JP2005068375A - ポリカーボネート樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

【構成】ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部、グリセリンモノエステル（Ｂ）０．００５〜１重量部、ペンタエリスルトールと炭素数が１２〜３０である飽和または不飽和脂肪酸とのフルエステル（Ｃ）０．０１〜２重量部からなら芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
【効果】本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂が本来有する優れた離型性、強度、金型汚染性、ストレスクラック性を具備しており、電気、電子、雑貨等の分野において広範な用途に好適に使用できる。
【選択図】なし

Description

本発明は、優れた離型性と強度を保持しつつ、金型汚染性とストレスクラック性に極めて優れるポリカーボネート樹脂組成物に関する。さらに詳しくは、ポリカーボネート樹脂に、離型剤としてグリセリンのモノエステルとペンタエリスルトールのフルエステル化合物を併用して使用することにより、離型性や強度のみならず金型汚染性とストレスクラック性に極めて優れるポリカーボネート樹脂組成物を提供するものである。

ポリカーボネート樹脂は、耐衝撃性、耐熱性などに優れた熱可塑性樹脂であり、電気、電子、機械、自動車など広範な分野にて用いられている。

一方、ポリカーボネート樹脂の成形加工においては、寸法安定性、成形品形状の自由度、表面平滑性等の面から、優れた離型性が求められている。

このため、蜜蝋、ポリエチレンワックス、モンタン酸ワックス、グリセリンモノエステル化合物、ペンタエリスルトールフルエステル等の配合が提案されており、すでに利用されている。

ポリカーボネート樹脂においては、前述の離型剤の中でもとりわけ、グリセリンモノエステル化合物やペンタエリスリトールのフルエステル化合物等が広範に用いられている。
特公昭６１−４１９３９号 特公昭５５−４１４１号 特開昭６０−１１３２０１号

しかしながら、前述のグリセリンモノエステル化合物やペンタエリスリトールのフルエステル化合物をポリカーボネート樹脂に配合した場合、それぞれ欠点を有することが従来から指摘されており、その改善が望まれてきた。

グリセリンモノエステル化合物をポリカーボネート樹脂に配合した場合は離型性や強度には優れているものの、当該化合物が射出成形加工中に金型へ移行しやすいため、金型汚染が発生するばかりでなく、金型を汚染させた当該化合物のデポジットによりポリカーボネート樹脂製成形品のストレスクラックが発生し、生産性や歩留まりの低下が問題となっている。

一方、ペンタエリスリトールフルエステル化合物をポリカーボネート樹脂に配合した場合は前述のような問題は指摘されてはいないが、離型性がグリセリンモノエステル化合物に比べると明らかに劣るため、その分多量の当該化合物を配合する必要があり、強度、特に耐衝撃性が悪化するといった問題が生じていた。

本発明者らは、かかる問題点に鑑み鋭意研究した結果、前述のニ種の離型剤を特定量併用することにより、離型性と強度のバランスに優れるのみならず、金型汚染やストレスクラック等も発生しないため、生産性や歩留まりの驚くべき改善を可能とするポリカーボネート樹脂組成物が得られることを見出し、本発明に到達したものである。

すなわち本発明は、ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部、グリセリンモノエステル（Ｂ）０．００５〜１重量部、ペンタエリスルトールと炭素数が１２〜３０である飽和または不飽和脂肪酸とのフルエステル（Ｃ）０．０１〜２重量部からなるポリカーボネート樹脂組成物を提供するものである。

本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、離型性と強度のバランスに優れるのみならず、金型汚染やストレスクラック等も発生しないため生産性や歩留まりの驚くべき改善を図ることができる。

以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明に使用されるポリカーボネート樹脂（Ａ）とは、種々のジヒドロキシジアリール化合物とホスゲンとを反応させるホスゲン法、またはジヒドロキシジアリール化合物とジフェニルカーボネートなどの炭酸エステルとを反応させるエステル交換法によって得られる重合体であり、代表的なものとしては、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（ビスフェノールＡ）から製造されたポリカーボネート樹脂が挙げられる。

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。

これらは、単独または２種類以上混合して使用されるが、ハロゲンで置換されていない方が燃焼時に懸念される当該ハロゲンを含むガスの環境への排出防止の面から好ましい。これらの他に、ピペラジン、ジピペリジルハイドロキノン、レゾルシン、４，４′−ジヒドロキシジフェニル等を混合して使用してもよい。

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。

ポリカーボネート樹脂（Ａ）の粘度平均分子量は、通常１００００〜１０００００、好ましくは１５０００〜３５０００、さらに好ましくは１７０００〜３００００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。

本発明にて使用されるグリセリンモノエステル化合物（Ｂ）としては、グリセロールモノステアレート、グリセロールモノベヘネート、グロセロールモノパルミテート等が挙げられる。これらは、１種または２種以上で用いることができる。特に好適なものとしては、グリセロールモノステアレートを挙げることができる。

グリセリンモノエスエテル化合物（Ｂ）は、ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部あたり０．００５〜１重量部配合される。配合量が０．００５重量部未満では離型性改善効果が不十分である。また、１重量部を越すと金型汚染やストレスクラックが顕著に発生し、好ましくない。好ましくは、０．０１〜０．８重量部、より好ましくは０．０１〜０．５重量部、さらに好ましくは０．０１〜０．０６重量部である。

本発明にて使用されるペンタエリスルトールと炭素数が１２〜３０である飽和または不飽和脂肪酸とのフルエステル（Ｂ）としては、ペンタエリスルトールテトラステアレート、ペンタエリスルトールテトラパルミテート、ペンタエリスルトールテトラベヘネートなどが挙げられる。これらは、１種または２種以上で用いることができる。特に好適なものとしては、ペンタエリスルトールテトラステアレートを挙げることができる。

ペンタエリスルトールと炭素数が１２〜３０である飽和または不飽和脂肪酸とのフルエステル（Ｃ）は、ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部あたり０．０１〜２重量部配合される。配合量が０．０１重量部未満では離型性改善効果が不十分である。また、２重量部を越すと衝撃強度が悪化し好ましくない。好ましくは、０．１〜１．５重量部、より好ましくは０．１〜１．０重量部、さらに好ましくは０．２〜０．６重量部である。

ポリカーボネート樹脂（Ａ）へのグリセリンモノエステル化合物（Ｂ）やペンタエリスルトールのフルエステル化合物（Ｃ）の配合時の形態については、特に制限はなく、ポリカーボネート樹脂の重合途中または重合後でもよく、さらにパウダー、ビーズまたはペレット状のポリカーボネート樹脂とともに、任意の混合機、例えばタンブラー、リボンブレンダー、高速ミキサー等でドライ混合し、得られたドライ混合物を通常の一軸または二軸押出機によって溶融混練することにより得られる。なお、混合時、必要に応じて公知の添加剤、例えばフェノール系またはリン系熱安定剤〔２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、２−（１−メチルシクロヘキシル）−４，６−ジメチルフェノール、４，４'−チオビス−（６−ｔ−ブチル−３−メチルフェノール）、２，２−メチレンビス−（４−エチル−６−ｔ−メチルフェノール）、ｎ−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、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）フォスファイト、４，４'ビフェニレンジホスフィン酸テトラキス（２，４ジ−ｔ−ブチルフェニル）等〕、紫外線吸収剤［ｐ−ｔ−ブチルフェニルサリシレート、２，２'−ジヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−（２'−ヒドロキシ−４'−ｎ−オクトキシフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−５−［（ヘキシル）オキシ］−フェノール、等］、着色剤［酸化チタン、カーボンブラック、公知のブルーイング剤、その他染顔料］、充填剤［炭酸カルシウム、クレー、シリカ、ガラス繊維、ガラスパウダー、ガラスフレーク、ガラス球、カーボン繊維、タルク、マイカ、各種ウィスカー類］、展着剤［エポキシ化大豆油、流動パラフィン等］、流動性改良剤［各種オリゴマー状縮合リン酸エステル、各種モノリン酸エステル等］、難燃剤［臭素化ポリカーボネートオリゴマー、芳香族硫黄含有金属塩、パーフルオロブタンスルホン酸金属塩、ポリテトラフルオロエチレン等］等を、さらに他の熱可塑性樹脂、例えばスチレン系樹脂（例：ＡＢＳ樹脂、スチレン-アクリロニトリル樹脂等）、ポリアミド、ポリエチレンテレフターレート、ポリブチレンテレフターレート、非晶性ポリエステル、ポリフェニレンエーテル、ポリメチルメタアクリレート等やブタジエン系エラストマー、アクリル系エラストマー、オレフィン系エラストマー等々を必要に応じて配合することができる。

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」は断りのない限り重量基準に基づく。

ポリカーボネート樹脂（住友ダウ社製・カリバー２００−１３、分子量：２０５００）１００部（以下ＰＣ）に対し、表１および表２に示す配合割合にて、グリセリンモノエステル化合物とペンタエリスリトールフルエステル化合物をタンブラーでドライ混合した後、神戸製鋼社製ＫＴＸ−３７ニ軸押出機を用いて、溶融温度２７０℃の条件下、ペレット化を行った。
グリセリンモノエステル化合物には、理研ビタミン社のグリセリンモノステアレート リケマールＳ−１００Ａ（以下ＧＭＳと略す）を用いた。
また、ペンタエリスリトールフルエステル化合物には、コグニス社のペンタエリスリトールテトラステアレート ロキシオールＶＰＧ８６１（以下ＰＥＴＳと略す）を使用した。

上記の方法で得られた各種ポリカーボネート樹脂組成物の性能を表１および表２に示す。なお、採用した各種試験法および評価方法は以下のとおりである。

＜離型性＞
射出成形機、ＦＡＮＵＣ・ＡＵＴＯＳＨＯＴＯ ＭＯＤＥＬ・３００Ｄを用いて幅２００×長さ２５０×深さ４０ｍｍ、厚さ２．５ｍｍの箱状成形品（抜き購買：２°）を溶融温度／金型温度：３００℃／６０℃の条件下にて成形し、離型時エジェクターにかかる負荷を電圧として記録し、得られた電圧値を力（Ｋｇ・ｆ）に変換して離型抵抗を求めた。
なお、離型抵抗は６００Ｋｇ・ｆ以下を合格とした。

＜金型汚染性とストレスクラック性＞
・金型汚染性
上記離型性試験と同様の成形条件にて３００ショットの連続成形を行い、金型のパーティング部に設けたエアーベントに蓄積されるデポジットの量を目視にて観察した。
・ストレスクラック性
上記成形加工にて得られた３００ショット目の成形品を用い、その端面部分のクラックの有無を目視にて観察した。

＜アイゾット衝撃強度＞
日本製鋼社製のＪ１００ＳＡ２射出成形機を使用し、溶融温度：３００℃の条件下衝撃試験用試験片を作成し、室温（２３℃）にてＡＳＴＭ Ｄ２５６法により、ノッチ付きアイゾット衝撃強度を測定した。単位は、Ｋｇ−ｃｍ/ｃｍ。値が５０以上を合格とした。

表１ 配合割合と評価結果

表２ 配合割合と評価結果

実施例１〜４に示すように、本発明の必須成分および各配合成分の配合量の規定値範囲を満足するものについては、離型性、加水分解性の規格を満たしていた。
一方、比較例１〜４に示すように、本発明の必須成分および各配合成分の配合量の規定値範囲を満足しないものについては、それぞれ欠点を有していた。
比較例１では、ＰＥＴＳの配合量が規定範囲の下限よりさらに少ないため、離型性が規格を満足しなかった。
比較例２では、逆にＰＥＴＳの配合量が規定範囲の上限を越えるため、耐衝撃性が規格を大幅に下回った。
比較例３では、ＧＭＳの配合量が規定範囲の下限よりさらに少ないため、離型性が規格を満足しなかった。
比較例４では、ＧＭＳの配合量が規定範囲の上限を超えるため、ストレスクラック性、金型汚染性、耐衝撃性等性能が不合格であった。

Claims (4)

1. ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部あたり、グリセリンモノエステル（Ｂ）０．００５〜１重量部、ペンタエリスルトールと炭素数が１２〜３０である飽和または不飽和脂肪酸とのフルエステル（Ｃ）０．０１〜２重量部からなることを特徴とするポリカーボネート樹脂組成物。
2. グリセリンモノエステル（Ｂ）およびペンタエリスルトールと炭素数が１２〜３０である飽和または不飽和脂肪酸とのフルエステル（Ｃ）の配合量が、ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部あたり、（Ｂ）が０．０１〜０．０６重量部、（Ｃ）が０．２〜０．６重量部である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. グリセリンモノエステル（Ｂ）が、グリセリンモノステアレートである請求項１記載のポリカーボネート樹脂組成物。
4. ペンタエリスルトールと炭素数が１２〜３０である飽和または不飽和脂肪酸とのフルエステル（Ｃ）が、ペンタエリスルトールテトラステアレートである請求項１記載のポリカーボネート樹脂組成物。