JP2021091900A - ポリカーボネート樹脂、及びポリカーボネート樹脂組成物 - Google Patents
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Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
Abstract
【課題】色相、熱安定性に優れ、かつ優れた柔軟性を有するポリカーボネート樹脂、及び、それを用いてなる、耐衝撃性、耐熱性に優れたポリカーボネート樹脂組成物を提供する。【解決手段】イソソルビド由来の構造単位と、ポリトリメチレングリコール由来の構造単位とを少なくとも含むポリカーボネート樹脂であって、イソソルビド由来の構造単位を10重量%以上、70重量%以下含有し、ポリトリメチレングリコール由来の構造単位を30重量%以上、80重量%以下含有する、ポリカーボネート樹脂。【選択図】なし
Description
本発明は、色相、熱安定性、柔軟性に優れたポリカーボネート樹脂、及び機械的強度や
耐熱性に優れたポリカーボネート樹脂組成物に関する。
耐熱性に優れた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、一般的にビスフェノール類をモノマー成分とし、透明性、耐
熱性、機械的強度等の優位性を生かし、電気・電子部品、自動車用部品、光学記録媒体、
レンズ等の光学分野等でいわゆるエンジニアリングプラスチックとして広く利用されてい
る。一方で、石油資源の枯渇や二酸化炭素排出量の増加による地球温暖化が危惧されてい
ることから、カーボンニュートラルな植物由来モノマーを原料としたプラスチックの開発
が求められている。そのような状況の中、近年、植物由来原料であるイソソルビド(以下
、「ISB」と称する場合がある。)を用いて製造されたポリカーボネート樹脂が開発さ
れ、自動車用部品用途や光学用途、ガラス代替用途へと使用され始めている(例えば特許
文献1、2参照)。
熱性、機械的強度等の優位性を生かし、電気・電子部品、自動車用部品、光学記録媒体、
レンズ等の光学分野等でいわゆるエンジニアリングプラスチックとして広く利用されてい
る。一方で、石油資源の枯渇や二酸化炭素排出量の増加による地球温暖化が危惧されてい
ることから、カーボンニュートラルな植物由来モノマーを原料としたプラスチックの開発
が求められている。そのような状況の中、近年、植物由来原料であるイソソルビド(以下
、「ISB」と称する場合がある。)を用いて製造されたポリカーボネート樹脂が開発さ
れ、自動車用部品用途や光学用途、ガラス代替用途へと使用され始めている(例えば特許
文献1、2参照)。
ISBから得られるポリカーボネート樹脂は、光学特性に優れるだけでなく、従来汎用
の芳香族ポリカーボネート樹脂に比べて、耐候性や表面硬度に極めて優れる。一方で、引
張伸び、あるいは応力が集中する部分での耐衝撃性などの機械物性のさらなる改善が求め
られている。かかる課題に対して、例えば特許文献3では、耐衝撃性を改善する手法とし
てポリカーボネート樹脂にエラストマーを含有させることで耐衝撃性を改良することが開
示されている。
の芳香族ポリカーボネート樹脂に比べて、耐候性や表面硬度に極めて優れる。一方で、引
張伸び、あるいは応力が集中する部分での耐衝撃性などの機械物性のさらなる改善が求め
られている。かかる課題に対して、例えば特許文献3では、耐衝撃性を改善する手法とし
てポリカーボネート樹脂にエラストマーを含有させることで耐衝撃性を改良することが開
示されている。
特許文献3で開示されているように、ポリカーボネート樹脂にエラストマーを配合する
ことで優れた耐衝撃性の向上が期待できるが、多くの場合、耐衝撃改良剤として用いられ
る材料は石油と主とした枯渇性資源に由来している。近年、非枯渇性資源の活用がますま
す期待されている中で、より高いバイオマス度を有し、優れた実用特性を兼ね備えた樹脂
が社会から求められている。
ことで優れた耐衝撃性の向上が期待できるが、多くの場合、耐衝撃改良剤として用いられ
る材料は石油と主とした枯渇性資源に由来している。近年、非枯渇性資源の活用がますま
す期待されている中で、より高いバイオマス度を有し、優れた実用特性を兼ね備えた樹脂
が社会から求められている。
本発明の目的は、色相、熱安定性に優れ、かつ優れた柔軟性を有するポリカーボネート
樹脂及び、それを用いてなる、耐衝撃性、耐熱性に優れたポリカーボネート樹脂組成物を
提供することにある。
樹脂及び、それを用いてなる、耐衝撃性、耐熱性に優れたポリカーボネート樹脂組成物を
提供することにある。
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、植物由来原料から製造される
化合物を用いて、優れた柔軟性を有し、色相と熱安定性にも優れたポリカーボネート樹脂
を見出した。さらに、そのポリカーボネート樹脂を耐衝撃改良剤として用いることで、高
いバイオマス度を有し、かつ耐衝撃性や耐熱性に優れたポリカーボネート樹脂組成物を見
出した。すなわち本発明の要旨は下記に存する。
化合物を用いて、優れた柔軟性を有し、色相と熱安定性にも優れたポリカーボネート樹脂
を見出した。さらに、そのポリカーボネート樹脂を耐衝撃改良剤として用いることで、高
いバイオマス度を有し、かつ耐衝撃性や耐熱性に優れたポリカーボネート樹脂組成物を見
出した。すなわち本発明の要旨は下記に存する。
[1]式(1)で表される構造単位と、式(2)で表される構造単位とを少なくとも含む
ポリカーボネート樹脂であって、前記式(1)で表される構造単位を10重量%以上、7
0重量%以下含有し、前記式(2)で表される構造単位を30重量%以上、80重量%以
下含有する、ポリカーボネート樹脂。
ポリカーボネート樹脂であって、前記式(1)で表される構造単位を10重量%以上、7
0重量%以下含有し、前記式(2)で表される構造単位を30重量%以上、80重量%以
下含有する、ポリカーボネート樹脂。
(式(2)中、nは2以上である。)
[2]前記式(2)で表される構造単位に係るnの平均値が3以上、45以下である、[
1]に記載のポリカーボネート樹脂。
[3]1H−NMR分析により算出される数平均分子量が15000以上、50000以
下である、[1]又は[2]に記載のポリカーボネート樹脂。
[4][1]から[3]のいずれか一項に記載のポリカーボネート樹脂(第1ポリカーボ
ネート樹脂)と、前記式(1)で表される構造単位を少なくとも含有し、前記第1ポリカ
ーボネート樹脂とは異なる構造を有するポリカーボネート樹脂(第2ポリカーボネート樹
脂)を含有するポリカーボネート樹脂組成物であって、
前記第2ポリカーボネート樹脂は前記式(1)で表される構造単位を40重量%以上、
90重量%以下含有し、
前記第1ポリカーボネート樹脂と前記第2ポリカーボネート樹脂の重量比率が1/99
〜99/1であるポリカーボネート樹脂組成物。
[5]前記第2ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度が90℃以上、200℃以下であ
る、[4]に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[6]前記第2ポリカーボネート樹脂が脂肪族ジヒドロキシ化合物、または脂環式ジヒド
ロキシ化合物に由来する構造単位を含有する、[4]又は[5]に記載のポリカーボネー
ト樹脂組成物。
[7]下記式(3)で表される構造単位を50重量%以上含有するアクリル系樹脂を0.
01重量%以上、10重量%以下含有する、[4]から[6]のいずれか一項に記載のポ
リカーボネート樹脂組成物。
[2]前記式(2)で表される構造単位に係るnの平均値が3以上、45以下である、[
1]に記載のポリカーボネート樹脂。
[3]1H−NMR分析により算出される数平均分子量が15000以上、50000以
下である、[1]又は[2]に記載のポリカーボネート樹脂。
[4][1]から[3]のいずれか一項に記載のポリカーボネート樹脂(第1ポリカーボ
ネート樹脂)と、前記式(1)で表される構造単位を少なくとも含有し、前記第1ポリカ
ーボネート樹脂とは異なる構造を有するポリカーボネート樹脂(第2ポリカーボネート樹
脂)を含有するポリカーボネート樹脂組成物であって、
前記第2ポリカーボネート樹脂は前記式(1)で表される構造単位を40重量%以上、
90重量%以下含有し、
前記第1ポリカーボネート樹脂と前記第2ポリカーボネート樹脂の重量比率が1/99
〜99/1であるポリカーボネート樹脂組成物。
[5]前記第2ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度が90℃以上、200℃以下であ
る、[4]に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[6]前記第2ポリカーボネート樹脂が脂肪族ジヒドロキシ化合物、または脂環式ジヒド
ロキシ化合物に由来する構造単位を含有する、[4]又は[5]に記載のポリカーボネー
ト樹脂組成物。
[7]下記式(3)で表される構造単位を50重量%以上含有するアクリル系樹脂を0.
01重量%以上、10重量%以下含有する、[4]から[6]のいずれか一項に記載のポ
リカーボネート樹脂組成物。
(式(3)中、R1は水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル
基である。R2は置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアラ
ルキル基である。)
[8]さらに数平均分子量が300以上、10000以下のポリトリメチレンエーテルグ
リコールを0.1重量%以上、10重量%以下含有する、[4]から[7]のいずれか一
項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[9][1]から[3]のいずれか一項に記載のポリカーボネート樹脂を製造する方法で
あって、少なくとも前記式(1)で表される構造単位を形成するジヒドロキシ化合物、前
記式(2)で表される構造単位を形成するジヒドロキシ化合物及び炭酸ジエステルをモノ
マー原料とするエステル交換反応により重縮合反応させる工程を含み、
該工程において、前記式(2)で表される構造単位を形成するジヒドロキシ化合物がポ
リトリメチレンエーテルグリコールであって、前記ポリトリメチレンエーテルグリコール
の数平均分子量が200以上、2500以下である、ポリカーボネート樹脂の製造方法。
基である。R2は置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアラ
ルキル基である。)
[8]さらに数平均分子量が300以上、10000以下のポリトリメチレンエーテルグ
リコールを0.1重量%以上、10重量%以下含有する、[4]から[7]のいずれか一
項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[9][1]から[3]のいずれか一項に記載のポリカーボネート樹脂を製造する方法で
あって、少なくとも前記式(1)で表される構造単位を形成するジヒドロキシ化合物、前
記式(2)で表される構造単位を形成するジヒドロキシ化合物及び炭酸ジエステルをモノ
マー原料とするエステル交換反応により重縮合反応させる工程を含み、
該工程において、前記式(2)で表される構造単位を形成するジヒドロキシ化合物がポ
リトリメチレンエーテルグリコールであって、前記ポリトリメチレンエーテルグリコール
の数平均分子量が200以上、2500以下である、ポリカーボネート樹脂の製造方法。
本発明のポリカーボネート樹脂は、色相、熱安定性、柔軟性に優れる。また、本発明の
ポリカーボネート樹脂組成物は機械的強度や耐熱性に優れる。このようなポリカーボネー
ト樹脂やポリカーボネート樹脂組成物を用いることで、高品質の成形品を得ることが可能
となる。本発明のポリカーボネート樹脂やポリカーボネート樹脂組成物は高いバイオマス
度を有する樹脂とすることもでき、高いバイオマス度を有する樹脂材料を普及させること
で、持続可能な社会の実現に貢献することができる。
ポリカーボネート樹脂組成物は機械的強度や耐熱性に優れる。このようなポリカーボネー
ト樹脂やポリカーボネート樹脂組成物を用いることで、高品質の成形品を得ることが可能
となる。本発明のポリカーボネート樹脂やポリカーボネート樹脂組成物は高いバイオマス
度を有する樹脂とすることもでき、高いバイオマス度を有する樹脂材料を普及させること
で、持続可能な社会の実現に貢献することができる。
以下、本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の説明に限定されるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変形して実施することができる。
発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変形して実施することができる。
本明細書において、「〜」を用いてその前後に数値又は物性値を挟んで表現する場合、
その前後の値を含むものとして用いることとする。
その前後の値を含むものとして用いることとする。
本明細書において「繰り返し構造単位」とは、樹脂中で同じ構造が繰り返し現れる構造
単位であって、それぞれが連結することで当該樹脂を構成するような構造単位を意味する
。例えば、ポリカーボネート樹脂の場合、カルボニル基も含めて繰り返し構造単位と呼称
する。また、「構造単位」とは、樹脂を構成する部分構造であって、繰り返し構造単位に
含まれる特定の部分構造のことを意味する。例えば、樹脂中で隣り合う連結基に挟まれた
部分構造や、重合体の末端部分に存在する重合反応性基と、該重合性反応基に隣り合う連
結基とに挟まれた部分構造を言う。より具体的には、ポリカーボネート樹脂の場合、カル
ボニル基が連結基であって、隣り合うカルボニル基に挟まれた部分構造のことを構造単位
と呼称する。尚、本明細書において、ポリカーボネート樹脂中の各構造単位の重量比率は
、全ての構造単位及び連結基の合計重量を100重量%として計算する。
単位であって、それぞれが連結することで当該樹脂を構成するような構造単位を意味する
。例えば、ポリカーボネート樹脂の場合、カルボニル基も含めて繰り返し構造単位と呼称
する。また、「構造単位」とは、樹脂を構成する部分構造であって、繰り返し構造単位に
含まれる特定の部分構造のことを意味する。例えば、樹脂中で隣り合う連結基に挟まれた
部分構造や、重合体の末端部分に存在する重合反応性基と、該重合性反応基に隣り合う連
結基とに挟まれた部分構造を言う。より具体的には、ポリカーボネート樹脂の場合、カル
ボニル基が連結基であって、隣り合うカルボニル基に挟まれた部分構造のことを構造単位
と呼称する。尚、本明細書において、ポリカーボネート樹脂中の各構造単位の重量比率は
、全ての構造単位及び連結基の合計重量を100重量%として計算する。
[ポリカーボネート樹脂]
本発明の第一の態様は、下記式(1)で表される構造単位と、下記式(2)で表される
構造単位とを少なくとも含むポリカーボネート樹脂であり、前記式(1)で表される構造
単位を10重量%以上、70重量%以下含有し、前記式(2)で表される構造単位を30
重量%以上、80重量%以下含有するポリカーボネート樹脂である。尚、以下において、
前記式(1)で表される構造単位のことを「構造単位(1)」、前記式(2)で表される
構造単位のことを「構造単位(2)」と称する場合がある。また、後述の第二の態様にお
いて、当該ポリカーボネート樹脂を「第1ポリカーボネート樹脂」と称する場合がある。
本発明の第一の態様は、下記式(1)で表される構造単位と、下記式(2)で表される
構造単位とを少なくとも含むポリカーボネート樹脂であり、前記式(1)で表される構造
単位を10重量%以上、70重量%以下含有し、前記式(2)で表される構造単位を30
重量%以上、80重量%以下含有するポリカーボネート樹脂である。尚、以下において、
前記式(1)で表される構造単位のことを「構造単位(1)」、前記式(2)で表される
構造単位のことを「構造単位(2)」と称する場合がある。また、後述の第二の態様にお
いて、当該ポリカーボネート樹脂を「第1ポリカーボネート樹脂」と称する場合がある。
構造単位(1)を形成するジヒドロキシ化合物としては、立体異性体の関係にある、イ
ソソルビド(ISB)、イソマンニド、イソイデットが挙げられる。これらは1種を単独
で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。中でも植物由来の資源として豊
富に存在し、容易に入手可能な種々のデンプンから製造されるソルビトールを脱水縮合し
て得られるイソソルビドが入手、及び製造のし易さ、得られる成形品の特性(例えば、耐
熱性、耐衝撃性、表面硬度、カーボンニュートラル)の面から最も好ましい。また、カー
ボンニュートラルの観点からイソソルビドを用いることが好ましい。
ソソルビド(ISB)、イソマンニド、イソイデットが挙げられる。これらは1種を単独
で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。中でも植物由来の資源として豊
富に存在し、容易に入手可能な種々のデンプンから製造されるソルビトールを脱水縮合し
て得られるイソソルビドが入手、及び製造のし易さ、得られる成形品の特性(例えば、耐
熱性、耐衝撃性、表面硬度、カーボンニュートラル)の面から最も好ましい。また、カー
ボンニュートラルの観点からイソソルビドを用いることが好ましい。
本発明のポリカーボネート樹脂中の構造単位(1)の重量比率は10重量%以上、70
重量%以下であり、下限は15重量%以上がより好ましく、20重量%以上がさらに好ま
しく、25重量%以上が特に好ましい。上限は60重量%以下がより好ましく、55重量
%以下がさらに好ましく、50重量%以下が特に好ましい。前記範囲内だと得られるポリ
カーボネート樹脂の固化温度を室温以上とすることができ、ポリカーボネート樹脂をペレ
ット形状にして取り扱う際に、ペレットの融着を防ぐことができる。また、構造単位(1
)を含有するポリマー分子鎖がハードセグメントを形成し、高い引張強度を発現すること
ができる。
重量%以下であり、下限は15重量%以上がより好ましく、20重量%以上がさらに好ま
しく、25重量%以上が特に好ましい。上限は60重量%以下がより好ましく、55重量
%以下がさらに好ましく、50重量%以下が特に好ましい。前記範囲内だと得られるポリ
カーボネート樹脂の固化温度を室温以上とすることができ、ポリカーボネート樹脂をペレ
ット形状にして取り扱う際に、ペレットの融着を防ぐことができる。また、構造単位(1
)を含有するポリマー分子鎖がハードセグメントを形成し、高い引張強度を発現すること
ができる。
構造単位(2)を形成するジヒドロキシ化合物としては、ポリトリメチレンエーテルグ
リコール(PO3G)が用いられる。PO3Gは、植物由来原料から製造された1,3−
プロパンジオールを縮合して合成される、バイオマス度100%のPO3Gを用いること
が好ましい。尚、イソソルビドやPO3Gが植物由来の資源から製造されたものであるか
どうかは、例えば、放射性炭素(14C)の濃度測定により確認することが可能である。
リコール(PO3G)が用いられる。PO3Gは、植物由来原料から製造された1,3−
プロパンジオールを縮合して合成される、バイオマス度100%のPO3Gを用いること
が好ましい。尚、イソソルビドやPO3Gが植物由来の資源から製造されたものであるか
どうかは、例えば、放射性炭素(14C)の濃度測定により確認することが可能である。
PO3Gの数平均分子量は200以上、2500以下が好ましい。下限は300以上が
より好ましく、400以上がさらに好ましく、450以上が特に好ましい。上限は200
0以下がより好ましく、1500以下がさらに好ましく、1200以下が特に好ましく、
1100以下が最も好ましい。また、ポリカーボネート樹脂中の構造単位(2)の平均重
合度(nの平均値)は2以上、45以下が好ましい。下限は5以上がより好ましく、6以
上がさらに好ましく、7以上が特に好ましい。上限は35以下がより好ましく、25以下
がさらに好ましく、20以下が特に好ましい。PO3Gの数平均分子量や構造単位(2)
の平均重合度が前記範囲であると、構造単位(1)と構造単位(2)を含有する共重合ポ
リカーボネートの透明性が向上する。また、構造単位(2)を含有するポリマー分子鎖が
ソフトセグメントを形成し、高い引張伸びと優れた耐衝撃性を発現させ、また、本発明の
ポリカーボネート樹脂を改質剤として用いて他の樹脂に配合した時に、その樹脂組成物の
耐衝撃性を向上させることができる。尚、PO3Gの数平均分子量は後述する水酸基価の
分析より算出される。
より好ましく、400以上がさらに好ましく、450以上が特に好ましい。上限は200
0以下がより好ましく、1500以下がさらに好ましく、1200以下が特に好ましく、
1100以下が最も好ましい。また、ポリカーボネート樹脂中の構造単位(2)の平均重
合度(nの平均値)は2以上、45以下が好ましい。下限は5以上がより好ましく、6以
上がさらに好ましく、7以上が特に好ましい。上限は35以下がより好ましく、25以下
がさらに好ましく、20以下が特に好ましい。PO3Gの数平均分子量や構造単位(2)
の平均重合度が前記範囲であると、構造単位(1)と構造単位(2)を含有する共重合ポ
リカーボネートの透明性が向上する。また、構造単位(2)を含有するポリマー分子鎖が
ソフトセグメントを形成し、高い引張伸びと優れた耐衝撃性を発現させ、また、本発明の
ポリカーボネート樹脂を改質剤として用いて他の樹脂に配合した時に、その樹脂組成物の
耐衝撃性を向上させることができる。尚、PO3Gの数平均分子量は後述する水酸基価の
分析より算出される。
本発明のポリカーボネート樹脂中の構造単位(2)の重量比率は30重量%以上、80
重量%以下であり、下限は35重量%以上がより好ましく、40重量%以上がさらに好ま
しく、42重量%以上が特に好ましい。上限は78重量%以下がより好ましく、75重量
%以下がさらに好ましく、70重量%以下が特に好ましい。前記範囲内だと、構造単位(
2)を含有するポリマー分子鎖がソフトセグメントを形成し、高い引張伸びと優れた耐衝
撃性を発現させ、また、本発明のポリカーボネート樹脂を改質剤として用いて他の樹脂に
配合した時に、その樹脂組成物の耐衝撃性を向上させることができる。
重量%以下であり、下限は35重量%以上がより好ましく、40重量%以上がさらに好ま
しく、42重量%以上が特に好ましい。上限は78重量%以下がより好ましく、75重量
%以下がさらに好ましく、70重量%以下が特に好ましい。前記範囲内だと、構造単位(
2)を含有するポリマー分子鎖がソフトセグメントを形成し、高い引張伸びと優れた耐衝
撃性を発現させ、また、本発明のポリカーボネート樹脂を改質剤として用いて他の樹脂に
配合した時に、その樹脂組成物の耐衝撃性を向上させることができる。
PO3Gと類似の化合物である、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレン
グリコール(PPG)、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)と比較する
形でPO3Gの特性を説明する。PEGは構造単位(1)と良好な相溶性を持っており、
構造単位(1)とPEGの共重合ポリカーボネート樹脂は比較的に透明性が高い樹脂とな
る。しかし、相溶性が高すぎるために、エラストマー特性を発現するための相分離形態を
形成することがなく、PO3Gよりも引張伸び等の性能が劣る。また、PEGは重合反応
中に着色しやすく、色相が劣る。PO3Gは構造単位(1)と適度な相溶性を持っている
ために、PO3G構造単位からなる相がミクロンサイズで均一に分散した形態を形成する
ために、優れた柔軟性や耐衝撃性を発現する。PPGについては、PO3Gと同様に透明
で柔軟な樹脂が得られるが、PPGは熱分解温度が比較的に低い欠点があり、熱安定性が
劣る。PTMGは構造単位(1)と相溶しにくいために、透明な樹脂は得られない。また
、不均一な相分離を引き起こすため、柔軟性や耐衝撃性改質効果が劣る。また、熱安定も
劣る。
グリコール(PPG)、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)と比較する
形でPO3Gの特性を説明する。PEGは構造単位(1)と良好な相溶性を持っており、
構造単位(1)とPEGの共重合ポリカーボネート樹脂は比較的に透明性が高い樹脂とな
る。しかし、相溶性が高すぎるために、エラストマー特性を発現するための相分離形態を
形成することがなく、PO3Gよりも引張伸び等の性能が劣る。また、PEGは重合反応
中に着色しやすく、色相が劣る。PO3Gは構造単位(1)と適度な相溶性を持っている
ために、PO3G構造単位からなる相がミクロンサイズで均一に分散した形態を形成する
ために、優れた柔軟性や耐衝撃性を発現する。PPGについては、PO3Gと同様に透明
で柔軟な樹脂が得られるが、PPGは熱分解温度が比較的に低い欠点があり、熱安定性が
劣る。PTMGは構造単位(1)と相溶しにくいために、透明な樹脂は得られない。また
、不均一な相分離を引き起こすため、柔軟性や耐衝撃性改質効果が劣る。また、熱安定も
劣る。
本発明のポリカーボネート樹脂は構造単位(1)と構造単位(2)以外の構造単位を含
有してもよい。以下、構造単位(1)と構造単位(2)以外の構造単位を「その他の構造
単位」と称する場合がある。その他の構造単位を形成する化合物の例としては、脂肪族ジ
ヒドロキシ化合物、脂環式ジヒドロキシ化合物、エーテル含有ジヒドロキシ化合物、アセ
タール含有ジヒドロキシ化合物、芳香族含有ジヒドロキシ化合物、ジエステル化合物が挙
げられる。尚、ジエステル化合物に由来する構造単位を部分的に組み込んだポリカーボネ
ート樹脂はポリエステルカーボネート樹脂と称される。本明細書において、ポリカーボネ
ート樹脂とはポリエステルカーボネート樹脂を包含するものとする。
有してもよい。以下、構造単位(1)と構造単位(2)以外の構造単位を「その他の構造
単位」と称する場合がある。その他の構造単位を形成する化合物の例としては、脂肪族ジ
ヒドロキシ化合物、脂環式ジヒドロキシ化合物、エーテル含有ジヒドロキシ化合物、アセ
タール含有ジヒドロキシ化合物、芳香族含有ジヒドロキシ化合物、ジエステル化合物が挙
げられる。尚、ジエステル化合物に由来する構造単位を部分的に組み込んだポリカーボネ
ート樹脂はポリエステルカーボネート樹脂と称される。本明細書において、ポリカーボネ
ート樹脂とはポリエステルカーボネート樹脂を包含するものとする。
脂肪族ジヒドロキシ化合物としては、例えば、以下のジヒドロキシ化合物が挙げられる
。エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,2−プロパンジオール、1,4
−ブタンジオール、1,5−ヘプタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,9−ノ
ナンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオール等の直鎖脂肪族
ジヒドロキシ化合物;1,3−ブタンジオール、1,2−ブタンジオール、ネオペンチル
グリコール、ヘキシレングリコール等の分岐鎖を有する脂肪族ジヒドロキシ化合物。
。エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,2−プロパンジオール、1,4
−ブタンジオール、1,5−ヘプタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,9−ノ
ナンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオール等の直鎖脂肪族
ジヒドロキシ化合物;1,3−ブタンジオール、1,2−ブタンジオール、ネオペンチル
グリコール、ヘキシレングリコール等の分岐鎖を有する脂肪族ジヒドロキシ化合物。
脂環式ジヒドロキシ化合物としては、例えば、以下のジヒドロキシ化合物が挙げられる
。1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4
−シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、ペンタシクロペンタデ
カンジメタノール、2,6−デカリンジメタノール、1,5−デカリンジメタノール、2
,3−デカリンジメタノール、2,3−ノルボルナンジメタノール、2,5−ノルボルナ
ンジメタノール、1,3−アダマンタンジメタノール、リモネン等のテルペン化合物から
誘導されるジヒドロキシ化合物等に例示される、脂環式炭化水素の1級アルコールである
ジヒドロキシ化合物;1,2−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオー
ル、1,3−アダマンタンジオール、水添ビスフェノールA、2,2,4,4−テトラメ
チル−1,3−シクロブタンジオール等に例示される、脂環式炭化水素の2級アルコール
、又は3級アルコールであるジヒドロキシ化合物。
。1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4
−シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、ペンタシクロペンタデ
カンジメタノール、2,6−デカリンジメタノール、1,5−デカリンジメタノール、2
,3−デカリンジメタノール、2,3−ノルボルナンジメタノール、2,5−ノルボルナ
ンジメタノール、1,3−アダマンタンジメタノール、リモネン等のテルペン化合物から
誘導されるジヒドロキシ化合物等に例示される、脂環式炭化水素の1級アルコールである
ジヒドロキシ化合物;1,2−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオー
ル、1,3−アダマンタンジオール、水添ビスフェノールA、2,2,4,4−テトラメ
チル−1,3−シクロブタンジオール等に例示される、脂環式炭化水素の2級アルコール
、又は3級アルコールであるジヒドロキシ化合物。
エーテル含有ジヒドロキシ化合物としては、オキシアルキレングリコール類やアセター
ル環を含有するジヒドロキシ化合物が挙げられる。オキシアルキレングリコール類として
は、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコー
ル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコー
ル等を用いることができる。
ル環を含有するジヒドロキシ化合物が挙げられる。オキシアルキレングリコール類として
は、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコー
ル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコー
ル等を用いることができる。
アセタール含有ジヒドロキシ化合物としては、例えば、スピログリコール(別名:3,
9−ビス(1,1−ジメチル−2−ヒドロキシエチル−2,4,8,10−テトラオキサ
スピロ[5,5]ウンデカン)やジオキサングリコール(別名:2−(1,1−ジメチル
−2−ヒドロキシエチル)−5−エチル−5−ヒドロキシメチルー1,3−ジオキサン)
等を用いることができる。
9−ビス(1,1−ジメチル−2−ヒドロキシエチル−2,4,8,10−テトラオキサ
スピロ[5,5]ウンデカン)やジオキサングリコール(別名:2−(1,1−ジメチル
−2−ヒドロキシエチル)−5−エチル−5−ヒドロキシメチルー1,3−ジオキサン)
等を用いることができる。
芳香族含有ジヒドロキシ化合物としては、例えば以下のジヒドロキシ化合物を用いるこ
とができる。2,2−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(4−ヒドロキシ−3,5−ジ
メチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジエチルフェニル
)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−(3−フェニル)フェニル)プロパン、2
,2−ビス(4−ヒドロキシ−(3,5−ジフェニル)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、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)ペンタン、1,1
−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)ジフェニルメタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−2−エチルヘキサン
、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)デカン、ビス(4−ヒドロキシ−3−ニトロ
フェニル)メタン、3,3−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン、1,3−ビス(
2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−プロピル)ベンゼン、1,3−ビス(2−(4−
ヒドロキシフェニル)−2−プロピル)ベンゼン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)ヘキサフルオロプロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン
、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、2,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホ
ン、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−3−メチルフ
ェニル)スルフィド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジスルフィド、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’−ジクロロジフェニルエ
ーテル等の芳香族ビスフェノール化合物;2,2−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ
)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−(2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル)プ
ロパン、1,3−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(2−ヒド
ロキシエトキシ)ビフェニル、ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル)スルホ
ン等の芳香族基に結合したエーテル基を有するジヒドロキシ化合物;9,9−ビス(4−
(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル)フルオレン、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、
9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル)フルオレン、9,9−ビス
(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(
4−(2−ヒドロキシプロポキシ)−3−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(
4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−イソプロピルフェニル)フルオレン、9,9−ビ
ス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−イソブチルフェニル)フルオレン、9,9−
ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−tert−ブチルフェニル)フルオレン、
9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−シクロヘキシルフェニル)フルオ
レン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−フェニルフェニル)フルオ
レン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3,5−ジメチルフェニル)フ
ルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−tert−ブチル−6
−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(3−ヒドロキシ−2,2−ジメチ
ルプロポキシ)フェニル)フルオレン等のフルオレン環を有するジヒドロキシ化合物。
とができる。2,2−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(4−ヒドロキシ−3,5−ジ
メチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジエチルフェニル
)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−(3−フェニル)フェニル)プロパン、2
,2−ビス(4−ヒドロキシ−(3,5−ジフェニル)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、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)ペンタン、1,1
−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)ジフェニルメタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−2−エチルヘキサン
、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)デカン、ビス(4−ヒドロキシ−3−ニトロ
フェニル)メタン、3,3−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン、1,3−ビス(
2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−プロピル)ベンゼン、1,3−ビス(2−(4−
ヒドロキシフェニル)−2−プロピル)ベンゼン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)ヘキサフルオロプロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン
、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、2,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホ
ン、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−3−メチルフ
ェニル)スルフィド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジスルフィド、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’−ジクロロジフェニルエ
ーテル等の芳香族ビスフェノール化合物;2,2−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ
)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−(2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル)プ
ロパン、1,3−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(2−ヒド
ロキシエトキシ)ビフェニル、ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル)スルホ
ン等の芳香族基に結合したエーテル基を有するジヒドロキシ化合物;9,9−ビス(4−
(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル)フルオレン、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、
9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル)フルオレン、9,9−ビス
(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(
4−(2−ヒドロキシプロポキシ)−3−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(
4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−イソプロピルフェニル)フルオレン、9,9−ビ
ス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−イソブチルフェニル)フルオレン、9,9−
ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−tert−ブチルフェニル)フルオレン、
9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−シクロヘキシルフェニル)フルオ
レン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−フェニルフェニル)フルオ
レン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3,5−ジメチルフェニル)フ
ルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−tert−ブチル−6
−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(3−ヒドロキシ−2,2−ジメチ
ルプロポキシ)フェニル)フルオレン等のフルオレン環を有するジヒドロキシ化合物。
ジエステル化合物としては、例えば、以下に示すジカルボン酸等が挙げられる。テレフ
タル酸、フタル酸、イソフタル酸、4,4’−ジフェニルジカルボン酸、4,4’−ジフ
ェニルエーテルジカルボン酸、4,4’−ベンゾフェノンジカルボン酸、4,4’−ジフ
ェノキシエタンジカルボン酸、4,4’−ジフェニルスルホンジカルボン酸、2,6−ナ
フタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸;1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、
1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式
ジカルボン酸;マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸
、アゼライン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸。尚、これらのジカルボン酸成分は
ジカルボン酸そのものとしてポリエステルカーボネート樹脂の原料とすることができるが
、製造法に応じて、メチルエステル体、フェニルエステル体等のジカルボン酸エステルや
、ジカルボン酸ハライド等のジカルボン酸誘導体を原料とすることもできる。
タル酸、フタル酸、イソフタル酸、4,4’−ジフェニルジカルボン酸、4,4’−ジフ
ェニルエーテルジカルボン酸、4,4’−ベンゾフェノンジカルボン酸、4,4’−ジフ
ェノキシエタンジカルボン酸、4,4’−ジフェニルスルホンジカルボン酸、2,6−ナ
フタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸;1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、
1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式
ジカルボン酸;マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸
、アゼライン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸。尚、これらのジカルボン酸成分は
ジカルボン酸そのものとしてポリエステルカーボネート樹脂の原料とすることができるが
、製造法に応じて、メチルエステル体、フェニルエステル体等のジカルボン酸エステルや
、ジカルボン酸ハライド等のジカルボン酸誘導体を原料とすることもできる。
本発明のポリカーボネート樹脂にその他の構造単位を導入する場合、その他の構造単位
の含有量は比較的に少量とし、耐熱性や屈折率、他の樹脂との相溶性を調節したり、本発
明のポリカーボネート樹脂の透明性を向上する(構造単位(1)と構造単位(2)の相溶
性を向上させる)目的に用いることが好ましい。上記のその他の構造単位の中でも、耐候
性を損なわずに機械的特性や耐熱性、屈折率などの各種物性を調整する観点からは、脂肪
族ジヒドロキシ化合物、脂環式ジヒドロキシ化合物、芳香族含有ジヒドロキシ化合物が好
ましい。構造単位(2)は比較的に屈折率が低い構造のため、屈折率の高い芳香族含有ジ
ヒドロキシ化合物を共重合することで、得られるポリカーボネート樹脂の屈折率を高くす
る方向に調整することができる。本発明のポリカーボネート樹脂と他の樹脂とをブレンド
して、樹脂組成物として用いる場合、他の樹脂と屈折率を一致させることで、得られる樹
脂組成物の透明性を向上することができる。耐熱性や硬度を向上させる観点からは、芳香
族含有ジヒドロキシ化合物や脂環式ジヒドロキシ化合物、アセタール含有ジヒドロキシ化
合物、ジエステル化合物が好ましい。上記ジヒドロキシ化合物の中でも1,4−シクロヘ
キサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、スピログリコール、2,2−ビス
(4−ヒドロキシフェニル)プロパンが特に有用である。
の含有量は比較的に少量とし、耐熱性や屈折率、他の樹脂との相溶性を調節したり、本発
明のポリカーボネート樹脂の透明性を向上する(構造単位(1)と構造単位(2)の相溶
性を向上させる)目的に用いることが好ましい。上記のその他の構造単位の中でも、耐候
性を損なわずに機械的特性や耐熱性、屈折率などの各種物性を調整する観点からは、脂肪
族ジヒドロキシ化合物、脂環式ジヒドロキシ化合物、芳香族含有ジヒドロキシ化合物が好
ましい。構造単位(2)は比較的に屈折率が低い構造のため、屈折率の高い芳香族含有ジ
ヒドロキシ化合物を共重合することで、得られるポリカーボネート樹脂の屈折率を高くす
る方向に調整することができる。本発明のポリカーボネート樹脂と他の樹脂とをブレンド
して、樹脂組成物として用いる場合、他の樹脂と屈折率を一致させることで、得られる樹
脂組成物の透明性を向上することができる。耐熱性や硬度を向上させる観点からは、芳香
族含有ジヒドロキシ化合物や脂環式ジヒドロキシ化合物、アセタール含有ジヒドロキシ化
合物、ジエステル化合物が好ましい。上記ジヒドロキシ化合物の中でも1,4−シクロヘ
キサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、スピログリコール、2,2−ビス
(4−ヒドロキシフェニル)プロパンが特に有用である。
本発明のポリカーボネート樹脂がその他の構造単位を含む場合、本発明のポリカーボネ
ート樹脂におけるその他の構造単位の含有割合は、1重量%以上が好ましく、2重量%以
上がより好ましく、また、20重量%以下が好ましく、10重量%以下がより好ましい。
前記範囲内であると、構造単位(1)と構造単位(2)により得られる樹脂特性を損なわ
ずに、所望とする他の特性を付与することができる。
ート樹脂におけるその他の構造単位の含有割合は、1重量%以上が好ましく、2重量%以
上がより好ましく、また、20重量%以下が好ましく、10重量%以下がより好ましい。
前記範囲内であると、構造単位(1)と構造単位(2)により得られる樹脂特性を損なわ
ずに、所望とする他の特性を付与することができる。
ビスフェノール化合物などの芳香族含有ジヒドロキシ化合物やジエステル化合物を共重
合成分に用いることで、ポリカーボネート樹脂の耐熱性を向上させることができる場合が
あるが、一方で、ポリカーボネート樹脂に芳香族構造が多く含まれると耐候性が低下する
傾向にある。また、ビスフェノール化合物やジエステル化合物と、構造単位(1)や構造
単位(2)を形成するジヒドロキシ化合物の重合反応性には大きな差異があるため、ビス
フェノール化合物やジエステル化合物が末端基に残存してしまって、高い分子量のポリカ
ーボネート樹脂が得られ難くなり、耐衝撃性などの機械的特性が低下する傾向がある。反
応を促進させようとして反応温度を高く上げると、構造単位(1)が熱分解し、得られる
ポリカーボネート樹脂が着色する傾向にある。これらの理由により、芳香族含有ジヒドロ
キシ化合物やジエステル化合物に由来する構造単位の含有割合は、15重量%以下が好ま
しく、10重量%以下がより好ましく、5重量%以下が特に好ましい。
合成分に用いることで、ポリカーボネート樹脂の耐熱性を向上させることができる場合が
あるが、一方で、ポリカーボネート樹脂に芳香族構造が多く含まれると耐候性が低下する
傾向にある。また、ビスフェノール化合物やジエステル化合物と、構造単位(1)や構造
単位(2)を形成するジヒドロキシ化合物の重合反応性には大きな差異があるため、ビス
フェノール化合物やジエステル化合物が末端基に残存してしまって、高い分子量のポリカ
ーボネート樹脂が得られ難くなり、耐衝撃性などの機械的特性が低下する傾向がある。反
応を促進させようとして反応温度を高く上げると、構造単位(1)が熱分解し、得られる
ポリカーボネート樹脂が着色する傾向にある。これらの理由により、芳香族含有ジヒドロ
キシ化合物やジエステル化合物に由来する構造単位の含有割合は、15重量%以下が好ま
しく、10重量%以下がより好ましく、5重量%以下が特に好ましい。
[第1ポリカーボネート樹脂の製造方法]
第1ポリカーボネート樹脂は、少なくとも前記式(1)で表される構造単位を形成する
ジヒドロキシ化合物、前記式(2)で表される構造単位を形成するジヒドロキシ化合物及
び炭酸ジエステルを原料とするエステル交換反応により重縮合させる工程により合成でき
る。
より詳細には、重縮合と共に、エステル交換反応において副生するモノヒドロキシ化合
物等を系外に除去することによって得ることができる。
第1ポリカーボネート樹脂は、少なくとも前記式(1)で表される構造単位を形成する
ジヒドロキシ化合物、前記式(2)で表される構造単位を形成するジヒドロキシ化合物及
び炭酸ジエステルを原料とするエステル交換反応により重縮合させる工程により合成でき
る。
より詳細には、重縮合と共に、エステル交換反応において副生するモノヒドロキシ化合
物等を系外に除去することによって得ることができる。
該工程において、構造単位(1)を形成するジヒドロキシ化合物及び構造単位(2)を
形成するジヒドロキシ化合物としては上述と同様である。特に、構造単位(2)を形成す
るジヒドロキシ化合物がポリトリメチレンエーテルグリコールであって、前記ポリトリメ
チレンエーテルグリコールの数平均分子量が200以上2500以下であることが好まし
い。下限は300以上がより好ましく、400以上がさらに好ましく、450以上が特に
好ましい。上限は2000以下がより好ましく、1500以下がさらに好ましく、120
0以下が特に好ましく、1100以下が最も好ましい。前記範囲であると、構造単位(1
)と構造単位(2)を含有する共重合ポリカーボネートの透明性が向上する。また、構造
単位(2)を含有するポリマー分子鎖がソフトセグメントを形成し、高い引張伸びを発現
させ、また、本発明のポリカーボネート樹脂を改質剤として用いて他の樹脂に配合した時
に、その樹脂組成物の耐衝撃性を向上させることができる。尚、PO3Gの数平均分子量
は後述する水酸基価の分析より算出される。
形成するジヒドロキシ化合物としては上述と同様である。特に、構造単位(2)を形成す
るジヒドロキシ化合物がポリトリメチレンエーテルグリコールであって、前記ポリトリメ
チレンエーテルグリコールの数平均分子量が200以上2500以下であることが好まし
い。下限は300以上がより好ましく、400以上がさらに好ましく、450以上が特に
好ましい。上限は2000以下がより好ましく、1500以下がさらに好ましく、120
0以下が特に好ましく、1100以下が最も好ましい。前記範囲であると、構造単位(1
)と構造単位(2)を含有する共重合ポリカーボネートの透明性が向上する。また、構造
単位(2)を含有するポリマー分子鎖がソフトセグメントを形成し、高い引張伸びを発現
させ、また、本発明のポリカーボネート樹脂を改質剤として用いて他の樹脂に配合した時
に、その樹脂組成物の耐衝撃性を向上させることができる。尚、PO3Gの数平均分子量
は後述する水酸基価の分析より算出される。
エステル交換反応は、エステル交換反応触媒(以下、エステル交換反応触媒を「重合触
媒」と称する)の存在下で進行する。重合触媒の種類は、エステル交換反応の反応速度、
及び得られるポリカーボネート樹脂の品質に非常に大きな影響を与え得る。
媒」と称する)の存在下で進行する。重合触媒の種類は、エステル交換反応の反応速度、
及び得られるポリカーボネート樹脂の品質に非常に大きな影響を与え得る。
重合触媒としては、得られるポリカーボネート樹脂の透明性、色調、耐熱性、耐候性、
及び機械的特性を満足させ得るものであれば特に制限はない。重合触媒としては例えば、
長周期型周期表における第I族、又は第II族(以下、単に「1族」、「2族」と表記す
る。)の金属化合物、並びに塩基性ホウ素化合物、塩基性リン化合物、塩基性アンモニウ
ム化合物、アミン系化合物等の塩基性化合物を使用することができ、中でも1族金属化合
物及び/又は2族金属化合物が好ましい。
及び機械的特性を満足させ得るものであれば特に制限はない。重合触媒としては例えば、
長周期型周期表における第I族、又は第II族(以下、単に「1族」、「2族」と表記す
る。)の金属化合物、並びに塩基性ホウ素化合物、塩基性リン化合物、塩基性アンモニウ
ム化合物、アミン系化合物等の塩基性化合物を使用することができ、中でも1族金属化合
物及び/又は2族金属化合物が好ましい。
1族金属化合物としては、例えば、以下の化合物が挙げられる。水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化セシウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウ
ム、炭酸水素リチウム、炭酸水素セシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウ
ム、炭酸セシウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸リチウム、酢酸セシウム、ステ
アリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸セシ
ウム、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素カリウム、水素化ホウ素リチウム、水素化
ホウ素セシウム、フェニル化ホウ素ナトリウム、フェニル化ホウ素カリウム、フェニル化
ホウ素リチウム、フェニル化ホウ素セシウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、
安息香酸リチウム、安息香酸セシウム、リン酸水素2ナトリウム、リン酸水素2カリウム
、リン酸水素2リチウム、リン酸水素2セシウム、フェニルリン酸2ナトリウム、フェニ
ルリン酸2カリウム、フェニルリン酸2リチウム、フェニルリン酸2セシウム、ナトリウ
ム、カリウム、リチウム、セシウムのアルコレート、フェノレート、ビスフェノールAの
2ナトリウム塩、2カリウム塩、2リチウム塩及び2セシウム塩等。1族金属化合物とし
ては、重合活性と得られるポリカーボネート樹脂の色調の観点から、リチウム化合物が好
ましい。
酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化セシウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウ
ム、炭酸水素リチウム、炭酸水素セシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウ
ム、炭酸セシウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸リチウム、酢酸セシウム、ステ
アリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸セシ
ウム、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素カリウム、水素化ホウ素リチウム、水素化
ホウ素セシウム、フェニル化ホウ素ナトリウム、フェニル化ホウ素カリウム、フェニル化
ホウ素リチウム、フェニル化ホウ素セシウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、
安息香酸リチウム、安息香酸セシウム、リン酸水素2ナトリウム、リン酸水素2カリウム
、リン酸水素2リチウム、リン酸水素2セシウム、フェニルリン酸2ナトリウム、フェニ
ルリン酸2カリウム、フェニルリン酸2リチウム、フェニルリン酸2セシウム、ナトリウ
ム、カリウム、リチウム、セシウムのアルコレート、フェノレート、ビスフェノールAの
2ナトリウム塩、2カリウム塩、2リチウム塩及び2セシウム塩等。1族金属化合物とし
ては、重合活性と得られるポリカーボネート樹脂の色調の観点から、リチウム化合物が好
ましい。
2族金属化合物としては、例えば、以下の化合物が挙げられる。水酸化カルシウム、水
酸化バリウム、水酸化マグネシウム、水酸化ストロンチウム、炭酸水素カルシウム、炭酸
水素バリウム、炭酸水素マグネシウム、炭酸水素ストロンチウム、炭酸カルシウム、炭酸
バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸ストロンチウム、酢酸カルシウム、酢酸バリウム、酢
酸マグネシウム、酢酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム
、ステアリン酸マグネシウム及びステアリン酸ストロンチウム等。2族金属化合物として
は、マグネシウム化合物、カルシウム化合物又はバリウム化合物が好ましく、重合活性と
得られるポリカーボネート樹脂の色調の観点から、マグネシウム化合物及び/又はカルシ
ウム化合物が更に好ましく、カルシウム化合物が最も好ましい。
酸化バリウム、水酸化マグネシウム、水酸化ストロンチウム、炭酸水素カルシウム、炭酸
水素バリウム、炭酸水素マグネシウム、炭酸水素ストロンチウム、炭酸カルシウム、炭酸
バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸ストロンチウム、酢酸カルシウム、酢酸バリウム、酢
酸マグネシウム、酢酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム
、ステアリン酸マグネシウム及びステアリン酸ストロンチウム等。2族金属化合物として
は、マグネシウム化合物、カルシウム化合物又はバリウム化合物が好ましく、重合活性と
得られるポリカーボネート樹脂の色調の観点から、マグネシウム化合物及び/又はカルシ
ウム化合物が更に好ましく、カルシウム化合物が最も好ましい。
尚、前記の1族金属化合物及び/又は2族金属化合物と共に補助的に、塩基性ホウ素化
合物、塩基性リン化合物、塩基性アンモニウム化合物、アミン系化合物等の塩基性化合物
を併用することも可能であるが、1族金属化合物及び/又は2族金属化合物のみを使用す
ることがさらに好ましい。得られるポリカーボネート樹脂の色調の観点から、2族金属化
合物のみであることが最も好ましい。
合物、塩基性リン化合物、塩基性アンモニウム化合物、アミン系化合物等の塩基性化合物
を併用することも可能であるが、1族金属化合物及び/又は2族金属化合物のみを使用す
ることがさらに好ましい。得られるポリカーボネート樹脂の色調の観点から、2族金属化
合物のみであることが最も好ましい。
前記重合触媒の使用量は、反応に使用した全ジヒドロキシ化合物1mol当たり1μm
ol以上が好ましく、3μmol以上がさらに好ましく、5μmol以上が特に好ましい
。また、重合触媒の使用量は、反応に使用した全ジヒドロキシ化合物1mol当たり30
0μmol以下が好ましく、200μmol以下がさらに好ましく、100μmol以下
が特に好ましい。
ol以上が好ましく、3μmol以上がさらに好ましく、5μmol以上が特に好ましい
。また、重合触媒の使用量は、反応に使用した全ジヒドロキシ化合物1mol当たり30
0μmol以下が好ましく、200μmol以下がさらに好ましく、100μmol以下
が特に好ましい。
重合触媒の使用量を上述の範囲に調整することにより、重合速度を高めることができる
ため、重合温度を必ずしも高くすることなく、所望の分子量のポリカーボネート樹脂を得
ることが可能になるため、ポリカーボネート樹脂の色調の悪化を抑制することができる。
また、未反応の原料が重合途中で揮発してジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルのモル比
率が崩れてしまうことを防止することができるため、所望の分子量と共重合比率の樹脂を
より確実に得ることができる。さらに、副反応の併発を抑制することができるため、ポリ
カーボネート樹脂の色調の悪化又は成形加工時の着色をより一層防止することができる。
ため、重合温度を必ずしも高くすることなく、所望の分子量のポリカーボネート樹脂を得
ることが可能になるため、ポリカーボネート樹脂の色調の悪化を抑制することができる。
また、未反応の原料が重合途中で揮発してジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルのモル比
率が崩れてしまうことを防止することができるため、所望の分子量と共重合比率の樹脂を
より確実に得ることができる。さらに、副反応の併発を抑制することができるため、ポリ
カーボネート樹脂の色調の悪化又は成形加工時の着色をより一層防止することができる。
1族金属の中でもナトリウム、カリウム、セシウムがポリカーボネート樹脂の色調へ与
える悪影響や、鉄がポリカーボネート樹脂の色調へ与える悪影響を考慮すると、ポリカー
ボネート樹脂中のナトリウム、カリウム、セシウム、及び鉄の合計含有量は、1重量pp
m以下であることが好ましい。この場合には、ポリカーボネート樹脂の色調の悪化をより
一層防止することができ、ポリカーボネート樹脂の色調をより一層良好なものにすること
ができる。同様の観点から、ポリカーボネート樹脂中のナトリウム、カリウム、セシウム
、及び鉄の合計含有量は、0.5重量ppm以下であることがより好ましい。尚、これら
の金属は使用する触媒からのみではなく、原料や反応装置から混入する場合がある。出所
にかかわらず、ポリカーボネート樹脂中のこれらの金属の化合物の合計量は、ナトリウム
、カリウム、セシウム及び鉄の合計の含有量として、上述の範囲にすることが好ましい。
える悪影響や、鉄がポリカーボネート樹脂の色調へ与える悪影響を考慮すると、ポリカー
ボネート樹脂中のナトリウム、カリウム、セシウム、及び鉄の合計含有量は、1重量pp
m以下であることが好ましい。この場合には、ポリカーボネート樹脂の色調の悪化をより
一層防止することができ、ポリカーボネート樹脂の色調をより一層良好なものにすること
ができる。同様の観点から、ポリカーボネート樹脂中のナトリウム、カリウム、セシウム
、及び鉄の合計含有量は、0.5重量ppm以下であることがより好ましい。尚、これら
の金属は使用する触媒からのみではなく、原料や反応装置から混入する場合がある。出所
にかかわらず、ポリカーボネート樹脂中のこれらの金属の化合物の合計量は、ナトリウム
、カリウム、セシウム及び鉄の合計の含有量として、上述の範囲にすることが好ましい。
ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとを重縮合させる方法は、上述の触媒存在下、複
数の反応器を用いて多段階で実施される。反応の形式は、バッチ式、連続式、あるいはバ
ッチ式と連続式の組み合わせの方法があるが、より少ない熱履歴でポリカーボネート樹脂
が得られ、生産性にも優れている連続式を採用することが好ましい。
数の反応器を用いて多段階で実施される。反応の形式は、バッチ式、連続式、あるいはバ
ッチ式と連続式の組み合わせの方法があるが、より少ない熱履歴でポリカーボネート樹脂
が得られ、生産性にも優れている連続式を採用することが好ましい。
重合速度の制御や得られるポリカーボネート樹脂の品質の観点からは、反応段階に応じ
てジャケット温度と内温、反応系内の圧力を適切に選択することが重要である。具体的に
は、重縮合反応の反応初期においては相対的に低温、低真空でプレポリマーを得、反応後
期においては相対的に高温、高真空で所定の値まで分子量を上昇させることが好ましい。
この場合には、未反応のモノマーの留出を抑制し、ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステル
とのモル比率を所望の比率に調整し易くなる。その結果、重合速度の低下を抑制すること
ができる。また、所望の分子量や末端基を持つポリマーをより確実に得ることが可能にな
る。
てジャケット温度と内温、反応系内の圧力を適切に選択することが重要である。具体的に
は、重縮合反応の反応初期においては相対的に低温、低真空でプレポリマーを得、反応後
期においては相対的に高温、高真空で所定の値まで分子量を上昇させることが好ましい。
この場合には、未反応のモノマーの留出を抑制し、ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステル
とのモル比率を所望の比率に調整し易くなる。その結果、重合速度の低下を抑制すること
ができる。また、所望の分子量や末端基を持つポリマーをより確実に得ることが可能にな
る。
重縮合反応の温度を調整することにより、生産性の向上や製品への熱履歴の増大の回避
が可能になる。さらに、モノマーの揮散、及びポリカーボネート樹脂の分解や着色をより
一層防止することが可能になる。具体的には、第1段目の反応における反応条件としては
、以下の条件を採用することができる。即ち、重合反応器の内温の最高温度は、通常16
0〜230℃、好ましくは170〜220℃、更に好ましくは180〜210℃の範囲で
設定する。また、重合反応器の圧力(以下、圧力とは絶対圧力を表す)は、通常1〜11
0kPa、好ましくは5〜50kPa、さらに好ましくは7〜30kPaの範囲で設定す
る。また、反応時間は、通常0.1〜10時間、好ましくは1〜5時間の範囲で設定する
。第1段目の反応は、発生するモノヒドロキシ化合物を反応系外へ留去しながら実施され
ることが好ましい。
が可能になる。さらに、モノマーの揮散、及びポリカーボネート樹脂の分解や着色をより
一層防止することが可能になる。具体的には、第1段目の反応における反応条件としては
、以下の条件を採用することができる。即ち、重合反応器の内温の最高温度は、通常16
0〜230℃、好ましくは170〜220℃、更に好ましくは180〜210℃の範囲で
設定する。また、重合反応器の圧力(以下、圧力とは絶対圧力を表す)は、通常1〜11
0kPa、好ましくは5〜50kPa、さらに好ましくは7〜30kPaの範囲で設定す
る。また、反応時間は、通常0.1〜10時間、好ましくは1〜5時間の範囲で設定する
。第1段目の反応は、発生するモノヒドロキシ化合物を反応系外へ留去しながら実施され
ることが好ましい。
第2段目以降は、反応系の圧力を第1段目の圧力から徐々に下げ、引き続き発生するモ
ノヒドロキシ化合物を反応系外へ除きながら、最終的には反応系の圧力(絶対圧力)を1
kPa以下にすることが好ましい。また、重合反応器の内温の最高温度は、通常200〜
260℃、好ましくは210〜240℃、特に好ましくは215〜230℃の範囲で設定
する。また、反応時間は、通常0.1〜10時間、好ましくは0.5〜5時間、特に好ま
しくは1〜3時間の範囲で設定する。
ノヒドロキシ化合物を反応系外へ除きながら、最終的には反応系の圧力(絶対圧力)を1
kPa以下にすることが好ましい。また、重合反応器の内温の最高温度は、通常200〜
260℃、好ましくは210〜240℃、特に好ましくは215〜230℃の範囲で設定
する。また、反応時間は、通常0.1〜10時間、好ましくは0.5〜5時間、特に好ま
しくは1〜3時間の範囲で設定する。
撹拌動力などを指標に用いて、所定の溶融粘度(分子量)に到達したことを確認したら
、反応器に窒素を導入して圧力を常圧に戻す、または反応器から溶融樹脂を抜き出すこと
で重合反応を停止する。溶融状態の樹脂をダイスヘッドからストランドの形態で吐出し、
冷却固化させ、回転式カッター等でペレット化される。必要に応じて、ペレット化する前
に押出脱揮、押出混錬、押出濾過の工程を加えてもよい。この工程で添加剤を樹脂に混ぜ
合わせたり、真空ベントで低分子量成分を脱揮したり、ポリマーフィルターを用いて異物
を除去する。尚、後述する実施例では室温で固化しない樹脂もあり、その場合は、重合反
応後の溶融樹脂を塊の状態で抜き出し、成形や評価に用いる際に、樹脂をペレット状に切
り出して使用した。
、反応器に窒素を導入して圧力を常圧に戻す、または反応器から溶融樹脂を抜き出すこと
で重合反応を停止する。溶融状態の樹脂をダイスヘッドからストランドの形態で吐出し、
冷却固化させ、回転式カッター等でペレット化される。必要に応じて、ペレット化する前
に押出脱揮、押出混錬、押出濾過の工程を加えてもよい。この工程で添加剤を樹脂に混ぜ
合わせたり、真空ベントで低分子量成分を脱揮したり、ポリマーフィルターを用いて異物
を除去する。尚、後述する実施例では室温で固化しない樹脂もあり、その場合は、重合反
応後の溶融樹脂を塊の状態で抜き出し、成形や評価に用いる際に、樹脂をペレット状に切
り出して使用した。
[添加剤]
本発明の効果を損なわない範囲で、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、
フィラーなどの充填剤、中和剤、滑剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、スリップ剤、分
散剤、着色剤、難燃剤、帯電防止剤、導電性付与剤、架橋剤、架橋助剤、金属不活性化剤
、分子量調整剤、防菌剤、防黴材、蛍光増白剤、有機拡散剤や無機拡散剤等の光拡散剤等
が挙げられ、本発明の効果を損なわない範囲でこれらの添加剤を用いることができる。
本発明の効果を損なわない範囲で、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、
フィラーなどの充填剤、中和剤、滑剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、スリップ剤、分
散剤、着色剤、難燃剤、帯電防止剤、導電性付与剤、架橋剤、架橋助剤、金属不活性化剤
、分子量調整剤、防菌剤、防黴材、蛍光増白剤、有機拡散剤や無機拡散剤等の光拡散剤等
が挙げられ、本発明の効果を損なわない範囲でこれらの添加剤を用いることができる。
第1ポリカーボネート樹脂を改質剤として用いて、他の樹脂と配合する場合、溶融押出
混錬により混合されるため、溶融加工時の安定性を向上させる観点から、重合触媒を失活
(中和)させる酸性化合物と酸化防止剤を添加することが好ましい。酸性化合物としては
、ホスホン酸やホスホン酸エステルが特に好ましい。酸性化合物は樹脂中の重合触媒金属
に対して、0.5倍mol〜3倍molとなる量を添加することが好ましい。
混錬により混合されるため、溶融加工時の安定性を向上させる観点から、重合触媒を失活
(中和)させる酸性化合物と酸化防止剤を添加することが好ましい。酸性化合物としては
、ホスホン酸やホスホン酸エステルが特に好ましい。酸性化合物は樹脂中の重合触媒金属
に対して、0.5倍mol〜3倍molとなる量を添加することが好ましい。
[第1ポリカーボネート樹脂の特性]
・バイオマス度
本発明において、第1ポリカーボネート樹脂におけるバイオマス度は、ポリカーボネー
ト樹脂を構成する全構造単位のうち、植物由来資源から合成された構造単位の重量比率と
定義する。第1ポリカーボネート樹脂は、バイオマス度が80重量%以上であることが好
ましい。85重量%以上が特に好ましい。後述する実施例において、ISB、PO3G、
1,3−PDOは植物由来資源から合成されたものを用いており、その他のPEG、PP
G、PTMG、CHDM、DPCは化石資源から合成されたものを用いているため、これ
らを用いて合成するポリカーボネート樹脂のバイオマス度は、ISBに由来する構造単位
、PO3Gに由来する構造単位、1,3−PDOに由来する構造単位のそれぞれの重量比
率の和となる。
・バイオマス度
本発明において、第1ポリカーボネート樹脂におけるバイオマス度は、ポリカーボネー
ト樹脂を構成する全構造単位のうち、植物由来資源から合成された構造単位の重量比率と
定義する。第1ポリカーボネート樹脂は、バイオマス度が80重量%以上であることが好
ましい。85重量%以上が特に好ましい。後述する実施例において、ISB、PO3G、
1,3−PDOは植物由来資源から合成されたものを用いており、その他のPEG、PP
G、PTMG、CHDM、DPCは化石資源から合成されたものを用いているため、これ
らを用いて合成するポリカーボネート樹脂のバイオマス度は、ISBに由来する構造単位
、PO3Gに由来する構造単位、1,3−PDOに由来する構造単位のそれぞれの重量比
率の和となる。
・透明性
第1ポリカーボネート樹脂は透明でも不透明でもよいが、適用できる用途の幅が広がる
観点では透明である方が好ましい。透明性の評価については、本発明のポリカーボネート
樹脂は固化温度が室温以下となって、一定の形状に成形することが難しい場合があるため
、得られた樹脂ペレットが透明か、白濁しているかは目視にて評価する。
第1ポリカーボネート樹脂は透明でも不透明でもよいが、適用できる用途の幅が広がる
観点では透明である方が好ましい。透明性の評価については、本発明のポリカーボネート
樹脂は固化温度が室温以下となって、一定の形状に成形することが難しい場合があるため
、得られた樹脂ペレットが透明か、白濁しているかは目視にて評価する。
・色相
第1ポリカーボネート樹脂の色相は、後述するペレットのYIで評価することができ、
ペレットのYIが絶対値として30以下が好ましい。20以下がさらに好ましく、15以
下が特に好ましい。
第1ポリカーボネート樹脂の色相は、後述するペレットのYIで評価することができ、
ペレットのYIが絶対値として30以下が好ましい。20以下がさらに好ましく、15以
下が特に好ましい。
・柔軟性(引張伸び、引張弾性率)
第1ポリカーボネート樹脂の柔軟性は、後述する引張伸びと引張弾性率で評価すること
ができ、第1ポリカーボネート樹脂の引張伸びは300%以上が好ましい。350%以上
がより好ましく、400%以上がさらに好ましく、450%以上が特に好ましい。また、
引張弾性率は100MPa以下が好ましい。70MPa以下がさらに好ましく、50MP
a以下が特に好ましい。前記範囲を満たすと、強靭性が要求される用途や、他の樹脂の耐
衝撃改良剤として好適に用いることができる。
第1ポリカーボネート樹脂の柔軟性は、後述する引張伸びと引張弾性率で評価すること
ができ、第1ポリカーボネート樹脂の引張伸びは300%以上が好ましい。350%以上
がより好ましく、400%以上がさらに好ましく、450%以上が特に好ましい。また、
引張弾性率は100MPa以下が好ましい。70MPa以下がさらに好ましく、50MP
a以下が特に好ましい。前記範囲を満たすと、強靭性が要求される用途や、他の樹脂の耐
衝撃改良剤として好適に用いることができる。
・熱安定性
第1ポリカーボネート樹脂の熱安定性は、後述する5%重量減少温度で評価することが
でき、第1ポリカーボネート樹脂の5%重量減少温度は330℃以上が好ましい。340
℃以上がより好ましく、350℃以上が特に好ましい。前記範囲内であれば、溶融加工時
の熱分解による特性の低下を十分に抑制することができる。
第1ポリカーボネート樹脂の熱安定性は、後述する5%重量減少温度で評価することが
でき、第1ポリカーボネート樹脂の5%重量減少温度は330℃以上が好ましい。340
℃以上がより好ましく、350℃以上が特に好ましい。前記範囲内であれば、溶融加工時
の熱分解による特性の低下を十分に抑制することができる。
・数平均分子量
第1ポリカーボネート樹脂の数平均分子量は、15000以上、50000以下が好ま
しい。下限は20000以上がより好ましく、25000以上がさらに好ましく、300
00以上が特に好ましい。上限は48000以下がより好ましく、45000以下が特に
好ましい。前記範囲内であると、高い引張伸びや優れた柔軟性、耐衝撃性が得られ、他の
樹脂に配合した時に、耐衝撃性発現に適した相分離形態を形成しやすい。また、樹脂表面
のべたつきが抑えられ、ペレットの形状で用いる際に、ペレット同士の融着を防ぐことが
できる。第1ポリカーボネート樹脂の数平均分子量は後述する1H−NMR分析により算
出される。
第1ポリカーボネート樹脂の数平均分子量は、15000以上、50000以下が好ま
しい。下限は20000以上がより好ましく、25000以上がさらに好ましく、300
00以上が特に好ましい。上限は48000以下がより好ましく、45000以下が特に
好ましい。前記範囲内であると、高い引張伸びや優れた柔軟性、耐衝撃性が得られ、他の
樹脂に配合した時に、耐衝撃性発現に適した相分離形態を形成しやすい。また、樹脂表面
のべたつきが抑えられ、ペレットの形状で用いる際に、ペレット同士の融着を防ぐことが
できる。第1ポリカーボネート樹脂の数平均分子量は後述する1H−NMR分析により算
出される。
[第1ポリカーボネート樹脂の用途]
本発明のポリカーボネート樹脂は、透明性、熱安定性、柔軟性等に優れることから、防
振材・制振材・緩衝材、防音材・吸音材、履物用途、シール材、各種グリップ類、医療用
具、粘着剤・接着剤、オイルや潤滑油などに添加する粘度調整剤、農業用フィルム、3D
プリンター用造形素材、樹脂改質剤等に用いることができる。中でも、耐衝撃性や柔軟性
を向上させる改質剤として、他の樹脂と混錬して用いることが好ましい。
本発明のポリカーボネート樹脂は、透明性、熱安定性、柔軟性等に優れることから、防
振材・制振材・緩衝材、防音材・吸音材、履物用途、シール材、各種グリップ類、医療用
具、粘着剤・接着剤、オイルや潤滑油などに添加する粘度調整剤、農業用フィルム、3D
プリンター用造形素材、樹脂改質剤等に用いることができる。中でも、耐衝撃性や柔軟性
を向上させる改質剤として、他の樹脂と混錬して用いることが好ましい。
[ポリカーボネート樹脂組成物]
本発明の第二の態様は、第1ポリカーボネート樹脂と、前記式(1)で表される構造単
位を少なくとも含有し、第1ポリカーボネート樹脂とは異なる構造を有するポリカーボネ
ート樹脂(以下、第2ポリカーボネート樹脂と称する場合がある)を含有する樹脂組成物
であって、第2ポリカーボネート樹脂は前記式(1)で表される構造単位を40重量%以
上、90重量%以下含有し、第1ポリカーボネート樹脂と第2ポリカーボネート樹脂の重
量比率が1/99〜99/1であるポリカーボネート樹脂組成物である。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物において、第1ポリカーボネート樹脂と第2ポリ
カーボネート樹脂の重量比率は2/98〜90/10がより好ましく、3/97〜80/
20がさらに好ましく、5/95〜70/30が特に好ましい。前記範囲内であると、耐
熱性、耐衝撃性、透明性など種々の物性を高いレベルでバランスすることができる。
第1ポリカーボネート樹脂と第2ポリカーボネート樹脂とは、いずれも構造単位(1)
を含有するが、樹脂の構造が相互に異なり、具体的には、例えば、各樹脂を構成する構造
単位(1)の含有量、共重合成分、分子量等が異なる。
本発明の第二の態様は、第1ポリカーボネート樹脂と、前記式(1)で表される構造単
位を少なくとも含有し、第1ポリカーボネート樹脂とは異なる構造を有するポリカーボネ
ート樹脂(以下、第2ポリカーボネート樹脂と称する場合がある)を含有する樹脂組成物
であって、第2ポリカーボネート樹脂は前記式(1)で表される構造単位を40重量%以
上、90重量%以下含有し、第1ポリカーボネート樹脂と第2ポリカーボネート樹脂の重
量比率が1/99〜99/1であるポリカーボネート樹脂組成物である。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物において、第1ポリカーボネート樹脂と第2ポリ
カーボネート樹脂の重量比率は2/98〜90/10がより好ましく、3/97〜80/
20がさらに好ましく、5/95〜70/30が特に好ましい。前記範囲内であると、耐
熱性、耐衝撃性、透明性など種々の物性を高いレベルでバランスすることができる。
第1ポリカーボネート樹脂と第2ポリカーボネート樹脂とは、いずれも構造単位(1)
を含有するが、樹脂の構造が相互に異なり、具体的には、例えば、各樹脂を構成する構造
単位(1)の含有量、共重合成分、分子量等が異なる。
[第2ポリカーボネート]
第2ポリカーボネート樹脂中の構造単位(1)の含有量は40重量%以上、90重量%
以下であり、下限は45重量%以上がより好ましく、50重量%以上がさらに好ましく、
55重量%以上が特に好ましい。上限は80重量%以下がより好ましく、75重量%以下
が特に好ましい。
第2ポリカーボネート樹脂中の構造単位(1)の含有量は40重量%以上、90重量%
以下であり、下限は45重量%以上がより好ましく、50重量%以上がさらに好ましく、
55重量%以上が特に好ましい。上限は80重量%以下がより好ましく、75重量%以下
が特に好ましい。
第2ポリカーボネート樹脂は、脂肪族ジヒドロキシ化合物や脂環式ジヒドロキシ化合物
に由来する構造単位、又はその他の構造単位を含有していてもよく、その含有量は1重量
%以上、70重量%以下が好ましい。下限は5重量%以上がより好ましく、10重量%以
上が特に好ましい。上限は60重量%以下がより好ましく、50重量%以下がさらに好ま
しく、40重量%以下が特に好ましい。
に由来する構造単位、又はその他の構造単位を含有していてもよく、その含有量は1重量
%以上、70重量%以下が好ましい。下限は5重量%以上がより好ましく、10重量%以
上が特に好ましい。上限は60重量%以下がより好ましく、50重量%以下がさらに好ま
しく、40重量%以下が特に好ましい。
特に脂肪族ジヒドロキシ化合物、脂環式ジヒドロキシ化合物は分子骨格が柔軟であるこ
とから、これらに由来する構造単位の含有量が前記範囲内であると、溶融加工に適した耐
熱性や流動性が得られるとともに、引張伸びや耐衝撃性などの機械物性も向上することが
できるため好ましい。脂肪族ジヒドロキシ化合物や脂環式ジヒドロキシ化合物として好適
に用いられるジヒドロキシ化合物は第1ポリカーボネート樹脂の態様と同様であり、なか
でも、耐熱性と機械的特性のバランスに優れていることから、1,4−シクロヘキサンジ
メタノールとトリシクロデカンジメタノールを用いるのが特に好ましい。
とから、これらに由来する構造単位の含有量が前記範囲内であると、溶融加工に適した耐
熱性や流動性が得られるとともに、引張伸びや耐衝撃性などの機械物性も向上することが
できるため好ましい。脂肪族ジヒドロキシ化合物や脂環式ジヒドロキシ化合物として好適
に用いられるジヒドロキシ化合物は第1ポリカーボネート樹脂の態様と同様であり、なか
でも、耐熱性と機械的特性のバランスに優れていることから、1,4−シクロヘキサンジ
メタノールとトリシクロデカンジメタノールを用いるのが特に好ましい。
第2ポリカーボネート樹脂は、脂肪族ジヒドロキシ化合物と脂環式ジヒドロキシ化合物
に由来する構造単位以外の構造単位を含有していてもよい。その他の構造単位を形成する
化合物としては、第一の態様と同様に、エーテル含有ジヒドロキシ化合物、アセタール含
有ジヒドロキシ化合物、芳香族構造を含有するジヒドロキシ化合物、ジエステル化合物が
挙げられる。
に由来する構造単位以外の構造単位を含有していてもよい。その他の構造単位を形成する
化合物としては、第一の態様と同様に、エーテル含有ジヒドロキシ化合物、アセタール含
有ジヒドロキシ化合物、芳香族構造を含有するジヒドロキシ化合物、ジエステル化合物が
挙げられる。
第2ポリカーボネート樹脂は、構造単位(2)で表される構造単位を含んでいてもよい
。その含有量は、好ましくは20重量%以下、より好ましくは10重量%以下、さらによ
り好ましくは5重量%以下である。前記範囲内であると、第1ポリカーボネート樹脂と第
2ポリカーボネート樹脂が適度に相分離し、高い耐衝撃性を発現することができる。
。その含有量は、好ましくは20重量%以下、より好ましくは10重量%以下、さらによ
り好ましくは5重量%以下である。前記範囲内であると、第1ポリカーボネート樹脂と第
2ポリカーボネート樹脂が適度に相分離し、高い耐衝撃性を発現することができる。
[第2ポリカーボネート樹脂の特性]
・バイオマス度
第2ポリカーボネート樹脂におけるバイオマス度は40重量%以上であることが好まし
い。50重量%以上がより好ましく、55重量%以上が特に好ましい。
・バイオマス度
第2ポリカーボネート樹脂におけるバイオマス度は40重量%以上であることが好まし
い。50重量%以上がより好ましく、55重量%以上が特に好ましい。
・ガラス転移温度
第2ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度は90℃以上、200℃以下が好ましい。
下限は100℃以上がより好ましく、110℃以上がさらに好ましく、120℃以上が特
に好ましい。上限は180℃以下がより好ましく、160℃以下がさらに好ましく、15
0℃以下が特に好ましい。前記範囲内であると、幅広い用途に適用が可能であり、溶融加
工もしやすく、引張伸びや耐衝撃性などの機械的特性も両立しやすい。第2ポリカーボネ
ート樹脂のガラス転移温度は後述の示差走査熱量計により測定される。第2ポリカーボネ
ート樹脂のガラス転移温度は、例えば樹脂を構成する構造単位の種類や共重合比率等を変
更することで適宜調整できる。
第2ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度は90℃以上、200℃以下が好ましい。
下限は100℃以上がより好ましく、110℃以上がさらに好ましく、120℃以上が特
に好ましい。上限は180℃以下がより好ましく、160℃以下がさらに好ましく、15
0℃以下が特に好ましい。前記範囲内であると、幅広い用途に適用が可能であり、溶融加
工もしやすく、引張伸びや耐衝撃性などの機械的特性も両立しやすい。第2ポリカーボネ
ート樹脂のガラス転移温度は後述の示差走査熱量計により測定される。第2ポリカーボネ
ート樹脂のガラス転移温度は、例えば樹脂を構成する構造単位の種類や共重合比率等を変
更することで適宜調整できる。
・数平均分子量
第2ポリカーボネート樹脂の数平均分子量は、8000以上、30000以下が好まし
い。下限は8500以上がより好ましく、9000以上が特に好ましい。上限は2500
0以下がより好ましく、20000以下が特に好ましい。前記範囲内であると、耐衝撃性
等の機械特性と溶融成形時の流動性のバランスに優れる。第2ポリカーボネート樹脂の数
平均分子量は後述する1H−NMR分析により算出される。
第2ポリカーボネート樹脂の数平均分子量は、8000以上、30000以下が好まし
い。下限は8500以上がより好ましく、9000以上が特に好ましい。上限は2500
0以下がより好ましく、20000以下が特に好ましい。前記範囲内であると、耐衝撃性
等の機械特性と溶融成形時の流動性のバランスに優れる。第2ポリカーボネート樹脂の数
平均分子量は後述する1H−NMR分析により算出される。
[第2ポリカーボネート樹脂の製造方法]
第2ポリカーボネート樹脂は、少なくとも前記(1)で表される構造単位を形成するジ
ヒドロキシ化合物及び炭酸ジエステルを含むモノマー原料とするエステル交換反応により
重縮合させる工程により合成できる。
モノマー原料には、例えば脂肪族ジヒドロキシ化合物、または脂環式ジヒドロキシ化合
物を含有していてもよい。脂肪族ジヒドロキシ化合物や脂環式ジヒドロキシ化合物として
好適に用いられるジヒドロキシ化合物は第1ポリカーボネート樹脂の態様と同様であり、
なかでも、耐熱性と機械的特性のバランスに優れていることから、1,4−シクロヘキサ
ンジメタノールとトリシクロデカンジメタノールを用いるのが特に好ましい。
第2ポリカーボネート樹脂は、少なくとも前記(1)で表される構造単位を形成するジ
ヒドロキシ化合物及び炭酸ジエステルを含むモノマー原料とするエステル交換反応により
重縮合させる工程により合成できる。
モノマー原料には、例えば脂肪族ジヒドロキシ化合物、または脂環式ジヒドロキシ化合
物を含有していてもよい。脂肪族ジヒドロキシ化合物や脂環式ジヒドロキシ化合物として
好適に用いられるジヒドロキシ化合物は第1ポリカーボネート樹脂の態様と同様であり、
なかでも、耐熱性と機械的特性のバランスに優れていることから、1,4−シクロヘキサ
ンジメタノールとトリシクロデカンジメタノールを用いるのが特に好ましい。
[本発明のポリカーボネート樹脂組成物の添加剤等]
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、第1ポリカーボネート樹脂、第2ポリカーボ
ネート樹脂以外にも、添加剤などの他の成分を含んでいてもよい。また、本発明の効果を
損なわない範囲で、例えばポリカーボネート、芳香族ポリエステル、脂肪族ポリエステル
、ポリアミド、ポリスチレン、ポリオレフィン、アモルファスポリオレフィン、アクリル
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−スチレン共重合体(AS樹脂)などの合成樹脂;アクリルゴム、ブタジエンゴム等
のエラストマー;ポリ乳酸、ポリブチレンスクシネートなどの生分解性樹脂などの1種、
又は2種以上と上述のポリカーボネート樹脂とを混練することができる。つまり、ポリカ
ーボネート樹脂組成物はポリマーアロイであってもよい。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、第1ポリカーボネート樹脂、第2ポリカーボ
ネート樹脂以外にも、添加剤などの他の成分を含んでいてもよい。また、本発明の効果を
損なわない範囲で、例えばポリカーボネート、芳香族ポリエステル、脂肪族ポリエステル
、ポリアミド、ポリスチレン、ポリオレフィン、アモルファスポリオレフィン、アクリル
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−スチレン共重合体(AS樹脂)などの合成樹脂;アクリルゴム、ブタジエンゴム等
のエラストマー;ポリ乳酸、ポリブチレンスクシネートなどの生分解性樹脂などの1種、
又は2種以上と上述のポリカーボネート樹脂とを混練することができる。つまり、ポリカ
ーボネート樹脂組成物はポリマーアロイであってもよい。
その他の成分として、第1ポリカーボネート樹脂と相溶する化合物を比較的に少量用い
ることで、ポリカーボネート樹脂組成物の特性をさらに向上し得る。なかでも、第1ポリ
カーボネート樹脂と相溶する化合物として、下記式(3)で表される構造単位を50重量
%以上含有するアクリル系樹脂が好ましい。尚、前記式(3)で表される構造単位を「構
造単位(3)」と称する場合がある。
ることで、ポリカーボネート樹脂組成物の特性をさらに向上し得る。なかでも、第1ポリ
カーボネート樹脂と相溶する化合物として、下記式(3)で表される構造単位を50重量
%以上含有するアクリル系樹脂が好ましい。尚、前記式(3)で表される構造単位を「構
造単位(3)」と称する場合がある。
本発明者らは、ある態様において、前記アクリル系樹脂は第1ポリカーボネート樹脂と
相溶し、第2ポリカーボネート樹脂とは非相溶となることを見出した。そのような状態を
作り出すには、前記式(3)中、R1は水素原子、又はメチル基であることが好ましく、
R2はフェニル基、又はベンジル基であることが好ましい。すなわち、構造単位(3)を
形成するビニル化合物としては、フェニルアクリレート、フェニルメタクリレート、ベン
ジルアクリレート、ベンジルメタクリレートが好ましい。中でもフェニルアクリレート、
フェニルメタクリレートが好ましく、特にフェニルアクリレートが好ましい。
相溶し、第2ポリカーボネート樹脂とは非相溶となることを見出した。そのような状態を
作り出すには、前記式(3)中、R1は水素原子、又はメチル基であることが好ましく、
R2はフェニル基、又はベンジル基であることが好ましい。すなわち、構造単位(3)を
形成するビニル化合物としては、フェニルアクリレート、フェニルメタクリレート、ベン
ジルアクリレート、ベンジルメタクリレートが好ましい。中でもフェニルアクリレート、
フェニルメタクリレートが好ましく、特にフェニルアクリレートが好ましい。
前記アクリル系樹脂は、構造単位(3)以外の構造単位を実質的に含まない単独重合体
であってもよく、構造単位(3)以外の構造単位を含む共重合アクリル樹脂であってもよ
い。本発明のアクリル系樹脂と第1ポリカーボネート樹脂との相溶性の観点から、アクリ
ル系樹脂中の構造単位(3)の含有量は50重量%以上が好ましく、70重量%以上がよ
り好ましく、90重量%以上が特に好ましい。
であってもよく、構造単位(3)以外の構造単位を含む共重合アクリル樹脂であってもよ
い。本発明のアクリル系樹脂と第1ポリカーボネート樹脂との相溶性の観点から、アクリ
ル系樹脂中の構造単位(3)の含有量は50重量%以上が好ましく、70重量%以上がよ
り好ましく、90重量%以上が特に好ましい。
構造単位(3)以外の構造単位を形成するビニル化合物としては、メチルアクリレート
、エチルアクリレート、n−ブチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、メチ
ルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、tert−ブチ
ルメタクリレート、アクリロニトリル、スチレン、α−メチルスチレン、ブタジエンなど
を用いることができる。中でも熱安定性と機械物性を向上させる観点から、メチルアクリ
レート、n−ブチルアクリレートが好ましい。構造単位(3)以外の構造単位は第1ポリ
カーボネート樹脂との相溶性を持たないため、含有量は比較的少量とすることが好ましく
、アクリル系樹脂中の含有量は好ましくは10重量%以下、特に好ましくは5重量%以下
である。
、エチルアクリレート、n−ブチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、メチ
ルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、tert−ブチ
ルメタクリレート、アクリロニトリル、スチレン、α−メチルスチレン、ブタジエンなど
を用いることができる。中でも熱安定性と機械物性を向上させる観点から、メチルアクリ
レート、n−ブチルアクリレートが好ましい。構造単位(3)以外の構造単位は第1ポリ
カーボネート樹脂との相溶性を持たないため、含有量は比較的少量とすることが好ましく
、アクリル系樹脂中の含有量は好ましくは10重量%以下、特に好ましくは5重量%以下
である。
本発明の樹脂組成物において、前記アクリル系樹脂は第1ポリカーボネート樹脂からな
る相に溶け込み、屈折率を調整する役割を持つ。第1ポリカーボネート樹脂と第2ポリカ
ーボネート樹脂は完全相溶ではないため、混ぜ合わせると相分離が生じる。第1ポリカー
ボネート樹脂と第2ポリカーボネート樹脂は通常屈折率が異なるために、樹脂組成物は完
全に透明にはならない。ここで、通常第1ポリカーボネート樹脂の屈折率は第2ポリカー
ボネート樹脂の屈折率より低いことから、第1及び第2ポリカーボネート樹脂より高屈折
率である前記アクリル樹脂を適切な配合比率にて混ぜることで、二つの相の屈折率を一致
させることができ、樹脂組成物の透明性を向上させることが可能となる。第1ポリカーボ
ネート樹脂の本来の特性を損なわないようにするために、アクリル系樹脂の添加量は比較
的に少量であることが好ましい。少量でも屈折率を上げる効果を得るために、アクリル系
樹脂の屈折率は1.54以上、1.65以下であることが好ましい。下限は1.55以上
がさらに好ましく、1.56以上が特に好ましい。上限は1.63以下がさらに好ましく
、1.60以下が特に好ましい。屈折率が上記範囲内であると、アクリル系樹脂の添加量
を少量に留めることができる。
る相に溶け込み、屈折率を調整する役割を持つ。第1ポリカーボネート樹脂と第2ポリカ
ーボネート樹脂は完全相溶ではないため、混ぜ合わせると相分離が生じる。第1ポリカー
ボネート樹脂と第2ポリカーボネート樹脂は通常屈折率が異なるために、樹脂組成物は完
全に透明にはならない。ここで、通常第1ポリカーボネート樹脂の屈折率は第2ポリカー
ボネート樹脂の屈折率より低いことから、第1及び第2ポリカーボネート樹脂より高屈折
率である前記アクリル樹脂を適切な配合比率にて混ぜることで、二つの相の屈折率を一致
させることができ、樹脂組成物の透明性を向上させることが可能となる。第1ポリカーボ
ネート樹脂の本来の特性を損なわないようにするために、アクリル系樹脂の添加量は比較
的に少量であることが好ましい。少量でも屈折率を上げる効果を得るために、アクリル系
樹脂の屈折率は1.54以上、1.65以下であることが好ましい。下限は1.55以上
がさらに好ましく、1.56以上が特に好ましい。上限は1.63以下がさらに好ましく
、1.60以下が特に好ましい。屈折率が上記範囲内であると、アクリル系樹脂の添加量
を少量に留めることができる。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、ポリトリメチレンエーテルグリコールを含有
してもよい。想像に難くなく、PO3Gは第1ポリカーボネート樹脂と相溶しやすい。特
に第1ポリカーボネート樹脂中の構造単位(2)からなる相に溶け込むため、ソフトセグ
メントのガラス転移温度が低下することで、耐衝撃性をさらに向上させることができる。
してもよい。想像に難くなく、PO3Gは第1ポリカーボネート樹脂と相溶しやすい。特
に第1ポリカーボネート樹脂中の構造単位(2)からなる相に溶け込むため、ソフトセグ
メントのガラス転移温度が低下することで、耐衝撃性をさらに向上させることができる。
PO3Gの数平均分子量は300以上、10000以下が好ましい。下限は500以上
がより好ましく、1000以上がさらに好ましく、2000以上が特に好ましい。上限は
8000以下がより好ましく、5000以下が特に好ましい。前記範囲内であると、第1
ポリカーボネート樹脂との相溶性が得られ、また、溶融加工時や成形品とした後でのブリ
ードアウトを抑制することができる。
がより好ましく、1000以上がさらに好ましく、2000以上が特に好ましい。上限は
8000以下がより好ましく、5000以下が特に好ましい。前記範囲内であると、第1
ポリカーボネート樹脂との相溶性が得られ、また、溶融加工時や成形品とした後でのブリ
ードアウトを抑制することができる。
その他の成分として、アクリル系ゴム、ブタジエン系ゴム等のエラストマーを含むこと
も好ましい。このうち、樹脂組成物の耐衝撃性及び透明性に優れるという観点からは、ア
クリル系ゴムを含むことが好ましく、中でもコアシェル構造を有するアクリル系ゴムを含
むことがより好ましい。このうち、アクリル酸アルキル・メタクリル酸アルキル・スチレ
ン共重合体であることが特に好ましい。
も好ましい。このうち、樹脂組成物の耐衝撃性及び透明性に優れるという観点からは、ア
クリル系ゴムを含むことが好ましく、中でもコアシェル構造を有するアクリル系ゴムを含
むことがより好ましい。このうち、アクリル酸アルキル・メタクリル酸アルキル・スチレ
ン共重合体であることが特に好ましい。
[樹脂組成物の製造方法]
樹脂組成物は、例えば、樹脂組成物を構成する上述の各成分を機械的に溶融混練する方
法によって製造することができる。溶融混練機としては、例えば単軸押出機、二軸押出機
、ブラベンダー、バンバリーミキサー、ニーダーブレンダー、ロールミル等を用いること
ができる。混練に際しては、各成分を一括して混練しても、また任意の成分を混練した後
、他の残りの成分を添加して混練する多段分割混練法を用いてもよい。中でも真空ベント
を備えた二軸押出機を用いて、各成分を連続的に投入し、連続的に樹脂組成物を取得する
方法が生産性や品質均一性の観点で好ましい。混練温度の下限は、通常150℃以上、好
ましくは180℃以上、より好ましくは200℃以上である。混練温度の上限は、通常2
80℃以下、好ましくは260℃以下、より好ましくは250℃以下、特に好ましくは2
40℃以下である。この範囲であると、混練機による加熱や剪断発熱による熱劣化を抑制
しつつ、生産性(混練の処理速度)も高められる。
樹脂組成物は、例えば、樹脂組成物を構成する上述の各成分を機械的に溶融混練する方
法によって製造することができる。溶融混練機としては、例えば単軸押出機、二軸押出機
、ブラベンダー、バンバリーミキサー、ニーダーブレンダー、ロールミル等を用いること
ができる。混練に際しては、各成分を一括して混練しても、また任意の成分を混練した後
、他の残りの成分を添加して混練する多段分割混練法を用いてもよい。中でも真空ベント
を備えた二軸押出機を用いて、各成分を連続的に投入し、連続的に樹脂組成物を取得する
方法が生産性や品質均一性の観点で好ましい。混練温度の下限は、通常150℃以上、好
ましくは180℃以上、より好ましくは200℃以上である。混練温度の上限は、通常2
80℃以下、好ましくは260℃以下、より好ましくは250℃以下、特に好ましくは2
40℃以下である。この範囲であると、混練機による加熱や剪断発熱による熱劣化を抑制
しつつ、生産性(混練の処理速度)も高められる。
[ポリカーボネート樹脂組成物の特性]
・バイオマス度
本発明の樹脂組成物は、バイオマス度が50重量%以上であることが好ましい。55重
量%以上がより好ましく、60重量%以上がさらに好ましく、65重量%以上が特に好ま
しい。高いバイオマス度を得るためには、植物由来原料から製造される、構造単位(1)
と構造単位(2)をできるだけ多く含有させつつ、所望の物性が得られるように配合を最
適化する必要がある。
・バイオマス度
本発明の樹脂組成物は、バイオマス度が50重量%以上であることが好ましい。55重
量%以上がより好ましく、60重量%以上がさらに好ましく、65重量%以上が特に好ま
しい。高いバイオマス度を得るためには、植物由来原料から製造される、構造単位(1)
と構造単位(2)をできるだけ多く含有させつつ、所望の物性が得られるように配合を最
適化する必要がある。
・衝撃強度
本発明の樹脂組成物は、後述する方法にて測定されるIzod衝撃値が15kJ/m2
以上であることが好ましい。20kJ/m2以上がより好ましく、30kJ/m2以上が
特に好ましい。前記範囲内であると、十分に高い耐衝撃強度を有しており、高い耐衝撃特
性が求められる自動車内装部品などの用途や、応力集中により破壊が起きやすい嵌合部な
どを有する成形品にも適用することができる。
本発明の樹脂組成物は、後述する方法にて測定されるIzod衝撃値が15kJ/m2
以上であることが好ましい。20kJ/m2以上がより好ましく、30kJ/m2以上が
特に好ましい。前記範囲内であると、十分に高い耐衝撃強度を有しており、高い耐衝撃特
性が求められる自動車内装部品などの用途や、応力集中により破壊が起きやすい嵌合部な
どを有する成形品にも適用することができる。
・耐熱性
本発明の樹脂組成物は、後述する方法にて測定される荷重たわみ温度が90℃以上、1
50℃以下が好ましい。下限は92℃以上がより好ましく、95℃以上が特に好ましい。
上限は140以下がより好ましく、135℃以下が特に好ましい。前記範囲内であると、
実用的な耐熱性を備えており、加えて、耐衝撃性などの機械的特性や溶融加工性などにも
優れる。
本発明の樹脂組成物は、後述する方法にて測定される荷重たわみ温度が90℃以上、1
50℃以下が好ましい。下限は92℃以上がより好ましく、95℃以上が特に好ましい。
上限は140以下がより好ましく、135℃以下が特に好ましい。前記範囲内であると、
実用的な耐熱性を備えており、加えて、耐衝撃性などの機械的特性や溶融加工性などにも
優れる。
・透明性
本発明の樹脂組成物は、透明性が求められる用途に適用する場合には後述する方法で測
定されるヘーズの値が40%以下であることが好ましい。この場合には、20%以下がよ
り好ましく、10%以下がさらに好ましく、5%以下が特に好ましく、1%以下が最も好
ましい。前記範囲内であると、着色剤を樹脂に配合することで鮮鋭に発色する着色材料と
することや、透明性が求められる部材に適用することができる。
本発明の樹脂組成物は、透明性が求められる用途に適用する場合には後述する方法で測
定されるヘーズの値が40%以下であることが好ましい。この場合には、20%以下がよ
り好ましく、10%以下がさらに好ましく、5%以下が特に好ましく、1%以下が最も好
ましい。前記範囲内であると、着色剤を樹脂に配合することで鮮鋭に発色する着色材料と
することや、透明性が求められる部材に適用することができる。
[成形品の製造方法]
本発明のポリカーボネート樹脂とポリカーボネート樹脂組成物は、例えば射出成形(イ
ンサート成形法、二色成形法、サンドイッチ成形法、ガスインジェクション成形法等)、
押出成形法、インフレーション成形法、Tダイフィルム成形法、ラミネート成形法、ブロ
ー成形法、中空成形法、圧縮成形法、カレンダー成形法等の成形法により種々の成形品に
加工することができる。成形品の形状には特に制限はなく、シート、フィルム、板状、粒
子状、塊状体、繊維、棒状、多孔体、発泡体等が挙げられ、好ましくはシート、フィルム
、板状である。また、成形されたフィルムは一軸あるいは二軸延伸することも可能である
。延伸法としては、ロール法、テンター法、チューブラー法等が挙げられる。さらに、通
常工業的に利用されるコロナ放電処理、火炎処理、プラズマ処理、オゾン処理等の表面処
理を施すこともできる。
本発明のポリカーボネート樹脂とポリカーボネート樹脂組成物は、例えば射出成形(イ
ンサート成形法、二色成形法、サンドイッチ成形法、ガスインジェクション成形法等)、
押出成形法、インフレーション成形法、Tダイフィルム成形法、ラミネート成形法、ブロ
ー成形法、中空成形法、圧縮成形法、カレンダー成形法等の成形法により種々の成形品に
加工することができる。成形品の形状には特に制限はなく、シート、フィルム、板状、粒
子状、塊状体、繊維、棒状、多孔体、発泡体等が挙げられ、好ましくはシート、フィルム
、板状である。また、成形されたフィルムは一軸あるいは二軸延伸することも可能である
。延伸法としては、ロール法、テンター法、チューブラー法等が挙げられる。さらに、通
常工業的に利用されるコロナ放電処理、火炎処理、プラズマ処理、オゾン処理等の表面処
理を施すこともできる。
[用途]
成形品の用途は特に限定されないが、本発明のポリカーボネート樹脂とポリカーボネー
ト樹脂組成物は、機械物性に加えて耐候性や光学特性にも優れることから、自動車の内装
部材・外装部材や、屋外で使用される建材(照明カバー、カーポート、高速道路遮音壁等
)、ディスプレイの前面板、電気電子機器の筐体等に好適に用いられる。
成形品の用途は特に限定されないが、本発明のポリカーボネート樹脂とポリカーボネー
ト樹脂組成物は、機械物性に加えて耐候性や光学特性にも優れることから、自動車の内装
部材・外装部材や、屋外で使用される建材(照明カバー、カーポート、高速道路遮音壁等
)、ディスプレイの前面板、電気電子機器の筐体等に好適に用いられる。
以下、本発明について実施例を用いてさらに詳細に説明するが、本発明は、その要旨を
超えない限り、以下の実施例によって限定されるものではない。
超えない限り、以下の実施例によって限定されるものではない。
[測定方法]
各種物性の測定は、下記の方法に従って行った。
各種物性の測定は、下記の方法に従って行った。
・ポリトリメチレンエーテルグリコール(PO3G)の数平均分子量
JIS K1557−1に準拠し、アセチル化試薬を用いた方法にてポリトリメチレン
エーテルグリコールの水酸基価を測定した。下記式にて水酸基価から数平均分子量を算出
した。尚、後述する実施例で使用する、PEG、PPG、PTMGについても同様にして
数平均分子量を測定した。
数平均分子量=1/(水酸基価/1000/56.11/2)
水酸基価の単位:mg−KOH/g−polymer
56.11:水酸化カルシウム(KOH)の分子量
JIS K1557−1に準拠し、アセチル化試薬を用いた方法にてポリトリメチレン
エーテルグリコールの水酸基価を測定した。下記式にて水酸基価から数平均分子量を算出
した。尚、後述する実施例で使用する、PEG、PPG、PTMGについても同様にして
数平均分子量を測定した。
数平均分子量=1/(水酸基価/1000/56.11/2)
水酸基価の単位:mg−KOH/g−polymer
56.11:水酸化カルシウム(KOH)の分子量
・ポリカーボネート樹脂の数平均分子量
ポリカーボネート樹脂試料約15mgを秤取し、重クロロホルム約0.7mLに溶解し
、これを内径5mmのNMR用チューブに入れ、1H−NMRスペクトルを測定した。ポ
リカーボネート樹脂を構成する各ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位に基づくシグナ
ルと、各種末端基のシグナルの強度比より数平均分子量を計算した。用いた装置や条件は
次のとおりである。
・装置:JNM−ECZ400S(日本電子社製)
・測定温度:30℃
・緩和時間:6秒
・積算回数:64回
ポリカーボネート樹脂試料約15mgを秤取し、重クロロホルム約0.7mLに溶解し
、これを内径5mmのNMR用チューブに入れ、1H−NMRスペクトルを測定した。ポ
リカーボネート樹脂を構成する各ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位に基づくシグナ
ルと、各種末端基のシグナルの強度比より数平均分子量を計算した。用いた装置や条件は
次のとおりである。
・装置:JNM−ECZ400S(日本電子社製)
・測定温度:30℃
・緩和時間:6秒
・積算回数:64回
例えば、ISBとPO3G500の共重合ポリカーボネートの1H−NMRの解析は以
下のとおり行う。
[積分値を算出する範囲]
(a):5.4−4.4ppm:全ISB繰り返し構造単位由来(プロトン数:4、分子
量:172.14)
(b):2.2−1.5ppm:全PO3G500繰り返し構造単位由来(プロトン数:
17.63、分子量:539.99)
(c):4.4ppm:ISBヒドロキシ末端基由来(プロトン数:1)
(d):2.6ppm:ISBヒドロキシ末端基由来(プロトン数:1)
(e):7.4ppm:DPC末端基由来(プロトン数:2、分子量:93.10)
尚、ISBとPO3Gからそれぞれ熱分解によって二重結合末端が生成する場合もある
が、後述する実施例では、無視できる程度にごく微量であった。PO3Gのヒドロキシ末
端基についても同様に定量下限以下の量であった。
[各構造のモル数に相当する値の計算]
・全ISB繰り返し構造単位(a´):(a)積分値/4
・全PO3G500繰り返し構造単位(b´):(b)積分値/17.63
・ISBヒドロキシ末端基(c´):(c)積分値+(d)積分値
・DPC末端基(e´):(e)積分値/2
[数平均分子量の計算]
(a´×172.14+b´×539.99+e´×93.10)/{(c´+e´)/
2}
下のとおり行う。
[積分値を算出する範囲]
(a):5.4−4.4ppm:全ISB繰り返し構造単位由来(プロトン数:4、分子
量:172.14)
(b):2.2−1.5ppm:全PO3G500繰り返し構造単位由来(プロトン数:
17.63、分子量:539.99)
(c):4.4ppm:ISBヒドロキシ末端基由来(プロトン数:1)
(d):2.6ppm:ISBヒドロキシ末端基由来(プロトン数:1)
(e):7.4ppm:DPC末端基由来(プロトン数:2、分子量:93.10)
尚、ISBとPO3Gからそれぞれ熱分解によって二重結合末端が生成する場合もある
が、後述する実施例では、無視できる程度にごく微量であった。PO3Gのヒドロキシ末
端基についても同様に定量下限以下の量であった。
[各構造のモル数に相当する値の計算]
・全ISB繰り返し構造単位(a´):(a)積分値/4
・全PO3G500繰り返し構造単位(b´):(b)積分値/17.63
・ISBヒドロキシ末端基(c´):(c)積分値+(d)積分値
・DPC末端基(e´):(e)積分値/2
[数平均分子量の計算]
(a´×172.14+b´×539.99+e´×93.10)/{(c´+e´)/
2}
・ペレット色相
ポリカーボネート樹脂ペレットの色相は、ASTM D1925に準拠して、分光測色
計CM−5(コニカミノルタ社製)を用い、反射光で測定を行った。測定条件は測定径3
0mm、SCEを選択した。シャーレ測定用校正ガラスCM−A212を測定部にはめ込
み、その上からゼロ校正ボックスCM−A124をかぶせてゼロ校正を行い、続いて内蔵
の白色校正板を用いて白色校正を行った。内径30mm、高さ50mmの円柱ガラス容器
にペレットを40mm程度の深さまで詰めて、YI値を測定した。YI値が0に近いほど
黄色みなどの着色が少なく、色相に優れることを表す。
ポリカーボネート樹脂ペレットの色相は、ASTM D1925に準拠して、分光測色
計CM−5(コニカミノルタ社製)を用い、反射光で測定を行った。測定条件は測定径3
0mm、SCEを選択した。シャーレ測定用校正ガラスCM−A212を測定部にはめ込
み、その上からゼロ校正ボックスCM−A124をかぶせてゼロ校正を行い、続いて内蔵
の白色校正板を用いて白色校正を行った。内径30mm、高さ50mmの円柱ガラス容器
にペレットを40mm程度の深さまで詰めて、YI値を測定した。YI値が0に近いほど
黄色みなどの着色が少なく、色相に優れることを表す。
・TG−DTA
ポリカーボネート樹脂の熱安定性の指標として、熱重量示差熱分析(TG−DTA)で
5%重量減少温度を測定した。熱重量示差熱測定装置TG−DTA 2000SA(NE
TZSCH Japan社製)を用いて、試料約10mgをアルミニウム製パンに仕込み
、窒素流量100mL/minの窒素雰囲気下、昇温速度10℃/minで30℃から5
00℃まで昇温した。試料温度が100℃の時点での試料重量から、重量が5%減少時点
の温度を5%重量減少温度とした。5%重量減少温度が高いほど、熱安定性に優れること
を表す。
ポリカーボネート樹脂の熱安定性の指標として、熱重量示差熱分析(TG−DTA)で
5%重量減少温度を測定した。熱重量示差熱測定装置TG−DTA 2000SA(NE
TZSCH Japan社製)を用いて、試料約10mgをアルミニウム製パンに仕込み
、窒素流量100mL/minの窒素雰囲気下、昇温速度10℃/minで30℃から5
00℃まで昇温した。試料温度が100℃の時点での試料重量から、重量が5%減少時点
の温度を5%重量減少温度とした。5%重量減少温度が高いほど、熱安定性に優れること
を表す。
・引張試験
樹脂ペレット約5gを、縦14cm、横14cm、厚さ0.1mmのSUS製スペーサ
ーを用い、試料の上下にテフロン(登録商標)シートを敷いて、温度150〜170℃で
3分間予熱し、圧力7MPaで5分間加圧後、スペーサーごと取り出し、冷却してフィル
ムを作製した。得られたフィルムから幅10mm、長さ100mmの短冊状のサンプルを
切り出し、卓上形精密万能試験機AUTOGRAPH AGS−X(島津製作所社製)を
用いて、
初期チャック間距離50mm、引張速度50mm/minにて引張試験を行い、引張伸び
率(破断伸度)と引張弾性率を測定した。引張伸び率が大きく、引張弾性率が低いほど、
柔軟性に優れることを表す。
樹脂ペレット約5gを、縦14cm、横14cm、厚さ0.1mmのSUS製スペーサ
ーを用い、試料の上下にテフロン(登録商標)シートを敷いて、温度150〜170℃で
3分間予熱し、圧力7MPaで5分間加圧後、スペーサーごと取り出し、冷却してフィル
ムを作製した。得られたフィルムから幅10mm、長さ100mmの短冊状のサンプルを
切り出し、卓上形精密万能試験機AUTOGRAPH AGS−X(島津製作所社製)を
用いて、
初期チャック間距離50mm、引張速度50mm/minにて引張試験を行い、引張伸び
率(破断伸度)と引張弾性率を測定した。引張伸び率が大きく、引張弾性率が低いほど、
柔軟性に優れることを表す。
・ガラス転移温度
ガラス転移温度は、示差走査熱量計DSC6220(エスアイアイ・ナノテクノロジー
社製)を用いて測定した。約10mgの樹脂を同社製アルミパンに入れて密封し、50m
L/分の窒素気流下、200℃から測定を開始し、30℃まで20℃/分の速度で冷却し
た。30℃で3分保持し、再び200℃まで20℃/分の速度で昇温した。昇温時のDS
Cデータより、低温側のベースラインを高温側に延長した直線と、ガラス転移の階段状変
化部分の曲線の勾配が最大になるような点で引いた接線との交点の温度である、補外ガラ
ス転移開始温度を求め、それをガラス転移温度とした。
ガラス転移温度は、示差走査熱量計DSC6220(エスアイアイ・ナノテクノロジー
社製)を用いて測定した。約10mgの樹脂を同社製アルミパンに入れて密封し、50m
L/分の窒素気流下、200℃から測定を開始し、30℃まで20℃/分の速度で冷却し
た。30℃で3分保持し、再び200℃まで20℃/分の速度で昇温した。昇温時のDS
Cデータより、低温側のベースラインを高温側に延長した直線と、ガラス転移の階段状変
化部分の曲線の勾配が最大になるような点で引いた接線との交点の温度である、補外ガラ
ス転移開始温度を求め、それをガラス転移温度とした。
・屈折率
前述の熱プレス法で作製したフィルムから、長さ40mm、幅8mmの長方形の試験片
を切り出して測定試料とした。589nm(D線)の干渉フィルターを用いて、(株)ア
タゴ製多波長アッベ屈折率計DR−M4/1550により屈折率nDを測定した。測定は
界面液としてモノブロモナフタレンを用い、20℃で行った。
前述の熱プレス法で作製したフィルムから、長さ40mm、幅8mmの長方形の試験片
を切り出して測定試料とした。589nm(D線)の干渉フィルターを用いて、(株)ア
タゴ製多波長アッベ屈折率計DR−M4/1550により屈折率nDを測定した。測定は
界面液としてモノブロモナフタレンを用い、20℃で行った。
・Izod衝撃強度
ASTM D256に準拠して、厚み3.2mmのノッチ付き試験片を用いて、23℃
においてIzod衝撃強度(単位:kJ/m2)を測定した。試験片の作製は次のとおり
に行った。樹脂ペレットを90℃で5時間以上、真空乾燥をした後、小型射出成型機C,
Mobile−0813(新興セルビック社製)を用いて、Izod試験片を作製した。
その試験片をカッターを用いて切削し、先端半径0.25mmのノッチを入れた。Izo
d衝撃強度の数値が大きいほど、耐衝撃性に優れることを表す。
ASTM D256に準拠して、厚み3.2mmのノッチ付き試験片を用いて、23℃
においてIzod衝撃強度(単位:kJ/m2)を測定した。試験片の作製は次のとおり
に行った。樹脂ペレットを90℃で5時間以上、真空乾燥をした後、小型射出成型機C,
Mobile−0813(新興セルビック社製)を用いて、Izod試験片を作製した。
その試験片をカッターを用いて切削し、先端半径0.25mmのノッチを入れた。Izo
d衝撃強度の数値が大きいほど、耐衝撃性に優れることを表す。
・荷重たわみ温度(HDT)
樹脂ペレットを90℃で5時間以上、真空乾燥した後、射出成形機EC−75(東芝機
械社製)を用いて、機械物性用ISO試験片を得た。次いで、ISO試験片から、長さ8
0mm、幅10mm、厚み4mmの短冊状試験片を切り出した。その後、加熱変形試験機
(東洋精機社製)を用いて、JIS K7191−1に準拠し、フラットワイズ法、曲げ
応力1.8MPaにて、短冊状試験片の荷重たわみ温度を求めた。荷重たわみ温度が高い
ほど、耐熱性に優れることを表す。
樹脂ペレットを90℃で5時間以上、真空乾燥した後、射出成形機EC−75(東芝機
械社製)を用いて、機械物性用ISO試験片を得た。次いで、ISO試験片から、長さ8
0mm、幅10mm、厚み4mmの短冊状試験片を切り出した。その後、加熱変形試験機
(東洋精機社製)を用いて、JIS K7191−1に準拠し、フラットワイズ法、曲げ
応力1.8MPaにて、短冊状試験片の荷重たわみ温度を求めた。荷重たわみ温度が高い
ほど、耐熱性に優れることを表す。
・ヘーズ
前述の射出成型機EC−75を用いて、幅60mm×長さ60mm×厚さ3mmのプレ
ート成形品を得た。JIS K7136に準拠し、ヘーズメータNDH2000(日本電
色工業社製)を使用し、D65光源にて、プレート成形品のヘーズを測定した。ヘーズが
低いほど、透明性に優れることを表す。
前述の射出成型機EC−75を用いて、幅60mm×長さ60mm×厚さ3mmのプレ
ート成形品を得た。JIS K7136に準拠し、ヘーズメータNDH2000(日本電
色工業社製)を使用し、D65光源にて、プレート成形品のヘーズを測定した。ヘーズが
低いほど、透明性に優れることを表す。
(使用原料)
以下の実施例と製造例で用いた化合物の略号、および製造元は次のとおりである。
以下の実施例と製造例で用いた化合物の略号、および製造元は次のとおりである。
[ジヒドロキシ化合物]
・ISB:イソソルビド(ロケットフルーレ社製)
・PO3G500:ポリトリメチレンエーテルグリコール、数平均分子量測定値514(
ALLESSA社製、商品名:VELVETOL)
・PO3G650:ポリトリメチレンエーテルグリコール、数平均分子量測定値715(
ALLESSA社製)
・PO3G1000:ポリトリメチレンエーテルグリコール、数平均分子量測定値104
3(ALLESSA社製)
・PO3G2700:ポリトリメチレンエーテルグリコール、数平均分子量測定値262
8(ALLESSA社製)
・PEG600:ポリエチレングリコール、数平均分子量測定値581(三洋化成工業社
製)
・PPG600:ポリプロピレングリコール、数平均分子量測定値597(三洋化成工業
社製)
・PTMG650:ポリテトラメチレングリコール、数平均分子量測定値653(三菱ケ
ミカル社製)
・CHDM:1,4−シクロヘキサンジメタノール(SK Chemical社製)
・1,3−PDO:1,3−プロパンジオール(DuPont社製)
・BPA:2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(三菱ケミカル社製)
・ISB:イソソルビド(ロケットフルーレ社製)
・PO3G500:ポリトリメチレンエーテルグリコール、数平均分子量測定値514(
ALLESSA社製、商品名:VELVETOL)
・PO3G650:ポリトリメチレンエーテルグリコール、数平均分子量測定値715(
ALLESSA社製)
・PO3G1000:ポリトリメチレンエーテルグリコール、数平均分子量測定値104
3(ALLESSA社製)
・PO3G2700:ポリトリメチレンエーテルグリコール、数平均分子量測定値262
8(ALLESSA社製)
・PEG600:ポリエチレングリコール、数平均分子量測定値581(三洋化成工業社
製)
・PPG600:ポリプロピレングリコール、数平均分子量測定値597(三洋化成工業
社製)
・PTMG650:ポリテトラメチレングリコール、数平均分子量測定値653(三菱ケ
ミカル社製)
・CHDM:1,4−シクロヘキサンジメタノール(SK Chemical社製)
・1,3−PDO:1,3−プロパンジオール(DuPont社製)
・BPA:2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(三菱ケミカル社製)
[炭酸ジエステル]
・DPC:ジフェニルカーボネート(三菱ケミカル社製)
[触媒失活剤]
・ホスホン酸(東京化成工業社製)
[熱安定剤(酸化防止剤)]
・Irganox1010:ペンタエリスリトール−テトラキス(3−(3,5−ジ−t
ert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート](BASF社製)
・AS2112:トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト(AD
EKA社製)
・DPC:ジフェニルカーボネート(三菱ケミカル社製)
[触媒失活剤]
・ホスホン酸(東京化成工業社製)
[熱安定剤(酸化防止剤)]
・Irganox1010:ペンタエリスリトール−テトラキス(3−(3,5−ジ−t
ert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート](BASF社製)
・AS2112:トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト(AD
EKA社製)
[アクリル系樹脂]
・PPhMA:フェニルメタクリレート/メチルアクリレート=99/1重量%共重合体
特開2010−116501に記載の方法に従って合成した。
[耐衝撃性改良剤]
アクリル系コアシェルゴム:アクリル酸ブチル・メタクリル酸メチル・スチレン共重合物
(コア部:アクリル酸ブチル、シェル部:メタクリル酸メチル、スチレン)
・PPhMA:フェニルメタクリレート/メチルアクリレート=99/1重量%共重合体
特開2010−116501に記載の方法に従って合成した。
[耐衝撃性改良剤]
アクリル系コアシェルゴム:アクリル酸ブチル・メタクリル酸メチル・スチレン共重合物
(コア部:アクリル酸ブチル、シェル部:メタクリル酸メチル、スチレン)
(実施例1−1)PC1−1
撹拌翼と還流冷却器を具備した竪型撹拌反応器2器からなるバッチ重合装置を用いて重
合を行った。ISB 46.69重量部(0.320mol)、PO3G500 42.
83重量部(0.083mol)、DPC 86.30重量部(0.403mol)、及
び触媒として酢酸カルシウム1水和物2.13×10−3重量部(1.21×10−5m
ol)を反応器に仕込んだ。反応器内を減圧窒素置換した後、熱媒で加温を行い、内温が
100℃になった時点で撹拌を開始した。昇温開始40分後に内温を210℃に到達させ
、この温度を保持するように制御すると同時に減圧を開始し、210℃に到達してから9
0分で13.3kPaにした。重合反応とともに副生するフェノール蒸気を110℃の還
流冷却器に導き、フェノール蒸気中に若干量含まれるモノマー成分を反応器に戻し、凝縮
しないフェノール蒸気は45℃の凝縮器に導いて回収した。第1反応器に窒素を導入して
一旦大気圧まで復圧させた後、第1反応器内のオリゴマー化された反応液を第2反応器に
移した。次いで、第2反応器内の昇温および減圧を開始して、40分で内温220℃、圧
力20kPaにした。その後、さらに圧力を下げながら、所定の攪拌動力となるまで重合
を進行させた。所定動力に到達した時点で反応器に窒素を導入して復圧し、生成したポリ
カーボネートを水中に押し出し、ストランドをカッティングしてペレットを得た。この樹
脂を「PC1−1」と称する。各モノマーに由来する構造単位の比率は、ISB/PO3
G500/DPC=46.1/42.7/11.3重量%である。前述の各種評価の結果
を表1に示す。透明かつ色相は良好であり、高い引張伸びを示す樹脂が得られている。
撹拌翼と還流冷却器を具備した竪型撹拌反応器2器からなるバッチ重合装置を用いて重
合を行った。ISB 46.69重量部(0.320mol)、PO3G500 42.
83重量部(0.083mol)、DPC 86.30重量部(0.403mol)、及
び触媒として酢酸カルシウム1水和物2.13×10−3重量部(1.21×10−5m
ol)を反応器に仕込んだ。反応器内を減圧窒素置換した後、熱媒で加温を行い、内温が
100℃になった時点で撹拌を開始した。昇温開始40分後に内温を210℃に到達させ
、この温度を保持するように制御すると同時に減圧を開始し、210℃に到達してから9
0分で13.3kPaにした。重合反応とともに副生するフェノール蒸気を110℃の還
流冷却器に導き、フェノール蒸気中に若干量含まれるモノマー成分を反応器に戻し、凝縮
しないフェノール蒸気は45℃の凝縮器に導いて回収した。第1反応器に窒素を導入して
一旦大気圧まで復圧させた後、第1反応器内のオリゴマー化された反応液を第2反応器に
移した。次いで、第2反応器内の昇温および減圧を開始して、40分で内温220℃、圧
力20kPaにした。その後、さらに圧力を下げながら、所定の攪拌動力となるまで重合
を進行させた。所定動力に到達した時点で反応器に窒素を導入して復圧し、生成したポリ
カーボネートを水中に押し出し、ストランドをカッティングしてペレットを得た。この樹
脂を「PC1−1」と称する。各モノマーに由来する構造単位の比率は、ISB/PO3
G500/DPC=46.1/42.7/11.3重量%である。前述の各種評価の結果
を表1に示す。透明かつ色相は良好であり、高い引張伸びを示す樹脂が得られている。
(実施例1−2)PC1−2
原料の仕込みをISB 29.71重量部(0.203mol)、PO3G500 6
1.87重量部(0.120mol)、DPC 69.34重量部(0.324mol)
、酢酸カルシウム1水和物2.28×10−3重量部(1.29×10−5mol)とし
た以外は実施例1−1と同様に行った。
原料の仕込みをISB 29.71重量部(0.203mol)、PO3G500 6
1.87重量部(0.120mol)、DPC 69.34重量部(0.324mol)
、酢酸カルシウム1水和物2.28×10−3重量部(1.29×10−5mol)とし
た以外は実施例1−1と同様に行った。
(実施例1−3)PC1−3
原料の仕込みをISB 46.69重量部(0.320mol)、PO3G650 4
3.42重量部(0.061mol)、DPC 81.45重量部(0.380mol)
、酢酸カルシウム1水和物2.01×10−3重量部(1.14×10−5mol)とし
た以外は実施例1−1と同様に行った。
原料の仕込みをISB 46.69重量部(0.320mol)、PO3G650 4
3.42重量部(0.061mol)、DPC 81.45重量部(0.380mol)
、酢酸カルシウム1水和物2.01×10−3重量部(1.14×10−5mol)とし
た以外は実施例1−1と同様に行った。
(実施例1−4)PC1−4
原料の仕込みをISB 25.47重量部(0.174mol)、PO3G1000
68.30重量部(0.065mol)、DPC 51.36重量部(0.240mol
)、酢酸カルシウム1水和物2.11×10−3重量部(1.20×10−5mol)と
した以外は実施例1−1と同様に行った。
原料の仕込みをISB 25.47重量部(0.174mol)、PO3G1000
68.30重量部(0.065mol)、DPC 51.36重量部(0.240mol
)、酢酸カルシウム1水和物2.11×10−3重量部(1.20×10−5mol)と
した以外は実施例1−1と同様に行った。
(実施例1−5)PC1−5
原料の仕込みをISB 33.96重量部(0.232mol)、CHDM 8.47
重量部(0.059mol)、PO3G1000 48.79重量部(0.047mol
)、DPC 72.35重量部(0.338mol)、酢酸カルシウム1水和物1.79
×10−3重量部(1.01×10−5mol)とした以外は実施例1−1と同様に行っ
た。
原料の仕込みをISB 33.96重量部(0.232mol)、CHDM 8.47
重量部(0.059mol)、PO3G1000 48.79重量部(0.047mol
)、DPC 72.35重量部(0.338mol)、酢酸カルシウム1水和物1.79
×10−3重量部(1.01×10−5mol)とした以外は実施例1−1と同様に行っ
た。
(実施例1−6)PC1−6
原料の仕込みをISB 32.26重量部(0.221mol)、BPA 10.77
重量部(0.047mol)、PO3G1000 48.79重量部(0.047mol
)、DPC 68.06重量部(0.318mol)、酢酸カルシウム1水和物2.77
×10−3重量部(1.57×10−5mol)とし、最終の重合温度を230℃とした
以外は実施例1−1と同様に行った。
原料の仕込みをISB 32.26重量部(0.221mol)、BPA 10.77
重量部(0.047mol)、PO3G1000 48.79重量部(0.047mol
)、DPC 68.06重量部(0.318mol)、酢酸カルシウム1水和物2.77
×10−3重量部(1.57×10−5mol)とし、最終の重合温度を230℃とした
以外は実施例1−1と同様に行った。
(比較例1−1)
原料の仕込みをISB 46.69重量部(0.320mol)、PEG600 43
.07重量部(0.074mol)、DPC 84.32重量部(0.394mol)、
酢酸カルシウム1水和物2.08×10−3重量部(1.18×10−5mol)とした
以外は実施例1−1と同様に行った。
原料の仕込みをISB 46.69重量部(0.320mol)、PEG600 43
.07重量部(0.074mol)、DPC 84.32重量部(0.394mol)、
酢酸カルシウム1水和物2.08×10−3重量部(1.18×10−5mol)とした
以外は実施例1−1と同様に行った。
(比較例1−2)
原料の仕込みをISB 46.70重量部(0.320mol)、PPG600 43
.12重量部(0.074mol)、DPC 83.93重量部(0.394mol)、
酢酸カルシウム1水和物2.07×10−3重量部(1.18×10−5mol)とした
以外は実施例1−1と同様に行った。
原料の仕込みをISB 46.70重量部(0.320mol)、PPG600 43
.12重量部(0.074mol)、DPC 83.93重量部(0.394mol)、
酢酸カルシウム1水和物2.07×10−3重量部(1.18×10−5mol)とした
以外は実施例1−1と同様に行った。
(比較例1−3)
原料の仕込みをISB 46.69重量部(0.320mol)、PTMG650 4
3.28重量部(0.066mol)、DPC 82.65重量部(0.386mol)
、酢酸カルシウム1水和物6.80×10−3重量部(3.86×10−5mol)とし
た以外は実施例1−1と同様に行った。
原料の仕込みをISB 46.69重量部(0.320mol)、PTMG650 4
3.28重量部(0.066mol)、DPC 82.65重量部(0.386mol)
、酢酸カルシウム1水和物6.80×10−3重量部(3.86×10−5mol)とし
た以外は実施例1−1と同様に行った。
(比較例1−4)PC2−6
後述の製造例6に示す方法で行った。
後述の製造例6に示す方法で行った。
(比較例1−5)PC2−3
後述の製造例3に示す方法で行った。
後述の製造例3に示す方法で行った。
(製造例1)PC2−1
竪型攪拌反応器3器と横型攪拌反応器1器、並びに二軸押出機からなる連続重合設備を
用いて、ポリカーボネート樹脂の重合を行った。ISBとDPCをそれぞれタンクで溶融
させ、ISB 42.5kg/hr、DPC 63.2kg/hr(モル比でISB/D
PC=1.000/1.015)の流量で第1竪型攪拌反応器に連続的に供給した。同時
に、重合触媒である酢酸カルシウム1水和物の水溶液を、全ジヒドロキシ化合物1mol
に対して酢酸カルシウム1水和物が1.5μmolとなる添加量にて第1竪型攪拌反応器
に供給した。各反応器の内温、内圧、滞留時間は、それぞれ、第1竪型攪拌反応器:19
0℃、25kPa、120分、第2竪型攪拌反応器:195℃、10kPa、90分、第
3竪型攪拌反応器:205℃、4kPa、45分、第4横型攪拌反応器:220℃、0.
1〜1.0kPa、120分とした。得られるポリカーボネート樹脂の数平均分子量が8
000〜9000となるように、第4横型攪拌反応器の内圧を微調整しながら運転を行っ
た。第4横型攪拌反応器から抜き出したポリカーボネート樹脂を、溶融状態のままベント
式二軸押出機TEX30α(日本製鋼所社製)に供給した。押出機は3つの真空ベント口
を有しており、ここで樹脂中の残存低分子量成分を脱揮除去するとともに、第1ベントの
手前で触媒失活剤としてホスホン酸を、ポリカーボネート樹脂に対して0.64重量pp
m添加し、第3ベントの手前でIrganox1010、AS2112をポリカーボネー
ト樹脂に対して、それぞれ1000重量ppm、500重量ppm添加した。押出機を通
過したポリカーボネート樹脂を引き続き溶融状態のまま、目開き10μmのウルチプリー
ツ・キャンドルフィルター(PALL社製)に通して、異物を濾過した。その後、ダイス
からストランド状にポリカーボネート樹脂を押出し、水冷、固化させた後、回転式カッタ
ーで切断することによりペレット化した。このようにして得られたペレット状のポリカー
ボネート樹脂を「PC2−1」と表記する。前述の各種評価の結果を表2に示す。
竪型攪拌反応器3器と横型攪拌反応器1器、並びに二軸押出機からなる連続重合設備を
用いて、ポリカーボネート樹脂の重合を行った。ISBとDPCをそれぞれタンクで溶融
させ、ISB 42.5kg/hr、DPC 63.2kg/hr(モル比でISB/D
PC=1.000/1.015)の流量で第1竪型攪拌反応器に連続的に供給した。同時
に、重合触媒である酢酸カルシウム1水和物の水溶液を、全ジヒドロキシ化合物1mol
に対して酢酸カルシウム1水和物が1.5μmolとなる添加量にて第1竪型攪拌反応器
に供給した。各反応器の内温、内圧、滞留時間は、それぞれ、第1竪型攪拌反応器:19
0℃、25kPa、120分、第2竪型攪拌反応器:195℃、10kPa、90分、第
3竪型攪拌反応器:205℃、4kPa、45分、第4横型攪拌反応器:220℃、0.
1〜1.0kPa、120分とした。得られるポリカーボネート樹脂の数平均分子量が8
000〜9000となるように、第4横型攪拌反応器の内圧を微調整しながら運転を行っ
た。第4横型攪拌反応器から抜き出したポリカーボネート樹脂を、溶融状態のままベント
式二軸押出機TEX30α(日本製鋼所社製)に供給した。押出機は3つの真空ベント口
を有しており、ここで樹脂中の残存低分子量成分を脱揮除去するとともに、第1ベントの
手前で触媒失活剤としてホスホン酸を、ポリカーボネート樹脂に対して0.64重量pp
m添加し、第3ベントの手前でIrganox1010、AS2112をポリカーボネー
ト樹脂に対して、それぞれ1000重量ppm、500重量ppm添加した。押出機を通
過したポリカーボネート樹脂を引き続き溶融状態のまま、目開き10μmのウルチプリー
ツ・キャンドルフィルター(PALL社製)に通して、異物を濾過した。その後、ダイス
からストランド状にポリカーボネート樹脂を押出し、水冷、固化させた後、回転式カッタ
ーで切断することによりペレット化した。このようにして得られたペレット状のポリカー
ボネート樹脂を「PC2−1」と表記する。前述の各種評価の結果を表2に示す。
(製造例2)PC2−2
製造例1で用いた原料に加えて、CHDMも同様にタンクで溶融させ、原料の仕込みを
ISB 38.3kg/hr、CHDM 4.19kg/hr、DPC 62.9kg/
hr(モル比でISB/CHDM/DPC=0.900/0.100/1.010)の流
量とした以外は製造例1と同様に行った。
製造例1で用いた原料に加えて、CHDMも同様にタンクで溶融させ、原料の仕込みを
ISB 38.3kg/hr、CHDM 4.19kg/hr、DPC 62.9kg/
hr(モル比でISB/CHDM/DPC=0.900/0.100/1.010)の流
量とした以外は製造例1と同様に行った。
(製造例3)PC2−3
原料の仕込みをISB 29.8kg/hr、CHDM 12.6kg/hr、DPC
62.9kg/hr(モル比でISB/CHDM/DPC=0.700/0.300/
1.008)の流量とした以外は製造例2と同様に行った。
原料の仕込みをISB 29.8kg/hr、CHDM 12.6kg/hr、DPC
62.9kg/hr(モル比でISB/CHDM/DPC=0.700/0.300/
1.008)の流量とした以外は製造例2と同様に行った。
(製造例4)PC2−4
原料の仕込みをISB 21.3kg/hr、CHDM 21.1kg/hr、DPC
62.9kg/hr(モル比でISB/CHDM/DPC=0.500/0.500/
1.005)の流量とした以外は製造例2と同様に行った。
原料の仕込みをISB 21.3kg/hr、CHDM 21.1kg/hr、DPC
62.9kg/hr(モル比でISB/CHDM/DPC=0.500/0.500/
1.005)の流量とした以外は製造例2と同様に行った。
(製造例5)PC2−5
実施例1−1で用いた反応設備を用いて、原料の仕込みをISB 70.89重量部(
0.485mol)、1,3−PDO 12.6.30重量部(0.162mol)、D
PC 138.54重量部(0.647mol)、酢酸カルシウム1水和物5.70×1
0−4重量部(3.23×10−6mol)とした以外は実施例1−1と同様に行った。
実施例1−1で用いた反応設備を用いて、原料の仕込みをISB 70.89重量部(
0.485mol)、1,3−PDO 12.6.30重量部(0.162mol)、D
PC 138.54重量部(0.647mol)、酢酸カルシウム1水和物5.70×1
0−4重量部(3.23×10−6mol)とした以外は実施例1−1と同様に行った。
(製造例6)PC2−6
原料の仕込みをISB 70.47重量部(0.482mol)、PO3G500 1
6.18重量部(0.031mol)、DPC 110.58重量部(0.516mol
)、酢酸カルシウム1水和物9.05×10−4重量部(5.14×10−6mol)と
した以外は実施例1−1と同様に行った。
原料の仕込みをISB 70.47重量部(0.482mol)、PO3G500 1
6.18重量部(0.031mol)、DPC 110.58重量部(0.516mol
)、酢酸カルシウム1水和物9.05×10−4重量部(5.14×10−6mol)と
した以外は実施例1−1と同様に行った。
(製造例7)PC2−7
原料の仕込みをISB 75.56重量部(0.517mol)、PO3G500 1
0.47重量部(0.020mol)、DPC 115.70重量部(0.540mol
)、酢酸カルシウム1水和物2.84×10−4重量部(1.61×10−6mol)と
した以外は実施例1−1と同様に行った。
原料の仕込みをISB 75.56重量部(0.517mol)、PO3G500 1
0.47重量部(0.020mol)、DPC 115.70重量部(0.540mol
)、酢酸カルシウム1水和物2.84×10−4重量部(1.61×10−6mol)と
した以外は実施例1−1と同様に行った。
(実施例2−1)
実施例1−1で得られたポリカーボネート樹脂PC1−1のペレット50重量部と、製
造例3で得られたポリカーボネート樹脂PC2−3のペレット950重量部とをブレンド
した後、真空ベントを設けた二軸押出機TEX30HSS(日本製鋼所社製)を使用して
、シリンダー温度240℃、押出量12kg/hrにて押出混練を行い、ポリカーボネー
ト樹脂組成物のペレットを得た。得られたポリカーボネート樹脂組成物について、前述の
各種評価を行った。結果を表3に示す。
実施例1−1で得られたポリカーボネート樹脂PC1−1のペレット50重量部と、製
造例3で得られたポリカーボネート樹脂PC2−3のペレット950重量部とをブレンド
した後、真空ベントを設けた二軸押出機TEX30HSS(日本製鋼所社製)を使用して
、シリンダー温度240℃、押出量12kg/hrにて押出混練を行い、ポリカーボネー
ト樹脂組成物のペレットを得た。得られたポリカーボネート樹脂組成物について、前述の
各種評価を行った。結果を表3に示す。
(実施例2−2〜実施例2−15)
表3に記載した組成に変更した以外は実施例2−1と同様の操作を実施した。
表3に記載した組成に変更した以外は実施例2−1と同様の操作を実施した。
(比較例2−1〜比較例2−8)
製造例1〜7でそれぞれ得られたポリカーボネート樹脂単体について、前述の各種評価
を行った。
製造例1〜7でそれぞれ得られたポリカーボネート樹脂単体について、前述の各種評価
を行った。
Claims (9)
- 前記式(2)で表される構造単位に係るnの平均値が3以上、45以下である、請求項
1に記載のポリカーボネート樹脂。 - 1H−NMR分析により算出される数平均分子量が15000以上、50000以下で
ある、請求項1又は2に記載のポリカーボネート樹脂。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載のポリカーボネート樹脂(第1ポリカーボネート
樹脂)と、前記式(1)で表される構造単位を少なくとも含有し、前記第1ポリカーボネ
ート樹脂とは異なる構造を有するポリカーボネート樹脂(第2ポリカーボネート樹脂)を
含有するポリカーボネート樹脂組成物であって、
前記第2ポリカーボネート樹脂は前記式(1)で表される構造単位を40重量%以上、
90重量%以下含有し、
前記第1ポリカーボネート樹脂と前記第2ポリカーボネート樹脂の重量比率が1/99
〜99/1であるポリカーボネート樹脂組成物。 - 前記第2ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度が90℃以上、200℃以下である、
請求項4に記載のポリカーボネート樹脂組成物。 - 前記第2ポリカーボネート樹脂が脂肪族ジヒドロキシ化合物、または脂環式ジヒドロキ
シ化合物に由来する構造単位を含有する、請求項4又は5に記載のポリカーボネート樹脂
組成物。 - さらに数平均分子量が300以上、10000以下のポリトリメチレンエーテルグリコ
ールを0.1重量%以上、10重量%以下含有する、請求項4から7のいずれか一項に記
載のポリカーボネート樹脂組成物。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載のポリカーボネート樹脂を製造する方法であって
、少なくとも前記式(1)で表される構造単位を形成するジヒドロキシ化合物、前記式(
2)で表される構造単位を形成するジヒドロキシ化合物及び炭酸ジエステルを含むモノマ
ー原料とするエステル交換反応により重縮合反応させる工程を含み、
該工程において、前記式(2)で表される構造単位を形成するジヒドロキシ化合物がポ
リトリメチレンエーテルグリコールであって、前記ポリトリメチレンエーテルグリコール
の数平均分子量が200以上、2500以下である、ポリカーボネート樹脂の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019224073 | 2019-12-11 | ||
JP2019224073 | 2019-12-11 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021091900A true JP2021091900A (ja) | 2021-06-17 |
Family
ID=76311881
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020205090A Pending JP2021091900A (ja) | 2019-12-11 | 2020-12-10 | ポリカーボネート樹脂、及びポリカーボネート樹脂組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021091900A (ja) |
-
2020
- 2020-12-10 JP JP2020205090A patent/JP2021091900A/ja active Pending
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