KR20090020704A

KR20090020704A - 폴리카보네이트계 광확산성 수지 조성물 및 광확산판

Info

Publication number: KR20090020704A
Application number: KR1020097000978A
Authority: KR
Inventors: 마사미 고구레; 히로시 가와토
Original assignee: 이데미쓰 고산 가부시키가이샤
Priority date: 2006-06-19
Filing date: 2007-06-18
Publication date: 2009-02-26
Also published as: TWI448508B; TW200815525A; KR101419562B1; JP5047543B2; DE112007001387T5; WO2007148652A1; US8877850B2; US20100149644A1; CN101472993A; JP2007332327A

Abstract

폴리카보네이트계 광확산성 수지 조성물은, (A) 방향족 폴리카보네이트 수지 100질량부에 대하여, (B) 광확산제 0.01 내지 10질량부, (C) 말론산 에스터계 화합물, 옥살아닐리드계 화합물, 벤조트라이아졸계 화합물 및 벤조트라이아졸계 골격을 갖는 측쇄를 가지는 아크릴계 수지로부터 선택되는 1종 이상의 내광제 0.05 내지 5질량부, 및 (D) 지방산과 다가 알코올과의 에스터 화합물 0.01 내지 1질량부를 배합하여 된다. 이 조성물을 사출 성형 등에 의해 성형함으로써 광확산판이 얻어진다.

Description

폴리카보네이트계 광확산성 수지 조성물 및 광확산판{LIGHT-DIFFUSING POLYCARBONATE RESIN COMPOSITION AND LIGHT-DIFFUSING PLATE}

본 발명은, 폴리카보네이트계 광확산성 수지 조성물 및 이 조성물을 성형하여 되는 광확산판에 관한 것이다.

최근, 액정 디스플레이(LCD)의 용도는, 노트북형 PC의 모니터뿐만 아니라, 데스크탑형 PC의 모니터나 가정용 텔레비전에까지 그 용도를 확대하여 왔다. 이러한 LCD에서는, 백라이트로부터의 빛을 산란시키는 이른바 광확산판이 사용되고 있다. 특히 밝기가 요청되는 20인치 정도의 화면 크기의 가정용 텔레비젼 등에 탑재되는 직하형 백라이트용의 광확산판(두께 1 내지 3mm)은, 아크릴 수지제가 주류이다. 그러나 아크릴 수지는 내열성이 낮고, 또한 흡습성이 높기 때문에 치수안정성이 낮아, 결과로서 대화면 크기에서는 휨(warp) 변형이 생긴다는 문제점이 있다.

그래서, 최근에는, 내열성, 흡습성의 점에서 아크릴 수지보다도 우수한 방향족 폴리카보네이트 수지(이하, 「방향족 PC 수지」 또는 간단히 「PC 수지」라고도 함)가 광확산판의 매트릭스 수지로서 사용되어, 그 수요가 확대되고 있다.

또한, 최근에는, 광확산판의 제조법으로서, 종래의 압출 성형법 대신에 사출 성형법이 사용되게 되었다(예컨대, 특허문헌 1, 2). 이것은, 사출 성형법을 이용하는 편이 성형품인 광확산판의 치수정밀도가 우수하고, 또한, 생산성이 높기 때문에 외형 가공 비용의 저감도 꾀할 수 있기 때문이다.

특허문헌 1: 일본 특허공개 제1999-158364호 공보

특허문헌 2: 일본 특허공개 제1998-073725호 공보

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

이러한 광확산판은, LCD용으로서 이용하는 경우, 냉음극관으로부터의 빛에 의한 열화를 방지해야 하여, 원료인 PC 수지에는 내광제의 첨가가 필수로 된다.

한편, 종래의 압출 성형법으로는 다층화, 코팅에 의한 표층에의 국소적인 내광성 부여가 가능하지만, 사출 성형법으로는 단층이 기본이며, 내광성 향상에는 자외선 흡수제의 고농도화가 필요하여 진다. 또한, 대면적의 광확산판을 사출 성형법으로 얻기 위해서는, 유동성을 향상시킨 수지를 이용할 필요가 있기 때문에, 스타이렌-아크릴계 공중합체 같은 고유동화제의 첨가가 바람직하다.

그러나 이들 자외선흡수제나 고유동화제의 첨가는, 성형시에 각각 PC 수지의 색조 악화(YI 상승, 색도 상승)의 원인으로도 된다.

따라서, 본 발명의 주된 목적은, 성형법에 의하지 않고 성형 후의 초기 착색이 적은 폴리카보네이트계 광확산성 수지 조성물, 및 이 조성물을 성형하여 되는 광확산판을 제공하는 것에 있다.

과제를 해결하기 위한 수단

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 폴리카보네이트계 광확산성 수지 조성물(이하, 간단히 「PC 수지 조성물」이라고도 함)은, (A) 방향족 폴리카보네이트 수지 100질량부에 대하여, (B) 광확산제 0.01 내지 10질량부, (C) 말론산 에스터계 화합물, 옥살아닐리드계 화합물, 벤조트라이아졸계 화합물 및 벤조트라이아졸계 골격을 갖는 측쇄를 가지는 아크릴계 수지로부터 선택되는 1종 이상의 내광제 0.05 내지 10질량부, 및 (D) 지방산과 다가 알코올과의 에스터 화합물 0.01 내지 1질량부를 배합하여 되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 PC 수지 조성물에 의하면, 광확산제의 배합량이 0.01 내지 10질량부의 범위에 있기 때문에, 본 조성물에 의해 광확산판 등을 성형한 경우, 광확산성의 발현이 양호하고, 또한, 휘도도 충분히 높은 성형체가 얻어진다. 또한, 소정의 내광제의 배합량이 0.5 내지 2질량부의 범위에 있기 때문에, 수득된 성형체의 내광성의 발현이 양호함과 아울러, 초기의 색조를 유지하기 쉽게 된다. 그리고, 소정의 에스터 화합물의 배합량이 0.01 내지 1질량부의 범위에 있기 때문에, 성형법에 의하지 않고 성형 후에 착색이 적은 성형체를 제공할 수 있다. 특히, 성형 시의 전단 속도가 큰 사출 성형품의 제조에 적합하다.

본 발명에서는, 상기 (B) 광확산제가, 가교 PMMA 수지 입자, 실리콘 수지 입자, 폴리오가노실세스퀴옥산 입자, 실리카 입자, 석영 입자, 실리카 섬유, 석영 섬유, 및 유리 섬유로부터 선택된 어느 1종류, 또는 2종류 이상의 조합물인 것이 바람직하다.

이러한 본 발명에 의하면, (B)성분의 광확산제로서 소정의 입자 등을 첨가하고 있기 때문에, 본 조성물을 성형하여 광확산판 등의 성형체로 한 경우에, 광확산성의 발현이 양호한 성형체가 얻어진다.

본 발명에서는, 추가로, (E) 오가노폴리실록산 0.01 내지 1질량부를 배합하여 되는 것이 바람직하고, 이 (E)성분은, (A) 방향족 폴리카보네이트와의 굴절률차가 0.1 이하인 것이 보다 바람직하다.

이러한 본 발명에 의하면, 오가노폴리실록산을 소정량 배합함으로써 본 조성물의 성형시의 열안정을 향상시킬 수 있다. 또한, 상술한 굴절률차로 하는 것에 의해, 수득된 성형품의 투명성을 저하시키지 않는다는(광선 투과율의 저하를 적게 할 수 있다는) 효과를 발휘한다.

본 발명에서는, 추가로, (F) 아크릴계 열가소성 수지 0.01 내지 1질량부를 배합하여 되는 것이 바람직하고, 이 아크릴계 열가소성 수지의 점도평균 분자량이 1,000 내지 200,000인 것이 보다 바람직하다.

이러한 본 발명에 의하면, (F)성분인 아크릴계 수지를 소정량 배합함으로써, (A)성분인 방향족 PC 수지 자신이 갖는 도광성을 보다 양호하게 할 수 있어, 예컨대, 광확산판으로 했을 때에 양호한 휘도가 얻어진다. 또한, 점도평균 분자량이 상술한 범위에 있으면, (A)성분인 방향족 PC 수지와의 상용성이 양호하여 진다.

본 발명의 광확산판은, 상술한 어느 것인가의 폴리카보네이트계 광확산성 수지 조성물을 성형하여 되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 의하면, 초기의 착색이 적고, 또한 백라이트에 사용되는 냉음극관 등에 의한 광열화가 억제된 광확산판을 얻을 수 있다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 발명의 폴리카보네이트계 광확산성 수지 조성물(PC 수지 조성물)을 구성하는 (A)성분은, 방향족 PC 수지이고, 2가 페놀과 포스겐 또는 탄산 에스터 화합물 등의 폴리카보네이트 전구체를 반응시키는 것에 의해 제조할 수 있다. 예컨대, 염화메틸렌 등의 용매 중에서, 공지된 산수용체나 분자량조절제의 존재하에, 또한, 필요에 따라 분기제를 첨가하여, 2가 페놀과 포스겐 같은 카보네이트 전구체와의 반응에 의해, 또는 2가 페놀과 다이페닐카보네이트 같은 카보네이트 전구체와의 에스터교환 반응 등에 의해서 제조된 것이다.

사용되는 2가 페놀로서는, 다양한 것이 있지만, 특히, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판[통칭: 비스페놀 A]이 적합하다. 비스페놀 A 이외의 비스페놀로서는, 예컨대, 비스(4-하이드록시페닐)메탄; 1,1-비스(4-하이드록시페닐)에탄; 2,2-비스(4-하이드록시페닐)뷰탄; 2,2-비스(4-하이드록시페닐)옥탄; 2,2-비스(4-하이드록시페닐)페닐메탄; 2,2-비스(4-하이드록시-1-메틸페닐)프로판; 비스(4-하이드록시페닐)나프틸메탄; 1,1-비스(4-하이드록시-t-부틸페닐)프로판; 2,2-비스(4-하이드록시-3-브로모페닐)프로판; 2,2-비스(4-하이드록시-3,5-테트라메틸페닐)프로판; 2,2-비스(4-하이드록시-3-클로로페닐)프로판; 2,2-비스(4-하이드록시-3,5-테트라클로로페닐)프로판; 2,2-비스(4-하이드록시-3,5-테트라브로모페닐)프로판 등의 비스(하이드록시아릴)알칸류, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)사이클로펜탄; 1,1-비스(4-하이드록시페닐)사이클로헥산; 1,1-비스(4-하이드록시페닐)-3,5,5-트라이메틸사이클로헥산 등의 비스(하이드록시아릴)사이클로알칸류, 4,4'-다이하이드록시페닐 에테르; 4,4'-다이하이드록시-3,3'-다이메틸페닐 에테르 등의 다이하이드록시아릴 에테르류, 4,4'-다이하이드록시다이페닐설파이드; 4,4'-다이하이드록시-3,3'-다이메틸다이페닐설파이드 등의 다이하이드록시다이아릴설파이드류, 4,4'-다이하이드록시다이페닐설폭사이드; 4,4'-다이하이드록시-3,3'-다이메틸다이페닐설폭사이드 등의 다이하이드록시다이아릴설폭사이드류, 4,4'-다이하이드록시다이페닐설폰; 4,4'-다이하이드록시-3,3'-다이메틸다이페닐설폰 등의 다이하이드록시다이아릴설폰류, 4,4'-다이하이드록시다이페닐 등의 다이하이드록시다이페닐류 등을 들 수 있다. 이들 2가 페놀은, 각각 단독으로 사용할 수 있거나, 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

또, 탄산 에스터화합물로서는, 다이페닐카보네이트 등의 다이아릴카보네이트나 다이메틸카보네이트, 다이에틸카보네이트 등의 다이알킬카보네이트 등을 들 수 있다. 분자량조정제로서는 통상, 폴리카보네이트의 중합에 사용되는 것이라면 각종의 것을 이용할 수 있다. 구체적으로는, 1가 페놀로서, 예컨대, 페놀, o-n-부틸페놀, m-n-부틸페놀, p-n-부틸페놀, o-아이소부틸페놀, m-아이소부틸페놀, p-아이소부틸페놀, o-t-부틸페놀, m-t-부틸페놀, p-t-부틸페놀, o-n-펜틸페놀, m-n-펜틸페놀, p-n-펜틸페놀, o-n-헥실페놀, m-n-헥실페놀, p-n-헥실페놀, p-t-옥틸페놀, o-사이클로헥실페놀, m-사이클로헥실페놀, p-사이클로헥실페놀, o-페닐페놀, m-페닐페놀, p-페닐페놀, o-n-노닐페놀, m-노닐페놀, p-n-노닐페놀, o-큐밀페놀, m-큐밀페놀, p-큐밀페놀, o-나프틸페놀, m-나프틸페놀, p-나프틸페놀; 2,5-다이-t-부틸페놀; 2,4-다이-t-부틸페놀; 3,5-다이-t-부틸페놀; 2,5-다이큐밀페놀; 3,5-다이큐밀페놀; p-크레졸, 브로모페놀, 트라이브로모페놀 등을 들 수 있다. 이들 1가 페놀 중에서는, p-t-부틸페놀, p-큐밀페놀, p-페닐페놀 등이 바람직하게 사용된다.

그 밖에, 분기제로서, 예컨대, 1,1,1-트리스(4-하이드록시페닐)에탄; α,α',α"-트리스(4-하이드록시페닐)-1,3,5-트라이아이소프로필벤젠; 1-[α-메틸-α-(4'-하이드록시페닐)에틸]-4-[α',α'-비스(4"-하이드록시페닐)에틸]벤젠; 플루오로글리신, 트라이멜리트산, 이사틴비스(o-크레졸) 등의 작용기를 3개 이상 갖는 화합물을 이용할 수도 있다.

본 발명에서 사용되는 PC 수지는 통상, 점도평균 분자량이 10,000 내지 100,000의 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 15,000 내지 40,000이다. 이 점도평균 분자량(Mv)은, 우벨로데(Ubbelohde)형 점도계를 이용하여, 20℃에서의 염화메틸렌 용액의 점도를 측정하고, 이것으로부터 극한 점도[η]를 구하여, 다음 식으로 산출하는 것이다.

[η]=1.23×10^-5 Mv^0.83

본 발명의 PC 수지 조성물에 있어서, (B)성분인 광확산제는, 광학적으로 투명하고, 또한 (A)성분인 방향족 PC 수지와는 다른 굴절률을 갖는 고체로 이루어지는 것이면 되고, 이 광확산제는 1종만을 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다. 광확산제의 평균 입경은, 통상 1 내지 100μm 정도, 바람직하게는 2 내지 50μm이다. 광확산제의 평균 입경이 1 내지 100μm이면, 광선투과율이 높고, 광확산성이 양호하기 때문에 바람직하다.

광확산제의 구체예로서는, 가교 폴리메타크릴산 메틸(가교 PMMA) 수지 입자, 실리콘 수지 입자, 폴리오가노실세스퀴옥산 입자, 실리카 입자, 석영 입자, 실리카 섬유, 석영 섬유, 유리 섬유, 실리카 비드, 실리콘 수지 비드 및 유리 비드, 및 이들과 동재질의 중공 비드 및 부정형 분말 또는 판상 분말 등을 들 수 있다. 이들은, 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합시켜 이용할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 투명성 및 굴절률의 관점에서, 가교 PMMA 수지 입자, 실리콘 수지 입자, 폴리오가노실세스퀴옥산 입자, 실리카 입자, 석영 입자, 실리카 섬유, 석영 섬유 및 유리 섬유가 바람직하고, 가교 PMMA 수지 입자, 실리콘 수지 입자, 폴리오가노실세스퀴옥산 입자, 실리카 입자 및 석영 입자가 특히 바람직하다.

(B)성분인 광확산제의 배합량은, (A)성분인 방향족 PC 수지 100질량부에 대하여 0.01 내지 10질량부인 것이 필요하고, 바람직하게는 0.05 내지 5질량부이다. 이 광확산제의 배합량이 0.01질량부 미만이면, PC 수지 조성물을 성형하여 PC 광확산판 등의 성형체로 한 경우에 광확산성이 불충분해진다. 또한, 광확산제의 배합량이 10질량부 이상이면, 광확산성이 과잉이 되어 휘도가 저하된다.

본 발명의 PC 수지 조성물에 있어서, (C)성분인 내광제는, 말론산 에스터계 화합물, 옥살릴아닐리드계 화합물, 및 벤조트라이아졸계 골격을 갖는 측쇄를 가지는 아크릴계 수지로부터 선택되는 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합시켜 사용된다.

말론산 에스터계 화합물로서는, 벤질리덴비스다이에틸말로네이트, 4-메톡시페닐-메틸렌-다이메틸 에스터 등을 들 수 있다. 옥살릴아닐리드계 화합물로서는, 탄소수 1 내지 12의 탄화수소기를 갖는 옥살릴아닐리드 화합물 등을 들 수 있다. 벤조트라이아졸계 골격을 갖는 측쇄를 가지는 아크릴계 수지로서는, 폴리메타크릴산 메틸(PMMA) 측쇄에 2-(5-t-옥틸-2-하이드록시페닐)벤조트라이아졸기가 결합한 화합물 등을 들 수 있다. 이들 내광제는, 자외선 흡수 스펙트럼에 있어서의 극대 파장이 290 내지 330nm인 자외선흡수제이다.

(C)성분인 내광제의 배합량은, (A)성분인 방향족 PC 수지 100질량부에 대하여 0.05 내지 10질량부인 것이 필요하고, 바람직하게는 0.1 내지 3질량부이다. 이 내광제의 배합량이 0.05질량부 미만이면, 충분한 내광성이 발현하지 않고, 10질량부를 초과하면, 성형시의 발연이 많아져, 성형품의 초기 색조가 저하된다.

본 발명의 PC 수지 조성물에 있어서, (D)성분은, 지방산과 다가 알코올과의 에스터 화합물이다.

(D)성분은, 예컨대, 탄소수 5 내지 30의 지방산과, 글리세린, 트라이메틸올에탄, 트라이메틸올프로판, 펜타에리트리톨 및 소르비탄 중에서 선택되는 1종 이상의 다가 알코올과의 에스터 또는 부분 에스터이다. 또 여기서 말하는 부분 에스터란, 다가 알코올 중의 하이드록실기의 적어도 1개 이상이 에스터화되지 않은 하이드록실기의 형태 그대로 남아 있는 에스터를 의미한다.

지방산으로서는, 포화 지방산이라도 불포화 지방산이라도 좋으며, 또한 직쇄상 지방산이라도 분지상 지방산이라도 좋다.

지방산으로서 구체적으로는, 예컨대, 데칸산(모든 이성체를 포함함), 운데칸산(모든 이성체를 포함함), 도데칸산(모든 이성체를 포함함), 트라이데칸산(모든 이성체를 포함함), 테트라데칸산(모든 이성체를 포함함), 펜타데칸산(모든 이성체를 포함함), 헥사데칸산(모든 이성체를 포함함), 헵타데칸산(모든 이성체를 포함함), 옥타데칸산(모든 이성체를 포함함), 노나데칸산(모든 이성체를 포함함), 에이코산산(모든 이성체를 포함함), 헨에이코산산(모든 이성체를 포함함), 도코산산(모든 이성체를 포함함) 등의 포화 지방산; 데센산(모든 이성체를 포함함), 운데센산(모든 이성체를 포함함), 도데센산(모든 이성체를 포함함), 트라이데센산(모든 이성체를 포함함), 테트라데센산(모든 이성체를 포함함), 펜타데센산(모든 이성체를 포함함), 헥사데센산(모든 이성체를 포함함), 헵타데센산(모든 이성체를 포함함), 옥타데센산(모든 이성체를 포함함), 노나데센산(모든 이성체를 포함함), 에이코센산(모든 이성체를 포함함), 헨에이코센산(모든 이성체를 포함함), 도코센산(모든 이성체를 포함함) 등의 불포화 지방산; 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.

다가 알코올의 지방산 에스터로서는, PC 수지와의 상용성의 관점에서, 지방산의 탄소수가 5 내지 30, 다가 알코올의 탄소수가 3 내지 10인 것이 바람직하고, 예컨대, 글리세린 모노도데카노에이트(글리세린 모노라우레이트), 글리세린 모노아이소라우레이트, 글리세린 다이도데카노에이트(글리세린 다이라우레이트), 글리세린 다이아이소라우레이트, 글리세린 모노옥타데카노에이트(글리세린 모노스테아레이트), 글리세린 모노아이소스테아레이트, 글리세린 모노옥타데세노에이트(글리세린 모노올레에이트) 등의 글리세린 에스터; 트라이메틸올에탄 모노도데카노에이트(트라이메틸올에탄 모노라우레이트),; 트라이메틸올프로판 모노도데카노에이트(트라이메틸올프로판 모노라우레이트), 트라이메틸올프로판 모노아이소라우레이트, 트라이메틸올프로판 다이도데카노에이트(트라이메틸올프로판 다이라우레이트), 트라이메틸올프로판 다이아이소라우레이트 등의 트라이메틸올프로판 에스터; 펜타에리트리톨 모노도데카노에이트(펜타에리트리톨 모노라우레이트), 펜타에리트리톨 모노아이소라우레이트, 펜타에리트리톨 다이도데카노에이트(펜타에리트리톨 다이라우레이트), 펜타에리트리톨 다이아이소라우레이트, 펜타에리트리톨 트라이도데카노에이트(펜타에리트리톨 트라이라우레이트), 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트 등의 펜타에리트리톨 에스터; 소르비탄 모노도데카노에이트(소르비탄 모노라우레이트), 소르비탄 모노아이소라우레이트, 소르비탄 다이도데카노에이트(소르비탄 다이라우레이트), 소르비탄 다이아이소라우레이트, 소르비탄 트라이도데카노에이트(소르비탄 트라이라우레이트) 등의 소르비탄 에스터; 및 이들의 혼합물 등이 바람직하게 사용된다. 이들 에스터 중에서, 보다 바람직한 것으로서 글리세린 모노스테아레이트, 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트를 들 수 있다.

여기서, (D)성분인 에스터 화합물의 배합량은, (A)성분인 방향족 PC 수지 100질량부에 대하여 0.01 내지 1질량부인 것이 필요하고, 바람직하게는 0.05 내지 0.5질량부이다. (D)성분의 배합량이 0.01질량부 미만이면, 본 발명의 PC 수지 조성물을 성형한 경우에, 색조 개선 효과가 모자라고, 한편, (D)성분의 배합량이 1질량부를 초과하면, 성형품이 고온 고습하에서 변형할 우려가 있어 바람직하지 못하다.

이러한 본 발명의 PC 수지 조성물에 의하면, 광확산판 등을 성형한 경우, 초기 착색이 적고, 광확산성의 발현이 양호하고, 또한, 휘도도 충분히 높은 성형체가 얻어진다. 또한, 수득된 성형체는, 내광성도 우수하여, 초기의 색조를 유지하기 쉽게 된다. 또한, 성형법에 의하지 않고 성형 후에 착색이 적은 성형체를 제공할 수 있기 때문에, 특히, 성형 시의 전단 속도가 큰 사출 성형품의 제조에 적합하다.

본 발명의 PC 수지 조성물에는, 추가로 (E)성분으로서, 오가노폴리실록산을 배합하는 것이 바람직하다. 오가노폴리실록산을 배합하면, 본 발명의 PC 수지 조성물을 성형할 때의 열안정을 향상시킬 수 있다. 또한, 특히, (A)성분인 방향족 PC 수지와의 굴절률차를 0.1 이하로 하는 것에 의해, 투명성을 저하시키지 않는(광선 투과율의 저하가 적은) 성형품이 얻어진다.

오가노폴리실록산으로서는, PC 수지 조성물을 성형체로 했을 때에, 투명성이나 초기 색조를 저하시키지 않는 관점에서, 페닐기, 다이페닐기, 바이닐기 또는 알콕시기(예컨대, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, 아이소프로폭시기, n-부톡시기, 아이소부톡시기, sec-부톡시기, tert-부톡시기, 각종 펜톡시기, 각종 헵톡시기, 각 옥톡시기 등)를 갖는 오가노폴리실록산, 페닐기와 다이페닐기를 갖는 오가노폴리실록산, 바이닐기와 알콕시기를 갖는 오가노폴리실록산, 페닐기와 알콕시기와 바이닐기를 갖는 오가노폴리실록산이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 페닐기와 메톡시기와 바이닐기를 갖는 오가노폴리실록산이다.

(E)성분인 오가노폴리실록산의 배합량은, (A)성분인 방향족 PC 수지 100질량부에 대하여, 0.01 내지 3질량부 정도, 바람직하게는 0.02 내지 1질량부이다. 이 배합량이 0.01질량부 미만이면, 성형시의 열안정성이 뒤떨어지고, 3질량부를 초과하면, 효과와 경제성의 균형이 뒤떨어지게 된다.

본 발명의 PC 수지 조성물에는, 성형품의 도광성을 높이기 위해서, 추가로 (F)성분으로서, 아크릴계 수지를 배합하는 것이 바람직하다. 또한, 이 아크릴계 수지의 점도평균 분자량은, 1000 내지 20만 정도인 것이 보다 바람직하다. 점도평균 분자량이 이 범위에 있으면, (A)성분인 방향족 PC 수지와의 상용성이 양호하여 진다. 한편, 이 점도평균 분자량은, 상술한 방법으로 측정한 값이다.

본 발명에 이용하는 아크릴계 수지란, 아크릴산, 아크릴산 에스터, 아크릴로나이트릴 및 그 유도체의 모노머 단위를 반복 단위로 하는 수지(폴리머)이며, 단독중합체 또는, 상기 단위를 2종 이상 갖는 공중합체 또는 스타이렌, 부타다이엔 등과의 공중합체라도 좋다. 구체적으로는 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산 메틸(PMMA), 폴리아크릴로나이트릴, 아크릴산 에틸-아크릴산-2-클로로에틸 공중합체, 아크릴산-n-부틸-아크릴로나이트릴 공중합체, 아크릴로나이트릴-스타이렌 공중합체, 아크릴로나이트릴-부타다이엔 공중합체, 아크릴로나이트릴-부타다이엔-스타이렌 공중합체 등이다. 이들 중에서도, 특히, 폴리메타크릴산 메틸(PMMA)을 적합하게 이용할 수 있다.

이 폴리메타크릴산 메틸(PMMA)은 공지된 것으로 좋고, 통상, 과산화물, 아조계의 중합개시제의 존재하에, 메타크릴산 메틸 모노머의 괴상 중합에 의해 제조된다.

여기서, (D)성분인 아크릴계 수지의 배합량은, (A)성분인 방향족 PC 수지 100질량부에 대하여, 통상 0.01 내지 1질량부 정도, 바람직하게는 0.02 내지 0.8질량부이다. 이 아크릴계 수지의 배합량이 0.01질량부 이상이면, 베이스 수지 매트릭스인 (A)성분인 방향족 PC 수지의 도광성이 충분히 향상되기 때문에, 결과로서 휘도가 향상한다. 또한, 이 배합량이 1질량부 이하이면, 아크릴계 수지 성분의 상분리가 알맞게 되어, 백탁(白濁)되지 않으므로, (A)성분인 방향족 PC 수지의 도광성이 양호하게 되어, 양호한 휘도가 얻어진다.

본 발명의 PC 수지 조성물에는, 상기 각 성분 이외에, 필요에 따라 이하에 나타내는 바와 같은 각종의 수지나 첨가제를 배합할 수 있다.

(스타이렌계 공중합체)

PC 수지 조성물의 유동성을 향상시키고, 또한 체류 안정성을 향상시키기 위해서 스타이렌과 아크릴계 화합물과의 공중합체를 첨가하는 것이 바람직하고, 예컨대 페닐메타크릴레이트와 스타이렌과의 공중합체를 가하는 것에 의해, 이들 목적이 달성된다.

이러한 스타이렌계 공중합체의 첨가량은, 0.1 내지 20질량부가 바람직하다. 0.1질량부보다 적은 경우, 유동성 향상 효과가 발현하지 않고, 20질량부를 초과하면 성형품의 광선 투과율을 저감시킬 우려가 있다.

(인계 안정화제)

본 발명의 PC 수지 조성물에는, 인산계 화합물, 방향족 포스핀 화합물로부터 선택된 인계 안정화제를 배합할 수 있다. 예컨대, 다음 화학식 1로 표시되는 방향족 포스핀 화합물을 들 수 있다.

P-(X)₃

여기서, 화학식 1 중, X는, 적어도 그중 하나는 치환기를 갖고 있더라도 좋은 탄소수 6 내지 18의 아릴기이다.

구체적으로는, 트라이페닐포스핀, 다이페닐부틸포스핀, 다이페닐옥타데실포스핀, 트리스-(p-톨릴)포스핀, 트리스-(p-노닐페닐)포스핀, 트리스-(나프틸)포스핀, 다이페닐-(하이드록시메틸)-포스핀, 다이페닐-(아세톡시메틸)-포스핀, 다이페닐-(β-에틸카복시에틸)-포스핀, 트리스-(p-클로로페닐)포스핀, 트리스-(p-플루오로페닐)포스핀, 다이페닐벤질포스핀, 다이페닐-β-사이아노에틸포스핀, 다이페닐-(p-하이드록시페닐)-포스핀, 다이페닐-1,4-다이하이드록시페닐-2-포스핀, 페닐나프틸벤질포스핀 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 특히 트라이페닐포스핀이 적합하게 사용된다. 이들 아릴포스핀 화합물은, 1종 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 조합시켜 사용할 수도 있다.

이러한 인계 안정제의 배합량은, (A)성분인 방향족 PC 수지 100질량부에 대하여, 바람직하게는 0.001 내지 1질량부, 보다 바람직하게는 0.005 내지 0.5질량부, 더 바람직하게는 0.008 내지 0.1질량부이다. 이 배합량이 0.001질량부 이상이면, 성형시의 열안정성이 양호하게 되어, 초기의 노란 색도(YI값)가 향상하는 동시 에, 오븐 내열성(내고온에이징성)도 양호하다. 또한, 1질량부 이하이면, 내스팀(steam)성이 악화하는 일도 없어, 효과와 경제성의 균형이 양호하게 된다.

(지환식 에폭시 화합물)

본 발명의 PC 수지 조성물에 지환식 에폭시 화합물을 배합하면, 성형품의 내스팀성(내가수분해성)을 향상시킬 수 있다. 지환식 에폭시 화합물은, 지환식 에폭시기, 즉, 지방족환 내의 에틸렌 결합에 산소 1원자가 부가한 에폭시기를 갖는 환상 지방족 화합물을 의미하고, 구체적으로는 다음 화학식 2 내지 11로 표시되는 화합물이 적합하게 사용된다.

(R: H 또는 CH₃)

(R: H 또는 CH₃)

(a+b=1 또는 2)

(a+b+c+d=1∼3)

(a+b+c+d=n(정수), R: 탄화수소기)

(n: 정수, R: 탄화수소기)

(R: 탄화수소기)

(n: 정수, R: 탄화수소기)

그 중에서도, 화학식 2, 7 또는 11로 표시되는 화합물이, PC 수지 조성물에의 상용성이 우수하여, 투명성을 손상하는 일이 없는 점에서 보다 바람직하게 사용된다.

이러한 지환식 에폭시 화합물을 배합하면, 내가수분해성이 향상될 뿐만 아니라, 성형품의 투명성이 더욱 향상된다.

지환식 에폭시 화합물의 배합량은, 방향족 PC 수지 100질량부에 대하여, 0.001 내지 1.0질량부가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.01 내지 0.5질량부이며, 더 바람직하게는 0.02 내지 0.2질량부이다.

배합량이 0.001질량부 미만이면, 성형품의 투명성의 향상 효과가 모자라고, 또한, 내가수분해성의 향상 효과도 낮다. 한편, 배합량이 1.0질량부를 초과하면, 상분리가 일어나기 쉽게 되고, 또한, 성형품의 투명성이 저하될 우려가 있다.

기타, 본 발명의 PC 수지 조성물에는, 힌더드(hindered) 페놀계, 에스터계 등의 산화방지제, 힌더드 아민계 등의 광안정제, 통상 사용되는 난연화제, 난연조제, 이형제, 대전방지제, 착색제 등을 첨가할 수 있다.

본 발명의 PC 수지 조성물은, 통상 사용되는 방법으로 혼련하는 것에 의해 제조할 수 있다. 예컨대, 리본 블렌더, 헨셸 믹서, 밴버리 믹서, 드럼 텀블러, 단축 스크류 압출기, 2축 스크류 압출기, 코니더, 다축 스크류 압출기 등에 의해 실시할 수 있다. 혼련에서의 가열 온도는, 통상 240 내지 280℃ 정도가 적합하다.

본 발명의 PC 수지 조성물은, 사출 성형 등에 의해 성형하는 것에 의해 광확산판 등의 성형체로 할 수 있다. 광확산판의 경우, 제품 조립시에, 굽어지 기(flex) 어렵고, 휘어지기(bent) 어렵다는 점에서, 0.5 내지 2mm 정도의 두께로 하는 것이 바람직하다.

광확산판은, 액정 디스플레이 분야, 광학부품의 용도, 유리 대체 용도로 적합하게 사용할 수 있다. 광학부품으로서는, 예컨대, 옵티컬 렌즈, 도광판(도광체) 등의 광학 소자 등을 들 수 있고, 유리 대체 용도로서는, 가로등 커버, 차량용 및 건재용 겹침 유리 등을 들 수 있다.

이하, 실시예 및 비교예를 들어, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 한편, 본 발명은 이들의 내용에 한정되는 것이 아니다.

실시예 및 비교예에서 이용한 각 성분(원료 수지와 첨가제)의 종류는, 하기와 같다.

(A) 방향족 PC 수지

방향족 PC 수지로서는, 이하에 나타내는 (A-1) 타플론(Tarflon) FN1500을 단독으로 이용한 경우와, 이것에 추가로 (A-2) 폴리카보네이트계 공중합체(PCC1)를 혼합한 것의 두 가지에 대하여 하기에 나타내는 실험을 했다.

(A-1) 타플론 FN1500[상품명, 이데미쓰 고산(주)제, 점도평균 분자량 15,000, 굴절률 1.59]

(A-2) 폴리카보네이트계 공중합체(PCC1)

PCC1은, 이하와 같이 하여 제조했다.

(폴리테트라메틸렌글라이콜-비스(4-하이드록시벤조에이트)의 합성)

질소 하에서 폴리테트라메틸렌글라이콜(PTMG, Mn=2000) 100질량부와 메틸 p-하이드록시벤조산 16.7질량부를 다이부틸주석옥사이드 0.5질량부의 존재하에서 210℃로 가열하여, 메탄올을 증류제거했다. 반응계 내를 감압으로 하여, 과잉의 p-하이드록시벤조산 메틸 에스터를 증류제거했다. 반응 생성물을 염화메틸렌에 용해후, 이 염화메틸렌 용액에 8질량%의 탄산수소나트륨 수용액을 가하여 20분간 격하게 혼합한 후, 원심분리에 의해 염화메틸렌상을 채취했다. 염화메틸렌상을 감압하에서 농축하여, 폴리테트라메틸렌글라이콜-비스(4-하이드록시벤조에이트)를 수득했다. HPLC에 의해 p-하이드록시벤조산, p-하이드록시벤조산 메틸을 정량한 결과, p-하이드록시벤조산은 10질량ppm 이하, p-하이드록시벤조산 메틸은 0.2질량%였다. 한편, HPLC에 의한 측정 방법은 다음과 같다. GL science사제 ODS-3 컬럼을 이용하여, 컬럼 온도 40℃, 0.5질량% 인산 수용액과 아세토나이트릴의 1:2 혼합 용매, 유속 1.0밀리리터/분의 조건으로 측정했다. 정량은 표품에 따른 검량선을 바탕으로 산출했다.

(폴리카보네이트 올리고머 용액의 제조)

5.6질량%의 수산화나트륨 수용액에, 후에 용해하는 비스페놀 A(BPA)에 대하여 2000질량ppm의 아이(亞二)티온산 나트륨을 가하고, 이것에 BPA 농도가 13.5질량%가 되도록 BPA를 용해하여, BPA의 수산화나트륨 수용액을 조제했다. 이 BPA의 수산화나트륨 수용액 40리터/hr, 염화메틸렌 15리터/hr의 유량으로, 포스겐을 4.0kg/hr의 유량으로 내경 6mm, 관 길이 30m의 관형 반응기에 연속적으로 통과시켰 다. 관형 반응기는 자켓 부분을 갖고 있고, 자켓에 냉각수를 통과시켜 반응액의 온도를 40℃ 이하로 유지했다. 관형 반응기를 나간 반응액은 후퇴익을 갖춘 내용적 40리터의 배플 붙은 조형 반응기에 연속적으로 도입되고, 여기에 추가로 BPA의 수산화나트륨 수용액 2.8리터/hr, 25질량% 수산화나트륨 수용액 0.07리터/hr, 물 17리터/hr, 1질량%의 트라이에틸아민 수용액을 0.64리터/hr 첨가하여 반응을 실시했다. 조형 반응기로부터 넘쳐 나가는 반응액을 연속적으로 뽑아 내고, 정치(靜置)함으로써 수(水)상을 분리 제거하여, 염화메틸렌상을 채취했다. 이렇게 하여 수득된 폴리카보네이트 올리고머는 농도 329g/리터, 클로로포메이트기 농도 0.74mol/리터였다.

(PCC1의 제조)

방해판, 패들형 교반날개 및 냉각용 자켓을 갖춘 50리터 조형 반응기에 상기 올리고머 용액 15리터, 염화메틸렌 8.6리터, 폴리테트라메틸렌글라이콜-비스(4-하이드록시벤조에이트) 325g(PTMG쇄의 평균 분자량=2000), 트라이에틸아민 8.5밀리리터를 투입, 교반하에 여기에 6.4질량% 수산화나트륨 수용액 2673g을 가하고, 10분간 폴리카보네이트 올리고머와 폴리테트라메틸렌글라이콜-비스(4-하이드록시벤조에이트)의 반응을 행했다.

이 중합액에, p-t-부틸페놀(PTBP)의 염화메틸렌 용액(PTBP 110g을 염화메틸렌 1.0리터에 용해한 것), BPA의 수산화나트륨 수용액(NaOH 518g과 아이티온산 나트륨 1.7g을 물 7.6리터에 용해한 수용액에 BPA 862g를 용해시킨 것)을 첨가하여 30분간 중합 반응을 실시했다. 희석을 위해 염화메틸렌 15리터를 가하여 10분간 교반한 후, 폴리카보네이트계 공중합체(PCC1)를 포함하는 유기상과 과잉의 BPA 및 NaOH를 포함하는 수상으로 분리하여, 유기상을 단리했다.

이렇게 하여 수득된 PCC1의 염화메틸렌 용액을, 그 용액에 대하여 순차적으로 15vol%의 0.03mol/리터 NaOH 수용액, 0.2N 염산으로 세정하고, 이어서 세정 후의 수상 중의 전기 전도도가 0.01μS/m 이하가 될 때까지 순수로 세정을 반복했다. 세정에 의해 수득된 PCC1의 염화메틸렌 용액을 농축·분쇄하여, 수득된 플레이크를 감압하 100℃로 건조했다. 수득된 PCC1 중의 ¹H-NMR에 의해 구한 폴리테트라메틸렌글라이콜-비스(4-하이드록시벤조에이트) 잔기의 양은, 5.0질량%이며, 그 점도평균 분자량은 14200이었다.

(B) 광확산제

실리콘 가교 입자: KMP590[상품명, 신에쓰실리콘(주)제, 평균 입경 2μm]

(C) 내광제

말론산 에스터계 자외선흡수제: HOSTAVIN B-CAP[상품명, 클라리언트(주)제]

(D) 에스터 화합물

스테아르산 모노글리세라이드: S100A[상품명, 리켄비타민제]

펜타에리트리톨테트라스테아레이트: EW440A[상품명, 리켄비타민제]

(E) 오가노폴리실록산

페닐기, 메톡시기 및 바이닐기를 갖는 오가노폴리실록산: KR511[상품명, 신에츠화학공업제, 굴절률 1.518]

메틸기, 페닐기를 갖는 폴리오가노실록산: SH556[상품명, 도레다우코닝실리콘제]

(F) 아크릴계 수지

폴리메타크릴산 메틸(PMMA): 다이아날(DIANAL) BR-83[상품명, 미쓰비시레이온(주)제, 점도평균 분자량 40000]

[실시예 1 내지 8, 비교예 1 내지 4]

표 1에 나타내는 비율로 각 성분을 혼합한 후, 단축 혼련 압출기(구경 40mmφ)로써 280℃, 스크류 회전수 100rpm, 토출량 15kg/hr의 조건으로 혼련하여, 펠렛화했다. 한편, 표 1에 있어서, 각 성분의 질량부는, PC 수지 100질량부에 대한 값이다.

수득된 펠렛을 100t 사출 성형기에 의해, 성형 온도 300℃, 금형 온도 80℃의 조건으로 140mm각(角), 2mm 두께의 평판을 성형하여 광학 특성 및 내광성 평가용의 성형체로 했다.

또한, 650t 사출 성형기에 의해, 성형 온도 300℃, 금형 온도 80℃의 조건으로 32인치, 2mm 두께의 광확산판을 성형하여, 내습열성 평가용의 성형체로 했다.

다음으로 하기의 방법에 의해 성형체의 광학 특성, 내광성 및 내습열성을 평가했다. 결과를 표 2에 나타낸다.

(평가 방법)

(1) 광학 특성

광선 투과율, 헤이즈 및 YI를 JIS K 7105에 준거하여 측정했다. 한편, YI는, 측정 면적 30φ, C광원 2도 시야의 조건으로 측정했다.

(2) 내광성

내광 시험기(아틀라스사제, UVCONUC-1)를 이용하여, 형광 UV 램프를 광원으로 하여, 65℃의 분위기 하에서 50시간 조사후의 색차 ΔE를 측정했다. ΔE의 측정은, JISK 7105에 준거하여 실시했다.

(3) 내습열성

평가용 성형체를 60℃, 95% RH로 설정된 항온항습조에 240hr 재치한 후, 이하의 기준으로 평가를 했다.

○: 평가용 성형체에 휨, 변형 없고, 액정용 백라이트에 조립 가능한 것

×: 평가용 성형체가 휨 또는 변형에 의해 ±100μm 교차에서 설계의 백라이트 섀시에 끼워 넣는 것이 불가능한 것

(평가 결과)

표 2의 결과로부터, 어느 쪽의 실시예도, PC 수지에 특정한 첨가제가 소정량 배합된 PC 수지 조성물을 이용하고 있기 때문에, 성형체의 YI가 작아 초기 착색이 거의 없음과 동시에, 촉진 열화 시험의 결과로부터 내광성 및 내습열성도 우수함을 알 수 있다. 또한, 실시예 6, 7로부터, 에스터 화합물의 양이 초기 착색(YI)의 저하에 크게 기여하고 있음을 알 수 있다.

한편, 비교예 1에서는, 에스터 화합물이 배합되어 있지 않기 때문에 초기 착색(YI)이 크다. 또한, 비교예 2에서는, 에스터 화합물이 배합되어 있지만, 그 배합량이 적기 때문에 초기 착색 저감 효과를 발휘하지 않고 있다. 한편, 비교예 3에서는, 에스터 화합물의 배합량이 지나치게 많기 때문에 내습열성이 뒤떨어지고 있다. 비교예 4에서는, 내광제의 양이 적기 때문에 내광성이 현저히 뒤떨어지고 있다.

본 발명의 폴리카보네이트계 광확산성 수지 조성물은, 액정 디스플레이 분야 등에 있어서의 광확산판 용도, 옵티컬 렌즈, 도광판(도광체) 등의 광학 소자, 가로등 커버, 차량용 및 건재용 유리 등에 있어서의 유리 대체 용도에 적합하게 사용할 수 있다.

Claims

(A) 방향족 폴리카보네이트 수지 100질량부에 대하여, (B) 광확산제 0.01 내지 10질량부, (C) 말론산 에스터계 화합물, 옥살아닐리드계 화합물, 벤조트라이아졸계 화합물 및 벤조트라이아졸계 골격을 갖는 측쇄를 가지는 아크릴계 수지로부터 선택되는 1종 이상의 내광제 0.05 내지 10질량부, 및 (D) 지방산과 다가 알코올과의 에스터 화합물 0.01 내지 1질량부를 배합하여 되는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트계 광확산성 수지 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 (B) 광확산제가, 가교 PMMA 수지 입자, 실리콘 수지 입자, 폴리오가노실세스퀴옥산 입자, 실리카 입자, 석영 입자, 실리카 섬유, 석영 섬유, 및 유리 섬유로부터 선택된 어느 1종류, 또는 2종류 이상의 조합물인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트계 광확산성 수지 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

추가로 (E) 오가노폴리실록산 0.01 내지 1질량부를 배합하여 되는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트계 광확산성 수지 조성물.
제 3 항에 있어서,

상기 (E) 폴리오가노실록산은, (A) 방향족 폴리카보네이트와의 굴절률차가 0.1 이하인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트계 광확산성 수지 조성물.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

추가로 (F) 아크릴계 열가소성 수지 0.01 내지 1질량부를 배합하여 되는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트계 광확산성 수지 조성물.
제 5 항에 있어서,

상기 (F) 아크릴계 열가소성 수지의 점도평균 분자량이 1,000 내지 200,000인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트계 광확산성 수지 조성물.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 폴리카보네이트계 광확산성 수지 조성물을 성형하여 되는 광확산판.