以下、本発明を詳細に説明する。本発明において、「(メタ)アクリレート」は「アクリレート」及び「メタクリレート」の少なくとも一方を意味する。また「(共)重合体」とは、「重合体」及び「共重合体」の少なくとも一方を意味する。
「ポリカーボネート樹脂組成物」
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂、芳香族ビニル単量体単位及び/又はシアン化ビニル単量体単位を含有する(共)重合体、及びゴム含有グラフト共重合体を含有する。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、さらに難燃剤を含有することが好ましい。
<ポリカーボネート樹脂>
ポリカーボネート樹脂としては、従来公知の任意のものを使用することができ、具体的には、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などを使用できる。
ポリカーボネート樹脂は、例えば種々のジヒドロキシジアリール化合物とホスゲンとを反応させるホスゲン法、又はジヒドロキシジアリール化合物とジフェニルカーボネート等の炭酸エステルとを反応させるエステル交換法などによって得られる。ポリカーボネート樹脂の代表的なものとしては、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールA)から製造されたポリカーボネートが挙げられる。
上記ジヒドロキシジアリール化合物としては、例えばビスフェノールA、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、ビス(4−ヒドロキシフェニル)フェニルメタンなどが挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量は10,000〜40,000であることが好ましく、15,000〜30,000であることがより好ましい。ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量が10,000以上であれば、ポリカーボネート樹脂組成物を高温で成形した際に分子量の低下が起こりにくく、得られる成形品の衝撃強度保持率や耐熱着色性がより向上する。一方、ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量が40,000以下であれば、溶融流動性に優れたポリカーボネート樹脂組成物が得られる。
なお、「粘度平均分子量」とは、溶媒としてメチレンクロライドを用い、温度25℃で測定された溶液粘度より換算して得られる分子量のことである。
ポリカーボネート樹脂としては、例えば以下のものが挙げられる。三菱エンジニアリングプラスチック(株)製の商品名ユーピロンS−1000、ユーピロンS−2000、ユーピロンS−3000、ユーピロンH−3000もしくはユーピロンH−4000;または帝人化成(株)製の商品名パンライトL1250、パンライトL1225もしくはパンライトK1300など。これらの形状は通常ペレットであるが、フレーク状のPC樹脂を用いてもよい。例えば、三菱エンジニアリングプラスチック(株)製の商品名ユーピロンS−1000F、ユーピロンS−2000F、ユーピロンH−3000Fなどが挙げられる。
<芳香族ビニル単量体単位及び/又はシアン化ビニル単量体単位を含有する(共)重合体>
芳香族ビニル単量体単位及び/又はシアン化ビニル単量体単位を含有する(共)重合体(以下、「(共)重合体」と記載することもある。)は、芳香族ビニル単量体単位の原料となる芳香族ビニル単量体及び/又はシアン化ビニル単量体単位の原料となるシアン化ビニル単量体と、必要に応じてこれと共重合可能なその他のビニル単量体とを公知の方法で重合することにより得られる。
(共)重合体は、芳香族ビニル単量体単位の原料となる芳香族ビニル単量体及び/又はシアン化ビニル単量体単位の原料となるシアン化ビニル単量体と、必要に応じてこれと共重合可能なその他のビニル単量体とを、ゴム質重合体(ただし、ポリオルガノシロキサンを含むゴムを除く。)に公知の方法でグラフト重合することにより得られたものであってもよい。
(共)重合体は、ポリカーボネート樹脂組成物の成形性(流動性)改善に寄与する。
芳香族ビニル単量体としては、例えば以下のものが挙げられる。スチレン、α−メチルスチレン、o−,m−若しくはp−メチルスチレン、ビニルキシレン、モノクロロスチレン、ジクロロスチレン、モノブロモスチレン、ジブロモスチレン、フルオロスチレン、p−tert−ブチルスチレン、エチルスチレン、ビニルナフタレン。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。これらのうち、芳香族ビニル単量体の重合率を高めやすく、屈折率がPC樹脂に近くなることから、スチレン、α−メチルスチレンが好ましい。
シアン化ビニル単量体としては、例えば以下のものが挙げられる。アクリロニトリル、メタアクリロニトリル。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。これらのうち、透明性を維持しながら、耐熱性や機械的強度、耐薬品性を付与することができることから、アクリロニトリルを用いることが好ましい。
その他のビニル単量体としては、例えば以下のものが挙げられる。アクリル酸、メタアクリル酸等の(メタ)アクリル酸類;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート類;無水マレイン酸、無水イタコン酸等のα、β−不飽和カルボン酸無水物類;マレイミド、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−o−クロロフェニルマレイミド等のマレイミド化合物類。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。
ゴム質重合体としては、ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン−ブタジエンのランダム共重合体及びブロック共重合体、該ブロック共重合体の水素添加物、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ブタジエン−イソプレン共重合体等のジエン系ゴム、エチレン−プロピレンのランダム共重合体及びブロック共重合体、エチレンとアルファオレフィンとの共重合体、エチレン−メタクリレート、エチレン−ブチルアクリレート等のエチレン−不飽和カルボン酸エステルとの共重合体、アクリル酸エステル−ブタジエン共重合体、例えばブチルアクリレート−ブタジエン共重合体等のアクリル系弾性重合体、エチレン−酢酸ビニル等のエチレンと脂肪酸ビニルとの共重合体、エチレン−プロピレン−ヘキサジエン共重合体等のエチレン−プロピレン非共役ジエンターポリマー、ブチレン−イソプレン共重合体、塩素化ポリエチレン等が挙げられ、これらを一種又は2種以上で使用する。
(共)重合体(100質量%)中の芳香族ビニル単量体単位の含有率は0〜100質量%、シアン化ビニル単量体単位の含有率は0〜100質量%、その他のビニル単量体単位の含有率は0〜30質量%が好ましく、芳香族ビニル単量体単位30〜85質量%、シアン化ビニル単量体単位15〜70質量%、その他の単量体単位0〜20質量%がより好ましく、芳香族ビニル単量体単位50〜80質量%、シアン化ビニル単量体単位20〜50質量%、その他の単量体単位0〜10質量%がさらに好ましい。得られる成形体の機械的特性が優れる観点から、その他の単量体単位は30質量%以下であることが好ましい。
(共)重合体の具体例としては、スチレン樹脂、アクリロニトリル樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体(AS樹脂)、スチレン−アクリロニトリル−N−フェニルマレイミド共重合体、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体、メタクリル酸メチル−スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体(SBR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−エチレンプロピレン−スチレン共重合体(AES樹脂)、アクリロニトリル−塩素化ポリエチレン−スチレン共重合体(ACS樹脂)、アクリロニトリル−アクリル系弾性体−スチレン共重合体(AAS樹脂)、メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体(MBS樹脂)である。
好ましくはスチレン樹脂、AS樹脂、ABS樹脂が挙げられる。これらは成形加工が容易であるため好ましい。
(共)重合体として、スチレン樹脂、AS樹脂を用いる場合、重量平均分子量(Mw)は、上限が好ましくは200,000、より好ましくは110,000であり、下限が好ましくは30,000である。重量平均分子量が上記範囲内であれば流動性が良好となる。
(共)重合体として、ABS樹脂を用いる場合、ABS樹脂100質量%中のゴム質重合体の含有量は10〜90質量%が好ましく、10〜70質量%がより好ましい。ゴム質重合体の含有量が上記範囲内であれば流動性が良好となる。
(共)重合体の製造方法は、特に制限はなく、塊状重合、溶液重合、塊状懸濁重合、懸濁重合、乳化重合等通常の公知の方法が用いられる。また、別々に(共)重合した樹脂をブレンドすることも可能である。
PC樹脂と(共)重合体の配合比としては、「PC樹脂/(共)重合体」が「50/50〜99/1」質量%であることが好ましく、「50/50〜90/10」質量%であることがより好ましく、「60/40〜90/10」質量%であることがさらに好ましい。
PC樹脂、共重合体の配合比が上記の範囲であることにより、得られる樹脂組成物は流動性、耐熱性と難燃性のバランスに優れる。
<ゴム含有グラフト共重合体>
ゴム含有グラフト共重合体は、成形体の衝撃強度向上効果を主に奏する。
ゴム含有グラフト共重合体は、ポリオルガノシロキサン(A1)及びビニル重合体(A2)を含有するゴム(A)の存在下で、グラフト用ビニル単量体(b)を重合して得られ、前記ゴム(A)の屈折率が1.47〜1.56の範囲内である重合体である(以下、「グラフト共重合体」という場合がある。)。前記ゴム(A)の体積平均粒子径は300〜2000nmの範囲内であることが好ましい。
〔ポリオルガノシロキサン(A1)〕
ポリオルガノシロキサン(A1)は、オルガノシロキサン単位を構成単位として含有する重合体である。ポリオルガノシロキサンは、オルガノシロキサンまたは、オルガノシロキサンと必要に応じて使用される成分を1種以上含む「オルガノシロキサン混合物」を重合することにより得ることができる。必要に応じて使用される成分としては、シロキサン系架橋剤、シロキサン系グラフト交叉剤、及び末端封鎖基を有するシロキサンオリゴマー等が挙げられる。
オルガノシロキサンとしては、鎖状オルガノシロキサン、アルコキシシラン化合物、環状オルガノシロキサンのいずれも用いることができる。その中でも、アルコキシシラン化合物、環状オルガノシロキサンが好ましく、環状オルガノシロキサンが、重合安定性が高く、重合速度が大きいのでより好ましい。
アルコキシシラン化合物としては、2官能性アルコキシシラン化合物が好ましく、例えば、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエトキシジエチルシラン、ジプロポキシジメチルシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、メチルフェニルジエトキシシラン等を挙げることができる。
環状オルガノシロキサンとしては、3〜7員環のものが好ましく、例えば、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン、トリメチルトリフェニルシクロトリシロキサン、テトラメチルテトラフェニルシクロテトラシロキサン、オクタフェニルシクロテトラシロキサンを挙げることができる。これらは1種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、粒子径分布を制御しやすいことから、主成分がオクタメチルシクロテトラシロキサンであることが好ましい。
オルガノシロキサンとしては、耐衝撃性のより高いグラフト共重合体を得ることができることから、環状ジメチルシロキサン及び/又は2官能性ジアルキルシラン化合物であるオルガノシロキサンを用いることが好ましい。
環状ジメチルシロキサンとは、ケイ素原子にメチル基を2つ有する環状シロキサンであり、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサンを挙げることができる。これらは1種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
2官能性ジアルキルシラン化合物とはケイ素原子にアルコキシ基とアルキル基をそれぞれ2つ有するシラン化合物であり、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエトキシジエチルシラン、ジプロポキシジメチルシランを挙げることができる。これらは1種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
シロキサン系架橋剤としては、シロキシ基を有するものが好ましい。シロキサン系架橋剤を用いることによって、架橋構造を有するポリオルガノシロキサンを得ることができる。シロキサン系架橋剤としては、例えば、トリメトキシメチルシラン、トリエトキシフェニルシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラブトキシシラン等の3官能性又は4官能性のシラン系架橋剤を挙げることができる。中でも、4官能性の架橋剤が好ましく、テトラエトキシシランがより好ましい。シロキサン系架橋剤の含有率は、オルガノシロキサン混合物100質量%中、0〜30質量%であることが好ましく、0.1〜30質量%であることがより好ましい。シロキサン系架橋剤の含有率を0.1〜30質量%とすることによって、耐衝撃性が良好なグラフト共重合体を得ることができる。
シロキサン系グラフト交叉剤は、シロキシ基を有すると共にビニル単量体と重合可能な官能基を有するものである。シロキサン系グラフト交叉剤を用いることによって、ビニル単量体と重合可能な官能基を有するポリオルガノシロキサンを得ることができる。ポリオルガノシロキサンがビニル単量体と重合可能な官能基を有することにより、ポリオルガノシロキサンと、後述するゴム用ビニル単量体(a2)及びグラフト用ビニル単量体(b)をラジカル重合によってグラフトさせることができる。
シロキサン系グラフト交叉剤としては、式(I)で表されるシロキサンを挙げることができる。
RSiR1 n(OR2)(3−n) (I)
式(I)中、R1は、メチル基、エチル基、プロピル基、又はフェニル基を示す。R2は、アルコキシル基における有機基を示し、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、又はフェニル基を挙げることができる。nは、0、1又は2を示す。Rは、式(I−1)〜(I−4)で表されるいずれかの基を示す。
CH2=C(R3)−COO−(CH2)p− (I−1)
CH2=C(R4)−C6H4− (I−2)
CH2=CH− (I−3)
HS−(CH2)p− (I−4)
これらの式中、R3及びR4は、それぞれ、水素又はメチル基を示し、pは1〜6の整数を示す。
式(I−1)で表される官能基としては、メタクリロイルオキシアルキル基を挙げることができる。この基を有するシロキサンとしては、例えば以下のものが挙げられる。β−メタクリロイルオキシエチルジメトキシメチルシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルメトキシジメチルシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルジメトキシメチルシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルエトキシジエチルシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルジエトキシメチルシラン、δ−メタクリロイルオキシブチルジエトキシメチルシラン等。
式(I−2)で表される官能基としては、ビニルフェニル基等を挙げることができる。この基を有するシロキサンとしては、例えば、ビニルフェニルエチルジメトキシシランを挙げることができる。
式(I−3)で表される官能基を有するシロキサンとしては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランを挙げることができる。
式(I−4)で表される官能基としては、メルカプトアルキル基を挙げることができる。この基を有するシロキサンとして、例えば以下のものが挙げられる。γ−メルカプトプロピルジメトキメチルシラン、γ−メルカプトプロピルメトキシジメチルシラン、γ−メルカプトプロピルジエトキシメチルシラン、γ−メルカプトプロピルエトキシジメチルシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等。
これらシロキサン系グラフト交叉剤は、1種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。シロキサン系グラフト交叉剤の含有率は、オルガノシロキサン混合物100質量%に対して、0〜20質量%であることが好ましく、0.05〜20質量%であることがより好ましい。シロキサン系グラフト交叉剤の含有率を0.05〜20質量%とすることによって、耐衝撃性が良好なグラフト共重合体を得ることができる。
末端封鎖基を有するシロキサンオリゴマーとは、オルガノシロキサンオリゴマーの末端にアルキル基等を有し、ポリオルガノシロキサンの重合を停止させるシロキサンオリゴマーをいう。
末端封鎖基を有するシロキサンオリゴマーとしては、例えば、ヘキサメチルジシロキサン、1,3−ビス(3−グリシドキシプロピル)テトラメチルジシロキサン、1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、メトキシトリメチルシランを挙げることができる。
〔ポリオルガノシロキサン(A1)の製造方法〕
ポリオルガノシロキサン(A1)の製造方法としては特に制限はなく、例えば、以下の製造方法を採用できる。まず、オルガノシロキサン、必要に応じてシロキサン系架橋剤、必要に応じてシロキサン系グラフト交叉剤、及び必要に応じて末端封鎖基を有するシロキサンオリゴマーを含むオルガノシロキサン混合物を、乳化剤と水によって乳化させてエマルションを調製する。その後、該混合物を酸触媒を用いて高温下で重合させ、次いでアルカリ性物質により酸を中和してポリオルガノシロキサンのラテックスを得る。尚、以下の製造方法の説明においては、重合用の原料として「オルガノシロキサン混合物」を用いた場合について説明するが、「オルガノシロキサン」を用いた場合についても同様の製造プロセスを適用できる。
この製造方法において、エマルションの調製方法としては、高速回転による剪断力で微粒子化するホモミキサーを用いる方法、高圧発生機による噴出力で微粒子化するホモジナイザー等を使用して高速攪拌により混合する方法などが挙げられる。これらの中でも、ホモジナイザーを使用する方法は、ポリオルガノシロキサンのラテックスの粒子径の分布が狭くなるので好ましい方法である。
重合の際の酸触媒の混合方法としては、(1)オルガノシロキサン混合物、乳化剤及び水とともに酸触媒を一括して添加し、混合する方法、(2)オルガノシロキサン混合物のエマルション中に酸触媒水溶液を一括して添加する方法、(3)オルガノシロキサン混合物のエマルションを高温の酸触媒水溶液中に一定速度で滴下して混合する方法等が挙げられる。ポリオルガノシロキサンの粒子径を制御しやすいことから、オルガノシロキサン混合物のエマルションを高温で保持し、次いでその中に酸触媒水溶液を一括して添加する方法が好ましい。
重合温度は、50℃以上が好ましく、70℃以上であることがさらに好ましい。また、重合時間は、オルガノシロキサン混合物のエマルション中に酸触媒水溶液を一括して添加して重合する場合には、通常2時間以上、好ましくは5時間以上である。
更に、30℃以下の温度においては、シラノール間の架橋反応が進行することから、ポリオルガノシロキサンの架橋密度を上げるために、50℃以上の高温で重合させた後に、生成したラテックスを、30℃以下の温度で5時間から100時間程度保持することもできる。
オルガノシロキサン混合物の重合反応は、ラテックスを水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水溶液等のアルカリ性物質でpH6〜8に中和して、終了させることができる。
上記製造方法で使用される乳化剤としては、オルガノシロキサン混合物を乳化できれば特に制限されないが、アニオン系乳化剤またはノニオン系乳化剤が好ましい。アニオン系乳化剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、アルキル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル硫酸ナトリウムを挙げることができる。
ノニオン系乳化剤としては、例えば以下のものが挙げられる。ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチレントリベンジルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール等。これらの乳化剤は、1種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
乳化剤の使用量は、オルガノシロキサン混合物100質量部に対して、0.05〜10質量部であることが好ましく、0.1〜5質量部であることがより好ましい。乳化剤の使用量によって、ポリオルガノシロキサンのラテックスの粒子径を所望の値に調整することが可能である。乳化剤の使用量が0.05質量部以上であれば、オルガノシロキサン混合物のエマルションの乳化安定性が十分である。乳化剤量が10質量部以下であれば、グラフト共重合体の粉体中に残存する乳化剤の量を十分に低減できるので、該グラフト共重合体と樹脂を含む樹脂組成物の耐熱分解性及び表面外観の低下を抑制できる。
オルガノシロキサン混合物の重合に用いられる酸触媒としては、脂肪族スルホン酸、脂肪族置換ベンゼンスルホン酸、脂肪族置換ナフタレンスルホン酸などのスルホン酸類及び硫酸、塩酸、硝酸などの鉱酸類が挙げられる。これらの酸触媒は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、硫酸、塩酸、硝酸などの鉱酸を使用すると、ポリオルガノシロキサンラテックスの粒子径分布を狭くすることができ、さらに、ポリオルガノシロキサンラテックス中の乳化剤成分に起因する成形体の耐熱分解性の低下ならびに外観不良の低減を達成することができる。
酸触媒の使用量は、オルガノシロキサン100質量部に対して0.005〜5質量部であることが好ましい。酸触媒の使用量が0.005質量部以上であれば、ポリオルガノシロキサンを短時間で重合することができる。また酸触媒の使用量が5質量部以下であれば、耐熱分解性ならびに外観が良好な成形体を得ることができる。
また、酸触媒の使用量がポリオルガノシロキサンの粒子径を決定する因子となるため、後述する粒子径のポリオルガノシロキサンを得るためには、酸触媒の使用量を0.005〜1.5質量部とすることがより好ましい。
ポリオルガノシロキサンのラテックスの質量平均粒子径は、250〜1000nmの範囲内であることが好ましい。ポリオルガノシロキサンのラテックスの質量平均粒子径を250〜1000nmの範囲内とすることによって、ゴム(A)の体積平均粒子径を300〜2000nmの範囲内に調整することが可能である。
ポリオルガノシロキサンのラテックスの「質量平均粒子径/数平均粒子径(Dw/Dn)」は、1.0〜1.7の範囲内であることが好ましい。Dw/Dnを1.0〜1.7の範囲内とすることによって、顔料着色性の高いグラフト共重合体を得ることができる。
これらのDw及びDnの値としては、以下の方法で測定される値を採用することができる。ポリオルガノシロキサンのラテックスを脱イオン水で濃度約3%に希釈したものを試料として、米国MATEC社製CHDF2000型粒度分布計を用いて粒子径を測定する。粒子径はメジアン径を平均粒子径として用いる。
測定はMATEC社が推奨する下記の標準条件で行なうことができる。
カートリッジ:専用の粒子分離用キャピラリー式カートリッジ(商品名;C−202)、
キャリア液:専用キャリア液(商品名;2XGR500)、
キャリア液の液性:ほぼ中性、
キャリア液の流速:1.4ml/分、
キャリア液の圧力:約4,000psi(2,600kPa)、
測定温度:35℃、
試料使用量:0.1ml。
また、標準粒子径物質としては、米国DUKE社製の粒子径既知の単分散ポリスチレンで、40〜800nmの粒子径の範囲内の12種類の粒子が用いられる。
上記方法により得られるポリオルガノシロキサンのラテックスには、機械的安定性を向上させる目的で、必要に応じて、乳化剤を添加してもよい。乳化剤としては、上記例示したものと同様のアニオン系乳化剤、ノニオン系乳化剤が好ましい。
〔ビニル重合体(A2)〕
本発明のビニル重合体(A2)としては、ゴム用ビニル単量体(a2)を重合して得られる重合体が挙げられる。
[ゴム用ビニル単量体(a2)]
ゴム用ビニル単量体(a2)としては、例えば以下の単量体が挙げられる。スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等の芳香族ビニル単量体;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、i−ブチルメタクリレート等のアルキルメタクリレート;エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、i−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート等のアルキルアクリレート;フェニル(メタ)アクリレート、4−t−ブチルフェニル(メタ)アクリレート、ブロモフェニル(メタ)アクリレート、ジブロモフェニル(メタ)アクリレート、2,4,6−トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、モノクロルフェニル(メタ)アクリレート、ジクロルフェニル(メタ)アクリレート、トリクロルフェニル(メタ)アクリレート等のエステル基がフェニル基または置換フェニル基であるアリール(メタ)アクリレート;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル単量体等。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの中でも、ゴム(A)の屈折率を1.47〜1.56の範囲内に調整する観点から、ゴム用ビニル単量体(a2)としては、芳香族ビニル単量体及び/又はエステル基がフェニル基若しくは置換フェニル基であるアリール(メタ)アクリレートを用いることが好ましい。即ち、ビニル重合体(A2)が芳香族ビニル単量体単位及び/又はエステル基がフェニル基若しくは置換フェニル基であるアリール(メタ)アクリレート単位を含有する重合体であることが好ましい。ゴム(A)100質量%中における、このようなビニル重合体(A2)の含有量は、15〜90質量%であることが好ましく、20〜60質量%であることがより好ましく、45〜60質量%であることが更に好ましい。
ゴム用ビニル単量体(a2)は、架橋性単量体を含有することが好ましい。架橋性単量体としては、例えば以下の多官能性単量体が挙げられる。メタクリル酸アリル、シアヌル酸トリアリル、イソシアヌル酸トリアリル、ジビニルベンゼン、ジメタクリル酸エチレングリコールジエステル、ジメタクリル酸プロピレングリコールジエステル、ジメタクリル酸1,3−ブチレングリコールジエステル、ジメタクリル酸1,4−ブチレングリコールジエステル、1,6−ヘキサンジオールジアクリル酸エステル、トリメリト酸トリアリル等。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
ゴム用ビニル単量体(a2)100質量%中における架橋性単量体の含有量は、0.1〜10質量%であることが好ましく、0.1〜5質量%であることがより好ましく、0.3〜5質量%であることがさらに好ましく、0.3〜3質量%であることが特に好ましい。架橋性単量体の含有量が0.1質量%以上10質量%以下であれば、グラフト共重合体の耐衝撃性が向上するためより好ましい。
ビニル重合体(A2)の製造方法としては、特に制限はなく、例えば、乳化重合法、懸濁重合法、微細懸濁重合法により製造することができるが、乳化重合法を用いることが好ましい。
ゴム用ビニル単量体(a2)の重合に用いるラジカル重合開始剤としては、アゾ系開始剤、過酸化物、及び過酸化物と還元剤を組み合わせたレドックス系開始剤が用いられる。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中では、アゾ系開始剤、レドックス系開始剤が好ましい。
アゾ系開始剤としては、例えば以下のものが挙げられる。2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−ブチロニトリル)等の油溶性アゾ系開始剤、4,4’−アゾビス(4−シアノバレリックアシッド)、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシメチル)−2−メチルプロピオナミジン]ハイドレート、2,2’−アゾビス−(N,N’−ジメチレンイソブチルアミジン)二塩酸塩、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二塩酸塩等の水溶性アゾ系開始剤等。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
過酸化物としては、例えば以下のものが挙げられる。過酸化水素、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の無機過酸化物、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、p−メンタンハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、サクシニックアシッドパーオキサイド、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシネオヘプタノエート、t−ブチルパーオキシピバレート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート等の有機過酸化物等。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
過酸化物を還元剤と組み合わせてレドックス系開始剤とする場合、上記の過酸化物と、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート、L−アスコルビン酸、フルクトース、デキストロース、ソルボース、イノシトール等の還元剤と、硫酸第一鉄・エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩を組み合わせて用いることが好ましい。これらの還元剤は1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
ゴム用ビニル単量体(a2)の重合に用いるラジカル重合開始剤は、20℃における水への溶解度が5質量%以下のものであることが好ましく、2質量%以下のものであることがより好ましい。このラジカル重合開始剤を用いて重合することで、耐衝撃性に優れたグラフト共重合体を得ることができる。
20℃における水への溶解度が5質量%以下のラジカル重合開始剤としては、例えば以下のものが挙げられる。クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、p−メンタンハイドロパーオキサイド、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシネオヘプタノエート、t−ブチルパーオキシピバレート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−ブチロニトリル)等。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
ラジカル重合開始剤の20℃における水への溶解度は、各種ラジカル重合開始剤のカタログ等から知ることができる。
ラジカル重合開始剤の使用量は、アゾ系開始剤を用いる場合は単量体の合計100質量部に対して0.01〜1質量部であることが好ましい。レドックス系開始剤の場合、過酸化物の使用量は、単量体の合計100質量部に対して0.01〜1質量部であることが好ましい。還元剤の使用量は、単量体の合計100質量部に対して0.01〜1質量部であることが好ましい。
〔ゴム(A)〕
本発明のゴム(A)は、ポリオルガノシロキサン(A1)及びビニル重合体(A2)を含有する。ゴム(A)としては、以下の(1)〜(3)の構造を有するゴムを例示することができる。
(1)多層構造を有し、ポリオルガノシロキサン(A1)のコアがビニル重合体(A2)のシェルで被覆された構造を有するゴム、
(2)多層構造を有し、ビニル重合体(A2)のコアがポリオルガノシロキサン(A1)のシェルで被覆された構造を有するゴム、
(3)ポリオルガノシロキサン(A1)及びビニル重合体(A2)を含有する複合ゴム。
ゴム(A)は、ポリオルガノシロキサン(A1)及びビニル重合体(A2)を含有する「複合ゴム」であることが好ましい。このような複合ゴムから得られるグラフト共重合体は、耐衝撃性が良好である。ゴム(A)は、ポリオルガノシロキサン(A1)及びビニル重合体(A2)からなる「複合ゴム」であることがより好ましい。
本発明において、ゴム(A)の屈折率は、1.47〜1.56の範囲内であり、1.47〜1.54の範囲内であることが好ましく、1.47〜1.53の範囲内であることがより好ましく、1.49〜1.52の範囲内であることがさらに好ましい。ゴム(A)の屈折率を1.47〜1.56の範囲内とすることで、顔料着色性と耐衝撃性の優れた樹脂組成物を得ることができる。ゴム(A)の屈折率が1.47以上であれば、樹脂組成物の顔料着色性が良好となり好ましい。またゴム(A)の屈折率が1.56以下であれば、樹脂組成物の耐衝撃性が良好となり好ましい。ゴム(A)の屈折率の調整は、ゴム(A)中のポリオルガノシロキサンの含有量、ゴム用ビニル単量体(a2)の種類及び使用量を調整することにより行うことができる。
ゴム(A)の屈折率は、POLYMER HANDBOOK 4th Edition (Wiley Interscience)に記載の以下の式(数式1)を用いて算出される。
<数式1>
n=v1n1+v2n2+v3n3+・・・ (数式1)
なお、式中の「n1、n2、n3、・・・」は各単量体の単独重合体の20℃における屈折率を表し、POLYMER HANDBOOK 4th Editionに記載の値が使用できる。式中、「v1、v2、v3、・・・」は各単量体の体積分率を表す。
本発明のゴム(A)は、ポリオルガノシロキサン(A1)の含有量が10〜85質量%、ビニル重合体(A2)の含有量が90〜15質量%が好ましく、ポリオルガノシロキサン(A1)の含有量が40〜80質量%、ビニル重合体(A2)の含有量が60〜20質量%であることがより好ましく、ポリオルガノシロキサン(A1)の含有量が40〜55質量%、ビニル重合体(A2)の含有量が60〜45質量%であることがさらに好ましい。ポリオルガノシロキサン(A1)の含有量を10〜85質量%、ビニル重合体(A2)の含有量を90〜15質量%とすることで、グラフト共重合体を含む樹脂組成物の耐衝撃性、顔料着色性、及び難燃性のバランスが良好となる。
ゴム(A)中のアルキル(メタ)アクリレート単位の含有量は、該ゴム(A)の合計100質量%を基準として、0〜35質量%であることが好ましく、0〜30質量%であることがより好ましく、0〜20質量%であることがさらに好ましく、0〜15質量%であることが特に好ましい。アルキル(メタ)アクリレート単位の含有量を0〜35質量%とすることで、グラフト共重合体を含む樹脂組成物の耐衝撃性、顔料着色性、及び難燃性のバランスが良好となる。
ゴム(A)の製造方法としては、特に制限はない。前述の(1)〜(3)の構造を有するゴムの製造方法としては、例えば以下の方法を挙げることができる。
(1)の構造を有するゴム:ポリオルガノシロキサンラテックスの存在下に、ゴム用ビニル単量体(a2)を重合して、ゴム(A)のラテックスを得る方法、
(2)の構造を有するゴム:ビニル重合体(A2)ラテックスの存在下に、オルガノシロキサン混合物を重合して、ゴム(A)のラテックスを得る方法、
(3)の構造を有するゴム:
[3−1]ポリオルガノシロキサンラテックスにゴム用ビニル単量体(a2)を添加し、ポリオルガノシロキサン粒子にゴム用ビニル単量体(a2)を含浸させた後にゴム用ビニル単量体(a2)を重合してゴム(A)のラテックスを得る方法、及び、
[3−2]ビニル重合体(A2)ラテックスにオルガノシロキサン混合物を添加し、ビニル重合体(A2)粒子にオルガノシロキサン混合物を含浸させた後にオルガノシロキサンを重合してゴム(A)のラテックスを得る方法。
(3)の構造を有するゴムを得る方法としては、粒子径の調整のしやすさの観点から前記[3−1]の方法が好ましい。
前記[3−1]の方法としては、まず、ポリオルガノシロキサンラテックス中に、上記ゴム用ビニル単量体(a2)を添加し、ポリオルガノシロキサン中に含浸させた後、公知のラジカル重合開始剤を用いて重合する。この方法において、ゴム用ビニル単量体(a2)の添加方法としては、ポリオルガノシロキサンラテックス中にその全量を一括して添加する方法、あるいは、一定速度で滴下して添加する方法が挙げられる。
ゴム(A)のラテックスを製造する際には、ラテックスを安定化させ、ゴム(A)の粒子径を制御するために、乳化剤を添加することができる。乳化剤は、ポリオルガノシロキサンのラテックスを製造する際に用いた前述の乳化剤と同様のものが挙げられ、アニオン系乳化剤及びノニオン系乳化剤が好ましい。
ゴム(A)の体積平均粒子径(Dv)は80〜2000nmの範囲内であることが好ましい。ゴム(A)の体積平均粒子径が80nm以上であれば、グラフト共重合体を含む樹脂組成物の耐衝撃性及び顔料着色性が良好となる。また、体積平均粒子径が2000nm以下であれば、成形体の表面外観及び耐衝撃性が良好となるため好ましい。ゴム(A)の体積平均粒子径は、樹脂組成物の耐衝撃性と顔料着色性のバランスが良好となる観点から、300〜1000nmの範囲内であることがより好ましく、400〜1000nmの範囲内であることがさらに好ましい。
ゴム(A)の体積平均粒子径/数平均粒子径(Dv/Dn)は1.0〜2.0の範囲内であることが好ましく、1.0〜1.5の範囲内であることがより好ましい。Dv/Dnは粒度分布を表し、1.0に近いほど単分散性が高いことを意味する。Dv/Dnが2.0以下であれば樹脂組成物の顔料着色性が良好であり好ましい。尚、Dv/Dnの測定方法は、後に実施例の欄にて説明する。
〔グラフト用ビニル単量体(b)〕
上記ゴム(A)の存在下でグラフト用ビニル単量体(b)を重合し、ゴム(A)にビニル重合体からなるグラフト部を形成することで、ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体を得ることができる。
グラフト用ビニル単量体(b)としては、例えば以下のものが挙げられる。スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等の芳香族ビニル単量体;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、i−ブチルメタクリレート等のアルキルメタクリレート;エチルアクリレート、n−ブチルアクリレート、メチルアクリレート等のアルキルアクリレート;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル単量体;フェニル(メタ)アクリレート、4−t−ブチルフェニル(メタ)アクリレート、ブロモフェニル(メタ)アクリレート、ジブロモフェニル(メタ)アクリレート、2,4,6−トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、モノクロルフェニル(メタ)アクリレート、ジクロルフェニル(メタ)アクリレート、トリクロルフェニル(メタ)アクリレート等のエステル基がフェニル基または置換フェニル基であるアリール(メタ)アクリレート等。これらは1種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
グラフト用ビニル単量体(b)には架橋性単量体を含んでも良いが、その場合は、グラフト用ビニル単量体(b)100質量%中における架橋性単量体の使用量は、0.005質量%以下であることが好ましい。
樹脂組成物の顔料着色性をより向上させる観点から、グラフト用ビニル単量体(b)を単独で重合した場合に得られる「重合体」の屈折率は、1.45〜1.60の範囲内であることが好ましく、1.50〜1.60の範囲内であることがより好ましい。該重合体の屈折率を1.50〜1.60の範囲内とすることで、樹脂組成物の耐衝撃性と顔料着色性をより向上させることができる。該重合体の屈折率は、1.52〜1.59の範囲内であることがさらに好ましい。
該重合体の屈折率は、上記ゴム(A)の屈折率と同様の式を用いて算出される。該重合体の屈折率が1.45〜1.60の範囲内となるように、グラフト用ビニル単量体(b)の種類及び使用量が調整される。
該重合体の屈折率を1.45〜1.60の範囲内に調整する観点から、グラフト用ビニル単量体(b)は、芳香族ビニル単量体、アルキル(メタ)アクリレート、シアン化ビニル単量体、エステル基がフェニル基若しくは置換フェニル基であるアリール(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる少なくとも一種を含有することが好ましい。また、グラフト共重合体とポリカーボネート樹脂との相溶性の観点から、エステル基がフェニル基または置換フェニル基であるアリール(メタ)アクリレートを含有することがより好ましい。
グラフト用ビニル単量体(b)中における、芳香族ビニル単量体、アルキル(メタ)アクリレート、シアン化ビニル単量体、エステル基がフェニル基若しくは置換フェニル基であるアリール(メタ)アクリレートから選ばれる1種以上の単量体の含有率は、グラフト用ビニル単量体100質量%に対して5〜100質量%であることが好ましく、20〜100質量%であることがより好ましく、50〜100質量%であることがさらに好ましい。
グラフト共重合体中のゴム(A)の含有量は、グラフト共重合体100質量%に対して10〜99質量%であることが好ましい。ゴム(A)の含有量が10質量%以上であれば樹脂組成物の衝撃強度が十分となり、また99質量%以下であれば成形体の表面外観が良好となるため好ましい。樹脂組成物の衝撃強度をより良好とする観点から、ゴム(A)の含有量は、グラフト共重合体100質量%に対して50〜95質量%であることがより好ましく、65〜90質量%であることがさらに好ましい。
グラフト共重合の方法としては、例えば、ゴム(A)のラテックス中にグラフト用ビニル単量体(b)を添加し、1段又は多段で重合する方法が挙げられる。多段で重合する場合は、ゴム(A)のラテックスの存在下で、グラフト用ビニル単量体(b)の全使用量を分割して、逐次添加し又は連続添加して、重合することが好ましい。このような重合方法は重合安定性が良好であり、且つ所望の粒子径及び粒子径分布を有するラテックスを安定に得ることができる。
前述の[3−1]の方法で得られたゴム(A)のラテックスに対して、グラフト用ビニル単量体(b)の全使用量を分割して、逐次添加し又は連続添加して、重合することが好ましい。
グラフト部の重合の際には、必要に応じて乳化剤を追加することができる。グラフト部の重合に用いられる乳化剤は、ゴム(A)を製造する際に用いた前述の乳化剤と同様のものが挙げられ、アニオン系乳化剤及びノニオン系乳化剤が好ましい。
グラフト部の重合に用いられる重合開始剤としては、ゴム(A)を製造する際に用いた重合開始剤と同様のものが挙げられ、アゾ系開始剤及びレドックス系開始剤が好ましい。
グラフト共重合体のラテックスから、グラフト共重合体の粉体を回収する場合には、噴霧乾燥法、凝固法のいずれかの方法を用いることができる。
噴霧乾燥法は、グラフト共重合体のラテックスを乾燥機中に微小液滴状に噴霧し、これに乾燥用の加熱ガスを当てて乾燥する方法である。微小液滴を発生する方法としては、例えば、回転円盤型式、圧力ノズル式、二流体ノズル式、加圧二流体ノズル式が挙げられる。乾燥機の容量は、実験室で使用するような小規模な容量から、工業的に使用するような大規模な容量のいずれであってもよい。乾燥用の加熱ガスの温度は200℃以下が好ましく、120〜180℃がより好ましい。別々に製造された2種以上のグラフト共重合体のラテックスを、一緒に噴霧乾燥することもできる。更には、噴霧乾燥時のブロッキング、嵩比重等の粉末特性を向上させるために、グラフト共重合体のラテックスに、シリカ等の任意成分を添加して噴霧乾燥することもできる。
凝固法は、グラフト共重合体のラテックスを凝析して、グラフト共重合体を分離し、回収し、乾燥する方法である。先ず、凝固剤を溶解した熱水中にグラフト共重合体のラテックスを投入し、塩析し、凝固することによりグラフト共重合体を分離する。次いで、分離した湿潤状のグラフト共重合体を脱水等によって水分量が低下したグラフト共重合体を回収する。回収されたグラフト共重合体は圧搾脱水機や熱風乾燥機を用いて乾燥される。
凝固剤としては、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、硝酸ナトリウム、酢酸カルシウムなどの無機塩や、硫酸等の酸などが挙げられ、酢酸カルシウムが特に好ましい。これらの凝固剤は1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができるが、2種以上を用いる場合は水に不溶性の塩を形成しない組み合わせを選択することが必要である。例えば、酢酸カルシウムと、硫酸、若しくはそのナトリウム塩とを併用すると、水に不溶性のカルシウム塩を形成するので好ましくない。
上記の凝固剤は、通常、水溶液として用いられる。凝固剤水溶液の濃度は、グラフト共重合体を安定的に凝固し、回収する観点から、0.1質量%以上、特に1質量%以上であることが好ましい。また、回収されたグラフト共重合体中に残存する凝固剤の量を少なくして成形体の成形外観の低下を防止する観点から、凝固剤水溶液の濃度は、20質量%以下、特に15質量%以下であることが好ましい。凝固剤水溶液の量は特に限定されないが、ラテックス100質量部に対して10質量部以上、500質量部以下であることが好ましい。
ラテックスを凝固剤水溶液に接触させる方法は特に限定されないが、通常、下記の方法が挙げられる。(1)凝固剤水溶液を攪拌しながら、その中にラテックスを連続的に添加して一定時間保持する方法、(2)凝固剤水溶液とラテックスとを、一定の比率で攪拌機付きの容器内に連続的に注入しながら接触させ、凝析された重合体と水とを含む混合物を容器から連続的に抜き出す方法。ラテックスを凝固剤水溶液に接触させるときの温度は特に限定されないが、30℃以上、100℃以下であることが好ましい。接触時間は特に限定されない。
凝析したグラフト共重合体は、1〜100質量倍程度の水で洗浄され、ろ別した湿潤状のグラフト共重合体は流動乾燥機や圧搾脱水機等を用いて乾燥される。乾燥温度、乾燥時間は得られるグラフト共重合体によって適宜決めればよい。なお、圧搾脱水機や押出機から排出されたグラフト共重合体を回収せず、直接、樹脂組成物を製造する押出機や成形機に送り、ポリカーボネート樹脂と混合して成形体を得ることも可能である。
本発明において、グラフト共重合体は、ポリカーボネート樹脂と混合して得られる樹脂組成物の耐熱分解性の観点から、凝固法を用いて回収することが好ましい。
上記グラフト共重合体の含有量としては、ポリカーボネート樹脂、(共)重合体、及びグラフト共重合体の合計100質量%中、0.5〜30質量%の範囲内であることが好ましく、より好ましくは1〜20質量%の範囲内であり、さらに好ましくは2〜15質量%の範囲内である。この含有量が0.5質量%以上であると、得られる成形体は耐衝撃性に優れる。また、この含有量が30質量%以下であると、流動性や得られる成形体の耐熱性に優れる。
<難燃剤>
本発明のポリカーボネート樹脂組成物には難燃剤を含有することが好ましい。難燃剤を用いることで、より難燃性の優れる樹脂組成物を得ることができる。難燃剤としては、公知の難燃剤を用いることができ、例えば以下のものが挙げられる。ハロゲン化ビスフェノールA、ハロゲン化ポリカーボネートオリゴマー、臭素化エポキシ化合物等のハロゲン系化合物と酸化アンチモン等の難燃助剤の組合せからなるハロゲン系難燃剤;有機塩系難燃剤;リン酸エステル系難燃剤、ハロゲン化リン酸エステル型難燃剤等のリン系難燃剤;芳香族スルホン酸の金属塩、パーフルオロアルカンスルホン酸の金属塩等のスルホン酸系難燃剤;分岐型のフェニルシリコーン化合物、フェニルシリコーン系樹脂等のオルガノポリシロキサン等のシリコーン系難燃剤。これらの難燃剤の中でも、非ハロゲン系という点や得られる成形体が難燃性に優れることから、リン系難燃剤が好ましい。
リン系難燃剤としては、赤燐、被覆された赤燐、ポリリン酸塩系化合物、リン酸エステル系化合物、ホスホン酸エステル系化合物、亜リン酸エステル系化合物、ホスフィン酸エステル系化合物、フォスファゼン系化合物等が挙げられる。これらの中でも、リン酸エステル系化合物が好ましい。リン酸エステル系化合物の例としては、例えば以下のものが挙げられる。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、トリブトキシエチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、イソプロピルフェニルジホスフェート、トリス(ブトキシエチル)ホスフェート、トリスイソブチルホスフェート、ビス−(イソプロピルフェニル)ジフェニルホスフェート、トリス−(イソプロピルフェニル)ホスフェート、1,3フェニレンビス(ジフェニルフォスフェート)、1,3フェニレンビス(ジ2,6キシレニルフォスフェート)、ビスフェノールAビス(ジフェニルフォスフェート)、レゾルシノールビスジフェニルフォスフェート、オクチルジフェニルフォスフェート、ジエチレンエチルエステルフォスフェート、ジヒドロキシプロピレンブチルエステルフォスフェート、エチレンジナトリウムエステルフォスフェート、t−ブチルフェニルジフェニルホスフェート、ビス−(t−ブチルフェニル)フェニルホスフェート、トリス−(t−ブチルフェニル)ホスフェート、トリス(クロロエチル)ホスフェート、トリス(ジクロロプロピル)ホスフェート、トリス(クロロプロピル)ホスフェート、ビス(2,3−ジブロモプロピル)−2,3−ジクロロプロピルホスフェート等。これらは1種を単独で用いても良く2種以上を併用しても良い。
上記難燃剤の配合量としては、ポリカーボネート樹脂、(共)重合体、及びグラフト共重合体の合計100質量部に対して、1〜30質量部であることが好ましく、より好ましくは5〜20質量部の範囲内である。
<他の成分>
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲内で、他の熱可塑性樹脂や、酸化防止剤、離型剤等の添加剤を含有してもよい。
他の熱可塑性樹脂としては、一般に知られている殆ど全ての熱可塑性樹脂を用いることができる。他の熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)等のオレフィン系樹脂、ハイインパクトポリスチレン(HIPS)、(メタ)アクリル酸エステル・スチレン共重合体(MS)、スチレン・無水マレイン酸共重合体(SMA)、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)等のアクリル系樹脂(Ac系樹脂)、ポリアミド系樹脂(PA系樹脂)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等のポリエステル系樹脂(PEs系樹脂)、(変性)ポリフェニレンエーテル系樹脂(PPE系樹脂)、ポリオキシメチレン系樹脂(POM系樹脂)、ポリスルフォン系樹脂(PSO系樹脂)、ポリアリレート系樹脂(PAr系樹脂)、ポリフェニレン系樹脂(PPS系樹脂)、熱可塑性ポリウレタン系樹脂(PU系樹脂)等のエンジニアリングプラスチックス、オレフィン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、ウレタン系エラストマー、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、フッ素系エラストマー、1,2−ポリブタジエン、トランス1,4−ポリイソプレン等の熱可塑性エラストマー(TPE)、ポリ塩化ビニル(PVC)/ABS等のPVC系樹脂/St系樹脂アロイ、PA/ABS等のPA系樹脂/St系樹脂アロイ、PA系樹脂/TPEアロイ、PA/PP等のPA系樹脂/ポリオレフィン系樹脂アロイ、PBT系樹脂/TPE、PC/PBT等のPC系樹脂/PEs系樹脂アロイ、ポリオレフィン系樹脂/TPE、PP/PE等のオレフィン系樹脂同士のアロイ、PPE/HIPS、PPE/PBT、PPE/PA等のPPE系樹脂アロイ、PVC/PMMA等のPVC系樹脂/Ac系樹脂アロイなどのポリマーアロイや、硬質、半硬質、軟質塩化ビニル樹脂などが挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。さらに、グラフトコポリマーなどの相溶化剤を併用することもできる。
添加剤としては、滴下防止剤、酸化防止剤、離型剤、紫外線吸収剤・光安定剤、ブルーイング剤などが挙げられる。
〔滴下防止剤〕
難燃剤と併用して滴下防止剤を用いることは効果的であり、好ましい。滴下防止剤としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂、シリコ−ンゴム、ポリカーボネート・ジオルガノシロキサン共重合体、シロキサンポリエーテルイミド、液晶ポリマーなどがある。好ましくはフッ素系樹脂である。
フッ素系樹脂としては公知のものを用いることができ、適宜合成したものを使用してもよく、市販品を使用してもよい。市販品としては、例えば以下のものが挙げられる。「ポリフロンFA−500」(商品名、ダイキン工業(株)製)等のポリテトラフルオロエチレン;「BLENDEX B449」(商品名、ガラタケミカルズ社製)等のSAN変性ポリテトラフルオロエチレン;「メタブレンA−3000」、「メタブレンA−3750」、「メタブレンA−3800」(商品名、三菱レイヨン(株)製)等のアクリル変性ポリテトラフルオロエチレン。これらのフッ素系樹脂は、1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
これらのフッ素系樹脂の中でも、得られる成形体中の分散性に優れ、成形体が機械特性、耐熱性、難燃性に優れることから、SAN変性ポリテトラフルオロエチレン、アクリル変性ポリテトラフルオロエチレンが好ましく、アクリル変性ポリテトラフルオロエチレンがより好ましい。
SAN変性ポリテトラフルオロエチレン中、またはアクリル変性ポリテトラフルオロエチレン中のポリテトラフルオロエチレンの含有量としては、フッ素系樹脂100質量%中、10〜80質量%であることが好ましく、20〜70質量%であることがより好ましい。この含有量が10質量%以上であると、得られる成形体は難燃性に優れる。また、この含有量が80質量%以下であると、得られる成形体は外観が優れる。
滴下防止剤の配合量は、ポリカーボネート樹脂、(共)重合体、及びグラフト共重合体の合計100質量部に対して、0.01〜5質量部であることが好ましく、0.1〜5質量部であることがより好ましく、0.3〜2質量部であることが更に好ましい。この配合量が0.01質量部以上であると、得られる成形体は難燃性に優れる。また、この配合量が5質量部以下であると、ポリカーボネート樹脂の本来の性質を損なわない。
〔酸化防止剤〕
酸化防止剤は、グラフト共重合体ラテックスに添加することで配合してもよいし、ポリカーボネート樹脂、(共)重合体、グラフト共重合体を混合してポリカーボネート樹脂組成物を製造する際に、配合してもよい。
酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、及びイオウ系酸化防止剤からなる群より選ばれた少なくとも1種であることが好ましく、フェノール系酸化防止剤及び/又はリン系酸化防止剤がより好ましい。フェノール系酸化防止剤及び/又はリン系酸化防止剤を用いることで成形時の着色抑制効果がより良好となる。
フェノール系酸化防止剤としては、例えば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)、グリセロール−3−ステアリルチオプロピオネート、トリエチレングリコール−ビス[3−(3−tert−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,6−ヘキサンジオール−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]、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、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、N,N−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナマイド)、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、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、4,4’−ビフェニレンジホスフィン酸テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)、3,9−ビス{1,1−ジメチル−2−[β−(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]エチル}−2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカンなどが挙げられる。
これらの化合物の中でも、炭素数5以上のアルキル基によって1つ以上置換された芳香族モノヒドロキシ化合物が好ましく、具体的オクタデシル−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、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}、1,6−ヘキサンジオール−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]、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)ベンゼンなどが挙げられる。これらの中でも、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)プロピオネートが特に好ましい。
リン系酸化防止剤としては、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、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、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、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、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、ジステアリ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。これらの中でも、トリスノニルフェニルホスファイト、トリ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、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が好ましく、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイトがより好ましい。
イオウ系酸化防止剤としては、例えばジラウリル−3,3’−チオジプロピオン酸エステル、ジトリデシル−3,3’−チオジプロピオン酸エステル、ジミリスチル−3,3’−チオジプロピオン酸エステル、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオン酸エステル、ラウリルステアリル−3,3’−チオジプロピオン酸エステル、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)、ビス[2−メチル−4−(3−ラウリルチオプロピオニルオキシ)−5−tert−ブチルフェニル]スルフィド、オクタデシルジスルフィド、メルカプトベンズイミダゾール、2−メルカプト−6−メチルベンズイミダゾール、1,1’−チオビス(2−ナフトール)などが挙げられる。これらの中でも、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)が好ましい。
酸化防止剤の添加量は、ポリカーボネート樹脂、(共)重合体、及びグラフト共重合体の合計100質量部に対して、0.0001質量部以上が好ましく、0.001質量部以上がより好ましく、0.01質量部以上がさらに好ましい。また、酸化防止剤の添加量は、ポリカーボネート樹脂組成物100質量部に対して、1質量部以下が好ましく、0.5質量部以下がより好ましく、0.3質量部以下がさらに好ましい。酸化防止剤の添加量が上記範囲内であれば成形時の着色抑制効果が良好となる傾向がある。
〔離型剤〕
離型剤は、シート成形時の冷却ロールからのロール離れ、あるいは射出成形時の金型からの離型性をより向上させるなどの目的で配合される。
離型剤としては、例えば一価又は多価アルコールの高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸、パラフィンワックス、蜜蝋、オレフィン系ワックス、カルボキシ基及び/又はカルボン酸無水物基を含有するオレフィン系ワックス、シリコーンオイル、オルガノポリシロキサンなどが挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
高級脂肪酸エステルとしては、炭素数1〜炭素数20の一価又は多価アルコールと炭素数10〜炭素数30の飽和脂肪酸との部分エステル又は全エステルが好ましい。かかる一価又は多価アルコールと飽和脂肪酸との部分エステル又は全エステルとしては、例えばステアリン酸モノグリセリド、ステアリン酸ジグリセリド、ステアリン酸トリグリセリド、ステアリン酸モノソルビテート、ステアリン酸ステアリル、ベヘニン酸モノグリセリド、ベヘニン酸ベヘニル、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テトラステアレート、ペンタエリスリトールテトラペラルゴネート、プロピレングリコールモノステアレート、ステアリルステアレート、パルミチルパルミテート、ブチルステアレート、メチルラウレート、イソプロピルパルミテート、ビフェニルビフェネ−ト、ソルビタンモノステアレート、2−エチルヘキシルステアレートなどが挙げられる。これらの中でも、ステアリン酸モノグリセリド、ステアリン酸トリグリセリド、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ベヘニン酸ベヘニルが好ましい。離型性と透明性の観点から離型剤としてより好ましいのはステアリン酸エステルである。
ステアリン酸エステルとしては、置換又は無置換の炭素数1〜炭素数20の一価又は多価アルコールとステアリン酸との部分エステル又は全エステルが好ましい。かかる一価又は多価アルコールとステアリン酸との部分エステル又は全エステルとしては、例えばエチレングリコールジステアレート、ステアリン酸モノグリセリド、ステアリン酸ジグリセリド、ステアリン酸トリグリセリド、ステアリン酸モノソルビテート、ステアリン酸ステアリル、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テトラステアレート、プロピレングリコールモノステアレート、ステアリルステアレート、ブチルステアレート、ソルビタンモノステアレート、2−エチルヘキシルステアレートなどが挙げられる。これらの中でも、ステアリン酸モノグリセリド、ステアリン酸トリグリセリド、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ステアリルステアレートがより好ましく、エチレングリコールジステアレート、ステアリン酸モノグリセリドがさらに好ましい。
高級脂肪酸としては、置換又は無置換の炭素数10〜炭素数30の飽和脂肪酸が好ましく、無置換の炭素数10〜炭素数30の飽和脂肪酸がより好ましい。このような高級脂肪酸としては、例えばミリスチン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸などが挙げられる。これらの中でも、炭素数16〜18の飽和脂肪酸が好ましく、このような飽和脂肪酸としてパルミチン酸、ステアリン酸などが挙げられるが、ステアリン酸が特に好ましい。
離型剤の添加量は、ポリカーボネート樹脂、(共)重合体、及びグラフト共重合体の合計100質量部に対し、0.001質量部以上が好ましく、0.01質量部以上がより好ましく、0.1質量部以上がさらに好ましい。また、離型剤の添加量は、ポリカーボネート樹脂組成物100質量部に対し、2質量部以下が好ましく、1質量部以下がより好ましく、0.5質量部以下がさらに好ましい。ポリカーボネート樹脂組成物中の離型剤の含有量が上記範囲内であれば、成形時に成形体が金型から離型しやすくなり、成形体が取得しやすいという利点がある。
〔紫外線吸収剤・光安定剤〕
本発明のポリカーボネート樹脂組成物の紫外線による変色は、従来のポリカーボネート樹脂組成物に比較して著しく小さいが、さらなる改良の目的で紫外線吸収剤・光安定剤の1種又は2種以を含有していてもよい。
紫外線吸収剤・光安定剤としては、紫外線吸収能を有する化合物であれば特に限定されない。紫外線吸収能を有する化合物としては、有機化合物、無機化合物が挙げられる。これらの中でも、有機化合物はポリカーボネート樹脂との親和性を確保しやすく、均一に分散しやすいので好ましい。
紫外線吸収能を有する有機化合物の分子量は特に限定されないが、200以上が好ましく、250以上がより好ましく、600以下が好ましく、450以下がより好ましく、400以下がさらに好ましい。
紫外線吸収能を有する化合物としては、例えばベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、マロン酸エステル系化合物、トリアジン系化合物、ベンゾエート系化合物、サリチル酸フェニルエステル系化合物、シアノアクリレート系化合物、シュウ酸アニリド系化合物などが挙げられる。これらの中でも、ベンゾトリアゾール系化合物、ヒドロキシベンゾフェノン系化合物、マロン酸エステル系化合物が好ましい。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。
ベンゾトリアゾール系化合物のより具体的な例としては、2−(2’−ヒドロキシ−3’−メチル−5’−ヘキシルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−ヘキシルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−メチル−5’−t−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−t−ドデシルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−メチル−5’−t−ドデシルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、メチル−3−(3−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−5−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートなどが挙げられる。
ベンゾフェノン系化合物としては、例えば2,2’−ジヒドロ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−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノンなどのヒドロキシベンゾフェノン系化合物などが挙げられる。
マロン酸エステル系化合物としては、例えば2−(1−アリールアルキリデン)マロン酸エステル類、テトラエチル−2,2’−(1,4−フェニレン−ジメチリデン)−ビスマロネートなどが挙げられる。
トリアジン系化合物としては、例えば2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−ドデシルオキシプロピル)オキシ]−2−ヒドロキシフェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−6−(2−ヒドロキシ−4−イソオクチルオキシフェニル)−s−トリアジン、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(日本チバガイギー社製、「Tinuvin1577FF」)などが挙げられる。
シアノアクリレート系化合物としては、例えばエチル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート、2’−エチルヘキシル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレートなどが挙げられる。
シュウ酸アニリド系化合物としては、例えば2−エチル−2’−エトキシ−オキサルアニリド(Clariant社製、SanduvorVSU)などが挙げられる。
紫外線吸収剤・光安定剤の添加量の合計は、紫外線吸収剤や光安定剤の種類に応じて適宜選択することが可能であるが、ポリカーボネート樹脂、(共)重合体、及びグラフト共重合体の合計100質量部に対し、0.001〜5質量部が好ましい。
〔ブルーイング剤〕
ブルーイング剤は、成形体の黄色味を打ち消すためなどの目的で配合される。
ブルーイング剤としては、従来のポリカーボネート樹脂に使用されるものであれば特に支障なく使用することができ、一般的にはアンスラキノン系染料が入手容易であり好ましい。
具体的なブルーイング剤としては、一般名Solvent Violet13[CA.No.(カラーインデックスNo.)60725]、一般名Solvent Violet31[CA.No.68210]、一般名Solvent Violet33[CA.No.60725]、一般名Solvent Blue94[CA.No.61500]、一般名Solvent Violet36[CA.No.68210]、一般名Solvent Blue97[バイエル社製「マクロレックスバイオレットRR」]、一般名Solvent Blue45[CA.No.61110]などが挙げられる。
ブルーイング剤の添加量は、ポリカーボネート樹脂、(共)重合体、及びグラフト共重合体の合計100質量部に対して、0.1×10−4〜2×10−4質量部が好ましい。
〔他の添加剤〕
ポリカーボネート樹脂組成物は、上記の添加剤の他、本発明の効果を損なわない範囲で、周知の種々の添加剤、例えば、難燃助剤、加水分解抑制剤、帯電防止剤、発泡剤、染顔料、ガラス繊維、金属繊維、金属フレーク、炭素繊維などの補強剤や充填剤等を含有することができる。
<ポリカーボネート樹脂組成物の製造方法>
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂と、芳香族ビニル単量体単位及び/又はシアン化ビニル単量体単位を含有する共重合体、ゴム含有グラフト共重合体とを混合することにより製造することができる。具体的には、例えばペレット状のポリカーボネート樹脂と、芳香族ビニル単量体単位及び/又はシアン化ビニル単量体単位を含有する共重合体、ゴム含有グラフト共重合体とを押出機を用いて混合し、ストランド状に押出し、回転式カッター等でペレット状にカットすることによりポリカーボネート樹脂組成物を得ることができる。
また、ポリカーボネート樹脂組成物が他の成分を含有する場合、他の成分の配合方法としては、通常用いられるブレンド方法であればどのような方法を用いてもよい。例えばタンブラー、V型ブレンダー、スーパーミキサー、ナウターミキサー、バンバリーミキサー、混練ロール、押出機等で混合・混練する方法、あるいは、例えば塩化メチレン等の共通の良溶媒に溶解させた状態で混合する溶液ブレンド方法等が挙げられるが、これは特に限定されない。
こうして得られる本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、必要に応じてさらに各種添加剤等が添加され、直接に、あるいは溶融押出機で一旦ペレット状にしてから、押出成形法、射出成形法、圧縮成形法等の通常知られている成形方法で、所望形状に成形することができる。
<成形体>
本発明のポリカーボネート樹脂組成物の成形方法としては、通常の熱可塑性樹脂組成物の成形に用いられる成形法、例えば、射出成形法、押出成形法、ブロー成形法、カレンダー成形法等が挙げられる。
本発明の成形体は、自動車分野、OA機器分野、家電、電気・電子分野等の種々の材料として、工業的に広く利用することができる。より具体的には電子機器などの筐体、各種部品、自動車構造部材、自動車内装部品、及び光反射板として使用することができる。更に具体的には、パソコン筐体、携帯電話筐体、携帯情報端末筐体、携帯ゲーム機筐体、プリンタ、複写機等の内装・外装部材として使用することができる。
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明する。実施例に先立って、各種評価方法、並びに、ポリオルガノシロキサンのラテックスの製造例1〜3を説明する。製造例4〜7は、グラフト共重合体の製造及び評価に関する例であり、実施例1〜5及び比較例1〜5は、ポリカーボネート樹脂組成物の製造及び評価に関する例である。製造例および実施例等において「部」及び「%」は、特に断らない限り「質量部」及び「質量%」を意味する。
<評価方法>
(1)固形分
質量w1のポリオルガノシロキサンのラテックスを180℃の熱風乾燥機で30分間乾燥し、乾燥後の残渣の質量w2を測定し、下記式により固形分[%]を算出した。
固形分[%]=w2/w1×100
(2)体積平均粒子径、数平均粒子径、Dv/Dn
「ゴムラテックス」又は「グラフト共重合体ラテックス」を脱イオン水で希釈し、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置((株)島津製作所製SALD−7100)を用いてゴム粒子及びグラフト共重合体粒子の体積平均粒子径Dv、数平均粒子径Dnを測定し、Dv/Dnを算出した。
上記の測定に際し、屈折率はゴム(A)又はグラフト共重合体の単量体組成から算出される屈折率を用いた。上記の粒子径としてはメジアン径を用いた。また、ゴムラテックスの試料濃度については、装置に付属の散乱強度モニターにおいて適正範囲になるよう適宜調整した。
(3)シャルピー衝撃強度
JIS K 7111に準じて、温度23℃及び−30℃にて、試験片(長さ80.0mm×幅10.0mm×厚み4mm、Vノッチ付き)のシャルピー衝撃強度を測定した。
(4)顔料着色性
ISO 14782に準拠して、日本電色工業(株)製HAZE Meter NDH4000を用いて、試験片(長さ100mm、幅50mm、厚み2mm)について、D65光源における全光線透過率を測定した。全光線透過率が高いほど顔料着色性が良好であることを示す。
(5)難燃性
1/16インチの試験片(長さ127mm、幅12.7mm、厚さ1.6mm)について、UL−94V試験(垂直試験法)を行った。
[製造例1](ポリオルガノシロキサンのラテックス(AS−1)の製造)
テトラエトキシシラン(TEOS)2部、γ−メタクリロイロキシプロピルジメトキシメチルシラン(DSMA)2部及び、オクタメチルシクロテトラシロキサン(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン(株)製、製品名:TSF404)96部を混合してオルガノシロキサン混合物100部を得た。脱イオン水150部中にドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(DBSNa)1部を溶解した水溶液を、前記混合物中に添加し、ホモミキサーにて10,000rpmで5分間攪拌した後、ホモジナイザーに20MPaの圧力で2回通し、安定な予備混合エマルションを得た。
次いで、冷却コンデンサーを備えた容量5リットルのセパラブルフラスコ内に、上記エマルションを入れた後、該エマルションを温度80℃に加熱し、次いで硫酸0.20部と蒸留水49.8部との混合物を3分間にわたり連続的に投入した。80℃に加熱した状態を7時間維持して重合反応させた後、室温(25℃)に冷却し、得られた反応物を室温で6時間保持した。その後、5%水酸化ナトリウム水溶液を添加して反応液をpH7.0に中和して、ポリオルガノシロキサンラテックス(AS−1)を得た。
ポリオルガノシロキサンラテックス(AS−1)の固形分は29.8%であった。また、このラテックスのキャピラリー粒度分布計による数平均粒子径(Dn)は384nm、質量平均粒子径(Dw)は403nmであり、Dw/Dnは1.05であった。
[製造例2](ポリオルガノシロキサンのラテックス(AS−2)の製造)
環状オルガノシロキサン混合物(3量体、:5%、4量体:85%、5量体:3%、6量体:6%、7量体:1%の混合物。信越化学工業(株)製、製品名:DMC)97.5部、TEOS2部及びDSMA0.5部を混合してオルガノシロキサン混合物100部を得た。これにDBSNa0.68部、DBSH0.68部を脱イオン水200部に溶解した溶液を添加し、ホモミキサーにて10,000rpmで2分間攪拌した後、ホモジナイザーに20MPaの圧力で2回通し、安定な予備混合エマルションを得た。
次いで、冷却コンデンサーを備えた容量5リットルのセパラブルフラスコ内に、上記にエマルションを入れた後、該エマルションを温度80℃の加熱し、85℃に加熱した状態を6時間維持して重合反応させた後、室温(25℃)に冷却し、得られた反応物を室温で6時間保持した。その後、5%水酸化ナトリウム水溶液を添加して反応液をpH7.0に中和して、ポリオルガノシロキサンラテックス(AS−2)を得た。
ポリオルガノシロキサンラテックス(AS−2)の固形分は28.3%であった。また、このラテックスのキャピラリー粒度分布計による重量平均粒子径(Dw)は224nm、数平均粒子径(Dn)は86nmであり、Dw/Dnは2.60であった。
[製造例3](ポリオルガノシロキサンのラテックス(AS−3)の製造)
DMC97.5部、TEOS2部及びDSMA0.5部を混合してオルガノシロキサン混合物100部を得た。これにDBSNa0.68部を溶解した脱イオン水300部を添加し、ホモミキサーにて10,000rpmで2分間攪拌した後、ホモジナイザーに20MPaの圧力で2回通し、安定な予備混合エマルションを得た。
一方、冷却コンデンサーを備えたセパラブルフラスコにDBSH10部と脱イオン水90部とを注入し、水性媒体を調製した。
この水溶液を90℃に加熱した状態で、上記予備混合エマルションを4時間かけて滴下し、滴下終了後85℃に加熱した状態を2時間維持して重合反応させた後、室温(25℃)に冷却し、得られた反応物を室温で6時間保持した。その後、5%水酸化ナトリウム水溶液を添加して反応液をpH7.0に中和して、ポリオルガノシロキサンラテックス(AS−3)を得た。
ポリオルガノシロキサンラテックス(AS−3)の固形分は19.2%であった。また、このラテックスのキャピラリー粒度分布計による重量平均粒子径(Dw)は62nm、数平均粒子径(Dn)は58nmであり、Dw/Dnは1.07であった。
[製造例4](グラフト共重合体(G−1)の製造)
製造例1において得たポリオルガノシロキサンラテックス(AS−1)100.67部(ポリマー換算で30.0部)を容量5リットルのセパラブルフラスコ内に採取し、脱イオン水160部を添加し混合した。次いでこのセパラブルフラスコ内に、スチレン(St)39部、アリルメタクリレート(AMA)1.0部、クメンハイドロパーオキサイド(CHP)0.16部の混合物を添加し、室温で1時間撹拌を続けポリオルガノシロキサンに含浸させた。尚、この混合物はビニル重合体(A2)の原料となるゴム用ビニル単量体(a2)の混合物である。
このセパラブルフラスコ内に窒素気流を通じることによりフラスコ内雰囲気の窒素置換を行い、液温を50℃まで昇温した。液温が50℃となった時点で硫酸第一鉄(Fe)0.001部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩(EDTA)0.003部、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート(SFS)0.24部を脱イオン水10部に溶解させた水溶液を添加し、ラジカル重合を開始した。ビニル単量体成分の重合を完結させるため、液温が65℃に低下した時点から1時間65℃の状態を維持し、ポリオルガノシロキサンとスチレンを含むゴム(A−1)のラテックスを得た。このラテックスを評価したところ、ゴム(A−1)の屈折率は1.515、体積平均粒子径(Dv)は433nm、Dv/Dnは1.16であった。
このラテックスの液温が65℃の状態で、メチルメタクリレート(MMA)28.5部、メチルアクリレート(MA)1.5部、t−ブチルハイドロパーオキサイド(t−BH)0.16部の混合液を1時間にわたって、このラテックス中に滴下し、グラフト重合反応を開始させ、継続させた。滴下終了後、温度60℃以上の状態を1時間保ったのち室温に冷却し、ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(G−1)のラテックスを得た。グラフト部の屈折率は1.489であった。グラフト共重合体粒子の体積平均粒子径(Dv)は525nmであった。
次いで、酢酸カルシウムの濃度が1質量%の水溶液500部を60℃に加熱して、攪拌しながら、この水溶液中にグラフト共重合体(G−1)のラテックス340部を徐々に滴下し凝固させた。得られたグラフト共重合体(G−1)をろ過、洗浄、脱水した後、乾燥させてグラフト共重合体(G−1)の粉体を得た。
[製造例5〜6](グラフト共重合体(G−2,3)の製造)
製造例4においてポリオルガノシロキサンラテックス(AS−1)をAS−2又はAS−3に変更したこと以外は製造例4と同様にして、グラフト共重合体(G−2〜3)の粉体を得た。グラフト共重合体粒子の体積平均粒子径を表1に示す。
[製造例7](グラフト共重合体(G’−1)の製造)
製造例4においてゴム用ビニル単量体(a2)に用いたStをn−ブチルアクリレート(nBA)に変更したこと以外は製造例4と同様にして、グラフト共重合体(G’−1)の粉体を得た。グラフト共重合体粒子の体積平均粒子径を表1に示す。
表1中の略号は以下のとおりである。
St:スチレン
nBA:n−ブチルアクリレート
AMA:アリルメタクリレート
MMA:メチルメタクリレート
MA:メチルアクリレート
tBH:t−ブチルハイドロパーオキサイド
CHP:クメンハイドロパーオキサイド。
表1中の、ポリオルガノシロキサン及びビニル単量体(a2)の欄の括弧内の数値は、ゴム(A)100質量%に占める組成比(質量%)を示す。
[実施例1〜5、比較例1〜5]
ポリカーボネート樹脂(三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製、商品名:ユーピロンS−2000F、粘度平均分子量22,000)、AS樹脂(UMG−ABS(株)製、商品名:AP−H)、ABS樹脂(UMG−ABS(株)製、商品名:RB)及び製造例4〜7で得たグラフト共重合体(G−1〜3、G’−1)の粉体を、表2に記載の量で配合した。該配合物を、シリンダー内径30mmの二軸押出機(L/D=30)を用いてシリンダー温度280℃及びスクリュー回転数150rpmで溶融混合してポリカーボネート系樹脂組成物を得た。次いで、このポリカーボネート系樹脂組成物をペレットに賦形した。
得られたペレットを80℃で12時間乾燥した後、100t射出成形機(住友重機(株)製、商品名;SE−100DU)に供給し、シリンダー温度270℃及び金型温度80℃で射出成形し、各試験片を得た。次いで、各試験片を用いて、シャルピー衝撃強度、顔料着色性、及び難燃性の評価を行い、表2に示す評価結果を得た。
表2中の略語は以下の通りである。
PC樹脂:ポリカーボネート樹脂(三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製、商品名:ユーピロンS−2000F)
AP−H:AS樹脂(UMG−ABS(株)製、商品名:AP−H)
RB:ABS樹脂(UMG−ABS(株)製、商品名:RB)
PX−200:難燃剤、1,3−フェニレンビス(ジ−2,6−キシレニルホスフェート)(大八化学工業社製、商品名PX−200)
A−3800:アンチドリップ剤、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)含有粉体(三菱レイヨン社製、商品名A−3800)
Irg1076:フェノール系酸化防止剤(BASF社製、商品名:Irganox1076)
ADK2112:リン系酸化防止剤(ADEKA社製、商品名:アデカスタブ2112)
表2に示すように、実施例1〜5のポリカーボネート樹脂組成物(H−1〜3,6,9)は、それぞれのグラフト共重合体(G−1〜G−3)を構成する、それぞれのゴム(A−1〜A−3)の屈折率が1.47〜1.56の範囲内であるため、耐衝撃性と顔料着色性の両方が良好であった。実施例4のポリカーボネート樹脂組成物(H−6)は、難燃剤をさらに含むため、耐衝撃性と難燃性の両方が良好であった。
比較例1のポリカーボネート樹脂組成物(H−4)は、グラフト共重合体(G’−1)を構成するゴム(A’−1)の屈折率が低いために顔料着色性が悪かった。
比較例2のポリカーボネート樹脂組成物(H−5)は、グラフト共重合体を含有していないため、耐衝撃性が悪かった。
比較例3のポリカーボネート樹脂組成物(H−7)は、グラフト共重合体(G’−1)を構成するゴム(A’−1)の屈折率が低いために難燃性が悪かった。
比較例4のポリカーボネート樹脂組成物(H−8)は、グラフト共重合体を含有していないため、耐衝撃性と難燃性が悪かった。
比較例5のポリカーボネート樹脂組成物(H−10)は、グラフト共重合体(G’−1)を構成するゴム(A’−1)の屈折率が低いために顔料着色性が悪かった。