JPWO2018066211A1 - 透過型樹脂組成物及び透過型樹脂成形体 - Google Patents
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Abstract
Description
前記芳香族スルホン酸金属塩化合物のポリスチレン換算の重量平均分子量が、30,000以上でよい。
前記芳香族スルホン酸金属塩化合物がスルホン酸金属塩基を含有してよく、該スルホン酸金属塩基の含有量が0.1〜10モル%でよい。
該回収ポリカーボネート樹脂の含有量は、前記芳香族ポリカーボネート樹脂の全質量に対して1〜100質量%未満でよい。
前記芳香族ポリカーボネート樹脂が回収ポリカーボネート樹脂からなっていてもよい。
前記芳香族ポリカーボネート樹脂が、0.01〜3.0モル%の分岐構造を有する芳香族ポリカーボネート化合物を含んでよい。
前記芳香族ポリカーボネート樹脂が芳香族ポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体を含んでもよい。
本技術に係る透過型樹脂組成物に含まれる光拡散剤が無機粒子又は有機粒子でよく、該無機粒子又は該有機粒子の平均粒子径は0.1〜50μmでよい。
該ドリップ防止剤の含有量が、前記芳香族ポリカーボネート樹脂100質量部に対して、0.03質量部以下でよい。
本技術に係る透過型樹脂成形体が照明器具用カバーであってもよい。
本技術に係る透過型樹脂成形体が表示用器具用拡散カバーであってもよい。
1.本技術の概要
2.第1の実施形態(透過型樹脂組成物の例)
2−1.透過型樹脂組成物
2−2.芳香族ポリカーボネート樹脂
2−3.非水溶性有機スルホン酸及び/又は非水溶性スルホン酸金属塩
2−4.光拡散剤
2−5.ドリップ防止剤
2−6.その他成分
2−7.透過型樹脂組成物の製造方法
3.第2の実施形態(透過型樹脂成形体の例)
3−1.透過型樹脂成形体
3−2.透過型樹脂成形体の製造方法
まず、本技術の概要について説明をする。
本技術は、照明器具、とりわけLEDランプ等に使用される照明用ポリカーボネート樹脂組成物に関する。更に詳細には、塩素、臭素化合物等のハロゲン系難燃剤やリン系難燃剤を含有することなしに難燃性を向上させ、かつ、芳香族ポリカーボネート樹脂が本来有する優れた耐衝撃性等の機械的性質や流動性などの性能を損なうことなく、高い透明性等の優れた光学特性を苛酷な環境(例えば、高温多湿地域)においても長期間維持することが可能な高耐久照明用ポリカーボネート樹脂組成物に関する。また、本技術は、その透過型樹脂組成物を用いた透過型樹脂成形体に関する。
[2−1.透過型樹脂組成物]
以下、本技術に係る第1の実施形態の透過型樹脂組成物について詳細に説明をする。
本技術に係る第1の実施形態の透過型樹脂組成物は、芳香族ポリカーボネート樹脂と、非水溶性有機スルホン酸及び/又はその金属塩とを含み、芳香族ポリカーボネート樹脂100質量部に対して、非水溶性有機スルホン酸及び/又はその金属塩の含有量が0.01〜3.0質量部であり、非水溶性有機スルホン酸及び/又はその金属塩の溶解量が、純水100gに対して0.5g以下である、透過型樹脂組成物である。
本技術に係る第1の実施形態の透過型樹脂組成物は芳香族ポリカーボネート樹脂を含む。芳香族ポリカーボネート樹脂の分子量は任意の値でよいが、分子量が重量平均分子量(ポリスチレン換算)で36000〜63000であることが好ましい。
本技術に係る第1の実施形態の透過型樹脂組成物に含まれる芳香族ポリカーボネート樹脂は、分岐構造を有する芳香族ポリカーボネート樹脂(分岐状の芳香族ポリカーボネート樹脂ということもある。)を含むことが好ましい。
本技術に係る第1の実施形態の透過型樹脂組成物に含まれる芳香族ポリカーボネート樹脂は、芳香族ポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体を含むことが好ましい。
以上に示した芳香族ポリカーボネート樹脂は、新たに製造されたバージン材でも好ましいし、製造工程において生じた廃材、端材、スプルー材、屑等、あるいは製品(例えば、デジタル多用途ディスク(DVD)、コンパクトディスク(CD)、MO、MD、ブルーレイディスク(BD)等の光学ディスク(基板))の回収物、廃材であっても好ましい。
本技術に係る第1の実施形態の透過型樹脂組成物は非水溶性有機スルホン酸及び/又はその金属塩を含む。非水溶性有機スルホン酸及び/又はその金属塩は、透過型樹脂組成物の表面へブリードアウトすることはなく、表面劣化を引き起こさないので、透明性を向上させる。また、非水溶性有機スルホン酸及び/又はその金属塩は、射出成形時に成形機スクリューや製品金型を腐食させる等の問題を起こすことはなく、さらに、リン系難燃剤と比べて優れた耐熱性及び優れた衝撃強度を有するので、物性面及び環境面の観点から有効に用いられる。
本技術に係る第1の実施形態の透過型樹脂組成物は光拡散剤を更に含むことが好ましい。光拡散剤を更に含んだ本技術に係る第1の実施形態の透過型樹脂組成物において、高温高湿条件の一つである120℃、100%及び24時間の条件下での加速試験後の透過型樹脂組成物の全光線透過率の減少率が、前記加速試験前の前記透過型樹脂組成物の全光線透過率に対して10%以内であることが好ましく、8%以内であることがより好ましい。
本技術に係る第1の実施形態の透過型樹脂組成物はドリップ防止剤を更に含んでもよい。ドリップ防止剤の含有量は、芳香族ポリカーボネート樹脂100質量部に対して、0.03質量部以下でよい。ドリップ防止剤は、燃焼時のドリップ現象を抑制することできる。ドリップ防止剤は、例えば、フルオロオレフィン樹脂等が挙げられる。
本技術に係る第1の実施形態の透過型樹脂組成物は、芳香族ポリカーボネート樹脂並びに非水溶性有機スルホン酸及び/又はその金属塩と共に、その他成分(他の添加剤)として、例えば、酸化防止剤(ヒンダードフェノール系、リン系、硫黄系)、帯電防止剤、紫外線吸収剤(ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ヒドロキシフェニルトリアジン系、環状イミノエステル系、シアノアクリレート系)、光安定化剤、可塑剤、相溶化剤、着色剤(顔料、染料)、光安定剤、結晶核剤、抗菌剤、流動改質剤、赤外線吸収剤、蛍光体、加水分解防止剤、離型剤、シリコーン系の難燃剤あるいは表面処理剤などを含有していてもよい。これにより、射出成形性、耐衝撃性、外観、耐熱性、耐候性、色あるいは剛性などが改善される。特にシリコーン系の難燃剤として下記のシリコーン化合物を挙げることができる。
本技術に係る第1の実施形態の透過型樹脂組成物は、例えば、以下のようにして製造することができる。まず、例えば、各成分(芳香族ポリカーボネート樹脂並びに非水溶性有機スルホン酸及び/又はその金属塩、必要に応じて、光拡散剤、ドリップ防止剤及び上記のその他成分)を混合する。各成分の中には、上記で挙げたシリコーン化合物が含まれてもよい。この際、例えば、ヘンシェルミキサーやタンブラーにて略均一に分散させる。その後、単軸あるいは二軸押し出し機により溶融混練した際に得られるストランドをペレタイザーでカットしてペレットを作る。
[3−1.透過型樹脂成形体]
本技術に係る第2の実施形態の透過型樹脂成形体は、本技術に係る第1の実施形態の透過型樹脂組成物を成形加工して得られる樹脂成形体である。本技術に係る第2の実施形態の透過型樹脂成形体は、照明器具用カバーであることが好ましく、表示用器具用拡散カバーであることが好ましい。
本技術に係る第2の実施形態の透過型樹脂成形体は、例えば、以下のようにして製造することができる。上述ペレット等を、射出成形、射出圧縮成形、押出成形、ブロー成形、真空成形、プレス成形、発泡成形、あるいは超臨界成形などといった成形法により所定の形状(例えば、家電、自動車、情報機器、事務機器、電話機、文房具、家具、あるいは繊維などの各種製品の筐体や部品材)に成形して、透過型樹脂成形体を得ることができる。
[1]
芳香族ポリカーボネート樹脂と、非水溶性有機スルホン酸及び/又はその金属塩とを含み、
該芳香族ポリカーボネート樹脂100質量部に対して、該非水溶性有機スルホン酸及び/又はその金属塩の含有量が0.01〜3.0質量部であり、
該非水溶性有機スルホン酸及び/又はその金属塩の溶解量が、純水100gに対して0.5g以下である、透過型樹脂組成物。
[2]
120℃、100%及び24時間の条件下での加速試験後の前記透過型樹脂組成物の全光線透過率の減少率が、前記加速試験前の前記透過型樹脂組成物の全光線透過率に対して10%以内である、[1]に記載の透過型樹脂組成物。
[3]
前記芳香族ポリカーボネート樹脂のポリスチレン換算の重量平均分子量が、36000以上63000以下である、[1]又は[2]に記載の透過型樹脂組成物。
[4]
前記非水溶性有機スルホン酸金属塩が芳香族スルホン酸金属塩化合物を含む、[1]から[3]のいずれか1つに記載の透過型樹脂組成物。
[5]
前記芳香族スルホン酸金属塩化合物のポリスチレン換算の重量平均分子量が、30,000以上である、[4]に記載の透過型樹脂組成物。
[6]
前記芳香族スルホン酸金属塩化合物がスルホン酸金属塩基を含有し、該スルホン酸金属塩基の含有量が0.1〜10モル%である、[4]又は[5]に記載の透過型樹脂組成物。
[7]
前記芳香族ポリカーボネート樹脂が回収ポリカーボネート樹脂を含み、
該回収ポリカーボネート樹脂の含有量が、前記芳香族ポリカーボネート樹脂の全質量に対して1〜100質量%未満である、[1]から[6]のいずれか1つに記載の透過型樹脂組成物。
[8]
前記芳香族ポリカーボネート樹脂が回収ポリカーボネート樹脂からなる、[1]から[6]のいずれか1つに記載の透過型樹脂組成物。
[9]
前記芳香族ポリカーボネート樹脂が、0.01〜3.0モル%の分岐構造を有する芳香族ポリカーボネート化合物を含む、[1]から[8]のいずれか1つに記載の透過型樹脂組成物。
[10]
前記芳香族ポリカーボネート樹脂が芳香族ポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体を含む、[1]から[9]のいずれか1つに記載の透過型樹脂組成物。
[11]
光拡散剤を更に含む、[1]から[10]のいずれか1つに記載の透過型樹脂組成物。
[12]
前記光拡散剤が無機粒子又は有機粒子であり、該無機粒子又は該有機粒子の平均粒子径が0.1〜50μmである、[11]に記載の透過型樹脂組成物。
[13]
120℃、100%及び24時間の条件下での加速試験後の前記透過型樹脂組成物の全光線透過率の減少率が、前記加速試験前の前記透過型樹脂組成物の全光線透過率に対して10%以内である、[11]又は[12]に記載の透過型樹脂組成物。
[14]
前記芳香族ポリカーボネート樹脂100質量部に対して、前記光拡散剤の含有量が0.0005〜6.0質量部である、[11]から[13]のいずれか1つに記載の透過型樹脂組成物。
[15]
ドリップ防止剤を更に含み、
該ドリップ防止剤の含有量が、前記芳香族ポリカーボネート樹脂100質量部に対して、0.03質量部以下である、[1]から[14]のいずれか1つに記載の透過型樹脂組成物。
[16]
[1]から[15]のいずれか1つに記載の透過型樹脂組成物を成形加工して得られる、透過型樹脂成形体。
[17]
照明器具用カバーである、[16]に記載の透過型樹脂成形体。
[18]
表示用器具用拡散カバーである、[16]に記載の透過型樹脂成形体。
実施例1−1〜1−8及び実施例2−1〜2−11に係る透過型樹脂組成物、並びに比較例1−1〜1−6及び2−1〜2−6に係る樹脂組成物に含有される各成分について説明する。なお、各成分(A成分、B成分、C成分及びD成分)は、上記の第1の実施形態において説明した、芳香族ポリカーボネート樹脂、非水溶性有機スルホン酸及び/又はその金属塩、光拡散剤及びドリップ抑制剤のそれぞれと対応する。
A成分である芳香族ポリカーボネート樹脂として、以下のA−1〜A−4の成分を用いた。
・A−1:市販の中分子量PC樹脂(L-1225L:帝人化成品、PS換算のMw45000)。
・A−2:市販の低分子量PC樹脂(L-1225LLL:帝人化成品、PS換算のMw33000)。
・A−3:使用済み建材用シートを粗粉砕し、二軸押し出し機にて溶融・混練の後ペレット化したPC樹脂(PS換算のMw:46000)。
・A−4:使用済みCDを粉砕処理(2〜20mm)したものをアルカリ性の熱水溶液で処理することにより塗装膜(記録材料層、レーベル、接着剤層、硬化層、金属反射層等)を除去した後、二軸押し出し機にて溶融・混練の後ペレット化したPC樹脂(PS換算のMw:32000)。
B成分である非水溶性有機スルホン酸及び/又はその金属塩として、以下のB−1の成分を用いた。
また、b成分である水溶性難燃剤として、以下のb−1〜b−2の成分を用いた。
・b−3:水溶性難燃剤、市販のパラトルエンスルホン酸ナトリウム、(和光純薬工業製:p−Toluenesulfonic Acid Sodium Salt)。溶解量(溶解度):24.0g/純水100g。
C成分である光拡散剤として、以下のC−1の成分を用いた。
・C−1:架橋(メタ)アクリル系重合体粒子(積水化成品工業(株)製:テクポリマーMBX−5)。
D成分であるドリップ防止剤として、以下のD−1の成分を用いた。
・D−1:フィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレンとして市販のPTFE(ダイキン工業株式会社製:ポリフロンFA500H)。
以上に示した各種成分(A−1〜A−4の成分、B−1の成分、b−1〜b−2の成分、C−1の成分及びD−1の成分)を、表1(実施例1−1〜実施例1−8)、表2(比較例1−1〜比較例1−6)、表3(実施例2−1〜実施例2−11)及び表4(比較例2−1〜比較例2−6)に示される各々の配合比にて配合を行い、タンブラーにてブレンドした後、二軸同方向回転混連押出機(東洋精機製作所製:ラボプラストミル、二軸押し出しユニット使用)を用いて溶融混練しペレット(透過型樹脂組成物及び樹脂組成物)を得た。押出条件は吐出量4kg/h、スクリュー回転数48rpmであり、また押出温度は第1供給口からダイス部分まで270℃とした。得られたペレットを120℃で8時間、熱風循環式乾燥機にて乾燥した後、射出成形機を用いて、シリンダー温度290℃および金型温度70℃で、光学測定用試験片、及び難燃性測定用試験片をそれぞれ成形した。
ヘーズメーターNDH2000(日本電色工業(株)製)を用いて、厚さ1.0mmの平板試験片についてJIS K 7136に準じて全光線透過率の測定を行った。
ヘーズメーターNDH2000(日本電色工業(株)製)を用いて、厚さ1.0mmの平板試験片についてJIS K 7136に準じてヘイズの測定を行った。
UL規格94の垂直燃焼試験を、厚み1.6mmで行いその等級を評価し、V−1以上を良好として判定した。UL94V規格と判定基準を下記の表5に示す。
上記で得られた成形品(光学測定用試験片)を120℃、100%RHの高温高湿条件下に24h置くことで、劣化を促進させた場合の、全光線透過率の値で評価を行った。加速試験後の全光線透過率が透明性を示す75%以上を保持する場合、良好(○)と判定した。
・比較例1−1、及び比較例2−1:
耐久性試験の結果、水溶性難燃剤(b−2)を使用したところ、全光線透過率が著しく低下した。
・比較例1−2、及び比較例2−2:
耐久性試験の結果、水溶性難燃剤(b−3)を使用したところ、全光線透過率が著しく低下した。
・比較例1−3及び1−4、並びに比較例2−3及び2−4:
PTFE(D−1:ドリップ防止剤)の含有量に関わらず、水溶性難燃剤(b−2)を使用したところ、全光線透過率が著しく低下した。
・比較例1−5及び1−6、並びに比較例2−5及び2−6:
回収ポリカーボネート樹脂(A−3)の有無に関わらず、全光線透過率の低下具合は変わらなかった。
Claims (18)
- 芳香族ポリカーボネート樹脂と、非水溶性有機スルホン酸及び/又はその金属塩とを含み、
該芳香族ポリカーボネート樹脂100質量部に対して、該非水溶性有機スルホン酸及び/又はその金属塩の含有量が0.01〜3.0質量部であり、
該非水溶性有機スルホン酸及び/又はその金属塩の溶解量が、純水100gに対して0.5g以下である、透過型樹脂組成物。 - 120℃、100%及び24時間の条件下での加速試験後の前記透過型樹脂組成物の全光線透過率の減少率が、前記加速試験前の前記透過型樹脂組成物の全光線透過率に対して10%以内である、請求項1に記載の透過型樹脂組成物。
- 前記芳香族ポリカーボネート樹脂のポリスチレン換算の重量平均分子量が、36000以上63000以下である、請求項1に記載の透過型樹脂組成物。
- 前記非水溶性有機スルホン酸金属塩が芳香族スルホン酸金属塩化合物を含む、請求項1に記載の透過型樹脂組成物。
- 前記芳香族スルホン酸金属塩化合物のポリスチレン換算の重量平均分子量が、30,000以上である、請求項4に記載の透過型樹脂組成物。
- 前記芳香族スルホン酸金属塩化合物がスルホン酸金属塩基を含有し、該スルホン酸金属塩基の含有量が0.1〜10モル%である、請求項4に記載の透過型樹脂組成物。
- 前記芳香族ポリカーボネート樹脂が回収ポリカーボネート樹脂を含み、
該回収ポリカーボネート樹脂の含有量が、前記芳香族ポリカーボネート樹脂の全質量に対して1〜100質量%未満である、請求項1に記載の透過型樹脂組成物。 - 前記芳香族ポリカーボネート樹脂が回収ポリカーボネート樹脂からなる、請求項1に記載の透過型樹脂組成物。
- 前記芳香族ポリカーボネート樹脂が、0.01〜3.0モル%の分岐構造を有する芳香族ポリカーボネート化合物を含む、請求項1に記載の透過型樹脂組成物。
- 前記芳香族ポリカーボネート樹脂が芳香族ポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体を含む、請求項1に記載の透過型樹脂組成物。
- 光拡散剤を更に含む、請求項1に記載の透過型樹脂組成物。
- 前記光拡散剤が無機粒子又は有機粒子であり、該無機粒子又は該有機粒子の平均粒子径が0.1〜50μmである、請求項11に記載の透過型樹脂組成物。
- 120℃、100%及び24時間の条件下での加速試験後の前記透過型樹脂組成物の全光線透過率の減少率が、前記加速試験前の前記透過型樹脂組成物の全光線透過率に対して10%以内である、請求項11に記載の透過型樹脂組成物。
- 前記芳香族ポリカーボネート樹脂100質量部に対して、前記光拡散剤の含有量が0.0005〜6.0質量部である、請求項11に記載の透過型樹脂組成物。
- ドリップ防止剤を更に含み、
該ドリップ防止剤の含有量が、前記芳香族ポリカーボネート樹脂100質量部に対して、0.03質量部以下である、請求項1に記載の透過型樹脂組成物。 - 請求項1に記載の透過型樹脂組成物を成形加工して得られる、透過型樹脂成形体。
- 照明器具用カバーである、請求項16に記載の透過型樹脂成形体。
- 表示用器具用拡散カバーである、請求項16に記載の透過型樹脂成形体。
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