JP2006002044A - ポリカーボネート樹脂組成物及びその成形品 - Google Patents

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Abstract

【課題】 ウエルド強度に優れたポリカーボネート樹脂組成物を提供する。
【解決手段】 (a)芳香族ポリカーボネート樹脂60〜95重量部、(b)ゴムの存在下少なくともスチレン系単量体と(メタ)アクリロニトリル系単量体とを重合してなるスチレン/(メタ)アクリロニトリル系共重合体5〜40重量部の合計100重量部に対し、(c)燐系難燃剤0〜40重量部、(d)ポリフルオロエチレン0〜5重量部及び(e)無機充填材0〜50重量部を配合してなるポリカーボネート樹脂組成物において、組成物中に分散するゴム粒子の、電子顕微鏡写真を画像処理して測定される、平均占有面積Sgが次式(1)を満たすことを特徴とするポリカーボネート樹脂組成物及びその成形品。
Sg ≧ 0.2 μm (1)
【選択図】 なし。

Description

本発明は、ポリカーボネート樹脂組成物に関し、詳しくは、ウエルド強度の改善されたポリカーボネート樹脂組成物及びその成形品に関する。
従来、ポリカーボネート樹脂は、優れた機械的性質を有しており、自動車分野、OA機器分野、電気・電子分野等の原材料として、工業的に広く利用されているが、溶融粘度が高く流動性が悪いことや、衝撃強度の厚み依存性が大きいこと等の欠点があった。流動性を確保するには、分子量が低いポリカーボネートを用いる方法や各種流動性改質剤を配合する方法等が挙げられるが、いずれも流動性の改良効果は認められるものの、ポリカーボネート本来の衝撃強度を犠牲にすること、耐薬品性が低下すること等の不具合があった。そこで、例えば、ABS樹脂(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体)等のスチレン系樹脂を配合して、これらの不具合を改良している。
ポリカーボネートとスチレン系樹脂からなる熱可塑性樹脂組成物は、近年、自動車分野、OA機器分野等の大型成形品、携帯端末等の小型成形品に使用されている。これらの製品は、軽量化、高機能化等を目的として年々薄肉化されており、製品を得ることが困難になっているため、樹脂では良流動のものが、また設計では多点ゲートが好んで用いられている。特に多点ゲートにて成形品を得ようとした場合、成形品には、成形時に溶融樹脂が合流する部分、即ちウエルドが形成されるが、ポリカーボネートとスチレン系樹脂からなる熱可塑性樹脂組成物は、ウエルド部における強度(「ウエルド強度」と略記することもある。)、特に滞留時のウエルド強度が著しく劣るといった問題点を有している。
ポリカーボネート及びABS樹脂を含む樹脂組成物の成形品におけるウエルド強度を改善することを目的として、特許文献1には、特定の末端基を有するポリカーボネートを用いる方法が開示されているが、ABS樹脂のゴム粒子径についての記載がなかった。さらに、上記特定の末端基を有するポリカーボネート及びABS樹脂を含む樹脂組成物であっても、ウエルド強度が全く改善できない場合があった。
特許文献2には、ウエルド強度、リブ強度及び転写性に優れたポリカーボネートとスチレン系樹脂からなる熱可塑性樹脂組成物として、特定の粘弾性を有するポリカーボネートを用いる方法が開示されているが、特許文献1と同様、ABS樹脂のゴム粒子径についての記載がなかった。
なお、特許文献3には、ゴム強化ビニル系樹脂/PC/鱗片状充填剤を配合した組成物に使用されるゴム強化ビニル系樹脂として、重量平均粒子径0.1μm以上〜0.3μm未満の小粒径ゴム及び重量平均粒子径0.3μm以上〜2μm以下の大粒子径ゴムの組み合わせが有用である旨記載されているが、特許文献3では、平均粒子径の測定法が全く記載されていないばかりでなく、粒子径を重量平均で規定しているが、その定義については全く触れていない。従って、特許文献3記載の発明では如何なる粒子径のゴムの使用を提案しているのか全く不明である。
特公平7−98892号公報 特開2003−20395号公報 特許第3384902号公報
本発明の目的は、ウエルド強度に優れたポリカーボネート樹脂組成物及びその成形品を提供することにある。
本発明は上述の問題を解決するためになされたものであり、その要旨は、(a)芳香族ポリカーボネート樹脂60〜95重量部、(b)ゴムの存在下少なくともスチレン系単量体と(メタ)アクリロニトリル系単量体とを重合してなるスチレン/(メタ)アクリロニトリル系共重合体5〜40重量部の合計100重量部に対し、(c)燐系難燃剤0〜40重量部、(d)ポリフルオロエチレン0〜5重量部及び(e)無機充填材0〜50重量部を配合してなるポリカーボネート樹脂組成物において、組成物中に分散するゴム粒子の、電子顕微鏡写真を画像処理して測定される、平均占有面積Sgが次式(1)を満たすことを特徴とするポリカーボネート樹脂組成物及びその成形品である。
Sg ≧ 0.2 μm (1)
以下、本発明を詳細に説明する。
(a)芳香族ポリカーボネート樹脂
本発明における(a)芳香族ポリカーボネート樹脂としては、芳香族ジヒドロキシ化合物又はこれと少量のポリヒドロキシ化合物を、ホスゲン又は炭酸ジエステルと反応させることによって得られる、分岐していてもよい熱可塑性重合体又は共重合体が挙げられる。ポリカーボネート樹脂の製造方法は、特に限定されるものではなく、ホスゲン法(界面重合法)又は溶融法(エステル交換法)等の従来法によることができる。また、溶融法で製造され、末端基のOH基量を調整して製造されたポリカーボネート樹脂であってもよい。
芳香族ポリカーボネート樹脂の配合量は、(a)芳香族ポリカーボネート樹脂と(b)ゴムの存在下少なくともスチレン系単量体と(メタ)アクリロニトリル系単量体とを重合してなるスチレン/(メタ)アクリロニトリル系共重合体の合計100重量部に対し、60〜95重量部である。芳香族ポリカーボネート樹脂の配合量が95重量部を超えると流動性が低下しやすい。60重量部より少ないと耐熱性が低下しやすい。芳香族ポリカーボネート樹脂の配合量は、(a)芳香族ポリカーボネート樹脂と(b)ゴムの存在下少なくともスチレン系単量体と(メタ)アクリロニトリル系単量体とを重合してなるスチレン/(メタ)アクリロニトリル系共重合体の合計100重量部に対し、好ましくは65〜90重量部である。
芳香族ジヒドロキシ化合物としては、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)、テトラメチルビスフェノールA、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−p−ジイソプロピルベンゼン、ハイドロキノン、レゾルシノール、4,4−ジヒドロキシジフェニル等が挙げられ、好ましくはビスフェノールAが挙げられる。さらに、上記の芳香族ジヒドロキシ化合物として、スルホン酸テトラアルキルホスホニウムが1個以上結合した化合物を使用することができる。
分岐した芳香族ポリカーボネート樹脂を得るには、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、2,6−ジメチル−2,4,6−トリ(4−ヒドロキシフェニルヘプテン−3、1,3,5−トリ(4−ヒドロキシフェニル)ベンゼン、1,1,1−トリ(4−ヒドロキシフェニル)エタン等のポリヒドロキシ化合物、又は3,3−ビス(4−ヒドロキシアリール)オキシインドール(=イサチンビスフェノール)、5−クロルイサチン、5,7−ジクロルイサチン、5−ブロムイサチン等で前記芳香族ジヒドロキシ化合物の一部を置換すればよく、使用量は、該ジヒドロキシ化合物に対して、0.01〜10モル%であり、好ましくは0.1〜2モル%である。
分子量を調節するには、一価の芳香族ヒドロキシ化合物を用いればよい。一価の芳香族ヒドロキシ化合物としては、m−及びp−メチルフェノール、m−及びp−プロピルフェノール、p−tert−ブチルフェノール、p−長鎖アルキル置換フェノール等の芳香族モノヒドロキシ化合物等が挙げられる。
芳香族ポリカーボネート樹脂としては、好ましくは、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンから誘導されるポリカーボネート樹脂、又は、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンと他の芳香族ジヒドロキシ化合物とから誘導されるポリカーボネート共重合体が挙げられる。シロキサン構造を有するポリマー又はオリゴマーを共重合させることができる。これらの芳香族ポリカーボネート樹脂は、2種以上を混合して用いてもよい。
芳香族ポリカーボネート樹脂の分子量は、溶媒としてメチレンクロライドを用い、温度25℃で測定された溶液粘度より換算した粘度平均分子量で、16,000〜30,000、好ましくは18,000〜28,000である。粘度平均分子量が上限を超えると流動性が、下限未達では耐衝撃性が不十分となる。
(b)スチレン/(メタ)アクリロニトリル系共重合体
本発明における(b)スチレン/(メタ)アクリロニトリル系共重合体は、ゴムの存在下少なくともスチレン系単量体と(メタ)アクリロニトリル系単量体とを重合し、必要であればさらにスチレン系単量体及び(メタ)アクリロニトリル系単量体と共重合可能な他の単量体も共に重合してなるスチレン/(メタ)アクリロニトリル系共重合体である。しかして、このスチレン/(メタ)アクリロニトリル系共重合体においては、上記2種以上の単量体が、全てゴムとグラフト重合しグラフト共重合体を形成しているものには限られない。むしろ、グラフト共重合体と共に、上記2種以上の単量体のみが相互に共重合した共重合体を多分に含有する混合物であるのが通常である。
本発明におけるスチレン/(メタ)アクリロニトリル系共重合体としては、構成するゴム及び単量体の種類により、例えば、ABS樹脂、AES樹脂、AAS樹脂等が挙げられる。また、これら共重合体の製造方法としては、乳化重合法、溶液重合法、懸濁重合法又は塊状重合法等の公知の方法が挙げられる。
スチレン/(メタ)アクリロニトリル系共重合体の配合量は、(a)芳香族ポリカーボネート樹脂と(b)ゴムの存在下少なくともスチレン系単量体と(メタ)アクリロニトリル系単量体とを重合してなるスチレン/(メタ)アクリロニトリル系共重合体の合計100重量部に対し、5〜40重量部である。スチレン/(メタ)アクリロニトリル系共重合体の配合量が40重量部を超えると耐熱性が低下しやすい。5重量部より少ないと流動性が低下しやすい。スチレン/(メタ)アクリロニトリル系共重合体の配合量は、(a)芳香族ポリカーボネート樹脂と(b)ゴムの存在下少なくともスチレン系単量体と(メタ)アクリロニトリル系単量体とを重合してなるスチレン/(メタ)アクリロニトリル系共重合体の合計100重量部に対し、好ましくは10〜35重量部である。
本発明におけるスチレン/(メタ)アクリロニトリル系共重合体は、単独でも使用できるが、ゴムの不存在下少なくともスチレン系単量体と(メタ)アクリロニトリル系単量体とを重合してなる共重合体、例えば、AS樹脂等と併用することができるし、また好ましい。特に、併用される共重合体においては、スチレン/(メタ)アクリロニトリル系共重合体との相溶性を考慮した場合、重合に使用する単量体は、同種でほぼ同組成のものを選択するのが望ましい。
スチレン系単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン等が挙げられ、好ましくはスチレンが挙げられる。(メタ)アクリロニトリル系単量体としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。
スチレン系単量体及び(メタ)アクリロニトリル系単量体と共重合可能な単量体としては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、マレイミド、N−フェニルマレイミド等が挙げられ、好ましくは、(メタ)アクリル酸アルキルエステルが挙げられる。
ゴムとしては、好ましくはガラス転移温度が10℃以下のゴムである。ゴムの具体例としては、ジエン系ゴム、アクリル系ゴム、エチレン/プロピレンゴム、シリコンゴム等が挙げられる。中でも、性能とコストのバランスの点で、好ましくは、ジエン系ゴム、アクリル系ゴム等が選択される。
ジエン系ゴムとしては、例えば、ポリブタジエン、ブタジエン/スチレン共重合体、ポリイソプレン、ブタジエン/(メタ)アクリル酸低級アルキルエステル共重合体、ブタジエン/スチレン/(メタ)アクリル酸低級アルキルエステル共重合体等が挙げられ、(メタ)アクリル酸低級アルキルエステルとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等が挙げられる。ブタジエン/(メタ)アクリル酸低級アルキルエステル共重合体又はブタジエン/スチレン/(メタ)アクリル酸低級アルキルエステル共重合体における(メタ)アクリル酸低級アルキルエステルの割合は、ゴム重量の30重量%以下であることが好ましい。
アクリル系ゴムとしては、例えば、アクリル酸アルキルゴムが挙げられ、アルキル基の炭素数は好ましくは1〜8である。アクリル酸アルキルゴムの具体例としては、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸エチルヘキシル等が挙げられる。アクリル酸アルキルゴムには、任意に、架橋性のエチレン性不飽和単量体が用いられていてもよく、架橋剤としては、例えば、アルキレンジオール、ジ(メタ)アクリレート、ポリエステルジ(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン、シアヌル酸トリアリル、(メタ)アクリル酸アリル、ブタジエン、イソプレン等が挙げられる。アクリル系ゴムとしては、更に、コアとして架橋ジエン系ゴムを有するコア−シェル型重合体が挙げられる。
(c)燐系難燃剤
本発明における(c)燐系難燃剤としては、分子中にリンを含む化合物であり、好ましくは、下記の一般式(1)又は(2)で表される燐系化合物が挙げられる。
(式中、R、R及びRは、それぞれ、炭素数1〜6のアルキル基又はアルキル基で置換されていてもよい炭素数6〜20のアリール基を示し、h、i及びjは、それぞれ0又は1を示す。)
上記一般式(1)で表される燐系化合物は、公知の方法で、オキシ塩化燐等から製造することができる。一般式(1)で表される燐系化合物の具体例としては、燐酸トリフェニル、燐酸トリクレジル、燐酸ジフェニル2エチルクレジル、燐酸トリ(イソプロピルフェニル)、メチルホスホン酸ジフェニルエステル、フェニルホスホン酸ジエチルエステル、燐酸ジフェニルクレジル、燐酸トリブチル等が挙げられる。
(式中、R、R、R及びRは、それぞれ、炭素数1〜6のアルキル基又はアルキル基で置換されていてもよい炭素数6〜20のアリール基を示し、p、q、r及びsは、それぞれ0又は1であり、tは、1〜5の整数であり、Xは、アリーレン基を示す。)
上記一般式(2)で表される燐系化合物は、tが1〜5の縮合燐酸エステルであり、tが異なる縮合燐酸エステルの混合物については、tはそれらの混合物の平均値となる。Xは、アリーレン基を示し、例えばレゾルシノール、ハイドロキノン、ビスフェノールA等のジヒドロキシ化合物から誘導される2価の基である。一般式(2)で表される燐系化合物の具体例としては、ジヒドロキシ化合物がレゾルシノールを使用した場合は、フェニルレゾルシン・ポリホスフェート、クレジル・レゾルシン・ポリホスフェート、フェニル・クレジル・レゾルシン・ポリホスフェート、キシリル・レゾルシン・ポリホスフェート、フェニル−p−t−ブチルフェニル・レゾルシン・ポリホスフェート、フェニル・イソプロピルフェニル・レゾルシンポリホスフェート、クレジル・キシリル・レゾルシン・ポリホスフェート、フェニル・イソプロピルフェニル・ジイソプロピルフェニル・レゾルシンポリホスフェート等が挙げられる。
本発明における(c)燐系難燃剤は、ホスファゼン化合物であってもよい。そのような化合物としては、環状フェノキシホスファゼン化合物、鎖状フェノキシホスファゼン化合物及び架橋フェノキシホスファゼン化合物から選ばれた少なくとも1種である。
燐系難燃剤の配合量は、(a)芳香族ポリカーボネート樹脂と(b)ゴムの存在下少なくともスチレン系単量体と(メタ)アクリロニトリル系単量体とを重合してなるスチレン/(メタ)アクリロニトリル系共重合体の合計100重量部に対し、0〜40重量部である。燐系難燃剤の配合量が40重量部を超えると機械的物性が低下しやすい。燐系難燃剤の配合量は、(a)芳香族ポリカーボネート樹脂と(b)ゴムの存在下少なくともスチレン系単量体と(メタ)アクリロニトリル系単量体とを重合してなるスチレン/(メタ)アクリロニトリル系共重合体の合計100重量部に対し、好ましくは3〜30重量部、さらに好ましくは5〜25重量部である。
(d)ポリフルオロエチレン
本発明における(d)ポリフルオロエチレンとしては、例えばフィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレンが挙げられ、重合体中に容易に分散し、且つ重合体同士を結合して繊維状材料を作る傾向を示すものである。フィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレンはASTM規格でタイプ3に分類される。フィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレンとしては、例えば三井・デュポンフロロケミカル(株)より、テフロン6J又はテフロン30Jとして、又はダイキン工業(株)よりポリフロンとして市販されている。
ポリフルオロエチレンの配合量は、(a)芳香族ポリカーボネート樹脂と(b)ゴムの存在下少なくともスチレン系単量体と(メタ)アクリロニトリル系単量体とを重合してなるスチレン/(メタ)アクリロニトリル系共重合体の合計100重量部に対し、0〜5重量部である。ポリフルオロエチレンの配合量が5重量部を超えると成形品外観の低下が起こり好ましくない。ポリフルオロエチレンの配合量は、(a)芳香族ポリカーボネート樹脂と(b)ゴムの存在下少なくともスチレン系単量体と(メタ)アクリロニトリル系単量体とを重合してなるスチレン/(メタ)アクリロニトリル系共重合体の合計100重量部に対し、好ましくは、0.02〜4重量部、さらに好ましくは0.03〜3重量部である。
(e)無機充填材
本発明における(e)無機充填材としては、特に限定されず、慣用の全ての無機充填材を挙げることができる。具体的には、例えばガラス繊維、ガラスフレーク、ガラスビーズ、ミルドガラス、中空ガラス、タルク、クレー、マイカ、炭素繊維、ウォラストナイト、チタン酸カリウムウィスカー、酸化チタンウィスカー、酸化亜鉛ウィスカー等が挙げられ、外観の観点からミルドガラス、タルク、クレー、ウォラストナイト等が好ましく用いられ、中でもレーザー回折法で測定した数平均粒子径が9.0μm以下で、且つ、タルク中のFe成分及びAl成分の含有量がそれぞれFe、Alとして0.5重量%以下である、表面処理されていないタルクが、さらに好ましく用いられる。
無機充填材の配合量は、(a)芳香族ポリカーボネート樹脂と(b)ゴムの存在下少なくともスチレン系単量体と(メタ)アクリロニトリル系単量体とを重合してなるスチレン/(メタ)アクリロニトリル系共重合体の合計100重量部に対し、0〜50重量部である。無機充填材の配合量が50重量部を超えると成形品外観、衝撃強度の低下が起こり好ましくない。無機充填材の配合量は、(a)芳香族ポリカーボネート樹脂と(b)ゴムの存在下少なくともスチレン系単量体と(メタ)アクリロニトリル系単量体とを重合してなるスチレン/(メタ)アクリロニトリル系共重合体の合計100重量部に対し、好ましくは、1〜40重量部、さらに好ましくは3〜30重量部である。
組成物中に分散するゴム粒子の、電子顕微鏡写真を画像処理して測定される、平均占有面積Sg
本発明組成物又はその成形品は、通常、(a)成分−芳香族ポリカーボネート樹脂−からなる連続相(本明細書においては、「マトリックス」という。)中に、(b)成分−ゴムの存在下少なくともスチレン系単量体と(メタ)アクリロニトリル系単量体とを重合してなるスチレン/(メタ)アクリロニトリル系共重合体−又は(b)成分及びゴムの不存在下少なくともスチレン系単量体と(メタ)アクリロニトリル系単量体とを重合してなるスチレン/(メタ)アクリロニトリル系共重合体の混合物からなる多数の不連続相(本明細書においては、「ドメイン」という。)が分散された、モルフォロジーを示す。この状態は、四酸化オスミウム及び四酸化ルテニウムによる2段染色のような、適切な染色技術を適用すれば、電子顕微鏡によって、容易に確認することができる。
すなわち、2段染色後の透過型電子顕微鏡観察においては、添付の図1又は図3に示されるように、(A)灰色のマトリックス、(B)明色のドメイン及び(C)該明色のドメイン内部の暗色の不連続相に3分して認識される。これらのうち(C)暗色の不連続相は、上記両単量体がグラフト重合した又はしていないゴムの、四酸化オスミウムによる染色物である。
しかして、本発明者らは、組成物のこのようなモルフォロジー、特に(C)暗色の不連続相(ゴム粒子)の平均占有面積と、ウエルド強度との相関について検討した結果、一定の結論に到達したものである。すなわち、このようにして染色されたゴム粒子の顕微鏡写真を画像処理して測定される、平均占有面積Sgが0.2μm2 以上であることが必要である。好ましくは、0.25μm2 以上、更に好ましくは0.3μm2 以上、特に好ましくは0.35μm2 以上である。
本発明において、組成物中に分散するゴム粒子の、電子顕微鏡写真を画像処理して平均占有面積Sgを測定する手順は、概略、以下のとおりである。
1)電子顕微鏡写真(アナログ情報)をデジタル化し、モノクロ画像情報とする。
2)このモノクロ画像情報から、特定の情報のみを取り出して、計測用画像情報とする。
取り出すべき特定の情報は、個別のゴム粒子の占有面積を計測することのできる、粒子の輪郭線の形状及び寸法に関する情報である。
3)計測用画像情報から、個別のゴム粒子の占有面積を計測し、その数平均である平均占有面積(Sg)を算出する。
なお、上記1)〜3)の測定手順においては、ウエルド強度との相関を考慮し、下記の必要な整理4)、5)が行われる。
4)(C)の内部に存在する(B)明色のドメインの面積もゴム粒子の占有面積に含める。
5)計測された占有面積が0.01μm以下の粒子は、数平均値の算出から除外する。
ポリカーボネート樹脂組成物の製造方法
本発明のポリカーボネート樹脂組成物の製造方法としては、組成物中に分散するゴム粒子の、電子顕微鏡写真を画像処理して測定される、平均占有面積Sgが所定の要件を充足すれば、特に制限はなく、例えば、芳香族ポリカーボネート樹脂、スチレン/(メタ)アクリロニトリル系共重合体、燐系難燃剤、ポリテトラフルオロエチレンを一括溶融混練する方法、芳香族ポリカーボネート樹脂、スチレン/(メタ)アクリロニトリル系共重合体及びポリテトラフルオロエチレンをあらかじめ混練し、難燃剤を押出機の途中から供給し、混練する方法等が挙げられる。
(a)芳香族ポリカーボネート樹脂に配合する、(b)スチレン/(メタ)アクリロニトリル系共重合体の種類や製造方法によっても、平均占有面積Sgを調節することができ、例えば、乳化重合によって得られる(b)スチレン/(メタ)アクリロニトリル系共重合体よりは、塊状重合によって得られたものの方が、大きな平均占有面積Sgを与えるには好都合である。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物には、必要に応じて、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の安定剤、顔料、染料、滑剤、離型剤、可塑剤、帯電防止剤、摺動性改良剤、エラストマー、相溶化剤、その他の難燃剤等の添加剤を添加配合することができる。これらの添加方法は、それらの特性を生かす従来公知の方法で適宜添加することができる。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物においては、芳香族ポリカーボネート樹脂及びスチレン/(メタ)アクリロニトリル系共重合体以外に、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートのようなポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリオレフィン樹脂等の熱可塑性樹脂を配合することができる。芳香族ポリカーボネート樹脂及びスチレン/(メタ)アクリロニトリル系共重合体以外の熱可塑性樹脂の配合量は、好ましくは熱可塑性樹脂組成物の40重量%以下、より好ましくは30重量%以下である。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、好ましくは非ハロゲンのポリカーボネート樹脂組成物であり、本発明の組成物において配合される成分は、それぞれ非ハロゲンであること又はハロゲン含有量が少ないことが、成形機や金型の腐食あるいは環境問題等の点より、好ましい。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物の成形加工方法は、特に限定されるものではなく、熱可塑性樹脂について一般に用いられている成形法、すなわち射出成形、中空成形、押出成形、プレス成形、シート成形、熱成形、回転成形、積層成形等の成形法が適用でき、中でも射出成形が好ましく用いられる。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、ウエルド強度に優れており、電気電子機器や精密機械分野における大型成形品や薄肉成形品として有用である。
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
実施例及び比較例においては次に記載の原材料を用いた。
(1)ポリカーボネート樹脂: ポリ−4,4−イソプロピリデンジフェニルカーボネート、ユーピロンS−2000、三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製、粘度平均分子量25000。(以下、「PC−1」と称することがある。)
(2)ポリカーボネート樹脂: ポリ−4,4−イソプロピリデンジフェニルカーボネート、ユーピロンH−3000、三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製、粘度平均分子量18000。(以下、「PC−2」と称することがある。)
(3)ABS樹脂−1: 塊状重合ABS樹脂、ゴム種ポリブタジエン、日本A&L(株)製 サンタックLT−20
(4)ABS樹脂−2: 塊状重合ABS樹脂、ゴム種ポリブタジエン、日本A&L(株)製 サンタックUT−61
(5)ABS樹脂−3: 乳化重合ABS樹脂、ゴム種ポリブタジエン、テクノポリマー(株)製 DP−611
(6)AS樹脂−1: AS樹脂、テクノポリマー(株)製 SAN−C
(7)難燃剤: 下記式(12)(式中、t=1.08)で示される縮合燐酸エステル、旭電化工業(株)製 FP−700。
(8)ポリテトラフルオロエチレン(PTFE): ダイキン(株)製 ポリフロンF−201L
(9)無機充填材: タルク、数平均粒子径4.9μm、表面処理なし、林化成(株)製 ミクロンホワイト5000S
なお、試験片の物性評価は次に記載のように行った。
(10)引張強度: ISO 527−1及び2に従い、厚さ4mmの1A形試験片を用い、試験速度50mm/minで、引張試験を行った。なお、ウエルドを有する試験片の成形に際しては、試験片の長手方向、表面中央線上に2点のゲートを有する金型(ゲート間距離170mm)を使用し、中央部にウエルドを形成させ、ウエルド無しのときと同じ条件で引張試験を行った。
測定結果は、試験片の種類に従って、引張強度、ウエルド引張強度及びウエルド引張強度滞留時として表示した。また、ウエルド強度評価の目的で、ウエルド引張強度及びウエルド引張強度滞留時については、引張強度に対する百分率を算出し、各保持率として表示した。
(11)透過型電子顕微鏡観察:
[超薄切片]
試料ペレットから、そのストランド方向中央部において、該方向に直交する面が端面として現れるように、切片を切り出した。この切片の該端面より、試料冷却装置(クライオユニット)を備えたウルトラミクロトーム(LEICA社、ULTRACUT UCT)でダイヤモンドナイフを用いて削り、超薄切片を作成した。設定した切削条件は、試料室温度−100℃で、超薄切片厚さ100nmである。
[2段染色]
超薄切片を銅製のグリッド上に積載した後、四酸化オスミウムと四酸化ルテニウムで2段染色した。この染色により、添付の図1又は図3に示すように、ポリカーボネートは灰色のマトリックス(A)として、スチレン/(メタ)アクリロニトリル系共重合体は明色のドメイン(B)として、また、ブタジエンゴムは該明色のドメイン内の暗色の不連続相(C)として観察されるようになる。
[電子顕微鏡写真撮影]
染色された超薄切片を、透過型電子顕微鏡(日本電子1200EXII型)で加速電圧100KV、倍率設定5000倍で観察した。観察時に写真撮影を行い、富士写真フィルム社製電子顕微鏡用フィルムFG(寸法:5.9×8.2cm)に画像を記録した。記録された画像の範囲は概ね11×15μmである。
[画像処理]
写真撮影によりネガフィルム上に記録された画像を、フィルムスキャナー(コニカミノルタフォトイメージング社製:Dimage Scan Multi F−3000型)でデジタル化した。デジタル化は564dpiで行い、概ね1240×1800ピクセルのモノクロ画像ファイルが得られた。
得られたモノクロ画像ファイルを、Adobe社製PhotoShop Ver.7を用いて処理し、ゴム粒子を抽出し2値化した、計測用画像(添付の図2又は図4参照)を作成した。このゴム粒子の抽出及び2値化の基準は、(1)上記2段染色の結果(C)暗色の不連続相として観察されたものを「ゴム粒子」として抽出する。その際、(C)の内部に存在する(B)明色のドメインも「ゴム粒子」の占有面積に含める。(2)2値化の閾値は、「ゴム粒子」の暗色のみが選択され、それより明るい(A)灰色のマトリックス及び(B)明色のドメインは選択されないように、適切な明度の値に設定した。
上記計測用画像から、MediaCybernetics社製ImagePro Plus ver4.0を用いて、ゴム粒子の占有面積を計測した。計測に当たり、画面上の長さは、各画像に撮影時に記録されているスケールに基づいて較正した。このようにして計測されたゴム粒子の占有面積及び個数を合計し、占有面積の数平均値を算出して、平均占有面積とした。その際、計測された占有面積が0.01μm以下の粒子は、数平均値の算出から除外した。
〔実施例1〜4、比較例1〜4〕
難燃剤を除く各成分を、表−1に示した割合(重量比)で配合し、タンブラーにて20分混合後、スクリュー径32mm、L/D=42の二軸押出機(日本製鋼所製、TEX−30HSST)にて、バレル設定温度250℃、スクリュー設定回転数250rpm、設定押出量20Kg/hrで混練した。難燃剤を添加する場合は、表−1に示した割合(重量比)で二軸押出機の途中から液体注入した。
押し出されたストランドを切断して得られたペレットを、80℃で5時間乾燥した後、射出成形機(住友重機械工業社製、SG−75)にて、シリンダー温度250℃、金型温度70℃、成形サイクル60秒で、ウエルド無し及び有りの1A形試験片を成形し、それぞれ、引張強度及びウエルド引張強度の評価を行った。同様に、得られたペレットを80℃で5時間乾燥した後、射出成形機(住友重機械工業社製、SG−75)にて、シリンダー温度300℃、金型温度70℃、成形サイクル180秒で、ウエルド有りの1A形試験片を成形し、ウエルド引張強度滞留時の評価を行った。
各実施例及び比較例の評価結果を表−1に示す。
以上の結果から、透過型電子顕微鏡観察により、組成物中に分散するゴム粒子の、電子顕微鏡写真を画像処理して測定される、平均占有面積Sgが次式(1)を満たすものは、ウエルド強度保持率が高い値を示した。
Sg ≧ 0.2 μm (1)
それに対して、各成分の配合割合はいずれも請求項記載の範囲に含まれる組成物であっても、この平均占有面積Sgが0.2μmより小さく、式(1)を満たさないものは、ウエルド強度保持率が低い値を示す。従って、配合割合が請求項を満足し、さらに平均占有面積Sgが、請求項を満たして初めてウエルド特性に優れた製品となりうる。
実施例2、3で得られたペレットを用いて、外寸150mm×150mm×20mm、肉厚2mmの箱形を、φ1.5mmの4点ピンゲートを有する金型(ゲート位置の座標は、150mm×150mm面上の、25mm,75mm;75mm,25mm;75mm,125mm;125mm,75mm)にて成形した。いずれも、ウエルドを含む外観、反り、剛性に問題はなかった。
実施例1の超薄切片表面の電子顕微鏡写真。 図1から作成した計測用画像。 比較例1の超薄切片表面の電子顕微鏡写真。 図3から作成した計測用画像。

Claims (5)

  1. (a)芳香族ポリカーボネート樹脂60〜95重量部、(b)ゴムの存在下少なくともスチレン系単量体と(メタ)アクリロニトリル系単量体とを重合してなるスチレン/(メタ)アクリロニトリル系共重合体5〜40重量部の合計100重量部に対し、(c)燐系難燃剤0〜40重量部、(d)ポリフルオロエチレン0〜5重量部及び(e)無機充填材0〜50重量部を配合してなるポリカーボネート樹脂組成物において、組成物中に分散するゴム粒子の、電子顕微鏡写真を画像処理して測定される、平均占有面積Sgが次式(1)を満たすことを特徴とするポリカーボネート樹脂組成物。
    Sg ≧ 0.2 μm (1)
  2. 芳香族ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量が16,000〜30,000であることを特徴とする請求項1に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
  3. 燐系難燃剤が、下記の一般式(1)又は(2)で表される燐系化合物であることを特徴とする請求項1ないし2のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
    (式中、R、R及びRは、それぞれ、炭素数1〜6のアルキル基又はアルキル基で置換されていてもよい炭素数6〜20のアリール基を示し、h、i及びjは、それぞれ0又は1を示す。)
    (式中、R、R、R及びRは、それぞれ、炭素数1〜6のアルキル基又はアルキル基で置換されていてもよい炭素数6〜20のアリール基を示し、p、q、r及びsは、それぞれ0又は1であり、tは、1から5の整数であり、Xは、アリーレン基を示す。)
  4. 請求項1ないし3のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物を射出成形して得られる成形品。
  5. 多点ゲートにて射出成形されることを特徴とする請求項4に記載の成形品。
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