DE19758958B4

DE19758958B4 - Lichtreflektor

Info

Publication number: DE19758958B4
Application number: DE19758958A
Authority: DE
Inventors: Akio Nodera; Hiroshi Itagaki
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1996-06-18
Filing date: 1997-06-11
Publication date: 2013-12-12
Anticipated expiration: 2017-06-12
Also published as: DE19724638A1; DE19724638B4; US5837757A

Abstract

Lichtreflektor hergestellt durch Formen einer flammenhemmenden Polycarbonatharz-Zusammensetzung, umfassend:
(A) 99,9 bis 70 Gew.-% eines Polycarbonatharzes;
(B) 0,1 bis 30 Gew.-% eines Titanoxidpulvers;
(D) eine Nicht-Halogen-Phosphatverbindung in einer Menge von 0,05 bis 1,00 Gew.-Teilen bezüglich des Elementes Phosphor, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Summe der Komponente (A) und der Komponente (B); und
(E) ein eine Alkoxygruppe bzw. Alkoxygruppen aufweisendes Organopolysiloxan in einer Menge von 0,01 bis 2 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Summe der Komponente (A) und der Komponente (B);
wobei die Nicht-Halogen-Phosphatverbindung eine Verbindung gemäß der folgenden Formel (VI) ist:

wobei R¹, R² and R⁴ jeweils eine wahlweise substituierte Arylgruppe darstellen, welche gleich oder verschieden sind; und c, d und f jeweils für 0 oder 1 stehen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Lichtreflektoren hergestellt durch Formen einer flammenhemmenden Polycarbonatharz-Zusammensetzung. Insbesondere betrifft die flammenhemmende Polycarbonatharz-Zusammensetzung eine bromfreie, flammenhemmende Polycarbonatharz-Zusammensetzung mit einem erhöhten Reflexionsvermögen und verbessertem(r) Lichtabschirmvermögen, Lichtbeständigkeit und Formbarkeit, die aber dennoch gute mechanische Eigenschaften, wie Flammverzögerungs- bzw. Flammenhemmvermögen und Schlagfestigkeit, aufweist. Die Lichtreflektoren betreffen insbesondere für die Flüssigkristallanzeigen-Hintergrundbeleuchtung (backlight) geeignete Lichtreflektoren.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Da sie ausgezeichnete mechanische Eigenschaften (insbesondere Schlagfestigkeit), elektrische Charakteristiken und Transparenz besitzen, werden Polycarbonatharze in breitem Umfang als technische Kunststoffe in verschiedenen Bereichen von OA-Gerätschaften, elektrischen und elektronischen Gerätschaften und Konstruktionen eingesetzt. In solchen Bereichen müssen jene für Flüssigkristallanzeigen-Hintergrundbeleuchtungsreflektoren ein hohes Reflexionsvermögen aufweisen.
Von verschiedenen thermoplastischen Harzen besitzen Polycarbonatharze einen hohen Sauerstoffindex und sind im Allgemeinen selbstverlöschend. Um sie jedoch sicher in verschiedenen Bereichen von OA-Gerätschaften, elektrischen und elektronischen Gerätschaften und anderen einzusetzen, sind dringend Harzzusammensetzungen mit einem weiter verbesserten Flammenhemmvermögen erforderlich.
Andererseits sind hinsichtlich der Umweltprobleme in den letzten Jahren bromfreie flammenhemmende Mittel erwünscht. Ferner müssen Harze für eine Verwendung in Flüssigkristallanzeigen-Hintergrundbeleuchtungsreflektoren ein hohes Reflexionsvermögen sowie ein hohes Lichtabschirmvermögen und eine hohe Lichtbeständigkeit, wie obenstehend erwähnt, besitzen. Außerdem geht die Tendenz bei Fernsehern, Personalcomputern und anderen Gerätschaften, die Flüssigkristallanzeigen beinhalten, seit neuer Zeit in Richtung schlanker und dünner Produkte. Für diese werden daher Materialien mit guter Formbarkeit benötigt.
In diesem Zusammenhang sind bromfreie flammenhemmende Polycarbonatharz-Zusammensetzungen mit einem erhöhten Reflexionsvermögen und verbessertem(r) Lichtabschirmvermögen, Lichtbeständigkeit und Formbarkeit erwünscht, die dennoch gute mechanische Eigenschaften, wie Flammenhemmvermögen und Schlagfestigkeit, aufweisen.
Polycarbonatharz-Zusammensetzungen mit erhöhtem Reflexionsvermögen sind bekannt, welche Polycarbonatharze und Titanoxid umfassen (siehe beispielsweise die japanischen Patentveröffentlichungen 63-26140 und 07-258464 ). Allerdings besitzen die herkömmlichen, Titanoxid enthaltenden Materialien ein schlechtes Lichtabschirmvermögen und sind problematisch, indem sie Licht durchlassen, was unvermeidbar zu einer Abnahme des Grades der Helligkeit bzw. Luminanz führt. Zudem, da sie eine schlechte Lichtbeständigkeit und schlechte Formbarkeit haben, sind sie weiter problematisch, indem sie oft vergilben, während sie sich während des Formens in Formen befinden, und indem die Formlinge bzw. geformte Artikel oft silbrige Flecken aufweisen. Andererseits ist kein Verfahren im Stand der Technik für die Hinzugabe von phosphorhaltigen flammenhemmenden Mitteln zu Polycarbonatharzen beschrieben, um die Harze gegenüber Flammen widerstandsfähig zu machen. Dies kommt wahrscheinlich daher, weil solche flammenhemmende Mittel enthaltenden Harze schwierig zu formen sind. Polycarbonatharz-Zusammensetzungen, die ein weißes Pigment aus Titanoxid enthalten, werden beispielsweise in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 63-26140 , der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 6-200140 und dem US-Patent 5 391 600 beschrieben, von denen sich jedoch keines auf die Verwendung dieser Zusammensetzungen bei Reflektoren bezieht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Angesichts dieser Situation soll die vorliegende Erfindung flammenhemmende Lichtreflektoren hergestellt durch Formen einer bromfreien flammenhemmenden Polycarbonatharz-Zusammensetzung mit einem erhöhten Reflexionsvermögen und verbessertem(r) Lichtabschirmvermögen, Lichtbeständigkeit und Formbarkeit bereitstellen. Die Lichtreflektoren sollen dennoch gute mechanische Eigenschaften, wie Flammenhemmvermögen und Schlagfestigkeit, und auch ausgezeichnete Lichtreflexionscharakteristiken aufweisen.
Wir, die Erfinder der vorliegenden Anmeldung, führten intensive Untersuchungen durch, um das obengenannte Ziel zu erreichen und kamen zu dem Ergebnis, dass Lichtreflektoren, die durch Formen Polycarbonatharz-Zusammensetzungen hergestellt werden, die ein Titanoxid enthaltendes Polycarbonatharz, eine Nicht-Halogen-Phosphatverbindung, ein spezifisches Organopolysiloxan und wahlweise ein Polytetrafluorethylen in einem vorgegebenen Verhältnis umfassen, die Aufgabe erfüllen.
Folglich ist es der Aspekt der vorliegenden Erfindung, diese Lichtreflektoren bereitzustellen. Insbesondere schließt die Erfindung das folgende ein:

(1) Lichtreflektor hergestellt durch Formen einer flammenhemmenden Polycarbonatharz-Zusammensetzung, umfassend: (A) 99,9 bis 70 Gew.-% eines Polycarbonatharzes; (B) 0,1 bis 30 Gew.-% eines Titanoxidpulvers; (D) eine Nicht-Halogen-Phosphatverbindung in einer Menge von 0,05 bis 1,00 Gew.-Teilen bezüglich des Elementes Phosphor, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Summe der Komponente (A) und der Komponente (B); und (E) ein eine Alkoxygruppe bzw. Alkoxygruppen aufweisendes Organopolysiloxan in einer Menge von 0,01 bis 2 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Summe der Komponente (A) und der Komponente (B), wobei die Nicht-Halogen-Phosphatverbindung eine Verbindung gemäß der folgenden Formel (VI) ist:
wobei R¹, R² and R⁴ jeweils eine wahlweise substituierte Arylgruppe darstellen, welche gleich oder verschieden sind; und c, d und f jeweils für 0 oder 1 stehen.
(2) Lichtreflektor hergestellt durch Formen einer flammenhemmenden PolycarbonatharzZusammensetzung wie obenstehend in (1) erwähnt, welche Polycarbonatharz-Zusammensetzung weiter enthält: (F) ein Fibrillen-bildendes Polytetrafluorethylen in einer Menge von 0,01 bis 1 Gew.-Teil, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Summe der Komponente (A) und der Komponente (B).
(3) Lichtreflektor hergestellt durch Formen einer flammenhemmenden Polycarbonatharz-Zusammensetzung, wie obenstehend in (1) oder (2) erwähnt, in der das eine Alkoxygruppe bzw. Alkoxygruppen aufweisende Organopolysiloxan ein Organopolysiloxan mit einer Organoxysilyl-Gruppe ist, gebunden am Siliciumatom über eine zweiwertige Kohlenwasserstoffgruppe.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Das Polycarbonatharz, das in den erfindungsgemäß verwendeten flammenhemmenden Polycarbonatharz-Zusammensetzungen als Komponente (A) vorliegt, schließt verschiedene Harztypen ein.
Bevorzugt sind Polymere mit Wiederholungseinheiten mit einer Struktur der allgemeinen Formel (I):
In der Formel (I) stehen X¹ und X² jeweils für eine lineare, verzweigte oder cyclische Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen. Im konkreten Fall kann die Alkylgruppe beispielsweise eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe, eine n-Propylgruppe, eine Isopropylgruppe, eine n-Butylgruppe, eine Isobutylgruppe, eine tert-Butylgruppe, eine n-Amylgruppe, eine Isoamylgruppe, eine n-Hexylgruppe, eine Isohexylgruppe, eine Cyclopentylgruppe und eine Cyclohexylgruppe einschließen. Diese X¹ and X² können die gleichen oder unterschiedlich sein. A und b geben jeweils die Zahl der Substituenten X¹ und X² an, und diese ist eine ganze Zahl von 0 bis 4. Wenn das Polymer mehrfache X¹ aufweist, können die mehrfachen X¹ gleich oder unterschiedlich sein; und wenn dieses mehrfache X² aufweist, können die mehrfachen X² gleich oder unterschiedlich sein.
Y steht für eine Einzelbindung, eine Alkylengruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen (z. B. Methylen, Ethylen, Propylen, Butylen, Pentylen, Hexylen etc.), eine Alkylidengruppe mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen (z. B. Ethyliden, Isopropyliden etc.), eine Cycloalkylengruppe mit 5 bis 15 Kohlenstoffatomen (z. B. Cyclopentylen, Cyclohexylen etc.), eine Cycloalkylidengruppe mit 5 bis 15 Kohlenstoffatomen (z. B. Cyclopentyliden, Cyclohexyliden etc.), -S-, -SO-, -SO₂-, -O-, -CO- oder eine Bindung der Formel (II-1) oder (II-2):
Die obengenannten Polymere können leicht hergestellt werden, im allgemeinen durch Umsetzen eines Diphenols der allgemeinen Formel (III):
worin X¹, X², a, b und Y die gleiche Bedeutung wie obenstehend haben, mit einem Carbonatvorläufer, wie Phosgen oder einer Carbonatverbindung.
Kurz gesagt, ein Diphenol wird mit einem Carbonatvorläufer bzw. präkursor, wie Phosgen in einem Lösungsmittel, wie Methylenchlorid, in Gegenwart eines bekannten Säure-Rezeptors oder eines Molekulargewicht-Reglers umgesetzt; oder ein Diphenol wird mit einem Carbonatvorläufer, wie einer Carbonatverbindung, in Gegenwart oder in Abwesenheit eines Lösungsmittels verestert (interesterified).
Das Diphenol der Formel (III) schließt verschiedene Diphenole ein. Besonders bevorzugt ist Bis(4-hydroxyphenyl)propan [Bisphenol A). Als andere Diphenole mit Ausnahme von Bisphenol A werden beispielsweise Bis(4-hydroxyphenyl)alkane, wie Bis(4-hydroxyphenyl)methan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)ethan, 1,2-Bis(4-hydroxyphenyl)ethan; Bis(4-hydroxyphenyl)cycloalkane, wie 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)cyclodecan; und auch 4,4'-Dihydroxydiphenyl, Bis(4-hydroxyphenyl)oxid, Bis(4-hydroxyphenyl)sulfid, Bis(4-hydroxyphenyl)sulfon, Bis(4-hydroxyphenyl)sulfoxid, Bis(4-hydroxyphenyl)ether, Bis(4-hydroxyphenyl)keton etc. genannt. Zusätzlich zu diesen wird auch Hydrochinon genannt. Diese Diphenole können einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Das Carbonat schließt beispielsweise Diarylcarbonate, wie Diphenylcarbonat; und Dialkylcarbonate, wie Dimethylcarbonat, Diethylcarbonat, ein.
Um Polycarbonate durch Umsetzung eines Diphenols und eines Carbonatvorläufers herzustellen, kann ein Molekulargewicht-Regler, falls gewünscht, eingesetzt werden. Der Molekulargewicht-Regler ist nicht spezifisch definiert und kann einer von beliebigen sein, wie sie im Allgemeinen bei der Herstellung gewöhnlicher Polycarbonate verwendet werden. Zum Beispiel können Monophenole, wie Phenol, p-Cresol, p-tert-Butylphenol, p-tert-Octylphenol, p-Cumylphenol und Nonylphenol verwendet werden.
Die Polycarbonatharze für die Komponente (A) können entweder Homopolymere sein, die einen Typ von Diphenolen beinhalten, oder Copolymere, die zwei oder mehrere Typen von Diphenolen beinhalten. Diese können auch thermoplastische, statistisch verzweigte Polycarbonatharze sein, die polyfunktionelle aromatische Verbindungen zusammen mit Monophenolen umfassen.
Die Polycarbonatharze können auch Polycarbonat-Polyorganosiloxan-Copolymere sein, die Organosiloxanblöcke mit einem zahlenmittleren Polymerisationsgrad von 5 oder mehr umfassen.
Sie können auch Mischungen sein, die zwei oder mehrere verschiedene Polycarbonatharze umfassen.
Die Polycarbonatharze für die Komponente (A) in der erfindungsgemäß verwendeten Zusammensetzung sind vorzugsweise jene mit einem viskositätsmittleren Molekulargewicht von 13.000 bis 30.000, stärker bevorzugt von 15.000 bis 25.000, vom Standpunkt ihrer mechanischen Festigkeit, insbesondere ihrer Izod-Schlagfestigkeit und Formbarkeit.
Als Polycarbonatharze mit solchen Charakteristiken werden beispielsweise aromatische Polycarbonatharze genannt, die im Handel als Toughlon^® FN3000A, FN2500A, FN2200A, FN1900A und FN1500A (alles Handelsnamen von kommerziellen Produkten von Idemitsu Petrochemical Co.) erhältlich sind.
Das Titanpulver, das in der Harzzusammensetzung als Komponente (B) enthalten ist, soll die Transparenz der Polycarbonatharze der Komponente (A) verringern, wobei die Harze an sich ein niedriges Reflexionsvermögen und eine hohe Transparenz haben, und es soll die Mattheit bzw. Trübheit der Polycarbonatharze erhöhen, wodurch die Harze ein hohes Reflexionsvermögen erhalten und das Flammenhemmvermögen der Harze verbessert wird.
Da die Komponente (B), Titanoxid, die Transparenz der Polycarbonatharze der Komponente (A) verringern soll, während gleichzeitig das Reflexionsvermögen der Harze erhöht wird, wie obenstehend erwähnt, wird sie in der Form eines feinen Pulvers verwendet. Ein derartiges pulverförmiges Titanoxid kann verschiedene feine Teilchen mit unterschiedlicher Größe umfassen und kann durch ein beliebiges Chlorid-Verfahren und Sulfat-Verfahren hergestellt werden.
Das Titanoxid zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung kann entweder eines vom Rutil-Typ oder vom Anatase-Typ sein, jedoch es ist das erstere, Titanoxid vom Rutil-Typ, vom Standpunkt der Wärmestabilität und Wetterbeständigkeit bevorzugt. Die Form der feinen Teilchen, aus welchen dieses besteht, ist nicht genau bestimmt, und die Teilchen können entweder flockenartig, kugelförmig oder amorph sein.
Das Titanoxid, welches als Komponente (B) bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist vorzugsweise oberflächenbehandelt, beispielsweise mit hydratisierten Oxiden von Aluminium und/oder Silicium, oder mit Aminverbindungen oder Polyolverbindungen. Zur Herstellung gleichförmiger Zusammensetzungen ist die Oberflächenbehandlung besonders bevorzugt, da sie die gleichmäßige Dispergierbarkeit von Titanoxidteilchen in der Polycarbonatharz-Zusammensetzung und auch die Dispergierstabilität der Teilchen in der Zusammensetzung verbessern, während weiter die Affinität der Titanoxidteilchen für das flammenhemmende Mittel der Komponente (D), auf welche untenstehend Bezug genommen wird, verbessert wird.
Als Beispiele für hydratisierte Oxide von Aluminium und Silicium, Aminverbindungen und Polyolverbindungen, die sich für diesen Zweck eignen, sind Tonerdehydrat, Siliciumdioxidhydrat, Triethanolamin und Trimethylolpropan zu nennen.
Die Oberflächenbehandlung selbst ist nicht genau definiert, kann aber auf eine beliebige gewünschte Weise durchgeführt werden. Die Menge des Oberflächenbehandlungsmittels, das durch diese Behandlung an den Oberflächen der Titanoxidteilchen zum Anhaften gebracht wird, ist nicht genau bestimmt. In Anbetracht des Lichtreflexionsvermögens von Titanoxid und der Formbarkeit der das Oxid beinhaltenden Polycarbonatharz-Zusammensetzung jedoch kann die Menge im Allgemeinen 1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das zu behandelnde Titanoxid, betragen.
Die Teilchengröße des Titanoxidpulvers, das in der Zusammensetzung als Komponente (B) vorliegt, ist nicht genau bestimmt. Um jedoch effizient die obenstehend genannten Wirkungen zu erzielen, ist das Pulver vorzugsweise ein solches, das eine mittlere Teilchengröße von ungefähr 0,1 bis 0,5 μm aufweist.
Die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Zusammensetzung enthält eine Nicht-Halogen-Phosphatverbindung als Komponente (D), um ein stark verbessertes Flammenhemmvermögen zu besitzen. Die Komponente (D), eine Nicht-Halogen-Phosphatverbindung, wird der Polycarbonatharz-Zusammensetzung zugesetzt, um die Zusammensetzung flammenbeständig zu machen, während gleichzeitig unerwartet ein synergistischer Effekt mit der Komponente (B), dem oberflächenbehandelten Titanoxid, erzielt wird, um dadurch die Wärmebeständigkeit der Polycarbonatharz-Zusammensetzung während des Warmformens zu verbessern.
Da die Komponente (D), eine Nicht-Halogen-Phosphatverbindung, keine Halogenatome, wie Brom, besitzt, verschmutzen Abfallteile der Artikel, welche die Verbindung beinhalten, kaum die Umwelt.
Als Beispiele für solche Nicht-Halogen-Phosphatverbindungen sind Monophosphate und Polyphosphate der allgemeinen Formel (VI) zu erwähnen:
In der Formel (VI) stehen R¹ bis R⁴ jeweils für eine wahlweise substituierte Arylgruppe, und diese können gleich oder verschieden sein. X steht für eine wahlweise substituierte Arylengruppe; c, d, e und f stehen jeweils für 0 oder 1; und p steht für eine Zahl von 0. Beispiele für Substituenten für die Arylgruppe und die Arylengruppe sind eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine Alkoxygruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen und eine Arylgruppe, wie eine Phenylgruppe und eine Tolylgruppe. Die Arylgruppe und die Arylengruppe können eine oder mehrere solcher Substituenten besitzen.
Beispiele für Nicht-Halogen-Phosphatverbindungen der Formel (VI) schließen Monophosphate, wie Triphenylphosphat, Tricresylphosphat, Trixylenylphosphat, Tribiphenylphosphat ein. Diese Monophosphate können in der Zusammensetzung entweder einzeln oder in Kombination vorliegen.
Die Menge der Komponente (B), Titanoxid, soll 0,1 bis 30 Gew.-% der Gesamtmenge der Komponente (A), Polycarbonatharz, und der Komponente (B) betragen, was 100 Gew.-% ergibt. Folglich soll die Menge der Komponente (A), Polycarbonatharz, 70 bis 99,9 Gew.-% betragen. Vorzugsweise kann die Menge der Komponente (B), Titanoxid, 1 bis 25 Gew.-% betragen. Wenn die Menge an Titanoxid kleiner als 0,1 Gew.-% ist, nimmt die Lichtdurchlässigkeit der Zusammensetzung zu, was dazu führt, dass die Zusammensetzung kein hohes Reflexionsvermögen haben könnte. Wenn dies der Fall ist, könnte zusätzlich die Komponente (B), Titanoxid, nicht den beabsichtigten synergistischen Effekt mit dem flammenhemmenden Mittel, der Nicht-Halogen-Phosphatverbindung, die in der Zusammensetzung als Komponente (D) vorliegt, entfalten, um die flammenhemmende Wirkung der Phosphatverbindung weiter zu verbessern. Wenn demgegenüber die Menge der Komponente (B), Titanoxid, mehr als 30 Gew.-% beträgt, beeinträchtigt dies häufig die Wärmebeständigkeit der Zusammensetzung, die im wesentlichen aus der Komponente (A), Polycarbonatharz, während des Warmformens bestehen soll, wodurch das äußere Aussehen der erhaltenen Formlinge verschlechtert wird. Daher darf die Zusammensetzung nicht eine solche große Menge der Komponente (B), Titanoxid, enthalten. Wenn die Menge der Komponente (B), Titanoxid, geringer als 1 Gew.-% oder höher als 25 Gew.-% innerhalb des festgelegten Bereichs zwischen 0,1 und 30 Gew.-% ist, so hat dies keinen wesentlichen Einfluss auf das Reflexionsvermögen der Zusammensetzung und auf die Wärmebeständigkeit davon während des Formens, würde aber häufig diese Charakteristiken der Zusammensetzung vermindern.
Die Menge der Komponente (D), der Nicht-Halogen-Phosphatverbindung, die in der Zusammensetzung vorliegt, soll 0,05 bis 1,00 Gew.-Teile bezüglich des Elements Phosphor in der Verbindung, bezogen auf die Summe aus der Komponente (A) und (B), die 100 Gew.-Teile ausmacht, betragen, kann aber vorzugsweise 0,1 bis 0,5 Gew.-Teile betragen. Wenn die Menge kleiner als 0,05 Gewichtsteile bezüglich des Elements Phosphor ist, könnte die Verbindung weder die flammenhemmende Wirkung noch den synergistischen Effekt mit Titanoxid aufweisen. Indes, selbst wenn die Menge größer als 1,00 Gew.-Teile ist, ist sie bei der Erzielung der genannten Effekte nicht so stark wirksam, sondern eher ungünstig, da die Wärmebeständigkeit der Formlinge der Zusammensetzung häufig vermindert wird. Selbst innerhalb eines Bereichs zwischen 0,05 und 1,00 Gew.-Teilen könnte die Phosphatverbindung, wenn die Menge weniger als 0,1 Gew.-Teile beträgt, ihre Wirkungen nicht voll ausreichend zur Geltung bringen, dagegen wenn die Menge mehr als 0,5 Gew.-Teile beträgt, beginnt die Zunahme ihrer Wirkungen in gewissem Maß nachzulassen.
Die Komponente (D), eine Nicht-Halogen-Phosphatverbindung, ist ein Phosphat, das keine Halogene, wie Brom, enthält. Die Zusammensetzung, welche das Phosphat dieses Typs beinhaltet, soll nicht zu einer Umweltzerstörung führen können infolge der Abfallprodukte der Formlinge der Zusammensetzung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält die Zusammensetzung weiter ein eine Alkoxygruppe aufweisendes Organopolysiloxan (im folgenden als Organopolysiloxan bezeichnet) als Komponente (E), um ihre thermische Formbarkeit zu verbessern und um insbesondere die Charakteristiken der Komponente (B), Titanoxid, zu verbessern, welches häufig die Oberflächenglätte der Formlinge der Zusammensetzung verschlechtert.
Verschiedene Organopolysiloxane werden zu diesem Zweck verwendet. Als Beispiele sind lineare, cyclische, netzwerkartig strukturierte und teilweise verzweigte lineare Organopolysiloxane mit einer Organoxysilyl-Gruppe zu nennen, von welcher der Alkoxyrest an das Siliciumatom direkt oder über eine zweiwertige Kohlenwasserstoffgruppe gebunden ist. Besonders bevorzugt sind lineare Organopolysiloxane.
Als Beispiele für solche Organopolysiloxane mit einer Organoxysilyl-Gruppe, von welcher der Alkoxyrest am Siliciumatom direkt oder über eine zweiwertige Kohlenwasserstoffgruppe gebunden ist, können lineare Organopolysiloxane der allgemeinen Formel (VII) genannt werden,
worin R¹ für eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe steht; A für eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe, eine Alkoxygruppe (-OR⁴) oder eine Organoxy-silyl-Gruppe enthaltende einwertige Kohlenwasserstoffgruppe der allgemeinen Formel (VIII) steht: -R²SiR³ _x(OR⁴)₍ _3-x) (VIII) in welcher R² für eine zweiwertige Kohlenwasserstoffgruppe steht; R³ und R⁴ jeweils für eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe stehen; und x für eine ganze Zahl von 0 bis 2 steht;
unter der Voraussetzung, dass mindestens ein A in einem Molekül die Alkoxygruppe oder die eine Organoxysilyl-Gruppe enthaltende einwertige Kohlenwasserstoff-gruppe ist;
m für eine ganze Zahl von 1 bis 300 steht; n für eine ganze Zahl von 0 bis 300 steht; und (m + n) eine ganze Zahl von 1 bis 300 ist.
In der Formel (VII) kann die einwertige Kohlenwasserstoffgruppe von R¹ beispielsweise eine Alkylgruppe, wie Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl; eine Alkenylgruppe, wie Vinyl, Allyl, Butenyl, Pentenyl, Hexenyl; eine Arylgruppe, wie Phenyl, Tolyl, Xylyl; und eine Aralkylgruppe, wie Benzyl, Phenethyl, einschließen. Als Beispiele für die einwertige Kohlenwasserstoffgruppe von A können jene von R¹, wie obenstehend erwähnt, angeführt werden.
In der Formel (VIII) kann die zweiwertige Kohlenwasserstoffgruppe von R² beispielsweise eine Alkylengruppe, wie Methylen, Ethylen, Propylen, Butylen, sein. Als Beispiele für die einwertige Kohlenwasserstoffgruppe von R³ und R⁴ können die obenstehend erwähnten genannt werden. Die eine Organoxysilyl-Gruppe enthaltende einwertige Kohlenwasserstoffgruppe kann beispielsweise eine Trimethoxysilylethylengruppe, eine Triethoxysilylethylengruppe, eine Dimethoxyphenoxysilylpropylengruppe, eine Trimethoxysilylpropylengruppe, eine Trimethoxysilylbutylengruppe, eine Methyldimethoxysilylpropylengruppe und eine Dimethylmethoxysilylpropylengruppe sein.
Für die Komponente (E) können eine oder mehrere solcher Organopolysiloxane entweder einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Die Menge der Komponente (E) ist 0,01 bis 2 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Summe aus den Komponente (A) und (Bn. Wenn die Menge weniger als 0,01 Gew.-Teile beträgt, könnte das Organopolysiloxan nicht seine eigentlichen Wirkungen, wie die obenstehend genannten, zur Geltung bringen. Wenn jedoch das Organopolysiloxan der Zusammensetzung in einer Menge von mehr als 2 Gew.-Teilen zugesetzt wird, wird sie in ungünstiger Weise die Schlagfestigkeit der Formlinge der Zusammensetzung verringern, während sie gleichzeitig andere mechanische Charakteristiken der Artikel verschlechtert.
Falls ferner gewünscht, kann die Polycarbonatharz-Zusammensetzung zusätzlich ein Fibrillen-bildendes Polytetrafluorethylen als Komponente (F) enthalten, welches als Tropf-Inhibitor fungiert, wenn gewünscht wird, dass die Zusammensetzung ein viel stärker verbessertes Flammenhemmvermögen besitzt.
Mit Fibrillen-bildender Fähigkeit, wie hierin für das besagte Polytetrafluorethylen erwähnt, ist die Bildung von Fibrillen gemeint, wenn die Zusammensetzung, die das Polymer beinhaltet, einer Scherbeanspruchung für die Plastifizierung unterzogen wurde, während es geknetet oder spritzgegossen wird.
Das Fibrillen-bildende Polytetrafluorethylen (PTFE) dieses Typs kann beispielsweise durch Polymerisieren von Tetrafluorethylen in einem wässrigen Medium in Gegenwart von Natrium-, Kalium- oder Ammoniumhydroxydisulfid unter einem Druck von circa 1 bis 100 psi und bei einer Temperatur von circa 0 bis 200°C, vorzugsweise 20 bis 100°C, erhalten werden.
Der Typ des Fibrillen-bildenden PTFE zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung ist nicht genau bestimmt. Beispielsweise wird vorzugsweise ein solches vom Typ 3 gemäß Klassifizierung nach ASTM-Standard verwendet. Es können im Handel erhältliche Produkte von Typ 3, zum Beispiel Teflon 6-J (Handelsname von Mitsui-Dupont Fluorochemical Co.) und Polyflon TFE D-1 und Polyflon TFE F-104 (beides Handelsnamen von Daikin Industry Co.), verwendet werden. Neben jenen vom Typ 3 sind auch Argoflon F5 (Handelsname von Montefluos Co.), Polyflon MPA FA-100 und Polyflon TFE F201 (beides Handelsnamen von Daikin Industry Co.) verwendbar.
Für die Komponente (F) können ein oder mehrere solcher Fibrillen-bildender Polytetrafluorethylene entweder einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Obgleich nicht genau bestimmt, beträgt die Menge der zuzusetzenden Komponente (F) vorzugsweise 0,01 bis 1 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Summe aus den Komponenten (A) und (B). Wenn die Menge weniger als 0,01 Gew.-% beträgt, könnte die Komponente (F) nicht in ausreichender Weise ihre tropfverhindernde Wirkung zur Geltung bringen. Jedoch, selbst wenn die Komponente (F) in einer Menge von mehr als 1 Gew.-Teil zugesetzt wird, könnte ihre Wirkung nicht weiter, als wie beabsichtigt war, verstärkt werden.
Die flammenhemmenden Polycarbonatharz-Zusammensetzungen können wahlweise beliebige andere unterschiedliche Additive enthalten, wie Antioxidationsmittel, Gleitmittel (Formtrennmittel) und andere anorganische Füllstoffe, insoweit diese Additive nicht den Zielen der vorliegenden Erfindung entgegenstehen.
Die flammenhemmenden Polycarbonatharz-Zusammensetzungen können beispielsweise durch Mischen und Kneten der wesentlichen Bestandteile und der optionalen Komponenten, wie der obenstehend genannten, wahlweise zusammen mit verschiedenen Additiven hergestellt werden. Um sie zu mischen und zu kneten, kann man beliebige, für die Herstellung von gewöhnlichen Harzzusammensetzungen übliche Mittel bzw. Gerätschaften verwenden. Für diese werden zum Beispiel vorzugsweise Bandmischer, Henschel-Mixer, Banbury-Mixer, Trommelmischer, Einzelschnecken- oder Mehrschneckenextruder und Co-Knetmaschinen verwendet. Obwohl nicht genau festgelegt, kann die Knettemperatur im allgemeinen 240 bis 340°C betragen.
Die auf diese Weise hergestellten Harzzusammensetzungen werden zu flachen oder gekrümmten Tafeln mittels gewöhnlicher Formungsgerätschaften, zum Beispiel durch Spritzgießen oder Kompressionsformen, geformt, um die Lichtreflektoren gemäß der vorliegenden Erfindung zu erhalten. Die Lichtreflektoren werden bevorzugterweise beispielsweise bei Beleuchtungsvorrichtungen oder für die Flüssigkristallanzeigen-Hintergrundbeleuchtung verwendet. Besonders bevorzugt werden diese für die Flüssig kristallanzeigen-Hintergrundbeleuchtung verwendet.
Da sie keine Bromverbindungen enthalten, haben die Lichtreflektoren der vorliegenden Erfindung eine ausgezeichnete Lichtbeständigkeit. Daher behalten sie, obgleich sie für einen langen Zeitraum verwendet werden, dennoch ihre guten Charakteristiken, und ihr Reflexionsvermögen nimmt nur leicht ab. Somit sind die Lichtreflektoren der vorliegenden Erfindung den herkömmlichen weit überlegen.
Die vorliegende Erfindung wird nunmehr ausführlicher anhand der nachfolgenden Beispiele beschrieben, welche jedoch nicht den Umfang der Erfindung einschränken sollen.
Die in den Beispielen 1 und 2 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 8 verwendeten Materialien sind die folgenden:

(A) Polycarbonat (Polycarbonatharz): Toughlon^® FN1900A (Handelsname von Idemitsu Petrochemical Co.; Polycarbonat vom Eisphenol A-Typ, mit einem viskositätsmittleren Molekulargewicht von 19.500) – dieses wird als 1900A bezeichnet.
(B) Titanoxid: TIPAQUE^® CR60 (Handelsname von Ishihara Sangyo KK) – dieses wird als Titanoxid (a) bezeichnet. TIPAQUE^® CR63 (Handelsname von Ishihara Sangyo KK) – dieses wird als Titanoxid (b) bezeichnet.
(C) Nicht-Halogen-Phosphat: Phenylresorcinolphosphat PFR (Handelsname von Asahi-Denka Kogyo KK; mit einem Phosphorgehalt von 10,8 Gew.-%) – dieses wird als Phosphat (a) bezeichnet. Triphenylphosphat TPP (Handelsname von Dai-hachi Chemical Co., mit einem Phosphorgehalt von 9,8 Gew.-%) – dieses wird als Phosphat (b) bezeichnet.
(D) Organopolysiloxan: Methoxy-modifiziertes Silicon BY 16-160 (Handelsname von Dow Corning Toray Silicone Co.) – dieses wird als Silicon BY 16-160 bezeichnet.
(E) Fibrillen-bildendes Polytetrafluorethylen: Fibrillen-bildendes PTFE FA-100 (hergestellt von Daikin Industry Co.) – dieses wird als PTFE bezeichnet.
(F) TAB Oligomer BCX-52 (hergestellt von Great Lakrs Chemical Cp.) – dieses wird als TBA-G bezeichnet.

Die Eigenschaften der Polycarbonatharzproben, die im Folgenden hergestellt wurden, wurden gemäß den untenstehend aufgeführten Verfahren gemessen und bewertet.
(a) Reflexionsvermögen:
Eine rechtwinklige scheibenförmige Probe von 3,2 × 2,5 × 0,1 cm wurde durch Formen bei 280°C hergestellt. Unter Verwendung eines LCM-Spektrophotometers, MS2020 Plus (hergestellt von Macbeth Co.), wurde der Y-Wert der Probe gemessen.
(b) Flammenhemmvermögen UL94:
Proben mit einer Dicke von 3 mm oder 1,5 mm wurden einem Vertikal-Feuertest gemäß UL94 unterzogen.
(c) Durchlässigkeit:
Unter Verwendung eines SZ Sigma 90 (hergestellt von Nippon Denshoku Kogyo KK) wurde die Durchlässigkeit jeder Probe gemäß JIS K7105 gemessen.
(d) Lichtbeständigkeit:
Unter Verwendung einer Xenon-Bogenlampe (hergestellt von Atlas Electric Co.; Ci 65; 6,5 kW), wurde ΔE für jede Probe auf einer schwarzen Tafel bzw. Platte bei 63°C (kein Regen) während 600 Stunden gemessen, woraus die Lichtbeständigkeit der Probe bewertet wurde.
(e) In-mould-Wärmebeständigkeit:
Unter Verwendung einer Formmaschine (Modell IS-25E; hergestellt von Toshiba Co.) wurde die In-mould-Wärmebeständigkeit bzw. die Wärmebeständigkeit in der Form für jede Probe bei einer eingestellten Temperatur von 300°C während einer Verweilzeit von 20 Minuten gemessen. Die Ergebnisse stellen sich wie folgt dar:
S: Es bildeten sich silbrige Flecken.
O: Keine Veränderung.
(f) Sauerstoffindex (LOI):
Dieser wurde gemäß JIS-K-7205 gemessen.
(g) Biegetemperatur unter Belastung:
Diese wurde gemäß ASTM D648 unter einer Belastung von 1,8 Mpa gemessen.
Beispiele 1 und 2 und Vergleichsbeispiele 1 bis 8:
Wie in der Tabelle 1, welche die wesentlichen Bestandteile und ihre Mengen zeigt, wurden Harzzusammensetzungen durch Schmelzkneten, Extrudieren und Pelletisieren der Komponenten durch einen Einschneckenextruder mit 50 mm 0 bei einer Zylindertemperatur von 280°C und einer Schneckenumdrehung von 100 U/min hergestellt. Die resultierenden Pellets wurden bei 120°C 5 Stunden lang getrocknet und anschließend einem Gießformen unterzogen, um Testexemplare herzustellen, von denen die physikalischen Eigenschaften gemessen wurden.

Die Daten für die physikalischen Eigenschaften der gemessenen Harzzusammensetzungen sind in den Tabelle 2 aufgeführt. Tabelle 1

	Komponenten
	A1900	Titanoxid		Phosphat		Silicon	PTFE	TBA-G
	A1900	(a)	(b)	(a)	(b)
Beispiel 1	75		25		5(0,45)	0,5
Beispiel 2	75		25		5(0,45)	0,5	0,3
Vgl.-Beispiel 1	90	10		2(0,21)
Vgl.-Beispiel 2	90	10		2(0,21)			0,5
Vgl.-Beispiel 3	98		2	2(0,21)
Vgl.-Beispiel 4	90	10
Vgl.-Beispiel 5	100			2(0,21)
Vgl.-Beispiel 6	65		35		5(0,45)	0,5	0,3
Vgl.-Beispiel 7	90		10	11(1,07)			0,3
Vgl.-Beispiel 8	90		10				0,5	10

Bezüglich der Mengen der Komponenten wurden Polycarbonat und Titanoxid in Gew.-% angegeben, während die anderen Komponenten in Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Summe aus Polycarbonat und Titanoxid, angegeben wurden.

Die Daten in Klammern für Phosphate stehen für die Daten bezüglich des Elements Phosphor (Gew.-Teile). Tabelle 2

	Messdaten
	Reflexionsvermögen Y-Wert	UL94		Sauerstoff-Index	In-mould-Wärme-Beständigkeit	Licht-Beständigkeit	Biege-Temperatur unter Belastung (°C)
	Reflexionsvermögen Y-Wert	3 mm	1,5 mm	Sauerstoff-Index	In-mould-Wärme-Beständigkeit	Licht-Beständigkeit	Biege-Temperatur unter Belastung (°C)
Beispiel 1	96,5	V-0	-	38	0	0,8	105
Beispiel 2	96,4	-	V-0	38,5	0	0,8	105
Vgl.-Beispiel 1	94,5	V-0	-	33	0	0,8	119
Vgl.-Beispiel 2	94,3	-	V-0	33	0	0,7	1195
Vgl.-Beispiel 3	-	V-0	-	32,5	0	-	120
Vgl.-Beispiel 4	92,0	V-2	-	27	S, Y	0,7	130
Vgl.-Beispiel 5	-	V-2	-	28	0	-	119
Vgl.-Beispiel 6	96,8	-	V-0	38	S	0,6	100
Vgl.-Beispiel 7	94,8	-	V-0	40	0	1,0	83
Vgl.-Beispiel 8	94,0	-	V-0	32	S, Y	3,5	129

Die Proben der Beispiele 1 und 2 und jene der Vergleichsbeispiele 1 bis 8 werden unter Bezugnahme auf die in Tabelle 2 aufgeführten Daten bewertet.
Die Proben der Beispiele 1 und 2 hatten ein hohes Flammenhemmvermögen und einen hohen Y-Wert.
Die Probe von Vergleichsbeispiel 1 hatte ein hohes Flammenhemmvermögen (V-0). Vergleicht man dieses mit der Probe aus Vergleichsbeispiel 8, erkennt man, dass die Menge der Phosphatverbindung, die zugesetzt wird, verringert werden kann, während die Verminderung der Wärmebeständigkeit bei der praktischen Anwendung zu keinem Problem führt.
Anhand der Daten der Probe aus Vergleichsbeispiel 2 erkennt man, dass PTFE wirksam ist bei der weiteren Verbesserung des Flammenhemmvermögens, das heißt, selbst wenn die Probe verdünnt wurde, hatte sie immer noch ein gutes Flammenhemmvermögen.
Die Probe von Vergleichsbeispiel 3, die sowohl die Phosphatverbindung als auch Titanoxid enthielt, wies den synergistischen Effekt der beiden auf. Vergleicht man dies mit der Probe von Vergleichsbeispiel 5, so erkennt man, dass erstere einen höheren Sauerstoffindex hat als letztere.
Die Probe von Vergleichsbeispiel 4, die nur aus Polycarbonatharz und Titanoxid bestand, hatte eine schlechte In-mould-Wärmebeständigkeit und wies silbrige Flecken auf.
Die Probe von Vergleichsbeispiel 5, die nur aus Polycarbonatharz und der Phosphatverbindung bestand, konnte keinen erhöhten Sauerstoffindex haben und ihr Flammenhemmvermögen war nicht auf den Level von V-0 verbessert.
Die Probe von Vergleichsbeispiel 6, bei welcher der Titanoxidgehalt über dem festgelegten Bereich lag, hatte eine schlechte In-mould-Wärmebeständigkeit und wies silbrige Flecken auf.
Die Probe von Vergleichsbeispiel 7, bei welcher der Phosphatgehalt über dem festgelegten Bereich lag, führt bei der praktischen Anwendung zu Problemen, da die Biegetemperatur unter Belastung für diese niedrig ist.
Die Probe von Vergleichsbeispiel 8, welche das flammenhemmende Mittel, bromhaltiges TBA-Oligomer, enthielt, hatte eine schlechte In-mould-Wärmebeständigkeit und eine schlechte Lichtbeständigkeit.
Wie obenstehend gezeigt, besitzen die flammenhemmenden Polycarbonatharz-Zusammensetzungen welche gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden ein erhöhtes Reflexionsvermögen und ein verbessertes Lichtabschirmvermögen, Lichtbeständigkeit und Formbarkeit und haben dennoch gute mechanische Eigenschaften, wie Flammenhemmvermögen und Schlagfestigkeit.
Da sie kein Brom enthalten, besitzen die Lichtreflektoren der vorliegenden Erfindung, die durch Formen dieser Harzzusammensetzungen hergestellt werden, eine ausgezeichnete Lichtbeständigkeit, und ihr Reflexionsvermögen wird nur wenig vermindert, selbst wenn sie über einen längeren Zeitraum eingesetzt werden. Daher werden die Lichtreflektoren bevorzugt beispielsweise bei Beleuchtungsvorrichtungen oder für die Flüssigkristallanzeigen-Hintergrundbeleuchtung verwendet.
Die Erfindung wurde ausführlich und unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen davon beschrieben, indes versteht es sich für einen Fachmann auf dem Gebiet, dass verschiedene Veränderungen und Modifizierungen vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Umfang derselben abzuweichen.

Claims

Lichtreflektor hergestellt durch Formen einer flammenhemmenden Polycarbonatharz-Zusammensetzung, umfassend: (A) 99,9 bis 70 Gew.-% eines Polycarbonatharzes; (B) 0,1 bis 30 Gew.-% eines Titanoxidpulvers; (D) eine Nicht-Halogen-Phosphatverbindung in einer Menge von 0,05 bis 1,00 Gew.-Teilen bezüglich des Elementes Phosphor, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Summe der Komponente (A) und der Komponente (B); und (E) ein eine Alkoxygruppe bzw. Alkoxygruppen aufweisendes Organopolysiloxan in einer Menge von 0,01 bis 2 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Summe der Komponente (A) und der Komponente (B); wobei die Nicht-Halogen-Phosphatverbindung eine Verbindung gemäß der folgenden Formel (VI) ist:
wobei R¹, R² and R⁴ jeweils eine wahlweise substituierte Arylgruppe darstellen, welche gleich oder verschieden sind; und c, d und f jeweils für 0 oder 1 stehen.
Lichtreflektor hergestellt durch Formen einer flammenhemmenden Polycarbonatharz-Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, welche Polycarbonatharz-Zusammensetzung weiter enthält: (F) ein Fibrillen-bildendes Polytetrafluorethylen in einer Menge von 0,01 bis 1 Gew.-Teil, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Summe der Komponente (A) und der Komponente (B).
Lichtreflektor hergestellt durch Formen einer flammenhemmenden Polycarbonatharz-Zusammensetzung, wie in Anspruch 1 oder 2 beansprucht, in der das eine Alkoxygruppe bzw. Alkoxygruppen aufweisende Organopolysiloxan ein Organopolysiloxan mit einer Organoxysilyl-Gruppe ist, gebunden am Siliciumatom über eine zweiwertige Kohlenwasserstoffgruppe.