JP2717127B2 - ポリカーボネート系樹脂組成物 - Google Patents

ポリカーボネート系樹脂組成物

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、機械的強度、寸法精度に優れ、且つ長期の
耐熱耐久性及びリサイクル性に優れた樹脂組成物に関す
るものである。
従来の技術及びその問題点 ポリカーボネート樹脂(以下PC樹脂という)は、強靭
で、耐衝撃性などの機械的強度、寸法安定性などに優れ
る有用なエンジニアリングプラスチックであり、各種電
子部品、機械部品などの用途に広く利用されている。ま
た、PC樹脂の成形加工性や耐薬品性の更に改良したPCア
ロイタイプ、例えば、PC樹脂と芳香族飽和ポリエステル
樹脂とのアロイやPC樹脂とABS樹脂とのアロイもまた有
用な材料である。これらPC系樹脂にチタン酸カリウム繊
維を配合して、機械的強度、耐熱性、寸法精度、表面硬
度、耐摩耗性を向上させる試みは、知られている。
しかし、従来のチタン酸カリウム繊維(以下PTW)充
填PC系樹脂組成物には、PTWの弱アルカリ性がその原因
と推定されるが、PC樹脂が加水分解を受けて分子量が低
下し、PC樹脂本来の優れた物性が低下するという欠点が
ある。
このような欠点を解消する方法として、PTW表面を金
属アルコラートの縮重合反応で形成される金属酸化膜で
被覆する方法(特開昭59−115343号)、PTWの遊離カリ
ウム含有量が0.25%以下のPTWを配合する方法(特開昭6
2−129346号)、トンネル構造PTWを配合する方法(特開
昭63−6049号)などが提案されている。これらの方法に
よれば、混練時や射出成形品の初期段階では、PC樹脂の
分子量低下はある程度防止される。しかしながら、これ
らの方法によって得られるPC樹脂は、長期信頼性が不充
分で且つ耐衝撃性にも劣っているため、長期間高熱や熱
応力を受ける用途やリサイクルに使用するには好ましく
ない。
問題点を解決するための手段 本発明者は、上記従来技術の問題点に鑑みて鋭意研究
を重ねた結果、PC樹脂に、特定の、フリーアルカリ量及
びX線回折チャート13.8゜の特性ピークにおける半値幅
を有するPTWを配合する場合には、PC樹脂が本来有する
優れた機械的強度、寸法精度等を更に向上させ、しか
も、長期の耐熱耐久性に優れ、リサイクル使用が可能な
PC系樹脂組成物が得られることを見出し、本発明を完成
した。
すなわち本発明は、ポリカーボネート樹脂又はポリカ
ーボネート樹脂と芳香族飽和ポリエステル樹脂及び/又
はABS樹脂との組成物に、フリーアルカリ量が10ppm以下
で且つX線回折チャート13.8゜の特性ピークにおける半
値幅が0.05以下の6−チタン酸カリウム繊維を、10〜40
重量%配合してなるポリカーボネート系樹脂組成物に係
る。
本発明において使用するPC樹脂は、公知の熱可塑性樹
脂であり、例えば、芳香族ジヒドロキシ又はこれと少量
のポリヒドロキシ化合物をホスゲン又は炭酸のジエステ
ルと反応させることによって合成される。本発明のPC樹
脂には、分岐を有するPC樹脂も包含される。その具体例
としては、例えば、ビスフェノールAを主原料とするPC
樹脂を挙げることができる。
またPC樹脂とともに、芳香族飽和ポリエステル樹脂及
び/又はABS樹脂を用いてもよい。
芳香族飽和ポリエステル樹脂も公知の樹脂であり、例
えば、芳香族ジカルボン酸又はエステルとグリコールあ
るいは芳香族アルキレンオキサイドとを反応させること
により製造できる。その具体例としては、例えば、ポリ
ブチレンテレフタレート樹脂(PBT)、ポリエチレンテ
レフタレート樹脂(PET)及びその変性品等を挙げるこ
とができる。更に耐衝撃性を向上させる目的で、PC樹脂
及び芳香族飽和ポリエステル樹脂とともに、変性ポリオ
レフィンを併用してもよい。
ABS樹脂も公知であり、例えば、共役ジエン系ゴム、
芳香族ビニル及びシアン化ビニルをグラフト共重合させ
るか、又はこの共重合体に更に芳香族ビニル−シアン系
ビニル共重合体を90重量%以下の量で配合することによ
り製造できる。その具体例としては、例えば、ポリブタ
ジエン−スチレン共重合体、ブタジエン−スチレン共重
合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ブタジ
エン−アクリル酸エステル共重合体などのブタジエン系
ゴム状重合体にスチレンとアクリロニトリルをグラフト
重合したグラフト共重合体等を挙げることができる。
PC樹脂とともに、芳香族飽和ポリエステル樹脂及び/
又はABS樹脂を併用する場合、その配合割合は特に制限
されないが、通常PC樹脂を樹脂全量の30〜80重量%程度
配合すればよい。
また本発明では、フリーアルカリ量が10ppm以下で且
つX線回折チャート13.8゜の特性ピークにおける半値幅
が0.05以下である6−PTWを使用する。
6−PTWは、一般式K2O・6TiO2で示れる単結晶繊維
(ウイスカー)であり、例えば、カリウム化合物とチタ
ン化合物とを、常法に従って反応させることにより製造
できる。カリウム化合物としては、例えば、K2O、K2CO3
などを挙げることができる。チタン化合物としては、例
えば、TiO2、TiO2含有化合物(ルチルサンド等の天然鉱
物を含む)などを挙げることができる。合成法の具体例
としては、例えば、水熱法、フラックス法、焼成法、溶
融法、融体法などを挙げることができる。これらの混合
比、反応温度及び反応系の塩基度などを調整することに
より、所望の平均繊維径、平均繊維長、フリーアルカリ
量、結晶化度のPTWが得られる。
6−PTWのフリーアルカリ量が10ppmを越えると、短期
的な耐久性は良好であるが、長期の耐熱耐久性や樹脂組
成物の溶融時の滞留による物性低下や、リサイクル使用
による物性低下が極めて大きくなる。ここにPTWのフリ
ーアルカリ量とは、PTWの1.0重量%懸濁水溶液(脱イオ
ン水を使用)を、10分間撹拌後、過しその液を1/10
0規定HCl溶液で滴定した値をいう。
6−PTWの半値幅が0.05を越えると、得られるPC系組
成物の機械的強度が低くなり、また、PTWのアルカリ溶
出が増大し、PC系組成物の耐熱耐久性が低下し望ましく
ない。ここに、X線回折チャート13.8゜の特性ピークに
おける半値幅とは、13.8゜におけるピーク高さ(H)、
1/2Hでのピーク幅(W)とすると、W/Hで表わされる値
である。
6−PTWの平均繊維径及び平均繊維長については特に
制限はないが、通常平均繊維径0.05〜2.0μm程度、平
均繊維長1〜500μm程度のものを使用すればよい。ま
た、補強効果の点からアスベクト比(平均繊維長/平均
繊維径)が10以上のものが好ましい。この6−PTWに
は、PC系樹脂との界面接着性を持たせるために、通常、
アミノシラン、エポキシシラン、アクリルシランなどを
シランカップリング剤又はチタネートカップリング剤な
どの目的に応じた表面処理剤で表面処理することもでき
る。
6−PTWの配合量は、本発明PC系樹脂組成物全量の10
〜40重量%、好ましくは10〜30重量%とする。10重量%
未満では、機械的強度、寸法精度、耐摩耗性などが不充
分となり、逆に40重量%を越えると、ペレット造粒が困
難となり、また、PC樹脂の耐熱耐久性を低下させるため
好ましくない。
本発明PC系樹脂組成物には、本発明の目的を損なわな
い範囲内で、熱安定剤、滑剤、顔料、難型剤、紫外光に
よる分解安定剤、難燃剤、ポリテトラフルオロエチレン
(PTFE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、超高分子量ポ
リエチレン(UHMW−PE)、MoS2、オイルなどの潤滑剤な
どを添加してもよい。
本発明組成物は、例えば、全成分を一度に、又はPCと
他の配合剤を予め混合した後、各種押出機(特に2軸押
出機が好ましい)に供給し、6−PTWを途中で投入し、
溶融混練し、造粒化することにより製造できる。溶融混
練の温度は約260〜300℃程度が適当である。
発明の効果 本発明PC系樹脂組成物は、機械的強度、寸法精度等に
優れ、しかも、長期の耐熱性に優れ、リサイクル使用が
可能である。
実施例 以下に実施例及び比較例を挙げ、本発明をより一層明
瞭にする。
実施例1〜2 一般式 で表わされるポリカーボネート[帝人化成製、パンライ
トL−1250、分子量24000]、並びにPTWとして、フリー
アルカリ量が5ppm、X線回折チャート(第1図参照)1
3.8゜の特性ピークにおける半値幅が0.02、平均繊維径
が0.3μm、平均繊維長が15μmの6−PTWを、エポキシ
シラン[日本ユニカ社製、A−187]で表面処理したも
のを第1表の配合割合で用い、これらを2軸押出機[池
貝鉄工製、PCM45]のサイドフィーダーより供給し、280
℃の温度で溶融混練した後、ストランドカットにより造
粒ペレット化した。
得られたペレットを射出成形(日鋼J75射出成形機、
シリンダー温度280℃、金型温度80℃)し、本発明の樹
脂片を得た。これを用いて以下の試験を行なった。
引張試験:ASTM D638に準拠 曲げ試験:ASTM D790に準拠 アイゾット試験: ASTM D256に準拠 分子量の測定は、造粒ペレットと上記成形で得られた
樹脂片から所定量を切り取り、塩化メチレンに溶解した
行った。
滞留変色評価は、上記の成形の際に、通常成形(シリ
ンダー内滞留時間30秒)を行い、(これを初期成形品と
する)、その後、シリンダー内滞留時間30分間を経て射
出成形を行い(これを滞留後成形品とする)、初期成形
品と滞留後成形品について成形品色調の変化(ΔE)を
測色色差計を用いて測定した。即ちΔEが大となる程変
色の程度が大であることを示す。
但し、L1、a1、b1は初期成形品、L2、a2、b2は滞留後
成形品の測定値である。
リサイクル性評価は、上記成形で得られた本発明樹脂
片(1回目試験片)を用い、試験片を粉砕して射出成形
する(2回目試験片)という操作を繰り返し、各試験片
の引張強度を測定し、材料再生による低下度合を調べ
た。
結果を第1表に示す。
長期耐熱耐久性評価として、120℃の耐熱エージング
による引張り強度の保持率(%)を測定した。結果を第
3図に示す。
比較例1〜2 PTWとして、フリーアルカリ量1000ppm、X線回折チャ
ート(第2図参照)の 13.8゜の特性ピークにおける半値幅が 0.157、平均繊維径及び平均繊維長は実施例1〜2と全
く同じであり、各々0.3μm、15μmの6−PTWを、実施
例と同様に表面処理したものを用い、実施例と同様にし
て樹脂片を得た。これを用い、実施例と同様の試験を行
なった。結果を第1表及び第3図に示す。
比較例2 PTWとして、フリーアルカリ量20ppm、半値幅が0.10、
平均繊維径0.8μm、平均繊維長20μmを用いた以外
は、実施例と同様にして樹脂片を得、実験を行った。結
果を第1表及び第3図に示す。
実施例3、比較例3〜4 PC/PBT樹脂組成物[帝人化成(株)製、パンライトAM
−9050]、並びに、実施例1〜2及び比較例1〜2のPT
W(エポキシシラン処理)を用いて樹脂片を得、実施例
1〜2と同様の実験を行なった。結果を第2表及び第4
図に示す。
実施例4、比較例5〜6 PC/ABS樹脂組成物[三菱瓦斯化学(株)製、ユーピロ
ンGP−1]、並びに、実施例1〜2及び比較例1〜2の
PTW(エポキシシラン処理)を用いて樹脂片を得、実施
例1〜2と同様の実験を行なった。結果を第3表及び第
5図に示す。
【図面の簡単な説明】
第1図は、実施例1〜2で使用する6−PTWのX線回折
チャートである。第2図は、比較例1で使用する6−PT
WのX線回折チャートである。第3図は、実施例1〜2
及び比較例1〜2の長期耐熱耐久性試験の結果を示すグ
ラフである。第4図は、実施例3及び比較例3〜4の長
期耐熱耐久性試験の結果を示すグラフである。第5図
は、実施例3及び比較例3〜4の長期耐熱耐久性試験の
結果を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−301516(JP,A) 特開 昭62−129346(JP,A) 特開 昭63−17955(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリカーボネート樹脂又はポリカーボネー
    ト樹脂と芳香族飽和ポリエステル樹脂及び/又はABS樹
    脂との組成物に、フリーアルカリ量が10ppm以下で且つ
    X線回折チャート 13.8゜の特性ピークにおける半値幅が 0.05以下の6−チタン酸カリウム繊維を、10〜40重量%
    配合してなるポリカーボネート系樹脂組成物。
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