の成形品。
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