(57)【要約】【課題】熱変形しにくく、また、耐衝撃性に優れ、かつ光沢を有すると共に簡便に製造することができる高結晶化ポリエチレンテレフタレート組成物を得ることを目的とする。【解決手段】本発明の高結晶化ポリエチレンテレフタレート組成物は、ポリエチレンテレフタレートを５０〜９５％含有した熱可塑性樹脂（成分Ａ）及びポリエチレンテレフタレートに対して５〜７０％含有した無機充填材（成分Ｂ）、炭素結合数が１４以上であって成分Ａの重量に対して１〜３％含有したアルキル基構造を含む金属石鹸（成分Ｃ）又は炭素結合数が１４以上であって成分Ａの重量に対して１〜１０％含有したアルキル基構造を含む脂肪酸エステル（成分Ｄ）、を含む混練材料を１１０〜１８０℃に加熱した金型により射出成型して得たものである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記成分Ａ及び成分Ｂと、成分Ｃ又は成分Ｄを含む混練材料を１１０〜１８０℃に加熱した金型により射出成型して得たことを特徴とする高結晶化ポリエチレンテレフタレート組成物。
成分Ａ：ポリエチレンテレフタレートを５０〜９５％含有した熱可塑性樹脂
成分Ｂ：ポリエチレンテレフタレートに対して５〜７０％含有した無機充填材
成分Ｃ：２５０℃における熱重量測定による重量減少率が１０％未満かつ連続した炭素結合数が１４以上であって成分Ａの重量に対して１〜３％含有したアルキル基構造を含む金属石鹸
成分Ｄ：２５０℃における熱重量測定による重量減少率が１０％未満かつ連続した炭素結合数が１４以上であって成分Ａの重量に対して１〜１０％含有したアルキル基構造を含む脂肪酸エステル。
【請求項２】
下記計算式によって求められる数値が２５〜５０であることを特徴とする請求項１記載の高結晶化ポリエチレンテレフタレート組成物。
（ΔＨｍ−ΔＨｃ）／（ＰＥＴの完全融解熱×混合物中のＰＥＴ重量比率）
ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート
ΔＨｍ（ｍＪ／ｍｇ）：融解エンタルピー
ΔＨｃ（ｍＪ／ｍｇ）：結晶生成エンタルピー
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱変形しにくく、また、耐衝撃性に優れ、光沢のある高結晶化ポリエチレンテレフタレート組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレンテレフタレートは、機械的強度、耐熱性及び耐薬品性等に優れていることから、繊維、フィルム、シート材料として広く用いられている。また、ポリエチレンテレフタレートは、溶融粘度が低くて結晶化速度も遅いことから射出成形や押出成形には不向きとされ、強化材としてガラス繊維を含んだ成形品が多く出回っている。
【０００３】
上記ガラス繊維を含んだポリエチレンテレフタレート成形品は、その表面が磨耗するにしたがってガラス繊維が露出するといった問題があった。そこで、特許文献１には、ポリエチレンテレフタレート又は特定のポリエチレンテレフタレートに、無機化合物及び分子内にエステル結合を含む有機化合物を含有することを提案している。
【０００４】
ところが、特許文献１は、特殊な有機化合物を添加すると、有機化合物の流出の問題やエステル結合の加水分解の問題のような別問題が発生することとなり、この特許文献１の問題点を改善する技術について、本出願人は、特許文献２のとおり特許を取得した。
【０００５】
すなわち、特許文献２のポリエチレンテレフタレート系樹脂成形品の製造方法は、ポリエチレンテレフタレート系樹脂１００重量部及び平均粒径が０．１〜２０μｍである無機充填材１〜１００重量部からなる射出成形品又は押出成形品に、ＪＩＳ  Ｒ１８０１に準拠して測定された分光放射率が９０％以上であるセラミックスを放射部材として用いた遠赤外ヒータを使用して遠赤外線を照射して昇温速度５〜２００℃／分で成形品の表面温度が１１０〜２４０℃となるまで加熱処理した後、上記成形品をその表面温度が６０℃となるまで冷却速度１〜５０℃／分で冷却する、というものである。
【０００６】
特許文献２の効果は、煮沸洗浄、熱風乾燥、滅菌処理又は電子レンジでの加熱処理を施した場合にあっても変形がなく耐熱性に優れていると共に食器としても用いることができるポリエチレンテレフタレート系樹脂成形品を、遠赤外ヒータを用いて遠赤外線の照射といった簡単な作業でもって確実に得ることができる、というものである。
【０００７】
しかしながら、特許文献１における、金型から離型した、つまり成形後のポリエチレンテレフタレート系樹脂を、加熱処理した後、冷却する手法では、ポリエチレンテレフタレートの結晶化は促進されるものの、結晶化工程によって表面の光沢がなくなり、また、金型から抜いた後に変形不良が生じることがあり、さらに、工程が増えてコストアップを招くといった問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−２９２０９７号公報
【特許文献２】特許第４３１８５７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、特許文献２の手法では、結晶化工程によって表面の光沢がなくなり、また、金型から抜いた後に変形不良が生じることがあり、さらに、工程が増えてコストアップを招くといった問題があった。結晶化工程での表面に光沢がなくなる点、及び工程が増えてコストアップを招く点、である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明の高結晶化ポリエチレンテレフタレート組成物は、下記成分Ａ及び成分Ｂと、成分Ｃ又は成分Ｄを含む混練材料を１１０〜１８０℃に加熱した金型により射出成型して得たことを主要な特徴とした。
成分Ａ：ポリエチレンテレフタレートを５０〜９５％含有した熱可塑性樹脂
成分Ｂ：ポリエチレンテレフタレートに対して５〜７０％含有した無機充填材
成分Ｃ：２５０℃における熱重量測定による重量減少率が１０％未満かつ連続した炭素結合数が１４以上であって成分Ａの重量に対して１〜３％含有したアルキル基構造を含む金属石鹸
成分Ｄ：２５０℃における熱重量測定による重量減少率が１０％未満かつ連続した炭素結合数が１４以上であって成分Ａの重量に対して１〜１０％含有したアルキル基構造を含む脂肪酸エステル。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、成形性が良好で、表面に光沢を有し、耐熱性も良好なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は効果を確認するために行った実験における本発明方法による結果を示す表である。
【図２】図２は効果を確認するために行った実験における本発明方法の条件から外れる比較例による結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（成分Ａ）
成分Ａはポリエチレンテレフタレートであり、極限粘度が０．４０〜０．８０、好ましくは０．５０〜０．７０の樹脂である。ポリエチレンテレフタレートは、バージン材、再生材などの指定はなく、自由に選択できる。
【００１４】
ポリエチレンテレフタレートの成分含有量は５０〜９５％、より好ましくは６５〜８５％である。また、各種目的に応じて本発明の効果を損なわない程度で熱可塑性樹脂を任意に添加できる。
【００１５】
添加する熱可塑性樹脂とは、具体的には、塗装性を良好にさせるためにアクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体やアクリル樹脂、耐衝撃性を加えるためにポリエステルエラストマー、ポリウレタンエラストマー、スチレン系共重合体などがある。
【００１６】
その他、添加剤として光安定剤、紫外線吸収剤、中和剤、滑剤、防曇剤、ブロッキング防止剤、着色材、帯電防止剤、難燃剤を本発明の効果を損なわない範囲で任意に添加できる。
【００１７】
（成分Ｂ）
成分Ｂは、無機充填材であり、タルクがもっとも望ましく、その他にガラス繊維、炭酸カルシウム、クレー、マイカなどが選定できる。成含有量は成分Ａに対して５〜７０％、より好ましくは１０〜３５％である。
【００１８】
（成分Ｃ）
成分Ｃは、熱分解重量測定における２５０℃までの減量が１０％未満であれ、アルキル鎖の炭素連結数が１４以上である金属石鹸を選定する。例えばミリスチン酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム、オレイン酸カルシウムなどが使用できる。
【００１９】
（成分Ｄ）
成分Ｄは、熱分解重量測定における２５０℃までの減量が１０％未満であり、アルキル鎖の炭素連結数が１４以上である脂肪酸エステルを選定する。例えばグリセリンモノ・ジステアレート、グリセリンモノ・ジベヘネート、プロピレングリコールモノステアレートなどの脂肪酸エステル等が使用できる。
【００２０】
（成形方法）
「１」：本発明の組成物は、成形品粉砕品やペレット状の成分Ａと粉末状の成分Ｂ、成分Ｃの各種成分を均一に混合し得る溶融混練装置に投入して、溶融混練して得ることができる。
【００２１】
「２」：溶融混練時の加熱温度は成分Ａを溶融しつつ成分Ｃの揮発を抑制しつつ、均一混合を達成するとの観点からポリエチレンテレフタレートの融点を考慮して、２２０〜３３０℃になる温度が好ましく、２５０〜２８０℃がより好ましく、真空脱気を行う装置によることがさらに好ましい。
【００２２】
溶融混練時の回転速度は均一混合の観点から、混合設備に応じて適切な範囲に設定すればよく、例えば押出機では５０〜３００回転が好ましい。本発明は、ポリエチレンテレフタレート、無期充填材、粉末抗酸化剤を混練装置に投入した溶融混練した中間材料から製造してもよい。
【００２３】
「３」：前記の均一溶融混練装置としては、例えば単軸押出機、二軸押出機、ニーダー、バンバリーミキサーなどをあげることができる。その中でも溶融混練中にシリンダー内を真空脱気できる二軸押出機を使用することが好ましい。材料の投入順序は特に限定されるものではないが、成分Ａ、成分Ｂ、成分Ｃまたは成分Ｄを均一混合し得られた混合物を溶融混練することが望ましい。
【００２４】
「４」：成分Ａ、成分Ｂ、成分Ｃ、成分Ｄについては図に記載した質量部を配合した。
「５」：前記成分Ａ、成分Ｂ、成分Ｃまたは成分Ｄは室温にてハンドブレンドした。この混合物を二軸押出機ＰＣＭ３０（株式会社池貝製）に投入し、温度設定２４０〜２７０℃、回転数１５０ｒｐｍで溶融混練し生成物を得た。
【００２５】
（成形体）
「６」：成分Ａは吸湿する特性があるため、上記溶融混練によってできた生成物は成形前に１３０℃で４時間以上の乾燥を行い、水分含有量を３００ｐｐｍ以下で成形することが好ましい。水分を含んだ状態では成分Ａの加水分解が促進され、型離れ性の悪化、成形品表面異常、成形性の不均一となりやすい。
【００２６】
「７」：射出成型機（住友重機械工業株式会社製ＳＥ１００Ｓ）の温度調節は組成物が十分溶融し流動する温度であれば特に指定なく、一般的に２５０〜２８０℃としている。
【００２７】
「８」：射出成型時の金型温度は１１０〜１８０℃であり、好ましくは１３０〜１５０℃である。熱媒体は水蒸気、機械油、熱電対など適宜選定できる。金型温度が９０℃以下では結晶の生成がしにくく、９０〜１１０℃未満の領域では成形品の結晶分布が不均一になり耐熱性や表面性の悪化となる。
【００２８】
１８０℃以上の温度設定は現状の設備ではできないものの、予想される結果としては、成分Ｃの揮発が大きく金型への添加剤付着や成形体への付着、また、型離れが悪くなり、また、成形サイクルが長くなるといったことが考えられる。
【００２９】
「９」：射出成型機の温度調節は組成物が十分溶融し流動する温度であれば特に指定なく、一般的に２５０〜２８０℃としている。
【００３０】
「１０」：本発明は上記においてより具体的には、金型離型後の成形品をかく計算式によって求められる数値が２５〜４５とすればよい。
（ΔＨｍ−ΔＨｃ）／（ＰＥＴの完全融解熱×混合物中のＰＥＴ重量比率）
ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート
ΔＨｍ（ｍＪ／ｍｇ）：融解エンタルピー
ΔＨｃ（ｍＪ／ｍｇ）：結晶生成エンタルピー
【００３１】
「１１」：上記計算式によって求められる数値が２５より低い場合はポリエチレンテレフタレートの非晶部分が多く、耐熱変形の原因であり、後加熱によって艶が消え、不均一な収縮となり、また、電子レンジによる加熱によって変形が生じる可能性がある。５０より高くすることは量産技術、組成上から困難である。
【００３２】
「１２」：さらに、本発明は上記において、金型離型後の成形品を冷却するが、この冷却時間については型温状況によって１０〜１００秒程度、望ましくは３０〜５０秒とすればよく、１０秒より短いと型保持が悪く変形し、また結晶化が十分進行しておらず、１００秒より長いと成形効率が悪化する。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明の効果を確認するために行った実験結果について説明する。
本発明の成形品と比較例の成形品の組成等については図１及び図２に示すとおりである。なお、本発明の範囲から外れる項目については網掛けで示している。
表１には実験に供した図１及び図２に記載する成分Ａ〜成分Ｄは次の成分を示す。
表２には実験の評価判定基準を示す。
【００３４】
【表１】
2016199608.tif 000002
【００３５】
【表２】
2016199608.tif 000003
【００３６】
表２の評価判定基準について補足する。
（評価判定基準）
（離型性・表面凹凸）
射出成型後に金型を解放させる時、成形品の変形や取出し負荷がかからず、目視にてフローマークや銀条などの表面異常、金型付着のないものを「○」、そうでないものを「×」とした。
【００３７】
（表面光沢）
光沢・艶のあるものを「○」、ないものを「×」とした。
【００３８】
（荷重たわみ温度）
ＪＩＳ  Ｋ７１９１、荷重１．８ＭＰａを採用した。食品容器として使用される場合が多いことから、９０℃以上のものを良好とした。
【００３９】
（衝撃強度）
シャルピー衝撃強度とし、ＪＩＳ  Ｋ７１１１のエッジワイズ法ノッチなしを採用した。食器容器として落下時の破損を抑制するため、衝撃強度が５ＫＪ／ｍ2 以上のものを良好とした。
【００４０】
（曲げ強度）
実使用に際しての曲げ強度は、５０ＭＰａ以上を良好とした。
【００４１】
（結晶化度）
成形品の中央部の測定箇所に選定した。ＥＸＴＡＲ６０００（ＳＩＩナノテクノロジー株式会社製）を用いて昇温１０℃／分、試料量６〜１０ｍｇの条件で示差走査熱量測定を行い、結晶生成エンタルピーΔＨｃ（ｍＪ／ｍｇ）と結晶溶解エンタルピーΔＨｍ（ｍＪ／ｍｇ）から計算し、２５以上のものを良好とした。
【００４２】
図１に示すように、本発明条件を満たす実施例１〜９は、全ての評価で良好であった。よって、本発明は熱変形しにくく、また、耐衝撃性に優れ、光沢のある高結晶化ポリエチレンテレフタレート組成物を得られることが判明した。
【図１】
2016199608.tif 000004
【図２】
2016199608.tif 000005