JP2015010127A - ポリカーボネート樹脂 - Google Patents

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Abstract

【課題】耐熱性、耐候性、表面硬度、低吸水性、耐衝撃性に優れたポリカーボネート樹脂を提供する。
【解決手段】主たる繰り返し単位が下記式(A)
Figure 2015010127

で表される単位(A)と下記式(B)
Figure 2015010127

で表される単位(B)を含み、単位(A)と単位(B)とのモル比(A/B)が80/20〜99/1であるポリカーボネート樹脂。
【選択図】なし

Description

本発明は、耐熱性、耐候性、表面硬度、低吸水率、耐衝撃性に優れたポリカーボネート樹脂に関するものである。
近年、光学用部品や自動車部品をはじめとする様々な分野において、種々の性能に優れた透明樹脂が要求されている。従来、透明樹脂としてはポリカーボネート樹脂(以下、PCと称する)、メタクリル樹脂などが知られており、成型品、フィルムなどの形態で電気電子部品、光学部品、自動車部品、機械部品などの広い分野で用いられている。PCは高い破断伸度を持ち、耐衝撃性に優れているが、表面が非常にやわらかく(鉛筆硬度 4B〜2B)、傷つきやすいという問題がある。そのため、ポリカーボネート基板表面にアクリル酸エステルを塗布して紫外線硬化によって保護膜を形成する方法が提案されている(特許文献1)。しかしながら、硬化時の収縮によるひび割れや工程が煩雑となる問題がある。また、主鎖に芳香環を含むため、耐候性を付与する工程も必要となる。
一方、ポリメチルメタクリレートなどのメタクリル酸樹脂は、高い透明性と硬い表面硬度(鉛筆硬度H〜3H)を持ち、レンズ・光ファイバーなどの光学材料として多く用いられている。しかしながら、ガラス転移温度が100℃程度と低く、耐熱性に劣るために耐熱性を有する分野での用途が制限されている。さらに耐衝撃性が低いという問題がある。
最近では、植物由来モノマーであるイソソルビドを使用し、炭酸ジフェニルとのエステル交換により、耐候性、表面硬度に優れたポリカーボネートを得ることが提案されている(特許文献2)。しかしながら、イソソルビド骨格に由来する吸水性の高さから、高温多湿下の環境では寸法変化が大きく、精密部品などの使用には用途が制限される場合がある。
従来、2,2,4,4−テトラメチルシクロブタンジオール(以下、TMCBと称する)と脂肪族ジオールもしくはビスフェノール類との共重合組成が報告されている(特許文献3、4)。TMCBを含むポリカーボネートは耐熱性、表面硬度、低吸水性に優れるものの、ビスフェノールを含む場合には耐候性に難点を有する。脂肪族ジオールとの共重合では耐候性に優れるものの、耐衝撃性に問題があり、これまで耐熱性、耐候性、表面硬度、低吸水率、耐衝撃性を共立した樹脂および成形体は提供されていなかった。
特公平4−2614号公報 国際公開第2004/111106号パンフレット 特開平2−222416号公報 特公昭38−26798号公報
本発明の目的は、耐熱性、耐候性、表面硬度、低吸水性、耐衝撃性に優れたポリカーボネート樹脂を提供することである。
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、単位(A)(下記式(A))と単位(B)(下記式(B))を特定の割合で構成することで、耐熱性、耐候性、表面硬度、低吸水性、耐衝撃性に優れるポリカーボネート樹脂および成形体が得られることを究明し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明によれば、発明の課題は、下記により達成される。
1.主たる繰り返し単位が下記式(A)
Figure 2015010127
で表される単位(A)と下記式(B)
Figure 2015010127
(式中、Xは、炭素数3〜20のアルキレン基を有し、Rは水素原子または炭素数1〜20のアルキル基またはシクロアルキル基を表し、mは1〜10の整数を示す。)
で表される単位(B)を含み、単位(A)と単位(B)とのモル比(A/B)が80/20〜99/1であるポリカーボネート樹脂。
2.単位(A)と単位(B)とのモル比(A/B)が85/15〜98/2である前項1記載のポリカーボネート樹脂。
3.単位(B)は、式(B)におけるRが水素原子または炭素数1〜12のアルキル基であり、Xの炭素数が3〜12である前項1記載のポリカーボネート樹脂。
4.20℃の塩化メチレン溶液で測定された比粘度が0.20〜1.50である前項1記載のポリカーボネート樹脂。
5.飽和吸水率が1.0%以下である前項1記載のポリカーボネート樹脂。
6.鉛筆硬度がF〜4Hである前項1記載のポリカーボネート樹脂。
7.ガラス転移温度が70℃〜130℃である前項1記載のポリカーボネート樹脂。
8.前項1〜7の何れか一項に記載のポリカーボネート樹脂を素材とする成形品。
9.前項1〜7の何れか一項に記載のポリカーボネート樹脂を素材とするフィルム。
本発明のポリカーボネート樹脂は、シクロブタン骨格を有するジオールと特定の脂肪族ジオールとから誘導されるカーボネート構成単位として含むことで、耐熱性に優れ、表面硬度が高く、大幅に吸水率が低減できるなどの特性を有することが可能となった。そのため、その奏する工業的効果は格別である。
以下、本発明を詳細に説明する。
<ポリカーボネート樹脂>
本発明のポリカーボネート樹脂は、主たる繰り返し単位が、単位(A)と単位(B)とから構成される。
(単位(A))
本発明における単位(A)は前記式(A)に示したように、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオールから誘導されるものである。2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオールから誘導されるポリマーは耐熱性及び鉛筆硬度が高い材料である。
前記式(A)は、立体異性体の関係にある下記式
Figure 2015010127
Figure 2015010127
で表される(A−1)および(A−2)から誘導されるカーボネート構成単位が例示される。これらは、それぞれtrans−2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、cis−2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオールと呼ばれ、通常、異性体混合物として得られる。本発明における2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオールのcis−trans混合比率は、効果を損なわない範囲で選択し使用することができる。
(単位(B))
本発明における単位(B)は前記式(B)に示したように、直鎖脂肪族ジオールもしくは、側鎖アルキル基または側鎖シクロアルキル基を有する脂肪族ジオールから誘導される単位である。
単位(B)は、炭素数の合計が4〜15の範囲であることが好ましく、5〜12の範囲であることがより好ましい。かかる範囲であると、ポリカーボネート樹脂のHDT(荷重たわみ温度)が高く保持される。
(単位(B)中のX)
前記式(B)において、Xは炭素数3〜20のアルキレン基を表す。
Xは、好ましくは炭素数3〜18のアルキレン基、より好ましくは炭素数3〜15のアルキレン基、さらに好ましくは炭素数3〜12のアルキレン基、特に好ましくは炭素数4〜12のアルキレン基である。アルキレン基としては、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基などが挙げられる。
(単位(B)中のR)
式(B)において、Rは水素原子もしくは、炭素数1〜20のアルキル基またはシクロアルキル基を表す。Rは水素原子もしくはアルキル基が好ましい。
アルキル基としては、好ましくは炭素数1〜12のアルキル基、より好ましくは炭素数1〜8のアルキル基である。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基などが挙げられる。
シクロアルキル基としては、好ましくは炭素数3〜12のシクロアルキル基、より好ましくは炭素数3〜8のシクロアルキル基である。具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基などが挙げられる。
(単位(B)中のm)
式(B)において、mは1〜10の整数、好ましくは2〜8の整数、より好ましくは2〜5の整数を示す。
(単位(B)を誘導する脂肪族ジオール)
単位(B)は、直鎖脂肪族ジオールもしくは、側鎖アルキル基または側鎖シクロアルキル基を有する脂肪族ジオールから誘導される。かかる脂肪族ジオールとしては、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1.9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−n−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、1,2−ヘキサングリコール、1,2−オクチルグリコール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,3−ジイソブチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジイソアミル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオールが好ましい。これらの脂肪族ジオールは1種または2種以上用いることができる。
(組成)
本発明のポリカーボネート樹脂は、主たる繰り返し単位が単位(A)と単位(B)とを含み、それらのモル比(A/B)は80/20〜99/1である。モル比(A/B)が80/20〜99/1では、鉛筆硬度が高くなり、耐熱性も高くなり、好ましい。単位(A)と単位(B)とのモル比(A/B)は、より好ましくは85/15〜98/2であり、さらに好ましくは90/10〜97/3であり、特に好ましくは92/8〜96/4である。この組成の範囲では、鉛筆硬度が2H以上となりさらに好ましい。モル比(A/B)は、日本電子社製JNM−AL400のプロトンNMRにて測定し算出する。
本発明における主たる繰り返し単位とは、単位(A)及び単位(B)の合計が全繰り返し単位を基準として60モル%以上であり、好ましくは70モル%以上、より好ましくは80モル%である。上記範囲内であると耐熱性、耐侯性、低吸水性、表面硬度および衝撃特性のバランスに優れることから好ましい。
なお、他の繰り返し単位を誘導する化合物としては、脂環式ジオール化合物、芳香族ジヒドロキシ化合物やジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコールなどのオキシアルキレングリコール類が挙げられる。
前記脂環式ジオール化合物としては、シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、アダマンタンジオール、ペンタシクロペンタデカンジメタノール、3,9−ビス(2−ヒドロキシ−1,1−ジメチルエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、イソソルビドなどが挙げられる。
前記芳香族ジヒドロキシ化合物としては、α,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−m−ジイソプロピルベンゼン(ビスフェノールM)、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジメチルジフェニルスルフィド、ビスフェノールA、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン(ビスフェノールC)、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン(ビスフェノールAF)、および1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)デカンなどが挙げられる。
(ポリカーボネート樹脂の製造方法)
本発明のポリカーボネート樹脂は、通常のポリカーボネート樹脂を製造するそれ自体公知の反応手段、例えばジオール成分に炭酸ジエステルなどのカーボネート前駆物質を反応させる方法により製造される。次にこれらの製造方法について基本的な手段を簡単に説明する。
カーボネート前駆物質として炭酸ジエステルを用いるエステル交換反応は、不活性ガス雰囲気下所定割合の芳香族ジヒドロキシ成分を炭酸ジエステルと加熱しながら撹拌して、生成するアルコールまたはフェノール類を留出させる方法により行われる。反応温度は生成するアルコールまたはフェノール類の沸点などにより異なるが、通常120〜350℃の範囲である。反応はその初期から減圧にして生成するアルコールまたはフェノール類を留出させながら反応を完結させる。また、必要に応じて末端停止剤、酸化防止剤等を加えてもよい。
前記エステル交換反応に使用される炭酸ジエステルとしては、置換されてもよい炭素数6〜12のアリール基、アラルキル基等のエステルが挙げられる。具体的には、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)カーボネートおよびm−クレジルカーボネート等が例示される。なかでもジフェニルカーボネートが特に好ましい。ジフェニルカーボネートの使用量は、ジヒドロキシ化合物の合計1モルに対して、好ましくは0.97〜1.10モル、より好ましは1.00〜1.06モルである。
また溶融重合法においては重合速度を速めるために、重合触媒を用いることができ、かかる重合触媒としては、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、金属化合物等が挙げられる。
このような化合物としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属の、有機酸塩、無機塩、酸化物、水酸化物、水素化物、アルコキシド、4級アンモニウムヒドロキシド等が好ましく用いられ、これらの化合物は単独もしくは組み合わせて用いることができる。
アルカリ金属化合物としては、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、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、ビスフェノールAの2ナトリウム塩、2カリウム塩、2セシウム塩、2リチウム塩、フェノールのナトリウム塩、カリウム塩、セシウム塩、リチウム塩等が例示される。
アルカリ土類金属化合物としては、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、二酢酸マグネシウム、二酢酸カルシウム、二酢酸ストロンチウム、二酢酸バリウム等が例示される。
含窒素化合物としては、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、アリール基等を有する4級アンモニウムヒドロキシド類が挙げられる。また、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、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が挙げられる。また、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等の塩基あるいは塩基性塩等が例示される。
金属化合物としては亜鉛アルミニウム化合物、ゲルマニウム化合物、有機スズ化合物、アンチモン化合物、マンガン化合物、チタン化合物、ジルコニウム化合物等が例示される。これらの化合物は1種または2種以上併用してもよい。
これらの重合触媒の使用量は、ジオール成分1モルに対し好ましくは1×10−9〜1×10−2当量、好ましくは1×10−8〜1×10−5当量、より好ましくは1×10−7〜1×10−3当量の範囲で選ばれる。
また、反応後期に触媒失活剤を添加することもできる。使用する触媒失活剤としては、公知の触媒失活剤が有効に使用されるが、この中でもスルホン酸のアンモニウム塩、ホスホニウム塩が好ましい。更に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ドデシルベンゼンスルホン酸の塩類、パラトルエンスルホン酸テトラブチルアンモニウム塩等のパラトルエンスルホン酸の塩類が好ましい。
またスルホン酸のエステルとして、ベンゼンスルホン酸メチル、ベンゼンスルホン酸エチル、ベンゼンスルホン酸ブチル、ベンゼンスルホン酸オクチル、ベンゼンスルホン酸フェニル、パラトルエンスルホン酸メチル、パラトルエンスルホン酸エチル、パラトルエンスルホン酸ブチル、パラトルエンスルホン酸オクチル、パラトルエンスルホン酸フェニル等が好ましく用いられる。なかでも、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が最も好ましく使用される。
これらの触媒失活剤の使用量はアルカリ金属化合物および/またはアルカリ土類金属化合物より選ばれた少なくとも1種の重合触媒を用いた場合、その触媒1モル当たり好ましくは0.5〜50モルの割合で、より好ましくは0.5〜10モルの割合で、更に好ましくは0.8〜5モルの割合で使用することができる。
(比粘度:ηSP
本発明のポリカーボネート樹脂の比粘度(ηSP)は、0.20〜1.50が好ましい。比粘度が0.20〜1.50のとき強度及び成形加工性が良好となる。比粘度(ηSP)は、より好ましくは0.25〜1.20であり、さらに好ましくは0.30〜0.60である。
本発明のポリカーボネート樹脂の比粘度が、0.2より小さいと射出成形した成形片の強度が低下しやすく、他方1.50より大きいと射出成形の際の成形加工性が低下しやすくなる。
本発明でいう比粘度は、20℃で塩化メチレン100mlにポリカーボネート樹脂0.7gを溶解した溶液からオストワルド粘度計を用いて求める。
比粘度(ηSP)=(t−t)/t
[tは塩化メチレンの落下秒数、tは試料溶液の落下秒数]
なお、具体的な比粘度の測定としては、例えば次の要領で行うことができる。まず、ポリカーボネート樹脂をその20〜30倍重量の塩化メチレンに溶解し、可溶分をセライト濾過により採取した後、溶液を除去して十分に乾燥し、塩化メチレン可溶分の固体を得る。かかる固体0.7gを塩化メチレン100mlに溶解した溶液から20℃における比粘度を、オストワルド粘度計を用いて求める。
(ガラス転移温度:Tg)
本発明のポリカーボネート樹脂のガラス転移温度(Tg)は、好ましくは70〜130℃、より好ましくは80〜120℃、さらに好ましくは90〜110℃である。Tgが70℃〜130℃であると、光学成形体として使用した際に、耐熱安定性及び成形性が良好であり好ましい。
本発明のポリカーボネート樹脂のガラス転移温度(Tg)が、70℃より低いと成形片での耐熱性が不十分となり、また、130℃より大きいと射出成形の際の成形加工性が悪化しやすくなる。
ガラス転移温度(Tg)はティー・エイ・インスツルメント・ジャパン(株)製2910型DSCを使用し、昇温速度20℃/minにて測定する。
(飽和吸水率)
本発明のポリカーボネート樹脂の飽和吸水率は、好ましくは1.0%以下、より好ましくは0.8%以下である。吸水率が1.0%以下であると成形品において吸水による寸法変化や反りが低減でき好ましい。吸水率が1.0%より高いと、成形品において吸水による寸法変化や反り、種々の物性低下が顕著となり易い。
(鉛筆硬度)
本発明のポリカーボネート樹脂は、鉛筆硬度がF〜4Hであることが好ましい。耐傷性に優れるという点で、H以上であることが好ましく、2H以上であることがさらに好ましい。鉛筆硬度は全繰り返し単位を基準として単位(A)の組成を増加させることで硬くすることができる。本発明において、鉛筆硬度とは、本発明の樹脂を特定の鉛筆硬度を有する鉛筆で樹脂を擦過した場合に擦過しても擦過痕が残らない硬さのことであり、JIS K−5600に従って測定できる塗膜の表面硬度試験に用いる鉛筆硬度を指標とすることが好ましい。鉛筆硬度は、9H、8H、7H、6H、5H、4H、3H、2H、H、F、HB、B、2B、3B、4B、5B、6Bの順で柔らかくなり、最も硬いものが9H、最も軟らかいものが6Bである。
(不純物)
ポリカーボネート樹脂中に含まれるモノヒドロキシ化合物の量は、最終重合反応器の出口における反応液中において、700ppm以下であることが好ましく、さらに好ましくは500ppm以下、特に好ましくは200ppm以下である。本発明のポリカーボネート樹脂中の炭酸ジエステルの濃度は、好ましくは200ppm以下、更に好ましくは100ppm以下、特に好ましくは60ppm以下、中でも30ppm以下が好適である。これら不純物は重合反応の真空度を制御することで、低減できる。
(添加剤)
また、本発明のポリカーボネート樹脂は、用途や必要に応じて熱安定剤、可塑剤、光安定剤、重合金属不活性化剤、難燃剤、滑剤、帯電防止剤、界面活性剤、抗菌剤、紫外線吸収剤、離型剤、衝撃改質剤等の添加剤を配合することができる。
なお、本発明のポリカーボネート樹脂は、本発明の効果を損なわない範囲で他の樹脂と併用してもよい。
(面衝撃)
本発明で使用されるポリカーボネート樹脂は、面衝撃の破壊形態が延性破壊となり、衝撃性に優れる。面衝撃性は厚さ2mm厚角板を用いて、高速衝撃試験機にて試験温度23℃、試験速度7m/sec、ストライカー径1/2インチ、受け径1インチにて実施し、そのときの脆性破壊となる確率が好ましくは50%以下である。より好ましくは30%以下、さらに好ましくは20%以下、特に好ましくは15%以下、もっとも好ましくは10%以下である。
また、最大衝撃エネルギーは好ましくは20J以上である。より好ましくは25J以上、さらに好ましくは30J以上、特に好ましくは35J以上である。上限値は特に限定されないが、100J以下で充分である。面衝撃の破壊形態が脆性破壊となる確率が50%を超える場合や最大衝撃エネルギーが20J未満の場合には、衝撃性が求められる用途での使用が困難となる。
<成形体>
本発明のポリカーボネート樹脂を用いて形成される成形体は、例えば射出成形法、圧縮成形法、押出成形法、溶液キャスティング法など任意の方法により成形される。本発明のポリカーボネート樹脂は、成形性および耐熱性に優れているので種々の成形体として利用することができる。殊に光学レンズ、光学ディスク、液晶パネル、光カード、シート、フィルム、光ファイバー、コネクター、蒸着プラスチック反射鏡、ディスプレイなどの光学部品の構造材料、パソコンや携帯電話の外装や前面板などの電気電子部品、自動車のヘッドランプや窓などの自動車用途、または機能材料用途に適した成形体として有利に使用することができる。
<フィルム>
本発明のポリカーボネート樹脂を用いて形成されるフィルムは、具体的には、表面保護フィルム、加飾用フィルム、前面板、位相差フィルム、プラセル基板フィルム、偏光板保護フィルム、反射防止フィルム、輝度上昇フィルム、光ディスクの保護フィルム、拡散フィルム等の用途が挙げられる。
フィルムの製造方法としては、例えば、溶液キャスト法、溶融押出法、熱プレス法、カレンダー法等公知の方法を挙げることが出来る。なかでも、溶液キャスト法、溶融押出法が好ましく、特に生産性の点から溶融押出法が好ましい。
溶融押出法においては、Tダイを用いて樹脂を押出し、冷却ロールに送る方法が好ましく用いられる。このときの温度はポリカーボネート樹脂の分子量、Tg、溶融流動特性等から決められるが、180〜350℃の範囲であり、200℃〜320℃の範囲がより好ましい。180℃より低いと粘度が高くなりポリマーの配向、応力歪みが残りやすくなる。また、350℃より高いと熱劣化、着色、Tダイからのダイライン(筋)等の問題が起きやすい。
また、本発明のポリカーボネート樹脂は、有機溶媒に対する溶解性が良好なので、溶液キャスト法も適用することが出来る。溶液キャスト法の場合は、溶媒としては塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2,2−テトラクロロエタン、ジオキソラン、ジオキサン等が好適に用いられる。溶液キャスト法で獲られるフィルム中の残留溶媒量は2重量%以下であることが好ましく、より好ましくは1重量%以下である。残留溶媒量が2重量%を超えるとフィルムのガラス転移温度の低下が著しくなり耐熱性の点で好ましくない。
本発明のポリカーボネートを用いてなる未延伸フィルムの厚みとしては、30〜400μmの範囲が好ましく、より好ましくは40〜300μmの範囲である。かかる未延伸フィルム状物をさらに延伸して位相差フィルムとする場合には、光学フィルムの所望の位相差値、厚みを勘案して上記範囲内で適宜決めればよい。
以下実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、実施例中「部」とは「重量部」を意味する。実施例において使用した使用樹脂および評価方法は以下のとおりである。
1.ポリマー組成比(NMR)
日本電子社製JNM−AL400のプロトンNMRにて各繰り返し単位を測定し、ポリマー組成比(モル比)を算出した。
2.比粘度測定
20℃で塩化メチレン100mlにポリカーボネート樹脂0.7gを溶解した溶液からオストワルド粘度計を用いて求めた。
比粘度(ηSP)=(t−t)/t
[tは塩化メチレンの落下秒数、tは試料溶液の落下秒数]
3.ガラス転移温度(Tg)測定
ポリカーボネート樹脂8mgを用いてティー・エイ・インスツルメント(株)製の熱分析システム DSC−2910を使用して、JIS K7121に準拠して窒素雰囲気下(窒素流量:40ml/min)、昇温速度:20℃/minの条件下で測定した。
4.吸水率
吸水率は、ポリカーボネート樹脂ペレットを塩化メチレンに溶解後、塩化メチレンを蒸発させて得られた厚み200μmのキャストフィルムを用い、25℃で48時間水中に浸漬した後の重量増加を測定し、次式によって吸水率を求めた。
吸水率(%)={(吸水後のフィルム重量−吸水前のフィルム重量)/吸水前のフィルム重量}×100
5.鉛筆硬度
ポリカーボネート樹脂ペレットを100℃で24時間真空乾燥した後、JSW(株)製75ton成形機(JSW J−75EIII)を用いて、厚さ2mm厚角板を成形し、その成型試験片を用いて、JIS K5600の鉛筆硬度試験方法によって測定した。
6.耐候変色
JIS B7753に準拠してスガ試験機社製サンシャインウェザオメーターS80を用いて、サンシャインカーボンアーク(ウルトラロングライフカーボン4対)光源で放電電圧50V、放電電流60Aに設定し、照射及び表面スプレー(降雨)にてブラックパネル温度63℃、相対湿度50%の条件下、射出成形片の平板(幅60mm×長さ60mm×厚さ3mm)の正方形の面に対して、500時間照射処理を行った。表面スプレー(降雨)時間は、12分/1時間とした。ガラスフィルターはAタイプを用いた。その試験前後の試験片に対して、日本電色工業社製分光式色差計SE−2000を用いて色差ΔEを測定した。ΔEが小さいほど、変色が小さいことを示している。
7.面衝撃
厚さ2mm厚角板を高速衝撃試験機 島津HYDROSHOTHITS−P10(島津製作所)を使用して、試験温度23℃、試験速度7m/sec、ストライカー径1/2インチ、受け径1インチにて10回試験を実施し、そのときの脆性破壊となった確率を評価した。
[実施例1]
<ポリカーボネート樹脂の製造>
2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール(以下TMCBと略す)464部、1,6−ヘキサンジオール(以下HDと略す)33部、ジフェニルカーボネート(以下DPCと略す)750部、および触媒として酢酸リチウム2.3×10−1部を窒素雰囲気下180℃に加熱し溶融させた。その後、30分かけて減圧度を13.4kPaに調整した。その後、60℃/hrの速度で250℃まで昇温を行い、10分間その温度で保持した後、1時間かけて減圧度を133Pa以下とした。合計6時間撹拌下で反応を行い、反応終了後、反応槽の底より窒素加圧下吐出し、水槽で冷却しながら、ペレタイザーでカットしてペレットを得た。該ペレットについて各種評価を行い、評価結果を表1に記載した。
[実施例2]
<ポリカーボネート樹脂の製造>
TMCB479部、1,9−ノナンジオール(以下NDと略す)28部、DPC750部を原料として用いた他は、実施例1と全く同様の操作を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
[実施例3]
<ポリカーボネート樹脂の製造>
TMCB485部、1,12−ドデカンンジオール(以下DDDと略す)28部、DPC750部を原料として用いた他は、実施例1と全く同様の操作を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
[実施例4]
<ポリカーボネート樹脂の製造>
TMCB479部、2,4−ジエチルペンタンジオール(以下DEPと略す)27部、DPC750部を原料として用いた他は、実施例1と全く同様の操作を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
[実施例5]
<ポリカーボネート樹脂の製造>
TMCB404部、HD83部、DPC750部を原料として用いた他は、実施例1と全く同様の操作を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
[実施例6]
<ポリカーボネート樹脂の製造>
TMCB353部、3,9−ビス(2−ヒドロキシ−1,1−ジメチルエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン(以下SPGと略す)106部、HD41部、DPC750部を原料として用いた他は、実施例1と全く同様の操作を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
[比較例1]
<ポリカーボネート樹脂の製造>
TMCB505部、DPC214部を原料として用いた他は、実施例1と全く同様の操作を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
[比較例2]
<ポリカーボネート樹脂の製造>
TMCB379部、HD103部、DPC750部を原料として用いた他は、実施例1と全く同様の操作を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
[比較例3]
<ポリカーボネート樹脂の製造>
比粘度が0.198のポリカーボネート樹脂を使用したこと以外は、実施例2と全く同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
[比較例4]
<ポリカーボネート樹脂の製造>
TMCB379部、1,1―ビス(4−ヒドロキシフェニル)―1―フェニルエタン(以下BP−APと略す)254部、DPC750部を原料として用いた他は、実施例1と全く同様の操作を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
[比較例5]
<ポリカーボネート樹脂の製造>
ISS511部、DPC750部を原料として用いた他は、実施例1と全く同様の操作を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
[比較例6]
<ポリカーボネート樹脂の製造>
ISS435部、HD60部、DPC750部を原料として用いた他は、実施例1と全く同様の操作を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
[比較例7]
ビスフェノールA型ポリカーボネート樹脂(帝人化成社製 パンライトL1225)を使用して、各種評価結果を表1に記載した。
[比較例8]
ポリアクリル樹脂(三菱レイヨン製 アクリペットMF)を使用して、各種評価結果を表1に記載した。
Figure 2015010127
本発明のポリカーボネート樹脂は、光学部品の構造材料や光学フィルムとして有用である。

Claims (9)

  1. 主たる繰り返し単位が下記式(A)
    Figure 2015010127
    で表される単位(A)と下記式(B)
    Figure 2015010127
    (式中、Xは、炭素数3〜20のアルキレン基を有し、Rは水素原子または炭素数1〜20のアルキル基またはシクロアルキル基を表し、mは1〜10の整数を示す。)
    で表される単位(B)を含み、単位(A)と単位(B)とのモル比(A/B)が80/20〜99/1であるポリカーボネート樹脂。
  2. 単位(A)と単位(B)とのモル比(A/B)が85/15〜98/2である請求項1記載のポリカーボネート樹脂。
  3. 単位(B)は、式(B)におけるRが水素原子または炭素数1〜12のアルキル基であり、Xの炭素数が3〜12である請求項1記載のポリカーボネート樹脂。
  4. 20℃の塩化メチレン溶液で測定された比粘度が0.20〜1.50である請求項1記載のポリカーボネート樹脂。
  5. 飽和吸水率が1.0%以下である請求項1記載のポリカーボネート樹脂。
  6. 鉛筆硬度がF〜4Hである請求項1記載のポリカーボネート樹脂。
  7. ガラス転移温度が70℃〜130℃である請求項1記載のポリカーボネート樹脂。
  8. 請求項1〜7の何れか一項に記載のポリカーボネート樹脂を素材とする成形品。
  9. 請求項1〜7の何れか一項に記載のポリカーボネート樹脂を素材とするフィルム。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019172796A (ja) * 2018-03-28 2019-10-10 帝人株式会社 ポリカーボネート樹脂およびポリカーボネート樹脂の製造方法
WO2020122122A1 (ja) * 2018-12-12 2020-06-18 帝人株式会社 レンズ用熱可塑性樹脂及びそれを含むレンズ
JP2022058692A (ja) * 2018-03-28 2022-04-12 帝人株式会社 ポリカーボネート樹脂およびポリカーボネート樹脂の製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5962622A (en) * 1996-12-28 1999-10-05 Eastman Chemical Company Process for preparing the polycarbonate of 2,2,4,4-tetramethyl-1,3-cyclobutanediol
US6037436A (en) * 1996-12-28 2000-03-14 Eastman Chemical Company Process for preparing poly (2,2,4,4-tetramethyl-1,3-cyclobutylene carbonate)
JP2002542087A (ja) * 1999-04-27 2002-12-10 イーストマン ケミカル カンパニー Uv安定化ポリマー構造物

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5962622A (en) * 1996-12-28 1999-10-05 Eastman Chemical Company Process for preparing the polycarbonate of 2,2,4,4-tetramethyl-1,3-cyclobutanediol
US6037436A (en) * 1996-12-28 2000-03-14 Eastman Chemical Company Process for preparing poly (2,2,4,4-tetramethyl-1,3-cyclobutylene carbonate)
JP2002542087A (ja) * 1999-04-27 2002-12-10 イーストマン ケミカル カンパニー Uv安定化ポリマー構造物

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019172796A (ja) * 2018-03-28 2019-10-10 帝人株式会社 ポリカーボネート樹脂およびポリカーボネート樹脂の製造方法
JP2022058692A (ja) * 2018-03-28 2022-04-12 帝人株式会社 ポリカーボネート樹脂およびポリカーボネート樹脂の製造方法
JP7096030B2 (ja) 2018-03-28 2022-07-05 帝人株式会社 ポリカーボネート樹脂およびポリカーボネート樹脂の製造方法
JP7335369B2 (ja) 2018-03-28 2023-08-29 帝人株式会社 ポリカーボネート樹脂およびポリカーボネート樹脂の製造方法
WO2020122122A1 (ja) * 2018-12-12 2020-06-18 帝人株式会社 レンズ用熱可塑性樹脂及びそれを含むレンズ
CN113166390A (zh) * 2018-12-12 2021-07-23 帝人株式会社 透镜用热塑性树脂和包含该透镜用热塑性树脂的透镜
JPWO2020122122A1 (ja) * 2018-12-12 2021-09-27 帝人株式会社 レンズ用熱可塑性樹脂及びそれを含むレンズ
JP7183299B2 (ja) 2018-12-12 2022-12-05 帝人株式会社 レンズ用熱可塑性樹脂及びそれを含むレンズ
CN113166390B (zh) * 2018-12-12 2023-04-04 帝人株式会社 透镜用热塑性树脂和包含该透镜用热塑性树脂的透镜

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