JP6709076B2 - ポリカーボネート樹脂組成物の製造方法 - Google Patents
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- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
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Description
D=100−RMB・・・(1)
(上記式中、RMBは前記複数の区間の各々における前記ポリカーボネート樹脂粒子の質量割合(質量%)を100質量%にしたときの前記マスターバッチ粒子(B)の質量割合(質量%)の換算値を表す。)
すなわち、ポリカーボネート樹脂粒子及びマスターバッチ粒子の各々の粒径範囲において、その質量割合が近いほど、ポリカーボネート樹脂組成物の溶融混練時における各粒子が受ける熱量及びせん断応力が均一となり、カーボンブラックの分散性が安定するためではないかと本発明者らは推測している。なお、複数の区間のうち複数の区間におけるマスターバッチ粒子(B)の質量割合の合計を100質量%としたときのマスターバッチ粒子(B)の質量割合が1質量%以上における区間においてDの範囲を規定しているのは、マスターバッチ粒子(B)の質量割合が1質量%未満における区間においてDの範囲を規定しても、マスターバッチ粒子(B)の質量割合が1質量%未満における区間ではマスターバッチ粒子の割合が小さく、ひいてはカーボンブラック粒子の割合も小さくなるため、Dがー30〜+30%の範囲を外れることがカーボンブラック粒子の分散性に十分な影響を与えないためである。
D=100−RMB・・・(1)
(上記式(1)中、RMBは複数の区間の各々におけるPC樹脂粒子の質量割合(質量%)を100質量%にしたときのMB粒子(B)の質量割合(質量%)の換算値を表す。)
粒径がa1より大きい区間
粒径がa2より大きくa1以下である区間
…
粒径がan−1より大きくan−2以下である区間
粒径がan−1以下である区間
n個の区間の各々におけるPC樹脂粒子の質量割合(質量%)=100×(各篩に振り分けられたPC樹脂粒子の質量、又は、最下段の篩を通過したPC樹脂粒子の質量)/(投入したPC樹脂粒子の全質量)
RMB=100×(n個の区間の各々におけるMB粒子(B)の質量割合(質量%))/(n個の区間の各々におけるPC樹脂粒子の質量割合(質量%))
MB粒子準備工程では、熱可塑性樹脂(B1)及びカーボンブラック(B2)を含むMB原料を溶融混練してMB粒子(B)を準備する。
熱可塑性樹脂(B1)は、PC樹脂(B1−1)、スチレン系熱可塑性樹脂(B1−2)又はこれらの混合物で構成される。
PC樹脂(B1−1)としては、芳香族PC樹脂、脂肪族PC樹脂、芳香族−脂肪族PC樹脂が挙げられる。PC樹脂(B1−1)としては、芳香族PC樹脂が好ましい。
スチレン系熱可塑性樹脂(B1−2)は、スチレン単位を含有する熱可塑性樹脂であればよく、具体的には、スチレン系単量体の単独重合体、又は、スチレン系単量体とこのスチレン系単量体と共重合可能な他のビニル単量体およびゴム成分からなる群より選ばれる1種以上との共重合体で構成される。ここで、スチレン系熱可塑性樹脂(B1−2)成分中のゴム成分の含有量は50質量%未満である。ゴム成分の含有量は好ましくは45質量%未満である。
カーボンブラック(B2)は、PC樹脂組成物に黒色を付与するためのものである。
カーボンMB原料は、熱可塑性樹脂(B1)及びカーボンブラック(B2)のほか、分散剤、滑剤、安定剤、加工助剤、カーボンブラック以外の着色剤などの他の成分を含んでいてもよい。
MB粒子(B)は、熱可塑性樹脂(B1)及びカーボンブラック(B2)を溶融混練した後、粉砕機で粉砕するか、又は、溶融混練により得られる溶融混練物を押し出してから冷却し、ペレタイザーを用いてペレット化することにより得ることができる。
溶融混練工程では、MB粒子準備工程で得られたMB粒子(B)と、PC樹脂(A)からなるPC樹脂粒子とを溶融混練する。
PC樹脂粒子を構成するPC樹脂(A)としては、PC樹脂(B1−1)と同様のものを用いることができる。
上記熱安定剤(C)としては、例えばフェノール系熱安定剤、リン系安定剤、イオウ系安定剤等の熱安定剤を用いることができる。
MB粒子(B)及びPC樹脂粒子の合計100質量部に対する熱安定剤(C)の配合割合は0.05〜0.4質量部であることがより好ましい。
分散剤(D)は、MB粒子(B)をPC樹脂(A)中に容易に分散させることができるものであれば特に制限されない。分散剤(D)としては、例えば脂肪酸ワックス、脂肪酸、ポリエチレンワックス、パラフィンワックス、脂肪族アマイド、アクリル共重合体などを用いることができる。
MB粒子(B)とPC樹脂(A)とを溶融混練する場合には押出機が用いられる。押出機としては、一般的に使用される単軸押出機、二軸押出機のいずれも使用可能である。
本発明の製造方法により得られるPC樹脂組成物は、例えば自動車内外装品(ドアハンドル、ヘッドランプエスカッション、フェンダー、ルーフレール、アンテナカバー及びピラーなど)及びOA機器ハウジング(複写機ハウジング;ラップトップ、タブレット及びスマートフォンの筐体)などに適用可能である。
1)PC樹脂A1
界面重合法で製造されたビスフェノールA型芳香族PC樹脂
三菱エンジニアリングプラスチックス社製 ユーピロン(登録商標)S−3000
粘度平均分子量 22,000
2)PC樹脂A2
溶融重合法で製造されたビスフェノールA型芳香族PC樹脂
三菱エンジニアリングプラスチックス社製 ノバレックス(登録商標)M7022
粘度平均分子量 23,500
(B1)熱可塑性樹脂
1)PC樹脂B1−1
界面重合法で製造されたビスフェノールA型芳香族PC樹脂
三菱エンジニアリングプラスチックス社製 ユーピロン(登録商標)H−4000
粘度平均分子量 16,000
2)PC樹脂B1−2
溶融重合法で製造されたビスフェノールA型芳香族PC樹脂
三菱エンジニアリングプラスチックス社製 ノバレックス(登録商標)M7022
粘度平均分子量 23,500
3)ポリスチレン樹脂(PS樹脂)B1−3
PSジャパン社製 「HH102」
(B2)カーボンブラック
1)カーボンブラックB2−1
キャボット社製「BP−800」
(平均粒径:17nm、DBP吸油量:68cm3/100g、BET比表面積:210m2/g)
2)カーボンブラックB2−2
三菱化学社製「#850」
(平均粒径:17nm、DBP吸油量:74cm3/100g、BET比表面積:220m2/g)
ADEKA(株)製、商品名「アデカスタブAS2112」(トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト)
熱可塑性樹脂(B1)及びカーボンブラック(B2)を表1に示す配合割合(単位:質量部)で小容量加圧式ニーダー(製品名「D3−7.5」、日本スピンドル製造社製)に投入し、加熱温度220℃で30分間溶融混練し、混練物を得た。そして、混練物をニーダーから取り出し、室温で十分に冷却した後、粉砕機で粉砕を行った。こうしてMB粒子(B)としてMB1−1〜1−6を得た。このとき、粉砕は、粉砕機の回転数(単位:rpm)及び粉砕時間(単位:分)を表1に示す通りに設定して行った。
まずPC樹脂(A)からなるPC樹脂粒子の粒度分布については以下のようにして測定した。
はじめに、目開きの異なる6個の篩を電磁式篩振とう器(製品名「AS−200」、Retsch社製)にセットした。このとき、6個の篩は、下から上に向かうにつれて目開きが大きくなるように上下に積み重ねた。具体的には、各篩の目開きは、最上段側から順次、1700μm、1180μm、850μm、500μm、350μm、180μmとした。こうしてPC樹脂粒子の粒径範囲を7個の区間に区切るようにした。そして、最上段の篩にPC樹脂粒子を投入し、振動数50回/分、振幅2mmの条件下で10分間篩を振とうさせた。
はじめに、目開きの異なる6個の篩を、電磁式篩振とう器(製品名「AS−200」、Retsch社製)にセットした。このとき、6個の篩は、下から上に向かうにつれて目開きが大きくなるように上下に積み重ねた。具体的には、各篩の目開きは、最上段側から順次、1700μm、1180μm、850μm、500μm、350μm、180μmとした。こうしてMB粒子(B)の粒径範囲を7個の区間に区切るようにした。そして、最上段の篩にMB粒子(B)を投入し、6個の篩をPC樹脂粒子の場合と同様の条件で振とうさせた。また7個の区間におけるMB粒子(B)の質量割合の合計を100質量%としたときの各区間におけるMB粒子(B)の質量割合(質量%)、各区間におけるPC樹脂粒子の質量割合(質量%)を100質量%にしたときのMB粒子(B)の質量割合(質量%)の換算値RMB(質量%)、及び、各区間におけるD(質量%)は表7に示す通りとなった。またPC樹脂粒子及びMB粒子(B)の粒径範囲における各区間の粒径範囲と、各区間におけるPC樹脂粒子又はMB粒子(B)の質量割合(質量%)との関係を示すグラフを図1に示す。
熱可塑性樹脂(B1)及びカーボンブラック(B2)を表2に示す配合割合(単位:質量部)で小容量加圧式ニーダー(製品名「D3−7.5」、日本スピンドル製造社製)に投入し、加熱温度280℃で30分間溶融混練し、混練物を得た。そして、混練物をニーダーから取り出し、室温で十分に冷却した後、粉砕機で粉砕を行った。こうしてMB粒子(B)としてMB2−1〜2−4を得た。このとき、粉砕は、粉砕機の回転数(単位:rpm)及び粉砕時間(単位:分)を表2に示す通りに設定して行った。
まずPC樹脂(A)からなるPC樹脂粒子の粒度分布については以下のようにして測定した。
はじめに、目開きの異なる6個の篩を電磁式篩振とう器(製品名「AS−200」、Retsch社製)にセットした。このとき、6個の篩は、下から上に向かうにつれて目開きが大きくなるように上下に積み重ねた。具体的には、各篩の目開きは、最上段側から順次、1700μm、1180μm、850μm、500μm、350μm、180μmとした。こうしてPC樹脂粒子の粒径範囲を7個の区間に区切るようにした。そして、最上段の篩にPC樹脂粒子を投入し、振動数50回/分、振幅2mmの条件下で10分間振とうさせた。
はじめに、目開きの異なる6個の篩を、電磁式篩振とう器(製品名「AS−200」、Retsch社製)にセットした。このとき、6個の篩は、下から上に向かうにつれて目開きが大きくなるように上下に積み重ねた。具体的には、各篩の目開きは、最上段側から順次、1700μm、1180μm、850μm、500μm、350μm、180μmとした。こうしてMB粒子の粒径範囲を7個の区間に区切るようにした。そして、最上段の篩にMB粒子(B)を投入し、6個の篩をPC樹脂粒子の場合と同様の条件で振とうさせた。このとき、7個の区間におけるMB粒子(B)の質量割合の合計を100質量%としたときの各区間におけるMB粒子(B)の質量割合(質量%)、各区間におけるPC樹脂粒子の質量割合(質量%)を100質量%にしたときのMB粒子(B)の質量割合(質量%)の換算値RMB(質量%)、及び、各区間におけるD(質量%)は表8に示す通りとなった。またPC樹脂粒子及びMB粒子(B)の粒径範囲における各区間の粒径範囲と、各区間におけるPC樹脂粒子又はMB粒子(B)の質量割合(質量%)との関係を示すグラフを図2に示す。
熱可塑性樹脂(B1)及びカーボンブラック(B2)を表3に示す配合割合(単位:質量部)でタンブラーミキサーにて均一に混合し、二軸押出機(製品名「TEX30XCT」、日本製鋼所社製)でシリンダー温度280℃、スクリュー回転数300rpmにて溶融混練した後、ストランド状に押し出して水槽にて冷却し、ペレタイザーを用いてペレット化した。こうしてMB粒子(B)としてMB3−1〜3−4を得た。このとき、ペレット化は、ぺレタイザーの回転数(単位:rpm)を表3に示す通りに設定して行った。
まずPC樹脂(A)からなるPC樹脂粒子の粒度分布を以下のようにして測定した。
はじめに、目開きの異なる5個の篩を、電磁式篩振とう器(製品名「AS−200」、Retsch社製)にセットした。このとき、5個の篩は、下から上に向かうにつれて目開きが大きくなるように上下に積み重ねた。具体的には、各篩の目開きは、最上段側から順次、3.35mm、2.80mm、2.36mm、2.00mm、1.00mmとした。こうしてPC樹脂粒子の粒径範囲を6個の区間に区切るようにした。そして、最上段の篩にPC樹脂粒子を投入し、振動数50回/分、振幅2mmの条件下で10分間振とうさせた。
はじめに、目開きの異なる5個の篩を、電磁式篩振とう器(製品名「AS−200」、Retsch社製)にセットした。このとき、5個の篩は、下から上に向かうにつれて目開きが大きくなるように上下に積み重ねた。そして、最上段の篩にMB粒子(B)を投入し、5個の篩をPC樹脂粒子の場合と同様の条件で振とうさせた。このとき、各篩の目開きは、最上段側から順次、3.35mm、2.80mm、2.36mm、2.00mm、1.00mmとした。こうしてMB粒子(B)の粒径範囲を6個の区間に区切るようにした。また6個の区間におけるMB粒子(B)の質量割合の合計を100質量%としたときの各区間におけるMB粒子(B)の質量割合(質量%)、各区間におけるPC樹脂粒子の質量割合(質量%)を100質量%にしたときのMB粒子(B)の質量割合(質量%)の換算値RMB(質量%)、及び、各区間におけるD(質量%)は表9に示す通りとなった。またPC樹脂粒子及びMB粒子(B)の粒径範囲における各区間の粒径範囲と、各区間におけるPC樹脂粒子又はMB粒子(B)の質量割合(質量%)との関係を示すグラフを図3に示す。
実施例1〜9及び比較例1〜6で得られたPC樹脂組成物のペレットについて、以下のようにして外観を評価した。
1:表面のブツが全く見られない
2:表面のブツが極わずかに見られる
3:表面のブツがわずかに見られる
4:表面のブツが多く見られる
5:表面のブツがかなり多く見られる
(合格基準)
以下の(1)〜(3)を全て満たすこと
(1)外観評価結果が通常条件(射出時間3秒)で3以下であること
(2)外観評価結果が低速条件(射出時間7秒)で7以下であること
(3)50μmを超える大きさを有するブツの個数が15個未満であること
Claims (5)
- ポリカーボネート樹脂(A)と、熱可塑性樹脂(B1)と、カーボンブラック(B2)とを含むポリカーボネート樹脂組成物を製造するポリカーボネート樹脂組成物の製造方法であって、
前記熱可塑性樹脂(B1)及び前記カーボンブラック(B2)を含むマスターバッチ原料を溶融混練してマスターバッチ粒子(B)を準備するマスターバッチ粒子準備工程と、
前記マスターバッチ粒子準備工程で得られた前記マスターバッチ粒子(B)と、前記ポリカーボネート樹脂(A)からなるポリカーボネート樹脂粒子とを溶融混練する溶融混練工程とを含み、
前記マスターバッチ粒子準備工程において、前記熱可塑性樹脂(B1)が、ポリカーボネート樹脂(B1−1)及びスチレン系熱可塑性樹脂(B1−2)からなる群より選ばれる少なくとも1種で構成され、前記カーボンブラック(B2)の吸油量が60〜100cm 3 /100gであり、
前記溶融混練工程において、前記ポリカーボネート樹脂粒子及び前記マスターバッチ粒子(B)の粒度分布を、前記ポリカーボネート樹脂粒子及び前記マスターバッチ粒子(B)の粒径範囲が複数の区間に区切られるように測定した場合に、前記複数の区間のうち前記複数の区間におけるマスターバッチ粒子(B)の質量割合の合計を100質量%としたときの前記マスターバッチ粒子(B)の質量割合が1質量%以上である区間において下記式で表されるDが−30〜+30%である、ポリカーボネート樹脂組成物の製造方法。
D=100−RMB・・・(1)
(上記式(1)中、RMBは前記複数の区間の各々における前記ポリカーボネート樹脂粒子の質量割合(質量%)を100質量%にしたときの前記マスターバッチ粒子(B)の質量割合(質量%)の換算値を表す。) - 前記溶融混練工程において、前記ポリカーボネート樹脂粒子及び前記マスターバッチ粒子(B)中の前記ポリカーボネート樹脂粒子の配合率が80〜99.95質量%である、請求項1に記載のポリカーボネート樹脂組成物の製造方法。
- 前記ポリカーボネート樹脂(A)の粘度平均分子量が12,000〜40,000である請求項1又は2に記載のポリカーボネート樹脂組成物の製造方法。
- 前記マスターバッチ粒子準備工程において、前記熱可塑性樹脂(B1)及び前記カーボンブラック(B2)中の前記カーボンブラック(B2)の配合率が5〜60質量%である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のポリカーボネート樹脂組成物の製造方法。
- 前記溶融混練工程において、前記マスターバッチ粒子(B)及び前記ポリカーボネート樹脂粒子とともに熱安定剤(C)が溶融混練され、
前記熱安定剤(C)が、前記マスターバッチ粒子(B)及び前記ポリカーボネート樹脂粒子の合計100質量部に対して0.01〜0.5質量部の割合で含まれている、請求項1〜4のいずれか一項に記載のポリカーボネート樹脂組成物の製造方法。
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