JP2000239513A - 芳香族ポリカーボネート樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 透明性、剛性に優れ、製品製造時に金型キャ
ビティ表面の微細な凹凸形状の製品表面への転写性に優
れ、そりやひけの少ない製品が得られる芳香族ポリカー
ボネート樹脂組成物を提供すること。 【解決手段】 粘度平均分子量が１００００〜４０００
０の芳香族ポリカーボネート樹脂１００重量部に、ビフ
ェニル化合物および／またはターフェニル化合物を０．
０１〜４０重量部配合してなる芳香族ポリカーボネート
樹脂組成物を要旨とする。 【効果】 上記課題が解決される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、芳香族ポリカーボ
ネート樹脂組成物に関する。さらに詳しくは、透明性、
高剛性、金型キャビティ表面凹凸形状の製品表面への転
写性（以下、単に「転写性」ということがある）、およ
び成形品のそりやひけが少ないことが要求されるＯＡ機
器、自動車用部品、光ディスク基板、透明フイルム等の
製造用に好適に使用される芳香族ポリカーボネート樹脂
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、芳香族ポリカーボネート樹脂
は、透明性、耐衝撃性、耐熱性などに優れ、得られる成
形品は寸法安定性などにも優れることから、ＯＡ機器の
ハウジング類、自動車用部品類、または、光ディスク関
連の部品などの精密成形品類の製造用原料樹脂として広
く使用されてきた。また、芳香族ポリカーボネート樹脂
は成形性に優れているので、これら成形品類を製造する
成形方法は、熱可塑性樹脂の成形技術として知られてい
る射出成形法、押出成形法、ブロー成形法などによるこ
とができる。

【０００３】しかし、芳香族ポリカーボネート樹脂単独
の成形品類は、金属製やガラス製などの製品類に比べる
と剛性が低いため、これを改良する目的で基体樹脂にガ
ラス繊維や無機フィラーなどの添加物を配合する手法が
試みられている。この場合、芳香族ポリカーボネート樹
脂１００重量部に対して２０重量部以上配合するのが一
般的である。しかしながら、上記無機フィラーなどの添
加物を配合すると、添加物の屈折率と芳香族ポリカーボ
ネート樹脂の屈折率が異なるため、芳香族ポリカーボネ
ート樹脂の大きな特徴である透明性が損なわれるという
欠点があった。芳香族ポリカーボネート樹脂の透明性を
向上させるために、例えばポリカプロラクトンを添加す
ることが知られているが（特開平6-228424号公報参
照）、無機フィラーの添加量が増えると十分な効果が発
揮されない。

【０００４】上記無機フィラーなどの添加剤は、成形品
表面に浮き出ることが多く、成形品の外観不良や金型キ
ャビティ表面形状の転写不良などの原因となる。さらに
ガラス繊維のような繊維状の添加物は異方性が高く、射
出成形時に流動方向に配向するので特に光ディスク基板
のような薄物成形品の場合には、そりが発生しやすいと
いう欠点もある。繊維状の添加物を含有する成形品の外
観を改良する目的で、(a)フタル酸系化合物などの可塑
剤を添加する方法、(b)芳香族ポリカーボネート樹脂の
低分子量体（オリゴマー）を添加する方法、(c)ポリカ
プロラクトンを配合する方法、などが提案され各方法と
も効果あることが知られているが、いずれも同時に耐熱
性が低下するという欠点がある。

【０００５】また、基体樹脂に上記の無機フィラーなど
の添加物を配合すると、基体樹脂の剛性を向上させる
が、添加物の影響で流動性・成形性が低下し、金型キャ
ビティ表面形状の成形品表面への転写性が劣るという欠
点もあった。これまで、金型キャビティ表面凹凸形状の
製品表面への転写性向上と、そりを少なくすることを同
時に満足させる芳香族ポリカーボネート樹脂は未だ実現
されていなかった。つまり芳香族ポリカーボネート樹脂
の剛性を向上させ、同時に透明性、成形性、転写性など
全てを向上させる手法は未だ見出されていない。

【０００６】従来、コンパクトディスク（ＣＤ）やデジ
タルバ−サタイルディスク（ＤＶＤ）などの光ディスク
の透明基板は、芳香族ポリカーボネート樹脂を原料とし
て射出成形法によって製造されているが、サブミクロン
オーダーのピットやグルーブという金型キャビティ表面
の微細な凹凸形状を、成形品表面に正確に転写させなけ
ればならない。しかし、信号密度を上げる目的で基板自
体の厚さを薄くし、しかも基板表面の信号密度を大きく
する必要がある。基板表面の信号密度を大きくするに
は、ピットやグルーブの深さを深くしたり、ピットやグ
ルーブの相互の間隔を小さくすることが必要であるが、
このようにピットやグルーブの深さを深くし相互の間隔
を小さくした微細な凹凸形状は、基板表面への転写が極
めて難かしくなる。

【０００７】成形品の基板表面に微細な凹凸形状を正確
に転写させる（転写性を向上させる）手法には、(1)基
板製造時の金型温度を高く設定する方法、(2)芳香族ポ
リカーボネート樹脂のガラス転移温度の低くする方法、
などが知られている。しかしながら、上記(1)の方法は
金型温度を高く設定すると基板のそりが大きくなるとい
う欠点があり、上記(2)の方法はガラス転移温度の低く
した樹脂は同時に剛性が低下するので、基板のそりも大
きくなるという欠点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、かかる
状況にあって、透明性、剛性などに優れ、金型キャビテ
ィ表面凹凸形状の製品表面への転写性に優れ、そりやひ
けが少ない成形品が得られる芳香族ポリカーボネート樹
脂組成物を提供することを目的として鋭意検討の結果、
基体樹脂にある種の添加剤を配合した組成物とすると、
基体樹脂自体の優れた透明性を維持し、剛性に優れ、基
体樹脂のガラス転移温度を低下させ、かつ流動性が向上
して転写性が向上することを見出し、本発明を完成した
ものである。本発明の目的は、次のとおりである。 １．透明性、剛性などに優れ、成形時の金型キャビティ
表面形状の製品表面への転写性に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。 ２．そりやひけが少ない成形品が得られる芳香族ポリカ
ーボネート樹脂組成物を提供すること。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、粘度平均分子量が１０，０００〜４
０，０００の芳香族ポリカーボネート樹脂１００重量部
に、ビフェニル化合物および／またはターフェニル化合
物を０．０１〜４０重量部配合してなることを特徴とす
る芳香族ポリカーボネート樹脂組成物を提供する。

【００１０】

【発明の実施の態様】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係る樹脂組成物の基体樹脂は、芳香族ポリカー
ボネート樹脂である。芳香族ポリカーボネート樹脂は、
ジヒドロキシジアリール化合物とホスゲンとを反応させ
るホスゲン法、またはジヒドロキシジアリール化合物と
ジフェニルカーボネートなどの炭酸エステルとを反応さ
せるエステル交換法によって得られる重合体または共重
合体である。代表的なものとして、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）か
ら製造させるポリカーボネート樹脂が挙げられる。

【００１１】上記ジヒドロキシジアリール化合物として
は、ビスフェノールＡの他、ビス（４−ヒドロキシジフ
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−ヒドロキシジフェニ
ル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）
オクタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）フェニルメ
タン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェ
ニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシ−３−
第３ブチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒ
ドロキシ−３−ブロモフェニル）プロパン、２，２−ビ
ス（４−ヒドロキシ−３，５−ジブロモフェニル）プロ
パン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジクロ
ロフェニル）プロパンのようなビス（ヒドロキシアリー
ル）アルカン類、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニ
ル）シクロヘキサンのようなビス（ヒドロキシアリー
ル）シクロアルカン類、４，４’−ジヒドロキシジフェ
ニルエーテル、４，４’−ジヒドロキシ−３、３’−ジ
メチルジフェニルエーテルのようなジヒドロキシジアリ
ールエーテル類、４，４’−ジヒドロキシフェニルスル
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のようなジヒドロキシジアリール
スルフィド類、４，４’−ジヒドロキシジフェニルスル
ホキシド、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジメチ
ルジフェニルスルフォキシドのようなジヒドロキシジア
リールスルフォキシド類、４，４’−ジヒドロキシジフ
ェニルスルフォン、４、４’−ジヒドロキシ−３，３’
−ジメチルジフェニルスルホンのようなジヒドロキシジ
アリールスルフォン類等が挙げられる。これらは単独で
または２種類以上混合して使用されるが、これらの他に
ビペラジン、ジピペリジル、ハイドロキノン、レゾルシ
ン、４、４’−ジヒドロキシジフェニル等を混合して使
用してもよい。

【００１２】基体の芳香族ポリカーボネート樹脂の粘度
平均分子量は、１０，０００〜４０，０００の範囲とす
る。粘度平均分子量が１０，０００未満であると、剛性
が低く実用性のある成形品が得られず、４０，０００を
超えると、流動性に劣り、金型キャビティ表面形状の転
写性に優れた成形品が得られない。粘度平均分子量は、
好ましくは１２，０００〜３５，０００であり、中でも
特に好ましいのは１３，０００〜３０，０００である。
なお、本発明で粘度平均分子量（Ｍ）とは、塩化メチレ
ンを溶媒とし、オストワルド粘度計を使用して極限粘度
（η）を求め、次のＳｃｈｎｅｌｌの粘度式、すなわ
ち、（η）＝１．２３×１０^-5Ｍ^0.85、から算出される
値を意味する。

【００１３】本発明に係る芳香族ポリカーボネート樹脂
樹脂組成物は、上記芳香族ポリカーボネート樹脂に、ビ
フェニル化合物および／またはターフェニル化合物が配
合されてなる。芳香族ポリカーボネート樹脂に、ビフェ
ニル化合物および／またはターフェニル化合物を添加す
ると、基体樹脂の優れた透明性を維持したまま剛性が向
上し、さらには驚くべきことに、基体樹脂のガラス転移
温度を低下させて成形時の転写性を向上させる効果もあ
り、金型キャビティ表面形状を正確に製品表面に転写す
ることができる。

【００１４】ビフェニル化合物は２つのベンゼン環が結
合した化合物であり、塩素原子などの置換基を有してい
てもよく、好ましくは下記の構造式[I]で表される構造
の化合物が挙げられる。ターフェニル化合物は３つのベ
ンゼン環が結合した構造の化合物であり、塩素原子など
の置換基を有していてもよく、好ましくは、オルトター
フェニル化合物およびメタターフェニル化合物などが挙
げられる。オルトターフェニル化合物としては好ましく
は下記の構造式[II]で表される化合物が挙げられ、メタ
ターフェニル化合物としては好ましくは下記の構造式[I
II]で表される化合物が挙げられる。なお、構造式[I]な
いし構造式[III]において、Ｒは水素原子または塩素原
子であり、好ましくは水素原子である。

【００１５】

【化４】

【００１６】

【化５】

【００１７】

【化６】

【００１８】ターフェニル化合物の中で特に好ましいの
は、メタターフェニル化合物である。メタ型のものが特
に効果がある理由は不明であるが、メタ型のトリフェニ
ル化合物と基体樹脂の芳香族ポリカーボネート樹脂との
分子配置による相互作用、および可塑化効果が増加する
ためと推定される。

【００１９】基体樹脂の芳香族ポリカーボネート樹脂
と、ビフェニル化合物および／またはターフェニル化合
物との相互作用については、基体樹脂にビフェニル化合
物および／またはターフェニル化合物を配合した本発明
に係る樹脂組成物は室温での剛性は高いが、１００℃以
上の温度では基体樹脂と添加物との相互作用が緩和され
添加物が可塑剤効果を発揮するためか、基体樹脂のガラ
ス転移温度が低下し、成形性が向上することが観察され
ている。例えば、粘度平均分子量１６，０００の芳香族
ポリカーボネート樹脂自体の曲げ弾性率は２２，０００
kgf/cm²程度であるが、これにメタターフェニル化合物
を１重量部配合した樹脂組成物とすると、その曲げ弾性
率は２５，５００kgf/cm²程度に高くなる。

【００２０】芳香族ポリカーボネート樹脂のガラス転移
温度は１４０〜１５０℃程度であるが、基体樹脂にビフ
ェニル化合物および／またはターフェニル化合物を配合
した本発明に係る樹脂組成物は、これら化合物の配合量
に応じてガラス転移温度が低下する。例えば、芳香族ポ
リカーボネート樹脂にメタターフェニル化合物を１重量
部配合すると、ガラス転移温度が約７℃低下する。樹脂
組成物のガラス転移温度が低下することは、金型温度を
高く設定した時と同等の効果があり、金型キャビティ表
面の製品表面への転写性が向上する。

【００２１】上記ビフェニル化合物および／またはター
フェニル化合物は、基体樹脂に対してそれぞれ単独で、
または、これらの混合物として配合することもできる。
基体樹脂に対するビフェニル化合物および／またはター
フェニル化合物の配合量は、芳香族ポリカーボネート樹
脂１００重量部に、０．０１〜４０重量部の範囲で選ぶ
ものとする。配合量が０．０１重量部未満では、剛性の
向上およびガラス転移温度の低下効果が顕著でなく、４
０重量部を超えるとその効果は飽和し透明性も低下する
ので、いずれも好ましくない。ビフェニル化合物および
／またはターフェニル化合物の配合量は、好ましくは
０．０５〜３０重量部であり、中でも特に好ましいのは
０．０１〜２０重量部である。

【００２２】上記ビフェニル化合物および／またはター
フェニル化合物が塩素化されたものである場合には、ビ
フェニル化合物、ターフェニル化合物中の塩素含有量が
２０重量％を超えるものがよく、中でも好ましいのは４
０〜７０重量％の範囲のものである。

【００２３】本発明に係る芳香族ポリカーボネート樹脂
組成物のガラス転移温度を低下させ、成形性や転写性を
一層向上させるために、基体樹脂にビフェニル化合物お
よび／またはターフェニル化合物を配合する外に、数平
均分子量が２，０００〜１００，０００、好ましくは
３，０００〜５０，０００のポリカプロラクトンを配合
するのが好ましい。ポリカプロラクトンの配合量は、０
〜２０重量部の範囲で選ばれる。中でも好ましい配合量
は、０．１〜１０重量部の範囲である。ここで、ポリカ
プロラクトンの数平均分子量は、ＧＰＣ法によりポリス
チレン換算の数平均分子量を求める方法で測定した値を
意味する。

【００２４】本発明に係る芳香族ポリカーボネート樹脂
組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、必要に
応じて難燃剤、難燃助剤、着色剤、可塑剤、滑剤、熱安
定剤、帯電防止剤、離型剤、紫外線吸収剤などを配合す
ることができる。本発明に係る芳香族ポリカーボネート
樹脂組成物を調製するには、芳香族ポリカーボネート樹
脂に、ビフェニル化合物および／またはターフェニル化
合物、さらに要すればポリカプロラクトンや上記の各種
添加剤を、所定量秤量してＶ型ブレンダーなどの混合機
によって混合し、得られた混合物を押出機によって溶融
・混練してペレット化する方法によればよい。

【００２５】本発明に係る芳香族ポリカーボネート樹脂
組成物は、透明性、高剛性、成形時の金型キャビティ表
面形状の転写性、および成形品のそりやひけが少ないこ
とが要求されるＯＡ機器類、自動車用部品類、光ディス
ク基板、透明フイルムなどの製造用原料樹脂として好適
に使用することができる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳し
く説明するが、本発明はその趣旨を超えない限り、以下
の記載例に限定されるものではない。

【００２７】以下に記載の例において使用した芳香族ポ
リカーボネート樹脂は、粘度平均分子量が１６，０００
の光ディスク用ポリカーボネート（三菱エンジニアリン
グプラスチックス社製、ＮＯＶＡＲＥＸ７０２０ＡＤ
２）であり、添加剤のビフェニル、メタターフェニルお
よびオルトターフェニルは東京化成社製、ポリカプロラ
クタムは平均分子量１０，０００のもの（ダイセル化学
社製、プラクセルＨ−１）であり、ガラス繊維はチョッ
プドストランド（旭ファイバーガラス社製、チョップド
ストランドＥＣＲ）である。

【００２８】［実施例１〜実施例７、比較例１〜比較例
３］芳香族ポリカーボネート樹脂１００重量部に対し、
添加剤を表−１に記載した割合（重量部）でそれぞれ秤
量して配合し、タンブラーによって基材樹脂と混合し、
得られた混合物を、４０mmφベント式押出機によってシ
リンダー温度２７０℃の条件で溶融・混練してペレット
化した。得られたペレットを原料とし、射出成形機（住
友重機社製、型式：ＳＧ７５）によって、シリンダー温
度２９０℃、金型温度９０℃の条件下で試験片を作成し
た。得られた試験片につき、下記に記載の方法によって
各種物性を評価し、結果を表−１に記載した。

【００２９】(1)曲げ弾性率：ＡＳＴＭ Ｄ−７９０に
準拠して測定した。 (2)ガラス転移温度：ＤＳＣ（セイコー社製、型式：Ｓ
ＳＣ−５０００）によって、ペレットを窒素気流下に室
温から１０℃／minの速度で昇温し、変曲点をガラス転
移温度とした。 (3)全光線透過率：直径１２０mm、厚さ１．２mmの円板
状の試験片につき、ＪＩＳ Ｋ−７１０５に従って測定
した。

【００３０】

【表１】

【００３１】表−１より、次のことが明らかとなる。 (1)本発明に係る芳香族ポリカーボネート樹脂組成物
（実施例１〜実施例７）より得られる成形品は、芳香族
ポリカーボネート樹脂単独のもの（比較例１）より得ら
れる成形品に比較してガラス転移温度が低下し、剛性は
向上する。 (2)基体樹脂へのターフェニル化合物の配合量が多くな
るに従い、ガラス転移温度の低下効果が顕著となり、剛
性も向上する（実施例３、実施例４、実施例６および実
施例７）。

【００３２】(3)基体樹脂にターフェニル化合物の他に
ポリカプロラクトンを併せて配合した樹脂組成物（実施
例５）は、ターフェニル化合物のみを配合した樹脂組成
物（実施例３）よりも、ガラス転移温度の低下効果が顕
著である。 (4)これに対して、基体樹脂にガラス繊維のみを配合し
た樹脂組成物（比較例２）は、剛性は向上するが、光線
透過率が著しく低下する。また、基体樹脂にポリカプロ
ラクトンのみを配合した樹脂組成物（比較例３）はガラ
ス転移温度は低下するが、剛性が著しく低下する。

【００３３】

【発明の効果】本発明は以上詳細に説明したとおりであ
り、次のような特別に有利な効果を奏し、その産業上の
利用価値は極めて大である。 １．本発明に係る芳香族ポリカーボネート樹脂組成物
は、従来の芳香族ポリカーボネート樹脂では得られない
優れた剛性、透明性を有する成形品が得られるので、Ｏ
Ａ機器ハウジング部品、自動車用部品、または光ディス
ク関連部品などの精密成形品などの製造用原料樹脂とし
て広く利用可能である。 ２．本発明に係る芳香族ポリカーボネート樹脂組成物
は、芳香族ポリカーボネート樹脂単独のものよりガラス
転移温度が低いので、金型キャビティ表面の微細な凹凸
形状の成形品表面への転写性が向上し、特に光ディスク
などの精密成形品の成形用材料として好適である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸山 博義 神奈川県平塚市東八幡５丁目６番２号 三 菱エンジニアリングプラスチックス株式会 社技術センター内 Ｆターム(参考） 4J002 CF192 CG011 CG021 CG031 EA046 EB116 FD020 FD050 FD060 FD090 FD100 FD130 FD160 FD170 GN00 GP00

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粘度平均分子量が１０，０００〜４０，
   ０００の芳香族ポリカーボネート樹脂１００重量部に、
   ビフェニル化合物および／またはターフェニル化合物を
   ０．０１〜４０重量部配合してな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。
2. 【請求項２】 ターフェニル化合物が、オルトターフェ
   ニル化合物またはメタターフェニル化合物である、請求
   項１に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
3. 【請求項３】 ビフェニル化合物が下記構造式[I]で表
   される化合物であり、トリフェニル化合物が下記構造式
   [II]で表されるオルトターフェニルまたは下記構造式[I
   II]で表されるメタターフェニルであり、それぞれの単
   体またはこれらの混合物である、請求項１に記載の芳香
   族ポリカーボネート樹脂組成物。 【化１】 【化２】 【化３】 （構造式[I]ないし構造式[III]において、Ｒは水素原子
   または塩素原子を意味する。）
4. 【請求項４】 芳香族ポリカーボネート樹脂１００重量
   部に対して、分子量が２，０００〜１００，０００のポ
   リカプロラクトンを０〜２０重量部配合してなる、請求
   項１ないし請求項３にいずれか一項に記載の芳香族ポリ
   カーボネート樹脂組成物。