説明

ガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物及び該樹脂組成物を用いた成形品

【課題】ポリカーボネート樹脂マトリックスをポリカーボネート樹脂と他樹脂のアロイとする手法を採用することなしに、高流動性、良好な表面外観性を有し、難燃剤を含有しなくとも、良好な難燃性を有し、成形品の変形が小さく、耐熱性、剛性、耐衝撃特性及び低異方性に優れたガラス繊維強化難燃性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。
【解決手段】ポリカーボネート共重合体を含有するポリカーボネート樹脂40〜99質量部及びガラス繊維(B成分)1〜60質量部の合計100質量部に対し、有機スルホン酸アルカリ(土類)金属塩0.005〜1質量部及び反応性官能基を有するシリコーン化合物0.01〜3.0質量部を含むガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物及びその成形品に関し、更に詳しくは、ポリカーボネート樹脂マトリックスをポリカーボネート樹脂と他樹脂のアロイとする手法を採用することなしに、優れた高流動性、良好な表面外観性を有し、有機ハロゲン系難燃剤やリン酸エステル系難燃剤を実質的に含有しなくとも、良好な難燃性を有し、且つ成形品の変形(反り)が小さく、更には耐熱性、剛性、耐衝撃特性及び低異方性に優れたガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物及びその成形品に関するものである。
【背景技術】
【0002】
ポリカーボネート樹脂は、優れた機械的特性、寸法精度及び電気特性などを有し、エンジニアリングプラスチックとして電気・電子機器分野、自動車分野、OA機器分野などの種々の分野において幅広く使用されている。
これらの用途の中でもOA機器分野、電子・電気機器分野については、樹脂材料として、機械的強度、剛性、耐熱性、低異方性、流動性及び難燃性の良好な繊維強化難燃性熱可塑性樹脂が求められる。
中でも、液晶テレビやプラズマディスプレイのような大型家電製品に用いられるシャーシ、外装ハウジング(リアカバー)及び外装フレーム(フロントフレーム)などの成形品に用いる場合には、その捩れ剛性が問題となることから、構造部材としての機械強度(剛性)及び成形品の変形が小さいことが重要となる。
特に、23インチを越える大型画面の外装ハウジングとした場合には、構造体としての前記特性のみならず、成形品表面に強化繊維の浮きが目立たない良好な外観の成形品が求められている。
【0003】
これらの要望に応えるために、芳香族ポリカーボネート樹脂よりなる熱可塑性樹脂及び繊維断面の平均長径、平均長径と平均短径の比(平均長径/平均短径)を規定した扁平断面ガラス繊維からなるガラス繊維及び有機スルホン酸アルカリ(土類)金属塩を含むガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物が提案されている(例えば、特許文献1)。
【0004】
しかしながら、特許文献1の樹脂組成物は、扁平断面を有するガラス繊維を適用したことによる反り変形の改善が得られることは公知である上、表面外観性、耐熱性及び機械強度(衝撃強さ)を兼備するものではなかった。
すなわち、特許文献1では、表面外観性を改善するために、樹脂組成物の成形流動性の向上及び金型表面の転写性の向上を図る必要があった。
この改善を図るために、樹脂マトリックスをポリカーボネート樹脂とスチレン系樹脂(ポリスチレン、ABS樹脂、AS樹脂、及びHIPS樹脂からなる群より選ばれる一種以上のスチレン系樹脂)とのアロイ化による手法が採用されている。
しかしながら、この手法は極端に樹脂組成物の耐熱性を低下させると共に衝撃強さも同時に低下させるという欠点があった。
一方、熱可塑性樹脂に扁平断面を有するガラス繊維を配合することにより、通常の丸型断面のガラス繊維よりも流動性が向上するという効果が見出されている(例えば、特許文献1及び2)。
しかしながら、表面外観を改善するには至らなかった。
【0005】
【特許文献1】特開2007−211157号公報
【特許文献2】特公平02−60494号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、ポリカーボネート樹脂マトリックスをポリカーボネート樹脂と他樹脂のアロイとする手法を採用することなしに、良好な表面外観性を有し、有機ハロゲン系難燃剤やリン酸エステル系難燃剤を実質的に含有しなくとも、良好な難燃性を有し、且つ成形品の変形(反り)が小さく、更には耐熱性、剛性、耐衝撃特性及び低異方性に優れたガラス繊維強化難燃性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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らは、上記問題点を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、樹脂マトリックスに適用するポリカーボネート樹脂の分子設計、これらを用いた配合処方に着目し、樹脂マトリックスの配合を一般のポリカーボネート樹脂のみならず、特定のポリカーボネート系共重合体とポリカーボネート−ポリジメチルシロキサン共重合体などと組み合わることにより、良好な表面外観性を有し、耐熱性、難燃性、剛性、引張り伸び、耐衝撃特性、低異方性及び寸法安定性を兼備し、且つ、成形品の変形(反り)が抑えられること、又樹脂マトリックスに特定のポリカーボネート共重合体を適用することにより、扁平断面を有するガラス繊維による流動性向上効果を更に助長することを見出し、本発明を完成させるに至った。
【0008】
すなわち、本発明は、
1.一般式(I)及び(II)で表される繰り返し単位を有し、一般式(II)の含有量が1〜30質量部であるポリカーボネート共重合体(A−1成分)を含有するポリカーボネート樹脂(A成分)40〜99質量部及びガラス繊維(B成分)1〜60質量部の合計100質量部に対し、有機スルホン酸アルカリ金属塩及び/又は有機スルホン酸アルカリ土類金属塩(C成分)0.005〜1質量部及び反応性官能基を有するシリコーン化合物(D成分)0.01〜3.0質量部を含むガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物。
【化1】

[式中、R1及びR2は、それぞれ独立に炭素数1〜6のアルキル基を示す。Xは単結合、炭素数1〜8のアルキレン基、炭素数2〜8のアルキリデン基、炭素数5〜15のシクロアルキレン基、炭素数5〜15のシクロアルキリデン基、−S−、−SO−、−SO2−、−O−、−CO−結合又は式(III)もしくは式(IV)で表される基を示す。R3及びR4は、それぞれ独立に炭素数1〜3のアルキル基を示し、Yは炭素数2〜15の直鎖又は分岐鎖のアルキレン基を示す。a〜dは、それぞれ0〜4の整数であり、nは2〜200の整数である。また、複数のR1及びR2、又は複数のR3及びR4は、互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。]
【化2】

2.ガラス繊維(B成分)が、繊維断面の平均短径が5〜10μm、平均長径と平均短径の比(平均長径/平均短径)が1.5〜6である扁平断面を有するガラス繊維(B−1成分)である上記1記載のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物、
3.ポリカーボネート樹脂(A成分)が、更にポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体(A−2成分)及び/又は(A−1成分)及び(A−2成分)以外の他の芳香族ポリカーボネート樹脂(A−3成分)を含む上記1又は2に記載のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物、
4.ポリカーボネート樹脂(A成分)とガラス繊維(B成分)合計100質量部に対し、更に含フッ素滴下防止剤(E成分)0.1〜10質量部を含む上記1〜3のいずれかに記載のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物、
5.含フッ素滴下防止剤(E成分)が、フィブリル能を有するフッソ系樹脂である上記1〜4のいずれかに記載のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物、
6.上記1〜5のいずれかに記載のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を成形してなる成形品、
7.上記6に記載の成形品が、金型温度110℃以上で射出成形してなる外装ハウジング
を提供するものである。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、ポリカーボネート樹脂マトリックスをポリカーボネート樹脂と他樹脂のアロイとする手法を採用することなしに、良好な難燃性を有し、且つ成形品の変形(反り)が小さく、更には剛性、耐衝撃特性、低異方性に優れたガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物及びその成形品を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下、本発明について、詳細に説明する。
〔ポリカーボネート樹脂(A成分)〕
本発明のポリカーボネート樹脂(A成分)は、ポリカーボネート共重合体(A−1成分)を必須成分として含有しており、更にポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体(A−2成分)及び/又は芳香族ポリカーボネート樹脂(A−3成分)〔(A−1成分)及び(A−2成分)以外の他の芳香族ポリカーボネート樹脂〕を含有することができる。
ポリカーボネート共重合体(A−1成分)は、フェノール変性ジオール共重合ポリカーボネートであり、界面重合法と呼ばれる慣用の製造方法により製造することができる。
すなわち、二価フェノール、フェノール変性ジオール及びホスゲンなどのカーボネート前駆体を反応させる方法により製造することができる。
具体的には、例えば、塩化メチレンなどの不活性溶媒中において、公知の酸受容体や分子量調節剤の存在下、更に必要により触媒や分岐剤を添加し、二価フェノール、フェノール変性ジオール及びホスゲンなどのカーボネート前駆体を反応させる。
ポリカーボネート共重合体(A−1成分)は、一般式(I)及び(II)
【0011】
【化3】

で表される繰り返し単位を有する。
一般式(I)中、R1、R2、a、b及びXについては、一般式(Ia)と併せて説明する。
また、一般式(II)中、R3、R4、c、d、n及びYについては、後述する一般式(IIa)と併せて説明する。
ポリカーボネート共重合体(A−1成分)の製造に用いる二価フェノールとしては、一般式(Ia)
【0012】
【化4】

で表される化合物を挙げることができる。
一般式(Ia)において、R1及びR2は、それぞれ独立に炭素数1〜6のアルキル基を示し、アルキル基は直鎖状、分岐状及び環状のいずれであってもよい。
アルキル基として具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。
a及びbは、それぞれR1及びR2の置換数を示し、0〜4の整数である。なお、R1が複数ある場合、互いに同一でも異なっていてもよく、R2が複数ある場合、互いに同一でも異なっていてもよい。
【0013】
Xは単結合、炭素数1〜8のアルキレン基(例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチリレン基、ヘキシレン基など)、炭素数2〜8のアルキリデン基(例えば、エチリデン基、イソプロピリデン基など)、炭素数5〜15のシクロアルキレン基(例えば、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基など)、炭素数5〜15のシクロアルキリデン基(例えば、シクロペンチリデン基、シクロヘキシリデン基など)、−S−、−SO−、−SO2−、−O−、−CO−結合又は式(III)もしくは式(IV)
【0014】
【化5】

で表される基を示す。
【0015】
上記一般式(Ia)で表される二価フェノールとしては、様々なものがあるが、特に、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン[通称:ビスフェノールA]が好ましい。
ビスフェノールA以外のビスフェノールとしては、例えば、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン;1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン;2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン;2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタン;ビス(4−ヒドロキシフェニル)フェニルメタン;2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン;ビス(4−ヒドロキシフェニル)ナフチルメタン;1,1−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−ブロモフェニル)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−クロロフェニル)プロパン;2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジクロロフェニル)プロパン;2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロモフェニル)プロパンなどのビス(ヒドロキシアリール)アルカン類、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロペンタン;1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン;1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,5,5−トリメチルシクロヘキサンなどのビス(ヒドロキシアリール)シクロアルカン類、4,4'−ジヒドロキシフェニルエーテル;4,4'−ジヒドロキシ−3,3'−ジメチルフェニルエーテルなどのジヒドロキシアリールエーテル類、4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルフィド;4,4'−ジヒドロキシ−3,3'−ジメチルジフェニルスルフィドなどのジヒドロキシジアリールスルフィド類、4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホキシド;4,4'−ジヒドロキシ−3,3'−ジメチルジフェニルスルホキシドなどのジヒドロキシジアリールスルホキシド類、4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン;4,4'−ジヒドロキシ−3,3'−ジメチルジフェニルスルホンなどのジヒドロキシジアリールスルホン類、4,4'−ジヒロキシジフェニルなどのジヒドロキシジフェニル類、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)フルオレンなどのジヒドロキシジアリールフルオレン類、1,3−ビス(4−ヒドロキシフェニル)アダマンタン;2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)アダマンタン;1,3−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−5,7−ジメチルアダマンタンなどのジヒドロキシジアリールアダマンタン類、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、4,4’−[1,3−フェニレンビス(1−メチルエチリデン)]ビスフェノール、10,10−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−9−アントロン、1,5−ビス(4−ヒドロキシフェニルチオ)−2,3−ジオキサペンタエンなどが挙げられる。これらの二価フェノールは、それぞれ単独で用いてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。
【0016】
分子量調節剤としては通常、ポリカーボネート樹脂の重合に用いられるものであれば、各種のものを用いることができる。
具体的には、一価フェノールとして、例えば、フェノール、o−n−ブチルフェノール、m−n−ブチルフェノール、p−n−ブチルフェノール、o−イソブチルフェノール、m−イソブチルフェノール、p−イソブチルフェノール、o−t−ブチルフェノール、m−t−ブチルフェノール、p−t−ブチルフェノール、o−n−ペンチルフェノール、m−n−ペンチルフェノール、p−n−ペンチルフェノール、o−n−ヘキシルフェノール、m−n−ヘキシルフェノール、p−n−ヘキシルフェノール、p−t−オクチルフェノール、o−シクロヘキシルフェノール、m−シクロヘキシルフェノール、p−シクロヘキシルフェノール、o−フェニルフェノール、m−フェニルフェノール、p−フェニルフェノール、o−n−ノニルフェノール、m−ノニルフェノール、p−n−ノニルフェノール、o−クミルフェノール、m−クミルフェノール、p−クミルフェノール、o−ナフチルフェノール、m−ナフチルフェノール、p−ナフチルフェノール;2,5−ジ−t−ブチルフェノール;2,4−ジ−t−ブチルフェノール;3,5−ジ−t−ブチルフェノール;2,5−ジクミルフェノール;3,5−ジクミルフェノール;p−クレゾール、ブロモフェノール、トリブロモフェノール、平均炭素数12〜35の直鎖状又は分岐状のアルキル基をオルト位、メタ位又はパラ位に有するモノアルキルフェノール;9−(4−ヒドロキシフェニル)−9−(4−メトキシフェニル)フルオレン;9−(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−9−(4−メトキシ−3−メチルフェニル)フルオレン;4−(1−アダマンチル)フェノールなどが挙げられる。
これらの一価フェノールのなかでは、p−t−ブチルフェノール、p−クミルフェノール、p−フェニルフェノールなどが好ましく用いられる。
【0017】
触媒としては、相間移動触媒、例えば、三級アミン又はその塩、四級アンモニウム塩、四級ホスホニウム塩などを好ましく用いることができる。三級アミンとしては、例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、ピリジン、ジメチルアニリンなどが挙げられる。
また、三級アミン塩としては、例えば、これらの三級アミンの塩酸塩、臭素酸塩などが挙げられる。
四級アンモニウム塩としては、例えば、トリメチルベンジルアンモニウムクロリド、トリエチルベンジルアンモニウムクロリド、トリブチルベンジルアンモニウムクロリド、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウムブロミドなどが、四級ホスホニウム塩としては、例えば、テトラブチルホスホニウムクロリド、テトラブチルホスホニウムブロミドなどが挙げられる。
これらの触媒は、それぞれ単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記触媒の中では、三級アミンが好ましく、特にトリエチルアミンが好ましい。
【0018】
不活性有機溶剤としては、各種のものがある。
例えば、ジクロロメタン(塩化メチレン);トリクロロメタン;四塩化炭素;1,1−ジクロロエタン;1,2−ジクロロエタン;1,1,1−トリクロロエタン;1,1,2−トリクロロエタン;1,1,1,2−テトラクロロエタン;1,1,2,2−テトラクロロエタン;ペンタクロロエタン;クロロベンゼンなどの塩素化炭化水素や、トルエン、アセトフェノンなどが挙げられる。
これらの有機溶剤はそれぞれ単独で用いてもよいし、二種以上組み合わせて用いてもよい。
これらの中では、特に塩化メチレンが好ましい。
【0019】
分岐剤として、例えば、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン;α,α',α"−トリス(4−ヒドロキシフェニル)−1,3,5−トリイソプロピルベンゼン;1−〔α−メチル−α−(4'−ヒドロキシフェニル)エチル〕−4−〔α',α'−ビス(4"−ヒドロキシフェニル)エチル〕ベンゼン;4,4’−[1−[4−[1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール;フロログリシン、トリメリト酸、イサチンビス(o−クレゾール)などの官能基を3つ以上有する化合物;フロログリシン、トリメリト酸、イサチンビス(o−クレゾール)などの官能基を3つ以上有する化合物を用いることもできる。
【0020】
ポリカーボネート共重合体(A−1成分)の製造に用いるフェノール変性ジオールは、一般式(IIa)
【化6】

で表されるフェノール変性ジオールである。
一般式(IIa)において、R3及びR4は、それぞれ独立に炭素数1〜3のアルキル基を示し、アルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基及びイソプロピル基が挙げられる。
3が複数ある場合、互いに同一でも異なっていてもよく、R4が複数ある場合、互いに同一でも異なっていてもよい。
Yは、炭素数2〜15の直鎖又は分岐鎖のアルキレン基を示し、アルキレン基としては、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基、ペンチレン基及びイソペンチレン基などのアルキレン基、エチリデン基、プロピリデン基、イソプロピリデン基、ブチリデン基、イソブチリデン基、ペンチリデン基及びイソペンチリデン基などのアルキリデン基が挙げられる。c及びdは0〜4の整数であり、nは2〜200の整数である。nは、好ましくは6〜70である。
【0021】
上記一般式(IIa)で表されるフェノール変性ジオールは、例えば、ヒドロキシ安息香酸又はそのアルキルエステル、酸塩化物とポリエーテルジオールから誘導される化合物である。
このフェノール変性ジオールは、特開昭62−79222号公報、特開昭60−79072号公報、特開2002−173465号公報などで提案されている方法により合成がすることができるが、これらの方法により得られるフェノール変性ジオールに対し適宜精製を加えることが望ましい。精製方法としては、例えば、反応後段で系内を減圧にし、過剰の原料(例えば、パラヒドロキシ安息香酸)を留去する方法、フェノール変性ジオールを水又はアルカリ水溶液(例えば、炭酸水素ナトリウム水溶液)などで洗浄する方法などが望ましい。
【0022】
ヒドロキシ安息香酸アルキルエステルとしては、ヒドロキシ安息香酸メチルエステル、ヒドロキシ安息香酸エチルエステルなどが代表例である。ポリエーテルジオールは、HO−(Y−O)n−H(Y及びnは前記と同じである。)で表され、炭素数2〜15の直鎖状又は分岐状のオキシアルキレン基からなる繰返し単位を有するものである。
具体的には、ポリエチレングリコール、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などが挙げられる。
入手性及び疎水性の観点からポリテトラメチレングリコールが特に好ましい。
ポリエーテルジオールのオキシアルキレン基の繰返し数nは2〜200、好ましくは6〜70である。nが2以上であると、フェノール変性ジオールを共重合する際の効率が高く、nが200以下であると、ポリカーボネート共重合体(A−1成分)の耐熱性の低下が小さいという利点がある。
【0023】
酸塩化物としては、ヒドロキシ安息香酸とホスゲンから得られるものが代表例である。
より具体的には、特許2652707号公報などに記載の方法により得ることができる。ヒドロキシ安息香酸又はそのアルキルエステルはパラ体、メタ体、オルト体のいずれでも良いが、共重合反応の面からはパラ体が好ましい。オルト体は水酸基に対する立体障害のため共重合の反応性に劣るおそれがある。
【0024】
ポリカーボネート共重合体(A−1)の製造工程において、フェノール変性ジオールは、その変質などを防ぐため、可能な限り塩化メチレン溶液として用いるのが好ましい。塩化メチレン溶液として用いることができない場合、水酸化ナトリウムなどのアルカリ水溶液として用いることができる。
ポリカーボネート共重合体(A−1成分)において、フェノール変性ジオールの共重合量を増やせば流動性は改善されるが耐熱性が低下する。
従って、フェノール変性ジオールの共重合量は所望の流動性と耐熱性のバランスにより選択することが好ましい。
フェノール変性ジオール共重合量が多すぎると、特開昭62−79222号公報に示されているように、エラストマー状となり、一般のポリカーボネート樹脂と同様の用途への適用ができなくなるおそれがある。
100℃以上の耐熱性を保持するには、ポリカーボネート共重合体(A−1成分中に含まれる一般式(II)で表される繰り返し単位の含有量は、1〜30質量部であり、好ましくは1〜20質量部、より好ましくは1〜15質量部である。
【0025】
本発明において、(A)成分に用いられるポリカーボネート共重合体(A−1成分は、粘度数が30〜71〔粘度平均分子量=10,000〜28,100に相当〕であり、好ましくは34.7〜62(Mv=12,000〜24,100に相当)である。
粘度数が30以上であると機械物性が良好であり、粘度数が71以下であると、フェノール変性ジオール(コモノマー)の共重合効果が良好に発揮される。
また、高流動性を発現させようとすると多量のコモノマーが必要となるが、粘度数が71以下であると、コモノマーの使用量に対して耐熱性が大きく低下することがない。
なお、粘度数は、ISO1628−4(1999)に準拠して測定した値である。
【0026】
ポリカーボネート樹脂(A成分)に用いられるポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体(A−2成分)としては、様々なものがあるが、好ましくは、一般式(V)
【化7】

[式中、R5及びR6は、それぞれハロゲン原子(例えば、塩素、臭素、フッ素、沃素)又は炭素数1〜8のアルキル基であり、e及びfは、それぞれ0〜4の整数である。R5が複数ある場合、互いに同一でも異なっていてもよく、R6が複数ある場合、互いに同一でも異なっていてもよい。そして、Zは、炭素数1〜8のアルキレン基、炭素数2〜8のアルキリデン基、炭素数5〜15のシクロアルキレン基、炭素数5〜15のシクロアルキリデン基又は−SO2−、−SO−、−S−、−O−、−CO−結合、単結合もしくは一般式(VI)
【0027】
【化8】

で表される基を示す。]
で表される構造を有する繰り返し単位を有するポリカーボネート部と、一般式(VII)
【0028】
【化9】

[式中、R7、R8及びR9は、それぞれ水素原子、炭素数1〜6のアルキル基又はフェニル基であり、それぞれ同一でも異なっていてもよい。また、g及びhは、少なくとも一方は1以上の整数であり、残りは0又は1以上の整数である。]
で表わされる繰返し単位を有するポリオルガノシロキサン部とからなるものである。
このポリオルガノシロキサン部の重合度は、5〜1000が好ましく、より好ましくは20〜300であるものが、難燃性、成形品の外観の点から好ましい。ポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体(A−2成分)は、上記一般式(VI)で表わされる繰返し単位を有するポリカーボネート部と、上記一般式(VII)で表わされる繰返し単位を有するポリオルガノシロキサン部とからなるブロック共重合体であって、粘度平均分子量10,000〜50,000、好ましくは15,000〜35,000のものである。
また、ポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体(A−2成分)のn−ヘキサン可溶分が1.0質量部以下であることが好ましい。
このポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体(A−2成分)は、難燃性の観点からポリオルガノシロキサン部の含有量0.1〜10質量部であり、好ましくは0.5〜5質量部である。
【0029】
このポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体(A−2成分)は、例えば、予め製造されたポリカーボネート部を構成するポリカーボネートオリゴマー(PCオリゴマー)と、ポリオルガノシロキサン部を構成する、末端に反応性基を有するポリオルガノシロキサン[例えば、ポリジメチルシロキサン(PDMS)、ポリジエチルシロキサンなどのポリジアルキルシロキサンあるいはポリメチルフェニルシロキサンなど]とを、塩化メチレン、クロロベンゼン、クロロホルムなどの溶媒に溶解させ、ビスフェノールの水酸化ナトリウム水溶液を加え、触媒としてトリエチルアミンやトリメチルベンジルアンモニウムクロライドなどを用い、界面反応することにより製造することができる。
また、特公昭44−30108号公報や特公昭45−20510号公報に記載された方法によって製造されたポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体を用いることもできる。
ここで、一般式(V)で表わされる繰返し単位を有するポリカーボネートオリゴマーは、溶剤法、すなわち、塩化メチレンなどの溶剤中で公知の酸受容体、分子量調節剤の存在下、一般式(VIII)
【0030】
【化10】

[式中、R5、R6、Z、e及びfは、前記と同じである。]
で表わされる二価フェノールとホスゲンのようなカーボネート前駆体との反応又は二価フェノールとジフェニルカーボネートのようなカーボネート前駆体とのエステル交換反応によって製造することができる。
上記一般式(VIII)で表わされる二価フェノールとしては様々なものがあるが、特に2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン〔所謂ビスフェノールA〕が好ましい。
また、ビスフェノールAの一部又は全部を他の二価フェノールで置換したものであってもよい。
ビスフェノールA以外の二価フェノールとしては、ビス(4−ヒドロキシフェニル)アルカン、ハイドロキノン;4,4’−ジヒドロキシジフェニル;ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロアルカン;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)スルホン;ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホキシド;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)ケトンのような化合物又はビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン;ビス(3,5−ジクロロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパンのようなハロゲン化ビスフェノール類などを挙げることができる。
【0031】
ポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体(A−2成分)の製造に供されるポリカーボネートオリゴマーは、これらの二価フェノール1種を用いたホモポリマーであってもよく、また2種以上を用いたコポリマーであってもよい。
更に、多官能性芳香族化合物を上記二価フェノールと併用して得られる熱可塑性ランダム分岐ポリカーボネートであってもよい。
なお、n−ヘキサン可溶分が1.0質量部以下のポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体(A−2成分)を製造するには、例えば、共重合体中のポリオルガノシロキサン含有率を10質量部以下にするとともに、上記一般式(VII)で表わされる繰返し単位の数が5以上のものを用い、かつ第3級アミンなどの触媒を5.3×10-3モル/(kg・オリゴマー)以上用いて上記共重合を行うことが好ましい。
【0032】
ポリカーボネート樹脂(A成分)に用いられる芳香族ポリカーボネート樹脂(A−3成分)〔(A−1成分)及び(A−2成分)以外の他の芳香族ポリカーボネート樹脂〕は、慣用された製造方法、すなわち、通常、二価フェノールとホスゲン又は炭酸エステル化合物などのポリカーボネート前駆体とを反応させることにより製造したものを挙げることができる。
具体的には、例えば、塩化メチレンなどの溶媒中において、公知の酸受容体や分子量調節剤の存在下、更に必要により分岐剤を添加し、二価フェノールとホスゲンのようなカーボネート前駆体との反応により、あるいは二価フェノールとジフェニルカーボネートのようなカーボネート前駆体とのエステル交換反応などによって製造されたものである。
【0033】
芳香族ポリカーボネート樹脂(A−3成分)の製造に用いられる二価フェノールとしては、様々なものがあるが、特に、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン〔通称:ビスフェノールA〕が好ましい。
ビスフェノールA以外のビスフェノールとしては、例えば、前述のポリカーボネート共重合体で例示したものが使用できる。
【0034】
また、炭酸エステル化合物としては、ジフェニルカーボネートなどのジアリールカーボネートやジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートなどのジアルキルカーボネートなどが挙げられる。
分子量調節剤としては通常、ポリカーボネートの重合に用いられるものなら、各種のものを用いることができる。
具体的には、一価フェノールとして、例えば、フェノール、o−n−ブチルフェノール、m−n−ブチルフェノール、p−n−ブチルフェノールなど、前述のポリカーボネート共重合体で例示したものが用いられる。
一価フェノールのなかでは、p−t−ブチルフェノール、p−クミルフェノール、p−フェニルフェノールなどが好ましく用いられる。
【0035】
その他、分岐剤として、前述のポリカーボネート共重合体同様、例えば、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン;α,α',α"−トリス(4−ヒドロキシフェニル)−1,3,5−トリイソプロピルベンゼン;1−〔α−メチル−α−(4'−ヒドロキシフェニル)エチル〕−4−〔α',α'−ビス(4"−ヒドロキシフェニル)エチル〕ベンゼン;フロログリシン、トリメリト酸、イサチンビス(o−クレゾール)などの官能基を3つ以上有する化合物を用いることもできる。
【0036】
本発明において用いられる芳香族ポリカーボネート樹(A−3成分)は、通常、粘度平均分子量が10,000〜100,000のものが好ましく、より好ましくは13,000〜40,000である。
芳香族ポリカーボネート樹脂(A−3成分)としては、前述で説明したもの、あるいは市販品を用いることができる。
【0037】
本発明のポリカーボネート樹脂(A成分)とガラス繊維(B成分)合計100質量部に含まれるポリカーボネート樹脂(A成分)は40〜99質量部である。
ポリカーボネート樹脂(A成分)の含有量が上記範囲内であると、成形性と物性とのバランスが良好である。
ポリカーボネート樹脂(A成分)の含有量は、好ましくは50〜95質量部、より好ましくは55〜90質量部である。
【0038】
ポリカーボネート樹脂(A成分)に含まれる、ポリカーボネート共重合体(A−1成分)、ポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体(A−2成分)及び芳香族ポリカーボネート樹脂(A−3成分)の混合割合(A−1成分):(A−2成分):(A−3成分)は、質量比で1〜100:99〜0:99〜0であり、好ましくは10〜90:90〜10:80〜0、より好ましくは20〜60:80〜10:70〜0である。
ポリカーボネート樹脂(A成分)がポリカーボネート共重合体(A−1成分)以外に、ポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体(A−2成分)及び/又は芳香族ポリカーボネート樹脂(A−3成分)を含有すると、衝撃強さ、引張伸率が良好である。
また、ポリカーボネート樹脂(A成分)がポリカーボネート共重合体(A−1成分)のみを含有する場合は、流動性が特に優れるものの、A−1、A−2、A−3成分の3元系に比較して、用途を限定すれば実用上問題ない範囲ではあるが、衝撃強さ、引張伸率はやや劣るものである。
【0039】
〔ガラス繊維(B成分)〕
本発明のガラス繊維(B成分)は、強化充填材として配合されるものである。
ガラス繊維(B成分)は、チョップド、ミルドなどの通常、熱可塑性樹脂に用いられるものが好ましく利用可能である。
そのガラス組成は、Aガラス、Cガラス及びEガラスなどに代表される各種のガラス組成が適用され、中でも、Eガラス(無アルカリガラス)が特に好ましい。
【0040】
ガラス繊維(B成分)の形態としては、通常の断面が丸型のガラス繊維の他、扁平断面を有するガラス繊維(B−1成分)などが挙げられる。
中でも、機械的強度及び低異方性の改良の点から扁平形状が好ましい。
扁平断面を有するガラス繊維(B−1成分)は、繊維断面の平均短径が5〜10μm、好ましくは6〜9μm、更に好ましくは7〜8μmで、平均長径と平均短径の比(平均長径/平均短径)の平均値が1.5〜6、好ましくは3〜5.5、更に好ましくは3〜5のガラス繊維である。
平均長径と平均短径の比の平均値がこの範囲の扁平断面を有するガラス繊維(B−1成分)を使用した場合、1.5未満のより真円に近い断面形状を有する繊維を使用した場合に比べ、異方性が大きく改良され、又成形品外観及び流動性を向上させることができる。
この成形品外観の向上は、成形品表面において扁平断面を有するガラス繊維(B−1成分)の平板面が成形品表面と平行に配向することにより、局所的な収縮による凹凸を抑制するためと推定される。
また、流動性の向上は、扁平断面を有するガラス繊維(B−1成分)の方が円形断面繊維に比べ、低せん断でも流れ方向に向き易く、流動抵抗が減少するためと考えられる。
扁平断面形状には扁平の他、楕円状、まゆ状及び三つ葉状、あるいはこれに類する形状の非円形断面形状が含まれる。
中でも、機械的強度及び低異方性の改良の点から扁平形状が好ましい。
また、扁平断面を有するガラス繊維(B−1成分)の平均繊維長と平均繊維径(平均短径と平均長径の平均)の比は2〜120、好ましくは2.5〜70、更に好ましくは3〜50であり、平均繊維長と平均繊維径の比が2未満であると機械的強度の向上効果が小さく、平均繊維長と平均繊維径の比が120を超えると異方性が大きくなる他、成形品外観も悪化するようになる。
扁平断面を有するガラス繊維(B−1成分)の平均繊維径とは、扁平断面形状を真円形に換算したときの数平均繊維径をいう。
また、平均繊維長とは、本発明のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物中における数平均繊維長をいう。
なお、数平均繊維長は、成形品の高温灰化、溶剤による溶解及び薬品による分解などの処理で採取されるガラス繊維(充填材)の残さを光学顕微鏡観察した画像から画像解析装置により算出される値である。
【0041】
本発明のガラス繊維(B成分)は、周知の表面処理剤、例えば、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤又はアルミネートカップリング剤などで表面処理が施されたものが機械的強度の向上の点から好ましい。
また、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂及びウレタン系バインダーなどで集束処理されたものが好ましく、エポキシ系樹脂及びウレタン系バインダーが機械的強度の点から特に好ましい。
【0042】
本発明のポリカーボネート樹脂(A成分)とガラス繊維(B成分)合計100質量部に含有されるガラス繊維(B成分)は1〜60質量部である。
ガラス繊維(B成分)の含有量が上記範囲内であると、成形性と実用物性上問題ない組成範囲である。
ガラス繊維(B成分)の含有量は、好ましくは 5〜 50質量部、より好ましくは10〜45質量部である。
【0043】
[有機スルホン酸アルカリ(土類)金属塩(C成分)]
本発明の有機スルホン酸アルカリ(土類)金属塩(C成分)は、難燃性の付与などの目的で添加される。
有機スルホン酸アルカリ(土類)金属塩(C成分)としては、種々のものが挙げられるが、少なくとも一つの炭素原子を有する有機スルホン酸のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩である。
有機酸スルホン酸としては、有機スルホン酸、ポリスチレンスルホン酸などが挙げられる。
アルカリ金属としては、ナトリウム、カリウム、リチウム及びセシウムなどが挙げられる。
また、アルカリ土類金属としては、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム及びバリウムなどが挙げられる。
中でも、有機酸スルホン酸塩としては、ナトリウム、カリウム及びセシウムの塩が好ましく用いられる。
【0044】
各種有機スルホン酸アルカリ金属塩及び/又は有機スルホン酸アルカリ土類金属塩のうち、有機スルホン酸としては、一般式(1)
(Cc2c+1SO3dM (1)
で表されるパーフルオロアルカンスルホン酸のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩が好ましく用いられる。
これらの金属塩としては、例えば、特公昭47−40445号公報に記載されているものが該当する。
式中、cは1〜10の整数を示し、Mはリチウム、ナトリウム、カリウム及びセシウムなどのアリカリ金属、又はマグネシウム、カルシウム、ストロンチウム及びバリウムなどのアルカリ土類金属を示し、dはMの原子価を示す。
【0045】
一般式(1)において、パーフルオロアルカンスルホン酸としては、例えば、パーフルオロメタンスルホン酸、パーフルオロエタンスルホン酸、パーフルオロプロパンスルホン酸、パーフルオロブタンスルホン酸、パーフルオロメチルブタンスルホン酸、パーフルオロヘキサンスルホン酸、パーフルオロヘプタンスルホン酸及びパーフルオロオクタンスルホン酸などを挙げることができる。
特に、これらのカリウム塩が好ましく用いられる。
その他、アルキルスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸、ジフェニルスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、2,5−ジクロロベンゼンスルホン酸、2,4,5−トリクロロベンゼンスルホン酸、ジフェニルスルホン−3−スルホン酸、ジフェニルスルホン−3,3'−ジスルホン酸、ナフタレントリスルホン酸及びこれらのフッ素置換体並びにポリスチレンスルホン酸などの有機スルホン酸のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩などを挙げることができる。
特に、有機スルホン酸としては、パーフルオロアルカンスルホン酸及びジフェニルスルホン酸が好ましい。
ポリスチレンスルホン酸のアルカリ金属塩及び/又アルカリ土類金属塩としては、一般式(2)
【0046】
【化11】

【0047】
〔式中、Xはスルホン酸塩基を示し、mは1〜5を示す。Yは水素原子又は炭素数1〜10の炭化水素基を示す。nはモル分率を示し、0<n≦1である〕で表わされるスルホン酸塩基含有芳香族ビニル系樹脂を挙げることができる。
ここで、スルホン酸塩基は、スルホン酸のアルカリ金属塩及び/又はアルカリ土類金属塩であり、金属としては、ナトリウム、カリウム、リチウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム及びバリウムなどが挙げられる。
【0048】
なお、Yは水素原子又は炭素数1〜10の炭化水素基であり、好ましくは水素原子又はメチル基である。
mは1〜5であり、nは、0<n≦1の関係である。
すなわち、スルホン酸塩基(X)は、芳香環に対して、全置換したものであっても、部分置換したもの、又は無置換のものを含んだものであってもよい。
【0049】
本発明のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物が難燃性の効果を得るためには、スルホン酸塩基の置換比率は、スルホン酸塩基含有芳香族ビニル系樹脂の含有量などを考慮して決定され、特に制限はないが、一般的には10〜100%置換のものが用いられる。
【0050】
なお、ポリスチレンスルホン酸のアルカリ金属塩及び/又アルカリ土類金属塩において、スルホン酸塩基含有芳香族ビニル系樹脂は、一般式(2)のスルホン酸塩基含有芳香族ビニル系樹脂に限定されるものではなく、スチレン系単量体と共重合可能な他の単量体との共重合体であってもよい。
酸塩基含有芳香族ビニル系樹脂の製造方法としては、(a)前記のスルホン酸基などを有する芳香族ビニル系単量体、又はこれらと共重合可能な他の単量体とを重合又は共重合する方法、(b)芳香族ビニル系重合体、又は芳香族ビニル系単量体と他の共重合可能な単量体との共重合体、又はこれらの混合重合体をスルホン化し、アルカリ金属化合物及び/又アルカリ土類金属化合物で中和する方法がある。
【0051】
例えば、(b)の方法としては、ポリスチレン樹脂の1,2−ジクロロエタン溶液に濃硫酸と無水酢酸の混合液を加えて加熱し、数時間反応することにより、ポリスチレンスルホン酸を製造する。
次いで、スルホン酸基と当モル量の水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムで中和することによりポリスチレンスルホン酸カリウム塩又はナトリウム塩を得ることができる。
上記スルホン酸塩基含有芳香族ビニル系樹脂の重量平均分子量としては、1,000〜300,000、好ましくは2,000〜200,000程度である。
なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)法で測定することができる。
【0052】
本発明の有機スルホン酸アルカリ(土類)金属塩(C成分)は、ポリカーボネート樹脂(A成分)とガラス繊維(B成分)合計100質量部に対して、0.005〜1.0質量部を含有する。
有機スルホン酸アルカリ(土類)金属塩(C成分)の含有量が0.005質量部未満では、難燃性の発現が不充分であり、また、1.0質量部を超えると、透明性を維持することが困難となる。
難燃性の発現及び透明性の維持の観点から、有機スルホン酸アルカリ(土類)金属塩(C成分)の含有量は、好ましくは0.05〜0.5質量部、より好ましくは0.1〜0.3質量部である。
【0053】
〔反応性官能基を有するシリコーン化合物(D成分)〕
本発明の反応性官能基を有するシリコーン化合物(D成分)は、難燃助剤として難燃性の向上などの目的で添加される。
反応性官能基を有するシリコーン化合物(D成分)(以下、反応性官能基含有シリコーン化合物と称することがある。)としては、例えば、一般式(3)
10i11jSiO(4-i-j)/2 (3)
で表される基本構造を有するポリオルガノシロキサン重合体及び/又は共重合体を挙げることができる。
一般式(3)において、R10は反応性官能基を示す。
この反応性官能基としては、例えば、アルコキシ基、アリールオキシ基、ポリオキシアルキレン基、水素基、水酸基、カルボキシ基、シラノール基、アミノ基、メルカプト基、エポキシ基及びビニル基などが挙げられる。これらの中で、アルコキシ基、水酸基、水素基、エポキシ基及びビニル基が好ましい。
11は炭素数1〜12の炭化水素基を示す。
炭化水素基としては、直鎖状若しくは分岐状の炭素数1〜12のアルキル基、炭素数5〜12のシクロアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数7〜12のアラルキル基などが挙げられ、具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、各種ブチル基、各種ペンチル基、各種ヘキシル基、各種オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、ベンジル基、フェネチル基などを挙げることができる。
i及びjは、0<i≦3、0<j≦3、0<i+j≦3の関係を満たす数を示す。
10が複数ある場合、複数のR10は同一でも異なっていてもよく、R11が複数ある場合、複数のR11は同一でも異なっていてもよい。
【0054】
本発明においては、同一の反応性官能基を複数有するポリオルガノシロキサン重合体及び/又は共重合樹脂、並びに異なる反応性官能基を複数有するポリオルガノシロキサン重合体及び/又は共重合体を併用することもできる。
一般式(3)で表される基本構造を有するポリオルガノシロキサン重合体及び/又は共重合体は、その反応性官能基(R10)数/炭化水素基(R11)数の比が、通常0.1〜3、好ましくは0.3〜2程度のものが好ましい。
反応性官能基を有するシリコーン化合物(D成分)は液状物、パウダーなどであるが、溶融混練において分散性の良好なものが好ましい。
例えば、室温での粘度が10〜500,000mm2/s程度の液状のものを例示することができる。
本発明においては、反応性官能基を有するシリコーン化合物(D成分)が液状であっても、ガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物に均一に分散するとともに、成形時又は成形品の表面にブリードすることが少ない特徴がある。
【0055】
本発明の反応性官能基を有するシリコーン化合物(D成分)は、ポリカーボネート樹脂(A成分)とガラス繊維(B成分)合計100質量部に対して、0.01〜3.0質量部を含有する。
反応性官能基を有するシリコーン化合物(D成分)の含有量が0.01質量部未満では、燃焼時における溶融滴下(ドリッピング)防止効果が不充分であり、また、3.0質量部を超えると混練時にスクリューの滑りが発生してフィードがうまくできず、生産能力が低下する。
溶融滴下防止及び生産性の観点から、反応性官能基を有するシリコーン化合物(D成分)の含有量は、好ましくは0.1〜1.5質量部、より好ましくは0.5〜1.0質量部である。
また、反応性官能基を有するシリコーン化合物(D成分)は、添加時の透光性を保持するために、屈折率が1.45〜1.65であルことが好ましく、より好ましくは1.48〜1.60である。
【0056】
〔含フッ素滴下防止剤(E成分)〕
本発明の含フッ素滴下防止剤(E成分)は、反応性官能基を有するシリコーン化合物(D成分)と併用することにより、より良好な難燃性を得ることができる。
含フッ素滴下防止剤(E成分)としては、フィブリル形成能を有する含フッ素ポリマーを挙げることができ、かかるポリマーとしてはポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン系共重合体(例えば、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体など)、米国特許第4379910号公報に示されるような部分フッ素化ポリマー、フッ素化ジフェノールから製造されるポリカーボネート樹脂などを挙げることかできるが、好ましくはポリテトラフルオロエチレン(以下、PTFEと称することがある)である。
【0057】
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(フィブリル化PTFE)は極めて高い分子量を有し、せん断力などの外的作用によりPTFE同士を結合して繊維状になる傾向を示すものである。
その数平均分子量は、150万〜数千万の範囲である。
かかる下限はより好ましくは300万である。
数平均分子量は、特開平6−145520号公報に開示されているとおり、380℃でのポリテトラフルオロエチレンの溶融粘度に基づき算出される。
すなわち、フィブリル化PTFEは、上記公報に記載された方法で測定される380℃における溶融粘度が10.7〜101.3Pa.sの範囲、好ましくは108〜1012Pa.sの範囲である。
【0058】
上記PTFE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。
また、フィブリル形成能を有するPTFEは、樹脂中での分散性を向上させ、更に良好な難燃性及び機械的特性を得るために他の樹脂との混合形態のPTFE混合物を使用することも可能である。
また、特開平6−145520号公報に開示されているとおり、フィブリル化PTFEを芯とし、低分子量のポリテトラフルオロエチレンを殻とした構造を有するものも好ましく用いられる。
【0059】
フィブリル化PTFEの市販品としては、例えば、三井・デュポンフロロケミカル(株)のテフロン(登録商標)6J、ダイキン化学工業(株)のポリフロンMPA FA500、F−201Lなどを挙げることができる。
フィブリル化PTFEの水性分散液の市販品としては、旭アイシーアイフロロポリマーズ(株)製のフルオンAD−1、AD−936、ダイキン工業(株)製のフルオンD−1、D−2、三井・デュポンフロロケミカル(株)製のテフロン(登録商標)30Jなどを代表として挙げることができる。
【0060】
混合形態のフィブリル化PTFEとしては、(1)フィブリル化PTFEの水性分散液と有機重合体の水性分散液又は溶液とを混合し共沈殿を行い共凝集混合物を得る方法(特開昭60−258263号公報、特開昭63−154744号公報などに記載された方法)、(2)フィブリル化PTFEの水性分散液と乾燥した有機重合体粒子とを混合する方法(特開平4−272957号公報に記載された方法)、(3)フィブリル化PTFEの水性分散液と有機重合体粒子溶液を均一に混合し、混合物からそれぞれの媒体を同時に除去する方法(特開平06−220210号公報、特開平08−188653号公報などに記載された方法)、(4)フィブリル化PTFEの水性分散液中で有機重合体を形成する単量体を重合する方法(特開平9−95583号公報に記載された方法)及び(5)PTFEの水性分散液と有機重合体分散液を均一に混合後、更に該混合分散液中でビニル系単量体を重合し、その後混合物を得る方法(特開平11−29679号などに記載された方法)により得られたものが使用できる。
これらの混合形態のフィブリル化PTFEの市販品としては、三菱レイヨン(株)の「メタブレン A3800」(商品名)、GEスペシャリティーケミカルズ社製 「BLENDEX B449」(商品名)及びPacific Interchem Corporation社製「POLY TS AD001」(商品名)などが例示される。
【0061】
本発明のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物が有する良好な機械的強度をより有効に活用するためには、上記フィブリル化PTFEはできる限り微分散されることが好ましい。
かかる微分散を達成する手段として、上記混合形態のフィブリル化PTFEは有利である。
また、水性分散液形態のものを溶融混練機に直接供給する方法も微分散には有利である。
但し、水性分散液形態のものは、やや色相が悪化する点に配慮を要する。
混合形態におけるフィブリル化PTFEの割合としては、混合物100質量部中、フィブリル化PTFEが10〜80質量部、好ましくは15〜75質量部である。
フィブリル化PTFEの割合がこの範囲にある場合は、フィブリル化PTFEの良好な分散性を達成することができる。
【0062】
本発明の含フッ素滴下防止剤(E成分)は、ポリカーボネート樹脂(A成分)とガラス繊維(B成分)合計100質量部に対して、0.1〜1.0質量部を含有させることができる。
含フッ素滴下防止剤(E成分)の含有量が上記範囲内であると、難燃性と機械物性とのバランスが確保可能である。
含フッ素滴下防止剤(E成分)の含有量は、好ましくは0.1〜3質量部、より好ましくは0.2〜2質量部である。
含フッ素滴下防止剤(E成分)がフィブリル形成能を有する場合の含有量は、好ましくは0.1〜0.5質量部、より好ましくは0.2〜0.4質量部である。
【0063】
本発明のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物には公知の各種安定剤を配合することができる。
安定剤としては、リン系安定剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、紫外線吸収剤及び光安定剤などが挙げられる。
【0064】
〔リン系安定剤〕
リン系安定剤としては、亜リン酸、亜ホスホン酸、ホスホン酸及びこれらのエステル並びに第3級ホスフィンなどが例示される。
中でも、亜リン酸、リン酸、亜ホスホン酸、ホスホン酸、トリオルガノホスフェート化合物及びアシッドホスフェート化合物が好ましい。
なお、アシッドホスフェート化合物における有機基は、一置換、二置換及びこれらの混合物のいずれも含む。
下記の例示化合物においても同様にいずれをも含むものとする。
【0065】
トリオルガノ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、トリデシルホスフェート、トリドデシルホスフェート、トリラウリルホスフェート、トリステアリルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクロルフェニルホスフェート、ジフェニルクレジルホスフェート及びトリブトキシエチルホスフェートなどが挙げられる。
中でも、トリアルキルホスフェートが好ましい。
トリアルキルホスフェートの炭素数は、好ましくは1〜22、より好ましくは1〜4である。
特に好ましいトリアルキルホスフェートはトリメチルホスフェートである。
【0066】
アシッドホスフェート化合物としては、メチルアシッドホスフェート、エチルアシッドホスフェート、ブチルアシッドホスフェート、ブトキシエチルアシッドホスフェート、オクチルアシッドホスフェート、デシルアシッドホスフェート、ラウリルアシッドホスフェート、ステアリルアシッドホスフェート、オレイルアシッドホスフェート、ベヘニルアシッドホスフェート、フェニルアシッドホスフェート、ノニルフェニルアシッドホスフェート、シクロヘキシルアシッドホスフェート、フェノキシエチルアシッドホスフェート、アルコキシポリエチレングリコールアシッドホスフェート及びビスフェノールAアシッドホスフェートなどが挙げられる。
中でも、炭素数10以上の長鎖ジアルキルアシッドホスフェートが熱安定性の向上に有効であり、該アシッドホスフェート自体の安定性が高いことから好ましい。
【0067】
ホスファイト化合物としては、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、トリス(ジエチルフェニル)ホスファイト、トリス(ジ−イソ−プロピルフェニル)ホスファイト、トリス(ジ−n−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、トリス(2,6−ジ−trt−ブチルフェニル)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、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、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、ビス{2,4−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェニル}ペンタエリスリトールジホスファイト、フェニルビスフェノールA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及びジシクロヘキシ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。
【0068】
更に、他のホスファイト化合物としては、二価フェノール類と反応し環状構造を有するものも使用できる。
例えば、2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)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)(2−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ホスファイト及び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などが挙げられる。
【0069】
ホスホナイト化合物としては、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−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、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−フェニルホスホナイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−3−フェニル−フェニルホスホナイト、ビス(2,6−ジ−n−ブチルフェニル)−3−フェニル−フェニルホスホナイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−フェニルホスホナイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−3−フェニル−フェニルホスホナイトなどが挙げられ、テトラキス(ジ−tert−ブチルフェニル)−ビフェニレンジホスホナイト、ビス(ジ−tert−ブチルフェニル)−フェニル−フェニルホスホナイトが好ましく、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−ビフェニレンジホスホナイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−フェニル−フェニルホスホナイトがより好ましい。
ホスホナイト化合物は、上記アルキル基が2以上置換したアリール基を有するホスファイト化合物との併用可能であり好ましい。
【0070】
ホスホネイト化合物としては、ベンゼンホスホン酸ジメチル、ベンゼンホスホン酸ジエチル及びベンゼンホスホン酸ジプロピルなどが挙げられる。
【0071】
第3級ホスフィンとしては、トリエチルホスフィン、トリプロピルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリオクチルホスフィン、トリアミルホスフィン、ジメチルフェニルホスフィン、ジブチルフェニルホスフィン、ジフェニルメチルホスフィン、ジフェニルオクチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリ−p−トリルホスフィン、トリナフチルホスフィン及びジフェニルベンジルホスフィンなどが挙げられる。
特に好ましい第3級ホスフィンは、トリフェニルホスフィンである。
【0072】
好ましいリン系安定剤としては、トリオルガノホスフェート化合物、アシッドホスフェート化合物及び一般式(4)で表されるホスファイト化合物である。
中でも、トリオルガノホスフェート化合物を配合することが好ましい。
【0073】
【化12】

(式中、R及びR’は炭素数6〜30のアルキル基又は炭素数6〜30のアリール基を表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。)
【0074】
上記のように、ホスホナイト化合物としては、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−ビフェニレンジホスホナイトが好ましく、該ホスホナイトを主成分とする安定剤は、Sandostab P−EPQ(商標、Clariant社製)及びIrgafos P−EPQ(商標、CIBA SPECIALTY CHEMICALS社製)として市販されておりいずれも利用できる。
【0075】
また、一般式(4)の中でも好ましいホスファイト化合物としては、ジステアリ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−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、およびビス{2,4−ビス(1−メチル−1フェニルエチル)フェニル}ペンタエリスリトールジホスファイトである。
【0076】
リン系安定剤の配合量は、ポリカーボネート樹脂(A成分)及びガラス繊維(B成分)合計100質量部に対して、好ましくは0.005〜1質量部、より好ましくは0.01〜0.3質量部である。
リン系安定剤の配合量が上記範囲内であると、成形時の熱安定性と耐加水分解性を大きく低下させない。
【0077】
〔ヒンダードフェノール系酸化防止剤〕
ヒンダードフェノール酸化防止剤としては、通常、樹脂に配合される各種の化合物が使用できる。
ヒンダードフェノール化合物としては、例えば、α−トコフェロール、ブチルヒドロキシトルエン、ナピルアルコール、ビタミンE、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、2−tert−ブチル−6−(3’−tert−ブチル−5’−メチル−2’−ヒドロキシベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、2,6−ジ−tert−ブチル−4−(N,N−ジメチルアミノメチル)フェノール、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、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−シクロヘキシルフェノール)、2,2’−ジメチレン−ビス(6−α−メチル−ベンジル−p−クレゾール)、2,2’−エチリデン−ビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2’−ブチリデン−ビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6tert−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、1,6−へ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]、ビス[2−tert−ブチル−4−メチル6−(3−tert−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシベンジル)フェニル]テレフタレート、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、4,4’−チオビス(6−tert−ブチル−m−クレゾール)、4,4’−チオビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−チオビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、ビス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)スルフィド、4,4’−ジ−チオビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、4,4’−トリ−チオビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2−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]、2,4−ビス(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン、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ミド)、N,N’−ビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニル]ヒドラジン、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェニル)ブタン、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、トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)イソシアヌレート、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、1,3,5−トリス(4−tert−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス2[3(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]エチルイソシアヌレート、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、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)アセチルオキシ}−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、テトラキス[メチレン−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]メタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)ベンゼン及びトリス(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)イソシアヌレートなどが挙げられる。
【0078】
中でも、テトラキス[メチレン−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]メタン、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート及び3,9−ビス[2−{3−(3−t−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]ウンデカンが好ましく利用される。
特に、3,9−ビス[2−{3−(3−t−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]ウンデカンが好ましい。
ヒンダードフェノール系酸化防止剤は、単独で又は2種以上を組合せて使用することができる。
【0079】
ヒンダードフェノール系酸化防止剤の配合量は、ポリカーボネート樹脂(A成分)及びガラス繊維(B成分)合計100質量部に対して、好ましくは0.005〜1質量部、より好ましくは0.01〜0.3質量部である。
ヒンダードフェノール系酸化防止剤の配合量が上記範囲内であると、成形時の熱安定性を大きく低下させない。
【0080】
リン系安定剤及びヒンダードフェノール系酸化防止剤はいずれかが配合されることが好ましい。
中でも、リン系安定剤を配合することが好ましく、トリオルガノホスフェート化合物を配合することがより好ましい。
【0081】
〔その他の熱安定剤〕
本発明のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物には、リン系安定剤及びヒンダードフェノール系酸化防止剤以外に、熱安定剤を配合することもできる。
熱安定剤は、リン系安定剤又はヒンダードフェノール系酸化防止剤のいずれかと併用することが好ましく、特に両者と併用することが好ましい。
熱安定剤としては、例えば、3−ヒドロキシ−5,7−ジ−tert−ブチル−フラン−2−オンとo−キシレンとの反応生成物に代表されるラクトン系安定剤(かかる安定剤の詳細は、特開平7−233160号公報に記載されている)が好ましく挙げられる。
このような化合物は、Irganox HP−136(商標、CIBA SPECIALTY CHEMICALS社製)として市販され、利用が可能である。
更に、上記化合物と各種のホスファイト化合物及びヒンダードフェノール化合物を混合した安定剤が市販されている。
例えば、上記社製のIrganox HP−2921が好ましく挙げられる。
本発明においても、かかる予め混合された安定剤を利用することもできる。
ラクトン系安定剤の配合量は、ポリカーボネート樹脂(A成分)及びガラス繊維(B成分)合計100質量部に対して、好ましくは0.0005〜0.05質量部、より好ましくは0.001〜0.03質量部である。
【0082】
〔板状無機充填材〕
本発明のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物は、成形品の寸法安定性、ソリ低減性に優れるが、さらに精密なソリ低減を要求する場合には、板状無機充填剤を併用することも可能である。
板状無機充填剤としては、薄片状、鱗片状等の形状を有する無機充填材で、タルク、マイカ、ガラスフレーク等が挙げられる。
タルクは、層状粘土鉱物の1つで、主成分は4SiO2・3MgO・H2Oで表され、「含水珪酸マグネシウム」と呼ばれる。
タルクは産地により、不純物等の組成が異なるが、Fe23或いはAI23等の不純物が多いと、得られる樹脂組成物の熱安定性等に悪影響を与えるので、これらの不純物が少ないタルクが好ましい。
ルクの粒子径については、平均粒径が10μm以下のタルクを使用すると、組成物の物性を犠牲にせず、良外観の組成物が得られるので好ましい。
また、これらのタルクは、アルカリ中和処理及びシランカップリング表面処理を施したものが好ましい。
シランカップリング表面処理としては、アミノ変性シラン、カルボキシ変性シラン、アクリル変性シラン、エポキシ変性シランなどが挙げられる。
【0083】
マイカは層状粘土鉱物の1つで、白雲母、黒雲母、金雲母、人造金雲母などがあり、主成分はSiO2であり、Si−O間は、共有結合で非常に強固である。
マイカの結晶はSiO正四面体が六角網目の板状に連なり、この板が二枚で一組となっている。
また、その板間に八面体位をとるイオン(例えばAl3+、Mg2+)結合をしている。
これをタブレットと言い、これが層をなして積み重なっており、タブレット間にアルカリ金属又はアルカリ土類金属のイオン(例えばK+)が、イオン結合で繋がっている。
このイオンは層間イオンと呼ばれ12 個の酸素で囲まれている。
そして、この結合が非常に弱い為、マイカは板状に剥がれやすい。
また、このアルカリ金属あるいはアルカリ土類金属のイオンの挙動がマイカの物性に大きな影響を与えて、応用面での大きな働きをしている。
マイカの粒子径は、測定方法により異なるが、遠心沈降式粒度分布測定法で4から12μm程度のものが一般的である。
【0084】
ガラスフレークは、厚さ3〜7μm、粒子径10〜40 00μmの板状無定形ガラスである。
無機質としてのガラスの特性と、その形状から得られる特性により、独特の効果が有る。
使用されるガラスは、Cガラスと、Eガラスがあり、EガラスはNa2O或いはK2O等がCガラスに比べて少ないので、Eガラスを使用したガラスフレークが好ましく使用される。
ガラスフレークとしては、例えば、市販品である日本電気硝子(株)のREF G−101等が使用されるが、その平均粒子径は600μm、平均厚み3〜7μmである。
平均粒子径が他の添加剤と比べて大きい為、添加量が増えると外観不良の原因となる。
板状無機充填剤の含有量は、(A)ポリカーボネート樹脂と(B)ガラス繊維の合計100質量部に対し、0.5〜15質量部、好ましくは、0.5〜13質量部である。
板状無機充填剤の量が少なすぎると、成形物の寸法安定性向上の効果が得られず、一方、多すぎると難燃性や外観が不良となる。
【0085】
〔紫外線吸収剤〕
本発明のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物は、良好な色相をも有することから、紫外線吸収剤の配合により屋外の使用においてもかかる色相を長期間維持することができる。
【0086】
紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系では、例えば、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−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−ベンジロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホキシトリハイドライドレイトベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロ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’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシ−5−ソジウムスルホキシベンゾフェノン、ビス(5−ベンゾイル−4−ヒドロキシ−2−メトキシフェニル)メタン、2−ヒドロキシ−4−n−ドデシルオキシベンソフェノン及び2−ヒドロキシ−4−メトキシ−2’−カルボキシベンゾフェノンなどが挙げられる。
【0087】
紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系では、例えば、2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾ−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−ル、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジクミルフェニル)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’−メチレンビス[4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2イル)フェノール]、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−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−アミルフェニル)ベンゾトリアゾ−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−ル、2−(2−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾ−ル、2−(2−ヒドロキシ−4−オクトキシフェニル)ベンゾトリアゾル、2,2’−メチレンビス(4−クミル−6−ベンゾトリアゾールフェニル)、2,2’−p−フェニレンビス(1,3−ベンゾオキサジン−4−オン)及び2−[2−ヒドロキシ−3−(3,4,5,6−テトラヒドロフタルイミドメチル)−5−メチルフェニル]ベンゾトリアゾ−ル並びに2−(2’−ヒドロキシ−5−メタクリロキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾールと該モノマーと共重合可能なビニル系モノマーとの共重合体や2−(2’―ヒドロキシ−5−アクリロキシエチルフェニル)―2H―ベンゾトリアゾールと該モノマーと共重合可能なビニル系モノマーとの共重合体などの2−ヒドロキシフェニル−2H−ベンゾトリアゾール骨格を有する重合体などが挙げられる。
【0088】
紫外線吸収剤としては、ヒドロキシフェニルトリアジン系では、例えば、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−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−メチルオキシフェノール、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−エチルオキシフェノール、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン2−イル)−5−プロピルオキシフェノール及び2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−ブチルオキシフェノールなどが挙げられる。
更に、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−ヘキシルオキシフェノールなど、上記例示化合物のフェニル基が2,4−ジメチルフェニル基となった化合物が挙げられる。
【0089】
紫外線吸収剤としては、環状イミノエステル系では、例えば、2,2’−p−フェニレンビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)、2,2’−(4,4’−ジフェニレン)ビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)及び2,2’−(2,6−ナフタレン)ビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)などが挙げられる。
【0090】
紫外線吸収剤としては、シアノアクリレート系では、例えば、1,3−ビス−[(2’−シアノ−3’,3’−ジフェニルアクリロイル)オキシ]−2,2−ビス[(2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリロイル)オキシ]メチル)プロパン及び1,3−ビス−[(2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリロイル)オキシ]ベンゼンなどが挙げられる。
【0091】
更に、上記紫外線吸収剤は、ラジカル重合が可能な単量体化合物の構造をとることにより、紫外線吸収性単量体及び/又はヒンダードアミン構造を有する光安定性単量体と、アルキル(メタ)アクリレートなどの単量体とを共重合したポリマー型の紫外線吸収剤であってもよい。
紫外線吸収性単量体としては、(メタ)アクリル酸エステルのエステル置換基中にベンゾトリアゾール骨格、ベンゾフェノン骨格、トリアジン骨格、環状イミノエステル骨格及びシアノアクリレート骨格を含有する化合物が好ましく挙げられる。
【0092】
中でも、紫外線吸収能の点においては、ベンゾトリアゾール系及びヒドロキシフェニルトリアジン系が好ましく、耐熱性や色相の点では、環状イミノエステル系およびシアノアクリレート系が好ましい。
紫外線吸収剤は、単独で又は2種以上の混合物で用いてもよい。
【0093】
紫外線吸収剤の配合量は、ポリカーボネート樹脂(A成分)及びガラス繊維(B成分)合計100質量部を基準として、好ましくは0.01〜2質量部、より好ましくは0.03〜2質量部、更に好ましくは0.02〜1質量部、特に好ましくは0.05〜0.5質量部である。
紫外線吸収剤の配合量が上記範囲内であると、成形時の熱安定性と成形体の色調を損なわない。
【0094】
〔離型剤〕
本発明のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物は、その成形時の生産性向上や成形品の寸法精度の向上を目的として、脂肪酸エステル、ポリオレフィン系ワックス、シリコーン化合物、フッ素化合物(ポリフルオロアルキルエーテルに代表されるフッ素オイルなど)、パラフィンワックス、蜜蝋などの公知の離型剤を配合することもできる。
本発明のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物は、良好な流動性を有することから圧力伝播が良好で、歪の均一化された成形品が得られる。
一方、その成形収縮率が低いことから離型抵抗が大きくなり易く、その結果離型時における成形品の変形を招き易い。
このため、離型剤を配合することにより、ガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物の特性を損なうことなくかかる問題を解決することができる。
【0095】
上記脂肪酸エステルは、脂肪族アルコールと脂肪族カルボン酸とのエステルである。
脂肪族アルコールは、1価アルコールであっても2価以上の多価アルコールであってもよい。
また、該アルコールの炭素数は、好ましくは3〜32、より好ましくは5〜30である。
一方、脂肪族カルボン酸は好ましくは炭素数3〜32、より好ましくは炭素数10〜30の脂肪族カルボン酸である。
中でも、飽和脂肪族カルボン酸が好ましい。
脂肪酸エステルは、全エステル(フルエステル)が高温時の熱安定性に優れる点で好ましい。
脂肪酸エステルの酸価は、20以下(実質的に0を取り得る)であることが好ましい。
また、脂肪酸エステルの水酸基価は、0.1〜30の範囲がより好ましい。
更に、脂肪酸エステルのヨウ素価は、10以下(実質的に0を取り得る)が好ましい。
上記特性は、JIS K 0070に規定された方法により求めることができる。
【0096】
〔ポリオレフィン系ワックス〕
ポリオレフィン系ワックスとしては、分子量が1,000〜10,000である、エチレン単独重合体、炭素原子数3〜60のα−オレフィンの単独重合体又は共重合体又はエチレンと炭素原子数3〜60のα−オレフィンとの共重合体が挙げられる。
分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)法により標準ポリスチレン換算で測定される数平均分子量である。
数平均分子量の上限は、好ましくは6,000、より好ましくは3,000である。
ポリオレフィン系ワックスにおけるα−オレフィン成分の炭素数は60以下、好ましくは40以下である。
好ましい具体例としては、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン及び1−オクテンなどが挙げられる。
好ましいポリオレフィン系ワックスは、エチレン単独重合体又はエチレンと炭素原子数3〜60のα−オレフィンとの共重合体である。
炭素原子数3〜60のα−オレフィンの割合は、20モル部以下、好ましくは10モル部以下である。
所謂、ポリエチレンワックスとして市販されているものが好ましく利用できる。
【0097】
離型剤の配合量は、ポリカーボネート樹脂(A成分)及びガラス繊維(B成分)合計100質量部を基準として、好ましくは0.005〜5質量部、より好ましくは0.01〜4質量部、更に好ましくは0.02〜3質量部である。
離型剤の配合量が上記範囲内であると、大きな物性低下を招くことがなく、連続成形時の持続性及び成形品の残留歪、及び歩留まりが向上する。
【0098】
〔染顔料〕
本発明のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物には、更に各種の染顔料を配合して多様な意匠性を発現する成形品を得ることができる。
染顔料としては、ペリレン系染料、クマリン系染料、チオインジゴ系染料、アンスラキノン系染料、チオキサントン系染料、紺青などのフェロシアン化物、ペリノン系染料、キノリン系染料、キナクリドン系染料、ジオキサジン系染料、イソインドリノン系染料及びフタロシアニン系染料などを挙げることができる。
更に、本発明のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物には、メタリック顔料を配合してより良好なメタリック色彩を得ることもできる。
メタリック顔料としては、アルミ粉が好ましい。
また、蛍光増白剤やそれ以外の発光をする蛍光染料を配合することにより、発光色を生かした更に良好な意匠効果を付与することができる。
【0099】
蛍光染料(蛍光増白剤を含む)としては、例えば、クマリン系蛍光染料、ベンゾピラン系蛍光染料、ペリレン系蛍光染料、アンスラキノン系蛍光染料、チオインジゴ系蛍光染料、キサンテン系蛍光染料、キサントン系蛍光染料、チオキサンテン系蛍光染料、チオキサントン系蛍光染料、チアジン系蛍光染料及びジアミノスチルベン系蛍光染料などを挙げることができる。
中でも、耐熱性が良好で、本発明のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物の成形加工時における劣化が少ないクマリン系蛍光染料、ベンゾピラン系蛍光染料及びペリレン系蛍光染料が好ましい。
【0100】
染顔料の配合量は、ポリカーボネート樹脂(A成分)及びガラス繊維(B成分)合計100質量部を基準として、好ましくは0.00001〜1質量部、より好ましくは0.00005〜0.5質量部である。
染顔料の配合量が上記範囲内であると、物性及び成形時の熱安定性のバランスが確保できる。
【0101】
〔熱線吸収能を有する化合物〕
本発明のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物には、熱線吸収能を有する化合物を配合することができる。
熱線吸収能を有する化合物としては、フタロシアニン系近赤外線吸収剤、ATO、ITO、酸化イリジウム及び酸化ルテニウムなどの金属酸化物系近赤外線吸収剤、ホウ化ランタン、ホウ化セリウム及びホウ化タングステンなどの金属ホウ化物系近赤外線吸収剤などの近赤外吸収能に優れた各種の金属化合物、並びに炭素フィラーが好ましく挙げられる。
フタロシアニン系近赤外線吸収剤としては、例えば、三井化学(株)製MIR−362が市販され容易に入手可能である。
炭素フィラーとしては、カーボンブラック、グラファイト(天然及び人工のいずれも含む)、フラーレンなどが挙げられ、好ましくはカーボンブラック及びグラファイトである。
これらは、単体又は2種以上を併用して使用することができる。
フタロシアニン系近赤外線吸収剤の配合量は、ポリカーボネート樹脂(A成分)及びガラス繊維(B成分)合計100質量部に対して、好ましくは0.0005〜0.2質量部、より好ましくは0.0008〜0.1質量部、更に好ましくは0.001〜0.07質量部である。
金属酸化物系近赤外線吸収剤、金属ホウ化物系近赤外線吸収剤及び炭素フィラーの含有量は、本発明のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物中に好ましくは0.1〜200ppm(質量割合)、より好ましく0.5〜100ppmの範囲である。
【0102】
〔光拡散剤〕
本発明のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物には、光拡散剤を配合して光拡散効果を付与することができる。
光拡散剤としては、高分子微粒子、炭酸カルシウムの如き低屈折率の無機微粒子及びこれらの複合物などが挙げられる。
高分子微粒子は、既にポリカーボネート樹脂の光拡散剤として公知の微粒子である。
粒径数μmのアクリル架橋粒子及びポリオルガノシルセスキオキサンに代表されるシリコーン架橋粒子などが好ましく挙げられる。
光拡散剤の形状は球形、円盤形、柱形及び不定形などが挙げられる。
上記球形は、完全球である必要はなく変形しているものを含み、柱形は立方体を含む。
光拡散剤は、好ましくは球形であり、その粒径は均一であるほど好ましい。
光拡散剤の配合量は、ポリカーボネート樹脂(A成分)及びガラス繊維(B成分)合計100質量部に対して、好ましくは0.005〜20質量部、より好ましくは0.01〜10質量部、更に好ましくは0.01〜3質量部である。
なお、光拡散剤は2種以上を併用することができる。
【0103】
〔光高反射用白色顔料〕
本発明のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物には、光高反射用白色顔料を配合して光反射効果を付与することができる。
白色顔料としては、二酸化チタン(特にシリコーンなど有機表面処理剤により処理された二酸化チタン)顔料が特に好ましい。
光高反射用白色顔料の配合量は、ポリカーボネート樹脂(A成分)及びガラス繊維(B成分)合計100質量部に対して、好ましくは3〜30質量部、より好ましくは8〜25質量部である。
なお、光高反射用白色顔料は2種以上を併用することができる。
【0104】
〔帯電防止剤〕
本発明のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物には、帯電防止性能が求められる場合があり、このような場合帯電防止剤を配合することができる。
帯電防止剤としては、例えば(1)ドデシルベンゼンスルホン酸ホスホニウム塩に代表されるアリールスルホン酸ホスホニウム塩及びアルキルスルホン酸ホスホニウム塩などの有機スルホン酸ホスホニウム塩並びにテトラフルオロホウ酸ホスホニウム塩の如きホウ酸ホスホニウム塩が挙げられる。
該ホスホニウム塩の配合量は、ポリカーボネート樹脂(A成分)及びガラス繊維(B成分)合計100質量部に対して、好ましくは5質量部以下、より好ましくは0.05〜5質量部、更に好ましくは1〜3.5質量部、特に好ましくは1.5〜3質量部である。
【0105】
更に、帯電防止剤としては、例えば、(2)有機スルホン酸リチウム、有機スルホン酸ナトリウム、有機スルホン酸カリウム、有機スルホン酸セシウム、有機スルホン酸ルビジウム、有機スルホン酸カルシウム、有機スルホン酸マグネシウム及び有機スルホン酸バリウムなどの有機スルホン酸アルカリ(土類)金属塩が挙げられる。
かかる金属塩は、上記のとおり、難燃剤としても使用される。
金属塩としては、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸の金属塩やパーフルオロアルカンスルホン酸の金属塩などが例示される。
有機スルホン酸アルカリ(土類)金属塩の配合量は、ポリカーボネート樹脂(A成分)及びガラス繊維(B成分)合計100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以下、より好ましくは0.001〜0.3質量部、更に好ましくは0.005〜0.2質量部である。
特に、カリウム、セシウム及びルビジウムなどのアルカリ金属塩が好ましい。
【0106】
〔その他の添加剤〕
本発明のガラス繊維強化難燃性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成分)以外の熱可塑性樹脂、ゴム質重合体、その他の流動改質剤、抗菌剤、流動パラフィンの如き分散剤、光触媒系防汚剤及びフォトクロミック剤などを配合することができる。
【0107】
〔ガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物の製造〕
本発明のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を製造するには、任意の方法が採用できる。
例えば、ポリカーボネート樹脂(A成分)、ガラス繊維(B成分)、有機スルホン酸アルカリ金属塩及び/又は有機スルホン酸アルカリ土類金属塩(C成分)、反応性官能基を有するシリコーン化合物(D成分)及び任意に他の添加剤を、V型ブレンダー、ヘンシェルミキサー、メカノケミカル装置、押出混合機などの予備混合手段を用いて充分に混合した後、必要に応じて、押出造粒器やブリケッティングマシーンなどにより予備混合物の造粒を行い、その後、ベント式二軸押出機に代表される溶融混練機で溶融混練し、次いでペレタイザーによりペレット化する方法が挙げられる。
【0108】
また、上記各成分をそれぞれ独立に、ベント式二軸押出機に代表される溶融混練機に供給する方法や、各成分の一部を予備混合した後、残りの成分と独立に溶融混練機に供給する方法なども挙げられる。
各成分の一部を予備混合する方法としては、例えば、ポリカーボネート樹脂(A成分)以外の成分を予め予備混合した後、ポリカーボネート樹脂(A成分)に混合又は押出機に直接供給する方法が挙げられる。
【0109】
予備混合する方法としては、例えば、ポリカーボネート樹脂(A成分)としてパウダーの形態を有するものを含む場合、パウダーの一部と配合する添加剤とをブレンドしてパウダーで希釈した添加剤のマスターバッチを製造し、マスターバッチを利用する方法が挙げられる。
更に、或る一成分を独立に溶融押出機の途中から供給する方法なども挙げられる。
なお、配合する成分に液状のものがある場合には、溶融押出機への供給に所謂液注装置又は液添装置を使用することができる。
【0110】
押出機としては、原料中の水分や、溶融混練ガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物から発生する揮発ガスを脱気できるベントを有するものが好ましく使用できる。
ベントからは発生水分や揮発ガスを効率よく押出機外部へ排出するための真空ポンプが好ましく設置される。
また、押出原料中に混入した異物などを除去するためのスクリーンを押出機ダイス部前のゾーンに設置し、異物を樹脂組成物から取り除くことも可能である。
スクリーンとしては、金網、スクリーンチェンジャー、焼結金属プレート(ディスクフィルターなど)などを挙げることができる。
溶融混練機としては、二軸押出機の他に、バンバリーミキサー、混練ロール、単軸押出機、3軸以上の多軸押出機などを挙げることができる。
【0111】
押出されたガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物は、直接切断してペレット化するか、又はストランドを形成した後、ストランドをペレタイザーで切断してペレット化される。
ペレット化に際して外部の埃などの影響を低減する必要がある場合には、押出機周囲の雰囲気を清浄化することが好ましい。
更に、ペレットの製造においては、光学ディスク用ポリカーボネート樹脂において既に提案されている様々な方法を用いて、ペレットの形状分布の狭小化、ミスカット物の低減、運送又は輸送時に発生する微小粉の低減、並びにストランドやペレット内部に発生する気泡(真空気泡)の低減を適宜行うことができる。
これらの処方により、成形のハイサイクル化及びシルバーの如き不良発生割合の低減を行うことができる。
また、ペレットの形状は、円柱、角柱及び球状など一般的な形状を取り得るが、より好ましくは円柱である。
円柱の直径は、通常、1〜5mm、好ましくは1.5〜4mm、より好ましくは2〜3.3mmである。
一方、円柱の長さは、通常、1〜30mm、好ましくは2〜5mm、より好ましくは2.5〜3.5mmである。
【0112】
本発明のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物は、通常、上記のように製造されたペレットを射出成形して成形品を得ることにより各種製品を製造することができる。
射出成形においては、通常の成形方法だけでなく、射出圧縮成形、射出プレス成形、ガスアシスト射出成形、発泡成形(超臨界流体を注入する方法を含む)、インサート成形、インモールドコーティング成形、断熱金型成形、急速加熱冷却金型成形、二色成形、サンドイッチ成形及び超高速射出成形などを挙げることができる。
また、成形はコールドランナー方式及びホットランナー方式のいずれも選択することができる。
【0113】
本発明のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物は、押出成形により各種異形押出成形品、シート、フィルムなどの形で使用することもできる。
また、シート、フィルムの成形にはインフレーション法やカレンダー法、キャスティング法なども使用可能である。
更に、特定の延伸操作をかけることにより熱収縮チューブとして成形することも可能である。
本発明のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を回転成形やブロー成形などにより成形品とすることも可能である。
これにより、機械的強度、低異方性、流動特性及び良好な難燃性とを併せ持つガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物及びその成形品を得ることができる。
【0114】
本発明のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物からなる成形品には、各種の表面処理を行うことが可能である。
表面処理とは、蒸着(物理蒸着、化学蒸着など)、メッキ(電気メッキ、無電解メッキ、溶融メッキなど)、塗装、コーティング、印刷などの樹脂成形品の表層上に新たな層を形成させるものであり、通常のポリカーボネート樹脂に用いられる方法が適用できる。
表面処理としては、具体的には、ハードコート、撥水・撥油コート、紫外線吸収コート、赤外線吸収コート、並びにメタライジング(蒸着など)などの各種の表面処理が挙げられる。
ハードコートは、特に好ましくかつ必要とされる表面処理である。
【0115】
更に、本発明のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物は、改良された金属密着性を有することから、蒸着処理及びメッキ処理の適用も好ましい。
このようにして金属層が設けられた成形品は、電磁波シールド部品、導電部品及びアンテナ部品などに利用できる。
かかる部品は、特にシート状及びフィルム状が好ましい。
【実施例】
【0116】
以下に実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0117】
〔製造例〕
(共重合コモノマーの製造例1)
〔ポリテトラメチレングリコール−ビス(4−ヒドロキシベンゾエート)の合成:PTMG鎖の平均分子量=2000〕
窒素下でポリテトラメチレングリコール(PTMG、Mn=2000)100質量%とp−ヒドロキシ安息香酸メチル16.7質量%をジブチル錫オキシド0.05質量%の存在下、210℃で加熱し、メタノールを留去した。
反応系内を減圧にし、過剰のp−ヒドロキシ安息香酸メチルを留去した。
反応生成物を塩化メチレンに溶解後、この塩化メチレン溶液に8質量%炭酸水素ナトリウム水溶液を加え20分間激しく混合後、遠心分離により塩化メチレン相を採取した。
塩化メチレン相を減圧下で濃縮し、ポリテトラメチレングリコール−ビス(4−ヒドロキシベンゾエート)を得た。
高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により、p−ヒドロキシ安息香酸、p−ヒドロキシ安息香酸メチルを定量した結果、p−ヒドロキシ安息香酸は10質量ppm未満、p−ヒドロキシ安息香酸メチルは0.2質量%であった。
なお、HPLC測定方法は、GLサイエンス社製ODS−3カラムを用い、カラム温度40℃、0.5質量%リン酸水溶液とアセトニトリルの1:2混合溶媒、流速1.0mL/分の条件で測定した。
定量は標品による検量線を基に算出した。
【0118】
〔ポリカーボネートオリゴマー溶液の製造〕
5.6質量%水酸化ナトリウム水溶液に、後から溶解するビスフェノールA(BPA)に対して2000ppmの亜二チオン酸ナトリウムを加え、これにBPA濃度が13.5質量%になるようにBPAを溶解し、BPAの水酸化ナトリウム水溶液を調製した。
このBPAの水酸化ナトリウム水溶液40L/hr、塩化メチレン15L/hrの流量で、ホスゲンを4.0kg/hrの流量で内径6mm、管長30mの管型反応器に連続的に通した。
管型反応器はジャケット%分を有しており、ジャケットに冷却水を通して反応液の温度を40℃以下に保った。
管型反応器を出た反応液は後退翼を備えた内容積40Lのバッフル付き槽型反応器へ連続的に導入され、ここに更にBPAの水酸化ナトリウム水溶液2.8L/hr、25質量%水酸化ナトリウム水溶液0.07L/hr、水17L/hr、1質量%トリエチルアミン水溶液を0.64L/hrで添加して反応を行なった。
槽型反応器から溢れ出る反応液を連続的に抜き出し、静置することで水相を分離除去し、塩化メチレン相を採取した。
このようにして得られたポリカーボネートオリゴマーは、濃度329g/L、クロロホーメート基濃度0.74mol/Lであった。
【0119】
〔ポリカーボネート共重合体(A−1成分;A−1−1)の製造〕
邪魔板、パドル型攪拌翼及び冷却用ジャケットを備えた50L槽型反応器に上記で製造したポリカーボネートオリゴマー溶液15L、塩化メチレン8.9L、前記で製造したポリテトラメチレングリコール−ビス(4−ヒドロキシベンゾエート)325g(PTMG鎖の平均分子量=2000)及びトリエチルアミン8.7mLを仕込み、攪拌下でここに6.4質量%水酸化ナトリウム水溶液1710gを加え10分間、ポリカーボネートオリゴマーとポリテトラメチレングリコール−ビス(4−ヒドロキシベンゾエート)の反応を行った。
この重合液に、p−t−ブチルフェノール(PTBP)の塩化メチレン溶液(PTBP225gを塩化メチレン2.0Lに溶解したもの)、BPAの水酸化ナトリウム水溶液(NaOH617gと亜二チオン酸ナトリウム1.9gを水9.0Lに溶解した水溶液にBPA930gを溶解させたもの)を添加し50分間重合反応を実施した。
希釈のため塩化メチレン15Lを加え10分間攪拌した後、ポリカーボネートを含む有機相と過剰のBPA及びNaOHを含む水相に分離し、有機相を単離した。
【0120】
こうして得られたポリカーボネートの塩化メチレン溶液を、その溶液に対して順次、15容積%の0.03mol/LNaOH水溶液、0.2mol/L塩酸で洗浄し、次いで洗浄後の水相中の電気伝導度が0.01μS/m以下になるまで純水で洗浄を繰り返した。
洗浄により得られたポリカーボネートの塩化メチレン溶液を濃縮・粉砕し、得られたフレークを減圧下100℃で乾燥した。
NMRにより求めたポリテトラメチレングリコール−ビス(4−ヒドロキシベンゾエート)残基の量は4.0質量%であった。
ISO1628−4(1999)に準拠して測定した(以下、同様に粘度数を測定)粘度数は38.1(Mv=13500)であった。
【0121】
〔ポリカーボネート共重合体(A−1成分;A−1−2)の製造〕
ポリテトラメチレングリコール−ビス(4−ヒドロキシベンゾエート)(PTMG鎖の平均分子量=2000)の添加量を813gに、PTBPの使用量を246gに、乾燥温度を100℃から80℃に変更した以外はポリカーボネート共重合体(A−1成分;A−1−1)の製造と同様に行った。
NMRにより求めたポリテトラメチレングリコール−ビス(4−ヒドロキシベンゾエート)残基の量は10.7質量%であった。
粘度数は35.6(Mv=12400)であった。
【0122】
〔ポリカーボネート共重合体(A−2)の製造〕
邪魔板、パドル型攪拌翼及び冷却用ジャケットを備えた50L槽型反応器に上記で製造したポリカーボネートオリゴマー溶液15L、塩化メチレン8.9L、ジメチルシラノオキシ単位の繰返し数が90であるアリルフェノール末端変性PDMS625g及びトリエチルアミン8.7mLを仕込み、攪拌下でここに6.4質量%水酸化ナトリウム水溶液1390gを加え10分間、ポリカーボネートオリゴマーとアリルフェノール末端変性PDMSの反応を行った。
この重合液に、PTBPの塩化メチレン溶液(PTBP172gを塩化メチレン2.0Lに溶解したもの)、BPAの水酸化ナトリウム水溶液(NaOH566gと亜二チオン酸ナトリウム2.2gを水8.3Lに溶解した水溶液にBPA1116gを溶解させたもの)を添加し50分間重合反応を実施した。
希釈のため塩化メチレン15Lを加え10分間攪拌した後、ポリカーボネートを含む有機相と過剰のBPA及びNaOHを含む水相に分離し、有機相を単離した。
【0123】
上記ポリカーボネートの塩化メチレン溶液を、その溶液に対して順次、15容積%の0.03mol/LNaOH水溶液、0.2mol/L塩酸で洗浄し、次いで洗浄後の水相中の電気伝導度が0.01μS/m以下になるまで純水で洗浄を繰り返した。
洗浄により得られたポリカーボネートの塩化メチレン溶液を濃縮・粉砕し、得られたフレークを減圧下120℃で乾燥した。
NMRにより求めたPDMS残基の量は10.0質量%であった。
粘度数は41.5(Mv=15000)であった。
【0124】
ガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物の物性測定及び評価は、以下の方法により行った。
(1)流動性
東芝機械(株)IS100EN成形機を用い、アルキメデス型スパイラルフロー金型(流路厚さ2mm、流路幅10mm)にて流動長(mm)を評価した。
条件は、成形温度280℃、金型温度95℃、射出圧力125MPaとした。
試験片は、厚さ2t×幅10mmである。
【0125】
(2)機械特性
ガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを100t射出成形機[東芝機械(株)製、機種名「IS100E」]を用いて、金型温度130℃、成形温度280℃で射出成形し、所定形状の各試験片を作製した。
各試験片について、引張特性〔引張降伏強さ(MPa)、引張破断伸び(%)〕をASTMD638に準拠して測定し、曲げ特性〔(曲げ強度(MPa)、曲げ弾性率(GPa))をASTM790に準拠して測定した。
また、Izod衝撃強度(ノッチ有)(kJ/m2)をASTMD256に準拠して測定した。
【0126】
(3)耐熱性(荷重撓み温度)
ガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを100t射出成形機[東芝機械(株)製、機種名「IS100E」]を用いて、金型温度130℃、成形温度280℃で射出成形し、所定形状の各試験片を作製した。
各試験片について、荷重撓み温度をASTMD648に準拠して測定して耐熱性の指標とした(荷重1.82MPa)。
【0127】
(4)外観特性(1)
上記(1)流動性で評価を行ったスパイラルフロー型試験片のガラス繊維の浮きが目立たない鏡面転写部位の長さ(mm)を測定した。
試験片は、厚さ2t×幅10mmである。
(5)外観特性(2)
実施例2のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物について、日精樹脂工業(株)製AZ7000(型締め力450トン)を用いて、射出成形により、成形温度340℃、金型温度120℃の条件で成形し、図1の基本肉厚1.5mmtの23インチ液晶ディスプレイ−テレビジョン用バックライトハウジングを得た。
上記バックライトの液晶ディスプレイユニット搭載部分の平坦面を切り出し、グロスメーター〔日本電色工業(株)製:VGS−SENSOR〕により表面の光沢度(%)を測定した。
【0128】
(6)難燃性
ガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを45t射出成形機[東芝機械(株)製、機種名「IS45PV」]を用いて、金型温度130℃、樹脂温度280℃で射出成形し、127×12.7×1.6mmの試験片を作製した。
この試験片について、難燃性をUL94−V0(アンダーライターズラボラトリー・サブジェクト94)に準拠して測定した。
なお、UL94とは、鉛直に保持した所定の大きさの試験片にバーナーの炎を10秒間接炎した後の残炎時間から難燃性を評価する方法である。
【0129】
〔実施例1〜4、比較例1〜2〕
ポリカーボネート樹脂(A成分)、ガラス繊維(B成分)、有機スルホン酸アルカリ金属塩及び/又は有機スルホン酸アルカリ土類金属塩(C成分)、反応性官能基を有するシリコーン化合物(D成分)及びその他の添加剤を表1に記載の各配合量(質量部)で、ブレンダーにて混合した後、ベント式二軸押出機を用いて溶融混練してペレットを得た。
その他の添加剤は、それぞれ配合量の10〜100倍の濃度を目安に予めポリカーボネート樹脂(A成分)との予備混合物を作成した後、ブレンダーによる全体の混合を行った。
ベント式二軸押出機は、東芝機械(株)製:TEM−35を使用した。
押出条件は、吐出量20kg/h、スクリュー回転数120rpm、ベントの真空度3kPaであり、押出温度は第1供給口から第二供給口まで280℃、第二供給口からダイス部分まで280℃とした。
なお、ガラス繊維(B成分)は、押出機のサイドフィーダーを使用し、第二供給口から供給し、残りの各成分及び添加剤は第一供給口から押出機に供給した。
第一供給口とは、ダイスから最も離れた供給口であり、第二供給口とは押出機のダイスと第一供給口の間に位置する供給口である。
得られたガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを120℃で5時間、熱風循環式乾燥機にて乾燥した後、射出成形機を用いて、評価用の試験片を成形した。
評価結果を表2に示した。
【0130】
〔ポリカーボネート(PC)樹脂(A成分)〕
(A−1成分)
(A−1−1):ポリカーボネート(PC)共重合体〔出光興産(株)製:タフロンFD1400;粘度平均分子量=13500、ポリカーボネート共重合体(A−1−1)の製造参照〕
(A−1−2):ポリカーボネート共重合体(PC)〔粘度平均分子量=12400、ポリカーボネート共重合体(A−1−2)の製造参照〕
(A−2成分):ポリカーボネート(PC)−ポリジメチルシロキサン(PDMS)共重合体、出光興産(株)製:タフロンFC1700;粘度平均分子量=17500、PDMS含有量3.5質量部)
(A−3成分):芳香族ポリカーボネート(AroPC)樹脂〔出光興産(株)製:タフロンFN1700A;粘度平均分子量17500〕
アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン共重合体(ABS)〔日本エイアンドエル(株)製「サンタックUT−61」(商品名)〕
【0131】
〔ガラス繊維(B成分)〕
(B−1成分):扁平断面チョップドガラス繊維〔日東紡績(株)製:平均長径32μm、平均短径4μm、平均長径と平均短径の比4、カット長3mm、ウレタン系集束剤)
タルク:富士タルク株式会社 商品名TPA25
【0132】
〔有機スルホン酸アルカリ金属塩(C成分)〕
パーフルオロブタンスルホン酸カリウム塩(FR)〔大日本インキ(株)製、商品名「メガファックF114」〕
〔反応性官能基を有するシリコーン化合物(D成分)〕
官能基としてビニル基及びメトキシ基を含有する反応性シリコーン化合物、屈折率1.49[東レ・ダウコーニング(株)製、商品名「DC3037」]
〔含フッ素滴下防止剤(E成分)〕
ポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)〔旭硝子(株)製、商品名「CD076」CD076(商品名)〕
〔その他の成分〕
離型剤:ペンタエリストールテトラステアレート〔理研ビタミン(株)製、商品名「EW440A」〕
酸化防止剤: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〔チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商品名「イルガフォス1076」〕
カーボンブラックマスター(CB)〔大東化成(株)製のカーボンブラック(ピグモカラー1603F04)〕
【0133】
【表1】

【0134】
【表2】

【産業上の利用可能性】
【0135】
本発明のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物は、良好な難燃性、剛性、耐衝撃特性、低異方性を有しており、且つ、成形品の変形(反り)が小さいことから、建築物、建築資材、農業資材、海洋資材、車両、電気・電子機器、機械、その他の各種分野において幅広く有用である。
本発明のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物が利用される成形品は、各種電子・電気機器部品、カメラ部品、OA機器部品、精密機械部品、機械部品、車両部品、その他農業資材、搬送容器、遊戯具及び雑貨などの各種用途に有用である。
【図面の簡単な説明】
【0136】
【図1】図1は、実施例2のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を、日精樹脂工業(株)製AZ7000(型締め力450トン)を用いて、射出成形により成形温度340℃、金型温度120℃の条件で成形して得られた基本肉厚1.5mmtの23インチ液晶ディスプレ−テレビジョン用バックライトハウジングである。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一般式(I)及び(II)で表される繰り返し単位を有し、一般式(II)の含有量が1〜30質量部であるポリカーボネート共重合体(A−1成分)を含有するポリカーボネート樹脂(A成分)40〜99質量部及びガラス繊維(B成分)1〜60質量部の合計100質量部に対し、有機スルホン酸アルカリ金属塩及び/又は有機スルホン酸アルカリ土類金属塩(C成分)0.005〜1質量部及び反応性官能基を有するシリコーン化合物(D成分)0.01〜3.0質量部を含むガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物。
【化1】

[式中、R1及びR2は、それぞれ独立に炭素数1〜6のアルキル基を示す。Xは単結合、炭素数1〜8のアルキレン基、炭素数2〜8のアルキリデン基、炭素数5〜15のシクロアルキレン基、炭素数5〜15のシクロアルキリデン基、−S−、−SO−、−SO2−、−O−、−CO−結合又は式(III)もしくは式(IV)で表される基を示す。R3及びR4は、それぞれ独立に炭素数1〜3のアルキル基を示し、Yは炭素数2〜15の直鎖又は分岐鎖のアルキレン基を示す。a〜dは、それぞれ0〜4の整数であり、nは2〜200の整数である。また、複数のR1及びR2、又は複数のR3及びR4は、互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。]
【化2】

【請求項2】
ガラス繊維(B成分)が、繊維断面の平均短径が5〜10μm、平均長径と平均短径の比(平均長径/平均短径)が1.5〜6である扁平断面を有するガラス繊維(B−1成分)である請求項1記載のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物。
【請求項3】
ポリカーボネート樹脂(A成分)が、更にポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体(A−2成分)及び/又は(A−1成分)及び(A−2成分)以外の他の芳香族ポリカーボネート樹脂(A−3成分)を含む請求項1又は2に記載のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物。
【請求項4】
ポリカーボネート樹脂(A成分)とガラス繊維(B成分)合計100質量部に対し、更に含フッ素滴下防止剤(E成分)0.1〜10質量部を含む請求項1〜3のいずれかに記載のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物。
【請求項5】
含フッ素滴下防止剤(E成分)が、フィブリル能を有するフッソ系樹脂である請求項1〜4のいずれかに記載のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれかに記載のガラス繊維強化難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を成形してなる成形品。
【請求項7】
請求項6に記載の成形品が、金型温度110℃以上で射出成形してなる外装ハウジング。

【図1】
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【公開番号】特開2009−280636(P2009−280636A)
【公開日】平成21年12月3日(2009.12.3)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−131207(P2008−131207)
【出願日】平成20年5月19日(2008.5.19)
【出願人】(000183646)出光興産株式会社 (2,069)
【Fターム(参考)】