説明

芳香族ポリカーボネート樹脂組成物および樹脂成形品

【課題】流動性、耐衝撃性、耐熱性、色相、滞留熱安定性、耐薬品性、疲労特性、耐湿熱性についてバランス良く優れた、芳香族ポリカーボネート樹脂組成物を提供する。
【解決手段】芳香族ポリカーボネート樹脂(A成分)51〜99重量%と、ポリブチレンテレフタレート樹脂(B成分)1〜49重量%と(ただし、A成分とB成分の合計は100重量%)、A成分とB成分の合計100重量部に対して、有機リン酸エステル金属塩(C成分)0.001〜3重量部とから成る芳香族ポリカーボネート樹脂組成物であって、ポリブチレンテレフタレート樹脂におけるチタン化合物含有量がチタン原子として1ppmを超えて75ppm以下である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、芳香族ポリカーボネート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂および有機リン酸エステル金属塩から成る芳香族ポリカーボネート樹脂組成物に関し、詳しくは、流動性、耐衝撃性、耐熱性、色相、滞留熱安定性、耐薬品性、疲労特性、耐湿熱性についてバランス良く優れた芳香族ポリカーボネート樹脂組成物、およびこれを成形して成る樹脂成形品に関する。
【背景技術】
【0002】
芳香族ポリカーボネート樹脂は、汎用エンジニアリングプラスチックとして透明性、耐衝撃性、耐熱性、寸法安定性などに優れ、その優れた特性から、電気・電子・OA機器部品、機械部品、車輌用部品などの幅広い分野で使用されている。更に芳香族ポリカーボネート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂から成るポリマーアロイは、芳香族ポリカーボネート樹脂の上記の優れた特長を活かしつつ、芳香族ポリカーボネート樹脂の欠点である耐薬品性や成形加工性(流動性)が改良された材料であり、車輌内装・外装部品、各種ハウジング部材やその他幅広い分野で使用されている。また、車輌部品などに用いられる際は、より高いレベルで色相などの外観品質や耐薬品性、疲労特性、耐湿熱性が要求され、かつ、諸物性についてバランス良く優れた材料が必要とされている。
【0003】
主として芳香族ポリカーボネート(PC)樹脂とポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂からなる芳香族ポリカーボネート樹脂組成物(ポリマーアロイ)は、海−島構造のミクロ形態を有するポリマーアロイであり、何れの樹脂が海相(連続層)を構成するかによって、その特性も大きく異なる。芳香族ポリカーボネート樹脂が連続層を構成する(芳香族ポリカーボネート樹脂の含有量が、ポリブチレンテレフタレート樹脂に比べて多い)場合には、ポリブチレンテレフタレート樹脂の含有量の多いポリマーアロイと比較して、耐衝撃性や寸法特性に優れる反面、流動性や耐薬品性が低く、更には疲労特性や耐熱性(熱変形温度)も低いという問題があった。そしてこの様な樹脂組成物を車輌部品などに用いる際には、より疲労特性や耐熱性の高い材料が求められていた。
【0004】
更に、芳香族ポリカーボネート樹脂の含有量が多いポリマーアロイでは、押出機による溶融混練時や射出成形機内で滞留中に過度の加熱によりエステル交換反応が過剰に進行し、成形品の耐熱性や色相、耐衝撃性が低下するという問題があり、より滞留熱安定性に優れた材料が求められていた。
【0005】
また、芳香族ポリカーボネート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂とのポリマーアロイに酸化チタンなどの染顔料を用いて所望の色相に着色することは広く一般に行われているが、酸化チタンなどの染顔料を配合することで耐衝撃性、滞留熱安定性、疲労特性、耐湿熱性などの諸物性が低下するという問題もあった。
【0006】
以上の如く、芳香族ポリカーボネート樹脂の含有量が多い、ポリブチレンテレフタレート樹脂とのポリマーアロイには、流動性、耐衝撃性、耐熱性、色相、滞留熱安定性、耐薬品性、疲労特性、耐湿熱性についてバランス良く優れたものが求められていた。
【0007】
上記問題点を解決する手段として、ポリカーボネート樹脂と特定のポリブチレンテレフタレート樹脂との組合せの技術が幾つか提案されている。例えばポリカーボネート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂とのポリマーアロイの溶融粘度安定性指数を2.5%以下として、耐薬品性、湿熱疲労性に優れた熱可塑性樹脂組成物を提供する方法が提案されている(特許文献1参照)。更に、チタン含有量がチタン原子として33ppmより多く75ppm以下であるポリブチレンテレフタレートと芳香族ポリカーボネートを含有してなる、色調、機械的物性、熱安定性、耐薬品性などに優れた樹脂組成物が提案されている(特許文献2参照)。しかしながら、特定量のチタン含有量を有するポリブチレンテレフタレート樹脂と特定のリン系化合物による改良は未だ示唆されておらず、流動性、耐衝撃性、耐熱性、色相、滞留熱安定性、耐薬品性、疲労特性、耐湿熱性についてバランス良く優れた芳香族ポリカーボネート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂とのポリマーアロイを開示するものではなかった。
【0008】
一方、色相や熱安定性の問題点を解決する手段として、芳香族ポリカーボネート樹脂とポリエステル樹脂とのポリマーアロイに特定のリン系化合物を配合する技術が知られている(特許文献3〜7参照)。かしながら、単に芳香族ポリカーボネート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂とのポリマーアロイに特定のリン系化合物を配合するだけでは、流動性、耐衝撃性、耐熱性、色相、滞留熱安定性、耐薬品性、疲労特性、耐湿熱性のバランスにおいて必ずしも満足できるものではなく、諸物性のバランス良く優れた芳香族ポリカーボネート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂とのポリマーアロイを開示するものではなかった。
【0009】
【特許文献1】特開2002−294060号公報
【特許文献2】特開2006−45533号公報
【特許文献3】特開平3−97752号公報
【特許文献4】特開昭63−265949号公報
【特許文献5】特開昭54−40854号公報
【特許文献6】特開昭54−58754号公報
【特許文献7】特開2007−77208号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、その目的は、上記従来技術の諸欠点を解消し、流動性、耐衝撃性、耐熱性、色相、滞留熱安定性、耐薬品性、疲労特性、耐湿熱性についてバランス良く優れた、芳香族ポリカーボネート樹脂組成物を提供することにある。
【0011】
本発明者らは上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、芳香族ポリカーボネート樹脂の含有量が多い、芳香族ポリカーボネート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂とのポリマーアロイにおいて、特定量のチタン化合物を有するポリブチレンテレフタレート樹脂を用い、そして特定の有機リン酸エステル金属塩を含有することによって、流動性、耐衝撃性、耐熱性、色相、滞留熱安定性、耐薬品性、疲労特性、耐湿熱性についてバランス良く優れた芳香族ポリカーボネート樹脂組成物(以下、単に「樹脂組成物」ということがある。)となることを見出し、本発明を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【0012】
すなわち、本発明の第1の要旨は、芳香族ポリカーボネート樹脂(A成分)51〜99重量%と、ポリブチレンテレフタレート樹脂(B成分)1〜49重量%と(ただし、A成分とB成分の合計は100重量%)、A成分とB成分の合計100重量部に対して、有機リン酸エステル金属塩(C成分)0.001〜3重量部とから成る芳香族ポリカーボネート樹脂組成物であって、ポリブチレンテレフタレート樹脂におけるチタン化合物含有量がチタン原子として1ppmを超えて75ppm以下であり、有機リン酸エステル金属塩が下記一般式(1)、(2)、(3)及び(4)で表される有機リン酸エステル金属塩から成る群より選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする芳香族ポリカーボネート樹脂組成物に存する。
【0013】
【化1】

【0014】
一般式(1)中、R〜Rはアルキル基またはアリール基であり、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。Mはアルカリ土類金属および亜鉛より選ばれる金属を表す。
【0015】
【化2】

【0016】
一般式(2)中、Rはアルキル基またはアリール基であり、Mはアルカリ土類金属および亜鉛より選ばれる金属を表す。
【0017】
【化3】

【0018】
一般式(3)中、R〜R11はアルキル基またはアリール基であり、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。M’は3価の金属イオンとなる金属原子を表す。
【0019】
【化4】

【0020】
一般式(4)中、R12〜R14は、アルキル基またはアリール基であり、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。M’は3価の金属イオンとなる金属原子を表し、2つのM’はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
【0021】
本発明の第2の要旨は、上記の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物を成形して成る樹脂成形品に存する。
【発明の効果】
【0022】
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物は、流動性、耐衝撃性、耐熱性、色相、滞留熱安定性、耐薬品性、疲労特性、耐湿熱性の諸物性を同時に満たす、物性バランスの優れた樹脂組成物である。
【0023】
このような特長を有する本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物は、幅広い分野に使用することが可能であり、電気・電子機器部品、OA機器、機械部品、車輌部品、建築部材、各種容器、レジャー用品・雑貨類などの各種用途に有用であり、特に車輌外装・外板部品、車輌内装部品への適用が期待できる。
【0024】
車輌外装・外板部品としては、アウタードアハンドル、バンパー、フェンダー、ドアパネル、トランクリッド、フロントパネル、リアパネル、ルーフパネル、ボンネット、ピラー、サイドモール、ガーニッシュ、ホイールキャップ、フードバルジ、フューエルリッド、各種スポイラー、モーターバイクのカウルなどが挙げられる。
【0025】
車輌内装部品としては、インナードアハンドル、センターパネル、インストルメンタルパネル、コンソールボックス、ラゲッジフロアボード、カーナビゲーションなどのディスプレイハウジングなどが挙げられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0026】
以下、本発明を更に詳細に説明する。尚、本願明細書において「〜」とは、その前後に記載される数値を下限値および上限値として含むことを意味し、また各種化合物が有する「基」は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、置換基を有していてもよいことを含む。
【0027】
[1]芳香族ポリカーボネート樹脂(A成分):
本発明に用いる芳香族ポリカーボネート樹脂(以下、「A成分」と略記することがある。)とは、原料として、芳香族ジヒドロキシ化合物とカーボネート前駆体とを使用し、または、これらに併せて少量のポリヒドロキシ化合物を使用して得られ、直鎖または分岐の熱可塑性の重合体または共重合体である。
【0028】
上記の芳香族ジヒドロキシ化合物としては、例えば、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(=ビスフェノールA)、2,2−ビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(=テトラブロモビスフェノールA)、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、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン、1,1−ビス(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)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(3−ブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジクロロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−フェニル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1−トリクロロプロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサクロロプロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン等のビス(ヒドロキシアリール)アルカン類が挙げられる。
【0029】
また、上記以外の芳香族ジヒドロキシ化合物としては、例えば、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)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン等で例示されるビス(ヒドロキシアリール)シクロアルカン類;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)フルオレン等で例示されるカルド構造含有ビスフェノール類;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等で例示される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、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジメチルジフェニルスルフィド等で例示される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等で例示される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等で例示されるジヒドロキシジアリールスルホン類;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が挙げられる。
【0030】
上記の中では、ビス(4−ヒドロキシフェニル)アルカン類が好ましく、特に耐衝撃性の点から、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]が好ましい。芳香族ジヒドロキシ化合物は2種類以上を併用してもよい。
【0031】
前記の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、その具体例としては、ホスゲン;ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート等のジアリールカーボネート類;ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等のジアルキルカーボネート類;二価フェノールのジハロホルメート等が挙げられる。これらのカーボネート前駆体は2種類以上を併用してもよい。
【0032】
また、本発明で使用する芳香族ポリカーボネート樹脂は、三官能以上の多官能性芳香族化合物を共重合した、分岐芳香族ポリカーボネート樹脂であってもよい。三官能以上の多官能性芳香族化合物としては、例えば、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、2,6−ジメチル−2,4,6−トリ(4−ヒドロキシフェニル)ヘプテン−3、1,3,5−トリ(4−ヒドロキシフェニル)べンゼン、1,1,1−トリ(4−ヒドロキシフェニル)エタン等のポリヒドロキシ化合物類の他、3,3−ビス(4−ヒドロキシアリール)オキシインドール(=イサチンビスフェノール)、5−クロロイサチン、5,7−ジクロロイサチン、5−ブロムイサチン等が挙げられる。これらの中では、1,1,1−トリ(4−ヒドロキシフェニル)エタンが好ましい。多官能性芳香族化合物は、前記の芳香族ジヒドロキシ化合物の一部を置換して使用することが出来、その使用量は、芳香族ジヒドロキシ化合物に対し、通常0.01〜10モル%、好ましくは0.1〜2モル%である。
【0033】
芳香族ポリカーボネート樹脂の製造方法としては、例えば、界面重合法、溶融エステル交換法、ピリジン法、環状カーボネート化合物の開環重合法、プレポリマーの固相エステル交換法などが挙げられる。工業的には、界面重合法または溶融エステル交換法が有利であり、以下、この二つの方法の代表例について説明する。
【0034】
界面重合法による反応は、例えば、次の様に行うことが出来る。先ず、反応に不活性な有機溶媒とアルカリ水溶液の存在下、通常pHを9以上に保ち、芳香族ジヒドロキシ化合物とホスゲンとを反応させる。この際、必要に応じ、反応系内に分子量調整剤(末端停止剤)や芳香族ジヒドロキシ化合物の酸化防止剤を存在させることが出来る。次いで、第三級アミン、第四級アンモニウム塩などの重合触媒を添加し、界面重合を行う。
【0035】
反応に不活性な有機溶媒としては、例えば、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の塩素化炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素などが挙げられる。また、アルカリ水溶液の調製に使用するアルカリ化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物が挙げられる。
【0036】
分子量調節剤としては、一価のフェノール性水酸基を有する化合物が挙げられ、その具体例としては、m−メチルフェノール、p−メチルフェノール、m−プロピルフェノール、p−プロピルフェノール、p−tert−ブチルフェノール、p−長鎖アルキル置換フェノール等が挙げられる。分子量調節剤の使用量は、芳香族ジヒドロキシ化合物100モルに対し、通常0.5〜50モル、好ましくは好ましくは1〜30モルである。
【0037】
重合触媒としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリプロピルアミン、トリヘキシルアミン、ピリジン等の第三級アミン類;トリメチルベンジルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムクロライド、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド等の第四級アンモニウム塩などが挙げられる。
【0038】
ホスゲン化反応の温度は通常0〜40℃、反応時間は数分(例えば10分)ないし数時間(例えば6時間)である。また、分子量調節剤の添加時期は、ホスゲン化反応以降、重合反応開始時迄の間において、適宜に選択することが出来る。
【0039】
溶融エステル交換法による反応は、例えば、炭酸ジエステルと芳香族ジヒドロキシ化合物とのエステル交換反応により行う。炭酸ジエステルとしては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−tert−ブチルカーボネート等の炭酸ジアルキル化合物、ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート等の置換ジフェニルカーボネート等が挙げられる。これらの中では、ジフェニルカーボネート又は置換ジフェニルカーボネートが好ましく、特にジフェニルカーボネートが好ましい。
【0040】
一般に、溶融エステル交換法においてはエステル交換触媒が使用される。エステル交換触媒は、特に制限はないが、アルカリ金属化合物および/またはアルカリ土類金属化合物が好ましい。また、補助的に、塩基性ホウ素化合物、塩基性リン化合物、塩基性アンモニウム化合物またはアミン系化合物などの塩基性化合物を併用してもよい。エステル交換反応の温度は通常100〜320℃である。そして、引き続き行われる溶融重縮合反応は、最終的には2mmHg以下の減圧下において、芳香族ヒドロキシ化合物などの副生成物を除去しながら行われる。
【0041】
溶融重縮合は、バッチ式または連続式の何れの方法でも行うことが出来るが、連続式で行うことが好ましい。溶融エステル交換法に使用する触媒失活剤としては、当該エステル交換反応触媒を中和する化合物、例えばイオウ含有酸性化合物またはそれより形成される誘導体を使用することが好ましい。触媒失活剤の使用量(添加量)は、当該触媒が含有するアルカリ金属に対し、通常0.5〜10当量、好ましくは1〜5当量であり、ポリカーボネートに対し、通常1〜100ppm、好ましくは1〜20ppmである。
【0042】
また、樹脂の熱安定性、加水分解安定性、色調などに大きな影響を及ぼす芳香族ポリカーボネート樹脂の末端水酸基量は、従来公知の任意の方法によって適宜調整することが出来る。溶融エステル交換法の場合は、炭酸ジエステルと芳香族ジヒドロキシ化合物との混合比率や溶融重縮合反応時の減圧度を調整することにより、所望の分子量および末端水酸基量の芳香族ポリカーボネートを得ることが出来る。溶融エステル交換法の場合は、芳香族ジヒドロキシ化合物1モルに対する、炭酸ジエステルの割合は、通常、等モル量以上、好ましくは1.01〜1.30モルである。末端水酸基量の積極的な調整方法としては、反応時に、別途、末端停止剤を添加する方法が挙げられる。末端停止剤としては、例えば、一価フェノール類、一価カルボン酸類、炭酸ジエステル類が挙げられる。
【0043】
本発明に使用する芳香族ポリカーボネート樹脂の分子量は、溶液粘度から換算した粘度平均分子量[Mv]として、機械的強度と流動性(成形加工性容易性)の観点から、通常10,000〜50,000、好ましくは12,000〜40,000であり、更に好ましくは14,000〜35,000である。また、粘度平均分子量の異なる2種類以上の芳香族ポリカーボネート樹脂を混合してもよい。更に、必要に応じ、粘度平均分子量が上記の適範囲外である芳香族ポリカーボネート樹脂を混合してもよい。
【0044】
ここで、粘度平均分子量[Mv]とは、溶媒としてメチレンクロライドを使用し、ウベローデ粘度計を使用し、温度20℃での極限粘度[η](単位dl/g)を求め、Schnellの粘度式:η=1.23×10−4M0.83の式から算出される値を意味する。ここで極限粘度[η]とは各溶液濃度[C](g/dl)での比粘度[ηsp]を測定し、下記式により算出した値である。
【0045】
【数1】

【0046】
本発明に用いる芳香族ポリカーボネート樹脂の末端水酸基濃度は、通常1000ppm以下であり、中でも700ppm以下、更には400ppm以下、特に300ppm以下であることが好ましい。またその下限は、10ppm以上、中でも20ppm以上、更には30ppm以上、特に40ppm以上であることが好ましい。末端水酸基濃度を10ppm以上とすることで、分子量の低下が抑制でき、樹脂組成物の機械的特性や疲労特性がより向上する傾向にある。また末端基水酸基濃度を1000ppm以下にすることで、樹脂組成物の耐熱性、滞留熱安定性が、より向上する傾向にあるので好ましい。
【0047】
なお、末端水酸基濃度の単位は、芳香族ポリカーボネート樹脂重量に対する、末端水酸基の重量をppmで表示したものであり、測定方法は、四塩化チタン/酢酸法による比色定量(Macromol.Chem.88 215(1965)に記載の方法)である。
【0048】
また、本発明に使用する芳香族ポリカーボネート樹脂は、成形品外観の向上や流動性の向上を図るため、芳香族ポリカーボネートオリゴマーを含有していてもよい。この芳香族ポリカーボネートオリゴマーの粘度平均分子量[Mv]は、通常1,500〜9,500、好ましくは2,000〜9,000である。芳香族ポリカーボネートオリゴマーの使用量は、芳香族ポリカーボネート樹脂に対し、通常30重量%以下である。
【0049】
更に、本発明においては、芳香族ポリカーボネート樹脂として、バージン樹脂だけでなく、使用済みの製品から再生された芳香族ポリカーボネート樹脂、所謂マテリアルリサイクルされた芳香族ポリカーボネート樹脂を使用してもよい。使用済みの製品としては、例えば、光学ディスク等の光記録媒体、導光板、自動車窓ガラス・自動車ヘッドランプレンズ・風防などの車両透明部材、水ボトル等の容器、メガネレンズ、防音壁・ガラス窓・波板などの建築部材が挙げられる。また、製品の不適合品、スプルー、ランナー等から得られた粉砕品またはそれらを溶融して得たペレット等も使用可能である。再生された芳香族ポリカーボネート樹脂の使用割合は、バージン樹脂に対し、通常80重量%以下、好ましくは50重量%以下である。
【0050】
[2]ポリブチレンテレフタレート樹脂(B成分):
本発明に用いるポリブチレンテレフタレート樹脂(以下、「B成分」と略記することがある。)とは、テレフタル酸単位および1,4−ブタンジオール単位がエステル結合した構造を有するポリエステルであり、ジカルボン酸単位の50モル%以上がテレフタル酸単位から成り、ジオール単位の50モル%以上が1,4−ブタンジオール単位から成る高分子を言い、チタン化合物の含有量がチタン原子として1ppmを超えて75ppm以下である、ポリブチレンテレフタレート樹脂である。
【0051】
全ジカルボン酸単位中のテレフタル酸単位の割合は、好ましくは70モル%以上、更に好ましくは80モル%以上、特に好ましくは95モル%以上であり、全ジオール単位中の1,4−ブタンジオール単位の割合は、好ましくは70モル%以上、更に好ましくは80モル%以上、特に好ましくは95モル%以上である。テレフタル酸単位または1,4−ブタンジオール単位を50モル%以上とすることによって、ポリブチレンテレフタレート樹脂の結晶化速度の低下を抑制し、また成形性を良好なものとすることが出来る。
【0052】
本発明に用いるポリブチレンテレフタレート樹脂において、テレフタル酸以外のジカルボン酸成分には特に制限はなく、従来公知の任意のものを使用できる。具体的には例えば、フタル酸、イソフタル酸、4,4’−ジフェニルジカルボン酸、4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、4,4’−ベンゾフェノンジカルボン酸、4,4’−ジフェノキシエタンジカルボン酸、4,4’−ジフェニルスルホンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸などを挙げることが出来る。これらのジカルボン酸成分は、ジカルボン酸として、または、ジカルボン酸エステル、ジカルボン酸ハライド等のジカルボン酸誘導体を原料として、ポリマー骨格に導入できる。
【0053】
本発明に用いるポリブチレンテレフタレート樹脂において、1,4−ブタンジオール以外のジオール成分には特に制限はなく、従来公知の任意のものを使用できる。具体的には例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、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、ジブチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール等の脂肪族ジオール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,1−シクロヘキサンジメチロール、1,4−シクロヘキサンジメチロール等の脂環式ジオール、キシリレングリコール、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン等の芳香族ジオール等を挙げることが出来る。
【0054】
本発明に用いるポリブチレンテレフタレート樹脂においては、更に、乳酸、グリコール酸、m−ヒドロキシ安息香酸、p−ヒドロキシ安息香酸、6−ヒドロキシ−2−ナフタレンカルボン酸、p−β−ヒドロキシエトキシ安息香酸などのヒドロキシカルボン酸、アルコキシカルボン酸、ステアリルアルコール、ベンジルアルコール、ステアリン酸、安息香酸、t−ブチル安息香酸、ベンゾイル安息香酸などの単官能成分、トリカルバリル酸、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、没食子酸、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセロール、ペンタエリスリトール等の三官能以上の多官能成分などを共重合成分として使用することが出来る。
【0055】
本発明に用いるポリブチレンテレフタレート樹脂は、例えば1,4−ブタンジオールとテレフタル酸(又はテレフタル酸ジアルキル)を、チタン化合物などの触媒存在下にて重縮合することにより得られる。本発明に用いるポリブチレンテレフタレート樹脂の特徴は、チタン含量がチタン原子として1ppmを超えて75ppm以下である点に存する。この値はポリブチレンテレフタレート樹脂に対するチタン原子の重量比である。なおチタン原子の含有量は、湿式灰化などの方法でポリマー中の金属を回収し、原子発光、原子吸光、Inductively Coupled Plasma(ICP)等の方法を使用して測定することが出来る。
【0056】
チタン含有量の下限は、チタン原子として1ppm、中でも10ppm、更には20ppm、特に25ppmであることが好ましく、また上限は、チタン原子として75ppm、中でも50ppm、特に45ppmであることが好ましい。チタンの含有量がチタン原子として1ppm未満では、ポリブチレンテレフタレート樹脂の重合反応速度が低下するため、高温、長時間で重合反応を進めざるを得なくなり、ポリブチレンテレフタレート樹脂の色調悪化や熱劣化反応が助長されるだけでなく、芳香族ポリカーボネートとの混練の際に反応が進行せずポリマーアロイの機械的物性や疲労特性の低下を招くので好ましくない。
【0057】
一方、チタンの含有量がチタン原子として75ppmを超えると混練時や成形時のガスの発生や熱安定性の悪化を招くだけでなく、エステル交換反応の制御が困難となり、芳香族ポリカーボネートとのポリマーアロイの耐熱性、滞留熱安定性やリサイクル特性の悪化、更には機械的物性や色調の低下を招くので好ましくない。
【0058】
本発明に用いるポリブチレンテレフタレート樹脂は、先述の通りチタン化合物を含有するが、このチタン化合物はポリブチレンテレフタレート樹脂の重縮合触媒であることが好ましい。この重縮合触媒として用いるチタン化合物としては、特に制限はなく、具体的には例えば、酸化チタン、四塩化チタン等の無機チタン化合物類;テトラメチルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラブチルチタネート等のチタンアルコラート類;テトラフェニルチタネート等のチタンフェノラート類;などが挙げられる。中でもチタンアルコラート類が好ましく、更にはテトラアルキルチタネート類が好ましく、特にテトラブチルチタネートが好ましい。
【0059】
本発明に用いるポリブチレンテレフタレート樹脂は、チタン化合物以外に、1族金属化合物および/または2族金属化合物を含有していることが好ましい。ポリブチレンテレフタレート樹脂における1族金属化合物および/または2族金属化合物の含有量は、その金属原子換算で、好ましくは1ppmを超えて50ppm以下である。なお、金属原子の含有量は、上述のチタンの測定法と同様に測定することが出来る。
【0060】
1族金属化合物および/または2族金属化合物の含有量の下限は、その金属原子換算で中でも3ppm、特に5ppmであることが好ましい。またその上限は、その金属原子換算で50ppm、中でも30ppm、特に20ppmであることが好ましい。1族金属化合物および/または2族金属化合物の含有量を1ppm以上とすることで、樹脂組成物の機械的特性や疲労特性が向上する傾向にあり、1族金属化合物および/または2族金属化合物の含有量を50ppm未満とすることで樹脂組成物の耐熱性、滞留熱安定性や色相が向上する傾向にある。
【0061】
本発明に用いるポリブチレンテレフタレート樹脂は、先述の通り1族金属化合物および/または2族金属化合物チタン化合物を含有するが、これらの化合物はポリブチレンテレフタレート樹脂の重縮合触媒や、チタン化合物触媒の助触媒であることが好ましい。この重縮合触媒として用いる1族金属化合物および/または2族金属化合物としては特に制限はなく、具体的には例えば、1族金属化合物としてはリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウムの、水酸化物類;酸化物類;アルコラート類;酢酸塩、リン酸塩、炭酸塩などの各種有機酸塩類;などの各種化合物が挙げられる。また2族金属化合物としては、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムの、水酸化物類;酸化物類;アルコラート類;酢酸塩、リン酸塩、炭酸塩などの各種有機酸塩類;などの各種化合物が挙げられる。
【0062】
これらは単独で使用しても、また併用してもよい。中でも、取り扱いや入手の容易さ、触媒効果の点から、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム等の化合物が好ましく、更には触媒効果と色調に優れるマグネシウム化合物が好ましい。
【0063】
マグネシウム化合物としては、具体的には例えば酢酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、マグネシウムアルコキサイド、燐酸水素マグネシウム等が挙げられる。中でも有機酸塩類が好ましく、特に酢酸マグネシウムが好ましい。
【0064】
本発明に用いるポリブチレンテレフタレート樹脂の末端カルボキシル基の濃度は、好ましくは1〜39μeq/gであり、中でも5〜35μeq/g、特に10〜30μeq/gであることが好ましい。末端カルボキシル基を39μeq/g以下とすることで、樹脂組成物の機械的特性や疲労特性が向上する傾向にあり、逆に末端カルボキシル基濃度を1μeq/g以上とすることで、樹脂組成物の耐熱性、滞留熱安定性や色相が向上する傾向にあり、好ましい。
【0065】
なお、ポリブチレンテレフタレート樹脂の末端カルボキシル基濃度は、ベンジルアルコール25mLにポリブチレンテレフタレート樹脂0.5gを溶解し、水酸化ナトリウムの0.01モル/Lベンジルアルコール溶液を使用して滴定することにより求めることができる。
【0066】
ポリブチレンテレフタレート樹脂の末端には、上記カルボキシル基以外に水酸基、ビニル基があり、その他として原料由来のメトキシカルボニル基が残存していることがあり、特に、テレフタル酸ジメチルを原料とする場合には多く残存することがある。
【0067】
また、ポリブチレンテレフタレート樹脂における末端メトキシカルボニル基は、樹脂成形時などにおいて、成型時に係る熱により、毒性のメタノール、ホルムアルデヒド、蟻酸などが発生する原因となり、例えば蟻酸は金属製の成形機器やこれに付随する真空関連機器などに影響を及ぼす恐れがある。よって本発明に用いるポリブチレンテレフタレート樹脂においては、末端メトキシカルボニル基の量(濃度)が0.5μeq/g以下であることが好ましく、中でも0.3μeq/g以下、更には0.2μeq/g以下、特に0.1μeq/g以下であることが好ましい。
【0068】
また、本発明に用いるポリブチレンテレフタレート樹脂の末端ビニル基濃度は、通常0.1〜15μeq/gであり、中でも0.5〜10μeq/g、特に1〜8μeq/gであることが好ましい。末端ビニル基濃度が高すぎる場合は、樹脂組成物の色調悪化の原因となり、成形時の熱履歴により、末端ビニル基濃度は更に上昇する傾向にあるため、成形温度が高い場合、リサイクル工程を有する製造方法の場合には、更に色調が悪化する場合がある。
【0069】
上記の各末端基濃度は、重クロロホルム/ヘキサフルオロイソプロパノール=7/3(体積比)の混合溶媒にポリブチレンテレフタレート樹脂を溶解させ、1H−NMRを測定することによって定量することが出来る。この際、溶媒シグナルとの重なりを防ぐため、重ピリジン等の塩基性成分などを極少量添加してもよい。
【0070】
本発明に用いるポリブチレンテレフタレート樹脂の固有粘度は、適宜選択して決定すればよいが、通常0.5〜2dL/g、中でも0.6〜1.5dL/g、更には0.8〜1.3dL/g、特に0.95〜1.25dL/gであることが好ましい。固有粘度を0.5dL/g以上とすることで、本発明の樹脂組成物における機械的特性や疲労特性、滞留熱安定性が向上する傾向にある。逆に固有粘度を2dL/g未満とすることで樹脂組成物の流動性が向上する傾向にある。なお上記の固有粘度は、フェノール/テトラクロルエタン(重量比1/1)の混合溶媒を使用し、30℃で測定した値である。
【0071】
更に、本発明に用いるポリブチレンテレフタレート樹脂は、バージン原料だけでなく、使用済みの製品から再生されたポリブチレンテレフタレート樹脂、いわゆるマテリアルリサイクルされたポリブチレンテレフタレート樹脂の使用も可能である。使用済みの製品としては、容器、フィルム、シート、繊維、製品の不適合品、スプルー、ランナー等が挙げられ、これらから得られた粉砕品またはそれらを溶融して得たペレット等も使用可能である。
【0072】
次に、本発明に用いるポリブチレンテレフタレート樹脂の製造方法について説明する。ポリブチレンテレフタレート樹脂の製造方法は、原料面から、ジカルボン酸を主原料として使用するいわゆる直接重合法と、ジカルボン酸ジアルキルを主原料として使用するエステル交換法とに大別される。前者は初期のエステル化反応で水が生成し、後者は初期のエステル交換反応でアルコールが生成するという違いがある。
【0073】
また、ポリブチレンテレフタレート樹脂の製造方法は、原料供給またはポリマーの払い出し形態により、回分法と連続法に大別される。初期のエステル化反応またはエステル交換反応を連続操作で行い、次いで行う重縮合を回分操作で行う方法や、逆に初期のエステル化反応またはエステル交換反応を回分操作で行い、次いで行う重縮合を連続操作で行う方法もある。
【0074】
本発明に用いるポリブチレンテレフタレート樹脂は、原料の入手安定性、留出物の処理の容易さ、原料原単位の優位性、本発明の効果の観点から、直接重合法により製造したポリブチレンテレフタレート樹脂を用いることが好ましい。また本発明においては、生産性や製品品質の安定性、本発明の効果の観点から、連続的に原料を供給し、連続的にエステル化反応またはエステル交換反応を行う方法を採用することが好ましく、中でもエステル化反応またはエステル交換反応に続く重縮合反応も連続的に行う、いわゆる連続法により、ポリブチレンテレフタレート樹脂を製造することが好ましい。
【0075】
本発明に用いるポリブチレンテレフタレート樹脂の製造方法においては、エステル化反応槽にて、チタン触媒の存在下、少なくとも一部の1,4−ブタンジオールをテレフタル酸(又はテレフタル酸ジアルキル)とは独立にエステル化反応槽(又はエステル交換反応槽)に供給しながら、テレフタル酸(又はテレフタル酸ジアルキル)と1,4−ブタンジオールとを連続的にエステル化(又はエステル交換)する工程が好ましく採用される。
【0076】
即ち本発明に用いるポリブチレンテレフタレート樹脂の製造方法としては、触媒に由来するヘイズや異物を低減し、触媒活性を低下させないため、原料スラリー又は溶液として、テレフタル酸またはテレフタル酸ジアルキルと共に供給される1,4−ブタンジオールとは別に、しかも、テレフタル酸またはテレフタル酸ジアルキルとは独立に1,4−ブタンジオールをエステル化反応槽またはエステル交換反応槽に供給することが好ましい。以後、当該1,4−ブタンジオールを「別供給1,4−ブタンジオール」と称することがある。
【0077】
上記の「別供給1,4−ブタンジオール」には、プロセスとは無関係の新鮮な1,4−ブタンジオールを充てることが出来る。また、「別供給1,4−ブタンジオール」は、エステル化反応槽またはエステル交換反応槽から留出した1,4−ブタンジオールをコンデンサ等で捕集し、そのまま、または、一時タンク等へ保持して反応槽に還流させたり、不純物を分離、精製して純度を高めた1,4−ブタンジオールとして供給することも出来る。以後、コンデンサ等で捕集された1,4−ブタンジオールから構成される「別供給1,4−ブタンジオール」を「再循環1,4−ブタンジオール」と称することがある。資源の有効活用、設備の単純さの観点からは、「再循環1,4−ブタンジオール」を「別供給1,4−ブタンジオール」に充てることが好ましい。
【0078】
また、通常、エステル化反応槽またはエステル交換反応槽より留出した1,4−ブタンジオールは、1,4−ブタンジオール成分以外に、水、アルコール、テトラヒドロフラン(THF)、ジヒドロフラン等の成分を含んでいる。従って、上記の留出物した1,4−ブタンジオールは、コンデンサ等で捕集した後、または、捕集しながら、水、アルコール、THF等の成分と分離、精製し、反応槽に戻すことが好ましい。
【0079】
そして、本発明においては、「別供給1,4−ブタンジオール」の内、10重量%以上を反応液液相部に直接戻すことが好ましい。ここで、反応液液相部とは、エステル化反応槽またはエステル交換反応槽中の気液界面の液相側を示し、反応液液相部に直接戻すとは、配管などを使用して「別供給1,4−ブタンジオール」が気相部を経由せずに直接液相部分に供給されることを表す。反応液液相部に直接戻す割合は、好ましくは30重量%以上、更に好ましくは50重量%以上、特に好ましくは80重量%以上、最も好ましくは90重量%以上である。反応液液相部に直接戻す「別供給1,4−ブタンジオール」が少ない場合は、チタン触媒が失活する傾向にある。
【0080】
また反応器に戻す際の「別供給1,4−ブタンジオール」の温度は、通常50〜220℃、好ましくは100〜200℃、更に好ましくは150〜190℃である。「別供給1,4−ブタンジオール」の温度が高過ぎる場合はTHFの副生量が多くなる傾向にあり、低過ぎると場合は熱負荷が増すためエネルギーロスを招く傾向がある。
【0081】
本発明に用いるポリブチレンテレフタレート樹脂の重縮合触媒としては、上述したチタン化合物や、1族金属化合物および/または2族金属化合物(以下、これらを各々、「チタン触媒」「1属金属触媒」「2族金属触媒」とうことがある。)の他に、例えばスズやその化合物が挙げられる。
【0082】
スズは通常、スズ化合物として使用され、具体的には例えば、ジブチルスズオキサイド、メチルフェニルスズオキサイド、テトラエチルスズ、ヘキサエチルジスズオキサイド、シクロヘキサヘキシルジスズオキサイド、ジドデシルスズオキサイド、トリエチルスズハイドロオキサイド、トリフェニルスズハイドロオキサイド、トリイソブチルスズアセテート、ジブチルスズジアセテート、ジフェニルスズジラウレート、モノブチルスズトリクロライド、トリブチルスズクロライド、ジブチルスズサルファイド、ブチルヒドロキシスズオキサイド、メチルスタンノン酸、エチルスタンノン酸、ブチルスタンノン酸などが挙げられる。
【0083】
但し、一般的に、スズやスズ化合物はポリブチレンテレフタレート樹脂の色調を悪化させるため、本発明に用いるポリブチレンテレフタレート樹脂中におけるスズ化合物の含有量は低い方が好ましく、中でも、含有しないことが好ましい。具体的には、通常、スズ化合物の含有量が、スズ原子換算で200ppm以下、中でも100ppm以下、更には10ppm以下であることが好ましい。
【0084】
また本発明に用いるポリブチレンテレフタレート樹脂の製造に際しては、触媒として更に他の触媒を用いることも出来る。具体的には例えば、三酸化アンチモン等のアンチモン化合物;二酸化ゲルマニウム、四酸化ゲルマニウム等のゲルマニウム化合物;マンガン化合物;亜鉛化合物;ジルコニウム化合物;コバルト化合物;正燐酸、亜燐酸、次亜燐酸、ポリ燐酸などやこれらのエステルや金属塩などの燐化合物;などの反応助剤が挙げられる。
【0085】
また触媒の失活を防ぐため、エステル化反応(又はエステル交換反応)に使用されるチタン触媒の内、10重量%以上をテレフタル酸(又はテレフタル酸ジアルキル)とは独立に反応液液相部に直接供給することが好ましい。ここで、反応液液相部とは、エステル化反応槽またはエステル交換反応槽中の気液界面の液相側を示し、反応液液相部に直接供給するとは、配管などを使用し、チタン触媒が反応器の気相部を経由せずに直接液相部分に供給されることを表す。反応液液相部に直接添加するチタン触媒の割合は、好ましくは30重量%以上、更に好ましくは50重量%以上、特に好ましくは80重量%以上、最も好ましくは90重量%以上である。
【0086】
上記のチタン触媒は、溶媒などに溶解させたり又は溶解させずに直接エステル化反応槽またはエステル交換反応槽の反応液液相部に供給することも出来るが、供給量を安定化させ、反応器の熱媒ジャケット等からの熱による変性などの悪影響を軽減するためには、1,4−ブタンジオール等の溶媒で希釈することが好ましい。この際の濃度は、溶液全体に対するチタン触媒の濃度として、通常0.01〜20重量%、中でも0.05〜10重量%、特に0.08〜8重量%であることが好ましい。また異物低減の観点から、溶液中の水分濃度は、通常0.05〜1.0重量%とし、溶液調製の際の温度は、失活や凝集を防ぐ観点から、通常20〜150℃、中でも30〜100℃、特に40〜80℃であることが好ましい。また触媒溶液は、劣化防止、析出防止、失活防止の点から、別供給1,4−ブタンジオールと配管などで混合してエステル化反応槽またはエステル交換反応槽に供給することが好ましい。
【0087】
1族金属触媒および/または2族金属触媒は、エステル化反応槽またはエステル交換反応槽に供給することが出来るが、その供給位置に特に制限はなく、これら反応槽の反応液気相部から反応液上面へ供給してもよいし、反応液液相部に直接供給してもよい。この際、原料であるテレフタル酸や、チタン触媒と共に供給してもよいし、独立して供給してもよい。
【0088】
中でも触媒の安定性の観点から、テレフタル酸やチタン触媒とは独立して、且つ、反応液気相部から反応液上面に供給することが好ましい。2族金属触媒の供給方法としては、例えば2族触媒が常温で固体の場合には、個体のまま反応液へ供給することも出来るが、供給量を安定化させ、熱による変性などの悪影響を軽減するためには、水、1,4−ブタンジオール等の溶媒に溶解し、溶液として供給することが好ましい。この溶液中の2属金属触媒の濃度は、通常0.01重量%以上、中でも0.05重量%以上、特に0.08重量%以上であることが好ましく、その上限は20重量%以下、中でも10重量%以下、特に8重量%以下であることが好ましい。
【0089】
また、1族金属触媒および/または2族金属触媒は、エステル化反応槽またはエステル交換反応槽に続く重縮合反応槽や、それに付帯したオリゴマー配管に添加してもよい。この場合の添加方法も、供給量を安定化させ、熱による変性などの悪影響を軽減するために、水、1,4−ブタンジオール等の溶媒や、ポリテトラメチレンエーテルグリコール等の共重合成分に溶解し、溶液として供給することが好ましく、この際の濃度は、上述の溶液濃度と同様である。
【0090】
次にポリブチレンテレフタレート樹脂の製造方法として、直接重合法を採用した連続法の一例を説明する。先ずテレフタル酸を主成分とする前記ジカルボン酸成分と、1,4−ブタンジオールを主成分とする前記ジオール成分とを原料混合槽で混合してスラリーとし、単数または複数のエステル化反応槽内で、チタン触媒の存在下に、通常180〜260℃、好ましくは200〜245℃、更に好ましくは210〜235℃の温度、また、通常10〜133kPa、好ましくは13〜101kPa、更に好ましくは60〜90kPaの圧力下(絶対圧力、以下同じ。)で、通常0.5〜10時間、好ましくは1〜6時間で、連続的にエステル化反応させてオリゴマーを得る。
【0091】
次いでこのオリゴマーを重縮合反応槽に移送し、単数または複数の重縮合反応槽内で、重縮合触媒の存在下に重縮合させる。この際、好ましくは連続的に、通常210〜280℃、好ましくは220〜260℃、更に好ましくは230〜250℃の温度で、少なくとも1つの重縮合反応槽においては、通常20kPa以下、好ましくは10kPa以下、更に好ましくは5kPa以下の減圧下で、攪拌下に、通常2〜15時間、好ましくは3〜10時間で重縮合反応させる。重縮合反応により得られたポリマーは、通常、重縮合反応槽の底部からポリマー抜き出しダイに移送されてストランド状に抜き出され、水冷されながら又は水冷後、カッターで切断され、ペレット状、チップ状などの粒状体とされる。
【0092】
直接重合法の場合は、テレフタル酸と1,4−ブタンジオールとのモル比は、下記式を満たすことが好ましい。
【0093】
B/TPA=1.1〜5.0(mol/mol)
【0094】
但し上記式において、Bは単位時間当たりのエステル化反応槽に外部から供給される1,4−ブタンジオールのモル数、TPAは単位時間当たりにエステル化反応槽に外部から供給されるテレフタル酸のモル数である。
【0095】
上記の「エステル化反応槽に外部から供給される1,4−ブタンジオール」とは、原料スラリー又は溶液として、テレフタル酸またはテレフタル酸ジアルキルと共に供給される1,4−ブタンジオールの他、これらとは独立に供給する1,4−ブタンジオール、触媒の溶媒として使用される1,4−ブタンジオール等、反応槽外部から反応槽内に入る1,4−ブタンジオールの総和である。
【0096】
上記のB/TPAの値が1.1より小さい場合は、転化率の低下や触媒失活を招き、5.0より大きい場合は、熱効率が低下するだけでなく、THF等の副生物が増大する傾向にある。B/TPAの値は、好ましくは1.5〜4.5、更には2.0〜4.0、特に3.1〜3.8であることが好ましい。
【0097】
エステル交換法を採用した連続法の一例は、次の通りである。まず、単数または複数のエステル交換反応槽内で、チタン触媒の存在下に、通常110〜260℃、好ましくは140〜245℃、更に好ましくは180〜220℃の温度にて、通常10〜133kPa、好ましくは13〜120kPa、更に好ましくは60〜101kPaの圧力下で、通常0.5〜5時間、好ましくは1〜3時間で、連続的にエステル交換反応させてオリゴマーを得る。
【0098】
次いでこのオリゴマーを重縮合反応槽に移送し、単数または複数の重縮合反応槽内で、重縮合反応触媒の存在下に、好ましくは連続的に、通常210〜280℃、好ましくは220〜260℃、更に好ましくは230〜250℃の温度で、少なくとも1つの重縮合反応槽においは、通常20kPa以下、好ましくは10kPa以下、更に好ましくは5kPa以下の減圧下で、攪拌下に、通常2〜15時間、好ましくは3〜10時間で重縮合反応させる。
【0099】
エステル交換法の場合、テレフタル酸ジアルキルと1,4−ブタンジオールとのモル比は、下記式を満たすことが好ましい。
【0100】
B/DAT=1.1〜2.5(mol/mol)
【0101】
但し、上記式において、Bは、単位時間当たりのエステル化反応槽に外部から供給される1,4−ブタンジオールのモル数、DATは、単位時間当たりにエステル化反応槽に外部から供給されるテレフタル酸ジアルキルのモル数である。
【0102】
上記のB/DATの値が1.1より小さい場合は、転化率の低下や触媒活性の低下を招き、2.5より大きい場合は、熱効率が低下するだけでなく、THF等の副生物が増大する傾向にある。B/DATの値は、好ましくは1.1〜1.8、更に好ましくは1.2〜1.5である。
【0103】
本発明において、エステル化反応またはエステル交換反応は、反応時間短縮のため、1,4−ブタンジオールの沸点以上の温度で行うことが好ましい。1,4−ブタンジオールの沸点は反応の圧力に依存するが、101.1kPa(大気圧)では230℃、50kPaでは205℃である。
【0104】
エステル化反応槽またはエステル交換反応槽としては、従来公知の任意のものを使用でき、例えば、縦型攪拌完全混合槽、縦型熱対流式混合槽、塔型連続反応槽などの何れの型式であってもよい。また単数槽としても、同種もしくは異種の槽を直列または並列させた複数槽としてもよい。中でも、攪拌装置を有する反応槽が好ましく、攪拌装置としては、動力部、軸受、軸、攪拌翼から成る通常のタイプの他、タービンステーター型高速回転式攪拌機、ディスクミル型攪拌機、ローターミル型攪拌機などの高速回転するタイプも使用することが出来る。
【0105】
攪拌の形態は、特に制限されず、反応槽中の反応液を反応槽の上部、下部、横部などから直接攪拌する通常の攪拌方法の他、配管などで反応液の一部を反応器の外部に持ち出してラインミキサ−等で攪拌し、反応液を循環させる方法も採ることが出来る。攪拌翼の種類は、公知のものが選択でき、具体的には、プロペラ翼、スクリュー翼、タービン翼、ファンタービン翼、デイスクタービン翼、ファウドラー翼、フルゾーン翼、マックスブレンド翼などが挙げられる。
【0106】
ポリブチレンテレフタレート樹脂の製造においては、通常、複数段の反応槽を使用し、好ましくは2〜5の反応槽を使用し、順次に分子量を上昇させていく。通常、初期のエステル化反応またはエステル交換反応に引き続き、重縮合反応が行われる。
【0107】
ポリブチレンテレフタレート樹脂の重縮合反応工程は、単数の反応槽を使用しても、複数の反応槽を使用してもよいが、好ましくは複数の反応槽を使用する。反応槽の形態は、縦型攪拌完全混合槽、縦型熱対流式混合槽、塔型連続反応槽などの何れの型式であってもよく、また、これらを組み合わせることも出来る。中でも、攪拌装置を有する反応槽が好ましく、攪拌装置としては、動力部、軸受、軸、攪拌翼から成る通常のタイプの他、タービンステーター型高速回転式攪拌機、ディスクミル型攪拌機、ローターミル型攪拌機などの高速回転するタイプも使用することが出来る。
【0108】
攪拌の形態は、特に制限されず、反応槽中の反応液を反応槽の上部、下部、横部などから直接攪拌する通常の攪拌方法の他、配管などで反応液の一部を反応器の外部に持ち出してラインミキサ−等で攪拌し、反応液を循環させる方法も採ることが出来る。中でも、少なくとも重縮合反応槽の1つは、水平方向に回転軸を有する表面更新とセルフクリーニング性に優れた横型の反応器を使用することが推奨される。
【0109】
また、着色や劣化を抑え、ビニル基などの末端の増加を抑制するため、少なくとも1つの反応槽において、通常1.3kPa以下、中でも0.5kPa以下、特に0.3kPa以下の高真空下で行うことが好ましい。また反応温度は通常225〜255℃、中でも230〜250℃、特に233〜245℃の温度で行うのがよい。
【0110】
更に、ポリブチレンテレフタレート樹脂の重縮合反応工程は、一旦、溶融重縮合で比較的分子量の小さい、例えば、固有粘度0.1〜1.0程度のポリブチレンテレフタレート樹脂を製造した後、引き続き、ポリブチレンテレフタレート樹脂の融点以下の温度で固相重縮合(固相重合)させることも出来る。
【0111】
以下、添付図面に基づいて、本発明に用いるポリブチレンテレフタレート樹脂の製造方法の好ましい実施態様を説明する。図1は本発明で採用するエステル化反応工程またはエステル交換化反応工程の一例の説明図、図2、図3は本発明で採用する重縮合工程の一例の説明図である。
【0112】
図1において、原料のテレフタル酸は、通常、原料混合槽(図示せず)で1,4−ブタンジオールと混合され、原料供給ライン(1)からスラリーの形態で反応槽(A)に供給され、原料がテレフタル酸ジアルキルの場合は、通常溶融した状態で反応槽(A)に供給される。一方、チタン触媒は、好ましくは触媒調整槽(図示せず)で1,4−ブタンジオールの溶液とした後、触媒供給ライン(3)から供給される。図1では再循環1,4−ブタンジオールの再循環ライン(2)に触媒供給ライン(3)を連結し、両者を混合した後、反応槽(A)の液相部に供給する態様を示した。
【0113】
反応槽(A)から留出するガスは、留出ライン(5)を経て精留塔(C)で高沸成分と低沸成分とに分離される。通常、高沸成分の主成分は1,4−ブタンジオールであり、低沸成分の主成分は、直接重合法の場合は水およびTHF、エステル交換法の場合は、アルコール、THF、水である。
【0114】
精留塔(C)で分離された高沸成分は抜出ライン(6)から抜き出され、ポンプ(D)を経て、一部は再循環ライン(2)から反応槽(A)に循環され、一部は循環ライン(7)から精留塔(C)に戻される。また、余剰分は抜出ライン(8)から外部に抜き出される。一方、精留塔(C)で分離された軽沸成分はガス抜出ライン(9)から抜き出され、コンデンサ(G)で凝縮され、凝縮液ライン(10)を経てタンク(F)に一時溜められる。
【0115】
タンク(F)に集められた軽沸成分の一部は、抜出ライン(11)、ポンプ(E)及び循環ライン(12)を経て精留塔(C)に戻され、残部は、抜出ライン(13)を経て外部に抜き出される。コンデンサ(G)はベントライン(14)を経て排気装置(図示せず)に接続されている。反応槽(A)内で生成したオリゴマーは、抜出ポンプ(B)及び抜出ライン(4)を経て抜き出される。
【0116】
図1に示す工程においては、再循環ライン(2)に触媒供給ライン(3)が連結されているが、両者は独立していてもよい。また、原料供給ライン(1)は反応槽(A)の液相部に接続されていてもよい。
【0117】
図2において、前述の図1に示す抜出ライン(4)から供給されたオリゴマーは、第1重縮合反応槽(a)で減圧下に重縮合されてプレポリマーとなった後、抜出用ギヤポンプ(c)及び抜出ライン(L1)を経て第2重縮合反応槽(d)に供給さる。
【0118】
1族、および/または2族金属触媒の添加が必要な場合は、調製槽(図示せず)でこれらの触媒を1,4−ブタンジオール等の溶媒で希釈し所定濃度に調製した後、ライン(L7)を経て、1,4−ブタンジオールの供給ライン(L8)に連結し、1,4−ブタンジオールでさらに希釈した後、オリゴマーの抜出ライン(4)に供給する。これは、図3においても同様である。
【0119】
第2重縮合反応器(d)では、通常、第1重縮合反応器(a)よりも低い圧力で更に重縮合が進みポリマーとなる。得られたポリマーは、抜出用ギヤポンプ(e)及び抜出ライン(L3)を経て、ダイスヘッド(g)から溶融したストランドの形態で抜き出し、水などで冷却された後、回転式カッター(h)で切断してペレットとする。
【0120】
更に、図3においては、第2重縮合反応器(d)で得られたポリマーを、抜出用ギヤポンプ(e)及び抜出ライン(L3)を経て第3重縮合反応槽(k)に供給する。第3重縮合反応槽(k)は、複数個の攪拌翼ブロックで構成され、2軸のセルフクリーニングタイプの攪拌翼を具備した横型の反応槽である。
【0121】
通常、第2重縮合反応槽(d)においては、第1重縮合反応槽(a)よりも低い圧力で重縮合が進み、そして第3重縮合反応槽(k)において、重縮合が更に進み、ポリマーとなる。
【0122】
第3縮合反応器(k)で得られたポリマーは、抜出用ギヤポンプ(m)及び抜出ライン(L5)を経てダイスヘッド(g)から溶融したストランドの形態で抜き出され、水などで冷却された後、回転式カッター(h)で切断されてペレットとなる。
【0123】
尚、図2、3における符号(L2)、(L4)、(L6)は、各重縮合反応槽(a)、(d)、(k)のベントラインである。
【0124】
[3]有機リン酸エステル金属塩(C成分):
本発明に用いる有機リン酸エステル金属塩(以下、「C成分」と略記することがある。)とは、下記一般式(1)、(2)、(3)、及び(4)で表される有機リン酸エステル金属塩から成る群より選ばれた少なくとも一種である有機リン酸エステル金属塩であり、一般式(1)〜(4)の有機リン酸エステル金属塩を二種以上組み合わせて使用してもよい。
【0125】
【化5】

【0126】
一般式(1)中、R〜Rはアルキル基またはアリール基であり、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。Mはアルカリ土類金属および亜鉛より選ばれる金属を表す。
【0127】
【化6】

【0128】
一般式(2)中、Rはアルキル基またはアリール基であり、Mはアルカリ土類金属および亜鉛より選ばれる金属を表す。
【0129】
【化7】

【0130】
一般式(3)中、R〜R11はアルキル基またはアリール基であり、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。M’は3価の金属イオンとなる金属原子を表す。
【0131】
【化8】

【0132】
一般式(4)中、R12〜R14は、アルキル基またはアリール基であり、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。M’は3価の金属イオンとなる金属原子を表し、2つのM’はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
【0133】
一般式(1)〜(4)中、R〜R14は、色相、耐熱性、滞留熱安定性、耐薬品性、疲労特性、耐湿熱性をより向上させる観点から、好ましくは、それぞれ、炭素数1〜30のアルキル基または炭素数6〜30のアリール基であり、より好ましくは、それぞれ、炭素数2〜25のアルキル基であり、特に好ましくは、それぞれ、炭素数6〜23のアルキル基である。また、色相、耐熱性、滞留熱安定性、耐薬品性、疲労特性をより向上させる観点から、一般式(1)〜(2)中のMが好ましくは亜鉛であり、一般式(3)〜(4)中のM’が好ましくはアルミニウムである。
【0134】
有機リン酸エステル金属塩としては、色相、耐熱性、滞留熱安定性、耐薬品性、疲労特性、耐湿熱性をより向上させる観点からは、好ましくは、前記一般式(1)で表される有機リン酸エステル金属塩と前記一般式(2)で表される有機リン酸エステル金属塩の混合物であり、より好ましくは一般式(1)及び(2)中、R〜Rはそれぞれ炭素数2〜25のアルキル基であり、特に好ましくは前記一般式(1)および前記一般式(2)中のMが亜鉛である。さらに、色相、耐熱性、滞留熱安定性をより向上させる観点からは、前記一般式(1)で表される有機リン酸エステル化金属塩と前記一般式(2)で表される有機リン酸エステル金属塩の混合物の重量比は、10/90〜90/10であることが好ましく、より好ましくは20/80〜60/40であり、特に好ましくは30/70〜50/50である。
【0135】
有機リン酸エステル金属塩の具体例として、モノステアリルアシッドホスフェートホスフェートの亜鉛塩とジステアリルアシッドホスフェートの亜鉛塩の混合物、モノステアリルアシッドホスフェートホスフェートのアルミニウム塩とジステアリルアシッドホスフェートのアルミニウム塩の混合物などが挙げられる。斯かる好ましい有機リン酸エステル金属塩は、堺化学工業製「LBT−1830」や「LBT−1813」、城北化学工業製「JP−518Zn」として市販されている。
【0136】
[4]含有比率:
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物においては、これを構成するA成分〜C成分の含有比率は、A成分およびB成分の合計100重量%中、芳香族ポリカーボネート樹脂(A成分)が51〜99重量%、ポリブチレンテレフタレート樹脂(B成分)1〜49重量%であり、このA、B成分の合計100重量部に対して、有機リン酸エステル金属塩(C成分)0.001〜3重量部、である。
【0137】
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物においては、A成分およびB成分の合計100重量%中、A成分は中でも55〜90重量%、特に60〜85重量%であることが好ましく、B成分は中でも10〜45重量%、特に15〜40重量%であることが好ましい。A成分を51重量%以上とすることで耐衝撃性が向上する傾向にあり、99重量%未満にすることで流動性や耐薬品性が向上する傾向にある。
【0138】
またC成分は、A成分とB成分の合計100重量部に対して、中でも0.003〜2重量部、更には0.005〜1重量部、特には0.01〜0.2重量部が好ましい。C成分の含有量が0.001重量部以上とすることで、耐衝撃性、耐熱性、色相、滞留熱安定性、耐薬品性、疲労特性が向上する傾向にあり、3重量部未満にすることで耐衝撃性、耐熱性、色相、滞留熱安定性、耐薬品性、疲労特性、耐湿熱性が向上する傾向にある。
【0139】
[5]ゴム性重合体(D成分):
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物には、耐衝撃性を向上させる目的でゴム性重合体(以下、「D成分」と略記することがある。)を配合することが好ましい。ゴム性重合体とは、ガラス転移温度が0℃以下、中でも−20℃以下のものを示し、ゴム性重合体にこれと共重合可能な単量体成分とを共重合した重合体をも含む。本発明に用いるゴム性重合体は、一般に芳香族ポリカーボネート樹脂に配合されて、その耐衝撃性を改良し得る、従来公知の任意のものを使用できる。
【0140】
ゴム性重合体の具体例としては、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、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)、ブチルアクリレート・2−エチルヘキシルアクリレート共重合体などのポリアルキルアクリレートゴム;ポリオルガノシロキサンゴム等のシリコーン系ゴムの他、ブタジエン−アクリル複合ゴム、ポリオルガノシロキサンゴムとポリアルキルアクリレートゴムとから成るIPN型複合ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−αオレフィン系ゴム(エチレン−プロピレンゴム、エチレン−ブテンゴム、エチレン−オクテンゴム等)、エチレン−アクリルゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。これらは2種以上を併用してもよい。これらの中では、耐衝撃性の面から、ポリブタジエンゴム、ポリアルキルアクリレートゴム、ポリオルガノシロキサンゴムとポリアルキルアクリレートゴムとから成るIPN型複合ゴム、スチレン−ブタジエンゴムの群から選択される何れか1種が好ましい。
【0141】
ゴム性重合体と共重合可能な単量体成分の具体例としては、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、グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基含有(メタ)アクリル酸エステル化合物;マレイミド、N−メチルマレイミド、N−フェニルマレイミド等のマレイミド化合物;マレイン酸、フタル酸、イタコン酸などのα,β−不飽和カルボン酸化合物やそれらの無水物(例えば無水マレイン酸など)等が挙げられる。これらの単量体成分は2種以上を併用してもよい。これらの中では、耐衝撃性の面から、好ましくは、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)アクリル酸化合物の群から選択される何れか1種であり、更に好ましくは(メタ)アクリル酸エステル化合物である。(メタ)アクリル酸エステル化合物の具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル等が挙げられる。
【0142】
本発明に用いるゴム性重合体は、耐衝撃性の点からコア/シェル型グラフト共重合体タイプのものが好ましい。この場合、コア層は、ポリブタジエン含有ゴム、ポリブチルアクリレート含有ゴム、ポリオルガノシロキサンゴムとポリアルキルアクリレートゴムとから成るIPN(interpenetrating polymer network)型複合ゴムの群から選択される少なくとも1種のゴム成分で形成し、シェル層は、(メタ)アクリル酸エステル、アクリロニトリル−スチレン共重合体で形成するのが好ましい。
【0143】
上記のコア/シェル型グラフト共重合体の好ましい具体例としては、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン共重合体(MBS)、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体(MB)、メチルメタクリレート−アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(MABS)、メチルメタクリレート−アクリルゴム共重合体(MA)、アクリロニトリル−スチレン−アクリルゴム共重合体(ASA)、メチルメタクリレート−アクリルゴム−スチレン共重合体(MAS)、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)共重合体などが挙げられる。これらは2種以上を併用してもよい。
【0144】
また、上記のコア/シェル型グラフト共重合体の商品としては、例えば、ガンツ化成社製の「スタフィロイドMG1011」、ローム・アンド・ハース・ジャパン社製の「パラロイドEXL2315」、「EXL2602」、「EXL2603」等のEXLシリーズ、「KM330」、「KM336P」等のKMシリーズ、「KCZ201」等のKCZシリーズ、三菱レイヨン社製の「メタブレンS−2001」、「SRK−200」等が挙げられる。
【0145】
その他のゴム性重合体の具体例としては、スチレン−ブタジエン共重合体(SBR)、スチレン−ブタジエン−スチレンブロツク共重合体(SBS)、スチレン−エチレン/ブチレン−スチレンブロック共重合体(SEBS)、スチレン−エチレン/プロピレン−スチレンブロック共重合体(SEPS)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム−スチレン共重合体(ABS)、アクリロニトリル−エチレンプロピレンゴム−スチレン共重合体(AES)等が挙げられる。
【0146】
ゴム性重合体の含有量は、芳香族ポリカーボネート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂の合計100重量部に対し、通常1〜40重量部、好ましくは2〜30重量部、更に好ましくは3〜25重量部である。ゴム性重合体の含有量を1重量部以上とすることで耐衝撃性が向上する傾向にあり、40重量部未満とすることで剛性や耐熱性、耐湿熱性が向上する傾向にある。
【0147】
[6]酸化チタン(E成分):
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物には、所望の色相に着色させる目的で酸化チタン(以下、「E成分」と略記することがある。)を配合することが好ましく、酸化チタンを配合した樹脂組成物においてより一層に本発明の効果が発現される。酸化チタンの含有量は、芳香族ポリカーボネート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂の合計100重量部に対し、通常0.01〜10重量部、好ましくは0.03〜7重量部、更に好ましくは0.05〜5重量部である。酸化チタンの含有量を0.01重量部未満では着色性に劣る場合があり、10重量部以上では耐衝撃性や滞留熱安定性、疲労特性、耐湿熱性に劣る場合がある。
【0148】
酸化チタンとしては、各種の酸化チタンを用いることができ、酸化チタンの平均粒子径は、通常0.05〜0.5μmである。平均粒子径が0.05μm未満であると滞留熱安定性や耐湿熱性に劣り、0.5μmを越えると色相(白度)に劣りさらに成形品表面に肌荒れを起こしたり、衝撃強度の低下を生じやすい。酸化チタンの平均粒子径は、好ましくは0.1〜0.5μmであり、より好ましくは0.15〜0.35μmである。
【0149】
また、本発明で用いる酸化チタンは、塩素法で製造された酸化チタンが好ましい。塩素法で製造された酸化チタンは、硫酸法で製造された酸化チタンに比べて、白度などの点で優れている。酸化チタンの結晶形態としては、ルチル型の酸化チタンが好ましく、アナターゼ型の酸化チタンに比べ、白度の点で優れている。
【0150】
さらに、酸化チタンとして、有機化合物による表面処理をしたものを使用するのが好ましい。有機化合物の具体例としては、アルコキシ基、エポキシ基、アミノ基、Si−H結合などを有する有機シラン化合物あるいは有機シリコーン化合物が挙げられ、好ましくはSi−H結合を有するシリコーン化合物であり、特に好ましくはメチルハイドロジェンポリシロキサンである。
【0151】
[7]その他成分:
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物は、必要に応じて本発明の目的を損なわない範囲において上記A、B、C、D、E成分以外に他の樹脂や各種樹脂添加剤を含有していてもよい。
【0152】
他の樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂などのポリブチレンテレフタレート樹脂以外のポリエステル樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリスチレン樹脂などのスチレン系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などのポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリメタクリレート樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。
【0153】
また、各種樹脂添加剤としては、酸化防止剤、熱安定剤、離型剤、染顔料、強化剤、難燃剤、耐衝撃性改良剤、耐候性改良剤、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、防菌剤などが挙げられる。これらは2種以上を併用してもよい。以下、本発明の樹脂組成物に好適な添加剤の一例について具体的に説明する。
【0154】
酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系酸化防止剤が挙げられる。その具体例としては、ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、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、チオジエチレンビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、N,N’−ヘキサン−1,6−ジイルビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニルプロピオナミド)、2,4−ジメチル−6−(1−メチルペンタデシル)フェノール、ジエチル[[3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル]メチル]ホスフォエート、3,3’,3’’,5,5’,5’’−ヘキサ−tert−ブチル−a,a’,a’’−(メシチレン−2,4,6−トリイル)トリ−p−クレゾール、4,6−ビス(オクチルチオメチル)−o−クレゾール、エチレンビス(オキシエチレン)ビス[3−(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−m−トリル)プロピオネート]、ヘキサメチレンビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,3,5−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン,2,6−ジ−tert−ブチル−4−(4,6−ビス(オクチルチオ)−1,3,5−トリアジン−2−イルアミノ)フェノール等が挙げられる。これらは2種以上を併用してもよい。
【0155】
上記の中では、ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートが好ましい。これら2つのフェノール系酸化防止剤は,チバ・スペシャルテイ・ケミカルズ社より、「イルガノックス1010」及び「イルガノックス1076」の名称で市販されている。
【0156】
酸化防止剤の含有量は、芳香族ポリカーボネート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂の合計100重量部に対し、通常0.001〜1重量部、好ましくは0.01〜0.5重量部である。酸化防止剤の含有量が0.001重量部未満の場合は抗酸化剤としての効果が不十分であり、1重量部を超える場合は効果が頭打ちとなり経済的ではない。
【0157】
本発明で使用される熱安定剤としては、分子中の少なくとも1つのエステルがフェノール及び/又は炭素数1〜25のアルキル基を少なくとも1つ有するフェノールでエステル化された亜リン酸エステル化合物(a)、亜リン酸(b)及びテトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレン−ジ−ホスホナイト(c)の群から選ばれた少なくとも1種である。
【0158】
上記の亜リン酸エステル化合物(a)の具体例としては、トリオクチルホスファイト、トリデシルホスファイト、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(オクチルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、トリ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、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、ジフェニルペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、ビス(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト等が挙げられる。これらは、単独でも2種以上の混合して使用してもよい。上記の中で、特にトリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、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が好ましい。
【0159】
熱安定剤の含有量は、芳香族ポリカーボネート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂の合計100重量部に対し、通常0.001〜1重量部、好ましくは0.01〜0.5重量部である。熱安定剤の含有量が0.001重量部未満の場合は熱安定剤としての効果が不十分であり、1重量部を超える場合は耐加水分解性が悪化する場合がある。
【0160】
離型剤としては、脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸とアルコールとのエステル、数平均分子量200〜15000の脂肪族炭化水素化合物、ポリシロキサン系シリコーンオイルの群から選ばれる少なくとも1種の化合物があげられる。
【0161】
脂肪族カルボン酸としては、飽和または不飽和の脂肪族1価、2価または3価カルボン酸を挙げることが出来る。ここで脂肪族カルボン酸とは、脂環式のカルボン酸も包含する。これらの中では、好ましい脂肪族カルボン酸は、炭素数6〜36の1価または2価カルボン酸であり、炭素数6〜36の脂肪族飽和1価カルボン酸が更に好ましい。斯かる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、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、アジピン酸、アゼライン酸などが挙げられる。
【0162】
脂肪族カルボン酸とアルコールとのエステルにおける脂肪族カルボン酸としては、前記脂肪族カルボン酸と同じものが使用できる。一方、アルコールとしては、飽和または不飽和の1価または多価アルコールを挙げることが出来る。これらのアルコールは、フッ素原子、アリール基などの置換基を有していてもよい。これらの中では、炭素数30以下の1価または多価の飽和アルコールが好ましく、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更に好ましい。ここで脂肪族とは、脂環式化合物も含有する。斯かる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が挙げられる。
【0163】
なお、上記のエステル化合物は、不純物として脂肪族カルボン酸および/また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。
【0164】
脂肪族カルボン酸とアルコールとのエステルの具体例としては、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、ベヘン酸ステアリル、グリセリンモノパルミテート、グリセリンモノステアレート、グリセリンジステアレート、グリセリントリステアレート、ペンタエリスリトールモノパルミテート、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールジステアレート、ペンタエリスリトールトリステアレート、ペンタエリスリトールテトラステアレート等が挙げられる。
【0165】
数平均分子量200〜15000の脂肪族炭化水素としては、流動パラフィン、パラフィンワックス、マイクロワックス、ポリエチレンワックス、フィッシャートロプシュワックス、炭素数3〜12のα−オレフィンオリゴマー等が挙げられる。ここで、脂肪族炭化水素としては、脂環式炭化水素も含まれる。また、これらの炭化水素化合物は部分酸化されていてもよい。これらの中では、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス又はポリエチレンワックスの部分酸化物が好ましく、パラフィンワックス、ポリエチレンワックスが更に好ましい。数平均分子量は、好ましくは200〜5000である。これらの脂肪族炭化水素は単一物質であっても、構成成分や分子量が様々なものの混合物であっても、主成分が上記の範囲内であればよい。
【0166】
ポリシロキサン系シリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、フェニルメチルシリコーンオイル、ジフェニルシリコーンオイル、フッ素化アルキルシリコーン等が挙げられる。これらは2種類以上を併用してもよい。
【0167】
離型剤の含有量は、芳香族ポリカーボネート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂の合計100重量部に対し、通常0.001〜2重量部、好ましくは0.01〜1重量部である。離型剤の含有量が0.001重量部未満の場合は離型性の効果が十分でない場合があり、2重量部を超える場合は、耐加水分解性の低下、射出成形時の金型汚染などの問題がある。
【0168】
無機フィラーの具体例としては、ガラス繊維(チョップドストランド)、ガラス短繊維(ミルドファイバー)、ガラスフレーク、ガラスビーズ等のガラス系フィラー;炭素繊維、炭素短繊維、カーボンナノチューブ、黒鉛などの炭素系フィラー;チタン酸カリウム、ホウ酸アルミニウム等のウィスカー;タルク、マイカ、ウォラストナイト、カオリナイト、ゾノトライト、セピオライト、アタバルジャイト、モンモリロナイト、ベントナイト、スメクタイトなどの珪酸塩化合物;シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム等が挙げられる。これらの中では、ガラス繊維(チョップドストランド)、ガラス短繊維(ミルドファイバー)、ガラスフレーク、タルク、マイカ、ウォラストナイト、カオリナイトが好ましい。これらは2種以上を併用してもよい。
【0169】
無機フィラーの含有量は、芳香族ポリカーボネート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂の合計100重量部に対し、通常1〜150重量部、好ましくは3〜100重量部、更に好ましくは5〜60重量部である。無機フィラーの含有量が1重量部未満の場合は補強効果が十分でない場合があり、150重量部を超える場合は、外観や耐衝撃性が劣り、流動性が十分でない場合がある。
【0170】
紫外線吸収剤の具体例としては、酸化セリウム、酸化亜鉛などの無機紫外線吸収剤の他、ベンゾトリアゾール化合物、ベンゾフェノン化合物、トリアジン化合物などの有機紫外線吸収剤が挙げられる。これらの中では有機紫外線吸収剤が好ましい。特に、ベンゾトリアゾール化合物、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−[(ヘキシル)オキシ]−フェノール、2−[4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン−2−イル]−5−(オクチロキシ)フェノール、2,2’−(1,4−フェニレン)ビス[4H−3,1−ベンゾキサジン−4−オン]、[(4−メトキシフェニル)−メチレン]−プロパンジオイックアシッド−ジメチルエステルの群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
【0171】
ベンゾトリアゾール化合物の具体例としては、メチル−3−[3−tert−ブチル−5−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−ヒドロキシフェニル]プロピオネート−ポリエチレングリコールとの縮合物が挙げられる。また、その他のベンゾトリアゾール化合物の具体例としては、2−ビス(5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)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)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−(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−(2’−ヒドロキシ−5’−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(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、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、2,2’−メチレン−ビス[4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2N−ベンゾトリアゾール2−イル)フェノール][メチル−3−[3−tert−ブチル−5−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−ヒドロキシフェニル]プロピオネート−ポリエチレングリコール]縮合物などが挙げられる。これらは2種以上を併用してもよい。
【0172】
上記の中では、好ましくは、2−(2’−ヒドロキシ−5’−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−[2−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、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−[(ヘキシル)オキシ]−フェノール、2−[4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン−2−イル]−5−(オクチロキシ)フェノール、2,2’−メチレン−ビス[4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2N−ベンゾトリアゾール2−イル)フェノール]である。
【0173】
紫外線吸収剤の含有量は、芳香族ポリカーボネート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂の合計100重量部に対し、通常0.01〜3重量部、好ましくは0.1〜1重量部である。紫外線吸収剤の含有量が0.01重量部未満の場合は耐候性の改良効果が不十分の場合があり、3重量部を超える場合はモールドデボジット等の問題が生じる場合がある。
【0174】
染顔料としては、無機顔料、有機顔料、有機染料などが挙げられる。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;群青などの珪酸塩系顔料;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;紺青などのフェロシアン系顔料が挙げられる。有機顔料およ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染顔料;チオインジゴ系、ペリノン系、ペリレン系、キナクリドン系、ジオキサジン系、イソインドリノン系、キノフタロン系などの縮合多環染顔料;アンスラキノン系、複素環系、メチル系の染顔料などが挙げられる。これらは2種以上を併用してもよい。これらの中では、熱安定性の点から、カーボンブラック、シアニン系、キノリン系、アンスラキノン系、フタロシアニン系化合物などが好ましい。
【0175】
染顔料の含有量は、芳香族ポリカーボネート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂の合計100重量部に対し、通常5重量部以下、好ましくは3重量部以下、更に好ましくは2重量部以下である。染顔料の含有量が5重量部を超える場合は耐衝撃性が十分でない場合がある。
【0176】
難燃剤としては、ハロゲン化ビスフェノールAのポリカーボネート、ブロム化ビスフェノール系エポキシ樹脂、ブロム化ビスフェノール系フェノキシ樹脂、ブロム化ポリスチレンなどのハロゲン系難燃剤、リン酸エステル系難燃剤、ジフェニルスルホン−3,3’−ジスルホン酸ジカリウム、ジフェニルスルホン−3−スルホン酸カリウム、パーフルオロブタンスルホン酸カリウム等の有機金属塩系難燃剤、ポリオルガノシロキサン系難燃剤などが挙げられるが、リン酸エステル系難燃剤が特に好ましい。
【0177】
リン酸エステル系難燃剤の具体例としては、トリフェニルホスフェート、レゾルシノールビス(ジキシレニルホスフェート)、ハイドロキノンビス(ジキシレニルホスフェート)、4,4’−ビフェノールビス(ジキシレニルホスフェート)、ビスフェノールAビス(ジキシレニルホスフェート)、レゾルシノールビス(ジフェニルホスフェート)、ハイドロキノンビス(ジフェニルホスフェート)、4,4’−ビフェノールビス(ジフェニルホスフェート)、ビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)等が挙げられる。これらは2種以上を併用してもよい。これらの中では、レゾルシノールビス(ジキシレニルホスフェート)、ビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)が好ましい。
【0178】
難燃剤の含有量は、芳香族ポリカーボネート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂の合計100重量部に対し、通常1〜30重量部、好ましくは3〜25重量部、更に好ましくは5〜20重量部である。系難燃剤の含有量が1重量部未満の場合は難燃性が十分でない場合があり、30重量部を超える場合は耐熱性が低下する場合がある。
【0179】
滴下防止剤としては、例えば、ポリフルオロエチレン等のフッ素化ポリオレフィンが挙げられ、特に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が好ましい。これは、重合体中に容易に分散し、且つ、重合体同士を結合して繊維状材料を作る傾向を示す。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はASTM規格でタイプ3に分類される。ポリテトラフルオロエチレンは、固体形状の他、水性分散液形態のものも使用可能である。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としては、例えば三井・デュポンフロロケミカル社より、「テフロン(登録商標)6J」又は「テフロン(登録商標)30J」として、ダイキン工業社より「ポリフロン(商品名)」として市販されている。
【0180】
滴下防止剤の含有量は、芳香族ポリカーボネート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂の合計100重量部に対し、通常0.02〜4重量部、好ましくは0.03〜3重量部である。滴下防止剤の配合量が5重量部を超える場合は成形品外観の低下が生じる場合がある。
【0181】
[8]樹脂組成物の製造方法および成形品の製造方法:
本発明の樹脂組成物は、前記A〜C成分の他に、樹脂や添加剤などを、従来公知の任意の方法を適宜選択して、製造することができる。
【0182】
具体的には例えば、A〜E成分および必要に応じて配合される添加成分を、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予め混合した後、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、ニーダーなどで溶融混練し、樹脂組成物を製造することができる。また、各成分を予め混合せずに、または、一部の成分のみ予め混合してフィダーを用いて押出機に供給して溶融混練して樹脂組成物を製造することもできる。
【0183】
本発明の樹脂組成物から成形品を製造する方法は、特に限定されるものではなく、熱可塑性樹脂について一般に採用されている成形法、すなわち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、IMC(インモールドコーティング成形)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、プレス成形法などを採用することができる。また、ホットランナー方式を用いた成形法を選択することもできる。
【0184】
また、本発明においては、廃棄物低減などの環境負荷低減やコスト低減の観点から、樹脂組成物から成形品を製造する際に、製品の不適合品、スプルー、ランナー、使用済みの製品などのリサイクル原料をバージン材料と混合してリサイクル、いわゆるマテリアルリサイクルすることができる。この際、リサイクル原料は、粉砕して使用することが成形品を製造する際に不具合を少なくできるので好ましい。リサイクル原料の含有比率は、リサイクル原料とバージン原料の合計100重量%中、70重量%以下であることが好ましく、より好ましくは50重量%以下、さらに好ましくは30重量%以下である。
【実施例】
【0185】
以下に実施例を示し、本発明を更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例および比較例において、配合量は重量部を意味する。
【0186】
実施例および比較例の各樹脂組成物を得るに当たり、次に示す原料を準備した。
【0187】
<芳香族ポリカーボネート樹脂>
【0188】
芳香族ポリカーボネート樹脂(1):界面重合法で製造されたビスフェノールA型芳香族ポリカーボネート(三菱エンジニアリングプラスチックス社製「ユーピロンE−2000FN」、粘度平均分子量28,000、末端水酸基濃度=150ppm)
【0189】
芳香族ポリカーボネート樹脂(2):界面重合法で製造されたビスフェノールA型芳香族ポリカーボネート(三菱エンジニアリングプラスチックス社製「ユーピロンS−3000FN」、粘度平均分子量21,500、末端水酸基濃度=150ppm)
【0190】
芳香族ポリカーボネート樹脂(3):界面重合法で製造されたビスフェノールA型芳香族ポリカーボネート(三菱エンジニアリングプラスチックス社製「ユーピロンH−4000FN」、粘度平均分子量15,500、末端水酸基濃度=150ppm)
【0191】
<ポリブチレンテレフタレート樹脂>
【0192】
PBT−1(製造例1):
図1に示すエステル化工程と図3に示す重縮合工程を通し、次の要領でポリブチレンテレフタレート樹脂の製造を行った。先ずテレフタル酸1.00モルに対して、1,4−ブタンジオール1.80モルの割合で混合した60℃のスラリーをスラリー調製槽から原料供給ライン(1)を通じ、予め、エステル化率99%のポリブチレンテレフタレートオリゴマーを充填したスクリュー型攪拌機を有するエステル化のための反応槽(A)に、40.0kg/hとなる様に連続的に供給した。
【0193】
同時に、再循環ライン(2)から185℃の精留塔(C)の塔底成分を18.4kg/hで供給し、触媒供給ライン(3)から触媒として65℃のテトラブチルチタネートの6.0重量%1,4−ブタンジオール溶液を127g/hで供給した(理論ポリマー収量に対し40ppm)。この溶液中の水分は0.20重量%であった。
【0194】
反応槽(A)の内温は230℃、圧力は78kPaとし、生成する水とTHF及び余剰の1,4−ブタンジオールを、留出ライン(5)から留出させ、精留塔(C)で高沸成分と低沸成分とに分離した。系が安定した後の塔底の高沸成分は、98重量%以上が1,4−ブタンジオールであり、精留塔(C)の液面が一定になる様に、抜出ライン(8)を通じてその一部を外部に抜き出した。一方、低沸成分は塔頂よりガスの形態で抜き出し、コンデンサ(G)で凝縮させ、タンク(F)の液面が一定になる様に、抜出ライン(13)より外部に抜き出した。
【0195】
反応槽(A)で生成したオリゴマーの一定量は、ポンプ(B)を使用し、抜出ライン(4)から抜き出し、反応槽(A)内液の平均滞留時間が3.0hrになる様に液面を制御した。抜出ライン4から抜き出したオリゴマーは、第1重縮合反応槽(a)に連続的に供給した。系が安定した後、反応槽(A)の出口で採取したオリゴマーのエステル化率は97.4%であった。
【0196】
第1重縮合反応槽(a)の内温は240℃、圧力2.7kPaとし、滞留時間が120分になる様に液面制御を行った。減圧機(図示せず)に接続されたベントライン(L2)から、水、THF、1,4−ブタンジオールを抜き出しながら、初期重縮合反応を行った。抜き出した反応液は第2重縮合反応槽(d)に連続的に供給した。
【0197】
第2重縮合反応槽(d)の内温は245℃、圧力140Paとし、滞留時間が60分になる様に液面制御を行い、減圧機(図示せず)に接続されたベントライン(L4)から、水、THF、1,4−ブタンジオールを抜き出しながら、更に重縮合反応を進めた。得られたポリマーは、抜出用ギヤポンプ(e)により抜出ライン(L3)を経由し、第3重縮合反応槽(k)に連続的に供給した。第3重縮合反応槽(k)の内温は239℃、圧力は600Pa、滞留時間は80分とし、更に、重縮合反応を進めた。得られたポリマーは、ダイスヘッド(g)からストランド状に連続的に抜き出し、回転式カッター(h)でカッティングした。得られたポリブチレンテレフタレートの分析値をまとめて表1に示す。以下、製造例1で得られたポリブチレンテレフタレート樹脂をPBT−1と記す。
【0198】
なお、製造例1における分析値は、以下の方法により測定したものである。
【0199】
(1)エステル化率:
下記式によって酸価およびケン化価から算出した。酸価は、ジメチルホルムアミドにオリゴマーを溶解させ、0.1NのKOH/メタノール溶液を使用して滴定により求めた。ケン化価は0.5NのKOH/エタノール溶液でオリゴマーを加水分解し、0.5Nの塩酸で滴定し求めた。
【0200】
エステル化率 =((ケン化価−酸価)/ケン化価)×100
【0201】
(2)ポリブチレンテレフタレート樹脂中のチタン原子および1族、2族金属原子濃度:
電子工業用高純度硫酸および硝酸でポリブチレンテレフタレート樹脂を湿式分解し、高分解能ICP(Inductively Coupled Plasma)−MS(MassSpectrometer;サーモクエスト社製)を使用して測定した。
【0202】
(3)ポリブチレンテレフタレート樹脂の固有粘度(IV):
ウベローデ型粘度計を使用し次の要領で求めた。すなわち、フェノール/テトラクロロエタン(重量比1/1)の混合溶媒を使用し、30℃において、濃度1.0g/dLのポリマー溶液および溶媒のみの落下秒数を測定し、下記式より求めた。
【0203】
IV=((1+4KHηsp)0.5−1)/(2KHC)
【0204】
但し、nsp=n/n0−1であり、nはポリマー溶液落下秒数、n0は溶媒の落下秒数、Cはポリマー溶液濃度(g/dL)、KHはハギンズの定数であり0.33とした。
【0205】
(4)ポリブチレンテレフタレート樹脂の末端カルボキシル基濃度:
ベンジルアルコール25mLにポリブチレンテレフタレート樹脂0.5gを溶解し、水酸化ナトリウムの0.01モル/Lベンジルアルコール溶液を使用して滴定した。
【0206】
(5)ポリブチレンテレフタレート樹脂の末端メトキシカルボニル基濃度:
重クロロホルム/ヘキサフルオロイソプロパノール=7/3(体積比)の混合溶媒1mLにポリブチレンテレフタレート樹脂約100mgを溶解させ、重ピリジン36μLを添加し、50℃で1H−NMRを測定し求めた。NMR装置には日本電子(株)製「α−400」又は「AL−400」を使用した。
【0207】
PBT−2(製造例2):
製造例1(PBT−1)においてスラリーを41kg/hとなる様に供給し、再循環ライン(2)から精留塔(C)の塔底成分を17.2kg/hで供給し、触媒供給ライン(3)から触媒として65℃のテトラブチルチタネートの6.0重量%1,4−ブタンジオール溶液を97g/hで供給した他は、PBT−1と同様にしてエステル化反応を行った。
【0208】
さらに第1重縮合反応槽(a)の圧力を2.1kPaとし、第2重縮合反応槽(d)の圧力を130Pa、滞留時間を90分、第3重縮合反応槽(k)の内温を240℃、圧力を130Pa、滞留時間を60分とした以外は製造例1(PBT−1)と同様に行った。得られたPBTの分析値はまとめて表1に示した。以下、製造例2で得られたポリブチレンテレフタレート樹脂をPBT−2と記す。
【0209】
PBT−3(製造例3):
反応器(A)でのエステル化工程は製造例1(PBT−1)と同様に行った。 酢酸マグネシウム4水塩を、純水に溶解させた後、1,4−ブタンジオールを添加し、酢酸マグネシウム4水塩、純水、1,4−ブタンジオールがそれぞれ、5重量%、20重量%、75重量%になるように、調製槽(図示せず)で調製した。この時の温度は、25℃であった。この溶液を、供給ライン(L7)を通じて、1,4−ブタンジオールのライン(L8)に供給し、さらに濃度の低い溶液としてオリゴマーの抜出ライン(4)に所定量を供給した。
【0210】
第1重縮合反応器(a)の内温は246℃、圧力2.4kPa、滞留時間120分とし、第2重縮合反応器(d)の内温は239℃、圧力150Pa、滞留時間130分、第3重縮合反応器(k)の内温は238℃、圧力130Pa、滞留時間は70分とした。得られたPBTの分析値はまとめて表1に示した。以下、製造例3で得られたポリブチレンテレフタレート樹脂をPBT−3と記す。
【0211】
PBT−4(製造例4):
製造例1(PBT−1)において、触媒溶液を254g/hで供給し、第2重縮合反応器(d)の圧力を200Pa、第3重縮合反応器(k)の圧力を650Pa、滞留時間を70分とした以外は、製造例1(PBT−1)と同様に行った。得られたPBTの分析値はまとめて表1に示した。以下、製造例4で得られたポリブチレンテレフタレート樹脂をPBT−4と記す。
【0212】
PBT−5(製造例5):
タービン型攪拌翼を具備した内容積200Lのステンレス製反応容器に、テレフタル酸ジメチル(DMT)272.9mol、1,4−ブタンジオール327.5mol、テトラブチルチタネート0.126モル(チタン量として理論収量ポリマー当たり100ppm)を仕込み十分窒素置換させた。続いて系を昇温し、60分後に温度210℃、窒素下大気圧で、生成するメタノール、1,4−ブタンジオール、THFを系外に留出させながら、2時間エステル交換反応させた(反応開始時間は、所定温度に達した時点とした)。
【0213】
ベント管およびダブルヘリカル型攪拌翼を有する内容積200Lのステンレス製反応器に、上記で得られたオリゴマーを移送した後、温度245℃、圧力100Paまで60分かけて到達させ、その状態のまま重縮合反応を行った。所定動力に達したところで反応を終了し、ポリマーをストランド状に抜き出し、ペレット状に切断した。得られたPBTの分析値はまとめて表1に示した。以下、製造例5で得られたポリブチレンテレフタレート樹脂をPBT−5と記す。
【0214】
<有機リン酸エステル金属塩>
【0215】
有機リン酸エステル金属塩:ジステアリルアシッドホスフェートの亜鉛塩とモノステアリルアシッドホスフェートの亜鉛塩の混合物(城北化学工業社製「JP−518Zn」、ジステアリルアシッドホスフェートの亜鉛塩とモノステアリルアシッドホスフェートの亜鉛塩の重量比33/67)
【0216】
<有機リン系化合物>
【0217】
有機リン系化合物(1):モノステアリルアシッドホスフェートとジステアリルアシッドホスフェートの混合物(旭電化工業社製「アデカスタブAX−71」)
【0218】
有機リン系化合物(2):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(旭電化工業社製「アデカスタブPEP−36」)
【0219】
<ゴム性重合体>
【0220】
ゴム性重合体(1):ポリアクリル酸アルキル(コア)/アクリロニトリル−スチレン共重合体(シェル)から成るコア/シェル型グラフト共重合体(ガンツ化成社製「スタフィロイドMG1011」)
【0221】
ゴム性重合体(2):ポリブタジエン(コア)/アクリル酸アルキル・メタクリル酸アルキル共重合物(シェル)からなるコア/シェル型グラフト共重合体(ローム・アンド・ハース・ジャパン社製「EXL2603」)
【0222】
<酸化チタン>
酸化チタン:メチルハイドロジェンポリシロキサンで表面処理した酸化チタン(レジノカラー工業社製「CP−K」)
【0223】
[樹脂組成物の調製]:
表2、表3に示す各成分を表2、表3に示す割合にてタンブラーミキサーで均一に混合した後、二軸押出機(日本製鋼所社製、TEX30XCT、L/D=42、バレル数12)を用いて、シリンダー温度270℃、スクリュー回転数200rpm、吐出量30kg/hにてバレル1より押出機にフィードし溶融混練することにより樹脂組成物のペレットを作製した。
【0224】
[試験片の作製]:
上記の方法で得られたペレットを、110℃で6時間以上乾燥した後、射出成形機(名機製作所製「M150AII−SJ型」)を用いて、シリンダー温度270℃、金型温度80℃、成形サイクル55秒の条件で、通常成形を行い、試験片(ASTM試験片および平板状成形品(90mm×50mm×3mm厚))を作製した。さらに、成形サイクル3分に変更した以外は上記と同様にして滞留成形を行い、5ショット目以降につき試験片(ASTM試験片および平板状成形品(90mm×50mm×3mm厚))を作製した。
【0225】
[評価方法]:
(1)流動性(Q値):
樹脂組成物のペレットを110℃で6時間以上乾燥した後、高荷式フローテスターを用いて、280℃、荷重160kgf/cm2の条件下で組成物の単位時間あたりの流出量Q値(単位:cc/s)を測定し、流動性を評価した。なお、オリフィスは直径1mm×長さ10mmのものを使用した。Q値が高いほど、流動性に優れていることを示す。
【0226】
(2)耐衝撃性(Izod衝撃強度):
ASTM D256に準拠して、厚み3.2mmの通常成形のノッチ付き試験片を用いて、23℃においてIzod衝撃強度(単位:J/m)を測定した。
【0227】
(3)耐熱性(熱変形温度):
ASTM D648に準拠して、通常成形のASTM試験片を用いて、0.45MPaにて熱変形温度(単位:℃)を測定した。
【0228】
(4)色相(YI値):
通常成形の平板状成形品について、分光式色彩計(日本電色工業社製、SE2000型)を用い反射法(抑え板;白色板)によりYI値を測定した。YI値が、小さいほど色相に優れている。
【0229】
(5)滞留熱安定性:
(a)表面外観;目視:
上記の滞留成形で作製した試験片の表面外観を目視にて観察し、シルバーストリークによる肌荒れの全くないものを◎、シルバーストリークによる肌荒れが僅かにあるものを○、シルバーストリークによる肌荒れが顕著にあるものを×として評価した。
【0230】
(b)色相(YI値):
上記の滞留成形で作製した平板状成形品について、分光式色彩計(日本電色工業社製、SE2000型)を用い反射法(抑え板;白色板)によりYI値を測定した。YI値が、小さいほど色相に優れている。
【0231】
(c)耐熱性(熱変形温度):
上記の滞留成形で作製したASTM試験片について、ASTM D648に準拠して、0.45MPaにて熱変形温度(単位:℃)を測定した。
【0232】
(6)耐薬品性(クラック発生本数):
通常成形のASTM引張試験片(厚さ3.2mm)に変形率0.7%の撓みを負荷した状態で、試験薬品を塗布し、室温下1時間後に目視でクラック発生度合を評価した。試験薬品として、市販のレギュラーガソリンを使用した。なお、クラック発生度合は、試験片10本中にクラックの発生した本数の割合により評価した。
【0233】
(7)疲労特性(曲げ疲労破壊):
ASTM D671に準拠して、通常成形のTypeA試験片を用い、23℃、実応力19MPaで試験を行い、破壊に至る回数で評価した。
【0234】
(8)耐湿熱性(破断伸び保持率):
通常成形のASTM引張試験片(厚さ3.2mm)を75℃95%RHにて500時間湿熱処理した後、引張試験を行い、処理していないものに対する破断伸び保持率にて評価した。
【0235】
[実施例1〜7、比較例1〜7]:
表2、表3に記載の各々の樹脂組成物を製造し、上述の方法により評価した。結果を表2、表3に示す。
【0236】
【表1】

【0237】
【表2】

【0238】
【表3】

【0239】
表2、表3に示した結果から、以下のことが判る。本発明の実施例1〜7に記載の樹脂組成物は、比較例1〜7に記載の樹脂組成物と比較して、流動性、耐衝撃性、耐熱性、色相、滞留熱安定性、耐薬品性、疲労特性、耐湿熱性のバランスに優れている。
【図面の簡単な説明】
【0240】
【図1】エステル化反応工程またはエステル交換反応工程の一例説明図
【図2】重縮合工程の一例の説明図
【図3】重縮合工程の一例の説明図
【符号の説明】
【0241】
1:原料供給ライン
2:再循環ライン
3:触媒供給ライン
4:抜出ライン
5:留出ライン
6:抜出ライン
7:循環ライン
8:抜出ライン
9:ガス抜出ライン
10:凝縮液ライン
11:抜出ライン
12:循環ライン
13:抜出ライン
14:ベントライン
A:反応槽
B:抜出ポンプ
C:精留塔
D:ポンプ
E:ポンプ
F:タンク
G:コンデンサ
L1:抜出ライン
L3:抜出ライン
L5:抜出ライン
L2:ベントライン
L4:ベントライン
L6:ベントライン
L7:1族/2族金属化合物触媒供給ライン
L8:1,4−ブタンジオール供給ライン
a:第1重縮合反応槽
d:第2重縮合反応槽
k:第3重縮合反応槽
c:抜出用ギヤポンプ
e:抜出用ギヤポンプ
m:抜出用ギヤポンプ
g:ダイスヘッド
h:回転式カッター

【特許請求の範囲】
【請求項1】
芳香族ポリカーボネート樹脂(A成分)51〜99重量%と、ポリブチレンテレフタレート樹脂(B成分)1〜49重量%と(ただし、A成分とB成分の合計は100重量%)、A成分とB成分の合計100重量部に対して、有機リン酸エステル金属塩(C成分)0.001〜3重量部とから成る芳香族ポリカーボネート樹脂組成物であって、ポリブチレンテレフタレート樹脂におけるチタン化合物含有量がチタン原子として1ppmを超えて75ppm以下であり、有機リン酸エステル金属塩が下記一般式(1)、(2)、(3)及び(4)で表される有機リン酸エステル金属塩から成る群より選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
【化1】

(一般式(1)中、R〜Rはアルキル基またはアリール基であり、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。Mはアルカリ土類金属および亜鉛より選ばれる金属を表す。)
【化2】

(一般式(2)中、Rはアルキル基またはアリール基であり、Mはアルカリ土類金属および亜鉛より選ばれる金属を表す。)
【化3】

(一般式(3)中、R〜R11はアルキル基またはアリール基であり、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。M’は3価の金属イオンとなる金属原子を表す。)
【化4】

(一般式(4)中、R12〜R14は、アルキル基またはアリール基であり、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。M’は3価の金属イオンとなる金属原子を表し、2つのM’はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。)
【請求項2】
ポリブチレンテレフタレート樹脂が、更に1族金属化合物および/または2族金属化合物を含有し、1族金属化合物および/または2族金属化合物の含有量が、その金属原子換算で1ppmを超えて50ppm以下である請求項1に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
【請求項3】
ポリブチレンテレフタレート樹脂の末端カルボキシル基濃度が1〜39μeq/gである請求項1又は2に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
【請求項4】
ポリブチレンテレフタレート樹脂のチタン化合物の含有量が、チタン原子として20ppmを超えて50ppm以下である請求項1〜3の何れかに記載の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
【請求項5】
ポリブチレンテレフタレート樹脂の末端メトキシカルボニル基濃度が0.5μeq/g以下である請求項1〜4の何れかに記載の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
【請求項6】
ポリブチレンテレフタレート樹脂が、2族金属化合物としてマグネシウム化合物を含有する請求項2〜5の何れかに記載の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
【請求項7】
芳香族ポリカーボネート樹脂(A成分)の配合量が55〜90重量%であり、ポリブチレンテレフタレート樹脂(B成分)の配合量が10〜45重量%(ただし、A成分とB成分の合計は100重量%)である請求項1〜6の何れかに記載の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
【請求項8】
有機リン酸エステル金属塩が、前記一般式(1)で表される有機リン酸エステル金属塩と前記一般式(2)で表される有機リン酸エステル金属塩の混合物であり、かつ、前記一般式(1)および前記一般式(2)中のR〜Rがそれぞれ炭素数2〜25のアルキル基である請求項1〜7の何れかに記載の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
【請求項9】
有機リン酸エステル金属塩が、前記一般式(1)及び前記一般式(2)中のMが亜鉛である請求項8に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
【請求項10】
有機リン酸エステル金属塩の含有量が、芳香族ポリカーボネート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂の合計100重量部に対して0.01〜0.2重量部である請求項1〜9の何れかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項11】
更に、芳香族ポリカーボネート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂の合計100重量部に対してゴム性重合体(D成分)を1〜40重量部含有する請求項1〜10の何れかに記載の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
【請求項12】
ゴム性重合体がコア/シェル型グラフト共重合体である請求項11に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
【請求項13】
請求項1〜12の何れかに記載の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物を成形して成る樹脂成形品。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2009−1619(P2009−1619A)
【公開日】平成21年1月8日(2009.1.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−161779(P2007−161779)
【出願日】平成19年6月19日(2007.6.19)
【出願人】(000005968)三菱化学株式会社 (4,356)
【Fターム(参考)】