JPH08143760A

JPH08143760A - 強化芳香族ポリカーボネート樹脂組成物および成形品

Info

Publication number: JPH08143760A
Application number: JP28372694A
Authority: JP
Inventors: Koji Ishihata; 浩司石畑; Hisanaga Shimizu; 久永清水
Original assignee: Teijin Chemicals Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1994-11-17
Filing date: 1994-11-17
Publication date: 1996-06-04

Abstract

(57)【要約】【目的】透明性に優れ、かつ高い剛性を有する強化芳
香族ポリカーボネート樹脂組成物および成形品を提供す
る。【構成】粘度平均分子量１０,０００〜４０,０００の
芳香族ポリカーボネート樹脂、該芳香族ポリカーボネー
ト樹脂との屈折率の差が０.０１５以下であるガラス繊
維および数平均分子量５００〜１０,０００の脂肪族ポ
リカーボネートの特定割合より実質的になる強化芳香族
ポリカーボネート樹脂組成物およびそれからの成形品。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、強化芳香族ポリカーボ
ネート樹脂組成物およびそれからの成形品に関する。更
に詳しくは、透明性に優れ、かつ高い剛性を有するガラ
ス繊維強化芳香族ポリカーボネート樹脂組成物およびそ
れからの成形品に関する。

【０００２】

【従来技術】従来より、芳香族ポリカーボネート樹脂は
透明性、耐熱性、耐衝撃性に優れた性能を有することか
ら、射出成形、圧縮成形、押出成形、ブロー成形などに
よって、溶融成形され多くの用途に供されている。ま
た、芳香族ポリカーボネート樹脂は、ガラス、金属など
に比較して剛性が低いため、高い剛性を必要とする用途
においては、ガラス繊維等の適当なフィラーを配合する
ことによって、その改良を計っている。しかしながら、
ガラス繊維等を配合した場合にはガラスの屈折率（慣用
のガラス繊維に使用されるガラスでは通常１.５４５）
と芳香族ポリカーボネート樹脂の屈折率（慣用のビスフ
ェノールＡを原料とした芳香族ポリカーボネート樹脂の
場合、通常１.５８５程度）との差が大きいために、芳
香族ポリカーボネート樹脂の大きな特徴である透明性が
損なわれるという不都合があった。この解決方法とし
て、芳香族ポリカーボネート樹脂の屈折率に近い屈折率
を有するガラス繊維を使用することが検討されている。
例えば、屈折率１.５７９のＥＣＲガラス（旭ファイバ
ーガラス（株）製）を使用すればかなり透明性は改良さ
れるけれども、まだ不十分であり、より透明性に優れた
芳香族ポリカーボネート樹脂組成物が求められている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、透明性に優
れ、かつ高い剛性を有する強化芳香族ポリカーボネート
樹脂組成物を提供することを目的とする。本発明者は、
上記目的を達成せんとして鋭意研究を重ねた結果、粘度
平均分子量１０,０００〜４０,０００の芳香族ポリカー
ボネート樹脂に、該芳香族ポリカーボネート樹脂との屈
折率（ｎｄ）の差が０.０１５以下であるガラス繊維お
よび特定量の脂肪族ポリカーボネートを配合した組成物
が、驚くべきことに透明性に優れ、かつ高い剛性を有す
ることを見出し、本発明を完成した。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、（Ａ）粘度平
均分子量１０,０００〜４０,０００の芳香族ポリカーボ
ネート樹脂、その樹脂１００重量部に対して、（Ｂ）該
芳香族ポリカーボネート樹脂との屈折率（ｎｄ）の差が
０.０１５以下であるガラス繊維１〜８０重量部、およ
び（Ｃ）数平均分子量５００〜１０,０００の脂肪族ポ
リカーボネート１〜６０重量部より実質的になる強化芳
香族ポリカーボネート樹脂組成物およびそれより形成さ
れた成形品に係るものである。

【０００５】本発明において（Ａ）成分として使用され
る芳香族ポリカーボネート樹脂は通常エンジニアリング
樹脂として使用される樹脂であり、二価フェノールとカ
ーボネート前駆体を反応させて得られる芳香族ポリカー
ボネート樹脂である。ここで使用される二価フェノール
の代表的な例としては、２,２−ビス（４−ヒドロキシ
フェニル）プロパン（通称ビスフェノールＡ）、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、１,１−ビス（４−ヒ
ドロキシフェニル）シクロヘキサン、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−ジブロモフェニ
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、ビス（４−ヒドロキシフェニ
ル）エーテル、４,４'−ジヒドロキシジフェニル、ビス
（４−ヒドロキシフェニル）サルファイド、ビス（４−
ヒドロキシフェニル）スルホン等があげられる。好まし
い二価フェノールはビス（４−ヒドロキシフェニル）ア
ルカンであり、なかでもビスフェノールＡが特に好まし
い。

【０００６】カーボネート前駆体としてはカルボニルハ
ライド、カーボネートエステルまたはハロホルメート等
が使用され、具体的にはホスゲン、ジフェニルカーボネ
ート、二価フェノールのジハロホルメート等があげられ
る。

【０００７】上記二価フェノールとカーボネート前駆体
を反応させて芳香族ポリカーボネート樹脂を製造するに
当たり、二価フェノールは単独または２種以上を使用す
ることができ、また芳香族ポリカーボネート樹脂は三官
能以上の多官能性芳香族化合物を共重合した分岐ポリカ
ーボネート樹脂であっても、２種以上の芳香族ポリカー
ボネート樹脂の混合物であってもよい。

【０００８】また、（Ａ）成分として使用される芳香族
ポリカーボネート樹脂の重合度は、粘度平均分子量で表
して１０,０００〜４０,０００の範囲であり、１５,０
００〜３０,０００の範囲が好ましい。粒度平均分子量
が１０,０００未満では成形品の機械的強度が十分でな
く、４０,０００を越えると押出、成形が困難となり良
好な成形品が得られなくなる。本発明でいう粘度平均分
子量（Ｍ）は芳香族ポリカーボネート樹脂０.７ｇを１
００ｍｌの塩化メチレンに溶解し、２０℃の温度で測定
した比粘度より算出した極限粘度［η］から下式を用い
て求めたものである。［η］＝１.２３×１０^-4Ｍ^0.83 かかる分子量の芳香族ポリカーボネート樹脂を製造する
に当たって、適当な末端停止剤を用いることができる。
末端停止剤としては例えばフェノール、ｐ−ｔｅｒｔ−
ブチルフェノール、ｐ−クミルフェノール、イソオクチ
ルフェノール等の単官能フェノール類であり、ｐ−ｔｅ
ｒｔ−ブチルフェノールが好ましい。また必要に応じ
て、酸化防止剤、反応を促進するための触媒等を使用し
てもよい。

【０００９】本発明において、（Ｂ）成分として使用さ
れるガラス繊維は該芳香族ポリカーボネート樹脂との屈
折率（ｎｄ）の差が０.０１５以下のガラス繊維であ
る。該ガラス繊維は通常芳香族ポリカーボネート樹脂用
のガラス繊維に使用されるＥガラスを構成する組成成分
からＢ₂Ｏ₃及びフッ素化合物成分を除いたものであ
り、該ガラス繊維の屈折率は芳香族ポリカーボネート樹
脂の屈折率とほぼ同等のものである。かかるガラス繊維
はシランカップリング剤等の表面処理剤で表面処理され
ているものが好ましい。シランカップリング剤として
は、アミノシラン系、エポキシシラン系、アリルシラン
系、ビニルシラン系などがあるが、その中でも特にアミ
ノシラン系のものが好ましい。該ガラス繊維の集束剤と
しては、通常芳香族ポリカーボネート樹脂に対して使用
されるものであれば特に制限されないが、ウレタン系、
エポキシ系などの使用が望ましい。該ガラス繊維は市販
品としては旭ファイバーガラス（株）のＥＣＲガラス
（屈折率１.５７９）がある。かかるガラス繊維は、
（Ａ）成分の芳香族ポリカーボネート樹脂１００重量部
に対して１〜８０重量部、好ましくは５〜６０重量部の
範囲で使用される。１重量部未満では、成形品の剛性を
上げるためには不十分であり、８０重量部を越えると、
押出、成形そのものが困難になり良好な成形品が得られ
難く、透明性も不十分である。

【００１０】本発明において（Ｃ）成分として使用され
る脂肪族ポリカーボネートは、脂肪族ジオールを原料と
して、下記に示す製造方法等により得られる脂肪族ポリ
カーボネートである。ここで使用する脂肪族ジオールは
下記一般式ＨＯ−Ｒ¹−ＯＨ［式中、Ｒ¹は炭素数２〜１５を有する二価の脂肪族炭
化水素基、または該脂肪族炭化水素基が互いにエーテル
結合またはエステル結合で結ばれた基からなる二価の基
を表し、該炭化水素基はハロゲン原子で置換されていて
もよい。］で表される脂肪族ジオールより選ばれる１種
又は２種以上の脂肪族ジオールであり、好ましくは１,
４−ブタンジオール、１,５−ペンタンジオール、１,６
−ヘキサンジオール、１,７−ヘプタンジオール、２,２
−ジメチル−１,３−プロパンジオール等であり、特に
１,６−ヘキサンジオールが好ましく使用される。原料
として、この脂肪族ジオールは全ジオール中の少なくと
も７０モル％以上、好ましくは８０モル％以上使用さ
れ、残りの成分として芳香族ジヒドロキシ化合物を含有
してもよい。この芳香族ジヒドロキシ化合物は前記
（Ａ）成分の説明で挙げた二価フェノールが好ましく使
用される。また脂肪族ポリカーボネートは２種以上の脂
肪族ポリカーボネートの混合物であってもよい。

【００１１】脂肪族ポリカーボネートの製造方法として
は、種々の方法が提案されている。例えば、脂肪族ジオ
ールとホスゲンを強アルカリの存在下で反応させる方法
（特開昭５１−６３８９４号公報）、脂肪族ジオールと
エチレンカーボネートを反応させ、生成するエチレング
リコールを共沸で除去する方法（特開昭５１−１４４４
９２号公報）、５〜７員環のアルキレンカーボネートと
炭素数４〜４０個の脂肪族ジオールを２段階に分けて反
応させ、脂肪族ポリカーボネートを得る方法（特開昭５
５−５６１２４号公報）、さらには反応期間中の反応液
におけるエチレンカーボネートを制御しつつエチレンカ
ーボネートと脂肪族ジオールをエステル交換反応させる
方法（特開昭６３−２８４２２２号公報）等の製造方法
が示されているが、いずれの方法で製造されたものでも
良い。

【００１２】脂肪族ポリカーボネートの末端は、水酸基
のままでも使用されるが、押出、成形時に芳香族ポリカ
ーボネート樹脂の分子量を低下させることがあり、エス
テル化、エーテル化、カルボキシル化等の末端処理を行
うことが好ましい。

【００１３】本発明において使用される脂肪族ポリカー
ボネートは、５００〜１０,０００の数平均分子量であ
り、１,０００〜６,０００の範囲が好ましい。数平均分
子量が５００未満では透明性の改良が十分でなく、１
０,０００を越えると芳香族ポリカーボネート樹脂との
相溶性が十分でないために期待した効果が得られなくな
る。数平均分子量は、末端処理を行う前の全ての末端が
水酸基である脂肪族ポリカーボネートを用い、滴定法に
より末端の水酸基の数を求め、これより算出する方法で
測定される。また、本発明の脂肪族ポリカ−ボネート
は、芳香族ポリカーボネート樹脂１００重量部に対して
１〜６０重量部、好ましくは５〜５０重量部の範囲で使
用される。脂肪族ポリカ−ボネートの量が１重量部未満
では透明性の改良が十分でなく、６０重量部を越えると
成形品の強度及び熱的特性（荷重たわみ温度）等が低下
し実用に耐えない。さらに、この脂肪族ポリカーボネー
トは流動性の改善にも効果があり、本発明において樹脂
組成物の成形性が改良される。これらの脂肪族ポリカー
ボネートは、市場より容易に入手可能であり、例えば東
亜合成（株）のカルボジオール、ダイセル化学工業
（株）のＰＬＡＣＣＥＬＣＤ等が挙げられる。

【００１４】本発明の樹脂組成物には、目的および効果
を損なわない範囲で難燃剤（例えば、臭素化ビスフェノ
ール、臭素化ポリスチレン、臭素化ポリカーボネート、
トリフェニルホスフェート、ホスホン酸アミド、赤リン
酸など）、難燃助剤（例えば、三酸化アンチモン、アン
チモン酸ナトリウムなど）、核剤（例えば、ステアリン
酸ナトリウム、エチレン−アクリル酸ナトリウム共重合
体など）、安定剤（例えば、リン酸エステル、亜リン酸
エステルなど）、酸化防止剤（例えば、ヒンダートフェ
ノール系化合物など）を配合しても良い。更に、目的お
よび効果を損なわない範囲で有効発現量の、例えば、離
型剤、紫外線吸収剤等を配合しても良い。

【００１５】本発明の強化芳香族ポリカーボネート樹脂
組成物を製造するには、任意の方法が採用される。例え
ば芳香族ポリカーボネート樹脂、ガラス繊維、脂肪族ポ
リカーボネート及び適宜その他の添加剤を例えばＶ型ブ
レンダー等の混合手段を用いて充分に混合した後、ベン
ト式一軸ルーダーでペレット化する方法、芳香族ポリカ
ーボネート樹脂、脂肪族ポリカーボネート及びその他の
添加剤をスーパーミキサー等の強力な手段で予め混合し
たものを用意しておき、これをベント式の二軸ルーダー
の第一シュートより供給し、ガラス繊維はルーダー途中
の第二シュートより供給して混練し、ペレット化する方
法等の一般に工業的に用いられる方法が適宜用いられ
る。かくして得られた組成物は、射出成形、押出成形、
圧縮成形、または回転成形など任意の方法で容易に成形
できる。

【００１６】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明する。な
お、実施例中の部は重量部であり、評価方法は以下の
（１）〜（７）の内容で実施した。（１）粘度平均分子量（Ｍ）芳香族ポリカーボネート樹脂０.７ｇを１００ｍｌの塩
化メチレンに溶解し、２０℃の温度で測定した比粘度よ
り算出した極限粘度［η］から下式を用いて求めた。［η］＝１.２３×１０^-4Ｍ^0.83 （２）数平均分子量末端処理を行う前の全ての末端が水酸基である脂肪族ポ
リカーボネートを用い、滴定法により末端の水酸基の数
を求め、これより算出した。（３）屈折率（ｎｄ）アッベ屈折計（（株）アタゴ製）により測定した。（４）曲げ弾性率（kgf/cm²）ＡＳＴＭＤ−７９０に従い測定した。（５）熱変形温度（℃）ＡＳＴＭＤ−６４８に従い測定した。（６）成形流動性アルキメデス型スパイラルフロー値（流路幅：８ｍｍ,
流路厚：１ｍｍ、射出圧力１２００kgf/cm²）で評価し
た。（７）平行光線透過率５０ｍｍ×５０ｍｍ×２ｍｍｔの見本板をＪＩＳＫ−７
１０５に従って測定した。

【００１７】［実施例１〜４及び比較例１〜５］表１記
載量（重量部）の芳香族ポリカーボネート樹脂、脂肪族
ポリカーボネート、およびガラス繊維を表１記載の量
（重量部で表示）タンブラーにて配合し、４０ｍｍφベ
ント付き押出機にて２９０℃にてペレット化した。得ら
れたペレットを射出成形機（住友重機械工業（株）製ネ
スタール・サイキャップ４８０／１５０）によりシリン
ダー温度３００℃、金型温度１００℃で試験片を作成
し、評価結果を表１に示した。アルキメデス型スパイラ
ルフロー値については、得られたペレットを同じ射出成
形機にてシリンダー温度３００℃、金型温度１００℃、
射出圧力１２００kgf/cm²の条件でスパイラルフロー長
を測定し、結果を表１に示した。

【００１８】また、使用した芳香族ポリカーボネート樹
脂、脂肪族ポリカーボネート、およびガラス繊維の内容
は下記の通りである。ＰＣ：芳香族ポリカーボネート樹脂（粘度平均分子量２
２,２００、屈折率１.５８５）［帝人化成（株）製パ
ンライトＬ−１２２５］ＥＣＲガラス：ＥＣＲガラス繊維（屈折率１.５７９、
繊維径１８μｍ、繊維長４ｍｍ）［旭ファイバーガラス
（株）製チョップドストランドファイバー］Ｅガラス：Ｅガラス繊維（屈折率１.５４５、繊維径１
３μｍ、繊維長４ｍｍ）［日東紡績（株）製チョップド
ストランドファイバー］ＰＣＤ：脂肪族ポリカーボネート（数平均分子量２,０
００）

【００１９】

【化１】

【００２０】

【表１】

【００２１】

【発明の効果】表１より明らかなように、本発明の樹脂
組成物は、従来の強化芳香族ポリカーボネート樹脂に見
られない優れた透明性、機械的特性に優れているため、
高い剛性が必要で、かつ透明性、流動性が必要な用途、
例えば自動車のサンルーフ、窓、園芸用ハウス、電機部
品などに広く使用でき極めて有用である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）粘度平均分子量１０,０００〜４
０,０００の芳香族ポリカーボネート樹脂、その樹脂１
００重量部に対して、（Ｂ）該芳香族ポリカーボネート
樹脂との屈折率（ｎｄ）の差が０.０１５以下であるガ
ラス繊維１〜８０重量部および（Ｃ）数平均分子量５０
０〜１０,０００の脂肪族ポリカーボネート１〜６０重
量部より実質的になる強化芳香族ポリカーボネート樹脂
組成物。
【請求項２】請求項１記載の樹脂組成物より形成され
た成形品。