JP2001011165A - ポリカーボネート樹脂 - Google Patents
ポリカーボネート樹脂Info
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Abstract
脂と比較して低い光弾性係数を有し、かつ、屈折率とア
ッベ数と耐熱性のバランスに優れたポリカーボネート樹
脂を提供する。 【解決手段】 ペンタシクロペンタデカンジメタノール
及びデカリン−2,6-ジメタノールと炭酸ジエステルから
誘導されたポリカーボネート樹脂。
Description
低い光弾性係数、屈折率とアッベ数の良好なバランスを
有するポリカーボネート樹脂ならびにその製造方法に属
する。このポリカーボネート樹脂は、光ディスク基板、
各種レンズ、プリズム、光ファイバーなどのプラスチッ
ク光学製品の材料に好適に利用できるものである。
パン(通称:ビスフェノールA)をホスゲンあるいは炭
酸ジエステルと反応させて得られるポリカーボネート樹
脂は、耐熱性、透明性に優れ、しかも耐衝撃性等の機械
的特性に優れていることから、構造材料はもとより、光
学材料として光ディスク基板、各種レンズ、プリズム、
光ファイバー等に幅広く利用されている。
ーボネート樹脂は、低流動性材料であり、また高い光弾
性係数を有するため、成形時の分子配向や残留応力に伴
う複屈折が大きいという問題点を有している。そのた
め、ビスフェノールAからなるポリカーボネート樹脂を
原材料とする光学材料を成形する場合には、流動性を向
上させるために分子量の比較的低い樹脂を用い、かつ高
温で成形することにより製品の複屈折を低減する方法が
実施されている。しかし、ビスフェノールAからなるポ
リカーボネート樹脂では、上記のような手段を用いても
複屈折の低減には限界があるため、近年の光学材料用途
の広がりに伴い、一部光学材料分野、特に光ディスクの
分野では、さらなる低光弾性係数、高流動性材料の開発
が強く求められている。
させる方法としては、例えば、特開昭64−66234
号公報に示されるように、ビスフェノールAをトリシク
ロ(5.2.1.02,6)デカンジメタノールと共重合さ
せる方法が公知であるが、耐熱性の低下をもたらし、ま
た光弾性係数を低減する上で十分な効果は得られていな
い。
メガネレンズ材料としてはCR−39(ジエチレングリ
コールビスアリルカーボネート)が広く用いられている
が、屈折率が1.50と低く、また、熱硬化性樹脂であ
るため生産性が悪い等の問題点を有しており、これらの
解決が望まれている。
な従来技術に伴う問題点を解決しようとするものであ
り、ビスフェノールAからなるポリカーボネート樹脂と
比較して低い光弾性係数を有し、かつ、屈折率とアッベ
数と耐熱性のバランスに優れたポリカーボネート樹脂お
よびその製造方法を提供することである。
題を克服する方法について鋭意研究を重ねた結果、構造
式(1)、構造式(2)及び構造式(3)で示される構
成単位よりなるポリカーボネート樹脂が、上記の課題を
解決できることを見出し本発明に到達した。
ト樹脂は、ペンタシクロペンタデカンジメタノール及び
デカリン−2,6-ジメタノールと、炭酸ジエステルから誘
導されるものである。
ンジメタノールは、下記の一般式(4)及び(5)で表
されるものであり、種々の異性体を包含する。
記の化学式(6)で表されるものであり、異性体を包含
する。
は、ペンタシクロペンタデカンジメタノール及びデカリ
ン−2,6-ジメタノールから誘導された構成単位を含有す
るものであり、デカリン−2,6-ジメタノールの含有率
は、デカリン−2,6-ジメタノール及びペンタシクロペン
タデカンジメタノールの合計量に対して、5〜70モル
%である。デカリン−2,6-ジメタノールの含有率が5モ
ル%未満であると成形時の流動性の点から好ましくな
く、70モル%を超えると耐熱性の点から好ましくな
い。
は、ジフェニルカーボネート、ジトリールカーボネー
ト、ビス(クロロフェニル)カーボネート、ジ−m-クレ
ジルカーボネート、ジナフチルカーボネート、ジメチル
カーボネート、ジエチルカーボネート、ジブチルカーボ
ネート、ジシクロヘキシルカーボネート等が挙げらる。
これらの中でも特にジフェニルカーボネートが好まし
い。使用する炭酸ジエステルは、デカリン−2,6-ジメタ
ノール及びペンタシクロペンタデカンジメタノールの合
計1モルに対して0.97〜1.10モルの比率で用い
られることが好ましく、更に好ましくは0.99〜1.
04モルの比率である。
ポリスチレン換算重量平均分子量は20,000〜20
0,000であることが好ましく、更に好ましくは3
0,000〜130,000である。ポリスチレン換算
重量平均分子量が20,000未満では成形体の強度が
不十分となり、200,000を超えると成形時の流動
性が悪くなるため好ましくない。
方法では、触媒として、塩基性化合物が用いられる。こ
のような塩基性化合物としては、アルカリ金属化合物、
アルカリ土類金属化合物、含窒素化合物及び含リン化合
物等があげられる。
は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウ
ム、水酸化リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリ
ウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸リチウム、酢
酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸セシウム、酢酸リチ
ウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウ
ム、ステアリン酸セシウム、ステアリン酸リチウム、水
素化ホウ素ナトリウム、フェニル化ホウ素ナトリウム、
安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、安息香酸セシ
ウム、安息香酸リチウム、リン酸水素2ナトリウム、リ
ン酸水素2カリウム、リン酸水素2リチウム、フェニル
リン酸2ナトリウム、テトラフェニルホウ酸ナトリウ
ム、フェノールのナトリウム塩、カリウム塩、セシウム
塩、リチウム塩等が用いられる。
具体的には、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、
水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム、炭酸水素マグ
ネシウム、炭酸水素カルシウム、炭酸水素ストロンチウ
ム、炭酸水素バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシ
ウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム、酢酸マグネ
シウム、酢酸カルシウム、酢酸ストロンチウム、酢酸バ
リウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カル
シウム、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸バ
リウム、安息香酸カルシウム、フェニルリン酸マグネシ
ウム、フェノールのマグネシウム塩、カルシウム塩、ス
トロンチウム塩、バリウム塩等が用いられる。
ては、具体的には、テトラメチルアンモニウムヒドロキ
シド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラ
プロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアン
モニウムヒドロキシド、トリメチルベンジルアンモニウ
ムヒドロキシド等のアルキル、アリール、アルキルアリ
ール基等を有する4級アンモニウムヒドロキシド類、ト
リエチルアミン、ジメチルベンジルアミン、トリフェニ
ルアミン等の3級アミン類、ジエチルアミン、ジブチル
アミン、ジフェニルアミン等の2級アミン類、ブチルア
ミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、デシルアミ
ン、アニリン等の1級アミン類、2−メチルイミダゾー
ル、2−フェニルイミダゾール、ベンゾイミダゾール等
のイミダゾール類、あるいは、アンモニア、テトラメチ
ルアンモニウムボロハイドライド、テトラブチルアンモ
ニウムボロハイドライド、テトラブチルアンモニウムテ
トラフェニルボレート、テトラフェニルアンモニウムテ
トラフェニルボレートおよびテトラフェニルホスホニウ
ムテトラフェニルボレート等の塩基性塩等が用いられ
る。
ール及びペンタシクロペンタデカンジメタノールの合計
1モルに対して、10-9〜10-3モルの比率で、好まし
くは10-7〜10-4モルの比率で用いられる。10-9モ
ル未満の場合には充分な重合活性が得られないため好ま
しくない。また、10-3モルを超えると樹脂の着色が著
しくなるため好ましくない。
知の溶融重縮合法により行うことができる。すなわち、
前記の原料、および触媒を用いて、加熱下に常圧または
減圧下にエステル交換反応により副生成物を除去しなが
ら溶融重縮合を行うものである。反応は、一般には二段
以上の多段工程で実施される。
120〜260℃、好ましくは180〜240℃であ
り、反応時間は、通常0.1〜5時間、好ましくは0.
5〜3時間である。次いで、反応系の減圧度を上げなが
ら反応温度を高めて反応を行い、最終的には1mmHg
以下の減圧下、200〜300℃の温度で重縮合反応を
行う。このような反応は、連続式で行ってもよく、また
バッチ式で行ってもよい。上記の反応を行うに際して用
いられる反応装置は、錨型攪拌翼、マックスブレンド攪
拌翼、ヘリカルリボン型攪拌翼等を装備した縦型であっ
ても、パドル翼、格子翼、メガネ翼等を装備した横型で
あってもスクリューを装備した押出機型であってもよい
が、連続式の場合は、これらを適宜組み合わせた反応装
置を使用することが好ましい。
は、重合反応終了後、熱安定性および加水分解安定性を
保持するために、触媒を除去もしくは失活させる。一般
的には、公知の酸性物質またはその誘導体の添加によ
り、触媒を失活させる方法が実施される。これらの酸性
物質またはその誘導体としては、具体的には、p−トル
エンスルホン酸等の芳香族スルホン酸類、p−トルエン
スルホン酸ブチル、p−トルエンスルホン酸ヘキシル等
の芳香族スルホン酸エステル類、ドデシルベンゼンスル
ホン酸テトラブチルホスホニウム塩等の芳香族スルホン
酸ホスホニウム塩類、ステアリン酸クロライド、塩化ベ
ンゾイル、p−トルエンスルホン酸クロライド等の有機
ハロゲン化物、ジメチル硫酸等のアルキル硫酸、塩化ベ
ンジル等の有機ハロゲン化物等が好適に用いられる。
0.1〜1mmHgの圧力、200〜300℃の温度で
脱揮除去する工程を設けても良く、このためには、パド
ル翼、格子翼、メガネ翼等、表面更新能の優れた攪拌翼
を備えた横型装置、あるいは薄膜蒸発器が好適に用いら
れる。
加水分解安定剤の他に、酸化防止剤、顔料、染料、強化
剤や充填剤、紫外線吸収剤、滑剤、離型剤、結晶核剤、
可塑剤、流動性改良剤、帯電防止剤、抗菌剤等を添加す
ることができる。
られるポリカーボネート樹脂が反応直後の溶融状態にあ
るうちに添加しても良く、ポリカーボネート樹脂をペレ
ット化した後にあらためて添加しても良い。また、複数
の添加剤を添加時期を変えて添加しても良い。
する場合には、反応終了後反応釜に直接添加し攪拌混合
する方法、あるいは、反応釜から抜き出した樹脂に添加
して横型の混練機に送り込み、均一に混練した後そのま
まペレット化する方法が用いられる。あるいは、反応釜
から抜き出した樹脂を横型の混練機に送り込み、混練機
途中から、添加剤をサイドフィードにより添加し均一に
混練した後そのままペレット化する方法が用いられる。
合には、ペレットと上記添加剤とをターンブルミキサー
やヘンシェルミキサー、リボンブレンダー、スーパーミ
キサーで代表される高速ミキサーで分散混合した後、押
出機、バンバリーミキサー、ロール等の混練機で溶融混
練する方法が適宜選択される。
るが、本発明は、以下の実施例に何ら限定されるもので
はない。
(0.19モル)、デカリン−2,6−ジメタノール
2.0g(0.01モル)、ジフェニルカーボネート4
3.3g(0.202モル)及び炭酸水素ナトリウム5
×10-4g(6×10 -6モル)を攪拌機および留出装置
付きの300ml四ッ口フラスコに入れ、窒素雰囲気7
60mmHgの下180℃に加熱し30分間攪拌した。
その後、減圧度を150mmHgに調整すると同時に、
60℃/hrの速度で200℃まで昇温を行い、40分
間その温度に保持しエステル交換反応を行った。さら
に、75℃/hrの速度で225℃まで昇温し、昇温終
了の40分後、その温度で保持しながら、1時間かけて
減圧度を1mmHg以下とした。その後、105℃/h
rの速度で235℃まで昇温し合計6時間攪拌下で反応
を行い、反応終了後、反応器内に窒素を吹き込み常圧に
戻し、生成したポリカーボネート樹脂を取り出した。こ
のポリカーボネート樹脂の物性測定結果を表1に示す。
ール36.7g(0.14モル)、デカリン−2,6−
ジメタノール11.9g(0.06モル)、ジフェニル
カーボネート43.3g(0.202モル)及び炭酸水
素ナトリウム5×10-4g(6×10-6モル)を使用す
る以外は、実施例1と同様の操作を行った。得られたポ
リカーボネート樹脂の物性測定結果を表1に示す。
ール15.7g(0.06モル)、デカリン−2,6−
ジメタノール27.8g(0.14モル)ジフェニルカ
ーボネート43.3g(0.202モル)及び炭酸水素
ナトリウム5×10-4g(6×10-6モル)を使用する
以外は、実施例1と同様の操作を行った。得られたポリ
カーボネート樹脂の物性測定結果を表1に示す。
9.7g(0.2モル)、ジフェニルカーボネート4
3.3g(0.202モル)及び炭酸水素ナトリウム5
×10-4g(6×10-6モル)を使用し、ペンタシクロ
ペンタデカンジメタノールを使用しない以外は、実施例
1と同様の操作を行った。得られたポリカーボネート樹
脂の物性測定結果を表1に示す。
エンジニアリングプラスチックス社製、ユーピロンH−
4000)の物性測定した。その結果を表1に示す。
測定したものである。 1)屈折率(nD )、アッベ数(νD ):ATAGOの
屈折率計により測定した。 2)ポリスチレン換算重量平均分子量(MW ):クロロ
ホルムを展開溶媒としてGPCにより測定した。 3)ガラス転移温度(Tg ):示差走査熱量分析計によ
り測定した。 4)熱分解開始温度(Td ):熱天秤にて窒素気流中1
%重量減少した温度を測定した。昇温速度は10℃/m
inである。 5)光弾性係数:エリプソメーターにより、厚さ100
μmのキャストフィルムを用い、レーザー波長633n
mの光をあて、荷重変化に対する複屈折測定から算出し
た。 6)Q値:高さ10mm×孔径1mmのダイを用い、樹
脂温度=240℃、滞留時間=6min、シリンダ圧力
=160kgf/cm2 にて、フローテスターにより測
定した。
を用いた。 PCPDM :ペンタシクロペンタデカンジメタノール DDM :デカリン−2,6−ジメタノール H-4000:ビスフェノールAからなるポリカーボネート樹
脂
優れた透明性、耐熱性、耐衝撃性、良好な屈折率−アッ
ベ数バランス、低い光弾性係数等の特性を有する新規な
脂肪族ポリカーボネート樹脂であり、光ディスク基板を
始め各種レンズ、プリズム、光ファイバー等のプラスチ
ック光学製品の材料として極めて有用に利用できる。
Claims (4)
- 【請求項1】 構造式(1)、構造式(2)及び構造式
(3)で示される構成単位よりなるポリカーボネート樹
脂。 【化1】 【化2】 【化3】 - 【請求項2】 ペンタシクロペンタデカンジメタノール
及びデカリン−2,6-ジメタノールと炭酸ジエステルを、
塩基性化合物の存在下に、溶融重縮合させることを特徴
とする請求項1に記載のポリカーボネート樹脂の製造方
法。 - 【請求項3】 ペンタシクロペンタデカンジメタノール
及びデカリン−2,6-ジメタノールの合計1モルに対し
て、10-9〜10-3モルの塩基性化合物を触媒として用
いる請求項2に記載のポリカーボネート樹脂の製造方
法。 - 【請求項4】 光学材料に用いることを特徴とする請求
項1に記載のポリカーボネート樹脂。
Priority Applications (4)
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---|---|---|---|
JP18869299A JP4203690B2 (ja) | 1999-07-02 | 1999-07-02 | ポリカーボネート樹脂 |
US09/605,971 US6348559B1 (en) | 1999-07-02 | 2000-06-29 | Polycarbonate resin and process for producing the same |
EP00113155A EP1065231B1 (en) | 1999-07-02 | 2000-06-29 | Cycloaliphatic copolycarbonates, their production and use |
DE60013703T DE60013703T2 (de) | 1999-07-02 | 2000-06-29 | Cycloaliphatische Copolycarbonate, ihre Darstellung und Verwendung |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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JP4203690B2 JP4203690B2 (ja) | 2009-01-07 |
Family
ID=16228164
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18869299A Expired - Lifetime JP4203690B2 (ja) | 1999-07-02 | 1999-07-02 | ポリカーボネート樹脂 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4203690B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6777528B2 (en) | 2001-03-13 | 2004-08-17 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Process for producing polycarbonate resin |
JP2006312729A (ja) * | 2005-04-06 | 2006-11-16 | Showa Denko Kk | 脂環骨格を有するポリカーボネートジオール重合体及びその製造方法 |
KR101241248B1 (ko) * | 2005-04-06 | 2013-03-14 | 쇼와 덴코 가부시키가이샤 | 지환식 구조를 갖는 폴리카보네이트 디올의 폴리머 및 그제조방법 |
-
1999
- 1999-07-02 JP JP18869299A patent/JP4203690B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6777528B2 (en) | 2001-03-13 | 2004-08-17 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Process for producing polycarbonate resin |
JP2006312729A (ja) * | 2005-04-06 | 2006-11-16 | Showa Denko Kk | 脂環骨格を有するポリカーボネートジオール重合体及びその製造方法 |
KR101241248B1 (ko) * | 2005-04-06 | 2013-03-14 | 쇼와 덴코 가부시키가이샤 | 지환식 구조를 갖는 폴리카보네이트 디올의 폴리머 및 그제조방법 |
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