説明

ポリカーボネート系樹脂組成物およびそれからなる成形品

【課題】流動性、耐熱性および落錘衝撃強度をバランスよく改善し、かつ寸法安定性、剛性などの物性も具備した繊維強化ポリカーボネート系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)40〜95重量%およびゴム強化スチレン系樹脂(B)60〜5重量%からなる樹脂成分100重量部、およびウレタン系収束剤で処理されたガラス繊維(C)5〜25重量部からなるポリカーボネート系樹脂組成物、およびそれからなる成形品。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ポリカーボネート系樹脂組成物およびそれからなる成形品に関する。さらに詳しくは、寸法安定性および機械的強度に優れるとともに、特に落錘衝撃強度に優れたポリカーボネート系樹脂組成物およびそれからなる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、耐衝撃性、耐熱性、熱安定性等に優れた熱可塑性樹脂であり、電気、電子、ITE、機械、自動車などの分野で広く用いられている。また、繊維状充填材で強化されたポリカーボネート樹脂は、非強化ポリカーボネート樹脂と比較して、寸法安定性、剛性および耐熱性に優れることから、これらの特性を利用してカメラ、VTR、ファクシミリ等の筐体として使用されている。しかしながら、このような繊維強化ポリカーボネート樹脂を用いた射出成形品は、流動性および耐衝撃性、とりわけ落錘衝撃強度が劣るという欠点を有している。
【0003】
一方、繊維強化ポリカーボネート樹脂の流動性を向上させるためにABS樹脂などのゴム強化スチレン系樹脂を配合する方法が提案されている。(特許文献1)しかしながら、この方法では流動性は改善されるもののポリカーボネート樹脂が本来有する耐熱性の低下をもたらすなどの問題があり、流動性、耐熱性および落錘衝撃強度をバランスよく改善するまでには至っておらず、この改良が望まれていた。
【0004】
【特許文献1】特開2006−16559
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、上記の問題点、すなわち流動性、耐熱性および落錘衝撃強度をバランスよく改善し、かつ寸法安定性、剛性などの物性も具備した繊維強化ポリカーボネート系樹脂組成物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】
【0006】
本発明者らは、上記課題の解決のため鋭意研究を行った結果、ポリカーボネート樹脂およびゴム強化スチレン系樹脂からなるブレンド物に対して、特定の収束剤で処理されたガラス繊維を配合することにより、流動性、耐熱性および落錘衝撃強度をバランスよく改善しうることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0007】
すなわち、本発明は、ポリカーボネート樹脂(A)40〜95重量%およびゴム強化スチレン系樹脂(B)60〜5重量%からなる樹脂成分100重量部、およびウレタン系収束剤で処理されたガラス繊維(C)5〜25重量部からなるポリカーボネート系樹脂組成物、およびそれからなる成形品を提供するものである。
【発明の効果】
【0008】
本発明のポリカーボネート系樹脂組成物は、優れた寸法安定性、剛性などの物性を有し、さらに流動性、耐熱性および落錘衝撃強度のバランスに優れるため、カメラ、VTR、ゲーム機などの筐体に好適に使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
本発明にて使用されるポリカーボネート樹脂(A)とは、種々のジヒドロキシジアリール化合物とホスゲンとを反応させるホスゲン法、またはジヒドロキシジアリール化合物とジフェニルカーボネートなどの炭酸エステルとを反応させるエステル交換法によって得られる重合体であり、代表的なものとしては、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)から製造されたポリカーボネート樹脂が挙げられる。
【0010】
上記ジヒドロキシジアリール化合物としては、ビスフェノールAの他に、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−ヒドロキシフェニル−3−メチルフェニル)プロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−第三ブチルフェニル)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−ジブロモフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジクロロフェニル)プロパンのようなビス(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)シクロヘキサンのようなビス(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のようなジヒドロキシジ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のような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のような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のようなジヒドロキシジアリールスルホン類等が挙げられる。
【0011】
これらは単独または2種類以上混合して使用されるが、これらの他に、ピペラジン、ジピペリジルハイドロキノン、レゾルシン、4,4′−ジヒドロキシジフェニル等を混合して使用してもよい。
【0012】
さらに、上記のジヒドロキシアリール化合物と以下に示すような3価以上のフェノール化合物を混合使用してもよい。3価以上のフェノールとしてはフロログルシン、4,6−ジメチル−2,4,6−トリ−(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−(4−ヒドロキシフェニル)−ヘプタン、1,3,5−トリ−(4−ヒドロキシフェニル)−ベンゾール、1,1,1−トリ−(4−ヒドロキシフェニル)−エタンおよび2,2−ビス−〔4,4−(4,4′−ジヒドロキシジフェニル)−シクロヘキシル〕−プロパンなどが挙げられる。
【0013】
ポリカーボネート樹脂(A)の粘度平均分子量には特に制限はないが、成形加工性、強度の面より通常10000〜100000、より好ましくは15000〜35000である。また、かかるポリカーボネート樹脂を製造するに際し、分子量調整剤、触媒等を必要に応じて使用することができる。
【0014】
本発明にて使用されるゴム強化スチレン系樹脂(B)とはアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体(ABS樹脂)ハイインパクト・ポリスチレン樹脂(HIPS)、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)などが挙げられる。好ましいゴム強化スチレン系樹脂(B)の例としては、ゴム質重合体の存在下に芳香族ビニル単量体、シアン化ビニル単量体成分がグラフト共重合したグラフト共重合体を含むものが挙げられ、さらに好ましくは塊状重合によって作られるABS樹脂が挙げられる。
【0015】
ゴム強化スチレン系樹脂(B)の配合量は、60〜5重量%(ポリカーボネート樹脂(A)を基準として)である。ゴム強化スチレン系樹脂(B)の配合量が5重量%未満では流動性が劣り、60重量%を超えると耐熱性が低下し好ましくない。更に好ましくは、50〜30重量%の範囲である。
【0016】
本発明において使用されるガラス繊維は、ウレタン系収束剤で処理されたものであることを要件とする。一般に、ガラス繊維は、その取扱い性を向上させる目的で、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等で収束処理されたものが上市されている。なかでも、ポリカーボネート樹脂用としてはエポキシ樹脂で収束処理されたものが広く使用されているが、ウレタン系収束剤で収束されたガラス繊維(C)を使用することにより、ポリカーボネート樹脂およびゴム強化スチレン系樹脂からなるブレンド物における落錘衝撃強度が著しく向上するとともに流動性および耐熱性のバランスにも優れた強化ポリカーボネート系樹脂組成物が得られる。また、当該ガラス繊維(C)は、直径5〜20μm、長さ0.01〜10mmの短繊維状のものが好ましく使用できる。
【0017】
ウレタン系収束剤で収束されたガラス繊維(C)の強熱減量率は、0.50〜1.0重量%のものが好適に使用できる。強熱減量率が0.50重量%未満であると、樹脂成分との密着性が低下し落錘衝撃強度が劣ることがある。また、当該強熱減量率が1.0重量%を超えると、射出成形時のガス発生量が多くなり、ガスヤケなどの外観不良が起こり、量産性に支障きたす場合がある。好ましくは、0.55〜0.80重量%、さらに好ましくは0.55〜0.70重量%の範囲である。
当該強熱減量率の測定方法は、以下のとおりである。
ウレタン系収束剤で収束されたガラス繊維(C)を重量既知の磁製坩堝に約5g採取し、精秤する。その後、設定温度110℃の乾燥機に1時間投入し、デシケーター中で室温になるまで放冷して、乾燥重量(W)を精秤して求める。
次いで、設定温度625℃の電気炉に30分投入し、デシケーター中で室温になるまで放冷して、加熱後重量(W)を精秤して求める。
強熱減量率を次式で算出する。
強熱減量率(重量%)=(W−W)×100/(W−磁製坩堝の重量)
【0018】
ウレタン系収束剤で処理されたガラス繊維(C)の配合量は、ポリカーボネート樹脂(A)40〜95重量%およびゴム強化スチレン系樹脂(B)60〜5重量%からなる樹脂成分100重量部あたり、5〜25重量部である。配合量が5重量部未満であると、耐熱性が劣り、また25重量部を超えると落錘衝撃強度が劣るため好ましくない。より好ましくは、10〜20重量部、さらに好ましくは10〜15重量部の範囲である。
【0019】
本発明の各種構成成分(A)、(B)および(C)成分の混合方法ならびに混合順序には特に制限はなく、公知の混合機、例えば、タンブラー、リボンブレンダー、高速ミキサー等が使用でき、その後単軸又は二軸押出機を用いて溶融混練することによりペレットを得ることができる。また、上記3成分の一括同時混合あるいは溶融混練、または特定成分のみを混合あるいは溶融混練した後、残る成分を添加混合あるいは溶融混練することも可能である。
【0020】
さらに、混合あるいは溶融混練時、必要に応じて公知の添加剤、例えば離型剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、染顔料などを配合することができる。
【実施例】
【0021】
以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は、これら実施例により何ら限定されるものではない。尚、実施例中の「部」、「%」は、断りの無い限り、重量部、「重量%」をそれぞれ意味する。
【0022】
実施例にて使用した各種配合成分は、次のとおりである。
ポリカーボネート樹脂(A):
ビスフェノールAとホスゲンとから合成されたポリカーボネート樹脂
(住友ダウ社製カリバー200−13、粘度平均分子量21000、
以下PCと略記)
ゴム強化スチレン系樹脂(B):
アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体(ABS樹脂)
(日本エイアンドエル社製サンタックAT−05、以下ABSと略記)
ガラス繊維(C):
日東紡社製CF3PE−455
(ウレタン系収束剤にて処理。付着物量0.57%、以下GF−1と略記)
OCV社製03MA FT−737
(ウレタン系収束剤にて処理。付着物量0.50%、以下GF−2と略記)
日東紡社製CS3PE−941
(エポキシ系収束剤にて処理。以下GF−3と略記)
【0023】
(樹脂組成物および試験片の作成)
表1および2に示す配合成分、配合量に従って、各種配合成分をタンブラーにて混合した後、40mmφベント式単軸押出機を用いて、シリンダー温度を実施例1〜4、比較例1〜4、7については280℃、実施例5〜8、比較例5、6および8については260℃に設定して、溶融混練を行い、樹脂組成物のペレットを得た。
得られたペレットを実施例1〜4、比較例1〜4、7については120℃、実施例5〜8、比較例5、6および8については100℃にて4時間乾燥した後、4オンスの射出成形機を用い、シリンダー温度を実施例1〜4、比較例1〜4、7については280℃、実施例5〜8、比較例5、6および8については260℃、金型温度を実施例1〜4、比較例1〜4、7については80℃、実施例5〜8、比較例5、6および8については60℃に設定して、落錘衝撃強度試験用平板(50×82×2mm)および耐熱性評価用試験片(フラットワイズ:80×10×4mm)を成形した。
【0024】
(落錘衝撃強度の評価方法)
得られた落錘衝撃強度試験用平板(50×82×2mm)を用いて、1/4”Rの先端を有する撃芯を用いて、設定温度23℃における落錘衝撃強度(kg・cm)をJIS K−7211に準じて測定した。結果を表1および2に示した。
【0025】
(耐熱性の評価方法)
得られた耐熱性評価用試験片(フラットワイズ:80×10×4mm)を用いて、加熱変形温度(℃)をISO75−2に準じて測定した。結果を表1および2に示した。
【0026】
(流動性の評価方法)
得られたペレットを実施例1〜4、比較例1〜4、7については120℃、実施例5〜8、比較例5、6および8については100℃にて、4時間乾燥後、射出成形機(FUNAC社製S2000i)を用いて成形温度250℃、射出圧力1600kg/cm2の条件下、アルキメデススパイラルフロー金型(幅10mm、厚み1.0mm)を用い流動長を測定した。結果を表1および2に示した。







【0027】
【表1】

【0028】
実施例1、実施例3および比較例1は、PC90部、ABS10部およびガラス繊維6部を配合した例であり、本発明の要件であるウレタン系収束剤で処理されたガラス繊維を使用した場合(実施例1および3)の落錘衝撃強度はそれぞれ100kg・cm、80kg・cmという高い値を示した。一方、比較例1はエポキシ系収束剤で処理されたガラス繊維を使用した場合であり、その落錘衝撃強度は60kg・cmに留まっていた。
同様に、実施例2、実施例4および比較例2は、PC90部、ABS10部およびガラス繊維20部を配合した例であり、落錘衝撃強度はウレタン系収束剤で処理されたガラス繊維を使用した場合の方が優れていた。
一方、比較例3はウレタン系収束剤で処理されたガラス繊維を使用した例ではあるが、その配合量が本発明の要件より少ない場合であり、耐熱性が劣っていた。
また、比較例4はウレタン系収束剤で処理されたガラス繊維の配合量が本発明の要件より多い場合であり、落錘衝撃強度および流動性に劣っていた。
【0029】
【表2】

【0030】
実施例5、実施例7および比較例5は、PC50部、ABS50部およびガラス繊維6部を配合した例であり、本発明の要件であるウレタン系収束剤で処理されたガラス繊維を使用した場合(実施例5および7)の落錘衝撃強度はそれぞれ80kg・cm、60kg・cmという高い値を示した。一方、比較例5はエポキシ系収束剤で処理されたガラス繊維を使用した場合であり、その落錘衝撃強度は40kg・cmに留まっていた。
同様に、実施例6、実施例8および比較例6は、PC50部、ABS50部およびガラス繊維20部を配合した例であり、落錘衝撃強度はウレタン系収束剤で処理されたガラス繊維を使用した場合の方が優れていた。
一方、比較例7はウレタン系収束剤で処理されたガラス繊維を使用した例ではあるが、ABSの配合量が本発明の要件より少ない場合であり、流動性が劣っていた。
また、比較例8はABSの配合量が本発明の要件より多い場合であり、落錘衝撃強度および耐熱性に劣っていた。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリカーボネート樹脂(A)40〜95重量%およびゴム強化スチレン系樹脂(B)60〜5量%からなる樹脂成分100重量部、およびウレタン系収束剤で処理されたガラス繊維(C)5〜25重量部からなるポリカーボネート系樹脂組成物。
【請求項2】
ウレタン系収束剤で処理されたガラス繊維(C)の強熱減量率が、0.50〜1.0重量%であることを特徴とする請求項1記載のポリカーボネート系樹脂組成物。
【請求項3】
ウレタン系収束剤で処理されたガラス繊維(C)の強熱減量率が、0.55〜0.70重量%であることを特徴とする請求項1記載のポリカーボネート系樹脂組成物。
【請求項4】
請求項1〜3の何れか一項に記載のポリカーボネート系樹脂組成物を成形してなる成形品。

【公開番号】特開2011−111483(P2011−111483A)
【公開日】平成23年6月9日(2011.6.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−267130(P2009−267130)
【出願日】平成21年11月25日(2009.11.25)
【出願人】(396001175)住友ダウ株式会社 (215)
【Fターム(参考)】