JP6377980B2 - 熱可塑性樹脂組成物およびその成形品 - Google Patents
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Description
従って、各種パネル用途、窓部材などの透明製品においては外部光源に対する高い耐性が求められることに加え、高い透明性と耐傷付性、製品の軽量化を目的とした更なる高流動化を達成しつつ、成形品に外観不良(部分的な白化やクラック等)の無い材料の開発が強く求められている。
(A成分:ポリカーボネート系樹脂)
本発明のA成分として使用するポリカーボネート系樹脂は、二価フェノールとカーボネート前駆体とを反応させて得られるものである。反応方法の一例として界面重合法、溶融エステル交換法、カーボネートプレポリマーの固相エステル交換法、および環状カーボネート化合物の開環重合法などを挙げることができる。
前記二価フェノールとカーボネート前駆体を界面重合法によって芳香族ポリカーボネート樹脂を製造するに当っては、必要に応じて触媒、末端停止剤、二価フェノールが酸化するのを防止するための酸化防止剤などを使用してもよい。また本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂は三官能以上の多官能性芳香族化合物を共重合した分岐ポリカーボネート樹脂、芳香族または脂肪族(脂環式を含む)の二官能性カルボン酸を共重合したポリエステルカーボネート樹脂、二官能性アルコール(脂環式を含む)を共重合した共重合ポリカーボネート樹脂、並びにかかる二官能性カルボン酸および二官能性アルコールを共に共重合したポリエステルカーボネート樹脂を含む。また、得られた芳香族ポリカーボネート樹脂の2種以上を混合した混合物であってもよい。
また、特に溶融エステル交換法の場合、副反応として分岐構造単位が生ずる場合があるが、かかる分岐構造単位量についても、2価フェノールから誘導される構成単位との合計100モル%中、0.001〜1モル%、好ましくは0.005〜0.9モル%、特に好ましくは0.01〜0.8モル%であるものが好ましい。なお、かかる分岐構造の割合については1H−NMR測定により算出することが可能である。
さらにポリオルガノシロキサン単位を共重合した、ポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体の使用も可能である。
ポリカーボネート系樹脂の粘度平均分子量は、特に限定されないが、好ましくは10,000〜50,000であり、より好ましくは14,000〜30,000であり、さらに好ましくは14,000〜26,000である。
粘度平均分子量が10,000未満のポリカーボネート系樹脂では、良好な機械的特性が得られない。一方、粘度平均分子量が50,000を超えるポリカーボネート系樹脂から得られる樹脂組成物は、射出成形時の流動性に劣る点で汎用性に劣る。
比粘度(ηSP)=(t−t0)/t0
[t0は塩化メチレンの落下秒数、tは試料溶液の落下秒数]
求められた比粘度(ηSP)から次の数式により粘度平均分子量Mを算出する。
ηSP/c=[η]+0.45×[η]2c(但し[η]は極限粘度)
[η]=1.23×10−4M0.83
c=0.7
本発明のB成分として使用する表面硬度改質剤は、芳香族(メタ)アクリレート単量体(b−1成分)10〜59重量%、アルキル(メタ)アクリレート単量体(b−2成分)40〜89重量%、および変性された芳香族ビニル単量体(b−3成分)1〜30重量%を共重合してなり、重量平均分子量が5,000〜30,000である共重合体である。
尚、本発明の表面硬度改良剤は、組成物の表面硬度の向上と、流動性を向上させる作用を有する。
B成分の含有量はA成分とB成分との合計100重量%に対し、10〜50重量%であり、好ましくは20〜45重量%、より好ましくは30〜40重量%である。B成分の含有量が10重量%未満の場合流動性および表面硬度の向上効果が十分に得られない。50重量%を超えると耐候性が悪化すると同時に離型時にクラックが発生しやすくなる。
本発明のC成分で使用される紫外線吸収剤は、TGA(熱重量解析)における5%重量減少温度が280℃以上、好ましくは290℃以上、より好ましくは300℃以上の紫外線吸収剤である。TGAにおける5%減少温度が280℃未満の紫外線吸収剤は、成形時に溶融樹脂中から揮発し成形品表面に多く移行するため耐候性改善効果は高いが、その反面離型性を低下させる要因となる。本発明の樹脂組成物では、その離型性の低下が原因で離型時にクラックを誘発し、離型剤を配合した場合でも十分なクラック抑制効果が得られない。さらに、TGAにおける5%減少温度が280℃未満の紫外線吸収剤は、成形中に分解が進行しやすいため、分解物が成形品中に混入し、成形品の一部が白化する要因となる。よって耐候性を付与する紫外線吸収剤は耐熱性が高いことが重要である。なお、5%重量減少温度の上限は特に規定されないが380℃以下が好ましい。
本発明のD成分として使用する多価脂肪酸エステルは、多価アルコールと脂肪族カルボン酸とのエステル(脂肪酸エステル)であって、酸価が3〜15であることを特徴とするものである。酸価が上記範囲を満足することにより、離型性が向上しクラック耐性の大幅な改善が可能となる。また酸価は、試料1g中に含まれる遊離脂肪酸などを中和するのに必要とする水酸化カリウムのmg数であり、JIS K 0070に規定された方法により求めることができるものであり、脂肪酸エステル中の遊離脂肪酸の割合を示すときに使用される。脂肪酸エステル中に含まれる遊離酸は、離型性の向上に寄与するだけでなく、ポリカーボネート樹脂に対して可塑性を付与し溶融粘度を低減する効果がある。樹脂組成物の更なる高流動化を発現できることに加え、B成分として使用する表面硬度改良剤との溶融粘度差が縮まることによって、成形時にポリカーボネート系樹脂と表面硬度改良剤が相分離を起こすことによる白化を抑制することが可能であると考えられる。
使用されるアルコールは、その炭素原子数が3〜32であるものが好ましい。アルコールとしては二価以上の多価アルコールであり、多価アルコールの具体例としては、グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリン(例えばデカグリセリンなど)、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ジエチレングリコール、およびプロピレングリコールなどが挙げられ、中でもペンタエリスリトールが好ましい。
本発明の樹脂組成物には、特性を大きく損なわない範囲で各種安定剤、衝撃改質剤、色剤、充填剤及び難燃剤等を使用することができる。
本発明の樹脂組成物には公知の各種安定剤を配合することができる。安定剤としては、リン系安定剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、チオエーテル系安定剤などが挙げられる。
リン系安定剤としては、亜リン酸、リン酸、亜ホスホン酸、ホスホン酸およびD成分以外のこれらのエステル、並びに第3級ホスフィンなどが例示される。これらの中でも特に、亜リン酸、リン酸、亜ホスホン酸、およびホスホン酸、トリオルガノホスフェート化合物、およびアシッドホスフェート化合物が好ましい。尚、アシッドホスフェート化合物における有機基は、一置換、二置換、およびこれらの混合物のいずれも含む。該化合物に対応する下記の例示化合物においても同様にいずれをも含むものとする。
第3級ホスフィンとしては、トリエチルホスフィン、トリプロピルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリオクチルホスフィン、トリアミルホスフィン、ジメチルフェニルホスフィン、ジブチルフェニルホスフィン、ジフェニルメチルホスフィン、ジフェニルオクチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリ−p−トリルホスフィン、トリナフチルホスフィン、およびジフェニルベンジルホスフィンなどが例示される。特に好ましい第3級ホスフィンは、トリフェニルホスフィンである。
ヒンダードフェノール化合物としては、通常樹脂に配合される各種の化合物が使用できる。かかるヒンダードフェノール化合物としては、例えば、α−トコフェロール、ブチルヒドロキシトルエン、シナピルアルコール、ビタミンE、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、2−tert−ブチル−6−(3’−tert−ブチル−5’−メチル−2’−ヒドロキシベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、2,6−ジ−tert−ブチル−4−(N,N−ジメチルアミノメチル)フェノール、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホネートジエチルエステル、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−シクロヘキシルフェノール)、2,2’−ジメチレン−ビス(6−α−メチル−ベンジル−p−クレゾール)、2,2’−エチリデン−ビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2’−ブチリデン−ビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、トリエチレングリコール−N−ビス−3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート、1,6−へキサンジオールビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ビス[2−tert−ブチル−4−メチル6−(3−tert−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシベンジル)フェニル]テレフタレート、3,9−ビス{2−[3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ]−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、4,4’−チオビス(6−tert−ブチル−m−クレゾール)、4,4’−チオビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−チオビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、ビス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)スルフィド、4,4’−ジ−チオビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、4,4’−トリ−チオビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2−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]、2,4−ビス(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン、N,N’−ヘキサメチレンビス−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナミド)、N,N’−ビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニル]ヒドラジン、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)イソシアヌレート、トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス(4−tert−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス2[3(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]エチルイソシアヌレート、テトラキス[メチレン−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]メタン、トリエチレングリコール−N−ビス−3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート、トリエチレングリコール−N−ビス−3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)アセテート、3,9−ビス[2−{3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)アセチルオキシ}−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、テトラキス[メチレン−3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート]メタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)ベンゼン、およびトリス(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)イソシアヌレートなどが例示される。
リン系安定剤およびヒンダードフェノール系酸化防止剤はいずれかが配合されることが好ましい。リン系安定剤およびヒンダードフェノール系酸化防止剤の含有量は、それぞれ樹脂成分100重量部を基準として、好ましくは0.01〜1重量部、より好ましくは0.02〜0.3重量部である。
またその他の安定剤としては、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)、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)、およびグリセロール−3−ステアリルチオプロピオネートなどのチオエーテル系安定剤が例示される。かかるチオエーテル系安定剤の配合量は、樹脂成分100重量部を基準として好ましくは0.01〜1重量部、より好ましくは0.02〜0.3重量部である。
衝撃改質剤としてはブタジエン系衝撃改質剤、シリコーン系衝撃改質剤、アクリル系衝撃改質剤、その他各種熱可塑性エラストマーを配合することができ、中でも高いレベルで透明性を維持したまま衝撃特性の向上が可能なポリエステル系エラストマーが好適である。衝撃改質剤の含有量は、樹脂成分100重量部に対し、好ましくは1〜10重量部、より好ましくは2〜5重量部である。
本発明の樹脂組成物は更に各種の染顔料を含有し多様な意匠性を発現する成形品を提供できる。本発明で使用する染顔料としては、ペリレン系染料、クマリン系染料、チオインジゴ系染料、アンスラキノン系染料、チオキサントン系染料、紺青等のフェロシアン化物、ペリノン系染料、キノリン系染料、キナクリドン系染料、ジオキサジン系染料、イソインドリノン系染料、およびフタロシアニン系染料などを挙げることができる。更に本発明の樹脂組成物はメタリック顔料を配合してより良好なメタリック色彩を得ることもできる。メタリック顔料としては、アルミ粉が好適である。また、蛍光増白剤やそれ以外の発光をする蛍光染料を配合することにより、発光色を生かした更に良好な意匠効果を付与することができる。本発明で使用する蛍光染料(蛍光増白剤を含む)としては、例えば、クマリン系蛍光染料、ベンゾピラン系蛍光染料、ペリレン系蛍光染料、アンスラキノン系蛍光染料、チオインジゴ系蛍光染料、キサンテン系蛍光染料、キサントン系蛍光染料、チオキサンテン系蛍光染料、チオキサントン系蛍光染料、チアジン系蛍光染料、およびジアミノスチルベン系蛍光染料などを挙げることができる。これらの中でも耐熱性が良好で樹脂の成形加工時における劣化が少ないクマリン系蛍光染料、ベンゾピラン系蛍光染料、およびペリレン系蛍光染料が好適である。上記の染顔料の含有量は、樹脂成分100重量部を基準として、0.00001〜1重量部が好ましく、0.00005〜0.5重量部がより好ましい。
本発明の樹脂組成物には、難燃剤として知られる各種の化合物が配合される。尚、難燃剤として使用される化合物の配合は難燃性の向上のみならず、各化合物の性質に基づき、例えば帯電防止性、流動性、剛性、および熱安定性の向上などがもたらされる。
かかる難燃剤としては、(1)有機金属塩系難燃剤(例えば有機スルホン酸アルカリ(土類)金属塩、ホウ酸金属塩系難燃剤、および錫酸金属塩系難燃剤など)、(2)有機リン系難燃剤(例えば、モノホスフェート化合物、ホスフェートオリゴマー化合物、ホスホネートオリゴマー化合物、ホスホニトリルオリゴマー化合物、およびホスホン酸アミド化合物など)、(3)シリコーン化合物からなるシリコーン系難燃剤、並びに(4)ハロゲン系難燃剤(例えば、臭素化エポキシ樹脂、臭素化ポリスチレン、臭素化ポリカーボネート(オリゴマーを含む)、臭素化ポリアクリレート、および塩素化ポリエチレンなど)等が挙げられる。
有機金属塩系難燃剤は、耐熱性がほぼ維持されると共に少なからず帯電防止性を付与できる点で有利である。本発明において最も有利に使用される有機金属塩系難燃剤は、含フッ素有機金属塩化合物である。本発明の含フッ素有機金属塩化合物とは、フッ素置換された炭化水素基を有する有機酸からなるアニオン成分と金属イオンからなるカチオン成分からなる金属塩化合物をいう。より好適な具体例としては、フッ素置換有機スルホン酸の金属塩、フッ素置換有機硫酸エステルの金属塩、およびフッ素置換有機リン酸エステルの金属塩が例示される。含フッ素有機金属塩化合物は1種もしくは2種以上を混合して使用することができる。その中でも好ましいのはフッ素置換有機スルホン酸の金属塩であり、とくに好ましいのはパーフルオロアルキル基を有するスルホン酸の金属塩である。ここでパーフルオロアルキル基の炭素数は、1〜18の範囲が好ましく、1〜10の範囲がより好ましく、更に好ましくは1〜8の範囲である。
その他上記含フッ素有機金属塩化合物以外の有機金属塩系難燃剤としては、フッ素原子を含有しない有機スルホン酸の金属塩が好適である。該金属塩としては、例えば脂肪族スルホン酸のアルカリ金属塩、脂肪族スルホン酸のアルカリ土類金属塩、芳香族スルホン酸のアルカリ金属塩、および芳香族スルホン酸のアルカリ土類金属塩等(いずれもフッ素原子を含有しない)が挙げられる。
上記の中でも好ましいフッ素原子を含有しない有機スルホン酸の金属塩は、芳香族スルホン酸アルカリ(土類)金属塩であり、特にカリウム塩が好適である。かかる芳香族スルホン酸アルカリ(土類)金属塩を配合する場合その含有量は、樹脂成分100重量部を基準として好ましくは0.001〜1重量部であり、より好ましくは0.005〜0.5重量部、更に好ましくは0.01〜0.1重量部である。
本発明の有機リン系難燃剤としては、アリールホスフェート化合物が好適である。かかるホスフェート化合物は概して色相に優れ、光高反射性に悪影響を与えることが少ないためである。またホスフェート化合物は可塑化効果があるため本発明の樹脂組成物の成形加工性を高められる点で有利である。かかるホスフェート化合物は、従来難燃剤として公知の各種ホスフェート化合物が使用できるが、より好適には特に下記一般式(1)で表される1種または2種以上のホスフェート化合物を挙げることができる。
上記Xを誘導する二価フェノールの好適な具体例はレゾルシノール、ビスフェノールA、およびジヒドロキシジフェニルである。
上記R1、R2、R3、およびR4を誘導する一価フェノールの好適な具体例はフェノール、および2,6−ジメチルフェノールである。
尚、かかる一価フェノールはハロゲン原子で置換されてもよく、該一価フェノールから誘導される基を有するホスフェート化合物の具体例としては、トリス(2,4,6−トリブロモフェニル)ホスフェートおよびトリス(2,4−ジブロモフェニル)ホスフェート、トリス(4−ブロモフェニル)ホスフェートなどが例示される。
有機リン系難燃剤の含有量は、樹脂成分100重量部を基準として好ましくは1〜20重量部であり、より好ましくは2〜10重量部、更に好ましくは2〜7重量部である。
本発明のシリコーン系難燃剤として使用されるシリコーン化合物は、燃焼時の化学反応によって難燃性を向上させるものである。該化合物としては従来熱可塑性樹脂の難燃剤として提案された各種の化合物を使用することができる。シリコーン化合物はその燃焼時にそれ自体が結合してまたは樹脂に由来する成分と結合してストラクチャーを形成することにより、または該ストラクチャー形成時の還元反応により、熱可塑性樹脂に難燃効果を付与するものと考えられている。したがってかかる反応における活性の高い基を含んでいることが好ましく、より具体的にはアルコキシ基およびハイドロジェン(即ちSi−H基)から選択された少なくとも1種の基を所定量含んでいることが好ましい。かかる基(アルコキシ基、Si−H基)の含有割合としては、0.1〜1.2mol/100gの範囲が好ましく、0.12〜1mol/100gの範囲がより好ましく、0.15〜0.6mol/100gの範囲が更に好ましい。かかる割合はアルカリ分解法より、シリコーン化合物の単位重量当たりに発生した水素またはアルコールの量を測定することにより求められる。尚、アルコキシ基は炭素数1〜4のアルコキシ基が好ましく、特にメトキシ基が好適である。
M単位:(CH3)3SiO1/2、H(CH3)2SiO1/2、H2(CH3)SiO1/2、(CH3)2(CH2=CH)SiO1/2、(CH3)2(C6H5)SiO1/2、(CH3)(C6H5)(CH2=CH)SiO1/2等の1官能性シロキサン単位、
D単位:(CH3)2SiO、H(CH3)SiO、H2SiO、H(C6H5)SiO、(CH3)(CH2=CH)SiO、(C6H5)2SiO等の2官能性シロキサン単位、
T単位:(CH3)SiO3/2、(C3H7)SiO3/2、HSiO3/2、(CH2=CH)SiO3/2、(C6H5)SiO3/2等の3官能性シロキサン単位、
Q単位:SiO2で示される4官能性シロキサン単位である。
シリコーン系難燃剤に使用されるシリコーン化合物の構造は、具体的には、示性式としてDn、Tp、MmDn、MmTp、MmQq、MmDnTp、MmDnQq、MmTpQq、MmDnTpQq、DnTp、DnQq、DnTpQqが挙げられる。この中で好ましいシリコーン化合物の構造は、MmDn、MmTp、MmDnTp、MmDnQqであり、さらに好ましい構造は、MmDnまたはMmDnTpである。
またm、n、p、qのいずれかが2以上の数値である場合、その係数の付いたシロキサン単位は、結合する水素原子や有機残基が異なる2種以上のシロキサン単位とすることができる。
さらにシリコーン系難燃剤として使用されるシリコーン化合物はアリール基を含有することが好ましい。より好適には下記一般式(2)で示される芳香族基が含まれる割合(芳香族基量)が10〜70重量%(より好適には15〜60重量%)である。
Si−H基を有するシリコーン化合物としては、下記一般式(3)および(4)で示される構成単位の少なくとも一種以上を含むシリコーン化合物が好適に例示される。
本発明のハロゲン系難燃剤としては、臭素化ポリカーボネート(オリゴマーを含む)が特に好適である。臭素化ポリカーボネートは耐熱性に優れ、かつ大幅に難燃性を向上できる。本発明で使用する臭素化ポリカーボネートは、下記一般式(8)で表される構成単位が全構成単位の少なくとも60モル%、好ましくは少なくとも80モル%であり、特に好ましくは実質的に下記一般式(8)で表される構成単位からなる臭素化ポリカーボネート化合物である。
臭素化ポリカーボネートは、残存するクロロホーメート基末端が少なく、末端塩素量が0.3ppm以下であることが好ましく、より好ましくは0.2ppm以下である。かかる末端塩素量は、試料を塩化メチレンに溶解し、4−(p−ニトロベンジル)ピリジンを加えて末端塩素(末端クロロホーメート)と反応させ、これを紫外可視分光光度計(日立製作所製U−3200)により測定して求めることができる。末端塩素量が0.3ppm以下であると、樹脂組成物の熱安定性がより良好となり、更に高温の成形が可能となり、その結果成形加工性により優れた樹脂組成物が提供される。
上記成分の含有量は、樹脂成分100重量部を基準として、0.01〜10重量部が好ましく、より好ましくは0.01〜8重量部、さらに好ましくは0.05〜7重量部である。
本発明の樹脂組成物には、含フッ素滴下防止剤を含むことができる。かかる含フッ素滴下防止剤を上記難燃剤と併用することにより、より良好な難燃性を得ることができる。かかる含フッ素滴下防止剤としては、フィブリル形成能を有する含フッ素ポリマーを挙げることができ、かかるポリマーとしてはポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン系共重合体(例えば、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体、など)、米国特許第4379910号公報に示されるような部分フッ素化ポリマー、フッ素化ジフェノールから製造されるポリカーボネート樹脂などを挙げることかできるが、好ましくはポリテトラフルオロエチレン(以下PTFEと称することがある)である。
上記成分の含有量は、樹脂成分100重量部を基準として、0.01〜3重量部が好ましく、より好ましくは0.01〜2重量部、さらに好ましくは0.05〜1.5重量部である。
本発明の樹脂組成物は熱線吸収能を有する化合物を含有することができる。かかる化合物としてはフタロシアニン系近赤外線吸収剤、ATO、ITO、酸化イリジウムおよび酸化ルテニウム、酸化イモニウムなどの金属酸化物系近赤外線吸収剤、ホウ化ランタン、ホウ化セリウムおよびホウ化タングステンなどの金属ホウ化物系や酸化タングステン系近赤外線吸収剤などの近赤外吸収能に優れた各種の金属化合物、ならびに炭素フィラーが好適に例示される。かかるフタロシアニン系近赤外線吸収剤としてはたとえば三井化学(株)製MIR−362が市販され容易に入手可能である。炭素フィラーとしてはカーボンブラック、グラファイト(天然、および人工のいずれも含む)およびフラーレンなどが例示され、好ましくはカーボンブラックおよびグラファイトである。これらは単体または2種以上を併用して使用することができる。フタロシアニン系近赤外線吸収剤の含有量は、A成分、B成分の合計100重量部を基準として0.0005〜0.2重量部が好ましく、0.0008〜0.1重量部がより好ましく、0.001〜0.07重量部がさらに好ましい。金属酸化物系近赤外線吸収剤、金属ホウ化物系近赤外線吸収剤および炭素フィラーの含有量は、本発明の樹脂組成物中、0.1〜200ppm(重量割合)の範囲が好ましく、0.5〜100ppmの範囲がより好ましい。
本発明の樹脂組成物には、光拡散剤を配合して光拡散効果を付与することができる。かかる光拡散剤としては高分子微粒子、炭酸カルシウムの如き低屈折率の無機微粒子、およびこれらの複合物等が例示される。かかる高分子微粒子は、既に熱可塑性樹脂の光拡散剤として公知の微粒子である。より好適には粒径数μmのアクリル架橋粒子およびポリオルガノシルセスキオキサンに代表されるシリコーン架橋粒子などが例示される。光拡散剤の形状は球形、円盤形、柱形、および不定形などが例示される。かかる球形は、完全球である必要はなく変形しているものを含み、かかる柱形は立方体を含む。好ましい光拡散剤は球形であり、その粒径は均一であるほど好ましい。光拡散剤の含有量は、樹脂成分100重量部を基準として好ましくは0.005〜20重量部、より好ましくは0.01〜10重量部、更に好ましくは0.01〜3重量部である。尚、光拡散剤は2種以上を併用することができる。
本発明の樹脂組成物には、光高反射用白色顔料を配合して光反射効果を付与することができる。かかる白色顔料としては二酸化チタン(特にシリコーンなど有機表面処理剤により処理された二酸化チタン)顔料が特に好ましい。かかる光高反射用白色顔料の含有量は、樹脂成分100重量部を基準として3〜30重量部が好ましく、8〜25重量部がより好ましい。尚、光高反射用白色顔料は2種以上を併用することができる。
本発明の樹脂組成物には、帯電防止性能が求められる場合があり、かかる場合帯電防止剤を含むことが好ましい。かかる帯電防止剤としては、例えば(1)ドデシルベンゼンスルホン酸ホスホニウム塩に代表されるアリールスルホン酸ホスホニウム塩、およびアルキルスルホン酸ホスホニウム塩などの有機スルホン酸ホスホニウム塩、並びにテトラフルオロホウ酸ホスホニウム塩の如きホウ酸ホスホニウム塩が挙げられる。該ホスホニウム塩の含有量は樹脂成分100重量部を基準として、5重量部以下が適切であり、好ましくは0.05〜5重量部、より好ましくは1〜3.5重量部、更に好ましくは1.5〜3重量部の範囲である。
本発明の樹脂組成物には、強化フィラーとして公知の各種充填材を配合することができる。かかる充填材としては、各種の繊維状充填材、板状充填材、および粒状充填材が利用できる。ここで、繊維状充填材はその形状が繊維状(棒状、針状、扁平状、またはその軸が複数の方向に伸びた形状をいずれも含む)であり、板状充填材はその形状が板状(表面に凹凸を有するものや、板が湾曲を有するものを含む)である充填材である。粒状充填材は、不定形状を含むこれら以外の形状の充填材である。
上記繊維状や板状の形状は充填材の形状観察より明らかな場合が多いが、例えばいわゆる不定形との差異としては、そのアスペクト比が3以上であるものは繊維状や板状といえる。
ここでいう繊維径とは数平均繊維径を指す。尚、かかる数平均繊維径は、成形品を溶剤に溶解するかもくしは樹脂を塩基性化合物で分解した後に採取される残渣、およびるつぼで灰化を行った後に採取される灰化残渣を走査電子顕微鏡観察した画像から算出される値である。
かかる充填材の含有量は、樹脂成分100重量部を基準として200重量部以下が好ましく、より好ましくは100重量部以下、更に好ましくは50重量部以下、特に好ましくは30重量部以下である。
本発明の樹脂組成物には、A成分、B成分以外の熱可塑性樹脂、その他の流動改質剤、抗菌剤、流動パラフィンの如き分散剤、光触媒系防汚剤およびフォトクロミック剤などを配合することができる。
かかる他の樹脂としては、例えばポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリスチレン樹脂、MS樹脂(メチルメタクリートとスチレンから主としてなる共重合体樹脂)、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル/スチレン共重合体(AS樹脂)、ポリメタクリレート樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリ乳酸樹脂、ポリカプロラクトン樹脂、並びに熱可塑性フッ素樹脂(例えばポリフッ化ビニリデン樹脂に代表される)等の樹脂が挙げられる。
本発明の樹脂組成物の調製には任意の方法が採用される。例えばA成分、B成分、C成分、D成分および任意に他の成分を予備混合し、その後溶融混練し、ペレット化する方法を挙げることができる。予備混合の手段としては、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、押出混合機などを挙げることができる。予備混合においては必要に応じて押出造粒器やブリケッティングマシーンなどにより造粒を行うこともできる。他の方法としては例えば、A成分としてパウダーの形態を有するものを含む場合、かかるパウダーの一部と配合する添加剤とをブレンドしてパウダーで希釈した添加剤のマスターバッチを製造し、かかるマスターバッチを利用する方法が挙げられる。予備混合後、ベント式二軸押出機に代表される溶融混練機で溶融混練、およびペレタイザー等の機器によりペレット化する。溶融混練機としては他にバンバリーミキサー、混練ロール、恒熱撹拌容器などを挙げることができるが、ベント式二軸押出機が好ましい。
溶融混練機としては二軸押出機の他にバンバリーミキサー、混練ロール、単軸押出機、3軸以上の多軸押出機などを挙げることができる。
(i)成形性(外観評価)
実施例および比較例に示す各種ペレットを120℃で5時間乾燥した後に射出成形機(住友重機械工業(株)製 SG−150U)によりシリンダー温度280℃、金型温度70℃で、図1に示す、横幅100mm、縦幅150mm×高さ30mmで、厚さ2mmの箱型成形品を連続300ショット成形し、下記の外観評価を実施した。
[外観評価A]
成形品を目視で確認し、全ての成形品の全体が透明であったものを○、成形品中の一部または全体に白化が発生し、不透明部分が確認されたものを×とした。
[外観評価B]
成形品を目視で確認し、全ての成形品にクラックが無いものは○、成形品にクラックが発生したものは、クラックが発生するまでのショット数を確認した。
ISO 1133に準拠し、ペレットを120℃にて約5時間乾燥させ、ペレット中の水分率を200ppm以下にしたものを東洋精機(株)製セミオートメルトインデクサー2A型により、250℃、荷重2.16kgfの条件にて測定した。MVR値が高いほど溶融粘度は低いことを示す。
ペレットを120℃で5時間乾燥した後に射出成形機(住友重機械工業(株)製 SG−150U)によりシリンダー温度280℃、金型温度70℃で、算術平均粗さ(Ra)が0.03μmとしたキャビティ面を持つ金型を使用し、幅50mm、長さ90mm、厚みがゲート側から3mm(長さ20mm)、2mm(長さ45mm)、1mm(長さ25mm)である3段型プレートを成形した。この成形品の色相および該成形品をサンシャイン・ウェザー・メーター(スガ試験機(株)製:S80HB)を使用しブラックパネル温度83℃、湿度50%で400時間処理した後の色相を測定し、試験前後の差をΔEとして記載した。なお、色相は日本電色(株)製SE−2000を用いてC光源反射法により3段型プレートの厚みが2mmの部分を測定した。
ポリカーボネート系樹脂、表面硬度改良剤、紫外線吸収剤、多価脂肪酸エステル並びに表1および表2記載の各種添加剤を各配合量で、ブレンダーにて混合した後、ベント式二軸押出機を用いて溶融混練してペレットを得た。使用する各種添加剤は、それぞれ配合量の10〜100倍の濃度を目安に予めポリカーボネート樹脂との予備混合物を作成した後、ブレンダーによる全体の混合を行った。ベント式二軸押出機((株)日本製鋼所製:TEX30α(完全かみ合い、同方向回転、2条ネジスクリュー))を使用した。押出条件は吐出量20kg/h、スクリュー回転数150rpm、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270℃とした。得られたペレットを120℃で5時間、熱風循環式乾燥機にて乾燥した後、射出成形機を用いて、評価用の試験片を成形した。各評価結果を表1および表2に示した。
(A成分)
A−1:粘度平均分子量20,000の直鎖状芳香族ポリカーボネート樹脂パウダー
(B成分)
B−1:重量平均分子量16,700のフェニルメタクリレート/メチルメタクリレート/α−メチルスチレンの重量比が30:62:8である共重合体からなる表面硬度改質剤(三菱レイヨン(株)製:H−880(商品名))
B−2:重量平均分子量11,800のフェニルメタクリレート/メチルメタクリレート/α−メチルスチレンの重量比が5:92:3である共重合体からなるアクリル樹脂
B−3:重量平均分子量11,600のフェニルメタクリレート/メチルメタクリレート/α−メチルスチレンの重量比が65:25:10である共重合体からなるアクリル樹脂
B−4:重量平均分子量11,500のフェニルメタクリレート/メチルメタクリレート/α−メチルスチレンの重量比が25:35:40である共重合体からなるアクリル樹脂
B−5:重量平均分子量10,000のフェニルメタクリレート/メチルメタクリレートの重量比が34:66である共重合体からなるアクリル樹脂
(C成分)
C−1:2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノール(BASF社製:Tinuvin234(商品名))[5%重量減少温度295℃]
C−2:2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−[(ヘキシル)オキシ]−フェノール(BASF社製:Tinuvin1577FF(商品名))[5%重量減少温度318℃]
C−3:2,2’−メチレンビス[6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール](旭電化工業(株)製:アデカスタブLA−31(商品名))[5%重量減少温度360℃]
C−4:2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール(ケミプロ化成(株)製:ケミソーブ79(商品名))[5%重量減少温度215℃]
(D成分)多価脂肪酸エステル
D−1:ペンタエリスリトールと脂肪族カルボン酸とのフルエステル(理研ビタミン(株)製:リケスターEW−400(商品名))[酸価9]
D−2:ペンタエリスリトールと脂肪族カルボン酸とのフルエステル(理研ビタミン(株)製:リケスターEW−440AW(商品名))[酸価4]
D−3:ペンタエリスリトールと脂肪族カルボン酸とのフルエステル(理研ビタミン(株)製:リケスターEW−250(商品名))[酸価14]
D−4:ペンタエリスリトールと脂肪族カルボン酸とのフルエステル(コグニス・シャパン製:ロキシオールVPG−861(商品名))[酸価1]
D−5:ジペンタエリスリトールと脂肪族カルボン酸とのフルエステル(理研ビタミン(株)製:リケスターSL−02(商品名))[酸価28]
(その他の成分)
(安定剤)
EPQ: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を主成分とし、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を約70重量%、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を約20重量%およびトリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイトを約10重量%含有する安定剤混合物(クラリアントジャパン(株)製:サンドスタブP−EPQ(商品名))0.05重量部
HP:ヒンダードフェノール系酸化防止剤(Ciba Specialty Chemicals K.K.製:Irganox1076(商品名))0.05重量部
Claims (6)
- (A)ポリカーボネート系樹脂(A成分)50〜90重量%および(B)(b−1)芳香族(メタ)アクリレート単量体(b−1成分)10〜59重量%、(b−2)アルキル(メタ)アクリレート単量体(b−2成分)40〜89重量%、および(b−3)変性された芳香族ビニル単量体(b−3成分)1〜30重量%を共重合してなり、重量平均分子量が5,000〜30,000である共重合体である表面硬度改良剤50〜10重量%からなる樹脂成分100重量部に対して、(C)TGA(熱重量解析)における5%重量減少温度が280℃以上である紫外線吸収剤(C成分)0.1〜3重量部および(D)酸価が3〜15の範囲である多価脂肪酸エステル(D成分)0.3〜2重量部を含有し、芳香族ビニル単量体、シアン化ビニル単量体、およびアルキル(メタ)アクリレート単量体からなる群より選ばれた1種以上をグラフト重合してなる重量平均分子量が70,000〜120,000である硬質グラフト重合体を含有しない熱可塑性樹脂組成物。
- 樹脂成分100重量部に対し、(E)リン系安定剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤およびチオエーテル系安定剤からなる群より選ばれる1種以上の安定剤を0.01〜1重量部含有する請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
- C成分が、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤およびベンゾオキサジン系紫外線吸収剤からなる群より選ばれる1種以上の紫外線吸収剤である請求項1または請求項2に記載の熱可塑性樹脂組成物。
- D成分が、グリセリン、ペンタエリスリトールおよびジペンタエリスリトールからなる群より選ばれる多価アルコールと脂肪族カルボン酸とからなる多価脂肪酸エステルである請求項1〜請求項3のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 請求項1〜請求項4のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物からなる成形品。
- 成形品が、表示ディスプレーカバー、電子機器保護カバー、照明カバー、自動車ヘッドランプカバー、自動車向けの窓部材または建材向けの窓部材である請求項5記載の成形品。
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