具体实施方式
下面,对本发明进行详细说明。
[聚酯树脂组合物]
本发明是一种含有聚酯树脂A的聚酯树脂组合物,其中,所述聚酯树脂A含有50~100质量%(50质量%以上且100质量%以下、本说明书中的数值范围用“~”表示时,其范围包含上限和下限的数值)的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和0~50质量%的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂。聚酯树脂组合物含有碱金属的有机酸盐和碱土金属的有机酸盐中的任意一种或两种的金属有机酸盐B、相对于聚酯树脂A 100质量份为0.05~3质量份的含多官能缩水甘油基的苯乙烯类聚合物C、1~20质量份的平均粒径为0.05~3μm的无机填料D。进一步,相对于聚酯树脂A 100质量份,聚酯树脂组合物含有0.000005~0.05质量份的碱金属原子和碱土金属原子中的任意一种或两种。而且,聚酯树脂组合物中的聚对苯二甲酸丁二醇酯线型低聚物的含量,或者聚对苯二甲酸丁二醇酯线型低聚物和聚对苯二甲酸乙二醇酯线型低聚物的含量为1000mg/kg以下。
本发明的聚酯树脂组合物通过含有金属有机酸盐B来抑制成形中的脱气[四氢呋喃(以下,也称为“THF”)等]发生,抑制组合物中所含的环状低聚物和线型低聚物通过THF输送到模具并附着,可以抑制基于这些低聚物的模具污染。此外,通过含有含多官能缩水甘油基的苯乙烯类聚合物C,能够捕集成形中发生的脱气(游离的有机酸等)、环状低聚物和线型低聚物,实现低起雾性,且有助于抑制模具污染。
而且,聚酯树脂组合物可以含有后述的脱模剂E。而且,聚酯树脂组合物中只要不损害本发明的效果,根据需要可以含有各种添加剂。添加剂例如可示例有:改质剂、热稳定剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、增塑剂、改性剂、抗静电剂、阻燃剂、染料、颜料等。本发明的聚酯树脂组合物中的聚酯树脂A、金属有机酸盐B、含多官能缩水甘油基的苯乙烯类聚合物C、无机填料D和脱模剂E(但脱模剂E的配入为任意)的总和优选占85质量%以上,更优选占90质量%以上,进一步优选占95质量%以上。
而且,本发明的聚酯树脂组合物具有低气体性和高耐热性,进一步可以显著抑制连续成形时的模具污染,尤其是有效地适用于构成汽车灯或照明设备等的元件、表面设置光反射层的光反射体用元件用等。
<聚酯树脂A>
本发明的聚酯树脂A含有50~100质量%的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和0~50质量%的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂。聚酯树脂A并不排除含有除了聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂之外的第三种成分,优选为由该两种成分构成。聚酯树脂组合物中的聚酯树脂A,只要聚酯树脂A为主要成分就没有特别限定,优选为90质量%以上,更优选为92质量%以上。
(聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂)
聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂可以是通过将对苯二甲酸或其酯形成性衍生物(ester-forming derivative)为主要成分的二羧酸与1,4-丁二醇或其酯形成性衍生物(ester-forming derivative)为主要成分的二醇进行缩聚反应等通常的聚合方法而得到的聚合物。聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂中的对苯二甲酸丁二醇酯的重复单元优选为80摩尔%以上,更优选为90摩尔%以上,进一步优选为95摩尔%以上,最优选为100摩尔%。
聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂在不损害其特性的范围内,可以含有例如20质量%左右以下的其他聚合成分。含有其他聚合成分的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的例子,可举出:聚(对苯二甲酸/间苯二甲酸)丁二醇酯、聚(对苯二甲酸/己二酸)丁二醇酯、聚(对苯二甲酸/癸二酸)丁二醇酯、聚(对苯二甲酸/癸烷二甲酸)丁二醇酯、聚(对苯二甲酸/萘二甲酸)丁二醇酯、聚对苯二甲酸(丁二醇/乙二醇)酯等。这些成分可以单独使用,也可以两种以上混合使用。
聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的特性黏度(IV)优选为0.3~1.6dl/g,更优选为0.45~1.35dl/g,进一步优选为0.5~1.2dl/g,特别优选为0.55~1.05dl/g。本发明的聚酯树脂组合物通过使聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的特性黏度(IV)为0.3~1.6dl/g,由此机械性能和成形性为良好。上述特性黏度(IV)是利用乌氏(Ubbelohde)粘度计并使用苯酚/四氯乙烷(质量比1/1)的混合溶剂,分别测定30℃下浓度为0.4g/dl的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂溶液和仅混合溶剂的下落秒数,根据ASTM D4603并由下述式(I)求得的值。
特性黏度(IV)=0.25(ηr-1+3lnηr)/C···(I)
上述式(I)中,ηr=η/η0,η是聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂溶液的下落秒数,η0是仅是混合溶剂的下落秒数,C是聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂溶液的浓度(g/dl)。
聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的末端羧基在聚合物的水解反应中发挥催化剂的作用,因此随着末端羧基量增加而加速水解。因此,优选该末端羧基的浓度较低。聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的末端羧基的浓度优选为40eq/ton以下,更优选为30eq/ton以下,进一步优选为25eq/ton以下,特别优选为20eq/ton以下。
聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的末端羧基的浓度(单元:eq/ton)可以通过以下进行测定:例如,将规定量的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂溶解于苯甲醇,使用0.01摩尔/L氢氧化钠的苯甲醇溶液进行滴定来进行测定。指示剂例如可以使用酚酞溶液。
聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的末端羟基主要在熔融时引起“反咬”,因此是在成形中产生脱气之一的THF、线型低聚物和环状低聚物的起点。因此,优选为了减少模具污染,降低该末端羟基的浓度,抑制成形中的“反咬”。聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的末端羟基的浓度优选为110eq/ton以下,更优选为90eq/ton以下,进一步优选为70eq/ton以下,特别优选为50eq/ton以下。
聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的末端羟基的浓度(单元:eq/ton)可以例如根据通过1H-NMR测定得到的光谱,从来自于聚对苯二甲酸丁二醇酯的对苯二甲酸的峰值与末端的1,4-丁二醇的峰值,通过预定计算求得。
(聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂)
聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂可以是通过将对苯二甲酸或其酯形成性衍生物(ester-forming derivative)为主要成分的二羧酸与乙二醇或其酯形成性衍生物(ester-forming derivative)为主要成分的二醇进行缩聚反应等通常的聚合方法而得到的聚合物。聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂中的对苯二甲酸乙二醇酯的重复单元优选为80摩尔%以上,更优选为90摩尔%以上,进一步优选为95摩尔%以上,特别优选为100摩尔%。
聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂在不损害其特性的范围内,可以含有例如20质量%左右以下的其他聚合成分。含有其他聚合成分的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的例子,可举出:聚(对苯二甲酸/间苯二甲酸)乙二醇酯、聚(对苯二甲酸/己二酸)乙二醇酯、聚(对苯二甲酸/癸二酸)乙二醇酯、聚(对苯二甲酸/癸烷二甲酸)乙二醇酯、聚(对苯二甲酸/萘二甲酸)乙二醇酯、聚对苯二甲酸(乙二醇/环己烷二甲)酯、聚对苯二甲酸(丁二醇/乙二醇)酯等。这些成分可以单独使用,也可以两种以上混合使用。通过使用这样的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂,在本发明中可以控制聚酯树脂组合物的成形收缩率。
聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的特性黏度(IV)优选为0.36~1.6dl/g,更优选为0.45~1.35dl/g,进一步优选为0.5~1.2dl/g,特别优选为0.55~1.05dl/g。本发明的聚酯树脂组合物通过使聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的特性黏度(IV)为0.36~1.6dl/g。由此机械性能和成形性为良好。上述特性黏度(IV)可以利用与测定聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的特性黏度(IV)的方法相同的方法进行测定。
本发明的聚酯树脂A是含有50~100质量%的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和0~50质量%的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂。本发明中为了防止成形时的无机填料D浮起,使成形品的表面外观为良好,并且为了控制聚酯树脂组合物的结晶行为,聚酯树脂A优选为含有5质量%以上的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的方式。聚酯树脂A优选含有50~95质量%的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和5~50质量%的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂,更优选含有60~90质量%的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和10~40质量%的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂,进一步优选含有70~85质量%的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和15~30质量%的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂。通过含有如上所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂,可以控制聚酯树脂组合物的成形收缩率,如果聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的含量大于50质量%,则注射成形时的脱模性变差,且聚酯树脂组合物的耐热性降低,因此不优选。
聚酯树脂A中的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的总量优选为80质量%以上,更优选为90质量%以上,进一步优选为95质量%以上。此外,聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的总量也可以为100质量%。
(钛催化剂)
构成本发明的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂,例如可以通过1,4-丁二醇与对苯二甲酸或对苯二甲酸二烷基酯的使用钛催化剂的酯化反应或酯交换反应得到。这时,从成形时在料筒内因滞留的抑制分解的角度考虑,本发明的聚酯树脂组合物中的钛原子含量优选为50mg/kg以下。即,本发明中聚酯树脂组合物中所含的钛催化剂的含量由钛原子含量来规定。钛原子含量更优选为45mg/kg以下,进一步优选为40mg/kg以下,特别优选为35mg/kg以下。钛原子含量的下限优选为5mg/kg,更优选为8mg/kg,进一步优选为15mg/kg。如果钛原子含量大于50mg/kg,则难以表现出模具污染的抑制效果。
钛原子含量可以在用湿法消解等方法回收聚合物中的金属后,使用原子发射、原子吸光或ICP(电感耦合等离子体)等方法进行测定。
钛催化剂可以使用已知的钛化合物。其具体实例,可举出:包括钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四正丙酯、钛酸四丁酯等钛醇盐的原钛酸四烷酯、其部分水解物和钛螯合物、乙酸钛、草酸氧钛、草酸氧钛铵、草酸氧钛钠、草酸氧钛钾、草酸氧钛钙、草酸氧钛锶等草酸氧钛化合物、偏苯三酸钛、硫酸钛、氯化钛、钛卤化物的水解物、草酸钛、氟化钛、六氟钛酸钾、六氟钛酸铵、六氟钛酸钴、六氟钛酸锰、乙酰丙酮钛、与羟基多元羧酸或含氮多元羧酸的钛配合物、包含钛和硅或锆的复合氧化物、钛醇盐与磷化合物的反应物、钛醇盐与芳香族多元羧酸、或者其酸酐与预定磷化合物的反应生成物等。
其中,从抑制模具污染的角度出发,优选使用选自于包括钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四正丙酯、钛酸四丁酯等钛醇盐的原钛酸四烷酯、其部分水解物和钛螯合物中的任一种。此外,更优选使用选自于钛酸四异丙酯、钛酸四正丙酯、钛酸四丁酯、乙酰乙酸乙酯钛螯合物和三乙醇胺钛酸酯中的任一种。
可以代替钛或者与钛同时使用锡作为催化剂。而且,除了钛和锡之外,也可以使用乙酸镁、氢氧化镁、碳酸镁、氧化镁、镁醇盐、磷酸氢镁等镁化合物;氢氧化钙、碳酸钙、氧化钙、钙醇盐、磷酸氢钙等钙化合物;三氧化锑等锑化合物;二氧化锗、四氧化锗等锗化合物;锰化合物、锌化合物、锆化合物、钴化合物、正磷酸、亚磷酸、次亚磷酸、多聚磷酸、它们的酯或金属盐等磷化合物、氢氧化钠等反应助剂。用作反应助剂的化合物如果与后述的金属有机酸盐B重复时,使该金属有机酸盐B与反应助剂的总量为本发明的金属有机酸盐B允许的范围内的含量即可。
(线型低聚物)
本发明中,能够抑制连续成形时的模具污染认为是基于以下原因。
本发明的聚酯树脂组合物中的聚对苯二甲酸丁二醇酯线型低聚物的含量,或者聚对苯二甲酸丁二醇酯线型低聚物和聚对苯二甲酸乙二醇酯线型低聚物的含量为1000mg/kg以下。本发明中,聚酯树脂组合物中所占的比例最多的是聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂,因此优选降低聚对苯二甲酸丁二醇酯线型低聚物的含量。线型低聚物的溶点低于环状低聚物,玻璃化转变温度低,因此比环状低聚物更容易附着于模具上。认为附着于模具上的线型低聚物具有粘着性,起到粘合剂的作用而有助于环状低聚物附着到模具上。因此,降低聚酯树脂组合物中所含的线型低聚物的含量非常有效地有助于延迟连续成形时的模具污染的开始。因此,降低线型低聚物的含量对于抑制模具污染非常重要。
这样在本发明中,发现了线型低聚物是模具污染的根本原因。此外,已知四氢呋喃是通过末端羟基的“反咬”反应等而产生的,由在以下说明的脱气测定发现四氢呋喃的发生量与模具污染程度存在正相关。即四氢呋喃的发生量越增加,模具污染程度越严重。该脱气测定中,对5mg聚酯树脂组合物的样品在265℃下加热10分钟,发生的成分通过用GS/MS(商品名:“TD-20/QP-2010Ultra”,株式会社岛津制作所制)进行分析,测定四氢呋喃的发生量。检测到的成分可以通过换算为甲苯等进行定量。予以说明,模具污染可以通过进行后述的加速试验等进行评价。
由以上可知,聚酯树脂组合物中所含的线型低聚物以溶入在成形中产生的四氢呋喃的状态在注射成形时喷出到树脂体系外,与模具接触。认为这时沸点较低的四氢呋喃蒸发而不会残留在模具中,溶入四氢呋喃中的线型低聚物直接附着于模具上。因此,降低作为介质的四氢呋喃的发生量也与抑制线型低聚物馏出到树脂体系外相关,结果是能够降低模具上的线型低聚物的附着量,抑制模具污染。
在本说明书中,此处的线型低聚物是指,为聚对苯二甲酸丁二醇酯线型低聚物时,结合有总和为2~13个的来自于对苯二甲酸的结构单元和来自于1,4-丁二醇的结构单元的直链状结构的低聚物。此外,线型低聚物是指,为聚对苯二甲酸乙二醇酯线型低聚物时,结合有总和为2~13个的来自于对苯二甲酸的结构单元和来自于乙二醇的结构单元的直链状结构的低聚物。线型低聚物在两末端具有含有羟基或羧基的反应性官能基,两末端可均为羧基或羟基。此外,环状低聚物是指,为聚对苯二甲酸丁二醇酯的环状低聚物时,结合有总和为4~14个的来自于对苯二甲酸的结构单元和来自于1,4-丁二醇的结构单元的环状结构的低聚物。此外,环状低聚物是指,为聚对苯二甲酸乙二醇酯的环状低聚物时,结合有总和为4~14个的来自于对苯二甲酸的结构单元和来自于乙二醇的结构单元的环状结构的低聚物。
如上所述、本发明的聚酯树脂组合物中的聚对苯二甲酸丁二醇酯线型低聚物的含量,或者聚对苯二甲酸丁二醇酯线型低聚物和聚对苯二甲酸乙二醇酯线型低聚物的含量为1000mg/kg以下。线型低聚物的含量优选为950mg/kg以下,更优选为900mg/kg以下,进一步优选为800mg/kg以下,特别优选为700mg/kg以下。如果线型低聚物的含量大于1000mg/kg,则抑制模具污染的效果不足够。线型低聚物的含量的下限值理想为0mg/kg。予以说明,线型低聚物的含量在含有聚对苯二甲酸丁二醇酯线型低聚物和聚对苯二甲酸乙二醇酯线型低聚物这两种时,这两种为1000mg/kg以下。
另一方面,环状低聚物的含量可以为9000mg/kg以下。环状低聚物的含量优选为8000mg/kg以下,更优选为6000mg/kg。但环状低聚物的含量即使为6000mg/kg左右,如果线型低聚物的含量大于1000mg/kg,则抑制模具污染的效果也会下降。如果线型低聚物的含量为1000mg/kg以下,则趋向环状低聚物的含量越少,抑制模具污染的效果越佳。就此而言,如果线型低聚物的含量为1000mg/kg以下,则认为是既往模具污染原因的环状低聚物的含量可以相对灵活地允许为含有至9000mg/kg以下。
线型低聚物和环状低聚物的含量可以通过以下进行测定:例如使聚酯树脂组合物溶解于由六氟异丙醇/氯仿=2/3(体积比)组成的溶剂中,加入氯仿、甲醇等使其沉淀,接着,对过滤的上清液进行干燥,用二甲基甲酰胺溶解并过滤,利用液相色谱分析法对该滤液进行分析。例如,线型低聚物的含量(定量值)能够以换算为BHET(对苯二甲酸双羟基乙基酯)进行计算、环状低聚物的含量(定量值)能够以换算为聚对苯二甲酸乙二醇酯环状三聚体进行计算。
使线型低聚物的含量为1000mg/kg以下的方法,只要能够使线型低聚物的含量为1000mg/kg以下的方法就没有特别限定。本发明中,由于聚酯树脂组合物中聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂所占的的比例较高,因此使聚对苯二甲酸丁二醇酯线型低聚物的含量减少是有效的。
使线型低聚物的含量为1000mg/kg以下的方法,可示例有:用钛催化剂和反应助剂调整的方法、固相聚合的方法和用水或溶剂提取线型低聚物的方法等。对于使环状低聚物的含量为9000mg/kg以下的方法并没有特别限定,例如可示例有:对在将聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂进行聚合时的温度、时间、聚合催化剂等调整方法、固相聚合的方法、聚合后在熔融状态进行热处理的方法,以及用预定溶剂提取环状低聚物的方法等。此外,也可以这些方法与其他方法组合使线型低聚物和环状低聚物这两种减少。
例如在将聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂进行固相聚合的方法中,通过酯化或酯交换反应进行,末端羧基的浓度和末端羟基的浓度趋向一同降低。该方法中,因为分子量增加而需要进行固相聚合前的特性黏度(IV)的调整,以及固相聚合的温度和时间的调整。
予以说明,聚酯树脂组合物中含有聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂时,降低聚对苯二甲酸乙二醇酯的线型低聚物的含量也有助于抑制模具污染。此外,关于减少四氢呋喃的发生量的方法在下文中详述。
<金属有机酸盐B>
本发明的聚酯树脂组合物中含有碱金属的有机酸盐和碱土金属的有机酸盐中的任意一种或两种的金属有机酸盐B。其含量以碱金属原子和碱土金属原子中的任意一种或两种的含量为基准进行确定,具体而言,相对于上述聚酯树脂A 100质量份,含有碱金属原子和碱土金属原子中的任意一种或两种为0.000005~0.05质量份。即本发明中,通过确定碱金属原子和碱土金属原子中的任意一种或两种的含量来把握聚酯树脂组合物中所含的金属有机酸盐B的含量。
这里,通过确定碱金属原子和碱土金属原子中的任意一种或两种的含量来把握聚酯树脂组合物中所含的金属有机酸盐B的含量的原因如下所述。即认为金属有机酸盐B在聚酯树脂组合物中,金属离子以解离的状态存在,因此知晓金属有机酸盐B的含量需要对金属(离子)和有机酸(离子)的任意一种或两种进行定量。但是,有机酸容易挥发,与聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚合物的结构相似的很多,因此难以定量的情况较多。另一方面,金属原子(碱金属原子和碱土金属原子)在聚酯树脂组合物中相对容易残留,相对容易进行定量。因此,通过确定碱金属原子和碱土金属原子中的任意一种或两种的含量来把握聚酯树脂组合物中的金属有机酸盐B的含量。此外,由于这些原因,可明确上述的碱金属原子和碱土金属原子中的任意一种或两种来自于金属有机酸盐B。
于是,聚酯树脂组合物中的碱金属原子和碱土金属原子含量可以利用ICP发光分析法进行测定。
予以说明,换言之,本发明的聚酯树脂组合物在聚酯树脂A的每1kg质量中含有碱金属原子和碱土金属原子中的任意一种或两种为0.05mg以上且500mg以下(以下表示为“mg/kg”)。此外,金属有机酸盐B包含碱金属的有机酸盐和碱土金属的有机酸盐这两种时,相对于上述聚酯树脂A 100质量份,含有碱金属原子和碱土金属原子这两种为0.000005~0.05质量份。
通过金属有机酸盐B,可以减少聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂所具有的末端羟基在成形时的“反咬”反应,能够减少THF的发生量。当相对于聚酯树脂A 100质量份,来自于该金属有机酸盐B的碱金属原子和碱土金属原子中的任意一种或两种为小于0.000005质量份(0.05mg/kg)时,通过金属有机酸盐B的作用难以表现出模具污染的抑制效果。此外,当相对于聚酯树脂A 100质量份,碱金属原子和碱土金属原子中的任意一种或两种为大于0.05质量份(500mg/kg)时,促进聚酯树脂组合物分解,可能使模具污染和起雾性变差。
而且,相对于上述聚酯树脂A 100质量份,聚酯树脂组合物优选含有碱金属原子和碱土金属原子中的任意一种或两种为0.0005~0.05质量份。该数值范围更优选为0.0005~0.04质量份(5~400mg/kg),进一步优选为0.0006~0.03质量份(6~300mg/kg),特别优选为0.0007~0.02质量份(7~200mg/kg)。
从模具污染的角度考虑,能够用于本发明的聚酯树脂组合物的金属有机酸盐B的金属种类优选为选自于锂、钠、钾、钙、镁中的一种或两种以上。其中优选为锂、钠、钾,最优选为钾。
碱金属或碱土金属的盐具体而言,可示例有:这些金属的甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、草酸等饱和脂肪族羧酸盐、丙烯酸、甲基丙烯酸等不饱和脂肪族羧酸盐、苯甲酸等芳香族羧酸盐、三氯乙酸等含卤素羧酸盐、乳酸、柠檬酸、水杨酸、葡糖酸等羟基羧酸盐、1-丙磺酸、1-戊磺酸、萘磺酸等有机磺酸盐、月桂基硫酸等有机硫酸盐、碳酸盐等。予以说明,碳酸盐通常被视为无机酸盐,在本发明中,将具有碳的酸看作有机酸而将碳酸盐包括在有机酸盐的范围内。
从抑制模具污染的效果和操作性的角度考虑,优选为金属有机酸盐B选自于乙酸锂、乙酸钠、乙酸钾、乙酸钙、乙酸镁、苯甲酸锂、苯甲酸钠和苯甲酸钾中的一种或两种以上。其中,更优选为选自于乙酸锂、乙酸钠、乙酸钾、乙酸钙和乙酸镁中的一种或两种以上,特别优选为乙酸钾。予以说明,这些金属有机酸盐B可以单独使用一种,也可以两种以上组合使用。
使金属有机酸盐B含有在聚酯树脂组合物中的方法没有特别限定。例如可采用:在构成聚酯树脂A的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的聚合初期(酯化反应后或酯交换反应后)添加的方法、在聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的聚合后期(缩聚工序(减压工序)中或聚合结束后)添加的方法、在造粒后附着于颗粒表面或渗透到颗粒中的方法,或者预制含有高浓度金属有机酸盐B的母粒,在用于得到聚酯树脂组合物的熔融捏合时混合该母粒的方法等。而且,也可以是在成形成形体时添加含有高浓度金属有机酸盐B的母粒的方法。予以说明,上述的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的聚合初期和聚合后期是指,聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂在所谓熔融聚合中的聚合初期和聚合后期。
在制造聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂时含有金属有机酸盐B时,对于添加量,有时一部分的金属有机酸盐B在减压条件下被除去到反应体系外。因此,金属有机酸盐B的添加量在考虑到使用的反应装置、条件等,并且根据需要,需要在通过数次试验把握残留于聚酯树脂组合物中的金属有机酸盐B(即碱金属原子和碱土金属原子中的任意一种或两种)的量之后再确定。此外,使用双螺杆挤压机等捏合并制造本发明的聚酯树脂组合物时,在排气脱气(减压)时也发生同样的情况时,因而需要采取必要措置来确定金属有机酸盐B的添加量。
特别是本发明中,当相对于聚酯树脂A 100质量份,含有来自于金属有机酸盐B的碱金属原子和碱土金属原子中的任意一种或两种为0.0005~0.05质量份(5~500mg/kg)而构成聚酯树脂组合物时,优选通过使用含有高浓度金属有机酸盐B的母粒来得到聚酯树脂组合物。母粒的基体树脂优选为构成聚酯树脂组合物的树脂中的任一种,更优选为聚酯树脂组合物中所占比例最多的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。含有高浓度金属有机酸盐B的母粒可以通过将基体树脂和金属有机酸盐B混合并熔融捏合来制造。该熔融捏合的方法可以是公知方法,可以使用单螺杆挤压机、双螺杆挤压机、加压捏合机或班伯里密炼机等。其中优选使用双螺杆挤压机。
母粒中的金属有机酸盐B的含量也以碱金属原子和碱土金属原子中的任意一种或两种的含量为基准进行确定,其含量相对于上述母粒100质量份,碱金属原子和碱土金属原子中的任意一种或两种优选为0.02~1.5质量份(200~15000mg/kg)。如果母粒中的含量大于1.5质量份,则有可能在制作母粒时基体树脂分解,对含有在聚酯树脂组合物时带来不良影响。如果母粒中的含量小于0.02质量份,则母粒的金属有机酸盐B的含量少,生产率不佳。
这些金属有机酸盐B具有抑制模具污染的效果的原因推测为如下。即金属有机酸盐B通过稳定酯基的效果或所谓“缓冲”效果来抑制聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的水解反应,并且抑制末端羟基的“反咬”反应。由此,主要可以抑制四氢呋喃的产生。因此,本发明的聚酯树脂组合物能够得到低气体性以及模具污染的显著抑制效果。
在使金属有机酸盐B含有在聚酯树脂组合物中的方法中,比起在聚酯聚合工序中添加金属有机酸盐B,更优选在聚酯树脂组合物捏合时或者成形时添加预制的金属有机酸盐B的母粒。原因如下所述。
以构成聚酯树脂A的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的聚合初期(酯化反应后或酯交换反应后)和聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的聚合后期(缩聚工序(减压工序)中或聚合结束后)为时机,添加金属有机酸盐B时,其原料的对苯二甲酸与金属有机酸盐B中的碱金属或碱土金属形成盐,失去金属有机酸盐B的作用,由此抑制模具污染的效果有可能下降。而且,形成的盐析出形成颗粒(seeds),由此不能得到良好的外观(特别是表现平滑性的镜面外观),该析出的盐等异物成为破坏材料的起点,机械特性可能也下降(在聚合结束后添加金属有机酸盐B时,由于树脂的黏度升高,难以均匀分散,金属有机酸盐B本身有时也成为颗粒)。
另一方面,在聚酯树脂组合物捏合时或者成形时添加预制的金属有机酸盐B的母粒时,在金属有机酸盐B的存在下,聚酯树脂A为熔融状态的时间可缩短,不仅能解决上述问题,还减少聚酯树脂A的分解,因此色调变差(黄色增加)得到抑制,且也可以保持耐起雾性。
因此,金属有机酸盐B比起在聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的聚合时添加,优选在聚酯树脂组合物捏合时或者成形时作为母粒添加。
本发明的聚酯树脂组合物通过含有金属有机酸盐B,L*a*b*表色系的Color-b值增加,黄色趋向增加,从品位和着色时的色差的角度考虑,优选为聚酯树脂组合物的Color-b值控制在6以下。这里,通过母粒添加金属有机酸盐B的方法与在聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂聚合时添加金属有机酸盐B的方法相比,Color-b值趋向降低,因此优选。聚酯树脂组合物的Color-b值更优选为5以下,进一步优选为4以下。
Color-b值通过以下方法得到:例如,对于在将聚酯树脂组合物注射成形得到的单侧面具有镜面的平板(使用具有镜面的模具进行成形)的镜面,可以使用市售的精密型分光光度色彩仪等按照JIS Z 8722:2009、JIS Z 8781-4:2013进行测定。
<含多官能缩水甘油基的苯乙烯类聚合物C>
相对于聚酯树脂A 100质量份,本发明的聚酯树脂组合物含有0.05~3质量份的含多官能缩水甘油基的苯乙烯类聚合物C。通过使含多官能缩水甘油基的苯乙烯类聚合物C的含量在此范围内,能够有效地捕集从后述脱模剂E发生的游离有机酸等气体成分、环状低聚物、线型低聚物,以及聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯的单体等,可以实现以低起雾性为首的优异的低气体性。也有助于抑制模具污染。
如果含多官能缩水甘油基的苯乙烯类聚合物C大于3质量份,则可能会由于与聚酯树脂A的反应,发生凝胶化。此外,如果含多官能缩水甘油基的苯乙烯类聚合物C小于0.05质量份,则有可能不能有效地进行上述的捕集,得到的效果不足够。相对于聚酯树脂A 100质量份,含多官能缩水甘油基的苯乙烯类聚合物C的配入量优选为0.1~2质量份,更优选为0.15~1质量份。
这里,含多官能缩水甘油基的苯乙烯类聚合物C是指,含有缩水甘油基的单体与苯乙烯系的单体共聚而构成,每个聚合物分子中含有多个(优选为3个以上,更优选为4个以上)缩水甘油基的聚合物。含多官能缩水甘油基的苯乙烯类聚合物C通过分子内的缩水甘油基与从脱模剂E发生的游离有机酸等气体成分发生加成反应,能够捕集该气体成分。能够捕集环状低聚物、线型低聚物和上述单体等,也是因为分子内的缩水甘油基发生加成反应。
含多官能缩水甘油基的苯乙烯类聚合物C优选与聚酯树脂A相容性佳的聚合物。例如,含多官能缩水甘油基的苯乙烯类聚合物C的重均分子量(Mw)为1000以上,环氧值优选为0.5meq/g以上。这时,Mw更优选为5000以上,进一步优选为7000以上,特别优选为8000以上。如果Mw小于1000,每个分子的缩水甘油基减少,则有可能不能有效地进行上述的捕集,得到的效果不足够。从与聚酯树脂A相容性的角度考虑,Mw更优选为50000以下。此外,环氧值更优选为0.6meq/g以上,进一步优选为0.65meq/g以上,特别优选为1.0meq/g以上。如果环氧值小于0.5meq/g,则有可能不能有效地进行上述的捕集,得到的效果不足够。从抑制与聚酯树脂A反应过度的角度考虑,环氧值优选为3meq/g以下。
含多官能缩水甘油基的苯乙烯类聚合物C的具体化学组成优选为含缩水甘油基的不饱和单体与乙烯基芳香族类单体的共聚物。
含缩水甘油基的不饱和单体为不饱和羧酸缩水甘油酯、不饱和缩水甘油醚等。不饱和羧酸缩水甘油酯可示例有:丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、衣康酸单缩水甘油酯等,其中优选使用甲基丙烯酸缩水甘油酯。不饱和缩水甘油醚可示例有:乙烯基缩水甘油醚、烯丙基缩水水甘油醚、2-甲基烯丙基缩水水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油醚等,其中优选使用甲基丙烯酸缩水甘油醚。
乙烯基芳香族类单体可示例有:苯乙烯、甲基苯乙烯、二甲基苯乙烯、乙基苯乙烯等苯乙烯类单体,其中优选使用苯乙烯。
含缩水甘油基的不饱和单体与乙烯基芳香族类单体的共聚的比例是,含缩水甘油基的不饱和单体的共聚量优选为1~30质量%,更优选为2~20质量%。如果含缩水甘油基的不饱和单体的共聚量小于1质量%,则每个分子的缩水甘油基减少,有可能不能有效地进行上述的捕集,得到的效果不足够。如果大于30质量%,则树脂组合物的稳定性有可能受到影响。
只要在不影响与聚酯树脂A相容性的范围内,含多官能缩水甘油基的苯乙烯类聚合物C可以与以下单体共聚:丙烯酸或者甲基丙烯酸的碳原子数为1~7的烷基酯,例如,(甲基)丙烯酸甲基酯、(甲基)丙烯酸乙基酯、(甲基)丙烯酸丙基酯、(甲基)丙烯酸异丙基酯、(甲基)丙烯酸丁基酯等(甲基)丙烯酸酯单体;(甲基)丙烯腈单体、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等乙烯酯单体;(甲基)丙烯酰胺单体;马来酸酐、马来酸单酯、马来酸二酯等单体。但是,由于乙烯、丙烯和1-丁烯等α-烯烃类与聚酯树脂相容性趋向受到影响,因此不用于共聚。
使含多官能缩水甘油基的苯乙烯类聚合物C含有在聚酯树脂组合物中的方法没有特别限定。例如,从操作性的角度考虑,优选在用于得到聚酯树脂组合物的熔融捏合时混合含多官能缩水甘油基的苯乙烯类聚合物C。
使用既往的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂来构成聚酯树脂组合物,将该组合物成形的成形品应用于汽车灯元件等时,因随时间老化等而发生机动车辆的前灯罩发黄模糊的起雾问题。本发明的聚酯树脂组合物通过含多官能缩水甘油基的苯乙烯类聚合物C,可以有效抑制作为模糊原因的脱气发生,能够具有优异的低起雾性。具体而言,本发明的聚酯树脂组合物通过在起雾试验(160℃)后玻璃板的雾度值为5%以下,因此可以解决上述起雾问题。如果起雾试验后玻璃板的雾度值大于5%,则应用于机动车辆的前灯罩、其他照明设备等会发生上述起雾问题。进一步,在注射成形时容易发生模具污染,有可能对成形品的质量和生产率带来不良影响。
上述起雾试验可以通过以下方法进行。即,从将聚酯树脂组合物注射成形而得到的成形品(厚2mm)切出多枚40mm×40mm左右大小的小片。接着将这些小片总和10g放入用铝箔覆盖制成底部的玻璃管(例如,),将该玻璃管直立地安置在已知的加热板上。而且,向上述玻璃管无空隙地盖上载玻片(例如,78mm×76mm×1mm),然后在上述加热板上进行160℃、24小时的热处理。热处理的结果是由于载玻片内壁上析出并附着了从聚酯树脂组合物升华的分解物等,因此使用已知的雾度计等对该载玻片测定雾度值。雾度值由透过的全部光线中透过的扩散光的比例求出,可以作为雾度(%)的指标。雾度值越小(透明),表示聚酯树脂组合物越具有低起雾性。
<无机填料D>
相对于聚酯树脂A 100质量份,本发明的聚酯树脂组合物含有1~20质量份的平均粒径为0.05~3μm的无机填料D。通过使无机填料D在此范围内,可以更提高耐热性和刚性,进一步将收缩率控制的较小。特别是如果收缩率较大,则在注射成形时紧贴到模具上导致发生脱模不良,成形品为大型时或形状复杂时等时,有可能成形品发生变形,因此通过无机填料D将收缩率控制的较小非常重要。
无机填料D的含量小于1质量份时,耐热性和刚性的提高效果小。如果大于20质量份,则由于填料的浮起,用作灯部件所需的表面平滑性受到影响。
从耐热性和刚性的提高、表面平滑性的角度考虑,无机填料D的含量优选为2质量份以上,进一步从收缩率控制的角度考虑,无机填料D的含量更优选为3质量份以上。
所述无机填料D需要通过激光衍射法测定的平均粒径(体积累积粒度分布的50%粒径)为3μm以下。如果平均粒径大于3μm,则聚酯树脂组合物的成形品的表面平滑性受到影响。无机填料D的平均粒径优选为2μm以下。从聚集(分散不良)抑制、处理性(投料的容易性等)的角度考虑,无机填料D的平均粒径下限优选为0.05μm。
无机填料D优选为选自于碳酸钙、二氧化硅、高岭土、硫酸钡和二氧化钛中的一种或两种以上。这些无机填料与其他相比由于可以制作相对粒径较小的填料,因此即使添加量多也容易保持表面平滑性。其中,从聚酯树脂组合物的低比重化的角度考虑,优选为碳酸钙、二氧化硅、高岭土。从聚酯树脂组合物中的分散性、操作性的角度考虑,更优选为碳酸钙。
无机填料D为了提高与聚酯树脂组合物的相容性和在聚酯树脂组合物中的分散性,也可以进行表面处理。予以说明,进行表面处理时,优选进行表面处理的程度为,对由气体产生导致的起雾等其他特性不产生影响。
表面处理可举出:氨基硅烷偶联剂、环氧硅烷偶联剂、钛酸酯类偶联剂、铝酸盐类偶联剂等表面处理剂的处理、二氧化硅的处理、脂肪酸的处理、SiO2-Al2O3的处理、磷化合物等酸性化合物的中和处理等,这些处理也可以组合使用。从起雾性的角度考虑,优选为二氧化硅的处理、环氧硅烷偶联剂的处理、烷基硅烷偶联剂的处理。
无机填料D的表面处理方法并没有特别限定,可举出物理混合无机填料D和各处理剂的方法:例如可以使用辊磨机、高速旋转粉碎机、气流粉碎机等粉碎机,或者诺塔混合机、带式混合机、亨舍尔混合机等混合机。
<其他>
(脱模剂E)
本发明的聚酯树脂组合物为了更提高脱模性,可以含有脱模剂E。从抑制模具污染的角度考虑,脱模剂E优选为脂肪酸酯化合物。可以含有该脂肪酸酯化合物中羧酸一部分被单乙二醇或聚乙二醇酯化的化合物和一部分形成金属盐的化合物。通过脱模剂E为脂肪酸酯化合物,并通过金属有机酸盐B和含多官能缩水甘油基的苯乙烯类聚合物C的作用,基于脱模剂E的游离脂肪酸的产生趋向于被抑制,可以抑制模具污染,且能够改善起雾性。相对于聚酯树脂A 100质量份,脱模剂E的含量优选为0.05~3质量份。如果脱模剂E的含量小于0.05质量份,则不会得到足够的脱模效果,有可能发生脱模不良或脱模起皱等。脱模剂E通过其本身发生气化或者渗出,引起模具污染。而且,例如含有该脱模剂E的聚酯树脂组合物应用于汽车灯时,在100℃~200℃范围的温度环境下附着于前灯罩或镜等上,使其发生模糊(起雾)。这些问题如果脱模剂E的含量大于3质量份会变得显著。
<聚酯树脂组合物的制造方法>
制造本发明的聚酯树脂组合物的方法可以将上述的各成分和根据需要添加的稳定剂等添加剂进行混合,并通过熔融捏合来制造。熔融捏合的方法可以使用公知方法,例如可以使用单螺杆挤压机、双螺杆挤压机、加压捏合机或班伯里密炼机等进行熔融捏合。其中优选使用双螺杆挤压机。一般的熔融捏合条件在使用双螺杆挤压机时,可以将料筒温度设为250~280℃,捏合时间设为2~15分。
本发明的聚酯树脂组合物的成形方法没有特别限制,可以用注射成形、挤压成形、吹塑成形等公知方法进行成形。其中,从通用性的角度考虑,优选用注射成形法。
<光反射体用元件>
本发明的光反射体用元件包含上述聚酯树脂组合物。光反射体用元件可以用注射成形法、挤压成形法、吹塑成形法等公知方法对聚酯树脂组合物进行成形而得到,从通用性的角度考虑,优选用注射成形法。光反射体用元件例如通过具备光反射金属层而成为后述的光反射体。
<光反射体>
本发明的光反射体在上述光反射体用元件的至少一部分表面上形成有光反射金属层。例如,光反射体可以通过在上述光反射体用元件的至少一部分表面上直接形成金属薄膜(例如铝箔)作为光反射金属层来得到。尤其是,光反射体优选通过在上述光反射体用元件的至少一部分表面上蒸镀金属薄膜来得到。蒸镀方法没有特别限制,可以使用公知方法。
本发明的光反射体可以用作例如汽车灯(前灯等)、光反射体(延伸部、反光碗、外壳等),还有照明设备、电气元件、电子元件、家用物品等各种元件。
实施例
下面,通过实施例进一步具体地说明本发明,但是本发明并不限于这些实施例。予以说明,实施例所记载的测量值是按照以下方法测定的值。
(1)特性黏度(IV):利用乌氏(Ubbelohde)粘度计并使用苯酚/四氯乙烷(质量比1/1)的混合溶剂,在30℃下测定聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂a和聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂b的特性黏度(IV)。分别测定30℃时的浓度0.4g/dl的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂a溶液、浓度0.4g/dl的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂b溶液,以及仅混合溶剂的下落秒数,由上述式(I)计算出值。
(2)末端羧基浓度(单元:eq/ton,以酸值来表示):将0.5g聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂a溶解于苯甲醇25ml中,并用0.01摩尔/L氢氧化钠的苯甲醇溶液进行滴定。使用的指示剂是将酚酞0.10g溶解于乙醇50ml和水50ml的混合液中而得的溶液。聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂b的末端羧基浓度的定量也用相同的方法进行定量。
(3)末端羟基浓度(单元:eq/ton):聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂a的末端羟基浓度的定量利用共振频率500MHz的1H-NMR测定进行定量。测定装置使用NMR装置(商品名:“AVANCE-500”,BRUKER公司制)。
首先,将聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂a 10mg或聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂b 10mg溶解于由氘代氯仿/六氟异丙醇=1/1(体积比)组成的溶剂0.12ml中后,加入氘代氯仿0.48ml和氘代吡啶5μl,充分搅拌制备成树脂溶液。然后,该树脂溶液填充到NMR管中,进行1H-NMR测定。锁场溶剂使用氘代氯仿,累积次数设为128次。
接着,在测定的1H-NMR光谱中氯仿的峰出现在7.29ppm处时,来自聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯的对苯二甲酸峰(i)出现在8.10ppm处。进一步,聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂a时,末端的1,4-丁二醇峰(ii)出现在3.79ppm处。聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂b时,末端的乙二醇峰(iii)出现在4.03ppm处。因此,通过将(i)~(iii)作为各峰的积分值,按照下述式计算末端羟基浓度。
聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂a时:{(ii)×1000000/2}/{(i)×220/4}=末端羟基浓度(eq/ton)
聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂b时:{(iii)×1000000/2}/{(i)×192/4}=末端羟基浓度(eq/ton)。
(4)钛原子含量、钾原子含量、镁原子含量:用电子级高纯硫酸和电子级高纯硝酸湿式分解聚酯树脂组合物,并使用ICP(商品名:“SPECTROBLUE”,阿美特克公司制)利用发光分析法进行测定。
(5)低聚物含量:将聚酯树脂组合物0.1g溶解于由六氟异丙醇/氯仿=2/3(体积比)组成的溶剂3ml之后,加入氯仿20ml、甲醇10ml使聚合物沉淀。接着,对过滤出的上清液进行干燥后,用二甲基甲酰胺10ml进行溶解并过滤,对该滤液,利用液相色谱分析法进行各低聚物成分的定量。通过将线型低聚物的定量值换算为BHET(双羟基乙基对苯二甲酸)、环状低聚物的定量值换算为聚对苯二甲酸乙二醇酯环状三聚体,使用各校准曲线进行计算。测定按照下述条件进行。
液相色谱分析装置:商品名:“Prominence”,株式会社岛津制作所制
色谱柱:Shim-pack XR-ODS 2.2μm(3×100mm)
流动相:A 0.2%乙酸水、B乙腈
梯度:0min(10%B)、25min(100%B)、27min(100%B)、27.01min(10%B)、32min(10%B)
流速:1.1ml/min
色谱柱温度:50℃
进样量:5μl
检测波长:UV258nm。
(6)Color-b值(平板):准备注射成形机(商品名:“EC100N”,东芝机械株式会社制),使用具有用#6000号砂纸研磨的镜面的模具,通过注射成形得到100mm×100mm×2mm的含有聚酯树脂组合物的平板成形品。该平板成形品在单侧面具有从模具转印的镜面。成形时的料筒温度为260℃,模具温度为60℃。使用精密型分光光度色彩仪(商品名:“TC-1500SX”,东京电色株式会社制),按照JIS Z 8722:2009、JIS Z 8781-4:2013测定平板成形品镜面侧的Color-b值。测定条件为D65光源、10°视野,使用0°-d法。
(7)起雾性(雾度值):使用注射成形机(商品名:“EC100N”,东芝机械株式会社制),得到含有聚酯树脂组合物的成形品。从该成形品切出几片30mm×30mm左右大小的小片,将合计10g的小片放入用铝箔覆盖制成底部的玻璃管将该玻璃管直立地安置在加热板(商品名:“新加热板HT-1000”,亚速旺株式会社制)上。而且,在上述玻璃管上盖上载玻片(78mm×76mm×1mm)之后,加热板的设定温度设为160℃,进行24小时的热处理。热处理的结果是载玻片内壁上析出了由树脂组合物升华的分解物等引起的附着物。对于这些载玻片,使用雾度计(商品名:“NDH2000”,日本电色工业株式会社制)测定雾度值(雾度%)。雾度值越小(为透明),表示聚酯树脂组合物越具有低起雾性。
(8)模具污染加速试验:准备注射成形机(商品名:“EC100N”,东芝机械株式会社制),模具准备连续成形评价模具(具有外径30mm、内径20mm、厚度3mm的腔室,流动末端为不在凹部排气)。使用该模具,利用短射法以使在浇口相对侧的凹部容易累积促进脱气、低聚物等模具污染的成分的方式连续成形聚酯树脂组合物,由此观察模具污染的程度。在成形时的料筒温度为260℃,模具温度为50℃、循环时间为40秒下成形,评价注射20次后的模具污染。模具污染用数码相机拍照,为了画像的颜色均匀化,利用经灰度处理的画像,如下用目测进行评价。
A:未看到污染;
B:基本上未看到污染;
C:在浇口相对侧的凹部附近中心,可看到模糊的污染;
D:在浇口相对侧的凹部附近中心的污染轮廓清晰明显发黑。
(9)镜面外观
准备注射成形机(商品名:“EC100N”,东芝机械株式会社制),使用具有用#14000号砂纸研磨的镜面的模具,通过注射成形得到100mm×100mm×2mm的含有聚酯树脂组合物的平板成形品。该平板成形品在单侧面具有从模具转印的镜面。成形时的料筒温度为260℃、模具温度为60℃、循环时间为40秒。以填料容易浮出表面的低速注射速度实施。通过目测对成形品的镜面是否有因填料浮起导致的缺陷(发白、表面粗糙)进行评价。
◎:完全没有发白、表面粗糙。
○:根据目测的角度,可稍微看到发白、表面粗糙,但在实际使用中没有问题。
×:发白、表面粗糙非常明显。
(10)热变形温度(荷重:0.45MPa)
使用注射成形机(商品名:“EC100N”,东芝机械株式会社制),在料筒温度260℃、模具温度60℃的条件下,成形ISO-3167的多用途试验片。按照ISO-75对该多用途试验片测定在荷重0.45MPa时的热变形温度。
(11)成形收缩率
使用注射成形机(商品名:“EC100N”,东芝机械株式会社制),在料筒温度260℃、模具温度60℃的条件下,通过注射成形得到100mm×100mm×2mm的由聚酯树脂组合物形成的平板成形品。经过成形后24小时后用游标卡尺分别测定成形品在流动方向上和相对于流动方向的垂直方向上的成形品宽度,通过下述式,计算成形收缩率(流动方向、垂直方向上的成形收缩率的平均值)。
成形收缩率:[{100-(成形品在流动方向的宽度)}/100+{100-(成形品在垂直方向的宽度)}/100]/2
实施例和比较例中使用的混配成分如下所示。
聚酯树脂A包含以下聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂a中的任一个,或者包含以下聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂a中的任一个与聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂b。
聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂a使用以下中的任一个。
a-1:IV=0.83dl/g、末端羟基=95eq/ton、酸值=9eq/ton、钛原子含量=80mg/kg(使用IV=0.78dl/g的熔融聚合树脂,在210℃下进行固相聚合达到IV=0.83dl/g)。但作为金属有机酸盐B,在上述熔融聚合树脂进行熔融聚合时(酯化反应后)添加乙酸钾10mg/kg;
a-2:IV=0.83dl/g、末端羟基=95eq/ton、酸值=9eq/ton、钛原子含量=30mg/kg(使用IV=0.78dl/g的熔融聚合树脂,在210℃下进行固相聚合达到IV=0.83dl/g)。但作为金属有机酸盐B,在上述熔融聚合树脂进行熔融聚合时(酯化反应后)添加乙酸钾10mg/kg;
a-3:IV=0.83dl/g、末端羟基=90eq/ton、酸值=6eq/ton、钛原子含量=30mg/kg(使用IV=0.73dl/g的熔融聚合树脂,在210℃下进行固相聚合达到IV=0.83dl/g)。但作为金属有机酸盐B,在上述熔融聚合树脂进行熔融聚合时(酯化反应后)添加乙酸钾10mg/kg;
a-4:IV=0.83dl/g、末端羟基=95eq/ton、酸值=9eq/ton、钛原子含量=30mg/kg(使用IV=0.78dl/g的熔融聚合树脂,在210℃下进行固相聚合达到IV=0.83dl/g)。但作为金属有机酸盐B,在上述熔融聚合树脂进行熔融聚合时(酯化反应后)添加乙酸钾20mg/kg;
a-5:IV=0.83dl/g、末端羟基=95eq/ton、酸值=9eq/ton、钛原子含量=30mg/kg(使用IV=0.78dl/g的熔融聚合树脂,在210℃下进行固相聚合达到IV=0.83dl/g)。但作为金属有机酸盐B,在上述熔融聚合树脂进行熔融聚合时(酯化反应后)添加乙酸镁10mg/kg;
a-6:IV=0.83dl/g(通过熔融聚合得到的树脂)、末端羟基=100eq/ton、酸值=10eq/ton、钛原子含量=80mg/kg(未进行用于降低线型低聚物含量的特别处理)。但作为金属有机酸盐B,在上述树脂进行熔融聚合时(酯化反应后)添加乙酸钾10mg/kg;
a-7:IV=0.83dl/g(通过熔融聚合得到的树脂)、末端羟基=100eq/ton、酸值=10eq/ton、钛原子含量=30mg/kg(未进行用于降低线型低聚物含量的特别处理)。但作为金属有机酸盐B,在上述树脂进行熔融聚合时(酯化反应后)添加乙酸钾10mg/kg;
a-8:IV=0.83dl/g(通过熔融聚合得到的树脂)、末端羟基=100eq/ton、酸值=10eq/ton、钛原子含量=80mg/kg(未进行用于降低线型低聚物含量的特别处理)。但作为金属有机酸盐B,在上述树脂进行熔融聚合时(酯化反应后)添加乙酸钾90mg/kg;
a-9:IV=0.83dl/g、末端羟基=95eq/ton、酸值=9eq/ton、钛原子含量=30mg/kg(使用IV=0.78dl/g的熔融聚合树脂,在210℃下进行固相聚合达到IV=0.83dl/g)。但未添加金属有机酸盐B;
a-10:IV=0.83dl/g、末端羟基=95eq/ton、酸值=9eq/ton、钛原子含量=80mg/kg(使用IV=0.78dl/g的熔融聚合树脂,在210℃下进行固相聚合达到IV=0.83dl/g)。但在熔融捏合时通过母粒添加金属有机酸盐B;
a-11:IV=0.83dl/g、末端羟基=95eq/ton、酸值=9eq/ton、钛原子含量=30mg/kg(使用IV=0.78dl/g的熔融聚合树脂,在210℃下进行固相聚合达到IV=0.83dl/g)。但在熔融捏合时通过母粒添加金属有机酸盐B;
a-12:IV=0.83dl/g、末端羟基=90eq/ton、酸值=6eq/ton、钛原子含量=30mg/kg(使用IV=0.73dl/g的熔融聚合树脂,在210℃下进行固相聚合达到IV=0.83dl/g)。但在熔融捏合时通过母粒添加金属有机酸盐B;
a-13:IV=0.83dl/g(通过熔融聚合得到的树脂)、末端羟基=100eq/ton、酸值=10eq/ton、钛原子含量=80mg/kg(未进行用于降低线型低聚物含量的特别处理)。但在熔融捏合时通过母粒添加金属有机酸盐B;
a-14:IV=0.83dl/g(通过熔融聚合得到的树脂)、末端羟基=100eq/ton、酸值=10eq/ton、钛原子含量=30mg/kg(未进行用于降低线型低聚物含量的特别处理)。但在熔融捏合时通过母粒添加金属有机酸盐B;。
予以说明,对于聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂a-1~a-8,在聚合时添加如上述量的包含乙酸钾或乙酸镁的金属有机酸盐B。聚酯树脂组合物中的金属有机酸盐B的残留量(含量)如下述表1~6中所示。对于聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂a-10~a-14,在得到聚酯树脂组合物的熔融捏合时,用预制的母粒添加包含乙酸钾或乙酸镁的金属有机酸盐B并调整到如下述表1~6所示的含量。对于聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂a-9,未添加金属有机酸盐B。
聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂b:IV=0.62dl/g、酸值=30eq/ton。
金属有机酸盐B使用以下化合物:
B-1:乙酸钾(和光纯药工业株式会社制)
B-2:乙酸镁(和光纯药工业株式会社制)
B-3:乙酸钾(和光纯药工业株式会社制)的母粒
B-4:乙酸镁(和光纯药工业株式会社制)的母粒。
予以说明,上述母粒的基体树脂使用与其将要被添加到的聚酯树脂组合物中在存在的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂为相同的树脂。母粒中的金属有机酸盐B的含量分别以在B-3的情况下按照钾原子含量、在B-4的情况下按照镁的含量为基准。该含量相对于母粒100质量份,B-3的钾原子为0.2质量份,相对于母粒100质量份,B-4的镁原子为0.085质量份。
含多官能缩水甘油基的苯乙烯类聚合物C使用以下化合物:
C-1:苯乙烯/丙烯酸缩水甘油酯共聚物[商品名:“ARUFON UG-4050”,东亚合成株式会社制(Mw:8500,环氧值0.67meq/g,折射率1.55)];
C-2:苯乙烯/丙烯酸缩水甘油酯共聚物[商品名:“ARUFON UG-4070”,东亚合成株式会社制(Mw:9700,环氧值1.4meq/g,折射率1.57)]。
无机填料D使用以下化合物:
下述平均粒径表示通过激光衍射法测定的值(体积累积粒度分布的50%粒径)。
D-1:轻质碳酸钙[商品名:“RK-92BR3F”,白石工业株式会社制(二氧化硅/环氧硅烷偶联剂处理,平均粒径0.15μm)];
D-2:轻质碳酸钙[商品名:“RK-82BR1F”,白石工业株式会社制(二氧化硅/烷基硅烷偶联剂处理,平均粒径0.15μm)];
D-3:轻质碳酸钙[商品名:“RK-87BR2F”,白石工业株式会社制(二氧化硅处理,平均粒径0.15μm)];
D-4:熔融二氧化硅[商品名:“MC3000”,金生兴业株式会社制(平均粒径1.2μm)];
D-5:含水高岭土[商品名:“ASP-200”,巴斯夫公司制(平均粒径0.4μm)];
D-6:沉淀性硫酸钡[商品名:“B-54”,堺化学工业株式会社制(平均粒径0.7μm)];
D-7:二氧化钛[商品名:“PF-739”,石原产业株式会社制(平均粒径0.6μm)];
D-8:碳酸钙[商品名:“SCP E-#45”,林化成株式会社制(平均粒径20.0μm)];
D-9:硫酸钡[商品名:“BMH-100”,堺化学工业株式会社公司制(平均粒径11.6μm)]。
脱模剂E使用以下化合物:
E-1:三山嵛酸甘油全酯(商品名:“Poem TR-FB”,理研维他命株式会社制)
E-2:季戊四醇硬脂酸全酯和季戊四醇棕榈酸全酯的混合物(商品名:“RIKESTEREW-440A”,理研维他命株式会社制)。
稳定剂使用抗氧剂(商品名:“IRGANOX1010”,巴斯夫公司制)。相对于聚酯树脂A100质量份,含有该稳定剂为0.2质量份。
(实施例1~27、比较例1~19)
将按照如表1~6所示组合配入的混配成分用设定料筒温度为260℃的同方向旋转双螺杆挤压机进行捏合,得到的线料用水冷却并进行造粒。将得到的各颗粒在130℃下干燥4小时,得到与各实施例和各比较例相对应的聚酯树脂组合物。对这些聚酯树脂组合物进行上述的各评价试验(4)~(11)。
关于金属有机酸盐B的量,在聚合时添加金属有机酸盐B的实施例和比较例中,相对于添加时的量,熔融捏合后的聚酯树脂组合物中的残留量(含量)减少(认为可能是在聚合后期中的减压工序、熔融捏合时的排气脱气工序时的馏出)。此外,比较例6、7(使用聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂a-9的例)中未添加金属有机酸盐B。以上结果记载于下述表1~6中。
[表1]
※1金属有机酸盐(B)的质量份表示残留于聚酯树脂组合物中的金属原子(钾或镁)的质量份。
[表2]
※1金属有机酸盐(B)的质量份表示残留于聚酯树组合物中的金属原子(钾或镁)的质量份。
[表3]
※1金属有机酸盐(B)的质量份表示残留于聚酯树脂组合物中的金属原子(钾或镁)的质量份。
[表4]
※1金属有机酸盐(B)的质量份表示残留于聚酯树脂组合物中的金属原子(钾或镁)的质量份。
[表5]
※1金属有机酸盐(B)的质量份表示残留于聚酯树脂组合物中的金属原子(钾或镁)的质量份。
[表6]
※1金属有机酸盐(B)的质量份表示残留于聚酯树脂组合物中的金属原子(钾或镁)的质量份。
如表1~3所示,可知实施例1~27的聚酯树脂组合物在连续成形时的模具污染非常少,进一步起雾试验后的玻璃板雾度值为5%以下,具有优异的特性。当如实施例1和实施例2的组成相同时,钛原子含量越少,雾度值越低,因此起雾性趋向良好。
如表4、5所示,比较例1~14对应于线型低聚物含量多于规定范围的例子、不含金属有机酸盐B的例子、金属有机酸盐B过多的例子、不含有含多官能缩水甘油基的苯乙烯类聚合物C的例子、含多官能缩水甘油基的苯乙烯类聚合物C过多的例子之中至少任一个,与实施例相比,模具容易污染,雾度值较高,起雾性趋向恶化。比较例15是聚酯树脂A中的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂b过多的例子,脱模性显著降低,因脱模起皱导致镜面外观低下。比较例17是无机填料D过多的例子,可见因填料浮起导致外观不良。比较例18、19是无机填料D的平均粒径大于预定值的例子,因分散不良导致镜面外观变差。如实施例1和比较例4,如果在除了含多官能缩水甘油基的苯乙烯类聚合物C之外的组成相同时进行比较,则因含有含多官能缩水甘油基的苯乙烯类聚合物C,线型低聚物量趋向减少。
比较例3由于在聚合中添加的金属有机酸盐B的量较多,因此在聚合中促进分解反应,线型低聚物的含量增加,Color-b值和雾度值均变差。此外,在不含无机填料的比较例16和除了无机填料之外的组合物构成相同的实施例9、20中,如果比较热变形温度,则比较例16为122℃,而实施例9为135℃,实施例20为152℃,比较例16被评价为耐热性较低。进一步,实施例1~27中成形收缩率为13/1000~14/1000,而比较例16中成形收缩率为16/1000。比较例16在注射成形时因紧贴模具导致脱模不良,或成形品为大型时或形状复杂时等时,成形品发生变形的可能性很高。
如上所述对本发明的实施方式和实施例进行了说明,但也可以对上述的各实施方式和实施例的构成进行适当组合。
应该认为,本次公开的实施方式和实施例在所有方面都是示例而并非限制。本发明的范围由权利要求表示而非由上述说明表示,旨在包括与权利要求等同含义和范围内的所有变更。