【課題】無機補強材としてタルクを配合したポリカーボネート樹脂組成物であって、滞留熱安定性等の熱安定性、耐湿熱性、外観等が改善されたポリカーボネート樹脂組成物を提供する。
【解決手段】ポリカーボネート樹脂(A−1)50〜100質量部と、ポリエステル樹脂(B−1)及び/又はスチレン系樹脂(B−2)の熱可塑性樹脂(B)0〜50質量部とからなる樹脂主成分100質量部に対して、ポリカーボネート樹脂(A−2)と、平均粒子径0.1〜10μmのタルク粒子を、嵩密度0.4〜1.5g/mlに造粒した顆粒状タルク(C)とを所定の割合で二軸押出機を用いて溶融混練してなるタルクマスターバッチ5〜100質量部を配合してなるポリカーボネート樹脂組成物。
ポリカーボネート樹脂(A−1)50〜100質量部と、ポリエステル樹脂(B−1)及び/又はスチレン系樹脂(B−2)とで構成される熱可塑性樹脂(B)0〜50質量部とからなる樹脂主成分100質量部に対して、下記タルクマスターバッチ5〜100質量部を配合してなることを特徴とするポリカーボネート樹脂組成物。
タルクマスターバッチ:ポリカーボネート樹脂(A−2)と顆粒状タルク(C)とを二軸押出機を用いて溶融混練してなるタルクマスターバッチであって、タルクマスターバッチ100質量部における顆粒状タルク(C)の含有割合が5〜60質量部であり、顆粒状タルク(C)が、平均粒子径0.1〜10μmのタルク粒子を、嵩密度0.4〜1.5g/mlに造粒した顆粒状タルクであるタルクマスターバッチ。
請求項1において、前記樹脂主成分100質量部に対して更に熱可塑性エラストマー(D)を0.5〜30質量部配合してなることを特徴とするポリカーボネート樹脂組成物。
請求項1又は2において、前記樹脂主成分100質量部に対して更に有機リン酸エステル化合物(E)を0.02〜3質量部配合してなることを特徴とするポリカーボネート樹脂組成物。
請求項1ないし3のいずれか1項において、前記樹脂主成分100質量部に対して更にリン系熱安定剤(F)を0.02〜3質量部配合してなることを特徴とするポリカーボネート樹脂組成物。
請求項1ないし4のいずれか1項において、前記樹脂主成分100質量部に対して更にフェノール系酸化防止剤(G)を0.02〜3質量部配合してなることを特徴とするポリカーボネート樹脂組成物。
請求項1ないし5のいずれか1項において、前記タルクマスターバッチが、更にリン系熱安定剤を含み、タルクマスターバッチ100質量部におけるリン系熱安定剤の含有割合が0.02〜3質量部であることを特徴とするポリカーボネート樹脂組成物。
請求項1ないし6のいずれか1項において、前記タルクマスターバッチが、更にフェノール系酸化防止剤を含み、タルクマスターバッチ100質量部におけるフェノール系酸化防止剤の含有割合が0.02〜3質量部であることを特徴とするポリカーボネート樹脂組成物。
請求項1ないし7のいずれか1項において、前記タルクマスターバッチが、更に下記一般式(1)で表される有機リン酸エステル化合物を含み、タルクマスターバッチ100質量部における有機リン酸エステル化合物の含有割合が0.02〜3質量部であることを特徴とするポリカーボネート樹脂組成物。
(RO)nP(O)(OH)3−n …(1)
(式中、Rは総炭素数が2〜25の、置換基を有していてもよいアルキル基を表し、nは1又は2を表す。但しnが2の場合に2つのRは同一であってもよく、相互に異なっていてもよい。)
請求項1ないし8のいずれか1項において、ポリエステル樹脂(B−1)が、重縮合触媒の失活処理がなされたポリエチレンテレフタレートであることを特徴とするポリカーボネート樹脂組成物。
請求項1ないし10のいずれか1項において、顆粒状タルク(C)が、バインダーを用いて造粒されたものであり、顆粒状タルク(C)中のバインダーの含有量が、0.01〜5質量%であることを特徴とするポリカーボネート樹脂組成物。
請求項1ないし11のいずれか1項において、顆粒状タルク(C)の粒度において、目開き500μm篩上の割合が55質量%以上であることを特徴とするポリカーボネート樹脂組成物。
請求項1ないし12のいずれか1項において、前記タルクマスターバッチは、ポリカーボネート樹脂組成物を押出機で溶融混練して製造する際に、該押出機の途中からフィードされることを特徴とするポリカーボネート樹脂組成物。
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
【0029】
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(A−1)50〜100質量部と、ポリエステル樹脂(B−1)及び/又はスチレン系樹脂(B−2)とで構成される熱可塑性樹脂(B)0〜50質量部とからなる樹脂主成分100質量部に対して、下記タルクマスターバッチ5〜100質量部を配合してなることを特徴とする。
タルクマスターバッチ:ポリカーボネート樹脂(A−2)と顆粒状タルク(C)とを二軸押出機を用いて溶融混練してなるタルクマスターバッチであって、タルクマスターバッチ100質量部における顆粒状タルク(C)の含有割合が5〜60質量部であり、顆粒状タルク(C)が、平均粒子径0.1〜10μmのタルク粒子を、嵩密度0.4〜1.5g/mlに造粒した顆粒状タルクであるタルクマスターバッチ(以下、「本発明のタルクマスターバッチ」と称す場合がある。)。
【0030】
本発明のポリカーボネート樹脂成形品は、このような本発明のポリカーボネート樹脂組成物を成形してなるものである。
【0031】
本発明においては、ポリカーボネート樹脂(A−1)と必要に応じて用いられるポリエステル樹脂(B−1)及び/又はスチレン系樹脂(B−2)の熱可塑性樹脂(B)とを「樹脂主成分」と称す。
即ち、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(A−1)、ポリエステル樹脂(B−1)、及びスチレン系樹脂(B−2)以外の他の樹脂が含まれていてもよく、また、タルクマスターバッチに含まれるポリカーボネート樹脂(A−2)も、タルクマスターバッチがポリカーボネート樹脂組成物に配合された後は、ポリカーボネート樹脂組成物中の樹脂を構成するものとなるが、本明細書において、「熱可塑性樹脂(B)」は「ポリエステル樹脂(B−1)及び/又はスチレン系樹脂(B−2)」であり、「樹脂主成分」はポリカーボネート樹脂(A−1)と必要に応じて用いられるポリエステル樹脂(B−1)及び/又はスチレン系樹脂(B−2)の熱可塑性樹脂(B)との合計をさし、この樹脂主成分と、タルクマスターバッチ中に含まれてポリカーボネート樹脂組成物に配合されるポリカーボネート樹脂(A−2)や必要に応じて用いられるその他の樹脂とをまとめて「樹脂成分」と称す。
また、本明細書において、「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート」と「メタアクリレート」の一方又は双方をさす。「(メタ)アクリル」「(メタ)アクリロ」についても同様である。
【0032】
[タルクマスターバッチ]
まず、本発明で用いるタルクマスターバッチについて説明する。このタルクマスターバッチは、顆粒状タルク(C)をポリカーボネート樹脂(A−2)でマスターバッチ化したものであり、タルクをマスターバッチ化することで、以下の通り、ポリカーボネート樹脂の分解に伴う熱安定性及び機械的物性の低下や、シルバーストリーク等の外観上の問題が軽減される。
即ち、ポリカーボネート樹脂は、タルクにより劣化を受ける樹脂であるが、タルクにより劣化するポリカーボネート樹脂であっても、タルクをマスターバッチ化することにより、これをポリカーボネート樹脂組成物等に配合した場合、組成物中のポリカーボネート樹脂に対するアタック性を低減することができ、タルクによる樹脂の分解に起因する熱安定性及び機械的物性の低下や、シルバーストリーク等の外観上の問題を改善することができる。また、マスターバッチに後述のリン系熱安定剤、フェノール系酸化防止剤や有機リン酸エステル化合物を配合しておくことにより、マスターバッチ化に用いるポリカーボネート樹脂の劣化を防止することができると共に、このタルクマスターバッチを配合して組成物を調製する際に、これらの成分がタルクの周囲に存在することによってもタルクによるアタック性を低減することができる。
【0033】
<ポリカーボネート樹脂(A−2)>
本発明において、顆粒状タルク(C)のマスターバッチ化に用いるポリカーボネート樹脂(A−2)としては、従来公知の任意のポリカーボネート樹脂を使用できる。ポリカーボネート樹脂(A−2)としては、芳香族ポリカーボネート樹脂、脂肪族ポリカーボネート樹脂、芳香族−脂肪族ポリカーボネート樹脂が挙げられるが、好ましくは、芳香族ポリカーボネート樹脂である。
【0034】
芳香族ポリカーボネート樹脂は、芳香族ヒドロキシ化合物と、ホスゲン又は炭酸のジエステルとを反応させることによって得られる、分岐していてもよい芳香族ポリカーボネート重合体である。芳香族ポリカーボネート樹脂の製造方法は、特に限定されるものではなく、ホスゲン法(界面重合法)、溶融法(エステル交換法)等の従来法によることができる。また、溶融法で製造され、末端基のOH基量を調整して製造されたポリカーボネート樹脂であってもよい。
【0035】
本発明に使用される芳香族ポリカーボネート樹脂の原料の一つである芳香族ジヒドロキシ化合物の代表的なものとして、例えば、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−t−ブチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロモフェニル)プロパン、4,4−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘプタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ジヒドロキシビフェニル、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ケトン等が挙げられる。
さらに、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシルフェニル)エタン(THPE)、1,3,5−トリス(4−ヒドロキシフェニル)ベンゼン等の分子中に3個以上のヒドロキシ基を有する多価フェノール等を分岐化剤として少量併用することもできる。
これらの芳香族ジヒドロキシ化合物のなかでも、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(以下、「ビスフェノールA」とも言い、「BPA」と略記することもある。)が好ましい。これらの芳香族ジヒドロキシ化合物は、単独で、又は2種以上を混合して用いることができる。
【0036】
分岐した芳香族ポリカーボネート樹脂を得るには、フロログルシン、4,6−ジメチル−2,4,6−トリス(4−ヒドロキシフェニル)ヘプテン−2、4,6−ジメチル−2,4,6−トリス(4−ヒドロキシフェニル)ヘプタン、2,6−ジメチル−2,4,6−トリス(4−ヒドロキシフェニル)ヘプテン−3、1,3,5−トリス(4−ヒドロキシフェニル)ベンゼン、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタンなどのポリヒドロキシ化合物、あるいは3,3−ビス(4−ヒドロキシアリール)オキシインドール(=イサチンビスフェノール)、5−クロルイサチン、5,7−ジクロルイサチン、5−ブロムイサチンなどを前記芳香族ジヒドロキシ化合物の一部として用いればよく、その使用量は、該ヒドロキシ化合物に対して0.01〜10モル%であり、好ましくは0.1〜2モル%である。
【0037】
エステル交換法による重合においては、ホスゲンの代わりに炭酸ジエステルがモノマーとして使用される。炭酸ジエステルの代表的な例としては、ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート等に代表される置換ジアリールカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−tert−ブチルカーボネート等に代表されるジアルキルカーボネートが挙げられる。これらの炭酸ジエステルは、単独で、又は2種以上を混合して用いることができる。これらのなかでも、ジフェニルカーボネート(以下、「DPC」と略記することもある。)、置換ジフェニルカーボネートが好ましい。
【0038】
また、上記の炭酸ジエステルは、好ましくはその50モル%以下、さらに好ましくは30モル%以下の量を、ジカルボン酸又はジカルボン酸エステルで置換してもよい。代表的なジカルボン酸又はジカルボン酸エステルとしては、テレフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸ジフェニル、イソフタル酸ジフェニル等が挙げられる。このようなジカルボン酸又はジカルボン酸エステルで置換した場合には、ポリエステルカーボネートが得られる。
【0039】
エステル交換法により芳香族ポリカーボネート樹脂を製造する際には、通常、触媒が使用される。触媒種に制限はないが、一般的にはアルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、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、アミン系化合物等の塩基性化合物が使用されるが、中でもアルカリ金属化合物及び/又はアルカリ土類金属化合物が特に好ましい。これらは、単独で使用してもよく、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。エステル交換法では、上記重合触媒をp−トルエンスルホン酸エステル等で失活させることが一般的である。
【0040】
芳香族ポリカーボネート樹脂として好ましいものは、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンから誘導されるポリカーボネート樹脂又は2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンと他の芳香族ジヒドロキシ化合物とから誘導されるポリカーボネート共重合体が挙げられる。また、難燃性等を付与する目的で、シロキサン構造を有するポリマー又はオリゴマーを共重合させることができる。芳香族ポリカーボネート樹脂は、原料の異なる2種以上の重合体及び/又は共重合体の混合物であってもよく、分岐構造を0.5モル%まで有していてもよい。
【0041】
ポリカーボネート樹脂(A−2)の末端ヒドロキシル基含有量は、マスターバッチの熱安定性、加水分解安定性、色調等に大きな影響を及ぼす。実用的な物性を持たせるためには、通常30〜2000ppm、好ましくは100〜1500ppm、さらに好ましくは200〜1000ppmであり、末端ヒドロキシル基含有量を調節する封止末端剤としてはp−tert−ブチルフェノール、フェノール、クミルフェノール、p−長鎖アルキル置換フェノール等を使用することができる。
【0042】
ポリカーボネート樹脂(A−2)中の残存モノマー量としては、芳香族ジヒドロキシ化合物が150ppm以下、好ましくは100ppm以下であり、さらに好ましくは50ppm以下である。エステル交換法により合成された場合には、さらに炭酸ジエステル残存量が300ppm以下、好ましくは200ppm以下、さらに好ましくは150ppm以下である。
【0043】
ポリカーボネート樹脂(A−2)の分子量は、溶媒としてメチレンクロライドを用い、20℃の温度で測定した溶液粘度より換算した粘度平均分子量で、好ましくは10,000〜50,000の範囲のものであり、より好ましくは10,000〜40,000のものであり、特に好ましくは12,000〜30,000の範囲のものである。粘度平均分子量を10,000以上とすることにより、機械的特性がより効果的に発揮され、50,000以下とすることにより、成形加工がより容易になる。また、粘度平均分子量の異なる2種以上のポリカーボネート樹脂を混合してもよく、粘度平均分子量が上記好適範囲外であるポリカーボネート樹脂を混合し、上記分子量の範囲内としてもよい。
【0044】
<顆粒状タルク(C)>
本発明で用いる顆粒状タルク(C)は、平均粒子径が0.1〜10μmのタルク粒子(以下「原料タルク」と称す場合がある。)を、嵩密度が0.4〜1.5g/mlとなるように造粒した顆粒状タルクである。マスターバッチ化するタルクとして、このような顆粒状タルク(C)を用いることにより、マスターバッチ製造時の加工性が向上し、高濃度タルク含有マスターバッチを製造することができ、また、マスターバッチ化に用いたポリカーボネート樹脂(A−2)の劣化を防止し良好なタルクマスターバッチを得ることができる。
【0045】
タルクは、層状構造を持つ含水ケイ酸マグネシウムであって、化学式は4SiO
2・3MgO・H
2Oで表され、通常SiO
2を58〜66質量%、MgOを28〜35質量%、H
2Oを約5質量%含んでいる。その他少量成分として、Fe
2O
3:0.03〜1.2質量%、Al
2O
3:0.05〜1.5質量%、CaO:0.05〜1.2質量%、K
2O:0.2質量%以下、Na
2O:0.2質量%以下等を含有しており、比重は約2.7である。
【0046】
造粒に用いる原料タルクの平均粒子径は0.1〜10μmであり、この原料タルクの平均粒子径は、中でも0.3〜8μmであることが好ましく、さらに好ましくは0.7〜5μmである。この平均粒子径を0.1μm以上とすることでタルクマスターバッチ及びこのタルクマスターバッチを配合した本発明のポリカーボネート樹脂組成物の熱安定性がより向上する傾向にあり、一方、平均粒子径を10μm以下とすることでタルクマスターバッチの加工性及びこのタルクマスターバッチを配合した本発明のポリカーボネート樹脂組成物の成形品外観や剛性がより向上する傾向にある。ここで平均粒子径とは、X線透過による液相沈降方式で測定されたD
50をいう。このような測定ができる装置としては、Sedigraph粒子径分析器(MicromeriticsInstruments社製「モデル5100」)が挙げられる。
【0047】
顆粒状タルク(C)は、ポリカーボネート樹脂(A−2)、及び本発明のタルクマスターバッチを配合する本発明のポリカーボネート樹脂組成物の樹脂成分との親和性を高めるために、表面処理が施されていることが好ましい。表面処理剤としては、例えば、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等のアルコール類、トリエチルアミン等のアルカノールアミン、オルガノポリシロキサン等の有機シリコーン系化合物、ステアリン酸等の高級脂肪酸、ステアリン酸カルシウムやステアリン酸マグネシウム等の脂肪酸金属塩、ポリエチレンワックス、流動パラフィン等の炭化水素系滑剤、リジン、アルギニン等の塩基性アミノ酸、ポリグリセリン及びそれらの誘導体、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等のカップリング剤から選ばれる少なくとも一種が挙げられる。
【0048】
顆粒状タルク(C)の嵩密度は、0.4〜1.5g/mlであり、好ましくは0.5〜1.3g/ml、特に好ましくは0.6〜1.1g/mlである。嵩密度を0.4g/ml以上とすることでタルクマスターバッチ及びこのタルクマスターバッチを配合した本発明のポリカーボネート樹脂組成物の熱安定性や耐衝撃性がより向上する傾向にあり、一方、嵩密度を1.5g/ml以下とすることでタルクマスターバッチの加工性及びこのタルクマスターバッチを配合した本発明のポリカーボネート樹脂組成物の成形品外観や耐衝撃性がより向上する傾向にある。
【0049】
ここで嵩密度とは、以下の方法により求めた値である。
(1)顆粒状タルクを目開きが1.4mmの篩上に載せ、ハケで均等に軽く掃きながら篩を通す。
(2)篩に通した顆粒状タルクをJISK5101に規定された嵩密度測定装置に付属する受器に山盛りになるまで投入する。
(3)受器の投入口から上部の山盛りになった顆粒状タルクをヘラで削り取り、受器内の顆粒状タルクの重量を測定し、下式にて嵩密度を算出する。
嵩密度(g/ml)=受器内の顆粒状タルクの重量(g)/受器の容量(ml)
【0050】
また、顆粒状タルク(C)の粒度は、目開き500μm篩上の割合として好ましくは55質量%以上であり、より好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上、特に好ましくは90質量%以上である。顆粒状タルク(C)の粒度において、目開き500μm篩上の割合が55質量%以上であることで、本発明のタルクマスターバッチ及びこのタルクマスターバッチを配合した本発明のポリカーボネート樹脂組成物の熱安定性がより向上する傾向にある。
【0051】
ここで顆粒状タルクの粒度は、JISZ8801に準拠して、以下の方法により求めた値である。
(1)顆粒状タルクを目開きが2mmの篩上に載せ、ハケで均等に軽く掃きながら篩を通す。
(2)篩に通した上記顆粒状タルクを200mlのビーカー一杯に入れ、吉田製作所製試料縮分器「13056号」(溝幅6mm)を用いて、30ml程度になるまで縮分を行う。
(3)目開き500μmの篩を用いて、縮分した上記顆粒状タルクの篩分けを行い、500μmの篩を通過しないもの(篩上)の重量を求め、全体量に対する割合を求める。なお、篩分けは、筒井理化学器機製「電磁式振動篩い器M−100形」を用い、振動数120回/秒で10分間行う。
【0052】
顆粒状タルク(C)の製造方法(造粒方法)は任意であり、従来公知の任意の造粒方法を使用できるが、原料タルクをバインダーを用いて造粒したものが、タルクマスターバッチ及びこのタルクマスターバッチを配合した本発明のポリカーボネート樹脂組成物の熱安定性、耐衝撃性、剛性の点から好ましい。
【0053】
顆粒状タルク(C)を製造する際に用いるバインダーとしては、原料タルクの造粒性が高く、無色又は白色に近く、不活性で安定な物質であり、タルクマスターバッチ及びこのタルクマスターバッチを配合して得られる樹脂組成物の物性を低下させないものが望ましい。具体的には、ベントナイトなど湿潤状態下で高い粘結性を示す粘土鉱物、コロイダルシリカ、石膏、水溶性高分子、ワックス、高級脂肪酸、樹脂粉末などが挙げられる。これらの中で、タルクマスターバッチ及びこのタルクマスターバッチを配合して得られる樹脂組成物の熱安定性、耐衝撃性、剛性の点から粘土鉱物、水溶性高分子が好ましく、より好ましくは水溶性高分子である。
【0054】
水溶性高分子としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリル酸ナトリウム、アルギン酸ナトリウム、寒天、多糖類(メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロプルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム等のセルロース系誘導体や澱粉等)、タンパク質(ゼラチン、膠等)、ジカルボン酸類またはその反応性誘導体からなるジカルボン酸成分と、ジオ−ル類またはそのエステル誘導体からなるジオ−ル成分と、水溶性付与成分とを原料主成分とし、これらを縮合反応させることにより得られる水溶性ポリエステル共重合体等が挙げられる。
【0055】
これらのなかでも樹脂への親和性が高く、タルクとの吸着性の高い水溶性ポリエステル共重合体がより好ましく、その好適な具体的例として、テレフタル酸、エチレングリコール、及び5−ナトリウムスルホイソフタル酸からなる共重合体が挙げられ、互応化学工業社製「プラスコートZ−221」「プラスコートZ−561」「プラスコートZ−446」等が挙げられる。
【0056】
顆粒状タルク(C)のバインダー含有量は、顆粒状タルク100質量%中、好ましくは0.01〜5質量%であり、より好ましくは0.05〜3.5質量%、特に好ましくは0.1〜2質量%である。バインダー含有量を0.01質量%以上とすることで、顆粒状タルク(C)が崩れ難くなり、タルクマスターバッチ及びこのタルクマスターバッチを配合した本発明のポリカーボネート樹脂組成物の熱安定性や耐衝撃性がより向上する傾向にあり、一方、バインダー含有量を5質量%以下とすることで顆粒状タルク(C)のマスターバッチ化に用いるポリカーボネート樹脂(A−2)、及びこのタルクマスターバッチを配合した本発明のポリカーボネート樹脂組成物中への分散がより良好になり、タルクマスターバッチ及び樹脂組成物の成形品外観や耐衝撃性がより向上する傾向にある。
【0057】
原料タルクの造粒方法は任意であり、特に制限はないが、原料タルクとバインダーとの混練性を高めるとともに、顆粒製造時における混練物に可塑性を与え、造粒を容易にし、かつ、造粒機の摩耗を低減し、さらに顆粒状物の硬さを調整するために湿潤剤を加えることが好ましい。通常、原料タルク及びバインダーに潤滑剤を加え、また、必要に応じて分散剤やその他の添加剤を加えて、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等の混合機で撹拌しながら混合物とする。
【0058】
この混合物を一軸や二軸等のスクリュー式押出機等で混練後、ストランド状に押出し、カッティングして造粒し、流動式乾燥機やバンドヒーター等を用いて乾燥して、顆粒状タルクを製造する。乾燥後は必要に応じて分級を行う。
【0059】
顆粒状タルク(C)の形状は、棒状、円柱状、針状、球状、粒状、フレーク状、不定形等、特に制限はなく、顆粒状タルクの大きさや形状は、タルクマスターバッチを配合する本発明のポリカーボネート樹脂組成物の用途に応じて成形条件や整粒条件により種々のものを製造できる。例えば、棒状又は円柱の顆粒状タルクを製造する場合、スクリーン式押出成形機のスクリーン目開きの大きさを変えることで軸径を適宜設定でき、成形後整粒して所望の軸長に裁断することができる。上記の嵩密度及び粒度の範囲内であれば、顆粒状タルク(C)の大きさには特に制限はないが、タルクマスターバッチを配合する際に溶融混練や成形に用いる樹脂ペレットより小さい方が溶融混練機や成形機で分散する際に有利である。例えば、棒状や円柱状の顆粒状タルクでは、平均軸径が0.2〜6mm、平均軸長が2〜6mmにするのが好ましく、平均軸径:平均軸長の比が1:0.5〜2の範囲内のものがさらに好ましい。
【0060】
潤滑剤としては、水や有機溶媒等があるが、価格や作業性の点から水が好ましく、水にアルコール類を混合してもよい。湿潤剤である水に、予めバインダーを溶解させたり、懸濁させることも可能で、他にも顆粒状物に必要とする添加剤等、例えば分散剤、界面活性剤、各種合成樹脂用添加剤、染顔料等を溶解又は懸濁させて用いることにより、より均一性を高めることができる。また、潤滑剤として水を用いた場合、造粒後は、流動式乾燥機等を用いて含まれた水分を乾燥し、含水率を1%以下にするのが好ましく、さらに好ましくは0.3%以下である。乾燥温度は、80〜150℃が適切であり、好ましくは80〜110℃である。
【0061】
潤滑剤の配合率は、原料タルクとバインダーの合計100質量部に対し、10〜150質量部、好ましくは15〜100質量部、特に好ましくは20〜60質量部である。潤滑剤の配合率が10質量部未満では効果が小さく、150質量部を超えると潤滑剤の除去に時間とエネルギーがかかり過ぎるので好ましくない。
【0062】
本発明では、顆粒状タルク(C)に分散剤を0.05〜2.0質量%、好ましくは0.1〜0.5質量%配合すれば、顆粒状タルクのポリカーボネート樹脂(A−2)及びこのタルクマスターバッチを配合する本発明のポリカーボネート樹脂組成物中での分散性が向上するので好ましい場合もある。用いる分散剤は一般に知られるもので良く、例えば前述のようなアルコール類、アルカノールアミン、有機シリコーン系化合物、高級脂肪酸、脂肪酸金属塩、炭化水素系滑剤、塩基性アミノ酸、ポリグリセリン及びそれらの誘導体が挙げられる。本発明においては、これらから選ばれる1種又は2種以上を用いることができ、前述の表面処理を行った原料タルクを用い、さらに分散剤を加えて造粒してもよい。
【0063】
さらに、本発明で用いる顆粒状タルク(C)には、必要に応じて本発明の特徴を損なわない範囲で、分散剤の他に種々の添加剤を配合してもよい。そのような添加剤として具体的には、ヒンダードフェノール系等の各種酸化防止剤、ホスファイト系等の各種熱安定剤、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、トリアジン系等の各種紫外線吸収剤、リン酸エステル系、シリコーン系、金属塩系等の各種難燃剤、オレフィンワックス系、脂肪酸エステル系等の各種離型剤、フェノール系等の抗菌・抗カビ剤、アニオン系、カチオン系、非イオン系等の帯電防止剤、着色剤、タルク以外の充填剤、光安定剤、可塑剤、発泡剤等が挙げられる。これらの添加剤は複数種配合することも可能である。
【0064】
<リン系熱安定剤>
本発明のタルクマスターバッチには、リン系熱安定剤が含まれていてもよい。リン系熱安定剤は、マスターバッチ製造時の溶融混練工程での高温条件下での滞留安定性やマスターバッチの耐熱安定性向上に有効である。
【0065】
本発明で用いるリン系熱安定剤としては、亜リン酸、リン酸、亜リン酸エステル、リン酸エステル(ただし、後述の有機リン酸エステル化合物を除く。)等が挙げられ、中でも3価のリンを含み、変色抑制効果を発現しやすい点で、ホスファイト、ホスホナイト等の亜リン酸エステルが好ましい。
【0066】
ホスファイトとしては、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、ジラウリルハイドロジェンホスファイト、トリエチルホスファイト、トリデシルホスファイト、トリス(2−エチルヘキシル)ホスファイト、トリス(トリデシル)ホスファイト、トリステアリルホスファイト、ジフェニルモノデシルホスファイト、モノフェニルジデシルホスファイト、ジフェニルモノ(トリデシル)ホスファイト、テトラフェニルジプロピレングリコールジホスファイト、テトラフェニルテトラ(トリデシル)ペンタエリスリトールテトラホスファイト、水添ビスフェノールAフェノールホスファイトポリマー、ジフェニルハイドロジェンホスファイト、4,4’−ブチリデン−ビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェニルジ(トリデシル)ホスファイト)テトラ(トリデシル)4,4’−イソプロピリデンジフェニルジホスファイト、ビス(トリデシル)ペンタエリスリトールジホスファイト、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、ジラウリルペンタエリスリトールジホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、トリス(4−tert−ブチルフェニル)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、水添ビスフェノールAペンタエリスリトールホスファイトポリマー、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、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(2,4−ジクミルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト等が挙げられる。
【0067】
また、ホスホナイトとしては、テトラキス(2,4−ジ−iso−プロピルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,4−ジ−n−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,3’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−3,3’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,6−ジ−iso−プロピルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,6−ジ−n−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,3’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−3,3’−ビフェニレンジホスホナイト等が挙げられる。
【0068】
亜リン酸エステルの中では、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、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(2,4−ジクミルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトが好ましく、耐熱性が良好であることと加水分解しにくいという点で、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイトが特に好ましい。
【0069】
これらのリン系熱安定剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0070】
<フェノール系酸化防止剤>
本発明のタルクマスターバッチは、フェノール系酸化防止剤を含有していてもよく、フェノール系酸化防止剤を含有することで、色相劣化や、熱滞留時の機械物性の低下が抑制できる。
【0071】
フェノール系酸化防止剤しては、例えばヒンダードフェノール系酸化防止剤が挙げられる。その具体例としては、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、チオジエチレンビス[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]、N,N’−ヘキサン−1,6−ジイルビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニルプロピオナミド)、2,4−ジメチル−6−(1−メチルペンタデシル)フェノール、ジエチル[[3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル]メチル]ホスフォエート、3,3’,3’’,5,5’,5’’−ヘキサ−tert−ブチル−a,a’,a’’−(メシチレン−2,4,6−トリイル)トリ−p−クレゾール、4,6−ビス(オクチルチオメチル)−o−クレゾール、エチレンビス(オキシエチレン)ビス[3−(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−m−トリル)プロピオネート]、ヘキサメチレンビス[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]、1,3,5−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン,2,6−ジ−tert−ブチル−4−(4,6−ビス(オクチルチオ)−1,3,5−トリアジン−2−イルアミノ)フェノール等が挙げられる。
【0072】
なかでも、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)プロピオネートが好ましい。このようなフェノール系酸化防止剤の市販品としては、例えば、BASF社製「イルガノックス1010」、「イルガノックス1076」、ADEKA社製「アデカスタブAO−60」、「アデカスタブAO−50」等が挙げられる。
【0073】
これらのフェノール系酸化防止剤は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていても良い。
【0074】
<有機リン酸エステル化合物>
本発明のタルクマスターバッチには、更に下記一般式(1)で表される有機リン酸エステル化合物が含まれていてもよく、有機リン酸エステル化合物は、タルクに不純物として含有される鉄等の重金属成分を失活させて、これらの成分によるポリカーボネート樹脂(A−2)の劣化を防止することができ、また、タルクマスターバッチを配合した樹脂組成物においても同様な作用機構で樹脂の溶融熱安定性、滞留熱安定性等の熱安定性をより一層高めることができる。
(RO)
nP(O)(OH)
3−n …(1)
(式中、Rは総炭素数が2〜25の、置換基を有していてもよいアルキル基を表し、nは1又は2を表す。但しnが2の場合に2つのRは同一であってもよく、相互に異なっていてもよい。)
【0075】
Rが表す非置換のアルキル基としては、オクチル基、2−エチルヘキシル基、イソオクチル基、ノニル基、イソノニル基、デシル基、イソデシル基、ドデシル基、トリデシル基、イソトリデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基およびステアリル基などが挙げられる。置換基を有するアルキル基としては、ブチル基やアリル基、メタリル基などの鎖状炭化水素基がエーテル結合やエステル結合によりアルキル基に結合したものが挙げられる。Rとしてはこれらの置換基を有するアルキル基を用いることが好ましい。また置換基の炭素も含めたRにおける総炭素数は5以上であることが好ましい。
【0076】
有機リン酸エステル化合物は一般式(1)におけるRやnが異なる化合物の混合物であってもよい。
【0077】
<その他の成分>
本発明のタルクマスターバッチは、ポリカーボネート樹脂(A−2)及び顆粒状タルク(C)、或いはポリカーボネート樹脂(A−2)と、顆粒状タルク(C)と、リン系熱安定剤、フェノール系酸化防止剤及び有機リン酸エステル化合物のうちの1種以上とを二軸押出機で溶融混練して製造されるが、必要に応じて、本発明の目的を損なわない範囲で、ポリカーボネート樹脂(A−2)、顆粒状タルク(C)、リン系熱安定剤、フェノール系酸化防止剤及び有機リン酸エステル化合物以外のその他の成分を更に配合して溶融混練してもよい。
その他の成分としては、リン系熱安定剤以外の熱安定剤、フェノール系酸化防止剤以外の酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、帯電防止剤、顔料、染料等が挙げられる。
【0078】
<各成分の含有割合>
本発明のタルクマスターバッチにおいて、タルクマスターバッチ100質量部における顆粒状タルク(C)の含有割合は、5〜60質量部であり、好ましくは15〜60質量部、より好ましくは30〜60質量部である。
即ち、本発明によれば、顆粒状タルク(C)として前述の顆粒状タルクを用いると共に、二軸押出機による溶融混練を行うことにより、顆粒状タルク(C)の高配合が可能となり、5〜60質量%、好ましくは15〜60質量%、より好ましくは30〜60質量%というような高濃度タルクマスターバッチを製造することができる。
【0079】
タルクマスターバッチ中の顆粒状タルク(C)の含有割合が上記下限よりも少ないと、タルクマスターバッチとしてのタルクの配合効率が悪い。タルクマスターバッチ中の顆粒状タルク(C)の含有割合が上記上限を超えると、相対的にバインダーとなるポリカーボネート樹脂(A−2)量が少なくなってマスターバッチ化が困難となる。
【0080】
また、本発明のタルクマスターバッチがリン系熱安定剤を含有する場合、タルクマスターバッチ100質量部におけるリン系熱安定剤の含有割合は、好ましくは通常0.02〜3質量部、より好ましくは0.03〜1質量、特に好ましくは0.04〜0.5質量部である。タルクマスターバッチ中のリン系熱安定剤の含有量が上記範囲の下限値未満の場合は、熱安定効果が不十分となる可能性があり、リン系熱安定剤の含有量が上記範囲の上限値を超える場合は、効果が頭打ちとなり経済的でなくなる可能性がある。
【0081】
また、本発明のタルクマスターバッチがフェノール系酸化防止剤を含有する場合、タルクマスターバッチ100質量部におけるフェノール系酸化防止剤の含有割合は、好ましくは通常0.02〜3質量部、より好ましくは0.03〜1質量、特に好ましくは0.04〜0.5質量部である。タルクマスターバッチ中のフェノール系酸化防止剤の含有量が上記範囲の下限値未満の場合は、酸化防止剤としての効果が不十分となる可能性があり、フェノール系酸化防止剤の含有量が上記範囲の上限値を超える場合は、効果が頭打ちとなり経済的でなくなる可能性がある。
【0082】
特に本発明のタルクマスターバッチは、リン系熱安定剤とフェノール系酸化防止剤とを共に含有することが、各々の成分による改善効果を相乗的に得ることができる点において好ましく、この場合、リン系熱安定剤とフェノール系酸化防止剤とを、リン系熱安定剤:フェノール系酸化防止剤=1:0.2〜3の質量比で、合計量としてタルクマスターバッチ100質量部中に0.1〜2質量部含有することが好ましい。
【0083】
また、本発明のタルクマスターバッチが、有機リン酸エステル化合物を含有する場合、タルクマスターバッチ100質量部における有機リン酸エステル化合物の含有量は0.02〜3質量部であることが好ましく、この割合はより好ましくは0.05〜2質量部、特に好ましくは0.1〜1質量部である。タルクマスターバッチ中の有機リン酸エステル化合物の含有割合が上記下限よりも少ないと、有機リン酸エステル化合物を配合することによる熱安定性の改善効果を十分に得ることができず、上記上限よりも多くても熱安定性の改善効果は頭打ちとなり経済性の面で好ましくない。
【0084】
本発明のタルクマスターバッチがポリカーボネート樹脂(A−2)、顆粒状タルク(C)、リン系熱安定剤、フェノール系酸化防止剤及び有機リン酸エステル化合物以外のその他の成分を含有する場合も含めて、本発明のタルクマスターバッチは、顆粒状タルク(C)のバインダーとなるポリカーボネート樹脂(A−2)を40質量%以上、特に40〜70質量%程度含有することが好ましい。
【0085】
<溶融混練>
本発明のタルクマスターバッチは、ポリカーボネート樹脂(A−2)及び顆粒状タルク(C)、或いはポリカーボネート樹脂(A−2)及び顆粒状タルク(C)と、リン系熱安定剤、フェノール系酸化防止剤及び有機リン酸エステル化合物のうちの1種以上、更に必要に応じて更にその他の成分を二軸押出機を用いて溶融混練する工程を経て製造される。ここで、単軸(一軸)押出機ではなく、二軸押出機を用いることは重要な要件であり、単軸押出機では、フィード性が悪く、また安定したストランドを押し出すことができず、マスターバッチ化が困難である。これに対して、二軸押出機を用いて強い剪断力を加えて溶融混練することにより、高タルク配合のタルクマスターバッチであっても安定に製造することが可能となる。
【0086】
二軸押出機による溶融混練条件としては、シリンダー温度260〜300℃、スクリュー回転数100〜300rpm程度の条件を採用することができる。
二軸押出機から押し出されたストランドは常法に従って水槽等で冷却した後ペレタイザーを用いてペレット化することにより本発明のタルクマスターバッチを得ることができる。
【0087】
このようにして製造される本発明のタルクマスターバッチの形状、大きさには特に制限はないが、通常、長径が平均値で2.5〜3.5mm、短径が平均値で1.5〜2.5mm程度の、柱状、粒状、盤状である。なお、ここで、長径とはタルクマスターバッチを2枚の平行な板で挟んだときに、板同士の間隔が最も長くなる部位の長さであり、短径とは、その間隔が最も短くなる部位の長さである。例えばタルクマスターバッチが柱状の場合、短径は軸径であり、長径は軸長である。
【0088】
<ポリカーボネート樹脂組成物中の配合量>
本発明のポリカーボネート樹脂組成物において、上記の本発明のタルクマスターバッチの配合量は、タルクマスターバッチ中の顆粒状タルクの含有量によっても異なるが、後述のポリカーボネート樹脂(A−1)と必要に応じて用いられるポリエステル樹脂(B−1)及び/又はスチレン系樹脂(B−2)の熱可塑性樹脂(B)との樹脂主成分100質量部に対して5〜100質量部、好ましくは7〜70質量部、より好ましくは10〜50質量部であって、特に顆粒状タルク(C)の配合量としては、後述のポリカーボネート樹脂(A−1)と必要に応じて用いられるポリエステル樹脂(B−1)及び/又はスチレン系樹脂(B−2)の熱可塑性樹脂(B)との樹脂主成分100質量部に対して1〜60質量部、特に5〜30質量部となるように用いることが好ましい。タルクマスターバッチ及び顆粒状タルク(C)の配合量が上記下限より少ないと、タルクを配合したことによる剛性等の機械的特性や寸法安定性の改善効果を十分に得ることができず、上記上限よりも多いと耐衝撃性や熱安定性に劣るものとなる。
【0089】
[ポリカーボネート樹脂(A−1)]
本発明のポリカーボネート樹脂組成物に用いられるポリカーボネート樹脂(A−1)としては、前述の顆粒状タルク(C)のマスターバッチ化に用いられるポリカーボネート樹脂(A−2)と同様のものを用いることができ、好ましいものも同様である。
【0090】
ポリカーボネート樹脂(A−1)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。なお、本発明のポリカーボネート樹脂組成物に含まれるポリカーボネート樹脂(A−1)とタルクマスターバッチに含まれるポリカーボネート樹脂(A−2)とは同一のものであっても異なるものであってもよい。
【0091】
[ポリエステル樹脂(B−1)]
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、耐薬品性の向上、熱安定性の向上のためにポリエステル樹脂(B−1)を含有してもよい。ポリカーボネート樹脂組成物に配合されたタルクマスターバッチのタルクは、ポリエステル樹脂の共存下では、結晶性樹脂であるポリエステル樹脂中に存在するようになり、ポリエステル樹脂(B−1)の配合で、タルクのポリカーボネート樹脂(A−1)へのアタック性を抑制し、熱安定性を高めることができる。
【0092】
ポリエステル樹脂(B−1)としては、従来公知の任意のポリエステル樹脂を使用できるが、中でも芳香族ポリエステル樹脂が好ましい。ここで芳香族ポリエステル樹脂とは、芳香環を重合体の連鎖単位に有するポリエステル樹脂を示し、例えば、芳香族ジカルボン酸成分と、ジオール(及び/又はそのエステルやハロゲン化物)成分とを主成分とし、これらを重縮合して得られる重合体又は共重合体である。
【0093】
芳香族ジカルボン酸成分としては、例えば、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、2,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ビフェニル−2,2'−ジカルボン酸、ビフェニル−3,3'−ジカルボン酸、ビフェニル−4,4'−ジカルボン酸、ジフェニルエーテル−4,4'−ジカルボン酸、ジフェニルメタン−4,4'−ジカルボン酸、ジフェニルスルホン−4,4'−ジカルボン酸、ジフェニルイソプロピリデン−4,4'−ジカルボン酸、アントラセン−2,5−ジカルボン酸、アントラセン−2,6−ジカルボン酸、p−ターフェニレン−4,4'−ジカルボン酸、ピリジン−2,5−ジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、スベリン酸、アゼライン酸、ダイマー酸等が挙げられる。
【0094】
これら芳香族ジカルボン酸成分は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の割合で併用してもよい。これら芳香族ジカルボン酸の中では、テレフタル酸が好ましい。尚、本発明の効果を損なわない範囲で、これら芳香族ジカルボン酸と共に、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、ドデカンジオン酸、セバシン酸、ダイマー酸等の脂環式ジカルボン酸を併用してもよい。
【0095】
ジオール成分としては、脂肪族グリコール類、ポリオキシアルキレングリコール類、脂環式ジオール類、芳香族ジオール類等が挙げられる。脂肪族グリコール類としては、例えばエチレングリコール、トリメチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、デカンジオール等の炭素数2〜20のものが挙げられ、中でも炭素数2〜12、特に炭素数2〜10の脂肪族グリコール類が好ましい。
【0096】
ポリオキシアルキレングリコール類としては、アルキレン基の炭素数が2〜4で、複数のオキシアルキレン単位を有するグリコール類、例えば、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジテトラメチレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、トリテトラメチレングリコールなどが挙げられる。
【0097】
脂環式ジオール類としては、例えば1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメチロール、水素化ビスフェノールA等が挙げられる。また芳香族ジオール類としては、2,2−ビス−(4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル)プロパン、キシリレングリコール等が挙げられる。
【0098】
その他のジオール成分としては上述したジオール類のエステルや、ハロゲン化物、例えばテトラブロモビスフェノールA、テトラブロモビスフェノールAのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイドやプロピレンオキサイドなど)付加物などのハロゲン化ジオール類が挙げられる。これらのジオール成分は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の割合で併用してもよい。また少量であれば、分子量400〜6000の長鎖ジオール類、例えば、ポリエチレングリコール、ポリ−1,3−プロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等を用いてもよい。
【0099】
本発明に用いる芳香族ポリエステル樹脂としては、ポリアルキレンテレフタレートが好ましい。ここで、ポリアルキレンテレフタレートとは、アルキレンテレフタレート構成単位を含む樹脂をいい、アルキレンテレフタレート構成単位と他の構成単位との共重合体であってもよい。
【0100】
本発明に用いるポリアルキレンテレフタレートとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンナフタレート(PBN)、ポリ(シクロヘキサン−1,4−ジメチレン−テレフタレート)、ポリトリメチレンテレフタレート等が挙げられる。
【0101】
また、本発明に用いるポリアルキレンテレフタレートとして、上記の他、アルキレンテレフタレート構成単位を主構成単位とするアルキレンテレフタレート共重合体や、ポリアルキレンテレフタレートを主成分とするポリアルキレンテレフタレート混合物が挙げられる。さらに、ポリオキシテトラメチレングリコール(PTMG)等のエラストマー成分を含有又は共重合したものも用いることができる。
【0102】
アルキレンテレフタレートコポリエステルとしては、2種以上のジオール成分とテレフタル酸からなるコポリエステルや、ジオール成分とテレフタル酸、及びテレフタル酸以外のジカルボン酸からなるコポリエステルが挙げられる。ジオール成分を2種以上用いる場合には、上述したジオール成分から適宜選択して決定すればよいが、主構成単位であるアルキレンテレフタレートに共重合されるモノマー単位を、25質量%以下とすることで、耐熱性が良好となるので好ましい。
【0103】
例えば、エチレングリコール/イソフタル酸/テレフタル酸共重合体(イソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート)や、1,4−ブタンジオール/イソフタル酸/テレフタル酸共重合体(イソフタル酸共重合ポリブチレンテレフタレート)等の、アルキレンテレフタレート構成単位を主構成単位とする、アルキレンテレフタレートコポリエステルの他に、1,4−ブタンジオール/イソフタル酸/デカンジカルボン酸共重合体等が挙げられ、中でもアルキレンテレフタレートコポリエステルが好ましい。
【0104】
本発明に用いるポリエステル樹脂(B−1)としては、アルキレンテレフタレートのコポリエステルを用いる場合には、上述のイソフタル酸共重合ポリブチレンテレフタレートや、イソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレートなどが好ましく、特にこれらの内、耐熱性の観点から、イソフタル酸成分が25質量%以下のものが好ましい。
【0105】
(ポリエチレンテレフタレート)
ポリエステル樹脂(B−1)としては、特にポリエチレンテレフタレートを用いることが好ましい。ここで、ポリエチレンテレフタレートとは、全構成繰り返し単位に対するテレフタル酸及びエチレングリコールからなるオキシエチレンオキシテレフタロイル単位(以下「ET単位」と称す場合がある。)の比率(以下「ET比率」と称す場合がある。)が好ましくは90当量%以上であるポリエチレンテレフタレート樹脂であり、本発明におけるポリエチレンテレフタレートはET単位以外の構成繰り返し単位を10当量%未満の範囲で含んでいてもよい。本発明におけるポリエチレンテレフタレートは、テレフタル酸又はその低級アルキルエステルとエチレングリコールとを主たる原料として製造されるが、他の酸成分及び/又は他のグリコール成分を併せて原料として用いてもよい。
【0106】
テレフタル酸以外の酸成分としては、フタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、4,4′−ジフェニルスルホンジカルボン酸、4,4′−ビフェニルジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−フェニレンジオキシジ酢酸及びこれらの構造異性体、マロン酸、コハク酸、アジピン酸等のジカルボン酸及びその誘導体、p−ヒドロキシ安息香酸、グリコール酸等のオキシ酸又はその誘導体が挙げられる。
【0107】
また、エチレングリコール以外のジオール成分としては、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール等の脂肪族グリコール、シクロヘキサンジメタノール等の脂環式グリコール、ビスフェノールA、ビスフェノールS等の芳香族ジヒドロキシ化合物誘導体等が挙げられる。
【0108】
上記の様なテレフタル酸又はそのエステル形成性誘導体とエチレングリコールとを含む原料は、エステル化触媒又はエステル交換触媒の存在下におけるエステル化反応又はエステル交換反応により、ビス(β−ヒドロキシエチル)テレフタレート及び/又はそのオリゴマーを形成させ、その後、重縮合触媒及び安定剤の存在下で高温減圧下に溶融重縮合を行ってポリマーとされる。
【0109】
エステル化触媒は、テレフタル酸がエステル化反応の自己触媒となるため特に使用する必要はない。また、エステル化反応は、エステル化触媒と後述する重縮合触媒の共存下に実施することも可能であり、また、少量の無機酸等の存在下に実施することができる。エステル交換触媒としては、ナトリウム、リチウム等のアルカリ金属塩、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属塩、亜鉛、マンガン等の金属化合物が好ましく使用されるが、中でも得られるポリエチレンテレフタレートの外観上、マンガン化合物が特に好ましい。
【0110】
重縮合触媒としては、ゲルマニウム化合物、アンチモン化合物、チタン化合物、コバルト化合物、錫化合物等の反応系に可溶な化合物が単独又は組み合わせて使用される。重縮合触媒としては、色調及び透明性等の観点から二酸化ゲルマニウムが特に好ましい。これらの重縮合触媒には重合中の分解反応を抑制するために安定剤を併用してもよく、安定剤としては、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリフェニルホスフェート等のリン酸エステル類、トリフェニルホスファイト、トリスドデシルホスファイト等の亜リン酸エステル類、メチルアシッドホスフェート、ジブチルホスフェート、モノブチルホスフェート酸性リン酸エステル、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、ポリリン酸等のリン化合物の1種又は2種以上が好ましい。
【0111】
上記の触媒の使用割合は、全重合原料中、触媒中の金属の重量として、通常1〜2000ppm、好ましくは3〜500ppmの範囲とされ、安定剤の使用割合は、全重合原料中、安定剤中のリン原子の重量として、通常10〜1000ppm、好ましくは20〜200ppmの範囲とされる。触媒及び安定剤の供給は、原料スラリー調製時の他、エステル化反応又はエステル交換反応の任意の段階において行うことができる。更に、重縮合反応工程の初期に供給することもできる。
【0112】
エステル化反応又はエステル交換反応時の反応温度は、通常240〜280℃であり、反応圧力は通常、大気に対する相対圧力として0.2〜3kg/cm
2G(20〜300kPa)である。また、重縮合時の反応温度は、通常250〜300℃であり、反応圧力は通常、絶対圧力として500〜0.1mmHg(67〜0.013kPa)である。この様なエステル化又はエステル交換反応及び重縮合反応は、一段で行っても、複数段階に分けて行ってもよい。この様にして得られるポリエチレンテレフタレートは、極限粘度が通常0.45〜0.70dl/gであり、常法によりチップ化される。このチップの平均粒径は、通常2.0〜5.5mm、好ましくは2.2〜4.0mmの範囲とされる。
【0113】
次に、上記の様に溶融重縮合により得られたポリマーは、通常固相重合に供される。固相重合に供されるポリマーチップは、予め固相重合を行う温度より低い温度に加熱して予備結晶化を行った後、固相重合に供されてもよい。この様な予備結晶化は、(a)乾燥状態のポリマーチップを、通常120〜200℃、好ましくは130〜180℃の温度で1分間〜4時間加熱する方法、(b)乾燥状態のポリマーチップを、水蒸気又は水蒸気含有不活性ガス雰囲気下で、通常120〜200℃の温度で1分間以上加熱する方法、(c)水、水蒸気又は水蒸気含有不活性ガス雰囲気下で吸湿させ調湿したポリマーチップを、通常120〜200℃の温度で1分間以上加熱する方法等によって行うことができる。ポリマーチップの調湿は、その含水分が通常100〜10000ppm、好ましくは1000〜5000ppmの範囲となる様に実施される。調湿したポリマーチップを結晶化や固相重合に供することにより、PETに含まれるアセトアルデヒドや微量に含まれる不純物の量を一層低減化することが可能である。
【0114】
固相重合工程は、少なくとも一段からなり、通常190〜230℃、好ましくは195〜225℃の重合温度、通常1kg/cm
2G〜10mmHg(絶対圧力として200〜1.3kPa)、好ましくは0.5kg/cm
2G〜100mmHg(絶対圧力として150〜13kPa)の重合圧力の条件下、窒素、アルゴン、二酸化炭素等の不活性ガス流通下で実施される。固相重合時間は、温度が高いほど短時間でよいが、通常1〜50時間、好ましくは5〜30時間、更に好ましくは10〜25時間である。固相重合により得られたポリマーの極限粘度は、通常0.70〜0.90dl/gの範囲である。
【0115】
本発明に用いるポリエチレンテレフタレートの固有粘度は、適宜選択して決定すればよいが、通常0.5〜2dl/g、中でも0.6〜1.5dl/g、特には0.7〜1.0dl/gであることが好ましい。固有粘度を0.5dl/g以上、特には0.7dl/g以上とすることで、本発明のタルクマスターバッチにおける機械的特性や、滞留熱安定性、耐薬品性、耐湿熱性が向上する傾向にあり好ましい。逆に固有粘度を2dl/g以下、特には1.0dl/g以下とすることでタルクマスターバッチ製造時の樹脂の加工性が向上する傾向にあり好ましい。
【0116】
本発明において、ポリエチレンテレフタレートの固有粘度は、フェノール/テトラクロルエタン(重量比1/1)の混合溶媒を使用し、30℃で測定した値である。
【0117】
本発明に用いるポリエチレンテレフタレートの末端カルボキシル基の濃度は、通常1〜60μeq/gであり、中でも3〜50μeq/g、更には5〜40μeq/gであることが好ましい。末端カルボキシル基濃度を60μeq/g以下とすることで、タルクマスターバッチの耐熱性、滞留熱安定性や色相が向上する傾向にあり、逆に末端カルボキシル基濃度を1μeq/g以上とすることで、タルクマスターバッチ製造時の加工性が向上する傾向にあり、好ましい。
【0118】
なお、ポリエチレンテレフタレートの末端カルボキシル基濃度は、ベンジルアルコール25mLにポリエチレンテレフタレート0.5gを溶解し、水酸化ナトリウムの0.01モル/Lベンジルアルコール溶液を使用して滴定することにより求めることができる。
【0119】
ところで、ポリカーボネート樹脂にポリエステル樹脂を複合化して得られる樹脂組成物は熱安定性が悪く、成形工程においてシリンダー内で高温に保持されることにより、ポリカーボネート樹脂とポリエステル樹脂とでエステル交換反応を起こし、反応による分解ガスの発生で泡、シルバーと称される成形品の外観不良の原因となる;ポリカーボネート樹脂の分子量低下によりポリカーボネート樹脂本来の耐衝撃性、耐熱変形性等が損なわれる;更には、高温下での滞留によりポリカーボネート樹脂組成物の粘度変化が生じることにより射出成形時の成形安定性が損なわれ、成形品のショートショットやバリが発生する;といった問題が起こる。
この滞留熱劣化の問題は、ポリエチレンテレフタレートの製造工程で使用され、製品として提供されるポリエチレンテレフタレート中に含有される重縮合触媒に起因するものである。
【0120】
この重縮合触媒に起因する問題が比較的少ない点において、本発明で用いるポリエチレンテレフタレートは、重縮合触媒としてゲルマニウム化合物を用いて製造されたポリエチレンテレフタレートであって、ポリエチレンテレフタレート中のゲルマニウム化合物含有量がゲルマニウム原子として1〜50ppm、特に1〜30ppm程度であるものが好ましい。即ち、ゲルマニウム化合物は、ポリカーボネート樹脂に対する悪影響が少なく、ポリカーボネート樹脂を劣化させ難い点において好ましい。また、重縮合触媒としてゲルマニウム化合物を用いたポリエチレンテレフタレートでは、溶融混練工程において、得られる組成物の色相が良好である点においても好ましい。
同様の理由から、本発明で用いるポリエチレンテレフタレートは、重縮合触媒としてアンチモン化合物を用いて製造されたポリエチレンテレフタレートであって、ポリエチレンテレフタレート中のアンチモン化合物含有量がアンチモン原子として100〜300ppm、特に150〜250ppm程度であるものが好ましい。
【0121】
また、本発明で用いるポリエチレンテレフタレートは、重縮合触媒の失活処理を施したものであることが、重縮合触媒に起因するポリカーボネート樹脂の滞留熱劣化をより一層確実に抑制し得る点において好ましい。
また、重縮合触媒の失活処理を施したポリエチレンテレフタレートは、溶融混練過程において、加工時の耐熱性に優れ、色相が良好である点においても好ましい。
【0122】
ポリエチレンテレフタレート樹脂の重縮合触媒の失活処理方法としては、特に制限はなく、用いた重縮合触媒に応じて従来公知の失活処理を施すことができる。この失活処理方法としては、例えば、以下のような方法が挙げられる。
【0123】
重縮合触媒の失活処理方法1:ゲルマニウム触媒の熱水(蒸気)処理
ポリエチレンテレフタレートを熱水(蒸気)処理してポリエチレンテレフタレート中のゲルマニウム触媒を失活させる方法。
具体的には、ポリエチレンテレフタレートを容器に充填し、70〜150℃、例えば約100℃の水蒸気をポリエチレンテレフタレートに対して毎時1〜100質量%の量で5〜6000分間通蒸して、蒸気処理を行った後乾燥する。
ポリエチレンテレフタレートを容器内でポリエチレンテレフタレートの0.3〜10質量倍の蒸留水に浸漬させ、次に、ポリエチレンテレフタレート及び蒸留水が入った容器を外部より加熱し、内温を70〜110℃にコントロールし、3〜3000分間保持して熱水処理を行なった後、脱水し、乾燥する。
上記乾燥は、通常、窒素等の不活性ガス中、120〜180℃で3〜8時間行われる。
【0124】
重縮合触媒の失活処理方法2:チタニウム触媒へのリン化合物添加
ポリエチレンテレフタレートにリン化合物を添加して、ポリエチレンテレフタレート中のチタニウム触媒を失活させる。この場合、リン原子の添加量は、ポリエチレンテレフタレートの質量を基準として7〜145ppmの範囲であることが好ましい。リン化合物の添加量が7ppm以上であると、触媒の失活を十分に行って、目的とする効果を得ることができ、リン原子の添加量が145ppm以下であると、リン化合物自体が粗大凝集粒子となって、外観不良や耐衝撃性の低下といった問題が生じることが防止される。
【0125】
なお、添加するリン化合物としては、従来公知のリン酸エステル化合物類や亜リン酸エステル化合物類、ホスホネート化合物類等が挙げられる。中でも下記一般式(2)で表されるホスホネート化合物が好適である。
【0126】
R
1OC(O)XP(O)(OR
2)
2 …(2)
(式中、R
1及びR
2は炭素数1〜4のアルキル基、Xは−CH
2−又は−CH(Y)−(Yはフェニル基を示す。)であり、R
1及びR
2はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。)
【0127】
上記式(2)で表されるホスホネート化合物の中でも、アルキルホスホネート化合物が好ましく例示され、これらの中でも特にトリエチルホスホノ酢酸が好ましい。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0128】
上記ポリエチレンテレフタレートの重縮合触媒の失活処理方法は、本発明で採用し得る失活処理の一例であって、本発明に係る失活処理は何ら上記の方法に限定されるものではない。
【0129】
以下において、重縮合触媒の失活処理を施したポリエチレンテレフタレートを「失活PET」と称し、未処理のポリエチレンテレフタレートを「未処理PET」と称す。
【0130】
本発明で用いる失活PETは、上述のようなポリエチレンテレフタレート中の重縮合触媒の失活処理がなされることによって、下記式(3)で算出される固相重合速度Ksが0.006(dl/g・hr)以下、特に0.005(dl/g・hr)以下、とりわけ0.001〜0.004(dl/g・hr)程度となったものが好ましい。
固相重合速度Ks=([η]s−[η]m)/T …(3)
ここで、[η]sは、当該ポリエチレンテレフタレートを窒素気流下210℃で3時間保持した後の該ポリエチレンテレフタレートの固有粘度(dl/g)であり、[η]mは、当該ポリエチレンテレフタレートを窒素気流下210℃で2時間保持した後の該ポリエチレンテレフタレートの固有粘度(dl/g)である。Tは1(時間)である。即ち、本発明では、窒素気流下210℃にて3時間保持した後の固有粘度を[η]s、そして同条件下で2時間保持した後の固有粘度を[η]mとし、これらの値を用いて、上述した(3)式により算出した固相重合速度Ksを、固相重合速度Ksとした。そしてTは1時間となる。
【0131】
失活PETの固相重合速度Ksが0.006(dl/g・hr)以下であると、重縮合触媒の失活処理が十分であり、滞留熱劣化の抑制効果を十分に得ることができる。ただし、固相重合速度Ksを過度に小さくすることは困難であり、通常0.001(dl/g・hr)以上である。
【0132】
(ポリブチレンテレフタレート)
ポリエステル樹脂(B−1)としては、ポリブチレンテレフタレートを用いてもよい。ここで、ポリブチレンテレフタレートとは、テレフタル酸単位及び1,4−ブタンジオール単位がエステル結合した構造を有する樹脂をいう。本発明では、ジカルボン酸単位の50モル%以上がテレフタル酸単位であり、ジオール成分の50モル%以上が1,4−ブタンジオール単位であるポリブチレンテレフタレートを用いるのが好ましい。全ジカルボン酸単位中のテレフタル酸単位の割合は、好ましくは70モル%以上、更に好ましくは80モル%以上、特に好ましくは95モル%以上、最適には98モル%以上である。全ジオール単位中の1,4−ブタンジオール単位の割合は、好ましくは70モル%以上、更に好ましくは80モル%以上、特に好ましくは95モル%以上、最適には98モル%以上である。テレフタル酸単位又は1,4−ブタンジオール単位が上記範囲であると、結晶化速度が適切な範囲であるので、成形性が良好となる。
【0133】
上記した通り、ポリブチレンテレフタレートは、テレフタル酸以外のジカルボン酸単位を含んでいてもよい。テレフタル酸以外のジカルボン酸については特に制限はなく、例えば、フタル酸、イソフタル酸、4,4'−ジフェニルジカルボン酸、4,4'−ジフェニルエーテルジカルボン酸、4,4'−ベンゾフェノンジカルボン酸、4,4'−ジフェノキシエタンジカルボン酸、4,4'−ジフェニルスルホンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸;1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸;マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸;などを挙げることができる。これらのジカルボン酸単位は、ジカルボン酸、又は、ジカルボン酸エステル、ジカルボン酸ハライド等のジカルボン酸誘導体を原料として用いることで、ポリマー骨格に導入できる。
【0134】
上記した通り、ポリブチレンテレフタレートは、1,4−ブタンジオール以外のジオール単位を含んでいてもよい。1,4−ブタンジオール以外のジオールについては特に制限はなく、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ジブチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール等の脂肪族ジオール;1,2−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,1−シクロヘキサンジメチロール、1,4−シクロヘキサンジメチロール等の脂環式ジオール;キシリレングリコール、4,4'−ジヒドロキシビフェニル、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン等の芳香族ジオール;等を挙げることができる。
【0135】
ポリブチレンテレフタレートは、更に、乳酸、グリコール酸、m−ヒドロキシ安息香酸、p−ヒドロキシ安息香酸、6−ヒドロキシ−2−ナフタレンカルボン酸、p−β−ヒドロキシエトキシ安息香酸などのヒドロキシカルボン酸;アルコキシカルボン酸、ステアリルアルコール、ベンジルアルコール、ステアリン酸、安息香酸、t−ブチル安息香酸、ベンゾイル安息香酸などの単官能化合物;トリカルバリル酸、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、没食子酸、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセロール、ペンタエリスリトール等の三官能以上の多官能化合物;などから誘導される単位を含んでいてもよい。
【0136】
本発明に用いるポリブチレンテレフタレートの固有粘度については特に制限はないが、機械的性質の観点から下限値が、成形加工性の観点から上限値が決定されてもよい。ポリブチレンテレフタレートの固有粘度は、0.70〜3.0dl/gであることが好ましく、より好ましくは0.80〜1.5dl/g、特に好ましくは0.80〜1.2dl/gである。固有粘度が、前記範囲であると、良好な機械的性質を発揮できるとともに、良好な成形加工性が得られる。なお、上記固有粘度の値は、1,1,2,2−テトラクロロエタン/フェノール=1/1(重量比)の混合溶媒を用いて、温度30℃で測定した値である。
本発明では、固有粘度の異なる2種以上のポリブチレンテレフタレートを併用してもよい。
【0137】
本発明に用いるポリブチレンテレフタレートの末端カルボキシル基濃度は、120μeq/g以下であることが好ましく、更に好ましくは2〜80μeq/g、特に好ましくは5〜60μeq/gである。末端カルボキシル基濃度が120μeq/g以下であると、耐加水分解性及び流動性が良好になり、また2μeq/g以上であるのが、生産性の観点から好ましい。末端カルボキシル基濃度は、ポリブチレンテレフタレートをベンジルアルコールに溶解し、0.1N(mol/L)の水酸化ナトリウムの水溶液にて滴定して求めることができ、上記値は、1g当たりのカルボキシル基当量である。
【0138】
ポリエステル樹脂(B−1)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。
【0139】
本発明のポリカーボネート樹脂組成物が、ポリエステル樹脂(B−1)を含有する場合、その含有量は、ポリカーボネート樹脂(A−1)と熱可塑性樹脂(B)からなる樹脂主成分100質量部中に後述のスチレン系樹脂(B−2)との合計で50質量部以下、好ましくは0〜50質量部であるが、好ましくは、樹脂主成分100質量部中に0〜45質量部、特に好ましくは10〜40質量部である。
【0140】
ポリエステル樹脂(B−1)の含有割合が上記下限値以上であることにより、ポリエステル樹脂(B−1)を配合することによる耐薬品性の向上効果、タルクによるポリカーボネート樹脂(A−1)及びポリカーボネート樹脂(A−2)の分解防止効果を十分に得ることができ、上記上限値以下であることにより、ポリカーボネート樹脂(A−1)及びポリカーボネート樹脂(A−2)本来の特性が損なわれることなく良好な耐衝撃性や熱安定性等の物性を得ることができる。
【0141】
[スチレン系樹脂(B−2)]
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、成形品外観及び耐衝撃性の改善のために、スチレン系樹脂(B−2)を含有してもよい。スチレン系樹脂(B−2)とは、スチレン系単量体と必要に応じてこれらと共重合可能な他のビニル単量体及びゴム質重合体より選ばれる1種以上を重合して得られる樹脂である。
【0142】
スチレン系樹脂(B−2)に用いられるスチレン系単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ビニルキシレン、エチルスチレン、ジメチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、ビニルナフタレン、メトキシスチレン、モノブロムスチレン、ジブロムスチレン、フルオロスチレン、トリブロムスチレン等のスチレン誘導体が挙げられ、特にスチレンが好ましい。これらは、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。
【0143】
これらのスチレン系単量体と共重合可能な他のビニル単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル化合物;フェニルアクリレートベンジルアクリレート等のアクリル酸のアリールエステル;メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、アミルアクリレート、ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ドデシルアクリレート等のアクリル酸のアルキルエステル;フェニルメタクリレート、ベンジルメタクリレート等のメタクリル酸アリールエステル;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、アミルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート等のメタクリル酸アルキルエステル;グリシジルメタクリレート等のエポキシ基含有メタクリル酸エステル;マレイミド、N−メチルマレイミド、N−フェニルマレイミド等のマレイミド系単量体;アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フタル酸、イタコン酸等のα、β−不飽和カルボン酸及びその無水物が挙げられる。好ましくは、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステルである。
【0144】
これらのビニル単量体は、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。
【0145】
また、スチレン系単量体と共重合可能なゴム質重合体としては、ガラス転移温度が10℃以下のゴムが適当である。このようなゴム質重合体の具体例としては、ジエン系ゴム、アクリル系ゴム、エチレン・プロピレンゴム、シリコンゴム、ポリオルガノシロキサンゴム成分とポリアルキル(メタ)アクリレートゴム成分とが分離できないように相互に絡み合った構造を有しているIPN(interpenetrating polymer network)型複合ゴム等が挙げられ、好ましくは、ジエン系ゴム、アクリル系ゴム等が挙げられる。
【0146】
ジエン系ゴムとしては、例えば、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンランダム共重合体及びブロック共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリイソプレン、ブタジエン−イソプレン共重合体、エチレン−プロピレン−ヘキサジエン共重合体等のエチレンとプロピレンと非共役ジエンターポリマー、ブタジエン−(メタ)アクリル酸の低級アルキルエステル共重合体、ブタジエン−スチレン−(メタ)アクリル酸の低級アルキルエステル共重合体等が挙げられる。
上記の(メタ)アクリル酸の低級アルキルエステルとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等が挙げられる。
ブタジエン−(メタ)アクリル酸の低級アルキルエステル共重合体又はブタジエン−スチレン−(メタ)アクリル酸の低級アルキルエステル共重合体における(メタ)アクリル酸の低級アルキルエステルの割合は、ゴム重量の30重量%以下であることが好ましい。
【0147】
アクリル系ゴムとしては、例えば、アクリル酸アルキルエステルゴムが挙げられ、ここで、アルキル基の炭素数は好ましくは1〜8である。アクリル酸アルキルエステルの具体例としては、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸エチルヘキシル等が挙げられる。アクリル酸アルキルエステルゴムには、任意に、エチレン性不飽和単量体が用いられていてもよい。そのような化合物の具体例としては、ジ(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン、シアヌル酸トリアリル、(メタ)アクリル酸アリル、ブタジエン、イソプレン等が挙げられる。アクリル系ゴムとしては、更に、コアとして架橋ジエン系ゴムを有するコア−シェル型重合体が挙げられる。
【0148】
これらのゴム質重合体についても、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。
【0149】
本発明で用いるスチレン系樹脂(B−2)は、ゴム成分を含有していないか、或いは、ゴム成分の含有量が50質量%未満のものであり、スチレン系樹脂(B−2)中のゴム成分含有量はより好ましくは0〜30質量%である。スチレン系樹脂(B−2)中のゴム成分含有量が50質量%以上であると、ポリカーボネート樹脂組成物としての耐熱性や流動性が低下する恐れがある。
【0150】
本発明で用いられるスチレン系樹脂(B−2)としては、例えば、スチレンの単独重合体、スチレンと(メタ)アクリロニトリルとの共重合体、スチレンと(メタ)アクリル酸アルキルエステルとの共重合体、スチレンと(メタ)アクリロニトリルと他の共重合可能な単量体との共重合体、ゴムの存在下スチレンを重合してなるグラフト共重合体、ゴムの存在下スチレンと(メタ)アクリロニトリルとをグラフト重合してなるグラフト共重合体等が挙げられる。さらに、具体的には、ポリスチレン、スチレン・ブタジエン・スチレン共重合体(SBS樹脂)、水添スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体(水添SBS)、水添スチレン−イソプレン−スチレン共重合体(SEPS)、耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)、スチレン−無水マレイン酸共重合体(SMA樹脂)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、アクリロニトリル−スチレン−アクリルゴム共重合体(ASA樹脂)、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン共重合体(MBS樹脂)、メチルメタクリレート−アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(MABS樹脂)、アクリロニトリル−アクリルゴム−スチレン共重合体(AAS樹脂)、アクリロニトリル−エチレンプロピレン系ゴム−スチレン共重合体(AES樹脂)及びスチレン−IPN型ゴム共重合体等の樹脂、又は、これらの混合物が挙げられる。また、さらにシンジオタクティックポリスチレン等のように立体規則性を有するものであってもよい。また、上記のスチレンに代えて、広く芳香族ビニル系モノマーを用いることができる。
【0151】
これらの中でも、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、アクリロニトリル−スチレン−アクリルゴム共重合体(ASA樹脂)、アクリロニトリル−エチレンプロピレン系ゴム−スチレン共重合体(AES樹脂)が好ましく、特にアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)が好ましい。
【0152】
これらスチレン系樹脂(B−2)の製造方法としては、乳化重合法、溶液重合法、懸濁重合法、塊状重合法等の公知の方法が挙げられる。
【0153】
これらのスチレン系樹脂(B−2)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。
【0154】
本発明のポリカーボネート樹脂組成物が、スチレン系樹脂(B−2)を含有する場合、その含有量は、ポリカーボネート樹脂(A−1)と熱可塑性樹脂(B)からなる樹脂主成分100質量部中に前記のポリエステル樹脂(B−1)との合計で50質量部以下、好ましくは0〜50質量部であるが、好ましくは、樹脂主成分100質量部中に0〜45質量部、特に好ましくは10〜40質量部である。ポリカーボネート樹脂組成物中のスチレン系樹脂(B−2)の含有量が少な過ぎると、スチレン系樹脂(B−2)を配合したことによる成形品外観及び耐衝撃性の改善効果を十分に得ることができず、多過ぎると耐熱性、表面硬度が低下する傾向にある。
【0155】
なお、スチレン系樹脂(B−2)は安価であることから、スチレン系樹脂(B−2)の配合で低コスト化を図ることができるという利点もある。
【0156】
[熱可塑性エラストマー(D)]
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、更に必要に応じて、成形品の耐衝撃性改良剤として熱可塑性エラストマー(D)を含有していてもよく、熱可塑性エラストマー(D)を配合することにより、耐衝撃性を付与させることが可能となり、予期せぬ外部応力による成形品の割れや損傷を防止することが可能となる。
【0157】
熱可塑性エラストマー(D)としては、ゴム成分にこれと共重合可能な単量体成分をグラフト共重合した共重合体が好ましい。このような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。
【0158】
上記ゴム成分は、ガラス転移温度が通常0℃以下、中でも−20℃以下のものが好ましく、更には−30℃以下のものが好ましい。ゴム成分の具体例としては、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブチルアクリレートやポリ(2−エチルヘキシルアクリレート)、ブチルアクリレート・2−エチルヘキシルアクリレート共重合体などのポリアルキルアクリレートゴム、ポリオルガノシロキサンゴムなどのシリコーン系ゴム、ブタジエン−アクリル複合ゴム、ポリオルガノシロキサンゴムとポリアルキルアクリレートゴムとからなるIPN型複合ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴムやエチレン−ブテンゴム、エチレン−オクテンゴムなどのエチレン−αオレフィン系ゴム、エチレン−アクリルゴム、フッ素ゴム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、機械的特性や表面外観の面から、ポリブタジエンゴム、ポリアルキルアクリレートゴム、ポリオルガノシロキサンゴムとポリアルキルアクリレートゴムとからなるIPN型複合ゴム、スチレン−ブタジエンゴムが好ましい。
【0159】
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)アクリレート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、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、イタコン酸等のα,β−不飽和カルボン酸化合物やそれらの無水物(例えば無水マレイン酸等)などが挙げられる。これらの単量体成分は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、機械的特性や表面外観の面から、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、(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、(メタ)アクリル酸オクチル等を挙げることができる。
【0160】
本発明に用いる熱可塑性エラストマー(D)は、耐衝撃性や表面外観の点からコア/シェル型グラフト共重合体タイプのものが好ましい。中でもポリブタジエン含有ゴム、ポリブチルアクリレート含有ゴム、ポリオルガノシロキサンゴムとポリアルキルアクリレートゴムとからなるIPN型複合ゴムから選ばれる少なくとも1種のゴム成分をコア層とし、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質量%以上含有するものが好ましく、60質量%以上含有するものがさらに好ましい。また、(メタ)アクリル酸成分は、10質量%以上含有するものが好ましい。
【0161】
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、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン共重合体(MBS)、メチルメタクリレート−アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(MABS)、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体(MB)、メチルメタクリレート−アクリルゴム共重合体(MA)、メチルメタクリレート−アクリルゴム−スチレン共重合体(MAS)、メチルメタクリレート−アクリル・ブタジエンゴム共重合体、メチルメタクリレート−アクリル・ブタジエンゴム−スチレン共重合体、メチルメタクリレート−(アクリル・シリコーンIPNゴム)共重合体等が挙げられる。この様なゴム性重合体は、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
【0162】
このようなコア/シェル型グラフト共重合体の市販品としては、例えば、ローム・アンド・ハース・ジャパン社製のパラロイドEXL2315、EXL2602、EXL2603などのEXLシリーズ、KM330、KM336PなどのKMシリーズ、KCZ201などのKCZシリーズ、三菱レイヨン社製のメタブレンS−2001、SRK−200、武田薬品工業(株)社のスタフィロイドMG−1011、カネカ社製のカネエースM721などが挙げられる。
【0163】
本発明のポリカーボネート樹脂組成物が、上述の熱可塑性エラストマー(D)を含む場合、熱可塑性エラストマー(D)を、ポリカーボネート樹脂(A−1)と必要に応じて用いられるポリエステル樹脂(B−1)及び/又はスチレン系樹脂(B−2)の熱可塑性樹脂(B)との樹脂主成分100質量部に対して、0.5〜40質量部、特に1〜30質量部、とりわけ2〜20質量部含むことが好ましい。ポリカーボネート樹脂組成物中の熱可塑性エラストマー(D)の含有量が少な過ぎると、熱可塑性エラストマー(D)を配合したことによる耐衝撃性の改良効果を十分に得ることができず、多過ぎると表面硬度や耐熱性や剛性が低下する傾向にある。
【0164】
[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、ポリカーボネート樹脂(A−1)、熱可塑性樹脂(B)、即ちポリエステル樹脂(B−1)及び/又はスチレン系樹脂(B−2)、並びに熱可塑性エラストマー(D)以外の他の樹脂成分やゴム成分が含まれていてもよい。この場合、他の樹脂ないしゴム成分としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などのポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリメタクリレート樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられるが、これらの他の樹脂ないしゴム成分の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A−1)本来の特性、更には、ポリエステル樹脂(B−1)及び/又はスチレン系樹脂(B−2)を併用した場合には、これらの熱可塑性樹脂(B)を併用することによる効果を十分に確保する上で、ポリカーボネート樹脂(A−1)100質量部に対して10質量部以下とすることが好ましく、本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、これらすべての樹脂を含めた全樹脂成分100質量部中にポリカーボネート樹脂、即ち、ポリカーボネート樹脂(A−1)とタルクマスターバッチに含まれるポリカーボネート樹脂(A−2)との合計のポリカーボネート樹脂を50質量部以上、特に60〜80質量部含むことが好ましい。
【0165】
特に、その他の樹脂として、密度0.85〜0.92g/cm
3のエチレン系樹脂(以下、「低密度ポリエチレン」と称す場合がある。)を配合することにより、高密度エチレン系樹脂を配合する場合の外観不良や耐衝撃性等の機械的強度の低下を引き起こすことなく、耐薬品性を改善することができる。
【0166】
ここで、エチレン系樹脂とは、エチレンと、エチレンと共重合可能なモノマーとの共重合体であり、この共重合可能なモノマーとしては特に制限はないが、例えば、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘプテン、1−オクテン等のα−オレフィン、酢酸ビニル、イソプレン、ブタジエン或いはアクリル酸、メタクリル酸等のモノカルボン酸類、或いはこれらのエステル類、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等のジカルボン酸或いはその酸無水物等の1種又は2種以上が挙げられ、これらは主鎖に共重合されていてもよく、また、グラフト重合可能なものはグラフト重合せしめてもよい。
【0167】
これらのエチレン系樹脂は通常の方法で製造することができる。
【0168】
なかでも好ましいエチレン系樹脂としては、エチレンと炭素数3〜10、好ましくは炭素数4〜8のα−オレフィンの1種又は2種以上との共重合体であり、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−1−ブテン共重合体、エチレン−1−ペンテン共重合体、エチレン−1−ヘキセン共重合体、エチレン−プロピレン−ヘキセン共重合体、エチレン−4−メチル−1−ペンテン共重合体、エチレン−1−ヘプテン共重合体、エチレン−1−オクテン共重合体等が挙げられ、特に共重合成分が主鎖に導入された線状エチレン系共重合体が好ましい。
【0169】
このようなエチレン系樹脂中のエチレンの含有量は、少な過ぎると融点の低下によるハンドリングの悪化やコストアップが問題となり、多過ぎると結晶化による成形収縮で白化現象が起こる。従って、エチレン系樹脂中のエチレンの含有量は90〜40モル%、特に85〜50モル%であることが好ましい。
【0170】
このエチレン系樹脂の密度が0.92g/cm
3を超えると、ポリカーボネート樹脂(A−1)のマトリックス中に形成されるエチレン系樹脂のドメインのボイドによる白化現象、層状剥離、ポリエチレンの分散不良に起因する耐薬品性の低下の問題がある。密度0.92g/cm
3以下の低密度のエチレン系樹脂を用いることにより、ポリカーボネート樹脂(A−1)に対する流動性、分散性が良好なものとなり、また結晶性が低減され、成形時の収縮率がポリカーボネート樹脂(A−1)の収縮率と近いものとなり、ボイドの形成が抑えられる。また、比較的小さいドメインが形成されるようになり層状剥離が防止され、更にはエチレン系樹脂のドメインが均一に分散することにより、良好な耐薬品性が得られる。
しかし、エチレン系樹脂の密度が0.85g/cm
3よりも小さいと物性の低下が起こるので、密度0.85g/cm
3以上のエチレン系樹脂を用いる。エチレン系樹脂の密度は、特に0.86〜0.92g/cm
3、とりわけ0.88〜0.90g/cm
3であることが好ましい。
【0171】
なお、上記のエチレン系樹脂の密度はISO 1183 D法に準拠して測定した値である。
【0172】
本発明で用いる低密度ポリエチレンは重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比で表される分子量分布(Mw/Mn)が1.3〜4.0であることが好ましい。分子量分布(Mw/Mn)が4.0よりも大きいと耐衝撃性が低下するなどの問題があり、1.3より小さいと成形性が劣る。低密度ポリエチレンのより好ましい分子量分布(Mw/Mn)は1.5〜3.5である。
ここで、低密度ポリエチレンの重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)はゲル浸透クロマトグラフィー(GPC:Gel Permeation Chromatografy)により測定される。
【0173】
また、本発明で用いる低密度ポリエチレンの、190℃におけるメルトフローレート(MFR)は、0.01〜20g/10min、特に、0.02〜0.5g/10minであることが好ましい。低密度ポリエチレンのMFRが上記範囲よりも小さいと分散性が乏しく、大きなドメインを形成しやすくなるため白化や層状剥離が生じやすくなり、上記範囲よりも大きいとドメインが大きく引き伸ばされた構造をとることから真珠光沢による外観不良や物性の低下が生じやすくなる。
【0174】
ここでMFRとは、ISO 1133に準拠して、温度190℃、荷重21.18Nで測定した値である。
【0175】
本発明で用いる低密度ポリエチレンは、上述の好適MFRを満たすために、過酸化物により増粘処理されたものであっても良い。この増粘処理に用いる過酸化物としては、例えば、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシジカーボネート、パーオキシエステル、パーオキシケタールなどが挙げられ、これらは1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。また、混練温度と混練時間おける過酸化物の反応性を考慮して、最適な過酸化物を選択することが好ましい。
【0176】
過酸化物による増粘処理とは、上述のような過酸化物を低密度ポリエチレンに加熱混練してMFRを低減する処理であり、これによりMFRが上記好適範囲を外れる低密度ポリエチレンを増粘させて、MFRを好適範囲に調整することができる。
【0177】
この増粘処理に用いる過酸化物量は、多過ぎると過剰な架橋反応が進行し、樹脂が硬化して分散性が悪化する、少な過ぎると十分な増粘効果が得られないことから、低密度ポリエチレンに対して50〜2000ppm(質量基準)、特に100〜1000ppmであることが好ましい。
また、増粘処理における加熱混練時の温度は150〜250℃、特に170〜230℃であることが好ましい。この温度が高過ぎると樹脂が熱劣化することで物性の低下を招き、低過ぎると混練時の負荷が大きくなり、十分に反応が進行せず架橋反応の効果が認められない。
【0178】
増粘処理は具体的には、低密度ポリエチレンと所定量の過酸化物とを二軸混練機、一軸混練機、ブラベンダー等の混練機に投入して所定の温度で溶融混練押し出しすることにより行われる。
【0179】
このような低密度ポリエチレンは、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
【0180】
本発明のポリカーボネート樹脂組成物が上記の低密度ポリエチレンを含む場合、低密度ポリエチレンは、ポリカーボネート樹脂(A−1)と必要に応じて用いられるポリエステル樹脂(B−1)及び/又はスチレン系樹脂(B−2)の熱可塑性樹脂(B)との樹脂主成分100質量部に対して、1〜20質量部、特に2〜15質量部、とりわけ3〜10質量部含むことが好ましい。
ポリカーボネート樹脂組成物中の低密度ポリエチレンの割合が上記下限よりも少ないと、低密度ポリエチレンを用いることによる耐薬品性の向上効果を十分に得ることができず、逆に、低密度ポリエチレンの割合が上記上限よりも多いと、ポリカーボネート樹脂(A−1)本来の特性が損なわれ、弾性率や熱変形温度、熱滞留安定性の低下が生じる。
【0181】
[有機リン酸エステル化合物(E)]
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、更なる熱安定性の向上のために有機リン酸エステル化合物(E)を含有していてもよい。有機リン酸エステル化合物(E)としては、前述のタルクマスターバッチに用いられる有機リン酸エステル化合物と同様のものを用いることができ、好ましいものも同様である。有機リン酸エステル化合物(E)についても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。なお、本発明のポリカーボネート樹脂組成物に配合される有機リン酸エステル化合物(E)とタルクマスターバッチに含まれる有機リン酸エステル化合物とは同一のものであっても異なるものであってもよい。
【0182】
本発明のポリカーボネート樹脂組成物が有機リン酸エステル化合物(E)を含有する場合、その含有量は、タルクマスターバッチが有機リン酸エステル化合物を含むか否かによっても異なるが、ポリカーボネート樹脂(A−1)と必要に応じて用いられるポリエステル樹脂(B−1)及び/又はスチレン系樹脂(B−2)の熱可塑性樹脂(B)との樹脂主成分100質量部に対して通常0.02〜3質量部、特に0.03〜1質量部、とりわけ0.04〜0.5質量部であることが好ましく、タルクマスターバッチに含まれてポリカーボネート樹脂組成物中に含有されるタルクマスターバッチ由来の有機リン酸エステル化合物との合計で、ポリカーボネート樹脂(A−1)と必要に応じて用いられるポリエステル樹脂(B−1)及び/又はスチレン系樹脂(B−2)の熱可塑性樹脂(B)との樹脂主成分100質量部に対して0.03〜3質量部、特に0.05〜2質量部、とりわけ0.1〜1質量部であることが好ましい。有機リン酸エステル化合物の配合量が上記下限値以上であることにより、有機リン酸エステル化合物を配合することによる熱安定性の向上効果を十分に得ることができる。ただし、有機リン酸エステル化合物の配合量は多過ぎてもその効果は頭打ちとなり、経済的でないので上記上限以下とする。
【0183】
[リン系熱安定剤(F)]
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、リン系熱安定剤(F)を含有していてもよく、リン系熱安定剤(F)は一般的に、樹脂成分を溶融混練する際、高温下での滞留安定性や樹脂成形品使用時の耐熱安定性の向上に有効である。
【0184】
本発明で用いるリン系熱安定剤(F)としては、本発明のタルクマスターバッチに配合し得るリン系熱安定剤として前述したものを用いることができ、好ましいものも同様である。
リン系熱安定剤(F)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。なお、本発明のポリカーボネート樹脂組成物に配合されるリン系熱安定剤(F)とタルクマスターバッチに含まれるリン系熱安定剤とは同一のものであっても異なるものであってもよい。
【0185】
本発明のポリカーボネート樹脂組成物がリン系熱安定剤(F)を含有する場合、その含有量は、タルクマスターバッチがリン系熱安定剤(F)を含むか否かによっても異なるが、ポリカーボネート樹脂(A−1)と必要に応じて用いられるポリエステル樹脂(B−1)及び/又はスチレン系樹脂(B−2)の熱可塑性樹脂(B)との樹脂主成分100質量部に対して通常0.02〜3質量部、特に0.03〜1質量部、とりわけ0.04〜0.5質量部であることが好ましく、タルクマスターバッチに含まれてポリカーボネート樹脂組成物中に含有されるタルクマスターバッチ由来のリン系熱安定剤との合計で、ポリカーボネート樹脂(A−1)と必要に応じて用いられるポリエステル樹脂(B−1)及び/又はスチレン系樹脂(B−2)の熱可塑性樹脂(B)との樹脂主成分100質量部に対して0.03〜3質量部、特に0.05〜2質量部、とりわけ0.1〜1質量部であることが好ましい。リン系熱安定剤(F)の配合量が上記下限値以上であることにより、リン系熱安定剤(F)を配合することによる熱安定性の向上効果を十分に得ることができる。ただし、リン系熱安定剤(F)の配合量は多過ぎてもその効果は頭打ちとなり、経済的でないので上記上限以下とする。
【0186】
[フェノール系酸化防止剤(G)]
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、所望により更にフェノール系酸化防止剤(G)を含有していてもよく、フェノール系酸化防止剤(G)を含有することで、色相劣化や、熱滞留時の機械物性の低下を抑制することができる。
【0187】
本発明で用いるフェノール系酸化防止剤(G)としては、本発明のタルクマスターバッチに配合し得るフェノール系酸化防止剤として前述したものを用いることができ、好ましいものも同様である。
フェノール系酸化防止剤(G)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。なお、本発明のポリカーボネート樹脂組成物に配合されるフェノール系酸化防止剤(G)とタルクマスターバッチに含まれるフェノール系酸化防止剤とは同一のものであっても異なるものであってもよい。
【0188】
本発明のポリカーボネート樹脂組成物がフェノール系酸化防止剤(G)を含有する場合、その含有量は、タルクマスターバッチがフェノール系酸化防止剤を含むか否かによっても異なるが、ポリカーボネート樹脂(A−1)と必要に応じて用いられるポリエステル樹脂(B−1)及び/又はスチレン系樹脂(B−2)の熱可塑性樹脂(B)との樹脂主成分100質量部に対して通常0.02〜3質量部、特に0.03〜1質量部、とりわけ0.04〜0.5質量部であることが好ましく、タルクマスターバッチに含まれてポリカーボネート樹脂組成物中に含有されるタルクマスターバッチ由来のフェノール系酸化防止剤との合計で、ポリカーボネート樹脂(A−1)と必要に応じて用いられるポリエステル樹脂(B−1)及び/又はスチレン系樹脂(B−2)の熱可塑性樹脂(B)との樹脂主成分100質量部に対して0.03〜3質量部、特に0.05〜2質量部、とりわけ0.1〜1質量部であることが好ましい。フェノール系酸化防止剤(G)の配合量が上記下限値以上であることにより、フェノール系酸化防止剤(G)を配合することによる上記の効果を有効に得ることができる。ただし、フェノール系酸化防止剤(G)の配合量は多過ぎてもその効果は頭打ちとなり、経済的でないので上記上限以下とする。
【0189】
なお、本発明のポリカーボネート樹脂組成物においても、リン系熱安定剤(F)とフェノール系酸化防止剤(G)とを共に含有することが好ましく、この場合、タルクマスターバッチにリン系熱安定剤及び/又はフェノール系酸化防止剤が含まれる場合は、それらの合計として、リン系熱安定剤とフェノール系酸化防止剤とを、リン系熱安定剤:フェノール系酸化防止剤=1:0.2〜3の質量比で、合計量としてポリカーボネート樹脂(A−1)と必要に応じて用いられるポリエステル樹脂(B−1)及び/又はスチレン系樹脂(B−2)の熱可塑性樹脂(B)との樹脂主成分100質量部中に対して0.04〜2質量部含有することが好ましい。
【0190】
[その他の成分]
本発明のポリカーボネート樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、上述のポリカーボネート樹脂(A−1)、ポリエステル樹脂(B−1)、スチレン系樹脂(B−2)、熱可塑性エラストマー(D)、有機リン酸エステル化合物(E)、リン系熱安定剤(F)、フェノール系酸化防止剤(G)タルクマスターバッチの他、通常のポリカーボネート樹脂組成物に含有される他の種々の添加剤を含有していてもよい。
【0191】
含有し得る各種添加剤としては、フェノール系酸化防止剤(G)以外の酸化防止剤、離型剤、紫外線吸収剤、リン系熱安定剤(F)以外の熱安定剤、染顔料、強化剤、難燃剤、耐衝撃性改良剤、帯電防止剤、防曇剤、滑剤・アンチブロッキング剤、流動性改良剤、可塑剤、分散剤、防菌剤などが挙げられる。これらは2種以上を併用してもよい。以下、本発明のポリカーボネート樹脂組成物に好適な添加剤の一例について具体的に説明する。
【0192】
<離型剤>
離型剤としては、脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸とアルコールとのエステル、数平均分子量200〜15000の脂肪族炭化水素化合物、ポリシロキサン系シリコーンオイルの群から選ばれる少なくとも1種の化合物が挙げられる。
【0193】
脂肪族カルボン酸としては、飽和又は不飽和の脂肪族1価、2価又は3価カルボン酸を挙げることができる。ここで脂肪族カルボン酸とは、脂環式のカルボン酸も包含する。これらの中では、好ましい脂肪族カルボン酸は、炭素数6〜36の1価又は2価カルボン酸であり、炭素数6〜36の脂肪族飽和1価カルボン酸が更に好ましい。係る脂肪族カルボン酸の具体例としては、パルミチン酸、ステアリン酸、カプロン酸、カプリン酸、ラウリン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、メリシン酸、テトラリアコンタン酸、モンタン酸、アジピン酸、アゼライン酸などが挙げられる。
【0194】
脂肪族カルボン酸とアルコールとのエステルにおける脂肪族カルボン酸としては、前記脂肪族カルボン酸と同じものが使用できる。一方、アルコールとしては、飽和又は不飽和の1価又は多価アルコールを挙げることができる。これらのアルコールは、フッ素原子、アリール基などの置換基を有していてもよい。これらの中では、炭素数30以下の1価又は多価の飽和アルコールが好ましく、炭素数30以下の脂肪族飽和1価アルコール又は多価アルコールが更に好ましい。ここで脂肪族とは、脂環式化合物も含有する。係るアルコールの具体例としては、オクタノール、デカノール、ドデカノール、ステアリルアルコール、ベヘニルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、2,2−ジヒドロキシペルフルオロプロパノール、ネオペンチレングリコール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール等が挙げられる。
【0195】
なお、上記のエステル化合物は、不純物として脂肪族カルボン酸及び/又はアルコールを含有していてもよく、複数の化合物の混合物であってもよい。
【0196】
脂肪族カルボン酸とアルコールとのエステルの具体例としては、蜜ロウ(ミリシルパルミテートを主成分とする混合物)、ステアリン酸ステアリル、ベヘン酸ベヘニル、ベヘン酸ステアリル、グリセリンモノパルミテート、グリセリンモノステアレート、グリセリンジステアレート、グリセリントリステアレート、ペンタエリスリトールモノパルミテート、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ジステアレート、ペンタエリスリトールトリステアレート、ペンタエリスリトールテトラステアレート等が挙げられる。
【0197】
数平均分子量200〜15000の脂肪族炭化水素としては、流動パラフィン、パラフィンワックス、マイクロワックス、ポリエチレンワックス、フィッシャートロプシュワックス、炭素数3〜12のα−オレフィンオリゴマー等が挙げられる。ここで、脂肪族炭化水素としては、脂環式炭化水素も含まれる。また、これらの炭化水素化合物は部分酸化されていてもよい。これらの中では、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス又はポリエチレンワックスの部分酸化物が好ましく、パラフィンワックス、ポリエチレンワックスが更に好ましい。数平均分子量は、好ましくは200〜5000である。これらの脂肪族炭化水素は単一物質であっても、構成成分や分子量が様々なものの混合物であっても、主成分が上記の範囲内であればよい。
【0198】
ポリシロキサン系シリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、フェニルメチルシリコーンオイル、ジフェニルシリコーンオイル、フッ素化アルキルシリコーン等が挙げられる。これらは2種類以上を併用してもよい。
【0199】
離型剤を用いる場合、本発明のポリカーボネート樹脂組成物中のその含有量は、ポリカーボネート樹脂(A−1)と必要に応じて用いられるポリエステル樹脂(B−1)及び/又はスチレン系樹脂(B−2)の熱可塑性樹脂(B)よるなる樹脂主成分100質量部に対し、通常0.05〜2質量部、好ましくは0.1〜1質量部である。離型剤の含有量が上記下限値以上であると離型性改善の効果を十分に得ることができ、上記上限値以下であると離型剤の過剰配合による耐加水分解性の低下、射出成形時の金型汚染などの問題を防止することができる。
【0200】
<紫外線吸収剤>
紫外線吸収剤の具体例としては、酸化セリウム、酸化亜鉛などの無機紫外線吸収剤の他、ベンゾトリアゾール化合物、ベンゾフェノン化合物、トリアジン化合物などの有機紫外線吸収剤が挙げられる。これらの中では有機紫外線吸収剤が好ましい。特に、ベンゾトリアゾール化合物、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、2−[4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン−2−イル]−5−(オクチロキシ)フェノール、2,2’−(1,4−フェニレン)ビス[4H−3,1−ベンゾキサジン−4−オン]、[(4−メトキシフェニル)−メチレン]−プロパンジオイックアシッド−ジメチルエステルの群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
【0201】
ベンゾトリアゾール化合物の具体例としては、メチル−3−[3−tert−ブチル−5−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−ヒドロキシフェニル]プロピオネート−ポリエチレングリコールとの縮合物が挙げられる。また、その他のベンゾトリアゾール化合物の具体例としては、2−ビス(5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−tert−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−2’−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(3−tert−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−tert−アミル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−[2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2,2’−メチレン−ビス[4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2N−ベンゾトリアゾール2−イル)フェノール][メチル−3−[3−tert−ブチル−5−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−ヒドロキシフェニル]プロピオネート−ポリエチレングリコール]縮合物などが挙げられる。これらは2種以上を併用してもよい。
【0202】
上記の中では、好ましくは、2−(2’−ヒドロキシ−5’−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−[2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−(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、2−[4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン−2−イル]−5−(オクチロキシ)フェノール、2,2’−メチレン−ビス[4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2N−ベンゾトリアゾール2−イル)フェノール]である。
【0203】
紫外線吸収剤を用いる場合、本発明のポリカーボネート樹脂組成物中のその含有量は、ポリカーボネート樹脂(A−1)と必要に応じて用いられるポリエステル樹脂(B−1)及び/又はスチレン系樹脂(B−2)の熱可塑性樹脂(B)よるなる樹脂主成分100質量部に対し、通常0.05〜2質量部、好ましくは0.1〜1質量部である。紫外線吸収剤の含有量が上記下限値以上であることにより、耐候性の改良効果を十分に得ることができ、上記上限値以下であることにより、モールドデボジット等の問題を確実に防止することができる。
【0204】
<染顔料>
染顔料としては、無機顔料、有機顔料、有機染料などが挙げられる。無機顔料としては、例えば、カーボンブラック、カドミウムレッド、カドミウムイエロー等の硫化物系顔料;群青などの珪酸塩系顔料;亜鉛華、弁柄、酸化クロム、酸化チタン、鉄黒、チタンイエロー、亜鉛−鉄系ブラウン、チタンコバルト系グリーン、コバルトグリーン、コバルトブルー、銅−クロム系ブラック、銅−鉄系ブラック等の酸化物系顔料;黄鉛、モリブデートオレンジ等のクロム酸系顔料;紺青などのフェロシアン系顔料が挙げられる。有機顔料及び有機染料としては、銅フタロシアニンブルー、銅フタロシアニングリーン等のフタロシアニン系染顔料;ニッケルアゾイエロー等のアゾ系染顔料;チオインジゴ系、ペリノン系、ペリレン系、キナクリドン系、ジオキサジン系、イソインドリノン系、キノフタロン系などの縮合多環染顔料;アンスラキノン系、複素環系、メチル系の染顔料などが挙げられる。これらは2種以上を併用してもよい。これらの中では、熱安定性の点から、カーボンブラック、酸化チタン、シアニン系、キノリン系、アンスラキノン系、フタロシアニン系化合物などが好ましい。
【0205】
染顔料の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A−1)と必要に応じて用いられるポリエステル樹脂(B−1)及び/又はスチレン系樹脂(B−2)の熱可塑性樹脂(B)との樹脂主成分100質量部に対し、通常5質量部以下、好ましくは3質量部以下、更に好ましくは2質量部以下である。染顔料の含有量が5質量部を超える場合は耐衝撃性が十分でない場合がある。
【0206】
<難燃剤>
難燃剤としては、ハロゲン化ビスフェノールAのポリカーボネート、ブロム化ビスフェノール系エポキシ樹脂、ブロム化ビスフェノール系フェノキシ樹脂、ブロム化ポリスチレンなどのハロゲン系難燃剤、リン酸エステル系難燃剤、ジフェニルスルホン−3,3’−ジスルホン酸ジカリウム、ジフェニルスルホン−3−スルホン酸カリウム、パーフルオロブタンスルホン酸カリウム等の有機金属塩系難燃剤、ポリオルガノシロキサン系難燃剤などが挙げられるが、リン酸エステル系難燃剤が特に好ましい。
【0207】
リン酸エステル系難燃剤の具体例としては、トリフェニルホスフェート、レゾルシノールビス(ジキシレニルホスフェート)、ハイドロキノンビス(ジキシレニルホスフェート)、4,4’−ビフェノールビス(ジキシレニルホスフェート)、ビスフェノールAビス(ジキシレニルホスフェート)、レゾルシノールビス(ジフェニルホスフェート)、ハイドロキノンビス(ジフェニルホスフェート)、4,4’−ビフェノールビス(ジフェニルホスフェート)、ビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)等が挙げられる。これらは2種以上を併用してもよい。これらの中では、レゾルシノールビス(ジキシレニルホスフェート)、ビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)が好ましい。
【0208】
難燃剤を用いる場合、本発明のポリカーボネート樹脂組成物中のその含有量は、ポリカーボネート樹脂(A−1)と必要に応じて用いられるポリエステル樹脂(B−1)及び/又はスチレン系樹脂(B−2)の熱可塑性樹脂(B)よるなる樹脂主成分100質量部に対し、通常0.05〜30質量部、好ましくは0.1〜20質量部、更に好ましくは0.3〜15質量部である。難燃剤の含有量が上記下限値以上であることにより十分な難燃性を得ることができ、上記上限値以下であることにより、難燃剤の過剰配合による耐熱性の低下を確実に防止することができる。
【0209】
<滴下防止剤>
滴下防止剤としては、例えば、ポリフルオロエチレン等のフッ素化ポリオレフィンが挙げられ、特にフィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレンが好ましい。これは、重合体中に容易に分散し、且つ、重合体同士を結合して繊維状材料を作る傾向を示す。フィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレンはASTM規格でタイプ3に分類される。ポリテトラフルオロエチレンは、固体形状の他、水性分散液形態のものも使用可能である。フィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレンとしては、例えば三井・デュポンフロロケミカル社より、「テフロン(登録商標)6J」又は「テフロン(登録商標)30J」として、ダイキン工業社より「ポリフロン(商品名)」として市販されている。
【0210】
滴下防止剤を用いる場合、本発明のポリカーボネート樹脂組成物中のその含有量は、ポリカーボネート樹脂(A−1)と必要に応じて用いられるポリエステル樹脂(B−1)及び/又はスチレン系樹脂(B−2)の熱可塑性樹脂(B)よるなる樹脂主成分100質量部に対し、通常0.1〜2質量部、好ましくは0.2〜1質量部である。滴下防止剤の配合量が多過ぎると成形品外観の低下が生じる場合がある。
【0211】
[ポリカーボネート樹脂組成物の製造方法]
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(A−1)及びタルクマスターバッチ、必要に応じて用いられるポリエステル樹脂(B−1)及び/又はスチレン系樹脂(B−2)の熱可塑性樹脂(B)、熱可塑性エラストマー(D)、並びに有機リン酸エステル化合物(E)、リン系熱安定剤(F)、フェノール系酸化防止剤(G)、更に必要に応じて用いられるその他の添加剤を用いて、従来公知の任意の方法を適宜選択して製造することができる。
【0212】
具体的には、ポリカーボネート樹脂(A−1)及びタルクマスターバッチ、必要に応じて用いられるポリエステル樹脂(B−1)及び/又はスチレン系樹脂(B−2)の熱可塑性樹脂(B)、熱可塑性エラストマー(D)、並びに有機リン酸エステル化合物(E)、リン系熱安定剤(F)、フェノール系酸化防止剤(G)、更に必要に応じて配合される添加剤を、タンブラーやヘンシェルミキサーなどの各種混合機を用い予め混合した後、バンバリーミキサー、ロール、ブラベンダー、単軸混練押出機、二軸混練押出機、ニーダーなどで溶融混練して樹脂組成物を製造することができる。また、各成分を予め混合せずに、又は、一部の成分のみ予め混合してフィーダーを用いて押出機に供給して溶融混練して樹脂組成物を製造することもできる。
【0213】
特に、本発明のポリカーボネート樹脂組成物を押出機で溶融混練して製造する場合、前述のタルクマスターバッチは、押出機の途中、例えばメインホッパーの下流の任意の箇所からサイドフィードして他の成分と溶融混練することが、ポリカーボネート樹脂との接触を極力減らすことができ、加工時の熱安定性を保つことができる点において好ましい。
【0214】
[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から成形品を製造する方法は、特に限定されるものではなく、熱可塑性樹脂について一般に採用されている成形法、すなわち一般的な射出成形法、超高速射出成形法、射出圧縮成形法、多色射出成形法、ガスアシスト射出成形法、断熱金型を用いた成形法、急速加熱冷却金型を用いた成形法、発泡成形(超臨界流体も含む)、インサート成形、IMC(インモールドコーティング成形)成形法、押出成形法、シート成形法、熱成形法、回転成形法、積層成形法、プレス成形法などを採用することができる。また、各種射出成形法においてはホットランナー方式を用いた成形法を選択することもできる。
【0215】
また、本発明のポリカーボネート樹脂組成物を他の熱可塑性樹脂組成物と多色複合成形して複合成形品とすることもできる。
【実施例】
【0216】
以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、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。
以下の実施例及び比較例において用いた原料成分は次のとおりである。
【0217】
[ポリカーボネート樹脂]
<ポリカーボネート樹脂−A>
三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製「ユーピロン(登録商標)E−2000」
界面重合法で製造されたビスフェノールA型芳香族ポリカーボネート樹脂
粘度平均分子量:28,000
<ポリカーボネート樹脂−B>
三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製「ユーピロン(登録商標)S−3000」
界面重合法で製造されたビスフェノールA型芳香族ポリカーボネート樹脂
粘度平均分子量:22,000
<ポリカーボネート樹脂−C>
三菱エンジニアリングプラスチックス社製「ユーピロン(登録商標)H−4000」
界面重合法で製造されたビスフェノールA型芳香族ポリカーボネート樹脂
粘度平均分子量:16,000
<ポリカーボネート樹脂−D>
三菱エンジニアリングプラスチックス社製「ノバレックス(登録商標)M7027BF」
溶融重合法で製造されたビスフェノールA型芳香族ポリカーボネート樹脂
粘度平均分子量:26,000
【0218】
[ポリエステル樹脂]
<ポリエステル樹脂−A(失活PET)>
三菱化学(株)製品「ノバペックス(登録商標)GG501H」
以下のポリエステル樹脂−B(未処理PET)に対して、以下の重縮合触媒の失活処理を施したもの。
固有粘度[η]:0.75dl/g
末端カルボキシル基濃度AV:30μeq/g
ET比率:97.8当量%
固相重合速度Ks:0.0031dl/g・hr
(物性値はいずれも後述の測定方法による。)
<失活処理方法>
ポリエステル樹脂−B(未処理PET)50kgを100℃の蒸留水50kg中で1時間煮沸処理した後、脱水し、窒素雰囲気中、120℃で6時間乾燥した。
【0219】
<ポリエステル樹脂−B(未処理PET)>
三菱化学(株)製「ノバペックス(登録商標)GG500D」
重縮合触媒として二酸化ゲルマニウム触媒を用いたポリエチレンテレフタレート
ゲルマニウム原子含有量:28ppm
固有粘度[η]:0.76dl/g
末端カルボキシル基濃度AV:28μeq/g
ET比率:97.8当量%
固相重合速度Ks:0.0085dl/g・hr
(物性値はいずれも後述の測定方法による。)
【0220】
<ポリエステル樹脂−C(未処理PET)>
三菱化学(株)製品「ノバペックス(登録商標)GS385」
重縮合触媒としてアンチモン触媒を用いたポリエチレンテレフタレート
アンチモン原子含有量:230ppm
固有粘度[η]:0.85dl/g
末端カルボキシル基濃度AV:27μeq/g
【0221】
<ポリエステル樹脂−D(PBT)>
三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製「ノバデュラン(登録商標)5020」
ポリブチレンテレフタレート
固有粘度:1.20dl/g
末端カルボキシル基濃度:20μeq/g
【0222】
PETの物性ないし特性の評価方法は次の通りである。
<PETの末端カルボキシル基濃度>
樹脂チップ0.5gを精秤し、195℃のベンジルアルコール25ml中に溶解し、氷水中で数十秒間冷却した後エチルアルコール2mlを加え、自動滴定装置(東亜電波製「AUT−301」)を用いて、0.01N−NaOHベンジルアルコール溶液で中和滴定した。測定滴定量A(ml)、ブランク滴定量B(ml)、NaOHベンジルアルコールの力価F、及び、試料の秤量値W(g)より、下記式により、末端カルボキシル基量AV(μeq/g)を求めた。
AV=(A−B)×0.01×F×1000/W
【0223】
<PETの固有粘度>
凍結粉砕したPET試料0.50gを、フェノール/テトラクロロエタン(重量比1/1)の混合液を溶媒として、濃度(c)を1.0g/dlの溶液を調製した。ここで試料溶解条件は120℃で30分間で溶解させた。この溶液を30℃にてウベローデ型粘度計を用いて、溶媒のみ(c=0)に対する相対粘度(η
rel)を測定し、この相対粘度(η
rel)−1を比粘度(η
sp)とし濃度(c)との比(η
sp/c)を求めた。同様にして濃度(c)を0.5g/dl、0.2g/dl、0.1g/dlとして、それぞれの比(η
sp/c)を求め、これらの値より、濃度(c)を0に外挿したときの比(η
sp/c)を固有粘度[η](dl/g)として求めた。
【0224】
<PETの組成分析>
樹脂試料を重水素化トリフルオロ酢酸に常温で溶解させた3質量%溶液を用いて、核磁気共鳴装置(日本電子社製「JNM−EX270型」)にて
1H−NMRを測定し、各ピークを帰属し、その積分比からテレフタル酸、及びテレフタル酸以外のジカルボン酸成分、並びに、エチレングリコール、及びそれ以外のジオール成分の割合を求め、オキシエチレンオキシテレフタロイル単位の含有率(ET比率)を算出した。
【0225】
<PETの固相重合速度>
1粒当りの平均粒重が24mgとなるようにカットされたPETチップ10gを直径30mmφ、高さ30mmのステンレス製メッシュで作成した容器に入れ、イナートオーブン(ESPEC社製「IPHH−201型」)中で、40リットル/分の窒素気流下160℃で4時間乾燥させた。その後、窒素流通を保持した状態で160℃から210℃まで1時間かけて昇温し、210℃で保持後3時間後の固有粘度[η]s、2時間後の固有粘度[η]mから、以下の(3)式により算出した。
固相重合速度Ks=([η]s−[η]m)/1 …(3)
【0226】
[スチレン系樹脂]
<ABS樹脂>
テクノポリマー社製「DP−611」
アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体
ゴム成分の含有量:40質量%
<AS樹脂>
テクノポリマー社製「SAN−C」
アクリロニトリル−スチレン共重合体
ゴム成分の含有量:0質量%
【0227】
[熱可塑性エラストマー]
<熱可塑性エラストマー−1>
武田薬品工業(株)製「スタフィロイドMG−1011」
スチレン−ブチルアクリレート共重合物(コア)/アクリロニトリル−スチレン共重合物(シェル)からなるコア/シェル型グラフト共重合体
<熱可塑性エラストマー―2>
カネカ社製「カネエースM721」
ポリブタジエン−ポリスチレン(コア)/アクリル酸アルキル−メタクリル酸アルキル共重合物(シェル)からなるコア/シェル型グラフト共重合体
【0228】
[タルク]
<顆粒状タルク−A>
松村産業社製 顆粒状タルク「R−10(商品名)」
原料タルク 平均粒子径=1.8μm
顆粒状タルク 形状=円柱状
平均軸径=1.2mm
平均軸長=1.5mm
嵩密度=0.76g/ml
粒度(目開き500μm篩上の割合)=98質量%
バインダー種=水溶性ポリエステル(互応化学工業社製「プラス
コートZ−221」)
顆粒状タルクのバインダー含有量=1質量%
【0229】
<顆粒状タルク−B>
松村産業社製 顆粒状タルク「C−12(商品名)」
原料タルク 平均粒子径=1.8μm
顆粒状タルク 形状=円柱状
平均軸径=1.2mm
平均軸長=1.5mm
嵩密度=0.74g/ml
粒度(目開き500μm篩上の割合)=98質量%
バインダー種=CMC(第一工業製薬社製「セロゲン7A」)
顆粒状タルクのバインダー含有量=0.3質量%
【0230】
<比較用タルク−A>
松村産業社製 タルク「ハイフィラー5000PJ」
平均粒子径1.8μmのタルク粒子
【0231】
<比較用タルク−B>
林化成社製 圧縮タルク「HS−T0.8」
平均粒子径2.0μmのタルク粒子をバインダーを用いずに圧縮
したもの
嵩密度=0.80g/ml
粒度(目開き500μm篩上の割合)=32質量%
【0232】
[有機リン酸エステル化合物]
<有機リン酸エステル化合物−1>
ADEKA社製「アデカスタブAX−71」
モノ、ジステアリルアシッドフォスフェート:(C
18H
37O)
nP(O)(OH)
3−n(n=1及び2の混合物)
<有機リン酸エステル化合物−2>
城北化学工業社製「JP−506H」
ブトキシエチルアシッドフォスフェート:(C
4H
9OC
2H
4O)
nP(O)(OH)
3−n(n=1及び2の混合物)
【0233】
[低密度ポリエチレン]
日本ポリエチレン(株)製「カーネルKS240T」
エチレン−プロピレン−へキセン共重合体
エチレン含有量:50〜55モル%
密度:0.88g/cm
3
Mw/Mn:2.5
MFR:2.2g/10min
【0234】
[リン系熱安定剤]
リン系熱安定剤−1:ADEKA社製「AS2112」
トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト
【0235】
[フェノール系酸化防止剤]
フェノール系酸化防止剤−1:ADEKA社製「アデカスタブAO−50」
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
【0236】
[タルクマスターバッチの製造]
<タルクマスターバッチMB−1〜7,9,10の製造>
表1に示す各成分を同表に示す割合にて、タンブラ−ミキサ−で均一に混合した後、二軸押出機(日本製鋼所製「TEX30XCT」)を使用して、シリンダー温度280℃、スクリュー回転数300rpmにて溶融混練することにより樹脂組成物をストランド状に押出し、これを水槽にて冷却し、ペレタイザーを用いて、平均軸径2.0mm、平均軸長3.0mmの柱状にペレット化することでタルクマスターバッチMB−1〜7,9,10を得た。
【0237】
<タルクマスターバッチMB−8の製造>
表1に示す各成分を同表に示す割合にて、タンブラ−ミキサ−で均一に混合した後、単軸押出機(田辺製作所製「VS−40」)を使用して、シリンダー温度280℃、スクリュー回転数100rpmにて溶融混練することにより樹脂組成物をストランド状に押出したこと以外は、上記と同様にタルクマスターバッチMB−8を得た。
【0238】
各々のタルクマスターバッチ製造時の加工性を、下記に示す4段階で評価し、結果を表1に示した。
◎:何ら問題なく製造可能
○:ストランド切れは時々あるが、製造可能
△:フィード性、及びストランド安定性に劣り、製造困難
×:フィード性、及びストランド安定性に著しく劣り、製造不可
【0239】
【表1】
【0240】
表1より明らかなように、顆粒状タルクではなく、造粒していないタルク粒子や圧縮タルクを用いたMB−9,MB−10では、マスターバッチ製造時の加工性が良くない。また、顆粒状タルクを用いても、二軸押出機ではなく単軸押出機を用いたMB−8では、やはりマスターバッチ製造時の加工性が良くない。
これに対して、顆粒状タルクを用い、二軸押出機で溶融混練したMB−1〜7ではいずれも良好な加工性のもとにマスターバッチ化することができる。
【0241】
[実施例1〜17、比較例1〜10]
表2,3に示す各成分(ただし、タルクマスターバッチを用いる場合は、タルクマスターバッチ以外の成分)を同表に示す割合にて、タンブラ−ミキサ−で均一に混合した後、二軸押出機(日本製鋼所製「TEX30XCT」)を使用し、シリンダー温度280℃、スクリュー回転数250rpmにて溶融混練することによりポリカーボネート樹脂組成物のペレットを得た。ただし、タルクマスターバッチを用いる場合、タルクマスターバッチは、二軸押出機のサイドフィードの箇所から、表2,3に示す割合でフィードすることにより、他の成分と溶融混練した。また、スチレン系樹脂を含む場合には、シリンダー温度は260℃とした。
【0242】
[特性の評価]
実施例1〜17及び比較例1〜10で得られたポリカーボネート樹脂組成物について、以下の評価を行い、結果を表2,3に示した。
【0243】
(1)滞留熱安定性
滞留熱安定性は、滞留後の衝撃強度保持率、滞留による色相変化、及び滞留後の外観によって評価した。
【0244】
<衝撃強度保持率>
ポリカーボネート樹脂組成物ペレットを、120℃で5時間以上乾燥した。その後、ポリカーボネート樹脂組成物ペレットを、射出成形機(ファナック製「ロボショットα2000i−150T型」)を用いて、シリンダー温度280℃、金型温度80℃、成形サイクル55秒の条件で、通常成形を行い、厚み3.2mmのASTMノッチ付きアイゾット試験片(通常成形品)を作製した。
別に、ポリカーボネート樹脂組成物を乾燥後、射出成形前に射出成形機のシリンダー内に20分間保持したこと以外は、上記の通常成形品の成形方法と同様にして、厚み3.2mmのASTMノッチ付きアイゾット試験片(滞留後成形品)を作製した。
得られた通常成形品及び滞留後成形品の各々について、ASTM D256に準拠して、23℃において、ノッチ付アイゾット衝撃強度(単位:J/m)を測定した。滞留による衝撃強度保持率(滞留後衝撃強度保持率)は、下記式に基づいて算出した。
滞留後衝撃強度保持率(%)=
{(滞留後成形品の衝撃強度)/(通常成形品の衝撃強度)}×100(%)
【0245】
<色相変化>
ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを120℃で5時間以上乾燥した。その後、ポリカーボネート樹脂組成物ペレットを、射出成形機(ファナック製「ロボショットα2000i−150T型」)を用いて、シリンダー温度280℃、金型温度80℃、成形サイクル55秒の条件で、通常成形を行い、通常成形時の3段プレート(寸法90×50mm、厚みが3/2/1mmt)を成形した。
また、ポリカーボネート樹脂組成物を射出成形機のシリンダー内に20分保持したこと以外は上記と同様にして、滞留成形時の3段プレートを成形した。
上記の3段プレートのうち、厚さ2.0mmの部分について、滞留成形時の3段プレートのYI値と通常成形時の3段プレートのYI値を、それぞれ日本電色社製の色差計SE−6000(C光源2度視野)により測定し、下記式でΔYIを求めた。
ΔYI=(滞留成形時の3段プレートのYI値)−(通常成形時の3段プレートのYI値)
このΔYI値は小さいほど滞留熱安定性に優れる。
【0246】
<外観>
上記の滞留成形時の3段プレートの外観を目視にて観察し、以下の基準に基づいて評価した。
◎:表面にシルバーストリークなし
○:表面にわずかにシルバーストリークあり
△:表面にシルバーストリークあり
×:表面のシルバーストリークが著しい
【0247】
(2)耐湿熱性
耐湿熱性は、湿熱処理による衝撃強度保持率と湿熱処理による引張伸び保持率に基づいて評価した。
【0248】
<衝撃強度保持率>
上記のアイゾット試験片(通常成形品)について、温度80℃、相対湿度95%の環境下で500時間の湿熱処理を実施した。湿熱処理後のアイゾット試験片についてノッチ付きアイゾット衝撃強度(単位:J/m)を、上記と同様に23℃において測定した。湿熱処理による衝撃強度保持率(湿熱処理後衝撃強度保持率)は、下記式に基づいて算出した。
湿熱処理後衝撃強度保持率(%)=
{(湿熱処理後の衝撃強度)/(湿熱処理前の衝撃強度)}×100(%)
【0249】
<引張伸び保持率>
ポリカーボネート樹脂組成物ペレットを、120℃で5時間以上乾燥した後、射出成形機(ファナック製「ロボショットα2000i−150T型」)を用いて、シリンダー温度280℃、金型温度80℃、成形サイクル55秒の条件で、ASTMの引張試験片を作製した。作製した引張試験片について、温度80℃、相対湿度95%の環境下で500時間の湿熱処理を実施した。湿熱処理前後の引張伸びは、ASTM D638に準拠して23℃において測定した。湿熱処理による引張伸び保持率(湿熱処理後引張伸び保持率)は下記式に基づいて算出した。
湿熱処理後引張伸び保持率(%)=
{(湿熱処理後の引張伸び)/(湿熱処理前の引張伸び)}×100(%)
【0250】
【表2】
【0251】
【表3】
【0252】
以上の結果から、本発明によれば、滞留熱安定性等の熱安定性、耐湿熱性、外観等が改善されたポリカーボネート樹脂成形品が得られることが分かる。
【0253】
これに対して、二軸押出機ではなく、単軸押出機を用いて製造したタルクマスターバッチMB−8を用いた比較例1,6や、顆粒状ではなく造粒していないタルク粒子又は圧縮タルクを用いたタルクマスターバッチMB−9,MB−10を用いた比較例2,3,7,8、タルクマスターバッチではなく、造粒していないタルク粒子や圧縮タルクを用いた比較例4,5,9,10では、滞留熱安定性、耐湿熱性、外観に劣る。
【0254】
即ち、二軸押出機ではなく単軸押出機を用いて製造されたタルクマスターバッチMB−8では、マスターバッチ製造時のタルクの分散性が悪く、ポリカーボネート樹脂組成物に用いた場合にタルクの凝集物が生じるため、滞留熱安定性、耐湿熱性、外観に劣るものとなる。また、顆粒状ではなく、造粒していないタルク粒子や圧縮タルクを用いたタルクマスターバッチMB−9,10では、マスターバッチ製造時にポリカーボネート樹脂の劣化が進んでいるため、滞留熱安定性、耐湿熱性、外観に劣るものとなる。
タルク粒子を直接配合した場合には、タルクによるポリカーボネート樹脂の分解が起こるため、滞留熱安定性、耐湿熱性、外観に劣るものとなる。
圧縮タルクでは、単にタルクを圧縮しただけのものであり、押出機での溶融混練過程で早期に崩壊して通常のタルク粒子と同様の挙動をとるため、滞留熱安定性、耐湿熱性、外観に劣るものと考えられる。