JP6797657B2 - 光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物 - Google Patents
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Description
しかしながら、特許文献1の方法は、アクリル樹脂の添加により色相は良好になるが白濁するために光線透過率及び輝度を上げることができず、脂環式エポキシを添加することにより、透過率が向上する可能性はあるが、色相の改善効果は認められない。特許文献2及び特許文献3の場合、流動性や転写性の改善効果は期待できるものの、耐熱性が低下するという欠点がある。
本発明の課題(目的)は、良好な色相を有しながら、成形時の成形品割れの問題を解消された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。
本発明は、以下の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物に関する。
[2]アルキルエーテル化合物(C)がモノエーテル化合物である上記[1]に記載の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
[3]さらに、エポキシ化合物(E)を、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、0.0005〜0.2質量部含有する上記[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]アルキルエーテル化合物(C)の総炭素数が16〜80である上記[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]アルキルエーテル化合物(C)がエステル基および水酸基を含まないアルキルエーテル化合物である上記[1]〜[4]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。
[6]ポリアルキレングリコール(B)の数平均分子量が500〜5000である上記[1]〜[5]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。
[7]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からなる光学部品。
なお、本明細書において、「〜」とは、特に断りがない場合、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
以下、本発明の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物を構成する各成分等につき、詳細に説明する。
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。
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;
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−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−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。
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。
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;
なお、ポリカーボネート樹脂(A)は、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。
η=1.23×10−4Mv0.83
また、極限粘度η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。
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。
本発明の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物は、ポリアルキレングリコール(B)を、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、0.1〜4質量部含有する。
上記一般式(1)で表される分岐型ポリアルキレングリコールは、一種のRからなる単独重合体でも、また異なるRからなる共重合体であってもよい。
上記一般式(2)で表される直鎖型ポリアルキレングリコールは、一種のpからなる単独重合体でも、また異なるpからなる共重合体であってもよい。
一般式(3)で表される直鎖アルキレンエーテル単位としては、一種のpからなる単独の単位でも、また異なるpからなる複数の単位が混合していてもよい。
なお、モル分率は、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。
脂肪酸エステルを構成する脂肪酸としては、炭素数1〜23の1価又は2価の脂肪酸、例えば、1価の飽和脂肪酸、具体的には、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、具体的には、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、具体的には、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、ドデセン二酸が挙げられる。
これらの脂肪酸は1種又は2種以上組み合せて使用できる。前記脂肪酸には、1つ又は複数のヒドロキシル基を分子内に有する脂肪酸も含まれる。
なお、ポリアルキレングリコールの数平均分子量はJIS K1577に準拠して測定した水酸基価に基づいて算出される数平均分子量である。
本発明の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物は、炭素数が8以上のアルキル基で構成されるアルキルエーテル化合物(C)を含有する。
本発明で用いるアルキルエーテル化合物(C)は、モノエーテル化合物であることが好ましく、エステル基および水酸基を含まないアルキルエーテル化合物が好ましい。また、同じアルキル基を含むR−O−Rの単エーテルであっても、異なるアルキル基を含むR−O−R’の混成エーテル(非対称エーテル)であってもよい。
アルキル基の具体例としては、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、セチル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、アラキル基、ヘンイコサニル基、ベヘニル基、リグノセリル基、セリル基、ヘプタコサニル基、モンタニル基、ノナコサニル基、ミリシル基等が挙げられ、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、セチル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、アラキル基、ヘンイコサニル基、ベヘニル基が好ましく、これらの分岐したものも好ましい。
エーテル化合物(C)の具体例としては、例えばジオクタデシルエーテル、ジノナデシルエーテル、ジアラキルエーテル、ジベヘニルエーテル、ジセリルエーテル、ジドデシルエーテル等が挙げられる。
本発明の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物は、さらにリン系安定剤を含有する。ポリアルキレングリコール(B)と上記アルキルエーテル化合物(C)とリン系安定剤(D)を組み合わせて含有することで、本発明のポリカーボネート樹脂組成物の色相がさらに良好なものとなり、そして耐熱変色性がさらに向上する。
リン系安定剤としては、公知の任意のものを使用できる。具体例を挙げると、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族又は第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、ホスファイト化合物が特に好ましい。ホスファイト化合物を選択することで、より高い耐変色性と連続生産性を有するポリカーボネート樹脂組成物が得られる。
このようなホスファイト化合物としては、例えば、トリフェニルホスファイト、トリス(モノノニルフェニル)ホスファイト、トリス(モノノニル/ジノニル・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、モノオクチルジ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、モノデシルジフェニルホスファイト、ジデシルモノフェニルホスファイト、トリデシルホスファイト、トリラウリルホスファイト、トリステアリルホスファイト、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−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、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、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレン−ジホスファイト、6−[3−(3−tert−ブチル−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロポキシ]−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等が挙げられる。
なお、リン系安定剤は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていても良い。
本発明の樹脂組成物は、さらにエポキシ化合物(E)を含有することも好ましい。エポキシ化合物(E)を上記(B)、(C)及び(D)成分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。
エポキシ化合物は、単独で用いても2種以上組み合わせて用いてもよい。
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、離型剤、酸化防止剤、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。
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)、アルキルエーテル化合物(C)及びリン系安定剤(D)、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。
なお、樹脂温度は、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。
本発明の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物を用いた光学部品は、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。
以下の実施例及び比較例で使用した原料及び評価方法は次の通りである。
[樹脂組成物ペレットの製造]
表1に記載した各成分を、以下の表2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240℃で溶融混練し、ストランドカットによりペレットを得た。
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(東芝機械社製「EC100SX−2A」)により、樹脂温度340℃、金型温度80℃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)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(Sodick社製「HSP100A」)により、樹脂温度380℃、金型温度60℃で、112mm×61mm×0.4mmの成形品を100枚成形した。成形時にクラックの発生した成形品の枚数をカウントし、割れ発生率(%)を算出した。
以上の評価結果を以下の表2に示す。
Claims (6)
- 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、炭素数が8以上のアルキル基で構成されるアルキルエーテル化合物(C)を0.005〜1質量部、リン系安定剤(D)を0.005〜0.5質量部含有し、アルキルエーテル化合物(C)がモノエーテル化合物である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。
- さらに、エポキシ化合物(E)を、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、0.0005〜0.2質量部含有する請求項1に記載の光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
- アルキルエーテル化合物(C)の総炭素数が16〜80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。
- アルキルエーテル化合物(C)がエステル基および水酸基を含まないアルキルエーテル化合物である請求項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)の数平均分子量が500〜5000である請求項1〜4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。
- 請求項1〜5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からなる光学部品。
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