JPH0357615A - 低ダストポリカーボネート成形品の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、成形品中のサイズ０．５〜１．０−のダスト
がＩＯＸＩＯ’以下である低ダストポリカーボネート成
形品、特に射出成形過程で金属、ヤケなどのダスト生戊
の少ない低ダストポリカーボネート成形品の製造法であ
り、射出成形機のシリンダー、スクリューを特定の耐食
性、耐摩耗性材料を使用してなるものを用いて、射出成
形過程におけるヤケ、金属異物の混入によるダストの増
加を押さえた低ダストポリカーボネート成形品の製造法
である。

〔従来の技術とその課題〕

最近、光ディスク、レンズ、光導波路などの用途にポリ
カーボネートが広く使用されるようになって来た。又、
従来の一般的な用途にもポリカーボネート樹脂の持つ耐
熱性、透明性、安全性、寸法安定性、機械的強度などを
活かしたより肉薄の精密成形品への用途が広がって来て
いる。

これらの用途の中で透明性を必須とする用途、特に光学
用途では成形品に含まれるダスト、いわゆる異物はその
機能を阻害する要因となる。

このため、原料ポリカーボネート樹脂中の低ダスト化に
ついて多くの研究がなされて来た。しかし、射出成形過
程での射出成形機の材質による汚染の差異については余
り注目されず、成形品中のヤケ、金属等についても原料
ポリカーボネートの熱安定性、その他の差に基づくもの
と見做される傾向が大きかった。

従来の射出成形においては、原料ポリカーボネートのダ
スト量が多く、かつ、射出成形条件も最′近の用途に比
較して大幅に穏和なものであったので射出成形過程での
ダスト発生は無視しうる場合が殆どであった。従って、
樹脂メーカーはまず原料ポリカーボネートをクリーンと
することが課題とされた。

樹脂原料メーカーやその使用者にとって、射出成形機は
その専門メーカーが提供する機種の中から適宜選択する
ものであり、その内容についてまでも考慮する余裕もな
く、また従来は必要性も無く、通常の射出成形機メーカ
ーにその使用材質により、射出成形品のダスト量が変わ
るという知見もないものであり、さらに、従来に比較し
て格段に厳しい或形過程を経てこれら成形品が製造され
るように戊ってきていることの意味も正しく評価されて
いたとは言い難いものであった。

他方、経験的には、炭素鋼がポリカーボネート樹脂の上
記のようなゲル化反応を触媒的に促進するという知見は
あった。そこで、本発明者らは、通常の炭素鋼の一種で
ある低合金鋼のＳＡＣＭａ（ＡＩ−Ｃｒ−Ｍｏ鋼）に溶
融したポリカーボネート樹脂を接触させると、鋼表面に
褐色状の樹脂が生威し、甚だしい場合には黒色物に変化
することを確認し、さらにこの褐色物或いは黒色物はポ
リカーボネート樹脂の良溶媒であるハロゲン化炭化水素
にも不溶であることから、この生或物はポリカーボネー
ト樹脂が分解、網状化、更に炭化までしたゲル化物であ
るものと推察された。また、このような生底物は、成形
をダストコントロールされたクリーン環境下で行い、か
つ、原料ポリカーボネート樹脂も完全密閉系で供給して
も大幅に増加するものであった。

以上より、低ダストポリカーボネート成形品中のダスト
の多くの部分が射出成形機内部で固体ポリカーボネート
の再溶融・可塑化、射出の過程において新たに発生した
ものであることは明白であり、低ダストポリカーボネー
ト成形品を製造するためには成形機、特にその材質をダ
スト生戊の少ない種類とすることが必須であると推察さ
れた。

しかしながら、射出成形機のシリンダーやスクリュー等
に用いうる材質であって、ダスト生戊が゜少なく、かつ
、経済的に加工可能な材質は、従来、見出されていなか
った。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、本発明者らは、射出成形機のシリンダーやスク
リュー或いはスクリュー先端に設けられる逆流防止リン
グの材質とダストの発生との関係について鋭意検討した
結果、特定の材質を見出し、これにより製造した射出成
形機によれば、ダスト発生が大幅に低減されることを可
能性を見出し、これに基づいて本発明に到達した。

すなわち、本発明は、ポリカーボネート樹脂の粉末又は
ペレットを用いて射出成形によりポリカーボネート成形
品を製造する方法において、射出成形機として内周面を
下記合金成分（１）からなる耐食、耐摩耗性合金で形或
してなるシリンダーと炭素鋼に硬質クロームメッキ或い
はＮｉ力ニゼンメッキしてなる部材、ＳＵＳ４２０、Ｓ
ＵＳ　４　４　０又は下記合金成分（２）からなる鋼材
をスクリュー部材として用いてなる射出成形機を用いる
ことを特徴とする低ダストポリカーボネート成形品の製
造法である。

合金成分（１）； Ｃ Ｓｉ Ｂ Ｎｉ Ｃｒ Ｗ Ｃｕ 重量％ 重量％ 重量％ 重量％ 重量％ 重量％ 重量％ １．５ ２．０ ２６５ ２０．０ ３０．０ ２０．０ ２．０ ０．５〜 １．０〜 ０．５　〜 １０．０〜 ２０．０〜 １０．０　〜 ０．５　〜 残部二Ｃｏ及び不可避不純物． 合金成分（２）；Ｃ　　二　０．５〜　１．５　　重量
％Ｃ　ｒ　：　　１０，０　〜２０．０　　重量％Ｍｏ
：　　１．５〜２．５　　重量％ Ｖ　　：　　０．５〜　１．５　　重量％Ｆ　ｅ　：　
　７５，０　〜８５．０　　重量％また、本発明におい
ては、ポリカーボネート樹脂の粉末又はペレット中の０
．５〜１．０μｍのダスト数が５．ＯＸ１０×１０４個
／ｇ以下であるものを用いること、射出成形機のスクリ
ュー本体が炭素鋼に硬質クロームメッキ或いはＮｉ力ニ
ゼンメッキしてなる部材からなり、逆流防止リング及び
該リングに接触する部位並びにスクリュー先端部がＳＵ
Ｓ　４２０、ＳＵＳ　４　４　０又は合金成分（２）か
らなる鋼材から製造されたものであること、ポリカーボ
ネート製の射出成形品が光ディスクまたはレンズである
ことを特徴とする低ダストポリカーボネート成形品の製
造法である。

以下に本発明の構或について説明する。

まず、本発明のポリカーボネート樹脂とは、二価フェノ
ールをモノマーとし、ホスゲン法、エステル交換法、ビ
リジン法、その他により二価フェノールを炭酸エステル
結合して製造される芳香族ポリカーボネート樹脂であり
、最も一般的にはビスフェノールＡ　［＝２．２−ビス
（４−ヒドロキシフエニル）プロパン、以下、ＢＰＡと
記す］をモノマーとするものであるが、このポリカーボ
ネートと他の樹脂とのグラフト共重合体などの透明樹脂
も含まれるものである。尚、射出成形過程でのヤケなと
の生戒の低減との効果からは種々のポリカーボネート系
の樹脂組底物も好適に適用可能である。

本発明は、低ダストポリカーボネート成形品を製造する
ためのものであるので、用いる芳香族ポリカーボネート
樹脂のペレット或いは粉末は、当然に目的とする成形品
のダストレベルの要求に相応した低ダスト品であること
が必要である。

通常、ポリカーボネート樹脂の素材粉末中のダストは特
定の粒度分布にしたがって存在し、サイズ０．５〜１−
のダストを５．　ＯＸ　１０×１０４個／ｇ以下にすれ
ば１〜１０Ａ３；１０００個／ｇ以下及び１０〜５０）
ｓ　；ｌＯ個／ｇ以下となるものである。従って、本発
明のポリカーボネート樹脂の粉末或いはペレット中のサ
イズ０．５〜ｌ一のダストは、好ましくは５．Ｏｘｉｏ
×１０４個／ｇ以下である。特に光ディスク、レンズな
どの光学用途では１．ＯＸ１０×１０４個／ｇ以下とす
ることが好ましく、本発明によれば、２．ＯＸ１０×１
０４個／ｇ以下の成形品を得ることが可能となり、光デ
ィスクの場合、エラーレイト及び長期高温高湿環境下に
おける信頼性に優れたものとなる。

本発明の射出成形機のシリンダー内周面及びスクリュー
表面、すなわち溶融した芳香族ポリカーボネート樹脂と
接する部分の材質は上記の如き特定の鋼材を使用してな
るものである。

シリンダーは、上記した合金成分（１）の合金で全体を
製造することちできるが、上記合金は高価であり、又、
機械加工が極めて困難であるので、ＳＣＭ４４０，ＳＮ
ＣＭ４３９、ＳＵＳ　３　０　４、ＳＵＳ３１６等の高
強度鋼材をバックメタルとしてその内周面に上記の合金
層を形或するのが好ましい。合金層の形或方法としては
特に限定はないが、代表的なものとして粉末冶金法を利
用したＨＩＰ法などが好ましい方法として挙げられる。

又、スクリューは、少なくともその本体を炭素鋼に硬質
クロームメッキ或いはＮｉ力ニゼンメッキしてなる部材
、ＳＵＳ４４０又は上記した合金成分（２）からなる鋼
材で製造したものを使用する。

また、メッキしてなる部材は衝撃強度が弱いために、メ
ッキが剥離し下地が露出するとヤケ等に基づくダストの
著しい増加と剥離したメッキ層による金属混入の原因と
なるので好ましくない。従って、負荷の大きい部分であ
るスクリュー先端の逆流防止リングおよびこれに接する
部位並びにスクリュー先端部はＳＵＳ４２０、４４０又
は上記した合金成分（２）からなる鋼材で製造したもの
、特に合金成分（２）からなる鋼材で製造したものを使
用するのが好ましい。

さらに、成形機先端のノズル内面や金型の溶融樹脂流路
についても、硬質クロームメッキ或いはＮｉ力ニゼンメ
ッキ、合金成分（１）や（２）、又はＳＵＳ４２０や４
４０を用いて構戊することが好ましい。

なお、ステンレス鋼でも、ＳＵＳ　３　０　４、３１６
、３１０等のオーステナイト系の材質は溶融したポリカ
ーボネート樹脂に接触させるとヤケを生じ易いため注意
すべきである。

〔実施例〕

以下、実施例等により本発明を説明する。

実施例１及び比較例１ 射出成形機として、下記第１表の合金成分一覧表に示し
た組戊の合金で製造したシリンダー及びスクリューを持
つものを使用した。

なお、射出成形機のスクリュー径　２８ａｕｎ、射出容
量３オンスであり、実施例では更にスクリューの先端部
位（即ち、逆流防止リング及びこれに接触する部位、ス
クリュー先端部）はすべて第１表中のスクリュー材質２
によって構或されてなるものであり、また、試験Ｎα３
のスクリュー部材は、スクリュー本体はＮｉメッキを施
し、逆流防止リング及びこれに接触する部位、スクリュ
ー先端部は第１表中のスクリュー材質５のＳＡＣＭ１１
］を用いたものである。

これらの射出成形機を用い、光学用ポリカーボネート樹
脂（商品名：ユーピロンＨ−４０００　：三菱瓦斯化学
■製）ペレットを用いて、樹脂温度３２０℃、金型温度
　８０℃、成形サイクル　２４秒で、すべてクラス１０
００のクリーンルームで厚み１．２ｍｍ，直径１３０ｍ
ｍの光ディスク基板を成形し、成形開始後２００ショッ
ト目のディスクのダストについて測定した結果を下記第
２表に示した。

なお、ダスト数の測定は、ポリカーボネート樹脂１ｇを
１００ｃｃのメチレンクロライドに溶解した溶液を光散
乱弐粒径センサーを用いて測定した。

実施例２及び比較例２ 実施例１において、シリンダー２、スクリュー４を使用
した場合（実施例１−３）、シリンダー１、スクリュー
４を使用した場合（比較例ｌ−３）について、射出成形
を一旦停止し、シリンダー温度を３２０℃に保って２時
間放置したのち、再度射出成形を開始し、５０ショット
毎にディスクをサンプリングしてダスト数（サイズ０．
５〜１．０−）の経時変化を測定した結果を第３表に示
した。

第３表から、本発明の材料を使用した射出成形機の場合
は、ダストレベルの低下が急速に達戊され安定運転がで
き、原料ペレットからのダスト数の増加がサイズ０．５
〜１．０一のもので０．３〜０．５×ｌ０４個／ｇで安
定したものであることが理解される。これに対して、従
来の材質の場合には到達ダストレベルも悪く、バラツキ
も大きい。

実施例３及び比較例３ スクリュー直径　４５ｍｍ、射出容量５オンスの射出成
形機を用い、直径５ｃＩＩ１、長さ３０ｃｍ，肉厚１．
５叩の円筒状の人工透析器ハウジング模擬成形品を、樹
脂温度３００℃、金型温度１００℃、成形サイクル３０
秒にて、成形機のスクリュー材質として、実施例１−２
（シリンダー２、スクリュー３）と同じ場合、比較例１
−１（シリンダー１、スクリューｌ）と同じ場合につい
て成形品を製造した。

この成形品について、ダスト数並びに１２５℃，ｌ００
時間の蒸気処理後の直径５０一以上の白点数を測定した
結果を第４表に示した。

尚、用いたポリカーボネート樹脂は三菱瓦斯化学■製の
ユーピロンＳ−３００ＯＲであり、ダスト量は、サイズ
０．５〜１　）ｓ　；　４，５Ｘ１０×１０４個／ｇ１
　１〜１０１ｓ　；　５６０個／ｇ、１０〜５（ｌｃ３
；　Ｏ個／ｇであった。

第４表の結果から、射出過程に於ける分解劣化に基づく
ダスト数の増加が抑えられるだけでなく、耐加水分解性
についても優れた成形品が得られることが理解される。

〔発明の作用および効果〕

以上、本発明の樹脂との接触部に特定の材質のシリンダ
ーおよびスクリューとを用いた射出成形機を使用する低
ダストポリカーボネート成形品の製造法によれば、射出
成形過程に於けるダストの増加が大幅に低減されるもの
であることが明白である。このことから、ハイレベルの
低ダスト化を要求される光学製品用の成形材料の製造に
極めて有効な方法であることが理解され、また、一般用
途においてもダスト低減による透明性の向上のみでなく
、分解劣化に基づく物性劣化の低減が達或され極めて有
意義なものであることが理解さる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ポリカーボネート樹脂の粉末又はペレットを用いて
   射出成形によりポリカーボネート成形品を製造する方法
   において、射出成形機として内周面を下記合金成分（１
   ）からなる耐食、耐摩耗性合金で形成してなるシリンダ
   ーと炭素鋼に硬質クロームメッキ或いはＮｉカニゼンメ
   ッキしてなる部材、ＳＵＳ４２０、ＳＵＳ４４０又は下
   記合金成分（２）からなる鋼材をスクリュー部材として
   用いてなる射出成形機を用いることを特徴とする低ダス
   トポリカーボネート成形品の製造法。 合金成分（１）：Ｃ：０．５〜１．５重量％Ｓｉ：１．
   ０〜２．０重量％ Ｂ：０．５〜２．５重量％ Ｎｉ：１０．０〜２０．０重量％ Ｃｒ：２０．０〜３０．０重量％ Ｗ：１０．０〜２０．０重量％ Ｃｕ：０．５〜２．０重量％ 残部：Ｃｏ及び不可避不純物。 合金成分（２）；Ｃ：０．５〜１．５重量％Ｃｒ：１０
   ．０〜２０．０重量％ Ｍｏ：１．５〜２．５重量％ Ｖ：０．５〜１．５重量％ Ｆｅ：７５．０〜８５．０重量％ ２　該射出成形に用いるポリカーボネート樹脂の粉末又
   は、ペレット中の０．５〜１．０μｍのダスト数が５．
   ０×１０＾４個／ｇ以下である請求項１記載の低ダスト
   ポリカーボネート成形品の製造法。 ３　該射出成形機のスクリー本体が炭素鋼に硬質クロー
   ムメッキ或いはＮｉカニゼンメッキしてなる部材からな
   り、逆流防止リング及び該リングに接触する部位並びに
   スクリュー先端部がＳＵＳ４２０、ＳＵＳ４４０又は合
   金成分（２）からなる鋼材から製造されたものである請
   求項１記載の低ダストポリカーボネート成形品の製造法
   。 ４　ポリカーボネート製の射出成形品が光ディスクまた
   はレンズである請求項１記載の低ダストポリカーボネー
   ト成形品の製造法。