JPWO2018173616A1 - 芳香族ポリカーボネート樹脂成形品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
1) 第2ステージの螺旋溝を3条以上の多条とし、そのピッチを、第1ステージの溝のピッチより大きくしたため、ベント部において溶融樹脂が滞留せず、ベントアップを防ぐことができる。原料供給部における原料の供給状態を視認するモニター手段により原料供給量を調整し、第1ステージのシリンダ内に供給される原料供給量を必要最小限とすれば、第1ステージ内の圧力を安定化させることができ、ベントアップを確実に防ぐことができる。
本発明によれば、300mm長光路成形品について測定した300mm長のYI値が18未満の著しく良好な色相の芳香族ポリカーボネート樹脂成形品を製造することが可能である。本発明により製造された芳香族ポリカーボネート樹脂成形品は、特に導光部材、とりわけ自動車用照明装置の導光部材として有用であり、長尺ないしは肉厚の導光部材であっても、高い光伝達効率を得ることができる。
成形材料として用いる芳香族ポリカーボネート樹脂組成物(以下「本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物」と称す場合がある。)について説明する。
芳香族ポリカーボネート樹脂(A)は、芳香族ヒドロキシ化合物と、ホスゲン又は炭酸のジエステルとを反応させることによって得られる芳香族ポリカーボネート重合体である。芳香族ポリカーボネート重合体は分岐を有していてもよい。芳香族ポリカーボネート樹脂の製造方法は、特に限定されるものではなく、ホスゲン法(界面重合法)、溶融法(エステル交換法)等の従来法によることができる。
安定剤(B)としては、リン系安定剤が好ましく、特に、スピロ環骨格を有するホスファイト系安定剤(以下「第1ホスファイト系安定剤」と称す場合がある。)と、スピロ環骨格を有さないホスファイト系安定剤(以下「第2ホスファイト系安定剤」と称す場合がある。)とを併用することが、黄変抑制の観点から好ましい。
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物は、脂肪酸エステル(C)を含有していてもよい。脂肪酸エステル(C)を含むことにより、芳香族ポリカーボネート樹脂組成物を製造する際、押出機内のバレル及びスクリュー表面と樹脂との摩擦を低下させ、加工時のポリカーボネート樹脂の温度上昇を防ぐことで、得られる成形品の色相を改善することができる傾向にある。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は色相改良剤(D)を含有していてもよい。
色相改良剤(D)としては、これを配合することにより、得られる成形品の色相を良好なものとすることができるものであればよく、特に制限されるものではないが、代表的な色相改良剤(D)として、ポリアルキレングリコール化合物、以下に示す特定のジオール化合物が挙げられる。
ポリアルキレングリコール化合物としては、下記一般式(I)で表される直鎖アルキレンエーテル単位(P1)と下記一般式(II−1)〜(II−4)で表される単位から選ばれる分岐アルキレンエーテル単位(P2)を有するポリアルキレングリコール共重合体(CP)が好ましいものとして挙げられる。
本発明において、色相改良剤(D)として用いるジオール化合物は、下記一般式(3)で表される、ビスフェノールA(下記一般式(3)において、Zが−C(CH3)2−の場合)又はビフェノール(下記一般式(3)において、Zが単結合(直接結合)の場合)のポリアルキレングリコール付加物であり、ビスフェノールA骨格又はビフェノール骨格を含むことにより芳香族ポリカーボネート樹脂(A)との親和性が良好であり、一般的なポリアルキレングリコール化合物に比べて色相の改善効果に優れたものである。
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物が色相改良剤(D)を含む場合、色相改良剤(D)の含有量は、用いる色相改良剤(D)の種類によっても異なるが、芳香族ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、0.05〜2質量部であることが好ましい。色相改良剤の含有量が0.05質量部未満であっても、2質量部を超えても、得られる成形品の色相が劣る傾向がある。
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、任意成分としてさらに酸化防止剤、離型剤、紫外線吸収剤、蛍光増白剤、染顔料、難燃剤、耐衝撃改良剤、帯電防止剤、滑剤、可塑剤、相溶化剤、充填剤等が配合されてもよい。
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを製造するには、例えば、各成分を一括又は分割して配合し、溶融混練してペレット化する方法が挙げられる。各成分の配合方法としては、例えばタンブラー、ヘンシェルミキサー等を使用する方法、フィーダーにより定量的に押出機のホッパーに供給して混合する方法などが挙げられる。溶融混練には、例えば単軸混練押出機、二軸混練押出機等を使用することが好ましく、押出機先端の吐出ノズルから押出された芳香族ポリカーボネート樹脂組成物のストランドを、引き取りローラーにより引き取り、水槽内を搬送して冷却した後、ペレタイザーで所定の大きさにカットして芳香族ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを得ることができる。
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを用いて本発明に従って射出成形を行う方法について説明する。
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂成形品の製造方法において、後述の通り、ベントを有すると共に第2ステージにおけるスクリューが3条以上のフライトを有する多条フライト構造とされている射出成形機を用いて、芳香族ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを飢餓状態で供給する(以下、「飢餓フィード」と称す場合がある。)と共に、ベント及び射出成形機へのペレット供給部の一方に不活性ガスを供給し、かつ他方に不活性ガスを供給するか減圧しながら射出成形することにより、成形時の黄変を防止して色相が良好な芳香族ポリカーボネート樹脂成形品を得ることができるメカニズムは以下のように考えられる。
図1〜6を参照して、本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂成形品の製造方法で好適に用いられる射出成形機を説明する。
以下において、射出成形機の射出方向の上流側及び下流側を、それぞれ単に「上流」、「下流」と称す。射出成形機の基端とは、射出成形機の最上流部をさし、先端とは最下流部をさす。
ベント5Aは、密閉構造とされている。
ベント及び/又は射出成形機へのペレット供給部から供給する不活性ガスとしては、窒素、二酸化炭素、ヘリウム、アルゴン等を用いることができる。取り扱い性等において窒素が好適に用いられる。
ペレット供給部の例えばホッパーの下部に不活性ガスノズル7Bを挿入した場合は、この不活性ガスノズル7Bと共に酸素濃度計を挿入して酸素濃度の測定を行なえばよい。
射出成形機のベント又はペレットの供給部を減圧する場合、図1,2に示すように真空ポンプP及び真空バルブVを有する配管6A,7Aをベント或いはペレットの供給部に接続して真空引きすればよい。
アンレット社製ドライルーツ式真空ポンプFT2−20(到達圧力8kPa(60Torr))
アンレット社製ドライルーツ式真空ポンプFT2−80(到達圧力5.3kPa(40Torr))。
本発明では射出成形機への芳香族ポリカーボネート樹脂組成物のペレットの供給を飢餓フィードで行う。
以下に、この供給方法について、図7を参照して説明する。
射出成形機に供給する芳香族ポリカーボネート樹脂組成物のペレットは、水分量200ppm以上であることが好ましい。
本発明においては、上記のように、ベントを有する射出成形機を用い、好ましくは所定の水分量のペレットを飢餓フィードすること以外は、射出成形条件については通常の条件を採用することができる。例えば、シリンダー温度は260〜320℃、金型温度は60〜120℃で行うことができる。
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂成形品の製造方法は、特に導光部材のような長尺の成形品の製造に有効である。例えば、本発明をL/D(長径/短径比)が30以上の長尺成形品の製造に適用した場合において、長さ方向においても良好な色相の成形品を得ることができる。
(A−1)界面重合法で製造されたビスフェノールA型芳香族ポリカーボネート樹脂
三菱エンジニアリングプラスチックス社製 ユーピロン(登録商標)S−3000
粘度平均分子量22,000
(A−2)界面重合法で製造されたビスフェノールA型芳香族ポリカーボネート樹脂
三菱エンジニアリングプラスチックス社製 ユーピロン(登録商標)H−4000
粘度平均分子量16,000
(A−3)界面重合法で製造されたビスフェノールA型芳香族ポリカーボネート樹脂
三菱エンジニアリングプラスチックス社製 ユーピロン(登録商標)H−7000
粘度平均分子量14,000
(B−1)ADEKA社製、商品名「アデカスタブAS2112」(トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、第2ホスファイト系安定剤)
(B−2)ADEKA社製、商品名「アデカスタブPEP−36」(ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、第1ホスファイト系安定剤)
(B−3)Properties&Characteristics社製、商品名「Doverphos S−9228」(ビス(2,4−ジクミルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、第1ホスファイト系安定剤)
(C−1)理研ビタミン(株)製、商品名「リケマールS−100A」(グリセリンモノステアレート)
(D−1)日油社製、商品名「ユニオールPB−700」(ポリブチレングリコール(ポリ(2−エチル)エチレングリコール)、数平均分子量700)
(D−2)東邦化学工業社製、商品名「ビスオール 18EN」(ビスフェノールA OH末端ポリエチレングリコール置換体、数平均分子量1,000)
(D−3)日油社製、商品名「ポリセリンDCB−1000」(ポリオキシテトラメチレングリコール−ポリオキシ(2−メチル)エチレングリコール共重合体、数平均分子量:1,000)
(D−4)ポリオキシテトラメチレングリコール−ポリオキシ(2−エチル)エチレングリコール共重合体(PTMG−PBGと略す)、数平均分子量:800
(D−5)日油社製、商品名「ユニルーブ50DB−22」(ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン−ビスフェノールAエーテル(ランダムタイプ)、数平均分子量:750)
(D−6)日油社製、商品名「ポリセリンDC−1800E」(ポリオキシテトラメチレングリコール−ポリオキシエチレングリコール共重合体、数平均分子量:1,800)
(D−7)保土谷化学社製、商品名「PTG−L」(ポリオキシテトラメチレングリコール−ポリオキシ(3−メチル)テトラメチレングリコール共重合体、数平均分子量:1,000)
(D−8)三菱ケミカル社製、商品名「PTMG1000」(ポリテトラメチレングリコール単独重合体、数平均分子量:1,000)
<ペレットの製造>
表1,4〜9に示す割合となるように上記(A)〜(C)成分又は(A),(B),(D)成分を配合し、タンブラーミキサーで均一に混合し、混合物を得た。この混合物を、フルフライトスクリューとベントとを備えた単軸押出機(製品名:VS−40、いすず化工機社製)に供給し、スクリュー回転数70rpm、吐出量10kg/時間、バレル温度250℃の条件で混練し、押出ノズル先端から、ストランド状に押出した。押出物を水槽にて急冷し、ペレタイザーを用いてカットしてペレット化し、芳香族ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを得た。
表1,4〜9において、各成分の配合割合の単位は質量部である。PC分子量は、芳香族ポリカーボネート樹脂組成物中の芳香族ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量である。
上記のようにして得られた芳香族ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを用い、図1〜3の通り、第1ステージXが1条フライト構造で、第2ステージYが3条フライト構造であり、第2ステージYの始点部分にベントを有し、ホッパー部にはペレット供給装置(日本油機製「HF−I型」)を備えた射出成形機(住友重機社SE75DUZ)(スクリューの直径D=28cm、ミキシング部=ダルメージ型)を使用して、射出成形を行った。
ベントの開口を閉じ、ベントに減圧配管を挿入し、(株)アンレット製ドライルーツ式真空ポンプ「FT2−20」を接続して減圧した。
(2) ペレット供給部を減圧する場合
ホッパー下部のスクリューフィーダー部に減圧配管を挿入し、(株)アンレット製ドライルーツ式真空ポンプ「FT2−80」を接続して減圧した。
(3) ベントに不活性ガスを供給する場合
ベントに不活性ガスノズル(口径5mm)を挿入し、窒素ガスを供給した。
(4) ペレット供給部に不活性ガスを供給する場合
ホッパー下部のスクリューフィーダー部に不活性ガスノズル(口径5mm)を挿入し、窒素ガスを供給した。
得られた長光路成形品について、長光路分光透過色計(日本電色工業社製「ASA1」)を使用して300mm長光路のYI値を測定した。
表1〜10に示す割合となるように上記(A)〜(C)成分又は(A),(B),(D)成分を配合し、第2ステージYが3条フライト構造ではなく2条フライト構造となっている射出成形機を用いて、表1〜10に示す条件で、実施例I−1〜6、II−1〜36と同様に射出成形を行い、同様に得られた長光路成形品の色相の評価を行った。ただし、比較例I−7、I−8、I−11〜14、II−37、II−38、II−41、II−42では、ペレットのフィード方法は図7aに示す飢餓フィードではなく、図7bに示す通常フィードとした。また、比較例I−7〜10、II−37〜40では、ベントのない射出成形機を用いた。結果を表1〜10に示す。
本出願は、2017年3月23日付で出願された日本特許出願2017−057666、2017年3月23日付で出願された日本特許出願2017−057667及び2017年3月31日付で出願された日本特許出願2017−071398に基づいており、その全体が引用により援用される。
2 スクリュー
2A 1条フライト部
2B 多条フライト部
2M ミキシング部
X 第1ステージ
Y 第2ステージ
3 射出ノズル
4 加熱用ヒーター
5A,5B ベント
6A,7A 減圧用配管
6B,7B 不活性ガスノズル
10 ペレット供給装置
11 スクリューフィーダー
20 ホッパー
30 ペレット
Claims (21)
- 粘度平均分子量10,000〜30,000の芳香族ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、少なくとも1種類の安定剤(B)を0.01〜0.5質量部含むポリカーボネート樹脂組成物のペレットを、射出成形機で成形して芳香族ポリカーボネート樹脂成形品を製造する方法であって、
該射出成形機として、
射出シリンダーと、該射出シリンダー内に回転可能に支持された、螺旋状のフライトを有するスクリューと、該射出シリンダーの基端側に設けられたペレット供給部と、該射出シリンダーの先端側に設けられた射出ノズルと、該射出シリンダーの途中部分に設けられたベントとを有し、
該ベントよりも上流側の第1ステージと、該第1ステージの下流側の第2ステージを経て溶融混練が行われる射出成形機であって、
該第2ステージにおける該スクリューのフライトは、3条以上の多条フライト構造とされている射出成形機を用い、
該ペレットを、該射出成形機の該ペレット供給部に飢餓状態で供給すると共に、
前記ベント及び該ペレット供給部の一方に不活性ガスを供給し、かつ他方に不活性ガスを供給するか或いは減圧しながら射出成形することを特徴とする芳香族ポリカーボネート樹脂成形品の製造方法。 - 請求項1において、前記ポリカーボネート樹脂組成物が、さらに脂肪酸エステル(C)を0.05〜2質量部含むことを特徴とする芳香族ポリカーボネート樹脂成形品の製造方法。
- 請求項1において、前記ポリカーボネート樹脂組成物が、さらに色相改良剤(D)を0.05〜2質量部含むことを特徴とする芳香族ポリカーボネート樹脂成形品の製造方法。
- 前記第2ステージにおけるフライトのピッチ幅が、前記第1ステージにおけるフライトのピッチ幅よりも大きく、該第2ステージのフライトにより形成される1ピッチ当たりの溝部の断面積が、該第1ステージのフライトにより形成される1ピッチ当たりの溝部の断面積よりも小さいことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂成形品の製造方法。
- 前記ペレットの水分量が200ppm以上であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂成形品の製造方法。
- 前記芳香族ポリカーボネート樹脂(A)の粘度平均分子量が13,000〜25,000であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂成形品の製造方法。
- 前記安定剤(B)が、スピロ環骨格を有するホスファイト系安定剤と、スピロ環骨格を有さないホスファイト系安定剤とを含み、前記芳香族ポリカーボネート樹脂組成物中の該スピロ環骨格を有するホスファイト系安定剤の含有量が、該スピロ環骨格を有さないホスファイト系安定剤の含有量よりも少ないことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂成形品の製造方法。
- 前記色相改良剤(D)が、ポリアルキレングリコール化合物であることを特徴とする請求項3乃至7のいずれか1項に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂成形品の製造方法。
- 前記ポリアルキレングリコール化合物が、下記一般式(III−1)で表される分岐型ポリアルキレングリコール化合物及び/又は下記一般式(III−2)で表される直鎖型ポリアルキレングリコール化合物であることを特徴とする請求項8に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂成形品の製造方法。
- 前記分岐型ポリアルキレングリコール化合物がポリプロピレングリコール(ポリ(2−メチル)エチレングリコール)および/又はポリブチレングリコール(ポリ(2−エチル)エチレングリコール)であることを特徴とする請求項9に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂成形品の製造方法。
- 前記直鎖型ポリアルキレングリコール化合物がポリテトラメチレングリコール単独重合体であることを特徴とする請求項9に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂成形品の製造方法。
- 前記ポリアルキレングリコール化合物が、下記一般式(I)で表される直鎖アルキレンエーテル単位と下記一般式(II−1)又は下記一般式(II−3)で表される分岐アルキレンエーテル単位を有するポリアルキレングリコール共重合体であることを特徴とする請求項8に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂成形品の製造方法。
- 前記一般式(I)で示される直鎖アルキレンエーテル単位が、グリコールとして、該一般式(I)におけるnが4であるテトラメチレングリコールであることを特徴とする請求項12に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂成形品の製造方法。
- 前記一般式(II−1)で示される分岐アルキレンエーテル単位が、グリコールとして、(2−メチル)エチレングリコール(プロピレングリコール)及び/又は(2−エチル)エチレングリコール(ブチレングリコール)であることを特徴とする請求項12又は13に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂成形品の製造方法。
- 前記一般式(II−3)で示される分岐アルキレンエーテル単位が、グリコールとして、(3−メチル)テトラメチレングリコールであることを特徴とする請求項12又は13に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂成形品の製造方法。
- 前記一般式(3)におけるR21,R22が、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基であることを特徴とする請求項16に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂成形品の製造方法。
- 請求項1乃至17のいずれか1項に記載の香族ポリカーボネート樹脂成形品の製造方法により製造された芳香族ポリカーボーネート樹脂成形品。
- 導光部材である請求項18に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂成形品。
- L/Dが30以上の長尺の成形品である請求項18又は19に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂成形品。
- 請求項1乃至17のいずれか1項に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂成形品の製造方法により製造された芳香族ポリカーボーネート樹脂成形品より導光部材を製造することを特徴とする導光部材の製造方法。
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