JP2021084942A - ポリカーボネート樹脂組成物及び成形品 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、ABS樹脂をAES樹脂に代替したアロイを成形した製品は高温環境下で長時間使用されると、軋み音が発生しやすくなる場合がある。
すなわち、本発明は、以下のポリカーボネート樹脂組成物及び成形品に関する。
[2]ドイツ自動車工業会のVDA203−206に基づく異音リスク指数が1〜3である上記[1]に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[3]グラフト共重合体(B)が、ABS樹脂である上記[1]または[2]に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[4]上記[1]〜[3]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物を成形してなる成形品。
[5]成形品が自動車内装部品である上記[4]に記載の成形品。
なお、本願明細書において、「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物が含有するポリカーボネート樹脂(A)は、その種類に制限はなく、また、1種のみを用いてもよく、2種以上を、任意の組み合わせ及び任意の比率で、併用してもよい。
ポリカーボネート樹脂は、一般式:−[−O−X−O−C(=O)−]−で示される炭酸結合を有する基本構造の重合体である。上記式中、Xは、一般には炭化水素であるが、種々の特性付与のためヘテロ原子、ヘテロ結合の導入されたXを用いてもよい。
1,2−ジヒドロキシベンゼン、1,3−ジヒドロキシベンゼン(即ち、レゾルシノール)、1,4−ジヒドロキシベンゼン等のジヒドロキシベンゼン類;
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−メトキシ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(3−メトキシ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
1,1−ビス(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
α,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,4−ジイソプロピルベンゼン、
1,3−ビス[2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−プロピル]ベンゼン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキシルメタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)フェニルメタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)(4−プロペニルフェニル)メタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)ナフチルメタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−ナフチルエタン、
1,1−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)ブタン、
2,2−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)ヘキサン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタン、
4,4−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘプタン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ノナン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)デカン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ドデカン、
等のビス(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)シクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3−ジメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,4−ジメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,5−ジメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−プロピル−5−メチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−tert−ブチル−シクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−tert−ブチル−シクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−フェニルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−フェニルシクロヘキサン、
等のビス(ヒドロキシアリール)シクロアルカン類;
9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン等のカルド構造含有ビスフェノール類;
4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジメチルジフェニルスルフィド等の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−3,3’−ジメチルジフェニルスルホン等のジヒドロキシジアリールスルホン類;
等が挙げられる。
なお、芳香族ジヒドロキシ化合物は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
エタン−1,2−ジオール、プロパン−1,2−ジオール、プロパン−1,3−ジオール、2,2−ジメチルプロパン−1,3−ジオール、2−メチル−2−プロピルプロパン−1,3−ジオール、ブタン−1,4−ジオール、ペンタン−1,5−ジオール、ヘキサン−1,6−ジオール、デカン−1,10−ジオール等のアルカンジオール類;
カーボネートエステルとしては、具体的には例えば、ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート等のジアリールカーボネート類;ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等のジアルキルカーボネート類;ジヒドロキシ化合物のビスカーボネート体、ジヒドロキシ化合物のモノカーボネート体、環状カーボネート等のジヒドロキシ化合物のカーボネート体等が挙げられる。
ポリカーボネート樹脂の末端水酸基濃度は任意であり、適宜選択して決定すればよいが、通常1,000ppm以下、好ましくは800ppm以下、より好ましくは600ppm以下である。このようにすることで、ポリカーボネート樹脂組成物の滞留熱安定性及び色調をより向上させることができる。また、その下限は、特に溶融エステル交換法で製造されたポリカーボネート樹脂では、通常10ppm以上、好ましくは30ppm以上、より好ましくは40ppm以上である。これにより、分子量の低下を抑制し、ポリカーボネート樹脂組成物の機械的特性をより向上させることができる。
なお、末端水酸基濃度の単位は、ポリカーボネート樹脂の質量に対する、末端水酸基の質量をppmで表示したものである。その測定方法は、四塩化チタン/酢酸法による比色定量(Macromol.Chem.88 215(1965)に記載の方法)にて行われる。
ただし、再生されたポリカーボネート樹脂は、ポリカーボネート樹脂組成物に含まれるポリカーボネート樹脂のうち、80質量%以下であることが好ましく、なかでも50質量%以下であることがより好ましい。再生されたポリカーボネート樹脂は、熱劣化や経年劣化等の劣化を受けている可能性が高いため、このようなポリカーボネート樹脂を前記の範囲よりも多く用いた場合、色相や機械的物性を低下させる可能性があるためである。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物が含有するグラフト共重合体(B)は、芳香族ビニル単量体成分(b1)、シアン化ビニル単量体成分(b2)、ジエン系ゴム質重合体成分(b3)を含むグラフト共重合体である。グラフト共重合体(B)は、好ましくは、芳香族ビニル単量体成分(b1)40〜80質量%、シアン化ビニル単量体成分(b2)10〜30質量%、ジエン系ゴム質重合体成分(b3)10〜50質量%からなることが好ましく、さらにその他の単量体成分(b4)0〜30質量%を含有することもできる。
芳香族ビニル単量体成分(b1)のグラフト共重合体(B)中の割合は、グラフト共重合体(B)100質量%中、好ましくは40〜80質量%の範囲であり、より好ましくは45質量%以上、さらに好ましくは50質量%以上、特に好ましくは55質量%以上であり、より好ましくは75質量%以下、さらに好ましくは70質量%以下、特に好ましくは65質量%以下である。
シアン化ビニル単量体成分(b2)のグラフト共重合体(B)中の割合は、グラフト共重合体(B)100質量%中、好ましくは10〜30質量%の範囲であり、より好ましくは12質量%以上、さらに好ましくは14質量%以上、特に好ましくは15質量%以上であり、より好ましくは28質量%以下、さらに好ましくは26質量%以下、特に好ましくは25質量%以下である。
その他の単量体成分(b4)のグラフト共重合体(B)中の割合は、グラフト共重合体(B)100質量%中、好ましくは0〜30質量%の範囲であり、より好ましくは20質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下、中でも5質量%以下、とりわけ3質量%以下、特には2質量%以下であることが好ましい。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物が含有するエチレン−α−オレフィン共重合体(C)は、密度が0.940g/cm3以下、MFR(190℃、21.18Nで測定)が0.9g/10分以上である。本発明では、このような密度とMFRを有するエチレン−α−オレフィン共重合体(C)を、ポリカーボネート樹脂(A)とグラフト共重合体(B)のアロイに含有させることにより、軋み音(異音)の発生が少なく、車両用部品等として高温環境下で長時間使用される際にも軋み音(異音)の発生が少ないポリカーボネート樹脂組成物を可能とする。
密度の上限としては、好ましくは0.800g/cm3以上、より好ましくは0.820g/cm3以上、さらに好ましくは0.840g/cm3以上、なかでも好ましくは0.850g/cm3以上、とりわけ0.860g/cm3以上、特に好ましくは0.870g/cm3以上、最も好ましくは0.880g/cm3以上である。
なお、エチレン−α−オレフィン共重合体(C)の密度は、JIS K7112に準拠して測定される値である。
なお、MFRは、JIS K7210(1995)に従い、温度190℃、21.18N荷重下で測定したメルトフローレート(MFR)である。
重合方法としては、液相重合法、スラリー重合法、気相重合法、高圧イオン重合法等が挙げられる。
重合反応は、通常、30〜300℃の重合温度下、常圧ないし3000kg/cm2の重合圧力下、溶媒の存在下または不存在下、気−固、液−固または均一液相下で実施されるが、好ましくは、重合反応が130〜300℃の重合温度下、300〜3000kg/cm2の重合圧力下の高圧バルク法で実施されることが好ましい。
また、エチレン−α−オレフィン共重合体(C)の密度も上記と同様、使用する触媒、製造条件によって異なるが、エチレン−α−オレフィン共重合体中のα−オレフィン濃度により調整することが可能である。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、さらに、エラストマー(D)を含有することも好ましい。エラストマー(D)を上記各成分と組み合わせて含有することで、樹脂組成物の耐衝撃性、特に低温での耐衝撃性に優れるため自動車内装部品に特に好適に使用することができる。
これらの中でも、機械的特性や表面外観の面から、ポリブタジエンゴム、ポリアルキルアクリレートゴム、ポリオルガノシロキサンゴム、ポリオルガノシロキサンゴムとポリアルキルアクリレートゴムとからなるIPN型複合ゴム、スチレン−ブタジエンゴムが好ましい。
エラストマー(D)は1種類のみ含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、合計量が上記範囲となる。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、安定剤を含有することが好ましく、安定剤としてはリン系安定剤やフェノール系安定剤が好ましい。
このような、有機ホスファイト化合物としては、具体的には、例えば、ADEKA社製「アデカスタブ1178」、「アデカスタブ2112」、「アデカスタブHP−10」、城北化学工業社製「JP−351」、「JP−360」、「JP−3CP」、BASF社製「イルガフォス168」等が挙げられる。
なお、リン系安定剤は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていてもよい。
なお、フェノール系安定剤は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていてもよい。
また、本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、離型剤(滑剤)を含有することが好ましい。離型剤としては、例えば、脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸とアルコールとのエステル、数平均分子量200〜15000の脂肪族炭化水素化合物、ポリシロキサン系シリコーンオイルなどが挙げられる。
これらの中では、パラフィンワックス、ポリエチレンワックスまたはポリエチレンワックスの部分酸化物が好ましく、パラフィンワックス、ポリエチレンワックスがさらに好ましい。
また、前記の脂肪族炭化水素の数平均分子量は、好ましくは5000以下である。
なお、脂肪族炭化水素は、単一物質であってもよいが、構成成分や分子量が様々なものの混合物であっても、主成分が上記の範囲内であることが好ましい。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、さらに安定剤を含有することが、熱安定性改良や、機械的強度、透明性及び色相の悪化を防止する効果を有するという点で好ましい。安定剤としては、リン系安定剤およびフェノール系安定剤が好ましい。
リン系安定剤としては、亜リン酸、リン酸、亜リン酸エステル、リン酸エステル等が挙げられ、中でもホスファイト、ホスホナイトが好ましい。
リン系安定剤は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていても良い。
なお、フェノール系安定剤は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていても良い。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、所望の諸物性を著しく損なわない限り、必要に応じて、上述したもの以外にその他の成分を含有していてもよい。その他の成分の例を挙げると、ポリカーボネート樹脂(A)、グラフト共重合体(B)、エチレン−α−オレフィン共重合体(C)、エラストマー(D)以外のその他の樹脂、各種樹脂添加剤などが挙げられる。なお、その他の成分は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていてもよい。
なお、その他の樹脂は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていてもよい。
なお、他の樹脂添加剤は1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていてもよい。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物の製造方法に制限はなく、公知のポリカーボネート樹脂組成物の製造方法を広く採用でき、上記した(A)〜(C)成分、並びに、必要に応じて配合されるその他の成分を、例えばタンブラーやヘンシェルミキサーなどの各種混合機を用い予め混合した後、バンバリーミキサー、ロール、ブラベンダー、単軸混練押出機、二軸混練押出機、ニーダーなどの混合機で溶融混練する方法が挙げられる。なお、溶融混練の温度は特に制限されないが、通常240〜320℃の範囲である。
得られた樹脂組成物ペレットから成形体を製造する方法に制限はなく、ポリカーボネート樹脂組成物について一般に採用されている成形法を任意に採用できる。その例を挙げると、射出成形法、超高速射出成形法、射出圧縮成形法、二色成形法、ガスアシスト等の中空成形法、断熱金型を使用した成形法、急速加熱金型を使用した成形法、発泡成形(超臨界流体も含む)、インサート成形、IMC(インモールドコーティング成形)成形法などが挙げられる。成形が容易なことと生産性の観点から射出成形、射出圧縮成形が好ましい。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物の成形品を自動車内装部品をとした場合、自動車の振動により部品同士あるいは他の部品と当接する際には、軋み音の発生を大幅に低減させることが可能である。このような自動車内装部品としては、例えば、車内ディスプレイ、カーナビ、カーオーディオ、ダッシュボード、インストルメントパネル、オーバーヘッドコンソール、ドアトリム、ルーフトリム、スイッチパネル、ドアライニング、デコレーションパネル、インジケータパネル、フロントピラーガーニッシュ、センターピラーアッパーガーニッシュ、リアピラーガーニッシュ、カウルサイドガーニッシュ、フロントリアサイドガーニッシュ、センターピラーロアーガーニッシュ等のピラーガーニッシュ類、ピラートリム、センターコンソール、コンソールボックス、インナーパネル、ドアポケット、アームレストベース、グラブレール、アシストグリップ、コラムカバー、ベンチレータ、ダクト、エアコン、スイッチ部品、カップホルダー、サブトランク、グロープボックス、トランクサイドトリム、トランクサイドライニング、テールゲートライニング、リアパネル等が挙げられる。
実施例及び比較例に用いた各原料成分は、以下の表1の通りである。
上記表1に記載した各成分を、後記表2〜4に記した割合(質量比)となるように配合し、タンブラーにて均一に混合して、混合物を得た。この混合物を二軸押出機(東芝機械社製「TEM26SX」)に供給し、スクリュー回転数150rpm、吐出量25kg/時、バレル温度260℃の条件で混練し、押出ノズル先端からストランド状に押し出した。ストランドを水槽にて急冷し、ペレタイザーを用いてカットしてペレット化し、ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを得た。
上記の方法で得られたペレットを100℃で5時間乾燥した後、ISO1133に準拠して測定温度250℃、荷重2.16kgfの条件でMVR(メルトボリュームレイト、単位:g/10min)を測定した。
上記の方法で得られたペレットを100℃で5時間乾燥させた後、射出成形機(日精樹脂工業社製「NEX80III」)にて、シリンダー温度260℃、金型温度60℃の条件で射出成形し、ISO多目的試験片(3mmt)を製造した。
得られたISO多目的試験片(3mmt)を用い、ISO規格179に基づき、温度23℃で、あるいはさらに−30℃の温度で、ノッチ付きシャルピー強度(単位:kJ/m2)を測定した。
上記の方法で得られたペレットを100℃で5時間乾燥させた後、射出成形機(日精樹脂工業社製「NEX80III」)を用い、シリンダー温度260℃、金型温度60℃、成形サイクル45秒の条件で射出成形し、ISO多目的試験片(4mmt)を射出成形した。
ISO75−1およびISO75−2に基づき、4mm×10mmのISO多目的試験片(4mmt)の中央に、一定の曲げ荷重(1.80MPa)をフラットワイズ方向に加え、当速度で昇温させ、中央のひずみが0.34mmに達した時の温度(単位:℃)を測定した。
上記の方法で得られたペレットを、東芝機械社製の射出成形機「EC50SXII」を用いて、シリンダー温度260℃、金型温度60℃の条件で射出成形することにより得た、縦60mm、横60mm、厚さ3mmの成形品(大試験片)を得た。また別途大試験片から、縦50mm、横25mm、厚さ3mmの小試験片をディスクソーで切り出した。次に、番手#100のサンドペーパーで試験片の端部を面取りした後、細かなバリをカッターナイフで除去し、軋み音評価用の小試験片を得た。
なお、ドイツ自動車工業会規格VDA230−206によれば、異音リスク指数が1〜3であれば、軋み音が発生するリスクは低くなり、実用品として合格レベルであるとされている。
A:試験した条件で最も高い異音リスク指数が1〜3である
B:試験した条件で最も高い異音リスク指数が4〜5である
C:試験した条件で最も高い異音リスク指数が6〜10である
Claims (5)
- ポリカーボネート樹脂(A)55〜90質量部および芳香族ビニル単量体成分(b1)、シアン化ビニル単量体成分(b2)及びジエン系ゴム質重合体成分(b3)を含むグラフト共重合体(B)10〜45質量部を含有する(A)及び(B)の合計100質量部に対し、密度が0.940g/cm3以下、MFR(190℃、21.18Nで測定)が0.9g/10分以上のエチレン−α−オレフィン共重合体(C)を3.2〜15質量部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。
- ドイツ自動車工業会のVDA203−206に基づく異音リスク指数が1〜3である請求項1に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- グラフト共重合体(B)が、ABS樹脂である請求項1または2に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物を成形してなる成形品。
- 成形品が自動車内装部品である請求項4に記載の成形品。
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