JP6039372B2 - ポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物 - Google Patents
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Description
また、電気電子機器分野では、難燃性に加えて、電気的負荷に対する発火に対する安全性の確保のため、電気的特性の一つである耐トラッキング性に優れていることが必要である。
例えば、特許文献2には、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ハロゲン系難燃剤、難燃助剤およびエステル交換防止剤を構成成分とする難燃性ポリエステル樹脂組成物が開示され、また、特許文献3には、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、エラストマー、難燃剤及び難燃助剤からなる難燃性ポリエステル樹脂組成物が開示されている。さらに、特許文献4には、ポリエステル樹脂、ポリスチレン系ゴム及び難燃剤からなるポリエステル樹脂組成物が開示されている。
例えば、電子機器の筺体等、例えば、パーソナルコンピューター、サーバー、シーケンサー等の筺体や台座等では、成形品の肉厚が薄くなってきており、高度の難燃性に加えて、落下させても割れないような良好な耐衝撃性が求められる。
さらに、射出成形においても離型抵抗力が増加しない優れた離型性が要求されており、例えば成形型から取り出す際のエジェクターピン痕等の発生がない、表面外観が良好で、また、反りのない樹脂成形体(筺体等)の製造が可能なポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物が強く求められている。
すなわち、本発明によれば、以下のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物およびこれを射出成形してなる電子機器の筺体又は台座部品が提供される。
さらに、(A)及び(B)の合計100質量部に対し、
(C)ブタジエン成分を含有する耐衝撃性改良剤5〜15質量部、(D)臭素化エポキシ又は臭素化ポリカーボネートから選択される少なくとも1種を含む難燃剤20〜40質量部、(E)五酸化アンチモン化合物1〜15質量部及び(F)ドリップ防止剤0.05〜1質量部を含有することを特徴とするポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物。
[2](B)ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量が20000以上であることを特徴とする上記[1]に記載のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物。
[3](A)ポリブチレンテレフタレート系樹脂の極限粘度が0.9dl/g以上であることを特徴とする上記[1]又は[2]に記載のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物。
[4]上記[1]乃至[3]のいずれか1つに記載のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物を射出成形してなる電子機器の筺体又は台座部品。
本発明のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物は、
(A)ポリブチレンテレフタレート系樹脂及び(B)ポリカーボネート樹脂を、(A)及び(B)の合計100質量部基準で、(A)を50〜80質量部、(B)を20〜50質量部含有し、
さらに、(A)及び(B)の合計100質量部に対し、
(C)ブタジエン成分を含有する耐衝撃性改良剤5〜15質量部、(D)臭素化エポキシ又は臭素化ポリカーボネートから選択される少なくとも1種を含む難燃剤20〜40質量部、(E)五酸化アンチモン1〜15質量部及び(F)ドリップ防止剤0.05〜1質量部を含有することを特徴とする。
以下に記載する各構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様や具体例に限定して解釈されるものではない。なお、本願明細書において、「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
本発明のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物の主成分である(A)ポリブチレンテレフタレート系樹脂(以下、「PBT樹脂」と略称することもある。)とは、テレフタル酸単位及び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高分子を示す。即ち、ポリブチレンテレフタレート樹脂(ホモポリマー)の他に、テレフタル酸単位及び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、ホモポリマーと当該共重合体との混合物を含む。
PBT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、連続式で溶融重縮合する製造法で得られたものが好ましい。
そして、これら共重合体の好ましい含有量は、(A)ポリブチレンテレフタレート系樹脂の総量100質量%中に、10〜100質量%、更には30〜100質量%、特には50〜100質量%である。
本発明のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物は、(B)ポリカーボネート樹脂を含有する。
ポリカーボネート樹脂は、ジヒドロキシ化合物又はこれと少量のポリヒドロキシ化合物を、ホスゲン又は炭酸ジエステルと反応させることによって得られる、分岐していてもよい熱可塑性重合体又は共重合体である。ポリカーボネート樹脂の製造方法は、特に限定されるものではなく、従来公知のホスゲン法(界面重合法)や溶融法(エステル交換法)により製造したものを使用することができる。
[η]=1.23×10−4Mv0.83
本発明で用いる(C)ブタジエン成分を含有する耐衝撃性改良剤としては、少なくともブタジエン成分を含有するゴム性重合体にこれと反応する単量体化合物を共重合させたものを用いる。(C)ブタジエン成分を含有する耐衝撃性改良剤のガラス転移温度は0℃以下、特に−20℃以下であるのが好ましい。
本発明の樹脂組成物は、(D)臭素化エポキシ又は臭素化ポリカーボネートから選択される少なくとも1種を含む難燃剤を含有する。
臭素化エポキシ系難燃剤としては、具体的には例えば、テトラブロモビスフェノールAエポキシ化合物に代表されるビスフェノールA型臭素化エポキシ化合物が挙げられる。
臭素化エポキシ系難燃剤は、そのエポキシ当量が3000〜40000g/eqであることが好ましく、特に4000〜10000g/eqであることが好ましい。
本発明の樹脂組成物は、(E)五酸化アンチモン化合物を含有する。
アンチモン系難燃剤としては、三酸化アンチモン(Sb2O3)、四酸化アンチモン(Sb2O4)、五酸化アンチモン(Sb2O5)等があるが、本発明においては、五酸化アンチモン化合物を使用する。これは五酸化アンチモン化合物が、他のアンチモン化合物に比べてポリブチレンテレフタレート系樹脂への影響が小さく、樹脂の分解が抑えられる為である。このため、ポリブチレンテレフタレート系樹脂の結晶化温度(Tc)の低下を抑制でき、射出成形においても離型抵抗力が増加し難く、例えばエジェクターピン痕等の発生を抑制した、表面外観の良好な樹脂成形体が提供できる。
n(YO)・Sb2O5・m(H2O) ・・・(2)
n(Na2O)・Sb2O5 ・・・(3)
(これらの式中、Xは1価のアルカリ金属元素、Yは2価のアルカリ土類金属元素、nは0〜1.5、mは0〜4を示す。mおよびnは式(1)及び式(2)においてそれぞれ独立して決定される)
mは0〜4であり、好ましくは0〜2である。mが大きすぎるとポリブチレンテレフタレート系樹脂の加水分解が著しくなるので好ましくない。
本発明の樹脂組成物は、(F)ドリップ防止剤を含有する。
(F)ドリップ防止剤としては、フルオロポリマーが好ましい。
フルオロポリマーとしては、フッ素を有する公知のポリマーを任意に選択して使用できるが、中でもフルオロオレフィン樹脂が好ましい。
フルオロオレフィン樹脂としては、例えば、フルオロエチレン構造を含む重合体や共重合体が挙げられる。その具体例を挙げると、ジフルオロエチレン樹脂、テトラフルオロエチレン樹脂、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合樹脂等が挙げられる。中でもテトラフルオロエチレン樹脂等が好ましい。このフルオロエチレン樹脂としては、フィブリル形成能を有するフルオロエチレン樹脂が好ましい。
フィブリル形成能を有するフルオロエチレン樹脂としては、例えば、三井・デュポンフロロケミカル社製、テフロン(登録商標)6J、ダイキン工業社製、ポリフロン(登録商標)F201L、ポリフロンF103、等が挙げられる。
本発明の樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、種々の添加剤を含有していても良い。このような添加剤としては、安定剤、離型剤(滑剤)、核剤、強化充填材、紫外線吸収剤、帯電防止剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、可塑剤、分散剤、抗菌剤等が挙げられる。
本発明の樹脂組成物は、さらに安定剤を含有することが、熱安定性改良や、機械的強度、透明性や色相の悪化を防止する効果を有するという点で好ましい。安定剤としては、リン系安定剤、イオウ系安定剤およびフェノール系安定剤が好ましい。
(R1O)3−nP(=O)OHn ・・・(4)
(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。
R2O−P(OR3)(OR4) ・・・(5)
(式中、R2、R3及び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及び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。
R5−P(OR6)(OR7) ・・・(6)
(式中、R5、R6及びR7は、それぞれ水素原子、炭素原子数1〜30のアルキル基又は炭素原子数6〜30のアリール基であり、R5、R6及びR7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。
本発明における樹脂組成物は、金型からの離型性をさらに高めるという点から、離型剤を配合することが好ましい。離型剤としては、ポリブチレンテレフタレート系樹脂に通常使用される既知の離型剤が利用可能であるが、中でも、ブリードアウトしにくく高い離型性を発現するいう点で、ポリオレフィン系化合物、脂肪酸エステル系化合物から選ばれる1種以上の離型剤が好ましい。
また、ポリオレフィン系化合物は、カルボキシル基(カルボン酸(無水物)基、即ちカルボン酸基および/またはカルボン酸無水物基を表す。以下同様。)、ハロホルミル基、エステル基、カルボン酸金属塩基、水酸基、アルコシル基、エポキシ基、アミノ基、アミド基等の、ポリブチレンテレフタレートと親和性のある官能基を付与することが好ましい。この濃度は、ポリオレフィン系化合物の酸価として、5mgKOH/gを超えて50mgKOH/g未満が好ましく、中でも10〜40mgKOH/g、さらには15〜30mgKOH/g、特に20〜28mgKOH/gであることが好ましい。
また、揮発分が少なく、同時に離型性の改良効果も著しい点で、ポリオレフィン系化合物としては、酸化ポリエチレンワックスが好ましい。
なお、酸価は、0.5mol KOHエタノール溶液による電位差滴定法(ASTM D1386)に従って測定することができる。
本発明における樹脂組成物は、成形性をさらに高めるという点から、核剤を配合することも好ましい。核剤としては、有機物、無機物の何れも使用することができる。無機物としては、タルク、亜鉛粉末、アルミ粉末等の単体や、窒化アルミ、窒化チタン、ボロンナイトライド等の窒化物を単独、または2種以上混合して使用することができる。有機物としては、シュウ酸カルシウム、シュウ酸ナトリウム、安息香酸カルシウム、フタル酸カルシウム、酒石酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ポリアクリル酸塩等の有機塩類、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン等の高分子、高分子の架橋物等を単独又は2種以上混合して使用することができる。このなかでも特に好ましいものはタルクであり、核剤なかでも特に成形性を向上させる効果に優れる。
本発明の樹脂組成物は強化充填材を含有していてもよい。強化充填材としては、樹脂に配合することにより得られる樹脂組成物の機械的性質を向上させる効果を有するものであり、常用のプラスチック用無機充填材を用いることができる。好ましくはガラス繊維、炭素繊維、玄武岩繊維、ウォラストナイト、チタン酸カリウム繊維等の繊維状の充填材を用いることができる。また炭酸カルシウム、酸化チタン、長石系鉱物、クレー、有機化クレー、ガラスビーズ等の粒状または無定形の充填材;タルク等の板状の充填材;ガラスフレーク、マイカ、グラファイト等の鱗片状の充填材を用いることもできる。
なかでも、機械的強度、剛性および耐熱性の点からガラス繊維を用いるのが好ましい。
これらの中では、アミノシラン系表面処理剤が好ましく、具体的には例えば、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン及びγ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシランが好ましい例として挙げられる。
シラン系表面処理剤とエポキシ樹脂は、それぞれ単独で用いても複数種で用いてもよく、両者を併用することも好ましい。
本発明の樹脂組成物の製造方法としては、樹脂組成物調製の常法に従って行うことができる。通常は各成分及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、次いで一軸又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、本発明の樹脂組成物を調製することもできる。さらには、(A)ポリブチレンテレフタレート系樹脂又は(B)ポリカーボネート樹脂の一部に他の成分の一部を配合したものを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他の成分を配合して溶融混練してもよい。
なお、ガラス繊維等の繊維状の強化充填材を用いる場合には、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。
本発明のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物を用いて成形体を製造する方法は、特に限定されず、ポリエステル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(超臨界流体も含む)、インサート成形、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る。中でも射出成形が好ましい。
特に、例えばパーソナルコンピューター、サーバー、シーケンサー等の電子機器の筺体又は台座部品等に好適であり、好ましくは射出成形にて成形される。
以下の実施例および比較例において、使用した成分は、以下の表1の通りである。
表1に示す各成分を表2〜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」、L/D=52)を使用し、シリンダ−設定温度260℃、スクリュ−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、ポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物のペレットを得た。
得られたペレットをファナック社製「α100iA型」射出成形機を使用して、シリンダー温度250℃、金型温度80℃、成形サイクル40秒の条件で、ISO試験片(厚さ4.0mm)を射出成形した。ISO 179に準拠して、得られた試験片からノッチ付試験片を作製し、ノッチ付きシャルピー衝撃強度(単位:kJ/m2)を測定した。
得られたペレットを住友重機械工業社製「型式SE−50D」射出成形機を使用し、シリンダー温度250℃、金型温度80℃、シリンダー内に20分間滞留後、図1(図1の左図は、直方体状箱型成形品の外側から見た斜視図であり、図1の右図は底面を上にした状態を示す斜視図である。)に示すような、縦53mm、横33mm、深さ17mm、肉厚1.5mmの直方体状箱型成形品を成形した。ゲートは底面中央部の図示した2点ゲートである。
内反り率(%)=(箱の端から1mmの位置の短辺方向の長さ)/(箱の端から24mmの位置の短辺方向の長さ)×100
◎:内反り率が1%未満
○:内反り率が1〜2%
×:内反り率が2%を超える
この値が小さい程、成形品の内反り量が小さいため寸法精度が良く好ましい。また、実成形品としては、上記の判定が◎、〇であることが好ましい。
得られたペレットを住友重機械工業社製「型式SE−50D」射出成形機を使用し、シリンダー温度250℃、金型温度80℃、成形サイクル23秒、冷却時間20秒の条件で、上記(2)反りの判定に記載の箱型成形品を射出成形した。その際の離型性を、以下の2段階で評価した。
○:成形品にエジジェクターのピン痕残りがなく、外観が良好である
×:成形品のエジェクターのピン跡が残る又は、成形品にエジェクターピンが突き破り連続成形が不可能である。
外観が良好な成形品を連続成形で得るためには、エジェクターのピン痕が残らないことが好ましい。
得られたペレットを、日精樹脂工業社製「型式NEX80−9E」射出成形機を使用し、シリンダー温度260℃、金型温度80℃の条件で、厚さ3.0mm、直径50mmの円板の試験片を射出成形した。得られた試験片を用い、試験法UL746A 23項で規定されている耐トラッキング性試験方法はASTM D3638に準拠して測定した。
装置のノズルから電解液(塩化アンモニウム0.1%水溶液、23℃で抵抗率385Ω・cm)を30秒間隔で滴下させ、両白金電極間に600V以下(25Vステップ)の電圧を印加し、トラッキングが発生するまでの電解液滴下数を測定し、5回の平均値が50滴未満となる電圧を求めた。なお、数値が高いほど耐トラッキング性が良好であることを意味する。
得られたペレットを住友重機械工業社製「SE50D」射出成形機を使用し、シリンダー温度250℃、金型温度80℃の条件で、厚み0.75mmの垂直燃焼試験片を射出成形した。得られた燃焼試験片を用い、UL94規格に準じ難燃性の評価を行った。
得られたペレット10mmgに対して、PerkinElmer社製「PYRIS Diamond DSC」を用い、昇温速度20℃/分で300℃まで昇温し、3分間300℃で保持後、速度20℃/分で降温し、ポリブチレンテレフタレート系樹脂由来の結晶化を示す発熱ピークの頂点温度を測定し、結晶化温度とした。
以上の評価結果を、以下の表2〜表4に示す。
Claims (3)
- (A)極限粘度が1.2〜1.6dl/gであるポリブチレンテレフタレート系樹脂及び(B)粘度平均分子量が25000〜35000であるポリカーボネート樹脂を、(A)及び(B)の合計100質量部基準で、(A)を50〜80質量部、(B)を20〜50質量部含有し、
さらに、(A)及び(B)の合計100質量部に対し、
(C)ブタジエン成分を含有する耐衝撃性改良剤5〜15質量部、(D)臭素化エポキシ又は臭素化ポリカーボネートから選択される少なくとも1種を含む難燃剤20〜40質量部、(E)五酸化アンチモン化合物1〜15質量部及び(F)ドリップ防止剤0.05〜1質量部を含有することを特徴とするポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物。 - 請求項1に記載のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物を射出成形してなる電子機器の筺体。
- 請求項1に記載のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物を射出成形してなる電子機器の台座部品。
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