JP2004083901A - 芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物および成形品 - Google Patents
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Abstract
【課題】臭素系難燃剤やリン系難燃剤を用いずに優れた難燃性を発現し、芳香族ポリカーボネートが本来有する機械的・熱的性質が維持されると共に、溶融安定性に優れ、且つ、外観に優れた芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物、および成形品の提供。
【解決手段】芳香族ポリカーボネート(A)100重量部に対し、針状無機化合物粒子、板状無機化合物粒子、分岐構造含有無機化合物粒子から選ばれる少なくとも1種の無機化合物粒子(B)0.01〜0.5重量部、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種の金属塩(C)0.0001〜0.1重量部、フルオロポリマー(D)0.01〜0.2重量部を含むことを特徴とする芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物。
【選択図】なし
【解決手段】芳香族ポリカーボネート(A)100重量部に対し、針状無機化合物粒子、板状無機化合物粒子、分岐構造含有無機化合物粒子から選ばれる少なくとも1種の無機化合物粒子(B)0.01〜0.5重量部、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種の金属塩(C)0.0001〜0.1重量部、フルオロポリマー(D)0.01〜0.2重量部を含むことを特徴とする芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物。
【選択図】なし
Description
本発明は、臭素系難燃剤やリン系難燃剤を用いずに優れた難燃性を発現し、芳香族ポリカーボネートが本来有する機械的・熱的性質が維持されると共に、溶融安定性に優れ、且つ、外観に優れた芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物、および成形品に関する。
難燃性の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物は、コンピューター、ノートブック型パソコン、複写機、プリンター、携帯機器、等の各種のOA機器や家電機器の部材をはじめとして、広い用途で使用されている。
近年、環境に対する配慮から、臭素系難燃剤やリン系難燃剤を使用せずに難燃化され、かつ軽量化志向から薄肉の成形品においても優れた難燃性を発現する芳香族ポリカーボネート樹脂組成物が強く求められている。
また、樹脂組成物に対して、薄肉の成形品を得るために、高い溶融樹脂温度での成形を可能とする溶融安定性が同時に求められている。
近年、環境に対する配慮から、臭素系難燃剤やリン系難燃剤を使用せずに難燃化され、かつ軽量化志向から薄肉の成形品においても優れた難燃性を発現する芳香族ポリカーボネート樹脂組成物が強く求められている。
また、樹脂組成物に対して、薄肉の成形品を得るために、高い溶融樹脂温度での成形を可能とする溶融安定性が同時に求められている。
更に、近年、成形品に対して意匠性に関する要求も高まってきており、例えば、芳香族ポリカーボネート樹脂組成物に対して、透明性を維持しつつ高度な難燃性を有する材料が求められている。
臭素系難燃剤やリン系難燃剤を使用せずに芳香族ポリカーボネートの難燃性を向上させる方法として、例えば、特公昭47−40445号公報では、芳香族ポリカーボネートに、パーフルオロアルカンスルホン酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩を配合する方法が開示されており、芳香族ポリカーボネートの透明性を維持しつつ難燃化を行う方法が開示されている。
臭素系難燃剤やリン系難燃剤を使用せずに芳香族ポリカーボネートの難燃性を向上させる方法として、例えば、特公昭47−40445号公報では、芳香族ポリカーボネートに、パーフルオロアルカンスルホン酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩を配合する方法が開示されており、芳香族ポリカーボネートの透明性を維持しつつ難燃化を行う方法が開示されている。
しかしながら、同公報で示される芳香族ポリカーボネート組成物は、薄肉の成形品(例えば1.6mm厚みの成形品)の場合では、アンダーライターズラボラトリー・サブジェクト94(以下、UL94規格と記載する。)に準ずる難燃性評価に対して、燃焼物が滴下してしまうためにV−0レベルを達成することが困難であった。
特公昭60−38418号公報では、芳香族ポリカーボネートに有機アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩とポリテトラフルオロエチレンを配合することにより、燃焼物の滴下を防止する方法が開示されている。同公報で示される芳香族ポリカーボネート組成物では、UL94規格において1.6mm厚みでV−0レベルを達成することが可能となるが、燃焼物の滴下防止のために配合するポリテトラフルオロエチレンのために透明性が大きく損なわれるという問題があった。
特公昭60−38418号公報では、芳香族ポリカーボネートに有機アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩とポリテトラフルオロエチレンを配合することにより、燃焼物の滴下を防止する方法が開示されている。同公報で示される芳香族ポリカーボネート組成物では、UL94規格において1.6mm厚みでV−0レベルを達成することが可能となるが、燃焼物の滴下防止のために配合するポリテトラフルオロエチレンのために透明性が大きく損なわれるという問題があった。
国際公開(WO)第00/50511号公報では、芳香族ポリカーボネートにナノメーターオーダーサイズの硫酸バリウム微粒子とパーフルオロブタンスルホン酸カリウム塩を配合することにより、芳香族ポリカーボネートの透明性を維持して難燃性を付与する試みがなされおり、同公報の実施例には透明性を維持しつつ、UL94規格において2.4mm厚みでV−0が達成されると報告されている。しかしながら、同公報の実施例で使用されている芳香族ポリカーボネートの重量平均分子量は30,000であり、射出成形を行うには分子量が高く、流動性が不充分であり、特に薄肉の成形体を成形するのは容易でないという問題がある。
一般に、射出成形材料として使用される芳香族ポリカーボネートの重量平均分子量は15,000〜25,000の範囲が好適であるが、該分子量範囲にある芳香族ポリカーボネートを使用する樹脂組成物の場合、芳香族ポリカーボネートに有機アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩に、更にポリテトラフルオロエチレンに代表される滴下防止剤の配合無しにはUL94規格において、1.6mm厚みでV−0レベルの難燃性能を確実に実現するには至っていないのが現状である。
また、薄肉の成形品に対して優れた難燃性を発現させるためには、難燃剤である有機アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩、及び/または滴下防止剤としてのポリテトラフルオロエチレンを多量に配合する必要があり、これら成分の配合量の増大に伴って樹脂組
成物の滞留安定性と透明性が低下してしまうという問題があり、難燃性と滞留安定性と透明性を同時に改良することは容易でなかった。
また、薄肉の成形品に対して優れた難燃性を発現させるためには、難燃剤である有機アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩、及び/または滴下防止剤としてのポリテトラフルオロエチレンを多量に配合する必要があり、これら成分の配合量の増大に伴って樹脂組
成物の滞留安定性と透明性が低下してしまうという問題があり、難燃性と滞留安定性と透明性を同時に改良することは容易でなかった。
芳香族ポリカーボネートが本来有する透明性がそのまま維持されずとも、透明性の低下を抑制することができれば、例えば、樹脂を着色する際において、半透明のスモーク調の色調を発現することができたり、あるいは深みのある着色が可能となったり、更にはメタリック調の着色も行いやすくなる等、難燃化された芳香族ポリカーボネート樹脂組成物からなる各種製品の表面外観に関する意匠性の自由度を高めることができるので、その工業的価値は極めて大きい。
本発明の課題は、臭素系難燃剤やリン系難燃剤を用いずに優れた難燃性を発現し、芳香族ポリカーボネートが本来有する機械的・熱的性質が維持されると共に、溶融安定性に優れ、且つ、外観に優れた芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物、および成形品を提供することにある。
本発明にかかわる上記課題を解決するために鋭意検討した結果、針状無機化合物粒子、板状無機化合物粒子、分岐構造含有無機化合物粒子のいずれかであることを特徴とする無機化合物粒子を、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種の金属塩を組み合わせて芳香族ポリカーボネートに配合することにより、従来組成物に比べて極めて少量のフルオロポリマーの配合で優れた難燃性(滴下防止性)を有する芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物が得られることが明らかとなった。
また、該組成物は優れた難燃性を有すると同時に、芳香族ポリカーボネートが本来有する機械的・熱的性質が維持され、溶融安定性に優れ、且つ、成形品の外観が同時に優れるという驚くべき事実が明らかとなり、本発明に至った。
また、該組成物は優れた難燃性を有すると同時に、芳香族ポリカーボネートが本来有する機械的・熱的性質が維持され、溶融安定性に優れ、且つ、成形品の外観が同時に優れるという驚くべき事実が明らかとなり、本発明に至った。
すなわち本発明は、下記[1]〜[9]である。
[1]芳香族ポリカーボネート(A)100重量部に対し、針状無機化合物粒子、板状無機化合物粒子、分岐構造含有無機化合物粒子から選ばれる少なくとも1種の無機化合物粒子(B)0.01〜0.5重量部、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種の金属塩(C)0.0001〜0.1重量部、フルオロポリマー(D)0.01〜0.2重量部を含むことを特徴とする芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物。
[2]該芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物が、更に染料(E)0.0001〜5重量部を含むことを特徴とする前記[1]に記載の芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物。
[1]芳香族ポリカーボネート(A)100重量部に対し、針状無機化合物粒子、板状無機化合物粒子、分岐構造含有無機化合物粒子から選ばれる少なくとも1種の無機化合物粒子(B)0.01〜0.5重量部、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種の金属塩(C)0.0001〜0.1重量部、フルオロポリマー(D)0.01〜0.2重量部を含むことを特徴とする芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物。
[2]該芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物が、更に染料(E)0.0001〜5重量部を含むことを特徴とする前記[1]に記載の芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物。
[3]該分岐構造含有無機化合物粒子が、酸化珪素であることを特徴とする前記[1]、[2]に記載の芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物。
[4]該酸化珪素が乾式法で製造された非晶質ヒュームドシリカであることを特徴とする前記[3]に記載の芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物。
[5]該無機化合物粒子(B)が、珪素含有化合物で表面修飾された無機化合物粒子であることを特徴とする前記[1]〜[4]に記載の芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物。
[4]該酸化珪素が乾式法で製造された非晶質ヒュームドシリカであることを特徴とする前記[3]に記載の芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物。
[5]該無機化合物粒子(B)が、珪素含有化合物で表面修飾された無機化合物粒子であることを特徴とする前記[1]〜[4]に記載の芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物。
[6]芳香族ポリカーボネート(A)100重量部に対し、針状無機化合物粒子、板状無機化合物粒子、分岐構造含有無機化合物粒子から選ばれる少なくとも1種の無機化合物粒子(B)0.01〜0.5重量部、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種の金属塩(C)0.0001〜0.1重量部、フルオロポリマー(D)0.01〜0.2重量部を含む芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物を成形して得られる成形品。
[7]該芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物が、更に染料(E)0.0001〜5重量部を含むことを特徴とする前記[6]に記載の成形品。
[8]該成形品が、肉厚2mm以下である部分が成形品全体の50重量%以上であることを特徴とする前記[6]、[7]に記載の成形品。
[9]該成形品が、半透明の外観を有することを特徴とする前記[6]〜[8]に記載の成形品。
[8]該成形品が、肉厚2mm以下である部分が成形品全体の50重量%以上であることを特徴とする前記[6]、[7]に記載の成形品。
[9]該成形品が、半透明の外観を有することを特徴とする前記[6]〜[8]に記載の成形品。
本発明の芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物は、(1)臭素系難燃剤やリン系難燃剤を用いなくても優れた難燃性を有する、(2)芳香族ポリカーボネートが本来有する機械的・熱的性質が維持されている、(3)溶融安定性に優れる、(4)半透明の外観を発現できる等、成形品の意匠性に優れる、の4つの効果を同時に達成できる芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物および成形品であり、工業的に極めて有用である。
本発明について、以下具体的に説明する。
本発明の成分(A)として使用することができる芳香族ポリカーボネートは、下記式(1)で表される繰り返し単位からなる主鎖を有する。
本発明の成分(A)として使用することができる芳香族ポリカーボネートは、下記式(1)で表される繰り返し単位からなる主鎖を有する。
(式中、Arは、二価の炭素数5〜200芳香族残基であり、例えば、フェニレン、ナフチレン、ビフェニレンや ピリジレンであり、それらは非置換又は置換されていてもよく、あるいはまた、下記式(2)で表されるものが挙げられる。)
(式中、Ar1及びAr2は、それぞれアリーレン基である。例えばフェニレン、ナフチレン、ビフェニレン、ピリジレン等の基を表し、それらは非置換又は置換されていてもよく、Yは下記式(3)で表されるアルキレン基、または置換アルキレン基である。)
(式中、R1、R2、R3及びR4はそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜6低級アルキル基、炭素数5〜10シクロアルキル基、炭素数6〜30アリール基、炭素数7〜31アラルキル基であって、場合によりハロゲン原子、炭素数1〜10アルコキシ基で置換されていてもよく、kは3〜11の整数であり、R5及びR6は、各Xについて個々に選択され、お互いに独立に水素原子、または炭素数1〜6低級アルキル基、炭素数6〜30アリール基であって、場合によりハロゲン原子、炭素数1〜10アルコキシ基で置換されていてもよく、Xは炭素原子を表す。)
また、下記式(4)で示される二価の芳香族基を共重合体成分として含有していても良い。
また、下記式(4)で示される二価の芳香族基を共重合体成分として含有していても良い。
(式中、Ar1、Ar2は前記式(2)と同じ。Zは単なる結合、または、−O−、−CO−、−S−、−SO2−、−CO2−、−CON(R1)−(R1は前記式(3)と同じ)等の二価の基である。)
これら二価の芳香族基の例としては、下記で表されるもの等が挙げられる。
これら二価の芳香族基の例としては、下記で表されるもの等が挙げられる。
(式中、R7及びR8は、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、炭素数1〜10アルキル基、炭素数1〜10アルコキシ基、炭素数5〜10シクロアルキル基または炭素数6〜30アリール基である。m及びnは1〜4の整数で、mが2〜4の場合には各R7はそれぞれ同一でも異なるものであってもよいし、nが2〜4の場合は各R8はそれぞれ同一でも異なるものであっても良い。)
中でも、下記式(5)で表されるものが好ましい一例である。
中でも、下記式(5)で表されるものが好ましい一例である。
特に、上記式(5)で表されるものをArとする繰り返しユニットを85モル%以上(芳香族ポリカーボネート中の全モノマー単位を基準として)含む芳香族ポリカーボネートが特に好ましい。
また、本発明に用いることができる芳香族ポリカーボネートは、三価以上の芳香族基を分岐点とする分岐構造を有していても良い。
ポリマー末端の分子構造は特に限定されないが、フェノール基、アリールカーボネート基、アルキルカーボネート基から選ばれた1種以上の末端基を結合することができる。アリールカーボネート末端基は、下記式(6)で表される。
また、本発明に用いることができる芳香族ポリカーボネートは、三価以上の芳香族基を分岐点とする分岐構造を有していても良い。
ポリマー末端の分子構造は特に限定されないが、フェノール基、アリールカーボネート基、アルキルカーボネート基から選ばれた1種以上の末端基を結合することができる。アリールカーボネート末端基は、下記式(6)で表される。
(式中、Ar3は一価の炭素数6〜30芳香族基であり、芳香環は置換されていても良い。)
アリールカーボネート末端基の具体例としては、例えば、下記式で表されるものが挙げられる。
アリールカーボネート末端基の具体例としては、例えば、下記式で表されるものが挙げられる。
アルキルカーボネート末端基は下記式(7)で表される。
(式中、R9は炭素数1〜20の直鎖もしくは分岐アルキル基を表す。)
アルキルカーボネート末端基の具体例としては、例えば下記式で表されるものが挙げられる。
アルキルカーボネート末端基の具体例としては、例えば下記式で表されるものが挙げられる。
これらの中で、フェノール基、フェニルカーボネート基、p−t−ブチルフェニルカーボネート基、p−クミルフェニルカーボネート等が好ましく用いられる。
本発明において、フェノール基末端と他の末端との比率は特に限定されないが、優れた難燃性と耐衝撃性と熱安定性をバランスよく発現させるという観点からは、フェノール基末端の比率が全末端基数の5〜70%の範囲であることが好ましく、10〜50%の範囲にあることが更に好ましい。
フェノール基末端量の測定方法は、一般にNMRを用いて測定する方法(NMR法)や、チタンを用いて測定する方法(チタン法)や、UVもしくはIRを用いて測定する方法(UV法もしくはIR法)で求めることができるが、本発明においては、NMR法で求めた。
本発明において、フェノール基末端と他の末端との比率は特に限定されないが、優れた難燃性と耐衝撃性と熱安定性をバランスよく発現させるという観点からは、フェノール基末端の比率が全末端基数の5〜70%の範囲であることが好ましく、10〜50%の範囲にあることが更に好ましい。
フェノール基末端量の測定方法は、一般にNMRを用いて測定する方法(NMR法)や、チタンを用いて測定する方法(チタン法)や、UVもしくはIRを用いて測定する方法(UV法もしくはIR法)で求めることができるが、本発明においては、NMR法で求めた。
本発明で用いられる芳香族ポリカーボネート(A)の重量平均分子量(Mw)は、通常、5,000〜500,000であり、好ましくは10,000〜100,000であり、より好ましくは13,000〜50,000、更に好ましくは15,000〜30,000、特に好ましくは16,000〜25,000である。
また、本発明で使用される芳香族ポリカーボネート(A)は、分子量が異なる2種以上の芳香族ポリカーボネートを組み合わせて使用することも好ましい実施態様である。例えば、Mwが通常14,000〜16,000の範囲にある光学ディスク用材料の芳香族ポリカーボネートと、Mwが通常20,000〜50,000の範囲にある射出成形用あるいは押出し成形用の芳香族ポリカーボネートを組み合わせて使用することもできる。
また、本発明で使用される芳香族ポリカーボネート(A)は、分子量が異なる2種以上の芳香族ポリカーボネートを組み合わせて使用することも好ましい実施態様である。例えば、Mwが通常14,000〜16,000の範囲にある光学ディスク用材料の芳香族ポリカーボネートと、Mwが通常20,000〜50,000の範囲にある射出成形用あるいは押出し成形用の芳香族ポリカーボネートを組み合わせて使用することもできる。
本発明において、芳香族ポリカーボネートの重量平均分子量(Mw)の測定は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)を用いて行い、測定条件は以下の通りである。すなわち、テトラヒドロフランを溶媒とし、ポリスチレンゲルを使用し、標準単分散ポリスチレンの構成曲線から下式による換算分子量較正曲線を用いて求められる。
MPC=0.3591MPS 1.0388
(MPCは芳香族ポリカーボネートの分子量、MPSはポリスチレンの分子量)
MPC=0.3591MPS 1.0388
(MPCは芳香族ポリカーボネートの分子量、MPSはポリスチレンの分子量)
本発明で用いられる芳香族ポリカーボネートは、公知の方法で製造したものを使用することができる。具体的には、芳香族ジヒドロキシ化合物とカーボネート前駆体と反応せしめる公知の方法、例えば、芳香族ジヒドロキシ化合物とカーボネート前駆体(例えばホスゲン)を水酸化ナトリウム水溶液及び塩化メチレン溶媒の存在下に反応させる界面重合法(例えばホスゲン法)、芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステル(例えばジフェニルカーボネート)などを反応させるエステル交換法(溶融法)、ホスゲン法または溶融法で得られた結晶化カーボネートプレポリマーを固相重合する方法(特開平1−158033
(米国特許第4,948,871号に対応)、特開平1−271426、特開平3−68627(米国特許第5,204,377号に対応))等の方法により製造されたものを用いることができる。
(米国特許第4,948,871号に対応)、特開平1−271426、特開平3−68627(米国特許第5,204,377号に対応))等の方法により製造されたものを用いることができる。
好ましい芳香族ポリカーボネートとしては、二価フェノール(芳香族ジヒドロキシ化合物)と炭酸ジエステルとからエステル交換法にて製造された実質的に塩素原子を含まない芳香族ポリカーボネートをあげることができる。
また、芳香族ポリカーボネートのフェノール基末端量は、ホスゲン法においては例えば米国特許4,736,013号公報等に記載の方法により、一方、溶融法や固相重合法のようなエステル交換法では、芳香族ジヒドロキシ化合物とジフェニルカーボネートのモル比調整や、特公平7−98862号公報記載の方法等で調整することが可能である。
また、芳香族ポリカーボネートのフェノール基末端量は、ホスゲン法においては例えば米国特許4,736,013号公報等に記載の方法により、一方、溶融法や固相重合法のようなエステル交換法では、芳香族ジヒドロキシ化合物とジフェニルカーボネートのモル比調整や、特公平7−98862号公報記載の方法等で調整することが可能である。
また、本発明では、芳香族ポリカーボネート(A)が、主鎖に分岐構造を有する芳香族ポリカーボネートであることが、成形加工性を向上させる上で好ましい。このような分岐構造を有する芳香族ポリカーボネートを得る方法として、三価以上の多価ヒドロキシ化合物を共重合成分として添加して製造する方法、例えば、米国特許4,677,162号公報、同4,562,242号公報、ドイツ国特許3,149,812号公報等に示されている方法もあるが、本発明で用いることができる特に好ましい分岐構造を有する芳香族ポリカーボネートは、米国特許5,932,683号公報に記載された方法で製造することができる。
特に本発明では、下記式(8)、
特に本発明では、下記式(8)、
(式中、Ar’は3価の炭素数5〜200の芳香族基を表し、Xは式(1)で表される繰り返し単位を含む。)
に示す分岐構造に相当する単位(以下、「分岐構造」と称す。)が、好ましくは0.01〜0.5モル%の範囲、より好ましくは0.03〜0.3モル%、更に好ましくは0.04〜0.2モル%、特に好ましくは0.05〜0.15の範囲で含む芳香族ポリカーボネートを好ましく使用することができる。
本発明で使用される芳香族ポリカーボネートとして、好ましい例は、その主鎖構造は下記式(9)であり、
に示す分岐構造に相当する単位(以下、「分岐構造」と称す。)が、好ましくは0.01〜0.5モル%の範囲、より好ましくは0.03〜0.3モル%、更に好ましくは0.04〜0.2モル%、特に好ましくは0.05〜0.15の範囲で含む芳香族ポリカーボネートを好ましく使用することができる。
本発明で使用される芳香族ポリカーボネートとして、好ましい例は、その主鎖構造は下記式(9)であり、
下記式(10)で表される分岐構造を、好ましくは0.01〜0.5モル%の範囲、より好ましくは0.03〜0.3モル%、更に好ましくは0.04〜0.2モル%、特に好ましくは0.05〜0.15の範囲で含む芳香族ポリカーボネートである。
(式中、Xは式(9)で表される繰り返し構造単位を含む。)
本発明における成分(B)は、針状無機化合物粒子、板状無機化合物粒子、分岐構造含有無機化合物粒子のいずれかから選ばれる1種以上の無機化合物粒子である。
尚、本発明において無機化合物粒子とは、粒子が一次粒子で独立して存在する場合は一次粒子を、粒子が凝集粒子や集塊粒子である場合は該凝集粒子や該集塊粒子を一つの粒子とする。
前記「針状無機化合物粒子」とは、粒子の長軸(l)と短軸径(d)の比l/dが、少なくとも10以上、好ましくは20以上、更に好ましくは30以上である無機化合物粒子であり、例えば、ガラス繊維、アルミナウィスカ、窒化珪素ウィスカ、炭化珪素ウィスカ、等を挙げることができる。
尚、本発明において無機化合物粒子とは、粒子が一次粒子で独立して存在する場合は一次粒子を、粒子が凝集粒子や集塊粒子である場合は該凝集粒子や該集塊粒子を一つの粒子とする。
前記「針状無機化合物粒子」とは、粒子の長軸(l)と短軸径(d)の比l/dが、少なくとも10以上、好ましくは20以上、更に好ましくは30以上である無機化合物粒子であり、例えば、ガラス繊維、アルミナウィスカ、窒化珪素ウィスカ、炭化珪素ウィスカ、等を挙げることができる。
該針状無機化合物粒子にかかわる短軸径(d)は、10nm〜50,000nmで有ることが好ましく、より好ましくは50nm〜20,000nm、更に好ましくは100nm〜10,000nmである。
前記「板状無機化合物粒子」とは、平均粒子径を(a)、厚さを(c)とした場合に、a/c比が5〜500、好ましくは10〜300、更に好ましくは20〜200である無機化合物粒子であり、例えば、タルク、マイカ、ガラスフレーク、鱗片状シリカ、等を挙げることができる。
該板状無機化合物粒子にかかわる平均粒子径(a)は、10nm〜500,000nmが好ましく、30nm〜100,000nmがより好ましく、50nm〜50,000nmが更に好ましく、100nm〜10,000nmが特に好ましく、300nmから5,000nmが最も好ましい。
前記「板状無機化合物粒子」とは、平均粒子径を(a)、厚さを(c)とした場合に、a/c比が5〜500、好ましくは10〜300、更に好ましくは20〜200である無機化合物粒子であり、例えば、タルク、マイカ、ガラスフレーク、鱗片状シリカ、等を挙げることができる。
該板状無機化合物粒子にかかわる平均粒子径(a)は、10nm〜500,000nmが好ましく、30nm〜100,000nmがより好ましく、50nm〜50,000nmが更に好ましく、100nm〜10,000nmが特に好ましく、300nmから5,000nmが最も好ましい。
前記「分岐構造含有無機化合物粒子」とは、無機化合物一次粒子が鎖状に結合してなる凝集粒子、あるいは集塊粒子であって、且つ、該凝集粒子あるいは該集塊粒子が分岐構造を有する無機化合物粒子であり、分岐構造を有する粒子形状で有るものであれば制限されない。
該分岐構造含有無機化合物粒子として、例えば、酸化珪素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、等において該分岐構造含有無機化合物粒子に該当するものを挙げることができるが、「分岐構造」の有無は無機化合物粒子の製造方法に依存するところが多く、気相法で製造された無機化合物粒子において得られやすい。
該分岐構造含有無機化合物粒子として、例えば、酸化珪素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、等において該分岐構造含有無機化合物粒子に該当するものを挙げることができるが、「分岐構造」の有無は無機化合物粒子の製造方法に依存するところが多く、気相法で製造された無機化合物粒子において得られやすい。
該分岐構造含有無機化合物粒子にかかわる平均粒子径は、5nm〜10,000nmが好ましく、10nm〜1,000nmがより好ましく、20nm〜500nmが更に好ましく、30nm〜200nmが特に好ましい。
本発明では、無機化合物粒子の粒子径は、透過型電子顕微鏡を用いて樹脂組成物の超薄切片を観察するか、あるいは走査型プローブ原子間力顕微鏡を用いて樹脂組成物成形品の表面あるいは切出面を観察し、写真撮影を行い、観察写真から樹脂組成物中における100個以上の粒子に対して個々の粒子径を計測することにより行うことができる。各粒子の粒子径は、粒子の面積Sを求め、Sを用いて、(4S/ π)0.5を各粒子の粒子径とする。
本発明では、無機化合物粒子の粒子径は、透過型電子顕微鏡を用いて樹脂組成物の超薄切片を観察するか、あるいは走査型プローブ原子間力顕微鏡を用いて樹脂組成物成形品の表面あるいは切出面を観察し、写真撮影を行い、観察写真から樹脂組成物中における100個以上の粒子に対して個々の粒子径を計測することにより行うことができる。各粒子の粒子径は、粒子の面積Sを求め、Sを用いて、(4S/ π)0.5を各粒子の粒子径とする。
本発明で使用される成分(B)は、樹脂組成物中において、無機化合物粒子数の70%以上が粒子径10nm〜200nmの範囲であることが、芳香族ポリカーボネート本来有する機械的特性を維持して、高度な難燃性能を発現させ、かつ、樹脂組成物の半透明性を発現させる上で好ましく、より好ましくは75%以上、更に好ましくは80%以上である。
本発明で特に好ましく使用される成分(B)は分岐構造含有無機化合物粒子であり、中でも、分岐構造含有酸化珪素が好ましい。
本発明で特に好ましく使用される成分(B)は分岐構造含有無機化合物粒子であり、中でも、分岐構造含有酸化珪素が好ましい。
前記分岐構造含有酸化珪素は、湿式法と乾式法の2通りの方法により合成する事ができる。前者は、珪酸ソーダと鉱酸との反応により合成されるもの、アルコキシシランの加水分解によるもの等がある。また後者には、ハロゲン化珪素の酸水素炎中での高温加水分解により合成されるもの、等がある。このような分岐構造含有酸化珪素は非晶質であることが本発明の成分(B)として好ましい。
本発明で特に好ましく使用することができる分岐構造含有酸化珪素は、乾式法で製造される一般に「ヒュームドシリカ」と称される、親水性または疎水性のヒュームドシリカである。該ヒュームドシリカは、例えば特開2000−86227号公報に記載の方法により製造する事ができる。
更に、本発明で用いられる成分(B)は、その表面が珪素含有化合物で表面修飾されることが、樹脂組成物中で成分(B)を良好に分散させることが容易となり、さらに、成分(B)と樹脂との間の界面親和性が向上するために樹脂組成物の耐衝撃性や伸び特性等の機械的物性を高レベルに維持することができるので、より好ましい。
更に、本発明で用いられる成分(B)は、その表面が珪素含有化合物で表面修飾されることが、樹脂組成物中で成分(B)を良好に分散させることが容易となり、さらに、成分(B)と樹脂との間の界面親和性が向上するために樹脂組成物の耐衝撃性や伸び特性等の機械的物性を高レベルに維持することができるので、より好ましい。
また、上記「表面修飾」により、無機化合物粒子の吸湿を抑制することができ、好ましい。
本発明でいう「表面修飾」とは、共有結合を介する表面修飾、及び/または、ファンデルワールス力や水素結合による表面修飾が含まれるが、好ましくは前者の共有結合を介する表面修飾である。
該珪素含有化合物は、クロロシラン、アルコキシシラン、ヒドロシラン、シリルアミン、シランカップリング剤、ポリオルガノシロキサンからなる群から選ばれる1種以上の珪素含有化合物である。
本発明でいう「表面修飾」とは、共有結合を介する表面修飾、及び/または、ファンデルワールス力や水素結合による表面修飾が含まれるが、好ましくは前者の共有結合を介する表面修飾である。
該珪素含有化合物は、クロロシラン、アルコキシシラン、ヒドロシラン、シリルアミン、シランカップリング剤、ポリオルガノシロキサンからなる群から選ばれる1種以上の珪素含有化合物である。
前記クロロシランとは、分子内に1〜4個の塩素原子を含む珪素含有化合物を表し、例えば、炭素数1〜12アルキルトリクロロシラン、メチルジクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルクロロシラン、トリフロロプロピルトリクロロシラン、ヘプタデカフロロデシルトリクロロシラン、等を挙げることができ、中でも、ジメチルジクロロシラン、オクチルトリクロロシラン、トリメチルクロロシランが好ましい。
前記アルコキシシランとは、分子内に1〜4個のメトキシ基またはエトキシ基を含む珪素含有化合物を表し、例えばテトラメトキシシラン、炭素数1〜12アルキルトリメトキシシラン、ジメチルメトキシシラン、フェニルトリメトシシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキシルトリエトシシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、ヘプタデカトリフルオロデシルトリメトキシシラン、等を挙げることができ、中でも、メチルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシランが好ましい。
前記ヒドロシランとは、分子内に1〜4個のSi−H結合を含む珪素含有化合物を表し、例えば、炭素数1〜12アルキルシラン、炭素数1〜12ジアルキルシラン、炭素数1〜12トリアルキルシラン、等を挙げることができ、中でも、オクチルシランが好ましい。
前記シリルアミンとは、分子内に下記一般式、
≡Si-N=
で表されるシリルアミン構造を含む珪素含有化合物を表し、例えば、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサフェニルジシラザン、トリメチルシリルジメチルアミン、トリメチルシリルジエチルアミン、トリメチルシリルイミダゾール、等を挙げることができ、中でも、ヘキサメチルジシラザンが好ましい。
前記シリルアミンとは、分子内に下記一般式、
≡Si-N=
で表されるシリルアミン構造を含む珪素含有化合物を表し、例えば、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサフェニルジシラザン、トリメチルシリルジメチルアミン、トリメチルシリルジエチルアミン、トリメチルシリルイミダゾール、等を挙げることができ、中でも、ヘキサメチルジシラザンが好ましい。
前記シランカップリング剤とは、分子内に下記一般式、
RSiX3
(但し、Rは有機材料と結合することができる官能基、例えば、ビニル基、グリシド基、メタクリル基、アミノ基、メルカプト基、等を含む有機置換基である。一方、Xは無機材料と反応することがきる加水分解性基であり、例えば、塩素、炭素数1〜4のアルコキシ基が挙げられる。)
で表される珪素含有化合物を表し、有機材料と無機材料の界面に介在して両者を結合させる機能を有する化合物である。
RSiX3
(但し、Rは有機材料と結合することができる官能基、例えば、ビニル基、グリシド基、メタクリル基、アミノ基、メルカプト基、等を含む有機置換基である。一方、Xは無機材料と反応することがきる加水分解性基であり、例えば、塩素、炭素数1〜4のアルコキシ基が挙げられる。)
で表される珪素含有化合物を表し、有機材料と無機材料の界面に介在して両者を結合させる機能を有する化合物である。
該シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、β−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、等を挙げることができ、中でも、β−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランが好ましい。
前記ポリオルガノシロキサンとは、珪素含有化合物の重合体であり、オイル状、ゴム状、レジン状のポリオルガノシロキサンを挙げることができるが、中でも、粘度が25℃で2〜1,000cStのシリコーンオイルや変性シリコーンオイルを好ましく使用することができる。
該シリコーンオイルとして、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイルを例示することができ、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイルが特に好ましい。
該シリコーンオイルとして、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイルを例示することができ、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイルが特に好ましい。
また、変性シリコーンオイルとして、分子内にアミノ基、エポキシ基、カルボキシル基、水酸基、メタクリル基、メルカプト基、フェノール基、等からなる群より選ばれる1種または2種以上の反応性置換基を有する反応性シリコーンオイルや、分子内にポリエーテル基、メチルスチリル基、アルキル基、炭素数8〜30の高級脂肪酸エステル基、炭素数1〜30のアルコキシ基、炭素数8〜30の高級脂肪酸基、フッ素原子、等からなる群より選ばれる1種または2種以上の非反応性置換基を有する非反応性シリコーンオイルを例示することができ、水酸基含有シリコーンオイル、エポキシ基含有シリコーンオイル、ポリエーテル基含有変性シリコーンオイルが特に好ましい。
本発明において、成分(B)に関する表面処理方法は、例えば、特開平9−310027、同9−59533、同6−87609号公報に記載された方法で行うことができる。具体的には、ヘンシェルミキサー等の攪拌装置を備えた容器に、無機化合物粒子を入れ、攪拌しながら前記の各種珪素含有化合物を添加し、望ましくはガス状あるいは噴霧状で接触させて、均一に混合して高温で反応させることにより行うことができる。
上記表面処理において、成分(B)における表面修飾する珪素含有化合物の量は、成分(B)全量に対して好ましくは0.01〜20重量%、より好ましくは0.05〜10重量%、さらに好ましくは0.1〜3重量%である。
上記表面処理において、成分(B)における表面修飾する珪素含有化合物の量は、成分(B)全量に対して好ましくは0.01〜20重量%、より好ましくは0.05〜10重量%、さらに好ましくは0.1〜3重量%である。
本発明で、特に好ましく使用することができる成分(B)は、珪素含有化合物で表面修飾されたヒュームドシリカである。
該ヒュームドシリカは、複数の球状の非晶質シリカ一次粒子が集合してなり、分岐構造を有する集塊粒子の形態をなす。該集塊粒子は樹脂との溶融混錬過程で崩壊されるが、一次粒子まで崩壊することは稀であり、樹脂組成物において一次粒子が凝集してなる凝集粒子として観察される。該凝集粒子は一次粒子が集合してなり、且つ分岐構造が維持されている。また、該凝集粒子の樹脂組成物中における粒子径分布は比較的シャープである。
また、該ヒュームドシリカの粒子表面は、3〜4個/nm2のシラノール基が存在することにより、珪素含有化合物による表面修飾を粒子表面に対して効率よく行うことが可能である。珪素含有化合物で表面修飾されたヒュームドシリカは、樹脂組成物中での分散が容易であり、粒子径分布がシャープであるため、特に好ましい。
該ヒュームドシリカは、複数の球状の非晶質シリカ一次粒子が集合してなり、分岐構造を有する集塊粒子の形態をなす。該集塊粒子は樹脂との溶融混錬過程で崩壊されるが、一次粒子まで崩壊することは稀であり、樹脂組成物において一次粒子が凝集してなる凝集粒子として観察される。該凝集粒子は一次粒子が集合してなり、且つ分岐構造が維持されている。また、該凝集粒子の樹脂組成物中における粒子径分布は比較的シャープである。
また、該ヒュームドシリカの粒子表面は、3〜4個/nm2のシラノール基が存在することにより、珪素含有化合物による表面修飾を粒子表面に対して効率よく行うことが可能である。珪素含有化合物で表面修飾されたヒュームドシリカは、樹脂組成物中での分散が容易であり、粒子径分布がシャープであるため、特に好ましい。
また、乾式法によって得られるヒュームドシリカは、一次粒子が多孔質構造でなく、緻密な球状粒子であるために、吸水性が低く、このために樹脂の加水分解等の悪影響を及ぼすことが少なく、特に溶融混練や成形の過程で樹脂に与える悪影響が極めて少ないので好ましい。
該多孔質構造を判断する尺度として、窒素吸着法や水銀圧入法により測定される「細孔容積」があるが、本発明では、該細孔容積が0.3ml/g以下である非晶質シリカが特に好ましい。
上記成分(B)において、水分含有量は、5重量%以下が好ましく、より好ましくは3重量%以下、さらに好ましくは1重量%以下、特に好ましくは0.5重量%以下、最も好ましくは0.1重量%以下である。
該多孔質構造を判断する尺度として、窒素吸着法や水銀圧入法により測定される「細孔容積」があるが、本発明では、該細孔容積が0.3ml/g以下である非晶質シリカが特に好ましい。
上記成分(B)において、水分含有量は、5重量%以下が好ましく、より好ましくは3重量%以下、さらに好ましくは1重量%以下、特に好ましくは0.5重量%以下、最も好ましくは0.1重量%以下である。
本発明における成分(B)の配合量は、成分(A)100重量部に対して、0. 01〜0.5重量部であり、好ましくは0.05〜0.4重量部、より好ましくは0.08〜0.3重量部、更に好ましくは0.1〜0.2重量部である。0.01重量部未満であると、燃焼物滴下が生じやすくなる傾向にあり、一方、0.5重量部を超えると芳香族ポリカーボネートの透明性が低下する傾向にある。
本発明の組成物が難燃性に優れる理由は明らかではないが、成分(B)と後述する成分(C)との間で、燃焼時における溶融樹脂の増粘作用、樹脂の脱炭酸反応の促進、さらには、燃焼抑制に機能する炭化層(チャー層)の形成促進作用が相乗的に作用するためと推
定される。
本発明の組成物が難燃性に優れる理由は明らかではないが、成分(B)と後述する成分(C)との間で、燃焼時における溶融樹脂の増粘作用、樹脂の脱炭酸反応の促進、さらには、燃焼抑制に機能する炭化層(チャー層)の形成促進作用が相乗的に作用するためと推
定される。
本発明における成分(C)とは、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種の金属塩であり、ポリカーボネート樹脂を難燃化するのに使用される各種の金属塩が挙げられるが、本発明では、特に有機スルホン酸の金属塩、および/または、硫酸エステルの金属塩が好ましく使用できる。また、これらは単独の使用だけでなく2種以上を混合して使用することも可能である。尚、本発明のアルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウムが挙げられ、アルカリ土類金属としては、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムが挙げられ、特に好ましくはリチウム、ナトリウム、カリウムである。
本発明で好ましく使用することができる上記有機スルホン酸の金属塩としては、 脂肪族スルホン酸アルカリ(土類)金属塩、芳香族スルホン酸アルカリ(土類)金属塩、等が挙げられる。尚、本明細書中で「アルカリ(土類)金属塩」の表記は、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩のいずれも含む意味で使用する。
脂肪族スルホン酸アルカリ(土類)金属塩としては、炭素数1〜8のアルカンスルホン酸アルカリ(土類)金属塩、またはかかるアルカンスルホン酸アルカリ(土類)金属塩のアルキル基の一部がフッ素原子で置換したスルホン酸アルカリ(土類)金属塩、さらには炭素数1〜8のパーフルオロアルカンスルホン酸アルカリ(土類)金属塩を好ましく使用することができ、特に好ましい具体例として、エタンスルホン酸ナトリウム塩、パーフルオロブタンスルホン酸カリウム塩、を例示することができる。
脂肪族スルホン酸アルカリ(土類)金属塩としては、炭素数1〜8のアルカンスルホン酸アルカリ(土類)金属塩、またはかかるアルカンスルホン酸アルカリ(土類)金属塩のアルキル基の一部がフッ素原子で置換したスルホン酸アルカリ(土類)金属塩、さらには炭素数1〜8のパーフルオロアルカンスルホン酸アルカリ(土類)金属塩を好ましく使用することができ、特に好ましい具体例として、エタンスルホン酸ナトリウム塩、パーフルオロブタンスルホン酸カリウム塩、を例示することができる。
また、芳香族スルホン酸アルカリ(土類)金属塩としては、芳香族スルホン酸として、モノマー状またはポリマー状の芳香族サルファイドのスルホン酸、芳香族カルボン酸およびエステルのスルホン酸、モノマー状またはポリマー状の芳香族エーテルのスルホン酸、芳香族スルホネートのスルホン酸、モノマー状またはポリマー状の芳香族スルホン酸、モノマー状またはポリマー状の芳香族スルホンスルホン酸、芳香族ケトンのスルホン酸、複素環式スルホン酸、芳香族スルホキサイドのスルホン酸、芳香族スルホン酸のメチレン型結合による縮合体、からなる群から選ばれる少なくとも1種を芳香族スルホン酸とする芳香族スルホン酸アルカリ(土類)金属塩を挙げることができる。
上記、モノマー状またはポリマー状の芳香族サルファイドのスルホン酸アルカリ(土類)金属塩は、その好ましい例として、ジフェニルサルファイド−4,4’−ジスルホン酸ジナトリウム、ジフェニルサルファイド−4,4’−ジスルホン酸ジカリウムを挙げることができる。
また、上記芳香族カルボン酸およびエステルのスルホン酸アルカリ(土類)金属塩は、その好ましい例として、5−スルホイソフタル酸カリウム、5−スルホイソフタル酸ナトリウム、ポリエチレンテレフタル酸ポリスルホン酸ポリナトリウムを挙げることができる。
また、上記芳香族カルボン酸およびエステルのスルホン酸アルカリ(土類)金属塩は、その好ましい例として、5−スルホイソフタル酸カリウム、5−スルホイソフタル酸ナトリウム、ポリエチレンテレフタル酸ポリスルホン酸ポリナトリウムを挙げることができる。
また、上記モノマー状またはポリマー状の芳香族エーテルのスルホン酸アルカリ(土類)金属塩は、その好ましい例として、1−メトキシナフタレン−4−スルホン酸カルシウム、4−ドデシルフェニルエーテルジスルホン酸ジナトリウム、ポリ(2,6−ジメチルフェニレンオキシド)ポリスルホン酸ポリナトリウム、ポリ(1,3−フェニレンオキシド)ポリスルホン酸ポリナトリウム、ポリ(1, 4−フェニレンオキシド)ポリスルホン酸ポリナトリウム、ポリ(2,6−ジフェニルフェニレンオキシド)ポリスルホン酸ポリカリウム、ポリ(2−フルオロ−6−ブチルフェニレンオキシド)ポリスルホン酸リチウムを挙げることができる。
また、上記芳香族スルホネートのスルホン酸アルカリ(土類)金属塩は、その好ましい例として、ベンゼンスルホネートのスルホン酸カリウムを挙げることができる。
また、上記モノマー状またはポリマー状の芳香族スルホン酸アルカリ(土類)金属塩は、その好ましい例として、ベンゼンスルホン酸ナトリウム、トルエンスルホン酸ナトリウム、ベンゼンスルホン酸カリウム、トルエンスルホン酸カリウム、ベンゼンスルホン酸ストロンチウム、ベンゼンスルホン酸マグネシウム、p−ベンゼンジスルホン酸ジカリウム、ナフタレン−2,6−ジスルホン酸ジカリウム、ビフェニル−3,3’−ジスルホン酸カルシウムを挙げることができる。
また、上記モノマー状またはポリマー状の芳香族スルホン酸アルカリ(土類)金属塩は、その好ましい例として、ベンゼンスルホン酸ナトリウム、トルエンスルホン酸ナトリウム、ベンゼンスルホン酸カリウム、トルエンスルホン酸カリウム、ベンゼンスルホン酸ストロンチウム、ベンゼンスルホン酸マグネシウム、p−ベンゼンジスルホン酸ジカリウム、ナフタレン−2,6−ジスルホン酸ジカリウム、ビフェニル−3,3’−ジスルホン酸カルシウムを挙げることができる。
また、上記モノマー状またはポリマー状の芳香族スルホンスルホン酸アルカリ(土類)金属塩は、その好ましい例として、ジフェニルスルホン−3−スルホン酸ナトリウム、ジフェニルスルホン−3−スルホン酸カリウム、ジフェニルスルホン−3,3’−ジスルホン酸ジカリウム、ジフェニルスルホン−3,4’−ジスルホン酸ジカリウムを挙げることができる。
上記芳香族ケトンのスルホン酸アルカリ(土類)金属塩は、その好ましい例として、α,α,α−トリフルオロアセトフェノン−4−スルホン酸ナトリウム、ベンゾフェノン−3,3’−ジスルホン酸ジカリウムを挙げることができる。
上記芳香族ケトンのスルホン酸アルカリ(土類)金属塩は、その好ましい例として、α,α,α−トリフルオロアセトフェノン−4−スルホン酸ナトリウム、ベンゾフェノン−3,3’−ジスルホン酸ジカリウムを挙げることができる。
上記複素環式スルホン酸アルカリ(土類)金属塩は、その好ましい例として、チオフェン−2,5−ジスルホン酸ジナトリウム、チオフェン−2,5−ジスルホン酸ジカリウム、チオフェン−2,5−ジスルホン酸カルシウム、ベンゾチオフェンスルホン酸ナトリウムを挙げることができる。
上記芳香族スルホキサイドのスルホン酸アルカリ(土類)金属塩は、その好ましい例として、ジフェニルスルホキサイド−4−スルホン酸カリウムを挙げることができる。
上記芳香族スルホン酸アルカリ(土類)金属塩のメチレン型結合による縮合体は、その好ましい例として、ナフタレンスルホン酸ナトリウムのホルマリン縮合物、アントラセンスルホン酸ナトリウムのホルマリン縮合物を挙げることができる。
上記芳香族スルホキサイドのスルホン酸アルカリ(土類)金属塩は、その好ましい例として、ジフェニルスルホキサイド−4−スルホン酸カリウムを挙げることができる。
上記芳香族スルホン酸アルカリ(土類)金属塩のメチレン型結合による縮合体は、その好ましい例として、ナフタレンスルホン酸ナトリウムのホルマリン縮合物、アントラセンスルホン酸ナトリウムのホルマリン縮合物を挙げることができる。
一方、硫酸エステルのアルカリ(土類)金属塩としては、本発明では一価および/または多価アルコール類の硫酸エステルのアルカリ(土類)金属塩を好ましく使用することができ、かかる一価および/または多価アルコール類の硫酸エステルとしては、メチル硫酸エステル、エチル硫酸エステル、ラウリル硫酸エステル、ヘキサデシル硫酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルの硫酸エステル、ペンタエリスリトールのモノ、ジ、トリ、テトラ硫酸エステル、ラウリン酸モノグリセライドの硫酸エステル、パルミチン酸モノグリセライドの硫酸エステル、ステアリン酸モノグリセライドの硫酸エステルなどを挙げることができる。これらの硫酸エステルのアルカリ(土類)金属塩として、特に好ましいものとして、ラウリル硫酸エステルのアルカリ(土類)金属塩を挙げることができる。
また、その他のアルカリ(土類)金属塩としては、芳香族スルホンアミドのアルカリ(土類)金属塩を挙げることができ、例えばサッカリン、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のアルカリ(土類)金属塩などが挙げられる。
上記に挙げた成分(C)の中で、より好ましいアルカリ(土類)金属塩として、芳香族スルホン酸のアルカリ(土類)金属塩およびパーフルオロアルカンスルホン酸のアルカリ(土類)金属塩を挙げることができる。
上記に挙げた成分(C)の中で、より好ましいアルカリ(土類)金属塩として、芳香族スルホン酸のアルカリ(土類)金属塩およびパーフルオロアルカンスルホン酸のアルカリ(土類)金属塩を挙げることができる。
本発明における成分(C)の使用量は成分(A)100重量部に対して、0.0001〜0.1重量部であり、好ましくは0.001〜0.08重量部、より好ましくは0.005〜0.05重量部、特に好ましくは0.01〜0.03重量部である。
本発明において、成分(C)が0.0001重量部未満である場合は難燃性が不充分となる傾向にあり、一方、0.1重量部を超えると溶融安定性と透明性が損なわれる傾向にある。
本発明において、成分(C)が0.0001重量部未満である場合は難燃性が不充分となる傾向にあり、一方、0.1重量部を超えると溶融安定性と透明性が損なわれる傾向にある。
本発明における成分(D)は、フルオロポリマーである。
本発明で好ましく使用される成分(D)は、フィブリル形成能力を有するフルオロポリマーであり、ファインパウダー状のフルオロポリマー、フルオロポリマーの水性ディスパージョン、粉体状のフルオロポリマー/アクリロニトリル・スチレン共重合体混合物、同じく粉体状のフルオロポリマー/ポリメチルメタクリレート混合物、等様々な形態のフルオロポリマーを使用することができる。
本発明で好ましく使用される成分(D)は、フィブリル形成能力を有するフルオロポリマーであり、ファインパウダー状のフルオロポリマー、フルオロポリマーの水性ディスパージョン、粉体状のフルオロポリマー/アクリロニトリル・スチレン共重合体混合物、同じく粉体状のフルオロポリマー/ポリメチルメタクリレート混合物、等様々な形態のフルオロポリマーを使用することができる。
本発明では、粉体状のフルオロポリマー/アクリロニトリル・スチレン共重合体混合物、または、粉体状のフルオロポリマー/ポリメチルメタクリレート混合物、を特に好ましく使用することができる。このような粉体状のフルオロポリマーと、ASやPMMA等の熱可塑性樹脂との混合物に関しては、特開平9−95583号公報、特開平11−49912号公報、特開2000−143966号公報、特開2000−297189号公報、等を参照することができ、本発明で好ましく使用できるものとして、GEスペシャリティケミカルズ社製(商品名 Blendex449)、三菱レーヨン(株)製(商品名 メタブレンA−3800)を例示することができる。
本発明において、成分(D)の使用量は成分(A)100重量部に対して、0.01〜0.2重量部であり、好ましくは0.03〜0.15重量部、より好ましくは0.04〜0.1重量部、更に好ましくは0.05〜0.08重量部である。
成分(D)が0.01重量部未満である場合は難燃性(滴下防止性)が不充分となる傾向にあり、一方、0.2重量部を超えると透明性の低下が著しくなる。
本発明の芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物では、好ましくは、更に染料(E)を使用することができる。
本発明の成分(E)として好ましく使用される染料とは、ペリレン系染料、ペリノン系染料、アンスラキノン系染料、複素環系染料の中から選ばれる1種以上の染料である。
成分(D)が0.01重量部未満である場合は難燃性(滴下防止性)が不充分となる傾向にあり、一方、0.2重量部を超えると透明性の低下が著しくなる。
本発明の芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物では、好ましくは、更に染料(E)を使用することができる。
本発明の成分(E)として好ましく使用される染料とは、ペリレン系染料、ペリノン系染料、アンスラキノン系染料、複素環系染料の中から選ばれる1種以上の染料である。
本発明の樹脂組成物および成形品では、成分(E)を使用することにより、半透明のスモーク調の外観を有する成形品を得ることが可能であり、製品の意匠性を高めることができる。
本発明において「半透明」とは、成形品に対して、面垂直方向の全光線透過率が30〜90%、好ましくは40〜88%、更に好ましくは50〜80%で有る場合を表し、面垂直方向の全光線透過率は例えば、日本電色工業(株)製「Model 1001−DP」を用いて評価することができる。
本発明において成分(E)を使用する場合、その使用量は成分(A)100重量部に対して、0.0001〜5重量部が好ましく、0.001〜1重量部がより好ましく、0.01〜0.1重量部が更に好ましく、0.03〜0.08が特に好ましい。
本発明において「半透明」とは、成形品に対して、面垂直方向の全光線透過率が30〜90%、好ましくは40〜88%、更に好ましくは50〜80%で有る場合を表し、面垂直方向の全光線透過率は例えば、日本電色工業(株)製「Model 1001−DP」を用いて評価することができる。
本発明において成分(E)を使用する場合、その使用量は成分(A)100重量部に対して、0.0001〜5重量部が好ましく、0.001〜1重量部がより好ましく、0.01〜0.1重量部が更に好ましく、0.03〜0.08が特に好ましい。
本発明の芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物では、更に、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、滑剤、帯電防止剤、等の各種の添加剤を含むことができる。
次に、本発明の芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物の製造方法について説明する。
本発明の芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物の製造は、成分(A)、(B)、(C)、(D)、必要に応じて成分(E)、及びその他の成分を、バンバリーミキサー、ニーダー、単軸押出機、二軸押出機、等の一般的な溶融混練装置を用いて溶融混練を行うことにより製造することができるが、各成分を組成物中で均一かつ微細に分散させ、本発明の組成物を連続的に製造するのに二軸押出機が特に適している。
次に、本発明の芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物の製造方法について説明する。
本発明の芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物の製造は、成分(A)、(B)、(C)、(D)、必要に応じて成分(E)、及びその他の成分を、バンバリーミキサー、ニーダー、単軸押出機、二軸押出機、等の一般的な溶融混練装置を用いて溶融混練を行うことにより製造することができるが、各成分を組成物中で均一かつ微細に分散させ、本発明の組成物を連続的に製造するのに二軸押出機が特に適している。
特に好ましい製造法は、押出方向の長さ(L)と押出機スクリュー直径(D)の比、L/Dが5から100、好ましくは10〜70、更に好ましくは20〜50である二軸押出機を用いる方法である。
本発明の樹脂組成物の製造方法は、例えば、原料となる各成分(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、および、その他の成分を、予め各成分をタンブラーやリボンブレンダー等の予備混合装置を使用して混合した後に、押出機に供給して溶融混練することにより、樹脂組成物を得ることが可能である。
本発明の樹脂組成物の製造方法は、例えば、原料となる各成分(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、および、その他の成分を、予め各成分をタンブラーやリボンブレンダー等の予備混合装置を使用して混合した後に、押出機に供給して溶融混練することにより、樹脂組成物を得ることが可能である。
別の製造例としては、原材料をペレット状の原材料成分と粉体状の原材料成分に分け、ペレット状成分からなる原材料混合物と、パウダー状成分からなる原材料混合物をそれぞれ別途に予備混合したものを調製し、それぞれの原料混合物を別々に押出機に供給して溶融混練する方法がある。
さらに別の製造例としては、それぞれの原料成分を独立して押出機に供給し、溶融混練を行う方法がある。
さらに別の製造例としては、成分(B)及び/または成分(C)を含むマスターバッチを予め二軸押出機等の溶融混練装置を用いて製造し、該マスターバッチを樹脂の成形加工時に配合して樹脂組成物を得る方法がある。
さらに別の製造例としては、それぞれの原料成分を独立して押出機に供給し、溶融混練を行う方法がある。
さらに別の製造例としては、成分(B)及び/または成分(C)を含むマスターバッチを予め二軸押出機等の溶融混練装置を用いて製造し、該マスターバッチを樹脂の成形加工時に配合して樹脂組成物を得る方法がある。
溶融混練では、押出機は押出機のシリンダー設定温度を200〜400℃、好ましくは
220〜350℃、更に好ましくは230〜300℃とし、また、押出機スクリュー回転数を50〜700rpm、好ましくは80〜500rpmとし、更に好ましくは、100〜300rpmとし、さらに、押出機内の平均滞留時間を10〜150秒、好ましくは20〜100秒、更に好ましくは30〜60秒として溶融混練を行い、溶融樹脂温度を好ましくは250〜300℃の範囲とし、混練中に樹脂に過剰の発熱を与えないように配慮しながら溶融混練を行う。溶融混練された樹脂組成物は、押出機先端部に取り付けられたダイよりストランドとして押し出され、ペレタイズされて樹脂組成物のペレットが得られる。
220〜350℃、更に好ましくは230〜300℃とし、また、押出機スクリュー回転数を50〜700rpm、好ましくは80〜500rpmとし、更に好ましくは、100〜300rpmとし、さらに、押出機内の平均滞留時間を10〜150秒、好ましくは20〜100秒、更に好ましくは30〜60秒として溶融混練を行い、溶融樹脂温度を好ましくは250〜300℃の範囲とし、混練中に樹脂に過剰の発熱を与えないように配慮しながら溶融混練を行う。溶融混練された樹脂組成物は、押出機先端部に取り付けられたダイよりストランドとして押し出され、ペレタイズされて樹脂組成物のペレットが得られる。
また本発明の樹脂組成物の製造において、溶融混練と同時に脱揮を行うことが好ましい。ここで、「脱揮」とは押出機に設けられたベント口を通じて、溶融混練工程で発生する揮発成分を、大気圧開放あるいは減圧により除去することを表す。
本発明の芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物は、例えば、射出成形、ガスアシスト成形、押出成形、ブロー成形、圧縮成形、等により各種の多彩な製品に成形することができる。
本発明の芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物を、射出成形により成形する場は、シリンダー設定温度は、好ましくは230〜400℃、より好ましくは250〜350℃である。また、金型設定温度は、好ましくは10〜130℃、より好ましくは30〜120℃である。
本発明の芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物は、例えば、射出成形、ガスアシスト成形、押出成形、ブロー成形、圧縮成形、等により各種の多彩な製品に成形することができる。
本発明の芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物を、射出成形により成形する場は、シリンダー設定温度は、好ましくは230〜400℃、より好ましくは250〜350℃である。また、金型設定温度は、好ましくは10〜130℃、より好ましくは30〜120℃である。
本発明の材料を用いた成形品の例としては、コンピューター、ノート型パソコン、コピー機、プリンター、モニター、携帯電話、液晶プロジェクター、携帯情報端末、家電機器等の筐体、OA機器のシャーシ部品や内部部品、車両用部品、スイッチ類、照明器具、シート、等が挙げられる。
本発明にかかわる成形品は、難燃性と半透明の外観が求められる各種製品の用途に対して好ましく使用することができる。
以下、実施例及び比較例により本発明を更に詳細に説明する。
実施例あるいは比較例においては、以下の成分(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、及びその他の成分を用いて芳香族ポリカーボネート系樹脂組成物を製造した。
本発明にかかわる成形品は、難燃性と半透明の外観が求められる各種製品の用途に対して好ましく使用することができる。
以下、実施例及び比較例により本発明を更に詳細に説明する。
実施例あるいは比較例においては、以下の成分(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、及びその他の成分を用いて芳香族ポリカーボネート系樹脂組成物を製造した。
1.成分(A):芳香族ポリカーボネート
(A−1)
溶融エステル交換法で製造されたビスフェノールA系ポリカーボネート
Mw=20,500
フェノール基末端量=29%
分岐構造含有量=0.15モル%
フェノール基末端量はNMR法で測定した。
(A−1)
溶融エステル交換法で製造されたビスフェノールA系ポリカーボネート
Mw=20,500
フェノール基末端量=29%
分岐構造含有量=0.15モル%
フェノール基末端量はNMR法で測定した。
分岐構造含有量は以下の方法で測定した。すなわち、芳香族ポリカーボネート55mgをテトラヒドロフラン2mlに溶解した後、5規定の水酸化カリウムメタノール溶液を0.5ml添加し、室温で2時間攪拌して完全に加水分解した。その後、濃塩酸0.3mlを加え、逆相液体クロマトグラフィーで測定した。逆相液体クロマトグラフィーは、UV検知器として991L型機(米国ウォーターズ社製)、Inertsil ODS−3カラム(ジーエルサイエンス社製)、溶解液としてメタノールと0.1%リン酸水溶液からなる混合溶解液を用い、 カラム温度25℃、メタノール/0.1%リン酸水溶液比率を20/80からスタートし、100/0までグラジェントする条件下で測定し、検出は波長300nmのUV検出器を用いて行い、標準物質の吸光係数から定量した。標準物質としては、前記式(10)の構造単位を加水分解した構造に相当するヒドロキシ化合物を用いた。分岐構造含有量は、繰り返し単位式(9)のモル量に対する、式(10)の構造単位のモル%とした。
(A−2)
ホスゲン法で製造されたビスフェノールA系ポリカーボネート
Mw=20,200
フェノール基末端量=4%
分岐構造含有量=検出されず。
ホスゲン法で製造されたビスフェノールA系ポリカーボネート
Mw=20,200
フェノール基末端量=4%
分岐構造含有量=検出されず。
2.成分(B):無機化合物粒子
(B−1)
乾式法で得られ、シリコーンオイルで表面処理された分岐構造含有シリカ(日本アエロジル(株)製 商品名「アエロジルRY200」)
(B−2)
日本タルク(株)製 商品名「ミクロエース SG−2000」
(B−1)
乾式法で得られ、シリコーンオイルで表面処理された分岐構造含有シリカ(日本アエロジル(株)製 商品名「アエロジルRY200」)
(B−2)
日本タルク(株)製 商品名「ミクロエース SG−2000」
3.成分(C):アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種の金属塩
(C−1)
パーフルオロブタンスルホン酸カリウム(イタリア国Miteni社製 商品名「RM−65」)
(C−1)
パーフルオロブタンスルホン酸カリウム(イタリア国Miteni社製 商品名「RM−65」)
4.成分(D):フルオロポリマー
(D−1)
ポリテトラフルオロエチレンとアクリロニトリル・スチレン共重合体の50/50(重量比)粉体状混合物(GEスペシャリティケミカルズ社製 商品名「Blendex449」)
5.成分(E):染料
(E−1)
アントラキノン系青色染料(バイエル社製 商品名「マクロレックスブルーRR」)
(D−1)
ポリテトラフルオロエチレンとアクリロニトリル・スチレン共重合体の50/50(重量比)粉体状混合物(GEスペシャリティケミカルズ社製 商品名「Blendex449」)
5.成分(E):染料
(E−1)
アントラキノン系青色染料(バイエル社製 商品名「マクロレックスブルーRR」)
6.その他の成分
(I−1076)
オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 商品名「IRGANOX1076」)
(P−168)
トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 商品名「IRGAFOS168」)
(離型剤)
ペンタエリスリトールテトラステアレート(日本油脂(株)製 商品名「ユニスターH476」)
(I−1076)
オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 商品名「IRGANOX1076」)
(P−168)
トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 商品名「IRGAFOS168」)
(離型剤)
ペンタエリスリトールテトラステアレート(日本油脂(株)製 商品名「ユニスターH476」)
[実施例1]
芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物を表1の実施例1に示す組成で製造した。
組成物の製造に当たり、溶融混練装置は2軸押出機(PCM−30、L/D=28、池貝鉄工(株)製)を使用して、シリンダー設定温度250℃、スクリュー回転数150rpm、混練樹脂の吐出速度15kg/Hrとなる条件で溶融混練を行った。溶融混練中に、押出機ダイ部で熱電対により測定した溶融樹脂の温度は262℃であった。
二軸押出機への原材料の投入は、全ての成分を予めタンブラーにより予備ブレンドを20分行い、重量フィーダーを用いて押出機に投入した。また、押出機の後段部分にベント口を設け、該ベント口を介して1.7×104Paで減圧脱揮を行った。溶融混練された樹脂組成物はダイよりストランドとして押出しを行い、ペレタイズを行うことにより、芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物を製造した。
芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物を表1の実施例1に示す組成で製造した。
組成物の製造に当たり、溶融混練装置は2軸押出機(PCM−30、L/D=28、池貝鉄工(株)製)を使用して、シリンダー設定温度250℃、スクリュー回転数150rpm、混練樹脂の吐出速度15kg/Hrとなる条件で溶融混練を行った。溶融混練中に、押出機ダイ部で熱電対により測定した溶融樹脂の温度は262℃であった。
二軸押出機への原材料の投入は、全ての成分を予めタンブラーにより予備ブレンドを20分行い、重量フィーダーを用いて押出機に投入した。また、押出機の後段部分にベント口を設け、該ベント口を介して1.7×104Paで減圧脱揮を行った。溶融混練された樹脂組成物はダイよりストランドとして押出しを行い、ペレタイズを行うことにより、芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物を製造した。
上記方法で得た樹脂組成物のペレットを120℃で5時間乾燥した後、以下の各測定を実施した。
(1)無機化合物粒子の平均粒子径および粒径分布測定
シリンダー温度280℃、金型温度60℃の条件で射出成形機(ファナック(株)社製 オートショット50D)により得た短冊形状成形体(厚さ1.6mm)の表面を走査型プローブ顕微鏡(セイコーインスツルメンツ(株)製 300HV)により観察し、写真撮影を行い、観察写真から樹脂組成物中における100個の粒子に対して個々の粒子径を計測し、平均粒子径(単位:nm)及び粒子径10〜200nmの範囲に存在する無機化合
物粒子数の割合(単位:%)を求めた。
各粒子の粒子径は、粒子の面積Sを求め、Sを用いて、(4S/ π)0.5を各粒子の粒子径とした。
尚、表中、粒子形状の欄の記載は、「分岐状」とは分岐構造含有無機化合物粒子を、「板状」とは板状無機化合物粒子をそれぞれ表す。
(1)無機化合物粒子の平均粒子径および粒径分布測定
シリンダー温度280℃、金型温度60℃の条件で射出成形機(ファナック(株)社製 オートショット50D)により得た短冊形状成形体(厚さ1.6mm)の表面を走査型プローブ顕微鏡(セイコーインスツルメンツ(株)製 300HV)により観察し、写真撮影を行い、観察写真から樹脂組成物中における100個の粒子に対して個々の粒子径を計測し、平均粒子径(単位:nm)及び粒子径10〜200nmの範囲に存在する無機化合
物粒子数の割合(単位:%)を求めた。
各粒子の粒子径は、粒子の面積Sを求め、Sを用いて、(4S/ π)0.5を各粒子の粒子径とした。
尚、表中、粒子形状の欄の記載は、「分岐状」とは分岐構造含有無機化合物粒子を、「板状」とは板状無機化合物粒子をそれぞれ表す。
(2)難燃性試験
燃焼試験用の短冊形状成形体(厚さ1.6mm)を射出成形機(ファナック(株)社製
オートショット50D)により、シリンダー温度280℃、金型温度60℃にて成形し、温度23℃、湿度50%の環境下に2日保持した後、UL94規格に準じて垂直燃焼試験を行いV−0、V−1またはV−2に分類した。V−2は燃焼物のドリップ有りの分類である。
(3)透明性評価
シリンダー設定温度280℃、金型設定温度60℃の条件で3.2mm厚の平板状成形体を射出成形機(ファナック(株)社製 オートショット50D)により成形し、平板状成形体の面垂直方向の全光線透過率を日本電色工業(株)製「Model 1001−DP」を用い、評価した。(単位:%)
燃焼試験用の短冊形状成形体(厚さ1.6mm)を射出成形機(ファナック(株)社製
オートショット50D)により、シリンダー温度280℃、金型温度60℃にて成形し、温度23℃、湿度50%の環境下に2日保持した後、UL94規格に準じて垂直燃焼試験を行いV−0、V−1またはV−2に分類した。V−2は燃焼物のドリップ有りの分類である。
(3)透明性評価
シリンダー設定温度280℃、金型設定温度60℃の条件で3.2mm厚の平板状成形体を射出成形機(ファナック(株)社製 オートショット50D)により成形し、平板状成形体の面垂直方向の全光線透過率を日本電色工業(株)製「Model 1001−DP」を用い、評価した。(単位:%)
(4)溶融安定性評価
射出成形機(ファナック(株)社製 オートショット50D)を用いて、シリンダー温度を300℃に設定し、樹脂組成物を30分間成形機シリンダー中に滞留させ、滞留後に金型温度60℃にて、1/8インチ厚短冊状成形体を成形した。該短冊片を切り出し、ASTM D1238に準じて、設定温度250℃、5kg荷重でメルトフローレート(MFR2)を測定した。(単位:g/10min)
別途、シリンダー温度を300℃に設定し、樹脂組成物をシリンダー中に滞留させずに金型温度60℃にて、1/8インチ厚短冊状成形体を成形した。該短冊片を切り出し、ASTM D1238に準じて、設定温度250℃、5kg荷重でメルトフローレート(MFR1)を測定した。(単位:g/10min)
射出成形機(ファナック(株)社製 オートショット50D)を用いて、シリンダー温度を300℃に設定し、樹脂組成物を30分間成形機シリンダー中に滞留させ、滞留後に金型温度60℃にて、1/8インチ厚短冊状成形体を成形した。該短冊片を切り出し、ASTM D1238に準じて、設定温度250℃、5kg荷重でメルトフローレート(MFR2)を測定した。(単位:g/10min)
別途、シリンダー温度を300℃に設定し、樹脂組成物をシリンダー中に滞留させずに金型温度60℃にて、1/8インチ厚短冊状成形体を成形した。該短冊片を切り出し、ASTM D1238に準じて、設定温度250℃、5kg荷重でメルトフローレート(MFR1)を測定した。(単位:g/10min)
上記、MFR2とMFR1を用いて、下記式により、MFR増大率を求め、樹脂組成物の溶融安定性を評価した。
MFR増大率(%)=(MFR2−MFR1)/(MFR1)×100
○ :MFR増大率が10%未満
△ :MFR増大率が10%以上30%未満
× :MFR増大率が30%以上
MFR増大率(%)=(MFR2−MFR1)/(MFR1)×100
○ :MFR増大率が10%未満
△ :MFR増大率が10%以上30%未満
× :MFR増大率が30%以上
(5)熱変形温度(HDT)測定
射出成形機(ファナック(株)社製 オートショット50D)により1/8インチ厚短冊状成形体を成形し、ASTM D648に準じて荷重1.82MPaで測定した。(単位:℃)
(6)アイゾット(Izod)衝撃強度測定
射出成形機により1/8インチ厚短冊状成形体を成形し、ASTM D256に準じて、ノッチ入りで測定した。(単位:J/m)
結果を表1に示す。
射出成形機(ファナック(株)社製 オートショット50D)により1/8インチ厚短冊状成形体を成形し、ASTM D648に準じて荷重1.82MPaで測定した。(単位:℃)
(6)アイゾット(Izod)衝撃強度測定
射出成形機により1/8インチ厚短冊状成形体を成形し、ASTM D256に準じて、ノッチ入りで測定した。(単位:J/m)
結果を表1に示す。
[比較例1〜6]
表1の比較例1〜6に示す組成で実施例1と同様に樹脂組成物を製造し、各種評価を行った。
評価結果を表1の比較例1〜6に示す。
[実施例2〜5]
表2の実施例2〜5に示す組成で実施例1と同様に樹脂組成物を製造し、各種評価を行った。
評価結果を表2に示す。
表1の比較例1〜6に示す組成で実施例1と同様に樹脂組成物を製造し、各種評価を行った。
評価結果を表1の比較例1〜6に示す。
[実施例2〜5]
表2の実施例2〜5に示す組成で実施例1と同様に樹脂組成物を製造し、各種評価を行った。
評価結果を表2に示す。
[比較例7、8]
表2の比較例7及び8に示す組成で実施例2と同様に樹脂組成物を製造し、各種評価を行った。
比較例7及び8で使用した無機化合物粒子は以下の通りであり、本発明の成分(B)の要件を欠く無機化合物粒子である。
(B−3)
粒状の粒子形状を有する硫酸バリウム;ドイツ国ザクトレーベン社製 商品名「ザクトパース」
表2の比較例7及び8に示す組成で実施例2と同様に樹脂組成物を製造し、各種評価を行った。
比較例7及び8で使用した無機化合物粒子は以下の通りであり、本発明の成分(B)の要件を欠く無機化合物粒子である。
(B−3)
粒状の粒子形状を有する硫酸バリウム;ドイツ国ザクトレーベン社製 商品名「ザクトパース」
本発明の芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物は、(1)臭素系難燃剤やリン系難燃剤を用いなくても優れた難燃性を有する、(2)芳香族ポリカーボネートが本来有する機械的・熱的性質が維持されている、(3)溶融安定性に優れる、(4)半透明の外観を発現できる等、成形品の意匠性に優れる、の4つの効果を同時に達成できる芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物および成形品であり、工業的に極めて有用である。
Claims (9)
- 芳香族ポリカーボネート(A)100重量部に対し、針状無機化合物粒子、板状無機化合物粒子、分岐構造含有無機化合物粒子から選ばれる少なくとも1種の無機化合物粒子(B)0.01〜0.5重量部、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種の金属塩(C)0.0001〜0.1重量部、フルオロポリマー(D)0.01〜0.2重量部を含むことを特徴とする芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物。
- 該芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物が、更に染料(E)0.0001〜5重量部を含むことを特徴とする請求項1に記載の芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物。
- 該分岐構造含有無機化合物粒子が、酸化珪素であることを特徴とする請求項1、2に記載の芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物。
- 該酸化珪素が、乾式法で製造された非晶質ヒュームドシリカであることを特徴とする請求項3に記載の芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物。
- 該無機化合物粒子(B)が、珪素含有化合物で表面修飾された無機化合物粒子であることを特徴とする請求項1〜4に記載の芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物。
- 芳香族ポリカーボネート(A)100重量部に対し、針状無機化合物粒子、板状無機化合物粒子、分岐構造含有無機化合物粒子から選ばれる少なくとも1種の無機化合物粒子(B)0.01〜0.5重量部、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種の金属塩(C)0.0001〜0.1重量部、フルオロポリマー(D)0.01〜0.2重量部を含む芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物を成形して得られる成形品。
- 該芳香族ポリカーボネート難燃樹脂組成物が、更に染料(E)0.0001〜5重量部を含むことを特徴とする請求項6に記載の成形品。
- 該成形品が、肉厚2mm以下である部分が成形品全体の50重量%以上であることを特徴とする請求項6、7に記載の成形品。
- 該成形品が、半透明の外観を有することを特徴とする請求項6〜8に記載の成形品。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006225452A (ja) * | 2005-02-16 | 2006-08-31 | Asahi Kasei Chemicals Corp | 酸化チタン含有難燃性ポリカーボネート樹脂組成物 |
JP2006348144A (ja) * | 2005-06-15 | 2006-12-28 | Mitsubishi Engineering Plastics Corp | 難燃性ポリカーボネート樹脂組成物及びこれを用いた成形体 |
US20100113660A1 (en) * | 2006-08-01 | 2010-05-06 | Teijin Chemicals, Ltd. | Resin composition |
JP2011526942A (ja) * | 2008-06-30 | 2011-10-20 | バイエル・マテリアルサイエンス・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | 難燃性であり、光学的に透明な熱可塑性成形組成物 |
-
2003
- 2003-07-28 JP JP2003281195A patent/JP2004083901A/ja not_active Withdrawn
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