JP5581606B2 - 成形性の優れた樹脂組成物、及びその成形体 - Google Patents
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Description
本発明の樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂40重量部以上、95重量部未満、ポリエステル系樹脂5重量部以上、60重量部未満(基材樹脂分として合計100重量部)、及び数平均長径が0.1〜40μmの板状フィラー5〜35重量部を含む樹脂組成物であって、ゲルマニウム原子を5重量ppm以上、2000重量ppm以下含む樹脂組成物である。
本発明の樹脂組成物には、光安定剤、難燃剤、可塑剤、滑剤、離型剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、顔料・染料、無機充填剤、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどを配合しうる。
本発明の樹脂組成物の製造は任意の方法で行なうことができる。たとえば、ブレンダー、スーパーミキサーなどを用いての混合、単軸または多軸のスクリュー押出機などでの混練により製造される。
このようにして得られた樹脂組成物は、既知の種々の方法、たとえば射出成形法、押出し成形法等により、自動車部品、電気・電子部品、雑貨等に成形され、成形品は、耐熱性や耐衝撃性、剛性、寸法安定性、耐薬品性、成形加工性、耐候性、熱安定性に優れ、成形品の表面光沢、外観に優れたものとなる。
本発明の樹脂組成物の成形体は、後述するように、その成形体中において、前記板状フィラー全体が、前記ポリエステル系樹脂で覆われてなることを特徴とする成形体であり、即ちこれが、前記特異的な成形体中での各成分の分散状態という新たに発見した現象である。
前記基材樹脂は、耐衝撃性、耐熱性、寸法安定性、耐薬品性、及び成形加工性のバランスの観点から、より好ましくは、ポリカーボネート樹脂50重量部以上、90重量部未満、及びポリエステル系樹脂10重量部以上、50重量部未満からなるポリカーボネート系樹脂であり、さらに好ましくは、ポリカーボネート樹脂60重量部以上、80重量部未満、及びポリエステル系樹脂20重量部以上、40重量部未満である。
本発明に用いるポリカーボネート樹脂とは、フェノール性水酸基を2個有する化合物(以下、2価フェノールという)より誘導されるポリカーボネート樹脂であり、通常2価フェノールとホスゲン、あるいは2価フェノールと炭酸ジエステルとの反応により得られる樹脂のことであり優れた成形加工性を有し、また、その成形体は、優れた耐熱性や耐衝撃性、剛性、寸法安定性、耐候性、透明性、表面光沢、外観を示すものの、反面、耐薬品性、熱安定性は若干劣り、アルカリ性のフィラー等の影響で特に加熱時に加水分解し、前記の成形体の優れた特徴にも悪影響がでることが知られている。
前記本発明に係るポリエステル系樹脂は、前記基材樹脂の従成分として、主成分のポリカーボネート樹脂に添加することにより、本発明の樹脂組成物の成形体の耐薬品性をその結晶性により向上させるための成分であるが、反面、耐衝撃性や剛性は若干ることが知られている。
本発明に係る板状フィラーは、本発明の樹脂組成物の成形体の線膨張性を小さくするための成分であり、シリカやアルミナをその材料の主成分とするアルカリ性の無機物であり、形状としては平板状、薄片状、鱗片状等が挙げられ、その数平均のフィラーの長径(フィラーに含まれる最長の直線の長さ)が0.1〜40μmであることを要し、成形品の低線膨張性、表面外観の観点から、好ましくは0.1〜25μmであり、その数平均のアスペクト比、即ち、フィラーの長径/フィラーの厚さ(フィラーに含まれる、前記直線を含む最大の平面に垂直な、直線の長さ)は、低線膨張性、衝撃強度の観点から、好ましくは10以上、より好ましくは15以上である。なお、前記数平均長径、及び数平均アスペクト比は、実体顕微鏡により測定して平均した各粒の値の数平均値である。
本発明に係るポリエステル−ポリエーテル共重合体は、成形性の改善効果の観点、及び耐熱性維持の観点から、芳香族ポリエステル単位95〜45重量%、及び前記一般式1で表される変性ポリエーテル単位5〜55重量%からなる重合体であることが好ましく、より好ましくは芳香族ポリエステル単位90〜50重量%、及び前記変性ポリエーテル単位10〜50重量%からなる重合体である。
本発明に係る変性ポリエーテル単位は、前記一般式1で表される単位であり、一般式1中のオキシアルキレン単位の繰り返し単位数m、nにつき、(m+n)の数平均が18未満では、衝撃性の改善が少なく、(m+n)の数平均が50を越えると、成形性が悪くなるので、18以上、50以下であることを要し、更に、好ましくは25以上、40以下である。
本発明に用いる芳香族ポリエステルの単位は、芳香族ジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体とジオールまたはそのエステル形成性誘導体とからえられる重合体ないし共重合体であって、通常、交互重縮合体である。
前記コア/シェル型グラフト重合体とは、ゴム状弾性体にビニル系化合物をグラフト重合させたものである。
前記ポリオレフィン系重合体の具体例としては、たとえばポリエチレン、ポリプロピレンなどが挙げられ、好適に使用されうるが、これらに限定されるものではない。該ポリオレフィン系重合体はホモポリマーでも、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−4−メチルペンテン共重合体、エチレン−ヘキセン共重合体、エチレン−オクテン共重合体、プロピレン−ブテン共重合体等のコポリマーでもよく、また、該ポリオレフィン系重合体の重合度についてもとくに制限はなく、通常メルトインデックスが0.05〜50g/10分の範囲のものであれば任意に選択・使用しうる。特にエチレン−ブテン共重合体、エチレン−ヘキセン共重合体、エチレン−オクテン共重合体が衝撃強度の発現から好ましい。
前記オレフィン−不飽和カルボン酸エステル共重合体におけるオレフィンとして、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテンなどが挙げられる。これらのオレフィンは単独であるいは、2種以上を組み合わせて使用され得る。とくに好ましいオレフィンはエチレンである。
前記熱可塑性ポリエステル系エラストマーとは、芳香族ジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体とジオールまたはそのエステル形成性誘導体および数平均分子量700〜3000のポリエーテルとからなる共重合体であり、ポリエーテルに由来する成分の割合が5〜80重量%、さらには10〜70重量%の範囲のものが好ましい。ポリエーテルに由来する成分の割合が5重量%未満では耐衝撃性が低下する傾向が生じ、80重量%をこえると耐熱性が低下しやすくなる。
ポリカーボネート樹脂としては、粘度平均分子量22,000である出光興産(株)製のタフロンA2200(登録商標)を用いた。表2、及び表3中では、PC(A−1)と表記している。
攪拌機、ガス排出出口を備えた反応器に、ゲルマニウム系触媒で製造されたポリエチレンテレフタレート(IV=0.65)、二酸化ゲルマニウム、安定材(チバ・スペシャリティーケミカルズ製のイルガノックス1010)と、表1に示す変性ポリエーテル、又はポリエーテルとを仕込み270℃で2時間保持した後、真空ポンプで減圧し、1torrで3時間保持した後、製造されたポリエステル−ポリエーテル共重合体B11〜B17を取り出し、更に、水槽で冷却したストランドを粉砕器に投入してペレット化する事で、ペレット状態のポリエステル−ポリエーテル共重合体B11〜B17を得た。
PET−1は、ゲルマニウム系触媒で重合されたIV=0.65のポリエチレンテレフタレートであり、残触媒量は、ゲルマニウム金属濃度で40重量ppmであった。
PET−2は、アンチモン系触媒で重合されたIV=0.66のポリエチレンテレフタレートであり、残触媒量は、アンチモン金属濃度で200重量ppmであった。
ビスオール18ENは、一般式2の構造における(m+n)の数平均が18のものである。
ビスオール30ENは、一般式2の構造における(m+n)の数平均が30のものである。
ビスオール10ENは、一般式2の構造における(m+n)の数平均が10のものである。
PEGは、分子量1000のポリエチレングリコールである。
無機フィラーとしては下記のものを使用した。
(C−1)数平均、長径27μm、アスペクト比90のマスコバイトマイカSYA−21R:山口雲母社製
(C−2)数平均、長径36μm、マスコバイトマイカA−31S:山口雲母社製
(C−3)数平均、長径8μm、タルクK−1:日本タルク社製
(C−4)数平均、長径1.7μm、炭酸カルシウム非板状フィラー:日本粉化工業社製
(C−5)数平均、長径52μm、アスペクト比85のマスコバイトマイカA−51S:山口雲母社製
下記D−1〜D−5の耐衝撃性改良剤を以下の実施例、及び比較例で使用した。
D−1:乳化重合法により、ブチルアクリレート67%およびブタジエン33%からなる平均粒子径0.15μmのゴム状弾性体60部に、アクリロニトリル20%、メチルメタクリレート30%およびスチレン50%からなる混合物40部をグラフト共重合させたコア/シェル型グラフト重合体
D−2:乳化重合法により、ブタジエン98%及ジビニルスチレン2%からなる平均粒子径0.2μmのゴム状弾性体70部に、アクリロニトリル15%、メチルメタクリレート35%およびスチレン50%からなる混合物30部をグラフト共重合させたコア/シェル型グラフト重合体
D−3:線状低密度ポリエチレン(出光興産株式会社製モアテック0168)
D−4:エチレン−エチルアクリレート共重合体(日本ユニカー株式会社製、NUC6570:エチルアクリレート含有量=35重量%)
D−5:エチレン−メタクリル酸グリシジル−アクリル酸メチル共重合体(住友化学株式会社製、ボンドファースト 7M:メタクリル酸グリシジル含有量=6重量%、アクリル酸メチル含有量=27重量%)
旭電化工業株式会社製のPEP−36(ホスファイト系安定剤)
チバ・スペシャリティーケミカルズ製のイルガノックス1010(ヒンダードフェノール)
ASTM D−256、1/4インチ、ノッチ付、23℃で測定した。
ASTM D−648で測定した。
日精樹脂工業株式会社製射出成形機FE−360S100ASEを用い、シリンダー温度280℃、金型温度80℃で300×200mm大 厚み2mmの平板を成形し、肉眼で観察して、つぎの基準にしたがって評価した。成形加工性の一つ目安である熱安定性を確認する為、冷却時間を20秒(成形サイクル60秒)、冷却時間を80秒(成形サイクル120秒)、冷却時間を140秒(成形サイクル180秒)として成形を実施した。成形サイクルが長いほど成形機シリンダー内にてより樹脂が熱分解することになることから、本評価では、より長い成形サイクルで成形品外観に不具合を生じないものが、より熱安定性に優れていると言える。
○:表面のフラッシュ等の外観異常はなく、良好なもの。
△:表面のフラッシュ等が成形品表面の一部分に認められる、外観が悪いもの。
×:表面のフラッシュ等が成形品表面の半分以上に認められ、著しく外観が悪いもの。
日精樹脂工業株式会社製射出成形機FE−360S100ASEを用い、シリンダー温度280℃、金型温度80℃で300×200mm大、 厚み2.0mm、2.5mm、3.0mmの平板を成形し、肉眼で観察して、つぎの基準にしたがって評価した。成形加工性の一つ目安である薄肉成形性を確認する為、冷却時間を20秒(成形サイクル60秒)で各厚みの成形品を得た。より厚みが薄い平板成形品の表面外観が良好であるほど薄肉成形性に優れた材料であると言える。
○:表面のフラッシュ等の外観異常はなく、良好なもの。
△:表面のフラッシュ等が成形品表面の一部分に認められる、外観が悪いもの。
×:表面のフラッシュ等が成形品表面の半分以上に認められ、著しく外観が悪いもの。
先述の方法で得た300×200mm大、 厚み2.0mm、2.5mm、3.0mmの平板を塗装しつぎの基準にしたがって評価した。塗膜密着が不十分とは、碁盤目ハクリ試験にて塗膜ハクリが5/100を超え生じたものを塗膜密着が不十分であると判断した。
○:塗膜面の表面外観性が良好であり、塗膜密着性の問題もないもの。
△:塗膜面の表面外観性は良好であるが、塗膜密着が不十分であるもの。
×:塗膜面の表面外観が不均一であり不良であり、かつ、塗膜密着が不十分であるもの。
先述の方法で得た成形品の中央部分を切り出して得た試験片について流動(MD)方向と流動に対して直角(TD)方向について、それぞれJIS K7197に準じて、測定温度−30℃と+80℃との間で試験を実施し、線膨張係数を評価した。
乾燥した上記のポリカーボネート樹脂、及び乾燥したポリエステル系樹脂(但し、表2、及び表3中の(B18)PETは、ゲルマニウム系触媒で重合されたIV=0.65のポリエチレンテレフタレート樹脂で、残触媒量は、ゲルマニウム金属濃度で50重量ppmある。)、無機フィラー、耐衝撃性改良剤、強化剤、ホスファイト系安定剤、及びヒンダードフェノール系安定剤を、表2、及び表3に示す組成で予備混合し、それぞれ280℃で2軸押出機を用いて溶融混練し、ペレットを製造した。得られたペレットを用いて日精樹脂工業株式会社製射出成形機FN−1000を用いシリンダー温度280℃、金型温度80℃にて試験片を作製し、上記方法により評価した。結果を表2、及び表3に示す。また、実施例7と、比較例7、及び比較例10と、の成形体サンプルを電子顕微鏡で観察した電子顕微鏡写真を図1と、図3、及び図4とに示す。さらに、表2,及び表3中の樹脂組成物中のゲルマニウム原子濃度(重量ppm)は、製造された樹脂組成物中の平均のゲルマニウム原子濃度あり、プラズマ発光分析(ICP分析)、具体的には、島津製作所製ICP発光分析装置ICPS−8100を用いて、定量することにより測定した。
実施例6、及び比較例5で得られたペレットを用いて、三菱製大型射出成形機850−MG160を用いシリンダー温度280℃、金型温度80℃にて試験片として、800×100×2.5mmの大型射出成型品である自動車のパネル部品を作製し、上記方法により評価した。その結果、実施例6のペレットを用いた実施例12のバックドアパネルは、表面のフラッシュがほとんど認められず良好な外観を有していたのに対して、比較例5のペレットを用いた比較例10のパネル部品は、ゲート周辺部に著しいフラッシュが発生し、外観不良であった。
2.ポリエステル系樹脂
3.板状フィラー
Claims (6)
- ポリカーボネート樹脂45重量部以上、95重量部未満、ポリエステル系樹脂5重量部以上、55重量部未満、及び数平均長径が0.1〜40μmの板状フィラー5〜100重量部を含む樹脂組成物であって、前記ポリエステル系樹脂が、芳香族ポリエステル単位及び下記一般式2で表される変性ポリエーテル単位からなりゲルマニウム化合物の触媒を用いて重合されたポリエステル−ポリエーテル共重合体を20〜100重量%含有し、ゲルマニウム原子を5重量ppm以上、2000重量ppm以下含む樹脂組成物。
- 前記ポリエステル−ポリエーテル共重合体が、芳香族ポリエステル単位95〜45重量%、及び前記変性ポリエーテル単位5〜55重量%からなる請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記芳香族ポリエステル単位が、ポリエチレンテレフタレート単位、ポリブチレンテレフタレート単位、及びポリプロピレンテレフタレート単位よりなる群から選ばれる1種以上である、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の樹脂組成物を成形してなる成形体であって、
該成形体中において、前記板状フィラー全体が、前記ポリエステル系樹脂で覆われてなることを特徴とする成形体。 - 請求項4に記載の成形体であって、
該成形体の、投影面積が400cm2を超え、平均肉厚が2.5mm以下、かつ、測定温度−30℃と+80℃との間で測定した面内の熱線膨張係数が5×10-5/℃以下である成形体。 - 請求項4又は5に記載の成形体からなる自動車外装パネル部品。
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