JP2019104872A - ポリカーボネート系樹脂組成物およびそれから形成される光学フィルム - Google Patents

ポリカーボネート系樹脂組成物およびそれから形成される光学フィルム Download PDF

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Abstract

【課題】理想的な広帯域に近い波長分散特性をもち、透明性に優れ、光弾性定数が低く、位相差発現性に優れたポリカーボネート系樹脂組成物を提供する。【解決手段】主たる繰り返し単位がフルオレン環を側鎖に有する単位(a−1)と下記式(a−2)(式中、Wは炭素数1〜20のアルキレン基または炭素数6〜20のシクロアルキレン基を表し、Rは炭素数1〜20の分岐または直鎖のアルキル基、もしくは置換基を有してもよい炭素数6〜20のシクロアルキル基を表し、uは夫々0〜3の整数を示す。)で表される単位を含むポリカーボネート樹脂(A)及びアクリル系樹脂(B)を含有し、ポリカーボネート樹脂とアクリル系樹脂との重量比及びポリカーボネート樹脂(A)の(a−1)と(a−2)のモル比が特定の比率である、ポリカーボネート系樹脂組成物。【選択図】なし

Description

本発明は、ポリカーボネート系樹脂組成物およびそれから形成される光学フィルムに関するものであり、所望の波長分散性を有し、透明性に優れ、光弾性定数が低く、位相差発現性に優れたポリカーボネート系樹脂組成物およびそれから形成される光学フィルムに関するものである。
一般に光学フィルム、特に位相差フィルムは、液晶表示装置・有機EL表示装置等の表示装置に用いられ、色補償・視野角拡大・反射防止等の機能を有している。位相差フィルムとしては、λ/4板、λ/2板が知られており、その材料としてはビスフェノールAを重縮合したポリカーボネートやポリエーテルサルフォン、ポリサルフォンなどの熱可塑性ポリマーが用いられている。これら材料のフィルムを延伸して得られたλ/4板、λ/2板は、短波長ほど位相差が大きくなるという性質がある。そのため、λ/4板、λ/2板として機能しうる波長が特定の波長に限られるという問題点があった。
特許文献1には、広帯域において波長を制御する方法として、位相差の波長依存性が異なる特定の2枚以上の複屈折性フィルムを特定の角度で積層して製造する方法が知られている。これらの場合、位相差フィルムを複数枚用いるので、それらを貼り合わせるためにフィルムの角度を調整する工程が必要であり、生産性に問題がある。また、位相差フィルム全体が厚くなるために光線透過率が低下して、装置に組み込んだときに暗くなるという問題もある。
特許文献2および特許文献3には、特定の構造を有する溶融製膜可能な正の屈折率異方性を有する高分子のモノマー単位と負の屈折率異方性を有する高分子のモノマー単位とからなるポリカーボネート樹脂からなり、光学フィルムを少なくとも一軸方向に延伸して積層をせずに一枚のフィルムにより広帯域化する方法が提案されている。但し、さらなる低光弾性係数や波長分散性の改善が求められており、そのようなポリカーボネートの光学フィルムは未だ提案されていなかった。
光弾性係数を下げる方法としては、光弾性係数が低いアクリル系樹脂を混合する方法が考えられるが、PCとPMMAの混和物は本質的に非相溶であり不透明な材料を生じることが知られている。例えば、特許文献4には、PC及びPMMAの混和物が不透明で、両方のポリマーが有する物性が発現しないことが示されている。
また、非特許文献1および2には、PC/PMMAの混和物は全組成範囲にわたって混和せず、不透明であることが報告されている。
他方、特許文献5にはフッ化モノマーを含有するポリカーボネート樹脂とアクリル樹脂との組成物は透明になることが示されているが、これらの組成物はポリカーボネート樹脂に芳香族を含有するため、耐候性や光弾性係数等の光学特性の面で課題があった。
その他、特許文献6では、アクリル樹脂の改質により透明な樹脂組成物を得ているが、アクリル樹脂に芳香族を含有するため、この組成物についても耐候性や光弾性係数等の光学特性の面で課題があった。
これまでに、所望の波長分散性を有し、透明性、光弾性定数が低く、位相差発現性を有し十分に満足するポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂の混和物による光学フィルムに関して、まだ報告されたものはない。
特開平2−120804号公報 特開2013−76982号公報 特許第3325560号公報 米国特許第4319003号 特開平07−3104号公報 特開2014−1267号公報
Polymer Preprints(Volume 23、pages 258-259、1982) Advances in Chemistry(Volume 206、No.9、pages 129-148、1984)
本発明の目的は、理想的な広帯域に近い波長分散特性をもち、透明性に優れ、光弾性定数が低く、位相差発現性に優れたポリカーボネート系樹脂組成物およびそれから形成される光学フィルムを提供することにある。
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、フルオレン構造を有するジオールと特定のスピロ環構造を有するジオールからなる共重合ポリカーボネート樹脂と特定のアクリル系樹脂が溶融状態で相溶することを見出した。この共重合ポリカーボネートとアクリル系樹脂からなるポリカーボネート系樹脂組成物からなるフィルムが理想的な広帯域に近い逆波長分散性を持ち、透明性、光弾性定数の低く、位相差発現性に優れ、特定の波長分散性を有す位相差フィルムとなることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明によれば、発明の課題は、下記により達成される。
1.(A)主たる繰り返し単位がフルオレン環を側鎖に有するカーボネート単位(a−1)と下記式(a−2)
Figure 2019104872
(式中、Wは炭素数1〜20のアルキレン基または炭素数6〜20のシクロアルキレン基を表し、Rは炭素数1〜20の分岐または直鎖のアルキル基、もしくは置換基を有してもよい炭素数6〜20のシクロアルキル基を表し、uは夫々0〜3の整数を示す。)
で表されるカーボネート単位(a−2)を含むポリカーボネート樹脂(A)およびアクリル系樹脂(B)を含有し、ポリカーボネート樹脂とアクリル系樹脂との重量比が60:40〜99:1であって、前記ポリカーボネート樹脂(A)のカーボネート単位(a−1)とカーボネート単位(a−2)とのモル比(a−1)/(a−2)が20/80〜50/50であるポリカーボネート系樹脂組成物。
2.ポリカーボネート樹脂(A)のカーボネート単位(a−1)が、下記式(a−1−1)
Figure 2019104872
(式中、RおよびRは夫々独立して、水素原子、炭素原子数1〜10の芳香族基を含んでもよい炭化水素基またはハロゲン原子を示し、RおよびRは夫々独立して、炭素原子数1〜10の芳香族基を含んでもよい炭化水素基を示し、mおよびnは夫々独立して0〜4の整数を示し、pおよびqは、夫々独立して0以上の整数を示す。)
で表される単位である前記1に記載のポリカーボネート系樹脂組成物。
3.ポリカーボネート樹脂(A)のカーボネート単位(a−2)が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)ウンデカンから誘導される単位である前記1または2に記載のポリカーボネート系樹脂組成物。
4.アクリル系樹脂がメチルメタクリレート由来の繰返し単位およびスチレン由来の繰返し単位を含む前記1〜3のいずれかに記載のポリカーボネート系樹脂組成物。
5.アクリル系樹脂がメチルメタクリレート由来の繰返し単位、スチレン由来の繰返し単位及び無水マレイン酸由来の繰返し単位を含む前記4記載のポリカーボネート系樹脂組成物。
6.ポリカーボネート樹脂組成物のガラス転移温度が90℃〜150℃である前記1〜5のいずれかに記載のポリカーボネート系樹脂組成物。
7.ポリカーボネート系樹脂組成物の光弾性定数が25×10−12Pa−1以下である前記1〜6のいずれかに記載のポリカーボネート系樹脂組成物。
8.前記1〜7のいずれか記載のポリカーボネート系樹脂組成物から形成される光学フィルム。
9.光学フィルムのヘイズが5%以下である前記8記載の光学フィルム。
10.R(550)が120〜160nmであって、
波長450nm、550nm、および650nmにおけるフィルム面内の位相差R(450)、R(550)、およびR(650)が、下記式(1)および(2)を満たし,且つ
0.60<R(450)/R(550)<0.95 (1)
1.01<R(650)/R(550)<1.40 (2)
下記式(3)で表される複屈折率(Δn)が1.5×10−3以上であること
Δn=R(550)/(d×10) (3)
(但し、dはフィルムの厚み(μm)である。)
を満たす前記8記載の光学フィルム。
11.位相差フィルムとして用いられる前記10記載の光学フィルム。
12.光学フィルムの厚み(d)が20〜80μmである前記10に記載の光学フィルム。
13.前記11記載の光学フィルムを位相差フィルムとして用いた液晶表示装置または有機EL表示装置。
本発明のポリカーボネート系樹脂組成物は、フルオレン構造を有するジオールと特定のスピロ環構造を有するジオールからなる共重合ポリカーボネート樹脂とアクリル系樹脂が溶融状態で相溶する。
そのため、本発明のポリカーボネート系樹脂組成物を用いた光学フィルムは、例えば延伸フィルムとすることで、所望の波長分散性を有し、透明性に優れ、光弾性定数が低く、位相差発現性を有し、一枚で広帯域化可能であり、液晶表示装置用、有機ELディスプレイ用等の光学フィルムとして極めて有用であり、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(A)〉
本発明におけるポリカーボネート樹脂(A)は、主たる繰り返し単位が、フルオレン環を側鎖に有するカーボネート単位(a−1)と前記式(a−2)で表されるカーボネート単位(a−2)を含むポリカーボネート樹脂から形成される。ここで、「主たる」とは、全カーボネート単位を基準として、カーボネート単位(a−1)と(a−2)との合計が、好ましくは80モル%以上、より好ましくは、85モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上、特に好ましくは、95モル%以上であることを示す。
(カーボネート単位(a−1))
カーボネート単位(a−1)は、フルオレン環を側鎖に有するカーボネート単位(a−1)である。
カーボネート単位(a−1)の好ましい構造として、加工性の観点から、下記の(a−1−1)または、(a−1−2)が挙げられる。そして、より好ましい構造として、下記(a−1−1)が挙げられ、さらに(a−1−1)の好ましい構造として、下記(a−1−1−a)または(a−1−1−b)が挙げられ、特に好ましい構造として、下記(a−1−1−a1)または(a−1−1−b1)が挙げられる。
Figure 2019104872
単位(a−1−1)中、RおよびRは夫々独立して、水素原子、炭素原子数1〜10の芳香族基を含んでもよい炭化水素基またはハロゲン原子を示す。炭化水素基として、好ましくは、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数7〜10のアラルキル基、炭素数1〜10のアルケニル基である。RおよびRは夫々独立して、炭素原子数1〜10の芳香族基を含んでもよい炭化水素基を示す。炭化水素基は、好ましくは炭素数1〜10のアルキレン基、よりに好ましくは炭素数1〜4のアルキレン基、さらに好ましくはエチレン基である。
mおよびnは夫々独立して0〜4の整数を示し、pおよびqは、夫々独立して、0以上の整数であり、好ましくは0〜20の整数、より好ましくは0〜12の整数、さらに好ましくは0〜8の整数、特に好ましくは0〜4の整数、最も好ましくは0と1である。
(pおよびqが0の場合)
pおよびqが0の場合、単位(a−1−1)は下記式で表される(以下、単位(a−1−1−a)と呼ぶことがある)。
Figure 2019104872
およびRは単位(a−1−1)と同じである。
単位(a−1−1−a)として、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、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−エチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−n−プロピルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−イソプロピルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−n−ブチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−sec−ブチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−tert−プロピルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−シクロヘキシルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−フェニルフェニル)フルオレン等から誘導される単位が、好ましく挙げられる。これらの単位(a−1−1−a)を誘導する化合物は、単独でまたは二種類以上を組み合わせて用いることもできる。
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)フルオレンが好ましく、特に9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレンから誘導される下記式で表される単位(a−1−1−a1)が、より好ましい。
Figure 2019104872
(pおよびqが1以上の整数の場合)
pおよびqが1以上の整数の場合、単位(a−1)は下記式で表される(以下、単位(a−1−1−b)と呼ぶことがある)。
Figure 2019104872
単位(a−1−1−b)として、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレン、9,9−ビス[4−(3−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]フルオレン、9,9−ビス[4−(4−ヒドロキシブトキシ)フェニル]フルオレン、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−メチルフェニル]フルオレン、9,9−ビス[2−(2−ヒドロキシエトキシ)−5−メチルフェニル]フルオレン、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−エチルフェニル]フルオレン、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−プロピルフェニル]フルオレン、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−イソプロピルフェニル]フルオレン、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−n−ブチルフェニル]フルオレン、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−イソブチルフェニル]フルオレン、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−(1−メチルプロピル)フェニル]フルオレン、9,9−ビス[4−(3−ヒドロキシプロポキシ)−3−メチルフェニル]フルオレン、9,9−ビス[4−(4−ヒドロキシブトキシ)−3−メチルフェニル]フルオレン、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3,5−ジメチルフェニル]フルオレン、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−2,5−ジメチルフェニル]フルオレン、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3,5−ジエチルフェニル]フルオレン、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3,5−ジプロピルフェニル]フルオレン、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3,5−ジイソプロピルフェニル]フルオレン、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3,5−ジ−n−ブチルフェニル]フルオレン、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3,5−ジイソブチルフェニル]フルオレン、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3,5−ビス(1−メチルプロピル)フェニル]フルオレン、9,9−ビス[4−(3−ヒドロキシプロポキシ)−3,5−ジメチルフェニル]フルオレン、9,9−ビス[4−(4−ヒドロキシブトキシ)−3,5−ジメチルフェニル]フルオレン、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−シクロヘキシルフェニル]フルオレン、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−フェニルフェニル]フルオレン、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3,5−ジフェニルフェニル]フルオレン、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−ベンジルフェニル]フルオレン、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3,5−ジベンジルフェニル]フルオレン、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−プロペニルフェニル]フルオレン、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−フルオロフェニル]フルオレン、およびこれらの9,9−ビス(ヒドロキシアルコキシフェニル)フルオレンから誘導される単位が挙げられる。また、pおよびqが2以上である9,9−ビス[ヒドロキシポリ(アルキレンオキシ)フェニル]フルオレン等から誘導される単位が挙げられる。
これらのうち、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレン、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−メチルフェニル]フルオレン}等が好ましい。
特に、下記式(a−1−1−b1)
Figure 2019104872
また、好ましい単位(a−1−2)は、下記式で示される。
Figure 2019104872
[式中、R及びRは、それぞれ独立に、直接結合、置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキレン基、置換されていてもよい炭素数4〜10のアリーレン基、若しくは置換されていてもよい炭素数6〜10のアラルキレン基、又は置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキレン基、置換されていてもよい炭素数4〜10のアリーレン基及び置換されていてもよい炭素数6〜10のアラルキレン基からなる群から選ばれる2つ以上の基が、酸素原子、置換されていてもよい硫黄原子、置換されていてもよい窒素原子若しくはカルボニル基で連結された基であり、Rは、直接結合、置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキレン基、置換されていてもよい炭素数4〜10のアリーレン基、又は置換
されていてもよい炭素数6〜10のアラルキレン基であり、R〜Rは、それぞれ独立に、水素原子、置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基、置換されていてもよい炭素数4〜10のアリール基、置換されていてもよい炭素数1〜10のアシル基、置換されていてもよい炭素数1〜10のアルコキシ基、置換されていてもよい炭素数1〜10のアリールオキシ基、置換されていてもよいアミノ基、置換基を有する硫黄原子、ハロゲン原子、ニトロ基、又はシアノ基である。rおよびsは夫々独立して0〜4の整数を示し、tは1〜5の整数値を示す。]
上記一般式(a−1−2)を誘導する化合物の具体的例として、9,9’−ジ(ヒドロキシメチル)−9,9’−ビフルオレニル、ビス(9−ヒドロキシメチルフルオレン−9−イル)メタン、1,2−ビス(9−ヒドロキシメチルフルオレン−9−イル)エタン、ビス[9−(3−ヒドロキシプロピル)−フルオレン−9−イル]メタン、ビス{9−[2−(2−ヒドロキシエトキシ)カルボニルエチル]フルオレン−9−イル}メタン、9,9−ビス[(9−ヒドロキシメチルフルオレン−9−イル)−メチル]フルオレン、1,2−ビス[9−(3−ヒドロキシプロピル)−フルオレン−9−イル]エタン、α,α’−ビス−(9−ヒドロキシメチルフルオレン−9−イル)−1,4−キシレン、1,2−ビス(9−ヒドロキシメチルフルオレン−9−イル)ブタン、1−ビス(9−ヒドロキシメチルフルオレン−9−イル)エタン、1,2−ビス(9−ヒドロキシフルオレン−9−イル)エタン、ビス−{[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレン−9−イル}エタンが好ましい。
(カーボネート単位(a−2))
本発明におけるカーボネート単位(a−2)は前記式(a−2)に示したように、スピロ環構造を有するジオールから誘導されるものである。スピロ環構造を有するジオール化合物として、3,9−ビス(2−ヒドロキシエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5.5)ウンデカン、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、3,9−ビス(2−ヒドロキシ−1,1−ジエチルエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5.5)ウンデカン、3,9−ビス(2−ヒドロキシ−1,1−ジプロピルエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5.5)ウンデカンなどの脂環式ジオール化合物があげられる。
好ましくは、下記式で表される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(a−2−1)が用いられる。
Figure 2019104872
(組成)
本発明におけるポリカーボネート樹脂(A)は、主たる繰り返し単位がカーボネート単位(a−1)と(a−2)とを含み、それらのモル比(a−1/a−2)は20/80〜50/50であり、モル比(a−1/a−2)が30/70〜40/60が好ましい。上記範囲であると、特にアクリル系樹脂との相溶性、耐熱性、位相差の発現性や波長分散性等のバランスに優れる。
本発明におけるポリカーボネート樹脂(A)モル比(a−1/a−2)が20/80より小さい場合は、耐熱性、位相差の発現性や波長分散性が劣り、他方モル比(a−1/a−2)が50/50より大きい場合は、アクリル樹脂との相溶性が悪化する。モル比(a−1/a−2)は、日本電子社製JNM−AL400のプロトンNMRにて測定し算出することができる。
(ポリカーボネート樹脂(A)の製造方法)
本発明におけるポリカーボネート樹脂(A)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ジオール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120〜300℃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、より好ましくは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、ステアリン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
ポリカーボネート樹脂(A)の比粘度(ηSP)は、0.2〜1.5の範囲が好ましい。比粘度が0.2〜1.5の範囲ではフィルム等の成形品の強度及び成形加工性が良好となる。より好ましくは0.25〜1.2であり、さらに好ましくは0.3〜1.0であり、特に好ましくは0.3〜0.5である。
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。
<アクリル系樹脂(B)>
本発明におけるアクリル系樹脂(B)としては、熱可塑性樹脂としてのアクリル樹脂(B)が好ましく使用される。アクリル樹脂に使用される単量体として以下の化合物が、好ましく挙げられる。例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸、アクリル酸、ベンジル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、アクリル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、コハク酸2−(メタ)アクロイルオキシエチル、マレイン酸2−(メタ)アクロイルオキシエチル、フタル酸2−(メタ)アクロイルオキシエチル、ヘキサヒドロフタル酸2−(メタ)アクリオイルオキシエチル、ペンタメチルピペリジル(メタ)アクリレート、テトラメチルピペリジル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、シクロペンチルメタクリレート、シクロペンチルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘプチルメタクリレート、シクロヘプチルアクリレート、シクロオクチルメタクリレート、シクロオクチルアクリレート、シクロドデシルメタクリレート、シクロドデシルアクリレート等が例示される。
これらは、単独で重合して使用してもよく、2種類以上を重合して使用してもよい。特にメタクリル酸メチルおよび/またはアクリル酸メチルを含むことがより好ましい。モノマー成分として、メタクリル酸メチルを50〜99mol%、アクリル酸メチルを1〜50mol%含むことが、さらに好ましく、メタクリル酸メチルを60〜99mol%、アクリル酸メチルを1〜40mol%含むことが、さらにより好ましく、メタクリル酸メチルを70〜99mol%、アクリル酸メチルを1〜30mol%含むことがよりいっそう好ましい。モノマー成分として、メタクリル酸メチルが99mol%より多い場合、耐熱分解性が劣り、成形時にシルバー等の成形不良が発生することがある。モノマー成分として、メタクリル酸メチルが50mol%より小さい場合、熱変形温度が低下することがある。また、これらのアクリル系単量体と重合され得る他の単量体、例えばオレフィン系単量体、ビニル系単量体等を0〜30重量%併用してもよい。
本発明に用いるアクリル樹脂(B)は市販品を用いることも可能であり、例えば三菱レイヨン(株)製の商品名「Acrypet」や、ダイセル・エボニック(株)製の商品名「PLEXIGLAS」、住友化学(株)製の商品名「SUMIPEX」、(株)クラレ製の商品名「PARAPET」などが例示できる。
前記アクリル樹脂の分子量は特に限定されるものではないが、重量平均分子量で3万以上、30万以下の範囲であれば、フィルムとして成形する際に流れムラ等の外観不良を生じることがなく、機械特性、耐熱性に優れたフィルムを提供することができる。
またアクリル樹脂(B)として、広帯域において波長を制御するために負の屈折率異方性を有するアクリル共重合体(B1)を用いることができ、かかるアクリル系共重合体(B1)は芳香族ビニル単量体単位と(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を有する共重合体である。
ここで、芳香族ビニル単量体単位としては、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、エチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、α−メチルスチレン、α−メチル−p−メチルスチレン等の各スチレン系単量体に由来する単位が挙げられる。これら芳香族ビニル単量体単位は、1種のみを単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。本発明においては、スチレン単位やα−メチルスチレン単位が好ましい。スチレン単位は、工業的に入手し易く、また経済性に優れるため好ましく、α−メチルスチレン単位はガラス転移温度を向上させることができるため好ましい。
(メタ)アクリル酸エステル単量体単位としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、n−ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ジシクロペンタニルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート等の各メタクリル酸エステル単量体、及びアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、n−ブチルアクリレート、2−メチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、デシルアクリレート等のアクリル酸エステル単量体に由来する単位が挙げられる。これら(メタ)アクリル酸エステル単量体単位は、1種のみを単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。ここで本発明においては、ポリカーボネート樹脂Aとの相溶性や外観などからメタクリル酸メチル単位が好適に用いることができる。
上述のアクリル系共重合体(B1)の構成単位は、好ましくは、芳香族ビニル単量体単位30〜70質量%、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位30〜70質量%の範囲である。
ここで、芳香族ビニル単量体単位が上述の範囲であれば、位相差の逆波長分散性に優れまた、吸水性を低減できるので好ましい。(メタ)アクリル酸エステル単量体単位が、上述の範囲であれば、ポリカーボネート樹脂Aとの相溶性が向上し透明性が良好になるため好ましい。
上述のアクリル樹脂系共重合体(B1)は市販品を用いることも可能であり、例えばデンカ(株)製のMS樹脂(商品名:TX POLYMER)やダイセルポリマー(株)製のMS樹脂(商標名:セビアン)などが例示できる。
さらに、アクリル系樹脂(B)として、芳香族ビニル単量体単位と(メタ)アクリル酸エステル単量体単位及び不飽和ジカルボン酸無水物単量体単位を有するアクリル共重合体(B2)を用いることもできる。
ここで、芳香族ビニル単量体単位としては、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、エチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、α−メチルスチレン、α−メチル−p−メチルスチレン等の各スチレン系単量体に由来する単位が挙げられる。これら芳香族ビニル単量体単位は、1種のみを単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。本発明においては、スチレン単位やα−メチルスチレン単位が好ましい。スチレン単位は、工業的に入手し易く、また経済性に優れるため好ましく、α−メチルスチレン単位はガラス転移温度を向上させることができるため好ましい。
(メタ)アクリル酸エステル単量体単位としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、n−ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ジシクロペンタニルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート等の各メタクリル酸エステル単量体、及びアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、n−ブチルアクリレート、2−メチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、デシルアクリレート等のアクリル酸エステル単量体に由来する単位が挙げられる。これら(メタ)アクリル酸エステル単量体単位は、1種のみを単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。ここで本発明においては、ポリカーボネート樹脂Aとの相溶性や外観などからメタクリル酸メチル単位が好適に用いることができる。
不飽和ジカルボン酸無水物単量体単位としては、マレイン酸無水物、イタコン酸無水物、シトラコン酸無水物、アコニット酸無水物などの各無水物単量体に由来する単位が挙げられる。これら不飽和ジカルボン酸無水物単量体単位は、1種のみを単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。ここで本発明においては、ポリカーボネート樹脂Aとの相溶性や透明性などからマレイン酸無水物単位が好適に用い用いることができる。
上述のアクリル系共重合体(B2)の構成単位は、好ましくは芳香族ビニル単量体単位45〜80質量%、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位10〜45質量%、不飽和ジカルボン酸無水物単位10〜30質量%であり、より好ましくは芳香族ビニル単量体単位50〜70質量%、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位15〜40質量%、不飽和ジカルボン酸無水物15〜25質量%の範囲である。
ここで、芳香族ビニル単量体単位が上述の範囲であれば、位相差の逆波長分散性に優れまた、吸水性を低減できるので好ましい。(メタ)アクリル酸エステル単量体単位が、上述の範囲であれば、ポリカーボネート樹脂Aとの相溶性が向上し透明性が良好になるため好ましい。また、不飽和ジカルボン酸無水物単量体単位が、上述の範囲であれば、耐熱性が向上するため好ましい。
上述のアクリル系共重合体(B2)は市販品を用いることも可能であり、例えばデンカ(株)製のSMM樹脂(商品名:レジスファイ)などが例示できる。
また、本発明に使用されるアクリル系樹脂のガラス転移温度(Tg)は、好ましくは90〜150℃、より好ましくは95〜145℃、さらに好ましくは100〜120℃である。Tgが90〜150℃であると、耐熱性が良好であり好ましい。
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。
(ポリカーボネート樹脂とアクリル樹脂とを含有するポリカーボネート系樹脂組成物の製造方法)
本発明の樹脂組成物はポリカーボネート樹脂とアクリル系樹脂とを溶融状態でブレンドすることが好ましい。溶融状態でブレンドする方法として、押出機が一般的に用いられ、溶融樹脂温度200〜320℃、好ましくは220〜300℃、より好ましくは、230〜290℃で混練し、ペレタイズする。これにより、両樹脂が均一にブレンドされた樹脂組成物のペレットが得られる。押出機の構成、スクリューの構成等は特に限定されない。押出機中の溶融樹脂温度が320℃を超えると樹脂が着色したり、熱分解することがある。一方、樹脂温度が200℃を下回ると、樹脂粘度が高過ぎて押出機に過負荷がかかることがある。
(ポリカーボネート樹脂(A)とアクリル樹脂(B)との組成比)
上記ポリカーボネート樹脂とアクリル系樹脂との重量比は60:40〜99:1の範囲である。好ましくは70:30〜98:2(重量比)の範囲であり、より好ましくは80:20〜95:5(重量比)の範囲である。上記範囲とすることにより、所望の波長分散性を有し、透明性、低光弾性係数、位相差発現性に優れたポリカーボネート系樹脂組成物を得ることができる。アクリル系樹脂成分が下限より大きくなると透明性や耐熱性、位相差発現性が問題となる。
(ガラス転移温度:Tg)
本発明のポリカーボネート系樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)は好ましくは単一であり、そのガラス転移温度(Tg)が好ましくは90〜150℃であり、より好ましくは100〜140℃であり、さらに好ましくは120〜140℃である。Tgが上記範囲内であると、耐熱性及び成形性が良好であり好ましい。
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。本発明において、ガラス転移温度(Tg)が単一であるとは、JIS K7121に準じて、加熱速度20℃/分で示差走査熱量計(DSC)を用いてガラス転移温度を測定した際に、ガラス転移温度を示す変曲点が1つだけ現れるものである。
一般的にポリマーブレンド組成物のガラス転移温度が単一であるということは、混合する樹脂がナノメートルオーダー(分子レベル)で相溶した状態にあることを意味し、相溶している系と認めることができる。
(添加剤)
本発明で使用されるポリカーボネート系樹脂組成物は、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、着色剤、衝撃改質剤等の添加剤を配合することができる。
(熱安定剤)
本発明で使用されるポリカーボネート系樹脂組成物は、押出・成形時の分子量低下や色相の悪化を抑制するために、とくに熱安定剤を含有することが好ましい。熱安定剤としてはリン系熱安定剤、フェノール系熱安定剤、イオウ系熱安定剤が挙げられ、これらの1種を単独で、又は2種以上を併用して用いることができる。特に、単位(a−1)のエーテルジオール残基が熱と酸素により劣化し、着色しやすいため、熱安定剤としてはリン系熱安定剤を含有することが好ましい。リン系安定剤としてはホスファイト化合物を配合することが好ましい。ホスファイト化合物としては、ペンタエリスリトール型ホスファイト化合物、二価フェノール類と反応し環状構造を有するホスファイト化合物、その他の構造を有するホスファイト化合物が挙げられる。
上記のペンタエリスリトール型ホスファイト化合物としては、具体的には、例えば、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、フェニルビスフェノールAペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ジシクロヘキシルペンタエリスリトールジホスファイトなどが挙げられ、中でも好適には、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、およびビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトが挙げられる。
上記の二価フェノール類と反応し環状構造を有するホスファイト化合物としては、例えば、2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)(2−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ホスファイト、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェニル)(2−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ホスファイト、2,2’−エチリデンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェニル)(2−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ホスファイト、2,2’−メチレン−ビス−(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、6−tert−ブチル−4−[3−[(2,4,8,10)−テトラ−tert−ブチルジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン−6−イル)オキシ]プロピル]−2−メチルフェノールなどを挙げることができる。
上記のその他の構造を有するホスファイト系化合物としては、例えば、トリフェニルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリデシルホスファイト、トリオクチルホスファイト、トリオクタデシルホスファイト、ジデシルモノフェニルホスファイト、ジオクチルモノフェニルホスファイト、ジイソプロピルモノフェニルホスファイト、モノブチルジフェニルホスファイト、モノデシルジフェニルホスファイト、モノオクチルジフェニルホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、トリス(ジエチルフェニル)ホスファイト、トリス(ジ−iso−プロピルフェニル)ホスファイト、トリス(ジ−n−ブチルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、およびトリス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイトなどが挙げられる。
各種ホスファイト化合物以外には、例えば、ホスフェート化合物、ホスホナイト化合物、ホスホネイト化合物が挙げられる。
ホスフェート化合物としては、トリブチルホスフェート、トリメチルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクロルフェニルホスフェート、トリエチルホスフェート、ジフェニルクレジルホスフェート、ジフェニルモノオルソキセニルホスフェート、トリブトキシエチルホスフェート、ジブチルホスフェート、ジオクチルホスフェート、ジイソプロピルホスフェートなどを挙げることができ、好ましくはトリフェニルホスフェート、トリメチルホスフェートである。
ホスホナイト化合物としては、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,3’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−3,3’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,3’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−3,3’−ビフェニレンジホスホナイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−フェニルホスホナイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−3−フェニル−フェニルホスホナイト、ビス(2,6−ジ−n−ブチルフェニル)−3−フェニル−フェニルホスホナイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−フェニルホスホナイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−3−フェニル−フェニルホスホナイト等があげられ、テトラキス(ジ−tert−ブチルフェニル)−ビフェニレンジホスホナイト、ビス(ジ−tert−ブチルフェニル)−フェニル−フェニルホスホナイトが好ましく、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−ビフェニレンジホスホナイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−フェニル−フェニルホスホナイトがより好ましい。かかるホスホナイト化合物は上記アルキル基が2以上置換したアリール基を有するホスファイト化合物との併用可能であり好ましい。
ホスホネイト化合物としては、ベンゼンホスホン酸ジメチル、ベンゼンホスホン酸ジエチル、およびベンゼンホスホン酸ジプロピル等が挙げられる。
上記のリン系熱安定剤の中でも、トリスノニルフェニルホスファイト、トリメチルホスフェート、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトが好ましく使用される。
上記のリン系熱安定剤は、単独でまたは2種以上を併用して使用することができる。リン系熱安定剤はポリカーボネート系樹脂組成物100重量部当たり、好ましくは0.001〜1重量部、より好ましくは0.01〜0.5重量部、さらに好ましくは0.01〜0.3重量部配合される。
本発明で使用されるポリカーボネート系樹脂組成物は、押出・成形時の分子量低下や色相の悪化を抑制することを目的に、熱安定剤として、ヒンダードフェノール系熱安定剤またはイオウ系熱安定剤を、リン系熱安定剤と組み合わせて添加することもできる。
ヒンダードフェノール系熱安定剤としては、例えば、酸化防止機能を有するものであれば特に限定されないが、例えば、n−オクタデシル−3−(4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェニル)プロピオネート、テトラキス{メチレン−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート}メタン、ジステアリル(4−ヒドロキシ−3−メチル−5−t−ブチルベンジル)マロネート、トリエチレグリコール−ビス{3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート}、1,6−ヘキサンジオール−ビス{3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート}、ペンタエリスリチル−テトラキス{3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート}、2,2−チオジエチレンビス{3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート}、2,2−チオビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−イソシアヌレート、2,4−ビス{(オクチルチオ)メチル}−o−クレゾール、イソオクチル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,5,7,8−テトラメチル−2(4’,8’,12’−トリメチルトリデシル)クロマン−6−オール、3,3’,3”,5,5’,5”−ヘキサ−t−ブチル−a,a’,a”−(メシチレン−2,4,6−トリイル)トリ−p−クレゾール等が挙げられる。
これらの中で、n−オクタデシル−3−(4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェニル)プロピオネート、ペンタエリスリチル−テトラキス{3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート}、3,3’,3”,5,5’,5”−ヘキサ−t−ブチル−a,a’,a’−(メシチレン−2,4,6−トリイル)トリ−p−クレゾール、2,2−チオジエチレンビス{3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート}等が好ましい。
これらのヒンダードフェノール系熱安定剤は1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても用いても良い。
ヒンダードフェノール系熱安定剤はポリカーボネート系樹脂組成物100重量部当たり、好ましくは0.001〜1重量部、より好ましくは0.01〜0.5重量部、さらに好ましくは0.01〜0.3重量部配合される。
イオウ系熱安定剤としては、例えば、ジラウリル−3,3’−チオジプロピオン酸エステル、ジトリデシル−3,3’−チオジプロピオン酸エステル、ジミリスチル−3,3’−チオジプロピオン酸エステル、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオン酸エステル、ラウリルステアリル−3,3’−チオジプロピオン酸エステル、ペンタエリスリトールテトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)、ビス[2−メチル−4−(3−ラウリルチオプロピオニルオキシ)−5−tert−ブチルフェニル]スルフィド、オクタデシルジスルフィド、メルカプトベンズイミダゾール、2−メルカプト−6−メチルベンズイミダゾール、1,1’−チオビス(2−ナフトール)などを挙げることができる。上記のうち、ペンタエリスリトールテトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)が好ましい。
これらのイオウ系熱安定剤は1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても用いても良い。
イオウ系熱安定剤は樹脂組成物100重量部当たり、好ましくは0.001〜1重量部、より好ましくは0.01〜0.5重量部、さらに好ましくは0.01〜0.3重量部配合される。
ホスファイト系熱安定剤、フェノール系熱安定剤、イオウ系熱安定剤を併用する場合、これらの合計で樹脂組成物100重量部に対し、好ましくは0.001〜1重量部、より好ましくは0.01〜0.3重量部配合される。
(離型剤)
本発明で使用されるポリカーボネート系樹脂組成物は、溶融成形時の金型からの離型性をより向上させるために、本発明の目的を損なわない範囲で離型剤を配合することも可能である。
かかる離型剤としては、一価または多価アルコールの高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸、パラフィンワックス、蜜蝋、オレフィン系ワックス、カルボキシ基および/またはカルボン酸無水物基を含有するオレフィン系ワックス、シリコーンオイル、オルガノポリシロキサン等が挙げられる。
高級脂肪酸エステルとしては、炭素原子数1〜20の一価または多価アルコールと炭素原子数10〜30の飽和脂肪酸との部分エステルまたは全エステルが好ましい。かかる一価または多価アルコールと飽和脂肪酸との部分エステルまたは全エステルとしては、例えば、ステアリン酸モノグリセリド、ステアリン酸ジグリセリド、ステアリン酸トリグリセリド、ステアリン酸モノソルビテート、ステアリン酸ステアリル、ベヘニン酸モノグリセリド、ベヘニン酸ベヘニル、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ペンタエリスリトールテトラペラルゴネート、プロピレングリコールモノステアレート、ステアリルステアレート、パルミチルパルミテート、ブチルステアレート、メチルラウレート、イソプロピルパルミテート、ビフェニルビフェネ−ト、ソルビタンモノステアレート、2−エチルヘキシルステアレート等が挙げられる。
なかでも、ステアリン酸モノグリセリド、ステアリン酸トリグリセリド、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ベヘニン酸ベヘニルが好ましく用いられる。
高級脂肪酸としては、炭素原子数10〜30の飽和脂肪酸が好ましい。かかる脂肪酸としては、ミリスチン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸などが挙げられる。
これらの離型剤は、1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。かかる離型剤の配合量は、樹脂組成物100重量部に対して0.01〜5重量部が好ましい。
(紫外線吸収剤)
本発明で使用されるポリカーボネート系樹脂組成物は、紫外線吸収剤を含むことができる。紫外線吸収剤としてはベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤、環状イミノエステル系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤等が挙げられ、なかでもベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が好ましい。
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−tert−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−tert−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−tert−アミルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−ドデシル−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ビス(α,α’−ジメチルベンジル)フェニルベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−3’−(3”,4”,5”,6”−テトラフタルイミドメチル)−5’−メチルフェニル]ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−tert−ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−tert−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2,2’メチレンビス[4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール]、メチル−3−[3−tert−ブチル−5−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−ヒドロキシフェニルプロピオネート−ポリエチレングリコールとの縮合物に代表されるベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を挙げることができる。
かかる紫外線吸収剤の配合割合は、ポリカーボネート系樹脂組成物100重量部に対して好ましくは0.03〜2.5重量部、より好ましくは0.1〜2重量部、さらに好ましくは0.2〜1.5重量部である。
(光安定剤)
本発明で使用されるポリカーボネート系樹脂組成物は、光安定剤を含むことができる。光安定剤を含むと、耐候性の面で良好であり、成形品にクラックが入り難くなるという利点がある。
光安定剤としては、例えば1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルメタクリレート、ジデカン酸ビス(2,2,6,6−テトラメチル−1−オクチルオキシ−4−ピペリジニル)エステル、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニル)−[[3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル]メチル]ブチルマロネート、2,4−ビス[N−ブチル−N−(1−シクロヘキシルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−2−イル)アミノ]−6−(2−ヒドロキシエチルアミン)−1,3,5−トリアジン、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニル)セバケート、メチル(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニル)セバケート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)カーボネート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)サクシネ−ト、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、4−ベンゾイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−オクタノイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ジフェニルメタン−p,p′−ジカ−バメート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ベンゼン−1,3−ジスルホネート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)フェニルホスファイト等のヒンダードアミン類、ニッケルビス(オクチルフェニルサルファイド、ニッケルコンプレクス−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルリン酸モノエチラート、ニッケルジブチルジチオカ−バメート等のニッケル錯体が挙げられる。これらの光安定剤は単独もしくは2種以上を併用してもよい。光安定剤の含有量は、ポリカーボネート系樹脂組成物100重量部に対して好ましくは0.001〜1重量部、より好ましくは0.01〜0.5重量部である。
(エポキシ系安定剤)
本発明で使用されるポリカーボネート系樹脂組成物には、加水分解性を改善するため、本願発明の目的を損なわない範囲で、エポキシ化合物を配合することが出来る。
エポキシ系安定剤としては、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、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などが挙げられる。ビスフェノールAジグリシジルエーテルが相溶性などの点から好ましい。
このようなエポキシ系安定剤は、ポリカーボネート系樹脂組成物100重量部に対して、好ましくは0.0001〜5重量部、より好ましくは0.001〜1重量部、さらに好ましくは0.005〜0.5重量部の範囲で配合される。
(ブルーイング剤)
本発明で使用されるポリカーボネート系樹脂組成物は、重合体や紫外線吸収剤に基づくレンズの黄色味を打ち消すためにブルーイング剤を配合することができる。ブルーイング剤としては、ポリカーボネートに使用されるものであれば、特に支障なく使用することができる。一般的にはアンスラキノン系染料が入手容易であり好ましい。
具体的なブルーイング剤としては、例えば、一般名Solvent Violet13[CA.No(カラーインデックスNo)60725]、一般名Solvent Violet31[CA.No 68210、一般名Solvent Violet33[CA.No 60725]、一般名Solvent Blue94[CA.No 61500]、一般名Solvent Violet36[CA.No 68210]、一般名Solvent Blue97[バイエル社製「マクロレックスバイオレットRR」]および一般名Solvent Blue45[CA.No61110]が代表例として挙げられる。
これらのブルーイング剤は、1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。これらブルーイング剤は、ポリカーボネート系樹脂組成物100重量部に対して好ましくは0.1×10−4〜2×10−4重量部の割合で配合される。
(難燃剤)
本発明で使用されるポリカーボネート系樹脂組成物には、難燃剤を配合することもできる。難燃剤としては、臭素化エポキシ樹脂、臭素化ポリスチレン、臭素化ポリカーボネート、臭素化ポリアクリレート、および塩素化ポリエチレンなどのハロゲン系難燃剤、モノホスフェート化合物およびホスフェートオリゴマー化合物などのリン酸エステル系難燃剤、ホスフィネート化合物、ホスホネート化合物、ホスホニトリルオリゴマー化合物、ホスホン酸アミド化合物などのリン酸エステル系難燃剤以外の有機リン系難燃剤、有機スルホン酸アルカリ(土類)金属塩、ホウ酸金属塩系難燃剤、および錫酸金属塩系難燃剤などの有機金属塩系難燃剤、並びにシリコーン系難燃剤、ポリリン酸アンモニウム系難燃剤、トリアジン系難燃剤等が挙げられる。また別途、難燃助剤(例えば、アンチモン酸ナトリウム、三酸化アンチモン等)や滴下防止剤(フィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレン等)等を配合し、難燃剤と併用してもよい。
上述の難燃剤の中でも、塩素原子および臭素原子を含有しない化合物は、焼却廃棄やサーマルリサイクルを行う際に好ましくないとされる要因が低減されることから、環境負荷の低減をも1つの特徴とする本発明の成形品における難燃剤としてより好適である。
難燃剤を配合する場合には、ポリカーボネート系樹脂組成物100重量部当たり0.05〜50重量部の範囲が好ましい。0.05重量部以上で十分な難燃性が発現し、50重量部以下であると成形品の強度や耐熱性に優れる。
(成形品)
本発明のポリカーボネート系樹脂組成物は、例えば射出成形法、圧縮成形法、射出圧縮成形法、溶融製膜法、キャスティング法など任意の方法により成形、加工され、光学レンズ、光ディスク、光学フィルム、プラセル基板、光カード、液晶パネル、ヘッドランプレンズ、導光板、拡散板、保護フィルム、OPCバインダー、前面板、筐体、トレー、水槽、照明カバー、看板、樹脂窓等の成形品として使用することができる。特に本発明の樹脂組成物から形成されるフィルムは、液晶表示装置、有機ELディスプレイ等の位相差フィルムや保護フィルムとして使用することができる。
(フィルムの製造方法)
本発明のポリカーボネート系樹脂組成物はフィルム用途として好適に使用される。かかるフィルムの製造方法としては、例えば、溶液キャスト法、溶融押し出し法、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。本発明のフィルムの製造方法としては、溶融押し出し法が生産性の点から好ましい。
溶融押し出し法においては、Tダイを用いて樹脂を押し出し冷却ロールに送る方法が好ましく用いられる。このときの温度は樹脂組成物の分子量、Tg、溶融流動特性等から決められるが、180〜350℃の範囲が好ましく、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くなる。
また、本発明で用いるポリカーボネート系樹脂組成物は、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。溶液キャスト法で用い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。2重量%を超えると残留溶媒が多い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。
未延伸フィルムの厚みとしては、30〜500μmの範囲が好ましく、より好ましくは40〜400μm、さらに好ましくは50〜200μmの範囲である。
(位相差・波長分散性)
本発明で使用されるポリカーボネート系樹脂組成物を用いてなる未延伸フィルムを延伸することで、波長400〜800nmの可視光領域において、フィルム面内の位相差が短波長になるほど小さくなる逆波長分散性を示す光学フィルムを得ることができる。かかる延伸された位相差フィルムは、下記式(1)および(2)の条件を満たすことが好ましい。
0.60<R(450)/R(550)<0.95(1)
1.01<R(650)/R(550)<1.40(2)
より好ましくは、下記式(1−1)および(2−1)の条件を満たす。
0.65<R(450)/R(550)<0.92 (1−1)
1.02<R(650)/R(550)<1.35 (2−1)
さらに好ましくは、下記式(1−2)および(2−2)の条件を満たす。
0.70<R(450)/R(550)<0.90 (1−2)
1.03<R(650)/R(550)<1.30 (2−2)
特に好ましくは、下記式(1−3)及び(2−3)の条件を満たす。
0.70<R(450)/R(550)<0.89 (1−3)
1.03<R(650)/R(550)<1.20 (2−3)
最も好ましくは、下記式(1−4)及び(2−4)の条件を満たす。
0.70<R(450)/R(550)<0.88 (1−4)
1.03<R(650)/R(550)<1.10 (2−4)
さらに最も好ましくは、下記式(1−5)及び(2−5)の条件を満たす。
0.70<R(450)/R(550)<0.87 (1−5)
1.03<R(650)/R(550)<1.10 (2−5)
ここで面内の位相差値Rとは下記式で定義されるものであり、フィルムに垂直方向に透過する光のX方向とそれと垂直のY方向との位相の遅れを現す特性である。
R=(nx−ny)×d
但し、nxはフィルム面内の主延伸方向の屈折率であり、nyはフィルム面内の主延伸方向と垂直方向の屈折率であり、dはフィルムの厚みである。ここで、主延伸方向とは一軸延伸の場合には延伸方向、二軸延伸の場合にはより配向度があがるように延伸した方向を意味しており、化学構造的には高分子主鎖の配向方向を指す。
また、光学フィルムの波長550nmにおけるフィルム面内の位相差値R(550)は、R(550)≧50nmであることが好ましい。光学フィルムは積層することなく1枚で広帯域のλ/4板またはλ/2板として使用できる。かかる用途ではさらに、λ/4板の場合は120nm≦R(550)≦160nmであることが好ましい。
光学フィルムの位相差と波長分散性は、王子計測機器(株)製 KOBRA―WFDを使用し測定される。
(複屈折率)
本発明のポリカーボネート系樹脂組成物は、光学フィルム用途として好適に使用され、厚みを薄くできる観点から、その複屈折△n=R(550)/(d×10)(dは、フィルムの厚み(μm)である)が1.5×10−3以上が好ましい。
(光弾性係数)
本発明のポリカーボネート系樹脂組成物は、ディスプレイ用途や加飾用途のフィルムとして好適に使用され、その光弾性係数の絶対値が25×10−12Pa−1以下が好ましく、20×10−12Pa−1以下がより好ましく、15×10−12Pa−1以下がさらに好ましい。光弾性係数の絶対値が上限より大きいと、応力による複屈折が大きく、位相差フィルムとして使用する場合に光抜けが起こり易くなる。
(厚み)
本発明のポリカーボネート系樹脂組成物から得られる位相差フィルムの厚みは20〜80μmが好ましく、30〜60μmがより好ましい。厚みが上限以上になると、ディスプレイ用途において薄膜化の要望が強い偏光板の厚みが分厚くなってしまう問題点や、熱を加えた時の歪みつまり位相差変化が起きることで、色ムラとして光抜けが起こり易くなる。また厚みが下限未満になると、必要な位相差を満たすことができない。
(ヘイズ)
本発明における光学フィルムのヘイズ値は好ましくは5%以下、より好ましくは2%以下、さらに好ましくは1%以下である。ヘイズが上記範囲内であると、視認性が優れ好ましい。
(表面処理)
本発明のポリカーボネート系樹脂組成物から形成されるフィルムには、各種の表面処理を行うことが可能である。ここでいう表面処理とは、蒸着(物理蒸着、化学蒸着など)、メッキ(電気メッキ、無電解メッキ、溶融メッキなど)、塗装、コーティング、印刷などの樹脂成形品の表層上に新たな層を形成させるものであり、通常用いられる方法が適用できる。表面処理としては、具体的には、ハードコート、撥水・撥油コート、紫外線吸収コート、赤外線吸収コート、並びにメタライジング(蒸着など)などの各種の表面処理が例示される。ハードコートは特に好ましくかつ必要とされる表面処理である。
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.ガラス転移温度(Tg)
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。
3.フィルム厚み(d)
実施例で得られた延伸後のフィルムの中央部分の厚みを、アンリツ社製の電子マイクロ膜厚計で
測定した。
4.位相差・波長分散
延伸後のフィルムから長さ50mm、幅40mmの試験片を切り出し、王子計測(株)製KOBRA−WFDを使用して測定した。同サンプルで3回測定したときの平均値を算出した。
5.光弾性係数
延伸後のフィルムから長さ50mm、幅10mmの試験片を切り出し、日本分光(株)製 Spectroellipsometer M−220を使用し光弾性定数を測定した。同サンプルで3回測定したときの平均値を算出した。
6.ヘイズ
日本電色工業(株)製分光ヘイズメータSH−7000を用いて、JIS K7136に準拠したヘイズを測定した。
7.複屈折率
延伸後のフィルムから長さ50mm、幅40mmの試験片を切り出し、王子計測(株)製KOBRA−WFDを使用して位相差R(550)を測定し、複屈折△n=R(550)/(d×10)を算出した。同サンプルで3回測定したときの平均値を算出した。
[ポリカーボネート樹脂(A)]
[ポリカーボネート樹脂]
PC1:9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン(以下BCFと略す)に由来する構造単位/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)に由来する構造単位=35/65(モル%)
PC2:9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン(以下BCFと略す)に由来する構造単位/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)に由来する構造単位=30/70(モル%)
PC3:9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン(以下BCFと略す)に由来する構造単位/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)に由来する構造単位=40/60(モル%)
PC4:イソソルビド(以下ISSと略す)に由来する構造単位/SPGに由来する構造単位/1,9−ノナンジオール(以下NDと略す)に由来する構造単位=75/20/5(モル%)
[アクリル樹脂]
PMMA1;PMMA(三菱レイヨン(株)製Acrypet VH−001):230℃、3.8kg荷重で測定したMFR値は、2.0g/10minであった。
PMMA2;MS樹脂(デンカ(株)製TX POLYMER TX−800LF):230℃、3.8kg荷重で測定したMFR値は、8.0g/10minであった。
PMMA3;SMM樹脂(デンカ(株)製レジスファイR200):230℃、3.8kg荷重で測定したMFR値は、1.8g/10minであった。
[実施例1]
<ポリカーボネート樹脂の製造>
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)80.26部、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン(以下BCFと略す)51.41部、ジフェニルカーボネート(以下DPCと略す)89.29部、および触媒としてテトラメチルアンモニウムヒドロキシド1.8×10−2部と水酸化ナトリウム1.6×10−4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、20℃/hrの速度で260℃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った。
反応終了後、触媒量の4倍モルの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を添加し、触媒を失活した後、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。NMRより組成比を測定した。(PC1)
<樹脂組成物の製造>
ポリカーボネート樹脂PC1とアクリル系樹脂PMMA1:三菱レイヨン製AcrypetVH−001(メチルメタクリレートとメチルアクリレートの共重合アクリル樹脂)を使用し、各々の樹脂を80℃で12時間以上乾燥した後、重量比が90:10となるように混合した後、ベント式二軸押出機[(株)テクノベル製KZW15−25MG]により、シリンダおよびダイス共に260℃にて溶融混練し、ポリカーボネート樹脂とアクリル樹脂のブレンドペレットを得た。
<光学フィルムの製造>
次に、得られたペレットを90℃で12時間、熱風循環式乾燥機により乾燥した。(株)テクノベル製15mmφ二軸押出機に幅150mm、リップ幅500μmのTダイとフィルム引取り装置を取り付け、得られたペレットを260℃でフィルム成形することで厚さ90μmの透明な未延伸フィルムを得た。得られたフィルムの中央部分付近から50mm×10mmサイズのサンプルを切り出し、そのサンプルを用いて光弾性係数測定を行った。また、同様にして切り出した長さ140mm×幅60mmサイズのサンプルを139℃(Tg+10℃)にて長さ方向に2.0倍で一軸延伸し、厚み65μmの延伸フィルムを得た。この延伸フィルムの位相差、波長分散性、ヘイズを測定した。その結果を表1に記載した。
[実施例2]
ブレンド重量比をPC1:PMMA1=80/20として押出した。延伸温度を127℃(Tg+10℃)に変更した以外は、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]
実施例1のポリカーボネート樹脂の製造において、SPG 80.26部を85.12部に変更し、BCF 51.41部を45.36部に変更した以外は、実施例1と同様な方法でポリカーボネート共重合樹脂(PC2)を製造した。
引き続き、ブレンド重量比をPC2:PMMA1=90/10として押出した。未延伸フィルムの厚みを90μmに調整し、延伸温度を138℃(Tg+10℃)に変更した以外は、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]
実施例1のポリカーボネート樹脂の製造において、SPG 80.26部を72.97部に変更し、BCF 51.41部を60.49部に変更した以外は、実施例1と同様な方法でポリカーボネート共重合樹脂(PC3)を製造した。
引き続き、ブレンド重量比をPC3:PMMA1=90/10として押出した。未延伸フィルムの厚みを125μmに調整し、延伸温度を150℃(Tg+10℃)、延伸倍率を2.5倍に変更した以外は、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]
ブレンド重量比をPC1:PMMA2=90/10として押出した。未延伸フィルムの厚みを110μmに調整し、延伸温度を144℃(Tg+10℃)に変更した以外は、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]
ブレンド重量比をPC1:PMMA2=85/15として押出した他は、実施例5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7]
ブレンド重量比をPC1:PMMA2=80/20として押出した。未延伸フィルムの厚みを120μmに調整し延伸倍率を2.5倍に変更した以外は、実施例5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8]
アクリル系樹脂PMMA1からPMMA3に変更し、ブレンド重量比をPC1:PMMA3=95/5として押出した。未延伸フィルムの厚みを80μmに調整し、延伸温度を146℃(Tg+10℃)、延伸倍率を2.5倍に変更した以外は、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9]
ブレンド重量比をPC1:PMMA3=90/10として押出した。延伸温度を145℃(Tg+10℃)に変更した以外は、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]
PMMAをブレンドせず、未延伸フィルムの厚みを100μmに調整し、延伸温度を147℃(Tg+10℃)、延伸倍率を2.5倍に変更した以外は、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]
ブレンド重量比をPC1:PMMA1=50/50とし、未延伸フィルムの厚みを160μmに調整し、延伸温度を126℃(Tg+10℃)、延伸倍率を2.5倍に変更した以外は、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。位相差発現性が悪く、位相差値が低く分厚いフィルムとなった。
[比較例3]
ブレンド重量比をPC1:PMMA3=50/50とし、未延伸フィルムの厚みを110μmに調整し、延伸温度を140℃(Tg+10℃)、延伸倍率を2.5倍に変更した以外は、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。押出し後は白化したペレットが得られた。フィルム押出し後も白化しており、透明性を維持できていなかった。
[比較例4]
ISS376部、SPG209部、ND27部、DPC750部、および触媒としてテトラメチルアンモニウムヒドロキシド0.8×10−2部とステアリン酸バリウム0.6×10−4部を窒素雰囲気下200℃に加熱し溶融させた。その後、30分かけて220℃へ昇温および減圧度を20.0kPaに調整した。その後、さらに30分かけて240℃へ昇温および減圧度を10kPaに調整した。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。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(PC4)。
PC1の代わりに、PC4を用い、ブレンド重量比をPC4:PMMA1=90/10とし、未延伸フィルムの厚みを170μmに調整し延伸温度を145℃(Tg+25℃)、延伸倍率を3.5倍に変更した変更した以外は、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。フィルムの透明性、複屈折率、光弾性係数に優れているが、特定の波長分散性を有するものではなかった。
Figure 2019104872
本発明の樹脂組成物から形成されるフィルムは、液晶表示装置、有機ELディスプレイ等の位相差フィルムや保護フィルムとして極めて有用である。

Claims (13)

  1. (A)主たる繰り返し単位がフルオレン環を側鎖に有するカーボネート単位(a−1)と下記式(a−2)
    Figure 2019104872
    (式中、Wは炭素数1〜20のアルキレン基または炭素数6〜20のシクロアルキレン基を表し、Rは炭素数1〜20の分岐または直鎖のアルキル基、もしくは置換基を有してもよい炭素数6〜20のシクロアルキル基を表し、uは夫々0〜3の整数を示す。)
    で表されるカーボネート単位(a−2)を含むポリカーボネート樹脂(A)およびアクリル系樹脂(B)を含有し、ポリカーボネート樹脂とアクリル系樹脂との重量比が60:40〜99:1であって、前記ポリカーボネート樹脂(A)のカーボネート単位(a−1)とカーボネート単位(a−2)とのモル比(a−1)/(a−2)が20/80〜50/50であるポリカーボネート系樹脂組成物。
  2. ポリカーボネート樹脂(A)のカーボネート単位(a−1)が、下記式(a−1−1)
    Figure 2019104872
    (式中、RおよびRは夫々独立して、水素原子、炭素原子数1〜10の芳香族基を含んでもよい炭化水素基またはハロゲン原子を示し、RおよびRは夫々独立して、炭素原子数1〜10の芳香族基を含んでもよい炭化水素基を示し、mおよびnは夫々独立して0〜4の整数を示し、pおよびqは、夫々独立して0以上の整数を示す。)
    で表される単位である請求項1に記載のポリカーボネート系樹脂組成物。
  3. ポリカーボネート樹脂(A)のカーボネート単位(a−2)が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)ウンデカンから誘導される単位である請求項1または2に記載のポリカーボネート系樹脂組成物。
  4. アクリル系樹脂がメチルメタクリレート由来の繰返し単位およびスチレン由来の繰返し単位を含む請求項1〜3のいずれかに記載のポリカーボネート系樹脂組成物。
  5. アクリル系樹脂がメチルメタクリレート由来の繰返し単位、スチレン由来の繰返し単位及び無水マレイン酸由来の繰返し単位を含む請求項4記載のポリカーボネート系樹脂組成物。
  6. ポリカーボネート系樹脂組成物のガラス転移温度が90℃〜150℃である請求項1〜5のいずれかに記載のポリカーボネート系樹脂組成物。
  7. ポリカーボネート系樹脂組成物の光弾性定数が25×10−12Pa−1以下である請求項1〜6のいずれかに記載のポリカーボネート系樹脂組成物。
  8. 請求項1〜7のいずれか記載のポリカーボネート系樹脂組成物から形成される光学フィルム。
  9. 光学フィルムのヘイズが5%以下である請求項8記載の光学フィルム。
  10. R(550)が120〜160nmであって、
    波長450nm、550nm、および650nmにおけるフィルム面内の位相差R(450)、R(550)、およびR(650)が、下記式(1)および(2)を満たし、且つ
    0.60<R(450)/R(550)<0.95 (1)
    1.01<R(650)/R(550)<1.40 (2)
    下記式(3)で表される複屈折率(Δn)が1.5×10−3以上である。
    Δn=R(550)/(d×10) (3)
    (但し、dはフィルムの厚み(μm)である。)
    を満たす請求項8記載の光学フィルム。
  11. 位相差フィルムとして用いられる請求項10記載の光学フィルム。
  12. 光学フィルムの厚み(d)が20〜80μmである請求項10記載の光学フィルム。
  13. 請求項11記載の光学フィルムを位相差フィルムとして用いた液晶表示装置または有機EL表示装置。
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