JPH068385B2 - ポリカーボネート樹脂組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はポリカーボネート樹脂組成物、特に射出成形時
の金型摩耗の少ない炭素繊維強化ポリカーボネート樹脂
組成物に関する。

〈従来技術〉 従来より炭素繊維強化ポリカーボネート樹脂（以下ＣＦ
Ｒ−ＰＣと略す）は、非強化ポリカーボネート樹脂に比
べて剛性，寸法安定性に優れているため剛性，寸法精度
を必要とする機構部品用の材料として各分野に広く利用
されている。また、炭素繊維の添加量を増すと、導電性
が高くなることも知られており、この特性を必要とする
分野への利用も増加してきた。

一方、ガラス繊維強化ポリカーボネート樹脂（以下ＧＦ
Ｒ−ＰＣと略す）も剛性，寸法安定性に優れているた
め、従来よりダイキャストの他金属部品の代替に広く使
用されている。ＧＦＲ−ＰＣとＣＦＲ−ＰＣを比較する
と、ＣＦＲ−ＰＣは炭素繊維の持つ特性のため射出成形
時の成形収縮率が殆んどなく、また線膨脹係数も非常に
小さいため、ＣＦＲ−ＰＣはより精度の高い精密部品に
使用されている。

しかしながら、ＣＦＲ−ＰＣの成形においては、金型の
摩耗が激しいという欠点がある。特に、精密部品の射出
成形において、金型の摩耗は成形品の寸法や形状の変化
を引き起こすため早急な対策が望まれていた。

〈発明の目的〉 本発明の目的は、射出成形時の金型摩耗の少ない炭素繊
維強化ポリカーボネート樹脂組成物を提供することにあ
る。

〈発明の構成〉 本発明は、(A)芳香族ポリカーボネート99〜90重量％及
び(B)ポリカプロラクトン１〜10重量％からなる混合物1
00重量部に対し、(C)炭素繊維３〜60重量部を配合した
ことを特徴とするポリカーボネート樹脂組成物に係るも
のである。

本発明において使用する芳香族ポリカーボネートは、２
価フェノールより誘導される平均分子量10,000〜100,00
0、好ましくは15,000〜60,000のポリカーボネートであ
り、通常２価フェノールとカーボネート前駆体との溶液
法又は溶融法で製造される。２価フェノールの代表的な
例を挙げるとビスフェノールＡ［2,2−ビス（４−ヒド
ロキシフェニル）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−３−メチル
フェニル）プロパン等がある。好ましい２価フェノール
はビス（４−ヒドロキシフェニル）アルカン系化合物、
特にビスフェノールＡである。２価フェノールは単独
で、又は２種以上混合して使用することができる。また
前記カーボネート前駆体としては、カルボニルハライ
ド，カーボネート又はハロホルメート等を挙げることが
できる。代表的な例としては、ホスゲン，ジフェニルカ
ーボネート，２価フェノールのジハロホルメート及びこ
れらの混合物が挙げられる。

芳香族ポリカーボネートの製造に際しては適当な分子量
調節剤，分岐剤，触媒等も使用できる。

本発明において用いられるポリカプロラクトンは、カプ
ロラクトン特にε−カプロラクトンの重合物、即ち一般
式 で示されるポリマーを用いることができる。ポリカプロ
ラクトンのメチレン鎖の水素原子の一部又は全部がハロ
ゲン原子，炭化水素基等で置換されていてもよいが、上
記一般式で示されるポリカプロラクトンを使用すること
が好ましい。上記一般式のポリカプロラクトンの末端は
エステル化等により、末端処理してあってもよい。通常
ポリカプロラクトンは1,000〜300,000の平均分子量を有
し、その融点はおおよそ60℃，ガラス転移温度はおおよ
そ−60℃である。本発明においては10,000〜60,000の平
均分子量を有しているポリカプロラクトンを用いるのが
好ましい。

このようなポリカプロラクトンは、例えばカプロラクト
ンを酸，塩基，有機金属化合物等の触媒の存在下、開環
重合して製造することができる。

本発明に使用する炭素繊維は、一般にセルロース繊維，
アクリル繊維，リグニン，石油又は炭素系特種ピッチ等
を原料として焼成によって製造されたものであり、耐炎
質，炭素質又は黒鉛質等の種々のタイプのものがある。
炭素繊維の長さは通常、押出されたペレット中で0.01〜
６mmの範囲にあり、繊維径は３〜15μの範囲にある。こ
の炭素繊維はチョップドストランド，ロービングストラ
ンド，ミルドファイバー等いずれの形状のものも使用で
きる。炭素繊維の表面は樹脂との親和性を増すために表
面処理、例えばエポキシ処理，ウレタン処理，酸化処理
等が施されていても差支えない。

本発明の樹脂組成物は上記３種類の成分を混合すること
により製造される。混合割合は、芳香族ポリカーボネー
ト99〜90重量％及びポリカプロラクトン１〜10重量％か
らなる混合物100重量部に対し、炭素繊維３〜60重量部
である。

ＣＦＲ−ＰＣとＧＦＲ−ＰＣを成形時の金型摩耗につい
て比較すると、ＣＦＲ−ＰＣの方がはるかに大きく、Ｃ
ＦＲ−ＰＣ用の金型材は、特殊な鋼を使用し、金型メー
カーのノーハウにもなっている程である。かかる激しい
金型摩耗が少量のポリラクトンの添加によって1/2又は
それ以下に低減することは正に驚くべきことである。

ポリカプロラクトンの添加量が１重量％未満では、金型
摩耗を低減する効果がなく、10重量％を越えると、機械
的特性及び熱的性質（特に荷重たわみ温度）が低下する
ので適当でない。炭素繊維が３重量部未満では、機械的
性質の向上効果が小さく、また60重量部を越えると成形
性が極端に低下する。

本発明の樹脂組成物にガラス繊維を併用しても構わな
い。それはガラス繊維による金型摩耗が極めて少ないか
らである。併用するガラス繊維量は、炭素繊維の４重量
部以下が好ましい。使用するガラス繊維は、通常ポリカ
ーボネートに使用されるものであれば差支えない。好ま
しいガラス繊維は、直径５〜20μであり、成形品中のガ
ラス繊維の長さは２mm以下である。ガラス繊維は、樹脂
との親和性を向上させる目的でシランカップリング剤等
の表面処理、また取扱い性を向上させる目的でアクリル
系樹脂，ウレタン樹脂又はポリカーボネート樹脂等で集
束処理が施されているのが好ましい。

本発明の樹脂組成物は、これら３種類の成分をタンブラ
ー，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，押出機等の如き混合機により混合して
製造することができる。更に本発明の目的を損なわない
範囲内でポリフェニレンエーテル，ポリエーテルスルホ
ン，ＰＳ樹脂，ＡＳ樹脂，ＡＢＳ樹脂，ＭＢＳ樹脂，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
ト等の他樹脂，安定剤，酸化防止剤，着色剤，離型剤，
紫外線吸収剤等を添加してもよい。

〈発明の効果〉 本発明の樹脂組成物は、任意の成形方法、例えば射出成
形，押出成形，圧縮成形，回転成形等に適用できるが、
特に精密部品の射出成形用材料として有用である。特に
カメラ部品，ＯＡ機器部品に好適である。

〈実施例〉 以下に実施例を挙げて、本発明を説明する。金型の摩耗
状況は下記の方法で評価した。

金型摩耗の評価 図１に示すような成形品を2000ショット成形し、成形前
後のイヌキピン（材質アルミニウム）の重量を測定し、
その重量減少を調べた。

使用した成形機及び成形条件は以下の通りである。

実施例１〜４及び比較例１〜６ 芳香族ポリカーボネートを120℃で６時間熱風循環式乾
燥機にて乾燥した後、第１表に示した配合組成でタンブ
ラーにて予備混合した後、直ちにシリンダー温度を300
℃に設定した単軸ベント式押出機（ナカタニ（株），Ｖ
ＳＫ−３０）を用いてペレット化した。

得られたペレットを120℃で６時間乾燥した後、シリン
ダー温度300℃，金型温度100℃にて各種物性測定用テス
ト片を射出成形した。なお、射出成形機は日本製鋼所
（株）のJ-120SAを使用した。結果を第１表に示す。

第１表の比較例３と比較例６を比べると炭素繊維がガラ
ス繊維に比して如何に激しく金型を摩耗するかが明らか
である。また、比較例５と比較例６を比べると、ガラス
繊維の金型摩耗に対してはポリカプロラクトンの効果が
みられない。それに対し、実施例１〜４と比較例１〜４
を比べるとポリカプロラクトンの添加は、炭素繊維によ
る金型摩耗を1/2又はそれ以下に低減することが明らか
である。

【図面の簡単な説明】

図１は金型摩耗の評価に使用するイヌキピンの形状，寸
法を示す図である。図中の数値はイヌキピンの寸法（単
位mm）を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】(A)芳香族ポリカーボネート 99〜90重量
   ％ (B)ポリカプロラクトン １〜10重量％ からなる混合物100重量部に対し (C)炭素繊維 ３〜60重量部 を配合してなるポリカーボネート樹脂組成物。