JP2003041109A - ポリカーボネート樹脂組成物 - Google Patents

ポリカーボネート樹脂組成物

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JP2003041109A
JP2003041109A JP2001230920A JP2001230920A JP2003041109A JP 2003041109 A JP2003041109 A JP 2003041109A JP 2001230920 A JP2001230920 A JP 2001230920A JP 2001230920 A JP2001230920 A JP 2001230920A JP 2003041109 A JP2003041109 A JP 2003041109A
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Japan
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polycarbonate resin
titanium oxide
polyene
resin composition
treated
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JP2001230920A
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Ichiro Sato
佐藤  一郎
Koji Okada
耕治 岡田
Shinji Nukui
紳二 温井
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Sumika Polycarbonate Ltd
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Sumitomo Dow Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】ポリカーボネート樹脂100重量部あたり、ポ
リエンのリン酸化物で表面処理された酸化チタン0.0
3〜5重量部を配合してなることを特徴とするポリカー
ボネート樹脂組成物。 【効果】本発明のポリエンのリン酸化物で表面処理され
た酸化チタンは、ポリカーボネート樹脂に優れた機械的
強度や熱安定性を付与することができ、得られたポリカ
ーボネート樹脂組成物はとりわけ白色の着色性、隠蔽性
が要求される用途に好適に使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸化チタンを含有
してなるポリカーボネート樹脂組成物に関し、更に詳し
くは、優れた熱安定性並びに高い機械的強度を有するポ
リカーボネート樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリカーボネート樹脂は、耐衝撃性、耐
熱性に優れており、電気・電子、光学、建材、医療、食
品、車両等の各分野において幅広く使用されている。こ
れら分野の各種用途に使用されるポリカーボネート樹脂
は、一般的に染料、顔料等により着色され使用されるこ
とが多い。とりわけ酸化チタンの配合による着色品は多
くの用途に使用されている。
【0003】これらの着色されたポリカーボネート樹脂
に使用される酸化チタンは、一般的にアルミナやシリカ
等の無機物および/またはシロキサン、アミン系化合物
等の有機物で予め表面処理されたものが使用されてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ポリカーボネート樹脂
にこれらの表面処理が適切でない酸化チタンを配合し、
溶融下混合すると、酸化チタン自体が有する結晶水の影
響により、ポリカーボネート樹脂の分子鎖の切断が起こ
り、結果としてポリカーボネート樹脂の分子量低下や黄
変が発生し、成形品の機械的強度の低下や成形品の外観
の低下を招くという問題があった。
【0005】また、成形加工の過程においても熱による
溶融という工程が入るため、当然ポリカーボネート樹脂
の分子鎖の切断が発生する。
【0006】特に、射出成形による昨今の成形品は、製
品の軽量化がしばしば求められることから薄肉化が顕著
になっており、それに呼応して成形加工時の溶融温度も
高くなる傾向がみとめられ、ますますポリカーボネート
樹脂の分子鎖の切断が起こりやすい状況にある。
【0007】そこで、無機物および/または有機物で表
面処理された市販の酸化チタンに、更に特定のシロキサ
ン(例えば、ポリメチル水素シロキサン)や特定のシラ
ンカップリング剤で二次加工したものをポリカーボネー
ト樹脂に配合して前述の問題を改善する試みが行われて
きた。しかし、酸化チタンの二次加工が新たに加わるこ
とで、生産性の低下をもたらしたり、経済性の悪化とい
った別の問題が発生し、従来から抜本的な改良が求めら
れてきた。
【0008】
【課題を解決する手段】本発明の目的は、優れた熱安定
性(分子量低下、黄応や外観不良の防止)と高い機械的
強度を具備した酸化チタン含有ポリカーボネート樹脂組
成物、とりわけ射出成形加工に適したポリカーボネート
樹脂材料を提供することにある。本発明者らは、上記目
的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、驚くべきことに
ポリエンのリン酸化物で表面処理された酸化チタンをポ
リカーボネート樹脂に配合する事により、酸化チタンへ
の二次加工を施すことなく上記目的が容易に達成される
ことを見出し、本発明を完成させるに至った。
【0009】すなわち、本発明は、ポリカーボネート樹
脂100重量部あたり、ポリエンのリン酸化物で表面処
理された酸化チタン0.03〜5重量部を配合してなる
ことを特徴とするポリカーボネート樹脂組成物を提供す
るものである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
【0011】本発明にて使用されるポリカーボネート樹
脂とは、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。
【0012】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。
【0013】これらは、単独または2種類以上混合して
使用される。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。
【0014】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。
【0015】ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量
は、通常10000〜100000、好ましくは150
00〜35000である。かかる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。
【0016】本発明にて使用される酸化チタンは、ポリ
エンのリン酸化物により表面処理されていることを要件
とする。
【0017】酸化チタンがリン酸化ポリエンで表面処理
される度合としては、酸化チタンに対し少なくとも0.
02重量%のリンを含むことが望ましく、より好適には
0.04〜0.1重量%の範囲である。
【0018】ポリエンは、その分子構造内に少なくとも
1対の炭素−炭素共役二重結合を有する化合物であっ
て、その炭素数は最低が10、より好ましくは18程
度、最大で28のものが好適に使用される。このポリエ
ンの例としては、例えばリノレン酸やリノール酸などが
挙げられる。
【0019】また、ポリエンには、分子中に1個の不飽
和結合しか有さない脂肪酸、例えばオレイン酸や飽和脂
肪酸、例えばステアリン酸等と混合して使用してもよ
く、さらには、脂肪酸の誘導体のリン酸化物等が含まれ
ていても構わない。そして、これらの誘導体のより具体
的な例としては、アルキル脂肪酸エステル類、脂肪酸ア
ミド類等を挙げることができる。
【0020】ポリエンのリン酸化方法としては、種々の
方法が考えられるが、最も一般的な手段としては、フリ
ーデルクラフツ触媒を使用する方法が挙げられ、その詳
細手順に関しては下記の公知文献等において開示されて
いる。E. Jungermann and J. J. McBridge, J. Org. Ch
em. 26, 4182 (1961)E. Jungermann and J. J. McBridg
e, R. Clutter and A. Masis, J. Org. Chem.27, 606
(1962)
【0021】その他の有効なポリエンとしては、パラメ
ンタンのジホスホン酸(下記一般式)もしくはパラメ
ンタンのジホスホン酸エステル類(下記一般式)が挙
げられる。
【0022】一般式
【化1】
【0023】一般式
【化2】 一般式およびにおいて、R1、R2、R3およびR
4はそれぞれ水素原子またはC1〜C10のアルキル基
をあらわす。
【0024】酸化チタンとしては、塩素法、硫酸法どち
らで製造されたものでもよく、その結晶形態としてはル
チル型、アナターゼ型のどちらであっても構わないが、
塩素法であってルチル型結晶形態を有する酸化チタンが
好適である。また、酸化チタンの粒径としては0.1〜
0.5μm程度のものが好適に使用できる。
【0025】リン酸化ポリエンで表面処理された酸化チ
タンの配合量は、ポリカーネート樹脂100重量部あた
り、0.03〜5重量部が好ましい。その配合量が0.
03重量部未満では十分な着色効果、隠蔽性が得られ
ず、5重量部を超えると機械的強度や熱安定性が低下す
るので好ましくない。より好適には、0.5〜3重量部
の範囲である。
【0026】ポリカーボネート樹脂とリン酸化ポリエン
で表面処理された酸化チタンの混合方法ならびに混合順
序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、高速ミキサー等により混合
し、その後一軸もしくは二軸押出機により溶融混練して
ペレット化が可能である。
【0027】さらに、必要に応じて本発明の効果を損な
わない範囲で、公知の添加剤、例えば、熱安定剤、離型
剤、紫外線吸収剤、難燃剤等の添加剤を配合しても良
い。
【0028】
【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」、「%」は断りの無い限り、重量基準に
基づく。
【0029】ビスフェノールAとホスゲンとから合成さ
れたポリカーボネート樹脂(住友ダウ社製カリバー20
0−10、粘度平均分子量22400)100部および
表1に示す種類および配合量の酸化チタンをタンブラー
で混合した後、二軸押出機(神戸製鋼社製KTX−3
7)により280℃の温度にて溶融混練しペレットを得
た。得られたペレットを用いて、射出成形機(東芝機械
製IS100)を使用し、シリンダーの設定温度340
℃にて各種試験片を作成し、試験に供した。試験結果を
表1に示す。
【0030】使用した酸化チタンは、以下のものであ
る。 酸化チタン:ポリエンリン酸化物(ポリエンにはリノ
レン酸を用い、これをリン酸化した。)で表面処理され
た酸化チタン。リン酸化ポリエンの表面処理度合は、酸
化チタンに対して0.06%のリンを含有。 酸化チタン:有機処理を全くしていない酸化チタン。 酸化チタン:シロキサンとトリエタノールアミンで表
面処理された酸化チタン尚、酸化チタン〜ともに、
アルミナにて無機処理されたものを使用した。また、こ
れらの製造法、粒径、結晶構造は、それぞれ塩素法、
0.3μm、ルチル型である。
【0031】尚、試験方法は以下のとおりである。 ノッチ付アイゾット衝撃強度:23℃における、1/8
インチ厚のノッチ付アイゾット衝撃強度をASTMD2
56に準拠して測定した。60kgcm/cm以上を合
格とした。 全光線透過率:ASTM D1003に準拠し、ヘーズ
メーター(村上色彩技術研究所製HR−100 )を使
用し、3mm厚みの平板の透過率を測定した。1%未満
を合格とした。 イエローネスインデックス(YI):ASTM D−1
925に準拠し、高速分光光度計(村上色彩技術研究所
CMS35SP)を使用し、3mm厚みでのYI値を測
定した。8以下を合格とした。 分子量低下率:成形品(340℃にて成形)の一部をカ
ットし、カットした破片から約0.25gを精秤し、塩
化メチレンに溶解して50mlにメスアップする。この
溶液の5mlをキャノンフェンスケの粘度管にとり、2
0℃にて固有粘度を測定し、下記シュネルの式(1)か
ら粘度平均分子量を求めた。分子量低下率が15%以下
を合格とした。 [η] = 1.23×E−4・M0.83--- 式(1) [η]:固有粘度 M:粘度平均分子量 なお、分子量低下率は下記式(2)により求めた。 分子量低下率(%) ={100×(ペレットの分子量 成形品の分子量)} ÷ ペレットの分子量 ---式(2)
【0032】
【表1】表1 配合処方と評価結果
【0033】実施例1および2は、いずれも本発明の酸
化チタンを本発明の配合量の範囲内にて配合したもので
あり、衝撃強度、全光線透過率、色相、分子量低下率の
性能は要求されるレベルを満足している。一方、比較例
1は本発明の酸化チタンの配合量が必要とされる範囲を
下回る場合であり、このケースでは、光線透過率のデー
ターにみられるように十分な隠蔽性が得られていない。
比較例2では、逆に本発明の酸化チタンの配合量が必要
とされる範囲を超えてしまう場合であり、衝撃強度が規
格を満足しないばかりか、熱安定性にも問題があり、Y
I値や分子量低下率が満足されるレベルに達していなか
った。比較例3では、本発明のリン酸化ポリエンのよう
な有機処理が施されていない酸化チタンを配合したケー
スであり、衝撃強度ばかりでなく、YI値や分子量低下
率も劣る結果であった。比較例4では、酸化チタンの有
機処理が適切でないため、比較例3とほぼ同様の結果を
示した。
【0034】
【発明の効果】以上のとおり、ポリエンのリン酸化物で
表面処理された酸化チタンは、ポリカーボネート樹脂に
優れた機械的強度や熱安定性を付与することができ、得
られたポリカーボネート樹脂組成物はとりわけ白色の着
色性、隠蔽性が要求される用途に好適に使用することが
できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4J002 CG011 CG021 DE136 FB086 GB00 GL00 GN00 GQ00

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリカーボネート樹脂100重量部あた
    り、ポリエンのリン酸化物で表面処理された酸化チタン
    0.03〜5重量部を配合してなることを特徴とするポ
    リカーボネート樹脂組成物。
  2. 【請求項2】ポリエンのリン酸化物で表面処理される度
    合が、酸化チタンに対し少なくとも0.02重量%のリ
    ンを含むことを特徴とする請求項1記載のポリカーボネ
    ート樹脂組成物。
  3. 【請求項3】ポリエンのリン酸化物で表面処理される度
    合が、酸化チタンに対し0.04〜0.1重量%のリン
    を含むことを特徴とする請求項1記載のポリカーボネー
    ト樹脂組成物。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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