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JP2002536525A - フリース枝分れ種含有量が制御され溶融流量の高いpc/absブレンド - Google Patents

フリース枝分れ種含有量が制御され溶融流量の高いpc/absブレンド

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JP2002536525A
JP2002536525A JP2000598584A JP2000598584A JP2002536525A JP 2002536525 A JP2002536525 A JP 2002536525A JP 2000598584 A JP2000598584 A JP 2000598584A JP 2000598584 A JP2000598584 A JP 2000598584A JP 2002536525 A JP2002536525 A JP 2002536525A
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fleece
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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    • C08L2666/02Organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials

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Abstract

(57)【要約】 フリース枝分れ量が300〜5000ppmに制御されたポリカーボネートに加えてゴムを含むポリマーアロイは優れた成形性と流動特性を示す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特定の枝分れ種の含有量が制御されたポリカーボネートを含む組成
物に関する。この枝分れ種は後記の式(I)で表されるもので、「フリース(F
ries)」枝分れ種(以下「フリース」という。)として周知である。さらに
具体的には、本発明は、溶融合成法で製造される低フリースポリカーボネートを
含むポリカーボネートポリマーブレンドに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の工業プラントでは、ポリカーボネートの合成はジヒドロキシ化合物(例
えばビスフェノールA)の水溶液と、ハロゲン化カルボニル(例えばホスゲン)
を含む有機溶剤(例えばジクロロメタン)を混合することによって行われる。非
混和性の有機相と水相を混合すると、ジヒロドキシ化合物は相界面でハロゲン化
カルボニルと反応する。通例、第三級アミン等の相間移動触媒を水相に加えて反
応を促進する。この合成法は、ポリカーボネート生産のための「界面」合成法と
して周知である。
【0003】 ポリカーボネート製造用の界面法は幾つかの固有の短所を有する。第一に、反
応体としてホスゲンを要するプロセスを操業するのは、明らかに安全性の問題が
あるので不利である。第二に、大量の有機溶剤を用いる必要のあるプロセスを操
業するのは、環境へのあらゆる悪影響を防ぐため経費のかかる予防措置を講じな
ければならないので不利である。第三に、界面法は比較的大規模な装置及び設備
投資を要する。第四に、マテリアルプロセスで生成したポリカーボネートは、色
にバラツキがみられ、粒状物の含有量が高く、腐食を起こすおそれのある塩素含
有量が高くなる傾向にある。
【0004】 界面法の問題点の幾つかを回避する新たな製造方法が開発されている。具体的
には、新型工業ポリカーボネートプラントにはエステル交換反応でポリカーボネ
ートを合成するものがあり、この反応では炭酸ジエステル(例えば炭酸ジフェニ
ル)をジヒドロキシ化合物(例えばビスフェノールA)と縮合させる。この反応
は無溶剤で行われ、減圧高温下で、反応で生じたフェノールを同時に蒸留しなが
ら反応体を混合することによって反応を完遂させる。この合成法は、一般に「溶
融」法と呼ばれる。溶融法は、ホスゲンを用いず、溶剤を必要とせず、用いる装
置がさほど大掛かりでないので、界面法よりも安全である。さらに、溶融法で合
成したポリカーボネートは、反応体由来の塩素汚染がなく、粒状物含有量が低く
、色のバラツキが少ない。従って、工業生産プロセスでは溶融法を用いるほうが
通常望ましい。
【0005】 溶融法は、界面法で合成されるポリカーボネートとは異なるポリカーボネート
を生ずる。具体的には、従来の界面法で合成されるポリカーボネートに枝分れが
生ずるのはゼロに近い。非常に高い延性が必要とされるような用途には枝分れ量
を抑制するのが望ましく、高い溶融強度が必要とされる用途には高レベルの枝分
れが望ましい。界面法で合成されるポリカーボネートに枝分れが所望される場合
、重合時に枝分れ剤を添加して枝分れを導入しなければならない。界面法ポリカ
ーボネートには通例フリース枝分れ種は認め得る量では存在しないからである。
対照的に、溶融法ではフリース含有量の高いポリカーボネートを生じる傾向にあ
る。従って、高レベルのフリースは低い延性を伴うので、ある種の用途には溶融
法で制御されたフリース量のポリカーボネートを合成するのが望まれる。以下に
述べる通り、本願出願人はこの問題を解決した。
【0006】 帝人の特開平9−59371号公報(以下「帝人の公開公報」と呼ぶ)には、
溶融法によるポリカーボネートの製造方法が開示されており、ポリカーボネート
はフリースと第二の枝分れ種を合計0.001〜0.3モル%、第二の枝分れ種
を0.001モル%以上含んでいる。従って、帝人の公開公報には、フリース量
が0.299モル%未満の溶融法ポリカーボネートについて規定されている。た
だし、帝人の公開公報には、フリース含有量の非常に低いポリカーボネートを溶
融法で如何にして製造するかは教示されていない。事実、帝人の公開公報には、
溶融法で製造されたフリース含有量が約360ppmを超えるポリカーボネート
(実施例3)が開示されているにすぎず、フリース含有量を大幅に下げるのに有
効な触媒は記載されていない。さらに、帝人の公開公報は、フリース含有量の非
常に低い溶融法ポリカーボネートを特殊な用途に用いることの利点について開示
されていない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
溶融法で製造されるポリカーボネートであってフリース含有量の制御されたも
のに対する一般ニーズが明らかに存在する。溶融法で低フリースポリカーボネー
トを製造する方法に対するニーズも存在する。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、ポリカーボネートポリマーとゴムのブレンドは、そのポリマーブ
レンドのポリカーボネート成分のフリース含有量が25ppmを超えると、優れ
た溶融加工特性を示すことを見出した。加えて、この事実が、上記ポリマーブレ
ンドにさらに難燃剤化合物(特にホスフェート系難燃剤化合物)が含まれている
ときも成立することを見出した。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の組成物はポリカーボネートポリマーとゴムポリマーのポリマーアロイ
(又は混和性もしくは非混和性の混合物)である。本発明のアロイは、様々なメ
ルトフローインデックスで測定される加工性の改善をもたらすこととなるフリー
ス枝分れ量の制御されたポリカーボネート又はポリカーボネート混合物とゴムと
からなる。本発明のポリマーアロイの形成に利用されるゴムは合成ゴムでも天然
ゴムでもよいが、一般にABSインターポリマー(グラフト共重合体、ブロック
共重合体及びグラフトブロック共重合体を始めとする共重合体及び三元共重合体
等の高次共重合体を包括して意味する用語)として当技術分野で知られているゴ
ムである。ここで、Aは共重合アクリレート官能基を表し、Bは共重合ブタジエ
ンを表し、Sは共重合スチレン官能基を表す。
【0010】 本発明のアロイ又は混合物の2つの主要成分の重量割合は、ポリカーボネート
又はその混合物の重量割合が約30〜約99重量%、好ましくは約35〜約99
重量%、さらに好ましくは約40〜約95重量%、最も好ましくは約45〜約9
0重量%であり、ゴムの重量割合が約70〜約1重量%、好ましくは約65〜約
1重量%、さらに好ましくは約60〜約5重量%、最も好ましくは約55〜約1
0重量%である。
【0011】 本明細書中で用いる「フリース」という用語は、ポリカーボネート中の次式の
繰返し単位をいう。
【0012】
【化1】
【0013】 式中、Xは式(II)で説明する二価基である。式Iにおけるヒドロキシル基は追
加の枝分れ鎖が成長する部位である。ポリカーボネート中のこの繰返し単位の含
有量は、後記実施例1に記載の手順で求めることができる。
【0014】 本明細書中で用いる「溶融法ポリカーボネート」という用語は、炭酸ジエステ
ルとジヒドロキシ化合物のエステル交換で製造されるポリカーボネートをいう。
【0015】 本明細書中で用いる「界面法ポリカーボネート」という用語は、ジヒドロキシ
化合物の水溶液を、ハロゲン化カルボニルを含む非混和性有機相と混合すること
で製造されるポリカーボネートをいう。
【0016】 本発明は、フリース含有量の制御された溶融法ポリカーボネートを含むポリマ
ーアロイ組成物を提供する。具体的には、ポリカーボネートのフリース含有量は
300〜5000ppm、好ましくは400〜4000ppm、さらに好ましく
は500〜3000ppm、最も好ましくは1000〜3000ppmである。
なお、界面法ポリカーボネートは典型的にはフリース含有量5ppm未満であり
、殆どの場合25ppm未満である。
【0017】 本発明はさらに、フリース含有量の制御されたポリカーボネートを含む組成物
を提供する。このポリカーボネートは溶融法ポリカーボネートでもよいし、溶融
法ポリカーボネートと界面法ポリカーボネートの混合物であってもよい。具体的
には、ポリカーボネートのフリース含有量は300〜5000ppm、好ましく
は400〜4000ppm、さらに好ましくは500〜3000ppm、最も好
ましくは1000〜3000ppmである。そこで、溶融プロセスで合成したフ
リース枝分れ量が5000ppmを超えるポリカーボネートを低フリース含有量
のポリカーボネート(どのように製造したものでもよい)とブレンドすれば、本
発明のポリマーブレンド又はアロイに配合するのに適したポリカーボネートを得
ることができる。
【0018】 別の態様では、本発明は、約3〜約50のMVRを有するポリカーボネートを
含む組成物も提供する。本明細書に記載のポリカーボネート又はポリカーボネー
トのブレンドに関するMVR値はすべて荷重1.2kg、300℃で測定したも
のであるが、ポリカーボネートの他にABS等の別のポリマーを含むポリマーア
ロイに関するMVR値は荷重5kg、260℃で測定したものであり、ホスフェ
ート系難燃剤化合物を含むアロイに関しては荷重2.16kg、260℃で測定
したものである。本発明の好ましい実施形態では、ポリカーボネート/ABSア
ロイのMVRは約3〜約40である。さらに好ましい実施形態では、ポリカーボ
ネート/ABSアロイのMVRは約10〜約50である。本発明の最も好ましい
実施形態では、ポリカーボネート/ABSアロイのMVRは約15〜約40であ
る。
【0019】 ポリカーボネートを含む組成物は、さらに多種多様な別のポリマーを含んでい
てもよい。
【0020】 界面法ポリカーボネートに典型的なフリース含有量を上回るが5000ppm
未満のフリース含有量を有するポリカーボネート組成物の製造方法には少なくと
も2通りの異なる方法がある。最も簡単な方法は、単に、適量の溶融法ポリカー
ボネートを界面法ポリカーボネートにブレンドすることである。これは、適当な
比率の高フリース溶融法ポリカーボネートと界面法ポリカーボネートを押出機に
単に加えるなど様々な方法で達成できる。別法として、低フリース溶融法ポリカ
ーボネートを製造することもでき、これに不都合な量のフリースを含まない他の
所望成分を添加してもよい。フリース含有量が5000ppm未満の溶融法ポリ
カーボネートの製造方法の概要については後で説明する。
【0021】 前述の通り、ポリカーボネート製造のための溶融法は、ジヒドロキシ化合物と
炭酸ジエステルを反応させることを含む。
【0022】 本発明で使用し得るジヒドロキシ化合物の種類に特段制限はない。例えば、次
の一般式(II)で表されるビスフェノール化合物を使用し得る。
【0023】
【化2】
【0024】 式(II)において、各Ra及びRbはハロゲン原子又は一価炭化水素基を表し、
同一でも異なるものでもよい。p及びqは0〜4の整数を表す。
【0025】 Xは次式のものを表す。
【0026】
【化3】
【0027】 Rc及びRdは各々独立に水素原子又は一価炭化水素基を表す。Rc及びRdは環構
造を形成していてもよい。Reは二価炭化水素基である。
【0028】 式(II)で表されるタイプのビスフェノール化合物の具体例には以下のものが
ある。 1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、 1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、 2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(以下「ビスフェノールA」
と呼ぶ)、 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)オクタン、 1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、 1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)n−ブタン、 ビス(4−ヒドロキシフェニル)フェニルメタン、 2,2−ビス(4−ヒドロキシ−1−メチルフェニル)プロパン、 1,1−ビス(4−ヒドロキシ−t−ブチルフェニル)プロパン、 2,2−(4−ヒドロキシ−3−ブロモフェニル)プロパン等のビス(ヒドロキ
シアリール)アルカン類、 1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロペンタン、又は 1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン等のビス(ヒドロキシ
アリール)シクロアルカン類。
【0029】 本発明では、上記の式に示すビスフェノールのXは、−O−、−S−、−SO
−又は−SO2−基を表していてもよく、例えば以下のものがある。 4,4′−ジヒドロキシジフェニルエーテル、 4,4′−ジヒドロキシ−3,3′−ジメチルフェニルエーテル等のビス(ヒド
ロキシアリール)エーテル、 4,4′−ジヒドロキシジフェニルスルフィド 4,4′−ジヒドロキシ−3,3′−ジメチルジフェニルスルフィド等のビス(
ヒドロキシアリール)スルフィド、 4,4′−ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、 4,4′−ジヒドロキシ−3,3′−ジメチルジフェニルスルホキシド等のビス
(ヒドロキシアリール)スルホキシド、 4,4′−ジヒドロキシジフェニルスルホン、又は 4,4′−ジヒドロキシ−3,3′−ジメチルジフェニルスルホン等のビス(ヒ
ドロキシアリール)スルホン。
【0030】 さらに、用いるビスフェノールは次の式(III)で表される化合物でもよい。
【0031】
【化4】
【0032】 式(III)中、Rfはハロゲン原子、炭素原子数1〜10の炭化水素基又はハロ
ゲン置換炭化水素基を表す。nは0〜4の整数を表す。nが2以上のとき、Rf
で表される基は同一でも異なるものでもよい。
【0033】 式(III)で表されるビスフェノールには、次のものがある。レゾルシノール
;3−メチルレゾルシノール、3−エチルレゾルシノール、3−プロピルレゾル
シノール、3−ブチルレゾルシノール、3−t−ブチルレゾルシノール、3−フ
ェニルレゾルシノール、3−クミルレゾルシノール、2,3,4,6−テトラフ
ルオロレゾルシノール及び2,3,4,6−テトラブロモレゾルシノール等の置
換レゾルシノール化合物;カテコール;ヒドロキノン;又は3−メチルヒドロキ
ノン、3−エチルヒドロキノン、3−プロピルヒドロキノン、3−ブチルヒドロ
キノン、3−t−ブチルヒドロキノン、3−フェニルヒドロキノン、3−クミル
ヒドロキノン、2,3,5,6−テトラメチルヒドロキノン、2,3,5,6−
テトラ−t−ブチルヒドロキノン、2,3,5,6−テトラフルオロヒドロキノ
ン及び2,3,5,6−テトラブロモヒドロキノン等の置換ヒドロキノン化合物
【0034】 或いは、式(III)で表されるビスフェノールは次の式(IV)の化合物でもよ
い。
【0035】
【化5】
【0036】 式中、ReはC1-3アルキル基又はフェニル基を表す。式(IV)の好ましい化合物
は、2,2,2′,2′−テトラヒドロ−3,3,3′,3′−テトラメチル−
1,1′−スピロビ[1H−インダン]−6,6′−ジオールである。
【0037】 上記化合物の中では、式(II)で表されるビスフェノール類が好ましい。最も
好ましい化合物はビスフェノールAである。
【0038】 2種類、3種類又はそれ以上の上記ジヒドロキシ化合物を共重合してコポリカ
ーボネートを製造することも可能である。
【0039】 本発明で用いる炭酸ジエステル化合物は、炭酸ジフェニル、炭酸ビス(4−t
−ブチルフェニル)、炭酸ビス(2,4−ジクロロフェニル)、炭酸ビス(2,
4,6−トリクロロフェニル)、炭酸ビス(2−シアノフェニル)、炭酸ビス(
o−ニトロフェニル)、炭酸ジトリル、炭酸m−クレゾール、炭酸ジナフチル、
炭酸ビス(ジフェニル)、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル、炭酸ジブチル又は炭酸
ジシクロヘキシルでよい。これらの中では、炭酸ジフェニルが好ましい。これら
の化合物2種類以上を組合せる場合には、組合せの一成分として炭酸ジフェニル
を用いるのが好ましい。
【0040】 本発明で用いる炭酸ジエステルは、ジカルボン酸又はジカルボン酸エステルを
含んでいてもよい。具体的には、炭酸ジエステルに対して、ジカルボン酸又はジ
カルボン酸エステルは好ましくは50モル%以下、さらに好ましくは30モル%
以下で存在すべきである。
【0041】 これらのジカルボン酸又はジカルボン酸エステルには、テレフタル酸、イソフ
タル酸、セバシン酸、デカン二酸、ドデカン二酸、セバシン酸ジフェニル、テレ
フタル酸ジフェニル、イソフタル酸ジフェニル、デカン二酸ジフェニル又はドデ
カン二酸ジフェニルがある。炭酸ジエステルは、2種以上のジカルボン酸及び/
又はジカルボン酸エステルの組合せを含んでいてもよい。
【0042】 また、上記種類のジカルボン酸及び/又はジカルボン酸エステルを含む炭酸ジ
エステルと、上記芳香族ジヒドロキシ化合物との重縮合によってポリエステルポ
リカーボネートを製造することができる。
【0043】 低フリースポリカーボネートの製造に際して、上記のタイプの炭酸ジエステル
の量は、使用する芳香族ジヒドロキシ化合物1モル当たり0.95〜1.30モ
ル、さらに好ましくは1.01〜1.20モルの比に維持すべきである。
【0044】 共重合によりポリカーボネートを製造するため、上述の芳香族ジヒドロキシ化
合物及び炭酸ジエステルに、1分子当たり3以上の官能基を有する多官能性化合
物を加えてもよい。ただし、フリース量の非常に低いポリカーボネートを製造し
ようとするときは、かかる多官能性化合物を用いるのは概して好ましくない。
【0045】 上述のジヒドロキシ化合物及び炭酸ジエステル中に不純物として存在するアル
カリ金属化合物とアルカリ土類金属化合物の合計量は、ジヒドロキシ化合物1モ
ル当たり1×10-6モル以下、好ましくは5×10-7モル以下とすべきである。
【0046】 上述のジヒドロキシ化合物及び炭酸ジエステル中に不純物として存在するアル
カリ金属化合物及び/又はアルカリ土類金属化合物の合計量がジヒドロキシ化合
物1モル当たり1×10-7モルを超えると、触媒の有効性を損なうおそれがある
【0047】 かかる高純度ジヒドロキシ化合物及び炭酸ジエステルは、不純物を含むジヒド
ロキシ化合物及び炭酸ジエステルを精製することにより得ることができる。かか
る目的には、蒸留、再結晶及びその他周知の方法が適する。
【0048】 ポリカーボネートは好ましくは、原材料製造装置とポリカーボネート製造装置
とが直結し密閉系で製造される。この種の密閉系でポリカーボネートを製造する
と、不純物の混入をなくすのに役立つ。
【0049】 本発明のポリカーボネートの製造中、上述の芳香族ジヒドロキシ化合物及び炭
酸ジエステルと共に停止剤を用いてもよい。
【0050】 停止剤は好ましくは次の一般式(V)で表されるアリールオキシ化合物であり
、製造されるポリカーボネート分子の終端に末端基を導入できる。
【0051】 ArO− (V) 式(V)中、Arは炭素原子数6〜50の芳香族炭化水素基を表す。芳香族炭
化水素基の種類に特段制限はない。フェニル基、ナフチル基又はアントラニル基
等の縮合環構造を用いてもよい。さらに、芳香族環は飽和炭素原子(1若しくは
複数)及び/又は各種原子と共に環構造を形成していてもよい。さらに、これら
の芳香族環はハロゲン又は炭素原子数1〜9のアルキル基で置換されていてもよ
い。
【0052】 かかるタイプのアリールオキシ化合物には次のものがある。フェノール、炭酸
ジフェニル、p−tert−ブチルフェノール、炭酸p−tert−ブチルフェ
ニルフェニル、炭酸p−tert−ブチルフェニル、p−クミルフェノール、炭
酸p−クミルフェニルフェニル、炭酸p−クミルフェニル;並びに2,2,4−
トリメチル−4−(4−ヒドロキシフェニル)クロマン、2,2,4,6−テト
ラメチル−4−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)クロマン、2,
2,3−トリメチル−3−(4−ヒドロキシフェニル)クロマン、2,2,3,
6−テトラメチル−3−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)クロマ
ン、2,4,4−トリメチル−2−(2−ヒドロキシフェニル)クロマン及び2
,4,4,6−テトラメチル−2−(3,5−ジメチル−2−ヒドロキシフェニ
ル)クロマン等のクロマン化合物。
【0053】 本発明では、上記のアリールオキシ化合物を1種類で用いても或いは組合せて
用いてもよい。
【0054】 これらのアリールオキシ化合物は、芳香族ジヒドロキシ化合物1モル当たり0
.01〜0.2モル、好ましくは0.02〜0.15モル、さらに好ましくは0
.02〜0.1モルの量で存在すべきである。
【0055】 溶融法ポリカーボネートの末端封鎖基量は、好ましくは85%以上、さらに好
ましくは96%以上である。上記以外の末端封鎖法及び末端封鎖剤は米国特許第
5187242号に記載されており、文献の援用によって本明細書に取り込まれ
る。
【0056】 次の式(VI)の脂肪族モノカルボキシ化合物のような他の停止剤を用いてもよ
い。
【0057】
【化6】
【0058】 式(VI)中、Rは炭素原子数10〜30のアルキル基を表す。アルキル基は線
状でも枝分れでもよい。また、アルキル基はハロゲン置換されていてもよい。
【0059】 かかる脂肪族モノカルボキシ化合物の具体例には、ウンデカン酸、ラウリル酸
、トリデカン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、ヘプタデカン酸、ステアリン
酸、ノナデカン酸、ヘンエイコサン酸、トリコサン酸及びメリシン酸等のアルキ
ルモノカルボン酸、並びにステアリン酸メチル、ステアリン酸エチル及びステア
リン酸フェニル等のアルキルモノカルボン酸のメチルエステル、エチルエステル
及びフェニルエステルを始めとするアルキルモノカルボン酸エステルがある。
【0060】 本発明では、かかる停止剤を1種類で用いても或いは組合せて用いてもよい。
これらの脂肪族モノカルボキシ化合物は、芳香族ジヒドロキシ化合物1モル当た
り、0.01〜0.20モル、好ましくは0.02〜0.15モル、さらに好ま
しくは0.02〜0.10モルの量で存在すべきである。芳香族ジヒドロキシ化
合物1モル当たり0.2モルを超える合計量で上記停止剤を使用すると、重合速
度を低下させる可能性がある。
【0061】 幾つかの触媒が、フリース含有量5000ppm未満のポリカーボネートの製
造に適している。実験による検討の結果、質量数の増す順にアルカリ金属系列、
つまりリチウム、ナトリウム及びカリウムを比較すると、リチウム塩が最低レベ
ルのフリースを与えることが判明した。ただし、低フリースポリカーボネートの
合成にはセシウム触媒の方がカリウムよりも優れている。実験の結果、以下のア
ニオンは次の関係でフリース生成量が増すことが判明した。ハロゲン化物>Ar
COO>H2PO4>HPO4 -2<OH-。この順序は、フリースの形成が、添加す
る触媒の相対的塩基性度から予測し得ることを示唆している。
【0062】 さらに、アミン、アンモニウム塩及びホスホニオン塩はリチウム塩よりもフリ
ース生成量がさらに一段と少ないことが判明した。従って、これらの触媒が好ま
しい。さらに好ましい触媒には、セシウム塩、アミン類、テトラアルキルアンモ
ニウム塩、テトラアルキルホスホニウム塩及びグアニジン類がある。これらの中
で最も好ましい触媒は、グアニジン類、亜リン酸アルカリ金属塩及び亜リン酸ア
ルカリ土類金属塩である。例えば米国特許第5319066号には、数多くの好
適な種類のグアニジン触媒が記載されており、文献の援用によって本明細書に取
り込まれる。また、米国特許仮出願第60/109496号、同第60/109
495号、同第60/109472号及び同第60/109473号(いずれも
1998年11月23日出願)には、多数の好適な亜リン酸アルカリ金属塩触媒
及び亜リン酸アルカリ土類金属塩触媒が記載されており、文献の援用によって本
明細書に取り込まれる。
【0063】 本発明では、ポリカーボネートは、上述の触媒の存在下での前述のジヒドロキ
シ化合物と炭酸ジエステルの溶融重縮合によって製造される。具体的には、ジヒ
ドロキシ化合物と炭酸ジエステルは好ましくは第一段反応において大気圧下で8
0〜250℃、好ましくは100〜230℃、さらに好ましくは120〜190
℃の温度で、一般に0〜5時間、好ましくは0〜4時間、さらに一段と好ましく
は0〜3時間反応させる。次に、系の圧力を下げ、温度を上げて、ジヒドロキシ
化合物と炭酸ジエステルを反応させるべきである。最後に、ジヒドロキシ化合物
と炭酸ジエステルの重縮合反応を240〜320℃で5mmHg未満、好ましく
は1mmHg未満で実施すべきである。
【0064】 上述の重縮合反応は連続法又は回分法で実施し得る。上述の反応の実施に用い
る装置は、容器、管又は塔状構造のいずれでもよい。
【0065】 20℃の塩化メチレン中で測定するポリカーボネート生成物の固有粘度は、0
.10〜1.0dl/g、好ましくは0.30〜0.65dl/gであるべきで
ある。
【0066】 上述の製造方法で色安定性に優れたポリカーボネートを得ることができる。
【0067】 フリース触媒を定量するには、加水分解して下記の一般式(VII)及び(VIII
)で表される枝分れ化合物を生じさせるため、製造したポリカーボネートに水酸
化ナトリウム等のアルカリを加えればよい。
【0068】
【化7】
【0069】 次に、これらの化合物の量を高性能液体クロマトグラフィー(HPLC)で検
定すればよい。この手順は後記実施例1でも説明する。
【0070】 このようにして得られたポリカーボネート反応生成物は冷却する必要はない。
その代わり、重縮合反応の直後に、含イオウ酸性化合物から形成される誘導体及
び/又はpKa3以下の酸性化合物(以下、酸性化合物とも呼ぶ)を加えてもよ
い。この誘導体は、亜硫酸、硫酸、スルフィン酸化合物、スルホン酸化合物又は
関連誘導体でよい。具体例には、ベンゼンスルホン酸エチル、ベンゼンスルホン
酸ブチル、p−トルエンスルホン酸メチル、p−トルエンスルホン酸エチル及び
p−トルエンスルホン酸ブチルがある。
【0071】 誘導体の存在量は、上述のポリカーボネート反応に用いる亜リン酸アルカリ金
属塩の量の0.1〜50モル倍とすべきであり、好ましくは0.1〜15モル倍
、さらに好ましくは0.1〜7モル倍である。このような量の酸性化合物を反応
生成物(ポリカーボネート)に加えると、ポリカーボネート中に残留する亜リン
酸アルカリ金属塩が中和又は希釈され、最終的に安定性及び耐湿性の向上したポ
リカーボネートを与える。
【0072】 さらに、上記酸性化合物と共に水を加えてもよい。ポリカーボネートに加える
水の量は、5〜1000ppmとすべきであり、好ましくは10〜500ppm
、さらに好ましくは20〜300ppmである。酸性化合物と水を加えると、ポ
リカーボネート中の重縮合触媒の中和効率がさらに高まり、溶融時の良好な安定
性と共に、優れた初期色、透明性、耐湿性及び耐候性を兼ね備えたポリカーボネ
ートを製造できる。
【0073】 ポリカーボネートの混合は、一軸押出機、二軸押出機、その他スタティックミ
キサのような慣用の混練機を用いて行うことができる。ベンドをもつ混練機もベ
ンドのない混練機も有効に使用し得る。
【0074】 さらに、重縮合反応で得られるポリカーボネートが反応器又は押出機中で溶融
状態にある際に酸性化合物及び水を加えてもよい。酸性化合物と水は別々に加え
てもよいし一緒に加えてもよい。添加順序に制限はないが、好ましくは同時に加
えるべきである。
【0075】 また、本発明の基本的目的に悪影響を及ぼさない限り、ポリカーボネート生成
物に添加剤を加えてもよい。かかる添加剤には、従来からポリカーボネートに様
々な目的で添加されている多種多様な物質がある。具体例には、熱安定剤、エポ
キシ化合物、紫外線吸収剤、離型剤、着色剤、帯電防止剤、スリップ剤、粘着防
止剤、滑剤、防曇剤、天然油、合成油、ワックス、有機充填剤、難燃剤、無機充
填剤その他周知のあらゆる添加剤がある。
【0076】 本発明のゴム変性熱可塑性樹脂として使用するのに適したゴム変性熱可塑性樹
脂は塊状重合法で製造されるゴム変性熱可塑性樹脂で、連続硬質熱可塑性相に不
連続ゴム相が分散していて、硬質熱可塑性相の少なくとも一部がゴム相に化学的
にグラフトしているゴム変性熱可塑性樹脂である。
【0077】 ゴム相の製造に使用するのに好適なゴムは、ガラス転移温度(Tg)が25℃
以下、さらに好ましくは0℃以下、さらに一段と好ましくは−30℃以下のポリ
マーである。本明細書中でいうポリマーのTgとは示差走査熱量測定で測定した
ポリマーのTg値(加熱速度20℃/分、Tg値は変曲点で決定)である。
【0078】 好ましい実施形態では、ゴムは1種類以上の共役ジエン単量体から誘導される
構造単位を有する線状ポリマーからなる。
【0079】 好適な共役ジエン単量体には、例えば1,3−ブタジエン、イソプレン、1,
3−ヘプタジエン、メチル−1,3−ペンタジエン、2,3−ジメチルブタジエ
ン、2−エチル−1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエン、2,4−ヘキ
サジエン、ジクロロブタジエン、ブロモブタジエン及びジブロモブタジエン並び
に共役ジエン単量体混合物がある。好ましい実施形態では、共役ジエン単量体は
1,3−ブタジエンである。
【0080】 ゴムは、任意成分として、(C2−C8)オレフィン単量体、ビニル芳香族単量
体、モノエチレン性不飽和ニトリル単量体及び(C1−C12)アルキル(メタ)
アクリレート単量体から選択される1種類以上の共重合性モノエチレン性不飽和
単量体から誘導される構造単位を含んでいてもよい。
【0081】 本明細書中で用いる「(C2−C8)オレフィン単量体」という用語は、1分子
当たりの炭素原子数が2〜8で1分子当たり1箇所のエチレン性不飽和部位を有
する化合物を意味する。好適な(C2−C8)オレフィン単量体には、例えばエチ
レン、プロペン、1−ブテン、1−ペンテン、ヘプテン等がある。
【0082】 好適なビニル芳香族単量体には、例えばスチレン、並びに芳香環に1以上のア
ルキル、アルコキシル、ヒドロキシルもしくはハロ置換基が結合した置換スチレ
ン、例えばα−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ビニルトルエン、ビニル
キシレン、トリメチルスチレン、ブチルスチレン、クロロスチレン、ジクロロス
チレン、ブロモスチレン、p−ヒドロキシスチレン、メトキシスチレン等、並び
にビニル置換縮合芳香環構造、例えばビニルナフタレン、ビニルアントラセン等
、さらにはビニル芳香族単量体混合物がある。
【0083】 本明細書中で用いる「モノエチレン性不飽和ニトリル単量体」という用語は、
1分子当たり1つのニトリル基と1箇所のエチレン性不飽和部位を有するアクリ
ル化合物を意味し、例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロロ
アクリロニトリル等がある。
【0084】 本明細書中で用いる「(C1−C12)アルキル」という用語は、1基当たりの
炭素原子数が1〜12の直鎖又は枝分れアルキル置換基を意味し、例えばメチル
、エチル、n−ブチル、sec−ブチル、t−ブチル、n−プロピル、イソプロ
ピル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル
及びドデシル等があり、「(メタ)アクリレート単量体」という用語はアクリレ
ート単量体及びメタクリレート単量体を総称的にさす。好適な(C1−C12)ア
ルキル(メタ)アクリレート単量体には、エチルアクリレート、ブチルアクリレ
ート、イソペンチルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキ
シルアクリレート等の(C1−C12)アルキルアクリレート系単量体、並びにそ
の(C1−C12)アルキルメタクリレート類似体、例えばメチルメタクリレート
、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレー
ト、ブチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、デシルメタクリレート等
がある。
【0085】 第一の好ましい実施形態では、ゴムはポリブタジエン単独重合体である。
【0086】 別の好ましい実施形態では、ゴムは1種類以上の共役ジエン単量体から誘導さ
れる構造単位と、ビニル芳香族単量体及びモノエチレン性不飽和ニトリル単量体
から選択される1種類以上の単量体から誘導される構造単位50重量%(「wt
%」)以下とからなる共重合体、好ましくはブロック共重合体であり、例えばス
チレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体又はスチ
レン−ブタジエン−アクリロニトリル共重合体等である。
【0087】 非常に好ましい実施形態では、ゴムは、ブタジエンから誘導される構造単位5
0〜95wt%とスチレンから誘導される構造単位5〜50wt%とを含むスチ
レン−ブタジエンブロック共重合体である。
【0088】 エラストマー相は、ラジカル開始剤、ポリ酸界面活性剤及び任意成分としての
連鎖移動剤の存在下で水性乳化重合し、凝固させてエラストマー相物質の粒子を
形成することにより製造される。
【0089】 好適な開始剤には、慣用のラジカル開始剤、例えばベンゾイルペルオキシドの
ような有機ペルオキシド化合物、過硫酸カリウムのような過硫酸化合物、2,2
′−アゾビス−2,3,3−トリメチルブチロニトリルのようなアゾニトリル化
合物、或いはクメンヒドロペルオキシドと硫酸第一鉄とピロリン酸四ナトリウム
と還元糖又はホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウムの組合せのようなレド
ックス開始剤系がある。
【0090】 好適な連鎖移動停止剤には、例えば、ノニルメルカプタンやt−ドデシルメル
カプタンのような(C9−C13)アルキルメルカプタン化合物がある。
【0091】 好適なポリ酸界面活性剤には、1分子当たりの炭素原子数が30〜108、好
ましくは32〜60のポリカルボン酸のセッケンがある。
【0092】 本発明を以下の実施例でさらに詳しく説明する。これらの実施例は、本発明を
例示するためのものにすぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【0093】 本明細書中で引用した米国特許及び米国特許出願はすべて援用によって本明細
書に取り込まれる。
【0094】
【実施例】
実験 実施例1−フリース含有量の異なる溶融法ポリカーボネートの製造 ポリカーボネート生成物のフリース含有量に触媒が如何なる影響を及ぼすかを
決定するため、溶融合成法で多数の異なる触媒を選別した。結果を下記の表1に
まとめる。
【0095】
【表1】
【0096】 以下に、表1の試料番号5の製造をどのようにして行ったか説明する。その他
の試料は、表1に示す別の触媒を用いた点を除いて同一の手順で製造した。
【0097】 試料1の合成 BPA(136.9g、0.600mol)及びDPC(138.9g、0.
648mol)を粉末としてテトラブチルホスホニウムヒドロキシド(0.20
6×10-4mol)と共に1リットルガラス製溶融重合反応器に加えた。ガラス
製反応器の表面は、酸洗浄し、濯いだ後、70℃で一晩乾燥して予め不動態化し
ておいた。反応容器を約1torrまで排気した後に精製窒素で再充填して酸素
を除去した。この酸素除去手順を計3回繰り返した。反応容器を、予め180℃
に加熱しておいた流動式熱浴に浸した。反応混合物を溶融させると、無色の均一
な液体が生じた。固形物質の大部分が溶融したら、残りの粉末懸濁物をゆっくり
と攪拌して、さらに十分な熱交換を促した。完全に溶液となったら、系を5〜1
0分間放置して熱平衡にした。次いで、溶液を250rpmで攪拌した。この時
点で、反応温度を210℃に上げ、圧力を175mmHgに下げた。直ちに反応
器からフェノールが留出し始めた(約3〜4滴/秒)。35分後に反応器の圧力
を100mmHgに下げ、この圧力にさらに35分間保った。フェノールは留出
し続けて、受け器のフラスコに入り(2滴/秒)、210℃段階の終了までに合
計68mlが回収された。次いで、反応器温度を240℃(15torr)に上
げ、この条件を40分間維持した。この間に、フェノールは約1滴/3〜5秒の
平均速度で留出した(この時点までに合計105mlが回収された)。再び反応
温度を20分間270℃(2torr)に上げ、最終的には0.75torrで
300℃に上げて65分間維持した。次いで、反応を終了させた。反応過程全体
で合計122.1グラムの留出物が回収された。無色の高分子量ポリカーボネー
トが回収され、次の分析データが得られた。フリース含有量1000ppm、MW =53447、Mn=18256、MW/Mn=2.928、MZ=103907
、及びOH=0.120重量%。
【0098】 フリース含有量の測定 表1に示す溶融法ポリカーボネートの各々について、以下の通りフリースの含
有量を決定した。まず、0.50グラムのポリカーボネートを4.0mlのTH
F(内部標準としてp−テルフェニルを含む)に溶解した。次に、18%KOH
メタノール溶液3.0mlを上記溶液に加えた。得られた混合物を室温で2時間
攪拌した。次に、1.0mlの酢酸を加えて、混合物を5分間攪拌した。1時間
放置して酢酸カリウムを結晶化させた。固形物を濾過して除去し、得られた濾液
を、p−テルフェニルを内部標準として用いた液体クロマトグラフィーで分析し
た。
【0099】 実施例2−フリース含有量360ppm未満の溶融法ポリカーボネートの製造 表2に示す触媒を用いて、溶融合成法でポリカーボネートを製造した。
【0100】
【表2】
【0101】 以下に、試料番号1についてどのように実験を行ったか説明する。試料2〜7
は、表1に示す通り触媒及び触媒濃度が異なっていた点を除けば全く同一の手順
で合成した。
【0102】 試料1の合成 観察し易くするとともに純度を維持するため、中実ニッケル製螺旋式撹拌子を
備えた1リットルガラス製回分式反応器で溶融エステル交換反応を行った。反応
器の底には最終メルトを取り出すための離脱式ガラスニップルが備えてあった。
ガラスからナトリウムをすべて除去するため、反応器を3NのHClに12時間
以上浸漬し、続いて18MΩの水に12時間以上浸漬した。次いで、オーブンで
反応器を一晩乾燥し、使用時まで覆いをして貯蔵した。PIDコントローラ付流
動式砂浴を用いて反応器の温度を維持し、温度は反応器と砂浴の界面近くで測定
した。反応器全体の圧力は、留出物回収用のフラスコの下流に設けた真空ポンプ
への窒素抽気によって制御し、比較的高い圧力(760〜40mmHg)では水
銀気圧計を用い、比較的低い圧力(40〜1mmHg)ではEdwards製ピ
ラニ真空計を用いて測定した。
【0103】 反応器を組み立てる前に、反応器に固形ビスフェノールA(日本ジーイープラ
スチックス株式会社製、0.6570mol)及び固形炭酸ジフェニル(日本ジ
ーイープラスチックス株式会社、0.7096mol)を投入した。次いで、反
応器を組み立てて密閉し、雰囲気を窒素で3回交換した。最後の窒素交換によっ
て、反応器を大気圧近くにし、180℃の流動式浴に沈めた。5分後に、250
rpmでの攪拌を開始した。さらに10分間後、反応体は完全に溶融し、均一混
合物の様相を呈した。テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(Sachem社
製、1.32×10-4mol)及びNaOH(J.T.Baker社製、5.0
0×10-7mol)を脱イオン水(18MΩ)で適正な濃度(0.220MのT
MAH及び1.00×10-3MのNaOH)に希釈した後、順次加えた。最後の
触媒を加えた後に、時間計測を開始し、5分かけて温度を210℃に上げた。こ
の温度に達した時点で圧力を180mmHgに下げると、直ちにフェノールが留
出した。25分後に、圧力を再び100mmHgに下げ、45分間維持した。次
いで、温度を5分かけて240℃に上げ、圧力を15mmHgに下げた。この条
件を45分間維持した。次いで、温度を5分かけて270℃に上げ、圧力を2m
mHgに下げた。この条件を10分間維持した。次いで、温度を5分かけて仕上
げ温度に上げ、圧力を1.1mmHgに下げた。表1に示す通り、実験に応じて
最終温度は280℃又は310℃のいずれかとした。30分後に、反応器を砂浴
から取り出し、メルトを液体窒素中に押出して、反応を止めた。
【0104】 一連の実験において、溶融法ポリカーボネート(溶融法で製造したポリカーボ
ネート)はポリカーボネート/ブレンドの流動性の改善に有効であることが判明
した。2通りの異なる方法で製造し、フリース枝分れ含有量の異なるポリカーボ
ネートポリマーを混合することで中程度の効果が得られる。
【0105】 実施例3
【0106】
【表3】
【0107】 本実施例で使用したABSゴムは、100重量部当たり22部のSAN(スチ
レンアクリロニトリル)共重合体と100重量部当たり13部の乳化重合ABS
グラフト共重合体であり、PC/ABSポリマーブレンド(又はアロイ)100
重量部当たり35重量部をなす。SAN共重合体自体は、100重量部当たり7
5重量部のスチレンと100重量部当たり25重量部のアクリロニトリルからな
る。乳化重合ABSグラフト共重合体は、100重量部当たり65重量部(pp
h)の不連続ポリブタジエンゴム相と、100重量部当たり35重量部の硬質ス
チレンアクリロニトリル熱可塑性相(100重量部当たり75重量部のスチレン
と100重量部当たり25重量部のアクリロニトリルの共重合体)からなる乳化
重合アクリロニトリルブタジエンスチレングラフト共重合体である。
【0108】 実施例4
【0109】
【表4】
【0110】 本実施例で使用したABSゴムは、100重量部当たり14部のSAN(スチ
レンアクリロニトリル)共重合体と100重量部当たり12部の乳化重合ABS
グラフト共重合体であり、PC/ABSポリマーブレンド(又はアロイ)100
重量部当たり26重量部をなす。SAN共重合体自体は、100重量部当たり7
5重量部のスチレンと100重量部当たり25重量部のアクリロニトリルからな
る。乳化重合ABSグラフト共重合体は、100重量部当たり50重量部(pp
h)の不連続ポリブタジエンゴム相と、100重量部当たり50重量部の硬質ス
チレンアクリロニトリル熱可塑性相(100重量部当たり75重量部のスチレン
と100重量部当たり25重量部のアクリロニトリルの共重合体)からなる乳化
重合アクリロニトリルブタジエンスチレングラフト共重合体である。 実施例5
【0111】
【表5】
【0112】 本実施例で使用したABSゴムは、100重量部当たり10部のSAN(スチ
レンアクリロニトリル)共重合体と100重量部当たり10部の乳化重合ABS
グラフト共重合体であり、PC/ABSポリマーブレンド(又はアロイ)100
重量部当たり35重量部をなす。SAN共重合体自体は、100重量部当たり7
5重量部のスチレンと100重量部当たり25重量部のアクリロニトリルからな
る。乳化重合ABSグラフト共重合体は、100重量部当たり50重量部(pp
h)の不連続ポリブタジエンゴム相と、100重量部当たり50重量部の硬質ス
チレンアクリロニトリル熱可塑性相(100重量部当たり75重量部のスチレン
と100重量部当たり25重量部のアクリロニトリルの共重合体)からなる乳化
重合アクリロニトリルブタジエンスチレングラフト共重合体である。
【0113】 本発明のある好ましい形態についてかなり詳しく本発明を説明してきたが、そ
の他の形態も特許請求の範囲に包含される。従って、特許請求の範囲の技術的思
想及び範囲は本明細書中に記載した好ましい形態に限定されるものではない。

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリカーボネートとゴムとを含んでなる組成物であって、該
    ポリカーボネートのフリース含有量が25ppmを超える、組成物。
  2. 【請求項2】 ポリカーボネートのフリース含有量が300〜5000pp
    mである、請求項1記載の組成物。
  3. 【請求項3】 ポリカーボネートのフリース含有量が400〜4000pp
    mである、請求項2記載の組成物。
  4. 【請求項4】 ポリカーボネートのフリース含有量が500〜3000pp
    mである、請求項3記載の組成物。
  5. 【請求項5】 ポリカーボネートのフリース含有量が1000〜3000p
    pmである、請求項4記載の組成物。
  6. 【請求項6】 ポリカーボネートが当該組成物の約30〜約99重量%をな
    す、請求項1記載の組成物。
  7. 【請求項7】 ポリカーボネートが当該組成物の約30〜約99重量%をな
    す、請求項2記載の組成物。
  8. 【請求項8】 ポリカーボネートが当該組成物の約30〜約99重量%をな
    す、請求項3記載の組成物。
  9. 【請求項9】 ポリカーボネートが当該組成物の約30〜約99重量%をな
    す、請求項4記載の組成物。
  10. 【請求項10】 ポリカーボネートが当該組成物の約30〜約99重量%を
    なす、請求項5記載の組成物。
  11. 【請求項11】 ポリカーボネートが当該組成物の約45〜約90重量%を
    なす、請求項1記載の組成物。
  12. 【請求項12】 ポリカーボネートが当該組成物の約45〜約90重量%を
    なす、請求項2記載の組成物。
  13. 【請求項13】 ポリカーボネートが当該組成物の約45〜約90重量%を
    なす、請求項3記載の組成物。
  14. 【請求項14】 ポリカーボネートが当該組成物の約45〜約90重量%を
    なす、請求項4記載の組成物。
  15. 【請求項15】 ポリカーボネートが当該組成物の約45〜約90重量%を
    なす、請求項5記載の組成物。
  16. 【請求項16】 ポリカーボネートとゴムとを含んでなる組成物であって、
    該ポリカーボネートのフリース含有量が25ppmを超え、該ポリカーボネート
    が溶融法で合成したポリカーボネートと界面法で合成したポリカーボネートのブ
    レンドである、組成物。
  17. 【請求項17】 ポリカーボネートのフリース含有量が300〜5000p
    pmである、請求項16記載の組成物。
  18. 【請求項18】 ポリカーボネートのフリース含有量が400〜4000p
    pmである、請求項17記載の組成物。
  19. 【請求項19】 ポリカーボネートのフリース含有量が500〜3000p
    pmである、請求項18記載の組成物。
  20. 【請求項20】 ポリカーボネートのフリース含有量が1000〜3000
    ppmである、請求項19記載の組成物。
  21. 【請求項21】 ポリカーボネートとゴムから基本的になる組成物であって
    、該ポリカーボネートのフリース含有量が25ppmを超える、組成物。
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