JP2013199636A - 樹脂組成物およびその成形体 - Google Patents

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Abstract

【課題】製造が容易であり、機械特性などに優れたイソソルビドを原料として含むポリカーボネート樹脂を含むポリカーボネート樹脂組成物及び該樹脂組成物から形成される成形体、その中でも特に発泡成形体の提供。
【解決手段】下記式(1):
Figure 2013199636

で表されるジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を少なくとも有するポリカーボネート樹脂を含む樹脂組成物であって、該樹脂組成物の一軸伸長粘度の歪み硬化度が、0.1以上5以下である、ポリカーボネート樹脂組成物とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、ポリカーボネート樹脂組成物および該樹脂組成物からなる成形体に関する。
ポリカーボネート樹脂は一般的に石油資源から誘導される原料を用いて製造される。しかしながら、近年、石油資源の枯渇が危惧されており、植物などのバイオマス資源から得られる原料を用いたポリカーボネート樹脂の提供が求められている。また、二酸化炭素排出量の増加、蓄積による地球温暖化が、気候変動などをもたらすことからも、使用後の廃棄処分をしてもカーボンニュートラルな、植物由来モノマーを原料としたポリカーボネート樹脂の開発が求められている。
このようなことから、例えば、植物由来モノマーとして、イソソルビドを使用し、炭酸ジフェニルとのエステル交換反応により、ポリカーボネート樹脂を得ることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、イソソルビドを原料として含むポリカーボネート樹脂は、機械特性が優れておりかつ耐熱性を有するため、自動車部品など工業材料用途に使用することが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
一方、重合体を発泡させてなる成形体(発泡成形体)は、軽量で断熱性や衝撃吸収性に優れる構造体であり、その特性を生かして諸種の材料として用いられている。ここで、特許文献3に二酸化炭素溶解のポリカーボネート樹脂を使用した比較例が開示されている通り、従来のポリカーボネート樹脂では発泡性能が必ずしも良好ではなかった。
英国特許第1,079,686号明細書 特開2009−74031号公報 特開2002−192549号公報
かかる状況に鑑み、本発明の目的は、製造が容易であり、機械特性などに優れたイソソルビドを原料として含むポリカーボネート樹脂を含むポリカーボネート樹脂組成物及び該樹脂組成物からなる成形体、その中でも特に発泡成形体を提供することにある。
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、イソソルビドに由来する構造単位を少なくとも有するポリカーボネート樹脂を含む樹脂組成物であって、該樹脂組成物の一軸伸長粘度の歪み硬化度が特定の範囲にあるポリカーボネート樹脂組成物及び該樹脂組成物からなる成形体が優れた耐熱性と機械的特性を有すること、特に、発泡成形において優れた発泡性能を有し、外観が良好であり気泡径が小さく軽量で強度の高い成形体となり得ることを見出した。本発明はこれらの知見に基づいて成し遂げられたものである。
即ち、本発明の要旨は以下のとおりである。
〔1〕
下記式(1):
Figure 2013199636
で表されるジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を少なくとも有するポリカーボネート樹脂を含む樹脂組成物の発泡成形体であって、該発泡成形体中の気泡の平均直径が100μm以下である、発泡成形体。
〔2〕
下記式(1):
Figure 2013199636
で表されるジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を少なくとも有するポリカーボネート樹脂を含む樹脂組成物の発泡成形体であって、該樹脂組成物の一軸伸長粘度の歪み硬化度が、0.1以上5以下である、発泡成形体。
〔3〕
下記式(1):
Figure 2013199636
で表されるジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を少なくとも有するポリカーボネート樹脂を含む樹脂組成物の発泡成形体であって、該ポリカーボネート樹脂を構成する全ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位に対して、分子に3つ以上のヒドロキシ基を含有する化合物に由来する構造単位を0.2mol%以上、2mol%以下含むことを特徴とする発泡成形体。
〔4〕
下記式(1):
Figure 2013199636
で表されるジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を少なくとも有するポリカーボネート樹脂を含む樹脂組成物の発泡成形体であって、該樹脂組成物がカルボジイミド、イソシアネート、エポキシ、シラン、酸無水物およびオキサゾリンからなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基を1分子内に2つ以上有する化合物を含む、発泡成形体。
〔5〕
前記ポリカーボネート樹脂が、前記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物に由来する構造単位とその他ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位の共重合体である、前記〔1〕〜〔4〕の何れか1つに記載の発泡成形体。
〔6〕
前記その他ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位が、
下記式(2):
HO−R−OH (2)
(式(2)中、Rは炭素数4〜20の置換若しくは無置換のシクロアルキレン基を表す。)、

下記式(3):
HO−CH−R−CH−OH (3)
(式(3)中、Rは炭素数4〜20の置換若しくは無置換のシクロアルキレン基を表す。)、

下記式(4):
H−(O−R−OH (4)
(式(4)中、Rは炭素数2〜10の置換若しくは無置換のアルキレン基を表し、pは2〜50の整数である。)、および

下記式(5):
HO−R−OH (5)
(式(5)中、Rは炭素数2〜20の置換若しくは無置換のアルキレン基、又は置換若しくは無置換のアセタール環を有する基を表す。)
よりなる群から選ばれる何れかの構造単位である、前記〔5〕に記載の発泡成形体。
〔7〕
前記その他ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位が、シクロヘキサンジメタノール類、トリシクロデカンジメタノール類およびヘキサンジオール類よりなる群から選ばれる何れかに由来する構造単位である、前記〔5〕又は〔6〕に記載の発泡成形体。
〔8〕
前記樹脂組成物が、さらに熱可塑性樹脂を含有する、前記〔1〕〜〔7〕の何れか1つに記載の発泡成形体。
〔9〕
下記式(1):
Figure 2013199636
で表されるジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を少なくとも有するポリカーボネート樹脂を含む樹脂組成物であって、該樹脂組成物の一軸伸長粘度の歪み硬化度が、0.1以上5以下である、ポリカーボネート樹脂組成物。
〔10〕
前記ポリカーボネート樹脂が、前記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物に由来する構造単位とその他ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位の共重合体である、前記〔9〕に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
〔11〕
前記その他ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位が、
下記式(2):
HO−R−OH (2)
(式(2)中、Rは炭素数4〜20の置換若しくは無置換のシクロアルキレン基を表す。)、

下記式(3):
HO−CH−R−CH−OH (3)
(式(3)中、Rは炭素数4〜20の置換若しくは無置換のシクロアルキレン基を表す。)、

下記式(4):
H−(O−R−OH (4)
(式(4)中、Rは炭素数2〜10の置換若しくは無置換のアルキレン基を表し、pは2〜50の整数である。)、および

下記式(5):
HO−R−OH (5)
(式(5)中、Rは炭素数2〜20の置換若しくは無置換のアルキレン基、又は置換若しくは無置換のアセタール環を有する基を表す。)
よりなる群から選ばれる何れかの構造単位である、前記〔10〕に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
〔12〕
前記その他ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位が、シクロヘキサンジメタノール類、トリシクロデカンジメタノール類およびヘキサンジオール類よりなる群から選ばれる何れかに由来する構造単位である、前記〔10〕又は〔11〕に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
〔13〕
さらに熱可塑性樹脂を含有する、前記〔9〕〜〔12〕の何れか1つに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
〔14〕
前記〔9〕〜〔12〕の何れか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物から形成される、成形体。
本発明により提供される発泡成形体は、優れた耐熱性や機械的特性などを有する。また、気泡セル径が小さい、微小な泡であるため、光の反射効率が良く、反射板としても有用である。また、本発明により提供される樹脂組成物は、発泡成形において優れた発泡性能を有し、外観が良好であり気泡径が小さく軽量で強度の高い発泡成形体を得ることができる。
以下、本発明を詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
先ず、本発明で用いるポリカーボネート樹脂について説明し、次に、樹脂組成物、成形方法、成形体の用途等について説明する。
[1]ポリカーボネート樹脂
本発明で用いるポリカーボネート樹脂は、
下記式(1):
Figure 2013199636
で表されるジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を少なくとも有し、必要に応じて、その他ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を有するものであり、これらジヒドロキシ化合物を原料として用いることにより製造できる。
<式(1)で表されるジヒドロキシ化合物>
前記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物(以下これを、「式(1)の化合物」と略称することがある。)としては、例えば、立体異性体の関係にあるイソソルビド、イソマンニド、イソイデットが挙げられる。これらの化合物は、それぞれ、D−グルコース、D−マンノース、L−イドースから得られるものである。例えば、イソソルビドの場合、D−グルコースを水添した後、酸触媒を用いて脱水することにより得ることができる。
これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのジヒドロキシ化合物のうち、資源として豊富に存在し、容易に入手可能な種々のデンプンから製造されるソルビトールを脱水縮合して得られるイソソルビドが、入手及び製造のし易さ、光学特性、成形性の面から最も好ましい。
<その他ジヒドロキシ化合物>
その他ジヒドロキシ化合物としては、一般に用いられる重合方法で、上記式(1)の化合物とともにポリカーボネート共重合体を形成し得るものであれば特に制限されないが、例えば、下記式(2)〜(5)で表されるジヒドロキシ化合物よりなる群から選ばれる何れかの化合物が好ましい。なお、以下において、各種の基の炭素数は、当該基が置換基を有する場合、その置換基の炭素数をも含めた合計の炭素数を意味する。
HO−R−OH (2)
(式(2)中、Rは炭素数4〜20の置換若しくは無置換のシクロアルキレン基を表す。)
HO−CH−R−CH−OH (3)
(式(3)中、Rは炭素数4〜20の置換若しくは無置換のシクロアルキレン基を表す。)
H−(O−R−OH (4)
(式(4)中、Rは炭素数2〜10の置換若しくは無置換のアルキレン基を表し、pは2〜100の整数である。)
HO−R−OH (5)
(式(5)中、Rは炭素数2〜20の置換若しくは無置換のアルキレン基、又は置換若しくは無置換のアセタール環を有する基を表す。)
以下、前記式(2)〜(5)で表されるジヒドロキシ化合物について、さらに具体的に説明する。
<式(2)で表されるジヒドロキシ化合物>
式(2)で表されるジヒドロキシ化合物(以下これを、「式(2)の化合物」と略称することがある。)は、Rに炭素数4〜20、好ましくは炭素数4〜18の置換若しくは無置換のシクロアルキレン基を有する脂環式ジヒドロキシ化合物である。ここで、Rが置換基を有する場合、当該置換基としては、炭素数1〜12の置換若しくは無置換のアルキル基が挙げられ、該アルキル基が置換基を有する場合、当該置換基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等のアルコキシ基、フェニル基、ナフチル基等のアリール基等が挙げられる。
このジヒドロキシ化合物は、環構造を有することにより、得られるポリカーボネート共重合体を成形したときの成形品の靭性を高めることができる。
のシクロアルキレン基としては、環構造を有する炭化水素基であれば特に制限は無く、橋頭炭素原子を有するような橋かけ構造であっても構わない。ジヒドロキシ化合物の製造が容易で不純物量を少なくすることができるという観点から、前記式(2)で表されるジヒドロキシ化合物は、5員環構造又は6員環構造を含む化合物、即ち、Rが置換若しくは無置換のシクロペンチレン基又は置換若しくは無置換のシクロへキシレン基であるジヒドロキシ化合物が好ましい。このようなジヒドロキシ化合物であれば、5員環構造又は6員環構造を含むことにより、得られるポリカーボネート共重合体の耐熱性を高くすることができる。該6員環構造は共有結合によって椅子形もしくは舟形に固定されていてもよい。
なかでも、前記式(2)の化合物は、Rが下記式(7)で表される種々の異性体であることが好ましい。ここで、式(7)中、R11は水素原子、又は、炭素数1〜12の置換若しくは無置換のアルキル基を表す。R11が置換基を有する炭素数1〜12のアルキル基である場合、当該置換基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等のアルコキシ基、フェニル基、ナフチル基等のアリール基等が挙げられる。
Figure 2013199636
前記式(2)の化合物として、より具体的には、例えば、テトラメチルシクロブタンジオール、1,2−シクロペンタンジオール、1,3−シクロペンタンジオール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、2−メチル−1,4−シクロヘキサンジオール、トリシクロデカンジオール類、ペンタシクロジオール類等が挙げられるが、何らこれらに限定されるものではない。
これらは得られるポリカーボネート樹脂の要求性能に応じて、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
<式(3)で表されるジヒドロキシ化合物>
前記式(3)で表されるジヒドロキシ化合物(以下これを、「式(3)の化合物」と略称することがある。)は、Rに炭素数4〜20、好ましくは炭素数3〜18の置換若しくは無置換のシクロアルキレン基を有する脂環式ジヒドロキシ化合物である。ここで、Rが置換基を有する場合、当該置換基としては、炭素数1〜12の置換若しくは無置換のアルキル基が挙げられ、該アルキル基が置換基を有する場合、当該置換基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等のアルコキシ基、フェニル基、ナフチル基等のアリール基等が挙げられる。
このジヒドロキシ化合物は、環構造を有することにより、得られるポリカーボネート共重合体を成形したときの成形品の靭性を高めることができる。
のシクロアルキレン基としては、環構造を有する炭化水素基であれば特に制限は無く、橋頭炭素原子を有するような橋かけ構造であっても構わない。ジヒドロキシ化合物の製造が容易で不純物量を少なくすることができるという観点から、前記式(3)で表されるジヒドロキシ化合物は、5員環構造又は6員環構造を含む化合物、即ち、Rが置換若しくは無置換のシクロペンチレン基又は置換若しくは無置換のシクロへキシレン基であるジヒドロキシ化合物が好ましい。このようなジヒドロキシ化合物であれば、5員環構造又は6員環構造を含むことにより、得られるポリカーボネート樹脂の耐熱性、を高くすることができる。該6員環構造は共有結合によって椅子形もしくは舟形に固定されていてもよい。前記式(3)の化合物は、なかでも、Rが前記式(7)で示される種々の異性体であることが好ましい。
前記式(3)の化合物として、より具体的には、1,3−シクロペンタンジメタノール等のシクロペンタンジメタノール類、1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等のシクロヘキサンジメタノール類、3,8−ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02.6]デカン、3,9−ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02.6]デカン、4,8−ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02.6]デカン、4,9−ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02.6]デカン等のトリシクロデカンジメタノール類が挙げられるが、何らこれらに限定されるものではない。
これらは得られるポリカーボネート樹脂の要求性能に応じて、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
即ち、これらのジヒドロキシ化合物は、製造上の理由から異性体の混合物として得られる場合があるが、その際にはそのまま異性体混合物として使用することもできる。例えば、3,8−ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02.6]デカン、3,9−ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02.6]デカン、4,8−ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02.6]デカン、及び4,9−ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02.6]デカンの混合物を使用することができる。
前記式(3)の化合物の具体例のうち、特に、シクロヘキサンジメタノール類が好ましく、入手のしやすさ、取り扱いのしやすさという観点から、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,2−シクロヘキサンジメタノールが好ましい。
<式(4)で表されるジヒドロキシ化合物>
前記式(4)で表されるジヒドロキシ化合物(以下これを、「式(4)の化合物」と略称することがある。)は、Rに炭素数2〜10、好ましくは炭素数2〜5の置換若しくは無置換のアルキレン基を有する化合物である。pは2〜100、好ましくは4〜50、より好ましくは6〜30、特に好ましくは12〜15の整数である。
前記式(4)の化合物としては、具体的にはジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール(分子量150〜4000)などが挙げられるが、何らこれらに限定されるものではない。前記式(4)の化合物としては、分子量300〜2000のポリエチレングリコールが好ましく、中でも分子数600〜1500のポリエチレングリコールが好ましい。
これらは得られるポリカーボネート共重合体の要求性能に応じて、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
<式(5)で表されるジヒドロキシ化合物>
前記式(5)で表されるジヒドロキシ化合物(以下これを、「式(5)の化合物」と略称することがある。)は、Rに炭素数2〜20、好ましくは炭素数2〜10の置換若しくは無置換のアルキレン基、又は置換若しくは無置換のアセタール環を有する基を有するジヒドロキシ化合物である。Rのアルキレン基が置換基を有する場合、当該置換基としては炭素数1〜5のアルキル基が挙げられる。また、Rのアセタール環を有する基が置換基を有する場合、当該置換基としては炭素数1〜3のアルキル基が挙げられる。
前記式(5)の化合物のうち、Rが炭素数2〜20の置換若しくは無置換のアルキレン基であるジヒドロキシ化合物としては、例えば、1,3−プロパンジオール、1,2−プロパンジオール等のプロパンジオール類、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール等のブタンジオール類、1,5−ヘプタンジオール等のヘプタンジオール類、1,6−ヘキサンジオール等のヘキサンジオール類などが挙げられるが何らこれらに限定されるものではない。これらの中で、ヘキサンジオール類が好ましい。
一方、Rが置換若しくは無置換のアセタール環を有する基であるジヒドロキシ化合物としては、特に限定されるものではないが、中でも、下記式(8)、式(9)で表されるようなスピロ構造を有するジヒドロキシ化合物が好ましく、特には下記式(8)で表されるような複数の環構造を有するジヒドロキシ化合物が好ましい。
Figure 2013199636
これらのジヒドロキシ化合物のなかでも、入手のし易さ、取扱いの容易さ、重合時の反応性の高さ、得られるポリカーボネー共重合体の色相の観点からは、1,3−プロパンジオール、1,6−ヘキサンジオールが好ましい。また耐熱性の観点からは、アセタール環を有する基を有するジヒドロキシ化合物類が好ましく、特には上記式(8)に代表されるような複数の環構造を有するものが好ましい。
これらは得られるポリカーボネート共重合体の要求性能に応じて、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
<式(1)〜(5)で表される化合物以外のジヒドロキシ化合物>
本発明におけるポリカーボネート共重合体は、前記式(1)〜(5)の化合物に由来する構造単位の他に、それら以外のジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を含んでいてもよい。
式(1)〜(5)の化合物以外のジヒドロキシ化合物としては、例えば、ビスフェノール類等が挙げられる。
ビスフェノール類としては、例えば、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)、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジエチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−(3,5−ジフェニル)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−ヒドロキシフェニル)ペンタン、2,4’−ジヒドロキシ−ジフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシ−5−ニトロフェニル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、3,3−ビス(4−ヒドロキシフェニル)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、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、2,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフィド、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’−ジクロロジフェニルエーテル、4,4’−ジヒドロキシ−2,5−ジエトキシジフェニルエーテル等が挙げられる。
これらは得られるポリカーボネート樹脂の要求性能に応じて、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明におけるポリカーボネート樹脂中のその他ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位としては、シクロヘキサンジメタノール類に由来する構造単位、トリシクロデカンジメタノール類に由来する構造単位およびヘキサンジオール類に由来する構造単位よりなる群から選ばれる何れかの構造単位であることが好ましい。
<ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位の含有割合>
ポリカーボネート樹脂を構成する全ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位に対する式(1)で表されるジヒドロキシ化合物に由来する構造単位の割合は特に制限されないが、通常30モル%以上、好ましくは40モル%以上、より好ましくは50モル%以上であり、また通常99モル%以下、好ましくは95モル%以下、より好ましくは90モル%以下である。
ポリカーボネート樹脂を構成する全ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位に対する式(1)で表されるジヒドロキシ化合物に由来する構造単位の割合が上記範囲より小さいと、植物由来度が低下し、さらにガラス転移温度が低下し必要な耐熱性が得られない虞がある。また、ポリカーボネート共重合体を構成する全ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位に対する式(1)で表されるジヒドロキシ化合物に由来する構造単位の割合が上記範囲より大きいと、耐衝撃性が低下し、さらにガス溶解度が小さく発泡成形した際に十分な軽量化効果が得られない虞がある。
なお、本願発明においては、後述する分子に3つ以上のヒドロキシ基を含有する化合物を上記のジヒドロキシ化合物には含まないこととする。
<ポリカーボネート樹脂の物理化学的性質>
ここで、本発明におけるポリカーボネート樹脂の物理化学的性質は特に制限されないが、以下の性質を有するものを発泡させて成形体とすることが好ましい。
先ず、ポリカーボネート樹脂の重合度は、溶媒としてフェノールと1,1,2,2−テトラクロロエタンの質量比1:1の混合溶液を用い、ポリカーボネート濃度を1.00g/dlに精密に調整し、温度30.0℃±0.1℃で測定した還元粘度として、好ましくは0.40dl/g以上、より好ましくは0.50dl/g以上であり、また通常2.00dl/g以下、好ましくは1.60dl/g以下のような重合度であることが好ましい。この還元粘度が極端に低いものでは発泡成形した時の機械的強度が弱くなり、また、還元粘度が大きすぎると、成形する際の流動性が低下し易くなる傾向がある。
また、ガラス転移温度(Tg)は、通常165℃以下、好ましくは155℃以下、より好ましくは145℃未満、さらに好ましくは130℃以下であり、また、通常40℃以上、好ましくは50℃以上、より好ましくは60℃以上、さらに好ましくは70℃以上である。
ガラス転移温度が高すぎると、発泡成形する際に高い温度が必要となる傾向があり、また、ポリマーへのガス溶解度が小さく発泡成形した時に高い発泡倍率が得られない虞がある。さらに、ガラス転移温度が低すぎると発泡成形体の耐熱性が悪くなる虞がある。
また、ポリカーボネート樹脂は、示差走査熱量測定(DSC)を行ったとき、単一のガラス転移温度を与えるが、製造する際に、式(1)で表されるジヒドロキシ化合物とその他ジヒドロキシ化合物の種類や配合比を調整することで、任意のガラス転移温度を持つ重合体として得ることができる。
また、5%熱減量温度は、好ましくは340℃以上、より好ましくは345℃以上である。5%熱減量温度が高いほど、熱安定性が高くなり、より高温での使用に耐えるものとなる。また、製造温度も高くでき、より製造時の制御幅が広くできるので、製造し易くなる。低くなるほど、熱安定性が低くなり、高温での使用がしにくくなる。また、製造時の制御許容幅が狭くなり作りにくくなる。従って、5%熱減量温度の上限は特に限定されず、高ければ高いほど良く、共重合体の分解温度が上限となる。
また、アイゾット衝撃強度は、好ましくは30J/m以上である。アイゾット衝撃強度が大きい程、成形体の強度が高くなり、こわれにくくなるので、上限は特に限定されない。
また、本発明におけるポリカーボネート樹脂は、110℃での単位面積あたりのフェノール成分以外の発生ガス量(以下、単に「発生ガス量」と称す場合がある。)が5ng/cm以下であることが好ましく、また、式(1)で表されるジヒドロキシ化合物以外のジヒドロキシ化合物由来の発生ガス量は0.5ng/cm以下であることがより好ましい。この発生ガス量が少ない程、発生ガスの影響を嫌う用途、例えば、半導体などの電子部品を保管する用途、建物の内装材用途、家電製品などの筐体などに適用することができる。
なお、ポリカーボネート樹脂の5%熱減量温度、アイゾット衝撃強度、発生ガス量の測定方法は、具体的には後述の実施例の項で示す通りである。
本発明におけるポリカーボネート樹脂は、一般に用いられる重合方法で製造することができ、その重合方法は、ホスゲンを用いた溶液重合法、炭酸ジエステルと反応させる溶融重合法等のいずれの方法でもよい。さらに具体的には、例えば、前記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物を少なくとも含むジヒドロキシ化合物を、重合触媒の存在下に、炭酸ジエステルと反応させる溶融重合法が好ましい。
この溶融重合法は、それ自体既知の方法であり、その詳細は、例えば、特開2008−24919号公報、特開2009−161746号公報、特開2009−161745号公報、国際公開第2011/06505号、特開2011−111614号公報等に記載されている。本発明におけるポリカーボネート樹脂は、これら文献に記載の方法に準じて製造することができる。
[2]樹脂組成物
本発明におけるポリカーボネート樹脂組成物は、必要に応じて、他の熱可塑性樹脂、熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、ブルーイング剤等の各種の添加剤、分岐剤、気泡調整剤などを配合した樹脂組成物として、また、成形方法に応じた添加剤、例えば、発泡成形の場合は発泡剤とともに、公知の成形方法を用いた各種成形に供される。
<熱可塑性樹脂>
本発明においては、必要に応じて、上述したポリカーボネート樹脂に熱可塑性樹脂を所定量配合することができる。なお、本発明では、「熱可塑性樹脂」と、式(1)で表されるジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を少なくとも有するポリカーボネート樹脂とは異なるものとする。
ポリカーボネート樹脂と熱可塑性樹脂の配合量は、ポリカーボネート樹脂1質量部〜100質量部と、熱可塑性樹脂99質量部〜0質量部との範囲であり、好ましくは、ポリカーボネート樹脂10質量部〜100質量部と、熱可塑性樹脂90質量部〜0質量部、より好ましくは、ポリカーボネート樹脂30質量部〜100質量部と、熱可塑性樹脂70質量部〜0質量部、さらに好ましくは、ポリカーボネート樹脂50質量部〜100質量部と、熱可塑性樹脂50質量部〜0質量部である。熱可塑性樹脂の配合量が多すぎると、植物由来度が低下する。
ここで、熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロへキサンジメタノールテレフタレート等の芳香族ポリエステル系樹脂;ポリ乳酸やポリブチレンサクシネートやポリシクロヘキサンジメタノールシクロヘキサンジカルボキシレート等の脂肪族ポリエステル系樹脂等の飽和ポリエステル系樹脂、ビスフェノールAやビスフェノールZ等の各種ビスフェノール類からなる芳香族ポリカーボネート系樹脂;3(4),8(9)−ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン等の脂環式ジオールからなる脂環式ポリカーボネート系樹脂;3,9−ビス(1,1−ジメチル−2−ヒドロキシエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン等の複素環ジオールからなる脂肪族ポリカーボネート系樹脂等のポリカーボネート系樹脂;6、66、46、12等の脂肪族ポリアミド系樹脂;6T、6Iや9T等の半芳香族ポリアミド系樹脂等のポリアミド系樹脂;ポリスチレン樹脂、ハイインパクトポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル/スチレン系樹脂(AS)、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン系樹脂(ABS)、アクリロニトリル/エチレンプロピレン(ジエン)/スチレン樹脂(AES)、結晶性シンジオタクチックポリスチレン樹脂等のスチレン系樹脂;PMMAやMBS等のアクリル系樹脂;低密度、中密度や高密度ポリエチレン、エチレン/メタクリレート共重合体(EMA)、エチレン/酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン/グリシジルメタクリレート共重合体(E/GMA)等の共重合ポリエチレン系樹脂;ポリプロピレン系樹脂、4−メチル−ペンテン−1樹脂、シクロオレフィンポリマー(COP)やシクロオレフィンコポリマー(COC)等のオレフィン系樹脂;ポリアセタール樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリフェニルスルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、液晶性ポリエステル樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂等の熱可塑性樹脂あるいはこれらの混合物が挙げられる。
これらの中で、好ましくは、芳香族ポリエステル系樹脂や飽和ポリエステル系樹脂などからなるポリエステル系樹脂と、芳香族ポリカーボネート系樹脂などからなる式(1)で表されるジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を有さないポリカーボネート樹脂である。
さらに、これらの中でも、ポリエステル系樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロへキサンジメタノールテレフタレート等の芳香族ポリエステル系樹脂がより好ましく、芳香族ポリカーボネート系樹脂などからなる前記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を有さないポリカーボネート樹脂としては、ビスフェノールAやビスフェノールZ等の各種ビスフェノール類からなる芳香族ポリカーボネート系樹脂がより好ましい。
また、これらの熱可塑性樹脂は、1種又は2種以上を混合して用いても良く、使用目的に応じて必要とされる耐熱性、耐薬品性、成形性等の特性から適宜選択して用いることができる。さらに、無水マレイン酸等の不飽和化合物でグラフト変性や末端修飾して用いても良い。
<添加剤等>
本発明においては、必要に応じて、上述したポリカーボネート樹脂に熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、ブルーイング剤等の各種の添加剤、分岐剤、気泡調整剤を所定量配合することができる。
例えば、本発明において、上述したポリカーボネート樹脂及びポリカーボネート樹脂組成物には、成形時等における分子量の低下や色相の悪化を防止するために熱安定剤を配合することができる。
熱安定剤としては、例えば、亜リン酸、リン酸、亜ホスホン酸、ホスホン酸およびこれらのエステル等が挙げられる。具体的には、例えば、トリフェニルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、トリデシルホスファイト、トリオクチルホスファイト、トリオクタデシルホスファイト、ジデシルモノフェニルホスファイト、ジオクチルモノフェニルホスファイト、ジイソプロピルモノフェニルホスファイト、モノブチルジフェニルホスファイト、モノデシルジフェニルホスファイト、モノオクチルジフェニルホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、ビス(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、トリブチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリメチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、ジフェニルモノオルソキセニルホスフェート、ジブチルホスフェート、ジオクチルホスフェート、ジイソプロピルホスフェート、4,4’−ビフェニレンジホスフィン酸テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)、ベンゼンホスホン酸ジメチル、ベンゼンホスホン酸ジエチル、ベンゼンホスホン酸ジプロピル等が挙げられる。
なかでも、トリスノニルフェニルホスファイト、トリメチルホスフェート、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、およびベンゼンホスホン酸ジメチルが好ましい。
これらの熱安定剤は、1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。
熱安定剤は、溶融重合時に添加した添加量に加えて更に追加で配合することができる。即ち、適当量の亜リン酸化合物やリン酸化合物を配合してポリカーボネート樹脂を得た後に、さらに亜リン酸化合物を配合すると、重合時のヘイズの上昇、着色、及び耐熱性の低下を回避して、さらに多くの熱安定剤を配合でき、色相の悪化の防止が可能となる。
これらの熱安定剤の配合量は、ポリカーボネート樹脂と必要に応じて配合した熱可塑性樹脂の合計100質量部に対して、好ましくは0.0001質量部以上、より好ましくは0.0005質量部以上、更に好ましくは0.001質量部以上であり、また、好ましくは1質量部以下、より好ましくは0.5質量部以下、更に好ましくは0.2質量部以下である。
また本発明において、上述したポリカーボネート樹脂及びポリカーボネート樹脂組成物には、酸化防止の目的で酸化防止剤を配合することができる。
酸化防止剤としては、例えば、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)、グリセロール−3−ステアリルチオプロピオネート、トリエチレングリコール−ビス[3−(3−tert−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,6−ヘキサンジオール−ビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ペンタエリスリトール−テトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、N,N−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナマイド)、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ベンジルホスホネート−ジエチルエステル、トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、4,4’−ビフェニレンジホスフィン酸テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)、3,9−ビス{1,1−ジメチル−2−[β−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ]エチル}−2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカン等が挙げられる。
これらの酸化防止剤は、1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。
これら酸化防止剤の配合量は、ポリカーボネート樹脂と必要に応じて配合した熱可塑性樹脂の合計100質量部に対して、好ましくは0.0001質量部以上、より好ましくは0.01質量部以上であり、また、好ましくは0.5質量部以下、より好ましくは0.3質量部以下である。
また本発明において、上述したポリカーボネート樹脂及びポリカーボネート樹脂組成物には、押出し成形時の冷却ロールからのロール離れ、あるいは射出成形時の金型からの離型性をより向上させるために、離型剤を配合することができる。
離型剤としては、例えば、一価または多価アルコールの高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸、パラフィンワックス、蜜蝋、オレフィン系ワックス、カルボキシ基および/またはカルボン酸無水物基を含有するオレフィン系ワックス、シリコーンオイル、オルガノポリシロキサン等が挙げられる。
高級脂肪酸エステルとしては、例えば、炭素数1〜20の一価または多価アルコールと炭素数10〜30の飽和脂肪酸との部分エステルまたは全エステルが好ましい。
一価または多価アルコールと飽和脂肪酸との部分エステルまたは全エステルとしては、例えば、ステアリン酸モノグリセリド、ステアリン酸ジグリセリド、ステアリン酸トリグリセリド、ステアリン酸モノソルビテート、ステアリン酸ステアリル、ベヘニン酸モノグリセリド、ベヘニン酸ベヘニル、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ペンタエリスリトールテトラペラルゴネート、プロピレングリコールモノステアレート、ステアリルステアレート、パルミチルパルミテート、ブチルステアレート、メチルラウレート、イソプロピルパルミテート、ビフェニルビフェネ−ト、ソルビタンモノステアレート、2−エチルヘキシルステアレート等が挙げられる。
なかでも、ステアリン酸モノグリセリド、ステアリン酸トリグリセリド、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ベヘニン酸ベヘニルが好ましい。
高級脂肪酸としては、例えば、炭素数10〜30の飽和脂肪酸が好ましい。かかる脂肪酸としては、ミリスチン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸などが挙げられる。
これらの離型剤は、1種を単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。
離型剤の配合量は、ポリカーボネート樹脂と必要に応じて配合した熱可塑性樹脂の合計100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.1質量部以上であり、また、好ましくは5質量部以下、より好ましくは1質量部以下である。
また本発明において、上述したポリカーボネート樹脂及びポリカーボネート樹脂組成物には、紫外線による変色を防ぐ目的で、紫外線吸収剤や光安定剤を配合することができる。
紫外線吸収剤や光安定剤としては、例えば、2−(2’−ヒドロキシ−5’−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3−tert−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−[2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2,2’−メチレンビス(4−クミル−6−ベンゾトリアゾールフェニル)、2,2’−p−フェニレンビス(1,3−ベンゾオキサジン−4−オン)等が挙げられる。
これらの紫外線吸収剤や光安定剤は、1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。
紫外線吸収剤や光安定剤の配合量は、ポリカーボネート樹脂と必要応じて配合した熱可塑性樹脂の合計100質量部に対して、好ましくは0.001質量部以上、より好ましくは0.01質量部以上であり、また、好ましくは2質量部以下、より好ましくは0.5質量部以下である。
また本発明において、上述したポリカーボネート樹脂及びポリカーボネート樹脂組成物には、重合体や紫外線吸収剤に基づく土木建築資材部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、現行のポリカーボネート樹脂に使用されるものであれば、特に制限されないが、アンスラキノン系染料が好ましい。
具体的には、例えば、Solvent Violet13[CA.No.(カラーインデックスNo)60725]、Solvent Violet31(CA.No.68210)、Solvent Violet33(CA.No.60725)、Solvent Blue94(CA.No 61500)、Solvent Violet36(CA.No.68210)、Solvent Blue97(バイエル社製「マクロレックスバイオレットRR」)、Solvent Blue45(CA.No.61110)等が挙げられる。
これらのブルーイング剤は、1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。
ブルーイング剤の配合量は、ポリカーボネート樹脂と必要に応じて配合した熱可塑性樹脂の合計100質量部に対して、通常0.1×10−5質量部以上、好ましくは0.1×10−4質量部以上であり、また、通常2×10−1質量部以下、より好ましくは0.5×10−1質量部以下である。
また本発明において、上述したポリカーボネート樹脂及びポリカーボネート樹脂組成物に分岐剤(以下、化合物(B)と称する場合がある。)を配合すること、またはポリカーボネートの製造段階で分岐剤を混合して共重合することが、発泡特性を向上(泡の微細化)させることができるため好ましい。
<分岐剤(化合物(B))の配合>
本発明において、ポリカーボネート樹脂及びポリカーボネート樹脂組成物に配合して使用できる分岐剤としては、カルボジイミド、イソシアネート、エポキシ、シラン、酸無水物、オキサゾリンからなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基を含有する化合物であり、これらから選ばれる少なくとも1種を使用することが必要である。
化合物(B)はポリカーボネート樹脂の末端水酸基と結合することが可能な前記官能基を有している。そのため、化合物(B)を配合することで、ポリカーボネート樹脂の末端水酸基同士を結合させて、分子量を増加させる、または分岐させることで、歪み硬化性を有する発泡成形に適した材料とすることができる。ここで、前記化合物は1分子内に前記官能基を2以上有する。しかし、前記の官能基はポリカーボネート樹脂中の水分や芳香族モノヒドロキシ化合物とも反応するため、ポリマー鎖同士を効率良く結合させるためには、官能基は1分子内に3つ以上有していることが好ましい。
前記官能基を1分子内に2つ以上含有させた化合物(B)としては、例えば、前記官能基を有するモノマーを重縮合またはビニル重合により共重合したポリマー、あるいはオリゴマーを用いることができる。化合物(B)は分子量が大きすぎると、ポリカーボネート樹脂との相溶性が悪くなる。そのため、化合物(B)を配合して混練した樹脂組成物が白濁することがある。相溶性の観点からは、化合物(B)の分子量は低い方が好ましい。また、組み合わせる共重合モノマーや共重合組成を調整し、ポリカーボネート樹脂に相溶しやすくしたり、屈折率を合わせることで、混練した樹脂組成物の透明性を向上させることが可能である。
1分子中にカルボジイミド基を2つ以上有する化合物としては、例えば、具体的には、ポリ(4,4'−ジフェニルメタンカルボジイミド)、ポリ(p−フェニレンカルボジイミド)、ポリ(m−フェニレンカルボジイミド)、ポリ(トリルカルボジイミド)、ポリ(ジイソプロピルフェニレンカルボジイミド)、ポリ(メチル−ジイソプロピルフェニレンカルボジイミド)、ポリ(トリイソプロピルフェニレンカルボジイミド)等を使用することが、取扱が容易で反応性が良好である点から好ましく、また工業的に入手可能であるという点から、例えば日清紡ケミカル社製のポリカルボジイミド化合物、商品名「カルボジライト」が特に好ましい。
1分子中にイソシアネート基を2つ以上有する化合物としては、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、カルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ナフタリン−1,5−ジイソシアネート、o−トルイジンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス(イソシアネートフェニル)チオホスフェート、イソプロピルベンゼン−2,4−ジイソシアネート、 キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)を使用することが、取扱が容易で反応性が良好である点から好ましく、また工業的に入手可能であるという点から、例えば、日本ポリウレタン工業株式会社製のポリイソシアネート化合物、商品名「ミリオネート」が特に好ましい。
1分子中にエポキシ基を2つ以上有する化合物としては、例えば、メタクリル酸2,3−エポキシプロピルジグリシジルテレフタレート、ジグリシジルオルトフタレート、ジグリシジルヘキサヒドロフタレート、4官能窒化エポキシ(例えば三菱瓦斯化学社製TETRADD)、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレンジグリシジルエーテル、ビスフェノールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、水添BPAジグリシジルエーテル、2、2−ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、多エポキシ基含有の変性アクリル系共重合物(例えば、『Joncryl』UVA3070PET(BASF社製樹脂添加剤ADR−4370S:PET=3:7の比率で作成されたマスターバッチ))を使用することが、取扱が容易で反応性が良好である点から好ましく、好ましく、ジグリシジルテレフタレート、ジグリシジルオルトフタレート、ジグリシジルヘキサヒドロフタレート、4官能窒化エポキシ、多エポキシ基含有の変性アクリル系共重合物が特に好ましい。
1分子中にシラン基を2つ以上有する化合物としては、例えば、トリメトキシメチルシラン、トリエトキシフェニルシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、を使用することが、取扱が容易で反応性が良好である点から好ましく、またテトラエトキシシランが特に好ましい。
1分子中に酸無水物基を2個有する化合物としては、例えば、ピロメリット酸無水物、ナフタレンテトラカルボン酸無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸無水物、エチレングリコール(アンヒドロトリメリテート)及びグリセロール(アンヒドロトリメリテート)を使用することが、取扱が容易で反応性が良好である点から好ましく、またピロメリット酸無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物が特に好ましい。
1分子中にオキサゾリン基を2つ以上有する化合物としては、例えば、2,2′−ビス−(2−オキサゾリン)、2,2′−メチレン−ビス−(2−オキサゾリン)、2,2′−エチレン−ビス−(2−オキサゾリン)、2,2′−トリメチレン−ビス−(2−オキサゾリン)、2,2′−テトラメチレン−ビス−(2−オキサゾリン)、2,2′−ヘキサメチレン−ビス−(2−オキサゾリン)、2,2′−オクタメチレン−ビス−(2−オキサゾリン)、2,2′−エチレン−ビス−(4,4′−ジメチル−2−オキサゾリン)、2,2′−p−フェニレン−ビス−(2−オキサゾリン)、2,2′−m−フェニレン−ビス−(2−オキサゾリン)、2,2′−m−フェニレン−ビス−(4,4′−ジメチル−2−オキサゾリン)、ビス−(2−オキサゾリニルシクロヘキサン)スルフィド、ビス−(2−オキサゾリニルノルボルナン)スルフィド、オキサゾリン基含有重合体を使用することが、取扱が容易で反応性が良好である点から好ましく、またオキサゾリン基含有重合体が特に好ましい。
また、前記の官能基を1分子に3つ以上含有する化合物としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレンなどのビニル重合系の樹脂に、前記官能基を有するビニルモノマーを共重合することで合成することができる。例えば、以下のようなモノマーが使用される。
イソシアネート:メタクリル酸2−イソシアナトエチル等のイソシアネート基含有(メタ)クリル酸エステルやイソシアネート基含有スチレン
エポキシ:メタクリル酸グリシジル等のエポキシ基含有(メタ)クリル酸エステルやエポキシキ基含有スチレン
シラン:ビニルトリアルコキシシラン、ビニルアルキルトリアルコキシシラン、トリアルコキシシリルノルボルネン、p−スチリルトリアルコキシシラン、3−メタクリロキシアルキルトリアルコキシシラン等のアルコキシシラン基含有ビニルモノマー
酸無水物:無水マレイン酸等のカルボン酸無水物
オキサゾリン:2−ビニル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−2−オキサゾリン等のオキサゾリン基含有ビニルモノマー
カルボジイミド化合物については、例えば、触媒として有機リン系化合物又は有機金属化合物を用い、各種ポリイソシアネートを約70℃以上の温度で、無溶媒又は不活性溶媒中で、脱炭酸縮合反応に付することにより合成したものを用いることができる。上記カルボジイミド化合物に含まれるポリカルボジイミド化合物としては、種々の方法で製造したものを使用することができるが、基本的には、従来のポリカルボジイミドの製造方法(例えば、米国特許第2941956号明細書、特公昭47−33279号公報、J.Org.Chem.28,2069−2075(1963)、Chemical Review 1981,Vol.8,No.4,p.619−621)により、製造されたものを用いることができる。
ポリカルボジイミド化合物の製造における合成原料である有機ジイソシアネートとしては、例えば芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネートやこれらの混合物を挙げることができ、具体的には、1,5−ナフタレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート,2,4−トリレンジイソシアネートと2,6−トリレンジイソシアネートの混合物、ヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、2,6−ジイソプロピルフェニルイソシアネート、1,3,5−トリイソプロピルベンゼン−2,4−ジイソシアネート等を例示することができる。
カルボジイミド化合物の好ましい例としては、4,4’−ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド(重合度=3〜20)、テトラメチレンキシリレンカルボジイミド(重合度=3〜20)、N,N−ジメチルフェニルカルボジイミド(重合度3〜20)、N,N’−ジ−2,6−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド(重合度=3〜20)等が挙げられる。これらは、これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
化合物(B)の配合量は、ポリカーボネート樹脂と熱可塑性樹脂の合計100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.05質量部以上、さらに好ましくは0.1質量部以上であり、また、好ましくは5質量部以下、より好ましくは3質量部以下である。化合物(B)(分岐剤)の配合量が0.01質量部よりも少ないと、ポリカーボネート樹脂組成物の成形性の改良などの本発明の効果が十分に発現されず、一方、5質量部よりも多いと、ポリカーボネート樹脂組成物中にゲル成分が生成して、安定した成形を行うことが困難になる。
化合物(B)は前述の熱安定剤などと同様に、押出機を用いてポリカーボネート樹脂に配合、混練されることが好ましい。使用する押出機にはベント式二軸押出機を用いて、混練とともにポリカーボネート樹脂中の芳香族モノヒドロキシ化合物や水分を真空脱揮すると、化合物(B)による溶融下での分子量低下抑制の効果が効率良く発現しやすくなる。化合物(B)とポリカーボネート樹脂を混練する時は、ポリカーボネート樹脂中の芳香族モノヒドロキシ化合物の脱揮率が20%以上となることが好ましい。また、混練時に樹脂温度が上がりすぎると、ポリカーボネート樹脂や化合物(B)の熱分解により、所望とする特性が得られなくなることがある。そのため、押出機出口の樹脂温度は280℃以下とすることが好ましく、さらには270℃以下、特に260℃以下とすることが好ましい。また、樹脂の溶融粘度と押出機の動力の制約から、下限値としては200℃以上とすることが好ましく、さらには210℃以上、特に220℃以上とすることが好ましい。押出機出口の樹脂温度は、樹脂の処理量やスクリューの回転数、シリンダーの温度設定、スクリューエレメントの選択などにより調節することができる。
<分岐剤の共重合>
本発明において、ポリカーボネート樹脂及び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の製造時に、分岐剤を混合し、反応させて製造することで、ポリカーボネート樹脂に分岐剤構造を共重合して導入することもできる。つまり、ポリカーボネート樹脂が分子に3つ以上のヒドロキシ基を含有する化合物に由来する構造単位を含むものであることが好ましい。
分岐剤を共重合で導入する場合は、後述の化合物の構造がポリカーボネート構造に導入される。
本発明のポリカーボネート樹脂は、構成する全ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位に対して、分子に3つ以上のヒドロキシ基を含有する化合物に由来する構造単位を0.2mol%以上、2mol%以下含んでいてもよい。ポリカーボネート樹脂が適度な分岐度を有することで、歪み硬化性を有し、発泡成形に適した材料とすることができる。
分岐度が過剰に増加すると樹脂がゲル化するおそれがあるため、分岐度の制御のしやすさの観点からは、1分子中のヒドロキシ基の数は20以下が好ましく、12以下がより好ましく、8以下が更にこのましく、6以下が特に好ましい。また、分子に3つ以上のヒドロキシ基を含有する化合物に由来する構造単位は0.2mol%以上、2mol%以下含有することが好ましく、さらには0.3mol%以上、1.5mol%以下が好ましく、特に0.4mol%以上、1.0mol%以下が好ましい。
分子に3つ以上のヒドロキシ基を含有する化合物は具体的には、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,2,6−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、テトラペンタエリスリトール、アダマンタントリオール、グリセリン、エリスリトール、ソルビトール、1,4−アンヒドロソルビトール、1,5−アンヒドロソルビトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、1,2,3,4−ペンタンテトロール、2,3,4,5−ヘキサンテトロール、1,3,5−トリヒドロキシベンゼン、1,3,5−トリス(4−ヒドロキシフェニル)−ベンゼン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、α,α,α'−トリス(4−ヒドロキシフェニル)−1−エチル−4−イソプロピルベンゼン、トリス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1,1−トリス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,1−トリス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、トリス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1,1−トリス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,1−トリス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルメタン、2,4,4’−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,4,6−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,4,4’−トリヒドロキシフジェニルエーテル、2,2',4,4'−テトラヒドロキシベンゾフェノン、レスベラトロールなどが挙げられる。ヒドロキシ基の反応性の観点からは、アルコール性ヒドロキシ基を有する化合物が好ましく、工業的に入手が容易である点から、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールが好ましい。なお、後述する熱安定剤として用いられるヒンダードフェノール化合物のヒドロキシ基は十分な重合反応性を有しておらず、分岐剤としては用いられない。
分子に3つ以上のヒドロキシ基を含有する化合物をポリカーボネート樹脂中に配合する方法としては、他のジヒドロキシ化合物とともに共重合させる方法と、後述する押出機で樹脂に添加して反応させる方法がある。特に共重合させる方法が、分岐化の効果が発現しやすく、好ましい。
また本発明において、上述したポリカーボネート樹脂及びポリカーボネート樹脂組成物を発泡成形させる際に、円滑に発泡させるために、気泡調整剤を配合することができる。
気泡調整剤としては、例えば、タルク、シリカ、アルミナ、マイカ、炭酸カルシウム、ワラストナイト、モンモリロナイト、カオリン等の板状、粉末状又は繊維状の無機化合物が挙げられる。これら無機化合物は、例えば、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、Si−H結合を有するシリコン系化合物、オルガノシロキサン化合物等で表面処理されていてもよい。上記の他、多価カルボン酸の酸性塩、多価カルボン酸と炭酸ナトリウム又は重炭酸ナトリウムの混合物等も気泡調整剤として好ましい。
これらの気泡調整剤は、1種を単独で用いても良く、2種以上を併用してもよい。
気泡調整剤の配合量は、ポリカーボネート樹脂と必要に応じて配合した熱可塑性樹脂の合計100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.3質量部以上であり、また、好ましくは50質量部以下、より好ましくは10質量部以下である。
本発明におけるポリカーボネート樹脂と熱可塑性樹脂や各種の添加剤との配合は、それ自体既知の通常用いられる方法で行うことができる。例えば、タンブラー、V型ブレンダー、スーパーミキサー、ナウターミキサー、バンバリーミキサー、混練ロール、押出機等で混合する方法、あるいは上記各成分を例えば塩化メチレンなどの共通の良溶媒に溶解させた状態で混合する溶液ブレンド方法などが挙げられる。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物の一軸伸長粘度の歪み硬化度は、0.1以上、好ましくは0.15以上、より好ましくは0.2以上であって、5以下、好ましくは4以下、より好ましくは3以下である。
本発明における歪み硬化度は、例えば、特開2006−69146号公報に開示された方法と類似の手法で評価することができる。すなわち、本発明における一軸伸長粘度の歪み硬化度は、一軸伸長粘度の過渡応答において、測定開始後、一軸伸長歪み(ε)の増加に伴い徐々に一軸伸長粘度が上昇する領域(線形領域)から外れて一軸伸長粘度が急激に上昇する領域(非線形領域)において、一軸伸長粘度が上昇する程度を示す指標であり、後述の方法で評価する事ができる。なお、一軸伸長歪み(ε)とは、Hencky歪みであり、一軸伸長速度と時間の積で表される。
先ず、粘弾性測定装置(例えば、ティー・エー・インスツルメント社製 商品名:ARES)と伸長粘度測定治具(例えば、ティー・エー・インスツルメント社製 商品名:ARES−EVF)を用いて、測定温度240℃において一軸伸長速度4.0sec−1及び0.1sec−1での一軸伸長粘度の過渡応答性を測定する。ここで、一軸伸長速度4.0sec−1及び0.1sec−1での一軸伸長粘度をそれぞれ、η、ηとする。なお、測定時間0.375〜0.75秒での一軸伸長速度4.0sec−1の一軸伸長歪み(ε)は1.5〜3.0であり、この範囲における一軸伸長粘度ηは非線形領域となる。一方、測定時間0.375〜0.75秒での一軸伸長速度0.1sec−1の一軸伸長歪み(ε)は、0.0375〜0.075であり、この範囲における一軸伸長粘度ηは線形領域となる。
次に、該η、ηから算出されるη/ηの自然対数(ln(η/η))を、一軸伸長速度4.0sec−1での一軸伸長歪み(ε)が1.5〜3.0の範囲において求め、横軸に一軸伸長歪み(ε)、縦軸にln(η/η)をプロットする。 次に、プロットについて最小二乗法により一次近似直線を求め、この一次近似直線の傾きを一軸伸長粘度の歪み硬化度とする。
このようにして求めた一軸伸長歪みが1.5〜3.0の範囲の粘度上昇の度合いが歪み硬化度となる。
この歪み硬化度が大きいと、例えばインフレーション成形時に一軸伸長歪が1.5以上になると粘度が大きくなるためバブルが安定したり、フィルムの厚み精度が向上するといった効果がある。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物の一軸伸長粘度の歪み硬化度を上記の所望の範囲にする方法は、特に限定されないが、該樹脂組成物に分岐構造を有するポリマー鎖を含有させる方法や分子量が50〜100万以上の超高分子量成分を含有させる方法などがある。この中でも、ポリカーボネート樹脂組成物に分岐構造を有するポリマー鎖を含有させる方法が好ましい。
上記の分岐構造を有するポリマー鎖を含有させる方法としては、特に限定されないが、本発明のポリカーボネート樹脂組成物の製造時に分岐剤を添加して分岐構造を生成させる方法や、本発明のポリカーボネート樹脂組成物の一成分として、分岐構造を有するポリマー鎖を配合する方法などがある。
[3]成形方法、成形体の用途等
本発明において、上述したポリカーボネート樹脂組成物は、射出成形、押出成形、プレス成形、真空成形、ラミネート成形などの公知の成形方法を用いて成形体を得ることが出来る。さらに、発泡剤とともに射出成形や押出成形することにより、発泡成形体を得ることができる。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物を用いて発泡成形体を得る場合、使用する発泡剤としては特に制限されず、揮発性の発泡剤、無機系の発泡剤、分解型発泡剤等のいずれの発泡剤も使用できる。
揮発性の発泡剤としては、例えば、n−ブタン、i−ブタン、n−ペンタン、i−ペンタン、ヘキサン等の低級脂肪族炭化水素化合物;シクロブタン、シクロペンタン等の脂環式炭化水素化合物;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素化合物;メタノール、エタノール等の低級脂肪族1価アルコール化合物;アセトン、メチルエチルケトン等の低級脂肪族ケトン化合物;クロロメチル、クロロエチル、1−クロロ−1,1−ジフルオロエタン等の低沸点ハロゲン化炭化水素化合物等が挙げられる。
無機系の発泡剤としては、例えば、ガス状、超臨界状態、亜臨界状態のいずれかの状態にある窒素や二酸化炭素、水等が挙げられる。
分解型発泡剤としては、例えば、バリウムアゾカルボキシレート、アゾジカルボンアミド等のアゾ化合物、N,N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン等のニトロソ化合物、ヒドラゾカルボンアミド等のヒドラジン化合物、重炭酸ナトリウム等の重炭酸塩等が挙げられる。
これらの中で、超臨界状態又は亜臨界状態の窒素、二酸化炭素又はこれらの混合物が好ましい。
これらの発泡剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
発泡剤の量は、発泡剤の種類や発泡倍率により適宜定めることができるが、ポリカーボネート樹脂組成物100質量部に対し、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上であり、また、好ましくは20質量部以下、より好ましくは10質量部以下である。
本発明において、発泡成形方法は特に制限されず、例えば、押出発泡成形、射出発泡成形、成形体に発泡剤を含浸後発泡させる方法等、発泡成形方法は種々存在するが、一般的には発泡成形は次の各工程から成る。
1)発泡剤をポリマー中に溶解(又は混入)する工程
2)気泡を発生させる工程
3)気泡を成長させる工程(この工程3)は工程2)と同時に進行する事が多い)
4)気泡を固定化する工程
通常、発泡成形方法は大きく2つに大別される。1つはバッチ式の発泡成形方法であり、成形体に発泡剤を含浸後発泡させる方法が一例として挙げられる。このバッチ式の発泡成形方法では一般的に、比較的プロセス温度が低い。また、前記各工程において比較的長い時間を要する。
成形体に発泡剤を含浸した後に発泡を行う方法としては、例えば、樹脂組成物の成形体をオートクレーブ内に置いて超臨界流体を加え、該超臨界流体を成形体に含浸させ、その後、圧力を下げることにより発泡体を得ることができる。また、加熱により発泡する発泡剤では、成形体に発泡剤を含浸後、加熱することで発泡体を得ることができる。
もう1つは連続式の発泡成形方法であり、押出成形機、射出成形機、ブロー成形機等を用いた発泡成形方法が例示される。この連続式の発泡成形方法では一般的に、比較的プロセス温度が高い。また、前記各工程に要する時間は比較的短い。
押出発泡成形としては、例えば、(a)樹脂組成物と発泡剤を押出機中で溶融混練し、押出機先端のサーキュラーダイスから溶融樹脂を押出し、円柱状冷却機(マンドレル)で円筒状発泡体を形成させ、押出方向に切り開いてシート状とする方法や、(b)樹脂組成物と発泡剤を押出機中で溶融混練し、押出機先端のTダイからシート状に押出し、冷却ロールで引き取りシートを得る方法等が挙げられる。
なお、発泡剤は、あらかじめポリカーボネート樹脂組成物と混合して使用しても、押出機途中で圧入してもよい。
射出発泡成形としては、例えば、(c)射出成形機内で溶融状態の樹脂組成物に、発泡剤を混合又は溶解し、金型内に射出成形する際に樹脂を発泡させつつ金型内に充填する方法、(d)射出成形機内で溶融状態の樹脂組成物に、発泡剤を混合又は溶解し、金型内に射出充填する際にカウンタープレッシャーや射出時の樹脂の圧力等により圧力を加えて発泡を抑制し、その後、金型の可動側の後退やカウンタープレッシャーの解除又は冷却時の樹脂組成物の収縮等で圧力低下を行い発泡させる方法等が挙がられる。
成形体に発泡剤を含浸した後に発泡を行う方法としては、例えば、樹脂組成物の成形体をオートクレーブ内に置いて超臨界流体を加え、該超臨界流体を成形体に含浸させ、その後、圧力を下げることにより発泡体を得ることができる。また、加熱により発泡する発泡剤では、成形体に発泡剤を含浸後、加熱することで発泡体を得ることができる。
本願発明においては、イソソルビド由来の構造単位を有するポリカーボネートの中で、その他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共重合体、特に特定の範囲のガラス転移温度(Tg)を有するものは、上記バッチ式発泡成形方法、連続式発泡成形方法の双方に対して適切な特性、すなわち適切なガス溶解性とガス拡散性を有すると考えられる。このため、発泡成形した場合に、充分な発泡倍率と好適な発泡形態(気泡の大きさ・数密度・独立性=連泡が無い又は少ない事)を有する発泡成形体が得られるため、軽量で機械物性(伸び)が良好な発泡成形体を製造する事が可能であると推察される。
上述の通り本願発明においては、発泡成形方法はバッチ式発泡成形でも、連続式発泡成形方法でも良いが、より好ましくは連続式発泡成形方法が好ましいと考えられる。これは、本願発明におけるイソソルビド由来の構造単位を有するポリカーボネートの中で、その他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共重合体、特に特定の範囲のガラス転移温度(Tg)を有するものが示すガス溶解性とガス拡散性が、より好適には連続式発泡成形プロセスに適しているためである。
発泡成形の各工程の中で、1)発泡剤をポリマー中に溶解(又は混入)する工程においては、ガス拡散性が高いほど早くガスが溶解する。すなわち、該工程の所要時間を短くする事が可能である。
また、3)気泡を成長させる工程においては、ガスの拡散性が高い程気泡の成長が早い。
ガス拡散性が高すぎると気泡が粗大化し易く、発泡成形体に外力により変形が加えられた際に粗大気泡が破断点となり、機械物性(伸び)が低下する虞がある。
ガス拡散性が低すぎると充分に気泡が成長せず、発泡倍率が上がらないため軽量化効果が小さくなる虞がある。
本願発明におけるイソソルビド由来の構造単位を有するポリカーボネートの中で、その他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共重合体、特に特定の範囲のガラス転移温度(Tg)を有するものは、その他ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を有さないポリカーボネートや、その他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共重合体であっても145℃以上のガラス転移温度(Tg)を有するものよりも、ガス溶解性が高いため、ガス溶解工程において、ポリマー中により多くのガスを溶解させる事ができる。このため、より軽量な発泡成形体を得られる事が期待される。
一方で、ガス溶解性が高い場合にはガス拡散性も同様に高い事が多い。ガス溶解性が高く、ガス拡散性が高い場合には発泡成形途中において成形体表面からのガス抜けを生じ易いと考えられ、これに起因する樹脂の欠損や表面の荒れ、又はガス拡散性が高過ぎるために生じる気泡の粗大化が生じる虞があるため、ガス溶解性とガス拡散性が高すぎる事は好ましく無い。
本願発明におけるイソソルビド由来の構造単位を有するポリカーボネートの中で、その他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共重合体、特に特定の範囲のガラス転移温度(Tg)を有するものは、その他ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を有さないポリカーボネートや、その他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共重合体であっても145℃以上のガラス転移温度(Tg)を有するものよりも、ガス拡散性が高いため比較的短時間の気泡成長工程においても充分に気泡を成長させる事ができ、かつ、ガス拡散性が高すぎないため好適な発泡形態を発現でき、このため軽量で、機械物性(伸び)が良好な発泡成形体を得る事が可能であると推察される。
一方で、ガス溶解性とガス拡散性は温度に応じて変化するが、本願発明におけるイソソルビド由来の構造単位を有するポリカーボネートの中で、その他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共重合体、特に特定の範囲のガラス転移温度(Tg)を有するものは、その他ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を有さないポリカーボネートや、その他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共重合体であっても145℃以上のガラス転移温度(Tg)を有するものや一般的なビスフェノール系ポリカーボネートよりも低い温度で成形可能であるため、ガス拡散係数が適切な範囲に有り、ガス拡散性が高過ぎるために生じる気泡の粗大化等を避ける事が可能である。
本発明においては、上記した樹脂組成物を、上述の発泡剤を用いて、キャビティの拡張を伴う射出発泡により発泡成形することにより、本発明の成形体を得ることが好ましい。
この場合の射出発泡成形としては、例えば、(a)射出成形機内で溶融状態の樹脂組成物に、発泡剤を混合又は溶解し、金型内に射出成形する際に樹脂を発泡させつつ金型内に充填する方法、(b)射出成形機内で溶融状態の樹脂組成物に、発泡剤を混合又は溶解し、金型内に射出充填する際にカウンタープレッシャーや射出時の樹脂の圧力等により圧力を加えて発泡を抑制し、その後、金型の可動側の後退(コアバック)等によるキャビティの拡張やカウンタープレッシャーの解除又は冷却時の樹脂組成物の収縮等で圧力低下を行い発泡させる方法等が挙げられる。
この場合は、上記(b)射出成形機内で溶融状態の樹脂組成物に、発泡剤を混合又は溶解し、金型内に射出充填する際にカウンタープレッシャーや射出時の樹脂の圧力等により圧力を加えて発泡を抑制し、その後、金型の可動側の後退やカウンタープレッシャーの解除又は冷却時の樹脂組成物の収縮等で圧力低下を行い発泡させる方法の内、射出成形機内で溶融状態の樹脂組成物に、発泡剤を混合又は溶解し、金型内に射出充填する際にカウンタープレッシャーや射出時の樹脂の圧力等により圧力を加えて発泡を抑制し、その後、金型の可動側の後退(コアバック)等により、キャビティを拡張させる事により発泡させる方法が好ましい。
キャビティの拡張後のキャビティ容積は、樹脂組成物の充填完了時のキャビティ容積に対して、通常1.1倍を超え、好ましくは1.5倍以上、より好ましくは2.0倍以上、最も好ましくは2.5倍以上であり、また、通常100倍以下、好ましくは50倍以下、より好ましくは30倍以下、最も好ましくは20倍以下である。
キャビティの拡張量が少ないと軽量化効果が小さくなる虞があり、キャビティの拡張量が多いと発泡による樹脂組成物の膨張量がキャビティの拡張量未満となり所望の寸法の発泡成形体が得られない虞がある。
キャビティの拡張を開始するタイミングは特に制限されないが、通常樹脂の金型内への充填完了とほぼ同時(充填完了前後0.1秒以内)、又は充填完了後であり、充填完了後の場合は充填完了から10.0秒以内、好ましくは5.0秒以内、より好ましくは3.0秒以内である。キャビティの拡張開始のタイミングが充填完了よりも大幅に早いと、金型内が未充満の状態からキャビティの拡張による発泡を開始させる事になるため、所望の寸法を持ち密度が均一な発泡成形体が得られない虞があり、キャビティの拡張開始のタイミングが充満完了よりも大幅に遅いと、キャビティの拡張前に樹脂の冷却による粘度上昇が生じ発泡させる事が困難となる虞がある。
キャビティの拡張量と発泡による樹脂の膨張量が等しい場合には、キャビティの拡張後の金型容積と同等の容積を持つ発泡成形体が得られるため、例えば、キャビティの拡張が厚み方向に実施される場合には、「発泡倍率」を「発泡成形体の厚み」に対する「キャビティの拡張以前の金型の厚み」の比〔(発泡成形体の厚み)/(キャビティの拡張以前の金型の厚み)〕で定義することができ、この「発泡倍率」は、(発泡前の樹脂組成物の密度)/(発泡成形体の密度)と同等となる。
発泡成形の温度は、樹脂組成物の発泡成形が可能な温度であれば特に制限されないが、通常80℃以上、より好ましくは100℃以上であり、また、通常300℃以下、より好ましくは260℃以下である。
さらに詳しくは、発泡成形の温度の下限は、ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度(Tg)より、5℃高い温度以上が好ましく、10℃高い温度以上がより好ましく、また上限は、該共重合体のTgより200℃高い温度以下が好ましく、150℃高い温度以下がより好ましい。
発泡成形時の温度を上記の範囲とすることにより、樹脂の熱分解を抑えつつ、所望の発泡倍率の発泡体を成形することができる。温度が高すぎると樹脂が熱分解してしまう虞があり、温度が低すぎると樹脂粘度が高いため発泡させることが困難となる傾向がある。
本願発明の発泡成形体の一つとしては、該発泡成形体中の気泡の平均直径が100μm以下であることを特徴としている。気泡の平均直径が小さい程気泡の数密度は増大するため、入射光が遭遇する気泡壁(気泡-樹脂界面)の数が増大する事により光の反射率は高くなる。特に、平均直径が100μm以下であれば光の反射率が充分に高くなり、光反射材料などに用いた場合に、効果的である。中でも、気泡の直径が小さい方が発泡成形体の強度・外観が良好であるため、80μm以下が好ましく、50μm以下がより好ましく、30μm以下が特に好ましい。また、現実的に作成可能なセル径としては、0.01μm以上が好ましく、0.05μm以上がより好ましく、0.1μm以上が特に好ましい。
また、本発明の成形体において、発泡倍率等は特に制限はなく、例えば、発泡剤の添加量や成形方法を調整することにより適宜設定することができる。
発泡倍率は、通常1.1倍以上、好ましくは1.5倍以上、より好ましくは2.0倍以上であり、また、通常100倍以下、好ましくは50倍以下、より好ましくは30倍以下である。
なお、本発明における発泡倍率は、実施例の項において示す方法により求められる値である。また、発泡体(成形体)の形状も特に制限は無く、用途等に応じて適宜定めることができる。
本発明の発泡成形体において、非発泡層や発泡層同士の多層化や共押出し、表面に発泡していないポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂をラミネートすることもできる。また、射出成形品の場合、金型内の片側もしくは両側に、ポリカーボネート等の非発泡シートを挿入後、射出発泡成形を行い、発泡体と非発泡シートの一体成形品としてもよい。このとき、非発泡シートには、印刷、ハードコート、耐候性付与等を行ったものを使用してもよい。さらに、これら成形体表面には印刷、帯電防止処理、ハードコート等の処理を行うこともできる。
〔本願発明が効果を奏する理由〕
本願発明が効果を奏する理由については、いまだ明らかではないが、以下のとおり、推察される。すなわち、通常の樹脂では、発泡成形時に気泡の成長に対する樹脂の抵抗が小さい、すなわち気泡の成長を抑制する力が小さいために気泡の成長速度が大きく、このため気泡直径が大きくなり、さらに一部では気泡同士の合一を生じるため、微小な気泡を含む発泡成形体を形成することは不可能であった。しかしながら、本願発明においては、 上記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を少なくとも有するポリカーボネート樹脂自体が、ガス拡散係数が小さいという特徴を有するため、発泡成形時のガス抜けが生じ難く、このためガス抜けに起因する外観不良や発泡成形体の厚みムラが無い発泡成形体の形成を可能としていると考えられる。さらに、当該ポリカーボネート樹脂を含む樹脂組成物の一軸伸長粘度の歪み硬化度が特定の範囲にある場合、発泡時に樹脂が、引き伸ばされるに従い、粘度を向上させる。これにより、発泡成形体としたときに気泡の成長を抑制し、さらに気泡同士の合一を抑制すると考えられる。また気泡の成長が抑制される結果として、気泡の数密度が増加する効果も期待される。そのため、気泡が微細であり気泡数密度が大きな発泡成形体を形成しているものと考えられる。上記の理由により、本発明の発泡成形体は、優れた耐熱性や機械的特性などを有する。また、本発明の樹脂組成物は、発泡成形において優れた発泡性能を有し、外観が良好であり気泡径が小さく軽量で強度の高い発泡成形体を得ることができる。
本発明の成形体は、電気・電子、自動車、建築等の各分野の部材、食品用容器、光反射材、断熱材、遮音材、緩衝材、低比重材、燃料電池セパレーター、低誘電体、低比重材、分離膜等に使用できる。
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例により限定されるものではない。なお、下記の実施例における各種の製造条件や評価結果の値は、本発明の実施態様における上限または下限の好ましい値としての意味をもつものであり、好ましい範囲は、前記上限または下限の値と下記実施例の値または実施例同士の値との組合せで規定される範囲であってもよい。
[特性評価方法]
以下の例において、樹脂やその発泡成形体の特性評価は次の方法により行った。なお、特性評価の手法は以下の方法に限定されるものではなく、当業者が適宜選択することができる。
<ガラス転移温度(Tg)>
示差走査熱量計(メトラー社製DSC822)を用いて、試料約10mgを10℃/minの昇温速度で加熱して測定し、JIS K 7121(1987)に準拠して、低温側のベースラインを高温側に延長した直線と、ガラス転移の階段状変化部分の曲線の勾配が最大になるような点で引いた接線との交点の温度である、補外ガラス転移開始温度を求めた。
<カラーb値>
カラーメーター(日本電色社製300A)を用いて、チップカラーを測定した。
ガラスセルに、チップを所定量入れ、反射測定で測定し、b値を測定した。
この数値が小さいほど、黄色みが小さい。
<還元粘度>
中央理化社製DT−504型自動粘度計(ウベローデ型粘度計)を用い、溶媒として、フェノールと1,1,2,2−テトラクロロエタンの質量比1:1混合溶媒を用い、温度30.0℃±0.1℃で測定した。濃度は1.00g/dlになるように、精密に調整した。
試料は120℃で攪拌しながら、30分で溶解し、冷却後測定に用いた。
溶媒の通過時間t、溶液の通過時間tから、下記式:
ηrel=t/t(g・cm−1・sec−1
より相対粘度ηrelを求め、相対粘度ηrelから、下記式:
ηsp=(η−η)/η=ηrel−1
より比粘度ηspを求めた。
比粘度ηspを濃度c(g/dl)で割って、下記式:
ηred=ηsp/c
より還元粘度(換算粘度)ηredを求めた。
この数値が高いほど分子量が大きい。
<5%熱減量温度>
セイコー電子社製TG−DTA(SSC−5200、TG/DTA220)を用い、試料10mgをアルミニウム製容器に載せ、窒素雰囲気下(窒素流量200ml/分)で昇温速度10℃/分で30℃〜450℃まで測定し、5%質量が減少した際の温度を求めた。
この温度が高いほど、熱分解しにくい。
<アイゾット衝撃強度>
カスタム・サイエンティフィック(Custom Scientific)社製ミニマックス射出成形機CS−183MMXを用いて、温度240〜300℃で、長さ31.5mm、幅6.2mm、厚さ3.2mmの試験片を射出成形し、深さ1.2mmのノッチをノッチングマシンで付け、試験片とした。
この試験片について、カスタム・サイエンティフィック社製ミニマックスアイゾット衝撃試験機CS−183TI型を用いて、23℃におけるノッチ付きのアイゾット衝撃強度を測定した。
この数値が大きいほど、耐衝撃強度が大きく、割れにくい。
<引張試験>
上記射出成形機を用いて温度240℃〜300℃で、平行部長さ9mm、平行部直径1.5mmの引張試験片を射出成形し、カスタム・サイテンティフィック社製引張試験機CS−183TE型を用いて、引張速度1cm/分の条件で引張試験を行い、降伏時伸び、引張降伏強さ、引張降伏弾性率、及び破断時伸びを測定した。
それぞれの数値が大きいほど、強さ、伸びがある。
<発生ガス量>
100℃で5時間真空乾燥をした樹脂サンプル8gを、幅8cm、長さ8cm、厚さ0.5mmのスペーサーを用いて、熱プレスにて熱プレス温度200〜250℃で、予熱1〜3分、圧力20MPaの条件で1分間加圧後、スペーサーごと取り出し、水管冷却式プレスを用いて圧力20MPaで3分間加圧冷却しシートを作製した。このシートから幅1cm長さ2cmの試料を切り出した。厚さは1mmであった。
この試料について、加熱脱着−ガスクロマトグラフ/質量分析法(TDS−GC/MS)にて発生ガスを測定した。測定装置として、GERSTEL社製TDS2を用い、加熱脱着温度を250℃、10分、トラップ温度を−130℃、で実施した。
試料をガラスチャンバーに入れ、110℃で30分間、ヘリウム60mL/分で発生するガスを捕集管Tenax−TAで捕集した。
GC/MSとしてAgilent社製HP6890/5973N、カラムとしてHP−VOC:0.32×60m、1.8μmdfを用い、40℃、5分保持した後、8℃/分で280℃まで昇温後、280℃で25分保持して、測定した。キャリアガスは、ヘリウム1.3mL/分とした。
ガス発生量は製造時に留出するフェノール及びフェノールに由来するベンズアルデヒドを除いた単位面積当たりのトータル発生量としてトルエンによる換算値にて求めた。
<発泡倍率>
「発泡成形体の厚み」に対する「キャビティの拡張以前の金型の厚み」の比〔(発泡成形体の厚み)/(キャビティの拡張以前の金型の厚み)〕を「発泡倍率」とした。
[ポリカーボネート(共重合体)の製造例]
以下の製造例1において、反応に用いたイソソルビドはロケットフルーレ社製又は三光化学社製、1,4−シクロヘキサンジメタノールはイーストマン社製、ジフェニルカーボネートは三菱化学社製、炭酸セシウムは和光純薬工業社製である。
また、以下の製造例1の記載の中で用いた化合物の略号は次の通りである。
ISB:イソソルビド
1,4−CHDM:1,4−シクロヘキサンジメタノール
DPC:ジフェニルカーボネート
<製造例1:ポリカーボネート共重合体(PC−1)の製造>
特開2009−161746号公報の実施例1に記載の方法に準じて次のとおり製造した。
ISB 27.7質量部(0.516モル)に対して、1,4−CHDM 13.0質量部(0.246モル)、DPC 59.2質量部(0.752モル)、及び触媒として、炭酸セシウム2.21×10−4質量部(1.84×10−6モル)を反応容器に投入し、窒素雰囲気下にて、反応の第1段目の工程として、加熱槽温度を150℃に加熱し、必要に応じて攪拌しながら、原料を溶解させた(約15分)。
次いで、圧力を常圧から13.3kPa(絶対圧、以下同様)にし、加熱槽温度を190℃まで1時間で上昇させながら、発生するフェノールを反応容器外へ抜き出した。
反応容器全体を190℃で15分保持した後、第2段目の工程として、反応容器内の圧力を6.67kPaとし、加熱槽温度を230℃まで、15分で上昇させ、発生するフェノールを反応容器外へ抜き出した。攪拌機の攪拌トルクが上昇してくるので、8分で250℃まで昇温し、さらに発生するフェノールを取り除くため、反応容器内の圧力を0.200kPa以下に到達させた。所定の攪拌トルクに到達後、反応を終了し、生成した反応物を水中に押し出して、ポリカーボネート共重合体(PC−1)のペレットを得た。
得られたポリカーボネート共重合体(PC−1)の還元粘度は1.007dl/g、ガラス転移温度は124℃、カラーb値は8.8であった。
また、このポリカーボネート共重合体(PC−1)を245℃で、金型温度90℃で成形して機械物性評価用の試験片(2種)を得た。これらの試験片を用いて、機械物性の評価を行った結果、引張降伏強さ84MPa、引張降伏弾性率748MPa、降伏時伸び16%、破断時伸び30%、アイゾット衝撃強度227J/mであった。 また、このポリカーボネート共重合体(PC−1)の窒素雰囲気下での5%熱減量温度は344℃であった。また、フェノール成分以外の発生ガス量は3.7ng/cmで、式(1)で表されるジヒドロキシ化合物を除いたジヒドロキシ化合物由来の発生ガスは検出されなかった。
<製造例2:ポリカーボネート共重合体(PC−2)の製造>
ISB 55.5質量部(0.380モル)に対して、1,4−CHDM 54.2質量部(0.376モル)、トリメチロールプロパン 0.509質量部(3.80×10−3モル)、DPC 164.72質量部(0.769モル)、及び触媒として、酢酸カルシウム一水和物2.68×10−4質量部(1.52×10−6モル)を用いた以外は製造例1と同様に行った。
<製造例3:ポリカーボネート共重合体(PC−3)の製造>
ISB 55.5質量部(0.380モル)に対して、1,4−CHDM 54.8質量部(0.380モル)、DPC 164.32質量部(0.767モル)、及び触媒として、酢酸カルシウム一水和物2.68×10−4質量部(1.52×10−6モル)を用いた以外は製造例1と同様に行った。
[実施例1]
<樹脂組成物の製造>
十分に乾燥させた製造例1のポリカーボネート(PC−1)2.1kgと三菱エンジニアリングプラスチックス社製ポリブチレンテレフタレート(PBT)『ノバデュラン』5010R5L 0.9kgと分岐剤としてBASF社製『Joncryl』UVA3070PET(BASF社製樹脂添加剤ADR−4370S:PET=3:7の比率で作成されたマスターバッチ)9.0gを十分に混合(ドライブレンド)した。
次いで、二軸押出混練機(口径15mm、L/D=30)(テクノベル社製「KZW15−30MG」)にて、減圧雰囲気下で300rpm、処理量2kg/hrの条件で溶融混練し、冷却水槽を通過させたストランドをストランドカッターにより切断し、ペレット状の樹脂組成物を得た。
上記の二軸押出混練機のシリンダー温度は、前段シリンダー温度;C1=100℃、C2=230℃、C3=250℃、後段シリンダー温度;C4=250℃、ダイス温度;D1=240℃とした。
<樹脂組成物の歪み硬化度の評価>
得られた樹脂組成物を真空乾燥機にて90℃・減圧雰囲気下で5時間以上乾燥させた後、240℃に加熱された熱プレスにて成形した。この際、予熱時間は3分間とし、予熱後1分間で所定の圧力まで加圧し、更に1分間圧力を保持した。次いで、20℃に調温された冷却プレスにより冷却し、厚み0.6mm,幅10mm,長さ18mmの試験片を得た。この試験片を前述した方法に従い、粘弾性測定装置(ティー・エー・インスツルメント社製 商品名:ARES)と伸長粘度測定治具(ティー・エー・インスツルメント社製 商品名:ARES−EVF)を用いて、温度240℃,一軸伸長速度4.0sec−1及び0.1sec−1の条件で一軸伸長粘度を測定し歪み硬化度を求めた。
<樹脂組成物の発泡成形>
<樹脂組成物の製造>において得られた樹脂組成物ペレットを熱風乾燥機にて窒素ガスを流通させながら90℃にて5時間以上乾燥させた後、JSW社製MuCell射出成形機「J85AD−Mucell」のホッパーに投入し、計量の工程においてシリンダー内部(樹脂溶融部)に、物理発泡剤(窒素又は二酸化炭素)を表1に示すとおり加圧して導入(注入)し、溶融した樹脂組成物と物理発泡剤とを混合した。計量のストローク量は、全ての実施例・比較例において、厚み1.5mm×幅100mm×長さ180mmの板状形状の金型に射出された場合にフルショットとなる値に設定された。次いで、厚み1.5mm×幅100mm×長さ180mmの板状形状の金型へ射出し、充填完了とほぼ同時(充填完了の前後0.1秒以内)に金型の可動プレートを所定のストローク量(型開量)だけ後退(コアバック)し、キャビティの拡張を行うことにより発泡成形し、そのまま60秒間冷却し、発泡成形体を得た。この場合、発泡倍率の算出に用いる「キャビティの拡張以前の金型の厚み」は1.5mmである。射出開始から充填完了までに要する時間を1.0秒、金型の可動プレートの後退に要する時間を0.1秒に設定した。また、金型温度は60度に調温した。
結果を表1に示す。なお、表中の金型厚みは「キャビティの拡張以前の金型の厚み」を指す。
<発泡成形体のSEM観察>
発泡試験片より小片を切りだし、Leica社製のウルトラカットEM UC6及び、EM FC6を使用し、切断面を作製した。得られた試料をFilgen社製のオスミウムプラズマコーターを使用し、導電処理を行い、SEM観察用サンプルとした。SEM観察は、発泡気泡径を最適に観測できる倍率で行った。前記SEM観察で得られたデジタル画像より、気泡部分のコントラストを明確にし(二値化処理)、画像処理プログラム(日本ローバー社製 Image−Pro6.2J)により画像解析し、気泡断面の面積からその円相当径を算出する操作を行った。かかる操作は、一つの試験片に対し少なくとも40個の気泡について実施した。かかる算出値から気泡の平均直径を求めた。
[実施例2]
<樹脂組成物の製造>
実施例1の<樹脂組成物の製造>において、混練する樹脂組成を、製造例1のポリカーボネート(PC−1)2.1kgと三菱エンジニアリングプラスチックス社製ポリブチレンテレフタレート(PBT)『ノバデュラン』5010R5L 0.9kgとBASF社製『Joncryl』UVA3070PET(BASF社製樹脂添加剤ADR−4370S:PET=3:7の比率で作成されたマスターバッチ)30.0gとした事以外は、実施例1の<樹脂組成物の製造>と同様に樹脂組成物を製造した。
<樹脂組成物の歪み硬化度の評価>
得られた樹脂組成物の歪み硬化度を実施例1の<樹脂組成物の歪み硬化度の評価>と同様の方法で評価した。
結果を表1に示す。
<樹脂組成物の発泡成形>
得られた樹脂組成物ペレットを実施例1の<樹脂組成物の発泡成形>と同様に発泡成形した。
結果を表1に示す。
<発泡成形体のSEM観察>
得られた発泡成形体を実施例1の<発泡成形体のSEM観察>と同様にSEM観察し、平均気泡径を算出した。結果を表1に示す。
[実施例3]
<樹脂組成物の製造>
実施例1の<樹脂組成物の製造>において、混練する樹脂組成を、製造例1のポリカーボネート(PC−1)1.5kgと三菱エンジニアリングプラスチックス社製のビスフェノールA系ポリカーボネート『ノバレックス』7022IR 1.5kgとBASF社製『Joncryl』UVA3070PET(BASF社製樹脂添加剤ADR−4370S:PET=3:7の比率で作成されたマスターバッチ)30.0gとした事以外は、実施例1の<樹脂組成物の製造>と同様に樹脂組成物を製造した。
<樹脂組成物の歪み硬化度の評価>
得られた樹脂組成物の歪み硬化度を実施例1の<樹脂組成物の歪み硬化度の評価>と同様の方法で評価した。
結果を表1に示す。
<樹脂組成物の発泡成形>
得られた樹脂組成物ペレットを実施例1の<樹脂組成物の発泡成形>と同様に発泡成形した。
結果を表1に示す。
<発泡成形体のSEM観察>
得られた発泡成形体を実施例1の<発泡成形体のSEM観察>と同様にSEM観察し、平均気泡径を算出した。
結果を表1に示す。
[実施例4]
<樹脂組成物の製造>
実施例1の<樹脂組成物の製造>において、混練する樹脂組成を、製造例1のポリカーボネート(PC−1)2.1kgと三菱エンジニアリングプラスチックス社製のビスフェノールA系ポリカーボネート『ノバレックス』7022IR 0.9kgとBASF社製『Joncryl』UVA3070PET(BASF社製樹脂添加剤ADR−4370S:PET=3:7の比率で作成されたマスターバッチ)30.0gとした事以外は、実施例1の<樹脂組成物の製造>と同様に樹脂組成物を製造した。
<樹脂組成物の歪み硬化度の評価>
得られた樹脂組成物の歪み硬化度を実施例1の<樹脂組成物の歪み硬化度の評価>と同様の方法で評価した。
結果を表1に示す。
<樹脂組成物の発泡成形>
得られた樹脂組成物ペレットを実施例1の<樹脂組成物の発泡成形>と同様に発泡成形した。
結果を表1に示す。
<発泡成形体のSEM観察>
得られた発泡成形体を実施例1の<発泡成形体のSEM観察>と同様にSEM観察し、平均気泡径を算出した。結果を表1に示す。
[実施例5]
<ポリカーボネート(PC−2)の歪み硬化度の評価>
製造例2のポリカーボネート(PC−2)の歪み硬化度を実施例1の<樹脂組成物の歪み硬化度の評価>と同様の方法で評価した。
結果を表1に示す。
<ポリカーボネート(PC−2)の発泡成形>
製造例2のポリカーボネート(PC−2)を実施例1の<樹脂組成物の発泡成形>と同様に発泡成形した。
結果を表1に示す。
<発泡成形体のSEM観察>
得られた発泡成形体を実施例1の<発泡成形体のSEM観察>と同様にSEM観察し、平均気泡径を算出した。結果を表1に示す。
[比較例1]
<ポリカーボネート7022IR(ビスフェノールA系PC)の歪み硬化度の評価>
実施例1の<樹脂組成物の歪み硬化度の評価>と同様の方法で三菱エンジニアリングプラスチックス社製のビスフェノールA系ポリカーボネート『ノバレックス』7022IRの歪み硬化度を評価するため伸長粘度を測定した結果、歪み硬化性が見られなかったため、歪み硬化度は評価不可能であった。
<ポリカーボネート7022IR(ビスフェノールA系PC)の発泡成形>
三菱エンジニアリングプラスチックス社製のビスフェノールA系ポリカーボネート『ノバレックス』7022IRを実施例1の<樹脂組成物の発泡成形>と同様に発泡成形した。
得られた成形体は特に溶融樹脂流入下流側の端部において、ガス抜けに起因すると推定される樹脂の欠損や表面の荒れが成形品のほぼ全体に見られ実用に耐えうるものではなかった。
結果を表1に示す。
[比較例2]
<ポリブチレンテレフタレート5010R5Lの歪み硬化度の評価>
実施例1の<樹脂組成物の歪み硬化度の評価>と同様の方法で三菱エンジニアリングプラスチックス社製ポリブチレンテレフタレート(PBT)『ノバデュラン』5010R5Lの歪み硬化度を評価するため伸長粘度を測定した結果、歪み硬化性が見られなかったため、歪み硬化度は評価不可能であった。
<ポリブチレンテレフタレート5010R5Lの発泡成形>
三菱エンジニアリングプラスチックス社製ポリブチレンテレフタレート(PBT)『ノバデュラン』5010R5Lを実施例1の<樹脂組成物の発泡成形>と同様に発泡成形した。
得られた成形体の内部には肉眼で確認できる程に粗大な気泡(直径5〜10mm程度)が複数内包されており、成形体の表面には該粗大気泡が原因と考えられる凹凸が複数見られた。特に、粗大気泡が存在する部位では、成形品表面に“膨れ”が見られた。この凹凸により本来ならば厚みが均一な板状形状であるはずの発泡成形体の厚みは、測定部位によって厚みが異なり、厚みが小さい部分では2.8mm、厚みが大きい部分では4.6mmであり、外観が悪かった。
結果を表1に示す。なお、発泡成形性の評価について、『△』は、発泡成形は可能であったものの、成形体表面に凹凸が見られた事を示す。また、上述の通り厚みが測定部位により大きく異なったため発泡倍率を算出せず、『−』とした。
<発泡成形体のSEM観察>
得られた発泡成形体を実施例1の<発泡成形体のSEM観察>と同様にSEM観察し、平均気泡径を算出した。結果を表1に示す。
[比較例3]
<ポリカーボネートM7027BF(ビスフェノールA系PC)の歪み硬化度の評価>
実施例1の<樹脂組成物の歪み硬化度の評価>と同様の方法で三菱エンジニアリングプラスチックス社製のビスフェノールA系ポリカーボネート『ノバレックス』M7027BFの歪み硬化度を評価した。
結果を表1に示す。
<ポリカーボネートM7027BF(ビスフェノールA系PC)の発泡成形>
三菱エンジニアリングプラスチックス社製のビスフェノールA系ポリカーボネート『ノバレックス』7022IRを実施例1の<樹脂組成物の発泡成形>と同様に発泡成形した。
得られた成形体は特に溶融樹脂流入下流側の端部において、ガス抜けに起因すると推定される樹脂の欠損や表面の荒れが成形品のほぼ全体に見られ実用に耐えうるものではなかった。
結果を表1に示す。
[比較例4]
<樹脂組成物の製造>
実施例1の<樹脂組成物の製造>において、混練する樹脂組成を、製造例1のポリカーボネート(PC−1)2.1kgと三菱エンジニアリングプラスチックス社製のビスフェノールA系ポリカーボネート『ノバレックス』7022IR 0.9kgとし、BASF社製『Joncryl』UVA3070PET(BASF社製樹脂添加剤ADR−4370S:PET=3:7の比率で作成されたマスターバッチ)を添加しなかった事以外は、実施例1の<樹脂組成物の製造>と同様に樹脂組成物を製造した。
<樹脂組成物の歪み硬化度の評価>
得られた樹脂組成物の歪み硬化度を実施例1の<樹脂組成物の歪み硬化度の評価>と同様の方法で評価するため伸長粘度を測定した結果、歪み硬化性が見られなかったため、歪み硬化度は評価不可能であった。
<樹脂組成物の発泡成形>
得られた樹脂組成物ペレットを実施例1の<樹脂組成物の発泡成形>と同様に発泡成形した。
結果を表1に示す。
<発泡成形体のSEM観察>
得られた発泡成形体を実施例1の<発泡成形体のSEM観察>と同様にSEM観察し、平均気泡径を算出した。
結果を表1に示す。
[比較例5]
<ポリカーボネート(PC−3)の歪み硬化度の評価>
製造例3のポリカーボネート(PC−3)の歪み硬化度を実施例1の<樹脂組成物の歪み硬化度の評価>と同様の方法で評価するため伸長粘度を測定した結果、歪み硬化性が見られなかったため、歪み硬化度は評価不可能であった。
結果を表1に示す。
<ポリカーボネート(PC−3)の歪み硬化度の評価>
製造例3のポリカーボネート(PC−3)の歪み硬化度を実施例1の<樹脂組成物の歪み硬化度の評価>と同様の方法で評価した。
結果を表1に示す。
<ポリカーボネート(PC−3)の発泡成形>
製造例3のポリカーボネート(PC−3)を実施例1の<樹脂組成物の発泡成形>と同様に発泡成形した。
結果を表1に示す。
<発泡成形体のSEM観察>
得られた発泡成形体を実施例1の<発泡成形体のSEM観察>と同様にSEM観察し、平均気泡径を算出した。
結果を表1に示す。
Figure 2013199636
本発明のポリカーボネート樹脂および成形体は、利用分野に特に制限はなく、広範な分野の工業材料として利用できる。本発明の成形体は、軽量で耐衝撃性に優れることから、構造部材、包装用材料、容器、緩衝材、電気・電子材料、自動車部材などに特に好適に使用することができる。

Claims (14)

  1. 下記式(1):
    Figure 2013199636

    で表されるジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を少なくとも有するポリカーボネート樹脂を含む樹脂組成物の発泡成形体であって、該発泡成形体中の気泡の平均直径が100μm以下である、発泡成形体。
  2. 下記式(1):
    Figure 2013199636

    で表されるジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を少なくとも有するポリカーボネート樹脂を含む樹脂組成物の発泡成形体であって、該樹脂組成物の一軸伸長粘度の歪み硬化度が、0.1以上5以下である、発泡成形体。
  3. 下記式(1):
    Figure 2013199636

    で表されるジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を少なくとも有するポリカーボネート樹脂を含む樹脂組成物の発泡成形体であって、該ポリカーボネート樹脂を構成する全ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位に対して、分子に3つ以上のヒドロキシ基を含有する化合物に由来する構造単位を0.2mol%以上、2mol%以下含む、発泡成形体。
  4. 下記式(1):
    Figure 2013199636

    で表されるジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を少なくとも有するポリカーボネート樹脂を含む樹脂組成物の発泡成形体であって、該樹脂組成物がカルボジイミド、イソシアネート、エポキシ、シラン、酸無水物およびオキサゾリンからなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基を1分子内に2つ以上有する化合物を含む、発泡成形体。
  5. 前記ポリカーボネート樹脂が、前記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物に由来する構造単位とその他ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位の共重合体である、請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の発泡成形体。
  6. 前記その他ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位が、
    下記式(2):
    HO−R−OH (2)
    (式(2)中、Rは炭素数4〜20の置換若しくは無置換のシクロアルキレン基を表す。)、

    下記式(3):
    HO−CH−R−CH−OH (3)
    (式(3)中、Rは炭素数4〜20の置換若しくは無置換のシクロアルキレン基を表す。)、

    下記式(4):
    H−(O−R−OH (4)
    (式(4)中、Rは炭素数2〜10の置換若しくは無置換のアルキレン基を表し、pは2〜100の整数である。)、および

    下記式(5):
    HO−R−OH (5)
    (式(5)中、Rは炭素数2〜20の置換若しくは無置換のアルキレン基、又は置換若しくは無置換のアセタール環を有する基を表す。)
    よりなる群から選ばれる何れかの構造単位である、請求項5に記載の発泡成形体。
  7. 前記その他ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位が、シクロヘキサンジメタノール類、トリシクロデカンジメタノール類およびヘキサンジオール類よりなる群から選ばれる何れかに由来する構造単位である、請求項5又は6に記載の発泡成形体。
  8. 前記樹脂組成物が、さらに熱可塑性樹脂を含有する、請求項1〜請求項7の何れか1項に記載の発泡成形体。
  9. 下記式(1):
    Figure 2013199636

    で表されるジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を少なくとも有するポリカーボネート樹脂を含む樹脂組成物であって、該樹脂組成物の一軸伸長粘度の歪み硬化度が、0.1以上5以下である、ポリカーボネート樹脂組成物。
  10. 前記ポリカーボネート樹脂が、前記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物に由来する構造単位とその他ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位の共重合体である、請求項9に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
  11. 前記その他ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位が、
    下記式(2):
    HO−R−OH (2)
    (式(2)中、Rは炭素数4〜20の置換若しくは無置換のシクロアルキレン基を表す。)、

    下記式(3):
    HO−CH−R−CH−OH (3)
    (式(3)中、Rは炭素数4〜20の置換若しくは無置換のシクロアルキレン基を表す。)、

    下記式(4):
    H−(O−R−OH (4)
    (式(4)中、Rは炭素数2〜10の置換若しくは無置換のアルキレン基を表し、pは2〜50の整数である。)、および

    下記式(5):
    HO−R−OH (5)
    (式(5)中、Rは炭素数2〜20の置換若しくは無置換のアルキレン基、又は置換若しくは無置換のアセタール環を有する基を表す。)
    よりなる群から選ばれる何れかの構造単位である、請求項10に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
  12. 前記その他ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位が、シクロヘキサンジメタノール類、トリシクロデカンジメタノール類およびヘキサンジオール類よりなる群から選ばれる何れかに由来する構造単位である、請求項10又は請求項11に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
  13. さらに熱可塑性樹脂を含有する、請求項9〜請求項12の何れか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
  14. 請求項9〜請求項12の何れか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物から形成される、成形体。
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