説明

強化系難燃樹脂組成物及び成形品

【課題】シャーシ成形品に好適な、高耐熱性、高剛性、高強度、高寸法精度、及び良好な難燃特性がバランスよく達成された強化系難燃樹脂組成物を提供する。
【解決手段】(A)熱可塑性樹脂20〜87質量%、(B)芳香族リン酸エステル系難燃剤3〜20質量%、(C)マイカ粉体5〜40質量%、(D)結晶水の脱水開始温度が400〜600℃の範囲内である含水鉱物粉体0.5〜30質量%を、含有する強化系難燃樹脂組成物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、強化系難燃樹脂組成物及び成形品に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、レーザービームプリンター、複写機、プロジェクター装置等の、光学系ユニットを有する装置のシャーシに使用される樹脂材料に対しては、多くの場合、高剛性、高寸法精度と共に、良好な難燃性が要求される。
樹脂材料に剛性や寸法精度を付与する手段としては、従来からガラス繊維やマイカ等の無機充填剤(無機フィラー)を配合する手法が知られているが、材料の剛性や寸法精度が改良される反面、一方では、無機充填剤の配合量に比例して難燃性は著しく低下していく傾向があり、難燃化が極めて困難となることも知られている。
一方、難燃性を改良するための手段としては、リン系難燃剤を配合する手法が知られているが、前述したように、無機充填剤の配合量に比例して難燃性は著しく低下していく傾向があり、さらには難燃化が極めて困難となる場合もあるため、十分な難燃効果を得るためには、リン系難燃剤を多量に添加することが必要になる。そうした場合、樹脂材料の耐熱性が損なわれるとともに、燃焼時に樹脂が滴下し易くなる。
上述したように、高剛性、高寸法安定性と共に、高耐熱性で燃焼特性が良好な樹脂材料を得ることは極めて困難である。
【0003】
一方、光学系ユニットシャーシ成形用の樹脂材料としては、既にこれまでに多くの提案がなされている。
例えば、シャーシ材に適した樹脂組成物として、特定分子量の芳香族ポリカーボネート樹脂にガラス繊維等を高充填した樹脂組成物が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
また、特定分子量の芳香族ポリカーボネート樹脂に、非円形断面繊維と板状無機充填材とを配合した樹脂組成物が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。
さらに、芳香族ポリカーボネート樹脂、並びに特定粒径及び特定厚みを有するマイカを含有する、高剛性、低異方性を有する樹脂組成物で成形された光書き込みユニット固定シャーシについても開示されている(例えば、特許文献3参照。)。
さらにまた、ポリフェニレンエーテル系樹脂、鱗片状無機フィラー、リン系難燃剤からなる、寸法精度に優れたシャーシ部品に関する開示もなされている(例えば、特許文献4参照。)。
またさらに、特定の極限粘度を有するポリフェニレンエーテル樹脂及びスチレン系樹脂と、ガラス繊維、板状フィラーとからなる、耐衝撃性、寸法精度、流動性に優れて、電子・電気機器部品等の大型薄肉成形品への適用可能な樹脂組成物に関する開示もなされている(例えば、特許文献5参照。)。
また、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等の熱可塑性樹脂に、有機リン系難燃剤や、タルク、マイカ等の無機フィラーを特定量含有した、シャーシ成形品に好適な樹脂組成物に関する開示もなされている(例えば、特許文献6参照。)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平5−287185号公報
【特許文献2】特開平6−207189号公報
【特許文献3】特開平9−12733号公報
【特許文献4】特開平8−115588号公報
【特許文献5】特開平8−183902号公報
【特許文献6】特開2004−315645号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上述した従来開示されている樹脂組成物や、これを用いた成形品は、高耐熱で高剛性かつ高寸法精度、及び良好な難燃特性の要求を全てにおいて十分に満足するとは言い難く、特に、光学系ユニットシャーシ部品用途における樹脂組成物としては更なる改良の余地がある。
そこで本発明は、高耐熱、高剛性、高強度、高寸法精度で、かつ良好な難燃性をバランスよく達成された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を解決するため鋭意検討した結果、熱可塑性樹脂と芳香族リン酸エステル系難燃剤とを含有する樹脂組成物において、特定の結晶水脱水開始温度を有する含水鉱物粉体を、マイカ粉体と特定の量比で併用することによって、樹脂組成物の難燃性が著しく改良され、さらには、難燃剤の配合量を調整することで、材料の耐熱性及び燃焼時の滴下防止性が飛躍的に改善され、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに到った。
すなわち、本発明は、以下の通りである。
【0007】
〔1〕
(A)熱可塑性樹脂20〜87質量%、
(B)芳香族リン酸エステル系難燃剤3〜20質量%、
(C)マイカ粉体5〜40質量%、
(D)結晶水の脱水開始温度が400〜600℃の範囲内である含水鉱物粉体0.5〜30質量%を、
含有する強化系難燃樹脂組成物。
〔2〕
前記(A)成分30〜87質量%、
前記(B)成分3〜20質量%、
前記(C)成分5〜30質量%、
前記(D)成分0.5〜20質量%を含有し、かつ、前記(C)成分と(D)成分との合計量が10〜50質量%である、前記〔1〕に記載の強化系難燃樹脂組成物。
〔3〕
(E)含フッ素滴下防止剤を、前記(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分の合計100質量部に対して、0.01〜2質量部、さらに含有する、前記〔1〕又は〔2〕に記載の強化系難燃樹脂組成物。
〔4〕
前記(C)マイカ粉体の平均粒子径が10〜150μmである、前記〔1〕乃至〔3〕のいずれか一に記載の強化系難燃樹脂組成物。
〔5〕
前記(D)結晶水の脱水開始温度が400〜600℃の範囲内である含水鉱物粉体の平均粒子径が0.01〜100μmである前記〔1〕乃至〔4〕のいずれか一に記載の強化系難燃樹脂組成物。
〔6〕
前記(D)結晶水の脱水開始温度が400〜600℃の範囲内である含水鉱物粉体が結晶水の脱水開始温度が400〜600℃の範囲内である緑泥石群鉱物粉体である、前記〔1〕乃至〔5〕のいずれか一に記載の強化系難燃樹脂組成物。
〔7〕
前記(D)結晶水の脱水開始温度が400〜600℃の範囲内である含水鉱物粉体がクロライトである、前記〔1〕乃至〔6〕のいずれか一に記載の強化系難燃樹脂組成物。
〔8〕
前記(D)結晶水の脱水開始温度が400〜600℃の範囲内である含水鉱物粉体がベーマイト(アルミナ水和物)である、前記〔1〕乃至〔5〕のいずれか一に記載の強化系難燃樹脂組成物。
〔9〕
前記(A)成分が、芳香族ポリカーボネート(A1)50〜100質量%とスチレン系樹脂(A2)50〜0質量%とを含有する、前記〔1〕乃至〔8〕のいずれか一に記載の強化系難燃樹脂組成物。
〔10〕
前記(A)成分が、ポリフェニレンエーテル(A3)50〜100質量%と、スチレン系樹脂(A2)50〜0質量%とを含有する、前記〔1〕乃至〔8〕のいずれか一に記載の強化系難燃樹脂組成物。
〔11〕
前記〔1〕乃至〔10〕のいずれか一に記載の強化系難燃樹脂組成物を成形した、成形品。
〔12〕
前記〔1〕乃至〔10〕のいずれか一に記載の強化系難燃樹脂組成物を成形した、シャーシ成形品。
〔13〕
光学系ユニットを有する装置のシャーシ成形品である、前記〔12〕に記載のシャーシ成形品。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、従来極めて困難であった、高耐熱性、高剛性、高強度、高寸法精度、及び良好な難燃特性がバランスよく達成された、強化系難燃樹脂組成物を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」と言う。)について詳細に説明する。
なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
【0010】
〔強化系難燃樹脂組成物〕
本実施形態の強化系難燃樹脂組成物は、
(A)熱可塑性樹脂20〜87質量%、
(B)芳香族リン酸エステル系難燃剤3〜20質量%、
(C)マイカ粉体5〜40質量%、
(D)結晶水の脱水開始温度が400〜600℃の範囲内である含水鉱物粉体0.5〜30質量%を、
含有する。
【0011】
((A)熱可塑性樹脂)
本実施形態の強化系難燃樹脂組成物を構成する(A)熱可塑性樹脂(以下、単に(A)成分、(A)と記載することもある。)としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン;ポリスチレンをはじめとするスチレン系樹脂;芳香族ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエステル、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリレート等のエンジニアリングプラスチック等が挙げられる。
これらの(A)熱可塑性樹脂の中でも、成形加工性や十分な難燃性付与の観点から、芳香族ポリカーボネート(A1)、スチレン系樹脂(A2)、及びポリフェニレンエーテル(A3)が好ましく、特に、(A)成分100質量%中、芳香族ポリカーボネート(A1)を好ましくは50〜100質量%、より好ましくは60〜95質量%、さらに好ましくは70〜90質量%と、スチレン系樹脂(A2)を好ましくは50〜0質量%、より好ましくは40〜5質量%、さらに好ましくは30〜10質量%との組み合わせからなるものが、難燃性と耐熱性付与の観点から好適であり、ポリフェニレンエーテル(A3)を好ましくは50〜100質量%、より好ましくは50〜90質量%、さらに好ましくは55〜80質量%と、スチレン系樹脂(A2)を好ましくは50〜0質量%、より好ましくは50〜10質量%、さらに好ましくは45〜20質量%との組み合わせからなるものが、難燃性と耐熱性付与の観点から好適である。
【0012】
<(A1)芳香族ポリカーボネート>
前記(A1)芳香族ポリカーボネート(以下、(A1)成分、(A1)と記載する場合がある。)は、二価フェノールとカーボネート前駆体とを反応させることにより得られる。反応の方法としては、界面重縮合法、溶融エステル交換法、カーボネートプレポリマーの固相エステル交換法、及び環状カーボネート化合物の開環重合法等が挙げられる。
【0013】
前記二価フェノールとしては、例えば、ハイドロキノン、レゾルシノール、4,4’−ビフェノール、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)プロパン(通称ビスフェノールA)、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−ヒドロキシフェニル)ブタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、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)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン、4,4‘−(p−フェニレンジイソプロピリデン)ジフェノール、4,4’−(m−フェニレンジイソプロピリデン)ジフェノール、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−イソプロピルシクロヘキサン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)オキシド、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)スルホキシド、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)ケトン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)エステル、2,2−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−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)スルフィド、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン及び9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン等が挙げられる。
好ましい二価フェノールは、ビス(4−ヒドロキシフェニル)アルカンであり、特に、中でも強化系難燃樹脂組成物の耐衝撃性の観点からビスフェノールAがより好ましい。
【0014】
前記カーボネート前駆体としては、例えば、カルボニルハライド、カーボネートエステル、ハロホルメート等が挙げられ、具体的には、ホスゲン、ジフェニルカーボネート又は二価フェノールのジハロホルメート等が挙げられる。
【0015】
前記二価フェノールと前記カーボネート前駆体を用い、界面重合法によって、(A1)芳香族ポリカーボネートを製造する際、必要に応じて触媒、末端停止剤、及び二価フェノールの酸化を防止するための酸化防止剤等を使用してもよい。
当該界面重合法における重合反応においては、通常、二価フェノールとホスゲンとを、酸結合剤及び有機溶媒の存在下で反応させる。
前記酸結合剤としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、ピリジン等のアミン化合物が用いられる。
前記有機溶媒としては、例えば、塩化メチレン、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素が用いられる。
また、反応促進のために、例えば、トリエチルアミン、テトラ−n−ブチルアンモニウムブロマイド、テトラ−n−ブチルホスホニウムブロマイド等の第三級アミン、第四級アンモニウム化合物、第四級ホスホニウム化合物等の触媒を用いることもできる。
反応温度は通常0〜40℃、反応時間は10分〜5時間程度、反応液中のpHは9以上に保つのが好ましい。
また、かかる界面重縮合法による重合反応においては、通常末端停止剤が使用される。
当該末端停止剤としては、単官能フェノール類を使用することができる。当該単官能フェノール類としては、例えば、フェノール、p−tert−ブチルフェノール、p−クミルフェノール等の単官能フェノール類を用いるのが好ましい。さらに単官能フェノール類としては、例えば、デシルフェノール、ドデシルフェノール、テトラデシルフェノール、ヘキサデシルフェノール、オクタデシルフェノール、エイコシルフェノール、ドコシルフェノール、及びトリアコンチルフェノール等が挙げられる。
末端停止剤は単独で使用してもよく、または2種以上混合して使用してもよい。
【0016】
また、(A1)芳香族ポリカーボネートは、三官能以上の多官能性芳香族化合物を共重合した分岐ポリカーボネート、芳香族又は脂肪族(脂環族を含む)の二官能性カルボン酸を共重合したポリエステルカーボネート、二官能性アルコール(脂環族を含む)を共重合した共重合ポリカーボネート、並びにかかる二官能性カルボン酸及び二官能性アルコールを共に共重合したポリエステルカーボネートを含んでいてもよい。また、得られたポリカーボネートの2種以上を混合した混合物であってもよい。
前記三官能以上の多官能性芳香族化合物としては、例えば、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,1−トリス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)エタン等が使用できる。
(A1)芳香族ポリカーボネートが、分岐芳香族ポリカーボネートを生ずる多官能性化合物を含む場合、当該多官能性芳香族化合物の割合は、(A1)芳香族ポリカーボネート全量中0.001〜1モル%であることが好ましく、より好ましくは0.005〜0.9モル%、さらに好ましくは0.01〜0.8モル%である。
【0017】
前記脂肪族の二官能性のカルボン酸は、α、ω−ジカルボン酸が好ましい。
前記脂肪族の二官能性のカルボン酸としては、例えば、セバシン酸(デカン二酸)、ドデカン二酸、テトラデカン二酸、オクタデカン二酸、イコサン二酸等の直鎖飽和脂肪族ジカルボン酸、並びにシクロヘキサンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸が好ましい。
前記芳香族の二官能性のカルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸が挙げられる。
前記二官能性アルコールとしては脂環族ジオールが好ましく、例えば、シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジオール、及びトリシクロデカンジメタノール等が挙げられる。
また、(A1)芳香族ポリカーボネートとしては、ポリオルガノシロキサン単位を共重合した、ポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体の使用も可能である。
【0018】
(A1)芳香族ポリカーボネートは、1種のみを単独で使用してもよく、また、上述した各種二価フェノールの異なる芳香族ポリカーボネート、分岐成分を含有する芳香族ポリカーボネート、各種のポリエステルカーボネート、ポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体等の、各種の芳香族ポリカーボネートの2種以上を混合したものであってもよい。
さらに、下記に示す製造方法の異なる芳香族ポリカーボネート、末端停止剤の異なる芳香族ポリカーボネート等、各種についても2種以上を混合したものも使用できる。
【0019】
また、(A1)芳香族カーボネートを溶融エステル交換法により作製する場合、副反応として分岐構造が生ずる場合があるが、かかる分岐構造量についても、(A1)芳香族ポリカーボネート全量中0.001〜1モル%であることが好ましく、より好ましくは0.005〜0.9モル%、さらに好ましくは0.01〜0.8モル%である。なお、前記分岐カーボネートの含有量、分岐構造量は、1H−NMR測定により算出することが可能である。
【0020】
(A1)芳香族ポリカーボネートの重合反応における、前記溶融エステル交換法による反応は、通常、二価フェノールとカーボネートエステルとのエステル交換反応であり、不活性ガスの存在下に二価フェノールとカーボネートエステルとを加熱しながら混合して、生成するアルコール又はフェノールを留出させる方法により行われる。
前記溶融エステル交換法における反応温度は、生成するアルコール又はフェノールの沸点等により異なるが、通常120〜350℃の範囲である。反応後期には反応系を1.33×103〜13.3×103Pa程度に減圧して生成するアルコール又はフェノールの留出を容易にさせる。反応時間は通常1〜4時間程度である。
前記カーボネートエステルとしては、置換基を有していてもよい炭素数6〜10のアリール基、アラルキル基あるいは炭素数1〜4のアルキル基等を有するエステルが挙げられ、中でもジフェニルカーボネートが好ましい。
また、溶融エステル交換法における重合速度を速めるために重合触媒を用いることができる。重合触媒としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、二価フェノールのナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属化合物;水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化マグネシウム等のアルカリ土類金属化合物;テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルアミン、トリエチルアミン等の含窒素塩基性化合物等が挙げられる。さらに、アルカリ(土類)金属のアルコキシド類、アルカリ(土類)金属の有機酸塩類、ホウ素化合物類、ゲルマニウム化合物類、アンチモン化合物類、チタン化合物類、ジルコニウム化合物類等の通常エステル化反応、エステル交換反応に使用される触媒を用いることができる。
重合触媒は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの重合触媒の使用量は、原料の二価フェノール1モルに対し、好ましくは1×10-8〜1×10-3等量、より好ましくは1×10-7〜5×10-4等量の範囲で選ばれる。
【0021】
(A1)芳香族ポリカーボネートの重合反応における、前記溶融エステル交換法による反応においては、フェノール性の末端基を減少させるために、重縮反応の後期あるいは終了後に、例えば、2−クロロフェニルフェニルカーボネート、2−メトキシカルボニルフェニルフェニルカーボネート、及び2−エトキシカルボニルフェニルフェニルカーボネート等の化合物を加えてもよい。
フェノール性の末端基を減少させることにより、ポリマーの安定性の改良を図ることができる。
【0022】
さらに、溶融エステル交換法では、触媒の活性を中和する失活剤を用いることが好ましい。
失活剤の量としては、残存する触媒1モルに対して0.5〜50モルの割合で用いることが好ましい。また、重合後の芳香族ポリカーボネートに対し、0.01〜500ppmの割合で使用することが好ましく、より好ましくは0.01〜300ppm、さらに好ましくは0.01〜100ppmの割合で使用する。
失活剤としては、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩等のホスホニウム塩、テトラエチルアンモニウムドデシルベンジルサルフェート等のアンモニウム塩等が好ましく挙げられる。
【0023】
前記(A1)芳香族ポリカーボネートは、粘度平均分子量が10000以上であることが好ましく、より好ましくは15000〜50000である。
粘度平均分子量の下限は、さらに好ましくは16000であり、さらにより好ましくは17000であり、よりさらに好ましくは18000である。
一方、粘度平均分子量の上限は、より好ましくは26000であり、さらに好ましくは25000であり、さらにより好ましくは23000である。
【0024】
また、前記(A1)芳香族ポリカーボネートは、上記のように2種以上の異なる芳香族ポリカーボネートが混合されたものであってもよいが、この場合、粘度平均分子量が上記範囲外である芳香族ポリカーボネートを混合することも当然に可能である。
特に、粘度平均分子量が50000を超える芳香族ポリカーボネートとの混合物はエントロピー弾性が高く、ジェッティング等に代表されるレオロジー挙動による成形品の外観不良が生じにくい特徴がある。よってかかる外観不良を防止する観点から適切な態様である。
さらに、ガスインジェクション成形等においても、ガス注入量が安定し、また発泡成形においては発泡セルが安定し、微細かつ均質なセルが形成されやすいことから有利である。
より好ましくは、粘度平均分子量が80000以上の芳香族ポリカーボネートとの混合物であり、さらに好ましくは100000以上の粘度平均分子量を有する芳香族ポリカーボネートとの混合物である。すなわちGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)等の測定法において2ピーク以上の分子量分布を観察できるものが好ましく使用できる。
【0025】
また、(A1)芳香族ポリカーボネートにおいて、そのフェノール性水酸基量は30eq/ton以下が好ましく、25eq/ton以下がより好ましく、20eq/ton以下がさらに好ましい。
なお、フェノール性水酸基量の値は十分に末端停止剤を反応させることで実質的に0eq/tonとすることも可能である。
前記フェノール性水酸基量は、1H−NMR測定を行い、カーボネート結合を有する2価フェノールユニット、フェノール性水酸基を有する2価フェノールユニット、及び末端停止剤のユニットのモル比を算出し、それに基づきポリマー重量当たりのフェノール性水酸基量に換算することで求められる。
【0026】
前記(A1)芳香族ポリカーボネートの粘度平均分子量は、まず下記数式(I)により算出される比粘度を、塩化メチレン100mLに芳香族ポリカーボネート0.7gを20℃で溶解した溶液からオストワルド粘度計を用いて求め、当該比粘度を下記数式(II)に挿入して粘度平均分子量Mを求めることにより得られる。
比粘度(ηSP)=(t−t0)/t0・・・(I)
[t0は塩化メチレンの落下秒数、tは試料溶液の落下秒数]
求められた比粘度を次式にて挿入して粘度平均分子量Mを求める。
ηSP/c=[η]+0.45×[η]2c([η]は極限粘度)・・・(II)
[η]=1.23×10-40.83
c=0.7
【0027】
(A1)芳香族ポリカーボネートは、上述したように二価フェノールの異なるもの、末端停止剤を使用したものと使用していないもの、直鎖状のものと分岐状のもの、上述したように製法の異なるもの、末端停止剤の異なるもの、芳香族ポリカーボネートとポリエステルカーボネートとの組み合わせであるもの、粘度平均分子量の異なるもの等、2種以上の芳香族ポリカーボネートを混合することができる。
【0028】
<(A2)スチレン系樹脂>
前記(A2)スチレン系樹脂(以下、(A2)成分、(A2)と記載する場合がある。)は、スチレン系化合物、又はスチレン化合物と当該スチレン系化合物と共重合可能な化合物とを、ゴム質重合体の非存在下で重合して得られる合成樹脂である。スチレン系化合物は、下記式(1)で表される化合物である。
【0029】
【化1】

【0030】
前記式(1)中、Rは水素、低級アルキル又はハロゲンであり、Zはビニル基、水素、ハロゲン及び低級アルキル基よりなる群から選択される1種以上であり、pは0〜5の整数である。
【0031】
前記式(1)であらわされる化合物としては、以下に限定されないが、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、モノクロロスチレン、p−メチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、エチルスチレン等が挙げられる。
また、前記スチレン系化合物と共重合可能な化合物としては、例えば、メチルメタクリレートやエチルメタクリレート等のメタクリル酸エステル;アクリロニトリルやメタクリロニトリル等の不飽和ニトリル化合物;無水マレイン酸等の酸無水物等が挙げられ、スチレン系化合物と共に使用される。
【0032】
(A2)スチレン系樹脂として好適なものとしては、例えば、ポリスチレン、MS共重合体、AS共重合体、MAS共重合体、及びSMA共重合体等が挙げられる。
前記MS共重合体は、メチルメタクリレートとスチレンとを主とする共重合体、前記AS共重合体はアクリロニトリルとスチレンとを主とする共重合体、前記MAS共重合体はメチルメタクリレートとアクリロニトリルとスチレンとを主とする共重合体、並びにSMA共重合体はスチレンと無水マレイン酸(MA)とを主とする共重合体を示す。
【0033】
(A2)スチレン系樹脂は、その製造時に、メタロセン触媒等の触媒を使用することによって得られる、シンジオタクチックポリスチレン等の高い立体規則性を有するものであってもよい。また、場合によっては、アニオンリビング重合、ラジカルリビング重合等の方法により得られる、分子量分布の狭い重合体や共重合体、ブロック共重合体、並びに立体規則性の高い重合体や共重合体であってもよい。さらには、(A2)スチレン系樹脂としては、マクロモノマーを使用した制御された櫛型構造の重合体等、分子レベルで精密に制御された各種の共重合体が使用可能である。
なお、(A2)スチレン系樹脂としては、本実施形態の強化系難燃樹脂組成物及びその成形品の難燃性付与及び剛性改良の観点から、ゴム強化されていないものが好適である。
【0034】
上記の中でも(A2)スチレン系樹脂としては、AS共重合体及びポリスチレンが好適である。
上述した(A1)成分との組み合わせにおける(A2)成分は、AS共重合体が特に好適である。
後述する(A3)成分との組み合わせにおける(A2)成分は、ポリスチレンが特に好適である。
AS共重合体とは、アクリロニトリルを主とするシアン化ビニル化合物とスチレンを主とする芳香族ビニル化合物とを共重合した熱可塑性共重合体である。
【0035】
前記AS共重合体中におけるシアン化ビニル化合物の割合は、当該AS共重合体100質量%中、5〜50質量%が好ましく、より好ましくは8〜35質量%、さらに好ましくは10〜30質量%であり、一方、AS共重合体中における芳香族ビニル化合物の割合は、95〜50質量%が好ましく、より好ましくは92〜65質量%、さらに好ましくは90〜70質量%である。
さらに、AS共重合体は、前記シアン化ビニル化合物又は芳香族ビニル化合物に、前記の共重合可能な他のビニル系化合物が共重合されたものでもよい。当該共重合可能な他のビニル系化合物のAS共重合体中の含有割合は、AS共重合体中、15質量%以下であることが好ましい。
また重合反応で使用する開始剤、連鎖移動剤等は必要に応じて、従来公知のものが使用可能である。
【0036】
前記AS共重合体は、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合のいずれかの方法で製造されたものでもよいが、好ましくは塊状重合又は懸濁重合によるものである。
また、共重合の方法も一段での共重合、または多段での共重合のいずれであってもよい。
AS共重合体の重量平均分子量は、GPC測定による標準ポリスチレン換算において40000〜200000が好ましい。下限は50000がより好ましく、70000がさらに好ましい。
また上限は160000がより好ましく、150000がさらに好ましい。
またかかるAS共重合体を(A2)スチレン系樹脂として含む場合であっても、(A2)スチレン系樹脂には、少量の他のスチレン系樹脂を含んでいてもよい。かかる場合、AS共重合体以外のスチレン系樹脂は、(A2)スチレン系樹脂100質量%中、好ましくは10質量%以下であり、より好ましくは5質量%以下であり、さらに好ましくは3質量%以下である。
【0037】
<(A3)ポリフェニレンエーテル>
(A3)ポリフェニレンエーテル(以下、(A3)成分、(A3)と記載する場合がある。)は、下記式(2)及び/又は(3)を繰り返し単位とし、構成単位が下記式(2)又は(3)からなる単独重合体(ホモポリマー)、あるいは共重合体(コポリマー)であることが好ましい。
【0038】
【化2】

【0039】
【化3】

【0040】
上記式(2)、(3)中、R1、R2、R3、R4、R5及びR6は、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、ハロゲン及び水素等の一価の残基のいずれかであることが好ましい。
但し、かかる場合、R5及びR6が同時に水素である場合を除く。
また、前記アルキル基のより好ましい炭素数は1〜3であり、前記アリール基のより好ましい炭素数は6〜8であり、前記一価の残基は、より好ましくは水素である。
なお、上記式(2)及び式(3)における繰り返し単位数については、(A3)ポリフェニレンエーテルの分子量分布により様々であるため、特に制限されることはない。
【0041】
(A3)ポリフェニレンエーテルの単独重合体としては、以下に制限されないが、例えば、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2−メチル−6−エチル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2,6−ジエチル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2−エチル−6−n−プロピル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2,6−ジ−n−プロピル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2−メチル−6−n−ブチル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2−エチル−6−イソプロピル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2−メチル−6−クロロエチル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2−メチル−6−ヒドロキシエチル−1,4−フェニレン)エーテル及びポリ(2−メチル−6−クロロエチル−1,4−フェニレン)エーテル等が挙げられ、中でも原料入手の容易性や加工性の観点からポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレン)エーテルが好ましい。
【0042】
(A3)ポリフェニレンエーテルの共重合体としては、以下に制限されないが、例えば、2,6−ジメチルフェノールと2,3,6−トリメチルフェノールとの共重合体、2,6−ジメチルフェノールとo−クレゾールとの共重合体、及び2,3,6−トリメチルフェノールとo−クレゾールとの共重合体といった、ポリフェニレンエーテル構造を主体とするものが挙げられる。
中でも、原料入手の容易性と加工性の観点から2,6−ジメチルフェノールと2,3,6−トリメチルフェノールとの共重合体が好ましく、物性改良の観点から2,6−ジメチルフェノール90〜70質量%と2,3,6−トリメチルフェノール10〜30質量%との共重合がより好ましい。
【0043】
また、(A3)ポリフェニレンエーテルは、本実施形態における所望の効果を逸脱しない限度で、他の種々のフェニレンエーテル単位を部分構造として含んでいてもよい。
このようなフェニレンエーテル単位としては、以下に制限されないが、例えば、特開平01−297428号公報及び特開昭63−301222号公報に記載されている、2−(ジアルキルアミノメチル)−6−メチルフェニレンエーテル単位や、2−(N−アルキル−N−フェニルアミノメチル)−6−メチルフェニレンエーテル単位が挙げられる。
また、(A3)成分は、ポリフェニレンエーテルの主鎖中にジフェノキノン等が少量結合していてもよい。
さらに、(A3)成分は、ポリフェニレンエーテルの一部又は全部を、アシル官能基とカルボン酸、酸無水物、酸アミド、イミド、アミン、オルトエステル、ヒドロキシ及びカルボン酸アンモニウム塩よりなる群から選択される1種以上とを含む官能化剤と反応(変性)させることにより官能化ポリフェニレンエーテルとしてもよい。
(A3)ポリフェニレンエーテルの還元粘度は、0.25〜0.55dl/gが好ましく、より好ましくは0.25〜0.50dl/gであり、さらに好ましくは0.25〜0.43dl/gの範囲である。本実施形態の強化系難燃樹脂組成物において十分な機械物性を得る観点から、(A3)成分の還元粘度は0.25dl/g以上が好ましく、成形加工性の観点から0.55dl/g以下が好ましい。なお、還元粘度は、クロロホルム溶媒を用いて30℃で測定することにより得られる。
【0044】
((B)芳香族リン酸エステル系難燃剤)
本実施形態の強化系難燃樹脂組成物は、(B)芳香族リン酸エステル系難燃剤を含有する。
(B)芳香族リン酸エステル系難燃剤の添加により本実施形態の強化系難燃樹脂組成物において曲げ弾性率の向上効果が得られ、またハロゲン系難燃剤等と比較して低比重化が可能である。さらには可塑化効果があるため、強化系難燃樹脂組成物の溶融粘度が低くなり、成形の際、金型面の磨耗を低減化できる。
(B)成分は、そのTGA(熱重量分析(Thermo Gravimetry Analyzer))による、窒素ガス雰囲気中における23℃から20℃/分の昇温速度で600℃まで昇温した時の5%質量減少温度が280℃以上であるものが好ましい。当該質量減少温度は、320℃以上がより好ましく、330℃以上がさらに好ましく、340℃以上がさらにより好ましい。当該質量減少温度の上限としては380℃以下が一般に入手可能で適切であり、370℃以下がより適切である。上記の如く、質量減少温度が比較的高温の(B)芳香族リン酸エステル系難燃剤は、強化系難燃樹脂組成物の溶融粘度の低下と共に、優れた難燃性を発揮するが、また、耐熱性の低下を招来することなく、溶融流動性が改良される、という効果もある。
上述した(B)芳香族リン酸エステル系難燃剤の配合の効果を考慮すると、(B)芳香族リン酸エステル系難燃剤の中でも、レゾルシノールビス(ジキシレニルホスフェート)を主体とするリン酸エステルオリゴマー、4,4−ジヒドロキシジフェニルビス(ジキシレニルホスフェート)を主体とするリン酸エステルオリゴマー、及びビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)を主体とするリン酸エステルオリゴマーが好適である。
ここで「主体とする」とは、重合度の異なる他の成分を少量含んでいてもよいことを示す。
さらに同様の観点から、フェノキシホスファゼンオリゴマーや環状フェノキシホスファゼンオリゴマーに代表されるホスファゼンポリマーも好適に使用することが可能である。
【0045】
((C)マイカ粉体)
本実施形態の強化系難燃樹脂組成物は、無機充填剤として、(C)マイカ粉体(以下、(C)成分と記載する場合がある。)を、特定の量比で含有する。
(C)成分として使用するマイカ粉体の平均粒子径はレーザー光回折測定法により測定して得られる粒度分布の中心粒径D50%である。
(C)マイカ粉体の平均粒子径は10〜200μmが好ましく、より好ましくは10〜150μmであり、さらに好ましくは20〜100μmである。十分な耐熱性、剛性付与の観点から平均粒子径は10μm以上が好ましく、成形品の外観保持の観点から200μm以下であることが好ましい。
(C)マイカ粉体の厚みとしては、0.01〜10μmが好ましい。(C)マイカ粉体の厚みは、強化系難燃樹脂組成物の断面を電子顕微鏡で観察することにより測定できる。
(C)マイカ粉体は、マスコバイトマイカが好ましく、そのモース硬度は約3である。マスコバイトマイカはフロゴバイトマイカ等、他のマイカと比較して、より高剛性及び高強度を達成できる。
(C)マイカ粉体は、マイカ原石を所定の方法により粉砕することにより得られる。マイカの粉砕法としては、マイカ原石を乾式粉砕機で粉砕する乾式粉砕法と、マイカ原石を乾式粉砕機で粗粉砕した後、水等の粉砕助剤を加えてスラリー状態にして湿式粉砕機で本粉砕し、その後脱水、乾燥を行う湿式粉砕法が挙げられる。湿式粉砕法はマイカをより薄く細かく粉砕するのに有効である。本実施形態の強化系難燃樹脂組成物においては、(C)マイカ粉体は、いずれの粉砕法により製造したものも使用可能である。また、いずれの粉砕法で製造されたマイカ粉体においても、磁力選別処理を十分に行う(例えば1000mT以上の磁力選別機による選別を行う)ことにより、鉄含有不純物の含有量を低減して、良好な特性を有するマイカ粉体を得ることが可能である。(C)マイカ粉体は、シランカップリング剤等の表面処理剤で表面処理されていてもよく、さらに、ウレタン系、エポキシ系等の樹脂等の収束剤で造粒した顆粒状のものを使用してもよい。
【0046】
((D)結晶水の脱水開始温度が400〜600℃の範囲内である含水鉱物粉体)
本実施形態の強化系難燃樹脂組成物は、無機充填剤として、上述した(C)マイカ粉体とともに、(D)結晶水の脱水開始温度が400〜600℃の範囲内である含水鉱物粉体(以下、(D)含水鉱物粉体、(D)成分と記載する場合がある。)を含有する。(D)成分である特定の含水鉱物粉体を、(C)マイカ粉体と、特定の量比で併用して配合することによって、本実施形態の強化系難燃樹脂組成物に優れた難燃性を付与することが可能となる。
(D)含水鉱物粉体とは、結晶構造中に結晶水を有しており、結晶水の脱水開始温度が400〜600℃の範囲内である粉体性状の含水鉱物である。
(D)成分の結晶水の脱水開始温度は400〜600℃の範囲から選ばれ、好ましくは400〜550℃であり、より好ましくは450〜550℃である。
十分な難燃性付与の観点から、(D)成分の脱水開始温度は400〜600℃の範囲であることが必須である。
(D)成分は、結晶水の脱水開始温度が400〜600℃の範囲内である含水鉱物粉体であれば特に制限はないが、好ましい含水鉱物粉体としては、結晶水の脱水開始温度が400〜600℃の範囲内の緑泥石群鉱物粉体やベーマイト(アルミナ水和物)が挙げられ、入手の容易性、取り扱い性の観点から前記緑泥石群鉱物粉体がより好ましい。
結晶水の脱水開始温度は、TG−DTA(熱重量法−示差熱分析装置)を用いて、窒素雰囲気下、室温から800℃まで加熱して測定することで求めることができる。
結晶水の脱水開始温度が400℃未満であると、押出、成形加工時に分解が進行して結晶水が飛散し、十分な難燃性付与効果が得られないおそれがある。一方、600℃を超えると、燃焼時に結晶水の脱水が十分に行なわれにくいため、やはり、十分な難燃性付与が困難になる。
【0047】
緑泥石群鉱物とは、Mg、Fe、Mn、Ni等からなる酸化物、Al、Fe、Cr、Ti等からなる酸化物、Si、Al等からなる酸化物の各群から選択される所定のものを含有する鉱石であり、結晶構造としては、単斜晶系と斜方晶系とがある。
結晶水の脱水開始温度が400〜600℃の範囲内の緑泥石群鉱物としては、例えば、クロライト、クックアイト、ペナンタイト等が挙げられる。これらを単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、入手の容易性、十分な難燃性改良効果付与の観点から、特にクロライトが好ましい。
(D)成分は、原石を粉砕することにより得られ、粉砕方法については特に制限はなく、軸流型ミル法、アニュラー型ミル法、ロールミル法、ボールミル法、ジェットミル法、及び容器回転式圧縮せん断型ミル法等を利用することができる。緑泥石群鉱物は、粉砕後に各種の分級機によって分級処理され、粒子径の分布が揃ったものを使用することが好ましい。
分級機としては特に制限はなく、例えば、インパクタ型慣性力分級機(バリアブルインパクター等)、コアンダ効果利用型慣性力分級機(エルボージェット等)、遠心場分級機(多段サイクロン、ミクロプレックス、ディスパージョンセパレーター、アキュカット、ターボクラシファイア、ターボプレックス、ミクロンセパレーター、スーパーセパレーター等)を挙げることができる。
【0048】
(D)含水鉱物粉体の平均粒子径は、レーザー光回折測定法により測定して得られる粒度分布の中心粒径D50%であり、0.01〜100μmが好ましく、より好ましくは0.05〜80μmであり、さらに好ましくは0.1〜50μmである。十分な耐熱性、剛性付与の観点から平均粒子径は0.01μm以上であることが好ましく、十分な難燃性付与の観点から100μm以下であることが好ましい。
さらに、(D)含水鉱物粉体は、取り扱い性の観点から凝集状態であるものが好ましく、凝集状態の緑泥石鉱物群粉体の製法としては、脱気圧縮による方法、収束剤を使用して圧着する方法等がある。特に、脱気圧縮による方法が簡便かつ不要の収束剤成分を本実施形態の強化系難燃樹脂組成物中に混入させない観点で好ましい。
【0049】
((E)含フッ素滴下防止剤)
本実施形態の強化系難燃樹脂組成物は、(E)含フッ素滴下防止剤(以下、(E)成分と記載する場合がある。)を含有してもよい。
(E)含フッ素滴下防止剤としては、フィブリル形成能を有する含フッ素ポリマーを使用でき、例えば、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等)、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等が挙げられる。特に、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)が好ましい。
前記フィブリル形成能を有するPTFEは極めて高い分子量を有し、せん断力等の外的作用によりPTFE同士が結合して、繊維状になる傾向を示す。フィブリル形成能を有するPTFEは、標準比重から求められる数平均分子量が、好ましくは100万〜1000万、より好ましくは200万〜900万である。このような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、このようなフィブリル形成能を有するPTFEは、本実施形態の強化系難燃樹脂組成物中での分散性を向上させ、さらに良好な難燃性を得、高い機械強度を得るために、他の樹脂との混合形態として使用してもよい。
前記フィブリル形成能を有する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等が挙げられる。PTFEの水性分散液の市販品としては、例えば、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等が挙げられる。
前記他の樹脂との混合形態のPTFEを得る方法としては、例えば、(1)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、(2)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、(3)PTFEの水性分散液と有機重合体粒子溶液とを均一に混合し、当該混合物からそれぞれの媒体を同時に除去する方法、(4)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、及び(5)PTFEの水性分散液と有機重合体分散液とを均一に混合後、さらに当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が挙げられる。
これらの他の樹脂との混合形態のPTFEの市販品としては、例えば、三菱レイヨン(株)の「メタブレン A3000」(商品名)、及びGEスペシャリティーケミカルズ社製「BLENDEX B449」(商品名)等が挙げられる。
他の樹脂との混合形態におけるPTFEの割合としては、PTFE混合物100質量%中、PTFEが1〜60質量%含有されていることが好ましく、より好ましくは5〜55質量%である。PTFEの割合がかかる範囲にある場合は、PTFEの良好な分散性を達成することができる。
なお、本実施形態の強化系難燃樹脂組成物に(E)含フッ素滴下防止剤を含有させる場合、当該(E)成分の割合は、PTFE等の含フッ素系ポリマーとしての含有量で特定することとし、それ以外の成分は含まないものとする。
【0050】
(強化系難燃樹脂組成物中の、(A)、(B)、(C)、(D)及び(E)成分の量比)
本実施形態の強化系難燃樹脂組成物は、上記(A)成分、(B)成分、(C)成分、及び(D)成分を必須成分とし、これらを特定の量比で含むものである。かかる量比について次に説明する。
本実施形態の強化系難燃樹脂組成物は、(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分の合計量を100質量%としたとき、(A)成分は20〜87質量%であって、(B)成分は3〜20質量%、(C)成分は5〜40質量%、(D)成分は0.5〜30質量%である。
(A)成分の配合量は、(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分の合計量を100質量%としたとき、20〜87質量%の範囲より選ばれ、好ましくは30〜87質量%、より好ましくは30〜80質量%、さらに好ましくは45〜75質量%の範囲である。十分な成形加工性及び機械物性保持の観点から20質量%以上が好ましく、剛性、寸法精度の観点から87質量%以下が好ましい。
(B)成分の配合量は、(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分の合計量を100質量%としたとき、3〜20質量%の範囲より選ばれ、好ましくは4〜15質量%、より好ましくは5〜10質量%の範囲である。難燃性付与の観点から3質量%以上が好ましく、耐熱性及び燃焼時滴下防止の観点から20質量%以下が好ましい。
(C)成分の配合量は、(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分の合計量を100質量%としたとき、5〜40質量%の範囲より選ばれ、好ましくは5〜30質量%、より好ましくは10〜25質量%、さらに好ましくは10〜20質量%の範囲である。十分な剛性と寸法精度改良の観点から5質量%以上が好ましく、成形加工性や機械物性保持の観点から40質量%以下が好ましい。
(D)成分の配合量は、(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分の合計量を100質量%としたとき、0.5〜30質量%の範囲より選ばれ、好ましくは0.5〜20質量%、より好ましくは1〜15質量%、さらに好ましくは5〜15質量%の範囲である。難燃性付与の観点から0.5質量%以上が好ましく、成形加工性や機械物性保持の観点から20質量%以下が好ましい。
特に、(A)成分30〜87質量%、(B)成分3〜20質量%、(C)成分5〜30質量%、(D)成分0.5〜20質量%を含み、かつ、(C)成分と(D)成分との合計量が10〜50質量%である強化系難燃樹脂組成物が好ましい態様として挙げられる。これにより、高耐熱性、高剛性、高強度、高寸法精度、及び良好な難燃特性がバランス良く達成できる。
【0051】
本実施形態の強化系難燃樹脂組成物は、さらに上記(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分の合計量100質量部に対して、(E)含フッ素滴下防止剤を0.01〜2質量部を配合することが好ましく、より好ましくは0.1〜1質量部、さらに好ましくは0.15〜0.8質量部配合する。
(E)成分の配合により、他の特性を損なうことなく、より良好な難燃性能(燃焼時滴下防止性)を達成することができる。
【0052】
(その他の成分)
本実施形態の強化系難燃樹脂組成物は、本発明の目的を損なわない範囲内で、上述した(C)成分及び(D)成分以外の無機充填剤を少量含んでいてもよい。
このような無機充填材としては、ガラス繊維やガラスフレーク等のガラス系充填剤(モース硬度約6.5)や、ホウ酸アルミニウムウィスカー(モース硬度約7)及び酸化チタン(ルチル型でモース硬度約7)等の硬度の高い充填剤が挙げられ、これらの含有量は、(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分の合計100質量部に対して5質量部以下が好ましく、3質量部以下がより好ましい。
【0053】
本実施形態の強化系難燃樹脂組成物は、さらに、少量のゴム質重合体を含んでいてもよい。
ゴム質重合体の含有割合としては、(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分の合計量100質量部に対して、3質量部以下とすることが好ましく、1.5質量部以下とすることがより好ましい。
ゴム質重合体とは、ガラス転移温度が10℃以下、好ましくは−10℃以下、より好ましくは−30℃以下であるゴム成分からなる重合体、並びに当該ゴム成分からなる重合体に他のポリマー鎖が結合してなる共重合体をいう。係る他のポリマー鎖が結合してなる共重合体はより好適なゴム質重合体である。
前記ゴム成分からなる重合体としては、例えば、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ジエン系共重合体(例えば、スチレン・ブタジエンの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、並びにアクリル・ブタジエンゴム(アクリル酸アルキルエステル又はメタクリル酸アルキルエステル及びブタジエンの共重合体)等)、エチレンとα−オレフィンとの共重合体(例えば、エチレン・プロピレンランダム共重合体及びブロック共重合体、エチレン・ブテンのランダム共重合体及びブロック共重合体等)、エチレンと不飽和カルボン酸エステルとの共重合体(例えば、エチレン・メタクリレート共重合体、及びエチレン・ブチルアクリレート共重合体等)、エチレンと脂肪族ビニルとの共重合体(例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体等)、エチレンとプロピレンと非共役ジエンターポリマー(例えば、エチレン・プロピレン・ヘキサジエン共重合体等)、アクリルゴム(例えば、ポリブチルアクリレート、ポリ(2−エチルヘキシルアクリレート)、及びブチルアクリレートと2−エチルヘキシルアクリレートとの共重合体等)、並びにシリコーン系ゴム(例えば、ポリオルガノシロキサンゴム、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からなるIPN型ゴム;すなわち2つのゴム成分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ゴム、及びポリオルガノシロキサンゴム成分とポリイソブチレンゴム成分からなるIPN型ゴム等)が挙げられる。
前記ゴム成分からなる重合体に結合する、前記ポリマー鎖を構成する単量体化合物としては、上述した(A2)スチレン系樹脂で例示した各種の化合物と同様である。中でも、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)アクリル酸化合物等が好適である。
前記他のポリマー鎖が結合してなる共重合体においては、当該共重合体100質量%中、前記ゴム成分からなる重合体の含有量が、好ましくは50質量%以上であり、より好ましくは60質量%以上であり、さらに好ましくは65質量%以上である。また、前記他のポリマー鎖が結合してなる共重合体100質量%中、前記ゴム成分からなる重合体の含有量は、好ましくは90質量%以下であり、より好ましくは85質量%以下であり、さらに好ましくは80質量%以下である。
【0054】
前記ゴム質重合体において、共重合体を構成する前記他のポリマー鎖は、代表的にはブロック共重合体やグラフト共重合体の構成を有することができ、特にグラフト共重合体の構成を有することが好ましい。またグラフト共重合体においては、ゴム成分からなる重合体のコアに、前記他のポリマー鎖が結合したコア−シェルタイプのグラフト共重合体がより好ましい。またグラフト共重合体は、1段反応によるグラフト反応、及び2段以上の多段反応によるグラフト反応のいずれで製造されてもよい。
(A1)芳香族ポリカーボネートがグラフト共重合体の場合、ゴム成分からなる重合体にグラフトされたポリマー鎖の割合(ゴム成分の質量に対するグラフトポリマー鎖の質量の割合)、すなわちグラフト率(質量%)は、好ましくは11〜100質量%であり、より好ましくは17〜66質量%であり、さらに好ましくは25〜53質量%である。
上述した(A)熱可塑性樹脂が芳香族ポリカーボネート((A1)成分)を主成分とするとき、前記ゴム質重合体は、芳香族ビニル化合物又は(メタ)アクリル酸エステル化合物をその必須の単量体成分として含有する共重合体、殊に、当該ゴム質重合体が、芳香族ビニル化合物又は(メタ)アクリル酸エステル化合物を、その必須のグラフト鎖の単量体成分として含有するグラフト共重合体であることが好ましい。
前記(A)成分がポリフェニレンエーテル((A3)成分)を主成分とするとき、前記ゴム質重合体は、芳香族ビニル化合物をその必須の単量体成分として含有する共重合体であることが好ましい。
なお、「主成分」とは、50質量%を超える量で含有することを言う。
【0055】
前記ゴム質重合体としては、例えば、SB(スチレン−ブタジエン)重合体、ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン)重合体、MBS(メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン)重合体、MABS(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)重合体、MB(メチルメタクリレート−ブタジエン)重合体、ASA(アクリロニトリル−スチレン−アクリルゴム)重合体、AES(アクリロニトリル−エチレンプロピレンゴム−スチレン)重合体、MA(メチルメタクリレート−アクリルゴム)重合体、MAS(メチルメタクリレート−アクリルゴム−スチレン)重合体、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)重合体等が挙げられる。これらの重合体はいずれもゴム成分からなる重合体のコアに、上記単量体からなるポリマー鎖(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)アクリル酸化合物等)が結合したコア−シェルタイプのグラフト共重合体であることが好ましい。
上記の例示されたゴム質重合体は、(A)熱可塑性樹脂が芳香族ポリカーボネート((A1)成分)を含む場合にはいずれも好適であり、良好な混和性の観点から特にSB重合体を除く重合体は好適に利用される。また、(A2)成分のスチレン系樹脂がポリフェニレンエーテル((A3)成分)を含む場合には、SB重合体がより好適である。
その他ゴム質重合体としては、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー等の各種の熱可塑性エラストマーが挙げられる。
【0056】
さらに、本実施形態の強化系難燃樹脂組成物には、他に熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、離型剤、帯電防止剤、発泡剤、染顔料等を配合することも可能である。
熱安定剤としては、亜リン酸、リン酸、亜ホスホン酸、ホスホン酸及びこれらのエステル等のリン系の熱安定剤が挙げられる。具体的には、トリフェニルホスファイト、トリスノニルフェニルホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、トリデシルホスファイト、トリオクチルホスファイト、トリオクタデシルホスファイト、ジデシルモノフェニルホスファイト、ジオクチルモノフェニルホスファイト、ジイソプロピルモノフェニルホスファイト、モノブチルジフェニルホスファイト、モノデシルジフェニルホスファイト、モノオクチルジフェニルホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、ビス(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト等の亜リン酸エステル化合物、トリブチルホスフェート、トリメチルホスフェート、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、トリエチルホスフェート、ジフェニルクレジルホスフェート、ジフェニルモノオルソキセニルホスフェート、トリブトキシエチルホスフェート、ジブチルホスフェート、ジオクチルホスフェート、ジイソプロピルホスフェート等のリン酸エステル化合物、更に、その他のリン系熱安定剤として、テトレキス(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、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4−ビフェニレンホスホナイト等の亜ホスホン酸エステル化合物等を挙げることができる。これらの内、トリスノニ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、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、トリフェニルホスフェート、トリメチルホスフェート、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、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4−ビフェニレンホスホナイトが好ましい。これらの熱安定剤は、単独で、もしくは2種以上混合して用いてもよい。かかる熱安定剤の配合量は、(A)成分、(B)成分、(C)成分、及び(D)成分の合計量100質量部に対して、0.0001〜1質量部が好ましく、0.0005〜0.5質量部がより好ましく、0.002〜0.3質量部がさらにより好ましい。
【0057】
酸化防止剤としては、例えば、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)、グリセロール−3−ステアリルチオプロピオネート、トリエチレングリコール−ビス[3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,6−ヘキサンジオール−ビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ペンタエリスリトール−テトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、N,N−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナマイド)、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ベンジルホスホネート−ジエチルエステル、トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、4,4’−ビフェニレンジホスホスフィン酸テトラキス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)、3,9−ビス[1,1−ジメチル−2−[β−(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]エチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカン等が挙げられる。これら酸化防止剤の配合量は、(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分の合計量100質量部に対して0.0001〜0.05質量部が好ましい。
【0058】
紫外線吸収剤としては、例えば2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノンに代表されるベンゾフェノン系紫外線吸収剤、及び例えば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−(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、2,2’−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−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及び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に代表されるベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が例示される。さらに、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート等に代表されるヒンダードアミン系の光安定剤も使用することが可能である。
前記紫外線吸収剤、光安定剤の配合量は、(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分の合計100質量部に対して0.01〜5質量部が好ましい。
【0059】
離型剤としては、オレフィン系ワックス、シリコンオイル、オルガノポリシロキサン、パラフィンワックス、蜜蝋等が挙げられる。当該離型剤の配合量は、(A)成分、(B)成分(C)成分及び(D)成分の合計量100質量部に対して0.01〜1質量部が好ましい。
【0060】
帯電防止剤としては、例えば、ポリエーテルエステルアミド、グリセリンモノステアレート、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リチウム塩、ドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウム塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ホスホニウム塩、無水マレイン酸モノグリセライド、無水マレイン酸ジグリセライド等が挙げられる。係る帯電防止剤の配合量は、(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分の合計量100質量部に対して、0.5〜20質量部が好ましい。
【0061】
〔強化系難燃樹脂組成物の製造方法〕
本実施形態の強化系難燃樹脂組成物は、上記各成分を同時に、又は任意の順序で、例えばタンブラー、V型ブレンダー、ナウターミキサー、バンバリーミキサー、混練ロール、押出機等の混合機に供給し、混合することにより製造できる。特に二軸押出機による溶融混練が好ましく、さらにその際、(C)成分及び(D)成分は、サイドフィーダー等により、第二供給口より、溶融混合された他の成分中に供給することが好ましい。
本実施形態の強化系難燃樹脂組成物は、原材料中に、一部、リサイクル材(一度生産された樹脂組成物のペレットや成形品の破砕物等)を配合してもよい。リサイクル材の配合割合は、0〜40質量%の範囲から選ばれ、好ましくは2〜25質量%、より好ましくは5〜15質量%、さらに好ましくは5〜10質量%の範囲である。
本実施形態の強化系樹脂組成物において、物性の低下を防止する観点から、リサイクル材の配合割合は、40質量%以下とすることが好ましい。
【0062】
〔強化系難燃樹脂組成物の成形品〕
本実施形態の強化系難燃樹脂組成物は、射出成形、押出成形、圧縮成形、又は回転成形等の、既知の方法で容易に成形することができ、特に射出成形により精密機器等の高精度シャーシを成形することが可能である。
その際、さらに高い寸法精度を得るため、射出圧縮成形、断熱金型による成形等を組み合わせることが可能であり、また軽量化及び低歪み化のためガスアシスト成形等を組み合わせて使用することも可能である。
【0063】
また、本実施形態の強化系難燃樹脂組成物は、成形工程において、一部、リワーク材(一度成形された成形品の破砕物等)を配合することも可能である。リワーク材の配合割合は、0〜40質量%の範囲から選ばれ、好ましくは2〜25質量%、より好ましくは5〜15質量%、さらに好ましくは5〜10質量%の範囲である。
本実施形態の強化系難燃樹脂組成物の成形品において十分な物性を得る観点から、リワーク材の配合量は、40質量%以下とすることが好ましい。
【0064】
〔用途〕
本実施形態の強化系難燃樹脂組成物は、高剛性、高強度、高寸法精度、及び高い難燃性が要求される場合が多い、OA関連機器のシャーシ用途に特に好適に用いられる。
OA関連機器としては、例えば、プリンター(特にレーザービーム方式のもの)、複写機、ファクシミリ、及びプロジェクター装置等が挙げられる。他に精密なセンサーを搭載する家庭用ロボット等のシャーシにも好適に用いられる。
本実施形態の強化系難燃樹脂組成物は、特に、光学系ユニットを有する装置のシャーシ成形品の材料として好適である。
ここで、「光学系ユニット」とは、レンズ、プリズム、反射鏡、回折格子等の、光学調整部品を組み込んだ光学部品を意味し、プロジェクター装置、複写機、レーザービームプリンター等の事務器、家電製品、精密電子機器等の機構部品として使用されるものである。
このような光学系ユニットを有する装置の成形品(各種シャーシ等)に使用される樹脂組成物には、高寸法安定性や、使用時の熱変形の少なさ(高耐熱性、高剛性、高強度)が必要であり、更には、多くの場合に良好な難燃性が要求される。
かかる要求特性に鑑み、先ず、十分な耐熱性を付与するために、(A)成分としてポリフェニレンエーテル系やポリカーボネート系のような比較的、耐熱性の高い樹脂を使用することが好ましい。高強度、高剛性で、かつ高寸法安定性を付与するために、(C)成分としてマイカ粉体を使用する。また、(D)成分として結晶水の脱水開始温度が400〜600℃の範囲である、クロライトのようなフィラーと併用することにより、難燃性の改良を図ることができる。
さらに(B)成分の芳香族リン酸エステル系難燃剤を、前記(D)成分との併用することにより、難燃特性(燃焼時間短縮、滴下防止性)の改良を図ることができる。
このような原料成分を配合することにより、上記の各種物性バランスが良好な樹脂組成物が得られ、特に、光学系ユニットを有する装置のシャーシ成形品用の材料として好適なものとなる。
【実施例】
【0065】
以下、本発明を実施例及び比較例によってさらに具体的に説明するが、本発明は、下記の実施例のみに制限されるものではない。
実施例及び比較例に用いた物性の測定方法及び原材料を以下に示す。
【0066】
〔物性の測定方法〕
物性の測定に用いた試験片は、いずれも後述する実施例及び比較例において作製した樹脂組成物の押出ペレットを、90℃の熱風乾燥機中で2〜3時間乾燥した後、射出成形機(IS−80EPN、東芝機械社製)により、シリンダー温度290℃、金型温度80℃の条件で作製した。
(1.荷重たわみ温度(HDT))
ASTM D648に従い、下記の実施例1〜10及び比較例1〜8で得られた樹脂組成物を用いて作製した厚み0.64cmの試験片を用いて、荷重18.6kg/cm2で測定した。
(2.曲げ強度、曲げ弾性率)
ASTM D790に基づき、下記の実施例1〜10及び比較例1〜8で得られた樹脂組成物を用いて作製した厚み0.64cmの試験片を用いて、23℃で測定した。
(3.難燃性)
UL規格94Vに基づき、下記の実施例1〜10及び比較例1〜8で得られた樹脂組成物を用いて作製した、厚み1.5mmの試験片を用いて、燃焼試験を実施した。
(4.成形収縮率)
下記の実施例1〜10及び比較例1〜8で得られた樹脂組成物を用いて作製した、幅50mm×長さ100mm×厚み4mmの試験片を、23℃、50%RH雰囲気下で24時間放置した後、3次元測定機(ミツトヨ社製)を用いて測定を行い、樹脂組成物の流動方向及び当該流動方向に対して直角方向の二方向における成形収縮率を算出した。
【0067】
〔原材料〕
<熱可塑性樹脂(A)>
(A1成分:芳香族ポリカーボネート)
PC樹脂:芳香族ポリカーボネート樹脂[帝人化成社製、商品名 パンライトL−1225Y(登録商標)]。
(A2成分:スチレン系樹脂)
AS樹脂:アクリロニトリル−スチレン共重合体[第一毛織社製、商品名 HF5670(登録商標)、アクリロニトリル含有量28.5質量%、スチレン含有量71.5質量%。]
(A2成分:スチレン系樹脂)
PS樹脂:ハイインパクトポリスチレン[米国ノバケミカル社製、商品名 PS6200(登録商標)]
(A3成分:ポリフェニレンエーテル)
PPE樹脂:ポリフェニレンエーテル[サビック イノベーティブ プラスチックス社製、商品名 PPO803(登録商標)]
【0068】
<芳香族リン酸エステル系難燃剤(B)>
FR−1:レゾルシノールビス(ジキシレニルホスフェート)[旭電化社製、商品名 アデカスタブFP−500(登録商標)、TGA5%質量減少温度351.0℃。]
FR−2:ビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)を主体とするリン酸エステル[大八化学社製、商品名 CR−741(登録商標)、TGA5%質量減少温度335.9℃。]
【0069】
<マイカ粉体(C)>
マイカ1:マスコバイトマイカ[ヤマグチマイカ社製、商品名 A−41(登録商標)、平均粒子径49μm。]
マイカ2:マスコバイトマイカ[ヤマグチマイカ社製、商品名 B−82(登録商標)、平均粒子径173μm。]
【0070】
<含水鉱物粉体(D)>
クロライト1:構造式が、5MgO・Al23・3SiO2・4H2Oで表記され、平均粒子径が13μmのクロライト[富士タルク工業社製、商品名 WL−13L(登録商標)、脱水開始温度520℃]
クロライト2:構造式が、5MgO・Al23・3SiO2・4H2Oで表記され、平均粒子径が5μmのクロライト[富士タルク工業社製、商品名 WL−13J(登録商標)、脱水開始温度520℃]
ベーマイト(アルミナ水和物):構造式が、Al23・H2Oで表記され、平均粒子径が0.1μmのベーマイト[大明化学工業社製、商品名ベーマイトC01(登録商標)脱水開始温度500℃]
【0071】
<含フッ素滴下防止剤(E)>
PTFE:ポリテトラフルオロエチレン[ダイキン工業社製、商品名 ポリフロンMPA FA500(登録商標)]
【0072】
<その他の材料>
タルク1:平均粒子径15μmのタルク[勝光山鉱業所社製、商品名 ビクトリライトSG−A(登録商標)、脱水開始温度約950℃]
タルク2:平均粒子径8μmのタルク[勝光山鉱業所社製、商品名 ビクトリライトR(登録商標)、脱水開始温度約950℃]
水酸化マグネシウム:平均粒子径1μmの水酸化マグネシウム[協和化学工業社製、商品名 キスマ5E(登録商標)、脱水開始温度360℃]
ワラストナイト:平均繊維径1.7μmのワラストナイト[川鉄鉱業社製、商品名 PH−450(登録商標)]
【0073】
〔実施例1〕
芳香族ポリカーボネート樹脂(A1成分)58質量部と、AS樹脂(A2成分)12質量部と、難燃剤FR−1(B成分)5質量部と、マイカ1(C成分)15質量部と、クロライト1(D成分)10質量部とを、独国Werner&Pfleiderer社製、バレル数10、スクリュー径25mm、L/D=44のZSK25二軸押出機(ニーディングディスクL:2個、ニーディングディスクR:6個、ニーディングディスクN:2個を有するスクリューパタン)の最上流部(トップフィード)から供給して、シリンダー温度320℃、スクリュー回転数250rpm、ベント真空度7.998kPa(60Torr)で溶融混練して樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物の物性測定結果を下記表1に示す。
【0074】
〔実施例2〕
芳香族ポリカーボネート樹脂(A1成分)58質量部と、AS樹脂(A2成分)12質量部と、難燃剤FR−1(B成分)5質量部とを、独国Werner&Pfleiderer社製、バレル数10、スクリュー径25mm、L/D=44のZSK25二軸押出機(ニーディングディスクL:2個、ニーディングディスクR:6個、ニーディングディスクN:2個を有するスクリューパタン)の最上流部(トップフィード)から供給して、マイカ2(C成分)15質量部と、クロライト1(D成分)10質量部とを、押出機シリンダー溶融混練途中の、第二供給部(サイドフィード)から供給して、シリンダー温度320℃、スクリュー回転数250rpm、ベント真空度7.998kPa(60Torr)で溶融混練して樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物の物性測定結果を下記表1に示す。
【0075】
〔実施例3〕
芳香族ポリカーボネート樹脂(A1成分)58質量部と、AS樹脂(A2成分)12質量部と、難燃剤FR−1(B成分)5質量部と、マイカ1(C成分)15質量部と、クロライト2(D成分)10質量部とを、独国Werner&Pfleiderer社製、バレル数10、スクリュー径25mm、L/D=44のZSK25二軸押出機(ニーディングディスクL:2個、ニーディングディスクR:6個、ニーディングディスクN:2個を有するスクリューパタン)の最上流部(トップフィード)から供給して、シリンダー温度320℃、スクリュー回転数250rpm、ベント真空度7.998kPa(60Torr)で溶融混練して樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物の物性測定結果を下記表1に示す。
【0076】
〔実施例4〕
芳香族ポリカーボネート樹脂(A1成分)58質量部と、AS樹脂(A2成分)10質量部と、難燃剤FR−1(B成分)7質量部と、マイカ1(C成分)15質量部と、クロライト1(D成分)10質量部と、PTFE(E成分)0.3質量部とを、独国Werner&Pfleiderer社製、バレル数10、スクリュー径25mm、L/D=44のZSK25二軸押出機(ニーディングディスクL:2個、ニーディングディスクR:6個、ニーディングディスクN:2個を有するスクリューパタン)の最上流部(トップフィード)から供給して、シリンダー温度320℃、スクリュー回転数250rpm、ベント真空度7.998kPa(60Torr)で溶融混練して樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物の物性測定結果を下記表1に示す。
【0077】
〔実施例5〕
PS樹脂(A2成分)26質量部と、ポリフェニレンエーテル(A3成分)37質量部と、難燃剤FR−2(B成分)7質量部と、マイカ1(C成分)15質量部と、クロライト1(D成分)15質量部とを、独国Werner&Pfleiderer社製、バレル数10、スクリュー径25mm、L/D=44のZSK25二軸押出機(ニーディングディスクL:2個、ニーディングディスクR:6個、ニーディングディスクN:2個を有するスクリューパタン)の最上流部(トップフィード)から供給して、シリンダー温度320℃、スクリュー回転数250rpm、ベント真空度7.998kPa(60Torr)で溶融混練して樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物の物性測定結果を下記表1に示す。
【0078】
〔実施例6〕
PS樹脂(A2成分)26質量部と、ポリフェニレンエーテル(A3成分)37質量部と、難燃剤FR−2(B成分)7質量部と、マイカ1(C成分)15質量部と、クロライト2(D成分)15質量部とを、独国Werner&Pfleiderer社製、バレル数10、スクリュー径25mm、L/D=44のZSK25二軸押出機(ニーディングディスクL:2個、ニーディングディスクR:6個、ニーディングディスクN:2個を有するスクリューパタン)の最上流部(トップフィード)から供給して、シリンダー温度320℃、スクリュー回転数250rpm、ベント真空度7.998kPa(60Torr)で溶融混練して樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物の物性測定結果を下記表1に示す。
【0079】
〔実施例7〕
PS樹脂(A2成分)26質量部と、ポリフェニレンエーテル(A3成分)37質量部と、難燃剤FR−2(B成分)7質量部と、マイカ1(C成分)15質量部と、ベーマイト(D成分)15質量部とを、独国Werner&Pfleiderer社製、バレル数10、スクリュー径25mm、L/D=44のZSK25二軸押出機(ニーディングディスクL:2個、ニーディングディスクR:6個、ニーディングディスクN:2個を有するスクリューパタン)の最上流部(トップフィード)から供給して、シリンダー温度320℃、スクリュー回転数250rpm、ベント真空度7.998kPa(60Torr)で溶融混練して樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物の物性測定結果を下記表1に示す。
【0080】
〔実施例8〕
PS樹脂(A2成分)20質量部と、ポリフェニレンエーテル(A3成分)30質量部と、難燃剤FR−2(B成分)10質量部と、マイカ1(C成分)20質量部と、クロライト2(D成分)20質量部と、PTFE(E成分)0.3質量部とを、独国Werner&Pfleiderer社製、バレル数10、スクリュー径25mm、L/D=44のZSK25二軸押出機(ニーディングディスクL:2個、ニーディングディスクR:6個、ニーディングディスクN:2個を有するスクリューパタン)の最上流部(トップフィード)から供給して、シリンダー温度320℃、スクリュー回転数250rpm、ベント真空度7.998kPa(60Torr)で溶融混練して樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物の物性測定結果を下記表1に示す。
【0081】
〔比較例1〕
実施例1のクロライト1(D成分)10質量部を、平均粒子径15μmのタルク1[勝光山鉱業所社製、商品名 ビクトリライトSG−A(登録商標)]に置き換えた。
その他の条件は、実施例1と同様として、樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物の物性測定結果を下記表2に示す。
【0082】
〔比較例2〕
AS樹脂(A2成分)を10質量部とし、難燃剤FR−1(B成分)を7質量部にした。
その他の条件は比較例1と同様として、樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物の物性測定結果を下記表2に示す。
【0083】
〔比較例3〕
比較例2のタルク1を、平均粒子径8μmのタルク2[勝光山鉱業所社製、商品名 ビクトリライトR(登録商標)]に置き換えた。
その他の条件は、比較例2と同様として樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物の物性測定結果を下記表2に示す。
【0084】
〔比較例4〕
比較例2のタルク1を、平均繊維径1.7μmのワラストナイト[川鉄鉱業社製、商品名 PH−450(登録商標)]に置き換えた。
その他の条件は、比較例2と同様として樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物の物性測定結果を下記表2に示す。
【0085】
〔比較例5〕
実施例4のクロライト1を、平均繊維径1.7μmのワラストナイト[川鉄鉱業社製、商品名 PH−450(登録商標)]に置き換えた。
その他の条件は、実施例4と同様として樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物の物性測定結果を下記表2に示す。
【0086】
〔比較例6〕
比較例5のAS樹脂(A2成分)10部を8部とし、かつ難燃剤FR−1(B成分)7部を9部にした。
その他の条件は、比較例5と同様として樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物の物性測定結果を下記表2に示す。
【0087】
〔比較例7〕
PS樹脂(A2成分)24質量部と、ポリフェニレンエーテル(A3成分)37質量部と、難燃剤FR−2(B成分)9質量部と、マイカ1(C成分)15質量部と、平均粒子径15μmのタルク1[勝光山鉱業所社製、商品名 ビクトリライトSG−A(登録商標)]15質量部とを、独国Werner&Pfleiderer社製、バレル数10、スクリュー径25mm、L/D=44のZSK25二軸押出機(ニーディングディスクL:2個、ニーディングディスクR:6個、ニーディングディスクN:2個を有するスクリューパタン)の最上流部(トップフィード)から供給して、シリンダー温度320℃、スクリュー回転数250rpm、ベント真空度7.998kPa(60Torr)で溶融混練して樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物の物性測定結果を下記表2に示す。
【0088】
〔比較例8〕
比較例7のタルク1を、平均粒子径1μmの水酸化マグネシウム[協和化学工業社製、商品名 キスマ5E(登録商標)、脱水開始温度360℃]に置き換えた。
その他の条件は、比較例7と同様として、樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物の物性測定結果を下記表2に示す。
【0089】
〔実施例9〕
下記表2に示す材料と配合比率に従い、樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物の物性測定結果を下記表2に示す。
【0090】
〔実施例10〕
PS樹脂(A2成分)10質量部と、ポリフェニレンエーテル(A3成分)30質量部と、難燃剤FR−2(B成分)10質量部と、マイカ1(C成分)35質量部と、クロライト2(D成分)15質量部とを、独国Werner&Pfleiderer社製、バレル数10、スクリュー径25mm、L/D=44のZSK25二軸押出機(ニーディングディスクL:2個、ニーディングディスクR:6個、ニーディングディスクN:2個を有するスクリューパタン)の最上流部(トップフィード)から供給して、シリンダー温度320℃、スクリュー回転数250rpm、ベント真空度7.998kPa(60Torr)で溶融混練して樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物の物性測定結果を下記表2に示す。
【0091】
【表1】

【0092】
表1に示すように、実施例1〜8は、いずれも(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分を、特定の量比で配合し、樹脂組成物を得たことによって、耐熱性(HDT)、剛性(曲げ弾性率)、強度(曲げ強度)、寸法精度、及び難燃性の特性バランスが極めて良好な樹脂組成物が得られた。
実施例9は(D)成分を他の実施例よりも多くし、実施例10は(C)成分を他の実施例よりも多くした場合であるが、いずれも若干、曲げ強度の低下が見られたが、実用上十分な特性が得られた。
【0093】
【表2】

【0094】
表2に示すように、比較例1〜4は、(A)成分、(B)成分、(C)成分に、(D)成分とは異なる無機充填剤成分を配合して組成物化した場合であるが、燃焼試験中、比較例1においては燃焼滴下が見られ(判定:HB)、また比較例2〜4は溶融滴下が見られ(判定:V−2)、いずれも十分な難燃性能が達成できないことが分かった。
(D)成分以外の無機充填剤であるワラストナイトを使用した比較例5は、(E)成分の添加によって、燃焼滴下防止性の改善が見られるものの、(D)成分を使用した実施例4と比較すると難燃レベルが劣ることが分かった。
比較例6〜8においては、(D)成分以外の無機充填剤を使用したため、いずれも実施例に比較して難燃レベルが劣ることが分かった。比較例6については、比較例5に比して(B)成分の配合量を増加させた例であるが、溶融滴下を生じ、難燃レベルは低下した。
【0095】
以上のことから明らかなように、本発明によれば、高耐熱性、高剛性、高強度、高寸法精度、及び良好な難燃特性がバランスよく達成された、強化系難燃樹脂組成物が得られる。
【産業上の利用可能性】
【0096】
本発明の強化系難燃樹脂組成物は、光学ユニットシャーシであるレーザービーム式プリンター光学シャーシ、レーザービーム式プリンターの構造体フレーム等のOA機器分野におけるシャーシ用途において、産業上の利用可能性を有する。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)熱可塑性樹脂20〜87質量%、
(B)芳香族リン酸エステル系難燃剤3〜20質量%、
(C)マイカ粉体5〜40質量%、
(D)結晶水の脱水開始温度が400〜600℃の範囲内である含水鉱物粉体0.5〜30質量%を、
含有する強化系難燃樹脂組成物。
【請求項2】
前記(A)成分30〜87質量%、
前記(B)成分3〜20質量%、
前記(C)成分5〜30質量%、
前記(D)成分0.5〜20質量%を含有し、かつ、前記(C)成分と(D)成分との合計量が10〜50質量%である、請求項1に記載の強化系難燃樹脂組成物。
【請求項3】
(E)含フッ素滴下防止剤を、前記(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分の合計100質量部に対して、0.01〜2質量部、さらに含有する、請求項1又は2に記載の強化系難燃樹脂組成物。
【請求項4】
前記(C)マイカ粉体の平均粒子径が10〜150μmである、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の強化系難燃樹脂組成物。
【請求項5】
前記(D)結晶水の脱水開始温度が400〜600℃の範囲内である含水鉱物粉体の平均粒子径が0.01〜100μmである、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の強化系難燃樹脂組成物。
【請求項6】
前記(D)結晶水の脱水開始温度が400〜600℃の範囲内である含水鉱物粉体が結晶水の脱水開始温度が400〜600℃の範囲内である緑泥石群鉱物粉体である、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の強化系難燃樹脂組成物。
【請求項7】
前記(D)結晶水の脱水開始温度が400〜600℃の範囲内である含水鉱物粉体がクロライトである、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の強化系難燃樹脂組成物。
【請求項8】
前記(D)結晶水の脱水開始温度が400〜600℃の範囲内である含水鉱物粉体がベーマイト(アルミナ水和物)である、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の強化系難燃樹脂組成物。
【請求項9】
前記(A)成分が、芳香族ポリカーボネート(A1)50〜100質量%とスチレン系樹脂(A2)50〜0質量%とを含有する、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の強化系難燃樹脂組成物。
【請求項10】
前記(A)成分が、ポリフェニレンエーテル(A3)50〜100質量%と、スチレン系樹脂(A2)50〜0質量%とを含有する、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の強化系難燃樹脂組成物。
【請求項11】
請求項1乃至10のいずれか一項に記載の強化系難燃樹脂組成物を成形した、成形品。
【請求項12】
請求項1乃至10のいずれか一項に記載の強化系難燃樹脂組成物を成形した、シャーシ成形品。
【請求項13】
光学系ユニットを有する装置のシャーシ成形品である、請求項12に記載のシャーシ成形品。

【公開番号】特開2012−214700(P2012−214700A)
【公開日】平成24年11月8日(2012.11.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−20061(P2012−20061)
【出願日】平成24年2月1日(2012.2.1)
【出願人】(303046314)旭化成ケミカルズ株式会社 (2,513)
【Fターム(参考)】