CN102906195A - 聚碳酸酯树脂组合物及聚碳酸酯树脂成型体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供聚碳酸酯树脂组合物及聚碳酸酯树脂成型体,该聚碳酸酯树脂组合物可以提供光的透射率及扩散性高、可以抑制黄变、薄壁阻燃性高的成型体,该聚碳酸酯树脂成型体是对该聚碳酸酯树脂组合物进行成型加工而得的。本发明提供阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,其特征在于,粘均分子量为17,000以上,相对于包含(A-1)支链状聚碳酸酯10~100质量份及(A-2)芳香族聚碳酸酯90~0质量份的(A)聚碳酸酯100质量份,含有(B)光扩散剂0.1~5质量份、(C)阻燃剂0.01~1.0质量份、(D)聚四氟乙烯0~0.5质量份、(E)聚有机硅氧烷0~2质量份,此外,还提供对该聚碳酸酯树脂组合物进行成型加工而得的聚碳酸酯树脂成型体。
Description
技术领域
本发明涉及聚碳酸酯树脂组合物及聚碳酸酯树脂成型体,特别涉及可以提供光的透射率及扩散性高、可以抑制黄变、薄壁阻燃性高的成型体的聚碳酸酯树脂组合物、以及对该聚碳酸酯树脂组合物进行成型加工而得的聚碳酸酯树脂成型体。
背景技术
近年来,作为在LED照明等中使用的树脂制照明机器扩散罩等需要有设计性和高阻燃性,对于阻燃性来说要求满足美国UNDERWRITERS LABORATORIES-94(以下记作UL-94)中的V-0标准的高阻燃性。对于V-0标准,随着制品厚度变薄,难度提高,为了设计性而减薄成型品厚度的事例也可以经常看到,近年中要求在1.0mm以下来满足V-0标准的高难度的阻燃性。
作为提高阻燃性的技术,例如在专利文献1及2中,有通过在聚碳酸酯树脂中使用光扩散剂及阻燃剂、聚四氟乙烯来赋予高阻燃特性及光学特性的记述,然而对于阻燃特性来说并不充分,对于光学特性来说也没有提及由添加聚四氟乙烯造成的发黄着色。
此外,专利文献1及2中使用了磷系阻燃剂,然而对于作为聚碳酸酯的特征的、由使用磷系阻燃剂造成的聚碳酸酯的耐热性的降低却没有提及。
在先技术文件
专利文件
专利文献1:日本特开2009-108281号公报
专利文献2:日本特开2006-143949号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明是为了解决所述的问题而完成的,其目的在于,提供聚碳酸酯树脂组合物及聚碳酸酯树脂成型体,该聚碳酸酯树脂组合物可以提供光的透射率及扩散性高、可以抑制黄变、薄壁阻燃性高的成型体,该聚碳酸酯树脂成型体是对该聚碳酸酯树脂组合物进行成型加工而得的。
解决课题的手段
本发明人等为了达成所述目的,反复进行了深入研究,结果发现,以支链状聚碳酸酯作为必需成分,利用下述的配合组成可以达成所述的目的,从而完成了本发明。
即,本发明提供以下的发明。
(1)一种阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,其特征在于,粘均分子量为17,000以上,相对于包含(A-1)支链状聚碳酸酯10~100质量份及(A-2)芳香族聚碳酸酯90~0质量份的(A)聚碳酸酯100质量份,含有(B)光扩散剂0.1~5质量份、(C)阻燃剂0.01~1.0质量份、(D)聚四氟乙烯0~0.5质量份、(E)聚有机硅氧烷0~2质量份。
(2)根据(1)所述的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,其特征在于,相对于(A)成分100质量份,含有(F)抗氧化剂0.01~1.0质量份。
(3)根据(1)或(2)所述的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,其中,(C)成分是有机碱金属盐和/或有机碱土金属盐。
(4)根据(1)~(3)中任一项所述的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,其中,(D)成分是水性分散型的聚四氟乙烯。
(5)根据(1)~(3)中任一项所述的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,其中,(D)成分是被实施了丙烯酰基被覆的聚四氟乙烯。
(6)根据(1)~(5)中任一项所述的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,其中,(E)成分是具有苯基、甲氧基及乙烯基的聚有机硅氧烷。
(7)根据(1)~(6)中任一项所述的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,其中,(A-1)成分是具有由以下述通式(I)表示的支化剂衍生出的支链核结构的支链状聚碳酸酯,
[化1]
通式(I)中,R是氢或者碳数1~5的烷基,R1~R6各自独立地为氢、碳数1~5的烷基或者卤素原子。
(8)根据(7)所述的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,其中,在(A-1)成分中,所述通式(I)所示的支化剂的使用量相对于作为(A-1)成分的原料的二元酚化合物为0.01~3.0摩尔%的范围。
(9)根据(7)或(8)所述的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,其中,所述通式(I)所示的支化剂是1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷。
(10)根据(9)所述的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,其中,1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷的使用量相对于作为(A-1)成分的原料的二元酚化合物为0.2~2.0摩尔%的范围。
(11)根据(10)所述的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,其中,其是粘均分子量为17,000以上且小于22,000的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,在(A-1)成分中,1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷的使用量相对于作为(A-1)成分的原料的二元酚化合物为0.2摩尔%以上且小于1.0摩尔%的范围,(D)成分的含量相对于(A)成分100质量份为0.03~0.5质量份。
(12)根据(10)所述的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,其中,其是粘均分子量为17,000以上且小于22,000的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,在(A-1)成分中,1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷的使用量相对于作为(A-1)成分的原料的二元酚化合物为1.0摩尔%以上且小于1.5摩尔%的范围,(D)成分的含量相对于(A)成分100质量份为0.01~0.5质量份。
(13)根据(9)所述的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,其中,在(A-1)成分中,1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷的使用量相对于作为(A-1)成分的原料的二元酚化合物为1.5摩尔%以上,(D)成分的含量为0质量份。
(14)根据(1)~(10)中任一项所述的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,其中,粘均分子量为22,000以上。
(15)根据(14)所述的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,其中,(B)成分为Si系光扩散剂。
(16)一种聚碳酸酯树脂成型体,其特征在于,其为对(1)~(15)中任一项所述的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物进行成型加工而得到的。
(17)根据(16)所述的聚碳酸酯树脂成型体,其中,成型体为照明器具用外罩。
(18)根据(16)所述的聚碳酸酯树脂成型体,其中,成型体为显示器具用扩散罩。
(19)根据(16)所述的聚碳酸酯树脂成型体,其中,成型体为液晶显示器用扩散板。
发明效果
如果使用本发明的聚碳酸酯树脂组合物,则可以提供光的透射率及扩散性高、可以抑制黄变、在1mm以下且V-0这样的薄壁阻燃性高的聚碳酸酯树脂成型体。
附图说明
图1是表示本发明的扩散度的测定方法的示意图。
具体实施方式
本发明的聚碳酸酯树脂组合物相对于包含(A-1)支链状聚碳酸酯10~100质量份及(A-2)芳香族聚碳酸酯90~0质量份的(A)聚碳酸酯100质量份,含有(B)光扩散剂0.1~5质量份、(C)阻燃剂0.01~1.0质量份、(D)聚四氟乙烯0~0.5质量份、(E)聚有机硅氧烷0~2质量份。
对于本发明的聚碳酸酯树脂组合物的粘均分子量,从阻燃性及成型性的观点考虑,为17,000以上,优选为17,000~26,000。
另外,从阻燃性的观点考虑,本发明的聚碳酸酯树脂组合物的粘均分子量更优选为22,000以上,进一步优选为22,000~26,000。
下面,对本发明的聚碳酸酯树脂组合物的各成分进行说明。
(A)成分中的(A-1)支链状聚碳酸酯(PC)只要是支链状的聚碳酸酯,就没有特别限定,然而例如可以举出如下的支链聚碳酸酯,即,具有由以下述通式(I)表示的支化剂衍生出的支链核结构,并且粘均分子量为15,000~40,000,优选为17,000~30,000,更优选为17,000~27,000,支化剂的使用量相对于二元酚化合物优选为0.01~3摩尔%,更优选为0.1~2.0摩尔%的范围。
[化2]
R是氢或者碳数1~5的烷基,例如甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基等。另外,R1~R6各自独立地为氢、碳数1~5的烷基(例如甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基等)或者卤素原子(例如氯原子、溴原子、氟原子等)。
对于以通式(I)表示的支化剂,更具体来说,是1,1,1-三(4-羟基苯基)-甲烷、1,1,1-三(4-羟基苯基)-乙烷、1,1,1-三(4-羟基苯基)-丙烷、1,1,1-三(2-甲基-4-羟基苯基)-甲烷、1,1,1-三(2-甲基-4-羟基苯基)-乙烷、1,1,1-三(3-甲基-4-羟基苯基)-甲烷、1,1,1-三(3-甲基-4-羟基苯基)-乙烷、1,1,1-三(3,5-二甲基-4-羟基苯基)-甲烷、1,1,1-三(3,5-二甲基-4-羟基苯基)-乙烷、1,1,1-三(3-氯-4-羟基苯基) -甲烷、1,1,1-三(3-氯-4-羟基苯基)乙烷、1,1,1-三(3,5-二氯-4-羟基苯基)-甲烷、1,1,1-三(3,5-二氯-4-羟基苯基)-乙烷、1,1,1-三(3-溴-4-羟基苯基)-甲烷、1,1,1-三(3-溴-4-羟基苯基)-乙烷、1,1,1-三(3,5-二溴-4-羟基苯基)-甲烷、1,1,1-三(3,5-二溴-4-羟基苯基)-乙烷、4,4’-[1-[4-[1-(4-羟基苯基)-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚、α,α’,α”-三(4-羟基苯基)-1,3,5-三异丙基苯、1-[α-甲基-α-(4’-羟基苯基)乙基]-4-[α’,α’-双(4”-羟基苯基)乙基]苯、氟甘氨酸、偏苯三酸、靛红联二邻甲酚等具有3个以上官能团的化合物等。上述当中,从获取性、反应性、经济性的观点考虑,优选使用1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷。
这些支化剂既可以分别单独使用,也可以混合使用2种以上。
另外,在作为支化剂使用1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷的情况下,其使用量相对于二元酚化合物优选为0.2~2.0摩尔%,更优选为0.3~2.0摩尔%,进一步优选为0.4~1.9摩尔%。如果是0.2摩尔%以上,则配合的自由度变大,如果是2.0摩尔%以下,则在聚合中难以凝胶化,易于制造聚碳酸酯。
(A)成分中的(A-1)支链状聚碳酸酯具有由以上述通式(I)表示的支化剂衍生出的支链核结构,具体来说是以下式表示的物质。
[化3]
这里,a、b及c是整数,PC表示聚碳酸酯部分。
例如在作为原料成分使用双酚A的情况下,PC表示以下式表示的重复单元。
[化4]
另外,(A)成分中的(A-1)支链状聚碳酸酯的量为10~100质量份,优选为50~100质量份。如果支链状聚碳酸酯的量不是10质量份以上,则无法获得薄壁阻燃性的效果。
(A)成分中的(A-2)芳香族聚碳酸酯(PC)是在分子结构中不含有卤素的非支链状聚碳酸酯,优选为具有以下式(II)表示的结构单元的聚合物,
[化5]
〔式中、X分别是氢原子或碳数1~8的烷基(例如甲基、乙基、丙基、正丁基、异丁基、戊基、异戊基、己基等),在该X为多个的情况下,它们既可以相同,也可以不同,a及b分别是1~4的整数。此外,Y是单键、碳数1~8的亚烷基或碳数2~8的烷叉基(例如、亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、乙叉基、异丙叉基等)、碳数5~15的亚环烷基或碳数5~15的环烷叉基(例如亚环戊基、亚环己基、环戊叉基、环己叉基等)、或-S-、-SO-、-SO2-、-O-、-CO-键或者以下式(III)或(III′)表示的键。〕。
[化6]
或者
其中,X优选为氢原子,另外,Y优选为亚乙基、亚丙基。
该芳香族聚碳酸酯可以通过使式(IV)所示的二元酚
[化7]
〔式中、X、Y、a及b与前述相同。〕与碳酰氯或碳酸二酯化合物反应而很容易地制造。即,例如在二氯甲烷等溶剂中,在公知的酸受体或粘均分子量调节剂的存在下,利用二元酚与碳酰氯之类的碳酸酯前驱体的反应,或者利用二元酚与二苯基碳酸酯之类的碳酸酯前驱体的酯交换反应等来制造。
这里,作为以所述式(IV)表示的二元酚,有各种二元酚。例如可以举出双(4-羟基苯基)甲烷、双(4-羟基苯基)苯基甲烷、双(4-羟基苯基)萘基甲烷、双(4-羟基苯基)-(4-异丙基苯基)甲烷、双(3,5-二氯-4-羟基苯基)甲烷、双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)甲烷、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、1-萘基-1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、1-苯基-1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、1,2-双(4-羟基苯基)乙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷〔通称:双酚A〕、2-甲基-1,1-双(4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷、1-乙基-1,1-双(4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-甲基-4-羟基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基苯基)丁烷、2,2-双(4-羟基苯基)丁烷、1,4-双(4-羟基苯基)丁烷、2,2-双(4-羟基苯基)戊烷、4-甲基-2,2-双(4-羟基苯基)戊烷、2,2-双(4-羟基苯基)己烷、4,4-双(4-羟基苯基)庚烷、2,2-双(4-羟基苯 基)壬烷、1,10-双(4-羟基苯基)癸烷、1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷等二羟基二芳基烷烃类;1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、1,1-双(4-羟基苯基)环癸烷等二羟基二芳基环烷烃类;双(4-羟基苯基)砜、双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)砜等的二羟基二芳基砜类;双(4-羟基苯基)醚、双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)醚等二羟基二芳基醚类;4,4′-二羟基二苯酮、3,3′,5,5′-四甲基-4,4′-二羟基二苯酮等二羟基二芳基酮类、双(4-羟基苯基)硫醚、双(3-甲基-4-羟基苯基)硫醚、双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)硫醚等二羟基二芳基硫醚类;双(4-羟基苯基)亚砜等二羟基二芳基亚砜类;4,4′-二羟基联苯等二羟基联苯类、9,9-双(4-羟基苯基)芴等二羟基芳基芴类等。它们当中,优选2,2-双(4-羟基苯基)丙烷〔通称:双酚A〕。
作为所述式(IV)表示的二元酚类以外的二元酚,可以举出氢醌、间苯二酚、甲基氢醌等二羟基苯类;1,5-二羟基萘;2,6-二羟基萘等二羟基萘类等。这些二元酚既可以分别单独使用,也可以组合使用2种以上。另外,作为碳酸二酯化合物,可以举出二苯基碳酸酯等二芳基碳酸酯或二甲基碳酸酯、二乙基碳酸酯等二烷基碳酸酯。
此外,作为分子量调节剂,通常可以是在聚碳酸酯的聚合中所用的分子量调节剂,可以使用各种物质。具体来说,作为一元酚,例如可以举出苯酚、对甲酚、对叔丁基苯酚、对叔辛基苯酚、对枯基苯酚、壬基苯酚等。此外,本发明中所用的芳香族聚碳酸酯也可以是2种以上的芳香族聚碳酸酯的混合物。此外,从机械的强度及成型性的方面考虑,该芳香族聚碳酸酯的粘均分子量优选为10,000~100,000,特别优选为20,000~40,000。
(B)成分的光扩散剂是为了赋予光扩散效果而配合的物质,没有特别限定,可以使用公知的物质,然而可以举出交联丙烯酸树脂、交联聚苯乙烯树脂、硅酮树脂、氟系树脂、二氧化硅、石英、氧化钛、氧化锌等。它们当中,由于成型等的滞留热稳定性好、具有阻燃性提高效果,因此优选包含硅酮树脂的有机微粒子,优选的粒径为0.5~10μm,更优选为1~5μm。
在本发明的聚碳酸酯树脂组合物的粘均分子量为22,000以上的情况下,如果(B)成分是Si系光扩散剂,则即使不含有后述的(D)聚四氟乙烯,也可以获得优异的薄壁阻燃性,从这一点考虑优选。Si系光扩散剂是为了赋予辅助体现阻燃性及光扩散效果而配合的。只要是含有硅(Si)的物质,就没有特别限定,可以使用公知的物质,例如可以举出硅酮系弹性体、硅酮树脂等。它们当中,由于成型等的滞留热稳定性好、具有阻燃性提高效果,因此优选包含硅酮树脂的有机微粒,优选的粒径为0.5~10μm,更优选为1~5μm。
另外,配合到本发明的聚碳酸酯树脂组合物中的(B)成分的量的最佳值根据成型品的厚度而变,然而相对于(A)成分100质量份,为0.1~5质量份,优选为0.1~4质量份,更优选为0.1~3质量份。如果小于0.1质量份,作为无法获得足够的扩散性能,如果超过5质量份,则成型品的强度降低。
(C)成分的阻燃剂是为了进一步提高本发明的聚碳酸酯树脂组合物的薄壁阻燃性而配合的,没有特别限定,可以使用公知的物质,然而优选有机碱金属盐和/或有机碱土金属盐(有机碱(土)金属盐)。
另外,本发明中,优选不含有磷系阻燃剂。
虽然作为有机碱(土)金属盐可以举出各种例子,然而可以使用具有至少一个碳原子的有机酸、或有机酸酯的碱金属盐及有机碱土金属盐。
这里,有机酸或有机酸酯是有机磺酸、有机羧酸等。另一方面,碱金属是锂、钠、钾、铯等,碱土金属是镁、钙、锶、钡等,其中,优选使用钠、钾的盐。另外,该有机酸的盐也可以由氟、氯、溴之类的卤素取代。碱金属盐及有机碱土金属盐可以单独使用1种或者组合使用2种以上。
上述各种的有机碱金属盐及有机碱土金属盐当中,例如在有机磺酸的情况下,优选使用以下式(1)表示的全氟烷烃磺酸的碱金属盐及碱土金属盐。
(CeF2e+1SO3)fM (1)
式中,e表示1~10的整数,M表示锂、钠、钾、铯等碱金属、镁、钙、锶、钡等碱土金属,f表示M的原子价。
作为这些化合物,例如日本特公昭47-40445号公报中记载的化合物与之相符。
作为以上述式(1)表示的全氟烷烃磺酸,例如可以举出全氟甲磺酸、全氟乙磺酸、全氟丙磺酸、全氟丁磺酸、全氟甲基丁磺酸、全氟己磺酸、全氟庚磺酸、全氟辛磺酸等。特别是,优选使用它们的钾盐。此外,还可以举出对甲苯磺酸、2,5-二氯苯磺酸、2,4,5-三氯苯磺酸;二苯基砜-3-磺酸;二苯基砜-3,3′-二磺酸;萘三磺酸等有机磺酸的碱金属盐等。
另外,作为有机羧酸,例如可以举出全氟甲酸、全氟乙酸、全氟丙酸、全氟丁酸、全氟戊酸、全氟甲基戊酸、全氟庚酸、全氟辛酸、全氟壬酸等,可以使用这些有机羧酸的碱金属盐。
另外,配合到本发明的聚碳酸酯树脂组合物中的(C)成分的量相对于(A)成分100质量份,为0.01~1.0质量份,优选为0.03~0.5质量份,更优选为0.05~0.2质量份。
(D)成分的聚四氟乙烯是为了提高抗熔滴效果、阻燃性而配合的物质,没有特别限定,可以使用公知的物质,然而优选水性分散型的聚四氟乙烯、被实施了丙烯酰基被覆的聚四氟乙烯。
另外,配合到本发明的聚碳酸酯树脂组合物中的(D)成分的量相对于(A)成分100质量份,为0~0.5质量份。如果超过0.5质量份,则聚四氟乙烯的凝聚体增加。
从提高阻燃性、光学特性、以及成型加工性的观点考虑,在本发明的聚碳酸酯树脂组合物的粘均分子量为17,000以上且小于22,000,在聚碳酸酯树脂组合物的(A-1)成分中,作为支化剂使用1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷,该支化剂的使用量相对于作为(A-1)成分的原料的二元酚化合物为0.2摩尔%以上且小于1.0摩尔%的范围的情况下,(D)成分的含量相对于(A)成分100质量份优选为0.03~0.5质量份,更优选为0.03~0.2质量份,进一步优选为0.03~0.1质量份。
另外,在本发明的聚碳酸酯树脂组合物的粘均分子量为17,000以上且小于22,000,在聚碳酸酯树脂组合物的(A-1)成分中,作为支化剂使用1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷,该支化剂的使用量相对于作为 (A-1)成分的原料的二元酚化合物为1.0摩尔%以上且小于1.5摩尔%的范围的情况下,(D)成分的含量相对于(A)成分100质量份优选为0.01~0.5质量份,更优选为0.01~0.2质量份,进一步优选为0.01~0.1质量份。
在本发明的聚碳酸酯树脂组合物的(A-1)成分中,在作为支化剂使用1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷,该支化剂的使用量相对于作为(A-1)成分的原料的二元酚化合物为1.5摩尔%以上的情况下,(D)成分的含量也可以是0质量份。
另外,从提高阻燃性、光学特性、以及成型加工性的观点考虑,在本发明的聚碳酸酯树脂组合物的粘均分子量为22,000以上,在聚碳酸酯树脂组合物的(A-1)成分中,作为支化剂使用1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷的情况下,(D)成分根据需要也可以相对于(A)成分100质量份添加0~0.3质量份。
(E)成分的聚有机硅氧烷是为了辅助体现阻燃性、减少模具附着、体现出高透射率、防止产生银纹而配合的,没有特别限定,可以使用公知的材料,优选含有甲氧基的,特别优选具有苯基、甲氧基及乙烯基的聚有机硅氧烷。
另外,配合到本发明的聚碳酸酯树脂组合物中的(E)成分的量相对于(A)成分100质量份为0~2质量份,优选为0.03~1质量份,更优选为0.05~0.5质量份。如果添加超过2质量份的量,则会因注射成型而产生模具附着。
在本发明的聚碳酸酯树脂组合物中,也可以相对于(A)成分100质量份,还添加(F)抗氧化剂。
该抗氧化剂是防止粘均分子量减少、防止树脂黄变、防止透射率降低的物质,没有特别限定,可以使用公知的材料,然而例如优选以下式(2)或(3)表示的材料。
[化8]
式中,R1表示芳基或烷基,既可以相同也可以不同。
[化9]
式中,R4~R8是氢原子、芳基或碳数1~20的烷基,分别既可以相同也可以不同。
另外,配合到本发明的聚碳酸酯树脂组合物中的(F)成分的量相对于(A)成分100质量份,优选为0.01~1.0质量份,更优选为0.03~0.5质量份,进一步优选为0.04~0.2质量份。如果是0.01质量份以上,则树脂黄变抑制效果高,如果是1.0质量份以下,则耐久性良好。
此外,本发明中,根据需要,也可以作为任意成分含有其他的合成树脂、弹性体、热塑性树脂中常用的添加剂成分。作为该添加剂可以举出防静电干扰剂、聚酰胺聚醚嵌段共聚物(赋予永久防静电干扰性能)、苯并三唑系或二苯酮系的紫外线吸收剂、受阻胺系的光稳定剂(耐候剂)、增塑剂、抗菌剂、相容化剂及着色剂(染料、颜料)等。
上述任意成分的配合量只要是可以维持本发明的聚碳酸酯树脂组合物的特性的范围,就没有特别限制。
下面,对本发明的聚碳酸酯树脂组合物的制造方法进行说明。
本发明的聚碳酸酯树脂组合物可以通过将所述的各成分(A)~(E)以上述比例配合,此外还将根据需要使用的(F)成分及各种任意成分以适当的比例配合,并加以混炼而获得。
配合及混炼可以用通常所用的机器,例如带式混合机、转鼓等进行预混合,以使用亨舍尔混合机、班伯里混合机、单轴螺杆挤出机、双轴螺杆挤出机、多轴螺杆挤出机及捏合机等的方法来进行。混炼时的加热温度通常可以在240~320℃的范围中适当地选择。在上述熔融混炼中,优选使用挤出成型机,特别优选使用排气式的挤出成型机。
而且,聚碳酸酯树脂以外的含有成分也可以预先与聚碳酸酯树脂或其他的热塑性树脂熔融混炼,即作为母料来添加。
本发明的聚碳酸酯树脂成型体可以通过对如上所述地制造的聚碳酸酯树脂组合物进行成型加工而得到。
本发明的聚碳酸酯树脂成型体可以通过以将本发明的聚碳酸酯树脂组合物使用上述的熔融混炼成型机进行熔融混炼而得的组合物、或者由该组合物得到的颗粒作为原料,利用注射成型法、注射压缩成型法、挤出成型法、吹塑成型法、冲压成型法、真空成型法及发泡成型法等来制造各种成型体。特别是,可以优选使用所得的颗粒,借助注射成型及注射压缩成型来进行注射成型体的制造。
本发明的聚碳酸酯树脂成型体例如可以作为照明器具用外罩、显示器具用扩散罩、液晶显示器用扩散板等显示器具用扩散板合适地使用。
实施例
下面,利用实施例对本发明进行进一步详细说明,然而本发明只要不超出其主旨,就不受以下的实施例限定。
将性能评价方法及使用原料表示如下。
[性能评价方法]
(1)聚碳酸酯树脂组合物的粘均分子量
粘均分子量Mv是利用乌式粘度管,测定20℃的二氯甲烷溶液的极限粘度[η],利用下述的关系式计算。
[η]=1.23×10-5Mv0.83
(2)阻燃性
使用依照UL标准94制作出的试验片(长127mm、宽12.7mm、厚1mm)的试验片进行垂直燃烧试验。基于试验的结果分类为V-0、V-1、V-2或Not-V的等级,评价了阻燃性。
而且,所谓UL标准94,是根据对铅直地保持的给定的大小的试验片接触10秒钟燃烧器的火焰后的余焰时间评价阻燃性的方法。
(3)热变形温度(HDT)
依照ASTM D648测定(载荷18.6kg/cm2、壁厚1/8mm、单位:℃)。
该值成为耐热性的基准,虽然根据树脂组合物的使用目的而定,然而通常来说80℃以上是实用上优选的范围。
(4)聚四氟乙烯(PTFE)凝聚体的评价
将所得的颗粒分别在120℃下热风干燥5小时后,使用成型机[住友Netstal N515/150、住友重机械(株)制],以280℃的成型温度、80℃的模具温度,制作出40mm×40mm×2.0mm的平板。将所制作的平板配置在具有一定的光量的光源上,依照以下的基准进行了评价。
A 无凝聚体
B 凝聚体不显眼
C 凝聚体显眼
(5)色相(YI值)
使用一边为40mm、厚为2mm的试验片,用分光光度计[Color-Eye7000A、GretagMacbeth公司制]测定。
(6)总透光率(%)
将所得的颗粒分别在120℃下热风干燥5小时后,使用成型机[住友Netstal N515/150、住友重机械(株)制],以280℃的成型温度、80℃的模具温度,作为40mm×40mm×2.0mm的总透光率测定用的平板,制作出样品。依照JIS K7105,利用日本电色工业(株)制的试验机,测定出所制作的样品的平行光透射率。
(7)扩散度
使用日本电色工业(株)制的分散度测定计测定一边为40mm、厚为2mm的平板状试验片。而且,所谓扩散度是指,在图1中,从上方垂直地向平板状试验片a面投射光线b时,在将角度c=0度时的透过光量设为100的情况下,其透过光量为50时的c的角度。
〔使用原料〕
(A)聚碳酸酯(PC)
(A-1)支链状聚碳酸酯
制造例1(支链状聚碳酸酯THPE0.40mol%的制造)
(聚碳酸酯低聚物合成工序)
向5.6wt%氢氧化钠水溶液中,相对于后面要溶解的BPA(双酚A)加入2000ppm的连二亚硫酸钠,向其中溶解BPA,使得BPA浓度达到13.5wt%,制备出BPA的氢氧化钠水溶液。
另外,向5.6wt%氢氧化钠水溶液中,相对于后面要溶解的THPE(1,1,1-三(4-羟基苯基乙烷))加入2000ppm的连二亚硫酸钠,向其中溶解THPE,使得THPE浓度达到11.3wt%,制备出THPE的氢氧化钠水溶液。
将该BPA的氢氧化钠水溶液以42L/hr的流量,将THPE的氢氧化钠水溶液以0.41L/hr的流量,将二氯甲烷以15L/hr的流量,将碳酰氯以4.0kg/hr的流量,连续地通过内径6mm、管长30m的管型反应器。
管型反应器具有夹套部分,在夹套中流通冷却水而将反应液的温度保持为40℃以下。
流出管型反应器的反应液被连续地导入具备后掠翼的内容积40L的带有挡板的槽型反应器,向其中再添加BPA的氢氧化钠水溶液2.8L/hr、25wt%氢氧化钠水溶液0.07L/hr、水17L/hr、1wt%三乙胺水溶液0.69L/hr、PTBP(对叔丁基苯酚)的二氯甲烷溶液(浓度4.0wt%)5.2L/hr而进行反应。
将从槽型反应器中溢出的反应液连续地抽出,通过进行静置而分离除去水相,采集二氯甲烷相。
如此得到的聚碳酸酯低聚物的浓度为329g/L,氯甲酸酯基浓度为0.74mol/L。
(聚碳酸酯的制造工序)
向具备折流板、桨叶型搅拌叶片及冷却用夹套的50L槽型反应器中加入上述说明中制造的聚碳酸酯低聚物溶液15L、二氯甲烷10.2L及三乙胺2.8mL并混合。
向该混合液中,添加BPA的氢氧化钠水溶液(在水9.3L中溶解NaOH639g和连二亚硫酸钠2.3g而得的水溶液中溶解了BPA1166g的溶液),实施60分钟聚合反应。
在为了稀释而加入二氯甲烷10L并搅拌10分钟后,分离为含有聚碳酸酯的有机相和含有过剩的BPA及NaOH的水相,分离出有机相。
将如此得到的聚碳酸酯的二氯甲烷溶液依次用相对于该溶液为15容积%的0.03mol/L氢氧化钠水溶液、0.2N盐酸清洗,然后用纯水反复进行清洗,直至清洗后的水相中的电导率为0.01μS/m以下。
将利用清洗得到的聚碳酸酯的二氯甲烷溶液浓缩、粉碎,将所得的碎片在减压下以120℃干燥。
利用NMR求出的THPE量为0.4mol%,依照ISO1628-4(1999)测定的粘度数为46.7,粘均分子量Mv=17,400。
制造例2(支链状聚碳酸酯THPE0.85mol%的制造)
(聚碳酸酯低聚物合成工序)
向5.6wt%氢氧化钠水溶液中,相对于后面要溶解的BPA(双酚A)加入2000ppm的连二亚硫酸钠,向其中溶解BPA,使得BPA浓度为13.5wt%,制备出BPA的氢氧化钠水溶液。
另外,向5.6wt%氢氧化钠水溶液中,相对于后面要溶解的THPE(1,1,1-三(4-羟基苯基乙烷))加入2000ppm的连二亚硫酸钠,向其中溶解THPE,使得THPE浓度达到11.3wt%,制备出THPE的氢氧化钠水溶液。
将该BPA的氢氧化钠水溶液以42L/hr的流量,将THPE的氢氧化钠水溶液以0.87L/hr的流量,将二氯甲烷以15L/hr的流量,将碳酰氯以4.0kg/hr的流量,连续地通过内径6mm、管长30m的管型反应器。
管型反应器具有夹套部分,在夹套中流通冷却水而将反应液的温度保持为40℃以下。
流出管型反应器的反应液被连续地导入具备后掠翼的内容积40L的带有挡板的槽型反应器,向其中再添加BPA的氢氧化钠水溶液2.8L/hr、25wt%氢氧化钠水溶液0.07L/hr、水17L/hr、1wt%三乙胺水溶液0.69L/hr、PTBP(对叔丁基苯酚)的二氯甲烷溶液(浓度4.0wt%)4.6L/hr而进行反应。
将从槽型反应器中溢出的反应液连续地抽出,通过进行静置而分离除去水相,采集二氯甲烷相。
如此得到的聚碳酸酯低聚物的浓度为330g/L,氯甲酸酯基浓度为0.72mol/L。
(聚碳酸酯的制造工序)
向具备折流板、桨叶型搅拌叶片及冷却用夹套的50L槽型反应器中加入上述说明中制造的聚碳酸酯低聚物溶液15L、二氯甲烷10.2L及三乙胺2.8mL并混合。
向该混合液中,添加BPA的氢氧化钠水溶液(在水9.3L中溶解NaOH639g和连二亚硫酸钠2.3g而得的水溶液中溶解了BPA1166g的溶液),实施60分钟聚合反应。
在为了稀释而加入二氯甲烷10L并搅拌10分钟后,分离为含有聚碳酸酯的有机相和含有过剩的BPA及NaOH的水相,离析出有机相。
将如此得到的聚碳酸酯的二氯甲烷溶液依次用相对于该溶液为15容积%的0.03mol/L氢氧化钠水溶液、0.2N盐酸清洗,然后用纯水反复进行清洗,直至清洗后的水相中的电导率为0.01μS/m以下。
将利用清洗得到的聚碳酸酯的二氯甲烷溶液浓缩、粉碎,将所得的碎片在减压下以120℃干燥。
利用NMR求出的THPE量为0.85mol%,依照ISO1628-4(1999)测定的粘度数为55.2,粘均分子量Mv=22,800。
制造例3(支链状聚碳酸酯THPE1.0mol%的制造)
除了在聚碳酸酯低聚物合成工序中,将THPE的氢氧化钠水溶液的供给量设为1.03L/hr,将PTBP的二氯甲烷溶液(浓度4.0wt%)的供给量设为6.0L/hr以外,利用与制造例1相同的方法,得到制造例3的支链状聚碳酸酯(THPE1.0mol%)。
利用NMR求出的THPE量为1.0mol%,依照ISO1628-4(1999)测定的粘度数为47.0,粘均分子量Mv=17,500。
制造例4(支链状聚碳酸酯THPE1.5mol%的制造)
除了在聚碳酸酯低聚物合成工序中,将THPE的氢氧化钠水溶液的供给量设为1.55L/hr,将PTBP的二氯甲烷溶液(浓度4.0wt%)的供给量设为6.8L/hr以外,利用与制造例1相同的方法,得到制造例4的支链状聚碳酸酯(THPE1.5mol%)。
利用NMR求出的THPE量为1.5mol%,依照ISO1628-4(1999)测定的粘度数为46.6,粘均分子量Mv=17,300。
制造例5(支链状聚碳酸酯THPE1.90mol%的制造)(聚碳酸酯低聚物合成工序)
向5.6wt%氢氧化钠水溶液中,相对于后面要溶解的BPA加入2000ppm的连二亚硫酸钠,向其中溶解BPA,使得BPA浓度为13.5wt%,制备出BPA的氢氧化钠水溶液。
另外,向5.6wt%氢氧化钠水溶液中,相对于后面要溶解的THPE加入2000ppm的连二亚硫酸钠,向其中溶解THPE,使得THPE浓度达到11.3wt%,制备出THPE的氢氧化钠水溶液。
将该BPA的氢氧化钠水溶液以42L/hr的流量,将THPE的氢氧化钠水溶液以2.0L/hr的流量,将二氯甲烷以15L/hr的流量,将碳酰氯以4.0kg/hr的流量,连续地通过内径6mm、管长30m的管型反应器。
管型反应器具有夹套部分,在夹套中流通冷却水而将反应液的温度保持为40℃以下。
流出管型反应器的反应液被连续地导入具备后掠翼的内容积40L的带有挡板的槽型反应器,向其中再添加BPA的氢氧化钠水溶液2.8L/hr、25wt%氢氧化钠水溶液0.07L/hr、水17L/hr、1wt%三乙胺水溶液0.69L/hr、PTBP的二氯甲烷溶液(浓度4.0wt%)6.4L/hr而进行反应。
将从槽型反应器中溢出的反应液连续地抽出,通过进行静置而分离除去水相,采集二氯甲烷相。
如此得到的聚碳酸酯低聚物的浓度为336g/L,氯甲酸酯基浓度为0.71mol/L。
(聚碳酸酯的制造工序)
向具备折流板、桨叶型搅拌叶片及冷却用夹套的50L槽型反应器中加入上述说明中制造的聚碳酸酯低聚物溶液15L、二氯甲烷10.2L及三乙胺2.8mL并混合。
向该混合液中,添加BPA的氢氧化钠水溶液(在水9.3L中溶解NaOH639g和连二亚硫酸钠2.3g而得的水溶液中溶解了BPA1166g的溶液),实施60分钟聚合反应。
在为了稀释而加入二氯甲烷10L并搅拌10分钟后,分离为含有聚碳酸酯的有机相和含有过剩的BPA及NaOH的水相,离析出有机相。
将如此得到的聚碳酸酯的二氯甲烷溶液依次用相对于该溶液为15容积%的0.03mol/L氢氧化钠水溶液、0.2N盐酸清洗,然后用纯水反复进行清洗,直至清洗后的水相中的电导率为0.01μS/m以下。
将利用清洗得到的聚碳酸酯的二氯甲烷溶液浓缩、粉碎,将所得的碎片在减压下以120℃干燥。
利用NMR求出的THPE量为1.9mol%,依照ISO1628-4(1999)测定的粘度数为55.2,粘均分子量Mv=22,800。
(A-2)芳香族聚碳酸酯
·Tarflon FN1500[出光兴产(株)制、由双酚A制造的均聚碳酸酯、粘均分子量=14,500]
·Tarflon FN1900A[出光兴产(株)制、由双酚A制造的均聚碳酸酯、粘均分子量=19,500]
·Tarflon FN2200A[出光兴产(株)制、由双酚A制造的均聚碳酸酯、粘均分子量=21,500]
·Tarflon FN2600A[出光兴产(株)制、由双酚A制造的均聚碳酸酯、粘均分子量=26,000]
(B)光扩散剂
·交联硅酮树脂粒子[信越化学工业(株)制、商品名“KMP590”]
·交联(甲基)丙烯酸系聚合物粒子[积水化成品工业(株)制、商品名“TECHPOLYMER MBX-5”:5%重量减少温度250℃]
(C)阻燃剂
(金属盐阻燃剂)
·全氟丁磺酸钾盐[三菱Materials(株)制、商品名“EFTOP KFBS”](磷系阻燃剂)
·1,3-亚苯基双[二(二甲苯基)磷酸酯][大八化学工业(株)制、商品名“PX-200”]
(D)PTFE
·Fluon AD938L[旭硝子(株)制:聚四氟乙烯60%、聚氧化烯烷基醚3%、水37%]
·Metablen A3800[三菱人造丝(株)制:聚四氟乙烯50%、具有碳数 4以上的烷基的聚(甲基)丙烯酸烷基酯50%]
·Fluon CD076[旭硝子(株)制:聚四氟乙烯100%]
(E)聚有机硅氧烷
·反应性硅酮化合物[信越化学(株)制、商品名“KR511”:含有苯基、甲氧基及乙烯基、屈折率=1.518]
·反应性硅酮化合物[Toray Dowcorning(株)制、商品名“DC3037”:含有甲氧基及苯基、屈折率=1.49]
(F)抗氧化剂
·亚磷酸酯系抗氧化剂[(株)ADEKA制、商品名“ADK STAB PEP-36”]
·受阻酚系抗氧化剂[BASF公司制、商品名“Irgafos(Irg)168”]
实施例1-1~1-15、2-1~2-6及比较例1-1~1-3、2-1~2-4
以表1及表2中所示的比例将各成分混合,提供给排气式双轴挤出成型机[东芝机械(株)制:TEM35],在机筒温度300~320℃、螺杆转速200~600转、喷出量10~30kg/hr下进行熔融混炼,得到评价用颗粒样品。
使用该评价用颗粒样品,测定出粘均分子量。另外,利用注射成型机,制成用于进行各试验的试验片,进行各试验。将结果表示于表1及表2。
[表1]
表2
如表1所示,由实施例1-1~1-15的聚碳酸酯树脂组合物得到的树脂成型体是光的透射率及扩散性高、黄变少、薄壁阻燃性高的材料。另外,在含有(D)聚四氟乙烯的实施例1-1~1-12、1-14及1-15中,PTFE凝聚体的生成少,十分良好。
与之不同,比较例1-1及1-2的聚碳酸酯树脂组合物由于不含有(A-1)成分的支链状聚碳酸酯,因此尽管粘均分子量高,与含有相同量的(D)聚四氟乙烯的实施例1-1~1-8相比阻燃性也很差。而且,比较例1-2中,由于使用了磷系阻燃剂,因此与使用金属盐阻燃剂的情况相比热变形温度降低。
比较例1-3中,由于含有超过0.5质量份的量的(D)聚四氟乙烯,因此产生大量的PTFE凝聚体,不适于作为产品。另外,如果对比较例1-3、和含有与之同量的(B)光扩散剂的实施例1-1及1-2进行比较,则由于含有很多PTFE的比较例1-3一方扩散度高,因此可以认为PTFE还担负有扩散剂的作用。但是,如果对比较例1-3、和具有与之同等的透射率的实施例1-8及1-10进行比较,则可知比较例1-3一方的扩散度差,YI值也非常高。即,如果含有超过0.5质量份的量的(D)PTFE,则会导致透射率及扩散效率的降低或YI值的增加。
另外,如表2所示,由实施例2-1~2-6的聚碳酸酯树脂组合物得到的树脂成型体是光的透射率及扩散性高、黄变少、薄壁阻燃性高的材料。 特别是,实施例2-1~2-6的聚碳酸酯树脂组合物由于粘均分子量为22,000以上、并且(B)成分是Si系光扩散剂,因此即使不含有(D)聚四氟乙烯,也可以在1mm以下实现V-0这样的高的薄壁阻燃性。
与之不同,由不含有(B)成分的比较例2-1、不含有(A-1)成分的比较例2-2、以及相对于(A)成分100质量份含有超过1.0质量份的(C)成分的比较例2-3及2-4的聚碳酸酯树脂组合物得到的树脂成型体的薄壁阻燃性都很低。此外,比较例2-1的光扩散性低,使用了磷系阻燃剂的比较例2-3及2-4与使用金属盐阻燃剂的情况相比热变形温度低。
工业上的可利用性
如上详细说明所示,如果使用本发明的聚碳酸酯树脂组合物,则可以得到光的透射率及扩散性高、可以抑制黄变、在1mm以下且V-0这样的薄壁阻燃性高的聚碳酸酯树脂成型体。
由此,本发明的聚碳酸酯树脂成型体作为照明器具用外罩、显示器具用扩散罩、液晶显示器用扩散板等的显示器具用扩散板来说十分有用。符号说明
a 平板状试验片
b 光源
c 扩散光角度 。
Claims (19)
1.一种阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,其特征在于,
粘均分子量为17,000以上,相对于包含(A-1)支链状聚碳酸酯10~100质量份及(A-2)芳香族聚碳酸酯90~0质量份的(A)聚碳酸酯100质量份,含有(B)光扩散剂0.1~5质量份、(C)阻燃剂0.01~1.0质量份、(D)聚四氟乙烯0~0.5质量份、(E)聚有机硅氧烷0~2质量份。
2.根据权利要求1所述的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,其特征在于,
相对于(A)成分100质量份,含有(F)抗氧化剂0.01~1.0质量份。
3.根据权利要求1或2所述的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,其特征在于,
(C)成分是有机碱金属盐和/或有机碱土金属盐。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,其特征在于,
(D)成分是水性分散型的聚四氟乙烯。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,其特征在于,
(D)成分是被实施了丙烯酰基被覆的聚四氟乙烯。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,其特征在于,
(E)成分是具有苯基、甲氧基及乙烯基的聚有机硅氧烷。
8.根据权利要求7所述的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,其特征在于,
在(A-1)成分中,所述通式(I)所示的支化剂的使用量相对于作为(A-1)成分的原料的二元酚化合物为0.01~3.0摩尔%的范围。
9.根据权利要求7或8所述的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,其特征在于,
所述通式(I)所示的支化剂是1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷。
10.根据权利要求9所述的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,其特征在于,
1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷的使用量相对于作为(A-1)成分的原料的二元酚化合物为0.2~2.0摩尔%的范围。
11.根据权利要求10所述的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,其特征在于,其是粘均分子量为17,000以上且小于22,000的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,在(A-1)成分中,1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷的使用量相对于作为(A-1)成分的原料的二元酚化合物为0.2摩尔%以上且小于1.0摩尔%的范围,(D)成分的含量相对于(A)成分100质量份为0.03~0.5质量份。
12.根据权利要求10所述的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,其特征在于,其是粘均分子量为17,000以上且小于22,000的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,在(A-1)成分中,1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷的使用量相对于作为(A-1)成分的原料的二元酚化合物为1.0摩尔%以上且小于1.5摩尔%的范围,(D)成分的含量相对于(A)成分100质量份为0.01~0.5质量份。
13.根据权利要求9所述的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,其特征在于,
在(A-1)成分中,1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷的使用量相对于作为(A-1)成分的原料的二元酚化合物为1.5摩尔%以上,(D)成分的含量为0质量份。
14.根据权利要求1~10中任一项所述的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,其特征在于,
粘均分子量为22,000以上。
15.根据权利要求14所述的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物,其中,
(B)成分为Si系光扩散剂。
16.一种聚碳酸酯树脂成型体,其特征在于,
其为对权利要求1~15中任一项所述的阻燃光扩散聚碳酸酯树脂组合物进行成型加工而得到的。
17.根据权利要求16所述的聚碳酸酯树脂成型体,其特征在于,
成型体为照明器具用外罩。
18.根据权利要求16所述的聚碳酸酯树脂成型体,其特征在于,
成型体为显示器具用扩散罩。
19.根据权利要求16所述的聚碳酸酯树脂成型体,其特征在于,
成型体为液晶显示器用扩散板。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant |