JP2004256693A - 樹脂組成物の製造方法および樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ホスゲン法でポリカーボイト樹脂を重合する過程で、反応系にビスフェノール、アルカリ、および表面処理した無機酸化物微粒子を不活性溶媒 に分散混合した溶液を該反応系に充填・混合し、その後ホスゲンを流し込み無機酸化物粒子とポリカーボネイト樹脂の複合樹脂組成物を得ることを特徴とする複合樹脂組成物の製造方法。
【選択図】 なし
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明樹脂の光線透過率を低減することなく剛性の向上、熱膨張率の低減、表面硬度の向上を実現しうるシリカ微粒子分散配合の透明ポリカーボネート樹脂組成物の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車の窓ガラスは、外形の大部分を占め、運転上および外観上重要な部品で、各種折曲ガラスの出現により形状自由度が大きくなり、使用面積は増加している。このため、軽量化と安全性が要求されている。また、最近のヘッドランプは、新規な造形が多く、形状自由度、光学的性能などの要求が高度になっている。
【0003】
樹脂製ガラスは、無機ガラスに比べ、弾性率が小さいので、大きな窓ガラス部品には適用が困難であった。樹脂製ガラスに対して、補強材としてガラス繊維を添加して剛性向上する例があるが、繊維径が約10ミクロンもあり、長さも約200ミクロンもあるので可視光線が透過されず、反射されて不透明となる。このため安全上の視界確保に不適となり使用されなかった。
【0004】
また、樹脂製ガラスは、無機ガラスに比べ、表面硬度が小さいので、ワイパーで擦ると傷がつき窓ガラス部品には適用が困難であった。樹脂製ガラスに対して、有機シラン系の表面硬化処理をしている例があるが、この処理では表面硬度不足で長時間使用では傷が付くので使用されなかった。
【0005】
あるいはまた、有機ガラスの剛性の向上と表面硬度の確保のために有機ガラス表面に無機ガラスを積層して作成した部品は、夏になると有機ガラスと無機ガラスの熱膨張差で界面剥離をするために視界確保が不十分となり使用されなかった。
【0006】
あるいは、最近、電子部品の樹脂製記憶デスクの表面硬化と剛性向上のためにシリカのスパッタリングを行う例があるが、これは、樹脂基盤表面に真空中でシリカ原子を付けるので、大きな部品には適用できないし生産性が低いために使用されない。
【0007】
最近、分子レベルの複合材料による樹脂特性の改良が注目されるようになり、代表的な例としては、樹脂の無機充填材にモンモリナイトを使用し、モンモリナイトの層間にナイロンの原料カプロラクタムを含浸させて重合させナイロンポリマーと充填材の複合材料を得ている(例えば、特許文献1参照)。 このものは物性の向上は見られるが、透明ガラスには吸湿性の点や、表面硬度の点で使用できない。
【0008】
【特許文献1】
特公平7−47644号公報(例えば、第4− 5頁の実施例1)
【0009】
また芳香族ポリカーボネート樹脂組成物等に関しては、ポリカーボネートと層状ケイ酸塩の溶融混合により得た芳香族ポリカーボネート樹脂組成物等がある(特許文献2−4参照)が、これらは、透明性を目的として考慮していないため、不透明であり、透明性の必要な樹脂製部品には使用できない。
【0010】
【特許文献2】
特開平7−207134号公報(例えば、請求項1、段落0030)
【特許文献3】
特開平7−228764号公報(例えば、請求項1、段落0010、0013)
【特許文献4】
特開平7−331092号公報(例えば、請求項1,5)
【0011】
また、三菱化学の「芳香族ポリカーボネート樹脂組成物、および光通信用部品」(特許文献5)では、ポリカーボネートのエステル交換反応による合成過程で、ジフェニルカーボネイト(炭酸ジフェニル)に希土類元素(エルビウム、プラセオジウム、ネオジウム)の酢酸塩を配合し、ポリカーボネートに金属元素を混合している。これらは、ポリカーボネート単独に比べて、屈折率が1.58 から1.61 に増加しているが、光透過率(最小値)は77 〜76 の値で変化がないので、光通信には有効であるが、強度、弾性率、表面硬度および耐熱性の向上が見られず、またこれらが目的でないため、自動車用の窓ガラスなど透明樹脂部品には使用できない。
【0012】
【特許文献5】
特開平8−73723 号公報(請求項3、4、段落0017、0037)
【0013】
また、「樹脂ウインドウおよびその製法(特許文献6参照)では、アクリル樹脂の合成過程で、シリカ微粒子を配合することがあるが、得られた樹脂組成物は、アクリル樹脂が母材であるため、耐熱性、耐衝撃性が不足し、実用には至らない。さらに、この特許の実施例にポリカーボネート樹脂を塩化メチレン溶剤に溶解し、これにシリカ微粒子を混合する方法があるが、シリカ濃度が大きくなると混合分散が困難になり、透明性、強度、弾性率、耐衝撃性などが不足し、実用には至らない。また、ポリカーボネート樹脂の溶液混合の場合 、シリカ微粒子との間の相互作用が十分ではなく、樹脂ウインドウ等の用途において十分な特性が得られなかった。
【0014】
【特許文献6】
特開平11−343349 号公報(請求項1、10、段落0042〜0044、実施例)
【0015】
このように、分子レベルでの複合材料の考案はいずれも、本考案の透明樹脂ガラスとは目的も方法も異なるものである。よって、本考案の目的とする製法、樹脂組成は従来には見られないものである。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
従来の製造法で得られた、透明なポリカーボネート樹脂を使用した有機ガラスは、強度、剛性が無機ガラスに比べ小さく、大きな窓ガラスに使用するには、無機ガラスよりも厚さを増すことが必要となり、軽量化の効果が少なくなる。そのため、有機ガラスの強度、剛性を向上させることが課題となる。
又、有機ガラスは表面に傷が付きやすいため、表面硬化処理を行っていたが、有機シラン系処理では表面硬度不足で長時間使用では傷が付きやすい。このため更に有効な表面硬化が必要である。
あるいはまた、有機ガラスは無機ガラスに比べ、熱膨張率が大きく、車の窓ガラスは寸法が大きいため、夏になると有機ガラスの熱膨張で、表面が波打ちをおこすため視界確保が不十分となり使用されなかった。このため熱膨張を減少することが課題である。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、ホスゲン法でポリカーボネート樹脂を重合する過程で、反応系にビスフェノール、アルカリ、および表面処理した無機酸化物微粒子を不活性溶媒に分散混合した溶液を該反応系に充填・混合し、その後ホスゲンを流し込み無機酸化物粒子とポリカーボネート樹脂の複合樹脂組成物を得ることを特徴とする複合樹脂組成物の製造方法を提供するものである。
【0018】
本発明は、以下の考察を通して完成されたものである。
透明なポリカーボネート樹脂を使用した 有機ガラスの強度、剛性を向上させるためには、樹脂を構成しているポリカーボネート の分子構造から考えて高強度で、剛直な分子を使用することがあるが、結晶性が高くなると透明性が低下する。このため非結晶性で透明なポリカーボネート 樹脂を採用し、その強度、剛性を改良するのに、透明性を確保する可視光線波長380nm以下の直径を有するシリカ微粒子を、溶融したポリカーボネート 樹脂に直接分散し、混練混合すると、シリカ微粒子の凝集を生じ不透明となる。上記凝集を回避するため、溶剤分散のシリカ微粒子と溶剤に溶解した透明な非結晶のポリカーボネート樹脂 とを混合して、凝固用溶剤でシリカと樹脂の混合組成物を得る製法を試みたが、該方法ではシリカ微粒子の混合量が増加すると、凝集を起こしやすかった。
【0019】
このため、本発明者らは、透明な非結晶のポリカーボネート のホスゲン法による合成方法において、表面処理したシリカ微粒子を有機溶剤に分散させ、ビスフェノールをアルカリ溶液中に混合させ、両者を混合後、ホスゲンを導入することによって縮重合反応をさせ、それによって、シリカ微粒子をポリカーボネート樹脂の中に、均一に分散させる製造方法に到った。得られた樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂単独に比べて透明性、強度、弾性率の向上、線膨脹率の低減が見られた。これらは、シリカの補強効果によるものであり、シリカ形状の点では、アスペクト比(長さ/ 太さ)の大きい方が有効で、またポリカーボネートのカルボニル基とシリカ微粒子表面の水酸基との相互作用効果が大きい方が効果が大きい。本発明は、かかる知見に基づくものである。
【0020】
【発明の実施の態様】
以下に、本発明をより詳細に説明する。
(1)ビスフェノール
ポリカーボネートの合成方法のホスゲン法は、アルカリ水溶液と塩素化炭化水素にビスフェノールAを混合し、ホスゲンを流し込むと縮重合がおこり、ポリカーボネートを得る方法である。本発明の複合樹脂組成物の製造方法に用いるビスフェノールとしては、ビスフェノールAすなわち 2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、が挙げられ、本発明においては、特に得られた樹脂の耐熱性、耐衝撃性や透明性など の点から2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンが好ましい。アルカリとしては、NaOHを用いることができ、ビスフェノールをNaOH水溶液に溶解させると、ビスフェノールの末端の−OHが−ONaとなり、ホスゲンと反応が可能となる。したがって、ビスフェノールはアルカリ水溶液、例えば、NaOH水溶液に溶解した状態で反応系に充填される。
【0021】
(2)表面処理した無機酸化物微粒子
本発明に用いる無機酸化物微粒子は表面に水酸基を有するものであれば好適に使用でき、具体的にはシリカ、チタニア、アルミナ等が好適に使用できる。特に、シリカすなわち酸化ケイ素が最も好適に使用できる。シリカは透明性を有し、低比重で、その表面の改質が容易で樹脂との相互作用を持たせることが可能だからである。無機酸化物微粒子の複合樹脂組成物中の含有量については、配合量が増加するに伴い、曲げ弾性率は増加し、線膨脹係数、透明性は減少する。しかし、 曲げ強度は、配合量が増加するに伴い一旦増加後に低下する。これは、配合量が多すぎると、粒子同士の凝集により欠陥が増加するためである。そのため、特性のバランスを考慮して、5〜30重量%が効果的で、特に望ましくは、20〜30重量%であり、これ以上では、強度低下や透明性不足になる。表5,6の実施例参照。
【0022】
シリカ微粒子等の無機酸化物微粒子は可視光線波長以下とし、形状は球形、亜鈴状、鎖状のいずれも良いが、表面を疎水化処理をしたコロイダルシリカ、およびコロイド溶液を溶剤除去し粉末としたもの、あるいは乾式製法で得たシリカ微粒子を疎水化処理したシリカ微粒子が好ましく、シリカ微粒子等の無機酸化物微粒子の1 次粒子が、5 nm〜200 nmであることが好ましい。尚、コロイダルシリカは、ケイ酸ナトリウム(水ガラス)を原料として液中で成長させたものであり、乾式製法によるシリカは、四塩化ケイ素と水素および酸素を原料とし、火炎加水分解で製造したものである。
【0023】
「表面処理」とは、シリカ粒子等の無機酸化物微粒子表面に疎水基を化学的に結合し、樹脂中に向き酸化物微粒子を均一分散させ、透明性と特性を向上させる為の化学処理 を意味し、該表面処理は無機酸化物微粒子の表面にアルキル基、フェニル基を保持させるべく処理を行うことが好ましい。フェニル基で表面処理を行なう場合、ポリカーボネート分子内のベンゼン環とフェニル基で表面処理したシリカとのπ電子同士の相互作用が働くが、その効果が大きい方が補強効果や線膨脹率低減効果が大きい。表面処理は、無機酸化物微粒子表面に疎水基を化学的に結合し、樹脂中に向き酸化物微粒子を均一分散させ、透明性と特性を向上させることができる範囲で行なわれ、例えば、シリカ等の無機酸化物微粒子の表面の水酸基(−OH基)の25〜50%を疎水基で置換する。
【0024】
本発明では、好ましくはアルキル基で疎水化処理したシリ微粒子等の無機酸化物微粒子を使用するが、上述したように、疎水処理をすることによって、向き酸化物微粒子を樹脂中で均一分散し、透明性と特性向上させる効果がある。未処理の無機酸化物微粉末を、メチレンクロライドなど有機溶剤に分散しようと試みても、向き酸化物微粒子同士が凝集して、分散は困難である。また、ポリカーボネート樹脂をメチレンクロライドに溶解した溶液に未処理のシリカ等の無機酸化物微粉を分散しようと試みても、向き酸化物微粒子同士が凝集して、分散は困難である。
このような疎水化処理としては、特に限定されず、例えばトリメチルクロロシラン、t− ブチルジメチルクロロシランなどのシリコーン化合物で、上記微粒子をアルキル化する方法などがある。例えば、シリカ微粒子の場合には、シリカの水酸基をトリメチルクロロシラン、t− ブチルジメチルクロロシランなどのシリル化剤で処理してアルキル基を導入する。 シリル化剤によって脱塩酸が生じ、反応が進む。この際、アミンを添加すると塩酸を塩酸塩にして反応を促進することも可能である。
【0025】
さらに、本発明では、好ましくは、フェニル基で表面処理したシリカ微粒子等の無機酸化物微粒子を使用するが、このような表面処理としては、特に限定されず、例えばフェニルジメチルクロロシランなどのシリコーン化合物で、上記微粒子をフェニル基で表面処理する方法などがある。
【0026】
(3)溶剤
表面処理した無機酸化物微粒子を分散させる溶媒は、シリカ微粒子等の無機酸化物微粒子に対して不活性でかつ該微粒子を均一に分散させ、生成するポリカーボネートの低分子量の縮重合体及びポリカーボネートの縮重合体ポリマーに対し不活性でかつ分散させることができる溶剤とする。溶剤としては、塩素化炭化水素が好ましく、具体的には、メチレンクロライド、1.2− ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼンなどが使用できる。これらの溶剤は、表面をアルキル基、あるいはフェニル基で疎水化表面処理したシリカ微粒子を均一に分散することが可能であり、しかも同時に、ポリカーボネートの低分子量の縮重合体である二量体や三量体をも十分溶解し、またポリカーボネートの高分子量の縮重合体ポリマーをも、十分に分散することが可能である。
【0027】
本発明のホスゲンでポリカーボネート樹脂を製造する方法を図1に例示する。アルカリ水溶液にビスフェノールを溶解した反応系に、表面処理した無機酸化物微粒子を塩素化炭化水素等の溶媒に分散混合した混合液を混合した後、ホスゲンを反応系に流し込み、縮重合したポリカーボネート樹脂を得る。ホスゲンにより縮重合によってポリカーボネートを製造する方法の条件等は従来のホスゲン方法に準ずる。なお、図1は、実施例1の複合樹脂組成物の製造例を示す。具体的温度、時間等の反応条件は実施例1参照。
【0028】
本発明に係る無機酸化物微粒子とポリカーボネート樹脂からなる複合樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂からなるマトリックス構造と、該ポリカーボネート樹脂からなるマトリックス中に均一に分散した表面処理をした無機酸化物微粒子とからなり、例えば、該ポリカーボネート樹脂のフェニル基と表面処理した無機酸化物微粒子の表面のフェニル基との間でπ電子による相互作用およびポリカーボネートのカルボニル基と無機酸化物の表面の水酸基との間の水素結合 によって、マトリックスと無機酸化物微粒子との相互作用による位置的安定化が実現されている。
【0029】
得られた樹脂組成物の成形には、大小、曲面形状によって、溶融押出成形、および又は、射出成形および又は、ブロー成形によって成形品を得ることが可能である。
【0030】
【発明の効果】本発明に係る複合樹脂組成物の製造方法によれば、ホスゲン法でポリカーボイト樹脂を重合する過程で、反応系にビスフェノール、アルカリ、および表面処理した無機酸化物微粒子を塩素化炭化水素等の不活性溶媒に分散混合した溶液を該反応系に配合し、その後ホスゲンを流し込み無機酸化物粒子とポリカーボネート樹脂の複合樹脂組成物を得ることによって、透明で、全光線透過率を低減することなく、剛性の向上、熱膨張率の低減、表面硬度の向上した無機酸化物粒子とポリカーボネート樹脂の複合樹脂組成物を提供することができる。
【0031】
【実施例】
実施例1
水酸化ナトリウム110gを水1.23リットルに溶解し、7.66%のアルカリ溶液を調整し、20℃にした。この溶液に、2.2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(以下、BPA)228gおよび酸化による着色防止としてハイドロサルファイド(ヒドロ亜硫酸ナトリウム)0.25gを溶解した。これに、メチル基で表面処理をして疎水化したシリカ(アエロジルR974:日本アエロジル製)を53g配合、分散したメチレンクロライド750mlを加え、攪拌し、ホスゲンを2g/minの速度で約50分間かけて吹き込みながら攪拌した。
【0032】
次に、脱塩酸反応触媒として1%トリエチルアミンのメチレンクロライド溶液15mlを加え、約1時間、攪拌し重合した。得られた重合液を、水相と有機相に分離し、次に有機相をリン酸で中和、水洗し、メタノールに滴下し、重合組成物を沈殿させ、濾過し、乾燥して、白色粉末を得た。得られた樹脂組成物は、シリカが約20wt%であった。得られた組成物を、乾燥、粉砕し、熱プレス成形により、シート状の成形品を得た。得られたシート状の成形品は、透明性があり、強度、弾性率の向上と熱膨脹率の低下が見られた。この試験片で得られた全光線透過率、透過型電子顕微鏡での分散状態、曲げ強度、曲げ弾性率、線膨張係数の結果を表1に示す
【0033】
実施例2
水酸化ナトリウム110gを水1.23リットルに溶解し、7.66%のアルカリ溶液を調整し、20℃にした。この溶液に、2.2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(以下、BPA)228g、およびハイドロサルファイド0.25gを溶解した。メチル基で約50%疎水化表面処理した球状コロイダルシリカ(スノーテックスMEK−ST:日産化学製)の溶剤を、予め、減圧蒸発し、粉末とし、この粉末を53g配合、分散したメチレンクロライド750mlを反応容器に加え、攪拌し、ホスゲンを2g/minの速度で約50分間かけて吹き込みながら攪拌した。次に、1%トリエチルアミンのメチレンクロライド溶液15mlを加え、約1時間、攪拌し重合した。
【0034】
得られた重合液を、水相と有機相に分離し、次に有機相をリン酸で中和、水洗し、メタノールに滴下し、重合組成物を沈殿させ、濾過し、乾燥して、白色粉末を得た。得られた樹脂組成物は、シリカが約20wt%であった。得られた組成物を、乾燥、粉砕し、熱プレス成形により、シート状の成形品を得た。
【0035】
得られた、シート状の成形品は、透明性があり、強度、弾性率の向上と熱膨脹率の低下が見られた。この試験片で得られた全光線透過率、透過型電子顕微鏡での分散状態、曲げ強度、曲げ弾性率、線膨張係数の結果を表1に示す。
【0036】
実施例3
水酸化ナトリウム110gを水1.23リットルに溶解し、7.66%のアルカリ溶液を調整し、20℃にした。この溶液に、2.2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(以下、BPA)228g、およびハイドロサルファイド0.25gを溶解した。水性型コロイダルシリカ(スノーテックス C:日産化学製)を蒸発乾燥し、粉末とし、表面処理しメチル基で25%疎水化した球状コロイダルシリカの粉末とし、この粉末を53g配合、分散したメチレンクロライド750mlを反応容器に加え、攪拌し、ホスゲンを2g/minの速度で約50分間かけて吹き込みながら攪拌した。次に、1%トリエチルアミンのメチレンクロライド溶液15mlを加え、約1時間、攪拌し重合した。
【0037】
得られた重合液を、水相と有機相に分離し、次に有機相をリン酸で中和、水洗し、メタノールに滴下し、重合組成物を沈殿させ、濾過し、乾燥して、白色粉末を得た。得られた樹脂組成物は、シリカが約20wt%であった。得られた組成物を、乾燥、粉砕し、熱プレス成形により、シート状の成形品を得た。得られた、シート状の成形品は、透明性があり、強度、弾性率の向上と熱膨脹率の低下が見られた。この試験片で得られた全光線透過率、透過型電子顕微鏡での分散状態、曲げ強度、曲げ弾性率、線膨張係数の結果を表1に示す。
【0038】
実施例4
水酸化ナトリウム110gを水1.23リットルに溶解し、7.66%のアルカリ溶液を調整し、20℃にした。この溶液に、2.2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(以下、BPA)228g、およびハイドロサルファイド0.25gを溶解した。これに、メチル基で表面処理し疎水化した鎖状コロイダルシリカ(スノーテックスMEK−ST−UP:日産化学製)の溶剤を、予め減圧蒸発し、粉末とし、この粉末を53g配合、分散したメチレンクロライド750mlを加え、攪拌し、ホスゲンを2g/minの速度で約50分間かけて吹き込みながら攪拌した。次に、1%トリエチルアミンのメチレンクロライド溶液15mlを加え、約1時間、攪拌し重合した。
【0039】
得られた重合液を、水相と有機相に分離し、次に有機相をリン酸で中和、水洗し、メタノールに滴下し、重合組成物を沈殿させ、濾過し、乾燥して、白色粉末を得た。得られた樹脂組成物は、シリカが約20wt%であった。得られた組成物を、乾燥、粉砕し、熱プレス成形により、シート状の成形品を得た。得られた、シート状の成形品は、透明性があり、強度、弾性率の向上と熱膨脹率の低下が見られた。この試験片で得られた全光線透過率、透過型電子顕微鏡での分散状態、曲げ強度、曲げ弾性率、線膨張係数の結果を表1に示す。
【0040】
実施例5
水酸化ナトリウム110gを水1.23リットルに溶解し、7.66%のアルカリ溶液を調整し、20℃にした。この溶液に、2.2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(以下、BPA)228g、およびハイドロサルファイド0.25gを溶解した。これに、メチル基で表面処理し疎水化した亜鈴状コロイダルシリカ(オルガノゾルPL−1:扶桑化学製 )の溶剤を、予め減圧蒸発し、粉末とし、この粉末を53g配合、分散したメチレンクロライド750mlを加え、攪拌し、ホスゲンを2g/minの速度で、約50分間かけて吹き込みながら攪拌した。次に、1%トリエチルアミンのメチレンクロライド溶液15mlを加え、約1時間、攪拌し重合した。
【0041】
得られた重合液を、水相と有機相に分離し、次に有機相をリン酸で中和、水洗し、メタノールに滴下し、重合組成物を沈殿させ、濾過し、乾燥して、白色粉末を得た。得られた樹脂組成物は、シリカが約20wt%であった。得られた組成物を、乾燥、粉砕し、熱プレス成形により、シート状の成形品を得た。得られた、シート状の成形品は、透明性があり、強度、弾性率の向上と熱膨脹率の低下が見られた。この試験片で得られた全光線透過率、透過型電子顕微鏡での分散状態、曲げ強度、曲げ弾性率、線膨張係数の結果を表1に示す。
【0042】
実施例6
水酸化ナトリウム110gを水1.23リットルに溶解し、7.66%のアルカリ溶液を調整し、20℃にした。この溶液に、2.2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(以下、BPA)228g、および酸化による着色防止としてハイドロサルファイド(ヒドロ亜硫酸ナトリウム)0.25gを溶解した。これに、メチル基で表面処理をし疎水化したシリカ(アエロジルR974:日本アエロジル製)を53g配合、分散したクロロフォルム750mlを加え、攪拌し、ホスゲンを2g/ minの速度で約50分間かけて吹き込みながら攪拌した。次に、脱塩酸反応触媒として1%トリエチルアミンのクロロフォルム溶液15mlを加え、約1時間、攪拌し重合した。
【0043】
得られた重合液を、水相と有機相に分離し、次に有機相をリン酸で中和、水洗し、メタノールに滴下し、重合組成物を沈殿させ、濾過し、乾燥して、白色粉末を得た。得られた樹脂組成物は、シリカが約20wt%であった。得られた組成物を、乾燥、粉砕し、熱プレス成形により、シート状の成形品を得た。得られた、シート状の成形品は、透明性があり、強度、弾性率の向上と熱膨脹率の低下が見られた。この試験片で得られた全光線透過率、透過型電子顕微鏡での分散状態、曲げ強度、曲げ弾性率、線膨張係数の結果を表1に示す。
【0044】
実施例7
水酸化ナトリウム110gを水1.23リットルに溶解し、7.66%のアルカリ溶液を調整し、20℃にする。この溶液に、2.2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(以下、BPA)228g、および酸化による着色防止としてハイドロサルファイド(ヒドロ亜硫酸ナトリウム)0.25gを溶解した。これに、メチル基で表面処理をし、疎水化したシリカ(アエロジルR974:日本アエロジル製)を53g配合、分散した1−2ジクロロエタン750mlを加え、攪拌し、ホスゲンを2g/ minの速度で約50分間かけて吹き込みながら攪拌する。次に、脱塩酸反応触媒として1%トリエチルアミンの1−2ジクロロエタン溶液15mlを加え、約1時間、攪拌し重合した。
【0045】
得られた重合液を、水相と有機相に分離し、次に有機相をリン酸で中和、水洗し、メタノールに滴下し、重合組成物を沈殿させ、濾過し、乾燥して、白色粉末を得た。得られた樹脂組成物は、シリカが約20wt%であった。得られた組成物を、乾燥、粉砕し、熱プレス成形により、シート状の成形品を得た。得られた、シート状の成形品は、透明性があり、強度、弾性率の向上と熱膨脹率の低下が見られた。この試験片で得られた全光線透過率、透過型電子顕微鏡での分散状態、曲げ強度、曲げ弾性率、線膨張係数の結果を表1に示す。
【0046】
実施例8
水酸化ナトリウム110gを水1.23リットルに溶解し、7.66%のアルカリ溶液を調整し、20℃にした。この溶液に、2.2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(以下、BPA)228g、および酸化に水酸化ナトリウム110gを水1.23リットルに溶解し、7.66%のアルカリ溶液を調整し、20℃による着色防止としてハイドロサルファイド(ヒドロ亜硫酸ナトリウム)0.25gを溶解した。これに、シリカ微粒子(アエロジル200:日本アエロジル製)をフェニル基で表面処理をしたシリカを53g配合して分散した クロロベンゼン750mlを加え、攪拌し、ホスゲンを2g/minの速度で約50分間かけて吹き込みながら攪拌した。次に、脱塩酸反応触媒として1%トリエチルアミンのクロロベンゼン溶液15mlを加え、約1時間、攪拌し重合した。
【0047】
得られた 重合液を、水相と有機相に分離し、次に有機相をリン酸で中和、水洗し、メタノールに滴下し、重合組成物を沈殿させ、濾過し、乾燥して、白色粉末を得た。得られた樹脂組成物は、シリカが約20wt%であった。得られた組成物を、乾燥、粉砕し、熱プレス成形により、シート状の成形品を得た。得られたシート状の成形品は、透明性があり、強度、弾性率の向上と熱膨脹率の低下が見られた。この試験片で得られた全光線透過率、透過型電子顕微鏡での分散状態、曲げ強度、曲げ弾性率、線膨張係数の結果を表2に示す
【0048】
実施例9
水酸化ナトリウム110gを水1.23リットルに溶解し、7.66%のアルカリ溶液を調整し、20℃にした。この溶液に、2.2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(以下、BPA)228g、およびハイドロサルファイド0.25gを溶解した。水溶性の球状コロイダルシリカ(スノーテックス ST−O:日産化学製 )を、予め蒸発乾燥し、粉末とし、この粉末をフェニル基で表面処理をしたシリカを53g配合し、分散した クロロベンゼン750mlを反応容器に加え、攪拌し、ホスゲンを2g/minの速度で約50分間かけて吹き込みながら攪拌した。次に、1%トリエチルアミンのクロロベンゼン溶液15mlを加え、約1時間、攪拌し重合した。
【0049】
得られた重合液を、水相と有機相に分離し、次に有機相をリン酸で中和、水洗し、メタノールに滴下し、重合組成物を沈殿させ、濾過し、乾燥して、白色粉末を得た。得られた樹脂組成物は、シリカが約20wt%であった。得られた組成物を、乾燥、粉砕し、熱プレス成形により、シート状の成形品を得た。得られた、シート状の成形品は、透明性があり、強度、弾性率の向上と熱膨脹率の低下が見られた。この試験片で得られた全光線透過率、透過型電子顕微鏡での分散状態、曲げ強度、曲げ弾性率、線膨張係数の結果を表2に示す。
【0050】
実施例10
水酸化ナトリウム110gを水1.23リットルに溶解し、7.66%のアルカリ溶液を調整し、20℃にした。この溶液に、2.2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(以下、BPA)228g、およびハイドロサルファイド0.25gを溶解した。水溶性型の鎖状コロイダルシリカ(スノーテックス OUP:日産化学製) を蒸発乾燥し、粉末とし、フェニル基で表面処理し、この粉末を53g配合、分散したクロロベンゼン750mlを反応容器に加え、攪拌し、ホスゲンを2g/ minの速度で約50分間かけて吹き込みながら攪拌した。次に、1%トリエチルアミンのクロロベンゼン溶液15mlを加え、約1時間、攪拌し重合した。得られた重合液を、水相と有機相に分離し、次に有機相をリン酸で中和、水洗し、メタノールに滴下し、重合組成物を沈殿させ、濾過し、乾燥して、白色粉末を得た。
【0051】
得られた樹脂組成物は、シリカが約20wt%であった。得られた組成物を、乾燥、粉砕し、熱プレス成形により、シート状の成形品を得た。得られた、シート状の成形品は、透明性があり、強度、弾性率の向上と熱膨脹率の低下が見られた。この試験片で得られた全光線透過率、透過型電子顕微鏡での分散状態、曲げ強度、曲げ弾性率、線膨張係数の結果を表2に示す。
【0052】
実施例11
水酸化ナトリウム110gを水1.23リットルに溶解し、7.66%のアルカリ溶液を調整し、20℃にした。この溶液に、2.2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(以下、BPA)228g、およびハイドロサルファイド0.25gを溶解した。これに、水溶液性のパールネックレス 状コロイダルシリカ( スノーテックス PS−SO:日産化学製)を、予め蒸発乾燥し、粉末とし、この粉末を53g配合、分散した クロロベンゼン750mlを加え、攪拌し、ホスゲンを2g/minの速度で約50分間かけて吹き込みながら攪拌した。次に、1%トリエチルアミンのクロロベンゼン溶液15mlを加え、約1時間、攪拌し重合した。
【0053】
得られた重合液を、水相と有機相に分離し、次に有機相をリン酸で中和、水洗し、メタノールに滴下し、重合組成物を沈殿させ、濾過し、乾燥して、白色粉末を得た。得られた樹脂組成物は、シリカが約20wt%であった。得られた組成物を、乾燥、粉砕し、熱プレス成形により、シート状の成形品を得た。得られた、シート状の成形品は、透明性があり、強度、弾性率の向上と熱膨脹率の低下が見られた。この試験片で得られた全光線透過率、透過型電子顕微鏡での分散状態、曲げ強度、曲げ弾性率、線膨張係数の結果を表2に示す。
【0054】
実施例12
水酸化ナトリウム110gを水1.23リットルに溶解し、7.66%のアルカリ溶液を調整し、20℃にした。この溶液に、2.2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(以下、BPA)228g、およびハイドロサルファイド0.25gを溶解した。これに、シリカ微粒子(アエロジル200:日本アエロジル製)をフェニル基で表面処理をしたシリカ粉末を53g配合、分散した クロロベンゼン750mlを加え、攪拌し、ホスゲンを2g/minの速度で、約50分間かけて吹き込みながら攪拌した。次に、1%トリエチルアミンの クロロベンゼン溶液15ml を加え、約1時間、攪拌し重合した。
得られた重合液を、水相と有機相に分離し、次に有機相をリン酸で中和、水洗し、メタノールに滴下し、重合組成物を沈殿させ、濾過し、乾燥して、白色粉末を得た。得られた樹脂組成物は、シリカが約20wt%であった。得られた組成物を、乾燥、粉砕し、熱プレス成形により、シート状の成形品を得た。得られた、シート状の成形品は、透明性があり、強度、弾性率の向上と熱膨脹率の低下が見られた。この試験片で得られた全光線透過率、透過型電子顕微鏡での分散状態、曲げ強度、曲げ弾性率、線膨張係数の結果を表2に示す。
【0055】
実施例13
水酸化ナトリウム110gを水1.23リットルに溶解し、7.66%のアルカリ溶液を調整し、20℃にした。この溶液に、2.2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(以下、BPA)228g、および酸化による着色防止としてハイドロサルファイド(ヒドロ亜硫酸ナトリウム)0.25gを溶解した。これに、シリカ微粒子(アエロジル200:日本アエロジル製)をフェニル基で表面処理をしたシリカを53g配合、分散したクロロフォルム750mlを加え、攪拌し、ホスゲンを2g/minの速度で約50分間かけて吹き込みながら攪拌した。次に、脱塩酸反応触媒として1%トリエチルアミンのクロロフォルム溶液15mlを加え、約1時間、攪拌し重合した。
【0056】
得られた重合液を、水相と有機相に分離し、次に有機相をリン酸で中和、水洗し、メタノールに滴下し、重合組成物を沈殿させ、濾過し、乾燥して、白色粉末を得た。得られた樹脂組成物は、シリカが約20wt%であった。得られた組成物を、乾燥、粉砕し、熱プレス成形により、シート状の成形品を得た。得られた、シート状の成形品は、透明性があり、強度、弾性率の向上と熱膨脹率の低下が見られた。この試験片で得られた全光線透過率、透過型電子顕微鏡での分散状態、曲げ強度、曲げ弾性率、線膨張係数の結果を表2に示す。
【0057】
実施例14
水酸化ナトリウム110gを水1.23リットルに溶解し、7.66%のアルカリ溶液を調整し、20℃にした。この溶液に、2.2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(以下、BPA)228g、および酸化による着色防止としてハイドロサルファイド(ヒドロ亜硫酸ナトリウム)0.25gを溶解した。これに、シリカ微粒子(アエロジル200:日本アエロジル製)をフェニル基で表面処理をしたシリカを53g配合、分散した1−2ジクロロエタン750mlを加え、攪拌し、ホスゲンを2g/minの速度で約50分間かけて吹き込みながら攪拌する。次に、脱塩酸反応触媒として1%トリエチルアミンの1−2ジクロロエタン溶液15mlを加え、約1時間、攪拌し重合した。
【0058】
得られた重合液を、水相と有機相に分離し、次に有機相をリン酸で中和、水洗し、メタノールに滴下し、重合組成物を沈殿させ、濾過し、乾燥して、白色粉末を得た。得られた樹脂組成物は、シリカが約20wt%であった。得られた組成物を、乾燥、粉砕し、熱プレス成形により、シート状の成形品を得た。得られた、シート状の成形品は、透明性があり、強度、弾性率の向上と熱膨脹率の低下が見られた。ここの試験片で得られた全光線透過率、透過型電子顕微鏡での分散状態、曲げ強度、曲げ弾性率、線膨張係数の結果を表2に示す。
【0059】
実施例1および実施例8の条件を変えた以下の実施例を示す。
実施例1−1
実施例1で、シリカ配合量を10wt%とした以外は、実施例1と同じとした。
実施例1−2
実施例1で、シリカ配合量を30wt%とした以外は、実施例1と同じとした。
実施例1−3
実施例1で、シリカ配合量を40wt%とした以外は、実施例1と同じとした。
以上の結果は、比較例1とともに表5に示す。
実施例8−1
実施例8で、シリカ配合量を10wt%とした以外は、実施例8と同じとした。
実施例8−2
実施例8で、シリカ配合量を30wt%とした以外は、同じでとした。
実施例8−3
実施例8で、シリカ配合量を40wt%とした以外は、実施例8と同じとした。
以上の結果は、比較例6とともに表6に示す。
【0060】
比較例1
ポリカーボネート樹脂(ユーピロンS2000 三菱エンプラ製)120gを,メチレンクロライド溶液240gに溶解し、予め、メチル基で表面処理をし疎水化したシリカ(アエロジルR974 :日本アエロジル製)30gを分散して、ポリカーボネート樹脂/シリカ混合溶液を調整した。この混合溶液をメタノールに滴下し樹脂組成物を沈殿させ、濾過し、乾燥して、粉末を得た。
【0061】
得られた樹脂組成物は、シリカが約20wt%であった。得られた組成物を、乾燥、粉砕し、熱プレス成形により、シート状の成形品を得た。得られたシート状の成形品は、透明性が不足し、僅かに強度、弾性率の向上が見られ、また熱膨脹率の低下が僅かに見られた。この試験片で得られた全光線透過率、透過型電子顕微鏡での分散状態、曲げ強度、曲げ弾性率、線膨張係数の結果を表3に示す。
【0062】
比較例2
ポリカーボネート樹脂(ユーピロンS2000 三菱エンプラ製)120gを、クロロフォルム溶液240gに溶解し、メチル基で約50%疎水化した球状コロイダルシリカ(スノーテックスMEK−ST:日産化学製)の溶剤を、予め、減圧蒸発し、粉末とし、この粉末30gを分散して、ポリカーボネート樹脂/シリカ混合溶液を調整した。この混合溶液をメタノールに滴下し樹脂組成物を沈殿させ、濾過し、乾燥して、粉末を得た。
【0063】
得られた樹脂組成物は、シリカが約20wt%であった。得られた組成物を、乾燥、粉砕し、熱プレス成形により、シート状の成形品を得た。得られた、シート状の成形品は、透明性が不足し、僅かに強度、弾性率の向上が見られ、また熱膨脹率の低下が僅かに見られた。この試験片で得られた全光線透過率、透過型電子顕微鏡での分散状態、曲げ強度、曲げ弾性率、線膨張係数の結果を表3に示す。
【0064】
比較例3
ポリカーボネート樹脂(ユーピロンS2000 三菱エンプラ製)120gを,1−2ジクロロエタン溶液240gに溶解し、メチル基で表面処理し疎水化した鎖状コロイダルシリカ(スノーテックスMEK−ST−UP:日産化学製)の溶剤を、予め減圧蒸発し、粉末とし、この粉末30gを分散して、ポリカーボネート樹脂/シリカ混合溶液を調整した。この混合溶液をメタノールに滴下し樹脂組成物を沈殿させ、濾過し、乾燥して、粉末を得た。
【0065】
得られた樹脂組成物は、シリカが約20wt%であった。得られた組成物を、乾燥、粉砕し、熱プレス成形により、シート状の成形品を得た。得られた、シート状の成形品は、透明性が不足し、僅かに強度、弾性率の向上が見られ、また熱膨脹率の低下が僅かに見られた。この試験片で得られた全光線透過率、透過型電子顕微鏡での分散状態、曲げ強度、曲げ弾性率、線膨張係数の結果を表3に示す。
【0066】
比較例4
メチル基で表面処理し疎水化したシリカ(アエロジルR974 :日本アエロジル製)粉末20gをポリカーボネート樹脂(ユーピロンS2000 三菱エンプラ製)80gに、小型ニーダーで溶融混合し、得られた組成物を、粉砕し、熱プレス成形により、シート状の成形品を得た。得られた、シート状の成形品は、透明性が極めて悪く、僅かに強度向上があり、弾性率の向上が僅かに見られ、また熱膨脹率の低下が僅かに見られた。この試験片で得られた全光線透過率、透過型電子顕微鏡での分散状態、曲げ強度、曲げ弾性率、線膨張係数の結果を表3に示す。
【0067】
比較例5
メチル基で表面処理し疎水化した球状コロイダルシリカ(スノーテックスMEK−ST:日産化学製)の溶剤を、予め減圧蒸発し、粉末とし、この粉末20gをポリカーボネート樹脂(ユーピロンS2000 三菱エンプラ製)80gに、小型ニーダーで溶融混合し、得られた組成物を、粉砕し、熱プレス成形により、シート状の成形品を得た。得られた、シート状の成形品は、透明性が極めて悪く、強度向上が僅かにあり、弾性率の向上が僅かに見られ、また熱膨脹率の低下が僅かに見られた。この試験片で得られた全光線透過率、透過型電子顕微鏡での分散状態、曲げ強度、曲げ弾性率、線膨張係数の結果を表3に示す。
【0068】
比較例6
ポリカーボネート樹脂(ユーピロンS2000 三菱エンプラ製)120gを、 メチレンクロライド溶液240gに溶解し、シリカ微粒子(アエロジル200:日本アエロジル製)をフェニル基で表面処理をしたシリカ30gを分散して、ポリカーボネート樹脂/シリカ混合溶液を調整した。この混合溶液をメタノールに滴下し樹脂組成物を沈殿させ、濾過し、乾燥して、粉末を得た。
【0069】
得られた樹脂組成物は、シリカが約20wt%であった。得られた組成物を、乾燥、粉砕し、熱プレス成形により、シート状の成形品を得た。得られた、シート状の成形品は、透明性が不足し、僅かに強度、弾性率の向上が見られ、また熱膨脹率の低下が僅かに見られた。この試験片で得られた全光線透過率、透過型電子顕微鏡での分散状態、曲げ強度、曲げ弾性率、線膨張係数の結果を表4に示す。
【0070】
比較例7
ポリカーボネート樹脂(ユーピロンS2000 三菱エンプラ製)120g を, クロロベンゼン溶液240gに溶解し、シリカ微粒子(アエロジル200:日本アエロジル製) をフェニル基で表面処理をしたシリカ粉末30gを分散して、ポリカーボネート樹脂/シリカ混合溶液を調整した。この混合溶液をメタノールに滴下し樹脂組成物を沈殿させ、濾過し、乾燥して、粉末を得た。
【0071】
得られた樹脂組成物は、シリカが約20wt%であった。得られた組成物を、乾燥、粉砕し、熱プレス成形により、シート状の成形品を得た。得られた、シート状の成形品は、透明性が不足し、僅かに強度、弾性率の向上が見られ、また熱膨脹率の低下が僅かに見られた。この試験片で得られた全光線透過率、透過型電子顕微鏡での分散状態、曲げ強度、曲げ弾性率、線膨張係数の結果を表4に示す。
【0072】
比較例8
ポリカーボネート樹脂(ユーピロンS2000 三菱エンプラ製)120gを, クロロフォルム溶液240gに溶解し、水溶性の球状コロイダルシリカ(スノーテックス ST−O:日産化学製)を、予め蒸発乾燥し、粉末とし、この粉末をフェニル基で表面処理をしたシリカ30gを分散して、ポリカーボネート樹脂/シリカ混合溶液を調整した。この混合溶液をメタノールに滴下し樹脂組成物を沈殿させ、濾過し、乾燥して、粉末を得た。
【0073】
得られた樹脂組成物は、シリカが約20wt%であった。得られた組成物を、乾燥、粉砕し、熱プレス成形により、シート状の成形品を得た。得られた、シート状の成形品は、透明性が不足し、僅かに強度、弾性率の向上が見られ、また熱膨脹率の低下が僅かに見られた。この試験片で得られた全光線透過率、透過型電子顕微鏡での分散状態、曲げ強度、曲げ弾性率、線膨張係数の結果を表4に示す。
【0074】
比較例9
ポリカーボネート樹脂(ユーピロンS2000 三菱エンプラ製)120gを,1−2 ジクロロエタン溶液240gに溶解 し、水溶性型の鎖状コロイダルシリカ(スノーテックスOUP:日産化学製)を蒸発乾燥し、粉末とし、フェニル基で表面処理し、この粉末30gを分散して、ポリカーボネート樹脂/シリカ混合溶液を調整した。この混合溶液をメタノールに滴下し樹脂組成物を沈殿させ、濾過し、乾燥して、粉末を得た。
【0075】
得られた樹脂組成物は、シリカが約20wt%であった。得られた組成物を、乾燥、粉砕し、熱プレス成形により、シート状の成形品を得た。得られた、シート状の成形品は、透明性が不足し、僅かに強度、弾性率の向上が見られ、また熱膨脹率の低下が僅かに見られた。この試験片で得られた全光線透過率、透過型電子顕微鏡での分散状態、曲げ強度、曲げ弾性率、線膨張係数の結果を表4に示す。
【0076】
比較例10
フェニル基で表面処理をしたシリカ(アエロジルR974:日本アエロジル製)粉末20gをポリカーボネート樹脂(ユーピロンS2000 三菱エンプラ製)80gに、小型ニーダーで溶融混合し、得られた組成物を、粉砕し、熱プレス成形により、シート状の成形品を得た。得られた、シート状の成形品は、透明性が極めて悪く、僅かに強度向上があり、弾性率の向上が僅かに見られ、また熱膨脹率の低下が僅かに見られた。この試験片で得られた全光線透過率、透過型電子顕微鏡での分散状態、曲げ強度、曲げ弾性率、線膨張係数の結果を表4に示す。
【0077】
比較例11
水溶性の球状コロイダルシリカ(スノーテックス ST−O:日産化学製 )を、予め蒸発乾燥し、粉末とし、この粉末をフェニル基で表面処理をしたシリカ粉末20gをポリカーボネート樹脂(ユーピロンS2000 三菱エンプラ製)80gに、小型ニーダーで溶融混合し、得られた組成物を、粉砕し、熱プレス成形により、シート状の成形品を得た。得られた、シート状の成形品は、透明性が極めて悪く、強度向上が僅かにあり、弾性率の向上が僅かに見られ、また熱膨脹率の低下が僅かに見られた。この試験片で得られた全光線透過率、透過型電子顕微鏡での分散状態、曲げ強度、曲げ弾性率、線膨張係数の結果を表4に示す。
【0078】
【参考例】参考例として、実施例1で配合したメチル基で表面処理をして疎水化したシリカ(アエロジルR974:日本アエロジル製)を使用しない以外は、実施例1と同じくした。結果を表3乃至表6に示す。
【0079】
【表1】
【0080】
【表2】
【0081】
【表3】
【0082】
【表4】
【0083】
【表5】
【0084】
【表6】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る複合樹脂組成物を用いることができる自動車の窓ガラス、バックドアガラスを示す。
【図2】本発明に係る複合樹脂組成物のホスゲン法による製造方法を示す。
Claims (10)
- ホスゲン法でポリカーボイネート樹脂を重合する過程で、反応系にビスフェノール、アルカリ、および表面処理した無機酸化物微粒子を不活性溶媒に分散混合した溶液を該反応系に充填・混合し、その後ホスゲンを流し込み無機酸化物粒子とポリカーボネート樹脂の複合樹脂組成物を得ることを特徴とする複合樹脂組成物の製造方法。
- 前記塩素化炭化水素は、メチレンクロライド、1.2− ジクロロエタン、クロロホルムあるいはクロロベンゼンであることを特徴とする請求項1記載の複合樹脂組成物の製造方法。
- 上記無機酸化物微粒子の表面処理は、アルキル基あるいはフェニル基で疎水化処理したことを特徴とする請求項1または2記載の複合樹脂組成物の製造方法。
- 上記無機酸化物微粒子はシリカ微粒子であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の複合樹脂組成物の製造方法。
- 上記シリカ微粒子は、球状、亜鈴状または鎖状であることを特徴とする請求項4記載の複合樹脂組成物の製造方法。
- 上記シリカ微粒子は、1 次粒子が可視光線波長380nm 以下とすることを特徴とする請求項4または5記載の複合樹脂組成物の製造方法。
- 上記シリカ微粒子は、1 次粒子が5 nm〜200 nmであることを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載の複合樹脂組成物の製造方法。
- 上記シリカ微粒子は、1 次粒子径が5 nm〜100 nmとすることを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載の複合樹脂組成物の製造方法。
- 上記ポリカーボネート樹脂は、芳香族ポリカーボネートであることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の複合樹脂組成物の製造方法。
- 上記第1 項〜第9 項記載の製造方法で得られることを特徴とする複合樹脂組成物。
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2003
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