CN108350262A - 树脂组合物以及含有其的光学透镜、片和膜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供流动性和强度优异的树脂组合物。根据一个实施方式,提供一种树脂组合物,其含有:包含源自下述通式(1)所示的化合物的重复单元的树脂;和具有下述通式(A)所示的末端结构的聚合物和/或下述通式(B)所示的化合物。
Description
技术领域
本发明涉及含有具有特定的芴结构的树脂的树脂组合物、以及含有该树脂组合物的光学透镜、片和膜。
背景技术
作为相机、胶卷一体型相机、摄像机等的各种相机的光学系统中所使用的光学元件的材料,使用着光学玻璃或光学用透明树脂。光学玻璃的耐热性、透明性、尺寸稳定性、耐药品性等优异,存在具有各种折射率、阿贝数的多种光学玻璃,但材料成本高,还存在成型加工性差以及生产率低的问题。特别是为了加工成像差校正所使用的非球面透镜,需要极高的技术和高的成本,因此,成为实用上大的障碍。
对于上述光学玻璃,由光学用透明树脂、其中由热塑性透明树脂构成的光学透镜具有能够利用注射成型大量生产、且制造非球面透镜也容易的优点,现在作为相机用透镜使用。作为光学用透明树脂,可以例示例如由双酚A构成的聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或者非晶性聚烯烃等。另外,特别是聚碳酸酯树脂也作为用于光学用途的片或膜使用。由聚碳酸酯树脂构成的片和膜由于透明性高且具有耐热性,所以适合用于液晶显示装置的前表面保护片、导光片等。
然而,由双酚A构成的聚碳酸酯树脂具有双折射大的弱点,因此用途上有限制。特别是在近年来的便携电话用相机和数码相机用途中,伴随由像素数的提高带来的分辨率的提高,要求成像性能高、双折射低的树脂材料。专利文献1中记载了如果在聚酯树脂中在原料中使用具有芴结构的二羧酸,则具有降低双折射的效果。
要求更加优异的材料,还开发出了高折射率、低阿贝数等各种光学特性优异的树脂(专利文献2)。然而,近年来,数码相机、智能手机、平板电脑等电子设备普及,在各种型号的发售中,搭载于这些设备的相机的高功能化(例如,高像素化、低F值化等)也在发展。因此,要求高折射率且小型的透镜,在透镜单元的设计中也大多使用非球面透镜。另外,伴随设备的高功能化,还要求赋形性优异的片或膜。为了得到这样的精密的透镜和赋形性优异的片或膜,要求不仅光学特性良好、而且具有良好的流动性和强度的树脂。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-64119号公报
专利文献2:国际公开第2014/073496号
发明内容
发明所要解决的课题
鉴于上述问题,本发明目的在于提供流动性和强度优异的树脂组合物。
用于解决课题的方法
本发明的发明人进行了深入研究,结果发现,含有具有特定的芴结构的树脂而且含有规定量的在末端具有乙烯基的聚合物和/或化合物的树脂组合物的流动性和强度优异。本发明例如如下所示。
[1]一种树脂组合物,其含有:包含源自下述通式(1)所示的化合物的重复单元的树脂(其中,不包含具有下述通式(A)所示的末端结构的聚合物);和具有下述通式(A)所示的末端结构的聚合物和/或下述通式(B)所示的化合物,
[在式(1)、(A)和(B)中,
R1和R2分别独立地选自氢原子、碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的烷氧基、碳原子数5~20的环烷基、碳原子数5~20的环烷氧基、碳原子数6~20的芳基、碳原子数6~20的芳氧基和卤素原子;
X分别独立地为可以具有支链的碳原子数2~6的亚烷基;
Hv和Hf分别为氢原子;
n分别独立地为1~5的整数;
*为聚合物链],
上述树脂组合物的H1-NMR谱满足下述关系:
[2]如[1]所述的树脂组合物,其中,上述包含源自通式(1)所示的化合物的重复单元的树脂是由源自通式(1)所示的化合物的重复单元构成的树脂。
[3]如[1]所述的树脂组合物,其中,上述树脂还包含源自下述通式(2)所示的化合物的重复单元,
[式中,
R6和R7分别独立地选自氢原子、碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的烷氧基、碳原子数5~20的环烷基、碳原子数5~20的环烷氧基、碳原子数6~20的芳基、碳原子数6~20的芳氧基和卤素原子;
Y分别独立地为可以具有支链的碳原子数2~6的亚烷基、碳原子数6~10的亚环烷基、或碳原子数6~10的亚芳基;
W选自单键或
-O--S-
(其中,R8、R9和R14~R17分别独立地选自氢原子、碳原子数1~10的烷基和碳原子数6~10的苯基;R10和R11分别独立地选自氢原子和碳原子数1~5的烷基;R12和R13分别独立地选自氢原子和碳原子数1~5的烷基、苯基;Z′为3~11的整数);
p和q分别独立地为0~5的整数]。
[4]如[3]所述的树脂组合物,其中,p和q为0,
W为
(其中,R8和R9与上述[3]中的定义相同)。
[5]如[3]所述的树脂组合物,其中,上述通式(2)所示的化合物为双酚A。
[6]如[3]~[5]中任一项所述的树脂组合物,其中,在上述树脂中,源自上述通式(1)所示的化合物的重复单元与源自上述通式(2)所示的化合物的重复单元的摩尔比为20︰80~99︰1。
[7]如[1]~[6]中任一项所述的树脂组合物,其中,上述树脂组合物的H1-NMR谱满足如下关系:
[8]一种树脂组合物,其含有:包含源自下述通式(1)所示的化合物的重复单元和下述通式(3)所示的重复单元的树脂(其中,不包含具有下述通式(A)所示的末端结构的聚合物和具有下述通式(C)所示的末端结构的聚合物);和具有下述通式(A)所示的末端结构的聚合物、下述通式(B)所示的化合物、具有下述通式(C)所示的末端结构的聚合物、和/或下述通式(D)所示的化合物,
[在式(1)、(3)、(A)、(B)、(C)和(D)中,
R1和R2分别独立地选自氢原子、碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的烷氧基、碳原子数5~20的环烷基、碳原子数5~20的环烷氧基、碳原子数6~20的芳基、碳原子数6~20的芳氧基和卤素原子;
X和Z分别独立地为可以具有支链的碳原子数2~6的亚烷基;
n和m分别独立地为1~5的整数;
Hf和Ho分别为氢原子;
*分别独立地为聚合物链],
上述树脂组合物的H1-NMR谱满足如下关系:
[9]如[8]所述的树脂组合物,其中,上述H1-NMR谱满足
或者
[10]如[8]或[9]所述的树脂组合物,其中,上述H1-NMR谱满足如下关系:
[11]如[1]~[10]中任一项所述的树脂组合物,其中,上述通式(1)、(A)和(B)中的X均为亚乙基。
[12]如[1]~[11]中任一项所述的树脂组合物,其中,上述通式(1)、(A)和(B)中的n均为1。
[13]如[1]~[12]中任一项所述的树脂组合物,其中,上述通式(1)所示的化合物为9,9-双(4-(2-羟基乙氧基)苯基)芴或9,9-双(4-(2-羟基乙氧基)-3-苯基苯基)芴。
[14]如[8]~[13]中任一项所述的树脂组合物,其中,上述通式(3)、(C)和(D)中的Z均为亚乙基。
[15]如[8]~[14]中任一项所述的树脂组合物,其中,上述通式(3)、(C)和(D)中的m均为1。
[16]如[8]~[15]中任一项所述的树脂组合物,其中,上述通式(3)所示的化合物为2,2′-双(2-羟基乙氧基)-1,1′-联二萘。
[16-1]如[8]~[16]中任一项所述的树脂组合物,其中,在上述树脂中,源自上述通式(1)所示的化合物的重复单元与源自上述通式(3)所示的化合物的重复单元的摩尔比为20︰80~99︰1。
[17]如[1]~[16-1]中任一项所述的树脂组合物,其中,上述树脂选自聚碳酸酯树脂、聚酯树脂和聚酯碳酸酯树脂。
[18]如[17]所述的树脂组合物,其中,上述树脂为聚碳酸酯树脂。
[18-1]如[1]~[18]中任一项所述的树脂组合物,其中,上述树脂通过在240℃以上且低于300℃的最终温度进行聚合而得到。
[18-2]如[18-1]所述的树脂组合物,其中,上述聚合在1Torr以下的压力下进行。
[18-3]如[1]~[18-2]中任一项所述的树脂组合物,其熔体体积流动速率(MVR)为30cm3/10min以上。
[18-4]如[1]~[18-3]中任一项所述的树脂组合物,其弯曲强度为80MPa以上。
[19]包含[1]~[18-4]中任一项所述的树脂组合物的光学透镜。
[20]包含[1]~[18-4]中任一项所述的树脂组合物的片或膜。
发明的效果
根据本发明,能够提供流动性和强度优异的树脂组合物。
附图说明
图1是实施例1中制造的树脂组合物的H1-NMR图谱。
图2是实施例2中制造的树脂组合物的H1-NMR图谱。
图3是实施例3中制造的树脂组合物的H1-NMR图谱。
图4是实施例4中制造的树脂组合物的H1-NMR图谱。
图5是实施例5中制造的树脂组合物的H1-NMR图谱。
图6是比较例1中制造的树脂组合物的H1-NMR图谱。
图7是比较例2中制造的树脂组合物的H1-NMR图谱。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行详细说明。
本发明的树脂组合物含有:包含源自下述通式(1)所示的化合物的重复单元的树脂(以下,也称为树脂(a))(其中,不包括具有下述通式(A)所示的末端结构的聚合物);和具有下述通式(A)所示的末端结构的聚合物和/或下述通式(B)所示的化合物。
此外,树脂组合物中的具有通式(A)所示的末端结构的聚合物和/或通式(B)所示的化合物的合计含量是在测定树脂组合物的H1-NMR谱时满足以下的关系的量。
具有式(A)所示的末端结构的聚合物和式(B)所示的化合物是在通过聚合反应制造树脂(a)时产生的副产物。通过上述式(I)算出的值优选为0.03~0.9,更优选为0.03~0.7,特别优选为0.1~0.5。
以下,将位于式(A)和(B)的末端的乙烯基称为“芴系乙烯基末端基”,将由式(I)算出的值称为“芴系乙烯基末端基量”。
在式(I)中,能够看作:
其中,“质子峰的积分值”和“峰积分值”是通过NMR(核磁共振)分光法测定对氢核1H的NMR谱(1H-NMR谱)时的NMR谱的信号的面积值、即积分值。一般NMR分光法是着眼于物质的原子核的测定法,能够定量地测定构成各个分子的原子核本身。即,1H-NMR的情况下,所观测到的信号的积分值表示分子中的1H的存在率。在本发明中,通过1H-NMR谱的化学位移值,推测1H的归属,对各化学位移值求出1H信号的积分值。
如上所述,本发明的发明人发现,含有包含具有特定的芴结构的树脂(即,树脂(a))而且以规定量包含在末端具有乙烯基的聚合物(即,具有通式(A)所示的末端结构的聚合物)和/或在末端具有乙烯基的化合物(即,通式(B)所示的化合物)的树脂组合物的流动性和强度优异。流动性和强度优异的树脂组合物的成型性优异,因此适于作为精密部件的材料。因此,本发明的树脂组合物能够适合作为数码相机、智能手机、平板电脑等中的光学透镜、液晶显示装置的前表面保护片(膜)、导光片(膜)等所使用的片和膜的材料使用。另外,也适合作为在表面具有图案的片和膜的材料。
本发明的树脂组合物的流动性和强度优异的理由尚未确定,推测如下。
一般而言,化合物末端的结构,具有根据该化合物的存在量,容易对树脂组合物的物性产生影响的倾向。本发明的树脂组合物通过存在在末端具有碳-碳双键的式(A)所示的聚合物,不易产生绕该双键的结合轴的分子水平的旋转。推测这有助于提高成型体的强度。另外,通过存在式(B)所示的化合物,能够对树脂组合物赋予微小的增塑性,推测其结果,树脂的流动性提高。
此外,本发明的树脂组合物由于脱模性良好,还具有注射成型时的模具污染少、注射成型物的形状稳定性也优异、着色少的优点。
树脂组合物中的在末端具有乙烯基的聚合物和化合物的量能够通过控制使用的树脂原料、聚合时的反应温度、反应时间、减压度、摩尔比、反应釜的形状、搅拌桨的种类等来调节到所希望的范围。例如,通过将聚合反应时的最终温度调节到220℃以上、优选220℃以上且低于300℃、更优选240℃以上且低于300℃、特别优选240℃~280℃,能够得到含有规定量的在末端具有乙烯基的聚合物和化合物且流动性和强度优异的树脂组合物。
在式(1)、(A)和(B)中,R1和R2分别独立地选自氢原子、碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的烷氧基、碳原子数5~20的环烷基、碳原子数5~20的环烷氧基、碳原子数6~20的芳基、碳原子数6~20的芳氧基和卤素原子。这些之中,优选为氢原子、碳原子数1~12的烷基或碳原子数6~12的芳基,更优选为氢原子、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、环庚基、环丙基或苯基,特别优选为氢原子、甲基或苯基,最优选为氢原子或苯基。
X分别独立地为可以具有支链的碳原子数2~6的亚烷基,优选为碳原子数2~4的亚烷基,更优选为亚乙基或亚丙基,特别优选为亚乙基。
Hv和Hf分别为氢原子。
n分别独立地为1~5的整数,优选为1~3的整数,更优选为1~2的整数,特别优选为1。
*为聚合物链,具有构成树脂(a)的任意重复单元结合有多个而成的结构。具体而言,*所示的聚合物链包含源自通式(1)所示的化合物的重复单元。另外,在树脂(a)包含后述的通式(2)所示的重复单元或通式(3)所示的重复单元的情况下,*的聚合物链可以包含这些重复单元。
作为式(1)所示的化合物,可以列举9,9-双(4-(2-羟基乙氧基)苯基)芴、9,9-双(4-(2-羟基乙氧基)-3-甲基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-乙基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-苯基苯基)芴和9,9-双(4-(2-羟基乙氧基)-3-苯基苯基)芴。其中,适合使用9,9-双(4-(2-羟基乙氧基)苯基)芴(以下,也称为BPEF)或9,9-双(4-(2-羟基乙氧基)-3-苯基苯基)芴(以下,也称为BPPEF)。
相对于构成树脂(a)的全部重复单元(不包括碳酸酯键部分和酯键部分),树脂(a)中的源自式(1)所示的化合物的重复单元的比例优选为50mol%以上,更优选为80mol%以上,特别优选为90mol%以上,最优选为100mol%。树脂(a)可以包含源自式(1)所示的化合物的重复单元以外的重复单元。
以下,对上述树脂组合物的优选实施方式进行说明。
<第一优选实施方式>
根据第一优选实施方式,提供一种树脂组合物,其含有:包含源自下述通式(1)所示的化合物的重复单元的树脂(其中,不包括具有下述通式(A)所示的末端结构的聚合物);和具有下述通式(A)所示的末端结构的聚合物和/或下述通式(B)所示的化合物,
其中,式(1)、(A)和(B)中的各取代基的定义如上所述,关于优选的取代基和优选的化合物,也如上所述。其中,式(A)中的*所示的聚合物链包含源自式(1)所示的化合物的重复单元,优选由源自式(1)所示的化合物的重复单元构成。
“由源自通式(1)所示的化合物的重复单元构成的树脂(聚合物链)”是指树脂中的除了碳酸酯键部分和酯键部分以外的重复单元由源自通式(1)所示的化合物的重复单元构成。即,树脂为聚碳酸酯树脂的情况下,“由源自通式(1)所示的化合物的重复单元构成的树脂”是指由源自通式(1)所示的化合物的重复单元和碳酸酯键部分构成的聚碳酸酯树脂(聚合物链)。同样地,在树脂为酯树脂的情况下,是指由源自通式(1)所示的化合物的重复单元和酯键部分构成的酯树脂(聚合物链),在树脂为聚酯碳酸酯树脂的情况下,是指由源自通式(1)所示的化合物的重复单元、聚碳酸酯键部分和酯键部分构成的聚酯碳酸酯树脂(聚合物链)。例如,聚碳酸酯键部分源自碳酰氯或碳酸二酯,酯键部分源自二元羧酸或其衍生物。
第一实施方式涉及的树脂组合物中具有通式(A)所示的末端结构的聚合物和通式(B)所示的化合物的合计含量优选为在测定树脂组合物的H1-NMR谱时满足以下的关系的量(即,“芴系乙烯基末端基量”)。
在式(I)中,能够看作:
通过上述式(I)算出的芴系乙烯基末端基量优选为0.03~0.9,更优选为0.03~0.7,特别优选为0.1~0.5。
<第二优选施方式>
根据第二优选实施方式,提供一种树脂组合物,其含有:包含源自下述通式(1)所示的化合物的重复单元和源自下述通式(2)所示的化合物的重复单元的树脂(以下,也称为树脂(b))(其中,不包括具有下述通式(A)所示的末端结构的聚合物);和具有下述通式(A)所示的末端结构的聚合物和/或下述通式(B)所示的化合物,
其中,式(1)、(A)和(B)中的各取代基的定义如上所述,关于优选的取代基和优选的化合物,也如上所述。其中,式(A)中的*所示的聚合物链包含源自式(1)所示的化合物的重复单元和源自式(2)所示的化合物的重复单元,优选由源自式(1)所示的化合物的重复单元和源自式(2)所示的化合物的重复单元构成。其中,“由源自式(1)所示的化合物的重复单元和源自式(2)所示的化合物的重复单元构成的聚合物链”是指聚合物链中的除了碳酸酯键部分和酯键部分以外的重复单元由源自式(1)所示的化合物的重复单元和源自式(2)所示的化合物的重复单元构成。
第二实施方式涉及的树脂组合物中的具有通式(A)所示的末端结构的聚合物和通式(B)所示的化合物的合计含量优选为在测定树脂组合物的H1-NMR谱时满足以下的关系的量(即,“芴系乙烯基末端基量”)。
在式(I)中,能够看作:
通过上述式(I)算得的芴系乙烯基末端基量优选为0.03~0.9,更优选为0.03~0.7,特别优选为0.1~0.5。
在式(2)中,R6和R7分别独立地选自氢原子、碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的烷氧基、碳原子数3~20的环烷基、碳原子数5~20的环烷氧基、碳原子数6~20的芳基、碳原子数6~20的芳氧基和卤素原子。这些之中,优选氢原子、碳原子数1~10的烷基、碳原子数5~20的环烷基和碳原子数6~15的芳基,更优选氢原子、甲基、乙基、丙基、丁基、环己基和苯基,特别优选为氢原子、甲基和苯基。
Y分别独立地为可以具有支链的碳原子数2~6的亚烷基、碳原子数6~10的亚环烷基或碳原子数6~10的亚芳基。这些之中,优选碳原子数2~6的亚烷基,更优选亚乙基、亚丙基,特别优选亚乙基。
W选自单键或
-O--S-
(其中,R8、R9和R14~R17分别独立地选自氢原子、碳原子数1~10的烷基和碳原子数6~10的苯基;R10和R11分别独立地选自氢原子和碳原子数1~5的烷基;R12和R13分别独立地选自氢原子和碳原子数1~5的烷基、苯基;Z′为3~11的整数)。
W优选为单键、
更优选为
特别优选为
R8、R9和R14~R17优选为碳原子数1~10的烷基、碳原子数6~10的苯基或氢原子,更优选为氢原子、甲基或苯基,特别优选为甲基。
R10和R11优选为氢原子或甲基,更优选为氢原子。
R12和R13分别独立地优选为氢原子。
Z′优选为3~10,更优选为3~5,特别优选为5。
p和q分别独立地为0~5的整数,优选为0~3,更优选为0或1,特别优选p和q均为0。
作为式(2)所示的化合物,具体而言,可以例示2,2-双(4-羟基苯基)丙烷[=双酚A]、1,1-双(4-羟基苯基)-1-苯基乙烷[=双酚AP]、2,2-双(4-羟基苯基)六氟丙烷[=双酚AF]、2,2-双(4-羟基苯基)丁烷[=双酚B]、双(4-羟基苯基)二苯甲烷[=双酚BP]、双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷[=双酚C]、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷[=双酚E]、双(4-羟基苯基)甲烷[=双酚F]、双(2-羟基苯基)甲烷、2,2-双(4-羟基-3-异丙基苯基)丙烷[=双酚G]、1,3-双(2-(4-羟基苯基)-2-丙基)苯[=双酚M]、双(4-羟基苯基)砜[=双酚S]、1,4-双(2-(4-羟基苯基)-2-丙基)苯[=双酚P]、双(4-羟基-3-苯基苯基]丙烷[=双酚PH]、1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷[=双酚TMC]、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷[=双酚Z]、1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)环己烷(双酚OCZ)和4,4-双酚等。这些之中,优选双酚A、双酚M、双酚C、双酚Z和双酚TMC,更优选双酚A。
相对于构成树脂(b)的全部重复单元(不包括碳酸酯键部分和酯键部分),源自式(1)所示的化合物的重复单元和源自式(2)所示的化合物的重复单元的合计比例优选为40mol%以上,更优选为50mol%以上,更加优选为80mol%以上,特别优选为90mol%以上,最优选为100mol%。树脂(b)可以包含源自式(1)所示的化合物的重复单元和源自式(2)所示的化合物的重复单元以外的重复单元。
源自式(1)所示的化合物的重复单元和源自式(2)所示的化合物的重复单元的摩尔比优选为20︰80~99︰1,更优选为30︰70~98︰2,特别优选为40︰60~95︰5。
<第三优选实施方式>
根据第三优选实施方式,提供一种树脂组合物,其含有:包含下述源自通式(1)所示的化合物的重复单元和下述通式(3)所示的重复单元的树脂(以下,也称为树脂(c))(其中,不包括具有下述通式(A)所示的末端结构的聚合物和具有下述通式(C)所示的末端结构的聚合物);和具有下述通式(A)所示的末端结构的聚合物、下述通式(B)所示的化合物、具有下述通式(C)所示的末端结构的聚合物、和/或下述通式(D)所示的化合物,
其中,式(1)、(A)和(B)中的各取代基如上所述,关于优选的取代基和优选的化合物,也如上所述。其中,式(A)和(C)中的*所示的聚合物链包含源自式(1)所示的化合物的重复单元和源自式(3)所示的化合物的重复单元,优选由源自式(1)所示的化合物的源自重复单元和式(3)所示的化合物的重复单元构成。其中,“由源自式(1)所示的化合物的重复单元和源自式(2)所示的化合物的重复单元构成的聚合物链”是指聚合物链中的不包括碳酸酯键部分和酯键部分的重复单元由源自式(1)所示的化合物的重复单元和源自式(2)所示的化合物的重复单元构成。
式(3)、(C)和(D)中,Z分别独立地为可以具有支链的碳原子数2~6的亚烷基。优选为碳原子数2~4的亚烷基,更优选为亚乙基或亚丙基,特别优选为亚乙基。
m分别独立地为1~5的整数,优选为1~3的整数,更优选为1~2的整数,特别优选为1。
Ho为氢原子。
作为式(3)所示的化合物,可以例示2,2′-双(羟基甲氧基)-1,1′-联二萘、2,2′-双(2-羟基乙氧基)-1,1′-联二萘、2,2′-双(3-羟基丙基氧基)-1,1′-联二萘、2,2′-双(4-羟基丁氧基)-1,1′-联二萘等。其中,适合使用2,2′-双(2-羟基乙氧基)-1,1′-联二萘(以下,也称为BHEBN)。
第三实施方式涉及的树脂组合物中的具有通式(A)所示的末端结构的聚合物和通式(B)所示的化合物的合计含量优选为在测定树脂组合物的H1-NMR谱时满足以下的关系的量(即,“芴系乙烯基末端基量”)。
或者
通过式(II)或(III)算得的芴系乙烯基末端基量优选为0.03~0.9,更优选为0.03~0.7,特别优选为0.1~0.5。
是否满足式(II)和(III)的任意一个虽然依赖于式(1)的化合物的结构,但只要满足任意一个关系即可。具体而言,式(1)中的R1和R2均为氢原子的情况下,组合物的H1-NMR谱满足式(II),R1和R2的任意一个均不为氢原子的情况下(例如苯基),组合物的H1-NMR谱满足式(III)。
在式(II)和(III)中,
和分别对应于
在上述式中,“源自式(1)的化合物的重复单元的Hr”是指式(1)的X所含的全部氢原子,“源自式(3)的化合物的重复单元的Hs”是指式(3)的Z所含的全部氢原子。例如,在X和Z分别为亚乙基的情况下,Hr和Hs的位置如下所示。
第三实施方式涉及的树脂组合物中的具有通式(C)所示的末端结构的聚合物和通式(D)所示的化合物的合计含量优选为在测定树脂组合物的H1-NMR谱时满足以下的关系的量。
以下,将位于式(C)和(D)的末端的乙烯基称为“联萘酚系乙烯基末端基”,将通过式(IV)算出的值称为“联萘酚系乙烯基末端基量”。通过上述式(IV)算得的值优选为0.3~1.0,更优选为0.3~0.9,特别优选为0.3~0.6。
在式(IV)中,
对应于
上述式中的Hr和Hs如上述所定义的那样。
在组合考虑上述式(II)~(IV)时,第三实施方式涉及的树脂组合物中的具有通式(A)所示的末端结构的聚合物、通式(B)所示的化合物、具有通式(C)所示的末端结构的聚合物和通式(D)所示的化合物的合计含量优选为在测定树脂组合物的H1-NMR谱时满足以下的关系的量(即“芴系乙烯基末端基量”+“联萘酚系乙烯基末端基量”)。
即,式(II)或(III)的任意一个与式(IV)的和由式(V)表示。通过上述式(V)算得的值优选为0.1~2.0,更优选为0.3~1.8,更加优选为0.4~1.4,特别优选为0.4~1.0。
相对于构成树脂(c)的全部重复单元(不包括碳酸酯键部分和酯键部分),源自式(1)所示的化合物的重复单元和源自式(3)所示的化合物的重复单元的合计比例优选为40mol%以上,更优选为50mol%以上,更加优选为80mol%以上,特别优选为90mol%以上,最优选为100mol%。树脂(c)可以包含源自式(1)所示的化合物的重复单元和源自式(3)所示的化合物的重复单元以外的重复单元。
源自式(1)所示的化合物的重复单元与源自式(3)所示的化合物的重复单元的摩尔比优选为20︰80~99︰1,更优选为30︰70~95︰5,特别优选为40︰60~90︰10。
<树脂的制造方法>
本发明的树脂的种类没有特别限定,优选为聚碳酸酯树脂、聚酯树脂或聚酯碳酸酯树脂,更优选为聚碳酸酯树脂。另外,这些树脂可以为无规、嵌段和交替共聚物的任意结构。以下,特别对于聚碳酸酯树脂进行详细说明。
聚碳酸酯树脂是指构成树脂的各重复单元是经由碳酸酯键结合的树脂。本发明中的包含源自通式(1)所示的化合物的重复单元的树脂为聚碳酸酯树脂的情况下,能够使用通式(1)所示的化合物(和任意的通式(2)所示的化合物或通式(3)所示的化合物)、以及碳酸二酯等的碳酸酯前体物质为原料,在碱性化合物催化剂或酯交换催化剂或包含其双方的混合催化剂的存在下、或者在无催化剂下,利用熔融缩聚法进行制造。
作为该反应中使用的碳酸二酯,可以列举碳酸二苯酯、碳酸联甲苯酯、双(氯苯基)碳酸酯、碳酸间甲苯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丁酯、碳酸二环己酯等。这些之中特别优选碳酸二苯酯。碳酸二酯优选相对于二羟基化合物的合计1摩尔以0.97~1.20摩尔的比率使用,更优选为0.98~1.10摩尔的比率。在碳酸二酯的量超出这些范围时,会产生树脂达不到所希望的分子量、未反应的原料残留在树脂中从而光学特性降低等问题。
作为碱性化合物催化剂,特别可以列举碱金属化合物、碱土金属化合物和含氮化合物等。
作为碱金属化合物,例如可以列举碱金属的有机酸盐、无机盐、氧化物、氢氧化物、氢化物或烷氧化物等。具体而言,可以使用氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯、氢氧化锂、碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、碳酸锂、乙酸钠、乙酸钾、乙酸铯、乙酸锂、硬脂酸钠、硬脂酸钾、硬脂酸铯、硬脂酸锂、硼氢化钠、苯基化硼钠、苯甲酸钠、苯甲酸钾、苯甲酸铯、苯甲酸锂、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾、磷酸氢二锂、苯基磷酸二钠、双酚A的二钠盐、二钾盐、二铯盐或二锂盐、酚的钠盐、钾盐、铯盐或锂盐等。这些之中,优选催化活性高、纯度高又能廉价地流通的碳酸氢钠。
作为碱土金属化合物,例如可以列举碱土金属化合物的有机酸盐、无机盐、氧化物、氢氧化物、氢化物或烷氧化物等。具体而言,可以使用氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化锶、氢氧化钡、碳酸氢镁、碳酸氢钙、碳酸氢锶、碳酸氢钡、碳酸镁、碳酸钙、碳酸锶、碳酸钡、乙酸镁、乙酸钙、乙酸锶、乙酸钡、硬脂酸镁、硬脂酸钙、苯甲酸钙、苯基磷酸镁等。
作为含氮化合物,例如可以列举季铵氢氧化物和它们的盐、胺类等。具体而言,可以使用四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、三甲基苄基氢氧化铵等具有烷基、芳基等的季铵氢氧化物类;三乙胺、二甲基苄基胺、三苯胺等的叔胺类;二乙胺、二丁胺等仲胺类;丙胺、丁胺等伯胺类;2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、苯并咪唑等咪唑类;或者氨、四甲基硼氢化铵、四丁基硼氢化铵、四丁基四苯基硼酸铵、四苯基四苯基硼酸铵等的碱或碱性盐等。
作为酯交换催化剂,优选使用锌、锡、锆、铅等的盐,这些能够单独或者组合使用。
作为酯交换催化剂,具体而言,可以使用乙酸锌、苯甲酸锌、2-乙基己酸锌、氯化锡(II)、氯化锡(IV)、乙酸锡(II)、乙酸锡(IV)、二月桂酸二丁基锡、二丁基氧化锡、二丁基二甲氧基锡、乙酰丙酮锆、羟基乙酸锆、四丁氧基锆、乙酸铅(II)、乙酸铅(IV)等。
相对于二羟基化合物的合计1摩尔,这些催化剂以1×10-9~1×10-3摩尔的比率、优选以1×10-7~1×10-4摩尔的比率使用。
催化剂可以并用2种以上。另外,可以直接添加催化剂本身,或者也可以将其溶解于水或酚等溶剂后添加。
熔融缩聚法是利用上述的原料和催化剂在加热下进而在常压或减压下通过酯交换反应进行熔融缩聚的方法。即,优选从反应温度为常温、常压开始,一边除去副产物,一边缓慢地形成为升温、减压状态。
具体而言,反应的最终阶段的反应温度优选为220℃以上且低于300℃,更优选为超过230℃且280℃以下,特别优选为240~280℃,最优选为240~260℃。反应的最终阶段的减压度优选为100~0.01Torr,更优选为50~0.01Torr,特别优选为5~0.1Torr,最优选为1Torr以下(例如1~0.01Torr)。催化剂可以与原料一起从反应的最初存在,或者也可以在反应的中途添加。其中,反应的最终阶段是指使原料熔化进行酯交换反应后,在减压的状态(例如,100~0.01Torr)进行聚合反应的阶段的意思。
熔融缩聚反应可以以连续式进行,还可以以间歇式进行。在进行反应时使用的反应装置既可以是装备有锚型搅拌桨、最大混合(MAXBLEND)搅拌桨、螺带型搅拌桨等的立式,也可以是装备有叶片桨、格子桨、眼镜式桨等的卧式,还可以是装备有螺杆的挤出机型。另外,可以适当考虑聚合物的粘度来实施将这些反应装置适当组合来使用的做法。
在该聚碳酸酯树脂的制造方法中,聚合反应结束后,为了保持热稳定性和水解稳定性,可以将催化剂除去或使其失活,但也不需要一定要失活。使其失活的情况下,能够适当实施用于利用公知的酸性物质的添加来使催化剂失活的方法。作为酸性物质,具体而言,可以适当使用苯甲酸丁酯等酯类;对甲苯磺酸等的芳香族磺酸类;对甲苯磺酸丁酯、对甲苯磺酸己酯等芳香族磺酸酯类;亚磷酸、磷酸、膦酸等的磷酸类;亚磷酸三苯酯、亚磷酸单苯酯、亚磷酸二苯酯、亚磷酸二乙酯、亚磷酸二正丙酯、亚磷酸正丁酯、亚磷酸二正己酯、亚磷酸二辛酯、亚磷酸单辛酯等亚磷酸酯类;磷酸三苯酯、磷酸二苯酯、磷酸单苯酯、磷酸二丁酯、磷酸二辛酯、磷酸单辛酯等磷酸酯类;二苯基膦酸、二辛基膦酸、二丁基膦酸等的膦酸类;苯基膦酸二乙酯等膦酸酯类;三苯基膦、双(二苯基膦基)乙烷等的膦类;硼酸、苯基硼酸等的硼酸类;十二烷基苯磺酸四丁基鏻盐等的芳香族磺酸盐类;硬脂酰氯、苯甲酰氯、对甲苯磺酰氯等的有机卤化物;二甲基硫酸等的烷基硫酸;氯化苄等的有机卤化物等。从失活剂的效果、对树脂的稳定性等观点出发,特别优选对甲苯或磺酸丁酯。这些失活剂相对于催化剂量使用0.01~50倍摩尔,优选使用0.3~20倍摩尔。如果相对于催化剂量少于0.01倍摩尔,则失活效果不充分而不优选。另外,如果相对于催化剂量多于50倍摩尔,则树脂的耐热性降低,成型体容易着色,故而不优选。
上述失活剂的添加能够通过混炼进行,可以为连续式、间歇式的任意方式。混炼时的温度优选为200~350℃,更优选为230~300℃,特别优选为250~280℃。混炼机如果为连续式则适合为挤出机,如果为间歇式则适合使用LaboPlastmill、捏和机。作为挤出机,例如可以列举单螺杆挤出机、二螺杆挤出机、多螺杆挤出机等。挤出机中能够适当设置用于使树脂排出量稳定定量化的齿轮泵等。树脂组合物的熔融混炼的气氛压力没有特别限制,从抗氧化、分解物、酚等的低沸点成分的除去的观点考虑,优选为常压或减压、例如、常压(760mmHg)~0.1mmHg的压力。挤出机可以为通风式也可以无排气式,但从提高挤出制品的品质的观点考虑,优选为排气式挤出机。排气口的压力(排气压力)既可以为常压也可以为减压,例如可以为常压(760mmHg)~0.1mmHg的压力,优选设为100~0.1mmHg左右的压力,从抗氧化、分解物、酚等低沸点成分的除去的观点考虑,更优选设为50~0.1mmHg左右的压力。另外,出于更高效地减少酚等低沸点成分的目的,也可以加氢脱挥。
失活剂的混炼可以在聚合反应结束后立即进行,或者也可以将聚合后的树脂粒料化后进行。另外,除了失活剂以外,还可以用同样的方法添加其它的添加剂(抗氧化剂、脱模剂、紫外线吸收剂、流动性改质剂、结晶成核剂、强化剂、染料、抗静电剂或抗菌剂等)。
催化剂失活后(在不添加失活剂的情况下,为聚合反应结束后),可以设置将聚合物中的低沸点化合物以0.1~1mmHg的压力、200~350℃的温度进行脱挥除去的工序。脱挥除去时的温度优选为230~300℃,更优选为250~280℃。在该工序中适合使用具备叶片桨、格子桨、眼镜式桨等表面更新能力优异的搅拌桨的卧式装置、或薄膜蒸发器。
该聚碳酸酯树脂希望异物含量尽量少,适当实施熔融原料的过滤、催化剂液的过滤等。过滤器的滤孔优选为5μm以下,更优选为1μm以下。此外,适当实施生成的树脂的利用聚合物过滤器的过滤。聚合物过滤器的滤孔优选为100μm以下,更优选为30μm以下。另外,采集树脂粒料的工序当然必须在低尘环境,优选为6级以下,更优选为5级以下。
另外,聚碳酸酯树脂的聚苯乙烯换算平均分子量Mw优选为20000~200000,更优选为25000~120000,特别优选为25000~50000。
如果Mw小于20000,则树脂变脆,故而不优选。如果Mw超过200000,则熔融粘度变高,因此在成型时树脂从模具的脱取困难,此外流动性差难以以熔融状态操作,故而不优选。
<其它成分>
本发明的树脂组合物也可以包含上述以外的成分。例如,作为本发明中的“包含源自式(1)所示的化合物的重复单元的树脂”中的重复单元,可以包含源自式(1)~(3)以外的化合物的重复单元。其量相对于源自式(1)~(3)所示的化合物的重复单元的合计100摩尔%希望为20摩尔%以下,更希望为10摩尔%以下。如果在该范围内,则可以保持高折射率。
作为还可以包含的重复单元,可以列举源自乙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,2-丁二醇、1,5-庚二醇、1,6-己二醇等的脂肪族二羟基化合物;1,2-环己烷二甲醇、1,3-环己烷二甲醇、1,4-环己烷二甲醇、三环癸烷二甲醇、五环十五烷二甲醇、2,6-十氢化萘二甲醇、1,5-十氢化萘二甲醇、2,3-十氢化萘二甲醇、2,3-降冰片烷二甲醇、2,5-降冰片烷二甲醇、1,3-金刚烷二甲醇等的脂环式二羟基化合物;2,2-双(4-羟基苯基)丙烷[=双酚A]、2,2-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二乙基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-(3,5-二苯基)苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二溴苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基苯基)戊烷、2,4′-二羟基-二苯基甲烷、双(4-羟基苯基)甲烷、双(4-羟基-5-硝基苯基)甲烷、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、3,3-双(4-羟基苯基)戊烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、双(4-羟基苯基)砜、2,4′-二羟基二苯基砜、双(4-羟基苯基)硫醚、4,4′-二羟基二苯基醚、4,4′-二羟基-3,3′-二氯二苯基醚、9,9-双(4-羟基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-2-甲基苯基)芴等的芳香族双酚类的重复单元。
另外,本发明的树脂组合物除了包含源自式(1)所示的化合物的重复单元的树脂,还可以在不损害本发明的特性的范围内包含其它树脂。
作为其它树脂,可以例示以下的树脂:
聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、(甲基)丙烯酸树脂、ABS树脂、聚酰胺、聚缩醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚酯、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚醚砜、聚醚醚酮、氟树脂、环烯烃聚合物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、环氧树脂、有机硅树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯。
相对于包含源自式(1)所示的化合物的重复单元的树脂100重量份,其它树脂的含量优选为20质量份以下,更加优选为10质量份以下。
如果其它树脂的含量过多,则相容性差,有时树脂组合物的透明性降低。为了将光学应变保持得较低,优选不含其它树脂。
<树脂组合物的特性>
由本发明的方法得到的树脂组合物通过以规定量含有包含末端乙烯基的化合物和聚合物,具有所希望的特性。树脂组合物的熔体体积流动速率(MVR)优选为30cm3/10min以上,更优选为32cm3/10min以上。弯曲强度优选为80MPa以上,更优选为90MPa以上,特别优选为100MPa以上。
<光学成型体>
能够使用本发明的树脂组合物制造光学成型体。本发明的树脂组合物具有适于成型的流动性和强度,因此能够作为液晶显示器、有机EL显示器、太阳能电池等所使用的透明导电性基板、光盘、液晶面板、光学透镜、光学片、光学膜、光纤、连接器、蒸镀塑料反射镜等的光学成型体的材料有利地使用。包含本发明的树脂组合物的光学成型体具有高的折射率,并且赋形性也优异。
一般而言,使用酯交换法所制造的树脂由于在分子链具有支链结构,因此,在低剪切速度区域中,粘度高,显示非牛顿性。因此,以往,在低剪切区域中将树脂成型的情况下,存在容易产生不均匀的残留应变、在刚加工后产生翘曲和高温环境下产生变形的问题。另外,在成型时,虽然使树脂软化的温度越高,则树脂的流动性越高,但容易发生树脂的分解或着色,因此软化的温度受到限制。但是,本发明的树脂组合物的流动性和强度优异,因此能够解决在成型时产生的上述问题。另外,所得到的成型体具有高的折射率,并且赋形性也优异,在雾度、全光线透过率、阿贝数等的光学成型体所要求的各种特性中也优异。
光学成型体例如通过注射成型法、压缩成型法、挤出成型法、溶液浇铸法等任意的方法成型。成型时,能够将本发明的树脂组合物与聚碳酸酯树脂、聚酯树脂等其它树脂混合使用。另外,也可以混合抗氧化剂、加工稳定剂、光稳定剂、重金属钝化剂、阻燃剂、滑剂、抗静电剂、表面活性剂、抗菌剂、脱模剂、紫外线吸收剂、增塑剂、增溶剂等添加剂。
作为抗氧化剂,可以列举三乙二醇-双[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯]、1,6-己二醇-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、季戊四醇-四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、N,N-六亚甲基双(3,5-二叔丁基-4-羟基-氢化肉桂酰胺)、3,5-二叔丁基-4-羟基-苄基膦酸酯-二乙基酯、三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯和3,9-双{1,1-二甲基-2-[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基]乙基}-2,4,8,10-四氧杂螺(5,5)十一烷等。树脂组合物中的抗氧化剂的含量相对于树脂组合物100重量份优选为0.001~0.3重量份。
作为加工稳定剂,可以列举磷系加工热稳定剂、硫系加工热稳定剂等。作为磷系加工热稳定剂,可以列举亚磷酸、磷酸、亚膦酸、膦酸和它们的酯等。具体而言,可以列举亚磷酸三苯基酯、亚磷酸三(壬基苯基)酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、亚磷酸三(2,6-二叔丁基苯基)酯、亚磷酸三癸基酯、亚磷酸三辛基酯、亚磷酸三-十八烷基酯、亚磷酸二癸基单苯基酯、亚磷酸二辛基单苯基酯、亚磷酸二异丙基单苯基酯、亚磷酸单丁基二苯基酯、亚磷酸单癸基二苯基酯、亚磷酸单辛基二苯基酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、亚磷酸2,2-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)辛基酯、双(壬基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯、磷酸三丁酯、磷酸三乙酯、磷酸三甲酯、磷酸三苯酯、二苯基单邻联苯基磷酸酯、磷酸二丁酯、磷酸二辛酯、磷酸二异丙酯、苯基膦酸二甲酯、苯基膦酸二乙酯、苯基膦酸二丙酯、四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4′-联苯基二亚膦酸酯、四(2,4-二叔丁基苯基)-4,3′-联苯基二亚膦酸酯、四(2,4-二叔丁基苯基)-3,3′-联苯基二亚膦酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)-4-苯基-苯基亚膦酸酯和双(2,4-二叔丁基苯基)-3-苯基-苯基亚膦酸酯等。树脂组合物中的磷系加工热稳定剂的含量相对于树脂组合物100重量份优选为0.001~0.2重量份。
作为硫系加工热稳定剂,可以列举季戊四醇-四(3-月桂基硫代丙酸酯)、季戊四醇-四(3-肉豆蔻基硫代丙酸酯)、季戊四醇-四(3-硬脂基硫代丙酸酯)、二月桂基-3,3′-硫代二丙酸酯、二肉豆蔻基-3,3′-硫代二丙酸酯、二硬脂基-3,3′-硫代二丙酸酯等。树脂组合物中的硫系加工热稳定剂的含量相对于树脂组合物100重量份优选为0.001~0.2重量份。
作为脱模剂,优选其90重量%以上由醇与脂肪酸的酯构成的脱模剂。作为醇与脂肪酸的酯,具体而言,可以列举一元醇与脂肪酸的酯、多元醇与脂肪酸的部分酯或者全酯。作为上述一元醇与脂肪酸的酯,优选碳原子数1~20的一元醇与碳原子数10~30的饱和脂肪酸的酯。另外,作为多元醇与脂肪酸的部分酯或全酯,优选碳原子数1~25的多元醇与碳原子数10~30的饱和脂肪酸的部分酯或全酯。
具体而言,作为一元醇与饱和脂肪酸的酯,可以列举硬脂酸硬脂酯、棕榈酸棕榈酯、硬脂酸丁酯、月桂酸甲酯、棕榈酸异丙酯等。作为多元醇与饱和脂肪酸的部分酯或全酯,可以列举硬脂酸单甘油酯、硬脂酸二甘油酯、硬脂酸三甘油酯、硬脂酸单山梨糖醇酯、山萮酸单甘油酯、癸酸单甘油酯、月桂酸单甘油酯、季戊四醇单硬脂酸酯、季戊四醇四硬脂酸酯、季戊四醇四壬酸酯、丙二醇单硬脂酸酯、联苯基联苯酯、脱水山梨糖醇单硬脂酸酯、2-乙基己基硬脂酸酯、二季戊四醇六硬脂酸酯等双季戊四醇的全酯或部分酯等。这些之中,特别优选硬脂酸单甘油酯和月桂酸单甘油酯。这些脱模剂的含量相对于树脂组合物100重量份优选为0.005~2.0重量份的范围,更优选为0.01~0.6重量份的范围,更加优选为0.02~0.5重量份的范围。
作为紫外线吸收剂,优选选自苯并三唑系紫外线吸收剂、二苯甲酮系紫外线吸收剂、三嗪系紫外线吸收剂、环状亚胺酯系紫外线吸收剂和氰基丙烯酸酯系紫外线吸收剂中的至少1种紫外线吸收剂。即,以下列举的紫外线吸收剂可以单独使用任意一种,也可以组合2种以上使用。
作为苯并三唑系紫外线吸收剂,可以列举2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二枯基苯基)苯基苯并三唑、2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2,2′-亚甲基双[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2N-苯并三唑-2-基)苯酚]、2-(2-羟基-3,5-二叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-4-辛氧基苯基)苯并三唑、2,2′-亚甲基双(4-枯基-6-苯并三唑苯基)、2,2′-对亚苯基双(1,3-苯并噁嗪-4-酮)、2-[2-羟基-3-(3,4,5,6-四氢邻苯二甲酰亚胺甲基)-5-甲基苯基]苯并三唑等。
作为二苯甲酮系紫外线吸收剂,可以列举2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮、2-羟基-4-苄氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-5-磺酰基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-5-磺酰基三水合二苯甲酮、2,2′-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2,2′,4,4′-四羟基二苯甲酮、2,2′-二羟基-4,4′-二甲氧基二苯甲酮、2,2′-二羟基-4,4′-二甲氧基-5-钠磺酰基二苯甲酮、双(5-苯甲酰基-4-羟基-2-甲氧基苯基)甲烷、2-羟基-4-正十二烷基氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-2′-羧基二苯甲酮等。
作为三嗪系紫外线吸收剂,可以列举2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[(己基)氧基]-苯酚、2-(4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[(辛基)氧基]-苯酚、2,4,6-三(2-羟基-4-己基氧基-3-甲基苯基)-1,3,5-三嗪等。
作为环状亚胺酯系紫外线吸收剂,可以列举2,2′-双(3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2,2′-对亚苯基双(3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2,2′-间亚苯基双(3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2,2′-(4,4′-二亚苯基)双(3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2,2′-(2,6-萘)双(3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2,2′-(1,5-萘)双(3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2,2′-(2-甲基-对亚苯基)双(3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2,2′-(2-硝基-对亚苯基)双(3,1-苯并噁嗪-4-酮)和2,2′-(2-氯-对亚苯基)双(3,1-苯并噁嗪-4-酮)等。
作为氰基丙烯酸酯系紫外线吸收剂,可以列举1,3-双-[(2′-氰基-3′,3′-二苯基丙烯酰基)氧基]-2,2-双[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]甲基)丙烷和1,3-双-[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]苯等。
紫外线吸收剂的含量相对于树脂组合物100重量份优选为0.01~3.0重量份,更优选为0.02~1.0重量份,更加优选为0.05~0.8重量份。如果为这样的配合量的范围,则能够根据用途,对树脂赋予充分的耐候性。
在光学成型体的表面,可以根据需要设置有防反射层或者硬涂层等涂层。防反射层可以为单层也可以为多层,可以为有机物也可以为无机物,优选为无机物。具体而言,可以例示氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化铈、氧化镁、氟化镁等的氧化物或者氟化物。
(光学膜或光学片)
作为光学成型体的一例,对光学膜或光学片进行说明。包含本发明的树脂组合物的膜或片例如适合在用于提高液晶基板用膜、液晶显示装置的亮度的棱镜片、光存储卡等中使用。
片和膜的结构没有特别限定,可以为单层结构,也可以为多层结构。为多层结构的情况下,可以为由不同的树脂构成的层叠层有2层、3层或4层以上的结构。
作为制作片和膜的方法,能够使用熔融挤出法(例如,T模成型法)、浇铸涂敷法(例如,流延法)、压延成型法、热压法等各种制膜方法,没有特别限定。优选列举熔融挤出法。在使用熔融挤出法的情况下,作为装置,使用公知的熔融挤出成型机即可。以下,对使用熔融挤出法制造片和膜的方法进行说明。
首先,将材料投入挤出机进行熔融混炼,从T型模的前端(模唇)挤出片状的熔融材料。作为挤出机,例如可以列举单螺杆挤出机、双螺杆挤出机等。另外,在制造由2层以上构成的多层的膜的情况下,也可以使用多个挤出机。例如,在制造3层的膜的情况下,能够使用3台或2台挤出机将材料分别熔融混炼,将熔融的材料在3种3层分配型或2种3层分配型供料块中分配,流入单层T型模进行共挤出。或者,也可以将熔融的各层的材料分别流入多歧管模,在模唇前以3层构成分配并共挤出。
挤出机中也可以适当设置用于将材料中比较大的异物等过滤和除去的筛网、用于将材料中比较小的异物、凝胶等过滤和除去的聚合物过滤器、用于将挤出的树脂量定量化的齿轮泵等。
T型模是具有狭缝状的模唇的模,例如可以列举供料块膜、多歧管模、鱼尾式模、衣架式模、螺杆式模等。在制造多层热塑性树脂膜的情况下,可以使用多歧管模等。
另外,T型模的模唇的宽度方向的长度没有特别限制,优选相对于制品宽度为1.2~1.5倍。模唇的开度根据所希望的制品的厚度适当调整即可,通常为所希望的制品的厚度的1.01~10倍,优选为1.1~5倍。模唇的开度的调整优选利用在T型模的宽度方向上排列的螺栓进行。模唇开度在宽度方向上可以不固定,例如通过将端部的模唇开度调整得窄于中央部的模唇开度,能够抑制拉伸共振现象。
接着,将所挤出的片状的材料夹入2根冷却辊之间进行成型。2根冷却辊均可以为金属辊,也均可以为弹性辊,还可以一个为金属辊,另一个为弹性辊。辊的表面状态没有特别限定,例如可以为镜面,也可以为花纹或凹凸等。
作为金属辊,只要为高刚性即可,没有特别限定,例如可以列举钻孔辊、螺旋流道辊等。
作为弹性辊,例如可以列举橡胶辊、在外周部具有金属制薄膜的弹性辊(以下也称为金属弹性辊)等,其中,优选为金属弹性辊。
2根冷却辊之间的间隙(辊隙)可以根据所希望的制品厚度适当调整,以片状的材料的两面分别与冷却辊的中央部的表面相接的方式设定辊隙。因此,片状的材料如果被夹入2根冷却辊,则从冷却辊的中央部受到一定的压力而被成型成膜或片。
2根冷却辊的压接压在辊刚性的可接受范围内是任意的。另外,关于片和膜的成型速度也可以适当调整。
为了尽量避免膜中异物的混入,成型环境也当然必须为低尘环境,优选为6级以下,更优选为5级以下。
(光学透镜)
作为光学成型体的具体例,还可以列举光学透镜。包含本发明的树脂组合物的光学透镜能够在望远镜、双筒望远镜、电视投影仪等以往使用昂贵的高折射率玻璃透镜的领域中使用,是极为有用的。根据需要,优选以非球面透镜的形式使用。非球面透镜能够以1枚透镜使球面像差实质上为零,因此不需要通过多枚球面透镜的组合来消除球面像差,能够实现轻质化和生产成本的降低化。因此,非球面透镜在光学透镜中作为相机透镜特别有用。
光学透镜例如可以通过注射成型法、压缩成型法、注射压缩成型法等任意的方法成型。通过使用本发明的树脂组合物,能够更简便地得到玻璃透镜在技术上难以加工的高折射率低双折射非球面透镜。
本发明的树脂组合物的流动性高,因此能够制造薄壁小型且复杂的形状的光学透镜。作为具体的透镜尺寸,中心部的厚度为0.05~3.0mm,更优选为0.05~2.0mm,更加优选为0.1~2.0mm。另外,直径为1.0mm~20.0mm,更优选为1.0~10.0mm,更加优选为3.0~10.0mm。
为了尽量避免光学透镜中异物的混入,成型环境也当然必须为低尘环境,优选为6级以下,更优选为5级以下。
实施例
以下,利用实施例说明本发明,但本发明不受这些实施例任何限制。
1.树脂组合物
实施例中的熔体体积流动速率(MVR)和弯曲强度利用以下的方法测定。
(1)熔体体积流动速率(MVR)
MVR是表示树脂组合物的流动性的指标,值越大,表示流动性越高。将实施例中制造的树脂组合物在120℃真空干燥4小时,使用(株)东洋精机制作所制熔体指数仪T-111,在温度260℃、负荷2160g的条件下测定。
(2)弯曲强度
将实施例中制造的树脂组合物在120℃真空干燥4小时后,利用注射成型得到80mm×10mm×4mm的试验片。使用该试验片,根据JIS K7171进行弯曲试验。
另外,1H-NMR的测定条件如下所示。
(3)1H-NMR测定条件
装置:Bruker AVANZE III HD 500MHz
翻转角:30度
等待时间:1秒
累计次数:500次
测定温度:室温(298K)
浓度:5wt%
溶剂:氘代氯仿
内部标准物质:四甲基硅烷(TMS)0.05wt%
(4)透镜成型性
4-1)透镜成型性1(脱模性):将聚碳酸酯树脂组合物利用Fanuc(株)制FUNUCROBOSHOTS-2000i30A在成型温度260度、模具温度135度成型为透镜型试验片(厚度0.5mm、直径10mm)。将注射时的峰压力设定为55MPa,将此时的脱模(eject)压的值低于20MPa的树脂组合物评价为A,将脱模压的值为20~30MPa的树脂组合物评价为B,将脱模压的值为30MPa以上的树脂组合物评价为C。
上述的脱模压低的树脂组合物显示容易成型,生产率优异。
4-2)透镜成型性2(模具污损):使用新泻铁工所制Mini 7成型机和水滴型的模具,以料筒温度250℃、成型循环11秒、模具温度80℃、合模力7吨进行2000击成型。将设置在成型结束后模具操作侧的与成型品主体部分对应的套件(对应于成型品的凸侧表面)在连续成型后从模具部取出,目测观察其表面部的模具污损。
对透镜成型性2如下评价。
A:目测时没有模具污损,脱模性良好
B:目测时有模具污损,脱模性略微不良
C:目测时有模具污损,脱模性不良
<实施例1:BPEF均聚物;240℃>
将9,9-双(4-(2-羟基乙氧基)苯基)芴(以下,也称为“BPEF”)18.07kg(42.21摩尔)、碳酸二苯酯(以下,也称为“DPC”)9.20kg(42.95)摩尔和碳酸氢钠2.08×10-2g(3.33×10-4摩尔)装入带有搅拌器和馏出装置的50升反应器。进行氮置换后,在氮气氛760Torr下,用1小时一边加热至205℃一边搅拌。原料完全熔融后,用15分钟将减压度调整至150Torr,在205℃、150Torr的条件保持20分钟,进行酯交换反应。然后,以37.5℃/hr的速度升温至240℃,在240℃、150Torr保持10分钟。然后,用10分钟调整至120Torr,在240℃、120Torr保持70分钟。然后,用10分钟调整至100Torr,在240℃、100Torr保持10分钟。进而,用40分钟设为1Torr以下,在240℃、1Torr以下的条件下一边搅拌10分钟一边进行聚合反应。反应结束后,通过在反应器内鼓入氮进行加压,将生成的聚碳酸酯树脂组合物一边造粒一边排出。
<实施例1-1:BPEF均聚物;260℃>
与实施例1同样地进行酯交换反应。然后,以37.5℃/hr的速度升温至240℃,在240℃、150Torr保持10分钟。然后,用10分钟调整至120Torr,在240℃、120Torr保持70分钟。然后,用10分钟调整至100Torr,在240℃、100Torr保持10分钟。进而,用50分钟设为260℃、1Torr以下,在260℃、1Torr以下的条件下一边搅拌10分钟一边进行聚合反应。反应结束后,通过在反应器内鼓入氮进行加压,将生成的聚碳酸酯树脂组合物一边造粒一边排出。
<实施例1-2:BPEF均聚物;280℃>
与实施例1同样地进行酯交换反应。然后,以37.5℃/hr的速度升温至240℃,在240℃、150Torr保持10分钟。然后,用10分钟调整至120Torr,在240℃、120Torr保持70分钟。然后,用10分钟调整至100Torr,在240℃、100Torr保持10分钟。进而,用60分钟设为280℃、1Torr以下,在280℃、1Torr以下的条件下一边搅拌10分钟一边进行聚合反应。反应结束后,通过在反应器内鼓入氮进行加压,将生成的聚碳酸酯树脂组合物一边造粒一边排出。
对于实施例1~1-2中得到的树脂组合物,评价MVR、芴系乙烯基末端基量、弯曲强度和透镜成型性。将其结果表示于表1。此外,芴系乙烯基末端基量用以下所示的方法计算。
(芴系乙烯基末端基量的计算方法)
实施例1~1-2中得到的聚碳酸酯树脂包含以下的重复单元。
(式中,Ha表示氢原子)
另外,树脂组合物中包含以下的聚合物和/或化合物。
(式中,*表示聚合物链,Hc表示氢原子)
测定实施例1~1-2中得到的树脂组合物的1H-NMR谱,利用以下式计算芴系乙烯基末端基量。
此外,在上述式中,能够看作:
将实施例1中制造的树脂组合物的1H-NMR图谱表示于图1(a)。图1(b)和(c)是图1(a)的局部放大图。
<实施例2:BPEF与BHEBN的共聚物;240℃>
将2,2′-双(2-羟基乙氧基)-1,1′-联二萘(以下,也称为“BHEBN”)7.66kg(20.45摩尔)、BPEF 12.53kg(28.58摩尔)、DPC10.80kg(50.42摩尔)和碳酸氢钠2.7×10-2g(3.21×10-4摩尔)装入带有搅拌器和馏出装置的50升反应器。进行氮置换后,在氮气氛760Torr下,用20分钟升温至205℃。然后,用10分钟一边减压到700Torr一边将原料熔融。这样保持10分钟后搅拌,再保持100分钟后,用20分钟加压到205Torr。在该状态下保持60分钟后,用10分钟调整至180Torr,在215℃、180Torr的条件下保持20分钟。进而用10分钟调整至150Torr,在230℃、140Torr的条件下保持30分钟后,减压、升温至120Torr、240℃。然后,用10分钟减压到100Torr,保持10分钟。进而用50分钟设为1Torr以下,在240℃、1Torr以下的条件保持40分钟。反应结束后,通过在反应器内鼓入氮进行加压,将生成的聚碳酸酯树脂组合物一边造粒一边排出。
<实施例2-1:BPEF与BHEBN的共聚物;260℃>
与实施例2同样进行直到一边减压一边将原料熔融的工序为止。在该状态下保持10分钟后搅拌,再保持100分钟后,用20分钟减压到205Torr。在该状态下保持60分钟保持后,用10分钟调整至180Torr,在215℃、180Torr的条件下保持20分钟。进而用10分钟调整至150Torr,在230℃、140Torr的条件下保持30分钟后,减压、升温至120Torr、260℃。然后,用10分钟减压到100Torr,保持10分钟。进而用50分钟设为1Torr以下,在260℃、1Torr以下的条件保持40分钟。反应结束后,通过在反应器内鼓入氮进行加压,将生成的聚碳酸酯树脂组合物一边造粒一边排出。
对实施例2和2-1中得到的树脂组合物,评价MVR、芴系乙烯基末端基量、联萘酚系乙烯基末端基量、弯曲强度和透镜成型性。将其结果表示于表1。此外,芴系乙烯基末端基量和联萘酚系乙烯基末端基量用以下所示的方法计算。
(芴系乙烯基末端基量的计算方法)
实施例2和2-1中得到的聚碳酸酯树脂包含以下的重复单元。
(式中,Hm和Hk表示氢原子)
另外,树脂组合物中包含以下的聚合物和/或化合物。
(式中,*表示聚合物链,Hc表示氢原子)
测定实施例2和2-1中得到的树脂组合物的1H-NMR谱,利用以下式计算芴系乙烯基末端基量。
此外,在上述式中,能够看作:
(联萘酚系乙烯基末端基量的计算方法)
实施例2和2-1中得到的树脂组合物除了上述“芴系乙烯基末端基量的计算方法”所示的物质以外,还包含以下所示的聚合物和/或化合物。
(式中,*表示聚合物链,Hp表示氢原子)
根据实施例2和2-1中得到的树脂组合物的1H-NMR谱,利用以下式计算联萘酚系乙烯基末端基量。
此外,在上述式中,能够看作:
将实施例2中制造的树脂组合物的1H-NMR图谱表示于图2(a)。图2(b)是图2(a)的局部放大图。
<实施例3:BPPEF与BHEBN的共聚物;240℃>
作为原料,使用BHEBN 7.42kg(19.83摩尔)、9,9-双(4-(2-羟基乙氧基)-3-苯基苯基)芴(以下,也称为“BPPEF”)14.68kg(24.85摩尔)、DPC 9.70kg(45.30摩尔)、碳酸氢钠2.25×10-2g(2.98×10-4摩尔),除此以外,进行与实施例2相同的操作,得到聚碳酸酯树脂组合物。
<实施例3-1:BPPEF与BHEBN的共聚物;260℃>
作为原料,使用BHEBN 7.42kg(19.83摩尔)、9,9-双(4-(2-羟基乙氧基)-3-苯基苯基)芴(以下,也称为“BPPEF”)14.68kg(24.85摩尔)、DPC 9.70kg(45.30摩尔)、碳酸氢钠2.25×10-2g(2.98×10-4摩尔),除此以外,进行与实施例2-1相同的操作,得到聚碳酸酯树脂组合物。
<实施例3-2:BPPEF与BHEBN的共聚物;280℃>
与实施例3-1同样地进行直到一边减压一边将原料熔融的工序为止。在该状态下保持10分钟后搅拌,再保持100分钟后,用20分钟减压到205Torr。在该状态下保持60分钟后,用10分钟调整至180Torr,在215℃、180Torr的条件下保持20分钟。进而用10分钟调整至150Torr,在230℃、140Torr的条件下保持30分钟后,减压、升温至120Torr、280℃。然后,用10分钟减压到100Torr,保持10分钟。进而用50分钟设为1Torr以下,在280℃、1Torr以下的条件保持40分钟。反应结束后,通过在反应器内鼓入氮进行加压,将生成的聚碳酸酯树脂组合物一边造粒一边排出。
对实施例3~3-2中得到的树脂组合物评价MVR、芴系乙烯基末端基量、联萘酚系乙烯基末端基量、弯曲强度和透镜成型性。将其结果表示于表1。此外,芴系乙烯基末端基量和联萘酚系乙烯基末端基量用以下所示的方法计算。
(芴系乙烯基末端基量的计算方法)
实施例3~3-2中得到的聚碳酸酯树脂包含以下的重复单元。
(式中,Hg和Hk表示氢原子)
另外,树脂组合物中包含以下的聚合物和/或化合物。
(式中,*表示聚合物链,Hd表示氢原子)
测定实施例3~3-2中得到的树脂组合物的1H-NMR谱,利用以下式计算芴系乙烯基末端基量。
此外,在上述式中,能够看作:
(联萘酚系乙烯基末端基量的计算方法)
实施例3~3-2中得到的树脂组合物除了包含上述“芴系乙烯基末端基量的计算方法”所示的物质以外,还包含以下所示的聚合物和/或化合物。
(式中,*表示聚合物链,Hp表示氢原子)
根据实施例3~3-2中得到的树脂组合物的1H-NMR谱,利用以下式计算联萘酚系乙烯基末端基量。
此外,在上述式中,能够看作:
将实施例3中制造的树脂组合物的1H-NMR图谱表示于图3(a)。图3(b)是图3(a)的局部放大图。
<实施例4:BPEF与双酚A的共聚物;240℃>
将BPEF 15.80kg(36.03摩尔)、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(以下,也称为“双酚A”)1.30kg(5.69摩尔)、DPC 9.31kg(43.45摩尔)和碳酸氢钠2.10×10-2g(2.50×10-4摩尔)装入带有搅拌机和馏出装置的50升反应器。进行氮置换后,在氮气氛760Torr下,用1小时一边加热至205℃一边搅拌。原料完全熔融后,用15分钟将减压度调整至150Torr,在205℃、150Torr的条件保持20分钟,进行酯交换反应。然后,以37.5℃/hr的速度升温至240℃,在240℃、150Torr保持10分钟。然后,用10分钟调整至120Torr,在240℃、120Torr保持70分钟。然后,用10分钟调整至100Torr,在240℃、100Torr保持10分钟。进而用40分钟设为1Torr以下,在240℃、1Torr以下的条件下一边搅拌10分钟一边进行聚合反应。反应结束后,通过在反应器内鼓入氮进行加压,将生成的聚碳酸酯树脂组合物一边造粒一边排出。
<实施例4-1:BPEF与双酚A的共聚物;260℃>
与实施例4同样进行酯交换反应。然后,以37.5℃/hr的速度升温至240℃,在240℃、150Torr保持10分钟。然后,用10分钟调整至120Torr,在240℃、120Torr保持70分钟。然后,用10分钟调整至100Torr,在240℃、100Torr保持10分钟。进而,用40分钟设为260℃、1Torr以下,在260℃、1Torr以下的条件下一边搅拌20分钟一边进行聚合反应。反应结束后,通过在反应器内鼓入氮进行加压,将生成的聚碳酸酯树脂组合物一边造粒一边排出。
<实施例4-2:BPEF与双酚A的共聚物;280℃>
与实施例4同样地进行酯交换反应。然后,以37.5℃/hr的速度升温至240℃,在240℃、150Torr保持10分钟。然后,用10分钟调整至120Torr,在240℃、120Torr保持70分钟。然后,用10分钟调整至100Torr,在240℃、100Torr保持10分钟。进而用40分钟设为280℃、1Torr以下,在280℃、1Torr以下的条件下一边搅拌30分钟一边进行聚合反应。反应结束后,通过在反应器内鼓入氮进行加压,将生成的聚碳酸酯树脂组合物一边造粒一边排出。
对实施例4~4-2中得到的树脂组合物,评价MVR、芴系乙烯基末端基量、弯曲强度和透镜成型性。将其结果表示于表1。此外,芴系乙烯基末端基量用以下所示的方法计算。
(芴系乙烯基末端基量的计算方法)
实施例4~4-2中得到的聚碳酸酯树脂包含以下的重复单元。
(式中,Ha表示氢原子)
另外,树脂组合物中包含以下的聚合物和/或化合物。
(式中,*表示聚合物链,Hc表示氢原子)
测定实施例4~4-2中得到的树脂组合物的1H-NMR谱,使用以下式计算芴系乙烯基末端基量。
此外,在上述式中,能够看作:
将实施例4中制造的树脂组合物的1H-NMR图谱表示于图4(a)。图4(b)是图4(a)的局部放大图。
<实施例5:BPEF与BHEBN的共聚物;280℃>
将BHEBN 7.66kg(20.45摩尔)、BPEF 12.50kg(28.50摩尔)、DPC10.80kg(50.42摩尔)和碳酸氢钠1.78×10-2g(2.12×10-4摩尔)装入带有搅拌器和馏出装置的50升反应器。进行氮置换后,在氮气氛760Torr下,用20分钟升温至205℃。然后,用10分钟一边减压到700Torr一边将原料熔融。在该状态下保持10分钟后搅拌,再保持100分钟保持后,用20分钟减压到205Torr。在该状态下保持60分钟后,用10分钟调整至180Torr,在215℃、180Torr的条件下保持20分钟。进而用10分钟调整至150Torr,在240℃、150Torr的条件下保持30分钟。进而,用10分钟减压到120Torr,在该状态下保持30分钟后,用40分钟升温至280℃。然后,用10分钟减压到100Torr,保持10分钟。进而用50分钟设为1Torr以下,在280℃、1Torr以下的条件保持40分钟。反应结束后,通过在反应器内鼓入氮进行加压,将生成的聚碳酸酯树脂组合物一边造粒一边排出。
所得到的树脂组合物的MVR为32cm3/10min,芴系乙烯基末端基量为0.625,联萘酚系乙烯基末端基量为0.813,弯曲强度为85MPa。芴系乙烯基末端基量和联萘酚系乙烯基末端基量与实施例2同样地算出。
将实施例5中制造的树脂组合物的1H-NMR图谱表示于图5(a)。图5(b)是图5(a)的局部放大图。
<比较例1:BPEF均聚物;230℃>
将BPEF 15.50kg(35.35摩尔)、DPC 7.89kg(36.82摩尔)和碳酸氢钠1.78×10-2g(2.12×10-4摩尔)装入带有搅拌机和馏出装置的50升反应器。进行氮置换后,在氮气氛760Torr下,用1小时一边加热至205℃一边搅拌。原料完全熔融后,用15分钟将减压度调整为150Torr,在205℃、150Torr的条件保持20分钟,进行酯交换反应。然后,以37.5℃/hr的速度升温至230℃,以230℃、150Torr保持10分钟。然后,用10分钟调整至120Torr,以230℃、120Torr保持70分钟。然后,用10分钟调整至100Torr,用230℃、100Torr保持10分钟。进而用40分钟设为1Torr以下,在230℃、1Torr以下的条件下一边搅拌10分钟一边进行聚合反应。反应结束后,通过在反应器内鼓入氮进行加压,将生成的聚碳酸酯树脂一边造粒一边排出。
<比较例1-1:BPEF均聚物;300℃>
与比较例1同样进行酯交换反应。然后,以37.5℃/hr的速度升温至230℃,以230℃、150Torr保持10分钟。然后,用10分钟调整至120Torr,以230℃、120Torr保持70分钟。然后,用10分钟调整至100Torr,以300℃、100Torr保持10分钟。进而用40分钟设为1Torr以下,在300℃、1Torr以下的条件下一边搅拌10分钟一边进行聚合反应。反应结束后,通过在反应器内鼓入氮进行加压,将生成的聚碳酸酯树脂一边造粒一边排出。
对比较例1和1-1中得到的树脂组合物评价MVR、芴系乙烯基末端基量、弯曲强度和透镜成型性。将其结果表示于表1。此外,芴系乙烯基末端基量与实施例1同样地算出。
将比较例1中制造的树脂组合物的1H-NMR图谱表示于图6(a)。图6(b)是图6(a)的局部放大图。
<比较例2:BPEF与BHEBN的共聚物;230℃>
将BHEBN 7.66kg(20.46摩尔)、BPEF 12.50kg(28.51摩尔)、DPC10.80kg(50.42摩尔)和碳酸氢钠1.78×10-2g(2.12×10-4摩尔)装入带有搅拌器和馏出装置的50升反应器。进行氮置换后,在氮气氛760Torr下,用20分钟升温至205℃。然后,用10分钟一边减压到700Torr一边将原料熔融。在该状态下保持10分钟后搅拌,再保持100分钟后,用20分钟减压到205Torr。在该状态下保持60分钟后,用10分钟调整至180Torr,在215℃、180Torr的条件下保持20分钟。进而用10分钟调整至150Torr,在240℃、150Torr的条件下保持30分钟后,用10分钟减压到120Torr。在该状态下保持30分钟后,用30分钟升温至230℃。然后,用10分钟减压到100Torr,保持10分钟。进而用50分钟设为1Torr以下,在230℃、1Torr以下的条件下保持40分钟。反应结束后,通过在反应器内鼓入氮进行加压,将生成的聚碳酸酯树脂组合物一边造粒一边排出。
<比较例2-1:BPEF与BHEBN的共聚物;300℃>
与比较例2同样地进行直到一边减压一边将原料熔融的工序为止。在该状态下保持10分钟后搅拌,再保持100分钟后,用20分钟减压到205Torr。在该状态下保持60分钟后,用10分钟调整至180Torr,在215℃、180Torr的条件下保持20分钟。进而用10分钟调整至150Torr,在240℃、150Torr的条件下保持30分钟后,用10分钟减压到120Torr。在该状态下保持30分钟后,用50分钟升温至300℃。然后,用10分钟减压到100Torr,保持10分钟。进而用50分钟设为1Torr以下,在300℃、1Torr以下的条件下保持50分钟。反应结束后,通过在反应器内鼓入氮进行加压,将生成的聚碳酸酯树脂组合物一边造粒一边排出。
对比较例2和2-1中得到的树脂组合物评价MVR、芴系乙烯基末端基量、联萘酚系乙烯基末端基量、弯曲强度和透镜成型性。将其结果表示于表1。此外,芴系乙烯基末端基量和联萘酚系乙烯基末端基量与实施例2同样地算出。
将比较例2中制造的树脂组合物的1H-NMR图谱表示于图7(a)。图7(b)是图7(a)的局部放大图。
<比较例3:BPPEF与BHEBN的共聚物;300℃>
与实施例3-1同样地进行直到一边减压一边将原料熔融的工序为止。在该状态下保持10分钟后搅拌,再保持100分钟后,用20分钟减压到205Torr。在该状态下保持60分钟后,用10分钟调整至180Torr,在215℃、180Torr的条件下保持20分钟。进而用10分钟调整至150Torr,在230℃、140Torr的条件下保持30分钟后,减压、升温至120Torr、300℃。然后,用10分钟减压到100Torr,保持10分钟。进而用50分钟设为1Torr以下,在300℃、1Torr以下的条件保持50分钟。反应结束后,通过在反应器内鼓入氮进行加压,将生成的聚碳酸酯树脂组合物一边造粒一边排出。
对比较例3中得到的树脂组合物评价MVR、芴系乙烯基末端基量、联萘酚系乙烯基末端基量、弯曲强度和透镜成型性。将其结果表示于表1。此外,芴系乙烯基末端基量和联萘酚系乙烯基末端基量与实施例3同样地算出。
将上述实施例和比较例算出的芴系乙烯基末端基量和/或联萘酚系乙烯基末端基量、以及所测定的MVR、弯曲强度和透镜成型性的值汇总于以下的表1。
[表1]
由表1可知本发明的树脂组合物的流动性(MVR)和弯曲强度优异。
2.膜
使用上述制造的树脂组合物制作膜。所得到的膜的评价用以下所示的方法进行。
(1)全光线透过率和雾度
全光线透过率和雾度使用雾度计((株)村上色彩技术研究所制、“HM-150”)按照JIS K-7361、JIS K-7136测定。
(2)玻璃化转变温度
利用差示热扫描量热分析计(DSC)测定(测定仪器:株式会社日立高新技术DSC7000X)。
(3)表面形状
光扩散膜的表面形状通过算术平均粗糙度评价。算术平均粗糙度利用小型表面粗糙度测定机(株式会社Mitsutomo制、“Surftest SJ-210”)制作粗糙度曲线,如下计算。从制作的粗糙度曲线选出基准长度(l)(平均线方向)的范围,在该选出的部分的平均线的方向上取X轴,在与X轴正交的方向上取Y轴,将粗糙度曲线用y=f(x)表示时,将利用下式求出的值(μm)作为算术平均粗糙度(Ra)。其中,“基准长度(l)(平均线方向)”表示根据JIS B0601:2001(ISO 4287:1997)的粗糙度参数的基准长度。
(5)折射率
对于厚度0.1mm膜,使用阿贝折射计,以JIS-K-7142的方法测定(23℃、波长589nm)。
(6)阿贝数(ν)
对厚度0.1mm膜,使用阿贝折射计,测定在23℃下波长486nm、589nm和656nm的折射率,再利用下述式计算阿贝数。
ν=(nD-1)/(nF-nC)
nD:波长589nm时的折射率
nC:波长656nm时的折射率
nF:波长486nm时的折射率
(7)熔体体积流动速率(MVR)
MVR是表示树脂组合物的流动性的指标,值越大,表示流动性越高。将实施例中制造的树脂组合物在120℃真空干燥4小时,使用(株)东洋精机制作所制熔体指数仪T-111在温度260℃、负荷2160g的条件下测定。
<实施例6>
将实施例2中制造的树脂组合物的粒料利用26mm双螺杆挤出机和T模在280℃熔融挤出。使所挤出的熔融膜通过直径200mm的硅橡胶制的第一冷却辊和经哑光加工(表面的算术平均粗糙度:3.2μm)的直径200mm的金属制第二冷却辊之间。将哑光图案赋形在膜表面后,进行冷却,进而使膜通过表面为镜面结构的金属制第三冷却辊,一边用拉取辊拉取一边成型单面哑光膜。此时,将第一冷却辊的温度设定为40℃,将第二冷却辊的温度设定为130℃,将第三冷却辊的温度设定为130℃,通过调整冷却辊的速度,将膜表面的算术平均粗糙度设为3.0μm。
<实施例7>
将实施例4中制造的树脂组合物的粒料利用26mm双螺杆挤出机和T模在260℃熔融挤出。使所挤出的熔融膜通过直径200mm的硅橡胶制的第一冷却辊和经哑光加工(表面的算术平均粗糙度:2.5μm)的直径200mm的金属制第二冷却辊之间。将哑光图案赋形在膜表面后,进行冷却,进而使膜通过表面为镜面结构的金属制第二冷却辊,一边用拉取辊拉取一边成型单面哑光膜。此时,将第一冷却辊的温度设定为40℃,将第二冷却辊的温度设定为130℃,将第三冷却辊的温度设定为130℃,将冷却辊的速度设为3.0m/min。
<比较例4>
使用聚碳酸酯树脂(三菱工程塑料株式会社制Iupilon H-4000)的粒料,与实施例6同样地制作膜。
将实施例6、7和比较例4中得到的膜的评价结果表示于表2。
[表2]
实施例6 | 实施例7 | 比较例4 | |
膜厚度(μm) | 220 | 230 | 250 |
雾度(%) | 88.6 | 87 | 76 |
全光线透过率(%) | 86.1 | 87.6 | 89.1 |
算术平均粗糙度(μm) | 3 | 2.9 | 1.8 |
玻璃化转变温度(℃) | 134 | 145 | 142 |
MVR 260℃cm3/10min | 32 | 30 | 33 |
阿贝数 | 21.5 | 23.9 | 30.1 |
折射率 | 1.651 | 1.636 | 1.584 |
本发明的膜维持光学膜所要求的全光线透过率,同时,显示高的雾度和算术平均粗糙度。这表示本发明的膜具有优异的转印性,即具有优异的赋形性。另外,可知本发明的膜在作为光学材料的基本特性所要求的阿贝数、折射率等的评价中也优异。进而本发明的膜的双折射位相差的值小。这表示在膜的中央部与端部之间双折射的差小,为更均质的膜。
本发明的膜具有如上所述的优异的特性的理由没有确定,但可以认为本发明的树脂组合物中存在芴基或联二萘基有助于提高膜的光学特性和赋形性。进而,可以认为,在本发明的树脂组合物中包含在末端具有乙烯基的化合物,因此在成型时树脂具有柔软性,膜的赋形性进一步提高。
说明了本发明的几种实施方式,但这些实施方式是作为例子例示的,并不意在限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其它各种方式实施,在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包括在发明的范围和主旨中,并且也包括在权利要求书所述的发明及其均等的范围中。
Claims (20)
1.一种树脂组合物,其特征在于:
含有:包含源自下述通式(1)所示的化合物的重复单元的树脂;和具有下述通式(A)所示的末端结构的聚合物和/或下述通式(B)所示的化合物,其中,所述树脂不包含具有下述通式(A)所示的末端结构的聚合物,
在式(1)、(A)和(B)中,
R1和R2分别独立地选自氢原子、碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的烷氧基、碳原子数5~20的环烷基、碳原子数5~20的环烷氧基、碳原子数6~20的芳基、碳原子数6~20的芳氧基和卤素原子;
X分别独立地为可以具有支链的碳原子数2~6的亚烷基;
Hv和Hf分别为氢原子;
n分别独立地为1~5的整数;
*为聚合物链,
所述树脂组合物的H1-NMR谱满足下述关系:
2.如权利要求1所述的树脂组合物,其特征在于:
所述包含源自通式(1)所示的化合物的重复单元的树脂是由源自通式(1)所示的化合物的重复单元构成的树脂。
3.如权利要求1所述的树脂组合物,其特征在于:
所述树脂还包含源自下述通式(2)所示的化合物的重复单元,
式中,
R6和R7分别独立地选自氢原子、碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的烷氧基、碳原子数5~20的环烷基、碳原子数5~20的环烷氧基、碳原子数6~20的芳基、碳原子数6~20的芳氧基和卤素原子;
Y分别独立地为可以具有支链的碳原子数2~6的亚烷基、碳原子数6~10的亚环烷基、或碳原子数6~10的亚芳基;
W选自单键或
其中,R8、R9和R14~R17分别独立地选自氢原子、碳原子数1~10的烷基和碳原子数6~10的苯基;R10和R11分别独立地选自氢原子和碳原子数1~5的烷基;R12和R13分别独立地选自氢原子和碳原子数1~5的烷基、苯基;Z′为3~11的整数;
p和q分别独立地为0~5的整数。
4.如权利要求3所述的树脂组合物,其特征在于:
p和q为0,
W为
其中,R8和R9与权利要求3中的定义相同。
5.如权利要求3所述的树脂组合物,其特征在于:
所述通式(2)所示的化合物为双酚A。
6.如权利要求3~5中任一项所述的树脂组合物,其特征在于:
在所述树脂中,源自所述通式(1)所示的化合物的重复单元与源自所述通式(2)所示的化合物的重复单元的摩尔比为20︰80~99︰1。
7.如权利要求1~6中任一项所述的树脂组合物,其特征在于:
所述树脂组合物的H1-NMR谱满足如下关系:
8.一种树脂组合物,其特征在于:
含有:包含源自下述通式(1)所示的化合物的重复单元和下述通式(3)所示的重复单元的树脂;和具有下述通式(A)所示的末端结构的聚合物、下述通式(B)所示的化合物、具有下述通式(C)所示的末端结构的聚合物、和/或下述通式(D)所示的化合物,
其中,所述树脂不包含具有下述通式(A)所示的末端结构的聚合物和具有下述通式(C)所示的末端结构的聚合物,
在式(1)、(3)、(A)、(B)、(C)和(D)中,
R1和R2分别独立地选自氢原子、碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的烷氧基、碳原子数5~20的环烷基、碳原子数5~20的环烷氧基、碳原子数6~20的芳基、碳原子数6~20的芳氧基和卤素原子;
X和Z分别独立地为可以具有支链的碳原子数2~6的亚烷基;
n和m分别独立地为1~5的整数;
Hf和Ho分别为氢原子;
*分别独立地为聚合物链,
所述树脂组合物的H1-NMR谱满足如下关系:
9.如权利要求8所述的树脂组合物,其特征在于:
所述H1-NMR谱满足
或者
10.如权利要求8或9所述的树脂组合物,其特征在于:
所述H1-NMR谱满足如下关系:
11.如权利要求1~10中任一项所述的树脂组合物,其特征在于:
所述通式(1)、(A)和(B)中的X均为亚乙基。
12.如权利要求1~11中任一项所述的树脂组合物,其特征在于:
所述通式(1)、(A)和(B)中的n均为1。
13.如权利要求1~12中任一项所述的树脂组合物,其特征在于:
所述通式(1)所示的化合物为9,9-双(4-(2-羟基乙氧基)苯基)芴或9,9-双(4-(2-羟基乙氧基)-3-苯基苯基)芴。
14.如权利要求8~13中任一项所述的树脂组合物,其特征在于:
所述通式(3)、(C)和(D)中的Z均为亚乙基。
15.如权利要求8~14中任一项所述的树脂组合物,其特征在于:
所述通式(3)、(C)和(D)中的m均为1。
16.如权利要求8~15中任一项所述的树脂组合物,其特征在于:
所述通式(3)所示的化合物为2,2′-双(2-羟基乙氧基)-1,1′-联二萘。
17.如权利要求1~16中任一项所述的树脂组合物,其特征在于:
所述树脂选自聚碳酸酯树脂、聚酯树脂和聚酯碳酸酯树脂。
18.如权利要求17所述的树脂组合物,其特征在于:
所述树脂为聚碳酸酯树脂。
19.包含权利要求1~18中任一项所述的树脂组合物的光学透镜。
20.包含权利要求1~18中任一项所述的树脂组合物的片或膜。
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