JP6810636B2 - ポリカーボネート樹脂組成物及び成形品 - Google Patents
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
軋み音を解消するには、ポリカーボネート樹脂に摺動性を付与することが必要である。
本発明の課題(目的)は、上記従来技術の問題点に鑑み、良好な機械物性を維持しつつ、成形品からのガス発生量やブリードアウトが少なく、動摩擦係数と摩耗量の両方の点で優れる高い摺動性を有するポリカーボネート樹脂組成物及び成形品を提供することにある。
すなわち、本発明は、以下のポリカーボネート樹脂組成物及び成形品に関する。
[2]上記[1]に記載のポリカーボネート樹脂組成物を成形してなる成形品。
なお、本願明細書において、「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物が含有するポリカーボネート樹脂(A)は、その種類に制限は無く、また、1種のみを用いてもよく、2種以上を、任意の組み合わせ及び任意の比率で、併用してもよい。
ポリカーボネート樹脂は、一般式:−[−O−X−O−C(=O)−]−で示される炭酸結合を有する基本構造の重合体である。上記式中、Xは、一般には炭化水素であるが、種々の特性付与のためヘテロ原子、ヘテロ結合の導入されたXを用いてもよい。
1,2−ジヒドロキシベンゼン、1,3−ジヒドロキシベンゼン(即ち、レゾルシノール)、1,4−ジヒドロキシベンゼン等のジヒドロキシベンゼン類;
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−メトキシ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(3−メトキシ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
1,1−ビス(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
α,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,4−ジイソプロピルベンゼン、
1,3−ビス[2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−プロピル]ベンゼン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキシルメタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)フェニルメタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)(4−プロペニルフェニル)メタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)ナフチルメタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−ナフチルエタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタン、
4,4−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘプタン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ノナン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)デカン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ドデカン、
等のビス(ヒドロキシアリール)アルカン類;
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−ジメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,4−ジメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,5−ジメチルシクロヘキサン、
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、
1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−プロピル−5−メチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−tert−ブチル−シクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−tert−ブチル−シクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−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)−4−フェニルシクロヘキサン、
等のビス(ヒドロキシアリール)シクロアルカン類;
9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン等のカルド構造含有ビスフェノール類;
4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジメチルジフェニルスルフィド等のジヒドロキシジアリールスルフィド類;
4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジメチルジフェニルスルホン等のジヒドロキシジアリールスルホン類;
等が挙げられる。
なお、芳香族ジヒドロキシ化合物は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
エタン−1,2−ジオール、プロパン−1,2−ジオール、プロパン−1,3−ジオール、2,2−ジメチルプロパン−1,3−ジオール、2−メチル−2−プロピルプロパン−1,3−ジオール、ブタン−1,4−ジオール、ペンタン−1,5−ジオール、ヘキサン−1,6−ジオール、デカン−1,10−ジオール等のアルカンジオール類;
ポリカーボネート樹脂の末端水酸基濃度は任意であり、適宜選択して決定すればよいが、通常1,000ppm以下、好ましくは800ppm以下、より好ましくは600ppm以下である。このようにすることで、ポリカーボネート樹脂組成物の滞留熱安定性及び色調をより向上させることができる。また、その下限は、特に溶融エステル交換法で製造されたポリカーボネート樹脂では、通常10ppm以上、好ましくは30ppm以上、より好ましくは40ppm以上である。これにより、分子量の低下を抑制し、ポリカーボネート樹脂組成物の機械的特性をより向上させることができる。
なお、末端水酸基濃度の単位は、ポリカーボネート樹脂の質量に対する、末端水酸基の質量をppmで表示したものである。その測定方法は、四塩化チタン/酢酸法による比色定量(Macromol.Chem.88 215(1965)に記載の方法)にて行われる。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物が含有する共重合体(B)は、スチレン系(共)重合体セグメントを有するエチレン又はエチレン−酢酸ビニル共重合体である。共重合体(B)は、スチレン系(共)重合体部分(セグメント)と、エチレン(共)重合体部分(セグメント)又はエチレン−酢酸ビニル共重合体部分(セグメント)からなる共重合体であれば制限はないが、好ましくはスチレン系(共)重合体セグメントと、エチレン(共)重合体セグメント又はエチレン−酢酸ビニル共重合体セグメントからなるグラフト共重合体であることが好ましく、エチレン−酢酸ビニル共重合体又はエチレン(共)重合体セグメントを主鎖とし、スチレン系(共)重合体セグメントを側鎖とするグラフト共重合体が好ましい。
エチレン(共)重合体セグメントは、エチレン重合体又はエチレンと他のオレフィンとの共重合体からなるものが好ましい。他のオレフィンとしては、プロピレン、ブテン、ヘキセン、オクテン等が好ましく、他のオレフィン共重合量としては0〜20質量%であり、より好ましくは3〜10質量%である。
アクリル酸もしくはメタクリル酸のグリシジルエステルとしては、例えばアクリル酸グリシジルエステル、メタクリル酸グリシジルエステルなどが挙げられ、メタクリル酸グリシジルエステルが好ましい。
アクリル酸もしくはメタクリル酸のアルキルエステルとしては、炭素数1〜8のアルキルエステルが好ましく、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル等が挙げられる。
また、スチレン系(共)重合体セグメントの含有量は、エチレン−酢酸ビニル共重合体(B)全体を100質量%とすると、スチレン系(共)重合体セグメントの含有量が10〜50質量部であることが好ましい。
共重合体(B)の含有量は、好ましくは4〜10質量部である。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物が含有する酸変性ポリエチレン樹脂(C)は、不飽和カルボン酸又はその誘導体等の酸で変性されたポリエチレン樹脂である。
酸変性に用いる酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、シトラコン酸、ソルビン酸、メサコン酸、アンゲリカ酸等の不飽和カルボン酸が挙げられる。また、これら不飽和カルボン酸の誘導体も使用できる。その誘導体としては、例えば、酸無水物、エステル、アミド、イミド、金属塩が挙げられ、具体例としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、マレイン酸エチル、アクリルアミド、マレイン酸アミド、アクリル酸ナトリウム、メタクリル酸ナトリウムが挙げられる。
変性の方法も特に制限は無く、公知の方法を用いれば良い。例えば、ポリエチレン樹脂を溶媒に溶解し、不飽和カルボン酸又はその誘導体及びラジカル発生剤を添加して加熱、撹拌する方法、上記各成分を押出機に供給してグラフト共重合させる方法がある。
酸変性ポリエチレン樹脂(C)の135℃、テトラリン中で測定した極限粘度[η]は、好ましくは0.1〜3.0dL/gである。
酸変性ポリエチレン樹脂(C)の含有量は、好ましくは1〜3質量部である。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、離型剤を含有しないか、含有する場合の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、0.1質量部未満とする。
離型剤(D)としては、例えば、脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸とアルコールとのエステル、数平均分子量200〜15,000の脂肪族炭化水素化合物、ポリシロキサン系シリコーンオイルなどが挙げられる。
離型剤(D)を含有する場合の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対して、0.1質量部未満とする。離型剤(D)を0.1質量部以上の量で含有すると、成形前の予備乾燥時にブリードアウトし、ペレットが塊状になる融着する問題や、製品使用時に成形品からのブリードアウトし、表面にべたつきが生じる。離型剤(D)を含有する場合の好ましい含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対して、0.05質量部以下、より好ましくは0.01質量部以下である。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物においては、上述した(A)〜(D)以外にその他の樹脂や樹脂添加剤を含有していてもよいが、含有する場合でも、上記樹脂(A)〜(C)以外の他の樹脂の含有量は、ポリカーボネート樹脂組成物100質量%中、1質量%以下とすることが好ましい。また、前記樹脂(A)〜(C)及び離型剤(D)以外の他の成分の合計含有量は、ポリカーボネート樹脂組成物100質量%中、1質量%以下とすることが好ましい。
その他の成分の例を挙げると、上記以外の樹脂、上記以外の各種樹脂添加剤などが例えば挙げられる。
その他の樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET樹脂)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT樹脂)、ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT樹脂)等の熱可塑性ポリエステル樹脂;
ポリスチレン樹脂(PS樹脂)、高衝撃ポリスチレン樹脂(HIPS)、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、アクリロニトリル−スチレン−アクリルゴム共重合体(ASA樹脂)、アクリロニトリル−エチレンプロピレン系ゴム−スチレン共重合体(AES樹脂)等のスチレン系樹脂;
ポリアミド樹脂(PA樹脂);ポリイミド樹脂(PI樹脂);ポリエーテルイミド樹脂(PEI樹脂);ポリウレタン樹脂(PU樹脂);ポリフェニレンエーテル樹脂(PPE樹脂);ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS樹脂);ポリスルホン樹脂(PSU樹脂);ポリメタクリレート樹脂(PMMA樹脂);等が挙げられる。
樹脂添加剤としては、例えば、熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、染顔料(酸化チタン、カーボンブラックを含む。)、帯電防止剤、充填材、難燃剤、防曇剤、滑剤、アンチブロッキング剤、流動性改良剤、可塑剤、分散剤、抗菌剤などが挙げられる。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物の製造方法に制限はなく、公知のポリカーボネート樹脂組成物の製造方法を広く採用でき、上記した成分を、例えばタンブラーやヘンシェルミキサーなどの各種混合機を用い予め混合した後、バンバリーミキサー、ロール、ブラベンダー、単軸混練押出機、二軸混練押出機、ニーダーなどの混合機で溶融混練する方法が挙げられる。なお、溶融混練の温度は特に制限されないが、通常240〜320℃の範囲である。
得られた樹脂組成物ペレットから成形体を製造する方法に制限はなく、ポリカーボネート樹脂組成物について一般に採用されている成形法を任意に採用できる。その例を挙げると、射出成形法、超高速射出成形法、射出圧縮成形法、二色成形法、ガスアシスト等の中空成形法、断熱金型を使用した成形法、急速加熱金型を使用した成形法、発泡成形(超臨界流体も含む)、インサート成形、IMC(インモールドコーティング成形)成形法などが挙げられる。成形が容易なことと生産性の観点から射出成形、射出圧縮成形が好ましい。
実施例及び比較例に用いた各原料成分は、以下の表1の通りである。
上記各成分を下記表2に記載の割合で配合し、タンブラーにて20分混合した後、1ベントを備えた日本製鋼所社製二軸押出機(TEX30α)に供給し、スクリュー回転数200rpm、吐出量20kg/時間、樹脂温度280〜300℃(測定値)にて溶融混練し、ストランド状に押出された溶融樹脂組成物を水槽にて急冷し、ペレタイザーを用いてペレット化してポリカーボネート樹脂組成物のペレットを得た。
[試験片の作製]
また、得られたペレットを120℃で5時間乾燥させた後、日精樹脂工業社製射出成形機(NEX80III)を用いて、シリンダー温度280℃、金型温度80℃の条件で、曲げ試験用のISO多目的試験片(4mm厚)、シャルピー衝撃試験用のISO多目的試験片(3mm厚)及び外観評価及び摺動性評価用の100×100×3mmの試験片を射出成形した。
上記ISO多目的試験片(4mm厚)を用い、ISO178に準拠して、23℃の環境下において、曲げ弾性率(単位:MPa)及び曲げ強度(単位:MPa)を測定した。
上記ISO多目的試験片(3mm厚)を用い、ISO179−1に準拠して、23℃の環境下において、ノッチ付きシャルピー衝撃強度(単位:kJ/m2)を測定した。
得られたペレット5gを内容量26mlのガラス製バイヤル瓶に入れ、150℃で2時間加熱した後、気相部からマイクロシリンジを用いてサンプルを採取し、ガスクロマトグラフィーにより分析し、ピークの総面積をトルエンを標準試料とした換算濃度(ppm)を計算し、発生ガス量を以下の基準で判定した。
○:ピーク総面積のトルエン換算濃度が50ppm以下
△:ピーク総面積のトルエン換算濃度が51〜200ppm
×:ピーク総面積のトルエン換算濃度が201ppm以上
上記で得られた外観評価用の試験片の外観を、目視にて以下の基準で判断した。
○:分散状態が良好で、表面に光沢感がある。
△:ゲート付近等に、不均一な部分や凹凸が観察される。
×:成形品の全体で不均一部が観察され、凹凸が多い状態。
<動摩擦係数μ、摩耗量>
上記で得られた摺動性評価用の試験片を、新東科学社製の表面性測定機トライボギアType:38にて荷重1000g、距離20mmを往復1000回実施し、動摩擦係数μと試験終了後の摩耗量(単位:mg)を測定した。
以上の評価結果を以下の表2に示す。
Claims (2)
- ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、ポリエチレン又はエチレン−酢酸ビニル共重合体を主鎖としスチレン系(共)重合体の側鎖を有する共重合体(B)を4〜15質量部、マレイン酸または無水マレイン酸変性ポリエチレン樹脂(C)を1〜5質量部を含有し、離型剤(D)を含有しないか、含有する場合の含有量が0.1質量部未満であることを特徴とするポリカーボネート樹脂組成物。
- 請求項1に記載のポリカーボネート樹脂組成物を成形してなる成形品。
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