JP2019006932A - 樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、このビスフェノール類をモノマー成分としたポリカーボネート樹脂は、長時間紫外線や可視光に曝露される場所で使用すると、色相や透明性、機械的強度が悪化するので、屋外や照明装置の近傍での使用に制限があった。
本発明で解決しようとする課題は、上記の問題点を解決し、紫外線吸収性、及び、透明性に優れたポリカーボネート樹脂組成物を提供することにある。紫外線吸収性、透明性、機械特性、及び、生産性に優れたフィルムを提供することにある。
本発明の要旨は以下のとおりである。
前記ジオール成分を1〜20質量%有する樹脂組成物。
本発明の実施形態の一例に係る樹脂組成物(以下、「本樹脂組成物」と称することがある)は、ビスフェノール系ポリカーボネート(A)、及び、下記一般式(1)のジオール成分を含むポリエステル(B)を有する樹脂組成物であって、前記ジオール成分を1〜20質量%有する樹脂組成物である。
本発明においては、ビスフェノール系ポリカーボネート(A)と特定のポリエステル(B)を含む樹脂組成物が互いに相溶し、優れた紫外線吸収性のみならず、透明性をも発現することを見出したものである。本発明の樹脂組成物から得られるフィルムは添加剤のブリードアウトによる透明性の低下を起こすこともなく、紫外線吸収性、機械特性にも優れるので、光学特性が必要な用途にも長期使用が可能である。
相溶系とは、混合する2種類以上の樹脂が分子レベルで完全に混ざり合う系を意味する。この際、分子レベルで混ざり合っている非晶領域は単一の相と見なす事ができ、ミクロブラウン運動も単一の温度で生じる。従って、相溶系の場合、ガラス転移温度が単一であり、主分散のピークも単一となる。また、その温度は、ブレンド比率に応じて、ブレンドするそれぞれの樹脂の間の範囲に値をとる。
一方、非相溶系の場合、混合する2種類以上の樹脂が混ざり合っておらず、二相系(あるいはそれ以上)として存在する。従って、ガラス転移温度を示す主分散のピークは、ブレンドするそれぞれの樹脂と同じ位置に2つ以上存在する事になる。非相溶の場合、それぞれの樹脂の屈折率が極めて近い値になければマトリックスとドメインの界面で光が散乱し、樹脂組成物の透明性が損なわれる。また、引張や曲げ等の外力を加えた際に界面で剥離が生じ、機械物性の低下や白化を招く。さらに、延伸フィルムの製造の際、延伸時に界面剥離が生じ、破断や白化の原因となる。
本発明においては、本樹脂組成物を構成するビスフェノール系ポリカーボネート(A)とポリエステル(B)は相溶しているのが好ましく、本樹脂組成物及び該組成物を用いて得られる成形品、フィルムは優れた透明性を有する。
ガラス転移温度は、JIS K7198Aに準じて、動的粘弾性の温度分散測定を用いて歪み0.1%、周波数10Hz、昇温速度3℃/分にて測定される損失正接(tanδ)の主分散のピークで評価されるものである。
なお、本発明におけるヘーズの値は、以下の式で計算するものである。
[ヘーズ]=([拡散透過率]/[全光線透過率])×100
他の樹脂としては、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、塩素化ポリエチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、アクリル系樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリメチルペンテン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、環状オレフィン系樹脂、ポリ乳酸系樹脂、ポリブチレンサクシネート系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリエチレンオキサイド系樹脂、セルロース系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリブタジエン系樹脂、ポリブテン系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアミドビスマレイミド系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリエーテルケトン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリケトン系樹脂、ポリサルフォン系樹脂、アラミド系樹脂、及び、フッ素系樹脂等が挙げられる。
本樹脂組成物に含まれるビスフェノール系ポリカーボネート(A)とは、ジオールに由来する構造単位中50モル% 以上、好ましくは70モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上が、ビスフェノールであるものをいう。
ビスフェノール系ポリカーボネート樹脂は、単独重合体または共重合体のいずれであってもよい。また、芳香族ポリカーボネート樹脂は、分岐構造であっても、直鎖構造であってもよいし、さらに分岐構造と直鎖構造との混合物であってもよい。
本樹脂組成物に含まれるポリエステル(B)は、下記一般式(1)で示されるジオール成分を含むポリエステルである。このポリエステル(B)はベンゾトリアゾール基を有するため、本樹脂組成物は紫外線吸収能を有する。
またベンゾトリアゾールを有するジオールの含量が上記範囲であることにより、ビスフェノール系ポリカーボネート(A)とポリエステル(B)を混合した樹脂組成物は相溶性を示し、透明性を有する組成物となる。
ポリエステル(B)は、ジカルボン酸成分の主成分として芳香族ジカルボン酸を含み、全ジオール成分に対して1,4−ブタンジオールを50モル%〜95モル%含むことが好ましい。
ここで主成分とは、ジカルボン酸成分のうち、芳香族ジカルボン酸が90モル%以上であることを指し、好ましくは92モル%以上であり、より好ましくは95モル%以上であり、特に好ましくはジカルボン酸成分の全て(100モル%)が芳香族ジカルボン酸である。
芳香族ジカルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸などがあげられる。これら芳香族ジカルボン酸はそれぞれ単独で、あるいは必要に応じて2種類以上を併用してもよい。
またこれらのうち、得られる樹脂組成物の透明性の観点からテレフタル酸をもっとも好適に使用することができる。ジカルボン酸成分のうち、テレフタル酸が90モル%以上であることが好ましく、92モル%以上であることがより好ましく、95モル%以上であることがさらに好ましく、ジカルボン酸成分の全て(100モル%)がテレフタル酸であることが特に好ましい。
本発明の樹脂組成物の製造方法について説明するが、以下の説明は、本樹脂組成物を製造する方法の一例であり、本樹脂組成物はかかる製造方法により製造される本樹脂組成物に限定されるものではない。
更に、ビスフェノール系ポリカーボネート(A)とポリエステル(B)とを均一に混合するために、同方向二軸押出機を用いて溶融混練するのが好ましい。
ビスフェノール系ポリカーボネート(A)とポリエステル(B)の混合比については、特に定めないが通常は質量比で、ポリカーボネート(A):ポリエステル(B)=5:95〜99:1、好ましくはポリカーボネート(A):ポリエステル(B)=20:80〜95:5である。
本樹脂組成物からなる層を最外層に少なくとも一層有する多層体であることが好ましく、耐紫外線変色性の観点から、本樹脂組成物からなる層を両最外層に有する多層体であることが特に好ましい。
粘弾性スペクトロメーターDVA−200(アイティー計測制御株式会社製)を用い、歪み0.1%、周波数10Hz、昇温速度3℃/分にて動的粘弾性の温度分散測定(JIS K7198A法の動的粘弾性測定)を行った。そして損失正接(tanδ)の主分散のピークを示す温度をガラス転移温度とした。
JIS K7105に基づいて、厚み0.1mmのサンプルで全光線透過率および拡散透過率を測定し、ヘーズを以下の式で算出した。
[ヘーズ]=[拡散透過率]/[全光線透過率]×100
JIS K7373に準拠し、厚み100μmにおけるイエローインデックス(YI値)を測定した。続いて、岩崎電気(株)のアイスーパーUVテスターSUV−W151を用いて、照射強度70mW/cm2、照射温度63℃、照射湿度50%RHの条件で紫外線を400時間照射した後、同様の方法でYI値を測定した。紫外線の照射前後におけるYI値の変化ΔYI(=「紫外線照射後のYI」―「紫外線照射前のYI」)を評価した。
岩崎電気(株)のアイスーパーUVテスターSUV−W151を用いて、照射強度70mW/cm2、照射温度63℃、照射湿度50%RHの条件で紫外線を400時間照射した後の外観を目視にて評価した。紫外線照射前の状態と変化がなかったものを合格(〇)、白化等、外観に変化があったものを不合格(×)とした。
(A)−1:三菱エンジニアリングプラスチックス社製ユーピロンS2000(ビスフェノールA系ポリカーボネート、ガラス転移温度=162℃、平均屈折率=1.58)
<ポリエステル(B)>
(B)−1:酸成分:テレフタル酸=100モル%、ジオール成分:1,4−ブタンジオール/2,2−メチレンビス[4−(2−ヒドロキシエチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール]=83.5/16.5モル%(ガラス転移温度=88℃、Tm=187℃、平均屈折率=1.62)
ポリカーボネート(A)−1、及び、ポリエステル(B)−1を混合質量比90:10の割合でドライブレンドし、40mmφ同方向二軸押出機を用いて250℃で混練した後、Tダイより押出し、次いで約120℃のキャスティングロールにて急冷し、厚み0.1mmのフィルムを作製した。得られたフィルムについて評価を行った結果を表1に示す。
ポリカーボネート(A)−1、及び、ポリエステル(B)−1を混合質量比80:20の割合で混合した以外は実施例1と同様の方法でフィルムを作製した。評価結果を表1に示す。
ポリカーボネート(A)−1、及び、ポリエステル(B)−1を混合質量比70:30の割合で混合した以外は実施例1と同様の方法でフィルムを作製した。評価結果を表1に示す。
ポリカーボネート(A)−1、及び、ポリエステル(B)−1を混合質量比60:40の割合で混合した以外は実施例1と同様の方法でフィルムを作製した。評価結果を表1に示す。
ポリカーボネート(A)−1、及び、ポリエステル(B)−1を混合質量比40:60の割合で混合した以外は実施例1と同様の方法でフィルムを作製した。評価結果を表1に示す。
ポリカーボネート(A)−1を、40mmφ単軸押出機を用いて2種3層のマルチマニホールド式の口金より第2層として260℃で押出した。また、同時にポリカーボネート(A)−1、及び、ポリエステル(B)−1を混合質量比70:30の割合でドライブレンドしたものを、φ30mm単軸押出機を用いて、同様の口金より第1層、及び、第3層として260℃で押出した。また、この時それぞれの層の厚みは、第1層/第2層/第3層が0.01/0.08/0.01(mm)となるよう溶融樹脂の吐出量を調整した。次いで、この共押出フィルムを約120℃ のキャスティングロールにて急冷し、多層フィルムを得た。得られた多層フィルムについて評価を行った結果を表1に示す。
ポリカーボネート(A)−1を単独で用いた以外は実施例1と同様の方法でフィルムを作製した。評価結果を表1に示す。なお、耐紫外線変色性(ΔYI)、及び、耐ブリードアウト性の評価のため、作成したフィルムに紫外線を400時間照射したとき、シートが粉々になった。ポリカーボネートの分子構造が紫外線によって分解されたものと考えられる。
ポリエステル(B)−1の代わりにBASF社製チヌビン1577(2−[4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル]−5−(ヘキシルオキシ)フェノール。以下(M)−1とする。)を用い、ポリカーボネート(A)−1、及び、(M)−1を混合質量比90:10の割合で混合し、実施例1と同様の方法でフィルムを作製した。評価結果を表1に示す。
ビスフェノール系ポリカーボネート(A)の代わりに、三菱ケミカル(株)の商品名DURABIO(ガラス転移温度=101℃、平均屈折率=1.50、イソソルビド/1,4−シクロヘキサンジメタノール=50/50モル%、以下、(J)−1とする)を用い、(J)−1、及び、ポリエステル(B)−1を混合質量比70:30の割合で混合した以外は実施例1と同様の方法でフィルムを作製した。評価結果を表1に示す。なお、透明性が著しく悪かったため、耐紫外線変色性、耐ブリード性の評価は未実施とした。
Claims (7)
- ガラス転移温度が単一である請求項1に記載の樹脂組成物。
- ガラス転移温度が100℃以上160℃以下である請求項2に記載の樹脂組成物。
- ポリエステル(B)は、ジカルボン酸成分の主成分として芳香族ジカルボン酸を含み、全ジオール成分に対して1,4−ブタンジオールを50モル%〜95モル%含む請求項1〜3のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の樹脂組成物からなる成形体。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の樹脂組成物からなるフィルム。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の樹脂組成物からなる層を最外層に少なくとも一層有する多層体。
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