JPWO2017099226A1 - 薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物および薄肉光学部品の製造方法 - Google Patents

薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物および薄肉光学部品の製造方法 Download PDF

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Abstract

良好な流動性を有し且つ強度に優れた薄肉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を課題とする。
粘度平均分子量(Mv)が10,000〜15,000の芳香族ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、特定の式(1)で表されるカーボネート構造単位(i)と特定の式(2)で表されるカーボネート構造単位(ii)からなる芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)を2〜100質量部含有し、芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)中のカーボネート構造単位(i)とカーボネート構造単位(ii)の合計100mol%に対し、カーボネート構造単位(i)の割合が10mol%を超え39mol%未満であることを特徴とする薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物により課題を解決する。

Description

本発明は薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物および薄肉光学部品の製造方法に関し、詳しくは、良好な流動性を有し且つ強度に優れた薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物および薄肉光学部品の製造方法に関する。
パーソナルコンピュータ、携帯電話等に使用される液晶表示装置には、その薄型化、軽量化、省力化、高精細化の要求に対応するために、面状光源装置が組み込まれている。そして、この面状光源装置には、入光する光を液晶表示側に均一かつ効率的に導く役割を果たす目的で、一面が一様な傾斜面を有する楔型断面の導光板や平板形状の導光板が備えられている。また導光板の表面に凹凸パターンを形成して光散乱機能を付与するものもある。
このような導光板は、熱可塑性樹脂の射出成形によって得られ、上記の凹凸パターンは入れ子の表面に形成された凹凸部の転写によって付与される。従来、導光板はポリメチルメタクリレート(PMMA)等の樹脂材料から成形されてきたが、最近では、より鮮明な画像を映し出す表示装置が求められ、光源近傍で発生する熱によって機器装置内が高温化する傾向にあるため、より耐熱性の高いポリカーボネート樹脂材料に置き換えられつつある。
さらに近年、特に携帯電話においては従来よりも更なる薄肉化が求められており、導光板についてもより薄肉化が求められている。PMMAは流動性に優れるため薄肉成形が容易であるという利点を有しているが、耐衝撃性が低く、成形時や取扱い時、さらには液晶表示装置に組み込んだ際に割れてしまうという欠点があった。ポリカーボネート樹脂は、耐衝撃性に優れるが、流動性がPMMAに比べて低いことから、非常に薄肉の導光板成形は困難であった。そこで、特許文献1や特許文献2に記載されるように、ポリカーボネート樹脂を特定の分子量範囲とすることで、流動性の低下を抑えながら耐衝撃性を一定以上有する導光板用組成物が提案されてきた。しかしながら、近年更なる薄肉化が求められ、ポリカーボネート樹脂においても更なる流動性向上のために、より低分子量化が進むことで、成形時や取扱い時、さらには液晶表示装置に組み込んだ際に割れてしまうという問題点があった。
さらにこれに対し、従来のビスフェノールA型ポリカーボネート樹脂に、更に新たなジヒドロキシ化合物をモノマーとして加えて成形性を改善する方法も提案されている。例えば、特許文献3には、ビスフェノールAとビスフェノールEとからなる流動性が改良されたポリカーボネート樹脂が記載されており、特許文献4〜5においても、特定のビスフェノール化合物を用いて流動性を改良したポリカーボネート樹脂が記載されている。しかしながら、このようなポリカーボネート樹脂もまた、耐熱性が極端に低いため実使用に耐えられないといった課題や、導光板を得るのに足る流動性や耐衝撃性が不十分であるため薄肉成形体が得られないといった課題を有していた。
特開2010−37380号公報 特開2013−139097号公報 特開平5−1144号公報 特開平6−128371号公報 特開昭59−131623号公報
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、その目的は、流動性が良好で且つ強度の良好な薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物及び薄肉光学部品の製造方法を提供することにある。
本発明者は、上記課題を達成すべく、鋭意検討を重ねた結果、粘度平均分子量(Mv)が10,000〜15,000である芳香族ポリカーボネート樹脂(A)に対し、特定の芳香族ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を特定量含む芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)を含有させることにより、高い流動性と高い強度を有する薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明の要旨は以下の[1]〜[7]に存する。
[1]粘度平均分子量(Mv)が10,000〜15,000の芳香族ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、下記式(1)で表されるカーボネート構造単位(i)と下記式(2)で表されるカーボネート構造単位(ii)からなる芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)を2〜100質量部含有し、芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)中のカーボネート構造単位(i)とカーボネート構造単位(ii)の合計100mol%に対し、カーボネート構造単位(i)の割合が10mol%を超え39mol%未満であることを特徴とする薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
Figure 2017099226
(式(1)中、Rは、炭素数8〜24のアルキル基またはアルケニル基を表し、R、Rはそれぞれ独立に、炭素数1〜15の一価炭化水素基を表し、a及びbはそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。)
Figure 2017099226
[2]さらに、ポリアルキレングリコールまたはその脂肪酸エステル(C)を、芳香族ポリカーボネート樹脂(A)と芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)の合計100質量部に対し、0.01〜1質量部含有する上記[1]に記載の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
[3]さらに、熱安定剤(D)を、芳香族ポリカーボネート樹脂(A)と芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)の合計100質量部に対し、0.005〜0.5質量部含有する上記[1]又は[2]に記載の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
[4]熱安定剤(D)が、リン系酸化防止剤である上記[3]に記載の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
[5]上記[1]乃至[4]の何れかに記載のポリカーボネート樹脂組成物を成形するステップを含む薄肉光学部品の製造方法。
[6]薄肉光学部品が、1mm以下の厚みを有する導光板である上記[5]に記載の薄肉光学部品の製造方法。
[7]上記[1]乃至[4]の何れかに記載のポリカーボネート樹脂組成物を260〜380℃で射出成形するステップを含む、肉厚が1mm以下の薄肉光学部品の製造方法。
本発明の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物によれば、薄肉光学部材を成形するために十分な流動性を持ちながらも、成形後の成形体の強度を向上させることができ、薄肉光学部材において発生しうる割れの発生を著しく低減することができる。
以下、本発明について実施形態及び例示物等を示して詳細に説明するが、本発明は以下に示す実施形態及び例示物等に限定して解釈されるものではない。
なお、本明細書において、「〜」とは、特に断りのない限り、その前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。また、「部」とは、特に断りのない限り、質量基準に基づく質量部を表す。
以下、本発明の薄肉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、薄肉光学部品等につき、詳細に説明する。
[芳香族ポリカーボネート樹脂(A)]
本発明の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物に用いる芳香族ポリカーボネート樹脂(A)の種類に制限はない。なお、芳香族ポリカーボネート樹脂(A)は芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)とは異なるポリカーボネート樹脂である。また、芳香族ポリカーボネート樹脂(A)は、1種類を用いてもよく、2種類以上を任意の組み合わせ及び任意の比率で併用してもよい。
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂(A)としては、例えば、芳香族ジヒドロキシ化合物とカーボネート形成化合物とを反応させてなる芳香族ポリカーボネート樹脂が挙げられる。この際、芳香族ジヒドロキシ化合物及びカーボネート形成化合物に加えて、ポリヒドロキシ化合物等を反応させるようにしてもよい。また芳香族ポリカーボネート樹脂(A)は、直鎖状でもよく、分岐鎖状でもよい。さらに、ポリカーボネート樹脂(A)は1種の繰り返し単位からなる単重合体であってもよく、2種以上の繰り返し単位を有する共重合体であってもよい。このとき共重合体は、ランダム共重合体、ブロック共重合体等、種々の共重合形態を選択することができる。なお、通常、このようなポリカーボネート重合体は、熱可塑性の樹脂となる。
芳香族ポリカーボネート樹脂(A)の原料となる芳香族ジヒドロキシ化合物の例としては、
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;
2,2’−ジヒドロキシ−1,1’−ビナフチル、1,2−ジヒドロキシナフタレン、1,3−ジヒドロキシナフタレン、2,3−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、1,7−ジヒドロキシナフタレン、2,7−ジヒドロキシナフタレン等のジヒドロキシナフタレン類;
2,2’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、3,3’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジメチルジフェニルエーテル、1,4−ビス(3−ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン等のジヒドロキシジアリールエーテル類;
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(即ち、ビスフェノールA)、
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、
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)シクロペンタン、
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’−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、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’−ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジメチルジフェニルスルホキシド等のジヒドロキシジアリールスルホキシド類;
4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、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。
これらのなかでもビス(ヒドロキシアリール)アルカン類が好ましく、なかでもビス(4−ヒドロキシフェニル)アルカン類が好ましく、特に耐衝撃性、耐熱性の点から2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(即ち、ビスフェノールA)が好ましい。
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。
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂(A)の原料となるモノマーのうち、カーボネート形成化合物の例を挙げると、カルボニルハライド、カーボネートエステル等が使用される。なお、カーボネート形成化合物は、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。
カルボニルハライドとしては、具体的には例えば、ホスゲン;ジヒドロキシ化合物のビスクロロホルメート体、ジヒドロキシ化合物のモノクロロホルメート体等のハロホルメート等が挙げられる。
カーボネートエステルとしては、具体的には例えば、ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート等のジアリールカーボネート類;ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等のジアルキルカーボネート類;ジヒドロキシ化合物のビスカーボネート体、ジヒドロキシ化合物のモノカーボネート体、環状カーボネート等のジヒドロキシ化合物のカーボネート体等が挙げられる。
芳香族ポリカーボネート樹脂(A)の製造方法
本発明に用いる芳香族ポリカーボネート樹脂(A)の製造方法は、特に限定されるものではなく、任意の方法を採用できる。その例を挙げると、界面重合法、溶融エステル交換法、ピリジン法、環状カーボネート化合物の開環重合法、プレポリマーの固相エステル交換法などを挙げることができる。以下、これらの方法のうち特に好適なものについて具体的に説明する。
界面重合法
まず、芳香族ポリカーボネート樹脂を界面重合法で製造する場合について説明する。界面重合法では、反応に不活性な有機溶媒及びアルカリ水溶液の存在下で、通常pHを9以上に保ち、芳香族ジヒドロキシ化合物とカーボネート形成化合物(好ましくは、ホスゲン)とを反応させた後、重合触媒の存在下で界面重合を行うことによって芳香族ポリカーボネート樹脂を得る。なお、反応系には、必要に応じて分子量調整剤(末端停止剤)を存在させるようにしてもよく、芳香族ジヒドロキシ化合物の酸化防止のために酸化防止剤を存在させるようにしてもよい。
芳香族ジヒドロキシ化合物及びカーボネート形成化合物は、前述のとおりである。なお、カーボネート形成化合物の中でもホスゲンを用いることが好ましく、ホスゲンを用いた場合の方法は特にホスゲン法と呼ばれる。
反応に不活性な有機溶媒としては、例えば、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の塩素化炭化水素等;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;などが挙げられる。なお、有機溶媒は、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。
アルカリ水溶液に含有されるアルカリ化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、炭酸水素ナトリウム等のアルカリ金属化合物やアルカリ土類金属化合物が挙げられるが、中でも水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムが好ましい。なお、アルカリ化合物は、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。
アルカリ水溶液中のアルカリ化合物の濃度に制限は無いが、通常、反応のアルカリ水溶液中のpHを10〜12にコントロールするために、5〜10質量%で使用される。また、例えばホスゲンを吹き込むに際しては、水相のpHが10〜12、好ましくは10〜11になる様にコントロールするために、ビスフェノール化合物とアルカリ化合物とのモル比を、通常1:1.9以上、中でも1:2.0以上、また、通常1:3.2以下、中でも1:2.5以下とすることが好ましい。
重合触媒としては、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリプロピルアミン、トリヘキシルアミン等の脂肪族三級アミン;N,N’−ジメチルシクロヘキシルアミン、N,N’−ジエチルシクロヘキシルアミン等の脂環式三級アミン;N,N’−ジメチルアニリン、N,N’−ジエチルアニリン等の芳香族三級アミン;トリメチルベンジルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムクロライド、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド等の第四級アンモニウム塩等;ピリジン;グアニン;グアニジンの塩;等が挙げられる。なお、重合触媒は、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。
分子量調節剤としては、例えば、一価のフェノール性水酸基を有する芳香族フェノール;メタノール、ブタノールなどの脂肪族アルコール;メルカプタン;フタル酸イミド等が挙げられるが、中でも芳香族フェノールが好ましい。このような芳香族フェノールとしては、具体的に、m−メチルフェノール、p−メチルフェノール、m−プロピルフェノール、p−プロピルフェノール、p−tert−ブチルフェノール、p−長鎖アルキル置換フェノール等のアルキル基置換フェノール;イソプロパニルフェノール等のビニル基含有フェノール;エポキシ基含有フェノール;o−ヒドロキシ安息香酸、2−メチル−6−ヒドロキシフェニル酢酸等のカルボキシル基含有フェノール;等が挙げられる。なお、分子量調整剤は、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。
分子量調節剤の使用量は、芳香族ジヒドロキシ化合物100モルに対して、通常0.5モル以上、好ましくは1モル以上であり、また、通常50モル以下、好ましくは30モル以下である。分子量調整剤の使用量をこの範囲とすることで、熱可塑性樹脂組成物の熱安定性及び耐加水分解性を向上させることができる。
反応の際に、反応基質、反応媒、触媒、添加剤等を混合する順番は、所望のポリカーボネート樹脂が得られる限り任意であり、適切な順番を任意に設定すればよい。例えば、カーボネート形成化合物としてホスゲンを用いた場合には、分子量調節剤は芳香族ジヒドロキシ化合物とホスゲンとの反応(ホスゲン化)の時から重合反応開始時までの間であれば任意の時期に混合できる。
なお、反応温度は通常0〜40℃であり、反応時間は通常は数分(例えば、10分)〜数時間(例えば、6時間)である。
溶融エステル交換法
次に、芳香族ポリカーボネート樹脂を溶融エステル交換法で製造する場合について説明する。溶融エステル交換法では、例えば、炭酸ジエステルとジヒドロキシ化合物とのエステル交換反応を行う。
芳香族ジヒドロキシ化合物は、前述の通りである。
一方、炭酸ジエステルとしては、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−tert−ブチルカーボネート等の炭酸ジアルキル化合物;ジフェニルカーボネート;ジトリルカーボネート等の置換ジフェニルカーボネートなどが挙げられる。中でも、ジフェニルカーボネート及び置換ジフェニルカーボネートが好ましく、特にジフェニルカーボネートがより好ましい。なお、炭酸ジエステルは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。
芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとの比率は所望のポリカーボネート樹脂が得られる限り任意であるが、芳香族ジヒドロキシ化合物1モルに対して、炭酸ジエステルを等モル量以上用いることが好ましく、中でも1.01モル以上用いることがより好ましい。なお、上限は通常1.30モル以下である。このような範囲にすることで、末端水酸基量を好適な範囲に調整できる。
芳香族ポリカーボネート樹脂では、その末端水酸基量が熱安定性、加水分解安定性、色調等に大きな影響を及ぼす傾向がある。このため、公知の任意の方法によって末端水酸基量を必要に応じて調整してもよい。エステル交換反応においては、通常、炭酸ジエステルと芳香族ジヒドロキシ化合物との混合比率;エステル交換反応時の減圧度などを調整することにより、末端水酸基量を調整した芳香族ポリカーボネート樹脂を得ることができる。なお、この操作により、通常は得られる芳香族ポリカーボネート樹脂の分子量を調整することもできる。
炭酸ジエステルと芳香族ジヒドロキシ化合物との混合比率を調整して末端水酸基量を調整する場合、その混合比率は前記の通りである。
また、より積極的な調整方法としては、反応時に別途、末端停止剤を混合する方法が挙げられる。この際の末端停止剤としては、例えば、一価フェノール類、一価カルボン酸類、炭酸ジエステル類などが挙げられる。なお、末端停止剤は、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。
溶融エステル交換法により芳香族ポリカーボネート樹脂を製造する際には、通常、エステル交換触媒が使用される。エステル交換触媒は任意のものを使用できる。なかでも、例えばアルカリ金属化合物及び/又はアルカリ土類金属化合物を用いることが好ましい。また補助的に、例えば塩基性ホウ素化合物、塩基性リン化合物、塩基性アンモニウム化合物、アミン系化合物などの塩基性化合物を併用してもよい。なお、エステル交換触媒は、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。
溶融エステル交換法において、反応温度は通常100〜320℃である。また、反応時の圧力は通常2mmHg以下の減圧条件である。具体的操作としては、前記の条件で、芳香族ヒドロキシ化合物等の副生成物を除去しながら、溶融重縮合反応を行えばよい。
溶融重縮合反応は、バッチ式、連続式の何れの方法でも行うことができる。バッチ式で行う場合、反応基質、反応媒、触媒、添加剤等を混合する順番は、所望の芳香族ポリカーボネート樹脂が得られる限り任意であり、適切な順番を任意に設定すればよい。但しなかでも、芳香族ポリカーボネート樹脂及び熱可塑性樹脂組成物の安定性等を考慮すると、溶融重縮合反応は連続式で行うことが好ましい。
溶融エステル交換法においては、必要に応じて、触媒失活剤を用いてもよい。触媒失活剤としてはエステル交換触媒を中和する化合物を任意に用いることができる。その例を挙げると、イオウ含有酸性化合物及びその誘導体などが挙げられる。なお、触媒失活剤は、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。
触媒失活剤の使用量は、前記のエステル交換触媒が含有するアルカリ金属又はアルカリ土類金属に対して、通常0.5当量以上、好ましくは1当量以上であり、また、通常10当量以下、好ましくは5当量以下である。更には、芳香族ポリカーボネート樹脂に対して、通常1ppm以上であり、また、通常100ppm以下、好ましくは20ppm以下である。
芳香族ポリカーボネート樹脂(A)の粘度平均分子量
本発明に用いる芳香族ポリカーボネート樹脂(A)の溶液粘度から換算した粘度平均分子量[Mv]は、通常10,000〜15,000である。粘度平均分子量を前記範囲の下限値以上とすることにより本発明の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物の機械的強度をより向上させることができ、該組成物を成形して得られる導光板等の薄肉光学部品の強度が向上し、割れにくくなる。一方、粘度平均分子量を前記範囲の上限値以下とすることにより本発明の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物の流動性低下を改善でき、成形加工性を向上させることができる。このような観点より、芳香族ポリカーボネート樹脂(A)の粘度平均分子量[Mv]は、好ましくは10,500以上、より好ましくは11,000以上であり、また好ましくは14,500以下、より好ましくは14,000以下、さらに好ましくは13,500以下、特に好ましくは13,000以下である。
なお、粘度平均分子量の異なる2種類以上の芳香族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芳香族ポリカーボネート樹脂を混合してもよい。
本発明において、粘度平均分子量[Mv]とは、溶媒としてメチレンクロライドを使用し、ウベローデ粘度計を用いて温度20℃での極限粘度[η](単位dl/g)を求め、Schnellの粘度式、すなわち、η=1.23×10−4Mv0.83、から算出される値を意味する。また極限粘度[η]とは、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。
Figure 2017099226
ポリカーボネート樹脂(A)の末端水酸基濃度は任意であり、適宜選択して決定すればよいが、通常1,000ppm以下、好ましくは800ppm以下、より好ましくは600ppm以下である。これにより本発明の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物の滞留熱安定性をより向上させることができる。また、その下限は通常10ppm以上、好ましくは30ppm以上、より好ましくは40ppm以上である。これにより、分子量の低下を抑制し、本発明の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物の色調をより向上させることができる。
なお、末端水酸基濃度の単位は、芳香族ポリカーボネート樹脂の質量に対する、末端水酸基の質量をppmで表示したものである。その測定方法は、四塩化チタン/酢酸法による比色定量(Macromol.Chem.88 215(1965)に記載の方法)である。
[芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)]
本発明の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物は、下記式(1)で表されるカーボネート構造単位(i)と下記式(2)で表されるカーボネート構造単位(ii)からなる芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)を含有する。このような芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)を芳香族ポリカーボネート樹脂(A)に配合することで、本発明の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物の流動性、成形性と衝撃強度や折り曲げ強度、繰り返し疲労強度といった強度のバランスが顕著に良好なものになり、成形した際にも割れにくく、強度の高い薄肉光学部品が得られる。
Figure 2017099226
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式(1)中、Rは、炭素数8〜24のアルキル基またはアルケニル基を表す。このような炭素数8以上のアルキル基またはアルケニル基などの脂肪族炭化水素鎖含有置換基を持つことにより、芳香族ポリカーボネート樹脂(A)に配合して薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物とした場合、溶融時における芳香族ポリカーボネート樹脂の高分子鎖の絡まりを適度に阻害し、高分子鎖同士の摩擦を低減することにより高い流動性を発現することができる。このような観点より、上述の式(1)のRのアルキル基またはアルケニル基の炭素数は9以上であることがより好ましく、10以上であることがさらに好ましく、11以上であることが特に好ましい。一方、上述の式(1)のカーボネート構造単位のRのアルキル基またはアルケニル基の炭素数は、24以下であるが、長鎖脂肪鎖が長すぎる場合は、耐熱性、機械物性が著しく低下するほか、ポリカーボネート樹脂(A)に対する相溶性が低下し、機械物性や透明性が損なわれる恐れがあるため好ましくない。このような観点より、上述のRは炭素数22以下であることがより好ましく、18以下であることがさらに好ましく、16以下であることが特に好ましい。
上述の炭素数8〜24のアルキル基としては、直鎖状、分岐状のアルキル基、一部環状構造を有するアルキル基などが挙げられるが、なかでも本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂の流動性をより効果的に高められるため、直鎖状又は分岐状アルキル基であることが好ましい。
直鎖状アルキル基の具体例としては、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基、n−イコシル基、n−イコシル基、n−ヘンイコシル基、n−ドコシル基、n−トリコシル基、n−テトラコシル基などが挙げられるが、n−ノニル基、n−デシル、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−ヘキサデシル基、n−オクタデシル基が好ましく、n−ノニル基、n−デシル、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、がより好ましく、n−ドデシル基が特に好ましい。このようなアルキル基を持つことで、本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物の流動性と耐衝撃性をより効果的に高めることができる。
分岐状アルキル基の具体例としては、メチルへプチル基、メチルオクチル基、メチルノニル基、メチルデシル、メチルウンデシル基、メチルドデシル基、メチルトリデシル基、メチルテトラデシル基、メチルペンタデシル基、メチルヘキサデシル基、メチルヘプタデシル、メチルオクタデシル基、メチルノナデシル基、メチルイコシル基、メチルイコシル基、メチルヘンイコシル基、メチルドコシル基、メチルトリコシル基、
ジメチルへプチル基、ジメチルオクチル基、ジメチルノニル基、ジメチルデシル、ジメチルウンデシル基、ジメチルドデシル基、ジメチルトリデシル基、ジメチルテトラデシル基、ジメチルペンタデシル基、ジメチルヘキサデシル基、ジメチルヘプタデシル、ジメチルオクタデシル基、ジメチルノナデシル基、ジメチルイコシル基、ジメチルイコシル基、ジメチルヘンイコシル基、ジメチルドコシル基、
トリメチルへプチル基、トリメチルオクチル基、トリメチルノニル基、トリメチルデシル、トリメチルウンデシル基、トリメチルドデシル基、トリメチルトリデシル基、トリメチルテトラデシル基、トリメチルペンタデシル基、トリメチルヘキサデシル基、トリメチルヘプタデシル、トリメチルオクタデシル基、トリメチルノナデシル基、トリメチルイコシル基、トリメチルイコシル基、トリメチルヘンイコシル基、
エチルヘキシル基、エチルへプチル基、エチルオクチル基、エチルノニル基、エチルデシル、エチルウンデシル基、エチルドデシル基、エチルトリデシル基、エチルテトラデシル基、エチルペンタデシル基、エチルヘキサデシル基、エチルヘプタデシル、エチルオクタデシル基、エチルノナデシル基、エチルイコシル基、エチルイコシル基、エチルヘンイコシル基、エチルドコシル基、
プロピルヘキシル基、プロピルへプチル基、プロピルオクチル基、プロピルノニル基、プロピルデシル、プロピルウンデシル基、プロピルドデシル基、プロピルトリデシル基、プロピルテトラデシル基、プロピルペンタデシル基、プロピルヘキサデシル基、プロピルヘプタデシル、プロピルオクタデシル基、プロピルノナデシル基、プロピルイコシル基、プロピルイコシル基、プロピルヘンイコシル基、
ブチルヘキシル基、ブチルへプチル基、ブチルオクチル基、ブチルノニル基、ブチルデシル、ブチルウンデシル基、ブチルドデシル基、ブチルトリデシル基、ブチルテトラデシル基、ブチルペンタデシル基、ブチルヘキサデシル基、ブチルヘプタデシル、ブチルオクタデシル基、ブチルノナデシル基、ブチルイコシル基、ブチルイコシル基が挙げられる。
なお、上記分岐アルキル基の例において、分岐の位置は任意である。
アルケニル基の具体例としては、上記直鎖状アルキル基、及び分岐状アルキル基の構造中に1つ以上の炭素−炭素二重結合をもつ構造のものであれば特に制限はないが、具体例としては、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基、ノナデセニル基、イコセニル基、ヘンイコセニル基、ドコセニル基、トリコセニル基、テトラコセニル基、4,8,12−トリメチルトリデシル基が挙げられる。
式(1)のカーボネート構造単位(i)中のR、及びRは、炭素数1〜15の一価炭化水素基を表す。炭素数1〜15の一価炭化水素基を有することで、本発明の薄肉光学部品用芳香族ポリカーボネート樹脂組成物の流動性や強度、硬度、耐薬品性等を向上させることができる。炭素数1〜15の一価炭化水素基としては、炭素数1〜15のアルキル基、炭素数2〜15のアルケニル基等が好ましく挙げられるが、これらは直鎖状であっても分岐状であっても、環状であってもよい。このような一価炭素水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、フェニル基、トリル基などが挙げられるが、なかでもメチル基が好ましい。
また、カーボネート構造単位(i)中のa及びbはそれぞれ独立に0〜4の整数を表すが、なかでも0〜2が好ましく、0〜1がより好ましく、0であることがさらに好ましい。
このようなカーボネート構造単位(i)の具体例としては、下記式(3)〜(12)で表される構造単位が挙げられるが、なかでも式(3)〜(10)の構造単位がより好ましく、式(4)〜(7)の構造単位がさらに好ましく、式(4)または(6)の構造単位が特に好ましく、式(6)の構造単位が最も好ましい。
Figure 2017099226
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また、本発明の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物に含まれる芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)の上述の式(1)で表されるカーボネート構造単位(i)は、具体的には例えば下記式(13)〜(15)で表される構造単位が挙げられる。なかでも熱安定性が向上する傾向にあるため式(13)で表される構造単位がより好ましいが、式(14)〜(15)の異性体構造を任意の割合で含んでいてもよい。
Figure 2017099226
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このような観点より、より好ましいカーボネート構造(i)の具体例としては、下記式(16)〜(25)で表される構造単位であることが好ましく、なかでも式(16)〜(23)の構造単位がより好ましく、式(17)〜(20)の構造単位がさらに好ましく、式(17)、(19)の構造単位が特に好ましく、式(19)の構造単位が最も好ましい。
Figure 2017099226
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本発明の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物の芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)中の上記式(2)で表されるカーボネート構造単位(ii)は、好ましくは下記式(26)で表されるビスフェノールA由来の構造単位であるが、式(27)で表される異性体構造単位を任意の割合で含んでいてもよい。
Figure 2017099226
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また、本発明の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物に含まれる芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)において、芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)中の上記式(1)で表されるカーボネート構造単位(i)と上記式(2)で表されるカーボネート構造単位(ii)の合計100mol%に対し、式(1)で表されるカーボネート構造単位(i)の割合は、10mol%を超え、39mol%未満である。上記式(1)で表されるカーボネート構造単位の割合は、12mol%以上であることが好ましく、14mol%以上であることがより好ましく、16mol%以上であることがさらに好ましく、18mol%以上が特に好ましく、22mol%以上であることが最も好ましい。また38.5mol%以下であることが好ましく、38mol%以下がより好ましく、37.5mol%以下であることがさらに好ましく、37mol%以下であることが特に好ましく、36.5mol%以下であることが最も好ましい。
芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)の分子量
本発明の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物に含まれる芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)の分子量は、特に制限はないが、溶液粘度から換算した粘度平均分子量(Mv)で、通常5,000〜50,000である。粘度平均分子量が上記下限値未満の場合は、本発明の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物の機械物性が低下しやすく、また芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)がブリードしやすくなる傾向にある。また粘度平均分子量が上記上限値を超える場合は、流動性が不十分となる傾向があるため好ましくない。このような観点より、芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)の粘度平均分子量(Mv)は、好ましくは9,000以上、より好ましくは10,000以上、さらに好ましくは11,000以上であり、また好ましくは30,000以下、より好ましくは25,000以下、さらに好ましくは20,000以下であり、特に好ましくは18,000以下である。
芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)の粘度平均分子量(Mv)の定義及び測定法は、上述の芳香族ポリカーボネート樹脂(A)の粘度平均分子量(Mv)のものと同様である。
芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)の末端水酸基量
本発明の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物に含まれる芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)の末端水酸基量は、特に制限はないが、通常10〜2,000ppmである。また、好ましくは20ppm以上であり、より好ましくは50ppm以上であり、さらに好ましくは100ppm以上であり、一方で、好ましくは1,500ppm以下、より好ましくは1,000ppm以下、さらに好ましくは700ppm以下である。末端水酸基量が、前記範囲の下限値以上であれば、本発明の芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)の色相、生産性をより向上させることができ、また前記範囲の上限値以下であれば、本発明の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物の熱安定性、湿熱安定性をより向上させることができる。
なお、末端水酸基濃度の単位は、上述の芳香族ポリカーボネート樹脂(A)の末端水酸基の測定法、定義と同様である。
芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)の製造方法
芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)は、上述のカーボネート構造を形成するために必要な芳香族ジヒドロキシ化合物と、カーボネート形成性化合物とを重縮合することによって得られる。カーボネート構造単位(i)を形成するために必要な芳香族ジヒドロキシ化合物については、例えば下記式(28)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物が挙げられる。
Figure 2017099226
またカーボネート構造単位(i)を形成するために必要な芳香族ジヒドロキシ化合物の具体例としては、下記式(29)〜(31)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物が挙げられる。なかでも熱安定性が向上する傾向にあるため式(29)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物がより好ましいが、式(30)〜(31)の芳香族ジヒドロキシ化合物を任意の割合で含んでいてもよい。
Figure 2017099226
Figure 2017099226
Figure 2017099226
なお、式(28)〜(31)中、R、R、R、a及びbの定義及び好ましい例は、上述の式(1)で表されるカーボネート構造単位(i)の記載と同じである。このような観点より、より好ましいカーボネート構造単位(i)を形成するために必要な芳香族ジヒドロキシ化合物の具体例としては、以下が挙げられる。
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタン、1,1−ビス(2−ヒドロキシフェニル)オクタン、1−(2−ヒドロキシフェニル)−1−(4−ヒドロキシフェニル)オクタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ノナン、1,1−ビス(2−ヒドロキシフェニル)ノナン、1−(2−ヒドロキシフェニル)−1−(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(2−ヒドロキシフェニル)デカン、1−(2−ヒドロキシフェニル)−1−(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)ウンデカン、1,1−ビス(2−ヒドロキシフェニル)ウンデカン、1−(2−ヒドロキシフェニル)−1−(4−ヒドロキシフェニル)ウンデカン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ドデカン、1,1−ビス(2−ヒドロキシフェニル)ドデカン、1−(2−ヒドロキシフェニル)−1−(4−ヒドロキシフェニル)ドデカン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)トリデカン、1,1−ビス(2−ヒドロキシフェニル)トリデカン、1−(2−ヒドロキシフェニル)−1−(4−ヒドロキシフェニル)トリデカン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)テトラデカン、1,1−ビス(2−ヒドロキシフェニル)テトラデカン、1−(2−ヒドロキシフェニル)−1−(4−ヒドロキシフェニル)テトラデカン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタデカン、1,1−ビス(2−ヒドロキシフェニル)ペンタデカン、1−(2−ヒドロキシフェニル)−1−(4−ヒドロキシフェニル)ペンタデカン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサデカン、1,1−ビス(2−ヒドロキシフェニル)ヘキサデカン、1−(2−ヒドロキシフェニル)−1−(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサデカン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘプタデカン、1,1−ビス(2−ヒドロキシフェニル)ヘプタデカン、1−(2−ヒドロキシフェニル)−1−(4−ヒドロキシフェニル)ヘプタデカン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタデカン、1,1−ビス(2−ヒドロキシフェニル)オクタデカン、1−(2−ヒドロキシフェニル)−1−(4−ヒドロキシフェニル)オクタデカン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ノナデカン、1,1−ビス(2−ヒドロキシフェニル)ノナタデカン、1−(2−ヒドロキシフェニル)−1−(4−ヒドロキシフェニル)ノナデカン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)イコサン、1,1−ビス(2−ヒドロキシフェニル)イコサン、1−(2−ヒドロキシフェニル)−1−(4−ヒドロキシフェニル)イコサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘンイコサン、1,1−ビス(2−ヒドロキシフェニル)ヘンイコサン、1−(2−ヒドロキシフェニル)−1−(4−ヒドロキシフェニル)ヘンイコサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ドコサン、1,1−ビス(2−ヒドロキシフェニル)ドコサン、1−(2−ヒドロキシフェニル)−1−(4−ヒドロキシフェニル)ドコサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)トリコサン、1,1−ビス(2−ヒドロキシフェニル)トリコサン、1−(2−ヒドロキシフェニル)−1−(4−ヒドロキシフェニル)トリコサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)テトラコサン、1,1−ビス(2−ヒドロキシフェニル)テトラコサン、1−(2−ヒドロキシフェニル)−1−(4−ヒドロキシフェニル)テトラコサン、1,1−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)オクタン、1,1−ビス(2−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)オクタン、1−(2−ヒドロキシ−3−メチル−フェニル)−1−(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)オクタン、1,1−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)ノナン、1,1−ビス(2−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)ノナン、1−(2−ヒドロキシ−3−メチル−フェニル)−1−(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)ノナン、1,1−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)デカン、1,1−ビス(2−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)デカン、1−(2−ヒドロキシ−3−メチル−フェニル)−1−(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)デカン、1,1−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)ウンデカン、1,1−ビス(2−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)ウンデカン、1−(2−ヒドロキシ−3−メチル−フェニル)−1−(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)ウンデカン、1,1−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)ドデカン、1,1−ビス(2−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)ドデカン、1−(2−ヒドロキシ−3−メチル−フェニル)−1−(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)ドデカン、1,1−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)トリデカン、1,1−ビス(2−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)トリデカン、1−(2−ヒドロキシ−3−メチル−フェニル)−1−(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)トリデカン、1,1−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラデカン、1,1−ビス(2−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)テトラデカン、1−(2−ヒドロキシ−3−メチル−フェニル)−1−(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラデカン、
1,1−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)ペンタデカン、1,1−ビス(2−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)ペンタデカン、1−(2−ヒドロキシ−3−メチル−フェニル)−1−(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)ペンタデカン、1,1−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサデカン、1,1−ビス(2−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)ヘキサデカン、1−(2−ヒドロキシ−3−メチル−フェニル)−1−(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサデカン、1,1−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)ヘプタデカン、1,1−ビス(2−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)ヘプタデカン、1−(2−ヒドロキシ−3−メチル−フェニル)−1−(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)ヘプタデカン、1,1−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)オクタデカン、1,1−ビス(2−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)オクタデカン、1−(2−ヒドロキシ−3−メチル−フェニル)−1−(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)オクタデカン、1,1−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)ノナデカン、1,1−ビス(2−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)ノナタデカン、1−(2−ヒドロキシ−3−メチル−フェニル)−1−(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)ノナデカン、1,1−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)イコサン、1,1−ビス(2−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)イコサン、1−(2−ヒドロキシ−3−メチル−フェニル)−1−(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)イコサン、1,1−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)ヘンイコサン、1,1−ビス(2−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)ヘンイコサン、1−(2−ヒドロキシ−3−メチル−フェニル)−1−(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)ヘンイコサン、1,1−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)ドコサン、1,1−ビス(2−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)ドコサン、1−(2−ヒドロキシ−3−メチル−フェニル)−1−(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)ドコサン、1,1−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)トリコサン、1,1−ビス(2−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)トリコサン、1−(2−ヒドロキシ−3−メチル−フェニル)−1−(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)トリコサン、
1,1−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラコサン、1,1−ビス(2−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)テトラコサン、1−(2−ヒドロキシ−3−メチル−フェニル)−1−(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラコサン、1,1−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)オクタン、1,1−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)ノナン、1,1−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)デカン、1,1−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)ウンデカン、1,1−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)ドデカン、1,1−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)トリデカン、1,1−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラデカン、1,1−ビス(3−エチル−4−ヒドロキシフェニル)ノナン、1,1−ビス(3−エチル−4−ヒドロキシフェニル)デカン、1,1−ビス(3−エチル−4−ヒドロキシフェニル)ウンデカン、1,1−ビス(3−エチル−4−ヒドロキシフェニル)ドデカン、1,1−ビス(3−プロピル−4−ヒドロキシフェニル)ノナン、1,1−ビス(3−プロピル−4−ヒドロキシフェニル)デカン、1,1−ビス(3−プロピル−4−ヒドロキシフェニル)ウンデカン、1,1−ビス(3−プロピル−4−ヒドロキシフェニル)ドデカン、1,1−ビス(3−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)ノナン、1,1−ビス(3−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)デカン、1,1−ビス(3−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)ウンデカン、1,1−ビス(3−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)ドデカン、1,1−ビス(3−ノニル−4−ヒドロキシフェニル)ノナン、1,1−ビス(3−ノニル−4−ヒドロキシフェニル)デカン、1,1−ビス(3−ノニル−4−ヒドロキシフェニル)ウンデカン、1,1−ビス(3−ノニル−4−ヒドロキシフェニル)ドデカン等である。
芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)のカーボネート構造単位(i)を形成するために必要な芳香族ジヒドロキシ化合物としては、なかでも熱安定性と色相、衝撃強度の観点より、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタン、1,1−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)ウンデカン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ドデカン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)トリデカン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)テトラデカン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタデカン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサデカン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘプタデカン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタデカン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ノナデカンがより好ましく、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)ウンデカン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ドデカン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)トリデカンであることがさらに好ましく、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ドデカンが最も好ましい。
またカーボネート構造単位(ii)を形成するために必要な芳香族ジヒドロキシ化合物の具体例としては、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(2−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(2−ヒドロキシフェニル)−2−(4−ヒドロキシフェニル)プロパンが挙げられるが、なかでも熱安定性と色相、衝撃強度の観点より、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(いわゆるビスフェノールA)がより好ましい。
また、カーボネート形成性化合物の例を挙げると、カルボニルハライド、カーボネートエステル等が使用される。なお、カーボネート形成性化合物は、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。
カルボニルハライドとしては、具体的には例えば、ホスゲン;ジヒドロキシ化合物のビスクロロホルメート体、ジヒドロキシ化合物のモノクロロホルメート体等のハロホルメート等が挙げられる。
カーボネートエステルとしては、具体的には例えば、下記式(32)で表される化合物であればよく、アリールカーボネート類、ジアルキルカーボネート類やジヒドロキシ化合物のビスカーボネート体、ジヒドロキシ化合物のモノカーボネート体、環状カーボネート等のジヒドロキシ化合物のカーボネート体等が挙げられる。
Figure 2017099226
式(32)中、R及びRは、それぞれ独立に炭素数1〜30のアルキル基またはアリール基、アリールアルキル基を表す。以下、R及びRが、アルキル基、アリールアルキル基のときジアルキルカーボネートと称し、アリール基のときジアリールカーボネートと称すことがある。なかでも芳香族ジヒドロキシ化合物との反応性の観点よりR及びRは、共にアリール基であることが好ましく、下記式(33)で表されるジアリールカーボネートであることがより好ましい。
Figure 2017099226
式(33)中、R及びRは、それぞれ独立に、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシカルボニル基、炭素数4〜20のシクロアルキル基、炭素数6〜20のアリール基であり、p及びqはそれぞれ独立に0〜5の整数を表す。
このようなカーボネートエステルとしては、具体的にはジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−t−ブチルカーボネート等のジアルキルカーボネート、ジフェニルカーボネート、ビス(4−メチルフェニル)カーボネート、ビス(4−クロロフェニル)カーボネート、ビス(4−フルオロフェニル)カーボネート、ビス(2−クロロフェニル)カーボネート、ビス(2,4−ジフルオロフェニル)カーボネート、ビス(4−ニトロフェニル)カーボネート、ビス(2−ニトロフェニル)カーボネート、ビス(メチルサリチルフェニル)カーボネート、ジトリルカーボネート等の(置換)ジアリールカーボネートが挙げられるが、なかでもジフェニルカーボネートが好ましい。なお、これらのカーボネートエステルは、単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
また、前記のカーボネートエステルは、好ましくはその50モル%以下、さらに好ましくは30モル%以下の量を、ジカルボン酸又はジカルボン酸エステルで置換してもよい。代表的なジカルボン酸又はジカルボン酸エステルとしては、テレフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸ジフェニル、イソフタル酸ジフェニル等が挙げられる。このようなジカルボン酸又はジカルボン酸エステルで置換した場合には、ポリエステルカーボネートが得られる。
芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)を製造する方法としては、上述の芳香族ポリカーボネート樹脂(A)の製造方法として例示した方法と同様である。
[ポリアルキレングリコールまたはその脂肪酸エステル(C)]
本発明の薄肉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またはその脂肪酸エステル(C)を含有することが好ましい。このようなポリアルキレングリコールまたはその脂肪酸エステル(C)を含有させることで、本発明の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物の透過率、色相、輝度を向上させることができる。
ポリアルキレングリコールとしては、アルキレングリコールの単独重合物、共重合物及びその誘導体が含まれる。具体的には、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどの炭素数が2〜6のポリアルキレングリコール、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンのランダム又はブロック共重合物、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンのグリセリルエーテル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンのモノブチルエーテルなどの共重合物等が挙げられる。中でも好ましくは、オキシエチレン単位を有する重合体、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリ(2−メチル)エチレンエーテルグリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリプロピレンエーテルグリコール、ポリトリメチレンエーテルグリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリペンタメチレンエーテルグリコール、ポリヘキサメチレンエーテルグリコール、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン共重合物及びそれらの誘導体である。
また、ポリアルキレングリコールの数平均分子量は、通常500〜500,000、好ましくは1,000〜100,000、より好ましくは1,000〜50,000である。
なお、ポリアルキレングリコール共重合体の数平均分子量はJIS K1577に準拠して測定される水酸基価に基づいて算出される数平均分子量である。
ポリアルキレングリコール脂肪酸エステルの脂肪酸エステルとしては、直鎖状又は分岐状脂肪酸エステルのいずれも使用でき、脂肪酸エステルを構成する脂肪酸は、飽和脂肪酸であってもよく不飽和脂肪酸であってもよい。また、一部の水素原子がヒドロキシル基などの置換基で置換されたものも使用できる。
脂肪酸エステルを構成する脂肪酸としては、炭素数10以上の1価又は2価の脂肪酸、例えば、1価の飽和脂肪酸、例えば、カプリン酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチレン酸、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、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸や、炭素数10以上の1価の不飽和脂肪酸、例えば、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、セトレイン酸、エルカ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、例えば、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、ドデセン二酸である。これらの脂肪酸は一種又は二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。
ポリアルキレングリコール脂肪酸エステルの好ましい具体例としては、ポリエチレングリコールモノパルミチン酸エステル、ポリエチレングリコールジパルミチン酸エステル、ポリエチレングリコールモノステアリン酸エステル、ポリエチレングリコールジステアリン酸エステル、ポリエチレングリコール(モノパルミチン酸・モノステアリン酸)エステル、ポリプロピレングリコールモノパルミチン酸エステル、ポリプロピレングリコールジパルミチン酸エステル、ポリプロピレングリコールモノステアリン酸エステル、ポリプロピレングリコールジステアリン酸エステル、ポリプロピレングリコール(モノパルミチン酸・モノステアリン酸)エステル等が挙げられる。
ポリアルキレングリコールまたはその脂肪酸エステル(C)の含有量は、芳香族ポリカーボネート樹脂(A)と芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)の合計100質量部に対し、好ましくは0.01〜1質量部である。含有量はより好ましくは0.02質量部以上、さらに好ましくは0.03質量部以上であり、より好ましくは0.9質量部以下、より好ましくは0.8質量部以下、さらに好ましくは0.7質量部以下、特には0.6質量部以下である。0.01質量部を下回ると、色相や黄変の改善が不十分となりやすく、1質量部を超えると、黄変や、光線透過率の低下を引き起こしやすい。
[熱安定剤(D)]
本発明の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物は、熱安定剤(D)を含有することが好ましい。このような熱安定剤(D)を含有させることで、本発明の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物の色相や熱安定性を向上させることができる。
本発明の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物に用いる熱安定剤(D)としては、公知のものであれば特に制限はないが、例えば、リン系熱安定剤、イオウ系熱安定剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤などが挙げられるが、なかでもリン系熱安定剤やヒンダードフェノール系酸化防止剤が色相と滞留熱安定性に優れる薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物が得られる傾向にあるため好ましい。特にリン系熱安定剤は初期色相の改良に効果があり、ヒンダードフェノール系酸化防止剤は高温成形時の色調悪化や分子量低下を抑える効果がある。特にリン系熱安定剤とヒンダードフェノール系酸化防止剤を併用することで色相や滞留熱安定性に優れ、高温成形時の色調悪化や分子量低下を抑制することができるため好ましい。
本発明に用いるリン系熱安定剤としては、亜リン酸、リン酸、亜リン酸エステル、リン酸エステル等が挙げられ、ホスファイト、ホスホナイト等の亜リン酸エステルが好ましい。
本発明において、好ましいリン系熱安定剤としては、以下の式(34)で表される亜リン酸エステルが挙げられる。
Figure 2017099226
式(34)中、Rは、アリール基またはアルキル基であり、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
がアリール基である場合、Rは以下の式(35)及び式(36)、ならびに式(37)で表されるアリール基が好ましい。
Figure 2017099226
Figure 2017099226
上記式(35)〜(36)中、R、R10は、それぞれ炭素数1〜10のアルキル基を表す。
Figure 2017099226
このような亜リン酸エステルとしては、例えば、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(2,4−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等が挙げられ、具体的には(株)ADEKA社製「アデカスタブPEP−24G」、「アデカスタブPEP−36」、ドーバーケミカル(株)社製「ドーバホスS−9228」として市販されている。
上記式(34)中、Rのアルキル基としては、炭素数1〜30のアルキル基が好ましい。かかる亜リン酸エステルの具体例としては、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、ジノニルペンタエリスリトールジホスファイト等が挙げられるが、なかでもジステアリルペンタエリスリトールジホスファイトが好ましい。
また、本発明において、他の好ましいリン系熱安定剤は、以下の一般式(38)で表される亜リン酸エステルである。
Figure 2017099226
上記式(38)中、R11〜R15は、水素原子、アリール基または炭素数1〜20のアルキル基であり、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
上記式(38)中、R11〜R15におけるアリール基またはアルキル基としては、フェニル基、メチル基、エチル基、プロピル基、n−プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基などが挙げられ、特に、R11、R13がtert−ブチル基であり、R12、R14、R15が水素原子である、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイトが好ましく、これは、(株)ADEKAより「アデカスタブ2112」の商品名で市販されている。
[フェノール系酸化防止剤]
フェノール系酸化防止剤としては、例えばヒンダードフェノール系酸化防止剤が挙げられる。その具体例としては、ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、チオジエチレンビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、N,N’−ヘキサン−1,6−ジイルビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニルプロピオナミド)、2,4−ジメチル−6−(1−メチルペンタデシル)フェノール、ジエチル[[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]ホスフォエート、3,3’,3’’,5,5’,5’’−ヘキサ−tert−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、4,6−ビス(オクチルチオメチル)−o−クレゾール、エチレンビス(オキシエチレン)ビス[3−(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−m−トリル)プロピオネート]、ヘキサメチレンビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,3,5−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン,2,6−ジ−tert−ブチル−4−(4,6−ビス(オクチルチオ)−1,3,5−トリアジン−2−イルアミノ)フェノール等が挙げられる。
なかでも、ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートが好ましい。このようなフェノール系酸化防止剤としては、具体的には、例えば、BASF社製「イルガノックス1010」、「イルガノックス1076」、(株)ADEKA社製「アデカスタブAO−50」、「アデカスタブAO−60」等が挙げられる。
本発明の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物において、熱安定剤(D)は、1種が含有されていてもよく、2種類以上を混合して含有されていてもよいが、熱安定剤(D)の好ましい含有量は、芳香族ポリカーボネート樹脂(A)と芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)の合計100質量部に対して、通常0.005〜0.5質量部である。熱安定剤(D)の含有量が前記下限値未満の場合は、本発明の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物の色相、熱安定性改良効果が不十分となりやすく、一方前記上限値を超える場合は、効果が頭打ちになったり、成形時にガスが発生しやすく、金型汚染の原因となったりしやすいため好ましくない。このような観点より、熱安定性(D)の含有量は、より好ましくは0.01質量部以上、さらに好ましくは0.02質量部以上、特に好ましくは0.05質量部以上である。またより好ましくは0.3質量部以下、さらに好ましくは0.2質量部以下、特に好ましくは0.1質量部以下である。
[エポキシ化合物(E)]
本発明では、エポキシ化合物(E)として、1分子中にエポキシ基を1個以上有する化合物を用いてもよい。具体的には、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、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油などを好ましく例示することができる。
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。
エポキシ化合物(E)の含有量は、芳香族ポリカーボネート樹脂(A)と芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)の合計100質量部に対して、0.0005〜0.2質量部であり、好ましくは0.001質量部以上、より好ましくは0.003質量部以上、さらに好ましくは0.005質量部以上であり、また、好ましくは0.15質量以下、より好ましくは0.1質量部以下、さらに好ましくは0.05質量部以下である。エポキシ化合物(E)の含有量が0.0005質量部未満の場合は、色相、耐熱変色性が不十分となり、0.2質量部を超える場合は、耐熱変色性がかえって悪化するだけでなく、色相や湿熱安定性も低下する。
[リン系熱安定剤(D)とエポキシ化合物(E)の含有量の比]
本発明のポリカーボネート樹脂組成物において、リン系熱安定剤(D)とエポキシ化合物(E)を併用する場合は、リン系熱安定剤(D)とエポキシ化合物(E)の含有量の比は、(D)/(E)の質量比で0.5〜10の範囲にあることが好ましい。(D)/(E)の質量比が0.5を下回ると色相、特に初期YI値が悪く、10を超えると耐熱変色性が悪くなる。(D)/(E)の質量比は、好ましくは0.7以上であり、さらに好ましくは0.8以上であり、また、好ましくは8以下、より好ましくは7以下、さらに好ましくは8以下である
[その他の添加剤]
本発明の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、更に種々の添加剤を含有していてもよい。このような添加剤としては、難燃剤、離型剤、紫外線吸収剤、染顔料、蛍光増白剤、滴下防止剤、帯電防止剤、防曇剤、滑剤、アンチブロッキング剤、分散剤、抗菌剤などが挙げられる。
[薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物の溶融粘度]
本発明の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物の溶融粘度は、特に制限はなく、目的の成形体形状により適宜選択することができるが、後述の薄肉光学部品を成形するためには、JIS(1999年度版) K7210 付属書Cに準拠し、高化式フローテスタを用いて、240℃、160kgf/cmの条件で測定した流れ値(Q値)で、通常6以上(単位:10−2cm/sec)であることが好ましく、10以上であることがより好ましく、17以上であることがさらに好ましく、20以上であることが特に好ましく、25以上であることが最も好ましい。Q値は、溶融粘度の指標であり、このQ値が高い方が、粘度が低く、流動性が良好であることを示す。一方、Q値の上限は本発明の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物の優れた諸物性を損なわない範囲であれば特に制限はないが、通常100以下であり、好ましくは90以下、より好ましくは80以下、さらに好ましくは70以下、特に好ましくは60以下である。
[薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物の製造方法]
本発明の薄肉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、芳香族ポリカーボネート樹脂(A)、芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)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、通常210〜320℃の範囲であり、好ましくは220〜280℃、最も好ましくは225〜260℃である。溶融混練の温度が低すぎると混練時に大きなせん断がかかり、局所的に温度が上がり色調の悪化や樹脂焼けの発生する可能性があり好ましくない。また溶融混練の温度が高すぎると、樹脂が黄変しやすく、色調が悪化する可能性があるため好ましくない。
[薄肉光学部品]
本発明の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物は、上記したポリカーボネート樹脂組成物をペレタイズしたペレットを各種の成形法で成形して薄肉光学部品を製造することができるが、特に射出成形法により、薄肉の光学部品を成形するのに好適に用いられる。射出成形の際の樹脂温度は、通常260〜380℃であるが、なかでも一般にポリカーボネート樹脂の射出成形に適用される温度である260〜300℃よりも高い樹脂温度にて成形することが好ましく、305〜380℃の樹脂温度が好ましく、310〜375℃であることがより好ましく、315〜370℃であることがさらに好ましく、320〜365℃であることが特に好ましい。従来のポリカーボネート樹脂組成物を用いた場合には、薄肉成形品を成形するために成形時の樹脂温度を高めると、成形品の表面に白点異物が生じやすくなるという問題もあったが、本発明の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物を使用することで、上記の温度範囲であっても、良好な外観を有する薄肉成形品を製造することが可能となる。
なお、樹脂温度とは、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。
本発明において薄肉成形品とは、通常肉厚が1mm以下、好ましくは0.8mm以下、より好ましくは0.6mm以下の板状部を有する成形品をいう。ここで、板状部は、平板であっても曲板状になっていてもよく、平坦な表面であっても、表面に凹凸等を有してもよく、また断面は傾斜面を有していたり、楔型断面等であってもよい。
薄肉光学部品としては、LED、有機EL、白熱電球、蛍光ランプ、陰極管等の光源を直接または間接に利用する機器・器具の部品が挙げられ、導光板や面発光体用部材等が代表的なものとして例示される。
導光板は、液晶バックライトユニットや各種の表示装置、照明装置の中で、LED等の光源の光を導光するためのものであり、側面または裏面等から入れた光を、通常表面に設けられた凹凸により拡散させ、均一の光を出す。その形状は、通常平板状であり、表面には凹凸を有していても有していなくてもよい。
導光板の成形は、通常、好ましくは射出成形法、超高速射出成形法、射出圧縮成形法などにより行われる。
本発明の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物による導光板は、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、実施例を示して本発明について更に具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定して解釈されるものではない。
以下の実施例及び比較例で使用した原料は、以下の表1の通りである。
なお、芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)は、以下の製造例によって製造した。
芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)の製造例
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ドデカン40質量部、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)60質量部、ジフェニルカーボネート107質量部、及び触媒として炭酸セシウム2wt%水溶液を、炭酸セシウムが全ジヒドロキシ化合物1mol当たり0.5μmolとなるように添加して原料混合物を調整し、該混合物を、攪拌機、熱媒ジャケット、真空ポンプ、還流冷却器を具備した第1反応器に投入し、窒素置換後、熱媒ジャケットに温度230℃の熱媒を通じて第1反応器の内温を徐々に昇温させ、混合物を溶解させた。その後、300rpmで撹拌機を回転させ、第1反応器の内温を220℃に保ち、芳香族ジヒドロキシ化合物とジフェニルカーボネートのオリゴマー化反応により副生するフェノールを留去しながら、40分間かけて第1反応器内の圧力を絶対圧で101.3kPa(760Torr)から13.3kPa(100Torr)まで減圧した。
続いて、第1反応器内の圧力を13.3kPaに保持し、フェノールをさらに留去させながら、80分間、エステル交換反応を行った後に、窒素復圧の上、第1反応器内のオリゴマーを内温240℃の攪拌機、熱媒ジャケット、真空ポンプ並びに還流冷却管を具備した第2反応器に移送後、該オリゴマーを38rpmで攪拌し、熱媒ジャケットにて内温を昇温し、第2反応器内を40分かけて絶対圧で101.3kPaから13.3kPaまで減圧した。その後、昇温を継続し、さらに40分かけて、内圧を絶対圧で13.3kPaから399Pa(3Torr)まで減圧し、留出するフェノールを系外に除去した。さらに、昇温を続け、第2反応器内の絶対圧が70Pa(約0.5Torr)に到達後、70Paを保持し、重縮合反応を行った。第2反応器内の最終的な内部温度は255℃とした。第2反応器の攪拌機が予め定めた所定の攪拌動力となったときに、重縮合反応を終了し、反応器内を窒素で復圧後、圧力をかけ漕底から抜出し、水冷漕で冷却し、芳香族ポリカーボネートコポリマーを得た。その後、得られた芳香族ポリカーボネートコポリマーにパラトルエンスルホン酸ブチルを5ppm配合し、φ30mmの二軸押出機で240℃で溶融混練し、ストランド状にしたものをペレタイザーでカッティングし、ペレット状の芳香族ポリカーボネートコポリマーを得た。
得られた芳香族ポリカーボネートコポリマーは、前記した式(19)に由来するカーボネート構造(i)の割合が、全カーボネート構造単位中、30mol%であり、粘度平均分子量(Mv)は15,000であった。
Figure 2017099226
(実施例1〜4、比較例1〜3)
[樹脂組成物ペレットの製造]
上記表1に示した各成分を、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22mmのベント付二軸押出機(東芝機械社製「TEM26SX」)により、シリンダー温度240℃、スクリュー回転数180rpmで溶融混練し、ストランドカットによりペレットを得た。
[流れ値:Q値]
得られた樹脂組成物のペレットを用い、流れ値(Q値、単位:cc/sec)を、島津製作所社製、CFT−500D型フローテスタを使用し、JIS(1999年度版) K7210 付属書Cに準拠し、240℃、160kgf/cmの条件で、1mmφ×10mmのオリフィスを使用して、予備加熱時間7分で、測定した。
表2にその値をそれぞれ示す。尚、流れ値(Q値)が大きいと流動性が高く、成形性に優れることを示し、流れ値(Q値)が小さいと流動性が低く、成形性が悪いことを示す。
[ノッチ付シャルピー衝撃強度]
射出成形機(日本製鋼所社製J55−60H)にて、シリンダー温度260℃、金型温度80℃、成形サイクル50秒の条件で射出成形を行い、ISO多目的試験片(3mm)を成形した。ISO179に準拠して、作製したISO多目的試験片(3mm厚)にノッチ加工を施し、23℃においてノッチ付きシャルピー衝撃強度(単位:kJ/m)を測定した。
[導光板成形時の割れ試験]
金型固定側面にプリズムが付与された短辺61mm/長辺110mm/厚み0.45mmの平板状の導光板を射出成形により成形した。プリズムのパターンはピッチ50μm、深さ14μmとした。射出成形機はソディックプラステック社製の「HSP100A」を使用し、金型温度40℃、シリンダー温度360℃、射出速度400mm/secの条件で行った。成形を50ショット行い、割れが発生した枚数をカウントした。
[導光板曲げ試験]
上記で得られた導光板を用い、インストロン(インストロン社製、型式:5544)を使用し、支持スパン10mm、試験速度:10mm/min、曲げ方向:成形時流動方向に平行、成形品の向き:プリズムパターン側を下とし、幅3mm、先端角度30°の治具を用い、導光板曲げ試験を行い、最大点荷重(単位:N)を測定した。最大点荷重が大きいほど、強度が強く割れにくいことを示す。
以上の評価結果を以下の表2に示す。
[色相(YI値)]
得られたペレットを100℃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360℃、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値(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
以上の評価結果を以下の表2に示す。
Figure 2017099226
表2から明らかなように、本発明の芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)を含む実施例1〜4は、芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)を含まない比較例1と比較し、同等の流動性に調整した際の衝撃強度が向上していることがわかる。
なかでも、本発明の芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)を含む実施例3は、芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)を含まない比較例2〜3と比較し、流動性、耐衝撃性のバランスに優れ、特に比較例2と比較し、導光板を成形した際の割れも顕著に低減されていることがわかる。
以上より、芳香族ポリカーボネート樹脂(A)と芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)を共に含む本発明の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物が、流動性と耐衝撃性のバランスに優れ、導光板のような薄肉光学部品とした場合にも十分な強度を示すため、該部品用途に好適に用いることが可能であることは明らかである。
本発明の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物は、薄肉光学部材を成形するために十分な流動性を持ちながらも、成形後の成形体の強度を向上させることができ、薄肉光学部材において発生しうる割れの発生を著しく低減することができるので、薄肉光学部品に極めて好適に利用でき、産業上の利用性は非常に高い。

Claims (7)

  1. 粘度平均分子量(Mv)が10,000〜15,000の芳香族ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、下記式(1)で表されるカーボネート構造単位(i)と下記式(2)で表されるカーボネート構造単位(ii)からなる芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)を2〜100質量部含有し、芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)中のカーボネート構造単位(i)とカーボネート構造単位(ii)の合計100mol%に対し、カーボネート構造単位(i)の割合が10mol%を超え39mol%未満であることを特徴とする薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
    Figure 2017099226
    (式(1)中、Rは、炭素数8〜24のアルキル基またはアルケニル基を表し、R、Rはそれぞれ独立に、炭素数1〜15の一価炭化水素基を表し、a及びbはそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。)
    Figure 2017099226
  2. さらに、ポリアルキレングリコールまたはその脂肪酸エステル(C)を、芳香族ポリカーボネート樹脂(A)と芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)の合計100質量部に対し、0.01〜1質量部含有する請求項1に記載の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
  3. さらに、熱安定剤(D)を、芳香族ポリカーボネート樹脂(A)と芳香族ポリカーボネートコポリマー(B)の合計100質量部に対し、0.005〜0.5質量部含有する請求項1又は2に記載の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
  4. 熱安定剤(D)が、リン系酸化防止剤である請求項3に記載の薄肉光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物。
  5. 請求項1乃至4の何れか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物を成形するステップを含む薄肉光学部品の製造方法。
  6. 薄肉光学部品が、1mm以下の厚みを有する導光板である請求項5に記載の薄肉光学部品の製造方法。
  7. 請求項1乃至4の何れか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物を260〜380℃で射出成形するステップを含む、肉厚が1mm以下の薄肉光学部品の製造方法。
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