JP5281969B2 - 芳香族ポリカーボネート樹脂組成物及びそれを使用する成形品 - Google Patents
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加えて、これらのハロゲン系難燃剤及びリン系難燃剤は、製品の廃棄、回収時に環境汚染を惹起する可能性があるため、近年ではこれらの難燃剤を使用することなく難燃化することが望まれている。
また、タルクやマイカを配合するとポリカーボネート樹脂組成物が透けて見えやすく、隠蔽性、遮光性が不十分となり、成形品の用途に制限を受けるという欠点も有している。
本発明の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(A)と金属塩化合物(B)と特定平均粒径のZrO2−SiO2−HfO2系複合酸化物(C)を、それぞれを特定の量で含有することを特徴とする。
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物に用いる芳香族ポリカーボネート樹脂は、その種類に制限は無く、また、1種のみを用いてもよく、2種以上を、任意の組み合わせ及び任意の比率で、併用してもよい。
本発明における芳香族ポリカーボネート樹脂は、下記一般式(1)で表される、炭酸結合を有する基本構造の重合体である。
2,5−ジヒドロキシビフェニル、2,2’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジヒドロキシビフェニル等のジヒドロキシビフェニル類;
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−メトキシ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(3−メトキシ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
1,1−ビス(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
α,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,4−ジイソプロピルベンゼン、
1,3−ビス[2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−プロピル]ベンゼン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキシルメタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)フェニルメタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)(4−プロペニルフェニル)メタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)ナフチルメタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、
1,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、
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)−1−ナフチルエタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタン、
4,4−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘプタン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ノナン、
1,10−ビス(4−ヒドロキシフェニル)デカン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ドデカン、
等のビス(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、
1,4−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−ジメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,4−ジメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,5−ジメチルシクロヘキサン、
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、
1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−プロピル−5−メチルシクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−tert−ブチル−シクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−tert−ブチル−シクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−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)−4−フェニルシクロヘキサン、
等のビス(ヒドロキシアリール)シクロアルカン類;
なお、芳香族ジヒドロキシ化合物は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
芳香族ポリカーボネート樹脂の製造方法は、特に限定されるものではなく、任意の方法を採用できる。その例を挙げると、界面重合法、溶融エステル交換法、ピリジン法、環状カーボネート化合物の開環重合法、プレポリマーの固相エステル交換法などを挙げることができる。以下、これらの方法のうち特に好適なものについて、具体的に説明する。
まず、芳香族ポリカーボネート樹脂を界面重合法で製造する場合について説明する。界面重合法では、反応に不活性な有機溶媒及びアルカリ水溶液の存在下で、通常pHを9以上に保ち、ジヒドロキシ化合物とカーボネート前駆体(好ましくは、ホスゲン)とを反応させた後、重合触媒の存在下で界面重合を行うことによって芳香族ポリカーボネート樹脂を得る。なお、反応系には、必要に応じて分子量調整剤(末端停止剤)を存在させるようにしてもよく、ジヒドロキシ化合物の酸化防止のために酸化防止剤を存在させるようにしてもよい。
なお、反応温度は通常0〜40℃であり、反応時間は通常は数分(例えば、10分)〜数時間(例えば、6時間)である。
次に、芳香族ポリカーボネート樹脂を溶融エステル交換法で製造する場合について説明する。溶融エステル交換法では、例えば、炭酸ジエステルとジヒドロキシ化合物とのエステル交換反応を行う。
一方、炭酸ジエステルとしては、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−tert−ブチルカーボネート等の炭酸ジアルキル化合物;ジフェニルカーボネート;ジトリルカーボネート等の置換ジフェニルカーボネートなどが挙げられる。なかでも、ジフェニルカーボネート及び置換ジフェニルカーボネートが好ましく、ジフェニルカーボネートが特に好ましい。なお、炭酸ジエステルは1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
また、より積極的な調整方法としては、反応時に別途、末端停止剤を混合する方法が挙げられる。この際の末端停止剤としては、例えば、一価フェノール類、一価カルボン酸類、炭酸ジエステル類などが挙げられる。なお、末端停止剤は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
ただし、再生された芳香族ポリカーボネート樹脂は、本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物に含まれる芳香族ポリカーボネート樹脂のうち、80質量%以下であることが好ましく、なかでも50質量%以下であることがより好ましい。再生された芳香族ポリカーボネート樹脂は、熱劣化や経年劣化等の劣化を受けている可能性が高いため、このような芳香族ポリカーボネート樹脂を前記の範囲よりも多く用いた場合、色相や機械的物性を低下させる可能性があるためである。
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物は、金属塩化合物を、芳香族ポリカーボネート樹脂100質量部に対して、0.001〜1質量部含有する。このように金属塩化合物を含有することで、本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物の難燃性を向上させることができる。
有機金属塩化合物としては、例えば、有機スルホン酸金属塩、有機スルホンアミドの金属塩、有機カルボン酸金属塩、有機ホウ酸金属塩、有機リン酸金属塩等が挙げられる。なかでも、芳香族ポリカーボネート樹脂と混合した場合の熱安定性の点から、有機スルホン酸金属塩、有機スルホンアミドの金属塩、有機リン酸金属塩が好ましく、有機スルホン酸金属塩が特に好ましい。
なお、金属塩化合物は1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物は、平均粒径が0.1〜4μmのZrO2−SiO2−HfO2系複合酸化物を、芳香族ポリカーボネート樹脂100質量部に対して、0.5〜10質量部含有する。このような粒径のZrO2−SiO2−HfO2系複合酸化物を所定量含有することで、遮光性を向上させ、また燃焼時の消炎効果、滴下防止性が向上し、芳香族ポリカーボネート樹脂組成物の難燃性を高めることができる。
さらに、芳香族ポリカーボネート樹脂組成物の低い光線透過率と白色度を満たし、遮光性に優れるというポリカーボネート材料の用途展開の上で重要な性能を発現する。
珪酸エチル(Si(OC2H5)4)とオキシ塩化ジルコニウム(ZrOCl2・8H2O)とオキシ塩化ハフニウム(HfOCl2・8H2O)、
珪酸エチルとジルコニウム及びハフニウムのアルコキシドを出発原料としたジルコニウムテトライソプロポシド(Zr(O−iPr)4)、ハフニウムテトライソプロポシド(Hf(O−iPr)4)、
SiO2ゾルとジルコニウムテトライソプロポシドとハフニウムテトライソプロポシドを使用したゾル−ゲル法、水熱合成法によって得られたジルコニウム珪素ハフニウム酸化物、あるいは、
珪酸ナトリウム(Na2O・nSiO2・xH2O:n=2〜4)と、オキシ塩化ジルコニウム、オキシ塩化ハフニウムを加水分解重縮合することによって得られたZrO2−SiO2−HfO2系複合酸化物が挙げられる。
さらに、HfO2成分は、好ましくは、0.05質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、特には1.5質量%以上、また5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、特には2質量%以下である。
上記のうち、金属酸化物の含有量は、3質量%以下であることが好ましく、1質量%以下であることがより好ましい。金属酸化物の含有量を、3質量%を超える場合は、芳香族ポリカーボネート樹脂組成物の熱安定性や湿熱安定性が低下する恐れがある為、好ましくない。
また、上記重金属の含有量は、1000ppm以下であることが好ましく、500ppm以下であることがより好ましい。重金属の含有量が、1000ppmを超える場合は、芳香族ポリカーボネート樹脂の分解を引き起こし、機械物性の低下を招き、さらには着色を招く可能性がある為好ましくない。
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物は、含フッ素樹脂を、芳香族ポリカーボネート樹脂100質量部に対して、0.001〜1質量部含有することが好ましい。このように含フッ素樹脂を含有することで、芳香族ポリカーボネート樹脂組成物の溶融特性を改良することができ、具体的には燃焼時の滴下防止性を向上させることができる。
また、この含フッ素樹脂としては、フィブリル形成能を有するものが好ましく、具体的には、フィブリル形成能を有するフルオロオレフィン樹脂が挙げられる。このように、フィブリル形成能を有することで、燃焼時の滴下防止性が著しく向上する傾向にある。
アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸ドデシル、メタクリル酸ドデシル、アクリル酸トリデシル、メタクリル酸トリデシル、アクリル酸オクタデシル、メタクリル酸オクタデシル、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル等の(メタ)アクリル酸エステル系単量体;
無水マレイン酸等のα,β−不飽和カルボン酸;N−フェニルマレイミド、N−メチルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド等のマレイミド系単量体;
グリシジルメタクリレート等のグリシジル基含有単量体;
ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等のビニルエーテル系単量体;酢酸ビニル、酪酸ビニル等のカルボン酸ビニル系単量体;
エチレン、プロピレン、イソブチレン等のオレフィン系単量体;
ブタジエン、イソプレン、ジメチルブタジエン等のジエン系単量体等を挙げることができる。なお、これらの単量体は、単独で、または2種以上を混合して用いることができる。
なお、含フッ素樹脂は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていても良い。
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂は、表面処理剤を含有することも好ましい。表面処理剤を含有することによって、芳香族ポリカーボネート樹脂に含有させるZrO2−SiO2−HfO2系複合酸化物の表面活性を低下させ、芳香族ポリカーボネート樹脂に対する分解等の影響を少なくし、本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂の、熱安定性、湿熱安定性、耐衝撃性、色相が向上し、シルバーストリーク等の少ない、表面外観の優れた成形品が得られる。本発明に係る表面処理剤は、公知の表面処理剤であれば特に限定されるものではなく、ケイ素系表面処理剤、チタン系表面処理剤、アルミ系表面処理剤、有機酸系表面処理剤が挙げられるが、なかでもケイ素系表面処理剤、チタン系表面処理剤が好ましく、ケイ素系表面処理剤がより好ましい。
さらに、nは0または1〜3の整数を表す。
テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン等のアルコキシ系シランカップリング剤;
ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリス(メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリクロロシラン、アリルトリメトキシシラン等のアルケニル系シランカップリング剤;
2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン等のエポキシ系シランカップリング剤;
メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等のメタクリロキシ系シランカップリング剤;
N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ系シランカップリング剤;
3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のウレイド系シランカップリング剤;
トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン等のハロゲン系シランカップリング剤;
3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のメルカプト系シランカップリング剤;
イソシアネート系としては、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアネート系シランカップリング剤などを挙げることができる。
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物は、所望の諸物性を著しく損なわない限り、必要に応じて、上述したもの以外にその他の成分を含有していてもよい。その他の成分の例を挙げると、芳香族ポリカーボネート樹脂以外の樹脂、各種樹脂添加剤などが挙げられる。なお、その他の成分は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていても良い。
その他の樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET樹脂)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT樹脂)、ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT樹脂)等の熱可塑性ポリエステル樹脂;
ポリスチレン樹脂(PS樹脂)、高衝撃ポリスチレン樹脂(HIPS)、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、アクリロニトリル−スチレン−アクリルゴム共重合体(ASA樹脂)、アクリロニトリル−エチレンプロピレン系ゴム−スチレン共重合体(AES樹脂)等のスチレン系樹脂;
ポリアミド樹脂(PA樹脂);ポリイミド樹脂(PI樹脂);ポリエーテルイミド樹脂(PEI樹脂);ポリウレタン樹脂(PU樹脂);ポリフェニレンエーテル樹脂(PPE樹脂);ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS樹脂);ポリスルホン樹脂(PSU樹脂);ポリメタクリレート樹脂(PMMA樹脂);等が挙げられる。
なお、その他の樹脂は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていても良い。
樹脂添加剤としては、例えば、熱安定剤、酸化防止剤、離型剤、紫外線吸収剤、染顔料、難燃剤、滴下防止剤、帯電防止剤、防曇剤、滑剤、アンチブロッキング剤、流動性改良剤、可塑剤、分散剤、抗菌剤などが挙げられる。なお、樹脂添加剤は1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていても良い。
以下、本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物に好適な添加剤の例について、具体的に説明する。
熱安定剤としては、例えばリン系化合物が挙げられる。リン系化合物としては、公知の任意のものを使用できる。具体例を挙げると、リン酸、ホスホン酸、亜燐酸、ホスフィン酸、ポリリン酸などのリンのオキソ酸;酸性ピロリン酸ナトリウム、酸性ピロリン酸カリウム、酸性ピロリン酸カルシウムなどの酸性ピロリン酸金属塩;リン酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸セシウム、リン酸亜鉛など第1族または第10族金属のリン酸塩;有機ホスフェート化合物、有機ホスファイト化合物、有機ホスホナイト化合物などが挙げられる。
なお、熱安定剤は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていても良い。
酸化防止剤としては、例えばヒンダードフェノール系酸化防止剤が挙げられる。その具体例としては、ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、チオジエチレンビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、N,N’−ヘキサン−1,6−ジイルビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニルプロピオナミド)、2,4−ジメチル−6−(1−メチルペンタデシル)フェノール、ジエチル[[3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル]メチル]ホスフォエート、3,3’,3’’,5,5’,5’’−ヘキサ−tert−ブチル−a,a’,a’’−(メシチレン−2,4,6−トリイル)トリ−p−クレゾール、4,6−ビス(オクチルチオメチル)−o−クレゾール、エチレンビス(オキシエチレン)ビス[3−(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−m−トリル)プロピオネート]、ヘキサメチレンビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,3,5−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン,2,6−ジ−tert−ブチル−4−(4,6−ビス(オクチルチオ)−1,3,5−トリアジン−2−イルアミノ)フェノール等が挙げられる。
なお、酸化防止剤は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていても良い。
離型剤としては、例えば、脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸とアルコールとのエステル、数平均分子量200〜15,000の脂肪族炭化水素化合物、ポリシロキサン系シリコーンオイルなどが挙げられる。
また、前記の脂肪族炭化水素の数平均分子量は、好ましくは5000以下である。
なお、脂肪族炭化水素は単一物質であってもよいが、構成成分や分子量が様々なものの混合物であっても、主成分が上記の範囲内であれば使用できる。
紫外線吸収剤としては、例えば、酸化セリウム、酸化亜鉛などの無機紫外線吸収剤;ベンゾトリアゾール化合物、ベンゾフェノン化合物、サリシレート化合物、シアノアクリレート化合物、トリアジン化合物、オギザニリド化合物、マロン酸エステル化合物、ヒンダードアミン化合物などの有機紫外線吸収剤などが挙げられる。これらの中では有機紫外線吸収剤が好ましく、ベンゾトリアゾール化合物がより好ましい。有機紫外線吸収剤を選択することで、本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物の透明性や機械物性が良好なものになる。
染顔料としては、例えば、無機顔料、有機顔料、有機染料などが挙げられる。
無機顔料としては、例えば、カーボンブラック、カドミウムレッド、カドミウムイエロー等の硫化物系顔料;群青などの珪酸塩系顔料;酸化チタン、亜鉛華、弁柄、酸化クロム、鉄黒、チタンイエロー、亜鉛−鉄系ブラウン、チタンコバルト系グリーン、コバルトグリーン、コバルトブルー、銅−クロム系ブラック、銅−鉄系ブラック等の酸化物系顔料;黄鉛、モリブデートオレンジ等のクロム酸系顔料;紺青などのフェロシアン系顔料などが挙げられる。
なお、染顔料は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていても良い。また、染顔料は、押出時のハンドリング性改良、樹脂組成物中への分散性改良の目的のために、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂とマスターバッチ化されたものも用いてもよい。
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物の製造方法に制限はなく、公知の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物の製造方法を広く採用できる。
具体例を挙げると、本発明に係る芳香族ポリカーボネート樹脂及び金属塩化合物、含フッ素樹脂、エラストマー、ZrO2−SiO2−HfO2系複合酸化物、並びに、必要に応じて配合されるその他の成分を、例えばタンブラーやヘンシェルミキサーなどの各種混合機を用い予め混合した後、バンバリーミキサー、ロール、ブラベンダー、単軸混練押出機、二軸混練押出機、ニーダーなどの混合機で溶融混練する方法が挙げられる。
また、例えば、一部の成分を予め混合し押出機に供給して溶融混練することで得られる樹脂組成物をマスターバッチとし、このマスターバッチを再度残りの成分と混合し、溶融混練することによって本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物を製造することもできる。
また、例えば、分散し難い成分を混合する際には、その分散し難い成分を予め水や有機溶剤等の溶媒に溶解又は分散させ、その溶液又は分散液と混練するようにすることで、分散性を高めることもできる。
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物は、通常、任意の形状に成形して成形品(樹脂組成物成形品)として用いる。この成形品の形状、模様、色彩、寸法などに制限はなく、その成形品の用途に応じて任意に設定すればよい。
なお、実施例及び比較例で用いた測定・評価法及び使用材料は、以下のとおりである。
[難燃性評価]
各芳香族ポリカーボネート樹脂組成物の難燃性の評価は、後述の方法で得られたUL試験用試験片を、温度23℃、湿度50%の恒温室の中で48時間調湿し、米国アンダーライターズ・ラボラトリーズ(UL)が定めているUL94試験(機器の部品用プラスチック材料の燃焼試験)に準拠して行なった。UL94Vとは、鉛直に保持した所定の大きさの試験片にバーナーの炎を10秒間接炎した後の残炎時間やドリップ性から難燃性を評価する方法であり、V−0、V−1及びV−2の難燃性を有するためには、以下の表1に示す基準を満たすことが必要となる。
各芳香族ポリカーボネート樹脂組成物の全光線透過率の評価は、後述の方法で得られた長さ90mm、幅50mm、厚さ3mmの平板状成形品を用いて、JIS K7361−1に準拠し、日本電色工業社製のNDH−2000型濁度計で測定した。値が小さいほど光線透過率が低く遮光性に優れることを示す。
各芳香族ポリカーボネート樹脂組成物の全光線透過率の評価は、上述3mm厚の平板状成形品を用い、JIS K−7105に準拠して、日本電色工業社製のSE2000型分光式色差計で、反射法により、L、a、b値を測定し、ハンターLab白色度W(Lab)を以下の定義式より求めた。
W(%)=100−[(100−L)2+(a2+b2)]0.5
式中、L、a及びbは、それぞれLab系色座標における明度(L)、及び知覚色度指数(a,b)を示す。
また、a値がプラス側になれば赤みが、マイナス側だと緑がかっていることを示す。
ASTM D256に準拠して、後述の方法で得られたASTM試験片(3.2mm厚のノッチ付き試験片)を使用し、23℃においてIzod衝撃強度(単位:J/m)を測定した。
(A)成分[芳香族ポリカーボネート樹脂]
ビスフェノールA型の芳香族ポリカーボネート樹脂
三菱エンジニアリングプラスチックス社製
商品名「ユーピロン(登録商標)S−3000」 粘度平均分子量:21,000
(B−1):パーフルオロブタンスルホン酸カリウム
ランクセス社製、商品名「BayowetC4」
(B−2):パラトルエンスルホン酸ナトリウム
ケンブリッジインターナショナル社製、商品名「Chemguard−NATS」
(C)成分[ZrO2−SiO2−HfO2系複合酸化物]
以下の表2に示すZrO2−SiO2−HfO2系複合酸化物(C−1)〜(C−8)を準備した。
[タルク]
林化成社製、商品名「ミクロンホワイト#5000S」
平均粒径 2.8μm
[マイカ]
山口雲母社製、商品名「A−21」、平均粒径 22μm
[酸化チタン]
石原産業社製、商品名「タイペークPC−3」、平均粒径 0.2μm
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
三井デュポンフロロケミカル社製、商品名「テフロン(登録商標)6J」
SiH基含有有機ケイ素重合体
メチル水素シロキサン
東レ・ダウコーニング社製、商品名「SH1107 FLUID」
(F)成分[安定剤]
(F−1)トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト
ADEKA社製、商品名「アデカスタブ2112」 0.05質量%
(F−2)ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート] チバスペシャリティケミカルズ社製、
商品名「イルガノックス1010」0.1質量%
(G−1)ステアリン酸
日油社製、商品名「NAA180」 0.075質量%
(G−2)ペンタエリスリトールステアレート
コグニスジャパン社製、商品名「ロキシオールVPG861」0.075質量%
上記(A)〜(E)成分としては、表3、表4に示した材料を、表3、表4に記した割合(全て質量%)で配合し、タンブラーにて20分混合した後、1ベントを備えた日本製鋼所社製二軸押出機(TEX30HSST)に供給し、スクリュー回転数200rpm、吐出量15kg/時間、バレル温度290℃の条件で混練し、ストランド状に押出された溶融樹脂組成物を、水槽にて急冷し、ペレタイザーを用いてペレット化し、芳香族ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを得た。
得られた試験片に対する評価結果を、表3(実施例)及び表4(比較例)に示した。
一方、ZrO2−SiO2−HfO2系複合酸化物を含まない比較例1やその含有量の少ない比較例2は、難燃性が悪く遮光性も白色度も良くない。また、本発明の粒径を満たさないZrO2−SiO2−HfO2系複合酸化物を用いた比較例3、4、5では、耐衝撃性改良効果が出にくく、白色度も十分ではなくまたa値が高くなってきている。また、タルク、マイカを用いた比較例6、7では、難燃効果は高いものの遮光性も白色度も悪く耐衝撃性も低く、酸化チタンを用いた比較例8では遮光性、白色度は良いが、難燃性と耐衝撃性が悪いことが分かる。
したがって、上記の実施例及び比較例から、遮光性に優れ、白色度が高く、難燃性、耐衝撃性を同時に高めたものが得られるという効果は、本発明の構成によりはじめて得られるものであることが確認された。
Claims (7)
- 芳香族ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、含フッ素脂肪族スルホン酸のアルカリ金属塩または芳香族スルホン酸のアルカリ金属塩(B)0.001〜1質量部、及び平均粒径が0.1〜4μmのZrO2−SiO2−HfO2系複合酸化物(C)0.5〜10質量部を含有す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。
- ZrO2−SiO2−HfO2系複合酸化物(C)の組成が、ZrO2:50〜80質量%、SiO2:25〜45質量%、HfO2:0.05〜5質量%(合計量は100質量%である)であることを特徴とする請求項1に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
- ZrO2−SiO2−HfO2系複合酸化物(C)が、さらにFe203を、ZrO2、SiO2、HfO2の合計100質量%に対し、0.005〜0.05質量%含有することを特徴とする請求項1又は2に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
- さらに、含フッ素樹脂(D)を、芳香族ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、0.001〜1質量部を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
- さらに、表面処理剤(E)を、ZrO2−SiO2−HfO2系複合酸化物(C)100質量部に対し、1〜10質量部含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
- 表面処理剤(E)が、SiH基含有有機ケイ素重合体またはシランカップリング剤であることを特徴とする請求項5に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物を成形してなる芳香族ポリカーボネート樹脂成形品。
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