説明

ガラス系無機充填材強化ポリエステル樹脂組成物

【課題】ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリ乳酸系樹脂とを含有したガラス系無機充填材強化ポリエステル樹脂組成物の機械的強度を改善する。
【解決手段】(A)ポリブチレンテレフタレート樹脂100重量部に対して、(B)ポリ乳酸樹脂5〜100重量部、(C)機械的強度改良剤1〜20重量部、(D)シラン系或いはチタネート系カップリング剤から選ばれた少なくとも1種の表面処理剤で処理されたガラス系無機充填材3〜200重量部を配合する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、機械的強度に優れたガラス系無機充填材強化ポリエステル樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
ポリブチレンテレフタレート樹脂は、優れた機械的特性、電気的特性、耐熱性、耐候性、耐水性、耐薬品性および耐溶剤性を有するため、エンジニアリングプラスチックとして、自動車部品、電気・電子部品などの種々の用途に広く利用されている。
【0003】
一方、近年、環境・資源問題として、二酸化炭素などの温室効果ガスの増加、将来の化石資源の枯渇への対応策が社会的に求められる中で、ポリ乳酸樹脂などのバイオベースプラスチックの検討が活発化している。また、化石原料をベースとしたプラスチックに対しては、バイオベースプラスチックを配合する検討が広く行われている。
【0004】
ポリブチレンテレフタレート樹脂についても同様の観点で、バイオベースプラスチックを配合する検討が行われている。例えば、特許文献1では、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリ乳酸樹脂とを含有し、前記ポリ乳酸樹脂の含有量が組成物全量に対して5〜50質量%であるポリブチレンテレフタレート樹脂組成物が提案されている。また、特許文献2では、末端カルボキシル基濃度が所定量のポリブチレンテレフタレート樹脂100重量部およびポリ乳酸系樹脂1〜99重量部を含有するポリブチレンテレフタレート樹脂組成物が提案されている。しかしながら、これらの先行例は、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリ乳酸系樹脂とを含有したガラス系無機充填材強化ポリエステルの機械的強度の改善に対し、検討が不十分であった。
【0005】
また、特許文献3では、ブチレンテレフタレート骨格を主たる構成単位とする芳香族ポリエステルと融点が190℃以上のポリ乳酸および無機充填剤を含有する樹脂組成物が提案されており、製造例では、該ポリ乳酸にカルボジイミド化合物が一旦混合されている。しかしながら、この先行例では、カルボジイミド化合物はポリ乳酸のブロック形成剤として使用されており、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリ乳酸系樹脂とを含有したガラス系無機充填材強化ポリエステルの機械的強度の改善に対し有効であることは明示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2006−008868号公報
【特許文献2】特開2006−063199号公報
【特許文献3】特開2008−050582号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の目的は、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリ乳酸系樹脂とを含有したガラス系無機充填材強化ポリエステル樹脂組成物の機械的強度を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは上記課題を解決するため鋭意検討を行った結果、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリ乳酸樹脂、および特定の添加剤、充填材とを組み合わせることにより、上記目的を達成し得るガラス系無機充填材強化ポリエステル樹脂組成物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0009】
即ち本発明は、(A)ポリブチレンテレフタレート樹脂100重量部に対して、(B)ポリ乳酸樹脂5〜100重量部、(C)機械的強度改良剤1〜20重量部、(D)シラン系或いはチタネート系カップリング剤から選ばれた少なくとも1種の表面処理剤で処理されたガラス系無機充填材3〜200重量部を配合してなるガラス系無機充填材強化ポリエステル樹脂組成物である。
【発明の効果】
【0010】
本発明のガラス系無機充填材強化ポリエステル樹脂組成物は、機械的強度に優れ、靱性に優れる。本発明のポリエステル樹脂組成物は、自動車部品、電気・電子部品、雑貨、文房具類などに関連した射出成形品に好適である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
(A)ポリブチレンテレフタレート樹脂
ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT樹脂)とは、テレフタル酸(テレフタル酸またはそのエステル形成誘導体)と、炭素数4のアルキレングリコール(1,4−ブタンジオール)および/またはそのエステル形成誘導体を少なくとも重合成分とする熱可塑性樹脂である。
【0012】
ポリブチレンテレフタレート樹脂としては、ブチレンテレフタレートを主成分として含むホモポリエステル(ポリブチレンテレフタレート)および/またはコポリエステル(ブチレンテレフタレート系共重合体、またはポリブチレンテレフタレートコポリエステル、または変性PBT樹脂)などが挙げられる。
【0013】
コポリエステルにおける前記共重合可能なモノマー(以下、単に共重合性モノマーと称する場合がある)としては、テレフタル酸を除くジカルボン酸成分、1,4−ブタンジオールを除くジオール、オキシカルボン酸成分、ラクトン成分などが挙げられる。共重合性モノマーは、一種でまたは二種以上組み合わせて使用できる。
【0014】
ジカルボン酸(またはジカルボン酸成分またはジカルボン酸類)としては、脂肪族ジカルボン酸(例えば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、ヘキサデカンジカルボン酸、ダイマー酸などのC4〜40ジカルボン酸、好ましくはC4〜14ジカルボン酸)、脂環式ジカルボン酸成分(例えば、ヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ハイミック酸などのC8〜12ジカルボン酸)、テレフタル酸を除く芳香族ジカルボン酸成分(例えば、フタル酸、イソフタル酸、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、4,4’−ジフェニルジカルボン酸、4,4’−ジフェノキシエーテルジカルボン酸、4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、4,4’−ジフェニルメタンジカルボン酸、4,4’−ジフェニルケトンジカルボン酸などのC8〜16ジカルボン酸)、またはこれらの反応性誘導体(例えば、低級アルキルエステル(ジメチルフタル酸、ジメチルイソフタル酸などのフタル酸またはイソフタル酸のC1〜4アルキルエステルなど)、酸クロライド、酸無水物などのエステル形成可能な誘導体)などが挙げられる。さらに、必要に応じて、トリメリット酸、ピロメリット酸などの多価カルボン酸またはそのエステル形成誘導体(アルコールエステルなど)などを併用してもよい。このような多官能性化合物を併用すると、分岐状のポリブチレンテレフタレート樹脂を得ることもできる。
【0015】
ジオール(またはジオール成分またはジオール類)には、例えば1,4−ブタンジオールを除く脂肪族アルカンジオール[例えば、アルカンジオール(例えば、エチレングリコール、トリメチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール(1,6−ヘキサンジオールなど)、オクタンジオール(1,3−オクタンジオール、1,8−オクタンジオールなど)、デカンジオールなどの低級アルカンジオール、好ましくは直鎖状または分岐鎖状C2〜12アルカンジオール、さらに好ましくは直鎖状または分岐鎖状C2〜10アルカンジオールなど);(ポリ)オキシアルキレングリコール(例えば、複数のオキシC2〜4アルキレン単位を有するグリコール、例えば、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジテトラメチレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなど)など]、脂環族ジオール(例えば、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4 −シクロヘキサンジメタノール、水素化ビスフェノールAなど)、芳香族ジオール[例えば、ハイドロキノン、レゾルシノール、ナフタレンジオールなどのジヒドキシC6〜14アレーン;ビフェノール(4,4’−ジヒドキシビフェニルなど);ビスフェノール類;キシリレングリコールなど]、およびこれらの反応性誘導体(例えば、アルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体などのエステル形成性誘導体など)などが挙げられる。さらに、必要に応じて、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトールなどのポリオールまたはそのエステル形成性誘導体を併用してもよい。このような多官能性化合物を併用すると、分岐状のポリブチレンテレフタレート樹脂を得ることもできる。
【0016】
前記ビスフェノール類としては、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン(ビスフェノールF)、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン(ビスフェノールAD)、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールA)、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−メチルブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−メチルペンタンなどのビス(ヒドロキシアリール)C1〜6アルカン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロペンタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサンなどのビス(ヒドロキシアリール)C4〜10シクロアルカン、4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、4,4’−ジヒドロキシジフェニルケトン、およびこれらのアルキレンオキサイド付加体が例示できる。アルキレンオキサイド付加体としては、ビスフェノール類(例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールAD、ビスフェノールF)のC2〜3アルキレンオキサイド付加体、例えば、2,2−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]プロパン、ジエトキシ化ビスフェノールA、2,2−ビス[4−(2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]プロパン、ジプロポキシ化ビスフェノールAなどが挙げられる。アルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイドなどのC2〜3アルキレンオキサイド)の付加モル数は、各ヒドロキシ基に対して1〜10モル、好ましくは1〜5モル程度である。
【0017】
オキシカルボン酸(またはオキシカルボン酸成分またはオキシカルボン酸類)には、例えば、オキシ安息香酸、オキシナフトエ酸、ヒドロキシフェニル酢酸、グリコール酸、オキシカプロン酸などのオキシカルボン酸またはこれらの誘導体などが含まれる。ラクトンには、プロピオラクトン、ブチロラクトン、バレロラクトン、カプロラクトン(例えば、ε−カプロラクトンなど)などのC3〜12ラクトンなどが含まれる。
【0018】
これらの共重合性モノマーのうち、好ましくはジオール類[C2〜6アルキレングリコール(エチレングリコール、トリメチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキサンジオールなどの直鎖状または分岐鎖状アルキレングリコールなど)、繰り返し数が2〜4程度のオキシアルキレン単位を有するポリオキシC2〜4アルキレングリコール(ジエチレングリコールなど)、ビスフェノール類(ビスフェノール類またはそのアルキレンオキサイド付加体など)]、ジカルボン酸類[C6〜12脂肪族ジカルボン酸(アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸など)、カルボキシル基がアレーン環の非対称位置に置換した非対称芳香族ジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジメタノールなど]などが挙げられる。
【0019】
これらの化合物のうち、芳香族化合物、例えば、ビスフェノール類(特にビスフェノールA)のアルキレンオキサイド付加体、および非対称芳香族ジカルボン酸[フタル酸、イソフタル酸およびその反応性誘導体(ジメチルイソフタル酸などの低級アルキルエステル)など]などが好ましい。
【0020】
ポリブチレンテレフタレート樹脂としては、ホモポリエステル(ポリブチレンテレフタレート)および/または共重合体(ポリブチレンテレフタレートコポリエステル)が好ましく、ポリブチレンテレフタレート樹脂は、共重合性モノマーの割合(変性量)が、通常、0〜30モル%、好ましくは0〜25モル%のホモまたはコポリエステル(特にホモポリエステル)であってもよい。
【0021】
また、ホモポリエステル(ポリブチレンテレフタレート)と共重合体(コポリエステル)とを組み合わせて使用する場合、ホモポリエステルとコポリエステルとの割合は、共重合性モノマーの割合が、全単量体に対して0.1〜30モル%(好ましくは1〜25モル%、さらに好ましくは5〜25モル%)程度となる範囲であり、通常、前者/後者=99/1〜1/99(重量比)、好ましくは95/5〜5/95(重量比)、さらに好ましくは90/10〜10/90(重量比)程度の範囲から選択できる。
【0022】
なお、ポリブチレンテレフタレート樹脂の固有粘度(IV)は、1.4dL/g以下であることが好ましく、さらに好ましくは1.2dL/g以下であってもよい。また、異なる固有粘度を有するポリブチレンテレフタレート樹脂をブレンドしてもよい。なお、固有粘度(IV)は、例えば、o−クロロフェノール中、温度35℃の条件で測定できる。このような範囲の固有粘度を有するポリブチレンテレフタレート樹脂を使用すると、十分な靱性の付与と溶融粘度の低減とを効率よく実現しやすい。固有粘度が大きすぎると、成形時の溶融粘度が高くなり、場合により成形金型内で樹脂の流動不良、充填不良を起こす可能性がある。
【0023】
なお、ポリブチレンテレフタレート樹脂は、市販品を使用してもよく、テレフタル酸またはその反応性誘導体と1,4−ブタンジオールと必要により共重合可能なモノマーとを、慣用の方法、例えばエステル交換、直接エステル化法などにより共重合(重縮合)することにより製造したものを使用してもよい。また、その製造は、溶融状態、固相状態、溶液状態のいずれの状態で行ってもよい。
(B)ポリ乳酸樹脂
本発明に用いるポリ乳酸樹脂は、L−乳酸および/またはD−乳酸を主たる構成成分とするポリマーであり、製造方法としては、従来公知の重合方法を用いることができ、乳酸からの直接重合法、およびラクチドを介する開環重合法などを挙げることができる。
【0024】
本発明に用いるポリ乳酸樹脂は、乳酸以外の他の共重合成分を含んでいてもよい。他のモノマー単位としては、エチレングリコール、ブロピレングリコール、ブタンジオール、ヘプタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、ノナンジオ−ル、デカンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノ−ル、ネオペンチルグリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールおよびポリテトラメチレングリコールなどのグリコール化合物、シュウ酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカンジオン酸、マロン酸、グルタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ビス(p−カルボキシフェニル)メタン、4,4´−ジフェニルエーテルジカルボン酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、5−テトラブチルホスホニウムイソフタル酸などのジカルボン酸、グリコール酸、ヒドロキシプロピオン酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシ安息香酸などのヒドロキシカルボン酸、およびカプロラクトン、バレロラクトン、プロピオラクトン、ウンデカラクトン、1,5−オキセパン−2−オンなどのラクトン類が挙げられる。これら共重合成分は、ポリ乳酸樹脂の全モノマーに対し、0〜30モル%、特に0〜10モル%であることが好ましい。
【0025】
また、本発明に用いるポリ乳酸樹脂は、その成分の一部としてポリグルコール酸、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンアジペートコテレフタレート、ポリブチレンサクシネートコテレフタレートなどから選ばれる一種または二種以上の樹脂を、ポリ乳酸と混合したものを使用してもよい。
【0026】
なお、本発明に用いるポリ乳酸樹脂の固有粘度(IV)は特に限定されず、従来公知の範囲で使用可能である。
【0027】
本発明に用いるポリ乳酸樹脂は、示差走査熱量測定(DSC測定)の融点(ピーク温度)が130〜150℃、結晶融解熱量が0〜10J/gの熱特性を有するものを用いるのが好ましい。ここで、融点、結晶融解熱量は、ポリ乳酸樹脂から切り出した試料をアルミニウムパンに閉封し、200℃で1分間保持後、−10℃/minにて、室温まで冷却し、つづいて10℃/minにて昇温させた時に検出される結晶融解ピークより算出した値である。この範囲のポリ乳酸樹脂を使用することで、強度とともに靱性も確保できる点で好ましい。
【0028】
本発明において、(B)ポリ乳酸樹脂の割合は、(A)ポリブチレンテレフタレート樹脂100重量部に対して5〜100重量部、好ましくは10〜80重量部、特に好ましくは20〜70重量部である。5重量部未満では十分な機械的強度の改善が得られない場合があり、また100重量部を超えるとポリブチレンテレフタレート樹脂の特性を損なう場合があり、好ましくない。
(C)機械的強度改良剤
本発明に用いる(C)成分の機械的強度改良剤は、(A)ポリブチレンテレフタレート樹脂、(B)ポリ乳酸樹脂、(D)ガラス系無機充填材よりなるガラス系無機充填材強化ポリエステル樹脂組成物の機械的強度を高める機能のある物質であり、引張強さ、曲げ強さ、曲げ弾性率、シャルピー衝撃強さなどに対し、1種類以上の効果を有する。
【0029】
具体的な化合物としては、カルボジイミド化合物、エポキシ化合物等が例示される。
【0030】
カルボジイミド化合物とは、分子中にカルボジイミド基(−N=C=N−)を有する化合物である。カルボジイミド化合物としては、主鎖が脂肪族の脂肪族カルボジイミド化合物、主鎖が脂環族の脂環族カルボジイミド化合物、主鎖が芳香族の芳香族カルボジイミド化合物の何れも使用できる。カルボジイミド化合物は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。
【0031】
脂肪族および脂環族カルボジイミド化合物としては、カルボジイミド結合を分子内(ポリマー主鎖)に有する化合物であり、任意の脂肪族および脂環族イソシアネート化合物を反応させて得られる。原料となるイソシアネートとしては、例えばヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、多官能脂肪族イソシアネート、ブロック多官能脂肪族イソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、芳香族系イソシアネートの水添加物などが挙げられ、これらの一種又は二種以上を好ましく使用することができる。具体的には、ジイソプロピルカルボジイミド、ジオクチルデシルカルボジイミド、ジシクロヘキシルカルボジイミドなどが挙げられる。
【0032】
芳香族カルボジイミド化合物としては、ジフェニルカルボジイミド、ジ−2,6−ジメチルフェニルカルボジイミド、N−トリイル−N’−フェニルカルボジイミド、ジ−p−ニトロフェニルカルボジイミド、ジ−p−アミノフェニルカルボジイミド、ジ−p−ヒド
ロキシフェニルカルボジイミド、ジ−p−クロルフェニルカルボジイミド、ジ−p−メトキシフェニルカルボジイミド、ジ−3,4−ジクロルフェニルカルボジイミド、ジ−2,5−ジクロルフェニルカルボジイミド、ジ−o−クロルフェニルカルボジイミド、p−フェニレン−ビス−ジ−o−トリイルカルボジイミド、p−フェニレン−ビス−ジシクロヘキシルカルボジイミド、p−フェニレン−ビス−ジ−p−クロルフェニルカルボジイミド、エチレン−ビス−ジフェニルカルボジイミドなどのモノまたはジカルボジイミド化合物およびポリ(4,4’−ジフェニルメタンカルボジイミド)、ポリ(3,5’−ジメチル−4,4’−ビフェニルメタンカルボジイミド)、ポリ(p−フェニレンカルボジイミド)、ポリ(m−フェニレンカルボジイミド)、ポリ(3,5’−ジメチル−4,4’−ジフェニルメタンカルボジイミド)、ポリ(ナフチレンカルボジイミド)、ポリ(1,3−ジイソプロピルフェニレンカルボジイミド)、ポリ(1−メチル−3,5−ジイソプロピルフェニレンカルボジイミド)、ポリ(1,3,5−トリエチルフェニレンカルボジイミド)およびポリ(トリイソプロピルフェニレンカルボジイミド)などのポリカルボジイミド化合物が挙げられ、これらは二種以上併用することもできる。これらの中でも特にジ−2,6−ジメチルフェニルカルボジイミド、ポリ(4,4’−ジフェニルメタンカルボジイミド)、ポリ(フェニレンカルボジイミド)およびポリ(トリイソプロピルフェニレンカルボジイミド)などが好適に使用される。
【0033】
また、エポキシ化合物としては、多官能エポキシ化合物、例えば、エポキシ樹脂およびグリシジル基を有するビニル系共重合体などが挙げられる。エポキシ化合物は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。
【0034】
エポキシ樹脂としては、例えば、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂(ジグリシジルフタレート、ジグリシジルテトラヒドロフタレート、ジグリシジルヘキサヒドロフタレート、ジメチルグリシジルフタレート、ジメチルグリシジルヘキサヒドロフタレート、ダイマー酸グリシジルエステル、アロマティックジグリシジルエステル、シクロアリファティックジグリシジルエステルなど)、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、トリグリシジル−パラアミノフェノール、トリグリシジル−メタアミノフェノール、ジグリシジルトルイジン、テトラグリシジルメタキシリレンジアミン、ジグリシジルトリブロムアニリン、テトラグリシジルビスアミノメチルシクロヘキサンなど)、複素環式エポキシ樹脂(トリグリシジルイソシアヌレート、ヒダントイン型エポキシ樹脂など)、環式脂肪族エポキシ樹脂(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、アリサイクリックジエポキシアセタール、アリサイクリックジエポキシアジペート、アリサイクリックジエポキシカルボキシレートなど)、エポキシ化ポリブタジエンなどが挙げられる。
【0035】
グリシジルエーテル型エポキシ樹脂には、ポリヒドロキシ化合物のグリシジルエーテル[ビスフェノール型エポキシ樹脂(例えば、ビスフェノールA型、ビスフェノールAD型、またはビスフェノールF型エポキシ樹脂など)、レゾルシン型エポキシ樹脂などの芳香族ポリヒドロキシ化合物のグリシジルエーテル;脂肪族エポキシ樹脂(アルキレングリコールやポリオキシアルキレングリコールのグリシジルエーテルなど)など]、ノボラック型エポキシ樹脂(フェノールノポラック型、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂など)などが含まれる。
【0036】
グリシジル基を有するビニル系共重合体は、グリシジル基を有する重合性単量体(グリシジル基を有するビニル系単量体など)と、他の共重合性単量体との共重合体で構成される。
【0037】
グリシジル基を有する重合性単量体は、グリシジル基とともに、少なくとも1つの重合性基(エチレン性不飽和結合(ビニル基など)、アセチレン結合など)を有している。このような単量体としては、アリルグリシジルエーテル、ビニルグリシジルエーテル、カルコングリシジルエーテル、2−シクロヘキセン−1−グリシジルエーテルなどのグリシジルエーテル;グリシジル(メタ)アクリレート、マレイン酸グリシジル、イタコン酸グリシジル、ビニル安息香酸グリシジルエステル、アリル安息香酸グリシジルエステル、ケイ皮酸グリシジルエステル、シンナミリデン酢酸グリシジルエステル、ダイマー酸グリシジルエステル、エポキシ化ステアリルアルコールとアクリル酸またはメタクリル酸とのエステル、脂環式グリシジルエステル(シクロヘキセン−4,5−ジグリシジルカルボキシレートなど)などのグリシジルまたはエポキシエステル(特に、α,β−不飽和カルボン酸のグリシジルエステルなど);エポキシヘキセン、リモネンオキシドなどのエポキシ化された不飽和の鎖状または環状オレフィン;N−[4−(2,3−エポキシプロポキシ)−3,5−ジメチルベンジル]アクリルアミドなどが挙げられる。これらの単量体のうち、グリシジル基を有するビニル系単量体、例えば、α,β−不飽和カルボン酸のグリシジルエステルが好ましい。これらのグリシジル基含有重合性単量体は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。
【0038】
グリシジル基を有する重合性単量体と共重合可能な前記他の共重合性単量体としては、オレフィン系単量体(エチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセンなどのα−オレフィンなど)、ジエン系単量体(ブタジエン、イソプレンなどの共役ジエンなど)、芳香族ビニル系単量体(スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンなどのスチレン系単量体など)、アクリル系単量体((メタ)アクリル酸、メタクリル酸メチルなどの(メタ)アクリル酸アルキルエステル、アクリロニトリルなど)、ビニルエステル類(酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなど)、ビニルエーテル類などが挙げられる。共重合性単量体は、α,β−不飽和二重結合を有する単量体であるのが好ましい。これらの共重合性単量体は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。前記共重合性単量体のうち、オレフィン系単量体、アクリル系単量体((メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステルなど)などが好ましい。
【0039】
特に好ましい(C)機械的強度改良剤としては、脂肪族カルボジイミド化合物、脂環族カルボジイミド化合物、芳香族カルボジイミド化合物、グリシジルエーテル型芳香族エポキシ樹脂及びグリシジル基を有するビニル系共重合体より選ばれる少なくとも1種の化合物が挙げられる。
【0040】
本発明において、(C)機械的強度改良剤の割合は、(A)ポリブチレンテレフタレート樹脂100重量部に対して1〜20重量部、好ましくは1.5〜15重量部、特に好ましくは2〜7重量部である。1重量部未満では十分な機械的強度の改善が得られない場合があり、20重量部を超えるとポリブチレンテレフタレート樹脂の特性を損なう場合があり、いずれも好ましくない。また、(C)機械的強度改良剤の割合が2〜7重量部の場合、特に優れた機械的強度の改善効果を示す。
(D)ガラス系無機充填材
本発明の(D)ガラス系無機充填材としては、シラン系或いはチタネート系カップリング剤から選ばれた少なくとも1種の表面処理剤で処理されたガラス系無機充填材が使用される。
【0041】
ガラス系無機充填材の形状は、目的に応じて繊維状(ガラスファイバー)、粒状(ガラスビーズ)、粉状(ミルドガラスファイバー)、板状(ガラスフレーク)の充填材、または中空状(ガラスバルーン)またはこれらの混合物が用いられるが、特にその中でも繊維状のガラスファイバーが好ましい。
【0042】
シラン系カップリング剤としては、例えばビニルアルコキシシラン、エポキシアルコキシシラン、アミノアルコキシシラン、メルカプトアルコキシシラン、アリルアルコキシシラン等が挙げられる。
【0043】
ビニルアルコキシシランとしては、例えばビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン等が挙げられる。
【0044】
エポキシアルコキシシランとしては、例えばγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
【0045】
アミノアルコキシシランとしては、例えば、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【0046】
メルカプトアルコキシシランとしては、例えば、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
【0047】
アリルアルコキシシランとしては、例えばγ−ジアリルアミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アリルアミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アリルチオプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【0048】
また、チタネート系表面処理剤としては、例えば、チタニウム−i−プロポキシオクチレングリコレート、テトラ−n−ブトキシチタン、テトラキス(2−エチルヘキソキシ)チタン等が挙げられる。
【0049】
表面処理剤の使用量は、ガラス系無機充填材100重量部に対して0.01〜20重量部、好ましくは0.05〜10重量部、特に好ましくは0.05〜5重量部である。
【0050】
また、ガラスファイバーにおいては、更にサイズ剤として、ポリマーバインダー、接着促進剤、他の助剤などを使用しているものが好適に使用される。ポリマーバインダーとしては、一般に有機系の材料、例えば水分散性/水溶性の酢酸ポリビニル、ポリエステル、エポキシド、ポリウレタン、ポリアクリレートまたはポリオレフィン樹脂、それらの混合物など、従来公知のものが好適に使用される。
【0051】
本発明において、(D)ガラス系無機充填材の配合量は、(A)ポリブチレンテレフタレート樹脂(A)100重量部に対して3〜200重量部、好ましくは5〜150重量部である。3重量部よりも過少または200重量部よりも過多の場合には、ポリエステル樹脂組成物の特性を損なう場合があり、いずれも好ましくない。
【0052】
本発明組成物の調製法の具体的態様は特に限定されるものではなく、一般に合成樹脂組成物または成形品の調製法として公知の設備と方法により調製することができる。即ち、必要な成分を混合し、1軸または2軸の押出機またはその他の混練混練装置を使用して混練し、成形用ペレットとして調製することができる。また、押出機またはその他の混練混練装置は複数使用してもよい。
【0053】
ここで、(A)ポリブチレンテレフタレート樹脂、(B)ポリ乳酸樹脂、(C)機械的強度改良剤成分の好ましい供給方法としては、(A)、(B)、(C)成分をともにドライブレンドし押出機またはその他の混練混練装置に供給する方法、(A)に対し(B)と(C)とを別の1種以上の供給口から供給する方法、(B)と(C)成分をドライブレンドした後、(A)に供給する方法、(A)に一旦(C)を供給(ドライブレンドまたは溶融混合)後、さらに別の供給口から(B)を供給する方法などが挙げられる。
【0054】
また、(D)ガラス系無機充填材の供給方法としては、(A)、(B)、(C)の3成分が可塑化した後に別の供給口から供給する方法が好ましい。
【0055】
なお、本発明のガラス系無機充填材強化ポリエステル樹脂組成物には、必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で他の樹脂(熱可塑性樹脂など)、種々の添加剤・充填材を含んでいてもよい。他の樹脂としては、ポリブチレンテレフタレート樹脂およびポリ乳酸樹脂以外のポリエステル樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール、ポリアリーレンオキシド、ポリアリーレンサルファイド、フッ素樹脂などが例示される。また、アクリロニトリル−スチレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂、エチレン−エチルアクリレート樹脂などの共重合体も例示される。これら他の樹脂は単独でまたは二種以上組み合わせてもよい。
【0056】
また、添加剤・充填材としては、従来公知の(D)ガラス系無機充填材以外の無機充填材、有機充填材、安定剤(酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定剤など)、帯電防止剤、難燃剤、難燃助剤、熱可塑性エラストマー、着色剤(染料や顔料など)、潤滑剤、可塑剤、滑剤、離型剤、結晶核剤、燃焼時の滴下防止剤(ドリッピング防止剤)などが例示される。これらの添加剤は単独でまたは二種以上組み合わせて使用が可能である。また、樹脂成分の一部を細かい粉体としてこれ以外の成分と混合し添加することは、これらの成分の均一配合を行う上で好ましい方法である。
【0057】
本発明のガラス系無機充填材強化ポリエステル樹脂組成物は、従来公知の成形方法(例えば、射出成形、押出成形、圧縮成形、ブロー成形、真空成形、発泡成形、回転成形、ガスインジェクション成形などの方法)で、種々の成形品を成形することができる。
【0058】
本発明のガラス系無機充填材強化ポリエステル樹脂組成物によれば、ISO527−1,2に定められている評価基準に従い評価し引っ張り強さ150MPa以上を達成することが可能となり、これらの成形品は、自動車部品(内装部品、電気系統部品、車載電気・電子部品、機構部品、金属と接触する部品など)、電気・電子部品(オーディオ機器、ビデオ機器、OA機器のシャーシ、レバーなど)、雑貨、文房具類など各種用途に利用することができる。
【実施例】
【0059】
以下実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例1〜4、比較例1
表1に示すガラス系無機充填材を除く成分をそれぞれドライブレンドし、30mmφのスクリューを有する2軸押出機((株)日本製鋼所製)にホッパー口から供給するとともに、押出機のサイド口からガラス系無機充填材を供給して250℃で溶融混練し、ペレット状の樹脂組成物を得た。続いて、試験片を作成し、各評価を行った。結果を表1に示す。
【0060】
なお、使用した成分の詳細、物性評価の測定法は以下の通りである。
・(A)ポリブチレンテレフタレート樹脂
(A−1)ポリブチレンテレフタレート(固有粘度IV=0.69dL/g、ウィンテックポリマー(株)製)
・(B)ポリ乳酸樹脂
(B−1)REVODE 101−B(浙江海正生物材料公司製、融点144.0℃、結晶融解熱量3.9J/g)
・(C)機械的強度改良剤
(C−1)カルボジイミド化合物(日清紡績(株)製「カルボジライトLA−1」)
・(D)ガラス系無機充填材
(D−1)ガラスファイバー(Eガラス、日本電気硝子(株)製ECS03T−187)
(D−2)ガラスファイバー(Eガラス、日本電気硝子(株)製ECS03T−127)
<引張強さ、引張伸び(破壊ひずみ)>
得られたペレット(ポリエステル樹脂組成物)を140℃で3時間乾燥後、成形温度250℃、金型温度80℃で、射出成形により引張試験片を作製し、ISO527−1,2に定められている評価基準に従い評価した。
<曲げ強さ、曲げ弾性率>
得られたペレット(ポリエステル樹脂組成物)を140℃で3時間乾燥後、成形温度250℃、金型温度80℃で、射出成形し、曲げ試験片を作製し、ISO178に定められている評価基準に従い評価した。
<シャルピー衝撃強さ>
得られたペレット(ポリエステル樹脂組成物)を140℃で3時間乾燥後、成形温度250℃、金型温度80℃で、射出成形し、シャルピー衝撃試験片を作製し、ISO179/1eAに定められている評価基準に従い評価した。
<融点、結晶融解熱量(DSC測定)>
ペレット(ポリ乳酸樹脂)から切り出した試料をアルミニウムパンに閉封し、DSC装置(パーキンエルマー社製DSC7)を用い、200℃で1分間保持後、−10℃/minにて、室温まで冷却し、つづいて10℃/minにて昇温させた時に検出される結晶融解ピークより、融点(ピーク温度)、結晶融解熱量を算出した。
【0061】
【表1】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)ポリブチレンテレフタレート樹脂100重量部に対して、(B)ポリ乳酸樹脂5〜100重量部、(C)機械的強度改良剤1〜20重量部、(D)シラン系或いはチタネート系カップリング剤から選ばれた少なくとも1種の表面処理剤で処理されたガラス系無機充填材3〜200重量部を配合してなるガラス系無機充填材強化ポリエステル樹脂組成物。
【請求項2】
(C)機械的強度改良剤が、脂肪族カルボジイミド化合物、脂環族カルボジイミド化合物、芳香族カルボジイミド化合物、グリシジルエーテル型芳香族エポキシ樹脂及びグリシジル基を有するビニル系共重合体より選ばれる少なくとも1種の化合物である請求項1記載のガラス系無機充填材強化ポリエステル樹脂組成物。
【請求項3】
(D)ガラス系無機充填材が、ガラスファイバーである請求項1または2記載のガラス系無機充填材強化ポリエステル樹脂組成物。
【請求項4】
(B)ポリ乳酸樹脂が、融点130〜150℃、結晶融解熱量0〜10J/gのポリ乳酸樹脂である請求項1〜3の何れか1項記載のガラス系無機充填材強化ポリエステル樹脂組成物。

【公開番号】特開2010−195914(P2010−195914A)
【公開日】平成22年9月9日(2010.9.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−41696(P2009−41696)
【出願日】平成21年2月25日(2009.2.25)
【出願人】(501183161)ウィンテックポリマー株式会社 (54)
【Fターム(参考)】