説明

熱可塑性樹脂組成物及び成形体

【課題】機械的強度、耐熱性、耐湿熱性や蛍光時の色相に優れた熱可塑性樹脂組成物、及び該樹脂組成物からなる成形体を提供する。
【解決手段】ポリカーボネート樹脂(A成分)を100重量部、紫外線発光顔料(B成分)を0.1〜50重量部、及びシラン化合物(C成分)をB成分の0.5〜10重量%含有する熱可塑性樹脂組成物、及び該樹脂組成物からなる成形体である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は熱可塑性樹脂組成物、及びその成形体に関する。さらに詳しくは、機械的強度、耐熱性、耐湿熱性、及び蛍光時の色相に優れた熱可塑性樹脂組成物、及び該樹脂組成物からなる、電飾看板、液晶バックライト、照明ディスプレイ、交通標識、サインボード、及びスクリーンなどとして使用できる成形体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、及び透明性に優れた熱可塑性樹脂として幅広い用途がある。また、ポリカーボネート樹脂は、無機ガラスに比較して軽量で、生産性にも優れているので、さらに視認性を向上させることにより、電飾看板、照明ディスプレイ、交通標識、サインボード、スクリーンなどとしても好適に使用されている。従来から、ポリカーボネート樹脂の視認性を向上させる方法として、発光顔料を混合することが知られている。発光顔料には、紫外線等の外部刺激で刺激されると、その刺激を停止した後もかなりの長時間(数分〜数時間)、残光が肉眼で認められる蓄光(燐光)顔料と、紫外線等で刺激すると発光し、外部刺激を停止すると速やかに発光が減衰する紫外線発光(蛍光)顔料がある。これらの発光顔料を混合したポリカーボネート樹脂を溶融混練すると、ポリカーボネート樹脂が熱分解し、変色や機械的強度の低下を引き起こし、実用性の乏しい樹脂組成物しか得られなかった。
【0003】
蓄光顔料を混合したポリカーボネート樹脂の耐衝撃性を改良するために、特定量の亜燐酸エステルを配合してなる芳香族ポリカーボネート樹脂組成物が提案されている(特許文献1)。しかし、耐衝撃性の改良は満足できるものではない。また、樹脂と混練した後でも黒ずみを生じることなく、優れた長残光性を有する蓄光性蛍光体として、アルカリ土類アルミン酸塩を母体結晶とし、該母体結晶に賦活剤として希土類元素を含有する特定粒子径の蓄光性蛍光体が提案され、及び該蓄光性蛍光体を含有する樹脂組成物が提案されている(特許文献2)。また、加工時の熱安定性や色相に優れ、発光性能を効果的に発揮する樹脂組成物として、ポリカーボネート樹脂と特定粒子径のアルミン酸塩系蛍光体からなる樹脂組成物(特許文献3)、メルトフロー安定性を示し、押出機での配合時に灰色化をあまり生じない樹脂組成物として、シリコーンオイルでコートされた、アルミン酸塩マトリックスを有する発光顔料を含む樹脂組成物(特許文献4)などが提案されている。しかし、いずれの場合もポリカーボネート樹脂の熱分解抑制効果や変色防止効果は満足できるものではなかった。
【0004】
【特許文献1】特開平6−345952号公報
【特許文献2】特開平11−209753号公報
【特許文献3】特開2005−82647号公報
【特許文献4】特表2005−528510号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、前記従来技術の問題点を解決し、機械的強度、耐熱性、耐湿熱性、蛍光時の色相に優れた熱可塑性樹脂組成物、及び該樹脂組成物からなる成形体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明では、ポリカーボネート樹脂(A成分)を100重量部、紫外線発光顔料(B成分)を0.1〜50重量部、及びシラン化合物(C成分)をB成分の0.5〜10重量%含有する熱可塑性樹脂組成物、及び該樹脂組成物からなる成形体を提供する。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、機械的強度、耐熱性、耐湿熱性、加工時の熱安定性や色相・蛍光輝度安定性に優れた熱可塑性樹脂組成物、及び該樹脂組成物からなる電飾看板、液晶バックライト、照明ディスプレイ、照明器具カバー、交通標識、サインボード、スクリーン、反射板やメーター部品等の自動車部品、OA機器部品などとして好適な成形体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
以下、本発明を詳細に説明する。なお、本明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
[ポリカーボネート樹脂組成物]
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、以下のA〜C成分を所定の割合で含有することを特徴とする。
A成分 ポリカーボネート樹脂:
本発明で用いるポリカーボネート樹脂(A成分)については特に制限されず、芳香族ポリカーボネート、脂肪族ポリカーボネート、及び芳香族−脂肪族ポリカーボネートのいずれも用いることができる。中でも芳香族ポリカーボネートが好ましく、さらに、芳香族ジヒドロキシ化合物をホスゲン又は炭酸のジエステルと反応させることによって得られる熱可塑性芳香族ポリカーボネート重合体又は共重合体がより好ましい。
【0009】
該芳香族ジヒドロキシ化合物の例には、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)、テトラメチルビスフェノール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、ハイドロキノン、レゾルシノール、4,4−ジヒドロキシジフェニルなどが含まれる。中でも、ビスフェノールAが好ましい。さらに、難燃性が高い組成物を調製する目的で、芳香族ジヒドロキシ化合物として、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基含有のポリマーもしくはオリゴマー等を、使用することができる。
【0010】
本発明で用いるポリカーボネート樹脂(A成分)の好ましい例には、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンから誘導されるポリカーボネート重合体;及び2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンと他の芳香族ジヒドロキシ化合物とから誘導されるポリカーボネート共重合体;が含まれる。本発明では、A成分として、2種以上のポリカーボネート樹脂を併用してもよい。
【0011】
ポリカーボネート樹脂(A成分)の分子量は、溶媒としてメチレンクロライドを用い、温度25℃で測定された溶液粘度より換算した粘度平均分子量で、14,000〜30,000であるのが好ましく、15,000〜28,000であるのがより好ましく、16,000〜26,000であるのがさらに好ましい。粘度平均分子量が前記範囲であると、機械的強度がより良好となり、且つ成形性もより良好となるので好ましい。
【0012】
前記ポリカーボネート樹脂の製造方法については、特に限定されるものではなく、ホスゲン法(界面重合法)、及び溶融法(エステル交換法)等の、いずれの方法で製造したポリカーボネート樹脂も使用することができる。また、本発明には、一般的な溶融法の製造工程を経た後に、末端基のOH基量を調整する工程を経て製造されたポリカーボネート樹脂を使用してもよい。
【0013】
さらに、本発明で用いるポリカーボネート樹脂(A成分)は、バージン原料としてのポリカーボネート樹脂のみならず、使用済みの製品から再生されたポリカーボネート樹脂、いわゆるマテリアルリサイクルされたポリカーボネート樹脂、であってもよい。使用済みの製品としては、光学ディスクなどの光記録媒体、導光板、自動車窓ガラスや自動車ヘッドランプレンズ、風防などの車両透明部材、水ボトルなどの容器、メガネレンズ、防音壁やガラス窓、波板などの建築部材などが好ましく挙げられる。また、再生ポリカーボネート樹脂の形態についても特に制限されず、製品の不適合品、スプルー、又はランナーなどの粉砕品、及びそれらを溶融して得たペレットなどいずれも使用可能である。
【0014】
B成分 紫外線発光顔料:
本発明で用いる紫外線発光顔料(B成分)は、紫外線の照射を停止すると速やかに発光が減衰する発光顔料である。該発光顔料の例には、アルミン酸バリウム、硫化酸化イットリウム、酸化ゲルマニウム亜鉛、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、塩化リン酸ストロンチウムなどの無機化合物;ローダミンB、ローダミン6G、フルオレセイン、エオシンなどの蛍光染料;及びこれらの蛍光染料を基に合成された蛍光顔料などの有機化合物;が含まれる。中でも、無機化合物の発光顔料は、熱安定性及び耐候性の点で好ましく、希土類元素で付活したアルミン酸バリウム及び硫化酸化イットリウムは、発光輝度に優れるので好ましい。
また、本発明において、B成分として市販されている紫外線発光顔料を用いてもよい。市販されている紫外線発光顔料の例には、根本特殊化学(株)よりネモトUV蛍光体/D1164、D1180の商品名・グレード名で市販されているもの;及びデイグロ社よりPhantom Pigments/IPO18、IPO19の商品名・グレード名で市販されているもの;などが含まれる。
【0015】
紫外線発光顔料(B成分)は、粉体であることが好ましく、その数平均粒径は、0.1〜10μmの範囲が好ましく、特に0.3〜5μmの範囲が好ましい。平均粒径が0.1μm未満では蛍光輝度に劣り、10μmを超えると溶融混練時にスクリューやシリンダーの摩耗が発生し易くなり、成形品が黒ずむことがある。紫外線発光顔料(B成分)は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0016】
C成分 シラン化合物:
本発明に用いるシラン化合物(C)としては、アルコキシ基を有するシラン化合物;ビニル基、アクリル基、メタクリル基、エポキシ基、アミノ基等の反応性の官能基を有するシラン化合物;フェニル基の様な通常反応性のない基を有するシラン化合物;等が挙げられる。また、アルコキシシランと称される無機物質の表面改質や樹脂の改質剤等に用いられているシラン化合物;及びビニルシラン、アクリルシラン、エポキシシラン等の充填剤等のカップリング剤として使用されるシラン化合物;等も好ましい。中でも、下記式(1)で表されるシラン化合物が好ましい。
(R1O)nSi(R2(4-n) (1)
【0017】
式中、R1は、C1〜4の脂肪族炭化水素基であり、R2は、C6〜12の芳香族もしくは脂環式炭化水素基、C1〜12の脂肪族炭化水素基、C2〜16のエチレン性不飽和炭化水素基、又はC3〜15のエポキシ基を有する有機基であり、好ましくは、C1〜4の脂肪族炭化水素基、C6〜12の芳香族炭化水素基、C2〜16のエチレン性不飽和炭化水素基又はC3〜15のエポキシ基を有する有機基であり、nは1〜3である。
【0018】
C6〜12の芳香族若しくは脂環式炭化水素基としては、フェニル基、シクロヘキシル基などが挙げられ、C1〜12の脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基、デシル基などが挙げられ、C2〜16のエチレン性不飽和炭化水素基としては、ビニル基、アリル基、イソプロペニル基、ブテニル基、メタクリロキシプロピル基、アクリロキシプロピル基などが挙げられ、C3〜15のエポキシ基を有する有機基としては、3,4−エポキシシクロヘキシル基、グリシドキシプロピル基などが挙げられる。
【0019】
本発明で用いるシラン化合物(C)の具体例としては、メチルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(βメトキシエトキシ)シラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシランなどが挙げられる。C成分として、シラン化合物の一種を単独で、又は二種以上を混合して用いることができる。
【0020】
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂(A成分)を100重量部、紫外線発光顔料(B成分)を0.1〜50重量部、及びシラン化合物(C成分)をB成分の0.5〜10重量%含有する。A成分100重量部に対して、B成分の含有量が0.1重量部未満では発光が弱くなり、一方、50重量部を越えると熱可塑性樹脂組成物の機械的強度や熱安定性が低下する。B成分の含有量は、A成分100重量部に対して、0.3〜20重量部であるのが好ましく、0.5〜10重量部であるのがより好ましい。また、本発明の熱可塑性樹脂組成物において、C成分の含有量が、B成分の含有量の0.5重量%未満であると、熱可塑性樹脂組成物の熱安定性が低下し、さらに、機械的強度、色相、耐熱性及び耐湿熱性も低下する。一方、C成分の含有量がB成分の含有量の10重量%を越えると、溶融混練時にガスが発生し、モールドデボジットの原因となりやすい。本発明の熱可塑性樹脂組成物において、C成分の含有量は、B成分の含有量の4〜9重量%であるのが好ましい。
【0021】
他の添加剤:
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、種々の添加剤から選ばれる一種又は二種以上を含有していてもよい。添加剤としては、難燃剤、滴下防止剤、熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、離型剤及び着色剤からなる群から選ばれる添加剤が好ましい。
【0022】
難燃剤:
本発明の熱可塑性樹脂組成物には、難燃性を付与するために難燃剤を添加するのが好ましい。難燃剤としては、組成物の難燃性を向上させるものであれば特に限定されないが、リン酸エステル化合物、有機スルホン酸金属塩、シリコーン化合物が好適である。前記リン酸エステル化合物としては、例えば、下記式(2)で表される化合物が好ましい。
【0023】
【化1】

【0024】
式中、R1、R2、R3及びR4は互いに独立して、置換されていてもよいアリール基を示し、Xは他に置換基を有していてもよい2価の芳香族基を示す。nは0〜5の数を示す。
上記式(2)においてR1〜R4で示されるアリール基としては、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。またXで示される2価の芳香族基としては、フェニレン基、ナフチレン基や、例えばビスフェノールから誘導される基等が挙げられる。これらの置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基等が挙げられる。nが0の場合はリン酸エステルであり、nが0より大きい場合は縮合リン酸エステル(混合物を含む)である。
【0025】
具体的には、ビスフェノールAビスホスフェート、ヒドロキノンビスホスフェート、レゾルシンビスホスフェート、及びこれらの置換体、縮合体などを例示できる。かかる成分として好適に用いることができる市販の縮合リン酸エステル化合物としては、例えば、大八化学工業(株)より、「CR733S」(レゾルシノールビス(ジフェニルホスフェート))、「CR741」(ビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート))、旭電化工業(株)より「FP500」(レゾルシノールビス(ジキシレニルホスフェート))といった商品名で販売されており、容易に入手可能である。
【0026】
本発明の熱可塑性樹脂組成物における難燃剤用のリン酸エステル化合物の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A成分)100重量部に対し1〜50重量部であるのが好ましく、3〜40重量部であるのがより好ましく、5〜30重量部であるのがさらに好ましい。難燃剤用リン酸エステル化合物の含有量が前記範囲であると、難燃性を向上させることができ、且つ耐熱性も良好な樹脂組成物となるので好ましい。
【0027】
本発明において使用可能な難燃剤用の有機スルホン酸金属塩としては、好ましく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る。有機スルホン酸金属塩を構成する金属としては、好ましくは、アルカリ金属、アルカリ土類金属などが挙げられ、アルカリ金属及びアルカリ土類金属としては、ナトリウム、リチウム、カリウム、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等が挙げられる。有機スルホン酸金属塩は、2種以上の塩を混合して使用することもできる。
該脂肪族スルホン酸塩としては、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−スルホン酸金属塩が挙げられる。フルオロアルカン−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−スルホン酸のアルカリ金属塩、フルオロアルカン−スルホン酸のアルカリ土類金属塩などが挙げられ、より好ましくは、炭素数4〜8のフルオロアルカンスルホン酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩などが挙げられる。該フルオロアルカン−スルホン酸金属塩の具体例としては、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、パーフルオロメチルブタン−スルホン酸ナトリウム、パーフルオロメチルブタン−スルホン酸カリウム、パーフルオロオクタン−スルホン酸ナトリウム、パーフルオロオクタン−スルホン酸カリウムなどが挙げられる。
【0028】
また、芳香族スルホン酸金属塩としては、好ましくは、芳香族スルホン酸アルカリ金属塩、芳香族スルホン酸アルカリ土類金属塩、芳香族スルホンスルホン酸アルカリ金属塩、芳香族スルホンスルホン酸アルカリ土類金属塩などが挙げられ、芳香族スルホンスルホン酸アルカリ金属塩、芳香族スルホンスルホン酸アルカリ土類金属塩は重合体であってもよい。該芳香族スルホン酸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'−ジブロモジフェニル−スルホン−3−スルホン酸のカリウム塩、4−クロロ−4'−ニトロジフェニルスルホン−3−スルホン酸のカルシウム塩、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などが挙げられる。
【0029】
本発明の熱可塑性樹脂組成物における、難燃剤用の有機スルホン酸金属塩の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A成分)100重量部に対し、0.01〜5重量部であるのが好ましく、0.02〜3重量部であるのがより好ましく、0.03〜2重量部であるのがさらに好ましい。難燃剤用有機スルホン酸金属塩の含有量が前記範囲であると、難燃性を向上させることができ、且つ熱安定性が良好な樹脂組成物となるので好ましい。
【0030】
本発明において使用可能な難燃剤用のシリコーン化合物としては、特開2006−169451公報に記載の、直鎖状もしくは分岐状の構造を有するポリオルガノシロキサンが好ましい。ポリオルガノシロキサンが有する有機基は、炭素数が1〜20のアルキル基及び置換アルキル基のような炭化水素又はビニル及びアルケニル基、シクロアルキル基、ならびにフェニル、ベンジルのような芳香族炭化水素基などの中から選ばれる。
ポリジオルガノシロキサンは、官能基を含有していなくても、官能基を含有していてもよい。官能基を含有しているポリジオルガノシロキサンの場合、官能基はメタクリル基、アルコキシ基又はエポキシ基であることが好ましい。
【0031】
本発明の熱可塑性樹脂組成物における、難燃剤用シリコーン化合物の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A成分)100重量部に対し、0.5〜10重量部であるのが好ましい。難燃剤用シリコーン化合物の含有量が前記範囲であると、成形品外観及び弾性率等を損なうことなく、難燃性が良好となるので好ましい。
【0032】
滴下防止剤:
また、本発明の熱可塑性樹脂組成物には、燃焼時の滴下防止を目的として、滴下防止剤を添加してもよい。滴下防止剤の好ましい例として、フッ素樹脂が挙げられる。より具体的には、ジフルオロエチレン重合体、テトラフルオロエチレン重合体、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、テトラフルオロエチレンとフッ素を含まないエチレン系モノマーとの共重合体等のフルオロエチレン構造を含む重合体及び共重合体である。中でも、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)が好ましい。その平均分子量は、500,000以上であるのが好ましく、500,000〜10,000,000であるのがより好ましい。
【0033】
なお、ポリテトラフルオロエチレンのうち、フィブリル形成能を有するものを用いると、さらに高い溶融滴下防止性を付与することができる。フィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレン(PTFE)には特に制限はないが、例えば、ASTM規格において、タイプ3に分類されるものが挙げられる。その具体例としては、テフロン(登録商標)6−J(三井・デュポンフロロケミカル(株)製)、ポリフロンD−1、ポリフロンF−103、ポリフロンF201(ダイキン工業(株)製)、CD076(旭アイシーアイフロロポリマーズ(株)製)等が挙げられる。また、上記タイプ3に分類されるもの以外では、例えばアルゴフロンF5(モンテフルオス(株)製)、ポリフロンMPA、ポリフロンFA−100(ダイキン工業(株)製)等が挙げられる。これらのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせてもよい。上記のような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(PTFE)は、例えばテトラフルオロエチレンを水性溶媒中で、ナトリウム、カリウム、アンモニウムパーオキシジスルフィドの存在下で、1〜100psiの圧力下、温度0〜200℃、好ましくは20〜100℃で重合させることによって得られる。
【0034】
本発明の熱可塑性樹脂組成物における、滴下防止剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A成分)100重量部に対し、0.05〜2重量部であるのが好ましく、0.1〜1重量部であるのがより好ましい。滴下防止剤の含有量が前記範囲であると、成形品の外観を損なうことなく、滴下防止性が良好となるので好ましい。
【0035】
熱安定剤:
本発明の熱可塑性樹脂組成物には、熱安定性を向上させるために熱安定剤を添加するのが好ましい。好ましい熱安定剤としては、亜リン酸エステル、リン酸エステル等のリン系熱安定剤が好ましい。上記の亜リン酸エステルとしては、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、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、モノブチルジフエニルホスファイト、モノオクチルジフエニルホスファイト、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、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等の亜リン酸のトリエステル、ジエステル、モノエステル等が挙げられる。
【0036】
上記のリン酸エステルとしては、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、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4−ジフエニレンホスフォナイト等が挙げられる。
【0037】
上記のリン系熱安定剤の中では、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、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、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイトが好ましく、中でもビス(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やトリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイトが特に好ましい。なお、熱安定剤は、単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【0038】
本発明の熱可塑性樹脂組成物における熱安定剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A成分)100重量部に対し、通常0.005〜0.2重量部程度であるのが好ましく、0.01〜0.1重量部であるのがより好ましい。熱安定剤の含有量が前記範囲であると、加水分解等を発生させることなく、熱安定性を改善できるので好ましい。
【0039】
酸化防止剤:
また、本発明の熱可塑性樹脂組成物には、酸化防止剤を添加するが好ましい。酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤が好ましく、より具体的には、2,6−ジ−オブチル−4−メチルフェノール、n−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、テトラキス[メチレン−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]メタン、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'−ブチリデンビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、トリエチレングリコール−ビス[3−(3−t−ブチル−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)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]ウンデカン等が挙げられる。中でも、テトラキス[メチレン−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]メタンが好ましい。これらの酸化防止剤は一種を単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
【0040】
本発明の熱可塑性樹脂組成物における酸化防止剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A成分)100重量部に対し、200〜5000ppm程度であるのが好ましい。前記範囲であると、本発明の効果を阻害せずに、酸化防止性を改善できるので好ましい。
【0041】
紫外線吸収剤:
本発明の熱可塑性樹脂組成物には、紫外線吸収剤を添加するのが好ましい。成形品は、太陽光や蛍光灯のような光線下に長期間曝されると、紫外線によって黄色味を帯びる傾向があるが、紫外線を添加することで、成形品が黄色味を帯びるのを、防止又は遅延させることができる。紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サリチル酸フェニル系、ヒンダードアミン系などが挙げられる。
【0042】
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤の具体例としては、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−ベンゾフェノン等が挙げられる。
【0043】
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の具体例としては、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]等が挙げられる。
【0044】
サリチル酸フェニル系紫外線吸収剤の具体例としては、フェニルサルチレート、2,4−ジターシャリーブチルフェニル−3,5−ジターシャリーブチル−4一ヒドロキシベンゾエート等が挙げられる。ヒンダードアミン系紫外線吸収剤の具体例としては、ビス(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)セバケート等が挙げられる。
【0045】
本発明の熱可塑性樹脂組成物における紫外線吸収剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A成分)100重量部に対して、0.01〜2重量部であるのが好ましく、0.05〜1.5重量部であるのがより好ましく、0.1〜1重量部であるのがさらに好ましい。紫外線吸収剤の含有量が前記範囲であると、調色性及び発色性を低下させず、且つ成形品表面にブリードアウト等を発生させずに、耐候性を改善できるので好ましい。
【0046】
離型剤:
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、離型剤を含有するのが好ましい。好ましい離型剤は、脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸エステル、数平均分子量200〜15000の脂肪族炭化水素化合物、及びポリシロキサン系シリコーンオイルから選ばれる少なくとも1種の化合物である。中でも、脂肪族カルボン酸、及び脂肪族カルボン酸エステルから選ばれる少なくとも1種の化合物が好ましく用いられる。
【0047】
脂肪族カルボン酸としては、飽和又は不飽和の脂肪族モノカルボン酸、ジカルボン酸又はトリカルボン酸を挙げることができる。本明細書では、脂肪族カルボン酸の用語は、脂環式カルボン酸も包含する意味で用いる。脂肪族カルボン酸の中でも、炭素数6〜36のモノ又はジカルボン酸が好ましく、炭素数6〜36の脂肪族飽和モノカルボン酸がより好ましい。このような脂肪族カルボン酸の具体例としては、パルミチン酸、ステアリン酸、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。
【0048】
脂肪族カルボン酸エステルを構成する脂肪族カルボン酸成分としては、前記脂肪族カルボン酸と同じものが使用できる。一方、脂肪族カルボン酸エステルを構成するアルコール成分としては、飽和又は不飽和の1価アルコール、飽和又は不飽和の多価アルコール等を挙げることができる。これらのアルコールは、フッ素原子、アリール基等の置換基を有していてもよい。これらのアルコールのうち、炭素数30以下の1価又は多価の飽和アルコールが好ましく、さらに炭素数30以下の脂肪族飽和1価アルコール又は多価アルコールが好ましい。ここで脂肪族アルコールは、脂環式アルコールも包含する。これらのアルコールの具体例としては、オクタノール、デカノール、ドデカノール、ステアリルアルコール、ベヘニルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、2,2−ジヒドロキシペルフルオロプロパノール、ネオペンチレングリコール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール等を挙げることができる。これらの脂肪族カルボン酸エステルは、不純物として脂肪族カルボン酸及び/又はアルコールを含有していてもよく、複数の化合物の混合物であってもよい。脂肪族カルボン酸エステルの具体例としては、蜜ロウ(ミリシルパルミテートを主成分とする混合物)、ステアリン酸ステアリル、ベヘン酸ベヘニル、ベヘン酸オクチルドデシル、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を挙げることができる。離型剤は一種を単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
【0049】
本発明の熱可塑性樹脂組成物における離型剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A成分)100重量部に対し、0.01〜1重量部であるのが好ましい。離型剤の含有量が前記範囲であると、耐加水分解性の低下がなく、離型効果が得られるので好ましい。
【0050】
着色剤:
本発明の熱可塑性樹脂組成物には、より視認性を高めるために着色剤を添加することが好ましい。使用可能な着色剤としては、無機顔料、有機顔料、有機染料等が挙げられる。無機顔料としては、例えばカーボンブラック、カドミウムレッド、カドミウムイエロー等の硫化物系顔料、群青等の珪酸塩系顔料、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があげられる。有機顔料及び有機染料としては、銅フタロシアニンブルー、銅フタロシアニングリーン等のフタロシアニン系染顔料、ニッケルアゾイエロー等のアゾ系、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、アンスラキノン系、複素環系、メチル系の染顔料等が挙げられる。
【0051】
本発明の熱可塑性樹脂組成物における着色剤の含有量の好ましい範囲は、着色目的と着色剤の種類によって異なる。例えば、反射板用に酸化チタンを使用する場合は、ポリカーボネート樹脂100重量部に対して、着色剤の含有量は1〜30重量部であるのが好ましい。一般的な用途における着色剤の配合量は、3重量部以下であるのが好ましく、1重量部以下であるのが好ましく、0.3重量部以下であるのがさらに好ましい。該着色剤は一種を単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
【0052】
本発明の熱可塑性樹脂組成物には、必要に応じて本発明の目的を損なわない範囲で、上記添加剤の他に、ポリカーボネート樹脂以外の熱可塑性樹脂、無機フィラー、有機又は無機の微粒子状光拡散剤、帯電防止剤、防曇剤、滑剤・アンチブロッキング剤、流動性改良剤、可塑剤、分散剤、防菌剤などを添加してもよい。これらは、一種類でも二種類以上を併用してもよい。
【0053】
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、従来から知られている方法で混合し、溶融混練することにより製造できる。具体的な混合方法としては、ポリカーボネート樹脂(A成分)、紫外線発光顔料(B成分)、シラン化合物(C成分)及び必要に応じて配合される添加成分を所定量秤量し、タンブラーやヘンシェルミキサーなどの各種混合機を用いて混合する方法がある。中でも、B成分とC成分とを予め混合した後、A成分及び必要に応じて配合される添加成分を混合する方法が、B成分の表面活性を効果的に抑制し、熱可塑性樹脂組成物中で不必要な副反応を生じさせないという観点から、より好ましい混合方法である。
B成分とC成分との混合方法の具体例としては、(1)ヘンシェルミキサー、ボールミル、アドマイザーコロイドミル、バンバリーミキサーなどの各種混合機を使用して、紫外線発光顔料(B成分)を攪拌しつつ、シラン化合物(C成分)を噴霧、滴下する方法、(2)紫外線発光顔料(B成分)をシラン化合物(C成分)によって湿潤させる方法、(3)紫外線発光顔料(B成分)をシラン化合物(C成分)に浸漬する方法、などが挙げられる。上記(1)〜(3)の方法によって、B成分とC成分とを混合・接触させる前に、C成分を水又は溶媒によって希釈することができる。溶媒としては、有機溶媒、水/有機溶媒の混合液などが挙げられる。B成分とC成分とを混合・接触させた後、温度が80℃以上、より好ましくは100℃以上、さらに好ましくは120℃以上に達するまで、攪拌混合を継続するのが好ましい。攪拌混合時間は、使用する混合機にもよるが、15分間〜1.5時間の範囲で選ばれるのが好ましい。攪拌混合することによって、B成分の表面をC成分によって被覆し、反応させ、溶媒を飛散(揮発)させることができる。
【0054】
上記方法でB成分とC成分とを予め混合した後、A成分及び所望により添加される添加剤とさらに溶融混練する方法としては、バンバリーミキサー、ロール、ブラベンダー、単軸混練押出機、二軸混練押出機、ニーダーなどを使用する方法が挙げられる。
【0055】
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、各種製品(成形品)の製造(成形)用樹脂材料として使用される。成形方法は、熱可塑性樹脂材料から成形品を成形する従来公知の方法が、制限なく利用できる。具体的には、一般的な射出成形法、超高速射出成形法、射出圧縮成形法、二色成形法、ガスアシストなどの中空成形法、断熱金型を用いた成形法、急速加熱金型を用いた成形法、発泡成形(超臨界流体も含む)、インサート成形、インモールドコーティング(IMC)成形法、押出成形法、シート成形法、熱成形法、回転成形法、積層成形法、プレス成形法などが挙げられる。
【0056】
本発明では、シラン化合物(C成分)を用いることにより、紫外線発光顔料(B成分)の存在によって促進されるポリカーボネート樹脂の加工時の熱分解を抑制し、機械的強度及び耐熱性を改善するとともに、加熱による色相・蛍光輝度の変化を軽減している。ポリカーボネートの熱分解の程度は、流動性(Q値 単位:×10-2cc/s)によって知ることができる。本発明の熱可塑性樹脂組成物のQ値は、B成分及びC成分を含有しない標準樹脂組成物(A成分及びその他の添加剤の種類及び配合割合は同一)のQ値(Q0)とほぼ等しいのが好ましく、具体的には、本発明の熱可塑性樹脂組成物のQ値は、Q0±30%以内であるのが好ましく、Q0±20%以内であるのがより好ましい。
なお、Q値は、高化式フローテスター(島津製作所製)を使用して、温度280℃、荷重160kgf/cm2の条件下で、乾燥したペレット状の樹脂組成物について、単位時間あたりの流出量として測定される値とする。この際使用するオリフィスは、直径1mm×長さ10mmとする。
【0057】
また、本発明の熱可塑性樹脂組成物は、シラン化合物(C成分)の添加による透過率の低下がないのが好ましい。本発明の熱可塑性樹脂組成物からなる成形体の全光線透過率は、C成分を含有しない標準樹脂組成物(A成分、B成分及びその他の添加剤の種類及び配合割合は同一)からなる成形体の全光線透過率(T0)とほぼ等しいのが好ましく、具体的には、本発明の熱可塑性樹脂組成物からなる成形体の全光線透過率Tは、T0±15%以内であるのが好ましく、T0±10%以内であるのがより好ましい。
なお、全光線透過率は、JIS K−7105に準じ、3mm厚の平板を試験片とし、日本電色工業(株)製、NDH−2000型ヘイズメーターで測定した値とする。
【実施例】
【0058】
以下に本発明を実施例によって詳しく説明するが、本発明はこれらの範囲内に限定されるものではない。なお、以下の実施例及び比較例において、配合量は重量部を意味する。また、実施例及び比較例において使用した樹脂組成物の構成成分は、次の特性を有する。
(A) 芳香族ポリカーボネート樹脂:三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製品「商品名:ユーピロン(登録商標)S−3000F」(以下、「S−3000」と略記する)、粘度平均分子量 22,000
(B−1) 紫外線発光顔料1:青色発光顔料、根本特殊化学(株)製「商品名:ネモトUV蛍光体/D1180」数平均粒径2.5±1.0μm
(B−2) 紫外線発光顔料2:緑色発光顔料、根本特殊化学(株)製「商品名:ネモトUV蛍光体/D1164」数平均粒径1.1±0.5μm
(B−3) 紫外線発光顔料3:乳酸「和光純薬工業(株)製、試薬」0.3重量%を、イオン交換水20gに溶解した水溶液に、シラン化合物2(C−2)を6g添加・撹拌して、水分散液を得た。つぎに、1Lのビーカーに、上記紫外線発光顔料1(B−1)成分100gを仕込み、マグネットスターラーで攪拌しながら、シラン化合物2の水分散液を添加した。ついで、100℃のホットプレート上で攪拌・混合を続け、水溶液を蒸発させることにより、シラン化合物2で予め表面処理された、紫外線発光顔料(B−3)成分を得た。
(C−1) シラン化合物1:メチルトリメトキシシラン、純正化学(株)製試薬
(C−2) シラン化合物2:デシルトリメトキシシラン、信越化学工業(株)製「商品名:KBM3103」
(D) シリコーンオイル:メチル水素シロキサン、東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製「商品名:SH1107」
(E) 熱安定剤:クレジルジフェニルホスフェート、大八化学工業(株)製、「商品名:CDP」
(F) 離型剤:ペンタエリスリトールテトラステアレート、日本油脂(株)製「商品名:ユニスターH476」
【0059】
[実施例1〜4及び比較例1〜3]
芳香族ポリカーボネート樹脂及び各種添加剤を、表1及び表2に示す割合で、タンブラーで20分間混合した後、スクリュー径40mmのベント付き単軸押出機(いすず化工機社製「SV−40」)により、シリンダー温度280℃、スクリュー回転数70rpmで混練し、ストランドとして押出した。押出されたストランドを切断してペレットを作製した。
得られたペレットを120℃、5時間乾燥後、射出成形機(名機製作所製「M150AII−SJ」)にて、シリンダー温度290℃、金型温度80℃、成形サイクル50秒の条件で射出成形を行い、各種ASTM試験片及び3mm厚の平板を作製した。このような方法で作製した成形品を、下記評価用の試験片として用い評価を行った。
【0060】
[参考例]
芳香族ポリカーボネート樹脂に紫外線発光顔料を添加しなかった他は、実施例及び比較例と同様な方法により各種ASTM試験片及び3mm厚の平板を作製した。後述の流動性(Q値)、耐衝撃性、耐熱老化試験、耐湿熱試験の指標とする。特に、参考例に対するQ値の上昇は、ポリカーボネート樹脂の分子量低下を意味する。
評価結果を表1及び表2に示す。
【0061】
[評価方法]
(1)流動性(Q値)(単位:×10-2cc/s):高化式フローテスター(島津製作所製)を使用して、温度280℃、荷重160kgf/cm2の条件下で、乾燥したペレット状の樹脂組成物について、単位時間あたりの流出量Q値を測定した。この際使用したオリフィスは、直径1mm×長さ10mmのものである。
(2)耐衝撃性(アイゾット衝撃強度)(単位:J/m):ASTM D256に準拠して、厚さ3.2mmのノッチ付き試験片について、23℃の温度でアイゾット衝撃強度(単位:J/m)を測定した。数値が大きいほど、耐衝撃性が優れていることを意味する。
(3)全光線透過率: JIS K−7105に準じ、3mm厚の平板を試験片とし、日本電色工業(株)製、NDH−2000型ヘイズメーターで測定した。
(4)L値、YI値: JIS K−7105に準じ、3mm厚の平板を試験片とし、日本電色工業(株)製のSE2000型分光式色彩計で、反射法により測定した。
(5)耐熱老化試験: 試験片を130℃、空気雰囲気中で500時間熱貯蔵し、この熱貯蔵前後のYI値の変化をΔYIとして算出し、耐熱性の指標とした。
(6)耐湿熱性試験: プレッシャークッカー試験機((株)平山製作所製、HASTEST、MODEL PC−SIII)にて、試験片を120℃、圧力1kg/cm2、湿度100%の水蒸気雰囲気中で100時間処理し、試験片の変形の有無を観察して耐加水分解性の指標とした。
(7)UV照射時の色相(蛍光発光性): 全光線透過率の測定に用いた試験片と同じく3mm厚の試験片を作製し、松下電工(株)製蛍光灯マグネットライトに松下電工(株)製のブラックライト・ブルー(FL4BL−B:波長352nm)を装着した装置を用いてUV照射を行い、蛍光発光の色相を、以下の4段階で目視により評価した。また、(5)の耐熱老化試験後の試験片にも同様の試験を行い、評価を行った。
○:蛍光発光の色調が明るく綺麗である。
△:蛍光発光の色調が少し暗く黄色味あり。
×:蛍光発光の色調が暗く黄色味が目立つ。
−:蛍光発光せず。
【0062】
【表1】

【0063】
表1に示す結果から、実施例1及び2は、参考例と同等のQ値を示し、分子量低下によるQ値の上昇がないが、一方、同一種の紫外線蛍光顔料2を含有するが、シラン化合物を含有しない比較例1では、分子量低下によって、Q値が上昇していることが理解できる。その結果、実施例1及び2は、比較例1と比較して、耐衝撃性、色相、耐熱老化特性及び耐湿熱特性及び蛍光時の色相のいずれも優れている。
【0064】
【表2】

【0065】
表2に示す結果から、実施例3は、参考例と同等のQ値を示し、分子量低下によるQ値の上昇がないが、一方、同一種の紫外線蛍光顔料1を含有するが、シラン化合物を含有しない比較例2では、分子量低下によって、Q値が上昇していることが理解できる。その結果、実施例3は、比較例2と比較して、耐衝撃性、色相、耐熱老化特性、耐湿熱特性及び蛍光時の色相のいずれにも優れている。
また、実施例4の熱可塑性樹脂組成物は、シラン化合物2と紫外線発光顔料1とをあらかじめ混合することによって調製された紫外線発光顔料3を含有しているので、透過率がより高くなっていることが理解できる。一方、シラン化合物の代わりにシリコーンオイルを用い、シリコーンオイルで処理された紫外線発光顔料1を含有する比較例3は、Q値の低下はないものの、白色がかっていて、光透過率が低下しているため、高透過率が要求される用途に用いることはできない。
【産業上の利用可能性】
【0066】
本発明によれば、電飾看板、液晶バックライト、照明ディスプレイ、交通標識、サインボード、及びスクリーンなどの成形体の製造に利用可能な熱可塑性樹脂組成物を提供することできる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリカーボネート樹脂(A成分)を100重量部、紫外線発光顔料(B成分)を0.1〜50重量部、及びシラン化合物(C成分)をB成分の0.5〜10重量%含有する熱可塑性樹脂組成物。
【請求項2】
B成分とC成分とを予め混合後、A成分を混合してなる請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項3】
難燃剤、滴下防止剤、熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、離型剤及び着色剤からなる群から選ばれる少なくとも一種類の添加剤をさらに含有する請求項1又は2に記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂組成物からなる成形体。

【公開番号】特開2008−120866(P2008−120866A)
【公開日】平成20年5月29日(2008.5.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−303740(P2006−303740)
【出願日】平成18年11月9日(2006.11.9)
【出願人】(594137579)三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 (609)
【Fターム(参考)】