DE60026163T2

DE60026163T2 - Dämpfende thermoplastische harzzusammentsetzung und formteile

Info

Publication number: DE60026163T2
Application number: DE60026163T
Authority: DE
Inventors: Ltd. SatoshiTeijin Chemicals OGASAWARA; NobuyukiSony Corporation ARAKAWA
Original assignee: Teijin Chemicals Ltd; Sony Corp
Current assignee: Sony Corp; Teijin Ltd
Priority date: 1999-12-14
Filing date: 2000-12-07
Publication date: 2006-11-16
Anticipated expiration: 2020-12-08
Also published as: EP1158024B1; EP1158024A4; WO2001044372A1; KR100718864B1; US6503974B1; TWI229110B; US20030004256A1; DE60026163D1; EP1158024A1; KR20010102144A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine vibrationsdämpfende thermoplastische Harzzusammensetzung und einen daraus geformten Artikel. Genauer gesagt, bezieht sie sich auf eine thermoplastische Harzzusammensetzung, in der das thermoplastische Harz ein spezifisches amorphes thermoplastisches Harz und ein Methylmethacrylatharz umfasst, und die bezüglich ihrer Vibrationsdämpffähigkeit (bwz. -eignung) wie auch seiner Dimensionsgenauigkeit, Steifigkeit und Hitzeresistenz exzellent und von niedrigem Gewicht ist; und einen daraus geformten Artikel.
Stand der Technik
In jüngsten Jahren ist zusammen mit einem Ansteigen bei den Geschwindigkeiten des Schreibens und Lesens von Informationen in der Büroautomatisierungsausstattung der Bedarf an einer Vermittlung von Vibrationsdämpfungsfähigkeit gegenüber der von einem Antriebssystem erzeugten Vibrationsquelle zu dem die Ausstattung bildenden Komponenten zusammen mit dem Bedarf an einer Verbesserung der Steifigkeit und der Hitzeresistenz jeder der Komponenten gewachsen, und es ist ebenfalls gefordert worden, dass die Vibrationsdämpfungsfähigkeit einer thermoplastischen Harzzusammensetzung und einem daraus geformten Artikel verliehen wird. Beispielsweise ist bei einer optischen Disk, wie etwa einer CD-ROM, eine sog. Hochgeschwindigkeitsdrehung von zumindest dem 30-fachen auf dem Weg, zum "Mainstream" zu werden. In diesem Fall wird von einem Drehteller, der direkt auf die Drehung der Disk wirkt, dem Chassis zum Tragen dieser und dergleichen, verlangt, eine gute Vibrationsdämpfungsfähigkeit aufzuweisen. In ähnlicher Weise wird von einem optischen Drucker, Hochgeschwindigkeitsdrehpolygonspiegeln, optischen Boxen zum Haltern der Spiegel und dergl. verlangt, gute Vibrationsdämpfbarkeit zu haben und zusammen mit einem Ansteigen der Druckgeschwindigkeit ist auch der Bedarf an einer guten Vibrationsdämpffähigkeit angewachsen.
Da jedoch ein thermoplastisches Harz allein im Allgemeinen extrem schwache Vibrationsdämpfbarkeit hat, tritt das Problem auf, dass ihm eine Vibrationsdämpffähigkeit gegen ein Ansteigen bei den Geschwindigkeiten der Büroautomatisationsausrüstung, die oben erwähnt wurde, fehlt. Gummi ist ein Beispiel für ein Material, das hohe Vibrationsdämpffähigkeit aufweist. Da jedoch einem solchen Material Steifigkeit fehlt, muss ein anorganisches Füllmaterial oder dergl. dicht in das Material gefüllt werden. Im Ergebnis hat das Material eine hohe spezifische Dichte, so dass es die Anforderung nicht erfüllen kann. Das Material muss für Hochgeschwindigkeitsdrehung von leichtem Gewicht sein und je kleiner das Gewicht ist, desto höher wird die Eigenfrequenz. Weiterhin ist, um sich auf eine Hochtemperaturumgebung, die von der Umgebung verursacht wird, in der die Ausrüstung verwendet wird und/oder von der von den internen Komponenten der Ausrüstung erzeugten Hitze, die Hitzeresistenz ebenfalls ein wichtiger Faktor. Solche sehr nachgefragten Eigenschaften können niemals erzielt werden, wenn Gummi als das thermoplastische Harz verwendet wird.
Mittlerweile ist zusätzlich zu Gummi ein Flüssigkristallpolymer, wie etwa ein insgesamt aromatischer Polyester, als ein Harz mit hoher Vibrationsdämpffähigkeit bekannt. Da jedoch das Harz ein kristallines Harz ist, das extrem starke Anisotropie zeigt, ist ein daraus geformter Artikel anfällig für Verwindungen, so dass es nicht hinreichend auf diejenigen Gebiete angewendet werden kann, in denen eine hohe Abmessungsgenauigkeit gewünscht ist. Weiterhin sind bezüglich der Abmessungsgenauigkeit zeitassoziierte Faktoren ebenfalls wichtig und eine niedrige Wasserabsorption wird ebenfalls gewünscht.
Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 9-40840 schlägt eine Harzzusammensetzung mit hoher Starrheit und exzellenter Vibrationsdämpffähigkeit vor, die durch Zugeben eines vibrationsdämpfenden Elastomers und eines spezifischen Whiskers in ein thermoplastisches Harz erhalten wird. Jedoch kann die Harzzusammensetzung nicht alle obigen, derzeit verlangten Eigenschaften, wie etwa Vibrationsdämpffähigkeit, niedrigere spezifische Dichte und eine kleine Verformung eines geformten Artikels auf hohem Niveau zufrieden stellen.
Von der Erfindung zu lösende Probleme
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine thermoplastische Harzzusammensetzung bereitzustellen, die nicht nur gute Vibrationsdämpffähigkeit, sondern auch exzellente Abmessungsgenauigkeit, Steifigkeit und Hitzeresistenz aufweist und von leichtem Gewicht ist; und einen daraus geformten Artikel.
Die vorliegenden Erfinder haben intensive Studien durchgeführt, um die Aufgabe zu lösen. Als Ergebnis ist gefunden worden, dass die obige Aufgabe durch eine thermoplastische Harzzusammensetzung gelöst werden kann, die durch Mischen eines amorphen thermoplastischen Harzes mit einer spezifischen Fehlwinkeltangens-(tanδ)Wert und einer Formbeständigkeitstemperatur unter Last von nicht niedriger als einer gegebenen Temperatur und eines Methylmethacrylatharzes in einem spezifischen Verhältnis erhalten wird. Durch diese Entdeckung ist die Erfindung vollendet worden.
Das heißt, dass gemäß der vorliegenden Erfindung eine vibrationsdämpfende thermoplastische Harzzusammensetzung bereitgestellt wird, die (a) 50 bis 80 Gew.-% eines amorphen thermoplastischen Harzes (Komponente A) mit einem Fehlwinkeltangens-(tanδ)Wert gemessen bei 40°C und 18 Hz gemäß JIS K7198 von 0,01 bis 0,04 und einer Formbeständigkeitstemperatur unter Last, gemessen unter einer Last von 1,82 MPa gemäß ASTM D648 von nicht niedriger als 120°C und (b) 50 bis 10 Gew.-% eines Methylmethacrylatharzes (Komponente B) umfasst, wobei ein aus dieser Harzzusammensetzung geformter Artikel die folgenden physikalischen Eigenschaften (1) bis (4) aufweist, nämlich (1) ein Verlustfaktor von 0,04 bis 0,08, (2) eine Wasserabsorption, gemessen beim Eintauchen in Wasser bei 23°C für 24 Stunden gemäß ASTM D570 von nicht mehr als 0,20 Gew.-%, (3) eine spezifische Dichte, gemessen gemäß JIS K7112 von 1,05 bis 1,3, und (4) eine Formbeständigkeitstemperatur unter Last, gemessen unter einer Last von 1,82 MPa gemäß ASTM D648, von 110°C bis 170°C und wobei entweder (A) ein zyklisches Polyolefinharz oder ein aromatisches Polycarbonatharz ist, das als Komponente (A) 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan enthält, das durch die folgende strukturelle Formel (1) repräsentiert wird (was nachfolgend manchmal als "Bisphenol TMC" bezeichnet wird)
und (b) zumindest eine aromatische Dihydroxykomponente (Komponente b), die ausgewählt ist aus 4,4'-(m-Phenylendiisopropyliden)diphenol (das nachfolgend teilweise als "Bisphenol M" abgekürzt wird), repräsentiert durch die folgende strukturelle Formel [2], und 2,2-Bis(3-methyl-4-hydroxyphenyl)propan (was im nachfolgenden manchmal als "Bispenol C" abgekürzt wird), repräsentiert die folgende strukturelle Formel [3], in einem Anteil von zumindest 80 mol% aus 100 mol% der Gesamtmenge aller aromatischen Dihydroxykomponenten, und welche die Komponente (a) und die Komponente (b) in einem Molarverhältnis von 20:80 bis 80:20 enthält.
Die thermoplastische Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung und ein daraus geformter Artikel werden nachstehend detaillierter beschrieben werden.
Das als Komponente A verwendete thermoplastische Harz der vorliegenden Erfindung ist ein amorphes thermoplastisches Harz mit einem Fehlwinkeltangens-(tanδ)Wert gemessen bei 40°C und 18 Hz gemäß JIS K7198 von 0,01 bis 0,04. Der tanδ ist vorzugsweise 0,012 bis 0,035. Wenn er kleiner ist als 0,01, ist die Vibrationsdämpffähigkeit der vibrationsdämpfenden thermoplastischen Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung nicht zufrieden stellend, während, wenn er größer als 0.04 ist, er vom Gesichtspunkt der Abmessungsgenauigkeit her nicht bevorzugt ist. Weiterhin weist das als Komponente A verwendete thermoplastische Harz eine Formbeständigkeitstemperatur unter Last, gemessen unter einer Last von 1,82 Mpa gemäß ASTM D648 von nicht niedriger als 120°C auf, vorzugsweise nicht niedriger als 122°C. Eine repräsentative Zusammensetzung, die diesen Bedingungen genügt, ist ausgewählt aus einem aromatischen Polycarbonatharz, einem Polysulfonharz, einem amorphen Polyacrylat-Harz und einem cyklischen Polyolefinharz (wie etwa einem Polynorbornenharz), das den Bedingungen genügt. Von diesen wird das aromatische Polycarbonatharz oder das cyklische Polyolefinharz bevorzugt, und das aromatische Polycarbonatharz wird besonders bevorzugt. Diese können alleine oder in einer Anmischung von zwei oder mehr verwendet werden, und selbst wenn Harze vom selben Typ sind, können sie alleine oder in einer Anmischung verwendet werden.
Anhand von Studien der hiesigen Erfinder ist gefunden worden, dass ein aromatisches Polycarbonatharz, das als Komponente A unter Verwendung von Bisphenol mit der folgenden spezifischen Struktur erhalten wurde, ein besonders geeignetes Harz ist, dass einen Fehlwinkeltangens (tanδ) Wert und eine Formbeständigkeitstemperatur unter Last aufweist, die den obigen geeigneten Bereiche genügen und die eine Harzzusammensetzung mit exzellenter Abmessungsgenauigkeit, Hitzeresistenz und Steifigkeit bilden.
Das heißt, das aromatische Polycarbonatharz enthält das obige Bisphenol TMC in einem Verhältnis von zumindest 20 mol%, vorzugsweise 30 bis 80 mol%, basierend auf 100 mol% der Gesamtmenge aller aromatischen Dihydroxykomponenten. Wenn der Anteil des Bisphenol TMC höher oder gleich 20 mol% ist, weist die thermoplastische Harzzusammensetzung einen hohen Fehlwinkeltangens-(tanδ)Wert, exzellente Vibrationsdämpfungsfähigkeit und niedrige Wasserabsorption auf und dementsprechend kann eine bessere Abmessungsstabilität erzielt werden. Wenn andererseits das Verhältnis von Bisphenol TMC 80 mol% übersteigt, ist die Wasserabsorption dafür anfällig, hoch zu werden. Daher ist es, wenn das Verhältnis von Bisphenol TMC so hoch wie oben beschrieben ist, wünschenswert, die Enden durch einen spezifischen Endgruppenmodifizierer zu modifizieren, wie nachfolgend beschrieben.
Das obige aromatische Polycarbonatharz enthält vorzugsweise das obige Bisphenol TMC in einem gegebenen Verhältnis als eine aromatische Dihydroxykomponente. Zum Erhalten der gewünschten Eigenschaften verwendete Mittel, insbesondere einer Wasserabsorption von nicht größer als 0,2 Gew.-%, vorzugsweise nicht größer als 0,15 Gew.-%, werden grob in zwei Mittel eingeteilt, von denen eines das Mischen einer spezifischen Dihydroxykomponente mit dem obigen Bisphenol TMC umfasst, um ein Copolycarbonatharz herzustellen, und von denen das andere das Einführen eines Endmodifizierers, der eine spezifische Struktur hat, in die endständigen Gruppen umfasst.
Diese zwei Mittel können alleine oder in Kombination verwendet werden.
Gemäß den Studien der vorliegenden Erfinder ist herausgefunden worden, dass das durch Mischen der spezifischen Dihydroxykomponente mit dem obigen Bisphenol TMC erhaltene Polycopolycarbonatharz insbesondere als die Komponente A der vibrationsdämpfenden thermoplastischen Harzzusammensetzung geeignet ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform des obigen Copolycarbonatharzes ist ein Copolycarbonatharz, das Bisphenol TMC als die Komponente a und Bisphenol M als die Komponente b in einem Molarverhältnis von 30:70 bis 80:20, besonders bevorzugt 40:60 bis 70:30 enthält.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform des obigen Copolycarbonatharzes ist ein Copolycarbonatharz, das Bisphenol TMC als Komponente a und Bisphenol C als Komponente b in einem Molarverhältnis von 30:70 bis 80:20, insbesondere bevorzugterweise 40:60 bis 70:30 enthält.
Bei diesen bevorzugten Ausführungsformen ist es vorteilhaft, dass die Gesamtmenge der Komponente a und der Komponente b zumindest 80 mol%, vorzugsweise zumindest 90 mol% von den 100 mol% der Gesamtmenge aller aromatischen Dihydroxykomponenten beträgt. Typischerweise ist ein Copolycarbonatharz, welches im Wesentlichen die Komponente a und die Komponente b umfasst, wünschenswert.
Zwischenzeitlich, obwohl das aromatische Polycarbonatharz, das vorzugsweise als Komponente A in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, die obigen Komponenten a und b in einem Anteil von zumindest 80 mol%, vorzugsweise zumindest 90 mol% von den 100 mol% der Gesamtmenge aller aromatischen Dihydroxykomponenten enthält, kann es auch andere Dihydroxykomponente (Komponente c) in einem Anteil von nicht mehr als 20 mol%, vorzugsweise nicht mehr als 10 mol% von den 100 mol% der Gesamtmenge aller aromatischen Dihydroxykomponenten, enthalten.
Die Komponente c kann jegliche andere Komponente als die obigen Komponenten a und b sein, die üblicherweise als eine Dihydroxykomponente eines aromatischen Polycarbonats verwendet wird. Illustrative Beispiele der als Komponente c verwendbaren Komponente beinhalten Hydrochinon, Resorcinol, 4,4'-Bisphenol, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)ethan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)butan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-1-phenylethan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)pentan, 4,4'-(p-Phenylendiisopropyliden)diphenol, 9,9-Bis(4-hydroxyphenyl)fluor, und 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-4-isopropylcyclohexan.
Weiterhin kann das aromatische Polycarbonatharz Verzweigungskomponenten im Polymer enthalten, indem es weiterhin eine polyfunktionale aromatische Verbindung mit zumindest drei Funktionalitäten enthält, oder als ein Ergebnis von Isomerisierung zum Zeitpunkt der Polymerisation. Illustrative Beispiele der polyfunktionalen aromatischen Verbindung mit zumindest drei Funktionalitäten beinhalten Fluorglucin; Fluorglucid; Trisphenole wie etwa 4,6-Dimethyl-2,4,6-tris(4-hydroxydiphenyl)hepten-2, 2,4,6-Trimethyl-2,4,6-tris(4-hydroxyphenyl)heptan, 1,3,5-Tris(4-hydroxyphenyl)benzol, 1,1,1-Tris(4-hydroxyphenyl)ethan, 1,1,1-Tris(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)ethan, 2,6-Bis(2-hydroxy-5-methylbenzyl)-4-methylphenol und 4-(4-[1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)ethyl]benzol)-α,α- dimethylbenzylphenol; Tetra(4-hydroxyphenyl)methan; Bis(2,4-dihydroxyphenyl)keton; 1,4-Bis(4,4-dihydroxytriphenylmethyl)benzol; und Trimellitinsäure, Pyromellitinsäure, Benzophenontetracarbonsäure, und Säurechloride derselben. Von diesen werden 1,1,1-Tris(4-hydroxyphenyl)ethan und 1,1,1-Tris(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)ethan bevorzugt, und 1,1,1-Tris(4-hydroxyphenyl)ethan wird besonders bevorzugt.
Das als die Komponente A der vorliegenden Erfindung verwendete aromatische Polycarbonatharz, wird durch ein üblicherweise verwendetes Reaktionsmittel hergestellt, das per se für die Erzeugung eines aromatischen Polycarbonatharzes bekannt ist, beispielsweise einem Verfahren, in dem die aromatischen Dihydroxykomponenten veranlasst werden, mit einem Carbonatvorläufer, wie etwa Phosgen oder Carbondiester, zu reagieren. Als Nächstes wird eine kurze Beschreibung eines grundlegenden Mittels zum Ausführen eines solchen Produktionsverfahrens gegeben.
Die Reaktion durch ein Lösungsverfahren ist allgemein eine Reaktion zwischen einem Dihydrophenol und Phosgen und wird in Anwesenheit eines Säurebinders und eines organischen Lösungsmittels ausgeführt. Als Säurebinder wird ein Alkalimetallhydroxid, wie etwa Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid oder eine Aminverbindung wie etwa Pyridin verwendet. Als das organische Lösungsmittel wird ein halogenierter Kohlenwasserstoff, wie etwa Methylenchlorid oder Chlorbenzol verwendet. Weiterhin können zum Beschleunigen der Reaktion Katalysatoren wie etwa tertiäre Amine, quaternäre Ammoniumverbindungen und quaternäre Phosphoniumverbindungen, z.B. Triethylamin, Tetra-n-butylammoniumbromid und Tetra-n-butylphosphoniumbromid verwendet werden. In diesem Fall wird es bevorzugt, dass die Reaktionstemperatur allgemein 0 bis 40°C ist, die Reaktionszeit 10 Minuten bis 5 Stunden ist und der pH während der Reaktion auf 9 oder höher gehalten wird.
Weiterhin kann bei der Polymerisationsreaktion ein Terminator allgemein verwendet werden. Als Terminator kann ein monofunktionales Phenol verwendet werden. Das monofunktionale Phenol wird allgemein als ein Terminator zum Steuern eines Molekulargewichtes eingesetzt und da das erhaltene Polycarbonatharz seine Endgruppen durch monofunktionale Phenol basierte Gruppen terminiert hat, hat es eine exzellente thermische Stabilität im Vergleich mit demjenigen, dessen Enden nicht durch die monofunktionalen Phenol basierten Gruppen terminiert sind. Das monofunktionale Phenol ist allgemein ein Phenol oder ein mit niederem Alkyl substituiertes Phenol und kann durch das durch die nachfolgende Formel [4] repräsentierte monofunktionale Phenol exemplifiziert werden.
(In der obigen Formel ist A ein Wasserstoffatom oder eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe oder eine Phenyl-Gruppen-substituierte Alkylgruppe mit 1 bis 9 Kohlenstoffatomen und r ist eine Ganzzahl von 1 bis 5, vorzugsweise 1 bis 3.)
Illustrative Beispiele des obigen monofunktionalen Phenols beinhalten Phenol, p-tert-Butylphenol, p-Cumylphenol und Isooctylphenol.
Weiterhin können andere monofunktionale Phenole durch Phenole exemplifiziert werden, die eine langkettige Alkylgruppe oder eine aliphatische Polyestergruppe als Substituent haben, Benzoylchlorid oder langkettige Alkylcarbonsäurechloride. Von diesen werden Phenole mit einer langkettigen Alkylgruppe als ein Substituent und durch die folgenden allgemeinen Formeln [5] und [6] repräsentiert vorzugsweise verwendet.
(Im obigen Beispiel repräsentiert X -R-O-, -R-CO-O- oder -R-O-CO-, wobei R eine Einzelbindung oder eine divalente aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen repräsentiert, vorzugsweise 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, und n eine Ganzzahl von 10 bis 50 repräsentiert.)
Die substituierten Phenole der allgemeinen Formel [5] sind vorzugsweise solche, deren n 10 bis 30 ist, insbesondere bevorzugt 10 bis 26. Illustrative Beispiele der substituierten Phenole beinhalten Decylphenol, Dodecylphenol, Tetradecylphenol, Hexadecylphenol, Octadecylphenol, Eicosylphenol, Docosylphenol und Triacontylphenol.
Währenddessen sind die substituierten Phenole der allgemeinen Formel [6] geeigneterweise jene, deren X R-CO-O repräsentiert, R repräsentiert eine Einzelbindung und n ist 10 bis 30, insbesondere geeigneterweise 10 bis 26. Illustrative Beispiele der substituierten Phenole beinhalten Decylhydroxybenzoat, Dodecylhydroxybenzoat, Tetradecylhydroxybenzoat, Hexadecylhydrobenzoat, Eicosylhydroxybenzoat, Docosylhydroxybenzoat und Triacontylhydroxybenzoat.
Der Terminator wird wünschenswerterweise mit zumindest 5 mol%, vorzugsweise zumindest 10 mol% aller Enden des erhaltenen Polycarbonatharzes eingeführt. Es ist mehr zu bevorzugen, dass der Terminator in zumindest 80 mol% aller Enden eingeführt wird, d.h. dem Anteil der endständigen Hydroxylgruppe (OH-Gruppe), die von Dihydrophenol als 20 mol% oder weniger abgeleitet ist, und es wird besonders bevorzugt, dass der Terminator bei zumindest 90 mol% aller Enden eingeführt wird, d.h. dass der Anteil der OH-Gruppe 10 mol% oder weniger beträgt. Die Terminatoren können alleine oder als Mischung von zwei oder mehr verwendet werden.
Die Reaktion durch ein Schmelzverfahren ist allgemein eine Esteraustauschreaktion zwischen einem Dihydrophenol und einem Carbonat und wird durch ein Verfahren durchgeführt, dass Mischen des Dihydrophenol mit dem Carbonat unter Hitze in Anwesenheit eines Inertgases und Herausdestillieren eines erzeugten Alkohols oder Phenols umfasst. Obwohl die Reaktionstemperatur abhängig vom Siedepunkt des Alkohols oder Phenols, der erzeugt wird, oder dergleichen, variiert, liegt sie allgemein zwischen 120 und 350°C. Im späten Stadium der Reaktion wird der Druck des Systems auf 1,333 bis 13,3 Pa vermindert, um das Herausdestillieren des erzeugten Alkohols oder Phenols zu erleichtern. Die Reaktionszeit beträgt allgemein 1 bis 4 Stunden.
Illustrative Beispiele des Carbonats beinhalten Ester, wie etwa eine Arylgruppe und eine Aralkylgruppe, die 6 bis 10 Kohlenstoffatome aufweisen und substituiert sein können, und eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen. Spezifische Beispiele des Carbonats beinhalten Diphenylcarbonat, Bis(chlorphenyl)carbonat, Dinaphthylcarbonat, Bis(diphenyl)carbonat, Dimethylcarbonat, Diethylcarbonat und Dibutylcarbonat. Von diesen wird Diphenylcarbonat bevorzugt.
Weiterhin kann ein Polymerisationskatalysator verwendet werden, um die Polymerisationsrate zu steigern. Als Polymerisationskatalysator können Katalysatoren verwendet werden, die üblicherweise bei Veresterungsreaktion oder Esteraustauschreaktion verwendet werden, wie durch Alkalimetallverbindungen exemplifiziert, wie etwa Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid und Natrium- und Kaliumsalze von zweiwertigen Phenolen, Erdalkalimetallverbindungen wie etwa Calciumhydroxid, Bariumhydroxid und Magnesiumhydroxid, Stickstoff enthaltende basische Verbindungen, wie etwa Tetramethylammoniumhydroxid, Tetraethylammoniumhydroxid, Trimethylamin und Triethylamin, Alkoxide von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen, organische Säuresalze von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen, Zinkverbindungen, Borverbindungen, Aluminiumverbindungen, Siliziumverbindungen, Germaniumverbindungen, organische Zinnverbindungen, Bleiverbindungen, Osmiumverbindungen, Antimonverbindungen, Manganverbindungen, Titanverbindungen und Zirkoniumverbindungen. Diese Katalysatoren können alleine oder in Kombination von zweien oder mehreren verwendet werden. Diese Katalysatoren werden in einer Äquivalentmenge von vorzugsweise 1 × 10^–8 bis 1 × 10^–3, bevorzugtererweise 1 × 10^–7 bis 5 × 10^–4 pro Mol des zweiwertigen Phenols, das als Rohmaterial verwendet wird, eingesetzt.
Weiterhin werden bei der Polymerisationsreaktion zur Reduktion phenolischer Endgruppen solche Verbindungen wie Bis(chlorphenyl)carbonat, Bis(bromphenyl)carbonat, Bis(nitrophenyl)carbonat, Bis(phenylphenyl)carbonat, Chlorphenylphenylcarbonat, Bromphenylphenylcarbonat, Nitrophenylphenylcarbonat, Phenylphenylcarbonat, Methoxycarbonylphenylphenylcarbonat und Ethoxycarbonylphenylphenylcarbonat vorzugsweise in einem späten Stadium oder nach Abschluss der Polykondensationsreaktion zugegeben. Von diesen Verbindungen werden 2-Chlorphenylphenylcarbonat, 2-Methoxycarbonylphenylphenylcarbonat und 2-Ethoxycarbonylphenylphenylcarbonat vorzugsweise verwendet und 2-Methoxycarbonylphenylphenylcarbonat ist besonders bevorzugt.
Das Molekulargewicht des Polycarbonatharzes beträgt 10.000 bis 50.000, vorzugsweise 13.000 bis 30.000, besonders bevorzugt 13.500 bis 25.000, bezogen auf das, auf den Durchschnitt der Viskosität bezogene, Molekulargewicht (M), im Hinblick auf die Phasentrennstruktur oder Schichtstruktur des Methylmethacrylatharzes (Komponente B) in der vibrationsdämpfenden thermoplastischen Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung. Das auf die Viskosität bezogene durchschnittliche Molekulargewicht wird durch Einsetzen der spezifischen Viskosität (η_SP) berechnet, die aus der durch Auflösen von 0,7 g Polycarbonatharz in 100 ml Methylenchlorid bei 20°C im folgenden Ausdruck erhalten wird. ηSP/C = [η] + 0,45 × [η]2c([η]: intrinsische Viskosität
[η] = 1,23 × 10^–4M^0,83
c = 0,7
Wenn das auf die Viskosität bezogene Durchschnittsmolekulargewicht niedriger als 10.000 ist, ist die Festigkeit unzureichend, während, wenn es höher ist als 50.000, die Dispersion des Methylmethacrylatharzes (Komponente B) unzureichend ist, so dass eine Schichtstruktur, die für Vibrationsdämpfung effektiv ist, nicht zufriedenstellend ausgebildet wird.
Nachdem es mittels konventionellen, bekannten allgemeinen Verfahren (wie etwa einem Lösungspolymerisationsverfahren oder einem Schmelzpolymerisationsverfahren) hergestellt worden ist, wird das als Rohmaterial verwendete Polycarbonatharz vorzugsweise einer Mikrofiltration in einem Lösungszustand unterworfen oder beispielsweise mit einem schwachen Lösungsmittel, wie etwa Aceton unter Hitze gewaschen, nachdem es granuliert war (oder das Lösungsmittel entfernt wird), um Fremdmaterialien zu entfernen und Verunreinigungen, wie etwa Niedermolekulargewichtskomponenten und unreagierte Komponenten. In einem Extrusionsschritt (Pelletierungsschritt), in dem das Polycarbonat zu Pellets geformt wird, wird das Polycarbonatharz vorzugsweise in einem geschmolzenen Zustand durch ein gesintertes Metallfilter mit einer Filtrationsgenauigkeit von 10 μm gefiltert, um Fremdstoffe zu entfernen. Es wird auch bevorzugt, solche Additive wie etwa ein Phosphor basiertes Antioxidans nach Bedarf zuzusetzen. Jedenfalls müssen die Gehalte an Fremdstoffen, Verunreinigungen, einem Lösungsmittel und dergl. in Rohmaterialharz so niedrig wie möglich sein, um eine gute Nasshitzeresistenz aufzuweisen.
Das als Komponente B in der Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendete Methylmethacrylatharz wird aus einem Monomer erhalten, das Methylmethacrylat als Hauptkomponente umfasst und ein Homopolymer oder Copolymer von Methylmethacrylat ist. Illustrative Beispiele der copolymerisierbaren Komponenten im Copolymer beinhalten Alkylacrylate, wie etwa Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, Isopropylacrylat, Butylacrylat, Amylacrylat, Hexylacrylat, Octylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Cyclohexylacrylat, Dodecylacrylat, Octadecylacrylat, Phenylacrylat und Benzylacrylat; Alkylmethacrylate wie etwa Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, Isopropylmethacrylat, Butylmethacrylat, Amylmethacrylat, Hexylmethacrylat, Octylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat, Dodecylmethacrylat, Octadecylmethacrylat, Phenylmethacrylat und Benzylmethacrylat; und Copolymere derselben. Sie können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehr verwendet werden.
Der Gehalt der Methylmethacrylatkomponente im Methylmethacrylatharz (Komponente B) ist vorzugsweise nicht niedriger als 80 Gew.-%, bevorzugtererweise nicht niedriger als 90 Gew.-% von 100 Gew.-% des Methylmethacrylatharzes. Weiterhin wird Methylacrylat bevorzugter als copolymerisierbare Komponente verwendet.
Weiterhin hat das Methylmethacrylatharz eine Formbeständigkeitstemperatur unter Last, die unter einer Last von 1,82 MPa gemäß ASTM D648 gemessen worden ist, von nicht weniger als 80°C. Wenn das Methylmethacrylatharz eine solche Formbeständigkeitstemperatur unter Last aufweist, kann eine vibrationsdämpfende thermoplastische Harzzusammensetzung mit einer besseren Balance zwischen Vibrationsdämpfungsfähigkeit und Hitzeresistenz erzielt werden.
Als die Komponente B der vorliegenden Erfindung kann auch eine Methylmethacrylatharzzusammensetzung verwendet werden, die einen elastischen Acrylkörper enthält. In diesem Fall ist der Gehalt an Acrylelastomer in der Zusammensetzung wünschenswerterweise nicht höher als 50 Gew.-%, vorzugsweise nicht höher als 40 Gew.-%.
Das Acrylelastomer enthält Acrylatgummi als eine essentielle Komponente wie auch Methylmethacrylat, Alkylacrylat, dessen Alkylgruppe 1 bis 8 Kohlenstoffatome aufweist, Styrol und nach Bedarf ein Vinylmonomer, das mit diesen copolymerisierbar ist, als copolymerisierbare Komponenten. Der Gehalt von Methylmethacrylat im Acrylelastomer beträgt 15 bis 65 Gew.-% von den 100 Gew.-% des Elastomers. Styrol ist vorzugsweise im Acrylelastomer enthalten, um die Vibrationsdämpfungsfähigkeit des Methylmethacrylatharzes weiter zu verbessern.
Der Acrylatgummi in der vorliegenden Erfindung enthält ein eine Alkylgruppe mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen enthaltendes Alkylacrylat und nach Bedarf Styrol, Methylmethacrylat und Butadien als andere copolymerisierbare Komponenten.
Bevorzugte Beispiele der Alkylacrylat enthaltenden Acrylgruppe mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen beinhalten 2-Ethylhexylacrylat und n-Butylacrylat. Der Gehalt des Alkylacrylates ist vorzugsweise nicht niedriger als 50 Gew.-% von den 100 Gew.-% des Acrylatgummis. Weiterhin ist das Acrylatgummi partiell quervernetzt und illustrative Beispiele des Quervernetzagens beinhalten Ethylenglycoldiacrylat, Butylenglycoldiacrylat, Ethylenglycoldimethacrylat, Allylmethacrylat und Polypropylenglycoldiacrylat. Das Quervernetzungsagens wird vorzugsweise in einem Anteil von 0,01 bis 3 Gew.-% im Bezug auf das Acrylatgummi verwendet.
Bevorzugte Formen des Acrylelastomers sind allgemein eine Kern-Schalenstruktur und eine Mehrschichtstruktur, die durch Multischrittpolymerisieren des Acrylatgummis, des Methylmethacrylats, des Alkylacrylats, dessen Alkylgruppe 1 bis 8 Kohlenstoffatome aufweist, von Styrol und nach Bedarf eines Vinylmonomers, das mit diesen copolymersierbar ist, erhalten. Weiterhin kann das Acrylelastomer durch jegliches bekannte Verfahren wie Massenpolymerisation, Suspensionspolymerisation, Massensuspensionspolymerisation, Lösungspolymerisation oder Emulsionspolymerisation hergestellt werden. Bei der Mehrstufenpolymerisation können unbeimpfte auf den impfbasierten Produkten enthalten sein.
Ein Acrylelastomer, das vorzugsweise als das obige Acrylelastomer verwendet werden kann, ist so, dass ein aus einer durch Zugeben von 10 Gew.-% des Acrylelastomers zur Methylmethacrylatharz erhaltenen Harzkomposition geformter 2 mm dicker, flacher Artikel eine Gesamtlichtdurchlässigkeit bei 23°C und 50% relativer Feuchte von nicht weniger als 85% aufweist. Ein bevorzugteres Acrylelastomer ist so, dass der geformte Artikel eine Gesamtlichtdurchlässigkeit von nicht weniger als 85% und einen Dunstwert, gemessen unter denselben Bedingungen, von nicht höher als 7%, aufweist.
Bevorzugte Beispiele des das Acrylelastomer enthaltenden Methylmethacrylatharzes beinhalten solche kommerziellen Produkte, wie Delpet SR Serie von Asahi Kasei Corporation, die Acrypet IR Serie von Mitsubishi Rayon Co., Ltd., und die Sumipex B-HT Serie von Sumitomo Chemical Co., Ltd.
Die Gehalte der obigen Komponenten A und B in der vibrationsdämpfenden thermoplastischen Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung sind wie folgt. In der Harzzusammensetzung beträgt, wenn die Gesamtmenge der Inhalte der Komponenten A und B 100 Gew.-% ist, der Gehalt der Komponente A 50 bis 90 Gew.-% und der Gehalt der Komponente B 50 bis 10 Gew.-%. Vorzugsweise beträgt der Gehalt der Komponente A 60 bis 85 Gew.-% und der Gehalt der Komponente 40 bis 15 Gew.-%. Bevorzugtererweise beträgt der Gehalt der Komponente A 65 bis 80 Gew.-% und der Gehalt der Komponente B 35 bis 20 Gew.-%. Wenn der Gehalt der Komponente B niedriger ist als 10 Gew.-%, ist die Vibrationsdämpfungsfähigkeit nicht zufriedenstellend, während, wenn er höher ist als 50 Gew.-%, die Hitzeresistenz abnimmt.
Weiterhin umfasst die thermoplastische Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung die obigen Komponenten A und B subjektiv und ein daraus geformter Artikel erfüllt die folgenden charakteristischen Eigenschaften.
Die vibrationsdämpfende thermoplastische Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung muss zu einem Artikel geformt werden, der einen Fehlwinkeltangens-(tanδ)Wert, gemessen bei 40°C und 80 Hz gemäß JIS K7198 von 0,04 bis 0,08, vorzugsweise 0,05 bis 0,07, aufweist. Wenn er kleiner ist als 0,04, ist die Vibrationsdämpfungsfähigkeit nicht zufriedenstellend, während, wenn er größer ist als 0,08, die Abmessungsgenauigkeit dafür anfällig ist, unzufriedenstellend zu sein.
Die vibrationsdämpfende thermoplastische Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung muss zu einem Artikel geformt werden, der eine Wasserabsorption aufweist, wenn in Wasser bei 23°C für 24 Stunden gemäß ASTM D570 gemessen, die nicht höher ist als 0,20 Gew.-%. Wenn die Wasserabsorption höher ist als 0,30 Gew.-%, wird keine gute Abmessungsgenauigkeit erzielt. Wenn die Komponente A der vorliegenden Erfindung ein aromatisches Polycarbonatharz ist, ist eine mögliche untere Grenze der Wasserabsorption 0,08 Gew.-%.
Die vibrationsdämpfende thermoplastische Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung muss zu einem Artikel geformt werden, der eine spezifische Dichte aufweist, gemessen gemäß JIS K7112, von 1,05 bis 1,25, bevorzugtererweise 1,10 bis 1,20. Wenn die spezifische Dichte höher ist als 1,25, kann der geformte Artikel das gewünschte leichte Gewicht nicht haben.
Weiterhin muss die vibrationsdämpfende thermoplastische Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung zu einem Artikel geformt werden, der eine Formbeständigkeitstemperatur unter Last, gemessen unter einer Last von 1,82 MPa gemäß ASTM D648, von 110 bis 170°C, vorzugsweise 120 bis 160°C aufweist. Wenn die Formbeständigkeitstemperatur niedriger ist als 110°C, ist die Hitzeresistenz nicht zufriedenstellend, während, wenn sie höher ist als 170°C, eine hohe Temperatur zum Zeitpunkt der Ausformung notwendig ist, so dass die Komponente B der vorliegenden Erfindung dafür anfällig ist, nachteilig thermisch abgebaut zu werden.
In der vorliegenden Erfindung kann weiterhin ein Plattenfüller (Komponente C) zum Zweck der Verbesserung der Steifigkeit und der Vibrationsdämpfungsfähigkeit zugegeben werden. Illustrative Beispiele des Plattenfüllers als Komponente C beinhalten Glasflocken, Glimmer, Talkum, Metallflocken und Graphitfüller. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser des Plattenfüllers ist vorzugsweise 10 bis 700 μm, bevorzugtererweise 10 bis 600 μm, viel bevorzugter 10 bis 400 μm. Der obige durchschnittliche Partikeldurchmesser wird als Mediandurchmesser der Partikelgrößengewichtsverteilung berechnet, die durch ein Standardsiebverfahren unter Verwendung eines Standarddrahtsiebs erhalten wird. Wenn der Durchschnittspartikeldurchmesser innerhalb des obigen Bereichs ist, kann der geformte Artikel eine bessere Vibrationsdämpfungsfähigkeit, Steifigkeit und Anmutung haben.
Von den als Komponente C in der vorliegenden Erfindung verwendbaren Plattenfüllern kann der Graphitfüller in Hinblick auf niedrige spezifische Dichte und Vibrationsdämpfungsfähigkeit bevorzugtererweise verwendet werden. Als Graphitfüller können natürlich auftretende Erdgraphit- und schuppenförmiges Graphit, wie auch durch Kristallisieren von amorphem Kohlenstoff hergestelltes künstliches Graphit, das aus Kohle, Erdöl, Koks oder dergl. durch Anlegen von Hitze an den amorphen Kohlenstoff erhalten wird, verwendet werden. Der Durchschnittspartikeldurchmesser des Graphits beträgt vorzugsweise 10 bis 600 μm, bevorzugterweise 10 bis 400 μm.
Es ist sinnvoll, die Komponente C in einer Menge von 5 bis 20 Gew.-Teilen, basierend auf 100 Gew.-Teilen von den gesamten Komponenten A und B zuzugeben. Wenn die Menge der Komponente C innerhalb des obigen Bereichs liegt, kann bessere Vibrationsdämpfungsfähigkeit und Steifigkeit und eine niedrigere spezifische Dichte auf höherem Niveau erzielt werden.
Weiterhin kann der vibrationsdämpfenden thermoplastischen Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung Kohlenstoffschwarz zugesetzt werden, um der Zusammensetzung antistatische Eigenschaften zu verleihen. Bevorzugtes Kohlenstoffschwarz ist leitfähiges Kohlenstoffschwarz. Kohlenstoffschwarz kann in einer Menge von 1 bis 15 Gew.-Teilen, vorzugsweise 2 bis 13 Gew.-Teilen, basierend auf 100 Gew.-Teilen der Gesamtmenge der Komponenten A und B, zugegeben werden.
Weiterhin kann ein Phosphor enthaltender thermischer Stabilisator der vibrationsdämpfenden thermoplastischen Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung nach Bedarf zugegeben werden. Illustrative Beispiele des Phosphor enthaltenden thermischen Stabilisierers beinhalten Phosphorige Säure, Phosphorsäure, Phosphonsäure, Phosphonige Säure und Ester derselben. Spezifische Beispiele des Phosphor enthaltenden thermischen Stabilisierers beinhalten Phosphitverbindungen, wie etwa Triphenylphosphit, Trisnonylphenylphosphit, Tris(2,4-di-tert-butylphenyl)phosphit, Tridecylphosphit, Trioctylphosphit, Trioctadecylphosphit, Didecylmonophenylphosphit, Dioctylmonophenylphosphit, Diisopropylmonophenylphosphit, Monobutyldiphenylphosphit, Monodecyldiphenylphosphit, Monooctyldiphenylphosphit, Bis(2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl)pentaerythritoldiphosphit, 2,2-Methylenbis(4,6-di-tert-butylphenyl)octylphosphit, Bis(nonylphenyl)pentaerythritoldiphosphit, und Bis(2,4-di-tert-butylphenyl)pentaerythritoldiphosphit; Phosphatverbindungen wie etwa Tributylphosphat, Trimethylphosphat, Tricresylphosphat, Triphenylphosphat, Trichlorphenylphosphat, Triethylphosphat, Diphenylcresylphosphat, Diphenylmonoorthoxenylphosphat, Tributoxyethylphosphat, Dibutylphosphat, Dioctylphosphat und Diisopropylphosphat; und, als andere Phosphor enthaltende thermische Stabilisatoren, Phosphonitverbindungen wie etwa Tetrakis(2,4-di-tert-butylphenyl)-4,4'-biphenylendiphosphonit, Tetrakis(2,4-di-tert-butylphenyl)-4,3'-biphenylendiphosphonit, Tetrakis(2,4-di-tert-butylphenyl)-3,3'-biphenylendiphosphonit und Bis(2,4-di-tert-butylphenyl)4-biphenylenphosphonit. Von diesen sind Trisnonylphenylphosphit, Distearylpentaerythritoldiphosphit, Bis(2,4-di-tert-butylphenyl)pentaerythritoldiphosphit, Tris(2,4-di-tert-butylphenyl)phosphit, Triphenylphosphat, Trimethylphosphat, Tetrakis(2,4-di-tert-butylphenyl)-4,4'-biphenylendiphosphonit und Bis(2,4-di-tert-butylphenyl)-4-biphenylenphosponit bevorzugt. Diese thermischen Stabilisatoren können alleine oder in Anmischung von zwei oder mehr verwendet werden. Der thermische Stabilisator wird in einer Menge von vorzugsweise 0,0001 bis 0,5 Gew.-Teilen, bevorzugtererweise 0,0005 bis 0,2 Gew.-Teilen, sehr bevorzugterweise 0,002 bis 0,2 Gew.-Teilen, basierend auf 100 Gew.-Teilen der Gesamtmenge der Komponenten A und B, zugegeben.
Weiterhin kann ein allgemein bekanntes Antioxidationsmittel der vibrationsdämpfenden thermoplastischen Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung für den Zweck einer Oxidationsverhinderung zugesetzt werden. Das Antioxidationsmittel kann beispielsweise ein phenolisches Antioxidationsmittel sein. Spezifische Beispiele des phenolischen Antioxidationsmittels beinhalten Pentaerythritoltetrakis(3-mercaptopropionat), Pentaerythritoltetrakis(3-laurylthiopropionat), Glycerin-3-Styrolthiopropionat, Triethylenglycol-bis[3-(3-t-butyl-5-methyl-4-hydroxyphenyl)propionat], 1,6-Hexandiol-bis[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat], Pentaerythritol-tetrakis[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat], Octadecyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat, 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)benzol, N,N-Hexamethylenbis(3,5-di-t-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamid), 3,5-di-t-Butyl-4-hydroxy-benzylphosphonat-diethylester, Tris(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)isocyanurat, 4,4'-Biphenylendiphosphinsäuretetrakis(2,4-di-t-butylphenyl), und 3,9-bis{1,1-dimethyl-2-[β-(3-t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propionyloxy]ethyl}-2,4,8,10-tetraoxaspiro(5,5)undecan. Das Antioxidationsmittel wird in einer Menge von vorzugsweise 0,0001 bis 0,5 Gew.-Teilen, basierend auf 100 Gew.-Teilen der Gesamtmenge der Komponenten A und B, zugegeben.
Weiterhin kann auch ein ultravioletter Absorber der Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung zugegeben werden. Illustrative Beispiele des ultravioletten Absorbers beinhalten Benzophenon basierte ultravioletter Absorber wie etwa 2,2'-Dihydroxy-4-methoxybenzophenon und Benzotriazol basierte ultraviolette Absorber, wie etwa 2-(3-tert-butyl-5-methyl-2-hydroxyphenyl)-5-chlorbenzotriazol, 2-(3,5-di-tert-butyl-2-hydroxyphenyl)-5-chlorbenzotriazol, 2,2'-Methylenbis[4-(1,1,3,3-tetrametylbutyl)-6-(2H-benzotriazol-2-yl)phenol], 2-[2-Hydroxy-3,5-bis(α,α-dimethylbenzyl)phenyl]-2H-benzotriazol und 2-(3,5-di-tert-amyl-2-hydroxyphenyl)benzotriazol. Weiterhin kann auch ein behinderter Amin-basierter Lichtstabilisator, wie etwa Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)sebacat oder Bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)sebacat verwendet werden. Der ultraviolette Absorber und der Lichtstabilisator werden jeweils in einer Menge von vorzugsweise 0,01 bis 5 Gew.-Teilen, basierend auf 100 Gew.-Teilen der Gesamtmenge der Komponenten A und B zugegeben.
Weiterhin kann der höhere Fettsäureester von mehrwertigem Alkohol ebenfalls der vibrationsdämpfenden thermoplastischen Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung nach Bedarf zugegeben werden. Durch Zugabe des höheren Fettsäureesters werden die thermische Stabilität des thermoplastischen Harzes, die Fließfähigkeit des Harzes zum Zeitpunkt des Ausformens und die Herauslösbarkeit des ausgeformten Substrats aus der Form verbessert. Der höhere Fettsäureester ist vorzugsweise ein partieller oder Gesamtester von mehrwertigem Alkohol mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen und gesättigter Fettsäure mit 10 bis 30 Kohlenstoffatomen. Illustrative Beispiele des mehrwertigen Alkohols beinhalten Glykol, Glycerin und Pentaerythritol.
Der obige höhere Fettsäureester wird in geeigneter Weise in einer Menge von 0,005 bis 2 Gew.-Teilen, vorzugsweise 0,02 bis 0,1 Gew.-Teilen, basierend auf 100 Gew.-Teilen der Gesamtmenge der Komponenten A und B der vorliegenden Erfindung zugegeben. Wenn die Menge 0,005 bis 2 Gew.-Teile ist, können die obigen Effekte ohne Beschmutzung einer Form erzielt werden.
Weiterhin können der thermoplastischen Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung auch anorganische Füller zugegeben werden, wie etwa Glasfasern, Kohlenstofffasern, gemahlene Fasern, Wollastonit, Whisker, Kohlenstoffschwarz, Siliziumdioxidpartikel, Titanoxidpartikel und Aluminiumoxidpartikel, organische Hitzeresistenz-Füllstoffe, wie etwa Aramidfasern, Polyarylatfasern, Polybenzothiazolfasern und Aramidpulver; Halogen enthaltende Flammenhemmer; Phosphor enthaltende Flammenhemmer wie etwa Phosphatverbindungen, Phosphatoligomere und roter Phosphor; Silikon enthaltende Flammenhemmer; Antitropfmittel, wie etwa fibrillierte Fluorkohlenstoffharze; Schmiermittel, wie etwa Silikonverbindungen, Fluorverbindungen und Polyolefinwachs; und andere Additive, wie etwa Farbstoffe, Antistatikmittel und Flussmodifizierer, in solchen Mengen, die die Eigenschaften der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigen. Weiterhin können auch andere thermoplastische Harze in solch kleinen Mengen zugegeben werden, dass sie die Aufgabe der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigen.
Die vibrationsdämpfende thermoplastische Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann durch Mischen der Komponente A, der Komponente B und der optionalen Komponenten durch eine Mischmaschine, wie etwa einen Mischer, V-förmigen Menger, Nauta-Mischer, Banbury-Mischer, Walkrolle oder Extruder hergestellt werden. Bevorzugtererweise wird die Zusammensetzung durch Schmelzkneten der obigen Komponenten durch einen Extruder, insbesondere einen Doppelschraubenextruder, hergestellt.
Die so erhaltene vibrationsdämpfende thermoplastische Harzzusammensetzung ist bei Extrusion, Einspritzformen, Kompressionsformen, Blasformen, Vakuumformen und dergl. einsetzbar und kann zu Teilen für die Büroautomationsausrüstung oder dergl. geformt werden, die von exzellenter Abmessungsgenauigkeit, Steifigkeit und Hitzeresistenz sind, von niedrigem Gewicht und exzellent bezüglich der Vibrationsdämpfungsfähigkeit.
In diesem Fall ist es besonders bevorzugt, die Zusammensetzung durch Einspritzformen herzustellen. In diesem Fall können die Teile nicht nur durch ein Kaltlaufformverfahren, sondern auch durch ein Heißlaufformverfahren, das keinen Läufer erfordert, hergestellt werden. Weiterhin, um das Einspritzformen auszuführen, können zusätzlich zu einem allgemeinen Einspritzformverfahren eine Vielzahl von Formverfahren verwendet werden, wie etwa gasunterstütztes Einspritzformen, Einspritkompressionsformen, Ultraschall Einspritzformen, Coinjektionsformen, Einführformen, In-Form-Beschichtungsformen und Sandwichformen. Weiterhin kann durch Verwendung der Zusammensetzung als eine interne Schicht oder äußere Schicht eines geformten Artikels mit einer durch ein komplexes Formverfahren gebildeten Laminatstruktur, die Vibrationsdämpfungsfähigkeit effektiver gezeigt werden.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird weiterhin unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Beispiele beschrieben. "Teile" und "%" in den Beispielen bedeuten "Gew.-Teile" beziehungsweise "Gewichtsprozent".
Beispiele 1 bis 15 und Vergleichsbeispiele 1 bis 8.
Nach gleichförmigen Mixen durch einen V-förmigen Vermenger wurden die in den Tabellen 1, 2 und 3 gezeigten Komponenten durch ein 30 mm Durchmesser belüfteten Doppelschraubenextruder (HYPER KTX-30XST, Produkt der Kobe Steel, Ltd.) bei einer Zylindertemperatur von 260°C unter einem Vakuum für 1,333 Pa, das unter Verwendung einer Vakuumpumpe hergestellt wurde, zu Pellets schmelzextrudiert. Die erhaltenen Pellets wurden durch einen Heißluftumwälztrockner bei 110°C für 5 Stunden getrocknet und in Teststücke für die nachfolgenden Evaluierungen durch eine Injektionsformmaschine (Modell SG150U, Produkt der Sumitomo Heavy Industries, Ltd.) bei einer Zylindertemperatur von 270°C und einer Formtemperatur von 80°C geformt und die Teststücke wurden durch die folgenden Evaluierungsverfahren evaluiert.
(I) Physikalische Eigenschaften von aus Vibrationsdämpfender thermoplastischer Harzzusammensetzung geformter Artikel

(1) Wasserabsorption: Diese wurde bei Eintauchen ins Wasserbad bei 23°C für 24 Stunden gemäß AST D570 gemessen.
(2) Spezifische Dichte: Diese wurde gemäß JIS K7112 gemessen.
(3) Biegemodul: Dieses wurde bei 213°C gemäß ASTM D790 gemessen.
(4) Formbeständigkeitstemperatur unter Last: Diese wurde bei einer Last von 1,82 MPa gemäß ASTM D648 gemessen.
(5) Formschrumpfverhältnis: Dieses wurde durch Ausformen einer rechteckigen Platte unter Verwendung einer Form zum Formen einer rechteckigen Platte mit einer Länge von 100 mm, einer Breite von 50 mm und einer Dicke von 4 mm, Stehenlassen des ausgeformten rechteckigen Plattenstands ohne Last bei 23°C und 50% relativer Feuchte für 24 Stunden, Messen der Größen der geformten rechteckigen Platten in Flussrichtung und der Richtung senkrecht zur Flussrichtung durch eine dreidimensionale Messapparatur (Produkt der Mitutoyo Corporation) und Messen der Größen in den entsprechenden Richtungen der Form bestimmt.

(II) Fehlwinkeltangens (tanδ) und Verlustfaktor des aus vibrationsdämpfender thermoplastischer Harzzusammensetzung geformten Artikels

(1) Fehlwinkeltangens (tanδ): Der tanδ bei 40°C und 18 Hz wurde gemäß JIS 7198 gemessen. Die Messung wurde an einem Teststück mit einer Dicke von 0,8 mm, einer Breite von 2 mm und einem Abstand zwischen Einspannfuttern von etwa 35 mm durch einen RSA-II Viskoelastizitätsmessapparat von Rheometric Scientific F. E. Ltd. ausgeführt. Der Fehlwinkeltangens (tanδ) der Komponente A wurde auch unter denselben Bedingungen gemessen.
(2) Verlustfaktor (η): Ein Streifenteststück mit einer Länge von 80 mm, einer Breite von 13 mm und einer Dicke von 1,2 mm wurde unter denselben Bedingungen, unter denen die obigen Teststücke zum Evaluieren der physikalischen Eigenschaften geformt wurden, einspritzgeformt, und der Verlustfaktor bei 40°C des Streifenteststücks wurde durch ein Kippbalkenverfahren unter Verwendung eines komplexen Elastizitätsmodulmessapparates (unter Verwendung eines Multianalyzersystems vom Modell 3560 von Brüel & Kjœr, Produkt der Matsushita Inter-Techno Co., Ltd.) gemessen. Bezüglich der Resonanzfrequenzen in den Beispielen der vorliegenden Erfindung betrug eine sekundäre Resonanzfrequenz etwa 200 bis 400 Hz, eine tertiäre Resonanzfrequenz etwa 700 bis 1.000 Hz und eine quaternäre Resonanzfrequenz etwa 1.400 bis 2.200 Hz.

Die in den Tabellen 1, 2 und 3 gezeigten Symbole repräsentieren die folgenden Harzkomponenten und anorganischen Füller.

PC1:: Ein aromatisches Polycarbonatcopolymer, dessen viskositätsbezogenes Durchschnittsmolekulargewicht 15.000 ist und dessen aromatische Dihydroxykomponenten 45 mol% 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan [Bisphenol TMC] und 55 mol% 4,4'-(m-Phenylendiisopropyliden)diphenol [Bisphenol M] umfassen und das durch ein Phosgenverfahren unter Verwendung von p-tert-Butylphenol als Terminator erhalten wird.
PC2:: Ein aromatisches Polycarbonatharz, dessen viskositätsbezogenes Durchschnittsmolekulargewicht 15.200 ist und dessen aromatische Dihydroxykomponente 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)propan [Bisphenol A] umfasst, und das durch ein Phosgenverfahren unter Verwendung von p-tert-Butylphenol als ein Terminator erhalten wird.
PO:: zyklisches Polyolefinharz ["Zeonex E48R" der Nippon Zeon Co., Ltd.]
PAR:: amorphes Polyarylatharz ["U Polymer U-8000" der UNITIKA LTD.]
ACRYL1:: Methylmethacrylat/Methylacrylatcopolymer (das zumindest 90 Gew.-% Metylmethacrylat enthält) [Delpet 80N der Asahi Kasei Corporation, MFR Wert gemessen gemäß JIS K7210 (Bedingungen: 280°C, 21,18 N) = 22,3 g/10 min)]
ACRY2:: Mischung von Methylmethacrylat/Methylacrylatcopolymer und Methylmethacrylat/Butylacrylat/Styrolcopolymer [Delpet SR-8500 der Asahi Kasei Corporation]

(Komponente C)

Graphit 1:

natürliches Graphit ("schuppenförmiges Graphit (5098)" der Nippon Sheet Glass Co., Ltd., durchschnittlicher Partikeldurchmesser: 350 μm)

Graphit 2:

natürliches Graphit ("schuppenförmiges Graphit (20085)" der Nippon Sheet Glass Co., Ltd., durchschnittlicher Partikeldurchmesser: 35 μm)

(Komponente D)

Kohlenstoffschwarz:

Acetylenschwarz ["Denka Black" von Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha]

(Andere Komponente)

Stabilisator:

Trimethylphosphat [TMP der Daihachi Kagaku Co., Ltd.]

Beim Vergleichen der Fälle in den Tabellen 1 bis 3 (Vergleichsbeispiele 1 und 2), bei denen das aromatische Polycarbonatharz alleine verwendet wird, weist das ein Bisphenol TMC/Bisphenol M Copolymer umfassende aromatische Polycarbonatharz, das als Komponente A der vorliegenden Erfindung in den Beispielen verwendet wird, eine höhere Vibrationsdämpfungsfähigkeit, niedrigere spezifische Dichte, niedrigere Wasserabsorption und ein höheres Biegemodul als das Bisphenol allein umfassende aromatische Polycarbonatharz. Wie daraus verständlich, ist, wenn Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 7 miteinander verglichen werden, verständlich, dass bei Verwendung des ein Bisphenol TMC/Bisphenol M Copolymer umfassenden aromatischen Polycarbonats und Zugeben des Methylmethacrylatharzes (Komponente B) und des Plattenfüllers (Komponente C) der Fehlwinkeltangens (tanδ) und der Verlustfaktor gesteigert werden.
Weiterhin versteht sich, dass die Vibrationsdämpfungsfähigkeit sich weiter verbessert mit Anwachsen der Menge der Komponenten B und C. Weiterhin versteht sich, dass ein geformter Artikel mit hoher Vibrationsdämpfungsfähigkeit auch durch Verwenden einer Kombination des aromatischen Polycarbonatharzes und eines zyklischen Polyolefins oder eines Polyacrylats als die Komponente A, wie in den Beispielen 7 und 8, erhalten werden kann.
Zusätzlich versteht sich aus den Beispielen 13 bis 15, dass ein geformter Artikel mit ausgezeichneter Vibrationsdämpfungsfähigkeit erhalten werden kann, wenn ein zyklisches Polyolefinharz als die Komponente A verwendet wird.
Wirkung der Erfindung
Ein aus der vibrationsdämpfenden thermoplastischen Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung geformter Artikel ist bezüglich Vibrationsdämpfungsfähigkeit wie auch Abmessungsgenauigkeit, Steifigkeit und Hitzeresistenz exzellent, von leichtem Gewicht, und auf einer Vielzahl von Gebieten, wie etwa Elektronik, Elektrik und Informationsausrüstung, Automobilen, Maschinenteilen und dergl. nützlich. Insbesondere wird es als ein Drehteller für eine optische Disk und Präzisionsinstrumententeile, die den Drehteller zusätzlich zu Hochgeschwindigkeitsdrehteilen beinhalten, welche die obigen Eigenschaften auf hohen Niveaus (wie etwa Drehteller für eine Vielzahl von optischen Disks, Polygonspiegel in einem optischen Drucker und Halteboxen dafür) erfordern, verwendet. Weiterhin ist es ebenfalls auf den Gebieten der Elektronik, Elektrik und Informationsausrüstung wie Büroautomatisierungsausstattung nützlich und seine Effekte auf die Industrie sind signifikant größer.

Claims

Vibrationsdämpfende thermoplastische Harzzusammensetzung, umfassend: (i) 50 bis 90 Gew.-% eines amorphen thermoplastischen Harzes (A) mit einem Fehlwinkeltangens-(tanδ)Wert [gemessen bei 40°C und 18 Hz gemäß JIS K7198] von 0,01 bis 0,04 und einer Formbeständigkeitstemperatur unter Last [gemessen unter einer Last von 1,82 MPa gemäß ASTM D648] von nicht mehr als 120°C; und (ii) 50 bis 10 Gew.-% eines Methylmethacrylatharzes (B), wobei ein aus der thermoplastischen Harzzusammensetzung geformter Artikel die folgenden physikalischen Eigenschaften aufweist: (1) einen Verlustfaktor (η) von 0,04 bis 0,08; (2) eine Wasserabsorption [gemessen bei Eintauchen in Wasser bei 23°C für 24 Stunden gemäß ASTM D570] von nicht mehr als 0,20 Gew.-%; (3) eine spezifische Dichte [gemessen gemäß JIS K7112] von 1,05 bis 1,25; und (4) eine Formbeständigkeitstemperatur unter Last [gemessen unter einer Last von 1,82 MPa gemäß ASTM D648] von 110°C bis 170°C, und wobei entweder – (A) ein aromatisches Polycarbonatharz ist, das 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan (a) und zumindest eine aromatische Dihydroxykomponente (b) umfasst, die ausgewählt ist aus 4,4'-(m-Phenylendiisopropyliden)diphenol und 2,2-Bis(3-methyl-4-hydroxyphenyl)propan in einer Menge von zumindest 80 mol% aus 100 mol% der gesamten aromatischen Dihydroxykomponenten, und wobei das Molarverhältnis von (a) zur aromatischen Dihydroxykomponente (b) von 20:80 bis 80:20 reicht, oder – (A) ein cyclisches Polyolefinharz ist.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, welche weiterhin 5 bis 20 Gew.-Teile eines Plattenfüllers (C) enthält, basierend auf 100 Gew.-Teilen vom Gesamten von (A) und (B).
Zusammensetzung gemäß Anspruch 2, wobei (C) ein Graphitfüller ist.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, welche weiterhin 1 bis 15 Gew.-Teile Kohlenstoff-Schwarz (D), basierend auf 100 Gew.-Teilen vom Gesamten von (A) und (B), umfasst.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Gehalt an (A) von 60 bis 85 Gew.-% und der Gehalt an (B) von 40 bis 15 Gew.-% reicht und wobei (A) und (B) insgesamt 100 Gew.-% betragen.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei (A) einen Fehlwinkeltangens-(tanδ)Wert von 0,012 bis 0,035 aufweist.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei (A) eine Formbeständigkeitstemperatur unter Last von nicht niedriger als 122°C aufweist.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei (b) 4,4'-(m-Phenylendiisopropyliden)diphenol ist.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei (B) eine Formbeständigkeitstemperatur unter Last von nicht niedriger als 80°C aufweist.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Gehalt an Methylmethacrylatkomponente in (B) nicht niedriger als 80 Gew.-% ist.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei (C) ein Plattenfüller ist, der einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 10 bis 700 μm aufweist.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei ein aus der Zusammensetzung geformter Artikel einen Verlustfaktor (η) von 0,05 bis 0,07 aufweist.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei ein aus der Zusammensetzung geformter Artikel eine Formbeständigkeitstemperatur unter Last von 120 bis 160°C aufweist.
Aus einer Harzzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 geformter vibrationsdämpfender Artikel.
Vibrationsdämpfendes Hochgeschwindigkeitsdrehelement oder Stützelement desselben, welches aus der Harzzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 geformt ist.
Verwendung der Harzzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 in einem vibrationsdämpfenden Hochgeschwindigkeitsdrehelement oder einem Stützelement desselben.
Verfahren zum Herstellen eines vibrationsdämpfenden Hochgeschwindigkeitsdrehelements oder eines Stützelements desselben durch Schmelzformen einer Harzzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13.