JP6071623B2 - ポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物成形体 - Google Patents
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Description
そして、特に、電気・電子機器、例えば各種の携帯端末機器の筺体(ハウジング)や、自動車内装部品等の分野では、その意匠面やデザイン上の観点から、高級感を出すため、特に深みと清澄感と落ち着いた雰囲気のある、漆塗りと同等の優れた漆黒性(ピアノブラックとも称される)の外観も強く要求されている。
ポリエステル系樹脂の耐衝撃性を改善する方法として、これまで種々の方法が提案され、たとえば、エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体を配合した組成物(特許文献3)、エチレン−グリシジルメタクリレート−メチルアクリレート等の3元共重合体を配合した組成物(特許文献4)など、各種エラストマーを配合することが提案されている。
さらに、電気電子機器の筐体や自動車用内外装部品等では、近年、成形品(部品)の薄肉化が進み、その中で難燃性も兼ね備えることが求められてきている。したがって、難燃剤を処方した場合でも、耐衝撃性と高度の漆黒性を有するポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物成形体が求められている。
本発明によれば、以下のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物成形体が提供される。
成形体の表層部において、エラストマー(B)の相は分散しており、かつ、その分散相は、各分散相の最大径をR、最大径Rに垂直な方向の径のうちの最大径をrとするとき、R/rが平均で8以下であることを特徴とする漆黒性に優れたポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物成形体。
[2]ポリブチレンテレフタレート(A)は、さらにポリカーボネート樹脂(D)を含み、ポリブチレンテレフタレート(A)及びポリカーボネート樹脂(D)の合計100質量%基準で、ポリブチレンテレフタレート(A)を50〜85質量%、ポリカーボネート樹脂(B)を15〜50質量%含有する、上記[1]に記載のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物成形体。
[4]ポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物は、さらにアンチモン化合物(F)を、ポリブチレンテレフタレート(A)およびポリカーボネート樹脂(D)の合計量100質量部に対し、1〜15質量部含有する上記[1]〜[3]のいずれかに記載のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物成形体。
[5]難燃剤(E)が、臭素化ポリカーボネートである請求項[3]又は[4]に記載のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物成形体。
[6]成形体のL*値が40以下である上記[1]〜[5]のいずれかに記載のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物成形体。
このため、本発明のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物成形体は、電気電子機器用の絶縁部品として、例えば、電子電気機器部品の筐体、コネクター、リレー、スィッチ、センサー、アクチュエーター、ターミナルスイッチ等に好適に使用することができる。
本発明のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物成形体は、ポリブチレンテレフタレート(A)100質量部に対し、エラストマー(B)を2〜22質量部、カーボンブラック(C)を0.01質量部以上含有するポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物を成形してなる成形体であって、成形体の表層部(成形片の表面から20μm内部までを表層部と定義する)において、エラストマー(B)の相は分散しており、かつ、その分散相は、各分散相の最大径をR、最大径Rに垂直な方向の径のうちの最大径をrとするとき、R/rが平均で8以下であることを特徴とする。
本発明のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物成形体は、成形体の表層部においてエラストマー(B)の相がこのように分散して存在しているモルフォロジーを形成することで、優れた耐衝撃性と高度の漆黒性を発現していると推察される。
以下に記載する各構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様や具体例に限定して解釈されるものではない。なお、本願明細書において、「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用され、「ppm」は「質量ppm」を意味する。
本発明のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物成形体の主成分であるポリブチレンテレフタレート(A)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。
芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、1、5−ナフタレンジカルボン酸、2,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ビフェニル−2,2’−ジカルボン酸、ビフェニル−3,3’−ジカルボン酸、ビフェニル−4,4’−ジカルボン酸、ジフェニルエーテル−4,4’−ジカルボン酸、ジフェニルメタン−4,4’−ジカルボン酸、ジフェニルスルフォン−4,4’−ジカルボン酸、ジフェニルイソプロピリデン−4,4’−ジカルボン酸、1,2−ビス(フェノキシ)エタン−4,4’−ジカルボン酸、アントラセン−2,5−ジカルボン酸、アントラセン−2,6−ジカルボン酸、p−ターフェニレン−4,4’−ジカルボン酸、ピリジン−2,5−ジカルボン酸、等が挙げられ、テレフタル酸が好ましく使用できる。
なお、少量であればこれらの芳香族ジカルボン酸と共にアジピン酸、アゼライン酸、ドデカンジオン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸や、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸および1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸を1種以上混合して使用することができる。
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。
本発明において、ポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物は、その主成分がポリブチレンテレフタレートであることが好ましいが、また、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5〜30モル%である。
本発明で用いるエラストマー(B)としては、ポリエステル樹脂やポリカーボネート樹脂に配合してその耐衝撃性を改良するのに用いられている熱可塑性エラストマーを用いればよく、例えばゴム性重合体やゴム性重合体にこれと反応する化合物を共重合させたものを用いる。エラストマー(B)のガラス転移温度は0℃以下、特に−20℃以下であるのが好ましい。
尚、本発明において(メタ)アクリレートはアクリレートとメタクリレートを意味し(メタ)アクリル酸はアクリル酸とメタクリル酸を意味する。
アクリル及び/又はブタジエン成分を含有するエラストマーの具体例としては、例えばアクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリル−ブタジエンゴム、アクリル−シリコーンゴム、また、これらゴム性重合体に単量体化合物を重合した共重合体が挙げられる。この単量体化合物としては例えば、芳香族ビニル化合物、シアン化ビニル化合物、(メタ)アクリル酸エステル化合物、(メタ)アクリル酸化合物等が挙げられる。また、グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基含有(メタ)アクリル酸エステル化合物;マレイミド、N−メチルマレイミド、N−フェニルマレイミド等のマレイミド化合物;マレイン酸、フタル酸、イタコン酸等のα,β−不飽和カルボン酸化合物やそれらの無水物(例えば無水マレイン酸等)も挙げられる。これらの単量体は単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
また、原料として用いるエラストマー(B)の平均二次粒子径は、400μm以下であることが好ましく、350μm以下がより好ましく、300μm以下がさらに好ましい。また、下限は通常10μmであり、好ましくは30μm、より好ましくは50μmである。
なお、原料として用いるエラストマー(B)の平均一次粒子径とは、樹脂組成物のモルフォロジー観察結果について、エラストマー分散相の200個以上の最大径Rを測定し、それらを算術平均して求められる値をいう。原料エラストマー(B)の平均二次粒子径とは、原料として用いるエラストマー(B)粉体について、レーザー回折・散乱法により得られる、粒子径の体積頻度分布における最大ピークのピークトップの粒子径をいう。
分散したエラストマー(B)は、その分散相の最大径をR、最大径に対し垂直方向の径のうちの最大径をrとするとき、R/rが平均8以下であり、好ましくは7.5以下、さらに好ましくは7以下であり、好ましくは1.1以上であり、より好ましくは1.5以上であり、さらに好ましくは2以上である。
エラストマー(B)が単分散している場合は、R/rは上記のように算出するが、エラストマー(B)が凝集により数珠つなぎ状になっている場合は、1つの凝集体を1つのエラストマー分散相とみなし、1つの凝集体のRとrを求め、R/r比を算出する。
エラストマー(B)が凝集している場合は、1つの凝集体中のエラストマー数は10以下が好ましく、7以下がより好ましく、4以下がさらに好ましく、2であることが特に好ましい。このようなモルフォロジーをとることにより、耐衝撃性と漆黒性のバランスがより優れる傾向にある。
なお、成形体のモルフォロジーの観察の具体的な方法及びR/r比の求め方等についての詳細は後述する。
なお、本発明において、成形体の表層部とは、成形体表面から20μm内部までの領域をいい、モルフォロジー観察は、後述の方法及び実施例に記載の方法で行う。
本発明におけるカーボンブラック(C)は、その製造方法、原料種等に制限はなく、従来公知の任意のものを使用できる。具体的には例えば、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等が挙げられる。これらの中でも着色性とコストの点から、オイルファーネスブラックが好ましい。
K6217に準拠して測定することができる(単位はm2/g)。
なお、DBP吸収量はJIS K6217に準拠して測定することができる(単位はcm3/100g)。
また、カーボンブラック(C)は、そのpHについても特に制限はないが、通常、2〜10であり、3〜9であることが好ましく、4〜8であることがさらに好ましい。
本発明に用いるポリブチレンテレフタレート(A)は、ポリカーボネート樹脂(D)を含有することが好ましい。
ポリカーボネート樹脂は、ジヒドロキシ化合物又はこれと少量のポリヒドロキシ化合物を、ホスゲン又は炭酸ジエステルと反応させることによって得られる、分岐していてもよい熱可塑性重合体又は共重合体である。ポリカーボネート樹脂の製造方法は、特に限定されるものではなく、従来公知のホスゲン法(界面重合法)や溶融法(エステル交換法)により製造したものを使用することができる。
[η]=1.23×10−4Mv0.83
本発明に用いるポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物は、難燃剤(E)を含有することも好ましい。
難燃剤(E)としては、既知のプラスチック用難燃剤が使用可能であり、具体的には、ハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤(ポリリン酸メラミンなど)、窒素系難燃剤(シアヌル酸メラミンなど)、金属水酸化物(水酸化マグネシウムなど)である。
ハロゲン系難燃剤としては、臭素系難燃剤がより好ましい。
臭素系難燃剤としては、従来公知の任意の、熱可塑性樹脂に使用される臭素系難燃剤を用いることが出来る。この様な臭素系難燃性としては、芳香族系化合物が挙げられ、具体的には例えばテトラブロモビスフェノールAのエポキシオリゴマー等の臭素化エポキシ化合物、ペンタブロモベンジルポリアクリレート)等のポリ臭素化ベンジル(メタ)アクリレート、ポリブロモフェニルエーテル、臭素化ポリスチレン、テトラブロモビスフェノールAのエポキシオリゴマー等の臭素化エポキシ化合物、N,N’−エチレンビス(テトラブロモフタルイミド)(EBTPI)等の臭素化イミド化合物、臭素化ポリカーボネート等が挙げられる。
臭素化エポキシ化合物は、そのエポキシ当量が4000〜40000g/eqであることが好ましく、中でも4500〜35000g/eqがこのましく、特に10000〜30000g/eqであることが好ましい。
臭素化エポキシ化合物における臭素原子含有量は任意だが、十分な難燃性を付与する上で、通常10質量%以上であり、中でも20質量%以上、特に30質量%以上であることが好ましく、その上限は60質量%、中でも55質量%以下であることが好ましい。
なお、前記一般式(1)において、臭素化ベンゼンが結合したCH基はメチル基で置換されていてもよい。また、臭素化ポリスチレンは、他のビニルモノマーが共重合された共重合体であってもよい。この場合のビニルモノマーとしてはスチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、アクリル酸メチル、ブタジエンおよび酢酸ビニル等が挙げられる。また、臭素化ポリスチレンは単一物あるいは構造の異なる2種以上の混合物として用いてもよく、単一分子鎖中に臭素数の異なるスチレンモノマー由来の単位を含有していてもよい。
特に、上記したポリスチレンの臭素化物の場合は、質量平均分子量(Mw)は50,000〜70,000であることが好ましく、重合法による臭素化ポリスチレンの場合は、質量平均分子量(Mw)は10,000〜30,000程度であることが好ましい。なお、質量平均分子量(Mw)は、GPC測定による標準ポリスチレン換算の値として求めることができる。
本発明に用いるポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物は、難燃助剤であるアンチモン化合物(F)を含有することも好ましい。
アンチモン化合物(F)としては、三酸化アンチモン(Sb2O3)、五酸化アンチモン(Sb2O5)が挙げられる。難燃性の点においては三酸化アンチモンを用いることが好ましく、ポリカーボネート樹脂を配合する場合は、エステル交換抑制の点から五酸化アンチモンが好ましい。
n(YO)・Sb2O5・m(H2O) ・・・(3)
n(Na2O)・Sb2O5 ・・・(4)
(これらの式中、Xは1価のアルカリ金属元素、Yは2価のアルカリ土類金属元素、nは0〜1.5、mは0〜4を示す。mおよびnは式(2)及び式(3)においてそれぞれ独立して決定される)
mは0〜4であり、好ましくは0〜2である。mが大きすぎるとポリブチレンテレフタレート系樹脂の加水分解が著しくなるので好ましくない。
上記したように、本発明のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物成形体は、成形体の表層部において、エラストマー(B)の相は分散しており、その分散相の最大径をR、最大径に垂直方向の径のうちの最大径をrとするとき、両者の比R/rが平均8以下であることを特徴とする。ここで、表層部とは、成形体の表面から20μm内部までの領域をいう。
分散したエラストマー(B)のR/r比は、前述したように、好ましくは7.5以下、さらに好ましくは7以下であり、好ましくは1.1以上であり、より好ましくは1.5以上である。
前述したように、エラストマーが単分散している場合は、R/rは上記のように算出するが、エラストマーが凝集により数珠つなぎ状になっている場合は、1つの凝集体を1つのエラストマーとみなし、1つの凝集体のRとrを求め、R/r比を算出する。本発明において、エラストマーが凝集している場合は、1つの凝集体中のエラストマー数は10以下が好ましく、7以下がより好ましく、4以下がさらに好ましく、2であることが特に好ましい。このようなモルフォロジーをとることにより、耐衝撃性と漆黒性のバランスがより優れる傾向にある。
具体的には、SEMを用い、成形体断面の表層部を、25kVの加速電圧下で、倍率3,000〜30,000倍のSTEM像により観察される。
図2、3において、成形時の樹脂の流れ方向は図2、3の左から右への方向であり、連続相(マトリックス相)を構成しているのはポリブチレンテレフタレート(A)であり、その中に存在する暗色の層状に引き伸ばされた相がポリカーボネート樹脂(D)相である。また、最も暗く観察される部分は、アンチモン化合物であると考えられる。そして、白色の島状のものがエラストマー(B)の分散相であり、暗色のポリカーボネート樹脂(D)相中に多く存在していることから、エラストマー(B)はポリカーボネート樹脂(D)相中に存在すると考えられ、その粒径が100〜300nmで微分散しており、エラストマー(B)同士が数珠状に連なった凝集体の割合が少ないことがわかる。他の実施例においても、エラストマー(B)の分散に関し、同様のモルフォロジーが観察された。
このように、本発明の成形体は特異なモルフォロジーを有する。
本発明の成形体は、このようなモルフォロジー構造を有することによって、漆黒性と耐衝撃性に優れた成形体となる。
本発明の樹脂組成物成形体の製造に用いるポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物は、押出機等の溶融混練機を用いた溶融混練法により製造することが好ましいが、ポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物の原料各成分を混合して、単に混錬するだけでは、本発明で規定するモルフォロジー構造を安定して形成することは難しく、特別の方法により混錬することが推奨される。以下に、本発明で規定するモルフォロジー構造を安定して形成するための好ましい製造方法について、説明する。
この際、溶融混練機としては、二軸押出機を用いることが好ましい。中でも、スクリューの長さL(mm)と同スクリューの直径D(mm)の比であるL/Dが、20<(L/D)<100の関係を満足することが好ましく、30<(L/D)<70を満足することがより好ましい。かかる比が20以下では、エラストマー(B)が微分散しにくく、逆に100を超えても、エラストマー(B)の熱劣化が著しく、微分散されにくくなる傾向があり好ましくない。
ダイノズルの形状も特に限定されないが、ペレット形状の点で、直径1〜10mmの円形ノズルが好ましく、直径2〜7mmの円形ノズルがより好ましい。
1×103<(γ・T)<9.9×105
の関係を満足することにより、本発明で規定するモルフォロジー構造を安定して形成しやすい傾向となる。また、樹脂組成物の各成分の分散不良による成形体表面の肌荒れ現象や、靱性の低下を抑制しやすく、さらに、機械的特性、難燃性及び絶縁特性等を良好に保つことが容易となる。(γ・T)の下限は1×104であることがより好ましく、上限は8.5×105であることがより好ましい。
(γ・T)の値を上記の範囲に調整するためには、上記のせん断速度とストランドの表面温度を調整すればよい。
ポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物は、さらに安定剤を含有することが、熱安定性改良や、機械的強度及び色相の悪化を防止する効果を有するという点で好ましい。安定剤としては、リン系安定剤およびフェノール系安定剤が好ましい。
(R1O)3−nP(=O)OHn
(式中、R1は、アルキル基又はアリール基であり、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。nは0〜2の整数を示す。)で表される化合物である。
より好ましくは、R1が炭素原子数8〜30の長鎖アルキルアシッドホスフェート化合物が挙げられる。炭素原子数8〜30のアルキル基の具体例としては、オクチル基、2−エチルヘキシル基、イソオクチル基、ノニル基、イソノニル基、デシル基、イソデシル基、ドデシル基、トリデシル基、イソトリデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、エイコシル基、トリアコンチル基等が挙げられる。
これらの中でも、オクタデシルアシッドホスフェートが好ましく、このものはADEKA(株)の商品名「アデカスタブ AX−71」として、市販されている。
R2O−P(OR3)(OR4)
(式中、R2、R3及びR4は、それぞれ水素原子、炭素数1〜30のアルキル基又は炭素数6〜30のアリール基であり、R2、R3及びR4のうちの少なくとも1つは炭素数6〜30のアリール基である。)で表される化合物が挙げられる。
R5−P(OR6)(OR7)
(式中、R5、R6及びR7は、それぞれ水素原子、炭素数1〜30のアルキル基又は炭素数6〜30のアリール基であり、R5、R6及びR7のうちの少なくとも1つは炭素数6〜30のアリール基である。)で表される化合物が挙げられる。
リン系安定剤としては、前述したように、優れた相溶性を発揮し、エステル交換抑制効果が顕著にみられるオクタデシルアシッドホスフェートが特に好ましい。
ポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物には、無機充填材を含有させてその機械的特性を向上させることができる。無機充填材としては常用のものをいずれも用いることができる。具体的には例えば、ガラス繊維、炭素繊維、鉱物繊維等の繊維状無機充填材が挙げられるが、中でもガラス繊維を用いることが好ましい。本発明においては、無機充填材は、ポリブチレンテレフタレート(A)及びポリカーボネート樹脂(D)の合計100質量部に対して、100質量部以下、中でも20〜80質量部を含有させることが好ましい。
ポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物は、滴下防止剤を含有することも好ましい。滴下防止剤としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)が好ましく、フィブリル形成能を有し、樹脂組成物中に容易に分散し、かつ樹脂同士を結合して繊維状材料を作る傾向を示すものである。ポリテトラフルオロエチレンの具体例としては、例えば三井・デュポンフロロケミカル(株)より市販されている商品名「テフロン(登録商標)6J」又は「テフロン(登録商標)30J」、ダイキン工業(株)より市販されている商品名「ポリフロン」あるいは旭硝子(株)より市販されている商品名「フルオン」等が挙げられる。
滴下防止剤の含有割合は、好ましくは、ポリブチレンテレフタレート(A)及びポリカーボネート樹脂(D)の合計100質量部に対して0.1〜20質量部である。滴下防止剤が0.1質量部未満では難燃性が不十分になりやすく、20質量部を超えると外観が悪くなりやすい。滴下防止剤の含有割合は、より好ましくは、ポリブチレンテレフタレート(A)及びポリカーボネート樹脂(D)の合計100質量部に対して、0.1〜10質量部であり、好ましくは0.2〜5質量部である。
ポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物は、更に、離型剤を含有することが好ましい。離型剤としては、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、金属膜密着性を阻害しにくいという点で、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い。
ポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、更に種々の添加剤を含有していても良い。このような添加剤としては、紫外線吸収剤、カーボンブラック以外の染顔料、蛍光増白剤、帯電防止剤、防曇剤、滑剤、アンチブロッキング剤、流動性改良剤、可塑剤、分散剤、抗菌剤等が挙げられる。
本発明のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物成形体は、その形状、模様、色、寸法等に制限はなく、その成形体の用途に応じて任意に設定すればよい。
成形体の成形方法自体は、特に限定されず、ポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物について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、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、押出成形法、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が、特には射出成形法、超高速射出成形法、射出圧縮成形法等の射出成形による方法が好ましく適用される。
以下の実施例および比較例において、使用した成分は、以下の表1の通りである。
表1に記載の各成分及び染顔料を表2に記載の配合割合(質量部)になるように、噛み合い型同方向2軸スクリュー式押出機(日本製鋼所(株)製「TEX30α」、スクリュー径32mm)、L/D=54.2)に25kg/hrにて供給した。押出機のバレル設定温度をC1〜C15、ダイを250℃、スクリュー回転数を200rpmとし、ノズル数4穴(円形(φ4mm)、長さ1.5cm)、せん断速度(γ)211sec−1の条件下でストランドとして押出した。押出した直後のストランド温度は270℃であった。
押出されたストランドを、温度を30〜50℃の範囲に調整した水槽に導入して冷却した。ストランド表面温度(T)は、赤外線温度計で測定される温度で65℃まで冷却され(γ・T=1.4×104)、ペレタイザーに挿入してカッティングして、樹脂組成物のペレットを製造した。
得られたペレットを、120℃で7時間加熱乾燥し、射出成形機(日精樹脂工業社製「NEX80−9E」)を用いてシリンダー温度250℃、金型温度80℃、射出圧150MPa、射出保圧時間15sec、冷却時間15sec、射出速度120mm/sec、背圧4MPa、スクリュー回転数80rpmの条件で、モルフォロジー観察、漆黒性及び色相(L*値)評価用の60mm×60mm×厚さ3mmの平板状の試験片及びその他の評価用の試験片を射出成形した。
表1に記載の各成分及び染顔料を表3に記載の配合割合(質量部)になるように、噛み合い型同方向2軸スクリュー式押出機(日本製鋼所(株)製「TEX44αII」、スクリュー径47mm、L/D=55.2)に300kg/hrにて供給した。押出機のバレル設定温度をC1〜C15、ダイを250℃、スクリュー回転数を230rpmとし、ノズル数10穴(円形(φ4mm)、長さ1.5cm)、せん断速度(γ)1012sec−1の条件下でストランドとして押出した。押出した直後のストランド温度は290℃であった。
押出されたストランドを、温度を30〜50℃の範囲に調整した水槽に導入して冷却した。ストランド表面温度(T)は、赤外線温度計で測定される温度で125℃まで冷却され(γ・T=1.3×105)、ペレタイザーに挿入してカッティングして、樹脂組成物のペレットを製造した。
得られたペレットを、120℃で7時間加熱乾燥し、射出成形機(日精樹脂工業社製「NEX80−9E」)を用いてシリンダー温度250℃、金型温度80℃、射出圧150MPa、射出保圧時間15sec、冷却時間15sec、射出速度120mm/sec、背圧4MPa、スクリュー回転数80rpmの条件で、モルフォロジー観察、漆黒性及び色相(L*値)評価用の60mm×60mm×厚さ3mmの平板状の試験片及びその他の評価用の試験片を射出成形した。
[超薄切片の作成]
上記の方法で得られた平板状試験片の中央部の樹脂流動方向に平行する面より、断面の表層部(表面から深さ20μmまでの部分)を含む切片を切り出した。この切片を用い、試料冷却装置(クライオユニット)を装着したウルトラミクロトーム(Leica社「UC7」)で、ダイヤモンドナイフを用いて、該平行面を表面とする超薄切片を作成した。設定した切削条件は、試料室温度−105℃、切削速度0.2mm/s、試料厚さ100nmである。
超薄切片を銅製のグリッド上に積載した後、該切片の表面を四酸化ルテニウムの蒸気に、15℃で40分さらして、四酸化ルテニウムで染色した。この染色により、ポリブチレンテレフタレート樹脂は灰色のマトリックス、ポリカーボネート樹脂は暗色、エラストマーは白色として、STEM観察される。
染色された超薄切片を、日立ハイテク社製高分解能電界放出形走査電子顕微鏡「S−4800」、加速電圧25kV、信号STEM、エミッション電流10μAの条件で、樹脂流動方向に平行な断面の表層部(表面から深さ20μmまでの部分)を、倍率3,000〜30,000倍のSTEM像により観察した。エラストマー(B)のR、rの値は、各エラストマー又はそれらが数珠状につながった凝集体の200個の粒子径を測定し、算術平均して算出した。
(2)漆黒性および色相(L*値)
上記で得られた平板状試験片について、L*値(SCE)を測定した。測定は、ISO7724/1に準拠した分光測色色差計(コニカミノルタオプティクス社製、CM−3600d)を用い、D65/10(反射照明・10°方向受光)、SCE(正反射光除去)測色法にて、ターゲットマスクCM−A(φ8mm)を用いて測定した。
また、試験片の漆黒性を以下の2段階で目視判定した。
○:明瞭な黒色である
×:表面に白濁が目立ち明瞭でない黒色である
アンダーライターズ・ラボラトリーズのサブジェクト94(UL94)の方法に準じ、5本の試験片(厚み:0.75mm)を用いて難燃性を試験した。難燃性は、UL94記載の評価方法に従って、V−0、V−1及びV−2に分類した。V−0が最も難燃性が高い。
得られたペレットを、日精樹脂工業社製射出成型機「NEX80−9E」を使用し、シリンダー温度250℃、金型温度80℃、シリンダー内に20分間滞留後、図1(図1の左図は、直方体状箱型成形品の外側から見た斜視図であり、図1の右図は底面を上にした状態を示す斜視図である。)に示すような、縦53mm、横33mm、深さ17mm、肉厚1.5mmの直方体状箱型成形品を成形した。ゲートは底面中央部の図示した2点ゲートである。
内反り率(%)=(箱の端から1mmの位置の短辺方向の長さ)/(箱の端から24mmの位置の短辺方向の長さ)×100
得られたペレットを、日精樹脂工業社製射出成型機「NEX80−9E」を使用し、シリンダー温度250℃、金型温度80℃、成形サイクル23秒、冷却時間20秒の条件で、上記反りの評価に記載の箱型成形品を射出成形した。その際の離型性を、以下の2段階で評価した。
○:成形品にエジジェクターのピン痕残りがなく、外観が良好である
△:成形品のエジェクターのピン跡が少し残る
外観が良好な成形品を連続成形で得るためには、エジェクターのピン痕が残らないことが好ましいが、本発明における「△」は、実成形品として問題ないレベルである。
上記の条件でISO引張試験片(厚さ4.0mm)を射出成形した。ISO 179に準拠して、この試験片から厚さ4.0mmのノッチ付試験片を作製し、23℃の環境下において、ノッチ付きシャルピー衝撃強度(単位:kJ/m2)を測定した。
以上の評価結果を、表2及び表3に示す。
Claims (6)
- ポリブチレンテレフタレート(A)100質量部に対し、エラストマー(B)を5〜22質量部、カーボンブラック(C)を0.1質量部以上含有するポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物を成形してなる成形体であって、エラストマー(B)は、平均二次粒子径が300μm以下で、見かけ密度が0.3g/ml以上であり、
成形体の表層部において、エラストマー(B)の相は分散しており、かつ、その分散相は、各分散相の最大径をR、最大径Rに垂直な方向の径のうちの最大径をrとするとき、R/rが平均で8以下であることを特徴とする漆黒性に優れたポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物成形体。 - ポリブチレンテレフタレート(A)は、さらにポリカーボネート樹脂(D)を含み、ポリブチレンテレフタレート(A)及びポリカーボネート樹脂(D)の合計100質量%基準で、ポリブチレンテレフタレート(A)を50〜85質量%、ポリカーボネート樹脂(D)を15〜50質量%含有する、請求項1に記載のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物成形体。
- ポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物は、さらに難燃剤(E)を、ポリブチレンテレフタレート(A)およびポリカーボネート樹脂(D)の合計量100質量部に対し、7〜35質量部含有する請求項1又は2に記載のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物成形体。
- ポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物は、さらにアンチモン化合物(F)を、ポリブチレンテレフタレート(A)およびポリカーボネート樹脂(D)の合計量100質量部に対し、1〜15質量部含有する請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物成形体。
- 難燃剤(E)が、臭素化ポリカーボネートである請求項3又は4に記載のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物成形体。
- 成形体のL*値が40以下である請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物成形体。
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