JP6309792B2 - 黒色樹脂組成物および黒色成形品 - Google Patents

黒色樹脂組成物および黒色成形品 Download PDF

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Description

本発明は、漆黒性に優れたポリカーボネート樹脂組成物およびそれからなる樹脂成形品に関する。更に詳しくは耐低温衝撃性、耐候性、耐擦傷性、耐熱性に優れ、特定の脂肪族ジヒドロキシ構造単位から誘導されたポリカーボネート樹脂に着色剤を添加した高級ガラス漆器のような質感と透明感を備えた漆黒の外観を有する黒色樹脂組成物および黒色成形品に関する。
ポリカーボネート樹脂は、透明性、耐衝撃性、耐熱性、寸法安定性に優れていることから、エンジニアリングプラスチックとして、電気・電子・OA機器の筐体や部品、自動車用内装・外装部品、家具、楽器、雑貨類などの幅広い分野で使用されている。一方、ポリカーボネート樹脂はJIS K5600−5−4に記載の塗料一般試験方法−第5部:塗膜の機械的性質−第4節:引っかき硬度(鉛筆法)に準拠して測定した鉛筆硬度は2B程度に過ぎず、表面が軟らかく傷つきやすい。特に、携帯電話、液晶テレビ、スピーカー、携帯ゲーム機、ノートパソコンに代表される電気・電子・OA機器の筐体やインテリアパネル、ドアハンドル、ステアリング、カーオーディオ・カーナビゲーションフレーム、シフトノブに代表される自動車用内装、ルーフスポイラー、ウィンドウガーニッシュ等に代表される自動車外装部品、家具、楽器類では、高級感を醸し出すために、高級ガラス漆器のような質感と透明感のある漆黒性が求められており、表面の引っかき傷は致命的な外観不良となる。
ポリカーボネート樹脂の耐擦傷性を向上させる方法として、一般的に樹脂表面に塗装することにより、漆黒性と耐傷つき防止性を付与させることが知られている。しかしながら、塗料の樹脂表面に対する濡れ性や塗装工程の環境条件の影響によってピンホール、クラック、ハジキ、ゆず肌(オレンジピール)といった外観不良や塗装の密着不良が発生し、塗装工程の歩留まりが著しく低下し、生産性が劣ることが課題である。
また、塗装をせずにポリカーボネート樹脂の耐擦傷性を向上させる手法として、樹脂表面にアクリル樹脂フィルム、またはシートを積層する方法が知られている(例えば、特許文献1)。しかしながら、アクリル樹脂はポリカーボネート樹脂よりも耐熱性が低く、更に吸水しやすいため、温湿度による寸法変化が大きく、最終製品に反りが発生することが課題である。さらに、アクリル樹脂フィルム、またはシートの膜厚分布により、外観斑が生じ、漆黒調の高級感が損なわれることも問題である。
そこで、耐擦傷性に優れる共重合ポリカーボネート樹脂(例えば、特許文献2)に着色剤を添加した樹脂組成物、および樹脂成形体を用いることが知られている。しかしながら、該共重合ポリカーボネート樹脂は、耐衝撃性が大きく劣ることが課題であり、実用化に至っていない。
さらに、黒色顔料であるカーボンブラックを分散させたポリカーボネート樹脂に、PBT樹脂(ポリブチレンテレフタレート)、AS樹脂(アクリロニトリル−スチレン)を混合させた樹脂組成物を用いると表面硬度が向上するが、耐衝撃性が著しく低下するとともに、それを補うために衝撃改質剤を添加すると漆黒性が低下するという課題がある(例えば、特許文献3)。
また、イソソルビドとシクロヘキサンジメタノールに由来する構造単位からなるポリカーボネートに、着色剤と特定量のヒンダードアミン系安定剤を添加した樹脂組成物は、耐候性、耐衝撃性、漆黒性に優れるが、低温での面衝撃性を向上させる目的でイソソルビドの量を減らすと、同時に耐熱性が低下することになるため実用性の面で課題がある。(例えば、特許文献4)
したがって、塗装を必要とせず、耐低温衝撃性、耐候性、耐擦傷性、耐熱性に優れ、高級漆器のような質感と透明感を備えた漆黒の外観を有する黒色樹脂組成物、および黒色成形品は未だ存在しないのが現状である。
特開2007−160892号公報 特開2013−112781号公報 特開平11−106518号公報 特開2013−209585号公報
本発明の目的は、耐低温衝撃性、耐候性、耐擦傷性、耐熱性に優れ、高級漆器のような質感と透明感を備えた漆黒の外観を有する特定の脂肪族ジヒドロキシ構造単位から誘導された脂肪族ポリカーボネート樹脂に着色剤を添加した黒色樹脂組成物、および黒色成形品を提供することにある。
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、イソソルビドと特定の脂肪族ジヒドロキシ成分からなるポリカーボネート樹脂と着色剤とヒンダードアミン系光安定剤からなる黒色に着色された樹脂組成物が、耐低温衝撃性、耐候性、耐擦傷性、耐熱性に優れることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明によれば、発明の課題は、下記により達成される。
1.主たる繰り返し単位が下記式
Figure 0006309792
で表される単位(A)と下記式
Figure 0006309792
(式中、Wは、炭素数8〜12のアルキレン基を示す。)
で表される単位(B)を含み、単位(A)と単位(B)とのモル比(A/B)が80/20〜95/5であり、20℃の塩化メチレン溶液で測定された比粘度が0.23〜0.60、荷重たわみ温度が80℃以上である共重合ポリカーボネート樹脂100重量部に対して、着色剤(C成分)0.01〜5重量部と、N−CH ヒンダードアミン系光安定剤(D成分)0.01〜5重量部を含有する樹脂組成物であって、該樹脂組成物は下記(1)〜(4)の特性を満たすことを特徴とする黒色樹脂組成物。
(1)JIS K5600−5−4に則して測定された鉛筆硬度がF〜2Hである
(2)−20℃の環境下においてASTM D3763に準拠した高速面衝撃試験の最大衝撃エネルギーが20J以上であり、脆性破壊率が50%以下である
(3)JIS Z8741に則して測定した入射受光角20度における光沢度が75以上95以下であり、入射受光角60度における光沢度が80以上100以下である
(4)上記樹脂組成物から成形された成形体(厚さ3mm)のJIS Z8729に則して測定した明度(L*)が30以下である
2.着色剤(C成分)が有機染料であり、前記ポリカーボネート樹脂100重量部に対して、0.01〜1重量部を含有する前項1記載の黒色樹脂組成物。
3.光安定剤(D成分)が、前記ポリカーボネート樹脂100重量部に対して、0.01〜1重量部を含有する前項1記載の黒色樹脂組成物。
4.前項1〜3のいずれか1項に記載の黒色樹脂組成物を成形してなる黒色成形品。
本発明の黒色樹脂組成物および黒色成形品は、優れた漆黒性を有し、耐低温衝撃性、耐候性、耐擦傷性、耐熱性に優れることから、電子・電気・OA機器外装部品、自動車内外装部品、家具、楽器等外観高級化が要求される用途に適応される。したがって、その奏する産業上の効果は格別である。
以下、本発明を詳細に説明する。
<ポリカーボネート樹脂>
本発明のポリカーボネート樹脂は、主たる繰り返し単位が、単位(A)と単位(B)とから構成される。本発明における主たる繰り返し単位とは、単位(A)及び(B)の合計が全繰り返し単位を基準として好ましくは60モル%以上であり、より好ましくは70モル%以上、さらに好ましくは80モル%以上であり、特に好ましくは90モル%以上である。
(単位(A))
本発明における単位(A)は前記式(A)に示したように、エーテル基を有する脂肪族ジオールから誘導されるものである。
前記式(A)は、バイオマス資源の中でエーテル結合を有するジオールは、耐熱性及び鉛筆硬度が高い材料である。
前記式(A)は、立体異性体の関係にある下記式で表される繰り返し単位(A1)、(A2)および(A3)が例示される。
Figure 0006309792
Figure 0006309792
Figure 0006309792
これらは、糖質由来のエーテルジオールであり、自然界のバイオマスからも得られる物質で、再生可能資源と呼ばれるものの1つである。繰り返し単位(A1)、(A2)および(A3)は、それぞれイソソルビド、イソマンニド、イソイディッドと呼ばれる。イソソルビドは、でんぷんから得られるDーグルコースに水添した後、脱水を受けさせることにより得られる。その他のエーテルジオールについても、出発物質を除いて同様の反応により得られる。
イソソルビド、イソマンニド、イソイディッドのなかでも特に、イソソルビド(1,4;3,6ージアンヒドローDーソルビトール)から誘導される繰り返し単位は、製造の容易さ、耐熱性に優れることから好ましい。
(単位(B))
本発明のポリカーボネート樹脂における単位(B)は前記式(B)に示したように、炭素数8〜12の脂肪族ジオールから誘導されるものである。
炭素数8〜12の脂肪族ジオールとしては、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオールが挙げられ、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオールが好ましく、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオールがより好ましい。これらは2種類以上併用して用いても良い。
(その他の単位)
なお、その他の共重合構成単位を誘導するジオール化合物としては、他の脂肪族ジオール化合物、脂環式ジオール化合物、芳香族ジヒドロキシ化合物のいずれでも良く、国際公開第2004/111106号パンフレット、国際公開第2011/021720号パンフレットに記載のジオール化合物やジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコールなどのオキシアルキレングリコール類が挙げられる。
他の脂肪族ジオール化合物としては、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオールなどが挙げられる。
脂環式ジオール化合物としては、2−メチル−1,3−シクロブタンジオール、2,4−ジメチル−1,3−シクロブタンジオール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、2−エチル−1,3−シクロブタンジオール、2,4−ジエチル−1,3−シクロブタンジオール、2,2,4,4−テトラエチル−1,3−シクロブタンジオール、2−ブチル−1,3−シクロブタンジオール、2,4−ジブチル−1,3−シクロブタンジオール、2,2,4,4−テトラブチル−1,3−シクロブタンジオール、1,2−シクロへキサンジオール、1,3−シクロへキサンジオール、1,4−シクロへキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、アダマンタンジオール、ペンタシクロペンタデカンジメタノール、3,9−ビス(2−ヒドロキシ−1,1−ジメチルエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカンなどが挙げられる。
芳香族ジヒドロキシ化合物としては、α,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−m−ジイソプロピルベンゼン(ビスフェノールM)、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン、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)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジメチルジフェニルスルフィド、ビスフェノールA、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン(ビスフェノールC)、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン(ビスフェノールAF)、および1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)デカンなどが挙げられる。
(組成)
本発明のポリカーボネート樹脂は、主たる繰り返し単位が単位(A)と単位(B)とを含み、それらのモル比(A/B)は80/20〜95/5である。モル比(A/B)が80/20〜95/5では、鉛筆硬度が高くなり、耐熱性も高くなり、低吸水性に優れる。単位(A)と単位(B)とのモル比は、82/18〜93/7が好ましく、84/16〜92/8がより好ましい。なお、モル比(A/B)が80/20より小さい場合は、耐熱性が低くなり、他方モル比(A/B)が95/5より大きい場合は、吸水率が高く、また流動性が悪化する。モル比(A/B)は、日本電子社製JNM−AL400のプロトンNMRにて測定し算出することができる。
(ポリカーボネート樹脂の製造方法)
本発明のポリカーボネート樹脂は、通常のポリカーボネート樹脂を製造するそれ自体公知の反応手段、例えばジオール成分に炭酸ジエステルなどのカーボネート前駆物質を反応させる方法により製造される。次にこれらの製造方法について基本的な手段を簡単に説明する。
カーボネート前駆物質として炭酸ジエステルを用いるエステル交換反応は、不活性ガス雰囲気下所定割合の芳香族ジヒドロキシ成分を炭酸ジエステルと加熱しながら撹拌して、生成するアルコールまたはフェノール類を留出させる方法により行われる。反応温度は生成するアルコールまたはフェノール類の沸点などにより異なるが、通常120〜300℃の範囲である。反応はその初期から減圧にして生成するアルコールまたはフェノール類を留出させながら反応を完結させる。また、必要に応じて末端停止剤、酸化防止剤等を加えてもよい。
前記エステル交換反応に使用される炭酸ジエステルとしては、置換されてもよい炭素数6〜12のアリール基、アラルキル基等のエステルが挙げられる。具体的には、ジフェニルカーボネート、ジトリールカーボネート、ビス(クロロフェニル)カーボネートおよびm−クレジルカーボネート等が例示される。なかでもジフェニルカーボネートが特に好ましい。ジフェニルカーボネートの使用量は、ジヒドロキシ化合物の合計1モルに対して、好ましくは0.97〜1.10モル、より好ましは1.00〜1.06モルである。
また溶融重合法においては重合速度を速めるために、重合触媒を用いることができ、かかる重合触媒としては、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、含窒素化合物、金属化合物等が挙げられる。
このような化合物としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属の、有機酸塩、無機塩、酸化物、水酸化物、水素化物、アルコキシド、4級アンモニウムヒドロキシド等が好ましく用いられ、これらの化合物は単独もしくは組み合わせて用いることができる。
アルカリ金属化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、水酸化リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸セシウム、酢酸リチウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸セシウム、ステアリン酸リチウム、水素化ホウ素ナトリウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、安息香酸セシウム、安息香酸リチウム、リン酸水素2ナトリウム、リン酸水素2カリウム、リン酸水素2リチウム、フェニルリン酸2ナトリウム、ビスフェノールAの2ナトリウム塩、2カリウム塩、2セシウム塩、2リチウム塩、フェノールのナトリウム塩、カリウム塩、セシウム塩、リチウム塩等が例示される。
アルカリ土類金属化合物としては、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム、二酢酸マグネシウム、二酢酸カルシウム、二酢酸ストロンチウム、二酢酸バリウム等が例示される。
含窒素化合物としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド等のアルキル、アリール基等を有する4級アンモニウムヒドロキシド類が挙げられる。また、トリエチルアミン、ジメチルベンジルアミン、トリフェニルアミン等の3級アミン類、2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、ベンゾイミダゾール等のイミダゾール類が挙げられる。また、アンモニア、テトラメチルアンモニウムボロハイドライド、テトラブチルアンモニウムボロハイドライド、テトラブチルアンモニウムテトラフェニルボレート、テトラフェニルアンモニウムテトラフェニルボレート等の塩基あるいは塩基性塩等が例示される。
金属化合物としては亜鉛アルミニウム化合物、ゲルマニウム化合物、有機スズ化合物、アンチモン化合物、マンガン化合物、チタン化合物、ジルコニウム化合物等が例示される。これらの化合物は1種または2種以上併用してもよい。
これらの重合触媒の使用量は、ジオール成分1モルに対し好ましくは1×10−9〜1×10−2当量、好ましくは1×10−8〜1×10−5当量、より好ましくは1×10−7〜1×10−3当量の範囲で選ばれる。
また、反応後期に触媒失活剤を添加することもできる。使用する触媒失活剤としては、公知の触媒失活剤が有効に使用されるが、この中でもスルホン酸のアンモニウム塩、ホスホニウム塩が好ましい。更にドデシルベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩等のドデシルベンゼンスルホン酸の塩類、パラトルエンスルホン酸テトラブチルアンモニウム塩等のパラトルエンスルホン酸の塩類が好ましい。
またスルホン酸のエステルとして、ベンゼンスルホン酸メチル、ベンゼンスルホン酸エチル、ベンゼンスルホン酸ブチル、ベンゼンスルホン酸オクチル、ベンゼンスルホン酸フェニル、パラトルエンスルホン酸メチル、パラトルエンスルホン酸エチル、パラトルエンスルホン酸ブチル、パラトルエンスルホン酸オクチル、パラトルエンスルホン酸フェニル等が好ましく用いられる。なかでも、ドデシルベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩が最も好ましく使用される。
これらの触媒失活剤の使用量はアルカリ金属化合物および/またはアルカリ土類金属化合物より選ばれた少なくとも1種の重合触媒を用いた場合、その触媒1モル当たり好ましくは0.5〜50モルの割合で、より好ましくは0.5〜10モルの割合で、更に好ましくは0.8〜5モルの割合で使用することができる。
(比粘度:ηSP
本発明のポリカーボネート樹脂の比粘度(ηSP)は、0.23〜0.60の範囲であり、好ましくは0.25〜0.55の範囲であり、より好ましくは0.30〜0.50の範囲であり、さらに好ましくは0.35〜0.45の範囲である。比粘度が0.23より小さいと射出成形した成形片の強度が低下し、他方0.60より大きいと射出成形の際の成形加工性が低下し好ましくない。
本発明でいう比粘度は、20℃で塩化メチレン100mlにポリカーボネート樹脂0.7gを溶解した溶液からオストワルド粘度計を用いて求めた。
比粘度(ηSP)=(t−t)/t
[tは塩化メチレンの落下秒数、tは試料溶液の落下秒数]
なお、具体的な比粘度の測定としては、例えば次の要領で行うことができる。まず、ポリカーボネート樹脂をその20〜30倍重量の塩化メチレンに溶解し、可溶分をセライト濾過により採取した後、溶液を除去して十分に乾燥し、塩化メチレン可溶分の固体を得る。かかる固体0.7gを塩化メチレン100mlに溶解した溶液から20℃における比粘度を、オストワルド粘度計を用いて求める。
(荷重たわみ温度)
本発明のポリカーボネート樹脂の荷重たわみ温度は、ポリカーボネート樹脂ペレットを80℃で5時間乾燥後、日本製鋼所製射出成形機J−75E3により、シリンダ温度240℃で射出成形した試験片を用い、ISO178に則して測定した。荷重は1.80MPaで測定した。電子・電気・OA機器外装部品、自動車内外装部品が要求される用途としては、荷重たわみ温度が少なくとも80℃以上必要で、より好ましくは90℃以上必要である。
<着色剤(C成分)>
本発明の黒色に着色された樹脂組成物においては、上記ポリカーボネート樹脂100重量部に対して、着色剤(C成分)0.01〜5重量部を含有する。着色剤(C成分)の含有量は0.1〜4重量部が好ましく、1〜4重量部が好ましい。0.01重量部未満であると漆黒感が得られず、5重量部を超えると機械特性が低下するため好ましくない。着色剤は、取り扱いを容易にさせる、または、分散性を向上させる目的でマスターバッチを作成し、顆粒化や分散剤の添加を施してもよい。
着色剤(C成分)としては、黒色無機顔料であるカーボンブラック(C−1成分)および/または黒色有機染料(C−2成分)を使用することができる。C−1成分とC−2成分とを併用して使用してもよい。黒色無機顔料であるカーボンブラック(C−1成分)は、芳香族ポリカーボネート樹脂100重量部に対して、0.1〜5重量部を含有することが好ましく、0.5〜4重量部を含有することがより好ましく、1〜3重量部を含有することがさらに好ましい。上記範囲であると、漆黒感が得られ、加熱時の熱分解による分子量低下や機械特性の低下が生じ難くなるため好ましい。
黒色有機染料(C−2成分)は、芳香族ポリカーボネート樹脂100重量部に対して、0.01〜1重量部を含有することが好ましく、0.03〜0.5重量部を含有することがより好ましく、0.05〜0.3重量部を含有することがさらに好ましい。上記範囲であると深みのある漆黒性を得ることができる。
黒色有機染料は、2種以上の染料の組み合わせで構成されることが好ましい。黒色有機染料を構成する染料としては、アンスラキノン系、ペリノン系、ペリレン系、アゾ系、メチン系、キノリン系等の染料が挙げられる。これらの染料を組み合わせて使用することで、特に漆黒性に優れる黒色樹脂組成物を得ることが出来る。染料としては、具体的には次のような染料が例示される。
アンスラキノン系染料としては、Solvent Red 52、Solvent Red 111、Solvent Red 149、Solvent Red 150、Solvent Red 151、Solvent Red 168、Solvent Red 191、Solvent Red 207、Disperse Red 22、Disperse Red 60、Disperse Violet 31、Solvent Blue 35、Solvent Blue 36、Solvent Blue 63、Solvent Blue 78、Solvent Blue 83、Solvent Blue 87、Solvent Blue 94、Solvent Blue 97、Solvent Green 3、Solvent Green 20、Solvent Green 28、Disperse Violet 28、Solvent Violet 13、Solvent Violet 14、Solvent Violet 36等のカラーインデックスで市販されている染料が挙げられる。
ペリノン系染料としては、Solvent Orange 60、Solvent Orange 78、Solvent Orange90、 Solvent Violet 29、Solvent Red 135、Solvent Red162、Solvent Red 179等のカラーインデックスで市販されている染料が挙げられる。
ペリレン系染料としては、Solvent Green 3、Solvent Green 5、Solvent Orange 55、Vat Red15、Vat Orange7、F Orange240、F Red305、F Red339、F Yellow83等のカラーインデックスで市販されている染料が挙げられる。
アゾ系染料としては、Solvent Yellow 14、Solvent Yellow 16、Solvnt Yellow 21、Solvent Yellow 61、Solvent Yellow 81、Solvent Red 23、Solvent Red 24、Solvent Red 27、Solvent Red 8、Solvent Red 83、Solvent Red 84、Solvent Red 121、Solvent Red 132、Solvent Violet21、Solvent Black 21、 Solvent Black 23、Solvent Black 27、Solvent Black 28、Solvent Black 31、Solvent Orange37、 Solvent Orange 40、 Solvent Orange 45等のカラーインデックスで市販されている染料が挙げられる。
メチン系染料としては、Solvent Orange 80、Solvent Yellow 93等のカラーインデックスで市販されている染料が、またキノリン系染料としては、Solvent Yellow 33Solvent Yellow 98、Solvent Yellow 157、Disperse Yellow 54、Disperse Yellow 160等のカラーインデックスで市販されている染料が挙げられる。
本発明に用いる黒色有機染料としては、なかでもアンスラキノン系染料とメチン系染料とを用いることが好ましく、中でもアンスラキノン系染料としては、紫、青、緑等の濃色系染料を、そしてメチン系染料としては黄色等の明色系染料を用いることで、深みと清澄感が高く、漆黒性に優れる黒色樹脂組成物が得られるので好ましい。
<光安定剤(D成分)>
本発明の黒色に着色された樹脂組成物においては、上記ポリカーボネート樹脂100重量部に対して、ヒンダードアミン系光安定剤(D成分)0.01〜5重量部を含有する。ポリカーボネート樹脂100重量部に対して、ヒンダードアミン系光安定剤(D成分)の含有量は0.015〜1重量部が好ましく、
0.02〜0.5重量部がより好ましく、0.03〜0.1重量部がさらに好ましい。ヒンダードアミン系光安定剤(D成分)の含有量が0.01重量部未満では耐候性に劣り、5重量部を超えると成形時に揮発成分が金型に付着するといったトラブルが発生するため好ましくない。
本発明で用いるヒンダードアミン系光安定剤としては、N−H型、N−CH型、N−OR型があり、N−CH型が特に好ましい。N−H型のヒンダードアミン系耐光安定剤では、塩基性が高いために加水分解などの劣化を促進することがあり、湿熱環境下において大幅な分子量低下が発生する。ピペリジン構造の一部がメチル基で置換された構造を有するN−CH型ヒンダードアミン系光安定剤は、耐候性、耐湿熱性のバランスに優れており、分子量低下、色相変化が小さい。
本発明で用いるヒンダードアミン系光安定剤としては、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルメタクリレート、ジデカン酸ビス(2,2,6,6−テトラメチル−1−オクチルオキシ−4−ピペリジニル)エステル、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニル)−[[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]ブチルマロネート、2,4−ビス[N−ブチル−N−(1−シクロヘキシルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−2−イル)アミノ]−6−(2−ヒドロキシエチルアミン)−1,3,5−トリアジン、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニル)セバケート、メチル(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニル)セバケート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)カーボネート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)サクシネ−ト、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、4−ベンゾイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−オクタノイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ジフェニルメタン−p,p′−ジカ−バメート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ベンゼン−1,3−ジスルホネート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)フェニルホスファイト等のヒンダードアミン類、ニッケルビス(オクチルフェニルサルファイド、ニッケルコンプレクス−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルリン酸モノエチラート、ニッケルジブチルジチオカ−バメート等のニッケル錯体が挙げられる。これらの光安定剤は単独もしくは2種以上を併用してもよい。
<添加剤>
本発明のポリカーボネート樹脂組成物には、より好適には以下の熱安定剤、離型剤などを配合することができる。
(熱安定剤)
本発明で使用されるポリカーボネート樹脂は、押出・成形時の分子量低下や色相の悪化を抑制するために、とくに熱安定剤を含有することが好ましい。熱安定剤としてはリン系熱安定剤、フェノール系熱安定剤、イオウ系熱安定剤が挙げられ、これらの1種を単独で、又は2種以上を併用して用いることができる。単位(A)のエーテルジオール残基が熱と酸素により劣化し、着色しやすいため、熱安定剤としてはリン系熱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ホスファイト化合物を配合することが好ましい。ホスファイト化合物としては、ペンタエリスリトール型ホスファイト化合物、二価フェノール類と反応し環状構造を有するホスファイト化合物、その他の構造を有するホスファイト化合物が挙げられる。
上記のペンタエリスリトール型ホスファイト化合物としては、具体的には、例えば、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、フェニルビスフェノールAペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ジシクロヘキシルペンタエリスリトールジホスファイトなどが挙げられ、中でも好適には、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、およびビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトが挙げられる。
上記の二価フェノール類と反応し環状構造を有するホスファイト化合物としては、例えば、2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)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)(2−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ホスファイト、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェニル)(2−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ホスファイト、2,2’−エチリデンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェニル)(2−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ホスファイト、2,2’−メチレン−ビス−(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、6−tert−ブチル−4−[3−[(2,4,8,10)−テトラ−tert−ブチルジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン−6−イル)オキシ]プロピル]−2−メチルフェノールなどを挙げることができる。
上記のその他の構造を有するホスファイト系化合物としては、例えば、トリフェニルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリデシルホスファイト、トリオクチルホスファイト、トリオクタデシルホスファイト、ジデシルモノ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、ジイソプロピルモノフェニルホスファイト、モノブチルジ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、モノオクチルジフェニルホスファイト、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、トリス(ジエチルフェニル)ホスファイト、トリス(ジ−iso−プロピルフェニル)ホスファイト、トリス(ジ−n−ブチルフェニル)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、およびトリス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイトなどが挙げられる。
各種ホスファイト化合物以外には、例えば、ホスフェート化合物、ホスホナイト化合物、ホスホネイト化合物が挙げられる。
ホスフェート化合物としては、トリブチルホスフェート、トリメチルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクロルフェニルホスフェート、トリエチルホスフェート、ジフェニルクレジルホスフェート、ジフェニルモノオルソキセニルホスフェート、トリブトキシエチルホスフェート、ジブチルホスフェート、ジオクチルホスフェート、ジイソプロピルホスフェートなどを挙げることができ、好ましくはトリフェニルホスフェート、トリメチルホスフェートである。
ホスホナイト化合物としては、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,3’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−3,3’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,3’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−3,3’−ビフェニレンジホスホナイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−フェニルホスホナイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−3−フェニル−フェニルホスホナイト、ビス(2,6−ジ−n−ブチルフェニル)−3−フェニル−フェニルホスホナイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−フェニルホスホナイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−3−フェニル−フェニルホスホナイト等があげられ、テトラキス(ジ−tert−ブチルフェニル)−ビフェニレンジホスホナイト、ビス(ジ−tert−ブチルフェニル)−フェニル−フェニルホスホナイトが好ましく、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−ビフェニレンジホスホナイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−フェニル−フェニルホスホナイトがより好ましい。かかるホスホナイト化合物は上記アルキル基が2以上置換したアリール基を有するホスファイト化合物との併用可能であり好ましい。
ホスホネイト化合物としては、ベンゼンホスホン酸ジメチル、ベンゼンホスホン酸ジエチル、およびベンゼンホスホン酸ジプロピル等が挙げられる。
上記のリン系熱安定剤の中でも、トリスノニルフェニルホスファイト、トリメチルホスフェート、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトが好ましく使用される。
上記のリン系熱安定剤は、単独でまたは2種以上を併用して使用することができる。リン系熱安定剤はポリカーボネート樹脂100重量部当たり、好ましくは0.001〜1重量部、より好ましくは0.01〜0.5重量部、さらに好ましくは0.01〜0.3重量部配合される。
本発明で使用されるポリカーボネート樹脂は、押出・成形時の分子量低下や色相の悪化を抑制することを目的に、熱安定剤として、ヒンダードフェノール系熱安定剤またはイオウ系熱安定剤を、リン系熱安定剤と組み合わせて添加することもできる。
ヒンダードフェノール系熱安定剤としては、例えば、酸化防止機能を有するものであれば特に限定されないが、例えば、n−オクタデシル−3−(4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェニル)プロピオネート、テトラキス{メチレン−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート}メタン、ジステアリル(4−ヒドロキシ−3−メチル−5−t−ブチルベンジル)マロネート、トリエチレグリコール−ビス{3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート}、1,6−ヘキサンジオール−ビス{3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート}、ペンタエリスリチル−テトラキス{3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート}、2,2−チオジエチレンビス{3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート}、2,2−チオビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−イソシアヌレート、2,4−ビス{(オクチルチオ)メチル}−o−クレゾール、イソオクチル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,5,7,8−テトラメチル−2(4’,8’,12’−トリメチルトリデシル)クロマン−6−オール、3,3’,3”,5,5’,5”−ヘキサ−t−ブチル−a,a’,a”−(メシチレン−2,4,6−トリイル)トリ−p−クレゾール等が挙げられる。
これらの中で、n−オクタデシル−3−(4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェニル)プロピオネート、ペンタエリスリチル−テトラキス{3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート}、3,3’,3”,5,5’,5”−ヘキサ−t−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、2,2−チオジエチレンビス{3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート}等が好ましい。
これらのヒンダードフェノール系熱安定剤は1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても用いても良い。
ヒンダードフェノール系熱安定剤はポリカーボネート樹脂100重量部当たり、好ましくは0.001〜1重量部、より好ましくは0.01〜0.5重量部、さらに好ましくは0.01〜0.3重量部配合される。
イオウ系熱安定剤としては、例えば、ジラウリル−3,3’−チオジプロピオン酸エステル、ジトリデシル−3,3’−チオジプロピオン酸エステル、ジミリスチル−3,3’−チオジプロピオン酸エステル、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオン酸エステル、ラウリルステアリル−3,3’−チオジプロピオン酸エステル、ペンタエリスリトールテトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)、ビス[2−メチル−4−(3−ラウリルチオプロピオニルオキシ)−5−tert−ブチルフェニル]スルフィド、オクタデシルジスルフィド、メルカプトベンズイミダゾール、2−メルカプト−6−メチルベンズイミダゾール、1,1’−チオビス(2−ナフトール)などを挙げることができる。上記のうち、ペンタエリスリトールテトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)が好ましい。
これらのイオウ系熱安定剤は1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても用いても良い。
イオウ系熱安定剤はポリカーボネート樹脂100重量部当たり、好ましくは0.001〜1重量部、より好ましくは0.01〜0.5重量部、さらに好ましくは0.01〜0.3重量部配合される。
ホスファイト系熱安定剤、フェノール系熱安定剤、イオウ系熱安定剤を併用する場合、これらの合計でポリカーボネート樹脂100重量部に対し、好ましくは0.001〜1重量部、より好ましくは0.01〜0.3重量部配合される。
(離型剤)
本発明で使用されるポリカーボネート樹脂は、溶融成形時の金型からの離型性をより向上させるために、本発明の目的を損なわない範囲で離型剤を配合することも可能である。
かかる離型剤としては、一価または多価アルコールの高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸、パラフィンワックス、蜜蝋、オレフィン系ワックス、カルボキシ基および/またはカルボン酸無水物基を含有するオレフィン系ワックス、シリコーンオイル、オルガノポリシロキサン等が挙げられる。
高級脂肪酸エステルとしては、炭素原子数1〜20の一価または多価アルコールと炭素原子数10〜30の飽和脂肪酸との部分エステルまたは全エステルが好ましい。かかる一価または多価アルコールと飽和脂肪酸との部分エステルまたは全エステルとしては、例えば、ステアリン酸モノグリセリド、ステアリン酸ジグリセリド、ステアリン酸トリグリセリド、ステアリン酸モノソルビテート、ステアリン酸ステアリル、ベヘニン酸モノグリセリド、ベヘニン酸ベヘニル、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ペンタエリスリトールテトラペラルゴネート、プロピレングリコールモノステアレート、ステアリルステアレート、パルミチルパルミテート、ブチルステアレート、メチルラウレート、イソプロピルパルミテート、ビフェニルビフェネ−ト、ソルビタンモノステアレート、2−エチルヘキシルステアレート等が挙げられる。
なかでも、ステアリン酸モノグリセリド、ステアリン酸トリグリセリド、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ベヘニン酸ベヘニルが好ましく用いられる。
高級脂肪酸としては、炭素原子数10〜30の飽和脂肪酸が好ましい。かかる脂肪酸としては、ミリスチン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸などが挙げられる。
これらの離型剤は、1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。かかる離型剤の配合量は、ポリカーボネート樹脂100重量部に対して0.01〜5重量部が好ましい。
<その他の添加剤>
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、他にも、紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止剤、熱線吸収剤、難燃剤、加水分解改良剤、無機充填材、抗菌剤、光触媒系防汚剤、光拡散剤、および光高反射用白色顔料などを含有することができる。これらは、本発明の効果に支障のない剤および配合量を適宜選択して含有することができる。
<黒色樹脂組成物、黒色樹脂成形品>
本発明の黒色樹脂組成物の製造に当たっては、その製造方法は特に限定されるものではなく公知の製造方法を利用することができる。通常、ポリカーボネート樹脂および添加剤、着色剤を予備混合した後、押出機に投入して溶融混練した後、押出されたスレッドを冷却し、ペレタイザーにより切断して、ペレット状の成形材料が製造される。押出機は単軸押出機、および二軸押出機のいずれもが利用できるが、生産性や混練性の観点からは二軸押出機が好ましい。かかる二軸押出機の代表的な例としては、ZSK(Werner & Pfleiderer社製、商品名)を挙げることができる。同様のタイプの具体例としてはTEX((株)日本製鋼所製、商品名)、TEM(東芝機械(株)製、商品名)、KTX((株)神戸製鋼所製、商品名)などを挙げることができる。押出機としては、原料中の水分や、溶融混練樹脂から発生する揮発ガスを脱気できるベントを有するものが好ましく使用できる。ベントからは発生水分や揮発ガスを効率よく押出機外部へ排出するための真空ポンプが好ましく設置される。また押出原料中に混入した異物などを除去するためのスクリーンを押出機ダイス部前のゾーンに設置し、異物を樹脂組成物から取り除くことも可能である。かかるスクリーンとしては金網、スクリーンチェンジャー、焼結金属プレート(ディスクフィルターなど)などを挙げることができる。
更に添加剤、着色剤は、独立して押出機に供給することもできるが、前述のとおり樹脂原料と予備混合することが好ましい。かかる予備混合の手段には、ナウターミキサー、V型ブレンダー、ヘンシェルミキサー、メカノケミカル装置、および押出混合機などが例示される。より好適な方法は、例えば原料の一部と添加剤とをヘンシェルミキサーの如き高速攪拌機で混合してマスター剤を作成した後、かかるマスター剤物を残る全量の樹脂原料とナウターミキサーの如き高速でない攪拌機で混合する方法である。押出機より押出された樹脂は、直接切断してペレット化するか、またはストランドを形成した後かかるストランドをペレタイザーで切断してペレット化される。外部の埃などの影響を低減する必要がある場合には、押出機周囲の雰囲気を清浄化することが好ましい。更にかかるペレットの製造においては、既に提案されている様々な方法を用いて、ペレットの形状分布の狭小化、ミスカット物の更なる低減、運送または輸送時に発生する微小粉の更なる低減、並びにストランドやペレット内部に発生する気泡(真空気泡)の低減を行うことが好ましい。ミスカットの低減には、ペレタイザーでの切断時のスレッドの温度管理、切断時のイオン風の吹きつけ、ペレタイザーのすくい角の適正化、および離型剤の適切な配合などの手段、並びに切断されたペレットと水との混合物を濾過してペレットと水およびミスカットとを分離する方法などが挙げられる。その測定方法の一例は例えば特開2003−200421号公報に開示されている。これらの処方により成形のハイサイクル化、およびシルバーの如き不良発生割合の低減を行うことができる。本発明の黒色樹脂組成物は、射出成形、射出圧縮成形、インジェクションブロー成形、押出成形またはブロー成形などの方法により目的の成形品を得ることもできる。
本発明の黒色樹脂組成物は、JIS K5600−5−4に記載の塗料一般試験方法−第5部:塗膜の機械的性質−第4節:引っかき硬度(鉛筆法)に則して測定した鉛筆硬度がF〜2Hである。鉛筆硬度がF未満では、成形体表面に引っかき傷が生じやすく好ましくない。
本発明の黒色樹脂組成物は、低温面衝撃の破壊形態が延性破壊となり、低温衝撃性に優れる。低温面衝撃性は厚さ2mm厚角板を用いて、高速衝撃試験機にて試験温度−20℃、試験速度7m/sec、ストライカー径1/2インチ、受け径1インチにて実施し、そのときの脆性破壊となる確率が50%以下である。好ましくは40%以下、さらに好ましくは30%以下、特に好ましくは20%以下、もっとも好ましくは15%以下である。また、最大衝撃エネルギーは20J以上である。より好ましくは25J以上、さらに好ましくは30J以上、特に好ましくは35J以上である。低温面衝撃の破壊形態が脆性破壊となる確率が50%を超える場合や最大衝撃エネルギーが20J未満の場合には、寒冷地での使用が困難となることがある。
(漆黒性)
JIS規格では、屈折率1.567であるガラス表面において60度の入射角の場合反射率10%を光沢度100、20度の入射角の場合反射率5%を光沢度100としている。
本発明の黒色樹脂組成物から形成された成形品は、JIS Z8741に則して測定した入射受光角20度における光沢度は75以上95以下であり、80以上95以下が好ましく、85以上95以下がより好ましい。入射受光角60度における光沢度は80以上100以下であり、85以上100以下が好ましく、90以上100以下がより好ましい。上記下限未満では、外観の光沢性が劣るため好ましくなく、上記上限を超えると、反射する光によって表面が光って見えるために、高級ガラス漆器のような深みのある光沢が得られないので好ましくない。
本発明の黒色樹脂組成物から形成された成形品は、JIS Z8729に則して測定した明度(L*)は30以下であり、27以下がより好ましく、25以下がさらに好ましい。上記上限を超えると、外観の漆黒性が劣るため好ましくない。
入射受光角20度の光沢度が75以上95以下、入射受光角60度の光沢度が80以上100以下であり、かつ色差L*が30以下であると漆黒性に優れ、高級ガラス漆器のような深みのある光沢をもった外観となる。
以下実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、実施例中「部」とは「重量部」を意味する。実施例において使用した使用樹脂および評価方法は以下のとおりである。
<物性評価>
1.比粘度
塩化メチレン100mlにポリカーボネート樹脂ペレット0.7gを溶解した溶液として、20℃でオストワルド粘度計(装置名:RIGO AUTO VISCOSIMETER TYPE VMR−0525・PC)を使用して測定した。
比粘度(ηSP)=(t−t)/t
[tは塩化メチレンの落下秒数、tは試料溶液の落下秒数]
2.耐熱性評価(荷重たわみ温度)
ポリカーボネート樹脂ペレットを80℃で5時間乾燥後、日本製鋼所製射出成形機J−75E3により、シリンダ温度240℃金型温度80℃で射出成形した試験片を用い、ISO178に則して荷重1.80MPaで荷重たわみ温度を測定した。(試験片形状;長さ80mm×幅10mm×厚み4mm)
3.鉛筆硬度
ポリカーボネート樹脂ペレットを80℃で5時間乾燥後、日本製鋼所製射出成形機J−75E3により、シリンダ温度240℃、金型温度80℃で成形し、黒色成形品(3段型プレート、厚み2mm部)得た。その成型試験片を用いて、JIS K5600の基図板試験方法によって測定した。
4.高速面衝撃試験
鉛筆硬度の測定の際に得られた黒色成形品を使用し、厚さ2mmの角板を高速衝撃試験機 島津HYDROSHOTHITS−P10(島津製作所)を使用して、試験温度−20℃、試験速度7m/sec、ストライカー径1/2インチ、受け径1インチにて10回試験を実施し、そのときの脆性破壊となった確率(脆性破壊率)と最大衝撃エネルギーを評価した。
5.耐候性試験
鉛筆硬度の測定の際に得られた黒色成形品(3段型プレート、厚み2mm部)を使用し、JIS B7753に準拠してスガ試験機社製サンシャインウェザオメーターS80を用いて、サンシャインカーボンアーク(ウルトラロングライフカーボン4対)光源で放電電圧50V、放電電流60Aに設定し、照射及び表面スプレ(降雨)にてブラックパネル温度63℃、相対湿度50%の条件下、1000時間照射処理を行った。表面スプレー(降雨)時間は、12分/1時間とした。ガラスフィルターはAタイプを用いた。その試験前後の成形片に対して、該成形片0.7gを塩化メチレン100mlに溶解した溶液から、その溶液の20℃における比粘度(ηSP)を測定し、耐候性試験後の比粘度保持率(分子量保持率)を求めた。評価は、比粘度保持率(分子量保持率)が95%以上を◎、90%以上95%未満を○、80%以上90%未満を△、80%未満を×とした。
ΔηSP=(ηSP1/ηSP0)×100
ΔηSP:比粘度保持率
ηSP1:試験後の比粘度
ηSP0:試験前の比粘度
6.湿熱試験
鉛筆硬度の測定の際に得られた黒色成形品(3段型プレート、厚み2mm部)を使用し、85℃85%RHの条件下で1000時間放置した後、該成形片0.7gを塩化メチレン100mlに溶解した溶液から、その溶液の20℃における比粘度(ηSP)を測定し、湿熱試験後の比粘度保持率(分子量保持率)を求めた。評価は、比粘度保持率(分子量保持率)が95%以上を◎、90%以上95%未満を○、80%以上90%未満を△、80%未満を×とした。
7.漆黒性
漆黒性評価は光沢度評価および色差評価により行なった。
(1)光沢度評価
鉛筆硬度の測定の際に得られた黒色成形品(3段型プレート、厚み3mm部)を使用し、JIS Z8741に則して、光沢計(HORIBA IG−331、HORIBA社製)を用いて、入射受光角20度と60度の光沢度を測定した。
(2)明度(L*)
鉛筆硬度の測定の際に得られた黒色成形品(3段型プレート、厚み3mm部)を使用し、JIS Z8729に則して、積分球分光光度計CE−7000A(X−Rite社)を用いて、D65光源、反射法、視野角10度、SCI(正反射光を含む)方式にて、色差式CIE1976における明度(L*)を測定した。
<ポリカーボネート樹脂の製造>
[実施例1]
イソソルビド(以下ISSと略す)411部、1,9−ノナンジオール(以下NDと略す)66部、ジフェニルカーボネート(以下DPCと略す)750部、および触媒としてテトラメチルアンモニウムヒドロキシド0.8×10−2部と水酸化ナトリウム0.6×10−4部を窒素雰囲気下180℃に加熱し溶融させた。その後、30分かけて減圧度を13.4kPaに調整した。その後、60℃/hrの速度で250℃まで昇温を行い、10分間その温度で保持した後、1時間かけて減圧度を133Pa以下とした。合計6時間撹拌下で反応を行い、反応終了後、反応槽の底より窒素加圧下吐出し、水槽で冷却しながら、ペレタイザーでカットして比粘度が0.401であるポリカーボネート樹脂ペレットを得た。
得られたペレット100重量部に対して、着色剤として、黒色有機染料であるC−2:NUBIAN BLACK PC−5857(住友化学工業製;2種類以上の染料の混合物)0.1重量部、光安定剤としてN−CH型ヒンダードアミン化合物であるD−1:アデカスタブLA−52((株)ADEKA製)を0.05重量部、酸化防止剤としてE−1:イルガフォス168(BASF製)を0.05重量部とヒンダードフェノール系安定剤であるE−2:イルガノックス1010(BASF製)を0.1重量部を均一に混合した後、かかる混合物を押出機に投入して樹脂組成物の作製を行った。押出機としては径30mmφのベント式二軸押出機(日本製鋼所製TEX30α−35BW−3V)を使用した。押出条件は吐出量30〜40kg/h、スクリュー回転数250rpm、ベントの真空度3kPaであり、また押出温度は第1供給口からダイス部分まで230℃とし、組成物ペレットを得た。評価結果を表1に記載した。
[実施例2]
着色剤として、黒色有機染料であるC−2:NUBIAN BLACK PC−5857(住友化学工業製;2種類以上の染料の混合物)0.25重量部とした他は、実施例1と全く同様の操作を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
参考例3]
光安定剤としてN−H型ヒンダードアミン化合物であるD−2:アデカスタブLA77Y((株)ADEKA製)を用いた他は、実施例1と全く同様の操作を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
[実施例4]
着色剤として、黒色顔料であるC−1:カーボンブラック(三菱化成工業製#3600)1.0重量部を用いた他は、実施例1と全く同様の操作を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
[実施例5]
NDの代わりに1,10−デカンジオール(以下DDと略す)71部を用い、比粘度0.394のポリカーボネート樹脂ペレットを得た他は、実施例1と全く同様の操作を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
[実施例6]
ISS451部、1,12−ドデカンジオール(以下DDDと略す)69部、DPC750部を原料として用い、比粘度0.398のポリカーボネート樹脂ペレットを得た他は、実施例1と全く同様の操作を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
[実施例7]
ISS411部、ND99部、DPC750部を原料として用い、比粘度0.402のポリカーボネート樹脂ペレットを得た他は、実施例1と全く同様の操作を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
[実施例8]
光安定剤としてN−CH型ヒンダードアミン化合物であるD−1:アデカスタブLA52((株)ADEKA製)0.1重量部を用いた他は、実施例1と全く同様の操作を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
参考例9]
光安定剤としてN−H型ヒンダードアミン化合物であるD−2:アデカスタブLA77Y((株)ADEKA製)0.1重量部を用いた他は、実施例1と全く同様の操作を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
[実施例10]
光安定剤としてN−CH型ヒンダードアミン化合物であるD−3:アデカスタブLA63P((株)ADEKA製)0.05重量部を用いた他は、実施例1と全く同様の操作を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
[比較例1]
ISS391部、ND121部、DPC750部を原料として用いて比粘度が0.380のポリカーボネート樹脂ペレットを得た他は、実施例1と全く同様の操作を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
[比較例2]
ISS425部、1,6−ヘキサンジオール(以下HDと略す)61部、DPC750部を原料として用いて比粘度が0.383のポリカーボネート樹脂ペレットを得た他は、実施例1と全く同様の操作を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
[比較例3]
ISS341部、1,4−シクロヘキサンジメタノール(以下CHDMと略す)158部、DPC750部を原料として用いて比粘度が0.382のポリカーボネート樹脂ペレットを得た。得られたペレット100重量部に対して光安定剤としてD−2:アデカスタブLA77Y((株)ADEKA製)を用いた他は、実施例1と全く同様の操作を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
[比較例4]
ビスフェノールA型ポリカーボネート樹脂(帝人製パンライトL−1225Y)を用いて着色剤としてC−1:カーボンブラック(三菱化成工業製#3600)1.0重量部を用いた他は同様の操作を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
[比較例5]
ビスフェノールA型ポリカーボネート樹脂(帝人製パンライトL−1225Y)を用いて着色剤としてC−2:NUBIAN BLACK PC−5857(住友化学工業製)0.3重量部を用いた他は同様の操作を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
[参考例1]
市販の高級ガラス漆器(100mm角、厚み3mm、漆黒調、艶有り)を用いて漆黒性評価を実施した。評価結果を表1に示した。
Figure 0006309792
本発明の黒色樹脂組成物および黒色成形品は、優れた漆黒性を有し、耐低温衝撃性、耐候性、耐擦傷性、耐熱性に優れることから、電子・電気・OA機器外装部品、自動車内外装部品、家具、楽器として有用である。

Claims (4)

  1. 主たる繰り返し単位が下記式
    Figure 0006309792
    で表される単位(A)と下記式
    Figure 0006309792
    (式中、Wは、炭素数8〜12のアルキレン基を示す。)
    で表される単位(B)を含み、単位(A)と単位(B)とのモル比(A/B)が80/20〜95/5であり、20℃の塩化メチレン溶液で測定された比粘度が0.23〜0.60、荷重たわみ温度が80℃以上である共重合ポリカーボネート樹脂100重量部に対して、着色剤(C成分)0.01〜5重量部と、N−CH ヒンダードアミン系光安定剤(D成分)0.01〜5重量部を含有する樹脂組成物であって、該樹脂組成物は下記(1)〜(4)の特性を満たすことを特徴とする黒色樹脂組成物。
    (1)JIS K5600−5−4に則して測定された鉛筆硬度がF〜2Hである
    (2)−20℃の環境下においてASTM D3763に準拠した高速面衝撃試験の最大衝撃エネルギーが20J以上であり、脆性破壊率が50%以下である
    (3)JIS Z8741に則して測定した入射受光角20度における光沢度が75以上95以下であり、入射受光角60度における光沢度が80以上100以下である
    (4)上記樹脂組成物から成形された成形体(厚さ3mm)のJIS Z8729に則して測定した明度(L*)が30以下である
  2. 着色剤(C成分)が有機染料であり、前記ポリカーボネート樹脂100重量部に対して、0.01〜1重量部を含有する請求項1記載の黒色樹脂組成物。
  3. 光安定剤(D成分)が、前記ポリカーボネート樹脂100重量部に対して、0.01〜1重量部を含有する請求項1記載の黒色樹脂組成物。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の黒色樹脂組成物を成形してなる黒色成形品。
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