JPWO2008047672A1 - 難燃性ポリカーボネート樹脂組成物、ポリカーボネート樹脂成形品及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
このガラスフィラーとしては、一般にEガラスと呼ばれているガラスから構成されたガラス繊維が使用されているが、ポリカーボネート樹脂のナトリウムD線における屈折率(nD、以下単に屈折率とする)は、1.580〜1.590であるのに対し、Eガラスの屈折率は1.555程度と若干小さく、機械強度を向上させるために必要な量のガラスフィラーを添加すると、この屈折率の差によって、Eガラス強化ポリカーボネート樹脂組成物は、透明性が維持できないという問題が生じる。
このような問題を解決するために、これまで種々の提案がなされている。
前記(2)のポリカーボネート樹脂組成物においては、ポリカプロラクトンを含むために、ポリカーボネート樹脂との屈折率差が0.015以下のガラス繊維でも透明性は維持できるものの、耐熱性や機械物性が低下するのを免れないという問題がある。
前記(3)のガラス組成物においては、ZrO2、TiO2、BaO及びZnOそれぞれの含有量を適当に調整しないとガラスが失透してしまい、屈折率がポリカーボネート樹脂と同じでも、それを含むポリカーボネート樹脂組成物は、透明性が得られない場合がある。
さらに、前記(4)のポリカーボネート樹脂組成物においては、難燃性については言及されておらず、難燃性を付与しないと使用できる分野が限られてしまう。
すなわち、本発明は、
(1)(A)芳香族ポリカーボネート樹脂55〜95質量%と、(B)前記芳香族ポリカーボネート樹脂との屈折率の差が0.002以下のガラスフィラー45〜5質量%とからなる組み合わせと、その100質量部に対して、(C)反応性官能基を有するシリコーン化合物0.05〜2.0質量部及び(D)有機アルカリ金属塩化合物及び/又は有機アルカリ土類金属塩化合物0.03〜0.4質量部を含むことを特徴とする難燃性ポリカーボネート樹脂組成物、
(2)(B)成分のガラスフィラーが、ガラス繊維及び/又はミルドファイバーである上記(1)に記載の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物、
(3)前記(A)成分と(B)からなる組み合わせ100質量部に対して、着色剤0.00001〜0.01質量部を含む上記(1)に記載の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物、
(4)上記(1)〜(3)のいずれかに記載の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を、厚さ0.3〜10mmに成形してなるポリカーボネート樹脂成形品、
(5)金型温度120℃以上で射出成形してなる上記(4)に記載のポリカーボネート樹脂成形品、
(6)可視光に対する全光線透過率が80%以上であり、かつヘイズ値が40%以下である上記(4)に記載のポリカーボネート樹脂成形品、
(7)60°鏡面光沢度が90以上である上記(4)に記載のポリカーボネート樹脂成形品、及び
(8)上記(1)〜(3)のいずれかに記載の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を、金型温度120℃以上で射出成形し、厚さ0.3〜10mmの成形品を作製することを特徴とするポリカーボネート樹脂成形品の製造方法、
を提供するものである。
本発明の難燃性PC樹脂組成物においては、(A)成分の芳香族ポリカーボネート樹脂として、具体的には、二価フェノールとカーボネート前駆体との反応により製造される芳香族ポリカーボネート樹脂を用いることができる。
二価フェノールとしては、様々なものを挙げることができるが、特に2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン[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、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)プロパン、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)シクロアルカン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)オキシド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホキシド及びビス(4−ヒドロキシフェニル)ケトン等を挙げることができる。この他、ハイドロキノン、レゾルシン及びカテコール等を挙げることもできる。これらは、それぞれ単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよいが、これらの中で、ビス(ヒドロキシフェニル)アルカン系のものが好ましく、特にビスフェノールAが好適である。
なお、このPC樹脂は、分岐構造を有していてもよく、分岐剤としては、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、α,α’,α’’−トリス(4−ヒドロキシフェニル)−1,3,5−トリイソプロピルベンゼン、フロログルシン、トリメリット酸及びイサチンビス(o−クレゾール)等がある。
本発明において、(A)成分として用いられるPC樹脂の粘度平均分子量は(Mv)は、通常10,000〜50,000、好ましくは13,000〜35,000、更に好ましくは15,000〜20,000である。
この粘度平均分子量(Mv)は、ウベローデ型粘度計を用いて、20℃における塩化メチレン溶液の粘度を測定し、これより極限粘度[η]を求め、次式にて算出するものである。
[η]=1.23×10-5Mv0.83
炭素数10〜35のアルキル基を有する一価のフェノールとしては、例えばデシルフェノール、ウンデシルフェノール、ドデシルフェノール、トリデシルフェノール、テトラデシルフェノール、ペンタデシルフェノール、ヘキサデシルフェノール、ヘプタデシルフェノール、オクタデシルフェノール、ノナデシルフェノール、イコシルフェノール、ドコシルフェノール、テトラコシルフェノール、ヘキサコシルフェノール、オクタコシルフェノール、トリアコンチルフェノール、ドトリアコンチルフェノール及びペンタトリアコンチルフェノール等が挙げられる。
この置換基としては、少なくとも1個が前記の炭素数10〜35のアルキル基であればよく、他の4個は特に制限はなく、炭素数1〜9のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、ハロゲン原子又は無置換であってもよい。
炭素数が10〜35のアルキル基を有する一価のフェノールによる末端封止は、片末端及び両末端のいずれでもよく、また、末端変性率は、得られるPC樹脂組成物の高流動化の観点から、全末端に対して20%以上であることが好ましく,50%以上であることがより好ましい。
すなわち、他の末端は、水酸基末端、又は下記の他の末端停止剤を用いて封止された末端であってもよい。
中でも、環境問題からハロゲンを含まない化合物が好ましい。
本発明の難燃性PC樹脂組成物においては、(A)成分の芳香族ポリカーボネート樹脂は、前記のPC樹脂以外に、本発明の目的が損なわれない範囲で、テレフタル酸等の2官能性カルボン酸、又はそのエステル形成誘導体等のエステル前駆体の存在下でポリカーボネートの重合を行うことによって得られるポリエステル−ポリカーボネート樹脂等の共重合体、あるいはその他のポリカーボネート樹脂を適宣含有することができる。
このようなガラスフィラーを構成するガラスとしては、以下に示す組成を有するガラスI及びガラスIIを挙げることができる。
ガラスIにおいては、Eガラスのように、B2O3を2〜8質量%含有することができる。この場合、TiO2の含有量は、屈折率の向上効果及び失透抑制などの観点から、2〜10質量%であることが好ましい。
また、ガラスIIにおいては、耐酸性や耐アルカリ性に優れるECRガラス組成のように、B2O3を実質的に含有しないことが好ましい。この場合、TiO2の含有量は、屈折率の調整の観点から、2〜5質量%であることが好ましい。また、ZrO2の含有量は、屈折率の増大、化学的耐久性の向上及びガラス製造時の溶解性の観点から、2〜5質量%であることが好ましい。
ガラスI及びIIにおいて、MgOは任意成分であり、引張り強度などの耐久性の向上及びガラス製造時の溶解性の観点から、0〜5質量%程度含有させることができる。また、ZnO及びBaOは任意成分であり、屈折率の増大、失透の抑制の観点から、それぞれ0〜5質量%程度含有させることができる。
ガラスI及びIIにおいて、アルカリ成分であるLi2O、Na2O、K2Oは任意成分であり、それぞれ0〜2質量%程度含有させることができ、かつそれらの合計含有量は0〜2質量%であることが好ましい。この合計含有量が2質量%以下であれば、耐水性の低下を抑制することができる。
このように、ガラスI及びIIは、アルカリ成分が少ないので、(A)成分の芳香族ポリカーボネート樹脂の分解による分子量低下を抑制し、成形品の物性低下を防止することができる。
当該ガラスI及びIIにおいては、前記のガラス成分以外に、紡糸性、耐水性等に悪影響を及ばさない範囲で、例えば、ガラスの屈折率を上げる成分として、ランタン(La)、Y(イットリウム)、ガドリニウム(Gd)、ビスマス(Bi)、アンチモン(Sb)、タンタル(Ta)、ニオブ(Nb)又はタングステン(W)等の元素を含む酸化物を含んでもよい。また、ガラスの黄色を消色する成分として、コバルト(Co)、銅(Cu)又はネオジウム(Nd)等の元素を含む酸化物を含んでもよい。
また、ガラスI及びIIの製造に使用されるガラス原料には、着色を抑えるために、不純物として、酸化物基準でFe2O3含有量が、ガラス全体に対して0.01質量%未満であることが好ましい。
当該ガラスフィラーの形態に特に制限はなく、様々な形態のガラスフィラー、例えばガラス繊維、ミルドファイバー、ガラスパウダー、ガラスフレーク、ガラスビーズなどを用いることができる。これらは一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよいが、最終的に得られる成形品の機械強度、耐衝撃性、透明性及び成形性などのバランスの観点から、ガラス繊維及び/又はミルドファイバーが好適である。
ガラス繊維は、従来公知のガラス長繊維の紡糸方法を用いて得ることができる。例えば、溶融炉でガラス原料を連続的にガラス化してフォアハースに導き、フォアハースの底部にブッシングを取り付けて紡糸するダイレクトメルト(DM)法、又は、溶融したガラスをマーブル、カレット、棒状に加工してから再溶融して紡糸する再溶融法等の各種の方法を用いてガラスを繊維化することができる。
ガラス繊維の径に特に制限はないが、通常3〜25μm程度のものが好ましく用いられる。径が3μm以上であれば、乱反射を抑制して成形品の透明性の低下を防止することができ、また、25μm以下であれば、良好な強度を有する成形品を得ることができる。
ガラスパウダーは、従来公知の製造方法で得られる。例えば、溶融炉でガラス原料を溶融し、この融液を水中に投入し水碎したり、冷却ロールでシート状に成形して、そのシートを粉砕したりして、所望する粒径のパウダーにすることができる。ガラスパウダーの粒径は特に限定されないが、1〜100μm程度のものが好ましく用いられる。
ガラスフレークは、従来公知の方法で得られる。例えば、溶融炉でガラス原料を溶融し、この融液をチューブ状に引き出し、ガラスの膜厚を一定にした後、ロールで粉砕することにより、特定の膜厚のフリットを得て、そのフリットを粉砕して所望するアスペクト比を有するフレークにすることができる。ガラスフレークの厚み及びアスペスト比は特に限定されないが、厚み0.1〜10μm程度でアスペクト比が5〜150程度のものが好ましく用いられる。
前記ガラスフィラーは、(A)成分の芳香族ポリカーボネート樹脂との親和性を高め、密着性を向上させて、空隙形成による成形品の透明性や強度の低下を抑制するために、カップリング剤により表面処理することが好ましい。
カップリング剤としては、シラン系カップリング剤、ボラン系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤又はチタネート系カップリング剤等を使用することができる。特に、芳香族ポリカーボネート樹脂とガラスとの接着性が良好である点からシラン系カップリング剤を用いるのが好ましい。
このようなカップリング剤を用いて前記ガラスフィラーの表面処理を行うには、通常の公知である方法で行うことができ、特に制限はない。例えば、上記カップリング剤の有機溶媒溶液あるいは懸濁液をいわゆるサイジング剤としてガラスフィラーに塗布するサイジング処理法、あるいはヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、レーディゲミキサー、V型ブレンダーなどを用いての乾式混合法、スプレー法、インテグラルブレンド法、ドライコンセントレート法など、ガスフィラーの形状により適宣な方法にて行うことができるが、サイジング処理法、乾式混合法、スプレー法により行うことが望ましい。
本発明の難燃性PC樹脂組成物においては、難燃性のさらなる向上などの目的で、(C)成分として反応性官能基を有するシリコーン化合物が添加される。
R1 aR2 bSiO(4-a-b)/2 ・・・・・(1)
で表される基本構造を有する、ポリオルガノシロキサン重合体及び/又は共重合体を挙げることができる。
前記一般式(1)において、R1は反応性官能基を示す。この反応性官能基としては、例えば、アルコキシ基、アリールオキシ基、ポリオキシアルキレン基、水素基、水酸基、カルボキシル基、シラノール基、アミノ基、メルカプト基、エポキシ基及びビニル基等が挙げられる。これらの中で、アルコキシ基、水酸基、水素基、エポキシ基及びビニル基が好ましい。
R2は炭素数1〜12の炭化水素基を示す。この炭化水素基としては、直鎖状若しくは分岐状の炭素数1〜12のアルキル基、炭素数5〜12のシクロアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数7〜12のアラルキル基などが挙げられ、具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、各種ブチル基、各種ペンチル基、各種ヘキシル基、各種オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、ベンジル基、フェネチル基などを挙げることができる。
a及びbは、0<a≦3、0<b≦3、0<a+b≦3の関係を満たす数を示す。R1が複数ある場合、複数のR1は同一でも異なっていてもよく、R2が複数ある場合、複数のR2は同一でも異なっていてもよい。
一般式(1)で表される基本構造を有するポリオルガノシロキサン重合体及び/又は共重合体は、その反応性官能基(R1)数/炭化水素基(R2)数が、通常0.1〜3、好ましくは0.3〜2程度のものが好ましい。
これらの反応性官能基含有シリコーン化合物は液状物、パウダー等であるが溶融混練において分散性の良好なものが好ましい。例えば、室温での粘度が10〜500,000mm2/s程度の液状のものを例示することができる。
本発明の難燃性PC樹脂組成物にあっては、反応性官能基含有シリコーン化合物が液状であっても、組成物に均一に分散するとともに、成形時又は成形品の表面にブリードすることが少ない特徴がある。
ここで、有機酸又は有機酸エステルとしては、有機スルホン酸,有機カルボン酸、ポリスチレンスルホン酸などが挙げられる。一方、アルカリ金属としては、ナトリウム,カリウム,リチウム及びセシウムなどが挙げられる。アルカリ土類金属としては、マグネシウム,カルシウム,ストロンチウム及びバリウムなどが挙げられる。中でも、ナトリウム,カリウム及びセシウムの塩が好ましく用いられる。また、その有機酸の塩は、フッ素、塩素及び臭素のようなハロゲン原子で置換されていてもよい。
(CnF2n+1SO3)mM ・・・・・(2)
(式中、nは1〜10の整数を示し、Mはリチウム,ナトリウム,カリウム及びセシウム等のアリカリ金属、又はマグネシウム,カルシウム,ストロンチウム及びバリウム等のアルカリ土類金属を示し、mはMの原子価を示す。)
で表されるパーフルオロアルカンスルホン酸のアルカリ金属塩化合物やアルカリ土類金属塩化合物が好ましく用いられる。これらの化合物としては、例えば、特公昭47−40445号公報に記載されているものが該当する。
その他、アルキルスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸、ジフェニルスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、2,5−ジクロロベンゼンスルホン酸、2,4,5−トリクロロベンゼンスルホン酸、ジフェニルスルホン−3−スルホン酸、ジフェニルスルホン−3,3'−ジスルホン酸、ナフタレントリスルホン酸及びこれらのフッ素置換体並びにポリスチレンスルホン酸等の有機スルホン酸のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩等を挙げることができる。特に、パーフルオロアルカンスルホン酸及びジフェニルスルホン酸が好ましい。
次に、ポリスチレンスルホン酸のアルカリ金属塩化合物及び/又アルカリ土類金属塩化合物としては、一般式(3)
で表わされるスルホン酸塩基含有芳香族ビニル系樹脂を挙げることができる。
ここで、スルホン酸塩基はスルホン酸のアルカリ金属塩及び/又はアルカリ土類金属塩であり、金属としては、ナトリウム、カリウム、リチウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム及びバリウムなどが挙げられる。
本発明PC樹脂組成物が難燃性の効果を得るためには、スルホン酸塩基の置換比率は、スルホン酸塩基含有芳香族ビニル系樹脂の含有量等を考慮して決定され、特に制限はないが、一般的には10〜100%置換のものが用いられる。
ここで、酸塩基含有芳香族ビニル系樹脂の製造方法としては、(a)前記のスルホン酸基等を有する芳香族ビニル系単量体、又はこれらと共重合可能な他の単量体とを重合又は共重合する方法、(b)芳香族ビニル系重合体、又は芳香族ビニル系単量体と他の共重合可能な単量体との共重合体、又はこれらの混合重合体をスルホン化し、アルカリ金属及び/又アルカリ土類金属で中和する方法がある。
前述のスルホン酸塩基含有芳香族ビニル系樹脂の重量平均分子量としては、1,000〜300,000、好ましくは2,000〜200,000程度である。なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエイションクロマトグラフィ(GPC)法で測定することができる。
有機アルカリ金属塩及び有機アルカリ土類塩において、スルホン酸アルカリ金属塩、スルホン酸アルカリ土類金属塩、ポリスチレンスルホン酸アルカリ金属塩及びポリスチレンスルホン酸アルカリ土類金属塩が好ましい。
有機アルカリ金属塩化合物及び/又は有機アルカリ土類塩化合物は一種を用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の難燃性PC樹脂組成物には、前記の(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分以外に、本発明の目的が損なわれない範囲で、必要に応じ、酸化防止剤、紫外線吸収剤、離型剤、帯電防止剤、蛍光増白剤、シランカップリング剤(ガラスフィラーの表面処理を乾式混合法で行う場合)及び着色剤(隠蔽性をもたないもの)などを適宜含有させることができる。
フェノール系酸化防止剤としては、例えばトリエチレングリコール−ビス[3−(3−tert−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,6−ヘキサンジオール−ビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ペンタエリスリトール−テトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、N,N−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナマイド)、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ベンジルホスホネート−ジエチルエステル、トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、3,9−ビス[1,1−ジメチル−2−[β−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ]エチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカン等が挙げられる。
これらの酸化防止剤は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。その添加量は、前記(A)成分と(B)成分とからなる組み合わせ100質量部に対して、通常0.05〜1.0質量部程度である。
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−(3,4,5,6−テトラヒドロフタルイミドメチル)−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−tert−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3’−tert−ブチル−5’−メチル−2’−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2,2’−メチレンビス(4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール)、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2−(3’,5’−ジ−tert−アミル−2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、5−トリフルオロメチル−2−(2−ヒドロキシ−3−(4−メトキシ−α−クミル)−5−tert−ブチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール等が挙げられる。
中でも2−(2’−ヒドロキシ−5’−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾールが好ましい。
ベンゾオキサジン系の紫外線吸収剤としては、2−メチル−3,1−ベンゾオキサジン−4−オン、2−ブチル−3,1−ベンゾオキサジン−4−オン、2−フェニル−3,1−ベンゾオキサジン−4−オン、2−(1−又は2−ナフチル)−3,1−ベンゾオキサジン−4−オン、2−(4−ビフェニル)−3,1−ベンゾオキサジン−4−オン、2,2’−ビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)、2,2’−p−フェニレンビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)、2,2’−m−フェニレンビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)、2,2’−(4,4’−ジフェニレン)ビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)、2,2’−(2,6又は1,5−ナフタレン)ビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)、1,3,5−トリス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン−2−イル)ベンゼンなどが挙げられるが、中でも2,2’−p−フェニレンビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)が好ましい。
これらの紫外線吸収剤は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。その添加量は、前記(A)成分と(B)成分とからなる組み合わせ100質量部に対して、通常0.05〜2.0質量部程度である。
これらの離型剤は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その添加量は、前記の(A)成分と(B)成分とからなる組み合わせ100質量部に対して、通常0.1〜5.0質量部程度である。
蛍光増白剤としては、例えばスチルベン系、ベンズイミタゾール系、ナフタルイミド系、ローダミン系、クマリン系、オキサジン系化合物等が挙げられる。具体的には、ユビテック(商品名 チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)、OB−1(商品名 イーストマン社製)、TBO(商品名 住友精化社製)、ケイコール(商品名 日本曹達社製)、カヤライト(商品名 日本化薬社製)、リューコプアEGM(商品名 クラリアントジャパン社製)などの市販品を用いることができる。
また、着色剤としては、ブルーイング剤を用いることができる。このブルーイング剤としては、例えばバイエル社製のマクロレックスバイオレット、三菱化学(株)製のダイアレジンバイオレット、ダイアレジンブルー、サンド社製のテラゾールブルー等が挙げられ、好適なものとしてマクロレックスバイオレットが挙げられる。また、着色剤の添加量は、前記の(A)成分と(B)成分とからなる組み合わせ100質量部に対して、0.00001〜0.01質量部であると好ましく、0.0001〜0.001質量部であるとより好ましい。
なお、シランカップリング剤としては、前述で例示した化合物を用いることができる。
配合及び混練は、通常用いられている機器、例えば、リボンブレンダー、ドラムタンブラーなどで予備混合して、ヘンシェルミキサー、バンバリーミキサー、単軸スクリュー押出機、二軸スクリュー押出機、多軸スクリュー押出機及びコニーダ等を用いる方法で行うことができる。混練の際の加熱温度は、通常240〜300℃の範囲で適宜選定される。
なお、芳香族ポリカーボネート樹脂以外の含有成分は、あらかじめ、該芳香族ポリカーボネート樹脂の一部と溶融混練したもの、すなわち、マスターバッチとして添加することもできる。
このようにして調製された本発明の難燃性PC樹脂組成物は、UL94に準拠した難燃性評価で、1.5mmV−0であり、優れた難燃性を有している。なお、難燃性評価試験については、後で説明する。
本発明のポリカーボネート樹脂成形品(以下、PC樹脂成形品と略称する。)は、前述の本発明の難燃性PC樹脂組成物を、厚さ0.3〜10mmに成形してなるものである。この成形品の厚さは、該成形品の用途によって、上記範囲から適宜選定される。
本発明のPC樹脂成形品の製造方法に特に制限はなく、従来公知の各種成形方法、例えば射出成形法、射出圧縮成形法、押出成形法、ブロー成形法、プレス成形法、真空成形法及び発泡成形法などを用いることができるが、金型温度120℃以上で射出成形することが好ましい。この際、射出成形における樹脂温度は、通常240〜300℃程度、好ましくは260〜280℃である。
金型温度120℃以上で射出成形することにより、ガラスフィラーが沈み、良好な外観が得られるなどのメリットが得られる。より好ましい金型温度は、125℃以上であり、さらに好ましくは130〜140℃である。
成形原料である本発明のPC樹脂組成物は、前記溶融混練方法により、ペレット状にして使用することが好ましい。
なお、射出成形方法としては、外観のヒケ防止のため、又は軽量化のためのガス注入成形を採用することができる。
このようにして得られた本発明のPC樹脂成形品の光学特性は、可視光に対する全光線透過率が80%以上、好ましくは85%以上であり、かつヘイズ値が40%以下、好ましくは30%以下であり、また、60°鏡面光沢度が90以上であることが望ましい。なお、光学特性の測定方法については、後で説明する。
本発明の難燃性PC樹脂組成物は、芳香族ポリカーボネート樹脂の屈折率と屈折率が近似したガラスフィラーを含有し、透明性、機械強度、耐衝撃性及び耐熱性などに優れると共に、高い難燃性が付与されており、この組成物を用いて得られた本発明のPC樹脂成形品は、透明性、難燃性、機械強度、耐衝撃性及び耐熱性などに優れている。
本発明のPC樹脂成形品は、例えば、
(1)テレビ、ラジオカセット、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダ、オーディオプレーヤー、DVDプレーヤー、エアコンディショナ、携帯電話、ディスプレイ、コンピュータ、レジスター、電卓、複写機、プリンター、ファクシミリ等の各種部品、外板及びハウジング材等の電気・電子機器用部品、
(2)PDA、カメラ、スライドプロジェクター、時計、計測器、表示器械等の精密機械などのケース及びカバー類等の精密機器用部品、
(3)インスツルメントパネル、アッパーガーニッシュ、ラジエータグリル、スピーカーグリル、ホイールカバー、サンルーフ、ヘッドランプリフレクター、ドアバイザー、スポイラー、リアウィンド、サイドウィンド等の自動車内装材、外装品及び車体部品等の自動車用部品、
(4)イス、テーブル、机、ブラインド、照明カバー、インテリア器具類等の家具用部品、
などとして好適に用いることができる。
なお、各例で得られたPC樹脂組成物ペレットを用い、下記のようにして試験片を成形して、諸特性を評価した。
(1)機械特性
ペレットを100t射出成形機[東芝機械社製、機種名「IS100E」]を用いて、金型温度130℃、樹脂温度280℃で射出成形し、所定形状の各試験片を作製した。
各試験片について、引張特性(破断強度、伸び)を、ASTM D638に準拠して測定し、曲げ特性(強度、弾性率)を、ASTM 790に準拠して測定した。またIzod衝撃強度をASTM D256に準拠し、荷重撓み温度をASTM D648に準拠し、比重をASTM D792に準拠して、それぞれ測定した。
(2)難燃性
ペレットを45t射出成形機[東芝機械社製、機種名「IS45PV」]を用いて、金型温度130℃、樹脂温度280℃で射出成形し、127×12.7×1.5mmの試験片を作製した。この試験片について、難燃性をUL94(アンダーライターズラボラトリー・サブジェクト94)に準拠して測定した。
(3)光学特性
ペレットを45t射出成形機[東芝機械社製、機種名「IS45PV」]を用いて、金型温度130℃、樹脂温度280℃で射出成形し、30×40×2mmの試験片を作製した。この試験片について、ヘイズ値及び全光線透過率を、全自動直読ヘーズコンピューター[スガ試験機社製、機種名「HGM−2DP」(C光源)]を用いて、また60°鏡面光沢度を、光沢度計[日本電色社製、機種名「VGS−Σ901」]を用いて、それぞれJIS K 7105に準拠して測定した。
(1)PC樹脂;粘度平均分子量19000であるビスフェノールAポリカーボネート[出光興産社製、商品名「タフロンFN1900A」、屈折率1.585]
(2)屈折率改良GF1;屈折率1.585、比重2.69であるφ13μm×3mmのチョップドストランドからなるガラス繊維[旭ファイバーグラス社製、ガラス組成:SiO257.5質量%、Al2O312.0質量%、CaO21.0質量%、TiO25.0質量%、MgO2.5質量%、ZnO1.5質量%、Na2O+K2O+Li2O=0.5質量%]
(3)屈折率改良GF2;屈折率1.585、比重2.69であるφ13μm×3mmのチョップドストランドからなるガラス繊維をミリングしたミルドファイバー[旭ファイバーグラス社製、ガラス組成は上記(2)と同様]
(4)GF1;屈折率1.555、比重2.54のEガラス製のφ13μm×3mmのチョップドストランドからなるガラス繊維[旭ファイバーグラス社製、商品名「03MA409C」、ガラス組成:SiO255.4質量%、Al2O314.1質量%、CaO23.2質量%、B2O36.0質量%、MgO0.4質量%、Na2O+K2O+Li2O=0.7質量%、Fe2O30.2質量%、F20.6質量%]
(5)安定化剤1;オクタデシル3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート[チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、商品名「Irganox1076」]
(6)安定化剤2;トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト[チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、商品名「Irgafos168」]
(7)離型剤;ペンタエリスリトールテトラステアレート[理研ビタミン社製、商品名「EW440A」]
(8)難燃剤1;パーフルオロブタンスルホン酸カリウム[DIC社製、商品名「メガファックF114」]
(9)難燃剤2;重量平均分子量が20000であり、かつスルホン化率が100%であるポリスチレンスルホン酸ナトリウムの濃度30質量%の水溶液[ライオン社製、商品名「レオスタッド FRPSS−N430」]
(10)難燃助剤1;屈折率が1.51であり、官能基としてビニル基及びメトキシ基を有する反応性シリコーン化合物[信越シリコーン社製、商品名「KR−219」]
(11)難燃助剤2;屈折率が1.49であり、官能基としてビニル基及びメトキシ基を有する反応性シリコーン化合物[東レ・ダウコーニング社製、商品名「DC3037」]
(12)難燃助剤3;ポリテトラフルオロエチレン樹脂[旭フロロポリマー社製、商品名「CD076」]
(13)着色剤;マクロレックスバイオレット[バイエル社製]
第1表に示す配合割合で、各成分を混合し、2軸押出し機[東芝機械社製、機種名「TEM−35B」]を用い、280℃にて溶融混練することにより、各PC樹脂組成物ペレットを作製した。
この各ペレットを用い、前述したように試験片を成形して、機械特性、難燃性及び光学特性を求めた。その結果を第1表に示す。
実施例1〜10は、芳香族PC樹脂と、該PC樹脂との屈折率差が0.002以下のガラスフィラーとからなる組み合わせに、反応性官能基含有シリコーン化合物及び有機アルカリ金属塩化合物を添加することにより、透明性、強度及び耐熱性を維持したまま、優れた難燃性を付与することができる。
比較例1は、PC樹脂と、該PC樹脂との屈折率の差が0.002以下のガラスフィラーからなる組み合わせに、難燃剤として有機アルカリ金属塩化合物、ドリッピング防止剤としてポリテトラフルオロエチレン樹脂を添加した例であり、この場合、難燃性及び強度は維持できるが、充分な透明性を付与することができない。
比較例2は、PC樹脂と、該PC樹脂との屈折率の差が0.002以下のガラスフィラーからなる組み合わせた例であり、この場合、透明性、強度及び耐熱性は維持できるが、充分な難燃性を付与することができない。
比較例3は、PC樹脂と、該PC樹脂との屈折率の差が0.002以下のガラスフィラーからなる組み合わせに、有機アルカリ金属塩化合物を添加した例であり、この場合、透明性、強度及び耐熱性は維持できるが、充分な難燃性を付与することができない。
比較例4は、PC樹脂と、該PC樹脂との屈折率の差が0.002以下のガラスフィラーからなる組み合わせに、反応性官能基含有シリコーン化合物及び有機アルカリ金属塩化合物を添加した例であり、有機アルカリ金属塩化合物の添加量が多過ぎると、強度及び耐熱性を維持したまま難燃性は付与できるが、透明性を維持することができない。
比較例5〜7は、PC樹脂と、Eガラスから構成されるガラスフィラー(屈折率1.555)とからなる組み合わせに、反応性官能基含有シリコーン化合物と有機アルカリ金属塩化合物を添加した例であり、この場合、強度及び耐熱性を維持したまま難燃性を付与することができるが、透明性は維持できない。
Claims (8)
- (A)芳香族ポリカーボネート樹脂55〜95質量%と、(B)前記芳香族ポリカーボネート樹脂との屈折率の差が0.002以下のガラスフィラー45〜5質量%とからなる組み合わせと、その100質量部に対して、(C)反応性官能基を有するシリコーン化合物0.05〜2.0質量部及び(D)有機アルカリ金属塩化合物及び/又は有機アルカリ土類金属塩化合物0.03〜0.4質量部を含むことを特徴とする難燃性ポリカーボネート樹脂組成物。
- (B)成分のガラスフィラーが、ガラス繊維及び/又はミルドファイバーである請求項1に記載の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記(A)成分と(B)からなる組み合わせ100質量部に対して、着色剤0.00001〜0.01質量部を含む請求項1に記載の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の難燃性ポリカーボネ−ト樹脂組成物を、厚さ0.3〜10mmに成形してなるポリカーボネート樹脂成形品。
- 金型温度120℃以上で射出成形してなる請求項4に記載のポリカーボネート樹脂成形品。
- 可視光に対する全光線透過率が80%以上であり、かつヘイズ値が40%以下である請求項4に記載のポリカーボネート樹脂成形品。
- 60°鏡面光沢度が90以上である請求項4に記載のポリカーボネート樹脂成形品。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を、金型温度120℃以上で射出成形し、厚さ0.3〜10mmの成形品を作製することを特徴とするポリカーボネート樹脂成形品の製造方法。
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