JP2826054B2 - 高耐衝撃性ポリアルキレンテレフタレート系樹脂組成物及びその成形品 - Google Patents

高耐衝撃性ポリアルキレンテレフタレート系樹脂組成物及びその成形品

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐衝撃性改良剤として
の熱可塑性エラストマーを特定の条件を満たすように分
散させた、衝撃強度が著しく高いポリアルキレンテレフ
タレート系樹脂組成物又は成形品に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ポリア
ルキレンテレフタレート系樹脂は、その優れた機械的強
度、耐熱性、電気的特性、成形性の故に、エンジニアリ
ングプラスチックとして広く用いられている。ところ
が、ポリアルキレンテレフタレート系樹脂は耐衝撃性、
特に成形品にノッチがある場合の衝撃強度が低いという
問題があり、このためポリアルキレンテレフタレート系
樹脂の利用範囲が制限されている。このようなポリアル
キレンテレフタレート系樹脂の欠点を改善するために、
従来より種々の耐衝撃性改良剤の添加が試みられてき
た。この耐衝撃性改良剤とは、ゴム状の弾性を有する高
分子物質、いわゆる熱可塑性エラストマーである。しか
しながら、単にこれらの耐衝撃性改良剤を配合したので
は、ポリブチレンテレフタレート系樹脂の衝撃強度の改
善に限界があり、十分でなく、更に一層の向上が望まれ
る場合が多い。
【0003】
【課題を解決するための手段】本発明者は、ポリアルキ
レンテレフタレート系樹脂の衝撃強度をさらに一層高め
る為、鋭意研究を重ねた結果、耐衝撃性改良剤を特定の
条件を満たすようにポリアルキレンテレフタレート系樹
脂中に分散させることにより、成形品の破壊の様式が脆
性破壊から延性破壊に変化し、これにより衝撃強度を著
しく高めることが出来ることを見出し、本発明を完成す
るに至った。即ち、本発明は、ポリアルキレンテレフタ
レート系樹脂(A) をマトリックスとし、耐衝撃性改良剤
として熱可塑性エラストマー(B) が粒子状に分散した熱
可塑性樹脂組成物であって、下記(1) 式で表される分散
した耐衝撃性改良剤(B) の平均粒子間の距離IDが、
(2) 式で表される臨界値IDc 以下であることを特徴と
する、衝撃強度の著しく向上したポリアルキレンテレフ
タレート樹脂組成物又はその成形品である。 ID=〔(π/6φ)1/3 −1〕d … (1)
(単位μm ) 〔但し、φは配合した耐衝撃性改良剤(B) の体積分率
〔 (B)/(A+B) 〕、dは組成物中に分散した耐衝撃性改
良剤(B) の平均粒子径である。〕 IDc =1.03×10-3×Em/Ed+0.040 … (2)
(単位μm ) 〔但し、Em はポリアルキレンテレフタレート系樹脂
(A) の弾性率(単位kg/cm2 )、Ed は耐衝撃性改良剤
(B) の弾性率を表す。〕 即ち、ポリアルキレンテレフタレート系樹脂(A) 中に耐
衝撃性改良剤(B) が粒子状に分散し、その粒子間の平均
距離IDが(A) 及び(B) 成分の弾性率の比(Em /Ed
)により(2) 式で表される特定の臨界値IDc 以下と
することにより、衝撃強度が著しく高くなることがわか
った。ここで、耐衝撃性改良剤の平均粒子間距離ID
は、近接分散粒子の表面間の平均距離を意味し、配合す
る耐衝撃性改良剤(B) の体積分率 (B)/(A+B) と、分散
粒子の平均粒子径より、(1) 式に従って算出される。平
均粒子径dは、調製後の組成物又は成形品の切断面を電
子顕微鏡により観察し、その電子顕微鏡写真よりコンピ
ューターにて画像処理することにより、各分散粒子径の
統計的平均値として求めることができる。
【0004】高い衝撃強度を得るためには、耐衝撃性改
良剤の平均粒子間距離((1) 式ID)を、(2) 式より求
められる臨界値IDc 以下、即ちID≦IDc とすれば
よいことが確認された。IDを小さくするには式(1) よ
り、耐衝撃性改良剤(B) の体積分率を上げること、すな
わち耐衝撃性改良剤(B) の添加量を増やすか、耐衝撃性
改良剤(B) の平均粒子径を小さくすればよい。従って、
(B) 成分の添加量が大なる程好ましい方向にはあるが、
必ずしも添加量が大であればよいわけではなく、平均粒
子径も重要な要因となる。又、(B) 成分が過大、例えば
50容量%以上では、相が反転して(B) 成分が連続相とな
り、(A) 成分の特性が失われ好ましくない。このため、
(B) 成分の配合量は50容量%以下、好ましくは40容量%
以下である。耐衝撃性改良剤(B) の平均粒子径を小さく
する手法としては、以下のような方法が挙げられる。先
ず、ポリアルキレンテレフタレート系樹脂と溶融混練す
る際のシェアーを高くすることにより、(B) 成分が細分
化される方向にある。又、(A) 成分として高溶融粘度
の、即ち高分子量のポリアルキレンテレフタレート系樹
脂を用いる程、或いは(B) 成分として低溶融粘度の耐衝
撃性改良剤を用いる程、細分化される傾向にある。
【0005】又、耐衝撃性改良剤の種類の選択も平均粒
子径を細分化するための要因として重要であり、例え
ば、耐衝撃性改良剤(B) として、ポリアルキレンテレフ
タレート系樹脂との親和性が適切であることも分散粒子
径の細分化に有利である。このためには、極性基で変性
した熱可塑性エラストマーを用いるのが好ましい。極性
基としては、カルボキシル基、酸無水物基、エポキシ基
が好ましい。特に、酸無水物基、エポキシ基等を有する
エラストマーは細粒化に好適である。熱可塑性エラスト
マーとしては、オレフィン系エラストマー、スチレン系
エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリエステ
ル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー等が挙
げられ、特にオレフィン系エラストマー、スチレン系エ
ラストマーは好適な耐衝撃性改良剤に属し、更に酸無水
物基やエポキシ基を導入して変性したエラトスマーは細
粒子化に好適である。オレフィン系エラストマーとして
好ましいものは、エチレン及び/又はプロピレンを主体
とするエラストマーであり、具体的にはエチレン−プロ
ピレンコポリマー、エチレン−1−ブテンコポリマー、
エチレン−プロピレン−1−ブテンターポリマー、エチ
レン−プロピレン−ジエンターポリマー、エチレン−エ
チルアクリレートコポリマー、エチレン−グリシジルメ
タクリレートコポリマー、エチレン−グリシジルメタク
リレート−酢酸ビニルターポリマー等が挙げられるが、
これに限定されるものではない。又、スチレン系エラス
トマーの好ましい例としては、スチレンをハードセグメ
ントとし、ポリブタジエン、ポリイソプレン等のポリジ
エン類及びこれらの水素添加物をソフトセグメントとす
るブロック共重合体がが挙げられるが、これに限定され
るものではない。又、(B) 成分として予め特定の平均粒
子径以下のものを配合することも好ましい方法である。
特にブタジエン又はアクリル酸エステルを主体とするゴ
ム質ポリマーをコアとし、この表面にメチルメタクリレ
ート等を重合してシェル層を形成した、いわゆるコア−
シェルポリマーには、この方法が適当である。
【0006】(1) 式の平均粒子間距離IDは基本的には
(B) 成分の体積分率と、平均粒子径によって決定し、そ
の具体的手法は上記の如き傾向を考慮して選定される。
しかしながら、ID≦IDc なる関係を満足することが
本発明の基本的要件であり、このため本発明の効果を得
るには単に一義的に粒径と体積分率から規定されるべき
ものではなく、(2) 式における臨界粒子間距離IDc
大とすること、換言すれば(A) 、(B) 成分の弾性率比
(Em /Ed 値)が大となるような(A),(B) 成分の組合
せを選定すること、即ち(B) 成分として弾性率Ed の小
なるエラストマーを選定使用することもまた本発明の要
件を満足し、耐衝撃性の向上に有利となる。このため、
(B) 成分の弾性率は1〜3000kg/cm2 が好ましく、特に
好ましくは10〜1000kg/cm2 である。本発明は上記の如
く基本的には(1) 式で示される実際の平均粒子間距離I
Dが、(2) 式で示される臨界粒子間距離IDc より小と
なる条件を選定することにあり、個々の具体的条件は、
必ずしも一義的に規定されるべきものではなく、夫々が
相関連してID≦IDc なる基本的要件を満足すれば足
り、具体的には前記の如き個々の条件の傾向性を考慮し
て、若干の予備実験により本発明の規定を満足する条件
を選定することが出来る。
【0007】尚、本発明のマトリックス樹脂となるポリ
アルキレンテレフタレート系樹脂(A) とは、炭素数2〜
8、好ましくは2〜4のアルキレングリコールとテレフ
タル酸から成るエステル単位を主たる構成成分とし、か
かるエステル単位を少なくとも70重量%以上、好ましく
は80重量%以上含有するポリアルキレンテレフタレート
重合体又はその共重合体であって、熱可塑性を保つ範囲
であれば分岐又は架橋構造であってもよい。代表的なポ
リアルキレンテレフタレート系樹脂は、ポリブチレンテ
レフタレート系樹脂又はポリエチレンテレフタレート系
樹脂であり、特に好ましくはポリブチレンテレフタレー
ト系樹脂である。又、共重合体として用いる上記範囲内
の共重合成分としては特に限定する必要はなく、従来公
知の共重合成分の何れにてもよいが、共重合成分が過大
になると弾性率Em 値が小となり、(2) 式より臨界粒子
間距離IDc が小となって本発明の効果を得る限界が狭
小化し、実現困難となり好ましくない。
【0008】
【発明の効果】本発明の耐衝撃性改良剤が特定の分散条
件を満足するポリアルキレンテレフタレート系樹脂組成
物又は成形品は、著しく高い衝撃強度を有する。
【0009】
【実施例】以下、実施例によって本発明を説明するが、
本発明はこれに限定されるものではない。試料調製 以下に示すポリブチレンテレフタレート系樹脂(A) と耐
衝撃性改良剤(B) を二軸押出機により条件を変えて溶融
混練しペレットにした。これを射出成形機を使って厚さ
1/4インチのアイゾット試験片に成形した。成分 (A)PBT-H:ポリブチレンテレフタレート(固有粘度1.
2)、弾性率28,000kg/cm2 、比重1.31 PBT-L:ポリブチレンテレフタレート(固有粘度0.7)、
弾性率28,000kg/cm2 、比重1.31 (B)EOR-A:エチレン−1−ブテン共重合体(無水マレイ
ン酸変性)、弾性率80kg/cm2 、比重0.87 EOR-B:エチレン−1−ブテン共重合体(未変性)、弾
性率80kg/cm2、比重0.87 SEBS :スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロ
ック共重合体(無水マレイン酸変性)、弾性率 220kg/
cm2 、比重0.91衝撃試験 ASTM D256 に従い、室温におけるノッチ付きアイゾット
衝撃強度を測定した。分散粒子径測定 試験片を液体窒素に浸して冷却後、直ちに破断し、この
破断面を走査型電子顕微鏡にて観察し、電子顕微鏡写真
をコンピューター画像処理により耐衝撃性改良剤の分散
粒子の平均粒子径をもとめた。 実施例1〜5、比較例1〜13 各組成物成形品における(B) 成分の体積分率φ、平均粒
子径d、(1) 式により求めた平均粒子間距離ID、(2)
式で求めた臨界粒子間距離IDc 及びアイゾット衝撃強
度を表1に示す。又、IDとアイゾット衝撃強度の関係
を図1に示す。表1及び図1より明らかに、耐衝撃性改
良剤の粒子間距離IDがその臨界値IDc 以下であると
き、アイゾット衝撃強度が著しく高くなることがわか
る。
【0010】
【表1】
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例で得た各組成物成形品の平均粒子間距
離IDとアイゾット衝撃強度の関係を示すグラフであ
る。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリアルキレンテレフタレート系樹脂
    (A) をマトリックスとし、耐衝撃性改良剤として熱可塑
    性エラストマー(B) が粒子状に分散した熱可塑性樹脂組
    成物であって、下記(1) 式で表される分散した耐衝撃性
    改良剤(B) の平均粒子間の距離IDが、(2) 式で表され
    る臨界値IDc 以下であることを特徴とする、衝撃強度
    の著しく向上したポリアルキレンテレフタレート系樹脂
    組成物又はその成形品。 ID=〔(π/6φ)1/3 −1〕d … (1)
    (単位μm ) 〔但し、φは配合した耐衝撃性改良剤(B) の体積分率
    〔 (B)/(A+B) 〕、dは組成物中に分散した耐衝撃性改
    良剤(B) の平均粒子径である。〕 IDc =1.03×10-3×Em/Ed+0.040 … (2)
    (単位μm ) 〔但し、Em はポリアルキレンテレフタレート系樹脂
    (A) の弾性率(単位kg/cm2 )、Ed は耐衝撃性改良剤
    (B) の弾性率を表す。〕
  2. 【請求項2】 ポリアルキレンテレフタレート系樹脂
    (A) が、ポリブチレンテレフタレート系樹脂である請求
    項1記載のポリアルキレンテレフタレート系樹脂組成物
    又はその成形品。
  3. 【請求項3】 耐衝撃性改良剤としての熱可塑性エラス
    トマー(B) が、弾性率1〜3000kg/cm2 を有するもので
    ある請求項1又は2記載のポリアルキレンテレフタレー
    ト系樹脂組成物又はその成形品。
  4. 【請求項4】 耐衝撃性改良剤としての熱可塑性エラス
    トマー(B) が、オレフィン系又はスチレン系エラストマ
    ーである請求項1〜3の何れか1項記載のポリアルキレ
    ンテレフタレート系樹脂組成物又はその成形品。
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