DE112006000365T5

DE112006000365T5 - Thermoplastische Harzzusammensetzung mit Fähigkeit zur Absorption von Licht mit einer Wellenlänge von 420 nm und ein daraus pressgeformter Körper

Info

Publication number: DE112006000365T5
Application number: DE200611000365
Authority: DE
Inventors: Toshio Ichihara Isozaki
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 2005-02-17
Filing date: 2006-01-17
Publication date: 2008-01-17
Also published as: CN101120052A; JPWO2006087880A1; JP5166862B2; WO2006087880A1; US20090029172A1; TW200632035A; TWI385212B; CN101120052B

Abstract

Thermoplastische Harzzusammensetzung, umfassend: (A) 100 Massenteile eines transparenten thermoplastischen Harzes; (B) 0,1 bis 2,0 Massenteile eines UV-Absorbers mit einer Absorptionsbande im Bereich von mindestens 340 bis 410 nm, bei Bestimmung in einer Chloroformlösung; und (C) 0,005 bis 0,25 Massenteile eines Eisenoxidfeinstaubs mit einem mittleren primären Teilchendurchmesser von 10 bis 80 nm.

Description

Fachgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine transparente thermoplastische Harzzusammensetzung, die in der Lage ist, Licht mit einer bestimmten Wellenlänge zu blockieren, und einen pressgeformten Gegenstand aus derselben, insbesondere eine transparente thermoplastische Harzzusammensetzung, die auf den Gebieten von optischen, elektrischen und elektronischen Geräten und medizinischen Materialien etc. eingesetzt wird und die die Fähigkeit zur Absorption von Licht mit einer Wellenlänge von 420 nm aufweist, und einen daraus pressgeformten Gegenstand.
Technischer Hintergrund
Licht einer Wellenlänge von 420 nm ist die gefährlichste Ultraviolett-Strahlung (hier im Folgenden als UV bezeichnet) im täglichen Leben und auch ein Hauptgrund von Katarakt, der eine Augenkrankheit darstellt. Die Augäpfel benötigen nach Operation Schutz vor einem solchen Licht. Es ist darum erforderlich, es wirksam zu blockieren. Das Aufkommen eines Materials, das in der Lage ist, insbesondere Licht einer Wellenlänge von 420 nm auszublenden, ist dringend erwünscht.
Allerdings gibt es unter den bekannten UV-Absorbern fast keine transparenten Harzzusammensetzungen, die in der Lage sind, Licht in einem Wellenlängenbereich von 400 nm oder höher zu absorbieren. Der Transmissionskoeffizient von einigen Metalloxiden, wie TiO₂, in einem Wellenlängenbereich von 400 nm oder höher, kann kontrolliert werden, allerdings wird zur hinreichenden Sicherstellung ihrer Licht-blockierenden Eigenschaften ihre Transparenz geopfert. Darum können sie nicht für Anwendungen eingesetzt werden, bei denen ihre Transparenz benötigt wird. Ferner besitzen einige fluoreszente Weißtöner Absorptionsbanden im Wellenlängenbereich von 400 nm oder höher, allerdings verschlechtern sich ihre Leistungen mit der Zeit, und die pressgeformten Gegenstände daraus sind für den praktischen Gebrauch nicht geeignet.
Im Allgemeinen besitzen Polycarbonatharze ausgezeichnete Schlagfestigkeit und Wärmebeständigkeit, und werden auf verschiedenen Gebieten breit eingesetzt. Die Harze sind allerdings hinsichtlich der Witterungsbeständigkeit etwas problematisch: Unerwünschte gelbliche Verfärbung und andere Probleme können auftreten, wenn sie nicht nur mit normalem Sonnenlicht bestrahlt werden, sondern auch mit Licht aus Hochdruckquecksilberdampflampen und Metallhalogenidlampen.
Darum wurden bisher herkömmlicherweise Harzzusammensetzungen eingesetzt, die durch Zugabe von verschiedenen Fotostabilisatoren zu Polycarbonatharzen, einzeln oder in Kombination, hergestellt wurden, und ähnliche Harzzusammensetzungen werden vorgeschlagen.
Beispielsweise wird eine Polycarbonatharzzusammensetzung vorgeschlagen, die durch Zugabe eines UV-Absorbers, der eine Benzotriazolverbindung und einen fluoreszenten Weißtöner, ausgewählt aus Coumarinverbindungen und Naphthalimidverbindungen, umfasst, zu einem Polycarbonatharz hergestellt wird (Patentdokument 1). Ferner wird auch eine Polycarbonatharzzusammensetzung vorgeschlagen, die durch Zugabe eines UV-Absorbers, der eine Triazinverbindung und einen fluoreszenten Weißtöner, ausgewählt aus Coumarinverbindungen und Naphthalimidverbindungen, umfasst, zu einem Polycarbonatharz hergestellt wird (Patentdokument 2).
Allerdings kann von diesen vorgeschlagenen Polycarbonatharzzusammensetzungen immer noch nicht gesagt werden, dass sie eine ausreichende Wetterfestigkeit aufweisen und auch nicht, dass sie Licht einer Wellenlänge von 420 nm ausblenden können.
Ferner hat sich die Nachfrage nach einer thermoplastischen Harzzusammensetzung, die sowohl Durchsichtigkeit als auch Wetterbeständigkeit aufweist, in den letzten Jahren erhöht. Eine Verbesserung in der Wetterbeständigkeit wird durch Zugabe eines feinen Pulvers von Titanoxid (TiO₂) oder Zinkoxid (ZnO) (Patentdokumente 3 und 4) angestrebt, jedoch wurde noch keine ausreichende Transparenz erhalten. Ein Film, dessen Transparenz durch Zugabe eines feinen Pulvers von Zinkoxid gewährleistet ist, wird vorgeschlagen (Patentdokument 5). Ferner wird eine thermoplastische Harzzusammensetzung, die einen UV-Absorber und ein feines Pulver von Titanoxid und Zinkoxid in einer Harzzusammensetzung, wie Polycarbonat enthält, als thermoplastische Harzzusammensetzung, die sowohl Transparenz als auch Wetterbeständigkeit aufweist, vorgeschlagen (Patentdokument 6).
Wie vorstehend erwähnt, sind bereits Harzzusammensetzungen bekannt, die einen UV-Absorber und ein thermoplastisches Harz einschließen, jedoch ist keine transparente Harzzusammensetzung bekannt, die wirksam Licht in der Grenzregion des sichtbaren Lichtbereichs und des UV-Lichtbereichs absorbieren und blockieren kann. Transparente Harzzusammensetzungen, die Licht in der Grenzregion des sichtbaren Lichtbereichs und des UV-Lichtbereichs wirksam absorbieren und blockieren können, werden sehr erwartet, insbesondere für die Anwendung von Sonnenbrillen. Wenn ein transparentes Material, das Licht von 420 nm Wellenlänge blockieren kann, entwickelt wird, wird eine Gewichtsreduktion bei Sonnenbrillen erzielt, und eine Zunahme der Anzahl von Personen, die solche Brillen zur Verhinderung von Katarakt verwenden, wird erwartet. Unter einem solchen Hintergrund ist die Entwicklung eines Materials, das Licht insbesondere einer Wellenlänge von 420 nm ausblendet, dringend erwünscht.

[Patentdokument 1] Japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. H07-196904
[Patentdokument 2] Japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. H10-176103
[Patentdokument 3] Japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. H06-238829
[Patentdokument 4] Japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. H07-173303
[Patentdokument 5] Japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. 2000-309100
[Patentdokument 6] Japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. 2004-331679

Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der Umstände, die vorstehend beschrieben sind, gemacht. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer thermoplastischen Harzzusammensetzung, die ausgezeichnete Transparenz und die Fähigkeit, Licht einer Wellenlänge von 420 nm auszublenden, aufweist, und eines pressgeformten Gegenstandes aus derselben.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung führten ausgiebige Forschung durch, um die obige Aufgabe zu erfüllen. Als Ergebnis haben sie festgestellt, dass eine thermoplastische Harzzusammensetzung, die ausgezeichnete Transparenz und die Fähigkeit, Licht einer Wellenlänge von 420 nm auszublenden, aufweist, und ein pressgeformter Gegenstand aus derselben durch Zugabe eines spezifischen Eisenoxidfeinstaubs und eines UV-Absorbers zu einem transparenten thermoplastischen Harz, wie Polycarbonat, erhalten werden können. Die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage solcher Befunde gemacht.
Das bedeutet, die vorliegende Erfindung stellt die folgende thermoplastische Harzzusammensetzung und den pressgeformten Gegenstand aus derselben bereit.

(1) Eine thermoplastische Harzzusammensetzung, umfassend: (A) 100 Massenteile eines transparenten thermoplastischen Harzes; (B) 0,1 bis 2,0 Massenteile eines UV-Absorbers mit einer Absorptionsbande im Bereich von mindestens 340 bis 410 nm, bei Bestimmung in einer Chloroformlösung; und (C) 0,005 bis 0,25 Massenteile eines Eisenoxidfeinstaubs mit einem mittleren primären Teilchendurchmesser von 10 bis 80 nm.
(2) Die thermoplastische Harzzusammensetzung, wie in (1) definiert, wobei das transparente thermoplastische Harz der Komponente (A) ein Polycarbonatharz ist.
(3) Die thermoplastische Harzzusammensetzung, wie in (1) oder (2) definiert, wobei der UV-Absorber der Komponente (B) mindestens eine Verbindung ist, die aus Benzotriazolverbindungen und Benzoatverbindungen ausgewählt ist.
(4) Die thermoplastische Harzzusammensetzung, wie in einem von (1) bis (3) definiert, wobei der Eisenoxidfeinstaub der Komponente (C) in einem eine funktionelle Gruppen enthaltenden Siliconöl dispergiert ist.
(5) Die thermoplastische Harzzusammensetzung, wie in einem von (1) bis (4) definiert, wobei der Transmissionskoeffizient von Licht einer Wellenlänge von 410 nm 0,1% oder niedriger ist und der Transmissionskoeffizient von Licht einer Wellenlänge von 420 nm 10% oder niedriger ist und der Trübungswert 3% oder geringer in einem pressgeformten Gegenstand einer Dicke von 2 mm ist.
(6) Ein pressgeformter Gegenstand, der durch Pressformen einer beliebigen thermoplastischen Harzzusammensetzung, wie in (1) bis (5) definiert, geformt wird, wobei der pressgeformte Gegenstand Licht einer Wellenlänge von 420 nm blockiert und Transparenz besitzt.
(7) Der pressgeformte Gegenstand, wie in (6) definiert, wobei der pressgeformte Gegenstand durch Spritzguss einer thermoplastischen Harzzusammensetzung, wie in einem von (1) bis (5) definiert, geformt wird.
(8) Der pressgeformte Gegenstand mit einer laminierten Struktur, der mindestens einen pressgeformten Gegenstand, wie in (6) oder (7) definiert, einschließt.
(9) Der pressgeformte Gegenstand, wie in (8) definiert, wobei der pressgeformte Gegenstand durch Koextrusion einer thermoplastischen Harzzusammensetzung, wie in einem von (1) bis (5) definiert, und einer anderen transparenten thermoplastischen Harzzusammensetzung geformt wird.
(10) Der pressgeformte Gegenstand, wie in (8) definiert, wobei der pressgeformte Gegenstand durch separate Extrusion einer thermoplastischen Harzzusammensetzung, wie in einem von (1) bis (5) definiert, und eines weiteren transparenten thermoplastischen Harzes unter Bildung eines pressgeformten Gegenstandes, und durch Verbinden der erhaltenen einzelnen pressgeformten Gegenstände miteinander geformt wird.
(11) Der pressgeformte Gegenstand, wie in einem von (6) bis (10) definiert, zur Verwendung bei Anwendungen von Sonnenbrillengläsern, Schutzbrillengläsern, Fotolacken, Beleuchtungsgeräteabdeckungen und -gehäusen für transparente Büroautomatisierungseinrichtungen und elektrischen oder elektronischen Geräte.
(12) Der pressgeformte Gegenstand, wie in einem von (6) bis (10) definiert, zur Verwendung bei Anwendungen von intraokularen Linsen und medizinischen Materialien.

Beste Weise zur Durchführung der Erfindung
Beispiele für das transparente thermoplastische Harz der Komponente (A) bei der vorliegenden Erfindung umfassen Polycarbonatharze, Polyolefinharze, wie Polyethylen, Polypropylen und Polybutylen, Polyvinylchloridharze, Polyvinylidenchloridharze, Polyvinylacetatharze, Polyvinylalkoholharze, chlorierte Polyethylenharze, Ethylen-α-Olefin-Copolymere, Propylen-α-Olefin-Copolymere, Ethylen-Vinylchlorid-Copolymere, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Ethylentetrafluorid-Ethylen-Copolymere, Ethylentetrafluorid-Propylenhexafluorid-Copolymere, Vinylpolyfluoridharze, Polyvinylidendifluoridharze, transparente Polyamidharze, Polyethylenterephthalatharze, Polyethylennaphthalatharze und dergleichen. Diese können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren Arten verwendet werden. Bei der vorliegenden Erfindung sind Polycarbonatharze hinsichtlich des Erhalts eines pressgeformten Gegenstands mit guter Transparenz bevorzugt.
Bei den oben erwähnten Polycarbonatharzen sind ihre chemischen Strukturen und Herstellungsverfahren nicht besonders eingeschränkt, und es können verschiedenartige Substanzen eingesetzt werden. Beispielsweise können aromatische Polycarbonatharze, die durch eine Reaktion zwischen einem zweiwertigen Phenol und einem Carbonatvorläufer hergestellt werden, zweckmäßigerweise eingesetzt werden.
Verschiedene Substanzen können als das oben erwähnte zweiwertige Phenol verwendet werden.
Geeignete Beispiele umfassen 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan, Bis(4-hydroxyphenyl)methan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)ethan, 2,2-Bis(4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl)propan, 4,4'-Dihydroxydiphenyl, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexan, Bis(4-hydroxyphenyl)ether, Bis(4-hydroxyphenyl)sulfid, Bis(4-hydroxyphenyl)sulfon, Bis(4-hydroxyphenyl)sulfoxid, Bis(4-hydroxyphenyl)keton, Hydrochinon, Resorcin, Catechin, und dergleichen. Unter diesen zweiwertigen Phenolen ist Bis(hydroxyphenyl)alkan, insbesondere 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan [Bisphenol A] bevorzugt. Diese zweiwertigen Phenole können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren Arten verwendet werden.
Ferner sind Carbonatvorläufer, die für eine Reaktion mit einem zweiwertigen Phenol einsetzbar sind, Carbonylhalogenide, Carbonylether oder Halogenformiate und dergleichen. Insbesondere können Phosgen, Dihalogenformiate zweiwertiger Phenole, Diphenylcarbonate, Dimethylcarbonate und Diethylcarbonate verwendet werden.
Die chemische Struktur dieses Polycarbonatharzes kann so sein, dass seine Molekülkette eine lineare Struktur, eine cyclische Struktur oder eine verzweigte Struktur aufweist. Unter diesen umfassen geeignete Beispiele für Polycarbonatharze mit einer verzweigten Struktur diejenigen, die unter Verwendung von 1,1,1-Tris(4-hydroxyphenyl)ethan, α,α',α''-Tris(4-hydroxyphenyl)-1,3,5-triisopropylbenzol, Phloroglucin, Trimellithsäure, Isatin-bis(o-cresol) und dergleichen als Verzweigungsmittel hergestellt werden. Ferner können als dieses Polycarbonatharz auch Polyester-Carbonatharze, die unter Verwendung von bifunktionellen Carbonsäuren, wie Terephthalsäure oder ihre Estervorläufer, wie Ester bildende Derivate, hergestellt werden, verwendet werden. Außerdem können auch Gemische von diesen Polycarbonatharzen mit verschiedenen chemischen Strukturen verwendet werden.
Das Viskositätsmittel des Molekulargewichts dieser Polycarbonatharze beträgt normalerweise 10.000 bis 50.000, vorzugsweise 13.000 bis 35.000, stärker bevorzugt 15.000 bis 25.000. Dieses Viskositätsmittel des Molekulargewichts (Mv) ist ein Wert, der durch Bestimmung der Viskosität einer Methylenchloridlösung bei 20°C unter Verwendung eines Ubbelohde-Viskosimeters, Bestimmung einer intrinsischen Viskosität [η] aus dieser Messung, und berechnet durch die Gleichung [η] = 1,23 × 10^–5Mv^0,83, erhalten wird.
Für eine solche Einstellung des Molekulargewichts des Polycarbonatharzes werden Phenol, p-tert-Butylphenol, p-Dodecylphenol, p-tert-Octylphenol, p-Cumylphenol und dergleichen verwendet.
Als dieses Polycarbonatharz können ferner Polycarbonat-Polyorganosiloxan-Copolymere verwendet werden. Dieses Copolymer kann beispielsweise durch Auflösen von Polycarbonatoligomer und Polyorganosiloxan mit einer terminalen reaktiven Gruppe in einem Lösungsmittel, wie Methylenchlorid, Zugabe einer wässrigen Lösung von zweiwertigem Phenol in Natriumhydroxid zu dieser Lösung und Herbeiführen einer Grenzflächenpolykondensationsreaktion unter Verwendung eines Katalysators, wie Triethylamin, hergestellt werden. In diesem Fall ist als Polyorganosiloxanstrukturanteil derjenige mit Polydimethylsiloxanstruktur, Polydiethylsiloxanstruktur, Polymethylphenylsiloxanstruktur, Polydiphenylsiloxanstruktur zweckmäßigerweise geeignet.
Ferner ist dieses Polycarbonat-Polyorganosiloxan-Copolymer, das verwendet wird, zweckmäßigerweise so, dass der Polymerisationsgrad des Polycarbonatanteils 3 bis 100 beträgt und der Polymerisationsgrad des Polyorganosiloxananteils ungefähr 2 bis 500 beträgt. Ferner beträgt die Menge des Polyorganosiloxanteils, der in diesem Polycarbonat-Polyorganosiloxan-Copolymer enthalten ist, zweckmäßigerweise 0,5 bis 30 Masse-%, vorzugsweise 0,5 bis 20 Masse-%. Außerdem beträgt das Viskositätsmittel des Molekulargewichts dieses Polycarbonat-Polyorganosiloxan-Copolymers 10.000 bis 50.000, vorzugsweise 13.000 bis 35.000 und stärker bevorzugt 15.000 bis 25.000.
Der UV-Absorber der Komponente (B), der bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, besitzt eine Absorptionsbande im Bereich von mindestens 340 bis 410 nm, bei Bestimmung in einer Chloroformlösung. Der Ausdruck „mit einer Absorptionsbande im Bereich von mindestens 340 bis 410 nm" bedeutet, dass die Extinktion, bestimmt durch ein Spektralphotometer (berechnet aus der Stärke eines Transmissionslichtes relativ zu dem einfallenden Licht), in den Bereich der Absorptionsbande fällt. Beispiele für solche UV-Absorber umfassen Benzophenon-basierende Verbindungen, Benzotriazol-basierende Verbindungen, Benzoatverbindungen, Cyanoacrylat-basierende Verbindungen und dergleichen, und insbesondere sind Benzotriazol-basierende Verbindungen oder Benzoatverbindungen bevorzugt. Die zugesetzte Menge beträgt 0,1 bis 2,0 Massenteile, vorzugsweise 0,2 bis 1,0 Massenteile, bezogen auf 100 Massenteile des thermoplastischen Harzes, wie Polycarbonat. Durch Zugabe von 0,1 bis 2,0 Massenteile eines UV-Absorbers mit einer Absorptionsbande im Bereich von mindestens 340 bis 410 nm kann eine Harzzusammensetzung mit einem guten Absorptionsvermögen für Licht einer Wellenlänge von 420 nm oder niedriger erhalten werden.
Spezielle Beispiele für Benzophenon-basierende Verbindungen, die als oben erwähnter UV-Absorber eingesetzt werden, umfassen 2-Hydroxy-4-n-octoxybenzophenon, 2-Hydroxy-4-methoxy-benzophenon, 2-Hydroxy-4-ethoxy-benzophenon und dergleichen.
Ferner umfassen spezielle Beispiele für die oben erwähnte Benzotriazol-basierende Verbindung 2-(2'-Hydroxy-5'-tert-octylphenyl)benzotriazol, 2-(2'-Hydroxy-3',5'-di-tert-amylphenyl)benzotriazol, 2-(2'-Hydroxy-5'-tert-butylphenyl)benzotriazol, 2-(2'-Hydroxy-3',5'-di-tert-butylphenyl)benzotriazol, 2-[2'-Hydroxy-3',5'-bis(α,α-dimethylbenzyl)phenyl]-2H-benzotriazol, 2,2'-Methylen-bis[4-methyl-6-(benzotriazol-2-yl)phenol] und dergleichen.
Spezielle Beispiele für die oben erwähnte Benzoatverbindung umfassen
Diethylaminohydroxybenzoylhexylbenzoat,
Methylethylaminohydroxybenzoylhexylbenzoat,
Dimethylaminohydroxybenzoyloctylbenzoat,
Ethylpropylaminohydroxybenzoylhexylbenzoat,
Dipropylaminohydroxybenzoylhexylbenzoat und dergleichen.
Spezielle Beispiele für die oben erwähnten Cyanoacrylat-basierenden Verbindungen umfassen 2-Ethyl-2-cyano-3,3-diphenylacrylat, 2-Ethylhexyl-2-cyano-3,3-diphenylacrylat, 1,3-Bis[2'-cyano-3,3'-diphenylacryloyloxy]-2,2-bis-[(2-cyano-3',3'-diphenylacryloyl)oxy]methylpropan und dergleichen.
Bei der vorliegenden Erfindung kann auch eine Verbindung, die durch Pfropfpolymerisieren einer UV-absorbierenden Einheit auf ein acrylisches Polymer erhalten wird, als UV-Absorber der Komponente (B) verwendet werden. Diese Verbindung besitzt eine Struktur, in der eine UV-absorbierende Einheit mit einem UV-Absorptionsvermögen in eine Polymerkette des acrylischen Polymers durch Pfropfpolymerisation eingebaut wird (im Folgenden als „hochmolekularer UV-Absorber" bezeichnet). Beispiele für acrylisches Monomer, welches dieses acrylische Polymer aufbaut, umfassen Acrylsäure, Methacrylsäure, Alkylacrylatester, Alkylmethacrylatester, Acrylamid, Methacrylamid, copolymerisierte Polymere dieser acrylischen Monomere und copolymerisierbare Vinylverbindungen mit einer Doppelbindung und dergleichen. Beispiele für diese copolymerisierbaren Vinylverbindungen umfassen Alkylvinylether, wie Methylvinylether und Ethylvinylether; Vinylacetat, Alkylvinylester, wie Ethylvinylester und 2-Ethylhexylvinylester; Styrol, Maleinsäureanhydrid und dergleichen. Die Zahlenmittel des Molekulargewichts dieser acrylischen Polymere betragen 20.000 bis 200.000 und vorzugsweise 50.000 bis 200.000.
Die UV-absorbierende Einheit, die in dieses acrylische Polymer eingebaut wird, kann jede beliebige Verbindung sein, die UV-Absorptionsvermögen besitzt. Beispiele umfassen die zuvor genannten Benzophenon-basierenden Verbindungen, Benzotriazol-basierende Verbindungen, Cyanoacrylat-basierenden Verbindungen, Benzoatverbindungen und dergleichen. Diese Verbindungen werden in Polymerketten von acrylischen Polymeren durch Pfropfpolymerisation eingebaut. In diesem Fall beträgt die Menge an UV-absorbierender Einheit, die in das acrylische Polymer eingebaut wird, 40 bis 90 Masse-%, vorzugsweise 50 bis 80 Masse-% der Gesamtmasse des UV-Absorbers.
Vorzuziehende hochmolekulare UV-Absorber sind diejenigen, bei denen die UV-absorbierende Einheit eine Benzotriazolverbindung oder eine Benzoatverbindung ist und das Zahlenmittel des Molekulargewichts des acrylischen Polymers 50.000 bis 200.000 beträgt. Die hochmolekularen UV-Absorber können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren Arten verwendet werden und können auch in Kombination mit den zuvor genannten UV-Absorbern verwendet werden.
Der mittlere primäre Teilchendurchmesser des Eisenoxidfeinstaubs der Komponente (C) bei der vorliegenden Erfindung beträgt 10 bis 80 nm, vorzugsweise 15 bis 60 nm und stärker bevorzugt 20 bis 50 nm. Absorption und Abschirmung von Licht mit einer bestimmten Wellenlänge wird ermöglicht, indem dieser mittlere primäre Teilchendurchmesser 10 nm oder höher gemacht wird, während gewünschte Transparenz erhalten werden kann, indem dieser mittlere primäre Teilchendurchmesser 80 nm oder kleiner gemacht wird.
Der bei der vorliegenden Erfindung eingesetzte Eisenoxidfeinstaub wird vorzugsweise mit Oberflächenbehandlung aufbereitet. Beispiele für Oberflächenbehandlungsmittel umfassen ein oder mehrere Elemente, ausgewählt aus Aluminiumoxid (Al₂O₃), Zirkoniumoxid (ZrO₂), Stearinsäure und dergleichen.
Der oben erwähnte Eisenoxidfeinstaub wird vorzugsweise als Dispersion in einem Trägermedium verwendet. Beispiele für das Trägermedium umfassen eine funktionelle Gruppe enthaltende Silikonverbindungen, Polyalkylenglycol, Polyolefinwachs, Carboxylatester und dergleichen. Unter diesen sind eine funktionelle Gruppe enthaltende Silikonverbindungen bevorzugt. Beispiele für die funktionelle Gruppe umfassen Alkoxygruppe, wie Methoxygruppe und Ethoxygruppe, Wasserstoffatom, Hydroxylgruppe, Epoxygruppe, Vinylgruppe. Eine zu bevorzugende, eine funktionelle Gruppe enthaltende Silikonverbindung ist Organopolysiloxan mit einer oder mehreren dieser funktionellen Gruppen. Spezielle Beispiele umfassen Silikonöle, wie Triphenylmethoxysilan, Diphenylmethoxysilan, Phenyltrimethoxysilan und Methylphenylpolysiloxan, welches eine terminale Hydroxylgruppe aufweist. Diese Substanzen können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren Arten verwendet werden.
Die Menge des Eisenoxidfeinstaubs in dem Trägermedium beträgt vorzugsweise 10 bis 70 Masse-% und stärker bevorzugt 10 bis 50 Masse-%.
Die Menge des oben erwähnten Eisenoxidfeinstaubs, die zugesetzt wird, beträgt 0,005 bis 0,25 Massenteile, vorzugsweise 0,02 bis 0,15 Massenteile und stärker bevorzugt 0,05 bis 0,1 Massenteile, bezogen auf 100 Massenteile des thermoplastischen Harzes. Diese zugesetzte Menge wird als Eisenfeinstaub berechnet, und wenn beispielsweise die Menge des Eisenoxidfeinstaubs in dem Trägermedium 50 Masse-% beträgt, muss die Menge eines Gemisches dieses Feinstaubs und des Trägermediums, die zugesetzt wird, 0,01 bis 0,5 Massenteile bezogen auf 100 Massenteile des thermoplastischen Harzes, betragen.
Sofern notwendig, können der erfindungsgemäßen thermoplastischen Harzzusammensetzung ein Stabilisator (Antioxidans, Dispersionsmittel, etc.), ein Formtrennmittel, ein Farbmittel (Farbstoff, Pigment) und andere Additive in einem Umfang zugesetzt werden, der die Wirkung der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt. Beispiele für Antioxidantien umfassen Phenol-basierende Antioxidantien, wie Pentaerythrityl-tetrakis[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat]; Phosphor-basierende Antioxidantien, wie Phosphitester und Tris(2,4-di-t-butylphenyl)phosphit; und auf Schwefel basierende Antioxidantien, wie Dilauryl-3,3'-thiodipropionat. Beispiele für Dispergiermittel umfassen Magnesiumstearat und dergleichen. Beispiele für Formtrennmittel umfassen Monoglycerinstearat, Polyethylentetrastearat und dergleichen. Das Antioxidans und Formtrennmittel kann einen Radikalfänger und einen Säure-Neutralisator enthalten. Als Farbmittel wird ein allgemein eingesetztes Pigment oder dergleichen verwendet. Die Menge dieser zugesetzten Additive beträgt vorzugsweise ein Massenteil oder weniger bezogen auf 100 Massenteile der thermoplastischen Harzzusammensetzung.
Hinsichtlich des Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen thermoplastischen Harzzusammensetzung können, sofern notwendig, die obigen Additive den obigen Komponenten (A) bis (C) in einer Menge, die für die erforderlichen Merkmale eines pressgeformten Gegenstandes erforderlich ist, zugesetzt und verknetet werden. Mixer und Kneter, die hier verwendet werden, sind diejenigen, die normalerweise eingesetzt werden. Beispielsweise kann ein Bandmischer, eine Trommelschleuder und dergleichen zur Durchführung der Vormischung eingesetzt werden, und ein Henschel-Mischer, Banbury-Mischer, Einschneckenextruder, Doppelschneckenextruder, Mehrschneckenextruder, Cokneter oder dergleichen verwendet werden. Die Heiztemperatur beim Kneten wird normalerweise zweckmäßigerweise aus dem Bereich von 240 bis 300°C gewählt. Für dieses Fusionsknetformen wird vorzugsweise ein Extrusionspressformer, insbesondere ein belüfteter Extrusionspressformer, verwendet. Die neben dem thermoplastischen Harz enthaltenen Komponenten können vorab mit dem thermoplastischen Harz verschmolzen und verknetet werden, d.h. sie können als ein Masterbatch zugesetzt werden.
Die erfindungsgemäße thermoplastische Harzzusammensetzung kann als ein Rohmaterial in Form eines verkneteten Produkts, welches durch das oben erwähnte Fusionsknetformen erhalten wird, oder als Pellets eingesetzt werden, um verschiedene Arten von pressgeformten Gegenständen durch Spritzgießen, Spritzprägen, Extrusionsformen, Blasformen, Pressformen, Formschäumen oder durch andere Verfahren herzustellen. In diesem Fall ist das Verfahren des Schmelzens und Verknetens der vorstehend erwähnten Komponenten zur Herstellung eines pelletisierten Pressformrohmaterials und anschließendes Herstellen von spritzgegossenen Gegenständen durch Spritzgießen oder Spritzprägen mit diesen Pellets besonders bevorzugt. Ferner kann der Einsatz des Gas-Innendruck-Spritzgießverfahrens als dieses Spritzgießen einen pressgeformten Gegenstand ergeben, der keine Einfallsteile aufweist, sondern ein ausgezeichnetes Aussehen und reduziertes Gewicht besitzt.
Durch Formen der erfindungsgemäßen thermoplastischen Harzzusammensetzung kann ein pressgeformter Gegenstand, der in der Lage ist, Licht einer Wellenlänge von 420 nm zu blockieren und Transparenz aufweist, beispielsweise ein pressgeformter Gegenstand, in dem ein Transmissionskoeffizient von Licht einer Wellenlänge von 410 nm 0,1% oder geringer ist und ein Transmissionskoeffizient von Licht einer Wellenlänge von 420 nm 10% oder geringer ist und ein Trübungswert in einem pressgeformten Gegenstand einer Dicke von 2 mm 3% oder geringer ist, erhalten werden.
Ferner kann ein pressgeformter Gegenstand mit einer laminierten Struktur durch Coextrudieren der erfindungsgemäßen thermoplastischen Harzzusammensetzung und eine anderen transparenten thermoplastischen Harzes erhalten werden. Ein pressgeformter Gegenstand mit einer Schichtstruktur kann auch durch getrenntes Extrudieren der erfindungsgemäßen thermoplastischen Harzzusammensetzung und eines weiteren transparenten thermoplastischen Harzes unter Bildung von pressgeformten Gegenständen, und Verbinden der erhaltenen, separaten pressgeformten Gegenstände miteinander erhalten werden.
Ein pressgeformter Gegenstand unter Verwendung der thermoplastischen Harzzusammensetzung, die erfindungsgemäße erhalten wurde, kann in den Gebieten von optischen, elektrischen und elektronischen Geräten, medizinischen Materialien, beispielsweise für Sonnenbrillengläser, Schutzbrillengläser, Fotolacke, Beleuchtungsgerätabdeckungen, transparente Büroautomatisierungsanlagen, Gehäuse für elektrische oder elektronische Geräte, intraokulare Linsen und verschiedene medizinische Materialien breit eingesetzt werden.
Die vorliegende Erfindung wird nun ausführlicher unter Bezugnahme auf Beispiele beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele begrenzt.
Die Leistungsbewertung wurde durch die Messverfahren durchgeführt, die nachstehend beschrieben sind.
Anfangstrübungswert (%); die Messung wurde unter Verwendung eines voll automatisierten direkt-lesenden Trübungscomputers HGM-2DP (Lichtquelle C), hergestellt von Suga Test Instruments Co., Ltd., gemäß JIS K7105 durchgeführt.
spektraler Transmissionsfaktor: eine 10 μg/ml Chloroformlösung wurde hergestellt. Ein spektraler Transmissionsfaktor von 350 bis 700 nm wurde unter Verwendung eines aufzeichnenden Spektralphotometers UV-2400PCS, hergestellt von Shimadzu Corporation, bestimmt.
Beispiele 1 bis 7, Vergleichsbeispiele 1 bis 8
(B) ein UV-Absorber und (C) ein Metallstaub wurden zu 100 Massenteilen (A) eines Polycarbonatharzes (PC-A2200, hergestellt von Idemitsu Kosan Co., Ltd.) in den Formulierungsmengen, die in Tabelle 1 gezeigt sind, zugesetzt, und die Gemische wurden verschmolzen und durch einen 50-mm-Einschaftextruder (NVC50) bei 280°C verknetet und pelletisiert. Der Spritzguss wurde durch eine 440 KN Spritzgussmaschine (IS45PV, hergestellt von Toshiba Machine Co., Ltd.) unter Verwendung von Pellets, um Teststücke (30 mm × 40 mm × 2 mm) zu erhalten, durchgeführt. Die Bewertungsergebnisse der optischen Eigenschaften der Teststücke, bestimmt auf die vorstehend beschriebene Weise, sind in Tabelle 1 gezeigt.
(B) der UV-Lichtabsorber und (C) der Metallfeinstaub, die in Tabelle 1 verwendet werden, sind wie folgt:

B-1; 2-(3-tert-Butyl-5-methyl-2-hydroxyphenyl)5-chlorbenzotriazol (Tin326, hergestellt von Ciba Specialty Chemicals K.K., Absorptionsbande: 260 bis 410 nm)
B-2; Diethylaminohydroxybenzoylhexylbenzoat (Yupinal A, Plus, hergestellt von BASF Japan Ltd., Absorptionsbande: 250 bis 410 nm).
C-1; Fe₂O₃ (FRO-3, hergestellt von Sakai Chemical Industry Co., Ltd.), mittlerer primärer Teilchendurchmesser: 30 nm, und die Metallteilchen wurden einer Oberflächenbehandlung mit Aluminiumoxid und Stearinsäure unterzogen.
C-1-1; Fe₂O₃/Siliconverbindung, vorstehend beschrieben = Masseverhältnis: 50/50 Fe₂O₃ (FRO-3, hergestellt von Sakai Chemical Industry Co., Ltd.) Silikonverbindung (AZ6207, hergestellt von Nippon Unicar Co., Ltd.)
C-2; TiO₂ (TTO-55(B), hergestellt von Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd.)
C-2-1; TiO₂/Silikonverbindung, vorstehend erwähnt = Masseverhältnis: 50/50.

Tabelle 1 ergibt folgendes:

(1) B-1 und B-2 in den Beispielen 1 bis 7 sind beides UV-Absorber mit einer Absorptionsbande im Bereich von 340 bis 410 nm, und es sind 0,1 bis 2,0 Massenteile des UV-Absorbers, bezogen auf 100 Massenteile des transparenten thermoplastischen Harzes, enthalten. Außerdem enthält jedes Beispiel 0,005 bis 0,25 Massenteile des Eisenoxidfeinstaubs mit einem primären mittleren Teilchendurchmesser von 30 nm. Daraus geht hervor, dass der pressgeformte Gegenstand von 2 mm Dicke, der aus der erfindungsgemäßen thermoplastischen Harzzusammensetzung erhalten wurde, einen Transmissionskoeffizient von 0,1% oder geringer für Licht einer Wellenlänge von 410 nm, einen Transmissionskoeffizienten von 10% oder geringer für Licht einer Wellenlänge von 420 nm und einen Anfangstrübungswert von 3% oder geringer aufweist.
(2) Wenn Eisenoxidfeinstäube und Eisenoxid/Silikonverbindungs-Dispersionen und Titanoxid ohne Verwendung von UV-Absorbern in der thermoplastischen Zusammensetzung verwendet werden, verschlechtert sich der Anfangstrübungswert (Vergleichsbeispiele 1 bis 5)
(3) Wenn die Menge des Eisenoxidfeinstaubs 0 oder zu niedrig ist, ist es schwierig, auch wenn ein UV-Absorber verwendet wird, Licht einer Wellenlänge von 420 nm zu blockieren (Vergleichsbeispiele 6 bis 8)

Industrielle Anwendungsmöglichkeit
Erfindungsgemäß können eine transparente thermoplastische Harzzusammensetzung, die ausgezeichnetes Absorptionsvermögen von Licht einer Wellenlänge von 420 nm besitzt und ein pressgeformter Gegenstand aus derselben durch Zugabe eines speziellen Eisenoxidfeinstaubs und eines UV-Absorbers zu einem transparenten thermoplastischen Harz, wie Polycarbonat, bereitgestellt werden. Die erfindungsgemäße thermoplastische Harzzusammensetzung kann in den Gebieten von optischen, elektrischen oder elektronischen Geräten, medizinischen Materialien und anderen breit eingesetzt werden, und wenn sie beispielsweise zu Sonnenbrillen geformt wird, kann eine bemerkenswerte Augapfelschutzwirkung erwartet werden.
Zusammenfassung der Offenbarung
Die vorliegende Erfindung stellt eine thermoplastische Harzzusammensetzung bereit, die folgendes einschließt: (A) 100 Massenteile eines transparenten thermoplastischen Harzes; (B) 0,1 bis 2,0 Massenteile eines UV-Absorbers mit einer Absorptionsbande im Bereich von mindestens 340 bis 410 nm, bei Bestimmung in einer Chloroformlösung; und (C) 0,005 bis 0,25 Massenteile eines Eisenoxidfeinstaubs mit einem mittleren primären Teilchendurchmessers von 10 bis 80 nm, und einen pressgeformten Gegenstand aus derselben bereit. Die erfindungsgemäße thermoplastische Harzzusammensetzung besitzt ausgezeichnete Transparenz und blendet Licht einer Wellenlänge von 420 nm aus. Sie kann auf den Gebieten von optischen, elektrischen und elektronischen Geräten, medizinischen Materialien und anderen breit eingesetzt werden, und wenn sie beispielsweise zur Verwendung in Sonnenbrillen und anderen Gegenständen geformt ist, kann eine bemerkenswerte Auswirkung auf den Schutz des Augapfels erwartet werden.

Claims

Thermoplastische Harzzusammensetzung, umfassend: (A) 100 Massenteile eines transparenten thermoplastischen Harzes; (B) 0,1 bis 2,0 Massenteile eines UV-Absorbers mit einer Absorptionsbande im Bereich von mindestens 340 bis 410 nm, bei Bestimmung in einer Chloroformlösung; und (C) 0,005 bis 0,25 Massenteile eines Eisenoxidfeinstaubs mit einem mittleren primären Teilchendurchmesser von 10 bis 80 nm.
Thermoplastische Harzzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das transparente thermoplastische Harz ein Polycarbonatharz ist.
Thermoplastische Harzzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der UV-Absorber mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus Benzotriazolverbindungen und Benzoatverbindungen, ist.
Thermoplastische Harzzusammensetzung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Eisenoxidfeinstaub in einem, eine funktionelle Gruppe enthaltenden Silikonöl dispergiert wird.
Thermoplastische Harzzusammensetzung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Transmissionskoeffizient von Licht einer Wellenlänge von 410 nm 0,1% oder geringer ist, der Transmissionskoeffizient von Licht einer Wellenlänge von 420 nm 10% oder geringer ist und der Trübungswert in einem pressgeformten Gegenstand einer Dicke von 2 mm 3% oder weniger beträgt.
Pressgeformter Gegenstand, der durch Pressformen einer thermoplastischen Harzzusammensetzung, wie sie in einem der Ansprüche 1 bis 5 geformt wird, wobei der pressgeformte Gegenstand Licht einer Wellenlänge von 420 nm blockiert und Transparenz aufweist.
Pressgeformter Gegenstand nach Anspruch 6, wobei der pressgeformte Gegenstand durch Spritzießen einer thermoplastischen Harzzusammensetzung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 5, geformt wird.
Pressgeformter Gegenstand einer Schichtstruktur, die mindestens einen pressgeformten Gegenstand nach Anspruch 6 oder 7 enthält.
Pressgeformter Gegenstand nach Anspruch 8, wobei der pressgeformte Gegenstand durch Coextrudieren einer thermoplastischen Harzzusammensetzung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 5 und eines weiteren transparenten thermoplastischen Harzes geformt wird.
Pressgeformter Gegenstand nach Anspruch 8, wobei der pressgeformte Gegenstand durch getrenntes Extrudieren einer thermoplastischen Harzzusammensetzung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 5 und eines weiteren transparenten thermoplastischen Harzes unter Bildung von pressgeformten Gegenständen und Verbinden der erhaltenen separaten pressgeformten Gegenstände miteinander gebildet wird.
Pressgeformter Gegenstand, wie in einem der Ansprüche 6 bis 10 zur Verwendung bei Anwendungen von Sonnenbrillengläsern, Schutzbrillengläsern, Fotolacken, Beleuchtungsgerätabdeckungen, transparenten Büroautomatisierungseinrichtungen und Gehäusen von elektrischen oder elektronischen Geräten.
Pressgeformter Gegenstand, wie in einem der Ansprüche 6 bis 10 definiert zur Verwendung bei Anwendungen von intraokularen Linsen und medizinischen Materialien.