KR20200008126A - 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물 및 광학 부품 - Google Patents

광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물 및 광학 부품 Download PDF

Info

Publication number
KR20200008126A
KR20200008126A KR1020197035248A KR20197035248A KR20200008126A KR 20200008126 A KR20200008126 A KR 20200008126A KR 1020197035248 A KR1020197035248 A KR 1020197035248A KR 20197035248 A KR20197035248 A KR 20197035248A KR 20200008126 A KR20200008126 A KR 20200008126A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polycarbonate resin
bis
ethylene glycol
units
resin composition
Prior art date
Application number
KR1020197035248A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102269432B1 (ko
Inventor
게이스케 도미타
아키라 오시마
Original Assignee
미쓰비시 엔지니어링-플라스틱스 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미쓰비시 엔지니어링-플라스틱스 코포레이션 filed Critical 미쓰비시 엔지니어링-플라스틱스 코포레이션
Publication of KR20200008126A publication Critical patent/KR20200008126A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102269432B1 publication Critical patent/KR102269432B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51—Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/52—Phosphorus bound to oxygen only
    • C08K5/524—Esters of phosphorous acids, e.g. of H3PO3
    • C08K5/526—Esters of phosphorous acids, e.g. of H3PO3 with hydroxyaryl compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/32—Phosphorus-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51—Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/52—Phosphorus bound to oxygen only
    • C08K5/524—Esters of phosphorous acids, e.g. of H3PO3
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51—Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/52—Phosphorus bound to oxygen only
    • C08K5/527—Cyclic esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L69/00—Compositions of polycarbonates; Compositions of derivatives of polycarbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L71/00—Compositions of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L71/02—Polyalkylene oxides
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G02B1/045—Light guides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/08—Stabilised against heat, light or radiation or oxydation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

폴리카보네이트 수지 (A) 100 질량부에 대하여, 폴리알킬렌 글리콜 (B) 를 0.1 내지 4 질량부 및 인-함유 안정제 (C) 를 0.005 내지 0.5 질량부 포함하는, 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물로서,
폴리알킬렌 글리콜 (B) 는 테트라메틸렌 글리콜 단위 (b1) 을 40 내지 80 몰%, (2-메틸)에틸렌 글리콜 단위 (b2) 를 5 내지 45 몰%, 및 에틸렌 글리콜 단위 (b3) 을 5 내지 50 몰% 함유하며, 테트라메틸렌 글리콜 단위 (b1), (2-메틸)에틸렌 글리콜 단위 (b2) 및 에틸렌 글리콜 단위 (b3) 으로부터 선택된 2 종 이상의 단위는 이들을 공중합함으로써 수득된 공중합체 성분으로서 함유되는, 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물.

Description

광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물 및 광학 부품
본 발명은 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물 및 광학 부품에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투명성, 내열변색성 및 이형성이 우수한 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물 및 그것을 성형하여 얻어지는 광학 부품에 관한 것이다.
개인용 컴퓨터, 휴대전화 등에 사용되는 액정 표시 장치는 두께 및 무게 감소, 에너지 소비 감소 및 고해상도에 대한 요구를 충족시키기 위해 평면 광원 장치를 포함한다. 또한, 이러한 평면 광원 장치는 입사광을 액정 표시 측으로 균일하고 효율적으로 안내하는 역할을 완수할 목적으로, 일면에 균일한 경사면을 갖는 쐐기형 단면을 갖는 도광판 또는 패널형 도광판이 제공되는 장치이다.
이러한 유형의 도광판은 열가소성 수지를 사출 성형함으로써 얻어질 수 있고, 라이너의 표면 상에 형성된 릴리프 부분에 전사를 통해 릴리프 패턴이 부여된다. 과거에, 도광판은 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA) 와 같은 수지 재료로 형성되었지만, 최근에는, 보다 생생한 이미지를 투사하는 표시장치에 대한 요구가 있었으며, 광원 부근에서 발생하는 열로 인해 장치 내부의 온도가 상승하는 경향이 있기 때문에, 종래의 수지 재료는 더 높은 내열성을 나타내는 폴리카보네이트 수지 재료로 대체되고 있다.
폴리카보네이트 수지는 우수한 기계적 특성, 열적 특성, 전기적 특성 및 내후성을 나타내지만, PMMA 등 보다 낮은 투명성을 나타내므로, 평면 광원이 폴리카보네이트 수지 도광판 및 광원으로 구성되는 경우 휘도가 낮다는 문제가 발생한다. 또한, 최근에는 도광판의 입사 부분과 입사 부분으로부터 떨어진 위치 사이의 색도 차이의 감소에 대한 요구가 있었지만, 폴리카보네이트 수지는 PMMA 수지보다 황변과 같은 문제를 겪기 쉽다.
특히, 최근에는 스마트폰 및 태블릿과 같은 휴대 단말기에서는 슬림화 또는 대형슬림화가 현저한 속도로 진행되고 있으며, 도광판 상으로의 빛의 발생이 아래로부터보다는 가장자리에서 발생하는 엣지 타입 구성이 사용되고 있으며, 이제는 긴 광로 길이에서도 초박형 광원이 충분한 휘도를 나타내도록 요구되고 있다. 이러한 하이 엔드 도광판은 현재, 상술한 종래 기술에 의해 달성된 투명성 및 내황변성 측면에서 요구 사양을 충족시킬 가능성이 없다.
특허 문헌 1 에서, 본 발명자는 특정 알킬렌 글리콜 단위를 갖는 폴리알킬렌 글리콜 공중합체를 사용하여 수득된 폴리카보네이트 수지 조성물을 제안하였다. 당해 조성물은 높은 광 투과율 및 우수한 색조를 달성할 수 있는 우수한 재료이지만, 사출 성형시 이형성 면에서 다소 열등한 것으로 밝혀졌다.
JP 2016-130298 A
본 발명은 상기 사정을 감안하여 개발된 것으로, 본 발명의 목적 (과제) 은, 폴리카보네이트 수지 고유의 특성을 어떤 방식으로도 손상시키지 않으면서, 투명성, 내열변색성 및 이형성이 우수한, 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명자는 상기 과제를 달성하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 특정 량의 3 종의 알킬렌 글리콜 단위를 함유하는 폴리알킬렌 글리콜을 블렌딩하고 폴리카보네이트 수지에 특정 량의 인-함유 안정제를 블렌딩함으로써, 우수한 투명성, 내열변색성 및 이형성을 달성할 수 있다는 것을 발견하여, 이로써 본 발명을 완성하였다.
본 발명은, 이하의 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물의 광학 부품에 관한 것이다.
[1] 폴리카보네이트 수지 (A) 100 질량부에 대하여, 폴리알킬렌 글리콜 (B) 를 0.1 내지 4 질량부 및 인-함유 안정제 (C) 를 0.005 내지 0.5 질량부 포함하는, 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물로서,
폴리알킬렌 글리콜 (B) 는 테트라메틸렌 글리콜 단위 (b1) 을 40 내지 80 몰%, (2-메틸)에틸렌 글리콜 단위 (b2) 를 5 내지 45 몰%, 및 에틸렌 글리콜 단위 (b3) 을 5 내지 50 몰% 함유하며,
테트라메틸렌 글리콜 단위 (b1), (2-메틸)에틸렌 글리콜 단위 (b2) 및 에틸렌 글리콜 단위 (b3) 으로부터 선택된 2 종 이상의 단위는 이들을 공중합함으로써 수득된 공중합체 성분으로서 함유되는, 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물.
[2] 폴리알킬렌 글리콜 (B) 중의 (2-메틸)에틸렌 글리콜 단위 및/또는 에틸렌 글리콜 단위가 테트라메틸렌 글리콜 단위와 공중합된 공중합체로서 함유되는, 상기 [1] 에 따른 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물.
[3] 폴리알킬렌 글리콜 (B) 중의 (2-메틸)에틸렌 글리콜 단위 및 에틸렌 글리콜 단위가 테트라메틸렌 글리콜 단위와 공중합된 공중합체로서 함유되는, 상기 [1] 또는 [2] 에 따른 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물.
[4] 폴리알킬렌 글리콜 (B) 의 수 평균 분자량이 1200 초과 5000 미만인, 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 따른 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물.
[5] 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물을 성형하여 얻어지는 광학 부품.
본 발명의 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물은 우수한 투명성, 내열변색성 및 이형성을 나타내므로, 다양한 광학 부품, 특히 박막형 (thin-walled) 광학 부품 등에 유리하게 사용될 수 있다.
도 1 은 실시예에서 이형성을 평가하기 위해 사용된 시험편의 개략도이다.
도 2 는 실시예에서 이형성을 평가하기 위한 방법을 설명하는 개략도이다.
본 발명의 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물은 우수한 투명성, 내열변색성 및 이형성을 나타내므로, 다양한 광학 부품, 특히 박막형 광학 부품 등에 유리하게 사용될 수 있다.
발명의 상세한 설명
본 발명을 이하, 구현예, 예 등을 이용하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물은, 폴리카보네이트 수지 (A) 100 질량부에 대하여, 폴리알킬렌 글리콜 (B) 를 0.1 내지 4 질량부 및 인-함유 안정제 (C) 를 0.005 내지 0.5 질량부 포함하는 수지 조성물로서,
폴리알킬렌 글리콜 (B) 는 테트라메틸렌 글리콜 단위 (b1) 을 40 내지 80 몰%, (2-메틸)에틸렌 글리콜 단위 (b2) 를 5 내지 45 몰%, 및 에틸렌 글리콜 단위 (b3) 을 5 내지 50 몰% 함유하며,
테트라메틸렌 글리콜 단위 (b1), (2-메틸)에틸렌 글리콜 단위 (b2) 및 에틸렌 글리콜 단위 (b3) 으로부터 선택된 2 종 이상의 단위는 이들을 공중합함으로써 수득된 공중합체 성분으로서 함유되는, 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물이다.
[폴리카보네이트 수지 (A)]
본 발명에 사용되는 폴리카보네이트 수지의 유형은 제한되지 않으며, 단일 유형 또는 임의의 비율로 조합된 2 종 이상의 임의의 유형의 조합을 사용하는 것이 가능하다.
폴리카보네이트 수지는 하기 식으로 표시되는 카보네이트 결합-함유 기본 구조를 갖는 중합체이다:
-[-O-X-O-C(=O)-]-.
상기 식에서, X 부분은 일반적으로 탄화수소를 나타내지만, 다양한 특성을 부여하기 위해 헤테로원자 또는 헤테로결합이 도입되는 X 부분을 사용할 수 있다.
폴리카보네이트 수지는 카보네이트 결합에 직접 결합된 탄소 원자가 방향족 탄소 원자인 방향족 폴리카보네이트 수지, 및 카보네이트 결합에 직접 결합된 탄소 원자가 지방족 탄소 원자인 지방족 폴리카보네이트 수지로 분류될 수 있다. 이들 중에서, 내열성, 기계적 특성 및 전기적 특성과 같은 관점에서 방향족 폴리카보네이트 수지가 바람직하다.
이들은 특정 유형의 폴리카보네이트 수지로 제한되지 않지만, 이의 예는 디히드록시 화합물을 카보네이트 전구체와 반응시켜 수득된 폴리카보네이트 중합체를 포함한다. 그러한 경우에, 디히드록시 화합물 및 카보네이트 전구체 이외에 폴리히드록시 화합물 등을 반응시킬 수 있다. 카보네이트 전구체로서 환상 에테르를 이산화탄소와 반응시키는 방법을 사용하는 것도 가능하다. 또한, 폴리카보네이트 중합체는 직쇄 또는 분지쇄 중합체일 수 있다. 폴리카보네이트 중합체는 하나의 유형의 반복 단위를 포함하는 단독중합체 또는 2 종 이상의 반복 단위를 갖는 공중합체일 수 있다. 여기서, 공중합체는 랜덤 공중합체 및 블록 공중합체와 같은 다양한 공중합체 형태 중에서 선택될 수 있다. 이러한 폴리카보네이트 중합체는 일반적으로 열가소성 수지로서 작용한다.
방향족 폴리카보네이트 수지의 원료로 담당하는 모노머 중에서, 방향족 디히드록시 화합물의 예는 다음을 포함한다:
디히드록시벤젠 화합물, 예컨대 1,2-디히드록시벤젠, 1,3-디히드록시벤젠 (즉, 레조르시놀) 및 1,4-디히드록시벤젠;
디히드록시비페닐 화합물, 예컨대 2,5-디히드록시비페닐, 2,2'-디히드록시비페닐 및 4,4'-디히드록시비페닐;
디히드록시나프탈렌 화합물, 예컨대 2,2'-디히드록시-1,1'-비나프틸, 1,2-디히드록시나프탈렌, 1,3-디히드록시나프탈렌, 2,3-디히드록시나프탈렌, 1,6-디히드록시나프탈렌, 2,6-디히드록시나프탈렌, 1,7-디히드록시나프탈렌 및 2,7-디히드록시나프탈렌;
디히드록시디아릴 에테르 화합물, 예컨대 2,2'-디히드록시디페닐 에테르, 3,3'-디히드록시디페닐 에테르, 4,4'-디히드록시디페닐 에테르, 4,4'-디히드록시-3,3'-디메틸디페닐 에테르, 1,4-비스(3-히드록시페녹시)벤젠 및 1,3-비스(4-히드록시페녹시)벤젠;
비스(히드록시아릴)알칸 화합물, 예컨대 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판 (즉, 비스페놀 A), 1,1-비스(4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-메틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-메톡시-4-히드록시페닐)프로판, 2-(4-히드록시페닐)-2-(3-메톡시-4-히드록시페닐)프로판, 1,1-비스(3-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-시클로헥실-4-히드록시페닐)프로판, 2-(4-히드록시페닐)-2-(3-시클로헥실-4-히드록시페닐)프로판, α,α'-비스(4-히드록시페닐)-1,4-디이소프로필벤젠, 1,3-비스[2-(4-히드록시페닐)-2-프로필] 벤젠, 비스(4-히드록시페닐)메탄, 비스(4-히드록시페닐)시클로헥실메탄, 비스(4-히드록시페닐)페닐메탄, 비스(4-히드록시페닐) (4-프로페닐페닐)메탄, 비스(4-히드록시페닐)디페닐메탄, 비스(4-히드록시페닐)나프틸메탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-1-페닐에탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-1-나프틸에탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)부탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)부탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)펜탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)헥산, 2,2-비스(4-히드록시페닐)헥산, 1,1-비스(4-히드록시페닐)옥탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)옥탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)헥산, 2,2-비스(4-히드록시페닐)헥산, 4,4-비스(4-히드록시페닐)헵탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)노난, 1,1-비스(4-히드록시페닐)데칸 및 1,1-비스(4-히드록시페닐)도데칸;
비스(히드록시아릴)시클로알칸 화합물, 예컨대 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로펜탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3-디메틸시클로헥산, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,4-디메틸시클로헥산, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,5-디메틸시클로헥산, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 1,1-비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3-프로필-5-메틸시클로헥산, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3-tert-부틸-시클로헥산, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-4-tert-부틸-시클로헥산, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3-페닐시클로헥산 및 1,1-비스(4-히드록시페닐)-4-페닐시클로헥산;
카르도 구조-함유 비스페놀 화합물, 예컨대 9,9-비스(4-히드록시페닐)플루오렌 및 9,9-비스(4-히드록시-3-메틸페닐)플루오렌;
디히드록시디아릴 설파이드 화합물, 예컨대 4,4'-디히드록시디페닐 설파이드 및 4,4'-디히드록시-3,3'-디메틸디페닐 설파이드;
디히드록시디아릴 설폭시드 화합물, 예컨대 4,4'-디히드록시디페닐 설폭시드 및 4,4'-디히드록시-3,3'-디메틸디페닐 설폭시드; 및
디히드록시디아릴 설폰 화합물, 예컨대 4,4'-디히드록시디페닐 설폰 및 4,4'-디히드록시-3,3'-디메틸디페닐 설폰.
이들 중에서, 비스(히드록시아릴)알칸 화합물이 바람직하고, 이들 중에서 비스(4-히드록시페닐)알칸 화합물이 바람직하고, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판 (즉, 비스페놀 A) 이 특히 내충격성과 내열성의 관점에서 바람직하다.
방향족 디히드록시 화합물은 단일 유형이거나 임의의 비율로 조합된 2 종 이상의 임의의 유형의 조합일 수 있다.
지방족 폴리카보네이트 수지의 원료로 담당하는 모노머의 예는 다음을 포함한다:
알칸 디올 화합물, 예컨대 에탄-1,2-디올, 프로판-1,2-디올, 프로판-1,3-디올, 2,2-디메틸프로판-1,3-디올, 2-메틸-2-프로필프로판-1,3-디올, 부탄-1,4-디올, 펜탄-1,5-디올, 헥산-1,6-디올 및 데칸-1,10-디올;
시클로알칸 디올 화합물, 예컨대 시클로펜탄-1,2-디올, 시클로헥산-1,2-디올, 시클로헥산-1,4-디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 4-(2-히드록시에틸)시클로헥산올 및 2,2,4,4-테트라메틸-시클로부탄-1,3-디올;
글리콜 화합물, 예컨대 에틸렌 글리콜, 2,2'-옥시디에탄올 (즉, 디에틸렌 글리콜), 트리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 및 스피로글리콜;
아르알킬 디올 화합물, 예컨대 1,2-벤젠디메탄올, 1,3-벤젠디메탄올, 1,4-벤젠디메탄올, 1,4-벤젠디에탄올, 1,3-비스(2-히드록시에톡시)벤젠, 1,4-비스(2-히드록시에톡시)벤젠, 2,3-비스(히드록시메틸)나프탈렌, 1,6-비스(히드록시에톡시)나프탈렌, 4,4'-비페닐디메탄올, 4,4'-비페닐디에탄올, 1,4-비스(2-히드록시에톡시)비페닐, 비스페놀 A 비스(2-히드록시에틸) 에테르 및 비스페놀 S 비스(2-히드록시에틸) 에테르; 및
환상 에테르 화합물, 예컨대 1,2-에폭시에탄 (즉, 에틸렌 옥사이드), 1,2-에폭시프로판 (즉, 프로필렌 옥사이드), 1,2-에폭시시클로펜탄, 1,2-에폭시시클로헥산, 1,4-에폭시시클로헥산, 1-메틸-1,2-에폭시시클로헥산, 2,3-에폭시노르보르난 및 1,3-에폭시프로판.
폴리카보네이트 수지의 원료로 담당하는 모노머 중에서, 카보네이트 전구체의 예에는 카보닐 할라이드 및 카보네이트 에스테르가 포함된다. 카보네이트 전구체는 단일 유형이거나 임의의 비율로 조합된 2 종 이상의 임의의 유형의 조합일 수 있다.
카보닐 할라이드의 구체적인 예는 포스겐; 및 할로포르메이트, 예컨대 디히드록시 화합물의 비스클로로포르메이트 및 디히드록시 화합물의 모노클로로포르메이트를 포함한다.
카보네이트 에스테르의 구체적인 예는 디페닐 카보네이트 및 디톨릴 카보네이트와 같은 디아릴 카보네이트 화합물; 디메틸 카보네이트 및 디에틸 카보네이트와 같은 디알킬 카보네이트 화합물; 및 디히드록시 화합물의 비스카보네이트, 디히드록시 화합물의 모노카보네이트 및 환상 카보네이트와 같은 디히드록시 화합물의 카보네이트를 포함한다.
폴리카보네이트 수지의 제조 방법
폴리카보네이트 수지의 제조 방법은 특별히 한정되지 않고, 임의의 방법을 사용할 수 있다. 이의 예로는 계면 중합법, 용융 에스테르교환법, 피리딘 공정, 환상 카보네이트 화합물의 개환 중합, 및 예비중합체의 고체상 에스테르교환이 포함된다.
이제 이러한 방법 중 가장 적합한 방법에 대해 자세히 설명할 것이다.
계면 중합법
우선, 계면 중합법에 의해 폴리카보네이트 수지를 제조하는 경우에 대해 설명할 것이다.
계면 중합법에서, 폴리카보네이트 수지는 반응에 불활성인 유기 용매 및 알칼리성 수용액의 존재 하에 pH 9 이상을 유지하면서 디히드록시 화합물을 카보네이트 전구체 (바람직하게 포스겐) 와 반응시키고, 이어서 중합 촉매의 존재하에 계면 중합을 수행함으로써 수득된다. 필요에 따라, 분자량 조절제 (사슬 종결제) 가 반응계에 존재할 수 있고, 디히드록시 화합물의 산화를 방지하기 위해 반응계에 산화방지제가 존재할 수 있다.
디히드록시 화합물 및 카보네이트 전구체는 상기 언급된 바와 같다.
카보네이트 전구체 중에서는 포스겐이 바람직하고, 포스겐이 사용되는 방법이 포스겐 법으로 알려져 있다.
반응에 불활성인 유기 용매의 예는 염소화 탄화수소, 예컨대 디클로로메탄, 1,2-디클로로에탄, 클로로포름, 모노클로로벤젠 및 디클로로벤젠; 및 방향족 탄화수소, 예컨대 벤젠, 톨루엔, 자일렌을 들 수 있다.
유기 용매는 단일 유형이거나 임의의 비율로 조합된 2 종 이상의 임의의 유형의 조합일 수 있다.
알칼리 수용액에 함유되는 알칼리 화합물의 예는 알칼리 금속 화합물 또는 알칼리 토금속 화합물, 예컨대 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화리튬 및 탄산수소나트륨을 포함하지만, 이들 중 수산화나트륨 및 수산화칼륨이 바람직하다. 알칼리 화합물은 단일 유형이거나 임의의 비율로 조합된 2 종 이상의 임의의 유형의 조합일 수 있다.
알칼리 수용액 중의 알칼리 화합물의 농도는 제한되지 않지만, 일반적으로 반응 동안 알칼리 수용액의 pH 를 10 내지 12 의 범위 내에서 제어하기 위해 5 내지 10 질량% 의 농도가 사용된다. 포스겐이 반응계에 취입되는 경우, 비스페놀 화합물과 알칼리 화합물의 몰비는 수성상의 pH 를 10 내지 12 의 범위 내, 바람직하게는 10 내지 11 의 범위 내로 제어하기 위해, 일반적으로 1:1.9 이상, 특히 1:2.0 이상, 및 1:3.2 이하, 특히 1:2.5 이하인 것이 바람직하다.
중합 촉매의 예는 지방족 3 급 아민, 예컨대 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리부틸아민, 트리프로필아민 및 트리헥실아민; 지환족 3 급 아민, 예컨대 N,N'-디메틸시클로헥실아민 및 N,N'-디에틸시클로헥실아민; 방향족 3 급 아민, 예컨대 N,N'-디메틸아닐린 및 N,N'-디에틸아닐린; 4 급 암모늄 염, 예컨대 트리메틸벤질 암모늄 클로라이드, 테트라메틸 암모늄 클로라이드 및 트리에틸벤질 암모늄 클로라이드; 피리딘; 구아니딘 염 등을 포함한다.
중합 촉매는 단일 유형이거나 임의의 비율로 조합된 2 종 이상의 임의의 유형의 조합일 수 있다.
분자량 조절제의 예는 1 가 페놀성 히드록실기를 갖는 방향족 페놀 화합물; 메탄올 및 부탄올과 같은 지방족 알코올; 머캅탄; 프탈이미드 등을 들 수 있지만, 이들 중 방향족 페놀 화합물이 바람직하다. 이러한 방향족 페놀 화합물의 구체적인 예에는 알킬기-치환 페놀 화합물, 예컨대 m-메틸페놀, p-메틸페놀, m-프로필페놀, p-프로필페놀, p-tert-부틸페놀 및 p-장쇄 알킬-치환 페놀 화합물; 비닐기-함유 페놀 화합물, 예컨대 이소프로페닐페놀; 에폭시기-함유 페놀 화합물; 및 카르복실기-함유 페놀 화합물, 예컨대 o-히드록시벤조산 및 2-메틸-6-히드록시페닐 아세트산을 포함한다.
분자량 조절제는 단일 유형이거나 임의의 비율로 조합된 2 종 이상의 임의의 유형의 조합일 수 있다.
분자량 조절제의 사용량은 디히드록시 화합물 100 몰에 대하여 일반적으로 0.5 몰 이상, 바람직하게는 1 몰 이상, 및 일반적으로는 50 몰 이하, 바람직하게는 30 몰 이하이다. 분자량 조절제의 사용량을 이 범위 내로 함으로써, 수지 조성물의 열 안정성 및 내가수분해성을 향상시킬 수 있다.
반응을 수행할 때, 반응물, 반응 매질, 촉매, 첨가제 등이 블렌딩되는 순서는, 원하는 폴리카보네이트 수지가 얻어질 수 있는 한 제한되지 않으며, 적절한 순서는 임의로 설정되어야 한다. 예를 들어, 포스겐이 카보네이트 전구체로서 사용되는 경우, 분자량 조절제는 디히드록시 화합물과 포스겐 사이의 반응 (포스겐화 반응) 과 중합 반응의 시작 사이의 임의의 시점에서 블렌딩될 수 있다.
반응 온도는 일반적으로 0℃ 내지 40℃ 이고, 반응 시간은 일반적으로 수 분 (예를 들어, 10 분) 내지 수 시간 (예를 들어, 6 시간) 이다.
용융 에스테르교환법
이제, 용융 에스테르교환법에 의해 폴리카보네이트 수지를 제조하는 경우에 대하여 설명할 것이다.
용융 에스테르교환법에서, 에스테르교환 반응은 예를 들어, 탄산 디에스테르와 디히드록시 화합물 사이에서 수행된다.
디히드록시 화합물은 상기 언급된 바와 같다.
한편, 탄산 디에스테르의 예로는 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트 및 디-tert-부틸 카보네이트와 같은 디알킬 카보네이트 화합물; 디페닐 카보네이트; 디톨릴 카보네이트 등과 같은 치환된 디페닐 카보네이트 등이 있다. 이들 중에서, 디페닐 카보네이트 및 치환된 디페닐 카보네이트가 바람직하고, 디페닐 카보네이트가 더욱 바람직하다. 탄산 디에스테르는 단일 유형이거나 임의의 비율로 조합된 2 종 이상의 임의의 유형의 조합일 수 있다.
디히드록시 화합물 및 탄산 디에스테르의 비율은 원하는 폴리카보네이트 수지가 수득될 수 있는 한 제한되지 않지만, 디히드록시 화합물 1 몰에 대하여 등몰량 이상, 특히 1 몰의 디히드록시 화합물에 대하여 1.01 몰 이상의 양으로 탄산 디에스테르를 사용하는 것이 바람직하다. 이 비율의 상한은 일반적으로 1.30 몰 이하이다. 이 비율을 상기 범위 내로 설정함으로써, 말단 히드록실기의 양을 적절한 범위 내에서 조정할 수 있다.
폴리카보네이트 수지에서, 말단 히드록실기의 양은 열 안정성, 내가수분해성, 색조 등에 주요한 영향을 미치는 경향이 있다. 따라서, 필요에 따라 임의의 공개적으로 공지된 방법을 사용하여 말단 히드록실기의 양을 조정할 수 있다. 에스테르교환 반응에서, 일반적으로, 예를 들어, 탄산 디에스테르와 방향족 디히드록시 화합물의 블렌딩 비율을 조정하거나 또는 에스테르교환 반응 동안 감압 정도를 조정함으로써 목적하는 양의 말단 히드록실기를 갖는 폴리카보네이트 수지를 수득할 수 있다. 이러한 조작을 수행함으로써, 일반적으로 얻어진 폴리카보네이트 수지의 분자량을 조정할 수 있다.
탄산 디에스테르와 디히드록시 화합물의 블렌딩 비율을 조정하여 말단 히드록실기의 양을 조정하는 경우, 블렌딩 비율은 전술한 바와 같아야 한다.
보다 능동적인 조정 방법의 예는 반응 동안 사슬 종결제가 개별적으로 블렌딩되는 방법이다. 이러한 경우에, 사용될 수 있는 사슬 종결제의 예는 1가 페놀 화합물, 1가 카르복실산 및 탄산 디에스테르를 포함한다. 사슬 종결제는 단일 유형이거나 임의의 비율로 조합된 2 종 이상의 임의의 유형의 조합일 수 있다.
용융 에스테르교환법에 의해 폴리카보네이트 수지를 제조할 때, 에스테르교환 촉매가 일반적으로 사용된다. 임의의 에스테르교환 촉매가 사용될 수 있다. 이들 중, 예를 들어 알칼리 금속 화합물 및/또는 알칼리 토금속 화합물의 사용이 바람직하다. 염기성 붕소 화합물, 염기성 인 화합물, 염기성 암모늄 화합물 또는 아민 화합물과 같은 염기성 화합물을 보충적으로 사용할 수 있다. 에스테르교환 촉매는 단일 유형이거나 임의의 비율로 조합된 2 종 이상의 임의의 유형의 조합일 수 있다.
용융 에스테르교환법에서, 반응 온도는 일반적으로 100℃ 내지 320℃ 이다. 반응 동안의 압력은 일반적으로 2 mmHg 이하의 감압이다. 특정 절차는 방향족 히드록시 화합물과 같은 부산물을 제거하면서 상기 언급된 온도 및 압력 범위에서 용융 중축합 반응을 수행하는 것이다.
용융 중축합 반응은 배치식 방법 또는 연속식 방법을 사용하여 수행될 수 있다. 배치식 반응을 수행할 때, 반응물, 반응 매질, 촉매, 첨가제 등이 블렌딩되는 순서는, 원하는 방향족 폴리카보네이트 수지가 얻어질 수 있는 한 제한되지 않으며, 적절한 순서는 임의로 설정되어야 한다. 그러나, 이들 중, 폴리카보네이트 수지의 안정성 등의 관점에서 연속 공정을 사용하여 용융 중축합 반응을 실시하는 것이 바람직하다.
용융 에스테르교환법에서, 필요하다면 촉매 불활성화제가 사용될 수 있다. 에스테르교환 촉매를 중화시키는 임의의 화합물이 촉매 불활성화제로서 사용될 수 있다. 이의 예로는 황-함유 산성 화합물 및 이의 유도체가 포함된다. 촉매 불활성화제는 단일 유형이거나 임의의 비율로 조합된 2 종 이상의 임의의 유형의 조합일 수 있다.
촉매 불활성화제의 사용량은 에스테르교환 촉매에 함유되는 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속에 대하여 일반적으로 0.5 당량 이상, 바람직하게는 1 당량 이상, 일반적으로는 10 당량 이하, 바람직하게는 5 당량 이하이다. 촉매 불활성화제의 사용량은 폴리카보네이트 수지에 대하여 일반적으로 1 ppm 이상, 일반적으로 100 ppm 이하, 바람직하게는 20 ppm 이하이다.
폴리카보네이트 수지 (A) 의 분자량은 메틸렌 클로라이드를 용매로 사용하는 25℃ 의 온도에서 측정된 용액 점도로부터 계산된 점도 평균 분자량 (Mv) 으로, 바람직하게는 10,000 내지 15,000, 보다 바람직하게는 10,500 이상, 더욱 바람직하게는 11,000 이상, 특히 바람직하게는 11,500 이상, 가장 바람직하게는 12,000 이상, 더욱 바람직하게는 14,500 이하이다. 점도 평균 분자량을 상기 언급된 범위의 하한치 이상으로 함으로써, 본 발명의 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물의 기계적 강도를 추가로 증가시키고, 이 점도 평균 분자량을 상기 언급된 범위의 상한치 이하로 설정함으로써, 본 발명의 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물의 유동성 저하를 보다 잘 억제할 수 있고, 성형 가공성을 높이고, 박막형 성형을 용이하게 할 수 있다.
또한, 점도 평균 분자량이 상이한 2 종 이상의 폴리카보네이트 수지의 혼합물을 사용하는 것이 가능하고, 이 경우, 점도 평균 분자량이 상기 언급된 바람직한 범위를 벗어나는 폴리카보네이트 수지를 혼합할 수 있다.
점도 평균 분자량 [Mv] 은 25℃ 에서 염화메틸렌을 용매로 사용하는 Ubbelohde 타입 점도계를 사용하는 고유 점도 [η] (단위: dl/g) 를 결정하고, 그다음 Schnell 점도 방정식, 즉, η= 1.23 × 10-4 Mv0.83 로부터 점도 평균 분자량을 계산함으로써 수득된 값이다. 고유 점도 [η] 는 다수의 용액 농도 [C] (g/dl) 에서 비점도 [ηsp] 를 측정하고 다음 식으로부터 고유 점도를 계산함으로써 수득된 값이다.
[수식 1]
Figure pct00001
폴리카보네이트 수지 중의 말단 히드록실기 농도는 임의적이며 적절하게 선택되고 결정되어야 하지만, 일반적으로 1000 ppm 이하, 바람직하게는 800 ppm 이하, 더욱 바람직하게는 600 ppm 이하이다. 이러한 구성으로 인해, 폴리카보네이트 수지의 잔류 열 안정성 및 색조를 추가로 개선할 수 있다. 특히 용융 에스테르교환법을 사용하여 제조된 폴리카보네이트 수지에 대하여, 하한은 일반적으로 10 ppm 이상, 바람직하게는 30 ppm 이상, 더욱 바람직하게는 40 ppm 이상이다. 이러한 구성으로 인해, 분자량 감소를 억제하고 수지 조성물의 기계적 특성을 추가로 개선할 수 있다.
말단 히드록실기 농도에 대한 단위는 말단 히드록실기의 질량이 폴리카보네이트 수지의 질량에 대한 ppm 으로 표시되도록 한다. 이 측정 방법은 티타늄 테트라클로라이드/아세트산 방법을 사용하는 비색법이다 (이것은 Macromol. Chem. 88 215 (1965) 에 기술되어 있다).
폴리카보네이트 수지는 단일 폴리카보네이트 수지일 수 있으나 (단일 폴리카보네이트 수지는 한 유형의 폴리카보네이트 수지 만을 함유하는 방식으로 제한되지 않으며, 예를 들어 상이한 모노머 조성 또는 분자량을 갖는 복수의 폴리카보네이트 수지를 함유하는 방식을 포함할 수 있음), 폴리카보네이트 수지와 또다른 열가소성 수지의 합금 (혼합물) 일 수 있다. 또한, 폴리카보네이트 수지는 공중합체 중의 주성분으로 구성될 수 있고, 예를 들어, 폴리카보네이트 수지는 예를 들어 난연성 및 내충격성을 추가로 증가시키기 위해 실록산 구조를 갖는 올리고머 또는 폴리머와의 공중합체로 구성될 수 있고; 폴리카보네이트 수지는 열 산화 안정성 및 난연성을 추가로 개선하기 위해 인 원자를 갖는 모노머, 올리고머 또는 폴리머와의 공중합체로 구성될 수 있고; 폴리카보네이트 수지는 열 산화 안정성을 향상시키기 위해 디히드록시안트라퀴논 구조를 갖는 모노머, 올리고머 또는 폴리머와의 공중합체로 구성될 수 있으며; 폴리카보네이트 수지는 광학 특성을 향상시키기 위해 폴리스티렌과 같은 올레핀 구조를 갖는 올리고머 또는 폴리머를 갖는 공중합체로 구성될 수 있고; 폴리카보네이트 수지는 내약품성을 향상시키기 위해 폴리에스테르 수지 올리고머 또는 폴리머와의 공중합체로 구성될 수 있다.
성형품의 외관을 개선하거나 유동성을 향상시키기 위해, 폴리카보네이트 수지는 폴리카보네이트 올리고머를 함유할 수 있다. 상기 폴리카보네이트 올리고머의 점도 평균 분자량 [Mv] 은 일반적으로 1500 이상, 바람직하게는 2000 이상이고, 일반적으로 9500 이하, 바람직하게는 9000 이하이다. 또한, 함유된 폴리카보네이트 올리고머는 폴리카보네이트 수지 (폴리카보네이트 올리고머를 포함함) 의 30 질량% 이하를 차지하는 것이 바람직하다.
폴리카보네이트 수지는 버진 원료 뿐만 아니라 사용된 제품으로부터 재생된 폴리카보네이트 수지 (소위 재료-재활용 폴리카보네이트 수지) 를 사용할 수 있다.
그러나, 재생 폴리카보네이트 수지가 폴리카보네이트 수지의 80 질량% 이하, 보다 바람직하게는 50 질량% 이하를 차지하는 것이 바람직하다. 재생 폴리카보네이트 수지는 열적 열화 또는 노화-관련 열화 등의 열화가 발생하기 쉬우므로, 상기 폴리카보네이트 수지를 상기 언급된 범위를 초과하는 양으로 사용하는 경우, 색조 또는 기계적 특성이 저하될 수 있다.
[폴리알킬렌 글리콜 (B)]
본 발명의 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물은 폴리알킬렌 글리콜 (B) 로서 테트라메틸렌 글리콜 단위 (b1), (2-메틸)에틸렌 글리콜 단위 (b2) 및 에틸렌 글리콜 단위 (b3) 를 함유한다.
본 명세서에서, 이들 단위는 알킬렌 에테르 단위, 예컨대 테트라메틸렌 에테르 단위, (2-메틸)에틸렌 에테르 단위, 및 에틸렌 에테르 단위를 의미하며, 이들은 테트라메틸렌 글리콜, (2-메틸)에틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 등으로부터 유도된다. 폴리알킬렌 글리콜 중의 말단 기는 이들 단위에 결합된 히드록실 기 또는 하기 언급된 것과 같은 치환기일 수 있다.
또한, 폴리알킬렌 글리콜 (A) 이 폴리알킬렌 글리콜의 혼합물인 경우, 이는 각각의 폴리알킬렌 글리콜의 구성 단위를 의미하고, 폴리알킬렌 글리콜 (A) 이 공중합체인 경우, 이것은 공중합체의 구성 단위를 의미한다.
또한, 폴리알킬렌 글리콜 (B) 은 폴리알킬렌 글리콜 (B) 에 함유된 상술한 (b1), (b2) 및 (b3) 이, 상술한 (b1), (b2) 및 (b3) 으로부터 선택된 2 개 이상의 단위를 공중합함으로써 수득된 공중합체로서 함유되는 것을 특징으로 한다. 즉, 폴리알킬렌 글리콜 (B) 은 다음과 같이 함유되는 것을 특징으로 한다:
(i) 테트라메틸렌 글리콜 단위 (b1) 및 (2-메틸)에틸렌 글리콜 단위 (b2) 를 갖는 공중합체;
(ii) 테트라메틸렌 글리콜 단위 (b1) 및 에틸렌 글리콜 단위 (b3) 를 갖는 공중합체;
(iii) (2-메틸)에틸렌 글리콜 단위 (b2) 및 에틸렌 글리콜 단위 (b3) 를 갖는 공중합체; 또는
(iv) 테트라메틸렌 글리콜 단위 (b1), (2-메틸)에틸렌 글리콜 단위 (b2), 및 에틸렌 글리콜 단위 (b3) 를 갖는 공중합체.
상기 (i) 내지 (iii) 의 경우, 다른 나머지 알킬렌 글리콜 단위는 이들 단위의 단독중합체, 다른 나머지 단위와의 공중합체, 또는 (b1) 내지 (b3) 이외의 다른 단위와의 공중합체일 수 있다.
상기 (i) 내지 (iii) 으로 표시되는 폴리알킬렌 글리콜 (B) 의 제조 방법은 공지되어 있으며, 이러한 폴리알킬렌 글리콜 (B) 는 일반적으로 산 촉매를 사용하고, 글리콜, 알킬렌 옥사이드 또는 그의 폴리에테르-형성 유도체, 예컨대 상기 언급된 것들을 공중합함으로써 제조될 수 있다. 구체적인 방법은 예를 들어 JP S61-123628 A 및 JP H07-224291 A 에 개시된 방법을 포함한다.
(b1) 내지 (b3) 이외의 단위의 바람직한 예는 (2-에틸)에틸렌 글리콜, (2,2'-디메틸)프로필렌 글리콜 및 (3-메틸)테트라메틸렌 글리콜을 포함한다.
본 발명에 있어서, 각각 단위 (b1) 내지 (b3) 의 총 100 몰% 에 대하여, 폴리알킬렌 글리콜 (B) 중의 테트라메틸렌 글리콜 단위 (b1) 의 양은 40 내지 80 몰% 이고, (2-메틸)에틸렌 글리콜 단위 (b2) 의 양은 5 내지 45 몰% 이며, 에틸렌 글리콜 단위 (b3) 의 양은 5 내지 50 몰% 이다. 단위 (b1) 내지 (b3) 의 비율은 바람직하게는 45 내지 75 몰%, 더욱 바람직하게는 50 내지 70 몰% 의 단위 (b1), 바람직하게는 6 내지 40 몰%, 더욱 바람직하게는 7 내지 35 몰% 의 단위 (b2), 바람직하게는 8 내지 45 몰%, 보다 바람직하게는 10 내지 43 몰% 의 단위 (b3) 이다.
(b1) 내지 (b3) 이외의 단위의 양은 폴리알킬렌 글리콜 (B) 의 총량 (100 몰%) 에 대하여, 바람직하게는 1 내지 10 몰%, 보다 바람직하게는 1 내지 5 몰%, 더욱 바람직하게는 1 내지 3 몰% 이다.
폴리알킬렌 글리콜 (B) 중의 단위 (b1) 내지 (b3) 의 몰비는 용매로서 중수소화 클로로포름을 사용하는 1H-NMR 측정 장치로 측정된다.
폴리알킬렌 글리콜 (B) 를 구성하는 폴리알킬렌 (공)중합체는 바람직하게는 말단 기가 히드록실 기인 것이다. 또한, 한쪽 말단 또는 양쪽 말단이 알킬 에테르, 아릴 에테르, 아르알킬 에테르, 지방산 에스테르, 아릴 에스테르 등으로 캡핑된 유도체도 사용되며, 이는 성능에 영향을 미치지 않으며, 에테르화된 생성물 및 에스테르화된 생성물이 또한 사용될 수 있다.
알킬 에테르를 구성하는 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 바람직하게는 1 내지 22 개의 탄소 원자를 갖는 알킬기, 예컨대 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 옥틸기, 라우릴기, 스테아릴기 등이고, 또는 폴리알킬렌 글리콜의 메틸 에테르, 에틸 에테르, 부틸 에테르, 라우릴 에테르, 스테아릴 에테르 등이다.
아릴 에테르를 구성하는 아릴기는 바람직하게는 6 내지 22 개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 6 내지 12 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 6 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는 아릴기, 예컨대 페닐기, 톨릴기 및 나프틸기이고, 페닐기 및 톨릴기가 바람직하다. 아르알킬기는 바람직하게는 7 내지 23 개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 7 내지 13 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 7 내지 11 개의 탄소 원자를 갖는 아르알킬기, 예컨대 벤질기 및 페네틸기이고, 벤질기가 특히 바람직하다.
지방산 에스테르를 구성하는 지방산은 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 포화 지방산 또는 불포화 지방산일 수 있다.
지방산 에스테르를 구성하는 지방산은 1 내지 22 개의 탄소 원자를 갖는 1가 또는 2가 지방산, 예를 들어 1가 포화 지방산, 예컨대 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 카프로산, 에난트산, 카프릴산, 카프르산, 라우르산, 미리스트산, 펜타데실산, 팔미트산, 헵타데실산, 스테아르산, 노나데칸산, 아라키드산 및 베헨산; 및 불포화 지방산, 예컨대 올레산, 엘라이드산, 리놀산, 리놀렌산 및 아라키돈산; 및 10 개 이상의 탄소 원자를 갖는 2가 지방산, 예컨대 세박산, 운데칸이산, 도데칸이산, 테트라데칸이산, 탑시아산, 데센이산, 운데센이산 및 도데센이산이다.
아릴 에스테르를 구성하는 아릴기는 바람직하게는 6 내지 22 개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 6 내지 12 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 6 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는 아릴기, 예컨대 페닐기, 톨릴기 및 나프틸기이고, 페닐기 및 톨릴기가 바람직하다. 말단을 캡핑하는 기가 아르알킬기인 경우에도 폴리카보네이트가 우수한 상용성을 나타내기 때문에, 아르알킬기는 아릴기와 유사한 효과를 나타낼 수 있고, 아르알킬기는 바람직하게는 7 내지 23 개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 7 내지 13 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 7 내지 11 개의 탄소 원자를 갖는 아르알킬기이고, 이의 예는 벤질기 및 페네틸기를 포함하고, 벤질기가 특히 바람직하다.
폴리알킬렌 글리콜 (B) 은 구조 내에 1,4-부탄 디올, 글리세롤, 소르비톨, 벤젠 디올, 비스페놀 A, 시클로헥산 디올 및 스피로글리콜과 같은 폴리올로부터 유도된 구조를 함유할 수 있다. 폴리알킬렌 글리콜의 중합 동안 이들 폴리올을 첨가함으로써, 이들 폴리올 중의 유기 기가 주쇄에 공급될 수 있다. 특히 바람직한 예는 글리세롤, 소르비톨 및 비스페놀 A 를 포함한다.
그 구조 중에 유기기를 갖는 폴리알킬렌 글리콜의 바람직한 예는 폴리에틸렌 글리콜 글리세릴 에테르, 폴리(2-메틸)에틸렌 글리콜 글리세릴 에테르, 폴리(2-에틸)에틸렌 글리콜 글리세릴 에테르, 폴리테트라메틸렌 글리콜 글리세릴 에테르, 폴리에틸렌 글리콜-폴리(2-메틸)에틸렌 글리콜 글리세릴 에테르, 폴리테트라메틸렌 글리콜-폴리(2-메틸)에틸렌 글리콜 글리세릴 에테르, 폴리테트라메틸렌 글리콜-폴리(2-에틸)폴리에틸렌 글리콜 글리세릴 에테르, 폴리에틸렌 글리콜 소르비틸 에테르, 폴리(2-메틸)에틸렌 글리콜 소르비틸 에테르, 폴리(2-에틸)에틸렌 글리콜 소르비틸 에테르, 폴리테트라메틸렌 글리콜 소르비틸 에테르, 폴리에틸렌 글리콜-폴리(2-메틸)에틸렌 글리콜 소르비틸 에테르, 폴리테트라메틸렌 글리콜-폴리(2-메틸)에틸렌 글리콜 소르비틸 에테르, 폴리테트라메틸렌 글리콜-폴리(2-에틸)에틸렌 글리콜 소르비틸 에테르, 비스페놀 A-비스(폴리에틸렌 글리콜) 에테르, 비스페놀 A-비스(폴리(2-메틸)에틸렌 글리콜) 에테르, 비스페놀 A-비스(폴리(2-에틸)에틸렌 글리콜) 에테르, 비스페놀 A-비스(폴리테트라메틸렌 글리콜) 에테르, 비스페놀 A-비스(폴리에틸렌 글리콜-폴리(2-메틸)에틸렌 글리콜) 에테르, 비스페놀 A-비스(폴리테트라메틸렌 글리콜-폴리(2-메틸)에틸렌 글리콜) 에테르 및 비스페놀 A-비스(폴리테트라메틸렌 글리콜-폴리(2-에틸)폴리에틸렌 글리콜) 에테르를 포함한다.
폴리알킬렌 글리콜 (B) 의 수 평균 분자량은 바람직하게는 1,200 초과 및 5,000 미만, 보다 바람직하게는 1300 초과, 더욱 바람직하게는 1400 초과, 더욱 바람직하게는 4,500 미만, 더욱 바람직하게는 4,000 미만, 특히 바람직하게는 3,500 이하, 가장 바람직하게는 3,000 이하이다. 수 평균 분자량이 상기 언급된 범위를 초과하면 상용성이 저하되어 바람직하지 않으며, 수 평균 분자량이 상기 언급된 범위보다 낮으면 성형 중에 가스가 발생하여 바람직하지 않다.
본 명세서에서, 폴리알킬렌 글리콜 (B) 의 수 평균 분자량은 JIS K1577 에 따라 측정된 히드록실 값에 기초하여 계산된 값으로 정의된다.
폴리알킬렌 글리콜 (B) 의 함량은 폴리카보네이트 수지 (A) 100 질량부에 대하여 0.1 내지 4 질량부가 바람직하다. 폴리알킬렌 글리콜 (B) 의 함량이 0.1 질량부 미만이면 성형 중의 이형성이 악화되고, 이 함량이 4 질량부를 초과하면 폴리카보네이트 수지의 화이트닝에 의해 광 투과율이 저하된다. 폴리알킬렌 글리콜 (B) 의 함량은 바람직하게는 0.15 질량부 이상, 보다 바람직하게는 0.2 질량부 이상, 바람직하게는 3.5 질량부 이하, 보다 바람직하게는 3.0 질량부 이하, 특히 바람직하게는 2.5 질량부 이하이다.
[인-함유 안정제 (C)]
본 발명의 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물은 인-함유 안정제를 함유하는 것이 바람직하다. 인-함유 안정제를 배합함으로써, 본 발명의 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물의 색조가 향상되고, 내열변색성이 더욱 향상된다.
인-함유 안정제로서는, 공지의 인-함유 안정제를 사용할 수 있다. 이의 구체적인 예는 인의 옥소산, 예컨대 인산, 포스폰산, 아인산, 포스핀산 및 폴리인산; 산성 피로인산 금속염, 예컨대 산성 피로인산 나트륨, 산성 피로인산 칼륨 및 산성 피로인산 칼슘; 1 족 또는 2B 족 금속의 인산염, 예컨대 인산칼륨, 인산나트륨, 인산세슘 및 인산아연; 포스페이트 화합물, 포스파이트 화합물 및 포스포나이트 화합물을 포함하나, 포스파이트 화합물이 특히 바람직하다. 포스파이트 화합물을 선택함으로써, 내변색성 및 연속 생산에 대한 적합성이 높은, 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물을 얻을 수 있다.
여기서, 포스파이트 화합물은 일반식 P(OR)3 로 표시되는 3가의 인 화합물이고, 여기서 R 은 1가 또는 2가의 유기기를 나타낸다.
이러한 포스파이트 화합물의 예는 트리페닐 포스파이트, 트리스(모노노닐페닐) 포스파이트, 트리스(모노노닐/디노닐페닐) 포스파이트, 트리스(2,4-디-tert-부틸페닐) 포스파이트, 모노옥틸디페닐 포스파이트, 디옥틸모노페닐 포스파이트, 모노데실디페닐 포스파이트, 디데실모노페닐 포스파이트, 트리데실 포스파이트, 트리라우릴 포스파이트, 트리스테아릴 포스파이트, 디스테아릴펜타에리트리톨 디포스파이트, 비스(2,4-디-tert-부틸-4-메틸페닐)펜타에리트리톨 포스파이트, 비스(2,6-디-tert-부틸페닐)옥틸 포스파이트, 2,2-메틸렌비스(4,6-디-tert-부틸페닐)옥틸 포스파이트, 테트라키스(2,4-디-tert-부틸페닐)-4,4'-비페닐렌-디포스파이트 및 6-[3-(3-tert-부틸-히드록시-5-메틸페닐)프로폭시]-2,4,8,10-테트라-tert-부틸디벤조[d, f][1,3,2]-디옥사포스페핀을 포함한다.
이러한 포스파이트 화합물 중에서도, 본 발명의 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물의 내열변색성을 효과적으로 증가시키는 관점에서 하기 식 (1) 및 하기 식 (2) 로 표시되는 방향족 포스파이트 화합물이 보다 바람직하다.
[C1]
Figure pct00002
식 (1) 에서, R1, R2 및 R3 은 서로 동일하거나 상이할 수 있고, 각각 6 내지 30 개의 탄소 원자를 갖는 아릴기를 나타낸다.
[C2]
Figure pct00003
식 (2) 에서, R4 및 R5 는 서로 동일하거나 상이할 수 있고, 각각 6 내지 30 개의 탄소 원자를 갖는 아릴기를 나타낸다.
상기 식 (1) 로 표시되는 포스파이트 화합물 중, 트리페닐 포스파이트, 트리스(모노노닐페닐) 포스파이트, 트리스(2,4-디-tert-부틸페닐) 포스파이트 등이 바람직하고, 이들 중 트리스(2,4-디-tert-부틸페닐) 포스파이트가 보다 바람직하다. 이러한 유기 포스파이트 화합물의 구체적인 예는 "ADK STAB 1178" -ADEKA Corporation 사제, "Sumilizer TNP" - Sumitomo Chemical Co. 사제, "JP-351" - Johoku Chemical Co. 사제, "ADK STAB 2112" - ADEKA Corporation 사제, "Irgafos 168" - BASF 사제, 및 "JP-650" - Johoku Chemical Co. 사제를 포함한다.
식 (2) 로 표시되는 포스파이트 화합물의 특히 바람직한 예로는 펜타에리트리톨 디포스파이트 구조를 갖는 화합물, 예컨대 비스(2,4-디-tert-부틸-4-메틸페닐)펜타에리트리톨 디포스파이트, 비스(2,6-디-tert-부틸-4-메틸페닐)펜타에리트리톨 디포스파이트 및 비스(2,4-디쿠밀페닐)펜타에리트리톨 디포스파이트를 포함한다. 이러한 유기 포스파이트 화합물의 구체적인 바람직한 예는 "ADK STAB PEP-24G" 및 "ADK STAB PEP-36" - ADEKA Corporation 사제 및 "Doverphos S-9228" - Dover Chemical Corporation 사제를 포함한다.
포스파이트 화합물 중에서도, 우수한 색조의 관점에서, 상기 식 (2) 로 표시되는 방향족 포스파이트 화합물이 보다 바람직하다.
인-함유 안정제 1 종 또는 2 종 이상의 임의의 조합을 임의의 비율로 조합하여 배합할 수 있다.
인-함유 안정제 (C) 의 함량은 폴리카보네이트 수지 (A) 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 0.005 내지 0.5 질량부, 보다 바람직하게는 0.007 질량부 이상, 더욱 바람직하게는 0.008 질량부 이상, 더욱 바람직하게는 0.01 질량부 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.4 질량부 이하, 더욱 바람직하게는 0.3 질량부 이하, 예컨대 0.2 질량부 이하, 특히 바람직하게는 0.1 질량부 이하이다. 인-함유 안정제 (C) 의 함량이 0.005 질량부 미만이면, 색조 및 내열변색성이 불충분해지는 경향이 있고, 인-함유 안정제 (C) 의 함량이 0.5 질량부를 초과하면, 내열변색성이 저하되는 경향이 있고, 습열 안정성도 저하되는 경향이 있다.
[에폭시 화합물 (D)]
본 발명의 수지 조성물은 에폭시 화합물 (D) 을 더 함유하는 것이 바람직하다. 에폭시 화합물 (D) 을 폴리알킬렌 글리콜 중합체 (B) 와 함께 배합시킴으로써, 내열변색성을 더욱 향상시킬 수 있다.
에폭시 화합물 (D) 로서는 분자 당 1 개 이상의 에폭시 기를 갖는 화합물을 사용할 수 있다. 구체적으로, 페닐 글리시딜 에테르, 알릴 글리시딜 에테르, t-부틸페닐 글리시딜 에테르, 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3',4'-에폭시시클로헥실 카르복실레이트, 3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸-3',4'-에폭시-6'-메틸시클로헥실 카르복실레이트, 2,3-에폭시시클로헥실메틸-3',4'-에폭시시클로헥실 카르복실레이트, 4-(3,4-에폭시-5-메틸시클로헥실)부틸-3',4'-에폭시시클로헥실 카르복실레이트, 3,4-에폭시시클로헥실에틸렌 옥사이드, 시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥실 카르복실레이트, 3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸-6'-메틸시클로헥실 카르복실레이트, 비스페놀-A 디글리시딜 에테르, 테트라브로모비스페놀-A 글리시딜 에테르, 프탈산 디글리시딜 에스테르, 헥사히드로프탈산 디글리시딜 에스테르, 비스-에폭시디시클로펜타디에닐 에테르, 비스-에폭시에틸렌 글리콜, 비스-에폭시시클로헥실 아디페이트, 부타디엔 디에폭사이드, 테트라페닐에틸렌 에폭사이드, 옥틸 에폭시 탈레이트, 에폭시화 폴리부타디엔, 3,4-디메틸-1,2-에폭시시클로헥산, 3,5-디메틸-1,2-에폭시시클로헥산, 3-메틸-5-t-부틸-1,2-에폭시시클로헥산, 옥타데실-2,2-디메틸-3,4-에폭시시클로헥실 카르복실레이트, N-부틸-2,2-디메틸-3,4-에폭시시클로헥실 카르복실레이트, 시클로헥실-2-메틸-3,4-에폭시시클로헥실 카르복실레이트, N-부틸-2-이소프로필-3,4-에폭시-5-메틸시클로헥실 카르복실레이트, 옥타데실-3,4-에폭시시클로헥실 카르복실레이트, 2-에틸헥실-3',4'-에폭시시클로헥실 카르복실레이트, 4,6-디메틸-2,3-에폭시시클로헥실-3',4'-에폭시시클로헥실 카르복실레이트, 4,5-에폭시테트라히드로프탈산 무수물, 3-t-부틸-4,5-에폭시테트라히드로프탈산 무수물, 디에틸-4,5-에폭시-시스-1,2-시클로헥실 디카르복실레이트, 디-n-부틸-3-t-부틸-4,5-에폭시-시스-1,2-시클로헥실 디카르복실레이트, 에폭시화 대두유, 에폭시화 아마씨유 등이 유리하게 사용될 수 있다.
상기 에폭시 화합물 중 하나를 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
이들 중에서도, 지환식 에폭시 화합물을 유리하게 사용할 수 있고, 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3',4'-에폭시시클로헥실 카르복실레이트가 특히 바람직하다.
에폭시 화합물 (D) 의 함량은 폴리카보네이트 수지 (A) 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 0.0005 내지 0.2 질량부, 보다 바람직하게는 0.001 질량부 이상, 더욱 바람직하게는 0.003 질량부 이상, 특히 바람직하게는 0.005 질량부 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.15 질량부 이하, 더욱 바람직하게는 0.1 질량부 이하, 특히 바람직하게는 0.05 질량부 이하이다. 에폭시 화합물 (D) 의 함량이 0.0005 질량부 미만이면, 색조 및 내열변색성이 불충분해지는 경향이 있고, 에폭시 화합물 (D) 의 함량이 0.2 질량부를 초과하면, 내열변색성이 저하되는 경향이 있고, 색조 및 습열 안정성도 저하되는 경향이 있다.
[첨가제 등]
또한, 본 발명의 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물은 상기 언급한 것 외의 첨가제, 예컨대 산화방지제, 이형제, 자외선 흡수제, 형광 증백제, 안료, 염료, 폴리카보네이트 수지 이외의 폴리머, 난연제, 내충격성 개선제, 대전 방지제, 가소제 및 상용화제를 함유할 수 있다. 상기 첨가제 중 하나 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
폴리카보네이트 수지 이외의 수지를 함유하는 경우, 그 함량은 폴리카보네이트 수지 성분 (A) 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 20 질량부 이하, 보다 바람직하게는 10 질량부 이하, 더욱 바람직하게는 5 질량부 이하, 특히 바람직하게는 3 질량부 이하이다.
[광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물의 제조 방법]
본 발명의 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물의 제조 방법은 제한되지 않으며, 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물의 제조 방법은 널리 공지되어 있으며, 그 예는 폴리카보네이트 수지 (A), 폴리알킬렌 글리콜 (B) 의 (공)중합체, 인-함유 안정제 (C) 및 필요한 대로 블렌딩되는 다른 성분의 텀블러 또는 헨셀 (Henschel) 믹서와 같은 다양한 혼합기에서의 예비 혼합 단계 및 이어서, 밴버리 (Banbury) 믹서, 롤러, 브라벤더 (Brabender), 단축 혼련 압출기, 이축 혼련 압출기 또는 혼련기와 같은 믹서를 사용하는 용융 혼련 단계로 이루어지는 방법이다. 용융 혼련 동안의 온도는 특별히 제한되지 않지만, 일반적으로 240℃ 내지 320℃ 의 범위 내에 있다.
본 발명의 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물은 높은 스펙트럼 투과율을 나타내며, 420 nm 의 파장에서의 스펙트럼 투과율이 광로 길이 300 mm 에서 측정될 때 바람직하게는 50% 이상이라는 높은 스펙트럼 투과율을 나타낼 수 있다. 420 nm 의 파장에서의 스펙트럼 투과율은 도광판과 같은 광학 부품에 널리 사용되는 청색 LED 의 파장 영역과 유사한 파장 영역에서의 스펙트럼 투과율이며, 이 파장 영역에서의 스펙트럼 투과율이 낮으면 황색도가 증가한다.
420 nm 의 파장에서의 스펙트럼 투과율은 긴 광로 길이 (300 mm × 7 mm × 4 mm 측정) 를 갖는 사출 성형품을 사용하여 300 mm 의 광로 길이에서 측정된다.
[광학 부품]
본 발명의 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물은 다양한 성형 방법을 사용하여, 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물을 펠렛화함으로써 얻어지는 펠렛을 성형함으로써 제조할 수 있다. 펠렛을 형성하지 않고, 압출기에서 용융 혼련된 수지 조성물을 직접 성형함으로써 광학 부품을 얻는 것도 가능하다.
본 발명의 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물은 우수한 유동성 및 이형성을 나타내고, 또한 우수한 투명성 및 내열변색성을 나타내므로, 백점 (white spot) 결함 없이 우수한 성형품 외관을 달성할 수 있고 박막형 성형품으로 성형되더라도 투과율과 색조 사이의 균형을 달성할 수 있으므로, 사출 성형에 의해 박막형 광학 부품을 성형하는데 유리하게 사용될 수 있다. 일반적으로, 사출 성형 동안의 수지 온도는 바람직하게는, 폴리카보네이트 수지의 사출 성형에 사용되는 온도인, 260℃ 내지 300℃ 초과이고, 305℃ 내지 380℃ 의 수지 온도가 바람직하다. 수지 온도는 보다 바람직하게는 310℃ 이상, 더욱 바람직하게는 315℃ 이상, 특히 바람직하게는 320℃ 이상, 보다 바람직하게는 370℃ 이하이다. 종래의 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물을 사용하는 경우, 성형 동안 수지 온도를 박막형 성형품을 형성하기 위해 증가시키면 성형품의 표면에 백점 결함과 같은 문제가 발생하지만, 본 발명의 수지 조성물을 사용함으로써, 이제 상기 언급된 온도 범위 내에서 외관이 양호한 박막형 성형품을 제조하는 것이 가능하다.
직접 측정이 어려운 경우 수지 온도를 미리 설정된 배럴 온도로 간주할 수 있다.
여기서, 박막형 성형품이란, 일반적으로 두께가 1 mm 이하, 바람직하게는 0.8 mm 이하, 더욱 바람직하게는 0.6 mm 이하의 시트형 부분을 갖는 성형품을 의미한다. 여기서, 시트형 부분은 편평하거나 곡선형일 수 있고, 심지어 평평한 표면의 경우에도 표면 불균일성을 가질 수 있고, 단면은 경사면 또는 쐐기형 단면을 가질 수 있다.
광학 부품의 예는 LED, 유기 EL 소자, 전구, 형광등 및 음극관과 같은 광원을 직접적으로 또는 간접적으로 사용하는 장비/기구의 부품을 포함하고, 표면 발광체를 위한 도광판 및 부재가 전형적인 예이다.
도광판은 액정 백라이트 유닛, 다양한 디스플레이 장치 및 조명 시스템 중의 LED 와 같은 광원으로부터의 광을 유도하고, 도광판의 표면 상에 제공된 돌출부 및 오목부 (recesses) 에 의해 측면 또는 후면으로부터 광을 균일하게 확산시켜 그 결과, 광을 균일하게 방출하는데 사용된다. 도광판은 일반적으로 평면이고, 그의 표면 상에 돌출부 및 오목부를 갖거나 갖지 않을 수 있다.
일반적으로, 도광판은 사출 성형, 초고속 사출 성형, 사출 압축 성형 등에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 수지 조성물을 사용하여 형성된 도광판은 백색 탁도 유발 또는 투과율 감소없이 매우 우수한 투과율 및 색조를 나타낸다.
본 발명의 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물을 사용하여 형성된 도광판은 액정 백라이트 유닛, 다양한 디스플레이 장치 및 조명 시스템에 유리하게 사용될 수 있다. 이러한 장치의 예는 휴대폰, 모바일 노트북, 넷북, 슬레이트 PC, 태블릿 PC, 스마트폰 및 태블릿, 카메라, 시계, 랩탑, 다양한 디스플레이 및 조명 시스템과 같은 다양한 휴대용 단말기를 포함한다.
실시예
본 발명을 이하, 실시예를 사용하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 하기 주어진 실시예에 제한되지 않음을 이해해야 한다.
하기 실시예 및 비교예에서 사용한 원료 및 평가 방법은 다음과 같다. 폴리카보네이트 수지 (A) 의 점도 평균 분자량을 측정하는 방법은 전술한 바와 같다.
[표 1]
Figure pct00004
(실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 3)
[수지 조성물 펠렛의 제조]
폴리카보네이트 수지 조성물 펠렛은 하기 표 2 에 나타낸 비율 (질량부) 로 상기 열거된 성분을 블렌딩하고, 텀블러에서 20 분 동안 혼합하고, 스크류 직경 40 mm ("VS-40" - Tanabe Plastics Machinery Co. 사제) 를 갖는 통기된 단축 압출기를 사용하여 240℃ 의 실린더 온도에서 용융 혼련한 다음, 가닥을 절단함으로써 수득하였다.
폴리카보네이트 수지 조성물에서, 블렌딩된 폴리알킬렌 글리콜 (B) 총량 (100 몰%) 에 대한 테트라메틸렌 글리콜 단위 (b1), (2-메틸)에틸렌 글리콜 단위 (b2) 및 에틸렌 글리콜 단위 (b3) 의 비율 (몰%) 이 표 2 에 제시되어 있다.
[색조 (YI)]
광로 길이가 긴 성형품 (300 mm × 7 mm × 4 mm 측정) 을 열풍 순환식 건조기를 사용하여 120℃ 에서 5 시간 동안 수득된 펠렛을 건조시킨 다음, 340℃ 의 수지 온도 및 80℃ 의 주형 온도에서 사출 성형기 ("EC100SX-2A" - Toshiba Machine Co. 사제) 를 사용하여 사출 성형함으로써 형성하였다.
광로 길이가 긴 상기 성형품의 YI (황색 지수) 는 300 mm 의 광로 길이에서 측정되었다. 긴 광로 길이 분광광도계 유형 투과 색상 측정기 ("ASA 1" - Nippon Denshoku Industries Co. 사제, C 광원, 2° 시야) 를 사용하여 측정을 수행하였다.
[ΔYI: 내열변색성의 평가]
광로 길이가 긴 성형품을 95℃ 에서 700 시간 동안 유지한 후 YI 를 측정하였고, YI 값의 차이 (ΔYI) 를 결정하고, 내열변색성을 평가하였다. 더 낮은 ΔYI 값은 더 우수한 내열변색성을 의미한다.
[이형성의 평가: 이형을 위한 최단 시간]
수득된 펠렛을 열풍 순환식 건조기를 사용하여 120℃ 에서 5 시간 동안 건조시키고 이어서 배럴 온도 360℃, 주형 온도 80℃, 사출 속도 500 mm/sec, 유지 압력 1.0 MPa, 및 유지 압력 시간 2 초에서, 사출 성형기 ("HSP100A" - Sodick Co. 사제) 를 사용하여 도 1 에 도시된 대략 T-자형 시험편으로 성형하였고, 이젝터 핀에 의해 이형될 때의 시험편의 상태를 이하에 기술된 방법을 사용하여 평가하였다.
도 1 은 시험편의 형상 및 이젝터 핀에 의해 시험편이 주형으로부터 이형되는 시험 방법을 나타내는 개념도이다. 시험편 (1) 은 대략 T-자형이고, 시험편 (1) 의 부분 (2) 및 (2') 에서 이젝터 핀 (3) 및 (3') 에 의해 가동측 주형 (5) 으로부터 밀려나와 이형된다.
도 2(a) 는 도 1 의 상측에서 보듯이, 주형 내부의 시험편 (1) 의 상태를 나타내는 단면도이다. 사출 성형기 (4) 로부터 고정 측 주형 (7) 에 수지가 주입되어 스풀 러너 부분 (6) 을 통과하여, 고정 측 주형과 가동측 주형 (5) 사이의 공동 내에 시험편 (1) 이 형성된다. 가동측 주형 (5) 에는 코어 핀 (8) 이 설치되어 있고, 이 코어 핀 (8) 은 시험편 (1) 의 스풀 러너 부분 (6) 에 A 로 돌출되도록 배치되어 있다. 코어 핀 (8) 은 도 2(b) 에 도시된 형상 및 치수를 가지며, 코어 핀 (8) 이 존재하기 때문에, 이형시 내이형성이 증가된다.
시험 방법은 사출 성형 후 냉각 시간을 0.5 초 간격으로 10 초에서 최소 3.5 초로 변경하면서 가동측 주형 (5) 으로부터 시험편 (1) 의 부분 (2) 및 (2') 에 대해 이젝터 핀 (3) 및 (3') 을 밀어내고, 시험편 (1) 이 변형되지 않고 이형될 수 있는 지의 여부를 관찰하는 것을 포함하였다. 냉각이 장기간 수행되면 이형이 물론 더 쉬워지지만, 상기 평가에서 시험편이 올바르게 이형되기 위해 냉각 시간이 얼마나 짧은 지 관찰되었고, 이형성은 냉각 시간의 초 수에 의해 평가되었다. 냉각 시간이 짧다는 것은 이형성이 양호하고 성형 사이클을 단축할 수 있음을 의미한다.
상기 성형에 대한 측정 시간은 약 3.3 초였기 때문에, 최소 냉각 시간은 3.5 초인 것으로 했다.
평가 결과는 하기 표 2 에 제시된다.
[표 2]
Figure pct00005
본 발명의 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물은 우수한 투명성, 내열변색성 및 이형성을 나타내므로, 특히 광학 부품에 유리하게 사용될 수 있고, 매우 높은 산업상 이용가능성을 나타낸다.

Claims (5)

  1. 폴리카보네이트 수지 (A) 100 질량부에 대하여, 폴리알킬렌 글리콜 (B) 를 0.1 내지 4 질량부 및 인-함유 안정제 (C) 를 0.005 내지 0.5 질량부 포함하는, 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물로서,
    폴리알킬렌 글리콜 (B) 는 테트라메틸렌 글리콜 단위 (b1) 을 40 내지 80 몰%, (2-메틸)에틸렌 글리콜 단위 (b2) 를 5 내지 45 몰%, 및 에틸렌 글리콜 단위 (b3) 을 5 내지 50 몰% 함유하며,
    테트라메틸렌 글리콜 단위 (b1), (2-메틸)에틸렌 글리콜 단위 (b2) 및 에틸렌 글리콜 단위 (b3) 으로부터 선택된 2 종 이상의 단위는 이들을 공중합함으로써 수득된 공중합체 성분으로서 함유되는, 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 폴리알킬렌 글리콜 (B) 중의 (2-메틸)에틸렌 글리콜 단위 및/또는 에틸렌 글리콜 단위가 테트라메틸렌 글리콜 단위와 공중합된 공중합체로서 함유되는, 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 폴리알킬렌 글리콜 (B) 중의 (2-메틸)에틸렌 글리콜 단위 및 에틸렌 글리콜 단위가 테트라메틸렌 글리콜 단위와 공중합된 공중합체로서 함유되는, 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리알킬렌 글리콜 (B) 의 수 평균 분자량이 1200 초과 5000 미만인, 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물을 성형하여 수득되는 광학 부품.
KR1020197035248A 2017-06-05 2018-03-26 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물 및 광학 부품 KR102269432B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2017-110793 2017-06-05
JP2017110793 2017-06-05
JPJP-P-2018-053928 2018-03-22
JP2018053928A JP6416423B1 (ja) 2017-06-05 2018-03-22 光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物および光学部品
PCT/JP2018/012179 WO2018225340A1 (ja) 2017-06-05 2018-03-26 光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物および光学部品

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200008126A true KR20200008126A (ko) 2020-01-23
KR102269432B1 KR102269432B1 (ko) 2021-06-24

Family

ID=64017202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197035248A KR102269432B1 (ko) 2017-06-05 2018-03-26 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물 및 광학 부품

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11111381B2 (ko)
EP (1) EP3636713B1 (ko)
JP (1) JP6416423B1 (ko)
KR (1) KR102269432B1 (ko)
CN (1) CN110719936B (ko)
WO (1) WO2018225340A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019090043A (ja) * 2019-01-24 2019-06-13 三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物および光学部品
JP2019090044A (ja) * 2019-01-24 2019-06-13 三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物および光学部品
WO2020183834A1 (ja) * 2019-03-12 2020-09-17 三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 光学部材用ポリカーボネート樹脂組成物
JP2020152883A (ja) * 2019-03-12 2020-09-24 三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 光学部材用ポリカーボネート樹脂組成物
JP7443739B2 (ja) * 2019-12-12 2024-03-06 三菱瓦斯化学株式会社 ポリカーボネート樹脂組成物および光学部品

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09249804A (ja) * 1996-03-19 1997-09-22 Mitsubishi Eng Plast Kk ポリカーボネート樹脂組成物
JP2012207230A (ja) * 2012-07-13 2012-10-25 Mitsubishi Engineering Plastics Corp ポリカーボネート樹脂組成物及びそれよりなる医療用器具
WO2015087526A1 (ja) * 2013-12-10 2015-06-18 住化スタイロンポリカーボネート株式会社 ポリカーボネート樹脂組成物及び光学用成形品
JP2016130298A (ja) 2015-01-07 2016-07-21 三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 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

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0730176B2 (ja) 1984-11-21 1995-04-05 旭化成工業株式会社 ポリアルキレンエーテルポリオールの合成方法
JP3497226B2 (ja) 1994-02-14 2004-02-16 三洋化成工業株式会社 潤滑油
DE69628613T2 (de) 1995-07-12 2004-04-29 Mitsubishi Engineering-Plastics Corp. Polycarbonatharzzusammensetzung
JP5613178B2 (ja) * 2010-01-07 2014-10-22 出光興産株式会社 芳香族ポリカーボネート樹脂組成物及びそれを用いた光学成形品
US9701835B2 (en) 2013-07-26 2017-07-11 Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation Polycarbonate resin composition for thin optical component, and thin optical component
JP5699240B1 (ja) * 2014-03-06 2015-04-08 三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 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
WO2016060220A1 (ja) * 2014-10-17 2016-04-21 出光興産株式会社 ポリカーボネート樹脂組成物
JP6702615B2 (ja) * 2015-06-08 2020-06-03 出光興産株式会社 ポリカーボネート樹脂組成物及び光学成形品
EP3249013B1 (en) * 2016-02-18 2020-07-29 LG Chem, Ltd. Polycarbonate resin composition and optical molded article using same
KR20190109424A (ko) * 2017-02-01 2019-09-25 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 폴리카보네이트 수지 조성물
JP2018177988A (ja) * 2017-04-13 2018-11-15 出光興産株式会社 ポリカーボネート樹脂及びポリカーボネート樹脂組成物

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09249804A (ja) * 1996-03-19 1997-09-22 Mitsubishi Eng Plast Kk ポリカーボネート樹脂組成物
JP2012207230A (ja) * 2012-07-13 2012-10-25 Mitsubishi Engineering Plastics Corp ポリカーボネート樹脂組成物及びそれよりなる医療用器具
WO2015087526A1 (ja) * 2013-12-10 2015-06-18 住化スタイロンポリカーボネート株式会社 ポリカーボネート樹脂組成物及び光学用成形品
KR20160096631A (ko) * 2013-12-10 2016-08-16 수미카 스타이론 폴리카보네이트 주식회사 폴리카르보네이트 수지 조성물 및 광학용 성형품
JP2016130298A (ja) 2015-01-07 2016-07-21 三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 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

Also Published As

Publication number Publication date
US11111381B2 (en) 2021-09-07
CN110719936A (zh) 2020-01-21
EP3636713B1 (en) 2021-06-09
KR102269432B1 (ko) 2021-06-24
JP6416423B1 (ja) 2018-10-31
EP3636713A4 (en) 2020-10-14
WO2018225340A1 (ja) 2018-12-13
US20200190320A1 (en) 2020-06-18
CN110719936B (zh) 2022-03-04
EP3636713A1 (en) 2020-04-15
JP2018203985A (ja) 2018-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6101856B1 (ja) 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
JP5699240B1 (ja) 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
KR102269432B1 (ko) 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물 및 광학 부품
JP5893774B1 (ja) 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
JP6893340B2 (ja) 光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物および光学部品
JP6587948B2 (ja) 光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物および光学部品
JP6522818B2 (ja) 光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物及び光学部品
JP2019090044A (ja) 光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物および光学部品
JP2019090043A (ja) 光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物および光学部品
WO2016111117A1 (ja) 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
JP6522493B2 (ja) 光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物および光学部品
JP6490490B2 (ja) ポリカーボネート樹脂組成物および薄肉光学部品
JP7347962B2 (ja) ポリカーボネート樹脂組成物
KR102642651B1 (ko) 광학 부품용 폴리카보네이트 수지 조성물 및 광학 부품
JP6446601B1 (ja) 光学部品用ポリカーボネート樹脂組成物及び光学部品
JP2020193253A (ja) ポリカーボネート樹脂組成物

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant