JP7457075B2 - ポリカーボネート樹脂組成物及び成形体 - Google Patents
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Description
車両用のDRLに用いられるポリカーボネート樹脂組成物には、成形後の初期の光学特性(色調)が良好であるとともに、長時間ライトを照射しても色調変化が発生することなく、高温及び高温高湿環境下で長期に亘り良好な色調を維持できることが要求される。
特許文献2には、優れた光学特性が付与されると共に、耐高温高湿性、耐熱老化性、耐熱性、耐衝撃性等に優れる、車載用光半導体装置レンズ等の光学部品作製用として好適なポリカーボネート系樹脂組成物として、ポリカーボネート系樹脂、特定のアリールホスフィン、及び脂環式エポキシ化合物を所定量含む樹脂組成物が開示されている。
特許文献3には、300℃を超える高温成形での熱安定性に優れ、光線透過率及び輝度が良好でかつ耐湿熱試験後に変色やクラックが発生しない成形品を得ることを目的としたポリカーボネート樹脂組成物として、芳香族ポリカーボネート樹脂に特定のジホスファイト化合物及び脂環式エポキシ化合物を特定量配合した樹脂組成物が開示されている。
特許文献4には、ポリカーボネート樹脂、リン系酸化防止剤、脂肪酸エステルをそれぞれ所定量含有し、リン系酸化防止剤が特定構造を有する2種の化合物である、成形品の用途に応じて優れた特性を付与しうるポリカーボネート樹脂組成物が開示されている。
しかしながら特許文献1に開示された樹脂組成物については、高温及び高温高湿環境下での長期耐久性は評価されていない。また特許文献1に開示された樹脂組成物はアクリル系樹脂を必須成分とするものである。
特許文献2に開示された樹脂組成物からなる成形体については、耐スチーム試験及び高温エージング性試験が行われているが、より長期の耐熱性を有するポリカーボネート樹脂組成物が望まれる。
特許文献3、4に開示された樹脂組成物については、ポリカーボネート樹脂組成物を成形時に高温条件で滞留させた後に成形した成形体のYI値が評価されているが、成形後の成形体について、100℃を超える、ポリカーボネート樹脂のガラス転移点付近の温度での長期耐熱性は評価されていない。
すなわち、本発明は以下のポリカーボネート樹脂組成物及び成形体に関する。
<1>芳香族ポリカーボネート樹脂(A)、脂環式エポキシ化合物(B)、下記一般式(1)で示される化合物(C1)及び下記一般式(2)で示される化合物(C2)からなる群から選ばれる1種以上の酸化防止剤(C)、並びに、下記一般式(3)で示される化合物(D1)及び前記(C2)成分以外のアリールホスフィン(D2)からなる群から選ばれる1種以上のリン化合物(D)を含有し、前記(A)成分100質量部に対し、前記(B)成分の含有量が0.01質量部以上0.1質量部以下、前記(C)成分の含有量が0.01質量部以上0.1質量部以下、及び前記(D)成分の含有量が0.01質量部以上0.05質量部以下である、ポリカーボネート樹脂組成物。
式(1)中、RC11~RC16は水素原子、又は炭素数6以上15以下の芳香環含有基であり、同一であっても異なっていてもよい。但し、RC11~RC16のすべてが水素原子になることはない。
式(2)中、RC21~RC25は水素原子、炭素数1以上12以下のアルキル基、又は炭素数6以上14以下のアリール基であり、同一であっても異なっていてもよい。但し、RC21~RC25のすべてが水素原子になることはなく、RC21~RC25のうち少なくとも2つは炭素数1以上12以下のアルキル基又は炭素数6以上14以下のアリール基である。
式(3)中、RD11~RD16は水素原子又は炭素数1以上12以下のアルキル基であり、同一であっても異なっていてもよい。但し、RD11~RD16のすべてが水素原子になることはない。
<3>前記成形体(1)を85℃、湿度85%の環境下で1,000時間保存した後のYI値をYI2とした際のΔYI(YI2-YI1)が1.0以下であり、且つ、前記成形体(1)を140℃で1,000時間保存した後のYI値をYI3とした際のΔYI(YI3-YI1)が3.0以下である、上記<2>に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
<4>前記(B)成分が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サンカルボキシレートである、上記<1>~<3>のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
<5>前記(C1)成分がビス(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である、上記<1>~<4>のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
<6>前記(C2)成分がトリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイトである、上記<1>~<5>のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
<7>前記(D1)成分がビス(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である、上記<1>~<6>のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
<8>前記(D2)成分がトリフェニルホスフィンである、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>前記(C)成分が(C1)成分であり、前記(D)成分が(D1)成分である、上記<1>~<8>のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
<10>前記(C1)成分がビス(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であり、前記(D1)成分がビス(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である、上記<9>に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
<11>前記(C)成分と前記(D)成分との含有量比[(C)/(D)]が、質量比で0.2以上10以下である、上記<1>~<10>のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
<12>さらに脂肪酸エステル(E)を含有する、上記<1>~<11>のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
<13>さらに紫外線吸収剤(F)を含有する、上記<1>~<12>のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
<14>さらにフェノール系酸化防止剤(G)を含有する、上記<1>~<13>のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
<15>芳香族ポリカーボネート樹脂(A)、
脂環式エポキシ化合物(B)、
下記一般式(1)で示される化合物(C1)及び下記一般式(2)で示される化合物(C2)からなる群から選ばれる1種以上の酸化防止剤(C)、
下記一般式(3)で示される化合物(D1)及び前記(C2)成分以外のアリールホスフィン(D2)からなる群から選ばれる1種以上のリン化合物(D)、
並びにフェノール系酸化防止剤(G)を含有し、
前記(A)成分100質量部に対し、前記(B)成分の含有量が0.01質量部以上0.1質量部以下、前記(C)成分の含有量が0.005質量部以上0.1質量部以下、及び前記(D)成分の含有量が0.005質量部以上0.05質量部以下である、ポリカーボネート樹脂組成物。
式(1)中、RC11~RC16は水素原子、又は炭素数6以上15以下の芳香環含有基であり、同一であっても異なっていてもよい。但し、RC11~RC16のすべてが水素原子になることはない。
式(2)中、RC21~RC25は水素原子、炭素数1以上12以下のアルキル基、又は炭素数6以上14以下のアリール基であり、同一であっても異なっていてもよい。但し、RC21~RC25のすべてが水素原子になることはなく、RC21~RC25のうち少なくとも2つは炭素数1以上12以下のアルキル基又は炭素数6以上14以下のアリール基である。
式(3)中、RD11~RD16は水素原子又は炭素数1以上12以下のアルキル基であり、同一であっても異なっていてもよい。但し、RD11~RD16のすべてが水素原子になることはない。
<16>芳香族ポリカーボネート樹脂(A)、
脂環式エポキシ化合物(B)、
下記一般式(1)で示される化合物(C1):
(式(1)中、RC11~RC16は水素原子、又は炭素数6以上15以下の芳香環含有基であり、同一であっても異なっていてもよい。但し、RC11~RC16のすべてが水素原子になることはない。)
及び下記一般式(2)で示される化合物(C2):
(式(2)中、RC21~RC25は水素原子、炭素数1以上12以下のアルキル基、又は炭素数6以上14以下のアリール基であり、同一であっても異なっていてもよい。但し、RC21~RC25のすべてが水素原子になることはなく、RC21~RC25のうち少なくとも2つは炭素数1以上12以下のアルキル基又は炭素数6以上14以下のアリール基である。)
からなる群から選ばれる1種以上の酸化防止剤(C)、並びに、
下記一般式(3)で示される化合物(D1):
(式(3)中、RD11~RD16は水素原子又は炭素数1以上12以下のアルキル基であり、同一であっても異なっていてもよい。但し、RD11~RD16のすべてが水素原子になることはない。)
及び前記(C2)成分以外のアリールホスフィン(D2)からなる群から選ばれる1種以上のリン化合物(D)、
を含有するポリカーボネート樹脂組成物であって、
下記方法(1)により求められる、FT-IR測定におけるピーク強度の比が9.5以下である、ポリカーボネート樹脂組成物。
方法(1):
前記ポリカーボネート樹脂組成物を用いて、射出成形法により、シリンダー温度280℃、金型温度80℃、サイクル時間50秒にて、50mm×90mm×厚さ5mmの平板状試験片を作製する。下記LED照射条件のもと、100℃の恒温槽中で、該試験片に対しLEDを500時間照射する。LED照射後、該試験片表面のLED照射部のFT-IRを全反射法で測定する。縦軸をAbsorbance、横軸を波数としたFT-IR測定チャートにおいて、波数1950cm-1におけるAbsorbanceをベースラインとした際の、波数1776cm-1のピーク強度に対する波数1686cm-1のピーク強度の比を求める。
(LED照射条件)
LED電力:10W
LED照射強度:850lm
LED照射距離:1mm
<17>上記<1>~<16>のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物を含む成形体。
<18>導光部品である、上記<17>に記載の成形体。
<19>車両用導光部品である、上記<18>に記載の成形体。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、芳香族ポリカーボネート樹脂(A)、脂環式エポキシ化合物(B)、下記一般式(1)で示される化合物(C1)及び下記一般式(2)で示される化合物(C2)からなる群から選ばれる1種以上の酸化防止剤(C)、並びに、下記一般式(3)で示される化合物(D1)及び前記(C2)成分以外のアリールホスフィン(D2)からなる群から選ばれる1種以上のリン化合物(D)を含有し、前記(A)成分100質量部に対し、前記(B)成分の含有量が0.01質量部以上0.1質量部以下、前記(C)成分の含有量が0.01質量部以上0.1質量部以下、及び前記(D)成分の含有量が0.01質量部以上0.05質量部以下である。
式(1)中、RC11~RC16は水素原子、又は炭素数6以上15以下の芳香環含有基であり、同一であっても異なっていてもよい。但し、RC11~RC16のすべてが水素原子になることはない。
式(2)中、RC21~RC25は水素原子、炭素数1以上12以下のアルキル基、又は炭素数6以上14以下のアリール基であり、同一であっても異なっていてもよい。但し、RC21~RC25のすべてが水素原子になることはなく、RC21~RC25のうち少なくとも2つは炭素数1以上12以下のアルキル基又は炭素数6以上14以下のアリール基である。
式(3)中、RD11~RD16は水素原子又は炭素数1以上12以下のアルキル基であり、同一であっても異なっていてもよい。但し、RD11~RD16のすべてが水素原子になることはない。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は上記構成を有することにより、280℃以下の低温成形後の初期色調が良好であり、長期耐湿熱性に優れ、ポリカーボネート樹脂のガラス転移点付近の温度における長期耐熱性も良好な成形体を製造することができる。なお本明細書において、色調の評価にはYI値を用いる。低YI値であれば初期色調が良好であり、光学特性に優れることを意味する。
当該樹脂組成物は、さらに後述する脂肪酸エステル(E)や紫外線吸収剤(F)を含有してもよい。
但し本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、以下の理由により、ポリエーテル化合物を含有しないことが好ましい。ポリエーテル化合物としては、例えば、ポリエーテルポリオール等の、分子内にポリオキシアルキレン構造を有する化合物が挙げられる。
DRLには、厚肉構造のもののほかに、長尺構造のものもある。長尺構造のものも同様に、280℃以下の低温で成形されることが多い。長尺構造のDRL部品の場合は、金型が大きくなり、大型の成形機で成形せざるを得ない場合が多い。一般に大型の成形機はシリンダー径が大きく、またシリンダーの長さも長くなる。長尺構造のDRL部品の成形に必要な樹脂量は、大型の成形機での成形品としては少ないので、成形機内に滞留する時間が長くなり、成形機内での熱劣化が進行してしまう。したがって、できるだけ成形温度を低くして成形機内での熱劣化の影響を少なくする必要がある。
また、DRLのように車載用の導光部品に対しては、例えばポリカーボネート樹脂の融点付近の温度で1000時間程度の加熱を行うなど、厳しい環境下での耐熱性試験が行われる。しかしながら、例えば特許第4069364号公報,国際公開第2011/083635号、国際公開第2013/088796号に示されるようなポリエーテルポリオール類は、光学性能を上げる点では顕著な効果を示す一方、長期耐熱性が低い。したがって上記のような厳しい環境下での試験では、ポリエーテル化合物の添加のみではポリカーボネート樹脂組成物の光学性能の低下を抑制することが困難であるためである。
以下、本発明のポリカーボネート樹脂組成物に用いる各成分について説明する。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物に含有される芳香族ポリカーボネート樹脂(A)(以下「(A)成分」ともいう)は特に制限なく、公知の方法により製造したものを用いることができる。
例えば、二価フェノールとカーボネート前駆体とを溶液法(界面重縮合法)又は溶融法(エステル交換法)により反応させて製造したもの、すなわち、末端停止剤の存在下に、二価フェノールとホスゲンとを反応させる界面重縮合法、又は末端停止剤の存在下に、二価フェノールとジフェニルカーボネート等とをエステル交換法等により反応させて製造したものを芳香族ポリカーボネート樹脂(A)として用いることができる。
これらの中でも、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〕、ビス(4-ヒドロキシフェニル)メタン、及び1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)エタンからなる群から選ばれる1種以上のビス(ヒドロキシフェニル)アルカン系化合物が好ましく、特にビスフェノールAが好適である。
なお、芳香族ポリカーボネート樹脂(A)は分岐構造を有していてもよい。分岐構造を導入するために用いられる分岐剤としては、1,1,1-トリス(4-ヒドロキシフェニル)エタン、α,α’,α”-トリス(4-ヒドロキシフェニル)-1,3,5-トリイソプロピルベンゼン、フロログルシン、トリメリット酸及び1,3-ビス(o-クレゾール)等がある。
(式中、RA1及びRA2は炭素数1以上6以下のアルキル基又はアルコキシ基であり、RA1とRA2とは同一でも異なっていてもよい。Xは単結合、炭素数1以上8以下のアルキレン基、炭素数2以上8以下のアルキリデン基、炭素数5以上15以下のシクロアルキレン基、炭素数5以上15以下のシクロアルキリデン基、-S-、-SO-、-SO2-、-O-又は-CO-を示し、a及びbはそれぞれ独立に0以上4以下の整数を示す。aが2以上の場合にはRA1は同一でも異なっていてもよく、bが2以上の場合にはRA2は同一でも異なっていてもよい。)
RA1及びRA2は、いずれも、好ましくは炭素数1以上4以下のアルキル基又は炭素数1以上4以下のアルコキシ基である。
a及びbは、それぞれ独立に0以上4以下の整数を示し、好ましくは0以上2以下、より好ましくは0又は1である。
本明細書において粘度平均分子量(Mv)とは、ウベローデ型粘度計を用いて、20℃における塩化メチレン溶液の粘度を測定し、これより極限粘度[η]を求め、次式にて算出するものである。
[η]=1.23×10-5Mv0.83
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、得られる成形体の長期耐湿熱性及び長期耐熱性を共に向上させるために、脂環式エポキシ化合物(B)(以下「(B)成分」ともいう)を含有する。脂環式エポキシ化合物(B)を含有することで、本発明のポリカーボネート樹脂組成物から得られる成形体は、高温高湿条件下及び高温条件下で長時間耐久試験を行っても黄変が少なく、良好な色調を維持することができる。さらに、例えば車両用のDRL用途において長時間LED等のライトを照射しても劣化し難く、耐LED照射性に優れる成形体が得られる。
脂環式エポキシ化合物とは、脂環式エポキシ基、すなわち脂肪族環内のエチレン結合に酸素1原子が付加したエポキシ基を有する環状脂肪族化合物をいい、具体的には下記式(B-1)~(B-10)で表されるものが好適に用いられる。
(式中、RはH又はCH3である。)
(式中、RはH又はCH3である。)
(式中、a+b=1又は2である。)
(式中、a+b+c+d=1以上3以下である。)
(式中、a+b+c=n(整数)であり、Rは炭化水素基である。)
(式中、nは整数である。)
(式中、Rは炭化水素基である。)
(式中、nは整数,Rは炭化水素基である。)
また、セロキサイド2021PとEHPE3150との混合物として、(株)ダイセルから市販されている「EHPE3150CE」も好ましく用いることができる。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、下記一般式(1)で示される化合物(C1)(以下「化合物(C1)」又は「(C1)成分」ともいう)及び下記一般式(2)で示される化合物(C2)(以下「化合物(C2)」又は「(C2)成分」ともいう)からなる群から選ばれる1種以上の酸化防止剤(C)(以下「(C)成分」ともいう)を含有する。
式(1)中、RC11~RC16は水素原子、又は炭素数6以上15以下の芳香環含有基であり、同一であっても異なっていてもよい。但し、RC11~RC16のすべてが水素原子になることはない。
式(2)中、RC21~RC25は水素原子、炭素数1以上12以下のアルキル基、又は炭素数6以上14以下のアリール基であり、同一であっても異なっていてもよい。但し、RC21~RC25のすべてが水素原子になることはなく、RC21~RC25のうち少なくとも2つは炭素数1以上12以下のアルキル基又は炭素数6以上14以下のアリール基である。
化合物(C1)は下記一般式(1)で示される化合物である。
式(1)中、RC11~RC16は水素原子、又は炭素数6以上15以下の芳香環含有基であり、同一であっても異なっていてもよい。但し、RC11~RC16のすべてが水素原子になることはない。芳香環含有基の炭素数は好ましくは6以上13以下、より好ましくは6以上10以下である。芳香環としてはベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、アントラセン環等が挙げられ、ベンゼン環が好ましい。
炭素数6~15の芳香環含有基としては、例えばフェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニル基、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、クミル基等が挙げられる。これらの基は、さらに水酸基やアミノ基等の置換基を有してもよい。
式(1a)中、RC17、RC18はアルキル基又はアルケニル基であり、同一であっても異なっていてもよい。あるいは、RC17とRC18は、互いに結合して環を形成してもよい。RC17、RC18は、好ましくは炭素数1以上5以下のアルキル基又は炭素数2以上5以下のアルケニル基であり、より好ましくは炭素数1以上3以下のアルキル基であり、更に好ましくはメチル基である。
式(1a)中、RC19は水素原子又はアルキル基であり、好ましくは水素原子又は炭素数1以上5以下のアルキル基、より好ましくは水素原子又は炭素数1以上3以下のアルキル基、更に好ましくは水素原子である。mは0以上5以下の整数である。mが2以上である場合、複数のRC19は同一でも異なっていてもよい。
式(1a)中、Zは単結合又は炭素原子を示す。Zが単結合である場合、RC17、RC18は一般式(1a)から除外される。
化合物(C1)が一般式(1a)で表される基を2以上有する場合、複数の当該基は互いに同一でも異なっていてもよい。
すなわち本発明に用いられる(C1)成分は、好ましくは下記一般式(C1-1)で表されるペンタエリスリトールジホスファイト化合物である。
式中、RC17a~RC17d、RC18a~RC18dはアルキル基又はアルケニル基であり、同一であっても異なっていてもよい。あるいは、RC17aとRC18a、RC17bとRC18b、RC17cとRC18c、RC17dとRC18dは、互いに結合して環を形成してもよい。
RC19a~RC19dは水素原子又はアルキル基であり、同一でも異なっていてもよい。
m1~m4は0以上5以下の整数であり、同一であっても異なっていてもよい。m1~m4が2以上である場合、複数のRC19a、RC19b、RC19c、RC19dは同一でも異なっていてもよい。
Z1~Z4は単結合又は炭素原子を示し、同一でも異なっていてもよい。Z1~Z4が単結合を示す場合、RC17a~RC17d、RC18a~RC18dは一般式(C1-1)から除外される。
RC19a~RC19dは、好ましくは水素原子又は炭素数1以上5以下のアルキル基、より好ましくは水素原子又は炭素数1以上3以下のアルキル基、更に好ましくは水素原子であり、RC19a~RC19dのすべてが水素原子であることがより更に好ましい。
m1~m4は、0以上3以下が好ましく、より好ましくは0以上1以下であり、更に好ましくは0である。Z1~Z4は炭素原子であることが好ましい。
化合物(C2)は下記一般式(2)で示される化合物である。
式(2)中、RC21~RC25は水素原子、炭素数1以上12以下のアルキル基、又は炭素数6以上14以下のアリール基であり、同一であっても異なっていてもよい。但し、酸化防止剤としての効果の点から、RC21~RC25のすべてが水素原子になることはなく、RC21~RC25のうち少なくとも2つは炭素数1以上12以下のアルキル基又は炭素数6以上14以下のアリール基である。好ましくは、RC21~RC25のうちいずれか2つが炭素数1以上12以下のアルキル基又は炭素数6以上14以下のアリール基で残りが水素原子である化合物であり、より好ましくは、RC21~RC25のうちいずれか2つが炭素数1以上12以下のアルキル基又は炭素数6以上14以下のアリール基で残りが水素原子である化合物のうち、RC21又はRC25の少なくとも一方が炭素数1~12のアルキル基又は炭素数6以上14以下のアリール基である化合物である。
炭素数1以上12以下のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、各種ブチル基、各種ペンチル基、各種ヘキシル基、各種オクチル基、各種デシル基、各種ドデシル基等が挙げられる。中でも、長期耐湿熱性及び長期耐熱性を付与する観点からは、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、各種ブチル基、各種ペンチル基、各種ヘキシル基、及び各種オクチル基からなる群から選ばれる1種以上が好ましく、メチル基、エチル基、イソプロピル基、及びtert-ブチル基からなる群から選ばれる1種以上がより好ましく、tert-ブチル基が更に好ましい。
炭素数6以上14以下のアリール基としては、例えばフェニル基、トリル基、キシリル基等が挙げられる。
特に好ましい化合物(C2)は、前記一般式(2)においてRC21及びRC23がtert-ブチル基であり、RC22、RC24及びRC25が水素原子である化合物(トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイト)である。
本発明に用いる酸化防止剤(C)としては、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及びトリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイトからなる群から選ばれる1種以上が好ましい。また化合物(C1)と(C2)とでは化合物(C1)が好ましく、前記一般式(C1-1)で表されるペンタエリスリトールジホスファイト化合物がより好ましく、前記式(C1-2)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更に好ましい。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、下記一般式(3)で示される化合物(D1)(以下「化合物(D1)」又は「(D1)成分」ともいう)及び前記(C2)成分以外のアリールホスフィン(D2)(以下「化合物(D2)」又は「(D2)成分」ともいう)からなる群から選ばれる1種以上のリン化合物(D)を含有する。
式(3)中、RD11~RD16は水素原子又は炭素数1以上12以下のアルキル基であり、同一であっても異なっていてもよい。但し、RD11~RD16のすべてが水素原子になることはない。
上記所定の(D)成分を含有することで、本発明のポリカーボネート樹脂組成物から得られる成形体は初期色調が良好になる。特に上記(C)成分と(D)成分とを組み合わせて用いることで、本発明のポリカーボネート樹脂組成物から得られる成形体における初期色調、長期耐湿熱性、及び、長期耐熱性に対する効果を補完し合い、これら全ての特性を満足する成形体を得ることができる。
化合物(D1)は下記一般式(3)で示される化合物である。
式(3)中、RD11~RD16は水素原子又は炭素数1以上12以下のアルキル基であり、同一であっても異なっていてもよい。但し、RD11~RD16のすべてが水素原子になることはない。
炭素数1以上12以下のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、各種ブチル基、各種ペンチル基、各種ヘキシル基、各種ヘキシル基、各種オクチル基、各種ノニル基、各種デシル基、各種ウンデシル基、各種ドデシル基が挙げられる。
本発明の効果を得る観点から、式(3)中、RD11~RD16はいずれも炭素数1以上12以下のアルキル基であることが好ましい。RD11~RD16はメチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、各種ブチル基、各種ペンチル基、各種ヘキシル基、及び各種オクチル基からなる群から選ばれる1種以上がより好ましく、メチル基、エチル基、イソプロピル基、及びtert-ブチル基からなる群から選ばれる1種以上が更に好ましい。
中でも化合物(D1)としては、RD11、RD13、RD14及びRD16がtert-ブチル基であり、RD12及びRD15がメチル基である化合物がより好ましい。すなわち本発明に用いられる(D1)成分は、好ましくはビス(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である。
化合物(D2)は前記(C2)成分以外のアリールホスフィンである。当該アリールホスフィンとしては、アリール基を1つ以上有するホスフィン化合物であればよく、例えば、下記一般式(4)で表される化合物が挙げられる。
P-(RD21)3 (4)
式(4)中、RD21は置換基を有していてもよい炭化水素基であり、少なくとも1つは炭素数6以上18以下のアリール基である。複数のRD21は同一でも異なっていてもよい。
中でも、本発明の効果を得る観点、耐熱性の観点からは、(D2)成分としては一般式(4)におけるRD21がいずれもアリール基である化合物が好ましく、トリフェニルホスフィンがより好ましい。
本発明に用いるリン化合物(D)としては、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及びトリフェニルホスフィンからなる群から選ばれる1種以上が好ましい。また、化合物(D1)と(D2)とでは化合物(D1)がより好ましく、化合物(D1)の中でも、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更に好ましい。
さらに本発明のポリカーボネート樹脂組成物においては、前記(C)成分と前記(D)成分との合計含有量が、前記(A)成分100質量部に対し0.05質量部以下であることが好ましく、0.04質量部以下であることがより好ましく、0.035質量部以下であることが更に好ましく、0.03質量部以下であることがより更に好ましい。前記(C)成分と前記(D)成分との合計含有量が0.05質量部以下であると、特に長時間LED等のライトを照射しても劣化し難く、耐LED照射性に優れる成形体が得られる。また、さらに前記(C)成分と前記(D)成分との合計含有量が0.02質量部以上であれば、低温成形後の初期色調、長期耐湿熱性、及び長期耐熱性について優れた性能と耐LED照射性の両立が可能となるため、当該ポリカーボネート樹脂組成物及び成形体は、例えば車両用のDRL用途において特に有用である。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、さらに脂肪酸エステル(E)(以下「(E)成分」ともいう)を含有してもよい。脂肪酸エステル(E)は、脂肪族カルボン酸とアルコールとの縮合物である。
前記脂肪族カルボン酸としては、飽和又は不飽和の、脂肪族モノカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、脂肪族トリカルボン酸、脂肪族テトラカルボン酸等が挙げられ、脂肪族モノカルボン酸及び脂肪族ジカルボン酸からなる群から選ばれる1種以上が好ましく、脂肪族モノカルボン酸がより好ましい。脂肪族カルボン酸は、鎖状脂肪族カルボン酸、環状脂肪族カルボン酸のいずれでもよいが、鎖状脂肪族カルボン酸が好ましい。脂肪族カルボン酸の炭素数は、好ましくは6以上40以下、より好ましくは8以上32以下、更に好ましくは12以上24以下である。
飽和脂肪族カルボン酸としては、カプリン酸、ネオデカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸及びリグノセリン酸等の飽和脂肪族モノカルボン酸;アジピン酸、アゼライン酸、及びセバシン酸等の飽和脂肪族ジカルボン酸;等が挙げられる。不飽和脂肪族カルボン酸としては、ウンデシレン酸、オレイン酸、エライジン酸、エルカ酸、ネルボン酸、リノール酸、リシノール酸、γ-リノレン酸、アラキドン酸、α-リノレン酸、ステアリドン酸、エイコサペンタエン酸、及びドコサヘキサエン酸等が挙げられる。
上記の中でも、脂肪族カルボン酸としてはラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、及びベヘン酸からなる群から選ばれる1種以上が好ましく、パルミチン酸、ステアリン酸、及びベヘン酸からなる群から選ばれる1種以上がより好ましく、ステアリン酸が更に好ましい。
アルコールの炭素数は、好ましくは1以上30以下、より好ましくは2以上24以下である。
アルコールの具体例としては、オクタノール、デカノール、ドデカノール、テトラデカノール、ステアリルアルコール、ベヘニルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、2,2-ジヒドロキシペルフルオロプロパノール、ネオペンチレングリコール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール等が挙げられる。
これらの中でも、脂肪酸エステル(E)としてはステアリン酸エステルが好ましく、グリセリンモノステアレートがより好ましい。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、耐候性向上のため、さらに紫外線吸収剤(F)(以下「(F)成分」ともいう)を含有してもよい。
紫外線吸収剤としては、ベンゾオキサジノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチレート系化合物、マロン酸エステル系化合物、オキサリルアラニド系化合物、トリアジン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合物等が挙げられる。これらは、1種を単独でも又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
ベンゾオキサジノン系化合物としては、下記一般式(5)で表される化合物を挙げることができる。
式(5)中、RF1は分子中に1個又は2個の芳香族化合物からp個の水素原子を除いた残基を示す。RF2は水素原子、ハロゲン基原子、ニトロ基、炭素数1以上8以下のアルキル基、炭素数1以上8以下のアルコキシル基又は炭素数2以上8以下のアルケニルオキシ基を示す。pは2又は3であり、qは1以上4以下の整数を示す。
RF2において、炭素数1以上8以下のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基を挙げることできる。炭素数1以上8以下のアルコキシル基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基を挙げることができる。炭素数2以上8以下のアルケニルオキシ基としては、アリルオキシ基、2-プロペニルオキシ基、2-ブテニルオキシ基、2-メチル-3-プロペニルオキシ基等を挙げることができる。
上記一般式(5)で表される化合物の中でも、下記式で表される、2,2’-(1,4-フェニレン)ビス[4H-3,1-ベンゾオキサジン-4-オン]が好ましい。
サリチレート系化合物としては、フェニルサリチレート、p-t-ブチルフェニルサリチレート、p-オクチルフェニルサリチレート等が挙げられる。マロン酸エステル系化合物としては、ベンジリデンビスジエチルマロネート、4-メトキシフェニル-メチレン-ジメチルエステル等が挙げられる。オキサリルアラニド系化合物としては、炭素数1以上12以下の炭化水素基を有するオキサリルアラニド化合物等が挙げられる。
上記化合物は、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。
上記の中でも、紫外線吸収剤(F)としてはベンゾオキサジノン系化合物が好ましく、前記式で表される、2,2’-(1,4-フェニレン)ビス[4H-3,1-ベンゾオキサジン-4-オン]がより好ましい。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、さらにフェノール系酸化防止剤(G)(以下「(G)成分」ともいう)を含有することが好ましい。(G)成分を含有することにより、低温成形後の初期色調、長期耐湿熱性、及び長期耐熱性のすべてが良好であり、さらに長時間LED等のライトを照射しても劣化し難く、耐LED照射性に優れる成形体が得られる。そのため当該ポリカーボネート樹脂組成物及び成形体は、例えば様々な環境(気温・湿度など)の下で使用され、長時間LED照射される車両用のDRL用途において特に有用である。
フェノール系酸化防止剤(G)を含有することにより優れた耐LED照射性が得られる理由は定かではないが、次のように考えられる。
ポリカーボネート樹脂を含む成形体に高温環境にて高強度のLED光を照射することによって、ポリカーボネート樹脂の従来の使用用途とは比較にならない急激な酸化、光分解、及び光フリース転位反応が進行すると考えられる。急激な酸化、光分解反応においてラジカルが発生し、このラジカルにより分解反応が進行してポリカーボネート樹脂の分子量低下等が生じ、また、光フリース転位する際にもラジカルを経由して転移反応が進行すると考えられる。このように酸化の過程で生じるパーオキサイド由来のラジカルや、光分解反応等において生じるラジカルを捕捉することがポリカーボネート樹脂の構造変化を抑制し、成形体の寿命を延ばす手段として有効であると推測している。
(G)成分を用いることでこれらのラジカルを捕捉し、LED照射によるさらなる劣化を抑制する効果があると考えられる。
上記フェノール系酸化防止剤は、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。上記の中でも、n-オクタデシル-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(Irganox1076)及び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](Irganox1010)からなる群から選ばれる1種以上が好ましい。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物には、上述の各成分の他に、ポリオルガノシロキサン等の任意の添加剤を適宜添加することができる。
ポリオルガノシロキサンとしては、アルコキシ基、アリールオキシ基、ポリオキシアルキレン基、カルボキシル基、シラノール基、アミノ基、メルカプト基、エポキシ基及びビニル基等の官能基を1種以上有する化合物であることが好ましい。
ポリオルガノシロキサンの動粘度は、離型性としての滑性効果の観点から、25℃において、好ましくは10mm2/s以上であり、ポリカーボネート樹脂への分散性の観点から、好ましくは200mm2/s以下である。上記観点から、ポリオルガノシロキサンの粘度は、より好ましくは20mm2/s以上150mm2/s以下、さらに好ましくは40mm2/s以上120mm2/s以下の範囲である。
ポリオルガノシロキサンの屈折率は、ポリカーボネートに添加した際に透明性を低下させないために、ポリカーボネートとの屈折率の差を出来るだけ小さくすることが好ましい。ポリカーボネートの屈折率は1.58であることから、ポリオルガノシロキサンの屈折率は、好ましくは1.45以上、より好ましくは1.50以上である。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物の製造方法は特に限定されない。例えば前記成分(A)~(D)成分、及び必要に応じ(E)、(F)及び(G)成分、その他添加剤を混合し、溶融混練を行うことで製造できる。溶融混練は、通常用いられている方法、例えば、単軸スクリュー押出機、二軸スクリュー押出機、コニーダ、多軸スクリュー押出機等を用いる方法により行うことができる。溶融混練時の加熱温度は、通常220~300℃の範囲で適宜選定される。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、該ポリカーボネート樹脂組成物を用いて、射出成形法により、シリンダー温度280℃、金型温度80℃、サイクル時間50秒にて作製された厚さ5mmの成形体(1)の、C光源、2度視野の条件で分光光度計を用いて測定される初期YI値YI1が1.2未満であることが好ましい。YI1が1.2未満であれば初期の色調が良好であり、車両用導光部品等に好適である。成形体(1)のYI1が1.1以下の場合と、1,2以上である場合とでは目視で観察される色調が大きく異なる。YI1が1.2以上であると黄色味が目立つが、1.1以下であれば目視では着色がほとんど観察されず、初期色調が良好であると判断される。
得られる成形体の初期色調の点から、YI1は好ましくは1.15以下、より好ましくは1.1以下、更に好ましくは1.0以下である。
得られる成形体の長期耐湿熱性の観点から、ΔYI(YI2-YI1)は、より好ましくは0.8以下、更に好ましくは0.5以下、より更に好ましくは0.4以下である。また得られる成形体の長期耐熱性の観点から、ΔYI(YI3-YI1)はより好ましくは2.5以下、更に好ましくは2.0以下である。
各YI値は、具体的には実施例に記載の方法で測定できる。
方法(1):
前記ポリカーボネート樹脂組成物を用いて、射出成形法により、シリンダー温度280℃、金型温度80℃、サイクル時間50秒にて、50mm×90mm×厚さ5mmの平板状試験片を作製する。下記LED照射条件のもと、100℃の恒温槽中で、該試験片に対しLEDを500時間照射する。LED照射後、該試験片表面のLED照射部のFT-IRを全反射法で測定する。縦軸をAbsorbance、横軸を波数としたFT-IR測定チャートにおいて、波数1950cm-1におけるAbsorbanceをベースラインとした際の、波数1776cm-1のピーク強度に対する波数1686cm-1のピーク強度の比を求める。
(LED照射条件)
LED電力:10W
LED照射強度:850lm
LED照射距離:1mm
図1はポリカーボネート樹脂組成物を用いて上記方法(1)に従って作製した平板状試験片について、顕微FT-IR装置を用いて全反射(ATR)法により測定を行って得られたFT-IR測定チャートの一例である。図1においては、縦軸をAbsorbance、横軸を波数とし、LED未照射の試験片及びLED500時間照射後の試験片それぞれについてのFT-IR測定チャートを示した。当該ポリカーボネート樹脂組成物には、芳香族ポリカーボネート樹脂(A)として、主鎖が前記一般式(I)で表される繰り返し単位を有し、Xがイソプロピリデン基であるポリカーボネート樹脂を用いた。
LED500時間照射後のFT-IR測定チャートにおいて、波数1776cm-1のピークはポリカーボネート樹脂の炭酸エステルのC=O伸縮振動に由来するピークであり、波数1686cm-1のピークはLED照射後に発生するピークである。前記ピーク強度の比(波数1686cm-1のピーク強度/波数1776cm-1のピーク強度)が小さいほうが、LED照射による変化が少なく耐LED照射性に優れる。LED照射後に前記波数1686cm-1のピークが発生する理由は定かではないが、発生したピークは芳香族カルボン酸エステル化合物または、芳香族ケトン化合物のC=O伸縮振動に由来するピークと考えられる。これら化合物は高温環境にて高強度のLED光を照射することによって、光フリース転位に加え、ビスフェノールAのイソプロピリデン基の酸化が起きることによって生成していると推定している。
前記ピーク強度の比の下限は、LED未照射部について同様にFT-IR測定を行った場合のピーク強度比である。例えばポリカーボネート樹脂組成物において、芳香族ポリカーボネート樹脂(A)として主鎖が前記一般式(I)で表される繰り返し単位を有し、Xがイソプロピリデン基であるポリカーボネート樹脂を用いた場合、当該ピーク強度の比の下限は5.5である。
上記ピーク強度比は、具体的には実施例に記載の方法で測定できる。
本発明は、以下のポリカーボネート樹脂組成物に関する。
芳香族ポリカーボネート樹脂(A)、
脂環式エポキシ化合物(B)、
下記一般式(1)で示される化合物(C1)及び下記一般式(2)で示される化合物(C2)からなる群から選ばれる1種以上の酸化防止剤(C)、
下記一般式(3)で示される化合物(D1)及び前記(C2)成分以外のアリールホスフィン(D2)からなる群から選ばれる1種以上のリン化合物(D)、
並びにフェノール系酸化防止剤(G)を含有し、
前記(A)成分100質量部に対し、前記(B)成分の含有量が0.01質量部以上0.1質量部以下、前記(C)成分の含有量が0.005質量部以上0.1質量部以下、及び前記(D)成分の含有量が0.005質量部以上0.05質量部以下である、ポリカーボネート樹脂組成物。
式(1)中、RC11~RC16は水素原子、又は炭素数6以上15以下の芳香環含有基であり、同一であっても異なっていてもよい。但し、RC11~RC16のすべてが水素原子になることはない。
式(2)中、RC21~RC25は水素原子、炭素数1以上12以下のアルキル基、又は炭素数6以上14以下のアリール基であり、同一であっても異なっていてもよい。但し、RC21~RC25のすべてが水素原子になることはなく、RC21~RC25のうち少なくとも2つは炭素数1以上12以下のアルキル基又は炭素数6以上14以下のアリール基である。
式(3)中、RD11~RD16は水素原子又は炭素数1以上12以下のアルキル基であり、同一であっても異なっていてもよい。但し、RD11~RD16のすべてが水素原子になることはない。
またポリカーボネート樹脂組成物(II)においては、前記(A)成分100質量部に対して、前記(D)成分の含有量が0.05質量部以下であることが好ましく、0.04質量部以下であることがより好ましく、0.03質量部以下であることが更に好ましい。前記(A)成分100質量部に対する(D)成分の含有量は0.005質量部以上であることが好ましく、0.006質量部以上であることがより好ましく、0.01質量部以上であることが更に好ましい。(G)成分を用いる場合、(A)成分100質量部に対する(D)成分の含有量が0.05質量部以下であると、長期耐湿熱性及び長期耐熱性に優れ、0.005質量部以上であれば、低温成形後の初期色調と耐LED照射性との両立が可能となる。
さらに本発明は、以下のポリカーボネート樹脂組成物に関する。
芳香族ポリカーボネート樹脂(A)、
脂環式エポキシ化合物(B)、
下記一般式(1)で示される化合物(C1):
(式(1)中、RC11~RC16は水素原子、又は炭素数6以上15以下の芳香環含有基であり、同一であっても異なっていてもよい。但し、RC11~RC16のすべてが水素原子になることはない。)
及び下記一般式(2)で示される化合物(C2):
(式(2)中、RC21~RC25は水素原子、炭素数1以上12以下のアルキル基、又は炭素数6以上14以下のアリール基であり、同一であっても異なっていてもよい。但し、RC21~RC25のすべてが水素原子になることはなく、RC21~RC25のうち少なくとも2つは炭素数1以上12以下のアルキル基又は炭素数6以上14以下のアリール基である。)
からなる群から選ばれる1種以上の酸化防止剤(C)、並びに、
下記一般式(3)で示される化合物(D1):
(式(3)中、RD11~RD16は水素原子又は炭素数1以上12以下のアルキル基であり、同一であっても異なっていてもよい。但し、RD11~RD16のすべてが水素原子になることはない。)
及び前記(C2)成分以外のアリールホスフィン(D2)からなる群から選ばれる1種以上のリン化合物(D)、
を含有するポリカーボネート樹脂組成物であって、
下記方法(1)により求められる、FT-IR測定におけるピーク強度の比が9.5以下である。
方法(1):
前記ポリカーボネート樹脂組成物を用いて、射出成形法により、シリンダー温度280℃、金型温度80℃、サイクル時間50秒にて、50mm×90mm×厚さ5mmの平板状試験片を作製する。下記LED照射条件のもと、100℃の恒温槽中で、該試験片に対しLEDを500時間照射する。LED照射後、該試験片表面のLED照射部のFT-IRを全反射法で測定する。縦軸をAbsorbance、横軸を波数としたFT-IR測定チャートにおいて、波数1950cm-1におけるAbsorbanceをベースラインとした際の、波数1776cm-1のピーク強度に対する波数1686cm-1のピーク強度の比を求める。
(LED照射条件)
LED電力:10W
LED照射強度:850lm
LED照射距離:1mm
ポリカーボネート樹脂組成物(III)に含有される芳香族ポリカーボネート樹脂(A)、脂環式エポキシ化合物(B)、酸化防止剤(C)、リン化合物(D)及びその他の成分、並びにこれらの好適範囲については、前記ポリカーボネート樹脂組成物(I)と同じである。すなわちポリカーボネート樹脂組成物(II)は、(A)成分100質量部に対し、(B)成分の含有量が好ましくは0.01質量部以上0.1質量部以下、(C)成分の含有量が好ましくは0.01質量部以上0.1質量部以下、及び(D)成分の含有量が好ましくは0.01質量部以上0.05質量部以下である。
すなわち、ポリカーボネート樹脂組成物(III)がフェノール系酸化防止剤(G)を含有する場合においては、前記(A)成分100質量部に対して、前記(C)成分の含有量が0.1質量部以下であることが好ましく、0.05質量部以下であることがより好ましく、0.03質量部以下であることが更に好ましい。また、(A)成分100質量部に対する(C)成分の含有量は0.005質量部以上であることが好ましく、0.006質量部以上であることがより好ましく、0.01質量部以上であることが更に好ましい。(G)成分を用いる場合、(A)成分100質量部に対する(C)成分の含有量が0.1質量部以下であると、低温成形後の初期色調に優れ、0.005質量部以上であれば、長期耐湿熱性、長期耐熱性、及び耐LED照射性との両立が可能となる。
またポリカーボネート樹脂組成物(III)がフェノール系酸化防止剤(G)を含有する場合においては、前記(A)成分100質量部に対して、前記(D)成分の含有量が0.05質量部以下であることが好ましく、0.04質量部以下であることがより好ましく、0.03質量部以下であることが更に好ましい。前記(A)成分100質量部に対する(D)成分の含有量は0.005質量部以上であることが好ましく、0.006質量部以上であることがより好ましく、0.01質量部以上であることが更に好ましい。(G)成分を用いる場合、(A)成分100質量部に対する(D)成分の含有量が0.05質量部以下であると、長期耐湿熱性及び長期耐熱性に優れ、0.005質量部以上であれば、低温成形後の初期色調と耐LED照射性との両立が可能となる。
本発明の成形体は、上記本発明のポリカーボネート樹脂組成物を含むものである。当該成形品は、上記ポリカーボネート樹脂組成物の溶融混練物、又は、溶融混練を経て得られた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、ブロー成形法、プレス成形法、真空成形法及び発泡成形法等により製造することができる。特に、得られたペレットを用いて、射出成形法又は射出圧縮成形法により成形品を製造することが好ましい。成形温度には特に制限はないが、例えば、240℃以上300℃以下の温度で成形することができる。
導光部品としては車両用導光部品を挙げることができ、特に車両のデイタイムランニングライト(DRL)用導光部品が好ましい。
粘度平均分子量(Mv)は、ウベローデ型粘度計を用いて、20℃における塩化メチレン溶液(濃度:g/l)の粘度を測定し、これより極限粘度[η]を求め、次式(Schnell式)にて算出した。
<芳香族ポリカーボネート樹脂(A)>
(A1):「タフロン FN1500」(FORMOSA IDEMITSU PETROCHEMICAL CORP.製、ビスフェノールAポリカーボネート樹脂、粘度平均分子量(Mv)=14,200)
(A2):「タフロン FN1700」(FORMOSA IDEMITSU PETROCHEMICAL CORP.製、ビスフェノールAポリカーボネート樹脂、粘度平均分子量(Mv)=17,700)
(B1):「セロキサイド2021P」((株)ダイセル製、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サンカルボキシレート)
(C1-1):「Doverphos S-9228PC」(Dover Chemical社製、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)
(C2-1):「IRGAFOS168」(BASF社製、トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイト)
(D1-1):「アデカスタブ PEP-36」((株)ADEKA製、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)
(D2-1):「JC-263」(城北化学工業(株)製、トリフェニルホスフィン)
(E1):「S-100A」(理研ビタミン(株)製、グリセリンモノステアレート)
<紫外線吸収剤(F)>
(F1):「CYASORB UV-3638F」(Cytec社製、2,2’-(1,4-フェニレン)ビス[4H-3,1-ベンゾオキサジン-4-オン])
<フェノール系酸化防止剤(G)>
(G1):「Irganox1076」(BASFジャパン(株)製、n-オクタデシル-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)
(G2):「Irganox1010」(BASFジャパン(株)製、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])
<その他添加剤>
「KR-511」(信越化学工業(株)製、ポリオルガノシロキサン化合物、動粘度(25℃):90mm2/s、屈折率:1.518)
「PPG-PTMG」(日油(株)製「ポリセリンDCB-2000」、ポリオキシプロピレングリコール-ポリオキシテトラメチレングリコール、Mw=2,000)
各例において、表1~4に示す量比で各成分を配合してポリカーボネート樹脂組成物を調製した。スクリュー径40mmのベント付単軸押出機(田辺プラスチックス機械(株)製「VS-40」)を使用して、シリンダー温度250℃でポリカーボネート樹脂組成物を溶融混練し、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110℃で5時間乾燥した後、下記方法で成形体の作製及び各種評価を行った。
上記乾燥後のペレットを、射出成形機(日精樹脂工業(株)社製「ES1000」)を用いて、射出成形法により、シリンダー温度280℃、金型温度80℃、サイクル時間50秒にて、50mm×90mm×厚さ5mmの平板状試験片(成形体(1))を成形した。
得られた試験片について、分光光度計((株)日立ハイテクノロジーズ製「U-4100」)を用い、C光源、2度視野の条件でYI値(初期YI値:YI1)を測定した。結果を表に示す。合格基準は、YI1が1.2未満である。
YI1測定後の上記平板状試験片を温度85℃、相対湿度85%に設定した恒温恒湿槽(ナガノサイエンス(株)社製「LH33-12P」)に1,000時間入れた。試験後の試験片について上記と同様にYI値(YI2)を測定し、ΔYI(YI2-YI1)を求めた。結果を表に示す。耐湿熱試験の合格基準は、ΔYI(YI2-YI1)が1.0以下である。
また、YI1測定後の上記平板状試験片を、温度140℃に調整したギアーオーブン(TABAI社製「GPS-222」)内に1,000時間入れた。試験後の試験片について上記と同様にYI値(YI3)を測定し、ΔYI(YI3-YI1)を求めた。結果を表に示す。耐熱試験の合格基準は、ΔYI(YI3-YI1)が3.0以下である。
前記方法で作製した50mm×90mm×厚さ5mmの平板状試験片(成形体(1))に対し、下記LED照射条件のもと、100℃の恒温槽中で、該試験片に対しLEDを500時間照射した。LED照射には、LEDチップとしてOpto Supply社製の「OSW4XAHAE1E」を使用した。
(LED照射条件)
LED電力:10W(1A×10V)
LED照射強度:850lm
LED照射距離:1mm
LED照射後、平板状試験片表面のLED照射部のFT-IRを、以下の条件で測定した。
(FT-IR測定)
装置:顕微FT-IR装置(サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社製、型式:Nicolet 8700(IR照射部)、CONTINUUM(顕微部))
測定方法:全反射法(ATR)
測定波数範囲:650~4000cm-1
分解能:4cm-1
測定条件:ゲルマニウムクリスタルを用い、入射角29°で照射
測定範囲:平板状試験片(成形体(1))のLED照射部中心の約100μm×100μmの範囲
積算回数:200回
得られたFT-IR測定チャートにおいて、縦軸をAbsorbance、横軸を波数とし、波数1950cm-1におけるAbsorbanceをベースラインとした際の、波数1776cm-1のピーク強度に対する波数1686cm-1のピーク強度の比(波数1686cm-1のピーク強度/波数1776cm-1のピーク強度)を求め、下記基準で評価した。
A+:上記ピーク強度比が9.5以下
A:上記ピーク強度比が9.5超、13.0以下
B:上記ピーク強度比が13.0超、17.0以下
C:上記ピーク強度比が17.0超
これに対し表2に示すように、(B)、(C)成分を含有しない比較例1は初期YI値は良好であるが、長期の耐湿熱性及び耐熱性が低かった。(C)成分を含有しない比較例2及び7は、いずれも初期YI値及び耐湿熱性は良好であるが、140℃での長期耐熱性試験後のYI値が上昇した。(B)、(D)成分を含有しない比較例3~4では初期YI値が上昇し、長期耐熱性が低下した。
(B)成分を含有しない比較例5~6は初期YI値は合格基準を満たしたが、(C)成分として(C1)を用いた比較例5は長期の耐湿熱性及び耐熱性が低く、(C)成分として(C2)を用いた比較例6は長期耐熱性が低下した。(D)成分を含有しない比較例8~9はいずれも初期YI値が高く、合格基準を満たさなかった。
なお表2のポリカーボネート樹脂組成物のうち、比較例2はアクリル系樹脂を含まないことを除き特許文献1の開示発明相当の樹脂組成物である。また、比較例7は特許文献2、比較例8は特許文献3、比較例6は特許文献3の開示発明相当の樹脂組成物である。
また表3に示すように、さらに(G)成分を含有するポリカーボネート樹脂組成物は低温成形後の初期YI値が低く、長期の耐湿熱性及び耐熱性にも優れ、かつ耐LED照射性も良好であった。
Claims (16)
- 芳香族ポリカーボネート樹脂(A)、
脂環式エポキシ化合物(B)、
下記一般式(1)で示される化合物(C1)及び下記一般式(2)で示される化合物(C2)からなる群から選ばれる1種以上の酸化防止剤(C)、
並びに、下記一般式(3)で示される化合物(D1)及び前記(C2)成分以外のアリールホスフィン(D2)からなる群から選ばれる1種以上のリン化合物(D)を含有し、
前記(A)成分100質量部に対し、前記(B)成分の含有量が0.01質量部以上0.1質量部以下、前記(C)成分の含有量が0.01質量部以上0.1質量部以下、及び前記(D)成分の含有量が0.01質量部以上0.05質量部以下である、導光部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
式(1)中、RC11~RC16は水素原子、又は炭素数6以上15以下の芳香環含有基であり、同一であっても異なっていてもよい。但し、RC11~RC16のすべてが水素原子になることはない。
式(2)中、RC21~RC25は水素原子、炭素数1以上12以下のアルキル基、又は炭素数6以上14以下のアリール基であり、同一であっても異なっていてもよい。但し、RC21~RC25のすべてが水素原子になることはなく、RC21~RC25のうち少なくとも2つは炭素数1以上12以下のアルキル基又は炭素数6以上14以下のアリール基である。
式(3)中、RD11~RD16は水素原子又は炭素数1以上12以下のアルキル基であり、同一であっても異なっていてもよい。但し、RD11~RD16のすべてが水素原子になることはない。 - 前記ポリカーボネート樹脂組成物を用いて、射出成形法により、シリンダー温度280℃、金型温度80℃、サイクル時間50秒にて作製された厚さ5mmの成形体(1)の、C光源、2度視野の条件で分光光度計を用いて測定される初期YI値YI1が1.2未満である、請求項1に記載の導光部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記成形体(1)を85℃、湿度85%の環境下で1,000時間保存した後のYI値をYI2とした際のΔYI(YI2-YI1)が1.0以下であり、且つ、前記成形体(1)を140℃で1,000時間保存した後のYI値をYI3とした際のΔYI(YI3-YI1)が3.0以下である、請求項2に記載の導光部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記(B)成分が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サンカルボキシレートである、請求項1~3のいずれか1項に記載の導光部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記(C1)成分がビス(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である、請求項1~4のいずれか1項に記載の導光部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記(C2)成分がトリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイトである、請求項1~5のいずれか1項に記載の導光部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記(D1)成分がビス(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である、請求項1~6のいずれか1項に記載の導光部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記(D2)成分がトリフェニルホスフィンである、請求項1~7のいずれか1項に記載の導光部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記(C)成分が(C1)成分であり、前記(D)成分が(D1)成分である、請求項1~8のいずれか1項に記載の導光部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記(C1)成分がビス(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であり、前記(D1)成分がビス(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である、請求項9に記載の導光部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記(C)成分と前記(D)成分との含有量比[(C)/(D)]が、質量比で0.2以上10以下である、請求項1~10のいずれか1項に記載の導光部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
- さらに脂肪酸エステル(E)を含有する、請求項1~11のいずれか1項に記載の導光部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
- さらに紫外線吸収剤(F)を含有する、請求項1~12のいずれか1項に記載の導光部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
- 芳香族ポリカーボネート樹脂(A)、
脂環式エポキシ化合物(B)、
下記一般式(1)で示される化合物(C1):
(式(1)中、RC11~RC16は水素原子、又は炭素数6以上15以下の芳香環含有基であり、同一であっても異なっていてもよい。但し、RC11~RC16のすべてが水素原子になることはない。)
及び下記一般式(2)で示される化合物(C2):
(式(2)中、RC21~RC25は水素原子、炭素数1以上12以下のアルキル基、又は炭素数6以上14以下のアリール基であり、同一であっても異なっていてもよい。但し、RC21~RC25のすべてが水素原子になることはなく、RC21~RC25のうち少なくとも2つは炭素数1以上12以下のアルキル基又は炭素数6以上14以下のアリール基である。)
からなる群から選ばれる1種以上の酸化防止剤(C)、並びに、
下記一般式(3)で示される化合物(D1):
(式(3)中、RD11~RD16は水素原子又は炭素数1以上12以下のアルキル基であり、同一であっても異なっていてもよい。但し、RD11~RD16のすべてが水素原子になることはない。)
及び前記(C2)成分以外のアリールホスフィン(D2)からなる群から選ばれる1種以上のリン化合物(D)、
を含有する導光部品用ポリカーボネート樹脂組成物であって、
下記方法(1)により求められる、FT-IR測定におけるピーク強度の比が9.5以下である、導光部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
方法(1):
前記ポリカーボネート樹脂組成物を用いて、射出成形法により、シリンダー温度280℃、金型温度80℃、サイクル時間50秒にて、50mm×90mm×厚さ5mmの平板状試験片を作製する。下記LED照射条件のもと、100℃の恒温槽中で、該試験片に対しLEDを500時間照射する。LED照射後、該試験片表面のLED照射部のFT-IRを全反射法で測定する。縦軸をAbsorbance、横軸を波数としたFT-IR測定チャートにおいて、波数1950cm-1におけるAbsorbanceをベースラインとした際の、波数1776cm-1のピーク強度に対する波数1686cm-1のピーク強度の比を求める。
(LED照射条件)
LED電力:10W
LED照射強度:850lm
LED照射距離:1mm - 請求項1~14のいずれか1項に記載の導光部品用ポリカーボネート樹脂組成物を含む成形体であって、導光部品である、成形体。
- 車両用導光部品である、請求項15に記載の成形体。
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