JP6538285B2 - ポリカーボネート樹脂組成物 - Google Patents

Description

関連出願との相互参照
本出願は、２０１６年１１月１日付の韓国特許出願第１０−２０１６−０１４４６０４号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として含まれる。

本発明は、ポリカーボネート樹脂組成物に関する。

最近は、液晶表示装置が薄型化および大型化されるにつれ、それに使用される部品の厚さもますます薄くなっている。液晶表示装置には、ＬＣＤの後ろから光を発する発光体部分のバックライトが装着されており、光源の種類あるいは位置によって光を拡散または伝達する導光板または拡散板が用いられる。導光板も最近の傾向によりその厚さがますます薄くなっており、実際に使用される導光板の厚さは０．５ｍｍ前後であるが、最も薄いものは０．３ｍｍ程度であり、今後その厚さはさらに薄くなる傾向にある。

薄型化傾向に伴い、従来主に使用されていた冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）を切り替えて、バックライトの角部分にＬＥＤを装着したエッジ型バックライトユニットの使用が増加している。エッジ型バックライトユニットは、角部分に装着された光源から始まった光が導光板を介して伝達され、板内を透過した光の一部が板の表面に加えられた光散乱層によって散乱して、面全体が均一に発光する面光源で液晶表示装置を明るくする。このような光散乱層は、導光板の表面にドットパターン（ｄｏｔ ｐａｔｔｅｒｎ）を転写または印刷して成形し、最近は光効率を高めるために微細構造のプリズム構造を転写したりする。

導光板は、高い光線透過率が必要であるため、導光板の材料としてアクリル系樹脂のＰＭＭＡが使用されることが一般的であった。アクリル系樹脂は、高い光線透過率を有するが、機械的強度が不足して薄型の導光板への適用は適切でなく、耐熱性が不足して電子機器から発生する熱に弱いという欠点がある。

このようなアクリル系樹脂の代わりにポリカーボネートが注目されている。ポリカーボネートは、アクリル系樹脂に比べて機械的強度に優れて薄型導光板の材料として用いることができ、耐熱性および難燃性にも優れていて、発熱量の大きいＬＥＤ適用のバックライトユニットおよび照明用器具においてアクリル系樹脂を次第に代替しつつある。ただし、ポリカーボネートは、アクリル系樹脂に比べて電光線透過率が低いため、ポリカーボネートの利点は維持しつつもアクリル系樹脂に相応する光線透過率を有することが求められている。

これに関連し、日本国特開番号２００８−０４５１３１は、アクリル系樹脂中の粘度平均分子量（Ｍｖ）が２０，０００〜６０，０００のＰＭＭＡを、Ｍｖが１５，０００〜４０，０００のポリカーボネートに０．１〜０．３ｐｈｒの範囲で配合して、優れた光導電性を提示した。しかし、依然として耐熱性などの物性が改善される必要がある。

そこで、本発明者らは、導光板の材料として使用可能な物質を研究している間、以下で説明するように、ポリカーボネートに１，１，５，５−テトラメチル−３，３−ジフェニルトリシロキサンを組み合わせる場合、光線透過度などを顕著に向上させて導光板の材料として使用できることを確認して、本発明を完成した。

特開２００８−０４５１３１号公報

本発明は、ポリカーボネート樹脂組成物を提供する。

以下、発明の具体的な実施形態に係るポリカーボネート樹脂組成物などについて説明する。

発明の一実施形態によれば、ポリカーボネートおよび１，１，５，５−テトラメチル−３，３−ジフェニルトリシロキサンを含むポリカーボネート樹脂組成物が提供される。

本発明者らは、ポリカーボネートを１，１，５，５−テトラメチル−３，３−ジフェニルトリシロキサンと組み合わせる場合、既存のポリカーボネート樹脂組成物に比べて優れた光特性を発現できることを見出して、本発明を完成した。

＜ポリカーボネート＞
本発明で使用する用語「ポリカーボネート」とは、ジフェノール系化合物、ホスゲン、炭酸エステル、またはこれらの組み合わせを反応させて製造される高分子を意味する。ポリカーボネートは、耐熱性、耐衝撃性、機械的強度、透明性などが非常に優れて、コンパクトディスク、透明シート、包装材、自動車バンパー、紫外線遮断フィルムなどの製造に広範囲に使用されており、特に、本発明では、導光板の材料として使用する。

前記ジフェノール系化合物としては、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（「ビスフェノール−Ａ」ともいう）、２，４−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−２−メチルブタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、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−ジメチル−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、２，２−ビス（３，５−ジブロモ−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホキシド、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ケトン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテルなどが挙げられる。一例として、前記ポリカーボネートは、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）プロパンを反応させて製造される高分子であってよい。

前記ポリカーボネートは、２種以上のジフェノール類から製造された共重合体の混合物でもよい。また、前記ポリカーボネートは、線状ポリカーボネート、分枝状（ｂｒａｎｃｈｅｄ）ポリカーボネート、ポリエステルカーボネート共重合体樹脂などでもよい。

前記線状ポリカーボネートとしては、ビスフェノール−Ａから製造されるポリカーボネートなどが挙げられる。前記分枝状ポリカーボネートとしては、トリメリット無水物、トリメリット酸などのような多官能性芳香族化合物をジフェノール類およびカーボネートと反応させて製造したものが挙げられる。前記多官能性芳香族化合物は、分枝状ポリカーボネートの総量に対して、０．０５〜２モル％含まれる。前記ポリエステルカーボネート共重合体樹脂としては、二官能性カルボン酸をジフェノール類およびカーボネートと反応させて製造したものが挙げられる。前記カーボネートとしては、ジフェニルカーボネートなどのようなジアリールカーボネート、エチレンカーボネートなどを使用することができる。

好ましくは、前記ポリカーボネートは、重量平均分子量が１４，０００〜３０，０００ｇ／ｍｏｌである。前記範囲での薄膜製品の製造時、成形性および作業性に優れている。

＜１，１，５，５−テトラメチル−３，３−ジフェニルトリシロキサン＞
前記ポリカーボネート樹脂組成物は、ポリカーボネートと１，１，５，５−テトラメチル−３，３−ジフェニルトリシロキサンとを含むことで、既存のポリカーボネート樹脂組成物に比べて優れた光特性を発現することができる。

前記１，１，５，５−テトラメチル−３，３−ジフェニルトリシロキサンは、ポリカーボネート１００重量部に、０．０１〜０．３重量部あるいは０．０１〜０．２重量部含まれる。この範囲内で黄変現象や金型付着現象を抑制しつつ、離型性に優れ、光特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ができる。

前記ポリカーボネート樹脂組成物は、酸化防止剤、耐加水分解剤、輝度向上剤、またはこれらの混合物を追加的に含んでもよい。

＜酸化防止剤＞
前記酸化防止剤は、ポリカーボネート樹脂組成物およびこれから形成される成形品の酸化を防止してこれらの物性を維持させる。このような酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、チオ系酸化防止剤、またはこれらの混合物などが使用できる。

前記フェノール系酸化防止剤としては、２，６−ジタートブチル−４−メチルフェノール、テトラキス［メチレン−３−（３，５−ジタートブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン、オクタデシル−３，５−ジタートブチル−４−ヒドロキシヒドロシンナメート、および２，２−メチレンビス（４−メチル−６−タートブチルフェノール）からなる群より選択された１種以上を使用することができ、リン系酸化防止剤としては、トリス（２，４−ジタートブチルフェニル）ホスファートおよびビス（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からなる群より選択された１種以上を使用することができ、チオ系酸化防止剤としては、ジラウリルチオジプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネート、およびジミリスチルチオジプロピオネートからなる群より選択された１種以上が使用できる。なかでも、リン系酸化防止剤を用いて、酸化防止効果だけでなく、成形性および光特性を向上させることができる。

前記酸化防止剤は、ポリカーボネート１００重量部に対して、０．０１〜０．１５重量部含まれる。この範囲内で酸化による物性低下現象を効果的に抑制することができる。

＜耐加水分解剤＞
前記耐加水分解剤は、ポリカーボネート樹脂組成物およびこれから形成される成形品の耐加水分解性を向上させる。このような耐加水分解剤としては、エポキシ基含有重合体などが使用できる。

前記エポキシ基含有重合体としては、グリシジル（メタ）アクリレートのようにエポキシ官能基と反応性官能基を有する単量体を単独あるいは共重合して側鎖にエポキシ基が導入された重合体、あるいはポリオールをエピクロロヒドリンなどと反応させて末端にエポキシ基が導入された重合体などを使用することができる。

前記エポキシ基含有重合体としては、市販のもので、ＢＡＳＦ社製造のＪｏｎｃｒｙｌ^TM ＡＤＲ−４３７０−Ｆなどを使用することができる。

前記耐加水分解剤は、ポリカーボネート１００重量部に対して、０．０２〜０．２重量部含まれる。この範囲内でポリカーボネート樹脂組成物およびこれから形成される成形品に十分な耐加水分解性と共に色調安定性を付与できる。

＜輝度向上剤＞
前記輝度向上剤は、ポリカーボネートの光線透過率を補強するために使用できる。このような輝度向上剤としては、オキシアルキレン繰り返し単位を含む重合体を使用することができる。

前記オキシアルキレン繰り返し単位を含む重合体としては、環状脂肪族エーテル化合物あるいは脂肪族ジオールをアルキレンオキシドと共重合して製造される重合体を使用するか、あるいはポリ（アルキレンオキシド）の末端をエピクロロヒドリンでキャッピングした重合体を使用することができる。このようなオキシアルキレン繰り返し単位を含む重合体としては、市販のもので、ＮＯＦ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社製造のＰｏｌｙｃｅｒｉｎ ＤＣＢ−２０００や、あるいはＤＯＷ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製造のＤＥＲ７３２などを使用することができる。

前記輝度向上剤は、ポリカーボネート１００重量部に対して、０．１〜０．５重量部含まれる。この範囲内でポリカーボネート樹脂組成物およびこれから形成される成形品の物性の低下なく光線透過率を向上させることができる。

＜樹脂組成物＞
発明の一実施形態に係る樹脂組成物は、上述した成分以外にも、本発明の属する技術分野で知られた通常の添加剤を追加的に含んでもよい。非制限的な例として、熱安定剤、可塑剤、帯電防止剤、核剤、難燃剤、滑剤、衝撃補強剤、蛍光増白剤、または紫外線吸収剤などを追加的に含んでもよい。

前記樹脂組成物は、上述した成分を混合して製造され、光学成形品を製造するために溶融混練してペレットに製造される。前記溶融混練は、本発明の属する技術分野における通常の方法、例えば、リボンブレンダー、ヘンシェルミキサー、バンバリーミキサー、ドラムタンブラー、単軸スクリュー押出機、二軸スクリュー押出機、コニーダー、多軸スクリュー押出機などを用いる方法によって実施できる。前記溶融混練の温度は、必要に応じて適宜調節可能であり、好ましくは、２００〜３００℃に調節される。

＜光学成形品＞
また、本発明の一実施形態に係る樹脂組成物は、光学成形品を提供することができる。一例として、前記光学成形品は、導光板であってもよい。

導光板は、液晶表示装置のバックライトユニット部品の一つで、光源から発散する光を画面の全領域にわたって均一に分散させる機能を行う。光源から発散する光は、導光板を透過するため、導光板は、透明度、つまり光線透過率に優れていなければならない。それだけでなく、導光板は高い温度で成形され、高い温度で作動するため、優れた高温安定性が求められる。

そこで、前記一実施形態に係る樹脂組成物を用いると、前記光線透過率および高温安定性を満たす導光板を提供することができる。

導光板は、本発明の属する技術分野で知られた方法により製造される。例えば、樹脂組成物の溶融混練物またはペレットを原料として、射出成形法、射出圧縮成形法、押出成形法、真空成形法、ブロー成形法、プレス成形法、圧空成形法、発泡成形法、熱曲げ成形法、圧縮成形法、カレンダー成形法、および回転成形法などの成形法を適用して、導光板を製造することができる。

導光板の厚さは、使用目的に応じて適宜調節可能であり、導光板の形状も、使用目的に応じて平板または曲面の形態を有することができる。

発明の一実施形態に係るポリカーボネート樹脂組成物は、優れた光特性を示し、導光板の材料として有用に使用可能である。

以下、発明の具体的な実施例を通じて発明の作用、効果をより具体的に説明する。ただし、これは発明の例として提示されたものであり、これによって発明の権利範囲がいかなる意味でも限定されるものではない。

使用物質
以下、実施例および比較例で下記の物質を使用した。

＜樹脂＞
ＰＣ：重量平均分子量が２０，０００ｇ／ｍｏｌ、ＭＦＲ（３００℃、１．２ｋｇ）が６０ｇ／ｍｉｎのビスフェノールＡ型線状ポリカーボネート
＜シリコーン添加剤＞
ＤＰＴＳ：１，１，５，５−テトラメチル−３，３−ジフェニルトリシロキサン
ＫＲ−５１１：商品名ＫＲ−５１１、Ｓｈｉｎｅｔｓｕ社製造
＜酸化防止剤＞
ＤＰ９２２８：Ｃａｓ Ｎｏ．１５４８６２−４３−８；
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
Ｐ−１６８：Ｃａｓ Ｎｏ．３１５７０−０４−４；トリス（２，４−ジタートブチルフェニル）ホスファイト
＜耐加水分解剤＞
ＡＤＲ４３７０Ｆ：商品名Ｊｏｎｃｒｙｌ ＡＤＲ４３７０−Ｆ、ＢＡＳＦ社製造
ＫＤ２４２ＧＨＦ：Ｃａｓ Ｎｏ．２５０３６−２５−３；商品名ＫＤ２４２ＧＨＦ、ＫＵＫＤＯ ｃｈｅｍｉｃａｌ社製造
＜輝度向上剤＞
ＤＣＢ２０００：商品名Ｐｏｌｙｃｅｒｉｎ ＤＣＢ−２０００、ＮＯＦ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社製造
ＤＥＲ７３２：商品名ＤＥＲ７３２、ＤＯＷ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製造
実施例および比較例：ポリカーボネート樹脂組成物の製造
ＰＣに下記表１に記載されたような組成でそれぞれの成分を混合した後、二軸押出機を用いて、Ｌ／Ｄ＝３６、Φ＝４５、バレル温度２４０℃の条件下、時間あたり８０ｋｇの速度でペレットを製造した。

試験例：ポリカーボネート樹脂組成物の物性評価
実施例および比較例で製造したペレットを、横１５０ｍｍ、縦８０ｍｍ、厚さ４ｍｍの試験片に射出成形した。

Ｈｉｔａｃｈｉ社のＳｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ Ｕ−４１００を用いて、前記試験片の厚さ方向に対する直角方向に光を照射して、前記試片の長光透過率および長光色調を測定した。そして、その結果を表２に示した。

前記表２を参照すれば、ポリカーボネートに１，１，５，５−テトラメチル−３，３−ジフェニルトリシロキサンを組み合わせる場合、長光色調および長光透過率とも優れていて、このような組み合わせにより優れた機械的強度および電光線透過率を示しながらも、薄型の導光板を提供できることが確認される。

Claims (9)

1. ポリカーボネートおよび１，１，５，５−テトラメチル−３，３−ジフェニルトリシロキサンを含むポリカーボネート樹脂組成物。
2. 前記１，１，５，５−テトラメチル−３，３−ジフェニルトリシロキサンは、ポリカーボネート１００重量部に対して、０．０１〜０．３重量部含まれる、請求項１に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
3. 酸化防止剤、耐加水分解剤、輝度向上剤、またはこれらの混合物を追加的に含む、請求項１に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
4. 前記酸化防止剤は、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、チオ系酸化防止剤、またはこれらの混合物である、請求項３に記載ポリカーボネート樹脂組成物。
5. 前記酸化防止剤は、ポリカーボネート１００重量部に対して、０．０１〜０．１５重量部含まれる、請求項３に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
6. 前記耐加水分解剤は、エポキシ基含有重合体である、請求項３に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
7. 前記耐加水分解剤は、ポリカーボネート１００重量部に対して、０．０２〜０．２重量部含まれる、請求項３に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
8. 前記輝度向上剤は、オキシアルキレン繰り返し単位を含む重合体である、請求項３に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
9. 前記輝度向上剤は、ポリカーボネート１００重量部に対して、０．１〜０．５重量部含まれる、請求項３に記載のポリカーボネート樹脂組成物。