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JP2012067287A - 樹脂成形品 - Google Patents

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JP2012067287A
JP2012067287A JP2011180817A JP2011180817A JP2012067287A JP 2012067287 A JP2012067287 A JP 2012067287A JP 2011180817 A JP2011180817 A JP 2011180817A JP 2011180817 A JP2011180817 A JP 2011180817A JP 2012067287 A JP2012067287 A JP 2012067287A
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Hiroyoshi Kakiuchi
博賀 垣内
Tomohiko Tanaka
智彦 田中
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Mitsubishi Chemical Corp
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Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

【課題】 低光学歪み性、耐光性、色相、透明性、熱安定性、及び機械的強度に優れた樹
脂成形品を提供することにある。
【解決手段】 構造の一部に下記一般式(1)で表される部位を有するジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を少なくとも含むポリカーボネート樹脂から成形された板状部を主体とする成形品であって、該成形品の板状部の厚みが0.5mm以上5mm以下であり、該成形品の板状部の最大位相差が250nm以下であり、且つ、該成形品の板状部において位相差が150nm以下の面積の割合が該成形品の板状部の全面積に対して50%以上であること成形品。
【化1】
Figure 2012067287

(但し、上記一般式(1)で表される部位が−CH−O−Hの一部である場合を除く。)
【選択図】 なし

Description

本発明は、低光学歪み性、耐光性、色相、透明性、熱安定性、及び機械的強度に優れた樹脂成形品に関する。
ポリカーボネート樹脂は、一般的にビスフェノール類をモノマー成分とし、透明性、耐熱性、機械的強度等の優位性を生かし、電気・電子部品、自動車用部品、医療用部品、建材、フィルム、シート、ボトル、光学記録媒体、レンズ等の分野でいわゆるエンジニアリングプラスチックスとして広く利用されている。
しかしながら、従来のポリカーボネート樹脂は、長時間紫外線や可視光に曝露される場所で使用すると、色相や透明性、機械的強度が悪化するため、屋外や照明装置の近傍での使用に制限があった。
このような問題を解決するために、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤やベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾオキサジン系紫外線吸収剤をポリカーボネート樹脂に添加する方法が広く知られている(例えば非特許文献1)。
ところが、このような紫外線吸収剤を添加した場合、紫外線照射後の色相などの改良は認められるものの、そもそもの樹脂の色相や耐熱性、透明性の悪化を招いたり、また成形時に揮発して金型を汚染したりする等の問題があった。
従来のポリカーボネート樹脂に使用されるビスフェノール化合物は、ベンゼン環構造を有するために紫外線吸収が大きく、このことがポリカーボネート樹脂の耐光性悪化を招くため、分子骨格中にベンゼン環構造を持たない脂肪族ジヒドロキシ化合物や脂環式ジヒドロキシ化合物、イソソルビドのように分子内にエーテル結合を持つ環状ジヒドロキシ化合物モノマーユニットを使用すれば、原理的には耐光性が改良されることが期待される。中でも、バイオマス資源から得られるイソソルビドをモノマーとしたポリカーボネート樹脂は、耐熱性や機械的強度が優れていることから、近年数多くの検討がなされるようになってきた(例えば、特許文献1〜6)。
しかしながら、上記脂肪族ジヒドロキシ化合物や脂環式ジヒドロキシ化合物、イソソルビドのように分子内にエーテル結合を持つ環状ジヒドロキシ化合物はフェノール性水酸基を有しないため、ビスフェノールAを原料とするポリカーボネート樹脂の製法として広く知られている界面法で重合させることは困難であり、通常、エステル交換法または溶融法と呼ばれる方法で製造される。この方法では、上記ジヒドロキシ化合物とジフェニルカーボネート等の炭酸ジエステルとを塩基性触媒の存在下、200℃以上の高温でエステル交換させ、副生するフェノール等を系外に取り除くことにより重合を進行させ、ポリカーボネート樹脂を得る。ところが、上記のようなフェノール性水酸基を有しないモノマーを用いて得られるポリカーボネート樹脂は、ビスフェノールA等のフェノール性水酸基を有するモノマーを用いて得られたポリカーボネート樹脂に比べ熱安定性に劣っているために、高温にさらされる重合中や成形中に着色が起こり、結果的には紫外線や可視光を吸収して耐光性の悪化を招くという問題があった。中でも、イソソルビドのように分子内にエーテル結合を有するモノマーを用いた場合は色相悪化が著しく、明度の改良についてはより解決するのが困難であった。更に、種々成形品として使用する場合には高温で溶融成形されるが、その時にも熱安定性がよく、成形性、離型性に優れた材料が求められていた。
また、特許文献7には、耐熱性、熱安定性および機械特性に優れたバイオマス資源を原料として使用されたポリカーボネート樹脂からなる大型樹脂成形品が提案されているが、
機械特性が不十分であった。さらに、特許文献8には薄肉・大画面化が図られた導光板等の成形体への加工が容易で、光線透過率の高い光学シートおよびその製造方法、光学シートの表面に凹凸パターンを形成させてなる成形体および成形体の製造方法が提供されており、低光学歪みであるものの、芳香族ポリカーボネートを使用しているため加工温度が高く、しかも、押出成形であるため成形品の形状が限られてしまうという問題があった。
国際公開第04/111106号パンフレット 特開2006−232897号公報 特開2006−28441号公報 特開2008−24919号公報 特開2009−91404号公報 特開2009−91417号公報 特開2009−102537号公報 特開2009−242752号公報
ポリカーボネート樹脂ハンドブック(1992年8月28日 日刊工業新聞社発行 本間精一編)
本発明の目的は、上記従来の問題点を解消し、低光学歪み性、耐光性、色相、透明性、熱安定性、及び機械的強度に優れた樹脂成形品を提供することにある。
本発明者は上記課題を解決するべく鋭意検討を重ねた結果、構造の一部に下記一般式(1)で表される部位を有するジヒドロキシ化合物に由来する構造単位(a)を少なくとも含むポリカーボネート樹脂から成形された板状部を主体とする成形品であって、該成形品の板状部の厚みが0.5mm以上5mm以下であり、該成形品の板状部の最大位相差が250nm以下であり、且つ、該成形品の板状部において位相差が150nm以下の面積の割合が該成形品の板状部の全面積に対して50%以上の成形品が、優れた低光学歪み性を有するだけでなく、優れた耐光性、色相、透明性、熱安定性、及び機械的強度を有することを見出し、本発明に到達した。
即ち、本発明の要旨は下記[1]〜[20]に存する。
[1] 構造の一部に下記一般式(1)で表される部位を有するジヒドロキシ化合物に由来する構造単位(a)を少なくとも含むポリカーボネート樹脂から成形された板状部を主体とする成形品であって、該成形品の板状部の厚みが0.5mm以上5mm以下であり、該成形品の板状部の最大位相差が250nm以下であり、且つ、該成形品の板状部において位相差が150nm以下の面積の割合が該成形品の板状部の全面積に対して50%以上であることを特徴とする成形品。
Figure 2012067287
(但し、上記一般式(1)で表される部位が−CH−O−Hの一部である場合を除く。)
[2] 前記ポリカーボネート樹脂が、脂肪族ジヒドロキシ化合物及び脂環式ジヒドロキシ化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物に由来する構成単位(b)をさらに含むことを特徴とする[1]に記載の成形品。
[3] 前記ポリカーボネート樹脂における全構造単位に対する前記構造単位(a)の割合が30〜95モル%であることを特徴とする[1]又は[2]に記載の成形品。
[4] 下記一般式(1)で表される部位を有するジヒドロキシ化合物が、下記一般式(2)で表される化合物であることを特徴とする[1]乃至[3]のいずれかに記載の成形品。
Figure 2012067287
[5] 前記ポリカーボネート樹脂が、リチウム化合物及び長周期型周期表第2族の金属からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属化合物を含有し、該金属化合物の含有量が、金属量として20重量ppm以下であることを特徴とする[1]乃至[4]のいずれかに記載の成形品。
[6] 前記長周期型周期表第2族の金属からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属化合物がマグネシウム化合物及びカルシウム化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属化合物であることを特徴とする[5]に記載の成形品。
[7] 前記ポリカーボネート樹脂の芳香族モノヒドロキシ化合物含有量が700重量ppm以下であることを特徴とする[1]乃至[6]のいずれかに記載の成形品。
[8] 前記ポリカーボネート樹脂の、下記一般式(3)で表される炭酸ジエステル含有量が60重量ppm以下であることを特徴とする[1]乃至[7]のいずれかに記載の成形品。
Figure 2012067287
(一般式(3)において、A及びAは、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の炭素数1〜炭素数18の脂肪族基、または、置換若しくは無置換の芳香族基であり、AとAとは同一であっても異なっていてもよい。)
[9] 前記ポリカーボネート樹脂中の下記一般式(4)で表される末端基の濃度が、20μeq/g以上160μeq/g以下の範囲であることを特徴とする[1]乃至[8]のいずれかに記載の成形品。
Figure 2012067287
[10] 前記ポリカーボネート樹脂中の芳香環に結合した水素原子(H)の当量数を(A)、芳香環以外に結合した水素原子(H)の当量数を(B)とした場合に、A/(A+B)≦0.05 であることを特徴とする[1]乃至[9]のいずれかに記載の成形品。
[11] 前記ポリカーボネート樹脂が、前記ポリカーボネート樹脂から成形された成形体(厚さ3mm)の波長350nmにおける光線透過率が60%以上であるものであることを特徴とする[1]乃至[10]のいずれかに記載の成形品。
[12] 前記ポリカーボネート樹脂が、前記ポリカーボネート樹脂から成形された成形体(厚さ3mm)の波長320nmにおける光線透過率が30%以上であるものであることを特徴とする[1]乃至[11]のいずれかに記載の成形品。
[13] 前記ポリカーボネート樹脂が、前記ポリカーボネート樹脂から成形された成形品(厚さ3mm)の初期のイエローインデックス値と、63℃、相対湿度50%の環境下にて、メタルハライドランプを用い、波長300nm〜400nmの放射照度1.5kW/mで、100時間照射処理した後に、透過光で測定したASTM D1925−70に準拠したイエローインデックス値との差の絶対値が6以下であるポリカーボネート樹脂であることを特徴とする[1]乃至[12]のいずれかに記載の成形品。
[14] 前記成形品が射出プレス成形法により成形されたものであることを特徴とする[1]乃至[13]のいずれかに記載の成形品。
[15] 最大投影面積が100〜50,000cmであることを特徴とする[1]乃至[14]のいずれかに記載の成形品。
[16] 前記成形品の少なくとも片面に、ハードコート処理がなされていることを特徴とする[1]乃至[15]のいずれかに記載の成形品。
[17] 前記成形品の少なくとも片面に、金型内加飾フィルムが積層されていることを特徴とする[1]乃至[16]のいずれかに記載の成形品。
[18] 前記[1]乃至[17]のいずれかに記載の成形品と筐体が二色成形されてなることを特徴とする樹脂一体成形品。
[19] 前記[1]乃至[17]のいずれかに記載の成形品からなるフラットパネルディスプレイの前面板。
[20] 前記[1]乃至[17]のいずれかに記載の成形品からなるタブレット型パーソナルコンピューターの前面板。
本発明によれば、優れた低光学歪み性を有するだけでなく、優れた耐光性、色相、透明性、熱安定性、及び機械的強度を有する樹脂成形品が得られ、電気・電子部品、自動車用部品等の射出成形用途、カメラレンズ、ファインダーレンズ、CCDやCMOS用レンズなどのレンズや、光ディスク、光学材料、光学部品などの光学用途などの幅広い分野へ適用可能な樹脂成形品を提供することが可能になる。
以下、発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することが出来る。
(1)ポリカーボネート樹脂及びそれに基づく樹脂組成物
以下、本発明の樹脂成形品を得るためのポリカーボネート樹脂及びそれに基づく樹脂組成物について詳述する。
[ポリカーボネート樹脂]
<原料>
(ジヒドロキシ化合物)
本発明で使用するポリカーボネート樹脂(以下、「本発明に用いる樹脂」と称することがある。)は、構造の一部に下記一般式(1)で表される部位を有するジヒドロキシ化合物(以下、「本発明に用いるジヒドロキシ化合物」と称することがある。)に由来する構造単位(a)を少なくとも含む。 即ち、本発明に用いるジヒドロキシ化合物は、2つのヒドロキシル基と、更に構造の一部に下記一般式(1)で表される部位を少なくとも含むものである。
Figure 2012067287
(但し、上記一般式(1)で表される部位が−CH−O−Hの一部である場合を除く。)
本発明に用いるジヒドロキシ化合物としては、構造の一部に上記一般式(1)で表される部位を有するものであれば特に限定されるものではないが、具体的には、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコールなどのオキシアルキレングリコール類、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−イソプロピルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−イソブチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−tert−ブチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−シクロヘキシルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−フェニルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3,5−ジメチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−tert−ブチル−6−メチルフェニル)フルオレン9,9−ビス(4−(3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロポキシ)フェニル)フルオレン等、側鎖に芳香族基を有し、主鎖に芳香族基に結合したエーテル基を有する化合物、下記一般式(2)で表されるジヒドロキシ化合物に代表される無水糖アルコール、下記一般式(5)で表されるスピログリコール等の環状エーテル構造を有する化合物が挙げられるが、中でも、入手のし易さ、ハンドリング、重合時の反応性、得られるポリカーボネート樹脂の色相の観点から、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールが好ましく、耐熱性の観点からは、無水糖アルコール、環状エーテル構造を有する化合物が好ましい。
これらは得られる樹脂の要求性能に応じて、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Figure 2012067287
上記一般式(2)で表されるジヒドロキシ化合物としては、立体異性体の関係にある、イソソルビド、イソマンニド、イソイデットが挙げられ、これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらのジヒドロキシ化合物のうち、芳香環構造を有しないジヒドロキシ化合物を用いることが樹脂の耐光性の観点から好ましく、中でも植物由来の資源として豊富に存在し、容易に入手可能な種々のデンプンから製造されるソルビトールを脱水縮合して得られるイソソルビドが、入手及び製造のし易さ、耐光性、光学特性、成形性、耐熱性、カーボンニュートラルの面から最も好ましい。
本発明に用いる樹脂は、上記本発明に用いるジヒドロキシ化合物以外のジヒドロキシ化合物(以下「その他のジヒドロキシ化合物」と称す場合がある。)に由来する構造単位を含んでいてもよく、その他のジヒドロキシ化合物としては、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,2−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,2−ブタンジオール、1,5−ヘプタンジオール、1,6−ヘキサンジオールのなどの脂肪族ジヒドロキシ化合物、1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、ペンタシクロペンタデカンジメタノール、2,6−デカリンジメタノール、1,5−デカリンジメタノール、2,3−デカリンジメタノール、2,3−ノルボルナンジメタノール、2,5−ノルボルナンジメタノール、1,3−アダマンタンジメタノール、等の脂環式炭化水素のジヒドロキシ化合物が挙げられる。
また、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]、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジエチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−(3,5−ジフェニル)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロモフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン、2,4’−ジヒドロキシ−ジフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシ−5−ニトロフェニル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、3,3−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)シクロヘキサン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、2,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフィド、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’−ジクロロジフェニルエーテル、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ−2−メチル)フェニル)フルオレン、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−2−メチルフェニル)フルオレン等の芳香族ビスフェノール類を使用することもできる。
中でも、樹脂の耐光性の観点からは、分子構造内に芳香環構造を有しないジヒドロキシ化合物、即ち脂肪族ジヒドロキシ化合物及び脂環式炭化水素のジヒドロキシ化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を用いることが好ましく、脂肪族ジヒドロキシ化合物としては、特に1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールが好ましく、脂環式炭化水素のジヒドロキシ化合物としては、特に1,4−シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノールが好ましい。
これらのその他のジヒドロキシ化合物を用いることにより、樹脂の柔軟性の改善、耐熱性の向上、成形性の改善などの効果を得ることも可能であるが、その他のジヒドロキシ化合物に由来する構造単位の含有割合が多過ぎると、機械的物性の低下や、耐熱性の低下を招くことがあるため、全ジヒドロキシ化合物に対する、構造の一部に前記一般式(1)で表される部位を有するジヒドロキシ化合物に由来する構造単位(a)の割合が、好ましくは30モル%以上、更に好ましくは40モル%以上、特に好ましくは45モル%以上、最も好ましくは65モル%以上、一方、好ましくは95モル%以下、より好ましくは80モル%以下、更に好ましくは78モル%以下、特に好ましくは75モル%以下である。この割合が小さすぎると最大位相差が大きくなる傾向にあり、一方、大きすぎると成形性が悪くなる傾向にある。
本発明の樹脂成形品、すなわち前記特定の構造単位を有し、かつ当該成形品の板状部における最大位相差等の光学特性が特定範囲にある成形品を得る手段の一つは、上述のように、全ジヒドロキシ化合物に対する、構造の一部に前記一般式(1)で表される部位を有するジヒドロキシ化合物に由来する構造単位(a)の割合を上記の通り特定範囲とすることである。
本発明に用いるジヒドロキシ化合物は、還元剤、抗酸化剤、脱酸素剤、光安定剤、制酸剤、pH安定剤、熱安定剤等の安定剤を含んでいてもよく、特に酸性下で本発明に用いるジヒドロキシ化合物は変質しやすいことから、塩基性安定剤を含むことが好ましい。塩基性安定剤としては、長周期型周期表(Nomenclature of Inorganic Chemistry IUPAC Recommendations 2005)における1族または2族の金属の水酸化物、炭酸塩、リン酸塩、亜リン酸塩、次亜リン酸塩、硼酸塩、脂肪酸塩や、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルエチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルメチルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリブチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリブチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、テトラフェニルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリフェニルアンモニウムヒドロキシド、メチルトリフェニルアンモニウムヒドロキシド、ブチルトリフェニルアンモニウムヒドロキシド等の塩基性アンモニウム化合物、4−アミノピリジン、2−アミノピリジン、N,N−ジメチル−4−アミノピリジン、4−ジエチルアミノピリジン、2−ヒドロキシピリジン、2−メトキシピリジン、4−メトキシピリジン、2−ジメチルアミノイミダゾール、2−メトキシイミダゾール、イミダゾール、2−メルカプトイミダゾール、2−メチルイミダゾール、アミノキノリン等のアミン系化合物が挙げられる。その中でも、その効果と後述する蒸留除去のしやすさから、ナトリウムまたはカリウムのリン酸塩、亜リン酸塩が好ましく、中でもリン酸水素2ナトリウム、亜リン酸水素2ナトリウムが好ましい。
これら塩基性安定剤の本発明に用いるジヒドロキシ化合物中の含有量に特に制限はないが、少なすぎると本発明に用いるジヒドロキシ化合物の変質を防止する効果が得られない可能性があり、多すぎると本発明に用いるジヒドロキシ化合物の変性を招く場合があるので、通常、本発明に用いるジヒドロキシ化合物に対して、0.0001重量%〜1重量%、好ましくは0.001重量%〜0.1重量%である。
また、これら塩基性安定剤を含有した本発明に用いるジヒドロキシ化合物をポリカーボネート樹脂の製造原料として用いると、塩基性安定剤自体が重合触媒となり、重合速度や品質の制御が困難になるだけでなく、初期色相の悪化を招き、結果的に成形品の耐光性を悪化させるため、樹脂の製造原料として使用する前に塩基性安定剤をイオン交換や蒸留等で除去することが好ましい。
本発明に用いるジヒドロキシ化合物がイソソルビド等、環状エーテル構造を有する場合には、酸素によって徐々に酸化されやすいので、保管や、製造時には、酸素による分解を防ぐため、水分が混入しないようにし、また、脱酸素剤等を用いたり、窒素雰囲気下で取り扱うことが肝要である。イソソルビドが酸化されると、蟻酸等の分解物が発生する場合がある。例えば、これら分解物を含むイソソルビドをポリカーボネート樹脂の製造原料として使用すると、得られる樹脂の着色を招く可能性があり、又、物性を著しく劣化させる可能性があるだけではなく、重合反応に影響を与え、高分子量の重合体が得られない場合もあり、好ましくない。
本発明に用いるジヒドロキシ化合物は、上記酸化分解物や前述の塩基性安定剤を除去するために、蒸留精製を行うことが好ましい。この場合の蒸留は単蒸留であっても、連続蒸留であってもよく、特に限定されない。蒸留の条件としてはアルゴンや窒素などの不活性ガス雰囲気において、減圧下で蒸留を実施することが好ましく、熱による変性を抑制するためには、250℃以下、好ましくは200℃以下、特には180℃以下の条件で行うことが好ましい。
このような蒸留精製で、本発明に用いるジヒドロキシ化合物中の蟻酸含有量を20重量ppm以下、好ましくは10重量ppm以下、特に好ましくは5重量ppm以下にすることにより、前記本発明に用いるジヒドロキシ化合物を含むジヒドロキシ化合物を樹脂の製造原料として使用した際に、重合反応性を損なうことなく色相や熱安定性に優れた樹脂の製造が可能となる。蟻酸含有量の測定はイオンクロマトグラフィーで行う。
(炭酸ジエステル)
本発明に用いる樹脂は、上述した本発明に用いるジヒドロキシ化合物を含むジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルを原料として、エステル交換反応により重縮合させて得ることができる。
用いられる炭酸ジエステルとしては、通常、下記一般式(3)で表されるものが挙げられる。これらの炭酸ジエステルは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
Figure 2012067287
(一般式(3)において、A及びAは、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の炭素数1〜炭素数18の脂肪族基、または、置換若しくは無置換の芳香族基であり、AとAとは同一であっても異なっていてもよい。)
前記一般式(3)で表される炭酸ジエステルとしては、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置換ジフェニルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート及びジ−t−ブチルカーボネート等が例示されるが、好ましくはジフェニルカーボネート、置換ジフェルカーボネートであり、特に好ましくはジフェニルカーボネートである。なお、炭酸ジエステルは、塩化物イオンなどの不純物を含む場合があり、重合反応を阻害したり、得られる樹脂の色相を悪化させたりする場合があるため、必要に応じて、蒸留などにより精製したものを使用することが好ましい。
本発明に用いる樹脂は上記特定の構造単位(a)を有するポリカーボネート樹脂であり、該樹脂は本発明の要旨を損なわない範囲でその他の添加物を加えて、ポリカーボネート樹脂組成物として使用してもよい。
<エステル交換反応触媒>
本発明に用いる樹脂は、上述のように本発明に用いるジヒドロキシ化合物を含むジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとをエステル交換反応させて製造できる。より詳細には、エステル交換させ、副生するモノヒドロキシ化合物等を系外に除去することによって得られる。この場合、通常、エステル交換反応触媒存在下でエステル交換反応により重縮合を行う。
本発明に用いる樹脂の製造時に使用し得るエステル交換反応触媒(以下、単に「触媒」、「重合触媒」と言うことがある。)は、特に波長350nmにおける光線透過率や、イエローインデックス値に影響を与え得る。
用いられる触媒としては、耐光性を満足させ得る、即ち上記した波長350nmにおける光線透過率や、イエローインデックスを所定の値にし得るものであれば限定されないが、長周期型周期表における第1族または第2族(以下、単に「1族」、「2族」と表記する。)の金属化合物、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、アミン系化合物等の塩基性化合物が挙げられる。好ましくは1族金属化合物及び/又は2族金属化合物が使用される。
1族金属化合物及び/又は2族金属化合物と共に、補助的に、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、アミン系化合物等の塩基性化合物を併用することも可能であるが、1族金属化合物及び/又は2族金属化合物のみを使用することが特に好ましい。
また、1族金属化合物及び/又は2族金属化合物の形態としては通常、水酸化物、又は炭酸塩、カルボン酸塩、フェノール塩といった塩の形態で用いられるが、入手のし易さ、取扱いの容易さから、水酸化物、炭酸塩、酢酸塩が好ましく、色相と重合活性の観点からは酢酸塩が好ましい。
1族金属化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、水素化ホウ素ナトリウム、フェニル化ホウ素ナトリウム、安息香酸ナトリウム、リン酸水素2ナトリウム、フェニルリン酸2ナトリウム、ナトリウムのアルコレート若しくはフェノレート、ビスフェノールAの2ナトリウム塩等のナトリウム化合物、水酸化カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウム、酢酸カリウム、ステアリン酸カリウム、水素化ホウ素カリウム、フェニル化ホウ素カリウム、安息香酸カリウム、リン酸水素2カリウム、フェニルリン酸2カリウム、カリウムのアルコレート若しくはフェノレート、ビスフェノールAの2カリウム塩等のカリウム化合物、水酸化リチウム、炭酸水素リチウム、炭酸リチウム、酢酸リチウム、ステアリン酸リチウム、水素化ホウ素リチウム、フェニル化ホウ素リチウム、安息香酸リチウム、リン酸水素2リチウム、フェニルリン酸2リチウム、リチウムのアルコレート若しくはフェノレート、ビスフェノールAの2リチウム塩等のリチウム化合物、水酸化セシウム、炭酸水素セシウム、炭酸セシウム、酢酸セシウム、ステアリン酸セシウム、水素化ホウ素セシウム、フェニル化ホウ素セシウム、安息香酸セシウム、リン酸水素2セシウム、フェニルリン酸2セシウム、セシウムのアルコレート若しくはフェノレート、ビスフェノールAの2セシウム塩等のセシウム化合物等が挙げられ、中でもリチウム化合物が好ましい。
2族金属化合物としては、例えば、水酸化カルシウム、炭酸水素カルシウム、炭酸カルシウム、酢酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム等のカルシウム化合物、水酸化バリウム、炭酸水素バリウム、炭酸バリウム、酢酸バリウム、ステアリン酸バリウム等のバリウム化合物、水酸化マグネシウム、炭酸水素マグネシウム、炭酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、ステアリン酸マグネシウム等のマグネシウム化合物、水酸化ストロンチウム、炭酸水素ストロンチウム、炭酸ストロンチウム、酢酸ストロンチウム、ステアリン酸ストロンチウム等のストロンチウム化合物等が挙げられ、中でもマグネシウム化合物、カルシウム化合物、バリウム化合物が好ましく、重合活性と得られるポリカーボネート樹脂の色相の観点から、マグネシウム化合物及びカルシウム化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属化合物が更に好ましく、最も好ましくはカルシウム化合物である。
塩基性ホウ素化合物としては、例えば、テトラメチルホウ素、テトラエチルホウ素、テトラプロピルホウ素、テトラブチルホウ素、トリメチルエチルホウ素、トリメチルベンジルホウ素、トリメチルフェニルホウ素、トリエチルメチルホウ素、トリエチルベンジルホウ素、トリエチルフェニルホウ素、トリブチルベンジルホウ素、トリブチルフェニルホウ素、テトラフェニルホウ素、ベンジルトリフェニルホウ素、メチルトリフェニルホウ素、ブチルトリフェニルホウ素等のナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、カルシウム塩、バリウム塩、マグネシウム塩、あるいはストロンチウム塩等が挙げられる。
塩基性リン化合物としては、例えば、トリエチルホスフィン、トリ−n−プロピルホスフィン、トリイソプロピルホスフィン、トリ−n−ブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン、あるいは四級ホスホニウム塩等が挙げられる。
塩基性アンモニウム化合物としては、例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルエチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルメチルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリブチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリブチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、テトラフェニルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリフェニルアンモニウムヒドロキシド、メチルトリフェニルアンモニウムヒドロキシド、ブチルトリフェニルアンモニウムヒドロキシド等が挙げられる。
アミン系化合物としては、例えば、4−アミノピリジン、2−アミノピリジン、N,N−ジメチル−4−アミノピリジン、4−ジエチルアミノピリジン、2−ヒドロキシピリジン、2−メトキシピリジン、4−メトキシピリジン、2−ジメチルアミノイミダゾール、2−メトキシイミダゾール、イミダゾール、2−メルカプトイミダゾール、2−メチルイミダゾール、アミノキノリン等が挙げられる。
上記重合触媒の使用量は、好ましくは、重合に用いた全ジヒドロキシ化合物1mol当たり0.1μmol〜300μmol、好ましくは0.5μmol〜100μmolであり、中でもリチウム及び長周期型周期表第2族の金属からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属化合物を用いる場合、特にはマグネシウム化合物及びカルシウム化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属化合物を用いる場合、用いた全ジヒドロキシ化合物1mol当たり、金属量として、通常、0.1μmol以上、好ましくは0.5μmol以上、特に好ましくは0.7μmol以上とする。また上限としては、通常20μmol、好ましくは10μmol、さらに好ましくは3μmol、特に好ましくは1.5μmol、中でも1.0μmolが好適である。
触媒量が少なすぎると、重合速度が遅くなるため結果的に所望の分子量の樹脂を得ようとすると、重合温度を高くせざるを得なくなり、得られた樹脂の色相や耐光性が悪化したり、未反応の原料が重合途中で揮発して本発明に用いるジヒドロキシ化合物を含むジヒドロキシ化合物と前記一般式(3)で表される炭酸ジエステルのモル比率が崩れ、所望の分子量に到達しない可能性がある。一方、重合触媒の使用量が多すぎると、得られる樹脂の色相の悪化を招き、樹脂の耐光性が悪化する可能性がある。
また、1族金属、中でもリチウム、ナトリウム、カリウム及びセシウムは、特にはナトリウム、カリウム及びセシウムは、樹脂中に多く含まれると色相に悪影響を及ぼす可能性があり、該金属は使用する触媒からのみではなく、原料や反応装置から混入する場合があるため、樹脂中のこれらの化合物の合計量は、金属量として、通常20重量ppm以下、好ましくは2重量ppm以下、より好ましくは1.5重量ppm以下、更に好ましくは1.2重量ppm以下、特に好ましくは0.8重量ppm以下、最も好ましくは0.7重量ppm以下である。
樹脂中の金属量は、湿式灰化などの方法で樹脂中の金属を回収した後、原子発光、原子吸光、Inductively Coupled Plasma(ICP)等の方法を使用して測定することが出来る。
<製造方法>
本発明に用いるポリカーボネート樹脂は、本発明に用いるジヒドロキシ化合物を含むジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとをエステル交換反応により重縮合させることによって得られるが、原料であるジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルは、エステル交換反応前に原料調製槽等において、均一に混合することが好ましい。又、原料調製槽等において均一に混合された原料は、原料貯槽等に貯め置いた後に、エステル交換反応に供してもよい。
混合の温度は通常80℃以上、好ましくは90℃以上であり、その上限は通常250℃以下、好ましくは200℃以下、更に好ましくは150℃以下である。中でも100℃以上120℃以下が好適である。混合の温度が低すぎると溶解速度が遅かったり、溶解度が不足する可能性があり、しばしば固化等の不具合を招き、混合の温度が高すぎるとジヒドロキシ化合物の熱劣化を招く場合があり、結果的に得られるポリカーボネート樹脂の色相が悪化し、耐光性に悪影響を及ぼす可能性がある。
本発明に用いる樹脂の原料である本発明に用いるジヒドロキシ化合物を含むジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルと混合する操作は、酸素濃度10vol%以下、更には0.0001vol%〜10vol%、中でも0.0001vol%〜5vol%、特には0.0001vol%〜1vol%の雰囲気下で行うことが、色相悪化防止の観点から好ましい。
本発明に用いるポリカーボネート樹脂を得るためには、前記一般式(3)で表される炭酸ジエステルを、反応に用いる本発明に用いるジ・BR>Qドロキシ化合物を含む全ジヒドロキシ化合物に対して、0.90〜1.20のモル比率で用いることが好ましく、さらに好ましくは、0.95〜1.10のモル比率である。
このモル比率が小さくなると、製造された樹脂の末端水酸基量が増加して、ポリマーの熱安定性が悪化し、成形時に着色を招いたり、エステル交換反応の速度が低下したり、所望する高分子量体が得られない可能性がある。
また、このモル比率が大きくなると、エステル交換反応の速度が低下したり、所望とする分子量の樹脂の製造が困難となる場合がある。エステル交換反応速度の低下は、重合反応時の熱履歴を増大させ、結果的に得られた樹脂の色相や耐光性を悪化させる可能性がある。
更には、本発明に用いるジヒドロキシ化合物を含む全ジヒドロキシ化合物に対して、前記一般式(3)で表される炭酸ジエステルのモル比率が増大すると、得られる樹脂中の残存炭酸ジエステル量が増加し、これらが紫外線を吸収して樹脂の耐光性を悪化させる場合があり、好ましくない。 本発明に用いる樹脂に残存する前記一般式(3)で表される炭酸ジエステルの濃度は、好ましくは60重量ppm以下、更に好ましくは50重量ppm以下、特に好ましくは40重量ppm以下が好適である。現実的に樹脂は未反応の炭酸ジエステルを含むことがあり、濃度の下限値は通常1重量ppmである。
本発明において、ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとを重縮合させる方法は、上述の触媒存在下、通常、複数の反応器を用いて多段階で実施される。反応の形式は、バッチ式、連続式、あるいはバッチ式と連続式の組み合わせのいずれの方法でもよい。
重合初期においては、相対的に低温、低真空でプレポリマーを得、重合後期においては相対的に高温、高真空で所定の値まで分子量を上昇させることが好ましいが、各分子量段階でのジャケット温度と内温、反応系内の圧力を適切に選択することが色相や耐光性の観点から重要である。例えば、重合反応が所定の値に到達する前に温度、圧力のどちらか一方でも早く変化させすぎると、未反応のモノマーが留出し、ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルのモル比率を狂わせ、重合速度の低下を招いたり、所定の分子量や末端基を持つポリマーが得られなかったりして結果的に本願発明の目的を達成することができない可能性がある。
更には、留出するモノマーの量を抑制するために、重合反応器に還流冷却器を用いることは有効であり、特に未反応モノマー成分が多い重合初期の反応器でその効果は大きい。還流冷却器に導入される冷媒の温度は使用するモノマーに応じて適宜選択することができるが、通常、還流冷却器に導入される冷媒の温度は該還流冷却器の入口において45〜180℃であり、好ましくは、80〜150℃、特に好ましくは100〜130℃である。冷媒の温度が高すぎると還流量が減り、その効果が低下し、逆に低すぎると、本来留去すべきモノヒドロキシ化合物の留去効率が低下する傾向にある。冷媒としては、温水、蒸気、熱媒オイル等が用いられ、蒸気、熱媒オイルが好ましい。
重合速度を適切に維持し、モノマーの留出を抑制しながら、最終的に得られるポリカーボネート樹脂の色相や熱安定性、耐光性等を損なわないようにするためには、前述の触媒の種類と量の選定が重要である。
本発明に用いる樹脂は、触媒を用いて、複数の反応器を用いて多段階で重合させて製造することが好ましいが、重合を複数の反応器で実施する理由は、重合反応初期においては、反応液中に含まれるモノマーが多いために、必要な重合速度を維持しつつ、モノマーの揮散を抑制することが重要であり、重合反応後期においては、平衡を重合側にシフトさせるために、副生するモノヒドロキシ化合物を十分留去することが重要になるためである。このように、異なった重合反応条件を設定するためには、直列に配置された複数の重合反応器を用いることが、生産効率の観点から好ましい。
本発明に用いるポリカーボネート樹脂の製造において使用される反応器は、上述の通り、少なくとも2基以上あればよいが、生産効率などの観点からは、3基以上、好ましくは3〜5基、特に好ましくは、4基である。
反応器が2基以上あれば、その反応器内で、更に条件の異なる反応段階を複数設定したり、連続的に温度・圧力を変えたりしてもよい。
重合触媒は原料調製槽、原料貯槽に添加することもでき、また重合槽に直接添加することもできるが、供給の安定性、重合反応の制御の観点からは、重合槽に供給される原料ラインの途中に触媒供給ラインを設置し、供給することが好ましい。供給する重合触媒の状態は固体、液体があげられるが、定量供給性の観点から、液体が好ましい。
重合反応の温度は、低すぎると反応速度の低下や反応時間の延長などにより生産性が低下し、高すぎるとモノマーの揮散を招くだけでなく、樹脂の分解や着色を助長する可能性がある。
具体的には、第1段目の反応は、重合反応器の内温の最高温度として、140℃〜270℃、好ましくは180℃〜240℃、更に好ましくは200℃〜230℃で、110kPa〜1kPa、好ましくは70kPa〜5kPa、更に好ましくは30kPa〜10kPa(絶対圧力)の圧力下、0.1時間〜10時間、好ましくは0.5時間〜3時間、発生するモノヒドロキシ化合物を反応系外へ留去しながら実施される。
第2段目以降は、反応系の圧力を第1段目の圧力から徐々に下げ、引き続き発生するモノヒドロキシ化合物を反応系外へ除きながら、最終的には反応系の圧力(絶対圧力)を200Pa以下にして、内温の最高温度210℃〜270℃、好ましくは220℃〜250℃で、通常0.1時間〜10時間、好ましくは、1時間〜6時間、特に好ましくは0.5時間〜3時間行う。
特に樹脂の着色や熱劣化を抑制し、色相や耐光性の良好な樹脂を得るには、全反応段階における内温の最高温度が250℃未満、特に225℃〜245℃であることが好ましい。
また、重合反応後半の重合速度の低下を抑止し、熱履歴による劣化を最小限に抑えるためには、重合の最終段階でプラグフロー性と界面更新性に優れた横型反応器を使用することが好ましい。
所定の分子量の樹脂を得るために重合温度を高く、重合時間を長くし過ぎると、得られる樹脂の紫外線透過率は下がり、イエローインデックス(YI)値は大きくなる傾向にある。
副生したモノヒドロキシ化合物は、資源有効活用の観点から、必要に応じ精製を行った後、炭酸ジフェニルやビスフェノールA等の原料として再利用することが好ましい。
上記のようにして得られたポリカーボネート樹脂は、重縮合後、通常、冷却固化させ、回転式カッター等でペレット化される。
ペレット化の方法は限定されるものではないが、最終重合反応器から溶融状態で抜き出し、ストランドの形態で冷却固化させてペレット化させる方法、最終重合反応器から溶融状態で一軸または二軸の押出機に樹脂を供給し、溶融押出しした後、冷却固化させてペレット化させる方法、又は、最終重合反応器から溶融状態で抜き出し、ストランドの形態で冷却固化させて一旦ペレット化させた後に、再度一軸または二軸の押出機に樹脂を供給し、溶融押出しした後、冷却固化させてペレット化させる方法等が挙げられる。
その際、押出機中で、残存モノマーの減圧脱揮や、通常知られている、熱安定剤、中和剤、紫外線吸収剤、離型剤、着色剤、帯電防止剤、滑剤、潤滑剤、可塑剤、相溶化剤、難燃剤等を添加、混練することも出来る。
押出機中の、溶融混練温度は、樹脂のガラス転移温度や分子量に依存するが、通常150℃〜300℃、好ましくは200℃〜270℃、更に好ましくは230℃〜260℃である。溶融混練温度が150℃より低いと、樹脂の溶融粘度が高く、押出機への負荷が大きくなり、生産性が低下する。300℃より高いと、の熱劣化が激しくなり、分子量の低下による機械的強度の低下や着色、ガスの発生を招く。
本発明に用いるポリカーボネート樹脂を製造する際には、異物の混入を防止するため、押出機にフィルターを設置することが望ましい。フィルターの設置位置は押出機の下流側が好ましく、フィルターの異物除去の大きさ(目開き)は、99%除去の濾過精度として100μm以下が好ましい。特に、フィルム用途等で微少な異物の混入を嫌う場合は、40μm以下、さらには10μm以下が好ましい。
本発明に用いる樹脂の押し出しは、押出後の異物混入を防止するために、好ましくはJISB 9920(2002年)に定義されるクラス7、更に好ましくはクラス6より清浄度の高いクリーンルーム中で実施することが望ましい。
また、押し出された樹脂を冷却しチップ化する際は、空冷、水冷等の冷却方法を使用するのが好ましい。空冷の際に使用する空気は、ヘパフィルター等で空気中の異物を事前に取り除いた空気を使用し、空気中の異物の再付着を防ぐのが望ましい。水冷を使用する際は、イオン交換樹脂等で水中の金属分を取り除き、さらにフィルターにて、水中の異物を取り除いた水を使用することが望ましい。用いるフィルターの目開きは、99%除去の濾過精度として10μm〜0.45μmであることが好ましい。
このようにして得られた本発明に用いる樹脂の分子量は、還元粘度で表すことができ、還元粘度は、通常0.30dL/g以上であり、0.35dL/g以上が好ましく、還元粘度の上限は、1.20dL/g以下、1.00dL/g以下がより好ましく、0.80dL/g以下が更に好ましい。
樹脂の還元粘度が低すぎると成形品の機械的強度が小さい可能性があり、大きすぎると、成形する際の流動性が低下し、生産性や成形性を低下させる傾向がある。
なお、還元粘度は、溶媒として塩化メチレンを用い、樹脂濃度を0.6g/dLに精密に調製し、温度20.0℃±0.1℃でウベローデ粘度管を用いて測定する。
更に本発明に用いる樹脂の下記一般式(4)で表される末端基の濃度(「末端フェニル基濃度」という)の下限量は、好ましくは20μeq/g、更に好ましくは40μeq/g、特に好ましくは50μeq/gであり、一方、上限量は好ましくは160μeq/g、更に好ましくは140μeq/g、特に好ましくは100μeq/gである。
下記一般式(4)で表される末端基の濃度が、高すぎると重合直後や成形時の色相が良くても、紫外線曝露後の色相の悪化を招く可能性があり、逆に低すぎると熱安定性が低下する恐れがある。
下記一般式(4)で表される末端基の濃度を制御するには、原料である本発明に用いるジヒドロキシ化合物を含むジヒドロキシ化合物と前記一般式(3)で表される炭酸ジエステルのモル比率を制御する他、エステル交換反応時の触媒の種類や量、重合圧力や重合温度を制御する方法等が挙げられる。
Figure 2012067287
一般式(3)で表される炭酸ジエステルとして、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を用い、本発明に用いる樹脂を製造する場合は、フェノール、置換フェノールが副生し、樹脂中に残存することは避けられないが、フェノール、置換フェノールも芳香環を有することから紫外線を吸収し、耐光性の悪化要因になる場合があるだけでなく、成形時の臭気の原因となる場合がある。樹脂中には、通常のバッチ反応後は1000重量ppm以上の副生フェノール等の芳香環を有する、芳香族モノヒドロキシ化合物が含まれているが、耐光性や臭気低減の観点からは、脱揮性能に優れた横型反応器や真空ベント付の押出機を用いて、好ましくは700重量ppm以下、更に好ましくは500重量ppm以下、特には300重量ppm以下にすることが好ましい。ただし、工業的に完全に除去することは困難であり、芳香族モノヒドロキシ化合物の含有量の下限値は、通常1重量ppmである。
尚、これら芳香族モノヒドロキシ化合物は、用いる原料により、置換基を有していてもよく、例えば、炭素数が5以下であるアルキル基などを有していてもよい。
また、本発明に用いる樹脂の芳香環に結合した水素原子(H)の当量数を(A)、芳香環以外に結合した水素原子(H)の当量数を(B)とした場合、芳香環に結合した水素原子(H)の当量数の全水素原子(H)の当量数に対する比率は、A/(A+B)で表されるが、耐光性には上述のように、紫外線吸収能を有する芳香族環が影響を及ぼす可能性があるため、A/(A+B)の値は0.05以下であることが好ましく、更に好ましくは0.03以下、特に好ましくは0.02以下、好適には0.01以下である。A/(A+B)は、H−NMRで定量することができる。
[その他の添加剤]
前述の通り、本発明において用いるポリカーボネート樹脂には、本発明の要旨を損なわない範囲でその他の添加物を加えて、ポリカーボネート樹脂組成物として使用されることが一般的である。
このような添加剤としては、例えば酸化防止剤、酸性化合物、紫外線吸収剤、光安定剤、無機充填剤などが挙げられる。
酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、ホスファイト系酸化防止剤及びイオウ系酸化防止剤からなる群より選ばれた少なくとも1種であることが好ましく、フェノール系酸化防止剤及び/またはホスファイト系酸化防止剤が更に好ましい。
フェノール系酸化防止剤としては、例えばペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)、グリセロール−3−ステアリルチオプロピオネート、トリエチレングリコール−ビス[3−(3−tert−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,6−ヘキサンジオール−ビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、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、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、N,N−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナマイド)、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ベンジルホスホネート−ジエチルエステル、トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、4,4’−ビフェニレンジホスフィン酸テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)、3,9−ビス{1,1−ジメチル−2−[β−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ]エチル}−2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカン等の化合物が挙げられる。
これらの化合物の中でも、炭素数5以上のアルキル基によって1つ以上置換された芳香族モノヒドロキシ化合物が好ましく、具体的には、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、ペンタエリスリチル−テトラキス{3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート}、1,6−ヘキサンジオール−ビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン等が好ましく、ペンタエリスリチル−テトラキス{3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートが更に好ましい。
ホスファイト系酸化防止剤としては、例えば、トリフェニルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、トリデシルホスファイト、トリオクチルホスファイト、トリオクタデシルホスファイト、ジデシルモノフェニルホスファイト、ジオクチルモノフェニルホスファイト、ジイソプロピルモノフェニルホスファイト、モノブチルジフェニルホスファイト、モノデシルジフェニルホスファイト、モノオクチルジフェニルホスファイト、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、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、ビス(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ−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、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、が挙げられる。
これらの中でも、トリスノニルフェニルホスファイト、トリメチルホスフェート、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、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が好ましく、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイトが更に好ましい。
イオウ系酸化防止剤としては、例えば、ジラウリル−3,3’−チオジプロピオン酸エステル、ジトリデシル−3,3’−チオジプロピオン酸エステル、ジミリスチル−3,3’−チオジプロピオン酸エステル、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオン酸エステル、ラウリルステアリル−3,3’−チオジプロピオン酸エステル、ペンタエリスリトールテトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)、ビス[2−メチル−4−(3−ラウリルチオプロピオニルオキシ)−5−tert−ブチルフェニル]スルフィド、オクタデシルジスルフィド、メルカプトベンズイミダゾール、2−メルカプト−6−メチルベンズイミダゾール、1,1’−チオビス(2−ナフトール)などが挙げられる。上記のうち、ペンタエリスリトールテトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)が好ましい。
酸化防止剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂100重量部に対し、好ましくは、0.001重量部以上、更に好ましくは0.01重量部以上、特に好ましくは0.05重量部以上、一方、好ましくは1重量部以下、更に好ましくは、0.7重量部以下、特に好ましくは0.5重量部以下である。酸化防止剤の含有量が過度に少ないと、成形時の着色抑制効果が不十分になることがある。また、酸化防止剤の含有量が過度に多いと、射出成形時における金型への付着物が多くなったり、押出成形によりフィルムを成形する際にロールへの付着物が多くなったりすることにより、製品の表面外観が損なわれるおそれがある。
酸性化合物としては、例えば、塩酸、硝酸、ホウ酸、硫酸、亜硫酸、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、ポリリン酸、アジピン酸、アスコルビン酸、アスパラギン酸、アゼライン酸、アデノシンリン酸、安息香酸、ギ酸、吉草酸、クエン酸、グリコール酸、グルタミン酸、グルタル酸、ケイ皮酸、コハク酸、酢酸、酒石酸、シュウ酸、p−トルエンスルフィン酸、p−トルエンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、ニコチン酸、ピクリン酸、ピコリン酸、フタル酸、テレフタル酸、プロピオン酸、ベンゼンスルフィン酸、ベンゼンスルホン酸、マロン酸、マレイン酸等のブレンステッド酸及びそのエステル類が挙げられる。
これらの酸性化合物又はその誘導体の中でも、スルホン酸類又はそのエステル類が好ましく、中でも、p−トルエンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸メチル、p−トルエンスルホン酸ブチルが特に好ましい。
これらの酸性化合物は、上述した樹脂の重縮合反応において使用される塩基性エステル交換触媒を中和する化合物として、樹脂組成物の製造工程において添加することができる。
酸性化合物の配合量は、樹脂100重量部に対し、少なくとも1種の酸性化合物0.00001重量部以上0.1重量部以下、好ましくは、0.0001重量部以上0.01重量部以下、さらに好ましくは0.0002重量部以上0.001重量部以下である。酸性化合物の配合量が過度に少ないと、射出成形する際に、樹脂組成物の射出成形機内の滞留時間が長くなった場合における着色を抑制することが充分に出来ない場合がある。また、酸性化合物の配合量が過度に多いと、樹脂組成物の耐加水分解性が著しく低下する場合がある。
紫外線吸収剤、光安定剤を用いる場合の含有量は、樹脂100重量部に対して0.01重量部〜2重量部が好ましい。
無機充填材としては、例えば、ガラス繊維、ガラスミルドファイバー、ガラスフレーク、ガラスビーズ、炭素繊維、シリカ、アルミナ、酸化チタン、硫酸カルシウム粉体、石膏、石膏ウィスカー、硫酸バリウム、タルク、マイカ、ワラストナイト等の珪酸カルシウム;カーボンブラック、グラファイト、鉄粉、銅粉、二硫化モリブデン、炭化ケイ素、炭化ケイ素繊維、窒化ケイ素、窒化ケイ素繊維、黄銅繊維、ステンレス繊維、チタン酸カリウム繊維、ウィスカー等が挙げられる。これらの中でも、ガラスの繊維状充填材、ガラスの粉状充填材、ガラスのフレーク状充填材;炭素の繊維状充填材、炭素の粉状充填材、炭素のフレーク状充填材;各種ウィスカー、マイカ、タルクが好ましい。より好ましくは、ガラス繊維、ガラスフレーク、ガラスミルドファイバー、炭素繊維、ワラストナイト、マイカ、タルクが挙げられる。
無機充填材の配合量は、樹脂100重量部に対し、通常1重量部以上100重量部以下であり、好ましくは3重量部以上50重量部以下である。無機充填材の配合量が過度に少ないと補強効果が少なく、また、過度に多いと外観が悪くなる傾向がある。
また、本発明で用いる樹脂組成物は例えば、芳香族ポリカーボネート、芳香族ポリエステル、脂肪族ポリエステル、ポリアミド、ポリスチレン、ポリオレフィン、アクリル、アモルファスポリオレフィン、ABS、ASなどの合成樹脂、ポリ乳酸、ポリブチレンスクシネートなどの生分解性樹脂、ゴムなどの1種又は2種以上と混練して、ポリマーアロイとしても用いることもできる。
上記の樹脂組成物を製造するためには、上記成分を同時に、または任意の順序でタンブラー、V型ブレンダー、ナウターミキサー、バンバリーミキサー、混練ロール、押出機等の混合機により混合して製造することができる。更に、本発明の目的を損なわない範囲で、樹脂組成物に通常用いられる核剤、難燃剤、無機充填剤、衝撃改良剤、発泡剤、染顔料等が含まれても差し支えない。
また、この樹脂組成物は、リチウム化合物及び長周期型周期表第2族の金属からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属化合物を含有することが好ましく、該金属化合物の含有量は、金属量として、好ましくは0.1重量ppm以上、更に好ましくは0.5重量ppm以上、特に好ましくは0.7重量ppm以上とする。また上限としては、好ましくは20重量ppm、更に好ましくは10重量ppm、特に好ましくは3重量ppm、最も好ましくは1.5重量ppm、中でも1.0ppm重量が好適である。
(2)樹脂成形品
<物性・特性>
本発明の樹脂成形品は、本発明に用いる樹脂組成物を常法に従って成形して得られるが、好ましい成形方法は射出成形法である。
本発明の樹脂成形品は、板状部を主体とする成形品であって、該成形品の板状部の厚みが0.5mm以上5mm以下であり、該成形品の板状部の最大位相差が250nm以下であり、且つ、該成形品の板状部において位相差が150nm以下の面積の割合が該成形品の板状部の全面積に対して50%以上であることを特徴とする成形品である。この最大位相差の値が小さいほど成形品の光学歪みが低くなり、光学用途の使用により適するが、最大位相差の値を小さくすることには一般的には限界がある。
なお、「板状部を主体とする」とは、板状部が、これを含む面の50%以上であることを言う。
また、本発明の成形品の板状部における位相差150nm以下の面積の割合は、成形品の板状部の全面積に対して50%以上であるが、60%以上であることが好ましく、更に好ましくは70%以上、特に好ましくは80%以上、最も好ましくは90%以上である。
なお、上記割合は高いほど好ましいが、通常は98%以下である。この割合が小さすぎると成形品の光学歪みが高い面積の割合が大きくなり、光学用途に使用し難い傾向になる。
なお、本発明の成形品は、光学用途への使用の観点から、その最大投影面積が、好ましくは100cm〜50,000cm、より好ましくは500cm〜50,000cm、更に好ましくは1,000cm〜20,000cm、特に好ましくは1,500cm〜10,000cmである。
なお、本発明の成形品は、例えばテレビジョン、コンピューターのモニター、各種タッチパネル等の液晶表示装置に用いることができ、このような用途においては、平面状の部材として用いられることが多い。この場合は、本発明における板状部は、成形品の全面となる。
また、例えば、このような平面板と枠体(ベゼル)とが組み合わされた成形品や二色成形等によって筐体と平面板が一体的に成形されたような成形品においては、板状部とは枠体や筐体を除く平面部、即ち成形品の平面板のうちで枠体等によって覆われていない部分のことを言う。
本発明の成形品に用いるポリカーボネート樹脂は、該樹脂から成形された成形品(厚さ3mm)の波長350nmにおける光線透過率が60%以上であるのが好ましく、より好ましくは65%以上、特に好ましくは70%以上である。該波長における光線透過率が60%を下回ると、吸収が大きくなり、耐光性が悪化する場合がある。
また、本発明の成形品に用いるポリカーボネート樹脂は、該樹脂から成形された成形品(厚さ3mmの平板)の波長320nmにおける光線透過率が30%以上であることが好ましく、40%以上が更に好ましく、50%以上が特に好ましい。該波長における光線透過率が30%を下回ると、耐光性が悪化する傾向にある。
本発明の成形品に用いるポリカーボネート樹脂は、該樹脂から成形された成形品(厚さ3mmの平板)の初期のイエローインデックス値(初期のYI値)と、63℃、相対湿度50%の環境下にて、メタルハライドランプを用い、波長300nm〜400nmの放射照度1.5kW/mで、100時間照射処理した後に、透過光で測定したASTM D1925−70に準拠したイエローインデックス(YI)値との差の絶対値は6以下であることが好ましく、より好ましくは4以下、特に好ましくは3以下である。
なお、本発明におけるメタルハライドランプを用いた照射処理は、後述するが、特定の装置で、特定のフィルターなどを用い、主として300nm〜400nmの波長の光を(この波長範囲以外の波長の光はできるだけ取り除き)、放射照度1.5kW/mで、試料に100時間照射することをいう。
本発明者らは前記メタルハライドランプを用い、波長300nm〜400nmの放射照度1.5kW/mで、100時間の照射処理前後のASTM D1925−70に準拠して測定したイエローインデックス(YI)値の差の絶対値が6を超えると、成形直後には着色がなくても紫外光を含む光線に曝露されると着色する場合があるということを見出し、これが意外にもエステル交換反応(重縮合反応)で受けた熱履歴や、使用した触媒、含まれる金属成分、特定の分子構造を持つ物質の含有量等を制御することにより解決できるという知見を得たものである。
また「初期のイエローインデックス値」は、上記の厚さ3mmの平板について、メタルハライドランプでの照射処理等を行わずに、透過光で測定したイエローインデックス値のことを指す。
本発明の成形品は、初期のイエローインデックス値(初期のYI値)として、10以下であることが好ましく、より好ましくは7以下、特に好ましくは5以下である。
<製造方法>
本発明の成形品の製造は、種々の方法で行うことができる。
一般に樹脂成形品の製造においては押出成形法が汎用的に使用されているものの、得られる成形品の形状に制約があり、複雑な形状の成形品の製造には困難を伴うことがある。
本発明の成形品の製造は、射出成形法によって行うことが好ましい。特に、成形品の光学歪みを低くするという観点から射出プレス成形によって行うことが好ましい。射出成形の場合、成形品の形状に応じた金型を使用することにより、複雑な形状の樹脂成形品を製造することができる。
射出成形は射出成形機によって行われ、使用する樹脂組成物および製品形状に応じて適宜好適な成形条件が設定される。成形条件としては、シリンダー温度、金型温度、射出圧、保圧、スクリュー回転数、クッション量、射出速度、射出時間、保圧時間、冷却時間などが挙げられる。
本発明の成形品の射出成型法による製造においては、シリンダー温度は、好ましくは200℃〜300℃、更に好ましくは210℃〜280℃、特に好ましくは220℃〜270℃、最も好ましくは230℃〜260℃である。シリンダー温度が高すぎると樹脂組成物が熱分解し、樹脂成形品が着色する傾向にあり、一方低すぎると、樹脂組成物の溶融粘度が高くなり、成形不良を生じたり、光学歪みが大きくなったりする傾向にある。
金型温度は、好ましくは40℃〜120℃、更に好ましくは50℃〜100℃、特に好ましくは60℃〜80℃である。金型温度が高すぎると、成形品の生産性が低下する傾向にあり、一方、低すぎると、光学歪みが大きくなる傾向にある。
本発明の成形品、すなわち、構造の一部に下記一般式(1)で表される部位を有するジヒドロキシ化合物に由来する構造単位(a)を少なくとも含むポリカーボネート樹脂から成形された板状部を主体とする成形品であって、該成形品の板状部の厚みが0.5mm以上5mm以下であり、該成形品の板状部の最大位相差が250nm以下であり、且つ、該成形品の板状部において位相差が150nm以下の面積の割合が該成形品の板状部の全面積に対して50%以上である成形品を得る手段としては、前述したように全ジヒドロキシ化合物に対する上記ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位(a)の割合を特定範囲とすることの他に、シリンダー温度および金型温度を上記の特定範囲とすることが挙げられる。
本発明の成形品は、これらの手段を単独で、あるいは適宜組み合わせることにより製造することができる。
本発明によれば、低光学歪み性、耐光性、色相、透明性、熱安定性、及び機械的強度に優れた成形品を提供することができる。
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例により限定されるものではない。
以下において、ポリカーボネート樹脂、ポリカーボネート樹脂組成物、成形品の物性ないし特性の評価は次の方法により行った。
(1)酸素濃度の測定
重合反応装置内の酸素濃度を、酸素計(AMI社製:1000RS)を使用し、測定した。
(2)還元粘度の測定
ポリカーボネート樹脂組成物のサンプルを、溶媒として塩化メチレンを用いて溶解し、0.6g/dLの濃度のポリカーボネート溶液を調製した。森友理化工業社製ウベローデ型粘度管を用いて、温度20.0℃±0.1℃で測定を行い、溶媒の通過時間tと溶液の通過時間tから次式より相対粘度ηrelを求め、
ηrel=t/t
相対粘度から次式より比粘度ηspを求めた。
ηsp=(η−η)/η=ηrel−1
比粘度を濃度c(g/dL)で割って、還元粘度ηsp/cを求めた。この値が高いほど分子量が大きい。
(3)ポリカーボネート樹脂組成物中の金属濃度の測定
パーキンエルマー社製マイクロウェーブ分解容器にポリカーボネート樹脂組成物ペレット約0.5gを精秤し、97%硫酸2mLを加え、密閉状態にして230℃で10分間マイクロウェーブ加熱した。室温まで冷却後、68%硝酸1.5mLを加えて、密閉状態にして150℃で10分間マイクロウェーブ加熱した後、再度室温まで冷却を行い、更に68%硝酸2.5mLを加え、再び密閉状態にして230℃で10分間マイクロウェーブ加熱し、内容物を完全に分解させた。室温まで冷却後、上記で得られた液を純水で希釈し、サーモクエスト社製ICP−MSで定量した。
(4)ポリカーボネート樹脂組成物中の各ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位比及び末端フェニル基濃度の測定
ポリカーボネート樹脂組成物中の各ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位比は、ポリカーボネート樹脂組成物30mgを秤取し、重クロロホルム約0.7mLに溶解し、溶液とし、これを内径5mmのNMR用チューブに入れ、日本電子社製JNM−AL400(共鳴周波数400MHz)を用いて常温でH NMRスペクトルを測定した。各ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位に基づくシグナル強度比より各ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位比を求めた。
末端フェニル基濃度は、1,1,2,2−テトラブロモエタンを内部標準として、上記と同様にH−NMRを測定し、内部標準と末端フェニル基に基づくシグナル強度比より求めた。
(5)ポリカーボネート樹脂組成物中の芳香族モノヒドロキシ化合物含有量、前記一般式(3)で表される炭酸ジエステル含有量の測定
ポリカーボネート樹脂組成物試料1.25gを塩化メチレン7mlに溶解し溶液とした後、総量が25mlになるようにアセトンを添加して再沈殿処理を行った。次いで、該処理液を0.2μmディスクフィルターでろ過して、液体クロマトグラフィーにて定量を行った。
(6)芳香環に結合した水素原子(H)の当量数(A)の全水素原子(H)の当量数(A+B)に対する比(ここで(B)は芳香環に結合していない水素原子(H)の当量数である)
内部標準物質としてテトラメチルシラン(TMS)をあらかじめ添加混合した重クロロホルムのみのスペクトルを測定し、TMSと重クロロホルム中に含まれる残存水素原子(H)のシグナル比を求める。次に、ポリカーボネート樹脂30mgを秤取し、前記重クロロホルム約0.7mLに溶解させた。これを内径5mmのNMR用チューブに入れ、日本電子社製JNM−AL400(共鳴周波数400MHz)を用いて常温でH NMRスペクトルを測定した。得られたNMRチャートの6.5ppm〜8.0ppmに現れるシグナルの積分値から、重クロロホルム中に含まれる残存水素原子(H)のシグナルの積分値(TMSのシグナルの積分値および前記で予め求めたTMSと重クロロホルム中に含まれる残存水素原子(H)との比から求める)を差し引いた値をaとする。一方、0.5ppm〜6.5ppmに現れるシグナルの積分値をbとすると、a/(a+b)=A/(A+B)となるので、これを求めた。
(7)成形品の位相差の測定と成形品の位相差が150nm以下の面積の割合
500mmx500mmx3mmの成形プレートを分割して、王子計測機器製の位相差測定装置「KOBRA WWR/XY」により、波長590nmに対する位相差を測定した。測定は20mmx20mmのメッシュに分割して行い、分割したメッシュの中で最も大きな位相差を最大位相差とし、また、150nm以下の位相差を示したメッシュの全メッシュに対する割合を成形品の位相差が150nm以下の面積の全面積に対する割合とした。
(8)ポリカーボネート樹脂組成物の初期色相の評価方法
ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを、窒素雰囲気下、110℃で10時間乾燥した。次に、乾燥したポリカーボネート樹脂組成物のペレットを射出成形機(日本製鋼所社製J75EII型)に供給し、樹脂温度220℃、成形サイクル23秒間の条件で、射出成形片(幅60mm×長さ60mm×厚さ3mm)を成形する操作を繰り返し、10ショット目〜20ショット目で得られた射出成形片の厚み方向での透過光におけるイエローインデックス(初期のYI)値をカラーテスタ(コニカミノルタ社製CM−3700d)を用いて測定し、平均値を算出した。YI値が小さい程、黄色味がなく品質が優れることを示す。
(9)メタルハライドランプ照射試験
スガ試験機社製メタリングウェザーメーターM6Tを用いて、63℃、相対湿度50%の条件下、光源として水平式メタリングランプを、インナーフィルターとして石英を、またランプの周囲にアウターフィルターとして#500のフィルターを取り付け、波長300nm〜400nmの放射照度1.5kw/mになるように設定し、上記(8)で得られた20ショット目の平板(幅60mm×長さ60mm×厚さ3mm)の正方形の面に対して、100時間照射処理を行った。照射後のYI値を上記(8)と同様に測定した。
以下の実施例の記載の中で用いた化合物の略号は次の通りである。
ISB:イソソルビド (ロケットフルーレ社製、商品名POLYSORB)
CHDM:1,4−シクロヘキサンジメタノール (新日本理化株式会社製、SKY CHDM)
DPC:ジフェニルカーボネート (三菱化学株式会社製)
NOVAREX 7022R:2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)プロパンに由来する構造のみを有する芳香族ポリカーボネート樹脂、粘度平均分子量22,000(三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製)
(酸化防止剤)
イルガノックス1010:ペンタエリスリチル−テトラキス{3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート(BASFジャパン株式会社製)
イルガフォス168:トリス(2,4−ジ−tertブチルフェニル)ホスファイト(BASFジャパン株式会社製)
(離型剤)
NAA−180:ステアリン酸(日油株式会社製)
[実施例1]
撹拌翼および100℃に制御された還流冷却器を具備した重合反応装置に、ISBとCHDM、蒸留精製して塩化物イオン濃度を10ppb以下にしたDPCおよび酢酸カルシウム1水和物を、モル比率でISB/CHDM/DPC/酢酸カルシウム1水和物=0.69/0.31/1.00/1.3×10−6になるように仕込み、十分に窒素置換した(酸素濃度0.0005vol%〜0.001vol%)。続いて熱媒で加温を行い、内温が100℃になった時点で撹拌を開始し、内温が100℃になるように制御しながら内容物を融解させ均一にした。その後、昇温を開始し、40分で内温を210℃にし、内温が210℃に到達した時点でこの温度を保持するように制御すると同時に、減圧を開始し、210℃に到達してから90分で13.3kPa(絶対圧力、以下同様)にして、この圧力を保持するようにしながら、さらに60分間保持した。重合反応とともに副生するフェノール蒸気は、還流冷却器への入口温度として100℃に制御された蒸気を冷媒として用いた還流冷却器に導き、フェノール蒸気中に若干量含まれるモノマー成分を重合反応器に戻し、凝縮しないフェノール蒸気は続いて45℃の温水を冷媒として用いた凝縮器に導いて回収した。
このようにしてオリゴマー化させた内容物を、一旦大気圧にまで復圧させた後、撹拌翼および上記同様に制御された還流冷却器を具備した別の重合反応装置に移し、昇温および減圧を開始して、60分で内温220℃、圧力200Paにした。その後、20分かけて内温228℃、圧力133Pa以下にして、所定の撹拌動力になった時点で復圧し、重合反応装置出口より溶融状態のポリカーボネート樹脂を得た。
更に3ベントおよび注水設備を供えた二軸押出機に連続的に前記溶融状態のポリカーボネート樹脂を供給し、表1に示した組成となるように酸化防止剤として「イルガノックス1010」及び「イルガフォス168」、離型剤として「NAA−180」を所定の割合で連続的に添加するとともに、二軸押出機に具備された各ベント部にてフェノールなどの低分子量物を減圧脱揮したのち、ペレタイザーによりペレット化を行い、ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを得た。
得られたポリカーボネート樹脂組成物のペレットを使って、Engel Machine社製の型締め力700トンの射出プレス成形機に250000mm(500mmx500mm)の投影面積で厚み3mmのプレートが得られる金型を装着して、シリンダー温度240℃、ホットランナー温度230℃、金型温度80℃、射出速度50mm/秒、保圧20MPa、保圧時間1秒、冷却時間30秒、型開距離2mm、型締め圧力700トン、再型締め時間15秒で成形プレートを成形した。上記記載の評価方法により、各種物性等を評価した。得られた結果を表1に示す。
[実施例2]
実施例1の酢酸カルシウム1水和物を、炭酸セシウムに変更し、モル比率でISB/CHDM/DPC/炭酸セシウム=0.69/0.31/1.00/1.0×10−6に変えた以外は、実施例1と同様に反応を行い、得られたポリカーボネート樹脂の成形を行った。結果をまとめて表1に示す。
[実施例3]
実施例1において、射出成形機の金型を、厚み5mmのプレートが得られる金型に変更し、シリンダー温度を240℃、ホットランナー温度を240℃に変更したこと以外は、実施例1と同様に成形を行った。
得られた成形プレートの位相差の最大値は217nmで、位相差150nm以下の面積の割合は95%であった。結果をまとめて表1に示す。
[比較例1]
実施例1のポリカーボネート樹脂を「NOVAREX 7022R」に変更して、シリンダー温度300℃、ホットランナー温度300℃、金型温度80℃、射出速度50mm/秒、保圧20MPa、保圧時間1秒、冷却時間30秒、型開距離2mm、型締め圧力700トン、再型締め時間15秒で成形プレートを成形した。結果をまとめて表1に示す。
Figure 2012067287
[実施例4]
実施例1で得られたポリカーボネート樹脂組成物のペレット100重量部とカーボンブラック(三菱化学株式会社製#980)0.5重量部とを二軸押出機に供給・混練し、黒色ポリカーボネート樹脂組成物を得た。
次いで、実施例1で得られた成形プレートを、型締め力800トンの成形機(宇部興産機械株式会社製MD−850S−IV)の金型内に設置し、前述の黒色ポリカーボネート樹脂組成物を用いて、シリンダー温度240℃、金型温度80℃の条件で、成形プレートの周囲に幅50mm、厚み3mmのフリンジ(額縁状成形体)を二色成形した。得られた成形品について、成形プレートと周囲のフリンジとの界面が接着していることを目視にて確認した。
[実施例5]
実施例1で得られたポリカーボネート樹脂組成物を用いて、型締め力200トンの射出成形機(名機製作所製NADEM2000II)に100mm×150mmの投影面積、厚み3mmのプレートが得られる金型を装着して、シリンダー温度240℃、金型温度80℃、射出速度20%(充填時間1.02秒)、保圧時間2秒、冷却時間20秒の条件で成形プレートを成形した。得られたプレートの最大位相差は165nmで、位相差が150nm以下の面積の割合は99%であった。結果をまとめて表1に示す。
[実施例6]
実施例1で得られたポリカーボネート樹脂組成物を用いて、型締め力200トンの射出成形機(名機製作所製NADEM2000II)に装着した、100mm×150mmの投影面積で厚み3mmのプレートが得られる金型内にハードコート転写フィルム(有限会社コウテック社製HC−1、ハードコート層厚み4〜5μm)を装入し、シリンダー温度240℃、金型温度80℃、射出速度20%(充填時間1.02秒)、保圧時間5秒、冷却時間20秒の条件で成形プレートを成形した。
得られた成形プレートから転写フィルムのベースシートを除去して所定のハードコート層が転写された加飾成形プレートを得た。得られた加飾成形プレートは、転写されたフィルムにしわ等もなく、良好な外観を示すものであった。

Claims (20)

  1. 構造の一部に下記一般式(1)で表される部位を有するジヒドロキシ化合物に由来する構造単位(a)を少なくとも含むポリカーボネート樹脂から成形された板状部を主体とする成形品であって、該成形品の板状部の厚みが0.5mm以上5mm以下であり、該成形品の板状部の最大位相差が250nm以下であり、且つ、該成形品の板状部において位相差が150nm以下の面積の割合が該成形品の板状部の全面積に対して50%以上であることを特徴とする成形品。
    Figure 2012067287
    (但し、上記一般式(1)で表される部位が−CH−O−Hの一部である場合を除く。)
  2. 前記ポリカーボネート樹脂が、脂肪族ジヒドロキシ化合物及び脂環式ジヒドロキシ化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物に由来する構成単位(b)をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の成形品。
  3. 前記ポリカーボネート樹脂における全構造単位に対する前記構造単位(a)の割合が30〜95モル%であることを特徴とする請求項1又は2に記載の成形品。
  4. 下記一般式(1)で表される部位を有するジヒドロキシ化合物が、下記一般式(2)で表される化合物であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の成形品。
    Figure 2012067287
  5. 前記ポリカーボネート樹脂が、リチウム化合物及び長周期型周期表第2族の金属からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属化合物を含有し、該金属化合物の含有量が、金属量として20重量ppm以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の成形品。
  6. 前記長周期型周期表第2族の金属からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属化合物がマグネシウム化合物及びカルシウム化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属化合物であることを特徴とする請求項5に記載の成形品。
  7. 前記ポリカーボネート樹脂の芳香族モノヒドロキシ化合物の含有量が700重量ppm以下であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の成形品。
  8. 前記ポリカーボネート樹脂の、下記一般式(3)で表される炭酸ジエステルの含有量が60重量ppm以下であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の成形品。
    Figure 2012067287
    (一般式(3)において、A及びAは、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の炭素数1〜炭素数18の脂肪族基、または、置換若しくは無置換の芳香族基であり、AとAとは同一であっても異なっていてもよい。)
  9. 前記ポリカーボネート樹脂中の下記一般式(4)で表される末端基の濃度が、20μeq/g以上160μeq/g以下の範囲であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の成形品。
    Figure 2012067287
  10. 前記ポリカーボネート樹脂中の芳香環に結合した水素原子(H)の当量数を(A)、芳香環以外に結合した水素原子(H)の当量数を(B)とした場合に、A/(A+B)≦0.05 であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の成形品。
  11. 前記ポリカーボネート樹脂が、前記ポリカーボネート樹脂から成形された成形体(厚さ3mm)の波長350nmにおける光線透過率が60%以上であることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の成形品。
  12. 前記ポリカーボネート樹脂が、前記ポリカーボネート樹脂から成形された成形体(厚さ3mm)の波長320nmにおける光線透過率が30%以上であることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の成形品。
  13. 前記ポリカーボネート樹脂が、前記ポリカーボネート樹脂から成形された成形品(厚さ3mm)の初期のイエローインデックス値と、63℃、相対湿度50%の環境下にて、メタルハライドランプを用い、波長300nm〜400nmの放射照度1.5kW/mで、100時間照射処理した後に、透過光で測定したASTM D1925−70に準拠したイエローインデックス値との差の絶対値が6以下であるポリカーボネート樹脂であることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の成形品。
  14. 前記成形品が射出プレス成形法により成形されたものであることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載の成形品。
  15. 最大投影面積が100〜50,000cmであることを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載の成形品。
  16. 前記成形品の少なくとも片面に、ハードコート処理がなされていることを特徴とする請求項1乃至15のいずれか1項に記載の成形品。
  17. 前記成形品の少なくとも片面に、金型内加飾フィルムが積層されていることを特徴とする請求項1乃至16のいずれか1項に記載の樹脂成形品。
  18. 前記請求項1乃至17のいずれか1項に記載の成形品と筐体が二色成形されてなることを特徴とする樹脂一体成形品。
  19. 請求項1乃至17のいずれか1項に記載の成形品からなるフラットパネルディスプレイの前面板。
  20. 請求項1乃至17のいずれか1項に記載の成形品からなるタブレット型パーソナルコンピューターの前面板。
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