JPH0639895A

JPH0639895A - ポリエチレンナフタレート樹脂強化シート

Info

Publication number: JPH0639895A
Application number: JP4217326A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Tanimoto; 健一谷本; Kenzou Aki; 賢三安岐; Shigeru Yamauchi; 繁山内; Mikio Kusunoki; 幹夫楠; Yasuki Nakayama; 泰樹中山
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 1992-07-23
Filing date: 1992-07-23
Publication date: 1994-02-15

Abstract

(57)【要約】【目的】寸法安定性、耐熱性、表面平滑性、機械的強
度に優れ、機械的特性等の異方性の小さい繊維強化ポリ
エチレンナフタレート樹脂シートを提供する。【構成】ポリエチレンナフタレート樹脂１００重量部
に対して、平均粒径１００μ以下の無機化合物（Ａ）５
〜５０重量部および繊維状強化材（Ｂ）２〜５０重量部
を含有させた組成物を押出成形して得られる強化シー
ト。押出成形後に好ましくは１３０℃以上の温度で熱処
理するとさらに機械的性能や熱的性質が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポリエチレンナフタレー
ト樹脂を主成分とする特定の組成物を押出成形して得ら
れる強化シートに関する。更に詳しくはポリエチレンナ
フタレート樹脂をマトリックス樹脂としたコンポジット
シートであり、寸法安定性、耐熱性、表面平滑性、機械
的強度に優れ、曲げ強度等の機械的特性に異方性の小さ
い強化シートに関するものであり、電気絶縁ボード、機
械部品、構造材料等広範な用途に使用可能である。

【０００２】

【従来の技術】ポリエチレンナフタレート樹脂は、ポリ
エステル系樹脂に属し、代表的樹脂であるポリエチレン
テレフタレート樹脂よりガラス転移点が４０℃以上も高
く、連続使用可能温度（電気用品の技術の基準を定める
省令の付属の表に記載）も１５５℃（ＪＩＳＣ４００
３〔電気機器絶縁の種類〕によればＦ種）といわれ、ポ
リエチレンテレフタレート樹脂の１２０℃（Ｅ種）より
はるかに高い耐熱性を有する。また、耐薬品性、耐加水
分解性、ガスバリヤー性、寸法安定性にも優れた特性を
有しており、エンジニアリングプラッスッチックとして
注目されている。すなわち、ポリエチレンテレフタレー
ト樹脂より高性能な樹脂として注目され、フィルム、樹
脂組成物等として電気絶縁用途、磁気記録用途等に展開
されている。通常、ポリエチレンナフタレート樹脂は、
機械的特質を向上させるため、ガラス繊維等の繊維状強
化材で強化して用いられるが、押出成形してシートとす
る場合、ポリエチレンナフタレート樹脂分子及び繊維状
強化材が配向し、押出方向（ＭＤ方向）に比べて巾方向
（ＴＤ方向）の機械的特性が著しく劣ったものとなると
共に、繊維状強化材の影響で表面粗度の大きいシートに
なるという問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ポリエチレ
ンナフタレート樹脂をマトリックス樹脂とし、これに繊
維強化材等を配合した樹脂組成物を用い、機械的強度に
優れ、かつＭＤ方向とＴＤ方向の機械的特性の差が小さ
く、表面平滑生の優れた押出成形シートを得ること、並
びにこの押出成形シートを用いて耐熱性、寸法安定性に
優れ、比較的安価な強化シートを得ることを課題とする
ものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するものであり、その要旨は、ポリエチレンナフタ
レート樹脂１００重量部に対して、平均粒径１００μ以
下の無機化合物（（Ａ）、以下「微粒状無機化合物」と
も称す）５〜５０重量部および繊維状強化材（Ｂ）２〜
５０重量部を含有させた組成物を押出成形して得られる
強化シートである。この場合において、押出成形後に熱
処理して結晶化度を高めた強化シートであることがより
好ましい。以下、本発明について詳細に説明する。

【０００５】本発明におけるポリエチレンナフタレート
樹脂としては、エチレンー２，６ーナフタレート構成単
位のみからなるポリマー（ポリエチレンー２，６ーナフ
タレート）であってもよいが、エチレンー２，６ーナフ
タレート構成単位を主成分とし、エチレンー２，７ーナ
フタレート構成単位、エチレンー１，５ーナフタレート
構成単位、さらにはエチレンー１，４ーナフタレート構
成単位から選ばれる構成単位を少量含有するポリマーを
用いてもよい。また本発明におけるポリエチレンナフタ
レート樹脂としては、フェノール／テトラクロロエタン
の等重量混合溶媒を用いて０．５ｇ／ｄｌの濃度に調製
し、２０℃でウベローデ型粘度計を用いて測定した固有
粘度が０．５０以上、好ましくは０．６０以上のものを
用いることが好ましい。該固有粘度が０．５以上のもの
を用いることにより機械的性質に優れ、押出成形により
容易に均一なシートを得ることが出来る。本発明の強化
シートは、このようなポリエチレンナフタレート樹脂に
微粒状無機化合物（Ａ）および繊維状強化材（Ｂ）を特
定量配合した組成物を押出成形することにより得られる
ものである。

【０００６】本発明で用いることのできる微粒状無機化
合物（Ａ）の具体例としては、シリカ、炭酸カルシウ
ム、合成ケイ酸若しくはケイ酸塩、酸化亜鉛、ハロサイ
トクレー、カオリン、塩基性炭酸マグネシウム、タル
ク、マイカ、石英粉、ウォラストナイト、ドロマイト
粉、酸化チタン、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、アル
ミナ等が挙げられるが、特にマイカ、タルク及びウォラ
ストナイトが好ましい。無機化合物は、その平均粒径が
１００μ以下のものであることが必要であり、好ましく
は８０μ以下である。１００μより大きいものを用いる
と、強化シートの異方性を緩和したり表面平滑性を向上
させたりする効果が乏しい。

【０００７】本発明で用いることのできる繊維状強化材
（Ｂ）の具体例としては、ガラス繊維、炭素繊維、芳香
族ポリアミド繊維、炭化ケイ素繊維、チタン酸カリウム
繊維等が挙げられるが、ガラス繊維を使用することが好
ましい。繊維状強化材の長さや太さは特に限定されるも
のではないが、長さがあまり短いと強化材としての効果
が乏しく、他方長すぎると均一に分散させることが困難
となるので、通常０．１〜１０ｍｍのものが使用され
る。繊維状強化材としてガラス繊維を使用する場合、繊
維長０．１〜７ｍｍ、特に０．３〜５ｍｍのものを用い
ることが好ましい。繊維状強化材は、ポリエチレンナフ
タレート樹脂との界面接着力を高めて補強効果を上げる
目的で、必要に応じて種々の表面処理剤で処理して使用
される。例えば、ガラス繊維の場合、ビニルトリエトキ
シシラン、γーメタクリロキシプロピルトリメトキシシ
ラン、βー（３，４ーエポキシシクロヘキシル）エチル
トリメトキシシラン、γーグリシドキシプロピルトリメ
トキシシラン、γーアミノプロピルトリエトキシシラ
ン、γークロルプロピルトリメトキシシラン、γーメル
カプトプロピルトリメトキシシラン等のシラン系カップ
リング剤やメタクリレートクロミッククロリド等のクロ
ム系カップリング剤で処理したものが使用される。

【０００８】なお、本発明の強化シートを電気絶縁ボー
ドに用いる場合には、微粒状無機化合物（Ａ）および繊
維状強化材（Ｂ）としては電気絶縁性のものを使用する
ことが望ましいが、少量であれば導電性のものを併用し
てもよい。

【０００９】微粒状無機化合物（Ａ）の配合量はポリエ
チレンナフタレート樹脂１００重量部に対して５〜５０
重量部、好ましくは５〜４０重量部の範囲である。微粒
状無機化合物の配合量が５重量部未満であると強化シー
トの異方性を緩和したり、表面平滑性を向上させたりす
る効果が不十分であり、５０重量部を越えると強化シー
トの機械的性質が著しく低下する。繊維状強化材（Ｂ）
の配合量は同じくポリエチレンナフタレート樹脂１００
重量部に対して、２〜５０重量部、好ましくは１０〜４
０重量部の範囲とすることが必要である。繊維状強化材
の配合量が２重量部未満であると強化材としての効果が
不十分であり、５０重量部を越えると強化シートの表面
平滑性が著しく悪くなる。なお、微粒状無機化合物およ
び繊維状強化材の合計配合量は６５重量部以下となるよ
うにすることが望ましい。合計配合量が６５重量部を超
えるとコンパウンド（ペッレット）を製造する際にスト
ランド切れが多発するようになり、コンパウンド製造の
操業性が低下して好ましくない。

【００１０】なお、微粒状無機化合物（Ａ）および繊維
状強化材（Ｂ）の他に、必要に応じて熱安定剤、酸化防
止剤、光安定剤、滑剤、顔料、難燃剤、可塑剤、耐衝撃
剤等の添加剤を配合してもよい。

【００１１】本発明の強化シート（熱処理前のもの）
は、フレキシブルで、サーモフォーミング処理により深
絞り用等に使用することができるが、熱処理して結晶化
度を高めることにより産業用強化シートとしてさらに好
適なものとなる。

【００１２】本発明の強化シートを産業用の強化シート
として使用する場合、熱処理（例えば熱圧延処理）して
結晶化度を高めることが必要であり、この場合、結晶化
度が１０％以上となるようにすることが望ましい。産業
用の強化シートには、機械的強度、耐熱性、耐薬品性等
が優れていると共に、寸法安定性、耐そり性が要求され
るが、熱処理前の強化シートは寸法安定性が必ずしも十
分とはいい難い。耐熱性や耐薬品性等の優れたポリエチ
レンナフタレート樹脂に強化材を配合して機械的強度を
高めた強化シートを、さらに熱処理して結晶化度を高め
ることにより、寸法安定性が改善されると共に、機械的
性質や熱的性質が一層向上し、産業用強化シートとして
好適なものとなる。この様な押出成形後の熱処理方法と
しては、プレスで加圧、加熱することが好ましい。その
際のプレス圧力はシートにかかる圧力として１０Ｋｇ／
ｃｍ²以上、プレス温度は、シート温度として１３０℃
以上が好ましく、特に好ましくは１６０℃以上である。

【００１３】

【実施例】

（実施例１〜３）極限粘度０．９０のポリエチレンー
２，６ーナフタレート１００重量部に表ー１に示すガラ
ス繊維およびマイカを表ー１に示す割合で配合し、２軸
押出機（東芝機械製ＴＥＭ７０）により吐出量２００ｋ
ｇ／時、温度３００℃にて溶融混練し、ペレットを作製
した。これを１７０℃で６時間真空乾燥した後、Ｔダイ
を用いた押出シート成形機にて、温度２８０℃で１ｍｍ
圧のシートに成形したところ、表ー２に示すように表面
平滑で、外観上良好なシートを得ることができた。ま
た、曲げ強度を測定したところ、異方性の低い物性値を
示した。

【００１４】（比較例１〜５）実施例１〜３で用いたポ
リエチレンー２，６ーナフタレート１００重量部に表ー
１に示すような割合でガラス繊維またはマイカを配合
し、実施例１〜３と同様にしてペレットを作製し、これ
を用いて押出シート成形装置にてシートを得た。表ー３
に示すようにガラス繊維を６０重量部添加した比較例１
では、シート表面が荒れた状態であった。また、ガラス
繊維を配合せず、マイカ（粒径４０μ）を３０重量部添
加した比較例２では、曲げ強度が低く、実用的に問題が
あることが分かった。マイカを６０重量部添加した比較
例３でも、曲げ強度は低く、実用上支障があることが分
かる。またシートの表面もやや荒れた状態であった。マ
イカを配合せず、ガラス繊維のみ３０重量部配合した比
較例４では、強い異方性が現れた。また、比較例５のよ
うに、粒径が１２０μのマイカを用いると、ＴＤ方向の
曲げ強度が大幅に低くなった。

【００１５】（実施例４〜６）実施例２で得られたシー
トを２０段の多段プレス成形機で、表ー４に示す温度、
プレス面圧５０Ｋｇ／ｃｍ²で１時間プレス後、圧力を
保持したまま、プレスを水冷方式で冷却し、常温まで降
温させた後、圧力を解除して取り出した。得られた強化
シートの結晶化度、曲げ強度、曲げ弾性率、変形率、熱
収縮率を測定した結果は表ー４に示す通りであり、良好
な物性であった。

【００１６】（比較例７〜１１、参考例）比較例１〜５
で得られたシートを実施例４〜６と同様にして温度１７
０℃でプレス成形した。また実施例２のシートを１２０
℃の温度で実施例４〜６と同様にプレス成形した（参考
例）。得られた強化シートの物性値を表ー５、６に示
す。

【００１７】物性値などの測定法、および評価法は次の
通りである。〔曲げ強度〕ＡＳＴＭＤ７９０に準拠した。〔曲げ弾性率〕ＡＳＴＭＤ７９０に準拠した。〔結晶化度〕赤外全反射吸収スペクトル法で測定した。〔ＨＤＴ〕ＡＳＴＭＤ６４８に準拠し、１／８インチ
厚の試験片を用い、荷重１８．６Ｋｇ／ｃｍ²で測定し
た。〔熱収縮率〕熱風炉中で厚さ１ｍｍのシートを２００℃
で１時間熱処理した後、常温まで放冷し、寸法の熱収縮
から算出した。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【表２】

【００２０】

【表３】

【００２１】

【表４】

【００２２】

【表５】

【００２３】

【表６】

【００２４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の微
粒状無機化合物および繊維状強化材を配合したポリエチ
レンナフタレート樹脂組成物から得られる強化シート
は、ポリエチレンナフタレート樹脂の機械的特性が生か
されている上、ＭＤ方向およびＴＤ方向の機械的特性の
差が小さく、表面平滑性にも優れたものである。また、
この強化シートを熱処理することにより、さらに優れた
性能を有する強化シートを比較的安価に得ることができ
る。

【手続補正書】

【提出日】平成４年１０月１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項２

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００２】

【従来の技術】ポリエチレンナフタレート樹脂は、ポリ
エステル系樹脂に属し、代表的樹脂であるポリエチレン
テレフタレート樹脂よりガラス転移点が４０℃以上も高
く、連続使用可能温度（電気用品の技術の基準を定める
省令の付属の表に記載）も１５５℃（ＪＩＳＣ４００
３〔電気機器絶縁の種類〕によればＦ種）といわれ、ポ
リエチレンテレフタレート樹脂の１２０℃（Ｅ種）より
はるかに高い耐熱性を有する。また、耐薬品性、耐加水
分解性、ガスバリヤー性、寸法安定性にも優れた特性を
有しており、エンジニアリングプラスチックとして注目
されている。すなわち、ポリエチレンテレフタレート樹
脂より高性能な樹脂として注目され、フィルム、樹脂組
成物等として電気絶縁用途、磁気記録用途等に展開され
ている。通常、ポリエチレンナフタレート樹脂は、機械
的特質を向上させるため、ガラス繊維等の繊維状強化材
で強化して用いられるが、押出成形してシートとする場
合、ポリエチレンナフタレート樹脂分子及び繊維状強化
材が配向し、押出方向（ＭＤ方向）に比べて巾方向（Ｔ
Ｄ方向）の機械的特性が著しく劣ったものとなると共
に、繊維状強化材の影響で表面粗度の大きいシートにな
るという問題があった。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】微粒状無機化合物（Ａ）の配合量はポリエ
チレンナフタレート樹脂１００重量部に対して５〜５０
重量部、好ましくは５〜４０重量部の範囲である。微粒
状無機化合物の配合量が５重量部未満であると強化シー
トの異方性を緩和したり、表面平滑性を向上させたりす
る効果が不十分であり、５０重量部を越えると強化シー
トの機械的性質が著しく低下する。繊維状強化材（Ｂ）
の配合量は同じくポリエチレンナフタレート樹脂１００
重量部に対して、２〜５０重量部、好ましくは１０〜４
０重量部の範囲とすることが必要である。繊維状強化材
の配合量が２重量部未満であると強化材としての効果が
不十分であり、５０重量部を越えると強化シートの表面
平滑性が著しく悪くなる。なお、微粒状無機化合物およ
び繊維状強化材の合計配合量は６５重量部以下となるよ
うにすることが望ましい。合計配合量が６５重量部を超
えるとコンパウンド（ペレット）を製造する際にストラ
ンド切れが多発するようになり、コンパウンド製造の操
業性が低下して好ましくない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０８Ｋ 7/02 ＫＫＦ 7242−4ＪＣ０８Ｌ 67/02 ＫＪＱ 8933−4Ｊ // Ｂ２９Ｋ 67:00 105:06 (72)発明者楠幹夫京都府宇治市宇治樋ノ尻31番地３ユニチカ株式会社宇治プラスチック工場内 (72)発明者中山泰樹京都府宇治市宇治樋ノ尻31番地３ユニチカ株式会社宇治プラスチック工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリエチレンナフタレート樹脂１００重
量部に対して、平均粒径１００μ以下の無機化合物
（Ａ）５〜５０重量部および繊維状強化材（Ｂ）２〜５
０重量部を含有させた組成物を押出成形して得られる強
化シート。
【請求項２】押出成形後に１６０℃以上の温度で熱処
理して得られる請求項１記載の強化シート。