WO2024117158A1 - 樹脂組成物、ペレット、および、成形品 - Google Patents
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
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- C08K5/42—Sulfonic acids; Derivatives thereof
-
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L69/00—Compositions of polycarbonates; Compositions of derivatives of polycarbonates
Definitions
- Polycarbonate resin has excellent mechanical strength, electrical properties, and transparency, and is widely used as an engineering plastic in a variety of fields, including electrical and electronic equipment and the automotive industry.
- polycarbonate resin materials may be required to be flame retardant.
- the resulting molded products from polycarbonate resin materials may be required to have high hardness.
- Patent Document 1 describes a resin composition that has excellent flame retardancy and high surface hardness. Specifically, Patent Document 1 discloses an aromatic polycarbonate resin composition that contains, as the main resin material, an aromatic polycarbonate resin that accounts for 85 to 95 mass% of the main resin material and has a weight average molecular weight of 37,000 to 55,000 in terms of polystyrene equivalent, and a polystyrene-based resin that does not contain a rubber component, which accounts for 15 to 5 mass% of the main resin material, and that contains, as additives, a polyfluoroolefin resin, an organic sulfonate-based flame retardant, and a silicon-based flame retardant.
- an aromatic polycarbonate resin composition that contains, as the main resin material, an aromatic polycarbonate resin that accounts for 85 to 95 mass% of the main resin material and has a weight average molecular weight of 37,000 to 55,000 in terms of polystyrene equivalent, and a polystyrene-based resin that does not contain a rubber component,
- the present invention aims to solve the above problems, and has an object to provide a new resin composition containing a polycarbonate resin, which has excellent flame retardancy, as well as pellets and molded articles of the resin composition.
- the object is to provide a resin composition capable of providing a molded article of polycarbonate resin having excellent flame retardancy and high surface hardness, or a resin composition capable of providing a molded article of polycarbonate resin having excellent flame retardancy and excellent transparency.
- the present inventors have conducted research and have found that the above-mentioned problems can be solved by using a specific polycarbonate resin, such as a bisphenol C polycarbonate resin, as the polycarbonate resin in a resin composition containing a polycarbonate resin and a flame retardant, in combination with a recycled polycarbonate resin.
- a specific polycarbonate resin such as a bisphenol C polycarbonate resin
- the above problems were solved by the following means.
- the polycarbonate resin includes a polycarbonate resin including a structural unit represented by formula (1) and a recycled polycarbonate resin,
- the recycled polycarbonate resin contains a structural unit represented by formula (2),
- the resin composition, wherein the content of the flame retardant is less than 25 parts by mass per 100 parts by mass of the polycarbonate resin.
- R 1 represents a methyl group
- R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group
- X 1 represents any one of the following formulae:
- R3 and R4 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group
- Z represents a group that bonds with C to form an alicyclic hydrocarbon having 6 to 12 carbon atoms which may have a substituent.
- Equation (2) (In formula (2), X2 represents any one of the following formulas: R3 and R4 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and Z represents a group that bonds with C to form an alicyclic hydrocarbon having 6 to 12 carbon atoms which may have a substituent.
- the flame retardant contains an alkali metal sulfonate.
- the polycarbonate resin containing the structural unit represented by the formula (1) contains the unit represented by the formula (1) in a ratio of 50 mol % or more of all structural units.
- the flame retardant contains an alkali metal sulfonate
- the polycarbonate resin containing the structural unit represented by formula (1) contains the unit represented by formula (1) in a ratio of 50 mol % or more of all structural units.
- Equation (2) (In formula (2), X2 represents any one of the following formulas: R3 and R4 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and Z represents a group that bonds with C to form an alicyclic hydrocarbon having 6 to 12 carbon atoms which may have a substituent.
- the content of the polycarbonate resin in the resin composition is 10 to 95% by mass
- the resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>, wherein the content of the flame retardant is 0.005 parts by mass or more per 100 parts by mass of the polycarbonate resin.
- the viscosity average molecular weight of the recycled polycarbonate resin is lower than the viscosity average molecular weight of a polycarbonate resin containing a structural unit represented by formula (1).
- the flame retardant contains an alkali metal sulfonate
- the polycarbonate resin containing the structural unit represented by formula (1) contains the unit represented by formula (1) in a proportion of 50 mol % or more of all structural units,
- the content of the polycarbonate resin in the resin composition is 10 to 95% by mass,
- the content of the flame retardant is 0.005 parts by mass or more relative to 100 parts by mass of the polycarbonate resin,
- the viscosity average molecular weight of the recycled polycarbonate resin is lower than the viscosity average molecular weight of a polycarbonate resin containing a structural unit represented by formula (1).
- the resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 8>.
- Equation (2) (In formula (2), X2 represents any one of the following formulas: R3 and R4 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and Z represents a group that bonds with C to form an alicyclic hydrocarbon having 6 to 12 carbon atoms which may have a substituent.
- X2 represents any one of the following formulas: R3 and R4 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and Z represents a group that bonds with C to form an alicyclic hydrocarbon having 6 to 12 carbon atoms which may have a substituent.
- the present invention it is possible to provide a new resin composition containing a polycarbonate resin, which has excellent flame retardancy, as well as pellets and molded articles of the resin composition.
- a resin composition capable of providing a molded article of polycarbonate resin having excellent flame retardancy and high surface hardness or a resin composition capable of providing a molded article of polycarbonate resin having excellent flame retardancy and excellent transparency.
- the present embodiment is an example for explaining the present invention, and the present invention is not limited to the present embodiment.
- the word "to” is used to mean that the numerical values before and after it are included as the lower limit and upper limit.
- various physical properties and characteristic values are those at 23° C. unless otherwise specified. If the measurement methods, etc. described in the standards shown in this specification vary from year to year, they will be based on the standards as of January 1, 2022, unless otherwise specified.
- the resin composition of the present embodiment contains a polycarbonate resin and a flame retardant, the polycarbonate resin contains a polycarbonate resin containing a structural unit represented by formula (1) and a recycled polycarbonate resin, the recycled polycarbonate resin contains a structural unit represented by formula (2), and the content of the flame retardant is less than 25 parts by mass per 100 parts by mass of the polycarbonate resin.
- R 1 represents a methyl group
- R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group
- X 1 represents any one of the following formulae:
- R3 and R4 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group
- Z represents a group that bonds with C to form an alicyclic hydrocarbon having 6 to 12 carbon atoms which may have a substituent.
- Equation (2) (In formula (2), X2 represents any one of the following formulas: R3 and R4 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and Z represents a group that bonds with C to form an alicyclic hydrocarbon having 6 to 12 carbon atoms which may have a substituent.
- the transfer of heat can be stopped by promoting the formation of a carbonized layer on the molded product during the combustion process. More specifically, during the combustion process of polycarbonate resin, the polycarbonate resin repeats various multi-stage reactions including isomerization, and finally forms a carbonized layer, thereby stopping the combustion cycle.
- the isomerization of recycled polycarbonate resin has already progressed, and the reaction time until the carbonized layer is formed can be shortened compared to virgin polycarbonate resin.
- the polycarbonate resin containing the structural unit represented by formula (1) also easily forms a carbonized layer, and that this contributes to the more rapid formation of the carbonized layer due to a synergistic effect.
- the polycarbonate resin contains the structural unit represented by formula (1) as the polycarbonate resin
- the transparency of the molded product obtained tends to improve.
- an anti-dripping agent such as a fluoropolymer having fibril forming ability
- the transparency is deteriorated.
- excellent flame retardancy can be achieved, so that the resin composition has excellent transparency.
- by using a polycarbonate resin containing a constitutional unit represented by formula (1) the surface hardness of the obtained molded article can be increased.
- the resin composition of the present embodiment includes a polycarbonate resin containing a structural unit represented by formula (1) and a recycled polycarbonate resin.
- a polycarbonate resin containing a structural unit represented by formula (1) By including the polycarbonate resin containing the structural unit represented by formula (1), the flame retardancy of the resin composition can be increased, and the transparency and surface hardness of the resulting molded article can be increased.
- the recycled polycarbonate resin By using the recycled polycarbonate resin, the flame retardancy of the resin composition can be increased.
- the resin composition of the present embodiment contains a polycarbonate resin containing a structural unit represented by formula (1).
- a polycarbonate resin containing a structural unit represented by formula (1) By containing the structural unit represented by formula (1), a molded article having excellent transparency and hardness can be obtained.
- the polycarbonate resin containing the structural unit represented by formula (1) is usually a virgin polycarbonate resin.
- R 1 represents a methyl group
- R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group
- X 1 represents any one of the following formulae:
- R3 and R4 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group
- Z represents a group that bonds with C to form an alicyclic hydrocarbon having 6 to 12 carbon atoms which may have a substituent.
- R2 is preferably a hydrogen atom.
- X 1 is In this case, at least one of R3 and R4 is preferably a methyl group, and more preferably both are methyl groups. Also, X1 is In this case, Z bonds to the carbon C bonded to the two phenyl groups in the above formula (1) to form a divalent alicyclic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms.
- Examples of the divalent alicyclic hydrocarbon group include cycloalkylidene groups such as a cyclohexylidene group, a cycloheptylidene group, a cyclododecylidene group, an adamantylidene group, and a cyclododecylidene group.
- Examples of the alicyclic hydrocarbon having a substituent formed by bonding Z to C include the methyl- and ethyl-substituted alicyclic hydrocarbon groups described above.
- Examples of the substituted groups include those having a methyl or ethyl substituent.
- a cyclohexylidene group a methyl-substituted cyclohexylidene group (preferably a 3,3,5-trimethyl-substituted cyclohexylidene group), and a cyclododecylidene group are preferred.
- X 1 preferably has the following structure.
- a preferred example of the structural unit represented by the above formula (1) is 2,2-bis(3-methyl-4-hydroxyphenyl)propane, i.e., a structural unit (carbonate structural unit) composed of bisphenol C.
- the polycarbonate resin may contain only one type of structural unit represented by formula (1), or may contain two or more types.
- the virgin polycarbonate resin containing the structural unit represented by formula (1) preferably contains the unit represented by formula (1) in a proportion of 50 mol% or more of all structural units, more preferably 60 mol% or more, and even more preferably 70 mol% or more, and may be 80 mol% or more, 90 mol% or more, or 95 mol% or more depending on the application.
- the upper limit of the proportion of the unit represented by formula (1) in all structural units in the virgin polycarbonate resin containing the structural unit represented by formula (1) is preferably 100 mol% or less.
- the resin composition of the present embodiment may also contain, as a virgin polycarbonate resin, a polycarbonate resin that includes a structural unit represented by formula (2).
- Equation (2) (In formula (2), X2 represents any one of the following formulas: R3 and R4 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and Z represents a group that bonds with C to form an alicyclic hydrocarbon having 6 to 12 carbon atoms which may have a substituent.
- the details of the structural unit represented by formula (2) are the same as those of the structural unit represented by formula (2) that may be contained in the recycled polycarbonate resin described below, and the preferred ranges are also the same.
- the resin composition of the present embodiment may contain, as the virgin polycarbonate resin, a polycarbonate resin containing a structural unit represented by formula (2) in addition to a polycarbonate resin containing a structural unit represented by formula (1), or may contain a polycarbonate resin containing a structural unit represented by formula (1) and a structural unit represented by formula (2).
- the proportion of the constitutional unit represented by formula (1) is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and even more preferably 15% by mass or more, and is preferably 100% by mass or less, and more preferably 95% by mass or less.
- the virgin polycarbonate resin used in the present embodiment preferably has the following form.
- A1 Polycarbonate resin containing a structural unit represented by formula (1)
- A2 A blend of a polycarbonate resin containing a structural unit represented by formula (1) and a polycarbonate resin containing a structural unit represented by formula (2)
- A3 A polycarbonate resin containing a structural unit represented by formula (1) and a structural unit represented by formula (2)
- A4 A blend of a polycarbonate resin containing a structural unit represented by formula (1) and a polycarbonate resin containing a structural unit represented by formula (1) and a structural unit represented by formula (2)
- A5 A polycarbonate resin containing a structural unit represented by formula (2) and a polycarbonate resin containing a structural unit represented by formula (1) and a structural unit represented by formula (2)
- A6 A blend of a polycarbonate resin containing a structural unit represented by formula (1), a polycarbonate resin containing a structural unit represented by formula (2), and a polycarbonate resin containing a structural unit represented by
- a polycarbonate resin constituting the polycarbonate resin or the blend thereof in the above (A1) to (A6) contains a structural unit other than the structural unit represented by formula (1) and the structural unit represented by formula (2).
- the lower limit of the viscosity average molecular weight (Mv) of the virgin polycarbonate resin used in the present embodiment is preferably 8,000 or more, more preferably 10,000 or more, even more preferably 15,000 or more, and even more preferably 18,000 or more.
- the upper limit of Mv is preferably 100,000 or less, and more preferably 80,000 or less.
- the viscosity average molecular weight of the polycarbonate resin containing the structural unit represented by formula (1) is preferably 15,000 or more, more preferably 18,000 or more, and preferably 30,000 or less, more preferably 28,000 or less.
- the viscosity average molecular weight of the polycarbonate resin containing the structural unit represented by formula (2) is preferably 20,000 or more, more preferably 25,000 or more, and preferably 100,000 or less, more preferably 80,000 or less.
- the proportion of the virgin polycarbonate resin in the resin composition of this embodiment is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, even more preferably 30% by mass or more, even more preferably 40% by mass or more, and even more preferably 45% by mass or more.
- the proportion of the virgin polycarbonate resin in the resin composition is preferably 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, and even more preferably 85% by mass or less.
- the virgin polycarbonate resin may be contained in only one kind, or in two or more kinds. When two or more kinds are contained, it is preferable that the total amount is in the above range.
- the resin composition of the present embodiment contains a recycled polycarbonate resin containing a structural unit represented by formula (2).
- the recycled polycarbonate resin means a virgin polycarbonate resin that has been subjected to some molding processing, and includes not only recovered products, but also rejected polycarbonate resin molded products, and scraps from the manufacture of polycarbonate resin molded products.
- the molded products include injection molded products, extrusion molded products, and molded products molded by other manufacturing methods.
- Examples of recycled polycarbonate resin include those obtained by material recycling in which recovered used polycarbonate resin molded products are crushed and alkaline washed to be reused as fibers, etc., those obtained by chemical recycling (chemical decomposition method), and those obtained by mechanical recycling.
- Chemical recycling involves chemically breaking down the collected used polycarbonate resin molded products, returning them to their raw material level and resynthesizing the polycarbonate resin.
- Mechanical recycling is a method that makes it possible to remove dirt from polycarbonate resin molded products more reliably than material recycling by carrying out alkaline washing more strictly than in the above-mentioned material recycling, or by vacuum drying at high temperatures. For example, after foreign matter is removed from used polycarbonate resin molded products, the products are crushed and washed, and then pelletized by an extruder to obtain recycled polycarbonate resin.
- used polycarbonate resin molded articles include disks, sheets (including films), meter covers, headlamp lenses, and water bottles, with disks and headlamp lenses being preferred.
- R is an organic group, preferably a hydrocarbon group, more preferably an aliphatic group, an aromatic group, or both an aliphatic group and an aromatic group, and further has a straight-chain structure or a branched structure
- the recycled polycarbonate resin is preferably an aromatic polycarbonate resin, more preferably a polycarbonate resin having a bisphenol skeleton, and even more preferably a bisphenol A type polycarbonate resin.
- the recycled polycarbonate resin includes a recycled polycarbonate resin containing a structural unit represented by formula (2), and is preferably a polycarbonate resin containing the structural unit represented by formula (2) in a proportion of 90 mol % or more of all structural units, and more preferably a polycarbonate resin containing the structural unit represented by formula (2) in a proportion of 95 mol % or more of all structural units.
- Equation (2) (In formula (2), X2 represents any one of the following formulas: R3 and R4 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and Z represents a group that bonds with C to form an alicyclic hydrocarbon having 6 to 12 carbon atoms which may have a substituent.
- X2 is In this case, it is preferable that at least one of R3 and R4 is a methyl group, and it is more preferable that both of them are methyl groups. Also, X2 is In this case, Z bonds to the carbon C bonded to the two phenyl groups in the above formula (2) to form a divalent alicyclic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms.
- divalent alicyclic hydrocarbon group examples include cycloalkylidene groups such as a cyclohexylidene group, a cycloheptylidene group, a cyclododecylidene group, an adamantylidene group, and a cyclododecylidene group.
- Substituted groups include those having a methyl substituent or an ethyl substituent.
- a cyclohexylidene group, a methyl-substituted cyclohexylidene group (preferably a 3,3,5-trimethyl-substituted cyclohexylidene group), and a cyclododecylidene group are preferred.
- X2 preferably has the following structure.
- the recycled polycarbonate resin containing the structural unit represented by formula (2) may contain only one type of structural unit represented by formula (2), or may contain two or more types of structural units represented by formula (2).
- the recycled polycarbonate resin containing the structural unit represented by formula (2) preferably contains the unit represented by formula (2) in a proportion of 50 mol% or more of the total structural units, more preferably 60 mol% or more, and even more preferably 70 mol% or more. Depending on the application, etc., it may be 80 mol% or more, 90 mol% or more, 95 mol% or more, and preferably 100 mol% or less.
- the recycled polycarbonate resin containing the structural unit represented by formula (2) may contain other structural units in addition to the structural unit represented by formula (2).
- other structural units include the structural unit represented by formula (2) described above, as well as the structural units derived from dihydroxy compounds shown below.
- the constitutional unit represented by formula (2) described in paragraph 0008 of WO 2017/099226, the description in paragraphs 0043 to 0052 of WO 2017/099226, and the description in JP-A-2011-046769 can be referred to, and the contents of these are incorporated herein.
- the resin composition of the present embodiment may contain, as a recycled polycarbonate resin, a recycled product of a polycarbonate resin containing a constitutional unit represented by the above formula (1).
- the proportion of recycled polycarbonate resin containing the structural unit represented by formula (2) in the resin composition of this embodiment is preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, and preferably 100% by mass or less, based on 100% by mass of recycled polycarbonate resin.
- the viscosity average molecular weight (Mv) of the recycled polycarbonate resin used in the present embodiment has a lower limit of preferably 5,000 or more, more preferably 8,000 or more, even more preferably 10,000 or more, and even more preferably 12,000 or more.
- the upper limit of Mv is preferably 30,000 or less, more preferably 28,000 or less, even more preferably 25,000 or less, and even more preferably 23,000 or less.
- the viscosity average molecular weight of the recycled polycarbonate resin is preferably smaller than the viscosity average molecular weight of the polycarbonate resin containing the structural unit represented by formula (1). More specifically, the difference between the viscosity average molecular weight of the recycled polycarbonate resin and the viscosity average molecular weight of the polycarbonate resin containing the structural unit represented by formula (1) is preferably 1000 or more, more preferably 2000 or more, more preferably 3000 or more, even more preferably 4000 or more, and may be 5000 or more, and is preferably 15,000 or less, more preferably 10,000 or less.
- the proportion of recycled polycarbonate resin in the resin composition of this embodiment is preferably 5 mass% or more, more preferably 10 mass% or more, and even more preferably 15 mass% or more, and is preferably 90 mass% or less, more preferably 80 mass% or less, even more preferably 70 mass% or less, even more preferably 60 mass% or less, and even more preferably 55 mass% or less.
- the resin composition of the present embodiment may contain only one type of recycled polycarbonate resin, or may contain two or more types. When two or more types are contained, the total amount is preferably in the above range.
- the total amount of the structural unit represented by the above formula (1) and the structural unit represented by the formula (2) is preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, and even more preferably 99% by mass or more, based on 100% by mass of the polycarbonate resin (virgin polycarbonate resin and recycled polycarbonate resin) used in this embodiment.
- the upper limit of the total is 100% by mass or less.
- the total amount of polycarbonate resins (virgin polycarbonate resins and recycled polycarbonate resins) in the resin composition of the present embodiment is preferably 95% by mass or more, more preferably 97% by mass or more, and may be 99% by mass or more.
- the resin composition of the present embodiment contains a flame retardant.
- a flame retardant By including a flame retardant, the flame retardancy of the resulting molded article can be further improved.
- the flame retardant preferably contains at least one selected from the group consisting of halogen-based flame retardants, condensed phosphate ester compounds, phosphazene compounds, metal salt-based flame retardants, and silicone-based flame retardants, and more preferably contains a metal salt-based flame retardant.
- an alkali metal salt is preferred.
- an alkali metal salt alkali metal salt-based flame retardant
- a molded article having excellent flame retardancy can be obtained.
- the alkali metal salt is usually an alkali metal salt of an organic acid.
- examples of the alkali metal salt include alkali metal sulfonates, alkali metal carboxylates, alkali metal borates, and alkali metal phosphates. From the viewpoint of thermal stability, alkali metal sulfonates are preferred.
- Metals constituting the alkali metal salt include lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), etc., of which sodium, potassium, and cesium are preferred, sodium and potassium are more preferred, and potassium is even more preferred.
- alkali metal sulfonate examples include alkali metal salts of fluorine-containing aliphatic sulfonic acids or aromatic sulfonic acids. Specific examples of preferred ones among these include alkali metal salts of fluorine-containing aliphatic sulfonic acids having at least one C-F bond in the molecule (preferably having a fluoroalkyl group in the molecule), such as potassium nonafluorobutanesulfonate, lithium nonafluorobutanesulfonate, sodium nonafluorobutanesulfonate, cesium nonafluorobutanesulfonate, potassium trifluoromethanesulfonate, lithium trifluoromethanesulfonate, sodium trifluoromethanesulfonate, and cesium trifluoromethanesulfonate; dipotassium diphenylsulfonedisulfonate, potassium diphenylsulfonesulfonate, sodium
- aromatic sulfonic acid alkali metal salts having at least one aromatic group in the molecule such as sodium latoluenesulfonate, sodium (branched) dodecylbenzenesulfonate, sodium trichlorobenzenesulfonate, potassium benzenesulfonate, potassium styrenesulfonate, (poly) potassium styrenesulfonate, potassium paratoluenesulfonate, (branched) potassium dodecylbenzenesulfonate, potassium trichlorobenzenesulfonate, cesium benzenesulfonate, (poly) styrenesulfonate, cesium paratoluenesulfonate, (branched) cesium dodecylbenzenesulfonate, and cesium trichlorobenzenesulfonate, are listed.
- the content of the flame retardant in the resin composition of the present embodiment is preferably 0.005 parts by mass or more, more preferably 0.008 parts by mass or more, even more preferably 0.01 parts by mass or more, even more preferably 0.03 parts by mass or more, and even more preferably 0.05 parts by mass or more, relative to 100 parts by mass of the polycarbonate resin (total of virgin polycarbonate resin and recycled polycarbonate resin).
- the polycarbonate resin total of virgin polycarbonate resin and recycled polycarbonate resin.
- the content of the flame retardant is less than 25 parts by mass, preferably 20 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or less, even more preferably 4 parts by mass or less, even more preferably 3 parts by mass or less, even more preferably 2 parts by mass or less, and even more preferably 1.5 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the polycarbonate resin.
- the resin composition of the present embodiment may contain only one type of flame retardant, or may contain two or more types. When two or more types are contained, the total amount is preferably in the above range.
- the content of the alkali metal salt in the resin composition of this embodiment is preferably 0.005 parts by mass or more, more preferably 0.008 parts by mass or more, even more preferably 0.01 parts by mass or more, even more preferably 0.03 parts by mass or more, and even more preferably 0.05 parts by mass or more, relative to 100 parts by mass of the polycarbonate resin (total of virgin polycarbonate resin and recycled polycarbonate resin).
- the polycarbonate resin total of virgin polycarbonate resin and recycled polycarbonate resin.
- the content of the alkali metal salt is preferably 1 part by mass or less, more preferably 0.8 parts by mass or less, even more preferably 0.5 parts by mass or less, even more preferably 0.3 parts by mass or less, even more preferably 0.2 parts by mass or less, and even more preferably 0.15 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the polycarbonate resin.
- the resin composition of the present embodiment may contain only one type of alkali metal salt, or may contain two or more types. When two or more types are contained, the total amount is preferably in the above range.
- An example of the resin composition of the present embodiment is one that is substantially free of flame retardants other than alkali metal salts.
- substantially free means that the content of flame retardants other than alkali metal salts among the flame retardants contained in the resin composition is 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, and even more preferably 1% by mass or less.
- the content of the fluoropolymer having fibril forming ability in the resin composition is 0 parts by mass or more and less than 0.01 parts by mass, and preferably 0 parts by mass or more and less than 0.001 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the polycarbonate resin. Since the resin composition of the present embodiment can achieve excellent flame retardancy even when substantially not blended with the fluoropolymer having fibril forming ability, a resin composition or molded product having excellent transparency can be obtained.
- the resin composition of the present embodiment may contain an ultraviolet absorber.
- Preferred examples of the ultraviolet absorber include benzotriazole-based ultraviolet absorbers, benzoxazine-based ultraviolet absorbers, triazine-based ultraviolet absorbers, and malonic acid ester-based ultraviolet absorbers, with benzotriazole-based ultraviolet absorbers being more preferred.
- Benzotriazole-based ultraviolet absorbers include, for example, 2-(2-hydroxy-5-methylphenyl)-2H-benzotriazole, 2-(2-hydroxy-3,5-di-tert-butylphenyl)-2H-benzotriazole, 2-(2-hydroxy-3-tert-butyl-5-methylphenyl)-2H-benzotriazole, 2-(2-hydroxy-5-tert-octylphenyl)-2H-benzotriazole, 2-(3,5-di-tert -octyl-2-hydroxyphenyl)-2H-benzotriazole, 2-(3,5-di-tert-amyl-2-hydroxyphenyl)-2H-benzotriazole, 2-(3-lauryl-5-methyl-2-hydroxyphenyl)-2H-benzotriazole, 2-(3,5-di-tert-butyl-2-hydroxyphenyl)-5-chloro-2H-benzotriazole, 2-(3-tert-buty
- 2-(2-hydroxy-5-tert-octylphenyl)-2H-benzotriazole (2-(2-hydroxy-5-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)phenyl)benzotriazole) is preferred.
- the content of the ultraviolet absorbent is preferably 0.01 parts by mass or more and preferably 1 part by mass or less, more preferably 0.03 to 0.7 parts by mass, and even more preferably 0.05 to 0.5 parts by mass, per 100 parts by mass of the polycarbonate resin (the total of the virgin polycarbonate resin and the recycled polycarbonate resin).
- the resin composition of the present embodiment may contain only one type of ultraviolet absorbent, or may contain two or more types. When two or more types are contained, it is preferable that the total amount is in the above range.
- the resin composition of the present embodiment may contain a stabilizer.
- the stabilizers include heat stabilizers and antioxidants.
- As the heat stabilizer a phosphorus-based stabilizer is preferably used. Any known phosphorus stabilizer can be used as the phosphorus stabilizer.
- phosphorus oxoacids such as phosphoric acid, phosphonic acid, phosphorous acid, phosphinic acid, and polyphosphoric acid
- metal acid pyrophosphates such as sodium acid pyrophosphate, potassium acid pyrophosphate, and calcium acid pyrophosphate
- phosphates of Group 1 or Group 2B metals such as potassium phosphate, sodium phosphate, cesium phosphate, and zinc phosphate
- a hindered phenol-based stabilizer is preferably used as the antioxidant.
- Specific examples of hindered phenol stabilizers include pentaerythritol tetrakis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate], octadecyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate, thiodiethylene bis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate], N,N'-hexane-1,6-diylbis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionamide], 2,4-dimethyl-6-(1-methylpentadecyl)phenol, diethyl[[3,5-bis(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxyphenyl]methyl]phosphate, 3,3',3',5,5
- hindered phenol stabilizers include “Irganox (registered trademark; the same applies below) 1010" and “Irganox 1076” manufactured by BASF, and "Adeka STAB AO-50" and “Adeka STAB AO-60” manufactured by ADEKA.
- the content of the stabilizer in the resin composition of the present embodiment is usually 0.001 parts by mass or more, preferably 0.005 parts by mass or more, more preferably 0.01 parts by mass or more, and usually 1 part by mass or less, preferably 0.5 parts by mass or less, more preferably 0.3 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the polycarbonate resin (total of the virgin polycarbonate resin and the recycled polycarbonate resin).
- the resin composition of the present embodiment may contain only one type of stabilizer, or may contain two or more types. When two or more types are contained, the total amount is preferably in the above range.
- the resin composition of the present embodiment may contain a release agent.
- the release agent include aliphatic carboxylic acids, salts of aliphatic carboxylic acids, esters of aliphatic carboxylic acids and alcohols, aliphatic hydrocarbon compounds having a number average molecular weight of 200 to 15,000, polysiloxane-based silicone oils, ketone waxes, and light amides. Of these, aliphatic carboxylic acids, salts of aliphatic carboxylic acids, and esters of aliphatic carboxylic acids and alcohols are preferred.
- the release agent please refer to paragraphs 0055 to 0061 of JP2018-095706A, the contents of which are incorporated herein by reference.
- the content thereof in the resin composition is preferably 0.05 to 3 mass %, more preferably 0.1 to 0.8 mass %, and even more preferably 0.1 to 0.6 mass %.
- the resin composition of the present embodiment may contain only one type of release agent, or may contain two or more types. When two or more types are contained, the total amount is preferably in the above range.
- the resin composition of the present embodiment may contain other components as necessary, as long as the desired physical properties are not significantly impaired.
- the other components include other thermoplastic resins, various resin additives, and resin reinforcements (glass fibers and glass fillers).
- resin additives include antistatic agents, colorants, antifogging agents, lubricants, antiblocking agents, flow improvers, plasticizers, dispersants, and antibacterial agents.
- the resin additive may be one type, or two or more types may be contained in any combination and ratio.
- the resin composition of the present embodiment is adjusted so that the total of the polycarbonate resin, the flame retardant, and the resin additives (e.g., UV absorbers, stabilizers, and release agents) that are blended as necessary is 100 mass %.
- the resin additives e.g., UV absorbers, stabilizers, and release agents
- the resin composition of the present embodiment preferably has excellent flame retardancy. Specifically, when the resin composition of this embodiment is molded to a thickness of 1.5 mm or 1.0 mm, the total burning time is preferably 30 seconds or less, more preferably 29 seconds or less, even more preferably 27 seconds or less, even more preferably 26 seconds or less, and even more preferably 25 seconds or less. The lower limit of the total burning time is, for example, 10 seconds or more, which is practical. Furthermore, the resin composition of the present embodiment preferably satisfies the above total burning time and is free of dripping when molded to a thickness of 1.5 mm or 1.0 mm. Flame retardancy is measured as described in the Examples section below.
- the resin composition of the present embodiment preferably has low haze. Specifically, the resin composition of the present embodiment preferably has a haze of 3% or less, more preferably 1% or less, and even more preferably 0.8% or less, when molded into a flat test piece having a thickness of 1 mm. A lower limit value of the haze exceeding 0% is practical, and even if it is 0.01% or more, the required performance is sufficiently satisfied. The haze is measured according to the description in the Examples section below.
- the resin composition of the present embodiment also preferably has high hardness.
- the resin composition of the present embodiment preferably has a pencil hardness of HB or more, more preferably F or more, and even more preferably H or more, when molded into a flat plate-shaped test piece having a thickness of 2 mm.
- the upper limit is not particularly set, but even if it is 4H or less, the required performance is sufficiently satisfied.
- the pencil hardness is measured according to the description in the Examples section below.
- Method of producing resin composition There is no limitation on the method for producing the resin composition of the present embodiment, and a wide variety of known methods for producing polycarbonate resin compositions can be used. Examples of such methods include a method in which a polycarbonate resin, a flame retardant, and other components that are blended as necessary are premixed using various mixers such as a tumbler or a Henschel mixer, and then melt-kneaded using a mixer such as a Banbury mixer, a roll, a Brabender, a single-screw kneading extruder, a twin-screw kneading extruder, or a kneader.
- the melt-kneading temperature is not particularly limited, but is usually in the range of 240 to 320°C.
- One form of the resin composition of the present embodiment is pellets.
- the above-mentioned resin composition (for example, pellets) can be molded into a molded article by various molding methods. That is, the molded article of the present embodiment is molded from the resin composition or pellets of the present embodiment.
- the shape of the molded article is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the use and purpose of the molded article, and examples thereof include film-like, rod-like, cylindrical, annular, circular, elliptical, polygonal, irregularly shaped, hollow, frame-like, box-like, panel-like, etc. Among these, panel-like articles are preferred, and the thickness is, for example, about 1 mm to 5 mm.
- the method for forming the molded product is not particularly limited, and any conventionally known molding method can be used, such as injection molding, injection compression molding, extrusion molding, profile extrusion, transfer molding, hollow molding, gas-assisted hollow molding, blow molding, extrusion blow molding, IMC (in-mold coating molding), rotational molding, multi-layer molding, two-color molding, insert molding, sandwich molding, foam molding, and pressure molding.
- the resin composition of this embodiment is suitable for molded products obtained by injection molding, injection compression molding, and extrusion molding.
- the resin composition of this embodiment is not limited to molded products obtained by these methods.
- the molded product of this embodiment is widely used in applications requiring flame retardancy. Specifically, it is suitable for use in parts such as electrical and electronic equipment, office automation equipment, portable information terminal devices, machine parts, vehicle-related parts, building materials, various containers, leisure goods and miscellaneous goods, lighting equipment, and battery peripheral parts. Specific examples of vehicle-related parts include electric car parts, electric bicycle parts, charging gun parts, and charging stand parts. Among these, it is particularly suitable for use in display parts, portable information terminal parts, household electrical appliances, in-vehicle related parts, battery peripheral products, and indoor furnishings.
- reaction liquid in the reactor was stirred, and cesium carbonate (Cs 2 CO 3 ) was added as an ester exchange reaction catalyst to the molten reaction liquid in an amount of 1.5 ⁇ 10 ⁇ 6 mol per 1 mol of BPC, and the reaction liquid was stirred and fermented in a nitrogen gas atmosphere for 30 minutes at 220° C.
- the pressure in the reactor was reduced to 100 Torr over 40 minutes at the same temperature, and the reaction was continued for a further 100 minutes to distill off phenol.
- the temperature in the reactor was raised to 284°C over 60 minutes, and the pressure was reduced to 3 Torr, and phenol equivalent to almost the entire theoretical amount was distilled out.
- the pressure in the reactor was kept below 1 Torr at the same temperature, and the reaction was continued for another 60 minutes to complete the polycondensation reaction.
- the stirring speed of the stirrer was 38 rpm
- the temperature of the reaction liquid immediately before the end of the reaction was 289°C
- the stirring power was 1.00 kW.
- the reaction liquid in the molten state was fed into a twin-screw extruder, and p-toluenesulfonate in an amount four times by mole relative to the cesium carbonate was fed from a first feed port of the twin-screw extruder and kneaded with the reaction liquid. Thereafter, the reaction liquid was extruded through a die of the twin-screw extruder in the form of strands and cut with a cutter to obtain pellets of polycarbonate resin A1.
- reaction liquid in the reactor was stirred, and cesium carbonate (Cs 2 CO 3 ) was added as an ester exchange reaction catalyst to the molten reaction liquid in an amount of 1.5 ⁇ 10 ⁇ 6 mol per 1 mol of BPC, and the reaction liquid was stirred and fermented in a nitrogen gas atmosphere for 30 minutes at 220° C.
- the pressure in the reactor was reduced to 100 Torr over 40 minutes at the same temperature, and the reaction was continued for a further 100 minutes to distill off phenol.
- the temperature in the reactor was raised to 284°C over 60 minutes, and the pressure was reduced to 3 Torr, and phenol equivalent to almost the entire theoretical amount was distilled out.
- the pressure in the reactor was kept below 1 Torr at the same temperature, and the reaction was continued for another 60 minutes to complete the polycondensation reaction.
- the stirring speed of the stirrer was 38 rpm
- the temperature of the reaction liquid immediately before the end of the reaction was 289°C
- the stirring power was 0.60 kW.
- the reaction liquid in the molten state was fed into a twin-screw extruder, and p-toluenesulfonate in an amount four times by mole relative to the cesium carbonate was fed from the first feed port of the twin-screw extruder and kneaded with the reaction liquid. Thereafter, the reaction liquid was extruded through the die of the twin-screw extruder in the form of strands and cut with a cutter to obtain pellets of polycarbonate resin A2.
- the pencil hardness of the polycarbonate resin and the resin composition was determined by molding a flat plate-shaped test piece having a thickness of 2 mm and measuring the pencil hardness under a load of 750 g using a pencil hardness tester in accordance with ISO 15184. Specifically, after drying the pellets of the polycarbonate resin or the resin composition at 100 ° C.
- a flat test piece (150 mm ⁇ 100 mm ⁇ 2 mm thick) was produced using an injection molding machine (FANUC Corporation " ⁇ -2000i-150B") under conditions of a cylinder set temperature of 260 ° C., a mold temperature of 70 ° C., a screw rotation speed of 100 rpm, and an injection speed of 30 mm / sec.
- the pencil hardness of this flat test piece was measured at a load of 750 g using a pencil hardness tester (Toyo Seiki Co., Ltd.) in accordance with ISO 15184.
- the mixture was fed to the extruder from the barrel at the upstream portion of the extruder at a cylinder set temperature of 260° C., a screw rotation speed of 180 rpm, and a discharge rate of 25 kg/hr, and melt-kneaded to obtain resin composition pellets.
- ⁇ Haze> The haze was measured at 23° C. in accordance with JIS K-7105 using a 1 mm thick portion of a three-stage test piece. Specifically, the resin composition pellets obtained above were dried at 100° C. for 5 hours, and then injection-molded into three-stage test pieces (60 mm ⁇ 30 mm ⁇ 1 mm thick+60 mm ⁇ 30 mm ⁇ 2 mm thick+60 mm ⁇ 30 mm ⁇ 3 mm thick) using an injection molding machine ("J55-60H" manufactured by The Japan Steel Works, Ltd.) under conditions of a cylinder setting temperature of 280° C., a mold temperature of 80° C., a screw rotation speed of 100 rpm, and an injection speed of 100 mm/s.
- J55-60H manufactured by The Japan Steel Works, Ltd.
- the haze of the flat test piece obtained above was measured at 23° C. using a haze meter in accordance with JIS K-7105.
- the haze meter used was an SH-7000 type haze meter manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. The haze is expressed in units of %.
- a rectangular combustion test specimen (125 mm ⁇ 13 mm) was injection molded under conditions of a cylinder set temperature of 280 ° C., a mold temperature of 80 ° C., a screw rotation speed of 100 rpm, and an injection speed of 15 mm / s.
- the thickness of the test specimen was 1.5 mm in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 4, and 1.0 mm in Examples 9, 10, and Comparative Example 5.
- molded articles formed from the resin composition of the present invention had excellent flame retardancy.
- a fluoropolymer (anti-dripping agent) having fibril-forming ability is blended with a polycarbonate resin to achieve flame retardancy, transparency is poor, but the resin composition of the present invention can achieve flame retardancy without blending a fluoropolymer having fibril-forming ability, and a resin composition with excellent transparency can be obtained.
- a polycarbonate resin containing a structural unit represented by formula (1) such as bisphenol C type polycarbonate resin, a resin composition capable of providing molded articles with excellent hardness was obtained.
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Abstract
ポリカーボネート樹脂と難燃剤を含み、前記ポリカーボネート樹脂は、式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂と、リサイクルポリカーボネート樹脂とを含み、前記リサイクルポリカーボネート樹脂が、式(2)で表される構成単位を含み、前記難燃剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、25質量部未満である、樹脂組成物。R1はメチル基である。樹脂組成物のペレットおよび成形品の提供。
Description
樹脂組成物、ペレット、および、成形品に関する。特に、ポリカーボネート樹脂を主要成分とする樹脂組成物に関する。
ポリカーボネート樹脂は、機械的強度、電気的特性、透明性などに優れ、エンジニアリングプラスチックとして、電気電子機器分野、自動車分野等の様々な分野において幅広く利用されている。ポリカーボネート樹脂材料は、用途によっては、難燃性が求められることがある。また、ポリカーボネート樹脂材料は、用途によっては、得られる成形品の硬度が高いことが求められる。
ここで、難燃性に優れ、高い表面硬度を有する樹脂組成物として、特許文献1が記載されている。具体的には、特許文献1には、主たる樹脂材料として、前記主たる樹脂材料の85~95質量%を占める、重量平均分子量がポリスチレン換算分子量で37000~55000である芳香族ポリカーボネート樹脂と、前記主たる樹脂材料の15~5質量%を占める、ゴム成分を含有しないポリスチレン系樹脂とを有し、添加剤として、ポリフルオロオレフィン樹脂と、有機スルホン酸塩系難燃剤と、ケイ素系難燃剤とを含有する、芳香族ポリカーボネート樹脂組成物が開示されている。
ここで、ポリカーボネート樹脂の用途の多様化に伴い、難燃性に優れた新たなポリカーボネート樹脂組成物が求められている。
特に、難燃性に優れ、かつ、表面硬度が高いポリカーボネート樹脂の成形品を提供することが可能な樹脂組成物、あるいは、難燃性に優れ、かつ、透明性に優れたポリカーボネート樹脂の成形品を提供することが可能な樹脂組成物などが求められている。
本発明は、かかる課題を解決することを目的とするものであって、難燃性に優れた新たな、ポリカーボネート樹脂を含む樹脂組成物、ならびに、前記樹脂組成物のペレットおよび成形品を提供することを目的とする。
特に、難燃性に優れ、かつ、表面硬度が高いポリカーボネート樹脂の成形品を提供することが可能な樹脂組成物、あるいは、難燃性に優れ、かつ、透明性に優れたポリカーボネート樹脂の成形品を提供することが可能な樹脂組成物を提供することを目的とする。
特に、難燃性に優れ、かつ、表面硬度が高いポリカーボネート樹脂の成形品を提供することが可能な樹脂組成物、あるいは、難燃性に優れ、かつ、透明性に優れたポリカーボネート樹脂の成形品を提供することが可能な樹脂組成物などが求められている。
本発明は、かかる課題を解決することを目的とするものであって、難燃性に優れた新たな、ポリカーボネート樹脂を含む樹脂組成物、ならびに、前記樹脂組成物のペレットおよび成形品を提供することを目的とする。
特に、難燃性に優れ、かつ、表面硬度が高いポリカーボネート樹脂の成形品を提供することが可能な樹脂組成物、あるいは、難燃性に優れ、かつ、透明性に優れたポリカーボネート樹脂の成形品を提供することが可能な樹脂組成物を提供することを目的とする。
上記課題のもと、本発明者が検討を行った結果、ポリカーボネート樹脂と難燃剤を含む樹脂組成物において、ポリカーボネート樹脂としてビスフェノールC型ポリカーボネート樹脂等の所定のポリカーボネート樹脂と、リサイクルポリカーボネート樹脂とを併用することにより、上記課題を解決しうることを見出した。
具体的には、下記手段により、上記課題は解決された。
<1>ポリカーボネート樹脂と難燃剤を含み、
前記ポリカーボネート樹脂は、式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂と、リサイクルポリカーボネート樹脂とを含み、
前記リサイクルポリカーボネート樹脂が、式(2)で表される構成単位を含み、
前記難燃剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、25質量部未満である、樹脂組成物。
式(1)
(式(1)中、R1はメチル基を表し、R2は水素原子またはメチル基を表し、X1は下記のいずれかの式を表し、
R3およびR4は、それぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、ZはCと結合して炭素数6~12の、置換基を有していてもよい脂環式炭化水素を形成する基を表す。)
式(2)
(式(2)中、X2は下記のいずれかの式を表し、
R3およびR4は、それぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、ZはCと結合して炭素数6~12の、置換基を有していてもよい脂環式炭化水素を形成する基を表す。)
<2>前記難燃剤が、金属塩系難燃剤を含む、<1>に記載の樹脂組成物。
<3>前記難燃剤が、スルホン酸アルカリ金属塩を含む、<1>に記載の樹脂組成物。
<4>前記式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂が、式(1)で表される単位を全構成単位の50モル%以上の割合で含む、<1>~<3>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<5>前記樹脂組成物におけるフィブリル形成能を有するフルオロポリマーの含有量が、前記ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、0質量部以上0.01質量部未満である、<1>~<4>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<6>前記難燃剤が、スルホン酸アルカリ金属塩を含み、
前記式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂が、式(1)で表される単位を全構成単位の50モル%以上の割合で含む、<1>~<5>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
式(2)
(式(2)中、X2は下記のいずれかの式を表し、
R3およびR4は、それぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、ZはCと結合して炭素数6~12の、置換基を有していてもよい脂環式炭化水素を形成する基を表す。)
<7>前記ポリカーボネート樹脂の含有量は、樹脂組成物中10~95質量%であり、
前記難燃剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、0.005質量部以上である、<1>~<6>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<8>前記リサイクルポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量が、式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量より低い、<1>~<7>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<9>前記難燃剤が、スルホン酸アルカリ金属塩を含み、
前記式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂が、式(1)で表される単位を全構成単位の50モル%以上の割合で含み、
前記ポリカーボネート樹脂の含有量は、樹脂組成物中10~95質量%であり、
前記難燃剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、0.005質量部以上であり、
前記リサイクルポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量が、式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量より低い、<1>~<8>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
式(2)
(式(2)中、X2は下記のいずれかの式を表し、
R3およびR4は、それぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、ZはCと結合して炭素数6~12の、置換基を有していてもよい脂環式炭化水素を形成する基を表す。)
<10><1>~<9>のいずれか1つに記載の樹脂組成物のペレット。
<11><1>~<9>のいずれか1つに記載の樹脂組成物から成形された成形品。
<12><10>に記載のペレットから成形された成形品。
具体的には、下記手段により、上記課題は解決された。
<1>ポリカーボネート樹脂と難燃剤を含み、
前記ポリカーボネート樹脂は、式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂と、リサイクルポリカーボネート樹脂とを含み、
前記リサイクルポリカーボネート樹脂が、式(2)で表される構成単位を含み、
前記難燃剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、25質量部未満である、樹脂組成物。
式(1)
式(2)
<2>前記難燃剤が、金属塩系難燃剤を含む、<1>に記載の樹脂組成物。
<3>前記難燃剤が、スルホン酸アルカリ金属塩を含む、<1>に記載の樹脂組成物。
<4>前記式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂が、式(1)で表される単位を全構成単位の50モル%以上の割合で含む、<1>~<3>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<5>前記樹脂組成物におけるフィブリル形成能を有するフルオロポリマーの含有量が、前記ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、0質量部以上0.01質量部未満である、<1>~<4>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<6>前記難燃剤が、スルホン酸アルカリ金属塩を含み、
前記式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂が、式(1)で表される単位を全構成単位の50モル%以上の割合で含む、<1>~<5>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
式(2)
<7>前記ポリカーボネート樹脂の含有量は、樹脂組成物中10~95質量%であり、
前記難燃剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、0.005質量部以上である、<1>~<6>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<8>前記リサイクルポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量が、式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量より低い、<1>~<7>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<9>前記難燃剤が、スルホン酸アルカリ金属塩を含み、
前記式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂が、式(1)で表される単位を全構成単位の50モル%以上の割合で含み、
前記ポリカーボネート樹脂の含有量は、樹脂組成物中10~95質量%であり、
前記難燃剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、0.005質量部以上であり、
前記リサイクルポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量が、式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量より低い、<1>~<8>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
式(2)
<10><1>~<9>のいずれか1つに記載の樹脂組成物のペレット。
<11><1>~<9>のいずれか1つに記載の樹脂組成物から成形された成形品。
<12><10>に記載のペレットから成形された成形品。
本発明により、難燃性に優れた新たな、ポリカーボネート樹脂を含む樹脂組成物、ならびに、前記樹脂組成物のペレットおよび成形品を提供可能になった。
特に、難燃性に優れ、かつ、表面硬度が高いポリカーボネート樹脂の成形品を提供することが可能な樹脂組成物、あるいは、難燃性に優れ、かつ、透明性に優れたポリカーボネート樹脂の成形品を提供することが可能な樹脂組成物を提供可能になった。
特に、難燃性に優れ、かつ、表面硬度が高いポリカーボネート樹脂の成形品を提供することが可能な樹脂組成物、あるいは、難燃性に優れ、かつ、透明性に優れたポリカーボネート樹脂の成形品を提供することが可能な樹脂組成物を提供可能になった。
以下、本発明を実施するための形態(以下、単に「本実施形態」という)について詳細に説明する。なお、以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明は本実施形態のみに限定されない。
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および上限値として含む意味で使用される。
本明細書において、各種物性値および特性値は、特に述べない限り、23℃におけるものとする。
本明細書で示す規格で説明される測定方法等が年度によって異なる場合、特に述べない限り、2022年1月1日時点における規格に基づくものとする。
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および上限値として含む意味で使用される。
本明細書において、各種物性値および特性値は、特に述べない限り、23℃におけるものとする。
本明細書で示す規格で説明される測定方法等が年度によって異なる場合、特に述べない限り、2022年1月1日時点における規格に基づくものとする。
本実施形態の樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂と難燃剤を含み、前記ポリカーボネート樹脂は、式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂と、リサイクルポリカーボネート樹脂とを含み、前記リサイクルポリカーボネート樹脂が、式(2)で表される構成単位を含み、前記難燃剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、25質量部未満であることを特徴とする。
式(1)
(式(1)中、R1はメチル基を表し、R2は水素原子またはメチル基を表し、X1は下記のいずれかの式を表し、
R3およびR4は、それぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、ZはCと結合して炭素数6~12の、置換基を有していてもよい脂環式炭化水素を形成する基を表す。)
式(2)
(式(2)中、X2は下記のいずれかの式を表し、
R3およびR4は、それぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、ZはCと結合して炭素数6~12の、置換基を有していてもよい脂環式炭化水素を形成する基を表す。)
式(1)
式(2)
このような構成とすることにより、難燃性に優れた樹脂組成物を提供可能になる。特に、滴下防止剤として知られているフィブリル形成能を有するフルオロポリマーを配合しなくても、優れた難燃性を達成することができる。
ポリカーボネート樹脂の成形品に熱源が加わると、熱源によって、ポリカーボネート樹脂が熱分解し、ガスが発生する。ガスが発生すると可燃性ガスとして燃焼が進み、成形品に熱が伝わり燃焼がさらに進む。従って、ポリカーボネート樹脂の成形品の難燃化を試みる場合、前記サイクルのどこかを止めればよい。本実施形態では、燃焼過程における成形品の炭化層形成を促進することにより、熱の伝わりを止めることができたと推測される。
より具体的には、ポリカーボネート樹脂の燃焼過程に際し、ポリカーボネート樹脂は異性化を含む様々な多段階の反応を繰り返し、最終的に炭化層を形成することで、前記燃焼サイクルを止めることができる。ここで、リサイクルポリカーボネート樹脂は、異性化が既に進んでおり、バージンポリカーボネート樹脂よりも、炭化層形成までの反応時間を短縮できたと思われる。
また、式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂も炭化層を形成しやすいことによると推測され、相乗効果により、より早い炭化層形成に寄与したと推測される。
ポリカーボネート樹脂の成形品に熱源が加わると、熱源によって、ポリカーボネート樹脂が熱分解し、ガスが発生する。ガスが発生すると可燃性ガスとして燃焼が進み、成形品に熱が伝わり燃焼がさらに進む。従って、ポリカーボネート樹脂の成形品の難燃化を試みる場合、前記サイクルのどこかを止めればよい。本実施形態では、燃焼過程における成形品の炭化層形成を促進することにより、熱の伝わりを止めることができたと推測される。
より具体的には、ポリカーボネート樹脂の燃焼過程に際し、ポリカーボネート樹脂は異性化を含む様々な多段階の反応を繰り返し、最終的に炭化層を形成することで、前記燃焼サイクルを止めることができる。ここで、リサイクルポリカーボネート樹脂は、異性化が既に進んでおり、バージンポリカーボネート樹脂よりも、炭化層形成までの反応時間を短縮できたと思われる。
また、式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂も炭化層を形成しやすいことによると推測され、相乗効果により、より早い炭化層形成に寄与したと推測される。
加えて、ポリカーボネート樹脂として、式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂を用いると、得られる成形品の透明性が向上する傾向にある。しかしながら、ポリカーボネート樹脂にフィブリル形成能を有するフルオロポリマーのような滴下防止剤を配合すると、透明性が劣ってしまう。本実施形態においては、フィブリル形成能を有するフルオロポリマーを配合しなくても、優れた難燃性を達成できるため、透明性に優れた樹脂組成物とすることができる。
また、本実施形態では、式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂を用いることにより、得られる成形品の表面硬度を高めることができる。
また、本実施形態では、式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂を用いることにより、得られる成形品の表面硬度を高めることができる。
<ポリカーボネート樹脂>
本実施形態の樹脂組成物は、式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂と、リサイクルポリカーボネート樹脂とを含む。式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂を含むことにより、樹脂組成物の難燃性を高めることができ、また、得られる成形品の透明性や表面硬度を高めることができる。また、リサイクルポリカーボネート樹脂を用いることにより、樹脂組成物の難燃性を高めることができる。
本実施形態の樹脂組成物は、式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂と、リサイクルポリカーボネート樹脂とを含む。式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂を含むことにより、樹脂組成物の難燃性を高めることができ、また、得られる成形品の透明性や表面硬度を高めることができる。また、リサイクルポリカーボネート樹脂を用いることにより、樹脂組成物の難燃性を高めることができる。
<<式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂>>
本実施形態の樹脂組成物は、式(1)で表される構成単位含むポリカーボネート樹脂を含む。式(1)で表される構成単位を含むことにより、透明性および硬度に優れた成形品が得られる。なお、式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂は、通常、バージンポリカーボネート樹脂である。
式(1)
(式(1)中、R1はメチル基を表し、R2は水素原子またはメチル基を表し、X1は下記のいずれかの式を表し、
R3およびR4は、それぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、ZはCと結合して炭素数6~12の、置換基を有していてもよい脂環式炭化水素を形成する基を表す。)
本実施形態の樹脂組成物は、式(1)で表される構成単位含むポリカーボネート樹脂を含む。式(1)で表される構成単位を含むことにより、透明性および硬度に優れた成形品が得られる。なお、式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂は、通常、バージンポリカーボネート樹脂である。
式(1)
式(1)で表される構成単位において、R2は水素原子であることが好ましい。
式(1)中、X1が、
である場合、R3およびR4は、少なくとも一方がメチル基であることが好ましく、両方がメチル基であることがより好ましい。
またX1が、
の場合、Zは、上記式(1)中の2個のフェニル基と結合する炭素Cと結合して、炭素数6~12の2価の脂環式炭化水素基を形成するが、2価の脂環式炭化水素基としては、例えば、シキロヘキシリデン基、シクロヘプチリデン基、シクロドデシリデン基、アダマンチリデン基、シクロドデシリデン基等のシクロアルキリデン基が挙げられる。ZがCと結合して形成される置換基を有する脂環式炭化水素としては、上述した脂環式炭化水素基のメチル置換体、エチル置換体などが挙げられる。置換されたものとしては、これらのメチル置換基、エチル置換基を有するもの等が挙げられる。これらの中でも、シクロヘキシリデン基、シキロヘキシリデン基のメチル置換体(好ましくは3,3,5-トリメチル置換体)、シクロドデシリデン基が好ましい。
式(1)中、X1が、
またX1が、
式(1)中、X1は下記構造が好ましい。
上記式(1)で表される構成単位の好ましい具体例としては、2,2-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、すなわち、ビスフェノールCから構成される構成単位(カーボネート構成単位)である。
本実施形態において、ポリカーボネート樹脂は、式(1)で表される構成単位を、1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。
本実施形態の樹脂組成物においては、前記式(1)で表される構成単位を含むバージンポリカーボネート樹脂が、式(1)で表される単位を全構成単位の50モル%以上の割合で含むことが好ましく、さらには、60モル%以上であることがより好ましく、70モル%以上であることがさらに好ましく、用途等に応じて、80モル%以上、90モル%以上、95モル%以上であってもよい。前記式(1)で表される構成単位を含むバージンポリカーボネート樹脂における式(1)で表される単位を全構成単位の割合の上限は、100モル%以下であることが好ましい。
本実施形態の樹脂組成物は、また、バージンポリカーボネート樹脂として、式(2)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂を含んでいてもよい。
式(2)
(式(2)中、X2は下記のいずれかの式を表し、
R3およびR4は、それぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、ZはCと結合して炭素数6~12の、置換基を有していてもよい脂環式炭化水素を形成する基を表す。)
式(2)で表される構成単位の詳細は、後述するリサイクルポリカーボネート樹脂に含まれていてもよい式(2)で表される構成単位と同義であり、好ましい範囲も同様である。
式(2)
式(2)で表される構成単位の詳細は、後述するリサイクルポリカーボネート樹脂に含まれていてもよい式(2)で表される構成単位と同義であり、好ましい範囲も同様である。
本実施形態の樹脂組成物は、上記バージンポリカーボネート樹脂として、式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂とは別に、式(2)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂を含んでいてもよいし、式(1)で表される構成単位と式(2)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂を含んでいてもよい。
本実施形態の樹脂組成物に含まれるポリカーボネート樹脂(バージンポリカーボネート樹脂およびリサイクルポリカーボネート樹脂)の合計100質量%中、式(1)で表される構成単位の割合は、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、15質量%以上であることがさらに好ましく、また、100質量%以下であることが好ましく、95質量%以下であることがより好ましい。
本実施形態の樹脂組成物に含まれるポリカーボネート樹脂(バージンポリカーボネート樹脂およびリサイクルポリカーボネート樹脂)の合計100質量%中、式(1)で表される構成単位の割合は、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、15質量%以上であることがさらに好ましく、また、100質量%以下であることが好ましく、95質量%以下であることがより好ましい。
より具体的には、本実施形態で用いるバージンポリカーボネート樹脂は、以下の形態が好ましい。
(A1)式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂
(A2)式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂と、式(2)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂のブレンド物
(A3)式(1)で表される構成単位と式(2)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂
(A4)式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂と、式(1)で表される構成単位と式(2)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂のブレンド物
(A5)式(2)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂と、式(1)で表される構成単位と式(2)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂のブレンド物
(A6)式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂と、式(2)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂と、式(1)で表される構成単位と式(2)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂のブレンド物
(A7)上記(A1)~(A6)において、ポリカーボネート樹脂またはそのブレンド物を構成するポリカーボネート樹脂が式(1)で表される構成単位と式(2)で表される構成単位以外の他の構成単位を含むポリカーボネート樹脂
(A8)上記(A1)~(A7)のポリカーボネート樹脂またはブレンド物と、他の構成単位とからなるポリカーボネート樹脂とのブレンド物
(A1)式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂
(A2)式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂と、式(2)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂のブレンド物
(A3)式(1)で表される構成単位と式(2)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂
(A4)式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂と、式(1)で表される構成単位と式(2)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂のブレンド物
(A5)式(2)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂と、式(1)で表される構成単位と式(2)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂のブレンド物
(A6)式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂と、式(2)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂と、式(1)で表される構成単位と式(2)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂のブレンド物
(A7)上記(A1)~(A6)において、ポリカーボネート樹脂またはそのブレンド物を構成するポリカーボネート樹脂が式(1)で表される構成単位と式(2)で表される構成単位以外の他の構成単位を含むポリカーボネート樹脂
(A8)上記(A1)~(A7)のポリカーボネート樹脂またはブレンド物と、他の構成単位とからなるポリカーボネート樹脂とのブレンド物
本実施形態で用いるバージンポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量(Mv)は、下限値が8,000以上であることが好ましく、10,000以上であることがより好ましく、15,000以上であることがさらに好ましく、18,000以上であることが一層好ましい。また、Mvの上限値は、100,000以下であることが好ましく、80,000以下であることがより好ましい。
粘度平均分子量を上記下限値以上とすることにより、成形性が向上し、かつ、機械的強度の高い成形品が得られる。また、上記上限値以下とすることにより、樹脂組成物の流動性が向上し、薄肉の成形品なども効率的に製造することができる。
樹脂組成物が2種以上のポリカーボネート樹脂を含む場合は、各ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量に質量分率をかけた値の合計とする(リサイクルポリカーボネート樹脂についても同じ)。
粘度平均分子量を上記下限値以上とすることにより、成形性が向上し、かつ、機械的強度の高い成形品が得られる。また、上記上限値以下とすることにより、樹脂組成物の流動性が向上し、薄肉の成形品なども効率的に製造することができる。
樹脂組成物が2種以上のポリカーボネート樹脂を含む場合は、各ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量に質量分率をかけた値の合計とする(リサイクルポリカーボネート樹脂についても同じ)。
特に、式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量は、15,000以上であることが好ましく、18,000以上であることがより好ましく、また、30,000以下であることが好ましく、28,000以下であることがより好ましい。一方、式(2)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量は、20,000以上であることが好ましく、25,000以上であることがより好ましく、また、100,000以下であることが好ましく、80,000以下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(Mv)は、溶媒としてメチレンクロライドを使用し、ウベローデ粘度計を用いて温度20℃での極限粘度(η)(単位:dL/g)を求め、以下のSchnellの粘度式から算出する。
η=1.23×10-4Mv0.83
η=1.23×10-4Mv0.83
本実施形態の樹脂組成物におけるバージンポリカーボネート樹脂の割合は、樹脂組成物中、10質量%以上であることが好ましく、20質量%以上であることがより好ましく、30質量%以上であることがさらに好ましく、40質量%以上であることが一層好ましく、45質量%以上であることがより一層好ましい。また、樹脂組成物におけるバージンポリカーボネート樹脂の割合は、樹脂組成物中、95質量%以下であることが好ましく、90質量%以下であることがより好ましく、85質量%以下であることがさらに好ましい。
バージンポリカーボネート樹脂は1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
バージンポリカーボネート樹脂は1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
<<リサイクルポリカーボネート樹脂>>
本実施形態の樹脂組成物は、式(2)で表される構成単位を含むリサイクルポリカーボネート樹脂を含む。リサイクルポリカーボネート樹脂とは、バージンポリカーボネート樹脂に何かしらの成形加工を施されたものを意味し、回収品の他、ポリカーボネート樹脂成形品の不合格品、ポリカーボネート樹脂成形品製造の際の端材などを含む趣旨である。成形加工品としては、射出成形品、押出成形品、その他の製法によって成形された成形品を含む趣旨である。
リサイクルポリカーボネート樹脂としては、また、回収された使用済ポリカーボネート樹脂成形品を粉砕、アルカリ洗浄して繊維等に再利用するマテリアルリサイクルにより得られたもの、ケミカルリサイクル(化学分解法)より得られたものおよびメカニカルリサイクルにより得られたもの等が挙げられる。
ケミカルリサイクルは、回収された使用済ポリカーボネート樹脂成形品を化学分解して、原料レベルに戻してポリカーボネート樹脂を再合成するものである。一方、メカニカルリサイクルは、上述したマテリアルリサイクルにおけるアルカリ洗浄をより厳密に行うこと、あるいは高温で真空乾燥すること等によって、マテリアルリサイクルよりもポリカーボネート樹脂成形品の汚れを確実に取り除くことを可能にした手法である。
例えば、使用済ポリカーボネート樹脂成形品からは、異物が取り除かれた後に、粉砕・洗浄され、次に押出機によりペレット化することにより、リサイクルポリカーボネート樹脂が得られる。
使用済みポリカーボネート樹脂成形品の例には、ディスク、シート(フィルムを含む)、メーターカバー、ヘッドランプレンズ、水ボトルが含まれ、ディスク、または、ヘッドランプレンズであることが好ましい。
本実施形態の樹脂組成物は、式(2)で表される構成単位を含むリサイクルポリカーボネート樹脂を含む。リサイクルポリカーボネート樹脂とは、バージンポリカーボネート樹脂に何かしらの成形加工を施されたものを意味し、回収品の他、ポリカーボネート樹脂成形品の不合格品、ポリカーボネート樹脂成形品製造の際の端材などを含む趣旨である。成形加工品としては、射出成形品、押出成形品、その他の製法によって成形された成形品を含む趣旨である。
リサイクルポリカーボネート樹脂としては、また、回収された使用済ポリカーボネート樹脂成形品を粉砕、アルカリ洗浄して繊維等に再利用するマテリアルリサイクルにより得られたもの、ケミカルリサイクル(化学分解法)より得られたものおよびメカニカルリサイクルにより得られたもの等が挙げられる。
ケミカルリサイクルは、回収された使用済ポリカーボネート樹脂成形品を化学分解して、原料レベルに戻してポリカーボネート樹脂を再合成するものである。一方、メカニカルリサイクルは、上述したマテリアルリサイクルにおけるアルカリ洗浄をより厳密に行うこと、あるいは高温で真空乾燥すること等によって、マテリアルリサイクルよりもポリカーボネート樹脂成形品の汚れを確実に取り除くことを可能にした手法である。
例えば、使用済ポリカーボネート樹脂成形品からは、異物が取り除かれた後に、粉砕・洗浄され、次に押出機によりペレット化することにより、リサイクルポリカーボネート樹脂が得られる。
使用済みポリカーボネート樹脂成形品の例には、ディスク、シート(フィルムを含む)、メーターカバー、ヘッドランプレンズ、水ボトルが含まれ、ディスク、または、ヘッドランプレンズであることが好ましい。
リサイクルポリカーボネート樹脂は、また、分子主鎖中に炭酸エステル結合を含む-[O-R-OC(=O)]-単位(Rが、有機基、好ましくは炭化水素基、より好ましくは、脂肪族基、芳香族基、または、脂肪族基と芳香族基の双方を含むもの、さらに直鎖構造あるいは分岐構造を持つもの)を含むものであれば、特に限定されない。本実施形態においては、リサイクルポリカーボネート樹脂は、芳香族ポリカーボネート樹脂が好ましく、ビスフェノール骨格を有するポリカーボネート樹脂がより好ましく、ビスフェノールA型ポリカーボネート樹脂がさらに好ましい。このようなリサイクルポリカーボネート樹脂を用いることにより、より優れた耐熱性と靱性が達成される。
本実施形態においては、リサイクルポリカーボネート樹脂は、式(2)で表される構成単位を含むリサイクルポリカーボネート樹脂を含み、式(2)で表される構成単位を全構成単位の90モル%以上の割合で含むポリカーボネート樹脂であることが好ましく、式(2)で表される構成単位を全構成単位の95モル%以上の割合で含むポリカーボネート樹脂であることがさらに好ましい。
式(2)
(式(2)中、X2は下記のいずれかの式を表し、
R3およびR4は、それぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、ZはCと結合して炭素数6~12の、置換基を有していてもよい脂環式炭化水素を形成する基を表す。)
式(2)
式(2)中、X2が、
である場合、R3およびR4は、少なくとも一方がメチル基であることが好ましく、両方がメチル基であることがより好ましい。
またX2が、
の場合、Zは、上記式(2)中の2個のフェニル基と結合する炭素Cと結合して、炭素数6~12の2価の脂環式炭化水素基を形成するが、2価の脂環式炭化水素基としては、例えば、シキロヘキシリデン基、シクロヘプチリデン基、シクロドデシリデン基、アダマンチリデン基、シクロドデシリデン基等のシクロアルキリデン基が挙げられる。置換されたものとしては、これらのメチル置換基、エチル置換基を有するもの等が挙げられる。これらの中でも、シクロヘキシリデン基、シキロヘキシリデン基のメチル置換体(好ましくは3,3,5-トリメチル置換体)、シクロドデシリデン基が好ましい。
式(2)中、X2は下記構造が好ましい。
またX2が、
式(2)中、X2は下記構造が好ましい。
本実施形態では、式(2)で表される構成単位を含むリサイクルポリカーボネート樹脂は、式(2)で表される構成単位を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。
本実施形態の樹脂組成物においては、前記式(2)で表される構成単位を含むリサイクルポリカーボネート樹脂が、式(2)で表される単位を全構成単位の50モル%以上の割合で含むことが好ましく、さらには、60モル%以上であることがより好ましく、70モル%以上であることがさらに好ましく、用途等に応じて、80モル%以上、90モル%以上、95モル%以上であってもよく、また、100モル%以下であることが好ましい。
本実施形態において、式(2)で表される構成単位を含むリサイクルポリカーボネート樹脂は、式(2)で表される構成単位以外の他の構成単位を含んでいてもよい。他の構成単位としては、上述した式(2)で表される構成単位の他、以下に示すジヒドロキシ化合物由来の構成単位が例示される。
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)ブタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ペンタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-4-メチルペンタン、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-3,5-ジメチルフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-(1-メチルエチル)フェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-tert-ブチルフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-(1-メチルプロピル)フェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-シクロヘキシルフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-フェニルフェニル)プロパン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)デカン、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)-1-フェニルエタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)フェニルメタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)シクロヘキサン、1,1-ビス(4-ヒドロキシ-3,5-ジメチルフェニル)シクロヘキサン、1,1-ビス(4-ヒドロキシ-3-(1-メチルエチル)フェニル)シクロヘキサン、1,1-ビス(4-ヒドロキシ-3-tert-ブチルフェニル)シクロヘキサン、1,1-ビス(4-ヒドロキシ-3-(1-メチルプロピル)フェニル)シクロヘキサン、1,1-ビス(4-ヒドロキシ-3-シクロヘキシルフェニル)シクロヘキサン、1,1-ビス(4-ヒドロキシ-3-フェニルフェニル)シクロヘキサン、1,1-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)-1-フェニルエタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシ-3,5-ジメチルフェニル)-1-フェニルエタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシ-3-(1-メチルエチル)フェニル)-1-フェニルエタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシ-3-tert-ブチルフェニル)-1-フェニルエタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシ-3-(1-メチルプロピル)フェニル)-1-フェニルエタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシ-3-シクロヘキシルフェニル)-1-フェニルエタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシ-3-フェニルフェニル)-1-フェニルエタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロペンタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロオクタン、4,4’-(1,3-フェニレンジイソプロピリデン)ビスフェノール、4,4’-(1,4-フェニレンジイソプロピリデン)ビスフェノール、9,9-ビス(4-ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)フルオレン、4,4’-ジヒドロキシベンゾフェノン、4,4’-ジヒドロキシフェニルエーテル、4,4’-ジヒドロキシビフェニル、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、1,1-ビス(4-ヒドロキシ-6-メチル-3-tert-ブチルフェニル)ブタン。
また、他の構成単位の一実施形態として、国際公開第2017/099226号の段落0008に記載の式(2)で表される構成単位、国際公開第2017/099226号の段落0043~0052の記載、特開2011-046769号公報の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
また、本実施形態の樹脂組成物は、リサイクルポリカーボネート樹脂として、上記式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂のリサイクル品を含んでいてもよい。
また、本実施形態の樹脂組成物は、リサイクルポリカーボネート樹脂として、上記式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂のリサイクル品を含んでいてもよい。
本実施形態の樹脂組成物における式(2)で表される構成単位を含むリサイクルポリカーボネート樹脂の割合は、リサイクルポリカーボネート樹脂100質量%中、90質量%以上であることが好ましく、95質量%以上であることがより好ましく、また、100質量%以下であることが好ましい。
本実施形態で用いるリサイクルポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量(Mv)は、下限値が5,000以上であることが好ましく、8,000以上であることがより好ましく、10,000以上であることがさらに好ましく、12,000以上であることが一層好ましい。また、Mvの上限値は、30,000以下であることが好ましく、28,000以下であることがより好ましく、25,000以下であることがさらに好ましく、23,000以下であることが一層好ましい。
粘度平均分子量を上記下限値以上とすることにより、成形性が向上し、かつ、機械的強度の高い成形品が得られる。また、上記上限値以下とすることにより、樹脂組成物の流動性が向上し、薄肉の成形品なども効率的に製造することができる。
リサイクルポリカーボネート樹脂の粘度平均分量が、式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量よりも小さいことが好ましい。より具体的には、リサイクルポリカーボネート樹脂の粘度平均分量と式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量の差が、1000以上であることが好ましく、2000以上であることがより好ましく、3000以上であることがより好ましく、4000以上であることがさらに好ましく、5000以上であってもよく、また、15,000以下であることが好ましく、10,000以下であることがより好ましい。
粘度平均分子量を上記下限値以上とすることにより、成形性が向上し、かつ、機械的強度の高い成形品が得られる。また、上記上限値以下とすることにより、樹脂組成物の流動性が向上し、薄肉の成形品なども効率的に製造することができる。
リサイクルポリカーボネート樹脂の粘度平均分量が、式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量よりも小さいことが好ましい。より具体的には、リサイクルポリカーボネート樹脂の粘度平均分量と式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量の差が、1000以上であることが好ましく、2000以上であることがより好ましく、3000以上であることがより好ましく、4000以上であることがさらに好ましく、5000以上であってもよく、また、15,000以下であることが好ましく、10,000以下であることがより好ましい。
本実施形態の樹脂組成物におけるリサイクルポリカーボネート樹脂の割合は、樹脂組成物中、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、15質量%以上であることがさらに好ましく、また、90質量%以下であることが好ましく、80質量%以下であることがより好ましく、70質量%以下であることがさらに好ましく、60質量%以下であることが一層好ましく、55質量%以下であることがより一層好ましい。
本実施形態の樹脂組成物は、リサイクルポリカーボネート樹脂を1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
本実施形態の樹脂組成物は、リサイクルポリカーボネート樹脂を1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
本実施形態で用いるポリカーボネート樹脂(バージンポリカーボネート樹脂およびリサイクルポリカーボネート樹脂)100質量%に対する、上記式(1)で表される構成単位と式(2)で表される構成単位の総量は、90質量%以上を占めることが好ましく、95質量%以上を占めることがより好ましく、99質量%以上を占めることがさらに好ましい。前記合計の上限としては、100質量%以下である。
本実施形態の樹脂組成物に占めるポリカーボネート樹脂(バージンポリカーボネート樹脂およびリサイクルポリカーボネート樹脂)の総量は、95質量%以上であることが好ましく、97質量%以上であることがより好ましく、99質量%以上であってもよい。
本実施形態の樹脂組成物に占めるポリカーボネート樹脂(バージンポリカーボネート樹脂およびリサイクルポリカーボネート樹脂)の総量は、95質量%以上であることが好ましく、97質量%以上であることがより好ましく、99質量%以上であってもよい。
<難燃剤>
本実施形態の樹脂組成物は、難燃剤を含む。
難燃剤を含むことにより、得られる成形品の難燃性をより向上させることができる。
難燃剤は、ハロゲン系難燃剤、縮合リン酸エステル化合物、ホスファゼン化合物、金属塩系難燃剤およびシリコーン系難燃剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましく、金属塩系難燃剤を含むことがより好ましい。
本実施形態の樹脂組成物は、難燃剤を含む。
難燃剤を含むことにより、得られる成形品の難燃性をより向上させることができる。
難燃剤は、ハロゲン系難燃剤、縮合リン酸エステル化合物、ホスファゼン化合物、金属塩系難燃剤およびシリコーン系難燃剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましく、金属塩系難燃剤を含むことがより好ましい。
金属塩系難燃剤としては、アルカリ金属塩が好ましい。アルカリ金属塩(アルカリ金属塩系難燃剤)を含むことにより、難燃性に優れた成形品が得られる。アルカリ金属塩は、通常、有機酸のアルカリ金属塩である。
アルカリ金属塩としては、スルホン酸アルカリ金属塩、カルボン酸アルカリ金属塩、ホウ酸アルカリ金属塩、リン酸アルカリ金属塩等が挙げられるが、熱安定性の点からスルホン酸アルカリ金属塩が好ましい。
アルカリ金属塩としては、スルホン酸アルカリ金属塩、カルボン酸アルカリ金属塩、ホウ酸アルカリ金属塩、リン酸アルカリ金属塩等が挙げられるが、熱安定性の点からスルホン酸アルカリ金属塩が好ましい。
アルカリ金属塩を構成する金属としては、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、ルビジウム(Rb)、セシウム(Cs)等が挙げられ、なかでも、ナトリウム、カリウム、セシウムが好ましく、ナトリウム、カリウムがより好ましく、カリウムがさらに好ましい。
スルホン酸アルカリ金属塩の好ましいものの例としては、含フッ素脂肪族スルホン酸または芳香族スルホン酸のアルカリ金属塩が挙げられる。そのなかでも好ましいものの具体例を挙げると、ノナフルオロブタンスルホン酸カリウム、ノナフルオロブタンスルホン酸リチウム、ノナフルオロブタンスルホン酸ナトリウム、ノナフルオロブタンスルホン酸セシウム、トリフルオロメタンスルホン酸カリウム、トリフルオロメ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ナトリウム、トリフルオロメタンスルホン酸セシウム等の、分子中に少なくとも1つのC-F結合を有する(好ましくは分子中にフルオロアルキル基を有する)含フッ素脂肪族スルホン酸のアルカリ金属塩;ジフェニルスルホンジスルホン酸ジカリウム、ジフェニルスルホンスルホン酸カリウム、ベンゼンスルホン酸ナトリウム、(ポリ)スチレンスルホン酸ナトリウム、パラトルエンスルホン酸ナトリウム、(分岐)ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、トリクロロベンゼンスルホン酸ナトリウム、ベンゼンスルホン酸カリウム、スチレンスルホン酸カリウム、(ポリ)スチレンスルホン酸カリウム、パラトルエンスルホン酸カリウム、(分岐)ドデシルベンゼンスルホン酸カリウム、トリクロロベンゼンスルホン酸カリウム、ベンゼンスルホン酸セシウム、(ポリ)スチレンスルホン酸セシウム、パラトルエンスルホン酸セシウム、(分岐)ドデシルベンゼンスルホン酸セシウム、トリクロロベンゼンスルホン酸セシウム等の、分子中に少なくとも1種の芳香族基を有する(好ましくは分子中に2つの芳香族基を有する)芳香族スルホン酸アルカリ金属塩等が挙げられる。
その他、アルカリ金属塩としては、特開2015-117298号公報の段落0069~0078の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
本実施形態の樹脂組成物における難燃剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂(バージンポリカーボネート樹脂およびリサイクルポリカーボネート樹脂の合計)100質量部に対し、0.005質量部以上であることが好ましく、0.008質量部以上であることがより好ましく、0.01質量部以上であることがさらに好ましく、0.03質量部以上であることが一層好ましく、0.05質量部以上であることがより一層好ましい。前記下限値以上とすることによりポリカーボネート樹脂の燃焼時の炭化層形成を促進し、難燃性をより高めることができる。また、前記難燃剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、25質量部未満であり、20質量部以下であることが好ましく、10質量部以下であることがより好ましく、4質量部以下であることがさらに好ましく、3質量部以下であることが一層好ましく、2質量部以下であることがより一層好ましく、1.5質量部以下であることがさらに一層好ましい。前記上限値以下とすることにより、難燃剤の含有量が減るにもかかわらず、より効果的に難燃効果が発揮される傾向にある。
本実施形態の樹脂組成物は、難燃剤を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
本実施形態の樹脂組成物は、難燃剤を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
特に、本実施形態の樹脂組成物におけるアルカリ金属塩の含有量は、ポリカーボネート樹脂(バージンポリカーボネート樹脂およびリサイクルポリカーボネート樹脂の合計)100質量部に対し、0.005質量部以上であることが好ましく、0.008質量部以上であることがより好ましく、0.01質量部以上であることがさらに好ましく、0.03質量部以上であることが一層好ましく、0.05質量部以上であることがより一層好ましい。前記下限値以上とすることによりポリカーボネート樹脂の燃焼時の炭化層形成を促進し、難燃性をより高めることができる。また、前記アルカリ金属塩の含有量は、ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、1質量部以下であることが好ましく、0.8質量部以下であることがより好ましく、0.5質量部以下であることがさらに好ましく、0.3質量部以下であることが一層好ましく、0.2質量部以下であることがより一層好ましく、0.15質量部以下であることがさらに一層好ましい。前記上限値以下とすることにより、難燃剤の含有量が減るにもかかわらず、より効果的に難燃効果が発揮される傾向にある。
本実施形態の樹脂組成物は、アルカリ金属塩を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
本実施形態の樹脂組成物は、アルカリ金属塩を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
本実施形態の樹脂組成物の一例は、アルカリ金属塩以外の難燃剤を実質的に含まないことである。実質的に含まないとは、樹脂組成物に含まれる難燃剤のうち、アルカリ金属塩以外の難燃剤の含有量が、アルカリ金属塩以外の難燃剤の含有量の10質量%以下であることをいい、5質量%以下であることが好ましく、3質量%以下であることがより好ましく、1質量%以下であることがさらに好ましい。
本実施形態の樹脂組成物の一例は、前記樹脂組成物におけるフィブリル形成能を有するフルオロポリマーの含有量が、前記ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、0質量部以上0.01質量部未満であることであり、0質量部以上0.001質量部未満であることが好ましい。本実施形態の樹脂組成物は、フィブリル形成能を有するフルオロポリマーを実質的に配合しない構成としても、優れた難燃性を達成できるため、透明性に優れた樹脂組成物ないし成形品が得られる。
本実施形態の樹脂組成物の一例は、前記樹脂組成物におけるフィブリル形成能を有するフルオロポリマーの含有量が、前記ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、0質量部以上0.01質量部未満であることであり、0質量部以上0.001質量部未満であることが好ましい。本実施形態の樹脂組成物は、フィブリル形成能を有するフルオロポリマーを実質的に配合しない構成としても、優れた難燃性を達成できるため、透明性に優れた樹脂組成物ないし成形品が得られる。
<紫外線吸収剤>
本実施形態の樹脂組成物は、紫外線吸収剤を含んでいてもよい。
紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾオキサジン系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤、マロン酸エステル系紫外線吸収剤が好ましいものとして挙げられ、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が好ましい。
本実施形態の樹脂組成物は、紫外線吸収剤を含んでいてもよい。
紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾオキサジン系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤、マロン酸エステル系紫外線吸収剤が好ましいものとして挙げられ、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が好ましい。
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば、2-(2-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ブチルフェニル)-2H-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)-2H-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)-2H-ベンゾトリアゾール、2-(3,5-ジ-tert-オクチル-2-ヒドロキシフェニル)-2H-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)-2H-ベンゾトリアゾール、2-(3-ラウリル-5-メチル-2-ヒドロキシフェニル)-2H-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-2H-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-2H-ベンゾトリアゾール、2-(3,5-ビス(1-メチル-1-フェニルエチル)-2-ヒドロキシフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、ビス(3-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-2-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)メタン、ビス(3-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-2-ヒドロキシ-5-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェニル)メタン、ビス(3-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-2-ヒドロキシ-5-クミルフェニル)メタン、ビス(3-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-2-ヒドロキシ-5-オクチルフェニル)メタン、1,1-ビス(3-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-2-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)オクタン、1,1-ビス(3-(2H-5-クロロベンゾトリアゾール-2-イル)-2-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)オクタン、1,2-エタンジイルビス(3-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-2-ヒドロキシベンゾエート)、1,12-ドデカンジイルビス(3-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-ヒドロキシベンゾエート)、1,3-シクロヘキサンジイルビス(3-(5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-2-ヒドロキシベンゾエート)、1,4-ブタンジイルビス(3-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニルエタノエート)、3,6-ジオキサ-1,8-オクタンジイルビス(3-(5-メトキシ-2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-ヒドロキシフェニルエタノエート)、1,6-ヘキサンジイルビス(3-(3-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-ヒドロキシ-5-tert-ブチルフェニル)プロピオネート)、p-キシレンジイルビス(3-(3-(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)、ビス(3-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-ヒドロキシトルイル)マロネート、ビス(2-(3-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-ヒドロキシ-5-オクチルフェニル)エチル)テレフタレート、ビス(3-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-ヒドロキシ-5-プロピルトルイル)オクタジオエート、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-6-フタルイミドメチル-4-メチルフェノール、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-6-フタルイミドエチル-4-メチルフェノール、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-6-フタルイミドオクチル-4-メチルフェノール、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-6-フタルイミドメチル-4-tert-ブチルフェノール、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-6-フタルイミドメチル-4-クミルフェノール、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4,6-ビス(フタルイミドメチル)フェノール等が挙げられる。これらの中でも、2-(2-ヒドロキシ-5-tert-オクチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール(2-(2-ヒドロキシ-5-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェニル)ベンゾトリアゾール)が好ましい。
紫外線吸収剤としては、特開2016-216534号公報の段落0059~0062の記載、特開2018-178019号公報の段落0069~0082の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
本実施形態の樹脂組成物において、上記紫外線吸収剤の含有量は、紫外線吸収剤を含む場合、ポリカーボネート樹脂(バージンポリカーボネート樹脂およびリサイクルポリカーボネート樹脂の合計)100質量部に対し、好ましくは0.01質量部以上であり、また、好ましくは1質量部以下であり、より好ましくは、0.03~0.7質量部であり、さらに好ましくは0.05~0.5質量部である。
紫外線吸収剤は、本実施形態の樹脂組成物に1種のみ含まれていても、2種以上含まれていてもよい。2種以上含まれる場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
紫外線吸収剤は、本実施形態の樹脂組成物に1種のみ含まれていても、2種以上含まれていてもよい。2種以上含まれる場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
<安定剤>
本実施形態の樹脂組成物は安定剤を含んでいてもよい。
安定剤としては、熱安定剤や酸化防止剤が挙げられる。
熱安定剤としては、リン系安定剤が好ましく用いられる。
リン系安定剤としては、公知の任意のものを使用できる。具体例を挙げると、リン酸、ホスホン酸、亜リン酸、ホスフィン酸、ポリリン酸などのリンのオキソ酸;酸性ピロリン酸ナトリウム、酸性ピロリン酸カリウム、酸性ピロリン酸カルシウムなどの酸性ピロリン酸金属塩;リン酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸セシウム、リン酸亜鉛など第1族または第2B族金属のリン酸塩;有機ホスフェート化合物、有機ホスファイト化合物、有機ホスホナイト化合物などが挙げられるが、有機ホスファイト化合物が特に好ましい。
本実施形態の樹脂組成物は安定剤を含んでいてもよい。
安定剤としては、熱安定剤や酸化防止剤が挙げられる。
熱安定剤としては、リン系安定剤が好ましく用いられる。
リン系安定剤としては、公知の任意のものを使用できる。具体例を挙げると、リン酸、ホスホン酸、亜リン酸、ホスフィン酸、ポリリン酸などのリンのオキソ酸;酸性ピロリン酸ナトリウム、酸性ピロリン酸カリウム、酸性ピロリン酸カルシウムなどの酸性ピロリン酸金属塩;リン酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸セシウム、リン酸亜鉛など第1族または第2B族金属のリン酸塩;有機ホスフェート化合物、有機ホスファイト化合物、有機ホスホナイト化合物などが挙げられるが、有機ホスファイト化合物が特に好ましい。
酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系安定剤が好ましく用いられる。
ヒンダードフェノール系安定剤の具体例としては、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]ホスフェート、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、2-[1-(2-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ペンチルフェニル)エチル]-4,6-ジ-tert-ペンチルフェニルアクリレート等が挙げられる。
ヒンダードフェノール系安定剤の具体例としては、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]ホスフェート、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、2-[1-(2-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ペンチルフェニル)エチル]-4,6-ジ-tert-ペンチルフェニルアクリレート等が挙げられる。
このようなヒンダードフェノール系安定剤としては、具体的には、例えば、BASF社製「Irganox(登録商標。以下同じ)1010」、「Irganox1076」、ADEKA社製「アデカスタブAO-50」、「アデカスタブAO-60」等が挙げられる。
本実施形態の樹脂組成物における安定剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂(バージンポリカーボネート樹脂およびリサイクルポリカーボネート樹脂の合計)100質量部に対して、通常0.001質量部以上、好ましくは0.005質量部以上、より好ましくは0.01質量部以上であり、また、通常1質量部以下、好ましくは0.5質量部以下、より好ましくは0.3質量部以下である。安定剤の含有量を前記範囲とすることにより、安定剤の添加効果がより効果的に発揮される。
本実施形態の樹脂組成物は、安定剤を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
本実施形態の樹脂組成物は、安定剤を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
<離型剤>
本実施形態の樹脂組成物は、離型剤を含んでいてもよい。
離型剤としては、例えば、脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸の塩、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200~15,000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、ケトンワックス、ライトアマイドなどが挙げられ、脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸の塩、脂肪族カルボン酸とアルコールとのエステルが好ましい。
離型剤の詳細は、特開2018-095706号公報の段落0055~0061の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
本実施形態の樹脂組成物が離型剤を含む場合、その含有量は、樹脂組成物中、0.05~3質量%であることが好ましく、0.1~0.8質量%であることがより好ましく、0.1~0.6質量%であることがさらに好ましい。
本実施形態の樹脂組成物は、離型剤を、1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
本実施形態の樹脂組成物は、離型剤を含んでいてもよい。
離型剤としては、例えば、脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸の塩、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200~15,000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、ケトンワックス、ライトアマイドなどが挙げられ、脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸の塩、脂肪族カルボン酸とアルコールとのエステルが好ましい。
離型剤の詳細は、特開2018-095706号公報の段落0055~0061の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
本実施形態の樹脂組成物が離型剤を含む場合、その含有量は、樹脂組成物中、0.05~3質量%であることが好ましく、0.1~0.8質量%であることがより好ましく、0.1~0.6質量%であることがさらに好ましい。
本実施形態の樹脂組成物は、離型剤を、1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
<その他の成分>
本実施形態の樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂および難燃剤ならびに、上記添加剤に加え、所望の諸物性を著しく損なわない限り、必要に応じて、上記以外の他成分を含有していてもよい。その他の成分の例を挙げると、他の熱可塑性樹脂や各種樹脂添加剤、樹脂強化材(ガラス繊維やガラスフィラー)などが挙げられる。
樹脂添加剤としては、例えば、帯電防止剤、着色剤、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、抗菌剤などが挙げられる。なお、樹脂添加剤は1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせおよび比率で含有されていてもよい。これらの詳細は、特開2014-065901号公報の段落0059~0080の記載、特開2018-165017号公報の段落0069~0093の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
本実施形態の樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂および難燃剤、ならびに、必要に応じ配合される樹脂添加剤(例えば、紫外線吸収剤、安定剤、離型剤)の合計が100質量%となるように調整される。
本実施形態の樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂および難燃剤ならびに、上記添加剤に加え、所望の諸物性を著しく損なわない限り、必要に応じて、上記以外の他成分を含有していてもよい。その他の成分の例を挙げると、他の熱可塑性樹脂や各種樹脂添加剤、樹脂強化材(ガラス繊維やガラスフィラー)などが挙げられる。
樹脂添加剤としては、例えば、帯電防止剤、着色剤、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、抗菌剤などが挙げられる。なお、樹脂添加剤は1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせおよび比率で含有されていてもよい。これらの詳細は、特開2014-065901号公報の段落0059~0080の記載、特開2018-165017号公報の段落0069~0093の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
本実施形態の樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂および難燃剤、ならびに、必要に応じ配合される樹脂添加剤(例えば、紫外線吸収剤、安定剤、離型剤)の合計が100質量%となるように調整される。
<樹脂組成物の物性>
本実施形態の樹脂組成物は、難燃性に優れていることが好ましい。
具体的には、本実施形態の樹脂組成物を1.5mm厚さもしくは1.0mm厚さに成形したときの、総燃焼時間が30秒以下であることが好ましく、29秒以下であることがより好ましく、27秒以下であることがさらに好ましく、26秒以下であることが一層好ましく、25秒以下であることがより一層好ましい。また、上記総燃焼時間の下限は、例えば、10秒以上が実際的である。
また、本実施形態の樹脂組成物は、1.5mm厚さもしくは1.0mm厚さに成形したときに、上記総燃焼時間を満たしつつ、ドリップが無いことが好ましい。
難燃性は後述する実施例の記載に従って測定される。
本実施形態の樹脂組成物は、難燃性に優れていることが好ましい。
具体的には、本実施形態の樹脂組成物を1.5mm厚さもしくは1.0mm厚さに成形したときの、総燃焼時間が30秒以下であることが好ましく、29秒以下であることがより好ましく、27秒以下であることがさらに好ましく、26秒以下であることが一層好ましく、25秒以下であることがより一層好ましい。また、上記総燃焼時間の下限は、例えば、10秒以上が実際的である。
また、本実施形態の樹脂組成物は、1.5mm厚さもしくは1.0mm厚さに成形したときに、上記総燃焼時間を満たしつつ、ドリップが無いことが好ましい。
難燃性は後述する実施例の記載に従って測定される。
本実施形態の樹脂組成物は、ヘイズが小さいことが好ましい。
具体的には、本実施形態の樹脂組成物は、1mmの厚さに平板状試験片に成形した際のヘイズが3%以下であることが好ましく、1%以下であることがより好ましく、0.8%以下であることがさらに好ましい。前記ヘイズの下限値は0%超が実際的であり、0.01%以上であっても十分に要求性能を満たす。
上記ヘイズは後述する実施例の記載に従って測定される。
具体的には、本実施形態の樹脂組成物は、1mmの厚さに平板状試験片に成形した際のヘイズが3%以下であることが好ましく、1%以下であることがより好ましく、0.8%以下であることがさらに好ましい。前記ヘイズの下限値は0%超が実際的であり、0.01%以上であっても十分に要求性能を満たす。
上記ヘイズは後述する実施例の記載に従って測定される。
本実施形態の樹脂組成物は、また、硬度が高いことが好ましい。
具体的には、本実施形態の樹脂組成物は、2mmの厚さに平板状試験片に成形した際の鉛筆硬度がHB以上であることが好ましく、F以上であることがより好ましく、H以上であることがさらに好ましい。上限は、特に定めるものではないが、4H以下であっても十分に要求性能を満たす。
上記鉛筆硬度は後述する実施例の記載に従って測定される。
具体的には、本実施形態の樹脂組成物は、2mmの厚さに平板状試験片に成形した際の鉛筆硬度がHB以上であることが好ましく、F以上であることがより好ましく、H以上であることがさらに好ましい。上限は、特に定めるものではないが、4H以下であっても十分に要求性能を満たす。
上記鉛筆硬度は後述する実施例の記載に従って測定される。
<樹脂組成物の製造方法>
本実施形態の樹脂組成物の製造方法に制限はなく、公知のポリカーボネート樹脂組成物の製造方法を広く採用でき、ポリカーボネート樹脂、難燃剤、および、必要に応じて配合されるその他の成分を、例えば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、ニーダーなどの混合機で溶融混練する方法が挙げられる。
なお、溶融混練の温度は特に制限されないが、通常240~320℃の範囲である。
本実施形態の樹脂組成物の製造方法に制限はなく、公知のポリカーボネート樹脂組成物の製造方法を広く採用でき、ポリカーボネート樹脂、難燃剤、および、必要に応じて配合されるその他の成分を、例えば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、ニーダーなどの混合機で溶融混練する方法が挙げられる。
なお、溶融混練の温度は特に制限されないが、通常240~320℃の範囲である。
<成形品>
本実施形態の樹脂組成物の一形態はペレットである。
また、上述した樹脂組成物(例えば、ペレット)は、各種の成形法で成形して成形品とされる。すなわち、本実施形態の成形品は、本実施形態の樹脂組成物ないしペレットから成形される。
成形品の形状としては、特に制限はなく、成形品の用途、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フィルム状、ロッド状、円筒状、環状、円形状、楕円形状、多角形形状、異形品、中空品、枠状、箱状、パネル状のもの等が挙げられる。中でも、パネル状のものが好ましく、厚さは例えば、1mm~5mm程度である。
本実施形態の樹脂組成物の一形態はペレットである。
また、上述した樹脂組成物(例えば、ペレット)は、各種の成形法で成形して成形品とされる。すなわち、本実施形態の成形品は、本実施形態の樹脂組成物ないしペレットから成形される。
成形品の形状としては、特に制限はなく、成形品の用途、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フィルム状、ロッド状、円筒状、環状、円形状、楕円形状、多角形形状、異形品、中空品、枠状、箱状、パネル状のもの等が挙げられる。中でも、パネル状のものが好ましく、厚さは例えば、1mm~5mm程度である。
成形品を成形する方法としては、特に制限されず、従来公知の成形法を採用でき、例えば、射出成形法、射出圧縮成形法、押出成形法、異形押出法、トランスファー成形法、中空成形法、ガスアシスト中空成形法、ブロー成形法、押出ブロー成形、IMC(インモールドコ-ティング成形)成形法、回転成形法、多層成形法、2色成形法、インサート成形法、サンドイッチ成形法、発泡成形法、加圧成形法等が挙げられる。特に、本実施形態の樹脂組成物は、射出成形法、射出圧縮成形法、押出成形法で得られる成形品に適している。しかしながら、本実施形態の樹脂組成物がこれらで得られた成形品に限定されるものではないことは言うまでもない。
本実施形態の成形品は、難燃性が求められる用途に広く用いられる。具体的には、電気電子機器、OA機器、携帯情報端末機器、機械部品、車輌関連部品、建築部材、各種容器、レジャー用品・雑貨類、照明機器、バッテリー周辺部品等の部品等に好適に用いられる。車輌関連部品としては、具体的には、電気自動車の部品、電動自転車の部品、充電ガンの部品、充電スタンドの部品などが例示される。これらの中でも、特に、ディスプレイ用部品、携帯情報端末部品、家庭用電気製品、車載関連部品、バッテリー周辺用品または、室内調度品に好適である。
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。
実施例で用いた測定機器等が廃番等により入手困難な場合、他の同等の性能を有する機器を用いて測定することができる。
実施例で用いた測定機器等が廃番等により入手困難な場合、他の同等の性能を有する機器を用いて測定することができる。
1.原料
下記表1および表2に記載の原料を用いた。
下記表1および表2に記載の原料を用いた。
<製造例1:ポリカーボネート樹脂A1の製造>
ビスフェノールC(BPC)26.14モル(6.75kg)と、ジフェニルカーボネート26.79モル(5.74kg)を、撹拌機および留出凝縮装置付きのアルミ(SUS)製反応器(内容積10リットル)内に入れ、反応器内を窒素ガスで置換後、窒素ガス雰囲気下で220℃まで30分間かけて昇温した。
次いで、反応器内の反応液を撹拌し、溶融状態下の反応液にエステル交換反応触媒として炭酸セシウム(Cs2CO3)を、BPC1モルに対し1.5×10-6モルとなるように加え、窒素ガス雰囲気下、220℃で30分、反応液を撹拌醸成した。次に、同温度下で反応器内の圧力を40分かけて100Torrに減圧し、さらに、100分間反応させ、フェノールを留出させた。
次に、反応器内の温度を60分かけて284℃まで上げるとともに3Torrまで減圧し、留出理論量のほぼ全量に相当するフェノールを留出させた。次に、同温度下で反応器内の圧力を1Torr未満に保ち、さらに60分間反応を続け、重縮合反応を終了させた。このとき、撹拌機の撹拌回転数は38回転/分であり、反応終了直前の反応液温度は289℃、撹拌動力は1.00kWであった。
次に、溶融状態のままの反応液を二軸押出機に送入し、炭酸セシウムに対して4倍モル量のp-トルエンスルホン酸ブチルを二軸押出機の第1供給口から供給し、反応液と混練し、その後、反応液を二軸押出機のダイを通してストランド状に押し出し、カッターで切断してポリカーボネート樹脂A1のペレットを得た。
ビスフェノールC(BPC)26.14モル(6.75kg)と、ジフェニルカーボネート26.79モル(5.74kg)を、撹拌機および留出凝縮装置付きのアルミ(SUS)製反応器(内容積10リットル)内に入れ、反応器内を窒素ガスで置換後、窒素ガス雰囲気下で220℃まで30分間かけて昇温した。
次いで、反応器内の反応液を撹拌し、溶融状態下の反応液にエステル交換反応触媒として炭酸セシウム(Cs2CO3)を、BPC1モルに対し1.5×10-6モルとなるように加え、窒素ガス雰囲気下、220℃で30分、反応液を撹拌醸成した。次に、同温度下で反応器内の圧力を40分かけて100Torrに減圧し、さらに、100分間反応させ、フェノールを留出させた。
次に、反応器内の温度を60分かけて284℃まで上げるとともに3Torrまで減圧し、留出理論量のほぼ全量に相当するフェノールを留出させた。次に、同温度下で反応器内の圧力を1Torr未満に保ち、さらに60分間反応を続け、重縮合反応を終了させた。このとき、撹拌機の撹拌回転数は38回転/分であり、反応終了直前の反応液温度は289℃、撹拌動力は1.00kWであった。
次に、溶融状態のままの反応液を二軸押出機に送入し、炭酸セシウムに対して4倍モル量のp-トルエンスルホン酸ブチルを二軸押出機の第1供給口から供給し、反応液と混練し、その後、反応液を二軸押出機のダイを通してストランド状に押し出し、カッターで切断してポリカーボネート樹脂A1のペレットを得た。
<製造例2:ポリカーボネート樹脂A2の製造>
ビスフェノールC(BPC)26.14モル(6.75kg)と、ジフェニルカーボネート26.79モル(5.74kg)を、撹拌機および留出凝縮装置付きのアルミ(SUS)製反応器(内容積10リットル)内に入れ、反応器内を窒素ガスで置換後、窒素ガス雰囲気下で220℃まで30分間かけて昇温した。
次いで、反応器内の反応液を撹拌し、溶融状態下の反応液にエステル交換反応触媒として炭酸セシウム(Cs2CO3)を、BPC1モルに対し1.5×10-6モルとなるように加え、窒素ガス雰囲気下、220℃で30分間、反応液を撹拌醸成した。次に、同温度下で反応器内の圧力を40分かけて100Torrに減圧し、さらに、100分間反応させ、フェノールを留出させた。
次に、反応器内の温度を60分かけて284℃まで上げるとともに3Torrまで減圧し、留出理論量のほぼ全量に相当するフェノールを留出させた。次に、同温度下で反応器内の圧力を1Torr未満に保ち、さらに60分間反応を続け、重縮合反応を終了させた。このとき、撹拌機の撹拌回転数は38回転/分であり、反応終了直前の反応液温度は289℃、撹拌動力は0.60kWであった。
次に、溶融状態のままの反応液を二軸押出機に送入し、炭酸セシウムに対して4倍モル量のp-トルエンスルホン酸ブチルを二軸押出機の第1供給口から供給し、反応液と混練し、その後、反応液を二軸押出機のダイを通してストランド状に押し出し、カッターで切断してポリカーボネート樹脂A2のペレットを得た。
ビスフェノールC(BPC)26.14モル(6.75kg)と、ジフェニルカーボネート26.79モル(5.74kg)を、撹拌機および留出凝縮装置付きのアルミ(SUS)製反応器(内容積10リットル)内に入れ、反応器内を窒素ガスで置換後、窒素ガス雰囲気下で220℃まで30分間かけて昇温した。
次いで、反応器内の反応液を撹拌し、溶融状態下の反応液にエステル交換反応触媒として炭酸セシウム(Cs2CO3)を、BPC1モルに対し1.5×10-6モルとなるように加え、窒素ガス雰囲気下、220℃で30分間、反応液を撹拌醸成した。次に、同温度下で反応器内の圧力を40分かけて100Torrに減圧し、さらに、100分間反応させ、フェノールを留出させた。
次に、反応器内の温度を60分かけて284℃まで上げるとともに3Torrまで減圧し、留出理論量のほぼ全量に相当するフェノールを留出させた。次に、同温度下で反応器内の圧力を1Torr未満に保ち、さらに60分間反応を続け、重縮合反応を終了させた。このとき、撹拌機の撹拌回転数は38回転/分であり、反応終了直前の反応液温度は289℃、撹拌動力は0.60kWであった。
次に、溶融状態のままの反応液を二軸押出機に送入し、炭酸セシウムに対して4倍モル量のp-トルエンスルホン酸ブチルを二軸押出機の第1供給口から供給し、反応液と混練し、その後、反応液を二軸押出機のダイを通してストランド状に押し出し、カッターで切断してポリカーボネート樹脂A2のペレットを得た。
<ポリカーボネート樹脂および樹脂組成物の鉛筆硬度の測定>
ポリカーボネート樹脂および樹脂組成物の鉛筆硬度は、2mm厚さの平板状試験片に成形し、ISO 15184に準拠し、鉛筆硬度試験機を用いて、750g荷重にて測定した鉛筆硬度を求めた。
具体的には、ポリカーボネート樹脂または樹脂組成物のペレットを100℃で5時間乾燥した後、射出成形機(ファナック株式会社製「α-2000i-150B」)を用い、シリンダー設定温度260℃、金型温度70℃にて、スクリュー回転数100rpm、射出速度30mm/秒の条件下にて、平板状試験片(150mm×100mm×2mm厚)を作製した。この平板状試験片について、ISO 15184に準拠し、鉛筆硬度試験機(東洋精機(株)製)を用いて、750g荷重にて測定した鉛筆硬度を求めた。
ポリカーボネート樹脂および樹脂組成物の鉛筆硬度は、2mm厚さの平板状試験片に成形し、ISO 15184に準拠し、鉛筆硬度試験機を用いて、750g荷重にて測定した鉛筆硬度を求めた。
具体的には、ポリカーボネート樹脂または樹脂組成物のペレットを100℃で5時間乾燥した後、射出成形機(ファナック株式会社製「α-2000i-150B」)を用い、シリンダー設定温度260℃、金型温度70℃にて、スクリュー回転数100rpm、射出速度30mm/秒の条件下にて、平板状試験片(150mm×100mm×2mm厚)を作製した。この平板状試験片について、ISO 15184に準拠し、鉛筆硬度試験機(東洋精機(株)製)を用いて、750g荷重にて測定した鉛筆硬度を求めた。
2.実施例1~10、比較例1~5
<樹脂組成物ペレットの製造>
上記表1または2に記載した各成分を、表3~表5に示す割合(特記しない限り、質量部にて表示)にて配合し、タンブラーミキサーにて均一に混合した後、1ベントを二軸押出機(芝浦機械株式会社製、TEM26SX)に上流のフィーダーより供給し、さらにガラス充填剤をバレルの途中より供給して(押出機の上流(ホッパー部位)から、バレル長さLの3/5の下流位置)、シリンダー設定温度260℃、スクリュー回転数180rpm、吐出量25kg/hrにて押出機上流部のバレルより押出機にフィードし、溶融混練して樹脂組成物ペレットを得た。
<樹脂組成物ペレットの製造>
上記表1または2に記載した各成分を、表3~表5に示す割合(特記しない限り、質量部にて表示)にて配合し、タンブラーミキサーにて均一に混合した後、1ベントを二軸押出機(芝浦機械株式会社製、TEM26SX)に上流のフィーダーより供給し、さらにガラス充填剤をバレルの途中より供給して(押出機の上流(ホッパー部位)から、バレル長さLの3/5の下流位置)、シリンダー設定温度260℃、スクリュー回転数180rpm、吐出量25kg/hrにて押出機上流部のバレルより押出機にフィードし、溶融混練して樹脂組成物ペレットを得た。
<流動性(Q値)>
上記の方法で得られたペレットを100℃で4時間以上乾燥した後、JIS P8115に準拠し、高架式フローテスターを用いて、280℃の温度、荷重160kgf/cm2の条件下で樹脂組成物の単位時間あたりの流出量(Q値、単位:×10-2cm3/sec)を測定し、流動性を評価した。なお、オリフィスは直径1mm×長さ10mmのものを使用した。
上記の方法で得られたペレットを100℃で4時間以上乾燥した後、JIS P8115に準拠し、高架式フローテスターを用いて、280℃の温度、荷重160kgf/cm2の条件下で樹脂組成物の単位時間あたりの流出量(Q値、単位:×10-2cm3/sec)を測定し、流動性を評価した。なお、オリフィスは直径1mm×長さ10mmのものを使用した。
<ヘイズ(Haze)>
ヘイズは、3段状の試験片の1mm厚部を用いて、JIS K-7105に準じ、23℃における値を測定した。
具体的には、上記で得られた樹脂組成物ペレットを100℃で5時間乾燥した後、射出成形機((株)日本製鋼所製「J55-60H」)を用い、シリンダー設定温度280℃、金型温度80℃にて、スクリュー回転数100rpm、射出速度100mm/sの条件下にて、3段状の試験片(60mm×30mm×1mm厚+60mm×30mm×2mm厚+60mm×30mm×3mm厚)を射出成形した。
上記で得られた平板状試験片について、JIS K-7105に準じ、ヘイズメーターを用いて、23℃におけるHAZE(ヘイズ)を測定した。
ヘイズメーターは、日本電色工業(株)製のSH-7000型ヘイズメーターを用いた。
ヘイズの単位は%で示した。
ヘイズは、3段状の試験片の1mm厚部を用いて、JIS K-7105に準じ、23℃における値を測定した。
具体的には、上記で得られた樹脂組成物ペレットを100℃で5時間乾燥した後、射出成形機((株)日本製鋼所製「J55-60H」)を用い、シリンダー設定温度280℃、金型温度80℃にて、スクリュー回転数100rpm、射出速度100mm/sの条件下にて、3段状の試験片(60mm×30mm×1mm厚+60mm×30mm×2mm厚+60mm×30mm×3mm厚)を射出成形した。
上記で得られた平板状試験片について、JIS K-7105に準じ、ヘイズメーターを用いて、23℃におけるHAZE(ヘイズ)を測定した。
ヘイズメーターは、日本電色工業(株)製のSH-7000型ヘイズメーターを用いた。
ヘイズの単位は%で示した。
<難燃性>
<<試験片の製造>>
上記で得られた樹脂組成物ペレットを100℃で5時間乾燥した後、射出成形機(住友重機械工業(株)「SE100EV」)を用い、シリンダー設定温度260℃、金型温度80℃にて、スクリュー回転数100rpm、射出速度15mm/sの条件下にて、短冊状の燃焼試験用試験片(125mm×13mm×1.5mm厚)を、シリンダー設定温度280℃、金型温度80℃にて、スクリュー回転数100rpm、射出速度15mm/sの条件下にて、短冊状の燃焼試験用試験片(125mm×13mm)を射出成形した。試験片の厚さは、実施例1~10および比較例1~4は試験片の厚さを1.5mmとし、実施例9,10および比較例5は試験片の厚さを1.0mmとした。
<<試験片の製造>>
上記で得られた樹脂組成物ペレットを100℃で5時間乾燥した後、射出成形機(住友重機械工業(株)「SE100EV」)を用い、シリンダー設定温度260℃、金型温度80℃にて、スクリュー回転数100rpm、射出速度15mm/sの条件下にて、短冊状の燃焼試験用試験片(125mm×13mm×1.5mm厚)を、シリンダー設定温度280℃、金型温度80℃にて、スクリュー回転数100rpm、射出速度15mm/sの条件下にて、短冊状の燃焼試験用試験片(125mm×13mm)を射出成形した。試験片の厚さは、実施例1~10および比較例1~4は試験片の厚さを1.5mmとし、実施例9,10および比較例5は試験片の厚さを1.0mmとした。
<<燃焼試験>>
得られた燃焼試験用試験片について、アンダーライターズ・ラボラトリーズのサブジェクト94(UL94)の方法に準じ、5本の試験片を用いて垂直燃焼試験を行い、燃焼時間とドリップ回数を測定した。
得られた燃焼試験用試験片について、アンダーライターズ・ラボラトリーズのサブジェクト94(UL94)の方法に準じ、5本の試験片を用いて垂直燃焼試験を行い、燃焼時間とドリップ回数を測定した。
<<総合評価>>
以下のとおり評価した。
1:ドリップなし、総燃焼時間30秒以下
2:ドリップなし、総燃焼時間30秒超
3:ドリップあり
以下のとおり評価した。
1:ドリップなし、総燃焼時間30秒以下
2:ドリップなし、総燃焼時間30秒超
3:ドリップあり
実施例1~10において、難燃剤(D)の含有量をポリカーボネート樹脂100質量部に対し、26質量部配合し、他は同様に行った場合、いずれの実施例においても、押出成形ができず、ペレットが得られなかった。
上記結果から明らかなとおり、本発明の樹脂組成物から形成された成形品は、難燃性に優れていた。特に、難燃性を達成するために、ポリカーボネート樹脂にフィブリル形成能を有するフルオロポリマー(滴下防止剤)を配合すると、透明性が劣るが、本発明の樹脂組成物は、フィブリル形成能を有するフルオロポリマーを配合しなくても難燃性が達成でき、透明性に優れた樹脂組成物が得られる。さらに、ビスフェノールC型ポリカーボネート樹脂等の式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂を用いることにより、硬度に優れた成形品を提供可能な樹脂組成物が得られた。
Claims (12)
- ポリカーボネート樹脂と難燃剤を含み、
前記ポリカーボネート樹脂は、式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂と、リサイクルポリカーボネート樹脂とを含み、
前記リサイクルポリカーボネート樹脂が、式(2)で表される構成単位を含み、
前記難燃剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、25質量部未満である、樹脂組成物。
式(1)
式(2)
- 前記難燃剤が、金属塩系難燃剤を含む、請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記難燃剤が、スルホン酸アルカリ金属塩を含む、請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂が、式(1)で表される単位を全構成単位の50モル%以上の割合で含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記樹脂組成物におけるフィブリル形成能を有するフルオロポリマーの含有量が、前記ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、0質量部以上0.01質量部未満である、請求項1~3のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記難燃剤が、スルホン酸アルカリ金属塩を含み、
前記式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂が、式(1)で表される単位を全構成単位の50モル%以上の割合で含む、請求項1に記載の樹脂組成物。
式(2)
- 前記ポリカーボネート樹脂の含有量は、樹脂組成物中10~95質量%であり、
前記難燃剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、0.005質量部以上である、請求項1、2、または6に記載の樹脂組成物。 - 前記リサイクルポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量が、式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量より低い、請求項1、2、または6に記載の樹脂組成物。
- 前記難燃剤が、スルホン酸アルカリ金属塩を含み、
前記式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂が、式(1)で表される単位を全構成単位の50モル%以上の割合で含み、
前記ポリカーボネート樹脂の含有量は、樹脂組成物中10~95質量%であり、
前記難燃剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、0.005質量部以上であり、
前記リサイクルポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量が、式(1)で表される構成単位を含むポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量より低い、請求項1に記載の樹脂組成物。
式(2)
- 請求項1~3、6および9のいずれか1項に記載の樹脂組成物のペレット。
- 請求項1~3、6および9のいずれか1項に記載の樹脂組成物から成形された成形品。
- 請求項10に記載のペレットから成形された成形品。
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- 2023-11-29 WO PCT/JP2023/042676 patent/WO2024117158A1/ja unknown
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