JP2016084377A - ポリカーボネート樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】ポリカーボネート樹脂が本来有する特性、透明性、耐衝撃性等を保持したまま、摺動性および耐光性を著しく改善したポリカーボネート樹脂組成物の提供。
【解決手段】ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部あたり、ポリスチレン系粒子（Ｂ）０．０１〜２．０重量％、特定のアルキルケテンダイマー（Ｃ）１〜２０重量部、及び紫外線吸収剤（Ｄ）１〜２０重量部を含有するポリカーボネート樹脂組成物。
【効果】前記ポリカーボネート樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂本来の特性、すなわち、透明性、及び耐衝撃性を損なうことなく、特に、摺動性及び耐候性に優れている。このため、このポリカーボネート樹脂から形成された板材を重ねた後であっても板材間が密着して取扱いがしにくいということがなく作業性に優れるものである。
【選択図】なし

Description

本発明は、摺動性及び耐候性に優れた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、透明性、耐衝撃性、耐熱性、熱安定性等に優れた熱可塑性樹脂であり、建築材料、道路用資材、自動車部品などの分野で広く用いられている。また、ポリカーボネート樹脂は、透明性および耐衝撃性に優れることから、屋根材や壁材として波型形状の板材等にも採用されている。しかしながら、ポリカーボネート樹脂から得られたこのような板材を重ねた際、板材間が密着して取扱いがしにくいといった不具合が発生する場合があり、かかる不具合が発生しないように摺動性に優れたポリカーボネート樹脂が要望されている。

これまで、上記欠点を改良する目的でポリカーボネート樹脂にポリテトラフルオロエチレン樹脂を配合した樹脂組成物が提案されている（特許文献１）。しかしながら、ポリテトラフルオロエチレン樹脂を配合することで摺動性は改良されるものの、
（１）ポリカーボネート樹脂の長所である透明性を大きく低下させると共に、
（２）ポリカーボネート樹脂の耐衝撃性が損なわれる、という問題があり、これらの改良が求められていた。

特開平１−２５９０５９号公報

本発明は、ポリカーボネート樹脂が本来有する特性、透明性、耐衝撃性等を保持したまま、摺動性および耐候性を著しく改善した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、かかる課題に鑑み鋭意研究を行った結果、驚くべきことに、ポリカーボネート樹脂に架橋ポリスチレンビーズ、特定のアルキルケテンダイマー、及び紫外線吸収剤を含有させることにより、優れた摺動性および耐候性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、ポリスチレン系粒子（Ｂ）０．０１〜２．０重量部、一般式１で表されるアルキルケテンダイマー（Ｃ）１〜２０重量部、及び紫外線吸収剤（Ｄ）１〜２０重量部を含有するポリカーボネート樹脂組成物を提供するものである。
一般式１：

（一般式１において、Ｒは、同一でも異なっても良いが、炭素数６〜３３のアルキル基をあらわす。）

本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂本来の特性、すなわち、透明性等を損なうことなく、特に、摺動性及び耐候性に優れている。このため、このポリカーボネート樹脂から形成された波形形状などの板材を重ねた後であってもこれら板材間が密着して取扱いがしにくいということがなく作業性に優れるものである。

以下、本発明について実施形態及び例示物等を示して詳細に説明するが、本発明は、以下に示す実施形態及び例示物等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変更して実施することができる。

本発明にて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（通称ビスフェノールＡ）から製造された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が、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〕−プロパンなどが挙げられる。

ポリカーボネート樹脂（Ａ）の粘度平均分子量は、特に制限はないが、成形加工性、強度の面より通常１００００〜１０００００、より好ましくは１５０００〜３５０００、さらに好ましくは１８０００〜３００００の範囲である。また、かかるポリカーボネート樹脂を製造するに際し、分子量調整剤、触媒等を必要に応じて使用することができる。
きる。

本発明にて使用されるポリスチレン系粒子（Ｂ）は、スチレン重合体またはスチレン共重合体の粒子があげられる。なかでもスチレン−ジビニルベンゼン共重合体等の架橋ポリスチレン粒子が好適に用いられ、市販品としては松浦社製ファインパールＰＢ−３０１１Ｅまたは積水化成品工業社製テクポリマーＳＢＸ等として入手可能である。

ポリスチレン系粒子（Ｂ）の平均粒子径は、５〜３０μｍである。平均粒子径が５μｍ未満では得られた板材の透明性に劣り、また３０μ ｍ を超えるとやはり透明性に劣るので好ましくない。より好ましい平均粒子径は、８〜２０μ ｍの範囲である。

ポリスチレン系粒子（Ｂ）の屈折率は、１．５８〜１．６０の範囲が好ましい。ポリカーボネート樹脂（ Ａ ） の屈折率が１．５８〜１．５９であることから、より近い屈折率であることが望ましい。ポリスチレン系粒子（Ｂ）の屈折率が１．５８未満では、ヘーズが発生して透過率等透明性が低下する場合がある。また、１．６０を超えると、ヘーズが発生して透明性が低下する場合がある。より好ましくは１．５８５〜１．５９５の範囲である。

ポリスチレン系粒子（Ｂ）の配合量は、ポリカーボネート樹脂（Ａ）あたり０．０１〜２．０重量部の範囲である。０．０１重量部未満では滑り性に劣り、かつ２．０重量部を超えると透明性が損なわれるので好ましくない。より好ましくは、０．０５〜１．０重量部の範囲である。

本発明にて使用されるアルキルケテンダイマー（Ｃ）は一般式１にて示される化合物である。
一般式１：

一般式１において、Ｒは、同一でも異なっても良いが、炭素数６〜３３のアルキル基、好ましくは炭素数１０〜２１のアルキル基である。

一般式１において、更に好ましくは、Ｒは、同一でも異なっても良いが、炭素数が１０〜２１のアルキル基である化合物が使用できる。

アルキルケテンダイマー（Ｃ）の配合量は、ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部あたり１〜２０重量部である。１重量部未満では摺動性に劣り、２０重量部を越えると造粒加工が困難になり樹脂組成物のペレットを得ることができなくなることから好ましくない。好ましい配合量は、１〜１０重量部、更に好ましくは２〜５重量部である。

本発明にて使用される紫外線吸収剤（Ｄ）は、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系、またはベンゾフェノン系の紫外線吸収剤が好ましく用いられる。特に、一般式（２）で表されるベンゾトリアゾール系化合物、および／または一般式（３）で表されるトリアジン系化合物からなる紫外線吸収剤が好ましい。
一般式（２）：

一般式（３）：

本発明にて使用される紫外線吸収剤の分子量は、４００以上のものが好ましい。これらは、それぞれＡＤＥＫＡ社製ＬＡ３１、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製ＴＩＮＵＶＩＮ１５７７ＦＦとして入手可能である。

本発明にて使用される紫外線吸収剤（Ｄ）の使用量は、ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部あたり１〜２０重量部である。１重量部未満では耐候性が不足し、２０重量部を超えるとポリカーボネート樹脂自体の粘度が低下したり、成形中紫外線吸収剤の蒸散に起因する発煙が著しくなるため好ましくない。より好ましくは、３〜１５重量部の範囲である。

本発明の各種配合成分（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の配合方法には特に制限はなく、任意の混合機、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これらを混合し、通常の単軸または二軸押出機等で溶融混練することができる。また、これら配合成分の配合順序や一括混合、分割混合を採用することについても特に制限はない。

また、混合時、必要に応じて他の公知の添加剤、例えば離型剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、酸化防止剤、熱安定剤、染顔料、展着剤（エポキシ大豆油、流動パラフィン等）や強化材（ガラス繊維、炭素繊維、タルク、マイカ等）等、又、他の樹脂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から波形形状を有する板材等を成形する方法については、押出成形機によりシート状に押出成形し、型付け工程により成形される。押出成形温度は２６０〜３００℃が望ましい。

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。ただし本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲においては、任意に変更乃至改変して実施することができる。なお、特に断りのない限り、実施例中の「％」及び「部」は、それぞれ重量基準に基づく「重量％」及び「重量部」を示す。

使用した配合成分は、以下のとおりである。
ポリカーボネート樹脂（Ａ）：
ビスフェノールＡとホスゲンから合成されたポリカーボネート樹脂
（住化スタイロンポリカーボネート社製 カリバー２００−３
粘度平均分子量：２８０００、以下、「ＰＣ」と略記）
ポリスチレン系粒子（Ｂ）：
松浦社製 ＰＢ−３０１１Ｅ （以下、「ＰＳ」と略記）
アルキルケテンダイマー（Ｃ）：
永恒化工社製 ＡＫＤ１８４０（以下、「ＡＫＤ」と略記）
紫外線吸収剤（Ｄ）：
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤：
アデカ社製 ＬＡ−３１（以下、「ＵＶＡ」と略記）

前述の各種配合成分を表１および表２に示す配合比率にて一括してタンブラーに投入し、１０分間乾式混合した後、二軸押出機（ＪＳＷ製ＴＥＸ−３０α）を用いて、溶融温度２８０℃にて混練し、ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを得た。

（成形品の摺動性の評価）
上記で得られた各種樹脂組成物のペレットをそれぞれ１２０℃で４時間乾燥した後に、押出成型機（田辺プラスチック社製ＶＳ４０単軸押出機）を用いて設定温度３００℃で、押出し、１．０ｍｍ厚のポリカーボネート押出シートを得た。このシート中央部から試験片（６３ｘ６３ｘ１ｍｍ）を切り出した。
押出シートから切りだした試験片の動摩擦係数を、荷重は用いず押出シートを２枚重ねてＪＩＳ Ｋ７１２５に準拠して測定し、０．２５以下を良好とした。当該相手材も上記方法で作成した押出シートを用いた。

（成形品の透明性の評価）
上記で得られた各種樹脂組成物の試験片を用いてＪＩＳ Ｋ７３６１に準じ、試験片厚み１ｍｍの光線透過率を測定し、光線透過率が８６％以上を良好とした。

（初期着色）
上記で得られた各種樹脂組成物の試験片の黄変度をＡＳＴＭ Ｄ１９２５に準拠して測定し、９以下を良好とした。

(耐候性)
上記で得られた各種樹脂組成物の試験片をスガ試験機製スーパーキセノンウェザーメーターＳＸ−７５で６００時間照射した後、上記と同じ方法で黄変度を測定し、その上昇値（△ＹＩ）を算出し、６以下を良好とした。尚、試験は照射強度１５０Ｗ／ｍ^２、雨有りの条件下で実施した。

表中「判定」は ○： 良好 、×：不良 を表す。

表中「判定」は ○： 良好 、×：不良 を表す。

ポリカーボネート樹脂組成物が本発明の構成要件を満足する場合（実施例１〜７）にあっては、全ての評価項目に対して良好な結果を示した。

一方、ポリカーボネート樹脂組成物が本発明の構成要件を満足し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は架橋ポリスチレンビーズが本発明の定める範囲よりも少ない場合で摺動性に劣っていた。
比較例２架橋ポリスチレンビーズが本発明の定める範囲よりも多い場合で、透明性に劣っていた。
比較例３はアルキルケテンダイマーが本発明の定める範囲より少ない場合で、摺動性に劣っていた。
比較例４はアルキルケテンダイマーが本発明の定める範囲より多い場合で、この場合は、造粒困難によりペレットが作成出来なかった。
比較例５はＵＶＡが本発明の定める範囲より少ない場合で、耐候性に劣っていた。
比較例６はＵＶＡが本発明の定める範囲より多い場合で、初期ＹＩに劣っていた。

本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂本来の特性、すなわち、透明性、および耐衝撃強度等を損なうことなく、特に、摺動性及び耐候性に優れているため、このポリカーボネート樹脂から形成された波形形状等の板材を重ねた後であっても当該板材間が密着して取扱いがしにくいということがなく作業性に優れるものであり、産業上の利用価値が極めて高いものである。

Claims (4)

1. ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部あたり、ポリスチレン系粒子（Ｂ）０．０１〜２．０重量％、一般式１で表されるアルキルケテンダイマー（Ｃ）０．１〜２０重量部、及び紫外線吸収剤（Ｄ）１〜２０重量部を含有することを特徴とする、ポリカーボネート樹脂組成物。
   一般式１：
   

   

   （一般式１において、Ｒは、同一でも異なっても良いが、炭素数６〜３３のアルキル基をあらわす。）
2. 前記ポリスチレン系粒子（Ｂ）の配合量が、前記ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部あたり、０．０５〜１．０重量部である、請求項１に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
3. 前記アルキルケテンダイマー（Ｃ）の配合量が、前記ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部あたり１〜１０重量部である、請求項１に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
4. 前記紫外線吸収剤が、ベンゾトリアゾール系化合物および／またはトリアジン系化合物である、請求項１に記載のポリカーボネート樹脂組成物。