(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0008】
次に、本発明の実施形態の一例について説明するが、本発明が下記実施形態に限定されるものではない。
【0009】
〔樹脂組成物〕
本実施形態に係る樹脂組成物(以下「本樹脂組成物」という)は、特定の末端構造と芳香族ジヒドロキシ化合物から誘導される構成単位を有するポリカーボネート樹脂を50〜95質量%、および導電性フィラーを5〜30質量%含有する。
【0010】
<ポリカーボネート樹脂>
本樹脂組成物に用いるポリカーボネート樹脂は、下記一般式(1)で表される末端構造と、芳香族ジヒドロキシ化合物から誘導される構成単位を有する。
【化4】
(式中、R
1は、炭素数8〜36のアルキル基、又は、炭素数8〜36のアルケニル基を表す。R
2〜R
5はそれぞれ独立に、水素、ハロゲン、又は、置換基を有してもよい炭素数1〜20のアルキル基若しくは置換基を有してもよい炭素数6〜12のアリール基を表し、上記置換基は、ハロゲン、炭素数1〜20のアルキル基、又は炭素数6〜12のアリール基である。R
1の炭素数の上限値として22が好ましく、18がより好ましい。また、R
1の炭素数の下限値として、12が好ましい。R
2〜R
5は、好ましくは、水素、ハロゲン、置換基を有してもよい炭素数1〜9のアルキル基、又は、置換基を有してもよい炭素数6〜8のアリール基である。)
【0011】
好ましい態様としては、例えば、R
1が炭素数12〜30のアルキル基、又は炭素数12〜30のアルケニル基を表し、前記R
2〜R
5が水素である態様が挙げられ、より好ましい態様としては、R
1が炭素数12〜22のアルキル基、又は炭素数12〜22のアルケニル基を表し、前記R
2〜R
5が水素である態様が挙げられる。
【0012】
本樹脂組成物に用いられる芳香族ジヒドロキシ化合物から誘導される構造単位は、好ましくは下記式(2)に示す構造式を有する。
【化5】
〔式中、R
6〜R
9はそれぞれ独立に、水素、ハロゲン、又は置換基を有してもよい炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜9のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数1〜5、好ましくは炭素数1〜3のアルコキシ基、置換基を有してもよい炭素数6〜12、好ましくは炭素数6〜8のアリール基、置換基を有してもよい炭素数7〜17、好ましくは炭素数7〜12のアラルキル基、若しくは置換基を有してもよい炭素数2〜15、好ましくは炭素数2〜5のアルケニル基を表す。
そして上述の各置換基はそれぞれ独立に、ハロゲン、炭素数1〜20のアルキル基、又は、炭素数6〜12のアリール基である。
Xは、−O−、−S−、−SO−、−SO
2−、−CO−、下記式(3)〜(6)で示されるいずれかの結合基であり、好ましくは 上記Xは式(3)で示される結合基である。
【化6】
[式(3)中、R
10及びR
11はそれぞれ独立に、水素、ハロゲン、又は、置換基を有してもよい炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜9のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数1〜5、好ましくは炭素数1〜3のアルコキシ基、置換基を有してもよい炭素数6〜12、好ましくは炭素数6〜8のアリール基、置換基を有してもよい炭素数2〜15、好ましくは炭素数2〜5のアルケニル基、若しくは、置換基を有してもよい炭素数7〜17、好ましくは炭素数7〜12のアラルキル基を表す。あるいは、R
10とR
11は、それぞれ互いに結合して、炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜12の炭素環又は複素環を形成してもよく、cは0〜20の整数、好ましくは1〜12の整数を表す。]
[式(4)中、R
12及びR
13はそれぞれ独立に、水素、ハロゲン、又は、置換基を有してもよい炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜9のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数1〜5、好ましくは炭素数1〜3のアルコキシ基、置換基を有してもよい炭素数6〜12、好ましくは炭素数6〜8のアリール基、置換基を有してもよい炭素数2〜15、好ましくは炭素数2〜5のアルケニル基、若しくは、置換基を有してもよい炭素数7〜17、好ましくは炭素数7〜12のアラルキル基を表す。あるいは、R
12及びR
13はそれぞれ互いに結合して、炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜12の炭素環又は複素環を形成してもよい。]
[式(5)中、R
14〜R
17はそれぞれ独立に、水素、ハロゲン、又は、置換基を有してもよい炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜9のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数1〜5、好ましくは炭素数1〜3のアルコキシ基、置換基を有してもよい炭素数6〜12、好ましくは炭素数6〜8のアリール基、置換基を有してもよい炭素数2〜15、好ましくは炭素数2〜5のアルケニル基、若しくは、置換基を有してもよい炭素数7〜17、好ましくは炭素数7〜12のアラルキル基を表す。あるいは、R
14及びR
15、並びにR
16及びR
17は、それぞれ互いに結合して、炭素数1〜20の炭素環又は複素環を形成してもよい。]
[上記式(3)〜(5)の置換基はそれぞれ独立に、ハロゲン、炭素数1〜20のアルキル基、又は炭素数6〜12のアリール基である。]
[式(6)中、R
18〜R
27はそれぞれ独立に、水素原子、又は炭素数1〜3のアルキル基である。]〕
【0013】
本実施の形態において、ポリカーボネート樹脂の添加量は、本樹脂組成物の50〜95質量%であり、60〜85質量%であるのが好ましく、65〜80質量%であるのがより好ましい。
【0014】
本合成樹脂組成物に用いるポリカーボネート樹脂は、詳細は後述するが、芳香族ジヒドロキシ化合物及び末端停止剤、必要に応じて芳香族ジヒドロキシ化合物の酸化防止のための酸化防止剤を用い、カーボネート結合剤と反応させた後、重合触媒を添加して重合することによって得られる。各原料について以下に説明する。
【0015】
[末端停止剤]
本発明に用いる末端停止剤は、一般式(7)で示される。
【化7】
(式中、R
1〜R
5は、上記一般式(1)において定義したものと同様である。)
【0016】
より好ましくは、一般式(7)の末端停止剤が一般式(8)で表わされる化合物である。
【化8】
(式中、R
1は、上記一般式(1)において定義したものと同様である。)
【0017】
一般式(7)又は一般式(8)で示される末端停止剤の中でも、パラヒドロキシ安息香酸ヘキサデシルエステル、パラヒドロキシ安息香酸2−ヘキシルデシルエステルのいずれかもしくは両方を末端停止剤として使用することが特に好ましい。
【0018】
R
1として、例えば、炭素数16のアルキル基である末端停止剤を使用した場合、得られるポリカーボネート樹脂のガラス転移温度、溶融流動性、成形性および耐ドローダウン性が優れ、かつ、ポリカーボネート樹脂製造時の1価フェノールの溶剤溶解性が優れており、本発明のポリカーボネート樹脂に使用する末端停止剤として、特に好ましい。
【0019】
一方、一般式(7)又は一般式(8)におけるR
1の炭素数が増加しすぎると、末端停止剤の有機溶剤溶解性が低下する傾向があり、ポリカーボネート樹脂製造時の生産性が低下することがある。一例として、R
1の炭素数が36以下であれば、ポリカーボネート樹脂を製造するにあたって生産性が高く、経済性も良い。R
1の炭素数が22以下であれば、末端停止剤は、特に有機溶剤溶解性に優れており、ポリカーボネート樹脂を製造するにあたって生産性を非常に高くすることができ、経済性も向上する。一方、一般式(7)又は一般式(8)におけるR
1の炭素数が小さすぎると、ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度が十分に低い値とはならず、熱成形性が低下することがある。
【0020】
材料に対する要求特性により、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で主骨格や末端停止剤を他の構造のものと併用したり、他のポリカーボネート樹脂、更には他の透明樹脂と混合したりすることは許容される。使用する全末端停止剤中の80mol%以上が上記式(7)で表わされる構造であることが好ましく、使用する全末端停止剤中の90mol%以上が上記式(7)で表わされる構造であることがより好ましく、使用する全末端停止剤が上記式(7)で表わされる構造であることが特に好ましい。
他に併用してもよい末端停止剤としては、フェノール、p−クレゾール、o−クレゾール、2,4−キシレノール、p−t−ブチルフェノール、o−アリルフェノール、p−アリルフェノール、p−ヒドロキシスチレン、p−ヒドロキシ−α−メチルスチレン、p−プロピルフェノール、p−クミルフェノール、p−フェニルフェノール、o−フェニルフェノール、p−トリフルオロメチルフェノール、p−ノニルフェノール、p−ドデシルフェノール、オイゲノール、アミルフェノール、ヘキシルフェノール、ヘプチルフェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノール、デシルフェノール、ドデシルフェノール、ミリスチルフェノール、パルミチルフェノール、ステアリルフェノール、ベヘニルフェノール等のアルキルフェノール及びパラヒドロキシ安息香酸のメチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、ブチルエステル、アミルエステル、ヘキシルエステル、ヘプチルエステル等のパラヒドロキシ安息香酸アルキルエステルが挙げられる。また、上記一価フェノールを2種類以上併用して使用することも可能である。
【0021】
合成条件によっては、末端停止剤と反応しないフェノール性OH基のままの末端基が形成され得る。このフェノール性OH基は、少ないほど好ましい。具体的には、全末端基中の80mol%以上が上記式(1)で表わされる構造で封止されていることが好ましく、全末端基中の90mol%以上が上記式(1)で表わされる構造で封止されていることが特に好ましい。
【0022】
(重合度および末端停止剤の使用量)
本発明に用いられるポリカーボネート樹脂は、末端停止剤の使用量によって分子量が制御される。主骨格のために使用する一般式(2)に示す芳香族ジヒドロキシ化合物から誘導される構造単位の重合度と、末端停止剤の使用量は式(A)に示される。
【数1】
この式に基づいて末端停止剤と芳香族ジヒドロキシ化合物の使用量が定められるが、芳香族ジヒドロキシ化合物の使用量(モル):末端停止剤の使用量(モル)の好ましい範囲は、50:1〜15:1であり、さらに好ましくは30:1〜20:1の範囲である。
【0023】
分岐した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)エタン等で表される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−クロルイサチンビスフェノール、5,7−ジクロルイサチンビスフェノール、5−ブロムイサチンビスフェノール等を上述した末端停止剤の一部として用いればよく、末端停止剤の総量に対する上記化合物の好ましい使用量は、0.01〜10mol%であり、より好ましくは、0.1〜3mol%である。
【0024】
[芳香族ジヒドロキシ化合物]
本樹脂組成物に用いる芳香族ジヒドロキシ化合物から誘導された構成単位に用いられる芳香族ジヒドロキシ化合物としては、2個のヒドロキシフェニル基を有する化合物であれば特に限定されないが、具体的には、下記一般式(9)で示される化合物が挙げられる。
【化9】
(式中、R
6〜R
9およびXは、上記一般式(2)において定義したものと同様である。)
【0025】
一般式(9)で示される化合物としては、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]、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−p−ジイソプロピルベンゼン、4,4'−ジヒドロキシジフェニル、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−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−3−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[=ビスフェノールZ]、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’−ジメチルジフェニルエーテル、4,4’−ジヒドロキシ−2,5−ジエトキシジフェニルエーテル、1−フェニル−1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)シクロヘキサン、1−フェニル−1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)エタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン等を挙げることができるが、好ましくは、ビス(4−ヒドロキシフェニル)アルカン類であり、特に好ましくは、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]である。これらの芳香族ジヒドロキシ化合物は、単独で、又は、2種以上を混合して使用することができる。また、芳香族ジヒドロキシ化合物の一部として、上記の芳香族ジヒドロキシ化合物にスルホン酸テトラアルキルホスホニウムが1個以上結合した化合物、又は、シロキサン構造を有する両末端フェノール性OH基含有のポリマー若しくはオリゴマー等を併用してもよい。
【0026】
本樹脂組成物を形成するポリカーボネート樹脂として、分岐した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)エタン等で表される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−クロルイサチンビスフェノール、5,7−ジクロルイサチンビスフェノール、5−ブロムイサチンビスフェノール等を上述した芳香族ジヒドロキシ化合物の一部として用いればよく、芳香族ジヒドロキシ化合物の総量に対する上記化合物の好ましい使用量は、0.01〜10mol%であり、より好ましくは、0.1〜3mol%である。
【0027】
[カーボネート結合剤]
本発明のカーボネート結合剤としては、ホスゲン、トリホスゲン、炭酸ジエステル、及び、一酸化炭素や二酸化炭素といったカルボニル系化合物が例示される。
【0028】
炭酸ジエステルとして、例えば、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の炭酸ジアルキル化合物、ジフェニルカーボネートあるいはジ−p−トリルカーボネート、フェニル−p−トリルカーボネート、ジ−p−クロロフェニルカーボネート等の置換ジフェニルカーボネート等が挙げられる。中でもジフェニルカーボネート、置換ジフェニルカーボネートが好ましく、特にジフェニルカーボネートが好ましい。これらの炭酸ジエステル化合物は、単独で、又は、2種以上を混合して使用することができる。
【0029】
<導電性フィラー>
本発明による樹脂組成物には、導電性フィラーが含有される。そのような導電性フィラーとしては、例えば、カーボンブラックやカーボンファイバー等が挙げられる。カーボンブラックとしては、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等が挙げられる。ファーネスブラックとしては、例えば、ティムカル社製エンサコ250G(吸油量:190cm
3/100g,pH:8〜11,揮発分:最大0.2質量%)、三菱化学株式会社製の3400B(DBP吸油量:175cm
3/100g,pH:6.2,揮発分:1.0質量%)及び3050B(DBP吸油量:175cm
3/100g,pH:7.0,揮発分:0.5質量%)、東海カーボン株式会社製の#4500(DBP吸油量:168cm
3/100g,pH:6.0,揮発分:0.6質量%)及び#5500(DBP吸油量:155cm
3/100g,pH:6.0,揮発分:1.4質量%)並びに旭カーボン株式会社製のF200(DBP吸油量:180cm
3/100g,pH:6.5,揮発分:0.7質量%)及びAX−015(DBP吸油量:147cm
3/100g,pH:6.5,揮発分:1.5質量%)、Orion社製のHIBRACK40B2(DBP吸油量:153cm
3/100g)等が挙げられる。ケッチェンブラックとしては、例えば、ケッチェンブラックインターナショナル製のケッチェンブラックEC(DBP吸油量:360cm
3/100g,pH:9.0,揮発分:0.5質量%)等が挙げられる。アセチレンブラックとしては、例えば、デンカ株式会社製のデンカブラック(DBP吸油量:160cm
3/100g,pH:9〜10,揮発分:0.16質量%)等が挙げられる。なお、これらのカーボンブラックの中でも、DBP吸油量が130cm
3/100g以上であり、且つ、pHが8以上であるカーボンブラック(上記市販品の中では、デンカ株式会社製のデンカブラック、ケッチェンブラックインターナショナル製のケッチェンブラックEC及びティムカル社製エンサコ250Gが該当する)が特に好ましい。このようなカーボンブラックは、性質上、吸湿量が十分に低いため、特別な乾燥処理を施す必要がないからである。また、上記の中でも揮発分が0.3質量%以下であるカーボンブラック(上記市販品の中では、電気化学工業株式会社製のデンカブラック及びティムカル社製エンサコ250Gが該当する)はさらに好ましい。なお、本願において、DBP吸油量は、JIS K6221、JIS K6217又はASTM D2414に準拠して測定され、パラフィンオイル吸油量は、ASTM D2414に準拠して測定され、pH値は、導電性カーボンブラックと蒸留水との混合液をガラス電極pHメーターで測定することにより得られ、揮発分は、導電性カーボンブラックを950℃で7分間加熱した際の減量分を測定することによって得られる。また、カーボンブラックは、十分、乾燥した後に、ポリカーボネート樹脂に添加されるのが好ましい。
【0030】
本実施の形態において、導電性フィラーの添加量は、本樹脂組成物の5〜30質量%であり、10〜25質量%であるのが好ましく、12〜22質量%であるのがより好ましい。
【0031】
<任意の添加剤>
本発明の樹脂組成物には、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各種添加剤が配合されていてもよい。添加剤としては、熱安定剤、酸化防止剤、難燃剤、難燃助剤、紫外線吸収剤、離型剤及び着色剤から成る群から選択された少なくとも1種類の添加剤が例示される。また、所望の諸物性を著しく損なわない限り、蛍光増白剤、防曇剤、流動性改良剤、可塑剤、分散剤、抗菌剤等を添加してもよい。
【0032】
熱安定剤としては、フェノール系やリン系、硫黄系の熱安定剤を挙げることができる。具体的には、リン酸、ホスホン酸、亜燐酸、ホスフィン酸、ポリリン酸等のリンのオキソ酸; 酸性ピロリン酸ナトリウム、酸性ピロリン酸カリウム、酸性ピロリン酸カルシウム等の酸性ピロリン酸金属塩; リン酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸セシウム、リン酸亜鉛等、第1族又は第10族金属のリン酸塩; 有機ホスフェート化合物、有機ホスファイト化合物、有機ホスホナイト化合物等を挙げることができる。あるいは、分子中の少なくとも1つのエステルがフェノール及び/又は炭素数1〜25のアルキル基を少なくとも1つ有するフェノールでエステル化された亜リン酸エステル化合物(a)、亜リン酸(b)及びテトラキス(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(c)の群から選ばれた少なくとも1種を挙げることができる。亜リン酸エステル化合物(a)の具体例として、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、トリデシルホスファイト、トリラウリルホスファイト、トリステアリルホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリス(モノノニルフェニル)ホスファイト、トリス(モノノニル/ジノニル・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(オクチルフェニル)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、トリノニルホスファイト、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、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールホスファイト、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ホスファイト、モノオクチルジフェニルホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、トリシクロヘキシルホスファイト、ジ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(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、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト等を挙げることができる。これらは、単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
【0033】
有機ホスファイト化合物としては、具体的には、例えば、株式会社ADEKA製(商品名、以下同じ)「アデカスタブ1178」、「アデカスタブ2112」、「アデカスタブHP−10」、城北化学工業社製「JP−351」、「JP−360」、「JP−3CP」、チバ・スペシャルテイ・ケミカルズ社製「イルガフォス168」等を挙げることができる。
【0034】
また、有機ホスフェート化合物としては、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリス(ノニルフェニル)ホスフェート、2−エチルフェニルジフェニルホスフェート等を挙げることができる。
【0035】
熱安定剤の添加割合は、配合する場合、樹脂組成物の、例えば0.001質量%以上、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.03質量部%以上であり、また、1質量%以下、好ましくは0.7質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下である。熱安定剤が少なすぎると熱安定効果が不十分となる可能性があり、熱安定剤が多すぎると、効果が頭打ちとなり、経済的でなくなる可能性がある。
【0036】
酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、ビスフェノール系酸化防止剤、ポリフェノール系酸化防止剤等を挙げることができる。具体的には、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、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、n−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、テトラキス[メチレン−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]メタン、4,4’−ブチリデンビス−(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、トリエチレングリコール−ビス[3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート]、3,9−ビス{2−[3−(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]−1,1−ジメチルエチル}−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、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]、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)フェノール等を挙げることができる。 フェノール系酸化防止剤として、具体的には、例えば、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガノックス1010」(登録商標、以下同じ)、「イルガノックス1076」、株式会社ADEKA製「アデカスタブAO−50」、「アデカスタブAO−60」等を挙げることができる。
【0037】
酸化防止剤の添加割合は、配合する場合、樹脂組成物の、例えば0.001質量%以上、好ましくは0.01質量%以上であり、また、1質量%以下、好ましくは0.5質量%以下である。酸化防止剤の添加割合が少なすぎると、酸化防止剤としての効果が不十分となる可能性があり、酸化防止剤の添加割合が多すぎると、効果が頭打ちとなり、経済的でなくなる可能性がある。
【0038】
難燃剤としては、有機スルホン酸金属塩等が挙げられる。有機スルホン酸金属塩としては、脂肪族スルホン酸金属塩及び芳香族スルホン酸金属塩等が挙げられ、これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。また、金属塩としては、アルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩が好ましい。アルカリ金属として、ナトリウム、リチウム、カリウム、ルビジウム、セシウムを挙げることができる。アルカリ土類金属として、カルシウム、ストロンチウム等が挙げられる。本発明で用いる有機スルホン酸金属塩の好ましい金属は、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等のアルカリ金属であり、より好ましくはナトリウム、カリウムである。このような金属を採用することにより、燃焼時の炭化層形成を効果的に促進し、高い透明性も維持できるという効果が得られる。
【0039】
脂肪族スルホン酸金属塩としては、好ましくは、フルオロアルカン−スルホン酸金属塩、より好ましくは、パーフルオロアルカン−スルホン酸金属塩を挙げることができる。 また、フルオロアルカン−スルホン酸金属塩としては、アルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩を挙げることができ、その中でもアルカリ金属塩が好ましい。フルオロアルカンスルホン酸金属塩の炭素数としては、1〜8が好ましく、2〜4がより好ましい。このような範囲とすることにより、高い透明性を維持できるという効果が得られる。好ましいフルオロアルカン−スルホン酸金属塩の具体例として、パーフルオロブタン−スルホン酸ナトリウム、パーフルオロブタン−スルホン酸カリウム、パーフルオロエタン−スルホン酸ナトリウム、パーフルオロエタン−スルホン酸カリウム、等を挙げることができる。
【0040】
芳香族スルホン酸金属塩としては、アルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩を挙げることができ、アルカリ金属塩が好ましい。芳香族スルホンスルホン酸アルカリ金属塩の具体例としては、3,4−ジクロロベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、2,4,5−トリクロロベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、ベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、ジフェニルスルホン−3−スルホン酸のナトリウム塩、ジフェニルスルホン−3−スルホン酸のカリウム塩、4,4′−ジブロモジフェニル−スルホン−3−スルホン酸のナトリウム塩、4,4′−ジブロモフェニル−スルホン−3−スルホン酸のカリウム塩、ジフェニルスルホン−3,3′−ジスルホン酸のジナトリウム塩、ジフェニルスルホン−3,3′−ジスルホン酸のジカリウム塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、ドデシルベンゼンスルホン酸カリウム塩、p−トルエンスルホン酸カリウム塩、p−スチレンスルホン酸カリウム塩等を挙げることができる。
【0041】
本発明による樹脂組成物に用いることができる有機スルホン酸金属塩は、特に、透明性を向上させる観点から、ジフェニルスルホン−3−スルホン酸のカリウム塩、p−トルエンスルホン酸カリウム塩、p−スチレンスルホン酸カリウム塩、ドデシルベンゼンスルホン酸カリウム塩が好ましく、ジフェニルスルホン−3−スルホン酸のカリウム塩がより好ましい。尚、有機スルホン酸金属塩の添加質量は、樹脂組成物の0.005質量%〜0.1質量%であるのが好ましく、より好ましくは0.01質量%〜0.1質量%、さらに好ましくは0.03質量%〜0.09質量%である。また、本発明では、有機スルホン酸金属塩以外の難燃剤を配合してもよい。
【0042】
難燃助剤として、例えばシリコーン化合物を加えることができる。シリコーン化合物としては、分子中にフェニル基を有するものが好ましい。フェニル基を有することによりシリコーン化合物のポリカーボネート中への分散性が向上し、透明性と難燃性に優れる。シリコーン化合物の好ましい質量平均分子量は450〜5000であり、中でも750〜4000、更には1000〜3000、特に1500〜2500であることが好ましい。質量平均分子量を450以上とすることにより、製造が容易になり、工業的生産への適応が容易となり、シリコーン化合物の耐熱性も低下しにくくなる。逆にシリコーン化合物の質量平均分子量を5000以下とすることにより、ポリカーボネート樹脂組成物中での分散性が低下しにくく、ポリカーボネート樹脂組成物における難燃性の低下や、機械物性の低下をより効果的に抑制できる傾向にある。
【0043】
難燃助剤の添加割合は、配合する場合、例えば樹脂組成物の0.1質量%以上、好ましくは0.2質量%以上であり、また、7.5質量%以下、好ましくは5質量%以下である。難燃助剤の添加割合が少なすぎると、難燃性が不十分となる可能性があり、難燃助剤の添加割合が多すぎると、デラミ等外観不良が発生し透明性が低下すると共に、難燃性が頭打ちとなり、経済的でなくなる可能性がある。
【0044】
紫外線吸収剤としては、酸化セリウム、酸化亜鉛等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、サリシレート化合物、シアノアクリレート化合物、トリアジン化合物、オギザニリド化合物、マロン酸エステル化合物、ヒンダードアミン化合物、サリチル酸フェニル系化合物等の有機紫外線吸収剤を挙げることができる。これらの中では、ベンゾトリアゾール系やベンゾフェノン系の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の具体例として、2−(2'−ヒドロキシ−5'−メチルフェニル)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]−ベンゾトリアゾール、2−(2'−ヒドロキシ−3',5'−ジ−tert−ブチル−フェニル)−ベンゾトリアゾール、2−(2'−ヒドロキシ−3'−tert−ブチル−5'−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2'−ヒドロキシ−3',5'−ジ−tert−ブチル−フェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール)、2−(2'−ヒドロキシ−3',5'−ジ−tert−アミル)−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、2,2'−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]、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、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−p−クレゾール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1−メチル−1−フェニルメチル)フェノール、2−[5−クロロ(2H)−ベンゾトリアゾール−2−イル]−4−メチル−6−(tert−ブチル)フェノール、2,4−ジ−tert−ブチル−6−(5−クロロベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラブチル)フェノール、2,2′−メチレンビス[6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラブチル)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]縮合物等を挙げることができる。これらの2種以上を併用してもよい。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’−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。また、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤の具体例として、2,4−ジヒドロキシ−ベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−ベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシ−ベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−ドデシロキシ−ベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクタデシロキシ−ベンゾフェノン、2,2′−ジヒドロキシ−4−メトキシ−ベンゾフェノン、2,2′−ジヒドロキシ−4,4′−ジメトキシ−ベンゾフェノン、2,2′,4,4′−テトラヒドロキシ−ベンゾフェノン等を挙げることができる。また、サリチル酸フェニル系紫外線吸収剤の具体例として、フェニルサリシレート、4−tert−ブチル−フェニルサリシレート等を挙げることができる。更には、トリアジン系紫外線吸収剤の具体例として、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)フェノール等を挙げることができる。また、ヒンダードアミン系紫外線吸収剤の具体例として、ビス(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)セバケート等を挙げることができる。
【0045】
紫外線吸収剤の添加割合は、配合する場合、例えば樹脂組成物の0.01質量%以上、好ましくは0.1質量%以上であり、また、3質量%以下、好ましくは1質量%以下である。紫外線吸収剤の添加割合が少なすぎると、耐候性の改良効果が不十分となる可能性があり、紫外線吸収剤の添加割合が多すぎると、モールドデボジット等が生じ、金型汚染(冷却ロール汚染)を引き起こす可能性がある。
【0046】
離型剤としては、カルボン酸エステル、ポリシロキサン化合物、パラフィンワックス(ポリオレフィン系)等を挙げることができる。具体的には、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種の化合物を挙げることができる。脂肪族カルボン酸として、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。これらの中でも、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。脂肪族カルボン酸の具体例として、パルミチン酸、ステアリン酸、吉草酸、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、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸等を挙げることができる。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、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を挙げることができる。数平均分子量200〜15000の脂肪族炭化水素として、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を挙げることができる。ここで、脂肪族炭化水素に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よく、主成分が上記の範囲内であればよい。ポリシロキサン系シリコーンオイルとして、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を挙げることができる。これらの2種類以上を併用してもよい。
離型剤の添加割合は、配合する場合、樹脂組成物の好ましくは0.001質量%以上、より好ましくは0.01質量%以上であり、また、2質量%以下、より好ましくは1質量%以下である。離型剤の添加割合が少なすぎると、離型性の効果が十分でない場合があり、離型剤の添加割合が多すぎると、耐加水分解性の低下、射出成形時の金型汚染等が生じる可能性がある。
【0047】
着色剤としての染顔料としては、例えば、無機顔料、有機顔料、有機染料等を挙げることができる。無機顔料として、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;群青等の珪酸塩系顔料;酸化チタン、亜鉛華、弁柄、酸化クロム、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;紺青等のフェロシアン系顔料等を挙げることができる。また、着色剤としての有機顔料及び有機染料として、例えば、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、キノフタロン系等の縮合多環染顔料;キノリン系、アンスラキノン系、複素環系、メチル系の染顔料等を挙げることができる。そして、これらの中では、熱安定性の点から、酸化チタン、カーボンブラック、シアニン系、キノリン系、アンスラキノン系、フタロシアニン系染顔料等が好ましい。尚、染顔料は、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よい。また、染顔料は、押出時のハンドリング性改良、樹脂組成物中への分散性改良の目的のために、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂とマスターバッチ化されたものも用いてもよい。 着色剤の添加割合は、配合する場合、例えば樹脂組成物の1質量%以下、好ましくは0.5質量%以下、より好ましくは0.1質量%以下である。着色剤の添加割合が多すぎると耐衝撃性が十分で無くなる可能性がある。
【0048】
〔ポリカーボネート樹脂の製造方法〕
本発明で用いるポリカーボネート樹脂の製造方法としては、例えば、界面重合法、ピリジン法、エステル交換法をはじめとする各種合成方法を挙げることができる。
【0049】
界面重合法による反応にあっては、反応に不活性な有機溶媒、アルカリ水溶液の存在下で、通常pHを10以上に保ち、芳香族ジヒドロキシ化合物及び末端停止剤、必要に応じて芳香族ジヒドロキシ化合物の酸化防止のための酸化防止剤を用い、ホスゲンと反応させた後、第三級アミン若しくは第四級アンモニウム塩等の重合触媒を添加し、界面重合を行うことによってポリカーボネート樹脂を得ることができる。分子量調節剤の添加は、ホスゲン化時から重合反応開始時までの間であれば、特に限定されない。尚、反応温度は0〜35℃であり、反応時間は数分〜数時間である。
【0050】
ここで、反応に不活性な有機溶媒としては、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の塩素化炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等を挙げることができる。末端停止剤として、先に挙げた化合物の他に、本発明の効果を損なわない範囲で、一価のフェノール性水酸基を有する化合物を併用することができる。重合触媒として、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリプロピルアミン、トリヘキシルアミン、ピリジン等の第三級アミン類;トリメチルベンジルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムクロライド、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド等の第四級アンモニウム塩等を挙げることができる。
【0051】
エステル交換法による反応は、炭酸ジエステルと芳香族ジヒドロキシ化合物とのエステル交換反応である。通常、炭酸ジエステルと芳香族ジヒドロキシ化合物との混合比率を調整したり、反応時の減圧度を調整したりすることによって、所望のポリカーボネート樹脂の分子量と末端ヒドロキシル基量が決められる。末端ヒドロキシル基量は、ポリカーボネート樹脂の熱安定性、加水分解安定性、色調等に大きな影響を及ぼし、実用的な物性を持たせるためには、好ましくは1000ppm以下であり、より好ましくは700ppm以下である。芳香族ジヒドロキシ化合物1モルに対して炭酸ジエステルを等モル量以上用いることが一般的であり、好ましくは1.01〜1.30モルの量で用いられる。
【0052】
炭酸ジエステルとして、例えば、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の炭酸ジアルキル化合物、ジフェニルカーボネートあるいはジ−p−トリルカーボネート、フェニル−p−トリルカーボネート、ジ−p−クロロフェニルカーボネート等の置換ジフェニルカーボネート等が挙げられる。中でもジフェニルカーボネート、置換ジフェニルカーボネートが好ましく、特にジフェニルカーボネートが好ましい。これらの炭酸ジエステル化合物は、単独で、又は、2種以上を混合して使用することができる。
【0053】
エステル交換法によりポリカーボネート樹脂を合成する際には、通常、エステル交換触媒が使用される。エステル交換触媒としては、特に制限はないが、主として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使用され、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、あるいは、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。このような原料を用いたエステル交換反応では、2価フェノール、1価フェノール(末端停止剤)、炭酸ジエステルの混合物を、溶融下に反応器に供給し、100〜320℃の温度で反応を行い、最終的には2.7×10
2Pa(2mmHg)以下の減圧下、芳香族ヒドロキシ化合物等の副生成物を除去しながら溶融重縮合反応を行う方法が挙げられる。溶融重縮合は、バッチ式、又は、連続的に行うことができるが、本発明で用いるポリカーボネート樹脂にあっては、安定性等の観点から、連続式で行うことが好ましい。エステル交換法において、ポリカーボネート樹脂中の触媒の失活剤として、触媒を中和する化合物、例えばイオウ含有酸性化合物、又は、それより形成される誘導体を使用することが好ましく、その量は、触媒のアルカリ金属に対して通常0.5〜10当量、好ましくは1〜5当量の範囲であり、ポリカーボネート樹脂に対して通常1〜100ppm、好ましくは1〜20ppmの範囲で添加する。
【0054】
ポリカーボネート樹脂のフレークは、例えば、界面重合法にて得られたポリカーボネート樹脂を含んだメチレンクロライド溶液を45℃に保った温水に滴下し、溶媒を蒸発除去することで得ることができるし、あるいは、界面重合法にて得られたポリカーボネート樹脂を含んだメチレンクロライド溶液をメタノール中に投入し、析出したポリマーを濾過、乾燥して得ることができるし、あるいは、界面重合法にて得られたポリカーボネート樹脂を含んだメチレンクロライド溶液をニーダーにて攪拌下、40℃に保ちながら攪拌粉砕後、95℃以上の熱水で脱溶剤して得ることができる。
【0055】
必要に応じて、ポリカーボネート樹脂を周知の方法に基づき単離した後、例えば、周知のストランド方式のコールドカット法(一度溶融させたポリカーボネート樹脂組成物をストランド状に成形、冷却後、所定の形状に切断してペレット化する方法)、空気中ホットカット方式のホットカット法(一度溶融させたポリカーボネート樹脂組成物を、空気中で水に触れぬうちにペレット状に切断する方法)、水中ホットカット方式のホットカット法(一度溶融させたポリカーボネート樹脂組成物を、水中で切断し、同時に冷却してペレット化する方法)によって、ポリカーボネート樹脂ペレットを得ることができる。尚、得られたポリカーボネート樹脂ペレットは、必要に応じて、熱風乾燥炉、真空乾燥炉、脱湿乾燥炉を用いた乾燥といった方法に基づき乾燥させることが好ましい。
【0056】
〔評価方法〕
(I)分子量
本発明に使用するポリカーボネート樹脂の分子量は、下記の測定条件に基づいて測定された粘度平均分子量(Mv)によって評価する。
【0057】
<粘度平均分子量(Mv)測定条件>
測定機器:ウベローデ毛管粘度計
溶媒:ジクロロメタン
樹脂溶液濃度:0.5グラム/デシリットル
測定温度:25℃
上記条件で測定し、ハギンズ(Huggins)定数0.45で極限粘度[η]デシリットル/グラムを求め、次式(B)により算出する。
【数2】
【0058】
本発明による樹脂組成物に含まれるポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量としては、18,000〜35,000が好ましく、20,500〜30,000がさらに好ましく、22,000〜28,000が特に好ましい。
【0059】
ガラス転移温度、溶融流動性、耐ドローダウン性は分子量に影響を受ける物性であり、分子量が上記範囲にある場合、これらの特性全てがシート、フィルム、熱成形体の製造に好ましい値を示す。
粘度平均分子量が35,000より大きい場合、溶融流動性が低下することがある。また、ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度が低い値とはならず、熱成形性が低下することがある。粘度平均分子量が18,000より小さい場合、耐ドローダウン性が低下することがある。
【0060】
(II)伸長粘度
本発明の合成樹脂フィルムを形成するポリカーボネート樹脂の伸長粘度は、レオメータを用い、以下に示す条件にて測定する。
<伸長粘度測定条件>
装置:Rheometorics社製 Ares
冶具:ティー・エイ・インスツルメント社製 Extensional Viscosity Fixture
測定温度:ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度+30℃〜+50℃
歪み速度:0.01、1.0、5.0/sec
試験片の作製:プレス成形して18mm×10mm、厚さ0.7mm、のシートを作製する。
【0061】
本発明による樹脂組成物を形成するポリカーボネート樹脂は、熱成形的観点からひずみ速度0.01〜5.0/secの条件下での伸長粘度がひずみ軟化性を示すことが好ましい。ひずみ軟化性とは、一定の歪速度条件下で、横軸に時間t(秒)、縦軸に樹脂の伸長粘度ηE(Pa・秒)を両対数グラフでプロットし、時間の経過とともに樹脂の伸長粘度が低下する挙動、すなわち、上記両対数グラフにプロットした複数の点を結ぶ曲線が右肩下がりとなる挙動として定義される。
一般的に、ブロー成形、発泡成形、真空成形といった特定の成形方法においては、伸長粘度が時間と共に急激に増加するひずみ硬化性を示す材料が成形加工性の観点から好適とされており、ひずみ硬化性を有することで、成形時に均一な肉厚での変形が可能となる。しかし、シートを深絞り、直角形状に熱成形する場合には、熱可塑性樹脂層がひずみ硬化性を有していると、均一に伸びようとする力が発生するあまり、直角形状部の半径Rは0mmに近づけることは困難である。それに対し、上述のひずみ軟化性を有する熱可塑性樹脂を用いると、白化、クラックといった外観不良は発生せず、直角形状部の半径Rも0mmに近い値を示すため、好ましい。
【0062】
なお、理論に拘束されるものではないが、本発明において用いられるポリカーボネート樹脂がひずみ軟化性を有するのは、上述の一般式(1)で表わされる長鎖の末端基を有することが原因であると考えられる。これは、例えば炭素数が8以上のアルキル基またはアルケニル基を長鎖の末端基として有することでポリカーボネート樹脂が、より少ない炭素数の末端基を有する従来のポリカーボネートに比べて、高温下で軟化し易くなっていると予想される。このため、成形時にポリカーボネート樹脂にさほど大きな熱を加えることを必要とせず、上述の効果が認められるものと推察される。
【0063】
(III)ガラス転移温度
本発明に用いたポリカーボネート樹脂のガラス転移温度は示差走査熱量計を用い、以下に示す条件にて測定する。
<ガラス転移温度の測定条件>
測定機器:示差走査熱量測定機(DSC)
加温速度:10℃/min
ガスフロー環境:窒素20ml/min
試料前処理:300℃加熱融解
【0064】
本発明に用いるポリカーボネート樹脂は、熱成形体の製造、成形の観点から、ガラス転移温度が100℃〜135℃の範囲であることが好ましい。上記の熱成形体の製造、成形及びポリカーボネート樹脂の生産性のバランスから、本発明のポリカーボネート樹脂のガラス転移温度は110℃〜130℃の範囲であることがさらに好ましく、115℃〜130℃の範囲であることが特に好ましい。
ガラス転移温度(Tg)が100℃未満になると、ポリカーボネート樹脂の製造上、造粒、乾燥工程においてポリカーボネート樹脂粉末が凝集し、生産性が低下してしまうことがある。また、ガラス転移点が100℃未満でもポリカーボネート樹脂粉末が凝集しないような造粒、乾燥条件とすると、ポリカーボネート樹脂粉末中の残存溶媒含有率が著しく高くなることがあり、押出成形時のトラブルの原因となることがある。
上記の理由により、ガラス転移点は高い方がポリカーボネート樹脂製造上のプロセスマージンが広く、残存溶媒含有率の低い高品質のポリカーボネート樹脂を効率的、安定的に製造できるため、本発明のポリカーボネート樹脂のガラス転移点は105℃以上であることがさらに好ましく、110℃以上であることが特に好ましい。
Tgが135℃より高い場合、熱成形体を製造する際に樹脂を高温で溶融する必要があり、また熱成形体を特定の形状に成形する際に樹脂を高温で軟化もしくは溶融する必要があり、エネルギー消費量が増加し、樹脂色相が低下することがある。従って、ガラス転移温度は135℃以下であることが好ましい。
【0065】
(IV)容量流速(Q値)
本発明に用いるポリカーボネート樹脂の溶融流動性は高化式フローテスターを用い、以下に示す条件にて測定した容量流速(Q値)にて評価する。Q値が高いと溶融流動性が高いことを示し、Q値が低いと溶融流動性が低いことを示す。
<Q値測定条件>
測定機器:流動特性評価装置フローテスター
荷重:160kgf/cm
2
オリフィス:直径1mm×長さ10mm
測定温度:280℃
【0066】
上記測定条件で測定したポリカーボネート樹脂のQ値が1×10
−2cc/s未満となると、たとえガラス転移温度が低くても、溶融流動性が低すぎるために、通常より高温条件で熱成形体を製造、成形する必要があり、ポリカーボネート樹脂の分解や色相悪化を引き起こすことがある。
【0067】
逆に上記測定条件で測定したポリカーボネート樹脂のQ値が35×10
−2cc/s以上となると、溶融流動性が高すぎるために耐ドローダウン性が低く、熱成形体を成形する際に著しいドローダウンが発生し、成形不良を引き起こす可能性がある。上記の理由により、本発明のポリカーボネート樹脂のQ値は1×10
−2cc/s〜35×10
−2cc/sの範囲であることが好ましく、2×10
−2cc/s〜30×10
−2cc/sの範囲であることが特に好ましい。
【0068】
(V)熱減量
本発明に用いるポリカーボネート樹脂の熱分解特性は、熱減量温度にて評価する。熱質量測定装置(TGA)を使用し、加温速度20℃/min、空気50ml/minフロー環境にて熱減量温度を測定する。
【0069】
本発明に用いるポリカーボネート樹脂を含有する熱成形体の製造、成形時の熱分解性を評価するには、0.2%熱減量温度を指標とするのが好ましい。本発明に用いるポリカーボネート樹脂の0.2%熱減量温度は、好ましくは260℃以上、より好ましくは280℃以上、特に好ましくは300℃以上である。このような範囲とすることにより、熱成形体の製造、成形時にポリカーボネート樹脂が熱分解することなく、外観や色相、機械的強度等の良好な熱成形体を得ることができる。
【0070】
(VI)導電性(表面抵抗率)
本発明による樹脂組成物を含むフィルムの表面抵抗率は、フィルムの幅方向に5点測定する。また、その際の表面抵抗率を基にフィルムにおけるカーボンの分散性について評価することができる。本発明による樹脂組成物のフィルム形状における表面抵抗率は、10
1Ω/sq〜10
7Ω/sqであるのが好ましく、10
1Ω/sq〜10
5Ω/sqであるのがより好ましい。
なお、表面抵抗率はJIS K 7194に従い、次式を用いて算出する。
表面抵抗率: ρs[Ω/sq] = R[Ω] × RCF
なお、式中のRCFは抵抗率補正係数であり、試料の形状や測定する位置により変化するため、下記のポアソン(Poisson)の式を用いて算出する。
【数3】
【0071】
(VII)熱賦形性 (深絞り性、直角形状賦形性)
熱賦形性の評価は、本樹脂組成物を含むフィルムを所定の大きさに裁断し、得られたサンプルを組成物中のポリカーボネート樹脂のTg以上の温度に予熱し、当該温度において高圧空気により、所定の深絞り高さで直角形状の金型を用いて圧空成形を行うことで評価することができる。
【0072】
〔樹脂組成物の製造方法〕
本発明による樹脂組成物は、上記ポリカーボネート樹脂と導電性フィラーとを混練することで得られる。混練は任意の方法で行うことができるが、ポリカーボネート樹脂及び導電性フィラーを二軸押出機に投入し、押出量50〜200kg/h、回転数300〜400rpmで混練及び押出すと、カーボンの分散性が向上し、それに伴い導電性能が向上するため好ましい。
【0073】
〔フィルムの製造方法〕
本発明によるフィルムは、本発明による樹脂組成物を含むものである。なお、本明細書において、「フィルム」には「シート」とも呼ばれ得る部材を含むものとする。本発明によるフィルムの製造方法は、特に制限されるものではないが、生産性の観点から、押出成形によって製造されることが望ましい。例えば、樹脂組成物を押出機で加熱溶融し、Tダイのスリット状の吐出口からそれぞれ押出し、次いで冷却ロールに密着固化させるようにする製造方法を挙げることができる。
【0074】
また、押出機で加熱溶融する温度は、それぞれの樹脂のガラス転移温度(Tg)よりも80〜150℃高い温度にするのが好ましい。一般的には、ポリカーボネート樹脂を含む樹脂組成物を押出す押出機の温度条件は、通常230〜290℃、好ましくは240〜280℃とするのが好ましい。
【0075】
また、ダイの温度は、通常230〜290℃、特に250〜280℃に設定し、成形ロール温度は、通常100〜190℃、特に110〜190℃に設定するのが好ましい。
【0076】
本発明におけるポリカーボネート樹脂を構成する材料は、フィルター処理によりろ過精製されていることが好ましい。フィルターを通して生成あるいは積層する事により、異物や欠点といった外観不良が少ない合成樹脂積層体を得ることが出来る。ろ過方法に特に制限はなく、溶融ろ過、溶液ろ過、あるいはその組み合わせ等を使うことが出来る。特に、濾過するタイミングは、フィルムに積層させる段階で行うことが最も好ましい。
【0077】
使用するフィルターには特に制限はなく、公知のものを使用することができ、各材料の使用温度、粘度、ろ過精度等により適宜選択される。フィルターの濾材としては、特に限定されないがポリプロピレン、コットン、ポリエステル、ビスコースレイヨンやグラスファイバーの不織布あるいはロービングヤーン巻物、フェノール樹脂含浸セルロース、金属繊維不織布焼結体、金属粉末焼結体、金属繊維織り込み体、あるいはこれらの組み合わせなど、いずれも使用可能である。特に耐熱性や耐久性、耐圧力性を考えると金属繊維不織布を焼結したタイプが好ましい。
【0078】
<フィルム厚さ>
本発明による樹脂組成物を含むフィルムの厚さは、成形性に問題が生じない範囲で適宜設定することが可能である。但し、一般的にはフィルム全体の厚さは0.1mm〜0.5mmであるのが好ましい。
【0079】
<フィルムの特徴及び用途>
本合成樹脂フィルムの主成分であるポリカーボネート樹脂は、ひずみ速度0.01〜5.0/secの条件下での伸長粘度が、ひずみ軟化性を示すことで、良好な熱成形が可能となる。よって、本発明による樹脂組成物を含むフィルムを用いて熱成形すれば、金型転写精度に優れた熱成形体、特に深絞り成形して得られる金型転写精度に優れた熱成形体を得ることができる。このことから、本発明によるフィルムを含むキャリアテープは、熱賦形性および外観において優れる。
なお、本明細書において、成形する際の深絞り高さが3mm以上、特に5mm以上である場合を深絞りといい、さらに直角形状に成形した際の直角形状部の半径をRとする。本発明による樹脂組成物を含むフィルムの場合、深絞り高さが5mm以上、より好ましい態様においては7mm以上の深絞り、且つ、直角形状に成形した場合にクラックが生じないようにすることができ、直角形状部の半径Rを少なくとも3.0mm以内、さらに好ましい態様においては1.0mm以内とすることができる。
【実施例】
【0080】
次に本発明に用いるポリカーボネート樹脂についての製造例について説明するが、本発明はこれらの製造例に限定されるものではない。
【0081】
〔末端停止剤の合成〕
<合成例1>
有機化学ハンドブック(第3版:有機合成化学協会編:技術堂発行)の第143頁〜150頁の記載に基づき、東京化成工業株式会社製の4−ヒドロキシ安息香酸と東京化成工業株式会社製の1−ヘキサデカノールを用いて脱水反応によるエステル化を行い、パラヒドロキシ安息香酸ヘキサデシルエステル(CEPB)を得た。
【0082】
〔ポリカーボネート樹脂の合成〕
<製造例1>
9w/w%の水酸化ナトリウム水溶液57.2kgに、新日鉄住友化学株式会社製のビスフェノールA(以下、BPAという)7.1kg(31.14mol)とハイドロサルファイト30gを加えて溶解した。これにジクロロメタン40kgを加え、撹拌しながら、溶液温度を15℃〜25℃の範囲に保ちつつ、ホスゲン4.33kgを30分かけて吹き込んだ。
【0083】
ホスゲンの吹き込み終了後、9w/w%の水酸化ナトリウム水溶液6kg、ジクロロメタン11kg、及び末端停止剤としてパラヒドロキシ安息香酸ヘキサデシルエステル(CEPB)551g(1.52mol)をメチレンクロライド10kgに溶解させた溶液を加え、激しく撹拌して乳化させた。さらにその後、重合触媒として10mlのトリエチルアミンを溶液に加え、約40分間重合させた。
【0084】
重合液を水相と有機相に分離し、有機相をリン酸で中和し、洗液のpHが中性になるまで純水で水洗を繰り返した。この精製されたポリカーボネート樹脂溶液から有機溶媒を蒸発留去することによりポリカーボネート樹脂粉末を得た。
【0085】
得られたポリカーボネート樹脂粉末を、スクリュー径35mm の2軸押出機を用い、シリンダー温度260℃で溶融混練して、ストランド状に押出してペレタイザーでペレット化した。
【0086】
得られたポリカーボネート樹脂ペレットを用いて、粘度平均分子量、伸長粘度、ガラス転移温度、Q値測定を実施した結果、粘度平均分子量は23600であり、伸長粘度はひずみ軟化性を示し、ガラス転移温度は123℃、Q値は16.7×10
−2cc/sであった。
【0087】
次に本発明の実施例および比較例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。各種物性評価結果については表1に記載した。
【0088】
〔樹脂組成物およびフィルムの調製〕
実施例及び比較例の各組成物を作成するに当たり、次の材料を準備した。
<成分A>
PC−1:ビスフェノールA型芳香族ポリカーボネート、三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製「ユーピロン(登録商標)S―3000N」末端構造:パラターシャリーブチルフェノール(PTBP)、粘度平均分子量:22,500、ガラス転移温度:147℃
PC−2:上記の製造例1の末端変性特殊ポリカーボネート樹脂、粘度平均分子量:23,600、伸長粘度:ひずみ軟化性、ガラス転移温度:123℃
PC-3:ビスフェノールA型芳香族ポリカーボネート、三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製「ユーピロン(登録商標)E―2000N(末端構造:パラターシャリーブチルフェノール(PTBP))」と、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート樹脂(ポリエチレンテレフタレート(PET)におけるエチレングリコール単位の65mol%を1.4−シクロヘキサンジメタノール(CHDM)で置換した構造を有する低結晶性の共重合ポリエステル。Tg:86℃)とを、質量比で70:30の割合で混合し、加熱しながら溶融混練してポリマーアロイ化させてなるポリカーボネート系樹脂組成物。ガラス転移温度:121℃
【0089】
<成分B>
導電性カーボンブラック
CB−1:Orion社製のHIBLACK(登録商標)40B2(DBP吸油量:153cm
3/100g)
CB−2:三菱化学株式会社製の3400B(DBP吸油量:175cm
3/100g,pH:6.2,揮発分:1.0質量%)
【0090】
<成分C>
熱安定剤−1:株式会社ADEKA製 アデカスタブADK2112
熱安定剤−2:株式会社ADEKA製 アデカスタブAO−60
【0091】
[実施例1]
(1)ペレットの作製
成分AとしてPC−2を79.9質量%、成分BとしてCB―1を20質量%、成分Cとして熱安定剤―1および熱安定剤―2をそれぞれ0.05質量%、シリンダー径58mmの二軸押出機に投入して150kg/h、380rpmで混練および押出し、ペレットを作製した。
【0092】
(2)キャリアテープ用フィルムの作製
上述のようにして得られたペレットを、シリンダー径50mmの1軸押出機に投入して混練しながらペレットの溶融物を押出し、その溶融物を冷却しながら引取機により引き取り、200μm厚のフィルムを作製した。
【0093】
[実施例2]
(1)ペレットの作製
実施例1と同組成で同じ二軸押出機を用いて、100kg/h、380rpmで混練および押出しを行い、ペレットを作製した。
【0094】
(2)キャリアテープ用フィルムの作製
実施例1と同様の方法にてフィルムを作製した。
【0095】
[実施例3]
(1)ペレットの作製
実施例1と同組成で同じ二軸押出機を用いて、120kg/h、380rpmで混練および押出しを行い、ペレットを作製した。
【0096】
(2)キャリアテープ用フィルムの作製
実施例1と同様の方法にてフィルムを作製した。
【0097】
[実施例4]
(1)ペレットの作製
成分AとしてPC−2を77.9質量%、成分BとしてCB-1を22質量%とした以外は実施例1と同様の組成、方法にてペレットを作製した。
【0098】
(2)キャリアテープ用フィルムの作製
実施例1と同様の方法にてフィルムを作製した。
【0099】
[比較例1]
(1)ペレットの作製
成分AをPC-1にした以外は実施例1と同様の組成、方法にてペレットを作製した。
【0100】
(2)キャリアテープ用フィルムの作製
実施例1と同様の方法にてフィルムを作製した。
【0101】
[比較例2]
(1)ペレットの作製
成分BをCB―2にした以外は比較例1と同様の組成、方法にてペレットを作製した。
【0102】
(2)キャリアテープ用フィルムの作製
実施例1と同様の方法にてフィルムを作製した。
【0103】
[比較例3]
(1)ペレットの作製
成分AをPC―3に変更した以外は実施例1と同様の組成、方法にてペレットを作製した。
【0104】
(2)キャリアテープ用フィルムの作製
実施例1と同様の方法にてフィルムを作製した。
【0105】
上記実施例および比較例から得られたフィルムの表面抵抗率、深絞り性および直角形状賦形性を評価し、表1に示した。深絞り性の評価に際しては、これらのフィルムを210mm(縦)×297mm(横)×0.2mm(厚さ)に裁断し、得られたサンプルシートを組成物中のポリカーボネート樹脂のTg以上の温度に予熱し、当該温度(表1参照)で5MPaの高圧空気により、直角形状の金型を用いて圧空成形を行なった。なお、深絞りは5mmとし、直角形状金型を使用した。
また、各サンプルにおいて5mm以上深絞り高さで、直角形状部の半径Rが1.3mm以内となるのに必要最低限の加熱温度を確認した。得られた成形体の表面状態(クラック、白化、発泡、ムラ、ゲル、ブツ有)状態を観察し、クラック、白化、発泡及びムラのいずれも観察されない場合に「外観異常無」と評価した。異常がある際は上記のいずれに該当しているか明記した。また、成形体で外観異常無の状態に成形でき、熱賦形性に優れるものを合格(「良好」)と総合評価した。なお、直角形状部の半径Rの測定は、接触式輪郭形状測定機CONTOURECORD2700/503(株式会社東京精密製)を使用し、半径Rを実測した。
【表1】
【0106】
上記実施例及び比較例の結果から以下のことが分かった。まず、実施例1および比較例1の組成物の表面抵抗測定結果から、成分Aに本発明品に用いている新規なポリカーボネートを使用することでカーボンの分散性が向上し、それに伴い導電性能に優れる。実施例1〜4の組成物の熱賦形性評価結果では当該成形温度にて直角形状半径が3.0mm以内となっており、熱賦形性に優れる。比較例1および2のフィルムと同じ直角形状半径を得るための実施例1〜4のフィルムの温度域は、比較例1および2よりも約30℃低いことが確認できた。これにより、本発明による樹脂組成物であれば低温域での熱賦形が可能であることが確認できた。実施例1〜3の結果から、ペレット作製時の樹脂混練度を上げることで導電性能が向上することを確認した。実施例1〜4の結果からカーボンの添加量を増やすことで導電性能が向上することを確認した。本発明品(実施例)は、熱賦形後の外観について、低温域での熱成形を実施しても、現行品(比較例1および2)と遜色ないことを確認した。実施例1〜3と比較例3の評価結果から、それぞれの熱賦形性は同等レベルであるが、外観評価結果では比較例3にゲルが発生しため、総合評価としては不良となった。以上のことから、本発明品は通常ポリカーボネートを主成分とする導電性フィルムと比較して、カーボンの分散性の向上に伴い導電性能が向上し、更に低温域でも従来品のポリカーボネートを主成分としたフィルムと同レベルの熱賦形性を有しており、高温域での熱成形性は従来品よりもさらに優れた熱賦形性を有していることが確認できた。