JP2001279081A - 難燃性ポリカーボネート系樹脂組成物 - Google Patents

難燃性ポリカーボネート系樹脂組成物

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Naoyoshi Kawamoto
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Abstract

(57)【要約】 【構成】芳香族ポリカーボネート樹脂(A)50〜99
重量%と液晶ポリエステル(B)50〜1重量%とから
なる樹脂混合物100重量部に対し、主鎖が分岐構造で
かつ含有する有機官能基が芳香族基からなるか、または
芳香族基と炭化水素基(芳香族基を除く)とからなるシ
リコーン化合物(C)0.01〜8重量部および芳香族
硫黄化合物の金属塩(D)0.01〜5重量部あるいは
パーフルオロアルカンスルホン酸の金属塩(F)0.0
1〜5重量部、および所望によってはこれらと繊維形成
型の含フッ素ポリマー(E)0.05〜5重量部を配合
してなることを特徴とする難燃性ポリカーボネート系樹
脂組成物。 【効果】本発明の難燃性ポリカーボネート系樹脂組成物
は、塩素、臭素化合物等からなるハロゲン系難燃剤を含
まないことから燃焼時に当該難燃剤に起因するハロゲン
を含むガスの発生の懸念もなく、環境保護の面において
も優れた性能を持ち、高度な難燃性と高流動性を備えた
薄肉ハウジング用の電気・電子部品用の素材として好適
に用いることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、流動性の改良され
た難燃性ポリカーボネート系樹脂組成物に関する。更に
詳しくは、芳香族ポリカーボネート樹脂と液晶ポリエス
テルとを用いた難燃性ポリカーボネート系樹脂組成物に
関し、主鎖が分岐構造でかつ含有する有機官能基が芳香
族基からなるか、または芳香族基と炭化水素基(芳香族
基を除く)とからなるシリコーン化合物と、芳香族硫黄
化合物の金属塩あるいはパーフルオロアルカンスルホン
酸の金属塩と、あるいはこれらと繊維形成型の含フッ素
ポリマーとを併用することにより、塩素、臭素化合物等
のハロゲン系難燃剤ならびにりん系難燃剤を含有せず
に、芳香族ポリカーボネート樹脂よりも高い流動性を示
しながら高度な難燃性を有する難燃性ポリカーボネート
系樹脂組成物を提供するものである。
【0002】本発明の難燃性ポリカーボネート系樹脂組
成物は、その前述の特徴から難燃性を要求されるコンピ
ュータ、周辺機器等の電子機器のハウジング、とりわけ
薄肉のハウジング用途に好適に使用される。
【0003】
【従来の技術】芳香族ポリカーボネート樹脂は、耐衝撃
性、耐熱性などに優れた熱可塑性樹脂であり、電気、電
子、機械、自動車などの分野に広く用いられている。し
かしながら、芳香族ポリカーボネート樹脂はガラス転移
温度が高く耐熱性が高いという特徴を有する反面、加工
時に充分な流動性が得られない場合が多いという問題が
あった。一方、芳香族ポリカーボネート樹脂が有するこ
れらの優れた性能に加えて、電気・電子・OA分野では
安全上の要求を満たすためより一層高い難燃性が求めら
れている。そこで、芳香族ポリカーボネート樹脂の難燃
性を向上するために有機臭素化合物などのハロゲン系化
合物を配合する方法が採用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、有機臭
素化合物などのハロゲン系化合物を配合することから、
燃焼時に当該ハロゲンを含むガスが発生する懸念もあ
り、環境面でも塩素、臭素等を含有しない難燃剤の使用
が望まれている。
【0005】これに対して、シリコーン化合物は耐熱性
が高く、燃焼時に有害ガスを発生しにくく、それ自体の
安全性も高いため、これを難燃剤として利用しようとす
る試みもなされてきた。難燃剤としてのシリコーン化合
物は、以下に示す4つのシロキサン単位(M単位、D単
位、T単位、Q単位)の少なくともいずれかが重合して
なるポリマーである。
【0006】 M単位(ここで、Rは官能基を表わ
す。)
【化6】
【0007】 D単位(ここで、Rは有機官能基を表
わす。)
【化7】
【0008】 T単位(ここで、Rは有機官能基を表
わす。)
【化8】
【0009】 Q単位
【化9】
【0010】この内、特にT単位および/またはQ単位
を含有すると分岐状構造となる。
【0011】シリコーン化合物を難燃剤として使用する
方法としては、特開平11−158363号公報、特開
平9−143369号公報等に記載される如き様々な有
機官能基を持つシリコーン化合物が試されてきた。しか
しながら、これらは単独の添加では大きな難燃効果を持
つものは極めて少なく、電気電子機器関係の厳しい難燃
基準を満たすには他の難燃剤を併用する必要があった。
これについては、高分子シロキサンとホウ素およびリン
含有物質並びに有機クレイ(特開平11−158363
号公報)、ポリシロキサンと金属硫化物および元素態硫
黄からなる群から選択される少なくとも一種と金属ホウ
酸塩、金属ホウリン酸塩および金属リン酸塩からなる群
から選択される少なくとも一種(特開平9−14336
9号公報)等の併用が挙げられるが、ホウ素化合物は燃
焼時に有害なホウ酸化合物が発生する懸念があり、さら
にリン化合物も環境への影響といった懸念がある。
【0012】これに対して、ホウ素化合物およびリン化
合物を併用せずに、シリコーン化合物の難燃効果を向上
させる試みとして、シリコーン化合物と金属塩を併用す
る方法も報告されている。これについては、ポリカーボ
ネート樹脂に対して、ポリジメチルシリコーンと金属水
酸化物と亜鉛化合物(特開平2−150436号公
報)、ポリジメチルシリコーンと有機酸のIIa族金属
塩(特開昭56−100853号公報)、シリコーンレ
ジン特にM単位とQ単位で表されるものとシリコーンオ
イルおよび有機酸のIIa族金属塩(特公平3−489
47号公報)等の併用が挙げられるが、いずれも難燃性
の面で効果に劣り、添加量の大幅な削減も困難であると
いう根本的な問題があった。
【0013】さらに、エポキシ基(γ−グリシドキシプ
ロピル基)とフェニル基および/またはビニル基を持つ
オルガノポリシロキサンと有機スルホン酸のアルカリ金
属塩およびアルカリ土類金属塩等を併用させたもの(特
開平8−176425号公報)も報告されているが、こ
のシリコーン化合物の場合、反応性の高いエポキシ基や
ビニル基があるため、プラスチックス、特にポリカーボ
ネート樹脂と混練中にシリコーン化合物同士の反応が起
こり高分子化(ゲル化)してしまうので、ポリカーボネ
ート樹脂と均一な混練ができにくく、また全体的な粘度
も上昇してしまい、その結果、芳香族ポリカーボネート
樹脂の成形性、特に成形体表面の剥離やヒケ、ムラが生
じてしまうといった課題がある。さらに、このゲル化の
ため、シリコーン化合物の芳香族ポリカーボネート樹脂
中での分散性が不十分となって、その結果、顕著な難燃
効果を発現するのが困難であり、また成形体の衝撃強度
等の強度特性も低下してしまう問題も生じる。
【0014】これらに対し、主鎖が分岐構造でかつ含有
する有機官能基中に芳香族基を持つシリコ−ン樹脂(特
開平10−139964)が芳香族ポリカーボネート樹
脂などの、芳香環を有する非シリコーン樹脂の難燃化に
有効であると記載されているが、芳香族ポリカーボネー
ト樹脂の流動性を向上するまでには至っていない。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述の問
題点に鑑み鋭意研究した結果、芳香族ポリカーボネート
樹脂に液晶ポリエステルを配合し、さらに特定のシリコ
−ン化合物からなる難燃剤と特定の金属塩化合物とを併
用し、さらに所望によってはこれらに繊維形成型の含フ
ッ素ポリマーを使用することにより、芳香族ポリカーボ
ネート樹脂よりも高い流動性を有しながら、高度な難燃
性を備えた薄肉ハウジング用途に適する難燃性ポリカー
ボネート系樹脂組成物を得ることを見出し、本発明を完
成するに至った。
【0016】また、本発明の難燃性ポリカーボネート系
樹脂組成物は臭素系難燃剤等のハロゲン系難燃剤を含有
しないことから、燃焼時に当該ハロゲン系難燃剤に起因
するハロゲンを含むガスの発生の懸念もなく、環境保護
の面においても優れた性能を有する。
【0017】
【発明の実施の形態】以下に、本発明を詳細に説明す
る。
【0018】本発明に使用される芳香族ポリカーボネー
ト樹脂(A)とは、種々のジヒドロキシジアリール化合
物とホスゲンとを反応させるホスゲン法、またはジヒド
ロキシジアリール化合物とジフェニルカーボネートなど
の炭酸エステルとを反応させるエステル交換法によって
得られる重合体であり、代表的なものとしては、2,2
−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェ
ノールA)から製造された芳香族ポリカーボネート樹脂
が挙げられる。
【0019】上記ジヒドロキシジアリール化合物として
は、ビスフェノールAの他に、ビス(4−ヒドロキシフ
ェニル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)
ブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オク
タン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)フェニルメタ
ン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル−3−メチ
ルフェニル)プロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ
−3−第三ブチルフェニル)プロパン、2,2−ビス
(4−ヒドロキシ−3−ブロモフェニル)プロパン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3、5−ジブロモフェ
ニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,
5−ジクロロフェニル)プロパンのようなビス(ヒドロ
キシアリール)アルカン類、1,1−ビス(4−ヒドロ
キシフェニル)シクロペンタン、1,1−ビス(4−ヒ
ドロキシフェニル)シクロヘキサンのようなビス(ヒド
ロキシアリール)シクロアルカン類、4,4′−ジヒド
ロキシジフェニルエーテル、4,4′−ジヒドロキシ−
3,3′−ジメチルジフェニルエーテルのようなジヒド
ロキシジアリールエーテル類、4,4′−ジヒドロキシ
ジフェニルスルフィドのようなジヒドロキシジアリール
スルフィド類、4,4′−ジヒドロキシジフェニルスル
ホキシド、4,4′−ジヒドロキシ−3,3′−ジメチ
ルジフェニルスルホキシドのようなジヒドロキシジアリ
ールスルホキシド類、4,4′−ジヒドロキシジフェニ
ルスルホン、4,4′−ジヒドロキシ−3,3′−ジメ
チルジフェニルスルホンのようなジヒドロキシジアリー
ルスルホン類等が挙げられる。
【0020】これらは、単独または2種類以上混合して
使用されるが、ハロゲンで置換されていない方が燃焼時
に懸念される当該ハロゲンを含むガスの環境への排出防
止の面から好ましい。これらの他に、ピペラジン、ジピ
ペリジルハイドロキノン、レゾルシン、4,4′−ジヒ
ドロキシジフェニル等を混合して使用してもよい。
【0021】さらに、上記のジヒドロキシアリール化合
物と以下に示すような3価以上のフェノール化合物を混
合使用してもよい。3価以上のフェノールとしてはフロ
ログルシン、4,6−ジメチル−2,4,6−トリ−
(4−ヒドロキシフェニル)−ヘプテン、2,4,6−
ジメチル−2,4,6−トリ−(4−ヒドロキシフェニ
ル)−ヘプタン、1,3,5−トリ−(4−ヒドロキシ
フェニル)−ベンゾール、1,1,1−トリ−(4−ヒ
ドロキシフェニル)−エタンおよび2,2−ビス−
[4,4−(4,4′−ジヒドロキシジフェニル)−シ
クロヘキシル]−プロパンなどが挙げられる。
【0022】芳香族ポリカーボネート樹脂(A)の粘度
平均分子量は通常10000〜100000、好ましく
は15000〜35000である。かかる芳香族ポリカ
ーボネート樹脂を製造するに際し、分子量調節剤、触媒
等を必要に応じて使用することができる。
【0023】本発明にて使用される液晶ポリエステル
(B)とは、サーモトロピック液晶ポリマーと呼ばれる
ポリエステルである。具体的には、(1)芳香族ジカル
ボン酸と芳香族ジオールと芳香族ヒドロキシカルボン酸
との組み合わせからなるもの、(2)異種の芳香族ヒド
ロキシカルボン酸の組み合わせからなるもの、(3)芳
香族ジカルボン酸と核置換芳香族ジオールとの組み合わ
せからなるもの、(4)ポリエチレンテレフタレートな
どのポリエステルに芳香族ヒドロキシカルボン酸を反応
させて得られるものなどが挙げられ、400℃以下の温
度で異方性溶融体を形成するものである。なお、これら
の芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオールおよび芳香族ヒ
ドロキシカルボン酸の代わりに、それらのエステル形成
性誘導体が使用されることもある。
【0024】該液晶ポリエステルの繰返し構造単位とし
ては下記のものを例示することができる。
【0025】芳香族ジカルボン酸に由来する繰返し構造
単位:
【化10】
【0026】
【化11】
【0027】芳香族ジオールに由来する繰返し構造単
位:
【化12】
【0028】
【化13】
【0029】
【化14】
【0030】芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する繰
返し構造単位:
【化15】
【0031】耐熱性、機械的特性、加工性および難燃性
のバランスから特に好ましい液晶ポリエステルは、下記
一般式(1)からなる繰返し構造単位を好ましくは30
モル%以上含むものである。
【0032】一般式(1)
【化16】
【0033】具体的には繰返し構造単位の組み合わせが
下記(I)〜(VI)のものである。
【0034】(I)
【化17】
【0035】(II)
【化18】
【0036】(III)
【化19】
【0037】(IV)
【化20】
【0038】(V)
【化21】
【0039】(VI)
【化22】
【0040】該液晶ポリエステル(I)〜(VI)の製
法については、例えば特公昭47−47870号公報、
特公昭63−3888号公報、特公昭63−3891号
公報、特公昭56−18016号公報、特公平2−51
523号公報などに記載されている。これらの中で好ま
しくは(I)、(II)、(IV)の組合せであり、さ
らに好ましくは(I)、(II)の組合せである。
【0041】これらの液晶ポリエステルは、本難燃性ポ
リカーボネート系樹脂の流動性の改良に著しい効果があ
る。特に、液晶ポリエステル自体の流動性が高い、すな
わち溶融時の粘度がより低い液晶ポリエステルの使用が
一層効果的である。
【0042】液晶ポリエステルの流動性は、一般に流動
開始温度で示される。流動開始温度とは、WO97/1
5631号公報(第13頁)に示されているように、4
℃/分の昇温速度で加熱された液晶ポリエステルを10
0kgf/cm2の荷重下で、内径1mm、長さ10m
mのノズルから押出したときに、溶融粘度が48000
ポイズを示す温度をいう。
【0043】本難燃性ポリカーボネート系樹脂に使用す
る液晶ポリエステルの流動開始温度は、ポリカーボネー
ト樹脂の一般的な加工温度の範囲以下であることが好ま
しい。液晶ポリエステルの流動開始温度が、ポリカーボ
ネート樹脂の一般的な加工温度よりも高い場合、流動性
改良の効果が不十分な場合があり、加えて機械的強度が
低下したり、成形体表面に剥離やムラが発生しやすくな
る場合がある。さらに、液晶ポリエステルの流動開始温
度が、ポリカーボネート樹脂の一般的な加工温度よりも
極端に低い場合、液晶ポリエステルの耐熱性が低下する
場合があり、その結果、本発明の組成物の十分な耐熱性
を発現しにくくなる場合がある。
【0044】上記範囲の該液晶ポリエステルと本発明の
特定のシリコーン化合物(C)とを併用した芳香族ポリ
カーボネート系樹脂組成物は、成形体表面に剥離やムラ
などを発生せずに高い流動性と高い難燃性を併せて発揮
することができる。
【0045】本発明における芳香族ポリカーボネート系
樹脂組成物において、高い耐熱性が要求される分野に
は、液晶ポリエステル(B)が、下記の繰返し単位
(a’)が30〜80モル%、繰返し単位(b’)が0
〜10モル%、繰返し単位(c’)が10〜25モル
%、繰返し単位(d’)が10〜35モル%からなる液
晶ポリエステルが好ましく使用される。
【0046】
【化23】 (式中、Arは、2価の芳香族基である。)
【0047】芳香族ポリカーボネート樹脂(A)と液晶
ポリエステル(B)の使用割合は、(A)/(B)重量
比で99/1〜50/50、好ましくは98/2〜60
/40、さらに好ましくは95/5〜65/35であ
る。芳香族ポリカーボネート樹脂(A)の使用割合が9
9重量%を超えると得られる組成物の成形流動性が不充
分である場合が多く、50重量%未満であると優れた難
燃性が得られない場合があり、好ましくない。
【0048】本発明にて使用されるシリコーン化合物
(C)としては、下記一般式(6)に示されるような、
主鎖が分岐構造でかつ有機官能基が芳香族基からなる
か、または芳香族基と炭化水素基(芳香族基を除く)と
からなるものである。
【0049】一般式(6)
【化24】
【0050】すなわち、分岐単位として T単位および
/またはQ単位を持つことを特徴とする。これらは全体
のシロキサン単位の20モル%以上含有することが好ま
しい。20モル%未満であると、シリコーン化合物
(C)の耐熱性が低下してその難燃性の効果が下がり、
またシリコーン化合物(C)自体の粘度が低すぎてポリ
カーボネート樹脂(A)および/または液晶ポリエステ
ル(B)との混練性や成形性に悪影響を及ぼす場合があ
る。さらに好ましくは30〜95モル%である。30モ
ル%以上だとシリコーン化合物(C)の耐熱性が一層上
がり、これを含有した芳香族ポリカーボネート樹脂
(A)と液晶ポリエステル(B)の混合物からなる芳香
族ポリカーボネート系樹脂の難燃性が大幅に向上する。
しかし、95モル%を越えるとシリコーンの主鎖の自由
度が減少して、燃焼時の芳香族基の縮合が生じにくくな
る場合があり、顕著な難燃性を発現しにくくなる場合が
ある。
【0051】また、シリコーン化合物(C)は、含有さ
れる有機官能基のうち芳香族基が20モル%以上である
ことが好ましい。この範囲以下であると、燃焼時に芳香
族基同士の縮合が起こりにくくなり難燃効果が低下する
場合がある。さらに好ましくは40〜95モル%であ
る。40モル%以上だと燃焼時の芳香族基が一層効率的
に縮合できると同時に、芳香族ポリカーボネート樹脂
(A)と液晶ポリエステル(B)の混合物からなる芳香
族ポリカーボネート系樹脂組成物中でのシリコーン化合
物(C)の分散性が大幅に改良され、極めて良好な難燃
効果を発現できる。しかし95モル%を超えると芳香族
基同士の立体障害により、これらの縮合が生じにくくな
る場合があり、顕著な難燃効果を発現できにくくなる場
合がある。
【0052】この含有される芳香族基としては、フェニ
ル、ビフェニル、ナフタレンまたはこれらの誘導体であ
るが、シリコーン化合物(C)の安全面からは特にフェ
ニル基が好ましい。
【0053】シリコーン化合物(C)中の有機官能基
で、主鎖や分岐した側鎖に付いたもののうち芳香族基以
外の有機基としては、炭素数4以下の炭化水素基が難燃
化効果の点から好ましく、特にメチル基が好ましい。
【0054】さらに、末端基はメチル基、フェニル基、
水酸基の内から選ばれた1種またはこれらの2種から3
種までの混合物であることが好ましい。これらの末端基
の場合、反応性が低いため芳香族ポリカーボネート樹脂
(A)および液晶ポリエステル(B)とシリコーン化合
物(C)の混練時に、シリコーン化合物(C)のゲル化
(架橋化)が起こりにくいので、シリコーン化合物
(C)が芳香族ポリカーボネート系樹脂組成物中に均一
に分散でき、その結果、一層良好な難燃効果を持つこと
ができ、さらに成形性も向上する。特に好ましくは、メ
チル基である。これの場合、極端に反応性が低いので、
分散性が極めて良好になり、難燃性をさらに向上するこ
とができる。
【0055】シリコーン化合物(C)の平均分子量(重
量平均)は、好ましくは3000〜50万である。30
00未満だと難燃性の効果が低下し、さらに溶融粘度が
低すぎて成形時に芳香族ポリカーボネート樹脂(A)と
液晶ポリエステル(B)の混合物からなる芳香族ポリカ
ーボネート系樹脂組成物の成形体表面にシリコーン化合
物が浸み出して成形性を低下させる場合があり、また5
0万を超えると溶融粘度が増加して芳香族ポリカーボネ
ート系樹脂組成物中での均一な分散が損なわれ難燃性の
効果や成形性が低下する場合がある。特に好ましくは5
000〜27万である。この範囲ではシリコーン化合物
(C)の溶融粘度が最適となるため、芳香族ポリカーボ
ネート樹脂(A)と液晶ポリエステル(B)の混合物か
らなる芳香族ポリカーボネート系樹脂組成物中でシリコ
ーン化合物(C)が極めて均一に分散でき、一層良好な
難燃性と成形性を達成できる。
【0056】シリコーン化合物(C)の配合量は、芳香
族ポリカーボネート樹脂(A)と液晶ポリエステル
(B)とからなる樹脂混合物100重量部あたり0.0
1〜8重量部が好ましい。配合量が0.01重量部未満
では難燃効果が不十分な場合があり、また8重量部を超
えると成形品表面に表層剥離が発生し外観に劣る場合が
ある。より好ましくは、0.1〜5重量部、更に好まし
くは0.5〜2重量部の範囲である。この範囲では、難
燃性と成形性、さらに衝撃強度のバランスが一層良好と
なる。
【0057】本発明にて使用される芳香族硫黄化合物の
金属塩(D)としては、下記一般式(7)または一般式
(8)に示される芳香族スルホンアミドの金属塩または
下記一般式(9)に示される芳香族スルホン酸の金属塩
である。
【0058】一般式(7)
【化25】 (一般式(7)において、Arはフェニル基または置換
フェニル基を、Mは金属陽イオンを表わす。)
【0059】一般式(8)
【化26】 (一般式(8)において、Arはフェニル基または置換
フェニル基を、R'はスルホニルまたはカルボニルを含
む有機基を、Mは金属陽イオンを表わす。ただし、Ar
とRとが結合しても良い。)
【0060】一般式(9)
【化27】 (一般式(9)において、R' およびR'' は炭素原子
が1〜6個の脂肪族基あるいは1〜2個のフェニル基ま
たは置換フェニル基を、AはSO3M(Mは、金属陽イ
オン)基を表わす。)
【0061】芳香族スルホンアミドの金属塩の好ましい
例としては、サッカリンの金属塩、N−(p−トリルス
ルホニル)−p−トルエンスルホイミドの金属塩、N−
(N′−ベンジルアミノカルボニル)スルファニルイミ
ドの金属塩およびN−(フェニルカルボキシル)−スル
ファニルイミドの金属塩が挙げられる。また、芳香族ス
ルホン酸の金属塩としては、ジフェニルスルホン−3−
スルホン酸の金属塩、ジフェニルスルホン−3,3′−
ジスルホン酸の金属塩およびジフェニルスルフォン−
3,4′−ジスルホン酸の金属塩が挙げられる。これら
は、一種もしくはそれ以上を併用して使用しても良い。
【0062】好適な金属としては、ナトリウム、カリウ
ム等のI族の金属(アルカリ金属)、またはII族の金
属ならびに銅、アルミニウム等が挙げられ、特にアルカ
リ金属が好ましい。
【0063】これらのうちでも特に、N−(p−トリル
スルホニル)−p−トルエンスルホイミドのカリウム
塩、N−(N′−ベンジルアミノカルボニル)スルファ
ニルイミドのカリウム塩またはジフェニルスルホン−3
−スルホン酸のカリウム塩が好適に用いられ、さらに好
ましくは、N−(p−トリルスルホニル)−p−トルエ
ンスルホイミドのカリウム塩、N−(N′−ベンジルア
ミノカルボニル)スルファニルイミドのカリウム塩であ
る。
【0064】芳香族硫黄化合物の金属塩(D)の配合量
は、芳香族ポリカーボネート樹脂(A)と液晶ポリエス
テル(B)とからなる樹脂混合物100重量部に対し
0.01〜5重量部好ましい。配合量が0.01重量部
未満の場合には顕著な難燃効果を得るのが困難な場合が
あり、また5重量部を超えると射出成形時の熱安定性に
劣る場合があるため、その結果、成形性および衝撃強度
に悪影響を及ぼす場合がある。より好適には、0.01
〜2重量部、更に好適には0.02〜0.4重量部の範
囲である。この範囲では特に、難燃性、成形性および衝
撃強度のバランスが一層良好となる。
【0065】本発明にて使用される、繊維形成型の含フ
ッ素ポリマー(E)としては、芳香族ポリカーボネート
樹脂(A)と液晶ポリエステル(B)とからなる樹脂混
合物中で繊維構造(フィブリル状構造)を形成するもの
がよく、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロ
エチレン系共重合体(例えば、テトラフルオロエチレン
/ヘキサフルオロプロピレン共重合体、等)、米国特許
第4379910号に示される様な部分フッ素化ポリマ
ー、フッ素化ジフェノールから製造されるポリカーボネ
ート等が挙げられる。
【0066】これらは、本発明のシリコーン化合物
(C)と芳香族硫黄化合物の金属塩(D)またはシリコ
ーン化合物(C)とパーフルオロアルカンスルホン酸の
金属塩(F)の併用系に併せて使用した場合、従来のド
リッピング防止効果だけでなく、特異的に燃焼時間の低
減にも効果がある。
【0067】繊維形成型の含フッ素ポリマー(E)の配
合量は、芳香族ポリカーボネート樹脂(A)と液晶ポリ
エステル(B)とからなる樹脂混合物中100重量部に
対し、0.05〜5重量部である。配合量が0.05重
量部未満では燃焼時のドリッピング防止効果に劣る場合
があり、かつ5重量部を超えると造粒が困難となること
から安定生産に支障をきたす場合がある。より好適に
は、0.05〜1重量部、更に好適には0.1〜0.5
重量部の範囲である。この範囲では、難燃性、成形性お
よび衝撃強度のバランスが一層良好となる。
【0068】本発明にて使用されるパーフルオロアルカ
ンスルホン酸の金属塩(F)としては、下記一般式(1
0)に示されるパーフルオロアルカンスルホン酸の金属
塩である。
【0069】一般式(10)
【化28】 (一般式(10)において、Mは金属陽イオン、nは1
〜8の整数を表わす。)
【0070】パーフルオロアルカンスルホン酸の金属塩
(F)の好ましい例としては、パーフルオロメタンスル
ホン酸の金属塩、パーフルオロエタンスルホン酸の金属
塩、パーフルオロプロパンスルホン酸の金属塩、パーフ
ルオロブタンスルホン酸の金属塩、パーフルオロメチル
ブタンスルホン酸の金属塩、パーフルオロヘキサンスル
ホン酸の金属塩、パーフルオロヘプタンスルホン酸の金
属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸の金属塩が挙げ
られる。これらは、一種もしくはそれ以上を併用して使
用しても良い。また、パーフルオロアルカンスルホン酸
の金属塩(F)は、前述の芳香族硫黄化合物の金属塩
(D)と併用して使用しても良い。
【0071】パーフルオロアルカンスルホン酸の金属塩
(F)に用いられる好適な金属としては、ナトリウム、
カリウム等のI族の金属(アルカリ金属)、またはII
族の金属ならびに銅、アルミニウム等が挙げられ、特に
アルカリ金属が好ましい。
【0072】これらのうちでも特に、パーフルオロブタ
ンスルホン酸のカリウム塩が好適に用いられる。
【0073】パーフルオロアルカンスルホン酸の金属塩
(F)の配合量は、芳香族ポリカーボネート樹脂(A)
と液晶ポリエステル(B)とからなる樹脂混合物中10
0重量部に対し、0.01〜5重量部が好ましい。配合
量が0.01重量部未満の場合には顕著な難燃効果を得
るのが困難な場合があり、また5重量部を超えると射出
成形時の熱安定性に劣る場合があるため、その結果、成
形性および衝撃強度に悪影響を及ぼす場合がある。より
好適には、0.01〜2重量部、更に好適には0.02
〜0.4重量部の範囲である。この範囲では特に、難燃
性、成形性および衝撃強度のバランスが一層良好とな
る。
【0074】更に、本発明の効果を損なわない範囲で、
芳香族ポリカーボネート樹脂(A)と液晶ポリエステル
(B)とからなる樹脂混合物中に各種の熱安定剤、酸化
防止剤、着色剤、蛍光増白剤、充填材、分散助剤、離型
剤、軟化材、帯電防止剤等の添加剤、衝撃性改良材、他
のポリマーを配合しても良い。
【0075】熱安定剤としては、例えば硫酸水素ナトリ
ウム、硫酸水素カリウム、硫酸水素リチウム等の硫酸水
素金属塩および硫酸アルミニウム等の硫酸金属塩等が挙
げられる。これらは、芳香族ポリカーボネート樹脂
(A)と液晶ポリエステル(B)からなる樹脂混合物1
00重量部に対して、通常0〜0.5重量部の範囲で用
いられる。
【0076】充填材としては、例えばガラス繊維、ガラ
スビーズ、ガラスフレーク、炭素繊維、タルク粉、クレ
イ粉、マイカ、チタン酸カリウムウィスカー、ワラスト
ナイト粉、シリカ粉、アルミナ粉等が挙げられる。
【0077】分散助剤としては、りん化合物、りん酸化
合物、亜りん酸化合物、エポキシ樹脂、熱可塑性エラス
トマー、アイオノマーなど、ポリカーボネート樹脂中で
の液晶ポリエステルの分散性を向上できる公知の分散助
剤が挙げられる。
【0078】衝撃性改良材としては、例えばアクリル系
エラストマー、ポリエステル系エラストマー、コアシェ
ル型のメチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共
重合体、メチルメタクリレート・アクリロニトリル・ス
チレン共重合体、エチレン・プロピレン系ゴム、エチレ
ン・プロピレン・ジエン系ゴム等が挙げられる。
【0079】他のポリマーとしては、例えばポリエチレ
ンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポ
リエステル;ポリスチレン、ハイインパクトポリスチレ
ン、アクリロニトリル・スチレン共重合体とこれのアク
リルゴム変成物、アクリロニトリル・ブタジエン・スチ
レン共重合体、アクリロニトリル・エチレン−プロピレ
ン−ジエン系ゴム(EPDM)・スチレン共重合体等の
スチレン系ポリマー、ポリプロピレン、さらにポリカー
ボネートとアロイ化して通常使用されるポリマーが挙げ
られる。
【0080】さらに必要に応じて、他の難燃剤、例えば
りん化合物、金属水和物、窒素化合物等も添加できる
が、これらの添加量は通常の使用よりも大幅に削減でき
る。
【0081】本発明の難燃性ポリカーボネート系樹脂組
成物中の各種配合成分の混合方法には、特に制限はな
く、公知の混合機、例えばタンブラー、リボンブレンダ
ー等による混合や押出機による溶融混練が挙げられる。
【0082】
【実施例】以下に本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はそれら実施例に制限されるものではな
い。尚、「部」は重量基準に基づく。
【0083】(実施例1〜10および比較例1〜10)
ビスフェノールAから製造された芳香族ポリカーボネー
ト樹脂(住友ダウ社製カリバー200−20、粘度平均
分子量19000、以下PCと略記)と、液晶ポリエス
テル(住友化学社製スミカスーパーLCP E700
0、以下LCP1と略記)の樹脂混合物100部に対
し、硫酸水素カリウム0.03部と各種配合物を表2〜
3に示す配合量に基づき37mm径の二軸押出機(神戸
製鋼所製KTX−37)を用いて、シリンダー温度28
0℃にて溶融混練し、各種ペレットを得た。
【0084】使用された配合成分の詳細は、それぞれ次
のとおりである。 1.シリコーン化合物(C) シリコーン化合物(C)は、一般的な製造方法に従って
製造した。すなわち、シリコーン化合物成分の分子量お
よびシリコーン化合物を構成するM単位、D単位、T単
位およびQ単位の割合に応じて、適量のジオルガノジク
ロロシラン、モノオルガノトリクロロシランおよびテト
ラクロロシラン、あるいはそれらの部分加水分解縮合物
を有機溶剤中に溶解し、水を添加して加水分解して、部
分的に縮合したシリコーン化合物を形成し、さらにトリ
オルガノクロロシランを添加して反応させることによっ
て重合を終了させ、その後、溶媒を蒸留等で分離した。
上記方法で合成された9種のシリコーン化合物の構造特
性を表1に示す。
【0085】
【表1】 *:フェニル基は、T単位を含むシリコーン中ではT単
位にまず含まれ、残った場合がD単位に含まれる。D単
位にフェニル基が付く場合、1個付くものが優先し、さ
らにフェニル基が残余する場合に2個付く。末端基を除
き、有機官能基は、フェニル基以外は全てメチル基であ
る。 **:重量平均分子量は、有効数字2桁。
【0086】2.芳香族硫黄化合物の金属塩(D) N−(p−トリルスルホニル)−p−トルエンスルホイ
ミドのカリウム塩(以下、D−1と略記) ジフェニルスルホン−3−スルホン酸カリウム(以下、
D−2と略記)
【0087】3.繊維形成型の含フッ素ポリマー(E) ポリテトラフルオロエチレン(ダイキン社製ポリフロン
FA−500)(以下、PTFEと略記)
【0088】4.パーフルオロアルカンスルホン酸の金
属塩(F) パーフルオロブタンスルホン酸のカリウム塩(以下、F
と略記)
【0089】得られた各種ペレットを125℃で4時
間、乾燥した後に、射出成形機(日本製鋼社製J100
−E−C5)を用いて300℃、射出圧力1600Kg
/cm 2にて難燃性評価用の試験片(125x13x
0.8mmおよび125x13x1.2mm)を成形し
た。
【0090】該試験片を温度23℃、湿度50%の恒温
室の中で48時間放置し、アンダーライターズ・ラボラ
トリーズが定めているUL94試験(機器の部品用プラ
スチック材料の燃焼性試験)に準拠した難燃性の評価を
行った。UL94Vとは、鉛直に保持した所定の大きさ
の試験片にバーナーの炎を10秒間接炎した後の残炎時
間やドリップ性から難燃性を評価する方法であり、以下
のクラスに分けられる。 V−0 V−1 V−2 各試料の残炎時間 10秒以下 30秒以下 30秒以下 5試料の全残炎時間 50秒以下 250秒以下 250秒以下 ドリップによる綿の着火 なし なし あり 上に示す残炎時間とは、着火源を遠ざけた後の、試験片
が有炎燃焼を続ける時間の長さであり、ドリップによる
綿の着火とは、試験片の下端から約300mm下にある
標識用の綿が、試験片からの滴下(ドリップ)物によっ
て着火されるかどうかによって決定される。
【0091】また、成形品の外観についても、難燃性を
評価する前に、試験片(125x13x0.8mm)を
目視で判定し、表層剥離や表面のムラの有無を評価し
た。
【0092】さらに、各種ペレットを125℃で4時
間、乾燥した後に、射出成形機(日本製鋼社製J100
−E−C5)を用いて300℃、射出圧力1600Kg
/cm 2にて1mm厚みでのスパイラルフロー値を測定
し、流動性を評価した。結果をそれぞれ表2〜3に示
す。
【0093】尚、表2〜3において、シリコーン、金属
塩およびPTFEの数値は、PCとLCP1の混合物1
00部に対する添加部数を示す。成形性は、成形試験片
の表層剥離や表面のムラ、ヒケの発生を評価した。(評
価基準:◎は発生せず、○は5試料中1〜2試料で発
生、×は5試料中3試料以上で発生。)
【0094】
【表2】
【0095】
【表3】
【0096】実施例1〜10および比較例1〜10に示
すように、芳香族ポリカーボネート樹脂(A)に、液晶
ポリエステル(B)、主鎖が分岐構造でかつ含有する有
機官能基が芳香族基からなるか、または芳香族基と炭化
水素基(芳香族基を除く)とからなるシリコーン化合物
(C)および芳香族硫黄化合物の金属塩、またはパーフ
ルオロアルカンスルホン酸の金属塩を添加してなること
を特徴とするポリカーボネート系樹脂組成物は、これら
の添加剤の全てを含まない芳香族ポリカーボネート樹脂
(比較例1)、液晶ポリエステルを含まない芳香族ポリ
カーボネート樹脂組成物(比較例2)、芳香族ポリカー
ボネート樹脂と液晶ポリエステルの混合物(比較例
3)、シリコーン化合物と芳香族硫黄化合物の金属塩を
併せ持たない芳香族ポリカーボネート樹脂と液晶ポリエ
ステルの混合物(比較例4〜7)、および本発明以外の
構造のシリコーン化合物を添加した芳香族ポリカーボネ
ート系樹脂組成物(比較例8〜10)よりも極めて大き
な難燃効果を発揮した。さらに、実施例2と比較例2に
示すように、液晶ポリエステルの併用によって、芳香族
ポリカーボネート系樹脂組成物の流動性を向上できた。
【0097】
【発明の効果】以上、説明したように本発明の難燃性ポ
リカーボネート系樹脂組成物は、塩素、臭素化合物等か
らなるハロゲン系難燃剤を含まないことから燃焼時に当
該難燃剤に起因するハロゲンを含むガスの発生の懸念も
なく、環境保護の面においても優れた性能を持ち、高度
な難燃性と高流動性を備えた薄肉ハウジング用の電気・
電子部品用の素材として好適に用いることができる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) //(C08L 69/00 (C08L 69/00 67:00 67:00 83:04 83:04 27:12) 27:12) (72)発明者 位地 正年 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 芹澤 慎 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 Fターム(参考) 4J002 BD124 BD154 CF002 CF042 CF162 CF182 CG001 CG021 CG034 CP033 EV256 EV257 EV266 EV286 FD136 FD137 4J029 AA01 AB01 AC02 AE01 BB04A BB04B BB05A BB05B BB12A BB13A BC04A BE04 BF14A BH02 CB05A CB06A CB06B CB10A CC06A CF15 CH02 DB07 DB13 EB04A EB05A EB05B EC05A EC06A

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】芳香族ポリカーボネート樹脂(A)50〜
    99重量%と液晶ポリエステル(B)50〜1重量%と
    からなる樹脂混合物100重量部に対し、主鎖が分岐構
    造でかつ含有する有機官能基が芳香族基からなるか、ま
    たは芳香族基と炭化水素基(芳香族基を除く)とからな
    るシリコーン化合物(C)0.01〜8重量部および芳
    香族硫黄化合物の金属塩(D)0.01〜5重量部を配
    合してなることを特徴とする難燃性ポリカーボネート系
    樹脂組成物。
  2. 【請求項2】芳香族ポリカーボネート樹脂(A)50〜
    99重量%と液晶ポリエステル(B)50〜1重量%と
    からなる樹脂混合物100重量部に対し、主鎖が分岐構
    造でかつ含有する有機官能基が芳香族基からなるか、ま
    たは芳香族基と炭化水素基(芳香族基を除く)とからな
    るシリコーン化合物(C)0.01〜8重量部、芳香族
    硫黄化合物の金属塩(D)0.01〜5重量部および繊
    維形成型の含フッ素ポリマー(E)0.05〜5重量部
    を配合してなることを特徴とする難燃性ポリカーボネー
    ト系樹脂組成物。
  3. 【請求項3】芳香族ポリカーボネート樹脂(A)50〜
    99重量%と液晶ポリエステル(B)50〜1重量%と
    からなる樹脂混合物100重量部に対し、主鎖が分岐構
    造でかつ含有する有機官能基が芳香族基からなるか、ま
    たは芳香族基と炭化水素基(芳香族基を除く)とからな
    るシリコーン化合物(C)0.01〜8重量部およびパ
    ーフルオロアルカンスルホン酸の金属塩(F)0.01
    〜5重量部を配合してなることを特徴とする難燃性ポリ
    カーボネート系樹脂組成物。
  4. 【請求項4】芳香族ポリカーボネート樹脂(A)50〜
    99重量%と液晶ポリエステル(B)50〜1重量%と
    からなる樹脂混合物100重量部に対し、主鎖が分岐構
    造でかつ含有する有機官能基が芳香族基からなるか、ま
    たは芳香族基と炭化水素基(芳香族基を除く)とからな
    るシリコーン化合物(C)0.01〜8重量部、パーフ
    ルオロアルカンスルホン酸の金属塩(F)0.01〜5
    重量部および繊維形成型の含フッ素ポリマー(E)0.
    05〜5重量部を配合してなることを特徴とする難燃性
    ポリカーボネート系樹脂組成物。
  5. 【請求項5】液晶ポリエステル(B)が、下記一般式
    (1)に記載の繰返し構造単位を少なくとも全体の30
    モル%含むものであることを特徴とする請求項1〜4に
    記載の難燃性ポリカーボネート系樹脂組成物。 一般式(1) 【化1】
  6. 【請求項6】液晶ポリエステル(B)が、芳香族ジカル
    ボン酸と芳香族ジオールと芳香族ヒドロキシカルボン酸
    とを反応させて得られるものであることを特徴とする請
    求項1〜4に記載の難燃性ポリカーボネート系樹脂組成
    物。
  7. 【請求項7】液晶ポリエステル(B)が、下記一般式
    (2)に記載の繰返し単位からなるものであることを特
    徴とする請求項1〜4に記載の難燃性ポリカーボネート
    系樹脂組成物。 一般式(2) 【化2】
  8. 【請求項8】液晶ポリエステル(B)が、下記一般式
    (3)記載の繰返し単位からなるものであることを特徴
    とする請求項1〜4に記載の難燃性ポリカーボネート系
    樹脂組成物。 一般式(3) 【化3】
  9. 【請求項9】液晶ポリエステル(B)が、下記一般式
    (4)記載の繰返し単位からなるものであることを特徴
    とする請求項1〜4に記載の難燃性ポリカーボネート系
    樹脂組成物。 一般式(4) 【化4】
  10. 【請求項10】液晶ポリエステル(B)が、下記一般式
    (5)に記載の繰返し単位からなるものであることを特
    徴とする請求項1〜4に記載の難燃性ポリカーボネート
    系樹脂組成物。 一般式(5) 【化5】
  11. 【請求項11】主鎖が分岐構造でかつ含有する有機官能
    基が芳香族基からなるか、または芳香族基と炭化水素基
    (芳香族基を除く)とからなるシリコーン化合物(C)
    が、式RSiO1.5の単位(T単位)および/または式
    SiO2.0の単位(Q単位)を全体のシロキサン単位
    (R3 0SiO2 0.5)に対して20モル%以上含有す
    ることを特徴とする請求項1〜4に記載の難燃性ポリカ
    ーボネート系樹脂組成物。(Rは有機官能基を表わ
    す。)
  12. 【請求項12】主鎖が分岐構造でかつ含有する有機官能
    基が芳香族基からなるか、または芳香族基と炭化水素基
    (芳香族基を除く)とからなるシリコーン化合物(C)
    が、含有される有機官能基のうち芳香族基が20モル%
    以上であることを特徴とする請求項1〜4または請求項
    11に記載の難燃性ポリカーボネート系樹脂組成物。
  13. 【請求項13】主鎖が分岐構造でかつ含有する有機官能
    基が芳香族基からなるか、または芳香族基と炭化水素基
    (芳香族基を除く)とからなるシリコーン化合物(C)
    が、含有される有機官能基のうち芳香族基がフェニル基
    であり、残りがメチル基であり、また末端基がメチル
    基、フェニル基、水酸基の内から選ばれた1種またはこ
    れらの2種から3種までの混合物であることを特徴とす
    る請求項1〜4、請求項11または請求項12に記載の
    難燃性ポリカーボネート系樹脂組成物。
  14. 【請求項14】芳香族硫黄化合物の金属塩(D)が、芳
    香族スルホンアミドの金属塩または芳香族スルホン酸の
    金属塩であることを特徴とする請求項1または請求項2
    に記載の難燃性ポリカーボネート系樹脂組成物。
  15. 【請求項15】芳香族硫黄化合物の金属塩(D)が、サ
    ッカリン、N−(p−トリルスルホニル)−p−トルエ
    ンスルホイミド、N−(N′−ベンジルアミノカルボニ
    ル)スルファニルイミドおよびN−(フェニルカルボキ
    シル)−スルファニルイミド、ジフェニルスルホン−3
    −スルホン酸、ジフェニルスルホン−3,3′−ジスル
    ホン酸およびジフェニルスルホン−3,4′−ジスルホ
    ン酸から選択される1種もしくは2種以上の金属塩であ
    る請求項1、請求項2または請求項14に記載の難燃性
    ポリカーボネート系樹脂組成物。
  16. 【請求項16】芳香族硫黄化合物の金属塩(D)の金属
    が、アルカリ金属であることを特徴とする請求項1、請
    求項2、請求項14または請求項15に記載の難燃性ポ
    リカーボネート系樹脂組成物。
  17. 【請求項17】繊維形成型の含フッ素ポリマー(E)
    が、ポリテトラフルオロエチレンであることを特徴とす
    る請求項2または請求項4に記載の難燃性ポリカーボネ
    ート系樹脂組成物。
  18. 【請求項18】パーフルオロアルカンスルホン酸の金属
    塩(F)の金属が、アルカリ金属であることを特徴とす
    る請求項3または請求項4に記載の難燃性ポリカーボネ
    ート系樹脂組成物。
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