以下に本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明はその要旨を超えない限り、以下の内容に限定されない。
この発明は、射出成形により樹脂成形体を製造する方法についての発明である。この樹脂成形体は、部材Aと部材Bとからなり、例えば、透明樹脂組成物からなる成形部(以下、「透明樹脂成形部」と称する。)の裏面に、不透明樹脂組成物からなる成形部(以下、「不透明樹脂成形部」と称する。)を備えたものであることが好ましく、部材Aが透明であり、部材Bが着色剤を含有していることがより好ましい。
なお、この明細書において、「透明」とは、当該部材の反対側にあるものが、当該部材を透けて見えることをいい、その色は、無色であっても、有色であってもよい。また、「不透明」とは、当該部材の反対側にあるものが、当該部材を通しては見えないことをいい、本発明においては、後記する着色剤を用いるので、当該部材が透けなくなり、当該部材の反対側にあるものが見えなくなるので「不透明」となる。
<部材A>
本発明の部材Aを構成する樹脂の種類としては、以下のポリカーボネート樹脂(A)を含有するポリカーボネート樹脂組成物である。
[ポリカーボネート樹脂(A)]
前記ポリカーボネート樹脂(A)は、少なくとも、下記の式(1)で表されるジヒドロキシ化合物由来の構成単位(以下、これを適宜「構成単位(a1)」という)を含む。ポリカーボネート樹脂(A)は、構成単位(a1)のホモ重合体であってもよいし、構成単位(a1)と、構成単位(a1)以外の他の構成単位(a2)とを含む共重合体であってもよい。分子量を上げる観点、耐衝撃性をより向上させるという観点からは、ポリカーボネート樹脂(A)は共重合体であることが好ましい。
ポリカーボネート樹脂(A)において、全ジヒドロキシ化合物に由来する構成単位100モル%に対する構成単位(a1)の含有割合は、50モル%を超えることが好ましい。この場合には、ポリカーボネート樹脂(A)中の生物起源物質含有率を高めることができるという効果、耐熱性をより向上させることができるという効果が得られる。かかる効果をさらに向上させるという観点からは、全ジヒドロキシ化合物に由来する構成単位100モル%に対する構成単位(a1)の含有割合は、55モル%以上95モル%以下であることがより好ましく、60モル%以上90モル%以下であることがさらに好ましく、65モル%以上85モル%以下であることが特に好ましい。なお、構成単位(a1)を含んでいるポリカーボネート樹脂(A)を2種以上用いる場合には、その混合比率から計算した構成単位(a1)の含有割合が前記の範囲であれば、同様の効果が得られると考えられる。
前記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物としては、立体異性体の関係にある、イソソルビド(すなわち、ISB)、イソマンニド、イソイデットが挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物の中でも、ISBが、入手及び製造のし易さ、耐候性、光学特性、成形性、耐熱性及びカーボンニュートラルの面から最も好ましい。ISBは、植物由来の資源として豊富に存在すると共に容易に入手可能な種々のデンプンから製造されるソルビトールを脱水縮合して得られる。
なお、式(1)で表されるジヒドロキシ化合物は、酸素によって徐々に酸化されやすい。したがって、保管中又は製造時の取り扱いの際には、酸素による分解を防ぐため、水分が混入しないようにし、また、脱酸素剤を用いたり、窒素雰囲気下にしたりすることが好ましい。
また、ポリカーボネート樹脂(A)は、前記の構成単位(a1)以外の構成単位(a2)として、式(1)で表されるジヒドロキシ化合物以外のジヒドロキシ化合物に由来する構成単位(これを、適宜「構成単位(a2−1)」という)を含むことが好ましい。構成単位(a2−1)を構成するジヒドロキシ化合物は、芳香環構造を有しないジヒドロキシ化合物であることが好ましい。より好ましくは、脂肪族炭化水素のジヒドロキシ化合物、脂環式炭化水素のジヒドロキシ化合物、及びエーテル含有ジヒドロキシ化合物からなる群より選ばれる1種以上の化合物がよい。これらのジヒドロキシ化合物は、柔軟な分子構造を有するため、構成単位(a1)と構成単位(a2−1)とを含むポリカーボネート樹脂の靭性をより向上させることができる。構成単位(a2−1)を構成するジヒドロキシ化合物の中でも、靭性を向上させる効果の大きい脂肪族炭化水素のジヒドロキシ化合物、脂環式炭化水素のジヒドロキシ化合物を用いることがさらに好ましく、脂環式炭化水素のジヒドロキシ化合物を用いることが最も好ましい。脂肪族炭化水素のジヒドロキシ化合物、脂環式炭化水素のジヒドロキシ化合物、エーテル含有ジヒドロキシ化合物の具体例としては、以下の通りである。
前記脂肪族炭化水素のジヒドロキシ化合物としては、例えば、以下のジヒドロキシ化合物を採用することができる。エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,2−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ヘプタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオール等の直鎖脂肪族ジヒドロキシ化合物;1,3−ブタンジオール、1,2−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキシレングリコール等の分岐鎖を有する脂肪族ジヒドロキシ化合物。
前記脂環式炭化水素のジヒドロキシ化合物としては、例えば、以下のジヒドロキシ化合物を採用することができる。2,2,4,4―テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、ペンタシクロペンタデカンジメタノール、2,6−デカリンジメタノール、1,5−デカリンジメタノール、2,3−デカリンジメタノール、2,3−ノルボルナンジメタノール、2,5−ノルボルナンジメタノール、1,3−アダマンタンジメタノール、リモネン等の、テルペン化合物から誘導されるジヒドロキシ化合物等に例示される、脂環式炭化水素の1級アルコールであるジヒドロキシ化合物;1,2−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,3−アダマンタンジオール、水添ビスフェノールA、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール等に例示される、脂環式炭化水素の2級アルコール又は3級アルコールであるジヒドロキシ化合物。
前記エーテル含有ジヒドロキシ化合物としては、オキシアルキレングリコール類やアセタール環を含有するジヒドロキシ化合物が挙げられる。オキシアルキレングリコール類としては、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコール等を採用することができる。
アセタール環を含有するジヒドロキシ化合物としては、例えば、下記構造式(2)で表されるスピログリコールや、下記構造式(3)で表されるジオキサングリコール等を採用することができる。
また、構成単位(a2−1)としては、例えば、芳香族基を含有するジヒドロキシ化合物に由来の構成単位を含むことも可能である。ただし、耐衝撃性をより向上させるという観点からは、全ジヒドロキシ化合物に由来の構成単位100モル%に対する芳香族基を含有するジヒドロキシ化合物に由来の構成単位の含有割合は、10モル%以下であることが好ましく、5モル%以下であることより好ましい。
前記芳香族基を含有するジヒドロキシ化合物としては、例えば以下のジヒドロキシ化合物を採用することができるが、これら以外のジヒドロキシ化合物を採用することも可能である。2,2−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(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジエチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−(3−フェニル)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−(3,5−ジフェニル)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロモフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、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)−1−フェニルエタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−2−エチルヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)デカン、ビス(4−ヒドロキシ−3−ニトロフェニル)メタン、3,3−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン、1,3−ビス(2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−プロピル)ベンゼン、1,3−ビス(2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−プロピル)ベンゼン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、2,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)スルフィド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジスルフィド、4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジクロロジフェニルエーテル等の芳香族ビスフェノール化合物;2,2−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−(2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル)プロパン、1,3−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)ビフェニル、ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル)スルホン等の芳香族基に結合したエーテル基を有するジヒドロキシ化合物;9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシプロポキシ)−3−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−イソプロピルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−イソブチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−tert−ブチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−シクロヘキシルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−フェニルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3,5−ジメチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−tert−ブチル−6−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロポキシ)フェニル)フルオレン等のフルオレン環を有するジヒドロキシ化合物。
前記した構成単位(a2−1)、構成単位(a2−1)以外の構成単位(a2)に含まれるその他のジヒドロキシ化合物としては、ポリカーボネート樹脂に要求される特性に応じて適宜選択することができる。また、前記その他のジヒドロキシ化合物は、1種のみを用いてもよく、複数種を併用してもよい。前記その他のジヒドロキシ化合物を前記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物と併用することにより、ポリカーボネート樹脂(A)の柔軟性や機械物性の改善、及び成形性の改善などの効果を得ることが可能である。
前記ポリカーボネート樹脂(A)の原料として用いられる前記のジヒドロキシ化合物は、還元剤、抗酸化剤、脱酸素剤、光安定剤、制酸剤、pH安定剤又は熱安定剤等の安定剤を含んでいても良い。特に、前記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物は、酸性状態において変質しやすい性質を有する。したがって、このポリカーボネート樹脂(A)の合成過程において塩基性安定剤を使用することにより、前記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物の変質を抑制することができ、ひいては得られるポリカーボネート樹脂組成物の品質をより向上させることができる。
塩基性安定剤としては、例えば、以下の化合物を採用することができる。長周期型周期表(Nomenclature of Inorganic Chemistry IUPAC Recommendations2005)における1族又は2族の金属の水酸化物、炭酸塩、リン酸塩、亜リン酸塩、次亜リン酸塩、硼酸塩及び脂肪酸塩;テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルエチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルメチルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリブチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリブチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、テトラフェニルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリフェニルアンモニウムヒドロキシド、メチルトリフェニルアンモニウムヒドロキシド及びブチルトリフェニルアンモニウムヒドロキシド等の塩基性アンモニウム化合物;ジエチルアミン、ジブチルアミン、トリエチルアミン、モルホリン、N−メチルモルホリン、ピロリジン、ピペリジン、3−アミノ−1−プロパノール、エチレンジアミン、N−メチルジエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、4−アミノピリジン、2−アミノピリジン、N,N−ジメチル−4−アミノピリジン、4−ジエチルアミノピリジン、2−ヒドロキシピリジン、2−メトキシピリジン、4−メトキシピリジン、2−ジメチルアミノイミダゾール、2−メトキシイミダゾール、イミダゾール、2−メルカプトイミダゾール、2−メチルイミダゾール及びアミノキノリン等のアミン系化合物、並びにジ−(tert−ブチル)アミン及び2,2,6,6−テトラメチルピペリジン等のヒンダードアミン系化合物。
前記ジヒドロキシ化合物中における前記塩基性安定剤の含有量に特に制限はないが、前記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物は酸性状態では不安定であるため、塩基性安定剤を含むジヒドロキシ化合物の水溶液のpHが7付近となるように塩基性安定剤の含有量を設定することが好ましい。
前記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物に対する塩基性安定剤の含有量は、0.0001〜1重量%であることが好ましい。この場合には、前記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物の変質を防止する効果が得られると共に、ジヒドロキシ化合物の変性を防止することができる。これらの効果をさらに高めるという観点から、塩基性安定剤の含有量は0.001〜0.1重量%であることがより好ましい。
前記ポリカーボネート樹脂[A]の原料に用いる炭酸ジエステルとしては、通常、下記一般式(4)で表される化合物を採用することができる。これらの炭酸ジエステルは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
前記一般式(4)において、A1及びA2は、それぞれ置換もしくは無置換の炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基又は置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基であり、A1とA2とは同一であっても異なっていてもよい。A1及びA2としては、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基を採用することが好ましく、無置換の芳香族炭化水素基を採用することがより好ましい。
前記一般式(4)で表される炭酸ジエステルとしては、例えば、ジフェニルカーボネート(すなわち、DPC)及びジトリルカーボネート等の置換ジフェニルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート並びにジ−tert−ブチルカーボネート等を採用することができる。これらの炭酸ジエステルの中でも、ジフェニルカーボネート又は置換ジフェニルカーボネートを用いることが好ましく、ジフェニルカーボネートを用いることが特に好ましい。なお、炭酸ジエステルは、塩化物イオンなどの不純物を含む場合があり、不純物が重縮合反応を阻害したり、得られるポリカーボネート樹脂の色調を悪化させたりする場合があるため、必要に応じて、蒸留などにより精製したものを使用することが好ましい。
ポリカーボネート樹脂(A)は、前記のジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルをエステル交換反応により重縮合させることにより合成できる。より詳細には、重縮合と共に、エステル交換反応において副生するモノヒドロキシ化合物等を系外に除去することによって得ることができる。
前記エステル交換反応は、エステル交換反応触媒(以下、エステル交換反応触媒を「重合触媒」と言う。)の存在下で進行する。重合触媒の種類は、エステル交換反応の反応速度及び得られるポリカーボネート樹脂(A)の品質に非常に大きな影響を与え得る。
前記重合触媒としては、得られるポリカーボネート樹脂(A)の透明性、色調、耐熱性、耐候性、及び機械的強度を満足させ得るものであれば限定されない。この重合触媒としては、例えば、長周期型周期表における第I族又は第II族(以下、単に「1族」、「2族」と表記する。)の金属化合物、並びに塩基性ホウ素化合物、塩基性リン化合物、塩基性アンモニウム化合物、アミン系化合物等の塩基性化合物を使用することができ、中でも1族金属化合物及び/又は2族金属化合物が好ましい。
前記の1族金属化合物としては、例えば、以下の化合物を採用することができる。水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化セシウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素リチウム、炭酸水素セシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸セシウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸リチウム、酢酸セシウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸セシウム、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素カリウム、水素化ホウ素リチウム、水素化ホウ素セシウム、フェニル化ホウ素ナトリウム、フェニル化ホウ素カリウム、フェニル化ホウ素リチウム、フェニル化ホウ素セシウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、安息香酸リチウム、安息香酸セシウム、リン酸水素2ナトリウム、リン酸水素2カリウム、リン酸水素2リチウム、リン酸水素2セシウム、フェニルリン酸2ナトリウム、フェニルリン酸2カリウム、フェニルリン酸2リチウム、フェニルリン酸2セシウム、ナトリウム、カリウム、リチウム、セシウムのアルコレート、フェノレート、ビスフェノールAの2ナトリウム塩、2カリウム塩、2リチウム塩及び2セシウム塩等。
1族金属化合物としては、重合活性と得られるポリカーボネート樹脂の色調の観点から、リチウム化合物が好ましい。
前記の2族金属化合物としては、例えば、以下の化合物を採用することができる。水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化マグネシウム、水酸化ストロンチウム、炭酸水素カルシウム、炭酸水素バリウム、炭酸水素マグネシウム、炭酸水素ストロンチウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸ストロンチウム、酢酸カルシウム、酢酸バリウム、酢酸マグネシウム、酢酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸マグネシウム及びステアリン酸ストロンチウム等。
2族金属化合物としては、マグネシウム化合物、カルシウム化合物又はバリウム化合物が好ましく、重合活性と得られるポリカーボネート樹脂の色調の観点から、マグネシウム化合物及び/又はカルシウム化合物が更に好ましく、カルシウム化合物が最も好ましい。
なお、前記の1族金属化合物及び/又は2族金属化合物と共に補助的に、塩基性ホウ素化合物、塩基性リン化合物、塩基性アンモニウム化合物、アミン系化合物等の塩基性化合物を併用することも可能であるが、1族金属化合物及び/又は2族金属化合物のみを使用することが特に好ましい。
前記の塩基性ホウ素化合物としては、例えば、テトラメチルホウ素、テトラエチルホウ素、テトラプロピルホウ素、テトラブチルホウ素、トリメチルエチルホウ素、トリメチルベンジルホウ素、トリメチルフェニルホウ素、トリエチルメチルホウ素、トリエチルベンジルホウ素、トリエチルフェニルホウ素、トリブチルベンジルホウ素、トリブチルフェニルホウ素、テトラフェニルホウ素、ベンジルトリフェニルホウ素、メチルトリフェニルホウ素、ブチルトリフェニルホウ素等のナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、カルシウム塩、バリウム塩、マグネシウム塩、あるいはストロンチウム塩等が挙げられる。
前記の塩基性リン化合物としては、例えば、以下の化合物を採用することができる。トリエチルホスフィン、トリ−n−プロピルホスフィン、トリイソプロピルホスフィン、トリ−n−ブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン及び四級ホスホニウム塩等。
前記の塩基性アンモニウム化合物としては、例えば、以下の化合物を採用することができる。テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルエチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルメチルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリブチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリブチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、テトラフェニルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリフェニルアンモニウムヒドロキシド、メチルトリフェニルアンモニウムヒドロキシド及びブチルトリフェニルアンモニウムヒドロキシド等。
前記のアミン系化合物としては、例えば、以下の化合物を採用することができる。4−アミノピリジン、2−アミノピリジン、N,N−ジメチル−4−アミノピリジン、4−ジエチルアミノピリジン、2−ヒドロキシピリジン、2−メトキシピリジン、4−メトキシピリジン、2−ジメチルアミノイミダゾール、2−メトキシイミダゾール、イミダゾール、2−メルカプトイミダゾール、2−メチルイミダゾール、アミノキノリン及びグアニジン等。
前記重合触媒の使用量は、反応に使用した全ジヒドロキシ化合物1mol当たり0.1〜300μmolであることが好ましく、0.5〜100μmolであることがより好ましく、1〜50μmolであることが特に好ましい。
前記重合触媒として、長周期型周期表における第1属金属及び第2族金属及びリチウムからなる群より選ばれた少なくとも1種の金属を含む化合物を用いる場合、特にマグネシウム化合物及び/又はカルシウム化合物を用いる場合は、重合触媒の使用量は、該金属を含む化合物の金属原子量として、反応に使用した全ジヒドロキシ化合物1mol当たり、0.1μmol以上が好ましく、0.3μmol以上がより好ましく、0.5μmol以上が特に好ましい。また、重合触媒の使用量は、金属原子量として、10μmol以下が好ましく、5μmol以下がより好ましく、3μmol以下が特に好ましい。
重合触媒の使用量を上述の範囲に調整することにより、重合速度を高めることができるため、重合温度を必ずしも高くすることなく所望の分子量のポリカーボネート樹脂を得ることが可能になる。さらに、副反応の併発を抑制することができる。その結果、ポリカーボネート樹脂(A)の色調の悪化をより一層防止することができると共に、成形加工時の着色をより一層防止することができる。
1族金属の中でもナトリウム、カリウム、又はセシウムを含む化合物がポリカーボネート樹脂の色調へ与える影響や、鉄がポリカーボネート樹脂へ与える影響を考慮すると、ポリカーボネート樹脂(A)中のナトリウム、カリウム、セシウム、及び鉄の合計含有量は、1重量ppm以下であることが好ましい。この場合には、ポリカーボネート樹脂の色調の悪化をより一層防止することができ、ポリカーボネート樹脂の色調をより一層良好なものにすることができる。同様の観点から、ポリカーボネート樹脂(A)中のナトリウム、カリウム、セシウム、及び鉄の合計含有量は、0.5重量ppm以下であることがより好ましい。なお、これらの金属は使用する触媒からのみではなく、原料又は反応装置から混入する場合がある。出所にかかわらず、ポリカーボネート樹脂(A)中のこれらの金属の化合物の合計量は、ナトリウム、カリウム、セシウム及び鉄の合計の含有量として、上述の範囲にすることが好ましい。
(ポリカーボネート樹脂(A)の合成)
ポリカーボネート樹脂(A)は、前記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物等の原料として用いられるジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとを、重合触媒の存在下、エステル交換反応により重縮合させることによって得られる。
原料であるジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルは、エステル交換反応前に均一に混合することが好ましい。混合の温度は通常80℃以上、好ましくは90℃以上、かつ、通常250℃以下、好ましくは200℃以下、更に好ましくは150℃以下の範囲とし、中でも100℃以上120℃以下が好適である。この場合には、溶解速度を高めたり、溶解度を十分に向上させたりすることができ、固化等の不具合を十分に回避することができる。さらに、この場合には、ジヒドロキシ化合物の熱劣化を十分に抑制することができ、結果的に得られるポリカーボネート樹脂(A)の色調をより一層良好なものにすることができると共に、耐候性の向上も可能になる。
原料のジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとを混合する操作は、酸素濃度10vol%以下、更には0.0001〜10vol%、中でも0.0001〜5vol%、特には0.0001〜1vol%の雰囲気下で行うことが好ましい。この場合には、色調をより良好なものにすることができると共に、反応性を高めることができる。
ポリカーボネート樹脂(A)を得るためには、反応に用いる全ジヒドロキシ化合物に対して、炭酸ジエステルを0.90〜1.20のモル比率で用いることが好ましい。この場合には、ポリカーボネート樹脂(A)のヒドロキシ基末端量の増加を抑制することができるため、ポリマーの熱安定性の向上が可能になる。そのため、成形時の着色をより一層防止したり、エステル交換反応の速度を向上させたりすることができる。また、所望の高分子量体をより確実に得ることが可能になる。さらに炭酸ジエステルの使用量を前記範囲内に調整することにより、エステル交換反応の速度の低下を抑制することができ、所望の分子量のポリカーボネート樹脂(A)のより確実な製造が可能になる。また、この場合には、反応時の熱履歴の増大を抑制することができるため、ポリカーボネート樹脂(A)の色調や耐候性をより一層良好なものにすることができる。さらにこの場合には、ポリカーボネート樹脂(A)中の残存炭酸ジエステル量を減少させることができ、成形時の汚れや臭気の発生を回避又は緩和することができる。以上と同様の観点から、全ジヒドロキシ化合物に対する炭酸ジエステル使用量は、モル比率で、0.95〜1.10であることがより好ましい。
ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとを重縮合させる方法は、上述の触媒存在下、複数の反応器を用いて多段階で実施される。反応の形式は、バッチ式、連続式、あるいはバッチ式と連続式の組み合わせの方法があるが、より少ない熱履歴でポリカーボネート樹脂が得られ、生産性にも優れている連続式を採用することが好ましい。
重合速度の制御や得られるポリカーボネート樹脂(A)の品質の観点からは、反応段階に応じてジャケット温度と内温、反応系内の圧力を適切に選択することが重要である。具体的には、重縮合反応の反応初期においては相対的に低温、低真空でプレポリマーを得、反応後期においては相対的に高温、高真空で所定の値まで分子量を上昇させることが好ましい。この場合には、未反応のモノマーの留出を抑制し、ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとのモル比率を所望の比率に調整し易くなる。その結果、重合速度の低下を抑制することができる。また、所望の分子量や末端基を持つポリマーをより確実に得ることが可能になる。
また、重縮合反応における重合速度はヒドロキシ基末端とカーボネート基末端のバランスによって制御される。そのため、未反応モノマーの留出によって末端基のバランスが変動すると、重合速度を一定に制御することが難しくなり、得られる樹脂の分子量の変動が大きくなるおそれがある。樹脂の分子量は溶融粘度と相関するため、得られた樹脂を溶融加工する際に、溶融粘度が変動し、成形体の品質を一定に保つことが難しくなることがある。かかる問題は、特に連続式で重縮合反応を行う場合に起こりやすい。
留出する未反応モノマーの量を抑制するためには、重合反応器に還流冷却器を用いることが有効であり、特に未反応モノマーが多い反応初期において高い効果を示す。還流冷却器に導入される冷媒の温度は使用するモノマーに応じて適宜選択することができるが、通常、還流冷却器に導入される冷媒の温度は該還流冷却器の入口において45〜180℃であり、好ましくは80〜150℃、特に好ましくは100〜130℃である。冷媒温度をこれらの範囲に調整することにより、還流量を十分に高め、その効果が十分得られると共に、留去すべきモノヒドロキシ化合物の留去効率を十分に向上させることができる。その結果、反応率の低下を防止することができ、得られる樹脂の着色をより一層防止することができる。冷媒としては、温水、蒸気、熱媒オイル等が用いられ、蒸気、熱媒オイルが好ましい。
重合速度を適切に維持し、モノマーの留出を抑制しながら、得られるポリカーボネート樹脂(A)の色調をより良好なものにするためには、前記の重合触媒の種類と量の選定が重要である。
ポリカーボネート樹脂(A)は、重合触媒を用いて、通常、2段階以上の工程を経て製造される。重縮合反応は、1つの重縮合反応器を用い、順次条件を変えて2段階以上の工程で行ってもよいが、生産効率の観点からは、複数の反応器を用い、それぞれの条件を変えて多段階で行うことが好ましい。
重縮合反応を効率よく行う観点から、反応液中に含まれるモノマーが多い反応初期においては、必要な重合速度を維持しつつ、モノマーの揮散を抑制することが重要である。また、反応後期においては、副生するモノヒドロキシ化合物を十分留去させることにより、平衡を重縮合反応側にシフトさせることが重要になる。従って、反応初期に好適な反応条件と、反応後期に好適な反応条件とは通常異なっている。それ故、直列に配置された複数の反応器を用いることにより、それぞれの条件を容易に変更することができ、生産効率を向上させることができる。
ポリカーボネート樹脂(A)の製造に使用される重合反応器は、上述の通り、少なくとも2つ以上であればよいが、生産効率などの観点からは、3つ以上、好ましくは3〜5つ、特に好ましくは4つである。重合反応器が2つ以上であれば、各重合反応器中で、更に条件の異なる反応段階を複数行ったり、連続的に温度・圧力を変えたりしてもよい。
重合触媒は、原料調製槽や原料貯槽に添加することもできるし、重合反応器に直接添加することもできる。供給の安定性、重縮合反応の制御の観点からは、重合反応器に供給される前の原料ラインの途中に触媒供給ラインを設置し、水溶液で重合触媒を供給することが好ましい。
重縮合反応の温度を調整することにより、生産性の向上や製品への熱履歴の増大の回避が可能になる。さらに、モノマーの揮散、及びポリカーボネート樹脂(A)の分解や着色をより一層防止することが可能になる。具体的には、第1段目の反応における反応条件としては、以下の条件を採用することができる。即ち、重合反応器の内温の最高温度は、通常150〜250℃、好ましくは160〜240℃、更に好ましくは170〜230℃の範囲で設定する。また、重合反応器の圧力(以下、圧力とは絶対圧力を表す)は、通常1〜110kPa、好ましくは5〜70kPa、さらに好ましくは7〜30kPaの範囲で設定する。また、反応時間は、通常0.1〜10時間、好ましくは0.5〜3時間の範囲で設定する。第1段目の反応は、発生するモノヒドロキシ化合物を反応系外へ留去しながら実施されることが好ましい。
第2段目以降は、反応系の圧力を第1段目の圧力から徐々に下げ、引き続き発生するモノヒドロキシ化合物を反応系外へ除きながら、最終的には反応系の圧力(絶対圧力)を1kPa以下にすることが好ましい。また、重合反応器の内温の最高温度は、通常200〜260℃、好ましくは210〜250℃の範囲で設定する。また、反応時間は、通常0.1〜10時間、好ましくは0.3〜6時間、特に好ましくは0.5〜3時間の範囲で設定する。
ポリカーボネート樹脂(A)の着色や熱劣化をより一層抑制し、色調がより一層良好なポリカーボネート樹脂(A)を得るという観点からは、全反応段階における重合反応器の内温の最高温度を210〜240℃とすることが好ましい。また、反応後半の重合速度の低下を抑止し、熱履歴による劣化を最小限に抑えるためには、重縮合反応の最終段階でプラグフロー性と界面更新性に優れた横型反応器を使用することが好ましい。
連続重合において、最終的に得られるポリカーボネート樹脂(A)の分子量を一定水準に制御するには、必要に応じて重合速度を調節することが好ましい。その場合は、最終段の重合反応器の圧力を調整することが操作性の良い方法である。
また、前述したようにヒドロキシ基末端とカーボネート基末端の比率によって重合速度が変化するため、あえて片方の末端基を減らして、重合速度を抑制し、その分、最終段の重合反応器の圧力を高真空に保つことで、モノヒドロキシ化合物をはじめとした樹脂中の残存低分子成分を低減することができる。しかし、この場合には、片方の末端基が少なくなりすぎると、末端基バランスが少し変動しただけで、極端に反応性が低下し、得られるポリカーボネート樹脂(A)の分子量が所望の分子量に満たなくなるおそれがある。かかる問題を回避するため、最終段の重合反応器で得られるポリカーボネート樹脂(A)は、ヒドロキシ基末端とカーボネート基末端とも10mol/ton以上含有することが好ましい。一方、両方の末端基が多すぎると、重合速度が速くなり、分子量が高くなりすぎてしまうため、片方の末端基は60mol/ton以下であることが好ましい。
このようにして、末端基の量と最終段の重合反応器の圧力を好ましい範囲に調整することで、重合反応器の出口において、樹脂中のモノヒドロキシ化合物の残存量を低減することができる。重合反応器の出口における樹脂中のモノヒドロキシ化合物の残存量は、2000重量ppm以下であることが好ましく、1500重量ppm以下であることがより好ましく、1000重量ppm以下であることが更に好ましい。このように、重合反応器の出口におけるモノヒドロキシ化合物の含有量を低減することにより、後の工程においてモノヒドロキシ化合物等の脱揮を容易に行うことができる。
モノヒドロキシ化合物の残存量は少ない方が好ましいが、100重量ppm未満まで減らそうとすると、片方の末端基の量を極端に少なくし、重合反応器の圧力を高真空に保つような運転条件を取る必要がある。この場合には、前述のとおり、得られるポリカーボネート樹脂(A)の分子量を一定水準に保つことが難しくなるので、通常100重量ppm以上、好ましくは150重量ppm以上である。
副生したモノヒドロキシ化合物は、資源有効活用の観点から、必要に応じて精製を行った後、他の化合物の原料として再利用することが好ましい。例えば、モノヒドロキシ化合物がフェノールである場合、ジフェニルカーボネートやビスフェノールA等の原料として用いることができる。
ポリカーボネート樹脂(A)のガラス転移温度は、90℃以上が好ましい。この場合には、前記ポリカーボネート樹脂組成物の耐熱性と生物起源物質含有率とをバランス良く向上させることができる。同様の観点から、ポリカーボネート樹脂(A)のガラス転移温度は、100℃以上がより好ましく、110℃以上がさらに好ましく、120℃以上が特に好ましい。一方、ポリカーボネート樹脂(A)のガラス転移温度は170℃以下が好ましい。この場合には、前述の溶融重合によって溶融粘度を小さくすることができ、充分な分子量のポリマーを得ることができる。また、重合温度を高くして溶融粘度を下げることにより、分子量を高くしようとした場合には、構成単位(a1)の耐熱性が充分でないため、着色し易くなるおそれがある。分子量の向上と着色の防止をよりバランス良く向上できるという観点から、ポリカーボネート樹脂(A)のガラス転移温度は、165℃以下がより好ましく、160℃以下がさらに好ましく、150℃以下が特に好ましく、145℃未満が最も好ましい。
ポリカーボネート樹脂(A)の分子量は、還元粘度で表すことができ、還元粘度が高いほど分子量が大きいことを示す。還元粘度は、通常0.30dL/g以上であり、0.33dL/g以上が好ましい。この場合には、成形体の機械的強度をより向上させることができる。一方、還元粘度は、通常1.20dL/g以下であり、1.00dL/g以下がより好ましく、0.80dL/g以下が更に好ましい。これらの場合には、成形時の流動性を向上させることができ、生産性や成形性をより向上させることができる。なお、ポリカーボネート樹脂(A)の還元粘度は、塩化メチレンを溶媒として樹脂組成物の濃度を0.6g/dLに精密に調整した溶液を用いて、ウベローデ粘度管により温度20.0℃±0.1℃の条件下で測定した値を使用する。還元粘度の測定方法の詳細は実施例において説明する。
ポリカーボネート樹脂(A)の溶融粘度は、400Pa・s以上3000Pa・s以下が好ましい。この場合には、樹脂組成物の成形体が脆くなることを防止し、機械物性をより向上させることができる。さらにこの場合には、成形加工時における流動性を向上させ、成形体の外観が損なわれたり、寸法精度が悪化したりすることを防止することができる。さらにこの場合には、剪断発熱により樹脂温度が上昇することに起因する、着色や発泡をより一層防止することができる。同様の観点から、ポリカーボネート樹脂(A)の溶融粘度は、600Pa・s以上2500Pa・s以下であることがより好ましく、800Pa・s以上2000Pa・s以下であることがさらにより好ましい。なお、本明細書において溶融粘度とは、キャピラリーレオメータ(東洋精機(株)製)を用いて測定される、温度240℃、剪断速度91.2sec−1における溶融粘度をいう。溶融粘度の測定方法の詳細は、後述の実施例において説明する。
ポリカーボネート樹脂(A)は、触媒失活剤を含むことが好ましい。触媒失活剤としては、酸性物質で、重合触媒の失活機能を有するものであれば特に限定されないが、例えば、リン酸、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、亜リン酸、オクチルスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩、ベンゼンスルホン酸テトラメチルホスホニウム塩、ベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩、ドデシルベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩、P−トルエンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩のごときホスホニウム塩;デシルスルホン酸テトラメチルアンモニウム塩、ドデシルベンゼンスルホン酸テトラブチルアンモニウム塩のごときアンモニウム塩;及びベンゼンスルホン酸メチル、ベンゼンスルホン酸ブチル、p−トルエンスルホン酸メチル、p−トルエンスルホン酸ブチル、ヘキサデシルスルホン酸エチルのごときアルキルエステル等を挙げることができる。
前記触媒失活剤は、下記構造式(5)又は下記構造式(6)で表される部分構造のいずれかを含むリン系化合物(以下、「特定リン系化合物」という。)を含んでいることが好ましい。前記特定リン系化合物は、重縮合反応が完了した後、即ち、例えば混練工程やペレット化工程等の際に添加することにより後述する重合触媒を失活させ、それ以降に重縮合反応が不要に進行することを抑制できる。その結果、成形工程等においてポリカーボネート樹脂(A)が加熱された際の重縮合の進行を抑制でき、ひいては前記モノヒドロキシ化合物の脱離を抑制することができる。また、重合触媒を失活させることにより、高温下でのポリカーボネート樹脂(A)の着色をより一層抑制することができる。
構造式(5)又は構造式(6)で表される部分構造を含む特定リン系化合物としては、リン酸、亜リン酸、ホスホン酸、次亜リン酸、ポリリン酸、ホスホン酸エステル、酸性リン酸エステル等を採用することができる。特定リン系化合物のうち、触媒失活と着色抑制の効果がさらに優れているのは、亜リン酸、ホスホン酸、ホスホン酸エステルであり、特に亜リン酸が好ましい。
ホスホン酸としては、例えば以下の化合物を採用することができる。ホスホン酸(亜リン酸)、メチルホスホン酸、エチルホスホン酸、ビニルホスホン酸、デシルホスホン酸、フェニルホスホン酸、ベンジルホスホン酸、アミノメチルホスホン酸、メチレンジホスホン酸、1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸、4−メトキシフェニルホスホン酸、ニトリロトリス(メチレンホスホン酸)、プロピルホスホン酸無水物等。
ホスホン酸エステルとしては、例えば以下の化合物を採用することができる。ホスホン酸ジメチル、ホスホン酸ジエチル、ホスホン酸ビス(2−エチルヘキシル)、ホスホン酸ジラウリル、ホスホン酸ジオレイル、ホスホン酸ジフェニル、ホスホン酸ジベンジル、メチルホスホン酸ジメチル、メチルホスホン酸ジフェニル、エチルホスホン酸ジエチル、ベンジルホスホン酸ジエチル、フェニルホスホン酸ジメチル、フェニルホスホン酸ジエチル、フェニルホスホン酸ジプロピル、(メトキシメチル)ホスホン酸ジエチル、ビニルホスホン酸ジエチル、ヒドロキシメチルホスホン酸ジエチル、(2−ヒドロキシエチル)ホスホン酸ジメチル、p−メチルベンジルホスホン酸ジエチル、ジエチルホスホノ酢酸、ジエチルホスホノ酢酸エチル、ジエチルホスホノ酢酸tert−ブチル、(4−クロロベンジル)ホスホン酸ジエチル、シアノホスホン酸ジエチル、シアノメチルホスホン酸ジエチル、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸ジエチル、ジエチルホスホノアセトアルデヒドジエチルアセタール、(メチルチオメチル)ホスホン酸ジエチル等。
酸性リン酸エステルとしては、例えば以下の化合物を採用することができる。リン酸ジメチル、リン酸ジエチル、リン酸ジビニル、リン酸ジプロピル、リン酸ジブチル、リン酸ビス(ブトキシエチル)、リン酸ビス(2−エチルヘキシル)、リン酸ジイソトリデシル、リン酸ジオレイル、リン酸ジステアリル、リン酸ジフェニル、リン酸ジベンジルなどのリン酸ジエステル、又はジエステルとモノエステルの混合物、クロロリン酸ジエチル、リン酸ステアリル亜鉛塩等。
前記特定リン系化合物は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で混合して用いてもよい。
前記ポリカーボネート樹脂(A)中の特定リン系化合物の含有量は、リン原子として0.1重量ppm以上5重量ppm以下であることが好ましい。この場合には、前記特定リン系化合物による触媒失活や着色抑制の効果を十分に得ることができる。また、この場合には、特に高温・高湿度での耐久試験において、ポリカーボネート樹脂(A)の着色をより一層防止することができる。
また、前記特定リン系化合物の含有量を重合触媒の量に応じて調節することにより、触媒失活や着色抑制の効果をより確実に得ることができる。前記特定リン系化合物の含有量は、重合触媒の金属原子1molに対して、リン原子の量として0.5mol当量以上5mol当量以下とすることが好ましく、0.7mol当量以上4mol当量以下とすることがより好ましく、0.8mol当量以上3mol当量以下とすることが特に好ましい。
[添加剤]
ポリカーボネート樹脂組成物には、さらに種々の添加剤を添加することができる。前記添加剤としては、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、離型剤、熱安定剤、難燃剤、難燃助剤、無機充填剤、加水分解抑制剤、発泡剤、核剤等があり、ポリカーボネート樹脂に通常用いられる添加剤を使用することができる。
「酸化防止剤」
前記酸化防止剤としては、樹脂に使用される一般的な酸化防止剤が使用できるが、酸化安定性、熱安定性観点から、ホスファイト系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤、及びフェノール系酸化防止剤が好ましい。ここで、酸化防止剤の添加量は、ポリカーボネート樹脂(A)100重量部に対し、5重量部以下が好ましい。この場合には、成形時における金型の汚染をより確実に防止し、表面外観のより優れた成形体を得ることが可能になる。同様の観点から、酸化防止剤の添加量は、ポリカーボネート樹脂(A)100重量部に対し、3重量部以下がより好ましく、2重量部以下が更に好ましい。また、酸化防止剤の添加量は、ポリカーボネート樹脂(A)100重量部に対し、0.001重量部以上が好ましい。この場合には、成形安定性に対する改良効果を十分に得ることができる。同様の観点から、酸化防止剤の添加量は、ポリカーボネート樹脂(A)及び芳香族ポリカーボネート樹脂(B)の合計100重量部に対し、0.002重量部以上がより好ましく、0.005重量部以上が更に好ましい。
(ホスファイト系酸化防止剤)
前記ホスファイト系酸化防止剤としては、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、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)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、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、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、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、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、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト等が挙げられる。
これらの中でも、トリスノニ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、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が好ましく使用される。これらの化合物は、1種又は2種以上を併用することができる。
(イオウ系酸化防止剤)
前記イオウ系酸化防止剤としては、例えば、ジラウリル−3,3’−チオジプロピオン酸エステル、ジトリデシル−3,3’−チオジプロピオン酸エステル、ジミリスチル−3,3’−チオジプロピオン酸エステル、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオン酸エステル、ラウリルステアリル−3,3’−チオジプロピオン酸エステル、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)、ビス[2−メチル−4−(3−ラウリルチオプロピオニルオキシ)−5−tert−ブチルフェニル]スルフィド、オクタデシルジスルフィド、メルカプトベンズイミダゾール、2−メルカプト−6−メチルベンズイミダゾール、1,1’−チオビス(2−ナフトール)などをあげることができる。上記のうち、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)が好ましい。これらの化合物は、1種又は2種以上を併用することができる。
(フェノール系酸化防止剤)
前記フェノール系酸化防止剤としては、例えば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)、グリセロール−3−ステアリルチオプロピオネート、トリエチレングリコール−ビス[3−(3−tert−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,6−ヘキサンジオール−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]、ペンタエリスリトール−テトラキス[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]、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、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、N,N−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナマイド)、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、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、4,4’−ビフェニレンジホスフィン酸テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)、3,9−ビス{1,1−ジメチル−2−[β−(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]エチル}−2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカン、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノール等の化合物が挙げられる。
これらの化合物の中でも、炭素数5以上のアルキル基によって1つ以上置換された芳香族モノヒドロキシ化合物が好ましく、具体的には、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、ペンタエリスリチル−テトラキス{3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート}、1,6−ヘキサンジオール−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]、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)ベンゼン等が好ましく、ペンタエリスリチル−テトラキス{3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートが更に好ましい。これらの化合物は、1種又は2種以上を併用することができる。
「光安定剤」
前記光安定剤としては、ヒンダードアミン系光安定剤が挙げられる。光安定剤の分子量は1000以下が好ましい。この場合には、成形体の耐候性をより向上させることができる。同様の観点から光安定剤の分子量は900以下がより好ましい。また、光安定剤の分子量は300以上が好ましい。この場合には、ポリカーボネート樹脂組成物の耐熱性を向上させることができ、成形時における金型の汚染をより確実に防止することができる。その結果、表面外観のより優れた成形体を得ることができる。同様の観点から、光安定剤の分子量は400以上がより好ましい。
前記光安定剤は、ピペリジン構造を有する化合物であることが好ましい。ここで規定するピペリジン構造とは、飽和6員環のアミン構造となっていればよく、ピペリジン構造の一部が置換基により置換されているものも含む。置換基としては、炭素数4以下のアルキル基があげられ、特にはメチル基が好ましい。光安定剤は、ピペリジン構造を複数有する化合物がより好ましく、それら複数のピペリジン構造がエステル構造により連結されている化合物がさらに好ましい。
前記光安定剤としては、4−ピペリジノール,2,2,6,6−テトラメチル−4−ベンゾエート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、テトラキス(2,2,6,6‐テトラメチルピペリジン‐4‐カルボン酸)1,2,3,4‐ブタンテトライル、2,2,6,6−テトラメチル−ピレリジノールとトリデシルアルコールと1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸の縮合物、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル、及びトリデシルアルコールとトリデシル−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、ビス(1,2,3,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)[[3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル]メチル]ブチルマロネート、デカン二酸ビス(2,2,26,6−テトラメチル−1−(オクチルオキシ)−4−ピペリジニル)エステル、1,1−ジメチルエチルヒドロペルオキシドとオクタンの反応生成物、1−[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]−4−[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]エチル]−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、テトラキス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、ポリ[{6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル}{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}]、N,N’−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)−1,6−ヘキサンジアミンポリマーと2,4,6−トリクロロ−1,3,5−トリアジン、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸と2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジノールとβ,β,β,β−テトラメチル−3,9−(2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン−ジエタノールとの縮合物、N,N’−ビス(3−アミノプロピル)エチレンジアミン−2,4−ビス[N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)アミノ]−6−クロロ−1,3,5−トリアジン縮合物、コハク酸ジメチル−1−(2−ヒドロキシエチル)−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン重縮合物等が挙げられる。
前記光安定剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)100重量部に対して0.001重量部以上5重量部以下であることが好ましい。この場合には、ポリカーボネート樹脂組成物及びその成形体の耐候性をより向上させることができ、着色などをより防止することができる。その結果、例えばポリカーボネート樹脂組成物に着色剤を添加して樹脂組成物を漆黒に着色した場合には、深みと清澄感のある漆黒をより維持することが可能になる。このようなポリカーボネート樹脂組成物は、例えば自動車内外装品用途に好適である。光安定剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)100重量部に対して、0.005重量部以上3重量部以下であることがより好ましく、0.01重量部以上1重量部以下であることがさらに好ましい。
「紫外線吸収剤」
前記紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、トリアジン系化合物、ベンゾエート系化合物、ヒンダードアミン系化合物、サリチル酸フェニルエステル系化合物、シアノアクリレート系化合物、マロン酸エステル系化合物、シュウ酸アニリド系化合物等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記ベンゾトリアゾール系化合物には、分子内にハロゲン原子を含むベンゾトリアゾール化合物I、分子内にハロゲン原子を含まないベンゾトリアゾール化合物IIがある。
この分子内にハロゲン原子を含まないベンゾトリアゾール系化合物IIの具体的な例としては、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール(例えば、BASF・ジャパン社製のTINUVIN・P、ADEKA社製のLA−32、住友化学社製のSumisorb200)、2‐(3’,5’‐ジ−tert−アミル−2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール(例えば、住友化学社製のSumisorb350)、2−[2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール(例えば、BASF・ジャパン社製のTINUVIN234)、2‐(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−6−ドデシル−4‐メチルフェノル(BASF・ジャパン社製のTINUVIN571)、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ジ−tert−ブチルフェノール(例えば、BASF・ジャパン社製のTINUVIN320)、2−(2−ヒドロキシ−5−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール(例えば、BASF・ジャパン社製のTINUVIN329、ADEKA社製のLA−29)、2−(2−ヒドロキシ−5−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール(例えば、住友化学社製のSumisorb340)、2−[2−ヒドロキシ−3−[(1,3,4,5,6,7―ヘキサヒドロ−1,3−ジオキソ−2H−イソインドール−2−イル)メチル)−5−メチルフェニル]−2H−ベンゾトリアゾール(例えば、住友化学社製のSumisorb250)、2−(3,5―ジ−tert−アミル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール(例えば、BASF・ジャパン社製のTINUVIN328)、2,2’−メチレンビス[6−(ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−tert−オクチルフェノール](例えば、ADEKA社製のLA−31)等が挙げられる。
前記の分子内にハロゲン原子を含むベンゾトリアゾール系化合物Iの具体的な例としては、2−(3’−t−ブチル−2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール(例えば、ADEKA社製のLA−36、住友化学社製のSumisorb300)、2−(3’,5’−ジ−t−ブチル−2’−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール(例えば、BASF・ジャパン社製のTINUVIN327)等が挙げられる。ベンゾトリアゾール系化合物Iは、例えば同程度の分子量のベンゾトリアゾール系化合物IIに比較して、一般的に融点が高い。
前記トリアジン系化合物としては、2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−ドデシルオキシプロピル)オキシ]−2−ヒドロキシフェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−6−(2−ヒドロキシ−4−イソオクチルオキシフェニル)−s−トリアジン、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・ジャパン社製、Tinuvin1577FF)などが挙げられる。
前記ベンゾフェノン系化合物としては、ヒドロキシベンゾフェノン系化合物があげられ、具体的には、2,2’−ジヒドロ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−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン等が挙げられる。
前記シアノアクリレート系化合物としては、エチル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート、2’−エチルヘキシル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート等が挙げられる。
前記マロン酸エステル系化合物としては、2−(1−アリールアルキリデン)マロン酸エステル類等が挙げられる。なかでも、マロン酸[(4−メトキシフェニル)−メチレン]−ジメチルエステル(Clariant社製、HostavinPR−25)、2−(パラメトキシベンジリデン)マロン酸ジメチルが好ましい。
シュウ酸アニリド系化合物としては、2−エチル−2’−エトキシ−オキサルアニリド(Clariant社製、SanduvorVSU)等が挙げられる。
前記ヒンダードアミン系化合物としては、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート(例えば、ADEKA社製「アデカスタブLA−77」)や、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジル−4−イル)セバケート(例えば、BASFジャパン社製「チヌビン765」)等の高分子量タイプが挙げられる。また、ポリ[{6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル}{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル}イミノ](例えば、BASFジャパン社製「キマソーブ944FDL」)や、ジブチルアミン1,3,5−トリアジン・N,N−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル−1,6−ヘキサメチレンジアミン・N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ブチルアミンの重縮合物(例えば、BASFジャパン社製「キマソーブ2020FDL」)等のポリマータイプも挙げられる。
前記シュウ酸アニリド系化合物としては、例えば、2−エチル−2’−エトキシ−オキサルアニリド(Clariant社製、SanduvorVSU)などが挙げられる。 これらの紫外線吸収剤は単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの紫外線吸収剤の中でも、2−(2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−ヘキシルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−ドデシルオキシプロピル)オキシ]−2−ヒドロキシフェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノンが好ましい。
前記紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系化合物が好ましく、少なくとも2種類以上のベンゾトリアゾール系化合物を併用することがより好ましい。分子内にハロゲン原子を含むベンゾトリアゾール化合物Iと、ハロゲン原子を含まないベンゾトリアゾール化合物IIとを併用することが特に好ましい。この場合には、ポリカーボネート樹脂組成物及びその成形体の耐候性をより向上させることができる。
前記紫外線吸収剤として、ベンゾトリアゾール系化合物を用いる場合、ベンゾトリアゾール系化合物からなる紫外線吸収剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)100重量部に対して0.05〜0.5重量部であることが好ましい。この場合には、耐候性をより十分に向上させることができると共に、成形時に金型、口金、ロールなどが汚染されることにより成形体の外観が悪化することをより防止できる。ポリカーボネート樹脂組成物の耐候性をより一層向上させ、成形体の外観の悪化をより一層防止するという観点から、ベンゾトリアゾール系化合物からなる紫外線吸収剤の合計含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)100重量部に対して0.07〜0.4重量部がより好ましく、0.1〜0.3重量部が特に好ましい。
分子内にハロゲン原子を含まないベンゾトリアゾール化合物IIは、耐候性効果として、クラック発生抑制効果が高い。一方、分子内にハロゲン原子を含むベンゾトリアゾール化合物Iは、クラック発生抑制効果は低いが、耐候性効果として、色差ΔE*を低く抑える効果が高い。したがって、分子内にハロゲン原子を含むベンゾトリアゾール化合物Iと分子内にハロゲン原子を含まないベンゾトリアゾール化合物IIとの比率を調整することが好ましい。具体的には、分子内にハロゲン原子を含むベンゾトリアゾール化合物Iと分子内にハロゲン原子を含まないベンゾトリアゾール化合物IIとの重量比(I:II)は10:90〜90:10であることが好ましく、20:80〜80:20がより好ましく、30:70〜70:30が特に好ましい。
「離型剤」
ポリカーボネート樹脂組成物は、成形時における離型性を付与するための離型剤として、ポリカーボネート樹脂(A)100重量部に対して、多価アルコールの脂肪酸エステルを0.0001重量部以上2重量部以下含有してもよい。多価アルコールの脂肪酸エステルの量をこの範囲に調整することにより、添加効果が充分に得られ、成形加工における離型の際に、離型不良により成形体が割れることをより確実に防止することができる。さらにこの場合には、樹脂組成物の白濁や成形加工時に金型に付着する付着物の増大をより一層抑制することができる。多価アルコールの脂肪酸エステルの含有量は、0.01重量部以上、1.5重量部以下であることがより好ましく、0.1重量部以上、1重量部以下であることがさらに好ましい。
前記多価アルコール脂肪酸エステルを構成する脂肪酸としては、高級脂肪酸が好ましく、炭素数10〜炭素数30の飽和脂肪酸がより好ましい。かかる脂肪酸としては、ミリスチン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸等が挙げられる。
また、前記多価アルコール脂肪酸エステルを構成する多価アルコールとしては、炭素数1〜炭素数20の多価アルコールがよく、グリセリン、ソルビトール、ペンタエリスリトール、プロピレングリコール、エチレングリコールが好ましい。この場合には、樹脂に添加した際に、樹脂の透明性を損なわずに離型性を向上させることができる。
また、前記多価アルコールの脂肪酸エステルは、2価アルコールの脂肪酸ジエステルであることが好ましい。この場合には、樹脂に添加した際に、湿熱環境下における樹脂組成物の分子量の低下を抑制することができる。
前記多価アルコールの脂肪酸エステルとしては、炭素数1〜炭素数20の多価アルコールと炭素数10〜炭素数30の飽和脂肪酸との部分エステル又は全エステルが好ましい。かかる多価アルコールと飽和脂肪酸との部分エステル又は全エステルの具体例としては、ステアリン酸モノグリセリド、ステアリン酸ジグリセリド、ステアリン酸トリグリセリド、ステアリン酸モノソルビテート、ベヘニン酸モノグリセリド、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールジステアレート、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ペンタエリスリトールテトラペラルゴネート、プロピレングリコールモノステアレート、イソプロピルパルミテート、ソルビタンモノステアレート等が挙げられる。なかでも、ステアリン酸モノグリセリド、ステアリン酸トリグリセリド、ペンタエリスリトールテトラステアレートが好ましく用いられる。
また、耐熱性及び耐湿性の観点から、多価アルコールの脂肪酸エステルとしては、全エステルがより好ましい。
ポリカーボネート樹脂組成物に離型剤を配合する場合には、その添加時期、添加方法は特に限定されない。添加時期としては、例えば、エステル交換法でポリカーボネート樹脂を製造した場合は重合反応終了時;さらに、重合法に関わらず、ポリカーボネート樹脂組成物と他の配合剤との混練途中等のポリカーボネート樹脂組成物が溶融した状態;押出機等を用い、ペレット又は粉末等の固体状態のポリカーボネート樹脂組成物とブレンド・混練する際等が挙げられる。添加方法としては、ポリカーボネート樹脂組成物に離型剤を直接混合又は混練する方法;少量のポリカーボネート樹脂組成物又は他の樹脂等と離型剤を用いて作成した高濃度のマスターバッチとして添加することもできる。
[ポリカーボネート樹脂組成物の製造方法]
ポリカーボネート樹脂組成物は、前記成分を所定の割合で同時に、又は任意の順序でタンブラー、V型ブレンダー、ナウターミキサー、バンバリーミキサー、混練ロール、押出機等の混練機により溶融混合(溶融混練とほぼ同義)して製造することができる。すなわち、少なくとも、ポリカーボネート樹脂(A)と、上記の添加剤や場合により耐衝撃改良剤等を溶融混合することにより、ポリカーボネート樹脂組成物を製造することができる。なお、溶融混合は、減圧の状態で行うことが好ましい。
混練機については、減圧状態での混合を達成できる構成であれば二軸押出機もしくは単軸押出機の種別の如何を限定するものではないが、耐衝撃改良剤の分散性を高めるという観点から、二軸押出機がより好ましい。ポリカーボネート樹脂組成物の混合温度は200℃〜300℃が好ましい。この場合には、樹脂の劣化に伴う色調の悪化をより確実に防止することができる共に、耐衝撃性や耐湿熱性などの実用面での物理特性をより向上させることができる。同様の観点から、混合温度は210℃〜280℃であることがより好ましく、220〜260℃であることが特に好ましい。また混合時間については、上記と同様に樹脂劣化をより確実に回避するという観点から無用な長大化は回避されるべきであり、10秒以上150秒以下が好ましく、より好ましくは10秒以上90秒以下である。
[全光線透過率]
本発明の透明樹脂組成物の全光線透過率(厚さ3mm)が60%未満の場合には、電気・電子分野、自動車分野、光学部品分野等において好適に用いることが困難になるおそれがある。本発明のポリカーボネート樹脂組成物の全光線透過率(厚さ3mm)は好ましくは70%以上がよく、より好ましくは80%以上がよく、特に好ましくは90%以上がよい。
また、上限値は高ければ高い方が好ましいが、実現の困難性という観点から、全光線透過率(厚さ3mm)の上限は94%である。
なお、透明樹脂組成物の全光線透過率(厚さ3mm)は、具体的には、後掲の実施例の項に記載される方法で測定される。
<部材B>
本発明で使用する部材Bは、特に制限されないが、部材Bが、ポリカーボネート樹脂(A)以外の熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物からなることが樹脂成形体の強度などの点から好ましい。ポリカーボネート樹脂(A)以外の熱可塑性樹脂としては、例えば、芳香族ポリカーボネート(PC)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂(ABS)、芳香族ポリカーボネートと軟質スチレン系樹脂のポリマーアロイ(PC−ABS)等を含有する樹脂組成物であることが好ましい。また、成形体の密着性や意匠性などの点から、芳香族ポリカーボネート(PC)、芳香族ポリカーボネートと軟質スチレン系樹脂のポリマーアロイがより好ましい。
(軟質スチレン系樹脂)
本発明において、芳香族ポリカーボネートと軟質スチレン系樹脂のポリマーアロイに用いる軟質スチレン系樹脂は、スチレン重合体ブロックと共役ジエン系重合体ブロックからなるブロック共重合体であり、前記軟質スチレン系樹脂中に占めるスチレン含有量が10重量%以上、40重量%以下であることが重要である。含有量の下限としては、より好ましくは15重量%、さらに好ましくは20重量%である。また、含有量の上限としては、より好ましくは35重量%、さらに好ましくは30重量%である。
スチレン含有量がかかる範囲にあることで、優れた耐衝撃性を付与することが可能となる。
前記軟質スチレン系樹脂に用いる共役ジエン系重合体ブロックとしては、ブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエン等の単独重合体、それらの共重合体、又は、共役ジエン系モノマーと共重合可能なモノマーをブロック内に含む共重合体等を用いることができる。具体的にはスチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体(SBS)、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体(SIS)、シリコン−アクリル複合ゴム・アクリロニトリル・スチレン共重合体樹脂(SAS樹脂)、メタクリル酸メチル・無水マレイン酸・スチレン共重合体(SMM)、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)、更に芳香族ポリカーボネート樹脂(PC)とアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)を一定の重量比で混練したポリマーアロイ樹脂(PC/ABS)等があげられ、これらの中でも、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)、ポリマーアロイ樹脂(PC/ABS)が、密着性や意匠性の点から好ましい。具体的な商品としては、クレイトンポリマー社製「クレイトンD」シリーズ、アロン化成社製「AR−100」シリーズ、UMG ABS社製、「ユーエムジーエービーエス」及び「ダイヤラック」シリーズ、テクノポリマー社製、「テクノABS」及び「エクセロイ」シリーズ、三菱エンジニアリングプラスチックス社製、「ユーピロンMB」シリーズ等があげられる。
(芳香族ポリカーボネート樹脂(PC))
芳香族ポリカーボネート樹脂(PC)としては、例えば下記一般式(7)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物に由来する構成単位を主構成単位とするポリカーボネート樹脂がある。
前記一般式(7)中のR1〜R8は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を示す。Yは、単結合又は2価基を示す。一般式(7)中のR1〜R8の置換基としては、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルコキシ基、ハロゲン基、炭素数1〜10のハロゲン化アルキル基、又は置換基を有していてもよい炭素数6〜20の芳香族基示す。これらの中でも、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、又は置換基を有していてもよい炭素数6〜20の芳香族基が好ましい。一般式(7)中のYの2価基としては、置換基を有していてもよい炭素数1〜6の鎖状構造のアルキレン基、置換基を有していてもよい炭素数1〜6の鎖状構造のアルキリデン基、置換基を有していてもよい炭素数3〜6の環状構造のアルキレン基、置換基を有していてもよい炭素数3〜6の環状構造のアルキリデン基、−O−、−S−、−CO−又はSO2−があげられる。ここで、置換基としては、本発明の効果を阻害されない限りにおいて、特に限定されないが、通常、分子量が200以下のものである。また、炭素数1〜6の鎖状構造のアルキレン基が有する置換基としては、アリール基が好ましく、特にはフェニル基が好ましい。
芳香族ポリカーボネート樹脂(PC)を構成するジヒドロキシ化合物に由来する構成単位は、ジヒドロキシ化合物の水酸基から水素原子を除いたものである。相当する、ジヒドロキシ化合物の具体例としては、下記のものがあげられる。
4,4’−ビフェノール、2,4’−ビフェノール、3,3’−ジメチル−4,4’−ジヒドロキシ−1,1’−ビフェニル、3,3’−ジメチル−2,4’−ジヒドロキシ−1,1’−ビフェニル、3,3’−ジ−(t−ブチル)−4,4’−ジヒドロキシ−1,1’−ビフェニル、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ジヒドロキシ−1,1’−ビフェニル、3,3’,5,5’−テトラ−(t−ブチル)−4,4’−ジヒドロキシ−1,1’−ビフェニル、2,2’,3,3’,5,5’−ヘキサメチル−4,4’−ジヒドロキシ−1,1’−ビフェニル等のビフェニル化合物。
ビス−(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)メタン、ビス−(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス−(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)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)プロパン、2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス−(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン、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、2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−3−メチルブタン、2,2−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)−4−メチルペンタン、1,1−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)シクロペンタン、1,1−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、ビス−(3−フェニル−4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1−ビス−(3−フェニル−4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1−ビス−(3−フェニル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス−(3−フェニル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1−ビス−(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)エタン、2,2−ビス−(4−ヒドロキシ−3−エチルフェニル)プロパン、2,2−ビス−(4−ヒドロキシ−3−イソプロピルフェニル)プロパン、2,2−ビス−(4−ヒドロキシ−3−sec−ブチルフェニル)プロパン、1,1−ビス−(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)エタン、2,2−ビス−(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)プロパン、1,1−ビス−(4−ヒドロキシ−3,6−ジメチルフェニル)エタン、ビス−(4−ヒドロキシ−2,3,5−トリメチルフェニル)メタン、1,1−ビス−(4−ヒドロキシ−2,3,5−トリメチルフェニル)エタン、2,2−ビス−(4−ヒドロキシ−2,3,5−トリメチルフェニル)プロパン、ビス−(4−ヒドロキシ−2,3,5−トリメチルフェニル)フェニルメタン、1,1−ビス−(4−ヒドロキシ−2,3,5−トリメチルフェニル)フェニルエタン、1,1−ビス−(4−ヒドロキシ−3,3,5−トリメチルフェニル)シクロヘキサン、ビス−(4−ヒドロキシフェニル)フェニルメタン、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−フェニルプロパン、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)ジベンジルメタン、4,4’−[1,4−フェニレンビス(1−メチルエチリデン)]ビス−[フェノール]、4,4’−[1,4−フェニレンビスメチレン]ビス−[フェノール]、4,4’−[1,4−フェニレンビス(1−メチルエチリデン)]ビス−[2,6−ジメチルフェノール]、4,4’−[1,4−フェニレンビスメチレン]ビス−[2,6−ジメチルフェノール]、4,4’−[1,4−フェニレンビスメチレン]ビス−[2,3,6−トリメチルフェノール]、4,4’−[1,4−フェニレンビス(1−メチルエチリデン)]ビス−[2,3,6−トリメチルフェノール]、4,4’−[1,3−フェニレンビス(1−メチルエチリデン)]ビス−[2,3,6−トリメチルフェノール]、4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルフィドフェノールフタルレイン、4,4’−[1,4−フェニレンビス(1−メチルビニリデン)]ビスフェノール、4,4’−[1,4−フェニレンビス(1−メチルビニリデン)]ビス[2−メチルフェノール]、(2−ヒドロキシフェニル)(4−ヒドロキシフェニル)メタン、(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)メタン、1,1−(2−ヒドロキシフェニル)(4−ヒドロキシフェニル)エタン、2,2−(2−ヒドロキシフェニル)(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1−(2−ヒドロキシフェニル)(4−ヒドロキシフェニル)プロパンなどのビスフェノール化合物。
2,2−ビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジクロロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパンなどのハロゲン化ビスフェノール化合物。
これらの中でも好ましいジヒドロキシ化合物としては、ビス−(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)メタン、ビス−(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス−(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)メタン、1,1−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)エタン、2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス−(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン、2,2−ビス−(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)プロパン、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−3,3,5−トリメチルフェニル)シクロヘキサン、ビス−(4−ヒドロキシフェニル)フェニルメタン、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−フェニルプロパン、ビス−(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、2−ヒドロキシフェニル(4−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2−(2−ヒドロキシフェニル)(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、があげられる。
これらの中でも特に、ビス−(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス−(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)メタン、ビス−(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)メタン、2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス−(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン、2,2−ビス−(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)プロパン、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−3,3,5−トリメチルフェニル)シクロヘキサンが好ましい。
前記芳香族ポリカーボネート樹脂(PC)の製造方法は、ホスゲン法、エステル交換法、ピリジン法等、従前知られるいずれの方法を用いてもかまわない。以下一例として、エステル交換法による芳香族ポリカーボネート樹脂(PC)の製造方法を説明する。
エステル交換法は、ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとを塩基性触媒、さらにはこの塩基性触媒を中和する酸性物質を添加し、溶融エステル交換縮重合を行う製造方法である。ジヒドロキシ化合物としては、前記例示のビフェニル化合物、ビスフェノール化合物があげられる。
前記炭酸ジエステルの代表例としては、ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート、ビス(クロロフェニル)カーボネート、m−クレジルカーボネート、ジナフチルカーボネート、ビス(ビフェニル)カーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジブチルカーボネート、ジシクロヘキシルカーボネートなどが挙げられる。これらのうち、特にジフェニルカーボネートが好ましく用いられる。
前記芳香族ポリカーボネート樹脂(PC)の粘度平均分子量は、力学特性と成形加工性のバランスから、通常、8,000以上、30,000以下、好ましくは10,000以上、25,000以下の範囲である。又、芳香族ポリカーボネート樹脂(PC)の還元粘度は、溶媒として塩化メチレンを用い、ポリカーボネート濃度を0.60g/dlに精密に調整し、温度20.0℃±0.1℃で測定され、通常、0.23dl/g以上0.72dl/g以下で、好ましくは0.27dl/g以上0.61dl/g以下の範囲内である。
なお、本発明においては、芳香族ポリカーボネート樹脂(PC)を1種のみを単独、又は2種以上を混合して使用してもよい。
(軟質スチレン系樹脂)
本発明において、芳香族ポリカーボネートと軟質スチレン系樹脂のポリマーアロイに用いる軟質スチレン系樹脂は、スチレン重合体ブロックと共役ジエン系重合体ブロックからなるブロック共重合体であり、前記軟質スチレン系樹脂中に占めるスチレン含有量が10重量%以上、40重量%以下であることが重要である。含有量の下限としては、より好ましくは15重量%、さらに好ましくは20重量%である。また、含有量の上限としては、より好ましくは35重量%、さらに好ましくは30重量%である。
スチレン含有量がかかる範囲にあることで、優れた耐衝撃性を付与することが可能となる。
前記軟質スチレン系樹脂に用いる共役ジエン系重合体ブロックとしては、ブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエン等の単独重合体、それらの共重合体、又は、共役ジエン系モノマーと共重合可能なモノマーをブロック内に含む共重合体等を用いることができる。具体的にはスチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体(SBS)、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体(SIS)、シリコン−アクリル複合ゴム・アクリロニトリル・スチレン共重合体樹脂(SAS樹脂)、メタクリル酸メチル・無水マレイン酸・スチレン共重合体(SMM)、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)、更に芳香族ポリカーボネート樹脂(PC)とアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)を一定の重量比で混練したポリマーアロイ樹脂(PC/ABS)等があげられ、これらの中でも、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)、ポリマーアロイ樹脂(PC/ABS)が、密着性や意匠性の点から好ましい。具体的な商品としては、クレイトンポリマー社製「クレイトンD」シリーズ、アロン化成社製「AR−100」シリーズ、UMG ABS社製、「ユーエムジーエービーエス」及び「ダイヤラック」シリーズ、テクノポリマー社製、「テクノABS」及び「エクセロイ」シリーズ、三菱エンジニアリングプラスチックス社製、「ユーピロンMB」シリーズ等があげられる。
本発明の部材Bとして、芳香族ポリカーボネート(PC)と軟質スチレン系樹脂のポリマーアロイを用いる際は、前記の芳香族ポリカーボネートと軟質スチレン系樹脂からそれぞれ選択できるが、なかでも、ビス−(4−ヒドロキシフェニル)メタンを構成単位として用いる芳香族ポリカーボネートとアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体とのアロイ(以下、A−PC/ABSと略記する場合がある)が、接着性と意匠性の点から最も好ましい。
ビス−(4−ヒドロキシフェニル)メタンを構成単位として用いる芳香族ポリカーボネートとアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体のポリマーアロイの重量比としては、特に限定されないが、90/10〜10/90が好ましく、80/20〜20/80がより好ましく、70/30〜30/70がさらに好ましく、65/35〜45/55が特に好ましく、65/35〜55/45が最も好ましい。
<着色剤>
本発明おいては、部材Bが着色剤を含有していることが、密着性及び意匠性の点から好ましい。
使用する着色剤としては、無機顔料、有機顔料及び有機染料等の有機染顔料が挙げられる。
無機顔料としては具体的には例えば、カーボンブラック;酸化チタン、亜鉛華、弁柄、酸化クロム、鉄黒、チタンイエロー、亜鉛−鉄系ブラウン、銅−クロム系ブラック、銅−鉄系ブラック等の酸化物系顔料等が挙げられる。
有機顔料及び有機染料等の有機染顔料としては具体的には例えばフタロシアニン系染顔料;アゾ系、チオインジゴ系、ペリノン系、ペリレン系、キナクリドン系、ジオキサジン系、イソインドリノン系、キノフタロン系等の縮合多環染顔料;アンスラキノン系、ペリノン系、ペリレン系、メチン系、キノリン系、複素環系、メチル系の染顔料等が挙げられる。
これら着色剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。前記無機顔料及び有機染顔料(有機顔料及び有機染料等)が挙げられる。なかでも、無機顔料が好ましい。無機顔料を着色剤として使用することにより、2色樹脂成形品として屋外等で使用しても漆黒性等が長期間保持することができる。
本発明で使用する着色剤の量は、通常、ポリカーボネート樹脂100重量部に対して、0.05重量部以上5重量部以下である。好ましくは0.06重量部以上3重量部以下、より好ましくは0.07重量部以上2重量部以下、さらに好ましくは0.08重量部以上1重量部以下である。着色剤の量が0.05重量部未満では深みと清澄感のある色の不透明樹脂組成物が得られづらい。5重量部より多いと、2色樹脂成形品の表面粗さが大きくなり、深みと清澄感のある漆黒が得られづらい。
ただし、不透明樹脂組成物の着色剤の含有量は、透明樹脂組成物に着色剤を含んでいた場合は、最終的な合計量をいう。
<全光線透過率>
本発明の不透明樹脂組成物の全光線透過率(厚さ3mm)は、前記透明樹脂組成物よりも低いものであり、下限値としては低ければ低いほどよく、好ましくは0%以上がよい。また、上限値としては、10%以下が好ましく、5%以下がより好ましい。
なお、ポリカーボネート樹脂の全光線透過率(厚さ3mm)は、具体的には、後掲の実施例の項に記載される方法で測定される。
本発明の樹脂成形体の不透明樹脂成形部は漆黒性に優れており、明度が低いことが好ましい。すなわち、前記不透明樹脂組成物から成形された成形部(厚み3mm)のJIS Z 8729に準拠したL*値が30以下が好ましく、25以下がより好ましく、20以下が更に好ましい。
漆黒性(L*値)は、以下のとおり、測定できる。
樹脂組成物を射出成形機(東芝機械(株)製:EC−75SX)により90mm×50mm×3mmtのシートを成形した。該シートを使用し、JIS Z 8729に準拠し、倉敷紡績(株)製:分光色差計COLOR−7xにてL*値を測定できる。この値が小さいほど黒色性が高いと言える。
{ポリカーボネート樹脂組成物の製造}
本発明に用いるポリカーボネート樹脂組成物は、前記成分を同時に、又は任意の順序でタンブラー、V型ブレンダー、ナウターミキサー、バンバリーミキサー、混練ロール、押出機等の混合機により混合して製造することができる。
このようにして得られる本発明に用いるポリカーボネート樹脂組成物は、耐光性、透明性、色相、耐熱性、熱安定性、成形性、表面硬度及び機械的強度に優れたものである。
以下に、本発明の樹脂成形体の製造方法の概略を説明する。
<樹脂成形体の製造方法>
本発明で得られる樹脂成形体は、透明樹脂からなる成形部の裏面に、不透明樹脂からなる成形部を備える。そして、この射出成形に用いられる金型は、意匠側金型と非意匠側金型とから構成される。この意匠側金型には、前記部材Aを形成するためのキャビティが形成されると共に、前記非意匠側金型には、前記部材Bを形成するためのキャビティが形成される。
また、本発明の樹脂成形体の製造方法は、部材Aと部材Bを有する成形体を射出成形により製造する方法であって、下記の要件を満たす特徴を有する。
(要件1)前記部材Aは前記した構造式(1)で表されるジヒドロキシ化合物に由来する構成単位を有するポリカーボネート樹脂(A)を含む樹脂組成物からなる。
(要件2)一次成形した後、二次成形を減圧下で行い成形を行う。
これについて、さらに詳細を説明する。
[成形用金型装置]
この発明にかかる樹脂成形用金型装置1は、図1,2に示すように、この金型装置1を構成する2つの型、すなわち、固定側金型2及び可動側金型3から構成される。そして、この可動側金型3には、図3に示すように、一次側樹脂を充填するための同形状のキャビティ(「一次側キャビティ」と称することもある。)7を構成する凹部が1個、この固定側金型2には、図4に示すように、二次側樹脂を充填するためのキャビティ(「二次側キャビティ」と称することもある。)11を構成する凹部が1個形成されており、これらの凹部は、これら2つの型をとじることにより、キャビティを形成する。
また、図4に示すように、二次側樹脂充填中に真空引きが出来るように真空孔19と漏れを防止するためのOリング18が設けられる。なお、図示していないが、真空ポンプにより二次側キャビティ11から吸引によりガスを排出する。
なお、図3、図4は、金型装置1を開き、固定側金型2と可動側金型3の接触面であるパーティングライン(PL)からそれぞれを観た図である。
前記2つの金型のうち、一方(可動側)の金型の凹部には、意匠面を有する意匠面側キャビティ面(「一次側キャビティ面」と称することもある。)が金型の中央部から外れた位置に形成され、他方(固定側)の金型の凹部には、意匠面を有さない非意匠面側キャビティ面(「二次側キャビティ面」と称することもある。)が金型の中央部から外れた位置形成される。
この2つのキャビティ面は、互いに対向すると共に、一方(可動側)の金型を180°回転させると、互いに対向する部分を有さない位置に設けられる。
なお、図1〜図4においては、可動側金型3に、意匠面を有する意匠面側キャビティ面を形成し、固定側金型2には、意匠面を有さない非意匠面側キャビティ面を形成した図を示すが、この発明は、これに限られるものではなく、逆であってもよい。
図1、図3に示すように、前記可動側金型3の一次側キャビティ7の少なくとも一方の側面部であって、前記キャビティの意匠面側キャビティ面と非意匠面側キャビティ面との間の境界部に、前記樹脂を供給するための一次側サイドゲート6が設けられる。このサイドゲート6には、樹脂成形用金型装置1の外部から樹脂を導入する一次側スプルー4、一次側ランナー5を介して、樹脂が送り込まれる。そして、このサイドゲート6から、樹脂が一次側キャビティ(意匠面側キャビティ)7に供給される。
また、図2、図4に示すように、前記固定側金型2の二次側キャビティ11の少なくとも一方の端部に、前記樹脂を供給するための二次側サイドゲート10が設けられる。
この二次側サイドゲート10は、樹脂成形用金型装置1の外部から樹脂を導入する二次側スプルー8、及び二次側ランナー9を介して、二次側キャビティ11に樹脂が送り込まれる。
また、二次側樹脂を供給する際、真空ポンプ(図示せず)により真空孔19を介して二次側キャビティ11内を減圧にすることができる。その際、Oリング18によって真空漏れが防止される。
「樹脂成形用金型装置を用いての射出成形」
前記樹脂成形用金型装置1を用いて射出成形体を製造する方法としては、下記の方法があげられる。
まず、意匠側(透明部)樹脂と非意匠側(不透明部)樹脂を、直接に或いは溶融押出機で一旦ペレット状とする。この際、複数の樹脂を使用する場合や着色剤等の添加剤を用いる場合は、前記溶融押出機にて、混合・混練してペレット化する。また、可動側金型3と固定側金型2とは、可動側金型3の一次側キャビティ7と固定側金型2のニ次側キャビティ11とが対向しないように、可動側金型3を回転させて配する。
次いで、射出成形機の一次側シリンダー(図示せず)に意匠側(透明部)樹脂を、二次側シリンダー(図示せず)に非意匠側(不透明部)樹脂を入れ溶融させる。そして、可動側金型3を固定側金型2に接触させて、金型を閉じ、前記樹脂成形用金型装置1の一次側スプルー4、一次側ランナー5、一次側サイドゲート6を介して、前記意匠側(透明部)樹脂を一次側キャビティ7内に充填すると共に、その圧力を保持する。その後、一次側キャビティ7内の樹脂を冷却して、金型を開き、可動側金型3のキャビティ7に意匠側(透明部)樹脂を残し、可動側金型3を180°回転させる。これにより、意匠側(透明部)樹脂のある一次側キャビティ7が二次側キャビティ11と対向する位置に配される。
次いで、可動側金型3を固定側金型2に接触させて、金型を閉じ、真空ポンプ(図示せず)により真空孔19を介して二次側キャビティ11内を減圧にする。その際の真空度は好ましくは−0.05MPa以下とした後、前記非意匠側(不透明部)樹脂を前記樹脂成形用金型装置1の二次側スプルー8,二次側ランナー9、二次側サイドゲート10を介して、前記非意匠側(着色部)樹脂を二次側キャビティ11内に充填すると共に、その圧力を保持する。その後、二次側キャビティ11内の樹脂を冷却して、圧力を常圧とし、金型を開き、2色樹脂成形体を取り出す。
前記樹脂成形用金型装置1は、図1、図2に示すように、可動側金型3に可動側冷却管13が、固定側金型2に固定側冷却管14が配置されており、図示していないが、個々に金型温度を調整できるように、別々の金型温調機から連結され、通水できる。
本発明においては、1次成形した後、2次成形を減圧下で行い成形を行うことを特徴としている。その際、2次成形時に減圧する方法としては特に限定されないが、真空ポンプを用いて減圧する方法が挙げられる。また、その減圧度は、特に限定されないが−0.05Mpa以下が好ましく、−0.08Mpa以下がより好ましく、−0.1Mpa以下が最も好ましい。
なお、減圧度は、低ければ低いほどよいが、減圧度が低すぎると充填中の樹脂の冷却が促進され、固化速度が速くなるため、密着性を損なうこともある。従って、それに見合う減圧装置を用いる必要があり、減圧度の下限は、真空ポンプ等が一般的に出せる減圧度である−0.5MPa等で十分である。
この射出成形条件は、使用する樹脂の種類によって相違するが、前記のポリカーボネート樹脂組成物を用いる場合は、射出成形機のシリンダー温度を220℃〜260℃とし、前記樹脂成形用金型装置の金型温度を40℃〜90℃とすることが好ましい。特に、前記非意匠側金型温度は、前記意匠側金型温度より低温とし、非意匠側金型温度と、前記意匠側金型温度の差が30℃未満であることが好ましく、20℃未満であることがより好ましい。また、上限値としては、19℃以下であることが好ましく、18℃以下であることがより好ましく、17℃以下であることが特に好ましい。また、下限値としては、1℃以上であることが好ましく、3℃以上であることがより好ましく、6℃以上であることがさらに好ましく、8℃以上であることが特に好ましい。この範囲とすることにより、得られる樹脂成形体の透明部と不透明部とを一体成形する際に、変形がなく、透明部の内部応力や歪を少なくすることができる。一方、金型温度の差が上記範囲より小さいと、そり変形が大きくなるという問題点が生じる場合がある。さらに、金型温度の差が上記範囲より大きいと、樹脂の密着不良、金型の破損という問題点が生じる場合がある。
前記不透明樹脂成形部の肉厚は、図示しないが、一次キャビティ7や二次側キャビティ11に入れ子を用いることによって、調整することができる。前記不透明樹脂成形部の肉厚を調整したい場合は、使用する入れ子の厚みを調整すればよい。このとき、前記透明樹脂成形部の肉厚は、前記不透明樹脂成形部の肉厚よりも薄く、透明樹脂成形部の肉厚と、不透明樹脂成形部の肉厚の差が、18%以下であることが変形がなく、透明部の内部応力や歪の少ない樹脂成形体を得られることから好ましい。また、上限値としては、16%以下であることがより好ましく、14%以下であることがさらに好ましく、12%以下であることが特に好ましい。また、下限値としては、1%以上であることが好ましく、3%以上であることがより好ましく、5%以上であることがさらに好ましく、8%以上であることが特に好ましい。この範囲内とすることにより、そり変形を小さくできるという特徴を発揮することができる。一方、肉厚差が上記範囲より小さいと、そり変形が大きくなるという問題点が生じる場合がある。さらに、肉厚差が上記範囲より大きいと、不透明樹脂の肉厚が大きいとそり変形が大きくなる、不透明樹脂の肉厚が小さいと、充填圧力により、一次側樹脂が溶出するという問題点が生じる場合がある。
この発明にかかる樹脂成形体に用いられる樹脂は、前記した樹脂を用いることができるが、使用する樹脂は、前記透明樹脂成形部の耐熱温度と前記不透明樹脂成形部の耐熱温度との関係が所定範囲内にあることが好ましい。すなわち、前記透明樹脂成形部の耐熱温度が前記不透明樹脂成形部の耐熱温度よりも低く、透明樹脂成形部の耐熱温度と、不透明樹脂成形部の耐熱温度の差が30℃以下であることが変形がなく、透明部の内部応力や歪の少ない樹脂成形体を得られることから好ましい。また、上限値としては、25℃以下であることがより好ましく、20℃以下であることがさらに好ましく、18℃以下であることが特に好ましい。また、下限値としては、1℃以上であることが好ましく、3℃以上であることがより好ましく、5℃以上であることがさらに好ましく、8℃以上であることが特に好ましい。この範囲内とすることにより、樹脂の密着性が向上するという特徴を発揮することができる。一方、耐熱温度の差が上記範囲より小さい、不透明樹脂の耐熱性が高いと、一次側樹脂が溶出するという問題点が生じる場合がある。さらに、耐熱温度の差が上記範囲より大きい、耐熱温度が低いと、実使用時に熱変形が生じるという問題点が生じる場合がある。
[樹脂成形体]
前記の方法で得られる透明樹脂成形部15と不透明樹脂成形部16の積層体である樹脂成形体17は、図5(a)(b)に示すような形状を有する。
[各種樹脂パネル]
上述した樹脂成形用金型装置を用いて、前記ポリカーボネート樹脂組成物を前記の方法で射出成形(ダブルモールド)することにより、この発明にかかる樹脂成形体を製造することができる。
本発明の製造方法で製造された2色樹脂成形体は、特にその密着性に優れ、耐候性、透明性による着色鮮鋭性及びこれらの特性の長期耐久性を利用して、各種樹脂製表示パネル、自動車内装部品などに好適に用いられる。
以下、実施例、比較例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例になんら限定されるものではない。
[測定・評価方法]
(1)ガラス転移温度(Tg)の測定
示差走査熱量計(エスアイアイ・ナノテクノロジー社製DSC6220)を用いて測定した。樹脂試料約10mgを同社製アルミパンに入れて密封し、50mL/分の窒素気流下、昇温速度20℃/分で室温から250℃まで昇温した。3分間温度を保持した後、30℃まで20℃/分の速度で冷却した。30℃で3分保持し、再び200℃まで20℃/分の速度で昇温した。2回目の昇温で得られた測定データのDDSCのピークトップの値をTgとした。
(2)還元粘度の測定
ポリカーボネート共重合体又は樹脂組成物のサンプルを、フェノールと1,1,2,2−テトラクロロエタン塩化メチレンの質量比1:1の混合溶媒を用いて溶解し、1.00g/dLの濃度のポリカーボネート溶液を精密に調製した。森友理化工業(株)製:ウベローデ型粘度管を用いて、温度20.0℃±0.1℃で測定を行い、溶媒の通過時間t0
とポリカーボネート溶液の通過時間tから次式より相対粘度ηrelを求め、
ηrel=t/t0
相対粘度から次式より比粘度ηspを求めた。
ηsp=(η−η0)/η0=ηrel−1
そして、比粘度を濃度c(g/dL)で割って、還元粘度ηsp/cを求めた。この値が高いほど分子量が大きい。
(3)試験片の作成方法
ポリカーボネート樹脂のペレットを、熱風乾燥機を用いて、80℃で6時間乾燥した。次に、乾燥したポリカーボネート樹脂組成物のペレットを射出成形機(日本製鋼所社製J75EII型)に供給し、樹脂温度240℃、金型温度60℃、成形サイクル40秒間の条件で、射出成形板(幅60mm×長さ60mm×厚さ3mm)及び機械物性用ISO試験片を成形した。
(4)全光線透過率及びヘーズ測定
前記(2)で得られた射出成形板についてJIS K7105(1981年)に準拠し、ヘーズメーター(日本電色工業社製NDH2000)を使用し、D65光源にて前記試験片の全光線透過率及びヘーズを測定した。
(5)湿熱試験
楠本化成(株)製の恒温恒湿槽「HIFLEX FX224P」の設定を65℃、95%RHとし、槽内に、以下の実施例で製造した樹脂成形体を200時間静置して湿熱処理を施した。
(6)剥離強度試験
樹脂成形体の1次成形体下部を万力に固定し、樹脂成形体の中央部分に専用フックを介してフォースゲージを取付け、フォースゲージを剥離が生じる方向に力を与えて行き、一次成形体と二次成形体が剥離した強度を測定することで密着性を評価した。また、密着強度が一次成形体の母材強度を上回る場合は母材破壊が生じる。なお、本剥離強度試験は成形直後の初期剥離強度と上記湿熱試験後の剥離強度を測定した。また、剥離した際の界面状態を目視で観測した。
[原材料]
以下の実施例で用いた原材料を下記に示す。なお、以下の実験例の記載の中で用いた化合物の略号も併せて示す。
・ISB…イソソルビド(ロケットフルーレ社製、商品名:POLYSORB)
・CHDM…1,4−シクロヘキサンジメタノール(新日本理化(株)製、商品名:SKY CHDM)
・DPC…ジフェニルカーボネート(三菱化学(株)製)
・AS2112…化合物名、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)フォスファイト((株)ADEKA製)
・IRGANOX1010…化合物名、ペンタエリトリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオナート(BASFジャパン(株)製)
・E−275…化合物名、ジステアリン酸エチレングリコール(日油(株)製)
・PC/ABS−1…テクノポリマー(株):エクセロイCK43、三菱エンジニアプラスチックス(株)製:ユーピロンS−3000とユーピロンMB2212Rを、A−PC:ABS=40:60の重量比となるように混合した混合樹脂、荷重たわみ温度:96℃
・PC/ABS−2…三菱エンジニアプラスチックス(株):ユーピロンS−3000とユーピロンMB2218とを、A−PC:ABS=60:40の重量比となるように混合した混合樹脂、荷重たわみ温度:108℃
[イソソルバイドポリカーボネート樹脂組成物(以下、「ISB樹脂組成物」と呼ぶことがある)の製造方法]
(製造例1)
撹拌翼及び100℃に制御された還流冷却器を具備した重合反応装置に、ISBとCHDM、蒸留精製して塩化物イオン濃度を10ppb以下にしたDPC及び酢酸カルシウム1水和物を、モル比率でISB/CHDM/DPC/酢酸カルシウム1水和物=0.70/0.30/1.00/1.3×10−6になるように仕込み、十分に窒素置換して、酸素濃度0.0005体積%〜0.001体積%に調節した。続いて熱媒で加温を行い、内温が100℃になった時点で撹拌を開始し、内温が100℃になるように制御しながら内容物を融解させ均一にした。その後、昇温を開始し、40分で内温を210℃にし、内温が210℃に到達した時点でこの温度を保持するように制御すると同時に、減圧を開始し、210℃に到達してから90分で13.3kPa(絶対圧力、以下同様)にして、この圧力を保持するようにしながら、さらに60分間保持した。
重合反応とともに副生するフェノール蒸気は、還流冷却器への入口温度として100℃に制御された蒸気を冷媒として用いた還流冷却器に導き、フェノール蒸気中に若干量含まれるモノマー成分を重合反応器に戻し、凝縮しないフェノール蒸気は続いて45℃の温水を冷媒として用いた凝縮器に導いて回収した。このようにしてオリゴマー化させた内容物を、一旦大気圧にまで復圧させた後、撹拌翼及び前記同様に制御された還流冷却器を具備した別の重合反応装置に移し、昇温及び減圧を開始して、60分で内温220℃、圧力200Paにした。
その後、20分かけて内温230℃、圧力133Pa以下にして、所定撹拌動力になった時点で復圧し、内容物をストランドの形態で抜出し、回転式カッターでポリカーボネート共重合体のペレットにした。ガラス転移温度122℃、還元粘度0.41であった。
このポリカーボネート共重合体のペレットに、さらに酸化防止剤であるAS2112を0.05重量%、IRGANOX1010を0.1重量%、離型剤であるE−275を0.3重量%配合し、日本製鋼所社製2軸押出機(TEX30HSS−32)を用いて、樹脂温度250℃で押し出し、水で冷却固化させた後、回転式カッターでペレット化することにより樹脂組成物を製造した。得られた樹脂を「ISB−PC」と称する。
[実施例1]
樹脂成形用金型として、図1〜図4に示す射出成形用金型を用いた。
この金型は、図3に示す可動側金型3に意匠側(透明部)の樹脂を充填するための凹部(幅100mm、長さ100mm、肉厚2mm)が1個、図4に示す固定側金型2に非意匠側(不透明部)の樹脂を充填するための凹部(幅80mm、長さ80mm、肉厚1.5mm)が1個形成されている。
可動側金型3の金型温度は、図1に示す冷却管13に、図示していないが金型温調機から80℃の温水を通水し80℃に調整した。
固定側金型の金型温度は、図2に示す冷却管14に、図示していないが金型温調機から65℃の温水を通水し65℃に調整した。
成形機は、日精樹脂工業(株)のDC120−9a2色成形機を用い、1つのシリンダーで意匠側(透明部)の樹脂であるISB−PCを240℃で、もう1つのシリンダーで非意匠側(不透明部)の樹脂であるPC/ABS−1を260℃で溶融し、可動側金型3を固定側金型2に接触させて、金型を閉じ、前記2色樹脂成形用金型のスプルー4,ランナー5、サイドゲート6を介して、前記意匠側(透明部)の樹脂を一次側キャビティ7内に充填すると共に、その圧力を保持する。その後、キャビティ内の樹脂を冷却して、金型を開き、可動側金型3のキャビティ7に意匠側(透明部)樹脂を残し、可動側金型3を180°回転させた。
次いで、可動側金型3を固定側金型2に接触させて、金型を閉じ、真空ポンプ(図示せず)にて真空孔19を介し、二次側キャビティ内を減圧にし、前記非意匠側(不透明部)の樹脂を前記樹脂成形用金型のスプルー8,ランナー9、サイドゲート10を介して、前記非意匠側(不透明部)の樹脂を二次側キャビティ11内に充填すると共に、充填中に発生するガスを吸引し二次側キャビティの外に排出した。その際の減圧度は−0.1Mpaとした。その後、キャビティ内の樹脂を冷却して、常圧に戻し、金型を開き、樹脂成形体を取り出した。
得られた樹脂成形体の剥離強度試験等の結果は、表1に記載した。
[実施例2]
PC/ABS−1をPC/ABS−2に変更した以外は、実施例1と同様の操作をおこなうことで、樹脂成形体を作製した。
得られた樹脂成形体の剥離強度試験等の結果は、表1に記載した。
[比較例1]
真空ポンプを稼働させなかった以外は実施例1と同様の操作をおこなうことで、樹脂成形体を作製した。
得られた樹脂成形体の剥離強度試験等の結果は、表1に記載した。
[比較例2]
真空ポンプを稼働させなかった以外は実施例2と同様の操作をおこなうことで、樹脂成形体を作製した。
得られた樹脂成形体の剥離強度試験等の結果は、表1に記載した。
表1によれば、本発明の樹脂成形体は、積層間の密着性が初期及び湿熱試験後でも良好であり、本発明によれば、特定のポリカーボネート樹脂を二色成形するにあたり積層間の密着性が初期及び湿熱試験後にも良好な樹脂積層成形体を提供することができることがわかる。