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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023081362
(43)【公開日】2023-06-09
(54)【発明の名称】樹脂組成物および成形品
(51)【国際特許分類】
   C08L 67/02 20060101AFI20230602BHJP
   C08K 7/04 20060101ALI20230602BHJP
   C08K 3/04 20060101ALI20230602BHJP
【FI】
C08L67/02
C08K7/04
C08K3/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022190810
(22)【出願日】2022-11-29
(31)【優先権主張番号】P 2021195025
(32)【優先日】2021-11-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】594137579
【氏名又は名称】三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000109
【氏名又は名称】弁理士法人特許事務所サイクス
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 隆行
(72)【発明者】
【氏名】小林 莉奈
(72)【発明者】
【氏名】黒田 達也
(72)【発明者】
【氏名】樋渡 有希
【テーマコード(参考)】
4J002
【Fターム(参考)】
4J002BB073
4J002CD053
4J002CD193
4J002CF061
4J002CF072
4J002DA037
4J002DL006
4J002EJ068
4J002EP029
4J002EW088
4J002FA046
4J002FD016
4J002FD078
4J002FD097
4J002FD169
4J002GN00
4J002GQ00
(57)【要約】
【課題】 ポリエチレンテレフタレート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂を含む樹脂組成物であって、離型性に優れた樹脂組成物、および、樹脂組成物から形成された成形品の提供。
【解決手段】 ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂を含み、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部における、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の質量比が、10/90~90/10であり、ポリエチレンテレフタレート樹脂のJIS K7121に基づき、DSC(示差走査熱量測定)により40℃から昇温速度20℃/分にて300℃まで昇温後、降温速度-20℃/分にて40℃まで降温する操作を1サイクルとして、前記操作を行った際の2サイクル目の昇温時の結晶化熱(ΔHTc1-2nd)の絶対値が3J/g未満である、樹脂組成物。
【選択図】 なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂を含み、
ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部における、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の質量比が、10/90~90/10であり、
前記ポリエチレンテレフタレート樹脂のJIS K7121に基づき、DSC(示差走査熱量測定)により40℃から昇温速度20℃/分にて300℃まで昇温後、降温速度-20℃/分にて40℃まで降温する操作を1サイクルとして、前記操作を行った際の2サイクル目の昇温時の結晶化熱(ΔHTc1-2nd)の絶対値が3J/g未満である、樹脂組成物。
【請求項2】
ポリエチレンテレフタレート樹脂が、イソフタル酸に由来する単位を含み、かつポリエチレンテレフタレート樹脂のジカルボン酸成分に由来する全単位中、イソフタル酸に由来する単位が0.5モル%以上15モル%以下である、請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項3】
ポリエチレンテレフタレート樹脂の固有粘度が0.60dL/g以上である、請求項1または2に記載の樹脂組成物。
【請求項4】
さらに、繊維状無機充填剤を、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、1~150質量部含む、請求項1または2に記載の樹脂組成物。
【請求項5】
ポリエチレンテレフタレート樹脂が、リサイクル品を含む、請求項1または2に記載の樹脂組成物。
【請求項6】
ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部における、ポリエチレンテレフタレート樹脂の割合が、50質量部超である、請求項1または2に記載の樹脂組成物。
【請求項7】
さらに、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、カーボンブラックを0.01~8質量部含む、請求項1または2に記載の樹脂組成物。
【請求項8】
さらに、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、反応性化合物を0.01~15質量部含む、請求項1または2に記載の樹脂組成物。
【請求項9】
さらに、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、安定剤を0.01~2質量部含む、請求項1または2に記載の樹脂組成物。
【請求項10】
ポリエチレンテレフタレート樹脂が、イソフタル酸に由来する単位を含み、かつポリエチレンテレフタレート樹脂のジカルボン酸成分に由来する全単位中、イソフタル酸に由来する単位が0.5モル%以上15モル%以下であり、
ポリエチレンテレフタレート樹脂の固有粘度が0.60dL/g以上であり、さらに、繊維状無機充填剤を、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、1~150質量部含み、
ポリエチレンテレフタレート樹脂が、リサイクル品を含み、
ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部における、ポリエチレンテレフタレート樹脂の割合が、50質量部超であり、
さらに、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、カーボンブラックを0.01~8質量部含み、
さらに、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、反応性化合物を0.01~15質量部含み、
さらに、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、安定剤を0.01~2質量部含む、請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項11】
車輌外装部品用である、請求項1または10に記載の樹脂組成物。
【請求項12】
請求項1、2または10に記載の樹脂組成物から形成された成形品。
【請求項13】
請求項1、2または10に記載の樹脂組成物から形成された車輌外装部品。
【請求項14】
請求項1、2または10に記載の樹脂組成物のペレット。
【請求項15】
請求項14に記載のペレットから形成された成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、樹脂組成物および成形品に関する。特に、ポリエステル樹脂を含む樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
ポリエステル樹脂は、機械的性能、電気特性、加工特性等に優れるという特長を有し、各種用途に広く用いられている。
ポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂やポリブチレンテレフタレート樹脂が知られている。特に、ポリエチレンテレフタレート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂を含む樹脂組成物が検討されている(特許文献1~3)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第2019/217680号
【特許文献2】特開2018-203932号公報
【特許文献3】国際公開第2020/246335号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ここで、ポリエチレンテレフタレート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂を含む樹脂組成物について、離型性が問題となる場合があることが分かった。
本発明は、かかる課題を解決することを目的とするものであって、ポリエチレンテレフタレート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂を含む樹脂組成物であって、離型性に優れた樹脂組成物、および、前記樹脂組成物から形成された成形品を提供することを目的とする。
【0005】
上記課題のもと、本発明者が検討を行った結果、所定のポリエチレンテレフタレート樹脂を用いることにより、上記課題を解決しうることを見出した。具体的には、下記手段により、上記課題は解決された。
<1>ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂を含み、
ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部における、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の質量比が、10/90~90/10であり、
前記ポリエチレンテレフタレート樹脂のJIS K7121に基づき、DSC(示差走査熱量測定)により40℃から昇温速度20℃/分にて300℃まで昇温後、降温速度-20℃/分にて40℃まで降温する操作を1サイクルとして、前記操作を行った際の2サイクル目の昇温時の結晶化熱(ΔHTc1-2nd)の絶対値が3J/g未満である、樹脂組成物。
<2>ポリエチレンテレフタレート樹脂が、イソフタル酸に由来する単位を含み、かつポリエチレンテレフタレート樹脂のジカルボン酸成分に由来する全単位中、イソフタル酸に由来する単位が0.5モル%以上15モル%以下である、<1>に記載の樹脂組成物。
<3>ポリエチレンテレフタレート樹脂の固有粘度が0.60dL/g以上(好ましくは0.70dL/g超)である、<1>または<2>に記載の樹脂組成物。
<4>さらに、繊維状無機充填剤を、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、1~150質量部含む、<1>~<3>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<5>ポリエチレンテレフタレート樹脂が、リサイクル品を含む、<1>~<4>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<6>ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部における、ポリエチレンテレフタレート樹脂の割合が、50質量部超である、<1>~<5>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<7>さらに、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、カーボンブラックを0.01~8質量部含む、<1>~<6>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<8>さらに、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、反応性化合物を0.01~15質量部含む、<1>~<7>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<9>さらに、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、安定剤を0.01~2質量部含む、<1>~<8>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<10>ポリエチレンテレフタレート樹脂が、イソフタル酸に由来する単位を含み、かつポリエチレンテレフタレート樹脂のジカルボン酸成分に由来する全単位中、イソフタル酸に由来する単位が0.5モル%以上15モル%以下であり、
ポリエチレンテレフタレート樹脂の固有粘度が0.60dL/g以上(好ましくは0.70dL/g超)であり、さらに、繊維状無機充填剤を、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、1~150質量部含み、
ポリエチレンテレフタレート樹脂が、リサイクル品を含み、
ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部における、ポリエチレンテレフタレート樹脂の割合が、50質量部超であり、
さらに、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、カーボンブラックを0.01~8質量部含み、
さらに、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、反応性化合物を0.01~15質量部含み、
さらに、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、安定剤を0.01~2質量部含む、<1>~<9>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<11>車輌外装部品用である、<1>~<10>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<12><1>~<10>のいずれか1つに記載の樹脂組成物から形成された成形品。
<13><1>~<10>のいずれか1つに記載の樹脂組成物から形成された車輌外装部品。
<14><1>~<10>のいずれか1つに記載の樹脂組成物のペレット。
<15><14>に記載のペレットから形成された成形品。
【発明の効果】
【0006】
本発明により、ポリエチレンテレフタレート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂を含む樹脂組成物であって、離型性に優れた樹脂組成物、および、前記樹脂組成物から形成された成形品を提供可能になった。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下、本発明を実施するための形態(以下、単に「本実施形態」という)について詳細に説明する。なお、以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明は本実施形態のみに限定されない。
なお、本明細書において「~」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
本明細書において、各種物性値および特性値は、特に述べない限り、23℃におけるものとする。
本明細書において、重量平均分子量および数平均分子量は、特に述べない限り、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)法により測定したポリスチレン換算値である。
本明細書で示す規格で説明される測定方法等が年度によって異なる場合、特に述べない限り、2021年1月1日時点における規格に基づくものとする。
【0008】
本実施形態の樹脂組成物は、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂を含み、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部における、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の質量比が、10/90~90/10であり、前記ポリエチレンテレフタレート樹脂のJIS K7121に基づき、DSC(示差走査熱量測定)により40℃から昇温速度20℃/分にて300℃まで昇温後、降温速度-20℃/分にて40℃まで降温する操作を1サイクルとして、前記操作を行った際の2サイクル目の昇温時の結晶化熱(ΔHTc1-2nd)の絶対値が3J/g未満であることを特徴とする。
このような構成とすることにより、離型性に優れた成形品が得られる。離型性に優れた成形品が得られる理由は、成形時における結晶化あるいは固化がしやすい方向になるためと推測される。
【0009】
<ポリブチレンテレフタレート樹脂>
本実施形態の樹脂組成物に用いるポリブチレンテレフタレート樹脂は、テレフタル酸単位および1,4-ブタンジオール単位がエステル結合した構造を有するポリエステル樹脂であって、ポリブチレンテレフタレート樹脂(ホモポリマー)の他に、テレフタル酸単位および1,4-ブタンジオール単位以外の、他の共重合成分を含むポリブチレンテレフタレート共重合体や、ホモポリマーとポリブチレンテレフタレート共重合体との混合物を含む。
【0010】
ポリブチレンテレフタレート樹脂は、テレフタル酸以外のジカルボン酸単位を1種または2種以上含んでいてもよい。
他のジカルボン酸の具体例としては、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、ビス(4,4’-カルボキシフェニル)メタン、アントラセンジカルボン酸、4,4’-ジフェニルエーテルジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸類、1,4-シクロへキサンジカルボン酸、4,4’-ジシクロヘキシルジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸類、および、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ダイマー酸等の脂肪族ジカルボン酸類等が挙げられる。
本実施形態で用いるポリブチレンテレフタレート樹脂は、テレフタル酸単位が全ジカルボン酸単位の80モル%以上を占めることが好ましく、90モル%以上を占めることがより好ましく、95モル%以上を占めることがさらに一層好ましく、99モル%以上であってもよい。
【0011】
ジオール単位としては、1,4-ブタンジオールの外に1種または2種以上の他のジオール単位を含んでいてもよい。
他のジオール単位の具体例としては、炭素数2~20の脂肪族または脂環族ジオール類、ビスフェノール誘導体類等が挙げられる。具体例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,5-ペンタンジオール、1,6-へキサンジオール、ネオペンチルグリコール、デカメチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、4,4’-ジシクロヘキシルヒドロキシメタン、4,4’-ジシクロヘキシルヒドロキシプロパン、ビスフェノ一ルAのエチレンオキシド付加ジオール等が挙げられる。また、上記のような二官能性モノマー以外に、分岐構造を導入するためトリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン等の三官能性モノマーや分子量調節のため脂肪酸等の単官能性化合物を少量併用することもできる。
本実施形態で用いるポリブチレンテレフタレート樹脂は、1,4-ブタンジオール単位が全ジオール単位の80モル%以上を占めることが好ましく、90モル%以上を占めることがより好ましく、95モル%以上を占めることがさらに一層好ましく、99モル%以上であってもよい。
【0012】
ポリブチレンテレフタレート樹脂は、上記した通り、テレフタル酸と1,4-ブタンジオールとを重縮合させたポリブチレンテレフタレート単独重合体が好ましい。また、カルボン酸単位として、前記テレフタル酸以外のジカルボン酸1種以上および/またはジオール単位として、前記1,4-ブタンジオール以外のジオール1種以上を含むポリブチレンテレフタレート共重合体であってもよい。ポリブチレンテレフタレート樹脂が、共重合により変性したポリブチレンテレフタレート樹脂である場合、その具体的な好ましい共重合体としては、ポリアルキレングリコール類、特にはポリテトラメチレングリコールを共重合したポリエステルエーテル樹脂や、ダイマー酸共重合ポリブチレンテレフタレート樹脂、イソフタル酸共重合ポリブチレンテレフタレート樹脂が挙げられる。中でも、ポリテトラメチレングリコールを共重合したポリエステルエーテル樹脂を用いることが好ましい。
なお、ポリブチレンテレフタレート樹脂が共重合体である場合、共重合量が、ポリブチレンテレフタレート樹脂全単位中の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モル%以上50モル%未満、より好ましくは3~40モル%、さらに好ましくは5~20モル%である。このような共重合割合とすることにより、成形収縮率が小さくおよび耐衝撃性が高い成形品が得られるため好ましい。
【0013】
ポリブチレンテレフタレート樹脂は、末端カルボキシル基量は、適宜選択して決定すればよいが、通常、60eq/ton以下であり、50eq/ton以下であることが好ましく、30eq/ton以下であることがさらに好ましい。上記上限値以下とすることにより、耐アルカリ性および耐加水分解性が向上する傾向にある。末端カルボキシル基量の下限値は特に定めるものではないが、ポリブチレンテレフタレート樹脂の製造の生産性を考慮し、5eq/ton以上が好ましい。
【0014】
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は、ベンジルアルコール25mLにポリブチレンテレフタレート樹脂0.5gを溶解し、水酸化ナトリウムの0.01モル/Lのベンジルアルコール溶液を用いて滴定により測定する値である。末端カルボキシル基量を調整する方法としては、重合時の原料仕込み比、重合温度、減圧方法などの重合条件を調整する方法や、末端封鎖剤を反応させる方法等、従来公知の任意の方法により行えばよい。
【0015】
ポリブチレンテレフタレート樹脂の固有粘度は、0.5~2dL/gであるのが好ましい。成形性および機械的特性の点からして、0.6~1.5dL/gの範囲の固有粘度を有するものがより好ましい。固有粘度を0.5dL/g以上とすることにより、得られる樹脂組成物の機械強度がより向上する傾向にある。また、2dL/g以下とすることにより、樹脂組成物の流動性がより向上し、成形性が向上する傾向にある。
本実施形態の樹脂組成物がポリブチレンテレフタレート樹脂を2種以上含む場合、固有粘度は、混合物の固有粘度とする。
固有粘度は、後述する実施例の記載に従って測定される。
【0016】
ポリブチレンテレフタレート樹脂は、テレフタル酸を主成分とするジカルボン酸成分またはこれらのエステル誘導体と、1,4-ブタンジオールを主成分とするジオール成分を、回分式または連続式で溶融重合させて製造することができる。また、溶融重合で低分子量のポリブチレンテレフタレート樹脂を製造した後、さらに窒素気流下または減圧下固相重合させることにより、重合度(または分子量)を所望の値まで高めることもできる。
ポリブチレンテレフタレート樹脂は、テレフタル酸を主成分とするジカルボン酸成分と1,4-ブタンジオールを主成分とするジオール成分とを、連続式やバッチ式で溶融重縮合する製造法で得られたものが好ましい。
【0017】
エステル化反応を遂行する際に使用される触媒は、従来から知られているものであってよく、例えば、チタン化合物、錫化合物、マグネシウム化合物、カルシウム化合物等を挙げることができる。これらの中で特に好適なものは、チタン化合物である。エステル化触媒としてのチタン化合物の具体例としては、例えば、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を挙げることができる。
【0018】
<ポリエチレンテレフタレート樹脂>
ポリエチレンテレフタレート樹脂は、ジカルボン酸とジオールを主たる構成単位とする樹脂である。本実施形態で用いるポリエチレンテレフタレート樹脂のJIS K7121に基づき、DSC(示差走査熱量測定)により40℃から昇温速度20℃/分にて300℃まで昇温後、降温速度-20℃/分にて40℃まで降温する操作を1サイクルとして、前記操作を行った際の2サイクル目の昇温時の結晶化熱(ΔHTc1-2nd)の絶対値が3J/g未満である。すなわち、明確な昇温時結晶化温度(Tc1-2nd)を示さないことが好ましい。このような構成とすることにより、結晶化がし易くなり、また離型性が良くなり、成形性が向上する傾向にある。
【0019】
このようなポリエチレンテレフタレート樹脂(以下、「PET」と記すことがある。)としては、バージン品(以下、「バージンPET」と記すことがある。)、リサイクル品(以下、「リサイクルPET」と記すことがある。)、バイオ由来品(以下、「バイオPET」と記すことがある。)およびこれらの混合物を用いることが出来る。なお、バイオPETとは、原料の少なくとも一部が生物資源(バイオマス)由来であるポリエチレンテレフタレート樹脂を言う。
リサイクルPETとしては、回収された使用済PETボトルやフィルム等を粉砕、水洗浄やアルカリ洗浄して繊維等に再利用するマテリアルリサイクルにより得られたもの、ケミカルリサイクル(化学分解法)より得られたものおよびメカニカルリサイクルにより得られたもの等が挙げられる。
ケミカルリサイクルは、回収された使用済PETボトルやフィルム等を化学分解して、原料レベルに戻してポリエチレンテレフタレート樹脂を再合成するものである。一方、メカニカルリサイクルは、上述したマテリアルリサイクルにおけるアルカリ洗浄をより厳密に行うこと、あるいは高温で真空乾燥すること等によって、マテリアルリサイクルよりもポリエチレンテレフタレート樹脂の汚れを確実に取り除くことを可能にした手法である。
例えば、使用済PETボトルからは、異物が取り除かれた後に、粉砕・洗浄され、次に押出機によりペレット化された後に、約120~150℃環境下で結晶化され、さらにその後、窒素気流下または高減圧下において約210℃環境下で固相重合されて、リサイクルPETが得られる。
バイオPETとしてはPETの原料であるモノエチレングリコールをさとうきび由来のバイオ原料に替えて製造されたPETが挙げられる。
【0020】
本実施形態で用いるポリエチレンテレフタレート樹脂は、JIS K7121に基づき、DSC(示差走査熱量測定)により40℃から昇温速度20℃/分にて300℃まで昇温後、降温速度-20℃/分にて40℃まで降温する操作を1サイクルとして、前記操作を行った際の1サイクル目の昇温時の結晶化熱(以下、「ΔHTc1-1st」と記すことがある)の絶対値が3J/g未満であることが好ましい。すなわち、明確な昇温時結晶化温度(Tc1-1st)を示さないことが好ましい。このような樹脂を用いることにより、成形性が向上する傾向にある。この理由は、成形時における結晶化あるいは固化がしやすい方向になるためと推測される。
【0021】
また、本実施形態で用いるポリエチレンテレフタレート樹脂は、前記1サイクル目の降温時の結晶化熱(以下、「ΔHTc2-1st」と記すことがある。)の絶対値が3J/g以上であることが好ましい。すなわち、明確な降温時結晶化温度(Tc2-1st)を有することが好ましい。このような樹脂を用いることにより、結晶化がし易くなり、また離型性が良くなり、成形性がより良くなる傾向にある。また、前記Tc2-1stは、160℃以上であることが好ましく、170℃以上であることがより好ましい。前記下限値以上であることにより、結晶化がし易くなり、また、離型性がより向上する傾向にある。また、前記Tc2-1stは、195℃以下であることが好ましく、186℃以下であることがより好ましい。前記上限値以下とすることにより、成形収縮率がより小さくなる傾向にある。
このようなポリエチレンテレフタレート樹脂としてはリサイクルPET、特にPETボトル由来のリサイクルPETが好ましい。
【0022】
また、本実施形態で用いるポリエチレンテレフタレート樹脂は、前記1サイクル目の融点(Tm-1st)が254℃以下であることが好ましく、252℃以下がより好ましく、250℃以下がさらに好ましく、さらには、245℃以下、242℃以下であってもよい。前記上限以下であることにより、より低い樹脂温度で成形できるため、成形性がより向上する傾向にある。また、樹脂組成物としての靭性が向上する傾向となる。下限値は、230℃以上が好ましく、235℃以上がより好ましい。前記下限値以上とすることにより、離型性がより向上する傾向になる。また、樹脂組成物として剛性が向上する傾向になる。なお、融解ピークが2つ以上認められた場合には、低い方の温度を融点(Tm-1st)とする。
【0023】
また、本実施形態で用いるポリエチレンテレフタレート樹脂は、前記2サイクル目の降温時の結晶化熱(以下、「ΔHTc2-2nd」と記すことがある。)の絶対値が3J/g以上であることが好ましい。すなわち、明確な降温時結晶化温度(Tc2-2nd)を有することが好ましい。このような構成とすることにより、結晶化がし易くなり、また離型性が良くなり、成形性がより良くなる傾向にある。また、前記2サイクル目の降温時結晶化温度(Tc2-2nd)は、150℃以上であることが好ましく、160℃以上であることがより好ましい。前記下限値以上とすることにより結晶化がし易くなり、また離型性が良くなる傾向にある。また、前記Tc2-2ndは190℃以下であることが好ましく、185℃以下であることがより好ましく、180℃以下であることがさらに好ましく、175℃以下であることが一層好ましく、さらには170℃以下であってもよい。前記上限値以下とすることにより、成形収縮率が小さくなる傾向にある。
このようなポリエチレンテレフタレート樹脂としてはリサイクルPET、特にPETボトル由来のリサイクルPETが好ましい。
【0024】
また、本実施形態で用いるポリエチレンテレフタレート樹脂は、前記2サイクル目の融点(Tm-2nd)が、254℃以下が好ましく、252℃以下がより好ましく、250℃以下がさらに好ましい。前記上限値以下とすることにより、より低い樹脂温度で成形できるため、成形性がより向上する傾向にある。前記Tm-2ndの下限値は、230℃以上が好ましく、235℃以上がより好ましい。前記下限値以上とすることにより、離型性がより向上する傾向にある。なお、融解ピークが2つ以上認められた場合には、低い方の温度を融点(Tm-2nd)とする。
【0025】
本実施形態で用いるポリエチレンテレフタレート樹脂は、前記1サイクル目の昇温時の結晶化熱(ΔHTc1-1st)の絶対値が3J/g未満であり、かつ、前記1サイクル目の降温時の結晶化熱(ΔHTc2-1st)の絶対値が3J/g以上であることが好ましい。すなわち、明確な昇温時結晶化温度(Tc1-1st)を示さない、かつ、明確な降温時結晶化温度(Tc2-1st)を有することが好ましい。このようなポリエチレンテレフタレート樹脂を用いることによって、離型性が良くなり、表面外観が向上するという効果がより発揮できる。
【0026】
さらに、本実施形態で用いるポリエチレンテレフタレート樹脂は、前記2サイクル目の昇温時の結晶化熱(ΔHTc1-2nd)の絶対値が3J/g未満であり、かつ、前記2サイクル目の降温時の結晶化熱(ΔHTc2-2nd)の絶対値が3J/g以上であることが好ましい。すなわち、1サイクル目において明確な昇温時結晶化温度(Tc1-2nd)を示さない、かつ、2サイクル目において明確な降温時結晶化温度(Tc2-2nd)を有することが好ましい。このようなポリエチレンテレフタレート樹脂を用いることによって、離型性が良くなり、表面外観が向上するという効果が発揮できる。
このようなポリエチレンテレフタレート樹脂としてはリサイクルPET、特にPETボトル由来のリサイクルPETが好ましい。
【0027】
一方、一般的なポリエチレンテレフタレート樹脂(例えば、バージンポリエチレンテレフタレート樹脂)は、1サイクル目において明確な昇温時の結晶化温度(Tc1-1st)を示し、結晶化熱(ΔHTc1-1st)の絶対値が3J/g以上である。また、一般的なポリエチレンテレフタレート樹脂は、2サイクル目において明確な昇温時の結晶化温度(Tc1-2nd)を示す傾向があるのに対し、リサイクル品のポリエチレンテレフタレートは示さない傾向である。
【0028】
さらに、一般的なポリエチレンテレフタレート樹脂は、明確な1サイクル目の降温時の結晶化温度(Tc2-1st)を示さない傾向があるのに対し、リサイクル品のポリエチレンテレフタレートは示す傾向である。また、一般的なポリエチレンテレフタレート樹脂は、明確な2サイクル目の降温時の結晶化温度(Tc2-2nd)を示さない傾向があるのに対し、リサイクル品のポリエチレンテレフタレートは示す傾向である。
【0029】
また、本実施形態で用いるポリエチレンテレフタレート樹脂は、ジカルボン酸成分に由来する全単位中、イソフタル酸に由来する単位(以下、「イソフタル酸単位」と記すことがある。)が0.5モル%以上15モル%以下であることが好ましい。このような特定のポリエチレンテレフタレート樹脂を用いることにより、全体としての結晶化を抑制するという作用により、成形収縮率が小さく、また、耐衝撃性がより高い成形品が得られる傾向にある。
【0030】
前記イソフタル酸単位の割合は、ジカルボン酸成分に由来する全単位中、0.7モル%以上であることが好ましく、0.9モル%以上であることがより好ましく、1.1モル%以上であることがさらに好ましく、1.3モル%以上であることが一層好ましく、1.5モル%以上であることがより一層好ましい。前記下限値以上とすることにより、成形品の靭性が傾向にある。また、前記イソフタル酸単位の割合は、ジカルボン酸成分に由来する全単位中、10モル%以下、8モル%以下、5モル%以下、4モル%以下、3.5モル%以下であることが好ましく、3.0モル%以下であることがより好ましく、2.5モル%以下であることがさらに好ましく、2.3モル%以下であることが一層好ましく、2.0モル%以下であることがより一層好ましい。前記上限値以上とすることにより、成形品の剛性が向上する傾向にある。
【0031】
ポリエチレンテレフタレート樹脂の固有粘度は、0.50dL/g以上であることが好ましく、0.60dL/g以上であることがより好ましく、0.63dL/g以上であることがさらに好ましく、0.70dL/g超であることが一層好ましく、0.73dL/g以上であることがより一層好ましく、0.76dL/g超であることがさらに一層好ましく、0.78dL/g以上であることが特に好ましく、0.80dL/g以上が特により好ましい。前記下限値以上とすることにより、得られる成形品の曲げ強度、耐衝撃性がより向上し、収縮率が小さくなる傾向にある。この理由は、分子量が大きくなることで分子の絡み合いが増加しやすくなるためと推測される。また、ポリエチレンテレフタレート樹脂の固有粘度は、2.0dL/g以下であることが好ましく、1.5dL/g以下であることがより好ましく、1.2dL/g以下であることがさらに好ましく、0.95dL/g以下であることが一層好ましく、0.85dL/g以下であることがより一層好ましい。前記上限値以下とすることにより、溶融混練時や成形時での溶融粘度が高すぎることなく、押出し機や成形機への負荷が低減される傾向にある。
本実施形態の樹脂組成物がポリエチレンテレフタレート樹脂を2種以上含む場合、固有粘度は、混合物の固有粘度とする。
【0032】
本実施形態の樹脂組成物においては、特に、ポリエチレンテレフタレート樹脂が、ジカルボン酸成分に由来する全単位中、イソフタル酸単位が0.5モル%以上15モル%以下であり、かつ、固有粘度が0.60dL/g以上(好ましくは0.70dL/g超)である場合に、高い耐衝撃性と、低い成形品収縮率を効果的に達成できる傾向にある。
【0033】
ポリエチレンテレフタレート樹脂の、JIS K7210(温度265℃、荷重5kgf)に準拠して測定されるメルトボリュームレイト(MVR)は、10cm3/10分以上、20cm3/10分以上であることがより好ましく、また、150cm3/10分以下であることが好ましく、100cm3/10分以下であることがより好ましい。
【0034】
本実施形態で用いるポリエチレンテレフタレート樹脂におけるテレフタル酸およびイソフタル酸以外の酸成分としては、ナフタレンジカルボン酸、4,4’-ジフェニルスルホンジカルボン酸、4,4’-ビフェニルジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、1,3-フェニレンジオキシジ酢酸およびこれらの構造異性体、マロン酸、コハク酸、アジピン酸等のジカルボン酸およびその誘導体、p-ヒドロキシ安息香酸、グリコール酸等のオキシ酸またはその誘導体が挙げられる。
本実施形態で用いるポリエチレンテレフタレート樹脂は、テレフタル酸単位およびイソフタル酸単位が全ジカルボン酸単位の80モル%以上を占めることが好ましく、95モル%以上を占めることがより好ましく、98モル%以上を占めることがさらに好ましく、99モル%以上を占めることが一層好ましい。
【0035】
本実施形態で用いるポリエチレンテレフタレート樹脂におけるエチレングリコール以外のジオール成分としては、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール等の脂肪族グリコール、シクロヘキサンジメタノール等の脂環式グリコール、ビスフェノールA、ビスフェノールS等の芳香族ジヒドロキシ化合物誘導体等が挙げられる。
本実施形態で用いるポリエチレンテレフタレート樹脂は、エチレングリコール単位が全ジオール単位の80モル%以上を占めることが好ましく、95モル%以上を占めることがより好ましく、98モル%以上を占めることがさらに好ましく、99モル%以上を占めることが一層好ましい。
【0036】
さらに、ポリエチレンテレフタレート樹脂は、分岐成分、例えばトリカルバリル酸、トリメリシン酸、トリメリット酸等の如き三官能、もしくはピロメリット酸の如き四官能のエステル形性能を有する酸、またはグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリット等の如き三官能もしくは四官能のエステル形成能を有するアルコールを、例えば1.0モル%以下、好ましくは0.5モル%以下、さらに好ましくは0.3モル%以下を共重合せしめたものであってもよい。
【0037】
本実施形態で用いるポリエチレンテレフタレート樹脂は、テレフタル酸単位、イソフタル酸単位、および、エチレングリコール単位が末端基を除く全単位の90モル%以上を占めることが好ましく、95モル%以上を占めることがより好ましく、98モル%以上を占めることがさらに好ましく、99モル%以上を占めることが一層好ましい。
【0038】
また、ポリエチレンテレフタレート樹脂の末端カルボキシル基量は適宜選択して決定すればよいが、通常、60eq/ton以下であり、50eq/ton以下であることが好ましく、30eq/ton以下であることがさらに好ましい。なお、ポリエチレンテレフタレート樹脂の末端カルボキシル基濃度は、ベンジルアルコール25mLにポリエチレンテレフタレート樹脂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することにより求める値である。
末端カルボキシル基量を調整する方法としては、重合時の原料仕込み比、重合温度、減圧方法などの重合条件を調整する方法や、末端封鎖剤を反応させる方法等、従来公知の任意の方法により行えばよい。
【0039】
本実施形態で用いるポリエチレンテレフタレート樹脂としては、本実施形態の樹脂組成物を成形して得られる成形品の耐フォギング性が良くなる傾向にあり、機械的強度が向上する傾向にあり、成形時の離型性が高まり、成形時のガス発生が抑制される傾向にあるから、リサイクルPET、特にPETボトル由来のリサイクルPETを使用することが好ましい。
これは、ポリエチレンテレフタレート樹脂には、通常、線状オリゴマーや環状オリゴマーが含まれており、環状三量体、環状四量体、環状五量体が主成分であるが、リサイクルPETの場合はリサイクルの過程でこれらの環状オリゴマーの量が減じているためと推定される。また、特にボトル由来のリサイクルPETは、リサイクルの過程で前述したように結晶化や固相重合の工程を経るため、さらに環状オリゴマーの量が減じているためと推定される。
PETボトル由来のリサイクルPET等リサイクルPETとしては、環状オリゴマー(環状三量体、環状四量体、環状五量体)の合計量が1.1質量%以下のものが好ましく、0.9質量%以下のものがさらに好ましく、0.7質量%以下のものが特に好ましい。前記上限値以下とすることにより、成形品の外観が良好になり、金型への汚染性も低減される傾向にある。下限値は特に定められるものではないが、0.1質量%以上が現実的である。
さらに、リサイクルPET中の環状三量体量が、0.8質量%以下であるものが好ましく、0.6質量%以下であるものがより好ましく、0.5質量%以下であるものが特に好ましい。前記上限値以下とすることにより、成形品の外観が良好になり、金型への汚染性も低減される傾向にある。下限値は特に定められるものではないが、0.1質量%以上が現実的である。
なお、環状オリゴマー量は、ポリエチレンテレフタレート樹脂0.1gを溶解可能なクロロホルム等の溶媒に溶かし、溶解・再沈を行い、上澄み液を濾過後、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)によって測定した。また定量は、1点による絶対検量線法により実施し、DMT(テレフタル酸ジメチル)換算での値とした。
【0040】
また、PETボトル由来のリサイクルPET等リサイクルPETは、不純物として金属元素を含むことがある。金属元素としては、鉄、カルシウム、ナトリウム、チタン等が挙げられる。鉄、カルシウム、ナトリウム、チタン等の金属元素は本実施形態の樹脂組成物中で結晶核剤として働き、前記樹脂組成物を成形して得られる成形品の離型性向上に寄与すると推定される。
このようなリサイクルPETとしては、例えば鉄元素を0.2μg/g以上含むものが好ましく、0.6g/g以上含むものがより好ましく、0.8μg/g以上含むものがさらに好ましく、さらに1.6μg/g以上含むものが特に好ましい。前記下限値以下とすることにより、成形時の離型性が良好になる傾向にある。上限値は、例えば、20μg/g以下が現実的である。
このようなリサイクルPETとしては、例えば、カルシウム元素を0.4μg/g以上含むもの、0.8μg/g以上含むもの、1.5μg/g以上含むもの、さらに2.0μg/g以上含むものが挙げられる。上限値は、例えば、300μg/g以下が現実的である。
このようなリサイクルPETとしては、例えば、ナトリウム元素を0.4μg/g以上含むもの、0.6μg/g以上含むもの、1.2μg/g以上含むもの、さらに1.6μg/g以上含むものが挙げられる。上限値は、例えば、20μg/g以下が現実的である。
このようなリサイクルPETとしては、例えば、チタン元素を0.4μg/g以上含むもの、0.6μg/g以上含むもの、1.2μg/g以上含むもの、さらに1.6μg/g以上含むものが挙げられる。上限値は、例えば、20μg/g以下が現実的である。
なお、リサイクルPET中の金属元素の定性/半定量分析(μg/g)は、ICP発光分析法によって行う。この場合、前処理として試料200mgを秤量し、ケルダール湿式分解(硫酸/硝酸、硫酸/過酸化水素)を行い、50mLに定容し、続いて、ICP発光分析を酸濃度マッチング一点検量法にて行う。ICP発光分析は、Thrmo Fisher Scientific社製「iCAP76000uo」を用い、axial/radial測光にて行うことができる。
【0041】
<樹脂のブレンド比率>
本実施形態の樹脂組成物においては、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部における、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の質量比が、10/90~90/10である。本実施形態の樹脂組成物においては、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、ポリエチレンテレフタレート樹脂の割合が、15質量部以上であることが好ましく、20質量部以上であることがより好ましく、40質量部以上であることがさらに好ましく、50質量部超であることが一層好ましく、55質量部以上であることがより一層好ましく、60質量部以上であることがさらに一層好ましく、65質量部以上であってもよい。また、本実施形態の樹脂組成物においては、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、ポリエチレンテレフタレート樹脂の割合が、85質量部以下であることが好ましく、80質量部以下であることがより好ましく、75質量部以下であることがさらに好ましい。
【0042】
本実施形態の樹脂組成物におけるポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計量は、樹脂組成物の40質量%以上であることが好ましく、45質量%以上であることがより好ましく、50質量%以上であることがさらに好ましく、55質量%以上であることが一層好ましい。前記下限値以上とすることにより、成形加工性(離型性)に優れ、前記樹脂組成物を成形して得られる成形品の耐衝撃性と機械物性がより良好となるため好ましく、また、成形品の離型性が良好になることから表面外観がさらに向上する傾向にある。また、本実施形態の樹脂組成物におけるポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計量は、99質量%以下であることが好ましく、90質量%以下であることがより好ましく、85質量%以下であることがさらに好ましく、80質量%以下であることが一層好ましく、75質量%以下であることがより一層好ましく、70質量%以下であることがさらに一層好ましく、65質量%以下であることが特に一層好ましい。前記上限値以下とすることにより、耐熱性が向上する傾向にある。
本実施形態の樹脂組成物は、ポリブチレンテレフタレート樹脂およびポリエチレンテレフタレート樹脂を、それぞれ、1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
【0043】
<他の成分>
本実施形態の樹脂組成物は、所望の諸物性を著しく損なわない限り、必要に応じて、上記したもの以外に他の成分を含有していてもよい。他成分としては、スチレン系樹脂等の他の熱可塑性樹脂や各種樹脂添加剤などが挙げられる。なお、他の成分は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせおよび比率で含有されていてもよい。
樹脂添加剤としては、具体的には、繊維状無機充填剤、非繊維状無機充填剤、離型剤、安定剤(熱安定剤、光安定剤)、着色剤(顔料、染料)、反応性化合物、核剤、難燃剤、難燃助剤、充填剤、帯電防止剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、流動性改良剤、可塑剤、分散剤、抗菌剤などが挙げられる。
本実施形態の樹脂組成物は、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、および、必要に応じ配合される成分の合計が100質量%となる。
【0044】
<<スチレン系樹脂>>
本実施形態の樹脂組成物は、スチレン系樹脂を含んでいてもよい。
スチレン系樹脂としては、スチレン系単量体の単独重合体、スチレン系単量体とスチレン系単量体と共重合可能な単量体との共重合体等が挙げられる。スチレン系単量体とは、例えばスチレン、α-メチルスチレン、クロルスチレン、メチルスチレン、tert-ブチルスチレンが挙げられる。本実施形態におけるスチレン系樹脂は、単量体単位のうち、50モル%以上がスチレン系単量体である。
スチレン系樹脂としては、より具体的には、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル-スチレン共重合体(AS樹脂)、耐衝撃性ポリスチレン樹脂(HIPS)、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS樹脂)、アクリロニトリル-アクリルゴム-スチレン共重合体(AAS樹脂)、アクリロニトリル-スチレン-アクリルゴム共重合体(ASA樹脂)、アクリロニトリル-エチレンプロピレン系ゴム-スチレン共重合体(AES樹脂)、スチレン-IPN型ゴム共重合体等の樹脂等が挙げられる。
本実施形態では、スチレン系樹脂が、アクリロニトリル-スチレン共重合体(AS樹脂)、耐衝撃性ポリスチレン樹脂(HIPS)、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS樹脂)、アクリロニトリル-アクリルゴム-スチレン共重合体(AAS樹脂)、アクリロニトリル-スチレン-アクリルゴム共重合体(ASA樹脂)、アクリロニトリル-エチレンプロピレン系ゴム-スチレン共重合体(AES樹脂)であることが好ましく、アクリロニトリル-スチレン共重合体(AS樹脂)であることがより好ましい。
【0045】
アクリロニトリル-スチレン共重合体(AS樹脂)中のスチレン単量体の含有率は、50~95質量%が好ましく、65~92質量%がより好ましい。
【0046】
スチレン系樹脂の重量平均分子量は、通常、50,000以上であり、好ましくは100,000以上であり、より好ましくは150,000以上であり、また、通常、500,000以下であり、好ましくは400,000以下であり、より好ましくは300,000以下である。また、数平均分子量は、通常、10,000以上であり、好ましくは30,000以上であり、より好ましくは50,000以上であり、また、好ましくは500,000以下であり、より好ましくは300,000以下である。
【0047】
スチレン系樹脂の、JIS K7210(温度200℃、荷重5kgf)に準拠して測定されるメルトフローレイト(MFR)は、0.1~30g/10分であることが好ましく、0.5~25g/10分であることがより好ましい。MFRが0.1g/10分以上であると流動性が向上する傾向にあり、30g/10分以下であると耐衝撃性が向上する傾向にある。
【0048】
このようなスチレン系樹脂の製造方法としては、乳化重合法、溶液重合法、懸濁重合法あるいは塊状重合法等の公知の方法が挙げられる。
スチレン系樹脂の詳細は、特開2017-052925号公報の段落0061~0069の記載、特開2017-052262号公報の段落0021~0031の記載、段落0057~0064の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
【0049】
本実施形態の樹脂組成物がスチレン系樹脂を含む場合、その含有量は、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、0.1質量部以上であることが好ましく、0.5質量部以上であることがより好ましく、1.0質量部以上であることがさらに好ましく、2.0質量部以上であることが一層好ましく、3.0質量部以上であることがより一層好ましい。前記下限値以上とすることにより、収縮率の低減や外観不良の抑制という効果がより向上する傾向にある。また、前記スチレン系樹脂の含有量の上限値は、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、20.0質量部以下であることが好ましく、15.0質量部以下であることがより好ましく10.0質量部以下であることがさらに好ましく、8.0質量部以下であることが一層好ましく、6.0質量部以下であることがより一層好ましい。前記上限値以下とすることにより、ウェルド強度や衝撃強度の低下抑制という効果がより向上する傾向にある。
本実施形態の樹脂組成物は、スチレン系樹脂を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
【0050】
<繊維状無機充填剤>
本実施形態の樹脂組成物は、さらに、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、繊維状無機充填剤を1~150質量部含むことが好ましい。繊維状無機充填剤を含むことにより、得られる成形品の機械的強度が向上すると共に、成形収縮率も効果的に小さくすることができる傾向にある。
【0051】
繊維状無機充填剤は、短繊維であってもよいし、長繊維であってもよい。
繊維状無機充填剤の原料は、ガラス、炭素(炭素繊維等)、アルミナ、ボロン、セラミック、金属(スチール等)等の無機物、および、植物(ケナフ(Kenaf)、竹等を含む)、アラミド、ポリオキシメチレン、芳香族ポリアミド、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール、超高分子量ポリエチレン等の有機物などが挙げられ、ガラスが好ましい。
【0052】
本実施形態における樹脂組成物は、繊維状無機充填剤として、ガラス繊維を含むことが好ましい。
ガラス繊維は、Aガラス、Cガラス、Eガラス、Rガラス、Dガラス、Mガラス、Sガラスなどのガラス組成から選択され、特に、Eガラス(無アルカリガラス)が好ましい。
ガラス繊維は、長さ方向に直角に切断した断面形状が真円状または多角形状の繊維状の材料をいう。ガラス繊維は、単繊維の数平均繊維径が通常1~25μm、好ましくは5~17μmである。数平均繊維径を1μm以上とすることにより、樹脂組成物の成形加工性がより向上する傾向にある。数平均繊維径を25μm以下とすることにより、得られる構造体の外観が向上し、補強効果も向上する傾向にある。ガラス繊維は、単繊維または単繊維を複数本撚り合わせたものであってもよい。
ガラス繊維の形態は、単繊維や複数本撚り合わせたものを連続的に巻き取ったガラスロービング、長さ1~10mmに切りそろえたチョップドストランド(すなわち、数平均繊維長1~10mmのガラス繊維)、長さ10~500μm程度に粉砕したミルドファイバー(すなわち、数平均繊維長10~500μmのガラス繊維)などのいずれであってもよいが、長さ1~10mmに切りそろえたチョップドストランドが好ましい。ガラス繊維は、形態が異なるものを併用することもできる。
また、ガラス繊維としては、異形断面形状を有するものも好ましい。この異形断面形状とは、繊維の長さ方向に直角な断面の長径/短径比で示される扁平率が、例えば、1.5~10であり、中でも2.5~10、さらには2.5~8、特に2.5~5であることが好ましい。
【0053】
ガラス繊維は、本実施形態における樹脂組成物の特性を大きく損なわない限り、樹脂成分との親和性を向上させるために、例えば、シラン系化合物、エポキシ系化合物、ウレタン系化合物などで表面処理したもの、酸化処理したものであってもよい。
【0054】
本実施形態の樹脂組成物における繊維状無機充填剤の含有量は、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、1質量部以上であることが好ましく、5質量部以上であることがより好ましく、8質量部以上であることがさらに好ましく、15質量部以上であることが一層好ましく、25質量部以上であることがより一層好ましく、35質量部以上であることがさらに一層好ましく、45質量部以上であることが特に一層好ましい。前記下限値以上とすることにより、得られる成形品の機械的強度がより向上する傾向にある。また、前記繊維状無機充填剤の含有量の上限値は、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、150質量部以下であることが好ましく、120質量部以下であることがより好ましく、100質量部以下であることがさらに好ましく、80質量部以下であることが一層好ましく、60質量部以下であることがより一層好ましい。前記上限値以下とすることにより、成形性がより良好になる傾向にある。
【0055】
本実施形態の樹脂組成物における繊維状無機充填剤の含有量は、樹脂組成物の1質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、15質量%以上であることがさらに好ましく、20質量%以上であることが一層好ましく、25質量%以上であることがより一層好ましい。前記下限値以上とすることにより、得られる成形品の機械的強度がより向上し、かつ、成形品の収縮率がより小さくなる傾向にある。また、本実施形態の樹脂組成物における繊維状無機充填剤の含有量は、樹脂組成物の60質量%以下であることが好ましく、55質量%以下であることがより好ましく、45質量%以下であることがさらに好ましく、40質量%以下であってもよい。前記上限値以下とすることにより、成形性がより良好になるという傾向にある。
本実施形態の樹脂組成物は、繊維状無機充填剤を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
【0056】
<非繊維状無機充填剤>
本実施形態の樹脂組成物は、非繊維状無機充填剤を含んでもよい。
非繊維状無機充填剤としては、繊維以外の形状の無機充填剤を意味し、板状無機充填剤または粒子状無機充填剤が好ましく、粒子状無機充填剤がより好ましい。
非繊維状無機充填剤としては、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、シリカ、カオリン、ワラストナイト、硫酸バリウム、ケイ酸ジルコニウム、クレー、ベントナイト、ハイドロタルサイト、硫酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、珪酸カルシウム、アルミナ、ガラスビーズ、ガラスフレーク、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸バリウム等が挙げられるが、好ましくは、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、シリカ、カオリン、硫酸バリウム、ケイ酸ジルコニウムであり、より好ましくは炭酸カルシウム、タルクであり、炭酸カルシウムが特に好ましい。
また、本実施形態で用いる非繊維状無機充填剤は、表面が酸処理されていることが好ましく、表面が脂肪酸で処理されていることがより好ましい。
酸処理に用いられる酸としては、脂肪酸、ロジン酸、リグニン酸が例示され、炭素数が6~20の飽和もしくは不飽和の脂肪酸が好ましい。炭素数が6~20の飽和もしくは不飽和の脂肪酸としては、例えば、ステアリン酸、パルミチン酸、ラウリン酸、オレイン酸、リノール酸などを挙げることができる。
【0057】
本実施形態で用いる非繊維状無機充填剤は、体積基準の平均粒子径が5μm以下であることが好ましく、3μm以下であることがより好ましく、1μm以下であることがさらに好ましく、0.8μm以下であることが一層好ましく、0.5μm以下であることがより一層好ましく、0.3μm以下であることが特に好ましい。前記体積基準の平均粒子径下限値は、0.01μm以上であることが好ましく、0.08μm以上であることがより好ましい。本実施形態における体積基準の平均粒子径は、粒子形状を球として、ガス吸着等温線より解析される比表面積を基に算出される。
なお、非繊維状無機充填剤が粒子状以外の場合においても、同じ体積の粒子であると仮定した場合の粒子径を持って本実施形態における粒子径とする。
【0058】
本実施形態の樹脂組成物が非繊維状無機充填剤を含む場合、その含有量は、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し1.0質量部以上であることが好ましく、2.0質量部以上であることがより好ましく、3.0質量部以上であることがさらに好ましく、3.5質量部以上であることが一層好ましく、4.0質量部以上であることがより一層好ましく、4.5質量部以上であることがさらに一層好ましい。前記下限値以上とすることにより、剛性や耐熱性の向上および成形時収縮の低減と異方性の低減効果がより向上する傾向にある。また、前記非繊維状無機充填剤の含有量の上限値は、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、12.0質量部以下であることが好ましく、10.0質量部以下であることがより好ましく、8.0質量部以下であることがさらに好ましく、7.0質量部以下であることが一層好ましく、6.0質量部以下であることがより一層好ましい。前記上限値以下とすることにより、成形品の表面外観の良化する傾向にある。
【0059】
本実施形態の樹脂組成物が非繊維状無機充填剤を含む場合、その含有量は、樹脂組成物の0.5質量%以上であることが好ましく、1.0質量%以上であることがより好ましく、2.0質量%以上であることがさらに好ましく、2.5質量%以上であることが一層好ましく、3.0質量%以上であることがより一層好ましく、3.5質量%以上であることが特に好ましい。前記下限値以上とすることにより、剛性や耐熱性の向上および成形時収縮の低減と異方性の低減効果がより向上する傾向にある。また、樹脂組成物の15質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましく、7質量%以下であることが特に好ましい。前記上限値以下とすることにより、成形品の表面外観がより良くなる傾向にある。
本実施形態の樹脂組成物は、非繊維状無機充填剤を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
【0060】
<<離型剤>>
本実施形態の樹脂組成物は、離型剤を含んでいてもよい。離型剤としては、モンタン酸エステルワックス、ポリオレフィンワックス、高級脂肪酸、エステル化合物、エチレンビスステアロアマイドなどが例示され、モンタン酸エステルワックス、ポリオレフィンワックスおよびエチレンビスステアロアマイドから選ばれる少なくとも1種が好ましく、エチレンビスステアロアマイドがより好ましい。エチレンビスステアロアマイドを用いることにより、高温で射出成形する際にもブリードアウトなどを効果的に抑制することができる。
離型剤としては、具体的には、特開2018-070722号公報の段落0063~0077の記載、特開2019-123809号公報の段落0090~0098の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
【0061】
本実施形態の樹脂組成物が離型剤を含む場合、その含有量は、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、0.01質量部以上であることが好ましく、0.08質量部以上であることがより好ましい。また、前記離型剤の含有量の上限値は、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、5.0質量部以下であることが好ましく、1.0質量部以下であることがより好ましい。
本実施形態の樹脂組成物は、離型剤を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
【0062】
<<安定剤>>
本実施形態の樹脂組成物は、安定剤(光安定剤および/または熱安定剤)を含んでいてもよい。
安定剤としては、ヒンダードフェノール系化合物、ヒンダードアミン系化合物、リン系化合物、硫黄系安定剤等が例示される。本実施形態では、ヒンダードフェノール系化合物、リン系化合物および硫黄系安定剤を併用することも好ましい。このように3種の安定剤を併用することにより、熱安定性がより向上し、さらに熱安定性が長期に継続する傾向にある。
【0063】
リン系化合物としては、亜リン酸、リン酸、亜リン酸エステル(ホスファイト)、3価のリン酸エステル(ホスホナイト)、5価のリン酸エステル(ホスフェート)等が挙げられ、中でもホスファイト、ホスホナイト、ホスフェートが好ましく、ホスファイトとホスフェートがより好ましく、ホスファイトがさらに好ましい。本実施形態の樹脂組成物は、リン系化合物を含むことにより、成形品の外観が向上する傾向にあり、成形時の離型性、滞留時の熱安定性が向上する傾向にある。
ホスフェート化合物としては、好ましくは、
式:
(R1O)3-nP(=O)OHn
(式中、R1は、アルキル基また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。
長鎖アルキルアシッドホスフェートとしては、例えば、オクチルアシッドホスフェート、2-エチルヘキシルアシッドホスフェート、デシルアシッドホスフェート、ラウリルアシッドホスフェート、オクタデシルアシッドホスフェート、オレイルアシッドホスフェート、ベヘニルアシッドホスフェート、フェニルアシッドホスフェート、ノニルフェニルアシッドホスフェート、シクロヘキシルアシッドホスフェート、フェノキシエチルアシッドホスフェート、アルコキシポリエチレングリコールアシッドホスフェート、ビスフェノールAアシッドホスフェート、ジメ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、ジプロピルアシッドホスフェート、ジイソプロピルアシッドホスフェート、ジブチルアシッドホスフェート、ジオクチルアシッドホスフェート、ジ-2-エチルヘキシルアシッドホスフェート、ジオクチルアシッドホスフェート、ジラウリルアシッドホスフェート、ジステアリルアシッドホスフェート、ジフェニルアシッドホスフェート、ビスノニルフェニルアシッドホスフェート等が挙げられる。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社製の商品名「アデカスタブ AX-71」として、市販されている。
ホスファイト化合物としては、好ましくは、式:
2O-P(OR3)(OR4
(式中、R2、R3およびR4は、それぞれ水素原子、炭素原子数1~30のアルキル基または炭素原子数6~30のアリール基であり、R2、R3およびR4のうちの少なくとも1つは炭素原子数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。
ホスファイト化合物としては、例えば、トリ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、ジラウリルハイドロジェンホスファイト、トリエチルホスファイト、トリデシルホスファイト、トリス(2-エチルヘキシル)ホスファイト、トリス(トリデシル)ホスファイト、トリステアリルホスファイト、ジフェニルモノデシルホスファイト、モノフェニルジデシルホスファイト、ジフェニルモノ(トリデシル)ホスファイト、テトラフェニルジプロピレングリコールジホスファイト、テトラフェニルテトラ(トリデシル)ペンタエリスリトールテトラホスファイト、水添ビスフェノールAフェノールホスファイトポリマー、ジフェニルハイドロジェンホスファイト、4,4’-ブチリデン-ビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェニルジ(トリデシル)ホスファイト)、テトラ(トリデシル)4,4’-イソプロピリデンジフェニルジホスファイト、ビス(トリデシル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ジラウリ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、トリス(4-tert-ブチルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイト、水添ビスフェノールAペンタエリスリトールホスファイトポリマー、ビス(2,4-ジ-tert-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-tert-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、2,2’-メチレンビス(4,6-ジ-tert-ブチルフェニル)オクチルホスファイト、ビス(2,4-ジクミルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト等が挙げられる。これらの中でも、ビス(2,6-ジ-tert-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が好ましい。市販品としては、ADEKA社製の商品名「アデカスタブ PEP-36」が挙げられる。
【0064】
硫黄系安定剤としては、従来公知の任意の硫黄原子含有化合物を用いることができ、中でもチオエーテル類が好ましい。本実施形態の樹脂組成物は、イオウ系安定剤を含むことにより、成形品の外観が良好になる傾向にあり、色調変化が抑制される傾向にある。具体的には例えば、ジドデシルチオジプロピオネート、ジテトラデシルチオジプロピオネート、ジオクタデシルチオジプロピオネート、ペンタエリスリトールテトラキス(3-ドデシルチオプロピオネート)、チオビス(N-フェニル-β-ナフチルアミン)、2-メルカプトベンゾチアゾール、2-メルカプトベンゾイミダゾール、テトラメチルチウラムモノサルファイド、テトラメチルチウラムジサルファイド、ニッケルジブチルジチオカルバメート、ニッケルイソプロピルキサンテート、トリラウリルトリチオホスファイトが挙げられる。これらの中でも、ペンタエリスリトールテトラキス(3-ドデシルチオプロピオネート)が好ましい。市販品としては、シプロ化成社製、商品名「シーノックス 412S」が挙げられる。
【0065】
実施形態の樹脂組成物は、ヒンダードフェノール系安定剤を含むことにより、成形品の外観が良好になる傾向にあり、色調変化が抑制される傾向にある。ヒンダードフェノール系安定剤としては、例えば、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)、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)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-(3,5-ジ-ネオペンチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート)、1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン等が挙げられる。これらの中でも、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)プロピオネートが好ましい。市販品としては、ADEKA社製、商品名「アデカスタブ AO-60」や「アデカスタブ AO-330」が挙げられる。
その他、安定剤としては、具体的には、特開2021-063196号公報の段落0067~0075の記載、特開2018-070722号公報の段落0046~0057の記載、特開2019-056035号公報の段落0030~0037の記載、国際公開第2017/038949号の段落0066~0078の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
【0066】
本実施形態の樹脂組成物が安定剤を含む場合、その含有量は、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、0.01質量部以上であることが好ましく、0.05質量部以上であることがより好ましい。前記下限値以上とすることにより、溶融混練時や成形時、さらに成形体としての使用中での、樹脂の熱劣化や酸化劣化の抑制効果がより向上する傾向にあり、樹脂の変色が抑制される傾向にある。また、前記安定剤の含有量の上限値は、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、2.0質量部以下であることが好ましく、1.5質量部以下であることがより好ましい。前記上限値以下とすることにより、安定剤などの添加剤の凝集などによる外観や物性へ悪影響を効果的に抑制できる。
本実施形態の樹脂組成物は、安定剤を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
本実施形態の樹脂組成物が、リン系化合物を含む場合、その含有量は、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、0.01質量部以上であることが好ましく、0.05質量部以上であることがより好ましく、0.1質量部以上であることがさらに好ましい。前記下限値以上とすることにより、成形時の離型性が向上する傾向にあり、滞留熱安定性が向上し、樹脂の変色が抑制される傾向にある。また、前記リン系化合物の含有量の上限値は、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、2.0質量部以下であることが好ましく、1.5質量部以下であることがより好ましく、1.0質量部以下であることがさらに好ましい。前記上限値以下とすることにより、安定剤などの添加剤の凝集などによる外観や物性へ悪影響を効果的に抑制できる。
【0067】
<<着色剤>>
本実施形態の樹脂組成物は、着色剤(染料および/または顔料)を含んでいてもよい。着色剤としては、染料であっても、顔料であってもよいが、顔料が好ましい。
着色剤としては、有機着色剤および無機着色剤のいずれでもよい。また、有彩色着色剤および無彩色着色剤のいずれであってもよい。
着色剤としては、特開2021-101020号公報の段落0121~0123の記載、特開2019-188393号公報の段落0088~0090の記載が例示され、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
本実施形態の樹脂組成物は、カーボンブラックを含有することが好ましい。カーボンブラックは、その種類、原料種、製造方法に制限はなく、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のいずれをも使用することができる。その数平均粒径には特に制限はないが、5~60nm程度であることが好ましい。
【0068】
カーボンブラックのDBP吸油量(単位:cm3/100g)は、40~300cm3/100gであることが好ましい。上限値は、200cm3/100g以下であることがより好ましく、150cm3/100g以下であることがさらに好ましく、100cm3/100g以下であってもよい。また、下限値は50cm3/100g以上がより好ましく、60cm3/100g以上がさらに好ましい。前記上下限値以内とすることにより、耐候試験前後の色調変化(ΔE)が小さくなる傾向にある。なお、DBP吸収量(単位:cm3/100g)はJIS K6217に準拠して測定することができる。
カーボンブラックの数平均粒子径(単位:nm)は、5~60nmであることが好ましい。上限値は、60nm以下であることが好ましく、40nm以下であることがより好ましく、30nm以下であることがさらに好ましく、25nm以下であることがより一層好ましい。下限値は10nm以上であることが好ましく、13nm以上であることがより好ましく、16nm以上であることがさらに好ましく、19nm以上であることがより一層好ましい。前記上下限値以内とすることにより、耐候試験前後の色調変化(ΔE)が小さくなる成形品の外観が向上する傾向にある。数平均粒子径は、ASTM D3849規格(カーボンブラックの標準試験法-電子顕微鏡法による形態的特徴付け)に記載の手順によりアグリゲート拡大画像を取得し、このアグリゲート画像から単位構成粒子として3,000個の粒子径を測定し、算術平均して求めることができる。
【0069】
カーボンブラックは、熱可塑性樹脂、好ましくはポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル樹脂やポリスチレン系樹脂と予め混合したマスターバッチとして配合することにより、カーボンブラックの分散度が高まり、成形品の外観が向上する傾向にある。また、ポリスチレン系樹脂を用いた場合は漆黒性が向上する傾向にあるため好ましい。
【0070】
本実施形態の樹脂組成物が着色剤を含む場合、その含有量は、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、0.01質量部以上であることが好ましく、0.05質量部以上であることがより好ましく、0.1質量部以上であることがさらに好ましい。前記下限値以上とすることにより、着色効果がより効果的に発揮される。また、前記着色剤の含有量の上限値は、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、4質量部以下であることが好ましく、3質量部以下であることがより好ましく、2質量部以下であることがさらに好ましく、1質量部以下であることが一層好ましい。前記上限値以下とすることにより、得られる成形品の機械的強度や耐候性がより向上する傾向にある。
【0071】
本実施形態の樹脂組成物がカーボンブラックを含む場合、その含有量は、ポリエチレンテレフタレート樹脂100質量部に対し、0.01質量部以上であることが好ましく、0.1質量部以上であることがより好ましく、0.5質量部以上であることがさらに好ましく、1質量部以上であることが一層好ましく、2質量部以上であることがより一層の好ましく、3質量部以上であってもよい。前記下限値以上とすることにより、着色効果がより効果的に発揮される傾向にあり、成形品の変色を抑制する傾向にあり、成形時の離型性が向上する傾向にある。また、前記着色剤の含有量の上限値は、ポリエチレンテレフタレート樹脂100質量部に対し、8質量部以下であることが好ましく、6質量部以下であることがより好ましく、5質量部以下であることがさらに好ましく、4質量部以下であることが一層好ましい。前記上限値以下とすることにより、得られる成形品の機械的強度がより向上する傾向にあり、耐候試験前後の色調差が小さくなる傾向にある。
本実施形態の樹脂組成物は、着色剤を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
【0072】
<<反応性化合物>>
本実施形態の樹脂組成物は、反応性化合物を含んでいてもよい。反応性化合物としては、カルボジイミド化合物、エポキシ化合物、オキサゾリン基(環)を有する化合物、オキサジン基(環)を有する化合物、カルボン酸を有する化合物、および、アミド基を有する化合物からなる群から選ばれた1種以上であるのが好ましく、特にエポキシ化合物であることが耐衝撃性、耐加水分解性、高速曲げ強度が向上する傾向にあり、成形時の離型性が向上する傾向のため好ましい。
エポキシ化合物の第一の実施形態は、グリシジル化合物、芳香族環を有するエポキシ化合物、脂環式エポキシ化合物などの非エラストマーが挙げられ、芳香族環を有するエポキシ化合物を少なくとも含むことが好ましい。
エポキシ化合物の第一の実施形態としては、単官能エポキシ化合物であっても、多官能エポキシ化合物であってもよいが、多官能エポキシ化合物が好ましい。多官能エポキシ化合物としては、例えばビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、レゾルシン型エポキシ化合物、ノボラック型エポキシ化合物、脂環化合物型ジエポキシ化合物、グリシジルエーテル類、エポキシ化ポリブタジエン、さらに具体的には、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、レゾルシン型エポキシ化合物、ノボラック型エポキシ化合物、ビニルシクロヘキセンジオキシド、ジシクロペンタジエンオキシドなどの脂環化合物型エポキシ化合物をいずれも好ましく用いることができる。
中でも、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ノボラック型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、ビフェニル型エポキシ化合物等が好ましく、特に、ビスフェノールA型エポキシ化合物、および、オルソクレゾール/ノボラック型エポキシ樹脂(O-クレゾール・ホルムアルデヒド重縮合物のポリグリシジルエーテル化合物)がより好ましく、ビスフェノールA型エポキシ化合物が耐衝撃性、高速曲げ強度が向上する傾向にあり、成形時の離型性が向上する傾向のため特に好ましい。市販のものとしては、「EP-17」(商品名:ADEKA社製)、エピコート1003(商品名:三菱ケミカル社製)、新日鉄住金化学社製(商品名:YDCN704)などが挙げられる。
【0073】
また、エポキシ化合物は、グリシジル基含有化合物を構成成分とする共重合体であってもよい。例えばα,β-不飽和酸のグリシジルエステルと、α-オレフィン、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、スチレンからなる群より選ばれる一種または二種以上のモノマーとの共重合体が挙げられる。
エポキシ化合物の第二の実施形態は、グリシジル基を含むエラストマーを含むことである。グリシジル基を含むエラストマーを含むことにより、より耐衝撃性の高い成形体が得られる傾向にある。
グリシジル基を含むエラストマーとしては、例えば、α-オレフィン、α,β-不飽和酸のグリシジルエステルおよび必要に応じてこれらと共重合可能な不飽和モノマーを共重合することにより得られる共重合体である。全共重合成分中、α-オレフィンおよびα,β-不飽和酸のグリシジルエステルを60質量%以上用いることが好ましい。
α-オレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、ブテン-1、ペンテン-1等を挙げることができる。これらを2種以上用いてもよい。α,β-不飽和酸のグリシジルエステルとしては、例えば、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、エタクリル酸グリシジル、イタコン酸グリシジルなどを挙げることができる。これらを2種以上用いてもよい。上記成分と共重合可能なビニル系モノマーとしては、例えば、ビニルエーテル類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル類、メチル、エチル、プロピル、ブチルなどのアクリル酸およびメタクリル酸エステル類、アクリロニトリル、スチレンなどを挙げることができる。これらを2種以上用いてもよい。
グリシジル基を含むエラストマーの好ましい例としては、エチレン/グリシジルメタクリレート共重合体、エチレン/グリシジルメタクリレート/酢酸ビニル共重合体、エチレン/グリシジルメタクリレート/アルキルアクリレート共重合体、エチレン/アルキルアクリレート/酢酸ビニル共重合体などが挙げられる。特に、靭性に優れ、成形体の耐湿熱性および耐衝撃性をより向上させる観点から、エチレン/グリシジルメタクリレート/アルキルアクリレート(好ましくはブチルアクリレート)共重合体が好ましい。グリシジル基を含むエラストマーの具体例としては、アルケマ製の"ロタダー"(登録商標)AX8900、AX8700という商品名で入手できる。
【0074】
上記の他、反応性化合物としては、特開2020-199755号公報の段落0038~0050、特開2020-125468号公報の段落0043の記載を参酌でき、これの内容は本明細書に組み込まれる。
【0075】
本実施形態の樹脂組成物が反応性化合物(好ましくはエポキシ化合物)を含む場合、その含有量は、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、0.01質量部以上であることが好ましく、0.05質量部以上であることがより好ましく、0.1質量部以上であることがさらに好ましい。前記下限値以上とすることにより曲げ強度、耐加水分解性、耐衝撃性が向上する傾向にあり、成形時の離型性が向上する傾向にある。また、前記反応性化合物の含有量の上限値は、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、15.0質量部以下であることが好ましく、10.0質量部以下であることがより好ましく、7.0質量部以下であることがさらに好ましい。記下限値以上とすることにより増粘等を抑制し、成形性が向上する傾向にある。
本実施形態の樹脂組成物は、反応性化合物を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
本実施形態の樹脂組成物が、前記第一の実施形態のエポキシ化合物を含む場合、その含有量は、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、0.01質量部以上であることが好ましく、0.05質量部以上であることがより好ましく、0.1質量部以上であることがさらに好ましい。前記下限値以上とすることにより曲げ強度、耐衝撃性が向上する傾向にあり、成形時の離型性が向上する傾向にある。また、前記反応性化合物の含有量の上限値は、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、5質量部以下であることが好ましく、3質量部以下であることがより好ましく、1質量部以下であることがさらに好ましい。前記下限値以上とすることにより成形性が向上する傾向にある。
本実施形態の樹脂組成物が、前記第二の実施形態のエポキシ化合物を含む場合、その含有量は、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、3質量部以上であることが好ましく、1質量部以上であることがより好ましく、0.1質量部以上であることがさらに好ましい。前記下限値以上とすることにより耐衝撃性が向上する傾向にある。また、前記反応性化合物の含有量の上限値は、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合計100質量部に対し、15.0質量部以下であることが好ましく、10.0質量部以下であることがより好ましく、7.0質量部以下であることがさらに好ましい。前記下限値以上とすることにより流動性が向上し、成形性が向上する傾向にある。
また、本実施形態の樹脂組成物が、前記第一の実施形態のエポキシ化合物と第二の実施形態のエポキシ化合物を併用することも好ましい。併用する場合、その含有量の比率は、第一の実施形態のエポキシ化合物1質量部に対し、第二の実施形態のエポキシ化合物が0.1~10質量部であることが好ましい。このような範囲とすることにより、本発明の効果がより効果的に発揮される傾向にある。
【0076】
<樹脂組成物の製造方法>
本実施形態の樹脂組成物は、樹脂組成物の調製の常法によって製造できる。通常は各成分および所望により添加される種々の添加剤を一緒にしてよく混合し、次いで一軸または二軸押出機で溶融混練する。また、各成分を予め混合することなく、ないしはその一部のみを予め混合し、フィーダーを用いて押出機に供給して溶融混練し、本実施形態の樹脂組成物を調製することもできる。着色剤等の一部の成分を熱可塑性樹脂と溶融混練してマスターバッチを調製し、次いでこれに残りの成分を配合して溶融混練してもよい。
なお、無機充填剤を用いる場合には、押出機のシリンダー途中のサイドフィーダーから供給することも好ましい。
溶融混練に際しての加熱温度は、通常220~300℃の範囲から適宜選ぶことができる。温度が高すぎると分解ガスが発生しやすく、不透明化の原因になる場合がある。それ故、剪断発熱等に考慮したスクリュー構成の選定が望ましい。混練時や、後行程の成形時の分解を抑制する為、酸化防止剤や熱安定剤の使用が望ましい。
【0077】
<成形品の製造方法>
本実施形態の樹脂組成物は、公知の方法に従って成形される。
成形品の製造方法は、特に限定されず、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、発泡成形法(超臨界流体も含む)、インサート成形法、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、中でも射出成形法が好ましい。
射出成形法の詳細は、特許第6183822号公報の段落0113~0116の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
また、射出成形等、金型成形する際の金型温度は、40~150℃であることが好ましい。
【0078】
<用途>
本実施形態の樹脂組成物は、樹脂組成物から形成された成形品として用いられる。樹脂組成物ないし成形品の用途としては、特に定めるものでは無く、電気電子機器/部品、OA機器/部品、情報端末機器/部品、機械部品、家電製品、車輌部品(自動車内外装)、建築部材、各種容器、レジャー用品・雑貨類、照明機器などに好ましく用いられる。特に、車輛用ランプ部品、例えば、ハウジング、リフレクター、ベゼル、エクステンション、家電照明器具等に例示されるような表面外観特性が重要視される部材に好ましく用いられる。また、表面の一部または全体に金属蒸着膜が形成され、前記金属蒸着膜と前記成形体の表面が接している光反射体部品にも好ましく用いられる。また、車輌部品が好ましく、特に、(成形時の離型性や、外観、耐候性)特性が重要視される車輌外装部品がより好ましく、例えば、ドアミラー、インナーミラー用のステー、アウターハンドル、ワイパー部品等が挙げられる。
【実施例0079】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。
実施例で用いた測定機器等が廃番等により入手困難な場合、他の同等の性能を有する機器を用いて測定することができる。
【0080】
1.以下の原料を用いた。
【表1】
【表2】
【0081】
PETの詳細は以下の通りである。
【表3】
上記表において、n.dは、検出限界未満であったことを示す。
検出限界値:Ca 0.2(μg/g)、Na 0.2(μg/g)、Ti 0.2(μg/g)、Ge 3(μg/g)
【0082】
<固有粘度の測定>
フェノール/1,1,2,2-テトラクロロエタン(質量比1/1)の混合溶媒中に、ポリエチレンテレフタレート樹脂ペレットを、濃度が1.00g/dLとなるように110℃で1時間撹拌して溶解させた。その後、30℃まで冷却した。全自動溶液粘度計にて、30℃で試料溶液の落下秒数、溶媒のみの落下秒数をそれぞれ測定し、下記式(1)により固有粘度を算出した。
固有粘度=((1+4KHηsp0.5-1)/(2KHC) …(1)
ここで、ηsp=η/η0-1であり、ηは試料溶液の落下秒数、η0は溶媒のみの落下秒数、Cは試料溶液濃度(g/dL)、KHはハギンズの定数である。KHは0.33を採用した。
全自動溶液粘度計は、柴山科学社製のものを用いた。
【0083】
<DSCによる測定>
ポリエチレンテレフタレート樹脂の結晶化温度、結晶化熱、融点、融解熱を、JIS K7121に基づいて示差走査熱量測定機(DSC)を用いて測定した。窒素雰囲気下で40℃から300℃まで昇温速度20℃/分にて昇温し、300℃で3分保持した後、降温速度-20℃/分にて40℃まで降温した。これを1サイクルとした。昇温時の結晶化よる最大ピークの温度を結晶化温度Tc1とし、結晶化熱をΔHTc1として求めた。融解時のピークより融点Tmと融解熱ΔHTmを求めた。降温時の結晶化による最大ピーク温度を結晶化温度Tc2、結晶化熱ΔHTc2として求めた。昇温時と降温時の結晶化時のピークの結晶化熱ΔHの絶対値が3J/g未満の場合、または、ピークがない場合は、上記表において「ピークなし」とした。
なお、融解熱ΔHTmは、吸熱ピークとベースラインで囲まれる面積、結晶化熱ΔHTC1は、昇温の過程において融点未満に確認される結晶化の発熱ピークとベースラインで囲まれる面積、結晶化熱ΔHTC2は、降温の過程において発熱ピークとベースラインで囲まれる面積として求めた。
示差走査熱量測定機は、(株)日立ハイテクサイエンス社製「DSC7020」を用いた。
【0084】
<MVRの測定>
MVRは、メルトインデクサーを用いて、上記で得られたペレットを、265℃、荷重5kgfの条件にて、単位時間当たりの溶融流動体積MVR(単位:cm3/10分)を測定した。
メルトインデクサーは、タカラ工業(株)社製を用いた。
【0085】
<イソフタル酸量、DEG量の測定>
ポリエチレンテレフタレート樹脂中のイソフタル酸量、DEG(ジエチレングリコール)量は、1H-NMRにて測定した。
1H-NMRの測定は、AVANCIII(ブルカー・バイオスピン社製)を用いて、測定した。
【0086】
<末端カルボキシル基量(AV)の測定>
ポリエチレンテレフタレート樹脂を粉砕した後、熱風乾燥機にて140℃で15分間、乾燥させ、デシケーター内で室温まで冷却した試料から、0.1gを精秤して試験管に採取し、ベンジルアルコール3mLを加えて、乾燥窒素ガスを吹き込みながら195℃、3分間で溶解させ、次いで、クロロホルム5mLを徐々に加えて室温まで冷却した。この溶液にフェノールレッド指示薬を1~2滴加え、乾燥窒素ガスを吹き込みながら撹拌下に、0.1Nの水酸化ナトリウムのベンジルアルコール溶液で滴定し、黄色から赤色に変じた時点で終了とした。また、ブランクとして、ポリエステル試料を溶解させずに同様の操作を実施し、以下の式によって末端カルボキシル基量(酸価)を算出した。
末端カルボキシル基量(当量/トン)=(a-b)×0.1×f/w
(ここで、aは、滴定に要した0.1Nの水酸化ナトリウムのベンジルアルコール溶液の量(μL)、bは、無試料で滴定に要した0.1Nの水酸化ナトリウムのベンジルアルコール溶液の量(μL)、wはポリエステルの試料の量(g)、fは、0.1Nの水酸化ナトリウムのベンジルアルコール溶液の力価である。)
【0087】
<GPCによる測定>
ポリエチレンテレフタレート樹脂の分子量(Mw、Mn、Mz)は以下のように測定した。
ポリエチレンテレフタレート樹脂を秤量し、所定量のHFIP(ヘキサフルオロ-2-プロパノール)、10mM-CF3COONa溶離液を加え、室温で一晩静置溶解させた。続いて、0.45μmのPTFEカートリッジフィルターでろ過を行った。溶解した試料(ろ液)について、GPCにより分子量を測定した。なお、検量線は標準PMMAを用いた3次近似曲線を用い、PMMA換算分子量とした。
GPCによる測定に際し、カラムはHLC-8420GPC(東ソー製)を用いた。
【0088】
2.実施例1~3、比較例1~3
<コンパウンド>
表1または表2に示すガラス繊維以外の各成分を表4に示す割合(質量部)にて、タンブラーミキサーで均一に混合した後、二軸押出機(日本製鋼所社製「TEX30α」)のホッパーに投入し、ガラス繊維はサイドフィーダーより供給し、シリンダー設定温度260℃、スクリュー回転数200rpmの条件で溶融混練した樹脂組成物を、水槽にて急冷し、ペレタイザーを用いてペレット化し、樹脂組成物のペレットを得た。
【0089】
<ハコ型離型性>
上記で得られたペレットを120℃で5時間乾燥させた後、住友重機械工業社製射出成形機(型締め力50T)を用い、シリンダー温度280℃、金型温度40℃、冷却時間30秒の条件にて、厚み1.5mmt、外寸30×50×15mm深さの箱型成形品を成形し、イジェクターピンの突出しで離型させた時の最大離型抵抗値(単位:MPa)を離型抵抗として評価した。測定には双葉電子工業社製 圧力感知素子を内蔵したエジェクタピン形状の圧力センサ「EP Sensor(登録商標)」を使用した金内圧力計測システム「モールドマージャリングシステム(登録商標)」を用いた。最大離型抵抗値が15MPa以下であれば、実製品としたときに問題ないレベルと判断できる。
【0090】
<シボ外観>
上記で得られた樹脂組成物ペレットを120℃で5時間乾燥させた後、日本製鋼所社製射出成形機(型締め力100T)を用い、シリンダー温度270℃、金型温度140℃、冷却時間25秒の条件にて、形品(タテ60mm、ヨコ60mm、肉厚1.5mm、表面に15μmのしぼ加工)を成形し、表面の観察を行った。
A:表面のしぼにムラがないもの
B:表面のしぼにムラがあるもの
【0091】
<高速曲げ>
上記で得られた樹脂組成物ペレットを、120℃で5時間乾燥した後、射出成形機(J-85AD-60H)にて、シリンダー温度280℃、金型温度130℃の条件下で、JIS K7139多目的試験片(4mm厚)を射出成形した。前記多目的試験片(4mm厚)を使用し、JIS K7111-1の規格に基づいて、ノッチ付きシャルピー試験片を作成した。インストロン2kN(Instron社製)を使用し、ノッチ部を下にして、支店間距離64mm、試験速度1000mm/minにて圧子をノッチ部裏に当て、曲げ強度(単位:N)を測定した。
【0092】
【表4】
【0093】
本発明の樹脂組成物から形成された成形品は、離型性に優れていた。