JP2014231581A

JP2014231581A - ポリカーボネート樹脂組成物

Info

Publication number: JP2014231581A
Application number: JP2013114200A
Authority: JP
Inventors: 忠司四之宮; Tadashi Shinomiya
Original assignee: Sumika Polycarbonate Ltd
Current assignee: Sumika Polycarbonate Ltd
Priority date: 2013-05-30
Filing date: 2013-05-30
Publication date: 2014-12-11

Abstract

【構成】ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部と特定のアルキルケテンダイマー（Ｂ）０．０１〜２０重量部及びペンタエリスリトールと炭素数が１２〜３０である飽和または不飽和脂肪酸とのフルエステル（Ｃ）を０．０１〜２重量部からなることを特徴とするポリカーボネート樹脂組成物。
【効果】本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂が本来有する優れた透明性、耐衝撃性、耐熱性、熱安定性等の性能を保持したまま、消毒液等の薬品に対する耐薬品性を改善したものであり、かかる樹脂組成物から得られた成形品に消毒液等の薬品が付着しても割れ等の不具合の発生が抑えられる。
【選択図】なし

Description

本発明は、ポリカーボネート樹脂組成物に関する。更に詳しくは、透明性、耐衝撃性、耐熱性、熱安定性、および消毒薬等の薬品に対する耐薬品性に優れるポリカーボネート樹脂組成物に関する。

ポリカーボネート樹脂は、透明性、耐衝撃性、耐熱性、熱安定性等に優れた熱可塑性樹脂であり、電気、電子、ＩＴＥ、機械、自動車、食器、薬呑器、医療器材などの分野で広く用いられている。そして、例えば、昨今の新型インフルエンザの流行等で、特に、電気、電子、医療器材等の用途にあっては、各種消毒薬等の薬品で各所の殺菌洗浄や清掃処理が頻繁に行われるようになってきている。しかしながら、ポリカーボネート樹脂成形品に消毒液等の薬品が付着すると、その付着部分から割れ等の不具合が発生する場合があり、このような不具合が発生しないように耐薬品性、とりわけ消毒液等の薬品に対する耐薬品性に優れたポリカーボネート樹脂が要望されている。

これまで、上記不具合を改良する目的でポリカーボネート樹脂にポリエステル樹脂を配合した樹脂組成物が提案された。しかしながら、ポリエステル樹脂を配合することで、
（１）一般的な洗剤や洗浄剤などに対する耐溶剤性は若干改良されるものの、消毒液等の薬品に対する耐薬品性の改良効果は十分とはいえず、また、
（２）ポリカーボネート樹脂の長所である透明性を大きく低下させると共に、
（３）ポリカーボネート樹脂の耐衝撃性が損なわれる、
という問題があった。

さらに、上記のような不具合のうち耐衝撃強性を改良する為に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にＭＢＳ等の耐衝撃改良材を配合する方法が提案されている（特許文献１）が、ＭＢＳに起因する着色やポリエステル樹脂がエステル交換を起こして分解するという問題が生じ、さらなる改良が期待されている。

特公昭５５−９４３５号公報

本発明は、ポリカーボネート樹脂が本来有する透明性、衝撃性、耐熱性、熱安定性等を保持したまま、消毒薬等の薬品に対する耐薬品性に優れるポリカーボネート樹脂組成物を提供することを目的とする。

本発明者らは、かかる従来からの課題に鑑み鋭意研究を行った結果、ポリカーボネート樹脂に特定のアルキルケテンダイマーとペンタエリスリトールと炭素数が１２〜３０である飽和または不飽和脂肪酸とのフルエステルとを併用することにより、驚くべきことに、ポリカーボネート樹脂が本来有する優れた透明性、耐衝撃性、耐熱性、熱安定性等の諸特性に加え、消毒薬等の薬品に対する耐薬品性に優れることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部および下記一般式１に示すアルキルケテンダイマー（Ｂ）０．０１〜２０重量部及びペンタエリスリトールと炭素数が１２〜３０である飽和または不飽和脂肪酸とのフルエステル（Ｃ）を０．０１〜２重量部からなることを特徴とするポリカーボネート樹脂組成物を提供するものである。
一般式１：

（一般式１において、Ｒは、同一でも異なっても良いが、炭素数６〜３３のアルキル基をあらわす。）

本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂が本来有する優れた透明性、耐衝撃性、耐熱性、熱安定性等の性能を保持したまま、消毒薬等の薬品に対する耐薬品性を改善したものであり、かかる樹脂組成物から得られた成形品に消毒液等の薬品が付着しても割れ等の不具合の発生が抑えられる。

本発明にて使用されるポリカーボネート樹脂（Ａ）とは、種々の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であり、代表的なものとしては、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）から製造されたポリカーボネート樹脂が挙げられる。

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の他に、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）オクタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）フェニルメタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル−３−メチルフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシ−３−第三ブチルフェニル）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）シクロペンタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサンのようなビス（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ホキシドのようなジヒドロキシジアリールスルホキシド類、４，４′−ジヒドロキシジフェニルスルホン、４，４′−ジヒドロキシ−３，３′−ジメチルジフェニルスルホンのようなジヒドロキシジアリールスルホン類が挙げられる。

これらは単独または２種類以上混合して使用されるが、これらの他に、ピペラジン、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。

さらに、上記のジヒドロキシアリール化合物と以下に示すような３価以上のフェノール化合物を混合使用してもよい。３価以上のフェノールとしてはフロログルシン、４，６−ジメチル−２，４，６−トリ−（４−ヒドロキシフェニル）−ヘプテン、２，４，６−ジメチル−２，４，６−トリ−（４−ヒドロキシフェニル）−ヘプタン、１，３，５−トリ−（４−ヒドロキシフェニル）−ベンゾール、１，１，１−トリ−（４−ヒドロキシフェニル）−エタンおよび２，２−ビス−〔４，４−（４，４′−ジヒドロキシジフェニル）−シクロヘキシル〕−プロパンなどが挙げられる。

ポリカーボネート樹脂（Ａ）の粘度平均分子量は、特に制限はないが、成形加工性、強度の面より通常１００００〜１０００００、より好ましくは１４０００〜３００００、さらに好ましくは１６０００〜２６０００の範囲である。また、かかるポリカーボネート樹脂を製造するに際し、分子量調整剤、触媒等を必要に応じて使用することができる。

本発明にて使用されるアルキルケテンダイマー（Ｂ）は下記一般式１にて示される化合物である。
一般式１：

一般式１において、Ｒは、同一でも異なっても良いが、炭素数６〜３３のアルキル基、好ましくは炭素数１０〜２１のアルキル基、最も好ましくは、Ｒの炭素数が１４〜１６のアルキル基である。

アルキルケテンダイマー（Ｂ）の配合量は、ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部あたり０．０１〜２０重量部である。０．０１重量部未満では耐薬品性に劣り、２０重量部を越えると造粒加工が困難になり樹脂組成物のペレットを得ることができなくなることから好ましくない。好ましい配合量は、０．０１〜１０重量部、更に好ましくは０．１〜１０重量部である。

本発明にて使用されるペンタエリスリトールと炭素数が１２〜３０である飽和または不飽和脂肪酸とのフルエステル（Ｃ）としてはペンタエリスリトールテトラステアレート、ペンタエリスリトールテトラパルミテート、ペンタエリスリトールテトラベヘネートなどが挙げられる。これらは一種または二種以上で用いることが出来る。特に好適なものとしては、ペンタエリスリトールテトラステアレートを挙げることが出来る。

ペンタエリスリトールと炭素数が１２〜３０である飽和または不飽和脂肪酸とのフルエステルはポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部あたり０．０１〜２重量部である。０．０１重量部未満では耐薬品性に劣り、２重量部を越えると、射出成形加工中にシリンダー内での材料のスリップが起こるため成形が極めて困難になり好ましくない。好ましくは０．１〜１．５重量部、特に好ましくは０．３〜１．０重量部である。

本発明により得られるポリカーボネート樹脂組成物、及びその成形体やシート等に適用され得る薬品としては、両性界面活性剤に分類されるアルキルポリアミノエチルグリシン系消毒液等が挙げられる。これらは、テゴー５１（アルフレッサファーマ社製）、アルキッド、ウスノン、エルエイジー、キンサールＧ、コンクノール、サテニジン、ニッサンアノン、ハイジール、ハイパール、パール、ヒシパンチ、ファスト−Ｉ等の商品名にて市販されている。これらの消毒薬等に対する薬品に対して高い耐薬品性を示す。

本発明の各種配合成分（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の配合方法には特に制限はなく、任意の混合機、例えばタンブラー、リボンブレンダー、高速ミキサー等によりこれらを混合し、通常の単軸または二軸押出機等で溶融混練することができる。また、これら配合成分の配合順序や一括混合、分割混合を採用することについても特に制限はない。

また、混合時、必要に応じて他の公知の添加剤、例えば離型剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、染顔料、展着剤（エポキシ大豆油、流動パラフィン等）や強化材（ガラス繊維、炭素繊維、タルク、マイカ等）等、又、他の樹脂を配合することができる。

以下に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら制限されるものではない。なお、部や％は特に断りのない限り重量基準に基づく。

使用した配合成分は、以下のとおりである。
ポリカーボネート樹脂（Ａ）：
ビスフェノールＡとホスゲンから合成されたポリカーボネート樹脂
（住化スタイロンポリカーボネート社製カリバー２００−２０
粘度平均分子量：１９０００、以下、ＰＣと略記）
アルキルケテンダイマー（Ｂ）：
永恒化工社製ＡＫＤ１８４０（以下、ＡＫＤと略記）
成分は、下記式のとおり：

上記一般式でＲは炭素数が１５〜１８のアルキル基であるアルキルケテンダイマー。

ペンタエリスリトールと炭素数が１２〜３０である飽和または不飽和脂肪酸とのフルエステル（Ｃ）：
コグニス社製ロキシオールＶＰＧ８６１（以下ＰＥＴＳと略す）を使用した。
ポリブチルテレフタレート樹脂：
ポリプラスチックス社製６００ＦＰ（以下ＰＢＴと略す）

前述の各種配合成分を表１および２に示す配合比率にて一括してタンブラーに投入し、１０分間乾式混合した後、二軸押出機（神戸製鋼所製ＫＴＸ３７）を用いて、溶融温度２８０℃にて混練し、ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを得た。

（成形品の耐薬品性の評価）
上記で得られた各種樹脂組成物のペレットをそれぞれ１２５℃で４時間乾燥した後に、射出成型機（日本製鋼所製Ｊ−１００Ｅ−Ｃ５）を用いて設定温度２８０℃、射出圧力１６００ｋｇ／ｃｍ^２にて試験片（１２７ｘ１３ｘ３．２ｍｍ）を作成した。
得られた試験片を片持ち梁の耐薬品試験治具（図１参照）を用いて任意の歪みをかけて、試験片の中央部に下記薬品をそれぞれ塗布した。
評価用薬品（消毒液）
アルフレッサファーマ社製テゴー５１（詳細は以下参照）を日本薬局方健栄製薬社製精製水にて１０倍希釈溶液（テゴー５１：精製水＝６００ｍｌ：６０００ｍｌ）を作成した（以下、Ｃ−１と略記）。
テゴー５１：アルキルジアミノエチルグリシン塩酸塩：
式［ＲＮＨ・ＣＨ_２・ＣＨ_２・ＮＨ・ＣＨ_２・ＣＨ_２・ＮＨ・ＣＨ_２・ＣＯＯＨ］・ＨＣｌ（ＲはＣ_８Ｈ_１７〜Ｃ_１６Ｈ_３３、主としてＣ_１２Ｈ_２５及びＣ_１４Ｈ_２９からなる）
上記の薬品塗布後の試験片を２３℃の雰囲気下で４８時間放置し、試験片上の割れやヒビの位置から臨界歪み（％）を次の式により求めた。

（式）

上記式にて求めた臨界歪みから、耐薬品性を下記基準にて判定し、臨界歪みが０．７％超（○〜◎）を合格とした。
耐薬品性の判定：
◎：臨界歪みが１．０％以上
○：臨界歪みが０．７％以上〜１．０％未満
△：臨界歪みが０．５％以上〜０．７％未満
×：臨界歪みが０．３％以上〜０．５％未満
××：臨界歪みが０．３％未満

（成形品のノッチ付きシャルピー衝撃強度および荷重たわみ温度の評価）
上記で得られた各種樹脂組成物のペレットをそれぞれ１２５℃で４時間乾燥した後に、射出成型機（日本製鋼所製Ｊ−１００Ｅ−Ｃ５）を用いて設定温度２８０℃、射出圧力１６００ｋｇ／ｃｍ^２にてＩＳＯ試験法に準じた試験片を作成し、得られた試験片を用いてＩＳＯ１７９−１、ＩＳＯ７５−２に準じノッチ付きシャルピー衝撃強さ及び荷重たわみ温度を測定し、ノッチ付きシャルピー衝撃強度が１０ＫＪ／ｍ^２以上、および、荷重たわみ温度が１０５℃以上を合格とした。

（成形品の透明性の評価）
上記で得られた各種樹脂組成物のペレットをそれぞれ１２５℃で４時間乾燥した後に、射出成型機（日本製鋼所製Ｊ−１００Ｅ−Ｃ５）を用いて設定温度２８０℃、射出圧力１６００ｋｇ／ｃｍ^２にて透明性評価用試験片（１５０ｘ９０ｘ３．０ｍｍ）を作成した。
得られた試験片を用いてＪＩＳＫ７３６１に準じ、試験片厚み３ｍｍの光線透過率を測定し、光線透過率が８０％以上を合格とした。

ポリカーボネート樹脂組成物が本発明の構成要件を満足する場合（実施例１〜４）にあっては、透明性、耐薬品性、衝撃強度、及び耐熱性のそれぞれに亘って良好な結果を示した。

一方、ポリカーボネート樹脂組成物が本発明の構成要件を満足しない場合においては、いずれの場合も何らかの欠点を有していた。
比較例１，２はアルキルケテンダイマーが添加されていない、又、本発明の定める範囲よりも少ない場合であり、耐薬品性に劣っていた。
比較例３はアルキルケテンダイマーが本発明の定める範囲より多いことから、造粒困難のためペレットが作成出来なかった。
比較例４はペンタエリスリトールと炭素数が１２〜３０である飽和または不飽和脂肪酸とのフルエステルが本発明の定める範囲より少ない場合であり、耐薬品性に劣っていた。
比較例５は従来から耐薬品性および耐溶剤性を改良する目的で提案されているポリエステル樹脂を配合した場合であり、透明性、衝撃性、耐熱性及び耐薬品性に劣っていた。

Claims

ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部、下記一般式１に示すアルキルケテンダイマー（Ｂ）０．０１〜２０重量部及びペンタエリスリトールと炭素数が１２〜３０である飽和または不飽和脂肪酸とのフルエステル（Ｃ）を０．０１〜２重量部からなることを特徴とするポリカーボネート樹脂組成物。
一般式１：

（一般式１において、Ｒは、同一でも異なっても良いが、炭素数６〜３３のアルキル基をあらわす。）
前記アルキルケテンダイマー（Ｂ）の一般式１に示されるＲの炭素数が１０〜２１のアルキル基であることを特徴とする、請求項１に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
前記アルキルケテンダイマー（Ｂ）の配合量が、ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部あたり０．０３〜５重量部であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
前記ペンタエリスリトールと炭素数が１２〜３０である飽和または不飽和脂肪酸とのフルエステルが、ペンタエリスリトールテトラステアレートであることを特徴とする、請求項１〜３に記載のポリカーボネート樹脂組成物。