JP2008115250A - 帯電防止性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重量部あたりジグリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）０．１〜５重量部および環状亜りん酸エステル系酸化防止剤（Ｃ）０．００５〜１重量部を配合してなることを特徴とする帯電防止性ポリカーボネート樹脂組成物およびそれからなる成形品に関する。
【効果】本発明の帯電防止性ポリカーボネート樹脂組成物は帯電防止性のみならず透明性および外観性に優れており、透明で、且つ埃の付着が敬遠される用途、例えば光源周辺部材や中身の確認できる成形品などに好適に用いられる。
【選択図】なし

Description

本発明は、熱安定性及び透明性に優れた帯電防止性ポリカーボネート樹脂組成物に関するものである。

ポリカーボネート樹脂は、耐衝撃性、耐熱性、透明性に優れており、電気／電子、光学、建材、医療、食品、車両等の分野において幅広く使用されている。しかしながら、ポリカーボネート樹脂から得られた製品は静電気を帯び易く、静電気に伴う障害として、包装材料や成形品への埃の付着、成形時や使用時の電撃、ＯＡ機器の誤作動などの問題があり、従来より様々な帯電防止剤の付与が検討されてきた。
また、光ディスクのカートリッジ等の事務機器外装部品では、帯電防止性能と同時に内部の様子が十分に視認できるよう透明性も併せて求められていた。

ポリカーボネート樹脂に帯電防止性能を付与するために帯電防止剤として、脂肪酸モノグリセリドを帯電防止剤として配合することが行われている。しかしながら、この組成物は帯電防止性能、透明性、熱安定性のすべてを充分に満足しうるものではなかった(特許文献１ 特公昭５５−４１４１)。また、ポリカーボネート樹脂にジグリセリン脂肪酸エステルとりん系酸化防止剤を配合することが行われている。この組成物は良好な帯電防止性能、透明性をある程度満足するものの、熱安定性に劣るという問題があった（特許文献２ 特開平２−１９６８５２）。
特公昭５５−４１４１号 特開平２−１９６８５２号

本発明は熱安定性および透明性に優れた帯電防止性ポリカーボネート樹脂組成物を提供することを目的とする。

本発明者は、前述の問題点に鑑み鋭意研究した結果、ポリカーボネート樹脂に対し帯電防止剤としてジグリセリン脂肪酸エステルと特定の環状亜りん酸エステル系酸化防止剤とを併用することにより、熱安定性および透明性に優れた帯電防止性ポリカーボネート樹脂組成物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部あたりジグリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）０．１〜５重量部および環状亜りん酸エステル系酸化防止剤（Ｃ）０．００５〜１重量部を配合してなることを特徴とする帯電防止性ポリカーボネート樹脂組成物およびそれからなる成形品に関する。

本発明の帯電防止性ポリカーボネート樹脂組成物は帯電防止性のみならず透明性および外観性に優れており、透明で、且つ埃の付着が敬遠される用途、例えば光源周辺部材や中身の確認できる成形品などに好適に用いられる。

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）から製造された芳香族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。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］−プロパン等が挙げられる。

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。

本発明で使用されるジグリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）は、グリセリンを重合したジグリセリンと脂肪酸とのエステル化により得ることができる。

ジグリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）としては、炭素数１２〜１８の脂肪酸とジグリセリンのエステル化合物が好適に使用される。
炭素数１２未満の脂肪酸では、帯電防止性能の持続性が劣り、炭素数が１８を超えると帯電防止性が劣るので好ましくない。

炭素数１２〜１８の脂肪酸としては、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸等が挙げられる

ジグリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）の具体例としては、ジグリセリンモノラウレート、ジグリセリンモノミリステート、ジグリセリンモノステアレートなどが挙げられるが、好適にはジグリセリンモノラウレートが用いられ、理研ビタミン社製 ポエムＤＬ−１００として、容易に入手可能である

本発明のジグリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）の配合量は、ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部あたり、０．１〜５重量部である。配合量が０．１重量部未満では帯電防止性に劣り、また５重量部を超えると透明性及び外観が低下するので好ましくない。より好ましくは、０．５〜３重量部の範囲である。

本発明にて使用される環状亜リン酸エステル系酸化防止剤（Ｃ）としては、フェノール類又はビスフェノール類と三ハロゲン化リンとアミン化合物とを反応させることにより製造されるものが挙げられる。反応方法としては通常、先ずフェノール類又はビスフェノール類と三ハロゲン化リンとを反応させ中間体を生成し、次いでアミン化合物を反応させるという二段反応法が採用される。反応は通常、有機溶剤中で０〜２００℃の環境下で行われる。環状亜リン酸エステル系酸化防止剤（Ｃ）のうち、特に２，４，８，１０−テトラ−ｔ−ブチル−６−［３−（３−メチル−４ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）プロポキシ］ジベンゾ［ｄ，ｆ］［１，３，２］ジオキサホスフェピンが好適であり、市販品として入手可能で住友化学社製スミライザーＧＰが挙げられる。

環状亜リン酸エステル系酸化防止剤（Ｃ）の配合量としては、透明な熱可塑性樹脂（Ａ）１００重量部あたり０．００５〜１重量部である。配合量が０．００５重量部未満では熱安定性が劣るので好ましくない。また１重量部を超えると光線透過率が低下するので好ましくない。この配合量は、好ましくは、０．０１〜０．５重量部、より好ましくは０．０２〜１重量部の範囲である。

本発明の帯電防止剤（Ｂ）は、他の帯電防止剤と併用することができる。併用することができる他の帯電防止剤としては、広く公知のものを使用することができ、例えば、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アンモニウム塩、他のホスホニウム塩等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

ポリカーボネート樹脂（Ａ）、帯電防止剤（Ｂ）および環状亜りん系エステル系酸化防止剤（Ｃ）の混合方法ならびに混合順序には特に制限はなく、公知の混合機、例えば、タンブラー、リボンブレンダー、高速ミキサー等により混合し、その後一軸もしくは二軸押出機により溶融混練して行うことができる。

さらに、必要に応じて本発明の効果を損なわない範囲で、公知の添加剤、例えば、熱安定剤、離型剤、紫外線吸収剤、難燃剤、染顔料等の添加剤を配合しても良い。

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」は断りの無い限り、重量基準に基づく。

表１および２に示す配合成分、配合量に基づき、タンブラーを用いて各種配合成分を混合し二軸押出機（日本製鋼所製ＴＥＸ−３０α）を用いて、シリンダー温度２５０℃にて溶融混練し、各種ペレットを得た。

使用した配合成分は、それぞれ次のとおりである。
１．ポリカーボネート樹脂：
住友ダウ社製カリバー２００−５（粘度平均分子量：２５０００）
以下「ＰＣ」と略記する。）
２．帯電防止剤：
理研ビタミン社製 ポエムＤＬ−１００
ジグリセリンモノラウレート
（以下、帯電防止剤と略記）
３．酸化防止剤：
住友化学社製スミライザーＧＰ
２，４，８，１０−テトラ−ｔ−ブチル−６−［３−（３−メチル−４ヒドロキシ−
５−ｔ−ブチルフェニル）プロポキシ］ジベンゾ［ｄ，ｆ］［１，３，２］ジオキサ ホスフェピン（環状亜りん酸エステル系酸化防止剤、以下「環状ＡＯ」と略記）

得られたペレットを用いて、射出成形機（日本製鋼所製Ｊ１００ＳＡＩＩ）を使用し、シリンダーの設定温度３００℃にて各種試験片を作成し、それぞれの試験に供した。

試験方法は以下のとおりである。
・メルトフローレート（ＭＦＲ）：
ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８に準じて測定した。３０ｇ／１０分以下を合格とした。
・半減期：
７０×４０×３ｍｍの平板を射出成形にて作成し、以下の条件にて測定を行った。
平板試験片を２３℃、５５％相対湿度の条件で２４時間状態調整した後、スタティッ
クオネストメーター（シシド静電気社製Ｈ−０１１０）を使用し、１０ｋＶの電圧を
印加し、帯電圧の半減期を測定した。半減期が３０秒以下を合格とした。
・表面抵抗率：
７０ｘ４０ｘ３ｍｍの平板を射出成形にて作成し、以下の条件にて測定を行った。
平板試験片を２３℃、５５％相対湿度の条件で２４時間状態調整した後、高抵抗率計
（三菱化学社製ハイレスターＵＰ ＭＣＰ−ＨＴ４５０）を使用し、測定電圧１０００Ｖ、サンプリング時間３０秒の条件で表面抵抗率を測定した。
表面抵抗率が１×１０^１４Ω/ｓｑ未満を合格とした。
・全光線透過率：
ＡＳＴＭ Ｄ１００３に準拠して測定した。８７％以上を合格とした。
・ΔＹＩ：
７０×４０×３ｍｍの平板を射出成形にて成形した後、設定温度３４０℃のシリンダ
ー内で３０分滞留させた後、さらに成形した。滞留前の成形品と滞留後の成形品のイ
エローネスインデックス（ＹＩ）をＡＳＴＭ Ｄ−１９２５に準拠して測定した。滞
留前のＹＩと滞留後のＹＩとの差をΔＹＩとし、２以下を合格とした。

試験の結果を表１および２に示す。

実施例１〜３に示すように、本発明の要件を具備したポリカーボネート樹脂組成物は、表面固有抵抗値をはじめとする必要な性能は全て要求されるレベルを満足している。

一方、本発明の要件を満たさない場合においては、いずれの場合も何らかの欠点を有していた。
比較例１は環状亜りん酸エステル系酸化防止剤が配合されないケースであり、この場合はΔＹＩに代表される耐熱性に劣る結果となった。
比較例２は環状亜りん酸エステル系酸化防止剤を本発明の要件である配合量範囲を超えて２部配合したケースであり、この場合は光線透過率、ΔＹＩ値及び光線透過率が要求レベルを満足しなかった。
比較例３は帯電防止剤を本発明の要件である配合量範囲よりも少ない０．０５部配合したケースであり、光線透過率、ＭＦＲ値、ΔＹＩ値は問題ないレベルであるが、表面抵抗率は要求レベルを満足しなかった。
比較例４は帯電防止剤を本発明の要件である配合量範囲を超えて６部配合したケースであり、表面抵抗率は問題ないレベルであるが、光線透過率、ＭＦＲ値およびΔＹＩ値が要求レベルを満足しなかった。

Claims (7)

1. ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部あたりジグリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）０．１〜５重量部および環状亜りん酸エステル系酸化防止剤（Ｃ）０．００５〜１重量部を配合してなることを特徴とする帯電防止性ポリカーボネート樹脂組成物。
2. ジグリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）が、炭素数１２〜１８の脂肪酸とジグリセリンのエステル化合物である請求項１に記載の帯電防止性ポリカーボネート樹脂組成物。
3. ジグリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）がジグリセリンモノラウレートであることを特徴とする請求項１記載の帯電防止性ポリカーボネート樹脂組成物。
4. ジグリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）の配合量が、ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部あたり０．５〜３重量部であることを特徴とする請求項１記載の帯電防止性ポリカーボネート樹脂組成物。
5. 環状亜リン酸エステル系酸化防止剤（Ｃ）が、２，４，８，１０−テトラ−ｔ−ブチル−６−［３−（３−メチル−４ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）プロポキシ］ジベンゾ［ｄ，ｆ］［１，３，２］ジオキサホスフェピンであることを特徴とする請求項１に記載の帯電防止性ポリカーボネート樹脂組成物。
6. 環状亜リン酸エステル系酸化防止剤（Ｃ）の配合量が、ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部あたり０．０１〜０．５重量部であることを特徴とする請求項１記載の帯電防止性ポリカーボネート樹脂組成物。
7. 請求項１〜６の何れか１項に記載のポリカーボネート樹脂組成物を成形してなる成形品。