JP5449443B2 - ポリカーボネート樹脂組成物 - Google Patents
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Description
このようなリン系難燃剤をポリカーボネート樹脂に含有させる手法は、リン化合物による樹脂表面の皮膜化、あるいは気相での燃焼ガスの希釈効果などにより、効果的に燃焼時間を短縮することができる。
しかしながら、前記した各特許文献の樹脂組成物は、必ずしもこれらの要求の全てを充分に満足できるものではなかった。
本発明はこのような課題に鑑みて創案されたもので、薄肉部を有する成形体に成形するためのポリカーボネート樹脂組成物であって、高い難燃性と耐衝撃性及び優れた表面外観(艶消し性)を有するポリカーボネート樹脂組成物を提供することを目的とする。
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。
ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、ホスファゼン系難燃剤(B)10〜30質量部、シロキサン系コア/シェル型エラストマー(C)4〜15質量部、カーボンブラック(D)1〜10質量部を含有し、
シロキサン系コア/シェル型エラストマー(C)は、シロキサン系ゴム成分をコア層とし、アクリル系またはアクリロニトリル−スチレン系(共)重合体成分をシェル層とするエラストマーであって、Si含有量が9.1〜30質量%、数平均粒径が50〜1000nmであり、
樹脂組成物の単位時間あたりの流出量(JIS K7210付属書Cに記載の方法に準拠し、高架式フローテスターを用い、280℃、荷重160kgf/cm2の条件下で測定。)が、15〜50×10−2cm3/secであることを特徴とするポリカーボネート樹脂組成物。
[3]さらに、含フッ素樹脂(E)を、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、0.001〜1質量部含有する上記[1]または[2]に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
従来、リン系難燃剤を含有するポリカーボネート樹脂組成物にカーボンブラックを配合する例は、前記した特許文献7等にも見られるが、透け防止や外観改良のために配合されるものであり、同文献7の[0100]欄にも記載されるように、その含有量を多くするとは望ましくないとされてきた。このような従来の知見からすると、カーボンブラックを上記したような量で配合することで難燃性が良くなるということは画期的なことでもあり、そして、さらに、特定のSi含量と粒径を有するシロキサン系コア/シェル型エラストマーとそれぞれ特定量で配合することで、高い難燃性と耐衝撃性と表面外観を全て有するポリカーボネート樹脂材料とすることができるということは驚くべきことである。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、肉厚が0.6mm以下の薄肉部を有するポリカーボネート樹脂成形体を成形するためのポリカーボネート樹脂組成物であって、
ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、ホスファゼン系難燃剤(B)10〜30質量部、シロキサン系コア/シェル型エラストマー(C)4〜15質量部、カーボンブラック(D)1〜10質量部を含有し、
シロキサン系コア/シェル型エラストマー(C)は、シロキサン系ゴム成分をコア層とし、アクリル系またはアクリロニトリル−スチレン系(共)重合体成分をシェル層とするエラストマーであって、Si含有量が9.1〜30質量%、数平均粒径が50〜1000nmであり、
樹脂組成物の単位時間あたりの流出量(JIS K7210付属書Cに記載の方法に準拠し、高架式フローテスターを用い、280℃、荷重160kgf/cm2の条件下で測定。)が、15〜50×10−2cm3/secであることを特徴とする。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物に用いるポリカーボネート樹脂の種類に制限は無い。また、ポリカーボネート樹脂は、1種類を用いてもよく、2種類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。
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;
2,5−ジヒドロキシビフェニル、2,2’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジヒドロキシビフェニル等のジヒドロキシビフェニル類;
2,2’−ジヒドロキシ−1,1’−ビナフチル、1,2−ジヒドロキシナフタレン、1,3−ジヒドロキシナフタレン、2,3−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、1,7−ジヒドロキシナフタレン、2,7−ジヒドロキシナフタレン等のジヒドロキシナフタレン類;
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(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)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−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、
2−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−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、
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−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタン、
2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタン、
1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサン、
2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサン、
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、
10−ビス(4−ヒドロキシフェニル)デカン、
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−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、
4−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−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)−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)−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;
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。
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、任意の方法を採用できる。その例を挙げると、界面重合法、溶融エステル交換法、ピリジン法、環状カーボネート化合物の開環重合法、プレポリマーの固相エステル交換法などを挙げることができる。以下、これらの方法のうち特に好適なものについて具体的に説明する。
まず、ポリカーボネート樹脂を界面重合法で製造する場合について説明する。界面重合法では、反応に不活性な有機溶媒及びアルカリ水溶液の存在下で、通常pHを9以上に保ち、ジヒドロキシ化合物とカーボネート前駆体(好ましくは、ホスゲン)とを反応させた後、重合触媒の存在下で界面重合を行うことによってポリカーボネート樹脂を得る。なお、反応系には、必要に応じて分子量調整剤(末端停止剤)を存在させるようにしてもよく、ジヒドロキシ化合物の酸化防止のために酸化防止剤を存在させるようにしてもよい。
なお、反応温度は通常0〜40℃であり、反応時間は通常は数分(例えば、10分)〜数時間(例えば、6時間)である。
次に、ポリカーボネート樹脂を溶融エステル交換法で製造する場合について説明する。溶融エステル交換法では、例えば、炭酸ジエステルとジヒドロキシ化合物とのエステル交換反応を行う。
一方、炭酸ジエステルとしては、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−tert−ブチルカーボネート等の炭酸ジアルキル化合物;ジフェニルカーボネート;ジトリルカーボネート等の置換ジフェニルカーボネートなどが挙げられる。中でも、ジフェニルカーボネート及び置換ジフェニルカーボネートが好ましく、特にジフェニルカーボネートがより好ましい。なお、炭酸ジエステルは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。
また、より積極的な調整方法としては、反応時に別途、末端停止剤を混合する方法が挙げられる。この際の末端停止剤としては、例えば、一価フェノール類、一価カルボン酸類、炭酸ジエステル類などが挙げられる。なお、末端停止剤は、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。
ポリカーボネート樹脂の分子量は任意であり、適宜選択して決定すればよいが、溶液粘度から換算した粘度平均分子量[Mv]は、通常10,000以上、好ましくは16,000以上、より好ましくは17,000以上であり、また、通常40,000以下、好ましくは30,000以下、より好ましくは24,000以下である。粘度平均分子量を前記範囲の下限値以上とすることにより、本発明のポリカーボネート樹脂組成物の機械的強度をより向上させることができ、機械的強度の要求の高い用途に用いる場合により好ましいものとなる。一方、粘度平均分子量を前記範囲の上限値以下とすることにより本発明のポリカーボネート樹脂組成物の流動性低下を抑制して改善でき、成形加工性を高めて薄肉成形加工を容易に行えるようになる。なお、粘度平均分子量の異なる2種類以上のポリカーボネート樹脂を混合して用いてもよく、この場合には、粘度平均分子量が上記の好適な範囲外であるポリカーボネート樹脂を混合してもよい。
ただし、再生されたポリカーボネート樹脂は、本発明の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、中でも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、ホスファゼン系難燃剤(B)を、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対して、10〜30質量部含有する。
ホスファゼン系難燃剤(B)は難燃化効果が高く、特に後述のカーボンブラック(D)と併用することにより、優れた難燃性を発揮することができるため、難燃剤の配合によって起こり得る機械的強度の低下やガスの発生を抑制することができる。
また、架橋ホスファゼン化合物としては、一般式(1)においてR1がフェニル基である環状フェノキシホスファゼン化合物が上記一般式(3)で表される架橋基によって架橋されてなる架橋フェノキシホスファゼン化合物又は、上記一般式(2)においてR1がフェニル基である鎖状フェノキシホスファゼン化合物が上記一般式(3)で表される架橋基によって架橋されてなる架橋フェノキシホスファゼン化合物が難燃性の点から好ましく、環状フェノキシホスファゼン化合物が上記一般式(3)で表される架橋基によって架橋されてなる架橋フェノキシホスファゼン化合物がより好ましい。
また、架橋フェノキシホスファゼン化合物中のフェニレン基の含有量は、一般式(1)で表される環状ホスファゼン化合物及び/又は一般式(2)で表される鎖状フェノキシホスファゼン化合物中の全フェニル基及びフェニレン基数を基準として、通常50〜99.9%、好ましくは70〜90%である。また、該架橋フェノキシホスファゼン化合物は、その分子内にフリーの水酸基を有しない化合物であ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、エラストマーとしてシロキサン系コア/シェル型エラストマー(C)を含有するが、Si含有量が9.1〜30質量%であって、粒径が50〜1000nmであるシロキサン系コア/シェル型エラストマーを使用する。
本発明では、このようなシロキサン系コア/シェル型のエラストマー(C)を、ホスファゼン系難燃剤(B)及びカーボンブラック(D)と組み合わせて使用することにより、また、この際のSi含有量とカーボンブラック含有量を上手くバランスさせることにより、高い難燃性と優れた表面外観を有しながら耐衝撃性に優れたポリカーボネート樹脂組成物とすることが可能となる。
ビニル重合性官能基を含有するシロキサンとは、ビニル重合性官能基を含有し、かつ、ジメチルシロキサンとシロキサン結合を介して結合しうるものである。ビニル重合性官能基を含有するシロキサンの中でも、ジメチルシロキサンとの反応性を考慮するとビニル重合性官能基を含有する各種アルコキシシラン化合物が好ましい。これらビニル重合性官能基を含有するシロキサンは単独でまたは2種以上の混合物として用いることができる。
また、ポリオルガノシロキサンは、シロキサン系架橋剤によって架橋されていてもよい。シロキサン系架橋剤としては、3官能性または4官能性のシラン系架橋剤、例えば、トリメトキシメチルシラン、トリエトキシフェニルシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン等が挙げられる。
アルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、n−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート等のアルキルアクリレートおよび2−エチルヘキシルメタクリレート、n−ラウリルメタクリレート等のアルキルメタクリレートが挙げられ、これらを単独でまたは2種以上併用できる。
多官能性アルキル(メタ)アクリレート単位の含有量には特に制限はないが、ポリアルキル(メタ)アクリレート100質量%中の0.1〜2.0質量%であることが好ましく、0.3〜1.0質量%であることがより好ましい。
具体的には、次の要領で求めることができる。
本発明の樹脂組成物ペレットから切り出した厚さ100nmの超薄切片を、四酸化オスミウムの蒸気に60分、さらに四酸化ルテニウムの蒸気に60分さらに染色した後、TEM観察し、TEM観察により得られた画像を用い、マトリックス中に分散したシロキサン系コア/シェル型エラストマー(C)50個の1次粒径(平均直径)を測定し、その数平均を本発明における数平均粒径とする。
なお、シロキサン系コア/シェル型エラストマー(C)のSi含有量は、誘導結合プラズマ発光分析法(ICP/AES法)で検出される値として測定される。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、カーボンブラック(D)を、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対して、1〜10質量部を含有する。前述したように、従来、カーボンブラックは着色目的のために配合されることが通常であるが、本発明においては、カーボンブラックは難燃効果を向上させるための成分として配合される。そのため、本発明におけるカーボンブラック(D)の量は、従来の配合量よりも多量に配合することでより性能を発現し、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対して、2質量部を超える量を配合することでより効果をもたらす。特には2.5〜5質量部が好ましいという点が特異的である。
なお、DBP吸収量(単位:cm3/100g)はJIS K6217に準拠して測定することができる。また本発明で使用するカーボンブラックは、そのpHについても特に制限はないが、通常、2〜10であり、3〜9であることが好ましく、4〜8であることがさらに好ましい。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、含フッ素樹脂(E)を含有することが好ましく、その量は、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、0.001〜1質量部であることが好ましい。含フッ素樹脂(E)は、1種類を用いてもよく、2種類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。このように含フッ素樹脂を含有することで、樹脂組成物の溶融特性を改良することができ、燃焼時の滴下防止性を向上させることができる。
また、この含フッ素樹脂としては、フィブリル形成能を有するものが好ましく、具体的には、フィブリル形成能を有するフルオロオレフィン樹脂が挙げられる。このように、フィブリル形成能を有することで、燃焼時の滴下防止性が著しく向上する傾向にある。
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。
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。
また、本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、滑剤(離型剤)を含有することも好ましい。滑剤としては、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。
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5,000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れば使用できる。
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以外の樹脂、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。
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、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート樹脂などの熱可塑性ポリエステル樹脂;
ポリスチレン樹脂、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)などのスチレン系樹脂;ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン樹脂;ポリアミド樹脂;ポリイミド樹脂;ポリエーテルイミド樹脂;ポリウレタン樹脂;ポリフェニレンエーテル樹脂;ポリフェニレンサルファイド樹脂;ポリスルホン樹脂;ポリメタクリレート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、紫外線吸収剤、染顔料、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及び比率で含有されていてもよい。
以下、本発明のポリカーボネート樹脂組成物に好適な添加剤の例について具体的に説明する。
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、オギザニリド化合物、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。これらの中では有機紫外線吸収剤が好ましく、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、本発明のポリカーボネート樹脂組成物の透明性や機械物性が良好なものになる。
このようなベンゾトリアゾール化合物としては、具体的には例えば、シプロ化成社製「シーソーブ701」、「シーソーブ705」、「シーソーブ703」、「シーソーブ702」、「シーソーブ704」、「シーソーブ709」、共同薬品社製「バイオソーブ520」、「バイオソーブ582」、「バイオソーブ580」、「バイオソーブ583」、ケミプロ化成社製「ケミソーブ71」、「ケミソーブ72」、サイテックインダストリーズ社製「サイアソーブUV5411」、アデカ社製「LA−32」、「LA−38」、「LA−36」、「LA−34」、「LA−31」、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「チヌビンP」、「チヌビン234」、「チヌビン326」、「チヌビン327」、「チヌビン328」等が挙げられる。
染顔料としては、例えば、無機顔料、有機顔料、有機染料などが挙げられる。
無機顔料としては、例えば、カドミウムレッド、カドミウムイエロー等の硫化物系顔料;群青などの珪酸塩系顔料;酸化チタン、亜鉛華、弁柄、酸化クロム、鉄黒、チタンイエロー、亜鉛−鉄系ブラウン、チタンコバルト系グリーン、コバルトグリーン、コバルトブルー、銅−クロム系ブラック、銅−鉄系ブラック等の酸化物系顔料;黄鉛、モリブデートオレンジ等のクロム酸系顔料;紺青などのフェロシアン系顔料などが挙げられる。
なお、染顔料は、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る。
具体例を挙げると、ポリカーボネート樹脂(A)、ホスファゼン系難燃剤(B)、シロキサン系コア/シェル型エラストマー(C)及びカーボンブラック(D)、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。
また、例えば、一部の成分を予め混合し押出機に供給して溶融混練することで得られる樹脂組成物をマスターバッチとし、このマスターバッチを再度残りの成分と混合し、溶融混練することによって本発明のポリカーボネート樹脂組成物を製造することもできる。
また、例えば、分散し難い成分を混合する際には、その分散し難い成分を予め水や有機溶剤等の溶媒に溶解又は分散させ、その溶液又は分散液と混練するようにすることで、分散性を高めることもできる。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、JIS K7210付属書Cに記載の方法に準拠し、高架式フローテスターを用い、280℃、荷重160kgf/cm2の条件下で測定する単位時間あたりの流出量(Q値)が、15〜50×10−2cm3/secであることを特徴とする。Q値は、好ましくは18〜40×10−2cm3/secであり、より好ましくは20〜30×10−2cm3/secである。Q値をこのような範囲にすることで、薄肉部を有するポリカーボネート樹脂成形体を、高い難燃性と耐衝撃性及び優れた表面外観を備えた状態で成形することができる。
なお、Q値の調整方法は、公知の方法に従い、ポリカーボネート樹脂(A)やシロキサン系コア/シェル型エラストマー(C)等の種類や分子量の選定、溶融混練の条件等を調整することにより可能である。
得られたポリカーボネート樹脂組成物は、肉厚が0.6mm以下の薄肉部を有する成形体として用いる。本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、流動性、特に薄肉流動性に優れているため、0.6mmレベル以下の薄肉化が可能となる。薄肉部の厚さとして、好ましくは0.5mm以下、より好ましくは0.4mm以下、また、その上限は通常0.2mm以上である。
薄肉部を有する成形体としては、少なくとも部分的に0.6mm以下の薄肉部を有していればよく、その形状、寸法などに制限はない。
なお、以下の説明において[部]とは、特に断らない限り質量基準に基づく「質量部」を表す。
表1に記載した各成分を、後記表3に記した割合(質量比)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(TEX30HSST)に供給し、スクリュー回転数200rpm、吐出量20kg/時間、バレル温度280℃の条件で混練し、ストランド状に押出された溶融樹脂を水槽にて急冷し、ペレタイザーを用いてペレット化し、ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを得た。
上述の製造方法で得られたペレットを80℃で5時間乾燥させた後、住友機械社製のSE100DU型射出成形機を用いて、シリンダー温度290℃、成形面をジルコニアセラミックスで被覆した断熱金型を使用し、金型温度90℃の条件で射出成形し、長さ125mm、幅13mm、厚さ0.5mmのUL試験用試験片を成形した。
各ポリカーボネート樹脂組成物の難燃性の評価は、上述の方法で得られたUL試験用試験片を温度23℃、湿度50%の恒温室の中で48時間調湿し、米国アンダーライターズ・ラボラトリーズ(UL)が定めているUL94試験(機器の部品用プラスチック材料の燃焼試験)に準拠して行った。UL94Vとは、鉛直に保持した所定の大きさの試験片にバーナーの炎を10秒間接炎した後の残炎時間やドリップ性から難燃性を評価する方法であり、V−0、V−1及びV−2の難燃性を有するためには、以下の表2に示す基準を満たすことが必要となる。
結果を表3に示す。なお、表中、「UL難燃性」と表記する。
上記で得られたUL試験用試験片(0.5mm厚)を目視にて観察し、以下の基準に従い外観評価の判定を行った。
○:艶消し性良好。
×:艶があり、不良。
結果を表3に示す。なお、表中、「外観評価」と表記する。
ISO179−1及び179−2に準拠し、以下の手順にて測定した。
得られたペレットを、射出成形機(住友重機械工業社製「SG75MII」)にて、シリンダー温度280℃、金型温度80℃、成形サイクル45秒の条件で、ISO179−1、2に基づく3mm厚のノッチ付耐衝撃性試験片を作製し、23℃の温度でシャルピー衝撃強度(kJ/m2)を測定した。数値が大きいほど、耐衝撃性が優れていることを意味する。
結果を表3に示す。なお、表中、「シャルピー」と表記する。
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(住友重機械工業製、サイキャップM−2、型締め力75T)にて、シリンダー温度280℃、金型温度80℃、成形サイクル50秒の条件で射出成形を行い、3mm厚のISO多目的試験片を作製し、ISO75−1&2に従い、荷重1.80MPaの条件(A法)にて測定を行った。
結果を表3に示す。なお、表中、「DTUL」と表記する。
後述の製造方法で得られたペレットを100℃で4時間以上乾燥した後、高架式フローテスターを用いて、280℃、荷重160kgfの条件下で組成物の単位時間あたりの流出量Q値(単位:×10−2cc/sec)を測定し、流動性を評価した。なお、オリフィスは直径1mm×長さ10mmのものを使用した。
結果を表3に示す。なお、表中、「Q値」と表記する。
一方、本発明で規定する要件を満たさない比較例のポリカーボネート樹脂組成物は、難燃性が悪く、耐衝撃性や外観も良くないことがわかる。
したがって、上記の実施例及び比較例から、薄肉成形において高い難燃性と耐衝撃性及び優れた表面外観(艶消し性)を有するという効果は、本発明の構成によりはじめて得られるものであることが確認された。
Claims (3)
- 肉厚が0.6mm以下の薄肉部を有するポリカーボネート樹脂成形体を成形するためのポリカーボネート樹脂組成物であって、
ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、ホスファゼン系難燃剤(B)10〜30質量部、シロキサン系コア/シェル型エラストマー(C)4〜15質量部、カーボンブラック(D)1〜10質量部を含有し、
シロキサン系コア/シェル型エラストマー(C)は、シロキサン系ゴム成分をコア層とし、アクリル系またはアクリロニトリル−スチレン系(共)重合体成分をシェル層とするエラストマーであって、Si含有量が9.1〜30質量%、数平均粒径が50〜1000nmであり、
樹脂組成物の単位時間あたりの流出量(JIS K7210付属書Cに記載の方法に準拠し、高架式フローテスターを用い、280℃、荷重160kgf/cm2の条件下で測定。)が、15〜50×10−2cm3/secであることを特徴とするポリカーボネート樹脂組成物。 - 前記ポリカーボネート樹脂成形体が、バッテリーパックの枠体または筐体である請求項1に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- さらに、含フッ素樹脂(E)を、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、0.001〜1質量部含有する請求項1または2に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
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