JP2018199775A - ポリカーボネート樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
(A)ポリカーボネート樹脂と、
(B)ポリエーテルエステル系帯電防止剤と、
(C)芳香族(メタ)アクリレート単位とメチルメタクリレート単位とを含む重合体からなるアクリル系添加剤と、
を含むポリカーボネート樹脂であって、
前記(B)ポリエーテルエステル系帯電防止剤が、組成物全体に対して7〜38質量%含まれ、
前記(C)アクリル系添加剤が、組成物全体に対して7〜48質量%含まれる、
ことを特徴とするものである。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物の主成分として使用される(A)ポリカーボネート樹脂は、分子主鎖中に炭酸エステル結合(−[O−R−OCO]−)を含む重合体の総称であり、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る。
本発明によるポリカーボネート樹脂組成物に含まれる(B)ポリエーテルエステル系帯電防止剤とは、ポリ(アルキレンオキシド)グリコールとグリコールと多価カルボン酸等とを縮合して得られるポリエーテルエステル樹脂である。ポリエーテルエステル樹脂のなかでも、スルホン酸塩基で置換された芳香族多価カルボン酸に由来する構造単位を有するポリエーテルエステル樹脂を好ましく使用することができ、制電性、透明性、低アウトガス性の観点からは、より好ましくは、下記の成分:
(b1)テレフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、ビフェニル−4,4’−ジカルボン酸、およびこれらのエステル形成性誘導体からなる群から選択される1種以上の芳香族ジカルボン酸に由来する構成単位;
(b2)下記式(1)で表される、スルホン酸塩基で置換された芳香族多価カルボン酸および/またはそのエステル形成性誘導体に由来する構成単位;
(b3)数平均分子量200〜50,000のポリアルキレングリコールに由来する構成単位;および、
(b4)炭素数2〜10のグリコールに由来する構成単位;
を含み、ここで上記成分(b1)に由来する構成単位の含有量と上記成分(b2)に由来する構成単位の含有量との和を100モル%として、上記成分(b1)に由来する構成単位を98〜70モル%、上記成分(b2)に由来する構成単位を2〜30モル%となる量で含み;上記成分(b1)に由来する構成単位の含有量、上記成分(b2)に由来する構成単位の含有量、上記成分(b3)に由来する構成単位の含有量、および上記成分(b4)に由来する構成単位の含有量の和を100質量%として、上記成分(b3)に由来する構成単位の含有量が10〜60質量%である;ポリエーテルエステル樹脂である。
上記した(B)ポリエーテルエステル系帯電防止剤と併用して用いられる(C)アクリル系添加剤は、芳香族(メタ)アクリレート単位とメチルメタクリレート単位とを含む重合体からなるものである。本発明においては、このような芳香環を含むアクリレート系重合体を(B)ポリエーテルエステル系帯電防止剤と併用することにより、(B)ポリエーテルエステル系帯電防止剤の配合量を増やしても、ポリカーボネート樹脂の透明性を維持できる。また、予想外にも、同量の(B)帯電防止剤を含有するポリカーボネート樹脂と比較して、(C)アクリル系添加剤を併用することにより、制電性能が向上することが判明した。さらに、(C)アクリル系添加剤を併用しても、アウトガス発生の問題も生じないことが判明した。なお、本明細書において「(メタ)アクリレート」とはアクリレートまたはメタクリレートを意味する。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない限りにおいて、界面活性剤が含まれていてもよい。界面活性剤を含むことにより、より一層、制電性を向上させることができる。界面活性剤としては、公知のノニオン系、アニオン系またはカチオン系の界面活性剤を制限なく使用することができるが、これらのなかでも、アニオン系界面活性剤が好ましく、例えば、脂肪酸塩、有機スルホン酸塩、有機リン酸エステル塩等を好適に使用できる。特に、有機スルホン酸塩として、オクチルベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ジブチルベンゼンスルホン酸、ジノニルベンゼンスルホン酸等のアルキル基の炭素数6〜18のアルキルベンゼンスルホン酸、またはジメチルナフタレンスルホン酸、ジイソプロピルナフタレンスルホン酸、ジブチルナフタレンスルホン酸等のアルキル基の炭素数2〜18のアルキルナフタレンスルホン酸のナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属、あるいは、上記した有機スルホン酸の、テトラブチルホスホニウム、トリブチルベンジルホスホニウム、トリエチルヘキサデシルホスホニウム、テトラフェニルホスホニウム等のホスホニウム、テトラブチルアンモニウム、トリブチルベンジルアンモニウム、トリフェニルベンジルアンモニウム等のアンモニウム塩を好ましく使用することができる。これらは、単独または2種類以上混合して使用することができる。これらのなかでも、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸リチウムがより好ましい。
本発明によれば、上記したポリカーボネート樹脂組成物からなる成形体が提供される。成形体を得る方法としては、特に制限されるものではなく、公知の成形方法、例えば圧縮成形、射出成形、ブロー成形、押出成形等によって、成形体を得ることができる。
5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチルを74.0質量部と、ジメチルテレフタレートを145.5質量部と、1,4−ブタンジオールを180.0質量部と、ポリエチレングリコール(数平均分子量20,000)を50質量部と、テトラブチルチタネートを0.1質量部とを、精留塔および撹拌装置を備えた反応器に投入し、容器内を窒素置換した後に、常圧下、200℃に昇温した。続いて、200℃でメタノールを留去しながら180分間反応を行った後、反応物を撹拌装置を備えた真空留出系を有する反応器に入れ、常圧下、反応留出物を留去しながら120分かけて240℃まで昇温した。その時点で徐々に反応系内を減圧し、70分後30mmHgとし、高粘度の重合体を得た。即ち、成分(b1)に由来する構造単位(ジメチルテレフタレート)の含有量と成分(b2)に由来する構造単位(5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチル)の含有量との和を100モル%として、成分(b1)に由来する構造単位75モル%、成分(b2)に由来する構造単位を25モル%の割合で含み、成分(b1)に由来する構造単位の含有量、成分(b2)に由来する構造単位の含有量、成分(b3)に由来する構造単位(ポリエチレングリコール)の含有量、および成分(b4)に由来する構造単位(1,4−ブタンジオール)の含有量の和を100質量%として、成分(b3)に由来する構造単位の含有量が11質量%であるポリエーテルエステル樹脂B1を得た。
フェニルメタクリレートを20質量部と、メチルメタクリレートを79質量部と、メチルアクリレートを1質量部と、n−オクチルメルカプタンを2質量部と、分散剤を0.3質量部と、硫酸ナトリウムを0.5質量部と、2,2−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)を0.4質量部とを、200質量部の脱イオン水とともに、還流冷却管および撹拌装置を備えた反応器に投入し、容器内を窒素置換した後、80℃に昇温し、続いて4時間撹拌することにより重合体を得た。得られた重合体を水洗し、乾燥することによりアクリル系樹脂C1を得た。アクリル系樹脂C1の重量平均分子量は14,000であり、数平均分子量は7,000であった。
帯電防止剤として、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(以下、DBSと表記する)を用いた。
上記のようにして得られたポリエーテルエステル樹脂B1とアクリル系樹脂C1とDBSと下記の各成分とを、表1〜3に示す組成に従って混合し、二軸押出成形性に供給し、240〜260℃にて溶融混練を行ってペレットを製造した。なお、表1〜3中、
「ユーピロンS−3000R」:ポリカーボネート樹脂(三菱エンジニアリングプラスチック株式会社製)
「ペレスタット6321」:ポリエーテルエステルアミド系帯電防止剤(三洋化成工業株式会社製)
「デルペット720V」:メタクリル樹脂(旭化成株式会社製)
「デルペット560F」:メタクリル樹脂(旭化成株式会社製)
「デルペット60N」:メタクリル樹脂(旭化成株式会社製)
を表す。また、表1〜3中の数値は、各成分の配合量(質量部)を表す。
得られたペレットを、型締め力120tの射出成型機に供給し、射出温度240〜260℃にて射出成形を行い、長さ60mm、幅60mm、厚さ2mmの成形体を得た。
上記のようにして得られた各成形体について、(1)透明性、(2)表面抵抗値、(3)制電耐久性、および(4)アウトガス量の各評価を行った。各評価は以下のようにして行った。
成形品を試験片として用い、ヘーズメーター(HZ−V3、スガ試験機株式会社)により、JIS K7136に準拠したヘーズ値の測定を行った。得られたヘーズ値に基づいて、下記の評価基準により透明性の評価を行った。
○:ヘーズ値が30%以下
△:ヘーズ値が30%超、45%以下
×:ヘーズ値が45%超
評価結果は、下記表1〜3に示されるとおりであった。
成形品を試験片として用い、23±2℃、50±5%RHの環境下で40時間放置した後、下記条件に従い、抵抗率計(ハイレスターUP(MCP−HT450型)、株式会社三菱ケミカルアナリテック)を用いて表面固有抵抗を測定した。
試験方法:ASTM D257に準拠
試験条件:印加電圧500V
測定数6回
測定環境:23℃、50%RH
得られた表面固有抵抗値に基づいて、下記の評価基準により表面抵抗の評価を行った。
◎:表面固有抵抗値が、9.9×1010Ω/sq以下
○:表面固有抵抗値が、1.0×1011Ω/sq〜9.9×1011Ω/sq
△:表面固有抵抗値が、1.0×1012Ω/sq〜9.9×1012Ω/sq
×:表面固有抵抗値が、1.0×1013Ω/sq以上
評価結果は、下記表1〜3に示されるとおりであった。
上記した成形品を、25℃で10分間、純水にて洗浄した後、上記した(2)表面抵抗と同様にして成形品の表面固有抵抗を測定した。
得られた表面固有抵抗値に基づいて、下記の評価基準により制電耐久性の評価を行った。
○:表面固有抵抗値が、9.9×1011Ω/sq以下
△:表面固有抵抗値が、1.0×1012Ω/sq〜9.9×1012Ω/sq
×:表面固有抵抗値が、1.0×1013Ω/sq以上
評価結果は、下記表1〜3に示されるとおりであった。
得られた各成形品について、加熱脱着装置(株式会社パーキンエルマージャパン製)およびガスクロマトグラフ質量分析装置(サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社製)を使用してアウトガス量を測定した。
(4−1)加熱脱着法によるアウトガスの捕集
上記した成形品を冷凍粉砕して2mm角以下の粉砕物とし、得られた粉砕物0.1gを、上記装置の捕集ユニットのサンプルホルダに入れ、100℃で10分間加熱し、発生した揮発性物質を、キャリアガスとしてヘリウムガスを使用して、5℃に保たれた冷却トラップ管に捕集した。
(4−2)揮発性物質(アウトガス)の定量
上記(4−1)で揮発性物質をトラップした冷却トラップ管を昇温速度40℃/秒で300℃まで加熱し、離脱するガスを上記装置のガスクロマトグラフ質量分析ユニットに供給し、その発生量を定量した。このとき標準サンプル(所定量のn−デカンを、ジーエルサイエンス株式会社の2,6−ジフェニル−パラ−フェニレンオキサイドをベースにした弱極性のポーラスポリマービーズ吸着剤「TenaxTA(商品名)」に含浸させたもの)を用いて、上記の方法と同様に測定して作成した検量線を使用した。
定量結果に基づいて、下記基準によりアウトガス量の評価を行った。
○:アウトガスの発生量が3μg/g以下
△:アウトガスの発生量が3μg/g超、3.5μg/g以下
×:アウトガスの発生量が3.5μg/g超
評価結果は、下記表1〜3に示されるとおりであった。
Claims (5)
- (A)ポリカーボネート樹脂と、
(B)ポリエーテルエステル系帯電防止剤と、
(C)芳香族(メタ)アクリレート単位とメチルメタクリレート単位とを含む重合体からなるアクリル系添加剤と、
を含むポリカーボネート樹脂であって、
前記(B)ポリエーテルエステル系帯電防止剤が、組成物全体に対して7〜38質量%含まれ、
前記(C)アクリル系添加剤が、組成物全体に対して7〜48質量%含まれる、
ことを特徴とするポリカーボネート樹脂組成物。 - 前記(A)ポリカーボネート樹脂が、組成物全体に対して40〜78質量%含まれる、請求項1に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記(B)ポリエーテルエステル系帯電防止剤と前記(C)アクリル系添加剤とが、質量基準において、25:75〜75:25の割合で含まれる、請求項1または2に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- (D)界面活性剤を更に含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載のポリカーボネート樹脂組成物からなる成形体。
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