JP5085862B2 - フラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物およびフラットパネルディスプレイ固定枠 - Google Patents

フラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物およびフラットパネルディスプレイ固定枠 Download PDF

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Description

本発明は、フラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物に関する。更に詳しくは、塩素原子または臭素原子が化学結合した化合物を配合することなく良好な難燃性を有し、剛性および低ソリ性に優れ、更にウエルド強度に優れたフラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物に関する。
フラットパネルディスプレイ(以下単に“FPD”と称する場合がある)は、薄型、軽量、および低消費電力といった特徴を生かし、テレビ、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、パソコン、携帯電話、パチンコ、およびカーナビゲーション装置など幅広い分野で使用されている。該FPDには通常かかるディスプレイの構成体を装置に固定するための枠が必要とされる。特に液晶ディスプレイ(以下LCDと略称することがある)ではかかる枠が通常用いられている。かかる枠を本発明においてフラットパネルディスプレイ固定枠(FPD固定枠)と称する。またかかる固定枠にはある程度の高剛性、低ソリ性が必要とされ、更に高いウエルド強度が必要とされる場合が多い。
従来、LCDの固定枠用材料としてポリカーボネート樹脂に、フレーク状無機充填材および必要に応じて繊維状充填剤を配合した材料は公知である(特許文献1参照)。更にLCDの固定枠用材料としてポリカーボネート樹脂に、ガラスフレーク、帯電防止剤、および帯電防止剤の分散剤を配合した材料も公知である(特許文献2参照)。これらの材料は主としてガラスフレークを用いることにより高剛性と低ソリ性とを満足するものであった。しかしながら、特許文献1および2のいずれにおいても、ウエルド強度に関する上記要求を解決する発明は十分に開示されていない。
更に特許文献1および2は、いずれも難燃性に関して十分に考慮していないかまたは臭素系の難燃剤の配合を開示するにすぎない。FPD固定枠には良好な難燃性が必要とされる。更に近年は製品の与える環境負荷に配慮して、塩素系や臭素系の難燃剤をメーカー側が敬遠する傾向にあり、FPD固定枠にはこれらの要求をも満足することが求められている。
加えて、FPD固定枠にはより好ましくは表面平滑性(良好な外観)が求められる。
一方、芳香族ポリカーボネート樹脂と繊維充填剤および有機リン酸エステルからなる流動性の改善された芳香ポリカーボネート樹脂組成物は公知である(特許文献3参照)。しかしながら、かかる樹脂組成物においては、成形収縮率の異方性が大きくソリやすい問題がある。芳香族ポリカーボネート樹脂と特定の非円形繊維と板状充填材とからなるソリ性の改善されたポリカーボネート樹脂組成物は公知である(特許文献4参照)。しかしながら、かかる樹脂組成物においてはウエルド強度に関する上記要求を解決する発明は十分に開示されていない。
ポリカーボネート樹脂、まゆ形断面形状ガラス繊維からなる樹脂組成物は公知である(特許文献5参照)。
しかしながらかかる公報も上記のFPD固定枠にかかる技術的課題の解決方法を十分に開示するものとはいえなかった。
特開平8−152608号公報 特開2003−226805号公報 特開平7−3140号公報 特開平6−207089号公報 特開平8−20694号公報
上記の如くFPD固定枠の高剛性化およびウエルド強度向上のためには繊維状充填材の配合を必要とする。しかし繊維状充填材は固定枠の成形収縮率の異方性が大きく、また外観にも悪影響を与え、FPD製品のソリ性および表面平滑性を損ねる要因となっていた。したがって本発明の課題は、かかる充填材を配合し高剛性化された材料であって、尚かつFPDのソリ性、表面平滑性に悪影響を与えることのないFPD固定枠に最適な樹脂材料、および該樹脂材料からなるFPD固定枠を提供することにある。加えて本発明の課題は塩素系や臭素系の難燃剤を配合することなく、良好な難燃性を有する樹脂材料からなるFPD固定枠を提供することにある。
本発明者らは、かかる課題を解決するため鋭意検討した結果、従来技術において十分に検討されていない扁平断面ガラス繊維を配合したポリカーボネート樹脂組成物が、上記の課題を解決する樹脂材料であることを見出し、更に検討を進めて本発明を完成した。
本発明によれば、本発明の上記課題は、(1)芳香族ポリカーボネート樹脂(A−1成分)よりなる熱可塑性樹脂(A成分)40〜99重量%および繊維断面の長径の平均値が10〜50μm、長径と短径の比(長径/短径)の平均値が1.5〜8である扁平断面ガラス繊維(B−1成分)よりなる強化充填材1〜60重量%からなるポリカーボネート樹脂組成物であって、該樹脂組成物はフラットパネルディスプレイ固定枠に用いられることを特徴とするフラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物(構成1)により達成される。
即ち、かかる構成(1)によれば、良好な難燃性、耐熱性および剛性に優れ、更にはFPD製造時に問題とされるウエルド強度にも優れ、かつ表面平滑性にも優れたFPD固定枠用樹脂組成物が提供される。
尚、本発明においてフラットパネルディスプレイとしては、LCD、プラズマディスプレイ、無機ELディスプレイ、有機ELディスプレイ、およびフィールドエミッションディスプレイなどが例示される。この中でも本発明の組成物の効果がより発揮されるのはLCDである。
本発明の好適な態様の1つは、(2)熱可塑性樹脂がスチレン系樹脂(A−2成分)を含有する上記構成(1)に記載のフラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物(構成2)である。
本発明の好適な態様の1つは、(3)A成分とB成分の合計100重量部に対し、含フッ素滴下防止剤(C成分)0.01〜0.6重量部を含有してなる上記構成(1)〜(2)のいずれかに記載のフラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物(構成3)である。かかる含フッ素滴下防止剤(C成分)を更に配合することにより、より良好な難燃性が達成される。
本発明の好適な態様の1つは、(4)A成分とB成分の合計100重量部に対し、難燃剤(D成分)0.01〜20重量部を含有してなる上記構成(1)〜(3)いずれかに記載のフラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物(構成4)である。上記の如く本発明の樹脂組成物は、含フッ素滴下防止剤(C成分)のみを配合しても改良された難燃性が達成される。しかしながらB成分の配合量の自由度を高めた上で、より良好な難燃性を達成するためには難燃剤の配合が好ましい。難燃剤は公知の難燃剤が利用できる。しかしながら上述のとおり、本発明の好ましい態様は塩素原子および臭素原子が化学結合した化合物であるところの塩素系および臭素系の難燃剤は利用しないことが好ましい。
本発明の好適な態様の1つは、(5)UL規格94の垂直燃焼試験における0.8〜1.6mm厚みの間において試験片での燃焼ランクがV−0になる厚みが存在し、かつ塩素原子および臭素原子が化学結合した化合物が配合されていないことを特徴とする上記構成(1)〜(4)のいずれかに記載のフラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物(構成5)である。かかる構成(5)によれば、上記課題の解決された上記従来技術にないFPD固定枠が提供される。
本発明の好適な態様の1つは、(6)上記ポリカーボネート樹脂組成物は、A成分とB成分の合計100重量部に対し、0〜50重量部の板状無機充填材(E−1成分)および繊維状無機充填剤(E−2成分)から選ばれる少なくとも1種の強化充填材(E成分)を含有することを特徴とする上記構成(1)〜(5)のフラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物である。かかる構成(6)によれば、より小さいソリ性を有するFPD固定枠が提供される。
本発明の好適な態様の1つは、(7)上記構成(1)〜(6)のいずれかに記載の樹脂組成物より形成されたフラットパネルディスプレイ固定枠、特に短辺が200〜800mm、長辺が300〜1300mmの範囲にあることを特徴とするフラットパネルディスプレイ固定枠(構成7)である。本発明によればかかる大型であり高いウエルド強度を有するFPD固定枠が提供される。
本発明の別の態様は、(8)フラットパネルディスプレイ固定枠を製造する方法であって、(i)芳香族ポリカーボネート系樹脂よりなる熱可塑性樹脂(A成分)40〜99重量%および繊維断面の長径の平均値が5〜30μm、長径と短径の比の平均値が1.5〜8である扁平断面ガラス繊維(B成分)1〜60重量%からなり、UL規格94の垂直燃焼試験における0.8〜1.6mm厚みの間において試験片での燃焼ランクがV−0になる厚みが存在し、かつ塩素原子および臭素原子が化学結合した化合物が配合されていないことを特徴とするポリカーボネート樹脂組成物からなるペレットを準備する工程(工程−i)、
(ii)該ペレットを金型キャビティに射出充填する工程(工程−ii)、並びに
(iii)かかる金型キャビティ内からフラットパネルディスプレイ固定枠を取り出す工程(工程−iii)からなることを特徴とするフラットパネルディスプレイ固定枠の製造方法(構成8)である。
より好適な態様として、(9)上記工程−iにおいて、ポリカーボネート樹脂組成物が、更に難燃剤としてのホスフェート化合物も配合されてないことを特徴とする上記構成(8)のフラットパネルディスプレイ固定枠の製造方法が提供される。
かかる製造方法(8)および(9)におけるポリカーボネート樹脂組成物のより好適な態様は、上記構成(1)〜(6)の場合と同様である。
以下、更に本発明の詳細について説明する。
(A成分:熱可塑性樹脂)
(芳香族ポリカーボネート系樹脂)
本発明でA成分の熱可塑性樹脂として使用される芳香族ポリカーボネート系樹脂は、二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る。反応方法の一例として界面重合法、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などを挙げることができる。
ここで使用される二価フェノールの代表的な例としては、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、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)フルオレンなどが挙げられる。好ましい二価フェノールは、ビス(4−ヒドロキシフェニル)アルカンであり、なかでも耐衝撃性の点からビスフェノールAが特に好ましく、汎用されている。
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)フルオレン及び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。
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。
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及び特性については、例えば、特開平6−172508号公報、特開平8−27370号公報、特開2001−55435号公報及び特開2002−117580号公報等に詳しく記載されている。
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、吸水率及び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。
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。
カーボネート前駆体としてはカルボニルハライド、炭酸ジエステルまたはハロホルメートなどが使用され、具体的にはホスゲン、ジフェニルカーボネートまたは二価フェノールのジハロホルメートなどが挙げられる。
前記二価フェノールとカーボネート前駆体を界面重合法によって芳香族ポリカーボネート樹脂を製造するに当っては、必要に応じて触媒、末端停止剤、二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などを使用してもよい。また本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂は三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樹脂、芳香族または脂肪族(脂環式を含む)の二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樹脂、二官能性アルコール(脂環式を含む)を共重合した共重合ポリカーボネート樹脂、並びにかかる二官能性カルボン酸および二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樹脂を含む。また、得られた芳香族ポリカーボネート樹脂の2種以上を混合した混合物であってもよい。
分岐ポリカーボネート樹脂は、本発明の強化芳香族ポリカーボネート樹脂組成物に、ドリップ防止性能などを付与できる。かかる分岐ポリカーボネート樹脂に使用される三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、またはトリメリット酸、ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸およびこれらの酸クロライド等が挙げられ、中でも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)エタンが好ましく、特に1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタンが好ましい。
分岐ポリカーボネートにおける多官能性芳香族化合物から誘導される構成単位は、2価フェノールから誘導される構成単位とかかる多官能性芳香族化合物から誘導される構成単位との合計100モル%中、0.01〜1モル%、好ましくは0.05〜0.9モル%、特に好ましくは0.05〜0.8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単位が生ずる場合があるが、かかる分岐構造単位量についても、2価フェノールから誘導される構成単位との合計100モル%中、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%であるものが好ましい。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。
脂肪族の二官能性のカルボン酸は、α,ω−ジカルボン酸が好ましい。脂肪族の二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、イコサン二酸などの直鎖飽和脂肪族ジカルボン酸、並びにシクロヘキサンジカルボン酸などの脂環族ジカルボン酸が好ましく挙げられる。二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、およびトリシクロデカンジメタノールなどが例示される。
さらに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。
本発明のポリカーボネート樹脂の製造方法である界面重合法、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などの反応形式は、各種の文献および特許公報などで良く知られている方法である。
本発明のガラス繊維強化難燃性樹脂組成物を製造するにあたり、芳香族ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量(M)は、特に限定されないが、好ましくは10,000〜50,000であり、より好ましくは14,000〜30,000であり、さらに好ましくは14,000〜24,000である。
粘度平均分子量が10,000未満の芳香族ポリカーボネート樹脂では、良好な機械的特性が得られない。一方、粘度平均分子量が50,000を超える芳香族ポリカーボネート樹脂から得られる樹脂組成物は、射出成形時の流動性に劣る点で汎用性に劣る。
なお、前記芳香族ポリカーボネート樹脂は、その粘度平均分子量が前記範囲外のものを混合して得られたものであってもよい。殊に、前記範囲(50,000)を超える粘度平均分子量を有する芳香族ポリカーボネート樹脂は、樹脂のエントロピー弾性が向上する。その結果、強化樹脂材料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の芳香族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の芳香族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である芳香族ポリカーボネート樹脂(A−1成分)(以下、“高分子量成分含有芳香族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。
かかる高分子量成分含有芳香族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10,000〜25,000が好ましく、より好ましくは11,000〜24,000、さらに好ましくは12,000〜24,000、特に好ましくは12,000〜23,000である。
高分子量成分含有芳香族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。
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芳香族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、かかる芳香族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)により得られた芳香族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成分とを混合する方法などを挙げることができる。
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
尚、本発明のガラス繊維強化難燃性樹脂組成物における芳香族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。
(スチレン系樹脂)
本発明のA成分の熱可塑性樹脂において使用されるスチレン系樹脂は良好な成形加工性と、適度な耐熱性および難燃性を有しているため、これら特性のバランスを保つために好ましい熱可塑性樹脂である。
かかるスチレン系樹脂は、芳香族ビニル化合物の重合体または共重合体、またこれと必要に応じてこれらと共重合可能な他のビニル単量体およびゴム質重合体より選ばれる1種以上を共重合して得られる重合体である。
芳香族ビニル化合物としては、特にスチレンが好ましい。芳香族ビニル化合物と共重合可能な他のビニル単量体としては、シアン化ビニル化合物および(メタ)アクリル酸エステル化合物を好ましく挙げることができる。特に好適なシアン化ビニル化合物としてはアクリロニトリルが挙げられ、特に好適な(メタ)アクリル酸エステル化合物としてはメチルメタクリレートを挙げることができる。
シアン化ビニル化合物および(メタ)アクリル酸エステル化合物以外の芳香族ビニル化合物と共重合可能な他のビニル単量体としては、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があげられる。
上記芳香族ビニル化合物と共重合可能なゴム質重合体としては、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(メタ)ア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)、アクリル系ゴム(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。
上記スチレン系樹脂として具体的には、例えば、ポリスチレン樹脂、HIPS樹脂、MS樹脂、ABS樹脂、AS樹脂、AES樹脂、ASA樹脂、MBS樹脂、MABS樹脂、MAS樹脂、およびSMA樹脂などのスチレン系樹脂、並びに(水添)スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂、(水添)スチレン−イソプレン−スチレン共重合体樹脂などを挙げることができる。尚、(水添)の表記は水添していない樹脂および水添した樹脂のいずれをも含むことを意味する。ここでMS樹脂はメチルメタクリートと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、MABS樹脂はメチルメタクリレート、アクリロニトリル、ブタジエン、およびスチレンから主としてなる共重合体樹脂、MAS樹脂はメチルメタクリレート、アクリルゴム、およびスチレンから主としてなる共重合体樹脂、SMA樹脂はスチレンと無水マレイン酸(MA)から主としてなる共重合体樹脂を示す。
尚、かかるスチレン系樹脂はその製造時にメタロセン触媒等の触媒使用により、シンジオタクチックポリスチレン等の高い立体規則性を有するものであってもよい。更に場合によっては、アニオンリビング重合、ラジカルリビング重合等の方法により得られる、分子量分布の狭い重合体及び共重合体、ブロック共重合体、及び立体規則性の高い重合体、共重合体を使用することも可能である。
これらの中でも、アクリロニトリル・スチレン共重合体樹脂(AS樹脂)、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体樹脂(ABS樹脂)が好ましい。また、スチレン系重合体を2種以上混合して使用することも可能である。
本発明で使用するAS樹脂とは、シアン化ビニル化合物と芳香族ビニル化合物を共重合した熱可塑性共重合体である。かかるシアン化ビニル化合物としては、特にアクリロニトリルが好ましく使用できる。また芳香族ビニル化合物としては、スチレン及びα−メチルスチレンが好ましく使用できる。AS樹脂中における各成分の割合としては、全体を100重量%とした場合、シアン化ビニル化合物が5〜50重量%、好ましくは15〜35重量%、芳香族ビニル化合物が95〜50重量%、好ましくは85〜65重量%である。更にこれらのビニル化合物に、上記記載の共重合可能な他のビニル系化合物を混合使用することもでき、これらの含有割合は、AS樹脂成分中15重量%以下であるものが好ましい。また反応で使用する開始剤、連鎖移動剤等は必要に応じて、従来公知の各種のものが使用可能である。
かかるAS樹脂は塊状重合、懸濁重合、乳化重合のいずれの方法で製造されたものでもよいが、好ましくは塊状重合によるものである。また共重合の方法も一段での共重合、または多段での共重合のいずれであってもよい。またかかるAS樹脂の還元粘度としては、0.2〜1.0dl/gであり、好ましくは0.3〜0.5dl/gである。還元粘度は、AS樹脂0.25gを精秤し、ジメチルホルムアミド50mlに2時間かけて溶解させた溶液を、ウベローデ粘度計を用いて30℃の環境で測定したものである。なお、粘度計は溶媒の流下時間が20〜100秒のものを用いる。還元粘度は溶媒の流下秒数(t)と溶液の流下秒数(t)から次式によって求める。
還元粘度(ηsp/C)={(t/t)−1}/0.5
還元粘度が0.2dl/gより小さいと衝撃が低下し、1.0dl/gを越えると流動性が悪くなる。
本発明で使用するABS樹脂とは、ジエン系ゴム成分にシアン化ビニル化合物と芳香族ビニル化合物をグラフト重合した熱可塑性グラフト共重合体とシアン化ビニル化合物と芳香族ビニル化合物の共重合体の混合物である。このABS樹脂を形成するジエン系ゴム成分としては、例えばポリブタジエン、ポリイソプレン及びスチレン−ブタジエン共重合体等のガラス転位温度が−30℃以下のゴムが用いられ、その割合はABS樹脂成分100重量%中5〜80重量%であるのが好ましく、より好ましくは8〜50重量%、特に好ましくは10〜30重量%である。ジエン系ゴム成分にグラフトされるシアン化ビニル化合物としては、特にアクリロニトリルが好ましく使用できる。またジエン系ゴム成分にグラフトされる芳香族ビニル化合物としては、特にスチレン及びα−メチルスチレンが好ましく使用できる。かかるジエン系ゴム成分にグラフトされる成分の割合は、ABS樹脂成分100重量%中95〜20重量%が好ましく、特に好ましくは50〜90重量%である。更にかかるシアン化ビニル化合物及び芳香族ビニル化合物の合計量100重量%に対して、シアン化ビニル化合物が5〜50重量%、芳香族ビニル化合物が95〜50重量%であることが好ましい。更に上記のジエン系ゴム成分にグラフトされる成分の一部についてメチル(メタ)アクリレート、エチルアクリレート、無水マレイン酸、N置換マレイミド等を混合使用することもでき、これらの含有割合はABS樹脂成分中15重量%以下であるものが好ましい。更に反応で使用する開始剤、連鎖移動剤、乳化剤等は必要に応じて、従来公知の各種のものが使用可能である。
本発明のABS樹脂においては、ゴム粒子径は0.1〜5.0μmが好ましく、より好ましくは0.15〜1.5μm、特に好ましくは0.2〜0.8μmである。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。
またABS樹脂がジエン系ゴム成分にグラフトされないシアン化ビニル化合物及び芳香族ビニル化合物を含有することは従来からよく知られているところであり、本発明のABS樹脂においてもかかる重合の際に発生するフリーの重合体成分を含有するものであってもよい。かかるフリーのシアン化ビニル化合物及び芳香族ビニル化合物からなる共重合体の還元粘度は、先に記載の方法で求めた還元粘度(30℃)が0.2〜1.0dl/g、より好ましくは0.3〜0.7dl/gであるものである。
またグラフトされたシアン化ビニル化合物及び芳香族ビニル化合物の割合はジエン系ゴム成分に対して、グラフト率(重量%)で表して20〜200%が好ましく、より好ましくは20〜70%のものである。
かかるABS樹脂は塊状重合、懸濁重合、乳化重合のいずれの方法で製造されたものでもよいが、特に塊状重合によるものが好ましい。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。また共重合の方法も一段で共重合しても、多段で共重合してもよい。また、かかる製造法により得られたABS樹脂に芳香族ビニル化合物とシアン化ビニル成分とを別途共重合して得られるビニル化合物重合体をブレンドしたものも好ましく使用できる。
前記AS樹脂およびABS樹脂は、アルカリ(土類)金属量が低減されたものが良好な熱安定性や耐加水分解性などの点からより好適である。スチレン系樹脂中のアルカリ(土類)金属量は、好ましくは100ppm未満であり、より好ましくは80ppm未満であり、更に好ましくは50ppm未満であり、特に好ましくは10ppm未満である。かかる点からも塊状重合法によるAS樹脂およびABS樹脂が好適に使用される。更にかかる良好な熱安定性や耐加水分解性に関連して、AS樹脂およびABS樹脂において乳化剤を使用する場合には、該乳化剤は好適にはスルホン酸塩類であり、より好適にはアルキルスルホン酸塩類である。また凝固剤を使用する場合には、該凝固剤は硫酸または硫酸のアルカリ土類金属塩が好適である。
スチレン系樹脂の配合量はA−1成分100重量部当り、1〜100重量部、好ましくは5〜80重量部、より好ましくは10〜70重量部である。
(B成分:強化充填材)
(扁平断面ガラス繊維)
本発明のB成分として使用されるガラス繊維は、扁平断面ガラス繊維である。本発明の扁平断面ガラス繊維としては、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であるガラス繊維である。長径と短径の比の平均値がこの範囲の扁平断面ガラス繊維を使用した場合、1.5未満の非円形断面繊維を使用した場合に比べ、異方性が大きく改良され、また、難燃性を大きく向上させることができる。この難燃性の向上は成形品表面において、扁平断面ガラス繊維の長辺面が成形品表面と平行に配向することにより、燃焼時の樹脂炭化皮膜による酸素遮断効果に加え扁平断面ガラス繊維による酸素遮断効果が円形断面繊維に比べ、より有効に作用するためと考えられる。また扁平断面形状としては扁平の他、楕円状、まゆ状、および三つ葉状、あるいはこれに類する形状の非円形断面形状を挙げることができる。なかでも機械的強度、低異方性の改良の点から扁平形状が好ましい。また、扁平断面ガラス繊維の平均繊維長と平均繊維径の比(アスペクト比)が2〜120、好ましくは2.5〜70、更に好ましくは3〜50であり、繊維長と平均繊維径の比が2未満であると機械的強度の向上効果が小さく、繊維長と平均繊維径の比が120を超えると異方性が大きくなる他、成形品外観も悪化するようになる。かかる扁平断面ガラス繊維の平均繊維径とは、扁平断面形状を同一面積の真円形に換算したときの数平均繊維径をいう。また平均繊維長とは、本発明のガラス繊維強化樹脂組成物中における数平均繊維長をいう。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。
上記の扁平断面ガラス繊維のガラス組成は、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。かかる扁平断面ガラス繊維は、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、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、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂が機械的強度の点から特に好ましい。集束処理された扁平断面ガラス繊維の集束剤付着量は、扁平断面ガラス繊維100重量%中好ましくは0.1〜3重量%、より好ましくは0.2〜1重量%である。
(C成分:含フッ素滴下防止剤)
C成分の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、など)、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などを挙げることかできるが、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。
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、せん断力などの外的作用により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、150万〜数千万の範囲である。かかる下限はより好ましくは300万である。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10〜1013poiseの範囲であり、好ましくは10〜1012poiseの範囲である。
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。
かかるフィブリル化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など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などを代表として挙げることができる。
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号公報などに記載された方法)、(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号公報などに記載された方法)、(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号などに記載された方法)により得られたものが使用できる。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(株)の「メタブレン A3800」(商品名)、およびGEスペシャリティーケミカルズ社製「BLENDEX B449」(商品名)などが例示される。
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。
(D成分:難燃剤)
D成分の難燃剤は、本発明のポリカーボネート樹脂の難燃剤として知られる各種の化合物が配合されてよい。かかる化合物の配合は難燃性の向上をもたらすが、それ以外にも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などがもたらされる。かかる難燃剤としては、(i)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、ホウ酸金属塩系難燃剤、および錫酸金属塩系難燃剤など)、(ii)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など)、(iii)シリコーン化合物からなるシリコーン系難燃剤(iv)スルホン酸アルカリ(土類)金属塩以外の有機金属塩等が挙げられる。
(i)金属塩系難燃剤
本発明においては金属塩系難燃剤としてスルホン酸アルカリ(土類)金属塩が好ましく用いられる。その中でも炭素原子数1〜10、好ましくは2〜8のパーフルオロアルキルスルホン酸とアルカリ金属またはアルカリ土類金属との金属塩の如きフッ素置換アルキルスルホン酸の金属塩、並びに炭素原子数7〜50、好ましくは7〜40の芳香族スルホン酸とアルカリ金属またはアルカリ土類金属塩との金属塩が好ましい。
本発明の金属塩を構成する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、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。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イオン半径のより大きい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、リチウムおよびナトリウムなどのより小さいイオン半径の金属は逆に難燃性の点で不利な場合がある。これらを勘案して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スルホン酸アルカリ金属塩とを併用することもできる。
パーフルオロアルキルスルホン酸アルカリ金属塩の具体例としては、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、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。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。
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(土類)金属塩中には、通常少なからず弗化物イオン(F)が混入する。かかる弗化物イオンの存在は難燃性を低下させる要因となり得るので、できる限り低減されることが好ましい。かかる弗化物イオンの割合はイオンクロマトグラフィー法により測定できる。弗化物イオンの含有量は、100ppm以下が好ましく、40ppm以下が更に好ましく、10ppm以下が特に好ましい。また製造効率的に0.2ppm以上であることが好適である。かかる弗化物イオン量の低減されたパーフルオロアルキルスルホン酸アルカリ(土類)金属塩は、製造方法は公知の製造方法を用い、かつ含フッ素有機金属塩を製造する際の原料中に含有される弗化物イオンの量を低減する方法、反応により得られた弗化水素などを反応時に発生するガスや加熱によって除去する方法、並びに含フッ素有機金属塩を製造に再結晶および再沈殿等の精製方法を用いて弗化物イオンの量を低減する方法などによって製造することができる。特にB成分は比較的水に溶けやすいこことから、イオン交換水、特に電気抵抗値が18MΩ・cm以上、すなわち電気伝導度が約0.55μS/cm以下を満足する水を用い、かつ常温よりも高い温度で溶解させて洗浄を行い、その後冷却させて再結晶化させる工程により製造することが好ましい。
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な、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などを挙げることができる。これら芳香族スルホン酸アルカリ(土類)金属塩では、特にカリウム塩が好適である。これらの芳香族スルホン酸アルカリ(土類)金属塩の中でも、ジフェニルスルホン−3−スルホン酸カリウム、およびジフェニルスルホン−3,3’−ジスルホン酸ジカリウムが好適であり、特にこれらの混合物(前者と後者の重量比が15/85〜30/70)が好適である。金属塩系難燃剤の配合量は、A成分とB成分との合計100重量部を基準として好ましくは0.02〜0.3重量部であり、より好ましくは0.04〜0.15重量部、更に好ましくは0.05〜0.1重量部である。
(ii)有機リン酸エステル系難燃剤
本発明のC成分として使用する有機リン酸エステル系難燃剤としては、特に下記一般式(1)で表される1種または2種以上のリン酸エステルを挙げることができる。
Figure 0005085862
(但し上記式中のXは、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)ケトン及びビス(4−ヒドロキシフェニル)サルファイドからなる群から選ばれたジヒドロキシ化合物の2個の水酸基を除去して得られる二価の基が挙げられ、j、k、l及び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、または重合度nの異なるリン酸エステルの混合物の場合はnはその平均値を表し、0〜5の値であり、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で置換されていてもよいフェノール、クレゾール、キシレノール、イソプロピルフェノール、ブチルフェノール及びp−クミルフェノールからなる群から選ばれたモノヒドロキシ化合物の1個の水酸基を除去して得られる一価の基である。)
この中で好ましくは、上記式中のXは、ハイドロキノン、レゾルシノール又はビスフェノールAから誘導される二価の基が挙げられ、j、k、l及びmはそれぞれ1であり、nは0〜3の整数であり、または重合度nの異なるリン酸エステルの混合物の場合nはその平均値を表し、0〜3の値であり、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で置換されていてもよいフェノール、クレゾール又はキシレノールから誘導される一価の基である。
更に、特に好ましくは、Xはレゾルシノールから誘導される二価の基であり、j、k、l及びmはそれぞれ1であり、nは0または1であり、R、R、R、およびRはそれぞれ独立してフェノールまたはキシレノールから誘導される一価の基である。
かかる有機リン酸エステルの中でも、ホスフェート化合物としてはトリフェニルホスフェート、ホスフェートオリゴマーとしてはレゾルシノールビス(ジキシレニルホスフェート)およびビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)が耐加水分解性などにも優れるため好ましく使用できる。更に好ましいのは、耐熱性などの点からレゾルシノールビス(ジキシレニルホスフェート)およびビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)である。有機リン酸エステル系難燃剤の配合量は、A成分とB成分との合計100重量部を基準として好ましくは1〜20重量部であり、より好ましくは2〜10重量部、更に好ましくは2〜7重量部である。
(iii)シリコーン系難燃剤
本発明の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芳香族ポリカーボ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。
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。
ここで、前記示性式中の係数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。
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、およびデシル基などのアルキル基、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。
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。一方、二酸化チタン顔料の有機表面処理剤としてのシラン化合物およびシロキサン化合物は、アリール基を含有しない方が好ましい効果が得られる点で、シリコーン系難燃剤とはその好適な態様において明確に区別される。より好適なシリコーン系難燃剤は、下記一般式(2)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%)のシリコーン化合物である。
Figure 0005085862
(式(2)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(2)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を取ることができる。)
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、前記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などが例示される。
Si−H基を有するシリコーン化合物としては、下記一般式(3)および(4)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。
Figure 0005085862
Figure 0005085862
(式(3)および式(4)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、または下記一般式(5)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(3)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。)
Figure 0005085862
(式(5)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(5)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、例えば一般式(6)および一般式(7)に示される化合物から選択される少なくとも1種の化合物があげられる。
Figure 0005085862
(式(6)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。)
Figure 0005085862
(式(7)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。)
シリコーン系難燃剤の配合量は、A成分とB成分との合計100重量部を基準として好ましくは0.1〜10重量部であり、より好ましくは0.5〜7重量部、更に好ましくは1〜5重量部である。
(iv)スルホン酸アルカリ(土類)金属塩以外の有機金属塩
スルホン酸アルカリ(土類)金属塩以外の有機金属塩としては、硫酸エステルのアルカリ(土類)金属塩および芳香族スルホンアミドのアルカリ(土類)金属塩などが好適に例示される。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、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など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)金属塩が挙げられる。
芳香族スルホンアミドのアルカリ(土類)金属塩としては、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)金属塩などが挙げられる。
スルホン酸アルカリ(土類)金属塩以外の有機金属塩の含有量は、A成分とB成分との合計100重量部を基準として好ましくは0.02〜0.3重量部であり、より好ましくは0.04〜0.15重量部、更に好ましくは0.05〜0.1重量部である。
(E成分:強化充填剤)
本発明においては、場合によってはポリカーボネート樹脂の高剛性、低ソリ性が不足することも考えられる。したがって、かかる高剛性および低ソリ性を改善するための化合物をE成分として含有することが好ましい。かかる化合物によって本発明の樹脂組成物は、よりFPD固定枠、特に大型のFPD固定枠に好適な樹脂材料となる。即ち、高剛性および低ソリ性が保たれることから大型および薄肉のFPD固定枠の強度はより確実に改良され、また樹脂組成物は幅広い成形条件に適応できることから、無理な充填条件から開放されFPD固定枠の反りがより低減されるようになる。
(E−1成分:板状無機充填材)
本発明で使用する板状無機充填材(E−1成分)としては、マイカ、タルク、クレー、グラファイト、ガラスフレーク、およびモンモリロナイトなどのスメクタイト系鉱物などが例示される。またかかる板状無機充填材は、金属コートまたは金属酸化物コートされたものを含む。本発明のE−1成分としてはマイカおよびタルク、ガラスフレークから選択された少なくとも1種の板状無機充填材であることが好ましく、特にマイカが好ましい。これらはガラスフレークなどに比較して高充填におけるフィラーの破壊が少なく、より優れた剛性が得られる。また比較的純度の高い良品が容易かつ安価に入手できる点も好ましい。
本発明のE−1成分として使用され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。樹脂組成物中のガラスフレークの数平均粒径は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ガラスフレークは良好な強度、剛性を達成する。
本発明のE−1成分として使用されるマイカとしては、剛性確保の面から、平均粒径が10〜700μmの粉末状のものが好ましい。マイカとは、アルミニウム、カリウム、マグネシウム、ナトリウム、鉄等を含んだケイ酸塩鉱物の粉砕物である。マイカには白雲母、金雲母、黒雲母、人造雲母等があり、本発明で使用するマイカとしてはいずれのマイカも使用できるが、白雲母は金雲母や黒雲母に比べてそれ自体が剛直であり、剛性の点では白雲母が好適である。また、金雲母、黒雲母は白雲母に比べて主成分中にFeが多く含まれているためそれ自体の色相が黒っぽくなり、種々の着色をする場合にも白雲母は好適である。また白雲母は、人造雲母(天然金雲母のOH基がFに置換されたもの)が高価であるのに対しても有利である。したがって本発明においては種々の点から白雲母が好適である。
また、マイカの製造に際しての粉砕法としては、マイカ原石を乾式粉砕機にて粉砕する乾式粉砕法とマイカ原石を乾式粉砕機にて粗粉砕した後、水などの粉砕助剤を加えてスラリー状態にて湿式粉砕機で本粉砕し、その後脱水、乾燥を行う湿式粉砕法がある。
尚、マイカの平均粒径の下限は、マイクロトラックレーザー回折法により測定した平均粒径が10μm以上であるものが好まれ、一方上限は振動式ふるい分け法により測定された平均粒子径で700μm以下が好ましい。マイクロトラックレーザー回折法は、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。各篩の上に残った紛体の重量を測定して粒度分布を求める方法である。振動式篩分け法で測定した重量平均粒径が50〜700μmの範囲が好ましく、さらに50〜400μmの範囲が衝撃強度に優れるためより好ましい。かかる粒径の効果は特に白雲母を原料として得られたマイカにおいて好適に発揮される。700μmを越えるものは稀であり、また成形時のゲート詰まり等の成形不良が生じ易くなるため好ましくない。一方10μm未満の粉砕は現在では極めて多くの工数を要するため経済的ではない。
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0.01〜10μmのものを使用できる。更にかかるマイカは、シランカップリング剤等で表面処理されていてもよく、ウレタン系樹脂など各種樹脂や高級脂肪酸エステルなどの集束剤で造粒し顆粒状とされていてもよい。
本発明のE−1成分として使用されるタルクは、層状構造を持った鱗片状の粒子であり、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おり、比重は約2.7である。ここで示されるタルクの粒径は、JIS M8016に従って測定したアンドレアゼンピペット法により測定した粒度分布から求めた積重率50%時の粒子径である。その粒子径が0.3〜15μmが好ましく、0.5〜10μmがより好ましい。またかかる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、及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。更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。
更にかかるタルクは、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組成物中に混入させない点で好ましい。
本発明のE−1成分として使用されるグラファイトは、鱗片状黒鉛である。かかる鱗片状黒鉛を配合した樹脂組成物は良好な導電性を有すると共に、良好な機械的強度、低異方性を有する。
本発明のグラファイトの粒径は、5〜300μmの範囲である。かかる粒径は好ましくは5〜70μm、より好ましくは7〜40μm、更に好ましくは7〜35μmである。かかる範囲を満足することにより、良好な難燃性が達成される。一方、平均粒径が5μm未満であると寸法精度の改良効果が低下しやすく、平均粒径が300μmを超えると、耐衝撃性も若干低下すると共に、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。かかる表面の浮きは成形品表面から黒鉛が脱落し、電子部品と導通して部品を損傷する可能性を有するためである。また上記の好ましい平均粒径では、成形品の外観が良好になると共に、良好な摺動性も得られやすい利点がある。
本発明のグラファイトの固定炭素量は、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。また本発明のグラファイトの揮発分は、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。
本発明におけるグラファイトの平均粒径は、組成物となる以前のE−1成分自体の粒径をいい、またかかる粒径はレーザー回折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。
(E−2成分:繊維状無機充填材)
本発明の組成物においてE−2成分として用いる繊維状無機充填材としては、B成分以外の公知の繊維状無機充填材を配合することができる。かかる繊維状無機充填材としては、B成分以外のガラス繊維、B成分以外のガラスミルドファイバー、ワラストナイト、炭素系フィラーが好適に例示される。かかる繊維状無機充填剤は、これらの表面に酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウム、および酸化ケイ素などの金属酸化物コートされたフィラーも利用できる。炭素系フィラーとしては、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、カーボンブラック等が挙げられる。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。
上記繊維状無機充填材は、予め各種の表面処理剤で表面処理されていてもよい。かかる表面処理剤としては、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。
(各成分の配合量について)
次に、上記B成分〜E成分の配合量について説明する。B成分の配合量は、A成分とB成分の合計100重量%中、1〜60重量%、好ましくは1〜45重量%、更に好ましくは1〜30重量%である。B成分の量が1重量%未満だとフラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物の剛性が不十分となり、60重量%を超えると表面平滑性が損なわれ、フラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物としては不適である。
含フッ素滴下防止剤(C成分)の配合量は、A成分とB成分の合計100重量部に対し、0.01〜0.6重量部、更に好ましくは0.1〜0.45重量部である。C成分が0.01重量部未満であると燃焼時の溶融滴下の防止性能が十分でないことから配合の効果が発揮されにくく、0.6重量部を超えると衝撃強度の低下や分散不良による成形品の表面が粗くなることから不適である。
難燃剤(D成分)の配合量は、A成分とB成分の合計100重量部に対し、0.01〜20重量部、より好ましくは0.03〜13重量部、更に好ましくは0.05〜10重量部である。D成分が0.01重量部を下回ると樹脂組成物の難燃性の改良が十分でないことから配合の効果が発揮されにくく、20重量部を超えると機械的強度が低下するので好ましくない。
強化充填剤(E成分)配合量は、A成分とB成分の合計100重量部に対し、1〜50重量部、好ましくは1〜40重量部、更に好ましくは5〜30重量部である。E成分が1重量部以下であると高剛性および低ソリ性の改良効果が発揮されにくく、50重量部を超えると超えると成形品外観や成形流動性が低下することから不適である。
(その他の添加剤について)
本発明のフラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物には、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が配合されることができる。
(I)リン系安定剤
本発明のフラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物には、更にリン系安定剤が配合されることが好ましい。かかるリン系安定剤は製造時または成形加工時の熱安定性を向上させ、機械的特性、色相、および成形安定性を向上させる。リン系安定剤としては、亜リン酸、リン酸、亜ホスホン酸、ホスホン酸およびこれらのエステル、並びに第3級ホスフィンなどが例示される。
具体的には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、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、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、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などが挙げられる。
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−メチル−6−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’−エチリデンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェニル)(2−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ホスファイトなどを挙げることができる。
ホスフェート化合物としては、トリブチルホスフェート、トリメチルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクロルフェニルホスフェート、トリエチルホスフェート、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、ジブチルホスフェート、ジオクチルホスフェート、ジイソプロピルホスフェートなどを挙げることができ、好ましくはトリフェニルホスフェート、トリメチルホスフェートである。
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あげられ、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。
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、およびジフェニルベンジルホスフィンなどが例示される。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。
上記リン系安定剤は、1種のみならず2種以上を混合して用いることができる。上記リン系安定剤の中でもトリメチルホスフェートに代表されるアルキルホスフェート化合物が配合されることが好ましい。またかかるアルキルホスフェート化合物と、ホスファイト化合物および/またはホスホナイト化合物との併用も好ましい態様である。
(II)ヒンダードフェノール系安定剤
本発明のフラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物には、更にヒンダードフェノール系安定剤を配合することができる。かかる配合は例えば成形加工時の色相悪化や長期間の使用における色相の悪化などを抑制する効果が発揮される。ヒンダードフェノール系安定剤としては、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、n−オクタデシル−β−(4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−tert−ブチルフェル)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、およびテトラキス[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]メタンなどが例示される。これらはいずれも入手容易である。上記ヒンダードフェノール系安定剤は、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。
リン系安定剤およびヒンダードフェノール系安定剤の配合量は、芳香族ポリカーボネート樹脂(A成分)100重量部に対し、0.0001〜1重量部、好ましくは0.001〜0.5重量部、より好ましくは0.005〜0.3重量部である。安定剤が上記範囲よりも少なすぎる場合には良好な安定化効果を得ることが難しく、上記範囲を超えて多すぎる場合は、組成物の物性低下を起こす場合がある。
(III)前記以外の熱安定剤
本発明のフラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物には、前記リン系安定剤およびヒンダードフェノール系安定剤以外の他の熱安定剤を配合することもできる。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が好適に例示される。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。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。例えば前記社製のIrganox HP−2921が好適に例示される。ラクトン系安定剤の配合量は、A成分100重量部に対して好ましくは0.0005〜0.05重量部、より好ましくは0.001〜0.03重量部である。
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などのイオウ含有安定剤が例示される。かかるイオウ含有安定剤の配合量は、A成分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。
(IV)紫外線吸収剤
本発明のフラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物においては、耐光性を付与することを目的として紫外線吸収剤の配合も可能である。
紫外線吸収剤としては、具体的には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、および2−ヒドロキシ−4−メトキシ−2’−カルボキシベンゾフェノンなどが例示される。
紫外線吸収剤としては、具体的に、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)、および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、並びに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などの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などが例示される。
紫外線吸収剤は、具体的に、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、および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などが例示される。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など、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。
紫外線吸収剤は、具体的に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’−m−フェニレンビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)、および2,2’−p,p’−ジフェニレンビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)などが例示される。
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、例えば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]ベンゼンなどが例示される。
さらに上記紫外線吸収剤は、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/または光安定性単量体と、アルキル(メタ)アクリレートなど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。前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。
前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。前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。
紫外線吸収剤の配合量は、芳香族ポリカーボネート樹脂(A成分)100重量部に対して0.01〜2重量部、好ましくは0.03〜2重量部、より好ましくは0.02〜1重量部、更に好ましくは0.05〜0.5重量部である。
(V)他の樹脂やエラストマー
本発明のフラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物には、A成分の芳香族ポリカーボネート樹脂の一部に代えて、他の樹脂やエラストマーを本発明の効果を発揮する範囲において、少割合使用することもできる。他の樹脂やエラストマーの配合量はA成分との合計100重量%中、好ましくは20重量%以下、より好ましくは10重量%以下、更に好ましくは5重量%以下である。
かかる他の樹脂としては、例えば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等のポリエステル樹脂、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、ポリメタクリレート樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂が挙げられる。
また、エラストマーとしては、例えばイソブチレン/イソプレンゴム、スチレン/ブタジエンゴム、エチレン/プロピレンゴム、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、コアシェル型のエラストマーであるMBS(メタクリル酸メチル/ステレン/ブタジエン)ゴム、MAS(メタクリル酸メチル/アクリロニトリル/スチレン)ゴム等が挙げられる。
(VI)上記以外の他の成分
上記以外にも本発明のフラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物には、成形品に種々の機能の付与や特性改善のために、それ自体知られた添加物を少割合配合することができる。これら添加物は本発明の目的を損なわない限り、通常の配合量である。
かかる添加剤としては、摺動剤(例えばPTFE粒子)、着色剤(例えばカーボンブラック、酸化チタンなどの顔料、染料)、光拡散剤(例えばアクリル架橋粒子、シリコーン架橋粒子、炭酸カルシウム粒子)、蛍光染料、蛍光増白剤、光安定剤(ヒンダードアミン化合物に代表される)、無機系蛍光体(例えばアルミン酸塩を母結晶とする蛍光体)、帯電防止剤、結晶核剤、無機および有機の抗菌剤、光触媒系防汚剤(例えば微粒子酸化チタン、微粒子酸化亜鉛)、離型剤、流動改質剤、ラジカル発生剤、赤外線吸収剤(熱線吸収剤)、並びにフォトクロミック剤などが挙げられる。
(ポリカーボネート樹脂組成物の製造)
本発明のフラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物を製造するには、任意の方法が採用される。例えばA成分およびB成分を、好ましくはC成分〜E成分を加えて、更に必要に応じて任意に他の成分と共にベント式二軸押出機に代表される溶融混練機に供給して溶融混練する。通常、押出機ダイスから押出されるストランドを水槽中を通して冷却し、冷却後のストランドをペレタイザーにより切断することにより樹脂組成物からなるペレットを得る。押出機への供給に際しては、原料を予備混合することができる。予備混合手段としては、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、および押出混合機などが例示される。原料およびその予備混合物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などにより造粒されてよい。
各成分の溶融混練機への供給方法としては、(i)A成分、B成分、および他の成分をそれぞれ独立に溶融混練機に供給する方法、(ii)A成分、B成分、および他の成分の一部を予備混合した後、残りの成分と独立に溶融混練機に供給する方法、(iii)一部の成分を水または有機溶剤で希釈混合して溶融混練機に供給する方法、更に(iv)かかる希釈混合物を他の成分と予備混合した後、溶融混練機に供給する方法などが例示される。尚、配合する成分に液状のものがある場合、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。特にE成分としてタルクを配合し、C成分として固体状のPTFEを配合する場合には、タルクとC成分とを予め予備混合することにより、その分散性を向上させる方法を用いることができる。
好ましい押出機は、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である。ベントには真空ポンプの如き減圧用ポンプが好ましく設置される。かかる設置により発生水分や揮発ガスを効率よく押出機外部へ排出される。また押出原料中に混入した異物など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、および焼結金属プレート(ディスクフィルターなど)などが例示される。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などが例示される。
前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。ペレットの形状は、円柱、角柱、および球状など一般的な形状を取り得るが、より好適には円柱である。かかる円柱には楕円柱を含む。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。かかる直径は楕円柱の場合には、長径および短径のいずれもかかる範囲に含まれることが好ましい。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。
(成形)
本発明のフラットパネルディスプレイ固定枠は、通常上記の如く製造された樹脂組成物のペレットを射出成形して得ることができる。本発明の上記ポリカーボネート樹脂組成物の好適な態様、特にA成分〜E成分の全ての成分を含有するポリカーボネート樹脂組成物は、UL規格94の垂直燃焼試験における0.8〜1.6mm厚みの間において試験片での燃焼ランクがV−0になる厚みがあり、かつ塩素原子および臭素原子が化学結合した化合物が配合されていないことを満足し得る。したがって、本発明によれば、かかるポリカーボネート樹脂組成物からなるペレットを射出成形することにより、上述した工程−i〜工程−iiiからなる構成(8)および(9)のフラットパネルディスプレイ固定枠の製造方法が提供される。
かか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、サンドイッチ成形、および超高速射出成形など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。
ピンゲートの直径は好ましくは0.4〜1.5mmの範囲、より好ましくは0.6〜1.3mm、更に好ましくは0.8〜1.1mmの範囲である。上記範囲より小さい場合には成形性が低下しやすく、大きすぎると冷却時間が長くなり生産性に劣るようになる。またピンゲートのゲート点数は、好ましくは4〜30、更に好ましくは8〜25、更に好ましくは10〜22の範囲である。本発明のフラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物は、かかる多点ゲートであって異物の発生確率が高まる成形品であっても、良好なFPD固定枠を提供するものである。
FPD固定枠の形状は、短辺が200〜800mm、長辺が300〜1300mmの範囲であることが好ましい。ここで長辺は短辺以上の長さを有する。長辺と短辺との比(長辺/短辺)は、好ましくは51/49〜80/20、より好ましくは55/45〜75/25、更に好ましくは58/42〜35/65の範囲である。枠部分の占有面積割合は、好ましくは10〜30%、より好ましくは13〜27%、更に好ましくは17〜23%の範囲である。ここで枠部分の占有面積割合とは、FPD固定枠を固定面に平行な面に投影したとき、枠外周部で囲まれる部分の投影面積に対する枠部分の投影面積の百分率をいう。かかるFPD固定枠の投影面積には、孔の部分などは含まれない。したがってFPD固定枠の投影面積は、枠外周部で囲まれる部分の投影面積から枠内の空間部分の投影面積を差し引いた面積である。
本発明のフラットパネルディスプレイ固定枠は、好ましくはフラットパネルディスプレイを搭載するための枠内縁部の厚みが0.3〜1mmの範囲である。かかる厚みはより好ましくは0.4〜0.8mmである。本発明のフラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物は、かかる薄肉部部分を有し、高い剛性、低いソリ性および優れた表面平滑性、更にウエルド強度が必要な成形品であっても、良好なFPD固定枠を提供するものである。
本発明のフラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物は、塩素原子または臭素原子が化学結合した化合物である有機ハロゲン系難燃剤を含有しなくとも、良好な難燃性を有し、剛性、低ソリ性に優れ、更には薄肉FPD枠成形品の強度面において悪影響を与えるウエルド強度も高く、かつ表面平滑性に優れるとの特徴を有している。近年のFPDの大型化、高画質化に伴う異物の管理が重要視されている中、本発明のフラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物は好適に利用される。以上から明らかなように、本発明の奏する工業的効果は極めて大である。
本発明者らが現在最良と考える本発明の形態は、前記の各要件の好ましい範囲を集約したものとなるが、例えば、その代表例を下記の実施例中に記載する。もちろん本発明はこれらの形態に限定されるものではない。
以下に実施例を挙げて更に説明するが、本発明はそれに限定されるものではない。評価項目および組成物中の各成分の記号は下記の内容を意味する。
[実施例1〜12、比較例1〜8]
(難燃性熱可塑性樹脂組成物の製造)
表1〜表2に示す組成で芳香族ポリカーボネート樹脂、偏平断面ガラス繊維、珪酸塩鉱物または比較用の充填材、並びに他の成分をタンブラーを用いて均一に混合して予備混合物を作成し、かかる混合物を押出機のスクリュー根元に位置する第1供給口より供給した。尚、タンブラーに供給する際、各成分は以下の濃度となるようにPC−2のパウダーと均一に混合したマスターを作成し、かかるマスターをタンブラーに供給した。すなわちPTFE、F114P、およびTMPは10重量%のマスターとした。得られた予備混合物を径30mmφのベント式二軸押出機[(株)日本製鋼所製TEX30XSST]の第1供給口(スクリュー根元部)に供給し、シリンダー温度280℃、スクリュー回転数150rpm、吐出量20kg/h、およびベント減圧度3kPaで溶融押出してペレット化した。但し、その他成分のCR−741のみは、80℃に加熱した状態で液注装置[富士テクノ工業(株)製HYM−JS−08]を用いて、シリンダー途中の供給口から所定の割合になるように独立に押出機に供給された。
(I)評価項目
(1)フラットパネルディスプレイ固定枠体の作製と特性評価
得られたペレットを120℃で5時間熱風循環式乾燥機により乾燥した。乾燥後、ペレットをシリンダ内径50mmφの射出成形機(日精樹脂工業(株)製FN8000)を使用し、図1に示すフラットパネルディスプレイ固定枠を成形した。金型は直径1.0mmのピンゲートであり、コールドランナー方式であった。成形条件はシリンダー温度310℃および金型温度95℃で、射出速度170mm/secで成形し、以下に示す評価を実施した(但し、リン系難燃剤を添加したペレットに関しては、100℃で5時間熱風循環式乾燥機により乾燥し、シリンダー温度290℃および金型温度90℃で成形を行った)。
(1−1)表面平滑性
図に示すフラットパネルディスプレイ固定枠における液晶ディスプレイユニット搭載部分の平坦面を切り出し、グロスメーター(GLOSS METER GM-3D MURAKAMI COLOR LAB製)により表面の光沢度を測定した。
(1−2)低ソリ性
フラットパネルパネルディスプレイ固定枠を、23℃、50%RH、24時間状態調節したのち、固定枠の流動の流れ方向および直角方向の寸法を三次元測定機(三豊製作所(株)製 MICROPAK 550)を使用し測定し、流れ方向および直角方向の成形収縮率を求めた。
(1−3)液晶ディスプレイユニット搭載部分の平坦性
厚み2mmの平滑平板のガラスユニットを載せ、がたつきの有無を観察することによりその平坦性を確認した。
(2)材料特性の評価
得られたペレットの一部は、120℃で5時間、熱風循環式乾燥機にて乾燥した後、射出成形機(住友重機械工業(株)製SG−150U)により、シリンダー温度300℃、金型温度80℃で、以下に示す各試験用の試験片の作製および評価を実施した。
(2−1)曲げ弾性率:ASTM D790(測定条件23℃)に準拠して測定した。なお、試験片は、射出成形機(住友重機械工業(株)製 SG−150U)によりシリンダー温度280℃、金型温度60℃で成形した。
(2−2)曲げ強さ(ウエルド有、ウエルド無):ASTM D638 タイプIの試験片を使用し、ウエルドを有する試験片は、試験片の両側に設けたサイドゲートから充填させ試験片中央部にウエルドを作成した。また、ウエルドが無い試験片は一方のゲートを封鎖し、作成した。得られた試験片をASTM D790(測定条件23℃)に準拠して測定した。なお、試験片は、射出成形機(住友重機械工業(株)製 SG−150U)によりシリンダー温度280℃、金型温度60℃で成形した。
(2−3)ウエルド強さ保持率:(ウエルド有の曲げ強さ)/(ウエルド無の曲げ強さ)×100=ウエルド強さ保持率(%)として求めた。
(2−4)難燃性
UL規格94の垂直燃焼試験を、厚み0.8mmおよび1.6mmで行いその等級を評価した。
(II)組成物中の各成分の記号
(A成分)
PC−1:ビスフェノールAおよび末端停止剤としてp−tert−ブチルフェノール、並びにホスゲンから界面重縮合法で合成した直鎖状芳香族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−1225WX、粘度平均分子量19,700)
PC−2:ビスフェノールAおよび末端停止剤としてp−tert−ブチルフェノール、並びにホスゲンから界面重縮合法で合成した直鎖状芳香族ポリカーボネート樹脂パウダー(帝人化成(株)製:CM−1000、粘度平均分子量16,000)
(B成分)
HGF−1:扁平断面チョップドガラス繊維(日東紡績(株)製:CSG 3PA−820、長径27μm、短径4μm、カット長3mm、ウレタン系集束剤)
HGF−2:扁平断面チョップドガラス繊維(日東紡績(株)製:CSG 3PA−830、長径27μm、短径4μm、カット長3mm、エポキシ系集束剤)
(B成分の比較用)
GF−1:円形断面チョップドガラス繊維(日本電気硝子(株)製;ECS―03T−511、直径13μm、カット長3mm、アミノシラン処理表面処理およびウレタン系集束剤)
GF−2:円形断面チョプドガラス繊維(日東紡績(株)製3PE937、繊維径:13μm、カット長:3mm、アミノシラン処理表面処理およびエポキシ/ウレタン系集束剤)
(C成分)
PTFE: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(ダイキン工業(株)製:ポリフロンMPA FA500)
(D成分)
FR−1: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(大八化学工業(株)製「CR−741」(商品名)、TGA5%重量減少温度=335.9℃)
FR−2:レゾルシノールビス(ジキシレニルホスフェート)(大八化学工業(株)製「PX−200」(商品名)、TGA5%重量減少温度=351.0℃)
FR−3: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(株)製:メガファックF−114P)
(E成分)
(E−1成分)
GFL:顆粒状ガラスフレーク(日本板硝子(株)製フレカREFG−301、標準篩法によるメジアン平均粒径140μm、厚み5μm、エポキシ系集束剤)
TALC:タルク(林化成工業(株)製:Upn HS−T0.8、板状、平均粒子径2μm)
MICA:マイカ((株)山口雲母工業所製:A−41、板状、平均粒子径40μm)
(E−2成分)
MF:ミルドファイバー(日東紡績(株)製PFE−301S、繊維径:13μm、カット長:40μm、アミノシラン処理表面処理およびエポキシ/ウレタン系集束剤
(その他)
TMP:リン系安定剤(大八化学工業(株)製:TMP)
Figure 0005085862
Figure 0005085862
上記表から明らかなように、本発明のフラットパネルディスプレイ固定枠体は、他のフィラーや他の組成割合では達成できない良好な特性を有していることがわかる。
実施例において作成し評価に使用した液晶ディスプレイ固定枠成形品の表面側正面概要図であり、該成形品は縦方向の長さ:325mm、横方向の長さ:400mm、、内縁部の対角線長さ:423mm(17インチ)、縁の高さ:10mm、枠の幅:10mm、ゲート部周囲の主たる厚み:1mm、および枠部分の占有面積:19%である。 実施例において作成し評価に使用した液晶ディスプレイ固定枠成形品の裏面側正面概要図である。 上記裏面側の拡大図であり、斜線部は裏面部の表面を示す。
符号の説明
1 液晶ディスプレイ固定枠成形品本体
2 上部ゲート(ピンゲート1.0mmφ、6個所)
3 上部液晶セル搭載面(厚み0.5mm)
4 上部外側スナップフィット雄部
5 上部ネジ孔
6 右部ゲート(ピンゲート1.0mmφ、5個所、右部および左部は表面側からの方向を基準とする)
7 右部液晶セル搭載面(厚み0.5mm)
8 右部外側スナップフィット雄部
9 右部内側スナップフィット雄部
10 下部ゲート(ピンゲート1.0mmφ、6個所)
11 下部液晶セル搭載面(厚み0.5mm)
12 下部外側スナップフィット雄部
13 下部ネジ孔
14 左部ゲート(ピンゲート1.0mmφ、5個所)
15 左部液晶セル搭載面(厚み0.5mm)
16 左部外側スナップフィット雄部
17 左部内側スナップフィット雄部
18 表面平滑性測定のための液晶セル搭載面切り出し部分

Claims (13)

  1. 芳香族ポリカーボネート樹脂(A−1成分)よりなる熱可塑性樹脂(A成分)40〜99重量%および繊維断面の長径の平均値が10〜50μm、長径と短径の比(長径/短径)の平均値が1.5〜8である扁平断面ガラス繊維(B成分)1〜60重量%、およびA成分とB成分の合計100重量部に対し、0.01〜20重量部の有機リン酸エステル系難燃剤および/または有機スルホン酸アルカリ(土類)金属(D成分)からなるポリカーボネート樹脂組成物であって、該樹脂組成物はフラットパネルディスプレイ固定枠に用いられることを特徴とするフラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物。
  2. 熱可塑性樹脂がA−1成分100重量部に対し、スチレン系樹脂(A−2成分)1〜1
    00重量部を含有する請求項1に記載のフラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物。
  3. スチレン系樹脂がポリスチレン、ABS樹脂、AS樹脂、及びHIPS樹脂からなる群より選ばれる一種以上の樹脂からなる請求項2に記載のフラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物。
  4. A成分が芳香族ポリカーボネート樹脂を50重量%以上含有することを特徴とする請求項2または3に記載のフラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物。
  5. B−1成分の長径と短径の比(長径/短径)の平均値が2.5〜5である請求項1〜4のいずれかに記載のフラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物。
  6. B−1成分の平均繊維長と平均繊維径の比(アスペクト比)が2〜120である請求項1〜5のいずれかに記載のフラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物。
  7. A成分とB成分の合計100重量部に対し、含フッ素滴下防止剤(C成分)0.01〜0.6重量部を含有してなる請求項1〜6のいずれかに記載のフラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物。
  8. UL規格94の垂直燃焼試験における0.8〜1.6mm厚みの間において試験片での燃焼ランクがV−0になる厚みが存在し、かつ塩素原子および臭素原子が化学結合した化合物が配合されていないことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のフラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物。
  9. A成分とB成分の合計100重量部に対し、板状無機充填材(E−1成分)および繊維状無機充填剤(E−2成分)から選ばれる少なくとも1種の強化充填材(E成分)1〜50重量部を含有してなる請求項1〜請求項8のいずれかに記載のフラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物。
  10. E−1成分がガラスフレーク、マイカ、及びタルクからなる群より選ばれる一種以上の板状無機充填材である請求項9に記載のフラットパネルディスプレイ固定枠用樹脂組成物。
  11. 上記請求項1〜10のいずれかに記載の樹脂組成物より形成されたフラットパネルディスプレイ固定枠。
  12. 短辺が200〜800mm、長辺が300〜1300mmの範囲にあることを特徴とする請求項11に記載のフラットパネルディスプレイ固定枠。
  13. フラットパネルディスプレイ固定枠を製造する方法であって、
    (i)芳香族ポリカーボネート系樹脂(A成分)40〜99重量%および繊維断面の長径の平均値が10〜50μm、長径と短径の比の平均値が1.5〜8である扁平断面ガラス繊維(B成分)1〜60重量%、およびA成分とB成分の合計100重量部に対し、0.01〜20重量の有機リン酸エステル系難燃剤および/または有機スルホン酸アルカリ(土類)金属(D成分)からなり、UL規格94の垂直燃焼試験における0.8〜1.6mm厚みの間において試験片での燃焼ランクがV−0になる厚みが存在し、かつ塩素原子および臭素原子が化学結合した化合物が配合されていないことを特徴とするポリカーボネート樹脂組成物からなるペレットを準備する工程(工程−i)、
    (ii)該ペレットを金型キャビティに射出充填する工程(工程−ii)、並びに
    (iii)かかる金型キャビティ内からフラットパネルディスプレイ固定枠を取り出す工程(工程−iii)からなることを特徴とするフラットパネルディスプレイ固定枠の製造方法。
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