説明

難燃性ポリカーボネート樹脂組成物およびその成形品

【課題】耐湿熱性、熱安定性、難燃性、大型成形加工性、機械的強度に優れる樹脂組成物及びそれからなる成形品、殊に車両用途または電気・電子用途に好適な成形品を提供することである。
【解決手段】ポリカーボネート樹脂(A成分)30〜99重量%およびポリエステル樹脂(B成分)1〜70重量%からなる樹脂組成物100重量部に対し、難燃剤(C成分)を0.01〜40重量部、含フッ素滴下防止剤(D成分)を0〜2.0重量部含有する樹脂組成物であって、B成分が特定の構造を有するチタン化合物と、特定の構造を有するリン化合物との反応で得られたチタン−リン触媒の存在下で重合されたポリエステル樹脂であることを特徴とする樹脂組成物およびそれを用いて得られる成形品により達成される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、および難燃剤を含有する樹脂組成物及びそれからなる成形品に関する。さらに詳しくは、本発明はポリカーボネート樹脂、チタン−リン触媒の存在下で重合されたポリエステル樹脂、および難燃剤を含有し、良好な難燃性、耐湿熱性、熱安定性、大型成形加工性、耐薬品性を併せ持つ樹脂組成物および成形品に関する。
【背景技術】
【0002】
ポリカーボネート樹脂およびポリエステル樹脂からなる樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂の優れた機械的強度、外観特性、寸法安定性を保持しつつ、流動性が改善されかつ耐薬品性も改質した樹脂組成物となるため、電気・電子、機械、OA、車両、および医療用途などに幅広く使用されている。ポリカーボネート樹脂およびポリエステル樹脂を含有する樹脂組成物(以下、PC/PESTアロイと称することもある)から成形される成形品は、塗装される部品や未塗装のまま使用される部品などに適するため、特に車両用途やOA用途などに有用であり、種々の検討が行われている(特許文献1、2参照)。
【0003】
近年、PC/PESTアロイの特性に更に難燃性を付与した樹脂組成物の要求は強い。例えば、電気自動車に用いられる部品は、自動車用部品として使用するための特性に加えて、電気機器部品としての特性も満足することが好ましいため、部品を構成する材料には新たに難燃性という付加価値が要求される。環境負荷を低減する目的で、従来のガソリン車やディーゼル車から電気自動車へと主流が移りつつあるため、今後更にPC/PESTアロイの特性に更に難燃性を付与した樹脂組成物の要求は強くなることが予測される。
【0004】
また自動車に限らず鉄道なども含めた車両や車両部品、ならびにOA部品などは、海外への輸出や海外からの輸入が一般的に行われている。その運搬方法としては飛行機や船舶の利用が挙げられるが、コスト的にも優れる船舶を用いる方法が一般的であり、船倉とも呼ばれる船の倉庫は長期の間、高温度かつ高湿度の環境となるために材料には高い耐湿熱性が要求される。
【0005】
さらに車両用途やOA用途においては樹脂製の部品の軽量化やコストダウンが急速に進行しており、薄肉化やコストダウンのための部品点数の削減、部品のモジュール化の傾向が加速している。より薄肉でかつより複雑かつ大きな形状の成形品を容易に得るため、加工特性の向上が求められている。既存の設備を使用し加工特性を向上させる方法としては、成形温度をより上げ流動性を高め成形する方法が一般的であるため、より良好な熱安定性が要求される。
【0006】
上述のように、PC/PESTアロイが使用されている用途においては、難燃性の付与に加えてより優れた耐湿熱性や熱安定性が求められている。
PC/PESTアロイに難燃性を付与させる方法として、ブロムを有するハロゲン系難燃剤と三酸化アンチモン等の難燃助剤を併用する技術(特許文献3参照)が検討されている。かかる技術により、難燃性への効果は確認されるが、近年強く要求されている耐湿熱性との両立に関する検討は実施されておらず、更なる改善が必要である。
【0007】
また難燃剤として有機リン化合物を配合する技術(特許文献4、5参照)が検討されている。かかる技術により、難燃性を有し耐湿熱性にも優れる樹脂組成物が提供されるが、より高まっている耐湿熱性や熱安定性の要求レベルを満足するものではなく、改良が必要である。また、高強度が要求されるアイテムへの展開は困難であるため技術の汎用性は低い。
その他の難燃剤として、有機金属塩系難燃剤やケイ素原子含有難燃剤を配合する技術(特許文献6、7参照)も検討されているが、何れも熱安定性に関する知見は何ら教示されていない。
【0008】
ポリカーボネート樹脂の改良や添加剤を配合することによりPC/PESTアロイの耐湿熱性を向上させる技術(特許文献8、9参照)や、ポリエステル樹脂の改良によりPC/PESTアロイの熱安定性を向上させる技術(特許文献10、11参照)が検討されているが、何れも耐湿熱性と熱安定性を同時に向上させることを目指したものではなく、近年より高まっている耐湿熱性と熱安定性の要求に対しては十分な技術とは言い難い。更には難燃性に関する検討も行われていない。
【0009】
特許文献12では、ポリエステル樹脂を特定の構造を有するチタン含有触媒化合物を使用して製造することで、良好な色調(b値)を有し、異物が少なく、溶融時の熱安定性に優れたポリエステル樹脂が得られることが記載されている。しかしながらポリエステル樹脂以外の樹脂を含有する樹脂組成物に対する効果は言及しておらず、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、および難燃剤を含有する樹脂組成物への要求として高まっている耐湿熱性に関する知見は何ら教示されていない。
その為、難燃性が付与され優れた耐湿熱性および熱安定性を有する難燃性ポリカーボネート樹脂組成物および成形品は未だ提供されていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】特開平10−60249号公報
【特許文献2】WO2005/056677号公報
【特許文献3】特開昭62−64856号公報
【特許文献4】特開2001−49107号公報
【特許文献5】特開2001−49108号公報
【特許文献6】特開平11−181265号公報
【特許文献7】特開2000−44786号公報
【特許文献8】特公平7−68441号公報
【特許文献9】特開平10−237295号公報
【特許文献10】特開昭51−102043号公報
【特許文献11】特表2005−521772号公報
【特許文献12】特許第3897756号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明の目的は、難燃性、耐湿熱性、熱安定性、成形加工性に優れるポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、および難燃剤を含有する樹脂組成物及び成形品、殊に車両用途や電気・電子用途に好適な成形品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明者らは上記目的を達成するべく鋭意検討を重ねた結果、ポリカーボネート樹脂に、特定のチタン化合物と特定のリン化合物との反応で得られたチタン−リン触媒の存在下で重合されたポリエステル樹脂および難燃剤を配合することにより、上記目的に合致する樹脂組成物が得られることを見出し、更に鋭意検討を重ねて本発明を完成した。
即ち、本発明は以下の通りである。
【0013】
本発明によれば、(1)ポリカーボネート樹脂(A成分)30〜99重量%、ポリエステル樹脂(B成分)1〜70重量%からなる樹脂組成物100重量部に対し、難燃剤(C成分)を0.01〜40重量部、含フッ素滴下防止剤(D成分)を0〜2.0重量部含有する樹脂組成物であって、
B成分が下記式(I)で表されるチタン化合物(I)、または該チタン化合物(I)と下記式(II)で表される芳香族多価カルボン酸またはその無水物とを反応させて得られたチタン化合物と、下記式(III)で表されるリン化合物との反応で得られたチタン−リン触媒の存在下で重合されたポリエステル樹脂であることを特徴とする樹脂組成物が提供される。かかる構成(1)によれば、難燃性や良好な耐湿熱性および熱安定性を有し、成形加工性に優れる材料が得られ、軽量化や薄肉化やコストダウンの傾向が強い分野に好適に使用される。
【0014】
【化1】

(式中、R、R、RおよびRはそれぞれ互いに独立に、2〜10個の炭素原子を有するアルキル基を表し、kは1〜3の整数を表し、かつkが2または3の場合、2個または3個のRおよびRは、それぞれ互いに同一であってもよく、或いは異なっていてもよい。)
【化2】

(式中、mは2〜4の整数を表す。)
【化3】

(式中、Rは、未置換のまたは置換された、6〜20個の炭素原子を有するアリール基、または1〜20個の炭素原子を有するアルキル基を表す。)
【0015】
本発明によれば、好適な態様として(2)チタン元素を0.001〜50ppm含む上記構成(1)に記載の樹脂組成物が提供される。かかる構成(2)によれば、より耐湿熱性や熱安定性に優れる樹脂組成物が得られる。
【0016】
本発明によれば、より好適な態様として(3)チタン−リン触媒が下記式(IV)で表される上記構成(1)〜(2)のいずれかに記載の樹脂組成物が提供される。より好適なかかる構成(3)によれば、より不純物の少ない樹脂組成物を得ることが可能となるため、外観にも優れ、より更に耐湿熱性や熱安定性が向上した樹脂組成物が得られる。
【化4】

(式中、RおよびRはそれぞれ互いに独立に、2〜12個の炭素原子を有するアルキル基、または6〜12個の炭素原子を有するアリール基を表す。)
【0017】
本発明によれば、好適な態様として(4)B成分がポリエチレンテレフタレートである上記構成(1)〜(3)のいずれかに記載の樹脂組成物が提供される。かかる構成(4)によれば、成形加工性により優れ、かつ良好な耐湿熱性や熱安定性を有する樹脂組成物が得られる。
本発明によれば、好適な態様として(5)C成分が有機リン系難燃剤、有機金属塩系難燃剤、ハロゲン系難燃剤よりなる群から選ばれる少なくとも1種である上記構成(1)〜(4)のいずれかに記載の樹脂組成物が提供される。かかる構成(5)によれば、難燃性がより良好でありかつ優れた耐湿熱性や熱安定性を有する樹脂組成物が得られる。
本発明によれば、好適な態様として(6)A成分とB成分の合計100重量部に対して、充填材(E成分)を0.1〜100重量部含む上記構成(1)〜(5)のいずれかに記載の樹脂組成物が提供される。かかる構成(6)によれば、薄肉化のために必要な剛性が付与された、難燃性、耐湿熱性、熱安定性が良好な樹脂組成物が得られる。
本発明によれば、好適な態様として(7)充填材(E成分)がガラス、炭素繊維、黒鉛、タルク、ウォラストナイトよりなる群から選ばれる少なくとも1種の充填材である上記構成(6)に記載の樹脂組成物が提供される。かかる構成(7)によれば、剛性と熱安定性のバランスに特に優れる樹脂組成物が得られる。
本発明によれば、好適な態様として(8)上記構成(1)〜(7)のいずれかに記載の樹脂組成物を成形してなる成形品が提供される。かかる構成(8)により、耐薬品性や難燃性、さらには耐湿熱性や熱安定性に優れる成形品が提供される。
本発明によれば、好適な態様として(9)上記(8)記載の成形品が射出成形または押出成形により形成される成形品である。射出成形や押出成形するための成形機は数多く、薄肉の成形品や複雑形状の成形品、超小型の成形品や超大型の成形品を効率よく成形するための様々なタイプの成形機が開発されており入手も容易である。かかる態様(9)により、汎用性の高さのみでなく、成形品を得るまでの工数や成形機を運転するためのランニングコストや品質にも優れる成形品が提供される。
本発明によれば、好適な態様として(10)上記(8)〜(9)のいずれかに記載の成形品が車両用部材または電気・電子用部材である成形品である。耐薬品性や難燃性、さらには耐湿熱性や熱安定性に優れる成形品を容易にかつ低コストで供給できることは、品質と価格競争力が特に求められる車両や電気・電子分野において強みとなる。
【発明の効果】
【0018】
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、耐湿熱性、熱安定性、難燃性、成形加工性、耐薬品性に優れることから、電気・電子用途、機械用途、OA用途、車両用途、および医療用途、その他の各種用途において幅広く有用である。中でも車両用途や電気・電子用途として極めて有用な成形品を提供するものであり、本発明の奏する産業上の効果は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】実施例において成形した自動車リアドアパネルの1/2スケールの成形品を示す。[1−A]は正面図(成形時のプラテン面に投影した図。したがってかかる面積が最大投影面積となる。尚、ゲートは成形品の下側に位置する)を示し、[1−B]は底面図、[1−C]は側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明の詳細について更に説明する。
<A成分:ポリカーボネート樹脂>
本発明のポリカーボネート樹脂組成物におけるA成分は、該樹脂組成物の主成分となるポリカーボネート樹脂である。代表的なポリカーボネート樹脂(以下、単に「ポリカーボネート」と称することがある)は、2価フェノールとカーボネート前駆体とを反応させて得られるものであり、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および環状カーボネート化合物の開環重合法等を挙げることができる。
【0021】
上記2価フェノールの具体例としては、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、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。これらの中でも、ビス(4−ヒドロキシフェニル)アルカン、特にビスフェノールA(以下“BPA”と略称することがある)が耐衝撃性に優れることから特に好ましく汎用されている。
【0022】
本発明では、汎用のポリカーボネートであるビスフェノールA系のポリカーボネート以外にも、他の2価フェノール類を用いて製造した特殊なポリカーボネ−トをA成分として使用することが可能である。
例えば、2価フェノール成分の一部又は全部として、4,4’−(m−フェニレンジイソプロピリデン)ジフェノール(以下“BPM”と略称することがある)、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(以下“Bis−TMC”と略称することがある)、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレンおよび9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン(以下“BCF”と略称することがある)を用いたポリカーボネ−ト(単独重合体又は共重合体)は、吸水による寸法変化や形態安定性の要求が特に厳しい用途に適当である。これらのBPA以外の2価フェノールは、該ポリカーボネートを構成する2価フェノール成分全体の5モル%以上、特に10モル%以上、使用するのが好ましい。
【0023】
殊に、高剛性かつより良好な耐加水分解性が要求される場合には、樹脂組成物を構成するA成分が次の(1)〜(3)の共重合ポリカーボネートであるのが特に好適である。
(1)該ポリカーボネートを構成する2価フェノール成分100モル%中、BPMが20〜80モル%(より好適には40〜75モル%、さらに好適には45〜65モル%)であり、かつBCFが20〜80モル%(より好適には25〜60モル%、さらに好適には35〜55モル%)である共重合ポリカーボネート。
(2)該ポリカーボネートを構成する2価フェノール成分100モル%中、BPAが10〜95モル%(より好適には50〜90モル%、さらに好適には60〜85モル%)であり、かつBCFが5〜90モル%(より好適には10〜50モル%、さらに好適には15〜40モル%)である共重合ポリカーボネート。
(3)該ポリカーボネートを構成する2価フェノール成分100モル%中、BPMが20〜80モル%(より好適には40〜75モル%、さらに好適には45〜65モル%)であり、かつBis−TMCが20〜80モル%(より好適には25〜60モル%、さらに好適には35〜55モル%)である共重合ポリカーボネート。
【0024】
これらの特殊なポリカーボネートは、単独で用いてもよく、2種以上を適宜混合して使用してもよい。また、これらを汎用されているビスフェノールA型のポリカーボネートと混合して使用することもできる。
これらの特殊なポリカーボネートの製法および特性については、例えば、特開平6−172508号公報、特開平8−27370号公報、特開2001−55435号公報および特開2002−117580号公報等に詳しく記載されている。
【0025】
なお、上述した各種のポリカーボネートの中でも、共重合組成等を調整して、吸水率およびTg(ガラス転移温度)を下記の範囲内にしたものは、ポリマー自体の耐加水分解性が良好で、かつ成形後の低反り性においても格段に優れているため、形態安定性が要求される分野では特に好適である。
(i)吸水率が0.05〜0.15%、好ましくは0.06〜0.13%であり、かつTgが120〜180℃であるポリカーボネート、あるいは
(ii)Tgが160〜250℃、好ましくは170〜230℃であり、かつ吸水率が0.10〜0.30%、好ましくは0.13〜0.30%、より好ましくは0.14〜0.27%であるポリカーボネート。
【0026】
ここで、ポリカーボネートの吸水率は、直径45mm、厚み3.0mmの円板状試験片を用い、ISO62−1980に準拠して23℃の水中に24時間浸漬した後の水分率を測定した値である。また、Tg(ガラス転移温度)は、JIS K7121に準拠した示差走査熱量計(DSC)測定により求められる値である。
【0027】
一方、カーボネート前駆体としては、カルボニルハライド、カーボネートエステル又はハロホルメート等が使用され、具体的にはホスゲン、ジフェニルカーボネート又は2価フェノールのジハロホルメート等が挙げられる。
【0028】
このような2価フェノールとカーボネート前駆体とから界面重合法によってポリカーボネートを製造するに当っては、必要に応じて触媒、末端停止剤、2価フェノールが酸化するのを防止するための酸化防止剤等を使用してもよい。また、ポリカーボネートは3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であってもよい。
分岐ポリカーボネート樹脂は、本発明の樹脂組成物に、ドリップ防止性能等を付与できる。かかる分岐ポリカーボネート樹脂に使用される3官能以上の多官能性芳香族化合物としては、フロログルシン、フロログルシド、または4,6−ジメチル−2,4,6−トリス(4−ヒドロキジフェニル)ヘプテン−2、2,4,6−トリメチル−2,4,6−トリス(4−ヒドロキシフェニル)ヘプタン、1,3,5−トリス(4−ヒドロキシフェニル)ベンゼン、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、2,6−ビス(2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェノール、4−{4−[1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エチル]ベンゼン}−α,α−ジメチルベンジルフェノール等のトリスフェノール、テトラ(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(2,4−ジヒドロキシフェニル)ケトン、1,4−ビス(4,4−ジヒドロキシトリフェニルメチル)ベンゼン、トリメリット酸、ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、これらの酸クロライド等が挙げられる。好適に使用される3官能以上の多官能性芳香族化合物としては、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)エタン等が挙げられる。
【0029】
分岐ポリカーボネートを生ずる多官能性化合物を含む場合、その量は、ポリカーボネート全量中、0.001〜1モル%が好ましく、より好ましくは0.005〜0.9モル%、特に好ましくは0.01〜0.8モル%である。また、特に溶融エステル交換法の場合、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、ポリカーボネート全量中、好ましくは0.001〜1モル%、好ましくは0.005〜0.9モル%、特に好ましくは0.01〜0.8モル%である。なお、かかる分岐構造の割合についてはH−NMR測定により算出することが可能である。
【0030】
また、本発明の樹脂組成物においてA成分となるポリカーボネート樹脂は、芳香族もしくは脂肪族(脂環族を含む)の2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、2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2官能性カルボン酸および2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であってもよい。また、得られたポリカーボネートの2種以上をブレンドした混合物でも差し支えない。
【0031】
ここで用いる脂肪族の2官能性のカルボン酸は、α,ω−ジカルボン酸が好ましい。脂肪族の2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およびシクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸が好ましく挙げられる。2官能性アルコールとしては、脂環族ジオールがより好適であり、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、トリシクロデカンジメタノール等が例示される。
【0032】
さらに、本発明では、A成分として、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。
A成分となるポリカーボネート樹脂は、上述した2価フェノールの異なるポリカーボネート、分岐成分を含有するポリカーボネート、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、製造法の異なるポリカーボネート、末端停止剤の異なるポリカーボネート等を2種以上混合したものを使用することもできる。
【0033】
ポリカーボネートの重合反応において、界面重縮合法による反応は、通常、2価フェノールとホスゲンとの反応であり、酸結合剤および有機溶媒の存在下に反応させる。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又はピリジン等のアミン化合物が用いられる。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3級アミン、4級アンモニウム化合物、4級ホスホニウム化合物等の触媒を用いることもできる。その際、反応温度は通常0〜40℃、反応時間は10分〜5時間程度、反応中のpHは9以上に保つのが好ましい。
【0034】
また、かかる重合反応においては、通常、末端停止剤が使用される。かかる末端停止剤として単官能フェノール類を使用することができる。単官能フェノール類のとしては、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、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およびトリアコンチルフェノール等の炭素数10以上の長鎖アルキル基で核置換された単官能フェノールを挙げることができ、該フェノールは流動性の向上および耐加水分解性の向上に効果がある。かかる末端停止剤は単独で使用しても2種以上併用してもよい。
【0035】
溶融エステル交換法による反応は、通常、2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2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。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、殆どの場合120〜350℃の範囲である。反応後期には反応系を1.33×10〜13.3Pa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。
【0036】
上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原子数6〜10のアリール基、アラルキル基あるいは炭素原子数1〜4のアルキル基等の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。
【0037】
また、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。かか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、2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を用いることができる。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。これらの触媒は単独で使用してもよく2種以上を組み合わせて使用してもよい。触媒の使用量は、原料の2価フェノール1モルに対し、好ましくは1×10−9〜1×10−5当量、より好ましくは1×10−8〜5×10−6当量の範囲で選ばれる。
【0038】
溶融エステル交換法による反応では、生成ポリカーボネートのフェノール性末端基を減少する目的で、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、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ることができる。
【0039】
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。かかる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のが好ましい。また、重合後のポリカーボネートに対し、0.01〜500ppmの割合、より好ましくは0.01〜300ppm、特に好ましくは0.01〜100ppmの割合で使用するのが適当である。好ましい失活剤の例としては、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が挙げられる。
【0040】
A成分となるポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量は限定されない。しかしながら、粘度平均分子量は、10,000未満であると強度等が低下し、50,000を超えると成形加工特性が低下するようになるので、10,000〜50,000の範囲が好ましく、12,000〜30,000の範囲がより好ましく、15,000〜28,000の範囲がさらに好ましい。
【0041】
この場合、成形性等が維持される範囲内で、粘度平均分子量が上記範囲外であるポリカーボネートを混合することも可能である。例えば、粘度平均分子量が50,000を超える高分子量のポリカーボネート成分を配合することも可能である。殊に、前記範囲(50,000)を超える粘度平均分子量を有するポリカーボネート樹脂は、樹脂組成物のエントロピー弾性を向上させる。その結果、樹脂組成物を構造部材に成形する際に使用されることのあるガスアシスト成形、および発泡成形において、良好な成形加工性を発現する。かかる成形加工性の改善は前記分岐ポリカーボネートよりもさらに良好である。より好適な態様としては、A成分が粘度平均分子量70,000〜300,000のポリカーボネート樹脂(A−1−1成分)、および粘度平均分子量10,000〜30,000のポリカーボネート樹脂(A−1−2成分)からなり、その粘度平均分子量が16,000〜35,000であるポリカーボネート樹脂(A−1成分)(以下、高分子量成分含有ポリカーボネート樹脂と称することがある)も使用できる。
【0042】
かかる高分子量成分含有ポリカーボネート樹脂(A−1成分)において、A−1−1成分の分子量は70,000〜200,000が好ましく、より好ましくは80,000〜200,000、さらに好ましくは100,000〜200,000、特に好ましくは100,000〜160,000である。またA−1−2成分の分子量は10,000〜28,000が好ましく、より好ましくは11,000〜26,000、さらに好ましくは12,000〜25,000、特に好ましくは14,000〜24,000である。
【0043】
高分子量成分含有ポリカーボネート樹脂(A−1成分)は前記A−1−1成分とA−1−2成分を種々の割合で混合し、所定の分子量範囲を満足するよう調整して得ることができる。好ましくは、A−1成分100重量%中、A−1−1成分が2〜40重量%の場合であり、より好ましくはA−1−1成分が3〜30重量%であり、さらに好ましくはA−1−1成分が4〜20重量%であり、特に好ましくはA−1−1成分が5〜20重量%である。
【0044】
また、A−1成分の調製方法としては、(1)A−1−1成分とA−1−2成分とを、それぞれ独立に重合しこれらを混合する方法、(2)特開平5−306336号公報に示される方法に代表される、GPC法による分子量分布チャートにおいて複数のポリマーピークを示すポリカーボネート樹脂を同一系内において製造する方法を用い、かかるポリカーボネート樹脂を本発明のA−1成分の条件を満足するよう製造する方法、および(3)かかる製造方法((2)の製造法)により得られたポリカーボネート樹脂と、別途製造されたA−1−1成分および/またはA−1−2成分を混合する方法等を挙げることができる。
【0045】
本発明でいう粘度平均分子量は、まず、次式にて算出される比粘度(ηSP)を20℃で塩化メチレン100mlに芳香族ポリカーボネート0.7gを溶解した溶液からオストワルド粘度計を用いて求め、
比粘度(ηSP)=(t−t)/t
[t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(ηSP)から次の数式により粘度平均分子量Mを算出する。
ηSP/c=[η]+0.45×[η]c(但し[η]は極限粘度)
[η]=1.23×10−40.83
c=0.7
【0046】
尚、本発明のポリエステル樹脂、難燃剤および含フッ素滴下防止剤を含有する樹脂組成物におけるポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量の算出は次の要領で行なわれる。すなわち、該組成物を、その20〜30倍重量の塩化メチレンと混合し、組成物中の可溶分を溶解させる。かかる可溶分をセライト濾過により採取する。その後得られた溶液中の溶媒を除去する。溶媒除去後の固体を十分に乾燥し、塩化メチレンに溶解する成分の固体を得る。かかる固体0.7gを塩化メチレン100mlに溶解した溶液から、上記と同様にして20℃における比粘度を求め、該比粘度から上記と同様にして粘度平均分子量(M)を算出する。
【0047】
<B成分:ポリエステル樹脂>
ポリエステル樹脂(B成分)は、芳香族ジカルボン酸またはその反応性誘導体と、ジオールまたはそのエステル誘導体とを主成分とする縮合反応により得られる重合体ないしは共重合体である。
ここでいう芳香族ジカルボン酸として、テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、4,4’−ビフェニルエーテルジカルボン酸、4,4’−ビフェニルメタンジカルボン酸、4,4’−ビフェニルスルホンジカルボン酸、4,4’−ビフェニルイソプロピリデンジカルボン酸、1,2−ビス(フェノキシ)エタン−4,4’−ジカルボン酸、2,5−アントラセンジカルボン酸、2,6−アントラセンジカルボン酸、4,4’−p−ターフェニレンジカルボン酸、2,5−ピリジンジカルボン酸等の芳香族系ジカルボン酸が挙げられる。また、ジフェニルメタンジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、およびβ−ヒドロキシエトキシ安息香酸が挙げられる。特にテレフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸が好ましく使用できる。芳香族ジカルボン酸は二種以上を混合して使用してもよい。なお少量であれば、該ジカルボン酸と共にアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジ酸等の脂肪族ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸等を一種以上混合使用することも可能である。
【0048】
ジオールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、ネオペンチルグリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、デカメチレングリコール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等の脂肪族ジオール等が挙げられる。また1,4−シクロヘキサンジメタノール等の脂環族ジオール等が挙げられる。また、2,2−ビス(β−ヒドロキシエトキシフェニル)プロパン等の芳香環を含有するジオール等およびそれらの混合物等が挙げられる。更に少量であれば、分子量400〜6,000の長鎖ジオール、すなわちポリエチレングリコール、ポリ−1,3−プロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等を1種以上共重合してもよい。
【0049】
またポリエステル樹脂(B成分)は少量の分岐剤を導入することにより分岐させることができる。分岐剤の種類に制限はないがトリメシン酸、トリメリチン酸、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
【0050】
ポリエステル樹脂(B成分)として、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリへキシレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンナフタレート(PBN)、ポリエチレン−1,2−ビス(フェノキシ)エタン−4,4’−ジカルボキシレート等が挙げられる。また、ポリエチレンイソフタレート/テレフタレート、ポリブチレンテレフタレート/イソフタレート、等の共重合ポリエステル樹脂が挙げられる。これらのうち、機械的性質等のバランスがとれたポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレートおよびこれらの混合物が好ましく使用できる。
【0051】
またポリエステル樹脂(B成分)の末端基構造は特に限定されるものではなく、末端基における水酸基とカルボキシル基の割合がほぼ同量の場合以外に、一方の割合が多い場合であってもよい。またかかる末端基に対して反応性を有する化合物を反応させる等により、それらの末端基が封止されているものであってもよい。
かかるポリエステル樹脂(B成分)は常法に従い、特定のチタン系触媒の存在下に、加熱しながらジカルボン酸成分と前記ジオール成分とを重合させ、副生する水または低級アルコールを系外に排出することにより製造される。
【0052】
特定のチタン系触媒に関して以下に詳細に説明する。特定のチタン系触媒とは、下記のチタン化合物と下記のリン化合物との反応生成物により得られるチタン−リン触媒である。
チタン化合物は、下記式(I)で表されるチタン化合物(1)、または該チタン化合物(I)と下記式(II)で表される芳香族多価カルボン酸またはその無水物とを反応させて得られたチタン化合物(2)である。
【0053】
(チタン化合物(1))
【化5】

【0054】
式(I)中、R、R、RおよびRはそれぞれ互いに独立に、2〜10個の炭素原子を有するアルキル基を表し、kは1〜3の整数を表し、かつkが2または3の場合、2個または3個のRおよびRは、それぞれ互いに同一であってもよく、或いは異なっていてもよい。アルキル基として、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基等が挙げられる。
【0055】
チタン化合物(1)として、チタンテトラブトキシド、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラプロポキシド、チタンテトラエトキシド等のチタンテトラアルコキシド類、オクタメチルトリチタネート、オクタエチルトリチタネート、オクタイソプロピルトリチタネート、オクタノルマルプロピルトリチタネート、オクタブチルトリチタネート等のオクタアルキルトリチタネート類、ヘキサメチルジチタネート、ヘキサエチルジチタネート、ヘキサイソプロピルジチタネート、ヘキサノルマルプロピルジチタネート、ヘキサブチルジチタネート、ヘキサアルキルジチタネート類等のアルキルチタネート類を挙げることができる。これらのなかでも、リン化合物との反応性の良好なチタンテトラアルコキシドが好ましく、特にチタンテトラブトキシドがより好ましい。
【0056】
(チタン化合物(2))
チタン化合物(2)は、前記チタン化合物(I)と式(II)で表される芳香族多価カルボン酸またはその無水物との反応物である。
【化6】

【0057】
式(II)中、mは2〜4の整数を表す。式(II)で表される芳香族多価カルボン酸またはその無水物として、フタル酸、トリメリット酸、ヘミメリット酸、ピロメリット酸およびこれらの無水物が好ましい。特にチタン化合物(1)との反応性がよく、また得られる重縮合触媒のポリエステルとの親和性の高いトリメリット酸無水物を用いることがより好ましい。
【0058】
チタン化合物(1)と前記式(II)の芳香族多価カルボン酸またはその無水物との反応は、芳香族多価カルボン酸またはその無水物を溶媒に混合してその一部または全部を溶媒中に溶解し、この混合液にチタン化合物(1)を滴下して行うことが好ましい。反応は、0℃〜200℃の温度で30分間以上、好ましくは30〜150℃の温度で40〜90分間加熱することが好ましい。この際の反応圧力については特に制限はなく、常圧で充分である。なお、溶媒としては、所要量の式(II)の化合物またはその無水物の一部または全部を溶解し得るものから適宜に選択することができるが、好ましくは、エタノール、エチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ベンゼンおよびキシレン等から選ばれる。
【0059】
チタン化合物(1)と式(II)で表される化合物またはその無水物との反応モル比には限定はない。しかし、チタン化合物(1)の割合が高すぎると、得られるポリエステル樹脂の色調が悪化したり、軟化点が低下したりすることがあり、逆にチタン化合物(1)の割合が低すぎると重縮合反応が進みにくくなることがある。このため、チタン化合物(1)と式(II)の化合物またはその無水物との反応モル比は、2/1〜2/5の範囲内にコントロールされることが好ましい。この反応によって得られる反応生成物を、そのまま前述のリン化合物との反応に供してもよく、或はこれを、アセトン、メチルアルコールおよび/または酢酸エチル等からなる溶剤を用いて再結晶して精製した後、これをリン化合物と反応させてもよい。
【0060】
(リン化合物)
リン化合物は、下記式(III)で表される。
【化7】

【0061】
式(III)中、Rは、置換若しくは未置換の6〜20個の炭素原子を有するアリール基、または置換若しくは未置換の1〜20個の炭素原子を有するアルキル基を表す。アリール基として、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。アルキル基として、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ジデシル基(R20)等が挙げられる。アリール基またはアルキル基の置換基として、カルボキシル基、アルキル基、ヒドロキシル基、アミノ基等が挙げられる。
【0062】
リン化合物として、モノメチルホスフェート、モノエチルホスフェート、モノトリメチルホスフェート、モノ−n−ブチルホスフェート、モノヘキシルホスフェート、モノヘプチルホスフェート、モノオクチルホスフェート、モノノニルホスフェート、モノデシルホスフェート、モノドデシルホスフェート、モノラウリルホスフェート、モノオレイルホスフェート、モノテトラデシルホスフェート、モノフェニルホスフェート、モノベンジルホスフェート、モノ(4−ドデシル)フェニルホスフェート、モノ(4−メチルフェニル)ホスフェート、モノ(4−エチルフェニル)ホスフェート、モノ(4−プロピルフェニル)ホスフェート、モノ(4−ドデシルフェニル)ホスフェート、モノトリルホスフェート、モノキシリルホスフェート、モノビフェニルホスフェート、モノナフチルホスフェート、モノアントリルホスフェート等のモノアルキルホスフェート類およびモノアリールホスフェート類が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、或は2種以上の混合物として、例えばモノアルキルホスフェートとモノアリールホスフェートとの混合物として用いられてもよい。但し、上記リン化合物を2種以上の混合物として用いる場合、モノアルキルホスフェートの比率が50%以上を占めていることが好ましく、90%以上を占めていることがより好ましく、特に100%を占めていることがさらに好ましい。
【0063】
(チタン化合物とリン化合物との反応)
チタン−リン触媒は、上記のチタン化合物と上記のリン化合物との反応生成物である。チタン−リン触媒を用いることにより製造されるポリエステル樹脂は、ゲルマニウム、アンチモンおよび他のチタン系触媒を用いた場合に比べ、耐湿熱性と熱安定性に優れる。触媒活性の高いチタン−リン触媒を用いて重合させた場合、他の触媒を使用した場合よりも製造時の色相安定剤や熱安定剤等の添加剤の添加量が少なくすみ、また不純物や副生成物も少ないことから品質はより向上かつ安定する。そのため湿熱環境下や熱環境下での添加剤の分解や、不純物や副生成物の影響が低減されることから、耐湿熱性や熱安定性に優れたものとなると推定される。
【0064】
チタン−リン触媒において、チタン化合物のチタン原子換算モル量(mTi)と、リン化合物のリン原子換算モル量(mP)との反応モル比(mTi/mP)は、1/3〜1/1の範囲内にあることが好ましく、1/2〜1/1の範囲内にあることがより好ましい。
【0065】
チタン化合物のチタン原子換算モル量とは、チタン化合物に含まれる各チタン化合物のモル量と、当該チタン化合物の1分子中に含まれるチタン原子の個数との積の合計値である。リン化合物のリン原子換算モル量とは、リン化合物に含まれる各リン化合物のモル量と、当該リン化合物の1分子中に含まれるリン原子の個数との積の合計値である。但し、上記の式(III)で表されるリン化合物は1分子当たり1個のリン原子を含むものであるから、リン化合物のリン原子換算モル量は当該リン化合物のモル量に等しい。
【0066】
反応モル比(mTi/mP)が1/1より大きくなると、すなわち、チタン化合物の量が過多になると、得られる触媒を用いて得られるポリエステル樹脂の色調不良(b値が高すぎる)になり、かつその耐熱性が低下することがある。また、反応モル比(mTi/mP)が、1/3未満になると、すなわちチタン化合物の量が過少になると、得られる触媒のポリエステル生成反応に対する触媒活性が不十分になることがある。
【0067】
チタン−リン触媒の調製は、例えば、上記の式(III)のリン化合物と溶媒とを混合して、リン化合物の一部または全部を溶媒中に溶解し、この混合液に上記のチタン化合物(1)または(2)を滴下することによって行う。反応は、好ましくは50℃〜200℃、より好ましくは70℃〜150℃の温度において、好ましくは1分間〜4時間、より好ましくは30分間〜2時間、加熱することによって行われる。この反応において、反応圧力については格別の制限はなく、加圧下(0.1〜0.5MPa)、常圧下、または減圧下(0.001〜0.1MPa)のいずれであってもよいが、通常、常圧下において行われている。
【0068】
また反応に用いられる上記の式(III)のリン化合物の溶媒は、リン化合物の少なくとも一部を溶解し得る限り格別の制限はないが、例えば、エタノール、エチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ベンゼン、およびキシレン等から選ばれた少なくとも1種からなる溶媒が好ましく用いられる。特に、最終的に得ようとするポリエステルを構成しているグリコール成分と同一の化合物を溶媒として用いることが好ましい。
【0069】
チタン化合物とリン化合物との反応生成物は、それを反応系から、遠心沈降処理または濾過等の手段により分離された後、これを精製することなく、ポリエステル樹脂製造用触媒として用いてもよく、或は、この分離された反応生成物を、再結晶剤、例えばアセトン、メチルアルコールおよび/または水等により再結晶して精製し、それによって得られた精製物を触媒として用いてもよい。また、前記反応生成物を、その反応系から分離することなく、反応生成物含有反応混合物をそのまま触媒含有混合物として用いてもよい。
【0070】
チタン−リン触媒として、上記の式(I)で表される化合物(但し、kは1を表す)、すなわちチタンテトラアルコキシドと、上記の式(III)のリン化合物との反応生成物が触媒として用いられることが好ましい。
【0071】
さらに、チタン−リン触媒として下記式(IV)で表される化合物が好ましく使用される。
【化8】

【0072】
式中RおよびRはそれぞれ互いに独立に、2〜12個の炭素原子を有するアルキル基、または6〜12個の炭素原子を有するアリール基を表す。2〜12個の炭素原子を有するアルキル基として、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基等が挙げられる。6〜12個の炭素原子を有するアリール基として、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
【0073】
上記の式(IV)で表されるチタン−リン触媒は、高い触媒活性を有し、これを用いて製造されたポリエステル樹脂は、良好な色調(低いb値)を有し、実用上十分に低いアセトアルデヒド、残留金属および芳香族ジカルボン酸とアルキレングリコールとのエステルの環状三量体の含有量を有し、かつ実用上十分なポリマー性能を有する。
触媒中には、上記の式(IV)の化合物が50質量%以上含まれていることが好ましく、70質量%以上含まれることがより好ましい。
【0074】
チタン−リン触媒の使用量は、そのチタン原子換算ミリモル量が重合出発原料中に含まれる芳香族ジカルボン酸成分の合計ミリモル量に対して、2〜40%となる量であることが好ましく、5〜35%であることがさらに好ましく、10〜30%であることがより一層好ましい。2%未満であると、重合出発原料の重縮合反応に対する触媒の促進効果が不十分になり、ポリエステル製造効率が不十分になり、かつ所望の重合度を有するポリエステル樹脂を得ることができないことがある。また、40%を超えると、得られるポリエステル樹脂の色調(b値)が、不十分になり黄味を帯びるようになり、その実用性が低下することがある。
【0075】
芳香族ジカルボン酸のアルキレングリコールエステルおよび/またはその低重合体の製造方法について制限はない。通常、芳香族ジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体と、アルキレングリコールまたはそのエステル形成性誘導体とを、加熱反応させることによって製造される。例えば、ポリエチレンテレフタレートの原料として用いられるテレフタル酸のエチレングリコールエステルおよび/またはその低重合体は、テレフタル酸とエチレングリコールとを直接エステル化反応させるか、或はテレフタル酸の低級アルキルエステルとエチレングリコールとをエステル交換反応させるか、或はテレフタル酸にエチレンオキサイドを付加反応させる方法により製造される。なお、上記の芳香族ジカルボン酸のアルキレングリコールエステルおよび/またはその低重合体には、それと共重合可能な他のジカルボン酸エステルが、追加成分として、本発明方法の効果が実質的に損なわれない範囲内の量含まれていてもよい。具体的には酸成分合計モル量を基準として10モル%以下、好ましくは5モル%以下の範囲内の量で含まれていてもよい。
【0076】
共重合可能な追加成分は、酸成分とグリコール成分とのエステルまたはその無水物から選ばれる。酸成分として、例えば、アジピン酸、セバシン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂肪族および脂環式のジカルボン酸、並びにヒドロキシカルボン酸、例えば、β−ヒドロキシエトキシ安息香酸、p−オキシ安息香酸等の1種以上が挙げられる。グリコール成分として、例えば、構成炭素数が2個以上のアルキレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールA、ビスフェノールSのような脂肪族、脂環式、芳香族のジオール化合物およびポリオキシアルキレングリコールが挙げられる。上記追記成分エステルは、単独で用いられてもよく、或はその二種以上を併用してもよい。但しその共重合量は上記の範囲内であることが好ましい。
【0077】
なお、出発原料としてテレフタル酸およびまたはテレフタル酸ジメチルを用いる場合には、ポリアルキレンテレフタレートを解重合することによって得られた回収テレフタル酸ジメチルまたはこれを加水分解して得られる回収テレフタル酸を、ポリエステルを構成する全酸成分の質量を基準として70質量%以上使用することもできる。この場合、目的ポリアルキレンテレフタレートはポリエチレンテレフタレートであることが好ましく、特に回収されたPETボトル、回収された繊維製品、回収されたポリエステルフィルム製品、さらには、これら製品の製造工程において発生するポリマー屑等をポリエステル製造用原料源として用いることは、資源の有効活用の観点から好ましいことである。
【0078】
ここで、回収ポリアルキレンテレフタレートを解重合してテレフタル酸ジメチルを得る方法には特に限定はなく、従来公知の方法をいずれも採用することができる。例えば、回収ポリアルキレンテレフタレートをエチレングリコールを用いて解重合した後、解重合生成物を、低級アルコール、例えばメタノールによるエステル交換反応に供し、この反応混合物を精製してテレフタル酸の低級アルキルエステルを回収し、これをアルキレングリコールによるエステル交換反応に供し、得られたフタル酸/アルキレングリコールエステルを重縮合すればポリエステル樹脂を得ることができる。また、上記回収された、テレフタル酸ジメチルからテレフタル酸を回収する方法にも特に制限はなく、従来方法のいずれを用いてもよい。例えばエステル交換反応により得られた反応混合物からテレフタル酸ジメチルを再結晶法および/または蒸留法により回収した後、高温高圧下で水とともに加熱して加水分解してテレフタル酸を回収することができる。この方法によって得られるテレフタル酸に含まれる不純物において、4−カルボキシベンズアルデヒド、パラトルイル酸、安息香酸およびヒドロキシテレフタル酸ジメチルの含有量が、合計で1ppm以下であることが好ましい。また、テレフタル酸モノメチルの含有量が、1〜5000ppmの範囲にあることが好ましい。上述の方法により回収されたテレフタル酸と、アルキレングリコールとを直接エステル化反応させ、得られたエステルを重縮合することによりポリエステル樹脂を製造することができる。
【0079】
ポリエステル樹脂(B成分)において、触媒を重合出発原料に添加する時期は、芳香族ジカルボン酸アルキレングリコールエステルおよび/またはその低重合体の重縮合反応の開始時期の前の任意の段階であればよく、さらに、その添加方法にも制限はない。例えば、芳香族ジカルボン酸アルキレングリコールエステルを調製し、この反応系内に触媒の溶液またはスラリーを添加して重縮合反応を開始してもよいし、或は、前記芳香族ジカルボン酸アルキレングリコールエステルを調製する際に出発原料とともに、またはその仕込み後に、触媒の溶液またはスラリーを、反応系に添加してもよい。
【0080】
ポリエステル樹脂(B成分)の製造反応条件にも格別の制限はない。一般に重縮合反応は、230〜320℃の温度において、常圧下、または減圧下(0.1Pa〜0.1MPa)において、或はこれらの条件を組み合わせて、15〜300分間重縮合することが好ましい。
【0081】
ポリエステル樹脂(B成分)において、反応系に、必要に応じて反応安定剤、例えばトリメチルホスフェートをポリエステル製造における任意の段階で加えてもよい。さらに必要により、反応系に酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、蛍光増白剤、艶消剤、整色剤、消泡剤、その他の添加剤の1種以上を配合してもよい。特に、ポリエステル樹脂中には、少なくとも1種のヒンダードフェノール化合物を含む酸化防止剤が含まれることが好ましい。その含有量は、ポリエステル樹脂の質量に対して、1質量%以下であることが好ましい。その含有量が1質量%をこえると、酸化防止剤自身の熱劣化により、得られた生成物の品質を悪化させるという不都合を生ずることがある。
【0082】
ヒンダードフェノール化合物として、ペンタエリスリトール−テトラエキス〔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〕、3,9−ビス{2−〔3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕−1,1−ジメチルエチル}−2,4,8,10−テトラオキサスピロ〔5,5〕ウンデカン等が挙げられる。これらヒンダードフェノール系酸化防止剤とチオエーテル系二次酸化防止剤とを併用して用いることも好ましく実施される。上記ヒンダードフェノール系酸化防止剤のポリエステル樹脂への添加方法には特に制限はないが、好ましくはエステル交換反応、またはエステル化反応の終了後、重合反応が完了するまでの間の任意の段階で添加される。
【0083】
さらに、得られるポリエステル樹脂の色調を微調整するために、ポリエステル樹脂の製造段階において、その反応系中にアゾ系、トリフェニルメタン系、キノリン系、アントラキノン系、フタロシアニン系等の有機青色顔料および無機青色顔料の1種以上からなる整色剤を添加することができる。ポリエステル樹脂の溶融熱安定性を低下させるコバルト等を含む無機青色顔料を整色剤として用いる必要はない。従って本発明に使用されるポリエステル樹脂には実質的にコバルトが含まれていないものとなる。
【0084】
ポリエステル樹脂(B成分)は、チタン元素を0.001〜50ppm含むことが好ましく、1〜45ppmを含むことがより好ましく、更に好ましくは1〜30ppm、より更に好ましくは2〜20ppm含むことである。含有するチタン元素が50ppmより多いと熱安定性や色相の悪化を生じる。チタン元素が0.001ppmより少ないと使用するポリエステル樹脂の触媒残量を大幅に下回っており、ポリエステル樹脂の製造が困難となることを意味しており、本組成の特徴である良好な機械強度や耐湿熱性や熱安定性が得られず、好ましくない。
【0085】
ポリエステル樹脂(B成分)は、通常、ハンター型色差計より得られるL値が80.0以上、b値が−2.0〜5.0の範囲にあることが好ましい。ポリエステル樹脂のL値が80.0未満であると、得られるポリエステル樹脂の白色度が低くなるため実用に供し得る高白色度成形物を得ることができないことがある。また、b値が−2.0未満であると、得られるポリエステル樹脂の黄味は少ないが、青味が増し、またb値が5.0を越えると、得られるポリエステル樹脂の黄味が強くなるため、実用上有用な成形物の製造に供することができないことがある。本発明方法により得られるポリエステル樹脂のL値はより好ましくは82以上、特に好ましくは83以上であり、b値のより好ましい範囲は−1.0〜4.5であり、特に好ましくは0.0〜4.0である。
【0086】
ポリエステル樹脂(B成分)の固有粘度には制限はないが、0.30〜1.5の範囲にあることが好ましい。該固有粘度がこの範囲内にあると、溶融成形が容易で、且つそれから得られる成形物の強度も高いものとなる。前記固有粘度のさらに好ましい範囲は、0.40〜1.2であり、特に好ましくは0.50〜1.0である。ポリエステル樹脂の固有粘度は、ポリエステル樹脂をオルソクロロフェノールに溶解し、35℃の温度において測定される。
【0087】
なお、固相重縮合により得られたポリエステル樹脂は、一般的にボトル等に利用する場合が多く、0.70〜0.90の固有粘度を有する場合が多い。前記の芳香族ジカルボン酸とアルキレングリコールとのエステルの環状三量体の含有量が0.5wt%以下であり、かつアセトアルデヒドの含有量が5ppm以下であることが好ましい。前記環状三量体は、アルキレンテレフタレート、例えばエチレンテレフタレート、トリメチレンテレフタレート、テトラメチレンテレフタレート、およびヘキサメチレンテレフタレート等、並びにアルキレンナフタレート、例えば、エチレンナフタレート、トリメチレンナフタレート、テトラメチレンナフタレートおよびヘキサメチレンナフタレート等を包含する
本発明の樹脂組成物において、ポリエステル樹脂(B成分)の含有量はA成分とB成分の合計100重量部に対して、1〜70重量部、好ましくは5〜50重量部、より好ましくは10〜40重量部である。下限以上であると、耐薬品性の改質効果がみられ、上限以下では耐湿熱性や成形加工性や外観が良好である。
【0088】
<C成分:難燃剤>
本発明の樹脂組成物には、難燃剤として知られる各種の化合物が配合されるが、より好適には(C−1)有機リン系難燃剤(例えば、モノホスフェート化合物、ホスフェートオリゴマー化合物、ホスホネートオリゴマー化合物、ホスホニトリルオリゴマー化合物、およびホスホン酸アミド化合物等)、(C−2)有機金属塩系難燃剤(例えば有機スルホン酸アルカリ(土類)金属塩系難燃剤、ホウ酸金属塩系難燃剤、および錫酸金属塩系難燃剤等)、(C−3)ハロゲン系難燃剤(例えば、臭素化エポキシ樹脂、臭素化ポリスチレン、臭素化ポリカーボネート(オリゴマーを含む)、臭素化ポリアクリレート、および塩素化ポリエチレン等)、(C−4)シリコーン化合物からなるシリコーン系難燃剤や、その他としてホスファゼン化合物等が挙げられる。尚、難燃剤として使用される化合物の配合は難燃性の向上のみならず、各化合物の性質に基づき、例えば帯電防止性、流動性、剛性、および熱安定性の向上等がもたらされる。
かかる難燃剤の中でも、(C−1)有機リン系難燃剤、(C−2)有機金属塩系難燃剤、(C−3)ハロゲン系難燃剤が難燃性向上の点から好ましい。
【0089】
(C−1)有機リン系難燃剤
有機リン系難燃剤としては、アリールホスフェート化合物が好適である。かかるホスフェート化合物は概して色相や難燃効果に優れ、外観に悪影響を与えることが少ないためである。またホスフェート化合物は可塑化効果があるため本発明の樹脂組成物の成形加工性を高められる点で有利である。かかるホスフェート化合物は、従来難燃剤として公知の各種ホスフェート化合物が使用できるが、より好適には特に下記式(V)で表される1種または2種以上のホスフェート化合物を挙げることができる。
【0090】
【化9】

【0091】
但し上記式中のXとして、ハイドロキノン、レゾルシノール、ビス(4−ヒドロキシジフェニル)メタン、ビスフェノールA、ジヒドロキシジフェニル、ジヒドロキシナフタレン、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)サルファイドから誘導される二価の基が挙げられる。j、k、l、mはそれぞれ独立して0または1であり、nは0〜5の整数であり、またはn数の異なるリン酸エステルの混合物の場合は0〜5の平均値であり、R、R、R、およびRはそれぞれ独立して1個以上のハロゲン原子を置換したもしくは置換していないフェノール、クレゾール、キシレノール、イソプロピルフェノール、ブチルフェノール、p−クミルフェノールから誘導される一価フェノール残基である。
【0092】
前記式のホスフェート化合物は、異なるn数を有する化合物の混合物であってもよく、かかる混合物の場合、平均のn数は好ましくは0.5〜1.5、より好ましくは0.8〜1.2、更に好ましくは0.95〜1.15、特に好ましくは1〜1.14の範囲である。
【0093】
上記Xを誘導する二価フェノールの好適な具体例はレゾルシノール、ビスフェノールA、およびジヒドロキシジフェニルである。
上記R、R、R、およびRを誘導する一価フェノールの好適な具体例はフェノール、および2,6−ジメチルフェノールである。
尚、かかる一価フェノールはハロゲン原子で置換されてもよく、該一価フェノールから誘導される基を有するホスフェート化合物の具体例としては、トリス(2,4,6−トリブロモフェニル)ホスフェートおよびトリス(2,4−ジブロモフェニル)ホスフェート、トリス(4−ブロモフェニル)ホスフェート等が例示される。
【0094】
一方、ハロゲン原子で置換されていないホスフェート化合物の具体例としては、トリフェニルホスフェート、トリ(2,6−キシリル)ホスフェート等のモノホスフェート化合物、レゾルシノールビスジ(2,6−キシリル)ホスフェート)を主体とするホスフェートオリゴマー、4,4−ジヒドロキシジフェニルビス(ジフェニルホスフェート)を主体とするホスフェートオリゴマー、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挙げられる。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よいことを示し、より好適には前記式(V)におけるn=1の成分が80重量%以上、より好ましくは85重量%以上、更に好ましくは90重量%以上含有されることを示す。
【0095】
(C−2)有機金属塩系難燃剤
有機金属塩系難燃剤は、耐熱性がほぼ維持されると共に少なからず帯電防止性を付与できる点で有利である。本発明において最も有利に使用される有機金属塩系難燃剤は、含フッ素有機金属塩化合物である。含フッ素有機金属塩化合物とは、フッ素置換された炭化水素基を有する有機酸からなるアニオン成分と金属イオンからなるカチオン成分からなる金属塩化合物をいう。より好適な具体例としては、フッ素置換有機スルホン酸の金属塩、フッ素置換有機硫酸エステルの金属塩、およびフッ素置換有機リン酸エステルの金属塩が例示される。含フッ素有機金属塩化合物は1種もしくは2種以上を混合して使用することができる。その中でも好ましいのはフッ素置換有機スルホン酸の金属塩であり、とくに好ましいのはパーフルオロアルキル基を有するスルホン酸の金属塩である。ここでパーフルオロアルキル基の炭素数は、1〜18の範囲が好ましく、1〜10の範囲がより好ましく、更に好ましくは1〜8の範囲である。
【0096】
有機金属塩系難燃剤の金属イオンを構成する金属は、アルカリ金属あるいはアルカリ土類金属であり、アルカリ金属としてはリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウムおよびセシウムが挙げられる。アルカリ土類金属としては、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムおよびバリウムが挙げられる。より好適にはアルカリ金属である。したがって好適な有機金属塩系難燃剤は、パーフルオロアルキルスルホン酸アルカリ金属塩である。かかるアルカリ金属の中でも、透明性の要求がより高い場合にはルビジウムおよびセシウムが好適である一方、これらは汎用的でなくまた精製もし難いことから、結果的にコストの点で不利となる場合がある。一方、コストや難燃性の点で有利であるがリチウムおよびナトリウムは逆に透明性の点で不利な場合がある。これらを勘案してパーフルオロアルキルスルホン酸アルカリ金属塩中のアルカリ金属を使い分けることができるが、いずれの点においても特性のバランスに優れたパーフルオロアルキルスルホン酸カリウム塩が最も好適である。かかるカリウム塩と他のアルカリ金属からなるパーフルオロアルキルスルホン酸アルカリ金属塩とを併用することもできる。
【0097】
かかるパーフルオロアルキルスルホン酸アルカリ金属塩としては、トリフルオロメタン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、パーフルオロヘキサ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カリウム、ペンタフルオロエ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ナトリウム、パーフルオロオクタンスルホン酸ナトリウム、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、パーフルオロブタンスルホン酸リチウム、パーフルオロヘプタンスルホン酸リチウム、トリフルオロメタンスルホン酸セシウム、パーフルオロブタンスルホン酸セシウム、パーフルオロオクタンスルホン酸セシウム、パーフルオロヘキサンスルホン酸セシウム、パーフルオロブタンスルホン酸ルビジウム、およびパーフルオロヘキサンスルホン酸ルビジウム等が挙げられる。これらは1種もしくは2種以上を併用して使用することができる。これらの中で特にパーフルオロブタンスルホン酸カリウムが好ましい。
【0098】
上記の含フッ素有機金属塩は、イオンクロマトグラフィー法により測定した弗化物イオンの含有量が好ましくは50ppm以下、より好ましくは20ppm以下、更に好ましくは10ppm以下である。弗化物イオンの含有量が低いほど、難燃性や耐光性が良好となる。弗化物イオンの含有量の下限は実質的に0とすることも可能であるが、精製工数と効果との兼ね合いから実用的には0.2ppm程度が好ましい。かかる弗化物イオンの含有量のパーフルオロアルキルスルホン酸アルカリ金属塩は例えば次のように精製される。パーフルオロアルキルスルホン酸アルカリ金属塩を、該金属塩の2〜10重量倍のイオン交換水に、40〜90℃(より好適には60〜85℃)の範囲において溶解させる。該パーフルオロアルキルスルホン酸アルカリ金属塩は、パーフルオロアルキルスルホン酸をアルカリ金属の炭酸塩または水酸化物で中和する方法、もしくはパーフルオロアルキルスルホニルフルオライドをアルカリ金属の炭酸塩または水酸化物で中和する方法により(より好適には後者の方法により)生成される。また該イオン交換水は、特に好適には電気抵抗値が18MΩ・cm以上である水である。金属塩を溶解した液を上記温度下で0.1〜3時間、より好適には0.5〜2.5時間撹拌する。その後該液を0〜40℃、より好適に10〜35℃の範囲に冷却する。冷却により結晶が析出する。析出した結晶をろ過によって取り出す。これにより好適な精製されたパーフルオロアルキルスルホン酸アルカリ金属塩が製造される。
【0099】
その他上記含フッ素有機金属塩化合物以外の有機金属塩系難燃剤としては、フッ素原子を含有しない有機スルホン酸の金属塩が好適である。該金属塩としては、例えば脂肪族スルホン酸のアルカリ金属塩、脂肪族スルホン酸のアルカリ土類金属塩、芳香族スルホン酸のアルカリ金属塩、および芳香族スルホン酸のアルカリ土類金属塩等(いずれもフッ素原子を含有しない)が挙げられる。
【0100】
脂肪族スルホン酸金属塩の好ましい例としては、アルキルスルホン酸アルカリ(土類)金属塩を挙げることができる。これらは1種もしくは2種以上を併用して使用することができる(ここで、アルカリ(土類)金属塩の表記は、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩のいずれも含む意味で使用する)。かかるアルキルスルホン酸アルカリ(土類)金属塩に使用するアルカンスルホン酸の好ましい例としては、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、プロパンスルホン酸、ブタンスルホン酸、メチルブタンスルホン酸、ヘキサンスルホン酸、へプタンスルホン酸、オクタンスルホン酸等が挙げられ、これらは1種もしくは2種以上を併用して使用することができる。
【0101】
芳香族スルホン酸アルカリ(土類)金属塩に使用する芳香族スルホン酸としては、モノマー状またはポリマー状の芳香族サルファイドのスルホン酸、芳香族カルボン酸およびエステルのスルホン酸、モノマー状またはポリマー状の芳香族エーテルのスルホン酸、芳香族スルホネートのスルホン酸、モノマー状またはポリマー状の芳香族スルホン酸、モノマー状またはポリマー状の芳香族スルホンスルホン酸、芳香族ケトンのスルホン酸、複素環式スルホン酸、芳香族スルホキサイドのスルホン酸、芳香族スルホン酸のメチレン型結合による縮合体からなる群から選ばれた少なくとも1種の酸を挙げることができる。これらは1種もしくは2種以上を併用して使用することができる。
【0102】
芳香族スルホン酸アルカリ(土類)金属塩の具体例としては、例えばジフェニルサルファイド−4,4’−ジスルホン酸ジナトリウム、ジフェニルサルファイド−4,4’−ジスルホン酸ジカリウム、5−スルホイソフタル酸カリウム、5−スルホイソフタル酸ナトリウム、ポリエチレンテレフタル酸ポリスルホン酸ポリナトリウム、1−メトキシナフタレン−4−スルホン酸カルシウム、4−ドデシルフェニルエーテルジスルホン酸ジナトリウム、ポリ(2,6−ジメチルフェニレンオキシド)ポリスルホン酸ポリナトリウム、ポリ(1,3−フェニレンオキシド)ポリスルホン酸ポリナトリウム、ポリ(1,4−フェニレンオキシド)ポリスルホン酸ポリナトリウム、ポリ(2,6−ジフェニルフェニレンオキシド)ポリスルホン酸ポリカリウム、ポリ(2−フルオロ−6−ブチルフェニレンオキシド)ポリスルホン酸リチウム、ベンゼンスルホネートのスルホン酸カリウム、ベンゼンスルホン酸ナトリウム、ベンゼンスルホン酸ストロンチウム、ベンゼンスルホン酸マグネシウム、p−ベンゼンジスルホン酸ジカリウム、ナフタレン−2,6−ジスルホン酸ジカリウム、ビフェニル−3,3’−ジスルホン酸カルシウム、ジフェニルスルホン−3−スルホン酸ナトリウム、ジフェニルスルホン−3−スルホン酸カリウム、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−3,4’−ジスルホン酸ジカリウム、α,α,α−トリフルオロアセトフェノン−4−スルホン酸ナトリウム、ベンゾフェノン−3,3’−ジスルホン酸ジカリウム、チオフェン−2,5−ジスルホン酸ジナトリウム、チオフェン−2,5−ジスルホン酸ジカリウム、チオフェン−2,5−ジスルホン酸カルシウム、ベンゾチオフェンスルホン酸ナトリウム、ジフェニルスルホキサイド−4−スルホン酸カリウム、ナフタレンスルホン酸ナトリウムのホルマリン縮合物、およびアントラセンスルホン酸ナトリウムのホルマリン縮合物等を挙げることができる。
【0103】
一方、硫酸エステルのアルカリ(土類)金属塩としては、特に一価および/または多価アルコール類の硫酸エステルのアルカリ(土類)金属塩を挙げることができる。かかる一価および/または多価アルコール類の硫酸エステルとしては、メチル硫酸エステル、エチル硫酸エステル、ラウリル硫酸エステル、ヘキサデシル硫酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルの硫酸エステル、ペンタエリスリトールのモノ、ジ、トリ、テトラ硫酸エステル、ラウリン酸モノグリセライドの硫酸エステル、パルミチン酸モノグリセライドの硫酸エステル、およびステアリン酸モノグリセライドの硫酸エステル等を挙げることができる。これらの硫酸エステルのアルカリ(土類)金属塩として好ましくはラウリル硫酸エステルのアルカリ(土類)金属塩を挙げることができる。
【0104】
また他のアルカリ(土類)金属塩としては、芳香族スルホンアミドのアルカリ(土類)金属塩を挙げることができ、例えばサッカリン、N−(p−トリルスルホニル)−p−トルエンスルホイミド、N−(N’−ベンジルアミノカルボニル)スルファニルイミド、およびN−(フェニルカルボキシル)スルファニルイミドのアルカリ(土類)金属塩等が挙げられる。
上記の中でも好ましいフッ素原子を含有しない有機スルホン酸の金属塩は、芳香族スルホン酸アルカリ(土類)金属塩であり、特にカリウム塩が好適である。
【0105】
(C−3)ハロゲン系難燃剤
ハロゲン系難燃剤としては、臭素化ポリカーボネート(オリゴマーを含む)が特に好適である。臭素化ポリカーボネートは耐熱性に優れ、かつ大幅に難燃性を向上できる。本発明で使用する臭素化ポリカーボネートは、下記式(VI)で表される構成単位が全構成単位の少なくとも60モル%、好ましくは少なくとも80モル%であり、特に好ましくは実質的に下記式(VI)で表される構成単位からなる臭素化ポリカーボネート化合物である。
【0106】
【化10】

【0107】
式(VI)中、Xは臭素原子、Rは炭素数1〜4のアルキレン基、炭素数1〜4のアルキリデン基または−SO−である。
また、かかる式(VI)において、好適にはRはメチレン基、エチレン基、イソプロピリデン基、−SO−、特に好ましくはイソプロピリデン基を示す。
【0108】
臭素化ポリカーボネートは、残存するクロロホーメート基末端が少なく、末端塩素量が0.3ppm以下であることが好ましく、より好ましくは0.2ppm以下である。かかる末端塩素量は、試料を塩化メチレンに溶解し、4−(p−ニトロベンジル)ピリジンを加えて末端塩素(末端クロロホーメート)と反応させ、これを紫外可視分光光度計(日立製作所製U−3200)により測定して求めることができる。末端塩素量が0.3ppm以下であると、ポリカーボネート樹脂組成物の熱安定性がより良好となり、更に高温の成形が可能となり、その結果成形加工性により優れた樹脂組成物が提供される。
【0109】
また臭素化ポリカーボネートは、残存する水酸基末端が少ないことが好ましい。より具体的には臭素化ポリカーボネートの構成単位1モルに対して、末端水酸基量が0.0005モル以下であることが好ましく、より好ましくは0.0003モル以下である。末端水酸基量は、試料を重クロロホルムに溶解し、1H−NMR法により測定して求めることができる。かかる末端水酸基量であると、ポリカーボネート樹脂組成物の熱安定性が更に向上し好ましい。
【0110】
臭素化ポリカーボネートの比粘度は、好ましくは0.015〜0.1の範囲、より好ましくは0.015〜0.08の範囲である。臭素化ポリカーボネートの比粘度は、前述した本発明のA成分であるポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量を算出するに際し使用した上記比粘度の算出式に従って算出されたものである。
【0111】
(C−4)シリコーン系難燃剤
シリコーン系難燃剤として使用されるシリコーン化合物は、燃焼時の化学反応によって難燃性を向上させるものである。該化合物としては、従来、ポリカーボネート樹脂の難燃剤として提案された各種の化合物を使用することができる。シリコーン化合物はその燃焼時にそれ自体が結合してまたは樹脂に由来する成分と結合してストラクチャーを形成することにより、または該ストラクチャー形成時の還元反応により、ポリカーボネート樹脂に難燃効果を付与するものと考えられている。したがってかかる反応における活性の高い基を含んでいることが好ましく、より具体的にはアルコキシ基およびハイドロジェン(即ちSi−H基)から選択された少なくとも1種の基を所定量含んでいることが好ましい。かかる基(アルコキシ基、Si−H基)の含有割合としては、0.1〜1.2mol/100gの範囲が好ましく、0.12〜1mol/100gの範囲がより好ましく、0.15〜0.6mol/100gの範囲が更に好ましい。かかる割合はアルカリ分解法より、シリコーン化合物の単位重量当たりに発生した水素またはアルコールの量を測定することにより求められる。尚、アルコキシ基は炭素数1〜4のアルコキシ基が好ましく、特にメトキシ基が好適である。
【0112】
一般的にシリコーン化合物の構造は、以下に示す4種類のシロキサン単位を任意に組み合わせることによって構成される。すなわち、
M単位:(CHSiO1/2、H(CHSiO1/2、H(CH)SiO1/2、(CH(CH=CH)SiO1/2、(CH(C)SiO1/2、(CH)(C)(CH=CH)SiO1/2等の1官能性シロキサン単位、
D単位:(CHSiO、H(CH)SiO、HSiO、H(C)SiO、(CH)(CH=CH)SiO、(CSiO等の2官能性シロキサン単位、
T単位:(CH)SiO3/2、(C)SiO3/2、HSiO3/2、(CH=CH)SiO3/2、(C)SiO3/2等の3官能性シロキサン単位、
Q単位:SiOで示される4官能性シロキサン単位である。
シリコーン系難燃剤に使用されるシリコーン化合物の構造は、具体的には、示性式としてD、T、M、M、M、M、M、M、M、D、D、Dが挙げられる。この中で好ましいシリコーン化合物の構造は、M、M、M、Mであり、さらに好ましい構造は、MまたはMである。
【0113】
ここで、上記示性式中の係数m、n、p、qは各シロキサン単位の重合度を表す1以上の整数であり、各示性式における係数の合計がシリコーン化合物の平均重合度となる。この平均重合度は好ましくは3〜150の範囲、より好ましくは3〜80の範囲、更に好ましくは3〜60の範囲、特に好ましくは4〜40の範囲である。かかる好適な範囲であるほど難燃性において優れるようになる。更に後述するように芳香族基を所定量含むシリコーン化合物においては透明性や色相にも優れる。
またm、n、p、qのいずれかが2以上の数値である場合、その係数の付いたシロキサン単位は、結合する水素原子や有機残基が異なる2種以上のシロキサン単位とすることができる。
【0114】
シリコーン化合物は、直鎖状であっても分岐構造を持つものであってもよい。またシリコン原子に結合する有機残基は炭素数1〜30、より好ましくは1〜20の有機残基であることが好ましい。かかる有機残基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、およびデシル基等のアルキル基、シクロヘキシル基の如きシクロアルキル基、フェニル基の如きアリール基、並びにトリル基の如きアラルキル基を挙げることがでる。さらに好ましくは炭素数1〜8のアルキル基、アルケニル基またはアリール基である。アルキル基としては、特にはメチル基、エチル基、およびプロピル基等の炭素数1〜4のアルキル基が好ましい。
【0115】
さらにシリコーン系難燃剤として使用されるシリコーン化合物はアリール基を含有することが好ましい。より好適には下記式(VII)で示される芳香族基が含まれる割合(芳香族基量)が10〜70重量%(より好適には15〜60重量%)である。
【化11】

【0116】
式(VII)中、Xはそれぞれ独立にOH基、炭素数1〜20の一価の有機残基を示す。nは0〜5の整数を表わす。さらに式(VII)中においてnが2以上の場合はそれぞれ互いに異なる種類のXをとることができる。
シリコーン系難燃剤として使用されるシリコーン化合物は、上記Si−H基およびアルコキシ基以外にも反応基を含有していてもよく、かかる反応基としては例えば、アミノ基、カルボキシル基、エポキシ基、ビニル基、メルカプト基、およびメタクリロキシ基等が例示される。
Si−H基を有するシリコーン化合物としては、下記式(VIII)および(IX)で示される構成単位の少なくとも一種以上を含むシリコーン化合物が好適に例示される。
【0117】
【化12】

【化13】

【0118】
式(VIII)および式(IX)中、Z〜Zはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜20の一価の有機残基、または下記式(X)で示される化合物を示す。α1〜α3はそれぞれ独立に0または1を表わす。m1は0もしくは1以上の整数を表わす。さらに式(VIII)中においてm1が2以上の場合の繰返し単位はそれぞれ互いに異なる複数の繰返し単位を取ることができる。
【0119】
【化14】

【0120】
式(X)中、Z〜Zはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜20の一価の有機残基を示す。α4〜α8はそれぞれ独立に0または1を表わす。m2は0もしくは1以上の整数を表わす。さらに式(X)中においてm2が2以上の場合の繰返し単位はそれぞれ互いに異なる複数の繰返し単位を取ることができる。
シリコーン系難燃剤に使用されるシリコーン化合物において、アルコキシ基を有するシリコーン化合物としては、例えば式(XI)および式(XII)に示される化合物から選択される少なくとも1種の化合物が挙げられる。
【0121】
【化15】

【0122】
式(XI)中、βはビニル基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、並びに炭素数6〜12のアリール基およびアラルキル基を示す。γ、γ、γ、γ、γ、およびγは炭素数1〜6のアルキル基およびシクロアルキル基、並びに炭素数6〜12のアリール基およびアラルキル基を示し、少なくとも1つの基がアリール基またはアラルキル基である。δ、δ、およびδは炭素数1〜4のアルコキシ基を示す。
【0123】
【化16】

【0124】
式(XII)中、βおよびβはビニル基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、並びに炭素数6〜12のアリール基およびアラルキル基を示す。γ、γ、γ、γ10、γ11、γ12、γ13およびγ14は炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、並びに炭素数6〜12のアリール基およびアラルキル基を示し、少なくとも1つの基がアリール基またはアラルキルである。δ、δ、δ、およびδは炭素数1〜4のアルコキシ基を示す。
【0125】
本発明の樹脂組成物において、難燃剤(C成分)の含有量は、A成分およびB成分の合計100重量部に対して0.01〜40重量部であり、好ましくは0.03〜35重量部、更に好ましくは1〜32重量部であり、特に好ましいのは3〜30重量部である。下限以上では、難燃性が良好であり、上限以下では、耐湿熱性や熱安定性、大型成形加工性が良好である。
【0126】
<D成分:含フッ素滴下防止剤>
本発明の樹脂組成物には、含フッ素滴下防止剤を含むことができる。かかる含フッ素滴下防止剤を上記難燃剤と併用することにより、より良好な難燃性を得ることができる。かかる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挙げることができ、かかるポリマーとしてはポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン系共重合体(例えば、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体、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を挙げることかできる。また含フッ素ポリマーは分岐構造を有していてもよいが、入手の容易性などから好ましくはポリテトラフルオロエチレン(以下PTFEと称することがある)である。
【0127】
フィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレン(フィブリル化PTFE)は極めて高い分子量を有し、せん断力等の外的作用によりPTFE同士を結合して繊維状になる傾向を示すものである。その数平均分子量は、100万〜数千万の範囲である。かかる下限はより好ましくは1000万である。かかる数平均分子量は、特開平6−145520号公報に開示されているとおり、380℃でのポリテトラフルオロエチレンの溶融粘度に基づき算出される。即ち、フィブリル化PTFEは、かかる公報に記載された方法で測定される380℃における溶融粘度が107〜1013poiseの範囲であり、好ましくは108〜1012poiseの範囲である。
【0128】
かかる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。またかかるフィブリル形成能を有するPTFEは樹脂中での分散性を向上させ、更に良好な難燃性および機械的特性を得るために他の樹脂との混合形態のPTFE混合物を使用することも可能である。また、特開平6−145520号公報に開示されているとおり、かかるフィブリル化PTFEを芯とし、低分子量のポリテトラフルオロエチレンを殻とした構造を有するものも好ましく利用される。
【0129】
フィブリル化PTFEの市販品としては例えば三井・デュポンフロロケミカル(株)のテフロン(登録商標)6J、ダイキン化学工業(株)のポリフロンMPA FA500、F−201L等を挙げることができる。フィブリル化PTFEの水性分散液の市販品としては、旭アイシーアイフロロポリマーズ(株)製のフルオンAD−1、AD−936、ダイキン工業(株)製のフルオンD−1、D−2、三井・デュポンフロロケミカル(株)製のテフロン(登録商標)30J等を代表として挙げることができる。
【0130】
混合形態のフィブリル化PTFEとしては、(1)フィブリル化PTFEの水性分散液と有機重合体の水性分散液または溶液とを混合し共沈殿を行い共凝集混合物を得る方法(特開昭60−258263号公報、特開昭63−154744号公報等に記載された方法)、(2)フィブリル化PTFEの水性分散液と乾燥した有機重合体粒子とを混合する方法(特開平4−272957号公報に記載された方法)、(3)フィブリル化PTFEの水性分散液と有機重合体粒子溶液を均一に混合し、かかる混合物からそれぞれの媒体を同時に除去する方法(特開平06−220210号公報、特開平08−188653号公報等に記載された方法)、(4)フィブリル化PTFEの水性分散液中で有機重合体を形成する単量体を重合する方法(特開平9−95583号公報に記載された方法)、および(5)PTFEの水性分散液と有機重合体分散液を均一に混合後、更に該混合分散液中でビニル系単量体を重合し、その後混合物を得る方法(特開平11−29679号公報等に記載された方法)により得られたものが使用できる。
【0131】
これらの混合形態のフィブリル化PTFEの市販品としては、三菱レイヨン社製の「メタブレン A3800」、「メタブレン A3750」、GEスペシャリティーケミカルズ社製 「BLENDEX B449」およびPacific Interchem Corporation社製「POLY TS AD001」等が例示される。
【0132】
上記フィブリル化PTFEは機械的強度を低下させないため、できる限り微分散されることが好ましい。かかる微分散を達成する手段として、上記混合形態のフィブリル化PTFEは有利である。また水性分散液形態のものを溶融混練機に直接供給する方法も微分散には有利である。但し水性分散液形態のものはやや色相が悪化する点に配慮を要する。混合形態におけるフィブリル化PTFEの割合としては、かかる混合物100重量%中、フィブリル化PTFEが10〜80重量%が好ましく、より好ましくは15〜75重量%である。フィブリル化PTFEの割合がかかる範囲にある場合は、フィブリル化PTFEの良好な分散性を達成することができる。
【0133】
上記成分の含有量は、A成分およびB成分の合計100重量部に対して、0〜2.0重量部であり、0.05〜1.8重量部が好ましく、より好ましくは0.1〜1.6重量部、さらに好ましくは0.2〜1.5重量部である。下限以上では、難燃性が良好であり、上限以下では、耐湿熱性や大型成形加工性が良好である。
【0134】
<E成分;充填材>
本発明で使用することができる充填材(E成分)とは、充填材として知られる各種の充填材のことを示すが、好適には繊維状ガラス充填材、板状ガラス充填材、繊維状炭素充填材、非繊維状炭素充填材、珪酸塩鉱物から選択される少なくとも1種の充填材であり、より好適には繊維状ガラス充填材、繊維状炭素充填材、非繊維状炭素充填材、珪酸塩鉱物から選択される少なくとも1種の充填材である。
【0135】
(E−1;繊維状ガラス充填材)
本発明で好適に使用される繊維状ガラス充填材としては、ガラスファイバー、金属コートガラスファイバー、およびガラスミルドファイバー等が挙げられる。かかる繊維状ガラス充填材の基体となるガラスファイバーは溶融ガラスを種々の方法にて延伸しながら急冷し、所定の繊維状にしたものである。かかる場合の急冷および延伸についても特に限定されるものではない。また、断面の形状は真円状の他に、楕円状、マユ状、扁平状および三つ葉状などの真円以外の形状であってもよい。更に真円状と真円以外の形状が混合したものでもよい。扁平状とは、繊維断面の長径の平均値が10〜50μm、好ましくは15〜40μm、より好ましくは20〜35μmで、長径と短径の比(長径/短径)の平均値が1.5〜8、好ましくは2〜6、更に好ましくは2.5〜5である形状である。
【0136】
また、ガラスファイバーの如き高アスペクト比を有する繊維状ガラス充填材の平均繊維径は1〜25μmが好ましく、3〜17μmがより好ましい。この範囲の平均繊維径を持つ充填材を使用した場合には、成形品外観を損なうことなく良好な機械的強度を発現することができる。また、高アスペクト比の繊維状ガラス充填材の繊維長は、強化芳香族ポリカーボネート樹脂組成物中における数平均繊維長として、60〜500μmが好ましく、100〜400μmがより好ましく、120〜350μmが特に好ましい。尚、かかる数平均繊維長は、成形品の高温灰化、溶剤による溶解、並びに薬品による分解等の処理で採取される充填材の残さを光学顕微鏡観察した画像から画像解析装置により算出される値である。また、かかる値の算出に際しては繊維径を目安にそれ以下の長さのものはカウントしない方法による値である。高アスペクト比の繊維状ガラス充填材のアスペクト比は、好ましくは10〜200、より好ましくは15〜100、更に好ましくは20〜50である。充填材のアスペクト比は平均繊維長を平均繊維径で除した値をいう。
【0137】
ガラスミルドファイバーは、通常ガラスファイバーをボールミルの如き粉砕機を用いて短繊維化して製造されるものである。ガラスミルドファイバーの如き低アスペクト比を有する繊維状ガラス充填材のアスペクト比は、好ましくは2〜10、より好ましくは3〜8である。低アスペクト比の繊維状ガラス充填材の繊維長は、強化芳香族ポリカーボネート樹脂組成物中における数平均繊維長として5〜150μmが好ましく、9〜80μmがより好ましい。またその平均繊維径は1〜15μmが好ましく、より好ましくは3〜13μmである。
【0138】
(E−2;板状ガラス充填材)
本発明で好適に使用される板状ガラス充填材としては、ガラスフレーク、金属コートガラスフレーク、および金属酸化物コートガラスフレーク等が挙げられる。
板状ガラス充填材の基体となるガラスフレークは、円筒ブロー法やゾル−ゲル法などに方法によって製造される板状のガラスフィラーである。かかるガラスフレークの原料の大きさも粉砕や分級の程度により種々のものを選択可能である。原料に使用するガラスフレークの平均粒径は10〜1000μmが好ましく、20〜500μmがより好ましく、30〜300μmが更に好ましい。上記範囲のものは取り扱い性と成形加工性との両立に優れるためである。通常板状ガラス充填材は樹脂との溶融混練加工により割れが生じ、その平均粒径は小径化する。樹脂組成物中の板状ガラス充填材の数平均粒径は10〜200μmが好ましく、15〜100μmがより好ましく、20〜80μmが更に好ましい。尚、かかる数平均粒径は、成形品の高温灰化、溶剤による溶解、および薬品による分解等の処理で採取される板状ガラス充填材の残さを光学顕微鏡観察した画像から画像解析装置により算出される値である。また、かかる値の算出に際してはフレーク厚みを目安にそれ以下の長さのものはカウントしない方法による値である。また厚みとしては0.5〜10μmが好ましく、1〜8μmがより好ましく、1.5〜6μmが更に好ましい。上記数平均粒径および厚みを有する板状ガラス充填材は良好な機械的強度、外観、成形加工性を達成する。
【0139】
上記の各種繊維状ガラス充填材および板状ガラス充填材のガラス組成は、Aガラス、Cガラス、およびEガラス等に代表される各種のガラス組成が適用され、特に限定されない。かかるガラス充填材は、必要に応じてTiO、SO、およびP等の成分を含有するものであってもよい。これらの中でもEガラス(無アルカリガラス)がより好ましい。またガラス充填材は、周知の表面処理剤、例えばシランカップリング剤、チタネートカップリング剤、またはアルミネートカップリング剤等で表面処理が施されたものが機械的強度の向上の点から好ましい。また、ガラスファイバー(金属コートまたは金属酸化物コートされたものを含む)、およびガラスフレーク(金属コートまたは金属酸化物コートされたものを含む)は、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、およびウレタン系樹脂等で集束処理されたものが好ましく使用される。集束処理された充填材の集束剤付着量は、充填材100重量%中好ましくは0.5〜8重量%、より好ましくは1〜4重量%である。
【0140】
更に本発明の繊維状ガラス充填材および板状ガラス充填材は、異種材料が表面被覆されたものを含む。かかる異種材料としては金属および金属酸化物が好適に例示される。金属としては、銀、銅、ニッケル、およびアルミニウムなどが例示される。また金属酸化物としては、酸化チタン、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化鉄、酸化アルミニウム、および酸化ケイ素などが例示される。かかる異種材料の表面被覆の方法としては特に限定されるものではなく、例えば公知の各種メッキ法(例えば、電解メッキ、無電解メッキ、溶融メッキなど)、真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法(例えば熱CVD、MOCVD、プラズマCVDなど)、PVD法、およびスパッタリング法などを挙げることができる。
【0141】
(E−3;繊維状炭素充填材)
本発明で好適に使用される繊維状炭素充填材としては、例えばカーボンファイバー、金属コートカーボンファイバー、カーボンミルドファイバー、気相成長カーボンファイバー、およびカーボンナノチューブ等が挙げられる。カーボンナノチューブは繊維径0.003〜0.1μm、単層、2層、および多層のいずれであってもよく、多層(いわゆるMWCNT)が好ましい。これらの中でも機械的強度に優れる点、並びに良好な導電性を付与できる点において、カーボンファイバー、および金属コートカーボンファイバーが好ましい。尚、良好な導電性は近年のデジタル精密機器(例えばデジタルスチルカメラに代表される)において、樹脂材料に求められる重要な特性の1つになっている。
【0142】
カーボンファイバーとしては、セルロース系、ポリアクリロニトリル系、およびピッチ系などのいずれも使用可能である。また芳香族スルホン酸類またはそれらの塩のメチレン型結合による重合体と溶媒よりなる原料組成を防止または成形し、次いで炭化するなどの方法に代表される不融化工程を経ない紡糸を行う方法により得られたものも使用可能である。更に汎用タイプ、中弾性率タイプ、および高弾性率タイプのいずれも使用可能である。これらの中でも特にポリアクリロニトリル系の高弾性率タイプが好ましい。
【0143】
また、カーボンファイバーの平均繊維径は特に限定されないが、通常3〜15μmであり、好ましくは5〜13μmである。かかる範囲の平均繊維径を持つカーボンファイバーは、成形品外観を損なうことなく良好な機械的強度および疲労特性を発現することができる。また、カーボンファイバーの好ましい繊維長は、強化芳香族ポリカーボネート樹脂組成物中における数平均繊維長として60〜500μm、好ましくは80〜400μm、特に好ましくは100〜300μmのものである。尚、かかる数平均繊維長は、成形品の高温灰化、溶剤による溶解、および薬品による分解等の処理で採取されるカーボンファイバーの残さから光学顕微鏡観察などから画像解析装置により算出される値である。また、かかる値の算出に際しては繊維長以下の長さのものはカウントしない方法による値である。カーボンファイバーのアスペクト比は、好ましくは10〜200の範囲、より好ましくは15〜100の範囲、更に好ましくは20〜50の範囲である。繊維状炭素充填材のアスペクト比は平均繊維長を平均繊維径で除した値をいう。
【0144】
さらにカーボンファイバーの表面はマトリックス樹脂との密着性を高め、機械的強度を向上する目的で酸化処理されることが好ましい。酸化処理方法は特に限定されないが、例えば、(1)繊維状炭素充填材を酸もしくはアルカリまたはそれらの塩、あるいは酸化性気体により処理する方法、(2)繊維状炭素充填材化可能な繊維または繊維状炭素充填材を、含酸素化合物を含む不活性ガスの存在下、700℃以上の温度で焼成する方法、および(3)繊維状炭素充填材を酸化処理した後、不活性ガスの存在下で熱処理する方法などが好適に例示される。
【0145】
金属コートカーボンファイバーは、カーボンファイバーの表面に金属層をコートしたものである。金属としては、銀、銅、ニッケル、およびアルミニウムなどが挙げられ、ニッケルが金属層の耐腐食性の点から好ましい。金属コートの方法としては、先にガラス充填材における異種材料による表面被覆で述べた各種の方法が採用できる。中でもメッキ法が好適に利用される。また、かかる金属コートカーボンファイバーの場合も、元となるカーボンファイバーとしては上記のカーボンファイバーとして挙げたものが使用可能である。金属被覆層の厚みは好ましくは0.1〜1μm、より好ましくは0.15〜0.5μmである。更に好ましくは0.2〜0.35μmである。
【0146】
かかるカーボンファイバー、金属コートカーボンファイバーは、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、およびウレタン系樹脂等で集束処理されたものが好ましい。特にウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂で処理された繊維状炭素充填材は、機械的強度に優れることから本発明において好適である。
【0147】
(E−4;非繊維状炭素充填材)
本発明で好適に使用される充填材(E成分)として、炭素を主成分とする非繊維状の炭素充填材が挙げられる。具体的にはカーボンブラック、黒鉛、フラーレンであり、機械的強度、耐湿熱性、熱安定性の点から、カーボンブラック、黒鉛が好ましい。カーボンブラックとしては、DBP吸油量が100ml/100g〜500ml/100gであるカーボンブラックが導電性の点で好ましい。かかるカーボンブラックは、一般的にはアセチレンブラック、ケッチェンブラックである。具体的には、例えば電気化学工業(株)製のデンカブラック、キャボット社製バルカンXC−72およびBP−2000、ライオン(株)製ケッチェンブラックECおよびケッチェンブラックEC−600JD等が挙げられる。
【0148】
黒鉛としては、鉱物名で石墨とされる天然黒鉛、または各種の人造黒鉛のいずれも利用することができる。天然黒鉛としては、土状黒鉛、鱗状黒鉛(塊状黒鉛とも称されるVein Graphite)および鱗片状黒鉛(Flake Graphite)のいずれを利用することもできる。また人造黒鉛は、無定形炭素を熱処理し不規則な配列の微小黒鉛結晶の配向を人工的に行わせたものであり、一般炭素材料に使用される人造黒鉛の他、キッシュ黒鉛、分解黒鉛、および熱分解黒鉛などを含む。一般炭素材料に使用される人造黒鉛は、通常石油コークスや石炭系ピッチコークスを主原料として黒鉛化処理により製造される。
【0149】
本発明の黒鉛は、酸処理に代表される処理をすることで、熱膨張可能とした膨張黒鉛、または該膨張処理済みの黒鉛を含んでもよい。本発明の黒鉛の粒径は、2〜300μmの範囲であることが好ましい。かかる粒径はより好ましくは5〜200μm、さらに好ましくは7〜100μm、特に好ましくは7〜50μmである。かかる範囲を満足することにより、良好な機械的強度、成形品外観が達成される。一方、平均粒径が2μm未満であると剛性の向上効果が小さく、平均粒径が300μmを超えると耐衝撃性の低下が著しく、成形品表面にいわゆる黒鉛の浮きが目立つようになり好ましくない。
【0150】
本発明の黒鉛の固定炭素量は、好ましくは80重量%以上、より好ましくは90重量%以上、更に好ましくは98重量%以上である。また本発明の黒鉛の揮発分は、好ましくは3重量%以下、より好ましくは1.5重量%以下、更に好ましくは1重量%以下である。
【0151】
本発明における黒鉛の平均粒径は、樹脂組成物となる以前のC成分自体の粒径をいい、またかかる粒径はレーザー回折・散乱法によって求められたものをいう。
また黒鉛の表面は、本発明の組成物の特性を損なわない限りにおいて熱可塑性樹脂との親和性を増すために、表面処理、例えばエポキシ処理、ウレタン処理、シランカップリング処理、および酸化処理等が施されていてもよい。
【0152】
(E−5;珪酸塩鉱物)
本発明で好適に使用される充填材(E成分)として、珪酸塩鉱物が挙該E−5成分は、少なくとも金属酸化物成分とSiO成分とからなる珪酸塩鉱物であり、オルトシリケート、ジシリケート、環状シリケート、および鎖状シリケートなどが好適である。珪酸塩鉱物は結晶状態を取るものであり、更に該結晶は各珪酸塩鉱物が取り得るいずれの変態であってもよく、また結晶の形状も繊維状や板状などの各種の形状を取ることができる。
【0153】
珪酸塩鉱物は複合酸化物、酸素酸塩(イオン格子からなる)、固溶体のいずれの化合物でもよく、更に複合酸化物は単一酸化物の2種以上の組合せ、および単一酸化物と酸素酸塩との2種以上の組合せのいずれであってもよく、更に固溶体においても2種以上の金属酸化物の固溶体、および2種以上の酸素酸塩の固溶体のいずれであってもよい。また水和物であってもよい。水和物における結晶水の形態はSi−OHとして水素珪酸イオンとして入るもの、金属陽イオンに対して水酸イオン(OH)としてイオン的に入るもの、および構造の隙間にHO分子として入るもののいずれの形態であってもよい。
【0154】
珪酸塩鉱物としては、天然物に対応する人工合成物を使用することもできる。人工合成物としては、従来公知の各種の方法、例えば固体反応、水熱反応、および超高圧反応などを利用した各種の合成法、から得られた珪酸塩鉱物が利用できる。
各金属酸化物成分における珪酸塩鉱物の具体例としては以下のものが挙げられる。ここでカッコ内の表記はかかる珪酸塩鉱物を主成分とする鉱物等の名称であり、例示された金属塩としてカッコ内の化合物が使用できることを意味する。
【0155】
Oをその成分に含むものとしては、KO・SiO、KO・4SiO・HO、KO・Al・2SiO(カルシライト)、KO・Al・4SiO(白リュウ石)、およびKO・Al・6SiO(正長石)、などが挙げられる。
NaOをその成分に含むものとしては、NaO・SiO、およびその水化物、NaO・2SiO、2NaO・SiO、NaO・4SiO、NaO・3SiO・3HO、NaO・Al・2SiO、NaO・Al・4SiO(ヒスイ輝石)、2NaO・3CaO・5SiO、3NaO・2CaO・5SiO、およびNaO・Al・6SiO(曹長石)などが挙げられる。
LiOをその成分に含むものとしては、LiO・SiO、2LiO・SiO、LiO・SiO・HO、3LiO・2SiO、LiO・Al・4SiO(ペタライト)、LiO・Al・2SiO(ユークリプタイト)、およびLiO・Al・4SiO(スポジュメン)などが挙げられる。
BaOをその成分に含むものとしては、BaO・SiO、2BaO・SiO、BaO・Al・2SiO(セルシアン)、およびBaO・TiO・3SiO(ベントアイト)などが挙げられる。
CaOをその成分に含むものとしては、3CaO・SiO(セメントクリンカー鉱物のエーライト)、2CaO・SiO(セメントクリンカー鉱物のビーライト)、2CaO・MgO・2SiO(オーケルマナイト)、2CaO・Al・SiO(ゲーレナイト)、オーケルマナイトとゲーレナイトとの固溶体(メリライト)、CaO・SiO(ウォラストナイト(α−型、β−型のいずれも含む))、CaO・MgO・2SiO(ジオプサイド)、CaO・MgO・SiO(灰苦土カンラン石)、3CaO・MgO・2SiO(メルウイナイト)、CaO・Al・2SiO(アノーサイト)、5CaO・6SiO・5HO(トバモライト、その他5CaO・6SiO・9HOなど)などのトバモライトグループ水和物、2CaO・SiO・HO(ヒレブランダイト)などのウォラストナイトグループ水和物、6CaO・6SiO・HO(ゾノトライト)などのゾノトライトグループ水和物、2CaO・SiO・2HO(ジャイロライト)などのジャイロライトグループ水和物、CaO・Al・2SiO・HO(ローソナイト)、CaO・FeO・2SiO(ヘデンキ石)、3CaO・2SiO(チルコアナイト)、3CaO・Al・3SiO(グロシュラ)、3CaO・Fe・3SiO(アンドラダイト)、6CaO・4Al・FeO・SiO(プレオクロアイト)、並びにクリノゾイサイト、紅レン石、褐レン石、ベスブ石、オノ石、スコウタイト、およびオージャイトなどが挙げられる。
【0156】
更にCaOをその成分に含む珪酸塩鉱物としてポルトランドセメントを挙げることができる。ポルトランドセメントの種類は特に限定されるものではなく、普通、早強、超早強、中よう熱、耐硫酸塩、白色などのいずれの種類も使用できる。更に各種の混合セメント、例えば高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメントなどもB成分として使用できる。またその他のCaOをその成分に含む珪酸塩鉱物として高炉スラグやフェライトなどを挙げることができる。
【0157】
ZnOをその成分に含むものとしては、ZnO・SiO、2ZnO・SiO(トロースタイト)、および4ZnO・2SiO・HO(異極鉱)などが挙げられる。
MnOをその成分に含むものとしては、MnO・SiO、2MnO・SiO、CaO・4MnO・5SiO(ロードナイト)およびコーズライトなどが挙げられる。
FeOをその成分に含むものとしては、FeO・SiO(フェロシライト)、2FeO・SiO(鉄カンラン石)、3FeO・Al・3SiO(アルマンジン)、および2CaO・5FeO・8SiO・HO(テツアクチノセン石)などが挙げられる。
CoOをその成分に含むものとしては、CoO・SiOおよび2CoO・SiOなどが挙げられる。
MgOをその成分に含むものとしては、MgO・SiO(ステアタイト、エンスタタイト)、2MgO・SiO(フォルステライト)、3MgO・Al・3SiO(バイロープ)、2MgO・2Al・5SiO(コーディエライト)、2MgO・3SiO・5HO、3MgO・4SiO・HO(タルク)、5MgO・8SiO・9HO(アタパルジャイト)、4MgO・6SiO・7HO(セピオライト)、3MgO・2SiO・2HO(クリソライト)、5MgO・2CaO・8SiO・HO(透セン石)、5MgO・Al・3SiO・4HO(緑泥石)、KO・6MgO・Al・6SiO・2HO(フロゴバイト)、NaO・3MgO・3Al・8SiO・HO(ランセン石)、並びにマグネシウム電気石、直セン石、カミントンセン石、バーミキュライト、スメクタイトなどが挙げられる。
Feをその成分に含むものとしては、Fe・SiOなどが挙げられる。
ZrOをその成分に含むものとしては、ZrO・SiO(ジルコン)およびAZS耐火物などが挙げられる。
Alをその成分に含むものとしては、Al・SiO(シリマナイト、アンダリューサイト、カイアナイト)、2Al・SiO、Al・3SiO、3Al・2SiO(ムライト)、Al・2SiO・2HO(カオリナイト)、Al・4SiO・HO(パイロフィライト)、Al・4SiO・HO(ベントナイト)、KO・3NaO・4Al・8SiO(カスミ石)、KO・3Al・6SiO・2HO(マスコバイト、セリサイト)、KO・6MgO・Al・6SiO・2HO(フロゴバイト)、並びに各種のゼオライト、フッ素金雲母、および黒雲母などを挙げることができる。
【0158】
上記の珪酸塩鉱物の中でも特に好適であるのは、剛性と耐衝撃性のバランスに優れ、耐湿熱性や熱安定性や外観にも優れ、更に入手も容易である点でから、タルク、マイカ、ウォラストナイトである。
【0159】
(E−5−i)タルク
本発明におけるタルクとは、化学組成的には含水珪酸マグネシウムであり、一般的には化学式4SiO・3MgO・2HOで表され、通常層状構造を持った鱗片状の粒子であり、また組成的にはSiOを56〜65重量%、MgOを28〜35重量%、HO約5重量%程度から構成されている。その他の少量成分としてFeが0.03〜1.2重量%、Alが0.05〜1.5重量%、CaOが0.05〜1.2重量%、KOが0.2重量%以下、NaOが0.2重量%以下などを含有している。より好適なタルクの組成としては、SiO:62〜63.5重量%、MgO:31〜32.5重量%、Fe:0.03〜0.15重量%、Al:0.05〜0.25重量%、およびCaO:0.05〜0.25重量%が好ましい。更に強熱減量が2〜5.5重量%であることが好ましい。かかる好適な組成においては、良好な熱安定性および色相を有する樹脂組成物が得られ、更なる成形加工温度の上昇によっても良好な成形品が製造される。これにより本発明の組成物は更に高流動化が可能となり、より大型または複雑形状の薄肉成形品に対応可能となる。
【0160】
タルクの粒子径は、沈降法により測定される平均粒径が0.1〜50μm(より好ましくは0.1〜10μm、更に好ましくは0.2〜5μm、特に好ましくは0.2〜3.5μm)の範囲であることが好ましい。したがって、本発明のより好適なタルクは、上記の好ましい組成を有し、かつ平均粒径が0.2〜5μmのタルクである。更にかさ密度を0.5(g/cm)以上としたタルクを原料として使用することが特に好適である。かかる条件を満足するタルクとして、林化成(株)製「Upn HS−T0.8」が例示される。タルクの平均粒径は、液相沈降法の1つであるX線透過法で測定されたD50(粒子径分布のメジアン径)をいう。かかる測定を行う装置の具体例としてはマイクロメリティックス社製Sedigraph5100などを挙げることができる。
【0161】
またタルクを原石から粉砕する際の製法に関し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、および容器回転式圧縮剪断型ミル法等を利用することができる。さらに粉砕後のタルクは、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が好適である。分級機としては特に制限はなく、インパクタ型慣性力分級機(バリアブルインパクターなど)、コアンダ効果利用型慣性力分級機(エルボージェットなど)、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、およびスーパーセパレーターなど)などを挙げることができる。
【0162】
さらにタルクは、その取り扱い性等の点で凝集状態であるものが好ましく、かかる製法としては脱気圧縮による方法、集束剤を使用し圧縮する方法等がある。特に脱気圧縮による方法が簡便かつ不要の集束剤樹脂成分を本発明の樹脂組成物中に混入させない点で好ましい。
【0163】
(E−5−ii)マイカ
マイカは、その平均粒径が5〜250μmのものを使用できる。好ましくはレーザー回折・散乱法で測定される平均粒径(D50(粒子径分布のメジアン径))が5〜50μmのマイカである。マイカの平均粒径が5μm未満では剛性向上の効果が得られにくくなる。一方250μmを超える平均粒径のマイカを含有する樹脂組成物は、機械的物性が飽和傾向にある一方で外観や難燃性が劣るようになる。尚、マイカの平均粒径は、レーザー回折・散乱法または振動式篩分け法により測定される。レーザー回折・散乱法は、振動式篩分け法により325メッシュパスが、95重量%以上のマイカに対して行うのが好適である。それ以上の粒径のマイカに対しては、振動式篩分け法を使用するのが一般的である。本発明の振動式篩分け法は、まず振動篩器を用い使用するマイカ粉体100gを目開きの順番に重ねたJIS規格の標準篩により10分間篩分けを行う。各篩の上に残った粉体の重量を測定して粒度分布を求める方法である。
【0164】
マイカの厚みとしては、電子顕微鏡の観察により実測した厚みが0.01〜1μmのものを使用できる。好ましくは厚みが0.03〜0.3μmである。アスペクト比としては5〜200、好ましくは10〜100のものを使用できる。また使用するマイカ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など他のマイカに比較してより高剛性および高強度を達成でき、本発明の課題をより良好なレベルにおいて解決する。したがって、本発明のより好適なマイカは、平均粒径が5〜250μm、より好ましくは5〜50μmであるマスコバイトである。かかる好適なマイカとしては例えば(株)山口雲母工業所製「A−21」が例示される。また、マイカの粉砕法としては乾式粉砕法および湿式粉砕法のいずれで製造されたものであってもよい。乾式粉砕法の方が低コストで一般的であるが、一方湿式粉砕法は、マイカをより薄く細かく粉砕するのに有効である(樹脂組成物の剛性向上効果はより高くなる)。本発明では、湿式粉砕法のマイカがより好適である。
【0165】
(E−5−iii)ワラストナイト
ワラストナイトの繊維径は0.1〜10μmが好ましく、0.1〜5μmがより好ましく、0.1〜3μmが更に好ましい。またそのアスペクト比(平均繊維長/平均繊維径)は3以上が好ましい。アスペクト比の上限としては30以下が挙げられる。ここで繊維径は電子顕微鏡で強化フィラーを観察し、個々の繊維径を求め、その測定値から数平均繊維径を算出する。電子顕微鏡を使用するのは、対象とするレベルの大きさを正確に測定することが光学顕微鏡では困難なためである。繊維径は、電子顕微鏡の観察で得られる画像に対して、繊維径を測定する対象のフィラーをランダムに抽出し、中央部の近いところで繊維径を測定し、得られた測定値より数平均繊維径を算出する。観察の倍率は約1000倍とし、測定本数は500本以上(600本以下が作業上好適である)で行う。一方平均繊維長の測定は、フィラーを光学顕微鏡で観察し、個々の長さを求め、その測定値から数平均繊維長を算出する。光学顕微鏡の観察は、フィラー同士があまり重なり合わないように分散されたサンプルを準備することから始まる。観察は対物レンズ20倍の条件で行い、その観察像を画素数が約25万であるCCDカメラに画像データとして取り込む。得られた画像データを画像解析装置を使用して、画像データの2点間の最大距離を求めるプログラムを使用して、繊維長を算出する。かかる条件の下では1画素当りの大きさが1.25μmの長さに相当し、測定本数は500本以上(600本以下が作業上好適である)で行う。本発明のワラストナイトは、その元来有する白色度を十分に樹脂組成物に反映させるため、原料鉱石中に混入する鉄分並びに原料鉱石を粉砕する際に機器の摩耗により混入する鉄分を磁選機によって極力取り除くことが好ましい。かかる磁選機処理によりワラストナイト中の鉄の含有量はFeに換算して、0.5重量%以下であることが好ましい。したがって、本発明のより好適なワラストナイトは、その繊維径が0.1〜10μm、より好ましくは0.1〜5μm、更に好ましくは0.1〜3μmであり、が更に好ましい。平均粒径が5〜250μm、より好ましくは5〜50μmであり、鉄の含有量はFeに換算して0.5重量%以下のワラストナイトである。かかる好適なワラストナイトとしては例えばキンセイマテック社製「SH−1250」、「SH−1800」、関西マテック社製「KGP−H40」、NYCO社製「NYGLOS4」等が例示される。
【0166】
本発明における珪酸塩鉱物は、表面処理されていないことが好ましいが、シランカップリング剤(アルキルアルコキシシランやポリオルガノハイドロジェンシロキサンなどを含む)、高級脂肪酸エステル、酸化合物(例えば、亜リン酸、リン酸、カルボン酸、およびカルボン酸無水物など)並びにワックスなどの各種表面処理剤で表面処理されていてもよい。さらに各種樹脂、高級脂肪酸エステル、およびワックスなどの集束剤で造粒し顆粒状とされていてもよい。本発明における珪酸塩鉱物において特に好適であるのはタルクやウォラストナイトである。かかるタルクやウォラストナイトは剛性と耐衝撃性との両立において良好であり、ポリカーボネート樹脂およびポリエステル樹脂に配合した場合の色相の悪化および外観の悪化(例えばシルバーストリークの発生)が小さい。
【0167】
本発明の樹脂組成物において、充填材(E成分)の含有量は、A成分とB成分の合計100重量部に対して0.1〜100重量部が好ましく、より好ましくは2〜55重量部、更に好ましくは3〜50重量部である。下限以上では剛性が良好であり、上限以下では耐湿熱性や熱安定性や大型成形加工性や耐衝撃性が良好である。
【0168】
<その他の添加剤について>
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、上記A成分〜E成分以外にも、通常ポリカーボネート樹脂に配合される各種の添加剤を含むことができる。
【0169】
(i)ゴム変性樹脂
本発明の樹脂組成物には公知の各種ゴム変性樹脂を配合することができる。ゴム変性樹脂は、ゴム質重合体であるか、またはゴム質重合体とスチレン系硬質重合体との組み合わせである。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と、該ゴム成分と共重合可能な単量体成分とを共重合した重合体をいう。スチレン系硬質重合体とは、芳香族アルケニル化合物の重合体または共重合体、またこれらと共重合可能な他のビニル単量体とを共重合して得られる重合体であって、該重合体が非晶性である場合には、そのガラス転移温度が40℃以上である重合体をいい、該重合体が結晶性である場合には、その融点が40℃以上である重合体をいう。かかるガラス転移温度および融点は、JIS K7121に準拠した示差走査熱量計(DSC)測定により求めることが可能である。芳香族アルケニル化合物から形成される構成単位は、スチレン系硬質重合体100重量%中少なくとも30重量%以上含有されることが好ましい。芳香族アルケニル化合物から形成される構成単位は、更に好ましくは40〜90重量%、特に好ましくは50〜80重量%である。
【0170】
ゴム成分とは、ゴム質重合体の基体となるゴム弾性を有する重合体である。かかるゴム成分としては例えば、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およ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またはメタクリル酸アルキルエステルおよびブタジエンの共重合体)など)、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およ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およびブロック共重合体など)、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、およびエチレン・ブチルアクリレート共重合体など)、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など)、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など)、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)、およ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など)、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、およ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型ゴムなど)が挙げられる。更に他のゴム成分としては、ウレタンゴム、アミドゴム、ホスファゼンゴムおよびフッ素ゴムなどを挙げることができる。
【0171】
かかるゴム成分に共重合される単量体としては、芳香族アルケニル化合物、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)アクリル酸化合物などが好適に挙げられる。その他の単量体成分としては、グリシジルメタクリレートなどのエポキシ基含有メタクリル酸エステル、マレイミド、N−メチルマレイミド、N−フェニルマレイミドなどのマレイミド系単量体、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フタル酸、イタコン酸などのα,β−不飽和カルボン酸およびその無水物等を挙げることができる。
【0172】
上記芳香族アルケニル化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ビニルキシレン、エチルスチレン、ジメチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、ビニルナフタレン、およびメトキシスチレンなどが挙げられ、特にスチレンが好ましい。これらは単独または2種以上用いることができる。
上記シアン化ビニル化合物としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどが挙げられ、特にアクリロニトリルが好ましい。これらは単独または2種以上用いることができる。
【0173】
上記(メタ)アクリル酸エステル化合物としては、具体的にはメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、アミル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレートなどを挙げることができる。尚(メタ)アクリレートの表記はメタクリレートおよびアクリレートのいずれをも含むことを示し、(メタ)アクリル酸エステルの表記はメタクリル酸エステルおよびアクリル酸エステルのいずれをも含むことを示す。
【0174】
本発明におけるゴム質重合体は、より具体的には、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)重合体などを挙げることができる。上記のゴム質重合体は、その構造を特に限定するものではないが、グラフトポリマーおよびブロックポリマーが一般的であり、グラフトポリマーがより好ましい。
【0175】
その他ゴム質重合体としては水添スチレン−ブタジエンブロックコポリマーの如きスチレン系エラスマトー、ポリエステルエラストマー、ポリウレタンエラストマー、およびポリアミドエラストマーなどに代表される熱可塑性エラストマーや、ポリエチレン、ポリオルガノシロキサン、およびオレフィン類と不飽和カルボン酸エステルとの共重合体などを挙げることができ、これらはポリカーボネート樹脂の耐衝撃性における厚み依存性の改良や、ポリカーボネート系ポリマーアロイにおける衝撃改質材として広く知られるものである。
【0176】
ゴム質重合体においてグラフト共重合体を製造した場合、該グラフト共重合体と、ゴム成分にグラフトされなかったグラフト成分の重合体または共重合体(例えば、ABS重合体ではAS重合体)との混合物が得られる場合が多い。かかる混合物がグラフト共重合体として市販されることが多く、また入手も容易である。したがって、ゴム変性樹脂はゴム質重合体とスチレン系硬質重合体がそれぞれ独立の原料として樹脂組成物の製造に用いてもよく、またゴム質重合体とスチレン系硬質重合体が一体となったものをかかる樹脂組成物の製造時の原料として用いてもよい。
【0177】
ゴム質重合体は、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合のいずれの重合法で製造したものであってもよく、共重合の方式は一段グラフトであっても多段グラフトであっても差し支えない。また製造の際に副生するグラフト成分のみのコポリマーとの混合物であってもよい。さらに重合法としては一般的な乳化重合法の他、過硫酸カリウム等の開始剤を使用するソープフリー重合法、シード重合法、二段階膨潤重合法等を挙げることができる。また懸濁重合法において、水相とモノマー相とを個別に保持して両者を正確に連続式の分散機に供給し、粒子径を分散機の回転数で制御する方法、および連続式の製造方法において分散能を有する水性液体中にモノマー相を数〜数十μm径の細径オリフィスまたは多孔質フィルターを通すことにより供給し粒径を制御する方法などを行ってもよい。コア−シェル型のグラフト重合体の場合、その反応はコアおよびシェル共に、1段であっても多段であってもよい。
【0178】
かかるゴム質重合体は市販されており容易に入手することが可能である。シェルの部分にメチルメタクリレートに代表されるアルキルアクリレート成分が共重合されたゴム質重合体は、スチレン系硬質重合体の存在下においても芳香族ポリカーボネート樹脂マトリックス中に選択的に存在しやすく、これにより樹脂組成物全体の衝撃性の向上に寄与する。かかるアルキルアクリレート成分が共重合されたゴム質重合体としては、例えばゴム成分として、ブタジエンゴム、アクリルゴムまたはブタジエン−アクリル複合ゴムを主体とするものとしては、(株)カネカのカネエースBシリーズ(例えばB−56など)やM−711、三菱レイヨン(株)のメタブレンCシリーズ(例えばC−223Aなど)、Wシリーズ(例えばW−450Aなど)、呉羽化学工業(株)のHIAシリーズ(例えばHIA−15など)、BTAシリーズ(例えばBTA−IIIなど)、KCAシリーズ、ローム・アンド・ハース社のパラロイドEXLシリーズ(例えばEXL−2602、EXL−2638など)、KMシリーズ(例えばKM−336P、KM−357Pなど)、宇部サイコン(株)のUCLモディファイヤーレジンシリーズ(ユーエムジー・エービーエス(株)のUMG AXSレジンシリーズ)が挙げられ、ゴム成分としてアクリル−シリコーン複合ゴムを主体とするものとしては三菱レイヨン(株)よりメタブレンS−2001あるいはSRK−200という商品名で市販されているものが挙げられる。
【0179】
これらのゴム質重合体は、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、および乳化重合のいずれの方法で製造されてもよいが、特に乳化重合法により製造されることが好ましい。
ゴム質重合体中におけるゴム成分の割合は、ゴム質重合体100重量%中、好ましくは40〜90重量%、より好ましくは60〜85重量%、特に好ましくは70〜85重量%である。またゴム質重合体におけるゴム粒子径は重量平均粒子径において0.05〜2μmが好ましく、かかるゴム粒子径の分布は単一の分布であるもの及び2山以上の複数の山を有するもののいずれもが使用可能である。上記のアルキルアクリレート成分が共重合されたゴム質重合体におけるゴム粒子径は、より好ましくは0.1〜1.0μm、更に好ましくは0.1〜0.5μmである。
【0180】
一方、ゴム変性樹脂の代表例としてはABS樹脂、AES樹脂、およびASA樹脂があり、これらも汎用されている。尚、ここでABS樹脂はアクリロニトリル、ポリブタジエン(またはスチレン−ブタジエン)ゴム、およびスチレンから主としてなる共重合体樹脂、AES樹脂はアクリロニトリル、エチレン−プロピレンゴム、およびスチレンから主としてなる共重合体樹脂、ASA樹脂はアクリロニトリル、スチレン、およびアクリルゴムから主としてなる共重合体樹脂である。これらの樹脂は通常、それぞれのゴム質重合体と、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS共重合体)のスチレン系硬質重合体との混合物からなる。
【0181】
かかるフリーのAS共重合体の分子量は、GPC測定(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー測定)により算出された重量平均分子量(Mw)で表わして40,000〜500,000が好ましく、70,000〜200,000がより好ましく、80,000〜160,000が更に好ましい。なお、ここで示す重量平均分子量は、標準ポリスチレン樹脂による較正直線を使用したGPC測定によりポリスチレン換算の値として算出されたものである。またかかるAS共重合体100重量%中におけるABS樹脂、AES樹脂、およびASA樹脂中におけるゴム質重合体の、ゴム成分にグラフトされたグラフト重合成分の割合(ジエン系ゴム成分の重量に対するかかるグラフト成分の重量の割合)、すなわちグラフト率(重量%)は20〜200%が好ましく、より好ましくは20〜80%である。
【0182】
かかるABS樹脂、AES樹脂、およびASA樹脂は塊状重合、溶液重合、懸濁重合、および乳化重合などのいずれの方法で製造されたものでもよい。特にABS樹脂では、塊状重合法により製造されたABS樹脂が熱安定性に優れることから好ましい。更にかかる塊状重合法としては代表的に、化学工学 48巻第6号415頁(1984)に記載された連続塊状重合法(いわゆる東レ法)、並びに化学工学 第53巻第6号423頁(1989)に記載された連続塊状重合法(いわゆる三井東圧法)が例示される。本発明のABS樹脂としてはいずれのABS樹脂も好適に使用される。特に後者の連続塊状重合法によるABS樹脂は、熱安定性や耐湿熱性に特に優れ、高い熱履歴下での成形における衝撃強度の低下が少なく、また各種特性の長期特性にも優れた樹脂組成物が得られる。また共重合の方法は、一段で共重合しても、多段で共重合してもよい。
【0183】
ABS樹脂、AES樹脂、およびASA樹脂におけるゴム質重合体のゴム粒子径は重量平均粒子径において0.05〜5μmが好ましく、0.1〜2.0μmがより好ましく、0.2〜1.5μmが更に好ましい。かかるゴム粒子径の分布は単一の分布であるもの及び2山以上の複数の山を有するもののいずれもが使用可能であり、更にそのモルフォロジーにおいてもゴム粒子が単一の相をなすものであっても、ゴム粒子の周りにオクルード相を含有することによりサラミ構造を有するものであってもよい。
【0184】
ABS樹脂の如きゴム質重合体とスチレン系硬質重合体との組み合わされたゴム変性樹脂は、薄肉成形品に対する優れた成形加工性を有し、良好な耐衝撃性も有する。一方、MBS共重合体の如きゴム質重合体から実質的になるゴム変性樹脂は、薄肉成形品に対する良好な耐衝撃性を樹脂組成物に与える。これらを勘案してゴム変性樹脂を適宜調整することができる。
【0185】
(ii)安定剤
本発明の樹脂組成物には公知の各種安定剤を配合することができる。安定剤としては、リン系安定剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、紫外線吸収剤および光安定剤等が挙げられる。
【0186】
(ii−1)リン系安定剤
リン系安定剤としては、リン系難燃剤(C−1成分)以外の亜リン酸、リン酸、亜ホスホン酸、ホスホン酸、これらのエステル、並びに第3級ホスフィン等が例示される。これらの中でも特に、亜リン酸、リン酸、亜ホスホン酸、ホスホン酸、トリオルガノホスフェート化合物、アシッドホスフェート化合物が好ましい。尚、アシッドホスフェート化合物における有機基は、一置換、二置換、これらの混合物のいずれも含む。該化合物に対応する下記の例示化合物においても同様にいずれをも含むものとする。
【0187】
トリオルガノホスフェート化合物としては、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリデシルホスフェート、トリドデシルホスフェート、トリラウリルホスフェート、トリステアリルホスフェート、トリクレジルホスフェート、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等が例示される。これらの中でもトリアルキルホスフェートが好ましい。かかるトリアルキルホスフェートの炭素数は、好ましくは1〜22、より好ましくは1〜4である。特に好ましいトリアルキルホスフェートはトリメチルホスフェートである。
【0188】
アシッドホスフェート化合物としては、メチルアシッドホスフェート、エチルアシッドホスフェート、ブチルアシッドホスフェート、ブトキシエチルアシッドホスフェート、オクチルアシッドホスフェート、デシルアシッドホスフェート、ラウリルアシッドホスフェート、ステアリルアシッドホスフェート、オレイルアシッドホスフェート、ベヘニルアシッドホスフェート、フェニルアシッドホスフェート、ノニルフェニルアシッドホスフェート、シクロヘキシルアシッドホスフェート、フェノキシエチルアシッドホスフェート、アルコキシポリエチレングリコールアシッドホスフェート、およびビスフェノールAアシッドホスフェート等が例示される。これらの中でも炭素数10以上の長鎖ジアルキルアシッドホスフェートが熱安定性の向上に有効であり、該アシッドホスフェート自体の安定性が高いことから好ましい。
【0189】
ホスファイト化合物としては、例えば、トリフェニルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリデシルホスファイト、トリオクチルホスファイト、トリオクタデシルホスファイト、ジデシルモノフェニルホスファイト、ジオクチルモノフェニルホスファイト、ジイソプロピルモノフェニルホスファイト、モノブチルジフェニルホスファイト、モノデシルジフェニルホスファイト、モノオクチルジフェニルホスファイト、トリス(ジエチルフェニル)ホスファイト、トリス(ジ−iso−プロピルフェニル)ホスファイト、トリス(ジ−n−ブチルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、トリス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス{2,4−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェニル}ペンタエリスリトールジホスファイト、フェニルビスフェノールAペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ジシクロヘキシルペンタエリスリトールジホスファイト等が挙げられる。
【0190】
更に他のホスファイト化合物としては二価フェノール類と反応し環状構造を有するものも使用できる。例えば、2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)(2−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ホスファイト、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が例示される。
【0191】
ホスホナイト化合物としては、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,3’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−3,3’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,3’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−3,3’−ビフェニレンジホスホナイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−フェニルホスホナイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−3−フェニル−フェニルホスホナイト、ビス(2,6−ジ−n−ブチルフェニル)−3−フェニル−フェニルホスホナイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−フェニルホスホナイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−3−フェニル−フェニルホスホナイト等が挙げられる。テトラキス(ジ−tert−ブチルフェニル)−ビフェニレンジホスホナイト、ビス(ジ−tert−ブチルフェニル)−フェニル−フェニルホスホナイトが好ましく、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−ビフェニレンジホスホナイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−フェニル−フェニルホスホナイトがより好ましい。かかるホスホナイト化合物は上記アルキル基が2以上置換したアリール基を有するホスファイト化合物との併用可能であり好ましい。
【0192】
ホスホネイト化合物としては、ベンゼンホスホン酸ジメチル、ベンゼンホスホン酸ジエチル、およびベンゼンホスホン酸ジプロピル等が挙げられる。
第3級ホスフィンとしては、トリエチルホスフィン、トリプロピルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリオクチルホスフィン、トリアミルホスフィン、ジメチルフェニルホスフィン、ジブチルフェニルホスフィン、ジフェニルメチルホスフィン、ジフェニルオクチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリ−p−トリルホスフィン、トリナフチルホスフィン、ジフェニルベンジルホスフィン等が例示される。特に好ましい第3級ホスフィンは、トリフェニルホスフィンである。
【0193】
好適なリン系安定剤は、トリオルガノホスフェート化合物、アシッドホスフェート化合物、および下記式(XIII)で表されるホスファイト化合物である。殊にトリオルガノホスフェート化合物を配合することが好ましい。
【0194】
【化17】

【0195】
式(XIII)中、RおよびR’は炭素数6〜30のアルキル基または炭素数6〜30のアリール基またはアルキルアリール基を表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。
【0196】
上記の如く、ホスホナイト化合物としてはテトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−ビフェニレンジホスホナイトが好ましく、該ホスホナイトを主成分とする安定剤は、Sandostab P−EPQ(商標、Clariant社製)およびIrgafos P−EPQ(商標、CIBA SPECIALTY CHEMICALS社製)として市販されておりいずれも利用できる。
【0197】
また上記式(XIII)の中でもより好適なホスファイト化合物は、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、およびビス{2,4−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェニル}ペンタエリスリトールジホスファイトである。
【0198】
(ii−2)ヒンダードフェノール系酸化防止剤
ヒンダードフェノール化合物としては、通常、樹脂に配合される各種の化合物が使用できる。かかるヒンダードフェノール化合物としては、例えば、α−トコフェロール、ブチルヒドロキシトルエン、シナピルアルコール、ビタミンE、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2−tert−ブチル−6−(3’−tert−ブチル−5’−メチル−2’−ヒドロキシベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、2,6−ジ−tert−ブチル−4−(N,N−ジメチルアミノメチル)フェノール、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホネートジエチルエステル、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−シクロヘキシルフェノール)、2,2’−ジメチレン−ビス(6−α−メチル−ベンジル−p−クレゾール)、2,2’−エチリデン−ビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2’−ブチリデン−ビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、トリエチレングリコール−N−ビス−3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート、1,6−へキサンジオールビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ビス[2−tert−ブチル−4−メチル6−(3−tert−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシベンジル)フェニル]テレフタレート、3,9−ビス{2−[3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ]−1,1,−ジメチルエチル}−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、4,4’−チオビス(6−tert−ブチル−m−クレゾール)、4,4’−チオビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−チオビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、ビス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)スルフィド、4,4’−ジ−チオビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、4,4’−トリ−チオビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2−チオジエチレンビス−[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2,4−ビス(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン、N,N’−ヘキサメチレンビス−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナミド)、N,N’−ビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニル]ヒドラジン、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)イソシアヌレート、トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス(4−tert−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス2[3(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]エチルイソシアヌレート、テトラキス[メチレン−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、トリエチレングリコール−N−ビス−3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート、トリエチレングリコール−N−ビス−3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)アセテート、3,9−ビス[2−{3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)アセチルオキシ}−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、テトラキス[メチレン−3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート]メタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)ベンゼン、およびトリス(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)イソシアヌレート等が例示される。
【0199】
上記化合物の中でも、本発明においてはテトラキス[メチレン−3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート]メタン、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、3,9−ビス[2−{3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカンが好ましく利用される。特に3,9−ビス[2−{3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカンが好ましい。上記ヒンダードフェノール系酸化防止剤は、単独でまたは2種以上を組合せて使用することができる。
【0200】
リン系安定剤およびヒンダードフェノール系酸化防止剤はいずれかが配合されることが好ましい。殊にリン系安定剤が配合されることが好ましく、トリオルガノホスフェート化合物が配合されることがより好ましい。リン系安定剤およびヒンダードフェノール系酸化防止剤の含有量は、それぞれA成分およびB成分の合計100重量部に対して、好ましくは0.005〜1重量部、より好ましくは0.01〜0.3重量部である。
【0201】
(ii−3)紫外線吸収剤
本発明の樹脂組成物は紫外線吸収剤を含有することができる。本発明の樹脂組成物は良好な色相をも有することから、紫外線吸収剤の配合により屋外の使用においてもかかる色相を長期間維持することができる。
【0202】
ベンゾフェノン系では、例えば、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−ベンジロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホキシトリハイドライドレイトベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシ−5−ソジウムスルホキシベンゾフェノン、ビス(5−ベンゾイル−4−ヒドロキシ−2−メトキシフェニル)メタン、2−ヒドロキシ−4−n−ドデシルオキシベンソフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−2’−カルボキシベンゾフェノン等が例示される。
【0203】
ベンゾトリアゾール系では、例えば、2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾ−ル、2−(2−ヒドロキシ−5−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾ−ル、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジクミルフェニル)フェニルベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3−tert−ブチル−5−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2,2’−メチレンビス[4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール]、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾ−ル、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−アミルフェニル)ベンゾトリアゾ−ル、2−(2−ヒドロキシ−5−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾ−ル、2−(2−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾ−ル、2−(2−ヒドロキシ−4−オクトキシフェニル)ベンゾトリアゾ−ル、2,2’−メチレンビス(4−クミル−6−ベンゾトリアゾールフェニル)、2,2’−p−フェニレンビス(1,3−ベンゾオキサジン−4−オン)、2−[2−ヒドロキシ−3−(3,4,5,6−テトラヒドロフタルイミドメチル)−5−メチルフェニル]ベンゾトリアゾ−ル、2−(2’−ヒドロキシ−5−メタクリロキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾールと該モノマーと共重合可能なビニル系モノマーとの共重合体や2−(2’―ヒドロキシ−5−アクリロキシエチルフェニル)―2H―ベンゾトリアゾールと該モノマーと共重合可能なビニル系モノマーとの共重合体等の2−ヒドロキシフェニル−2H−ベンゾトリアゾール骨格を有する重合体等が例示される。
【0204】
ヒドロキシフェニルトリアジン系では、例えば、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−ヘキシルオキシフェノール、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−メチルオキシフェノール、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−エチルオキシフェノール、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−プロピルオキシフェノール、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−ブチルオキシフェノール等が例示される。さらに2−(4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−ヘキシルオキシフェノール等、上記例示化合物のフェニル基が2,4−ジメチルフェニル基となった化合物が例示される。
【0205】
環状イミノエステル系では、例えば2,2’−p−フェニレンビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)、2,2’−(4,4’−ジフェニレン)ビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)、2,2’−(2,6−ナフタレン)ビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)等が例示される。
【0206】
また紫外線吸収剤としては、具体的にシアノアクリレート系では、1,3−ビス−[(2’−シアノ−3’,3’−ジフェニルアクリロイル)オキシ]−2,2−ビス[(2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリロイル)オキシ]メチル)プロパン、および1,3−ビス−[(2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリロイル)オキシ]ベンゼン等が例示される。
【0207】
さらに紫外線吸収剤は、ラジカル重合が可能な単量体化合物の構造をとることにより、かかる紫外線吸収性単量体および/またはヒンダードアミン構造を有する光安定性単量体と、アルキル(メタ)アクリレート等の単量体とを共重合したポリマー型の紫外線吸収剤であってもよい。上記紫外線吸収性単量体としては、(メタ)アクリル酸エステルのエステル置換基中にベンゾトリアゾール骨格、ベンゾフェノン骨格、トリアジン骨格、環状イミノエステル骨格、およびシアノアクリレート骨格を含有する化合物が好適に例示される。
【0208】
上記の中でも紫外線吸収能の点においてはベンゾトリアゾール系およびヒドロキシフェニルトリアジン系が好ましく、耐熱性や色相の点では、環状イミノエステル系およびシアノアクリレート系が好ましい。上記紫外線吸収剤は単独であるいは2種以上の混合物で用いてもよい。
紫外線吸収剤の含有量は、A成分およびB成分の合計100重量部に対して好ましくは0.01〜2重量部、より好ましくは0.02〜2重量部、更に好ましくは0.03〜1重量部、最も好ましくは0.05〜0.5重量部である。
【0209】
(ii−4)その他の熱安定剤
本発明の樹脂組成物には、上記のリン系安定剤およびヒンダードフェノール系酸化防止剤以外の他の熱安定剤を配合することもできる。かかるその他の熱安定剤は、これらの安定剤および酸化防止剤のいずれかと併用されることが好ましく、特に両者と併用されることが好ましい。かかる他の熱安定剤としては、例えば3−ヒドロキシ−5,7−ジ−tert−ブチル−フラン−2−オンとo−キシレンとの反応生成物に代表されるラクトン系安定剤(かかる安定剤の詳細は特開平7−233160号公報に記載されている)が好適に例示される。かかる化合物はIrganox HP−136(商標、CIBA SPECIALTY CHEMICALS社製)として市販され、該化合物を利用できる。更に該化合物と各種のホスファイト化合物およびヒンダードフェノール化合物を混合した安定剤が市販されている。例えば上記社製のIrganox HP−2921が好適に例示される。本発明においてもかかる予め混合された安定剤を利用することもできる。ラクトン系安定剤の含有量は、A成分およびB成分の合計100重量部を基準として、好ましくは0.0005〜0.05重量部、より好ましくは0.001〜0.03重量部である。
【0210】
またその他の安定剤としては、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)、およびグリセロール−3−ステアリルチオプロピオネート等のイオウ含有安定剤が例示される。かかる安定剤は、本発明の樹脂組成物が回転成形に適用される場合に特に有効である。かかるイオウ含有安定剤の含有量は、A成分およびB成分の合計100重量部に対して好ましくは0.001〜0.1重量部、より好ましくは0.01〜0.08重量部である。
【0211】
(iii)離型剤
本発明の樹脂組成物は、その成形時の生産性向上や成形品の寸法精度の向上を目的として、更に、脂肪酸エステル、ポリオレフィン系ワックス、シリコーン化合物、フッ素化合物(ポリフルオロアルキルエーテルに代表されるフッ素オイル等)、パラフィンワックス、蜜蝋等の公知の離型剤を配合することもできる。本発明の樹脂組成物は、良好な流動性を有することから圧力伝播が良好で、歪の均一化された成形品が得られる。一方で離型抵抗が大きくなるような複雑形状の成形品の場合、離型時における成形品の変形を招く恐れがある。上記特定の成分の配合は、かかる問題を樹脂組成物の特性を損なうことなく解決するものである。
【0212】
かかる脂肪酸エステルは、脂肪族アルコールと脂肪族カルボン酸とのエステルである。かかる脂肪族アルコールは1価アルコールであっても2価以上の多価アルコールであってもよい。また該アルコールの炭素数は、好ましくは3〜32、より好ましくは5〜30である。一方、脂肪族カルボン酸は好ましくは炭素数3〜32、より好ましくは炭素数10〜30の脂肪族カルボン酸である。その中でも飽和脂肪族カルボン酸が好ましい。脂肪酸エステルは、全エステル(フルエステル)が高温時の熱安定性に優れる点で好ましい。脂肪酸エステルにおける酸価は、20以下(実質的に0を取り得る)であることが好ましい。また脂肪酸エステルの水酸基価は、0.1〜30の範囲がより好ましい。更に脂肪酸エステルのヨウ素価は、10以下(実質的に0を取り得る)が好ましい。これらの特性はJIS K 0070に規定された方法により求めることができる。
【0213】
ポリオレフィン系ワックスとしては、エチレン単独重合体、炭素原子数3〜60のα−オレフィンの単独重合体もしくは共重合体、またはエチレンと炭素原子数3〜60のα−オレフィンとの共重合体等の、分子量が1,000〜10,000のものが例示される。かかる分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)法により標準ポリスチレン換算で測定される数平均分子量である。かかる数平均分子量の上限は、より好ましくは6,000、更に好ましくは3,000である。ポリオレフィン系ワックスにおけるα−オレフィン成分の炭素数は好ましくは60以下、より好ましくは40以下である。より好適な具体例としては、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、および1−オクテン等が例示される。好適なポリオレフィン系ワックスはエチレン単独重合体、もしくはエチレンと炭素原子数3〜60のα−オレフィンとの共重合体である。炭素原子数3〜60のα−オレフィンの割合は、好ましくは20モル%以下、より好ましくは10モル%以下である。いわゆるポリエチレンワックスとして市販されているものが好適に利用される。
離型剤の含有量は、A成分およびB成分の合計100重量部に対して好ましくは0.005〜5重量部、より好ましくは0.01〜4重量部、更に好ましくは0.02〜3重量部である。
【0214】
(iv)染顔料
本発明の樹脂組成物は、更に各種の染顔料を含有し多様な意匠性を発現する成形品を提供できる。本発明で使用する染顔料としては、ペリレン系染料、クマリン系染料、チオインジゴ系染料、アンスラキノン系染料、チオキサントン系染料、紺青等のフェロシアン化物、ペリノン系染料、キノリン系染料、キナクリドン系染料、ジオキサジン系染料、イソインドリノン系染料、フタロシアニン系染料等を挙げることができる。
本発明の樹脂組成物はメタリック顔料を配合してより良好なメタリック色彩を得ることもできる。メタリック顔料としては、アルミ粉が好適である。また、蛍光増白剤やそれ以外の発光をする蛍光染料を配合することにより、発光色を生かした更に良好な意匠効果を付与することができる。
【0215】
本発明で使用する蛍光染料(蛍光増白剤を含む)としては、例えば、クマリン系蛍光染料、ベンゾピラン系蛍光染料、ペリレン系蛍光染料、アンスラキノン系蛍光染料、チオインジゴ系蛍光染料、キサンテン系蛍光染料、キサントン系蛍光染料、チオキサンテン系蛍光染料、チオキサントン系蛍光染料、チアジン系蛍光染料、およびジアミノスチルベン系蛍光染料等を挙げることができる。これらの中でも耐熱性が良好でポリカーボネート樹脂の成形加工時における劣化が少ないクマリン系蛍光染料、ベンゾピラン系蛍光染料、およびペリレン系蛍光染料が好適である。
上記の染顔料の含有量は、A成分およびB成分の合計100重量部に対して、0.00001〜1重量部が好ましく、0.00005〜0.5重量部がより好ましい。
【0216】
(v)熱線吸収能を有する化合物
本発明の樹脂組成物は熱線吸収能を有する化合物を含有することができる。かかる化合物としてはフタロシアニン系近赤外線吸収剤、ATO、ITO、酸化イリジウム、酸化ルテニウム、酸化イモニウム等の金属酸化物系近赤外線吸収剤、ホウ化ランタン、ホウ化セリウムおよびホウ化タングステン等の金属ホウ化物系や酸化タングステン系近赤外線吸収剤等の近赤外吸収能に優れた各種の金属化合物、ならびに炭素フィラーが好適に例示される。かかるフタロシアニン系近赤外線吸収剤としてはたとえば三井化学(株)製MIR−362が市販され容易に入手可能である。炭素フィラーとしてはカーボンブラック、グラファイト(天然、および人工のいずれも含む)およびフラーレン等が例示される。好ましくはカーボンブラックおよびグラファイトである。これらは単体または2種以上を併用して使用することができる。フタロシアニン系近赤外線吸収剤の含有量は、A成分およびB成分の合計100重量部に対して0.0005〜0.2重量部が好ましく、0.0008〜0.1重量部がより好ましく、0.001〜0.07重量部がさらに好ましい。金属酸化物系近赤外線吸収剤、金属ホウ化物系近赤外線吸収剤および炭素フィラーの含有量は、本発明の樹脂組成物中、0.1〜200ppm(重量割合)の範囲が好ましく、0.5〜100ppmの範囲がより好ましい。
【0217】
(vi)光拡散剤
本発明の樹脂組成物には、光拡散剤を配合して光拡散効果を付与することができる。かかる光拡散剤としては高分子微粒子、炭酸カルシウムの如き低屈折率の無機微粒子、およびこれらの複合物等が例示される。かかる高分子微粒子は、既にポリカーボネート樹脂の光拡散剤として公知の微粒子である。より好適には粒径数μmのアクリル架橋粒子およびポリオルガノシルセスキオキサンに代表されるシリコーン架橋粒子等が例示される。光拡散剤の形状は球形、円盤形、柱形、および不定形等が例示される。かかる球形は、完全球である必要はなく変形しているものを含み、かかる柱形は立方体を含む。好ましい光拡散剤は球形であり、その粒径は均一であるほど好ましい。光拡散剤の含有量は、A成分およびB成分の合計100重量部に対して好ましくは0.005〜20重量部、より好ましくは0.01〜10重量部、更に好ましくは0.01〜3重量部である。尚、光拡散剤は2種以上を併用することができる。
【0218】
(vii)光高反射用白色顔料
本発明の樹脂組成物には、光高反射用白色顔料を配合して光反射効果を付与することができる。かかる白色顔料としては二酸化チタン(特にシリコーン等有機表面処理剤により処理された二酸化チタン)顔料が特に好ましい。かかる光高反射用白色顔料の含有量は、A成分およびB成分の合計100重量部に対して3〜30重量部が好ましく、8〜25重量部がより好ましい。尚、光高反射用白色顔料は2種以上を併用することができる。
【0219】
(viii)帯電防止剤
本発明の樹脂組成物には、帯電防止性能が求められる場合があり、かかる場合帯電防止剤を含むことが好ましい。かかる帯電防止剤としては、例えば(1)ドデシルベンゼンスルホン酸ホスホニウム塩に代表されるアリールスルホン酸ホスホニウム塩、およびアルキルスルホン酸ホスホニウム塩等の有機スルホン酸ホスホニウム塩、並びにテトラフルオロホウ酸ホスホニウム塩の如きホウ酸ホスホニウム塩が挙げられる。該ホスホニウム塩の含有量はA成分およびB成分の合計100重量部に対して、5重量部以下が適切であり、好ましくは0.05〜5重量部、より好ましくは1〜3.5重量部、更に好ましくは1.5〜3重量部の範囲である。
【0220】
帯電防止剤としては例えば、(2)有機スルホン酸リチウム、有機スルホン酸ナトリウム、有機スルホン酸カリウム、有機スルホン酸セシウム、有機スルホン酸ルビジウム、有機スルホン酸カルシウム、有機スルホン酸マグネシウム、および有機スルホン酸バリウム等の有機スルホン酸アルカリ(土類)金属塩が挙げられる。かかる金属塩は前述のとおり、難燃剤としても使用される。かかる金属塩は、より具体的には例えばドデシルベンゼンスルホン酸の金属塩やパーフルオロアルカンスルホン酸の金属塩等が例示される。有機スルホン酸アルカリ(土類)金属塩の含有量はA成分およびB成分の合計100重量部に対して0.5重量部以下が適切であり、好ましくは0.001〜0.3重量部、より好ましくは0.005〜0.2重量部である。特にカリウム、セシウム、およびルビジウム等のアルカリ金属塩が好適である。
【0221】
帯電防止剤としては、例えば(3)アルキルスルホン酸アンモニウム塩、およびアリールスルホン酸アンモニウム塩等の有機スルホン酸アンモニウム塩が挙げられる。該アンモニウム塩はA成分およびB成分の合計100重量部を基準として、0.05重量部以下が適切である。帯電防止剤としては、例えば(4)ポリエーテルエステルアミドの如きポリ(オキシアルキレン)グリコール成分をその構成成分として含有するポリマーが挙げられる。該ポリマーはA成分およびB成分の合計100重量部に対して5重量部以下が適切である。
【0222】
(ix)酸性度調整剤
本発明のポリカーボネート樹脂組成物には、低分子のまたはポリマー状のカルボン酸化合物や無水カルボン酸化合物からなる酸性度調整剤を配合することができる。C成分を配合することにより、樹脂組成物は溶融加工される温度領域において熱分解反応や酸化反応を発生しやすくなる。分解反応による生成物の中にはポリカーボネート樹脂やポリエステル樹脂と副反応を起こす物質が存在するため、加熱溶融して成形する場合や成形品に熱履歴が生じる場合は変色による色相の悪化や分子量低下などが起こる場合がある。色相の悪化や分子量低下などは高温であるほど生じやすいが、特に、塩基性雰囲気下になるとカーボネート結合の分解反応が起こり易くなる。かかる分解を抑制するには、樹脂組成物に上記の如く酸性度調整剤を添加し、樹脂酸性度を調整する方法がよい。酸性度調整剤は、弱酸性領域にpk(酸の解離定数の逆数の対数)を持つ化合物であり、中でも好ましいpkの範囲は4〜7、特に好ましくは4.5〜5.5である。低分子の酸性度調整剤としては、酢酸、プロピオン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、およびアラキジン酸などの脂肪族モノカルボン酸、シュウ酸、マロン酸、およびコハク酸などの脂肪族ジカルボン酸、無水酢酸および無水コハク酸などの脂肪族カルボン酸の酸無水物、安息香酸の如き芳香族モノカルボン酸、並びにイソフタル酸の如き芳香族ジカルボン酸などが例示される。ポリマー状の酸性度調整剤としては、例えばスチレン−アクリル酸共重合体、およびスチレン−無水マレイン酸共重合体などが例示される。
上記の酸性度調整剤の量は、A成分およびB成分の合計100重量部に対して0.0001〜1重量部が好ましく、0.001〜0.5重量部がより好ましい。酸性度調整剤の配合により、本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、更に高温の成形条件においても目的とする良好な特性を発揮することができる。
【0223】
(x)難燃助剤
本発明の樹脂組成物には、公知の難燃助剤を配合することができる。好適にはアンチモン化合物よりなる難燃助剤であるが、難燃剤(C成分)が(C−3)ハロゲン系難燃剤の場合に特に効果的である。難燃助剤を併用することにより難燃性は高まり、難燃剤の添加量を減らすとこともできる。
一般的な難燃助剤としてはSb2O3やxNa2O・Sb2O5・yH2O(x=0〜1、y=0〜4)で表される化合物が用いられる。粒径は特に限定されないが、0.02〜5μmが好ましい。また必要に応じてエポキシ化合物、シラン化合物、チタネート化合物等で表面処理されていてもよい。効果的な難燃助剤の添加量は、難燃剤(C成分)に対して1/20〜1/2であり、更に効果的なのは1/10〜1/3であり、特に効果的なのは1/7〜1/4である。
【0224】
(xi)その他の添加剤
本発明の樹脂組成物には、A成分、B成分以外の熱可塑性樹脂、エラストマー、その他の流動改質剤、抗菌剤、流動パラフィンの如き分散剤、光触媒系防汚剤、フォトクロミック剤等を配合することができる。
かかる他の樹脂としては、例えばポリアミド樹脂、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、シリコーン樹脂、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、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル/スチレン共重合体(AS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、環状ポリオレフィン樹脂、ポリ乳酸樹脂、ポリカプロラクトン樹脂、並びに熱可塑性フッ素樹脂(例えばポリフッ化ビニリデン樹脂に代表される)等の樹脂が挙げられる。エラストマーとしては、アクリル系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー等が挙げられる。
上記の他の熱可塑性樹脂やエラストマーの含有量は、A成分およびB成分の合計100重量部に対して好ましくは30重量部以下、より好ましくは20重量部以下である。
【0225】
<樹脂組成物の製造方法について>
本発明の樹脂組成物の調製には任意の方法が採用される。例えばA成分、B成分、C成分および任意に他の成分を予備混合し、その後、溶融混練してペレット化する方法を挙げることができる。
予備混合の手段としては、ナウターミキサー、V型ブレンダー、ヘンシェルミキサー、メカノケミカル装置、押出混合機等を挙げることができる。予備混合においては必要に応じて押出造粒器やブリケッティングマシーン等により造粒を行うこともできる。他の方法としては例えば、A成分としてパウダーの形態を有するものを含む場合、かかるパウダーの一部と配合する添加剤とをブレンドしてパウダーで希釈した添加剤のマスターバッチを製造し、かかるマスターバッチを利用する方法が挙げられる。予備混合後、ベント式二軸押出機に代表される溶融混練機で溶融混練、およびペレタイザー等の機器によりペレット化する。溶融混練機としては他にバンバリーミキサー、混練ロール、恒熱撹拌容器等を挙げることができるが、ベント式二軸押出機が好ましい。
【0226】
他に、各成分を予備混合することなく、それぞれ独立に二軸押出機に代表される溶融混練機に供給する方法も取ることができる。また一部の成分を予備混合した後、残りの成分と独立に溶融混練機に供給する方法が挙げられる。特に無機充填材が配合される場合には、無機充填材は押出機途中の供給口から溶融樹脂中にサイドフィーダーの如き供給装置を用いて供給されることが好ましい。予備混合の手段や造粒に関しては、前記と同様である。なお、配合する成分に液状のものがある場合には、溶融混練機への供給にいわゆる液注装置、または液添装置を使用することができる。
【0227】
押出機としては、原料中の水分や、溶融混練樹脂から発生する揮発ガスを脱気できるベントを有するものが好ましく使用できる。ベントからは発生水分や揮発ガスを効率よく押出機外部へ排出するための真空ポンプが好ましく設置される。また押出原料中に混入した異物等を除去するためのスクリーンを押出機ダイス部前のゾーンに設置し、異物を樹脂組成物から取り除くことも可能である。かかるスクリーンとしては金網、スクリーンチェンジャー、焼結金属プレート(ディスクフィルター等)等を挙げることができる。
【0228】
溶融混練機としては二軸押出機の他にバンバリーミキサー、混練ロール、単軸押出機、3軸以上の多軸押出機等を挙げることができる。
さらに溶融混練前にA成分およびB成分に含まれる水分が少ないことが好ましい。したがって各種熱風乾燥、電磁波乾燥、真空乾燥等の方法により、A成分またはB成分のいずれかまたは両者を乾燥した後に溶融混練することがより好ましい。溶融混練中のベント吸引度は、1〜60kPa、好ましくは2〜30kPaの範囲が好ましい。
【0229】
上記の如く押出された樹脂は、直接切断してペレット化するか、またはストランドを形成した後かかるストランドをペレタイザーで切断してペレット化される。ペレット化に際して外部の埃等の影響を低減する必要がある場合には、押出機周囲の雰囲気を清浄化することが好ましい。更にかかるペレットの製造においては、光学ディスク用ポリカーボネート樹脂において既に提案されている様々な方法を用いて、ペレットの形状分布の狭小化、ミスカット物の低減、運送または輸送時に発生する微小粉の低減、並びにストランドやペレット内部に発生する気泡(真空気泡)の低減を適宜行うことができる。これらの処方により成形のハイサイクル化、およびシルバーの如き不良発生割合の低減を行うことができる。またペレットの形状は、円柱、角柱、および球状等一般的な形状を取り得るが、より好適には円柱である。かかる円柱の直径は好ましくは1〜5mm、より好ましくは1.5〜4mm、さらに好ましくは2〜3.3mmである。一方、円柱の長さは好ましくは1〜30mm、より好ましくは2〜5mm、さらに好ましくは2.5〜3.5mmである。
【0230】
<本発明の樹脂組成物を用いてなる成形品について>
本発明の樹脂組成物を用いてなる成形品は、上記の如く製造されたペレットを成形して得ることができる。好適には、射出成形、押出し成形により得られる。射出成形においては、通常の成形方法だけでなく、射出圧縮成形、射出プレス成形、ガスアシスト射出成形、発泡成形(超臨界流体を注入する方法を含む)、インサート成形、インモールドコーティング成形、断熱金型成形、急速加熱冷却金型成形、二色成形、多色成形、サンドイッチ成形、および超高速射出成形等を挙げることができる。また成形はコールドランナー方式およびホットランナー方式のいずれも選択することができる。
【0231】
また押出成形では、各種異形押出成形品、シート、フィルム等が得られる。シート、フィルムの成形にはインフレーション法や、カレンダー法、キャスティング法等も使用可能である。更に特定の延伸操作をかけることにより熱収縮チューブとして成形することも可能である。また本発明の樹脂組成物を回転成形やブロー成形等により成形品とすることも可能である。
【0232】
更に本発明の樹脂組成物から得られる成形品には、各種の表面処理を行うことが可能である。ここでいう表面処理とは、蒸着(物理蒸着、化学蒸着等)、メッキ(電気メッキ、無電解メッキ、溶融メッキ等)、塗装、コーティング、印刷等の樹脂成形品の表層上に新たな層を形成させるものであり、通常のポリカーボネート樹脂に用いられる方法が適用できる。表面処理としては、具体的には、ハードコート、撥水・撥油コート、紫外線吸収コート、赤外線吸収コート、並びにメタライジング(蒸着等)等の各種の表面処理が例示される。ハードコートは特に好ましくかつ必要とされる表面処理である。
加えて、本発明の樹脂組成物は、改良された金属密着性を有することから、蒸着処理およびメッキ処理の適用も好ましい。かようにして金属層が設けられた成形品は、電磁波シールド部品、導電部品、およびアンテナ部品等に利用できる。かかる部品は特にシート状およびフィルム状が好ましい。
【実施例】
【0233】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお特に説明が無い限り実施例中の部は重量部、%は重量%である。なお、評価および樹脂ペレットの製造は下記の方法によって実施した。
【0234】
(I)ポリエステル樹脂の評価
Ti元素分析を、アジレント・テクノロジー社製ICP質量分析装置Agilent7500csを用いて行った。なお試料は、秤量した試料に硫酸を添加しマイクロウェーブ分解により樹脂を灰化後、更に硝酸を添加しマイクロウェーブ分解を行って得られた残渣金属を超純水で定容し、残渣からTi元素量を測定した。
【0235】
(II)樹脂ペレットの製造
ポリカーボネート樹脂およびポリエステル樹脂および充填材および各種添加剤を表1〜表5記載の配合量で、ブレンダーにて混合した後、ベント式二軸押出機を用いて溶融混練し、本発明の樹脂組成物からなるペレットを得た。充填材を除く各種添加剤は配合量の10〜100倍の濃度を目安に予めポリカーボネート樹脂パウダーとの予備混合物を作成した後、ブレンダーによる全体の混合を行った。ベント式二軸押出機は日本製鋼所社製:TEX30α−31.5BW−2V(完全かみ合い、同方向回転、2条ネジスクリュー)を使用した。混練ゾーンはベント口手前に1箇所のタイプとした。押出条件は吐出量25kg/h、スクリュー回転数160rpm、ベントの真空度3kPaであり、また押出温度は第1供給口からダイス部分まで260℃とした。
【0236】
(III)樹脂組成物の評価
(III−1)難燃性
UL94規格に準拠し、厚み1.5mmにてUL94ランクを評価した。なお試験片は、上記(II)による樹脂ペレットを120℃にて約5時間乾燥させペレット中の水分率を200ppm以下にした後、射出成形機(住友重機械工業社製:SG−150U)を用いてシリンダー温度270℃、金型温度60℃、成形サイクル30秒にて成形した。ただし実施例3、4および比較例3、4の乾燥条件は100℃にて約5時間とした。難燃性は好ましくはV−2以上であり、より好ましくはV−1以上であり、V−0は特に好ましい。
【0237】
(III−2)耐湿熱性
上記(II)による樹脂ペレットを120℃にて約5時間乾燥させペレット中の水分率を200ppm以下にした後、射出成形機(三菱重工業社製:80MSP−5C)を用いて、シリンダー温度270℃、金型温度60℃、成形サイクル40秒、射出速度20mm/secの条件で、長さ70mm×幅50mm×厚さ2.0mmの試験片を連続的に射出成形した。該試験片を温度23℃、相対湿度50%の環境下で24時間放置したものを湿熱処理前の試験片とし、該湿熱処理前の試験片を温度80℃、相対湿度95%の恒温恒湿試験機に500時間放置して湿熱処理した後、再び温度23℃、相対湿度50%の環境下で24時間放置した試験片を湿熱処理後の試験片とした。
湿熱処理前および湿熱処理後の試験片を、異物が混入しないように粉砕し、120℃にて約5時間乾燥させ水分率を200ppm以下にした後、それぞれの粉砕サンプルについて温度280℃、荷重1.2kgfの条件下でISO1133に準拠した方法でMVR(メルトボリュームレイト)測定を行った。測定は東洋精機(株)製セミオートメルトインデクサー2A型により行った。耐湿熱性は下記式にしたがって計算し、湿熱処理前後の変化率(ΔMVR(耐湿熱性))を算出した。実施例3、4および比較例3、4の乾燥条件は100℃にて約5時間とした。
このΔMVR(耐湿熱性)が大きいほど、成形品の樹脂劣化が大きく耐湿熱性に劣ることを意味し、ΔMVRは好ましくは500以下、より好ましくは400以下である。
ΔMVR(耐湿熱性)=100×(湿熱処理後の試験片のMVR)/(湿熱処理前の試験片のMVR)
【0238】
(III−3)熱安定性
耐湿熱性の評価と同様に、上記(II)による樹脂ペレットを120℃にて約5時間乾燥させペレット中の水分率を200ppm以下にした後、射出成形機(三菱重工業社製:80MSP−5C)を用いて、シリンダー温度270℃、金型温度60℃、成形サイクル40秒、射出速度20mm/secの条件で、長さ70mm×幅50mm×厚さ2.0mmの試験片を連続的に射出成形し、連続成形品の試験片を得た(連続成形品の試験片の品質は、前記の湿熱処理前の試験片と実質同じである)。連続成形品の試験片を得た後、成形機を15分間停止し、成形機シリンダー内で溶融樹脂を滞留させた。成形機を停止して15分後に再び成形を開始し、再成形から2ショット目を滞留成形品の試験片を得た。
連続成形品と滞留成形品を異物が混入しないように粉砕し、120℃にて約5時間乾燥させ水分率を200ppm以下にした後、それぞれの粉砕サンプルについて温度280℃、荷重1.2kgfの条件下でISO1133に準拠した方法でMVR(メルトボリュームレイト)測定を行った。測定は東洋精機(株)製セミオートメルトインデクサー2A型により行った。熱安定性は下記式にしたがって計算し、滞留前後のMVR変化率(ΔMVR(熱安定性))を算出した。実施例3、4および比較例3、4の乾燥条件は100℃にて約5時間とした。
このΔMVR(熱安定性)が大きいほど、滞留時の樹脂劣化が大きく熱安定性に劣ることを意味し、ΔMVRは好ましくは200以下、より好ましくは180以下である。
ΔMVR(熱安定性)=100×(滞留成形品の試験片のMVR)/(連続成形品の試験片のMVR)
【0239】
(III−4)成形品外観
上記(II−III)の熱安定性の評価の際に得られる滞留成形品の外観を目視にて観察し評価を行った。評価は以下の基準により実施した。
○:異常が認められないもの
×:シルバーやピンホールなど異常が認められるもの
【0240】
(III−5)剛性
上記(II)による樹脂ペレットを120℃にて約5時間乾燥させペレット中の水分率を200ppm以下にした後、射出成形機(三菱重工業社製:80MSP−5C)を用いて、シリンダー温度270℃、金型温度60℃、成形サイクル40秒、射出速度20mm/secの条件で試験片を成形し、ISO178に準拠した方法で曲げ弾性率の測定を実施した。なお実施例3、4および比較例3、4の乾燥条件は100℃にて約5時間とした。本発明において剛性は、2100MPa以上であることが好ましく、2250MPa以上であることが好ましい。
【0241】
(III−6)大型成形加工性
本発明の目的の1つは、車両用途や電気・電気用途に好適な樹脂組成物およびそれからなる成形品を得ることである。そのためには薄肉化や大型化を達成することが可能な成形加工性が同時に求められる。上記(II)による樹脂組成物の大型成形加工性を評価するために、下記の自動車リアドアパネルを想定した大型成形品を射出圧縮成形法により成形し、その成形性や得られる成形品外観から大型成形加工性を評価した。
射出圧縮成形機は、型締め力12700kNの射出成形機(日本製鋼所社製J1300E−C5)を型圧縮タイプの射出圧縮が可能となるよう油圧回路および制御システムを変更した仕様を用いた。射出圧縮成形品は、自動車のリアドアを約1/2スケールとした投影面積約2100cm、および厚み3mmの成形品であった。該成形品は成形品側面部分にゲートを有するものであった。かかる成形品の形状を上記の図1に示す。射出圧縮成形における圧縮のストロークは2mmとした。また予め最終型締め位置から2mm後退させたキャビティ内に溶融樹脂を充填した。したがって目的とする成形品容量に対して1.7倍の容量を有する金型キャビティ内に成形品容量分の樹脂を充填した。シリンダー温度270℃、金型温度60℃、射出速度は20mm/secの単一速度で充填を行った。また圧縮工程は充填終了の0.5秒前から開始し(すなわちオーバーラップ時間0.5秒)、約2mm/secの速度で行った。また圧縮の圧力は最大で30MPaとした。成形はバルブゲート型の直径3mmφのホットランナーで行い、充填終了直後にバルブを閉め保圧を掛けない条件とした。冷却時間は60秒とした。金型の温度制御は水循環型の金型温調機を使用し直列回路として行った。成形サイクルはサンプルの取り出しの時間の関係上常に一定ではなかったが、約110秒で行った。上記(II)による樹脂ペレットを120℃にて約5時間乾燥させペレット中の水分率を200ppm以下にしたものを使用するが、成形中のホッパードライヤー内の温度は110℃とした。なお実施例3、4および比較例3、4の乾燥条件は100℃にて約5時間とし、成形中のホッパードライヤー内の温度は90℃とした。
成形は連続して20ショット行い、大型成形加工性の評価は10ショット目〜20ショット目までの成形性や成形品の外観を目視観察して行った。
○:金型からの離型が容易で、外観異常がなく、使用可能なもの
×:金型からの離型が困難、または外観異常があり使用不可能なもの
【0242】
(III−7)耐薬品性
上記(II)による樹脂ペレットを120℃にて約5時間乾燥させペレット中の水分率を200ppm以下にした後、射出成形機(三菱重工業社製:80MSP−5C)を用いて、シリンダー温度270℃、金型温度60℃、成形サイクル40秒、射出速度20mm/secの条件でISO527−1、2に準拠した試験片1A型の試験片を成形した。なお実施例3、4および比較例3、4の乾燥条件は100℃にて約5時間とした。成形した試験片に6MPaの曲げ歪みを与え、温度23℃、相対湿度50%の環境下で30分間エッソレギュラーガソリンに浸漬した。耐薬品性の評価は、歪を与えた箇所の試験前後の外観を目視観察して行った。
○:浸漬前後で外観に変化はなく異常がないもの
×:浸漬前後で外観に変化がありクラックや割れが発生したもの
【0243】
(実施例1〜24、および比較例1〜26)
表1〜表5に記載の各成分からなる樹脂組成物のペレットを製造し、上記方法にて樹脂組成物を評価した。評価結果を表1〜表5に示す。
【0244】
(A成分)
A−1:ビスフェノールAとホスゲンから界面縮重合法により製造された粘度平均分子量22,400のポリカーボネート樹脂パウダー(帝人化成(株)製:パンライトL−1225WP)
A−2:下記の方法により製造したポリカーボネートーポリジオルガノシロキサン共重合体。
温度計、撹拌機、還流冷却器付き反応器にイオン交換水21591部、48.5%水酸化ナトリウム水溶液3674部を入れ、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)3897部、およびハイドロサルファイト7.6部を溶解した後、塩化メチレン14565部(ビスフェノールA1モルに対して14モル)を加え、撹拌下22〜30℃でホスゲン1900部を60分要して吹き込んだ。48.5%水酸化ナトリウム水溶液1131部、p−tert−ブチルフェノール108部を塩化メチレン800部に溶解した溶液を加え、攪拌しながらジヒドロキシアリール末端ポリジオルガノシロキサンとして下記式(XIV)で表されるポリジオルガノシロキサン化合物(信越化学工業(株)製 X−22−1821)204部を塩化メチレン800部に溶解した溶液を、ジヒドロキシアリール末端ポリジオルガノシロキサンがビスフェノールA1モルあたり0.0008モル/minとなる速度で加えて
乳化状態とした後、再度激しく撹拌した。
【化18】

かかる攪拌下、反応液が26℃の状態でトリエチルアミン4.3部を加えて温度26〜31℃において1時間撹拌を続けて反応を終了した。反応終了後、有機相を分離し、塩化メチレンで希釈して水洗した後塩酸酸性にして水洗し、水相の導電率がイオン交換水と殆ど同じになったところで温水を張ったニーダーに投入して、攪拌しながら塩化メチレンを蒸発し、ポリカーボネート−ポリジオルガノシロキサン共重合のパウダーを得た。脱水後、熱風循環式乾燥機により120℃で12時間乾燥した。
A−3:下記の方法により製造した共重合ポリカーボネート
温度計、撹拌機および還流冷却器の付いた反応器に、48%水酸化ナトリウム水溶液3844部およびイオン交換水22,380部を仕込み、これに2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン(ビスフェノールC、本州化学製)1,992部、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)1,773部、およびハイドロサルファイト7.53部(和光純薬製)を溶解した後、塩化メチレン13,210部を加え、撹拌下、15〜25℃でホスゲン2,000部を約60分かけて吹き込んだ。ホスゲンの吹き込み終了後、48%水酸化ナトリウム水溶液640部およびp−tert−ブチルフェノール93.2部を加え、撹拌を再開、乳化後トリエチルアミン3.24部を加え、さらに28〜33℃で1時間撹拌して反応を終了した。
反応終了後生成物を塩化メチレンで希釈して水洗した後、塩酸酸性にして水洗し、さらに水相の導電率がイオン交換水とほぼ同じになるまで水洗を繰り返し、ポリカーボネート樹脂の塩化メチレン溶液を得た。次いで、この溶液を目開き0.3μmのフィルターに通過させ、さらに軸受け部に異物取出口を有する隔離室付きニーダー中の温水に滴下、塩化メチレンを留去しながらポリカーボネート樹脂をフレーク化し、引続き該含液フレークを粉砕・乾燥してパウダーを得た。脱水後、熱風循環式乾燥機により100℃で12時間乾燥した。
【0245】
(B成分)
B−1:100℃まで加熱したエチレングリコールに添加してモノラウリルホスフェートを溶解させた溶液を攪拌しながら、チタンテトラブトキシドを含むエチレングリコールと酢酸の混合液をゆっくり添加し、チタン化合物とリン化合物との反応を完結させて触媒を製造した。
エチレングリコールとテレフタル酸から一般的な方法でエステルオリゴマーを生成した後、触媒とともに重縮合反応槽に入れて重縮合反応を行った。重縮合の進行の度合いを、反応系内における攪拌翼への負荷をモニターすることによりチェックし、所望の重合度に達したとき反応を終了させた。その後、系内の反応混合物を吐出部からストランド状に連続的に押出し、冷却固化し、カッティングして、粒径が約3mm程度のポリエチレンテレフタレートの粒状ペレットを調整した(IV=0.53、Ti残量23ppm)。
B−2:B−1を更に高速攪拌方式の流動式結晶化機を用いて半結晶化、窒素流通下で結晶化させて乾燥させ、充填式固相重合塔にて窒素流通下で固相重縮合を実施した。反応時間を調整しB−2を得た(IV=0.77、Ti残量24ppm)。
B−3:チタンテトラブトキシドとモノラウリルホスフェートを反応させて得たチタン系触媒を過剰量使用して重合されたポリエチレンテレフタレート樹脂(IV=0.83、Ti残量120ppm)
B−4:B−1で使用したテレフタル酸を2,6−ナフタレンジカルボン酸にした以外はB−1と同様な方法にて合成し粒状化されたポリエチレンナフタレートペレット(IV=0.45、Ti残量35ppm)。
B−5(比較用):Ti-Mg系触媒を用いて製造されたIVが0.84のPET(南亞製:7802)
B−6(比較用):Ge系触媒を用いて製造されたIVが0.52のPET(帝人製:TR−MB)。
B−7(比較用):Ge系触媒を用いて製造されたIVが0.83のPET(帝人製:TR−8580H)。
B−8(比較用):Sb系触媒を用いて製造されたIVが0.84のPET(南亞製:AA08E)。
B−9(比較用):Sb系触媒を用いて製造されたIVが0.50のPEN(帝人製:テオネックス TN8050SC)。
【0246】
(C成分)
C−1:レゾルノールビス[ジ(2,6−ジメチルフェニル)ホスフェート]を主成分とするリン酸エステル(大八化学工業社製:PX−200)
C−2:パーフルオロブタンスルホン酸カリウム塩(大日本インキ化学工業社製:メガファックF−114P)
C−3:臭素化ポリカーボネート(帝人化成製:ファイヤーガード FG−7000)
C−4:Si−H基とメチル基およびフェニル基を含有する有機シロキサン系難燃剤(信越化学工業社製:X−40−2600J)
【0247】
(D成分)
D−1:ポリテトラフルオロエチレン(ダイキン工業社製 ポリフロンMP FA500)
【0248】
(E成分)
E−1:フィラメント径が13μm、カット長が3mmのガラス繊維(日東紡社製:CS 3PE−944)
E−2:炭素繊維(東邦テナックス社製:HT C422 6mm)
E−3:平均粒径が350μmの熱膨張処理を施した膨張黒鉛(西村黒鉛社製:EN−250HT)
E−4:圧縮微粉タルク(林化成社製:Upn HS−T0.8)
E−5:平均粒径が5μmのウォラストナイト(キンセイマテック社製:SH−1250)
【0249】
(その他の成分)
R−1:ゴム質重合体(カネカ社製:カネエース M711)
AO−1:ビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト(アデカ社製:アデカスタブ PEP−24G)
AO−2:トリメチルホスフェート(大八化学工業社製:TMP)
AO−3:2−[2’−ヒドロキシ−3’,5’−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル]ベンゾトリアゾール(CIBA SPECIALTY CHEMICALS社製:TINUVIN 234)
T−1:三酸化アンチモン(日本精鉱社製:PATOX−K)
【0250】
【表1】

【0251】
【表2】

【0252】
【表3】

【0253】
【表4】

【0254】
【表5】

【産業上の利用可能性】
【0255】
本発明の樹脂組成物を用いてなる成形品は、耐湿熱性、熱安定性、難燃性、機械的強度、大型成形加工性に優れ、各種電気・電子機器用途、カメラ用途、OA機器用途、精密機械用途、車両用途、特に車両用内装部品や車両用外装部品、その他農業資材、搬送容器、遊戯具および雑貨等の各種用途に有用である。
車両用内装部品および車両用外装部品としては、インナードアハンドル、インパネ、センタークラスター、アウタードアハンドル、ドアミラーステー、ドアミラーカバー、ピラー、フェンダー、バックドア、フロンとエアダム、サイドエアダム、スポイラーなどのエアロパーツ、ルーフ、バンパー、ボンネット、ホイールカバー、充電用チャージコネクターなどが挙げられる。
【符号の説明】
【0256】
1 射出圧縮成形品本体
2 成形品の稜線(鋭角ではないため明確ではない)
3 成形品のゲート(フィルムゲート)
4 ホットランナーノズル部(直径3mmφ)
5 成形品の稜線(鋭角である)
6 成形品の樹脂縦方向の大きさ(38cm)
7 成形品の樹脂横方向の大きさ(55cm)
8 成形品の稜線(鋭角でないので明確ではない)
9 成形品の高さ方向の大きさ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリカーボネート樹脂(A成分)30〜99重量%、ポリエステル樹脂(B成分)1〜70重量%からなる樹脂組成物100重量部に対し、難燃剤(C成分)を0.01〜40重量部、含フッ素滴下防止剤(D成分)を0〜2.0重量部含有する樹脂組成物であって、B成分が下記式(I)で表されるチタン化合物(I)、または該チタン化合物(I)と下記式(II)で表される芳香族多価カルボン酸またはその無水物とを反応させて得られたチタン化合物と、下記式(III)で表されるリン化合物との反応で得られたチタン−リン触媒の存在下で重合されたポリエステル樹脂であることを特徴とする樹脂組成物。
【化1】

(式中、R、R、RおよびRはそれぞれ互いに独立に、2〜10個の炭素原子を有するアルキル基を表し、kは1〜3の整数を表し、かつkが2または3の場合、2個または3個のRおよびRは、それぞれ互いに同一であってもよく、或いは異なっていてもよい。)
【化2】

(式中、mは2〜4の整数を表す。)
【化3】

(式中、Rは、未置換のまたは置換された、6〜20個の炭素原子を有するアリール基、または1〜20個の炭素原子を有するアルキル基を表す。)
【請求項2】
チタン元素を0.001〜50ppm含む請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項3】
チタン−リン触媒が下記式(IV)で表される請求項1〜2のいずれかに記載の樹脂組成物。
【化4】

(式中、RおよびRはそれぞれ互いに独立に、2〜12個の炭素原子を有するアルキル基、または6〜12個の炭素原子を有するアリール基を表す。)
【請求項4】
B成分がポリエチレンテレフタレートである請求項1〜3のいずれかに記載の樹脂組成物。
【請求項5】
C成分が有機リン系難燃剤、有機金属塩系難燃剤、ハロゲン系難燃剤よりなる群から選ばれる少なくとも1種の難燃剤である請求項1〜4のいずれかに記載の樹脂組成物。
【請求項6】
A成分とB成分の合計100重量部に対して、充填材(E成分)0.1〜100重量部を含有する請求項1〜5のいずれかに記載の樹脂組成物。
【請求項7】
E成分が、ガラス、炭素繊維、黒鉛、タルク、ウォラストナイトよりなる群から選ばれる少なくとも1種の充填材である請求項6に記載の樹脂組成物。
【請求項8】
請求項1〜7のいずれかに記載の樹脂組成物を成形してなる成形品。
【請求項9】
成形品が射出成形または押出成形により形成される請求項8に記載の成形品。
【請求項10】
成形品が車両用部材または電気・電子用部材である請求項8〜9のいずれかに記載の成形品。

【図1】
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【公開番号】特開2013−18938(P2013−18938A)
【公開日】平成25年1月31日(2013.1.31)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−155654(P2011−155654)
【出願日】平成23年7月14日(2011.7.14)
【出願人】(000215888)帝人化成株式会社 (504)
【Fターム(参考)】