JP6648427B2 - ポリカーボネート樹脂組成物、及び樹脂成形品 - Google Patents
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Description
上記(Y)グラフト共重合体の主鎖が、(A)エチレン−酢酸ビニル共重合体から成る。
上記(Y)グラフト共重合体の側鎖が、(b−1)スチレンと、(b−2)アクリロニトリル及びメタクリル酸グリシジルの少なくとも1つと、を含有する(B)ビニル共重合体から成る。
上記(Y)グラフト共重合体の主鎖同士が架橋されている。
この構成により、相手材によらずに優れた摺動特性が得られるポリカーボネート樹脂組成物を提供することができる。
この構成により、(A)エチレン−酢酸ビニル共重合体の主鎖同士が選択的に架橋され、(X)ポリカーボネート樹脂に対する(Y)グラフト共重合体の分散性が良好となる。
この構成により、ポリカーボネート樹脂組成物の摺動性や外観品質が更に向上し、摺動時の軋み音の発生も更に抑制できる。
この構成により、特に良好な摺動性を有するポリカーボネート樹脂組成物が得られる。
本実施形態に係るポリカーボネート樹脂組成物は、(X)ポリカーボネート樹脂と、(Y)グラフト共重合体と、を含有する。なお、以下の説明では、「ポリカーボネート」を、単に「PC」とも呼称するものとする。
本実施形態に係る(X)ポリカーボネート樹脂は、特定の種類に限定されない。例えば、公知のホスゲン法、又は溶融法等により作られた芳香族PCが用いられる。具体的な製造方法は、例えば特開昭63−215763号公報や特開平2−124934号公報等に記載されている。原料として使用される代表的なジフェノールとしては、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(いわゆるビスフェノールA)が挙げられる。また、カーボネートを導入するための前駆物質としては、ホスゲン、ジフェニルカーボネート等が挙げられる。製造されたPC樹脂は、末端OH基を封止してあるもの、末端OH基を封止してないもののどちらも使用可能である。
本実施形態に係る(Y)グラフト共重合体の主鎖は、(A)エチレン−酢酸ビニル共重合体から成る。(Y)グラフト共重合体の側鎖は、(b−1)スチレンと、(b−2)アクリロニトリル及びメタクリル酸グリシジルの少なくとも1つと、のビニル共重合体から成る。
本実施形態に係るエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂組成物は、(A)エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)と、(B)ビニル共重合体と、(C)有機過酸化物と、を含有する。(B)ビニル共重合体及び(C)有機過酸化物は、(A)エチレン−酢酸ビニル共重合体に含浸されている。
本実施形態に係る(A)エチレン−酢酸ビニル共重合体では、構造単位での酢酸ビニルの含有量が、1〜20重量%であることが好ましく、3〜10重量%であることが更に好ましい。
本実施形態に係る(B)ビニル共重合体は、(b−1)スチレンと、(b−2)アクリロニトリル及びメタクリル酸グリシジルの少なくとも1つと、(b−3)t−ブチルペルオキシメタクリロイロキシエチルカーボネートと、(b−4)重合開始剤と、から成るビニル単量体組成物により構成される。
t−ブチルパーオキシネオヘプタノエート(T10=51℃)
t−ヘキシルパーオキシピバレート(T10=53℃)
t−ブチルパーオキシピバレート(T10=55℃)
ジ(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド(T10=59℃)
ジラウロイルパーオキサイド(T10=62℃)
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(T10=65℃)
2,5−ジメチル−2,5−ジ(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン(T10=66℃)
t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキシルヘキサノエート(T10=70℃)
ジ(4−メチルベンゾイル)パーオキサイド(T10=71℃)
t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(T10=72℃)
ジベンゾイルパーオキサイド(T10=74℃)
2,2−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(T10=51℃)
2,2−アゾビス(イソブチロニトリル)(T10=65℃)
2,2−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)(T10=67℃)
本実施形態に係る(C)有機過酸化物は、溶融混練時に熱分解してラジカルを発生させることにより、(A)エチレン−酢酸ビニル共重合体を架橋することができる。(C)有機過酸化物は、特定の種類に限定されず、公知のものを利用可能である。しかし、(C)有機過酸化物の10時間半減期温度は95〜130℃であることが好ましい。
t−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート(T10=95℃)
t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート(T10=97℃)
t−ブチルパーオキシラウレート(T10=98℃)
t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート(T10=99℃)
t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート(T10=99℃)
t−ヘキシルパーオキシベンゾエート(T10=99℃)
2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン(T10=100℃)
t−ブチルパーオキシアセテート(T10=102℃)
2,2−ジ(t−ブチルパーオキシ)ブタン(T10=103℃)
t−ブチルパーオキシベンゾエート(T10=104℃)
n−ブチル−4,4−ジ(t−ブチルパーオキシ)バレレート(T10=105℃)
ジ(2−t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン(T10=119℃)
ジクミルパーオキサイド(T10=116℃)
ジ−t−ヘキシルパーオキサイド(T10=116℃)
2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン(T10=118℃)
t−ブチルクミルパーオキサイド(T10=120℃)
ジ−t−ブチルパーオキサイド(T10=124℃)
本実施形態に係るポリカーボネート樹脂組成物は、必要に応じ、上記以外の添加物を含有していてもよい。このような添加物としては、潤滑剤、無機難燃剤、有機難燃剤、無機充填剤、有機無機充填剤、架橋剤、酸化防止剤、紫外線防止剤、滑剤、分散剤、カップリング剤、発泡剤、着色剤、エンジニアリングプラスチックなどが挙げられる。
無機難燃剤としては、例えば、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどが挙げられる。
有機難燃剤としては、例えば、ハロゲン系、リン系等の難燃剤などが挙げられる。
無機充填剤としては、例えば、金属粉、タルク、ガラス繊維などが挙げられる。
有機無機充填剤としては、例えば、カーボン繊維、木粉などが挙げられる。
エンジニアリングプラスチックとしては、例えば、ポリエステル、ポリアセタール、ABS樹脂、ポリフェニレンエーテルなどが挙げられる。
本実施形態に係るポリカーボネート樹脂組成物は、熱可塑性樹脂であるため、射出成形や押出し成形などにより、容易に様々な形状に成形することが可能である。本実施形態に係るポリカーボネート樹脂組成物を成形して得られる樹脂成形品は、機械物性、及び摺動性に優れるため、電気部品、電子部品、機械部品、精密機器部品、自動車部品などの広い分野で利用することができる。
[エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂組成物の製造]
製造例1−1〜1−13及び比較製造例1−1〜1−3について、表1に示す組成でエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂組成物を製造した。この一例として、製造例1−1に係るエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂組成物の製造プロセスを以下に示す。なお、他の製造例及び比較製造例に係るエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂組成物も、製造例1−1と同様のプロセスで製造した。
内容積5Lのステンレス製オートクレーブに、純水2500gを入れ、更に懸濁剤としてポリビニルアルコール2.5gを溶解させた。この中に、エチレン−酢酸ビニル共重合体(商品名「ウルトラセン510」、東ソー株式会社製、VAc含有量6%、MFR=2.5(g/10min)700gを入れ、攪拌して分散させた。
比較製造例1−1に係るエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂組成物では、上記実施形態とは異なり、(C)有機過酸化物を添加せず、主鎖同士の架橋反応が行われていない。
EVA:エチレン−酢酸ビニル共重合体(各実施例及び各比較例では、適宜、以下の3種類のうちいずれか1つを用いている。)
(I)「ウルトラセン510」、東ソー株式会社製、VAc含有量6%、MFR=2.5(g/10min)
(II)「ウルトラセン537」、東ソー株式会社製、VAc含有量15%、MFR=3.0(g/10min)
(III)「ウルトラセン750」、東ソー株式会社製、VAc含有量32%、MFR=30(g/10min)
LDPE:低密度ポリエチレン(「スミカセンG401」住友化学株式会社製、密度=0.926g/cm3)
St:スチレン
GMA:メタクリル酸グリシジル
AN:アクリロニトリル
MEC:t−ブチルペルオキシメタクリロイロキシエチルカーボネート
R355:ジ(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド
BW:ベンゾイルパーオキサイド(「ナイパーBW」、10時間半減期温度=74℃、日油株式会社製)
25B:2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン
BuE:t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート(「パーブチルE」、10時間半減期温度=99℃、日油株式会社製)
[(Y)グラフト共重合体の製造]
製造例2−1〜2−13及び比較製造例2−1〜2−3では、表2に示すように、それぞれ製造例1−1〜1−13及び比較製造例1−1〜1−3に係るエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂組成物を用いて(Y)グラフト共重合体を製造した。この一例として、製造例2−1に係る(Y)グラフト共重合体の製造プロセスを以下に示す。なお、他の製造例及び比較製造例に係る(Y)グラフト共重合体も、製造例2−1と同様のプロセスで製造した。
まず、製造例1−1で得られたエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂組成物をラボプラストミル一軸押出機(株式会社東洋精機製作所製)で200℃にて溶融混練し、グラフト化反応させることにより主鎖がエチレン−酢酸ビニル共重合体から成り、側鎖がポリ(St/GMA)から成る(Y)グラフト共重合体を得た。
[ポリカーボネート樹脂組成物の製造]
実施例1〜14及び比較例1〜5について、表3に示す配合割合で、(X)ポリカーボネート樹脂(商品名「タフロンA2200」、標準グレード、出光興産株式会社製、表3中で「PC−1」と示す)に対して、上記の(Y)グラフト共重合体を適宜所定量ドライブレンドし、260℃に設定した二軸押出機にて溶融混練し、ポリカーボネート樹脂組成物を得た。
実施例2では、製造例2−1で得られた(Y)グラフト共重合体の含有量が3重量部((X)と(Y)の合計を100重量部とした場合)であるポリカーボネート樹脂組成物を製造した。
比較例1では、(Y)グラフト共重合体を用いずに、(X)ポリカーボネート樹脂のみを用いて製造した。
比較例2は、製造例2−1で得られた(Y)グラフト共重合体の含有量が30重量部((X)と(Y)の合計を100重量部とした場合)であるポリカーボネート樹脂組成物を製造した。
比較例3〜5では、比較製造例2−1〜2−3で得られた(Y)グラフト共重合体の含有量が10重量部((X)と(Y)の合計を100重量部とした場合)であるポリカーボネート樹脂組成物を製造した。
実施例16では、製造例2−1で得られた(Y)グラフト共重合体の含有量が3重量部((X)と(Y)の合計を100重量部とした場合)であるポリカーボネート樹脂組成物を製造した。
比較例6に係るポリカーボネート樹脂組成物は、(Y)グラフト共重合体を用いずに、(X)ポリカーボネート樹脂のみにより製造した。
実施例1〜19及び比較例1〜6で得られたポリカーボネート樹脂組成物を射出成形機によって成形することにより、それぞれの評価材を作製した。射出成形の条件としては、バレル温度を265℃とし、金型温度を80℃とした。
・引張り強さ
JIS K−7113に準拠し、試験速度50mm/minとして行った。引張り強さの目標値は、(X)ポリカーボネート樹脂の種類に応じて決定され、40MPa以上とした。
JIS K−7203に準拠し、試験速度2mm/minとして行った。曲げ弾性率の目標値は、(X)ポリカーボネート樹脂の種類に応じて決定され、1.5GPa以上とした。
試験機:オリエンテック株式会社製 摩擦摩耗試験機 EFM−III−F
評価材:内径20mm、外径25.6mmの円筒材
評価材材質:表3に示す組成のポリカーボネート樹脂組成物
相手材:内径20mm、外径25.6mmの円筒材
相手材材質:(1)炭素鋼(S45C)、(2)ニートPC樹脂、(3)ポリエチレンテレフタレート樹脂、(4)ポリエチレンナフタレート樹脂
試験条件(相手材材質が(1)の場合):荷重50N、線速度10cm/sec
試験条件(相手材材質が(2)〜(4)の場合):荷重20N、線速度10cm/sec
試験時間:100分間
なお、実施例1〜14及び比較例1〜5については、(2)ニートPC樹脂として「タフロンA2200(出光興産株式会社製)」を用いた。実施例15〜19及び比較例6については、(2)ニートPC樹脂として「商品名:レキサン101(SABIC製)」を用いた。
得られた評価材を、軋み音評価試験用のプレート(60mm×100mm×2mm)と、擦り合わせる相手材用としてポリカーボネート樹脂(ニートPC樹脂)プレート(50mm×25mm×2mm)と、に切り出してバリ取りを行った後、温度25℃、湿度50%でそれぞれ12時間状態調整した。また、相手材用のプレート(50mm×25mm×2mm)として、ステンレス製のプレートも準備した。
軋み音リスク値4〜5:軋み音発生のリスクがやや高い
軋み音リスク値6〜10:軋み音発生のリスクが高い
PC−1:「タフロンA2200」、標準グレード、出光興産株式会社製
PC−2:「レキサン101」、SABIC製
PET:「TRN−8550FF」、標準グレード、帝人株式会社製
PEN:「テオネックススTN8065S」、標準グレード、帝人株式会社製
(実施例について)
・機械物性
実施例1〜19に係る評価材ではいずれも、引張り強さが40MPa以上の大きい値であり、曲げ弾性率が1.5GPa以上の高い値であった。
実施例1〜19に係る評価材ではいずれも、相手材を(1)炭素鋼(S45C)とするスラスト式摩擦摩耗試験において、摩耗量が2.5mg以下、動摩擦係数が0.25以下の低い値が得られた。
実施例1〜19に係る評価材ではいずれも、相手材を(1)炭素鋼(S45C)及び(2)ニートPC樹脂とした場合の摺動時の軋み音リスク値が3以下の小さい値であった。
(X)ポリカーボネート樹脂のみを用いる比較例1及び6では、相手材を(1)炭素鋼(S45C)とするスラスト式摩擦摩耗試験において、摩耗量が2.5(mg)を上回り、動摩擦係数が0.25を上回っていた。
また、比較例1及び6では、相手材を(2)ニートPC樹脂とするスラスト式摩擦摩耗試験において、摩耗量が5.0(mg)を上回り、動摩擦係数が0.25を上回っていた。
更に、比較例1及び6では、相手材を(1)炭素鋼(S45C)とした場合の軋み音リスク値が3を上回っていた。
加えて、比較例1及び6では、相手材を(2)ニートPC樹脂とした場合の軋み音リスク値が3を上回っていた。
また、比較例4では、相手材を(2)ニートPC樹脂とするスラスト式摩擦摩耗試験において、摩耗量が5.0(mg)を上回り、動摩擦係数が0.25を上回っていた。
更に、比較例4では、相手材を(2)ニートPC樹脂とした場合の軋み音リスク値が3を上回っていた。
Claims (4)
- (X)ポリカーボネート樹脂と、(Y)グラフト共重合体と、を含有し、
前記(Y)グラフト共重合体の主鎖が、1〜20重量%の酢酸ビニルを含む(A)エチレン−酢酸ビニル共重合体から成り、
前記(Y)グラフト共重合体の側鎖が、(b−1)スチレンと、(b−2)アクリロニトリル及びメタクリル酸グリシジルの少なくとも1つと、を含有する(B)ビニル共重合体から成り、
前記(Y)グラフト共重合体の主鎖同士が架橋されており、
前記(X)ポリカーボネート樹脂と前記(Y)グラフト共重合体との含有量の合計を100重量部とすると、前記(Y)グラフト共重合体の含有量が1〜25重量部である
ポリカーボネート樹脂組成物。 - 請求項1に記載のポリカーボネート樹脂組成物であって、
前記(Y)グラフト共重合体の主鎖同士が、(C)有機過酸化物によって架橋されている
ポリカーボネート樹脂組成物。 - 請求項1又は2に記載のポリカーボネート樹脂組成物であって、
前記(A)エチレン−酢酸ビニル共重合体と、前記(b−1)スチレンと、前記(b−2)アクリロニトリル及びメタクリル酸グリシジルの少なくとも1つと、の含有量の合計を100重量部とすると、前記(A)エチレン−酢酸ビニル共重合体の含有量が50〜90重量部である
ポリカーボネート樹脂組成物。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物を成形して得られる
樹脂成形品。
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