JP2015199775A - 熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物、ペレットブレンド物の製造方法及び成形品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)に滑剤を100〜500質量ppm外部付着させてなる熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(B)5〜30質量%及び熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)に滑剤を5〜60質量ppm外部付着させてなる熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(C)95〜70質量%を含有してなることを特徴とする、熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物。
【選択図】なし
Description
本発明は、以下の熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物、その製造方法及びそれからなる成形品を提供する。
[2]熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)が、溶融重合法又は溶融混練法により製造されたものである、上記[1]に記載の熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物。
[3]熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)が、結晶化促進剤、酸化防止剤及び離型剤から選ばれる少なくとも1種を、熱可塑性ポリエステル樹脂100質量部に対し0.01〜5質量部含有する、上記[1]又は[2]に記載の熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物。
[4]熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物中の滑剤含有量が200質量ppm未満である、上記[1]〜[3]のいずれかに記載の熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物。
[5]熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)に用いる熱可塑性ポリエステル樹脂がポリブチレンテレフタレート樹脂である、上記[1]〜[4]のいずれかに記載の熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物。
[6]熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)に外部付着させる滑剤が脂肪酸金属塩である、上記[1]〜[5]のいずれかに記載の熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物。
[7]回転安息角が30°以下である、上記[1]〜[6]のいずれかに記載の熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物。
[8]降温結晶化温度が180℃以上である、上記[1]〜[7]のいずれかに記載の熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物。
[9]滑剤が外部付着されていない熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)95〜70質量%と、熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)に滑剤を150〜900質量ppm外部付着させてなる熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット5〜30質量%とを混合することを特徴とする、上記[1]〜[8]のいずれかに記載の熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物の製造方法。
[10]熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)を60〜180℃に加熱した後、滑剤を外部付着させる、上記[9]に記載の熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物の製造方法。
[11]上記[1]〜[8]のいずれかに記載の熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物を射出成形してなる成形品。
[12]上記[1]〜[8]のいずれかに記載の熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物を押出成形してなる成形品。
[13]光ファイバー被覆用チューブである、上記[12]に記載の成形品。
なお、本明細書において、「〜」とは、特に断りのない限り、その前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
本発明の熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物は、熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)に滑剤を100〜500質量ppm外部付着させてなる熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(B)5〜30質量%及び熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)に滑剤を5〜60質量ppm外部付着させてなる熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(C)95〜70質量%を含有してなることを特徴とする。
本発明で使用する熱可塑性ポリエステル樹脂とは、ジカルボン酸化合物とジヒドロキシ化合物の重縮合、オキシカルボン酸化合物の重縮合あるいはこれらの化合物の重縮合等によって得られる熱可塑性のポリエステルであり、ホモポリエステル、コポリエステルの何れであってもよい。
また、ハイドロキノン、レゾルシン、ナフタレンジオール、ジヒドロキシジフェニルエーテル、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等の芳香族ジオールも用いることができる。
また、PBT樹脂は、イソフタル酸、ダイマー酸、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)等のポリアルキレングリコール等が共重合されているものも好ましい。なお、これらの共重合体は、共重合量が、ポリブチレンテレフタレート全セグメント中の1モル%以上、50モル%未満のものをいう。中でも、共重合量が好ましくは2〜50モル%、より好ましくは3〜40モル%、特に好ましくは5〜20モル%である。
重合時の触媒としては通常、チタン化合物が使用され、その具体例としては、酸化チタン、四塩化チタン等の無機チタン化合、テトラメチルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラブチルチタネート等のチタンアルコラート、テトラフェニルチタネート等のチタンフェノラート等が挙げられる。これらの中ではテトラアルキルチタネートが好ましく、その中ではテトラブチルチタネートが特に好ましい。
このようにして重合されたPBT樹脂は、チタン原子の含有量が100質量ppm以下であるのが好ましい。更に、本発明においては、チタン原子の含有量自体を特定量とすることが、溶融熱安定性や耐加水分解性の観点でという点で好ましい。具体的には、PBT樹脂中のチタン原子含有量の下限が、好ましくは10質量ppm、更に好ましくは20質量ppmである。一方上限は、好ましくは90質量ppm以下、より好ましくは80質量ppm、更に好ましくは70質量ppm以下である。チタン原子の含有量が100質量ppmより多い場合は、押出成形において、成形後のフィルムに異物が観測されたり、押出機からダイスまで流路が長い成形機においては、溶融滞留時に分子量低下が大きくなる場合があるので好ましくない。一方10質量ppmより少ない場合は、重合効率が低下する傾向があるので好ましくない。尚、チタン原子の含有量は、湿式灰化などの方法でポリマー中の金属を回収した後、原子発光、原子吸光、Induced Coupled Plasma(ICP)等の方法を使用して測定することが出来る。
本発明の熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)は、溶融重合法、固相重合法、溶融混練法のいずれの方法で製造されたものでもよいが、本発明においては、溶融重合法により製造されたペレット(以下、「溶融重合ペレット」とも言う)あるいは溶融混練により製造されたペレット(以下、「溶融混練ペレット」とも言う)であることが好ましい。熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)は、上述の熱可塑性ポリエステル樹脂重合後の樹脂ペレットをそのまま用いてもよいし、重合後の樹脂ペレット又は必要であれば融点等の異なる複数種の熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット混合物に、結晶化促進剤、酸化防止剤、離型剤等の各種添加剤を添加し溶融混練することによって、ペレット状等に成形したものであってもよい。
上述したように、熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットの重合方法としては、エステル交換法、直接重合法等が挙げられるが、成形品の寸法安定性の観点から、直接重合法であることが好ましく、中でも、直接連続重合法を採用することが生産性の観点からも好ましい。
なお、ポリブチレンテレフタレート樹脂の末端カルボキシル基量の測定方法は、次の通りである。まず、ペレットを粉砕し、乾燥した後、粉砕したサンプル0.1gを試験管に精秤する。次いで、ベンジルアルコール3mlを加えた後、195℃の加熱浴に入れ、窒素を吹き込みながら粉砕したポリブチレンテレフタレート樹脂を溶解させる。溶解後、クロロホルムを5ml加え、冷却し指示薬を添加する。ついで、窒素を吹き込みながら0.1N−NaOH/ベンジルアルコール溶液で滴定し、滴定量を求め、次式により末端カルボキシル基量を算出する。
末端カルボキシル基量=(滴定量×0.1×F)/サンプル量
ここで、Fは0.1N−NaOH/ベンジルアルコール溶液の力価であり、末端カルボキシル基量の単位はμeq/g、滴定量の単位はμl、サンプル量の単位はgである。
本発明の熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)には、必要に応じて、結晶化促進剤、酸化防止剤、離型剤、紫外線吸収剤、難燃剤、無機充填剤等の各種添加剤が含有されていてもよい。中でも、結晶化促進剤、酸化防止剤及び離型剤から選ばれる少なくとも1種を、熱可塑性ポリエステル樹脂100質量部に対し0.01〜5質量部含有していることが好ましい。特に、光ファイバー被覆用チューブ等の押出成形品を製造する場合は、成形速度や成形品寸法安定性の点から、結晶化促進剤を含有することが好ましい。
結晶化促進剤としては、無機系、有機系のいずれであってもよいが、長期安定性の観点から、無機系の結晶化促進剤が好ましい。無機系の結晶化促進剤の具体例としては、タルク、酸化チタン、モンモリロナイト、マイカ、カオリン、シリカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタン、アルミナ、窒化ホウ素等が挙げられるが、安定性の観点からタルク、カオリン、シリカ等が好ましく、タルクが特に好ましい。
タルクは、特に限定されないが、平均粒子径D50が、好ましくは0.1〜8μm、より好ましくは0.5〜6μm、さらに好ましくは1〜4μm、特に好ましくは2〜3.5μmである。平均粒子径が0.1μm未満では、熱可塑性樹脂ポリエステル樹脂に対する結晶化促進効果が不充分となる場合があり、8μmを超えると、耐衝撃性、引張伸度等の機械的物性が低下したり、異物となり表面外観を低下させたりする場合がある。
酸化防止剤としては、例えばヒンダードフェノール系酸化防止剤が挙げられる。その具体例としては、ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、チオジエチレンビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、N,N’−ヘキサン−1,6−ジイルビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニルプロピオナミド)、2,4−ジメチル−6−(1−メチルペンタデシル)フェノール、ジエチル[[3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル]メチル]ホスフォエート、3,3’,3”,5,5’,5”−ヘキサ−tert−ブチル−a,a’,a”−(メシチレン−2,4,6−トリイル)トリ−p−クレゾール、4,6−ビス(オクチルチオメチル)−o−クレゾール、エチレンビス(オキシエチレン)ビス[3−(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−m−トリル)プロピオネート]、ヘキサメチレンビス[3−(3,5−ジ−tert−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−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン,2,6−ジ−tert−ブチル−4−(4,6−ビス(オクチルチオ)−1,3,5−トリアジン−2−イルアミノ)フェノール等が挙げられる。
離型剤としては、熱可塑性ポリエステル樹脂に通常使用される既知の離型剤が利用可能であるが、中でも、ブリードアウトしにくく高い離型性を発現する点で、ポリオレフィン系化合物、脂肪酸エステル系化合物及びシリコーン系化合物から選ばれる1種以上の離型剤が好ましく、耐衝撃性、耐加水分解性の点からポリオレフィン系化合物の離型剤がより好ましい。
また、本発明においては、ポリオレフィン系化合物は、ポリブチレンテレフタレート樹脂と親和性のある官能基を付与されていないものが好ましいが、カルボキシル基(カルボン酸(無水物)基、即ちカルボン酸基および/又はカルボン酸無水物基を表す。以下同様。)、ハロホルミル基、エステル基、カルボン酸金属塩基、水酸基、アルコシル基、エポキシ基、アミノ基、アミド基等の、ポリブチレンテレフタレート樹脂と親和性のある官能基を付与されたものも使用できる。この濃度は、ポリオレフィン系化合物の酸価として、5mgKOH/gを超えて50mgKOH/g未満が好ましく、中でも10〜40mgKOH/g、さらには15〜30mgKOH/g、特に20〜28mgKOH/gであることが好ましい。
また、揮発分が少なく、同時に離型性の改良効果も著しい点で、ポリオレフィン系化合物としては、酸化ポリエチレンワックスを使用することもできる。
なお、酸価は、0.5mol KOHエタノール溶液による電位差滴定法(ASTM D1386)に従って測定することができる。
なお、滴点は、ASTM D127に準拠した方法により測定することができる。具体的には、金属ニップルを用いて、溶融したワックスが金属ニップルから最初に滴下するときの温度として測定される。
本発明における熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(B)について説明する。熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(B)とは、熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)の表面に、滑剤を100〜500質量ppm外部付着させてなるものをいう。滑剤の外部付着量は、好ましくは150〜470質量ppm、より好ましくは200〜440質量ppm、さらに好ましくは250〜420質量ppmである。熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(B)の滑剤外部付着量が100質量ppm未満であると、スクリュー食い込み性等の成形性改良効果が十分ではなく、本発明の目標が達成出来ない。一方、外部付着量が500質量ppmを超えると、成形品中のボイド発生、フィルムの着色、ダイス目ヤニの発生、乾燥機内部の汚染、気力輸送装置のフィルターメンテナンスのサイクルが短くなる等の問題が発生する。
ペレットの長軸方向の平均の長さも同様の理由から、通常1〜6mm、中でも1.5〜5mm、特に2〜4mmが好ましい。また、熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(B)の質量は、ペレットを100粒採取し秤量した場合のペレット質量として、通常1〜3.5gであり、好ましくは1.2〜3g、更に好ましくは1.3〜2.7g、特に好ましくは1.3〜2.2gである。
次に、本発明における熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(C)について説明する。熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(C)とは、熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)の表面に滑剤を5〜60質量ppm外部付着させてなるものをいう。滑剤の外部付着量は、好ましくは10〜55質量ppm、より好ましくは15〜50質量ppmである。熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(C)の滑剤外部付着量が5質量ppm未満であると、滑り性の改良効果が十分ではなく、本発明の目標が達成出来ない。一方、外部付着量が60質量ppmを超えると、成形品中のボイド発生、フィルムの着色、ダイス目ヤニの発生、乾燥機内部の汚染、気力輸送装置のフィルターメンテナンスのサイクルが短くなる等の問題が発生する。
ペレットの長軸方向の平均の長さも同様の理由から、通常1〜6mm、中でも2〜5mm、特に2.5〜4mmが好ましい。また、熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(C)の質量は、ペレットを100粒採取し秤量した場合のペレット質量として、通常1〜3.5gであり、好ましくは1.2〜3、より好ましくは1.3〜2.7g、さらに好ましくは1.4〜2.5gである。
本発明の滑剤は、一般的に、熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット同士及び/又は熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットと成形機スクリュー、シリンダーとの接触面の摩擦を低下させて、潤滑をもたせる外部滑性のものである。
滑剤としては、その融点が200℃以下であるものが好ましく、より好ましくは150℃以下である。またその下限は通常50℃、好ましくは70℃である。融点が50℃未満であると、成形前の予備乾燥時に滑剤が乾燥機等に付着しやすく、またペレット同士が融着し、ホッパー内でブリッジングする場合があり好ましくない。また、融点が200℃を超えるとフィード安定化効果が低下しやすいため、好ましくない。
なお、滑剤の融点は、滑剤が結晶性である場合は、DSC測定で求めることができる。具体的には、窒素雰囲気下、30℃から予想される融点+30℃程度まで、20℃/分の速度で昇温した際に観測される吸熱ピークのピークトップの温度をいう。滑剤が非晶性である場合は、微量融点測定装置で測定される融点をいう。
本発明の熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物は、熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(B)を5〜30質量%及び熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(C)を95〜70質量%で含有する。熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(B)の含有量は、好ましくは6〜25質量%、より好ましくは7〜20質量%であり、熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(C)の含有量は好ましくは94〜75質量%、より好ましくは93〜80質量%である。ペレットブレンド物中の熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(B)の含有比率が5質量%未満であると、スクリュー食い込み性等の成形性の改良効果が十分ではなく、本発明の目標が達成出来ない。一方、熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(B)の含有比率が30質量%を超えると、成形品中のボイド発生、フィルムの着色、ダイス目ヤニの発生、乾燥機内部の汚染、気力輸送装置のフィルターメンテナンスのサイクルが短くなる等の問題が発生する。
本発明の熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物の製造方法は、特に限定されないが、例えば、次の(i)、(ii)の製造方法が採用できる。
(i)滑剤外部付着量が100〜500質量ppmの熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(B)と、滑剤外部付着量が5〜60質量ppmの熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(C)とを予め別々に製造し、これらをブレンドする方法。
(ii)滑剤が外部付着されていない熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)と、滑剤外部付着量が高い熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットとを、ブレンドする方法。
本発明においては、生産効率の点から、上述の(ii)の方法を採用することが好ましい。
上記(ii)の方法を採用する場合、滑剤外部付着量が高い熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットの滑剤外部付着量は、100〜1,500質量ppmであることが好ましく、120〜1,200質量ppmであることがより好ましく、130〜1,000質量ppmであることがさらに好ましく、150〜900質量ppmであることが特に好ましい。滑剤外部付着量が高い熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットの滑剤外部付着量を上記の範囲とすることにより、熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)に、充分な滑剤量を移行する事が出来、ブレンド物全体の滑り性が充分となる傾向にあり好ましい。
その混合方法としては、例えば、予め60〜180℃に加熱した熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)と滑剤とをとブレンダーで混合する方法や、熱可塑性ポリエステル樹脂重合後に重合槽より抜出し、水槽で冷却しチップカットした直後の60℃以上の温度を有する熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)と混合する方法、押出機等を通して溶融させた後、水槽で冷却し、チップカットした直後の60℃以上の温度を有する熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)と混合する方法、熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)と滑剤を混合した後、熱風オーブン等で60℃以上に加熱する方法が挙げられる。これらの中でも、生産効率の点から、予め60〜180℃、より好ましくは80〜150℃に加熱した熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)と滑剤とをブレンダーで混合し、滑剤を外部付着させる方法が好ましい。
熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)の温度が60℃未満であると、所望の量の滑剤がペレット表面に付着しない場合があるので好ましくない。一方、180℃を超えると、熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットに著しい着色があったり、所望の量の滑剤がペレット表面に付着しなかったり、ペレットがブロック状に固着する場合があるので好ましくない。
本発明では、上述の方法等により得られた熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物を成形に使用することにより、各種用途の成形品を製造することが可能である。本発明の熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物を用いて各種成形品を成形する方法は特に限定されず、熱可塑性ポリエステル樹脂組成物に一般に採用されている成形法を任意に採用できる。その例を挙げると、押出成形法、射出成形法、超高速射出成形法、射出圧縮成形法、二色成形法、ガスアシスト等の中空成形法、断熱金型を使用した成形法、急速加熱金型を使用した成形法、発泡成形(超臨界流体も含む)、インサート成形、IMC(インモールドコーティング成形)成形法、シート成形法、熱成形法、回転成形法、積層成形法、プレス成形法、ブロー成形法等が挙げられる。中でも、押出成形法、射出成形法が好ましい。
本発明の熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物によれば、上記のような性能を有する光ファイバー被覆用のチューブを、生産性よく、安定的に製造することが可能である。
・ステアリン酸カルシウム
日本精蝋社製(CAS No.1592−23−0)、融点121℃
・モンタン酸エステルワックス
クラリアントジャパン社製、商品名「LICOWAX E」、融点84℃
・ヒンダードフェノール系酸化防止剤
ペンタエリスリトールテトラキス[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、ADEKA社製、商品名「AO−60」
・離型剤
マイクロクリスタリンワックス、日本精蝋社製、商品名「Himic1080」、炭素数30〜60、融点84℃
・核剤
タルク、林化成社製、商品名「ミクロンホワイト5000S」
以下のPBT樹脂ペレット(A−1)〜(A−2)、及び(B−1)〜(B−8)を使用した。
テレフタル酸1.0モルに対して1,4−ブタンジオールを1.8モルの割合で両原料をスラリー調製槽に供給し、攪拌装置で混合して調製したスラリーを、温度230℃、圧力78.7kPa(590mmHg)に調整したエステル化反応槽に連続的に供給すると共に、触媒としてテトラ−n−ブチルチタネートを連続的に供給し、攪拌装置による攪拌下に、滞留時間3時間としてエステル化反応させて、エステル化反応率97.5%のオリゴマーを得た。
エステル化反応により得られたオリゴマーを、温度250℃、圧力2.66kPa(20mmHg)に調整した第1重縮合反応槽に連続的に供給し、攪拌装置の攪拌下に滞留時間2時間で重縮合反応させ、固有粘度0.250dl/gのプレポリマーを得た。そのプレポリマーを温度260℃、圧力0.133kPa(1mmHg)に調整した第2重縮合反応槽に連続的に供給し、攪拌装置の攪拌下に滞留時間3時間で重縮合反応を更に進めて、ポリマー抜き出しダイに移送し、ダイスから円柱状にポリマーを押出し、20℃の冷却水で0.9秒間冷却した後、カッターを用いてカットし、固有粘度[η]=1.00dl/g、チタン原子含有量58質量ppm、末端カルボキシル基量18eq/T、ペレット長軸平均長さ2.73mm、長軸方向に垂直な断面の短径2.44mm、長径3.29mm、短径と長径の平均値2.87mm、ペレット質量2.11g(100粒)、ΔIV=0.001dl/gのPBT樹脂ペレット(A−1)を得た。
上記(1)PBT樹脂ペレット(A−1)の製造と同様な重合工程を採用し、温度、圧力、重合時間等を適宜変更することにより、固有粘度[η]=1.26dl/g、チタン原子含有量62質量ppm、末端カルボキシル基量21eq/T、ペレット長軸平均長さ2.75mm、長軸方向に垂直な断面の短径2.45mm、長径3.30mm、短径と長径の平均値2.88mm、ペレット質量2.13g(100粒)、ΔIV=−0.001dl/gのPBT樹脂ペレット(A−2)を得た。
上記(1)に記載の方法で得られたPBT樹脂ペレット(A−1)100質量部対し、ヒンダードフェノール系酸化防止剤2.6質量部、離型剤2.6質量部を配合し、二軸押出機(日本製鋼所社製「TEX30α」)、シリンダー温度設定260℃、吐出量40kg/hrの条件で、固有粘度[η]=0.96dl/g、ΔIV=0.002dl/gのPBT樹脂ペレット(A’−1)を得た。
得られたPBT樹脂ペレット(D−1)は、固有粘度[η]=0.96dl/g、チタン原子含有量57質量ppm、末端カルボキシル基量22eq/T、ペレット長軸平均長さ2.70mm、長軸方向に垂直な断面の短径2.39mm、長径2.44mm、短径と長径の平均値2.42mm、ペレット質量1.57g(100粒)であり、ペレット(D−1)に付着しているステアリン酸カルシウム量は585質量ppmであった。
上記(3)PBT樹脂ペレット(A’−1)の製造において、ヒンダードフェノール系酸化防止剤の配合量をPBT樹脂ペレット(A−1)100質量部に対し2.0質量部、離型剤の配合量をPBT樹脂ペレット(A−1)100質量部に対し2.0質量部とした以外は同様にして、固有粘度[η]=0.96dl/g、ΔIV=−0.001dl/gのPBT樹脂ペレット(A’−2)を製造した。
得られた上記PBT樹脂ペレット(A’−2)を熱風オーブンにて110℃、3時間加熱した後、PBT樹脂ペレット(A’−2)と、ステアリン酸カルシウムの仕込み量を調整し、ステアリン酸カルシウム付着量250質量ppmを目標とし、上記PBT樹脂ペレット(D−1)と同様の方法で、PBT樹脂ペレット(D−2)を得た。
得られたPBT樹脂ペレット(D−2)は、固有粘度[η]=0.96dl/g、チタン原子含有量58質量ppm、末端カルボキシル基量21eq/T、ペレット長軸平均長さ2.71mm、長軸方向に垂直な断面の短径2.39mm、長径2.46mm、短径と長径の平均値2.43mm、ペレット質量1.58g(100粒)であり、ペレット(D−2)に付着しているステアリン酸カルシウム量は240質量ppmであった。
上記(2)で得られたPBT樹脂ペレット(A−2)100質量部に対し、ヒンダードフェノール系酸化防止剤2.0質量部を配合し、二軸押出機(日本製鋼所社製「TEX30α」)、シリンダー温度設定260℃、吐出量40kg/hrの条件で、固有粘度[η]=1.17dl/g、ΔIV=0.001dl/gのPBT樹脂ペレット(A’−3)を製造した。
得られたPBT樹脂ペレット(D−3)は、固有粘度[η]=1.17dl/g、チタン原子含有量61質量ppm、末端カルボキシル基量25eq/T、ペレット長軸平均長さ2.71mm、長軸方向に垂直な断面の短径2.41mm、長径2.44mm、短径と長径の平均値2.43mm、ペレット質量1.56g(100粒)であり、ペレット(D−3)に付着しているステアリン酸カルシウム量は780質量ppmであった。
上記(5)PBT樹脂ペレット(A’−3)の製造において、さらにタルクを、PBT樹脂ペレット(A−2)100質量部に対し1.0質量部配合した以外は同様にして、固有粘度[η]=1.17dl/g、ΔIV=0.002dl/gのPBT樹脂ペレット(A’−4)を製造した。
得られた上記PBT樹脂ペレット(A’−4)を熱風オーブンにて110℃、3時間加熱した後、PBT樹脂ペレット(A’−4)と、ステアリン酸カルシウムの仕込み量を調整しステアリン酸カルシウム付着量400質量ppmを目標とし、上記PBT樹脂ペレット(D−1)と同様の方法で、PBT樹脂ペレット(D−4)を得た。
得られたPBT樹脂ペレット(D−4)は、固有粘度[η]=1.17dl/g、チタン原子含有量60質量ppm、末端カルボキシル基量25eq/T、ペレット長軸平均長さ2.69mm、長軸方向に垂直な断面の短径2.40mm、長径2.45mm、短径と長径の平均値2.43mm、ペレット質量1.57g(100粒)であり、ペレット(D−4)に付着しているステアリン酸カルシウム量は413質量ppmであった。
上記(5)のPBT樹脂ペレット(D−3)の製造において、滑剤としてモンタン酸エステルワックスを用い、モンタン酸エステルワックスの仕込み量を調整して、モンタン酸エステルワックス付着量600質量ppmを目標とした以外は、上記PBT樹脂ペレット(D−3)と同様の方法で、PBT樹脂ペレット(D−5)を得た。
得られたPBT樹脂ペレット(D−5)は、固有粘度[η]=1.17dl/g、チタン原子含有量61質量ppm、末端カルボキシル基量25eq/T、ペレット長軸平均長さ2.70mm、長軸方向に垂直な断面の短径2.40mm、長径2.43mm、短径と長径の平均値2.42mm、ペレット質量1.56g(100粒)のPBT樹脂ペレットであり、ペレット(D−5)に付着しているモンタン酸エステルワックス量は550質量ppmであった。
上記(4)のPBT樹脂ペレット(D−2)の製造において、ステアリン酸カルシウムの仕込み量を調整し、ステアリン酸カルシウム付着量1,100質量ppmを目標とした以外は、上記PBT樹脂ペレット(D−2)と同様の方法で、PBT樹脂ペレット(D−6)を得た。
PBT樹脂ペレット(D−6)は、固有粘度[η]=0.96dl/g、チタン原子含有量58質量ppm、末端カルボキシル基量21eq/T、ペレット長軸平均長さ2.71mm、長軸方向に垂直な断面の短径2.40mm、長径2.44mm、短径と長径の平均値2.42mm、ペレット質量1.57g(100粒)のPBT樹脂ペレットであり、ペレット(D−6)に付着しているステアリン酸カルシウム量は1,080質量ppmであった。
上記(3)PBT樹脂ペレット(A’−1)の製造において、ヒンダードフェノール系酸化防止剤及び離型剤の配合量を、PBT樹脂ペレット(A−1)100質量部に対しそれぞれ0.3質量部とした以外は同様にして、固有粘度[η]=0.95dl/g、ΔIV=0.001dl/gのPBT樹脂ペレット(A’−7)を得た。
得られたPBT樹脂ペレット(D−7)は、固有粘度[η]=0.95dl/g、チタン原子含有量59質量ppm、末端カルボキシル基量23eq/T、ペレット長軸平均長さ2.72mm、ペレット長軸方向に垂直な断面の短径2.38mm、長径2.43mm、短径と長径の平均値2.41mm、ペレット質量1.57g(100粒)、ペレット(D−7)に付着しているステアリン酸カルシウム量は408質量ppmであった。
上記(9)PBT樹脂ペレット(A’−7)の製造において、PBT樹脂ペレット(A−1)にかえてPBT樹脂ペレット(A−2)を用いた以外は同様にして、固有粘度[η]=1.18dl/g、ΔIV=0.004dl/gのPBT樹脂ペレット(A’−8)を製造した。
得られた上記PBT樹脂ペレット(A’−8)を熱風オーブンにて110℃、3時間加熱した後、PBT樹脂ペレット(A’−8)と、ステアリン酸カルシウムの仕込み量を調整し、ステアリン酸カルシウム付着量400質量ppmを目標とし、上記PBT樹脂ペレット(D−1)と同様の方法で、PBT樹脂ペレット(D−8)を得た。
得られたPBT樹脂ペレット(D−8)は、固有粘度[η]=1.18dl/g、チタン原子含有量60質量ppm、末端カルボキシル基量24eq/T、ペレット長軸平均長さ2.72mm、長軸方向に垂直な断面の短径2.38mm、長径2.45mm、短径と長径の平均値2.42mm、ペレット質量1.57g(100粒)、ペレット(D−8)に付着しているステアリン酸カルシウム量は401質量ppmであった。
上記の方法で得られたPBT樹脂ペレット(A−1)、(A−2)及び(D−1)〜(D−8)を、後記表2、3に示す組成(質量部)で混合し、タンブラー(容量60L)を用いて、室温にて15分間ブレンドした後、後記各種測定に使用した。
(1)固有粘度
PBT樹脂ペレット(A−1)、(A−2)、(D−1)〜(D−8)及び実施例1〜6、比較例1、2のペレットブレンド物を、120℃のフェノール/1,1,2,2−テトラクロロエタン=50/50(質量比)混合溶媒に溶解後、30℃にてウベローデ型粘度計を使用し、固有粘度[η](dl/g)を測定した。
PBT樹脂ペレット(A−1)、(A−2)、(D−1)〜(D−8)及び実施例1〜6、比較例1、2のペレットブレンド物を粉砕、乾燥した後、粉砕したサンプル0.1gを試験管に精秤した。次いで、ベンジルアルコール3mlを加えた後、195℃の加熱浴に入れ、窒素を吹き込みながら粉砕したポリブチレンテレフタレート樹脂を溶解させた。溶解後、クロロホルムを5ml加え、冷却し指示薬を添加し、次いで、窒素を吹き込みながら0.1N−NaOH/ベンジルアルコール溶液で滴定し、滴定量を求め、次式により末端カルボキシル基量を算出した。
末端カルボキシル基量=(滴定量×0.1×F)/サンプル量
ここで、Fは0.1N−NaOH/ベンジルアルコール溶液の力価であり、末端カルボキシル基量の単位はμeq/g、滴定量の単位はμl、サンプル量の単位はgである。
PBT樹脂ペレット(A−1)、(A−2)及び(A’−1)〜(A’−8)20gを、ヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)200ml中に静置し、経時的に新しいHFIP 200mlと置換する操作を20回繰り返し、ペレット全てを溶解させた。この時、1回目に得られた溶液(フラクション1)と20回目に得られた溶液(フラクション20)から、エバポレーター及び真空乾燥機でHFIPを除去した。得られたPBT樹脂の重量がそれぞれ2g未満であることを確認し、フラクション1及びフラクション20の固有粘度(IV1、IV20)を測定し、固有粘度の差(△IV=IV1−IV20)を求めた。
PBT樹脂ペレット(A−1)、(A−2)、(D−1)〜(D−8)及び実施例1〜6、比較例1、2のペレットブレンド物をサンプリングした後、電子工業用高純度硫酸及び硝酸で湿式分解し、高分解能ICP(Inductively Coupled Plasma)−MS(Mass Spectrometer)(サーモクエスト社製)を使用して測定した。
実施例1〜6及び比較例1〜7のペレット又はペレットブレンド物を、110℃で5時間乾燥させた後、射出成形機(日本製鋼所社製「J85AD」)を用い、シリンダー温度250℃、金型温度80℃の条件で、ISO試験片を射出成形した。得られたISO試験片に対して、PerkinElmer社製「PYRIS Diamond DSC」を用いて、窒素雰囲気下、30℃から300℃まで20℃/分の速度で昇温し、300℃で3分保持した後、速度20℃/分の条件で降温し、DSC測定を行った。降温の際に観測される発熱ピークのピークトップの温度を降温結晶化温度とした。
また、同様の測定を、実施例4、5及び比較例4、7で製造された光ファイバー被覆用チューブに対しても行った。
(i)ステアリン酸カルシウムの定量
PBT樹脂ペレット(D−1)〜(D−4)及び(D−6)〜(D−8)並びに実施例1〜5及び比較例1、2のペレットブレンド物について、蛍光X線装置(リガク社製「ZSX Primus」、管球(ターゲット):Rh(ロンジウム)、4kW)にて、カルシウム量分析からステアリン酸カルシウムを定量した。まず、φ30mm試料ホルダーを用いて検量線を作製し、次いで、この検量線を用いて、各PBT樹脂ペレット及びペレットブレンド物のステアリン酸カルシウム付着量を定量した。なお、実施例1〜5及び比較例1、2のペレットブレンド物については、ペレット形状の違いを目視選別する方法によって、ブレンド後のPBT樹脂ペレット(A)とPBT樹脂ペレット(D)とをそれぞれ分離し、分離後のペレットそれぞれについても、ステアリン酸カルシウムおよびを定量した。
PBT樹脂ペレット(B−5)50gを精秤し、分液ロートにヘキサン500mlと共に入れ、15分間撹拌した後、溶液を取り分け、溶媒を留去して残渣を秤量することにより、PBT樹脂ペレット(B−5)のモンタン酸エステルワックス付着量を定量した。また、実施例6で得られたペレットブレンド物を、上記(i)ステアリン酸カルシウムの定量に記載の方法と同様にして、PBT樹脂ペレット(A)とPBT樹脂ペレット(D)に分離し、それぞれのペレットについても、上記と同様の方法で、モンタン酸エステルワックスの付着量を定量した。
23℃、湿度50%に24時間放置した実施例1〜6、比較例1〜7のPBT樹脂ペレット又はペレットブレンド物175gを、三輪式円筒回転形流動表面角測定器(筒井理化学器械社製)の、スリ合わせ栓付き500mlガラス容器に入れた。10rpmで120秒回転させた後、徐々に回転を落とし60秒後に停止し、PBT樹脂ペレット又はペレットブレンド物のなす角度を測定した。なお、測定5回の平均値を、回転安息角(°)とした。
(i)射出成形性
実施例1、2及び比較例1、2、3、5のペレット又はペレットブレンド物を、120℃で5時間乾燥させた後、射出成形機(日本製鋼所社製「J85AD」)を用いて、計量65mm、スクリュー回転数100rpm、背圧5MPa、シリンダー温度250℃ 、金型温度80℃の条件にて、ISO試験片を射出成形する際の、計量開始から完了までに要する計量時間を測定し、PBT樹脂ペレット又はペレットブレンド物のスクリューへの食い込み性を評価した。
○:計量時間が12秒未満で安定、計量時間バラツキは1秒以内。
×:スクリューへの食い込み不良で、計量不能。
実施例4、5及び比較例4、7のペレット又はペレットブレンド物を、120℃で5時間乾燥させた後、押出し装置(ROSENDAHL社製「ROEX45−24」、45mm単軸スクリュー押出機)を用い、スクリュー回転数45rpm、シリンダー温度260℃の条件で、光ファイバー4本を導入した、外径2.5mmの光ファイバー被覆PBTチューブ成形を行った。長さ1,000mのチューブにおいて、50mごとにチューブ外径及び内径を測定し、内径及び外径それぞれの変化率がともに5%以内となる最高の成形速度を、下記指標で評価した。
○:速度が200m/分以上
△:速度が100m/分以上200m/分未満
×:速度が100m/分未満
実施例3、6及び比較例4、6のペレット又はペレットブレンド物を、120℃で5時間乾燥させた後、600mm幅Tダイ付きフィルム成形装置(池貝社製「FS−40」、40mmフルフライト型単軸スクリュー押出機、L/D=25、フィードゾーン320mm/8山、コンプレッションゾーン280mm/7山、メタリングゾーン/10山)を用い、シリンダー温度260℃、スクリュー回転数30rpm、吐出量5kg/hrの条件で、厚み50μmフィルムの成形を行い、フィルム成形性を下記指標で評価した。
○:安定性して成形出来る
×:サージング発生し、安定して押出し出来ず
実施例1〜6及び比較例5、6のペレット又はペレットブレンド物を、110℃で5時間乾燥させた後、射出成形機(日本製鋼所社製「J85AD」)を用い、シリンダー温度250℃、金型温度80℃の条件で、ISO試験片を射出成形した。
得られたISO試験片を用い、ISO527に従い、引張強度及び引張破断伸度(破壊呼びひずみ)を測定した。
また、得られたISO試験片にノッチ加工を施した後、ISO179に従い、シャルピー衝撃強度を測定した。
(i)射出成形における汚染性評価(金型汚れ)
実施例1、2及び比較例2、5のペレット又はペレットブレンド物を、120℃で5時間乾燥させた後、射出成形機(住友重機械工業社製「MINIMAT M8/7A」)を用い、図1に示すようなしずく型金型を用いて、シリンダー温度280−270−270−240(℃)、成形サイクル10秒、金型温度35℃の条件にて、1,000ショット射出成形し、終了後の金型固定側の金属鏡面に発生する白い付着物による汚れの状態を、比較例5を基準とし、目視にて下記指標で評価した。
○:金型付着物は、比較例5の200ショット成形後の状態より少なく、金型汚染性は良好。
×:金型付着物は、比較例5の1,000ショット成形後の状態と同レベルであり、金型汚染性は不良。
なお、図1のしずく型金型は、ゲートGから樹脂組成物を導入し、尖端P部分に発生ガスが溜まり易くなるように設計した金型である。ゲートGの幅は1mm、厚みは1mmであり、図1において、幅h1は14.5mm、長さh2は7mm、長さh3は27mmであり、成形部の厚みは3mmである。
実施例3、6及び比較例6のペレット又はペレットブレンド物を、120℃で5時間乾燥させた後、上記(4)成形性の(iii)フィルム押出性評価で使用したTダイ付きフィルム成形装置を用い、シリンダー温度260℃、金型温度60℃の条件で、厚み75μmのフィルム成形を120分間行い、金属製冷却チルロール表面に発生する白い付着物を、比較例6を基準とし、目視にて下記指標にて評価した
○:冷却チルロール上の付着物は、比較例6の30分成形後の状態より少なく、ロール汚染性は良好。
×:冷却チルロール上の付着物は、比較例6の120分成形後の状態と同レベルであり、ロール汚染性は不良。
上記(8)成形性の(ii)光ファイバー被覆用チューブ成形性評価、前記(i)射出成形における汚染性評価又は前記(ii)押出成形における汚染性評価を実施した後の、金属製ホッパー内面に付着発生する粉体を、比較例6を基準とし、目視にて下記指標にて評価した。
○:ホッパー内面の付着物は、比較例6より著しく少なく、ホッパー汚染性は良好。
×:ホッパー内面の付着物は、比較例6と同レベルであり、ホッパー汚染性は不良。
Claims (13)
- 熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)に滑剤を100〜500質量ppm外部付着させてなる熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(B)5〜30質量%及び熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)に滑剤を5〜60質量ppm外部付着させてなる熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(C)95〜70質量%を含有してなることを特徴とする、熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物。
- 熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)が、溶融重合法又は溶融混練法により製造されたものである、請求項1に記載の熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物。
- 熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)が、結晶化促進剤、酸化防止剤及び離型剤から選ばれる少なくとも1種を、熱可塑性ポリエステル樹脂100質量部に対し0.01〜5質量部含有する、請求項1又は2に記載の熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物。
- 熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物中の滑剤含有量が200質量ppm未満である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物。
- 熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)に用いる熱可塑性ポリエステル樹脂がポリブチレンテレフタレート樹脂である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物。
- 熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)に外部付着させる滑剤が脂肪酸金属塩である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物。
- 回転安息角が30°以下である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物。
- 降温結晶化温度が180℃以上である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物。
- 滑剤が外部付着されていない熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)95〜70質量%と、熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)に滑剤を150〜900質量ppm外部付着させてなる熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット5〜30質量%とを混合することを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物の製造方法。
- 熱可塑性ポリエステル樹脂ペレット(A)を60〜180℃に加熱した後、滑剤を外部付着させる、請求項9に記載の熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物の製造方法。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物を射出成形してなる成形品。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の熱可塑性ポリエステル樹脂ペレットブレンド物を押出成形してなる成形品。
- 光ファイバー被覆用チューブである、請求項12に記載の成形品。
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