TWI551613B - 聚苯乙烯系樹脂組成物及將該組成物成形而成之導光板 - Google Patents

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Description

聚苯乙烯系樹脂組成物及將該組成物成形而成之導光板
本發明係關於一種聚苯乙烯系樹脂組成物及將該組成物成形而成之導光板，特別是本發明係關於一種具備LED等光源的液晶顯示裝置的構成背光單元的導光板形成用的聚苯乙烯系樹脂組成物。
於液晶顯示裝置的背光單元中，有光源配置於顯示裝置的正面之直下型以及配置於側面的側光型。導光板係用於側光型背光，達到將配置於側面的光源的光導引至正面的角色。側光型背光，多數使用於如電視、個人電腦用監視器(例如桌上型用、筆記型用等)、導航系統用監視器、手機、PDA(個人數位助理)等要求更薄的用途，即使以前幾乎是直下型大畫面尺寸(32吋以上)電視，使用側光型背光的機會增加，在現今成為背光的主流。
於側光方式，因導光板中的光透過距離比較長，在導光板中的光損失大，為了防止光損失，而要求材料具有高光線透過率。因此，於導光板雖然多數使用甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸樹脂，因丙烯酸樹脂的高吸水性，有從單面吸水時的成形品的彎曲或全面吸水時發生尺寸變化的問題，成為大畫面尺寸時，該些 問題變得更為顯著。
另一方面，聚苯乙烯系樹脂因具有低吸水率(約0.05%)，沒有所謂成形品的彎曲或尺寸變化的問題。在所謂吸水性的觀點，以聚苯乙烯系樹脂較佳，但是其光線透過率比丙烯酸系樹脂稍差。特別是因為短波長(至500nm)的光線透過率比丙烯酸系樹脂低，當光透過距離變長時，透過聚苯乙烯系樹脂的光會微帶黃色調，有影響彩色液晶顯示之色彩之問題。因此，作為導光板的原料，雖有提案組合丙烯酸系樹脂及聚苯乙烯系樹脂(參考以下專利文獻1及2)，卻幾乎沒有單獨使用聚苯乙烯系樹脂，至今沒有為了提高聚苯乙烯系樹脂的光學特性之檢討。
而且，為了提高液晶電視等的正面亮度，導光板必須更有效率地導引光線至正面。因此，於導光板表面，實施細微賦形的方式係為有效，例如，將施予在模型表面之賦形形狀藉由轉印等轉印至導光板表面時的離模性係變成重要因素。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2001-342263號公報
[專利文獻2]日本特開2003-75648號公報
聚苯乙烯系樹脂係吸水率低，幾乎沒有所謂成形品的彎曲或尺寸變化的問題，但是光線透過率不足，不必然可以滿足作為導光板的原料。所以，本發明所欲解決之課題，係提供提 高聚苯乙烯系樹脂的光線透過率及色調、適合導光板的製造之聚苯乙烯系樹脂組成物。
本發明人等，為了解決前述課題，專心檢討，重複實驗的結果，發現使苯乙烯系樹脂含有特定量的磷系抗氧化劑、特定量的4-第3丁基鄰苯二酚(4-t-butylcatechol)、特定量的酚系抗氧化劑、特定量的離模劑，再藉由調整苯乙烯系樹脂中的三聚物(trimer)的量以及二聚物(dimer)與三聚物的合計量為特定的範圍內，可解決前述課題，因而完成本發明。
亦即，本發明係如以下所述。
[1]一種苯乙烯系樹脂組成物，其係含有苯乙烯系樹脂100質量份及磷系抗氧化劑0.02至0.2質量份之苯乙烯系樹脂組成物，其中，該苯乙烯系樹脂每1g之4-第3丁基鄰苯二酚的含量為1至6μg。
[2]如[1]記載之苯乙烯系樹脂組成物，更含有0.02至0.2質量份的酚系抗氧化劑。
[3]如[1]或[2]記載之苯乙烯系樹脂組成物，其中，前述苯乙烯系樹脂每1g之二聚物與三聚物的合計量為5000μg以下，且下述構造式(I)： 所示的三聚物部分(1a-苯基-4e-(1’-苯基乙基)四氫萘)的含量未達3000μg。
[4]如[1]至[3]中任一項記載之苯乙烯系樹脂組成物，更含有0.1至1.0質量份的離模劑。
[5]如[4]記載之苯乙烯系樹脂組成物，其中，前述離模劑為高級醇或高級脂肪酸。
[6]一種導光板，其係含有苯乙烯系樹脂100質量份及磷系抗氧化劑0.02至0.2質量份的導光板，其中，該苯乙烯系樹脂每1g之4-第3丁基鄰苯二酚的含量為1至6μg。
[7]如[6]記載之導光板，更含有0.02至0.2質量份的酚系抗氧化劑。
[8]如[6]或[7]記載之導光板，其中，前述苯乙烯系樹脂每1g之二聚物與三聚物的合計量為5000μg以下，且下述構造式(I)： 所示的三聚物部分(1a-苯基-4e-(1’-苯基乙基)四氫萘)的含量未達3000μg。
[9]如[6]至[8]中任一項記載之導光板，更含有0.1至1.0質量份的離模劑。
[10]如[9]記載之導光板，其中，前述離模劑為高級醇或高級脂肪酸。
由本發明，可提供吸水性低、兼具成形品的彎曲或尺寸變化之抑制及光學特性(光線透過率，特別是短波長的光線透過率)之聚苯乙烯系樹脂組成物。而且，由本發明，使用該聚苯乙烯系樹脂組成物，可製造適合電視或個人電腦用監視器等液晶顯示裝置的背光以及室內外空間的照明裝置等使用的顯示裝置及看板等的導光板。
以下，詳細說明本發明的實施態樣。
〈聚苯乙烯系樹脂組成物〉
於本發明的實施態樣，聚苯乙烯系樹脂組成物，包含磷系抗氧化劑、4-第3丁基鄰苯二酚、離模劑以及依據期望適合的各種添加劑。
(聚苯乙烯系樹脂)
聚苯乙烯系樹脂(或聚合物)，係包含作為主成分(具體而言超過50質量%)的聚苯乙烯系單體之樹脂。作為形成聚苯乙烯系樹脂用的苯乙烯系單體，例如可舉苯乙烯、α-甲基苯乙烯、對-甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、丙基苯乙烯、丁基苯乙烯、氯苯乙烯、溴苯乙烯等。該些之中，較理想為苯乙烯。而且，作為聚苯乙烯系樹脂，可使用將苯乙烯及可與其共聚合的共聚用單體進行共聚合而得之共聚物。作為可與苯乙烯共聚合的共聚用單體，例如可舉(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯等的(甲基)丙烯酸酯類；α-甲基苯乙烯、鄰-、間-、對-甲基苯乙烯、溴苯乙烯、二溴苯乙烯、氯苯乙烯、二氯苯乙烯等苯乙烯以外的芳香族乙烯基單體類；(甲基)丙烯酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸等不飽和脂肪酸類；順丁烯二酸酐、亞甲基丁二酸酐等不飽和二脂肪酸酐類；N-苯基馬來醯亞胺等不飽和二脂肪醯亞胺類等。該些單體，可使用單獨1種或2種以上的組合。
於本發明的實施態樣，聚苯乙烯系樹脂，可藉由將包含苯乙烯系單體成分熱聚合，或使用單數或複數的有機過氧化物作為聚合起始劑進行聚合而得到。作為有機過氧化物的具體例，例如可舉1,1-雙(第3丁基過氧化)環己烷等過氧化縮酮類；二第3丁基過氧化物、2,5-二甲基-2,5-二(第3丁基過氧化)己烷等二烷基過氧化物類；過氧化苯甲醯、過氧化間-甲基苯甲醯等過氧化 二醯類；過氧化二碳酸二肉豆蔻酯(dimyristyl peroxydicarbonate)等過氧化酯類；過氧化環己酮等酮過氧化物類；對-薄荷烷過氧化氫(p-menthane hydroperoxide)等過氧化氫類；2,2-雙(4,4-二第3丁基過氧化環己基)丙烷、2,2-雙(4,4-二第3戊基過氧化環己基)丙烷、2,2-雙(4,4-二第3丁基過氧化環己基)丁烷、2,2-雙(4,4-二異丙苯基過氧化環己基)丙烷等多官能基過氧化物類等。
該些有機過氧化物，於包含苯乙烯系單體的單體成分聚合的任一步驟添加於聚合系統(聚合原料溶液或聚合中途的溶液)。該些有機過氧化物，即使添加於聚合原料溶液，依據需要，可分成複數次添加於聚合中途的溶液。有機過氧化物的添加量，對聚合原料溶液100質量份而言，較理想為0.0005質量份至0.2質量份，更理想為0.01質量份至0.1質量份，更加理想為0.03質量份至0.08質量份。當有機過氧化物的添加量為0.0005質量份以上時，可得到添加聚合起始劑所期望的效果，所以較理想，另一方面，0.2質量份以下時，聚合時不會產生過多的反應熱，因變得較容易控制聚合，所以較理想。
於本發明的典型態樣，在苯乙烯系單體儲存時，較理想為使用後述的4-第3丁基鄰苯二酚，作為聚合抑制劑。
作為包含苯乙烯系單體的單體成分的聚合方法，例如可舉塊狀聚合、溶液聚合、懸浮聚合、乳化聚合等。該些之中，較理想為塊狀聚合或溶液聚合，再者連續的塊狀聚合或連續的溶液聚合，在生產性及經濟性兩方面特別理想。亦即，將包含苯乙烯系單體的單體成分以及依據需要的乙基苯、甲苯、二甲苯等聚合溶劑、作為自由基起始劑之有機過氧化物、鏈轉移劑、安定劑、 流動石蠟(礦物油)等添加劑混合、溶解的原料溶液，供應予附有攪拌機之反應機，可進行包含苯乙烯系單體的單體成分的聚合。於使用有機過氧化物作為自由基起始劑的情況，考慮有機過氧化物的分解溫度、生產性、反應機的散熱能力、作為目的之苯乙烯系聚合物的流動性等，使用已知的技術，可設定聚合溫度。從聚合反應機出來的聚合溶液，作為脫氣步驟，導至回收裝置，以加熱．減壓脫氣，除去溶劑及未反應的單體。回收裝置，係聚苯乙烯系樹脂的製造常用的裝置，例如可使用瞬間蒸發槽系統(flash tank system)、附有多段床的擠出機等。
作為包含苯乙烯系單體的聚合原料用的聚合裝置，可適合使用完全混合型、栓流型(plug flow)、具備循環裝置的塞流型等的裝置之任一種。該些之中，從組成分佈的均勻性，較理想為完全混合型聚合裝置。
(磷系抗氧化劑及酚系抗氧化劑)
磷系抗氧化劑，係包含分子中具有磷原子的化合物之抗氧化劑。磷系抗氧化劑因使在高溫下成為劣化原因的過氧化氫還原而安定化，有助於較低波長(例如波長420至500nm)的光透過率之提高，特別是有助於淡黃色著色的減少。作為磷系抗氧化劑，例如亞磷酸烷基酯類、亞磷酸烷基芳香酯類以及亞磷酸芳香酯類，工業上，可能取得(股)ADEKA製ADK STAB PEP-8、ADK STAB PEP-36、ADK STAB HP-10、ADK STAB 2112等。該些之中，從所謂淡黃色著色的減少之觀點，以具有下述構造式(II)： 的ADK STAB 2112(亞磷酸三(2,4-二第3丁基苯基)酯)較理想。
酚系抗氧化劑，係分子中包含受阻酚構造的抗氧化劑。酚系抗氧化劑係捕捉自氧化(auto-oxidation)產生的過氧自由基，成為準安定的過氧化氫，抑制連鎖劣化之進行。過氧化氫係藉由磷系抗氧化劑還原而進一步安定化。因此，酚系抗氧化劑，有助於曝光於高溫時的光線透過率的保持率之提高，特別是有助於在高溫環境下使用時淡黃色著色的減少。作為酚系抗氧化劑，工業上，可能取得日本巴斯夫(BASF Japan)(股)製的IRGANOX 1010、IRGANOX 1076等。該些之中，具有下述構造式(III)： 的IRGANOX 1076(3-(3,5-二第3丁基-4-羥基苯基)丙酸硬脂酯)，從所謂在高溫環境下使用時淡黃色著色的減少之觀點較理想。
而且，作為相同分子內合併具有亞磷酸構造之酚系抗氧化劑，可適合使用住友化學(股)製SUMILIZER GP(6-[3-(3-第3丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙氧基]-2,4,8,10-四第3丁基苯并[d,f][1,3,2]二氧 磷雜環庚三烯)。
聚苯乙烯系樹脂組成物中磷系抗氧化劑的含量，對聚苯乙烯系樹脂100質量份而言，為0.02質量份至0.2質量份。該含量為0.02質量份以上時，可抑制在成形時等可熔融樹脂的高溫下的劣化造成光線透過率的降低，另一方面，為0.2質量份以下時，在不會產生模具沉積的點及成本的點為有利。作為該含量，較理想為0.03質量份至0.15質量份，更理想為0.04質量份至0.12質量份。
聚苯乙烯系樹脂組成物中酚系抗氧化劑的含量，對聚苯乙烯系樹脂100質量份為0.02質量份至0.2質量份。該含量為0.02質量份以上時，可抑制使用作為導光板的環境溫度(室溫至約70℃)下的劣化造成的光線透過率的降低，另一方面，為0.2質量份以下時，在可防止酚系抗氧化劑自體成為原因的光線透過率的降低的點以及成本的點為有利。作為該含量，較理想為0.03質量份至0.15質量份，更理想為0.04質量份至0.12質量份。
於使用作用為磷系抗氧化劑及酚系抗氧化劑兩者的化合物(例如分子內包含亞磷酸酯構造及受阻酚構造兩者的化合物，更具體地例如前述住友化學(股)製SUMILIZER GP等)(以下亦稱為磷系-酚系抗氧化劑)時，如此的磷系-酚系抗氧化劑的含量，視為分別包含磷系抗氧化劑及酚系抗氧化劑者。例如對聚苯乙烯系樹脂100質量份而言，包含0.1質量份的磷系-酚系抗氧化劑的情況，視為對聚苯乙烯系樹脂100質量份而言，包含0.1質量份的磷系抗氧化劑及0.1質量份的酚系抗氧化劑。
又，於本揭露之聚苯乙烯系樹脂組成物中磷系抗氧化劑及酚 系抗氧化劑的含量，使用氣體層析儀測定。
(4-第3丁基鄰苯二酚)
於本發明的實施態樣，4-第3丁基鄰苯二酚(以下亦稱為「TBC」)係包含於聚苯乙烯系樹脂組成物中。聚苯乙烯系樹脂組成物中的TBC，典型地雖為聚苯乙烯系樹脂製造時使用的TBC殘留，但在聚苯乙烯系樹脂製造後，TBC也可含有在聚苯乙烯系樹脂組成物中。而且，聚苯乙烯系樹脂每1g之4-第3丁基鄰苯二酚的濃度(以下亦稱為「TBC濃度」)為1μg/g至6μg/g的範圍。當TBC濃度為1μg/g以上時，由於併用磷系抗氧化劑，可抑制聚苯乙烯系樹脂與磷系抗氧化劑併用造成的光線透過率的降低，另一方面，6μg/g以下時，可防止4-第3丁基鄰苯二酚自體的著色造成的光線透過率的降低。而且，TBC濃度，較理想為1μg/g至5μg/g，更理想為1.2μg/g至3μg/g。又，上述TBC濃度，係以氣體層析質量分析，測定聚苯乙烯系樹脂組成物中的濃度後，換算為每聚苯乙烯系樹脂(聚合物)1g的值而求得的值。
(苯乙烯二聚物及三聚物)
於本發明的實施態樣，苯乙烯樹脂，包含苯乙烯系單體的二聚物及/或三聚物，對苯乙烯系樹脂每1g而言，使二聚物與三聚物的合計量為5000μg以下較理想。於二聚物與三聚物的合計量為5000μg以上，在光路徑長為300mm的樹脂成形體，500至600nm的平均透過率變得低於83%。二聚物及三聚物的含量係愈低愈好，但於現在的技術，下限值為1500ppm左右。作為控制二聚物及三聚物的量之手段，例如可舉藉由降低聚合溫度而抑制副反應、藉由添加安定劑而抑制樹脂之分解、藉由原料的精製而除去 雜質。
苯乙烯系單體的二聚物及三聚物，可以依據苯乙烯系單體的聚合反應條件，作為副生成物而生成。例如，作為二聚物，例如可舉下述構造式(a)或(b)： 所示的苯乙烯二聚物等。
於本發明的實施態樣，苯乙烯系樹脂，可包含作為苯乙烯系單體的三聚物之下述一般式(I)： 所示的化合物，亦即1a-苯基-4e-(1’-苯基乙基)四氫萘(以下亦稱 為「三聚物2」)。苯乙烯系樹脂中的三聚物2的含量，對苯乙烯系樹脂每1g而言，未達3000μg(亦即3000ppm)較理想，更理想為未達1000ppm。比含量的下限值低者更理想，於現在的技術，下限值為500ppm的程度。於三聚物2的含量為3000ppm以上的情況，在光路徑長為300mm的樹脂成形體，500至600nm的平均透過率變得低於83%。
又，作為苯乙烯系單體的三聚物，除上述三聚物2外，例如下述構造式(c)或(d)： 所示的苯乙烯三聚物等。
製造聚苯乙烯系樹脂時，係於脫氣步驟，使用加熱．減壓脫氣等的方法，除去溶劑及未反應單體，但同時也除去在聚合步驟沒有消耗掉的4-第3丁基鄰苯二酚等。通常，為了在脫氣 步驟有效率地除去溶劑及未反應單體，係將樹脂溫度及/或減壓程度提高設定至不引起樹脂分解等的程度，但於本發明，藉由在較低的樹脂溫度及較低的減壓程度驅動脫氣步驟，可使所期望的4-第3丁基鄰苯二酚殘存於樹脂中。
(離模劑)
作為本發明的苯乙烯系樹脂組成物之離模劑，較理想為高級醇或高級脂肪酸。於其他離模劑係難以提高色調、透過率及離模性兩者。
(高級醇)
作為高級醇，例如可舉碳數6至20的一價醇，具體地為辛醇、癸醇、月桂醇、十四醇、十六醇、硬脂醇等。作為高級醇的含量，對苯乙烯系樹脂100質量份而言為0.1至1質量份，較理想為0.2至0.8質量份。當高級醇的含量未達0.1質量份時，恐怕無法提高離模性，超過1質量份時，耐熱性、強度恐會降低。
(高級脂肪酸)
作為高級脂肪酸，例如碳數12至20的脂肪酸，具體地為月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸等。作為高級脂肪酸的含量，對苯乙烯系樹脂100質量份而言為0.1至1質量份，較理想為0.2至0.8質量份。當高級脂肪酸的含量未達0.1質量份時，恐怕無法提高離模性，超過1質量份時，耐熱性、強度恐會降低。
(添加劑)
本發明的實施態樣中，於製造聚苯乙烯系樹脂時，聚苯乙烯系樹脂的回收步驟前後的任意階段，或使用聚苯乙烯系樹脂組成物進行擠出加工、成形加工等的階段，依據需要，在無損本發明 的作用效果的範圍下，可於系統中添加各種添加劑。於較理想的態樣，聚苯乙烯系樹脂可包含選自紫外線吸收劑、光安定劑、磷系抗氧化劑及酚系抗氧化劑以外的抗氧化劑(例如硫系等抗氧化劑)、潤滑劑、抗靜電劑、阻燃劑、染料或顏料、螢光增白劑以及選擇波長吸收劑所成群組的至少一種添加劑。於更理想的態樣，聚苯乙烯系樹脂可包含選自紫外線吸收劑、光安定劑及潤滑劑所成群的至少一添加劑。適合的添加劑之更具體的例，說明如下。
適合導光板的聚苯乙烯系樹脂組成物，在防止來自光源的紫外光之著色的目的，可包含紫外線吸收劑及/或光安定劑。作為紫外線吸收劑，例如2-(5-甲基-2-羥基苯基)苯并三唑、2-[2-羥基-3,5-雙(α,α’-二甲基苯甲基)苯基]苯并三唑、2-(3,5-二第3戊基-2-羥基苯基)苯并三唑等苯并三唑系紫外線吸收劑、2-羥基-4-甲氧基二苯基酮、2,2’-二羥基-4-甲氧基二苯基酮、2-羥基-4-正辛氧基二苯基酮等二苯基酮系紫外線吸收劑、水楊酸苯酯、水楊酸4-第3丁基苯酯等水楊酸系紫外線吸收劑、2-(1-芳香基亞烷基)丙二酸酯系紫外線吸收劑、草醯苯胺(oxalanilide)系紫外線吸收劑等。而且，作為光安定劑，例如受阻胺系光安定劑等。作為受阻胺系光安定劑，例如雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidiyl)sebacate)、N,N’-雙(3-胺基丙基)乙二胺．2,4-雙[N-丁基-N-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)胺基]-6-氯-1,3,5-三(triazine)縮合物等。紫外線吸收劑及光安定劑，可分別單獨或複數使用，其添加量，作為紫外線吸收劑及光安定劑的總和，對聚苯乙烯系樹脂100質量份而言，較理想為0.02質量份至2.0質量份，更理想為0.1質量份至1.5質量份。
作為磷系抗氧化劑及酚系抗氧化劑以外的抗氧化劑，例如可舉硫系抗氧化劑等。依據需要，可適當地添加磷系抗氧化劑及酚系抗氧化劑以外的抗氧化劑。
作為潤滑劑之例，例如流動石蠟等的脂肪族烴系潤滑劑等。潤滑劑的含量，對聚苯乙烯系樹脂100質量份而言，較理想為0.05至5質量份。
作為抗靜電劑之例，例如甘油脂肪酸酯等非離子性界面活性劑、芳香族磺酸甲醛縮合物等的高分子界面活性劑等。抗靜電劑的含量，對聚苯乙烯系樹脂100質量份而言，較理想為0.5至25質量份，更理想為0.5至15質量份。
再者，於適合導光板的苯乙烯系樹脂組成物，依據需要，可任意使用螢光增白劑、發藍劑等的遮蔽劑。
(導光板)
於本發明的實施態樣，導光板係將上述苯乙烯系樹脂組成物成形而得者。作為成形方法，可使用習知的方法，可舉藉由薄片成形擠出機成形得到薄成形體片的方法，或者藉由壓縮成形、射出成形等，得到所期望的形狀的成形體之方法等。
而且，於本發明的實施態樣，對導光板每1g而言包含0.4μg至5.4μg的4-第3丁基鄰苯二酚於導光板較理想。當導光板中4-第3丁基鄰苯二酚的濃度為0.4μg/g以上時，因可抑制光線透過率的降低，所以較理想，另一方面，5.4μg/g以下時，不會引起4-第3丁基鄰苯二酚自體的著色造成的光線透過率的降低，所以較理想。而且，導光板中4-第3丁基鄰苯二酚的濃度，更理想為0.4μg/g至4.5μg/g，更加理想為0.5μg/g至2.7μg/g。 上述4-第3丁基鄰苯二酚的濃度，係以氣體層析儀所測定的值。
上述聚苯乙烯系樹脂組成物成形而得之導光板，其光學特性(具體而言為光學透過率，特別是短波長的光學透過率)佳。具體而言，導光板於光路徑長300mm，波長500至600nm範圍的平行光之平均透過率(%)(在以下表1、2中記載為B)較理想為83%以上，更理想為84%以上，更加理想為85%以上。當波長500至600nm範圍的平行光之平均透過率為83%以上時，光學特性佳，所以有利。該平均透過率越高越理想，但從材料的折射率的觀點，例如較理想為93%以下，更理想為91%以下。
而且，導光板的波長選擇性(亦即隨波長之光線透過率的差)佳，具體而言，於光路徑長300mm，波長420至500nm範圍的平行光之平均透過率對波長500至600nm範圍的平行光之平均透過率的比(波長420至500nm的範圍的平行光之平均透過率(%)(在以下表1、2中記載為A)/波長500至600nm的範圍的平行光(%))，亦即A/B，較理想為0.92以上，更理想為0.93以上。上述比為0.92以上時，在光學特性佳的點有利，特別是在抑制淡黃色的著色的點有利。
而且，導光板的高溫處理後的光線透過率佳，於光路徑長300mm，以80℃及500小時的曝光處理後的波長420至500nm範圍的平行光之平均透過率(在以下表1、2中記載為C)對上述波長420至500nm範圍的平行光之平均透過率比，定義為平均透過率保持率((C/A)×100)，為93%以上，較理想為95%以上，更理想為95.5%，更加理想為96%。上述保持率為95%以上時，即使在因光源等熱源之持續加熱的環境下使用的情況，在可抑制 著色(特別是淡黃色著色)的點有利。
關於較理想的態樣之導光板，於光路徑長300mm，波長500至600nm範圍的平行光之平均透過率、波長420至500nm範圍的平行光之平均透過率對波長500至600nm範圍的平行光之平均透過率的比以及平均透過率保持率，皆為上述範圍內。
又，本揭露的光線透過率係使用長光路徑分光透過色計所測定的值。而且，所謂平均透過率，係指測定的波長範圍之光線透過率的數平均值。
如上述說明，光線透過率及波長選擇性佳之本發明的導光板，適合電視或個人電腦用監視器等的液晶顯示裝置的背光等。
[實施例]
以下具體地說明本發明。但是，本發明不限於該些實施例。
(1)4-第3丁基鄰苯二酚(TBC)濃度的測定方法：
將組成物(顆粒、成形品等)1g溶解於氯仿20毫升後，使用BSTFA(N,O-雙(三甲基矽烷基)三氟乙醯胺)，實施三甲基矽烷基衍生物化處理，藉由離心處理，將分離的上層澄清液以氣相層析質量分析儀(GC/MS)進行測定。係使用預先作成的檢量線決定濃度。
GC/MS測定條件：
GC裝置：安捷倫(agilent)6890
管柱：DB-1(0.25mm i.d.×30m)，液相厚度0.25mm
管柱溫度：40℃(保持5分鐘)→(20℃/分升溫)→320℃(保持6分鐘)共計25分鐘
注入口溫度：320℃
注入法：分流法(分流比1：5)
樣品量：2μl
MS裝置：安捷倫MSD5973
離子源溫度：230℃
介面溫度：320℃
離子化法：電子離子化(EI)法
測定法：掃描法(掃描範圍m/z 10~800)
(2)磷系抗氧化劑、酚系抗氧化劑的濃度之測定方法：
將組成物(顆粒、成形品等)1g充分溶解於甲基乙基酮20毫升後，滴入甲醇5毫升，攪拌約20分鐘。藉由離心處理，將分離的上層澄清液以氣相層析儀(GC)進行測定。對各抗氧化劑，使用預先作成的檢量線決定濃度。
GC測定條件：
GC裝置：島津製作所GC-2010
管柱：DB-1(0.25mm i.d.×30m)，液相厚度0.10mm
管柱溫度：240℃(保持1分鐘)→(10℃/分升溫)→320℃(保持5
分鐘)共計14分鐘
注入口溫度：320℃
注入法：分流法(分流比1：5)
樣品量：1μl
(3)苯乙烯二聚物及三聚物的測定
將組成物(顆粒、成形品等)1g充分溶解於甲基乙基酮10毫升後，滴入甲醇3毫升，攪拌約20分鐘。藉由離心處理，將分離的 上層澄清液以氣相層析儀(GC)進行測定。藉由滯留時間的差異，可以分別分析二聚物、三聚物。係使用預先作成的檢量線決定濃度。
GC測定條件：
GC裝置：安捷倫6850系列GC系統
管柱：安捷倫19091Z-413E
注入口溫度：250℃
感測器溫度：280℃
又，TBC、磷系抗氧化劑、酚系抗氧化劑、苯乙烯二聚物及三聚物對聚合物每1g之含量，在組成物中分別的濃度，如上述測定後，換算而求得。
(4)各波長範圍(420nm至500nm、500nm至600nm)的平行光的透過率比的測定方法：
以射出成形，製作300×20×4(mm)的測試片，使用日本電色工業(股)製長光路徑分光透過色計ASA-1，測定光路徑300mm的各波長之平行光的透過率。使用波長420nm至500nm範圍的平行光的平均透過率(%)(A)以及波長500nm至600nm範圍的平行光的平均透過率(%)(B)，計算光線透過率比(A/B)。該值越高，顯示越可抑制淡黃色的著色。
(5)曝光之平行光透過率的保持率的測定方法：
使用以射出成形製作的測試片(300×20×4(mm))。將測試片，使用ESPEC製Gear Oven GPH-201，在設定為溫度80℃的槽內，曝光500小時。對於曝光後的測試片，使用日本電色工業(股)製長光路徑分光透過色計ASA-1，測定光路徑300mm的各波長之平行 光的透過率。使用曝光前的波長420nm至500nm範圍的平行光的平均透過率(%)(A)以及曝光後的波長420nm至500nm範圍的平行光的平均透過率(%)(C)，計算光線透過率保持率((C/A)×100)。保持率越高，顯示熱曝光的劣化越少。
(6)離模性的評價方法
格子狀的成形品以射出成形成形時，以可能採取成形品的最大保壓，進行評價。保壓的值越大，顯示離模性越好。
[實施例1] 〈聚苯乙烯系樹脂組成物的製造〉
將相對苯乙烯(TBC濃度11μg/g)85質量%以及乙基苯15質量%的混合液100質量份，添加1,1-雙(第3丁基過氧化)環己烷0.05質量份的聚合液，以5.4升的完全混合型反應器，以0.70升/小時連續放入，調整溫度為101℃。接著將所得之溶液連續地放入具備攪拌器的3區段可控制溫度之3.0升的層流型反應器。將層流型反應器的溫度調整為113℃/121℃/128℃。藉由以上得到聚合物溶液。
將所得之聚合物溶液，連續地供給附有2段床的脫氣擠出機，擠出機的溫度為225℃，1段床及2段床的真空度為15托(Torr)，回收未反應單體及溶劑後，從添加劑供給口，分別以對聚合物100質量份而言成為0.05質量份、0.05質量份之濃度的方式添加磷系抗氧化劑(亞磷酸三(2,4-二第3丁基苯基)酯；商品名：ADK STAB 2112)，得到苯乙烯系樹脂組成物。從質量產量算出來單體的聚合率為68%。所得之聚苯乙烯系樹脂中TBC濃度為1.5μg/g。
分析及評價的結果，表示於以下的表1。
[實施例2]
除以對聚合物100質量份而言成為0.10質量份的濃度的方式添加磷系抗氧化劑(亞磷酸三(2,4-二第3丁基苯基)酯；商品名：ADK STAB 2112)外，以與實施例1相同的方法，得到聚苯乙烯系樹脂組成物。
[實施例3]
將相對苯乙烯(TBC濃度11μg/g)89質量%以及乙苯11質量%的混合液100質量份，添加1,1-雙(第3丁基過氧化)環己烷0.01質量份的聚合液，以5.4升的完全混合型反應器，以0.70升/小時連續放入，調整溫度為117℃。接著將所得之溶液連續地放入具備攪拌器的3區段可控制溫度之3.0升的層流型反應器。將層流型反應器的溫度，調整為128℃/135℃/141℃。藉由以上得到聚合物溶液。
將所得之聚合物溶液，連續地供給附有2段床的脫氣擠出機，擠出機的溫度為225℃，1段床及2段床的真空度為15托(Torr)，回收未反應單體及溶劑後，從添加劑供給口，分別以對聚合物100質量份而言成為0.05質量份之濃度的方式添加磷系抗氧化劑(亞磷酸三(2,4-二第3丁基苯基)酯；商品名：ADK STAB 2112)，得到聚苯乙烯系樹脂組成物。從質量產量算出來單體的聚合率為75%。所得之聚苯乙烯系樹脂中TBC濃度為1.2μg/g。
[實施例4]
除使用的苯乙烯中TBC濃度為25μg/g外，以與實施例1相同的方法，得到聚苯乙烯系樹脂組成物。所得之聚苯乙烯系樹脂 中TBC濃度為5.5μg/g。
[實施例5]
除以對聚合物100質量份而言成為0.05質量份的濃度的方式添加酚系抗氧化劑(3-(3,5-二第3丁基-4-羥基苯基)丙酸硬脂酯；商品名：IRGANOX 1076)外，以與實施例1相同的方法，得到聚苯乙烯系樹脂組成物。
[實施例6]
除以對聚合物100質量份而言成為0.10質量份的濃度的方式磷系抗氧化劑(亞磷酸三(2,4-二第3丁基苯基)酯；商品名：ADK STAB 2112)外，以與實施例5相同的方法，得到聚苯乙烯系樹脂組成物。
[實施例7]
除以對聚合物100質量份而言成為0.10質量份的濃度的方式添加酚系抗氧化劑(3-(3,5-二第3丁基-4-羥基苯基)丙酸硬脂酯；商品名：IRGANOX 1076)外，以與實施例1相同的方法，得到聚苯乙烯系樹脂組成物。
[實施例8]
除以對聚合物100質量份而言成為0.4質量份的濃度的方式添加硬脂醇外，以與實施例6相同的方法，得到聚苯乙烯系樹脂組成物。
[實施例9]
除以對聚合物100質量份而言成為0.4質量份的濃度的方式添加硬脂醇外，以與實施例7相同的方法，得到聚苯乙烯系樹脂組成物。
[實施例10]
除以對聚合物100質量份而言成為0.30質量份的濃度的方式添加酚系抗氧化劑(3-(3,5-二第3丁基-4-羥基苯基)丙酸硬脂酯；商品名：IRGANOX 1076)外，以與實施例1相同的方法，得到聚苯乙烯系樹脂組成物。
[實施例11]
除使用的苯乙烯中TBC濃度為25μg/g，以對聚合物100質量份而言成為0.05質量份的濃度的方式添加酚系抗氧化劑(3-(3,5-二第3丁基-4-羥基苯基)丙酸硬脂酯；商品名：IRGANOX 1076)外，以與實施例1相同的方法，得到聚苯乙烯系樹脂組成物。所得之聚苯乙烯系樹脂中TBC濃度為5.5μg/g。
[實施例12]
除以對聚合物100質量份而言成為0.05質量份的濃度的方式添加酚系抗氧化劑(3-(3,5-二第3丁基-4-羥基苯基)丙酸硬脂酯；商品名：IRGANOX 1076)外，以與實施例3相同的方法，得到聚苯乙烯系樹脂組成物。
[實施例13]
除以對聚合物100質量份而言成為0.4質量份的濃度的方式添加硬脂醇外，以與實施例11相同的方法，得到聚苯乙烯系樹脂組成物。
[實施例14]
除以對聚合物100質量份而言成為0.4質量份的濃度的方式添加硬脂醇外，以與實施例12相同的方法，得到聚苯乙烯系樹脂組成物。
[實施例15]
除使用一部分不精製的在脫氣擠出機回收的混合物(未反應苯乙烯、乙基苯等)，作為原料的一部分，以對聚合物100質量份而言成為0.4質量份的濃度的方式添加硬脂醇外，以與實施例5相同的方法，得到聚苯乙烯系樹脂組成物。
[實施例16]
除以對聚合物100質量份而言成為0.2質量份的濃度的方式添加硬脂醇外，以與實施例5相同的方法，得到聚苯乙烯系樹脂組成物。
[實施例17]
除以對聚合物100質量份而言成為0.4質量份的濃度的方式添加硬脂醇外，以與實施例5相同的方法，得到聚苯乙烯系樹脂組成物。
[實施例18]
除以對聚合物100質量份而言成為0.2質量份的濃度的方式添加硬脂酸外，以與實施例5相同的方法，得到聚苯乙烯系樹脂組成物。
[實施例19]
除以對聚合物100質量份而言成為0.4質量份的濃度的方式添加芥醯胺(Erucamide)外，以與實施例5相同的方法，得到聚苯乙烯系樹脂組成物。
[實施例20]
除以對聚合物100質量份而言成為0.05質量份的濃度的方式添加酚系抗氧化劑(6-[3-(3-第3丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙氧 基]-2,4,8,10-四第3丁基苯并[d,f][1,3,2]二氧磷雜環庚三烯；商品名：住友化學(股)製SUMILIZER GP)外，以與實施例1相同的方法，得到聚苯乙烯系樹脂組成物。
[實施例21]
除以對聚合物100質量份而言成為0.10質量份的濃度的方式添加酚系抗氧化劑(6-[3-(3-第3丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙氧基]-2,4,8,10-四第3丁基苯并[d,f][1,3,2]二氧磷雜環庚三烯；商品名：住友化學(股)製SUMILIZER GP)外，以與實施例1相同的方法，得到聚苯乙烯系樹脂組成物。
[實施例22]
將實施例5記載的樹脂組成物，使用螺桿直徑50mm Φ的單軸擠出機，在樹脂溫度260℃熔融，經由設定溫度為240℃的T型模(T-die)，連續地擠出樹脂薄片。該擠出的樹脂薄片，藉由表面施有鏡面處理的3根冷卻滾輪冷卻，得到厚度3mm、寬度250mm的導光板原板。
該導光板原板的分析結果，殘存的磷系抗氧化劑為400μg/g、酚系抗氧化劑為440μg/g、TBC 1.2μg/g、三聚物2 540μg/g、二聚物+三聚物的合計量2020μg/g。
從該導光板原板於樹脂的流動方向切出光路徑長300mm、寬度50mm的測試片，將入光面、出光面以研磨機(美佳羅科技(MEGARO TECHNICA)公司製PLA-BEAUTY PB-500)進行研磨，使其在光線透過率的測定無問題。
該測試片的評價結果，光線透過率A(波長420至500nm範圍的平行光之平均透過率、%)為87.4%、光線透過率B(波長500至 600nm範圍的平行光之平均透過率、%)為81.3%、光線透過率C(80℃及500小時的曝光處理後的波長420至500nm範圍的平行光之平均透過率)為78.0%、光線透過率比(A/B)為0.93、光線透過率保持率((C/A)×100)為96%。
對其他實施例的組成物也進行相同的導光板原板的評價，可得到相同程度的光線透過率、光線透過率比、光線透過率保持率。
[比較例1]
除不添加磷系抗氧化劑，添加對聚合物100質量份而言0.4質量份之硬脂醇外，以與實施例1相同的方法，得到聚苯乙烯系樹脂組成物。
[比較例2]
除不添加磷系抗氧化劑外，以與實施例1相同的方法，得到聚苯乙烯系樹脂組成物。
[比較例3]
除不添加磷系抗氧化劑，添加對聚合物100質量份而言0.4質量份之硬脂醇外，以與實施例5相同的方法，得到聚苯乙烯系樹脂組成物。
[比較例4]
除添加磷系抗氧化劑、酚系抗氧化劑，同時對聚合物每1g添加TBC 8.5μg，添加對聚合物100質量份而言0.4質量份之硬脂醇外，以與實施例5相同的方法，得到聚苯乙烯系樹脂組成物。所得之聚苯乙烯系樹脂中TBC濃度為10μg/g。
[比較例5]
對苯乙烯(TBC濃度11μg/g)100質量份而言，添加1質量份 的活性氧化鋁，使TBC吸附，藉由過濾除去活性氧化鋁，得到TBC含量在感測限度(1μg/g)以下的苯乙烯。於聚合時，使用所得之苯乙烯，添加對聚合物100質量份而言0.4質量份之硬脂醇外，以與實施例5相同的方法，得到聚苯乙烯系樹脂組成物。
[比較例6]
除不添加硬脂醇外，以與比較例3相同的方法，得到聚苯乙烯系樹脂組成物。
[比較例7]
除不添加硬脂醇外，以與比較例4相同的方法，得到聚苯乙烯系樹脂組成物。
[比較例8]
除不添加硬脂醇外，以與比較例5相同的方法，得到聚苯乙烯系樹脂組成物。
表1及表2中磷系抗氧化劑、酚系抗氧化劑及離模劑，係如下述：磷系抗氧化劑：亞磷酸三(2,4-二第3丁基苯基)酯(ADEKA製ADK STAB 2112
酚系抗氧化劑A：3-(3,5-二第3丁基-4-羥基苯基)丙酸硬脂酯(巴斯夫製IRGANOX 1076)
酚系抗氧化劑B：6-[3-(3-第3丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙氧基]-2,4,8,10-四第3丁基苯并[d,f][1,3,2]二氧磷雜環庚三烯(住友化學(股)製SUMILIZER GP)
離模劑A：硬脂醇(日油製NAAA-45)
離模劑B：硬脂酸(大日化學工業製DIEWAX STF)
離模劑C：芥酸醯胺(日油製ALFLOW P-10)
表1及表2中，「加熱後波長420至500nm」係80℃及500小時的曝光處理後的波長420至500nm範圍的平行光之平均透過率。
[產業上利用可能性]
將本發明的苯乙烯系樹脂組成物成形而得之導光板，可能適合利用於電視、個人電腦用監視器(桌上型用及筆記型用)、導航系統用監視器、手機、室內外空間的照明裝置等使用的顯示裝置以及看板等廣泛的用途。

Claims (6)

  1. 一種苯乙烯系樹脂組成物，其係含有苯乙烯系樹脂100質量份及磷系抗氧化劑0.02至0.2質量份之苯乙烯系樹脂組成物，其中，對該苯乙烯系樹脂每1g之4-第3丁基鄰苯二酚的含量為1至6μg，更含有0.02至0.2質量份的酚系抗氧化劑，前述苯乙烯系樹脂每1g之二聚物與三聚物的合計量為5000μg以下，且下述構造式(I)： 所示的三聚物部分(1a-苯基-4e-(1’-苯基乙基)四氫萘)的含量未達3000μg。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之苯乙烯系樹脂組成物，更含有0.1至1.0質量份的離模劑。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之苯乙烯系樹脂組成物，其中，前述離模劑為高級醇或高級脂肪酸。
  4. 一種導光板，其係含有苯乙烯系樹脂100質量份及磷系抗氧化劑0.02至0.2質量份的導光板，其中，該苯乙烯系樹脂每1g之4-第3丁基鄰苯二酚的含量為1至6μg，更含有0.02至0.2質量份的酚系抗氧化劑，前述苯乙烯系樹脂每1g之二聚物與 三聚物的合計量為5000μg以下，且下述構造式(I)： 所示的三聚物部分(1a-苯基-4e-(1’-苯基乙基)四氫萘)的含量未達3000μg。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之導光板，更含有0.1至1.0質量份的離模劑。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之導光板，其中，前述離模劑為高級醇或高級脂肪酸。
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