JPWO2018186002A1 - 樹脂組成物、及び樹脂組成物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記ポリエステルポリオールと前記ポリイソシアネートとの質量比が、100:50〜100:200でよい。
前記ポリエステルポリオールの水酸基価が30〜300でよい。
前記ポリエステルポリオールのポリスチレン換算の重量平均分子量が、10,000以上500,000以下でよい。
前記ポリイソシアネートが2つ以上のイソシアネート基を有してよい。
前記有機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。
前記有機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。
1.本技術の概要
2.第1の実施形態(樹脂組成物の例)
2−1.樹脂組成物
2−2.芳香族ポリカーボネート樹脂
2−3.ポリウレタン樹脂
2−4.ポリエステルポリオール
2−5.ポリイソシアネート
2−6.有機スルホン酸及び有機スルホン酸金属塩化合物
2−7.ドリップ防止剤
2−8.その他成分
3.第2の実施形態(樹脂組成物の製造方法の例)
3−1.樹脂組成物の製造方法
4.第3の実施形態(樹脂成形体の例)
4−1.樹脂成形体
4−2.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、樹脂物性を向上させた、芳香族ポリカーボネート樹脂と架橋構造を有するポリウレタン樹脂とを含む樹脂組成物に関する。さらに、詳しくは、本技術は、表面にコーティング材をコートすることなく、耐溶剤性、耐薬品性、耐擦傷性等の表面物性を向上させ、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物性などの性能を損なうことなく、流動性を向上させた樹脂組成物に関する。また、本技術は、その樹脂組成物の製造方法に関する。
[2−1.樹脂組成物]
以下、本技術に係る第1の実施形態(樹脂組成物の例)の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含有量は、任意の量でよいが、樹脂組成物の全質量に対して、94.5〜99.5質量%であることが好ましく、96〜98質量%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。)を含んでもよい。
芳香族ポリカーボネート樹脂は、分子構造中にハロゲンを含有しない非分岐状ポリカーボネート樹脂を含んでもよい。非分岐状ポリカーボネート樹脂は、好ましくは、下記式(II)で表される構造単位を有する重合体である。
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んでもよい。
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よいし、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、廃材であってもよい(再生ポリカーボネート樹脂)。再生ポリカーボネート樹脂は、市場から回収した再生ポリカーボネート樹脂であることが好ましい。
本技術に係る第1の実施形態の樹脂組成物は、架橋構造を有する硬化樹脂のポリウレタン樹脂を、芳香族ポリカーボネート樹脂100質量部に対して0.01〜5.0質量部で含む。以下に、架橋構造を有するポリウレタン樹脂について、詳細に説明する。
架橋構造を有するポリウレタン樹脂の原料となるポリエステルポリオールについて説明する。
架橋構造を有するポリウレタン樹脂の原料となるポリイソシアネートについて説明する。
本技術に係る第1の実施形態の樹脂組成物は、有機スルホン酸及び/又は有機スルホン酸金属塩化合物を、芳香族ポリカーボネート樹脂100質量部に対して0.01〜3.0質量部で更に含んでもよい。以下に、有機スルホン酸及び有機スルホン酸金属塩化合物について、詳細に説明する。
本技術に係る第1の実施形態の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、0.8質量部以下でよい。本技術に係る第1の実施形態の樹脂組成物が難燃性樹脂組成物として用いられる場合、有機スルホン酸及び有機スルホン酸金属塩化合物(難燃剤)の他に、ドリップ防止剤を含ませて、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の実施形態の樹脂組成物は、上述した他に、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。
[3−1.樹脂組成物の製造方法]
以下、本技術に係る第2の実施形態(樹脂組成物の例)の樹脂組成物の製造方法について詳細に説明をする。
100質量部の芳香族ポリカーボネート樹脂の成分に、0.01〜5.0質量部の架橋構造を有するポリウレタン樹脂の成分、並びに樹脂組成物の用途等の必要性に応じて、<2.第1の実施形態(樹脂組成物の例)>で述べた、有機スルホン酸及び/又は有機スルホン酸金属塩化合物、ドリップ防止剤、その他成分及び/又はシリコーン化合物の各成分を所定量で添加して、混合する。混合後、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って溶融混練して、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製して樹脂組成物が得られる。なお、本技術に係る第2の実施形態の樹脂組成物の製造方法によって製造される樹脂組成物は、ペレット状に加工したものに限られず、各成分を混合した状態(粉末状態や流体状態)やペレットとは異なる形態(シート状等)に加工したものも含む。
[4−1.樹脂成形体]
本技術に係る第3の実施形態の樹脂成形体は、本技術に係る第1の実施形態の樹脂組成物を成形加工して得られる樹脂成形体である。また、本技術に係る第3の実施形態の樹脂成形体は、本技術に係る第1の実施形態の樹脂組成物を含んでなる樹脂成形体でもよい。本技術に係る第1の実施形態の樹脂組成物は、機械的物性を低下させることなく、流動性の向上により加工適性が良化し、さらに、耐薬品性等の表面物性が向上するので、OA機器・複写機向けや、車載、医療系用途の好適な樹脂成形体を得ることができる。
本技術に係る第3の実施形態の樹脂成形体は、例えば、以下のようにして製造することができる。本技術に係る第1の実施形態の樹脂組成物からなるペレット等、又は本技術に係る第2の実施形態の樹脂組成物の製造方法から製造された樹脂組成物からなるペレット等を、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、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100質量部と、架橋構造を有するポリウレタン樹脂0.01〜5.0質量部とを含み、
該ポリウレタン樹脂が硬化樹脂である、樹脂組成物。
[2]
前記架橋構造を有するポリウレタン樹脂の粉体の平均粒径が0.5mm〜1.5mmである、[1]に記載の樹脂組成物。
[3]
前記架橋構造を有するポリウレタン樹脂の全粉体に対して、前記架橋構造を有するポリウレタン樹脂の粉体の粒径が0.5mm〜1.5mmである割合が70%以上である、[1]又は[2]に記載の樹脂組成物。
[4]
前記架橋構造を有するポリウレタン樹脂が、ポリエステルポリオールとポリイソシアネートとの反応から得られる、[1]から[3]のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
[5]
前記ポリエステルポリオールと前記ポリイソシアネートとの質量比が、100:50〜100:200である、[4]に記載の樹脂組成物。
[6]
前記ポリエステルポリオールの水酸基価が30〜300である、[4]又は[5]に記載の樹脂組成物。
[7]
前記ポリエステルポリオールのポリスチレン換算の重量平均分子量が、10,000以上500,000以下である、[4]から[6]のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
[8]
前記ポリイソシアネートが2つ以上のイソシアネート基を有する、[4]から[7]のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
[9]
前記芳香族ポリカーボネート樹脂100質量部に対して、有機スルホン酸及び/又は有機スルホン酸金属塩化合物0.01〜3.0質量部を更に含む、[1]から[8]のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
[10]
前記有機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、[9]に記載の樹脂組成物。
[11]
前記有機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、[9]又は[10]に記載の樹脂組成物。
[12]
前記芳香族ポリカーボネート樹脂が、再生ポリカーボネート樹脂を含み、該再生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[11]のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
[13]
前記芳香族ポリカーボネート樹脂100質量部に、前記架橋構造を有するポリウレタン樹脂0.01〜5.0重量部を添加して、前記芳香族ポリカーボネート樹脂と前記架橋構造を有するポリウレタン樹脂とを混錬して得られる、[1]から[12]のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
[14]
芳香族ポリカーボネート樹脂100質量部に、架橋構造を有するポリウレタン樹脂0.01〜5.0重量部を添加することと、
該芳香族ポリカーボネート樹脂と該架橋構造を有するポリウレタン樹脂とを混錬することとを含む、樹脂組成物の製造方法。
[15]
ポリエステルポリオールとポリイソシアネートとを反応させて前記架橋構造を有するポリウレタン樹脂を製造することを含む、[14]に記載の樹脂組成物の製造方法。
比較例1−5(コート品)は、コーティング材をロールコーター法、スプレー法、又はディッピング法の方法で、基材表面に塗装した。塗装後は、必要に応じて、60〜120℃の範囲で数秒〜10分程度加熱乾燥することによって、基材表面に所望の塗膜を形成した。コーティング材は、ポリエステルポリオール(プラクセルPCL305(ダイセル化学工業(株)製))成分とポリイソシアネート系硬化剤(デュラネートTPA−100(旭化成工業(株)製))のイソシアネート当量数=100:100となるように組み合わせて、二液硬化型塗料組成物とした。
実施例1−1〜1−10及び実施例2−1〜2−10に係る樹脂組成物、並びに比較例1−1〜1−5及び2−1〜2−4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、D成分、E成分及びF成分)は、上記の本技術に係る第1の実施形態の樹脂組成物において説明した、芳香族ポリカーボネート樹脂、架橋構造を有するポリウレタン樹脂、ポリエステルポリオール、ポリイソシアネート、有機スルホン酸及び/又は有機スルホン酸金属塩化合物、並びにドリップ防止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−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成分である架橋構造を有するポリウレタン樹脂として、以下の熱硬化樹脂であるB−1〜B−3の成分を用いた。なお、B−3の成分で用いられたC−1成分及びD−1成分は下記に示す。
・B−2:ネオラバサンソフトNS781(武蔵塗料(株)製)。
・B−3:C−1及びD−1を、100質量部:100質量部(C−1:D−1)で混合後、80℃で10分間加熱して反応させてなる架橋構造を有するポリウレタン樹脂。
C成分であるポリエステルポリオールとして、以下のC−1の成分を用いた。
D成分であるポリイソシアネートとして、以下のD−1の成分を用いた。
E成分である有機スルホン酸及び有機スルホン酸金属塩化合物として、以下のE−1〜E−2の成分を用いた。
・E−2:有機スルホン酸、ポリスチレンの表層部にスルホン酸を導入したもの(ソニー(株)製:PSS-H)。
F成分であるドリップ防止剤として、以下のF−1の成分を用いた。
・F−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〜B−3の成分、E−1〜E−2の成分、及びF−1の成分)を、表1(実施例1−1〜実施例1−10)、表2(比較例1−1〜比較例1−5)、表3(実施例2−1〜実施例2−10)及び表4(比較例2−1〜比較例2−4)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、下記に示される試験方法で用いられる試験片を成形した。
JIS K7210に従い、樹脂温度280℃、荷重2.16Kgの条件で、溶融時の樹脂組成物の流れ性の測定を行った。流動性(g/10min)の評価結果を下記の表1〜表4に示す。
試験片について、JIS K7162法に従って引張試験を行い、引張強度を測定した。引張強度(%)の評価結果を下記の表1〜表4に示す。
試験片を用いて、3点曲げ試験法にて、1%歪みをかけた後、日焼け止めクリーム:サンプレイスーパーブロックd(ロート製薬(株)製)を含浸させた布をかけ、23℃で72時間放置した後に、外観変化の有無を確認した。耐薬品性の評価結果を下記の表1〜表4に示す。なお、評価は下記の基準で実施した。
○:外観変化が見られないもの。
△:微細なクラックの発生が見られるもの。
×:破断にいたるような大きなクラックが見られるもの。
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。難燃性の評価結果を下記の表3〜表4に示す。なお、UL94V規格と判定基準を下記の表5に示す。
折り曲げ試験は、作製した試験片(長さ110mm、横幅13mm、厚さ1.0mm)を折り曲げていき、破壊した角度を測定することで、耐衝撃性を定性評価する試験の一種である。本評価では、破壊した角度が90℃以上である場合、○とし、90℃以内である場合、×とした。
Claims (15)
- 芳香族ポリカーボネート樹脂100質量部と、架橋構造を有するポリウレタン樹脂0.01〜5.0質量部とを含み、
該ポリウレタン樹脂が硬化樹脂である、樹脂組成物。 - 前記架橋構造を有するポリウレタン樹脂の粉体の平均粒径が0.5mm〜1.5mmである、請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記架橋構造を有するポリウレタン樹脂の全粉体に対して、前記架橋構造を有するポリウレタン樹脂の粉体の粒径が0.5mm〜1.5mmである割合が70%以上である、請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記架橋構造を有するポリウレタン樹脂が、ポリエステルポリオールとポリイソシアネートとの反応から得られる、請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記ポリエステルポリオールと前記ポリイソシアネートとの質量比が、100:50〜100:200である、請求項4に記載の樹脂組成物。
- 前記ポリエステルポリオールの水酸基価が30〜300である、請求項4に記載の樹脂組成物。
- 前記ポリエステルポリオールのポリスチレン換算の重量平均分子量が、10,000以上500,000以下である、請求項4に記載の樹脂組成物。
- 前記ポリイソシアネートが2つ以上のイソシアネート基を有する、請求項4に記載の樹脂組成物。
- 前記芳香族ポリカーボネート樹脂100質量部に対して、有機スルホン酸及び/又は有機スルホン酸金属塩化合物0.01〜3.0質量部を更に含む、請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記有機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9に記載の樹脂組成物。
- 前記有機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9に記載の樹脂組成物。
- 前記芳香族ポリカーボネート樹脂が、再生ポリカーボネート樹脂を含み、該再生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、前記架橋構造を有するポリウレタン樹脂0.01〜5.0重量部を添加して、前記芳香族ポリカーボネート樹脂と前記架橋構造を有するポリウレタン樹脂とを混錬して得られる、請求項1に記載の樹脂組成物。
- 芳香族ポリカーボネート樹脂100質量部に、架橋構造を有するポリウレタン樹脂0.01〜5.0重量部を添加することと、
該芳香族ポリカーボネート樹脂と該架橋構造を有するポリウレタン樹脂とを混錬することとを含む、樹脂組成物の製造方法。 - ポリエステルポリオールとポリイソシアネートとを反応させて前記架橋構造を有するポリウレタン樹脂を製造することを含む、請求項14に記載の樹脂組成物の製造方法。
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