WO2012132492A1 - ポリカーボネート樹脂組成物及びその成形品 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a polycarbonate resin composition having excellent balance of weather resistance, impact resistance, light shielding property and the like, and a molded product thereof.
- Polycarbonate is generally manufactured using raw materials derived from petroleum resources. However, in recent years, there is a concern about the exhaustion of petroleum resources, and provision of polycarbonate using raw materials obtained from biomass resources such as plants is required.
- Patent Document 2 describes a polycarbonate resin composition using a polycarbonate resin made from a non-aromatic dihydroxy compound as a raw material and a rubbery polymer having a core / shell structure. According to a detailed study by the inventors, in the case of the polycarbonate resin composition described in Patent Document 2, although the impact resistance is improved, it is excellent in the weather resistance which is one of the features of the non-aromatic dihydroxy compound. The problem was found that the advantage was lost.
- the polycarbonate resin composition described in Patent Document 2 has poor light shielding properties, uses such as a sheet or smoke film as smoke glass, privacy glass or window glass for automobiles, etc. There was also a problem that it was not suitable for use as an alternative glass building material.
- an object of the present invention is to provide a polycarbonate resin composition and a molded product thereof that improve impact resistance while maintaining weather resistance and are excellent in light shielding properties.
- the present inventors have maintained the weather resistance of a polycarbonate resin composition containing a polycarbonate resin having a specific structure and an elastomer having a specific core / shell structure. As a result, the inventors have found that a product having improved impact resistance and excellent light shielding properties can be obtained.
- the gist of the present invention resides in the following [1] to [13].
- a polycarbonate resin composition comprising a polycarbonate resin having a structural unit derived from a dihydroxy compound having a site represented by the following formula (1) and an elastomer having a core / shell structure, wherein the elastomer core
- polycarbonate resin composition according to any one of [1] to [3], wherein the polycarbonate resin includes a structural unit derived from a dihydroxy compound having a cyclic structure.
- the elastomer is an alkyl (meth) acrylate-alkyl (meth) acrylate copolymer, an alkyl (meth) acrylate-acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, an alkyl (meth) acrylate-acrylic rubber copolymer (Meth) acrylic acid alkyl-acrylic rubber-styrene copolymer, (meth) acrylic acid alkyl-acrylic butadiene rubber copolymer, (meth) acrylic acid alkyl-acrylic butadiene rubber-styrene copolymer
- the polycarbonate resin composition according to any one of [1] to [5], which is at least one core-shell type graft copolymer of the group.
- the polycarbonate resin includes structural units derived from at least one dihydroxy compound selected from the group consisting of a dihydroxy compound having a 5-membered ring structure and a dihydroxy compound having a 6-membered ring structure.
- the polycarbonate resin composition according to any one of [9].
- polycarbonate resin includes a structural unit derived from at least one dihydroxy compound selected from the group consisting of cyclohexanedimethanols and tricyclodecanedimethanols. 2.
- the present invention it is possible to provide a polycarbonate resin composition having excellent balance of weather resistance, impact resistance, light shielding property, and the like and a polycarbonate resin molded product thereof. Moreover, in the preferable aspect of the polycarbonate resin composition of this invention, it will be excellent also in various physical properties, such as a hue, heat resistance, or a moldability.
- the polycarbonate resin composition of the present invention may be referred to as a dihydroxy compound having a moiety represented by the following formula (1) [hereinafter referred to as “dihydroxy compound (1)”. ]
- a polycarbonate resin composition comprising a polycarbonate resin having a structural unit derived from the above and an elastomer having a core / shell structure, wherein the core layer of the elastomer is composed of alkyl (meth) acrylate and (meth) acrylic acid. It is at least one selected from the group.
- the present invention comprises at least a polycarbonate resin having a structural unit derived from the dihydroxy compound (1) and a core / shell structure, wherein the core layer is selected from the group consisting of alkyl (meth) acrylate and (meth) acrylic acid.
- the total light transmittance when the polycarbonate resin composition is molded into a molded product having a thickness of 3 mm is preferably 55% or less, and more preferably 45% or less.
- the total light transmittance is within this range, it is difficult to see the inside while having daylighting properties, such as a sheet or smoke film as a smoke glass application, or a privacy glass or window glass for an automobile, etc. It is particularly preferable when applied to applications such as glass substitute building materials.
- the lower limit of the total light transmittance is preferably 5% or more and preferably 10% or more because a higher total light transmittance is preferable in order to obtain daylighting properties to some extent in the above application. More preferred.
- the method for measuring the total light transmittance will be described in detail in Examples below.
- the total light transmittance can be controlled by increasing the blending amount of the elastomer, blending various pigments or dyes, or a combination thereof.
- the polycarbonate resin used in the polycarbonate resin composition of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “the polycarbonate resin of the present invention”) is a dihydroxy compound having a moiety represented by the following formula (1) [hereinafter “dihydroxy compound ( 1) ". ] Has a structural unit derived from.
- the polycarbonate resin of the present invention can be obtained by polycondensation by a transesterification reaction using a dihydroxy compound (1) and a carbonic acid diester as raw materials.
- the polycarbonate resin composition of the present invention preferably contains a structural unit derived from the dihydroxy compound (1).
- a dihydroxy compound (1) if it has a site
- oxyalkylene glycols such as diethylene glycol, triethylene glycol and tetraethylene glycol, 9,9-bis [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] fluorene, 9,9-bis [4- ( 2-hydroxyethoxy) -3-methylphenyl] fluorene, 9,9-bis [4- (2-hydroxyethoxy) -3-isopropylphenyl] fluorene, 9,9-bis [4- (2-hydroxyethoxy)- 3-isobutylphenyl] fluorene, 9,9-bis [4- (2-hydroxyethoxy) -3-tert-butylphenyl] fluorene, 9,9-bis [4- (2-hydroxyethoxy) -3-cyclohexylphenyl Fluorene, 9,9-bis [4- (2-hydroxyethoxy) -3-phenyl Phenyl] fluorene, 9,9-bis [4- (2-hydroxyethoxy) -3-phenyl Ph
- diethylene glycol or triethylene glycol is preferable from the viewpoint of easy availability, handling, reactivity during polymerization, or hue of the obtained polycarbonate resin.
- sugar alcohols represented by the following formula (2), spiro glycol represented by the following formula (3), or cyclic such as dihydroxy compounds represented by the following formula (4) A dihydroxy compound having an ether structure is preferable, and a cyclic ether structure composed of a plurality of rings such as a sugar alcohol represented by the dihydroxy compound represented by the following formula (2) or a spiro glycol represented by the following formula (3): More preferred are dihydroxy compounds having a cyclic ether structure composed of two rings. Particularly preferred are anhydrous sugar alcohols represented by dihydroxy compounds represented by the following formula (2). These may be used alone or in combination of two or more depending on the required performance of the polycarbonate resin to be obtained.
- dihydroxy compound represented by the above formula (2) examples include isosorbide, isomannide or isoidet which are in a stereoisomeric relationship. These may be used alone or in combination of two or more.
- dihydroxy compounds (1) it is preferable to use a dihydroxy compound having no aromatic ring structure from the viewpoint of light resistance of the obtained polycarbonate resin. Among them, it is abundant as a plant-derived resource and can be easily obtained. Isosorbide obtained by dehydrating and condensing sorbitol produced from various starches is most preferable from the viewpoints of availability, production, light resistance, optical properties, moldability, heat resistance, or carbon neutral.
- the ratio of the structural unit derived from the dihydroxy compound (1) to the structural unit derived from all the dihydroxy compounds in the polycarbonate resin is preferably 10 mol% or more, more preferably 20 mol% or more, and 30 mol. % Or more is more preferable.
- the structural unit derived from the dihydroxy compound (1) is preferably less than 60 mol%, more preferably 55 mol% or less, with respect to the structural unit derived from all dihydroxy compounds in the polycarbonate resin.
- the polycarbonate resin of the present invention is not limited to a structural unit derived from the dihydroxy compound (1), but also an aliphatic dihydroxy compound (a dihydroxy compound composed of an aliphatic hydrocarbon other than two hydroxy groups). It is preferable to include a structural unit derived from a compound. In order to introduce a structural unit derived from an aliphatic dihydroxy compound in the polycarbonate resin, it may be copolymerized using an aliphatic dihydroxy compound as a raw material for the polycarbonate resin, similarly to the dihydroxy compound (1).
- Examples of the aliphatic dihydroxy compound include a linear aliphatic dihydroxy compound, a branched aliphatic dihydroxy compound, an alicyclic dihydroxy compound, and the like, and among these, an alicyclic dihydroxy compound is preferable.
- aliphatic dihydroxy compound that can be used in the present invention will be given below, but the following aliphatic dihydroxy compounds can be used alone or in combination of two or more.
- linear aliphatic dihydroxy compound examples include ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,2-propanediol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 1,2-butanediol, Examples include 1,5-heptanediol, 1,6-hexanediol, 1,10-decanediol, and 1,12-dodecanediol.
- branched aliphatic dihydroxy compound examples include neopentyl glycol and hexylene glycol.
- An alicyclic dihydroxy compound is a compound having a cyclic structure hydrocarbon skeleton and two hydroxy groups, and the hydroxy group may be directly bonded to the cyclic structure or via a substituent such as an alkylene group. You may couple
- the cyclic structure may be monocyclic or polycyclic.
- the alicyclic dihydroxy compound include alicyclic dihydroxy compounds having a 5-membered ring structure or alicyclic dihydroxy compounds having a 6-membered ring structure described below.
- an alicyclic dihydroxy compound an alicyclic dihydroxy compound having a 5-membered ring structure or an alicyclic dihydroxy compound having a 6-membered ring structure is used, and a structural unit derived therefrom is introduced into a polycarbonate resin. The heat resistance of the polycarbonate resin can be increased.
- the carbon number of the alicyclic dihydroxy compound is usually preferably 70 or less, more preferably 50 or less, and still more preferably 30 or less.
- the higher the number of carbon atoms the higher the heat resistance of the obtained polycarbonate resin.
- the synthesis of the polycarbonate resin becomes difficult, the purification becomes difficult, and the cost may increase.
- the smaller the carbon number of the alicyclic dihydroxy compound the easier the purification and the easier the raw material procurement.
- Examples of alicyclic dihydroxy compounds having a 5-membered ring structure include tricyclodecanediols; pentacyclopentadecanediols; 2,6-decalindiol, 1,5-decalindiol, and 2,3-decalindiol. Decalindiols; tricyclotetradecanediols; tricyclodecane dimethanols; pentacyclopentadecane dimethanols.
- Examples of alicyclic dihydroxy compounds having a 6-membered ring structure include 1,2-cyclohexanediol, 1,3-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanediol, 2-methyl-1,4-cyclohexanediol, and 2- Cyclohexanediols such as methyl-1,4-cyclohexanediol; cyclohexenediols such as 4-cyclohexene-1,2-diol; norbornanediols such as 2,3-norbornanediol and 2,5-norbornanediol; Adamantanediols such as 1,3-adamantanediol and 2,2-adamantanediol; cyclohexanedimethanols such as 1,2-cyclohexanedimethanol, 1,3-cyclohexanedimethanol and 1,4-cyclohe
- cyclohexane dimethanols tricyclodecane dimethanols, adamantanediols or pentacyclopentadecane dimethanols are preferable, and cyclohexane dimethanols or tricyclodecane dimethanol are particularly preferable.
- the flexibility or ductility of the obtained polycarbonate resin tends to increase particularly.
- the obtained polycarbonate resin tends to have an excellent balance between surface hardness and ductility.
- 1,4-cyclohexanedimethanol is preferred.
- the polycarbonate resin contains both a structural unit derived from the dihydroxy compound (1) and a structural unit derived from an aliphatic dihydroxy compound such as an alicyclic dihydroxy compound, the transparency or impact resistance of the polycarbonate resin is improved. Not only can it be improved, but it is also possible to obtain an effect of improving various physical properties such as flexibility, heat resistance or moldability.
- the proportion of the structural unit derived from the aliphatic dihydroxy compound such as the alicyclic dihydroxy compound in the polycarbonate resin of the present invention is too small, the dispersibility of the elastomer in the polycarbonate resin is deteriorated when the polycarbonate resin composition is obtained, and the It is difficult to obtain the effect of improving the surface impact, and the glass transition temperature of the polycarbonate resin tends to increase.
- the structural unit derived from the aliphatic dihydroxy compound relative to the structural unit derived from all dihydroxy compounds in the polycarbonate resin is 20 mol% or more, the light reflectance or impact resistance when the polycarbonate resin composition is obtained is excellent. It will be.
- the proportion of structural units derived from aliphatic dihydroxy compounds such as alicyclic dihydroxy compounds relative to structural units derived from all dihydroxy compounds is preferably 20 mol% or more, more preferably 40 mol% or more, and 45 mol%. The above is more preferable.
- the structural unit derived from an aliphatic dihydroxy compound such as an alicyclic dihydroxy compound relative to the structural unit derived from all dihydroxy compounds in the polycarbonate resin is preferably 90 mol% or less, more preferably 80 mol% or less, still more preferably 70 mol. % Or less.
- the structural unit understood as both the structural unit derived from the dihydroxy compound (1) and the structural unit derived from an aliphatic dihydroxy compound may be contained.
- the structural unit derived from the dihydroxy compound (1) is included in the alicyclic dihydroxy compound after satisfying at least the condition of having the structural unit derived from the dihydroxy compound (1). What is necessary is just to position arbitrarily the structural unit which can be understood also as the derived structural unit.
- the polycarbonate resin of the present invention may contain a structural unit derived from a dihydroxy compound (1) and a dihydroxy compound other than the aliphatic dihydroxy compound (hereinafter sometimes referred to as “other dihydroxy compound”).
- 2,2-bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) propane 2,2-bis (4-hydroxy-3,5-diethylphenyl) propane
- 2,2-bis [4-hydroxy- (3,5-diphenyl) phenyl] propane 2,2-bis (4-hydroxy-) 3,5-dibromophenyl) propane
- 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) pentane 2,4'-dihydroxy-diphenylmethane
- bis (4-hydroxyphenyl) methane, bis (4-hydroxy-5-nitrophenyl) ) Methane 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) ethane
- 3,3-bis (4-hydroxyphenyl) penta 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane bis (4-hydroxyphenyl) sulfone, 2,4′-dihydroxydiphenyl sulfone, bis (4-hydroxyphenyl) sulf
- the other dihydroxy compound those having no aromatic ring structure in the molecular structure are preferable. These other dihydroxy compounds may be used alone or in combination of two or more according to the required performance of the obtained polycarbonate resin.
- the ratio of the structural units derived from other dihydroxy compounds to the structural units derived from all dihydroxy compounds in the polycarbonate resin is preferably 40 mol%. Below, more preferably 30 mol% or less, still more preferably 20 mol% or less, particularly preferably 10 mol% or less.
- the dihydroxy compound used in the production of the polycarbonate resin of the present invention may contain a stabilizer such as a reducing agent, antioxidant, oxygen scavenger, light stabilizer, antacid, pH stabilizer or heat stabilizer,
- a stabilizer such as a reducing agent, antioxidant, oxygen scavenger, light stabilizer, antacid, pH stabilizer or heat stabilizer
- a basic stabilizer is preferably included because the dihydroxy compound is likely to be altered under acidic conditions.
- a hydroxide, carbonate, phosphate, phosphite, hypoxia of a metal of group 1 or 2 in a long-period periodic table (Nomenclature of Inorganic Chemistry IUPAC Recommendations 2005) is used.
- Phosphate, borate and fatty acid salt tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, trimethylethylammonium hydroxide, trimethylbenzylammonium hydroxide, trimethylphenylammonium hydroxide , Triethylmethylammonium hydroxide, triethylbenzylammonium hydroxide, triethylphenyl Basic ammonium compounds such as ammonium hydroxide, tributylbenzylammonium hydroxide, tributylphenylammonium hydroxide, tetraphenylammonium hydroxide, benzyltriphenylammonium hydroxide, methyltriphenylammonium hydroxide, and butyltriphenylammonium hydroxide; and 4-aminopyridine, 2-amin
- the content of these basic stabilizers in the dihydroxy compound is not particularly limited, but if it is too small, the effect of preventing the alteration of the dihydroxy compound may not be obtained, and if it is too large, the modification of the dihydroxy compound may be caused. Therefore, it is usually preferably 0.0001% by weight to 1% by weight, more preferably 0.001% by weight to 0.1% by weight, based on the dihydroxy compound.
- the basic stabilizer when a dihydroxy compound containing these basic stabilizers is used as a raw material for the production of polycarbonate resin, the basic stabilizer itself becomes a polymerization catalyst, which not only makes it difficult to control the polymerization rate or quality, but also deteriorates the initial hue. Therefore, it is preferable to remove the basic stabilizer with an ion exchange resin or distillation before using it as a raw material for producing the polycarbonate resin, in order to deteriorate the light resistance of the resulting polycarbonate resin molded product.
- the dihydroxy compound has a cyclic ether structure such as isosorbide, it is gradually oxidized by oxygen. Therefore, during storage or production, in order to prevent decomposition by oxygen, water should not be mixed, and an oxygen scavenger It is preferable to handle them under a nitrogen atmosphere.
- decomposition products such as formic acid may be generated.
- the resulting polycarbonate resin may be colored, and not only the physical properties may be significantly degraded, but also the polymerization reaction may be affected. And a high molecular weight polymer may not be obtained.
- distillation purification of the dihydroxy compound In order to obtain a dihydroxy compound that does not contain the above oxidative decomposition product, and in order to remove the above basic stabilizer, it is preferable to perform distillation purification of the dihydroxy compound.
- the distillation in this case may be simple distillation or continuous distillation, and is not particularly limited.
- distillation conditions it is preferable to carry out distillation under reduced pressure in an inert gas atmosphere such as argon or nitrogen.
- it is preferably 250 ° C. or lower, more preferably 200 ° C. or lower, It is particularly preferable to carry out under conditions of 180 ° C. or less.
- the formic acid content in the dihydroxy compound used in the present invention is preferably 20 ppm by weight or less, more preferably 10 ppm by weight or less, and particularly preferably 5 ppm by weight or less. It is possible to produce a polycarbonate resin excellent in hue or thermal stability without impairing the polymerization reactivity.
- the formic acid content is measured by ion chromatography.
- the polycarbonate resin of the present invention can be obtained by polycondensation by a transesterification reaction using a dihydroxy compound containing the above-mentioned dihydroxy compound (1) and a carbonic acid diester as raw materials.
- Examples of the carbonic acid diester used include those represented by the following formula (5). These carbonic acid diesters may be used alone or in combination of two or more.
- a 1 and A 2 are each independently a substituted or unsubstituted aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group. is there.
- a 1 and A 2 are preferably a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group, and more preferably an unsubstituted aromatic hydrocarbon group.
- Examples of the carbonic acid diester represented by the formula (5) include substituted diphenyl carbonates such as diphenyl carbonate and ditolyl carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and di-t-butyl carbonate. Among these, diphenyl carbonate or substituted diphenyl carbonate is preferable, and diphenyl carbonate is particularly preferable.
- the carbonic acid diester may contain impurities such as chloride ions, and these impurities may inhibit the polymerization reaction, or may deteriorate the hue of the polycarbonate resin obtained. It is preferable to use one purified by distillation or the like.
- the polycarbonate resin of the present invention is usually produced by a transesterification reaction between a dihydroxy compound containing the dihydroxy compound (1) and a carbonic acid diester represented by the formula (5). More specifically, the dihydroxy compound containing the dihydroxy compound (1) and the carbonic acid diester represented by the formula (5) are polycondensed by a transesterification reaction, and the by-product monohydroxy compound and the like are removed from the system. Obtained by. In this case, polycondensation is usually carried out by transesterification in the presence of a transesterification catalyst.
- the transesterification reaction catalyst (hereinafter sometimes simply referred to as “catalyst” or “polymerization catalyst”) that can be used in the production of the polycarbonate resin of the present invention can particularly affect transparency or hue.
- the catalyst used is not limited as long as it can satisfy the light resistance among the light resistance, transparency, hue, heat resistance, thermal stability, and mechanical strength of the produced polycarbonate resin.
- metal compounds of Group 1 or Group 2 (hereinafter simply referred to as “Group 1” or “Group 2”) in the long-period periodic table, as well as basic boron compounds, basic phosphorus compounds, and basic ammonium Examples include basic compounds such as compounds and amine compounds.
- Group 1 metal compounds and / or Group 2 metal compounds are used.
- a basic compound such as a basic boron compound, a basic phosphorus compound, a basic ammonium compound, or an amine compound may be used in combination. It is particularly preferred to use only Group 1 metal compounds and / or Group 2 metal compounds.
- the group 1 metal compound and / or the group 2 metal compound is usually used in the form of a hydroxide or a salt such as a carbonate, carboxylate or phenol salt. From the standpoint of hue or polymerization activity, acetate is preferred from the viewpoint of easiness.
- Group 1 metal compound examples include sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, cesium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, lithium hydrogen carbonate, cesium hydrogen carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, lithium carbonate, Cesium carbonate, sodium acetate, potassium acetate, lithium acetate, cesium acetate, sodium stearate, potassium stearate, lithium stearate, cesium stearate, sodium borohydride, potassium borohydride, lithium borohydride, cesium borohydride , Sodium borohydride, potassium borohydride, lithium phenide boron, cesium phenide boron, sodium benzoate, potassium benzoate, lithium benzoate, cesium benzoate, 2 sodium hydrogen phosphate , 2 potassium hydrogen phosphate, 2 lithium hydrogen phosphate, 2 cesium hydrogen phosphate, 2 sodium phenyl phosphate, 2 potassium phenyl phosphate, 2 lithium phenyl phosphate, 2 cesium pheny
- Examples of the Group 2 metal compound include calcium hydroxide, barium hydroxide, magnesium hydroxide, strontium hydroxide, calcium hydrogen carbonate, barium hydrogen carbonate, magnesium hydrogen carbonate, strontium hydrogen carbonate, calcium carbonate, barium carbonate, magnesium carbonate, Examples include strontium carbonate, calcium acetate, barium acetate, magnesium acetate, strontium acetate, calcium stearate, barium stearate, magnesium stearate, and strontium stearate.
- a magnesium compound, a calcium compound or a barium compound is preferable, and from the viewpoint of polymerization activity and the hue of the polycarbonate resin obtained, a magnesium compound and / or a calcium compound is more preferable, and a calcium compound is most preferable.
- Examples of the basic boron compound include tetramethyl boron, tetraethyl boron, tetrapropyl boron, tetrabutyl boron, trimethylethyl boron, trimethylbenzyl boron, trimethylphenyl boron, triethylmethyl boron, triethylbenzyl boron, triethylphenyl boron, tributylbenzyl.
- Examples include sodium, potassium, lithium, calcium, barium, magnesium, and strontium salts such as boron, tributylphenylboron, tetraphenylboron, benzyltriphenylboron, methyltriphenylboron and butyltriphenylboron. It is done. *
- Examples of basic phosphorus compounds include triethylphosphine, tri-n-propylphosphine, triisopropylphosphine, tri-n-butylphosphine, triphenylphosphine, tributylphosphine, and quaternary phosphonium salts.
- Examples of the basic ammonium compound include tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, trimethylethylammonium hydroxide, trimethylbenzylammonium hydroxide, trimethylphenylammonium hydroxide, Triethylmethylammonium hydroxide, triethylbenzylammonium hydroxide, triethylphenylammonium hydroxide, tributylbenzylammonium hydroxide, tributylphenylammonium hydroxide, tetraphenylammonium hydroxide, benzyltriphenylammonium hydroxide, methyltriphenylammonium hydride Kishido and butyl triphenyl ammonium hydroxide, and the like. *
- amine compounds include 4-aminopyridine, 2-aminopyridine, N, N-dimethyl-4-aminopyridine, 4-diethylaminopyridine, 2-hydroxypyridine, 2-methoxypyridine, 4-methoxypyridine, 2 -Dimethylaminoimidazole, 2-methoxyimidazole, imidazole, 2-mercaptoimidazole, 2-methylimidazole and aminoquinoline. *
- the catalyst is at least one metal compound selected from the group consisting of magnesium compounds and calcium compounds. .
- the amount of the polymerization catalyst used is preferably 0.1 ⁇ mol to 300 ⁇ mol, more preferably 0.5 ⁇ mol to 100 ⁇ mol, per 1 mol of all dihydroxy compounds used in the polymerization.
- the amount is preferably 0.1 ⁇ mol or more, more preferably 0.5 ⁇ mol or more, and particularly preferably 0.7 ⁇ mol or more per 1 mol of the dihydroxy compound.
- the upper limit is preferably 20 ⁇ mol, more preferably 10 ⁇ mol, particularly preferably 3 ⁇ mol, and most preferably 2.0 ⁇ mol.
- the amount of the polymerization catalyst used is too small, the polymerization rate becomes slow, and as a result, when trying to obtain a polycarbonate resin having a desired molecular weight, the polymerization temperature has to be increased, and the hue or light resistance of the obtained polycarbonate resin has to be increased. Or the unreacted raw material is volatilized during the polymerization and the molar ratio of the dihydroxy compound containing the dihydroxy compound (1) and the carbonic acid diester represented by the formula (5) collapses and does not reach the desired molecular weight. there is a possibility. On the other hand, when there is too much usage-amount of a polymerization catalyst, the hue of the polycarbonate resin obtained will be deteriorated and the light resistance of a polycarbonate resin may deteriorate.
- the polycarbonate resin of the present invention is obtained by polycondensing a dihydroxy compound containing the dihydroxy compound (1) and a carbonic acid diester of the above formula (5) by a transesterification reaction.
- the raw material dihydroxy compound and carbonic acid diester are: It is preferable to mix uniformly before the transesterification reaction.
- the mixing temperature is usually preferably 80 ° C. or higher, more preferably 90 ° C. or higher, and the upper limit is usually preferably 250 ° C. or lower, more preferably 200 ° C. or lower, still more preferably 150 ° C. or lower. is there. Among these, 95 ° C. or higher and 120 ° C. or lower is preferable. If the mixing temperature is too low, the dissolution rate may be slow or the solubility may be insufficient, often resulting in problems such as solidification. If the mixing temperature is too high, the dihydroxy compound may be thermally deteriorated, resulting in a deterioration of the hue of the polycarbonate resin thus obtained, which may adversely affect light resistance.
- the operation of mixing the dihydroxy compound containing the dihydroxy compound (1) and the carbonic acid diester represented by the formula (5) preferably has an oxygen concentration of 10% by volume or less, more preferably 0.0001% by volume to 10%.
- Performing in an atmosphere of volume%, more preferably 0.0001 volume% to 5 volume%, particularly preferably 0.0001 volume% to 1 volume% is preferable from the viewpoint of preventing hue deterioration of the obtained polycarbonate resin.
- the carbonic acid diester represented by the above formula (5) is preferably used in a molar ratio of 0.90 to 1.20, more preferably 0.001 to the dihydroxy compound including the dihydroxy compound (1) used in the reaction.
- the molar ratio is 95 to 1.10.
- this molar ratio is too small, the terminal hydroxyl groups of the produced polycarbonate resin increase, the thermal stability of the polycarbonate resin deteriorates, causing coloration at the time of molding, or the rate of transesterification is reduced, which is desirable. High molecular weight may not be obtained.
- the rate of transesterification may decrease, or it may be difficult to produce a polycarbonate resin having a desired molecular weight. The decrease in the transesterification reaction rate may increase the thermal history during the polymerization reaction, and may deteriorate the hue or light resistance of the resulting polycarbonate resin.
- the concentration of the carbonic acid diester remaining in the polycarbonate resin of the present invention is preferably 200 ppm by weight or less, more preferably 100 ppm by weight or less, particularly preferably 60 ppm by weight or less, and particularly preferably 30 ppm by weight or less.
- the polycarbonate resin may contain unreacted carbonic acid diester, and the lower limit value of the unreacted carbonic acid diester concentration in the polycarbonate resin is usually 1 ppm by weight.
- the method of polycondensing a dihydroxy compound and a carbonic acid diester is usually carried out in multiple stages using a plurality of reactors in the presence of the above-mentioned catalyst.
- the type of reaction may be any of batch type or continuous type, or a combination of batch type, continuous type and type.
- a prepolymer at a relatively low temperature and low vacuum in the initial stage of polymerization and to increase the molecular weight to a predetermined value at a relatively high temperature and high vacuum in the late stage of polymerization.
- Appropriate selection of the jacket temperature and internal temperature at the stage and the pressure in the reaction system is important from the viewpoint of the hue or light resistance of the resulting polycarbonate resin. For example, if either the temperature or the pressure is changed too quickly before the polymerization reaction reaches a predetermined value, the unreacted monomer will be distilled, causing the molar ratio of the dihydroxy compound and the carbonic acid diester to change, resulting in a decrease in the polymerization rate. May be invited.
- the temperature of the refrigerant introduced into the reflux cooler can be appropriately selected according to the monomer used. Usually, the temperature of the refrigerant introduced into the reflux cooler is 45 ° C. to 180 ° C. at the inlet of the reflux cooler. The temperature is preferably 80 ° C. to 150 ° C., particularly preferably 100 ° C. to 130 ° C. If the temperature of the refrigerant introduced into the reflux condenser is too high, the reflux amount is reduced and the effect is reduced. If it is too low, the distillation efficiency of the monohydroxy compound to be originally distilled tends to be reduced. Examples of the refrigerant include warm water, steam, and heat medium oil, and steam or heat medium oil is preferable.
- the polycarbonate resin of the present invention is preferably produced by polymerizing in multiple stages using a plurality of reactors using a catalyst.
- the reason for carrying out the polymerization in a plurality of reactors is that, in the initial stage of the polymerization reaction, since there are many monomers contained in the reaction solution, the volatilization of the monomers can be suppressed while maintaining the necessary polymerization rate. Because it is important. Further, in the latter stage of the polymerization reaction, it is important to sufficiently distill off the by-produced monohydroxy compound in order to shift the equilibrium to the polymerization side. Thus, in order to set different polymerization reaction conditions, it is preferable from the viewpoint of production efficiency to use a plurality of polymerization reactors arranged in series.
- the number of reactors suitably used for the production of the polycarbonate resin of the present invention is preferably at least two. From the viewpoint of production efficiency and the like, more preferably three or more, and still more preferably three. ⁇ 5, particularly preferably 4.
- a plurality of reaction stages having different conditions may be provided in the reactor, or the temperature and pressure may be continuously changed.
- the polymerization catalyst can be added to the raw material preparation tank or the raw material storage tank, or can be added directly to the polymerization tank. From the viewpoint of supply stability and polymerization control, the polymerization catalyst is supplied to the polymerization tank.
- a catalyst supply line is installed in the middle of the raw material line before being fed, and preferably supplied as an aqueous solution.
- the productivity is lowered or the thermal history of the product is increased. If the temperature is too high, not only the monomer is volatilized but also decomposition or coloring of the obtained polycarbonate resin may be promoted. is there.
- the polymerization reaction is specifically, for example, the first-stage reaction is preferably 140 to 270 ° C., more preferably 180 to 240 ° C., still more preferably 200 to 200 ° C. as the maximum internal temperature of the polymerization reactor.
- the absolute pressure is preferably 110 to 10 kPa, more preferably 70 to 5 kPa, still more preferably 30 to 1 kPa
- the reaction time is preferably 0.1 to 10 hours, more preferably 0.5 to 3 hours.
- the generated monohydroxy compound is distilled out of the reaction system.
- the pressure of the reaction system is gradually lowered from the pressure of the first stage, and subsequently the monohydroxy compound generated is removed from the reaction system, and finally the pressure of the reaction system (absolute pressure) ) Is preferably 200 Pa or less, and the maximum internal temperature of the polymerization reactor is preferably 210 ° C. to 270 ° C., more preferably 220 ° C. to 250 ° C., usually preferably 0.1 hours to 10 hours, more preferably Is carried out for 1 to 6 hours, particularly preferably 0.5 to 3 hours.
- the maximum internal temperature in all reaction steps is preferably less than 250 ° C., particularly 225 It is more preferable that the temperature is from °C to 245 °C. In order to suppress the decrease in the polymerization rate in the latter half of the polymerization reaction and minimize degradation due to thermal history, it is necessary to use a horizontal reactor with excellent plug flow and interface renewability at the final stage of polymerization. preferable.
- the monohydroxy compound produced as a by-product is preferably reused as a raw material such as diphenyl carbonate or bisphenol A after purification as necessary from the viewpoint of effective utilization of resources.
- phenol or substituted phenol is by-produced, and the polycarbonate resin Although it cannot be avoided, phenol or substituted phenol also has an aromatic ring, so it absorbs ultraviolet rays and may cause deterioration of light resistance, but may also cause odor during molding. .
- the polycarbonate resin contains an aromatic monohydroxy compound having an aromatic ring such as by-product phenol of 1000 ppm by weight or more after a normal batch reaction, but from the viewpoint of light resistance or odor reduction, it is devolatilized.
- the content of the aromatic monohydroxy compound in the polycarbonate resin is preferably 700 ppm by weight or less, more preferably 500 ppm by weight or less, and particularly 300% by weight. It is preferable to make it ppm or less.
- aromatic monohydroxy compounds may naturally have a substituent depending on the raw material used, and may have, for example, an alkyl group having 5 or less carbon atoms.
- Group 1 metals especially lithium, sodium, potassium or cesium, especially sodium, potassium or cesium, may be mixed not only from the catalyst used but also from the raw material or the reaction apparatus. If contained in a large amount, the hue may be adversely affected. Therefore, the total amount of these compounds in the polycarbonate resin of the present invention is preferably small, and the amount of metal in the polycarbonate resin is usually 1 ppm by weight or less. More preferably, it is 0.8 weight ppm or less, More preferably, it is 0.7 weight ppm or less.
- the amount of metal in the polycarbonate resin can be measured by various conventionally known methods. For example, after the metal in the polycarbonate resin is recovered by a method such as wet ashing, measurement can be performed using a method such as atomic emission, atomic absorption, or Inductively Coupled Plasma (ICP).
- a method such as atomic emission, atomic absorption, or Inductively Coupled Plasma (ICP).
- the polycarbonate resin of the present invention is usually cooled and solidified after polycondensation as described above, and pelletized with a rotary cutter or the like.
- the method of pelletization is not limited, but, for example, a method of extracting from a final polymerization reactor in a molten state, cooling and solidifying in the form of a strand to pelletize, a uniaxial or biaxial in a molten state from the final polymerization reactor After the resin is supplied to the extruder, melt-extruded, cooled and solidified and pelletized, and extracted from the final polymerization reactor in a molten state, cooled and solidified in the form of a strand, once pelletized, and again Examples thereof include a method in which a resin is supplied to a uniaxial or biaxial extruder, melt-extruded, and then cooled and solidified to be pelletized.
- the remaining monomer can be devolatilized under reduced pressure in an extruder, and generally known heat stabilizers, neutralizers, UV absorbers, mold release agents, colorants, antistatic agents, lubricants. Further, a lubricant, a plasticizer, a compatibilizer, a flame retardant, etc. can be added and kneaded.
- the melt kneading temperature in the extruder depends on the glass transition temperature or molecular weight of the polycarbonate resin, but is preferably preferably 150 ° C. to 300 ° C., more preferably 200 ° C. to 270 ° C., still more preferably 230 ° C. to 260 ° C. is there.
- the melt kneading temperature is preferably preferably 150 ° C. to 300 ° C., more preferably 200 ° C. to 270 ° C., still more preferably 230 ° C. to 260 ° C. is there.
- the filter installation position is preferably on the downstream side of the extruder, and the foreign matter removal size (opening) of the filter is preferably 100 ⁇ m or less as the filtration accuracy for 99% removal.
- filtration accuracy is preferably 40 ⁇ m or less, and more preferably 10 ⁇ m or less.
- Extrusion of the polycarbonate resin of the present invention is preferably performed in a clean room having a higher degree of cleanliness than Class 6, more preferably Class 6 as defined in JIS B 9920 (2002), in order to prevent foreign matter from being mixed after extrusion. It is preferable.
- a cooling method such as air cooling or water cooling.
- the air used for air cooling is preferably air from which foreign substances in the air have been removed in advance with a hepa filter or the like to prevent reattachment of foreign substances in the air.
- water cooling it is preferable to use water from which metal in water has been removed with an ion exchange resin or the like, and further, foreign matter in water has been removed with a filter.
- the opening of the filter to be used is preferably 10 ⁇ m to 0.45 ⁇ m as 99% removal filtration accuracy.
- the molecular weight of the polycarbonate resin of the present invention can be represented by a reduced viscosity, and the reduced viscosity of the polycarbonate resin of the present invention is usually preferably 0.30 dL / g or more, more preferably 0.35 dL / g or more, Usually, it is preferably 1.20 dL / g or less, more preferably 1.00 dL / g or less, and still more preferably 0.80 dL / g or less.
- the mechanical strength of the molded product obtained may be small. If it is too large, the fluidity when molding the polycarbonate resin composition of the present invention will decrease, and productivity or molding will occur. There is a tendency to decrease the sex.
- the reduced viscosity of the polycarbonate resin is measured using a Ubbelohde viscometer at a temperature of 20.0 ° C. ⁇ 0.1 ° C., using methylene chloride as a solvent, precisely adjusting the polycarbonate resin concentration to 0.6 g / dL. .
- the lower limit of the concentration of the terminal group represented by the following formula (6) in the polycarbonate resin of the present invention is usually preferably 20 ⁇ eq / g, more preferably 40 ⁇ eq / g, particularly preferably 50 ⁇ eq / g.
- the upper limit is preferably 160 ⁇ eq / g, more preferably 140 ⁇ eq / g, and particularly preferably 100 ⁇ eq / g.
- the concentration of the end group represented by the above formula (6) in the polycarbonate resin is too high, even if the hue immediately after polymerization or molding is good, the hue after UV exposure may be deteriorated, On the other hand, if it is too low, the thermal stability may decrease.
- the number of moles of hydrogen bonded to the aromatic ring in the polycarbonate resin of the present invention is “X” and the number of moles of H bonded to other than the aromatic ring is “Y”, the number of moles of hydrogen bonded to the aromatic ring.
- the ratio of the total hydrogen to the number of moles is represented by X / (X + Y).
- the aromatic ring having the ability to absorb ultraviolet rays may affect the light resistance.
- X / (X + Y) of the polycarbonate resin is preferably 0.1 or less, more preferably 0.05 or less, still more preferably 0.02 or less, and particularly preferably 0.01 or less.
- X / (X + Y) of the polycarbonate resin can be quantified by 1 H-NMR.
- the glass transition temperature of the polycarbonate resin of the present invention is preferably 75 ° C. or higher and lower than 145 ° C., more preferably 80 ° C. or higher and 140 ° C. or lower, and 85 ° C. or higher and 135 ° C. or lower. Further preferred. By using a polycarbonate resin having a glass transition temperature within such a range, a molded product having excellent heat resistance can be provided.
- the polycarbonate resin composition of the present invention is an elastomer composed of the above-described polycarbonate resin of the present invention and a core-shell structure, and the core layer of the elastomer is selected from the group consisting of alkyl (meth) acrylate and (meth) acrylic acid. And at least one selected from the above.
- the “elastomer having a core / shell structure” is composed of an innermost layer (core layer) and one or more layers (shell layer) covering the inner layer (core layer), and can be graft-copolymerized to the core layer.
- a core-shell type graft copolymer obtained by graft copolymerization using a monomer component as a shell layer.
- (meth) acryl” in “alkyl (meth) acrylate” and “(meth) acrylic acid” is a general term for “acryl” and “methacryl”.
- the elastomer having a core / shell structure used in the present invention is usually a core / shell type graft obtained by graft copolymerization using a polymer component called a rubber component as a core layer and a monomer component copolymerizable therewith as a shell layer.
- a copolymer is preferred.
- the core / shell type graft copolymer may be produced by any production method such as bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization, and emulsion polymerization, and the copolymerization method may be one-stage graft or multi-stage graft. There may be. However, in the present invention, a commercially available core / shell type elastomer can be used as it is. Examples of commercially available core-shell type elastomers will be given later.
- the polymer component forming the core layer usually has a glass transition temperature of preferably 0 ° C. or lower, more preferably ⁇ 20 ° C. or lower, and further preferably ⁇ 30 ° C. or lower.
- Specific examples of the polymer component forming the core layer include (meth) butyl acrylate polymer, (meth) acrylic acid 2-ethylhexyl polymer and (meth) butyl acrylate- (meth) acrylic acid 2-ethylhexyl copolymer.
- examples thereof include polyalkyl acrylates such as polymers. These may be used alone or in admixture of two or more. Of these, alkyl acrylate polymers are preferred from the standpoint of mechanical properties or surface appearance.
- the core layer contains a silicon atom, a sulfur atom, a nitrogen atom, or the like as a polymer component such as a silicon / acrylic composite
- the weather resistance or the light shielding property may be deteriorated. It cannot be included in the polymer component forming the core layer of the present invention.
- the monomer component that can be graft-copolymerized with the rubber component of the core layer constituting the shell layer include aromatic vinyl compounds, vinyl cyanide compounds, (meth) acrylic acid ester compounds, and (meth) acrylic acid.
- Compounds, epoxy group-containing (meth) acrylic acid ester compounds such as alkyl glycidyl (meth) acrylate; maleimide compounds such as maleimide, N-methylmaleimide and N-phenylmaleimide; ⁇ , such as maleic acid, phthalic acid and itaconic acid Examples thereof include ⁇ -unsaturated carboxylic acid compounds and anhydrides thereof (for example, maleic anhydride).
- the monomer components may be used alone or in combination of two or more.
- aromatic vinyl compounds, vinyl cyanide compounds, (meth) acrylic acid ester compounds or (meth) acrylic acid compounds are preferable, and (meth) acrylic acid esters are more preferable in terms of mechanical properties or surface appearance.
- the (meth) acrylate compound examples include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate and octyl (meth) acrylate. It is done. Among these, methyl (meth) acrylate or ethyl (meth) acrylate that is relatively easily available is preferable, and methyl (meth) acrylate is more preferable.
- “(meth) acryl” is a collective term for “acryl” and “methacryl” as in the core layer.
- the elastomer having a core / shell structure used in the present invention has a (meth) acrylic acid alkyl polymer and / or a (meth) acrylic acid polymer as a core layer, and a (meth) acrylic acid ester is copolymerized therearound.
- a core-shell type graft copolymer comprising a shell layer formed as described above is particularly preferable.
- the core-shell type graft copolymer preferably contains 40% by weight or more of rubber component, and more preferably contains 60% by weight or more. Moreover, what contains 10 weight% or more of (meth) acrylic acid ester components is preferable.
- these core-shell type graft copolymers include alkyl (meth) acrylate-alkyl (meth) acrylate copolymers, alkyl (meth) acrylate-acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers, (meth) ) Alkyl acrylate-acrylic rubber copolymer, alkyl (meth) acrylate-acrylic rubber-styrene copolymer, alkyl (meth) acrylate-acrylic butadiene rubber copolymer or alkyl (meth) acrylate-acrylic Examples thereof include a butadiene rubber-styrene copolymer.
- alkyl (meth) acrylate of the core layer is methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate or ( Particularly preferred is one in which an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is substituted on acrylic acid such as methyl acrylate.
- Examples of such a core-shell type graft copolymer include “Metablene (registered trademark) W-450A” manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.
- elastomers having a core / shell structure such as a core / shell type graft copolymer may be used alone or in combination of two or more.
- the polycarbonate resin composition of the present invention it is preferable that 0.05 to 50 parts by weight of the elastomer having the core-shell structure as described above is contained with respect to 100 parts by weight of the polycarbonate resin of the present invention. More preferably, it is more preferably 0.5 parts by weight or more, more preferably 40 parts by weight or less, still more preferably 30 parts by weight or less, and 25 parts by weight or less. Is particularly preferred.
- the blending amount of the elastomer having the core / shell structure is not more than the above upper limit value, it is preferable from the viewpoint of the appearance or heat resistance of the molded product, while when the blending amount is not less than the above lower limit value, surface impact resistance, It is preferable because the impact improving effect is easily improved.
- the polycarbonate resin composition of the present invention preferably further contains an antioxidant.
- an antioxidant it is usually 0.0001 part by weight or more and 1 part by weight or less, preferably 0.001 part by weight or more, more preferably 0.01 part by weight or more with respect to 100 parts by weight of the polycarbonate resin. In general, it is preferably 1 part by weight or less, more preferably 0.5 part by weight or less, and still more preferably 0.3 part by weight or less.
- the content of the antioxidant is greater than or equal to the above lower limit with respect to the entire polycarbonate resin composition, the coloring suppression effect at the time of molding tends to be good.
- the content of the antioxidant is less than or equal to the above upper limit with respect to the entire polycarbonate resin composition, the amount of deposits on the mold during injection molding is prevented, and the film is formed by extrusion molding.
- the antioxidant is preferably at least one selected from the group consisting of phenolic antioxidants, phosphite antioxidants and sulfur antioxidants, and phenolic antioxidants and / or phosphites. More preferred are system antioxidants.
- phenolic antioxidant examples include pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate), pentaerythritol tetrakis (3-laurylthiopropionate), glycerol-3-stearylthiopropionate, triethylene glycol-bis [3- (3-tert-butyl-5-methyl-4-hydroxyphenyl) propionate], 1,6-hexanediol-bis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate ] Pentaerythritol-tetrakis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], octadecyl-3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, 1,3,5-trimethyl 2,4,6-tris (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)
- an aromatic monohydroxy compound substituted with one or more alkyl groups having 5 or more carbon atoms is preferable.
- octadecyl-3- (3,5-di-tert-butyl-4- Hydroxyphenyl) propionate pentaerythritol-tetrakis ⁇ 3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate ⁇
- 1,6-hexanediol-bis [3- (3,5-di-tert -Butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] or 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) benzene and the like preferably pentaerythritol- Tetrakis ⁇ 3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate Masui.
- phosphite antioxidant examples include triphenyl phosphite, tris (nonylphenyl) phosphite, tris (2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite, tridecyl phosphite, trioctyl phosphite, Trioctadecyl phosphite, didecyl monophenyl phosphite, dioctyl monophenyl phosphite, diisopropyl monophenyl phosphite, monobutyl diphenyl phosphite, monodecyl diphenyl phosphite, monooctyl diphenyl phosphite, bis (2,6-di-) tert-butyl-4-methylphenyl) pentaerythritol diphosphite, 2,2-methylenebis (4,6-di-tert
- sulfur antioxidant examples include dilauryl-3,3′-thiodipropionate, ditridecyl-3,3′-thiodipropionate, dimyristyl-3,3′-thiodipropionate, diester Stearyl-3,3′-thiodipropionate, laurylstearyl-3,3′-thiodipropionate, pentaerythritol tetrakis (3-laurylthiopropionate), bis [2-methyl-4- (3 -Laurylthiopropionyloxy) -5-tert-butylphenyl] sulfide, octadecyl disulfide, mercaptobenzimidazole, 2-mercapto-6-methylbenzimidazole, 1,1′-thiobis (2-naphthol) and the like.
- pentaerythritol tetrakis 3-lauryl thiopropionate
- the polycarbonate resin composition of the present invention preferably contains a release agent. Although it does not specifically limit as a mold release agent, For example, a higher fatty acid, a stearic acid ester, etc. are mentioned, A stearic acid ester is more preferable as a mold release agent from a mold release property and a viewpoint of transparency.
- stearic acid ester a partial or total ester of a substituted or unsubstituted monovalent or polyhydric alcohol having 1 to 20 carbon atoms and stearic acid is preferable.
- Such partial esters or total esters of monohydric or polyhydric alcohols and stearic acid include ethylene glycol distearate, stearic acid monoglyceride, stearic acid diglyceride, stearic acid triglyceride, stearic acid monosorbate, stearyl stearate, pentaerythritol.
- monostearate pentaerythritol tetrastearate, propylene glycol monostearate, stearyl stearate, butyl stearate, sorbitan monostearate or 2-ethylhexyl stearate.
- stearic acid monoglyceride, stearic acid triglyceride, pentaerythritol tetrastearate or stearyl stearate is more preferable, and ethylene glycol distearate or stearic acid monoglyceride is particularly preferable.
- the higher fatty acid is preferably a substituted or unsubstituted saturated fatty acid having 10 to 30 carbon atoms.
- a saturated fatty acid having 10 to 30 carbon atoms is more preferred, and examples of such higher fatty acids include myristic acid, lauric acid, palmitic acid, stearic acid, and behenic acid. Further, a saturated fatty acid having 16 to 18 carbon atoms is more preferable. Examples of such saturated fatty acids include palmitic acid and stearic acid, with stearic acid being particularly preferred.
- release agents may be used alone or in combination of two or more.
- the blending amount is usually preferably 0.001 part by weight or more, more preferably 0.01 part by weight or more, and still more preferably 0.1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the polycarbonate resin. It is preferably at least 2 parts by weight, more preferably at most 1 part by weight, still more preferably at most 0.5 part by weight.
- the content of the release agent is excessively large, the amount of deposits on the mold may increase during molding, and if molding is carried out in large quantities, there is a possibility that labor may be required for mold maintenance. There is a possibility that the appearance will be defective.
- the content of the release agent in the polycarbonate resin composition is not less than the above lower limit, there is an advantage that the molded product can be easily released from the mold at the time of molding, and the molded product can be easily obtained.
- a resin other than the polycarbonate resin (hereinafter sometimes simply referred to as “other resin”) is used for the purpose of further improving and adjusting the molding processability or various physical properties. You can also.
- other resins include polyester resins, polyethers, polyamides, polyolefins, and rubbery modifiers such as linear random and block copolymers.
- the “rubbery modifier” mentioned here does not include “elastomer” as used in this specification.
- the blending amount is preferably 1% by weight or more and 30% by weight or less, preferably 3% by weight or more, 20%, based on the entire polycarbonate resin composition of the present invention. More preferably, it is blended in a proportion of not more than% by weight, more preferably not less than 5% by weight and not more than 10% by weight.
- the polycarbonate resin composition of the present invention is appropriately blended with a filler, an acidic compound, an ultraviolet absorption aid, a bluing agent, a heat stabilizer, a light stabilizer, or an antistatic agent as long as the object of the present invention is not impaired. Is possible. However, the components listed below are representative examples of those that can be used, and do not preclude blending the polycarbonate resin composition of the present invention with components other than those listed below.
- a filler in the polycarbonate resin composition of the present invention, can be blended as long as the object of the present invention is not impaired.
- blended with the polycarbonate resin composition of this invention an inorganic filler and an organic filler are mentioned, for example.
- the blending amount of the filler is preferably 0% by weight or more and 100% by weight or less with respect to the entire polycarbonate resin composition.
- the blending amount of the filler is more preferably 50% by weight or less, still more preferably 40% by weight or less, and particularly preferably 35% by weight or less.
- the reinforcing effect of the polycarbonate resin composition can be obtained by blending the filler, but if the blending amount is excessively large, the appearance of the resulting molded product tends to deteriorate.
- the inorganic filler examples include glass fiber, glass milled fiber, glass flake, glass bead, silica, alumina, titanium oxide, calcium sulfate powder, gypsum, gypsum whisker, barium sulfate, talc, mica and wollastonite.
- glass fiber filler glass powder filler, glass flake filler; various whiskers, mica or talc are preferable. More preferred are glass fiber, glass flake, glass milled fiber, wollastonite, mica or talc, and particularly preferred is glass fiber and / or talc.
- the inorganic filler mentioned above can also be used only by 1 type, it can also be used in combination of 2 or more type.
- any glass fiber or glass milled fiber may be used as long as it is used in thermoplastic resins, and those made of alkali-free glass (E glass) are particularly preferable.
- the diameter of the glass fiber is preferably 6 ⁇ m to 20 ⁇ m, more preferably 9 ⁇ m to 14 ⁇ m. If the diameter of the glass fiber is too small, the reinforcing effect tends to be insufficient. On the other hand, if it is excessively large, the appearance of the obtained molded product tends to be adversely affected.
- the glass fibers are preferably chopped strands cut to a length of 1 mm to 6 mm and commercially available glass milled fibers crushed to a length of 0.01 mm to 0.5 mm. You may use these individually or in mixture of both.
- Glass fiber is focused by acrylic resin, urethane resin, etc. to improve surface treatment with silane coupling agents such as amino silane or epoxy silane, etc., in order to improve adhesion to polycarbonate resin, or handleability. You may use it after processing.
- silane coupling agents such as amino silane or epoxy silane, etc.
- any glass beads may be used as long as they are used in thermoplastic resins. Especially, what consists of an alkali free glass (E glass) is preferable.
- the glass beads are preferably spherical with a particle size of 10 ⁇ m to 50 ⁇ m.
- Glass flakes include scaly glass flakes.
- the maximum diameter of glass flakes after blending with the polycarbonate resin composition is generally preferably 1000 ⁇ m or less, more preferably 1 ⁇ m to 500 ⁇ m, and the aspect ratio (ratio between maximum diameter and thickness) is usually It is preferably 5 or more, more preferably 10 or more, and still more preferably 30 or more.
- organic fillers examples include powdery organic fillers such as wood powder, bamboo powder, coconut starch, krk powder, and pulp powder; baluns such as crosslinked polyester, polystyrene, styrene / acrylic copolymer, and urea resin; and spherical Organic fillers: Fibrous organic fillers such as carbon fibers, synthetic fibers and natural fibers.
- the carbon fiber is not particularly limited, and is produced by firing using, for example, acrylic fiber, petroleum or carbon-based special pitch, cellulose fiber, or lignin as a raw material, such as flameproof, carbonaceous, or graphite. There are various types.
- the average of the aspect ratio (fiber length / fiber diameter) of the carbon fibers is preferably 10 or more, more preferably 50 or more. If the average aspect ratio is too small, the conductivity, strength, and rigidity of the polycarbonate resin composition tend to be reduced.
- the diameter of the carbon fiber is preferably 3 ⁇ m to 15 ⁇ m, and any shape such as chopped strand, roving strand or milled fiber can be used to adjust the aspect ratio within this range.
- Carbon fiber can be used 1 type or in mixture of 2 or more types.
- the carbon fiber may be subjected to surface treatment such as epoxy treatment, urethane treatment or oxidation treatment in order to increase the affinity with the polycarbonate resin as long as the properties of the polycarbonate resin composition of the present invention are not impaired. .
- the polycarbonate resin composition of the present invention may further contain an acidic compound or a derivative thereof.
- the compounding amount of the acidic compound or the derivative thereof is preferably 0.00001 wt% or more and 0.1 wt% or less, more preferably 0, based on the entire polycarbonate resin composition. It is 0.0001% by weight or more and 0.01% by weight or less, more preferably 0.0002% by weight or more and 0.001% by weight or less.
- the compounding amount of the acidic compound or derivative thereof is not less than the above lower limit, it is preferable in terms of coloration suppression when the residence time in the injection molding machine of the polycarbonate resin composition becomes long when injection molding is performed.
- the hydrolysis resistance of a polycarbonate resin composition may fall.
- acidic compounds or derivatives thereof include hydrochloric acid, nitric acid, boric acid, sulfuric acid, sulfurous acid, phosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid, polyphosphoric acid, adipic acid, ascorbic acid, aspartic acid, azelaic acid, and adenosine phosphorus.
- Acid benzoic acid, formic acid, valeric acid, citric acid, glycolic acid, glutamic acid, glutaric acid, cinnamic acid, succinic acid, acetic acid, tartaric acid, oxalic acid, p-toluenesulfinic acid, p-toluenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid Bronsted acids such as nicotinic acid, picric acid, picolinic acid, phthalic acid, terephthalic acid, propionic acid, benzenesulfinic acid, benzenesulfonic acid, malonic acid and maleic acid, and esters thereof.
- sulfonic acids or esters thereof are preferable, and among them, p-toluenesulfonic acid, methyl p-toluenesulfonate, or butyl p-toluenesulfonate is particularly preferable.
- acidic compounds or derivatives thereof can be added in the production process of the polycarbonate resin composition as a compound that neutralizes the basic transesterification catalyst used in the polycondensation reaction of the polycarbonate resin described above.
- the polycarbonate resin composition of the present invention can be blended with an ultraviolet absorber as long as the object of the present invention is not impaired.
- the blending amount of the UV absorber can be appropriately selected according to the type of the UV absorber, but the UV absorber may be blended in an amount of 0 to 5% by weight with respect to the entire polycarbonate resin composition. preferable.
- the ultraviolet absorber is not particularly limited as long as it is a compound having ultraviolet absorbing ability.
- the compound having ultraviolet absorbing ability include organic compounds and inorganic compounds. Of these, organic compounds are preferred because they are easy to ensure affinity with the polycarbonate resin and are easily dispersed uniformly.
- the molecular weight of the organic compound having ultraviolet absorbing ability is not particularly limited, it is usually preferably 200 or more, more preferably 250 or more. Also. Usually, it is preferably 600 or less, more preferably 450 or less, and still more preferably 400 or less. If the molecular weight is too small, there is a possibility of causing a decrease in UV resistance performance after long-term use. When the molecular weight is excessively large, there is a possibility that the transparency of the resin composition is lowered after long-term use.
- Preferred ultraviolet absorbers include, for example, benzotriazole compounds, benzophenone compounds, triazine compounds, benzoate compounds, salicylic acid phenyl ester compounds, cyanoacrylate compounds, malonic acid ester compounds, and oxalic acid anilide compounds. Can be mentioned. Of these, benzotriazole compounds, hydroxybenzophenone compounds, and malonic acid ester compounds are preferred. These may be used alone or in combination of two or more.
- benzotriazole compounds include 2- (2′-hydroxy-3′-methyl-5′-hexylphenyl) benzotriazole, 2- (2′-hydroxy-3′-t-butyl- 5'-hexylphenyl) benzotriazole, 2- (2'-hydroxy-3 ', 5'-di-t-butylphenyl) benzotriazole, 2- (2'-hydroxy-3'-methyl-5'-t -Octylphenyl) benzotriazole, 2- (2'-hydroxy-5'-t-dodecylphenyl) benzotriazole, 2- (2'-hydroxy-3'-methyl-5'-t-dodecylphenyl) benzotriazole, 2- (2′-hydroxy-5′-t-butylphenyl) benzotriazole and methyl-3- (3- (2H-benzotriazole- - yl) -5-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate and the like.
- benzophenone compounds examples include hydroxybenzophenone compounds such as 2,2'-dihydroxybenzophenone, 2,2 ', 4,4'-tetrahydroxybenzophenone and 2-hydroxy-4-octoxybenzophenone.
- malonic ester compounds examples include 2- (1-arylalkylidene) malonic esters and tetraethyl-2,2 ′-(1,4-phenylene-dimethylidene) -bismalonate.
- triazine compound examples include 2- [4-[(2-hydroxy-3-dodecyloxypropyl) oxy] -2-hydroxyphenyl] -4,6-bis (2,4-dimethylphenyl) -1, 3,5-triazine, 2,4-bis (2,4-dimethylphenyl) -6- (2-hydroxy-4-isooctyloxyphenyl) -s-triazine and 2- (4,6-diphenyl-1, 3,5-triazin-2-yl) -5-[(hexyl) oxy] -phenol (manufactured by Ciba Geigy, Tinuvin 1577FF) and the like.
- the triazine type compound mentioned above as a flame retardant is not regarded as an ultraviolet absorber in this specification, but shall be classified as a flame retardant.
- cyanoacrylate compounds include ethyl-2-cyano-3,3-diphenyl acrylate and 2'-ethylhexyl-2-cyano-3,3-diphenyl acrylate.
- oxalic acid anilide compound examples include 2-ethyl-2'-ethoxy-oxalanilide (manufactured by Clariant, Sanduvor VSU).
- a bluing agent in the polycarbonate resin composition of the present invention, can be blended in order to counteract the yellowness of the molded product caused by the polycarbonate resin or the ultraviolet absorber.
- the bluing agent any conventional bluing agent can be used as long as it is used for polycarbonate resin. In general, anthraquinone dyes are preferred because they are readily available.
- the bluing agent include, for example, the general name Solvent Violet 13 [CA. No (color index No) 60725], generic name Solvent Violet 31 [CA. No. 68210], common name Solvent Violet 33 [CA. No. 60725], generic name Solvent Blue 94 [CA. No. 61500], generic name Solvent Violet 36 [CA. No. 68210], generic name Solvent Blue97 [manufactured by Bayer "Macrolex Violet RR"] and generic name Solvent Blue45 [CA. No. 61110] is a typical example. These bluing agents may be used alone or in combination of two or more.
- These bluing agents are usually preferably blended at a ratio of 0.1 ⁇ 10 ⁇ 5 to 2 ⁇ 10 ⁇ 4 wt% with respect to the entire polycarbonate resin composition.
- a light stabilizer For the purpose of further improving the light resistance of the polycarbonate resin composition and the polycarbonate resin molded product of the present invention, a light stabilizer can be blended in the polycarbonate resin composition of the present invention.
- light stabilizers include bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate, bis- (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate, poly [ ⁇ 6- (1,1,3,3-tetramethylbutyl) amino-1,3,5-triazine-2,4-diyl ⁇ ⁇ (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) Imino ⁇ hexamethylene ⁇ (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) imino ⁇ ], N, N′-bis (3-aminopropyl) ethylenediamine-2,4-bis [N-butyl-N -(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidylamino) -6-chloro-1,3,5-triazine condensate, dibutylamine, 1,3,5-triazine, N, N'- Bis (2,2,6,6) -tetra Such as chill-4-
- the light stabilizer is preferably blended at a ratio of 0 wt% or more and 2 wt% or less with respect to the entire polycarbonate resin composition of the present invention, and 0.005 wt% As mentioned above, it is more preferable to mix
- the molded article obtained by molding the polycarbonate resin composition of the present invention without causing bleeding of the light stabilizer to the surface of the polycarbonate resin composition and the deterioration of the mechanical properties of the resulting molded article. It is possible to improve the light resistance.
- the polycarbonate resin composition of the present invention can further contain an antistatic agent as long as the object of the present invention is not impaired.
- the polycarbonate resin composition of the present invention includes various additives such as a heat stabilizer, a neutralizing agent, a colorant, a lubricant, a lubricant, a plasticizer, a compatibilizing agent, or a flame retardant. You may mix
- the addition timing of the additive for example, when the polycarbonate resin is produced by the transesterification method, at the end of the polymerization reaction; regardless of the polymerization method, the polycarbonate resin or the polycarbonate resin during the kneading with other compounding agents or the like A state in which the polycarbonate resin composition is melted; for example, when it is blended and kneaded with a polycarbonate resin composition in a solid state such as pellets or powder using an extruder or the like.
- Additives can be added, for example, by directly mixing or kneading various components in a polycarbonate resin; adding as a high-concentration masterbatch prepared using a small amount of a polycarbonate resin composition or other resin and various components. A method is mentioned.
- the polycarbonate resin composition of the present invention comprises the polycarbonate resin of the present invention and an elastomer composed of a core / shell structure, and other resins or other additives blended as necessary at the same time, or arbitrarily. In order, it can be produced by mixing with a tumbler, super mixer, floater, V-type blender, nauter mixer, Banbury mixer or extruder.
- the polycarbonate resin molded product of the present invention can be obtained by molding the polycarbonate resin composition of the present invention.
- the polycarbonate resin molded article of the present invention is formed by mixing raw materials such as polycarbonate resin, elastomer, and other resins or additives as necessary, and putting them into an extruder or injection molding machine, or molding the raw materials.
- raw materials such as polycarbonate resin, elastomer, and other resins or additives as necessary, and putting them into an extruder or injection molding machine, or molding the raw materials.
- the molding method is not particularly limited, and a conventionally known method such as an injection molding method, an extrusion molding method, or a compression molding method can be adopted, but the injection molding method is preferable from the viewpoint of the degree of freedom of the shape of the molded product.
- the polycarbonate resin molded product of the present invention obtained by molding the polycarbonate resin composition of the present invention is particularly excellent in light resistance and impact resistance, electrical / electronic parts, automotive parts, sheets, bottles, containers, building materials Or it can use suitably for uses, such as smoke films, such as a glass window.
- the total light transmittance of the polycarbonate resin composition is 55% or less, the light shielding property is excellent, so the use of a smoke film such as a glass window, or the use of a glass substitute building material such as a privacy glass or a window glass of an automobile, etc. Etc. are particularly useful.
- film refers to a thin and flat product whose heat is extremely small compared to its length and width and whose maximum thickness is arbitrarily limited, and is usually supplied in the form of a roll.
- sheet refers to a product that is thin by definition in JIS and whose thickness is small and flat for the length and width.
- the present invention will be described in more detail with reference to examples.
- the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist.
- the values of various production conditions or evaluation results in the following examples have meanings as preferred values of the upper limit or lower limit in the embodiment of the present invention, and the preferred range is the above-described upper limit or lower limit value. It may be a range defined by a combination of values of the following examples or values of the examples.
- each raw material or additive used for the production of the polycarbonate resin and the polycarbonate resin composition is indicated by the following abbreviations.
- core layer is a butadiene polymer, shell layer is an alkyl acrylate-alkyl methacrylate copolymer core / shell
- Type graft copolymer elastomer METABLEN S-2001: Core / shell type elastomer “Metbrene (registered trademark) S-2001” manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd. (core / shell type graft copolymer having a core / silicone / acrylic composite and a shell / methyl methacrylate polymer) Coalesced elastomer)
- ADK STAB 2112 Phosphite antioxidant “ADEKA STAB (registered trademark) 2112” manufactured by ADEKA ADK STAB AO-60: Phenol antioxidant “ADEKA STAB (registered trademark) AO-60” manufactured by ADEKA
- the physical properties of the polycarbonate resin and the physical properties of the polycarbonate resin composition were measured and evaluated by the following methods.
- YI value before and after weathering test (1) (YI value before weathering test)
- YI value before weathering test In accordance with JIS K7105 (1981), an injection-molded plate (width 60 mm ⁇ length 60 mm ⁇ thickness) obtained by the C light source transmission method using a spectral color difference meter (SE2000 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.) 3 mm) yellow index (YI) value was measured.
- YI value after weathering test In accordance with JIS B7753 (2007), a sunshine weather meter S80 manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd. was used to set a discharge voltage of 50 V and a discharge current of 60 A with a sunshine carbon arc (ultra long life carbon 4 pair) light source.
- a horizontal metalling lamp as a light source
- quartz as an inner filter
- # 500 as an outer filter around the lamp
- the filter is set so that the irradiance is 1.5 kw / m 2 at a wavelength of 300 nm to 400 nm, and is formed on the square surface of the injection molded plate (width 60 mm ⁇ length 60 mm ⁇ thickness 3 mm) obtained above.
- irradiation treatment was performed for 100 hours.
- the YI value after irradiation was measured by the same method as the YI value before the weather resistance test.
- the phenol vapor produced as a by-product with the polymerization reaction is led to a reflux condenser using a steam controlled at 100 ° C. as the inlet temperature to the reflux condenser, and a monomer component contained in the phenol vapor in a slight amount is introduced into the polymerization reactor. Then, the phenol vapor that did not condense was recovered by guiding it to a condenser using 45 ° C. warm water as a refrigerant.
- the contents thus oligomerized are once restored to atmospheric pressure, and then transferred to another polymerization reaction apparatus equipped with a stirring blade and a reflux condenser controlled in the same manner as described above.
- the internal temperature was set to 220 ° C. and the pressure was set to 200 Pa in 60 minutes.
- the internal temperature was set to 230 ° C. over 20 minutes, the pressure was 133 Pa or less, the pressure was restored when the predetermined stirring power was reached, the contents were extracted in the form of strands, and pelletized with a rotary cutter. It was 0.60 dL / g when the reduced viscosity of the obtained pellet was measured.
- Example 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 5 Using the polycarbonate resin pellets produced in Production Example 1, the ingredients shown in Table 1 and Table 2 were blended. Using a twin screw extruder (TEX30HSS-32) manufactured by Nippon Steel Works, A polycarbonate resin composition was produced by extruding at a resin temperature of 250 ° C., cooling and solidifying with water, and pelletizing with a rotary cutter. About the obtained polycarbonate resin composition, the YI value before and after a weathering test and the Charpy impact strength with a notch were measured and evaluated by the method described above. The results are shown in Table 1 and Table 2, respectively.
- TEX30HSS-32 twin screw extruder manufactured by Nippon Steel Works
- Example 1 and Comparative Examples 1 to 4 were carried out according to the method of “YI value before and after the weathering test (1)” in the above 1). Was carried out by the method of “YI value before and after weathering test (2)” of 2) above.
- Examples 1 and 2 have a high impact resistance and an excellent light-shielding property, for example, privacy glass for automobiles or window building materials. It can be seen that the present invention is particularly suitable for applications such as glass substitute construction or smoke film in applications where a material having a low total light transmittance is required while requiring impact resistance, such as smoke glass.
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Abstract
本発明は、耐候性、耐衝撃性および遮光性等のバランスに優れたポリカーボネート樹脂組成物及びその成形品を提供する。本発明は、下記式(1)[ただし、上記式(1)で表される部位が-CH2-O-Hを構成する部位である場合を除く。]で表される部位を有するジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を有するポリカーボネート樹脂と、コア・シェル構造からなるエラストマーとを含むポリカーボネート樹脂組成物であって、前記エラストマーのコア層が(メタ)アクリル酸アルキル及び(メタ)アクリル酸からなる群より選ばれる少なくとも1つである、ポリカーボネート樹脂組成物および該ポリカーボネート樹脂組成物を成形して得られるポリカーボネート樹脂成形品に関する。
Description
本発明は、耐候性、耐衝撃性および遮光性等のバランスに優れたポリカーボネート樹脂組成物及びその成形品に関する。
ポリカーボネートは一般的に石油資源から誘導される原料を用いて製造される。しかしながら、近年、石油資源の枯渇が危惧されており、植物等のバイオマス資源から得られる原料を用いたポリカーボネートの提供が求められている。
また、二酸化炭素排出量の増加または蓄積による地球温暖化が、気候変動等をもたらすことが危惧されていることからも、使用後の廃棄処分をしてもカーボンニュートラルな、植物由来モノマーを原料としたポリカーボネートの開発が求められている。
近年、植物由来モノマーとしてイソソルビドを使用し、炭酸ジフェニルとのエステル交換により、ポリカーボネート樹脂を得ることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
従来広く用いられてきた芳香族ポリカーボネート樹脂の場合には樹脂そのものの耐衝撃性に優れていたが、イソソルビドを使用する場合には芳香族ポリカーボネート樹脂と比べて耐衝撃性に劣り、改良が必要となる。この問題に対し、ガラス転移温度の高いポリカーボネート樹脂とゴム質重合体とを含有するポリカーボネート樹脂組成物が耐衝撃性を高めるものとして提案されている(例えば、特許文献2参照)。
特許文献2には、非芳香族系のジヒドロキシ化合物を原料とするポリカーボネート樹脂とゴム質重合体として、コア・シェル構造を有するものとを用いたポリカーボネート樹脂組成物が記載されているが、本発明者らの詳細な検討によれば、特許文献2に記載のポリカーボネート樹脂組成物の場合、耐衝撃性は改良されるものの、非芳香族系のジヒドロキシ化合物の特長の1つである耐候性に優れるという利点が損なわれるという問題点が見出された。
また、本発明者らの検討によれば、特許文献2に記載のポリカーボネート樹脂組成物は遮光性が悪く、スモークガラス用途としてのシート若しくはスモークフィルム等の用途、自動車等のプライバシーガラス若しくは窓ガラス等のガラス代替建材の用途等に適さない、という問題も見出された。
そこで、本発明の目的は、耐候性を維持したまま耐衝撃性を向上させ、また遮光性に優れたポリカーボネート樹脂組成物及びその成形品を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意検討を重ねた結果、特定構造を有するポリカーボネート樹脂と特定のコア・シェル構造からなるエラストマーとを含有するポリカーボネート樹脂組成物が、耐候性を維持したまま耐衝撃性を向上させ、また遮光性にも優れたものが得られることを見出し、本発明に到達した。
即ち、本発明の要旨は下記[1]~[13]に存する。
[1] 下記式(1)で表される部位を有するジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を有するポリカーボネート樹脂と、コア・シェル構造からなるエラストマーとを含むポリカーボネート樹脂組成物であって、前記エラストマーのコア層が(メタ)アクリル酸アルキル及び(メタ)アクリル酸からなる群より選ばれる少なくとも1つである、ポリカーボネート樹脂組成物。
[ただし、上記式(1)で表される部位が-CH2-O-Hを構成する部位である場合を除く。]
[2] ポリカーボネート樹脂組成物を厚さ3mmの成形体に成形したときの全光線透過率が55%以下である、[1]に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[3] 前記ポリカーボネート樹脂100重量部に対して前記エラストマーを0.05~50重量部含む、[1]に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[4] 前記ポリカーボネート樹脂が環状構造を有するジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を含む、[1]~[3]のいずれか1に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[5] 前記ポリカーボネート樹脂が下記式(2)で表されるジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を含む[4]に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[6] 前記エラストマーのシェル層が(メタ)アクリル酸アルキルよりなる、[1]~[5]のいずれか1に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[7] 前記エラストマーが、(メタ)アクリル酸アルキル-(メタ)アクリル酸アルキル共合体、(メタ)アクリル酸アルキル-アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体、(メタ)アクリル酸アルキル-アクリルゴム共重合体、(メタ)アクリル酸アルキル-アクリルゴム-スチレン共重合体、(メタ)アクリル酸アルキル-アクリル・ブタジエンゴム共重合体、(メタ)アクリル酸アルキル-アクリル・ブタジエンゴム-スチレン共重合体からなる群のうちの少なくとも1つのコア・シェル型グラフト共重合体である、[1]~[5]のいずれか1に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[8] 前記ポリカーボネート樹脂が脂肪族ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を含む、[1]~[7]のいずれか1に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[9] 前記ポリカーボネート樹脂が、全ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位に対して前記脂肪族ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を20mol%以上含む[8]に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[10] 前記ポリカーボネート樹脂が、5員環構造を有するジヒドロキシ化合物及び6員環構造を有するジヒドロキシ化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種のジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を含む、[1]~[9]のいずれか1に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[11] 前記ポリカーボネート樹脂が、シクロヘキサンジメタノール類とトリシクロデカンジメタノール類とからなる群より選ばれる少なくとも1種のジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を含む、[1]~[10]のいずれか1に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[12] [1]~[11]のいずれか1に記載のポリカーボネート樹脂組成物を成形して得られる、ポリカーボネート樹脂成形品。
[13] 前記ポリカーボネート樹脂組成物を射出成形して得られる[12]に記載のポリカーボネート樹脂成形品。
本発明によれば、耐候性、耐衝撃性および遮光性等のバランスに優れたポリカーボネート樹脂組成物及びそのポリカーボネート樹脂成形品を提供することができる。また、本発明のポリカーボネート樹脂組成物の好ましい態様にあっては、色相、耐熱性または成形性等の種々の物性にも優れたものとなる。
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明はその要旨を超えない限り、以下の内容に限定されるものではない。尚、本明細書において、「~」とはその前後の数値又は物理量を含む表現として用いるものとする。また、本明細書において「置換基」という表現を用いる場合、特に明記しない限りは当該置換基の種類は限定されるものではなく、分子量200までのものを意味するものとする。
〔ポリカーボネート樹脂組成物〕
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、下記式(1)で表される部位を有するジヒドロキシ化合物[以下「ジヒドロキシ化合物(1)」と称す場合がある。]に由来する構造単位を有するポリカーボネート樹脂と、コア・シェル構造からなるエラストマーとを含むポリカーボネート樹脂組成物であって、前記エラストマーのコア層が(メタ)アクリル酸アルキル及び(メタ)アクリル酸からなる群より選ばれる少なくとも1つであることを特徴とする。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、下記式(1)で表される部位を有するジヒドロキシ化合物[以下「ジヒドロキシ化合物(1)」と称す場合がある。]に由来する構造単位を有するポリカーボネート樹脂と、コア・シェル構造からなるエラストマーとを含むポリカーボネート樹脂組成物であって、前記エラストマーのコア層が(メタ)アクリル酸アルキル及び(メタ)アクリル酸からなる群より選ばれる少なくとも1つであることを特徴とする。
ただし、上記式(1)で表される部位が-CH2-O-Hを構成する部位である場合を除く。
本発明は、上記ジヒドロキシ化合物(1)に由来する構造単位を有するポリカーボネート樹脂と、コア・シェル構造からなり、コア層が(メタ)アクリル酸アルキル及び(メタ)アクリル酸からなる群より選ばれる少なくとも1つであるコア・シェル構造からなるエラストマーとをポリカーボネート樹脂組成物に配合することにより、前記特許文献2に記載のポリカーボネート樹脂組成物では得られなかった、耐候性を維持したまま耐衝撃性を向上させるという効果が得られるとの知見に基くものである。
このような優れた改良効果が得られる作用機構の詳細は明らかではないが、特定のポリカーボネート樹脂と特定のコア・シェル構造からなるエラストマーとを選択することによって、シェルとマトリックスである樹脂との相互作用、屈折率差低減による透明性低下抑制またはエラストマーの耐候性によるものと考えられる。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂組成物を厚さ3mmの成形体に成形したときの全光線透過率が、55%以下であることが好ましく、45%以下であることがより好ましい。詳細は後述するが、全光線透過率が該範囲であると、採光性がありながら内部を見え難くする、スモークガラス用途としてのシート若しくはスモークフィルム等の用途、または自動車等のプライバシーガラス若しくは窓ガラス等のガラス代替建材の用途等に適用する上で特に好ましい。また、全光線透過率の下限については上記用途においてはある程度、全光線透過率が高い方が採光性を得るためには好ましいため、5%以上であることが好ましく、10%以上であることがより好ましい。
全光線透過率の測定方法については後掲の実施例において詳述する。全光線透過率は、エラストマーの配合量を多くしたり、各種顔料若しくは染料の配合、又はこれらの組み合わせ等により、制御することができる。
[ポリカーボネート樹脂]
本発明のポリカーボネート樹脂組成物に用いるポリカーボネート樹脂(以下、「本発明のポリカーボネート樹脂」と称す場合がある。)は、下記式(1)で表される部位を有するジヒドロキシ化合物[以下「ジヒドロキシ化合物(1)」と称す場合がある。]に由来する構造単位を有するものである。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物に用いるポリカーボネート樹脂(以下、「本発明のポリカーボネート樹脂」と称す場合がある。)は、下記式(1)で表される部位を有するジヒドロキシ化合物[以下「ジヒドロキシ化合物(1)」と称す場合がある。]に由来する構造単位を有するものである。
ただし、上記式(1)で表される部位が-CH2-O-Hを構成する部位である場合を除く。
本発明のポリカーボネート樹脂は、ジヒドロキシ化合物(1)と炭酸ジエステルとを原料として、エステル交換反応により重縮合させて得ることができる。
<原料>
(ジヒドロキシ化合物)
本発明のポリカーボネート樹脂組成物はジヒドロキシ化合物(1)に由来する構造単位を含むことが好ましい。ジヒドロキシ化合物(1)としては、構造の一部に前記式(1)で表される部位を有するものであれば特に限定されるものではない。
(ジヒドロキシ化合物)
本発明のポリカーボネート樹脂組成物はジヒドロキシ化合物(1)に由来する構造単位を含むことが好ましい。ジヒドロキシ化合物(1)としては、構造の一部に前記式(1)で表される部位を有するものであれば特に限定されるものではない。
具体的には、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール等のオキシアルキレングリコール類、9,9-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレン、9,9-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-3-メチルフェニル]フルオレン、9,9-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-3-イソプロピルフェニル]フルオレン、9,9-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-3-イソブチルフェニル]フルオレン、9,9-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-3-tert-ブチルフェニル]フルオレン、9,9-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-3-シクロヘキシルフェニル]フルオレン、9,9-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-3-フェニルフェニル]フルオレン、9,9-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-3,5-ジメチルフェニル]フルオレン、9,9-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-3-tert-ブチル-6-メチルフェニル]フルオレン、9,9-ビス[4-(3-ヒドロキシ-2,2-ジメチルプロポキシ)フェニル]フルオレン等、側鎖に芳香族基を有し、主鎖に芳香族基に結合したエーテル基を有する化合物、下記式(2)で表されるジヒドロキシ化合物に代表される無水糖アルコール、下記式(3)で表されるスピログリコールおよび下記式(4)で表されるジヒドロキシ化合物、等の環状エーテル構造を有する化合物が挙げられる。
これらのジヒドロキシ化合物(1)の中でも、入手のし易さ、ハンドリング、重合時の反応性または得られるポリカーボネート樹脂の色相の観点からは、ジエチレングリコールまたはトリエチレングリコールが好ましい。また、耐熱性または耐光性の観点からは、下記式(2)に代表される糖アルコール、下記式(3)で表されるスピログリコールまたは下記式(4)で表されるジヒドロキシ化合物等の環状エーテル構造を有するジヒドロキシ化合物が好ましく、下記式(2)で表されるジヒドロキシ化合物に代表される糖アルコールまたは下記式(3)で表されるスピログリコール等の、複数の環からなる環状エーテル構造がより好ましく、その中でも2つの環からなる環状エーテル構造を有するジヒドロキシ化合物が更に好ましい。特に好ましいのは下記式(2)で表されるジヒドロキシ化合物に代表される無水糖アルコールである。これらは得られるポリカーボネート樹脂の要求性能に応じて、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記式(2)で表されるジヒドロキシ化合物としては、例えば、立体異性体の関係にある、イソソルビド、イソマンニドまたはイソイデットが挙げられる。これらは単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらのジヒドロキシ化合物(1)のうち、芳香環構造を有しないジヒドロキシ化合物を用いることが、得られるポリカーボネート樹脂の耐光性の観点から好ましく、中でも植物由来の資源として豊富に存在し、容易に入手可能な種々のデンプンから製造されるソルビトールを脱水縮合して得られるイソソルビドが、入手及び製造のし易さ、耐光性、光学特性、成形性、耐熱性またはカーボンニュートラルの面から最も好ましい。
また、ポリカーボネート樹脂中における全ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位に対する、ジヒドロキシ化合物(1)に由来する構造単位の割合は、10mol%以上であることが好ましく、20mol%以上であることがより好ましく、30mol%以上であることが更に好ましい。一方、ジヒドロキシ化合物(1)に由来する構造単位は、ポリカーボネート樹脂中における全ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位に対して60mol%より少ないことが好ましく、55mol%以下がより好ましい。ジヒドロキシ化合物(1)に由来する構造単位を上記所定量とすることにより、ポリカーボネート樹脂の色調または耐光性等が優れたものとなる。
また、本発明のポリカーボネート樹脂は、柔軟性または延性付与のために、ジヒドロキシ化合物(1)に由来する構造単位に加えて、脂肪族ジヒドロキシ化合物(2つのヒドロキシ基以外が脂肪族炭化水素よりなるジヒドロキシ化合物)に由来する構造単位を含むことが好ましい。ポリカーボネート樹脂において、脂肪族ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を導入するためには、前記ジヒドロキシ化合物(1)と同様に、ポリカーボネート樹脂の原料として脂肪族ジヒドロキシ化合物を用いて共重合すればよい。
脂肪族ジヒドロキシ化合物としては、例えば、直鎖状脂肪族ジヒドロキシ化合物、分岐鎖状脂肪族ジヒドロキシ化合物および脂環式ジヒドロキシ化合物等が挙げられ、これらの中でも脂環式ジヒドロキシ化合物が好ましい。
以下に本発明で用いることができる脂肪族ジヒドロキシ化合物の具体例を挙げるが、以下の脂肪族ジヒドロキシ化合物は1種のみで使用することも、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
直鎖状脂肪族ジヒドロキシ化合物としては、例えば、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,2-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,2-ブタンジオール、1,5-ヘプタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,10-デカンジオールおよび1,12-ドデカンジオール等が挙げられる。分岐鎖状脂肪族ジヒドロキシ化合物としては、例えば、ネオペンチルグリコールおよびヘキシレングリコール等が挙げられる。
脂環式ジヒドロキシ化合物は、環状構造の炭化水素骨格と2つのヒドロキシ基を有する化合物であり、ヒドロキシ基は、環状構造に直接結合していてもよいし、アルキレン基のような置換基を介して環状構造に結合していてもよい。また、環状構造は単環であっても多環であってもよい。
脂環式ジヒドロキシ化合物の好適なものとしては、以下に挙げる5員環構造を有する脂環式ジヒドロキシ化合物または6員環構造を有する脂環式ジヒドロキシ化合物等が好ましい。脂環式ジヒドロキシ化合物として、5員環構造を有する脂環式ジヒドロキシ化合物又は6員環構造を有する脂環式ジヒドロキシ化合物を用い、これらに由来する構造単位をポリカーボネート樹脂に導入することにより、得られるポリカーボネート樹脂の耐熱性を高めることができる。
脂環式ジヒドロキシ化合物の炭素数は通常70以下であることが好ましく、より好ましくは50以下、更に好ましくは30以下である。この炭素数が多いほど、得られるポリカーボネート樹脂の耐熱性が高くなる傾向にあるが、ポリカーボネート樹脂の合成が困難になったり、精製が困難になったり、コストが高くなることがある。一方、脂環式ジヒドロキシ化合物の炭素数が少ないほど、精製しやすく、原料調達が容易である。
5員環構造を有する脂環式ジヒドロキシ化合物としては、例えば、トリシクロデカンジオール類;ペンタシクロペンタデカンジオール類;2,6-デカリンジオール、1,5-デカリンジオールおよび2,3-デカリンジオール等のデカリンジオール類;トリシクロテトラデカンジオール類;トリシクロデカンジメタノール類;ペンタシクロペンタデカンジメタノール類等が挙げられる。
6員環構造を有する脂環式ジヒドロキシ化合物としては、例えば、1,2-シクロヘキサンジオール、1,3-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジオール、2-メチル-1,4-シクロヘキサンジオールおよび2-メチル-1,4-シクロヘキサンジオール等のシクロヘキサンジオール類;4-シクロヘキセン-1,2-ジオール等のシクロへキセンジオール類;2,3-ノルボルナンジオールおよび2,5-ノルボルナンジオール等のノルボルナンジオール類;1,3-アダマンタンジオールおよび2,2-アダマンタンジオール等のアダマンタンジオール類;1,2-シクロヘキサンジメタノール、1,3-シクロヘキサンジメタノールおよび1,4-シクロヘキサンジメタノール等のシクロへキサンジメタノール類;4-シクロヘキセン-1,2-ジオール等のシクロヘキセンジメタノール類;2,3-ノルボルナンジメタノールおよび2,5-ノルボルナンジメタノール等のノルボルナンジメタノール類;1,3-アダマンタンジメタノールおよび2,2-アダマンタンジメタノール等のアダマンタンジメタノール類等が挙げられる。
以上に挙げた脂環式ジヒドロキシ化合物の中でも、シクロヘキサンジメタノール類、トリシクロデカンジメタノール類、アダマンタンジオール類またはペンタシクロペンタデカンジメタノール類が好ましく、シクロヘキサンジメタノール類またはトリシクロデカンジメタノールが特に好ましい。
シクロヘキサンジメタノール類を用いると、得られるポリカーボネート樹脂の柔軟性または延性が特に高まる傾向にある。また、トリシクロデカンジメタノール類を用いると、得られるポリカーボネート樹脂が表面硬度と延性とのバランスに優れたものとなる傾向にある。シクロヘキサンジメタノール類の中では1,4-シクロヘキサンジメタノールが好ましい。
ポリカーボネート樹脂が、ジヒドロキシ化合物(1)に由来する構造単位と、脂環式ジヒドロキシ化合物等の脂肪族ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位との両方を含むことにより、ポリカーボネート樹脂の透明性または耐衝撃性を改善することができるだけではなく、柔軟性、耐熱性または成形性等、種々の物性を改善する効果を得ることも可能である。
本発明のポリカーボネート樹脂における脂環式ジヒドロキシ化合物等の脂肪族ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位の割合が少な過ぎるとポリカーボネート樹脂組成物としたときにポリカーボネート樹脂中でのエラストマーの分散性が悪くなり、耐面衝撃性の改良効果が得られにくく、ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度が高くなる傾向にある。
一方、本発明のポリカーボネート樹脂における脂環式ジヒドロキシ化合物等の脂肪族ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位の割合が多過ぎると、ポリカーボネート樹脂の還元粘度が高くなり、成形する際の流動性が低下し、生産性または成形性が悪くなるおそれがある。
特に、ポリカーボネート樹脂中における全ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位に対する脂肪族ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を20mol%以上とすることにより、ポリカーボネート樹脂組成物としたときの光反射率または耐衝撃性が優れたものとなる。
ポリカーボネート樹脂中における、全ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位に対する、脂環式ジヒドロキシ化合物等の脂肪族ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位の割合は、20mol%以上が好ましく、40mol%以上がより好ましく、45mol%以上が更に好ましい。
一方、ポリカーボネート樹脂中における全ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位に対する脂環式ジヒドロキシ化合物等の脂肪族ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位は、好ましくは90mol%以下、より好ましくは80mol%以下、更に好ましくは70mol%以下である。
尚、本発明のポリカーボネート樹脂においては、ジヒドロキシ化合物(1)に由来する構造単位と、脂肪族ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位とのいずれとも解される構造単位が含まれうる。このような構造単位を含有する場合、少なくともジヒドロキシ化合物(1)に由来する構造単位を有することの条件を満たした上で、ジヒドロキシ化合物(1)に由来する構造単位とも、脂環式ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位とも解されうる構造単位を任意に位置づければよい。
本発明のポリカーボネート樹脂は、ジヒドロキシ化合物(1)及び脂肪族ジヒドロキシ化合物以外のジヒドロキシ化合物(以下、「その他のジヒドロキシ化合物」と称することがある。)に由来する構造単位を含んでいてもよい。
その他のジヒドロキシ化合物としてより具体的には、例えば、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]、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3,5-ジメチルフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3,5-ジエチルフェニル)プロパン、2,2-ビス[4-ヒドロキシ-(3,5-ジフェニル)フェニル]プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3,5-ジブロモフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ペンタン、2,4’-ジヒドロキシ-ジフェニルメタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4-ヒドロキシ-5-ニトロフェニル)メタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)エタン、3,3-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ペンタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルホン、2,4’-ジヒドロキシジフェニルスルホン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルフィド、4,4’-ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’-ジヒドロキシ-3,3’-ジクロロジフェニルエーテル、9,9-ビス(4-ヒドロキシフェニル)フルオレンおよび9,9-ビス(4-ヒドロキシ-2-メチルフェニル)フルオレン等の芳香族ビスフェノール類が挙げられる。
ただし、ポリカーボネート樹脂の耐光性の観点からはその他のジヒドロキシ化合物としては、分子構造内に芳香環構造を有さないものが好ましい。これらその他のジヒドロキシ化合物についても、得られるポリカーボネート樹脂の要求性能に応じて、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明のポリカーボネート樹脂がその他のジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を含む場合、その他のジヒドロキシ化合物に由来する構造単位の、ポリカーボネート樹脂中の全ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位に対する割合は、好ましくは40mol%以下、より好ましくは30mol%以下、更に好ましくは20mol%以下、特に好ましくは10mol%以下である。
本発明のポリカーボネート樹脂の製造に用いるジヒドロキシ化合物は、還元剤、抗酸化剤、脱酸素剤、光安定剤、制酸剤、pH安定剤または熱安定剤等の安定剤を含んでいてもよく、特に酸性下ではジヒドロキシ化合物が変質しやすいことから、塩基性安定剤を含むことが好ましい。
塩基性安定剤としては、例えば、長周期型周期表(Nomenclature of Inorganic Chemistry IUPAC Recommendations 2005)における1族又は2族の金属の水酸化物、炭酸塩、リン酸塩、亜リン酸塩、次亜リン酸塩、硼酸塩および脂肪酸塩、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルエチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルメチルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリブチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリブチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、テトラフェニルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリフェニルアンモニウムヒドロキシド、メチルトリフェニルアンモニウムヒドロキシドおよびブチルトリフェニルアンモニウムヒドロキシド等の塩基性アンモニウム化合物、並びに4-アミノピリジン、2-アミノピリジン、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン、4-ジエチルアミノピリジン、2-ヒドロキシピリジン、2-メトキシピリジン、4-メトキシピリジン、2-ジメチルアミノイミダゾール、2-メトキシイミダゾール、イミダゾール、2-メルカプトイミダゾール、2-メチルイミダゾールおよびアミノキノリン等のアミン系化合物が挙げられる。その中でも、その効果と後述する蒸留除去のしやすさから、ナトリウム若しくはカリウムのリン酸塩、または亜リン酸塩が好ましく、中でもリン酸水素2ナトリウムまたは亜リン酸水素2ナトリウムが好ましい。
これら塩基性安定剤のジヒドロキシ化合物中の含有量に特に制限はないが、少なすぎるとジヒドロキシ化合物の変質を防止する効果が得られない可能性があり、多すぎるとジヒドロキシ化合物の変性を招く場合があるので、通常、ジヒドロキシ化合物に対して、0.0001重量%~1重量%であることが好ましく、より好ましくは0.001重量%~0.1重量%である。
また、これら塩基性安定剤を含有したジヒドロキシ化合物をポリカーボネート樹脂の製造原料として用いると、塩基性安定剤自体が重合触媒となり、重合速度または品質の制御が困難になるだけでなく、初期色相の悪化を招き、結果的に得られるポリカーボネート樹脂成形品の耐光性を悪化させるため、ポリカーボネート樹脂の製造原料として使用する前に塩基性安定剤をイオン交換樹脂または蒸留等で除去することが好ましい。
また、ジヒドロキシ化合物がイソソルビド等、環状エーテル構造を有する場合には、酸素によって徐々に酸化されやすいので、保管または製造時には、酸素による分解を防ぐため、水分が混入しないようにし、また、脱酸素剤等を用いたり、窒素雰囲気下で取り扱うことが好ましい。イソソルビドが酸化されると、蟻酸等の分解物が発生する場合がある。例えば、これら分解物を含むイソソルビドをポリカーボネート樹脂の製造原料として使用すると、得られるポリカーボネート樹脂の着色を招く可能性があり、また、物性を著しく劣化させる可能性があるだけではなく、重合反応に影響を与え、高分子量の重合体が得られないことがある。
上記酸化分解物を含まないジヒドロキシ化合物を得るために、また、前述の塩基性安定剤を除去するためには、ジヒドロキシ化合物の蒸留精製を行うことが好ましい。この場合の蒸留とは単蒸留であっても、連続蒸留であってもよく、特に限定されない。蒸留の条件としてはアルゴンまたは窒素等の不活性ガス雰囲気において、減圧下で蒸留を実施することが好ましく、熱による変性を抑制するためには、好ましくは250℃以下、より好ましくは200℃以下、特に好ましくは180℃以下の条件で行うことが好ましい。
このような蒸留精製で、本発明で用いるジヒドロキシ化合物中の蟻酸含有量を好ましくは20重量ppm以下、より好ましくは10重量ppm以下、特に好ましくは5重量ppm以下にすることにより、ポリカーボネート樹脂製造時の重合反応性を損なうことなく、色相または熱安定性に優れたポリカーボネート樹脂の製造が可能となる。蟻酸含有量の測定はイオンクロマトグラフィーで行う。
(炭酸ジエステル)
本発明のポリカーボネート樹脂は、上述したジヒドロキシ化合物(1)を含むジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルを原料として、エステル交換反応により重縮合させて得ることができる。
本発明のポリカーボネート樹脂は、上述したジヒドロキシ化合物(1)を含むジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルを原料として、エステル交換反応により重縮合させて得ることができる。
用いられる炭酸ジエステルとしては、通常、下記式(5)で表されるものが挙げられる。これらの炭酸ジエステルは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
上記式(5)において、A1及びA2は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の炭素数1~炭素数18の脂肪族炭化水素基、又は、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素基である。A1及びA2は、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素基であることが好ましく、無置換の芳香族炭化水素基であることがより好ましい。
前記式(5)で表される炭酸ジエステルとしては、例えば、ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート等の置換ジフェニルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートおよびジ-t-ブチルカーボネート等が挙げられる。これらの中でも、好ましくはジフェニルカーボネートまたは置換ジフェニルカーボネートであり、特に好ましくはジフェニルカーボネートである。
なお、炭酸ジエステルは、塩化物イオン等の不純物を含む場合があり、これらの不純物が重合反応を阻害したり、得られるポリカーボネート樹脂の色相を悪化させたりする場合があるため、必要に応じて、蒸留等により精製したものを使用することが好ましい。
<エステル交換反応触媒>
本発明のポリカーボネート樹脂は、通常、ジヒドロキシ化合物(1)を含むジヒドロキシ化合物と前記式(5)で表される炭酸ジエステルとをエステル交換反応させて製造される。より詳細には、ジヒドロキシ化合物(1)を含むジヒドロキシ化合物と前記式(5)で表される炭酸ジエステルとをエステル交換反応により重縮合し、副生するモノヒドロキシ化合物等を系外に除去することによって得られる。この場合、通常、エステル交換反応触媒存在下でエステル交換反応により重縮合を行う。
本発明のポリカーボネート樹脂は、通常、ジヒドロキシ化合物(1)を含むジヒドロキシ化合物と前記式(5)で表される炭酸ジエステルとをエステル交換反応させて製造される。より詳細には、ジヒドロキシ化合物(1)を含むジヒドロキシ化合物と前記式(5)で表される炭酸ジエステルとをエステル交換反応により重縮合し、副生するモノヒドロキシ化合物等を系外に除去することによって得られる。この場合、通常、エステル交換反応触媒存在下でエステル交換反応により重縮合を行う。
本発明のポリカーボネート樹脂の製造時に使用し得るエステル交換反応触媒(以下、単に「触媒」、「重合触媒」と言うことがある)は、特に透明性または色相に影響を与え得る。
用いられる触媒としては、製造されたポリカーボネート樹脂の耐光性、透明性、色相、耐熱性、熱安定性、及び機械的強度のうち、とりわけて耐光性を満足させ得るものであれば、限定されないが、例えば、長周期型周期表における1族又は2族(以下、単に「1族」、「2族」と表記する。)の金属化合物、並びに塩基性ホウ素化合物、塩基性リン化合物、塩基性アンモニウム化合物およびアミン系化合物等の塩基性化合物が挙げられる。好ましくは1族金属化合物及び/又は2族金属化合物が使用される。
1族金属化合物及び/又は2族金属化合物と共に、補助的に、塩基性ホウ素化合物、塩基性リン化合物、塩基性アンモニウム化合物またはアミン系化合物等の塩基性化合物を併用することも可能であるが、1族金属化合物及び/又は2族金属化合物のみを使用することが特に好ましい。
また、1族金属化合物及び/又は2族金属化合物の形態としては、通常、水酸化物、又は炭酸塩、カルボン酸塩若しくはフェノール塩といった塩の形態で用いられるが、入手のし易さまたは取扱いの容易さから、水酸化物、炭酸塩または酢酸塩が好ましく、色相または重合活性の観点からは酢酸塩が好ましい。
1族金属化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化セシウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素リチウム、炭酸水素セシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸セシウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸リチウム、酢酸セシウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸セシウム、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素カリウム、水素化ホウ素リチウム、水素化ホウ素セシウム、フェニル化ホウ素ナトリウム、フェニル化ホウ素カリウム、フェニル化ホウ素リチウム、フェニル化ホウ素セシウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、安息香酸リチウム、安息香酸セシウム、リン酸水素2ナトリウム、リン酸水素2カリウム、リン酸水素2リチウム、リン酸水素2セシウム、フェニルリン酸2ナトリウム、フェニルリン酸2カリウム、フェニルリン酸2リチウム、フェニルリン酸2セシウム、ナトリウム、カリウム、リチウム、セシウムのアルコレート、フェノレート、ビスフェノールAの2ナトリウム塩、2カリウム塩、2リチウム塩および2セシウム塩等が挙げられ、中でもリチウム化合物が好ましい。
2族金属化合物としては、例えば、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化マグネシウム、水酸化ストロンチウム、炭酸水素カルシウム、炭酸水素バリウム、炭酸水素マグネシウム、炭酸水素ストロンチウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸ストロンチウム、酢酸カルシウム、酢酸バリウム、酢酸マグネシウム、酢酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸マグネシウムおよびステアリン酸ストロンチウム等が挙げられる。これらの中でもマグネシウム化合物、カルシウム化合物またはバリウム化合物が好ましく、重合活性と得られるポリカーボネート樹脂の色相の観点から、マグネシウム化合物及び/又はカルシウム化合物が更に好ましく、最も好ましくはカルシウム化合物である。
塩基性ホウ素化合物としては、例えば、テトラメチルホウ素、テトラエチルホウ素、テトラプロピルホウ素、テトラブチルホウ素、トリメチルエチルホウ素、トリメチルベンジルホウ素、トリメチルフェニルホウ素、トリエチルメチルホウ素、トリエチルベンジルホウ素、トリエチルフェニルホウ素、トリブチルベンジルホウ素、トリブチルフェニルホウ素、テトラフェニルホウ素、ベンジルトリフェニルホウ素、メチルトリフェニルホウ素およびブチルトリフェニルホウ素等のナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、カルシウム塩、バリウム塩、マグネシウム塩、並びにストロンチウム塩等が挙げられる。
塩基性リン化合物としては、例えば、トリエチルホスフィン、トリ-n-プロピルホスフィン、トリイソプロピルホスフィン、トリ-n-ブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィンおよび四級ホスホニウム塩等が挙げられる。
塩基性アンモニウム化合物としては、例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルエチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルメチルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリブチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリブチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、テトラフェニルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリフェニルアンモニウムヒドロキシド、メチルトリフェニルアンモニウムヒドロキシドおよびブチルトリフェニルアンモニウムヒドロキシド等が挙げられる。
アミン系化合物としては、例えば、4-アミノピリジン、2-アミノピリジン、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン、4-ジエチルアミノピリジン、2-ヒドロキシピリジン、2-メトキシピリジン、4-メトキシピリジン、2-ジメチルアミノイミダゾール、2-メトキシイミダゾール、イミダゾール、2-メルカプトイミダゾール、2-メチルイミダゾールおよびアミノキノリン等が挙げられる。
上記の中でも、リチウム化合物及び長周期型周期表第2族の金属化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属化合物を触媒として用いるのが、得られるポリカーボネート樹脂の透明性、色相または耐光性等の種々の物性を優れたものとするために好ましい。
また、本発明のポリカーボネート樹脂の透明性、色相または耐光性を特に優れたものとするために、触媒が、マグネシウム化合物及びカルシウム化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属化合物であるのが好ましい。
上記重合触媒の使用量は、重合に使用した全ジヒドロキシ化合物1mol当たり0.1μmol~300μmolであることが好ましく、更に好ましくは0.5μmol~100μmolである。中でもリチウム及び長周期型周期表における2族からなる群より選ばれた少なくとも1種の金属を含む化合物を用いる場合、特にはマグネシウム化合物及び/又はカルシウム化合物を用いる場合は、金属量として、前記全ジヒドロキシ化合物1mol当たり、好ましくは0.1μmol以上、更に好ましくは0.5μmol以上、特に好ましくは0.7μmol以上とする。また上限としては、好ましくは20μmol、更に好ましくは10μmol、特に好ましくは3μmol、最も好ましくは2.0μmolである。
重合触媒の使用量が少なすぎると、重合速度が遅くなるため結果的に所望の分子量のポリカーボネート樹脂を得ようとすると、重合温度を高くせざるを得なくなり、得られたポリカーボネート樹脂の色相または耐光性が悪化したり、未反応の原料が重合途中で揮発してジヒドロキシ化合物(1)を含むジヒドロキシ化合物と前記式(5)で表される炭酸ジエステルのmol比率が崩れ、所望の分子量に到達しない可能性がある。一方、重合触媒の使用量が多すぎると、得られるポリカーボネート樹脂の色相の悪化を招き、ポリカーボネート樹脂の耐光性が悪化する可能性がある。
<ポリカーボネート樹脂の製造方法>
本発明のポリカーボネート樹脂は、ジヒドロキシ化合物(1)を含むジヒドロキシ化合物と前記式(5)の炭酸ジエステルとをエステル交換反応により重縮合させることによって得られるが、原料であるジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルは、エステル交換反応前に均一に混合することが好ましい。
本発明のポリカーボネート樹脂は、ジヒドロキシ化合物(1)を含むジヒドロキシ化合物と前記式(5)の炭酸ジエステルとをエステル交換反応により重縮合させることによって得られるが、原料であるジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルは、エステル交換反応前に均一に混合することが好ましい。
混合の温度は通常80℃以上であることが好ましく、より好ましくは90℃以上であり、その上限は通常250℃以下であることが好ましく、より好ましくは200℃以下、更に好ましくは150℃以下である。中でも95℃以上120℃以下が好ましい。混合の温度が低すぎると溶解速度が遅かったり、溶解度が不足する可能性があり、しばしば固化等の不具合を招く。混合の温度が高すぎるとジヒドロキシ化合物の熱劣化を招く場合があり、結果的に得られるポリカーボネート樹脂の色相が悪化し、耐光性に悪影響を及ぼす可能性がある。
また、ジヒドロキシ化合物(1)を含むジヒドロキシ化合物と前記式(5)で表される炭酸ジエステルとを混合する操作は、酸素濃度が好ましくは10体積%以下、より好ましくは0.0001体積%~10体積%、更に好ましくは0.0001体積%~5体積%、特に好ましくは0.0001体積%~1体積%の雰囲気下で行うことが、得られるポリカーボネート樹脂の色相悪化防止の観点から好ましい。
前記式(5)で表される炭酸ジエステルは、反応に用いるジヒドロキシ化合物(1)を含むジヒドロキシ化合物に対して、0.90~1.20のmol比率で用いることが好ましく、さらに好ましくは0.95~1.10のmol比率である。
このmol比率が小さ過ぎると、製造されたポリカーボネート樹脂の末端水酸基が増加して、ポリカーボネート樹脂の熱安定性が悪化し、成形時に着色を招いたり、エステル交換反応の速度が低下したり、所望する高分子量体が得られない可能性がある。
また、このmol比率が大き過ぎると、エステル交換反応の速度が低下したり、所望とする分子量のポリカーボネート樹脂の製造が困難となる場合がある。エステル交換反応速度の低下は、重合反応時の熱履歴を増大させ、結果的に得られたポリカーボネート樹脂の色相または耐光性を悪化させる可能性がある。
また、このmol比率が大き過ぎると、エステル交換反応の速度が低下したり、所望とする分子量のポリカーボネート樹脂の製造が困難となる場合がある。エステル交換反応速度の低下は、重合反応時の熱履歴を増大させ、結果的に得られたポリカーボネート樹脂の色相または耐光性を悪化させる可能性がある。
更には、ジヒドロキシ化合物(1)を含むジヒドロキシ化合物に対する、前記式(5)で表される炭酸ジエステルのmol比率が増大すると、得られるポリカーボネート樹脂中の残存炭酸ジエステル量が増加し、これらが紫外線を吸収してポリカーボネート樹脂の耐光性が悪くなる傾向にある。
本発明のポリカーボネート樹脂に残存する炭酸ジエステルの濃度は、好ましくは200重量ppm以下、更に好ましくは100重量ppm以下、特に好ましくは60重量ppm以下、中でも30重量ppm以下が好適である。ただし、現実的にポリカーボネート樹脂は未反応の炭酸ジエステルを含むことがあり、ポリカーボネート樹脂中の未反応の炭酸ジエステル濃度の下限値は通常1重量ppmである。
本発明において、ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとを重縮合させる方法は、上述の触媒存在下、通常、複数の反応器を用いて多段階で実施される。反応の形式は、バッチ式若しくは連続式、またはバッチ式と連続と式の組み合わせのいずれの方法でもよい。
重合条件としては、重合初期においては、相対的に低温および低真空でプレポリマーを得、重合後期においては相対的に高温および高真空で所定の値まで分子量を上昇させることが好ましいが、各分子量段階でのジャケット温度と内温、反応系内の圧力を適切に選択することが、得られるポリカーボネート樹脂の色相または耐光性の観点から重要である。例えば、重合反応が所定の値に到達する前に温度、圧力のどちらか一方でも早く変化させすぎると、未反応のモノマーが留出し、ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルのmol比を狂わせ、重合速度の低下を招いたりすることがある。
更には、留出するモノマーの量を抑制するために、重合反応器に還流冷却器を用いることは有効であり、特に未反応モノマー成分が多い重合初期の反応器でその効果は大きい。還流冷却器に導入される冷媒の温度は使用するモノマーに応じて適宜選択することができるが、通常、還流冷却器に導入される冷媒の温度は該還流冷却器の入口において45℃~180℃であることが好ましく、より好ましくは80℃~150℃、特に好ましくは100℃~130℃である。還流冷却器に導入される冷媒の温度が高すぎると還流量が減り、その効果が低下し、低すぎると、本来留去すべきモノヒドロキシ化合物の留去効率が低下する傾向にある。冷媒としては、例えば、温水、蒸気および熱媒オイル等が挙げられ、蒸気または熱媒オイルが好ましい。
重合速度を適切に維持し、モノマーの留出を抑制しながら、最終的に得られるポリカーボネート樹脂の色相、熱安定性または耐光性等を損なわないようにするためには、前述の触媒の種類および量の選定が重要である。
本発明のポリカーボネート樹脂は、触媒を用いて、複数の反応器を用いて多段階で重合させて製造することが好ましい。これは、重合を複数の反応器で実施する理由は、重合反応初期においては、反応液中に含まれるモノマーが多いために、必要な重合速度を維持しつつ、モノマーの揮散を抑制してやることが重要であるためである。また、重合反応後期においては、平衡を重合側にシフトさせるために、副生するモノヒドロキシ化合物を十分留去させることが重要になるためである。このように、異なった重合反応条件を設定するには、直列に配置された複数の重合反応器を用いることが、生産効率の観点から好ましい。
本発明のポリカーボネート樹脂の製造に好適に使用される反応器は、上述の通り、少なくとも2つ以上であることが好ましく、生産効率等の観点からは、より好ましくは3つ以上、更に好ましくは3~5つ、特に好ましくは4つである。本発明において、反応器が2つ以上であれば、その反応器中で、更に条件の異なる反応段階を複数持たせる、連続的に温度・圧力を変えていく等してもよい。
本発明において、重合触媒は原料調製槽または原料貯槽に添加することもできるし、重合槽に直接添加することもできるが、供給の安定性、重合の制御の観点からは、重合槽に供給される前の原料ラインの途中に触媒供給ラインを設置し、好ましくは水溶液で供給する。
重合反応の温度は、低すぎると生産性の低下または製品への熱履歴の増大を招き、高すぎるとモノマーの揮散を招くだけでなく、得られるポリカーボネート樹脂の分解または着色を助長する可能性がある。
重合反応は、具体的には、例えば、第1段目の反応は、重合反応器の内温の最高温度として、好ましくは140~270℃、より好ましくは180~240℃、更に好ましくは200~230℃、圧力は絶対圧力として、好ましくは110~10kPa、より好ましくは70~5kPa、更に好ましくは30~1kPa、反応時間は好ましくは0.1~10時間、より好ましくは0.5~3時間で、発生するモノヒドロキシ化合物を反応系外へ留去しながら実施する。
第2段目以降の反応は、反応系の圧力を第1段目の圧力から徐々に下げ、引き続き発生するモノヒドロキシ化合物を反応系外へ除きながら、最終的には反応系の圧力(絶対圧力)を好ましくは200Pa以下にして、重合反応器の内温の最高温度を好ましくは210℃~270℃、より好ましくは220℃~250℃で、通常好ましくは0.1時間~10時間、より好ましくは1時間~6時間、特に好ましくは0.5時間~3時間行う。
特に、得られるポリカーボネート樹脂の着色または熱劣化を抑制し、色相または耐光性の良好なポリカーボネート樹脂を得るには、全反応段階における内温の最高温度が250℃未満であることが好ましく、特に225℃~245℃であることがより好ましい。また、重合反応後半の重合速度の低下を抑止し、熱履歴による劣化を最小限に抑えるためには、重合の最終段階でプラグフロー性および界面更新性に優れた横型反応器を使用することが好ましい。
得られるポリカーボネート樹脂の高分子量化を図るために、重合温度を高く、重合時間を長くし過ぎると、透明性または色相が悪くなる傾向にある。
副生したモノヒドロキシ化合物は、資源有効活用の観点から、必要に応じ精製を行った後、炭酸ジフェニルまたはビスフェノールA等の原料として再利用することが好ましい。
なお、前記式(5)で表される炭酸ジエステルとして、ジフェニルカーボネートまたはジトリルカーボネート等の置換ジフェニルカーボネートを用いてポリカーボネート樹脂を製造する場合は、フェノールまたは置換フェノールが副生し、ポリカーボネート樹脂中に残存することは避けられないが、フェノールまたは置換フェノールも芳香環を有することから紫外線を吸収し、耐光性の悪化要因になる場合があるだけでなく、成形時の臭気の原因となる場合がある。
ポリカーボネート樹脂中には、通常のバッチ反応後は1000重量ppm以上の副生フェノール等の芳香環を有する芳香族モノヒドロキシ化合物が含まれているが、耐光性または臭気低減の観点からは、脱揮性能に優れた横型反応器または真空ベント付の押出機を用いて、ポリカーボネート樹脂中の芳香族モノヒドロキシ化合物の含有量を好ましくは700重量ppm以下、更に好ましくは500重量ppm以下、特には300重量ppm以下にすることが好ましい。
ただし、工業的に完全に芳香族モノヒドロキシ化合物を除去することは困難であり、ポリカーボネート樹脂中の芳香族モノヒドロキシ化合物の含有量の下限は通常1重量ppmである。尚、これら芳香族モノヒドロキシ化合物は、用いる原料により、当然置換基を有していてもよく、例えば、炭素数が5以下であるアルキル基等を有していてもよい。
また、1族金属、中でもリチウム、ナトリウム、カリウムまたはセシウム、特にはナトリウム、カリウムまたはセシウムは、使用する触媒からのみではなく、原料または反応装置から混入する場合があるが、これらの金属がポリカーボネート樹脂中に多く含まれると色相に悪影響を及ぼす可能性があるため、本発明のポリカーボネート樹脂中のこれらの化合物の合計量は、少ない方が好ましく、ポリカーボネート樹脂中の金属量として、通常1重量ppm以下であることが好ましく、より好ましくは0.8重量ppm以下、更に好ましくは0.7重量ppm以下である。
ポリカーボネート樹脂中の金属量は、従来公知の種々の方法により測定可能である。例えば、湿式灰化等の方法でポリカーボネート樹脂中の金属を回収した後、原子発光、原子吸光またはInductively Coupled Plasma(ICP)等の方法を使用して測定することが出来る。
本発明のポリカーボネート樹脂は、上述の通り重縮合後、通常、冷却固化させ、回転式カッター等でペレット化される。ペレット化の方法は限定されるものではないが、例えば、最終重合反応器から溶融状態で抜き出し、ストランドの形態で冷却固化させてペレット化させる方法、最終重合反応器から溶融状態で一軸又は二軸の押出機に樹脂を供給し、溶融押出しした後、冷却固化させてペレット化させる方法、および最終重合反応器から溶融状態で抜き出し、ストランドの形態で冷却固化させて一旦ペレット化させた後に、再度一軸又は二軸の押出機に樹脂を供給し、溶融押出しした後、冷却固化させてペレット化させる方法等が挙げられる。
その際、押出機中で、残存モノマーを減圧脱揮することが出来、また通常知られている、熱安定剤、中和剤、紫外線吸収剤、離型剤、着色剤、帯電防止剤、滑剤、潤滑剤、可塑剤、相溶化剤または難燃剤等を添加、混練することも出来る。
押出機中の、溶融混練温度は、ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度または分子量に依存するが、通常好ましくは150℃~300℃、より好ましくは200℃~270℃、更に好ましくは230℃~260℃である。溶融混練温度を150℃以上とすることにより、ポリカーボネート樹脂の溶融粘度を抑え、押出機への負荷を低減させて、生産性を向上する。300℃以下とすることにより、ポリカーボネート樹脂の熱劣化を防ぎ、分子量の低下による機械的強度の低下若しくは着色、またはガスの発生を抑制することができる。
本発明のポリカーボネート樹脂を製造する際には、異物の混入を防止するため、フィルターを設置することが好ましい。フィルターの設置位置は押出機の下流側が好ましく、フィルターの異物除去の大きさ(目開き)は、99%除去の濾過精度として100μm以下が好ましい。特に、フィルム用途等で微少な異物の混入を嫌う場合は、濾過精度40μm以下が好ましく、さらには10μm以下が好ましい。
本発明のポリカーボネート樹脂の押出は、押出後の異物混入を防止するために、好ましくはJISB 9920(2002年)に定義されるクラス7、更に好ましくはクラス6より清浄度の高いクリーンルーム中で実施することが好ましい。
また、押出されたポリカーボネート樹脂を冷却しチップ化する際は、空冷または水冷等の冷却方法を使用するのが好ましい。空冷の際に使用する空気は、ヘパフィルター等で空気中の異物を事前に取り除いた空気を使用し、空気中の異物の再付着を防ぐことが好ましい。水冷を使用する際は、イオン交換樹脂等で水中の金属分を取り除き、さらにフィルターにて、水中の異物を取り除いた水を使用することが好ましい。用いるフィルターの目開きは、99%除去の濾過精度として10μm~0.45μmであることが好ましい。
<ポリカーボネート樹脂の物性>
本発明のポリカーボネート樹脂の分子量は、還元粘度で表すことができ、本発明のポリカーボネート樹脂の還元粘度は、通常0.30dL/g以上であることが好ましく、0.35dL/g以上がより好ましく、通常1.20dL/g以下であることが好ましく、1.00dL/g以下がより好ましく、0.80dL/g以下が更に好ましい。
本発明のポリカーボネート樹脂の分子量は、還元粘度で表すことができ、本発明のポリカーボネート樹脂の還元粘度は、通常0.30dL/g以上であることが好ましく、0.35dL/g以上がより好ましく、通常1.20dL/g以下であることが好ましく、1.00dL/g以下がより好ましく、0.80dL/g以下が更に好ましい。
ポリカーボネート樹脂の還元粘度が低すぎると得られる成形品の機械的強度が小さい可能性があり、大きすぎると、本発明のポリカーボネート樹脂組成物を成形する際の流動性が低下し、生産性または成形性を低下させる傾向がある。
尚、ポリカーボネート樹脂の還元粘度は、溶媒として塩化メチレンを用い、ポリカーボネート樹脂濃度を0.6g/dLに精密に調製し、温度20.0℃±0.1℃でウベローデ粘度管を用いて測定する。
更に本発明のポリカーボネート樹脂中の下記式(6)で表される末端基の濃度の下限量は、通常20μeq/gであることが好ましく、より好ましくは40μeq/g、特に好ましくは50μeq/gであり、上限は通常160μeq/gであることが好ましく、より好ましくは140μeq/g、特に好ましくは100μeq/gである。
ポリカーボネート樹脂中の上記式(6)で表される末端基の濃度が高すぎると、重合直後または成形時の色相が良好であっても、紫外線曝露後の色相の悪化を招く可能性があり、逆に低すぎると熱安定性が低下する恐れがある。
上記式(6)で表される末端基の濃度を制御するには、原料であるジヒドロキシ化合物(1)を含むジヒドロキシ化合物と前記式(5)で表される炭酸ジエステルのmol比率を制御する他、エステル交換反応時の触媒の種類若しくは量、重合圧力または重合温度を制御する方法等が挙げられる。
また、本発明のポリカーボネート樹脂中の芳香環に結合した水素のmol数を「X」、芳香環以外に結合したHのmol数を「Y」とした場合、芳香環に結合した水素のmol数の全水素のmol数に対する比率は、X/(X+Y)で表されるが、耐光性には上述のように、紫外線吸収能を有する芳香族環が影響を及ぼす可能性があるため、本発明のポリカーボネート樹脂のX/(X+Y)は0.1以下であることが好ましく、より好ましくは0.05以下、更に好ましくは0.02以下、特に好ましくは0.01以下である。ポリカーボネート樹脂のX/(X+Y)は、1H-NMRで定量することができる。
また、本発明のポリカーボネート樹脂のガラス転移温度は75℃以上、145℃未満であることが好ましく、80℃以上、140℃以下であることがより好ましく、85℃以上、135℃以下であることがさらに好ましい。ガラス転移温度がかかる範囲内のポリカーボネート樹脂を用いることで、優れた耐熱性を有する成形品を提供することができる。
[エラストマー]
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、上述した本発明のポリカーボネート樹脂と、コア・シェル構造からなるエラストマーであり、前記エラストマーのコア層が(メタ)アクリル酸アルキル及び(メタ)アクリル酸からなる群より選ばれる少なくとも1つであるものとを含有することを特徴とする。なお、本明細書において、「コア・シェル構造からなるエラストマー」とは最内層(コア層)とそれを覆う1以上の層(シェル層)から構成され、コア層に対してグラフト共重合可能な単量体成分をシェル層としてグラフト共重合したコア・シェル型グラフト共重合体である。ここで、「(メタ)アクリル酸アルキル」及び「(メタ)アクリル酸」における「(メタ)アクリル」とは「アクリル」と「メタクリル」とを総称するものである。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、上述した本発明のポリカーボネート樹脂と、コア・シェル構造からなるエラストマーであり、前記エラストマーのコア層が(メタ)アクリル酸アルキル及び(メタ)アクリル酸からなる群より選ばれる少なくとも1つであるものとを含有することを特徴とする。なお、本明細書において、「コア・シェル構造からなるエラストマー」とは最内層(コア層)とそれを覆う1以上の層(シェル層)から構成され、コア層に対してグラフト共重合可能な単量体成分をシェル層としてグラフト共重合したコア・シェル型グラフト共重合体である。ここで、「(メタ)アクリル酸アルキル」及び「(メタ)アクリル酸」における「(メタ)アクリル」とは「アクリル」と「メタクリル」とを総称するものである。
本発明で用いるコア・シェル構造からなるエラストマーは、通常、ゴム成分と呼ばれる重合体成分をコア層とし、これと共重合可能な単量体成分をシェル層としてグラフト共重合したコア・シェル型グラフト共重合体が好ましい。
このコア・シェル型グラフト共重合体の製造方法としては、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合などのいずれの製造方法であってもよく、共重合の方式は一段グラフトでも多段グラフトであってもよい。但し、本発明においては通常、市販で入手可能なコア・シェル型エラストマーをそのまま使用することができる。市販で入手可能なコア・シェル型エラストマーは後に例示する。
コア層を形成する重合体成分は、ガラス転移温度が通常0℃以下であることが好ましく、-20℃以下であることがより好ましく、-30℃以下であることが更に好ましい。コア層を形成する重合体成分の具体例としては、(メタ)アクリル酸ブチル重合体、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル重合体および(メタ)アクリル酸ブチル-(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル共重合体などのポリアルキルアクリレート、などを挙げることができる。これらは、単独でも2種以上を混合して使用してもよい。これらの中でも、機械的特性または表面外観の面から、アクリル酸アルキル重合体が好ましい。
なお、例えば、コア層がシリコン・アクリル複合体であるもののように、重合体成分として珪素原子、硫黄原子または窒素原子などを含有する場合には、耐候性または遮光性を劣化させることがあるため本発明のコア層を形成する重合体成分には含めることはできない。
シェル層を構成する、コア層のゴム成分とグラフト共重合可能な単量体成分の具体例としては、芳香族ビニル化合物、シアン化ビニル化合物、(メタ)アクリル酸エステル化合物、(メタ)アクリル酸化合物、グリシジル(メタ)アクリル酸アルキル等のエポキシ基含有(メタ)アクリル酸エステル化合物;マレイミド、N-メチルマレイミドおよびN-フェニルマレイミド等のマレイミド化合物;マレイン酸、フタル酸およびイタコン酸等のα,β-不飽和カルボン酸化合物並びにそれらの無水物(例えば無水マレイン酸等)などが挙げられる。
前記単量体成分は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの中でも、機械的特性または表面外観の面から、芳香族ビニル化合物、シアン化ビニル化合物、(メタ)アクリル酸エステル化合物または(メタ)アクリル酸化合物が好ましく、より好ましくは(メタ)アクリル酸エステル化合物である。
(メタ)アクリル酸エステル化合物の具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシルおよび(メタ)アクリル酸オクチル等が挙げられる。これらの中でも比較的入手しやすい(メタ)アクリル酸メチルまたは(メタ)アクリル酸エチルが好ましく、(メタ)アクリル酸メチルがより好ましい。ここで、「(メタ)アクリル」とはコア層と同様、「アクリル」と「メタクリル」とを総称するものである。
本発明で用いるコア・シェル構造からなるエラストマーは、なかでも(メタ)アクリル酸アルキル重合体及び/又は(メタ)アクリル酸重合体をコア層とし、その周囲に(メタ)アクリル酸エステルを共重合して形成されたシェル層からなる、コア・シェル型グラフト共重合体が特に好ましい。上記コア・シェル型グラフト共重合体において、ゴム成分を40重量%以上含有するものが好ましく、60重量%以上含有するものがさらに好ましい。また、(メタ)アクリル酸エステル成分は、10重量%以上含有するものが好ましい。
これらコア・シェル型グラフト共重合体の好ましい具体例としては、(メタ)アクリル酸アルキル-(メタ)アクリル酸アルキル共合体、(メタ)アクリル酸アルキル-アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体、(メタ)アクリル酸アルキル-アクリルゴム共重合体、(メタ)アクリル酸アルキル-アクリルゴム-スチレン共重合体、(メタ)アクリル酸アルキル-アクリル・ブタジエンゴム共重合体または(メタ)アクリル酸アルキル-アクリル・ブタジエンゴム-スチレン共重合体等が挙げられる。なお、ここで例示したコア・シェル型グラフト共重合体において、コア層の「(メタ)アクリル酸アルキル」は(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチルまたは(メタ)アクリル酸ヘキシル等のアクリル酸に炭素数1~10のアルキル基が置換したものが特に好ましい。
このようなコア・シェル型グラフト共重合体としては、例えば、三菱レイヨン社製の「メタブレン(登録商標)W-450A」等が挙げられる。
これらのコア・シェル型グラフト共重合体等のコア・シェル構造からなるエラストマーは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物では、本発明のポリカーボネート樹脂100重量部に対して、上述のようなコア・シェル構造からなるエラストマーを0.05~50重量部含むことが好ましく、0.1重量部以上含むことがより好ましく、0.5重量部以上含むことが更に好ましく、一方、40重量部以下であることがより好ましく、30重量部以下であることが更に好ましく、25重量部以下であることが特に好ましい。
コア・シェル構造からなるエラストマーの配合量が前記上限値以下であると、成形品の外観または耐熱性の観点で好ましく、一方、配合量が前記下限値以上であると、耐面衝撃性、耐衝撃性の改良効果が向上しやすいために好ましい。
[酸化防止剤]
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は更に酸化防止剤を含有することが好ましい。酸化防止剤を用いる場合には、ポリカーボネート樹脂100重量部に対し、通常0.0001重量部以上1重量部以下であり、好ましくは0.001重量部以上、より好ましくは0.01重量部以上であり、また、通常1重量部以下であることが好ましく、より好ましくは0.5重量部以下、更に好ましくは0.3重量部以下である。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は更に酸化防止剤を含有することが好ましい。酸化防止剤を用いる場合には、ポリカーボネート樹脂100重量部に対し、通常0.0001重量部以上1重量部以下であり、好ましくは0.001重量部以上、より好ましくは0.01重量部以上であり、また、通常1重量部以下であることが好ましく、より好ましくは0.5重量部以下、更に好ましくは0.3重量部以下である。
酸化防止剤の含有量がポリカーボネート樹脂組成物全体に対し、上記下限以上であると成形時の着色抑制効果が良好となる傾向がある。また、酸化防止剤の含有量をポリカーボネート樹脂組成物全体に対し、前記上限以下とすることにより射出成形時における金型への付着物が多くなるのを防ぐとともに、押出成形によりフィルムを成形する際にロールへの付着物が多くなるのを防ぎ、製品の表面外観が損なわれるのを防ぐことができる。
酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、ホスファイト系酸化防止剤及びイオウ系酸化防止剤からなる群より選ばれた少なくとも1種であることが好ましく、フェノール系酸化防止剤及び/又はホスファイト系酸化防止剤が更に好ましい。
フェノール系酸化防止剤としては、例えば、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-ラウリルチオプロピオネート)、グリセロール-3-ステアリルチオプロピオネート、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、4,4’-ビフェニレンジホスフィン酸テトラキス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)および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)ウンデカンなどの化合物が挙げられる。
これらの化合物の中でも、炭素数5以上のアルキル基によって1つ以上置換された芳香族モノヒドロキシ化合物が好ましく、具体的には、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、ペンタエリスリトール-テトラキス{3-(3,5-ジ-t-ブチル-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]または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)ベンゼンなどが好ましく、ペンタエリスリトール-テトラキス{3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネートが更に好ましい。
ホスファイト系酸化防止剤としては、例えば、トリフェニルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイト、トリデシルホスファイト、トリオクチルホスファイト、トリオクタデシルホスファイト、ジデシルモノフェニルホスファイト、ジオクチルモノフェニルホスファイト、ジイソプロピルモノフェニルホスファイト、モノブチルジフェニルホスファイト、モノデシルジフェニルホスファイト、モノオクチルジフェニルホスファイト、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、2,2-メチレンビス(4,6-ジ-tert-ブチルフェニル)オクチルホスファイト、ビス(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトおよびジステアリルペンタエリスリトールジホスファイトなどが挙げられる。
これらの中でも、トリスノニルフェニルホスファイト、トリメチルホスフェート、トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイト、ビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトまたはビス(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が好ましく、トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイトが更に好ましい。
イオウ系酸化防止剤としては、例えば、ジラウリル-3,3’-チオジプロピオン酸エステル、ジトリデシル-3,3’-チオジプロピオン酸エステル、ジミリスチル-3,3’-チオジプロピオン酸エステル、ジステアリル-3,3’-チオジプロピオン酸エステル、ラウリルステアリル-3,3’-チオジプロピオン酸エステル、ペンタエリスリトールテトラキス(3-ラウリルチオプロピオネート)、ビス[2-メチル-4-(3-ラウリルチオプロピオニルオキシ)-5-tert-ブチルフェニル]スルフィド、オクタデシルジスルフィド、メルカプトベンズイミダゾール、2-メルカプト-6-メチルベンズイミダゾールおよび1,1’-チオビス(2-ナフトール)などが挙げられる。上記のうち、ペンタエリスリトールテトラキス(3-ラウリルチオプロピオネート)が好ましい。
[離型剤]
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、離型剤を含むことが好ましい。離型剤としては、特に限定されないが、例えば、高級脂肪酸およびステアリン酸エステルなどが挙げられ、離型性および透明性の観点から離型剤としてより好ましいのはステアリン酸エステルである。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、離型剤を含むことが好ましい。離型剤としては、特に限定されないが、例えば、高級脂肪酸およびステアリン酸エステルなどが挙げられ、離型性および透明性の観点から離型剤としてより好ましいのはステアリン酸エステルである。
ステアリン酸エステルとしては、置換又は無置換の炭素数1~炭素数20の一価又は多価アルコールとステアリン酸との部分エステル又は全エステルが好ましい。かかる一価又は多価アルコールとステアリン酸との部分エステル又は全エステルとしては、エチレングリコールジステアレート、ステアリン酸モノグリセリド、ステアリン酸ジグリセリド、ステアリン酸トリグリセリド、ステアリン酸モノソルビテート、ステアリン酸ステアリル、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールテトラステアレート、プロピレングリコールモノステアレート、ステアリルステアレート、ブチルステアレート、ソルビタンモノステアレートまたは2-エチルヘキシルステアレートなどがより好ましい。なかでも、ステアリン酸モノグリセリド、ステアリン酸トリグリセリド、ペンタエリスリトールテトラステアレートまたはステアリルステアレートが更に好ましく、エチレングリコールジステアレートまたはステアリン酸モノグリセリドが特に好ましい。
高級脂肪酸としては、置換又は無置換の炭素数10~炭素数30の飽和脂肪酸が好ましい。炭素数10~炭素数30の飽和脂肪酸がより好ましく、このような高級脂肪酸としてミリスチン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸およびベヘニン酸などが挙げられる。また、炭素数16~18の飽和脂肪酸が更に好ましい。このような飽和脂肪酸としては、例えば、パルミチン酸およびステアリン酸などが挙げられるが、ステアリン酸が特に好ましい。
これらの離型剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
離型剤を用いる場合には、その配合量はポリカーボネート樹脂100重量部に対し、通常0.001重量部以上であることが好ましく、より好ましくは0.01重量部以上、更に好ましくは0.1重量部以上であり、また、通常2重量部以下であることが好ましく、より好ましくは1重量部以下、更に好ましくは0.5重量部以下である。
離型剤の含有量が過度に多いと成形時に金型付着物が増える場合があり、大量に成形を実施した場合には金型の整備に労力を要する可能性があり、また、得られる成形品に外観不良をきたす可能性がある。ポリカーボネート樹脂組成物中の離型剤の含有量が上記下限以上であると成形時、成形品が金型から離型しやすくなり、成形品が取得しやすいという利点がある。
[その他の樹脂]
本発明のポリカーボネート樹脂組成物には、成形加工性または諸物性のさらなる向上・調整を目的として、ポリカーボネート樹脂以外の樹脂(以下、単に「その他の樹脂」と称することがある。)を使用することも出来る。その他の樹脂の具体例としては、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル、ポリアミド、ポリオレフィン、並びに線状のランダム及びブロック共重合体のようなゴム状改質剤などが挙げられる。尚、ここで言う「ゴム状改質剤」とは本明細書で言うところの「エラストマー」は含まないものとする。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物には、成形加工性または諸物性のさらなる向上・調整を目的として、ポリカーボネート樹脂以外の樹脂(以下、単に「その他の樹脂」と称することがある。)を使用することも出来る。その他の樹脂の具体例としては、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル、ポリアミド、ポリオレフィン、並びに線状のランダム及びブロック共重合体のようなゴム状改質剤などが挙げられる。尚、ここで言う「ゴム状改質剤」とは本明細書で言うところの「エラストマー」は含まないものとする。
その他の樹脂を配合する場合、その配合量としては、本発明のポリカーボネート樹脂組成物全体に対して、1重量%以上、30重量%以下の割合で配合することが好ましく、3重量%以上、20重量%以下の割合で配合することがより好ましく、5重量%以上、10重量%以下の割合で配合することがさらに好ましい。
[充填剤]
本発明の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充填剤、酸性化合物、紫外線吸収助剤、ブルーイング剤、熱安定剤、光安定剤または帯電防止剤などを適宜配合することが可能である。ただし、以下に挙げる成分は使用可能なものの代表例であり、本発明のポリカーボネート樹脂組成物に以下に挙げるもの以外の成分を配合することを妨げるものではない。
本発明の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充填剤、酸性化合物、紫外線吸収助剤、ブルーイング剤、熱安定剤、光安定剤または帯電防止剤などを適宜配合することが可能である。ただし、以下に挙げる成分は使用可能なものの代表例であり、本発明のポリカーボネート樹脂組成物に以下に挙げるもの以外の成分を配合することを妨げるものではない。
本発明の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充填剤を配合することができる。本発明のポリカーボネート樹脂組成物に配合することのできる充填剤としては、例えば、無機充填剤及び有機充填剤が挙げられる。
充填剤の配合量は、ポリカーボネート樹脂組成物全体に対し、0重量%以上100重量%以下であることが好ましい。充填剤の配合量は、より好ましくは50重量%以下、更に好ましくは40重量%以下、特に好ましくは35重量%以下である。充填剤を配合することによりポリカーボネート樹脂組成物の補強効果が得られるが、その配合量が過度に多いと、得られる成形品の外観が悪くなる傾向がある。
無機充填剤としては、例えば、ガラス繊維、ガラスミルドファイバー、ガラスフレーク、ガラスビーズ、シリカ、アルミナ、酸化チタン、硫酸カルシウム粉体、石膏、石膏ウィスカー、硫酸バリウム、タルク、マイカおよびワラストナイトなどの珪酸カルシウム;カーボンブラック、グラファイト、鉄粉、銅粉、二硫化モリブデン、炭化ケイ素、炭化ケイ素繊維、窒化ケイ素、窒化ケイ素繊維、黄銅繊維、ステンレス繊維およびチタン酸カリウム繊維、並びにこれらのウィスカーなどが挙げられる。
これらの中でも、ガラスの繊維状充填剤、ガラスの粉状充填剤、ガラスのフレーク状充填剤;各種ウィスカー、マイカまたはタルクが好ましい。より好ましくは、ガラス繊維、ガラスフレーク、ガラスミルドファイバー、ワラストナイト、マイカまたはタルクであり、特に好ましくはガラス繊維及び/又はタルクである。以上に挙げた無機充填剤は1種のみで用いることもできるが、2種以上を組み合わせて用いることもできる。
ガラス繊維またはガラスミルドファイバーとしては、熱可塑性樹脂に使用されているものであればいずれも使用できるが、特に、無アルカリガラス(Eガラス)よりなるものが好ましい。ガラス繊維の直径は、好ましくは6μm~20μmであり、より好ましくは9μm~14μmである。ガラス繊維の直径が過度に小さいと補強効果が不充分となる傾向がある。また、過度に大きいと、得られる成形品の外観に悪影響を与えやすい。
また、ガラス繊維としては、好ましくは、長さ1mm~6mmにカットされたチョップドストランド、長さ0.01mm~0.5mmに粉砕されて市販されているガラスミルドファイバーが挙げられる。これらは単独又は両者を混合して用いてもよい。
ガラス繊維は、ポリカーボネート樹脂との密着性を向上させるために、アミノシラン若しくはエポキシシランなどのシランカップリング剤等による表面処理、または取扱い性を向上させるために、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂等による集束処理を施して使用してもよい。
ガラスビーズとしては、熱可塑性樹脂に使用されているものであればいずれも使用できる。中でも、無アルカリガラス(Eガラス)よりなるものが好ましい。ガラスビーズは、粒径10μm~50μmの球状のものが好ましい。
ガラスフレークとしては、鱗片状のガラスフレークが挙げられる。ポリカーボネート樹脂組成物に配合後のガラスフレークの最大径は、一般的には1000μm以下であることが好ましく、より好ましくは1μm~500μmであり、且つアスペクト比(最大径と厚みとの比)は通常5以上であることが好ましく、より好ましくは10以上、さらに好ましくは30以上である。
有機充填剤としては、例えば、木粉、竹粉、ヤシ澱粉、クルク粉およびパルプ粉などの粉末状有機充填剤;架橋ポリエステル、ポリスチレン、スチレン・アクリル共重合体および尿素樹脂などのバルン状並びに球状有機充填剤;炭素繊維、合成繊維および天然繊維などの繊維状有機充填剤が挙げられる。
炭素繊維としては、特に限定されず、例えば、アクリル繊維、石油若しくは炭素系特殊ピッチ、セルロース繊維またはリグニン等を原料として焼成によって製造されたものであって、耐炎質、炭素質または黒鉛質などの種々のものが挙げられる。
炭素繊維のアスペクト比(繊維長/繊維径)の平均は、好ましくは10以上であり、より好ましくは50以上である。アスペクト比の平均が過度に小さいと、ポリカーボネート樹脂組成物の導電性、強度、剛性が低下する傾向がある。炭素繊維の径は3μm~15μmであることが好ましく、該範囲のアスペクト比に調整するために、チョップドストランド、ロービングストランドまたはミルドファイバーなどのいずれの形状も使用できる。炭素繊維は、1種又は2種以上混合して用いることができる。
炭素繊維は、本発明のポリカーボネート樹脂組成物の特性を損なわない限りにおいて、ポリカーボネート樹脂との親和性を増すために、例えば、エポキシ処理、ウレタン処理または酸化処理などの表面処理が施されてもよい。
[酸性化合物又はその誘導体]
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は更に酸性化合物又はその誘導体を含有していてもよい。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は更に酸性化合物又はその誘導体を含有していてもよい。
酸性化合物又はその誘導体を使用する場合、酸性化合物又はその誘導体の配合量は、ポリカーボネート樹脂組成物全体に対し、0.00001重量%以上0.1重量%以下であることが好ましく、より好ましくは0.0001重量%以上0.01重量%以下、さらに好ましくは0.0002重量%以上0.001重量%以下である。
酸性化合物又はその誘導体の配合量が前記下限以上であると、射出成形する際に、ポリカーボネート樹脂組成物の射出成形機内の滞留時間が長くなった場合における着色抑制の点で好ましいが、酸性化合物又はその誘導体の配合量が多過ぎると、ポリカーボネート樹脂組成物の耐加水分解性が低下する場合がある。
酸性化合物又はその誘導体としては、例えば、塩酸、硝酸、ホウ酸、硫酸、亜硫酸、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、ポリリン酸、アジピン酸、アスコルビン酸、アスパラギン酸、アゼライン酸、アデノシンリン酸、安息香酸、ギ酸、吉草酸、クエン酸、グリコール酸、グルタミン酸、グルタル酸、ケイ皮酸、コハク酸、酢酸、酒石酸、シュウ酸、p-トルエンスルフィン酸、p-トルエンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、ニコチン酸、ピクリン酸、ピコリン酸、フタル酸、テレフタル酸、プロピオン酸、ベンゼンスルフィン酸、ベンゼンスルホン酸、マロン酸およびマレイン酸などのブレンステッド酸並びにそのエステル類が挙げられる。これらの酸性化合物又はその誘導体の中でも、スルホン酸類又はそのエステル類が好ましく、中でも、p-トルエンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸メチルまたはp-トルエンスルホン酸ブチルが特に好ましい。
これらの酸性化合物又はその誘導体は、上述したポリカーボネート樹脂の重縮合反応において使用される塩基性エステル交換触媒を中和する化合物として、ポリカーボネート樹脂組成物の製造工程において添加することができる。
[紫外線吸収剤]
本発明の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、紫外線吸収剤を配合することができる。紫外線吸収剤の配合量は、紫外線吸収剤の種類に応じて適宜選択することが可能であるが、ポリカーボネート樹脂組成物全体に対して、紫外線吸収剤を0重量%~5重量%配合することが好ましい。
本発明の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、紫外線吸収剤を配合することができる。紫外線吸収剤の配合量は、紫外線吸収剤の種類に応じて適宜選択することが可能であるが、ポリカーボネート樹脂組成物全体に対して、紫外線吸収剤を0重量%~5重量%配合することが好ましい。
ここで、紫外線吸収剤としては、紫外線吸収能を有する化合物であれば特に限定されない。紫外線吸収能を有する化合物としては、例えば、有機化合物および無機化合物が挙げられる。なかでも有機化合物はポリカーボネート樹脂との親和性を確保しやすく、均一に分散しやすいので好ましい。
紫外線吸収能を有する有機化合物の分子量は特に限定されないが、通常200以上であることが好ましく、より好ましくは250以上である。また。通常600以下であることが好ましく、より好ましくは450以下、更に好ましくは400以下である。分子量が過度に小さいと、長期間使用での耐紫外線性能の低下を引き起こす可能性がある。分子量が過度に大きいと、長期間使用での樹脂組成物の透明性低下を引き起こす可能性がある。
好ましい紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、トリアジン系化合物、ベンゾエート系化合物、サリチル酸フェニルエステル系化合物、シアノアクリレート系化合物、マロン酸エステル系化合物およびシュウ酸アニリド系化合物などが挙げられる。なかでも、ベンゾトリアゾール系化合物、ヒドロキシベンゾフェノン系化合物またはマロン酸エステル系化合物が好ましい。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ベンゾトリアゾール系化合物のより具体的な例としては、2-(2’-ヒドロキシ-3’-メチル-5’-ヘキシルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’-t-ブチル-5’-ヘキシルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-t-ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’-メチル-5’-t-オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-5’-t-ドデシルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’-メチル-5’-t-ドデシルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-5’-t-ブチルフェニル)ベンゾトリアゾールおよびメチル-3-(3-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-5-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネートなどが挙げられる。
ベンゾフェノン系化合物としては、例えば、2,2’-ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノンおよび2-ヒドロキシ-4-オクトキシベンゾフェノンなどのヒドロキシベンゾフェノン系化合物などが挙げられる。
マロン酸エステル系化合物としては、例えば、2-(1-アリールアルキリデン)マロン酸エステル類およびテトラエチル-2,2’-(1,4-フェニレン-ジメチリデン)-ビスマロネートなどが挙げられる。
トリアジン系化合物としては、例えば、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-6-(2-ヒドロキシ-4-イソオクチルオキシフェニル)-s-トリアジンおよび2-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-5-[(ヘキシル)オキシ]-フェノール(チバガイギー社製、Tinuvin1577FF)などが挙げられる。尚、難燃剤として先に挙げたトリアジン系化合物は、本明細書においては紫外線吸収剤とはみなさず、難燃剤に分類するものとする。
シアノアクリレート系化合物としては、例えば、エチル-2-シアノ-3,3-ジフェニルアクリレートおよび2’-エチルヘキシル-2-シアノ-3,3-ジフェニルアクリレートなどが挙げられる。
シュウ酸アニリド系化合物としては、例えば、2-エチル-2’-エトキシ-オキサルアニリド(Clariant社製、SanduvorVSU)などが挙げられる。
[ブルーイング剤]
本発明のポリカーボネート樹脂組成物には、ポリカーボネート樹脂または紫外線吸収剤に起因する成形品の黄色味を打ち消すためにブルーイング剤を配合することができる。ブルーイング剤としては、従来、ポリカーボネート樹脂に使用されるものであれば、特に支障なく使用することができる。一般的にはアンスラキノン系染料が入手容易であり好ましい。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物には、ポリカーボネート樹脂または紫外線吸収剤に起因する成形品の黄色味を打ち消すためにブルーイング剤を配合することができる。ブルーイング剤としては、従来、ポリカーボネート樹脂に使用されるものであれば、特に支障なく使用することができる。一般的にはアンスラキノン系染料が入手容易であり好ましい。
具体的なブルーイング剤としては、例えば、一般名Solvent Violet13[CA.No(カラーインデックスNo)60725]、一般名Solvent Violet31[CA.No 68210]、一般名Solvent Violet33[CA.No 60725]、一般名Solvent Blue94[CA.No 61500]、一般名Solvent Violet36[CA.No 68210]、一般名Solvent Blue97[バイエル社製「マクロレックスバイオレットRR」]および一般名Solvent Blue45[CA.No61110]などが代表例として挙げられる。これらのブルーイング剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらブルーイング剤は、通常、ポリカーボネート樹脂組成物全体に対して、0.1×10-5~2×10-4重量%の割合で配合することが好ましい。
[光安定剤]
本発明のポリカーボネート樹脂組成物及びポリカーボネート樹脂成形品の耐光性をさらに向上する目的で、本発明のポリカーボネート樹脂組成物に光安定剤を配合することができる。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物及びポリカーボネート樹脂成形品の耐光性をさらに向上する目的で、本発明のポリカーボネート樹脂組成物に光安定剤を配合することができる。
かかる光安定剤としては、例えば、ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート、ビス-(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)セバケート、ポリ[{6-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)アミノ-1,3,5-トリアジン-2,4-ジイル}{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ}]、N,N’-ビス(3-アミノプロピル)エチレンジアミン-2,4-ビス[N-ブチル-N-(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジルアミノ)-6-クロロ-1,3,5-トリアジン縮合物、ジブチルアミン・1,3,5-トリアジン・N,N’-ビス(2,2,6,6)-テトラメチル-4-ピペリジル-1、6-ヘキサメチレンジアミンおよびN-(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)ブチルアミンの重縮合物などが挙げられる。なかでもビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケートまたはビス-(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)セバケートが好ましい。
このような光安定剤を用いる場合、光安定剤は、本発明のポリカーボネート樹脂組成物全体に対して、0重量%以上、2重量%以下の割合で配合することが好ましく、0.005重量%以上、0.5重量%以下の割合で配合することがより好ましく、0.01重量%以上、0.2重量%以下の割合で配合することが更に好ましい。
前記範囲で光安定剤を配合することにより、ポリカーボネート樹脂組成物表面への光安定剤のブリード、得られる成形品の機械特性低下を生じることなく、本発明のポリカーボネート樹脂組成物を成形した成形品の耐光性を向上することができる。
[その他の添加剤]
本発明の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さらに帯電防止剤を含有することができる。さらに、本発明のポリカーボネート樹脂組成物には、上記以外に、熱安定剤、中和剤、着色剤、滑剤、潤滑剤、可塑剤、相溶化剤または難燃剤等の各種の添加剤を本発明の目的を損なわない範囲で配合してもよい。
本発明の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さらに帯電防止剤を含有することができる。さらに、本発明のポリカーボネート樹脂組成物には、上記以外に、熱安定剤、中和剤、着色剤、滑剤、潤滑剤、可塑剤、相溶化剤または難燃剤等の各種の添加剤を本発明の目的を損なわない範囲で配合してもよい。
[各種添加剤の添加時期・添加方法]
ポリカーボネート樹脂組成物に配合する上述の酸化防止剤、離型剤、充填剤若しくは酸性化合物又はその誘導体、紫外線吸収助剤、ブルーイング剤、熱安定剤、光安定剤あるいは帯電防止剤などの各種の添加剤の添加時期、添加方法は特に限定されない。
ポリカーボネート樹脂組成物に配合する上述の酸化防止剤、離型剤、充填剤若しくは酸性化合物又はその誘導体、紫外線吸収助剤、ブルーイング剤、熱安定剤、光安定剤あるいは帯電防止剤などの各種の添加剤の添加時期、添加方法は特に限定されない。
添加剤の添加時期としては、例えば、エステル交換法でポリカーボネート樹脂を製造した場合は重合反応終了時;さらに、重合法に関わらず、ポリカーボネート樹脂、他の配合剤との混練途中などのポリカーボネート樹脂又はポリカーボネート樹脂組成物が溶融した状態;押出機等を用い、ペレット又は粉末などの固体状態のポリカーボネート樹脂組成物とブレンド・混練する際などが挙げられる。
添加剤の添加方法としては、例えば、ポリカーボネート樹脂に各種成分を直接混合又は混練する方法;少量のポリカーボネート樹脂組成物又は他の樹脂等と各種成分を用いて作成した高濃度のマスターバッチとして添加する方法が挙げられる。
[製造方法]
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、本発明のポリカーボネート樹脂とコア・シェル構造からなるエラストマー、更に必要に応じて配合される他の樹脂または各種の添加剤等の原料とを、同時に、又は任意の順序で、タンブラー、スーパーミキサー、フローター、V型ブレンダー、ナウターミキサー、バンバリーミキサーまたは押出機等で混合することにより製造することができる。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、本発明のポリカーボネート樹脂とコア・シェル構造からなるエラストマー、更に必要に応じて配合される他の樹脂または各種の添加剤等の原料とを、同時に、又は任意の順序で、タンブラー、スーパーミキサー、フローター、V型ブレンダー、ナウターミキサー、バンバリーミキサーまたは押出機等で混合することにより製造することができる。
〔ポリカーボネート樹脂成形品〕
本発明のポリカーボネート樹脂組成物を成形することにより本発明のポリカーボネート樹脂成形品が得られる。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物を成形することにより本発明のポリカーボネート樹脂成形品が得られる。
本発明のポリカーボネート樹脂成形品は、ポリカーボネート樹脂、エラストマー及び必要に応じてその他の樹脂または添加剤等の原料を直接混合し、押出機若しくは射出成形機に投入して成形するか、又は、前記原料を、二軸押出機を用いて溶融混合し、ストランド形状に押出してペレットを作製した後、このペレットを押出機若しくは射出成形機に投入して成形することにより製造することができる。
成形方法は特に限定されず、射出成形法、押出成形法または圧縮成形法等の通常知られている方法を採用することができるが、成形品形状の自由度の観点から射出成形法が好ましい。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物を成形して得られる本発明のポリカーボネート樹脂成形品は、特に耐光性、耐衝撃性に優れることから、電気・電子部品、自動車用部品、シート、ボトル、容器、建材またはガラス窓等のスモークフィルム等の用途に好適に用いることができる。特に、ポリカーボネート樹脂組成物の全光線透過率が55%以下であると、遮光性に優れるため、ガラス窓等のスモークフィルムの用途、または自動車等のプライバシーガラス若しくは窓ガラス等のガラス代替建材の用途等として特に有用である。
なお、一般的に「フィルム」とは、長さ及び幅に比べて暑さが極めて小さく、最大厚さが任意に限定されている薄く平らな製品をいい、通常はロールの形で供給されるものであり、一般的に「シート」とは、JISにおける定義上、薄く、その厚さが長さと幅のわりには小さく平らな製品をいう。
しかし、「シート」と「フィルム」との間の境界は定かではなく、本発明において文言上両者を区別する必要はないので、本発明において「フィルム」と称する場合でも「シート」を含むものとし、「シート」と称する場合でも「フィルム」を含むものとする。前記の「スモークフィルム」の場合も同様である。
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。尚、下記の実施例における各種の製造条件または評価結果の値は、本発明の実施態様における上限または下限の好ましい値としての意味をもつものであり、好ましい範囲は前記した上限または下限の値と下記実施例の値または実施例同士の値との組み合わせで規定される範囲であってもよい。
以下において、ポリカーボネート樹脂及びポリカーボネート樹脂組成物の製造に用いた各原料または添加剤は、以下の略号で示す。
<ジヒドロキシ化合物>
ISB:ロケットフルーレ社製 イソソルビド「POLYSORB」
CHDM:イーストマン社製 1,4-シクロヘキサンジメタノール
<炭酸ジエステル>
DPC:三菱化学社製 ジフェニルカーボネート
ISB:ロケットフルーレ社製 イソソルビド「POLYSORB」
CHDM:イーストマン社製 1,4-シクロヘキサンジメタノール
<炭酸ジエステル>
DPC:三菱化学社製 ジフェニルカーボネート
<エラストマー>
メタブレンW-450A:三菱レイヨン社製 コア・シェル型エラストマー「メタブレン(登録商標)W-450A」(コア層がアクリル酸アルキル重合体、シェル層がメタクリル酸メチルのコア・シェル型グラフト共重合体のエラストマー)
メタブレンC-223A:三菱レイヨン社製 コア・シェル型エラストマー「メタブレン(登録商標)C-223A」(コア層がブタジエン-スチレン共重合体、シェル層がメタクリル酸メチル重合体のコア・シェル型グラフト共重合体のエラストマー)
パラロイドEXL2603:ローム・アンド・ハース・ジャパン社製 コア・シェル型エラストマー「パラロイド(登録商標)EXL2603」(コア層がブタジエン重合体、シェル層がアクリル酸アルキル-メタクリル酸アルキル共重合体のコア・シェル型グラフト共重合体のエラストマー)
メタブレンS-2001:三菱レイヨン社製 コア・シェル型エラストマー「メタブレン(登録商標)S-2001」(コア層がシリコン・アクリル複合体、シェル層がメタクリル酸メチル重合体のコア・シェル型グラフト共重合体のエラストマー)
メタブレンW-450A:三菱レイヨン社製 コア・シェル型エラストマー「メタブレン(登録商標)W-450A」(コア層がアクリル酸アルキル重合体、シェル層がメタクリル酸メチルのコア・シェル型グラフト共重合体のエラストマー)
メタブレンC-223A:三菱レイヨン社製 コア・シェル型エラストマー「メタブレン(登録商標)C-223A」(コア層がブタジエン-スチレン共重合体、シェル層がメタクリル酸メチル重合体のコア・シェル型グラフト共重合体のエラストマー)
パラロイドEXL2603:ローム・アンド・ハース・ジャパン社製 コア・シェル型エラストマー「パラロイド(登録商標)EXL2603」(コア層がブタジエン重合体、シェル層がアクリル酸アルキル-メタクリル酸アルキル共重合体のコア・シェル型グラフト共重合体のエラストマー)
メタブレンS-2001:三菱レイヨン社製 コア・シェル型エラストマー「メタブレン(登録商標)S-2001」(コア層がシリコン・アクリル複合体、シェル層がメタクリル酸メチル重合体のコア・シェル型グラフト共重合体のエラストマー)
<酸化防止剤>
アデカスタブ2112:ADEKA社製 ホスファイト系酸化防止剤「アデカスタブ(登録商標)2112」
アデカスタブAO-60:ADEKA社製 フェノール系酸化防止剤「アデカスタブ(登録商標)AO-60」
アデカスタブ2112:ADEKA社製 ホスファイト系酸化防止剤「アデカスタブ(登録商標)2112」
アデカスタブAO-60:ADEKA社製 フェノール系酸化防止剤「アデカスタブ(登録商標)AO-60」
<離型剤>
S-100A:理研ビタミン社製 ステアリン酸モノグリセリド
S-100A:理研ビタミン社製 ステアリン酸モノグリセリド
また、ポリカーボネート樹脂の物性及びポリカーボネート樹脂組成物の物性は以下の方法で測定及び評価を行った。
[ポリカーボネート樹脂の物性]
1)還元粘度の測定
溶媒として塩化メチレンを用いて溶解し、0.6g/dLの濃度のポリカーボネート樹脂溶液を調製した。森友理化工業社製ウベローデ型粘度管を用いて、温度20.0℃±0.1℃で測定を行い、溶媒の通過時間t0と溶液の通過時間tから次式(i)より相対粘度ηrelを求め、相対粘度から次式(ii)より比粘度ηspを求めた。
ηrel=t/t0 (i)
ηsp=(η-η0)/η0=ηrel-1 (ii)
比粘度を濃度c(g/dL)で割って、還元粘度ηsp/cを求めた。
この値が高いほど分子量が大きい。
1)還元粘度の測定
溶媒として塩化メチレンを用いて溶解し、0.6g/dLの濃度のポリカーボネート樹脂溶液を調製した。森友理化工業社製ウベローデ型粘度管を用いて、温度20.0℃±0.1℃で測定を行い、溶媒の通過時間t0と溶液の通過時間tから次式(i)より相対粘度ηrelを求め、相対粘度から次式(ii)より比粘度ηspを求めた。
ηrel=t/t0 (i)
ηsp=(η-η0)/η0=ηrel-1 (ii)
比粘度を濃度c(g/dL)で割って、還元粘度ηsp/cを求めた。
この値が高いほど分子量が大きい。
[ポリカーボネート樹脂組成物の物性]
<試験片作成方法>
ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを、熱風乾燥機を用いて、80℃で6時間乾燥した。次に、乾燥したポリカーボネート樹脂組成物のペレットを射出成形機(日本製鋼所社製J75EII型)に供給し、樹脂温度240℃、金型温度60℃、成形サイクル40秒間の条件で、射出成形板(幅60mm×長さ60mm×厚さ3mm)及び機械物性用ISO試験片を成形した。
<試験片作成方法>
ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを、熱風乾燥機を用いて、80℃で6時間乾燥した。次に、乾燥したポリカーボネート樹脂組成物のペレットを射出成形機(日本製鋼所社製J75EII型)に供給し、樹脂温度240℃、金型温度60℃、成形サイクル40秒間の条件で、射出成形板(幅60mm×長さ60mm×厚さ3mm)及び機械物性用ISO試験片を成形した。
<物性の評価>
1)耐候試験前後のYI値(1)
(耐候試験前のYI値)
JIS K7105(1981年)に準拠し、分光色差計(日本電色工業社製SE2000)を使用し、C光源透過法にて上記で得られた射出成形板(幅60mm×長さ60mm×厚さ3mm)のイエローインデックス(YI)値を測定した。
(耐候試験後のYI値)
JIS B7753(2007年)に準拠して、スガ試験機社製サンシャインウェザーメーターS80を用いて、サンシャインカーボンアーク(ウルトラロングライフカーボン4対)光源で放電電圧50V、放電電流60Aに設定し、照射及び表面スプレー(降雨)にてブラックパネル温度63℃、相対湿度50%の条件下、上記で得られた射出成形板(幅60mm×長さ60mm×厚さ3mm)の正方形の面に対して、1500時間照射処理を行った。表面スプレー(降雨)時間は、12分/1時間とした。ガラスフィルターはAタイプを用いた。照射処理後、耐候試験前のYI値と同様の方法により測定した。
1)耐候試験前後のYI値(1)
(耐候試験前のYI値)
JIS K7105(1981年)に準拠し、分光色差計(日本電色工業社製SE2000)を使用し、C光源透過法にて上記で得られた射出成形板(幅60mm×長さ60mm×厚さ3mm)のイエローインデックス(YI)値を測定した。
(耐候試験後のYI値)
JIS B7753(2007年)に準拠して、スガ試験機社製サンシャインウェザーメーターS80を用いて、サンシャインカーボンアーク(ウルトラロングライフカーボン4対)光源で放電電圧50V、放電電流60Aに設定し、照射及び表面スプレー(降雨)にてブラックパネル温度63℃、相対湿度50%の条件下、上記で得られた射出成形板(幅60mm×長さ60mm×厚さ3mm)の正方形の面に対して、1500時間照射処理を行った。表面スプレー(降雨)時間は、12分/1時間とした。ガラスフィルターはAタイプを用いた。照射処理後、耐候試験前のYI値と同様の方法により測定した。
2)耐候試験前後のYI値(2)
(耐候試験前のYI値)
上記1)の耐候試験前のYI値と同様にしてYI値を測定した。
(耐候試験後のYI値)
スガ試験機社製メタリングウェザーメーターM6Tを用いて、63℃、相対湿度50%の条件下、光源として水平式メタリングランプを、インナーフィルターとして石英を、またランプの周囲にアウターフィルターとして#500のフィルターを取り付け、波長300nm~400nmの放射照度1.5kw/m2になるように設定し、上記で得られた射出成形板(幅60mm×長さ60mm×厚さ3mm)の正方形の面に対して、100時間照射処理を行った。照射後のYI値を上記の耐候試験前のYI値と同様にの方法により測定した。
(耐候試験前のYI値)
上記1)の耐候試験前のYI値と同様にしてYI値を測定した。
(耐候試験後のYI値)
スガ試験機社製メタリングウェザーメーターM6Tを用いて、63℃、相対湿度50%の条件下、光源として水平式メタリングランプを、インナーフィルターとして石英を、またランプの周囲にアウターフィルターとして#500のフィルターを取り付け、波長300nm~400nmの放射照度1.5kw/m2になるように設定し、上記で得られた射出成形板(幅60mm×長さ60mm×厚さ3mm)の正方形の面に対して、100時間照射処理を行った。照射後のYI値を上記の耐候試験前のYI値と同様にの方法により測定した。
3)ノッチ付シャルピー衝撃強度
上記で得られた機械物性用ISO試験片についてISO179(2000年)に準拠してノッチ付シャルピー衝撃試験を実施した。
上記で得られた機械物性用ISO試験片についてISO179(2000年)に準拠してノッチ付シャルピー衝撃試験を実施した。
4)全光線透過率
JIS K7105(1981年)に準拠し、ヘイズメーター(日本電色工業社製 NDH2000)を使用し、D65光源にて上記で得られた射出成形板(幅60mm×長さ60mm×厚さ3mm)の厚さ方向について全光線透過率を測定した。全光線透過率が低いほど遮光性に優れることを示す。
JIS K7105(1981年)に準拠し、ヘイズメーター(日本電色工業社製 NDH2000)を使用し、D65光源にて上記で得られた射出成形板(幅60mm×長さ60mm×厚さ3mm)の厚さ方向について全光線透過率を測定した。全光線透過率が低いほど遮光性に優れることを示す。
[製造例1]
撹拌翼及び100℃に制御された還流冷却器を具備した重合反応装置に、ISBとCHDM、蒸留精製して塩化物イオン濃度を10ppb以下にしたDPC及び酢酸カルシウム1水和物を、モル比率でISB/CHDM/DPC/酢酸カルシウム1水和物=0.50/0.50/1.00/1.3×10-6になるように仕込み、十分に窒素置換した(酸素濃度0.0005体積%~0.001体積%)。
撹拌翼及び100℃に制御された還流冷却器を具備した重合反応装置に、ISBとCHDM、蒸留精製して塩化物イオン濃度を10ppb以下にしたDPC及び酢酸カルシウム1水和物を、モル比率でISB/CHDM/DPC/酢酸カルシウム1水和物=0.50/0.50/1.00/1.3×10-6になるように仕込み、十分に窒素置換した(酸素濃度0.0005体積%~0.001体積%)。
続いて熱媒で加温を行い、内温が100℃になった時点で撹拌を開始し、内温が100℃になるように制御しながら内容物を融解させ均一にした。その後、昇温を開始し、40分で内温を210℃にし、内温が210℃に到達した時点でこの温度を保持するように制御すると同時に、減圧を開始し、210℃に到達してから90分で13.3kPa(絶対圧力、以下同様)にして、この圧力を保持するようにしながら、さらに60分間保持した。
重合反応とともに副生するフェノール蒸気は、還流冷却器への入口温度として100℃に制御された蒸気を冷媒として用いた還流冷却器に導き、フェノール蒸気中に若干量含まれるモノマー成分を重合反応器に戻し、凝縮しないフェノール蒸気は続いて45℃の温水を冷媒として用いた凝縮器に導いて回収した。
このようにしてオリゴマー化させた内容物を、一旦大気圧にまで復圧させた後、撹拌翼及び上記同様に制御された還流冷却器を具備した別の重合反応装置に移し、昇温及び減圧を開始して、60分で内温220℃、圧力200Paにした。
その後、20分かけて内温230℃、圧力133Pa以下にして、所定撹拌動力になった時点で復圧し、内容物をストランドの形態で抜出し、回転式カッターでペレットにした。得られたペレットの還元粘度を測定したところ、0.60dL/gであった。
[実施例1、2及び比較例1~5]
製造例1において製造したポリカーボネート樹脂のペレットを用いて表-1及び表-2のそれぞれに示す配合で各成分を配合し、日本製鋼所社製2軸押出機(TEX30HSS-32)を用いて、樹脂温度250℃で押し出し、水で冷却固化させた後、回転式カッターでペレット化することによりポリカーボネート樹脂組成物を製造した。得られたポリカーボネート樹脂組成物について、前記した方法により耐候試験前後のYI値及びノッチ付シャルピー衝撃強度を測定・評価した。その結果を表-1及び表-2のそれぞれに示す。なお、耐候試験前後のYI値については実施例1及び比較例1~4については前記1)の「耐候試験前後のYI値(1)」の方法により実施し、実施例2及び比較例5については前記2)の「耐候試験前後のYI値(2)」の方法により実施した。
製造例1において製造したポリカーボネート樹脂のペレットを用いて表-1及び表-2のそれぞれに示す配合で各成分を配合し、日本製鋼所社製2軸押出機(TEX30HSS-32)を用いて、樹脂温度250℃で押し出し、水で冷却固化させた後、回転式カッターでペレット化することによりポリカーボネート樹脂組成物を製造した。得られたポリカーボネート樹脂組成物について、前記した方法により耐候試験前後のYI値及びノッチ付シャルピー衝撃強度を測定・評価した。その結果を表-1及び表-2のそれぞれに示す。なお、耐候試験前後のYI値については実施例1及び比較例1~4については前記1)の「耐候試験前後のYI値(1)」の方法により実施し、実施例2及び比較例5については前記2)の「耐候試験前後のYI値(2)」の方法により実施した。
表-1、2に示すように、耐候性と耐衝撃性の両方の評価において「合格」となったのは実施例1、2のみであった。これらの結果から、本発明のポリカーボネート樹脂組成物によれば、耐候性を維持したまま、耐衝撃性を向上させたポリカーボネート樹脂組成物及びその成形品が得られることがわかる。
更に、表-1、2に示すように、実施例1及び2は、高い耐衝撃性を有したまま遮光性に優れたものが得られるため、例えば、自動車等のプライバシーガラスまたは窓用建材のスモークガラスのような、耐衝撃性を必要としながら全光線透過率の低い材料が要求される用途でのガラス代替建材用途またはスモークフィルム等の用途に特に適することがわかる。
本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れることなく様々な変更および変形が可能であることは、当業者にとって明らかである。なお本出願は、2011年3月31日付で出願された日本特許出願(特願2011-079415)に基づいており、その全体が引用により援用される。
Claims (13)
- ポリカーボネート樹脂組成物を厚さ3mmの成形体に成形したときの全光線透過率が55%以下である、請求項1に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記ポリカーボネート樹脂100重量部に対して前記エラストマーを0.05~50重量部含む、請求項1又は2に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記ポリカーボネート樹脂が環状エーテル構造を有するジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記エラストマーのシェル層が(メタ)アクリル酸アルキルよりなる、請求項1~5のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記エラストマーが、アクリルアルキレート-メチルメタクレート共重合体、(メタ)アクリル酸アルキル-(メタ)アクリル酸アルキル共合体、(メタ)アクリル酸アルキル-アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体、(メタ)アクリル酸アルキル-アクリルゴム共重合体、(メタ)アクリル酸アルキル-アクリルゴム-スチレン共重合体、(メタ)アクリル酸アルキル-アクリル・ブタジエンゴム共重合体、(メタ)アクリル酸アルキル-アクリル・ブタジエンゴム-スチレン共重合体からなる群のうちの少なくとも1つのコア・シェル型グラフト共重合体である、請求項1~5のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記ポリカーボネート樹脂が脂肪族ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を含む、請求項1~7のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記ポリカーボネート樹脂が、全ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位に対して前記脂肪族ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を20mol%以上含む、請求項8に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記ポリカーボネート樹脂が、5員環構造を有するジヒドロキシ化合物及び6員環構造を有するジヒドロキシ化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種のジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を含む、請求項1~9のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記ポリカーボネート樹脂が、シクロヘキサンジメタノール類とトリシクロデカンジメタノール類とからなる群より選ばれる少なくとも1種のジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を含む、請求項1~10のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 請求項1~11のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物を成形して得られる、ポリカーボネート樹脂成形品。
- 前記ポリカーボネート樹脂組成物を射出成形して得られる、請求項12に記載のポリカーボネート樹脂成形品。
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