JPH09157509A - ポリカーボネート樹脂組成物及び該組成物から形成された成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐熱性、剛性に優れ且つ表面平滑性に優れた
ポリカーボネート樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 粘度平均分子量１２，０００〜１６，０
００のポリカーボネート樹脂１００重量部に、平均粒子
径Ｄ_MAX が０．１〜１０μm のアルミナ、タルク、炭酸
カルシウムおよび平均粒子径Ｄ_MAX が３〜１０μm のガ
ラスビーズから選ばれた少なくとも１種の無機充填材を
２０〜１００重量部配合してなるポリカーボネート樹脂
組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面平滑性に優れ
たポリカーボネート樹脂組成物に関する。更に詳しくは
耐熱性、剛性に優れ且つ表面平滑性に優れているため、
ＯＡ機器の内部部品、自動車、家電分野などに広く使用
でき工業的に極めて有用なポリカーボネート樹脂組成物
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ポリカーボネート樹脂例えば
２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（以
下ビスフェノールＡという）とカーボネート前駆体を反
応させて得られるポリカーボネート樹脂は機械的強度、
耐熱性、耐衝撃性に優れた性能を有することからエンジ
ニアリングプラスチックとして広い用途に多量に用いら
れている。一方、ポリカーボネート樹脂はガラスや金属
等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やカーボン繊維等の適当なフィ
ラーを配合することによって、その改良を図っている。
しかしながら、ポリカーボネート樹脂にガラス繊維やカ
ーボン繊維等のフィラーを配合すると、その剛性が改良
される反面フィラーが成形品表面に露出して成形品表面
の平滑性が著しく損なわれる問題があった。特にフィラ
ーを添加した成形品は、アルミ蒸着処理を施して鏡面を
得ようとしても、きれいな鏡面が得られず、光を乱反射
してしまうという問題を生じた。

【０００３】従来、成形品表面の平滑性を改良する目的
で、特定粒径の無機充填材をポリエステル系樹脂に添加
した組成物（特公平５−４６３８２号公報、特公平２−
３３０６７号公報）やポリカーボネート樹脂に細径のシ
リカを添加する組成物（特開平６ー１７２６２８号公
報）等が提案されている。しかしながら、前者のポリエ
ステル系樹脂用の無機充填材を、一般の成形品に用いら
れているポリカーボネート樹脂に配合しても、高度な外
観を有する成形品は得られず、後者の樹脂組成物のよう
にシリカを含有させたポリカーボネート樹脂組成物は熱
安定性が悪く、射出成形時シルバー等の発生により外観
が損なわれる問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は耐熱
性、剛性に優れ且つ表面平滑性に優れたポリカーボネー
ト樹脂組成物を提供せんとするものである。

【０００５】本発明者らは、上記課題を達成せんとして
鋭意検討した結果、粘度平均分子量が１２，０００〜１
６，０００という一般の成形物に用いられているポリカ
ーボネート樹脂よりも、分子量が著しく低いポリカーボ
ネート樹脂に、平均粒子径Ｄ _MAX が０．１〜１０μm の
アルミナ、タルク、炭酸カルシウムおよび平均粒子径Ｄ
_MAX が３〜１０μm のガラスビーズから選ばれた少なく
とも１種の無機充填材を特定量配合すると、驚くべきこ
とに耐熱性、剛性に優れ且つ表面平滑性に優れた樹脂組
成物が得られることを究明した。しかしながら、かかる
無機充填材としてシリカを、粘度平均分子量が１２，０
００〜１６，０００という低分子量のポリカーボネート
樹脂に配合して溶融成形すると、その分子量が大きく低
下することを知った。即ち粘度平均分子量が１５，００
０のビスフェノールＡからのポリカーボネート樹脂粉粒
体１００重量部と、平均粒子径Ｄ_MAX が０．５μm の球
状合成シリカパウダー［龍森（株）製 ADOMAFINESOC
２］５０重量部をタンブラーにより混合し、ベント付き
押出機により２９０℃でペレット化したところ、その粘
度平均分子量は１０，０００に低下し、商品価値のない
ものになった。これらの知見に基いて更に検討を重ねた
結果本発明を完成した。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、粘度平均分子
量１２，０００〜１６，０００のポリカーボネート樹脂
１００重量部に、平均粒子径Ｄ_MAX が０．１〜１０μm
のアルミナ、タルク、炭酸カルシウムおよび平均粒子径
Ｄ_MAX が３〜１０μm のガラスビーズから選ばれた少な
くとも１種の無機充填材を２０〜１００重量部配合して
なるポリカーボネート樹脂組成物及びこの樹脂組成物よ
り成形されてなる表面の平均粗度が３μm 以下の鏡面部
を有する成形品に係るものである。

【０００７】本発明で用いるポリカーボネート樹脂は、
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。ここで用いる
二価フェノールの代表例としてはビスフェノールＡ、
１，１−ビス（４ーヒドロキシフェニル）エタン、１，
１−ビス（４ーヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、
２，２ービス（４ーヒドロキシー３，５ージメチルフェ
ニル）プロパン、２，２ービス（４ーヒドロキシー３，
５ージブロムフェニル）プロパン、２，２ービス（４ー
ヒドロキシー３ーメチルフェニル）プロパン、ビス（４
ーヒドロキシフェニル）サルファイド、ビス（４ーヒド
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２，２ービス（４ーヒドロキシフェニ
ル）アルカン系であり、ビスフェノールＡが特に好まし
い。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又はハロホルメート等が用いら
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。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ポリ
カーボネート樹脂を製造するに当り、二価フェノールを
単独で又は二種以上を併用してもよく、必要に応じて触
媒、分子量調節剤、酸化防止剤等を用いてもよい。ま
た、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、二種以上のポリカーボネート樹脂の混合物であっ
てもよい。

【０００８】かかるポリカーボネート樹脂の分子量は、
粘度平均分子量で表して１２，０００〜１６，０００が
適当であり、１３，０００〜１６，０００が好ましい。
粘度平均分子量が１２，０００未満のポリカーボネート
樹脂では、得られる成形品の強度が十分でなく、粘度平
均分子量が１６，０００を越えるポリカーボネート樹脂
では、目的とする表面平滑性に優れた成形品は得られ難
い。本発明でいう粘度平均分子量（Ｍ）は塩化メチレン
１００mlにポリカーボネート樹脂０．７g を２０℃で溶
解した溶液から求めた比粘度（η_sp）を次式に挿入して
求めたものである。 η_sp／Ｃ＝［η］＋０．４５×［η］² Ｃ ［η］＝１．２３×１０^-4Ｍ^0.83 （但し［η］は極限粘度、Ｃはポリマー濃度で０．７で
ある。）

【０００９】ポリカーボネート樹脂を製造する手段を簡
単に説明する。カーボネート前駆体としてホスゲンを用
いる溶液法では、通常酸結合剤及び有機溶媒の存在下で
反応させる。酸結合剤としては例えば水酸化ナトリウム
や水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物又はピリ
ジン等のアミン化合物が用いられる。有機溶媒としては
例えば塩化メチレン、クロロベンゼン等のハロゲン化炭
化水素が用いられる。また反応促進のために例えば第三
級アミンや第四級アンモニウム塩等の触媒を用いること
ができ、分子量調節剤として例えばフェノールやｐ−te
rt−ブチルフェノールのようなアルキル置換フェノール
等の末端停止剤を用いることが望ましい。反応温度は通
常０〜４０℃、反応時間は数分〜５時間、反応中のｐＨ
は１０以上に保つのが好ましい。

【００１０】カーボネート前駆体として炭酸ジエステル
を用いるエステル交換反応（溶融法）では、不活性ガス
の存在下に所定割合の二価フェノールを炭酸ジエステル
と加熱しながら攪拌し、生成するアルコール又はフェノ
ール類を留出させる。反応温度は生成するアルコール又
はフェノール類の沸点等により異なるが、通常１２０〜
３００℃の範囲である。反応はその初期から減圧にして
生成するアルコール又はフェノール類を留出させながら
反応を完結させる。また反応を促進するために通常エス
テル交換反応に用いられる触媒を用いることができる。
このエステル交換反応に用い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、ジナフチルカーボ
ネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネー
ト、ジブチルカーボネート等があげられる。これらのう
ち特にジフェニルカーボネートが好ましい。

【００１１】本発明で用いる無機充填材は、平均粒子径
Ｄ_MAX が０．１〜１０μm のアルミナ、タルク、炭酸カ
ルシウムおよび平均粒子径Ｄ_MAX が３〜１０μm のガラ
スビーズであり、平均粒子径Ｄ_MAX が０．１〜１０μm
のアルミナ、タルク、炭酸カルシウムが好ましく、更に
好ましくはアルミナ、タルクである。これらの無機充填
材は単独で又は二種以上を併用してもよく、また表面処
理されているものが好ましい。平均粒子径Ｄ_MAX は０．
３〜４μm が好ましく、更に好ましくは０．３〜２μm
である。

【００１２】ここでいう平均粒子径Ｄ_MAX とは、無機充
填材の最長手方向の平均長さのことである。平均粒子径
Ｄ_MAX が１０μm を越える無機充填剤を用いたのでは十
分な表面平滑性が得られない。かかる無機充填剤配合割
合は、ポリカーボネート樹脂１００重量部に対して２０
〜１００重量部であり、好ましくは３０〜８０重量部で
ある。２０重量部未満では、製品の剛性をあげるには不
十分であり、１００重量部を越えるとポリカーボネート
樹脂の分子量を低下させ良好な成形品が得られ難くな
る。

【００１３】本発明のポリカーボネート樹脂組成物に
は、更にシランカップリング剤を添加することで、成形
時の熱安定性を向上することができる。用いるシランカ
ップリング剤としては通常市販されているものが用いら
れる。例えば信越シリコーンのＫＢＭ−４０３、ＫＢＭ
−５７３等をあげることができる。処理はシランカップ
リング剤を揮発性溶剤例えばアルコールに溶解し、それ
に無機充填剤を均一に分散させた後溶剤を除去する。こ
の際のシランカップリング剤の量は無機充填材１００重
量部に対して０．０１〜１０重量部、好ましくは０．１
〜５重量部である。シランカップリング剤の量が０．０
１重量部未満では組成物の熱安定性が十分でなく、５重
量部を越えると組成物の耐熱性が著しく低下し実用的で
ない。

【００１４】また、本発明のポリカーボネート樹脂組成
物には、本発明の目的を損わない範囲で他の熱可塑性樹
脂例えば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、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＭＢＳ樹脂等、
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、赤リン等、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等、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
ウム共重合体等、安定剤例えばリン酸エステル、亜リン
酸エステル等、酸化防止剤例えばヒンダートフェノール
系化合物等を適宜配合してもよい。更に本発明の目的を
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よい。

【００１５】本発明のポリカ−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。例えばポリカー
ボネート樹脂、無機充填剤、シランカップリング剤及び
適宜その他の添加剤を例えばＶ型ブレンダ−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、ポリカーボネート樹脂とシランカッ
プリング剤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、無
機充填材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。

【００１６】かくして得られるポリカ−ボネート樹脂組
成物は射出成形、押出成形、圧縮成形、回転成形等任意
の方法で容易に成形でき、得られた成形品の表面は平滑
で、表面の平均粗度が３μm 以下である鏡面になる。な
お、本発明でいう表面の平均粗度とは成形して得られた
成形品の表面を東京精密（株）製の表面粗度計（万能表
面形状測定機サーフコム３ＢＥ−ＭＤ−Ｓ１０Ａ）を用
いて測定した表面粗度である。

【００１７】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を更に説明す
る。なお、実施例中の部は重量部であり、評価は下記の
方法によった。 （１）耐熱性；ペレット化前後の粘度平均分子量の変化
（低下）、及びＡＳＴＭＤ−６４８に従い熱変形温度
（℃）を測定した。 （２）剛性；ＡＳＴＭ Ｄ−７９０に従い曲げ弾性率(k
gf／cm² ）を測定した。 （３）表面平滑性（表面の平均粗度）；表面平滑性は１
５０mm×１５０mm×３mmt の成形板を東京精密（株）製
の表面粗度計（万能表面形状測定機サーフコム３ＢＥ−
ＭＤ−Ｓ１０Ａ）を用いて触針径２μm 、触針圧０．０
７g の条件で表面の粗度（Ｒａ）を測定した。 （４）平均粒子径Ｄ_MAX ；顕微鏡により最長手方向の平
均粒径を測定した。

【００１８】［実施例１〜７及び比較例１〜６］粘度平
均分子量が１５，０００のビスフェノールＡからのポリ
カーボネート樹脂粉粒体［帝人化成（株）パンライトＡ
Ｄ−５５０３］１００部と表１記載の無機充填剤を表記
載の量タンブラーにより混合し、４０mmφベント付き押
出機により２９０℃で押出してペレット化し、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℃で各種試験片を作成
し、評価した結果を表１に示した。なお、表１中の無機
充填材の内容は下記の通りである。 アルミナ；平均粒子径Ｄ_MAX ０．３〜０．５μm の酸化
アルミニウム［住友化学工業（株）製：高純度アルミナ
ＡＫＰ−３０］ ガラスビーズ；平均粒子径Ｄ_MAX ５〜７μm ［東芝バロ
ティーニ（株）製：ＥＭＢ−１０］ タルク；平均粒子径Ｄ_MAX １〜２μm ［日本タルク
（株）製：ミクロエースＰ−３］ 炭酸カルシウム；平均粒子径Ｄ_MAX ２〜４μm ［（株）
カルシード製：超高純度炭酸カルシウムＣＳ−Ｃタイ
プ］ ガラスチョップドストランド；径１３μm 、長６mmのガ
ラスチョップドストランドファイバー［日本電気硝子
（株）製：Ｔ−５１１］ カーボンファイバー；繊維径９μm 、繊維長３mm［東邦
レーヨン（株）製：ベスファイトＨＴＡ−Ｃ６−Ｕ］ マイカ；平均粒子径Ｄ_MAX １５〜２５μm ［（株）山口
雲母工業所製：雲母粉Ａ−２１］ シリカ；平均粒子径Ｄ_MAX ０．５μm の球状合成シリカ
パウダー［龍森（株）製：ADOMAFINE SOC ２］

【００１９】

【表１】

【００２０】

【発明の効果】表１より明らかなように、本発明の組成
物よりなる成形品は耐熱性、剛性に優れ且つ表面平滑性
に優れているため、ＯＡ機器の内部部品、自動車、家電
分野などに広く使用でき工業的に極めて有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｋ 7/20 ＫＫＮ Ｃ０８Ｋ 7/20 ＫＫＮ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粘度平均分子量１２，０００〜１６，０
   ００のポリカーボネート樹脂１００重量部に、平均粒子
   径Ｄ_MAX が０．１〜１０μm のアルミナ、タルク、炭酸
   カルシウムおよび平均粒子径Ｄ_MAX が３〜１０μm のガ
   ラスビーズから選ばれた少なくとも１種の無機充填材を
   ２０〜１００重量部配合してなるポリカーボネート樹脂
   組成物。
2. 【請求項２】 粘度平均分子量１２，０００〜１６，０
   ００のポリカーボネート樹脂１００重量部に、平均粒子
   径Ｄ_MAX が０．１〜１０μm のアルミナ、タルク、炭酸
   カルシウムおよび平均粒子径Ｄ_MAX が３〜１０μm のガ
   ラスビーズから選ばれた少なくとも１種の無機充填材を
   ２０〜１００重量部配合してなるポリカーボネート樹脂
   組成物より形成されてなる表面の平均粗度が３μm 以下
   である鏡面部を有する成形品。