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JP5084078B2 - 難燃性ポリカーボネート樹脂組成物の製造方法 - Google Patents

難燃性ポリカーボネート樹脂組成物の製造方法 Download PDF

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JP5084078B2 JP2001265249A JP2001265249A JP5084078B2 JP 5084078 B2 JP5084078 B2 JP 5084078B2 JP 2001265249 A JP2001265249 A JP 2001265249A JP 2001265249 A JP2001265249 A JP 2001265249A JP 5084078 B2 JP5084078 B2 JP 5084078B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、難燃性ポリカーボネート樹脂組成物の製造方法に関する。更に詳細には、本発明は、ゾーン(a) 、(b) 及び(c) が押出し方向に見てこの順序に配置されてなるスクリュー押出機を用い、(1)主としてポリカーボネートからなる樹脂成分を、ゾーン(a) に連続的に供給し、一方、フルオロポリマーの水性ディスパージョンを、該樹脂成分とは別に、特定の速度でゾーン(a) に連続的に供給すると共に、有機リン化合物を、特定の速度でゾーン(b) に連続的に供給し、該樹脂成分、該水性ディスパージョン及び該有機リン化合物を、混練しながらゾーン(c) を経てゾーン(c) に直接連通する吐出口に向かって押出し、その際、該樹脂成分を、ゾーン(a) 、(b) 及び(c) においてそれぞれ未溶融状態、部分的溶融状態及び完全溶融状態に維持し、該押出しを、該押出機中の樹脂の温度が300℃以下であって、比エネルギーが0.13〜0.20kW・hr/kgである条件下で行い、それにより、難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を生成し、(2)該難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を上記吐出口より抜き出すことを特徴とする該難燃性ポリカーボネート樹脂組成物の製造方法に関する。
【0002】
本発明の方法によれば、難燃性ポリカーボネート樹脂組成物の製造を、押出機の負荷を小さくし、そして溶融樹脂の過度な発熱を防止し、且つ高い生産速度で行うことができるだけでなく、フルオロポリマー凝集物に起因する異物除去用のスクリーンの詰まりや押出しストランドのストランド切れ等の生産上のトラブルが生ずることなく長期にわたって安定に連続的に行うことができる。更に、本発明の方法によれば、該組成物中の該フルオロポリマーの分散性が高められることにより、難燃性と機械的物性が共に優れ、且つ外観や色調にも優れた難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を得ることができる。
【0003】
【従来の技術】
ポリカーボネート(PC)にアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン系樹脂(ABS)と有機リン化合物系難燃剤をブレンドした樹脂組成物(以下、屡々、「PC/ABS/リン系難燃剤組成物」などと称す)は、非塩素・臭素系の難燃剤を用いた樹脂組成物であり、且つ溶融流動性、剛性、耐衝撃性、耐熱性、耐光変色性等の諸性質において優れているので、パソコンモニター、ノートブック型パソコン、プリンタ、ワープロ、コピー機等のオフィス・オートメーション(OA)機器のハウジングの材料として幅広く利用されている。
PC/ABS/リン系難燃剤組成物は、一般に、樹脂成分であるPCとABS、及びリン系難燃剤、さらには燃焼物の滴下防止剤としてのフルオロポリマーを押出機(通常、2軸押出機)等の混練装置を用いて溶融混練することにより製造される。
【0004】
フルオロポリマー、特にフィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレン(PTFE)による燃焼物滴下防止機能は、樹脂組成物中に形成されるフルオロポリマーのフィブリル構造に由来する効果である。本来、PC/ABS/リン系難燃剤組成物では、溶融樹脂の粘度が低いために燃焼物の滴下が特に生じやすい性質がある。このために、PC/ABS/リン系難燃剤組成物は、燃焼物の滴下を防止するために、従来の塩素・臭素系化合物が難燃剤として使用される難燃樹脂組成物を製造する場合と比較して、相対的にフルオロポリマーの配合量を増大しなければ満足できる効果が得られない。しかし、フルオロポリマーの配合量を増やすと、樹脂組成物の溶融流動性が低下し、更に樹脂組成物を成形して得られる成形品の衝撃強度が低下してしまう。また、該フルオロポリマーの分散が不良である場合は所望とする燃焼物の滴下防止機能が得られない場合が多い。このため、PC/ABS/リン系難燃剤組成物では少量のフルオロポリマーの配合で効果的にフィブリル構造を形成させる技術が課題とされている。
【0005】
通常行われるPC/ABS/リン系難燃剤組成物の製造は、各樹脂成分とフルオロポリマー成分を予めタンブラーなどの混合装置を使用して予備混合を行い、しかる後に押出機等の溶融混練装置を用いて溶融混練することにより行われる。また、リン系難燃剤は一般に液状である場合が多く、押出機の中段部分でポンプにより、注入用ノズルを通じての圧入により配合されることが多い。
しかしながら上記の従来の製造方法では、フルオロポリマーはそれ自身が摩擦により容易に凝集する性質があるために、予備混合工程においてフルオロポリマーの凝集物が発生し、該凝集物により成形品の外観が悪くなったり、さらには凝集物が発生することにより樹脂組成物中のフルオロポリマーの分散が不均一になるために燃焼物の滴下が生じやすくなり、そのため所望の難燃効果が達成できない等の問題がしばしば発生する。
【0006】
また、生産上の問題点として、煩雑な予備ブレンド行程が必要となるばかりでなく、PC/ABS/リン系難燃剤組成物の工業的製造において一般に押出機に装着される異物除去用のスクリーンにフルオロポリマー凝集物による目詰まりが頻繁に発生するため、樹脂圧力の増大や押出しストランドのストランド切れ等の生産上の障害が多々発生し、これにより押出機を停止せざるを得なくなることがあり、連続生産の安定性に欠けるという問題も生じる。
【0007】
そこで、PC/ABS/リン系難燃剤組成物において、該脂組成物中にフルオロポリマー滴下防止剤を均一に分散させるための方法が種々提案されている。その一つとして、少量の熱可塑性樹脂と予め混合されたフルオロポリマーをマスターバッチとして使用する方法が提案されている。例えば、特開昭60−258263号公報には、水性のフルオロポリマーディスパージョンと水性のスチレン−アクリロニトリル樹脂あるいは水性のアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂のエマルジョンとの混合物を凝固させ、得られた凝固物を水洗し、乾燥させることによりフルオロポリマーと熱可塑性樹脂からなる粉末を得る方法、さらには該粉末をポリカーボネート樹脂に配合し、溶融混練を行うことによりフルオロポリマーが均質に分散した樹脂組成物を得る方法が開示されている。しかしながら、該方法では、フルオロポリマーと熱可塑性樹脂とからなる粉末を得るための生産工程が必要とされるために生産工程が煩雑になるばかりか、さらに該方法により得られるフルオロポリマーと熱可塑性樹脂からなる粉末におけるフルオロポリマーの割合を多くすると粉体の流動性が乏しくなり、該粉体の押出機への定量的供給が困難になったり、供給口付近での詰まりが生じたりするなどの問題が生じる。
【0008】
また、特開平2−6536号公報には、フィブリル形成能を有するPTFEの水性ディスパージョンを、これを熱可塑性樹脂に混合することなく連続的に供給して押出機内において混合分散せしめることにより、特別の装置や工程を必要とせずにPTFEを分散含有する熱可塑性樹脂を連続的にしかも簡便に生産する方法が開示されている。しかしながら、該公報には難燃剤として臭素系難燃剤を使用した例が示されているのみであり、臭素系難燃剤のようなハロゲン系難燃剤を用いた樹脂組成物とは異なり、燃焼物の滴下が生じやすいという問題を有するPC/ABS/リン系難燃剤組成物の製造に関して何ら記載されていない。
【0009】
また、特開平10−338814号公報では、燃焼物の滴下防止性に優れた組成物を得るために、溶融した熱可塑性樹脂にPTFEのディスパージョンを連続的に配合する方法が開示されているが、該方法ではPTFEディスパージョンを高温の溶融樹脂に配合する際に投入口においてPTFEディスパージョンの飛散が生じたり、揮発物が多量に発生する等の不利が生じるため、連続生産性の安定性や作業環境性の観点から解決すべき課題が残されていた。
また、欧州特許EP900641号公報にはPTFEエマルジョンを押出機のホッパーに蠕動ポンプ(peristaltic pump)(即ち、チュービングポンプ)により連続配合して難燃樹脂組成物を製造する方法が記載されているが、同特許公報においてもリン系難燃剤の使用については何ら開示されていない。
【0010】
更に、PC/ABS/リン系難燃剤組成物の製造においては、該組成物中でのフルオロポリマーの分散均一性を高めるだけでなく、押出機の負荷を低減し、溶融混練時における溶融樹脂の発熱をできるだけ抑制することにより、色調や機械的物性に優れた樹脂組成物を高い生産速度で効率よく製造することができる方法が望まれている。溶融混練の際に溶融樹脂の温度を上げることにより溶融樹脂の粘度を低下させることは、押出機の負荷を低減し、樹脂組成物の生産速度を向上させるのに有効であるが、PC/ABS/リン系難燃剤組成物においては、溶融混練の過程でのPCの分子量の低下や樹脂組成物の色調の低下が進行しやすいので混練温度を上げて生産性を向上させることには制限がある。PC/ABS/リン系難燃剤組成物の機械的物性や色調を維持するためにはできるだけ低い温度で溶融混練を行うことが好ましいが、PC樹脂は混練温度が低くなると溶融粘度が著しく増大する性質があるため、生産速度が低下するというジレンマがある。
【0011】
特に、有機リン化合物系難燃剤により難燃化されたポリカーボネート系難燃樹脂組成物は、有機リン化合物の熱分解あるいは加水分解に起因する物性の低下が生じることがあり、例えば、上記の樹脂組成物が高温高湿環境下に長時間曝された場合において、耐衝撃性や破断強度等の機械的物性が著しく低下したり、色調が低下するという問題がある。この問題は樹脂組成物の長期間の使用に対する信頼性を損なう大きな欠点であり、同材料において耐高温高湿性を改良することが課題とされている。この課題に対して、特開平11−310695号公報では、酸価が1mgKOH/g未満の有機リン化合物をポリカーボネート系樹脂の難燃剤として使用する方法が開示されている。しかしながら、該公報に示される低酸価の有機リン化合物を難燃剤として使用しても、十分に耐高温高湿性が向上した樹脂組成物得ることは容易ではなかった。
【0012】
上記のごとく、PC/ABS/リン系難燃剤組成物の製造に関しては、樹脂組成物中にフルオロポリマーが均質に分散していることにより難燃性と機械的物性が同時に良好であるだけでなく外観や色調に優れる難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を、押出機の負荷を小さくし、且つ高い生産速度で、効率よく、長期にわたって安定に連続連続的に製造することができる優れた方法の開発が望まれているにも拘わらず、そのような方法が得られていないのが現状である。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の1つの主要な目的は、難燃性と機械的物性が共に優れ、且つ外観や色調にも優れた難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を、押出機の負荷を小さくし、そして溶融樹脂の過度な発熱を防止し、且つ高い生産速度で、安定に連続的に製造することができる方法を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記のような優れた難燃性ポリカーボネート樹脂組成物の製造方法を開発すべく鋭意研究を重ねた。その結果、驚くべきことに、ゾーン(a)、(b) 及び(c) が押出し方向に見てこの順序に配置されてなるスクリュー押出機を用い、(1)主としてポリカーボネートからなる樹脂成分をゾーン(a) に連続的に供給し、一方、フルオロポリマーの水性ディスパージョンを、該樹脂成分とは別に、特定の速度でゾーン(a) に連続的に供給すると共に、有機リン化合物を特定の速度でゾーン(b) に連続的に供給し、該樹脂成分、該水性ディスパージョン及び該有機リン化合物を、混練しながらゾーン(c)を経てゾーン(c) に直接連通する吐出口に向かって押出し、その際、該樹脂成分を、ゾーン(a) 、(b) 及び(c) においてそれぞれ未溶融状態、部分的溶融状態及び完全溶融状態に維持し、該押出しを、該押出機中の樹脂の温度が300℃以下であって、比エネルギーが0.13〜0.20kW・hr/kgである条件下で行い、それにより、難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を生成し、(2)該難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を上記吐出口より抜き出すことを包含する方法によって、難燃性と機械的物性が共に優れ、且つ外観や色調にも優れた難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を、押出機の負荷を小さくし、そして溶融樹脂の過度な発熱を防止し、且つ高い生産速度で、安定に連続的に製造することができることを見出した。この新しい知見に基づき本発明を完成したものである。
【0015】
すなわち本発明は、
1.主としてポリカーボネートからなる樹脂成分、フルオロポリマーの水性ディスパージョン、及び有機リン化合物をスクリュー押出機を用いて混練して難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を製造する方法であって、該スクリュー押出機として、ゾーン(a) 、ゾーン(b) 及びゾーン(c) が押出し方向に見てこの順序に配置されてなり、該ゾーン(a) は該樹脂成分及び該フルオロポリマーの水性ディスパージョンのための1つ又は複数の供給口(a')と直接連通しており、該ゾーン(b) は該有機リン化合物のための供給口(b')と直接連通しており、該ゾーン(c) は該難燃性ポリカーボネート樹脂組成物の吐出口(c')と直接連通している押出機を用い、
(1)該樹脂成分を供給口(a')を介してゾーン(a) に連続的に供給し、一方、該フルオロポリマーの水性ディスパージョンを、該樹脂成分とは別に、該樹脂成分の供給に用いたのと同じ供給口(a')または該樹脂成分の供給に用いたのとは異なる供給口(a')を介してゾーン(a) に連続的に供給すると共に、該有機リン化合物を供給口(b')を介してゾーン(b) に連続的に供給し、該樹脂成分の供給速度(kg/hr)に対して、該フルオロポリマーの水性ディスパージョンの供給速度(kg/hr)が0.01〜10%であり、該樹脂成分の供給速度(kg/hr)に対して、該有機リン化合物の供給速度(kg/hr)が1〜30%であり、該樹脂成分、該フルオロポリマーの水性ディスパージョン及び該有機リン化合物を、混練しながらゾーン(c) を経て該吐出口(c')に向かって押出し、その際、ゾーン(a) においては、該樹脂成分を未溶融状態に維持し、ゾーン(b) においては、該樹脂成分を部分的溶融状態に維持し、ゾーン(c) においては、該樹脂成分を完全に溶融状態に維持し、該押出しを、該押出機中の樹脂の温度が300℃以下であって、該難燃性樹脂組成物を1kg/hrの速度で製造するために消費されるスクリュー押出機運転モーターの出力エネルギー(kW)として定義される比エネルギーが0.13〜0.20kW・hr/kgである条件下で行い、それにより、難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を生成し、
(2)該難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を上記吐出口(c')より抜き出す、
ことを特徴とする該難燃性ポリカーボネート樹脂組成物の製造方法。
【0016】
2.該押出機が2軸押出機であることを特徴とする前項1に記載の方法。
3.該押出機において、スクリュー回転数が200rpm以上であることを特徴とする前項1または2に記載の製造方法。
4.該ゾーン(b) に供給した有機リン化合物が該ゾーン(a) に逆流することを防ぐためのゾーンであって、該ゾーン(b) 内の、該押出機の押出し方向に見て有機リン化合物供給位置の上流側に配置されたゾーンIにおいて、該押出機の内部空間における該樹脂成分の容積比として定義される樹脂充満率を増加させ、且つ該樹脂成分、該フルオロポリマーの水性ディスパージョン及び該有機リン化合物の混練を、主として、該押出機の押出し方向に見て有機リン化合物供給位置の下流側の領域において行うことを特徴とする前項1〜3のいずれかに記載の製造方法。
【0017】
5.該樹脂成分が、ポリカーボネートとゴム変性スチレン系樹脂とからなることを特徴とする前項1〜4のいずれかに記載の製造方法。
6.該押出機に供給される該樹脂成分の70重量%以上がペレット状であることを特徴とする前項1〜5のいずれかに記載の製造方法。
7.該押出機のゾーン(a) に供給されるフルオロポリマーの水性ディスパージョンの温度が5〜30℃であることを特徴とする前項1〜6のいずれかに記載の製造方法。
8.該押出機のゾーン(b) に供給される該有機リン化合物の酸価が1mgKOH/g以下であることを特徴とする前項1〜7のいずれかに記載の製造方法。
9.該押出機のゾーン(b) に供給される該有機リン化合物の酸価が0.1mgKOH/g以下であることを特徴とする前項8に記載の製造方法。
【0018】
10. 該有機リン化合物が、下記式(1)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物であることを特徴とする前項1〜9のいずれかに記載の製造方法。
【化2】
である。
【0019】
本発明について、以下具体的に説明する。
本発明の方法において、樹脂成分に用いるポリカーボネートとしては芳香族ポリカーボネートが好ましい。本発明において好ましく使用される芳香族ポリカーボネートは、下記式(2)で表される繰り返し単位からなる主鎖を有する。
【化3】
(式中、Arは、二価の炭素数5〜200の芳香族残基であり、例えば、フェニレン、ナフチレン、ビフェニレン、ピリジレンや、下記式(3)で表される基が挙げられる。)
【0020】
【化4】
(式中、Ar1 及びAr2 は、それぞれアリーレン基である。例えば、フェニレン、ナフチレン、ビフェニレン、ピリジレン等の基を表し、Yは下記式(4)で表されるアルキレン基または置換アルキレン基である。)
【0021】
【化5】
(式中、R1 、R2 、R3 及びR4 はそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜6の低級アルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数7〜31のアラルキル基であって、場合によりハロゲン原子、炭素数1〜10のアルコキシ基で置換されていてもよく、kは3〜11の整数であり、R5 及びR6 は、各Xについて個々に選択され、お互いに独立に水素原子、または炭素数1〜6の低級アルキル基、炭素数6〜30のアリール基であって、場合によりハロゲン原子、炭素数1〜10のアルコキシ基で置換されていてもよく、Xは炭素原子を表す。)
【0022】
また、下記式(5)で示される二価の芳香族残基を共重合体成分として含有していても良い。
【化6】
(式中、Ar1 、Ar2 は式(3)と同じ。Zは単なる結合、または、−O−、−CO−、−S−、−SO2 −、−CO2 −、−CON(R1 )−(R1 は式(4)と同じ)等の二価の基である。)
【0023】
上記式(2)のAr及び式(5)で表される二価の芳香族残基の具体例としては、それぞれ下記式で表されるもの等が挙げられる。
【化7】
【0024】
【化8】
(式中、R7 及びR8 は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数5〜10のシクロアルキル基または炭素数6〜30のアリール基である。m及びnは1〜4の整数で、mが2〜4の場合には各R7 はそれぞれ同一でも異なるものであってもよいし、nが2〜4の場合は各R8 はそれぞれ同一でも異なるものであっても良い。)
【0025】
なかでも、下記式(6)で表される基が好ましい一例である。
【化9】
【0026】
特に、上記の式(6)で表される基をArとする式(2)の繰り返し単位を85モル%以上(ポリカーボネート中の全モノマー単位を基準として)含むポリカーボネートが特に好ましい。
また、本発明に用いることができるポリカーボネートは、三価以上の炭素数6〜300の芳香族残基を分岐点とする分岐構造を有しても良い。
ポリマー末端の分子構造は特に限定されないが、フェノール性末端基、アリールカーボネート基、アルキルカーボネート基から選ばれた1種以上の末端基を結合することができる。アリールカーボネート末端基は、下記式(7)で表される基である。
【0027】
【化10】
(式中、Ar3 は一価の炭素数6〜30の芳香族残基であり、芳香環は置換されていても良い。)
【0028】
アリールカーボネート末端基の具体例としては、例えば、下記式で表される基が挙げられる。
【化11】
【0029】
アルキルカーボネート末端基は下記式(8)で表される。
【化12】
(式中、R9 は炭素数1〜20の直鎖もしくは分岐アルキル基を表す。)
【0030】
アルキルカーボネート末端基の具体例としては、例えば下記式で表される基が挙げられる。
【化13】
【0031】
これらの中で、フェノール性末端基、フェニルカーボネート基、p−t−ブチルフェニルカーボネート基、p−クミルフェニルカーボネート等が好ましく用いられる。
本願において、フェノール性末端と他の末端との比率は、特に限定されないが、よりすぐれた色調や機械的物性を得る観点からは、フェノール性末端基の比率が全末端基数の20%以上であることが好ましく、20〜80%の範囲にあることが更に好ましい。フェノール性末端基の比率が全末端基数の80%を超えると、溶融時の熱安定性が若干低下する傾向にある。
フェノール性末端量の測定方法は、一般にNMRを用いて測定する方法(NMR法)や、チタンを用いて測定する方法(チタン法)や、UVもしくはIRを用いて測定する方法(UV法もしくはIR法)で求めることができる。
【0032】
本発明に使用される芳香族ポリカーボネートの重量平均分子量(Mw)は、一般に5,000〜50,000の範囲にあることが好ましく、より好ましくは10,000〜40,000であり、さらに好ましくは15,000〜30,000であり、特に好ましくは18,000〜25,000である。5,000未満では得られる難燃性ポリカーボネート樹脂組成物の耐衝撃性が不十分になる傾向があり、また、50,000を越えると、樹脂組成物の溶融流動性が不十分になる傾向がある。
【0033】
重量平均分子量(Mw)の測定は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて行い、測定条件は以下の通りである。即ち、テトラヒドロフランを溶媒とし、ポリスチレンゲルを使用し、標準単分散ポリスチレンの較正曲線から下式を用いる計算によって得られた換算分子量較正曲線を用いて求められる。
PC=0.3591MPS 1.0388
(式中、MPCはポリカーボネートの分子量、MPSはポリスチレンの分子量である。)
【0034】
本発明で用いられる芳香族ポリカーボネートは、公知の方法で製造したものを使用することができる。具体的には、例えば、芳香族ジヒドロキシ化合物とカーボネート前駆体を反応せしめる公知の方法、例えば、芳香族ジヒドロキシ化合物とカーボネート前駆体(例えばホスゲン)を水酸化ナトリウム水溶液及び塩化メチレン溶媒の存在下に反応させる界面重合法(例えばホスゲン法)、芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステル(例えばジフェニルカーボネート)などを反応させるエステル交換法(溶融法)、ホスゲン法または溶融法で得られた結晶化カーボネートプレポリマーを固相重合する方法〔特開平1−158033号公報(米国特許第4,948,871号明細書に対応)、特開平1−271426号公報、特開平3−68627号公報(米国特許第5,204,377号明細書に対応)〕等の方法により製造されたものが用いられる。
【0035】
好ましい芳香族ポリカーボネートとしては、2価フェノール(芳香族ジヒドロキシ化合物)と炭酸ジエステルとからエステル交換法にて製造された実質的に塩素原子を含まない芳香族ポリカーボネート樹脂があげられる。
本発明では異なる構造や分子量の2種以上の異なるポリカーボネートを組み合わせて使用することも可能である。
本発明の方法において用いる樹脂成分は、上記のポリカーボネートのみからなっていてもよく、また、ポリカーボネートを主体として、ポリカーボネート以外の樹脂を含んでいてもよい。
【0036】
樹脂成分に用いるポリカーボネート以外の樹脂としては、アクリロニトリル−スチレン(AS)樹脂、メチルメタクリレート−スチレン(MS)樹脂等のスチレン系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)樹脂、アクリロニトリル−ブチルアクリレート−スチレン(AAS)樹脂、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン(MBS)樹脂、HIPS(high impact polystyrene )樹脂等のゴム変性スチレン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、及びコアシェル型ゴムに代表される、耐衝撃性改良剤として使用されるグラフトゴムや各種のエラストマー等他を挙げることができる。
【0037】
樹脂成分として、ポリカーボネートとポリカーボネート以外の熱可塑性樹脂からなる樹脂成分を使用する場合、ポリカーボネート以外の熱可塑性樹脂は、樹脂成分の重量に対して、好ましくは50〜0.1重量%、より好ましくは40〜5重量%、更に好ましくは30〜10重量%で使用される。
本発明において、特に好ましく使用される樹脂成分は、ポリカーボネートとゴム変性樹脂からなる樹脂成分である。
ここで、ゴム変性樹脂とは、ゴム質重合体、および、少なくとも1種のビニル化合物を含むゴム変性樹脂を指す。
【0038】
ゴム変性樹脂に用いるゴム質重合体としては、ガラス転移温度が0℃以下のものを用いることができる。ゴム質重合体の具体的としては、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム等のジエン系ゴム、ポリアクリル酸ブチル等のアクリル系ゴム、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム、スチレン−ブタジエンブロック共重合体ゴム、スチレン−イソプレンブロック共重合体ゴム等のブロック共重合体、およびそれらの水素添加物等が挙げられる。これらの重合体の中で、好ましくは、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム、ポリアクリル酸ブチル等である。
ゴム変性樹脂中のゴム質重合体の割合は1〜95重量%の範囲で用いられるが、必要とする機械的強度、剛性、成形加工性に応じて決められ、好ましくは、5〜45重量%であり、より好ましくは10〜40重量%である。
【0039】
ゴム変性樹脂に使用されるビニル化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、パラメチルスチレン等の芳香族ビニル化合物、メチルメタクリレート、メチルアクリレート、ブチルアクリレート、エチルアクリレートなどのアルキル(メタ)アクリレート類、アクリル酸、メタクリル酸などの(メタ)アクリル酸類、アクリロニトリル、メタアクリロニトリル等のシアン化ビニル単量体、無水マレイン酸等のα,β−不飽和カルボン酸、N−フェニルマレイミド、N−メチルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド等のマレイミド系単量体、グリシジルメタクリレート等のグリシジル基含有単量体が挙げられ、好ましくは、芳香族ビニル化合物、アルキル(メタ)アクリレート類、シアン化ビニル単量体、マレイミド系単量体であり、特に好ましくは、スチレン、アクリロニトリル、N−フェニルマレイミド、ブチルアクリレートである。これらのビニル化合物は単独あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。好ましくは、芳香族ビニル化合物と芳香族以外のビニル化合物の組み合わせて用いる。この場合、芳香族ビニル化合物と芳香族以外のビニル化合物は任意の割合で用いられるが、芳香族以外のビニル化合物の好ましい割合は、芳香族ビニル化合物と芳香族以外のビニル化合物との合計量に対して、5〜80重量%の範囲である。
【0040】
ゴム変性樹脂の製造方法は特に限定されず、バルク重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合など通常公知の製造方法を挙げることができる。
ポリカーボネートにゴム変性樹脂をブレンドして用いる場合、その割合は、必要とする機械的強度、剛性、成形加工性、耐熱性に応じて決められる。好ましくは、ポリカーボネート50〜95重量部に対してゴム変性樹脂が50〜5重量部であり、さらに好ましくは、ポリカーボネートが60〜90重量部に対してゴム変性樹脂が40〜10重量部である。
【0041】
本発明の方法で使用される有機リン化合物は、少なくとも1種の有機リン化合物であり、リン原子を1つ以上有する化合物である。
リン原子を1つ有する化合物(以下、モノ有機リン化合物と称す。)としては、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、クレジルフェニルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、キシレニルフェニルホスフェート等を例示することができる。
しかしながら、モノ有機リン化合物は、それを用いて得られる難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を成形する場合に金型表面にモールドデポジット(MD)が発生しやすいという欠点があるので、本発明で使用される有機リン化合物として、リン原子を2つ以上有する化合物である有機リン化合物オリゴマーが好ましく使用される。
【0042】
本発明に用いられる有機リン化合物オリゴマーの特に好ましい例としては、下記式(1)で表される化合物群より選ばれるものを挙げることができる。
【化14】
【0043】
上記式(1)における置換基Ra 、Rb 、Rc 及びRd は、それぞれ独立的に炭素数6〜12のアリール基を示し、その1つ以上の水素原子が置換されていてもいなくてもよい。その一つ以上の水素原子が置換されている場合、置換基としては炭素数1〜30のアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基及びハロゲン化アリール基、及びハロゲン等が挙げられ、またこれらの置換基を組み合わせた基(例えばアリールアルコキシアルキル基等)またはこれらの置換基を酸素原子、硫黄原子、窒素原子等により結合して組み合わせた基(例えば、アリールスルホニルアリール基等)を置換基として用いてもよい。
置換基Ra 、Rb 、Rc 、Rd として特に好ましいアリール基は、フェニル基、クレジル基、キシリル基、プロピルフェニル基、およびブチルフェニル基である。上記式(1)の化合物における置換基Ra 、Rb 、Rc 、Rd がアルキル基やシクロアルキル基であると、一般に熱安定性が不十分であり、溶融混練の際に分解が起こりやすい。
【0044】
有機リン化合物の例としての化合物群を表す上記式(1)におけるXは、ジフェニロールジメチルメタン残基である。通常使用されているオリゴマー系リン酸エステルとしては、Xがレゾルシノール残基やヒドロキノン残基であるものが多いが、これらと比較して、(Xがジフェニロールジメチルメタン残基である)上記式(1)で表される化合物群から選ばれるものを有機リン化合物として使用する場合は、有機リン化合物の耐加水分解性や熱安定性が向上し、樹脂組成物の機械的物性の劣化(特に高温高湿環境下での機械的物性の低下)を低レベルに抑え、材料の信頼性を著しく高めることができる。さらに、上記式(1)で表される有機リン化合物を使用することにより、成形加工時に金型表面に付着するモールドデポジットの発生量を、従来使用されているオリゴマー型リン酸エステルと比して、格段に低レベルにすることが可能である。
【0045】
式(1)で表される有機リン化合物オリゴマーは、通常、式(1)において異なるnの値(nは自然数)を有する複数の異なる有機リン化合物オリゴマーの混合物として使用される場合が多い。この際、複数の異なる有機リン化合物オリゴマーの重量平均縮合度(N)が1〜1.2未満であることが好ましい。Nはゲルパーミエーションクロマトグラフィーあるいは液体クロマトグラフィーにより異なるnを有するそれぞれの成分の重量分率(An )を求め、
N=Σ(n・An )/Σ(An
により算出される。
【0046】
ここで、An を求めるために、検出器として、UV検出器、あるいはRI検出器が通常使用される。ただし、Nの計算において、上記有機リン化合物が、上記式(1)の有機リン化合物オリゴマーと上記式(1)におけるnが0である構造の化合物(即ち、1分子中のリン原子が1つのみであるモノ有機リン化合物)との混合物である場合は、nが0の化合物はNの計算から除外する。重量平均縮合度Nは、通常1以上5以下であり、1以上2以下が好ましく、1以上1.5以下が更に好ましく、1以上1.2未満が特に好ましい。Nが小さいほど樹脂成分との相溶性に優れ、溶融流動性に優れ、且つ難燃性が高い。特に、N=1の化合物は樹脂組成物における難燃性と溶融流動性のバランスが特に優れる。有機リン化合物としての式(1)の化合物のNが5以上である場合は、該化合物の粘度が大きくなり、特に高せん断速度領域での溶融流動性が低下する傾向にあり、また、難燃性が低下する傾向がある。
【0047】
さらに、本発明で用いられる有機リン化合物は、その酸価が1mgKOH/g以下であることが好ましく、より好ましくは0.5mgKOH/g以下であり、さらに好ましくは0.2mgKOH/g以下、特に好ましくは0.1mgKOH/g以下である。酸価が低い有機リン化合物を使用することにより、耐高温高湿性が向上した難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を得ることができる。従って、本発明では有機リン化合物の使用に当たって、その酸価が増大しないように、水分の混入を防いだり、必要以上の加熱を防ぐなどの、貯蔵、移送における配慮が重要である。
【0048】
本発明の方法によって得られる難燃性ポリカーボネート樹脂組成物における有機リン化合物の配合量は必要な難燃性のレベルに応じて決められるが、該樹脂成分100重量部に対して、1〜30重量部の範囲内である。従って、本発明の方法において、有機リン化合物は、該樹脂成分の供給速度(kg/hr)に対して1〜30%の供給速度(kg/hr)で押出機へ連続供給される。有機リン化合物の配合量が1重量部未満では必要な難燃効果が発揮されない。一方、30重量部を超えると、有機リン化合物の配合が困難になるばかりか、樹脂組成物の耐衝撃性や耐熱性が低下する。有機リン化合物の配合量は、好ましくは2〜20重量部の範囲であり、特に好ましい範囲は、5〜18重量部の範囲である。
【0049】
本発明の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物の製造方法で使用されるフルオロポリマーの水性ディスパージョンにおけるフルオロポリマーとしては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体等のテトラフルオロエチレンポリマー、ポリテトラフルオロエチレン以外のパーフルオロアルカンポリマー、好ましくはテトラフルオロエチレンポリマー、特に好ましくはポリテトラフルオロエチレンが挙げられる。上記のフルオロポリマーの水性ディスパージョンは、例えば、「ふっ素樹脂ハンドブック」(日刊工業新聞社、1990年刊)に記載の方法で、テトラフルオロエチレンと場合によってはコモノマーとを水性媒体中で懸濁重合または乳化重合し、得られたフルオロポリマーの水性ディスパージョンを濃縮して、水性分散液中のフルオロポリマー微粒子の濃度を40〜70重量%にした後、界面活性剤により安定化し、乳白色状の水性ディスパージョンとして得ることができる。フルオロポリマーの水性ディスパージョンにおけるフルオロポリマーの濃度は分散状態が安定する濃度であれば水で希釈することも可能であるが、5〜70重量%が好ましく、更に好ましくは20〜65重量%、特に好ましくは30〜60重量%である。また、水性ディスパージョン中のフルオロポリマー粒子の平均一次粒子径は、0.01〜0.6μmが好ましく、更に好ましくは0.05〜0.4μmであり、特に好ましくは0.18〜0.3μmである。
【0050】
また、該フルオロポリマーの水性ディスパージョンを安定化させる界面活性剤としては、エトキシ化アルキルフェノール、エトキシ化高級アルコール等のノニオン系の界面活性剤が好ましく使用され、通常、その配合量は1〜15重量%であり、好ましくは2〜10重量%、更に好ましくは3〜7重量%である。さらに、該フルオロポリマーの水性ディスパージョンは、そのpH値が通常9〜10に調整されているのが好ましい。また、水性ディスパージョン中のフルオロポリマーの濃度が60重量%である場合、その液比重は約1.5であり、粘度(25℃)は15〜30cpの範囲にある。
本発明において好ましく使用できるフルオロポリマーの水性ディスパージョンとして、三井デュポンフロロケミカル(株)製「テフロン30J」、ダイキン工業(株)製「ポリフロンD−1」、「ポリフロンD−2」、「ポリフロンD−2C」、「ポリフロンD−2CE」を例示することができる。
【0051】
本発明の方法では、後述するように、フルオロポリマーの水性ディスパージョンと樹脂成分と有機リン化合物は、押出機にそれぞれ独立して供給し、この際、該フルオロポリマーの水性ディスパージョンは、押出機における樹脂成分が未溶融状態に維持されているゾーン(a) へ、該樹脂成分の供給速度(kg/hr)に対して、0.01〜10%の供給速度(kg/hr)で供給される。該フルオロポリマーの水性ディスパージョンの供給速度が、該樹脂成分の押出機への供給速度に対して0.01%未満の供給速度では得られる樹脂組成物の燃焼時の滴下防止効果が不充分であり、一方、10%を超える供給速度では押出機の原料投入口で該樹脂成分のブリッジングが生じたりするなどして樹脂成分の供給が不安定となったり、さらには過剰な水分を樹脂組成物に与えることにより物性を低下させるなどして好ましくない。ここで、「ブリッジング」とは、樹脂成分が多くの湿潤成分(フルオロポリマーの水性ディスパージョン)と混合されることにより樹脂成分が原料投入口付近で固まって流動不能になることを示す。
【0052】
本発明の方法によって得られる難燃性ポリカーボネート樹脂組成物におけるフルオロポリマーの配合量は、該樹脂成分100重量部に対して、通常、0.01〜3重量部の範囲にあることが好ましく、より好ましくは0.05〜2重量部、更に好ましくは0.1〜1重量部、特に好ましくは0.2〜0.6重量部である。フルオロポリマーの配合量が0.01重量部未満の場合は、燃焼物滴下防止効果が不十分であり、高い難燃性を得ることが難しくなる。一方、3重量部を超える場合は溶融流動性や耐衝撃性が低下する傾向にある。本発明の製造方法ではフルオロポリマーの水性ディスパージョンの供給量は、上記した範囲内で、該水性ディスパージョン中のフルオロポリマー濃度を考慮して選択される。
本発明の方法においては、上記の樹脂成分、フルオロポリマーの水性ディスパージョン、及び有機リン化合物をスクリュー押出機を用いて混練して難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を製造する。
【0053】
該スクリュー押出機として、ゾーン(a) 、ゾーン(b) 及びゾーン(c) が押出し方向に見てこの順序に配置されてなり、該ゾーン(a) は該樹脂成分及び該フルオロポリマーの水性ディスパージョンのための1つ又は複数の供給口(a')と直接連通しており、該ゾーン(b) は該有機リン化合物のための供給口(b')と直接連通しており、該ゾーン(c) は該難燃性ポリカーボネート樹脂組成物の吐出口(c')と直接連通している押出機を用いる。本発明の方法においては、ポリカーボネートのみ、又はポリカーボネートと上記したポリカーボネート以外の樹脂とを含む樹脂成分を供給口(a')を介してゾーン(a) に連続的に供給し、一方、該フルオロポリマーの水性ディスパージョンを、該樹脂成分とは別に、該樹脂成分の供給に用いたのと同じ供給口(a')または該樹脂成分の供給に用いたのとは異なる供給口(a')を介してゾーン(a) に連続的に供給すると共に、該有機リン化合物を供給口(b')を介してゾーン(b) に連続的に供給する。
【0054】
該押出機内で、該樹脂成分、該フルオロポリマーの水性ディスパージョン及び該有機リン化合物を、混練しながらゾーン(c) を経て該吐出口(c')に向かって押出し、その際、ゾーン(a) においては、該樹脂成分を未溶融状態に維持し、ゾーン(b) においては、該樹脂成分を部分的溶融状態に維持し、ゾーン(c) においては、該樹脂成分を完全に溶融状態に維持する。押出機中の樹脂がそれぞれ上記のような状態にあるゾーン(a) 、(b) 及び(c) は、通常、押出機を用いた従来の混練方法においても形成される。
【0055】
更に、本発明においては、該ゾーン(b) に供給した有機リン化合物が該ゾーン(a) に逆流することを防ぐためのゾーンであって、該ゾーン(b) 内の、該押出機の押出し方向に見て有機リン化合物供給位置の上流側に配置されたゾーンIにおいて、該押出機の内部空間における該樹脂成分の容積比として定義される樹脂充満率を増加させ、且つ該樹脂成分、該フルオロポリマーの水性ディスパージョン及び該有機リン化合物の混練を、主として、該押出機の押出し方向に見て有機リン化合物供給位置の下流側の領域(以下、屡々、「主たる混練ゾーンIIと称す」)において行うことをことが好ましい。尚、押出機中の「樹脂充満率」は、押出機内部においてこれを測定する位置によって異なり、押出機内部の特定の領域における樹脂充満率は、その領域における押出機シリンダーの内部容積からスクリューシャフトとスクリューエレメントとの合計容積を引いた容積に対する樹脂成分の容積の比として求められる。上記の特定の領域において樹脂成分が完全に充満している場合、樹脂充満率は1である。
【0056】
本発明の方法においては、上記押出機として、2軸押出機を使用することが好ましく、同方向回転かみ合い型2軸押出機が最も好ましく使用される。同方向回転かみ合い型2軸押出機では、左右のスクリュー軸がお互いに噛み合うことによりセルフクリーニング効果が得られ、且つ樹脂原料の押出機内滞留時間を短くすることができ、優れた樹脂輸送性能、混練性能、脱揮性能を持つので、押出機として本発明で好ましく使用される。特に、高トルク対応型であり且つ高回転のスクリュー回転数が得られる2軸押出機を使用するのが、生産速度を向上でき、混練の際の溶融樹脂温度を低減できるので特に好適に使用することができる。更に、好ましくは300rpm以上、より好ましくは400rpm以上、さらに好ましくは500rpm以上のスクリュー回転数が得られる押出機が好ましい。
【0057】
本発明の方法で使用される押出機として特に好ましい例としては、東芝機械工業(株)より製造されているTEM−SSシリーズ、ドイツ国、Werner&Pfleiderer社より製造されているZSK−MCシリーズ、日本製鋼所(株)より製造されているTEX Super α−IIシリーズを挙げることができる。
また、本発明の方法では、2軸押出機の押出機スクリュー構成(スクリュープロファイル)を押出機スクリュー要素(スクリューエレメント)の組み合えにより自在に選択でき、且つ、押出機のシリンダーの温度が各シリンダーブロック毎に制御できる2軸押出機を好適に使用することができる。このような押出機を用いて、スクリュープロファイルや押出機内の温度分布を適宜選択することにより、上記ゾーン(a) 、(b) 及び(c) の長さを調節したり、上記のゾーンIやIIを押出機内に形成することができる。
【0058】
本発明の方法に好適に用いることができる押出機の具体例として、図1に示す内部構造を有する押出機が挙げられる。図1は、本発明の方法に用いる押出機の1例の内部構造を示す説明的概略側断面図であって、図1に示す押出機におけるスクリュー構成は、本発明の方法を実施するのに好適に用いられるスクリュー構成の一例である。図1に参照して本発明の方法を説明する前に、本発明に用いることができる押出機スクリューエレメントに関して説明する。
本発明の方法では、押出機スクリュー構成用の押出機スクリューエレメントとして、順方向フライトスクリューエレメント、逆方向フライトスクリューエレメント、順方向ニーディングエレメント、逆方向ニーディングエレメント、ニュートラルニーディングエレメント、順方向スクリューミキシングエレメント、逆方向スクリューミキシングエレメント、シールリングエレメント等を好ましく使用することが出来る。これらの組み合わせによって本発明の方法に好適な押出機スクリュー構成を得ることが出来る。
【0059】
以下、各押出機スクリューエレメントとその作用効果について図3(a) 〜10(b) に参照して説明する。
図3(a) は押出機の回転軸に取付けた順方向フライトスクリューエレメントを、押出機の吐出口(C')の方向から見た概略図であり、図3(b) は上記順方向フライトスクリューエレメントの概略側面図である。「順方向フライトスクリューエレメント」とは、右ネジ方向の連続したスクリュー構造を有し、該スクリューの回転(回転方向は押出機の吐出口(C')から見て右方向回転)によって押出し方向に樹脂成分を移動させる作用を有する押出機スクリューエレメントである。本発明で好ましく使用される二軸押出機では2つの回転軸上で対応する位置に対にして配置される。順方向フライトスクリューエレメントにおける条数(フライト数)は通常1条〜3条であり、使用目的にあわせて使い分けることができるが、図3(a) 及び図3(b) は本発明において好ましく使用され、使用頻度が高い2−フライトの順方向フライトスクリューエレメントを示している。図3(a) においてスクリュー外径(Do )とスクリュー内径(Di )の比Do /Di (以下、スクリューかみ合い比と称す)は通常1.3〜1.8の範囲にあるが、本発明では、好ましくは1.4〜1.7、更に好ましくは1.5〜1.6が使用され、特に好ましく使用されるのはスクリューかみ合い比が1.55である順方向フライトスクリューエレメントである。また、順方向フライトスクリューエレメントのフライトのピッチは、一般にスクリュー外径Do に対して0.5〜2.0倍の長さであり、使用目的に応じて使い分けることができる。一般に該フライトピッチが長い場合は樹脂の搬送量は増大するが樹脂充満率は低下し、逆に短い場合は樹脂の搬送量は低下するが樹脂充満率が増大する。順方向フライトスクリューエレメントでは、樹脂は図3(b) の右から左の方向に進行する。
【0060】
図4(a) は押出機の回転軸に取付けた逆方向フライトスクリューエレメントを、押出機の吐出口(C')の方向から見た概略図であり、図4(b) は上記逆方向フライトスクリューエレメントの概略側面図である。「逆方向フライトスクリューエレメント」とは、左ネジ方向の連続したスクリュー構造を有し、該スクリューの回転によって押出し方向と逆方向に樹脂を移動させる作用を有する押出機スクリューエレメントである。本発明で好ましく使用される二軸押出機では2つの回転軸上で対応する位置に対となって配置する。図4は本発明において好ましく使用され、使用頻度最も高い2−フライトの逆方向フライトスクリューエレメントを示している。逆方向フライトスクリューエレメントのフライト数は通常2であり、スクリューかみ合い比Do /Di は1.3〜1.8の範囲にあり、フライトのピッチは、一般にスクリュー外径Do に対して0.5〜1.0倍の長さの範囲である。逆方向フライトスクリューエレメントは押出し方向と逆方向に樹脂を移動させる作用効果が大きいので、この押出機スクリューエレメントを使用することにより、押出し方向に見て該押出機スクリューエレメントの上流側の樹脂充満率を実質的に1、すなわち完全充満状態とすることができる。従って、押出し方向に見て逆方向フライトスクリューエレメントの上流側に後述する順方向ニーディングエレメント、逆方向ニーディングエレメント、ニュートラルニーディングエレメント、順方向スクリューミキシングエレメント、逆方向スクリューミキシングエレメント等の混練効果が高い押出機スクリューエレメントを挿入することにより、押出機内部で樹脂が完全充満した状態で樹脂の溶融混練を行うことができるので、樹脂に対して強い溶融混練作用を与えることが出来る。
【0061】
図5(a) は押出機の回転軸に取付けた順方向ニーディングエレメントを、押出機の吐出口(c')の方向から見た概略図であり、図5(b) は上記順方向ニーディングエレメントの概略側面図である。「順方向ニーディングエレメント」とは、押出機の回転軸を軸心として、複数の基本的に擬楕円形の平板が、回転軸の回転方向をプラスとした場合、プラス方向に0度より大きく90度より小さいねじれ角度(staggering angle)で、押出し方向とは反対の方向に互いにずれつつ上記平板の厚み方向に積層されて構成されており、この押出機スクリューエレメントの回転によって押出し方向に当該樹脂を移動させる作用と同時に、樹脂を混練する作用を有する押出機スクリューエレメントである。
【0062】
順方向ニーディングエレメントは、上記擬楕円形平板が少なくとも3枚以上、好ましくは5枚以上が積層されて構成されることが好ましい。また、擬楕円形平板は、スクリュー外径(Do )に対して0.05〜0.5倍の厚みを持つことが好ましい。さらに上記平板は長径/短径の比が1.1〜2.0の擬楕円形であり、擬楕円形の最大径のシリンダ本体の内径に対する比が、0.950〜0.995であることが好ましい。図5は本発明において好ましく使用される45度のねじれ角度(staggering angle)で5枚の擬楕円形平板が積層されてなる順方向ニーディングエレメントを示している。
【0063】
図6(a) は押出機の回転軸に取付けた逆方向ニーディングエレメントを、押出機の吐出口(c')の方向から見た概略図であり、図6(b) は上記逆方向ニーディングエレメントの概略側面図である。「逆方向ニーディングエレメント」とは、該スクリュー回転軸を軸心として、複数の基本的に擬楕円形の平板が、回転軸の回転方向をプラスとした場合、マイナス方向に0度より大きく90度より小さい角度で、押出し方向とは反対の方向に互いにずれつつ該平板の厚み方向に積層されて構成されており、該押出機スクリューエレメントの回転によって押出し方向と逆の方向に樹脂を移動させる作用と同時に、樹脂を混練する作用を有する押出機スクリューエレメントである。該擬楕円形平板は少なくとも3枚以上、好ましくは5枚以上が積層されて構成されることが好ましい。該擬楕円形平板の厚み、長径/短径の比、擬楕円形の最大径は順方向ニーディングエレメントの場合と同じである。図6は本発明において好ましく使用されるマイナス45度のねじれ角度(staggering angle)で5枚の擬楕円形平板が積層されてなる逆方向ニーディングエレメントを示している。
【0064】
図7(a) は押出機の回転軸に取付けたニュートラルニーディングエレメントを、押出機の吐出口(c')の方向から見た概略図であり、図7(b) は上記ニュートラルニーディングエレメントの概略側面図である。「ニュートラルニーディングエレメント」とは、該スクリュー回転軸を軸心として、複数の基本的に擬楕円形の平板が、実質的に90度のねじれ角度(staggering angle)で交互にずれつつ該擬楕円形平板の厚み方向に積層されて構成されており、該押出機スクリューエレメントの回転によって、樹脂を混練する作用を有する押出機スクリューエレメントである。ニュートラルニーディングエレメントでは擬楕円形平板は互いに90度のねじれ角度(staggering angle)を有するため、樹脂を押出し方向またはその逆方向に移動させる機能を有さない。
【0065】
上記擬楕円形平板は少なくとも3枚以上、好ましくは5枚以上が積層されて構成されることが好ましい。該擬楕円形平板の厚み、長径/短径の比、擬楕円形の最大径は順方向ニーディングエレメントの場合と同じである。該ニュートラルニーディングエレメントを使用する場合は、一般に順方向ニーディングエレメントや逆方向ニーディングエレメントを使用する場合よりも更に強力な混練作用を得ることが出来る。図7は本発明において好ましく使用される5枚の擬楕円形平板が積層されてなるニュートラルニーディングエレメントを示している。
【0066】
図8(a) は押出機の回転軸に取付けた順方向スクリューミキシングエレメントを、押出機の吐出口(c')の方向から見た概略図であり、図8(b) は上記順方向スクリューミキシングエレメントの概略側面図である。「順方向スクリューミキシングエレメント」とは、順方向フライトスクリューのねじ山に切り欠きを設けた構造を有し、該スクリューの回転によって押出し方向に樹脂を移動させるとともに、切り欠き部分から樹脂の一部を押出し方向と逆の方向に移動させることにより、樹脂を混合する作用を有する押出機スクリューエレメントである。本発明で好ましく使用される二軸押出機では前述の順方向フライトスクリューエレメントと同様に2つのスクリュー軸上で対応する位置に対にして配置する。図8は本発明において好ましく使用される順方向スクリューミキシングエレメントを示している。
【0067】
図9(a) は押出機の回転軸に取付けた逆方向スクリューミキシングエレメントを、押出機の吐出口(c')の方向から見た概略図であり、図9(b) は上記逆方向スクリューミキシングエレメントの概略側面図である。「逆方向スクリューミキシングエレメント」とは、逆方向フライトスクリューのねじ山に切り欠きを設けた構造を有し、該スクリューの回転によって押出し方向と逆の方向に樹脂を移動させるとともに、切り欠き部分から樹脂の一部を押出し方向に移動させることにより、樹脂を混合する作用を有する押出機スクリューエレメントである。この押出機スクリューエレメントは、スクリューが左ネジ方向の構造であるため、該スクリューの回転によって押出し方向と逆方向に樹脂を移動させる作用が強く、樹脂充満率が高くなる。そのため、順方向スクリューミキシングエレメントを使用する場合に比べて樹脂を混合する作用がより強力である。本発明で好ましく使用される二軸押出機では前述の逆方向フライトスクリューエレメントと同様に2つのスクリュー軸上で対応する位置に対にして配置する。図9は本発明において好ましく使用される逆方向スクリューミキシングエレメントを示している。
【0068】
図10(a) は押出機の回転軸に取付けたシールリングエレメントを、押出機の吐出口(c')の方向から見た概略図であり、図8(b) は上記シールリングエレメントの概略側面図である。「シールリングエレメント」とは、基本的に円形の少なくとも1個の平板で構成され、樹脂の進行をせき止めて樹脂の充満率を高める作用を有する。シールリングエレメントを用いた場合は、シリンダ本体とシールリングエレメントのクリアランスを樹脂がすり抜ける。本発明において好ましく使用される2軸押出機において使用されるシールリングエレメントは、通常、2つのスクリュー軸にそれぞれ1枚ずつ設置されるが、用途に応じて2枚以上設置することも可能である。該シールリングエレメントはスクリュー軸方向の厚みがスクリュー外径に対して0.05〜0.5倍の長さを持つことが好ましい。さらに該円形平板の直径はシリンダ本体の内径に対し、0.950〜0.995倍であることが好ましい。図10は本発明において好ましく使用されるシールリングエレメントを示している。
【0069】
本発明の方法において、押出機のゾーン(a) においては、上記樹脂成分を未溶融状態に維持する。例えば、上記ゾーン(a) において、押出機のスクリューを順方向フライトスクリューエレメントのみで構成し、且つシリンダーブロック温度を20〜200℃、好ましくは30〜100℃の範囲、更に好ましくは40〜70℃の範囲に設定することで、ポリカーボネートを含む樹脂成分の溶融を防ぐことができる。該ゾーン(a) の長さはスクリュー構成とシリンダーブロック温度のみならず、押出機のスクリュー回転数や処理速度にも影響を受け、該回転数や該処理速度を増大させることによって該ゾーンを長くすることもできる。
【0070】
該ゾーン(a) では、樹脂成分(ペレット状及び/又はパウダー状の樹脂)の溶融した状態が全く観察されない状態であり、この確認は押出機シリンダーブロックの開口部(押出機の供給口(a'))や押出機シリンダーブロックにのぞき窓を設けそれを通じて目視観察することにより行うことができる。本発明の方法では、フルオロポリマーの水性ディスパージョンがゾーン(a) に連続的に供給されるが、ゾーン(a) においてフルオロポリマーの水性ディスパージョンが供給される最も好ましい位置は、樹脂成分の投入用ホッパー下であり、さらに、該ホッパー下のシリンダーブロックの温度は40〜70℃の範囲であることが好ましい。
【0071】
本発明の方法において、押出機のゾーン(b) においては、上記樹脂成分を部分的溶融状態に維持する。例えば、上記ゾーン(b) において、押出機のスクリューを順方向フライトスクリューエレメント、もしくはこれに、順方向ニーディングエレメント、逆方向ニーディングエレメント、ニュートラルニーディングエレメント、順方向スクリューミキシングエレメント、順方向スクリューミキシングエレメント等の押出機スクリューエレメントを組み合わされて構成し、且つ、シリンダーブロック温度を201〜350℃、好ましくは210〜300℃の範囲、更に好ましくは220〜280℃の範囲に設定し、押出機スクリューエレメントの混練機能とシリンダーブロックからの熱供給により、該樹脂成分の一部を溶融させることができる。
【0072】
該ゾーン(b) では樹脂成分の一部が溶融している状態にあるが、この確認は押出機シリンダーブロックに設けたのぞき窓を設けそれを通じて目視観察する方法や、運転中の押出機を停止させてそのまま押出機シリンダーブロックを冷却し、しかる後に押出機スクリューを引き抜き、押出機内部の樹脂の溶融状態を観察する方法(ただし、観察を行う際には難燃剤である有機リン化合物の供給を停止する)によって行うことができる。この際、樹脂の未溶融の部分は目視で確認することができ、ゾーン(b) においては樹脂成分の0.01〜90重量%、好ましくは0.1〜70重量%、より好ましくは1〜50重量%が溶融状態にあることが好ましい。
【0073】
本発明では難燃剤である有機リン化合物がゾーン(b) に連続的に供給されるが、有機リン化合物の配合はギアポンプやプランジャーポンプ等を用いて定量的に押出機シリンダーブロックに取り付けられたインジェクションノズルを通じて圧入することが出来る。尚、有機リン化合物の供給位置での押出機スクリューエレメントは、樹脂圧を低くして有機リン化合物の配合を容易にするために、順方向フライトスクリューエレメントもしくは順方向スクリューミキシングエレメントで構成し、樹脂充満率を1未満、好ましくは0.4〜0.8とするのが好ましい。
【0074】
上記「主たる混練ゾーンII」においては、押出機のスクリュー構成として、逆方向フライトスクリューエレメントあるいはシールリングエレメント等の樹脂のシール性に優れる押出機スクリューエレメントを組み入れ、さらにこれらの押出機スクリューエレメントの押出し方向に見て上流側に、順方向ニーディングエレメント、逆方向ニーディングエレメント、ニュートラルニーディングエレメント、順方向スクリューミキシングエレメント、逆方向スクリューミキシングエレメント等の溶融混練作用に優れた押出機スクリューエレメントを複数個組み合わせた押出機のスクリュー構成とし、且つシリンダーブロック温度を201〜350℃、好ましくは210〜300℃の範囲、更に好ましくは220〜280℃の範囲に設定し、押出機スクリューエレメントの混練機能とシリンダーブロックからの熱供給により、樹脂成分と有機リン化合物とフルオロポリマーを樹脂充満率が1の状態(すなわち溶融樹脂の完全充填状態)で十分な溶融混練を行う。
【0075】
本発明の方法では、該主たる混練ゾーンIIを通過した後には、未溶融の樹脂の粒子が全く観察されない程度まで溶融混練がなされるように該混練ゾーンIIのスクリュー構成を選択する必要がある。該主たる混練ゾーンIIを通過した後のゾーン(c) における溶融樹脂の状態を観察するには押出機シリンダーブロックにのぞき窓を設けて目視観察する方法や、運転中の押出機を強制的に停止させてそのまま押出機シリンダーブロックを冷却し、しかる後に押出機スクリューを引き抜き、押出機内部の樹脂の溶融状態を観察する方法によって行うことができる。尚、該主たる混練ゾーンIIの数は押出機中で1箇所でもよいが、複数あっても構わない。
【0076】
上記ゾーンIにおいては、押出機のスクリューエレメントとして、順方向ニーディングエレメント、逆方向ニーディングエレメント、ニュートラルニーディングエレメント、狭いピッチの順方向フライトスクリュエレメント(フライトのピッチがスクリュー外径Do に対しておよそ0.5〜0.8倍であるもの)から選ばれる1〜3個の押出機スクリューエレメントを用いて、樹脂の充満率を0.7〜1.0とし、且つ、シリンダーブロック温度を201〜350℃、好ましくは210〜300℃の範囲、更に好ましくは220〜280℃の範囲に設定することにより、該ゾーン(b) に供給した有機リン化合物が該ゾーン(a) に逆流することを防止する。ゾーンI(以下、屡々「有機リン化合物の逆流防止用樹脂充満ゾーンI」と称す)の長さおよび樹脂充満率は、樹脂成分の供給速度(処理速度)や押出機スクリュー回転数にも依存し、一般に樹脂成分の供給速度(Q)とスクリュー回転数(Ns)の比(Q/Ns)の増大と共に、該ゾーン長並びに樹脂充満率は増加する。
【0077】
ゾーンIにおける樹脂の充満率は0.7〜1.0であることが好ましい。また、ゾーンIが必要以上に長いと溶融樹脂のせん断発熱を増大させ、樹脂組成物の色調を低下させたり、耐衝撃性等の機械的物性を低下させるのみならず、押出機の負荷の増大を招くため生産性を低下させるなどの悪影響を及ぼす。従って、本発明では該ゾーンIでは、逆方向フライトスクリューエレメントあるいはシールリングエレメント等の樹脂のシール性が高い押出機スクリューエレメントを組み入れないことが、樹脂成分の過剰の発熱を抑えることができるので好ましい。
【0078】
更に、本発明において用いる押出機にベントを設ける場合は、前述の主たる混練ゾーンIIは、押出し方向に見て、ベント部の上流側に設置される。また、ベントを有する押出機を用いる場合は、樹脂成分がベントから流出すること(樹脂のベントアップ)を防ぐための「ベントアップ防止用樹脂充満ゾーンIII」を設けることが好ましい。ベントアップ防止用樹脂充満ゾーンIIIにおいては、樹脂充満率を0.7〜1.0にすることによって、ベントアップ防止用樹脂充満ゾーンIIIの下流の樹脂の量を制御することにより樹脂組成物がベントから流出することを防止する。ベントアップ防止用樹脂充満ゾーンIIIでは、押出機のスクリュー構成として、順方向ニーディングエレメント、逆方向ニーディングエレメントニュートラルニーディングエレメント、逆方向フライトスクリューエレメントあるいはシールリングエレメントが組み合わされて使用される。また、シリンダーブロック温度が201〜350℃、好ましくは210〜300℃の範囲、更に好ましくは220〜280℃の範囲に設定される。また、べント部のスクリュー構成には順方向フライトスクリューエレメントを設置する。ベント部においては、開放もしくは真空ポンプ等による減圧脱気を行うことができる。
【0079】
有機リン化合物により難燃化され、且つ燃焼物の滴下防止剤としてフルオロポリマーを含む難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を、押出機を用いて製造する本発明の方法は以下の(1)〜(4)の特徴を有する。
(1)本発明の方法における第一の特徴は、フルオロポリマーの水性ディスパージョンを、ポリカーボネートまたはポリカーボネートとその他の樹脂とからなる樹脂成分と予め混合することなく、独立して、樹脂成分が未溶融状態に維持されているゾーン(a) へ、該樹脂成分の供給速度(kg/hr)に対して0.01〜10%の供給速度(kg/hr)で連続供給することである。これにより、難燃性ポリカーボネート樹脂組成物中においてフルオロポリマーの分散を均一ならしめ、フィブリル構造を組成物全体に均質に形成させることができ、その結果、燃焼物滴下防止機能が優れた樹脂組成物を得ることができる。また、該ゾーン(a) にフルオロポリマーの水性ディスパージョンを供給することにより、フルオロポリマーが溶融樹脂の混練において滑剤的な作用をなし、溶融樹脂の混練温度を低く抑える作用があるので、溶融混練での押出機の負荷を低減させる作用が生じる。
【0080】
フルオロポリマーの水性ディスパージョンの配合位置は、ゾーン(a) へ供給することが必要であり、ゾーン(a) においてフルオロポリマーの水性ディスパージョンが供給される最も好ましい位置は、既に述べたように、樹脂成分の投入用ホッパー下であり、さらに、該ホッパー下のシリンダーブロックの温度は、好ましくは30〜100℃、更に好ましくは40〜70℃である。
もし、フルオロポリマーの水性ディスパージョンの供給位置が、前述の樹脂成分が部分的溶融状態に維持されているゾーン(b) 及び/又は該樹脂成分が完全な溶融状態に維持されているゾーン(c) にある場合には、押出機に連続供給されるフルオロポリマーは高温の溶融樹脂の熱により凝集が進行し易くなる。凝集したフルオロポリマーは押出機に装着される異物除去用スクリーンの目詰まりの原因となり、これにより頻繁にスクリーンを交換する必要が生じたり、また、凝集したフルオロポリマーによるスクリーンの部分的な目詰まりやスクリーンの破損により、押出機のダイ部付近において溶融樹脂の乱流が発生し、これによりストランド切れが頻繁に生じてペレタイズを安定に行うことができない等の問題が生じて、組成物の生産安定性が阻害される。
【0081】
さらに、樹脂組成物を成形して得られた成形品の燃焼物滴下防止機能が不充分であったり、物性や性能のばらつきが大きい等の問題が生じやすい。さらに、もし、溶融した樹脂成分にフルオロポリマーの水性ディスパージョンを供給した場合には、押出機のシリンダーブロックに開口部を設けてフルオロポリマーの水性ディスパージョンの供給位置とする必要があるが、該水性ディスパージョンを溶融樹脂に供給した際には、高温の溶融樹脂に水性ディスパージョンを配合することになり、該水性ディスパージョンの飛散が著しく、また、飛散した該フルオロポリマーが押出機のシリンダーブロック開口部壁面に堆積するなどして、押出機へのフルオロポリマーの定量的な供給が困難となる。
【0082】
一般に、押出機のスクリューが高回転であるほど樹脂組成物中のフルオロポリマーの分散性が向上し、優れた燃焼物滴下防止機能を有する樹脂組成物を得ることができる傾向にある。特に、樹脂成分がペレット状である場合においては、得られる樹脂組成物中におけるフルオロポリマーの分散性に与えるスクリュー回転数の影響が大きく、スクリュー回転数が低回転である場合はフルオロポリマーの凝集が起こりやすく燃焼物の滴下防止機能が低下する場合がある。押出機のスクリューの回転数は200〜1,500rpmが好ましく、より好ましくは300〜1,000rpm、更に好ましくは400〜800rpmである。しかしながら、一方で、スクリュー回転数の増大と共に混練時の溶融樹脂の発熱が増大し、樹脂組成物の色調や機械的物性を低下させるので、スクリュー回転数は、押出機中の樹脂温度、各成分の供給速度、後述する比エネルギー等を考慮して決定される。
【0083】
また、フルオロポリマーの水性ディスパージョンを押出機に直接連続供給するに当たり、該フルオロポリマーの水性ディスパージョンの温度を5〜30℃、好ましくは5〜20℃、さらに好ましくは5〜15℃として供給することが好ましい。該フルオロポリマーの水性ディスパージョンは温度の上昇と共にフルオロポリマーの凝集が起こりやすくなり、該ディスパージョンの温度が30℃を越える場合は、該水性ディスパージョン供給用のポンプや供給ライン内で、フルオロポリマーの凝集が原因となる閉塞が生じることがある。また、5℃未満は実質的に得られる効果が少なく、また冷却に無駄なエネルギーを要するので好ましくない。
【0084】
該フルオロポリマーの水性ディスパージョン用のフィードポンプとしては、ダイヤフラムポンプ、プランジャーポンプ、チュービングポンプ等を使用することができ、連続的に定量的にフィードするためにはダイヤフラムポンプが特に好ましい。特に、機械的な接触部分が少ないポンプを使用することが、フルオロポリマーの凝集を抑えることができ、供給の安定性の点で好ましい。ここで、「機械的な接触部分」とはポンプ作用を発生させるために必要な部品間の接触が生じる部分、すなわち、ダイヤフラムポンプであればダイヤフラム部分及び逆止弁部分、プランジャーポンプであればピストン部分及び逆止弁部分、チュービングポンプであればチューブのピンチ部分(ローター部分)が具体的に示される。
また、該フルオロポリマーの水性ディスパージョンの押出機への供給ライン、及び押出機への注入用ノズルは二重管構造とし、更に循環型チラー等の冷却装置を使用して冷却する等の措置を講じて、フルオロポリマーの水性ディスパージョンの凝集による供給ライン及び注入用ノズル部分での閉塞を防止することが好ましい。
【0085】
(2)本発明の方法における第2の特徴は、難燃剤である有機リン化合物を、樹脂成分が部分的溶融状態に維持されているゾーン(b) へ、該樹脂成分の供給速度(kg/hr)に対して、1〜30%の供給速度(kg/hr)で連続供給し、溶融混練を行うことである。すなわち、本発明の方法では有機リン化合物をゾーン(b) へ供給することにより、樹脂成分の溶融が開始された後に有機リン化合物を配合し、該有機リン化合物を樹脂成分に対する溶融可塑剤として作用させ、これにより樹脂成分の溶融を容易ならしめて押出機の負荷を低減させ、また、樹脂組成物の高い生産速度を獲得することができる。更に、有機リン化合物の配合により溶融樹脂の粘度を低減できるために、混練時のせん断発熱による過度の樹脂温度の上昇を防止でき、これにより色調に優れ、更に機械的物性に優れた樹脂組成物を製造することが可能となる。
有機リン化合物は、予め60〜120℃、好ましくは70〜100℃に加熱して溶融粘度を低下させた後に、押出機のシリンダーブロックに装着された注入用ノズルを通じ、ギアポンプ、プランジャーポンプ等を使用して定量的に圧入配合することが好ましい。本発明において使用される有機リン化合物が粉体状である場合も、予め60〜120℃に加熱して溶融させて使用することが望ましい。
【0086】
難燃剤である有機リン化合物は、ゾーン(b) のある位置に置いて、上記の供給速度で連続供給されるが、有機リン化合物の配合量の増大に伴い、有機リン化合物が該有機リン化合物の配合位置の上流側に逆流する現象(以下、これを「有機リン化合物の逆流」と称する)が生じることがある。有機リン化合物の逆流は、有機リン化合物の配合量が高い場合に起こりやすく、また、樹脂成分がペレット状の形態である場合は、ゾーン(b) においてはペレットが完全に溶融しておらず、未溶融のペレット間の空隙が多いために有機リン化合物の逆流が起こりやすい。有機リン化合物の逆流が樹脂成分の供給用ホッパーの下部まで及ぶようになると、樹脂成分の押出機への供給に支障が生じる。
【0087】
これを避けるために、上記の有機リン化合物の逆流防止用樹脂充満ゾーンIを設けることが有効である。ただし、ゾーンIは、溶融混練が主目的ではないので、有機リン化合物の逆流を抑止するために最小限必要とされるゾーン長さで十分である。このゾーンIにおいて、樹脂成分の一部分を押出機スクリューエレメントによるせん断力により溶融させ、更には上記のようなペレット間の空隙を減少させることができる。また、該ゾーンIを設けることにより、有機リン化合物の配合量が樹脂成分100重量部に対して15〜30重量部となるような、高い配合量の場合においても安定した連続運転を達成することができる。
【0088】
(3)本発明の方法における第3の特徴は、機械的強度及び色調に優れ、且つ燃焼時の燃焼物の滴下防止機能に優れた難燃性樹脂組成物を安定に製造するために、比エネルギーを0.13〜0.20kW・hr/kgの範囲に制御することである。上記比エネルギーは、該難燃性樹脂組成物を1kg/hrの速度で製造するために消費されるスクリュー押出機運転モーターの出力エネルギー(kW)として定義され、樹脂の混練の程度を表す尺度である。比エネルギーが0.13kW・hr/kg未満の場合は樹脂組成物の混練が不充分であり、目的とする樹脂組成物の性能を得られず、また、混練が不十分であるために押出しストランドのストランド切れが多く発生し、ペレタイズを安定に行うことができない等の問題が発生し、生産安定性に欠ける。
【0089】
一方、比エネルギーが0.20kW・hr/kgを越える場合は、溶融混練の際のせん断発熱が大きく、溶融樹脂の温度が必要以上に上昇するため、樹脂組成物の着色が顕著になるばかりか、樹脂組成物の耐衝撃性やのび特性等が低下し、さらに燃焼物滴下防止機能も低下する。本発明の方法では、好ましい比エネルギーは0.135〜0.18kW・hr/kgであり、さらに好ましくは0.14〜0.17kW・hr/kgであり、最も好ましくは0.145〜0.16kW・hr/kgの範囲である。比エネルギーは、押出機のスクリュー構成、スクリュー回転数、各成分の供給速度、シリンダー設定温度、さらには、樹脂の分子量、配合組成比等を適宜選択して制御することができる。
【0090】
本発明の方法では、有機リン化合物を前述の樹脂成分が部分的溶融状態に維持されているゾーン(b) へ供給し溶融混練を行うことにより、難燃剤である有機リン化合物の存在下で樹脂成分を混練するため、該有機リン化合物の可塑化促進作用により、樹脂成分を押出機のシリンダーの設定温度が低い場合においても効率的に可塑化することできる。このために、押出機のシリンダーの設定温度が低い場合においても比エネルギーを低く抑えて溶融混練を行うことが可能となる。機械的物性や難燃性や色調に優れた難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を得るためには、できるだけ低い樹脂温度で溶融混練を行うことが好ましく、本発明の有機リン化合物をゾーン(b) へ供給し、比エネルギーを0.13〜0.20kW・hr/kgの範囲に制御して溶融混練を行うことにより、低い樹脂温度で溶融混練を行うことが可能となる。
【0091】
(4)さらに、本発明の方法における第4の特徴は、該押出機中の樹脂の温度を300℃以下とすることである。本発明の方法においては、通常、押出機先端部のダイ付近で樹脂の温度が最高になるような条件で押出しが行われるので、ダイ付近で測定される溶融樹脂の温度を該押出機中の樹脂の最高温度とみなす。押出機中の樹脂の温度が300℃を越えると、燃焼物滴下防止機能が低下するのみならず、樹脂組成物の分解劣化が急激に進行するようになるため、溶融流動性が増大し、耐衝撃性が急激に低下する場合がある。難燃性ポリカーボネート樹脂組成物の機械的物性を向上させ、着色を抑えるためには溶融混練が可能な範囲で、押出機中の樹脂の温度をできるだけ低い温度とすることが好ましいが、樹脂の温度を低下させると、溶融樹脂の粘度の増大により、押出機の負荷を増大させることになり該樹脂組成物の生産性が低下する。従って、樹脂温度は、樹脂組成物の性能と生産性とのバランスから、好ましくは230℃〜290℃、さらに好ましくは250℃〜285℃、特に好ましくは260℃〜280℃の範囲である。
【0092】
以下に、上記した以外の好ましい製造条件に関して説明する。
本発明の方法においては、樹脂成分の押出機内滞留時間を短時間とする程、難燃性ポリカーボネート樹脂組成物の耐高温高湿性や色調を改善することができるので好ましい。該樹脂組成物において目的とされる性能を得るためには、各成分の溶融混練が十分に行われる必要があるが、一方で、溶融混練を必要以上に行うと該樹脂組成物の耐高温高湿性や色調が低下する傾向にある。従って、本発明の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物の製造方法では、樹脂成分の押出機内滞留時間を、好ましくは1〜40秒、より好ましくは5〜30秒、更に好ましくは8〜20秒とすることにより、耐高温高湿性や色調が飛躍的に改善された難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を得ることができる。尚、本発明において、樹脂成分の「押出機内滞留時間」は、押出機の樹脂成分投入位置にカラーペレットを投入し、投入直後から、ダイから着色樹脂の吐出が開始されるまでの時間として定義する。樹脂成分の押出機内滞留時間は、各成分の供給速度、スクリュー回転数、押出機のL/D(長さ/直径比)、押出機ダイ部分の空間容積等の因子に特に影響を受ける。
【0093】
本発明において樹脂成分の押出機内滞留時間を短縮するためには、押出機のL/Dは各成分の十分な溶融混練が得られる範囲においてできるだけ小さくすることが好ましく、L/Dは25〜50の範囲にあることが好ましく、より好ましくは30〜45であり、更に好ましくは35〜40である。また、押出機ダイ部分の空間容積も可能な限り小さくし、樹脂の滞留時間の増大を防ぐことが好ましい。
【0094】
さらに本発明の方法では、樹脂成分の押出機内滞留時間に対して、各成分の供給速度や押出機スクリュー回転数が影響を与えるが、本発明においては、樹脂成分の押出機内滞留時間が好ましくは40秒以下、更に好ましくは30秒以下、特に好ましくは20秒以下となるように運転条件を設定することが好ましい。押出機への各成分の供給速度は、押出機の処理能力に制限されるが、上記した範囲内で可能な限り各成分の供給速度を高めることにより、溶融樹脂温度を低減でき、さらに押出機内の樹脂成分の押出機内滞留時間を短縮できるので好ましい。一方、押出機スクリューの回転数は一般に高回転であるほど樹脂成分の押出機内滞留時間を短縮できるが、押出機スクリューの回転数を増大させると樹脂のせん断発熱が顕著となり、過度の溶融樹脂の温度上昇は得られる樹脂組成物の物性や色調に対して悪影響を及ぼすので、溶融樹脂温度を考慮して押出機のスクリュー回転数を選択するのが好ましい。
【0095】
上記のように、本発明の方法においては、該有機リン化合物の配合により溶融樹脂の可塑化を容易にし、且つ溶融樹脂の粘度を低減できるため、溶融混練におけるせん断発熱による過度の溶融樹脂温度の上昇を抑制することができる。そのため、本発明の製造方法では押出機スクリューの回転数が比較的に高い押出機の運転条件で難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を生産することが可能となる。押出機のスクリュー回転数を高くすることは溶融樹脂の搬送能力を高めこれにより上記の押出機内滞留時間を短くすることができるので、本発明の製造方法は耐高温高湿特性に優れた樹脂組成物を高い生産速度で製造することが可能となる。
【0096】
本発明の方法では、固体の樹脂成分を用いるが、その70重量%以上がペレット状の形態であることが好ましい。該樹脂成分の70重量%以上がペレット状である場合は、押出機へ樹脂成分を供給する際の樹脂成分の押出機スクリューへの食い込みが良好であり、該樹脂成分を高い供給速度で安定に供給することが可能であり、難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を高い生産速度で生産する上で好都合である。本発明では、該樹脂成分の80重量%以上がペレット状であることがより好ましく、90重量%以上がペレット状であることが更に好ましい。一方、樹脂成分の30重量%以上が粉体状である場合は、押出機へ該樹脂成分を供給する際の樹脂成分の押出機スクリューへの食い込みが悪くなり、樹脂組成物の生産速度が十分に得られない場合や、樹脂成分の供給部分でブリッジングが生じて樹脂成分やフルオロポリマーの水性ディスパージョンの安定供給が損なわれたりする場合がある。
【0097】
以下、本発明の方法を図1に参照して説明する。
図1は、本発明の方法に用いる押出機の一例の内部構造を示す説明的概略側断面図である。
図1に示す押出機は、9個のシリンダーブロックB1〜B9(押出機の最も上流のシリンダーブロックを第1シリンダーブロック、最も下流側のシリンダーブロックを第9シリンダーブロックとする)と1個のダイアダプターブロック8から構成される、かみ合い型の同方向回転2軸押出機の押出機である。図1に示す押出機のスクリューの構成に関しては、押出機スクリューエレメントを適宜組み合わせることによい所望の構成を得ることができ、さらに各シリンダーブロックは独立して温度を制御することが可能である。
図1において、a、b及びcで示されている領域がそれぞれ、樹脂成分が未溶融状態に維持されているゾーン(a) 、該樹脂成分が部分的溶融状態に維持されているゾーン(b) 、及び該樹脂成分が完全な溶融状態に維持されているゾーン(c) である。
【0098】
図1に示す押出機は、押出機の押出し方向に見て上流から下流に向かって、5個の順方向フライトスクリューエレメント10、1個の5枚の擬楕円形平板を積層してなる順方向ニーディングエレメント11、1個の5枚の擬楕円形平板を積層してなる逆方向ニーディングエレメント12、2個の順方向スクリューミキシングエレメント13、2個の5枚の擬楕円形平板を積層してなる順方向ニーディングエレメント11、2個の5枚の擬楕円形平板を積層してなるニュートラルニーディングエレメント14、1個の7枚の擬楕円形平板を積層してなる逆方向ニーディングエレメント12、1個の逆方向フライトスクリューエレメント15、3個の順方向フライトスクリューエレメント10、1個の5枚の擬楕円形平板を積層してなる順方向ニーディングエレメント11、1個の5枚の擬楕円形平板を積層してなる逆方向ニーディングエレメント12、1個の逆方向フライトスクリューエレメント15、及び4個の順方向フライトスクリューエレメント10の組み合わせからなるスクリューを有している。
また、9個のシリンダーブロックB1〜B9の設定温度は、第1シリンダーブロックB1は30〜70℃、第2シリンダーブロックB2は180〜220℃、第3シリンダーブロックB3は220〜260℃、第4シリンダーブロックB4は220〜280℃、第5〜第9シリンダーブロックB5〜B9は220〜270℃とし、ダイアダプターブロック8の設定温度は230〜270℃とする。
【0099】
本発明の方法では、樹脂成分3a(ポリカーボネートのみ、又はポリカーボネートと上記のポリカーボネート以外の樹脂)や添加剤成分3b等は重量フィーダーやベルトフィーダー等を使用してそれぞれ独立に定量的に押出機のホッパー2を経て供給口1(a')に供給される。これらの成分用の定量フィーダーの個数は特に限定されない。フルオロポリマーの水性ディスパージョンは、樹脂成分と予め混合することなく独立して、ゾーン(a) に相当する第1及び第2シリンダーブロックB1及びB2、好ましくはホッパー2下部の第1シリンダーブロックB1へ、冷却された注入用ノズル4を経て、ダイヤフラムポンプやプランジャーポンプにより、該樹脂成分の供給速度(kg/hr)に対して、0.01〜10%の供給速度(kg/hr)で連続供給される。図1において第1シリンダーブロックB1の温度は30〜70℃に設定することが好ましい。
【0100】
図1の第3〜5シリンダーブロックB3〜B5内が該樹脂成分が部分的溶融状態に維持されているゾーン(b) に相当し、溶融した樹脂成分と未溶融の樹脂成分が混在する押出機ゾーンである。有機リン化合物は予め60〜120℃に加熱し、ギアポンプあるいはプランジャーポンプにより、第4シリンダーブロックB4に装着した注入ノズル5aを通じて、供給口5(b')から、該樹脂成分の供給速度(kg/hr)に対して1〜30%の供給速度(kg/hr)で押出機へ連続供給される。該注入ノズル5aは、有機リン化合物の逆流防止用樹脂充満ゾーンIと主たる混練ゾーンIIの中間部分に設けるが、これを介して供給された有機リン化合物は、樹脂成分が溶融する過程において溶融可塑剤的な作用をし、押出機の負荷を下げ、せん断発熱を低下させることができ、高性能の樹脂組成物を高い生産速度で生産することが可能となる。
【0101】
図1において、有機リン化合物の逆流防止用樹脂充満ゾーンIは、1個の順方向ニーディングエレメント11と1個逆方向ニーディングエレメント12の組み合わせによって形成されている。このような押出機スクリュー構成により、樹脂成分の一部がせん断力により押しつぶされて溶融し、更に該逆方向ニーディングエレメントが有する上流側への樹脂移動作用により樹脂の充満率が0.7〜1.0の範囲の状態を得ることができる。これにより、図1の供給口5(b')より供給される有機リン化合物の、押出し方向に見て上流側への逆流を抑止することができる。
【0102】
図1における主たる混練ゾーンIIにおいて、樹脂成分、有機リン化合物、及びフルオロポリマー、更には所望により添加されるその他の成分が、順方向ニーディングエレメント11、ニュートラルニーディングエレメント14、逆方向ニーディングエレメント12、逆方向フライトスクリューエレメント15の組み合わせにより、樹脂充満率が1の状態で十分に溶融混練される。主たる混練ゾーンIIでの溶融混練が不十分であると、得られる樹脂組成物の品質が安定しないばかりか、ストランド切れ等の運転上のトラブルが発生して押出機を停止せざるを得なくなるなどして、連続製造の安定性が失われる。しかしながら、一方で溶融混練が過剰になりすぎると樹脂組成物の色調や、難燃性や機械的物性の低下を招くので好ましくない。
【0103】
図1におけるベントアップ防止用樹脂充満ゾーンIII では、ベント6での溶融樹脂のベントアップを防止するために樹脂の充満率を高める。図1においては、1個の順方向ニーディングエレメント11、1個の逆方向ニーディングエレメント12及び1個の逆方向フライトスクリューエレメント15の組み合わせにより、ベントアップ防止用樹脂充満ゾーンIII を形成している。このゾーンIII において、必要に応じて溶融樹脂の混練度を高めることも可能である。
図1に示すベント6によって、開放脱揮、好ましくは減圧脱揮を行うことができる。
また、必要に応じて異物除去用のスクリーン7をダイアダプターブロック8に装着する。樹脂組成物は吐出口9(c')からストランドとして押し出された後、水冷、ペレタイズされて難燃性ポリカーボネート樹脂組成物が得られる。
【0104】
本発明の製造方法において、樹脂温度はダイ付近に装着された熱電対により測定される。樹脂温度及び比エネルギーは、スクリューデザイン、原材料の供給速度、スクリュー回転数、押出機設定温度、等の運転条件により影響を受けるが、本発明においては、樹脂温度を300℃以下、比エネルギーを0.13〜0.20W・hr/kgの範囲になるようにこれらの運転条件を適宜選択し、樹脂組成物の製造を行う。
本発明の方法により得られた難燃性ポリカーボネート樹脂組成物から各種の成形品を得るための成形方法は特に限定されないが、例えば、押し出し成形、圧縮成形、射出成形、ガスアシスト成形等が挙げられ、中でも射出成形が好ましい。成形品の例としては、ノート型パソコン筐体、パソコンモニター、コピー機、プリンター、複写機等のOA機器の筐体、OA機器シャーシ、携帯電話のハウジング等が挙げられる。
【0105】
【発明の実施の形態】
以下、実施例及び比較例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、何らこれに限定されるものではない。
なお、実施例及び比較例においては、以下の成分を用いてポリカーボネート樹脂組成物を製造した。
1.ポリカーボネート
(PC−1)
ビスフェノールAとジフェニルカーボネートから、溶融エステル交換法により製造されたペレット状のビスフェノールA系ポリカーボネート
(重量平均分子量(Mw)=21,000、フェノール性末端基比率(フェノール性末端基が全末端基数に占める割合)=33%)
(PC−2)
ホスゲン法により製造されたペレット状のビスフェノールA系ポリカーボネート〔三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製、商品名「ユーピロンS−2000」と商品名「ユーピロンH−4000」のペレット混合物(S−2000/H−4000=65/35(重量比))〕
2.ゴム変性スチレン系共重合体
【0106】
(ABS−1)
ペレット状のブタジエンゴム含有量が22重量%であるアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂〔台湾国、奇美実業製ABS樹脂(商品名:PA709N)〕
(ABS−2)
パウダー状のアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体〔三菱レーヨン(株)製ABS樹脂(商品名:RC)〕
【0107】
(SAN)
アクリロニトリル単位25.0重量%、スチレン単位75.0重量%からなるペレット状のアクリロニトリル・スチレン共重合体(Mw=130,000)
(MBS−1)
パウダー状のメチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体〔三菱レーヨン(株)製MBS樹脂(商品名:メタブレンC−223A)〕
(MBS−2)
パウダー状のメチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン共重合体〔台湾国、台湾プラスチックス製MBS樹脂(商品名:M−51)〕
【0108】
3.有機リン化合物
(フォスフェート−1)
前記式(1)で表される有機リン化合物オリゴマーであって、置換基Ra 、Rb 、Rc 、及びRd が全てフェニル基であり、重量平均縮合度(N)が1.12であり、酸価が0.45mgKOH/gであるもの。
(フォスフェート−2)
前記式(1)で表される有機リン化合物オリゴマーであって、置換基置換基Ra 、Rb 、Rc 、及びRd が全てフェニル基であり、重量平均縮合度(N)が1.08であり、酸価が0.01mgKOH/gであるもの。
(フォスフェート−3)
大八化学工業(株)製、CR733S(商品名)(酸価、0.05mgKOH/g)
【0109】
4.フルオロポリマー水性ディスパージョン(Dis. PTFE)
三井デュポンフロロケミカル(株)製、水性PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)ディスパージョン(商品名:テフロン30J)(ポリテトラフルオロエチレン含有量=60wt%)
5.その他の成分
(添加剤−1)
n−オクタデシル−3−(3’,5’−ジターシャリーブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート(スイス国、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、商品名:IRGANOX 1076)
(添加剤−2)
トリス(2,4−ジターシャリーブチルフェニル)ホスファイト(スイス国、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、商品名:IRGAFOS 168)
【0110】
【実施例1】
図2に示す構造を有する2軸押出機(TEM−58SS、L/D=37、東芝機械(株)社製)で溶融混練を行い、難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を製造した。
図2に示す押出機のスクリュー構成は、押出し方向に見て上流から下流に向かって、5個の順方向フライトスクリューエレメント10、1個の5枚の擬楕円形平板を積層してなる順方向ニーディングエレメント11、2個の順方向スクリューミキシングエレメント13、3個の5枚の擬楕円形平板を積層してなる順方向ニーディングエレメント10、2個の5枚の擬楕円形平板を積層してなるニュートラルニーディングエレメント14、1個の7枚の擬楕円形平板を積層してなる逆方向ニーディングエレメント12、1個の逆方向フライトスクリューエレメント15、4個の順方向フライトスクリューエレメント10、1個の5枚の擬楕円形平板を積層してなる順方向ニーディングエレメント11、1個の7枚の擬楕円形平板を積層してなる逆方向ニーディングエレメント12、及び、4個の順方向フライトスクリューエレメント10の組み合わせとした。
また、9個のシリンダーブロックB1〜B9の設定温度に関しては、第1シリンダーブロックB1は50℃、第2シリンダーブロックB2は220℃、第3シリンダーブロックB3は250℃、第4シリンダーブロックB4は260℃、第5〜第9シリンダーブロックB5〜B9は250℃とし、ダイアダプターブロック8の設定温度は250℃とした。
【0111】
ペレット状のポリカーボネート樹脂(PC−1)3aを560kg/hrで、ペレット状のアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂(ABS−1)3bを120kg/hrで、パウダー状のメチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン共重合体(MBS−1)3cを20kg/hrで、更に、添加剤1と添加剤2のパウダー混合物3d(添加剤−1:添加剤−2=10:1)を0.7kg/hrでホッパー2を介して供給口1(a')に連続供給した。また、10℃に冷却されたフルオロポリマーの水性ディスパージョン(Dis. PTFE)を循環式冷媒により10℃に冷却された注入用ノズル4を介して、ダイヤフラムポンプにより3.5kg/hrの供給速度で供給口1(a')より連続供給した。図2において符号aで示すゾーンが本発明におけるゾーン(a) であり、供給口1(a')から目視にて、樹脂成分が溶融していないことを確認した。
さらに、有機リン化合物(フォスフェート−1)を予め80℃に加熱した後、プランジャーポンプを用いて、注入用ノズル5aから100kg/hrの供給速度で供給口5(b')へ連続供給した。尚、図2において符号bで示すゾーンが本発明におけるゾーン(b) であり、シリンダーブロックB4に設けたのぞき窓(図示しない)により樹脂成分が部分的溶融状態であることを目視にて確認した。
【0112】
図2中のゾーンIは、樹脂充満率を高めることにより、供給口5(b')から供給された有機リン化合物の逆流を防ぐために上記順方向ニーディングエレメント11が配置されてなる「有機リン化合物の逆流防止用樹脂充満ゾーンI」である。ゾーンIIは、3個の順方向ニーディングエレメント10、2個のニュートラルニーディングエレメント14、1個の逆方向ニーディングエレメント12、1個の逆方向フライトスクリューエレメント15が配置されてなる「主たる混練ゾーンII」である。また、ゾーンIII は、樹脂充満率を高めることにより、ベント6から溶融樹脂が流出することを防ぐために1個の順方向ニーディングエレメント11、1個の逆方向ニーディングエレメント12が配置されてなる「ベントアップ防止用樹脂充満ゾーンIII」である。
押出機スクリューの回転数は480rpmとし、さらに、ベント6より50mmHgで減圧脱揮を行った。また、ダイアダプターブロック8に120メッシュのスクリーン7を装着した。吐出口9(c')より押出された樹脂組成物のストランドを水冷し、ペレット化を行うことにより難燃性ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを得た。
【0113】
実施例1における運転結果、並びに得られた樹脂組成物物性を以下の方法で評価した。
(1)ダイ部の溶融樹脂温度
ダイ付近での溶融樹脂温度を熱電対により測定した。
(2)比エネルギー
押出機のスクリュー用モーターの出力(kW)を樹脂組成物の生産速度(kg/hr)で除して求めた。(単位:kW・hr/kg)
(3)スクリーン詰まり発生
1時間の連続運転を行った後に、押出機のダイアダプターブロック8に取り付けた120メッシュのスクリーン7の目詰まり状態を目観察した。
○:スクリーンの目詰まりが認められない。
△:スクリーンの目詰まりがやや認められる。
×:スクリーンの目詰まりが激しい。このため、運転中にスクリーンの破損が生じたり、溶融樹脂圧力が許容値を超えるために運転を中止せざるを得なくなることがある。
【0114】
(4)押出しストランドのストランド切れ発生
直径4.5mm、25穴のダイから押出された樹脂組成物の押出しストランドの連続引き取り安定性を評価した。
○:1時間の連続運転において押出しストランドのストランド切れが全く生じない。
△:1時間の連続運転中に、時々押出しストランドのストランド切れが生じる。
×:押出しストランドのストランド切れが頻繁に生じるため、安定に連続してペレット化を行うことができない。
(5)難燃性
得られたペレットを乾燥し、シリンダー温度260℃、金型温度60℃に設定した射出成形機(オートショット50D、ファナック社製)で成形し、燃焼試験用の短冊形状成形体(厚さ1/16インチ)を作成し、UL94規格20MM垂直燃焼試験(V−0、V−1またはV−2に分類する(難燃性の程度:V−0>V−1>V−2))に基づいて難燃性レベルを評価した。
【0115】
(6)色調
スガ試験機カラーコンピューター、モデルSM5色差計により組成物のイエローインデックス(YI)を測定した。
(7)メルトフローレート(MFR)
ASTM−D1238に準じて、260℃、2.16kg荷重条件で測定した。(単位:g/10min)
(8)Izod衝撃強度
ASTM−D256に準じて、1/8インチ厚、ノッチ付きで測定した。試験片はシリンダー温度240℃、金型温度60℃に設定した射出成形機で成形した。(単位:kgf・cm/cm)
結果を表1に示す。
表1に示すように、実施例1は有機リン化合物により難燃化された難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を、低い溶融樹脂温度、低い比エネルギーで、スクリーンの詰まりや押出しストランドのストランド切れが発生することなく、連続的に安定に製造できることがわかる。さらに、得られた樹脂組成物は、難燃性能と色調と機械的物性がいずれも優れている。
【0116】
【比較例1、2】
比較例1はフルオロポリマー水性ディスパージョンの供給を図2の供給口5' から行った以外は実施例1と同様にして、また、比較例2は難燃剤の供給を供給口5' から行った以外は実施例1と同様にして、それぞれ難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を製造した。尚、比較例1では、図2の5' の位置でシリンダーブロックに開口部を設けて、フルオロポリマー水性ディスパージョンをこの開口部に直接供給した。また、比較例2では図2の5' の位置に難燃剤用の注入ノズル5' aを設けて、これを介して難燃剤を供給した。図2の5' の位置は、主たる混練ゾーンIIよりも押出し方向に見て下流であり、5' の位置においては未溶融物は全く存在しないことが、上記の開口部から目視にて観察された(即ち、供給口5' はゾーン(c)に直接連通している)。
【0117】
比較例1及び2の運転結果、並びに得られた樹脂組成物の物性を実施例1と同様の方法で評価した。結果を表1に示す。
比較例1は溶融樹脂温度と比エネルギーが実施例1に比べて高いことがわかる。比較例1は、フルオロポリマーの凝集物によるスクリーン詰まりが短時間におこり、さらに運転中に押出しストランドのストランド切れが頻繁におこり、生産安定性が劣っていた。さらに、比較例1で得られた組成物は実施例1と比較して色調(YI)が劣り、さらに難燃性能やIzod衝撃強度が劣っていた。
比較例2は樹脂温度が本発明の範囲外となり、比エネルギーも実施例1に較べて高い値となった。スクリーン詰まりは見られなかったが押出しストレンド切れがしばしば生じた。得られた樹脂組成物は実施例1と比較して色調や難燃性や耐衝撃性が劣っていた。更にMFRが実施例1に較べて高い値となったが、これは混練による樹脂の劣化を示唆する。
【0118】
【比較例3】
実施例1で使用したのと同様の原料成分を使用し、樹脂成分と添加剤混合物並びにフルオロポリマー水性ディスパージョン(Dis.PTFE)を、予めタンブラーにより10分間混合した後、その混合物を供給口1(a')より700kg/hrで連続供給した。ここで、ブレンド組成は実施例1と同じであり、PC−1:ABS−1:MBS−1:添加剤混合物:Dis.PTFE=80:17:3:0.1:0.5(重量比)である。有機リン化合物は実施例1と同様に供給口5(b')から100kg/hrの供給速度で連続供給した。その他の条件は実施例1と同様にして難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を製造した。
比較例3における運転結果、並びに得られた樹脂組成物の物性を実施例1と同様の方法で評価した。結果を表1に示す。
比較例3は運転中に押出しストランドのストランド切れがしばしば発生し、ペレット化を安定に連続的に行うことができなかった。また、1時間の運転後にスクリーン詰まり発生状況を観察した結果、目詰まりが観察された。更に、得られた樹脂組成物は燃焼物の滴下防止が不充分であり、難燃性に劣っていた。
【0119】
【表1】
【0120】
【実施例2】
スクリュー回転数を400rpmとし、樹脂組成物の生産速度を600kg/hr(但し、各原料成分の押出機への供給速度の比は実施例1と同じ)とした以外は実施例1と同じ条件で難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を製造した。
実施例2における運転結果、並びに得られた樹脂組成物の物性を実施例1と同様の方法で評価した。結果を表2に示す。
【0121】
【実施例3】
スクリュー回転数を700rpmとし、樹脂組成物の生産速度を1,000kg/hrとした以外は実施例1と同じ条件で難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を製造した。
実施例3における運転結果、並びに得られた樹脂組成物の物性を実施例1と同様の方法で評価した。結果を表2に示す。
【0122】
【比較例4】
有機リン化合物の供給を図2中の供給口5' から行った以外は全て実施例2と同じ条件で難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を製造した。
比較例4における運転結果、並びに得られた樹脂組成物の物性を実施例1と同様の方法で評価した。結果を表2に示す。
比較例4は実施例2と同じスクリュー回転数と樹脂組成物の生産速度であるが、溶融樹脂温度が高く、更に比エネルギーが高いことがわかる。比較例4の運転では、生産開始後、数分間経過した後に押出機の過剰負荷のために生産を停止せざるを得ず、実施例2と同じ生産速度で運転することができなかった。また、得られた樹脂組成物は難燃性と耐衝撃性と色調が実施例2の結果と比べていずれも劣っている。
【0123】
【実施例4】
スクリュー回転数を200rpmとし、樹脂組成物の生産速度を400kg/hrに変更した以外は実施例2と同じ条件で難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を製造した。
実施例4における樹脂組成物製造における運転結果、並びに得られた樹脂組成物の物性を実施例1と同様の方法で評価した。結果を前記表2に示す。
【0124】
【表2】
【0125】
【実施例5】
図2に示す押出機を用いて、ポリカーボネート樹脂(PC−1)3aを560kg/hrで、ペレット状のアクリロニトリル−スチレン共重合体(SAN)3bを70kg/hrで、パウダー状のアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂(ABS−2)とMBS−1の70/30(重量比)混合物3cを70kg/hrで、さらに、添加剤−1と添加剤−2の混合物3d(添加剤−1:添加剤−2=10:1)を0.7kg/hrでそれぞれ供給口1(a')に連続供給する以外は、実施例1と同じ条件で難燃性ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを製造した。
実施例5における運転結果、並びに得られた樹脂組成物の物性を実施例1と同様の方法で評価した。結果を表3に示す。
【0126】
【実施例6】
難燃剤を酸価が0.01mgKOH/gである有機リン化合物(フォスフェート−2)に変更した以外は、実施例5と同じ条件で難燃性ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを製造した。
実施例6における運転結果、並びに得られた樹脂組成物の物性を実施例1と同様の方法で評価した。結果を表3に示す。
実施例6では、得られた組成物の色調及びIzod衝撃強度が特に優れていた。
【0127】
【比較例5】
スクリュー回転数を900rpmにした以外は実施例5と同じ条件で難燃性ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを製造した。
比較例5における運転結果、並びに得られた樹脂組成物の物性を実施例1と同様の方法で評価した。結果を表3に示す。比較例5は溶融樹脂温度及び比エネルギーが本発明の範囲外である。比較例5で得られた樹脂組成物は難燃性、色調、及びIzod衝撃強度が劣る。
【0128】
【比較例6】
第4および第5シリンダーブロックB4及びB5における3個の順方向ニーディングエレメント11を、3個のニュートラルニーディングエレメントに変更した以外は実施例5と同じ条件で難燃性ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを製造した。
比較例6における運転結果、並びに得られた樹脂組成物の物性を実施例1と同様の方法で評価した。結果を表3に示す。比較例6は溶融樹脂温度が本発明の範囲外である。比較例6で得られた樹脂組成物は実施例5と較べて、難燃性、色調、及びIzod衝撃強度が劣る。
【0129】
【比較例7】
第3シリンダーブロックB3における順方向ニーディングエレメント11を順方向フライトスクリューエレメントに変更し、第4および第5シリンダーブロックB4、B5における3個の順方向ニーディングエレメント11、2個のニュートラルニーディングエレメント14、1個の逆方向ニーディングエレメント12、及び1個の逆方向フライトスクリューエレメント15を、3個の順方向フライトスクリューエレメントと1個のニュートラルニーディングエレメントに変更し、更に、第7および第8シリンダーブロックB7、B8における1個の順方向ニーディングエレメント11と1個の逆方向ニーディングエレメント12を1個の順方向フライトスクリューエレメントに置き換えた以外は実施例5と同じ条件で難燃性ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを製造した。
比較例7における運転結果、並びに得られた樹脂組成物の物性を実施例1と同様の方法で評価した。結果を表3に示す。比較例7は比エネルギーが本発明の範囲外である。比較例7で得られた樹脂組成物は難燃性、色調、及びIzod衝撃強度が劣る。また、溶融混練不良のためストランドのストランド切れが多発し、ペレット化を安定に行うことができなかった。
【0130】
【比較例8】
フルオロポリマーの水性ディスパージョン(Dis. PTFE)の温度を35℃とした以外は実施例5と同じ条件で難燃性ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを製造した。
比較例8では運転中にフルオロポリマーの水性ディスパージョンの輸送ポンプ内部、及び送液ライン内部にPTFEの凝集物が発生し、フルオロポリマー水性ディスパージョンの連続安定供給を行うことができなかった。
【0131】
【表3】
【0132】
【実施例7】
図2に示す押出機を用いて、ポリカーボネート樹脂(PC−2)3aを560kg/hrで、ペレット状のABS−1とSANの83/17(重量比)混合物3bを120kg/hrで、パウダー状のメチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン共重合体(MBS−2)3cを20kg/hrで、さらに、添加剤−1と添加剤−2の混合物3d(添加剤−1:添加剤−2=10:1)を0.7kg/hrでそれぞれ供給口1(a')に連続供給し、さらに有機リン化合物をフォスフェート−2とする以外は、実施例1と同じ条件で難燃性ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを製造した。
ダイ部の溶融樹脂温度及び樹脂組成物の難燃性を実施例1と同様の方法で評価した。
更に、樹脂の押出機内滞留時間、80℃、95RH%環境下でのノッチ付き1/8”アイゾット強度変化、及び80℃、95RH%環境下での色調変化を以下の方法で評価した。
【0133】
1)樹脂の押出機内滞留時間
押出機への各原料成分の供給が安定した後、樹脂成分供給口1(a')より黒のカラーマスターバッチのペレットを2〜3個投入し、投入直後から押出機のダイ部より着色溶融樹脂が現れるまでの時間をストップウオッチにより計測した。(単位:秒)
2)80℃、95RH%環境下でのノッチ付き1/8”アイゾット強度変化
1/8インチ厚の試験用短冊片をシリンダー温度240℃、金型温度60℃に設定した射出成形機で成形した。試験短冊片を高温高湿環境下(80℃、95RH%)に曝し、アイゾット強度の経時変化をASTM−D256に準じて、1/8インチ厚、ノッチ付きで測定した。(単位:kgf ・cm/cm)
【0134】
3)80℃、95RH%環境下での色調変化
1/8インチ厚の試験用短冊片をシリンダー温度240℃、金型温度60℃に設定した射出成形機で成形した。試験短冊片を高温高湿環境下(80℃、95RH%)に曝し、イエローインデックス(YI)の経時変化をスガ試験機カラーコンピューター「モデルSM5色差計」により測定した。
結果を表4に示す。
表4に示すように、実施例7で製造された樹脂組成物は高温高湿環境下に曝された場合において、耐衝撃強度の経時劣化が遅く、且つ、YI値の増大が小さく色調変化が小さいことがわかる。
【0135】
【実施例8】
有機リン化合物をフォスフェート−1に変更する以外は、全て実施例7と同じ条件で樹脂組成物を製造した。
実施例8における運転結果、並びに得られた樹脂組成物の物性を実施例7と同様の方法で評価した。結果を表4に示す。
【実施例9】
有機リン化合物をフォスフェート−3に変更する以外は、全て実施例7と同じ条件で樹脂組成物を製造した。
実施例9における運転結果、並びに得られた樹脂組成物の物性を実施例7と同様の方法で評価した。結果を表4に示す。
【0136】
【実施例10】
図2に示す押出機を用いて、ポリカーボネート樹脂(PC−2)3aを140kg/hrで、ペレット状のABS−1とSANの83/17(重量比)混合物3bを30kg/hrで、パウダー状のメチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン共重合体(MBS−2)3cを5kg/hrで、さらに、添加剤−1と添加剤−2の混合物3d(添加剤−1:添加剤−2=10:1)を0.17kg/hrでそれぞれ供給口1(a')に連続供給し、Dis. PTFEの供給速度を0.87kg/hr、ホスフェート−2の供給速度を25kg/hrとし、押出機シリンダーブロックの設定温度は実施例7と同じとし、スクリュー回転数を350rpmとして、難燃性ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを製造した。
実施例10における運転結果、並びに得られた樹脂組成物の物性を実施例7と同様の方法で評価した。結果を表4に示す。
【0137】
【表4】
【0138】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、難燃性ポリカーボネート樹脂組成物の製造を、押出機の負荷を小さくし、そして溶融樹脂の過度な発熱を防止し、且つ高い生産速度で行うことができるだけでなく、フルオロポリマー凝集物に起因する異物除去用のスクリーンの詰まりや押出しストランドのストランド切れ等の生産上のトラブルが生ずることなく長期にわたって安定に連続的に行うことができる。更に、本発明の方法によれば、該組成物中の該フルオロポリマーの分散性が高められることにより、難燃性と機械的物性が共に優れ、且つ外観や色調にも優れた難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を得ることができるので、工業的に極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法に用いる押出機の一例の内部構造を示す説明的概略側断面図である。
【図2】実施例及び比較例において用いられた押出機の内部構造を示す説明的概略側断面図である。
【図3】図3(a) は押出機の回転軸に取付けた順方向フライトスクリューエレメントを、押出機の吐出口(c')の方向から見た概略図であり、図3(b) は上記順方向フライトスクリューエレメントの概略側面図である。
【図4】図4(a) は押出機の回転軸に取付けた逆方向フライトスクリューエレメントを、押出機の吐出口(c')の方向から見た概略図であり、図4(b) は上記逆方向フライトスクリューエレメントの概略側面図である。
【図5】図5(a) は押出機の回転軸に取付けた順方向ニーディングエレメントを、押出機の吐出口(c')の方向から見た概略図であり、図5(b) は上記順方向ニーディングエレメントの概略側面図である。
【図6】図6(a) は押出機の回転軸に取付けた逆方向ニーディングエレメントを、押出機の吐出口(c')の方向から見た概略図であり、図6(b) は上記逆方向ニーディングエレメントの概略側面図である。
【図7】図7(a) は押出機の回転軸に取付けたニュートラルニーディングエレメントを、押出機の吐出口(c')の方向から見た概略図であり、図7(b) は上記ニュートラルニーディングエレメントの概略側面図である。
【図8】図8(a) は押出機の回転軸に取付けた順方向スクリューミキシングエレメントを、押出機の吐出口(c')の方向から見た概略図であり、図8(b) は上記順方向スクリューミキシングエレメントの概略側面図である。
【図9】図9(a) は押出機の回転軸に取付けた逆方向スクリューミキシングエレメントを、押出機の吐出口(c')の方向から見た概略図であり、図9(b) は上記逆方向スクリューミキシングエレメントの概略側面図である。
【図10】図10(a) は押出機の回転軸に取付けたシールリングエレメントを、押出機の吐出口(c')の方向から見た概略図であり、図10(b) は上記シールリングエレメントの概略側面図である。
【符号の説明】
a 樹脂成分が未溶融状態に維持されているゾーン(a)
b 該樹脂成分が部分的溶融状態に維持されているゾーン(b)
c 該樹脂成分が完全な溶融状態に維持されているゾーン(c)
I ゾーン(b) に供給した有機リン化合物がゾーン(a) に逆流することを防ぐためのゾーン(b−1)
II 樹脂成分、フルオロポリマーの水性ディスパージョン及び有機リン化合物を混練するためのゾーン
III 溶融樹脂がベントから流出すること(樹脂のベントアップ)を防ぐためのゾーン
B1〜B9 第1〜第9シリンダーブロック
1(a') 樹脂成分及びフルオロポリマーの水性ディスパージョンの供給口(a')
2 ホッパー
3a ポリカーボネート
3b、3c及び3d ポリカーボネート以外の樹脂、又は添加剤
4 フルオロポリマーの水性ディスパージョン供給用ノズル
5(b') 有機リン化合物の供給口(b')
5a 有機リン化合物供給用ノズル
5' フルオロポリマーの水性ディスパージョン又は有機リン化合物の供給口(従来技術)
5'a フルオロポリマーの水性ディスパージョン又は有機リン化合物の供給用ノズル(従来技術)
6 ベント
7 スクリーン
8 ダイアダプターブロック
9(c') 難燃性ポリカーボネート樹脂組成物の吐出口(c')
10 順方向フライトスクリューエレメント
11 順方向ニーディングエレメント
12 逆方向ニーディングエレメント
13 スクリューミキシングエレメント
14 ニュートラルニーディングエレメント
15 逆方向フライトスクリューエレメント
16 スクリュー回転軸
17 回転軸の軸線
18 押出機の吐出口(c')の側から見た回転軸の回転方向
S1〜S5 図5〜7に示すニーディングエレメントを構成する擬楕円形板

Claims (10)

  1. 主としてポリカーボネートからなる樹脂成分、フルオロポリマーの水性ディスパージョン、及び有機リン化合物をスクリュー押出機を用いて混練して難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を製造する方法であって、該スクリュー押出機として、ゾーン(a) 、ゾーン(b) 及びゾーン(c) が押出し方向に見てこの順序に配置されてなり、該ゾーン(a) は該樹脂成分及び該フルオロポリマーの水性ディスパージョンのための1つ又は複数の供給口(a')と直接連通しており、該ゾーン(b) は該有機リン化合物のための供給口(b')と直接連通しており、該ゾーン(c) は該難燃性ポリカーボネート樹脂組成物の吐出口(c')と直接連通している押出機を用い、(1)該樹脂成分を供給口(a')を介してゾーン(a) に連続的に供給し、一方、該フルオロポリマーの水性ディスパージョンを、該樹脂成分とは別に、該樹脂成分の供給に用いたのと同じ供給口(a')または該樹脂成分の供給に用いたのとは異なる供給口(a')を介してゾーン(a) に連続的に供給すると共に、該有機リン化合物を供給口(b')を介してゾーン(b) に連続的に供給し、該樹脂成分の供給速度(kg/hr)に対して、該フルオロポリマーの水性ディスパージョンの供給速度(kg/hr)が0.01〜10%であり、該樹脂成分の供給速度(kg/hr)に対して該有機リン化合物の供給速度(kg/hr)が1〜30%であり、該樹脂成分、該フルオロポリマーの水性ディスパージョン及び該有機リン化合物を、混練しながらゾーン(c) を経て該吐出口(c')に向かって押出し、その際、ゾーン(a) においては該樹脂成分を未溶融状態に維持し、ゾーン(b) においては該樹脂成分を部分的溶融状態に維持し、ゾーン(c) においては該樹脂成分を完全に溶融状態に維持し、該押出しを、該押出機中の樹脂の温度が300℃以下であって、該難燃性樹脂組成物を1kg/hrの速度で製造するために消費されるスクリュー押出機運転モーターの出力エネルギー(kW)として定義される比エネルギーが0.13〜0.20kW・hr/kgである条件下で行い、それにより、難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を生成し、(2)該難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を上記吐出口(c')より抜き出す、ことを特徴とする該難燃性ポリカーボネート樹脂組成物の製造方法。
  2. 該押出機が2軸押出機であることを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
  3. 該押出機において、スクリュー回転数が200rpm以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の製造方法。
  4. 該ゾーン(b) に供給した有機リン化合物が該ゾーン(a) に逆流することを防ぐためのゾーンであって、該ゾーン(b) 内の、該押出機の押出し方向に見て有機リン化合物供給位置の上流側に配置されたゾーンIにおいて、該押出機の内部空間における該樹脂成分の容積比として定義される樹脂充満率を増加させ、且つ該樹脂成分、該フルオロポリマーの水性ディスパージョン及び該有機リン化合物の混練を、主として、該押出機の押出し方向に見て有機リン化合物供給位置の下流側の領域において行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。
  5. 該樹脂成分が、ポリカーボネートとゴム変性スチレン系樹脂とからなることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法。
  6. 該押出機に供給される該樹脂成分の70重量%以上がペレット状であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法。
  7. 該押出機のゾーン(a) に供給されるフルオロポリマーの水性ディスパージョンの温度が5〜30℃であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の製造方法。
  8. 該押出機のゾーン(b) に供給される該有機リン化合物の酸価が1mgKOH/g以下であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の製造方法。
  9. 該押出機のゾーン(b) に供給される該有機リン化合物の酸価が0.1mgKOH/g以下であることを特徴とする請求項8に記載の方法。
  10. 該有機リン化合物が、下記式(1)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3900910A4 (en) * 2019-11-25 2022-03-16 LG Chem, Ltd. EXTRUDING DEVICE
EP3900909A4 (en) * 2019-11-25 2022-03-23 LG Chem, Ltd. Extrusion device
WO2024170338A1 (de) * 2023-02-17 2024-08-22 Bühler AG Extruder mit dichtelement und verfahren zur herstellung eines nahrungsmittels

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010134208A1 (ja) * 2009-05-20 2010-11-25 日世株式会社 エクストルーダーおよびそれを用いた生分解性発泡成形物の原料の製造方法
JP5564269B2 (ja) * 2010-01-08 2014-07-30 三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 成形用原料ペレットの製造方法
JP2011168633A (ja) * 2010-02-16 2011-09-01 Mitsubishi Engineering Plastics Corp ポリカーボネート樹脂組成物の製造方法、およびそれからなる成形品
JP2011178954A (ja) * 2010-03-03 2011-09-15 Dow Corning Toray Co Ltd ペレット及びその製造方法
JP5998568B2 (ja) * 2012-03-28 2016-09-28 三菱化学株式会社 ポリカーボネート樹脂組成物の製造方法
WO2015121386A1 (de) * 2014-02-13 2015-08-20 Sika Technology Ag Verfahren zur herstellung gebrauchsfertiger weich-pvc-folien oder profile
EP4173793A4 (en) * 2020-06-30 2024-07-24 Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation METHOD FOR PRODUCING A PELLET COMPOSED OF FIRE-RETARDANT POLYCARBONATE RESIN
EP4434710A1 (en) * 2021-11-16 2024-09-25 Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation Method for producing flame retardant polycarbonate resin composition pellets
JP7652997B1 (ja) * 2023-06-28 2025-03-27 三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 ポリカーボネート樹脂組成物ペレットの製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5536780A (en) * 1993-08-20 1996-07-16 General Electric Company Process for the manufacture of low gloss resins
JP3905193B2 (ja) * 1997-09-24 2007-04-18 旭化成ケミカルズ株式会社 滴下防止性に優れた難燃樹脂組成物の製造方法
JP3638806B2 (ja) * 1998-12-14 2005-04-13 出光興産株式会社 難燃性ポリカーボネート樹脂組成物及び成形品
JP4518601B2 (ja) * 1999-11-05 2010-08-04 旭化成ケミカルズ株式会社 難燃剤組成物とそれを用いた樹脂組成物の製造法
JP2002003612A (ja) * 2000-06-21 2002-01-09 Asahi Kasei Corp ポリカーボネート系難燃樹脂組成物の製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3900910A4 (en) * 2019-11-25 2022-03-16 LG Chem, Ltd. EXTRUDING DEVICE
EP3900909A4 (en) * 2019-11-25 2022-03-23 LG Chem, Ltd. Extrusion device
WO2024170338A1 (de) * 2023-02-17 2024-08-22 Bühler AG Extruder mit dichtelement und verfahren zur herstellung eines nahrungsmittels

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