JP2021188010A - ポリカーボネート樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち、本発明は、以下のポリカーボネート樹脂組成物を提供する。
[2]さらに、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、最大吸収波長が700〜800nmの範囲にある染料(B)を0.001〜0.25質量部含有する上記[1]に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[3]前記染料(B)がクアテリレン系染料及び/又はアントラキノン系染料である上記[2]に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[4]前記染料(C)、(D)が、縮合多環系染料、フタロシアニン系染料および銅含有フタロシアニン染料から選ばれる少なくとも1種である上記[1]〜[3]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[5]前記染料(C)、(D)が、フタロシアニン系染料である上記[4]に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[6]さらに、最大吸収波長が700nm未満である染料(E)を、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、0.01〜2質量部含有する上記[1]〜[5]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[7]染料(E)として、最大吸収波長が異なる染料を2種以上含有する上記[6]に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[9]厚さ1mmに成形した成形品について測定した800nmでの透過率が10%以下である上記[1]〜[8]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[10]厚さ1mmに成形した成形品について測定した400nmでの透過率が10%以下である上記[1]〜[9]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[11]厚さ1mmに成形した成形品について測定した1550nmでの透過率が70%以上である上記[1]〜[10]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
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、その種類に制限は無く、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(即ち、ビスフェノールC)、
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;
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は、最大吸収波長が800nm超から870nm以下の範囲にある染料(C)を含有する。
[染料(C)を0.005質量%含有するポリカーボネート樹脂の吸光度]−[ポリカーボネート樹脂のみの吸光度]・・・(1)
すなわち、上記式(1)に従って、染料(C)を0.005質量%含有するポリカーボネート樹脂の平板状成形品での吸光度から、同じポリカーボネート樹脂で染料(C)を含有しないポリカーボネート樹脂の同形状で同厚みの平板状成形品の吸光度を差し引いて得られる吸収曲線の最大吸収波長として、定義される。このように定義される最大吸収波長は、用いる平板状試験片の厚みによって変化はしないと原理上考えられるが、本発明では2mm厚で比較することが好ましい。
なお、後記する染料(D)、染料(B)、染料(E)の最大吸収波長も上記と同義である。
また、最大吸収波長の測定・決定方法の具体的な条件等は、実施例に記載される通りである。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、最大吸収波長が870超から930nm以下の範囲にある染料(D)を含有する。上記染料(C)と染料(D)を併せて含有することにより、染料の総添加量を低減することができる。
染料(D)としては、市販の染料の中から最大吸収波長が870超から930nm以下の範囲にある染料を選択して使用可能であり、例えば、フタロシアニン系染料等から最大吸収波長が870超から930nm以下の範囲にあるものを選択して使用することができる。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、さらに、最大吸収波長が700〜800nmの範囲にある染料(B)を含有することが好ましい。
染料(B)としては、市販の染料の中から最大吸収波長が700〜800nmの範囲にある染料を選択して使用可能であり、例えば、クアテリレン系染料、アントラキノン系染料等から最大吸収波長が700〜800nmの範囲にあるものを選択して使用することが特に好ましい。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、さらに、最大吸収波長が700nm未満の範囲にある染料(E)を含有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は、最大吸収波長が930超から1050nm以下の範囲にある染料(F)を含有することも好ましい。
染料(F)としては、市販の染料の中から930超から1050nm以下の範囲にある染料を選択して使用可能であり、例えば、フタロシアニン系染料等から最大吸収波長が930超から1050nm以下の範囲にあるものを選択して使用することができる。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、リン系安定剤を含有することが好ましい。リン系安定剤としては、公知の任意のものを使用できる。具体例を挙げると、リン酸、ホスホン酸、亜燐酸、ホスフィン酸、ポリリン酸などのリンのオキソ酸;酸性ピロリン酸ナトリウム、酸性ピロリン酸カリウム、酸性ピロリン酸カルシウムなどの酸性ピロリン酸金属塩;リン酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸セシウム、リン酸亜鉛など第1族または第2C族金属のリン酸塩;有機ホスフェート化合物、有機ホスファイト化合物、有機ホスホナイト化合物などが挙げられるが、有機ホスファイト化合物が特に好ましい。
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。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、フェノール系安定剤を含有することも好ましい。フェノール系安定剤としては、例えばヒンダードフェノール系酸化防止剤が挙げられる。その具体例としては、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、チオジエチレンビス[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]、N,N’−ヘキサン−1,6−ジイルビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニルプロピオナミド)、2,4−ジメチル−6−(1−メチルペンタデシル)フェノール、ジエチル[[3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル]メチル]ホスフォエート、3,3’,3”,5,5’,5”−ヘキサ−tert−ブチル−a,a’,a”−(メシチレン−2,4,6−トリイル)トリ−p−クレゾール、4,6−ビス(オクチルチオメチル)−o−クレゾール、エチレンビス(オキシエチレン)ビス[3−(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−m−トリル)プロピオネート]、ヘキサメチレンビス[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]、1,3,5−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン,2,6−ジ−tert−ブチル−4−(4,6−ビス(オクチルチオ)−1,3,5−トリアジン−2−イルアミノ)フェノール、2−[1−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ペンチルフェニル)エチル]−4,6−ジ−tert−ペンチルフェニルアクリレート等が挙げられる。
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。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は離型剤を含有することも好ましい。
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200〜15,000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。
離型剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上である。離型剤の含有量が0.1質量部未満の場合は離型性の効果が不十分な場合がある。離型剤の含有量は、通常2質量部以下、好ましくは1質量部以下である。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、紫外線吸収剤を含有することも好ましい。紫外線吸収剤としては、例えば、酸化セリウム、酸化亜鉛などの無機紫外線吸収剤;ベンゾトリアゾール化合物、ベンゾフェノン化合物、サリシレート化合物、シアノアクリレート化合物、トリアジン化合物、オキサニリド化合物、マロン酸エステル化合物、ヒンダードアミン化合物などの有機紫外線吸収剤などが挙げられる。これらのうち、有機紫外線吸収剤が好ましく、中でもベンゾトリアゾール化合物がより好ましい。有機紫外線吸収剤を選択することで、透明性や機械物性が良好なものになる。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物においては、所望の諸物性を著しく損なわない限り、必要に応じて、上述したもの以外の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、上記以外の樹脂、上記以外の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。
その他の樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET樹脂)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT樹脂)、ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT樹脂)等の熱可塑性ポリエステル樹脂;
ポリスチレン樹脂(PS樹脂)、高衝撃ポリスチレン樹脂(HIPS)、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、アクリロニトリル−スチレン−アクリルゴム共重合体(ASA樹脂)、アクリロニトリル−エチレンプロピレン系ゴム−スチレン共重合体(AES樹脂)等のスチレン系樹脂;
ポリアミド樹脂(PA樹脂);ポリイミド樹脂(PI樹脂);ポリエーテルイミド樹脂(PEI樹脂);ポリウレタン樹脂(PU樹脂);ポリフェニレンエーテル樹脂(PPE樹脂);ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS樹脂);ポリスルホン樹脂(PSU樹脂);ポリメタクリレート樹脂(PMMA樹脂);等が挙げられる。
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。
樹脂添加剤としては、例えば、帯電防止剤、充填材、難燃剤、防曇剤、滑剤、アンチブロッキング剤、流動性改良剤、可塑剤、分散剤、抗菌剤などが挙げられる。
なお、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、上記した必須成分、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。
また、本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、厚さ1mmに成形した成形品について測定した800nmでの透過率が10%以下であることが好ましく、より好ましく8%以下、さらに好ましく7%以下、中でも6%以下である。特に好ましくは5%以下である。
また、本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、厚さ1mmに成形した成形品について測定した400nmでの透過率が10%以下であることが好ましく、より好ましく8%以下、さらに好ましく7%以下、中でも6%以下、特に好ましくは5%以下である。
さらに、本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、厚さ1mmに成形した成形品について測定した1550nmでの透過率が70%以上であることが好ましく、より好ましく80%以上、さらに好ましく85%以上である。
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。
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。
上記した各成分を下記表2以下に記載の割合で配合し、タンブラーにて20分混合した後、1ベントを備えた日本製鋼所社製二軸押出機(TEX30α)に供給し、スクリュー回転数200rpm、吐出量20kg/時間、樹脂温度280〜300℃(測定値)にて溶融混練し、ストランド状に押出された溶融樹脂組成物を水槽にて急冷し、ペレタイザーを用いてペレット化してポリカーボネート樹脂組成物のペレットを得た。
得られたペレットを、120℃で5時間、熱風循環式乾燥機により乾燥した後、射出成形機(住友重機械工業社製「SE50DUZ」により、樹脂温度280℃、金型温度80℃、成形サイクル40秒の条件で、幅60mm×長さ90mmで厚みが1mm、2mm及び3mmの3段の段付き平板状試験片を成形した。
JIS K7105に準拠して、段付き平板状試験片の1mm厚みの部分について、分光光度計(日本電色社製「UV−3600」)を用い、透過率の測定を行った。
400nm〜1550nmでの透過率(単位:%)を表2以下にに記載した。
Claims (11)
- ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、最大吸収波長が800nm超から870nm以下の範囲にある染料(C)を0.001〜0.25質量部、最大吸収波長が870nm超から930nm以下の範囲にある染料(D)を0.001〜0.25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。
- さらに、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、最大吸収波長が700〜800nmの範囲にある染料(B)を0.001〜0.25質量部含有する請求項1に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記染料(B)がクアテリレン系染料及び/又はアントラキノン系染料である請求項2に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記染料(C)、(D)が、縮合多環系染料、フタロシアニン系染料および銅含有フタロシアニン染料から選ばれる少なくとも1種である請求項1〜3のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記染料(C)、(D)が、フタロシアニン系染料である請求項4に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- さらに、最大吸収波長が700nm未満である染料(E)を、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、0.01〜2質量部含有する請求項1〜5のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 染料(E)として、最大吸収波長が異なる染料を2種以上含有する請求項6に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 厚さ1mmに成形した成形品について測定した900nmでの透過率が10%以下である請求項1〜7のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 厚さ1mmに成形した成形品について測定した800nmでの透過率が10%以下である請求項1〜8のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 厚さ1mmに成形した成形品について測定した400nmでの透過率が10%以下である請求項1〜9のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 厚さ1mmに成形した成形品について測定した1550nmでの透過率が70%以上である請求項1〜10のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
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