JP2023143262A - 樹脂組成物、および、成形品 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ポリカーボネート樹脂を含み、残炎時間がより短縮された樹脂組成物、および、成形品の提供。【解決手段】 (A)ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、(B)アルカリ金属塩0.005~1質量部と、(C)フィブリル形成能を有するフルオロポリマー0.01~3質量部とを含み、(A)ポリカーボネート樹脂100質量部中のポリカーボネート樹脂(A-2)の割合が、10~99質量部であり、ポリカーボネート樹脂(A-1)の波長532nmのレーザー光にて、露光時間1.0秒、露光回数4回、レーザー出力1.6mWでラマンスペクトルを測定した際の2000cm-1での強度が500cps未満であり、前記ポリカーボネート樹脂(A-2)の波長532nmのレーザー光にて、露光時間1.0秒、露光回数4回、レーザー出力1.6mWでラマンスペクトルを測定した際の2000cm-1での強度が500~50,000cpsである、樹脂組成物。【選択図】 なし
Description
本発明は、樹脂組成物、および、成形品に関する。特に、ポリカーボネート樹脂を含む樹脂組成物等に関する。
ポリカーボネート樹脂は、汎用エンジニアリングプラスチックとして、透明性、機械的強度、電気的性質、耐熱性、寸法安定性などに優れているので、電気・電子機器部品、OA機器、機械部品、車輌部品、建築部材、各種容器、レジャー用品・雑貨類などの幅広い分野で使用されている。
ポリカーボネート樹脂を含む樹脂組成物(以下、「ポリカーボネート樹脂組成物」ということがある)については、難燃性を求められることが多く、種々の難燃性に優れたポリカーボネート樹脂組成物が検討されている(特許文献1、特許文献2等)。
ポリカーボネート樹脂を含む樹脂組成物(以下、「ポリカーボネート樹脂組成物」ということがある)については、難燃性を求められることが多く、種々の難燃性に優れたポリカーボネート樹脂組成物が検討されている(特許文献1、特許文献2等)。
上述の通り、難燃性に優れたポリカーボネート樹脂組成物は種々知られているが、ポリカーボネート樹脂組成物の需要拡大に伴い、さらに新規な難燃性を有するポリカーボネート樹脂組成物が求められている。特に、残炎時間が短縮されたポリカーボネート樹脂組成物が求められている。
本発明は、かかる課題を解決することを目的とするものであって、ポリカーボネート樹脂を含む樹脂組成物であって、残炎時間がより短縮された樹脂組成物、および、前記樹脂組成物から形成された成形品を提供することを目的とする。
本発明は、かかる課題を解決することを目的とするものであって、ポリカーボネート樹脂を含む樹脂組成物であって、残炎時間がより短縮された樹脂組成物、および、前記樹脂組成物から形成された成形品を提供することを目的とする。
上記課題のもと、本発明者が検討を行った結果、ポリカーボネート樹脂と、アルカリ金属塩と、フィブリル形成能を有するフルオロポリマーとを含む、難燃性のポリカーボネート樹脂組成物において、所定のポリカーボネート樹脂をブレンドすることにより、上記課題を解決しうることを見出した。
具体的には、下記手段により、上記課題は解決された。
<1>(A)ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、(B)アルカリ金属塩0.005~1質量部と、(C)フィブリル形成能を有するフルオロポリマー0.01~3質量部とを含み、前記(A)ポリカーボネート樹脂が、ポリカーボネート樹脂(A-1)とポリカーボネート樹脂(A-2)を含み、前記(A)ポリカーボネート樹脂100質量部中のポリカーボネート樹脂(A-2)の割合が、10~99質量部であり、前記ポリカーボネート樹脂(A-1)の波長532nmのレーザー光にて、露光時間1.0秒、露光回数4回、レーザー出力1.6mWでラマンスペクトルを測定した際の2000cm-1での強度が500cps未満であり、前記ポリカーボネート樹脂(A-2)の波長532nmのレーザー光にて、露光時間1.0秒、露光回数4回、レーザー出力1.6mWでラマンスペクトルを測定した際の2000cm-1での強度が500~50,000cpsである、樹脂組成物。
<2>前記ポリカーボネート樹脂(A-2)の5%質量減少温度が480℃以上512℃未満である、<1>に記載の樹脂組成物。
<3>前記ポリカーボネート樹脂(A-2)は、ポリカーボネート樹脂から形成された成形品に由来する、<1>または<2>に記載の樹脂組成物。
<4><1>~<3>のいずれか1つに記載の樹脂組成物から形成された成形品。
具体的には、下記手段により、上記課題は解決された。
<1>(A)ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、(B)アルカリ金属塩0.005~1質量部と、(C)フィブリル形成能を有するフルオロポリマー0.01~3質量部とを含み、前記(A)ポリカーボネート樹脂が、ポリカーボネート樹脂(A-1)とポリカーボネート樹脂(A-2)を含み、前記(A)ポリカーボネート樹脂100質量部中のポリカーボネート樹脂(A-2)の割合が、10~99質量部であり、前記ポリカーボネート樹脂(A-1)の波長532nmのレーザー光にて、露光時間1.0秒、露光回数4回、レーザー出力1.6mWでラマンスペクトルを測定した際の2000cm-1での強度が500cps未満であり、前記ポリカーボネート樹脂(A-2)の波長532nmのレーザー光にて、露光時間1.0秒、露光回数4回、レーザー出力1.6mWでラマンスペクトルを測定した際の2000cm-1での強度が500~50,000cpsである、樹脂組成物。
<2>前記ポリカーボネート樹脂(A-2)の5%質量減少温度が480℃以上512℃未満である、<1>に記載の樹脂組成物。
<3>前記ポリカーボネート樹脂(A-2)は、ポリカーボネート樹脂から形成された成形品に由来する、<1>または<2>に記載の樹脂組成物。
<4><1>~<3>のいずれか1つに記載の樹脂組成物から形成された成形品。
本発明により、ポリカーボネート樹脂を含む樹脂組成物であって、残炎時間がより短縮された樹脂組成物、および、前記樹脂組成物から形成された成形品を提供可能になった。
以下、本発明を実施するための形態(以下、単に「本実施形態」という)について詳細に説明する。なお、以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明は本実施形態のみに限定されない。
なお、本明細書において「~」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
本明細書において、各種物性値および特性値は、特に述べない限り、23℃におけるものとする。
本明細書で示す規格で説明される測定方法等が年度によって異なる場合、特に述べない限り、2022年1月1日時点における規格に基づくものとする。
なお、本明細書において「~」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
本明細書において、各種物性値および特性値は、特に述べない限り、23℃におけるものとする。
本明細書で示す規格で説明される測定方法等が年度によって異なる場合、特に述べない限り、2022年1月1日時点における規格に基づくものとする。
本実施形態の樹脂組成物は、(A)ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、(B)アルカリ金属塩0.005~1質量部と、(C)フィブリル形成能を有するフルオロポリマー0.01~3質量部とを含み、前記(A)ポリカーボネート樹脂が、ポリカーボネート樹脂(A-1)とポリカーボネート樹脂(A-2)を含み、前記(A)ポリカーボネート樹脂100質量部中のポリカーボネート樹脂(A-2)の割合が、10~99質量部であり、前記ポリカーボネート樹脂(A-1)の波長532nmのレーザー光にて、露光時間1.0秒、露光回数4回、レーザー出力1.6mWでラマンスペクトルを測定した際の2000cm-1での強度が500cps未満であり、前記ポリカーボネート樹脂(A-2)の波長532nmのレーザー光にて、露光時間1.0秒、露光回数4回、レーザー出力1.6mWでラマンスペクトルを測定した際の2000cm-1での強度が500~50,000cpsであることを特徴とする。
このように、ポリカーボネート樹脂と、アルカリ金属塩と、フィブリル形成能を有するフルオロポリマーとを含む、難燃性のポリカーボネート樹脂組成物において、ポリカーボネート樹脂(A-1)に加え、ポリカーボネート樹脂(A-2)を配合することにより、難燃性をより向上させることができる。特に、得られる成形品の残炎時間をより短縮することができる。
この理由は、以下の通りであると推測される。すなわち、難燃剤として、アルカリ金属塩を用いると、成形品の燃焼時に、ポリカーボネート樹脂の分子間エステル交換および異性化転位反応を起こし、ポリカーボネート樹脂が分岐化することによって炭化が促進され、消火に寄与すると考えられている。本実施形態では、酸化劣化・分解の進行度合いが多少進行したポリカーボネート樹脂である、ポリカーボネート樹脂(A-2)を併用することにより、ポリカーボネート樹脂について程よい分岐化が進行し、炭化が促進され、残炎時間を短縮できたと推測される。一方、酸化劣化・分解の進行度合いが大きすぎると、アルカリ金属塩により、ポリカーボネート樹脂の分解が促進されすぎて、残炎時間が長くなってしまうと推測される。
以下、本発明の詳細について説明する。
このように、ポリカーボネート樹脂と、アルカリ金属塩と、フィブリル形成能を有するフルオロポリマーとを含む、難燃性のポリカーボネート樹脂組成物において、ポリカーボネート樹脂(A-1)に加え、ポリカーボネート樹脂(A-2)を配合することにより、難燃性をより向上させることができる。特に、得られる成形品の残炎時間をより短縮することができる。
この理由は、以下の通りであると推測される。すなわち、難燃剤として、アルカリ金属塩を用いると、成形品の燃焼時に、ポリカーボネート樹脂の分子間エステル交換および異性化転位反応を起こし、ポリカーボネート樹脂が分岐化することによって炭化が促進され、消火に寄与すると考えられている。本実施形態では、酸化劣化・分解の進行度合いが多少進行したポリカーボネート樹脂である、ポリカーボネート樹脂(A-2)を併用することにより、ポリカーボネート樹脂について程よい分岐化が進行し、炭化が促進され、残炎時間を短縮できたと推測される。一方、酸化劣化・分解の進行度合いが大きすぎると、アルカリ金属塩により、ポリカーボネート樹脂の分解が促進されすぎて、残炎時間が長くなってしまうと推測される。
以下、本発明の詳細について説明する。
<<ポリカーボネート樹脂(A-1)>>
本実施形態の樹脂組成物は、波長532nmのレーザー光にて、露光時間1.0秒、露光回数4回、レーザー出力1.6mWでラマンスペクトルを測定した際の2000cm-1での強度が500cps未満であるポリカーボネート樹脂(A-1)を含む。
前記ラマンスペクトルを測定した際の2000cm-1での強度は、450cps未満であることがより好ましく、400cps以下であることがさらに好ましく、300cps以下であることが一層好ましく、200cps以下であることがより一層好ましい。前記上限値以下とすることにより、難燃性がより向上する傾向にある。また、前記ラマンスペクトルを測定した際の2000cm-1での強度の下限は、特に定めるものではないが、10cps以上が実際的である。
本実施形態においては、ポリカーボネート樹脂(A-1)の5%質量減少温度は、510℃超であることが好ましく、511℃超であることがより好ましく、512℃以上であることがさらに好ましい。また、ポリカーボネート樹脂(A-1)の5%質量減少温度は、例えば、550℃以下である。
上記ラマンスペクトルを測定した際の2000cm-1での強度、および、5%質量減少温度は、後述する実施例の記載に従って測定される。
上記ラマンスペクトルを測定した際の2000cm-1での強度を満たすポリカーボネート樹脂としては、バージンポリカーボネート樹脂が挙げられる。後述する実施例A7~A9に示されるポリカーボネート樹脂などの市販品はバージンポリカーボネート樹脂である。
本実施形態の樹脂組成物は、波長532nmのレーザー光にて、露光時間1.0秒、露光回数4回、レーザー出力1.6mWでラマンスペクトルを測定した際の2000cm-1での強度が500cps未満であるポリカーボネート樹脂(A-1)を含む。
前記ラマンスペクトルを測定した際の2000cm-1での強度は、450cps未満であることがより好ましく、400cps以下であることがさらに好ましく、300cps以下であることが一層好ましく、200cps以下であることがより一層好ましい。前記上限値以下とすることにより、難燃性がより向上する傾向にある。また、前記ラマンスペクトルを測定した際の2000cm-1での強度の下限は、特に定めるものではないが、10cps以上が実際的である。
本実施形態においては、ポリカーボネート樹脂(A-1)の5%質量減少温度は、510℃超であることが好ましく、511℃超であることがより好ましく、512℃以上であることがさらに好ましい。また、ポリカーボネート樹脂(A-1)の5%質量減少温度は、例えば、550℃以下である。
上記ラマンスペクトルを測定した際の2000cm-1での強度、および、5%質量減少温度は、後述する実施例の記載に従って測定される。
上記ラマンスペクトルを測定した際の2000cm-1での強度を満たすポリカーボネート樹脂としては、バージンポリカーボネート樹脂が挙げられる。後述する実施例A7~A9に示されるポリカーボネート樹脂などの市販品はバージンポリカーボネート樹脂である。
具体的には、ポリカーボネート樹脂(A-1)は、分子主鎖中に炭酸エステル結合を含む-[O-R-OC(=O)]-単位(Rが、有機基、好ましくは炭化水素基、より好ましくは、脂肪族基、芳香族基、または、脂肪族基と芳香族基の双方を含むもの、さらに直鎖構造あるいは分岐構造を持つもの)を含むものであれば、特に限定されない。本実施形態においては、ポリカーボネート樹脂は、芳香族ポリカーボネート樹脂が好ましく、ビスフェノール骨格を有するポリカーボネート樹脂がより好ましい。このようなポリカーボネート樹脂を用いることにより、より優れた耐熱性と靱性が達成される。本実施形態においては、ビスフェノール骨格を有するポリカーボネート樹脂は、全構成単位の90モル%以上がビスフェノール骨格を有する構成単位であることが好ましく、全構成単位の90モル%以上がビスフェノールA由来の構成単位であることがより好ましい。
また、ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量(Mv)は、10,000以上であることが好ましく、より好ましくは12,000以上であり、さらに好ましくは15,000以上である。前記下限値以上とすることにより、得られる成形品の耐久性がより向上する傾向にある。前記ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量(Mv)の上限値は、50,000以下であることが好ましく、より好ましくは40,000以下であり、さらに好ましくは30,000以下である。前記上限値以下とすることにより、成形品の成形加工性がより向上する傾向にある。
粘度平均分子量(Mv)は、溶媒としてメチレンクロライドを使用し、ウベローデ粘度計を用いて温度25℃での極限粘度[η](単位dL/g)を求め、Schnellの粘度式、すなわち、η=1.23×10-4×Mv0.83、から算出される値を意味する。
2種以上のポリカーボネート樹脂を用いる場合は、混合物の粘度平均分子量とする。
粘度平均分子量(Mv)は、溶媒としてメチレンクロライドを使用し、ウベローデ粘度計を用いて温度25℃での極限粘度[η](単位dL/g)を求め、Schnellの粘度式、すなわち、η=1.23×10-4×Mv0.83、から算出される値を意味する。
2種以上のポリカーボネート樹脂を用いる場合は、混合物の粘度平均分子量とする。
ポリカーボネート樹脂の製造方法は、特に限定されるものではなく、従来公知のホスゲン法(界面重合法)や溶融法(エステル交換法)により製造したものを使用することができる。また、溶融法を用いた場合には、末端基のOH基量を調整したポリカーボネート樹脂を使用することができる。
上記の他、ポリカーボネート樹脂の詳細は、特開2021-084942号公報の段落0013~0041の記載、特開2021-119211号公報の段落0030~0035を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
<<ポリカーボネート樹脂(A-2)>>
本実施形態の樹脂組成物は、波長532nmのレーザー光にて、露光時間1.0秒、露光回数4回、レーザー出力1.6mWでラマンスペクトルを測定した際の2000cm-1での強度が、500~50,000cpsであるポリカーボネート樹脂(A-2)を含む。このようなポリカーボネート樹脂(A-2)を含むことにより、成形品が燃焼した際の、表面のチャーの形成が促進され難燃性が向上させることができると推測される。
本実施形態の樹脂組成物は、波長532nmのレーザー光にて、露光時間1.0秒、露光回数4回、レーザー出力1.6mWでラマンスペクトルを測定した際の2000cm-1での強度が、500~50,000cpsであるポリカーボネート樹脂(A-2)を含む。このようなポリカーボネート樹脂(A-2)を含むことにより、成形品が燃焼した際の、表面のチャーの形成が促進され難燃性が向上させることができると推測される。
ポリカーボネート樹脂(A-2)の前記2000cm-1での強度が、600cps以上であることが好ましく、700cps以上であることがより好ましく、800cps以上であることがさらに好ましく、1000cps以上であることが一層好ましい。また、前記ポリカーボネート樹脂(A-2)のラマンスペクトルを測定した際の2000cm-1での強度は、50,000cps以下であることが好ましく、30,000cps以下であってもよい。前記上限値以下および下限値以上とすることにより、得られる成形品の難燃性がより向上する傾向にある。
本実施形態においては、ポリカーボネート樹脂(A-2)の5%質量減少温度は、480℃以上であることが好ましく、485℃以上であることがより好ましく、490℃以上であることがさらに好ましく、496℃以上であることが一層好ましく、500℃以上であることがより一層好ましく、501℃以上であってもよい。また、ポリカーボネート樹脂(A-2)の5%質量減少温度は、512℃未満であることが好ましく、511℃以下であることがより好ましく、510℃以下であることがさらに好ましい。このような範囲とすることにより、ポリカーボネート樹脂の分解がやや早く進行する。その結果、やや早く炭化してチャーを形成しやすくなり、難燃性が向上する。ポリカーボネート樹脂の分解が早すぎると、チャーができる前に燃えてしまう。
上記ラマンスペクトルを測定した際の2000cm-1での強度、および、5%質量減少温度は、後述する実施例の記載に従って測定される。
上記ラマンスペクトルを測定した際の2000cm-1での強度を満たすポリカーボネート樹脂、さらには、5%質量減少温度を満たすポリカーボネート樹脂としては、ポリカーボネート樹脂から形成された成形品に由来するポリカーボネート樹脂が例示される。
ポリカーボネート樹脂から形成された成形品に由来するポリカーボネート樹脂としては、バージンポリカーボネート樹脂が何かしらの成形加工を施されたものを意味し、リサイクルポリカーボネート樹脂、ポリカーボネート樹脂成形品の不合格品、ポリカーボネート樹脂成形品製造の際の端材などを含む趣旨である。成形加工品としては、射出成形品、押出成形品、その他の製法によって成形された成形品を含む趣旨である。
リサイクルポリカーボネート樹脂としては、回収された使用済ポリカーボネート樹脂成形品を粉砕、アルカリ洗浄して繊維等に再利用するマテリアルリサイクルにより得られたもの、ケミカルリサイクル(化学分解法)より得られたものおよびメカニカルリサイクルにより得られたもの等が挙げられる。
ケミカルリサイクルは、回収された使用済ポリカーボネート樹脂成形品を化学分解して、原料レベルに戻してポリカーボネート樹脂を再合成するものである。一方、メカニカルリサイクルは、上述したマテリアルリサイクルにおけるアルカリ洗浄をより厳密に行うこと、あるいは高温で真空乾燥すること等によって、マテリアルリサイクルよりもポリカーボネート樹脂成形品の汚れを確実に取り除くことを可能にした手法である。
例えば、使用済ポリカーボネート樹脂成形品からは、異物が取り除かれた後に、粉砕・洗浄され、次に押出機によりペレット化することにより、リサイクルポリカーボネート樹脂が得られる。
使用済みポリカーボネート樹脂成形品の例には、ディスク、シート(フィルムを含む)、メーターカバー、ヘッドランプレンズ、水ボトルが含まれ、メーターカバー、シート、または、ヘッドランプレンズであることが好ましい。
ポリカーボネート樹脂から形成された成形品に由来するポリカーボネート樹脂としては、バージンポリカーボネート樹脂が何かしらの成形加工を施されたものを意味し、リサイクルポリカーボネート樹脂、ポリカーボネート樹脂成形品の不合格品、ポリカーボネート樹脂成形品製造の際の端材などを含む趣旨である。成形加工品としては、射出成形品、押出成形品、その他の製法によって成形された成形品を含む趣旨である。
リサイクルポリカーボネート樹脂としては、回収された使用済ポリカーボネート樹脂成形品を粉砕、アルカリ洗浄して繊維等に再利用するマテリアルリサイクルにより得られたもの、ケミカルリサイクル(化学分解法)より得られたものおよびメカニカルリサイクルにより得られたもの等が挙げられる。
ケミカルリサイクルは、回収された使用済ポリカーボネート樹脂成形品を化学分解して、原料レベルに戻してポリカーボネート樹脂を再合成するものである。一方、メカニカルリサイクルは、上述したマテリアルリサイクルにおけるアルカリ洗浄をより厳密に行うこと、あるいは高温で真空乾燥すること等によって、マテリアルリサイクルよりもポリカーボネート樹脂成形品の汚れを確実に取り除くことを可能にした手法である。
例えば、使用済ポリカーボネート樹脂成形品からは、異物が取り除かれた後に、粉砕・洗浄され、次に押出機によりペレット化することにより、リサイクルポリカーボネート樹脂が得られる。
使用済みポリカーボネート樹脂成形品の例には、ディスク、シート(フィルムを含む)、メーターカバー、ヘッドランプレンズ、水ボトルが含まれ、メーターカバー、シート、または、ヘッドランプレンズであることが好ましい。
ポリカーボネート樹脂(A-2)は、また、分子主鎖中に炭酸エステル結合を含む-[O-R-OC(=O)]-単位(Rが、有機基、好ましくは炭化水素基、より好ましくは、脂肪族基、芳香族基、または、脂肪族基と芳香族基の双方を含むもの、さらに直鎖構造あるいは分岐構造を持つもの)を含むものであれば、特に限定されない。本実施形態においては、ポリカーボネート樹脂は、芳香族ポリカーボネート樹脂が好ましく、ビスフェノール骨格を有するポリカーボネート樹脂がより好ましい。このようなポリカーボネート樹脂を用いることにより、より優れた耐熱性と靱性が達成される。本実施形態においては、ビスフェノール骨格を有するポリカーボネート樹脂は、全構成単位の90モル%以上がビスフェノール骨格を有する構成単位であることが好ましく、全構成単位の90モル%以上がビスフェノールA由来の構成単位であることがより好ましい。
<<ポリカーボネート樹脂(A-1)と(A-2)のブレンド形態>>
本実施形態においては、(A)ポリカーボネート樹脂100質量部中のポリカーボネート樹脂(A-2)の割合が、10質量部以上であり、さらには、15質量部以上、20質量部以上、25質量部以上、35質量部以上、40質量部以上、45質量部以上、50質量部以上であってもよい。また、本実施形態においては、(A)ポリカーボネート樹脂100質量部中のポリカーボネート樹脂(A-2)の割合が、99質量部以下であり、96質量部以下であることが好ましく、95質量部以下であることがより好ましく、さらには、90質量部以下、85質量部以下、80質量部以下であってもよい。前記上限値以下とすることにより、難燃性がより向上する傾向にある。
本実施形態の樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂(A-1)およびポリカーボネート樹脂(A-2)を、それぞれ、1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
本実施形態においては、(A)ポリカーボネート樹脂100質量部中のポリカーボネート樹脂(A-2)の割合が、10質量部以上であり、さらには、15質量部以上、20質量部以上、25質量部以上、35質量部以上、40質量部以上、45質量部以上、50質量部以上であってもよい。また、本実施形態においては、(A)ポリカーボネート樹脂100質量部中のポリカーボネート樹脂(A-2)の割合が、99質量部以下であり、96質量部以下であることが好ましく、95質量部以下であることがより好ましく、さらには、90質量部以下、85質量部以下、80質量部以下であってもよい。前記上限値以下とすることにより、難燃性がより向上する傾向にある。
本実施形態の樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂(A-1)およびポリカーボネート樹脂(A-2)を、それぞれ、1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
本実施形態においては、樹脂組成物に含まれる(A)ポリカーボネート樹脂におけるポリカーボネート樹脂(A-1)とポリカーボネート樹脂(A-2)が占める割合が、90質量%以上であることが好ましく、95質量%以上であることがより好ましく、97質量%以上であることが一層好ましく、99質量%以上であることがより一層好ましい。
また、本実施形態の樹脂組成物における(A)ポリカーボネート樹脂の含有量は、樹脂組成物が強化材を含まない場合、樹脂組成物中、85質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、95質量%以上であることが一層好ましく、97質量%以上であることがより一層好ましい。
また、本実施形態の樹脂組成物における(A)ポリカーボネート樹脂の含有量は、樹脂組成物が強化材を含む場合、樹脂組成物中、強化材を除く成分の、85質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、95質量%以上であることが一層好ましく、97質量%以上であることがより一層好ましい。
また、本実施形態の樹脂組成物における(A)ポリカーボネート樹脂の含有量は、樹脂組成物が強化材を含まない場合、樹脂組成物中、85質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、95質量%以上であることが一層好ましく、97質量%以上であることがより一層好ましい。
また、本実施形態の樹脂組成物における(A)ポリカーボネート樹脂の含有量は、樹脂組成物が強化材を含む場合、樹脂組成物中、強化材を除く成分の、85質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、95質量%以上であることが一層好ましく、97質量%以上であることがより一層好ましい。
<(B)アルカリ金属塩>
本実施形態の樹脂組成物は、(B)アルカリ金属塩を含む。アルカリ金属塩(アルカリ金属塩系難燃剤)を含むことにより、難燃性に優れた成形品が得られる。(B)アルカリ金属塩は、通常、有機酸のアルカリ金属塩である。
(B)アルカリ金属塩としては、スルホン酸金属塩、カルボン酸金属塩、ホウ酸金属塩、リン酸金属塩等が挙げられるが、熱安定性の点からスルホン酸金属塩が好ましい。
本実施形態の樹脂組成物は、(B)アルカリ金属塩を含む。アルカリ金属塩(アルカリ金属塩系難燃剤)を含むことにより、難燃性に優れた成形品が得られる。(B)アルカリ金属塩は、通常、有機酸のアルカリ金属塩である。
(B)アルカリ金属塩としては、スルホン酸金属塩、カルボン酸金属塩、ホウ酸金属塩、リン酸金属塩等が挙げられるが、熱安定性の点からスルホン酸金属塩が好ましい。
アルカリ金属塩を構成する金属としては、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、ルビジウム(Rb)、セシウム(Cs)等が挙げられ、なかでも、ナトリウム、カリウム、セシウムが好ましく、ナトリウム、カリウムがより好ましい。
スルホン酸アルカリ金属塩の好ましいものの例としては、含フッ素脂肪族スルホン酸または芳香族スルホン酸のアルカリ金属塩が挙げられる。そのなかでも好ましいものの具体例を挙げると、パーフルオロブタンスルホン酸カリウム、パーフルオロブタンスルホン酸リチウム、パーフルオロブタンスルホン酸ナトリウム、パーフルオロブタンスルホン酸セシウム、トリフルオロメタンスルホン酸カリウム、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、トリフルオロメタンスルホン酸ナトリウム、トリフルオロメタンスルホン酸セシウム等の、分子中に少なくとも1つのC-F結合を有する含フッ素脂肪族スルホン酸のアルカリ金属塩;ジフェニルスルホン-3,3’-ジスルホン酸ジカリウム、ジフェニルスルホン-3-スルホン酸カリウム、ベンゼンスルホン酸ナトリウム、(ポリ)スチレンスルホン酸ナトリウム、パラトルエンスルホン酸ナトリウム、(分岐)ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、トリクロロベンゼンスルホン酸ナトリウム、ベンゼンスルホン酸カリウム、スチレンスルホン酸カリウム、(ポリ)スチレンスルホン酸カリウム、パラトルエンスルホン酸カリウム、(分岐)ドデシルベンゼンスルホン酸カリウム、トリクロロベンゼンスルホン酸カリウム、ベンゼンスルホン酸セシウム、(ポリ)スチレンスルホン酸セシウム、パラトルエンスルホン酸セシウム、(分岐)ドデシルベンゼンスルホン酸セシウム、トリクロロベンゼンスルホン酸セシウム等の、分子中に少なくとも1種の芳香族基を有する芳香族スルホン酸アルカリ金属塩等が挙げられる。
その他、アルカリ金属塩としては、特開2015-117298号公報の段落0069~0078の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
本実施形態の樹脂組成物における(B)アルカリ金属塩の含有量は、(A)ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、0.005質量部以上であり、0.008質量部以上であることが好ましく、0.01質量部以上であることがより好ましく、0.03質量部以上であることがさらに好ましく、0.05質量部以上であることが一層好ましい。前記下限値以上とすることによりポリカーボネート樹脂の燃焼時の炭化層形成を促進し、難燃性をより高めることができる。また、前記(B)アルカリ金属塩の含有量は、(A)ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、1質量部以下であり、0.8質量部以下であることが好ましく、0.5質量部以下であることがより好ましく、0.3質量部以下であることがさらに好ましく、0.2質量部以下であることが一層好ましく、0.15質量部以下であることがより一層好ましい。前記上限値以下とすることにより、難燃剤の含有量が減るにもかかわらず、より効果的に難燃効果が発揮される傾向にある。
本実施形態の樹脂組成物は、(B)アルカリ金属塩を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
本実施形態の樹脂組成物は、(B)アルカリ金属塩を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
本実施形態の樹脂組成物は、(B)アルカリ金属塩以外の難燃剤を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。(B)アルカリ金属塩以外の難燃剤としては、リン系難燃剤、ハロゲン系難燃剤等が例示される。
本実施形態の樹脂組成物の一例は、(B)アルカリ金属塩以外の難燃剤を実質的に含まないことである。実質的に含まないとは、樹脂組成物に含まれる難燃剤のうち、(B)アルカリ金属塩以外の難燃剤の含有量が、(B)アルカリ金属塩以外の難燃剤の含有量の10質量%以下であることをいい、5質量%以下であることが好ましく、3質量%以下であることがより好ましく、1質量%以下であることがさらに好ましい。
本実施形態の樹脂組成物の一例は、(B)アルカリ金属塩以外の難燃剤を実質的に含まないことである。実質的に含まないとは、樹脂組成物に含まれる難燃剤のうち、(B)アルカリ金属塩以外の難燃剤の含有量が、(B)アルカリ金属塩以外の難燃剤の含有量の10質量%以下であることをいい、5質量%以下であることが好ましく、3質量%以下であることがより好ましく、1質量%以下であることがさらに好ましい。
<(C)フィブリル形成能を有するフルオロポリマー>
本実施形態の樹脂組成物は、フィブリル形成能を有するフルオロポリマーを含む。
フィブリル形成能を有するフルオロポリマーは、樹脂組成物中に容易に分散し、かつ重合体同士を結合して繊維状構造を作る傾向を示すという滴下防止剤であり、フィブリル形成能を有するフッ素系樹脂である。
フィブリル形成能を有するフルオロポリマーの分子量は、好ましくは100万~1000万の極めて高い分子量を有し、せん断力などの外的作用によりフルオロポリマー同士を結合して繊維状になる傾向を示すものである。フルオロポリマーとしては、テトラフルオロエチレン(TFE)樹脂、パーフロロアルコキシ(PFA)樹脂、フッ化エチレンプロピレン(FEP)樹脂等が好ましく、特に、ポリテトラフルオロエチレンが好ましい。
本実施形態の樹脂組成物は、フィブリル形成能を有するフルオロポリマーを含む。
フィブリル形成能を有するフルオロポリマーは、樹脂組成物中に容易に分散し、かつ重合体同士を結合して繊維状構造を作る傾向を示すという滴下防止剤であり、フィブリル形成能を有するフッ素系樹脂である。
フィブリル形成能を有するフルオロポリマーの分子量は、好ましくは100万~1000万の極めて高い分子量を有し、せん断力などの外的作用によりフルオロポリマー同士を結合して繊維状になる傾向を示すものである。フルオロポリマーとしては、テトラフルオロエチレン(TFE)樹脂、パーフロロアルコキシ(PFA)樹脂、フッ化エチレンプロピレン(FEP)樹脂等が好ましく、特に、ポリテトラフルオロエチレンが好ましい。
フィブリル形成能を有するフルオロポリマーとしては、例えば、三井・デュポンフロロケミカル社製のテフロン(登録商標)6Jや、ダイキン工業社製のポリフロンが挙げられる。
フルオロポリマーは、その水性ディスパージョンの形態のものを用いることも好ましい。このディスパージョンは、通常乳化重合で得られたフッ素系樹脂ラテックスに、界面活性剤を加え、濃縮・安定化して製造された水性分散体である。水性ディスパージョン中のフルオロポリマーの含有量は、20~80質量%が、特には30~70質量%であることが好ましい。
ポリテトラフルオロエチレンの水性分散液として、三井デュポンフロロケミカル社製のテフロン(登録商標)30J、ダイキン工業社製のフルオンD-1や、ビニル系単量体を重合してなる多層構造を有するポリテトラフルオロエチレン重合体、例えば三菱レイヨン社製のメタブレンA-3800が挙げられる。
ポリテトラフルオロエチレンの水性分散液として、三井デュポンフロロケミカル社製のテフロン(登録商標)30J、ダイキン工業社製のフルオンD-1や、ビニル系単量体を重合してなる多層構造を有するポリテトラフルオロエチレン重合体、例えば三菱レイヨン社製のメタブレンA-3800が挙げられる。
また、フィブリル形成能を有するフルオロポリマーは、その1次粒子径が0.05~1.0μmの範囲のものが好ましく、より好ましくは0.1~0.5μmである。そして、フルオロポリマーは、樹脂組成物中において、主に0.5ミクロン以下の太さのフィブリル状の形態をなし、フィブリルが、ネットワーク構造、および/または、分岐状で存在することが好ましい。
本実施形態の樹脂組成物における(C)フィブリル形成能を有するフルオロポリマーの含有量は、(A)ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、0.01質量部以上であり、0.03質量部以上であることが好ましく、0.05質量部以上であることがより好ましく、0.07質量部以上であることがさらに好ましく、0.1質量部以上であることが一層好ましい。前記下限値以上とすることにより、滴下防止効果が効果的に発揮される傾向にある。また、(C)フィブリル形成能を有するフルオロポリマーの含有量は、(A)ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、3質量部以下であり、2.5質量部以下であることが好ましく、2.0質量部以下であることがより好ましく、1.0質量部以下であることがさらに好ましく、0.7質量部以下であることが一層好ましく、0.5質量部以下であることがより一層好ましい。前記上限値以下とすることにより、得られる成形品の機械的強度が向上し、また、外観が向上する傾向にある。
本実施形態の樹脂組成物は、(C)フィブリル形成能を有するフルオロポリマーを1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
本実施形態の樹脂組成物は、(C)フィブリル形成能を有するフルオロポリマーを1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
<エラストマー>
本実施形態の樹脂組成物は、エラストマーを含有することも好ましい。
エラストマーとしては、ゴム成分にこれと共重合可能な単量体成分をグラフト共重合した共重合体が好ましい。このようなグラフト共重合体の製造方法としては、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合などのいずれの製造方法であってもよく、共重合の方式は一段グラフトでも多段グラフトであってもよい。
本実施形態の樹脂組成物は、エラストマーを含有することも好ましい。
エラストマーとしては、ゴム成分にこれと共重合可能な単量体成分をグラフト共重合した共重合体が好ましい。このようなグラフト共重合体の製造方法としては、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合などのいずれの製造方法であってもよく、共重合の方式は一段グラフトでも多段グラフトであってもよい。
上記ゴム成分は、ガラス転移温度が通常0℃以下、中でも-20℃以下のものが好ましく、さらには-30℃以下のものが好ましい。ゴム成分の具体例としては、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブチルアクリレートやポリ(2-エチルヘキシルアクリレート)、ブチルアクリレート・2-エチルヘキシルアクリレート共重合体などのポリアルキルアクリレートゴム、オルガノポリシロキサンゴムなどのシリコーン系ゴム、ブタジエン-アクリル複合ゴム、オルガノポリ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、エチレン-プロピレンゴムやエチレン-ブテンゴム、エチレン-オクテンゴムなどのエチレン-αオレフィン系ゴム、エチレン-アクリルゴム、フッ素ゴムなどを挙げることができる。これらは、単独でも2種以上を混合して使用してもよい。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、オルガノポリ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。
ゴム成分とグラフト共重合可能な単量体成分の具体例としては、芳香族ビニル化合物、シアン化ビニル化合物、(メタ)アクリル酸エステル化合物、(メタ)アクリル酸化合物、グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基含有(メタ)アクリル酸エステル化合物;マレイミド、N-メチルマレイミド、N-フェニルマレイミド等のマレイミド化合物;マレイン酸、フタル酸、イタコン酸等のα,β-不飽和カルボン酸化合物やそれらの無水物(例えば無水マレイン酸等)などが挙げられる。これらの単量体成分は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの中でも、機械的特性や表面外観の面から、芳香族ビニル化合物、シアン化ビニル化合物、(メタ)アクリル酸エステル化合物、(メタ)アクリル酸化合物が好ましく、より好ましくは(メタ)アクリル酸エステル化合物である。(メタ)アクリル酸エステル化合物の具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル等を挙げることができる。
本実施形態において用いるエラストマーは、耐衝撃性や表面外観の点からコア/シェル型グラフト共重合体タイプのものが好ましい。中でもポリブタジエン含有ゴム、ポリブチルアクリレート含有ゴム、オルガノポリ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型複合ゴムから選ばれる少なくとも1種のゴム成分をコア層とし、その周囲に(メタ)アクリル酸エステルを共重合して形成されたシェル層からなる、コア/シェル型グラフト共重合体が好ましく、特にブタジエン系ゴムをコアとするコア/シェル型エラストマーが好ましい。上記コア/シェル型グラフト共重合体において、ゴム成分を40質量%以上含有するものが好ましく、60質量%以上含有するものがさらに好ましい。また、(メタ)アクリル酸成分は、10質量%以上含有するものが好ましい。
これらコア/シェル型グラフト共重合体の好ましい具体例としては、アクリルニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS)、メチルメタクリレート-ブタジエン-スチレン共重合体(MBS)、メチルメタクリレート-アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(MABS)、メチルメタクリレート-ブタジエン共重合体(MB)、メチルメタクリレート-アクリルゴム共重合体(MA)、メチルメタクリレート-アクリルゴム-スチレン共重合体(MAS)、メチルメタクリレート-アクリル・ブタジエンゴム共重合体、メチルメタクリレート-アクリル・ブタジエンゴム-スチレン共重合体、メチルメタクリレート-(アクリル・シリコーンIPNゴム)共重合体等が挙げられる。この様なゴム性重合体は、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
上記の他、エラストマーとしては、特開2019-123809号公報の段落0068~0079に記載のものを用いることができ、この内容は本明細書に組み込まれる。
上記の他、エラストマーとしては、特開2019-123809号公報の段落0068~0079に記載のものを用いることができ、この内容は本明細書に組み込まれる。
本実施形態の樹脂組成物がエラストマーを含む場合、その含有量は、(A)ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、0.5質量部以上であることが好ましく、1.0質量部以上であることがより好ましく、1.5質量部以上であることがさらに好ましい。前記下限値以上とすることにより、得られる成形品の耐衝撃性が向上する傾向にある。また、前記エラストマーの含有量の上限値は、(A)ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、40質量部以下であることが好ましく、30質量部以下であることがより好ましく、20質量部以下であることがさらに好ましく、10質量部以下であることが一層好ましく、5質量部以下であることがより一層好ましい。前記上限値以下とすることにより、得られる成形品の表面硬度や耐熱性、剛性などが向上する傾向にある。
本実施形態の樹脂組成物は、エラストマーを1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
本実施形態の樹脂組成物は、エラストマーを1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
<エポキシ化合物>
本実施形態の樹脂組成物はエポキシ化合物を含むことも好ましい。エポキシ化合物を含むことにより、機械的強度により優れた成形品が得られる。
エポキシ化合物としては、1分子中に1個以上のエポキシ基を有するものであればよく、通常はアルコール、フェノール類またはカルボン酸等とエピクロロヒドリンとの反応物であるグリシジル化合物や、オレフィン性二重結合をエポキシ化した化合物を用いればよい。
エポキシ化合物としては、例えば、ノボラック型エポキシ化合物、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、脂環式エポキシ化合物、グリシジルエーテル類、グリシジルエステル類、エポキシ化ブタジエン重合体、レゾルシン型エポキシ化合物等が挙げられる。
本実施形態の樹脂組成物はエポキシ化合物を含むことも好ましい。エポキシ化合物を含むことにより、機械的強度により優れた成形品が得られる。
エポキシ化合物としては、1分子中に1個以上のエポキシ基を有するものであればよく、通常はアルコール、フェノール類またはカルボン酸等とエピクロロヒドリンとの反応物であるグリシジル化合物や、オレフィン性二重結合をエポキシ化した化合物を用いればよい。
エポキシ化合物としては、例えば、ノボラック型エポキシ化合物、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、脂環式エポキシ化合物、グリシジルエーテル類、グリシジルエステル類、エポキシ化ブタジエン重合体、レゾルシン型エポキシ化合物等が挙げられる。
ノボラック型エポキシ化合物としては、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物等を例示できる。
ビスフェノールA型エポキシ化合物としては、ビスフェノールA-ジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールA-ジグリシジルエーテル等が挙げられ、ビスフェノールF型エポキシ化合物としては、ビスフェノールF-ジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールF-ジグリシジルエーテル等が挙げられる。
ビスフェノールA型エポキシ化合物としては、ビスフェノールA-ジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールA-ジグリシジルエーテル等が挙げられ、ビスフェノールF型エポキシ化合物としては、ビスフェノールF-ジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールF-ジグリシジルエーテル等が挙げられる。
脂環式エポキシ化合物の例としては、ビニルシクロヘキセンジオキシド、ジシクロペンタジエンオキシド、3,4-エポキシシクロヘキシル-3,4-シクロヘキシルカルボキシレート、ビス(3,4-エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、ビニルシクロヘキセンジエポキシド、3,4-エポキシシクロヘキシルグリシジルエーテル等が挙げられる。
グリシジルエーテル類の具体例としては、メチルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、2-エチルヘキシルグリシジルエーテル、デシルグリシジルエーテル、ステアリルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、ブチルフェニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル等のモノ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、エチレングリコ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、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ビスフェノールAジグリシジルエーテル等のジグリシジルエーテル類が挙げられる。
グリシジルエステル類としては、安息香酸グリシジルエステル、ソルビン酸グリシジルエステル等のモノグリシジルエステル類;アジピン酸ジグリシジルエステル、テレフタル酸ジグリシジルエステル、オルトフタル酸ジグリシジルエステル等のジグリシジルエステル類等が挙げられる。
エポキシ化ブタジエン重合体としては、エポキシ化ポリブタジエン、エポキシ化スチレン-ブタジエン系共重合体、エポキシ化水素化スチレン-ブタジエン系共重合体等を例示できる。
レゾルシン型エポキシ化合物としてはレゾルシンジグリシジルエーテル等が例示できる。
レゾルシン型エポキシ化合物としてはレゾルシンジグリシジルエーテル等が例示できる。
また、エポキシ化合物は、グリシジル基含有化合物を一方の成分とする共重合体であってもよい。例えばα,β-不飽和酸のグリシジルエステルと、α-オレフィン、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸エステルからなる群より選ばれる一種または二種以上のモノマーとの共重合体が挙げられる。
エポキシ化合物としては、エポキシ当量50~10000g/eq、重量平均分子量8000以下のエポキシ化合物が好ましい。
エポキシ化合物の含有量は、(A)ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、0.001質量部以上が好ましく、より好ましく0.005質量部以上、さらには0.01質量部以上が好ましく、また、2質量部以下が好ましく、1質量部以下がより好ましく、さらには0.5質量部以下、特に0.1質量部以下が好ましい。
本実施形態の樹脂組成物は、エポキシ化合物を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
本実施形態の樹脂組成物は、エポキシ化合物を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
<安定剤>
安定剤としては、熱安定剤や酸化防止剤が挙げられる。
安定剤としては、また、フェノール系、アミン系、リン系、チオエーテル系などが挙げられる。中でも本実施形態においては、リン系熱安定剤および/またはフェノール系酸化防止剤が好ましい。
安定剤としては、熱安定剤や酸化防止剤が挙げられる。
安定剤としては、また、フェノール系、アミン系、リン系、チオエーテル系などが挙げられる。中でも本実施形態においては、リン系熱安定剤および/またはフェノール系酸化防止剤が好ましい。
リン系熱安定剤としては、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、亜リン酸、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2B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。
有機ホスファイト化合物としては、トリフェニルホスファイト、トリス(モノノニルフェニル)ホスファイト、トリス(モノノニル/ジノニル・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、モノオクチルジ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、モノデシルジフェニルホスファイト、ジデシルモノフェニルホスファイト、トリデシルホスファイト、トリラウリルホスファイト、トリステアリルホスファイト、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等が挙げられる。
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(登録商標。以下同じ)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(登録商標。以下同じ)168」等が挙げられる。
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(登録商標。以下同じ)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(登録商標。以下同じ)168」等が挙げられる。
フェノール系酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系酸化防止剤が好ましく用いられる。
ヒンダードフェノール系酸化防止剤の具体例としては、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]ホスフェート、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。
ヒンダードフェノール系酸化防止剤の具体例としては、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]ホスフェート、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。
なかでも、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)プロピオネートが好ましい。このようなヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、具体的には、例えば、BASF社製「Irganox(登録商標。以下同じ)1010」、「Irganox1076」、ADEKA社製「アデカスタブAO-50」、「アデカスタブAO-60」等が挙げられる。
本実施形態の樹脂組成物における安定剤の含有量は、(A)ポリカーボネート樹脂100質量部に対して、通常0.001質量部以上、好ましくは0.005質量部以上、より好ましくは0.01質量部以上であり、また、通常1質量部以下、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。安定剤の含有量を前記範囲とすることにより、安定剤の添加効果がより効果的に発揮される。
本実施形態の樹脂組成物は、安定剤を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
本実施形態の樹脂組成物は、安定剤を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
<離型剤>
本実施形態の樹脂組成物は、離型剤を含んでいてもよい。
離型剤としては、例えば、脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸の塩、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、ケトンワックス、ライトアマイドなどが挙げられ、脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸の塩、脂肪族カルボン酸とアルコールとのエステルが好ましく、脂肪族カルボン酸の塩がより好ましい。
離型剤の詳細は、特開2018-095706号公報の段落0055~0061の記載、特開2015-117298号公報の段落0106~0115の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
本実施形態の樹脂組成物が離型剤を含む場合、その含有量は、樹脂組成物中、0.05~3質量%であることが好ましく、0.1~0.8質量%であることがより好ましく、0.1~0.6質量%であることがさらに好ましい。
本実施形態の樹脂組成物は、離型剤を、1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
本実施形態の樹脂組成物は、離型剤を含んでいてもよい。
離型剤としては、例えば、脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸の塩、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、ケトンワックス、ライトアマイドなどが挙げられ、脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸の塩、脂肪族カルボン酸とアルコールとのエステルが好ましく、脂肪族カルボン酸の塩がより好ましい。
離型剤の詳細は、特開2018-095706号公報の段落0055~0061の記載、特開2015-117298号公報の段落0106~0115の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
本実施形態の樹脂組成物が離型剤を含む場合、その含有量は、樹脂組成物中、0.05~3質量%であることが好ましく、0.1~0.8質量%であることがより好ましく、0.1~0.6質量%であることがさらに好ましい。
本実施形態の樹脂組成物は、離型剤を、1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
<その他の成分>
本実施形態の樹脂組成物は、所望の諸物性を著しく損なわない限り、必要に応じて、上記以外の他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、強化材、ポリカーボネート樹脂以外の熱可塑性樹脂、および、各種樹脂添加剤などが挙げられる。
強化材としては、特開2014-136710号公報の段落0107~0115の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
樹脂添加剤としては、例えば、色剤(染料、顔料)、帯電防止剤、防曇剤、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および比率で含有されていてもよい。
樹脂添加剤としては、また、特開2015-117298号公報の段落0117~0128の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
本実施形態の樹脂組成物は、所望の諸物性を著しく損なわない限り、必要に応じて、上記以外の他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、強化材、ポリカーボネート樹脂以外の熱可塑性樹脂、および、各種樹脂添加剤などが挙げられる。
強化材としては、特開2014-136710号公報の段落0107~0115の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
樹脂添加剤としては、例えば、色剤(染料、顔料)、帯電防止剤、防曇剤、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および比率で含有されていてもよい。
樹脂添加剤としては、また、特開2015-117298号公報の段落0117~0128の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
<樹脂組成物の物性>
本実施形態の樹脂組成物は難燃性に優れていることが望まれる。
具体的には、本実施形態の樹脂組成物は、1.5mm厚さに成形し、UL94に準拠した試験を行ったとき、V-0を達成することが好ましい。
また、本実施形態の樹脂組成物は、1.5mm厚さに成形したときの、UL94に準拠した試験を行ったとき、全残炎時間が50秒以下であることが好ましく、30秒以下であることがより好ましく、25秒以下であることがさらに好ましく、24秒以下であることが一層好ましい。
本実施形態の樹脂組成物は難燃性に優れていることが望まれる。
具体的には、本実施形態の樹脂組成物は、1.5mm厚さに成形し、UL94に準拠した試験を行ったとき、V-0を達成することが好ましい。
また、本実施形態の樹脂組成物は、1.5mm厚さに成形したときの、UL94に準拠した試験を行ったとき、全残炎時間が50秒以下であることが好ましく、30秒以下であることがより好ましく、25秒以下であることがさらに好ましく、24秒以下であることが一層好ましい。
<樹脂組成物の製造>
本実施形態の樹脂組成物の製造方法に制限はなく、公知の樹脂組成物の製造方法を広く採用でき、(A)ポリカーボネート樹脂、(B)アルカリ金属塩、および、(C)フィブリル形成能を有するフルオロポリマー、ならびに、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。
本実施形態の樹脂組成物の製造方法に制限はなく、公知の樹脂組成物の製造方法を広く採用でき、(A)ポリカーボネート樹脂、(B)アルカリ金属塩、および、(C)フィブリル形成能を有するフルオロポリマー、ならびに、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。
<成形品>
本実施形態の成形品は、本実施形態の樹脂組成物から形成される。上記した樹脂組成物(例えば、ペレット)は、各種の成形法で成形して成形品とされる。成形品の形状としては、特に制限はなく、成形品の用途、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フィルム状、ロッド状、円筒状、環状、円形状、楕円形状、多角形形状、異形品、中空品、枠状、箱状、パネル状、ボタン状のもの等が挙げられる。
本実施形態の成形品は、本実施形態の樹脂組成物から形成される。上記した樹脂組成物(例えば、ペレット)は、各種の成形法で成形して成形品とされる。成形品の形状としては、特に制限はなく、成形品の用途、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フィルム状、ロッド状、円筒状、環状、円形状、楕円形状、多角形形状、異形品、中空品、枠状、箱状、パネル状、ボタン状のもの等が挙げられる。
成形品を成形する方法としては、特に制限されず、従来公知の成形法を採用でき、例えば、射出成形法、射出圧縮成形法、押出成形法、異形押出法、トランスファー成形法、中空成形法、ガスアシスト中空成形法、ブロー成形法、押出ブロー成形、IMC(インモールドコ-ティング成形)成形法、回転成形法、多層成形法、2色成形法、インサート成形法、サンドイッチ成形法、発泡成形法、加圧成形法等が挙げられる。特に、本実施形態の樹脂組成物は、射出成形法、射出圧縮成形法、押出成形法で得られる成形品に適している。しかしながら、本実施形態の樹脂組成物がこれらの方法で得られた成形品に限定されるものではないことは言うまでもない。
本実施形態の成形品は、難燃性が求められる用途に広く用いられる。具体的には、電気電子機器/部品、OA機器/部品、情報端末機器/部品、機械部品、家電製品、車輌部品、建築部材、各種容器、レジャー用品・雑貨類、照明機器などに好ましく用いられる。
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。
実施例で用いた測定機器等が廃番等により入手困難な場合、他の同等の性能を有する機器を用いて測定することができる。
実施例で用いた測定機器等が廃番等により入手困難な場合、他の同等の性能を有する機器を用いて測定することができる。
1.原料
ポリカーボネート樹脂について、A1はディスク由来のリサイクル品を、A2およびA3はシート・メーターカバー由来のリサイクル品を、A4およびA10はヘッドランプレンズ由来のリサイクル品を、A5、A6、A11は水ボトル由来のリサイクル品を用いた。
ポリカーボネート樹脂A7~A9は、下記市販品のバージンポリカーボネート樹脂を用いた。
ポリカーボネート樹脂について、A1はディスク由来のリサイクル品を、A2およびA3はシート・メーターカバー由来のリサイクル品を、A4およびA10はヘッドランプレンズ由来のリサイクル品を、A5、A6、A11は水ボトル由来のリサイクル品を用いた。
ポリカーボネート樹脂A7~A9は、下記市販品のバージンポリカーボネート樹脂を用いた。
<5%質量減少温度>
5%質量減少温度は、熱重量分析装置を用い、測定範囲40~600℃、昇温速度10℃/分、200mL/分の窒素雰囲気下、サンプル量5mgの条件で熱重量測定を行い、5%質量減少温度を算出した。
熱重量分析装置は、日立ハイテクサイエンス社製、「NEXTA(登録商標)STA200RV」を用いた。
結果を下記表2に示す。
5%質量減少温度は、熱重量分析装置を用い、測定範囲40~600℃、昇温速度10℃/分、200mL/分の窒素雰囲気下、サンプル量5mgの条件で熱重量測定を行い、5%質量減少温度を算出した。
熱重量分析装置は、日立ハイテクサイエンス社製、「NEXTA(登録商標)STA200RV」を用いた。
結果を下記表2に示す。
<2000cm-1ラマンスペクトル強度>
波長532nmのレーザー光にて、露光時間1.0秒、露光回数4回、レーザー出力1.6mWでラマンスペクトルを測定した際の2000cm-1での強度を測定した。測定に際し、ペレットの表面にピントを合わせて測定した。
ラマンスペクトルの強度の測定には、サーモフィッシャーサイエンティフィック製 DXR IIを用いた。
結果を下記表2に示す。
波長532nmのレーザー光にて、露光時間1.0秒、露光回数4回、レーザー出力1.6mWでラマンスペクトルを測定した際の2000cm-1での強度を測定した。測定に際し、ペレットの表面にピントを合わせて測定した。
ラマンスペクトルの強度の測定には、サーモフィッシャーサイエンティフィック製 DXR IIを用いた。
結果を下記表2に示す。
実施例1~23、比較例1~13
<樹脂ペレットの調製>
表1~3に記載の各成分を表5~9に示す割合(各成分は質量部である)で配合し、タンブラーで20分間混合した。この混合物を日本製鋼所製押出機(TEX30HSST)に供給しスクリュー回転数220rpm、吐出量30kg/時間、バレル温度260~270℃の条件で混練し、ストランド状に押出した。これを水で冷却し、ペレタイザーを用いてペレットとした。
<樹脂ペレットの調製>
表1~3に記載の各成分を表5~9に示す割合(各成分は質量部である)で配合し、タンブラーで20分間混合した。この混合物を日本製鋼所製押出機(TEX30HSST)に供給しスクリュー回転数220rpm、吐出量30kg/時間、バレル温度260~270℃の条件で混練し、ストランド状に押出した。これを水で冷却し、ペレタイザーを用いてペレットとした。
<燃焼試験片の製造>
得られたペレットを120℃で5時間乾燥させた後、射出成形機(住友重機械工業社製「SE100DUHP」)を用い、設定温度280℃、金型温度80℃の条件下で射出成形を行い、長さ127mm、幅12.7mm、肉厚1.5mmの成形品である試験片(UL試験片)を得た。得られたUL試験片について、UL94に準拠した垂直燃焼試験を行い、燃焼性結果は良好な順からV-0、V-1、V-2とした。
得られたペレットを120℃で5時間乾燥させた後、射出成形機(住友重機械工業社製「SE100DUHP」)を用い、設定温度280℃、金型温度80℃の条件下で射出成形を行い、長さ127mm、幅12.7mm、肉厚1.5mmの成形品である試験片(UL試験片)を得た。得られたUL試験片について、UL94に準拠した垂直燃焼試験を行い、燃焼性結果は良好な順からV-0、V-1、V-2とした。
<難燃性の評価>
上記で作製したUL試験片を、温度23℃、湿度50%の恒温室の中で48時間調湿した後、UL94試験(機器の部品用プラスチック材料の燃焼試験)に準拠して難燃性を評価した。結果を表5~9に示した。この試験は、鉛直に保持した試験片にバーナーの炎を10秒間接触させた後の残炎時間やドリップ性から、以下の基準により難燃性を評価する方法である。
上記で作製したUL試験片を、温度23℃、湿度50%の恒温室の中で48時間調湿した後、UL94試験(機器の部品用プラスチック材料の燃焼試験)に準拠して難燃性を評価した。結果を表5~9に示した。この試験は、鉛直に保持した試験片にバーナーの炎を10秒間接触させた後の残炎時間やドリップ性から、以下の基準により難燃性を評価する方法である。
残炎時間とは、バーナーを離した後に、UL試験片が有炎燃焼を続ける時間の長さである。ドリップによる綿着火とは、UL試験片の下端から約300mmのところにある標識用の綿が、試験片からの滴下(ドリップ)物によって着火されるか否かを調べる試験である。5個の試料のうち、一つでも上記基準を満たさないものがあれば、V-2を満足しないとしてNR(not rated)として示される。
上記結果から明らかなとおり、波長532nmのレーザー光にて、露光時間1.0秒、露光回数4回、レーザー出力1.6mWでラマンスペクトルを測定した際の2000cm-1での強度が500~50,000cpsであるポリカーボネート樹脂(A-2)を含まない場合(比較例1、2、3、5~13)、全残炎時間が長くなってしまった。また、アルカリ金属塩の含有量が多い場合(比較例4)、さらに、全残炎時間が長くなってしまった。また、難燃剤を多く配合しているにもかかわらず、難燃性もV-1に低下してしまった。
Claims (4)
- (A)ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、
(B)アルカリ金属塩0.005~1質量部と、
(C)フィブリル形成能を有するフルオロポリマー0.01~3質量部とを含み、
前記(A)ポリカーボネート樹脂が、ポリカーボネート樹脂(A-1)とポリカーボネート樹脂(A-2)を含み、前記(A)ポリカーボネート樹脂100質量部中のポリカーボネート樹脂(A-2)の割合が、10~99質量部であり、
前記ポリカーボネート樹脂(A-1)の波長532nmのレーザー光にて、露光時間1.0秒、露光回数4回、レーザー出力1.6mWでラマンスペクトルを測定した際の2000cm-1での強度が500cps未満であり、
前記ポリカーボネート樹脂(A-2)の波長532nmのレーザー光にて、露光時間1.0秒、露光回数4回、レーザー出力1.6mWでラマンスペクトルを測定した際の2000cm-1での強度が500~50,000cpsである、
樹脂組成物。 - 前記ポリカーボネート樹脂(A-2)の5%質量減少温度が480℃以上512℃未満である、請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記ポリカーボネート樹脂(A-2)は、ポリカーボネート樹脂から形成された成形品に由来する、請求項1または2に記載の樹脂組成物。
- 請求項1~3のいずれか1項に記載の樹脂組成物から形成された成形品。
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JP2022050544A JP2023143262A (ja) | 2022-03-25 | 2022-03-25 | 樹脂組成物、および、成形品 |
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