JP2019090043A - 光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物および光学部品 - Google Patents
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Abstract
【課題】透明性と耐熱変色性に優れる光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物及び光学部品を提供する。【解決手段】ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、ポリアルキレングリコール(B)を0.1〜4質量部、リン系安定剤(C)を0.005〜0.5質量部含有する樹脂組成物であって、ポリアルキレングリコール(B)が、テトラメチレングリコールユニット(b1)、(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)及びエチレングリコールユニット(b3)から選ばれる少なくとも2以上のユニットを共重合した共重合成分を含み、リン系安定剤(C)が、特定の式(I)で表されるホスファイト系安定剤(C−I)及び/又は特定の式(II)で表されるホスファイト系安定剤(C−II)を含むことを特徴とする光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物。【選択図】なし
Description
本発明は光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物および光学部品に関し、詳しくは、透明性と耐熱変色性に優れる光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物およびそれを成形した光学部品に関する。
パーソナルコンピュータ、携帯電話等に使用される液晶表示装置には、その薄型化、軽量化、省力化、高精細化の要求に対応するために、面状光源装置が組み込まれている。そして、この面状光源装置には、入光する光を液晶表示側に均一かつ効率的に導く役割を果たす目的で、一面が一様な傾斜面を有する楔型断面の導光板や平板形状の導光板が備えられている。
このような導光板は、熱可塑性樹脂の射出成形によって得られ、上記の凹凸パターンは入れ子の表面に形成された凹凸部の転写によって付与される。従来、導光板はポリメチルメタクリレート(PMMA)等の樹脂材料から成形されてきたが、最近では、より鮮明な画像を映し出す表示装置が求められ、光源近傍で発生する熱によって機器装置内が高温化する傾向にあるため、より耐熱性の高いポリカーボネート樹脂材料に置き換えられつつある。
ポリカーボネート樹脂は、機械的性質、熱的性質、電気的性質、耐候性に優れるが、その透明性は、PMMA等に比べて低いことから、ポリカーボネート樹脂製の導光板と光源とから面光源体を構成した場合、輝度が低いという問題がある。また最近では導光板の入光部と入光部から離れた場所の色度差を少なくすることが求められているが、ポリカーボネート樹脂はPMMA樹脂と比べて黄変しやすいという問題がある。
特に最近、スマートフォンやタブレット型端末等の各種携帯端末においては、薄肉化や大型薄肉化が著しいスピードで進行しており、導光板への入光を直下型から横側エッジから行うエッジ型が採用されるようになり、超薄型の光源として光路長が長くても十分な輝度が要求されてきている。このようなハイエンドの導光板においては、上記従来技術が達成する透明性や耐黄変性レベルでは要求スペックを満たしにくいというのが現状である。
本発明者は、特許文献1にて、特定のアルキレングリコールユニットを有するポリアルキレングリコール共重合体を用いたポリカーボネート樹脂組成物を提案した。当該組成物は高い光線透過率と良好な色相を達成できる優れた材料であるが、耐熱変色性にやや難点があることが見いだされた。
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、その目的(課題)は、ポリカーボネート樹脂本来の特性を何ら損なうことなく、透明性と耐熱変色性に優れる光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物を提供することにある。
本発明者は、上記課題を達成すべく、鋭意検討を重ねた結果、特定のアルキレングリコールユニットを有する共重合ポリアルキレングリコールと、特定のリン系安定剤を特定の量で配合することにより、透明性と耐熱変色性に優れたポリカーボネート樹脂組成物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明は、以下の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物の光学部品に関する。
本発明は、以下の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物の光学部品に関する。
[1]ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、ポリアルキレングリコール(B)を0.1〜4質量部、リン系安定剤(C)を0.005〜0.5質量部含有する樹脂組成物であって、
ポリアルキレングリコール(B)が、テトラメチレングリコールユニット(b1)、(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)及びエチレングリコールユニット(b3)から選ばれる少なくとも2以上のユニットを共重合した共重合成分を含み、
リン系安定剤(C)が、下記一般式(I)で表されるホスファイト系安定剤(C−I)及び/又は下記一般式(II)で表されるホスファイト系安定剤(C−II)を含むことを特徴とする光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
(式(I)中、R11〜R18は、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を示し、R19〜R22は、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基又はアラルキル基を示し、a〜dは、それぞれ独立に0〜3の整数を示す。)
(式(II)中、R21〜R25は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数6〜20のアリール基、又は炭素数1〜20のアルキル基を表す。)
ポリアルキレングリコール(B)が、テトラメチレングリコールユニット(b1)、(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)及びエチレングリコールユニット(b3)から選ばれる少なくとも2以上のユニットを共重合した共重合成分を含み、
リン系安定剤(C)が、下記一般式(I)で表されるホスファイト系安定剤(C−I)及び/又は下記一般式(II)で表されるホスファイト系安定剤(C−II)を含むことを特徴とする光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
[2]ポリアルキレングリコール(B)中の(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)及び/又はエチレングリコールユニット(b3)が、テトラメチレングリコールユニット(b1)と共重合した共重合体である上記[1]に記載の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
[3]ポリアルキレングリコール(B)中の(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)及びエチレングリコールユニット(b3)が、テトラメチレングリコールユニット(b1)と共重合した共重合体である上記[1]又は[2]に記載の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
[4]ポリアルキレングリコール(B)が、
(i)テトラメチレングリコールユニット(b1)と(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)を有する共重合体、
(ii)テトラメチレングリコールユニット(b1)とエチレングリコールユニット(b3)を有する共重合体、または
(iii)(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)とエチレングリコールユニット(b3)を有する共重合体から選ばれる2種以上の共重合体を併用して含有されるか、あるいは、
(iv)テトラメチレングリコールユニット(b1)と(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)とエチレングリコールユニット(b3)を有する共重合体として含有されることを特徴とする上記[1]〜[3]のいずれかに記載の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
[3]ポリアルキレングリコール(B)中の(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)及びエチレングリコールユニット(b3)が、テトラメチレングリコールユニット(b1)と共重合した共重合体である上記[1]又は[2]に記載の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
[4]ポリアルキレングリコール(B)が、
(i)テトラメチレングリコールユニット(b1)と(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)を有する共重合体、
(ii)テトラメチレングリコールユニット(b1)とエチレングリコールユニット(b3)を有する共重合体、または
(iii)(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)とエチレングリコールユニット(b3)を有する共重合体から選ばれる2種以上の共重合体を併用して含有されるか、あるいは、
(iv)テトラメチレングリコールユニット(b1)と(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)とエチレングリコールユニット(b3)を有する共重合体として含有されることを特徴とする上記[1]〜[3]のいずれかに記載の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
[5]ポリアルキレングリコール(B)が、前記(i)の共重合体と前記(ii)の共重合体を併用して含有されるか、または前記(iv)の共重合体として含有される上記[4]に記載の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
[6]ホスファイト系安定剤(C−I)が下記構造式(Ia)で表される化合物であることを特徴とする上記[1]〜[5]のいずれかに記載の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
[7]ポリアルキレングリコール(B)の数平均分子量が、1,200超から5,000未満である上記[1]〜[6]のいずれかに記載の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
[8]さらに、エポキシ化合物(D)またはオキセタン化合物(E)を含有する上記[1]〜[7]のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[9]上記[1]〜[8]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物を成形した光学部品。
[6]ホスファイト系安定剤(C−I)が下記構造式(Ia)で表される化合物であることを特徴とする上記[1]〜[5]のいずれかに記載の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
[8]さらに、エポキシ化合物(D)またはオキセタン化合物(E)を含有する上記[1]〜[7]のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[9]上記[1]〜[8]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物を成形した光学部品。
本発明の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物は、透明性と耐熱変色性に優れるので、各種の光学部品、特に薄肉の光学部品等に好適に使用できる。
以下、本発明について実施形態及び例示物等を示して詳細に説明する。
本発明の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、ポリアルキレングリコール(B)を0.1〜4質量部、リン系安定剤(C)を0.005〜0.5質量部含有する樹脂組成物であって、
ポリアルキレングリコール(B)が、テトラメチレングリコールユニット(b1)、(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)及びエチレングリコールユニット(b3)から選ばれる少なくとも2以上のユニットを共重合した共重合成分を含み、
リン系安定剤(C)が、上記一般式(I)で表されるホスファイト系安定剤(C−I)及び/又は上記一般式(II)で表されるホスファイト系安定剤(C−II)を含むことを特徴とする。
本発明の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、ポリアルキレングリコール(B)を0.1〜4質量部、リン系安定剤(C)を0.005〜0.5質量部含有する樹脂組成物であって、
ポリアルキレングリコール(B)が、テトラメチレングリコールユニット(b1)、(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)及びエチレングリコールユニット(b3)から選ばれる少なくとも2以上のユニットを共重合した共重合成分を含み、
リン系安定剤(C)が、上記一般式(I)で表されるホスファイト系安定剤(C−I)及び/又は上記一般式(II)で表されるホスファイト系安定剤(C−II)を含むことを特徴とする。
[ポリカーボネート樹脂(A)]
本発明において使用するポリカーボネート樹脂の種類に制限はなく、ポリカーボネート樹脂は、1種類を用いてもよく、2種類以上を任意の組み合わせ及び任意の比率で併用してもよい。
ポリカーボネート樹脂は、式:−[−O−X−O−C(=O)−]−で示される炭酸結合を有する基本構造の重合体である。
式中、Xは一般には炭化水素であるが、種々の特性付与のためヘテロ原子、ヘテロ結合の導入されたXを用いてもよい。
本発明において使用するポリカーボネート樹脂の種類に制限はなく、ポリカーボネート樹脂は、1種類を用いてもよく、2種類以上を任意の組み合わせ及び任意の比率で併用してもよい。
ポリカーボネート樹脂は、式:−[−O−X−O−C(=O)−]−で示される炭酸結合を有する基本構造の重合体である。
式中、Xは一般には炭化水素であるが、種々の特性付与のためヘテロ原子、ヘテロ結合の導入されたXを用いてもよい。
また、ポリカーボネート樹脂は、炭酸結合に直接結合する炭素がそれぞれ芳香族炭素である芳香族ポリカーボネート樹脂、及び脂肪族炭素である脂肪族ポリカーボネート樹脂に分類できるが、いずれを用いることもできる。なかでも、耐熱性、機械的物性、電気的特性等の観点から、芳香族ポリカーボネート樹脂が好ましい。
ポリカーボネート樹脂の具体的な種類に制限はないが、例えば、ジヒドロキシ化合物とカーボネート前駆体とを反応させてなるポリカーボネート重合体が挙げられる。この際、ジヒドロキシ化合物及びカーボネート前駆体に加えて、ポリヒドロキシ化合物等を反応させるようにしてもよい。また、二酸化炭素をカーボネート前駆体として、環状エーテルと反応させる方法も用いてもよい。またポリカーボネート重合体は、直鎖状でもよく、分岐鎖状でもよい。さらに、ポリカーボネート重合体は1種の繰り返し単位からなる単重合体であってもよく、2種以上の繰り返し単位を有する共重合体であってもよい。このとき共重合体は、ランダム共重合体、ブロック共重合体等、種々の共重合形態を選択することができる。なお、通常、このようなポリカーボネート重合体は、熱可塑性の樹脂となる。
芳香族ポリカーボネート樹脂の原料となるモノマーのうち、芳香族ジヒドロキシ化合物の例を挙げると、
1,2−ジヒドロキシベンゼン、1,3−ジヒドロキシベンゼン(即ち、レゾルシノール)、1,4−ジヒドロキシベンゼン等のジヒドロキシベンゼン類;
2,5−ジヒドロキシビフェニル、2,2’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジヒドロキシビフェニル等のジヒドロキシビフェニル類;
2,5−ジヒドロキシビフェニル、2,2’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジヒドロキシビフェニル等のジヒドロキシビフェニル類;
2,2’−ジヒドロキシ−1,1’−ビナフチル、1,2−ジヒドロキシナフタレン、1,3−ジヒドロキシナフタレン、2,3−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、1,7−ジヒドロキシナフタレン、2,7−ジヒドロキシナフタレン等のジヒドロキシナフタレン類;
2,2’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、3,3’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジメチルジフェニルエーテル、1,4−ビス(3−ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン等のジヒドロキシジアリールエーテル類;
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(即ち、ビスフェノールA)、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−メトキシ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(3−メトキシ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
1,1−ビス(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
α,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,4−ジイソプロピルベンゼン、
1,3−ビス[2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−プロピル]ベンゼン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキシルメタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)フェニルメタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)(4−プロペニルフェニル)メタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)ナフチルメタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−ナフチルエタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタン、
4,4−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘプタン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ノナン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)デカン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ドデカン、
等のビス(ヒドロキシアリール)アルカン類;
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−メトキシ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(3−メトキシ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
1,1−ビス(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
α,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,4−ジイソプロピルベンゼン、
1,3−ビス[2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−プロピル]ベンゼン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキシルメタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)フェニルメタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)(4−プロペニルフェニル)メタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)ナフチルメタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−ナフチルエタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタン、
4,4−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘプタン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ノナン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)デカン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ドデカン、
等のビス(ヒドロキシアリール)アルカン類;
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロペンタン、
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−ジメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,4−ジメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,5−ジメチルシクロヘキサン、
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、
1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−プロピル−5−メチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−tert−ブチル−シクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−tert−ブチル−シクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−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)−4−フェニルシクロヘキサン、
等のビス(ヒドロキシアリール)シクロアルカン類;
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−ジメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,4−ジメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,5−ジメチルシクロヘキサン、
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、
1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−プロピル−5−メチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−tert−ブチル−シクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−tert−ブチル−シクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−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)−4−フェニルシクロヘキサン、
等のビス(ヒドロキシアリール)シクロアルカン類;
9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、
9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン等のカルド構造含有ビスフェノール類;
9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン等のカルド構造含有ビスフェノール類;
4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、
4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジメチルジフェニルスルフィド等のジヒドロキシジアリールスルフィド類;
4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジメチルジフェニルスルフィド等のジヒドロキシジアリールスルフィド類;
4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジメチルジフェニルスルホキシド等のジヒドロキシジアリールスルホキシド類;
4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、
4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジメチルジフェニルスルホン等のジヒドロキシジアリールスルホン類;
等が挙げられる。
4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジメチルジフェニルスルホン等のジヒドロキシジアリールスルホン類;
等が挙げられる。
これらの中ではビス(ヒドロキシアリール)アルカン類が好ましく、中でもビス(4−ヒドロキシフェニル)アルカン類が好ましく、特に耐衝撃性、耐熱性の点から2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(即ち、ビスフェノールA)が好ましい。
なお、芳香族ジヒドロキシ化合物は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
なお、芳香族ジヒドロキシ化合物は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
また、脂肪族ポリカーボネート樹脂の原料となるモノマーの例を挙げると、
エタン−1,2−ジオール、プロパン−1,2−ジオール、プロパン−1,3−ジオール、2,2−ジメチルプロパン−1,3−ジオール、2−メチル−2−プロピルプロパン−1,3−ジオール、ブタン−1,4−ジオール、ペンタン−1,5−ジオール、ヘキサン−1,6−ジオール、デカン−1,10−ジオール等のアルカンジオール類;
エタン−1,2−ジオール、プロパン−1,2−ジオール、プロパン−1,3−ジオール、2,2−ジメチルプロパン−1,3−ジオール、2−メチル−2−プロピルプロパン−1,3−ジオール、ブタン−1,4−ジオール、ペンタン−1,5−ジオール、ヘキサン−1,6−ジオール、デカン−1,10−ジオール等のアルカンジオール類;
シクロペンタン−1,2−ジオール、シクロヘキサン−1,2−ジオール、シクロヘキサン−1,4−ジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、4−(2−ヒドロキシエチル)シクロヘキサノール、2,2,4,4−テトラメチル−シクロブタン−1,3−ジオール等のシクロアルカンジオール類;
エチレングリコール、2,2’−オキシジエタノール(即ち、ジエチレングリコール)、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、スピログリコール等のグリコール類;
1,2−ベンゼンジメタノール、1,3−ベンゼンジメタノール、1,4−ベンゼンジメタノール、1,4−ベンゼンジエタノール、1,3−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、1,4−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、2,3−ビス(ヒドロキシメチル)ナフタレン、1,6−ビス(ヒドロキシエトキシ)ナフタレン、4,4’−ビフェニルジメタノール、4,4’−ビフェニルジエタノール、1,4−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)ビフェニル、ビスフェノールAビス(2−ヒドロキシエチル)エーテル、ビスフェノールSビス(2−ヒドロキシエチル)エーテル等のアラルキルジオール類;
1,2−エポキシエタン(即ち、エチレンオキシド)、1,2−エポキシプロパン(即ち、プロピレンオキシド)、1,2−エポキシシクロペンタン、1,2−エポキシシクロヘキサン、1,4−エポキシシクロヘキサン、1−メチル−1,2−エポキシシクロヘキサン、2,3−エポキシノルボルナン、1,3−エポキシプロパン等の環状エーテル類;等が挙げられる。
ポリカーボネート樹脂の原料となるモノマーのうち、カーボネート前駆体の例を挙げると、カルボニルハライド、カーボネートエステル等が使用される。なお、カーボネート前駆体は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
カルボニルハライドとしては、具体的には例えば、ホスゲン;ジヒドロキシ化合物のビスクロロホルメート体、ジヒドロキシ化合物のモノクロロホルメート体等のハロホルメート等が挙げられる。
カーボネートエステルとしては、具体的には例えば、ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート等のジアリールカーボネート類;ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等のジアルキルカーボネート類;ジヒドロキシ化合物のビスカーボネート体、ジヒドロキシ化合物のモノカーボネート体、環状カーボネート等のジヒドロキシ化合物のカーボネート体等が挙げられる。
ポリカーボネート樹脂の製造方法
ポリカーボネート樹脂の製造方法は、特に限定されるものではなく、任意の方法を採用できる。その例を挙げると、界面重合法、溶融エステル交換法、ピリジン法、環状カーボネート化合物の開環重合法、プレポリマーの固相エステル交換法などを挙げることができる。
以下、これらの方法のうち、特に好適なものについて具体的に説明する。
ポリカーボネート樹脂の製造方法は、特に限定されるものではなく、任意の方法を採用できる。その例を挙げると、界面重合法、溶融エステル交換法、ピリジン法、環状カーボネート化合物の開環重合法、プレポリマーの固相エステル交換法などを挙げることができる。
以下、これらの方法のうち、特に好適なものについて具体的に説明する。
界面重合法
まず、ポリカーボネート樹脂を界面重合法で製造する場合について説明する。
界面重合法では、反応に不活性な有機溶媒及びアルカリ水溶液の存在下で、通常pHを9以上に保ち、ジヒドロキシ化合物とカーボネート前駆体(好ましくは、ホスゲン)とを反応させた後、重合触媒の存在下で界面重合を行うことによってポリカーボネート樹脂を得る。なお、反応系には、必要に応じて分子量調整剤(末端停止剤)を存在させるようにしてもよく、ジヒドロキシ化合物の酸化防止のために酸化防止剤を存在させるようにしてもよい。
まず、ポリカーボネート樹脂を界面重合法で製造する場合について説明する。
界面重合法では、反応に不活性な有機溶媒及びアルカリ水溶液の存在下で、通常pHを9以上に保ち、ジヒドロキシ化合物とカーボネート前駆体(好ましくは、ホスゲン)とを反応させた後、重合触媒の存在下で界面重合を行うことによってポリカーボネート樹脂を得る。なお、反応系には、必要に応じて分子量調整剤(末端停止剤)を存在させるようにしてもよく、ジヒドロキシ化合物の酸化防止のために酸化防止剤を存在させるようにしてもよい。
ジヒドロキシ化合物及びカーボネート前駆体は、前述のとおりである。なお、カーボネート前駆体の中でもホスゲンを用いることが好ましく、ホスゲンを用いた場合の方法は特にホスゲン法と呼ばれる。
反応に不活性な有機溶媒としては、例えば、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の塩素化炭化水素等;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;などが挙げられる。なお、有機溶媒は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
アルカリ水溶液に含有されるアルカリ化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、炭酸水素ナトリウム等のアルカリ金属化合物やアルカリ土類金属化合物が挙げられるが、中でも水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムが好ましい。なお、アルカリ化合物は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
アルカリ水溶液中のアルカリ化合物の濃度に制限はないが、通常、反応のアルカリ水溶液中のpHを10〜12にコントロールするために、5〜10質量%で使用される。また、例えばホスゲンを吹き込むに際しては、水相のpHが10〜12、好ましくは10〜11になる様にコントロールするために、ビスフェノール化合物とアルカリ化合物とのモル比を、通常1:1.9以上、中でも1:2.0以上、また、通常1:3.2以下、中でも1:2.5以下とすることが好ましい。
重合触媒としては、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリプロピルアミン、トリヘキシルアミン等の脂肪族三級アミン;N,N’−ジメチルシクロヘキシルアミン、N,N’−ジエチルシクロヘキシルアミン等の脂環式三級アミン;N,N’−ジメチルアニリン、N,N’−ジエチルアニリン等の芳香族三級アミン;トリメチルベンジルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムクロライド、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド等の第四級アンモニウム塩等;ピリジン;グアニジンの塩;等が挙げられる。なお、重合触媒は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
分子量調節剤としては、例えば、一価のフェノール性水酸基を有する芳香族フェノール;メタノール、ブタノールなどの脂肪族アルコール;メルカプタン;フタル酸イミド等が挙げられるが、中でも芳香族フェノールが好ましい。このような芳香族フェノールとしては、具体的に、m−メチルフェノール、p−メチルフェノール、m−プロピルフェノール、p−プロピルフェノール、p−tert−ブチルフェノール、p−長鎖アルキル置換フェノール等のアルキル基置換フェノール;イソプロペニルフェノール等のビニル基含有フェノール;エポキシ基含有フェノール;o−ヒドロキシ安息香酸、2−メチル−6−ヒドロキシフェニル酢酸等のカルボキシル基含有フェノール;等が挙げられる。なお、分子量調整剤は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
分子量調節剤の使用量は、ジヒドロキシ化合物100モルに対して、通常0.5モル以上、好ましくは1モル以上であり、また、通常50モル以下、好ましくは30モル以下である。分子量調整剤の使用量をこの範囲とすることで、樹脂組成物の熱安定性及び耐加水分解性を向上させることができる。
反応の際に、反応基質、反応媒、触媒、添加剤等を混合する順番は、所望のポリカーボネート樹脂が得られる限り任意であり、適切な順番を任意に設定すればよい。例えば、カーボネート前駆体としてホスゲンを用いた場合には、分子量調節剤はジヒドロキシ化合物とホスゲンとの反応(ホスゲン化)の時から重合反応開始時までの間であれば任意の時期に混合できる。
なお、反応温度は通常0〜40℃であり、反応時間は通常は数分(例えば、10分)〜数時間(例えば、6時間)である。
なお、反応温度は通常0〜40℃であり、反応時間は通常は数分(例えば、10分)〜数時間(例えば、6時間)である。
溶融エステル交換法
次に、ポリカーボネート樹脂を溶融エステル交換法で製造する場合について説明する。
溶融エステル交換法では、例えば、炭酸ジエステルとジヒドロキシ化合物とのエステル交換反応を行う。
次に、ポリカーボネート樹脂を溶融エステル交換法で製造する場合について説明する。
溶融エステル交換法では、例えば、炭酸ジエステルとジヒドロキシ化合物とのエステル交換反応を行う。
ジヒドロキシ化合物は、前述の通りである。
一方、炭酸ジエステルとしては、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−tert−ブチルカーボネート等の炭酸ジアルキル化合物;ジフェニルカーボネート;ジトリルカーボネート等の置換ジフェニルカーボネートなどが挙げられる。中でも、ジフェニルカーボネート及び置換ジフェニルカーボネートが好ましく、特にジフェニルカーボネートがより好ましい。なお、炭酸ジエステルは1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
一方、炭酸ジエステルとしては、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−tert−ブチルカーボネート等の炭酸ジアルキル化合物;ジフェニルカーボネート;ジトリルカーボネート等の置換ジフェニルカーボネートなどが挙げられる。中でも、ジフェニルカーボネート及び置換ジフェニルカーボネートが好ましく、特にジフェニルカーボネートがより好ましい。なお、炭酸ジエステルは1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとの比率は、所望のポリカーボネート樹脂が得られる限り任意であるが、ジヒドロキシ化合物1モルに対して、炭酸ジエステルを等モル量以上用いることが好ましく、中でも1.01モル以上用いることがより好ましい。なお、上限は通常1.30モル以下である。このような範囲にすることで、末端水酸基量を好適な範囲に調整できる。
ポリカーボネート樹脂では、その末端水酸基量が熱安定性、加水分解安定性、色調等に大きな影響を及ぼす傾向がある。このため、公知の任意の方法によって末端水酸基量を必要に応じて調整してもよい。エステル交換反応においては、通常、炭酸ジエステルと芳香族ジヒドロキシ化合物との混合比率;エステル交換反応時の減圧度などを調整することにより、末端水酸基量を調整したポリカーボネート樹脂を得ることができる。なお、この操作により、通常は得られるポリカーボネート樹脂の分子量を調整することもできる。
炭酸ジエステルとジヒドロキシ化合物との混合比率を調整して末端水酸基量を調整する場合、その混合比率は前記の通りである。
また、より積極的な調整方法としては、反応時に別途、末端停止剤を混合する方法が挙げられる。この際の末端停止剤としては、例えば、一価フェノール類、一価カルボン酸類、炭酸ジエステル類などが挙げられる。なお、末端停止剤は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
また、より積極的な調整方法としては、反応時に別途、末端停止剤を混合する方法が挙げられる。この際の末端停止剤としては、例えば、一価フェノール類、一価カルボン酸類、炭酸ジエステル類などが挙げられる。なお、末端停止剤は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
溶融エステル交換法によりポリカーボネート樹脂を製造する際には、通常、エステル交換触媒が使用される。エステル交換触媒は任意のものを使用できる。なかでも、例えばアルカリ金属化合物及び/又はアルカリ土類金属化合物を用いることが好ましい。また補助的に、例えば塩基性ホウ素化合物、塩基性リン化合物、塩基性アンモニウム化合物、アミン系化合物などの塩基性化合物を併用してもよい。なお、エステル交換触媒は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
溶融エステル交換法において、反応温度は通常100〜320℃である。また、反応時の圧力は通常2mmHg以下の減圧条件である。具体的操作としては、前記の条件で、芳香族ヒドロキシ化合物等の副生成物を除去しながら、溶融重縮合反応を行えばよい。
溶融重縮合反応は、バッチ式、連続式の何れの方法でも行うことができる。バッチ式で行う場合、反応基質、反応媒、触媒、添加剤等を混合する順番は、所望の芳香族ポリカーボネート樹脂が得られる限り任意であり、適切な順番を任意に設定すればよい。ただし中でも、ポリカーボネート樹脂の安定性等を考慮すると、溶融重縮合反応は連続式で行うことが好ましい。
溶融エステル交換法においては、必要に応じて、触媒失活剤を用いてもよい。触媒失活剤としてはエステル交換触媒を中和する化合物を任意に用いることができる。その例を挙げると、イオウ含有酸性化合物及びその誘導体などが挙げられる。なお、触媒失活剤は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
触媒失活剤の使用量は、前記のエステル交換触媒が含有するアルカリ金属又はアルカリ土類金属に対して、通常0.5当量以上、好ましくは1当量以上であり、また、通常10当量以下、好ましくは5当量以下である。更には、ポリカーボネート樹脂に対して、通常1ppm以上であり、また、通常100ppm以下、好ましくは20ppm以下である。
ポリカーボネート樹脂(A)の分子量は、溶媒としてメチレンクロライドを用い、温度25℃で測定された溶液粘度より換算した粘度平均分子量(Mv)で、10,000〜15,000であることが好ましく、より好ましくは10,500以上、さらに好ましくは11,000以上、特には11,500以上、最も好ましくは12,000以上であり、より好ましくは14,500以下である。粘度平均分子量を上記範囲の下限値以上とすることにより、本発明の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物の機械的強度をより向上させることができ、粘度平均分子量を上記範囲の上限値以下とすることにより、本発明の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物の流動性低下を抑制して改善でき、成形加工性を高めて薄肉成形加工を容易に行えるようになる。
なお、粘度平均分子量の異なる2種類以上のポリカーボネート樹脂を混合して用いてもよく、この場合には、粘度平均分子量が上記の好適な範囲外であるポリカーボネート樹脂を混合してもよい。
なお、粘度平均分子量の異なる2種類以上のポリカーボネート樹脂を混合して用いてもよく、この場合には、粘度平均分子量が上記の好適な範囲外であるポリカーボネート樹脂を混合してもよい。
なお、粘度平均分子量[Mv]とは、溶媒としてメチレンクロライドを使用し、ウベローデ粘度計を用いて温度25℃での極限粘度[η](単位dl/g)を求め、Schnellの粘度式、すなわち、η=1.23×10−4Mv0.83 から算出される値を意味する。また、極限粘度[η]とは、各溶液濃度[C](g/dl)での比粘度[ηsp]を測定し、下記式により算出した値である。
ポリカーボネート樹脂の末端水酸基濃度は任意であり、適宜選択して決定すればよいが、通常1000ppm以下、好ましくは800ppm以下、より好ましくは600ppm以下である。これによりポリカーボネート樹脂の滞留熱安定性及び色調をより向上させることができる。また、その下限は、特に溶融エステル交換法で製造されたポリカーボネート樹脂では、通常10ppm以上、好ましくは30ppm以上、より好ましくは40ppm以上である。これにより、分子量の低下を抑制し、樹脂組成物の機械的特性をより向上させることができる。
なお、末端水酸基濃度の単位は、ポリカーボネート樹脂の質量に対する、末端水酸基の質量をppmで表示したものである。その測定方法は、四塩化チタン/酢酸法による比色定量(Macromol.Chem.88 215(1965)に記載の方法)である。
ポリカーボネート樹脂は、ポリカーボネート樹脂単独(ポリカーボネート樹脂単独とは、ポリカーボネート樹脂の1種のみを含む態様に限定されず、例えば、モノマー組成や分子量が互いに異なる複数種のポリカーボネート樹脂を含む態様を含む意味で用いる。)で用いてもよく、ポリカーボネート樹脂と他の熱可塑性樹脂とのアロイ(混合物)とを組み合わせて用いてもよい。さらに、例えば、難燃性や耐衝撃性をさらに高める目的で、ポリカーボネート樹脂を、シロキサン構造を有するオリゴマーまたはポリマーとの共重合体;熱酸化安定性や難燃性をさらに向上させる目的でリン原子を有するモノマー、オリゴマーまたはポリマーとの共重合体;熱酸化安定性を向上させる目的で、ジヒドロキシアントラキノン構造を有するモノマー、オリゴマーまたはポリマーとの共重合体;光学的性質を改良するためにポリスチレン等のオレフィン系構造を有するオリゴマーまたはポリマーとの共重合体;耐薬品性を向上させる目的でポリエステル樹脂オリゴマーまたはポリマーとの共重合体;等の、ポリカーボネート樹脂を主体とする共重合体として構成してもよい。
また、成形品の外観の向上や流動性の向上を図るため、ポリカーボネート樹脂は、ポリカーボネートオリゴマーを含有していてもよい。このポリカーボネートオリゴマーの粘度平均分子量[Mv]は、通常1500以上、好ましくは2000以上であり、また、通常9500以下、好ましくは9000以下である。さらに、含有されるポリカーボネートリゴマーは、ポリカーボネート樹脂(ポリカーボネートオリゴマーを含む)の30質量%以下とすることが好ましい。
さらにポリカーボネート樹脂は、バージン原料だけでなく、使用済みの製品から再生されたポリカーボネート樹脂(いわゆるマテリアルリサイクルされたポリカーボネート樹脂)であってもよい。
ただし、再生されたポリカーボネート樹脂は、ポリカーボネート樹脂のうち、80質量%以下であることが好ましく、中でも50質量%以下であることがより好ましい。再生されたポリカーボネート樹脂は、熱劣化や経年劣化等の劣化を受けている可能性が高いため、このようなポリカーボネート樹脂を前記の範囲よりも多く用いた場合、色相や機械的物性を低下させる可能性があるためである。
ただし、再生されたポリカーボネート樹脂は、ポリカーボネート樹脂のうち、80質量%以下であることが好ましく、中でも50質量%以下であることがより好ましい。再生されたポリカーボネート樹脂は、熱劣化や経年劣化等の劣化を受けている可能性が高いため、このようなポリカーボネート樹脂を前記の範囲よりも多く用いた場合、色相や機械的物性を低下させる可能性があるためである。
[ポリアルキレングリコール(B)]
本発明の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物は、テトラメチレングリコールユニット(b1)、(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)及びエチレングリコールユニット(b3)から選ばれる少なくとも2以上のユニットを共重合した共重合成分を含む。
なお、本明細書において、ユニットとは、テトラメチレングリコール、(2−メチル)エチレングリコール及びエチレングリコール等に由来する、テトラメチレンエーテル単位、(2−メチル)エチレンエーテル単位及びエチレンエーテル単位等のアルキレンエーテル単位等のアルキレンエーテル単位を意味する。ポリアルキレングリコールの末端基は、これらのユニットに結合するヒドロキシル基、あるいは後記するような置換基であってよい。
そして、ポリアルキレングリコール(A)がポリアルキレングリコールの混合物の場合は、それぞれのポリアルキレングリコールの構成単位、あるいは、ポリアルキレングリコール(A)が共重合体である場合はその構成単位を意味する。
本発明の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物は、テトラメチレングリコールユニット(b1)、(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)及びエチレングリコールユニット(b3)から選ばれる少なくとも2以上のユニットを共重合した共重合成分を含む。
なお、本明細書において、ユニットとは、テトラメチレングリコール、(2−メチル)エチレングリコール及びエチレングリコール等に由来する、テトラメチレンエーテル単位、(2−メチル)エチレンエーテル単位及びエチレンエーテル単位等のアルキレンエーテル単位等のアルキレンエーテル単位を意味する。ポリアルキレングリコールの末端基は、これらのユニットに結合するヒドロキシル基、あるいは後記するような置換基であってよい。
そして、ポリアルキレングリコール(A)がポリアルキレングリコールの混合物の場合は、それぞれのポリアルキレングリコールの構成単位、あるいは、ポリアルキレングリコール(A)が共重合体である場合はその構成単位を意味する。
そして、ポリアルキレングリコール(B)が含む上記(b1)、(b2)及び(b3)は、これらから選ばれる少なくとも2以上のユニットを共重合した共重合体として含むことが好ましい。また、ポリアルキレングリコール(B)は、ポリアルキレングリコール(B)中の(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)及び/又はエチレングリコールユニット(b3)が、テトラメチレングリコールユニット(b1)と共重合した共重合体であることが好ましく、ポリアルキレングリコール(B)中の(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)及びエチレングリコールユニット(b3)が、テトラメチレングリコールユニット(b1)と共重合した共重合体であることが好ましい。
ポリアルキレングリコール(B)としては、以下の(i)〜(iv)の共重合体を含むことが好ましい。
(i)テトラメチレングリコールユニット(b1)と(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)を有する共重合体、
(ii)テトラメチレングリコールユニット(b1)とエチレングリコールユニット(b3)を有する共重合体、
(iii)(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)とエチレングリコールユニット(b3)を有する共重合体、あるいは、
(iv)テトラメチレングリコールユニット(b1)と(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)とエチレングリコールユニット(b3)を有する共重合体
として含有されることが好ましい。
上記(i)〜(iii)の場合、残りの他のアルキレングリコールユニットは、その単独の重合体あるいは残りの他のユニットとの共重合体、あるいは(b1)〜(b3)以外の他のユニットとの共重合体であってもよい。
(i)テトラメチレングリコールユニット(b1)と(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)を有する共重合体、
(ii)テトラメチレングリコールユニット(b1)とエチレングリコールユニット(b3)を有する共重合体、
(iii)(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)とエチレングリコールユニット(b3)を有する共重合体、あるいは、
(iv)テトラメチレングリコールユニット(b1)と(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)とエチレングリコールユニット(b3)を有する共重合体
として含有されることが好ましい。
上記(i)〜(iii)の場合、残りの他のアルキレングリコールユニットは、その単独の重合体あるいは残りの他のユニットとの共重合体、あるいは(b1)〜(b3)以外の他のユニットとの共重合体であってもよい。
ポリアルキレングリコール(B)は、上記(i)の共重合体と上記(ii)の共重合体を併用して含有されるか、または上記(iv)の共重合体として含有されることが好ましい。
上記(i)〜(iv)に示すポリアルキレングリコール共重合体を製造する方法はよく知られており、例えば上記したようなグリコール、アルキレンオキシドあるいはそのポリエーテル形成性誘導体を、通常、酸触媒を用いて共重合させることによって製造することができる。具体的な製造方法としては、例えば、特開昭61−123628、特開平7−224291に記載された方法等が挙げられる。
(b1)〜(b3)以外の他のユニットとしては、例えば、(2−エチル)エチレングリコール、(2,2’−ジメチル)プロピレングリコール、(3−メチル)テトラメチレングリコール等が好ましく挙げられる。
本発明において、(b1)〜(b3)ユニットの好ましい含有量としては、(b1)〜(b3)の合計100モル%基準で、テトラメチレングリコールユニット(b1)の量が0〜80モル%であり、(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)の量は0〜45モル%、エチレングリコールユニット(b3)の量は0〜50モル%である。
(b1)〜(b3)ユニットのより好ましい含有量としては、ポリアルキレングリコール(B)中のテトラメチレングリコールユニット(b1)の量が、(b1)〜(b3)の合計100モル%基準で、40〜80モル%であり、(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)の量が5〜45モル%、エチレングリコールユニット(b3)の量が5〜50モル%である。(b1)〜(b3)ユニットの割合は、(b1)がさらに好ましくは45〜75モル%、特に好ましくは50〜70モル%であり、(b2)はさらに好ましくは6〜40モル%、特に好ましくは7〜35モル%であり、(b3)はさらに好ましくは8〜45モル%、特に好ましくは10〜43モル%である。
(b1)〜(b3)ユニットのより好ましい含有量としては、ポリアルキレングリコール(B)中のテトラメチレングリコールユニット(b1)の量が、(b1)〜(b3)の合計100モル%基準で、40〜80モル%であり、(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)の量が5〜45モル%、エチレングリコールユニット(b3)の量が5〜50モル%である。(b1)〜(b3)ユニットの割合は、(b1)がさらに好ましくは45〜75モル%、特に好ましくは50〜70モル%であり、(b2)はさらに好ましくは6〜40モル%、特に好ましくは7〜35モル%であり、(b3)はさらに好ましくは8〜45モル%、特に好ましくは10〜43モル%である。
また、前記した、(b1)〜(b3)以外の他のユニットの量は、ポリアルキレングリコール(B)全体を100モル%としたとき、好ましくは1〜10モル%、より好ましくは1〜5モル%であり、更に好ましくは1〜3モル%である。
なお、ポリアルキレングリコール(B)中の各ユニット(b1)〜(b3)のモル比率の測定は、1H−NMR測定装置を用い、重水素化クロロホルムを溶媒として測定される。
なお、ポリアルキレングリコール(B)中の各ユニット(b1)〜(b3)のモル比率の測定は、1H−NMR測定装置を用い、重水素化クロロホルムを溶媒として測定される。
また、ポリアルキレングリコール(B)を構成する各ポリアルキレン(共)重合体は、その末端基はヒドロキシル基であることが好ましい。加えて、その片末端あるいは両末端がアルキルエーテル、アリールエーテル、アラルキルエーテル、脂肪酸エステル、アリールエステルなどで封鎖されたような誘導体でもその性能発現に影響はなく、エーテル化物またはエステル化物が同様に使用できる。
アルキルエーテルを構成するアルキル基としては、直鎖状又は分岐状のいずれも使用でき、炭素数1〜22のアルキル基、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、オクチル基、ラウリル基、ステアリル基等であり、ポリアルキレングリコールのメチルエーテル、エチルエーテル、ブチルエーテル、ラウリルエーテル、ステアリルエーテル等が好ましく例示できる。
アリールエーテルを構成するアリール基としては、好ましくは炭素数6〜22、より好ましくは炭素数6〜12、さらに好ましくは炭素数6〜10のアリール基が好ましく、例えばフェニル基、トリル基、ナフチル基等が挙げられ、フェニル基、トリル基等が好ましい。アラルキル基としては、好ましくは炭素数7〜23、より好ましくは炭素数7〜13、さらに好ましくは炭素数7〜11のアラルキル基が好ましく、例えばベンジル基、フェネチル基等が挙げられ、ベンジル基が特に好ましい。
脂肪酸エステルを構成する脂肪酸は、直鎖状又は分岐状のいずれも使用でき、飽和脂肪酸であってもよく不飽和脂肪酸であってもよい。
脂肪酸エステルを構成する脂肪酸としては、炭素数1〜22の1価又は2価の脂肪酸、例えば、1価の飽和脂肪酸、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキジン酸、ベヘン酸や、1価の不飽和脂肪酸、例えば、オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸などの不飽和脂肪酸、また炭素数10以上の二価の脂肪酸、例えば、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、テトラデカン二酸、タプシア酸及びデセン二酸、ウンデセン二酸、ドデセン二酸である。
脂肪酸エステルを構成する脂肪酸としては、炭素数1〜22の1価又は2価の脂肪酸、例えば、1価の飽和脂肪酸、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキジン酸、ベヘン酸や、1価の不飽和脂肪酸、例えば、オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸などの不飽和脂肪酸、また炭素数10以上の二価の脂肪酸、例えば、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、テトラデカン二酸、タプシア酸及びデセン二酸、ウンデセン二酸、ドデセン二酸である。
アリールエステルを構成するアリール基としては、好ましくは炭素数6〜22、より好ましくは炭素数6〜12、さらに好ましくは炭素数6〜10のアリール基が好ましく、例えばフェニル基、トリル基、ナフチル基等が挙げられ、フェニル基、トリル基等が好ましい。末端封止する基は、アラルキル基であってもポリカーボネートと良好な相溶性を示すことから、アリール基と同様の作用を発現でき、アラルキル基としては、好ましくは炭素数7〜23、より好ましくは炭素数7〜13、さらに好ましくは炭素数7〜11のアラルキル基が好ましく、例えばベンジル基、フェネチル基等が挙げられ、ベンジル基が特に好ましい。
上記ポリアルキレングリコール(B)としては、構造中に1,4−ブタンジオール、グリセロール、ソルビトール、ベンゼンジオール、ビスフェノールA、シクロヘキサンジオール、スピログリコールなどのポリオール由来の構造が含まれていてもよい。ポリアルキレングリコールの重合時にこれらのポリオールを加えることで、これらの有機基を主鎖中に付与することができる。特に好ましくはグリセロール、ソルビトール、ビスフェノールAなどが挙げられる。
構造中に有機基を含有するポリアルキレングリコールとしては、例えば、ポリエチレングリコールグリセリルエーテル、ポリ(2−メチル)エチレングリコールグリセリルエーテル、ポリ(2−エチル)エチレングリコールグリセリルエーテル、ポリテトラメチレングリコールグリセリルエーテル、ポリエチレングリコール−ポリ(2−メチル)エチレングリコールグリセリルエーテル、ポリテトラメチレングリコール−ポリ(2−メチル)エチレングリコールグリセリルエーテル、ポリテトラメチレングリコール−ポリ(2−エチル)ポリエチレングリコールグリセリルエーテル、ポリエチレングリコールソルビチルエーテル、ポリ(2−メチル)エチレングリコールソルビチルエーテル、ポリ(2−エチル)エチレングリコールソルビチルエーテル、ポリテトラメチレングリコールソルビチルエーテル、ポリエチレングリコール−ポリ(2−メチル)エチレングリコールソルビチルエーテル、ポリテトラメチレングリコール−ポリ(2−メチル)エチレングリコールソルビチルエーテル、ポリテトラメチレングリコール−ポリ(2−エチル)エチレングリコールソルビチルエーテル、ビスフェノールA−ビス(ポリエチレングリコール)エーテル、スフェノールA−ビス(ポリ(2−メチル)エチレングリコール)エーテル、ビスフェノールA−ビス(ポリ(2−エチル)エチレングリコール)エーテル、ビスフェノールA−ビス(ポリテトラメチレングリコール)エーテル、ビスフェノールA−ビス(ポリエチレングリコール−ポリ(2−メチル)エチレングリコール)エーテル、ビスフェノールA−ビス(ポリテトラメチレングリコール−ポリ(2−メチル)エチレングリコール)エーテル、ビスフェノールA−ビス(ポリテトラメチレングリコール−ポリ(2−エチル)ポリエチレングリコール)エーテル等が好ましいものとして挙げられる。
ポリアルキレングリコール(B)の数平均分子量としては、1,200超から5,000未満であることが好ましく、より好ましくは1300超、さらに好ましくは1400超であり、より好ましくは4,500未満、さらに好ましくは4,000未満、特に好ましくは3,500以下、最も好ましくは3,000以下である。上記範囲の上限を超えると、相溶性が低下するので好ましくなく、又上記範囲の下限を下回ると成形時にガスが発生するので好ましくない。
なお、本明細書中、ポリアルキレングリコール(B)の数平均分子量はJIS K1577に準拠して測定する水酸基価に基づいて算出される値として定義される。
なお、本明細書中、ポリアルキレングリコール(B)の数平均分子量はJIS K1577に準拠して測定する水酸基価に基づいて算出される値として定義される。
ポリアルキレングリコール(B)の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、0.1〜4質量部である。ポリアルキレングリコール(B)の含有量が0.1質量部未満であると成形時の離型性が悪化し、4質量部を超えるとポリカーボネート樹脂の白濁により透過率が低下する。ポリアルキレングリコール(B)の含有量は、好ましくは0.15質量部以上、より好ましくは0.2質量部以上であり、好ましくは3.5質量部以下、より好ましくは3.0質量部以下、特には2.5質量部以下である。
[リン系安定剤(C)]
本発明の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物は、リン系安定剤(C)を含有する。
リン系安定剤としては、リン酸、ホスホン酸、亜燐酸、ホスフィン酸、ポリリン酸などのリンのオキソ酸;酸性ピロリン酸ナトリウム、酸性ピロリン酸カリウム、酸性ピロリン酸カルシウムなどの酸性ピロリン酸金属塩;リン酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸セシウム、リン酸亜鉛など第1族または第2B族金属のリン酸塩;ホスフェート化合物、ホスファイト化合物、ホスホナイト化合物などが挙げられるが、本発明では、リン系安定剤(C)として、下記一般式(I)で表されるホスファイト系安定剤(C−I)及び/又は下記一般式(II)で表されるホスファイト系安定剤(C−II)を使用する。このようなホスファイト化合物を選択することで、高い透明性とより高度な耐熱変色性を有する光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物とすることができる。
本発明の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物は、リン系安定剤(C)を含有する。
リン系安定剤としては、リン酸、ホスホン酸、亜燐酸、ホスフィン酸、ポリリン酸などのリンのオキソ酸;酸性ピロリン酸ナトリウム、酸性ピロリン酸カリウム、酸性ピロリン酸カルシウムなどの酸性ピロリン酸金属塩;リン酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸セシウム、リン酸亜鉛など第1族または第2B族金属のリン酸塩;ホスフェート化合物、ホスファイト化合物、ホスホナイト化合物などが挙げられるが、本発明では、リン系安定剤(C)として、下記一般式(I)で表されるホスファイト系安定剤(C−I)及び/又は下記一般式(II)で表されるホスファイト系安定剤(C−II)を使用する。このようなホスファイト化合物を選択することで、高い透明性とより高度な耐熱変色性を有する光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物とすることができる。
ホスファイト系安定剤(C−I)の上記一般式(I)において、R11〜R18は、それぞれ独立に、炭素数1〜5のアルキル基であることが好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−又はtert−ブチル基、がより好ましく、特にはメチル基であることが好ましく、また、a〜dは、0であることが好ましい。
ホスファイト系安定剤(C−I)は、1種類を単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。
ホスファイト系安定剤(C−I)としては、下記構造式(Ia)で表されるビス(2,4−ジクミルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトが特に好ましい。
ホスファイト系安定剤(C−II)の上記一般式(II)中、R21〜R25で表されるアルキル基としては、炭素数1〜10のアルキル基が好ましく、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、n−プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基、ヘキシル基及びオクチル基などが好ましく挙げられる。
上記のホスファイト系安定剤(C−II)は、1種類を単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。
ホスファイト系安定剤(C−II)としては、特に、下記構造式(IIa)で表される(トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイトが好ましい。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物においては、リン系安定剤(C)としてホスファイト系安定剤(C−I)とホスファイト系安定剤(C−II)を併用することも、初期色相を更に改善すると共に、耐熱変色性を高める上で好ましい。
リン系安定剤(C)、すなわち、ホスファイト系安定剤(C−I)及び/又はホスファイト系安定剤(C−II)の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対して、0.005〜0.5質量部であり、より好ましくは0.007質量部以上、さらに好ましくは0.008質量部以上、特に好ましくは0.01質量部以上であり、また、より好ましくは0.4質量以下、さらに好ましくは0.3質量部以下、中でも0.2質量部以下、特には0.1質量部以下が好ましい。含有量が0.005質量部未満の場合は、色相、耐熱変色性が不十分となりやすく、また、初期色相も劣りやすい。含有量が0.5質量部を超える場合は、成形時のガスが多くなったり、モールドデポジットによる転写不良が起こったりするため、得られる成形品の光透過率が低下しやすく、また、耐熱変色性が却って悪化しやすく湿熱安定性も低下しやすい。
[エポキシ化合物(D)またはオキセタン化合物(E)]
本発明のポリカーボネート樹脂組成物はエポキシ化合物(D)またはオキセタン化合物(E)を含有することも好ましい。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物はエポキシ化合物(D)またはオキセタン化合物(E)を含有することも好ましい。
[エポキシ化合物(D)]
本発明の樹脂組成物はエポキシ化合物(D)を含有することも好ましい。エポキシ化合物(D)をポリアルキレングリコール(B)と併せて含有することで耐熱変色性をより向上させることができる。
本発明の樹脂組成物はエポキシ化合物(D)を含有することも好ましい。エポキシ化合物(D)をポリアルキレングリコール(B)と併せて含有することで耐熱変色性をより向上させることができる。
エポキシ化合物(D)としては、1分子中にエポキシ基を1個以上有する化合物が用いられる。具体的には、フェニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、t−ブチルフェニルグリシジルエーテル、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシ−6’−メチルシクロヘキシルカルボキシレート、2,3−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、4−(3,4−エポキシ−5−メチルシクロヘキシル)ブチル−3’,4’−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、3,4−エポキシシクロヘキシルエチレンオキシド、シクロヘキシルメチル3,4−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル−6’−メチルシロヘキシルカルボキシレート、ビスフェノール−Aジグリシジルエーテル、テトラブロモビスフェノール−Aグリシジルエーテル、フタル酸のジグリシジルエステル、ヘキサヒドロフタル酸のジグリシジルエステル、ビス−エポキシジシクロペンタジエニルエーテル、ビス−エポキシエチレングリコール、ビス−エポキシシクロヘキシルアジペート、ブタジエンジエポキシド、テトラフェニルエチレンエポキシド、オクチルエポキシタレート、エポキシ化ポリブタジエン、3,4−ジメチル−1,2−エポキシシクロヘキサン、3,5−ジメチル−1,2−エポキシシクロヘキサン、3−メチル−5−t−ブチル−1,2−エポキシシクロヘキサン、オクタデシル−2,2−ジメチル−3,4−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、N−ブチル−2,2−ジメチル−3,4−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、シクロヘキシル−2−メチル−3,4−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、N−ブチル−2−イソプロピル−3,4−エポキシ−5−メチルシクロヘキシルカルボキシレート、オクタデシル−3,4−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、2−エチルヘキシル−3’,4’−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、4,6−ジメチル−2,3−エポキシシクロヘキシル−3’,4’−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、4,5−エポキシ無水テトラヒドロフタル酸、3−t−ブチル−4,5−エポキシ無水テトラヒドロフタル酸、ジエチル4,5−エポキシ−シス−1,2−シクロヘキシルジカルボキシレート、ジ−n−ブチル−3−t−ブチル−4,5−エポキシ−シス−1,2−シクロヘキシルジカルボキシレート、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油などを好ましく例示することができる。
エポキシ化合物は、単独で用いても2種以上組み合わせて用いてもよい。
エポキシ化合物は、単独で用いても2種以上組み合わせて用いてもよい。
これらのうち、脂環族エポキシ化合物が好ましく用いられ、特に、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキシルカルボキシレートが好ましい。
エポキシ化合物(D)の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対して、好ましくは0.0005〜0.2質量部であり、より好ましくは0.001質量部以上、さらに好ましくは0.003質量部以上、特に好ましくは0.005質量部以上であり、また、より好ましくは0.15質量以下、さらに好ましくは0.1質量部以下、特に好ましくは0.05質量部以下である。エポキシ化合物(D)の含有量が0.0005質量部未満の場合は、色相、耐熱変色性が不十分となりやすく、0.2質量部を超える場合は、耐熱変色性が却って悪化しやすく色相や湿熱安定性も低下しやすい。
[オキセタン化合物(E)]
本発明の樹脂組成物はオキセタン化合物(E)を含有することも好ましい。オキセタン化合物(E)をポリアルキレングリコール(B)と併せて含有することで耐熱変色性をより向上させることができる。
本発明の樹脂組成物はオキセタン化合物(E)を含有することも好ましい。オキセタン化合物(E)をポリアルキレングリコール(B)と併せて含有することで耐熱変色性をより向上させることができる。
オキセタン化合物としては、分子内に1以上のオキセタン基を有する化合物であればいずれも使用することができ、分子中にオキセタン基を1個有するモノオキセタン化合物および分子中にオキセタン基を2個以上有する2官能以上のポリオキセタン化合物のいずれもが使用できる。
オキセタン化合物を含有することによって、良好な色相と高度の耐熱変色性を一層向上させることができる。
オキセタン化合物を含有することによって、良好な色相と高度の耐熱変色性を一層向上させることができる。
モノオキセタン化合物としては、下記の一般式(III−a)、(III−b)または(IV)で表される化合物などを好ましく例示することができる。
上記一般式(III−a)、(III−b)及び(IV)において、R1はアルキル基であるが、好ましくは炭素数1〜6のアルキル基であり、メチル基またはエチル基が好ましく、特に好ましくはエチル基である。
また、R2はアルキル基またはフェニル基であるが、好ましくは炭素数2〜10のアルキル基であり、鎖状のアルキル基、分岐したアルキル基または脂環式アルキル基のいずれであってもよく、或いはアルキル鎖の途中にエーテル結合(エーテル系酸素原子)を有する鎖状または分岐状のアルキル基であってもよい。R2の具体例としては、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、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、3−オキシペンチル基、シクロヘキシル基、フェニル基などを挙げることができる。そのうちでも、R2は2−エチルヘキシル基、フェニル基、シクロヘキシル基が好ましい。
また、R2はアルキル基またはフェニル基であるが、好ましくは炭素数2〜10のアルキル基であり、鎖状のアルキル基、分岐したアルキル基または脂環式アルキル基のいずれであってもよく、或いはアルキル鎖の途中にエーテル結合(エーテル系酸素原子)を有する鎖状または分岐状のアルキル基であってもよい。R2の具体例としては、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、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、3−オキシペンチル基、シクロヘキシル基、フェニル基などを挙げることができる。そのうちでも、R2は2−エチルヘキシル基、フェニル基、シクロヘキシル基が好ましい。
一般式(III−a)の化合物の具体例としては、3−ヒドロキシメチル−3−メチルオキセタン、3−ヒドロキシメチル−3−エチルオキセタン、3−ヒドロキシメチル−3−プロピルオキセタン、3−ヒドロキシメチル−3−ノルマルブチルオキセタン、3−ヒドロキシメチル−3−プロピルオキセタンなどを好ましく挙げることができる。そのうちでも、3−ヒドロキシメチル−3−メチルオキセタン、3−ヒドロキシメチル−3−エチルオキセタン等が特に好ましい。
一般式(III−b)の化合物の具体例としては、3−エチル−3−(2−エチルヘキシロキシメチル)オキセタン等が特に好ましい。
一般式(III−b)の化合物の具体例としては、3−エチル−3−(2−エチルヘキシロキシメチル)オキセタン等が特に好ましい。
一般式(IV)において、R3は芳香環を有していてもよい2価の有機基であるが、その例としては、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ネオペンチレン基、n−ペンタメチレン基、n−ヘキサメチレン基等の炭素数1〜12の直鎖状または分岐状のアルキレン基、フェニレン基、式:−CH2−Ph−CH2−または−CH2−Ph−Ph−CH2−(ここで、Phはフェニル基を示す)で表される2価の基、水素添加ビスフェノールA残基、水素添加ビスフェノールF残基、水素添加ビスフェノールZ残基、シクロヘキサンジメタノール残基、トリシクロデカンジメタノール残基などを挙げることができる。
一般式(IV)の化合物の具体例としては、ビス(3−メチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ビス(3−プロピル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ビス(3−ブチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、1,4−ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン、3−エチル−3{[(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ]メチル}オキセタン、4,4’−ビス[(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシメチル]ビフェニル、1,4−ビス[(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシメチル]ベンゼン等を特に好ましく挙げることができる。
オキセタン化合物(E)は、単独で用いても2種以上組み合わせて用いてもよい。
オキセタン化合物(E)の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対して、好ましくは0.005〜0.2質量部であり、さらに好ましくは0.007質量部以上、特に好ましくは0.01質量部以上であり、また、より好ましくは0.15質量以下、さらに好ましくは0.1質量部以下、特に好ましくは0.05質量部以下である。オキセタン化合物(E)の含有量が、0.005質量部未満の場合は、色相、耐熱変色性が不十分となりやすく、0.2質量部を超える場合は、耐熱変色性が却って悪化しやすく、成形時のガスが発生しやすい。
エポキシ化合物(D)とオキセタン化合物(E)は、両者を併せて含有することも好ましく、その場合の合計の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対して、0.005〜0.2質量部であることが好ましい。
[添加剤等]
本発明の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物は、上記した以外のその他の添加剤、例えば、酸化防止剤、離型剤、紫外線吸収剤、蛍光増白剤、顔料、染料、ポリカーボネート樹脂以外の他のポリマー、難燃剤、耐衝撃改良剤、帯電防止剤、可塑剤、相溶化剤などの添加剤を含有することができる。これらの添加剤は一種または二種以上を配合してもよい。
なお、ポリカーボネート樹脂(A)以外のその他の樹脂を含有する場合、その含有量は、ポリカーボネート樹脂成分(A)100質量部に対し、20質量部以下とすることが好ましく、10質量部以下がより好ましく、さらには5質量部以下、特には3質量部以下とすることが好ましい。
本発明の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物は、上記した以外のその他の添加剤、例えば、酸化防止剤、離型剤、紫外線吸収剤、蛍光増白剤、顔料、染料、ポリカーボネート樹脂以外の他のポリマー、難燃剤、耐衝撃改良剤、帯電防止剤、可塑剤、相溶化剤などの添加剤を含有することができる。これらの添加剤は一種または二種以上を配合してもよい。
なお、ポリカーボネート樹脂(A)以外のその他の樹脂を含有する場合、その含有量は、ポリカーボネート樹脂成分(A)100質量部に対し、20質量部以下とすることが好ましく、10質量部以下がより好ましく、さらには5質量部以下、特には3質量部以下とすることが好ましい。
[光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物の製造方法]
本発明の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物の製造方法に制限はなく、公知の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物の製造方法を広く採用でき、ポリカーボネート樹脂(A)、ポリアルキレングリコール(B)としての(共)重合体、及びリン系安定剤(C)、並びに、必要に応じて配合されるその他の成分を、例えばタンブラーやヘンシェルミキサーなどの各種混合機を用い予め混合した後、バンバリーミキサー、ロール、ブラベンダー、単軸混練押出機、二軸混練押出機、ニーダーなどの混合機で溶融混練する方法が挙げられる。なお、溶融混練の温度は特に制限されないが、通常240〜320℃の範囲である。
本発明の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物の製造方法に制限はなく、公知の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物の製造方法を広く採用でき、ポリカーボネート樹脂(A)、ポリアルキレングリコール(B)としての(共)重合体、及びリン系安定剤(C)、並びに、必要に応じて配合されるその他の成分を、例えばタンブラーやヘンシェルミキサーなどの各種混合機を用い予め混合した後、バンバリーミキサー、ロール、ブラベンダー、単軸混練押出機、二軸混練押出機、ニーダーなどの混合機で溶融混練する方法が挙げられる。なお、溶融混練の温度は特に制限されないが、通常240〜320℃の範囲である。
[光学部品]
本発明の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物は、上記した光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物をペレタイズしたペレットを各種の成形法で成形して光学部品を製造することができる。またペレットを経由せずに、押出機で溶融混練された樹脂を直接、成形して光学部品にすることもできる。
本発明の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物は、上記した光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物をペレタイズしたペレットを各種の成形法で成形して光学部品を製造することができる。またペレットを経由せずに、押出機で溶融混練された樹脂を直接、成形して光学部品にすることもできる。
本発明の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物は、流動性に優れ、透明性と耐熱変色性に優れるので、薄肉の成形品にした場合でも、白点異物のない成形品外観に優れ、透過率や色相を両立できることから、射出成形法により、薄肉の光学部品を成形するのに好適に用いられる。射出成形の際の樹脂温度は、一般にポリカーボネート樹脂の射出成形に適用される温度である260〜300℃よりも高い樹脂温度にて成形することが好ましく、305〜380℃の樹脂温度が好ましい。樹脂温度は310℃以上であるのがより好ましく、315℃以上がさらに好ましく、320℃以上が特に好ましく、370℃以下がより好ましい。従来の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物を用いた場合には、薄肉成形品を成形するために成形時の樹脂温度を高めると、成形品の表面に白点異物が生じやすくなるという問題もあったが、本発明の樹脂組成物を使用することで、上記の温度範囲であっても、良好な外観を有する薄肉成形品を製造することが可能となる。
なお、樹脂温度とは、直接測定することが困難な場合はバレル設定温度として把握される。
なお、樹脂温度とは、直接測定することが困難な場合はバレル設定温度として把握される。
ここで、薄肉成形品とは、通常肉厚が1mm以下、好ましくは0.8mm以下、より好ましくは0.6mm以下の板状部を有する成形品をいう。ここで、板状部は、平板であっても曲板状になっていてもよく、平坦な表面であっても、表面に凹凸等を有してもよく、また断面は傾斜面を有していたり、楔型断面等であってもよい。
光学部品としては、LED、有機EL、白熱電球、蛍光ランプ、陰極管等の光源を直接または間接に利用する機器・器具の部品が挙げられ、導光板や面発光体用部材等が代表的なものとして例示される。
導光板は、液晶バックライトユニットや各種の表示装置、照明装置の中で、LED等の光源の光を導光するためのものであり、側面または裏面等から入れた光を、通常表面に設けられた凹凸により拡散させ、均一の光を出す。その形状は、通常平板状であり、表面には凹凸を有していても有していなくてもよい。
導光板の成形は、通常、好ましくは射出成形法、超高速射出成形法、射出圧縮成形法などにより行われる。
本発明の樹脂組成物を用いて成形した導光板は、白濁や透過率の低下がなく、透過率および色相が極めて良好である。
導光板は、液晶バックライトユニットや各種の表示装置、照明装置の中で、LED等の光源の光を導光するためのものであり、側面または裏面等から入れた光を、通常表面に設けられた凹凸により拡散させ、均一の光を出す。その形状は、通常平板状であり、表面には凹凸を有していても有していなくてもよい。
導光板の成形は、通常、好ましくは射出成形法、超高速射出成形法、射出圧縮成形法などにより行われる。
本発明の樹脂組成物を用いて成形した導光板は、白濁や透過率の低下がなく、透過率および色相が極めて良好である。
本発明の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物による導光板は、液晶バックライトユニットや各種の表示装置、照明装置の分野で好適に使用できる。このような装置の例としては、携帯電話、モバイルノート、ネットブック、スレートPC、タブレットPC、スマートフォン、タブレット型端末等の各種携帯端末、カメラ、時計、ノートパソコン、各種ディスプレイ、照明機器等が挙げられる。
以下、実施例を示して本発明について更に具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定して解釈されるものではない。
以下の実施例及び比較例で使用した原料および評価方法は次の通りである。なお、ポリカーボネート樹脂(A)の粘度平均分子量の測定方法は、前述したとおりである。
(実施例1〜17、比較例1)
[樹脂組成物ペレットの製造]
上記した各成分を、以下の表2、表3に記した割合(質量部)で配合し、タンブラーにて20分混合した後、スクリュー径40mmのベント付単軸押出機(田辺プラスチック機械社製「VS−40」)により、シリンダー温度250℃、100rpmで溶融混練し、ストランドカットによりポリカーボネート樹脂組成物のペレットを得た。
なお、各ポリカーボネート樹脂組成物において、配合したポリアルキレングリコール(B)全体(100モル%)に対する、テトラメチレングリコールユニット(b1)、(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)及びエチレングリコールユニット(b3)の割合(モル%)を、表2に示した。
[樹脂組成物ペレットの製造]
上記した各成分を、以下の表2、表3に記した割合(質量部)で配合し、タンブラーにて20分混合した後、スクリュー径40mmのベント付単軸押出機(田辺プラスチック機械社製「VS−40」)により、シリンダー温度250℃、100rpmで溶融混練し、ストランドカットによりポリカーボネート樹脂組成物のペレットを得た。
なお、各ポリカーボネート樹脂組成物において、配合したポリアルキレングリコール(B)全体(100モル%)に対する、テトラメチレングリコールユニット(b1)、(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)及びエチレングリコールユニット(b3)の割合(モル%)を、表2に示した。
[色相(YI)]
得られたペレットを120℃で5〜7時間、熱風循環式乾燥機により乾燥した後、射出成形機(ソディック社製「HSP100A」)により、樹脂温度340℃、金型温度80℃、サイクル40秒で、長光路成形品(300mm×7mm×4mm)を成形した。
この長光路成形品について、300mmの光路長でYI(黄変度、ASTM D1925に基づく)の測定を行った。測定には長光路分光透過色計(日本電色工業社製「ASA 1」、C光源、2°視野)を使用した。
得られたペレットを120℃で5〜7時間、熱風循環式乾燥機により乾燥した後、射出成形機(ソディック社製「HSP100A」)により、樹脂温度340℃、金型温度80℃、サイクル40秒で、長光路成形品(300mm×7mm×4mm)を成形した。
この長光路成形品について、300mmの光路長でYI(黄変度、ASTM D1925に基づく)の測定を行った。測定には長光路分光透過色計(日本電色工業社製「ASA 1」、C光源、2°視野)を使用した。
[ΔYI:耐熱変色性の評価]
また、上記長光路成形品を95℃で500時間保持した後のYIを測定し、YI値の差ΔYIを求め、耐熱変色性の評価を行った。ΔYIが小さいほど耐熱変色性が優れる。
以上の評価結果を以下の表2、表3に示す。
また、上記長光路成形品を95℃で500時間保持した後のYIを測定し、YI値の差ΔYIを求め、耐熱変色性の評価を行った。ΔYIが小さいほど耐熱変色性が優れる。
以上の評価結果を以下の表2、表3に示す。
本発明の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物は、透明性と耐熱変色性に優れるので、特に光学部品に極めて好適に利用でき、産業上の利用性は非常に高い。
Claims (9)
- ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、ポリアルキレングリコール(B)を0.1〜4質量部、リン系安定剤(C)を0.005〜0.5質量部含有する樹脂組成物であって、
ポリアルキレングリコール(B)が、テトラメチレングリコールユニット(b1)、(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)及びエチレングリコールユニット(b3)から選ばれる少なくとも2以上のユニットを共重合した共重合成分を含み、
リン系安定剤(C)が、下記一般式(I)で表されるホスファイト系安定剤(C−I)及び/又は下記一般式(II)で表されるホスファイト系安定剤(C−II)を含むことを特徴とする光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
- ポリアルキレングリコール(B)中の(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)及び/又はエチレングリコールユニット(b3)が、テトラメチレングリコールユニット(b1)と共重合した共重合体である請求項1に記載の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
- ポリアルキレングリコール(B)中の(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)及びエチレングリコールユニット(b3)が、テトラメチレングリコールユニット(b1)と共重合した共重合体である請求項1又は2に記載の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
- ポリアルキレングリコール(B)が、
(i)テトラメチレングリコールユニット(b1)と(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)を有する共重合体、
(ii)テトラメチレングリコールユニット(b1)とエチレングリコールユニット(b3)を有する共重合体、または
(iii)(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)とエチレングリコールユニット(b3)を有する共重合体から選ばれる2種以上の共重合体を併用して含有されるか、あるいは、
(iv)テトラメチレングリコールユニット(b1)と(2−メチル)エチレングリコールユニット(b2)とエチレングリコールユニット(b3)を有する共重合体として含有されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物。 - ポリアルキレングリコール(B)が、前記(i)の共重合体と前記(ii)の共重合体を併用して含有されるか、または前記(iv)の共重合体として含有される請求項4に記載の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
- ホスファイト系安定剤(C−I)が下記構造式(Ia)で表される化合物であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
- ポリアルキレングリコール(B)の数平均分子量が、1,200超から5,000未満である請求項1〜6のいずれかに記載の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
- さらに、エポキシ化合物(D)またはオキセタン化合物(E)を含有する請求項1〜7のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 請求項1〜8のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物を成形した光学部品。
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