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JP2009173876A - サニタリー部品用ポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物 - Google Patents

サニタリー部品用ポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物 Download PDF

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JP2009173876A
JP2009173876A JP2008296605A JP2008296605A JP2009173876A JP 2009173876 A JP2009173876 A JP 2009173876A JP 2008296605 A JP2008296605 A JP 2008296605A JP 2008296605 A JP2008296605 A JP 2008296605A JP 2009173876 A JP2009173876 A JP 2009173876A
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Japan
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glass
polyalkylene terephthalate
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terephthalate resin
resin
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JP2008296605A
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Masaru Honma
賢 本間
Hiroshi Nakano
博 中野
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Mitsubishi Engineering Plastics Corp
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Mitsubishi Engineering Plastics Corp
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Abstract

【課題】硫酸バリウムを配合した物に比較し、陶器調質感はやや犠牲になるものの、機械的強度、耐加水分解性、表面硬度、耐擦傷性に優れた、成形品表面外観が良好で、また材料コストの上で有利なサニタリー部品用熱可塑性樹脂組成物を提供すること。
【解決手段】(A)ポリアルキレンテレフタレート樹脂 99.95〜67重量部、
(B)芳香族基含有非晶性熱可塑性樹脂 0〜30重量部及び
(C)耐加水分解性改良剤 0.05〜3重量部
の合計量100重量部に対して
(D)ガラス系充填剤 60〜150重量部
を配合してなる組成物であって、当該(D)ガラス系充填剤が非等方性ガラス系充填剤(D1)と等方性ガラス系充填剤(D2)とからなり、その配合比率(D1/D2)が9.5/0.5〜0.5/9.5の範囲内にあることを特徴とするサニタリー部品用ポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物。
【選択図】なし。

Description

本発明は、機械的強度、耐加水分解性並びに硬度に優れた、成形品表面外観の良好なサニタリー部品用ポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物に関するもので、洗面カウンター、洗面ボール、トイレカウンターなどのサニタリー部品用成形材として有用である。
浴室、洗面所、トイレ、台所の洗面ボール、手洗ボールやカウンターなどサニタリー水周り建築部材には重くて脆い陶器に代わり、不飽和ポリエステルやアクリル系の熱硬化性樹脂にガラス繊維などを配合した繊維補強熱硬化性樹脂が多く使用されてきた。これらの熱硬化性樹脂製品は、プレス成形、注型成形などの成形方法によって製造されている。しかし、繊維補強熱硬化性樹脂を用いる場合には成形に時間がかかり、製造コストも高く、また熱硬化性樹脂製品は、再溶融できないため、リサイクルが困難であり、廃棄処理の点で問題を有している。
このため、熱硬化性樹脂製品に代わる、熱可塑性樹脂製品が注目されつつある。要求特性としては、成形品の外観が良好であり、機械的強度、剛性に優れることはもとより、表面硬度、耐擦傷性、耐加水分解性、耐薬品性などの厳しい性能が要求される。従来、ポリエステル樹脂に無機充填材を配合した材料は、耐熱性、機械的強度、剛性、寸法安定性及び耐汚染性等に優れるため、熱硬化性樹脂に代わる材料として検討がなされてきた。中でも、強化ポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物は、機械的特性、耐候性、耐熱老化性、製品外観において特に優れ、また高濃度に充填材を添加できるという特性を持つ。しかし、従来の強化アルキレンテレフタレート樹脂組成物のサニタリー部品への適用の場合、寸法精度、成形品表面外観などの問題のため、また重量感をだすため、充填剤として硫酸バリウム等に代表される等方性粒状充填剤が主に用いられてきた。
例えば、特許文献1においては、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート等のベース樹脂に30〜85重量%の硫酸バリウムを配合する組成物が開示されている。該米国特許出願明細書によれば、硫酸バリウムを高割合で含有する該組成物はその緻密さに基づくセラミック様の感触及び外観ならびに平滑な光沢のある表面をもつことが開示されている。しかし、衝撃強度などの機械的強度が不十分で、強度を補うため、肉厚にすることを余儀なくされた。
特許文献2は、上記特許文献1の組成物の機械強度並びに色調の改善を図ったもので、上記組成に、安定化剤及び随意にスチレンゴム耐衝撃性改良剤を配合した組成物が開示されている。しかし、この組成物の場合には剛性と表面外観が低下するなどの問題を有する。
特許文献3には、ポリブチレンテレフタレート樹脂(A)20〜40重量%、ポリエチレンテレフタレート樹脂(B)5〜25重量%、メタクリル系樹脂(C)5〜25重量%、及び硫酸バリウム(D)30〜50重量%からなる、熱可塑性樹脂組成物が開示されている。外観が陶器調であること、並びに表面の鉛筆硬度が2H以上であることを特徴とする組成物であるが、メタクリル系樹脂は、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との相溶性が悪いため、機械的強度が不十分である。
特許文献4には、(A1)ポリトリメチレンテレフタレート100〜50重量部、(A2)熱可塑性樹脂0〜50重量部及び(B)エポキシ樹脂0〜20重量部の合計100重量部に対して(C)平均繊維径7μm以下の繊維状フィラーを50〜100重量部配合する、強化PTT樹脂組成物が開示されており、成分(C)が、ワラストナイト、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウムおよびテトラポット型酸化亜鉛の群から選ばれる一種以上の繊維状フィラーが好ましいとされている。当該発明においては、(A2)熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート樹脂が主体に使用され、ポリアルキレンテレフタレートとして、ポリトリメチレンテレフタレートに限定されているものの、機械的特性として曲げ弾性率しか記載されていない上に、上記のフィラーの配合では発明者らの検討ではサニタリー用途の大型成形品では耐衝撃性などが不十分であった。
米国特許第5,149,734号明細書 特開平6−279665号公報 特開2006−233066号公報 特開2006−257158号公報
本発明は、上記状況に鑑み、硫酸バリウムを配合した物に比較し、陶器調質感はやや犠牲になるものの、機械的強度、耐加水分解性、表面硬度、耐擦傷性に優れた、成形品表面外観が良好で、また材料コストの上で有利なサニタリー部品用熱可塑性樹脂組成物を提供することを目的としたものである。
本発明者は、前記課題を解決するため、ポリアルキレンテレフタレート樹脂にエポキシ化合物などの耐加水分解性改良剤と非等方性ガラス系充填剤と等方性ガラス系充填剤とを配合することにより、上記目的を到達することを見出し、さらには芳香族基含有非晶性樹脂を配合することにより、成形品表面外観ならびに成形時の流動性が改善されることを見出し、本発明に到達した。
本発明の要旨は、
(イ)
(A)ポリアルキレンテレフタレート樹脂 99.95〜67重量部、
(B)芳香族基含有非晶性熱可塑性樹脂 0〜30重量部及び
(C)耐加水分解性改良剤 0.05〜3重量部
からなる成分(A)、(B)並びに(C)の合計量100重量部に対して
(D)ガラス系充填剤 60〜150重量部
を配合してなり、当該(D)ガラス系充填剤が非等方性ガラス系充填剤と等方性ガラス系充填剤からなり、その配合比率が9.5/0.5〜0.5/9.5の範囲であることを特徴とするサニタリー部品用ポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物。
(ロ)
成分(D)は、次記(1)〜(3)の特性を有するものを使用することを特徴とする上記(イ)に記載のサニタリー部品用ポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物。
(1)等方性ガラス系充填剤の粒径が1〜50μmの範囲である。
(2)非等方性ガラス系充填剤の換算径が5〜150μmの範囲である。
(3)繊維状非等方性ガラス系充填剤のアスペクト比が3〜25の範囲、板状非等方性ガラス系充填剤のアスペクト比が3〜150の範囲である。
(ハ)
非等方性ガラス系充填剤が異形断面ミルドファイバー、ガラスフレークから選定されたものであることを特徴とする上記(イ)又は
(ニ)
芳香族基含有非晶性樹脂がポリカーボネート樹脂であることを特徴とする上記(イ)〜(ハ)のいずれかに記載のサニタリー部品用ポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物。
(ホ)
芳香族基含有非晶性樹脂がポリスチレン系樹脂であることを特徴とする上記(イ)〜(ハ)のいずれかに記載のサニタリー部品用ポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物。
(ヘ)
耐加水分解性改良材がエポキシ化合物であることを特徴とする上記(イ)〜(ホ)のいずれかに記載のサニタリー部品用ポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物。
(ト)
耐加水分解性改良材がカルボジイミド化合物であることを特徴とする上記(イ)〜(ホ)のいずれかに記載のサニタリー部品用ポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物。
(チ)
非等方性ガラス系充填剤(D1)が、
a)アスペクト比3〜25で、換算径5μm〜60μmのミルドファイバー(D1a)
及び
b)アスペクト比150〜400で、換算径60μm〜150μmのチョップドストランド(D1b)からなり、
その配合比率(D1a/D1b)が重量で9.5/0.5〜5.5/4.5の範囲内にあることを特徴とする上記(イ)〜(ト)のいずれかに記載のサニタリー部品用ポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物。
(リ)
成分(C)がエポキシ化合物であり、かつ、その少なくとも一部がエポキシシラン化合物であることを特徴とする上記(チ)に記載のサニタリー部品用ポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物。
に存する。
本発明のポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物は外観が極めて良好であり、剛性、耐衝撃性、表面硬度、耐薬品性および大型成形性に優れ、サニタリー部品用成形材として有用である。
(A)ポリアルキレンテレフタレート樹脂
本発明における(A)ポリアルキレンテレフタレート樹脂としては、ポリアルキレンテレフタレート単独重合体の他、アルキレンテレフタレート共重合体、あるいはこれらのポリアルキレンテレフタレートの混合物などが挙げられる。
ポリアルキレンテレフタレートとしては、ジオール成分とテレフタル酸からなる。ジオール成分としては、エチレングリコール、1、4ーブタンジオール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、テトラ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、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、2,2ービス(2′ーヒドロキシエトキシフェニル)プロパン等が挙げられ、好ましくは、ポリブチレンテレフタレート(以下にPBTと略記することがある)、ポリエチレンテレフタレート(以下にPETと略記することがある)、ポリトリメチレンテレフタレートなどが挙げられる。更に好ましくは耐薬品性、成形性、ならびに材料価格などの点からPBTを主成分とするポリアルキレンテレフタレート樹脂が好ましい。
アルキレンテレフタレートの共重合体としては、アルキレンテレフタレート構成単位を主構成単位とするコポリエステルであり、2種以上のジオール成分とテレフタル酸からなるコポリエステル、ジオール成分、テレフタル酸およびテレフタル酸以外のジカルボン酸からなるコポリエステルなどが挙げられる。共重合されるモノマーは25モル%以内が耐熱性の低下を起こさず好ましい。テレフタル酸以外のジカルボン酸としては、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェニルメタンジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、スベリン酸、アゼライン酸、ダイマー酸などが挙げられる。ジオール成分は、上述のジオール成分を2種類以上共重合することにより得ることができるが。本発明において好ましいアルキレンテレフタレートのコポリエステルの具体例としては、イソフタル酸共重合ポリブチレンテレフタレート、イソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレートなどが挙げられ、特に、イソフタル酸成分が25重量%以内のものが耐熱性の低下が少なく好ましい。
ポリアルキレンテレフタレートの混合物としては、例えば、ポリブチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレート以外のポリアルキレンテレフタレートとの混合物、ポリブチレンテレフタレートとアルキレンテレフタレートのコポリエステルとの混合物などが挙げられ、耐加水分解性及び成形時の流動性が著しく改良される点で、好ましくは、ポリブチレンテレフタレートとポリエチレンテレフタレートとの混合物、ポリブチレンテレフタレートとポリトリメチレンテレフタレートとの混合物、ポリブチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレート/イソフタレートコポリマーとの混合物などが挙げられる。
混合物におけるポリブチレンテレフタレートとポリエチレンテレフタレートなどの他種のポリアルキレンテレフタレートとの重量比は、好ましくは100/0〜40/60であり、より好ましくは95/5〜65/45である。ポリブチレンテレフタレートの割合が、40重量%未満であると耐熱性が低下しやすい。ただ、混合物は溶融混練および成形時にエステル交換などを起こしやすく、耐熱性が低下するので、有機リン酸エステル化合物などの配合により抑制することが好ましい。
ポリアルキレンテレフタレートの固有粘度〔η〕は、好ましくは、0.5〜1.5である。固有粘度の測定は、フェノールとテトラクロロエタンの1:1(重量比)の溶媒中、30℃の温度で測定される。ポリブチレンテレフタレートの固有粘度は、好ましくは、0.6〜1.4であり、ポリエチレンテレフタレートの固有粘度は、好ましくは、0.6〜1.0である。固有粘度が下限より低いと、機械的強度が十分でなく、上限より大きいと溶融成形時の流動性が低下する。
また、ポリアルキレンテレフタレートの末端カルボキシル基量は、120eq/トン以下、さらに10〜80eq/トンが好ましい。120eq/トンより高いと樹脂組成物の溶融成形時にガスが発生しやすく、良好な成形品表面外観を得るのが困難になる。しかし、過度の低末端カルボキシル濃度のポリアルキレンテレフタレート樹脂の製造は著しく生産性が悪くなるという問題がある。本発明において末端カルボキシル基濃度の測定は、ベンジルアルコール25mLにポリアルキレンテレフタレート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により実施した。末端カルボキシル基濃度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節する方法や、末端封鎖剤を反応させる方法などにより行うことができる。
(B)芳香族基含有非晶性樹脂
本発明において(B)芳香族基含有非晶性樹脂とは、樹脂成分中にベンゼン環または縮合ベンゼン環を有し、分子量比率として30%以上含む非晶性樹脂をいう。具体的には、ポリスチレン樹脂(PS)、ハイインパクトポリスチレン樹脂(HIPS)、アクリロニトリル・スチレン共重合体樹脂(AS樹脂)、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体樹脂(ABS樹脂)、AAS樹脂、AES樹脂、無水マレイン酸スチレン共重合体樹脂などのスチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、およびポリフェニレンエーテル樹脂などを挙げることができるが、(B)芳香族基含有非晶性樹脂は、上に例示したものに限定されるものではない。(B)芳香族基含有非晶性樹脂の中で最も好ましいのは、ポリカーボネート樹脂である。(B)芳香族基含有非晶性樹脂は、一種でも二種以上の混合物であってもよい。ポリカーボネート樹脂は、ポリアルキレンテレフタレートと相溶性がよく、成形品の表面外観の改良効果も著しい。
ここで、ベンゼン環または縮合ベンゼン環を有する樹脂成分中に占める分子量比率(%)とは、一分子の分子量の中に含まれる、ベンゼン環および縮合ベンゼン環の総分子量の占める割合をいう。例えば、ポリスチレンの構造式は(CHCHCとして表され、この構造式における水素、炭素、酸素各原子の原子量をそれぞれ、1、12、16とすると、この構造式に占めるベンゼン環の分子量比率は、(12×6+5)/(1×8+12×8)=74%となる。また、ポリカーボネートの場合には、構造式は(COCO)として表され、この構造式に占めるベンゼン環の分子量比率は、(12×12+8)/(1×16+12×16+16×2)=63.3%となる。
(B)芳香族基含有非晶性樹脂成分中に占めるベンゼン環または縮合ベンゼン環の分子量比率が、30%未満であると、芳香族ポリエステル樹脂との相溶性が悪くなり、最終的に得られる樹脂組成物の機械的強度が著しく低下する。したがって、代表的な非晶性樹脂であるアクリル樹脂(ポリメチルメタクリレート樹脂)は、分子鎖中に芳香族基を有していないので、芳香族ポリエステル樹脂との相溶性が悪く不適当である。さらに、ベンゼン環および縮合ベンゼン環に結合している水素原子の一部が、臭素などのハロゲン原子で置換されたものは排除しないが、ハロゲン原子で置換されてないものが好ましい。
(B)芳香族基含有非晶性樹脂を配合する場合のその配合量は、ポリアルキレンテレフタレート樹脂と(B)芳香族基含有非晶性樹脂との重量比で100/0〜70/30の範囲とするのが好ましい。(B)芳香族基含有非晶性樹脂の配合量が5重量部より少ないと成形品の表面平滑性向上効果が発揮されにくく、30重量部より多いと機械的性質および耐熱性の低下が発生することがある。
(C)耐加水分解性改良剤
本発明において使用される耐加水分解性改良は、既知のものが使用可能であり、カルボジイミド化合物やエポキシ化合物、オキサゾリン化合物、オキサジン化合物がよく知られているが、ポリアルキレンテレフタレート樹脂が水蒸気等により加水分解を受け、分子量低下を起こすと同時に機械的強度等の低下をすることを抑制するための化合物であるが、本発明のサニタリー部品用として重要な特性である、洗剤に対する耐薬品性の改善のためにも有用である。中でもエポキシ化合物やカルボジイミド化合物が、熱可塑性樹脂すなわちポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)及び、配合されている場合は、芳香族基含有非晶性熱可塑性樹脂(B)と充填剤の接着性の改良にも効果があり好ましく使用される。このような観点からは、本発明組成物に配合される熱可塑性樹脂として、ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)、又はこれと芳香族基含有非晶性熱可塑性樹脂(B)のみからなるものがさらに好ましい。
本発明に使用される耐加水分解性改良剤であるカルボジイミド化合物とは、1分子中にカルボジイミド基(−N=C=N−)を少なくとも2個有する化合物であって、例えば、分子中にイソシアネート基を少なくとも2個有する多価イソシアネート化合物を、カルボジイミド化触媒の存在下、脱二酸化炭素縮合反応(カルボジイミド化反応)を行わせることによって製造することが出来る。カルボジイミド化反応は、公知の方法により行うことが出来、具体的には、イソシアネートを不活性な溶媒に溶解するか、或いは無溶剤で窒素等の不活性気体の気流下又はバブリング下でフォスフォレンオキシド類に代表される有機リン系化合物等のカルボジイミド化触媒を加え、150〜200℃の温度範囲で加熱及び攪拌することにより、脱二酸化炭素を伴う縮合反応(カルボジイミド化反応)を進めることが出来る。
好ましい多価イソシアネート化合物としては、分子中にイソシアネート基を2個有する2官能イソシアネートが特に好適であるが、3個以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物をジイソシアネートと併用して用いることも出来る。又、多価イソシアネート化合物は、脂肪族イソシアネート、脂環族イソシアネート及び芳香族イソシアネートの何れであっても構わない。多価イソシアネートの具体例としては、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、水添キシリレンジイソシアネート(H6XDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMHDI)、1,12−ジイソシアネートドデカン(DDI)、ノルボルナンジイソシアネート(NBDI)、2,4−ビス−(8−イソシアネートオクチル)−1,3−ジオクチルシクロブタン(OCDI)、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(HMDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、2,4,6−トリイソプロピルフェニルジイソシアネート(TIDI)、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、トリレンジイソシアネート(TDI)、水添トリレンジイソシアネート(HTDI)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本発明に使用されるカルボジイミド化合物として、好適に用いられるのは、HMDI或いはMDIから得られるカルボジイミド化合物であり、或いは市販の「カルボジライ」(商品名;日清紡(株)製)、「スタバクゾールP」(商品名;ライン・ケミー社製)を用いても良い。
次に、本発明で耐加水分解性改良剤成分(C)として用いられるエポキシ化合物としては、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、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、更に具体的には、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等の脂環化合物型エポキシ化合物が挙げられる。また、成分(C)のエポキシ化合物としては、耐薬品と樹脂への分散の観点からエポキシ当量150〜280g/eqのノボラック型エポキシ樹脂、またはエポキシ当量600〜3000g/eqのビスフェノールA型エポキシ樹脂が好ましく用いられる。より好ましくはエポキシ当量180〜250g/eqで分子量1000〜6000のノボラック型エポキシ樹脂、またはエポキシ当量600〜3000g/eqで分子量1200〜6000のビスフェノールA型エポキシ樹脂である。エポキシ当量及び分子量はカタログ値を用いる。
オキサゾリン基(環)を有する化合物としては、オキサゾリン、アルキルオキサゾリン(2−メチルオキサゾリン、2−エチルオキサゾリン等のC1−4アルキルオキサゾリン)やビスオキサゾリン化合物等が例示できる。ビスオキサゾリン化合物としては、2,2′−ビス(2−オキサゾリン)、2,2′−ビス(アルキル−2−オキサゾリン)[2,2′−ビス(4−メチル−2−オキサゾリン)、2,2′−ビス(4−エチル−2−オキサゾリン)、2,2′−ビス(4,4−ジメチル−2−オキサゾリン)等の2,2′−ビス(C1−6アルキル−2−オキサゾリン)等]、2,2′−ビス(アリール−2−オキサゾリン)[2,2′−ビス(4−フェニル−2−オキサゾリン)等]、2,2′−ビス(シクロアルキル−2−オキサゾリン)[2,2′−ビス(4−シクロヘキシル−2−オキサゾリン)等]、2,2′−ビス(アラルキル−2−オキサゾリン)[2,2′−ビス(4−ベンジル−2−オキサゾリン)等]、2,2′−アルキレンビス(2−オキサゾリン)[2,2′−エチレンビス(2−オキサゾリン)、2,2′−テトラメチレンビス(2−オキサゾリン)等の2,2′−C1−10アルキレンビス(2−オキサゾリン)等]、2,2′−アルキレンビス(アルキル−2−オキサゾリン)[2,2′−エチレンビス(4−メチル−2−オキサゾリン)、2,2′−テトラメチレンビス(4,4−ジメチル−2−オキサゾリン)等の2,2′−C1−10アルキレンビス(C1−6アルキル−2−オキサゾリン)等]、2,2′−アリーレンビス(2−オキサゾリン)[2,2′−(1,3−フェニレン)−ビス(2−オキサゾリン)、2,2′−(1,4−フェニレン)−ビス(2−オキサゾリン)、2,2′−(1,2−フェニレン)−ビス(2−オキサゾリン)、2,2′−ジフェニレンビス(2−オキサゾリン)等]、2,2′−アリーレンビス(アルキル−2−オキサゾリン)[2,2′−(1,3−フェニレン)−ビス(4−メチル−2−オキサゾリン)、2,2′−(1,4−フェニレン)−ビス(4,4−ジメチル−2−オキサゾリン)等の2,2′−フェニレン−ビス(C1−6アルキル−2−オキサゾリン)等]、2,2′−アリーロキシアルカンビス(2−オキサゾリン)[2,2′−9,9′−ジフェノキシエタンビス(2−オキサゾリン)等]、2,2′−シクロアルキレンビス(2−オキサゾリン)[2,2′−シクロヘキシレンビス(2−オキサゾリン)等]、N,N′−アルキレンビス(2−カルバモイル−2−オキサゾリン)[N,N′−エチレンビス(2−カルバモイル−2−オキサゾリン)、N,N′−テトラメチレンビス(2−カルバモイル−2−オキサゾリン)等のN,N′−C1−10アルキレンビス(2−カルバモイル−2−オキサゾリン)等]、N,N′−アルキレンビス(2−カルバモイル−アルキル−2−オキサゾリン)[N,N′−エチレンビス(2−カルバモイル−4−メチル−2−オキサゾリン)、N,N′−テトラメチレンビス(2−カルバモイル−4,4−ジメチル−2−オキサゾリン)等のN,N′−C1−10アルキレンビス(2−カルバモイル−C1−6アルキル−2−オキサゾリン)等]、N,N′−アリーレンビス(2−カルバモイル−2−オキサゾリン)[N,N′−フェニレンビス(2−カルバモイル−オキサゾリン)等]等が例示できる。また、オキサゾリン基を有する化合物には、オキサゾリン基を含有するビニルポリマー[日本触媒(株)製,エポクロスRPSシリーズ、RASシリーズ及びRMSシリーズ等]等も含まれる。これらのオキサゾリン化合物のうち、ビスオキサゾリン化合物が好ましい。
オキサジン基(環)を有する化合物としては、オキサジンやビスオキサジン化合物等が例示できる。ビスオキサジン化合物としては、2,2′−ビス(5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)、2,2′−ビス(アルキル−5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)[2,2′−ビス(4−メチル−5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)、2,2′−ビス(4,4−ジメチル−5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)、2,2′−ビス(4,5−ジメチル−5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)等の2,2′−ビス(C1−6アルキル−5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)等]、2,2′−アルキレンビス(5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)[2,2′−メチレンビス(5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)、2,2′−エチレンビス(5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)、2,2′−ヘキサンメチレンビス(5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)等の2,2′−C1−10アルキレンビス(5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)等]、2,2′−アリーレンビス(5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)[2,2′−(1,3−フェニレン)−ビス(5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)、2,2′−(1,4−フェニレン)−ビス(5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)、2,2′−(1,2−フェニレン)−ビス(5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)、2,2′−ナフチレンビス(5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)、2,2′−ジフェニレンビス(5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)等]、N,N′−アルキレンビス(2−カルバモイル−5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)[N,N′−エチレンビス(2−カルバモイル−5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)、N,N′−テトラメチレンビス(2−カルバモイル−5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)等のN,N′−C1−10アルキレンビス(2−カルバモイル−5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)等]、N,N′−アルキレンビス(2−カルバモイル−アルキル−5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)[N,N′−エチレンビス(2−カルバモイル−4−メチル−5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)、N,N′−ヘキサメチレンビス(2−カルバモイル−4,4−ジメチル−5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)等のN,N′−C1−10アルキレンビス(2−カルバモイル−C1−6アルキル−5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)等]、N,N′−アリーレンビス(2−カルバモイル−5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)[N,N′−フェニレンビス(2−カルバモイル−オキサジン)等]等が例示できる。これらのオキサジン化合物のうち、ビスオキサジン化合物が好ましい。
耐加水分解性改良剤(C)の配合量は、成分(A)、(B)及び(C)の合計量100重量部に対して、0.05〜3重量部であり、さらに好ましくは0.1〜2重量部である。0.05重量部未満であると、耐加水分解性の改良効果が期待されない、3重量部より多いと流動性の低下を起こし、成形加工性が低下する。
(D)ガラス系充填剤
本発明においては、機械的特性が安定しており、耐薬品性等が良好で、また種々の形状のものを入手しやすいということから、ガラス系充填剤が使用される。
本発明組成物において使用されるガラス系充填剤は、形状の異方性の指標であるアスペクト比の大きな非等方性ガラス系充填剤(D1)と、アスペクト比が1又は1に近い等方性ガラス系充填剤(D2)の両者を含むものである。
しかして、本発明組成物において使用する、非等方性ガラス系充填剤(D1)は、剛性、引張強度、耐衝撃性の改良効果を明確に確認できる点で、3以上のアスペクト比が好ましく、5以上が特に好ましい。具体的には、ガラス繊維、ミルドファイバー、チョップドストランド等の繊維状物;ガラスフレーク等の平板状物の各種市販品が容易に入手でき、そのまま又は破砕して使用可能である。また、成形品であるサニタリー部品の表面外観の点からは、上記繊維状非等方性ガラス系充填剤では、アスペクト比は25以下が好ましく、20以下が特に好ましい。また、上記平板状非等方性ガラス系充填剤では、同様な観点からアスペクト比は150以下が好ましく、130以下が特に好ましい。すなわち、実用的なアスペクト比は、繊維状非等方性ガラス系充填剤では、3〜25、好ましくは5〜20の範囲から、また、平板状非等方性ガラス系充填剤では、3〜150、好ましくは5〜130の範囲から選択される。もちろん、繊維状非等方性ガラス系充填剤と平板状非等方性ガラス系充填剤とを組み合わせて使用することもできる。
さらに、非等方性ガラス系充填剤(D1)の選択に際しては、粒径が小さいと、本発明における強化材としての役割を果たせないこと、大きすぎると成形品表面外観が低下することを考慮する。したがって、それぞれ、繊維長と平均径、板厚と表面積から求められる、繊維状、平板状非等方性ガラス系充填剤の体積と同じ体積の球に換算したときの該球の直径(以下、「換算径」という。)が5μm〜150μm、好ましくは7μm〜120μm、更に好ましくは10μm〜100μmの範囲から選択することが望ましい。
また、非等方性ガラス系充填剤(D1)の選択に際して、アスペクト比の異なる複数種の繊維状充填剤の併用は、剛性、引張強度、耐衝撃性の改良のほか、耐加水分解性も改善する効果があり好ましい。実用的には、非等方性ガラス系充填剤(D1)が、a)アスペクト比3〜25で、換算径5μm〜60μmのミルドファイバー(D1a)及びb)アスペクト比150〜400で、換算径60μm〜150μmのチョップドストランド(D1b)からなり、その配合比率(D1a/D1b)が重量で9.5/0.5〜5.5/4.5の範囲内にあるのが好ましい。
このように、成分(D)を構成する非等方性ガラス系充填剤(D1)として、アスペクト比の相違する複数種の充填剤を配合する場合には、成分(C)のエポキシ化合物の少なくとも一部を、エポキシシラン化合物で構成すると、耐加水分解性改良の効果だけでなく、剛性、引張強度、耐衝撃性も一層改善する効果があり好ましい。実用的には、エポキシシランカップリング剤として慣用されている化合物を配合する。そのエポキシ当量としては、一般的に100〜400g/eqであることが好ましく、中でも200〜300g/eqであることが好ましい。エポキシ当量の値が大きすぎると、耐加水分解性の改良効果が十分とならない場合があり、小さすぎると、増粘してしまう場合があり、好ましくない。具体的には、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(エポキシ当量236g/eq)、γ―グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン(同248g/eq)、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(同246g/eq)等が挙げられる。
更には、必要に応じてエポキシシランカップリング剤以外のシランカップリング剤を用いても良い。例えば、ビニルシラン、アミノシラン、メタクリルシラン、メルカプトシラン、イソシアネートシランが挙げられる。
一方、本発明組成物において使用する、等方性ガラス系充填剤(D2)は、成形時の流動性、寸法安定性の改良効果を明確に確認できる点で、アスペクト比は3未満が好ましく、2以下が特に好ましい。具体的には、球状物、粒状物等等方性ガラス系充填剤(D2)の各種市販品が容易に入手でき、使用可能である。また、等方性ガラス系充填剤(D2)の選択に際しては、好ましい粒径は3〜50μmの範囲であり、粒径が小さすぎると分散が困難になり、また大きすぎると表面外観が低下する。
本発明において、アスペクト比とは、球状、粒状等の等方性ガラス系充填剤(D2)においては、(粒子の最長径/最短径)の比であり、繊維状、棒状等の非等方性ガラス系充填剤(D1)においては、(繊維方向の繊維長/繊維方向に垂直な断面での最長径と最短径の平均値)の比であり、平板状の非等方性ガラス系充填剤(D1)においては、(平板の最長径と最短径の平均値/板厚)の比を言う。
アスペクト比の測定は、充填剤を折損しないように中性界面活性剤水溶液中に分散させ、その分散水溶液をピペットを用いてスライドグラス上に移し、顕微鏡で写真撮影し、その写真画像に対して、画像解析ソフトを用い、1000〜2000本の充填剤について行う。通常、測定した全アスペクト比の平均値で表示する。同時に、分布を求めることもできる。なお、組成物ペレットまたは成形品の場合は、約5gのサンプルを切り出し、温度600℃の電気炉で2時間灰化後、残った充填剤に対して上記の測定が行われる。
(D)ガラス系充填剤は、その取扱い及び樹脂との密着性の見地から、使用にあたって必要ならば収束剤又は表面処理剤を使用することができる。例えば、エポキシ系化合物、イソシアネート系化合物、シラン系化合物、チタネート系化合物等、公知の表面処理剤、収束剤の使用が可能である。(D)ガラス系充填剤はこれ等の化合物により、あらかじめ表面処理又は収束処理を施して用いるか、又は組成物調製の際同時に添加してもよい。
また、本発明において非等方性ガラス系充填剤(D1)として使用されるガラス繊維、ミルドファイバー、チョップドストランド等の繊維状充填剤の、繊維の長手方向に対する略垂直な断面形状としては、略真円のもの以外に異形断面のものを用いることもできる。異形断面とは、該繊維断面が例えば長円形、楕円形、まゆ形等の細長い扁平な形状や、三角形、V字形、星形等のいわゆる略真円形状ではない、扁平率の高い繊維断面を意味する。ここで扁平率とは、該繊維断面形状における長手方向の最大長さを、それに直角方向の最大長さ(幅)で割った値を意味しており、断面形状が湾曲していた場合には、長手方向の最大長さはその湾曲に沿って計った長さ(即ち湾曲を直線に矯正した長さ)を意味する。扁平率は2.3〜30が好ましく、2.4〜20がより好ましく、2.5〜12がさらに好ましい。このような異形断面繊維状充填剤の使用は、衝撃強度のほか、引張強度、曲げ弾性率も改善する効果が高く好ましい。さらに、非等方性ガラス系充填剤(D1)としてガラスフレークの使用も、同様の傾向の改善効果が認められ好ましい。
本発明に用いる(D)ガラス系充填剤の材料としては、Eガラス(ホウケイ酸ガラス)、Cガラス(化学用耐酸ガラス)、Aガラス(一般用アルカリガラス)、Dガラス(低密度ガラス)、Mガラス(高弾性ガラス)、Sガラス(高強度ガラス)等の各種のガラスが好ましい例として挙げられ、アルカリ分が少なく、電気的特性が良好なEガラスがより好ましい。
本発明において(D)ガラス系充填剤の配合量は、(A)ポリアルキレンテレフタレート樹脂、(B)芳香族基含有非晶性樹脂、(C)エポキシ化合物の合計量100重量部に対して、60〜150重量部の範囲であり、60重量部未満であると剛性、表面硬度が不足する。150重量部より多いと成形時の流動性が悪く、サニタリー部品のような大型射出成形品の成形が困難になる。更に好ましくは70〜125重量部である。また、非等方性ガラス系充填剤(D1)と等方性ガラス系充填剤(D2)の配合比率(D1/D2)は重量比で9.5/0.5〜0.5/9.5の範囲であり、この範囲から外れると、機械的強度と流動性、成形品表面外観のバランスが保てない。更に好ましくは9/1〜2/8である。
本発明のポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物は、(A)ポリアルキレンテレフタレート樹脂、(B)芳香族基含有非晶性樹脂、(C)耐加水分解性改良剤、(D)ガラス系充填剤やその他の添加剤等を、適切にデザインされたスクリューを有する押出し機を用いて溶融混練して得ることができる。特に、(A)ポリアルキレンテレフタレート樹脂、(B)芳香族基含有非晶性樹脂、(C)耐加水分解性改良剤を溶融混錬した後に、(D)ガラス系充填剤を添加するのが好ましい。本発明のポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物には、上記の(A)ポリアルキレンテレフタレート樹脂、(B)芳香族基含有非晶性樹脂、(C)耐加水分解性改良剤、(D)ガラス系充填剤に加え、各種用途及び目的に応じて、その他の成分を適宜配合することができる。
例えば、本発明の組成物に、結晶核剤を更に配合することができる。結晶核剤としては有機物、無機物のいずれも使用することができる。また、本発明の樹脂組成物に、成形性改良剤を更に配合することができる。成形性改良剤としては、リン酸エステル類、亜リン酸エステル類、高級脂肪酸類、高級脂肪酸金属塩類、高級脂肪酸エステル類、高級脂肪酸アミド化合物類、ポリアルキレングリコールあるいはその末端変性物類、低分子量ポリエチレンあるいは酸化低分子量ポリエチレン類、置換ベンジリデンソルビトール類、ポリシロキサン類、カプロラクトン類が挙げられるが、特に好ましいのは、高級脂肪酸類、高級脂肪酸金属塩類、高級脂肪酸エステル類である。また、本発明の樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、通常使用される難燃剤、紫外線吸収剤、耐熱安定剤、酸化防止剤、可塑剤、着色剤、整色剤、帯電防止剤、蛍光増白剤、つや消し剤、衝撃強度改良剤等の添加剤を配合することもできる。
また、本発明の樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、ガラス系充填剤以外のフィラーとして、炭素繊維、チタン酸カリウイスカー、酸化亜鉛ウイスカー、硼酸アルミニウムウイスカー、硫酸マグネシウムウイスカー、アラミド繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、セラミックス繊維、金属繊維、ウオラストナイト、ゼオライト、セリサイト、アタバルジャイト、セピオライト、ゾノトライト、カオリン、マイカ、クレー、パイロフィラメント、ベントナイト、タルク、アルミナ、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、珪酸ジルコニウム、酸化チタン、炭化カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸カルシウム、セラミックスビーズ、窒化硼素、窒化珪素、硫酸バリウム等で置き換えたり、追加したりすることができる。これらの中には樹脂組成物に対する着色能を有するものもあり、着色剤として使用する場合もある。
更に、機械的強度等の面からこれらの充填剤をシラン系、エポキシ系、ウレタン系、アクリル系あるいはチタネート系等のカップリング剤で処理して使用することがより好ましい。
本発明のポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物は、外観が極めて良好であり、剛性、機械的特性、表面硬度、耐薬品性、及び大型成形性に優れるため、洗面カウンター、キッチンカウンター、浴槽、洗面ボール(洗面器)、手洗ボール(手洗器)、各種流し、トイレカウンター、キャビネット天板等浴室、洗面所、トイレ、台所で使用される製品の構成部材の少なくとも一部に使用することができる。
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に何ら限定されるものではない。
[実施例、比較例に使用される成分]
(A)ポリアルキレンテレフタレート樹脂
1)ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT): 三菱エンジニアリングプラスチックス社製(商品名ノバデュラン5008) 固有粘度=0.85dl/g、末端カルボキシル基量=40eq/トン。
2)ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET): 三菱化学社製(商品名ノバペックスGS385) 固有粘度=0.65dl/g。
(B)芳香族基含有非晶性樹脂
1)ポリカーボネート樹脂(PC): 三菱エンジニアリングプラスチックス社製(商品名ユーピロンS3000) 溶液粘度平均分子量22500。
2)アクリルニトリル−スチレン樹脂(AS): テクノポリマー社製(商品名SAN−H)。
3)アクリルニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂(ABS): テクノポリマー社製(商品名ABS130)。
(C)耐加水分解性改良剤
1)エポキシ化合物−1: o−クレゾールノボラック型エポキシ化合物 東都化成社製(商品名YDCN−704) エポキシ当量195〜220g/eq。
2)エポキシ化合物−2: ビスフェノールAジグリシジルエーテル 旭電化工業社製(商品名アデカサイザーEP−17) エポキシ当量185g/eq。
3)エポキシシラン化合物: γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン 日本ユニカー社製(商品名A−187) エポキシ当量236g/eq。
4)カルボジイミド化合物: 日清紡社製(商品名カルボジライトLA−1)。
(D)ガラス系充填剤
非等方性ガラス系充填剤(D1)
1)ミルドファイバー−1: 旭ファイバーグラス社製(商品名MF06MW2−20) 繊維長65μm、繊維径13μm、アスペクト比=5、換算径=25μm、材料はEガラス。
2)異形断面ミルドファイバー: 日東紡社製異形断面ガラスチョップドストランド(商品名CSG 3 PA830、長円形断面で扁平率4)をボールミルで粉砕した。平均繊維長130μm、平均繊維径17.5μm、アスペクト比=7、換算径=40μm、材料はEガラス。
3)ミルドファイバー−2: 旭ファイバーグラス社製(商品名MF20MH2−20) 繊維長150μm、繊維径13μm、アスペクト比=12、換算径=33μm、材料はEガラス。
4)ガラスフレーク: 日本板硝子社製(商品名ガラスフレークREF−160) 板厚5μm、粒径160μm、アスペクト比=32、換算径=57μm、材料はEガラス。
5)異形断面チョップドストランド: 日東紡社製(商品名CSG 3 PA830) 平均繊維長3000μm、繊維径(平均)17.5μm(長円形断面で扁平率4)、アスペクト比=171、換算径=100μm、材料はEガラス。
6)ガラスチョップドストランド−1: 日本電気硝子社製(商品名ECS03T−187H) 平均繊維長3000μm、繊維径10.5μm、アスペクト比=286、換算径=79μm、材料はEガラス。
7)ガラスチョップドストランド−2: オーエンスコーニング社製(商品名03GA FT592) 平均繊維長3000μm、繊維径9.5μm、アスペクト比=316、換算径=74μm、材料はEガラス。
等方性ガラス系充填剤(D2)
8)ガラスビーズ: ポッターズ・バロティーニ社製(商品名EGB731B) 平均粒径20μm、アスペクト比=1〜1.2、材料はEガラス。
他の充填剤
1)硫酸バリウム: 堺化学社製(商品名B54) 平均粒径1.2μm。
2)ワラストナイト(珪酸カルシウム): ナイコ社製(商品名ナイグロス8、アミノシラン処理) 平均繊維径(D)=8μm、平均繊維長(L)=130μm、L/D=16。
(E)安定剤・着色剤
1)安定剤−1: ヒンダードフェノール系酸化防止剤 チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製(商品名イルガノックス1010)。
2)安定剤−2: リン酸系安定剤 旭電化工業社製(商品名アデカスタブAX71)。
3)着色剤: 酸化チタン 石原産業社製(商品名CR60) TiO95重量%、平均粒径0.21μm、Al系無機粉体(アルミナ)でコーティング処理。
[実施例1〜実施例21、比較例1〜比較例6]
組成物の調製
後記表−2〜4に示す種類の(A)ポリアルキレンテレフタレート樹脂、(B)芳香族基含有非晶性樹脂、(C)耐加水分解性改良剤、(D)ガラス系充填剤(ガラスチョップドストランドを除く)及び他の充填剤(硫酸バリウム又はワラストナイト)、(E)安定剤及び酸化チタンを、それぞれ、同表に示す割合(重量部)で秤量し、ヘンシェルミキサーで混合し、得られた混合物を、バレル(シリンダー)温度を260℃の温度に設定した二軸押出機(日本製鋼所社製、型式:TEX−30C、バレルは9ブロックで構成されている)のホッパーより供給した。
一方、(D)ガラスチョップドストランドは、混練によるガラス繊維折れの抑制の目的から、後記表−3〜4に示す種類を同表に示す割合(重量部)で定量フィーダーを用いて、押出機ホッパー側から5番目のブロックからサイドフィード方式で供給し、溶融・混練してペレット化した。
試験片の成形
得られたペレットを120℃の熱風乾燥機で6時間以上乾燥し、その乾燥ペレットを原料として、射出成形機(住友重機械社製、型式:SG−75SYCAP−MIII)を使用し、シリンダー温度と金型温度とを、下記表−1に記載した温度に設定し、機械的強度測定用のISOに準拠した試験片(以下、「ISO試験片」と略称する。)、及び、成形品表面外観評価用100cm径の厚み2mmの円盤(以下、「円盤試験片」と略称する。)を成形した。
[表1]
表−1
シリンダー温度 金型温度
ISO試験片 260℃ 80℃
円盤試験片 265℃ 100℃
評価方法
下記に示す方法に従って、各評価項目の評価試験を行い、評価結果を後記表−2〜4に示した。
(a)比重: 成形品について、ASTM D792に準拠する方法で評価を行った。装置:島津製作所製 型式 AW320−SGMを用いた。
(b)引張強度(MPa): ISO試験片について、ISO527に準拠して測定した。
(c)耐加水分解性(%): ISO試験片を、温度121℃の飽和水蒸気中40時間湿熱処理をした。該処理前後のISO試験片について、ISO527に準拠し引張試験を行い、引張強度を測定し、引張強度保持率(処理後の引張強度/処理前の引張強度)を算出した。
(d)曲げ弾性率(MPa): ISO試験片について、ISO178に準拠して測定した。
(e)シャルピー衝撃強度: ISO試験片について、ISO179−1、179−2に準拠して測定した。
(f)硬度
・鉛筆硬度: 東洋精機製作所社製鉛筆硬度試験機を用いて、JIS K−5400に準拠して、円盤試験片表面の鉛筆硬度を評価した。
・ビッカース硬さ(Hv): (株)アカシ社製マイクロビッカース硬度計を用いて、円盤試験片表面硬度(単位N/mm)を評価した。これは、対面角が136°の正四角錐のダイヤモンド圧子で円盤試験片表面に垂直に試験力F(N)を加え、生じたくぼみの対角線長さから算出されるくぼみの表面積S(mm)で、試験力を除した値(F/S)を求める。
(g)成形品初期外観: 円盤試験片の表面を目視観察し、ガラス繊維の浮きあがり状態で外観を評価した。評価基準は、観察結果を4段階に分け、ガラス繊維の浮き上がりが全く認められないものを◎、ガラス繊維の浮き上がりが殆ど認められず、一般的なサニタリー部品の許容外観範囲内であるものを○、ガラス繊維の浮き上がりが一部に認められるものを△、広い範囲にわたってガラス繊維の浮きが認められるものを×として表記した。実用上許容される範囲は、○又は◎である。
(h)耐スクラッチ性: 円盤試験片表面に、荷重4.9kPaをかけて、タオル生地にて1万2千回往復こすり試験を行った後の外観を、上記初期外観と同じ評価基準で評価した。
(i)耐薬品性: 円盤試験片を、アルカリ性漂白剤(ニッサン石鹸社製、商品名ラブ)に室温にて1週間浸漬し、取り出し後、流水で十分洗剤を除去し、乾燥後、試験片表面を上記初期外観と同じ評価基準で評価した。
(j)成形時の流動性: 樹脂組成物ペレットを用いて、射出成形機(住友重機械工業製、型式:SE50D)にて、6mm径半円のスパイラル状の金型を用い、樹脂温度250℃、金型温度80℃、射出圧力100MPaで射出成形し、流動長を測定した。流動長が10cm以上を◎、10〜8cmの範囲を○、8cm未満を×と表記した。一般的なサニタリー部品サイズからは○以上が実用的な範囲と判断される。
Figure 2009173876
Figure 2009173876
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上記表−2〜4に示した評価結果から、以下のことが明らかとなる。
1)ガラスチョップドストランドのみを配合した比較例1は、引張強度、曲げ弾性率、衝撃強度などの機械的強度、硬度は高いが、表面外観、耐スクラッチ性、耐薬品性、成形時の流動性が不良である。また、サニタリー部品用に主として検討されてきた硫酸バリウムやワラストナイトを配合した比較例2及び3は、衝撃強度が低い上に、耐スクラッチ性、耐薬品性に問題を有する。
2)それに対して本発明の範囲の実施例1〜10は、機械的強度も高く、耐加水分解性、表面外観、耐スクラッチ性、耐薬品性も良好で、成形時の流動性も実用上問題ない範囲である。特に、異形断面ミルドファイバーを使用した実施例5は、衝撃強度のほか、引張強度、曲げ弾性率も改善され好ましい。また、ガラスフレークを配合した実施例6も、実施例5と同様の傾向が認められる。さらに、ポリアルキレンテレフタレート樹脂としてPBTとPETを併用した実施例9〜10では、耐加水分解性及び成形時の流動性が著しく改良される。
3)非等方性ガラス系充填剤のみを配合した比較例5では、表面外観、耐スクラッチ性、耐薬品性が悪化し、成形時の流動性が低下し、サニタリー部品用としては不十分な流動性であった。一方、等方性充填剤のみを配合した比較例6は、成形時の流動性は極めて良好であるが、衝撃強度などの機械的強度が低い。
4)エポキシ化合物やカルボジイミド化合物などの耐加水分解性改良剤を配合してない比較例4は、耐加水分解性が著しく低下するだけではなく、機械的強度、耐薬品性も低下する。
5)芳香族基含有非晶性樹脂を配合した実施例11〜13では、実施例1〜10と同様、基本的特性が十分確保されている。中でも、ポリカーボネート樹脂を配合した実施例11は、表面外観が改善され好ましい。
6)酸化チタンなどの着色剤を配合した実施例14及び15では、基本的な特性は維持したまま、成形時の流動性が改善され、大型成形品の表面外観の改善が期待される。
7)非等方性充填剤として、ミルドファイバーだけでなくチョップドストランドを少量配合した実施例16〜21では、実施例1〜10と同様、基本的特性が十分確保されている。中でも、実施例16,17及び20では、曲げ弾性率、引張強度、耐衝撃性の改良のほか、耐加水分解性も改善するので好ましい。その際、エポキシ化合物の少なくとも一部を、エポキシシラン化合物で構成した実施例18,19及び21では、極少量の配合が、耐加水分解性の改良だけでなく、曲げ弾性率、引張強度、耐衝撃性も一層改善するので好ましい。
本発明の樹脂組成物は、耐衝撃性をはじめとする機械的強度に優れ、耐加水分解性、表面外観、耐スクラッチ性、耐薬品性が良好であり、成形時の流動性も良好であり、また一般に広く使用されている成分を使用した樹脂組成物であるので、材料コスト面で有利であり、サニタリー部品などの大型成形品用樹脂材料として好適である。

Claims (9)

  1. (A)ポリアルキレンテレフタレート樹脂 99.95〜67重量部、
    (B)芳香族基含有非晶性熱可塑性樹脂 0〜30重量部及び
    (C)耐加水分解性改良剤 0.05〜3重量部
    の合計量100重量部に対して
    (D)ガラス系充填剤 60〜150重量部
    を配合してなる組成物であって、当該(D)ガラス系充填剤が、非等方性ガラス系充填剤(D1)と等方性ガラス系充填剤(D2)とからなり、その配合比率(D1/D2)が9.5/0.5〜0.5/9.5の範囲内にあることを特徴とするサニタリー部品用ポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物。
  2. 成分(D)は、下記(1)〜(3)の特性を有するものを使用することを特徴とする請求項1に記載のサニタリー部品用ポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物。
    (1) 等方性ガラス系充填剤(D2)は、粒径が1μm〜50μmである。
    (2) 非等方性ガラス系充填剤(D1)は、換算径が5μm〜150μmである。
    (3) 非等方性ガラス系充填剤(D1)は、アスペクト比が繊維状の場合3〜25、板状の場合3〜150の範囲内である。
  3. 非等方性ガラス系充填剤(D1)異形断面ミルドファイバー、ガラスフレークから選定されたものであることを特徴とする請求項1又は2に記載のサニタリー部品用ポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物。
  4. 成分(B)がポリカーボネート樹脂であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のサニタリー部品用ポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物。
  5. 成分(B)がポリスチレン系樹脂であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のサニタリー部品用ポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物。
  6. 成分(C)がエポキシ化合物であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のサニタリー部品用ポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物。
  7. 成分(C)がカルボジイミド化合物であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のサニタリー部品用ポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物。
  8. 非等方性ガラス系充填剤(D1)が、
    a)アスペクト比3〜25で、換算径5μm〜60μmのミルドファイバー(D1a)
    及び
    b)アスペクト比150〜400で、換算径60μm〜150μmのチョップドストランド(D1b)からなり、
    その配合比率(D1a/D1b)が重量で9.5/0.5〜5.5/4.5の範囲内にあることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のサニタリー部品用ポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物。
  9. 成分(C)がエポキシ化合物であり、かつ、その少なくとも一部がエポキシシラン化合物であることを特徴とする請求項8に記載のサニタリー部品用ポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014139300A (ja) * 2012-12-19 2014-07-31 Toray Ind Inc 炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物、それを成形してなるペレットおよび薄肉成形品
WO2022030507A1 (ja) * 2020-08-06 2022-02-10 三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 熱可塑性ポリエステル樹脂組成物

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