JP5316507B2 - 導電性熱可塑性樹脂組成物及びその成形品 - Google Patents

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Description

本発明は、導電性熱可塑性樹脂組成物に関する。詳しくは、ポリカーボネート樹脂を主な樹脂成分とし、耐薬品性と流動性の付与を目的としてポリエチレンテレフタレート樹脂を、さらに導電性付与のために導電性フィラーとしてカーボンブラックを複合化した樹脂組成物であって、熱安定性に優れると共に、優れた流動性、成形安定性、導電性及びその安定性を有する導電性熱可塑性樹脂組成物と、これを射出成形してなる樹脂成形品に関する。
ポリカーボネート樹脂、特に芳香族ポリカーボネート樹脂は、耐衝撃性、耐熱変形性、剛性、寸法安定性等に優れるために、電気機器、通信機器、精密機械、自動車部品等、幅広い用途に使用されている。
しかし、ポリカーボネート樹脂は、他の熱可塑性樹脂組成物に比べて、耐薬品性と流動性が低いという課題があることから、従来、ポリカーボネート樹脂の耐薬品性と流動性を改善するために、例えばポリエチレンテレフタレート樹脂等を複合化したポリカーボネート−ポリエステル複合樹脂組成物が種々検討されている。
更に、このポリカーボネート−ポリエステル複合樹脂組成物は、その用途として帯電防止性、電磁波シールド性、静電塗装性が求められる場合に、導電性付与の手法として、各種導電性フィラーの添加が検討されている(例えば、特許文献1〜3参照)。
特開2006−206703号公報 特開2005−120323号公報 特開2006−206780号公報
ポリカーボネート樹脂にポリエチレンテレフタレート樹脂と導電性フィラーを複合化すると、耐薬品性、流動性は改善され、また、導電性が付与される一方で、得られるポリカーボネート−ポリエステル複合樹脂組成物は熱安定性が低下するという課題があった。
このような熱安定性の低い樹脂組成物を射出成形する際には、このポリカーボネート−ポリエステル複合樹脂組成物が射出成形用樹脂シリンダー内で高温に長時間保持されることにより、ポリカーボネート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂との間でエステル交換反応が生じ、この反応による分解ガスの発生が原因となって、泡やシルバーと称される樹脂成形品の外観不良が生ずるという問題があった。
更には、射出成形用樹脂シリンダー内での高温下での滞留により、ポリカーボネート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂とのエステル交換反応が進むと、樹脂のモルフォロジー変化が起きるため、導電性フィラーの分散状態も変化し、成形品の導電性低下といった問題も発生する。
また、シリンダー内での高温保持によって、ポリカーボネート樹脂が分解して分子量が低下し、分子量低下により、ポリカーボネート樹脂本来の耐衝撃性、耐熱変形性等が損なわれるばかりか、高温下での滞留によりポリカーボネート樹脂組成物の粘度低下が生じることにより、射出成形時の成形安定性が損なわれるという問題もあった。
また、導電性フィラーの添加量を増やすことにより、安定して高い導電性を付与することが可能であるが、一般的に導電性フィラーは高価なものが多く、添加量の増加が製品のコストアップにつながる上に、導電性フィラーの多量配合は成形時の流動性(成形性)を悪化させる原因となる。このようなことから、導電性フィラーについては最小限の添加量で効率良く所望の導電性を得ることが求められる。
ところで、導電性フィラーとして一般的に使用されるカーボンブラックは、ポリカーボネート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の複合樹脂組成物においては、ポリエチレンテレフタレート樹脂側に選択的に分散して導電性を発現するための構造を形成する。したがって、通常、海島構造で分散しているポリカーボネート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂のモルフォロジーが、これらのエステル交換反応により変化すると、導電性を発現するためのカーボンブラックの分散状態も変化し、導電性が安定した成形品が得られないという問題も起こる。
本発明は上記従来の問題点を解決し、ポリカーボネート樹脂/ポリエチレンテレフタレート樹脂/カーボンブラック複合樹脂組成物における滞留熱劣化を抑制すると共に成形安定性、導電性及びその安定性、更には成形品の表面外観を改善した導電性熱可塑性樹脂組成物とこれを射出成形してなる樹脂成形品を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、ポリカーボネート樹脂/ポリエチレンテレフタレート樹脂/カーボンブラック複合樹脂組成物における上述の滞留熱劣化の問題は、ポリエチレンテレフタレート樹脂の製造工程で使用され、製品として提供されるポリエチレンテレフタレート樹脂中に含有される重縮合触媒に起因するものであり、従って、ポリエチレンテレフタレート樹脂として、この重縮合触媒を失活させたポリエチレンテレフタレート樹脂を用いることにより、滞留熱劣化を抑制し得ることを見出した。
更に、重縮合触媒を失活させたポリエチレンテレフタレート樹脂により、ポリカーボネート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂のエステル交換反応が抑制されるため、該複合樹脂組成物のモルフォロジーが安定し、この結果、導電性フィラーであるカーボンブラックの分散状態も安定するため、射出成形等による成形品の導電性能のバラツキが小さく、品質の安定した製品が得られるだけでなく、成形品の表面外観も良好なものとなり、更にはポリエチレンテレフタレート樹脂の結晶性低下が抑制されることから、射出成形時にポリエチレンテレフタレート樹脂の結晶化収縮が効果的に行われるので、金型からの離型性が比較的良好に維持されることをも見出した。
本発明はこのような知見に基づいて達成されたものであり、以下を要旨とする。
[1] ポリカーボネート樹脂(A)95〜51質量%と、ポリエチレンテレフタレート樹脂(B)5〜49質量%とからなる樹脂成分100質量部に、カーボンブラック(C)0.5〜10質量部を配合してなり、前記ポリエチレンテレフタレート樹脂(B)が、重縮合触媒の失活処理がなされたポリエチレンテレフタレート樹脂であることを特徴とする導電性熱可塑性樹脂組成物。
[2] 重縮合触媒の失活処理がなされたポリエチレンテレフタレート樹脂は、末端カルボキシル基濃度が5〜40μeq/g、固有粘度[η]が0.6〜1.5dl/g、全構成繰り返し単位に対するオキシエチレンオキシテレフタロイル単位の比率が90当量%以上であり、下記式(1)で算出される固相重合速度Ksが0.006(dl/g・hr)以下であることを特徴とする[1]記載の導電性熱可塑性樹脂組成物。
固相重合速度Ks=([η]s−[η]m)/T …(1)
(ここで、[η]sは、当該ポリエチレンテレフタレート樹脂を窒素気流下210℃で3時間保持した後の該ポリエチレンテレフタレート樹脂の固有粘度(dl/g)であり、[η]mは、窒素気流下210℃で2時間保持した後の該ポリエチレンテレフタレート樹脂の固有粘度(dl/g)である。Tは1(時間)である。)
[3] カーボンブラック(C)の比表面積(BET式窒素吸着法)が30〜1500m/g、且つジブチルフタレート(DBP)吸収量が100〜500cm/100gであることを特徴とする[1]又は[2]に記載の導電性熱可塑性樹脂組成物。
[4] 更に、ポリカーボネート樹脂(A)とポリエチレンテレフタレート樹脂(B)の合計100質量部に対して、熱安定剤(D)として、リン系熱安定剤0.01〜0.5質量部及び/又はヒンダードフェノール系熱安定剤0.01〜1質量部を含有することを特徴とする[1]乃至[3]のいずれかに記載の導電性熱可塑性樹脂組成物。
[5] 更に、ポリカーボネート樹脂(A)とポリエチレンテレフタレート樹脂(B)の合計100質量部に対して、ゴム性重合体(E)1〜15質量部を含有することを特徴とする[1]乃至[4]のいずれかに記載の導電性熱可塑性樹脂組成物。
[6] 下記式(2)で算出される体積抵抗率変化が3以下であることを特徴とする[1]乃至[5]のいずれかに記載の導電性熱可塑性樹脂組成物。
体積抵抗率変化=[R]/[R] ・・・(2)
(但し、上記式(2)に於いて、[R]は樹脂組成物を280℃の射出成形機内で20分滞留させた後に射出成形した成形品の体積抵抗率を、[R]は樹脂組成物を該射出成形機に注入後直ちに射出成形した成形品の体積抵抗率を、各々示す。)
[7] [1]乃至[6]のいずれかに記載の導電性熱可塑性樹脂組成物を射出成形してなる樹脂成形品。
本発明によれば、耐衝撃性、耐熱変形性、剛性、寸法安定性等に優れたポリカーボネート樹脂に、耐薬品性や流動性の改善のためにポリエチレンテレフタレート樹脂を複合化すると共に、導電性付与のためにカーボンブラックを配合したポリカーボネート樹脂/ポリエチレンテレフタレート樹脂/カーボンブラック複合樹脂組成物の熱安定性を改善すると共に、導電性能及びその安定性、更には射出成形時の離型性、成形性、成形品表面の外観が改善され、高品質で品質安定性にも優れた製品が提供される。
このような優れた特徴を兼ね備える本発明の導電性熱可塑性樹脂組成物は、電気・電子機器部品、OA機器、機械部品、車輌部品、建築部材、各種容器、レジャー用品・雑貨類などの各種用途に有用である。
本発明の導電性熱可塑性樹脂組成物の好適な用途として、バンパー、フェンダー、ドアパネル、トランクリッド、フロントパネル、リアパネル、ルーフパネル、ボンネット、ピラー、サイドモール、ガーニッシュ、ホイールキャップ、ドアハンドル、フードバルジ、フューエルリッド、各種スポイラー等の静電塗装に供する自動車用外装部品を挙げることができる。
また、本発明の導電性熱可塑性樹脂組成物は、自動車用外装部品の他、例えば、電気・電子・OA機器をはじめとした導電性が必要とされる用途にも好適に使用できる。例えば、半導体に使われるICチップ、ICトレーや、ウエハー、コンピュータに使われるハードディスクの内部部品などの、帯電防止性を付与して塵やほこりの付着を防止するためや、静電気による誤作動を防止する目的等に使用することができる。また、電磁波シールド性の付与のために導電性が要求される用途、例えば、ノートバソコンのハウジング、PDAのハウジング、パチンコ部品の基板、カメラシャッター、携帯電話のハウジング等にも使用することができる。
以下に本発明の導電性熱可塑性樹脂組成物(以下「本発明の樹脂組成物」と称す場合がある。)及びその成形品の実施の形態を詳細に説明する。なお、本明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
[ポリカーボネート樹脂(A)]
本発明の樹脂組成物に用いられるポリカーボネート樹脂(A)としては、芳香族ポリカーボネート樹脂、脂肪族ポリカーボネート樹脂、芳香族−脂肪族ポリカーボネート樹脂が挙げられるが、好ましくは、芳香族ポリカーボネート樹脂である。
芳香族ポリカーボネート樹脂は、芳香族ヒドロキシ化合物と、ホスゲン又は炭酸のジエステルとを反応させることによって得られる、分岐していてもよい芳香族ポリカーボネート重合体である。芳香族ポリカーボネート樹脂の製造方法は、特に限定されるものではなく、ホスゲン法(界面重合法)、溶融法(エステル交換法)等の従来法によることができる。また、溶融法で製造され、末端基のOH基量を調整して製造されたポリカーボネート樹脂であってもよい。
本発明に使用される芳香族ポリカーボネート樹脂の原料の一つである芳香族ジヒドロキシ化合物の代表的なものとして、例えば、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス(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−メチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−t−ブチルフェニル)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−ジブロモフェニル)プロパン、4,4−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘプタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ジヒドロキシビフェニル、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)スルフィド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ケトン等が挙げられる。
さらに、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシルフェニル)エタン(THPE)、1,3,5−トリス(4−ヒドロキシフェニル)ベンゼン等の分子中に3個以上のヒドロキシ基を有する多価フェノール等を分岐化剤として少量併用することもできる。
これらの芳香族ジヒドロキシ化合物のなかでも、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(以下、「ビスフェノールA」とも言い、「BPA」と略記することもある。)が好ましい。これらの芳香族ジヒドロキシ化合物は、単独で、又は2種以上を混合して用いることができる。
分岐した芳香族ポリカーボネート樹脂を得るには、フロログルシン、4,6−ジメチル−2,4,6−トリス(4−ヒドロキシフェニル)ヘプテン−2、4,6−ジメチル−2,4,6−トリス(4−ヒドロキシフェニル)ヘプタン、2,6−ジメチル−2,4,6−トリス(4−ヒドロキシフェニル)ヘプテン−3、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)エタンなどのポリヒドロキシ化合物、あるいは3,3−ビス(4−ヒドロキシアリール)オキシインドール(=イサチンビスフェノール)、5−クロルイサチン、5,7−ジクロルイサチン、5−ブロムイサチンなどを前記芳香族ジヒドロキシ化合物の一部として用いればよく、その使用量は、該ヒドロキシ化合物に対して0.01〜10モル%であり、好ましくは0.1〜2モル%である。
エステル交換法による重合においては、ホスゲンの代わりに炭酸ジエステルがモノマーとして使用される。炭酸ジエステルの代表的な例としては、ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート等に代表される置換ジアリールカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−tert−ブチルカーボネート等に代表されるジアルキルカーボネートが挙げられる。これらの炭酸ジエステルは、単独で、又は2種以上を混合して用いることができる。これらのなかでも、ジフェニルカーボネート(以下、「DPC」と略記することもある。)、置換ジフェニルカーボネートが好ましい。
また、上記の炭酸ジエステルは、好ましくはその50モル%以下、さらに好ましくは30モル%以下の量を、ジカルボン酸又はジカルボン酸エステルで置換してもよい。代表的なジカルボン酸又はジカルボン酸エステルとしては、テレフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸ジフェニル、イソフタル酸ジフェニル等が挙げられる。このようなジカルボン酸又はジカルボン酸エステルで置換した場合には、ポリエステルカーボネートが得られる。
エステル交換法により芳香族ポリカーボネートを製造する際には、通常、触媒が使用される。触媒種に制限はないが、一般的にはアルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、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が使用されるが、中でもアルカリ金属化合物及び/又はアルカリ土類金属化合物が特に好ましい。これらは、単独で使用してもよく、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。エステル交換法では、上記重合触媒をp−トルエンスルホン酸エステル等で失活させることが一般的である。
芳香族ポリカーボネート樹脂として好ましいものは、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンから誘導されるポリカーボネート樹脂又は2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンと他の芳香族ジヒドロキシ化合物とから誘導されるポリカーボネート共重合体が挙げられる。また、難燃性等を付与する目的で、シロキサン構造を有するポリマー又はオリゴマーを共重合させることができる。芳香族ポリカーボネート樹脂は、原料の異なる2種以上の重合体及び/又は共重合体の混合物であってもよく、分岐構造を0.5モル%まで有していてもよい。
ポリカーボネート樹脂の末端ヒドロキシル基含有量は、成形品の熱安定性、加水分解安定性、色調等に大きな影響を及ぼす。実用的な物性を持たせるためには、通常30〜2000ppm、好ましくは100〜1500ppm、さらに好ましくは200〜1000ppmであり、末端ヒドロキシル基含有量を調節する封止末端剤としてはp−tert−ブチルフェノール、フェノール、クミルフェノール、p−長鎖アルキル置換フェノール等を使用することができる。
ポリカーボネート樹脂中の残存モノマー量としては、芳香族ジヒドロキシ化合物が150ppm以下、好ましくは100ppm以下であり、さらに好ましくは50ppm以下である。エステル交換法により合成された場合には、さらに炭酸ジエステル残存量が300ppm以下、好ましくは200ppm以下、さらに好ましくは150ppm以下である。
ポリカーボネート樹脂の分子量は特に制限は無いが、溶媒としてメチレンクロライドを用い、20℃の温度で測定した溶液粘度より換算した粘度平均分子量で、好ましくは10,000〜50,000の範囲のものであり、より好ましくは11,000〜40,000のものであり、特に好ましくは12,000〜30,000の範囲のものである。粘度平均分子量を10,000以上とすることにより、機械的特性がより効果的に発揮され、50,000以下とすることにより、成形加工がより容易になる。また、粘度平均分子量の異なる2種以上のポリカーボネート樹脂を混合してもよく、粘度平均分子量が上記好適範囲外であるポリカーボネート樹脂を混合し、上記分子量の範囲内としてもよい。
[ポリエチレンテレフタレート樹脂(B)]
本発明に用いられるポリエチレンテレフタレート樹脂(B)とは、全構成繰り返し単位に対するテレフタル酸及びエチレングリコールからなるオキシエチレンオキシテレフタロイル単位(以下「ET単位」と称す場合がある。)の比率(以下「ET比率」と称す場合がある。)が好ましくは90当量%以上であるポリエチレンテレフタレート樹脂であり、本発明におけるポリエチレンテレフタレート樹脂はET単位以外の構成繰り返し単位を10当量%未満の範囲で含んでいてもよい。本発明におけるポリエチレンテレフタレート樹脂は、テレフタル酸又はその低級アルキルエステルとエチレングリコールとを主たる原料として製造されるが、他の酸成分及び/又は他のグリコール成分を併せて原料として用いてもよい。
テレフタル酸以外の酸成分としては、フタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、4,4′−ジフェニルスルホンジカルボン酸、4,4′−ビフェニルジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−フェニレンジオキシジ酢酸及びこれらの構造異性体、マロン酸、コハク酸、アジピン酸等のジカルボン酸及びその誘導体、p−ヒドロキシ安息香酸、グリコール酸等のオキシ酸又はその誘導体が挙げられる。
また、エチレングリコール以外のジオール成分としては、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール等の脂肪族グリコール、シクロヘキサンジメタノール等の脂環式グリコール、ビスフェノールA、ビスフェノールS等の芳香族ジヒドロキシ化合物誘導体等が挙げられる。
上記の様なテレフタル酸又はそのエステル形成性誘導体とエチレングリコールとを含む原料は、エステル化触媒又はエステル交換触媒の存在下におけるエステル化反応又はエステル交換反応により、ビス(β−ヒドロキシエチル)テレフタレーテ及び/又はそのオリゴマーを形成させ、その後、重縮合触媒及び安定剤の存在下で高温減圧下に溶融重縮合を行ってポリマーとされる。
エステル化触媒は、テレフタル酸がエステル化反応の自己触媒となるため特に使用する必要はない。また、エステル化反応は、エステル化触媒と後述する重縮合触媒の共存下に実施することも可能であり、また、少量の無機酸等の存在下に実施することができる。エステル交換触媒としては、ナトリウム、リチウム等のアルカリ金属塩、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属塩、亜鉛、マンガン等の金属化合物が好ましく使用されるが、中でも得られるポリエチレンテレフタレート樹脂の外観上、マンガン化合物が特に好ましい。
重縮合触媒としては、ゲルマニウム化合物、アンチモン化合物、チタン化合物、コバルト化合物、錫化合物等の反応系に可溶な化合物が単独又は組み合わせて使用される。重縮合触媒としては、色調及び透明性等の観点から二酸化ゲルマニウムが特に好ましい。これらの重縮合触媒には重合中の分解反応を抑制するために安定剤を併用してもよく、安定剤としては、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリフェニルホスフェート等のリン酸エステル類、トリフェニルホスファイト、トリスドデシルホスファイト等の亜リン酸エステル類、メチルアシッドホスフェート、ジブチルホスフェート、モノブチルホスフェート酸性リン酸エステル、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、ポリリン酸等のリン化合物の1種又は2種以上が好ましい。
上記の触媒の使用割合は、全重合原料中、触媒中の金属の重量として、通常1〜2000ppm、好ましくは3〜500ppmの範囲とされ、安定剤の使用割合は、全重合原料中、安定剤中のリン原子の重量として、通常10〜1000ppm、好ましくは20〜200ppmの範囲とされる。触媒及び安定剤の供給は、原料スラリー調製時の他、エステル化反応又はエステル交換反応の任意の段階において行うことができる。更に、重縮合反応工程の初期に供給することもできる。
エステル化反応又はエステル交換反応時の反応温度は、通常240〜280℃であり、反応圧力は通常、大気に対する相対圧力として0.2〜3kg/cmG(20〜300kPa)である。また、重縮合時の反応温度は、通常250〜300℃であり、反応圧力は通常、絶対圧力として500〜0.1mmHg(67〜0.013kPa)である。このようなエステル化又はエステル交換反応及び重縮合反応は、一段で行っても、複数段階に分けて行ってもよい。この様にして得られるポリエチレンテレフタレート樹脂は、極限粘度が通常0.45〜0.70dl/gであり、常法によりチップ化される。このチップの平均粒径は、通常2.0〜5.5mm、好ましくは2.2〜4.0mmの範囲とされる。
次に、上記の様に溶融重縮合により得られたポリマーは、通常固相重合に供される。固相重合に供されるポリマーチップは、予め固相重合を行う温度より低い温度に加熱して予備結晶化を行った後、固相重合に供されてもよい。このような予備結晶化は、(a)乾燥状態のポリマーチップを、通常120〜200℃、好ましくは130〜180℃の温度で1分間〜4時間加熱する方法、(b)乾燥状態のポリマーチップを、水蒸気又は水蒸気含有不活性ガス雰囲気下で、通常120〜200℃の温度で1分間以上加熱する方法、(c)水、水蒸気又は水蒸気含有不活性ガス雰囲気下で吸湿させ調湿したポリマーチップを、通常120〜200℃の温度で1分間以上加熱する方法等によって行うことができる。ポリマーチップの調湿は、その含水分が通常100〜10000ppm、好ましくは1000〜5000ppmの範囲となる様に実施される。調湿したポリマーチップを結晶化や固相重合に供することにより、PETに含まれるアセトアルデヒドや微量に含まれる不純物の量を一層低減化することが可能である。
固相重合工程は、少なくとも一段からなり、通常190〜230℃、好ましくは195〜225℃の重合温度、通常1kg/cmG〜10mmHg(絶対圧力として200〜1.3kPa)、好ましくは0.5kg/cmG〜100mmHg(絶対圧力として150〜13kPa)の重合圧力の条件下、窒素、アルゴン、二酸化炭素等の不活性ガス流通下で実施される。固相重合時間は、温度が高いほど短時間でよいが、通常1から50時間、好ましくは5〜30時間、更に好ましくは10〜25時間である。固相重合により得られたポリマーの極限粘度は、通常0.70〜0.90dl/gの範囲である。
本発明に用いるポリエチレンテレフタレート樹脂の固有粘度は、適宜選択して決定すればよいが、通常0.5〜2dl/g、中でも0.6〜1.5dl/g、特には0.7〜1.0dl/gであることが好ましい。固有粘度を0.5dl/g以上、特には0.7dl/g以上とすることで、本発明の樹脂組成物における機械的特性や、滞留熱安定性、耐薬品性、耐湿熱性が向上する傾向にあり好ましい。逆に固有粘度を2dl/g未満、特には1.0dl/g未満とすることで樹脂組成物の流動性が向上する傾向にあり好ましい。
本発明において、ポリエチレンテレフタレート樹脂の固有粘度は、フェノール/テトラクロルエタン(重量比1/1)の混合溶媒を使用し、30℃で測定した値である。
本発明に用いるポリエチレンテレフタレート樹脂の末端カルボキシル基の濃度は、通常1〜60μeq/gであり、中でも3〜50μeq/g、更には5〜40μeq/gであることが好ましい。末端カルボキシル基濃度を60μeq/g以下とすることで、樹脂組成物の機械的特性が向上する傾向にあり、逆に末端カルボキシル基濃度を1μeq/g以上とすることで、樹脂組成物の耐熱性、滞留熱安定性や色相が向上する傾向にあり、好ましい。
なお、ポリエチレンテレフタレート樹脂の末端カルボキシル基濃度は、ベンジルアルコール25mLにポリエチレンテレフタレート樹脂0.5gを溶解し、水酸化ナトリウムの0.01モル/Lベンジルアルコール溶液を使用して滴定することにより求めることができる。
本発明で用いるポリエチレンテレフタレート樹脂は、上述のようなポリエチレンテレフタレート樹脂に重縮合触媒の失活処理を施したものである。ポリエチレンテレフタレート樹脂の重縮合触媒の失活処理方法としては、特に制限はなく、用いた重縮合触媒に応じて従来公知の失活処理を施すことができる。この失活処理方法としては、例えば、以下のような方法が挙げられる。
重縮合触媒の失活処理方法1:ゲルマニウム触媒の熱水(蒸気)処理
ポリエチレンテレフタレート樹脂を熱水(蒸気)処理してポリエチレンテレフタレート樹脂中のゲルマニウム触媒を失活させる方法。
具体的には、ポリエチレンテレフタレート樹脂を容器に充填し、70〜150℃、例えば約100℃の水蒸気をポリエチレンテレフタレート樹脂に対して毎時1〜100重量%の量で5〜6000分間通蒸して、蒸気処理を行った後乾燥する。
ポリエチレンテレフタレート樹脂を容器内でポリエチレンテレフタレート樹脂の0.3〜10重量倍の蒸留水に浸漬させ、次に、ポリエチレンテレフタレート樹脂及び蒸留水が入った容器を外部より加熱し、内温を70〜110℃にコントロールし、3〜3000分間保持して熱水処理を行なった後、脱水し、乾燥する。
上記乾燥は、通常、窒素等の不活性ガス中、120〜180℃で3〜8時間行われる。
重縮合触媒の失活処理方法2:チタニウム触媒へのリン化合物添加
ポリエチレンテレフタレート樹脂にリン化合物を添加して、ポリエチレンテレフタレート樹脂中のチタニウム触媒を失活させる。この場合、リン原子の添加量は、ポリエチレンテレフタレート樹脂の重量を基準として7〜145ppmの範囲であることが好ましい。リン化合物の添加量が7ppmに満たない場合、触媒の失活が不十分であり、本発明の目的とする効果が得られない場合がある。リン原子の添加量が145ppmを超える場合、リン化合物自体が粗大凝集粒子となり、外観不良や耐衝撃性の低下といった問題が生じる。
なお、添加するリン化合物としては、従来公知のリン酸エステル化合物類や亜リン酸エステル化合物類、そしてホスホネート化合物類等が挙げられる。中でも下記一般式(3)で表されるホスホネート化合物が好適である。
OC(O)XP(O)(OR …(3)
(式中、R及びRは炭素数1〜4のアルキル基、Xは−CH−又は−CH(Y)−(Yはフェニル基を示す。)であり、R及びRはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。)
上記式(3)で表されるホスホネート化合物の中でも、アルキルホスホネート化合物が好ましく例示され、これらの中でも特にトリエチルホスホノ酢酸が好ましい。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記ポリエチレンテレフタレート樹脂の重縮合触媒の失活処理方法は、本発明で採用し得る失活処理の一例であって、本発明に係る失活処理は何ら上記の方法に限定されるものではない。
以下において、重縮合触媒の失活処理を施したポリエチレンテレフタレート樹脂を「失活PET」と称し、未処理のポリエチレンテレフタレート樹脂を「未処理PET」と称す。
本発明で用いる失活PETは、上述のようなポリエチレンテレフタレート樹脂中の重縮合触媒の失活処理がなされることによって、下記式(1)で算出される固相重合速度Ksが0.006(dl/g・hr)以下、特に0.005(dl/g・hr)以下、とりわけ0.001〜0.004(dl/g・hr)程度となったものが好ましい。
固相重合速度Ks=([η]s−[η]m)/T …(1)
ここで、[η]sは、当該ポリエチレンテレフタレート樹脂を窒素気流下210℃で3時間保持した後の該ポリエチレンテレフタレート樹脂の固有粘度(dl/g)であり、[η]mは、当該ポリエチレンテレフタレート樹脂を窒素気流下210℃で2時間保持した後の該ポリエチレンテレフタレート樹脂の固有粘度(dl/g)である。Tは1(時間)である。即ち、本発明では、窒素気流下210℃にて3時間保持した後の固有粘度を[η]s、そして同条件下で2時間保持した後の固有粘度を[η]mとし、これらの値を用いて、上述した(1)式により算出した固相重合速度Ksを、固相重合速度Ksとした。そしてTは1時間となる。
失活PETの固相重合速度Ksが0.006(dl/g・hr)を超えるものでは、重縮合触媒の失活処理が不十分であり、本発明による滞留熱劣化の抑制効果を十分に得ることができない。ただし、固相重合速度Ksを過度に小さくすることは困難であり、通常0.001(dl/g・hr)以上である。
[樹脂成分]
本発明に係る樹脂成分は、前述のポリカーボネート樹脂(A)の1種又は2種以上の95〜51質量%と、上述の失活PET(B)の1種又は2種以上の5〜49質量%とからなる。
樹脂成分中のポリカーボネート樹脂(A)の割合が上記上限よりも多く、失活PET(B)の割合が上記下限よりも少ないと、PETを用いることによる耐薬品性及び流動性の向上効果を十分に得ることができず、さらにカーボンブラックを添加した際の導電性発現効果が十分に得られない。
逆に、ポリカーボネート樹脂(A)の割合が上記下限よりも少なく、失活PET(B)の割合が上記上限よりも多いと、ポリカーボネート樹脂本来の特性が損なわれ、耐衝撃性や荷重熱撓み温度が低下し、さらにカーボンブラックを添加した際の導電性発現効果が十分に得られないため好ましくない。
樹脂成分の好ましい割合は、ポリカーボネート樹脂(A)90〜55質量%、失活PET(B)10〜45質量%であり、より好ましくはポリカーボネート樹脂(A)85〜60質量%、失活PET(B)15〜40質量%である。
[カーボンブラック(C)]
本発明で導電性フィラーとして用いるカーボンブラック(C)とは、一般に比表面積が大きく、2次凝集体(ストラクチャー)の発達した導電性カーボンブラックであり、好ましくは比表面積(BET式窒素吸着法)が30〜1500m/gの範囲のもので、中でも50〜1300m/g、更には70〜900m/g、特に100〜850m/gであることが好ましい。比表面積が1500m/gを超えると、得られる樹脂組成物の流動性と外観が悪化する傾向があり、30m/g未満では、導電性が発現しにくくなるおそれがある。
また、カーボンブラック(C)としては、ジブチルフタレート(DBP)吸収量が、100〜500cm/100gの導電性カーボンブラックが好ましく、中でも120〜450cm/100g、特に150〜400cm/100gであるものが、導電性と耐衝撃性のバランスの点でより好ましい。
なお、本発明において、BET式窒素吸着法比表面積(単位:m/g)、DBP吸収量(単位:cm/100g)は、JIS K6217に準拠して測定されたものである。
このような好ましい導電性カーボンブラックとしては、原油やガスの燃焼熱によって原料炭化水素を熱分解させ、カーボンブラックを生成させるファーネス法導電性カーボンブラック、重質油のガス化プロセスによって得られるケッチェンブラック、アセチレンガスを熱分解して得られるアセチレンブラック等を挙げることができ、例えば、キャボット社製「バルカンXC−72」、三菱化学社製「ケッチェンブラックEC」、電気化学工業社製「デンカブラック」、等が市販されている。
カーボンブラック(C)は、1種を単独で用いてもよく、物性や原料ないし製造プロセスの異なるものを2種以上混合して用いてもよい。
カーボンブラック(C)は、ポリカーボネート樹脂(A)と失活PET(B)とからなる樹脂成分100質量部に対して0.5〜10質量部、好ましくは0.8〜8質量部、より好ましくは1〜6質量部用いられる。カーボンブラック(C)の配合量が上記下限未満では、樹脂組成物の導電性が不足し、上記上限を超えると、樹脂組成物の流動性や耐衝撃性、外観が悪化する。
[熱安定剤(D)]
本発明の樹脂組成物は、上述の樹脂成分に対してリン系熱安定剤及び/又はヒンダードフェノール系熱安定剤を含んでいてもよく、これらの特定の熱安定剤(D)を含むことにより、ポリエチレンテレフタレート樹脂(B)として失活PETを用いることによる滞留熱劣化の抑制効果をより一層顕著に高め、耐滞留熱劣化性に優れた樹脂組成物を実現することができる。即ち、リン系熱安定剤は、過酸化物の分解作用により、また、ヒンダードフェノール系熱安定剤は過酸化物ラジカルを捕捉する作用により、熱劣化を抑止することができる。
リン系熱安定剤としては、亜リン酸エステル、リン酸エステル等のリン系熱安定剤が挙げられる。
亜リン酸エステルとしては、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、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、トリノニルホスファイト、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、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、トリシクロヘキシルホスファイト、モノブチルジフェニルホスファイト、モノオクチルジ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等の亜リン酸のトリエステル、ジエステル、モノエステル等が挙げられる。
リン酸エステルとしては、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリス(ノニルフェニル)ホスフェート、2−エチルフェニルジフェニルホスフェート、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4−ジフェニルホスフォナイト等が挙げられる。
上記のリン系熱安定剤の中では、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)ホスファイト等のホスファイト化合物が好ましく、中でもビス(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ホスファイトやトリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイトが特に好ましい。
ヒンダードフェノール系熱安定剤としては、ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、チオジエチレンビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、N,N’−ヘキサン−1,6−ジイルビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニルプロピオナミド)、2,4−ジメチル−6−(1−メチルペンタデシル)フェノール、ジエチル[[3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル]メチル]ホスフォエート、3,3’,3’’,5,5’,5’’−ヘキサ−tert−ブチル−a,a’,a’’−(メシチレン−2,4,6−トリイル)トリ−p−クレゾール、4,6−ビス(オクチルチオメチル)−o−クレゾール、エチレンビス(オキシエチレン)ビス[3−(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−m−トリル)プロピオネート]、ヘキサメチレンビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,3,5−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン,2,6−ジ−tert−ブチル−4−(4,6−ビス(オクチルチオ)−1,3,5−トリアジン−2−イルアミノ)フェノール等が挙げられる。
上記の中では、ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートが好ましい。これら2つのフェノール系熱安定剤は、チバ・スペシャルテイ・ケミカルズ社より、「イルガノックス1010」及び「イルガノックス1076」の名称で市販されている。
リン系熱安定剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、ヒンダードフェノール系熱安定剤についても1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、リン系熱安定剤とヒンダードフェノール系熱安定剤とを併用してもよい。
本発明の樹脂組成物にリン系熱安定剤を用いる場合、リン系熱安定剤は、ポリカーボネート樹脂(A)と失活PET(B)とからなる樹脂成分100質量部に対して、好ましくは0.01〜0.5質量部、より好ましくは0.02〜0.2質量部用いられる。また、ヒンダードフェノール系熱安定剤を用いる場合、ヒンダードフェノール系熱安定剤は、ポリカーボネート樹脂(A)と失活PET(B)とからなる樹脂成分100質量部に対して、好ましくは0.01〜1質量部、より好ましくは0.05〜0.2質量部用いられる。これらの熱安定剤の配合量が上記下限値以上であることにより、熱安定剤を配合することによる滞留熱劣化の抑制効果を十分に得ることができるが、多過ぎてもその効果は頭打ちとなり、経済的でない。なお、リン系熱安定剤とヒンダードフェノール系熱安定剤とを併用する場合、各々の熱安定剤を上記配合範囲内とした上で、合計の配合割合が、ポリカーボネート樹脂と失活PET樹脂とからなる樹脂成分100質量部に対して0.07〜0.4質量部となるように用いることが好ましい。
[ゴム性重合体(E)]
本発明の樹脂組成物は、更にゴム性重合体(E)を含んでいてもよく、ゴム性重合体(E)の配合で、耐衝撃性、成形性の改善を図ると共に、熱滞留時の樹脂組成物の増粘を抑制することができる。即ち、好適なゴム性重合体を適当な配合量で配合することにより、熱滞留時のゴム性重合体の凝集を抑制して、ゴム性重合体の凝集による増粘を抑制し、これにより、樹脂組成物の成形安定性を改良とすることができる。
本発明に用いるゴム性重合体は、ガラス転移温度が0℃以下、中でも−20℃以下のゴム性重合体又はこれと共重合可能な単量体成分を共重合した共重合体であり、一般にポリカーボネート樹脂組成物等に配合されて、その機械的特性を改良し得る、従来公知の任意のものを使用することができる。
ゴム性重合体としては、例えば、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ジエン系共重合体(スチレン・ブタジエン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン共重合体、アクリル・ブタジエンゴム等)、エチレンとα−オレフィンとの共重合体(エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・ブテン共重合体、エチレン・オクテン共重合体等)、エチレンと不飽和カルボン酸エステルとの共重合体(エチレン・メタクリレート共重合体、エチレン・ブチルアクリレート共重合体等)、エチレンと脂肪族ビニル化合物との共重合体、エチレンとプロピレンと非共役ジエンとのターポリマー、アクリルゴム(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)、ブチルアクリレート・2−エチルヘキシルアクリレート共重合体等)、シリコーン系ゴム(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とポリアルキル(メタ)アクリレートゴムとからなるIPN型複合ゴム等)等が挙げられる。これらは1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。なお、「(メタ)アクリレート」は「アクリレート」と「メタクリレート」を意味し、後述の「(メタ)アクリル酸」は「アクリル酸」と「メタクリル酸」を意味する。
かかるゴム性重合体に必要に応じ共重合される単量体成分としては、芳香族ビニル化合物、シアン化ビニル化合物、(メタ)アクリル酸エステル化合物、(メタ)アクリル酸化合物等が好適に挙げられる。その他の単量体成分としては、グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基含有(メタ)アクリル酸エステル化合物;マレイミド、N−メチルマレイミド、N−フェニルマレイミド等のマレイミド化合物;マレイン酸、フタル酸、イタコン酸等のα,β−不飽和カルボン酸化合物及びそれらの無水物、例えば無水マレイン酸等を挙げることができる。これらの単量体成分についても、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
本発明の樹脂組成物の成形安定性の改良には、中でも、ゴム性重合体としてコア/シェル型グラフト共重合体タイプのゴム性重合体を用いることが好ましい。とりわけブタジエン含有ゴム、ブチルアクリレート含有ゴム、2−エチルヘキシルアクリレート含有ゴム、シリコーン系ゴムから選ばれる少なくとも1種のゴム性重合体をコア層とし、その周囲に、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、及び芳香族ビニル化合物から選ばれる少なくとも1種の単量体成分を共重合して形成されたシェル層からなるコア/シェル型グラフト共重合体が特に好ましい。より具体的には、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン重合体(MBS)、メチルメタクリレート−アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン重合体(MABS)、メチルメタクリレート−ブタジエン重合体(MB)、メチルメタクリレート−アクリルゴム重合体(MA)、メチルメタクリレート−アクリル・ブタジエンゴム共重合体、メチルメタクリレート−アクリル・ブタジエンゴム−スチレン共重合体、メチルメタクリレート−(アクリル・シリコーンIPN(interpenetrating polymer network)ゴム)重合体等の、シェル層がポリメチルメタクリレート(PMMA)系重合又は共重合体ブロックからなるコア/シェル型ゴム性重合体を挙げることができる。
このようなコア/シェル型ゴム性重合体としては、例えば、ローム・アンド・ハース・ジャパン社製のパラロイドEXL2315、EXL2602、EXL2603などのEXLシリーズ、KM330、KM336PなどのKMシリーズ、KCZ201などのKCZシリーズ、三菱レイヨン社製のメタブレンS−2001、SRK−200などが挙げられる。
ゴム性重合体にこれと共重合可能な単量体成分とを共重合したゴム性重合体のその他の具体例としては、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体(SBR)、スチレン−ブタジエン−スチレンブロツク共重合体(SBS)、スチレン−エチレン/ブチレン−スチレンブロック共重合体(SEBS)、スチレン−エチレン/プロピレン−スチレンブロック共重合体(SEPS)、エチレン−エチルアクリレート共重合体(EEA)、エチレン−メチルアクリレート共重合体(EMA)等が挙げられる。
これらのゴム性重合体は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明の樹脂組成物にゴム性重合体(E)を用いる場合、本発明の樹脂組成物のゴム性重合体(E)の含有割合は、ポリカーボネート樹脂(A)と失活PET(B)とからなる樹脂成分100質量部に対して好ましくは1〜15質量部、より好ましくは2〜12質量部、特に好ましくは3〜10質量部である。ゴム性重合体の含有割合が上記下限値以上であることによりゴム性重合体を配合したことによる衝撃強度の改良効果を十分に得ることができ、上記上限値以下であることにより熱安定性や剛性を良好に維持することができる。
[無機充填材]
本発明の樹脂組成物は、前記(A)成分、(B)成分及び(C)成分を含有することが必須であるが、該樹脂組成物の寸法安定性、耐熱性、及び剛性を改良する目的で、さらに(C)成分以外の無機充填材を含有することができる。
本発明で使用される無機充填材は、(C)成分以外の無機化合物の粉末である。粉末の形態は、球状、板状、針状、繊維状等いずれであってもよいが、最終的に得られる樹脂組成物の寸法安定性、耐熱性及び剛性を向上させるためには、板状、針状、繊維状のものが好ましい。しかして、本発明において、無機充填材の形状は、以下のように球状、板状、針状、繊維状とに明確に区別される。球状の場合は、真球状だけでなくある程度断面楕円状のものも含み、アスペクト比が1に近いものをさす。板状の場合は、板状の形状を呈してアスペクト比(板状粉の板状面における最長の長さ/板状粉の厚み)が2〜100の範囲のものをさす。針状の場合は、長さが100μm以下でアスペクト比(粒子長さ/粒子径)が2〜20の範囲のものをさし、繊維状の場合は、長さが100μmを超えるものをさす。これらは、電子顕微鏡写真により容易に区別することができる。
このような板状、針状、繊維状の無機充填材の具体例を挙げれば、板状フィラーとしては、タルク等の珪酸マグネシウム、クレー、マイカ、黒鉛、セリサイト、モンモリロナイト、板状炭酸カルシウム、板状アルミナ、ガラスフレーク等があり、針状フィラーとしては、ウォラストナイト等の珪酸カルシウム、モスハイジ、ゾノトライト、チタン酸カルシウム、硼酸アルミニウム、針状炭酸カルシウム、針状酸化チタン、テトラポット型酸化亜鉛等があり、繊維状フィラーとしては、ガラス繊維、炭素繊維等がある。これら無機充填材の中で、耐衝撃性、寸法安定性、流動性、製品外観のバランスの点で好ましいのは、タルク、マイカ、ガラスフレーク、ウォラストナイト、ガラス繊維、炭素繊維であり、特に製品外観の点からはタルク、ウォラストナイトが好ましい。なお、本発明での無機充填材に成分等の詳細については、例えば「フィラー活用事典」(
フィラー研究会編、大成社、1994)等に記載されている。
これら無機充填材の平均粒子径としては、板状、針状フィラーの場合は、好ましくは0.1〜25μmであり、より好ましくは0.5〜15μmである。平均粒子径が0.1μm未満では補強効果が不充分となり易く、25μmを超えると製品外観に悪影響を与えやすいのでいずれも好ましくない。ここで平均粒子径とは、X線透過による液相沈降方式で測定されたD50をいう。このような測定ができる装置としては、Sedigraph粒子径分析器(Micromeritics Instruments社製、モデル5100)を挙げることができる。また、繊維状フィラーの繊維径としては、好ましくは1〜15μmであり、繊維径が1μm未満では補強効果が不充分となり易く、15μmを超えると製品外観に悪影響を与えやすいのでいずれも好ましくない。なお、繊維状フィラーの繊維径は、電子顕微鏡写真により容易に測定することができる。
上記無機充填材は、無処理のままであってもよいが、樹脂成分との親和性又は界面結合力を高める目的で、無機表面処理剤、高級脂肪酸又はそのエステル塩等の誘導体、アミノシラン、エポキシシラン等のカップリング剤等による表面処理、あるいは取扱い性を向上させる目的で、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂等による集束処理を施して使用してもよい。表面処理する際には、非イオン・陽イオン・陰イオン型等の各種の界面活性剤や、各種の樹脂等の分散剤による処理を併せて行うと、機械的強度及び混練性の向上の観点から好ましい。また、タルク等の無機充填材を原石から粉砕する際の製法は特に制限はないが、無機充填材の取扱い性の点からは嵩密度を上げた凝集状態であるものが好ましく、脱気圧縮したものやバインダーを用いて顆粒化したものが好ましいものとして挙げられる。
本発明の樹脂組成物に無機充填材を配合する場合、本発明の樹脂組成物の無機充填材の含有割合は、ポリカーボネート樹脂(A)と失活PET(B)とからなる樹脂成分100質量部に対して好ましくは1〜20質量部、より好ましくは2〜15質量部、特に好ましくは3〜10質量部である。無機充填材の含有割合が上記下限値以上であることにより無機充填材を配合したことによる寸法安定性、耐熱性及び剛性の改良効果を十分に得ることができ、上記上限値以下であることにより流動性、衝撃強度、外観及び導電性の低下を防止することができる。
[その他の成分]
本発明の樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、上述のポリカーボネート樹脂(A)及び失活PET(B)と、カーボンブラック(C)、熱安定剤(D)、ゴム性重合体(E)、及び無機充填材の他、通常のポリカーボネート樹脂組成物に含有される他の種々の添加剤を含有していてもよい。
含有し得る各種添加剤としては、酸化防止剤、離型剤、紫外線吸収剤、染顔料、強化剤、難燃剤、耐衝撃性改良剤、帯電防止剤、防曇剤、滑剤・アンチブロッキング剤、流動性改良剤、可塑剤、分散剤、防菌剤などが挙げられる。これらは2種以上を併用してもよい。以下、本発明の樹脂組成物に好適な添加剤の一例について具体的に説明する。
離型剤としては、脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸とアルコールとのエステル、数平均分子量200〜15000の脂肪族炭化水素化合物、ポリシロキサン系シリコーンオイルの群から選ばれる少なくとも1種の化合物が挙げられる。
脂肪族カルボン酸としては、飽和又は不飽和の脂肪族1価、2価又は3価カルボン酸を挙げることができる。ここで脂肪族カルボン酸とは、脂環式のカルボン酸も包含する。これらの中では、好ましい脂肪族カルボン酸は、炭素数6〜36の1価又は2価カルボン酸であり、炭素数6〜36の脂肪族飽和1価カルボン酸が更に好ましい。係る脂肪族カルボン酸の具体例としては、パルミチン酸、ステアリン酸、カプロン酸、カプリン酸、ラウリン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、メリシン酸、テトラリアコンタン酸、モンタン酸、アジピン酸、アゼライン酸などが挙げられる。
脂肪族カルボン酸とアルコールとのエステルにおける脂肪族カルボン酸としては、前記脂肪族カルボン酸と同じものが使用できる。一方、アルコールとしては、飽和又は不飽和の1価又は多価アルコールを挙げることができる。これらのアルコールは、フッ素原子、アリール基などの置換基を有していてもよい。これらの中では、炭素数30以下の1価又は多価の飽和アルコールが好ましく、炭素数30以下の脂肪族飽和1価アルコール又は多価アルコールが更に好ましい。ここで脂肪族とは、脂環式化合物も含有する。係るアルコールの具体例としては、オクタノール、デカノール、ドデカノール、ステアリルアルコール、ベヘニルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、2,2−ジヒドロキシペルフルオロプロパノール、ネオペンチレングリコール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール等が挙げられる。
なお、上記のエステル化合物は、不純物として脂肪族カルボン酸及び/又はアルコールを含有していてもよく、複数の化合物の混合物であってもよい。
脂肪族カルボン酸とアルコールとのエステルの具体例としては、蜜ロウ(ミリシルパルミテートを主成分とする混合物)、ステアリン酸ステアリル、ベヘン酸ベヘニル、ベヘン酸ステアリル、グリセリンモノパルミテート、グリセリンモノステアレート、グリセリンジステアレート、グリセリントリステアレート、ペンタエリスリトールモノパルミテート、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールジステアレート、ペンタエリスリトールトリステアレート、ペンタエリスリトールテトラステアレート等が挙げられる。
数平均分子量200〜15000の脂肪族炭化水素としては、流動パラフィン、パラフィンワックス、マイクロワックス、ポリエチレンワックス、フィッシャートロプシュワックス、炭素数3〜12のα−オレフィンオリゴマー等が挙げられる。ここで、脂肪族炭化水素としては、脂環式炭化水素も含まれる。また、これらの炭化水素化合物は部分酸化されていてもよい。これらの中では、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス又はポリエチレンワックスの部分酸化物が好ましく、パラフィンワックス、ポリエチレンワックスが更に好ましい。数平均分子量は、好ましくは200〜5000である。これらの脂肪族炭化水素は単一物質であっても、構成成分や分子量が様々なものの混合物であっても、主成分が上記の範囲内であればよい。
ポリシロキサン系シリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、フェニルメチルシリコーンオイル、ジフェニルシリコーンオイル、フッ素化アルキルシリコーン等が挙げられる。これらは2種類以上を併用してもよい。
離型剤を用いる場合、本発明の樹脂組成物の離型剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)と失活PET(B)の合計100質量部に対し、通常0.001〜2質量部、好ましくは0.01〜1質量部である。離型剤の含有量が上記下限値以上であることにより離型効果が十分となり、上記上限値以下であることにより耐加水分解性の低下、射出成形時の金型汚染などを防止することができる。
紫外線吸収剤の具体例としては、酸化セリウム、酸化亜鉛などの無機紫外線吸収剤の他、ベンゾトリアゾール化合物、ベンゾフェノン化合物、トリアジン化合物などの有機紫外線吸収剤が挙げられる。これらの中では有機紫外線吸収剤が好ましい。特に、ベンゾトリアゾール化合物、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−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン−2−イル]−5−(オクチロキシ)フェノール、2,2’−(1,4−フェニレン)ビス[4H−3,1−ベンゾキサジン−4−オン]、[(4−メトキシフェニル)−メチレン]−プロパンジオイックアシッド−ジメチルエステルの群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
ベンゾトリアゾール化合物の具体例としては、メチル−3−[3−tert−ブチル−5−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−ヒドロキシフェニル]プロピオネート−ポリエチレングリコールとの縮合物が挙げられる。また、その他のベンゾトリアゾール化合物の具体例としては、2−ビス(5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−tert−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−2’−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(3−tert−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−tert−アミル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−[2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル]−2H−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−(2N−ベンゾトリアゾール2−イル)フェノール][メチル−3−[3−tert−ブチル−5−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−ヒドロキシフェニル]プロピオネート−ポリエチレングリコール]縮合物などが挙げられる。これらは2種以上を併用してもよい。
上記の中では、好ましくは、2−(2’−ヒドロキシ−5’−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−[2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、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−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン−2−イル]−5−(オクチロキシ)フェノール、2,2’−メチレン−ビス[4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2N−ベンゾトリアゾール2−イル)フェノール]である。
紫外線吸収剤を用いる場合、本発明の樹脂組成物の紫外線吸収剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)と失活PET(B)の合計100質量部に対し、通常0.01〜3質量部、好ましくは0.1〜1質量部である。紫外線吸収剤の含有量が上記下限値以上であることにより耐候性の改良効果が十分となり、上記上限値以下であることによりモールドデボジット等の問題を防止することができる。
染顔料としては、無機顔料、有機顔料、有機染料などが挙げられる。無機顔料としては、例えば、カーボンブラック、カドミウムレッド、カドミウムイエロー等の硫化物系顔料;群青などの珪酸塩系顔料;亜鉛華、弁柄、酸化クロム、酸化チタン、鉄黒、チタンイエロー、亜鉛−鉄系ブラウン、チタンコバルト系グリーン、コバルトグリーン、コバルトブルー、銅−クロム系ブラック、銅−鉄系ブラック等の酸化物系顔料;黄鉛、モリブデートオレンジ等のクロム酸系顔料;紺青などのフェロシアン系顔料が挙げられる。有機顔料及び有機染料としては、銅フタロシアニンブルー、銅フタロシアニングリーン等のフタロシアニン系染顔料;ニッケルアゾイエロー等のアゾ系染顔料;チオインジゴ系、ペリノン系、ペリレン系、キナクリドン系、ジオキサジン系、イソインドリノン系、キノフタロン系などの縮合多環染顔料;アンスラキノン系、複素環系、メチル系の染顔料などが挙げられる。これらは2種以上を併用してもよい。これらの中では、熱安定性の点から、カーボンブラック、酸化チタン、シアニン系、キノリン系、アンスラキノン系、フタロシアニン系化合物などが好ましい。
染顔料を用いる場合、本発明の樹脂組成物の染顔料の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)と失活PET(B)の合計100質量部に対し、通常5質量部以下、好ましくは3質量部以下、更に好ましくは2質量部以下である。染顔料の含有量が5質量部を超える場合は耐衝撃性が十分でない場合がある。
難燃剤としては、ハロゲン化ビスフェノールAのポリカーボネート、ブロム化ビスフェノール系エポキシ樹脂、ブロム化ビスフェノール系フェノキシ樹脂、ブロム化ポリスチレンなどのハロゲン系難燃剤、リン酸エステル系難燃剤、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−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等の有機金属塩系難燃剤、ポリオルガノシロキサン系難燃剤などが挙げられるが、リン酸エステル系難燃剤が特に好ましい。
リン酸エステル系難燃剤の具体例としては、トリフェニルホスフェート、レゾルシノールビス(ジキシレニルホスフェート)、ハイドロキノンビス(ジキシレニルホスフェート)、4,4’−ビフェノールビス(ジキシレニルホスフェート)、ビスフェノールAビス(ジキシレニルホスフェート)、レゾルシノールビス(ジフェニルホスフェート)、ハイドロキノンビス(ジフェニルホスフェート)、4,4’−ビフェノールビス(ジフェニルホスフェート)、ビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)等が挙げられる。これらは2種以上を併用してもよい。これらの中では、レゾルシノールビス(ジキシレニルホスフェート)、ビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)が好ましい。
難燃剤を用いる場合、本発明の樹脂組成物の難燃剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)と失活PET(B)の合計100質量部に対し、通常1〜30質量部、好ましくは3〜25質量部、更に好ましくは5〜20質量部である。難燃剤の含有量が上記下限値以上であることにより十分な難燃性が得られ、上記上限値以下でることにより耐熱性の低下を防止することができる。
滴下防止剤としては、例えば、ポリフルオロエチレン等のフッ素化ポリオレフィンが挙げられ、特に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が好ましい。これは、重合体中に容易に分散し、且つ、重合体同士を結合して繊維状材料を作る傾向を示す。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はASTM規格でタイプ3に分類される。ポリテトラフルオロエチレンは、固体形状の他、水性分散液形態のものも使用可能である。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としては、例えば三井・デュポンフロロケミカル社より、「テフロン(登録商標)6J」又は「テフロン(登録商標)30J」として、ダイキン工業社より「ポリフロン(商品名)」として市販されている。
滴下防止剤を用いる場合、本発明の樹脂組成物の滴下防止剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)と失活PET(B)の合計100質量部に対し、通常0.02〜4質量部、好ましくは0.03〜3質量部である。滴下防止剤の配合量が多過ぎると成形品外観の低下が生じる場合がある。
なお、本発明に係る樹脂組成物には、ポリカーボネート樹脂(A)及び失活PET(B)と前述のゴム性重合体(E)以外の他の樹脂成分やゴム成分が含まれていてもよい。この場合、他の樹脂ないしゴム成分としては、例えば、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリスチレン樹脂などのスチレン系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などのポリオレフィン樹脂、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、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、ポリメタクリレート樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられるが、これらの他の樹脂ないしゴム成分の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)と失活PET(B)との併用による効果を十分に確保する上で、ポリカーボネート樹脂(A)と失活PET(B)との合計100質量部に対して20質量部以下とすることが好ましい。
[本発明の樹脂組成物の製造方法]
本発明の樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂(A)、失活PET(B)、カーボンブラック(C)、必要に応じて用いられる熱安定剤(D)、ゴム性重合体(E)、その他の添加剤を用いて、従来公知の任意の方法を適宜選択して製造することができる。
具体的には、ポリカーボネート樹脂(A)、失活PET(B)、カーボンブラック(C)、その他の添加剤を、タンブラーやヘンシェルミキサーなどの各種混合機を用い予め混合した後、バンバリーミキサー、ロール、ブラベンダー、単軸混練押出機、二軸混練押出機、ニーダーなどで溶融混練して樹脂組成物を製造することができる。また、各成分を予め混合せずに、又は、一部の成分のみ予め混合してフィーダーを用いて押出機に供給して溶融混練して樹脂組成物を製造することもできる。
本発明の樹脂組成物は、好ましくは、後述の本発明の樹脂組成物の好適特性を満たすための製造方法により製造される。
[本発明の樹脂組成物の好適特性]
本発明の樹脂組成物は、失活PETを用いたことによる滞留熱劣化の抑制及び導電性及びその安定性に優れ、その好ましいものは、下記式(2)で算出される体積抵抗率変化が3以下の良好な特性を示す。
体積抵抗率変化=[R]/[R] ・・・(2)
(但し、上記式(2)に於いて、[R]は樹脂組成物を280℃の射出成形機内で20分滞留させた後に射出成形した成形品の体積抵抗率を、[R]は樹脂組成物を該射出成形機に注入後直ちに射出成形した成形品の体積抵抗率を、各々示す。)
上記の体積抵抗率変化が3以下、特に2以下である樹脂組成物であれば、滞留熱安定性、導電性能の安定性に優れ、導電性能のバラツキのない樹脂成形品を安定して連続生産することができる。
このような樹脂組成物を得るためには、樹脂組成物におけるカーボンブラック(C)の分散を良好なものとし、加熱による分散の不安定化要素を取り除くことが重要である。即ち、本発明の樹脂組成物においては、ポリカーボネート樹脂(A)とポリエチレンテレフタレート樹脂(B)の二つの樹脂成分が熱履歴に対して安定したモルフォロジーを維持するのはもちろん、導電性物質であるカーボンブラック(C)の形状が崩れずに存在し、安定して導電経路を形成できるように樹脂組成物中に分散させることが重要となる。
このようにカーボンブラック(C)を樹脂組成物中に良好に分散させる方法としては、分散剤を用いる方法や、混練条件を調整する方法が挙げられる。中でも、混練条件として、適度な混練、即ちカーボンブラック(C)の一次粒子の凝集構造(ストラクチャー)をできるだけ維持しつつ、且つ樹脂組成物中に分散させるために、樹脂組成物の混練工程に於いて、カーボンブラック(又はカーボンブラックマスターバッチ)をサイドフィードする方法が挙げられる。
一般的に、樹脂組成物の製造方法においては、混練機に樹脂組成物の原料を投入し、先ずこれらを溶融し、混練する。そして、混練工程は複数回設けることが一般的であり、具体的には例えば、一般的な混練機内部の工程としては、樹脂組成物の原料投入側(上流側)から順に、原料の溶融工程、混練工程、搬送工程、混練工程を経て樹脂組成物が製造される。
上記体積抵抗率変化を3以下の樹脂組成物を得るためには、この溶融混練工程において、カーボンブラックをサイドフィードし、この際、上述の「搬送工程」即ち混練工程の様な剪断力が掛からない状態で溶融樹脂と先ず一定時間接触させ、次いでこのカーボンブラックを含む樹脂組成物を混練する方法が挙げられ、これにより優れた性能を有する樹脂組成物を得ることができる。
この際のサイドフィード後の条件としては、上流側から投入された樹脂成分100質量部に対して、カーボンブラック(C)0.5〜10質量部をサイドフィードする場合、搬送工程にて0.5〜10秒の範囲で、溶融樹脂と接触させた後、混練する条件が挙げられる。この様に、サイドフィードにより長時間の混練を行わずに、溶融樹脂と一定時間接触させてから混練を行うことによって、カーボンブラック(C)の一次粒子のストラクチャーを維持しつつ、且つ樹脂組成物中に良好に分散させることが可能となる。
なお、本発明の樹脂組成物の導電性の程度としては、後述の実施例の項に記載される測定方法で測定される体積抵抗率の値として、1.0×10Ωcm以下、例えば、電磁波シールド、静電塗装向け樹脂成形品等の場合を想定すると、1.0×10〜1.0×10Ωcm程度であることが好ましい。
また、本発明の樹脂組成物の流動性の程度としては、後述の実施例の項に記載される測定方法で測定される。MVR(メルトボリュームレート)の値として5〜30cm/10min、特に7〜25cm/10min、とりわけ9〜20cm/10minであることが好ましい。
本発明の組成物のMVRが上記上限値以下であることにより、耐衝撃性や耐湿熱性が良好となり、上記下限値以上であることにより、流動性が良好となり、残留歪みを抑えて、耐薬品性に優れた成形品を得ることができる。
[樹脂成形品の製造方法]
本発明の樹脂組成物から成形品を製造する方法は、特に限定されるものではなく、熱可塑性樹脂について一般に採用されている成形法、すなわち一般的な射出成形法、超高速射出成形法、射出圧縮成形法、多色射出成形法、ガスアシスト射出成形法、断熱金型を用いた成形法、急速加熱冷却金型を用いた成形法、発泡成形(超臨界流体も含む)、インサート成形、IMC(インモールドコーティング成形)成形法、押出成形法、シート成形法、熱成形法、回転成形法、積層成形法、プレス成形法などを採用することができる。また、各種射出成形法においてはホットランナー方式を用いた成形法を選択することもできる。
また、本発明の樹脂組成物を他の熱可塑性樹脂組成物と多色複合成形して複合成形品とすることもできる。
なお、本発明では、ポリエチレンテレフタレート樹脂(B)として失活PETを用い、好ましくは更に特定の熱安定剤(D)を配合することにより、ポリカーボネート樹脂(A)にポリエチレンテレフタレート樹脂(B)を複合化したことによる樹脂組成物の滞留熱劣化は抑制されるため、成形工程における滞留熱劣化の問題は防止されるが、この滞留温度が過度に高く、また、滞留時間が過度に長いと、滞留熱劣化の問題が生じる恐れがある。従って、本発明の樹脂組成物の成形工程における樹脂組成物の滞留温度は280℃以下で滞留時間は20分以下とすることが好ましい。
以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
以下の実施例及び比較例において用いた原料成分は次のとおりである。
[ポリカーボネート樹脂]
(1)PC−A:
界面重合法で製造されたビスフェノールA型芳香族ポリカーボネート 三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製「ユーピロン(登録商標)E−2000」、粘度平均分子量:28,000、末端ヒドロキシル基含有量:150ppm
(2)PC−B:
界面重合法で製造されたビスフェノールA型芳香族ポリカーボネート 三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製「ユーピロン(登録商標)S−3000」、粘度平均分子量:22,000、末端ヒドロキシル基含有量:150ppm
(3)PC−C:
界面重合法で製造されたビスフェノールA型芳香族ポリカーボネート 三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製「ユーピロン(登録商標)H−3000」、粘度平均分子量:18,000、末端ヒドロキシル基含有量:150ppm
[ポリエチレンテレフタレート樹脂]
(1)未処理PET−1:
重縮合触媒として二酸化ゲルマニウム触媒を用いたポリエチレンテレフタレート 三菱化学(株)製「GG500S」、固有粘度[η]:0.76dl/g、末端カルボキシル基濃度AV:28μeq/g、ET比率:97.8当量%、固相重合速度Ks:0.0085dl/g・hr(物性値はいずれも後述の測定方法による。)
(2)未処理PET−2:
重縮合触媒としてチタン系触媒を用いたポリエチレンテレフタレート 三菱化学(株)製「ノバペックス(登録商標)RF543DE」、固有粘度[η]:0.74dl/g、末端カルボキシル基濃度AV:8.4μeq/g、ET比率:97.6当量%、固相重合速度Ks:0.0078dl/g・hr(物性値はいずれも後述の測定方法による。)
(3)失活PET−1:
上記未処理PET−1に対して、以下の重縮合触媒の失活処理を施したもの、固有粘度[η]:0.75dl/g、末端カルボキシル基濃度AV:30μeq/g、ET比率:97.8当量%、固相重合速度Ks:0.0031dl/g・hr(物性値はいずれも後述の測定方法による。)
<失活処理方法>
未処理PET−1 50kgを100℃の蒸留水50kg中で1時間煮沸処理した後、脱水し、窒素雰囲気中、120℃で6時間時間乾燥した。
(4)失活PET−2:
上記未処理PET−2に対して、以下の重縮合触媒の失活処理を施したもの、固有粘度[η]:0.73dl/g、末端カルボキシル基濃度AV:12μeq/g、ET比率:97.6当量%、固相重合速度Ks:0.0042dl/g・hr(物性値はいずれも後述の測定方法による。)
<失活処理方法>
未処理PET−2 100質量部に対して、以下のリン系熱安定剤a(アデカスタブAX−71)を0.01質量部と以下のリン系熱安定剤b(イルガフォス168)を0.03質量部添加し、タンブラーミキサーで均一に混合した後、二軸押出機(日本製鋼所製、TEX30XCT、L/D=42、バレル数12)を用いて、シリンダー温度270℃、スクリュー回転数200rpm、吐出量15kg/hrにてバレルより押出機にフィードし、溶融混練することにより失活PET−2のペレットを作製した。
リン系熱安定剤a:ADEKA社製「アデカスタブAX−71」(モノ又はジ−ステアリルアシッドホスフェート)
リン系熱系安定剤b:チバ・スペシャルティ・ケイミカルズ社製「イルガフォス168」(トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト)
[カーボンブラック]
(1)CB−1
三菱化学(株)製品 「三菱カーボンブラック#3400B」、比表面積(BET式窒素吸着法):165m/g、ジブチルフタレート(DBP)吸収量:175cm/100g
(2)CB−2
三菱化学(株)製品 「三菱カーボンブラック#3030B」、比表面積(BET式窒素吸着法):32m/g、ジブチルフタレート(DBP)吸収量:130cm/100g
(3)CB−3
電気化学工業(株)製品 「デンカブラック」、比表面積(BET式窒素吸着法):69m/g、ジブチルフタレート(DBP)吸収量:160cm/100g
(4)CB−4
三菱化学(株)製品 「ケッチェンブラックEC−300J」、比表面積(BET式窒素吸着法):800m/g、ジブチルフタレート(DBP)吸収量:360cm/100g
[ゴム性重合体]
ポリアクリル酸アルキル(コア)/アクリル酸アルキル・メタクリル酸アルキル共重合物(シェル)からなるコア/シェル型グラフト共重合体 ローム・アンド・ハース・ジャパン社製「パラロイドEXL2315」
[熱安定剤]
(1)熱安定剤−1(リン系熱安定剤)
トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト チバ・スペシャルティ・ケイミカルズ社製「イルガフォス168」
(2)熱安定剤−2(ヒンダードフェノール系熱安定剤)
オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート チバ・スペシャルテイ・ケミカルズ社製「イルガノックス1076」
また、各種物性ないし特性の評価方法は次の通りである。
<PETの末端カルボキシル基濃度>
樹脂チップ0.5gを精秤し、195℃のベンジルアルコール25ml中に溶解し、氷水中で数十秒間冷却した後エチルアルコール2mlを加え、自動滴定装置(東亜電波製「AUT−301」)を用いて、0.01N−NaOHベンジルアルコール溶液で中和滴定した。測定滴定量A(ml)、ブランク滴定量B(ml)、NaOHベンジルアルコールの力価F、及び、試料の秤量値W(g)より、下記式により、末端カルボキシル基量AV(μeq/g)を求めた。
AV=(A−B)×0.01×F×1000/W
<PETの固有粘度>
凍結粉砕したPET試料0.50gを、フェノール/テトラクロロエタン(重量比1/1)の混合液を溶媒として、濃度(c)を1.0g/dlの溶液を調製した。ここで試料溶解条件は120℃で30分間で溶解させた。この溶液を30℃にてウベローデ型粘度計を用いて、溶媒のみ(c=0)に対する相対粘度(ηrel)を測定し、この相対粘度(ηrel)−1を比粘度(ηsp)とし濃度(c)との比(ηsp/c)を求めた。同様にして濃度(c)を0.5g/dl、0.2g/dl、0.1g/dlとして、それぞれの比(ηsp/c)を求め、これらの値より、濃度(c)を0に外挿したときの比(ηsp/c)を固有粘度[η](dl/g)として求めた。
<PETの組成分析>
樹脂試料を重水素化トリフルオロ酢酸に常温で溶解させた3重量%溶液を用いて、核磁気共鳴装置(日本電子社製「JNM−EX270型」)にてH−NMRを測定し、各ピークを帰属し、その積分比からテレフタル酸、及びテレフタル酸以外のジカルボン酸成分、並びに、エチレングリコール、及びそれ以外のジオール成分の割合を求め、オキシエチレンオキシテレフタロイル単位の含有率(ET比率)を算出した。
<PETの固相重合速度>
1粒当りの平均粒重が24mgとなるようにカットされたPETチップ10gを直径30mmφ、高さ30mmのステンレス製メッシュで作成した容器に入れ、イナートオーブン(ESPEC社製「IPHH−201型」)中で、40リットル/分の窒素気流下160℃で4時間乾燥させた。その後、窒素流通を保持した状態で160℃から210℃まで1時間かけて昇温し、210℃で保持後3時間後の固有粘度[η]s、2時間後の固有粘度[η]mから、以下の(1)式により算出した。
固相重合速度Ks=([η]s−[η]m)/1 …(1)
[実施例1〜16、比較例1〜6]
<実施例1〜15及び比較例1〜6の樹脂組成物の調製>
上記原料成分を使用し、下記表1,2に示す割合で含有する導電性熱可塑性樹脂組成物を以下のように調製した。
すなわち、表1,2に示す各成分を表1,2に示す割合にて、タンブラ−ミキサ−で均一に混合した後、二軸押出機(日本製鋼所製「TEX30XCT」)にフィードし、溶融混練した樹脂組成物を、水槽にて急冷し、ペレタイザーを用いてペレット化して樹脂組成物のペレットを得た。
<実施例16の樹脂組成物の調製>
表2に示すカーボンブラック以外の各成分を表2に示す割合にて、タンブラ−ミキサ−で均一に混合した後、二軸押出機(日本製鋼所製「TEX30XCT」)にフィードし、カーボンブラックは、表2の割合となるよう同上押出機の途中からサイドフィードし、溶融混練した樹脂組成物を、水槽にて急冷し、ペレタイザーを用いてペレット化して樹脂組成物のペレットを得た。また、サイドフィードから直下の混練ゾーンまでの到達時間(搬送工程の時間)は5秒とした。
<樹脂組成物の評価>
上記で得られた樹脂組成物について、以下の評価を行って、結果を表1,2に示した。
(1)ノッチ付きシャルピー衝撃強度
樹脂組成物のペレットを120℃で5時間以上乾燥した後、ファナック製「α100iA型」射出成形機を使用して、シリンダー温度280℃、金型温度80℃、成形サイクル40秒の条件で、ISO引張試験片(厚さ4.0mm)を射出成形した。ISO179に準拠して、この試験片から厚さ4.0mmのノッチ付試験片(通常試験片)を作製し、23℃の環境下において、ノッチ付きシャルピー衝撃強度(単位:kJ/m)を測定した。
尚、滞留後のノッチ付きシャルピー衝撃強度の測定については、後述(2)の方法で得られた20分滞留後の試験片から上記と同様にノッチ付き試験片(滞留後試験片)を作製し、23℃の環境下において、ノッチ付きシャルピー衝撃強度(単位:kJ/m)を測定した。
(2)滞留後外観
上記(1)と同様にして樹脂組成物のペレットを120℃で5時間以上乾燥した後、ファナック製「α100iA型」射出成形機を使用して、シリンダー温度280℃、金型温度80℃の条件で、射出成形に十分な計量を行った後、シリンダー内に20分間保持した後に射出成形し、滞留後のISO引張試験片(厚さ4.0mm)を作製した。
得られた滞留後の試験片の外観を、以下の4段階で評価した。
◎:表面にシルバーストリークなし
○:表面にわずかにシルバーストリークあり
△:表面にシルバーストリークあり
×:表面のシルバーストリークが著しい
(3) 導電性(体積抵抗率)
上記(1)の方法で得られた通常試験片と滞留後試験片について、それぞれ平行部分を、長さ50mmとなるように両端を切断し、切断により生じた両端面に銀ペーストを全面塗布し、室温で乾燥した後に、テスターで該両端面間の抵抗値(RL:単位Ω)を測定し、体積抵抗率R(単位:Ωcm)を、次式より算出した。
R=RL×AL/L
(式中、ALは、試験片の断面積(単位:cm)を、Lは、試験片の長さ(単位:cm)を意味する。)
測定された通常試験片の体積抵抗率[R]と滞留後試験片の体積抵抗率[R]から、その変化割合を次式により算出した。
体積抵抗率変化=滞留後試験片の体積抵抗率[R]/通常試験片の体積抵抗率[R
(4)離型抵抗
上記(1)において、樹脂組成物のペレットを120℃で5時間以上乾燥した後、ファナック製「α100iA型」射出成形機を使用して、シリンダー温度280℃、金型温度80℃、成形サイクル40秒の条件で、ISO引張試験片(厚さ4.0mm)を射出成形する際、試験片の金型からの離型抵抗を、以下の4段階で評価した。
◎:離型性特に問題なし
○:離型時にやや抵抗あり(目視)
△:離型時にやや試験片の変形あり
×:離型不良(離型せず、試験片の変形大)
(5)樹脂組成物のMVR
上記(1)の方法で得られた通常試験片と滞留後試験片について、それぞれMVR(メルトボリュームレート)をJIS K7210に準拠し、温度300℃、荷重11.8Nで測定した。
Figure 0005316507
Figure 0005316507
<考察>
表1,2より次のことが分かる。
失活PETを用いても、ポリエチレンテレフタレート樹脂の割合が多く、ポリカーボネート樹脂が少ない比較例1,2では、流動性は良好であるが、耐衝撃性、導電性、離型抵抗に劣る。
ポリエチレンテレフタレート樹脂として失活PETではなく未処理PETを用いた比較例3,4では、体積抵抗率変化が大きく、導電性能の安定性が劣り、また、耐衝撃性、滞留後外観も劣る。
カーボンブラックの配合量が多過ぎる比較例5では、導電性は良好であるが、流動性、耐衝撃性、滞留後外観に劣る。
カーボンブラックの配合量が少な過ぎる比較例6では、実用的な導電性を示さない。
これに対して、樹脂成分としてポリカーボネート樹脂と失活PETを所定の割合で含み、カーボンブラックを本発明の範囲内で含む実施例1〜16では、いずれも良好な評価結果が得られている。

Claims (7)

  1. ポリカーボネート樹脂(A)95〜51質量%と、ポリエチレンテレフタレート樹脂(B)5〜49質量%とからなる樹脂成分100質量部に、カーボンブラック(C)0.5〜10質量部を配合してなり、前記ポリエチレンテレフタレート樹脂(B)が、重縮合触媒の失活処理がなされたポリエチレンテレフタレート樹脂であることを特徴とする導電性熱可塑性樹脂組成物。
  2. 重縮合触媒の失活処理がなされたポリエチレンテレフタレート樹脂は、末端カルボキシル基濃度が5〜40μeq/g、固有粘度[η]が0.6〜1.5dl/g、全構成繰り返し単位に対するオキシエチレンオキシテレフタロイル単位の比率が90当量%以上であり、下記式(1)で算出される固相重合速度Ksが0.006(dl/g・hr)以下であることを特徴とする請求項1記載の導電性熱可塑性樹脂組成物。
    固相重合速度Ks=([η]s−[η]m)/T …(1)
    (ここで、[η]sは、当該ポリエチレンテレフタレート樹脂を窒素気流下210℃で3時間保持した後の該ポリエチレンテレフタレート樹脂の固有粘度(dl/g)であり、[η]mは、窒素気流下210℃で2時間保持した後の該ポリエチレンテレフタレート樹脂の固有粘度(dl/g)である。Tは1(時間)である。)
  3. カーボンブラック(C)の比表面積(BET式窒素吸着法)が30〜1500m/g、且つジブチルフタレート(DBP)吸収量が100〜500cm/100gであることを特徴とする請求項1又は2に記載の導電性熱可塑性樹脂組成物。
  4. 更に、ポリカーボネート樹脂(A)とポリエチレンテレフタレート樹脂(B)の合計100質量部に対して、熱安定剤(D)として、リン系熱安定剤0.01〜0.5質量部及び/又はヒンダードフェノール系熱安定剤0.01〜1質量部を含有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の導電性熱可塑性樹脂組成物。
  5. 更に、ポリカーボネート樹脂(A)とポリエチレンテレフタレート樹脂(B)の合計100質量部に対して、ゴム性重合体(E)1〜15質量部を含有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の導電性熱可塑性樹脂組成物。
  6. 下記式(2)で算出される体積抵抗率変化が3以下であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の導電性熱可塑性樹脂組成物。
    体積抵抗率変化=[R]/[R] ・・・(2)
    (但し、上記式(2)に於いて、[R]は樹脂組成物を280℃の射出成形機内で20分滞留させた後に射出成形した成形品の体積抵抗率を、[R]は樹脂組成物を該射出成形機に注入後直ちに射出成形した成形品の体積抵抗率を、各々示す。)
  7. 請求項1乃至6のいずれかに記載の導電性熱可塑性樹脂組成物を射出成形してなる樹脂成形品。
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