JP3393618B2

JP3393618B2 - ポリカーボネート樹脂組成物

Info

Publication number: JP3393618B2
Application number: JP04807794A
Authority: JP
Inventors: 尚梅田; 泰久杉田
Original assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Priority date: 1994-03-18
Filing date: 1994-03-18
Publication date: 2003-04-07
Anticipated expiration: 2018-04-07
Also published as: JPH07258528A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリカーボネート樹脂
組成物に関する。さらに詳しくはポリカーボネート樹脂
に配合する充填材を選択することによって、一般のポリ
カーボネートと同等の比重で、剛性及びウェルド強度な
どの機械的物性に優れた成形品を得ることができるポリ
カーボネート樹脂組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】一般
に、各種合成樹脂には、機械的強度や耐久性の向上ある
いは増量を目的として、各種無機充填材を配合する技術
が実施されている。その中では、ガラス中空体は、それ
を配合することによって、低比重で剛性等の強度が向上
することが知られている。例えば、Reinf. Plast, Vol.
No. 12, p.12 〜13, (1990)には、ポリウレタン系の熱
可塑性樹脂に粒径約７０μｍの微小ガラス中空体を配合
した材料が記載されている。また、合成樹脂として、ポ
リエチレン及びポリスチレンに粒径約２０〜１２０μｍ
の範囲のガラスバルーンを充填した樹脂組成物の粘性挙
動に関する検討がなされている〔工業技術院繊維高分子
材料研究所研究報告，No. 126, p.9〜15,(1981) 〕。そ
して、特開平４−２３８５１号公報には、スチレン系樹
脂にガラスバルーンを添加した樹脂組成物が開示されて
いる。その他、特開昭６１−２３６８５９号公報には、
ポリブチレンテレフタレート樹脂やポリアセタール樹脂
の結晶性樹脂について開示されている。

【０００３】一方、ポリカーボネート樹脂は機械的強度
（特に、耐衝撃特性），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，家電分野，自動車分野等様々な分野において
幅広く利用されている。このような特性を有するポリカ
ーボネート樹脂は、外観を保持して剛性を向上させた材
料として、ガラス繊維やタルク，マイカ，チタン酸カリ
ウムウィスカー等を配合した樹脂組成物が用いられるよ
うになった。しかしながら、これらの効果的な無機充填
材をポリカーボネート樹脂に配合すると、成形時に成形
機内で滞留した場合、ポリカーボネート樹脂の分子量
が、加水分解などによって大きく低下するという問題が
ある。その結果として、機械的強度が著しく低下し、ポ
リカーボネート樹脂の本来の特性が大きく損なわれる問
題がある。更に、球状，板状などの無機充填材では、ウ
ェルド強度が著しく低下する問題がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで、発明者らは、上
記状況に鑑み、従来法の欠点を解消して、ポリカーボネ
ート樹脂に配合する充填剤を選択することによって、一
般のポリカーボネート（ＰＣ）と同等の比重で、剛性及
びウェルド強度等の機械的物性に優れたポリカーボネー
ト樹脂組成物を開発すべく鋭意研究を重ねた。その結
果、充填剤として、エポキシシラン処理されたガラス中
空体を選択することによって、本発明の目的を達成でき
ることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完
成したものである。すなわち、本発明は、（Ａ）ポリカ
ーボネート樹脂５０〜９８重量％及び（Ｂ）エポキシシ
ラン処理された、平均粒径が３〜８０μｍであり、か
つ、比重が０．７５〜１．５であるガラス中空体５０〜
２重量％からなることを特徴とするポリカーボネート樹
脂組成物を提供するものである。

【０００５】先ず、本発明の樹脂組成物を構成する
（Ａ）成分のポリカーボネート樹脂（ＰＣ）としては、
様々なものがあるが、好ましくは、一般式（Ｉ）

【０００６】

【化１】

【０００７】〔式中、Ｘは、それぞれ水素原子，ハロゲ
ン原子（例えば、塩素，臭素，フッ素，沃素）又は炭素
数１〜８のアルキル基であり、このＸが複数の場合、そ
れらは同一であってもよいし、異なっていてもよく、ａ
及びｂは、それぞれ１〜４の整数である。そして、Ｙ
は、単結合，炭素数１〜８のアルキレン基，炭素数２〜
８のアルキリデン基，炭素数５〜１５のシクロアルキレ
ン基，炭素数５〜１５のシクロアルキリデン基又は−Ｓ
−，−ＳＯ−，−ＳＯ₂−，−Ｏ−，−ＣＯ−結合もし
くは一般式(II)もしくは(II')

【０００８】

【化２】

【０００９】で表わされる結合を示す。〕で表わされる
二価フェノールとホスゲン又は炭酸エステル化合物とを
反応させることによって容易に製造することができるも
のである。すなわち、例えば、塩化メチレンなどの溶媒
中において、公知の酸受容体や分子量調節剤の存在下、
二価フェノールとホスゲンのようなカーボネート前駆体
との反応により、あるいは二価フェノールとジフェニル
カーボネートのようなカーボネート前駆体とのエステル
交換反応などによって製造される。

【００１０】ここで、前記一般式（Ｉ）で表わされる二
価フェノールとしては、様々なものがあるが、特に２，
２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン〔ビスフ
ェノールＡ〕が好ましい。ビスフェノールＡ以外の二価
フェノールとしては、ビスフェノールＡ以外のビス（４
−ヒドロキシフェニル）アルカンとして１，１−（４−
ヒドロキシフェニル）メタン；１，１−（４−ヒドロキ
シフェニル）エタン；ハイドロキノン；４，４’−ジヒ
ドロキシジフェニル；ビス（４−ヒドロキシフェニル）
シクロアルカン；ビス（４−ヒドロキシフェニル）スル
フィド；ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホン；ビ
ス（４−ヒドロキシフェニル）スルホキシド；ビス（４
−ヒドロキシフェニル）エーテル；ビス（４−ヒドロキ
シフェニル）ケトンのような化合物又はビス（３，５−
ジブロモ−４−ヒドロキシフェニル）プロパン；ビス
（３，５−ジクロロ−４−ヒドロキシフェニル）プロパ
ンのようなハロゲン化ビスフェノール類等を挙げること
ができる。そして、これらの二価フェノールはそれぞれ
単独で用いてもよいし、二種以上を混合して用いてもよ
い。また、炭酸エステル化合物としては、ジフェニルカ
ーボネート等のジアリールカーボネートやジメチルカー
ボネート，ジエチルカーボネート等のジアルキルカーボ
ネートが挙げられる。

【００１１】本発明に用いるポリカーボネート樹脂は、
これらの二価フェノール一種を用いたホモポリマーであ
ってもよいし、二種以上を用いたコポリマーであっても
よく、さらには、多官能性芳香族化合物を前記二価フェ
ノールと併用して得られた熱可塑性ランダム分岐ポリカ
ーボネート樹脂であってもよい。また、数平均重合度ｎ
＝５以上のオルガノシロキサンブロックからなるポリカ
ーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体等の共重
合体樹脂であってもよい。本発明に用いるポリカーボネ
ート樹脂は、その分子量については、用途等に応じて適
宜定めればよいが、機械的強度及び成形加工性の点か
ら、その粘度平均分子量が１0,０００〜５0,０００、好
ましく１2,０００〜３0,０００、より好ましくは１5,０
００〜２5,０００である。粘度平均分子量が１0,０００
未満では、低比重で、かつ所望する機械的物性の向上効
果が認められない場合がある。また、５0,０００を超え
ると、成形性が悪化するので好ましくない。

【００１２】次に、本発明の樹脂組成物を構成する
（Ｂ）成分のエポキシシラン処理されたガラス中空体と
しては、各種のものがある。例えば、その製造法として
は、初めに、ガラス種として、含アルカリガラス，低ア
ルカリガラス，無アルカリガラスなどを用い、空洞を有
するガラス質の微小粒状体（ガラスバルーン）を作製す
る。このガラスバルーンは、通常ガラス粒を発泡剤で膨
張させることによって容易に得られるものである。ガラ
ス種としては、ポリカーボネート樹脂に対する影響か
ら、低アルカリガラス又は無アルカリガラスが好ましく
用いられる。このようにして得られるガラスバルーン
は、通常、比重が0.２０〜1.５で、また、その粒径は３
〜８０μｍ、好ましくは５〜７０μｍである。そして、
耐圧強度が４００（ｋｇ／ｃｍ²）以上のものが好まし
く用いられる。ガラスバルーンの粒径が３μｍ未満で
は、剛性等の機械的物性の充分な向上効果が認められ
ず、また、８０μｍを超えると、ガラスバルーンが破壊
する恐れがあり、その結果として、樹脂組成物の比重が
大きくなり、所望する機械的物性の向上効果が認められ
ず好ましくない。

【００１３】次いで、得られたガラスバルーンは、エポ
キシシラン系の表面処理剤を用いて表面処理され、
（Ｂ）成分のガラス中空体として供される。上記のエポ
キシシラン系表面処理剤としては、各種のものがあり、
一般式(III) （Ｄ）_m−Ｓｉ−（Ｅ）_n ・・・(III) で表される二官能性シランが好ましく用いられる。ここ
で、上記一般式(III) において、Ｄは充填材との反応性
基を示し、メトキシ基，エトキシ基，プロポキシ基等の
アルコキシ基、塩素，臭素等のハライド基などが挙げら
れる。また、Ｅはエポキシ基を示し、ｍ及びｎは、それ
ぞれ１〜３の整数であり、ｍ＋ｎ＝４である。一般式(I
II) で表されるエポキシシラン系の表面処理剤として
は、例えば、３−グリシドキシプロピルメトキシシラ
ン，３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラ
ン，エポキシエチルトリエトキシシラン，γ−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン，グリシドキシエチル
トリエトキシシラン，１，２−エポキシブチルトリエト
キシシラン，１，２−エポキシブトキシプロピルトリエ
トキシシラン，β−（３，４−エポキシシクロヘキシ
ル）エチルトリメトキシシランなどが挙げられる。上記
エポキシシラン系表面処理剤を用い、ガラスバルーンを
表面処理する方法としては、各種の手法を採ることがで
きる。例えば、ガラスバルーンへの直接処理法である乾
式法，スラリー法，スプレー法あるいはインテグラルブ
レンド法である直接法，マスターバッチ法のいずれで行
ってもよい。そして、処理量は、通常、ガラスバルーン
に対して、0.１〜５重量％、好ましくは0.５〜２重量％
である。

【００１４】本発明の樹脂組成物は、前記の成分（Ａ）
及び（Ｂ）からなるものであるが、それらの配合割合
は、（Ａ）成分であるポリカーボネート樹脂５０〜９８
重量％及び（Ｂ）成分であるエポキシシラン系表面処理
したガラス中空体５０〜２重量％、好ましくは３０〜４
重量％の割合で配合されたものである。ここで、（Ｂ）
成分が２重量％未満では、剛性等の機械的物性が十分で
なく、その向上効果が認められない。また、５０重量％
を超えると、本発明の樹脂組成物を用いて得られる成形
品中の割れ率が高くなり、同時に比重が大きくなり好ま
しくない。

【００１５】本発明の樹脂組成物は、上記成分（Ａ）及
び（Ｂ）を必須成分とするものであるが、更に必要に応
じ、成分（Ｃ）として、各種の添加成分、例えば、無機
質充填剤を始めとする各種の添加剤，他の合成樹脂，エ
ラストマー等を、本発明の目的を阻害しない範囲で配合
することができる。前記無機質充填剤は、樹脂組成物の
機械的強度や耐久性の向上又は増量を目的として配合さ
れるものであり、例えば、ガラス繊維（ＧＦ），炭素繊
維（ＣＦ），チタン酸カリウムウィスカー，ホウ酸アル
ミニウムウィスカー，ボロン繊維，窒化ケイ素繊維，ガ
ラスフレーク，カーボンブラック，硫酸カルシウム，炭
酸カルシウム，ケイ酸カルシウム，酸化チタン，アルミ
ナ，シリカ，アスベスト，タルク，クレー，マイカ，石
英粉等が挙げられる。また、前記各種添加剤としては、
例えば、ヒンダードフェノール系，亜リン酸エステル
系，リン酸エステル系等の酸化防止剤、ベンゾトリアゾ
ール系やベンゾフェノン系等の紫外線吸収剤、ヒンダー
ドアミン系などの光安定剤、脂肪族カルボン酸エステル
系やパラフィン系等の外部滑剤、常用の難燃化剤、離型
剤、帯電防止剤、着色剤等が挙げられる。

【００１６】そして、その他の合成樹脂としては、例え
ば、ポリエステル〔例えば、ポリエチレンテレフタレー
ト（ＰＥＴ），ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）
など〕，ポリアミド，ポリエチレン，ポリプロピレン，
ポリスチレン，アクリロニトリル・スチレン（ＡＳ）樹
脂，アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ
樹脂），ポリメチルメタクリレート等を挙げることがで
きる。さらに、エラストマーとしては、イソブチレン−
イソプレンゴム，スチレン−ブタジエンゴム及びこれら
の水添物、エチレン−プロピレンゴム、アクリル系エラ
ストマー、コアシェル型のエラストマーであるＭＢＳ
（メチルメタアクリレート−ブタジエン−スチレン）ゴ
ム、ＭＡＳ（メチルメタアクリレート−ブチルアクリレ
ート−スチレン）ゴム等が挙げられる。これらの中て
は、コアシェル型のエラストマーのＭＡＳゴム等が好ま
しい。

【００１７】本発明の樹脂組成物は、前記の成分（Ａ）
及び成分（Ｂ）と、必要に応じて成分（Ｃ）として用い
られる各種添加成分を配合し、混練することにより得る
ことができる。該配合，混練は通常用いられている方
法、例えば、リボンブレンダー，ヘンシェルミキサー，
バンバリーミキサー，ドラムタンブラー，単軸スクリュ
ー押出機，二軸スクリュー押出機，コニーダ，多軸スク
リュー押出機等を用いる方法により行なうことができ
る。そして、混練に際しての加熱温度は、通常２４０〜
３００℃の範囲で選ばれる。かくして得られたポリカー
ボネート樹脂組成物は、既知の種々の成形方法、例え
ば、射出成形，中空成形，押出成形，圧縮成形，カレン
ダー成形，回転成形等を適用してＯＡ分野の成形品や家
電分野の成形品を製造することができる。

【００１８】

【実施例】更に、本発明を製造例，実施例及び比較例に
より、詳しく説明する。実施例１〜３第１表に示す配合量にしたがってポリカーボネート（Ｐ
Ｃ）、エポキシシラン処理ガラスバルーンをドライブレ
ンドした後、ベント付き単軸押出機〔ナカタニ機械
（株）製，ＮＶＣ−５０〕を用い、２６０℃、スクリュ
ー回転数６０ｒｐｍで混練し、ペレット化した。得られ
たペレットを１２０℃で１２時間乾燥した後、成形温度
２６０℃、金型温度８０℃で射出成形して所定の試験片
を作製した。

【００１９】実施例４第１表に示す配合量にしたがってポリカーボネート（Ｐ
Ｃ）、エポキシシラン処理ガラスバルーン及びガラス繊
維（ＧＦ）をドライブレンドしたこと以外は、実施例１
と同様に実施した。実施例５第１表に示す配合量にしたがってポリカーボネート（Ｐ
Ｃ）、エポキシシラン処理ガラスバルーン及びポリエチ
レンテレフタレートをドライブレンドしたこと以外は、
実施例１と同様に実施した。実施例６および７第１表に示す配合量にしたがってポリカーボネート（Ｐ
Ｃ）及び実施例１とは異なったエポキシシラン処理ガラ
スバルーンをドライブレンドしたこと以外は、実施例１
と同様に実施した。

【００２０】比較例１実施例１において、ポリカーボネート（ＰＣ）を単独で
用いたこと以外は、実施例１と同様に実施した。比較例２〜７第１表に示す配合量にしたがってポリカーボネート（Ｐ
Ｃ）及び他の成分をドライブレンドしたこと以外は、実
施例１と同様に実施した。

【００２１】実施例及び比較例で得られた試験片につい
ては、その品質評価として、ウェルド高速引張強度，密
度及び曲げ弾性率を測定した。その結果を第２表に示
す。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】なお、実施例及び比較例において用いた各
原料は、次の通りである。（Ａ）ＰＣ：タフロンＦＮ２２００（Ｍｖ＝２2,００
０）〔出光石油化学（株）製，ポリカーボネート〕（Ｂ）ガラス中空体 1)ガラスバルーン（Ｇバルーン）Ａ：ＨＳＣ１１０Ｂ（平均粒径１２μｍ，比重1.１，エ
ポキシシラン処理）〔東芝バロティーニ（株）社製，耐
圧強度約1,０００kg/cm²〕Ｂ：ＨＳＣ１１０（平均粒径１２μｍ，比重1.１，無
処理）〔東芝バロティーニ（株）社製，耐圧強度約1,０
００kg/cm²〕Ｃ：ＨＳＣ１１０Ａ（平均粒径１２μｍ，比重1.１，ア
ミノシラン処理）〔東芝バロティーニ（株）社製，耐圧
強度約1,０００kg/cm²〕Ｄ：ＨＳＣ１１０Ｃ（平均粒径１２μｍ，比重1.１，ア
クリルシラン処理）〔東芝バロティーニ（株）社製，耐
圧強度約1,０００kg/cm²〕Ｅ：ＰＺ−６０００ＰＥ（平均粒径４０μｍ，比重0.７
５，エポキシシラン処理）〔旭硝子（株）社製〕Ｆ：平均粒径１００μｍ，比重1.２６，エポキシシラン
処理（但し、耐圧強度は、１３％破壊したときの耐圧性
を示す。） 2)ガラスビーズ（Ｇビーズ）Ｇ：ＥＭＢ−２０（平均粒径９μｍ，比重2.６，無処
理）〔東芝バロティーニ（株）社製〕（Ｃ）その他 1)ガラス繊維Ｈ：０３ＭＡ４０９Ｃ（長さ３ｍｍ，径１３μｍ，ウレ
タン，アミノシラン処理）〔旭ファイバーグラス（株）
社製〕 2)ポリエチレンテレフタレートＩ：ＭＡ−５２３〔三菱レイヨン（株）社製〕

【００２５】なお、品質評価における各項目の測定は、
次に従った。 (1) ウェルド高速引張強度引張試験機：ＴＥＮＳＩＬＯＮ／ＵＴＭ−５（ＯＲＩＥ
ＮＴＣ社製）試験条件：試験速度 1.０ｍ／ｓ (2) 密度ＪＩＳ−Ｋ７１１２に準拠 (3) 曲げ弾性率ＪＩＳ−Ｋ７２０３に準拠

【００２６】

【発明の効果】以上、本発明のポリカーボネート樹脂組
成物によれば、充填材として、エポキシシラン処理した
ガラス中空体を選択して配合することによって、一般Ｐ
Ｃと同等の比重で、剛性及びウェルド強度などの機械的
物性に優れた成形品を得ることができる。したがって、
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、各種の成形
品、特にＯＡ分野、家電分野の成形品の素材として有効
に利用される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08L 69/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）ポリカーボネート樹脂５０〜９８重
量％及び（Ｂ）エポキシシラン処理された、平均粒径が
３〜８０μｍであり、かつ、比重が０．７５〜１．５で
あるガラス中空体５０〜２重量％からなることを特徴と
するポリカーボネート樹脂組成物。
【請求項２】（Ａ）成分のポリカーボネート樹脂の粘度
平均分子量が、１０，０００〜５０，０００である請求
項１記載のポリカーボネート樹脂組成物。