JP3326166B2 - 耐衝撃性及び光反射率が優れるポリカーボネート系樹脂組成物 - Google Patents
耐衝撃性及び光反射率が優れるポリカーボネート系樹脂組成物Info
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Description
射率が優れるポリカーボネート系樹脂組成物に関する。
より具体的には、本発明は、高流動性、良好な耐衝撃性
及び優れる光反射特性を有することにより、コンピュー
ター、TV及びモニターのような電子製品の表示(di
splay)機器で用いられるLCD(Liquid
Crystal Display)の背面光ユニット
(backlight unit)の反射板またはフレ
ームに用いることができる二酸化チタン含有ポリカーボ
ネート系樹脂組成物に関する。
s substrate)、透明電極(transpa
rent electrode)、液晶(liquid
crystal)及びカラーフィルター(color
filter)からなるLCDパネル部分と、背面光源
(backlight ling)を提供するための反
射板(reflector)、蛍光ランプ(fluor
escent lamp)、導光板(light gui
de panel)、拡散板(diffision sh
eet)、プリズム(prism sheet)及び全
体を支持しながら反射板の機能を有する背面光フレーム
(backlight frame)からなる背面光ユ
ニットとの大きく2部分から構成されている。前記背面
光ユニットは、背面光を損失なく反射させることができ
る高い光反射率を有し、かつ厚さが薄いながらもフレー
ムの機能を効果的に遂行できるように流動性と耐衝撃性
が優れるべきである。また、背面光の発熱に耐えられる
耐熱度、寸法安定性及び難燃性を有するべきである。こ
のような特性を有する素材としてポリカーボネートが代
表的である。
して優れる低温耐衝撃性、自家消火性、電気的特性、透
明性、寸法安定性及び熱安定性などによりエンジニアリ
ングプラスチックとして事務自動化機器、電気及び電子
製品などにおいて広範囲に用いられてきた。しかし、ポ
リカーボネート樹脂の耐衝撃性は、ポリカーボネートの
分子量、使用環境、残留応力などの要因によって敏感に
変化する。また、ポリカーボネート樹脂は融点が高いた
め流動性が低く、成形時に高温で加工すべきであるから
樹脂の過熱による熱分解及び分子量低下現象が表す。こ
のような低い流動性を補完するため射出成形時に高い射
出圧力及び速度を適用する場合、成形物の部位によって
高い残留応力を表す。このような樹脂の熱分解及び過度
な残留応力により、ポリカーボネート樹脂で製造された
成形物は耐衝撃性が急激に低下され、また、高温の環境
や化学製品と接触が多い環境で用いられる場合にも耐衝
撃性が急激に低下されので、その利用範囲が制限される
問題点がある。
面光部品で用いる場合、背面光の損失を最小化して反射
させるため高白色に着色して背面光として用いる場合が
多い。このような高光反射率を有する高白色ポリカーボ
ネート樹脂を製造するため、米国特許第5,837,7
57号明細書ではポリカーボネート樹脂に二酸化チタン
(TiO2)を70:30ないし90:10の重量比で
添加する方法を開示している。しかし、この場合にも高
い水準の(約90%以上)光反射率を表すことに限界が
あり、また二酸化チタンによるポリカーボネート樹脂の
分解で熱安定性及び衝撃強度が急激に低下する現象が起
こるため、製造工程において多くの困難があった。
酸化チタンによるポリカーボネート樹脂の分解により最
終製品の射出後、成形品の衝撃強度が急激に低下される
現象が発生する問題がある。日本特開平7−24278
1号ではジエン系ゴムが添加されるスチレン系またはメ
タクリル系樹脂を添加して衝撃補強の効果があるが、前
記ゴムは高熱に長時間さらすと、変色が発生し、白色度
が低下されるから、結果的に光反射率が低下される問題
がある。
樹脂に二酸化チタンを一定量以上添加して高い光反射率
及び高白色の外見を表しながら、スルホンスルホネート
と、選択的に衝撃補強剤を添加して加工工程中において
二酸化チタンによるポリカーボネート樹脂の分解現象を
抑制することにより衝撃強度の低下を防止するポリカー
ボネート樹脂組成物を製造することに至る。
射率が優れて各種LCD部品の背面光フレーム(bac
klight frame)として用いられるように二
酸化チタンを添加して製造されるポリカーボネート系樹
脂組成物を提供することにある。
脂、二酸化チタン、スルホンスルホネート及び選択的に
衝撃補強剤、ビニル系共重合体及び/またはスチルベン
−ビスベンゾキサゾール誘導体を適当な比率で用いるこ
とにより光反射率及び衝撃強度が優れるポリカーボネー
ト系樹脂組成物を提供することにある。
説明される本発明によって達成できる。
物は、(A)基礎樹脂である熱可塑性ポリカーボネート
樹脂100重量部に対して、(B)二酸化チタン2〜2
0重量部と、(C)スルホンスルホネート0.01〜5
重量部と、選択的構成成分である(D)衝撃補強剤0〜
30重量部、(E)ビニル系共重合体0〜30重量部ま
たは(F)スチルベン−ビスベンゾキサゾール誘導体
(stilbene−bisbenzoxazole
derivative)0〜1.0重量部とからなるこ
とを特徴とする。
は次のとおりである。
可塑性樹脂組成物への利用はこの分野で通常的な知識を
有する者によく知られている。
る芳香族ポリカーボネート樹脂(A)は一般的に下記一
般式(I)で表されるジフェノール類をホスゲン(ph
osgene)、ハロゲンホルマート(format
e)または炭酸ジエステルと反応させることにより製造
できる。
合、C1〜5のアルキレン、C1〜5のアルキルリデ
ン、C5〜6のシクロアルキルリデン、−S−または−
SO2−を表す。
としては、ヒドロキノン、レゾルシノール、4、4′−
ジヒドロキシジフェニル、2、2−ビス−(4−ヒドロ
キシフェニル)−プロパン、2、4−ビス−(4−ヒド
ロキシフェニル)−2−メチルブタン、1、1−ビス−
(4−ヒドロキシフェニル)−シクロヘキサン、2、2
−ビス−(3−クロロ−4−ヒドロキシフェニル)−プ
ロパン、2、2−ビス−(3、5−ジクロロ−4−ヒド
ロキシフェニル)−プロパンなどがある。好ましくは
2、2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−プロパン
(ビスフェノールA)、2、2−ビス−(3、5−ジク
ロロ−4−ヒドロキシフェニル)−プロパン、及び1、
1−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−シクロヘキサ
ンが用いられる。最も好ましくは工業的に一番多く用い
られる芳香族カーボネートである2、2−ビス−(4−
ヒドロキシフェニル)−プロパン(ビスフェノールA)
を用いる。
合のポリカーボネートの重量平均分子量は10,000
〜200,000の範囲であり、好ましくは15,00
0〜80,000の範囲である。また、前記ポリカーボ
ネートは分枝鎖(branched)の形態を用いるこ
とができ、好ましくは重合に用いられるジフェノール全
量に対して0.05〜2モル%のトリ−またはその以上
の多官能性化合物、例えば3価またはその以上のフェノ
ール基を有する化合物を添加して製造できる。
リカーボネートとしてはホモポリカーボネート(hom
opolycarbonate)、コポリカーボネート
(copolycarbonate)があり、またコポ
リカーボネート及びポリカーボネートのブレンド形態で
用いるのもできる。
r)、例えば2官能性カルボン酸存在下で重合反応され
た芳香族ポリエステル−カーボネート共重合体で一部ま
たは全量代替できる。
ネート樹脂は基礎樹脂として100重量部用いられる。
se)形態及びルチル(Rutile)形態に分類さ
れ、粒子の形象、表面処理剤、及び平均粒子大きさによ
り多様な製品に分類される。本発明ではどんな形態の二
酸化チタンを用いてもかまわないが、より優れる光反射
特性及び樹脂の良好な機械的物性のためにルチル形態を
用い、粒子大きさの中央値(median parti
cle size)が0.15ないし0.25μmであ
るのを用いるのが好ましい。
部に対して2〜20重量部用いる。
またはポリマー形芳香族スルホンスルホネートとして1
種または2種以上の混合物を用いるのもできる。実質的
にアルカリ金属塩またはアルカリ土金属塩が用いられ
る。金属としてナトリウム、リチウム、カリウム、ルビ
ジウム、セシウム、べリリウム、マグネシウム、カルシ
ウム、ストロンチウム及びバリウムが使用できる。
トは下記化学式(II)で表されることができる。
ひくラジカルであり、Mはアルカリ金属またはアルカリ
土金属であり、そしてR′とR″は1または2個の芳香
族環のアリールラジカルまたは1ないし6個の炭素原子
を含む脂肪族ラジカルであり、それぞれ互いに同一また
は異なる。
(A)100重量部に対して0.01〜5重量部用い
る。
レフィン系共重合体の1種または2種以上の混合物を用
いる。
リコン系単量体よりなる群から選択される1種以上の単
量体を重合してゴム質重合体を製造した後に、グラフト
可能な不飽和化合物単量体であって、スチレンと、α−
メチルスチレンと、ハロゲンまたはアルキル置換スチレ
ンと、アクリロニトリルと、メタクリロニトリルと、C
1〜8のメタクリル酸アルキルエステル類と、C1〜8
のメタクリル酸エステル類と、無水マレイン酸と、C
1〜4のアルキルまたはフェニル核置換マレイミドとよ
りなる群から選択される1種以上の不飽和化合物単量体
をゴム質重合体にグラフトさせて製造し、ゴムの含量は
20〜90重量%が好ましい。好ましくはシリコン系単
量体にブチレンとアクリロニトリル単量体をグラフト共
重合させて製造されたグラフト共重合体を用いる。
リレート系単量体としては、プロピルアクリレート、n
−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレー
ト、ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタ
アクリレートなどの単量体を用い、この時用いられる硬
化剤としてはエチレングリコールジメタクリレート、プ
ロピレングリコールジメタクリレート、1、3−ブチレ
ングリコールジメタクリレート、1、4−ブチレングリ
コールジメタクリレート、アリールメタクリレート、ト
リアリールシアヌレートなどがある。
チルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラ
シロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデ
カメチルシクロヘキサシロキサン、トリメチルトリフェ
ニルシクロトリシロキサン、テトラメチルテトラフェニ
ルシクロテトロシロキサン、オクタフェニルシクロテト
ラシロキサンなどがある。前記シクロシロキサンから1
種以上選択してシリコン系ゴムを製造することができ、
この時用いられる硬化剤としてトリメトキシメチルシラ
ン、トリエトキシフェニルシラン、テトラメトキシシラ
ン、テトラエトキシシランなどがある。
この分野で通常の知識を有する者によく知られており、
乳化重合、懸濁重合、溶液重合、または塊状重合などに
より製造できる。好ましくはゴム質重合体の存在下で前
記ビニル系単量体を投入し、重合開始剤を用いて乳化重
合または塊状重合する。
チレン、プロピレン、イソプロピレン、ブチレン、及び
イソブチレンよりなる群から1種以上選択されるオレフ
ィン系単量体から製造される。オレフィン系共重合体は
一般的なオレフィン重合触媒であるチーグラ−ナッタ触
媒を用いて製造でき、より選択的な構造のためにはメタ
ロセン系触媒を用いることもできる。この時、ポリカー
ボネートとの分散性を向上させるため、無水マレイン酸
などをオレフィン系共重合体にグラフティング反応させ
ることもできる。
(A)100重量部に対して0〜30重量部用いるのが
好ましい。
ル系共重合体は、スチレンと、α−メチルスチレンと、
ハロゲンまたはアルキル置換スチレンと、アクリロニト
リルと、メタクリロニトリルと、C1〜8のメタクリル
酸アルキルエステル類と、C1〜8のメタクリル酸エス
テル類と、無水マレイン酸と、C1〜4のアルキルまた
はフェニル核置換マレイミドとよりなる群から選択され
る不飽和化合物の中で1種以上重合して製造された重合
体、または前記重合体の混合物である。
テル類、及びC1〜8のアクリル酸アルキルエステル類
はそれぞれメタクリル酸またはアクリル酸のエステル類
としてC1〜8の1価アルコール(monohydri
c alcohol)である。これらの具体例としては
メタクリル酸メチルエステル、メタクリル酸エチルエス
テルまたはメタクリル酸プロピルエステルがあり、好ま
しくはメタクリル酸メチルエステルを用いる。
タクリル酸メチルエステル、及びアクリロニトリル単量
体よりなる群から1種以上選択して重合製造され、乳化
重合、懸濁重合、溶液重合、塊状重合などの重合方法で
製造でき、重量平均分子量が15,000〜200,0
00であるのを用いる。
系共重合体は単独または2種以上の混合物形態で用いら
れ、基礎樹脂(A)100重量部に対して0〜30重量
部用いられる。
誘導体 本発明で用いられるスチルベン−ビスベンゾキサゾール
誘導体は一般的にポリカーボネート樹脂組成物の光反射
率を向上させる役割を果たす。スチルベン−ビスベンゾ
キサゾール誘導体の例としては、下記式(III)の4
−(ベンゾキサゾール−2−イル)−4′−(5−メチ
ルベンゾキサゾール−2−イル)スチルベン及び下記式
(IV)の4、4′−ビス(ベンゾキサゾール−2−イ
ル)スチルベンなどがある。
ベンゾキサゾール誘導体にブルー(blue)及びバイ
オレット(violet)顔料を適当な量で追加して用
いることができ、すでに商品化された混合製品を用いる
こともできる。前記スチルベン−ビスベンゾキサゾール
誘導体(stilbene−bisbenzoxazo
le derivative)は基礎樹脂(A)100
重量部に対して0〜1.0重量部用いられる。
それぞれの用度によってガラス繊維、タルク、シリカ、
雲母、アルミナなどの無機充鎮剤を添加することによ
り、機械的強度、熱変形温度(heat distor
tion temperature)などの物性を向上
させることができる。また、紫外線吸収剤、熱安定剤、
酸化防止剤、難燃剤、滑剤、染料、及び/または顔料な
どを用いて製造できる。
でき、下記の実施例は本発明の例示目的のためで、その
保護範囲を制限しようとするのではない。
られた(A)ポリカーボネート樹脂、(B)二酸化チタ
ン、(C)スルホンスルホネート、(D1)グラフト共
重合体1、(D2)グラフト共重合体2、(E)SAN
共重合体樹脂、及び(F)スチルベン−ビスベンゾキサ
ゾール誘導体の仕様は次のとおりである。
lであるビスフェノール−Aから製造された線形ポリカ
ーボネートを用いた。
particle size)が0.15〜0.25μ
mである二酸化チタンを用いた。
assium diphenylsulfone−3−
sulfonate)とジフェニルスルホン−3、3′
−ジスルホン酸ジカリウム(dipotassium
diphenylsulfone−3、3′−disu
lfonate)を約75/25重量比で混合したもの
を主成分にし、微量のジフェニルスルホネートが 混合
された製品を用いた。
体をグラフティングして製造したグラフト共重合体を用
いた。
ゴムラテックス45〜60重量部にアクリロニトリルと
スチレン単量体からなるグラフト単量体混合物40〜5
5重量部を通常の乳化重合によりグラフティングさせる
製造されたg−ABS樹脂を用いた。この時、製造され
たg−ABS樹脂のグラフト率は45〜75%範囲であ
る。
脱イオン水120重量部からなる混合物に添加剤である
アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.2重量部
及びトリカルシウムホスフェート0.5重量部を添加
し、懸濁重合させてSAN共重合体樹脂を製造した。前
記共重合体を水洗、脱水及び乾燥過程を通じて粉末状態
のSAN共重合体樹脂を得た。
誘導体 スチルベン−ビスベンゾキサゾール誘導体の中で4−
(ベンゾキサゾール−2−イル)−4′−(5−メチル
ベンゾキサゾール−2−イル)スチルベンとブルーまた
はバイオレット顔料とが適当な量で混合された製品を用
いた。
た各成分の組成は表1のとおりである。
後、酸化防止剤、熱安定剤を添加して通常の混合機で混
合する。その後、L/D=29、¢=45mmである二
軸押出機に投入した。前記混合物を押出機を通じてペレ
ット形態の樹脂組成物に製造し射出温度300℃で試片
を製造した後、23℃、相対湿度50%の条件下で40
時間放置する。次いで、ASTM D−256によりノ
ッチ付アイゾッド(notched Izod)衝撃強
度(1/8″)を測定し、光反射率は射出成形された9
×5cm試片としてMINOTA社の分光測光器(spe
ctrophotometer)を用いて測定し、熱に
よる光反射性を測定するため、同じ試片を100℃オー
ブンで500時間放置後、前記と同じ方法で光反射率を
測定した。
の測定結果を見ると、スルホンスルホネートを入れない
比較例1〜3はアイゾド衝撃強度が実施例1〜4に比べ
て著しく低下され、光反射率も実施例1〜5に比べて非
常に低いことが分かる。
せるために二酸化チタンを含むポリカーボネート系樹脂
組成物にスルホンスルホネートを添加して耐衝撃性を向
上させ、選択的構成成分としてグラフト共重合体を衝撃
補強剤として用い、SAN共重合体樹脂及びスチルベン
−ビスベンゾキサゾール誘導体を用いて光反射特性を更
にいっそう向上させることにより、耐衝撃性及び光反射
特性が優れ、各種LCD部品の背面光フレーム(bac
klight frame)として使用できるポリカー
ボネート系樹脂組成物を提供する効果を有する。
野の通常の知識を有する者により容易に利用でき、かか
る変形や変更はすべて本発明の範囲に含まれる。
Claims (11)
- 【請求項1】 (A)基礎樹脂である熱可塑性ポリカー
ボネート樹脂100重量部と、(B)二酸化チタン2〜
20重量部と、(C)スルホンスルホネート0.01〜
5重量部とからなる、耐衝撃性及び光反射率が優れるポ
リカーボネート系樹脂組成物。 - 【請求項2】 (D)アクリレート系とシリコン系単量
体よりなる群から選択される1種以上の単量体を重合し
てゴム質重合体を製造した後に、グラフト可能な不飽和
化合物単量体であって、スチレンと、α−メチルスチレ
ンと、ハロゲンまたはアルキル置換スチレンと、アクリ
ロニトリルと、メタクリロニトリルと、C1〜8のメタ
クリル酸アルキルエステル類と、C1〜8のメタクリル
酸エステル類と、無水マレイン酸と、C1〜4のアルキ
ルまたはフェニル核置換マレイミドとよりなる群から選
択される1種以上の不飽和化合物単量体をゴム質重合体
にグラフトさせて製造されるグラフト共重合体1種また
は2種以上の混合物である、衝撃補強剤と、(E)スチ
レンと、α−メチルスチレンと、ハロゲンまたはアルキ
ル置換スチレンと、アクリロニトリルと、メタクリロニ
トリルと、C1〜8のメタクリル酸アルキルエステル類
と、C1〜8のメタクリル酸エステル類と、無水マレイ
ン酸と、C1〜4のアルキルまたはフェニル核置換マレ
イミドとよりなる群から選択される不飽和化合物の中で
1種以上重合して製造された重合体1種または2種以上
の混合物である、ビニル系共重合体と、(F)スチルベ
ン−ビスベンゾキサゾール誘導体(stilbene−
bisbenzoxazole derivativ
e)とより選択される1種または2種以上を含有し、前
記基礎樹脂(A)100重量部に対して、(D)の含量
は30重量部以下、(E)の含量は30重量部以下及び
(F)の含量は1重量部以下とする、請求項1に記載の
ポリカーボネート系樹脂組成物。 - 【請求項3】 前記二酸化チタンは、ルチル(Ruti
le)形態であり、粒子大きさの中央値(median
particle size)が0.15ないし0.2
5μmである、請求項1に記載の耐衝撃性及び光反射率
が優れるポリカーボネート系樹脂組成物。 - 【請求項4】 前記スルホンスルホネートはモノマー形
またはポリマー形芳香族スルホンスルホネートの1種ま
たは2種以上の混合物であることを特徴とする、請求項
1に記載のポリカーボネート系樹脂組成物。 - 【請求項5】 前記モノマー形芳香族スルホンスルホネ
ートは下記化学式(II)で表される化合物であること
を特徴とする、請求項4に記載のポリカーボネート系樹
脂組成物。 【化1】 R′(SO2)1−2R″(SO3M)1−6X0−11 (II) 前記化学式(II)において、Xは電子をひくラジカル
(electron withdrawing radical)であり、Mはアルカリ
金属またはアルカリ土金属であり、そしてR′とR″は
1または2個の芳香族環のアリールラジカルまたは1な
いし6個の炭素原子を含む脂肪族ラジカルであり、それ
ぞれ互いに同一または異なる。 - 【請求項6】 前記スルホンスルホネートは、ジフェニ
ルスルホン−3−スルホン酸カリウム(potassi
um diphenylsulfone−3−sulf
onate)とジフェニルスルホン−3、3′−ジスル
ホン酸ジカリウム(dipotassium diph
enylsulfone−3、3′−disulfon
ate)とを75:25重量比で混合した混合物に、ジ
フェニルスルホネート(diphenylsulfon
ate)を混合して製造される、請求項4に記載のポリ
カーボネート系樹脂組成物。 - 【請求項7】 前記グラフト共重合体はシリコン系単量
体にブチレンとアクリロニトリル単量体をグラフト共重
合させて製造されることを特徴とする、請求項2に記載
のポリカーボネート系樹脂組成物。 - 【請求項8】 前記衝撃補強剤は、エチレン、プロピレ
ン、イソプロピレン、ブチレン及びイソブチレンよりな
る群から選択される1種以上のオレフィン系単量体を重
合して製造されたり、またはその重合体に無水マレイン
酸をグラフト重合させて製造されるオレフィン系共重合
体の中で1種または2種以上の混合物であることを特徴
とする、請求項2に記載のポリカーボネート系樹脂組成
物。 - 【請求項9】 前記スチルベン−ビスベンゾキサゾール
誘導体は、4−(ベンゾキサゾール−2−イル)−4′
−(5−メチルベンゾキサゾール−2−イル)スチルベ
ン(4−(benzoxazole−2−yl)−4′
−(5−methylbenzoxazole−2−y
l)stilbene)または4、4′−ビス(ベンゾ
キサゾール−2−イル)スチルベン(4、4′−bis
(benzoxazole−2−yl)stilben
e)であることを特徴とする、請求項2に記載のポリカ
ーボネート系樹脂組成物。 - 【請求項10】 無機充鎮剤、紫外線吸収剤、熱安定
剤、酸化防止剤、難燃剤、活剤、染料または顔料を更に
添加することを特徴とする、請求項1に記載のポリカー
ボネート系樹脂組成物。 - 【請求項11】 請求項1ないし請求項10のいずれか
1項に記載のポリカーボネート系樹脂組成物で製造され
る成形品。
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