JP6098272B2 - 振動溶着用ポリエステル樹脂組成物 - Google Patents

Description

本発明は、ポリエステル樹脂組成物に関する。より詳しくは、溶着加工性に優れ、自動車部材や電気・電子部材に好適に適用可能なポリエステル樹脂組成物およびそれを用いて得られる成形品に関するものである。

ポリブチレンテレフタレート樹脂（以下、ＰＢＴ樹脂と略記することがある。）は、電気特性、耐薬品性、耐熱性、寸法安定性などに優れているため、各種の電気・電子機器部材、自動車、列車、電車などの車両用内外装部材、その他の一般工業製品製造用材料として、広く使用されている。

ＰＢＴ樹脂は、射出成形時の成形効率は優れるものの、その流動特性や金型構造の点から工業的に成形できる形状に制限があり、例えば、中空成形体などの成形が困難であった。このため、従来、形状の複雑な部品同士の接合においては、接着剤による接合、ボルトなどによる機械的接合などが行われてきた。しかしながら、接着剤ではその接着強度が不十分である課題があり、ボルトなどによる機械的接合では、接合に手間がかかることや、ボルトにより重量が増大する課題があった。これに対して、振動溶着、レーザー溶着、超音波溶着などの接合方法は、短時間で接合が可能であり、また、接着剤や金属部品を使用する必要がないので、それらにかかるコストや重量増、環境汚染等を低減することができるため、これらの方法による部品の接合が広く行われている。

近年では、自動車のElectrical Control Unit（以下、ＥＣＵとする。）ハウジングに代表される中空部材での機密性確保が重要な課題となっている。かかる用途においては、温度変化の大きい環境下で用いられることに伴い、これらの部材を構成する部品同士の線膨張の方向が異なるために、温度変化で接合面に歪みが発生する。その歪みよる剥離が抑制されることが求められ、そのために低温環境下における溶着部の高い靭性が必要とされている。また、車両用内外装部材用途においては、意匠性の向上のため、溶着加工時のバリの発生を抑制する加工性も必要とされている。さらには、複数の部品を接合する場合には、部品ごとの要求性能に応じた異なる種類の樹脂組成物からなる部品を接合するニーズが高まっている。例えば、高い強度が求められる部品には、ＰＢＴ樹脂組成物が好ましく用いられることから、標準的なＰＢＴ樹脂組成物（共重合ポリエステルを含まないＰＢＴ樹脂組成物）からなる成形部品と接合した場合に、優れた溶着部の靭性を発現することが求められる。

レーザー溶着や振動溶着などの溶着加工により成形体を製造する方法として、これまでに、融点が１７０〜２２０℃範囲であるポリブチレンテレフタレート系共重合体、融点が２００〜２５０℃範囲であるポリエチレンテレフタレート系共重合体および融点が２１０〜２６０℃範囲であるポリエチレンナフタレート系共重合体から選ばれた少なくとも１種のポリエステル系共重合体（ａ）からなる成形品（Ａ）と他の成形品（Ｂ）とを溶着加工により一体化させて成形品を製造する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、かかるポリエステル樹脂組成物からなる成形部品と振動溶着を行った場合、溶着部の靭性が不十分である課題があった。また、振動溶着用ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物として、ＰＢＴ、変性ポリエステル共重合体、グリシジル基を有するアクリル系共重合体及び／又はα−オレフィン・α，β−不飽和カルボン酸（エステル）・α，β−不飽和カルボン酸グリシジルエステル系三元共重合体、ガラス繊維を配合してなる振動溶着用ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物が提案されている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、かかるポリブチレンテレフタレート樹脂組成物は、低温環境下における溶着部の靭性や、共重合ポリエステルを含まないＰＢＴ樹脂組成物からなる成形部品との溶着部の靭性が不十分である課題があった。また、成形部品の耐熱性が低下する課題もあった。

特開２００１−２６６５６号公報 特開２００６−１７６６９１号公報

本発明は、上記背景技術の課題に鑑み、低温環境下における溶着部の靭性および共重合ポリエステルを含まないＰＢＴ樹脂組成物との溶着部の靭性に優れ、かつ加工性と耐熱性に優れた成形部品を得ることができる振動溶着用ポリエステル樹脂組成物を提供することを課題とする。

かかる課題を解決するため、本発明は、主として以下の構成を有する。
（１）（Ａ）２５０℃、１０００ｇｆ条件下におけるメルトフローレートが２０ｇ／１０分以下であるポリブチレンテレフタレート樹脂３０重量部以上８０重量部以下と、（Ｂ）ポリエチレンテレフタレート／イソフタレート共重合体を含む、融点が２１５℃以上２３５℃以下であるポリエチレンテレフタレート系樹脂２０重量部以上７０重量部以下との合計１００重量部に対して、（Ｃ）α−オレフィンとα，β−不飽和酸のグリシジルエステルを共重合成分とするグリシジル基含有共重合体１重量部以上２０重量部以下および（Ｅ）強化繊維１０重量部以上６０重量部以下を配合してなる振動溶着用ポリエステル樹脂組成物、
（２）さらに、（Ｄ）エチレンと炭素数３以上２０以下のα−オレフィンとからなるエチレン／α−オレフィン共重合体１重量部以上２０重量部以下を配合してなる上記（１）記載の振動溶着用ポリエステル樹脂組成物、
（３）前記（Ｄ）エチレン／αオレフィン共重合体の密度が６００ｋｇ／ｍ^３以上８７０ｋｇ／ｍ^３以下である上記（１）または（２）記載の振動溶着用ポリエステル樹脂組成物、
（４）前記（Ｄ）エチレン／α−オレフィン共重合体の１９０℃、２１６０ｇｆ条件下におけるメルトフローレートが０．０５ｇ／１０分以上１．０ｇ／１０分以下である上記（１）〜（３）いずれか記載の振動溶着用ポリエステル樹脂組成物、
（５）上記（１）〜（４）のいずれか記載の振動溶着用ポリエステル樹脂組成物からなる成形部品を振動溶着した成形品、
（６）上記（１）〜（４）のいずれか記載の振動溶着用ポリエステル樹脂組成物からなる成形部品と、共重合ポリエステルを含まないポリブチレンテレフタレート樹脂組成物からなる成形部品とを振動溶着した成形品。

本発明の振動溶着用ポリエステル樹脂組成物によれば、低温環境下における溶着部の靭性および共重合ポリエステルを含まないＰＢＴ樹脂組成物との溶着部の靭性に優れ、かつ、加工性と耐熱性に優れた成形部品を得ることができる。

実施例で使用した溶着部靭性測定用試験片の形状を示す平面図である。 実施例で使用した溶着部靭性測定用溶着試験片の形状を示す平面図である。

本発明のポリエステル樹脂組成物（以下、樹脂組成物と略記することがある）は、（Ａ）２５０℃、１０００ｇｆ条件下におけるメルトフローレート（以下、ＭＦＲと略記することがある）が２０ｇ／１０分以下であるポリブチレンテレフタレート樹脂を配合してなるものである。（Ａ）２５０℃、１０００ｇｆ条件下におけるＭＦＲが２０ｇ／１０分以下であるポリブチレンテレフタレート樹脂（以下、（Ａ）ＰＢＴ樹脂と略記することがある）を用いることにより、常温および低温環境下における溶着部の靭性および加工性に優れた成形部品を得ることができる。２５０℃、１０００ｇｆ条件下におけるＭＦＲが２０ｇ／１０分を超える場合、成形部品の加工性や常温および低温環境下における溶着部の靭性が低下する。２５０℃、１０００ｇｆ条件下におけるＭＦＲは１５ｇ／１０分以下が好ましい。一方、１０００ｇｆ条件下におけるＭＦＲの下限は特に限定されないが、１ｇ／１０分以上が好ましい。

ここで言うＭＦＲは、次の方法により測定することができる。まず、１３０℃で３時間乾燥させたＰＢＴ樹脂を２５０℃に調整したＭＦＲ計シリンダ内で５分間溶融したのち、１０００ｇｆの荷重を加え、オリフィスより１分間に流出したＰＢＴ樹脂の重量を測定する。１分間に流出したＰＢＴ樹脂の重量を１０倍して、１０分間の流出量に換算することにより、１０分間あたりのＭＦＲを求めることができる。

線膨張の方向が異なる成形部品を振動溶着する場合、接合された成形品が温度変化に晒されると、弾性率が低い接合面に歪みが生じる。同じ樹脂組成物を成形してなる成形部品同士であっても、形状が異なると、強化繊維の配向の違いによって線膨張の方向が異なる場合があり、温度変化により接合面に歪みが生じる場合がある。特に、靭性が低下する低温条件下においては、このような歪みにより接合面の剥離が生じやすくなる。このことから、本発明においては、溶着部の靭性に着目し、溶着部の靭性の指標として、常温（２３℃）および低温（−４０℃）環境下における曲げ破断歪みに着目した。本発明における溶着部の靭性とは曲げ破断歪みを指し、曲げ破断歪みが大きいほど溶着部の靭性に優れる。

本発明の樹脂組成物に用いられる（Ａ）ＰＢＴ樹脂は、テレフタル酸あるいはそのエステル形成性誘導体と、１，４−ブタンジオールあるいはそのエステル形成性誘導体とを、通常の重合方法によって重合することにより得られる重合体である。本発明の樹脂組成物に用いられる（Ａ）ＰＢＴ樹脂の製造方法は、特に限定されるものではなく、公知の重縮合法や開環重合法などを用いることができる。バッチ重合法および連続重合法のいずれでもよく、また、エステル交換反応および直接重合による重縮合反応のいずれも適用することができる。カルボキシル末端基量を少なくすることができ、かつ、流動性向上効果が大きくなるという点で、連続重合法が好ましく、コストの点で、直接重合法が好ましい。なお、エステル交換反応および重縮合反応を効果的に進めるために、これらの反応時に触媒を添加することが好ましい。触媒の具体例としては、有機チタン化合物、スズ化合物、ジルコニア化合物、アンチモン化合物などが挙げられる。これらを２種以上用いてもよい。これらの中でも有機チタン化合物が好ましく、例えば、チタン酸のテトラ−ｎ−プロピルエステル、テトラ−ｎ−ブチルエステルおよびテトライソプロピルエステルなどを挙げることができる。チタン酸のテトラ−ｎ−ブチルエステルが特に好ましい。触媒の添加量は、機械特性、成形性および色調の点で、ＰＢＴ樹脂１００重量部に対して、０．０１重量部以上０．２重量部以下の範囲が好ましい。

本発明の樹脂組成物には、（Ａ）ＰＢＴ樹脂を２種以上配合してもよい。（Ａ）ＰＢＴ樹脂を２種以上配合してなる場合、（Ａ）ＰＢＴ樹脂全体で、２５０℃、１０００ｇｆ条件下におけるＭＦＲが２０ｇ／１０分以下であればよい。

本発明の樹脂組成物における（Ａ）ＰＢＴ樹脂の配合量は、後述する（Ｂ）融点が２１５℃以上２３５℃以下であるポリエチレンテレフタレート／イソフタレート共重合体を含むポリエチレンテレフタレート系樹脂との合計１００重量部に対して、１０重量部以上９０重量部以下の範囲である。（Ａ）ＰＢＴ樹脂の配合量が１０重量部未満であると、樹脂組成物の射出成形性に劣り、成形部品を成形することが困難となる。２０重量部以上が好ましく、３０重量部以上がより好ましい。また、（Ａ）ＰＢＴ樹脂の配合量が９０重量部を超えると、成形部品の常温および低温環境下における溶着部の靭性が低下する。８０重量部以下が好ましく、７０重量部以下がより好ましい。

本発明の樹脂組成物は、（Ｂ）ポリエチレンテレフタレート／イソフタレート共重合体を含む、融点が２１５℃以上２３５℃以下であるポリエチレンテレフタレート系樹脂（以下、（Ｂ）ＰＥＴ系樹脂と略記することがある）を配合してなる。ポリエチレンテレフタレート／イソフタレート共重合体は、ＰＢＴ樹脂と比較して結晶化速度が遅いため、かかる共重合体を配合することにより、高い耐熱性を維持したまま、常温および低温環境下において優れた溶着部の靭性を得ることができる。さらに、ポリエチレンテレフタレート／イソフタレート共重合体の融点が２１５℃以上２３５℃以下であることが重要である。融点が２１５℃未満であると、標準的なＰＢＴ樹脂からなる成形部品との低温環境下における溶着部の靭性および耐熱性が不十分となる。２２０℃以上がより好ましい。一方、融点が２３５℃を超えると、成形加工時の流動性が低下し、かつ、常温および低温環境下における溶着部の靭性が不十分となる。２３０℃以下がより好ましい。

ここで言う融点は、次の方法により測定することができる。まず、示差走査熱量計を用いて、ＰＥＴ系樹脂を２０℃／分の昇温速度で４０℃から２８０℃まで加熱して融解熱量を測定する。結晶融解吸熱ピークの頂点に相当する温度がＰＥＴ系樹脂の融点に相当する。

本発明の樹脂組成物に用いられる（Ｂ）ＰＥＴ系樹脂のうち、ポリエチレンテレフタレート／イソフタレート共重合体とは、テレフタル酸およびイソフタル酸とエチレングリコールとの共重合体であって、テレフタル酸あるいはそのエステル形成性誘導体、およびイソフタル酸あるいはそのエステル形成性誘導体と、エチレングリコールあるいはそのエステル形成性誘導体とを通常公知の方法で重縮合して得られるものである。さらに他の成分を共重合してもよい。他の共重合成分としては、ジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体、ジオールなどが挙げられる。ジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体としては、例えば、ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、４，４’−ジフェノキシエタンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸やこれらのアルキルエステル等が挙げられる。ジオールとしては、例えば、１，４−ブタンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、トリメチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等が挙げられる。

（Ｂ）ＰＥＴ系樹脂のうち、ポリエチレンテレフタレート／イソフタレート共重合体を構成する全ジカルボン酸成分中のイソフタル酸成分含有率（以下、イソフタル酸含有率とする）は、５ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下が好ましく、８ｍｏｌ％以上１６ｍｏｌ％以下がより好ましい。ここで、ジカルボン酸成分およびイソフタル酸成分とは、ジカルボン酸あるいはそのエステル形成性誘導体の残基およびイソフタル酸あるいはそのエステル形成性誘導体の残基を意味する。イソフタル酸含有率を上記範囲とすることにより、ＰＥＴ系樹脂の融点を２１５℃以上２３５℃以下にすることができる。

本発明における（Ｂ）ＰＥＴ系樹脂は、前述のポリエチレンテレフタレート／イソフタレート共重合体を２種以上含んでもよく、さらにポリエチレンテレフタレートおよび他の共重合ポリエチレンテレフタレート系樹脂を含んでもよい。（Ｂ）ＰＥＴ系樹脂を２種以上配合する場合、ＰＥＴ系樹脂全体の融点が上記範囲にあればよい。

本発明における（Ｂ）ＰＥＴ系樹脂としては、２５０℃、１０００ｇｆ条件下におけるＭＦＲが１ｇ／１０分以上のものが射出成形性の点で好適であり、２ｇ／１０分以上がより好適である。また、２５０℃、１０００ｇｆ条件下におけるＭＦＲが３０ｇ／１０分以下のものが溶着部の靭性をより向上させる点で好適であり、２０ｇ／１０分以下がより好適である。

なお、（Ｂ）ＰＥＴ系樹脂のＭＦＲは、前述の（Ａ）ＰＢＴ樹脂のＭＦＲの測定方法と同様に測定することができる。

本発明の樹脂組成物に用いられる（Ｂ）ＰＥＴ系樹脂の製造方法は、特に限定されるものではなく、公知の重縮合法や開環重合法などを用いることができる。バッチ重合法および連続重合法のいずれでもよく、また、エステル交換反応および直接重合による重縮合反応のいずれも適用することができる。カルボキシル末端基量を少なくすることができ、かつ、流動性向上効果が大きくなるという点で、連続重合法が好ましく、コストの点で、直接重合法が好ましい。なお、エステル交換反応および重縮合反応を効果的に進めるために、これらの反応時に触媒を添加することが好ましい。触媒の具体例としては、有機チタン化合物、スズ化合物、ジルコニア化合物、アンチモン化合物などが挙げられる。これらを２種以上用いてもよい。触媒の添加量は、機械特性、成形性および色調の点で、（Ｂ）ＰＥＴ系樹脂１００重量部に対して、０．０１〜０．２重量部の範囲が好ましい。

本発明の樹脂組成物における（Ｂ）ＰＥＴ系樹脂の配合量は、前述した（Ａ）ＰＢＴ樹脂との合計１００重量部に対して、１０重量部以上９０重量部以下の範囲である。（Ｂ）ＰＥＴ系樹脂の配合量が１０重量部未満であると、成形部品の溶着部の常温および低温環境下における靭性が低下する。２０重量部以上が好ましく、３０重量部以上がより好ましい。また、（Ｂ）ＰＥＴ系樹脂の配合量が９０重量部を超えると、樹脂組成物の射出成形性に劣り、成形部品を成形することが困難となる。８０重量部以下が好ましく、７０重量部以下がより好ましい。

本発明の樹脂組成物は、（Ｃ）α−オレフィンとα，β−不飽和酸のグリシジルエステルを共重合成分とするグリシジル基含有共重合体（以下、（Ｃ）グリシジル基含有共重合体と略記することがある）を配合することにより、常温および低温環境下における優れた溶着部の靭性および加工性を得ることができる。

本発明における（Ｃ）グリシジル基含有共重合体は、α−オレフィン、α，β−不飽和酸のグリシジルエステルおよび必要に応じてこれらと共重合可能なビニル系モノマを共重合することにより得られる共重合体である。全共重合成分中、α−オレフィン、α，β−不飽和酸のグリシジルエステルを６０重量％以上用いることが好ましい。

α−オレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、1−オクテン等を挙げることができる。これらを２種以上用いてもよい。α，β−不飽和酸のグリシジルエステルとしては、例えば、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、エタクリル酸グリシジル、イタコン酸グリシジルなどを挙げることができる。これらを２種以上用いてもよい。メタクリル酸グリシジルが好ましく使用される。また、上記成分と共重合可能なビニル系モノマとしては、例えば、ビニルエーテル類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル類、メチル、エチル、プロピル、ブチルなどのアクリル酸およびメタクリル酸エステル類、アクリロニトリル、スチレンなどを挙げることができる。これらを２種以上用いてもよい。

本発明における（Ｃ）グリシジル基含有共重合体の好ましい例としては、エチレン／メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン／メタクリル酸グリシジル／酢酸ビニル共重合体、エチレン／メタクリル酸グリシジル／アクリル酸エステル共重合体、エチレン／アクリル酸グリシジル／酢酸ビニル共重合体などが挙げられる。これらを２種以上用いてもよい。成形部品の低温環境下における溶着部の靭性をより向上させる観点から、α−オレフィンとα，β−不飽和酸のグリシジルエステルを共重合成分とするグリシジル基含有二元共重合体であることが好ましく、具体的には、エチレン／メタクリル酸グリシジル共重合体がより好ましい。

特に好ましい、エチレン／メタクリル酸グリシジル共重合体は、Ｅｌｆ Ａｔｏｃｈｅｍから“ロタダー”（登録商標）、例えば“ロタダー”ＡＸ８８４０という商品名で入手できる。

本発明の樹脂組成物における（Ｃ）グリシジル基含有共重合体の配合量は、上記（Ａ）ＰＢＴ樹脂と（Ｂ）ＰＥＴ系樹脂の合計１００重量部に対して、１重量部以上２０重量部以下の範囲である。（Ｃ）グリシジル基含有共重合体の配合量が１重量部未満であると、成形部品の常温および低温における溶着部の靭性および加工性が低下する。２重量部以上が好ましい。一方、（Ｃ）グリシジル基含有共重合体の配合量が２０重量部を超えると、標準的なＰＢＴ樹脂組成物からなる成形部品と常温および低温環境下における溶着部の靭性、および樹脂組成物の耐熱性と射出成形性が低下する。

本発明の樹脂組成物は、（Ｅ）強化繊維を配合してなる。（Ｅ）強化繊維を配合することにより、成形部品の強度と耐熱性を向上させることができる。

本発明における（Ｅ）強化繊維としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維および有機繊維（ナイロン、ポリエステル、アラミド、ポリフェニレンスルフィド、液晶ポリマ、アクリル等）等を挙げることができる。これらを２種以上配合してもよい。これらの中でも、ガラス繊維が好ましい。また、（Ｅ）強化繊維の繊維径（直径）は、４μｍ以上２５μｍ以下が好ましく、６μｍ以上２０μｍ以下がより好ましい。

また、本発明において、（Ｅ）強化繊維は樹脂組成物中で開繊していることが好ましい。ここで、「開繊している」とは、樹脂組成物中の（Ｅ）強化繊維が実質的に単繊維にまで開繊している状態をいい、具体的には、樹脂組成物を観察した際に認められる強化繊維の内で、１０本以上束になった強化繊維の本数が、観察した強化繊維の総本数の４０％以下程度にあることを意味する。

本発明における（Ｅ）強化繊維の配合量は、上記（Ａ）ＰＢＴ樹脂と（Ｂ）ＰＥＴ系樹脂の合計１００重量部に対して、１０重量部以上６０重量部以下である。（Ｅ）強化繊維の配合量が１０重量部未満であると、成形部品の耐熱性や機械特性が低下する。一方、（Ｅ）強化繊維の配合量が６０重量部を超えると、成形部品の溶着部の靭性や樹脂組成物の流動性が低下する。

本発明の樹脂組成物は、さらに（Ｄ）エチレンと炭素数３以上２０以下のα−オレフィンとからなるエチレン／α−オレフィン共重合体（以下、（Ｄ）エチレン／α−オレフィン共重合体と略記することがある）を配合してなることが好ましい。前述の（Ｃ）グリシジル基含有共重合体と（Ｄ）エチレン／α−オレフィン共重合体を併用することにより、成形部品の低温環境下における溶着部の靭性および加工性をより向上させることができる。エチレンと炭素数３以上２０以下のα−オレフィンとともに、本発明の効果に悪影響を与えない範囲内において、他の成分を共重合してもよい。この場合において、他の成分としてα，β−不飽和酸のグリシジルエステルを有するものは、上記（Ｃ）グリシジル基含有共重合体とする。

炭素原子数３以上２０以下のα−オレフィンとしては、例えば、プロピレン、イソブチレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘプテン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセンなどが挙げられ、１−ブテンおよび１−オクテンが特に好ましい。

エチレン／１−ブテン共重合体は、例えば、三井化学株式会社から“タフマー”（登録商標）、例えば“タフマー”Ａ０５５０Ｓという商品名で入手できる。

また、本発明に用いられる（Ｄ）エチレン／α−オレフィン共重合体の密度は、６００ｋｇ／ｍ^３以上８７０ｋｇ／ｍ^３以下が好ましい。密度を８７０ｋｇ／ｍ^３以下とすることで、成形部品の常温および低温環境下における溶着部の靭性がより向上する。一方、下限については特に制限はないが、入手の容易性に鑑み、密度は６００ｋｇ／ｍ^３以上が好ましい。

ここで言う密度は、ＪＩＳ−Ｋ７１１２（１９９９）に準拠して、密度勾配管によって測定した値である。

また、本発明に用いられる（Ｄ）エチレン／α−オレフィン共重合体は、ＪＩＳ−Ｋ７２１０（１９９９）に準拠した１９０℃、２１６０ｇｆ条件下におけるＭＦＲが０．０５ｇ／１０分以上１．０ｇ／１０分以下であることが好ましい。ＭＦＲを０．０５ｇ／１０分以上とすることで、樹脂組成物の流動性がより向上する。一方、ＭＦＲを１．０ｇ／１０分以下とすることで、成形部品の常温および低温における溶着部の靭性および加工性がより向上する。

なお、（Ｄ）エチレン／α−オレフィン共重合体のＭＦＲは、温度条件と荷重条件を上記のとおり変更し、前述の（Ａ）ＰＢＴ樹脂のＭＦＲの測定方法と同様に測定することができる。

本発明の樹脂組成物における（Ｄ）エチレン／α−オレフィン共重合体の配合量は、前記（Ａ）ＰＢＴ樹脂と（Ｂ）ＰＥＴ系樹脂の合計１００重量部に対して、１重量部以上２０重量部以下が好ましい。（Ｄ）エチレン／α−オレフィン共重合体の配合量を１重量部以上とすることにより、成形部品の低温環境下における溶着部の靭性をより向上させることができる。２重量部以上がより好ましい。一方、（Ｄ）エチレン／α−オレフィン共重合体の配合量を２０重量部以下とすることにより、成形部品の耐熱性をより高いレベルで維持することができる。１０重量部以下がより好ましい。

さらに、前記（Ｃ）グリシジル基含有共重合体と（Ｄ）エチレン／α−オレフィン共重合体の重量比は、２０／８０以上７０／３０以下であることが好ましい。重量比を２０／８０以上とすることで、樹脂組成物の流動性がより向上する。一方、７０／３０以下とすることで、成形部品の常温および低温における溶着部の靭性および加工性がより向上する。

本発明の樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、他の樹脂成分、無機充填材、離型剤、安定剤、着色剤、滑剤などの通常の添加剤を配合することができる。これらを２種以上配合してもよい。

他の樹脂成分としては、溶融成形可能な樹脂であればいずれでもよく、例えば、ＡＳ樹脂（アクリロニトリル／スチレン共重合体）、水添または未水添ＳＢＳ樹脂（スチレン／ブタジエン／スチレントリブロック共重合体）、水添または未水添ＳＩＳ樹脂（スチレン／イソプレン／スチレントリブロック共重合体）、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、環状オレフィン系樹脂、酢酸セルロースなどのセルロース系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂などが挙げられる。これらを２種以上配合してもよい。

無機充填材としては、板状、粉末状、粒状などのいずれの充填材も使用することができる。具体的には、ロックウール、チタン酸カリウムウィスカー、チタン酸バリウムウィスカー、ホウ酸アルミニウムウィスカー、窒化ケイ素ウィスカーなどのウィスカー状充填材、マイカ、タルク、カオリン、シリカ、炭酸カルシウム、ガラスビーズ、ガラスフレーク、ガラスマイクロバルーン、クレー、二硫化モリブデン、ワラステナイト、モンモリロナイト、酸化チタン、酸化亜鉛、ポリリン酸カルシウム、グラファイト、硫酸バリウムなどの粉状、粒状または板状充填材などが挙げられる。これらを２種以上配合してもよい。

離型剤としては、ポリエステル樹脂組成物の離型剤に用いられるものをいずれも使用することができる。例えば、カルナウバワックス、ライスワックス等の植物系ワックス、蜜ろう、ラノリン等の動物系ワックス、モンタンワックス等の鉱物系ワックス、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス等の石油系ワックス、ひまし油およびその誘導体、脂肪酸およびその誘導体等の油脂系ワックスなどが挙げられる。これらを２種以上配合してもよい。

安定剤としては、ポリエステル樹脂組成物の安定剤に用いられるものをいずれも使用することができる。例えば、酸化防止剤、光安定剤、触媒失活剤などを挙げることができる。これらを２種以上配合してもよい。

着色剤としては、例えば、有機染料、有機顔料、無機顔料などが挙げられる。これらを２種以上配合してもよい。

本発明の樹脂組成物は、前記（Ａ）〜（Ｃ）、（Ｅ）および必要によりその他成分が均一に分散されていることが好ましい。本発明の樹脂組成物の製造方法としては、例えば、単軸あるいは２軸の押出機、バンバリーミキサー、ニーダーあるいはミキシングロールなどの公知の溶融混練機を用いて、各成分を溶融混練する方法を挙げることができる。各成分は、予め一括して混合しておき、それから溶融混練してもよい。なお、各成分に含まれる水分は少ない方がよく、必要により予め乾燥しておくことが望ましい。

また、溶融混練機に各成分を投入する方法としては、例えば、単軸あるいは２軸の押出機を用い、スクリュー根元側に設置した主投入口から（Ａ）ＰＢＴ樹脂、（Ｂ）ＰＥＴ系樹脂、（Ｃ）グリシジル基含有共重合体、必要により（Ｄ）エチレン／α−オレフィン共重合体およびその他成分を供給し、主投入口と押出機先端の間に設置した副投入口から（Ｅ）強化繊維を供給し溶融混練する方法が挙げられる。

溶融混練温度は、流動性および機械特性に優れるという点で、１１０℃以上が好ましく、２１０℃以上がより好ましく、２４０℃以上がさらに好ましい。また、３６０℃以下が好ましく、３２０℃以下がより好ましく、２８０℃以下がさらに好ましい。ここで、溶融混練温度とは、溶融混練機の設定温度を指し、例えば２軸押出機の場合、シリンダ温度を指す。

本発明の樹脂組成物は、公知の射出成形、押出成形、ブロー成形、プレス成形、紡糸などの任意の方法で成形することにより、各種成形部品に加工し利用することができる。射出成形時の温度は、流動性をより向上させる観点から２４０℃以上が好ましく、機械特性を向上させる観点から２８０℃以下が好ましい。

成形部品としては、例えば、射出成形部品、押出成形部品、ブロー成形部品、フィルム、シート、繊維などが挙げられる。本発明の樹脂組成物は滞留安定性にも優れることから、大型成形部品にも好ましく用いられる。

このようにして得られた成形部品を振動溶着することにより成形品を得ることができる。本発明の成形部品を振動溶着する方法としては常用の方法を用いることができる。

本発明において、上記各種成形品は、自動車部材、電気・電子部材、建築部材、各種容器、日用品、生活雑貨および衛生用品など各種用途に利用することができる。特に、本発明の樹脂組成物は、低温環境下における溶着部の靭性に優れた成形部品を得ることができるため、自動車のＥＣＵハウジングとして特に好適である。

本発明の成形部品は、標準的なＰＢＴ樹脂組成物（共重合ポリエステルを含まないＰＢＴ樹脂組成物）との常温および低温条件下における溶着部の靭性にも優れることから、共重合ポリエステルを含まないＰＢＴ樹脂組成物からなる成形部品と振動溶着して得られる成形品に好ましく用いられる。

以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。実施例、比較例で使用する原料の略号および内容を以下に示す。

なお、下記ＰＢＴ樹脂およびＰＥＴ系樹脂の融点は、示差走査熱量計を用いて、２０℃／分の昇温速度で４０℃から２８０℃までＰＢＴ樹脂またはＰＥＴ系樹脂を加熱して融解熱量を測定し、結晶融解吸熱ピークの頂点に相当する温度から求めた数値である。また、ＰＢＴ樹脂およびＰＥＴ系樹脂のＭＦＲは、１３０℃で３時間乾燥させた樹脂を２５０℃に調整したＭＦＲ計シリンダ内で５分間溶融したのち、１０００ｇｆの荷重を加え、オリフィスより１分間に流出した樹脂の重量を測定し、この重量を１０倍して、１０分間の流出量に換算した数値である。また、エチレン／α−オレフィン共重合体のＭＦＲは、ＪＩＳ−Ｋ７２１０に準拠して、１９０℃に調整したＭＦＲ計シリンダ内で５分間溶融したのち、２１６０ｇｆの荷重を加え、オリフィスより１分間に流出した樹脂の重量を測定し、この重量を１０倍して、１０分間の流出量に換算した数値である。また、エチレン／α−オレフィン共重合体の密度は、ＪＩＳ−Ｋ７１１２に準拠して、密度勾配管によって測定した数値である。
ポリブチレンテレフタレート樹脂
Ａ−１：ポリブチレンテレフタレート（融点：２２４℃、ＭＦＲ（２５０℃／１０００ｇｆ）：９ｇ／１０分）
Ａ’−２：ポリブチレンテレフタレート（融点：２２４℃、ＭＦＲ（２５０℃／１０００
ｆ）：３２ｇ／１０分）
ポリエチレンテレフタレート系樹脂
Ｂ−１：ポリエチレンテレフタレート／イソフタレート共重合体（融点：２２５℃、ＭＦＲ（２５０℃／１０００ｇｆ）：８ｇ／１０分、ｍｏｌ比：テレフタル酸／イソフタル酸＝９０／１０）
Ｂ−２：ポリエチレンテレフタレート／イソフタレート共重合体（融点：２２５℃、ＭＦＲ（２５０℃／１０００ｇｆ）：２０ｇ／１０分、ｍｏｌ比：テレフタル酸／イソフタル酸＝９０／１０）
Ｂ−３：ポリエチレンテレフタレート／イソフタレート共重合体（融点：２１８℃、ＭＦＲ（２５０℃／１０００ｇｆ）：１９ｇ／１０分、ｍｏｌ比：テレフタル酸／イソフタル酸＝８５／１５）
Ｂ’−４：ポリエチレンテレフタレート／イソフタレート共重合体（融点：２４３℃、ＭＦＲ（２５０℃／１０００ｇｆ）：１ｇ／１０分、ｍｏｌ比：テレフタル酸／イソフタル酸＝９５／５）
Ｂ’−５：ポリエチレンテレフタレート／イソフタレート共重合体（融点：２０７℃、ＭＦＲ（２５０℃／１０００ｇｆ）：１７ｇ／１０分、ｍｏｌ比：テレフタル酸／イソフタル酸＝８１／１９）
Ｂ’−６：ポリエチレンテレフタレート（融点：２５８℃、ＭＦＲ（２５０℃／１０００ｇｆ）：０ｇ／１０分）
α−オレフィンとα，β−不飽和酸のグリシジルエステルを共重合成分とするグリシジル基含有共重合体
Ｃ−１：エチレン／グリシジルメタクリレート共重合体（Ｅｌｆ Ａｔｏｃｈｅｍ製“ロタダー”（登録商標）ＡＸ８８４０（商品名））
（Ｄ）エチレンと炭素数３以上２０以下のα−オレフィンとからなるエチレン／α−オレフィン共重合体
Ｄ−１：エチレン／１−ブテン共重合体（三井化学（株）製“タフマー”（登録商標）Ａ０５５０Ｓ（商品名） 密度：８６１ｋｇ／ｍ^３ ＭＦＲ：０．５ｇ／１０分）
Ｄ−２：エチレン／１−ブテン共重合体（三井化学（株）製“タフマー”（登録商標）Ａ３５０５０（商品名） 密度：８６４ｋｇ／ｍ^３ ＭＦＲ：３５ｇ／１０分）
Ｄ−３：エチレン／１−ブテン共重合体（三井化学（株）製“タフマー”（登録商標）Ａ４０８５（商品名） 密度：８８５ｋｇ／ｍ^３ ＭＦＲ：３．６ｇ／１０分）
Ｄ−４：エチレン／１−オクテン共重合体（ダウケミカル社製“エンゲージ”（登録商標）ＨＭ７４８７（商品名） 密度：８６０ｋｇ／ｍ^３ ＭＦＲ：０．５ｇ／１０分）
（Ｅ）強化繊維
Ｅ−１：チョップドストランドガラス繊維（日本電気硝子（株）社製 Ｔ−１８７（商品名）３ｍｍ長、平均繊維径１３．０μｍ）
その他成分
Ｆ−１：ポリブチレンテレフタレート／イソフタレート共重合体（融点：２０８℃、ＭＦＲ（２５０℃／１０００ｇｆ）：２９ｇ／１０分、ｍｏｌ比：テレフタル酸／イソフタル酸＝９０／１０）

実施例および比較例における評価方法を以下にまとめて示す。

（１）振動溶着部靭性（ｉ）
各実施例および比較例により得られた樹脂組成物を用いて、図１に示す表面形状で厚さ１０ｍｍの溶着部靭性測定用試験片をシリンダ温度２６０℃、金型温度８０℃の条件で射出成形で成形した。得られた溶着部靭性測定用試験片２個を、ブランソン社製２８５０型振動溶着装置を用いて以下の条件で溶着し、図２に示す溶着部靭性測定用溶着試験片を得た。
加圧力：２．３ＭＰa
振幅：１．５ｍｍ
溶着代：１．５ｍｍ

得られた溶着部靭性測定用溶着試験片の中央部を長手方向に切り出し、長さ９６ｍｍ×幅６ｍｍ×厚み１０ｍｍの試験片を作製し、幅６ｍｍが高さ方向、溶着部分が中央になるように曲げ試験機にセットし、以下の条件で３点曲げ試験を実施し、曲げ破断時の変位を測定した。
環境温度：２３℃、−４０℃
歪み速度：５ｍｍ／分
スパン：５０ｍｍ

曲げ破断時の変位から下式により曲げ破断歪みを算出した。測定は５回行い、５回の曲げ歪みの平均値を求めた。
曲げ破断歪み（％）＝｛曲げ破断時の変位（ｍｍ）×高さ（ｍｍ）×６／（スパン（ｍｍ））^２｝×１００

自動車部品の使用環境は一般的に１４０℃〜−４０℃である。この温度範囲における標準的なポリエステル樹脂組成物の寸法変化率は最大で１．８％であるので、曲げ破断歪みが１．８％より高ければ振動溶着部靭性は良好と判断できる。２．０％以上がより好ましい。

（２）振動溶着部靭性（ｉｉ）
各実施例および比較例により得られた樹脂組成物を用いて、上記（１）と同様に作製した溶着部靭性測定用試験片と、比較例１により得られた樹脂組成物を用いて、上記（１）と同様に作製した溶着部靭性測定用試験片とを、上記（１）と同様に振動溶着して溶着部靭性測定用溶着試験片を得た。得られた溶着部靭性測定用溶着試験片について、上記（１）と同様にして曲げ破断時の変位を測定し、曲げ破断歪みを算出した。曲げ破断歪みが１．８％より高ければ良好と判断できる。２．０％以上がより好ましい。

（３）加工性
上記（１）および（２）により得られた溶着部靭性測定用溶着試験片を目視にて観察し、バリの発生を評価し（良）○−△−×（悪）の３段階で判定した。

（４）耐熱性
各実施例および比較例により得られた樹脂組成物を用いて、ＩＳＯ７５−１，２に準拠し、フラットワイズ、１．８０ＭＰａ応力での荷重たわみ温度を測定した。荷重たわみ温度が２００℃以上であれば、耐熱性は良好であると判断できる。

［実施例１〜１１］
表１に示す配合組成に従い、シリンダ温度２６０℃に設定したスクリュー径５７ｍｍφの二軸押出機（ＷＥＲＮＥＲ ＆ Ｐｆｅｉｄｅｒｅｒ社製ＺＳＫ５７）の主投入口から（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分、および（Ｄ）成分を供給し、主投入口と押出機先端の間に設置した副投入口から（Ｅ）成分を供給し、溶融混練を行った。ダイスから吐出されたストランドを冷却バス内で冷却した後、ストランドカッターにてペレット化し、樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物について、上記方法で評価した結果を表１に記した。得られた樹脂組成物は、何れも耐熱性に優れるものであった。また、樹脂組成物からなる成形部品を振動溶着して得られる成形品は、何れも曲げ破断歪みが大きく、加工性も良好であった。

［比較例１〜１１］
表２に示す配合組成に変更した以外は実施例１と同様にして樹脂組成物のペレットを得た。得られた樹脂組成物について、実施例１と同様にして評価した結果を表２に記した。比較例１、２、３、６、７、９、１１の樹脂組成物からなる成形部品を振動溶着して得られる成形品の曲げ破断歪みは不十分であった。比較例５、８、１０の樹脂組成物は耐熱性が低く、樹脂組成物からなる成形部品を比較例１の成形部品と溶着した際の曲げ破断歪みも不十分であった。比較例４は射出成形時の固化が遅く、試験片が採取できなかった。

Claims (6)

1. （Ａ）２５０℃、１０００ｇｆ条件下におけるメルトフローレートが２０ｇ／１０分以下であるポリブチレンテレフタレート樹脂３０重量部以上８０重量部以下と、（Ｂ）ポリエチレンテレフタレート／イソフタレート共重合体を含む、融点が２１５℃以上２３５℃以下であるポリエチレンテレフタレート系樹脂２０重量部以上７０重量部以下との合計１００重量部に対して、（Ｃ）α−オレフィンとα，β−不飽和酸のグリシジルエステルを共重合成分とするグリシジル基含有共重合体１重量部以上２０重量部以下および（Ｅ）強化繊維１０重量部以上６０重量部以下を配合してなる振動溶着用ポリエステル樹脂組成物。
2. さらに、（Ｄ）エチレンと炭素数３以上２０以下のα−オレフィンとからなるエチレン／α−オレフィン共重合体１重量部以上２０重量部以下を配合してなる請求項１記載の振動溶着用ポリエステル樹脂組成物。
3. 前記（Ｄ）エチレン／αオレフィン共重合体の密度が６００ｋｇ／ｍ^３以上８７０ｋｇ／ｍ^３以下である請求項１または２記載の振動溶着用ポリエステル樹脂組成物。
4. 前記（Ｄ）エチレン／α−オレフィン共重合体の１９０℃、２１６０ｇｆ条件下におけるメルトフローレートが０．０５ｇ／１０分以上１．０ｇ／１０分以下である請求項１〜３いずれか記載の振動溶着用ポリエステル樹脂組成物。
5. 請求項１〜４のいずれか記載の振動溶着用ポリエステル樹脂組成物からなる成形部品を振動溶着した成形品。
6. 請求項１〜４のいずれか記載の振動溶着用ポリエステル樹脂組成物からなる成形部品と、共重合ポリエステルを含まないポリブチレンテレフタレート樹脂組成物からなる成形部品とを振動溶着した成形品。

Images