JP7363888B2 - 樹脂組成物、成形品およびフィルム - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には、溶融法で得られるポリカーボネート(A)99~1重量部とスチレン系樹脂(B)1~99重量部とを含有する熱可塑性樹脂組成物において、ポリカーボネート(A)の温度250℃、角速度10rad/sの条件で測定した損失角δおよび複素粘度η* (Pa・s)が、所定の関係を満たすことを特徴とする熱可塑性樹脂組成物が開示されている。
また、特許文献2には、粘度平均分子量16,000~23,000の範囲の芳香族ポリカーボネート(A成分)10~90重量%、および対数粘度値(IV値)が0.45~0.57dl/gであり、末端カルボキシル基量が20~35eq/tonであるポリエチレンテレフタレート樹脂(B成分)90~10重量%からなる熱可塑性樹脂組成物が開示されている。
さらに、特許文献3には、芳香族ポリカーボネート樹脂(A)50~100質量部と、ポリエステル系樹脂(B-1)および/またはスチレン系樹脂(B-2)とで構成される熱可塑性樹脂(B)0~50質量部とからなる樹脂主成分100質量部に対して、ナフタレン骨格を有する水溶性ポリエステル樹脂バインダで顆粒化された顆粒状無機フィラー(C)を1~30質量部含有することを特徴とする芳香族ポリカーボネート樹脂組成物が開示されている。
特に、本発明者は、ポリカーボネート樹脂に、キシリレンジアミン系ポリアミド樹脂をブレンドすることを検討した。しかしながら、得られる成形品において十分な透明性を確保することは容易ではなかった。
本発明は、かかる課題を解決することを目的とするものであって、ポリカーボネート樹脂にキシリレンジアミン系ポリアミド樹脂をブレンドした樹脂組成物であって、優れた透明性を維持することができる樹脂組成物、およびこれを用いた成形品ならびにフィルムの提供を目的とする。
具体的には、下記の手段<1>~<9>により、上記課題は解決された。
<2>前記ポリアミド樹脂(B)におけるジアミン由来の構成単位の70モル%以上がメタキシリレンジアミンに由来する、<1>に記載の樹脂組成物。
<3>前記ポリアミド樹脂(B)におけるジカルボン酸由来の構成単位の87~98モル%がアジピン酸に由来する、<1>または<2>に記載の樹脂組成物。
<4>前記ポリアミド樹脂(B)におけるジカルボン酸由来の構成単位の10モル%未満がイソフタル酸に由来する、<1>~<3>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<5>前記ポリアミド樹脂(B)におけるジカルボン酸由来の構成単位の8~2モル%がイソフタル酸に由来する、<1>~<4>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<6>前記ポリアミド樹脂(B)におけるジアミン由来の構成単位の70モル%以上がメタキシリレンジアミンに由来し、
前記ポリアミド樹脂(B)におけるジカルボン酸由来の構成単位の87~98モル%がアジピン酸に由来する、<1>に記載の樹脂組成物。
<7>前記ポリカーボネート樹脂(A)とポリアミド樹脂(B)の合計含有量が、樹脂組成物の90質量%以上である、<1>~<6>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<8>前記ポリカーボネート樹脂(A)とポリアミド樹脂(B)の合計含有量が、樹脂組成物に含まれる樹脂成分の98質量%以上である、<1>~<7>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<9><1>~<8>のいずれか1つに記載の樹脂組成物から形成された成形品。
<10><1>~<8>のいずれか1つに記載の樹脂組成物から形成されたフィルム。
さらに、透明性に優れ、かつ高い耐薬品性と弾性率を有する樹脂組成物等を提供可能になった。
なお、本明細書におけるキシリレンジアミン系ポリアミド樹脂とは、ジアミン由来の構成単位の70モル%以上がキシリレンジアミンに由来するポリアミド樹脂をいう。
このような構成とすることにより、ポリカーボネート樹脂とキシリレンジアミン系ポリアミド樹脂をブレンドしても、高い透明性を維持できる。さらに、耐薬品性や弾性率を向上させることができる。
熱可塑性樹脂の多くの場合は屈折率が異なると、ブレンドしても、透明になりにくい。そのため、ポリカーボネート樹脂とポリアミド樹脂、特に、キシリレンジアミン系ポリアミド樹脂とのブレンドは難しかった。本発明では、キシリレンジアミン系ポリアミド樹脂としてイソフタル酸変性した高屈折率のキシリレンジアミン系ポリアミド樹脂を用いることにより、ポリカーボネート樹脂とキシリレンジアミン系ポリアミド樹脂のブレンドに成功した。また、キシリレンジアミン系ポリアミド樹脂とポリカーボネート樹脂の界面があっても、その界面で光が乱反射しにくくなったため、透明性を向上させることが可能になった。さらに、耐薬品性や弾性率も向上可能であることを見出した。
なお、本明細書において透明とは特に断らない限り無色透明を意味するが、各種用途に適合する範囲で有色の半透明の状態であってもよい意味である。
本発明の樹脂組成物に用いられるポリカーボネート樹脂(A)は、公知のポリカーボネート樹脂を広く採用することができる。
ポリカーボネート樹脂は、通常、非晶性樹脂である。
Xは、単結合または下記式(2)~(4)のいずれかで表される基を表す。
nおよびmは、それぞれ独立に、0~4の整数である。
*は結合手を表す。
その他の構成単位としては、従来のポリカーボネート樹脂が含み得るいずれの構成単位であってもよい。
炭酸エステル形成化合物としては、例えばホスゲンや、ジフェニルカーボネート、ジ-p-トリルカーボネート、フェニル-p-トリルカーボネート、ジ-p-クロロフェニルカーボネート、ジナフチルカーボネートなどのビスアリールカーボネートが挙げられる。これらの化合物は1種のみを使用しても、2種以上を併用してもよい。
本発明の樹脂組成物に用いられるポリアミド樹脂(B)は、ジアミン由来の構成単位と、ジカルボン酸由来の構成単位から構成され、前記ジアミン由来の構成単位の70モル%以上がキシリレンジアミンに由来し、前記ジカルボン酸由来の構成単位の、87~98モル%が炭素数4~20のα,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来し、13~2モル%がイソフタル酸に由来する(但し、合計が100モル%を超えることはない)。
重縮合は、通常、溶融重縮合法であり、溶融させた原料ジカルボン酸に原料ジアミンを滴下しつつ加圧下で昇温し、縮合水を除きながら重合させる方法が挙げられる。あるいは、原料ジアミンと原料ジカルボン酸から構成される塩を水の存在下で、加圧下で昇温し、加えた水および縮合水を除きながら溶融状態で重合させる方法が挙げられる。
本発明の樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂(A)15~85質量部に対し、ポリアミド樹脂(B)を85~15質量部で含む。ポリカーボネート樹脂(A)とポリアミド樹脂(B)の合計は、100質量部を超えてもよいが、100質量部が好ましい。
また、ポリカーボネート樹脂(A)とポリアミド樹脂(B)の合計を100質量部としたとき、ポリカーボネート樹脂(A)の割合の下限値は、18質量部以上であることが好ましく、20質量部以上であることがより好ましく、さらには、用途等に応じて、30質量部以上、40質量部以上、55質量部以上、75質量部以上であってもよい。また、ポリカーボネート樹脂(A)とポリアミド樹脂(B)の合計を100質量部としたとき、ポリカーボネート樹脂(A)の割合の上限値は、82質量部以下であることが好ましく、80質量部以下であることがより好ましく、さらには、用途等に応じて、70質量部以下、65質量部以下、55質量部以下であってもよい。
本発明の樹脂組成物の第二のブレンド形態は、ポリカーボネート樹脂(A)70~85質量部に対し、ポリアミド樹脂(B)を30~15質量部含む形態である。本ブレンド形態とすることにより、特に透明性に優れた樹脂組成物が得られる。
本発明の樹脂組成物の第三のブレンド形態は、ポリカーボネート樹脂(A)15~30質量部に対し、ポリアミド樹脂(B)を85~70質量部含む形態である。本ブレンド形態とすることにより、特に耐薬品性および弾性率に優れた樹脂組成物が得られる。
ポリカーボネート樹脂(A)およびポリアミド樹脂(B)は、それぞれ1種を用いてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上を含む場合には、その合計が上記の範囲を満たすことが好ましい。
滑剤としては、高級脂肪酸金属塩が例示され、ステアリン酸カルシウムが好ましい。
本発明の樹脂組成物は、また、ポリカーボネート樹脂(A)とポリアミド樹脂(B)の合計含有量を、樹脂組成物の90質量%以上(好ましくは95質量%以上、より好ましくは99質量%以上)とすることができる。
本発明の成形品は、本発明の樹脂組成物から形成される。
本発明の樹脂組成物を用いた成形品の具体的な製造方法は、特に制限されず、熱可塑性樹脂について一般に使用されている成形方法を採用することができる。具体的には、射出成形、中空成形、押出成形、プレス成形などの成形方法を適用することができる。
撹拌機、分縮器、冷却器、温度計、滴下槽および窒素ガス導入管を備えたジャケット付きの50L反応缶に、アジピン酸9000g(61.6mol)、次亜リン酸ナトリウム一水和物2.6g(ポリアミド樹脂中のリン原子濃度換算で100質量ppm)および酢酸ナトリウム0.8gを仕込み、十分窒素置換し、さらに少量の窒素気流下にて180℃に昇温し、アジピン酸を均一に溶融させた後、系内を撹拌しつつ、これにメタキシリレンジアミン8600g(63.2mol)を滴下した。この間、内温は連続的に245℃まで上昇させた。なお重縮合により生成する水は、分縮器および冷却器を通して系外に除いた。メタキシリレンジアミンの滴下終了後、内温をさらに260℃まで昇温し、1時間反応を継続した後、ポリマーを反応缶下部のノズルからストランドとして取り出し、水冷後ペレット化してポリマーを得た。数平均分子量(Mn)は15000であった。
MXD6は、後述する比較例2で用いた。
撹拌機、分縮器、全縮器、温度計、滴下ロートおよび窒素導入管、ストランドダイを備えた反応容器に、精秤したアジピン酸8000gとイソフタル酸740g(合計59.2mol)、次亜リン酸ナトリウム一水和物2.5g(NaH2PO2・H2O)を配合し、十分に窒素置換した後、窒素を内圧0.4MPaまで充填し、さらに少量の窒素気流下で系内を撹拌しながら190℃まで加熱した。
これにメタキシリレンジアミン8270g(60.7mol)を撹拌下に滴下し、生成する縮合水を系外へ除きながら系内を連続的に昇温した。メタキシリレンジアミンの滴下終了後、内温を上昇させ、255℃に達した時点で反応容器内を減圧にし、さらに内温を上昇させて260℃で10分間、溶融重縮合反応を継続した。その後、系内を窒素で加圧し、得られた重合物をストランドダイから取り出して、これをペレット化し、約15kgのポリアミド樹脂(MXD6I)を得た。
アジピン酸とイソフタル酸は表1に示すイソフタル酸変性率となるように、モノマー量のモル比率を調整した。実施例3の場合、59.2molのジカルボン酸のうち、アジピン酸が92.5モル%、イソフタル酸が7.5モル%となる。
数平均分子量(Mn)=2,000,000/([COOH]+[NH2])
ペレットを110℃で4時間乾燥させた後、ポリカーボネート樹脂ペレットとポリアミド樹脂ペレットとを表1に示す質量比率となるようにドライブレンドし、滑剤としてステアリン酸カルシウム100質量ppmを加え、射出成形機(住友重機械工業(株)製、SE130DU-HP)に導入し、4mm×10mm×80mmのISO試験片を作製した。成形に際し、シリンダー温度は280℃、金型表面温度は100℃にて実施した。
以下の評価を行い、表1に示した。
上記試験片を印刷物上に置いた。その際に背景に見える印刷画像の視認性を目視にて評価した。結果は以下のように区分して対比した。評価は5人の専門家で行い、多数決で判断した。結果を表1に示す。
(評価)
A:印刷画像を容易に視認できた。
B:白濁が見られるものの印刷画像は視認可能であった。
C:白濁が著しく印刷画像が視認できなかった。
上記試験片を23℃の条件でトルエンに浸漬し、5日間静置し、その外観を評価した。印刷物上に上記で浸漬後の試験片を置いた。その際に背景に見える印刷画像の視認性を目視にて評価した。結果は以下のように区分して対比した。評価は5人の専門家で行い、多数決で判断した。結果を表1に示す。
(評価)
A:試験片形状に変化はなく、その透明性への影響はなかった。
B:試験片形状に変化はなかったが、透明性は悪化した(視認は可能)。
C:試験片形状に変化はなかったが、透明性は悪化した(視認は不可能)。
D:試験片形状は変化し、透明性も悪化した。
また視認の可否については、浸漬前の時点で白濁しており、視認性のないものについては、試験片形状に変化のない場合は、「C」、試験片の形状に変化があった場合は、「D」とした。
上記で得られたISO試験片について、JIS K7171に従った方法により、曲げ弾性率を測定した。
本実施例では、曲げ試験機として、(株)東洋精機製作所製のベンドグラフIIを用いた。
これに対し、ポリカーボネート樹脂とキシリレンジアミン系ポリアミド樹脂とのブレンドであっても、キシリレンジアミン系ポリアミド樹脂がイソフタル酸由来の構成単位を有さないもの(比較例2)や、イソフタル酸変性率が高すぎるもの(比較例3)では、ポリカーボネート樹脂単独(比較例1)と比して、透明性が格段に劣っていた。さらに、比較例の樹脂組成物は耐薬品性にも劣っていた。
Claims (10)
- 芳香族ポリカーボネート樹脂(A)15~85質量部に対し、ポリアミド樹脂(B)を85~15質量部含み、
前記ポリアミド樹脂(B)は、ジアミン由来の構成単位と、ジカルボン酸由来の構成単位から構成され、前記ジアミン由来の構成単位の70モル%以上がキシリレンジアミンに由来し、前記ジカルボン酸由来の構成単位の、87~98モル%が炭素数4~20のα,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来し、13~2モル%がイソフタル酸に由来する(但し、合計が100モル%を超えることはない)、樹脂組成物。 - 前記ポリアミド樹脂(B)におけるジアミン由来の構成単位の70モル%以上がメタキシリレンジアミンに由来する、請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記ポリアミド樹脂(B)におけるジカルボン酸由来の構成単位の87~98モル%がアジピン酸に由来する、請求項1または2に記載の樹脂組成物。
- 前記ポリアミド樹脂(B)におけるジカルボン酸由来の構成単位の10モル%未満がイソフタル酸に由来する、請求項1~3のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記ポリアミド樹脂(B)におけるジカルボン酸由来の構成単位の8~2モル%がイソフタル酸に由来する、請求項1~4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記ポリアミド樹脂(B)におけるジアミン由来の構成単位の70モル%以上がメタキシリレンジアミンに由来し、
前記ポリアミド樹脂(B)におけるジカルボン酸由来の構成単位の87~98モル%がアジピン酸に由来する、請求項1に記載の樹脂組成物。 - 前記芳香族ポリカーボネート樹脂(A)とポリアミド樹脂(B)の合計含有量が、樹脂組成物の90質量%以上である、請求項1~6のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記芳香族ポリカーボネート樹脂(A)とポリアミド樹脂(B)の合計含有量が、樹脂組成物に含まれる樹脂成分の98質量%以上である、請求項1~7のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 請求項1~8のいずれか1項に記載の樹脂組成物から形成された成形品。
- 請求項1~8のいずれか1項に記載の樹脂組成物から形成されたフィルム。
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