JP2004051911A - Resin composition for laser marking and molded article - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resin composition for laser marking, capable of performing a clear laser marking and excellent in recycling property. <P>SOLUTION: This resin composition for laser marking is obtained by blending (A) 1-100 mass % copolyester carbonate having an aliphatic segment and (B) 0-99 mass % aromatic polycarbonate, and the content of the aliphatic segment is 2-10 mole % based on the (A) component + (B) component. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【００１１】
ここで、式中、Ｒ^１及びＲ^２は炭素数１〜６のアルキル基又はフェニル基を示し、同一でも異なっていてもよい。
Ｚは単結合、炭素数１〜２０のアルキレン基又は炭素数１〜２０のアルキリデン基、炭素数５〜２０のシクロアルキレン基又は炭素数５〜２０のシクロアルキリデン基、又は、−ＳＯ_２−、−ＳＯ−、−Ｓ−、−Ｏ−、−ＣＯ−結合を示し、好ましくは、イソプロピリデン基である。
【００１２】
ａ及びｂは０〜４の整数で好ましくは０である。ｍは５〜２０の整数を示し、好ましくは８〜１２である。
この（Ａ）成分を構成するＰＣ−ＰＭＤＣ共重合体の粘度平均分子量は１０，０００〜４０，０００が好ましく、更に好ましくは１２，０００〜３０，０００である。尚、測定方法は後述する。
【００１３】
このＰＣ−ＰＭＤＣ共重合体は、例えば、予め製造された芳香族ポリカーボネート部を構成するポリカーボネートオリゴマー（以下、ＰＣオリゴマーと略称することがある。）と、脂肪族セグメント、例えば、ポリメチレンジカルボン酸とを、塩化メチレン、クロロベンゼン及びクロロホルム等の溶媒に溶解させ、二価フェノールの苛性アルカリ水溶液を加え、触媒として、第三級アミン（トリエチルアミン等）及び第四級アンモニウム塩（トリメチルベンジルアンモニウムクロライド等）を用い、末端停止剤の存在下、界面重縮合反応することにより製造することができる。
【００１４】
上記ＰＣオリゴマーは、通常のポリカーボネート樹脂製造の場合と同様の方法で製造される。
例えば、塩化メチレン等の溶媒中で、二価フェノールとホスゲン又は炭酸エステル化合物等のカーボネート前駆体とを反応させることによって容易に製造することができる。
【００１５】
即ち、例えば、塩化メチレン等の溶媒中において、二価フェノールとホスゲンのようなカーボネート前駆体との反応により、又は、二価フェノールとジフェニルカーボネートのようなカーボネート前駆体とのエステル交換反応等によって製造される。
二価フェノールとしては、４，４’−ジヒドロキシジフェニル；１，１−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）プロパン等のビス（４−ヒドロキシフェニル）アルカン；ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロアルカン；ビス（４−ヒドロキシフェニル）オキシド；ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルフィド；ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホン；ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホキシド；ビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテル；ビス（４−ヒドロキシフェニル）ケトン等を挙げることができる。
なかでも、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）が好ましい。
これらの二価フェノールはそれぞれ単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１６】
又、炭酸エステル化合物としては、ジフェニルカーボネート等のジアリールカーボネート及びジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等のジアルキルカーボネートを挙げることができる。
【００１７】
本発明において、ＰＣ−ＰＭＤＣ共重合体の製造に供されるＰＣオリゴマーは、前記の二価フェノール一種を用いたホモポリマーであってもよく、又、二種以上を用いたコポリマーであってもよい。
更に、多官能性芳香族化合物を上記二価フェノールと併用して得られる熱可塑性ランダム分岐ポリカーボネートであってもよい。
その場合、分岐剤（多官能性芳香族化合物）として、１，１，１−トリス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、α，α’，α”−トリス（４−ヒドロキシフェニル）−１，３，５−トリイソプロピルベンゼン、１−［α−メチル−α−（４’−ヒドロキシフェニル）エチル］−４−［α’，α’−ビス（４”−ヒドロキシルフェニル）エチル］ベンゼン、フロログルシン、トリメリット酸及びイサチンビス（ｏ−クレゾール）等を使用することができる。
【００１８】
又、分子量の調節のためには、フェノール、ｐ−ｔ−ブチルフェノール、ｐ−ｔ−オクチルフェノール、ｐ−クミルフェノール、ｐ−デシルフェノール、ｐ−ドデシルフェノール及びｐ−ペンタデシルフエノール等が用いられる。
【００１９】
本発明のレーザーマーキング用樹脂組成物は、上記（Ａ）成分１〜１００質量％に対して、（Ｂ）芳香族ポリカーボネートが配合されたものでもよく、その配合量は、０〜９９質量％である。
この場合、配合する芳香族ポリカーボネートの粘度平均分子量は１０，０００〜４０，０００のものが好ましく、更に、好ましくは１２，０００〜３０，０００である。
又、本発明のレーザーマーキング用樹脂組成物全体の粘度平均分子量は１０，０００〜４０，０００が好ましく、更に好ましくは１２，０００〜３０，０００であり、特に好ましくは１４，０００〜２６，０００である。
分子量が低すぎると、本発明のレーザーマーキング用樹脂組成物の機械的強度、特に、耐衝撃性に劣る場合があり、分子量が高すぎると、本発明の樹脂組成物の流動性、即ち、成形性が劣る場合がある。
【００２０】
又、脂肪族セグメントの含有率は、（Ａ）成分＋（Ｂ）成分（樹脂組成物全体の単量体）に対して２〜１０モル％、好ましくは３〜１０モル％である。
脂肪族セグメントの含有率が２モル％未満であると、レーザーマーキング性及び流動性が不十分であり、１０モル％を超えると耐衝撃性及び耐熱性が低下する。
脂肪族セグメントとしては、特に、ポリメチレンジカルボン酸が好ましい。
ポリメチレンジカルボン酸としては、炭素数５〜２０のポリメチレン基を有すジカルボン酸が使用され、好ましくは炭素数８〜１２のポリメチレン基を有すジカルボン酸である。
【００２１】
（Ｂ）芳香族ポリカーボネート（ＰＣ）としては、特に制限はなく、種々のものが挙げられるが、好ましくは、下記構造式（２）で表される構造単位からなる芳香族ポリカーボネートを挙げることができる。
【００２２】
【化２】

【００２３】
ここで、式中、Ｒ^１及びＲ^２は炭素数１〜６のアルキル基又はフェニル基を示し、同一でも異なっていてもよい。
Ｚは単結合、炭素数１〜２０のアルキレン基又は炭素数１〜２０のアルキリデン基、炭素数５〜２０のシクロアルキレン基又は炭素数５〜２０のシクロアルキリデン基、又は、−ＳＯ_２−、−ＳＯ−、−Ｓ−、−Ｏ−、−ＣＯ−結合を示し、好ましくは、イソプロピリデン基である。
ａ及びｂは０〜４の整数で好ましくは０である。ｍは５〜２０の整数を示し、好ましくは８〜１２である。
【００２４】
芳香族ポリカーボネートは、通常、二価フェノールとカーボネート前駆体との反応により製造される方皇族ポリカーボネートを用いることができる。
即ち、二価フェノールとカーボネート前駆体とを溶液法又は溶融法、即ち、二価フェノールとホスゲンの反応、二価フェノールとジフェニルカーボネート等とのエステル交換法により反応させて製造されたものを使用することができる。
【００２５】
二価フェノールとしては、様々なものが挙げられるが、特に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〕、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−３，５−ジメチルフェニル）プロパン、４，４’−ジヒドロキシジフェニル、ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロアルカン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）オキシド、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルフィド、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホキシド、ビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテル及びビス（４−ヒドロキシフェニル）ケトン等が挙げられる。
この他、二価フェノールとしては、ハイドロキノン、レゾルシン及びカテコール等が挙げられる。
これらの二価フェノールは、それぞれ単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
【００２６】
特に、好ましい二価フェノールとしては、ビス（ヒドロキシフェニル）アルカン系、特に、ビスフェノールＡを主原料としたものである。
又、カーボネート前駆体としては、カルボニルハライド、カルボニルエステル、又はハロホルメート等であり、具体的には、ホスゲン、二価フェノールのジハロホーメート、ジフェニルカーボネート、ジメチルカーボネート及びジエチルカーボネート等である。
【００２７】
尚、芳香族ポリカーボネートは、分岐構造を有していてもよく、分岐剤としては、１，１，１−トリス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、α，α’，α”−トリス（４−ビドロキシフェニル）−１，３，５−トリイソプロピルベンゼン、フロログルシン、トリメリット酸及びイサチンビス（ｏ−クレゾール）等が挙げられる。
又、分子量の調節のためには、フェノール、ｐ−ｔ−ブチルフェノール、ｐ−ｔ−オクチルフェノール、ｐ−クミルフェノール、ｐ−デシルフェノール、ｐ−ドデシルフェノール及びｐ−ペンタデシルフエノール等が用いられる。
【００２８】
又、本発明に用いられる芳香族ポリカーボネートとしては、テレフタル酸等の２官能性芳香族カルボン酸又はそのエステル形成誘導体等のエステル前駆体の存在下でポリカーボネートの重合を行うことによって得られる芳香族ポリエステル−ポリカーボネート等の共重合体、又は、種々のポリカーボネートの混合物であってもよい。
【００２９】
更に、芳香族ポリカーボネートとしては、特に、ポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体（以下、ＰＣ−ＰＤＭＳ共重合体と略記することがある。）を例示することができる。
ＰＣ−ＰＤＭＳ共重合体は、ポリカーボネート部とポリオルガノシロキサン部からなるものであり、例えば、ポリカーボネートオリゴマーとポリオルガノシロキサン部を構成する末端に反応性基を有するポリオルガノシロキサン（ポリジメチルシロキサン、ポリジエチルシロキサン及びポリメチルフェニルシロキサン等）とを、塩化メチレン等の溶媒に溶解させ、ビスフェノールＡの水酸化ナトリウム水溶液を加え、トリエチルアミン等の触媒を用い、界面重縮合反応することにより製造することができる。
このＰＣ−ＰＤＭＳ共重合体については、特開平３−２９２３５９号公報、特開平４−２０２４６５号公報、特開平８−８１６２０号公報、特開平８−３０２１７８号公報及び特開平１０−７８９７号公報等に開示されている。
【００３０】
ＰＣ−ＰＤＭＳ共重合体のポリカーボネート部の重合度としては、３〜１００、ポリジメチルシロキサン部の重合度としては、２〜５００程度のものが好ましく用いられる。
又、ＰＣ−ＰＤＭＳ共重合体中のポリジメチルシロキサンの含有量としては、通常０．５〜３０質量％、好ましくは１〜２０質量％の範囲である。
本発明に用いられるＰＣ−ＰＤＭＳ共重合体等の粘度平均分子量は、通常１０，０００〜４０，０００、好ましくは１２，０００〜３０，０００である。
ここで、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分のポリカーボネートの粘度平均分子量（Ｍｖ）は、ウベローデ型粘度計を用いて、２０℃における塩化メチレン溶液の粘度を測定し、これより極限粘度〔η〕を求め、次式にて算出するものである。
〔η〕＝１．２３×１０^−５Ｍｖ^０．８３
【００３１】
前記の（Ｂ）成分として、ＰＣ−ＰＤＭＳ共重合体が配合される場合のポリオルガノシロキサン含有率は、（Ａ）成分＋（Ｂ）成分全体の０．１〜１０質量％の範囲が、本発明のレーザーマーキング用樹脂組成物の難燃性の点で好ましい。
更に好ましくは０．２〜５質量％であり、特に、好ましくは０．３〜３質量％である。
【００３２】
又、本発明のレーザーマーキング用樹脂組成物には、必要に応じて、フェノール系、リン系及びイオウ系酸化防止剤、可塑剤、安定剤、帯電防止剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤及び防曇剤等を添加することができる。
これら添加剤には、一般に用いられる芳香族ポリカーボネート樹脂用の添加剤を通常の添加割合において使用すればよい。
【００３３】
次に、本発明のレーザーマーキング用樹脂組成物を製造する場合には、芳香族ポリカーボネート樹脂の混合や溶融混練に用いられている機器、例えば、バンバリーミキサー、ロール、単軸押出機又は多軸押出機等により、混合や溶融混練をする方法を採用することができる。
又、レーザーマーキング用樹脂組成物を用いて各種成形品を成形するにあたっては、公知の芳香族ポリカーボネート樹脂の射出成形法、押出成形法及びブロー成形法等と同様に成形することができる。
【００３４】
このようにして得られた成形品にマーキングする際に使用するレーザーマーキング装置としては、エキシマレーザー、窒素レーザー、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー、クリスタルレーザー及び炭酸ガスレーザー等のレーザー光線を用いたマーキング用の機器を用いることができる。
本発明のレーザーマーキング用樹脂組成物は、カーボンブラック等の色材を使用しない場合は、透明材料又は半透明材料からなる成形品に、白色の鮮明なマーキング施すことができる。
従って、この成形品としては、特に、透明又は半透明な材料からなるオフィス・オートメーション機器のハウジング及び光ディスク等の各種の電気・電子機器部品及び機械部品、自動車部品、携帯電話部品及び内装部品等にも好適に用いられる。
【００３５】
本発明のレーザーマーキング用樹脂組成物を成形してなる成形品は、透明又は半透明な材料からなるので、使用済み後のリサイクルに際して、不純物の混入が少ない。
従って、再生品の物理的な性質及び外観が良好であり、リサイクル性に優れたものである。
勿論、透明又は半透明な材料には、白色以外の好みの色材を用いて着色して使用することもできる。
【００３６】
【実施例】
以下、本発明について製造例，実施例及び比較例により、更に具体的に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
製造例１
［ＰＣオリゴマーの製造］
４００リットルの５質量％水酸化ナトリウム水溶液に、６０ｋｇのビスフェノールＡを溶解させ、ビスフェノールＡの水酸化ナトリウム水溶液を調製した。
次いで、室温に保持したこのビスフェノールＡの水酸化ナトリウム水溶液を１３８リットル／時間の流量で、又、塩化メチレンを６９リットル／時間の流量で、内径１０ｍｍ、管長１０ｍの管型反応器にオリフィス板を通して導入し、これにホスゲンを並流して１０．７ｋｇ／時間の流量で吹き込み、３時間連続的に反応させた。
ここで用いた管型反応器は二重管となっており、ジャケット部分には冷却水を通して反応液の排出温度を２５℃に保った。
又、排出液のｐＨは１０〜１１となるように調整した。
このようにして得られた反応液を静置することにより、水相を分離、除去し、塩化メチレン相（２２０リットル）を採取して、ＰＣオリゴマー（濃度３１７ｇ／リットル）を得た。ここで得られたＰＣオリゴマーの重合度は２〜４であり、クロロホーメイト基の濃度は０．７規定であった。
【００３７】
［コポリエステルカーボネート：ＰＣ−ＰＭＤＣ（１）の製造］
上記のようにして得られたＰＣオリゴマー１０リットルに、デカンジカルボン酸の水酸化ナトリウム水溶液（デカンジカルボン酸３１７ｇ、水酸化ナトリウム１１０ｇ、水２リットル）とトリエチルアミン５．８ミリリットルを加え、室温で１時間３００ｒｐｍで攪拌し、反応させた。
その後、上記系にビスフェノールＡの水酸化ナトリウム水溶液（ビスフェノールＡ５３４ｇ、水酸化ナトリウム３１２ｇ、水５リットル）及びｐ−クミルフェノール１３６ｇを混合し、更に、塩化メチレン８リットルを加え、１時間５００ｒｐｍで攪拌し反応させた。
反応後、塩化メチレン７リットル及び水５リットルを加え、１０分間５００ｒｐｍで攪拌した。攪拌停止後静置し、有機相と水相を分離した。
得られた有機相を０．０３規定水酸化ナトリウム水溶液５リットルでアルカリ洗浄、０．２規定塩酸５リットルで酸洗浄、及び水５リットルで２回水洗を順次行い、最後に塩化メチレンを除去し、フレーク状のポリマーを得た。
粘度平均分子量は１７，０００であり、全モノマーに対するデカンジカルボン酸の含有率は５．２モル％であった。
【００３８】
製造例２
〔コポリエステルカーボネート：ＰＣ−ＰＭＤＣ（３）の製造〕
製造例１と同様にして、デカンジカルボン酸量とビスフェノール量を変化させ、全モノマーに対するデカンジカルボン酸の含有率が１０．５モル％となるようにし、コポリエステルカーボネートを製造した（ビスフェノールの含有率は５６モル％）。
粘度平均分子量は１７，０００であった。
【００３９】
実施例１〜５及び比較例１〜２
上記製造例で製造したＰＣ−ＰＭＤＣ（１）、ＰＣ−ＰＭＤＣ（３）、市販ＰＣ−ＰＭＤＣ（２）〔ゼネラル・エレクトリック社製、レキサンＳＰ１０１０、コモノマーはデカンジカルボン酸で全モノマーに対するデカンジカルボン酸の含有率は８．２モル％、粘度平均分子量；１８，８００、末端停止剤；ｐ−クミルフェノール、ビスフェノールの含有率は５８モル％〕、及びＰＣ〔出光石油化学製、タフロンＡ１９００、ビスフェノールＡポリカーボネート樹脂、ＭＦＲ＝１９ｇ／１０分（温度：３００℃、荷重：１１．７７Ｎ）、粘度平均分子量：１９，０００、末端停止剤；ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール〕及び必要に応じてカーボンブラックを所定量配合し、東芝製ＴＥＭ３５を用いて、混練温度２６０〜２８０℃で溶融混練し、ペレット化した。
このペレットを１２０℃で４時間乾燥した後、射出成形機（東芝機械社製１００−ＥＮ）に供給して、成形温度２５０℃〜２８０℃、金型温度８０℃の条件下に、厚さ２ｍｍ、一辺の長さが１５ｃｍの正方形の板状のサンプル板（試験片）に成形した。
【００４０】
次に、このサンプル板（試験片）に、炭酸ガスレーザーマーキング装置（ＴＤＫ社製：ＣＬＭ−０３）を用いて、「出光石油化学２０００」のマーキングを施した。
この場合のレーザーマーキング装置の操作条件は、レーザー光の波長：波長１０．６μｍ、スキャン速度：２００ｍｍ／秒、出力：１〜８Ｗ（ステップ：０．２Ｗ）とした。
この結果、自色のマーキングが得られた。
【００４１】
このマーキングについての評価は、（ａ）下地に蛍光灯を置いた場合の識別可能なマ−キングができる最小のレーザー出力〔ｗ〕、及び（ｂ）下地にグレーの紙を置いた場合の識別可能なマ−キングができる最小のレーザー出力〔ｗ〕を測定してマーキングの視認性を評価した。
更に、このマーキングの目立ち易さを、３人の判定者により目視判定し、その平均値から、◎＝ベース色とマーキング文字色のコントラストが非常に良好、○＝ベース色とマーキング文字色のコントラストが良好、△＝ベース色とマーキング文字色のコントラストがやや良好、×＝ベース色とマーキング文字色のコントラストが不良、の４段階の評価を行なった。
【００４２】
その他の成形品の評価方法は次の通りである。
（１）ヘーズ
ＪＩＳ　Ｋ　７１０５に準拠した。
（２）ＩＺＯＤ（アイゾット衝撃強度）
ＡＳＴＭ　Ｄ２５６に準拠した。２３℃（肉厚：３．２ｍｍ）、単位：ｋＪ／ｍ^２
（３）ＳＦＬ（流れ値：スパイラルフロー長さ）
出光法（成形温度：２８０℃、金型温度：８０℃、金型（厚み：２ｍｍ、巾：１０ｍｍ、射出圧力：７．８５ＭＰａ）、単位：ｃｍ
（４）ＨＤＴ（熱変形温度）
ＪＩＳ　Ｋ７２０７に準拠した（荷重：１８．６ｋｇ／ｃｍ^２）。単位：℃
上記の各種評価の結果を表１に示す。
【００４３】
【表１】

【００４４】
実施例１〜５の結果から、本発明のレーザーマーキング用樹脂組成物は、レーザーマーキング性に優れ、耐熱性（ＨＤＴ）は１００℃以上、衝撃強度（ＩＺＯＤ）は３０ｋＪ／ｍ^２以上、流動性（ＳＦＬ）１５ｃｍ以上と、共に物性のバランスが取れており、オフィス・オートメーション機器のハウジング等種々の用途に利用可能である。
又、比較例１から、通常のポリカーボネートのみでは、レーザーマーキングにおいて表面が削れるのみで発色せず、流動性も低い。
更に、比較例２から、デカンジカルボン酸が１０モル％以上でも、レーザーマーキングは優れているが、耐熱性及び衝撃強度が低下する。
【００４５】
【発明の効果】
本発明のレーザーマーキング用樹脂組成物を成形した成形品は、透明で簡単な操作で鮮明なマーキングを行うことができ、カーボンブラック等の色材を必ずしも必要としないため、成形品に色が付かず、好きな色に着色できる。
又、流動性が高く、大型製品及び薄肉製品も容易に成形することができる。
更に、レーザーでマーキングした成形品をリサイクルする場合、従来の塗料等を用いたマーキングによる黒点等の外観不良及び物性低下が減少する。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a resin composition for laser marking and a molded product thereof. More specifically, the present invention relates to a resin composition for laser marking capable of performing clear marking by irradiation with a laser beam, and a molded product thereof.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a marking method for a thermoplastic resin product, printing using an ink such as an ink jet method, screen printing, and an ink writing method has been mainly performed.
However, in recent years, attention has been gathered because a marking method using a laser beam can be performed easily and efficiently.
This laser marking method is a method of irradiating a surface of a metal, ceramics, polymer organic material or the like with a laser beam to mark a mark, a bar code, an image, or the like.
[0003]
As this laser marking method, there is a method of (1) marking using a change in surface state (roughening, concave formation) due to etching of a laser beam irradiation portion.
However, this method has a drawback that the boundary between the irradiation and non-irradiation of the laser beam is not clear.
Furthermore, as an improved method of this method, a method has been proposed in which the laser beam irradiation section is formed into a multilayer structure composed of different kinds of resins, and only the surface resin layer is scraped off. There is a problem that control of irradiation conditions and the like are complicated.
[0004]
Also, (2) a method of marking by utilizing decolorization, discoloration and deterioration of pigments and dyes in a laser beam irradiation section [for example, JP-A-3-10884 and JP-A-295274] has been proposed.
However, in this case, there are restrictions on the types of pigments and dyes that can be added to the laser beam irradiation part, and since these pigments and dyes are easily decolorized and colored by heat, the discoloration area is widened and the contours of characters and the like are expanded. However, there is a drawback that the image becomes unclear.
[0005]
Further, there has been proposed (3) a marking method (Japanese Patent Publication No. 2-47314) using a surface state change [convex] caused by foaming of a material resin due to laser beam irradiation.
However, in this case, it is necessary to select the optimum laser beam irradiation conditions for each material resin to be used, and it is rare to use one kind of resin alone as the material resin. When marking the surface of an object, there is a problem that a great deal of labor and time are required for setting the optimal laser beam irradiation conditions.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a resin composition for laser marking which can perform clear marking by irradiation with a laser beam and has excellent recyclability, and a molded product thereof.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies in order to solve the above-mentioned problems, and as a result of being made of a copolyester carbonate and an aromatic polycarbonate having an aliphatic segment, the content of the aliphatic segment is a specific ratio for laser marking. According to the resin composition, it has been found that the above object can be achieved, and based on these findings, the present invention has been completed.
[0008]
That is, the present invention
1. (A) 1 to 100% by mass of a copolyester carbonate having an aliphatic segment and (B) 0 to 99% by mass of an aromatic polycarbonate, wherein the content of the aliphatic segment is (A) component + (B ) A resin composition for laser marking, which is 2 to 10 mol% based on the component.
2. 2. The resin composition for laser marking according to the above 1, wherein the aliphatic segment is derived from polymethylene dicarboxylic acid.
3. A molded article obtained by molding the resin composition for laser marking according to any one of the above 1 to 2.
4. 4. The molded article according to the above item 3, wherein the molded article is an electric / electronic device part or an automobile part.
It is about.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The resin composition for laser marking according to the present invention comprises (A) 1 to 100% by mass of a copolyestercarbonate having an aliphatic segment and (B) 0 to 99% by mass of an aromatic polycarbonate. Is 2 to 10 mol% with respect to the component (A) + the component (B).
A typical example of the aliphatic segment of (A) the copolyestercarbonate having an aliphatic segment (hereinafter, may be abbreviated as PC-PMDC copolymer) is a segment derived from polymethylene dicarboxylic acid. However, other branched paraffinic hydrocarbons, linear or branched olefinic hydrocarbons, dicarboxylic acid compounds derived from aliphatic hydrocarbons such as linear or branched acetylene hydrocarbons Can be mentioned.
The (A) copolyestercarbonate having an aliphatic segment of the present invention is a copolymer comprising an aromatic polycarbonate portion and a polyester portion derived from a dihydric phenol and an aliphatic segment, for example, polymethylenedicarboxylic acid. Although there is no particular limitation, a copolymer having a polyester unit having a structural unit represented by the following structural formula (1) in the molecule is preferable.
[0010]
Embedded image

[0011]
Here, in the formula, R ¹ and R ² represent an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a phenyl group, which may be the same or different.
Z is a single bond, an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms or an alkylidene group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkylene group having 5 to 20 carbon atoms or a cycloalkylidene group having 5 to 20 carbon atoms, or -SO _2- , It represents a -SO-, -S-, -O-, -CO- bond, and is preferably an isopropylidene group.
[0012]
a and b are integers of 0 to 4, preferably 0. m represents an integer of 5 to 20, preferably 8 to 12.
The viscosity average molecular weight of the PC-PMDC copolymer constituting the component (A) is preferably from 10,000 to 40,000, and more preferably from 12,000 to 30,000. The measuring method will be described later.
[0013]
The PC-PMDC copolymer includes, for example, a polycarbonate oligomer (hereinafter, may be abbreviated as a PC oligomer) constituting an aromatic polycarbonate portion produced in advance, and an aliphatic segment, for example, polymethylene dicarboxylic acid. Is dissolved in a solvent such as methylene chloride, chlorobenzene and chloroform, and a caustic aqueous solution of a dihydric phenol is added. As a catalyst, a tertiary amine (such as triethylamine) and a quaternary ammonium salt (such as trimethylbenzylammonium chloride) are used. It can be produced by performing an interfacial polycondensation reaction in the presence of a terminal stopper.
[0014]
The PC oligomer is produced in the same manner as in the case of ordinary polycarbonate resin production.
For example, it can be easily produced by reacting a dihydric phenol with a carbonate precursor such as phosgene or a carbonate compound in a solvent such as methylene chloride.
[0015]
That is, for example, in a solvent such as methylene chloride, produced by a reaction between a dihydric phenol and a carbonate precursor such as phosgene, or a transesterification reaction between a dihydric phenol and a carbonate precursor such as diphenyl carbonate. Is done.
Examples of the dihydric phenol include 4,4′-dihydroxydiphenyl; 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) methane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) ethane, and 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) A) bis (4-hydroxyphenyl) alkane such as propane; bis (4-hydroxyphenyl) cycloalkane; bis (4-hydroxyphenyl) oxide; bis (4-hydroxyphenyl) sulfide; bis (4-hydroxyphenyl) sulfone; Bis (4-hydroxyphenyl) sulfoxide; bis (4-hydroxyphenyl) ether; bis (4-hydroxyphenyl) ketone, and the like.
Among them, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane (bisphenol A) is preferred.
These dihydric phenols may be used alone or in combination of two or more.
[0016]
Examples of the carbonate compound include diaryl carbonates such as diphenyl carbonate and dialkyl carbonates such as dimethyl carbonate and diethyl carbonate.
[0017]
In the present invention, the PC oligomer used for the production of the PC-PMDC copolymer may be a homopolymer using one of the above-mentioned dihydric phenols, or a copolymer using two or more of the above-mentioned dihydric phenols. Good.
Further, it may be a thermoplastic random branched polycarbonate obtained by using a polyfunctional aromatic compound in combination with the dihydric phenol.
In that case, 1,1,1-tris (4-hydroxyphenyl) ethane, α, α ′, α ″ -tris (4-hydroxyphenyl) -1,3,3 are used as branching agents (polyfunctional aromatic compounds). 5-triisopropylbenzene, 1- [α-methyl-α- (4′-hydroxyphenyl) ethyl] -4- [α ′, α′-bis (4 ″ -hydroxylphenyl) ethyl] benzene, phloroglucin, trimellit Acids and isatin bis (o-cresol) can be used.
[0018]
In order to control the molecular weight, phenol, pt-butylphenol, pt-octylphenol, p-cumylphenol, p-decylphenol, p-dodecylphenol, p-pentadecylphenol and the like are used.
[0019]
The resin composition for laser marking of the present invention may be one in which (B) an aromatic polycarbonate is blended with respect to 1 to 100% by mass of the component (A), and the blending amount is 0 to 99% by mass. is there.
In this case, the viscosity average molecular weight of the aromatic polycarbonate to be blended is preferably from 10,000 to 40,000, and more preferably from 12,000 to 30,000.
Moreover, the viscosity average molecular weight of the entire resin composition for laser marking of the present invention is preferably 10,000 to 40,000, more preferably 12,000 to 30,000, and particularly preferably 14,000 to 26,000. It is.
If the molecular weight is too low, the mechanical strength of the resin composition for laser marking of the present invention, in particular, may have poor impact resistance, if the molecular weight is too high, the fluidity of the resin composition of the present invention, that is, molding May be inferior.
[0020]
The content of the aliphatic segment is 2 to 10 mol%, preferably 3 to 10 mol%, based on the component (A) + the component (B) (the monomer of the entire resin composition).
When the content of the aliphatic segment is less than 2 mol%, the laser marking property and the fluidity are insufficient, and when it exceeds 10 mol%, the impact resistance and the heat resistance are reduced.
As the aliphatic segment, polymethylene dicarboxylic acid is particularly preferable.
As the polymethylene dicarboxylic acid, a dicarboxylic acid having a polymethylene group having 5 to 20 carbon atoms is used, and preferably a dicarboxylic acid having a polymethylene group having 8 to 12 carbon atoms.
[0021]
(B) The aromatic polycarbonate (PC) is not particularly limited and may be various ones. Preferably, an aromatic polycarbonate having a structural unit represented by the following structural formula (2) can be mentioned. .
[0022]
Embedded image

[0023]
Here, in the formula, R ¹ and R ² represent an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a phenyl group, which may be the same or different.
Z is a single bond, an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms or an alkylidene group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkylene group having 5 to 20 carbon atoms or a cycloalkylidene group having 5 to 20 carbon atoms, or -SO _2- , It represents a -SO-, -S-, -O-, -CO- bond, and is preferably an isopropylidene group.
a and b are integers of 0 to 4, preferably 0. m represents an integer of 5 to 20, preferably 8 to 12.
[0024]
As the aromatic polycarbonate, an imperial polycarbonate produced by a reaction between a dihydric phenol and a carbonate precursor can be used.
That is, a solution prepared by reacting a dihydric phenol with a carbonate precursor by a solution method or a melting method, that is, a reaction of a dihydric phenol with phosgene, or a transesterification method of a dihydric phenol with diphenyl carbonate or the like is used. be able to.
[0025]
As the dihydric phenol, various ones can be mentioned, and in particular, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane [bisphenol A], bis (4-hydroxyphenyl) methane, 1,1-bis (4-hydroxy Phenyl) ethane, 2,2-bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) propane, 4,4′-dihydroxydiphenyl, bis (4-hydroxyphenyl) cycloalkane, bis (4-hydroxyphenyl) oxide, Examples include bis (4-hydroxyphenyl) sulfide, bis (4-hydroxyphenyl) sulfone, bis (4-hydroxyphenyl) sulfoxide, bis (4-hydroxyphenyl) ether, and bis (4-hydroxyphenyl) ketone.
In addition, examples of the dihydric phenol include hydroquinone, resorcinol, and catechol.
These dihydric phenols may be used alone or as a mixture of two or more.
[0026]
Particularly, preferred dihydric phenols are bis (hydroxyphenyl) alkane-based compounds, particularly those containing bisphenol A as a main raw material.
Examples of the carbonate precursor include carbonyl halide, carbonyl ester, and haloformate. Specific examples include phosgene, dihaloformate of dihydric phenol, diphenyl carbonate, dimethyl carbonate, and diethyl carbonate.
[0027]
The aromatic polycarbonate may have a branched structure. Examples of the branching agent include 1,1,1-tris (4-hydroxyphenyl) ethane and α, α ′, α ″ -tris (4-hydrofuran). (Xyphenyl) -1,3,5-triisopropylbenzene, phloroglucin, trimellitic acid and isatin bis (o-cresol).
In order to control the molecular weight, phenol, pt-butylphenol, pt-octylphenol, p-cumylphenol, p-decylphenol, p-dodecylphenol, p-pentadecylphenol and the like are used.
[0028]
The aromatic polycarbonate used in the present invention includes an aromatic polyester obtained by polymerizing a polycarbonate in the presence of an ester precursor such as a bifunctional aromatic carboxylic acid such as terephthalic acid or an ester-forming derivative thereof. -It may be a copolymer such as polycarbonate or a mixture of various polycarbonates.
[0029]
Further, as the aromatic polycarbonate, a polycarbonate-polyorganosiloxane copolymer (hereinafter, may be abbreviated as a PC-PDMS copolymer) can be particularly exemplified.
The PC-PDMS copolymer is composed of a polycarbonate portion and a polyorganosiloxane portion. For example, a polyorganosiloxane (polydimethylsiloxane, polydiethylsiloxane) having a reactive group at a terminal constituting the polycarbonate oligomer and the polyorganosiloxane portion is used. Siloxane and polymethylphenylsiloxane) in a solvent such as methylene chloride, and then an aqueous sodium hydroxide solution of bisphenol A is added thereto, and interfacial polycondensation reaction is performed using a catalyst such as triethylamine.
The PC-PDMS copolymer is disclosed in JP-A-3-292359, JP-A-4-202465, JP-A-8-81620, JP-A-8-302178, and JP-A-10-7897. Is disclosed.
[0030]
The degree of polymerization of the polycarbonate part of the PC-PDMS copolymer is preferably 3 to 100, and the degree of polymerization of the polydimethylsiloxane part is preferably about 2 to 500.
The content of polydimethylsiloxane in the PC-PDMS copolymer is usually in the range of 0.5 to 30% by mass, preferably 1 to 20% by mass.
The viscosity average molecular weight of the PC-PDMS copolymer or the like used in the present invention is usually 10,000 to 40,000, preferably 12,000 to 30,000.
Here, the viscosity average molecular weight (Mv) of the polycarbonate of the component (A) and the component (B) is determined by measuring the viscosity of the methylene chloride solution at 20 ° C. using an Ubbelohde viscometer and obtaining the intrinsic viscosity [η]. Is calculated by the following equation.
[Η] = 1.23 × 10 ⁻⁵ Mv ^0.83
[0031]
In the case where the PC-PDMS copolymer is blended as the component (B), the content of the polyorganosiloxane in the range of 0.1 to 10% by mass of the total of the component (A) + the component (B) is in accordance with the present invention. The resin composition for laser marking of the present invention is preferred in view of the flame retardancy.
The content is more preferably 0.2 to 5% by mass, and particularly preferably 0.3 to 3% by mass.
[0032]
Further, the resin composition for laser marking of the present invention may contain, if necessary, a phenol-based, phosphorus-based and sulfur-based antioxidant, a plasticizer, a stabilizer, an antistatic agent, a slip agent, an antiblocking agent and an antifogging agent. Agents and the like can be added.
As these additives, generally used additives for aromatic polycarbonate resins may be used in a usual addition ratio.
[0033]
Next, when producing the resin composition for laser marking of the present invention, equipment used for mixing and melt kneading of the aromatic polycarbonate resin, for example, Banbury mixer, roll, single screw extruder or multi-screw extrusion A method of mixing or melt-kneading with a machine or the like can be employed.
In molding various molded articles using the resin composition for laser marking, molding can be performed in the same manner as a known injection molding method, an extrusion molding method, a blow molding method, or the like of an aromatic polycarbonate resin.
[0034]
As a laser marking device used for marking on the molded article thus obtained, a marking device using a laser beam such as an excimer laser, a nitrogen laser, a Nd: YAG laser, a crystal laser and a carbon dioxide laser is used. Can be used.
When the coloring material such as carbon black is not used, the resin composition for laser marking of the present invention can perform clear white marking on a molded product made of a transparent material or a translucent material.
Therefore, this molded article is particularly suitable for various electrical and electronic equipment parts and mechanical parts such as housings and optical disks of office automation equipment made of transparent or translucent materials, optical disks, automobile parts, mobile phone parts and interior parts. Is also preferably used.
[0035]
Since the molded article obtained by molding the resin composition for laser marking of the present invention is made of a transparent or translucent material, contamination of impurities after recycling after use is small.
Therefore, the physical properties and appearance of the recycled product are good, and the recycled product is excellent in recyclability.
Of course, the transparent or translucent material can be colored by using a desired coloring material other than white.
[0036]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Production Examples, Examples, and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these examples.
Production Example 1
[Production of PC oligomer]
60 kg of bisphenol A was dissolved in 400 liters of a 5% by mass aqueous sodium hydroxide solution to prepare an aqueous sodium hydroxide solution of bisphenol A.
Then, the sodium hydroxide aqueous solution of bisphenol A kept at room temperature was passed through an orifice plate at a flow rate of 138 liters / hour and methylene chloride at a flow rate of 69 liters / hour through a tubular reactor having an inner diameter of 10 mm and a length of 10 m. Phosgene was introduced thereinto and blown at a flow rate of 10.7 kg / hour in parallel, and reacted continuously for 3 hours.
The tubular reactor used here was a double tube, and the outlet temperature of the reaction solution was kept at 25 ° C. by passing cooling water through the jacket portion.
Further, the pH of the discharged liquid was adjusted to be 10 to 11.
By leaving the reaction solution thus obtained, the aqueous phase was separated and removed, and the methylene chloride phase (220 liters) was collected to obtain a PC oligomer (concentration: 317 g / liter). The degree of polymerization of the PC oligomer obtained here was 2 to 4, and the concentration of the chloroformate group was 0.7 normal.
[0037]
[Production of copolyester carbonate: PC-PMDC (1)]
To 10 liters of the PC oligomer obtained as described above, an aqueous sodium hydroxide solution of decanedicarboxylic acid (317 g of decanedicarboxylic acid, 110 g of sodium hydroxide, 2 liters of water) and 5.8 ml of triethylamine were added, and the mixture was added at room temperature for 1 hour. The mixture was stirred at 300 rpm to react.
Thereafter, an aqueous solution of sodium hydroxide of bisphenol A (534 g of bisphenol A, 312 g of sodium hydroxide, 5 liters of water) and 136 g of p-cumylphenol were mixed with the above system, and 8 liters of methylene chloride was added. The mixture was stirred at 500 rpm for 1 hour. And reacted.
After the reaction, 7 l of methylene chloride and 5 l of water were added, and the mixture was stirred at 500 rpm for 10 minutes. After the stirring was stopped, the mixture was allowed to stand, and the organic phase and the aqueous phase were separated.
The obtained organic phase was washed with 5 liters of a 0.03 N aqueous sodium hydroxide solution in alkali, washed with 5 liters of 0.2 N hydrochloric acid in acid, and washed twice with 5 liters of water, and finally methylene chloride was removed. A flaky polymer was obtained.
The viscosity average molecular weight was 17,000, and the content of decanedicarboxylic acid with respect to all monomers was 5.2 mol%.
[0038]
Production Example 2
[Production of copolyester carbonate: PC-PMDC (3)]
In the same manner as in Production Example 1, the amount of decanedicarboxylic acid and the amount of bisphenol were changed so that the content of decanedicarboxylic acid with respect to all the monomers was 10.5 mol%, thereby producing a copolyestercarbonate (content of bisphenol). Is 56 mol%).
The viscosity average molecular weight was 17,000.
[0039]
Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2
PC-PMDC (1), PC-PMDC (3), commercially available PC-PMDC (2) manufactured by the above manufacturing example [Lexan SP1010 manufactured by General Electric Co., Ltd., where the comonomer is decanedicarboxylic acid and Content is 8.2 mol%, viscosity average molecular weight: 18,800, terminal terminator; content of p-cumylphenol and bisphenol is 58 mol%], and PC [manufactured by Idemitsu Petrochemical, Toughlon A1900, bisphenol A] Polycarbonate resin, MFR = 19 g / 10 min (temperature: 300 ° C., load: 11.77 N), viscosity average molecular weight: 19,000, terminal terminator: p-tert-butylphenol] and, if necessary, a predetermined amount of carbon black Compounded and melt-kneaded at a kneading temperature of 260 to 280 ° C using TEM35 manufactured by Toshiba. And pelletized.
After drying the pellets at 120 ° C. for 4 hours, the pellets are supplied to an injection molding machine (100-EN manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.), and the thickness is 2 mm under the conditions of a molding temperature of 250 to 280 ° C. and a mold temperature of 80 ° C. Into a square sample plate (test piece) having a side length of 15 cm.
[0040]
Next, marking of "Idemitsu Petrochemical 2000" was performed on this sample plate (test piece) using a carbon dioxide laser marking device (manufactured by TDK: CLM-03).
The operating conditions of the laser marking device in this case were as follows: wavelength of laser light: wavelength 10.6 μm, scan speed: 200 mm / sec, output: 1 to 8 W (step: 0.2 W).
As a result, a self-colored marking was obtained.
[0041]
The markings were evaluated by (a) the minimum laser power [w] at which a distinguishable marking could be made when a fluorescent lamp was placed on the base, and (b) the identification when the gray paper was placed on the base. The minimum laser power [w] at which possible marking was performed was measured to evaluate the visibility of the marking.
Further, the conspicuousness of the marking was visually judged by three judges, and from the average value, ＝= contrast between the base color and the marking character color was excellent, and ＝= contrast between the base color and the marking character color.良好: The contrast between the base color and the marking character color was slightly good, and X = the contrast between the base color and the marking character color was poor.
[0042]
Other evaluation methods for molded articles are as follows.
(1) Haze Based on JIS K 7105.
(2) IZOD (Izod impact strength)
It conformed to ASTM D256. 23 ° C (wall thickness: 3.2 mm), unit: kJ / m ²
(3) SFL (flow value: spiral flow length)
Light emission method (molding temperature: 280 ° C, mold temperature: 80 ° C, mold (thickness: 2mm, width: 10mm, injection pressure: 7.85MPa), unit: cm
(4) HDT (heat distortion temperature)
Based on JIS K7207 (load: 18.6 kg / cm ² ). Unit: ° C
Table 1 shows the results of the above various evaluations.
[0043]
[Table 1]

[0044]
From the results of Examples 1 to 5, the resin composition for laser marking of the present invention is excellent in laser marking property, heat resistance (HDT) is 100 ° C or more, impact strength (IZOD) is 30 kJ / m ² or more, and fluidity is obtained. The (SFL) of 15 cm or more has a good balance of physical properties and can be used for various applications such as housings for office automation equipment.
Also, from Comparative Example 1, when only ordinary polycarbonate is used, only the surface is scraped off by laser marking, but no color is formed and the fluidity is low.
Further, from Comparative Example 2, even when the content of decanedicarboxylic acid is 10 mol% or more, laser marking is excellent, but heat resistance and impact strength are reduced.
[0045]
【The invention's effect】
The molded product obtained by molding the resin composition for laser marking of the present invention can perform clear marking with a transparent and simple operation, and does not necessarily require a coloring material such as carbon black. It can be colored to your favorite color.
In addition, fluidity is high, and large-sized products and thin-walled products can be easily formed.
Furthermore, when a molded article marked with a laser is recycled, poor appearance such as black spots and deterioration in physical properties due to conventional marking using a paint or the like are reduced.

Claims (4)

(A) 1 to 100% by mass of a copolyester carbonate having an aliphatic segment and (B) 0 to 99% by mass of an aromatic polycarbonate, wherein the content of the aliphatic segment is (A) component + (B) ) A resin composition for laser marking, which is 2 to 10 mol% based on the component. The resin composition for laser marking according to claim 1, wherein the aliphatic segment is derived from polymethylene dicarboxylic acid. A molded article obtained by molding the resin composition for laser marking according to claim 1. The molded article according to claim 3, wherein the molded article is an electric / electronic device part or an automobile part.