JP2012214692A - 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
【解決手段】下記式(1)[ただし、上記式(1)で表される部位が−CH2−O−Hを構成する部位である場合を除く。]で表される部位を有するジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を有するポリカーボネート樹脂と、コア・シェル構造からなるエラストマーとを含むポリカーボネート樹脂組成物であって、前記エラストマーのコア層が(メタ)アクリル酸アルキル及び(メタ)アクリル酸からなる群より選ばれる少なくとも1つである、ポリカーボネート樹脂組成物および該ポリカーボネート樹脂組成物を成形して得られるポリカーボネート樹脂成形品。
【選択図】なし
Description
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、下記式(1)で表される部位を有するジヒドロキシ化合物[以下「ジヒドロキシ化合物(1)」と称す場合がある。]に由来する構造単位を有するポリカーボネート樹脂と、コア・シェル構造からなるエラストマーとを含むポリカーボネート樹脂組成物であって、前記エラストマーのコア層が(メタ)アクリル酸アルキル及び(メタ)アクリル酸からなる群より選ばれる少なくとも1つであることを特徴とする。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物に用いるポリカーボネート樹脂(以下、「本発明のポリカーボネート樹脂」と称す場合がある。)は、下記式(1)で表される部位を有するジヒドロキシ化合物[以下「ジヒドロキシ化合物(1)」と称す場合がある。]に由来する構造単位を有するものである。
(ジヒドロキシ化合物)
本発明のポリカーボネート樹脂組成物はジヒドロキシ化合物(1)に由来する構造単位を含むことが好ましい。ジヒドロキシ化合物(1)としては、構造の一部に前記式(1)で表される部位を有するものであれば特に限定されるものではない。
本発明のポリカーボネート樹脂は、上述したジヒドロキシ化合物(1)を含むジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルを原料として、エステル交換反応により重縮合させて得ることができる。
本発明のポリカーボネート樹脂は、通常、ジヒドロキシ化合物(1)を含むジヒドロキシ化合物と前記式(5)で表される炭酸ジエステルとをエステル交換反応させて製造される。より詳細には、ジヒドロキシ化合物(1)を含むジヒドロキシ化合物と前記式(5)で表される炭酸ジエステルとをエステル交換反応により重縮合し、副生するモノヒドロキシ化合物等を系外に除去することによって得られる。この場合、通常、エステル交換反応触媒存在下でエステル交換反応により重縮合を行う。
本発明のポリカーボネート樹脂は、ジヒドロキシ化合物(1)を含むジヒドロキシ化合物と前記式(5)の炭酸ジエステルとをエステル交換反応により重縮合させることによって得られるが、原料であるジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルは、エステル交換反応前に均一に混合することが好ましい。
また、このmol比率が大き過ぎると、エステル交換反応の速度が低下したり、所望とする分子量のポリカーボネート樹脂の製造が困難となる場合がある。エステル交換反応速度の低下は、重合反応時の熱履歴を増大させ、結果的に得られたポリカーボネート樹脂の色相または耐光性を悪化させる可能性がある。
本発明のポリカーボネート樹脂の分子量は、還元粘度で表すことができ、本発明のポリカーボネート樹脂の還元粘度は、通常0.30dL/g以上であることが好ましく、0.35dL/g以上がより好ましく、通常1.20dL/g以下であることが好ましく、1.00dL/g以下がより好ましく、0.80dL/g以下が更に好ましい。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、上述した本発明のポリカーボネート樹脂と、コア・シェル構造からなるエラストマーであり、前記エラストマーのコア層が(メタ)アクリル酸アルキル及び(メタ)アクリル酸からなる群より選ばれる少なくとも1つであるものとを含有することを特徴とする。なお、本明細書において、「コア・シェル構造からなるエラストマー」とは最内層(コア層)とそれを覆う1以上の層(シェル層)から構成され、コア層に対してグラフト共重合可能な単量体成分をシェル層としてグラフト共重合したコア・シェル型グラフト共重合体である。ここで、「(メタ)アクリル酸アルキル」及び「(メタ)アクリル酸」における「(メタ)アクリル」とは「アクリル」と「メタクリル」とを総称するものである。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は更に酸化防止剤を含有することが好ましい。酸化防止剤を用いる場合には、ポリカーボネート樹脂100重量部に対し、通常0.0001重量部以上1重量部以下であり、好ましくは0.001重量部以上、より好ましくは0.01重量部以上であり、また、通常1重量部以下であることが好ましく、より好ましくは0.5重量部以下、更に好ましくは0.3重量部以下である。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、離型剤を含むことが好ましい。離型剤としては、特に限定されないが、例えば、高級脂肪酸およびステアリン酸エステルなどが挙げられ、離型性および透明性の観点から離型剤としてより好ましいのはステアリン酸エステルである。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物には、成形加工性または諸物性のさらなる向上・調整を目的として、ポリカーボネート樹脂以外の樹脂(以下、単に「その他の樹脂」と称することがある。)を使用することも出来る。その他の樹脂の具体例としては、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル、ポリアミド、ポリオレフィン、並びに線状のランダム及びブロック共重合体のようなゴム状改質剤などが挙げられる。尚、ここで言う「ゴム状改質剤」とは本明細書で言うところの「エラストマー」は含まないものとする。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物には本発明の目的を損なわない範囲で充填剤、酸性化合物、紫外線吸収助剤、ブルーイング剤、熱安定剤、光安定剤または帯電防止剤などを適宜配合することが可能である。ただし、以下に挙げる成分は使用可能なものの代表例であり、本発明のポリカーボネート樹脂組成物に以下に挙げるもの以外の成分を配合することを妨げるものではない。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は更に酸性化合物又はその誘導体を含有していてもよい。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、紫外線吸収剤を配合することができる。紫外線吸収剤の配合量は、紫外線吸収剤の種類に応じて適宜選択することが可能であるが、ポリカーボネート樹脂組成物全体に対して、紫外線吸収剤を0重量%〜5重量%配合することが好ましい。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物には、ポリカーボネート樹脂または紫外線吸収剤に起因する成形品の黄色味を打ち消すためにブルーイング剤を配合することができる。ブルーイング剤としては、従来、ポリカーボネート樹脂に使用されるものであれば、特に支障なく使用することができる。一般的にはアンスラキノン系染料が入手容易であり好ましい。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物及びポリカーボネート樹脂成形品の耐光性をさらに向上する目的で、本発明のポリカーボネート樹脂組成物に光安定剤を配合することができる。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲でさらに帯電防止剤を含有することができる。さらに、本発明のポリカーボネート樹脂組成物には、上記以外に、熱安定剤、中和剤、着色剤、滑剤、潤滑剤、可塑剤、相溶化剤または難燃剤等の各種の添加剤を本発明の目的を損なわない範囲で配合してもよい。
ポリカーボネート樹脂組成物に配合する上述の酸化防止剤、離型剤、充填剤若しくは酸性化合物又はその誘導体、紫外線吸収助剤、ブルーイング剤、熱安定剤、光安定剤あるいは帯電防止剤などの各種の添加剤の添加時期、添加方法は特に限定されない。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、本発明のポリカーボネート樹脂とコア・シェル構造からなるエラストマー、更に必要に応じて配合される他の樹脂または各種の添加剤等の原料とを、同時に、又は任意の順序で、タンブラー、スーパーミキサー、フローター、V型ブレンダー、ナウターミキサー、バンバリーミキサーまたは押出機等で混合することにより製造することができる。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物を成形することにより本発明のポリカーボネート樹脂成形品が得られる。
ISB:ロケットフルーレ社製 イソソルビド「POLYSORB」
CHDM:イーストマン社製 1,4−シクロヘキサンジメタノール
<炭酸ジエステル>
DPC:三菱化学社製 ジフェニルカーボネート
メタブレンW−450A:三菱レイヨン社製 コア・シェル型エラストマー「メタブレン(登録商標)W−450A」(コア層がアクリル酸アルキル重合体、シェル層がメタクリル酸メチルのコア・シェル型グラフト共重合体のエラストマー)
メタブレンC−223A:三菱レイヨン社製 コア・シェル型エラストマー「メタブレン(登録商標)C−223A」(コア層がブタジエン−スチレン共重合体、シェル層がメタクリル酸メチル重合体のコア・シェル型グラフト共重合体のエラストマー)
パラロイドEXL2603:ローム・アンド・ハース・ジャパン社製 コア・シェル型エラストマー「パラロイド(登録商標)EXL2603」(コア層がブタジエン重合体、シェル層がアクリル酸アルキル−メタクリル酸アルキル共重合体のコア・シェル型グラフト共重合体のエラストマー)
メタブレンS−2001:三菱レイヨン社製 コア・シェル型エラストマー「メタブレン(登録商標)S−2001」(コア層がシリコン・アクリル複合体、シェル層がメタクリル酸メチル重合体のコア・シェル型グラフト共重合体のエラストマー)
アデカスタブ2112:ADEKA社製 ホスファイト系酸化防止剤「アデカスタブ(登録商標)2112」
アデカスタブAO−60:ADEKA社製 フェノール系酸化防止剤「アデカスタブ(登録商標)AO−60」
S−100A:理研ビタミン社製 ステアリン酸モノグリセリド
1)還元粘度の測定
溶媒として塩化メチレンを用いて溶解し、0.6g/dLの濃度のポリカーボネート樹脂溶液を調製した。森友理化工業社製ウベローデ型粘度管を用いて、温度20.0℃±0.1℃で測定を行い、溶媒の通過時間t0と溶液の通過時間tから次式(i)より相対粘度ηrelを求め、相対粘度から次式(ii)より比粘度ηspを求めた。
ηrel=t/t0 (i)
ηsp=(η−η0)/η0=ηrel−1 (ii)
比粘度を濃度c(g/dL)で割って、還元粘度ηsp/cを求めた。
この値が高いほど分子量が大きい。
<試験片作成方法>
ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを、熱風乾燥機を用いて、80℃で6時間乾燥した。次に、乾燥したポリカーボネート樹脂組成物のペレットを射出成形機(日本製鋼所社製J75EII型)に供給し、樹脂温度240℃、金型温度60℃、成形サイクル40秒間の条件で、射出成形板(幅60mm×長さ60mm×厚さ3mm)及び機械物性用ISO試験片を成形した。
1)耐候試験前後のYI値(1)
(耐候試験前のYI値)
JIS K7105(1981年)に準拠し、分光色差計(日本電色工業社製SE2000)を使用し、C光源透過法にて上記で得られた射出成形板(幅60mm×長さ60mm×厚さ3mm)のイエローインデックス(YI)値を測定した。
(耐候試験後のYI値)
JIS B7753(2007年)に準拠して、スガ試験機社製サンシャインウェザーメーターS80を用いて、サンシャインカーボンアーク(ウルトラロングライフカーボン4対)光源で放電電圧50V、放電電流60Aに設定し、照射及び表面スプレー(降雨)にてブラックパネル温度63℃、相対湿度50%の条件下、上記で得られた射出成形板(幅60mm×長さ60mm×厚さ3mm)の正方形の面に対して、1500時間照射処理を行った。表面スプレー(降雨)時間は、12分/1時間とした。ガラスフィルターはAタイプを用いた。照射処理後、耐候試験前のYI値と同様の方法により測定した。
(耐候試験前のYI値)
上記1)の耐候試験前のYI値と同様にしてYI値を測定した。
(耐候試験後のYI値)
スガ試験機社製メタリングウェザーメーターM6Tを用いて、63℃、相対湿度50%の条件下、光源として水平式メタリングランプを、インナーフィルターとして石英を、またランプの周囲にアウターフィルターとして#500のフィルターを取り付け、波長300nm〜400nmの放射照度1.5kw/m2になるように設定し、上記で得られた射出成形板(幅60mm×長さ60mm×厚さ3mm)の正方形の面に対して、100時間照射処理を行った。照射後のYI値を上記の耐候試験前のYI値と同様の方法により測定した。
上記で得られた機械物性用ISO試験片についてISO179(2000年)に準拠してノッチ付シャルピー衝撃試験を実施した。
JIS K7105(1981年)に準拠し、ヘイズメーター(日本電色工業社製 NDH2000)を使用し、D65光源にて上記で得られた射出成形板(幅60mm×長さ60mm×厚さ3mm)の厚さ方向について全光線透過率を測定した。全光線透過率が低いほど遮光性に優れることを示す。
撹拌翼及び100℃に制御された還流冷却器を具備した重合反応装置に、ISBとCHDM、蒸留精製して塩化物イオン濃度を10ppb以下にしたDPC及び酢酸カルシウム1水和物を、モル比率でISB/CHDM/DPC/酢酸カルシウム1水和物=0.50/0.50/1.00/1.3×10−6になるように仕込み、十分に窒素置換した(酸素濃度0.0005体積%〜0.001体積%)。
製造例1において製造したポリカーボネート樹脂のペレットを用いて表−1及び表−2のそれぞれに示す配合で各成分を配合し、日本製鋼所社製2軸押出機(TEX30HSS−32)を用いて、樹脂温度250℃で押し出し、水で冷却固化させた後、回転式カッターでペレット化することによりポリカーボネート樹脂組成物を製造した。得られたポリカーボネート樹脂組成物について、前記した方法により耐候試験前後のYI値及びノッチ付シャルピー衝撃強度を測定・評価した。その結果を表−1及び表−2のそれぞれに示す。なお、耐候試験前後のYI値については実施例1及び比較例1〜4については前記1)の「耐候試験前後のYI値(1)」の方法により実施し、実施例2及び比較例5については前記2)の「耐候試験前後のYI値(2)」の方法により実施した。
Claims (13)
- ポリカーボネート樹脂組成物を厚さ3mmの成形体に成形したときの全光線透過率が55%以下である、請求項1に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記ポリカーボネート樹脂100重量部に対して前記エラストマーを0.05〜50重量部含む、請求項1又は2に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記ポリカーボネート樹脂が環状エーテル構造を有するジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記エラストマーのシェル層が(メタ)アクリル酸アルキルよりなる、請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記エラストマーが、アクリルアルキレート−メチルメタクレート共重合体、(メタ)アクリル酸アルキル−(メタ)アクリル酸アルキル共合体、(メタ)アクリル酸アルキル−アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、(メタ)アクリル酸アルキル−アクリルゴム共重合体、(メタ)アクリル酸アルキル−アクリルゴム−スチレン共重合体、(メタ)アクリル酸アルキル−アクリル・ブタジエンゴム共重合体、(メタ)アクリル酸アルキル−アクリル・ブタジエンゴム−スチレン共重合体からなる群のうちの少なくとも1つのコア・シェル型グラフト共重合体である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記ポリカーボネート樹脂が脂肪族ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記ポリカーボネート樹脂が、全ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位に対して前記脂肪族ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を20mol%以上含む、請求項8に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記ポリカーボネート樹脂が、5員環構造を有するジヒドロキシ化合物及び6員環構造を有するジヒドロキシ化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種のジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記ポリカーボネート樹脂が、シクロヘキサンジメタノール類とトリシクロデカンジメタノール類とからなる群より選ばれる少なくとも1種のジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を含む、請求項1〜10のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 請求項1〜11のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物を成形して得られる、ポリカーボネート樹脂成形品。
- 前記ポリカーボネート樹脂組成物を射出成形して得られる、請求項12に記載のポリカーボネート樹脂成形品。
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