JP2009292962A - 摺動性に優れた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 - Google Patents

Abstract

【課題】熱安定性、透明性、衝撃強度等を大きく損なうことなく、かつ成形品表面の外観不良もなく、摺動性を顕著に向上したポリカーボネート樹脂樹脂組成物を提供する。
【解決手段】ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部、グリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）０．０１〜１重量部およびジグリセリン脂肪酸エステル（Ｃ）０．１〜５重量部、ならびに所望によっては環状亜りん酸エステル系酸化防止剤（Ｄ）０．００５〜１重量部からなる組成物であって、該グリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）の脂肪酸の炭素数が２０以上であることを特徴とする摺動性に優れた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。
【選択図】なし

Description

本発明は、摺動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。詳細には、ポリカーボネート樹脂に特定のグリセリン脂肪酸エステルおよびジグリセリン脂肪酸エステルを特定量配合することにより、摺動性に優れた帯電防止性ポリカーボネート樹脂脂組成物、およびそれからなる成形品を提供するものである。

ポリカーボネート樹脂は、透明性、耐熱性、耐衝撃性、難燃性等の性能に優れ、このことから電気、電子、ＩＴ等の分野の数多くの製品に広く使用されている。また、当該分野においては、摺動性を必要とする用途も数多くあり、これらの特性をバランス良く具備した材料が市場において要求されている。

ポリカーボネート樹脂に摺動性を付与する手法としてポリテトラフルオロエチレン微粉末を配合する方法（特開平０９−３０２２０９）、ならびにポリカーボネート系樹脂に粘度が１０００〜２００００ｃｐのシリコーンオイルを配合する方法（特開２０００−１４３９６５）が提案されている。

特開平０９−３０２２０９号公報 特開２０００−１４３９６５号公報

しかしながら、ポリテトラフルオロエチレン微粉末を配合して摺動性を付与する方法では、多量に配合する必要があり、コストの面ならびに成形品の表面外観が悪化するという問題点があった。一方、シリコーンオイルを配合する方法においては、シリコーンオイルの滲みだしに起因する成形品の外観不良が発生したり、さらには透明性や長期的な摺動性の維持という面でも必ずしも十分ではないという問題があり、改良が求められていた。

加えて、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、摺動性を必要とする用途においてもこの改良も求められていた。

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、摺動性付与剤としてグリセリン脂肪酸エステルおよび帯電防止剤としてジグリセリン脂肪酸エステルを併用することにより、摺動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。

さらに、所望によっては、特定の環状亜りん酸エステル系酸化防止剤を追加配合することで、摺動性および帯電防止性のみならず透明性、外観にも優れた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、グリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）０．０１〜１重量部およびジグリセリン脂肪酸エステル（Ｃ）０．１〜５重量部、ならびに所望によっては環状亜りん酸エステル系酸化防止剤（Ｄ）０．００５〜１重量部からなる組成物であって、該グリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）の脂肪酸の炭素数が２０以上であることを特徴とする摺動性に優れた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を提供するものである。

本発明の摺動性に優れた帯電防止性ポリカーボネート樹脂組成物は、熱安定性、透明性、衝撃強度等を大きく損なうことなく、かつ成形品表面の外観不良もなく、摺動性を顕著に向上することが可能であり、また摺動性のみならず帯電防止性、透明性、外観にも優れていることから、電気、電子、ＩＴ等各種分野における軽量・薄肉化、意匠性、磨耗性、帯電防止性などが要求される製品に対して好適に使用することが可能であり、工業的利用価値が高い。

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。

本発明にて使用されるグリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）とは、グリセリンと炭素数が２０以上の脂肪酸とのエステルである。炭素数が２０以上の脂肪酸としては、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸などが挙げられる。これらの炭素数が２０以上の脂肪酸とグリセリンとのモノエステルが好適に使用され、特にグリセリンモノベヘネートが好適に使用される。炭素数が２０未満の脂肪酸からなるグリセリン脂肪酸エステルを用いた場合、成形品の外観や熱安定性が著しく劣り、また衝撃強度も低下する傾向にあるので好ましくない。

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重量部に対し、０．０１〜１重量部である。配合量が０．０１重量部未満であると摺動性に劣り、配合量が１重量部を越えると熱安定性、耐衝撃性に劣るので好ましくない。より好ましくは０．０５〜０．８重量部、更に好ましくは０．１〜０．５重量部である。

本発明で使用されるジグリセリン脂肪酸エステル（Ｃ）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（Ｃ）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（Ｃ）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（Ｃ）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。

さらに、本発明の効果を損なわない限りにおいて、他の帯電防止剤を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。

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（Ｄ）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（Ｄ）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（Ｄ）の配合量としては、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。

ポリカーボネート樹脂（Ａ）、グリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）およびジグリセリン脂肪酸エステル（Ｃ）、ならびに所望によっては環状亜りん酸エステル系酸化防止剤（Ｄ）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、その後単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、溶融温度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．摺動性付与剤（グリセリン脂肪酸エステル）：
理研ビタミン社製 リケマール Ｂ−１００（以下、ＧＦＡＥ−１と略記）
（グリセリンモノベヘネート；脂肪酸の炭素数２２）
理研ビタミン社製 リケマール Ｓ−１００（以下、ＧＦＡＥ−２と略記）
（グリセリンモノステアレート；脂肪酸の炭素数１８）
３．帯電防止剤（ジグリセリン脂肪酸エステル）：
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）
４．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。
（静摩擦係数）
得られた試験片（１５０ｘ９０ｘ３ｍｍ）を用いて、ＪＩＳ Ｋ７１２５に準拠して、
摩擦係数測定機（テスター産業社製ＡＢ−４０１）を使用して静摩擦係数を測定した。
１以下を合格とした。
（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。
（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１０００
Ｖ、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１〜６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、静摩擦係数、表面抵抗率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、グリセリン脂肪酸エステルを本発明の要件である配合量範囲よりも少ないケースであり、この場合は静摩擦係数が要求レベルを満足しなかった。
比較例２は、グリセリン脂肪酸エステルを本発明の要件である配合量範囲を超えて配合したケースであり、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３は、グリセリン脂肪酸エステルの脂肪酸炭素数が本発明の要件である炭素数未満の１８のケースであり、この場合はΔＹＩが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よりも少ないケースであり、この場合は表面抵抗率が要求レベルを満足しなかった。
比較例５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配合したケースであり、この場合はＭＦＲ値、全光線透過率、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、グリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）０．０１〜１重量部およびジグリセリン脂肪酸エステル（Ｃ）０．１〜５重量部からなる組成物であって、該グリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）の脂肪酸の炭素数が２０以上であることを特徴とする摺動性に優れた帯電防止性ポリカーボネート樹脂組成物。
2. グリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）が、グリセリンおよび炭素数が２０以上である脂肪酸のモノエステルであることを特徴とする請求項１記載の摺動性に優れた帯電防止性ポリカーボネート樹脂組成物。
3. グリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）が、グリセリンモノベヘネートであることを特徴とする請求項１記載の摺動性に優れた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（Ｃ）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に記載の摺動性に優れた帯電防止性ポリカーボネート樹脂組成物。
5. ジグリセリン脂肪酸エステル（Ｃ）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記載の摺動性に優れた帯電防止性ポリカーボネート樹脂組成物。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の摺動性に優れた帯電防止性ポリカーボネート樹脂組成物に対して、さらに環状亜りん酸エステル系酸化防止剤（Ｄ）０．００５〜１重量部（ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部あたり）を配合してなる摺動性に優れた帯電防止性ポリカーボネート樹脂組成物。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の摺動性に優れた帯電防止性ポリカーボネート樹脂組成物を成形してなる成形品。