JP6766267B2 - 樹脂組成物及び成形品 - Google Patents

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Description

本発明は、樹脂組成物及び成形品に関する。
ポリカーボネート樹脂は、優れた機械特性、熱特性を有しているため、OA機器分野、電子電気機器分野、自動車分野等様々な分野で広く利用されている。近年、ポリカーボネート樹脂の種々の特性を改良すべく、ポリカーボネート樹脂に他の樹脂をブレンドすることが検討されている。
例えば、特許文献1には、耐薬品性の高いポリカーボネート樹脂組成物を提供することを目的として、融点150〜230℃の熱可塑性フッ素樹脂をポリカーボネート樹脂に2〜40重量%配合してなる樹脂組成物が提案されている。しかしながら、溶融時の流動性や難燃性の向上については述べられていない。
また、特許文献2には、難燃性に優れ、機械的強度を保持し、かつ摺動性及び耐溶剤性に優れたポリカーボネート樹脂組成物を開発することを目的として、(A)特定のポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体1〜99重量%及び(B)フッ素樹脂99〜1重量%からなることを特徴とするポリカーボネート樹脂組成物が提案されている。しかしながら、溶融時の流動性や低温における耐衝撃性の向上に関する記載はない。
また、特許文献3では、ポリカーボネート樹脂の難燃性付与及びドリップ防止を目的としてフッ素樹脂(特にPTFE)を添加している。しかしながら、フッ素樹脂を5重量部以上添加した場合、分散が不十分となり、樹脂の機械的強度の低下や加工流動性の低下がみられることを示しており、ポリカーボネート樹脂とフッ素樹脂のアロイ材において難燃性と機械特性及び流動性を両立することが困難であることがわかる。
また、特許文献4ではフッ素樹脂PTFEを添加することで摺動特性を向上させている。しかしながら、フッ素樹脂PTFEの分散粒径を小さくするには、限界があり、成形加工プロセスにて不具合が生じることがある。
また、特許文献5には、プレナムケーブル向けペルフルオロポリマーに多量の無機化合物と少量のポリカーボネート樹脂を添加することで、チャー形成及びインク印刷性を向上させた樹脂組成物が提示されている。しかしながら、樹脂組成物として十分な機械強度を持つことは記載されていない。
特開平5−171025号公報 特開平6−313087号公報 特開2001−226576号公報 特開昭63−213555号公報 特表2007−522613号公報
近年では、より多様な特性に優れるポリカーボネート樹脂組成物が求められている。
本発明は、上記現状に鑑み、流動性に優れ、また、引張特性、曲げ特性、低温耐衝撃性及び難燃性に優れる成形品を与える樹脂組成物を提供することを目的とする。
本発明は、ポリカーボネート樹脂及び含フッ素共重合体を含み、上記含フッ素共重合体は、全重合単位に対し、75質量%以上のテトラフルオロエチレンに基づく重合単位と、2質量%以上の、ヘキサフルオロプロピレンに基づく重合単位及びパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)に基づく重合単位からなる群より選択される少なくとも1種とを含む共重合体であることを特徴とする樹脂組成物である。
上記含フッ素共重合体は、全重合単位に対し、92〜80質量%のテトラフルオロエチレンに基づく重合単位と、8〜20質量%のヘキサフルオロプロピレンに基づく重合単位とを含む共重合体、全重合単位に対し、98〜90質量%のテトラフルオロエチレンに基づく重合単位と、2〜10質量%のパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)に基づく重合単位とを含む共重合体、及び、全重合単位に対し、92質量%未満〜75質量%のテトラフルオロエチレンに基づく重合単位と、8〜20質量%のヘキサフルオロプロピレンに基づく重合単位と、0質量%超〜5質量%のパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)に基づく重合単位とを含む共重合体からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
上記含フッ素共重合体の300℃におけるメルトフローレートが、0.1〜100g/10分であることが好ましい。
上記樹脂組成物において、上記ポリカーボネート樹脂が連続相を形成し、上記含フッ素共重合体が分散相を形成することが好ましい。
上記分散相の平均粒子径が0.01〜2.5μmであることが好ましい。
上記樹脂組成物の300℃におけるメルトフローレートが1〜200g/10分であることが好ましい。
本発明は、上記樹脂組成物からなる成形品であって、上記成形品において上記ポリカーボネート樹脂が連続相を形成し、上記含フッ素共重合体が分散相を形成しており、上記分散相の平均粒子径が0.01〜2.5μmであることを特徴とする成形品でもある。
本発明の樹脂組成物は、上記構成を有することから、流動性に優れており、また、本発明の樹脂組成物からは、引張特性、曲げ特性、低温耐衝撃性及び難燃性に優れる成形品を得ることができる。
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明の樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂を含む。
上記ポリカーボネート樹脂は、カーボネート基を有したポリマーであり、芳香族ポリカーボネート樹脂や脂肪族ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。なかでも芳香族ポリカーボネート樹脂が好ましい。上記ポリカーボネート樹脂は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
上記芳香族ポリカーボネート樹脂としては、例えば、下記一般式:
Figure 0006766267
(式中、R及びRは、独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜7のシクロアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、又は、ハロゲン原子を表す。p及びqは、独立に、0〜4の整数を表す。Xは、直接結合、O、S、SO、SO、CR(R及びRは、独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数6〜12のアリール基を表し、互いに同一でも異なっていてもよい。)、炭素数5〜11のシクロアルキリデン基、炭素数2〜10のアルキレン基、ポリジメチルシロキサン基、又は、C(CFを表す。)で表される繰り返し単位構造を有するものが挙げられる。
及びRとしての上記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、イソブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、tert−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、sec−ヘキシル基、tert−ヘキシル基、ネオヘキシル基、シクロペンチルメチル基等を挙げることができる。上記シクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、メチルシクロペンチル基、シクロヘプチル基、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロペンチル基、エチルシクロペンチル基等を挙げることができる。上記アリール基としては、例えば、フェニル基、メチルフェニル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、ブチルフェニル基、ジメチルフェニル基、トリメチルフェニル基、シクロヘキシルフェニル基、4−ビフェニル基、3−ビフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、メチルナフチル基、ジメチルナフチル基、エチルナフチル基等を挙げることができる。上記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子を挙げることができる。
上記CRにおけるR及びRとしての上記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、イソブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、tert−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、sec−ヘキシル基、tert−ヘキシル基、ネオヘキシル基、シクロペンチルメチル基等を挙げることができる。上記シクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、メチルシクロペンチル基、シクロヘプチル基、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロペンチル基、エチルシクロペンチル基等を挙げることができる。上記アリール基としては、例えば、フェニル基、メチルフェニル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、ブチルフェニル基、ジメチルフェニル基、トリメチルフェニル基、シクロヘキシルフェニル基、4−ビフェニル基、3−ビフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、メチルナフチル基、ジメチルナフチル基、エチルナフチル基等を挙げることができる。
入手の容易さ、コストの観点から、R及びRとしては、水素原子が好ましく、Xとしては、CRのうち、R及びRがメチル基又は水素原子であるものが好ましい。
上記芳香族ポリカーボネート樹脂としては、なかでも、下記一般式:
Figure 0006766267
で表される繰り返し単位構造を有するものが好ましい。
上記芳香族ポリカーボネート樹脂は、公知の製造方法によって製造することができ、例えば、界面重合法、溶融エステル交換法、固相エステル交換法、環状カーボネート化合物の開環重合法等により製造することができる。公知の製造方法に使用される、芳香族ポリカーボネート樹脂の原料としては、二価フェノールと、ホスゲンあるいはジフェニルカーボネート等とが挙げられる。
上記脂肪族ポリカーボネート樹脂としては、繰り返し単位中に炭素数が2〜12の脂肪族カーボネートを含むものを挙げることができ、例えば、ポリエチレンカーボネート、ポリプロピレンカーボネート、ポリトリメチレンカーボネート、ポリテトラメチレンカーボネート、ポリペンタメチレンカーボネート、ポリヘキサメチレンカーボネート、ポリヘプタメチレンカーボネート、ポリオクタメチレンカーボネート、ポリノナメチレンカーボネート、ポリデカメチレンカーボネート、ポリオキシジエチレンカーボネート、ポリ−3,6−ジオキシオクタンカーボネート、ポリ−3,6,9−トリオキシウンデカンカーボネート、ポリオキシジプロピレンカーボネート、ポリシクロペンテンカーボネート、ポリシクロヘキセンカーボネート等が挙げられる。
上記脂肪族ポリカーボネート樹脂は、公知の製造方法によって製造することができ、例えば、二酸化炭素とエポキシドとを、金属触媒の存在下で重合させる共重合法等により製造することができる。
上記ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量は、特に限定されないが1×10〜5×10であることが好ましく、1.5×10〜4×10であることが更に好ましく、2×10〜3×10であることが特に好ましい。
粘度平均分子量が1×10未満の芳香族ポリカーボネート樹脂では良好な機械物性を得ることが難しく、一方で、5×10を超える芳香族ポリカーボネート樹脂では射出成形時の流動性に劣る点で汎用性に劣る。
ここでいう粘度平均分子量は、以下のように算出する値である。まず式(a)にて算出される比粘度を塩化メチレン100mlにポリカーボネート樹脂0.7gを20℃で溶解した溶液からオストワルド粘度計を用いて求め、求められた比粘度を式(b)に挿入して粘度平均分子量Mを求める。
比粘度(ηsp)=(t−t)/t (a)
(tは塩化メチレンの落下秒数、tは試料溶液の落下秒数)
ηsp/c=[η]+0.45×[η]c (b)
([η]は極限粘度、[η]=1.23×10−40.83、c=0.7)
上記ポリカーボネート樹脂は、ガラス転移温度(Tg)が120〜180℃であることが好ましく、140〜160℃であることがより好ましい。上記ガラス転移温度は、JIS K7121に準拠し、示差走査熱量計(DSC)測定により求められる値である。
上記ポリカーボネート樹脂は、300℃におけるメルトフローレート(MFR)が5〜100g/10分であることが好ましく、10〜80g/10分であることがより好ましい。上記MFRは、ASTM D1238に準拠し、予熱時間5分、温度300℃、荷重5kgで測定して得られる値である。
本発明の樹脂組成物は、含フッ素共重合体を含み、上記含フッ素共重合体は、全重合単位に対し、75質量%以上のテトラフルオロエチレン〔TFE〕に基づく重合単位と、2質量%以上の、ヘキサフルオロプロピレン〔HFP〕に基づく重合単位及びパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)〔PAVE〕に基づく重合単位からなる群より選択される少なくとも1種とを含む共重合体である。本発明の樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂とともに上記含フッ素共重合体を含むことにより、流動性に優れており、また、引張特性、曲げ特性、低温耐衝撃性及び難燃性に優れる成形品を与えることができる。なお、引張特性に優れるとは、引張破断呼び歪みが大きいことを意味し、曲げ特性に優れるとは、曲げ応力及び曲げ弾性率がポリカーボネート樹脂と同等程度の値を維持していることを意味する。
上記PAVEとしては、一般式(1):
CF=CFO(CFCFYO)−(CFCFCFO)−R
(1)
(式中、YはF又はCFを表し、Rは炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基を表す。rは0〜5の整数を表し、sは0〜5の整数を表す。)で表されるPAVE、及び、一般式(2):
CFX21=CX21OCFOR21 (2)
(式中、X21は、同一又は異なり、H、F又はCFを表し、R21は、直鎖又は分岐した、H、Cl、Br及びIからなる群より選択される少なくとも1種の原子を1〜2個含んでいてもよい炭素数が1〜6のフルオロアルキル基、若しくは、H、Cl、Br及びIからなる群より選択される少なくとも1種の原子を1〜2個含んでいてもよい炭素数が5又は6の環状フルオロアルキル基を表す。)で表されるPAVEからなる群より選択される少なくとも1種を挙げることができる。
上記PAVEとしては、なかでも、一般式(1−1):
CF=CFOR (1−1)
(式中、Rは炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基を表す。)で表されるPAVEが好ましく、パーフルオロ(メチルビニルエーテル)〔PMVE〕、パーフルオロ(エチルビニルエーテル)〔PEVE〕及びパーフルオロ(プロピルビニルエーテル)〔PPVE〕がより好ましく、PPVEが更に好ましい。
上記共重合体は、全重合単位に対し、TFEに基づく重合単位(TFE単位)を98〜75質量%含むことが好ましく、97〜75質量%含むことがより好ましく、95〜80質量%含むことが更に好ましく、92〜85質量%含むことが特に好ましい。
上記共重合体は、また、全重合単位に対し、HFPに基づく重合単位(HFP単位)及びPAVEに基づく重合単位(PAVE単位)からなる群より選択される少なくとも1種を2〜25質量%含むことが好ましく、3〜25質量%含むことがより好ましく、5〜20質量%含むことが更に好ましく、8〜15質量%含むことが特に好ましい。なお、上記共重合体がHFP単位及びPAVE単位の両方を含む場合は、その合計量が上記範囲内にあることが好ましい。
本明細書において、共重合体の各重合単位の含有量は、NMR、FT−IR、元素分析、蛍光X線分析を単量体の種類によって適宜組み合わせることで算出できる。
上記含フッ素共重合体は、溶融加工性のフッ素樹脂であることが好ましい。溶融加工性とは、押出機及び射出成形機等の従来の加工機器を用いて、ポリマーを溶融して加工することが可能であることを意味する。
上記含フッ素共重合体は、300℃におけるメルトフローレート(MFR)が0.1〜100g/10分であることが好ましく、0.5〜80g/10分であることがより好ましい。
上記含フッ素共重合体のMFRは、ASTM D1238に準拠し、予熱時間5分、温度300℃、荷重5kgで測定して得られる値である。
上記含フッ素共重合体は、融点が200℃以上323℃未満であることが好ましく、230〜320℃であることがより好ましく、250〜315℃であることが更に好ましい。上記融点は、示差走査熱量計〔DSC〕を用いて10℃/分の速度で昇温したときの融解熱曲線における極大値に対応する温度である。
上記含フッ素共重合体は、TFE/HFP共重合体〔FEP〕すなわちTFE単位とHFP単位とを含む共重合体、及び、TFE/PAVE共重合体〔PFA〕すなわちTFE単位とPAVE単位とを含む共重合体からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましく、FEPであることがより好ましい。
上記FEPとしては、全重合単位に対し、TFE単位が92〜80質量%であり、HFP単位が8〜20質量%である共重合体が好ましく、TFE単位が90〜85質量%であり、HFP単位が10〜15質量%である共重合体がより好ましい。TFE単位が少なすぎると機械物性が低下する傾向があり、多すぎると融点が高くなりすぎ成形性が低下する傾向がある。
上記FEPは、TFE単位とHFP単位のみからなる共重合体であってもよいし、TFE単位、HFP単位、並びに、TFE及びHFPと共重合可能な単量体に基づく重合単位からなる共重合体であってもよい。
上記FEPがTFE単位、HFP単位、並びに、TFE及びHFPと共重合可能な単量体に基づく重合単位からなる共重合体である場合、全重合単位に対し、TFE単位が92質量%未満〜75質量%、HFP単位が8〜20質量%であり、TFE及びHFPと共重合可能な単量体に基づく重合単位が0質量%超〜5質量%であることが好ましく、TFE単位が90質量%未満〜80質量%、HFP単位が10〜15質量%であり、TFE及びHFPと共重合可能な単量体に基づく重合単位が0質量%超〜5質量%であることがより好ましい。TFE及びHFPと共重合可能な単量体としては、PAVE、CF=CF−OCH−Rf(式中、Rfは炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基を表す。)で表されるアルキルパーフルオロビニルエーテル誘導体等が挙げられ、なかでもPAVEが好ましい。
上記FEPは、融点が200℃以上323℃未満であることが好ましく、220〜320℃であることがより好ましく、250〜315℃であることが更に好ましい。
上記FEPは、MFRが0.1〜100g/10分であることが好ましく、0.5〜80g/10分であることがより好ましく、1〜70g/10分であることが更に好ましい。
上記FEPは、熱分解開始温度が360℃以上であることが好ましい。上記熱分解開始温度は、380℃以上であることがより好ましく、390℃以上であることが更に好ましい。
上記PFAとしては、全重合単位に対し、TFE単位が98〜90質量%であり、PAVE単位が2〜10質量%である共重合体が好ましく、TFE単位が97〜92質量%であり、PAVE単位が3〜8質量%である共重合体がより好ましく、TFE単位が96.5〜93質量%であり、PAVE単位が3.5〜7質量%である共重合体が更に好ましい。TFE単位が少なすぎると機械物性が低下する傾向があり、多すぎると融点が高くなりすぎ成形性が低下する傾向がある。
上記PFAは、TFE単位とPAVE単位のみからなる共重合体であってもよいし、TFE単位、PAVE単位、並びに、TFE及びPAVEと共重合可能な単量体に基づく重合単位からなる共重合体であってもよい。
上記PFAは、融点が240℃以上323℃未満であることが好ましく、260〜320℃であることがより好ましく、280〜315℃であることが更に好ましい。
上記PFAは、MFRが0.5〜100g/10分であることが好ましく、1〜90g/10分であることがより好ましい。
上記PFAは、熱分解開始温度が380℃以上であることが好ましい。上記熱分解開始温度は、400℃以上であることがより好ましく、410℃以上であることが更に好ましい。
本発明の樹脂組成物は、上記ポリカーボネート樹脂と上記含フッ素共重合体との質量比(ポリカーボネート樹脂/含フッ素共重合体)が99/1〜1/99であることが好ましい。上記質量比は、97/3〜30/70であることがより好ましく、94/6〜40/60であることが更に好ましく、90/10〜40/60であることが特に好ましい。
本発明の樹脂組成物には、必要に応じて、上記ポリカーボネート樹脂及び上記含フッ素共重合体以外の他成分を、本発明の効果を阻害しない範囲で配合することができる。これらの成分としては、従来ポリカーボネート樹脂組成物に添加される公知の種々の添加剤が挙げられ、具体的には、熱安定剤、リン系安定剤、帯電防止剤、滑剤、離型剤、紫外線吸収剤、染顔料、補強材(例えば、ガラス繊維フィラー、カーボン繊維フィラー)、ドリップ防止剤、充填材、難燃剤、耐衝撃改良用エラストマー等が挙げられる。
本発明の樹脂組成物には、その熱安定性、本発明の樹脂組成物から得られる成形品の意匠性の改良のために、これらの改良に使用されている添加剤を配合することができる。以下これら添加剤について具体的に説明する。
(I)熱安定剤
本発明の樹脂組成物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などが挙げられる。
(i)リン系安定剤
本発明の樹脂組成物は、加水分解性を促進させない程度において、リン系安定剤が配合されることが好ましい。かかるリン系安定剤は製造時または成形加工時の熱安定性を向上させ、機械的特性、色相、および成形安定性を向上させる。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。
具体的にはホスファイト化合物としては、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、トリス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、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る。
更に他のホスファイト化合物としては二価フェノール類と反応し環状構造を有するものも使用できる。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)ホスファイトなどを挙げることができる。
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挙げられ、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。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。上記リン系安定剤は、1種のみならず2種以上を混合して用いることができる。上記リン系安定剤の中でもトリメチルホスフェートに代表されるアルキルホスフェート化合物が配合されることが好ましい。またかかるアルキルホスフェート化合物と、ホスファイト化合物および/またはホスホナイト化合物との併用も好ましい態様である。
(ii)ヒンダードフェノール系安定剤
本発明の樹脂組成物には、ヒンダードフェノール系安定剤を配合することができる。かかる配合は例えば成形加工時の色相悪化や長期間の使用における色相の悪化などを抑制する効果が発揮される。
ヒンダードフェノール系安定剤としては、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、n−オクタデシル−β−(4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−tert−ブチルフェル)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、およびテトラキス[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]メタンなどが例示される。これらはいずれも入手容易である。上記ヒンダードフェノール系安定剤は、単独でまたは2種以上を組合せて使用することができる。
リン系安定剤およびヒンダードフェノール系安定剤の配合量は、ポリカーボネート樹脂及び含フッ素共重合体の合計100質量部に対して、好ましくは0.0001〜1質量部、より好ましくは0.001〜0.5質量部、さらに好ましくは0.005〜0.3質量部である。
(iii)上記以外の熱安定剤
本発明の樹脂組成物には、上記リン系安定剤およびヒンダードフェノール系安定剤以外の他の熱安定剤を配合することもできる。かかる他の熱安定剤としては、例えば3−ヒドロキシ−5,7−ジ−tert−ブチル−フラン−2−オンとo−キシレンとの反応生成物に代表されるラクトン系安定剤が好適に例示される。かかる安定剤の詳細は特開平7−233160号公報に記載されている。かかる化合物はIrganox HP−136(商標、CIBA SPECIALTY CHEMICALS社製)として市販され、該化合物を利用できる。更に該化合物と各種のホスファイト化合物およびヒンダードフェノール化合物を混合した安定剤が市販されている。例えば上記社製のIrganoxHP−2921が好適に例示される。ラクトン系安定剤の配合量は、ポリカーボネート樹脂及び含フッ素共重合体の合計100質量部に対して、好ましくは0.0005〜0.05質量部、より好ましくは0.001〜0.03質量部である。
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イオウ含有安定剤が例示される。かかるイオウ含有安定剤の配合量は、ポリカーボネート樹脂及び含フッ素共重合体の合計100質量部に対して、好ましくは0.001〜0.1質量部、より好ましくは0.01〜0.08質量部である。
本発明の樹脂組成物には、必要に応じてエポキシ化合物を配合することができる。かかるエポキシ化合物は、金型腐食を抑制するという目的で配合されるものであり、基本的にエポキシ官能基を有するもの全てが適用できる。好ましいエポキシ化合物の具体例としては、3,4ーエポキシシクロヘキシルメチルー3’,4’ーエポキシシクロヘキシルカルボキシレート、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)−1−ブタノールの1,2−エポキシ−4−(2−オキシラニル)シクロセキサン付加物、メチルメタクリレートとグリシジルメタクリレートの共重合体、スチレンとグリシジルメタクリレートの共重合体等が挙げられる。かかるエポキシ化合物の添加量としては、ポリカーボネート樹脂及び含フッ素共重合体の合計100質量部に対して、0.003〜0.2質量部が好ましく、より好ましくは0.004〜0.15質量部であり、さらに好ましくは0.005〜0.1質量部である。
(II)難燃剤
本発明の樹脂組成物には、難燃剤を配合することができる。かかる化合物の配合は難燃性の向上をもたらすが、それ以外にも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、(i)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、有機ホウ酸金属塩系難燃剤、および有機錫酸金属塩系難燃剤など)、(ii)有機リン系難燃剤(例えば、有機基含有の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)、(iii)シリコーン化合物からなるシリコーン系難燃剤、(iv)フィブリル化PTFEが挙げられ、その中でも有機金属塩系難燃剤、有機リン系難燃剤が好ましい。これらは一種または二種複合して使用しても良い。
(i)有機金属塩系難燃剤
有機金属塩化合物は炭素原子数1〜50、好ましくは1〜40の有機酸のアルカリ(土類)金属塩、好ましくは有機スルホン酸アルカリ(土類)金属塩であることが好ましい。この有機スルホン酸アルカリ(土類)金属塩には、炭素原子数1〜10、好ましくは2〜8のパーフルオロアルキルスルホン酸とアルカリ金属またはアルカリ土類金属との金属塩の如きフッ素置換アルキルスルホン酸の金属塩、並びに炭素原子数7〜50、好ましくは7〜40の芳香族スルホン酸とアルカリ金属またはアルカリ土類金属との金属塩が含まれる。金属塩を構成するアルカリ金属としてはリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウムおよびセシウムが挙げられ、アルカリ土類金属としては、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムおよびバリウムが挙げられる。より好適にはアルカリ金属である。かかるアルカリ金属の中でも、透明性の要求がより高い場合にはイオン半径のより大きいルビジウムおよびセシウムが好適である一方、これらは汎用的でなくまた精製もし難いことから、結果的にコストの点で不利となる場合がある。一方、リチウムおよびナトリウムなどのより小さいイオン半径の金属は逆に難燃性の点で不利な場合がある。これらを勘案してスルホン酸アルカリ金属塩中のアルカリ金属を使い分けることができるが、いずれの点においても特性のバランスに優れたスルホン酸カリウム塩が最も好適である。かかるカリウム塩と他のアルカリ金属からなるスルホン酸アルカリ金属塩とを併用することもできる。
パーフルオロアルキルスルホン酸アルカリ金属塩の具体例としては、トリフルオロメタンスルホン酸カリウム、パーフルオロブタンスルホン酸カリウム、パーフルオロヘキサンスルホン酸カリウム、パーフルオロオクタンスルホン酸カリウム、ペンタフルオロエタンスルホン酸ナトリウム、パーフルオロブタンスルホン酸ナトリウム、パーフルオロオクタンスルホン酸ナトリウム、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、パーフルオロブタンスルホン酸リチウム、パーフルオロヘプタンスルホン酸リチウム、トリフルオロメタンスルホン酸セシウム、パーフルオロブタンスルホン酸セシウム、パーフルオロオクタンスルホン酸セシウム、パーフルオロヘキサンスルホン酸セシウム、パーフルオロブタンスルホン酸ルビジウム、およびパーフルオロヘキサンスルホン酸ルビジウム等が挙げられ、これらは1種もしくは2種以上を併用して使用することができる。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。
これらの中で特にパーフルオロブタンスルホン酸カリウムが好ましい。アルカリ金属からなるパーフルオロアルキルスルホン酸アルカリ(土類)金属塩中には、通常少なからず弗化物イオン(F)が混入する。かかる弗化物イオンの存在は難燃性を低下させる要因となり得るので、できる限り低減されることが好ましい。かかる弗化物イオンの割合はイオンクロマトグラフィー法により測定できる。弗化物イオンの含有量は、100ppm以下が好ましく、40ppm以下が更に好ましく、10ppm以下が特に好ましい。また製造効率的に0.2ppm以上であることが好適である。かかる弗化物イオン量の低減されたパーフルオロアルキルスルホン酸アルカリ(土類)金属塩は、製造方法は公知の製造方法を用い、かつ含フッ素有機金属塩を製造する際の原料中に含有される弗化物イオンの量を低減する方法、反応により得られた弗化水素などを反応時に発生するガスや加熱によって除去する方法、並びに含フッ素有機金属塩を製造に再結晶および再沈殿等の精製方法を用いて弗化物イオンの量を低減する方法などによって製造することができる。特に有機金属塩系難燃剤は比較的水に溶けやすいことから、イオン交換水、特に電気抵抗値が18MΩ・cm以上、すなわち電気伝導度が約0.55μS/cm以下を満足する水を用い、かつ常温よりも高い温度で溶解させて洗浄を行い、その後冷却させて再結晶化させる工程により製造することが好ましい。
芳香族スルホン酸アルカリ(土類)金属塩の具体例としては、例えばジフェニルサルファイド−4,4’−ジスルホン酸ジナトリウム、ジフェニルサルファイド−4,4’−ジスルホン酸ジカリウム、5−スルホイソフタル酸カリウム、5−スルホイソフタル酸ナトリウム、ポリエチレンテレフタル酸ポリスルホン酸ポリナトリウム、1−メトキシナフタレン−4−スルホン酸カルシウム、4−ドデシルフェニルエーテルジスルホン酸ジナトリウム、ポリ(2,6−ジメチルフェニレンオキシド)ポリスルホン酸ポリナトリウム、ポリ(1,3−フェニレンオキシド)ポリスルホン酸ポリナトリウム、ポリ(1,4−フェニレンオキシド)ポリスルホン酸ポリナトリウム、ポリ(2,6−ジフェニルフェニレンオキシド)ポリスルホン酸ポリカリウム、ポリ(2−フルオロ−6−ブチルフェニレンオキシド)ポリスルホン酸リチウム、ベンゼンスルホネートのスルホン酸カリウム、ベンゼンスルホン酸ナトリウム、ベンゼンスルホン酸ストロンチウム、ベンゼンスルホン酸マグネシウム、p−ベンゼンジスルホン酸ジカリウム、ナフタレン−2,6−ジスルホン酸ジカリウム、ビフェニル−3,3’−ジスルホン酸カルシウム、ジフェニルスルホン−3−スルホン酸ナトリウム、ジフェニルスルホン−3−スルホン酸カリウム、ジフェニルスルホン−3,3’−ジスルホン酸ジカリウム、ジフェニルスルホン−3,4’−ジスルホン酸ジカリウム、α,α,α−トリフルオロアセトフェノン−4−スルホン酸ナトリウム、ベンゾフェノン−3,3’−ジスルホン酸ジカリウム、チオフェン−2,5−ジスルホン酸ジナトリウム、チオフェン−2,5−ジスルホン酸ジカリウム、チオフェン−2,5−ジスルホン酸カルシウム、ベンゾチオフェンスルホン酸ナトリウム、ジフェニルスルホキサイド−4−スルホン酸カリウム、ナフタレンスルホン酸ナトリウムのホルマリン縮合物、およびアントラセンスルホン酸ナトリウムのホルマリン縮合物などを挙げることができる。これら芳香族スルホン酸アルカリ(土類)金属塩では、特にカリウム塩が好適である。これらの芳香族スルホン酸アルカリ(土類)金属塩の中でも、ジフェニルスルホン−3−スルホン酸カリウム、およびジフェニルスルホン−3,3’−ジスルホン酸ジカリウムが好適であり、特にこれらの混合物(前者と後者の質量比が15/85〜30/70)が好適である。
スルホン酸アルカリ(土類)金属塩以外の有機金属塩としては、硫酸エステルのアルカリ(土類)金属塩および芳香族スルホンアミドのアルカリ(土類)金属塩などが好適に例示される。硫酸エステルのアルカリ(土類)金属塩としては、特に一価および/または多価アルコール類の硫酸エステルのアルカリ(土類)金属塩を挙げることができ、かかる一価および/または多価アルコール類の硫酸エステルとしては、メチル硫酸エステル、エチル硫酸エステル、ラウリル硫酸エステル、ヘキサデシル硫酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルの硫酸エステル、ペンタエリスリトールのモノ、ジ、トリ、テトラ硫酸エステル、ラウリン酸モノグリセライドの硫酸エステル、パルミチン酸モノグリセライドの硫酸エステル、およびステアリン酸モノグリセライドの硫酸エステルなどを挙げることができる。これらの硫酸エステルのアルカリ(土類)金属塩として好ましくはラウリル硫酸エステルのアルカリ(土類)金属塩が挙げられる。芳香族スルホンアミドのアルカリ(土類)金属塩としては、例えばサッカリン、N−(p−トリルスルホニル)−p−トルエンスルホイミド、N−(N’−ベンジルアミノカルボニル)スルファニルイミド、およびN−(フェニルカルボキシル)スルファニルイミドのアルカリ(土類)金属塩などが挙げられる。有機金属塩系難燃剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂及び含フッ素共重合体の合計100質量部に対して、好ましくは0.001〜1質量部、より好ましくは0.005〜0.5質量部、さらに好ましくは0.01〜0.3質量部、特に好ましくは0.03〜0.15質量部である。
(ii)有機リン系難燃剤
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、ホスファゼン化合物が好適に用いられる。これらの有機リン系難燃剤は可塑化効果があるため、成形加工性を高められる点で有利である。アリール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〔7〕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。
Figure 0006766267
(但し上記式中のMは、二価フェノールから誘導される二価の有機基を表し、Ar、Ar、Ar、およびArはそれぞれ一価フェノールから誘導される一価の有機基を表す。a、b、c及びdはそれぞれ独立して0または1であり、mは0〜5の整数であり、重合度mの異なるリン酸エステルの混合物の場合はmはその平均値を表し、0〜5の値である。)
上記式のホスフェート化合物は、異なるm数を有する化合物の混合物であってもよく、かかる混合物の場合、平均のm数は好ましくは0.5〜1.5、より好ましくは0.8〜1.2、更に好ましくは0.95〜1.15、特に好ましくは1〜1.14の範囲である。
上記Mを誘導する二価フェノールの好適な具体例としては、ハイドロキノン、レゾルシノール、ビス(4−ヒドロキシジフェニル)メタン、ビスフェノールA、ジヒドロキシジフェニル、ジヒドロキシナフタレン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ケトン、およびビス(4−ヒドロキシフェニル)サルファイドが例示され、中でも好ましくはレゾルシノール、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Ar、Ar、Ar、およびArを誘導する一価フェノールの好適な具体例としては、フェノール、クレゾール、キシレノール、イソプロピルフェノール、ブチルフェノール、およびp−クミルフェノールが例示され、中でも好ましくはフェノール、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。
一方、ハロゲン原子で置換されていないホスフェート化合物の具体例としては、トリフェニルホスフェートおよびトリ(2,6−キシリル)ホスフェートなどのモノホスフェート化合物、並びにレゾルシノールビスジ(2,6−キシリル)ホスフェート)を主体とするホスフェートオリゴマー、4,4−ジヒドロキシジフェニルビス(ジフェニルホスフェート)を主体とするホスフェートオリゴマー、およびビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)を主体とするリン酸エステルオリゴマーが好適である(ここで主体とするとは、重合度の異なる他の成分を少量含んでよいことを示し、より好適には上記式〔7〕におけるm=1の成分が80質量%以上、より好ましくは85質量%以上、更に好ましくは90質量%以上含有されることを示す。)。
ホスファゼン化合物は、従来難燃剤として公知の各種ホスファゼン化合物が使用できるが、下記一般式〔8〕、〔9〕で表されるホスファゼン化合物が好ましい。
Figure 0006766267
Figure 0006766267
(式中、X、X、X、Xは、水素、水酸基、アミノ基、またはハロゲン原子を含まない有機基を表す。また、rは3〜10の整数を表す。)
上記式〔8〕、〔9〕中、X、X、X、Xで表されるハロゲン原子を含まない有機基としては、例えば、アルコキシ基、フェニル基、アミノ基、アリル基などが挙げられる。中でも上記式〔8〕で表される環状ホスファゼン化合物が好ましく、更に、上記式〔8〕中のX、Xがフェノキシ基である環状フェノキシホスファゼンが特に好ましい。
有機リン系難燃剤の含有量はポリカーボネート樹脂及び含フッ素共重合体の合計100質量部に対して、1〜50質量部であることが好ましく、より好ましくは2〜30質量部であり、5〜20質量部がさらに好ましい。有機リン系難燃剤の配合量が1質量部未満であると難燃化の効果が得がたく、50質量部を超えると混練押出時にストランド切れやサージングなどが起こり生産性が低下するという問題が生ずる場合がある。
(iii)シリコーン系難燃剤
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芳香族ポリカーボート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、特にポリカーボネート樹脂を用いた場合に高い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質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。
一般的にシリコーン化合物の構造は、以下に示す4種類のシロキサン単位を任意に組み合わせることによって構成される。すなわち、M単位:(CHSiO1/2、H(CHSiO1/2、H(CH)SiO1/2、(CH(CH=CH)SiO1/2、(CH(C)SiO1/2、(CH)(C)(CH=CH)SiO1/2等の1官能性シロキサン単位、D単位:(CHSiO、H(CH)SiO、HSiO、H(C)SiO、(CH)(CH=CH)SiO、(CSiO等の2官能性シロキサン単位、T単位:(CH)SiO3/2、(C)SiO3/2、HSiO3/2、(CH=CH)SiO3/2、(C)SiO3/2等の3官能性シロキサン単位、Q単位:SiO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。
ここで、上記示性式中の係数m、n、p、qは各シロキサン単位の重合度を表す1以上の整数であり、各示性式における係数の合計がシリコーン化合物の平均重合度となる。この平均重合度は好ましくは3〜150の範囲、より好ましくは3〜80の範囲、更に好ましくは3〜60の範囲、特に好ましくは4〜40の範囲である。かかる好適な範囲であるほど難燃性において優れるようになる。更に後述するように芳香族基を所定量含むシリコーン化合物においては透明性や色相にも優れる。その結果良好な反射光が得られる。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。
シリコーン化合物は、直鎖状であっても分岐構造を持つものであってもよい。またシリコン原子に結合する有機残基は炭素数1〜30、より好ましくは1〜20の有機残基であることが好ましい。かかる有機残基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、およびデシル基などのアルキル基、シクロヘキシル基の如きシクロアルキル基、フェニル基の如きアリール基、並びにトリル基の如きアラルキル基を挙げることがでる。さらに好ましくは炭素数1〜8のアルキル基、アルケニル基またはアリール基である。アルキル基としては、特にはメチル基、エチル基、およびプロピル基等の炭素数1〜4のアルキル基が好ましい。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。一方、二酸化チタン顔料の有機表面処理剤としてのシラン化合物およびシロキサン化合物は、アリール基を含有しない方が好ましい効果が得られる点で、シリコーン系難燃剤とはその好適な態様において明確に区別される。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、上記Si−H基およびアルコキシ基以外にも反応基を含有していてもよく、かかる反応基としては例えば、アミノ基、カルボキシル基、エポキシ基、ビニル基、メルカプト基、およびメタクリロキシ基などが例示される。
シリコーン系難燃剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂及び含フッ素共重合体の合計100質量部に対して、好ましくは0.01〜20質量部、より好ましくは0.5〜10質量部、さらに好ましくは1〜5質量部である。
(iv)フィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレン(フィブリル化PTFE)
フィブリル化PTFEは、フィブリル化PTFE単独であっても、混合形態のフィブリル化PTFEすなわちフィブリル化PTFE粒子と有機系重合体からなるポリテトラフルオロエチレン系混合体であってもよい。フィブリル化PTFEは極めて高い分子量を有し、せん断力などの外的作用によりPTFE同士を結合して繊維状になる傾向を示すものである。その数平均分子量は、150万〜数千万の範囲である。かかる下限はより好ましくは300万である。かかる数平均分子量は、例えば特開平6−145520号公報に開示されているとおり、380℃でのポリテトラフルオロエチレンの溶融粘度に基づき算出される。即ち、フィブリル化PTFEは、かかる公報に記載された方法で測定される380℃における溶融粘度が10〜1013poiseの範囲であり、好ましくは10〜1012poiseの範囲である。かかるPTFEは、固体形状の他、水性分散液形態のものも使用可能である。またかかるフィブリル化PTFEは樹脂中での分散性を向上させ、さらに良好な難燃性および機械的特性を得るために他の樹脂との混合形態のPTFE混合物を使用することも可能である。
また、特開平6−145520号公報に開示されているとおり、かかるフィブリル化PTFEを芯とし、低分子量のポリテトラフルオロエチレンを殻とした構造を有するものも好ましく利用される。
かかるフィブリル化PTFEの市販品としては例えばダイキン工業(株)のポリフロンMPA FA500、F−201Lなどを挙げることができる。
混合形態のフィブリル化PTFEとしては、(1)フィブリル化PTFEの水性分散液と有機重合体の水性分散液または溶液とを混合し共沈殿を行い共凝集混合物を得る方法(特開昭60−258263号公報、特開昭63−154744号公報などに記載された方法)、(2)フィブリル化PTFEの水性分散液と乾燥した有機重合体粒子とを混合する方法(特開平4−272957号公報に記載された方法)、(3)フィブリル化PTFEの水性分散液と有機重合体粒子溶液を均一に混合し、かかる混合物からそれぞれの媒体を同時に除去する方法(特開平06−220210号公報、特開平08−188653号公報などに記載された方法)、(4)フィブリル化PTFEの水性分散液中で有機重合体を形成する単量体を重合する方法(特開平9−95583号公報に記載された方法)、および(5)PTFEの水性分散液と有機重合体分散液を均一に混合後、更に該混合分散液中でビニル系単量体を重合し、その後混合物を得る方法(特開平11−29679号公報などに記載された方法)により得られたものが使用できる。
(III)染顔料
本発明の樹脂組成物は更に各種の染顔料を含有してもよく、この場合、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。
(IV)蛍光増白剤
本発明の樹脂組成物には蛍光増白剤を配合してもよい。上記蛍光増白剤は、樹脂等の色調を白色あるいは青白色に改善するために用いられるものであれば特に制限はなく、例えばスチルベン系、ベンズイミダゾール系、ベンズオキサゾール系、ナフタルイミド系、ローダミン系、クマリン系、オキサジン系化合物等が挙げられる。具体的には例えばCI Fluorescent Brightener 219:1や、イーストマンケミカル社製EASTOBRITE OB−1や昭和化学(株)製「ハッコールPSR」、などを挙げることができる。ここで蛍光増白剤は、光線の紫外部のエネルギーを吸収し、このエネルギーを可視部に放射する作用を有するものである。蛍光増白剤の含有量はポリカーボネート樹脂及び含フッ素共重合体の合計100質量部に対して、0.001〜0.1質量部が好ましく、より好ましくは0.001〜0.05質量部である。0.1質量部を超えても該組成物の色調の改良効果は小さい。
(V)熱線吸収能を有する化合物
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、酸化チタン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成分およびB成分からなる成分100質量部に対して、0.0005〜0.2質量部が好ましく、0.0008〜0.1質量部がより好ましく、0.001〜0.07質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(質量割合)の範囲が好ましく、0.5〜100ppmの範囲がより好ましい。
(VI)光拡散剤
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、既にポリカーボネート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、ポリカーボネート樹脂及び含フッ素共重合体の合計100質量部に対して、好ましくは0.005〜20質量部、より好ましくは0.01〜10質量部、更に好ましくは0.01〜3質量部である。尚、光拡散剤は2種以上を併用することができる。
(VII)光高反射用白色顔料
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、ポリカーボネート樹脂及び含フッ素共重合体の合計100質量部に対して、3〜30質量部が好ましく、8〜25質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。
(VIII)紫外線吸収剤
本発明の樹脂組成物には紫外線吸収剤を配合して耐候性を付与することができる。 かかる紫外線吸収剤としては、具体的にはベンゾフェノン系では、例えば、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−ベンジロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシ−5−ソジウムスルホキシベンゾフェノン、ビス(5−ベンゾイル−4−ヒドロキシ−2−メトキシフェニル)メタン、2−ヒドロキシ−4−n−ドデシルオキシベンソフェノン、および2−ヒドロキシ−4−メトキシ−2’−カルボキシベンゾフェノンなどが例示される。
紫外線吸収剤としては、具体的に、ベンゾトリアゾール系では、例えば、2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾ−ル、2−(2−ヒドロキシ−5−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾ−ル、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジクミルフェニル)フェニルベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3−tert−ブチル−5−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2,2’−メチレンビス[4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール]、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾ−ル、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−アミルフェニル)ベンゾトリアゾ−ル、2−(2−ヒドロキシ−5−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾ−ル、2−(2−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾ−ル、2−(2−ヒドロキシ−4−オクトキシフェニル)ベンゾトリアゾ−ル、2,2’−メチレンビス(4−クミル−6−ベンゾトリアゾールフェニル)、2,2’−p−フェニレンビス(1,3−ベンゾオキサジン−4−オン)、および2−[2−ヒドロキシ−3−(3,4,5,6−テトラヒドロフタルイミドメチル)−5−メチルフェニル]ベンゾトリアゾ−ル、並びに2−(2’−ヒドロキシ−5−メタクリロキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾールと該モノマーと共重合可能なビニル系モノマーとの共重合体や2−(2’―ヒドロキシ−5−アクリロキシエチルフェニル)―2H―ベンゾトリアゾールと該モノマーと共重合可能なビニル系モノマーとの共重合体などの2−ヒドロキシフェニル−2H−ベンゾトリアゾール骨格を有する重合体などが例示される。
紫外線吸収剤は、具体的に、ヒドロキシフェニルトリアジン系では、例えば、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、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−メチルオキシフェノール、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−エチルオキシフェノール、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−プロピルオキシフェノール、および2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−ブチルオキシフェノールなどが例示される。さらに2−(4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−ヘキシルオキシフェノールなど、上記例示化合物のフェニル基が2,4−ジメチルフェニル基となった化合物が例示される。紫外線吸収剤は、具体的に環状イミノエステル系では、例えば2,2’−p−フェニレンビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)、2,2’−m−フェニレンビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)、および2,2’−p,p’−ジフェニレンビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)などが例示される。また紫外線吸収剤としては、具体的にシアノアクリレート系では、例えば1,3−ビス−[(2’−シアノ−3’,3’−ジフェニルアクリロイル)オキシ]−2,2−ビス[(2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリロイル)オキシ]メチル)プロパン、および1,3−ビス−[(2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリロイル)オキシ]ベンゼンなどが例示される。さらに上記紫外線吸収剤は、ラジカル重合が可能な単量体化合物の構造をとることにより、かかる紫外線吸収性単量体および/または光安定性単量体と、アルキル(メタ)アクリレートなどの単量体とを共重合したポリマー型の紫外線吸収剤であってもよい。上記紫外線吸収性単量体としては、(メタ)アクリル酸エステルのエステル置換基中にベンゾトリアゾール骨格、ベンゾフェノン骨格、トリアジン骨格、環状イミノエステル骨格、およびシアノアクリレート骨格を含有する化合物が好適に例示される。上記の中でも紫外線吸収能の点においてはベンゾトリアゾール系およびヒドロキシフェニルトリアジン系が好ましく、耐熱性や色相の点では、環状イミノエステル系およびシアノアクリレート系が好ましい。具体的には例えばケミプロ化成(株)製「ケミソーブ79」、BASFジャパン(株)製「チヌビン234」などが挙げられる。上記紫外線吸収剤は単独であるいは2種以上の混合物で用いてもよい。
紫外線吸収剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂及び含フッ素共重合体の合計100質量部に対して、好ましくは0.01〜3質量部、より好ましくは0.01〜1質量部、さらに好ましくは0.05〜1質量部、特に好ましくは0.05〜0.5質量部である。
(IX)帯電防止剤
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、ポリカーボネート樹脂及び含フッ素共重合体の合計100質量部に対し、5質量部以下が適切であり、好ましくは0.05〜5質量部、より好ましくは1〜3.5質量部、更に好ましくは1.5〜3質量部の範囲である。
帯電防止剤としては例えば、(2)有機スルホン酸リチウム、有機スルホン酸ナトリウム、有機スルホン酸カリウム、有機スルホン酸セシウム、有機スルホン酸ルビジウム、有機スルホン酸カルシウム、有機スルホン酸マグネシウム、および有機スルホン酸バリウムなどの有機スルホン酸アルカリ(土類)金属塩が挙げられる。かかる金属塩は前述のとおり、難燃剤としても使用される。かかる金属塩は、より具体的には例えばドデシルベンゼンスルホン酸の金属塩やパーフルオロアルカンスルホン酸の金属塩などが例示される。有機スルホン酸アルカリ(土類)金属塩の含有量はポリカーボネート樹脂及び含フッ素共重合体の合計100質量部に対して、0.5質量部以下が適切であり、好ましくは0.001〜0.3質量部、より好ましくは0.005〜0.2質量部である。特にカリウム、セシウム、およびルビジウムなどのアルカリ金属塩が好適である。
帯電防止剤としては、例えば(3)アルキルスルホン酸アンモニウム塩、およびアリールスルホン酸アンモニウム塩などの有機スルホン酸アンモニウム塩が挙げられる。該アンモニウム塩はポリカーボネート樹脂及び含フッ素共重合体の合計100質量部に対して、0.05質量部以下が適切である。帯電防止剤としては、例えば(4)ポリエーテルエステルアミドの如きポリ(オキシアルキレン)グリコール成分をその構成成分として含有するポリマーが挙げられる。該ポリマーはポリカーボネート樹脂及び含フッ素共重合体の合計100質量部に対して、5質量部以下が適切である。
(X) 充填材
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、各種の板状充填材および粒状充填材が挙げられる。ここで、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。
板状充填材としては、ガラスフレーク、タルク、マイカ、カオリン、メタルフレーク、カーボンフレーク、およびグラファイト、並びにこれらの充填剤に対して例えば金属や金属酸化物などの異種材料を表面被覆した板状充填材などが好ましく例示される。その粒径は0.1〜300μmの範囲が好ましい。かかる粒径は、10μm程度までの領域は液相沈降法の1つであるX線透過法で測定された粒子径分布のメジアン径(D50)による値をいい、10〜50μmの領域ではレーザー回折・散乱法で測定された粒子径分布のメジアン径(D50)による値をいい、50〜300μmの領域では振動式篩分け法による値である。かかる粒径は樹脂組成物中での粒径である。板状充填材は、各種のシラン系、チタネート系、アルミネート系、およびジルコネート系などのカップリング剤で表面処理されてもよく、またオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、およびウレタン系樹脂などの各種樹脂や高級脂肪酸エステルなどにより集束処理されるか、または圧縮処理された造粒物であってもよい。
(XI)他の樹脂やエラストマー
本発明の樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、樹脂成分の一部に代えて、他の樹脂やエラストマーを本発明の効果を発揮する範囲において、少割合使用することもできる。他の樹脂やエラストマーの配合量はポリカーボネート樹脂及び含フッ素共重合体の合計100質量部に対して、好ましくは20質量部以下、より好ましくは10質量部以下、更に好ましくは5質量部以下、最も好ましくは3質量部以下である。
かかる他の樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、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、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、ポリメタクリレート樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂が挙げられる。また、エラストマーとしては、例えばイソブチレン/イソプレンゴム、スチレン/ブタジエンゴム、エチレン/プロピレンゴム、アクリル系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、コアシェル型のエラストマーであるMBS(メタクリル酸メチル/ステレン/ブタジエン)ゴム、MB(メタクリル酸メチル/ブタジエン)ゴム、MAS(メタクリル酸メチル/アクリロニトリル/スチレン)ゴム等が挙げられる。
(XII)その他の添加剤
本発明の樹脂組成物には、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。
本発明の樹脂組成物は、例えば、上記ポリカーボネート樹脂と上記含フッ素共重合体とを溶融混練することにより製造することができる。上記溶融混練の温度は、上記ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度以上であり、かつ上記含フッ素共重合体の融点以上であることが必要であり、240〜410℃が好ましく、260〜380℃がより好ましい。
上記溶融混練は、上記ポリカーボネート樹脂及び上記含フッ素共重合体に高いせん断力をかけながら実施することが好ましい。これにより、上記ポリカーボネート樹脂中に上記含フッ素共重合体をサブミクロンオーダーで分散させることが可能になり、更に成形時に含フッ素共重合体が凝集する挙動を抑制することができる。その結果、得られる樹脂組成物が流動性に一層優れるものとなり、また、引張特性、曲げ特性、低温耐衝撃性及び難燃性に一層優れる成形品を与えることができるものとなる。高いせん断力による溶融混練は、例えば、従来用いられている二軸押出機、ロール練り機でも実施可能であるが、混練部に内部帰還型スクリューを有する高せん断加工機(還流式高せん断加工機)を使用して実施することが好ましい。
内部帰還型スクリューは、先端部から後端側に向けてスクリュー中心軸に沿う帰還穴が形成されたスクリューである。混練部に内部帰還型スクリューを有する高せん断加工機においては、混練部に注入された溶融樹脂が内部帰還型スクリューの回転とともに先端側に送られ、先端部の流入口より帰還穴に流入して後方へ流れて吐出口より吐出され、再び内部帰還型スクリューの回転とともに先端側へ送られる循環がなされる。この循環により、溶融樹脂が高度に分散・混合され、分散相のサイズを小さくすることができる。上記高せん断加工機としては、特開2005−313608号公報、特開2011−046103号公報等に記載された装置が例示できる。
上記溶融混練は、3500秒−1(/sec)以上のせん断速度で実施することが好ましい。ここでいうせん断速度は上記内部帰還スクリューの帰還穴を樹脂が通過する時のせん断速度を示す。せん断速度が上記範囲内にあると、上記ポリカーボネート樹脂及び上記含フッ素共重合体に高いせん断力をかけることができる。せん断速度が上記せん断速度より低くなると分散性が悪くなり、所望の性能を得ることができないおそれがある。上記せん断速度は下記に示す式を用いて求める値である。
−1=4Q/πr
−1:せん断速度(/sec)
Q:帰還穴への移送量(mm/sec)
r:帰還穴の半径(mm)
上記せん断速度は5300秒−1以上がより好ましく、また、10000秒−1以下が好ましい。せん断速度が上記せん断速度より高くなると、樹脂の劣化が著しく、望む性能を発現することができないおそれがある。
上記溶融混練の時間は、1〜600秒が好ましく、5〜100秒がより好ましい。溶融混練時間が上記時間より長くなると、樹脂の劣化が著しく、望む性能を発現することができないおそれがある。また、溶融混練時間が上記時間より短くなると分散性が悪くなり、所望の性能を得ることができないおそれがある。
本発明の樹脂組成物は、流動性に優れ、また、引張特性、曲げ特性、低温耐衝撃性及び難燃性に優れる成形品を与えるものである。
本発明の樹脂組成物は、300℃におけるメルトフローレート(MFR)が1〜200g/10分であることが好ましく、3〜150g/10分であることがより好ましい。MFRが上記範囲内にある樹脂組成物は、流動性に一層優れる。MFRが上記範囲より小さくなると、成形加工性に劣るおそれがある。また、MFRが上記範囲より大きくなると、所望の性能を発現できないおそれがある。上記MFRは、ASTM D1238に準拠し、予熱時間5分、温度300℃、荷重5kgで測定して得られる値である。
本発明の樹脂組成物においては、上記ポリカーボネート樹脂が連続相を形成し、上記含フッ素共重合体が分散相を形成することが好ましい。この場合、上記分散相の平均粒子径が0.01〜2.5μmであることが好ましい。このような小粒径の分散相を有する樹脂組成物は流動性に一層優れ、また、引張特性、曲げ特性、低温耐衝撃性及び難燃性に一層優れる成形品を与えることができる。また成形による溶融過程を経ても、分散相を形成する含フッ素共重合体粒子の粒子径が維持されるので、成形後も、上述の優れた機械特性、低温耐衝撃性及び難燃性を発現することができる。上述の含フッ素共重合体粒子の粒子径維持は、上記ポリカーボネート樹脂と上記含フッ素共重合体の間で、相互作用が働いていることに起因する。
上記平均粒子径は、0.1〜2μmであることがより好ましい。
上記樹脂組成物における含フッ素共重合体の平均粒子径は、上記樹脂組成物の溶融混練機から出てきたストランド又はシートから切出した切片の断面を、共焦点レーザー顕微鏡、原子間力顕微鏡(AFM)、走査型電子顕微鏡(SEM)、透過型電子顕微鏡(TEM)のいずれか、あるいはこれらを組み合わせて使用することにより、確認することができる。例えば、レーザー顕微鏡を使用する場合、得られた顕微鏡画像を、画像解析ソフト(Image J)を用いることで解析できる。またAFMを使用する場合、連続相のポリカーボネート樹脂と分散相の含フッ素共重合体の表面情報から得られる差が明暗の像として得られ、明暗を階調分けすることにより2値化が可能となる。2値化位置は、階調分けされた中央のレベルとし、それにより明確なコントラストのついた像が得られ、分散相の含フッ素共重合体粒子径を読み取ることができる。またSEMを使用する場合は、反射電子像で得られた像に対し分散相の含フッ素共重合体が明確となるようにコントラストを強調あるいは、明暗の調整または両方の調整を像に施すことによりAFM同様、分散相の含フッ素共重合体粒子径を読み取ることができる。TEMの場合もSEM同様、得られた像のコントラスト、あるいは明暗の調整又は両方の調整を像に施すことによりAFMやSEM同様、分散相の含フッ素共重合体粒子径を読み取ることができる。これらは、各々の樹脂組成物に対し、より確認しやすい方を選択すればよい。
本発明の樹脂組成物の形態は特に限定されず、ペレット、粉末、シート、フィルム、チューブ、射出成形品等であってよい。
本発明の樹脂組成物を成形することにより、成形品を得ることができる。上記樹脂組成物を成形する方法は特に限定されず、射出成形法、押出成形法、圧縮成形法、ブロー成形法、フィルム成形法、電線被覆成形法等が挙げられる。本発明の樹脂組成物は、流動性に優れることから、射出成形法により好適に成形できる。
本発明は、上述した本発明の樹脂組成物からなる成形品であって、上記成形品において上記ポリカーボネート樹脂が連続相を形成し、上記含フッ素共重合体が分散相を形成しており、上記分散相の平均粒子径が0.01〜2.5μmであることを特徴とする成形品でもある。本発明の成形品は、分散相が上記範囲内の小さな粒子径を有する点に特徴がある。分散相の粒子径が上記範囲より大きくなると、特に機械物性において所望の性能を発現できない恐れがある。本発明の樹脂組成物は、成形する際に溶融しても、分散相を形成する含フッ素共重合体粒子の粒子径がほとんど変化しないため、本発明の成形品は、粒子径の小さい分散相を有する。その結果、本発明の成形品は、引張特性、曲げ特性、低温耐衝撃性及び難燃性に優れる。
本発明の成形品における上記平均粒子径は、0.1〜2μmであることがより好ましい。
上記成形品における含フッ素共重合体の平均粒子径は、上記成形品から切出した切片の断面を、共焦点レーザー顕微鏡、原子間力顕微鏡(AFM)、走査型電子顕微鏡(SEM)、透過型電子顕微鏡(TEM)のいずれか、あるいはこれらを組み合わせて使用することにより、確認することができる。例えば、レーザー顕微鏡を使用する場合、得られた顕微鏡画像を、画像解析ソフト(Image J)を用いることで解析できる。またAFMを使用する場合、連続相のポリカーボネート樹脂と分散相の含フッ素共重合体の表面情報から得られる差が明暗の像として得られ、明暗を階調分けすることにより2値化が可能となる。2値化位置は、階調分けされた中央のレベルとし、それにより明確なコントラストのついた像が得られ、分散相の含フッ素共重合体粒子径を読み取ることができる。またSEMを使用する場合は、反射電子像で得られた像に対し分散相の含フッ素共重合体が明確となるようにコントラストを強調あるいは、明暗の調整または両方の調整を像に施すことによりAFM同様、分散相の含フッ素共重合体粒子径を読み取ることができる。TEMの場合もSEM同様、得られた像のコントラスト、あるいは明暗の調整又は両方の調整を像に施すことによりAFMやSEM同様、分散相の含フッ素共重合体粒子径を読み取ることができる。これらは、各々の成形品に対し、より確認しやすい方を選択すればよい。
本発明の樹脂組成物及び本発明の成形品は、機械特性、難燃性、低温耐衝撃性を高い次元で両立していることから、屋外・屋内に限定されず、各種電子・電気機器用途、カメラ部品用途、搬送容器用途、遊戯具および雑貨用途、住宅設備用途、建材用途、生活資材用途、インフラ設備用途、自動車用途、OA・EE用途、屋外機器用途等に好適に使用できる。
次に実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
各種物性は下記方法にて測定した。
<単量体単位の含有量>
各単量体単位の含有量は、19F−NMR法により測定した。
<ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度>
示差走査熱量計〔DSC〕を用いて10℃/分の速度で昇温したときの融解熱曲線における極大値に対応する温度として求めた。
<含フッ素共重合体の融点>
示差走査熱量計〔DSC〕を用いて10℃/分の速度で昇温したときの融解熱曲線における極大値に対応する温度として求めた。
<原料樹脂のメルトフローレート(MFR)>
ASTM D1238に準拠して、メルトインデクサーを用いて、300℃にて、予熱時間5分後に、5kg荷重下で内径2.09mm、長さ8mmのノズルから10分間あたりに流出するポリマーの質量(g/10分)を求めた。
実施例及び比較例では、以下の原料を使用した。
・ポリカーボネート樹脂I:帝人株式会社製、パンライトK−1300Y、芳香族ポリカーボネート(ガラス転移温度150℃、MFR15.8g/10分)
・ポリカーボネート樹脂II:帝人株式会社製、パンライトL−1225WX、芳香族ポリカーボネート(ガラス転移温度150℃、MFR73.0g/10分)
・含フッ素共重合体I:ネオフロンFEP、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン系共重合体(組成比(質量比):テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン/パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)=88.5%/10.5%/1.0%、MFR9.7g/10分、融点260℃)
・含フッ素共重合体II:ネオフロンPFA、テトラフルオロエチレン−パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)系共重合体(組成比(質量比):テトラフルオロエチレン/パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)=96.5%/3.5%、融点305℃)
・含フッ素共重合体III:ネオフロンFEP、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン系共重合体(組成比(質量比):テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン=89.5%/10.5%、MFR2.8g/10分、融点270℃)
・含フッ素共重合体IV:ネオフロンFEP、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)共重合体(組成比(質量比):テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン/パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)=88.5%/10.5%/1.0%、MFR13.0g/10分、融点260℃)
・PTFEマイクロパウダーV:ルブロンL−5、テトラフルオロエチレン重合体
・PTFEマイクロパウダーVI:ダイニオンTFマイクロパウダー「TF9205」、テトラフルオロエチレン重合体
・フッ素エラストマーVII:テトラフルオロエチレン−パーフルオロ(メチルビニルエーテル)系共重合体(組成比(質量比):テトラフルオロエチレン/パーフルオロ(メチルビニルエーテル)=57.3%/42.7%)
実施例1
ポリカーボネート樹脂I(80質量%)と含フッ素共重合体I(20質量%)をドライブレンドし、120℃で5時間乾燥させたものを、還流式高せん断加工機(株式会社ニイガタマシンテクノ製)を用いて、以下に示す所定の条件で溶融混練した。なお、帰還穴の径はφ2.5mmのものを使用した。
スクリューのL/D:1.8
混練温度:300℃
混練時にかかるせん断速度:7000秒−1
混練時間:10秒
得られた混練物を粒断機によりフレーク状に粉砕した。得られたフレーク状混練物を120℃で5時間乾燥した後、小型射出成形機により射出成形することで、ASTM多目的試験片(127×12.7×3.2mmt)とASTM V号ダンベルを得た。
下記の方法により、各種物性を評価した。結果を表1に示す。
<平均分散粒子径>
実施例1で得られた混練物(樹脂組成物)、及び、実施例1で得られた多目的試験片(成形品)から切出した切片の断面を共焦点レーザー顕微鏡で撮影して得られた顕微鏡画像を、画像解析ソフト(Image J)を用いて解析した。分散相を選択し、円相当径を求めた。分散相20個分の円相当径を算出し、これを平均して平均分散粒子径及び成形後平均分散粒子径とした。
<流動性(樹脂組成物のMFR)>
ASTM D1238に従い、メルトインデクサーを用いて、300℃、5kg荷重下で、内径2.09mm、長さ8mmのノズルから10分あたりに流出するポリマーの質量(g/10分)を求めた。
<引張特性>
実施例1で得られたダンベルを用いて、ASTM D638に準拠し、オートグラフにより引張破断呼び歪みを測定した。測定条件は、試験測度5mm/minで行った。
<曲げ特性>
実施例1で得られた多目的試験片を用いて、ASTM D790に準拠し、万能材料試験機により曲げ応力及び曲げ弾性率を測定した。測定条件は、試験測度2mm/minで行った。
<低温耐衝撃性>
実施例1で得られた多目的試験片にノッチを入れ、ASTM D6110−02に準拠し、衝撃試験機により、シャルピー衝撃強度を測定した。衝撃試験は、多目的試験片を−40℃の冷凍庫に24時間保持し、取り出し後すぐに行った。なお、表中の「NB」は、試験片が破壊されなかったことを示す。
<難燃性>
実施例1で得られた多目的試験片を用いて、UL−94V試験に準拠し、プラスチック燃焼試験機により測定した。
実施例2
ポリカーボネート樹脂I(80質量%)と含フッ素共重合体II(20質量%)を用い、混練温度を330℃で混練した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物、試験片及びダンベルを製造し、実施例1と同様に各種物性を評価した。結果を表1に示す。
実施例3〜6
ポリカーボネート樹脂の種類、含フッ素共重合体の種類、ポリカーボネート樹脂と含フッ素共重合体との質量比を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物、試験片及びダンベルを製造し、実施例1と同様に各種物性を評価した。結果を表1に示す。
実施例7
ポリカーボネート樹脂II(80質量%)と含フッ素共重合体I(20質量%)を用い、混練時にかかるせん断速度を8900秒−1としたこと以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物、試験片及びダンベルを製造し、実施例1と同様に各種物性を評価した。結果を表1に示す。
比較例1〜3
ポリカーボネート樹脂の種類、含フッ素共重合体の種類を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして試験片及びダンベルを製造し、実施例1と同様に各種物性を評価した。結果を表1に示す。
比較例4
ポリカーボネート樹脂I(80質量%)とPTFEマイクロパウダーV(20質量%)を用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物、試験片及びダンベルを製造し、実施例1と同様に各種物性を評価した。結果を表1に示す。
比較例5
ポリカーボネート樹脂I(80質量%)とPTFEマイクロパウダーVI(20質量%)を用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物、試験片及びダンベルを製造し、実施例1と同様に各種物性を評価した。結果を表1に示す。
比較例6
ポリカーボネート樹脂I(80質量%)とフッ素エラストマーVII(20質量%)を用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物、試験片及びダンベルを製造し、実施例1と同様に各種物性を評価した。結果を表1に示す。
Figure 0006766267

Claims (4)

  1. ポリカーボネート樹脂及び含フッ素共重合体を含み、
    前記含フッ素共重合体は、全重合単位に対し、92〜80質量%のテトラフルオロエチレンに基づく重合単位と、8〜20質量%のヘキサフルオロプロピレンに基づく重合単位とを含む共重合体、全重合単位に対し、98〜90質量%のテトラフルオロエチレンに基づく重合単位と、2〜10質量%のパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)に基づく重合単位とを含む共重合体、及び、全重合単位に対し、92質量%未満〜75質量%のテトラフルオロエチレンに基づく重合単位と、8〜20質量%のヘキサフルオロプロピレンに基づく重合単位と、0質量%超〜5質量%のパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)に基づく重合単位とを含む共重合体からなる群より選択される少なくとも1種であり、
    前記ポリカーボネート樹脂が連続相を形成し、前記含フッ素共重合体が分散相を形成し、前記分散相の平均粒子径が0.01〜2.5μmであり、
    前記ポリカーボネート樹脂及び前記含フッ素共重合体以外の樹脂及びエラストマーの含有量が、前記ポリカーボネート樹脂及び前記含フッ素共重合体の合計100質量部に対して、20質量部以下である
    ことを特徴とする樹脂組成物。
  2. 前記含フッ素共重合体の300℃におけるメルトフローレートが、0.1〜100g/10分である請求項記載の樹脂組成物。
  3. 前記樹脂組成物の300℃におけるメルトフローレートが1〜200g/10分である請求項1又は2記載の樹脂組成物。
  4. 請求項1、2又は3記載の樹脂組成物からなる成形品であって、
    前記成形品において前記ポリカーボネート樹脂が連続相を形成し、前記含フッ素共重合体が分散相を形成しており、
    前記分散相の平均粒子径が0.01〜2.5μmである
    ことを特徴とする成形品。
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