JPS63289058A - 着色ポリカ−ボネ−ト組成物 - 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〕 本発明は均一に着色された着色ポリカーボネート組成物
に関し、特にブリードアウト等の着色剤に起因する諸性
性の悪化が防止され、かつ、異なる着色剤を用いた複数
の樹脂組成物を混合しても着色剤相互の色相に影Ｇを及
ぼさない、均一に着色されたポリカーボネート組成物に
関するものである。

〔従来の技術〕

従来、熱可塑性重合体、例えばアクリル系重合体やポリ
エステルは、優れた機械的特性と成形加工性及び透明性
などの光学特性等を備えているため、各種分野において
幅広く使用されている。このような用途分野のうちには
、着色を必要とするものも少なくない。

一方、近年、着色剤は、いわゆる学術的見地から色素と
いう概念によっても捕えられており、そのため、染料、
顔料、食用色素、化粧用色素などの着色剤の色のみを利
用する用途だけでなく、色素レーザ、色素半導体、液晶
などといった、着色剤が本来有している物理的及び化学
的性質をも利用した用途が次第に多くなってきた。

このような観点から、着色剤すなわち色素を、機械的特
性や成形加工性に優れる高分子化合物の中へ種々の分散
形態で分散させることは、これらの着色剤（色素）の機
能を抽き出すために重要な技術となっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような高分子化合物の着色は、着色剤と高分子化合
物とを単純に混合、混練するだけで良いようなできるだ
け簡単な操作であることが望ましい。

しかじかながら、熱可塑性重合体に着色剤を単にブレン
ドした場合では、不均一分散によるまだら模様が生じや
すく、極端な場合には表面にブリードを起したりするこ
とがある。また、着色剤の存在が、熱可塑性重合体の本
来の性質、例えば表面特性としての帯電特性、塗装性、
耐薬品性などを著しく低下させることがあり、着色され
た樹脂組成物の実用性を失わせることがある。

このように、熱可塑性重合体を着色する際の問題点、す
なわち、まだら模様のような不均一な分散と表面特性の
悪化との両者を一挙に解決しようと鋭意研究した結果、
従来の技術が単に着色剤を高分子化合物の中へ均一分散
させることのみを目的として改良がなされたため、着色
剤と高分子重合体との複合体を形成する着色組成物を形
成しようとする認識を欠き、着色剤の導入箇所の制御を
行なわなかったからであると考え、上記問題点に対し、
着色剤の機能と熱可塑性重合体の機能とを明確に区別す
るため、組成物中のマトリックス（連続相）と分散相に
両者の機能を振り分けることにより上記問題点を解決す
ることを以前に提案した（特願昭６０−２３３０４２、
同６２−７０８６８号明細書）。

すなわち、着色剤と、該着色剤との親和力が異なる２種
以上の同種樹脂であるポリエステル同志またはスチレン
系重合体同志を配合してなる着色アクリル系重合体組成
物を提案した。

しかしながら、ポリエステルやスチレン系重合体では、
例えば電子写真用有機感光体に使用した場合に、表面電
荷が付与されにくい（正帯電性）および耐熱性が低いと
いった欠点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

従って、光学特性、溶剤可溶性を保ちながら、電気特性
と耐熱性を改良することは是非とも必要なことであり、
本願発明では特定の着色剤と同ポリカーボネートを用い
ることでこの目的を達成したものである。

すなわち、本発明は、光吸収により電荷を発生する着色
剤と、該着色剤との親和力が異なる２種以上のポリカー
ボネートを配合してなることを特徴とする着色ポリカー
ボネート組成物である。

〔発明の詳細な説明〕

Ａ、′構成成分 本発明の着色ポリカーボネート組成物は、着色剤と、該
着色剤との親和力が異なる２種以上のポリカーボネート
とから基本的に構成されるものである。

１負剋 本発明において用いられる着色剤としては、着において
述べる性質を備えたものであることが要求される。

ｉ）分散相あるいはマトリックスを構成するポリカーボ
ネートのどちらかの中に入り込む性質を有していること
、すなわち、マトリックスを構成するポリカーボネート
と分散相を形成するポリカーボネートのいずれか一方の
ポリカーボネートに対する親和性が、他方のポリカーボ
ネートに対するものより大きい着色剤であることが好ま
しい。

着色剤がそれ自体のみでは上記の性質を有していない場
合には、これを他の成分で処理するなどして上記の性質
を付与したものであってもよい。

ｉｉ　）着色剤の大きさく平均分散径）は、該着色剤が
分散相に入り込む際に、分散相の大きさより小さい粒子
であること。

ｉｉｉ　）光の吸収により電荷を発生する性質を有する
着色剤であること。

本発明において用いられる着色剤は、上記の性質を有し
ていることが重要で、着色の際、目的とする色相以外に
変色したり、樹脂の特性に好ましくない変性を与えるも
のでなければ使用することができる。具体的には、例え
ばローダミンＢ等の塩基性染料、酸性染料、螢光染料、
クロログイアンプル−等のアブ系染料、アントラキノン
系染料、アジン系染料、金属錯化合物系染料の外、銅フ
タロシアニン・亜鉛フタロシアニン・無金属フタロシア
ニン等のフタロシアニン系顔料、銅ナフタロシアニン・
ニッケルナフタロシアニン等のナフタロシアニン系顔料
、ペリレン系、ペリノン系、多環キノン系、インジゴ系
、チオインジゴ系、アゾレーキ系、スクアリリウム系、
ピリリウム系、キナクリドン系、シアニン系、カドミウ
ムイエロー、カドミウムレッド、塩基性染料レーキ、中
≠嘲→＝いので好ましい。

ポリカーボネート 本発明で使用されるポリカーボネートは芳香族ポリカー
ボネートであり、炭酸のエステルを構成すべきジヒドロ
キシ化合物の少なくとも大部分が２個のフェノール性水
酸基を持つものからなるものである。具体的には、ビス
フェノール類、特にビスフェノールＡがある。

芳香族ポリカーボネートは、上記のような「二価フェノ
ール」をカーボネートプリカーサ−すなわらホスゲン、
ビスクロロホーメート、炭酸ジエステル等と反応させる
ことにより製造されるものである。

本発明の効果が著しく発揮されるポリカーボネートは、
ガラス転移温度については１００℃〜２００℃、特に１
２０℃〜１７０℃のものが、また数平均分子量について
は５０００〜１０万、特に６０００〜５万のものが効果
が大きい。また本発明組成物を塗料等のコーティング剤
や薄膜素材、バインダー剤等の分野に応用したときの実
用面からみると、Ｘ線解析による結晶化度が５％未満の
非品性のもの、特に溶剤可溶性のものが好ましい。

肌胆力 本発明は、着色剤が分散相あるいはマトリックスを構成
する成分中に含まれていることをその特徴の一つとする
ものである。すなわち、着色剤の親和性がマトリックス
あるいは分散相のどちらか一方に対して大きいものであ
ると共に、これらマトリックス、分散相及び着色剤間の
相互作用が重要である。例えば、本発明の着色ポリカー
ボネート組成物は、常温固体状態においてはいうまでも
なく、一旦熱履歴を受けて溶融状態を経ても、着色剤が
分散相あるいはマトリックスに留まっていることが必要
である。換言すれば、着色剤のマトリックスあるいは分
散相への拡散が防止されていることが重要である。

上記着色剤が分散相内に留まってマトリックスへ拡散し
ないようにするためには、マトリックスポリカーボネー
ト（Ｍ）と着色剤（Ｃ）との間の電気的吸引力よりも分
散相ポリカーボネート（Ｄ）と着色剤（Ｃ）との間の電
気的吸引力が大きくなるような組合せとなるようにそれ
ぞれのポリカーボネートを選ぶことが望ましい。また、
着色剤をマトリックスに留めて分散相へ拡散しないよう
にするためには、上記と逆の電気的吸引力関係のポリカ
ーボネートを選択することが望ましい。

マトリックスポリカーボネート（Ｍ）と分散相ポリカー
ボネート（Ｄ）との電気的性質を異なったものにするた
めには、いずれか一方に所定の電気的性質を発現するた
めの官能基を導入するか、あるいは両方にそれぞれ相反
する電気的性質を発現するための官能基を導入すること
が望ましい。このようなものは、例えば、酸価の高いポ
リカーボネートと酸価の低いポリカーボネートとを組合
わせることにより選択することができる。このようなポ
リカーボネートが既に存在するならば、そのような既存
のポリカーボネートから選択使用することもできる。

このような官能基を有するポリカーボネートとしては、
例えば負の電気的性質を持つものとしては不飽和有機酸
、あるいは、そのアルキルエステルまたはその無水物（
具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、α−エチルア
クリル酸などの不飽和脂肪族モノカルボン酸やマレイン
酸、フマル酸、イタコン酸などの不飽和脂肪族ジカルボ
ン酸等の不飽和有機酸、あるいはそのアルキルエステル
または無水物）を共単量体として含むアクリル系共重合
体（グラフト共重合体を含む）がある。また、正の電気
的性質を持つものとしては、アミノ基あるいはアミド基
を持つビニル単量体あるいはその四級化塩等（具体的に
は、Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート、Ｎ
、Ｎ−ジエチルアミノエチルメタクリレート、Ｎ−エチ
ル−Ｎ−フェニルアミノエチルメタクリレート、Ｎ、Ｎ
−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、Ｎ、Ｎ−
ジエチルアミノエチルメタクリルアミド、ビニルピリジ
ン、ビニルピペリジン等）を共単量体として含むポリカ
ーボネート共重合体（グラフト共重合体を含む）がある
。

また分子鎖の末端基との反応を利用して官能基を導入す
る方法もある０例えば、本発明においては、酸末端を生
成させるために市販の酸価の低いポリカーボネートとジ
カルボン酸例えば芳香族ジカルボン酸であるテレフタル
酸あるいはそのモノ金属塩と高温で溶融混練する方法に
より、酸価の高いポリカーボネートを得ることができる
。

これらの着色剤との親和力の異なるポリカーボネートと
着色剤との好適な組合わせは、着色剤が正の電気特性を
持つもの、より具体的には正帯電性を有するものであり
、その測定値が負または零でないものであって、前記着
色剤としては５）１ｃ／ｇ（マイクロクーロン／グラム
）以上の測定値を示すものであることが好ましい。

ここでいう正帯電性とは、粉体での帯電測定法であるブ
ローオフ法（小口ほか：「電子写真」、１６、５２．１
９７７参照）により求めることができる。

一方、ポリカーボネートの方は酸価の高い、具体的には
５〜６０　ｍｇＫＯＨ／ｇ　、好ましくは１０〜３０ｍ
ｇＫＯｌｌ／ｇのものである。この時、親和力の異なる
もう一方のポリカーボネートは酸価の低いもの、具体的
にはＯ〜４ｍｇＫｏｎ／ｇ　１好ましくはθ〜３ｍｇＫ
ＯＩＩ／ｇのものである。

Ｂ、Ｍｉ成酸物製造／相構造の形成 本発明の着色ポリカーボネート組成物において、分散相
はマトリックス中に微細かつ均一に分散されていること
が好ましい。このような均一に分散されている系は、着
色剤を含有し分散相を形成するポリカーボネートとマト
リックスを構成するポリカーボネートとが機械的にブレ
ンドされている場合、それらの分子量、分子量分布、共
重合比等を考慮して、前記ブレンド物の組成の種類、及
びブレンドにおいて使用した装置、温度、混練速度、混
練時間等のブレンドの条件等を適宜選択することによっ
て形成される。

特に考慮すべきブレンドの条件としては、ポリカーボネ
ートの粘度と分子量が重要であることが挙げられ、分散
相を構成するポリカーボネートの粘度は、マトリックス
のポリカーボネートのそれよりも高い方が好ましく、ま
た分子量についても大きいほうが好ましい。

マトリックス中の分散相の大きさは、分散相及びマトリ
ックスが共にポリカーボネートを用いているので特別に
制限する必要はないが、ポリカーボネート組成物の透明
性を保持する観点から分散相の粒径を１０μｍ以下、特
に５μｍ以下とすることが好ましい。ここでいう粒径は
、試料断面を電子顕微鏡で観察して測定される平均−次
粒子径（Ｍａｒｔｉｎの径）である。

なお、配合されたポリカーボネートのうち、相対的に配
合量の多い方のポリカーボネートがマトリックスを形成
しやすいことは当然のことである。

着色剤の配合は、ポリカーボネート同志のブレンドの前
に、予めその着色剤と親和性の高い方のポリカーボネー
トとを十分混練しておくことが好ましい。これによって
着色剤が他のポリカーボネートへ拡散されることが制御
される。一方のポリカーボネートと着色剤が強く相互作
用することに　′よって、他のポリカーボネートとの相
溶性が変化し、両者の相分離が生ずるものと思われる。

また、着色剤の配合量は、目的に応じて任意に変化させ
ることができる。例えば、着色剤を分散相のみに含有さ
せる場合、マトリックスのみに含有させる場合、あるい
は２種以上の着色剤を配合し、ある種の着色剤は分散相
に、他をマトリックスに含有させる場合、もしくは濃淡
の調節など任意に調整することができる。

更に、本発明の着色ポリカーボネート組成物には本発明
の効果を著しく損なわない範囲で、安定剤、架橋剤、耐
衝撃性改良剤などの任意成分を配合することができる。

Ｃ４着色ポリカーボネート組成物 このようにして製造された本発明の着色ポリカーボネー
ト組成物は、着色剤とポリカーボネートとの親和力の差
を利用して、特に分散相に着色剤を封じ込めることによ
って、マトリックスのポリカーボネートへの着色剤の影
響が防止され、更に、該分散相を微細、かつ、均一に分
散させて着色剤を均一に分散させるこ止ができる。

また、逆に着色剤をマトリックスに含有させることによ
って、着色剤による新しい効果を得ることもできる。

本発明の着色ポリカーボネート組成物においては、２種
以上のポリカーボネートを配合しているが、着色剤が存
在しない場合には、ミクロ相分離現象を観察できないの
が普通である。しかし、特定の複数ポリカーボネートと
特定の着色剤とを組み合わせて配合することによりミク
ロ相分離現象を観察することができる。

〔実施例〕

飾菊盟遇尤ノ」Ｊ≧−Ｎ＊−Ｈ囮−Δ叉遺開ポリカーボ
ネート（三菱瓦斯化学社製「ニーピロンＳ−２０００Ｊ
　：分子量約２．２万、ガラス転移温度１３４°Ｃ）９
５重量部と、テレフタル酸５重量部を、ベント付二軸押
出機にて、ペントロより発生ガスの吸引を実施しながら
２８０℃で溶融混練した。得られた生成物を、−昼夜１
２０”Ｃで減圧乾燥して酸価１５　ＫＯＩＩｍｇ／ｇの
ポリカーボネート（八）を得た。

実施例１ 上記のポリカーボネート（Ａ）２０重量部と、ステアリ
ン酸塩処理した銅フタロシアニン２０重量部をベント付
二軸押出機にて２８０℃で溶融混練した。この溶融混練
物４０重量部と、ポリカーボネート（Ｂ）　（三菱瓦斯
化学社製「ニーピロンＳ−２０００Ｊ　：酸価ｌ　ｍｇ
ＫＯ１ｌ／ｇ以下）６０重量部とをベント付二軸押出機
にて２８０℃で溶融混練して着色ポリカーボネート組成
物（１）を得た。

ミクロ相分離の観察 この着色ポリカーボネート組成物（１）をスライドガラ
スとカバーガラスとの間に挾み、ホットプレス上で熱溶
融させて薄膜化し、この薄ｎりを透過型光学顕微鏡によ
り観察したところ、分散相の生成が観察され、その粒径
は約０．５μｍで、マトリックス中に均一で微細に分散
されていた。

また、着色剤は分散相に含有されていた。

衷呵ユ翼ル雁の評価 得られた着色ポリカーボネート組成物（１）をホットプ
レスにより４．５　ｃｍ　Ｘ　４．５　ｃｍ　Ｘ　Ｑ、
　２Ｉｎのフィルム状に成形して、これを帯電減衰粋測
定装置（スクチックオネストメータ、シシド静電気社製
）により、表面電荷の保持能力を評価した。この時の測
定条件としては、印加電圧（−）１０ｋｖ、印加電極高
さ２０龍、受電高さ２Ｏｎとし、帯電圧が半分に減衰す
るまでの時間（秒）及び３分後の減衰率を測定した。そ
の結果、サンプルの帯電圧は２．６６ｋＶで、半減期は
１８０秒以上、減衰率１．８％と良好な表面電荷保持性
を示した。

耐熱性の評価 着色ポリカーボネート組成物（Ｉ）の熱変形温度をＡＳ
ＴＭ−０６４８（４、６ｋｇ／　ｃｍ　”荷重）に従ッ
テ測定Ｌｆとこる１３８℃であった。

前記ポリカーボネート（八）とポリカーボネーＩ〜（Ｂ
）を用い、着色剤を加えない以外は同様な溶融混練を実
施して、前述と同様な評価方法によりポリカーボネート
組成物成物を観察した。その結果、いわゆるミクロ相分
離は観察できなかった。

ル較斑上 ポリカーボネート（Ａ）８０重量部と実施例１で使用し
た着色剤２０重量部とをベント付二軸押出機にて２８０
℃で熔融混練させて、一種類のポリカーボネートに着色
剤を分散させたポリカーボネート組成物を得た。これを
実施例１と同様にシート状に成形し、これの表面電荷の
保持能力を評価した。その結果、帯電圧は２．３９ｋＶ
、半減！ｔＩ１１５６秒、減衰率５４％であり、表面電
荷保持能力は不良であった。

また、このものを実施例１においてミクロ相分離を観察
したところ、相分離は観察されず、着色剤は不均一に分
散されていた。

ル較炎叢 実施例１において、ポリカーボネート樹脂（Ａ）をポリ
エステル（Ａ）（非品性飽和ポリエステル：ガラス転移
温度６２℃、酸価５５ＫＯＩＩｍｇ／ｇ　、水酸基価１
．０　ＫＯＩＩｍｇ／ｇ　、数平均分子量約４０００）
に代え、また、ポリカーボネート樹脂（Ｂ）をポリエス
テル（Ｂ）（非品性飽和ポリエステル：ガラス転移温度
５１．１℃、酸価２．　ＯＫＯＩＩ＋ｗｇ／ｇ　、水酸
基価４０ＫＯＩＩｍｇ／ｇ、分子量約３０００）に代え
て溶融混練温度を１４０℃とした以外は、全（同様な方
法で、着色ポリエステルを得た。

このものの表面電気特性を評価したところ、帯電圧は４
００　Ｖ、半減期は９６秒で減衰率６７％と不良であっ
た。

また耐熱性の目安として熱変形温度を測定したところ４
ｆ５５℃であった。

〔発明の効果〕

本発明の着色ポリカーボネート組成物は、着色剤にその
着色剤との親和力が異なる２種以上のポリカーボネート
を配合することによって、該着色剤は親和力の大きいポ
リカーボネートと強く相互作用し、その結果、ポリカー
ボネート同志間にミクロ相分離が生じて、該着色剤が他
方のポリカーボネート中に拡散されることが抑制され、
着色剤の拡散による色相の悪化、着色ポリカーボネート
組成物の表面特性、特に帯電特性の劣化が防止され、か
つ耐熱性の良好な組成物が得られる。このような効果は
特に電子写真用のカラートナーや感光体として用いる場
合において極めて重要で、電子写真法によるカラー複写
におけるトナーのブリードアウトによる色調の劣化防止
や有機感光体における表面電荷保持能力の低下が防止さ
れるなどの利点があるので、工業的に極めて有用なもの
である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）光吸収により電荷を発生する着色剤と、該着色剤
   との親和力が異なる２種以上のポリカーボネートを配合
   してなることを特徴とする着色ポリカーボネート組成物
   。
2. （２）親和力の高いポリカーボネートが分散相として存
   在する、特許請求の範囲第１項に記載の着色ポリカーボ
   ネート組成物。
3. （３）親和力の差が酸価の差である、特許請求の範囲第
   １項又は第２項に記載の着色ポリカーボネート組成物。
4. （４）着色剤が正帯電性を有する粉末である、特許請求
   の範囲第１項から第３項までのいずれかに記載の着色ポ
   リカーボネート組成物。