JP4890766B2 - 光拡散性芳香族ポリカーボネート樹脂組成物 - Google Patents
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Description
<A成分について>
本発明のA成分は樹脂組成物の主成分となる芳香族ポリカーボネート樹脂である。代表的な芳香族ポリカーボネート樹脂(以下、単に「ポリカーボネート」と称することがある)は、二価フェノールとカーボネート前駆体とを反応させて得られるものであり、反応の方法としては界面重縮合法、溶融エステル交換法、カーボネートプレポリマーの固相エステル交換法及び環状カーボネート化合物の開環重合法等を挙げることができる。
(1)該ポリカーボネートを構成する二価フェノール成分100モル%中、BPMが20〜80モル%(より好適には40〜75モル%、さらに好適には45〜65モル%)であり、かつBCFが20〜80モル%(より好適には25〜60モル%、さらに好適には35〜55モル%)である共重合ポリカーボネート。
(2)該ポリカーボネートを構成する二価フェノール成分100モル%中、BPAが10〜95モル%(より好適には50〜90モル%、さらに好適には60〜85モル%)であり、かつBCFが5〜90モル%(より好適には10〜50モル%、さらに好適には15〜40モル%)である共重合ポリカーボネート。
(3)該ポリカーボネートを構成する二価フェノール成分100モル%中、BPMが20〜80モル%(より好適には40〜75モル%、さらに好適には45〜65モル%)であり、かつBis−TMCが20〜80モル%(より好適には25〜60モル%、さらに好適には35〜55モル%)である共重合ポリカーボネート。
(i)吸水率が0.05〜0.15%、好ましくは0.06〜0.13%であり、かつTgが120〜180℃であるポリカーボネート、あるいは
(ii)Tgが160〜250℃、好ましくは170〜230℃であり、かつ吸水率が0.10〜0.30%、好ましくは0.13〜0.30%、より好ましくは0.14〜0.27%であるポリカーボネート。
A成分のポリカーボネートは、上述した二価フェノールの異なるポリカーボネート、分岐成分を含有するポリカーボネート、ポリエステルカーボネート、ポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体等の各種ポリカーボネートの2種以上を混合したものであってもよい。さらに、製造法の異なるポリカーボネート、末端停止剤の異なるポリカーボネート等を2種以上混合したものを使用することもできる。
比粘度(ηSP)=(t−t0)/t0
[t0は塩化メチレンの落下秒数、tは試料溶液の落下秒数]
求められた比粘度(ηSP)から次の数式により粘度平均分子量Mを算出する。
ηSP/c=[η]+0.45×[η]2c(但し[η]は極限粘度)
[η]=1.23×10−4M0.83
c=0.7
本発明のB成分は、JIS K7120に準拠した熱重量測定(TGA)において1%重量減少温度が400〜500℃であるポリオルガノシルセスキオキサン粒子である。かかる重量減少温度の下限は、好ましくは430℃、より好ましくは450℃、特に好ましくは460℃である。好ましい重量減少温度の上限は490℃である。
B成分の含有量は、100重量部のA成分を基準として0.005〜20重量部、好ましくは0.01〜10重量部、特に好ましくは0.1〜5重量部である。0.005重量部未満で十分な光拡散性が得られず、20重量部を超えると光線透過率が不十分となるので好ましくない。
本発明のC成分は、各種のリン系安定剤である。かかるリン系安定剤の配合の主たる目的は、樹脂組成物の成形加工時の熱安定性を向上させ、良好な色相の拡散光を得る点にある。かかるリン系安定剤としては、亜リン酸、リン酸、亜ホスホン酸、ホスホン酸およびこれらのエステル、並びに第3級ホスフィンなどが例示される。
本発明のD成分は、ヒンダードフェノール系安定剤である。かかるヒンダードフェノール系安定剤の配合の主たる目的は、光拡散性樹脂組成物の成形加工時の熱安定性、耐熱老化性、および耐紫外線性を向上させることである。かかるヒンダードフェノール系安定剤としては、例えば、α−トコフェロール、ブチルヒドロキシトルエン、シナピルアルコール、ビタミンE、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、2−tert−ブチル−6−(3’−tert−ブチル−5’−メチル−2’−ヒドロキシベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、2,6−ジ−tert−ブチル−4−(N,N−ジメチルアミノメチル)フェノール、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、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−シクロヘキシルフェノール)、2,2’−ジメチレン−ビス(6−α−メチル−ベンジル−p−クレゾール)2,2’−エチリデン−ビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2’−ブチリデン−ビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、トリエチレングリコール−N−ビス−3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート、1,6−へ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]、ビス[2−tert−ブチル−4−メチル6−(3−tert−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシベンジル)フェニル]テレフタレート、3,9−ビス{2−[3−(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]−1,1,−ジメチルエチル}−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、4,4’−チオビス(6−tert−ブチル−m−クレゾール)、4,4’−チオビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−チオビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、ビス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)スルフィド、4,4’−ジ−チオビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、4,4’−トリ−チオビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2−チオジエチレンビス−[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2,4−ビス(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン、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ミド)、N,N’−ビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニル]ヒドラジン、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェニル)ブタン、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、トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)イソシアヌレート、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、1,3,5−トリス(4−tert−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス2[3(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]エチルイソシアヌレート、およびテトラキス[メチレン−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]メタンなどが例示される。これらの中でもオクタデシル−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(代表的市販品としてCIBA SPECILATY CHEMICALS社製:Irganox1076(商品名))が好ましい。前記のヒンダードフェノール系酸化防止剤はいずれも入手容易であり、これらは単独でまたは2種以上を組合せて使用することができる。
本発明のE成分は、蛍光増白剤である。かかる蛍光増白剤の主たる目的は、拡散光の輝度を向上させ、また拡散光の色相を調節する。蛍光増白剤は、光線の紫外部のエネルギーを吸収し、このエネルギーを可視部に放射する作用を有するものである。蛍光増白剤としては公知のビスベンゾオキサゾール、クマリンおよびビス(スチリル)ビフェニルなどが利用できる。中でもクマリン系蛍光増白剤が好ましい。クマリン系蛍光増白剤としては、トリアジン−フェニルクマリン、ベンゾトリアゾール−フェニルクマリン、およびナフトトリアゾール−フェニルクマリンなどが例示される。E成分の配合量は、100重量部のA成分を基準として0.0005〜0.5重量部であり、より好ましくは0.0005〜0.3重量部である。0.5重量部を超えても該組成物の色調の改良効果は小さい。
本発明のF成分は、紫外線吸収剤である。紫外線吸収剤の配合は屋外での使用や強い光源の下で使用される場合により好ましい。本発明の紫外線吸収剤としては、具体的に、ベンゾフェノン系では、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−ベンジロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホキシトリハイドライドレイトベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシ−5−ソジウムスルホキシベンゾフェノン、ビス(5−ベンゾイル−4−ヒドロキシ−2−メトキシフェニル)メタン、2−ヒドロキシ−4−n−ドデシルオキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−2’−カルボキシベンゾフェノン等があげられ、ベンゾトリアゾール系では、2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−5−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジクミルフェニル)フェニルベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3−tert−ブチル−5−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2,2’−メチレンビス[4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール]、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−アミルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−5−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−4−オクトキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2,2’−メチレンビス(4−クミル−6−ベンゾトリアゾールフェニル)、2,2’−p−フェニレンビス(1,3−ベンゾオキサジン−4−オン)、2−[2−ヒドロキシ−3−(3,4,5,6−テトラヒドロフタルイミドメチル)−5−メチルフェニル]ベンゾトリアゾールがあげられ、その他2,2’−p−フェニレンビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)の如き環状イミノエステル系紫外線吸収剤、1,3−ビス−[(2’−シアノ−3’,3’−ジフェニルアクリロイル)オキシ]−2,2−ビス[(2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリロイル)オキシ]メチル)プロパンの如きシアノアクリレート系紫外線吸収剤、並びにトリアジン系紫外線吸収剤が挙げられ、これらは紫外線吸収性単量体からの重合体でもよく、これらを1種もしくは2種以上併用することができる。かかる紫外線吸収剤は、100重量部のA成分を基準として、好ましくは0.001〜2重量部、より好ましくは0.05〜1重量部である。
本発明の光拡散性芳香族ポリカーボネート樹脂には、更に慣用の他の添加剤を本発明の効果が発揮される範囲で配合することも可能である。例えば難燃剤、光安定剤、離型剤、滴下防止剤、難燃助剤、染料、顔料、蓄光顔料、蛍光増白剤以外の蛍光染料、帯電防止剤、流動改質剤、結晶核剤、無機および有機の抗菌剤、光触媒系防汚剤(微粒子酸化チタン、微粒子酸化亜鉛など)、グラフトゴムに代表される衝撃改質剤、赤外線吸収剤、並びにフォトクロミック剤などを配合することができる。
本発明の光拡散性芳香族ポリカーボネート樹脂組成物の製造に当たっては、その製造方法は特に限定されるものではない。しかしながら本発明の樹脂組成物の好ましい製造方法は押出機を用いて各成分を溶融混練する方法である。かかる方法はポリオルガノシルセスキオキサン粒子の良好な分散を達成する。
前記の如く得られた本発明の光拡散性芳香族ポリカーボネート樹脂組成物は通常前記の如く製造されたペレットを射出成形して各種製品を製造することができる。更にペレットを経由することなく、押出機で溶融混練された樹脂を直接シート、フィルム、異型押出成形品、ダイレクトブロー成形品、および射出成形品にすることも可能である。
本発明の光拡散性芳香族ポリカーボネート樹脂組成物は、光透過性、色相および輝度に優れると共に、熱安定性にも優れる。したがって面積の大きな光拡散板に適している。より好適な用途として表面積500〜50,000cm2である光拡散板が挙げられる。光拡散版の好ましい表面積は1,000〜25,000cm2であり、好ましい厚みは0.3〜3mmである。
したがって、本発明によれば、前記の光拡散性芳香族ポリカーボネート樹脂組成物からなり、かかる面積を有し、光透過性、色相および輝度に優れた光拡散板が提供される。
さらに、本発明の光拡散性芳香族ポリカーボネート樹脂組成物は、前述した光拡散板のほかにも、各種電子・電気機器、OA機器、車両用外装部品、車両用内装部品、機械部品、その他農業資材、漁業資材、搬送容器、包装容器および雑貨等の各種用途に有用である。表示装置用の光拡散板以外の用途としては、例えば、電灯カバー、メーター、看板(特に内照式)、樹脂窓ガラス、画像読取装置、車輌用屋根材、船舶用屋根材、住宅用屋根材および太陽電池カバーなどが例示される。
(1)拡散光の色相:カラーマシン(日本電色工業(株)製Z−1001DP)によりC光源透過法にて測定したb値で示した。
(2)分散度:一辺50mm、厚み2mmの試験片を使用し、日本電色工業(株)製の分散度測定計を使用して測定した。測定方法の概略を図1に示す。尚、分散度とは図1において光線を上方から垂直に試験片面に当てたときγ=0度のときの透過光量を100とした場合、その透過光量が50になるときのγの角度(度)を分散度として示した。
(3)平均輝度:15型直下型バックライトユニットに150×150×2mmtの試験片を組み込み、試験片の9点の輝度(cd/m2)をトプコン(株)製の輝度計BM−7で測定し、その平均値を平均輝度とした。評価装置の概略を図2及び図3に示した。
(4)全光線透過率:JIS K−7361に従い、村上色彩技術研究所製の反射・透過率計HR−100にて測定を実施した。
(5)ポリメチルシルセスキオキサン粒子のTGA1%重量減少温度:TA−instruments社製のHi−Res TGA2950 Thermogravimetric Analyzerを使用し、23℃よりN2雰囲気下において20℃/minで昇温させ900℃まで昇温して重量減少曲線を得た。かかるデータから試料の減量が仕込み重量の1重量%となった時の温度をTGA1%重量減少温度として測定した。
樹脂100重量部に、表1記載の各種添加剤を各配合量で配合し、ブレンダーにて混合した後、ベント式二軸押出機((株)日本製鋼所製:TEX30α(完全かみ合い、同方向回転、2条ネジスクリュー))を用いて溶融混練しペレットを得た。原料にポリカーボネート樹脂パウダーを使用する場合は、添加剤はそれぞれ配合量の10倍の濃度となるようポリカーボネート樹脂パウダーとの予備混合物をヘンシェルミキサーを用いて作成した後、ブレンダーによる全体の混合を行った。押出条件は吐出量20kg/h、スクリュー回転数150rpm、ベントの真空度3kPaであり、また押出温度は第1供給口からダイス部分まで280℃とした。
(A成分)
PC:ビスフェノールAおよび末端停止剤としてp−tert−ブチルフェノール、並びにホスゲンから界面重縮合法で合成した直鎖状芳香族ポリカーボネート樹脂パウダー(帝人化成(株)製:パンライトL−1250WP(商品名)、粘度平均分子量23,700)
下記のB−1〜B−3はいずれも平均粒径が約2μmであり、またその粒径分布もほぼ同等である。
B−1:TGA測定による1%重量減少温度が481℃であるポリメチルシルセスキオキサン粒子(日興リカ(株)製:MSP−S020(商品名)、平均粒径:2.1μm)
B−2:TGA測定による1%重量減少温度が345℃であるポリメチルシルセスキオキサン粒子(ジーイー東芝シリコーン(株)製:トスパール120(商品名)、平均粒子径1.8μm)
B−3:TGA測定による1%重量減少温度が285℃であるポリメチルシルセスキオキサン粒子(信越化学工業(株)製:KMP−590(商品名)、平均粒子径2.2μm)
PEP:ペンタエリスリトールジホスファイト系酸化防止剤(旭電化工業(株)製:アデカスタブ PEP−8(商品名))
(D成分)
IRG:ヒンダードフェノール系酸化防止剤(CIBA SPECILATY CHEMICALS社製:Irganox1076(商品名)
(E成分)
PSR:クマリン系蛍光増白剤(ハッコールケミカル(株)製:ハッコールPSR−B(商品名))
(F成分)
UVA:ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤(ケミプロ化成(株)製:ケミソーブ79(商品名))
B 光源
γ 拡散光角度
1 試験片
2 白色反射樹脂板
3〜10 光源(冷陰極管)
11〜19 測定点
Claims (6)
- (A)芳香族ポリカーボネート樹脂(A成分)100重量部、および(B)JIS K7120に準拠した熱重量測定(TGA)において1%重量減少温度が400〜500℃であるポリオルガノシルセスキオキサン粒子(B成分)0.005〜20重量部からなる光拡散性芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記B成分は、ポリメチルシルセスキオキサン粒子である請求項1に記載の光拡散性芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
- A成分の芳香族ポリカーボネート樹脂100重量部に対して、更に(C)リン系安定剤(C成分)0.0001〜1重量部、および/または(D)ヒンダードフェノール系化合物(D成分)0.001〜1重量部を配合してなる請求項1または請求項2のいずれか1項に記載の光拡散性芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
- A成分の芳香族ポリカーボネート樹脂100重量部に対して、更に(E)蛍光増白剤(E成分)0.0005〜0.5重量部および/または(F)紫外線吸収剤(F成分)0.001〜2重量部を配合してなる請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の光拡散性芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の光拡散性芳香族ポリカーボネート樹脂組成物より形成された光拡散板。
- 前記請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の光拡散性芳香族ポリカーボネート樹脂組成物より形成された直下型バックライト用光拡散板。
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