JPH05140430A - ポリエステル樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 剛性、耐熱性、引張伸び強度およびウェルド
強度のバランスに優れたポリエステル樹脂組成物を提供
する。 【構成】 （ａ）ポリエステルと、（ｂ）不飽和グリシ
ジル化合物で変性されたスチレン系熱可塑性エラストマ
ーと、（ｃ）ウィスカーとを含有し、前記成分（ａ）、
（ｂ）および（ｃ）の割合が、それぞれ（ａ）５０〜９
８重量％、（ｂ）１〜４０重量％および（ｃ）１〜４０
重量％であることを特徴とするポリエステル樹脂組成
物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は繊維強化ポリエステル樹
脂組成物に関する。詳しくは、剛性、引張伸び強度、ウ
ェルド強度、耐熱性等に優れ、自動車の内外装品や電装
部品あるいは家電製品などの成形品用等として好適なポ
リエステル樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術およびその課題】ポリエステルは耐熱性、
機械的強度および絶縁性に優れた樹脂であり、その特性
を生かし、電装部品を中心に広く用いられている。特に
ガラス繊維などの繊維を配合した繊維強化系ポリエステ
ルは高い耐熱性を有しており、金属にかわる材料として
幅広い用途に用いられている。しかし、ガラス繊維を配
合したポリエステルは耐熱性、機械的強度等は向上する
が、引張伸び特性、ウェルド強度は著しく低下し、成形
時にウェルドが多く発生する形状の部品等には使用でき
ないという問題があった。従って、本発明の目的は従来
の繊維強化系ポリエステルのもつ優れた剛性、耐熱性を
損なうことなく、引張伸び特性、ウェルド強度を改善し
たポリエステル樹脂組成物を提供することにある。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討を
重ねた結果、ポリエステルに、不飽和グリシジル化合物
で変性したスチレン系熱可塑性エラストマーとウィスカ
ーを特定の割合で配合すると、剛性、耐熱性を損なうこ
となく、引張伸び強度およびウェルド強度が改善された
ポリエステル樹脂組成物が得られることを見出し、本発
明に到達したものである。

【０００４】すなわち、本発明は、（ａ）ポリエステル
と、（ｂ）不飽和グリシジル化合物で変性されたスチレ
ン系熱可塑性エラストマーと、（ｃ）ウィスカーとを含
有し、前記成分（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の割合が、
それぞれ（ａ）５０〜９８重量％、（ｂ）１〜４０重量
％および（ｃ）１〜４０重量％であることを特徴とする
ポリエステル樹脂組成物である。

【０００５】以下、本発明のポリエステル樹脂組成物を
詳細に説明する。本発明のポリエステル樹脂組成物の
（ａ）成分のポリエステルは、一般に飽和ジカルボン酸
と飽和二価アルコールとのポリ縮合で得られる熱可塑性
樹脂であり、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリ
プロピレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフ
タレート（ポリブチレンテレフタレート）、ポリヘキサ
メチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサン−１，４
−ジメチロールテレフタレート、ポリネオペンチルテレ
フタレート等が挙げられる。これらの中ではポリエチレ
ンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレートが
好ましい。

【０００６】上記成分（ａ）としてのポリエステルは、
ｏ−クロロフェノール溶媒中において２５℃で測定した
溶液粘度より求めた固有粘度［η］（dl/g）が0.30〜1.
8 で、末端カルボキシル基の濃度が１０〜２００ｍ当量
／kgのものが好ましい。ポリエチレンテレフタレートの
場合、固有粘度［η］は0.30〜1.2 で、末端カルボキシ
ル基濃度は１０〜２００ｍ当量／kgのものが好ましい。
なお、ポリエチレンテレフタレート中のテレフタル酸成
分は、アルキル基、ハロゲン基等で置換されたものでも
よく、またグリコール成分は、エチレングリコールの他
に５０重量％程度まで他のグリコール、例えば１，４−
ブチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキサメ
チレングリコール等を含有していてもよい。また、ポリ
ブチレンテレフタレートの場合、固有粘度［η］は0.30
〜1.8 で、末端カルボキシル基濃度は１０〜２００ｍ当
量／kgのものが好ましい。この場合もテレフタル酸成分
はアルキル基、ハロゲン基等で置換されたものでもよ
く、またグリコール成分は１，４−ブチレングリコール
の他に５０重量％程度まで他のグリコール、例えばエチ
レングリコール、プロピレングリコール、ヘキサメチレ
ングリコール等を含有していてもよい。

【０００７】本発明のポリエステル樹脂組成物の成分
（ｂ）は、スチレン系熱可塑性エラストマーを不飽和グ
リシジル化合物で変性したものである。（ｂ）成分にお
いて、不飽和グリシジル化合物で変性される原料エラス
トマーであるスチレン系熱可塑性エラストマーとは、ス
チレン系モノマーと、スチレン系モノマーと共重合し得
るモノオレフィンまたはジオレフィンなどの他のモノマ
ーとのランダム、ブロック、グラフト等の共重合体、お
よびこれら共重合体の水添物である。

【０００８】ここで、スチレン系モノマーとしては、ス
チレン、α−クロロスチレン、２，４−ジクロロスチレ
ン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−
フェニルスチレン、ｐ−ジビニルベンゼン、ｐ−（クロ
ロメトキシ）−スチレン、α−メチルスチレン、ｏ−メ
チル−α−メチルスチレン、ｍ−メチル−α−メチルス
チレン、ｐ−メチル−α−メチルスチレン、ｐ−メトキ
シ−α−メチルスチレンなどが挙げられる。これらの中
ではスチレンが好ましく用いられる。

【０００９】ジオレフィンとしては、例えば、ジシクロ
ペンタジエン、１，４−ヘキサジエン、シクロオクタジ
エン、メチルノルボルネン等の非共役ジエン、またはブ
タジエン、イソプレン等の共役ジエンが挙げられる。こ
れらの中ではブタジエン、イソプレンが好ましい。ま
た、モノオレフィンとしては、エチレンの他、プロピレ
ン、ブテン−１、ヘキセン−１、３−メチルブテン−
１、４−メチル−ペンテン−１、ヘプテン−１、オクテ
ン−１、デセン−１等の炭素数３以上のα−オレフィン
が挙げられ、これらの中ではエチレン、プロピレンが好
ましい。

【００１０】本発明の成分（ｂ）の原料エラストマーと
して使用されるスチレン系熱可塑性エラストマーは、上
記の適当なモノマーを周知の適当な方法、例えばアニオ
ン重合やラジカル重合によって共重合することによって
得ることができる。好ましい原料エラストマーの具体例
としては、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共
重合体（ＳＢＳ）およびその水添物であるスチレン−エ
チレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢ
Ｓ）、スチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢ）およびそ
の水添物、スチレン−エチレン−ブチレンブロック共重
合体（ＳＥＢ）、スチレン−イソプレン共重合体（Ｓ
Ｉ）およびその水添物、スチレン−エチレン−プロピレ
ンブロック共重合体（ＳＥＰ）、スチレン−イソプレン
−スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）およびその水添
物であるスチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブ
ロック共重合体（ＳＥＰＳ）が挙げらる。

【００１１】上記原料エラストマーはスチレン系モノマ
ーの含有量が５〜６５重量％であるものがよく、特に１
５〜５０重量％のものが好ましい。このような好ましい
原料スチレン系熱可塑性エラストマーは市販のものを適
宜選択して使用することができる。

【００１２】本発明のポリエステル樹脂組成物の成分
（ｂ）において各種スチレン系熱可塑性エラストマーの
変性剤として使用される不飽和グリシジル化合物として
は、分子中にオレフィンと共重合し得る不飽和基とグリ
シジルオキシ基とを有するグリシジル化合物が挙げられ
る。具体的には、不飽和カルボン酸グリシジルエステル
類、不飽和グリシジルエーテル類等が挙げられ、不飽和
カルボン酸グリシジルエステル類が好ましく用いられ
る。不飽和カルボン酸グリシジルエステルとしては、例
えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イソク
ロトン酸、チグリン酸、アンゲリカ酸等の不飽和カルボ
ン酸のグリシジルエステルが挙げられ、中でもグリシジ
ルアクリレート（ＧＡ）およびグリシジルメタクリレー
ト（ＧＭＡ）が好ましい。

【００１３】本発明の（ｂ）成分において好ましい変性
熱可塑性エラストマーは、上記の原料スチレン系熱可塑
性エラストマー、中でもＳＥＢＳまたはＳＥＰＳを、前
記グリシジル化合物で変性したものものである。上記変
性スチレン系熱可塑性エラストマーの変性剤としての不
飽和グリシジル化合物の含有量は原料スチレン系熱可塑
性エラストマーの種類などによって異なり一概には言え
ないが、一般には 0.2〜５重量％程度、好ましくは 0.5
〜３重量％である。

【００１４】このような変性スチレン系熱可塑性エラス
トマーは溶液法または溶融混練法等の既知の変性法を利
用して得ることができる。また、市販のものから所望の
ものを適宜選択使用してもよい。変性法の具体例とし
て、ＧＭＡによるＳＥＢＳの変性例（グラフト重合）を
以下に示す。すなわち、溶融混練法においては、ＳＥＢ
ＳとＧＭＡ、および必要に応じて触媒を用い、これら成
分を押出機や二軸混練機等に投入し、１７０〜３００℃
程度の温度に加熱して溶融しながら、0.1 〜２０分程度
混練して変性ＳＥＢＳを得る。また溶液法の場合には、
キシレン等の有機溶剤に上記の出発物質を溶解し、９０
〜２００℃程度の温度で0.1 〜１００時間撹拌しながら
変性を行なう。

【００１５】いずれの変性法の場合にも、触媒として通
常のラジカル重合用触媒を用いることができる。例えば
過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、過酸化ジ−ｔ−
ブチル、過酸化アセチル、過安息香酸ｔ−ブチル、過酸
化ジクミル、過安息香酸、過酢酸、過ピバリン酸ｔ−ブ
チル、２，５−ジメチル−２，５−ジ−ｔ−ブチルパー
オキシヘキシン等の過酸化物類や、アゾビスイソブチロ
ニトリル等のジアゾ化合物類等が用いられる。触媒の添
加量は変性用のグリシジル化合物１００重量部に対して
0.1 〜１０重量部程度である。なお、上記のグラフト反
応時にフェノール系およびリン系酸化防止剤を添加する
ことも可能である。

【００１６】こうして得られる変性スチレン系熱可塑性
エラストマーのグラフト率は0.2 〜５重量％程度であ
り、0.1 〜１００ｇ／１０分程度のメルトフローレート
（ＭＦＲ、JISK7210、荷重2.16kg、２３０℃）を有し、
本発明で好ましく用いられる。

【００１７】本発明のポリエステル樹脂組成物では成分
（ｃ）としてウィスカーを配合する。ここでウィスカー
としては、非金属系ウィスカーであればよく、例えばチ
タン酸カリウムウィスカー、炭化ケイ素ウィスカー、ア
ルミナウィスカー、炭化ホウ素ウィスカー、酸化マグネ
シウムウィスカー、酸化亜鉛ウィスカー、ホウ酸アルミ
ニウムウィスカー、塩基性硫酸マグネシウムウィスカ
ー、炭酸カルシウムウィスカーなどが挙げられるが、こ
れらの中ではチタン酸カリウムウィスカーが好ましい。
チタン酸カリウムウィスカーは一般にＫ₂ Ｏ・ｎＴｉＯ
₂ （ｎ＝１，２，４，６，８）のものが知られており、
本発明ではいずれのものも使用することができるがｎ＝
２，４，６のものが好ましい。合成方法としては、特に
制限はなく、フラックス方、徐冷焼成法、メルト法など
様々な方法が用いられる。繊維径は１μｍ以下が好まし
く、繊維長は 0.1〜５μｍが好ましい。また水中分散時
のｐＨは６〜１０が好ましい。このようなウィスカーは
市販のものを適宜選択して使用することができる。

【００１８】本発明で用いるウィスカーは、アミノ基あ
るいはエポキシ基を含有するシランカップリング剤等で
表面処理したものも用いることができる。このようなシ
ランカップリング剤の具体例としては、例えばビニルト
リエトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキ
シ）シラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシ
シランなどのビニルシラン、３−グリシドキシプロピル
トリメトキシシラン、２−（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などのエポキシシラ
ン、Ｎ−２−（アミノエチル）３−アミノプロピルトリ
メトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）３−アミノ
プロピルメチルジメトキシシラン、３−アミノプロピル
トリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピ
ルトリメトキシシランなどのアミノシラン、３−メルカ
プトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプトシラ
ンなどが挙げられる。

【００１９】次に上記成分（ａ）、（ｂ）および（ｃ）
の配合割合は、成分（ａ）は５０〜９８重量％、好まし
くは６０〜９５重量％、成分（ｂ）は１〜４０重量％、
好ましくは３〜２０重量％、成分（ｃ）は１〜４０重量
％、好ましくは３〜３０重量％である。成分（ａ）が５
０重量％未満ではポリエステルが少なすぎ、９８重量％
を超えると成分（ｂ）、（ｃ）によるポリエステルの物
性の改善効果が認められない。また成分（ｂ）、（ｃ）
が１重量％未満でもあるいは４０重量％を超えても、剛
性、耐熱性、引張伸び強度およびウェルド強度のすべて
が良好な樹脂組成物が得られない。

【００２０】また、オレフィン系エラストマーを本発明
の樹脂組成物１００重量部に対して１〜２０重量部程度
使用してもよい。ここで、オレフィン系エラストマーと
は、エチレン、プロピレン、ブテン−１、ヘキセン−
１、４−メチル−ペンテン−１等のα−オレフィンの２
種または３種以上の共重合体ゴム、またはα−オレフィ
ンと他種モノマーとの共重合体を意味する。上記α−オ
レフィンの２種または３種以上の共重合体ゴムの具体例
としてはエチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレ
ン−ブテンゴム（ＥＢＲ）およびエチレン−プロピレン
−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）を挙げることができる。本発
明では上記した物質以外にも、さらにその改質を目的と
して、通常樹脂組成物の分野で用いられている他の充填
材や強化材、熱安定剤、光安定剤、難燃剤、可塑剤、帯
電防止剤、発泡剤、造核剤等を適宜配合することができ
る。

【００２１】本発明のポリエステル樹脂組成物は、上記
の各成分を一軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサ
ー、混練ロール、ブラベンダー等の混練機を用いて２３
０〜３２０℃、好ましくは２５０〜２８０℃で加熱溶融
混練することにより得ることができる。本発明において
各成分の混練順序に特に制限はなく、成分（ａ）、成分
（ｂ）および成分（ｃ）を一括混練してよく、また成分
（ａ）と成分（ｂ）を混練した後、成分（ｃ）を混練し
てもよく、その他の混練順序もとり得るものである。

【００２２】

【実施例】以下、実施例および比較例により本発明をさ
らに詳細に説明する。なお、各実施例および比較例にお
いて、原料および添加剤としては、以下のものを使用し
た。ポリエステル ポリブチレンテレフタレート ＰＢＴ：［帝人株式会社製 TRB-J、固有粘度［η］0.87
（ｏ−クロロフェノール中）］

【００２３】変性スチレン系熱可塑性エラストマー 変性ＳＥＢＳ：ＳＥＢＳ［旭化成株式会社製、タフテッ
ク H-1041、スチレン含有量３０重量％、メルトフロー
レート（ＭＦＲ、１９０℃、2.16kg荷重）5.0ｇ／１０
分］１００重量部と、ＧＭＡ（グリシジルメタクリレー
ト） 1.5重量部および触媒（パーヘキシン２５Ｂ：日本
油脂株式会社製） 0.03 重量部をドライブレンドした
後、これを直径６５mmの一軸押出機を用いて、２００
℃、１００rpm の条件で溶融混練し、メルトフローレー
ト（ＭＦＲ、２３０℃、2.16kg荷重）５ｇ／１０分のＧ
ＭＡ変性ＳＥＢＳを得た。この変性スチレン系熱可塑性
エラストマーのＧＭＡのグラフト率は、１重量％であっ
た。

【００２４】充填材 (a) ウィスカー：チタン酸カリウムウィスカー：［ティ
スモ D-102、大塚化学株式会社、繊維径 0.2〜0.5 μ
ｍ、繊維長１０〜２０μｍ］ (b) ガラス繊維：［チョップドストランド、繊維径１３
μｍ］ (c) タルク：［富士タルク、LMS 100 、平均粒径1.85μ
ｍ］

【００２５】実施例１〜６および比較例１〜２ ポリエステル（ＰＢＴ）と、ＧＭＡ変性ＳＥＢＳ（変性
ＳＥＢＳ）とを第１表に示す割合でヘンシェルミキサー
でドライブレンドした後、直径４５mmの二軸押出機（Ｌ
／Ｄ＝２８）にホッパーより一括投入した。樹脂成分を
２５０℃、２００rpm で混練し、押出機途中より充填剤
（チタン酸カリウムウィスカー、ガラス繊維またはタル
ク）を強制的に投入混練し、樹脂組成物のペレットを得
た。このようにして得られたポリエステル樹脂組成物を
射出成形し、成形品の曲げ弾性率、引張降伏点強度、引
張破断点伸度、ウェルド引張強度、熱変形温度およびア
イゾット衝撃強度を測定した。結果を第１表に合せて示
す。

【００２６】

【表１】

【００２７】上記第１表に示した各物性の測定方法は以
下のとおりである。 (1) 曲げ弾性率（２３℃）：ASTM D-790により測定。 (2) 引張降伏点強度（２３℃）：ASTM D-638により測
定。 (3) 引張破断点伸度（２３℃）：ASTM D-638により測
定。 (4) ウェルド引張強度（２３℃）：射出成型機により金
型内に２方向より樹脂を流し、ウェルドを形成した２ｍ
ｍ厚のシートを作成し、これをＪＩＳ２号片のダンベル
により打ち抜いたものを試験片として引張降伏点強度
（ASTM D-638）を測定。 (5) 熱変形温度（荷重4.6kg/cm² ）：ASTMD-648により
測定。 (6) アイゾット衝撃強度（２３℃）：ASTM D-256により
測定。

【００２８】上記第１表から明らかなように、ポリエス
テルとＧＭＡ変性ＳＥＢＳにチタン酸カリウムウィスカ
ーを配合してなる本発明組成物（実施例１〜６）は、タ
ルクを配合してなる組成物（比較例１）およびポリエス
テルとＧＭＡ変性ＳＥＢＳにガラス繊維を加えてなる組
成物（比較例２）に比べ、剛性、耐熱性、引張伸び強度
およびウェルド強度のバランスに優れている。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のポリエス
テル樹脂組成物は、ポリエステルに、変性スチレン系熱
可塑性エラストマーとウィスカーとを配合してなるもの
であり、従来の繊維強化系ポリエステルの剛性、耐熱性
を損なうことなく、引張伸び特性およびウェルド強度が
改善された樹脂組成物である。このような本発明のポリ
エステル樹脂組成物は、各種エンジニアリングプラスチ
ックとして、特に自動車の内装および外装部品、家電部
品等用の樹脂組成物として好適である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）ポリエステルと、（ｂ）不飽和グ
   リシジル化合物で変性されたスチレン系熱可塑性エラス
   トマーと、（ｃ）ウィスカーとを含有し、前記成分
   （ａ）、（ｂ）および（ｃ）の割合が、それぞれ（ａ）
   ５０〜９８重量％、（ｂ）１〜４０重量％および（ｃ）
   １〜４０重量％であることを特徴とするポリエステル樹
   脂組成物。