JP6452075B2

JP6452075B2 - ポリカーボネート樹脂組成物、及び樹脂成形品

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Publication number: JP6452075B2
Application number: JP2014259058A
Authority: JP
Inventors: 和晃美馬; 田坂　知久; 知久田坂
Original assignee: NOF Corp
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 2014-12-22
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2019-01-16
Anticipated expiration: 2034-12-22
Also published as: JP2016117847A

Description

本発明は、摺動部材として利用可能なポリカーボネート樹脂組成物、及び樹脂成形品に関する。

ポリカーボネート系樹脂は、汎用エンジニアリングプラスチックの中でも耐衝撃性、耐熱変形性が良好な樹脂として知られており、これらの特徴をいかして、電気・電子分野、自動車分野等で各種部品の材料として使用されている。しかしながら、ＯＡ機器等の電気・電子分野や自動車分野等、使用される場所によっては摺動性が要求されることがあり、ポリカーボネート樹脂を単独で用いた場合は摺動性に劣るため、摺動性改良剤の添加が試みられている。

ポリカーボネート樹脂の摺動性を改良するための技術が、特許文献１に開示されている。特許文献１に記載の技術では、ポリエチレンと、アクリロニトリル−スチレン共重合体やメタクリル酸メチルと、のグラフト共重合体を、添加剤として加えることによりポリカーボネート樹脂の摺動特性を向上させている。

特開平４−２０５５０号公報

しかしながら、特許文献１に係る添加剤が加えられたポリカーボネート樹脂では、金属を相手材とする摺動試験では良好な結果が得られるものの、相手材を同材とする、つまり当該ポリカーボネート樹脂同士の摺動試験では十分な結果が得られない。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、相手材によらずに優れた摺動特性が得られるポリカーボネート樹脂組成物、及び樹脂成形品を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るポリカーボネート樹脂組成物は、１００重量部の（Ａ）ポリカーボネート樹脂と、３〜２０重量部の（Ｂ）グラフト共重合体と、を含有する（ただし、ウイスカ状強化繊維を除く）。前記（Ｂ）グラフト共重合体は、主鎖がポリエチレンで側鎖がアクリロニトリル-スチレンであり、主鎖と側鎖との重量比が４０／６０〜９０／１０であり、側鎖は、アクリロニトリル（ＡＮ）成分とスチレン（Ｓｔ）成分との重量比がＡＮ／Ｓｔ＝１０／９０〜５０／５０により構成される。

この構成のポリカーボネート樹脂組成物では、（Ａ）ポリカーボネート樹脂の優れた機械的物性を維持しつつ、相手材によらずに優れた摺動特性が得られる。

本発明の一形態に係る樹脂成形品は、上記ポリカーボネート樹脂組成物を成形して得られる。

相手材によらずに優れた摺動特性が得られるポリカーボネート樹脂組成物、及び樹脂成形品を提供することができる。

以下、本発明の一実施形態を説明する。

［ポリカーボネート樹脂組成物］
本実施形態に係るポリカーボネート樹脂組成物は、（Ａ）ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）と、（Ｂ）グラフト共重合体と、を含有する。このポリカーボネート樹脂組成物では、（Ａ）ポリカーボネート樹脂に（Ｂ）グラフト共重合体に添加することによって、（Ａ）ポリカーボネート樹脂の優れた機械的物性及び成形外観を損なうことなく、高い摺動特性が得られる。特に、このポリカーボネート樹脂組成物では、金属などの他の材料を相手材とする摺動試験のみならず、当該ポリカーボネート樹脂組成物同士の摺動試験でも良好な結果が得られる。

本実施形態に係るポリカーボネート樹脂組成物では、１００重量部の（Ａ）ポリカーボネート樹脂に対する（Ｂ）グラフト共重合体の添加量が、３〜２０重量部であり、３〜１５重量部であることが好ましい。このポリカーボネート樹脂組成物では、（Ｂ）グラフト共重合体の添加量を３重量部以上とすることにより更に高い摺動特性が得られる。また、このポリカーボネート樹脂組成物では、（Ｂ）グラフト共重合体の添加量を２０重量部以下とすることにより良好な成形外観が得られ、１５重量部以下とすることにより更に良好な成形外観が得られる。

（Ａ）ポリカーボネート樹脂は、種々のジヒドロキシジアリール化合物とホスゲンとを反応させるホスゲン法、またはジヒドロキシジアリール化合物とジフェニルカーボネートなどの炭酸エステルとを反応させるエステル交換法によって得られる重合体であり、代表的なものとしては、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）から製造されたポリカーボネート樹脂が挙げられ、末端ＯＨ基を封止してあるもの、してないものどちらも使用可能である。

（Ｂ）グラフト共重合体は、ポリエチレンを主鎖とし、アクリロニトリル−スチレン共重合体を側鎖とする。（Ｂ）グラフト共重合体では、ポリエチレンとアクリロニトリル−スチレン共重合体との含有量の合計を１００重量％とすると、ポリエチレンの含有量が４０〜６０重量％であり、アクリロニトリル−スチレン共重合体の含有量が４０〜６０重量％である。また、アクリロニトリル−スチレン共重合体は、アクリロニトリル成分とスチレン成分との含有量の合計を１００重量％とすると、アクリロニトリル成分の含有量が１０〜５０重量％であり、スチレン成分の含有量が５０〜９０重量％である。このような構成の（Ｂ）グラフト共重合体を（Ａ）ポリカーボネート樹脂に添加することにより、（Ａ）ポリカーボネート樹脂の優れた機械的物性及び成形外観を損なうことなく、相手材によらずに優れた摺動特性を有するポリカーボネート樹脂組成物が得られる。

ポリカーボネート樹脂組成物は、必要に応じて、（Ａ）ポリカーボネート樹脂及び（Ｂ）グラフト共重合体以外の副成分を更に含んでいてもよい。このような副成分としては、例えば、（１）潤滑剤、（２）無機難燃剤、（３）有機難燃剤、（４）有機又は無機の充填剤、（５）各種添加剤、（６）エンジニアリングプラスチックなどが挙げられる。

より具体的に、（１）潤滑剤としては、例えば、鉱油、炭化水素、脂肪酸、アルコール、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、金属石けん、天然ワックス、シリコーンなどが挙げられる。
（２）無機難燃剤としては、例えば、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどが挙げられる。
（３）有機難燃剤としては、例えば、ハロゲン系、リン系の難燃剤が挙げられる。
（４）有機又は無機の充填剤としては、例えば、金属粉、タルク、ガラス繊維、カーボン繊維、木粉などが挙げられる。
（５）各種添加剤としては、例えば、酸化防止剤、紫外線防止剤、滑剤、分散剤、カップリング剤、発泡剤、架橋剤、着色剤などが挙げられる。
（６）エンジニアリングプラスチックとしては、例えば、他のポリオレフィン系樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイドなどが挙げられる。

［樹脂成形品］
本実施形態に係るポリカーボネート樹脂組成物は、熱可塑性樹脂であるため、射出成形や押出し成形などにより、容易に様々な形状に成形することが可能である。本実施形態に係るポリカーボネート樹脂組成物を成形して得られる樹脂成形品は、成形外観、機械的物性、及び摺動特性に優れるため、自動車、ＯＡ電子機器、電気機器、電子機器などの種々の分野に幅広く応用可能である。

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。

［試験片の作製］
（試験片の作製方法）
実施例１〜１０及び比較例１〜１０について（Ａ）ポリカーボネート樹脂及び（Ｂ）グラフト共重合体の種類や量を変化させて試験片を作製した。具体的には、（Ａ）ポリカーボネート樹脂と、（Ｂ）グラフト共重合体と、を二軸押出機（ＰＣＭ−３０：池貝製）により溶融混練（押出温度：２４０〜２６０℃）し、ペレット状のポリカーボネート樹脂組成物を得た。次いで、このペレットを射出成形（バレル温度：２５０〜２７０℃、金型温度：８０℃）し、樹脂成形品である試験片を得た。

（実施例１）
（Ａ）成分としてポリカーボネート樹脂〔出光興産（株）製、商品名：タフロンＡ２２００〕（Ｂ）グラフト共重合体として、主鎖がポリエチレン（ＰＥ）であり、側鎖がアクリロニトリル（ＡＮ）−スチレン（Ｓｔ）共重合体であるグラフト共重合体を用いた。１００重量部の（Ａ）ポリカーボネート樹脂に対する（Ｂ）グラフト共重合体の添加量は５重量部とした。

（Ｂ）グラフト共重合体の各成分の含有量は、ポリエチレン（ＰＥ）が５０重量％であり、アクリロニトリル（ＡＮ）が１５重量％であり、スチレン（Ｓｔ）が３５重量％である。以下、（Ｂ）グラフト共重合体の各成分の含有量を、「ＰＥ／ＡＮ／Ｓｔ＝５０重量％／１５重量％／３５重量％」のように略して示す。

（実施例２）
実施例２では、（Ａ）ポリカーボネート樹脂及び（Ｂ）グラフト共重合体の種類を実施例１と同様とし、１００重量部の（Ａ）ポリカーボネート樹脂に対する（Ｂ）グラフト共重合体の添加量を１重量部とした。

（実施例３）
実施例３では、（Ａ）ポリカーボネート樹脂及び（Ｂ）グラフト共重合体の種類を実施例１と同様とし、１００重量部の（Ａ）ポリカーボネート樹脂に対する（Ｂ）グラフト共重合体の添加量を２０重量部とした。

（実施例４）
実施例４では、（Ｂ）グラフト共重合体として、主鎖がポリエチレンであり、側鎖がアクリロニトリル−スチレン共重合体であるグラフト共重合体（ＰＥ／ＡＮ／Ｓｔ＝６０重量％／１２重量％／２８重量％）を用い、（Ａ）ポリカーボネートの種類、及び（Ｂ）グラフト共重合体の添加量を実施例１と同様とした。

（実施例５）
実施例５では、（Ｂ）グラフト共重合体として、主鎖がポリエチレンであり、側鎖がアクリロニトリル−スチレン共重合体であるグラフト共重合体（ＰＥ／ＡＮ／Ｓｔ＝４０重量％／１８重量％／４２重量％）を用い、（Ａ）ポリカーボネート樹脂の種類、及び（Ｂ）グラフト共重合体の添加量を実施例１と同様とした。

（実施例６）
実施例６では、（Ｂ）グラフト共重合体として、主鎖がポリエチレンであり、側鎖がアクリロニトリル−スチレン共重合体であるグラフト共重合体（ＰＥ／ＡＮ／Ｓｔ＝５０重量％／２５重量％／２５重量％）を用い、（Ａ）ポリカーボネート樹脂の種類、及び（Ｂ）グラフト共重合体の添加量を実施例１と同様とした。

（実施例７）
実施例７では、（Ｂ）グラフト共重合体として、主鎖がポリエチレンであり、側鎖がアクリロニトリル−スチレン共重合体であるグラフト共重合体（ＰＥ／ＡＮ／Ｓｔ＝５０重量％／７．５重量％／４２．５重量％）を用い、（Ａ）ポリカーボネート樹脂の種類、及び（Ｂ）グラフト共重合体の添加量を実施例１と同様とした。

（実施例８）
実施例８では、（Ａ）ポリカーボネート樹脂及び（Ｂ）グラフト共重合体の種類、添加量を実施例１と同様とし、副成分として、ガラス繊維を（Ａ）ポリカーボネート樹脂に対して３０重量部添加した。

（実施例９）
実施例９では、（Ａ）ポリカーボネート樹脂として〔SABIC製、商品名：レキサン101〕、を用い（Ｂ）グラフト共重合体の種類、添加量は実施例１と同様にした。

（比較例１）
比較例１では、（Ａ）ポリカーボネート樹脂及び（Ｂ）グラフト共重合体の種類を実施例１と同様とし、１００重量部の（Ａ）ポリカーボネート樹脂に対する（Ｂ）グラフト共重合体の添加量を３０重量部とした。つまり、比較例1に係るポリカーボネート樹脂組成物では、（Ｂ）グラフト共重合体の添加量が、上記実施形態に係るポリカーボネート樹脂組成物の上限である２０重量部よりも多い。

（比較例２）
比較例２では、（Ａ）ポリカーボネート樹脂及び（Ｂ）グラフト共重合体の種類を実施例１と同様とし、１００重量部の（Ａ）ポリカーボネート樹脂に対する（Ｂ）グラフト共重合体の添加量を０．１重量部とした。つまり、比較例２に係るポリカーボネート樹脂組成物では、（Ｂ）グラフト共重合体の添加量が、上記実施形態に係るポリカーボネート樹脂組成物の下限である０．５重量部よりも少ない。

（比較例３）
比較例３では、（Ｂ）グラフト共重合体として、主鎖がポリエチレンであり、側鎖がアクリロニトリル−スチレン共重合体であるグラフト共重合体（ＰＥ／ＡＮ／Ｓｔ＝７０重量％／９重量％／２１重量％）を用い、（Ａ）ポリカーボネート樹脂の種類、及び（Ｂ）グラフト共重合体の添加量を実施例１と同様とした。つまり、比較例３に係るポリカーボネート樹脂組成物では、（Ｂ）グラフト共重合体におけるポリエチレンの量が、上記実施形態に係るポリカーボネート樹脂組成物の上限である６０重量％よりも多い。

（比較例４）
比較例４では、（Ｂ）グラフト共重合体として、主鎖がポリエチレンであり、側鎖がアクリロニトリル−スチレン共重合体であるグラフト共重合体（ＰＥ／ＡＮ／Ｓｔ＝３０重量％／２１重量％／４９重量％）を用い、（Ａ）ポリカーボネート樹脂の種類、及び（Ｂ）グラフト共重合体の添加量を実施例１と同様とした。つまり、比較例４に係るポリカーボネート樹脂組成物では、（Ｂ）グラフト共重合体におけるポリエチレンの量が、上記実施形態に係るポリカーボネート樹脂組成物の下限である４０重量％よりも少ない。

(比較例５）
比較例５では、（Ｂ）グラフト共重合体として、主鎖がポリエチレンであり、側鎖がアクリロニトリル−スチレン共重合体であるグラフト共重合体（ＰＥ／ＡＮ／Ｓｔ＝５０重量％／４２．５重量％／７．５重量％）を用い、（Ａ）ポリカーボネート樹脂の種類、及び（Ｂ）グラフト共重合体の添加量を実施例１と同様とした。つまり、比較例５に係るポリカーボネート樹脂組成物では、（Ｂ）グラフト共重合体における側鎖のアクリロニトリル−スチレン共重合体のアクリロニトリル成分の比率が、上記実施形態に係るポリカーボネート樹脂組成物の上限よりも多い。

（比較例６）
比較例６では、（Ｂ）グラフト共重合体の代わりに、グラフト共重合していないポリエチレンとアクリロニトリル−スチレン共重合体とのブレンド物（ＰＥ／Ｐ（ＡＮ／Ｓｔ））を用い、（Ａ）ポリカーボネート樹脂の種類を実施例１と同様とし、ブレンド物（ＰＥ／Ｐ（ＡＮ／Ｓｔ））の添加量を実施例１の（Ｂ）グラフト共重合体の添加量と同様とした。

（比較例７）
比較例７では、（Ｂ）グラフト共重合体の代わりにポリエチレンを用い、（Ａ）ポリカーボネートの種類を実施例１と同様とし、ポリエチレンの添加量を実施例１の（Ｂ）グラフト共重合体の添加量と同様とした。

［評価方法］
（成形外観の評価）
各試験片を目視にて外観の評価を行った。評価基準は以下のとおりである。
○：良好（フローマーク、ジェッティング、剥離等がない。）
×：不良（フローマーク、ジェッティング、剥離等が存在。）

（摺動特性の評価）
各試験片の摺動特性の評価として、以下の内容のスラスト式摩擦摩耗試験を行った。
・試験機：オリエンテック株式会社製摩擦摩耗試験機ＥＦＭ−ＩＩＩ−Ｆ
・試験片の形状：内径２０ｍｍ、外径２５．６ｍｍの円筒
・試験片の組成：上記及び表１〜表４参照
・相手材の形状：内径２０ｍｍ、外径２５．６ｍｍの円筒
・相手材の種類：樹脂（ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ナイロン６６（ＰＡ６６），ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ））、同材（各試験片と同様）、炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）
・試験条件：荷重２０Ｎ・線速度５０ＣＭ／ＳＥＣ（樹脂及び同材）、荷重５０Ｎ・線速度５０ＣＭ／ＳＥＣ（炭素鋼）
摺動特性の判断基準は以下に示す通りである。
動摩擦係数：０．３０以下が良好
摩耗量：５．０ｍｇ以下が良好

［評価結果（実施例１〜９）］
表１及び表２は実施例１〜実施例９の評価結果を示している。

［評価結果（比較例１〜７）］
表３及び表４は比較例１〜比較例７の評価結果を示している。

各実施例及び比較例の組成及び評価結果を表１〜表４にまとめる。

Claims

１００重量部の（Ａ）ポリカーボネート樹脂と、３〜２０重量部の（Ｂ）グラフト共重合体と、を含有し（ただし、ウイスカ状強化繊維を除く）、
前記（Ｂ）グラフト共重合体は、４０〜６０重量％のポリエチレンと、４０〜６０重量％のアクリロニトリル−スチレン共重合体と、により構成され、前記ポリエチレンを主鎖とし、前記アクリロニトリル−スチレン共重合体を側鎖とし、
前記アクリロニトリル−スチレン共重合体は、１０〜５０重量％のアクリロニトリル成分と、５０〜９０重量％のスチレン成分と、により構成されるポリカーボネート樹脂組成物。
請求項１記載の樹脂組成物を成形して得られる樹脂成形品。