JP4105004B2

JP4105004B2 - A lens barrel made of a flame retardant polycarbonate resin composition

Info

Publication number: JP4105004B2
Application number: JP2003045774A
Authority: JP
Inventors: 喜久男永利
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 2003-02-24
Filing date: 2003-02-24
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2023-02-24
Also published as: JP2004256581A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリカーボネート樹脂組成物からなる鏡筒に関し、より詳しくは、ハロゲンやリンを含まず、難燃性、耐熱性、高剛性及び良好な表面外観を有し、レンズ、プリズム及びミラー等の光学素子を保持する、光学系に組み込まれる鏡筒に関する。具体的には、液晶プロジェクターにおける鏡筒及びプロジェクションＴＶにおける鏡筒などに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリカーボネート樹脂は、優れた耐衝撃特性、耐熱性、電気的特性、寸法安定性等により、ＯＡ（オフィスオートメーション）機器、情報・通信機器及び家庭電化機器等の電気・電子機器分野、自動車分野及び建築分野等様々な分野において幅広く利用されている。
このポリカーボネート樹脂は、各種熱可塑性樹脂の中では酸素指数が高く、一般的に自己消火性を有する樹脂であるが、ＯＡ機器や電気・電子機器分野、その他各種用途における安全上の要求を満たすために、さらに難燃性を高めた樹脂組成物が強く求められている。例えば、ポリカーボネート樹脂組成物を液晶プロジェクターの鏡筒を形成する素材として用いる場合には、投射用ランプからの熱によって光学系の光軸ずれが大きくなることのないような高度の耐熱性、焦点合わせの際のねじれ変形に耐え得る高剛性を有することが求められる。
【０００３】
従来、高剛性の鏡筒としては、ガラス繊維入りポリカーボネート樹脂組成物からなる鏡筒が提案されている（例えば、特許文献１参照）が、難燃性は考慮されていない。難燃性ポリカーボネート樹脂組成物としては、ハロゲン系難燃剤を含有するポリカーボネート樹脂組成物が提案されている（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）が、この組成物は、成形時に発生するガスにより、成形機や金型が腐食し易く、モールドデポジットも出現し易いという問題がある。なお、成形体における１３０℃以上の荷重撓み温度は、ハロゲン系難燃剤を含有するポリカーボネート樹脂組成物でも達成できるが、上記のような問題があるため好ましくない。
リン系難燃剤を含むポリカーボネート樹脂組成物としては、表面外観改良のためにリン酸エステルを添加したポリカーボネート樹脂組成物が提案されている（例えば、特許文献４参照）が、この組成物からなる成形体は、荷重撓み温度が極端に低下し、また、加熱により成形体表面が曇り外観が悪くなるという問題がある。
【０００４】
難燃性ポリカーボネート樹脂組成物としては、リン酸エステル系難燃剤にホウ素化合物を添加した難燃性ポリカーボネート樹脂組成物（例えば、特許文献５及び特許文献６参照）、パーフルオロアルカンスルホン酸金属塩を含む難燃性ポリカーボネート樹脂組成物（例えば、特許文献７参照）、フッ素化ポリオレフィンを含む難燃性ポリカーボネート樹脂組成物（例えば、特許文献８参照）、パーフルオロアルカンスルホン酸金属塩と、一価アルコール又は多価アルコールの硫酸エステル金属塩を含む難燃性ポリカーボネート樹脂組成物（例えば、特許文献９参照）も提案されている。これらは、ノンハロゲン系難燃剤を含有する組成物であり、この組成物は、ハロゲン系難燃剤を含有する組成物と比較すると、成形機や金型の腐食、成形時の臭気がない点で優れており、リン系難燃剤を含有する組成物と比較すると、成形時において発生ガスや金型付着物が少なく、耐熱性においても優れている。
しかしながら、これらのポリカーボネート樹脂組成物からなる成形体は、いずれも、液晶プロジェクターにおける鏡筒及びプロジェクションＴＶにおける鏡筒などに必要な特性、すなわち、難燃性、耐熱性、高剛性及び良好な表面外観のバランスの点で、満足できるものではなく、上記鏡筒の素材として好適な難燃性ポリカーボネート樹脂組成物が求められている。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６２−２１１６０９号公報
【特許文献２】
特公昭４７−４４５３７号公報
【特許文献３】
特開昭５９−２０２２４０号公報
【特許文献４】
特開平９−４８９１２号公報
【特許文献５】
特開平１０−３００５６号公報
【特許文献６】
特開平１０−４６０１７号公報
【特許文献７】
特公昭４７−４０４４５号公報
【特許文献８】
特開昭５１−４５１５９号公報
【特許文献９】
特開平６−２８７４２７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、難燃性ポリカーボネート樹脂組成物からなる、難燃性、耐熱性、高剛性及び良好な表面外観のバランスの点で優れた鏡筒を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、芳香族ポリカーボネート樹脂とガラス繊維とを特定の割合で使用し、これらの合計量に対して、パーフルオロアルカンスルホン酸のアルカリ金属塩及びポリテトラフルオロエチレンを特定の割合で配合した難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を射出成形して得られる鏡筒が、難燃性、耐熱性、高剛性及び良好な表面外観のバランスの点で優れていることを見出した。すなわち、ポリカーボネート樹脂組成物にリン系難燃剤を添加した場合、熱変形温度が著しく低下するが、パーフルオロアルカンスルホン酸のアルカリ金属塩では、このような低下がなく、例えば、プロジェクター等の鏡筒として成形体を用いた場合でも、高温において良好な剛性を保持することを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、（Ａ）芳香族ポリカーボネート樹脂６０〜９５質量部と（Ｂ）ガラス繊維４０〜５質量部の合計量１００質量部に対して、（Ｃ）パーフルオロアルカンスルホン酸のアルカリ金属塩０．０３〜０．４質量部及び（Ｄ）ポリテトラフルオロエチレン０．１〜０．５質量部を配合してなる難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を射出成形してなることを特徴とする鏡筒を提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明で用いるポリカーボネート樹脂組成物において、（Ａ）芳香族ポリカーボネート樹脂としては、特に制限はなく種々のものを挙げることができる。通常、二価フェノールとカーボネート前駆体との反応により製造される芳香族ポリカーボネートを用いることができる。
二価フェノールとカーボネート前駆体とを溶液法又は溶融法、即ち、二価フェノールとホスゲンの反応、二価フェノールとジフェニルカーボネート等とのエステル交換法により反応させて製造されたものを用いることができる。
【０００９】
二価フェノールとしては、様々なものを挙げることができるが、特に２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン〔ビスフェノールＡ〕、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）プロパン、４，４' −ジヒドロキシジフェニル、ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロアルカン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）オキシド、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルフィド、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホキシド、ビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテル及びビス（４−ヒドロキシフェニル）ケトン等を挙げることができる。
【００１０】
特に、好ましい二価フェノールとしては、ビス（ヒドロキシフェニル）アルカン系、特に、ビスフェノールＡを主原料としたものである。
カーボネート前駆体としては、カルボニルハライド、カルボニルエステル又はハロホルメート等であり、具体的にはホスゲン、二価フェノールのジハロホーメート、ジフェニルカーボネート、ジメチルカーボネート及びジエチルカーボネート等である。この他、二価フェノールとしては、ハイドロキノン、レゾルシン及びカテコール等を挙げることができる。これらの二価フェノールは、それぞれ単独で用いてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。
【００１１】
なお、ポリカーボネート樹脂は、分岐構造を有していてもよく、分岐剤としては、１，１，１−トリス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、α，α' ，α" −トリス（４−ビドロキシフェニル）−１，３，５−トリイソプロピルベンゼン、フロログリシン、トリメリット酸及びイサチンビス（ｏ−クレゾール）等がある。また、分子量の調節のためには、フェノール、ｐ−ｔ−ブチルフェノール、ｐ−ｔ−オクチルフェノール及びｐ−クミルフェノール等が用いられる。
【００１２】
また、本発明に用いるポリカーボネート樹脂としては、テレフタル酸等の２官能性カルボン酸、又はそのエステル形成誘導体等のエステル前駆体の存在下でポリカーボネートの重合を行うことによって得られるポリエステル−ポリカーボネート樹脂等の共重合体、又は種々のポリカーボネート樹脂の混合物を用いることもできる。
【００１３】
本発明に用いられる芳香族ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量（Ｍｖ）は、好ましくは１５，０００〜２５，０００、より好ましくは１７，０００〜２２，０００、特に好ましくは１８，０００〜２１，０００である。この粘度平均分子量が高すぎると、ポリカーボネート樹脂組成物の流動性が低下するため、成形性が悪くなるおそれがある。また、この粘度平均分子量が低すぎると、ポリカーボネート樹脂組成物の成形体が脆くなるため、鏡筒としての強度が不足してしまうおそれがある。
この粘度平均分子量（Ｍｖ）は、ウベローデ型粘度計を用いて、２０℃における塩化メチレン溶液の粘度を測定し、これより極限粘度［η］を求め、次式にて算出するものである。
［η］＝１．２３×１０^-5Ｍｖ^0.83
【００１４】
さらに、本発明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としては、分子末端が炭素数１０〜３５のアルキル基を有するポリカーボネート樹脂が挙げられる。
ここで分子末端が炭素数１０〜３５のアルキル基を有するポリカーボネート樹脂は、ポリカーボネート樹脂の製造において、末端停止剤として、炭素数１０〜３５のアルキル基を有するアルキルフェノールを用いることにより得ることができる。
これらのアルキルフェノールとしては、デシルフェノール、ウンデシルフェノール、ドデシルフェノール、トリデシルフェノール、テトラデシルフェノール、ペンタデシルフェノール、ヘキサデシルフェノール、ヘプタデシルフェノール、オクタデシルフェノール、ノナデシルフェノール、イコシルフェノール、ドコシルフェノール、テトラコシルフェノール、ヘキサコシルフェノール、オクタコシルフェノール、トリアコンチルフェノール、ドトリアコンチルフェノール及びペンタトリアコンチルフェノール等が挙げられる。
【００１５】
これらのアルキルフェノールのアルキル基は、水酸基に対して、ｏ−、ｍ−、ｐ−のいずれの位置であってもよいが、ｐ−の位置が好ましい。アルキル基は、直鎖状、分岐状又はこれらの混合物であってもよい。
この置換基としては、少なくとも１個が前記の炭素数１０〜３５のアルキル基であればよく、他の４個は特に制限はなく、炭素数１〜９のアルキル基、炭素数６〜２０アリール基、ハロゲン原子又は無置換であってもよい。
【００１６】
この分子末端が炭素数１０〜３５のアルキル基を有するポリカーボネート樹脂は、後述するポリカーボネート系樹脂のいずれの場合でもよく、例えば、二価フェノールとホスゲン又は炭酸エステル化合物との反応において、分子量を調節するために、これらのアルキルフェノールを末端封止剤として用いることにより得られるものである。
【００１７】
例えば、塩化メチレン溶媒中において、トリエチルアミン触媒、前記炭素数が１０〜３５のアルキル基を有するフェノールの存在下、二価フェノールと、ホスゲン又はポリカーボネートオリゴマーとの反応により得られる。ここで、炭素数が１０〜３５のアルキル基を有するフェノールは、ポリカーボネート樹脂の片末端又は両末端を封止し、末端が変性される。この場合の末端変性は、全末端に対して２０％以上、好ましくは５０％以上とされる。すなわち、他の末端は、水酸基末端、又は下記の他の末端封止剤を用いて封止された末端である。
【００１８】
他の末端封止剤として、ポリカーボネート樹脂の製造で常用されているフェノール、ｐ−クレゾール、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、ｐ−ｔｅｒｔ−オクチルフェノール、ｐ−クミルフェノール、ｐ−ノニルフェノール、ｐ−ｔｅｒｔ−アミルフェノール、ブロモフェノール及びトリブロモフェノール、ペンタブロモフェノール等を挙げることができる。中でも、環境問題からハロゲンを含まない化合物が好ましい。
また、高流動化のためには、芳香族ポリカーボネート樹脂の分子末端は、炭素数１０〜３５のアルキル基であるものが好ましい。分子末端を炭素数１０以上のアルキル基にすると、ポリカーボネート樹脂組成物の流動性が向上する。しかし、分子末端が炭素数３６以上のアルキル基では、耐熱性及び耐衝撃性が低下する。
【００１９】
本発明で用いるポリカーボネート樹脂組成物において、（Ｂ）ガラス繊維としては、含アルカリガラス、低アルカリガラス及び無アルカリガラス等を原料としたいずれをも好適に用いることができる。これらのガラス繊維の形態は、特に制限はなく、例えば、ロービング、ミルドファイバー及びチョップドストランド等いずれの形態のものも使用することができる。
ガラス繊維は、平均繊維径が７〜１５μｍのものが好ましく、より好ましくは１０〜１３μｍである。また、使用されるガラス繊維の平均繊維長は、使用するガラス繊維の形態により相違するが、チョップストランドを使用する場合は、通常１〜５ｍｍの長さを有するガラス繊維が使用される。ガラス繊維は、混練及び成形時に切断され、組成物のペレット中で１〜５００μｍ程度となる。
本発明において、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分との使用量は、（Ａ）成分６０〜９５質量部及び（Ｂ）成分４０〜５質量部であって合計量が１００質量部となる量であるが、（Ａ）成分６５〜９０質量部及び（Ｂ）成分３５〜１０質量部が好ましく、（Ａ）成分８０〜７０質量部及び（Ｂ）成分２０〜３０質量部がより好ましい。（Ｂ）成分の使用量が５質量部未満であると、成形体である鏡筒において十分な剛性や耐熱性が得られず、（Ｂ）成分の使用量が４０質量部を超えると、剛性や耐熱性が向上し成形収縮率は小さくなるものの、ポリカーボネート樹脂組成物の流動性が低下するため、成形体である鏡筒の表面外観が悪化する。
【００２０】
（Ｃ）成分のパーフルオロアルカンスルホン酸のアルカリ金属塩としては、下記一般式
（Ｃ_nＦ_2n+1ＳＯ₃）_mＭ
（式中、ｎは１〜１０の整数を示し、Ｍはリチウム，ナトリウム，カリウム及びセシウム等のアリカリ金属を示し、ｍはＭの原子価を示す。）
で表されるパーフルオロアルカンスルホン酸のアルカリ金属塩が挙げられる。これらの化合物としては、例えば、特公昭４７−４０４４５号公報に記載されているものが該当する。
【００２１】
上記一般式において、パーフルオロアルカンスルホン酸としては、例えば、パーフルオロメタンスルホン酸，パーフルオロエタンスルホン酸，パーフルオロプロパンスルホン酸，パーフルオロブタンスルホン酸，パーフルオロメチルブタンスルホン酸，パーフルオロヘキサンスルホン酸，パーフルオロヘプタンスルホン酸及びパーフルオロオクタンスルホン酸等を挙げることができる。特に、これらのカリウム塩が好ましく用いられる。
本発明において、（Ｃ）成分のパーフルオロアルカンスルホン酸のアルカリ金属塩の配合量は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計量１００質量部に対して０．０３〜０．４質量部であり、好ましくは０．０５〜０．３質量部である。（Ｃ）成分の配合量が０．０３質量部未満であると、十分な難燃性を有する鏡筒を得ることができない。また、（Ｃ）成分の配合量が０．４質量部を超えても、さらに難燃性が向上するものでもない。
【００２２】
（Ｄ）成分のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）は、燃焼時の溶融滴下防止剤として配合される。ポリテトラフルオロエチレンの平均分子量は、５００，０００以上であることが好ましく、特に好ましくは５００，０００〜１０，０００，０００である。本発明で用いることができるポリテトラフルオロエチレンとしては、現在知られているすべての種類のものを用いることができる。
ポリテトラフルオロエチレンのうち、フィブリル形成能力のあるものが好ましい。フィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）には特に制限はないが、例えば、ＡＳＴＭ規格において、タイプ３に分類されるものが挙げられる。
その具体例としては、例えば、テフロン６−Ｊ（三井・デュポンフロロケミカル株式会社製）、ポリフロンＤ−１、ポリフロンＦ−１０３、ポリフロンＦ２０１（ダイキン工業株式会社製）及びＣＤ０７６（旭アイシーアイフロロポリマーズ株式会社製）等が挙げられる。
【００２３】
また、上記タイプ３に分類されるもの以外では、例えば、アルゴフロンＦ５（モンテフルオス株式会社製）、ポリフロンＭＰＡ及びポリフロンＦＡ−１００（ダイキン工業株式会社製）等が挙げられる。
これらのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）は、単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせてもよい。
上記のようなフィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）は、例えば、テトラフルオロエチレンを水性溶媒中で、ナトリウム、カリウム、アンモニウムパーオキシジスルフィドの存在下で、１〜１００ｐｓｉの圧力下、温度０〜２００℃、好ましくは２０〜１００℃で重合させることによって得ることができる。
本発明において、（Ｄ）成分のポリテトラフルオロエチレンの配合量は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計量１００質量部に対して０．１〜０．５質量部であり、好ましくは０．２〜０．４質量部である。（Ｄ）成分の配合量が０．１質量部未満であると、燃焼時の溶融滴下防止効果が不十分となる。また、（Ｄ）成分の配合量が０．５質量部を超えると、ハロゲンの含有量が多くなるため、ハロゲン系難燃剤含有組成物となってしまい、好ましくない。
【００２４】
本発明で用いるポリカーボネート樹脂組成物には、熱可塑性樹脂に常用されている添加剤を、本発明の効果を損なわない範囲で、必要により含有させることもできる。例えば、フェノール系、リン系、イオウ系酸化防止剤、帯電防止剤、ポリアミドポリエーテルブロック共重合体（永久帯電防止性能付与）、ベンゾトリアゾール系やベンゾフェノン系の紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系の光安定剤（耐候剤）、離型剤、可塑剤、抗菌剤、相溶化剤及び着色剤（染料、顔料）等を挙げることができる。
【００２５】
次に、本発明で用いるポリカーボネート樹脂組成物の製造方法について説明する。本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｄ）成分を上記割合で、さらに必要に応じて用いられる各種添加剤を適当な割合で配合し、混練することにより得られる。
配合及び混練は、通常用いられている機器、例えば、リボンブレンダー、ドラムタンブラー、ヘンシェルミキサーなどで予備混合して、バンバリーミキサー、単軸スクリュー押出機、二軸スクリュー押出機、多軸スクリュー押出機及びコニーダ等を用いる方法で行うことができる。
混練の際の加熱温度は、通常２４０〜３００℃の範囲で適宜選択される。この溶融混練成形としては、押出成形機、特に、ベント式の押出成形機の使用が好ましい。なお、ポリカーボネート樹脂以外の含有成分は、あらかじめ、ポリカーボネート樹脂と溶融混練し、マスターバッチとして添加することもできる。
【００２６】
本発明の鏡筒は、ポリカーボネート樹脂組成物で、ペレット状の成形原料を製造し、次いで、このペレットを用いて、射出成形することにより製造することができる。射出成形方法としては、外観のヒケ防止又は軽量化のためにガス注入成形を採用することもできる。このようにして製造された本発明の鏡筒は、荷重撓み温度が１３０℃以上のものである。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明について実施例及び比較例を示してより具体的に説明するが、本発明はこれらによって、何ら制限されるものではない。
実施例１〜２及び比較例１〜３
下記配合成分を、表１に示す配合量で用いた。下記配合成分のうち、ガラス繊維、リン酸エステル以外の各成分をドライブレンドし、このブレンド物を二軸押出成形機〔東芝機械（株）製：ＴＥＭ−３５〕のホッパーから供給し、ガラス繊維及びリン酸エステルはサイドフィードして混練し、組成物のペレットを作製した。このペレットを８０℃で５時間乾燥させた後、射出形成機〔東芝機械（株）製：ＩＳ１００ＥＮ〕にて成形して試験サンプルを作製し、下記の方法で、荷重撓み温度、曲げ弾性率、アイゾット（ＩＺＯＤ）衝撃強度及び難燃性評価試験を行った。また、上記組成物を、樹脂温度３００℃、金型温度１００℃で射出成形して、長さ２５ｍｍ、内径４０ｍｍ、肉厚３ｍｍの筒状成形体（鏡筒）を作製し、内径の真円度の測定及び外観の評価を行った。結果を表１に示す。
【００２８】
［配合成分］
（Ａ）ポリカーボネート：出光石油化学社（株）製，タフロンＡ１９００（粘度平均分子量１９，０００）
（Ｂ）ガラス繊維：旭ファイバーグラス（株）製，ＭＡ４０９Ｃ（平均繊維径１３μｍ，ストランドの長さ３ｍｍ）
（Ｃ）パーフルオロアルカンスルホン酸アルカリ金属塩：大日本インキ（株）製，Ｆ１１４（構造式Ｃ₄Ｆ₉ＳＯ₃Ｋ）
（Ｄ）ポリテトラフルオロエチレン：旭アイシーアイフロロポリマーズ（株）製，ＣＤ０７６
（Ｅ）リン酸エステル：大八化学（株）製，ＣＲ７４１（ビスフェノールＡホスフェート）
【００２９】
［物性試験］
（１）荷重撓み温度
ＡＳＴＭＤ−６４８に準拠し、荷重１．８２ＭＰａで測定した。
（２）曲げ弾性率
ＡＳＴＭＤ−７９０に準拠して測定した。
（３）アイゾット（ＩＺＯＤ）衝撃強度（ノッチ付き）
ＡＳＴＭＤ−２５６に準拠して測定した。
（４）難燃性
ＵＬ９４燃焼試験（１．６ｍｍ（１／１６インチ））に準拠して測定した。
（５）真円度
真円度測定器（（株）三豊製作所製）を用いて、真円度を測定した。筒状成形体の内径の最長部と最短部の長さの差を真円度とした。この差が小さい程、真円度が高い。
（６）外観評価
光沢の有無を目視で判定し、光沢のあるものを「良」、光沢のないものを「荒れ」とした。
【００３０】
【表１】

【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、難燃性、耐熱性、高剛性及び良好な表面外観のバランスの点で優れた鏡筒を得ることができる。また、本発明で用いる難燃性ポリカーボネート樹脂組成物は、ハロゲン系難燃剤やリン系難燃剤を使用していないので、成形時において発生ガスや金型付着物が少なく外観の良好な鏡筒を作製することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lens barrel made of a polycarbonate resin composition. More specifically, it does not contain halogen or phosphorus, has flame retardancy, heat resistance, high rigidity, and good surface appearance, such as lenses, prisms and mirrors. The present invention relates to a lens barrel that holds an optical element and is incorporated in an optical system. Specifically, the present invention relates to a lens barrel in a liquid crystal projector and a lens barrel in a projection TV.
[0002]
[Prior art]
Polycarbonate resin has excellent impact resistance, heat resistance, electrical characteristics, dimensional stability, etc., and is used in the fields of electrical and electronic equipment such as OA (office automation) equipment, information / communication equipment, and home appliances, in the automotive field and in architecture. Widely used in various fields such as fields.
This polycarbonate resin has a high oxygen index among various thermoplastic resins and is generally a self-extinguishing resin. However, in order to meet safety requirements in the field of OA equipment, electrical / electronic equipment, and other various applications. In addition, there is a strong demand for a resin composition having further improved flame retardancy. For example, when a polycarbonate resin composition is used as a material for forming a lens barrel of a liquid crystal projector, it has a high degree of heat resistance and focusing so that the optical axis shift of the optical system does not increase due to heat from the projection lamp. It is required to have a high rigidity capable of withstanding torsional deformation.
[0003]
Conventionally, as a highly rigid lens barrel, a lens barrel made of a polycarbonate resin composition containing glass fibers has been proposed (for example, see Patent Document 1), but flame retardancy is not considered. As the flame retardant polycarbonate resin composition, a polycarbonate resin composition containing a halogen-based flame retardant has been proposed (for example, see Patent Document 2 and Patent Document 3). This composition is a gas generated during molding. Therefore, there is a problem that the molding machine and the mold are easily corroded and a mold deposit is likely to appear. In addition, although the load deflection temperature of 130 degreeC or more in a molded object can be achieved also with the polycarbonate resin composition containing a halogenated flame retardant, since there exists the above problem, it is unpreferable.
As a polycarbonate resin composition containing a phosphorus-based flame retardant, a polycarbonate resin composition to which a phosphate ester is added for improving the surface appearance has been proposed (for example, see Patent Document 4). The body has a problem that the temperature at which the load is bent extremely decreases, and the surface of the molded body becomes cloudy by heating and the appearance is deteriorated.
[0004]
Examples of the flame retardant polycarbonate resin composition include a flame retardant polycarbonate resin composition obtained by adding a boron compound to a phosphate ester flame retardant (see, for example, Patent Document 5 and Patent Document 6), and a perfluoroalkanesulfonic acid metal salt. Flame retardant polycarbonate resin composition containing (for example, see Patent Document 7), Flame retardant polycarbonate resin composition containing a fluorinated polyolefin (for example, see Patent Document 8), perfluoroalkanesulfonic acid metal salt, and monohydric alcohol Or the flame-retardant polycarbonate resin composition (for example, refer patent document 9) containing the sulfate metal salt of a polyhydric alcohol is also proposed. These are compositions containing non-halogen flame retardants, which are superior to compositions containing halogen flame retardants in that there is no corrosion of molding machines or molds and no odor during molding. Compared with a composition containing a phosphorus-based flame retardant, the amount of generated gas and mold deposits is small during molding, and the heat resistance is also excellent.
However, all of the molded products made of these polycarbonate resin compositions have characteristics necessary for a lens barrel in a liquid crystal projector and a lens barrel in a projection TV, that is, flame retardancy, heat resistance, high rigidity, and good surface appearance. Therefore, a flame-retardant polycarbonate resin composition suitable as a material for the lens barrel is required.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-62-111609 [Patent Document 2]
Japanese Patent Publication No. 47-44537 [Patent Document 3]
JP 59-202240 A [Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-48912 [Patent Document 5]
JP-A-10-30056 [Patent Document 6]
JP 10-46017 A [Patent Document 7]
Japanese Patent Publication No. 47-40445 [Patent Document 8]
Japanese Patent Laid-Open No. 51-45159 [Patent Document 9]
JP-A-6-287427 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a lens barrel made of a flame retardant polycarbonate resin composition, which is excellent in terms of the balance of flame retardancy, heat resistance, high rigidity, and good surface appearance. It is intended.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have used an aromatic polycarbonate resin and glass fiber at a specific ratio, and the alkali metal salt of perfluoroalkanesulfonic acid with respect to the total amount thereof. And a barrel obtained by injection molding a flame retardant polycarbonate resin composition containing polytetrafluoroethylene in a specific ratio is excellent in terms of balance of flame retardancy, heat resistance, high rigidity and good surface appearance I found out. That is, when a phosphorus-based flame retardant is added to the polycarbonate resin composition, the heat distortion temperature is remarkably reduced, but perfluoroalkanesulfonic acid alkali metal salts do not have such a decrease. For example, a lens barrel such as a projector The present inventors have found that even when a molded body is used, good rigidity is maintained at a high temperature. The present invention has been completed based on such findings.
That is, the present invention relates to (C) an alkali metal of perfluoroalkanesulfonic acid with respect to 100 parts by mass of (A) aromatic polycarbonate resin 60 to 95 parts by mass and (B) glass fibers 40 to 5 parts by mass. A flame-retardant polycarbonate resin composition obtained by blending 0.03-0.4 parts by mass of salt and 0.1-0.5 parts by mass of (D) polytetrafluoroethylene is formed by injection molding. A lens barrel is provided.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the polycarbonate resin composition used in the present invention, (A) the aromatic polycarbonate resin is not particularly limited, and various types can be mentioned. Usually, an aromatic polycarbonate produced by a reaction between a dihydric phenol and a carbonate precursor can be used.
It is possible to use a product produced by reacting a dihydric phenol and a carbonate precursor by a solution method or a melting method, that is, a reaction of a dihydric phenol and phosgene, or a transesterification method of a dihydric phenol and diphenyl carbonate or the like. .
[0009]
Various dihydric phenols can be mentioned, and in particular, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane [bisphenol A], bis (4-hydroxyphenyl) methane, 1,1-bis (4 -Hydroxyphenyl) ethane, 2,2-bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) propane, 4,4'-dihydroxydiphenyl, bis (4-hydroxyphenyl) cycloalkane, bis (4-hydroxyphenyl) Examples include oxide, bis (4-hydroxyphenyl) sulfide, bis (4-hydroxyphenyl) sulfone, bis (4-hydroxyphenyl) sulfoxide, bis (4-hydroxyphenyl) ether and bis (4-hydroxyphenyl) ketone. Can do.
[0010]
Particularly preferred dihydric phenols are those based on bis (hydroxyphenyl) alkanes, particularly bisphenol A.
Examples of the carbonate precursor include carbonyl halide, carbonyl ester or haloformate, and specifically phosgene, dihaloformate of dihydric phenol, diphenyl carbonate, dimethyl carbonate and diethyl carbonate. In addition, examples of the dihydric phenol include hydroquinone, resorcin, and catechol. These dihydric phenols may be used alone or in combination of two or more.
[0011]
The polycarbonate resin may have a branched structure. As the branching agent, 1,1,1-tris (4-hydroxyphenyl) ethane, α, α ′, α ″ -tris (4-bidoxy) Phenyl) -1,3,5-triisopropylbenzene, phloroglycine, trimellitic acid, isatin bis (o-cresol), etc. For the adjustment of molecular weight, phenol, pt-butylphenol, p- t-Octylphenol and p-cumylphenol are used.
[0012]
The polycarbonate resin used in the present invention includes a polyester-polycarbonate resin obtained by polymerizing polycarbonate in the presence of a bifunctional carboxylic acid such as terephthalic acid or an ester precursor such as an ester-forming derivative thereof. Copolymers or mixtures of various polycarbonate resins can also be used.
[0013]
The viscosity average molecular weight (Mv) of the aromatic polycarbonate resin used in the present invention is preferably 15,000 to 25,000, more preferably 17,000 to 22,000, and particularly preferably 18,000 to 21,000. is there. When this viscosity average molecular weight is too high, the fluidity of the polycarbonate resin composition is lowered, and thus the moldability may be deteriorated. If the viscosity average molecular weight is too low, the molded article of the polycarbonate resin composition becomes brittle, and the strength as a lens barrel may be insufficient.
This viscosity average molecular weight (Mv) is obtained by measuring the viscosity of a methylene chloride solution at 20 ° C. using an Ubbelohde viscometer, obtaining the intrinsic viscosity [η] from this, and calculating the viscosity by the following formula.
[Η] = 1.23 × 10 ⁻⁵ Mv ^0.83
[0014]
Furthermore, in the polycarbonate resin composition of the present invention, examples of the polycarbonate resin include polycarbonate resins having molecular groups having an alkyl group having 10 to 35 carbon atoms.
Here, the polycarbonate resin having an alkyl group having 10 to 35 carbon atoms at the molecular end can be obtained by using an alkylphenol having an alkyl group having 10 to 35 carbon atoms as a terminal terminator in the production of the polycarbonate resin.
These alkylphenols include decylphenol, undecylphenol, dodecylphenol, tridecylphenol, tetradecylphenol, pentadecylphenol, hexadecylphenol, heptadecylphenol, octadecylphenol, nonadecylphenol, icosylphenol, docosylphenol. , Tetracosylphenol, hexacosylphenol, octacosylphenol, triacontylphenol, dotriacontylphenol and pentatriacontylphenol.
[0015]
The alkyl group of these alkylphenols may be o-, m-, or p-position with respect to the hydroxyl group, but the p-position is preferred. The alkyl group may be linear, branched or a mixture thereof.
As this substituent, at least one may be the alkyl group having 10 to 35 carbon atoms described above, and the other four are not particularly limited, and are alkyl groups having 1 to 9 carbon atoms and aryl having 6 to 20 carbon atoms. It may be a group, a halogen atom or unsubstituted.
[0016]
The polycarbonate resin having an alkyl group having 10 to 35 carbon atoms at the molecular end may be any of the polycarbonate resins described later. For example, in the reaction of a dihydric phenol and phosgene or a carbonate compound, the molecular weight is adjusted. Therefore, it is obtained by using these alkylphenols as end-capping agents.
[0017]
For example, it can be obtained by the reaction of a dihydric phenol with phosgene or a polycarbonate oligomer in the presence of a triethylamine catalyst and a phenol having an alkyl group having 10 to 35 carbon atoms in a methylene chloride solvent. Here, the phenol having an alkyl group having 10 to 35 carbon atoms seals one end or both ends of the polycarbonate resin, and the end is modified. In this case, the terminal modification is 20% or more, preferably 50% or more with respect to all terminals. That is, the other end is a hydroxyl end or an end sealed with the following other end-capping agent.
[0018]
As other end-capping agents, phenol, p-cresol, p-tert-butylphenol, p-tert-octylphenol, p-cumylphenol, p-nonylphenol, p-tert-amyl, which are commonly used in the production of polycarbonate resins Phenol, bromophenol, tribromophenol, pentabromophenol and the like can be mentioned. Among these, a compound containing no halogen is preferable because of environmental problems.
For high fluidization, the aromatic polycarbonate resin preferably has a molecular terminal having an alkyl group having 10 to 35 carbon atoms. When the molecular terminal is an alkyl group having 10 or more carbon atoms, the fluidity of the polycarbonate resin composition is improved. However, when the molecular terminal is an alkyl group having 36 or more carbon atoms, heat resistance and impact resistance are lowered.
[0019]
In the polycarbonate resin composition used in the present invention, as the glass fiber (B), any of raw materials made of alkali-containing glass, low alkali glass, non-alkali glass, or the like can be suitably used. There is no restriction | limiting in particular in the form of these glass fibers, For example, the thing of any forms, such as roving, a milled fiber, and a chopped strand, can be used.
The glass fiber preferably has an average fiber diameter of 7 to 15 μm, more preferably 10 to 13 μm. Moreover, although the average fiber length of the glass fiber used changes with forms of the glass fiber to be used, when using a chop strand, the glass fiber which has a length of 1-5 mm normally is used. A glass fiber is cut | disconnected at the time of kneading | mixing and shaping | molding, and becomes about 1-500 micrometers in the pellet of a composition.
In this invention, the usage-amount with (A) component and (B) component is (A) component 60-95 mass parts and (B) component 40-5 mass parts, and the quantity from which a total amount becomes 100 mass parts However, (A) component 65-90 mass parts and (B) component 35-10 mass parts are preferable, and (A) component 80-70 mass parts and (B) component 20-30 mass parts are more preferable. When the amount of the component (B) used is less than 5 parts by mass, sufficient rigidity and heat resistance cannot be obtained in the lens barrel as the molded body, and when the amount of the component (B) used exceeds 40 parts by mass, the rigidity Although the heat resistance is improved and the molding shrinkage ratio is reduced, the flowability of the polycarbonate resin composition is lowered, so that the surface appearance of the lens barrel as a molded body is deteriorated.
[0020]
As the alkali metal salt of perfluoroalkanesulfonic acid of component (C), the following general formula (C _n F _{2n + 1} SO ₃ ) _m M
(In the formula, n represents an integer of 1 to 10, M represents an alkaline metal such as lithium, sodium, potassium and cesium, and m represents the valence of M.)
An alkali metal salt of perfluoroalkanesulfonic acid represented by As these compounds, for example, those described in Japanese Patent Publication No. 47-40445 are applicable.
[0021]
In the above general formula, examples of perfluoroalkanesulfonic acid include perfluoromethanesulfonic acid, perfluoroethanesulfonic acid, perfluoropropanesulfonic acid, perfluorobutanesulfonic acid, perfluoromethylbutanesulfonic acid, perfluorohexanesulfone. Examples thereof include acid, perfluoroheptanesulfonic acid, and perfluorooctanesulfonic acid. In particular, these potassium salts are preferably used.
In this invention, the compounding quantity of the alkali metal salt of perfluoroalkanesulfonic acid of (C) component is 0.03-0.4 mass part with respect to 100 mass parts of total amounts of (A) component and (B) component. Preferably, it is 0.05-0.3 mass part. When the blending amount of component (C) is less than 0.03 parts by mass, a lens barrel having sufficient flame retardancy cannot be obtained. Moreover, even if the compounding quantity of (C) component exceeds 0.4 mass part, a flame retardance will not improve further.
[0022]
The component (D), polytetrafluoroethylene (PTFE), is blended as a melt dripping inhibitor during combustion. The average molecular weight of polytetrafluoroethylene is preferably 500,000 or more, particularly preferably 500,000 to 10,000,000. As polytetrafluoroethylene that can be used in the present invention, all of the currently known types can be used.
Among polytetrafluoroethylenes, those having a fibril-forming ability are preferable. Although there is no restriction | limiting in particular in the polytetrafluoroethylene (PTFE) which has a fibril formation ability, For example, what is classified into the type 3 in ASTM standard is mentioned.
Specific examples thereof include, for example, Teflon 6-J (Mitsui / Dupont Fluorochemical Co., Ltd.), Polyflon D-1, Polyflon F-103, Polyflon F201 (Daikin Industries Co., Ltd.), and CD076 (Asahi IC Fluoropolymers). Etc.).
[0023]
Other than those classified as type 3 above, for example, Algoflon F5 (manufactured by Montefluos Co., Ltd.), polyflon MPA, polyflon FA-100 (manufactured by Daikin Industries, Ltd.) and the like can be mentioned.
These polytetrafluoroethylene (PTFE) may be used independently and may combine 2 or more types.
Polytetrafluoroethylene (PTFE) having the fibril-forming ability as described above is prepared by, for example, using tetrafluoroethylene in an aqueous solvent in the presence of sodium, potassium, or ammonium peroxydisulfide, at a pressure of 1 to 100 psi, at a temperature. It can be obtained by polymerizing at 0 to 200 ° C, preferably 20 to 100 ° C.
In the present invention, the blending amount of the polytetrafluoroethylene as the component (D) is 0.1 to 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the components (A) and (B), preferably 0.2 to 0.4 parts by mass. When the blending amount of component (D) is less than 0.1 parts by mass, the effect of preventing melt dripping during combustion becomes insufficient. On the other hand, when the blending amount of component (D) exceeds 0.5 parts by mass, the halogen content increases, and therefore a halogen-based flame retardant-containing composition is obtained, which is not preferable.
[0024]
The polycarbonate resin composition used in the present invention may contain, as necessary, additives that are commonly used in thermoplastic resins as long as the effects of the present invention are not impaired. For example, phenol-based, phosphorus-based, sulfur-based antioxidants, antistatic agents, polyamide polyether block copolymers (permanent antistatic performance imparted), benzotriazole-based or benzophenone-based UV absorbers, hindered amine-based light stabilizers (Weathering agents), mold release agents, plasticizers, antibacterial agents, compatibilizers and colorants (dyes, pigments) and the like.
[0025]
Next, the manufacturing method of the polycarbonate resin composition used by this invention is demonstrated. The polycarbonate resin composition of the present invention can be obtained by blending the components (A) to (D) in the above proportions and various additives used as necessary in an appropriate proportion and kneading.
The compounding and kneading are premixed with commonly used equipment such as a ribbon blender, drum tumbler, Henschel mixer, etc., and then a Banbury mixer, a single screw extruder, a twin screw extruder, a multi screw extruder, and It can be performed by a method using a conida or the like.
The heating temperature at the time of kneading is usually appropriately selected within the range of 240 to 300 ° C. As the melt-kneading molding, it is preferable to use an extrusion molding machine, particularly a vent type extrusion molding machine. The components other than the polycarbonate resin can be previously melt-kneaded with the polycarbonate resin and added as a master batch.
[0026]
The lens barrel of the present invention can be manufactured by manufacturing a pellet-shaped molding raw material with a polycarbonate resin composition and then injection-molding the pellet. As an injection molding method, gas injection molding can be employed for preventing the appearance of sink marks or reducing the weight. The lens barrel of the present invention thus manufactured has a load deflection temperature of 130 ° C. or higher.
[0027]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not restrict | limited at all by these.
Examples 1-2 and Comparative Examples 1-3
The following blending components were used in the blending amounts shown in Table 1. Among the following blending components, each component other than glass fiber and phosphate ester is dry blended, and this blend is supplied from the hopper of a twin screw extruder (Toshiba Machine Co., Ltd .: TEM-35). And the phosphate ester was side-fed and kneaded to prepare pellets of the composition. This pellet was dried at 80 ° C. for 5 hours, and then molded with an injection molding machine (Toshiba Machine Co., Ltd .: IS100EN) to prepare a test sample. The load deflection temperature, flexural modulus, Izod (IZOD) impact strength and flame retardancy evaluation tests were conducted. The above composition is injection molded at a resin temperature of 300 ° C. and a mold temperature of 100 ° C. to produce a cylindrical molded body (lens barrel) having a length of 25 mm, an inner diameter of 40 mm, and a wall thickness of 3 mm. The measurement of the degree and the evaluation of the appearance were performed. The results are shown in Table 1.
[0028]
[Composition ingredients]
(A) Polycarbonate: manufactured by Idemitsu Petrochemical Co., Ltd., Toughlon A1900 (viscosity average molecular weight 19,000)
(B) Glass fiber: MA409C manufactured by Asahi Fiber Glass Co., Ltd. (average fiber diameter 13 μm, strand length 3 mm)
(C) Alkali metal salt of perfluoroalkanesulfonic acid: Dainippon Ink Co., Ltd., F114 (structural formula C ₄ F ₉ SO ₃ K)
(D) Polytetrafluoroethylene: Asahi IC Co., Ltd., CD076
(E) Phosphate ester: manufactured by Daihachi Chemical Co., Ltd., CR741 (bisphenol A phosphate)
[0029]
[Physical property test]
(1) Load deflection temperature Measured with a load of 1.82 MPa in accordance with ASTM D-648.
(2) Flexural modulus Measured according to ASTM D-790.
(3) Izod (IZOD) impact strength (notched)
Measured according to ASTM D-256.
(4) Measured according to flame retardancy UL94 combustion test (1.6 mm (1/16 inch)).
(5) Roundness The roundness was measured using a roundness measuring device (manufactured by Mitoyo Seisakusho). The difference in length between the longest part and the shortest part of the inner diameter of the cylindrical molded body was defined as roundness. The smaller the difference, the higher the roundness.
(6) Appearance evaluation The presence / absence of gloss was visually determined. The glossy one was judged as “good” and the one with no gloss was judged as “rough”.
[0030]
[Table 1]

[0031]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to obtain a lens barrel that is excellent in terms of the balance of flame retardancy, heat resistance, high rigidity, and good surface appearance. In addition, since the flame-retardant polycarbonate resin composition used in the present invention does not use a halogen-based flame retardant or a phosphorus-based flame retardant, a lens barrel having a good appearance with less generated gas and mold deposits during molding. Can be produced.

Claims

(A) Alkali metal salt of perfluoroalkanesulfonic acid 0.03 to 0 with respect to 100 parts by mass of (A) aromatic polycarbonate resin 60 to 95 parts by mass and (B) glass fiber 40 to 5 parts by mass A lens barrel obtained by injection-molding a flame retardant polycarbonate resin composition comprising 4 parts by mass and (D) 0.1 to 0.5 parts by mass of polytetrafluoroethylene.

The lens barrel according to claim 1, wherein (A) the amount of the aromatic polycarbonate resin used is 65 to 90 parts by mass, and (B) the glass fiber is used for 35 to 10 parts by mass.

The barrel according to claim 1 or 2, wherein the aromatic polycarbonate resin (A) has a viscosity average molecular weight of 15,000 to 25,000.