薄壁光学部件用聚碳酸酯树脂组合物和薄壁光学部件的制作方法

文档序号:11236221

本发明涉及薄壁光学部件用聚碳酸酯树脂组合物和薄壁光学部件,详细而言,涉及高透射率且具有良好的色相的薄壁光学部件用聚碳酸酯树脂组合物和将其成形而成的薄壁光学部件。



背景技术:

将面状光源装置引入到例如个人电脑、手机等所使用的液晶显示装置中,以适应薄型化、轻量化、省力化和高精细化的需求。另外,为了起到均匀且有效地将入射光引至液晶显示侧的作用,该面状光源装置设置有平板形状的导光板或具有其一面有均匀倾斜的表面的楔型截面的导光板。在一些情况下,凹凸图案也形成在导光板的表面以提供光散射功能。

此类导光板通过热塑性树脂的注射成形来获得,并且前述凹凸图案通过形成在嵌入物表面的凹凸部的转印来赋予。以前导光板由树脂材料如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等来成形;但是,近来由于对显现更清晰图像的显示装置的需求和由光源附近产生的热导致的机器装置内高温化的趋势,因此已更换成耐热性更高的聚碳酸酯树脂材料。

聚碳酸酯树脂的机械性质、热性质、电性质、耐候性优异,但光线透射率低于PMMA等,因此,由聚碳酸酯树脂制的导光板和光源构成面光源体时,存在亮度低的问题。另外,最近,要求减小导光板的入光部与远离入光部的位置的色度差,但聚碳酸酯树脂与PMMA树脂相比,存在容易黄变的问题。

专利文献1中提出了,通过添加丙烯酸类树脂和脂环式环氧来提高光线透射率和亮度的方法,专利文献2中提出了,通过将聚碳酸酯树脂末端改性,提高凹凸部对导光板的转印性,从而提高亮度的方法,专利文献3中提出了,通过导入具有脂肪族链段的共聚酯碳酸酯、提高上述转印性从而提高亮度的方法。

然而,专利文献1的方法通过添加丙烯酸类树脂从而色相变良好,但发生白浊,因此无法提高光线透射率和亮度,通过添加脂环式环氧,有透射率提高的可能性,但未确认到色相的改善效果。专利文献2和专利文献3的情况下,可以期待流动性、转印性的改善效果,但是有耐热性降低的缺点。

另一方面,已知在聚碳酸酯树脂等热塑性树脂中配混聚乙二醇或聚(2-甲基)乙二醇等,专利文献4中记载了,含有其的耐γ射线照射性的聚碳酸酯树脂,专利文献5中记载了,配混于PMMA等的抗静电性和表面外观优异的热塑性树脂组合物。

而且,专利文献6中提出了,通过配混式:X-O-[CH(-R)-CH2-O]n-Y(R为氢原子或碳数1~3的烷基)所示的聚乙二醇或聚(2-烷基)乙二醇,从而改良透射率、色相的提案。通过配混聚乙二醇或聚(2-烷基)乙二醇,透射率、黄变度(黄变指数:YI)可见一些改善。

然而,特别是最近,智能手机、平板电脑型终端等各种移动终端中,薄壁化、大型薄壁化以显著的速度进行,从将向导光板的入光由正下方型开始,采用由横侧边缘进行入光的边缘型,作为超薄型的光源,逐渐要求充分的亮度。这样的高端导光板中,现状是以上述现有技术达成的透射率、YI水平不会满足要求规格。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平11-158364号公报

专利文献2:日本特开2001-208917号公报

专利文献3:日本特开2001-215336号公报

专利文献4:日本特开平1-22959号公报

专利文献5:日本特开平9-227785号公报

专利文献6:日本专利第4069364号公报



技术实现要素:

发明要解决的问题

本发明是鉴于上述实际情况而作出的,其目的在于,提供:对聚碳酸酯树脂原有的特性没有任何破坏、透射率和色相良好的薄壁光学部件用聚碳酸酯树脂组合物。

用于解决问题的方案

本发明人为了达成上述课题,反复深入研究,结果发现:通过在聚碳酸酯树脂中以特定的量配混亚甲基以直链状键合的聚三亚甲基二醇而不是现有技术中的(2-甲基)乙二醇那样的具有甲基支链的物质,令人惊奇的是,与现有技术中记载的聚乙二醇或聚(2-烷基)乙二醇相比,也可以达成更优异的透射率和极良好的色相,至此完成了本发明。

本发明提供以下薄壁光学部件用聚碳酸酯树脂组合物、薄壁光学部件和薄壁光学部件的制造方法。

[1]一种薄壁光学部件用聚碳酸酯树脂组合物,其特征在于,相对于聚碳酸酯树脂(A)100质量份,含有聚三亚甲基二醇(B)0.1~4质量份、磷系稳定剂(C)0.005~0.5质量份。

[2]根据上述[1]所述的薄壁光学部件用聚碳酸酯树脂组合物,其中,相对于聚碳酸酯树脂(A)100质量份,进一步含有0.0005~0.2质量份的环氧化合物(D)。

[3]根据上述[1]或[2]所述的薄壁光学部件用聚碳酸酯树脂组合物,其中,聚碳酸酯树脂(A)的粘均分子量(Mv)为10000~15000。

[4]根据上述[1]~[3]中任一项所述的薄壁光学部件用聚碳酸酯树脂组合物,其在300mm光路长度下测定的波长420nm处的光谱透射率为50%以上。

[5]一种薄壁光学部件,其是将上述[1]~[4]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物成形而得到的。

[6]根据上述[5]所述的薄壁光学部件,其为具有1mm以下的厚度的导光板。

[7]一种壁厚为1mm以下的薄壁光学部件的制造方法,将上述[1]~[4]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物在305~380℃下进行注射成形。

发明的效果

根据本发明,通过以上述量含有聚三亚甲基二醇(B),从而可以提供对聚碳酸酯树脂原有的特性没有任何破坏、进而透射率和色相良好的薄壁光学部件用聚碳酸酯树脂组合物,提供透射率和色相良好的薄壁光学部件。

具体实施方式

以下,示出实施方式和示例物等对本发明进行详细说明。

需要说明的是,本说明书中,“~”没有特别说明的情况下,以包含其前后中记载的数值作为下限值和上限值的含义来使用。

[概要]

本发明的薄壁光学部件用聚碳酸酯树脂组合物的特征在于,相对于聚碳酸酯树脂(A)100质量份,含有聚三亚甲基二醇(B)0.1~4质量份、磷系稳定剂(C)0.005~0.5质量份。

以下,对构成本发明的聚碳酸酯树脂组合物的各成分、薄壁光学部件等进行详细说明。

[聚碳酸酯树脂(A)]

对本发明中使用的聚碳酸酯树脂的种类没有限制,聚碳酸酯树脂可以使用1种也可以以任意的组合和任意的比率组合使用2种以上。

聚碳酸酯树脂是式:-[-O-X-O-C(=O)-]-所示的具有碳酸键的基本结构的聚合物。

式中,X一般为烃,但为了赋予各种特性,也可以使用导入了杂原子、杂键的X。

另外,聚碳酸酯树脂可以分为:与碳酸键直接键合的碳为芳香族碳的芳香族聚碳酸酯树脂、和与碳酸键直接键合的碳为脂肪族碳的脂肪族聚碳酸酯树脂,均可以使用。其中,从耐热性、机械物性、电特性等观点出发,优选芳香族聚碳酸酯树脂。

对聚碳酸酯树脂的具体种类没有限制,例如可以举出:使二羟基化合物与碳酸酯前体反应而成的聚碳酸酯聚合物。此时,在二羟基化合物和碳酸酯前体的基础上,也可以使多羟基化合物等反应。另外,也可以使用以二氧化碳为碳酸酯前体、与环状醚反应的方法。另外,聚碳酸酯聚合物可以为直链状也可以为支链状。进一步,聚碳酸酯聚合物可以为由1种重复单元构成的均聚物,也可以为具有2种以上重复单元的共聚物。此时共聚物可以选择无规共聚物、嵌段共聚物等各种共聚形态。需要说明的是,通常,这样的聚碳酸酯聚合物成为热塑性的树脂。

作为芳香族聚碳酸酯树脂的原料的单体中,列举芳香族二羟基化合物的例时,可以举出:

1,2-二羟基苯、1,3-二羟基苯(即,间苯二酚)、1,4-二羟基苯等二羟基苯类;

2,5-二羟基联苯、2,2’-二羟基联苯、4,4’-二羟基联苯等二羟基联苯类;

2,2’-二羟基-1,1’-联萘、1,2-二羟基萘、1,3-二羟基萘、2,3-二羟基萘、1,6-二羟基萘、2,6-二羟基萘、1,7-二羟基萘、2,7-二羟基萘等二羟基萘类;

2,2’-二羟基二苯醚、3,3’-二羟基二苯醚、4,4’-二羟基二苯醚、4,4’-二羟基-3,3’-二甲基二苯醚、1,4-双(3-羟基苯氧基)苯、1,3-双(4-羟基苯氧基)苯等二羟基二芳基醚类;

2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(即,双酚A)、

1,1-双(4-羟基苯基)丙烷、

2,2-双(3-甲基-4-羟基苯基)丙烷、

2,2-双(3-甲氧基-4-羟基苯基)丙烷、

2-(4-羟基苯基)-2-(3-甲氧基-4-羟基苯基)丙烷、

1,1-双(3-叔丁基-4-羟基苯基)丙烷、

2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷、

2,2-双(3-环己基-4-羟基苯基)丙烷、

2-(4-羟基苯基)-2-(3-环己基-4-羟基苯基)丙烷、

α,α’-双(4-羟基苯基)-1,4-二异丙基苯、

1,3-双[2-(4-羟基苯基)-2-丙基]苯、

双(4-羟基苯基)甲烷、

双(4-羟基苯基)环己基甲烷、

双(4-羟基苯基)苯基甲烷、

双(4-羟基苯基)(4-丙烯基苯基)甲烷、

双(4-羟基苯基)二苯基甲烷、

双(4-羟基苯基)萘基甲烷、

1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、

1,1-双(4-羟基苯基)-1-苯基乙烷、

1,1-双(4-羟基苯基)-1-萘基乙烷、

1,1-双(4-羟基苯基)丁烷、

2,2-双(4-羟基苯基)丁烷、

2,2-双(4-羟基苯基)戊烷、

1,1-双(4-羟基苯基)己烷、

2,2-双(4-羟基苯基)己烷、

1,1-双(4-羟基苯基)辛烷、

2,2-双(4-羟基苯基)辛烷、

4,4-双(4-羟基苯基)庚烷、

2,2-双(4-羟基苯基)壬烷、

1,1-双(4-羟基苯基)癸烷、

1,1-双(4-羟基苯基)十二烷、

等双(羟基芳基)烷类;

1,1-双(4-羟基苯基)环戊烷、

1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、

1,1-双(4-羟基苯基)-3,3-二甲基环己烷、

1,1-双(4-羟基苯基)-3,4-二甲基环己烷、

1,1-双(4-羟基苯基)-3,5-二甲基环己烷、

1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷、

1,1-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷、

1,1-双(4-羟基苯基)-3-丙基-5-甲基环己烷、1,1-双(4-羟基苯基)-3-叔丁基-环己烷、

1,1-双(4-羟基苯基)-4-叔丁基-环己烷、

1,1-双(4-羟基苯基)-3-苯基环己烷、

1,1-双(4-羟基苯基)-4-苯基环己烷、

等双(羟基芳基)环烷类;

9,9-双(4-羟基苯基)芴、

9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴等含Cardo结构的双酚类;

4,4’-二羟基二苯基硫醚、

4,4’-二羟基-3,3’-二甲基二苯基硫醚等二羟基二芳基硫醚类;

4,4’-二羟基二苯基亚砜、4,4’-二羟基-3,3’-二甲基二苯基亚砜等二羟基二芳基亚砜类;

4,4’-二羟基二苯基砜、

4,4’-二羟基-3,3’-二甲基二苯基砜等二羟基二芳基砜类;

等。

它们中,优选双(羟基芳基)烷类,其中优选双(4-羟基苯基)烷类,从耐冲击性、耐热性的方面出发,特别优选2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(即、双酚A)。

需要说明的是,芳香族二羟基化合物可以使用1种也可以以任意的组合和比率组合使用2种以上。

另外,列举作为脂肪族聚碳酸酯树脂的原料的单体的例时,可以举出:

乙烷-1,2-二醇、丙烷-1,2-二醇、丙烷-1,3-二醇、2,2-二甲基丙烷-1,3-二醇、2-甲基-2-丙基丙烷-1,3-二醇、丁烷-1,4-二醇、戊烷-1,5-二醇、己烷-1,6-二醇、癸烷-1,10-二醇等链烷二醇类;

环戊烷-1,2-二醇、环己烷-1,2-二醇、环己烷-1,4-二醇、1,4-环己烷二甲醇、4-(2-羟基乙基)环己醇、2,2,4,4-四甲基-环丁烷-1,3-二醇等环烷二醇类;

乙二醇、2,2’-氧代二乙醇(即,二乙二醇)、三乙二醇、丙二醇、螺环二醇等二醇类;

1,2-苯二甲醇、1,3-苯二甲醇、1,4-苯二甲醇、1,4-苯二乙醇、1,3-双(2-羟基乙氧基)苯、1,4-双(2-羟基乙氧基)苯、2,3-双(羟基甲基)萘、1,6-双(羟基乙氧基)萘、4,4’-联苯二甲醇、4,4’-联苯二乙醇、1,4-双(2-羟基乙氧基)联苯、双酚A双(2-羟基乙基)醚、双酚S双(2-羟基乙基)醚等芳烷基二醇类;

1,2-环氧乙烷(即,环氧乙烷)、1,2-环氧丙烷(即,环氧丙烷)、1,2-环氧环戊烷、1,2-环氧环己烷、1,4-环氧环己烷、1-甲基-1,2-环氧环己烷、2,3-环氧降冰片烷、1,3-环氧丙烷等环状醚类;等。

作为聚碳酸酯树脂的原料的单体中,列举碳酸酯前体的例时,使用酰卤、碳酸酯等。需要说明的是,碳酸酯前体可以使用1种也可以以任意的组合和比率组合使用2种以上。

作为酰卤,具体而言例如可以举出:光气;二羟基化合物的二氯甲酸酯体、二羟基化合物的单氯甲酸酯体等卤代甲酸酯等。

作为碳酸酯,具体而言例如可以举出:碳酸二苯酯、碳酸二甲苯酯等碳酸二芳基酯类;碳酸二甲酯、碳酸二乙酯等碳酸二烷基酯类;二羟基化合物的双碳酸酯体、二羟基化合物的单碳酸酯体、环状碳酸酯等二羟基化合物的碳酸酯体等。

·聚碳酸酯树脂的制造方法

对聚碳酸酯树脂的制造方法没有特别限定,可以采用任意方法。列举其例时,可以举出:界面聚合法、熔融酯交换法、吡啶法、环状碳酸酯化合物的开环聚合法、预聚物的固相酯交换法等。

以下,对这些方法中特别适合的方法进行具体说明。

·界面聚合法

首先,对利用界面聚合法制造聚碳酸酯树脂的情况进行说明。

界面聚合法中,在对反应为非活性的有机溶剂和碱水溶液的存在下,通常将pH保持为9以上,使二羟基化合物与碳酸酯前体(优选为光气)反应,然后在聚合催化剂的存在下进行界面聚合,从而得到聚碳酸酯树脂。需要说明的是,反应体系中,根据需要可以存在分子量调节剂(封端剂),为了二羟基化合物的抗氧化,也可以存在抗氧化剂。

二羟基化合物和碳酸酯前体如前述那样。需要说明的是,碳酸酯前体中,优选使用光气,使用光气时的方法特别被称为光气法。

作为对反应为非活性的有机溶剂,例如可以举出:二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿、单氯苯、二氯苯等氯化烃等;苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃;等。需要说明的是,有机溶剂可以使用1种也可以以任意的组合和比率组合使用2种以上。

作为碱水溶液中含有的碱化合物,例如可以举出:氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸氢钠等碱金属化合物、碱土金属化合物,其中优选氢氧化钠和氢氧化钾。需要说明的是,碱化合物可以使用1种也可以以任意的组合和比率组合使用2种以上。

对碱水溶液中的碱化合物的浓度没有限制,通常,为了将反应的碱水溶液中的pH控制为10~12,以5~10质量%使用。另外,例如吹入光气时,为了以水相的pH为10~12、优选为10~11的方式进行控制,优选的是,将双酚化合物与碱化合物的摩尔比设为通常1:1.9以上、其中1:2.0以上、另外通常1:3.2以下、其中1:2.5以下。

作为聚合催化剂,例如可以举出:三甲胺、三乙胺、三丁胺、三丙胺、三己胺等脂肪族叔胺;N,N’-二甲基环己胺、N,N’-二乙基环己胺等脂环式叔胺;N,N’-二甲基苯胺、N,N’-二乙基苯胺等芳香族叔胺;三甲基苄基氯化铵、四甲基氯化铵、三乙基苄基氯化铵等季铵盐等;吡啶;鸟嘌呤;胍的盐;等。需要说明的是,聚合催化剂可以使用1种也可以以任意的组合和比率组合使用2种以上。

作为分子量调节剂,例如可以举出:具有一价酚性羟基的芳香族酚;甲醇、丁醇等脂肪族醇;硫醇;邻苯二甲酰亚胺等,其中优选芳香族酚。作为这样的芳香族酚,具体而言,可列举出:间甲基苯酚、对甲基苯酚、间丙基苯酚、对丙基苯酚、对叔丁基苯酚、对长链烷基取代苯酚等烷基取代酚;异丙酰基苯酚等含乙烯基酚;含环氧基苯酚;邻羟基苯甲酸、2-甲基-6-羟基苯基乙酸等含羧基酚;等。需要说明的是,分子量调节剂可以使用1种也可以以任意的组合和比率组合使用2种以上。

分子量调节剂的用量相对于二羟基化合物100摩尔通常为0.5摩尔以上、优选为1摩尔以上,另外,通常为50摩尔以下、优选为30摩尔以下。通过使分子量调节剂的用量为该范围,可以提高树脂组合物的热稳定性和耐水解性。

反应时,将反应基质、反应介质、催化剂、添加剂等混合的顺序只要可以得到期望的聚碳酸酯树脂就是任意的,可以任意地设定适当的顺序。例如,使用光气作为碳酸酯前体时,分子量调节剂只要在从二羟基化合物与光气的反应(光气化)时起至聚合反应开始时为止的期间就可以在任意时期进行混合。

需要说明的是,反应温度通常为0~40℃,反应时间通常为数分钟(例如,10分钟)~数小时(例如6小时)。

·熔融酯交换法

接着,对利用熔融酯交换法制造聚碳酸酯树脂的情况进行说明。

熔融酯交换法中,例如进行碳酸二酯与二羟基化合物的酯交换反应。

二羟基化合物如前述那样。

另一方面,作为碳酸二酯,例如可以举出:碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二叔丁酯等碳酸二烷基化合物;碳酸二苯酯;碳酸二甲苯酯等碳酸取代二苯酯等。其中,优选碳酸二苯酯和碳酸取代二苯酯,特别优选碳酸二苯酯。需要说明的是,碳酸二酯可以使用1种也可以以任意的组合和比率组合使用2种以上。

二羟基化合物与碳酸二酯的比率只要可以得到期望的聚碳酸酯树脂就是任意的,相对于二羟基化合物1摩尔,优选使用等摩尔量以上的碳酸二酯,其中更优选使用1.01摩尔以上。需要说明的是,上限通常为1.30摩尔以下。通过设为这样的范围,可以将末端羟基量调整至适合的范围。

聚碳酸酯树脂中,存在其末端羟基量对热稳定性、水解稳定性、色调等有较大影响的倾向。因此,可以根据需要利用公知的任意方法调整末端羟基量。酯交换反应中,通常,通过调整碳酸二酯与芳香族二羟基化合物的混合比率;酯交换反应时的减压度等,从而可以得到调整了末端羟基量的聚碳酸酯树脂。需要说明的是,通过该操作,通常也可以调整得到的聚碳酸酯树脂的分子量。

调整碳酸二酯与二羟基化合物的混合比率来调整末端羟基量的情况下,其混合比率如前述那样。

另外,作为更积极的调整方法,可以举出:反应时另行混合封端剂的方法。作为此时的封端剂,例如可以举出:一元酚类、一元羧酸类、碳酸二酯类等。需要说明的是,封端剂可以使用1种也可以以任意的组合和比率组合使用2种以上。

利用熔融酯交换法制造聚碳酸酯树脂时,通常,使用酯交换催化剂。酯交换催化剂可以使用任意催化剂。其中,例如优选使用碱金属化合物和/或碱土金属化合物。另外,辅助地也可以组合使用例如碱性硼化合物、碱性磷化合物、碱性铵化合物、胺系化合物等碱性化合物。需要说明的是,酯交换催化剂可以使用1种也可以以任意的组合和比率组合使用2种以上。

熔融酯交换法中,反应温度通常为100~320℃。另外,反应时的压力通常为2mmHg以下的减压条件。作为具体的操作,可以在前述条件下,边除去芳香族羟基化合物等副产物边进行熔融缩聚反应。

熔融缩聚反应可以利用间歇式、连续式中的任意方法进行。以间歇式进行时,将反应基质、反应介质、催化剂、添加剂等混合的顺序只要可以得到期望的芳香族聚碳酸酯树脂就是任意的,可以任意地设定适当的顺序。其中,考虑聚碳酸酯树脂的稳定性等时,熔融缩聚反应优选以连续式进行。

熔融酯交换法中,也可以根据需要使用催化剂减活剂。作为催化剂减活剂,可以任意使用中和酯交换催化剂的化合物。列举其例时,可以举出:含硫的酸性化合物和其衍生物等。需要说明的是,催化剂减活剂可以使用1种也可以以任意的组合和比率组合使用2种以上。

催化剂减活剂的用量相对于前述酯交换催化剂含有的碱金属或碱土金属通常为0.5当量以上、优选为1当量以上,另外,通常为10当量以下、优选为5当量以下。进而,相对于聚碳酸酯树脂,通常为1ppm以上,另外,通常为100ppm以下、优选为20ppm以下。

对于聚碳酸酯树脂(A)的分子量,以根据使用二氯甲烷作为溶剂、在温度25℃下测定的溶液粘度换算的粘均分子量(Mv)计优选为10000~15000、更优选为10500以上、进一步优选为11000以上、特别优选为11500以上、最优选为12000以上、更优选为14500以下。通过使粘均分子量为上述范围的下限值以上,可以进一步提高本发明的聚碳酸酯树脂组合物的机械强度,通过使粘均分子量为上述范围的上限值以下,可以抑制并改善本发明的聚碳酸酯树脂组合物的流动性降低,提高成形加工性,可以使薄壁成形加工容易进行。

需要说明的是,也可以将粘均分子量不同的2种以上的聚碳酸酯树脂混合而使用,上述情况下,也可以将粘均分子量在上述适合的范围外的聚碳酸酯树脂混合。

需要说明的是,粘均分子量[Mv]是指,使用二氯甲烷作为溶剂,使用乌氏粘度计,求出温度20℃下的特性粘度[η](单位dl/g),由Schnell的粘度式、即、η=1.23×10-4Mv0.83算出的值。另外,特性粘度[η]是指,测定各溶液浓度[C](g/dl)下的比粘度[ηsp],通过下述式算出的值。

聚碳酸酯树脂的末端羟基浓度是任意的,可以适当选择而确定,通常为1000ppm以下、优选为800ppm以下、更优选为600ppm以下。由此,可以进一步提高聚碳酸酯树脂的滞留热稳定性和色调。另外,对于其下限,特别是利用熔融酯交换法制造的聚碳酸酯树脂中,通常为10ppm以上、优选为30ppm以上、更优选为40ppm以上。由此,可以抑制分子量的降低,进一步提高树脂组合物的机械特性。

需要说明的是,末端羟基浓度的单位是以ppm表示末端羟基的质量相对于聚碳酸酯树脂的质量的。其测定方法为基于四氯化钛/乙酸法的比色定量(Macromol.Chem.88 215(1965)中记载的方法)。

聚碳酸酯树脂可以以聚碳酸酯树脂单独(聚碳酸酯树脂单独不限定于仅包含1种聚碳酸酯树脂的方案,例如,以包括包含单体组成、分子量彼此不同的多种聚碳酸酯树脂的方案的含义使用)使用,也可以将聚碳酸酯树脂与其他热塑性树脂的合金(混合物)组合而使用。例如也可以进一步以如下聚碳酸酯树脂为主体的共聚物的形式构成:出于进一步提高阻燃性、耐冲击性的目的,对于聚碳酸酯树脂,与具有硅氧烷结构的低聚物或聚合物的共聚物;出于进一步提高热氧化稳定性、阻燃性的目的,与具有磷原子的单体、低聚物或聚合物的共聚物;出于提高热氧化稳定性的目的,与具有二羟基蒽醌结构的单体、低聚物或聚合物的共聚物;为了改良光学性质,与聚苯乙烯等具有烯烃系结构的低聚物或聚合物的共聚物;出于提高耐化学药品性的目的,与聚酯树脂低聚物或聚合物的共聚物;等。

另外,为了实现成形品的外观的提高、流动性的提高,聚碳酸酯树脂也可以含有聚碳酸酯低聚物。该聚碳酸酯低聚物的粘均分子量[Mv]通常为1500以上、优选为2000以上,另外,通常为9500以下、优选为9000以下。含有的聚碳酸酯低聚物进一步优选设为聚碳酸酯树脂(包括聚碳酸酯低聚物)的30质量%以下。

进一步聚碳酸酯树脂不仅可以为未使用过的原料,也可以为由使用过的制品再生的聚碳酸酯树脂(所谓原料再利用的聚碳酸酯树脂)。

其中,再生的聚碳酸酯树脂在聚碳酸酯树脂中优选为80质量%以下、其中更优选为50质量%以下。这是由于,再生的聚碳酸酯树脂受到热劣化、经年劣化等劣化的可能性高,因此以大于前述范围地使用这样的聚碳酸酯树脂时,有使色相、机械物性降低的可能性。

[聚三亚甲基二醇(B)]

本发明的薄壁光学部件用聚碳酸酯树脂组合物含有聚三亚甲基二醇(B)。聚三亚甲基二醇(B)是以[-CH2CH2CH2-O-]为结构单元的聚醚,工业上,通过使用酸催化剂,使亚甲基以直链状键合的三亚甲基二醇(或1,3-丙二醇)缩聚而制造。聚三亚甲基二醇(B)与一般被称为聚丙二醇的聚醚不同。聚丙二醇通常通过环氧丙烷的开环聚合而制造,为聚(2-烷基)乙二醇,是由具有甲基支链的结构单元构成的聚醚。

三亚甲基二醇如HOCH2CH2CH2OH所示,工业上通过如下方法制造:利用环氧乙烷的氢甲酰化得到3-羟基丙醛,将其进行氢化的方法;或将丙烯醛水合,将所得3-羟基丙醛用Ni催化剂进行氢化的方法等。另外,最近,通过生物法,使甘油、葡萄糖、淀粉等与微生物还原,制造三亚甲基二醇。

由三亚甲基二醇制造聚三亚甲基二醇的方法例如记载于美国专利申请公开第20020007043号说明书和美国专利申请公开第20020010374号说明书中,可以通过使用酸催化剂使三亚甲基二醇缩聚而制造。作为酸催化剂,可以举出:硫酸、氟磺酸、磷酸、对甲苯磺酸、苯磺酸、磷钨酸、磷钼酸、三氟甲磺酸,特别优选的催化剂为硫酸。

聚三亚甲基二醇(B)可以为均聚物,也可以为与除三亚甲基二醇之外的1种或2种以上的亚烷基二醇的共聚物。共聚物可以选择无规共聚物、嵌段共聚物等各种共聚形态。

另外,对于聚三亚甲基二醇(B),其末端基团优选为羟基。此外,其单个末端或两末端可以被烷基醚、芳基醚、芳烷基醚、脂肪酸酯、芳基酯等封端,对其性能体现没有影响,也可以同样使用醚化物或酯化物。

作为构成烷基醚的烷基,可以使用直链状或支链状均可,为碳数1~22的烷基、例如甲基、乙基、丙基、丁基、辛基、月桂基、硬脂基等,可以优选举出聚三亚甲基二醇的甲醚、乙醚、丁醚、月桂醚、硬脂醚等。

作为构成芳基醚的芳基,优选的是,优选碳数6~22、更优选碳数6~12、进一步优选碳数6~10的芳基,例如可以举出:苯基、甲苯基、萘基等,优选苯基、甲苯基等。作为芳烷基,优选的是,优选碳数7~23、更优选碳数7~13、进一步优选碳数7~11的芳烷基,例如可以举出:苄基、苯乙基等,特别优选苄基。

构成脂肪酸酯的脂肪酸可以使用直链状或支链状均可,可以为饱和脂肪酸也可以为不饱和脂肪酸。

作为构成脂肪酸酯的脂肪酸,为碳数1~22的一元或二元的脂肪酸,例如一元饱和脂肪酸、例如为甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、十五烷酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、十九烷酸、二十烷酸、山萮酸,一元不饱和脂肪酸、例如为油酸、反油酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等不饱和脂肪酸,另外碳数10以上的二元脂肪酸、例如为癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十四烷二酸、十六碳二酸(thapsic acid)和癸烯二酸、十一碳烯二酸、十二碳烯二酸。

作为构成芳基酯的芳基,优选的是,优选碳数6~22、更优选碳数6~12、进一步优选碳数6~10的芳基,例如可以举出:苯基、甲苯基、萘基等,优选苯基、甲苯基等。末端封端的基团即使为芳烷基,由于与聚碳酸酯示出良好的相容性,因此也可以体现与芳基同样的作用,作为芳烷基,优选的是,优选碳数7~23、更优选碳数7~13、进一步优选碳数7~11的芳烷基,例如可以举出:苄基、苯乙基等,特别优选苄基。

另外,作为聚三亚甲基二醇(B)的数均分子量,优选为200~5000,更优选为300以上、进一步优选为500以上,更优选为4000以下、进一步优选为3000以下。超过上述范围的上限时,相容性降低,故不优选,而且低于上述范围的下限时,成形时产生气体,故不优选。此处所谓聚三亚甲基二醇的数均分子量是基于依据JIS K1577测定的羟值而算出的数均分子量。

聚三亚甲基二醇(B)的含量相对于聚碳酸酯树脂(A)100质量份为0.1~4质量份。优选的含量为0.15质量份以上、更优选为0.2质量份以上,优选为3.5质量份以下、更优选为3质量份以下、进一步优选为2.5质量份以下、特别优选为2质量份以下。含量低于0.1质量份时,色相、黄变的改善不充分,超过4质量份时,由于聚碳酸酯树脂的白浊而透射率降低,并且利用挤出机的熔融混炼时,线料的断线多发,树脂组合物粒料的制成变难。

[磷系稳定剂(C)]

本发明的聚碳酸酯树脂组合物必须含有磷系稳定剂。通过含有磷系稳定剂,本发明的聚碳酸酯树脂组合物的色相变良好,耐热变色性进一步提高。

作为磷系稳定剂,可以使用公知任意的磷系稳定剂。列举具体例时,可以举出:磷酸、膦酸、亚磷酸、次膦酸、多磷酸等磷的含氧酸;酸性焦磷酸钠、酸性焦磷酸钾、酸性焦磷酸钙等酸性焦磷酸金属盐;磷酸钾、磷酸钠、磷酸铯、磷酸锌等第1族或第2B族金属的磷酸盐;磷酸酯化合物、亚磷酸酯化合物、亚膦酸酯化合物等,特别优选亚磷酸酯化合物。通过选择亚磷酸酯化合物,可以得到具有更高耐变色性和连续生产性的聚碳酸酯树脂组合物。

此处亚磷酸酯化合物为通式:P(OR)3所示的三价磷化合物,此处,R表示一价或二价的有机基团。

作为这样的亚磷酸酯化合物,例如可以举出:亚磷酸三苯酯、亚磷酸三(一壬基苯基)酯、亚磷酸三(一壬基/二壬基-苯基)酯、亚磷酸三(2,4-二-叔丁基苯基)酯、亚磷酸一辛基二苯酯、亚磷酸二辛基一苯酯、亚磷酸一癸基二苯酯、亚磷酸二癸基一苯酯、亚磷酸三癸酯、亚磷酸三月桂酯、亚磷酸三硬脂醇酯(tristearyl phosphite)、二亚磷酸二硬脂季戊四醇酯(distearyl pentaerythritol diphosphite)、二亚磷酸双(2,4-二-叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇酯、亚磷酸双(2,6-二-叔丁基苯基)辛酯、亚磷酸2,2-亚甲基双(4,6-二-叔丁基苯基)辛酯、二亚磷酸四(2,4-二-叔丁基苯基)-4,4’-亚联苯酯、2,4,8,10-四-叔丁基-6-[3-(3-叔丁基-羟基-5-甲基苯基)丙氧基]-二苯并[d,f][1,3,2]二氧杂磷杂环庚三烯(dioxaphosphepine)。

这样的亚磷酸酯化合物中,下述式(2)或(3)所示的芳香族亚磷酸酯化合物由于有效地提高本发明的聚碳酸酯树脂组合物的耐热变色性,因此更优选。

[式(2)中,R1、R2和R3可以分别相同也可以不同,表示碳数6以上且30以下的芳基。]

[式(3)中,R4和R5可以分别相同也可以不同,表示碳数6以上且30以下的芳基。]

作为上述式(2)所示的亚磷酸酯化合物,其中优选亚磷酸三苯酯、亚磷酸三(一壬基苯基)酯和亚磷酸三(2,4-二-叔丁基苯基)酯等,其中更优选亚磷酸三(2,4-二-叔丁基苯基)酯。作为这样的有机亚磷酸酯化合物,具体而言,可以举出:ADEKA Corporation制的“Adeka Stab 1178”、Sumitomo Chemical Co.,Ltd.制的“Sumilizer TNP”、Johoku Chemical Co.,Ltd.制的“JP-351”、ADEKA Corporation制的“Adeka Stab 2112”、BASF制的“Irgafos168”、Johoku Chemical Co.,Ltd.制的“JP-650”等。

作为上述式(3)所示的亚磷酸酯化合物,其中,特别优选二亚磷酸双(2,4-二-叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇酯、二亚磷酸双(2,6-二-叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇酯和二亚磷酸双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇酯那样的具有季戊四醇二亚磷酸酯结构的亚磷酸酯化合物。作为这样的有机亚磷酸酯化合物,具体而言,例如可以优选举出:ADEKA Corporation制的“Adeka Stab PEP-24G”、“Adeka Stab PEP-36”、Dover Chemical Corporation制的“Doverphos S-9228”等。

亚磷酸酯化合物中,上述式(3)所示的芳香族亚磷酸酯化合物由于色相更优异,故更优选。

需要说明的是,磷系稳定剂可以含有1种,也可以2种以上以任意的组合和比率含有。

磷系稳定剂(C)的含量相对于聚碳酸酯树脂(A)100质量份为0.005~0.5质量份,优选为0.007质量份以上、更优选为0.008质量份以上、特别优选为0.01质量份以上,另外,优选为0.4质量份以下、更优选为0.3质量份以下、进一步优选为0.2质量份以下、特别为0.1质量份以下。磷系稳定剂(C)的含量低于前述范围的0.005质量份时,色相、耐热变色性变得不充分,磷系稳定剂(C)的含量超过0.5质量份时,不仅耐热变色性反而恶化而且湿热稳定性也降低。

[环氧化合物(D)]

本发明的树脂组合物还优选含有环氧化合物(D)。通过将环氧化合物(D)与聚三亚甲基二醇(B)一起含有,可以进一步提高耐热变色性。

作为环氧化合物(D),使用1分子中具有1个以上环氧基的化合物。具体而言,可以优选举出:苯基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、叔丁基苯基缩水甘油醚、3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己基羧酸酯、3,4-环氧-6-甲基环己基甲基-3’,4’-环氧-6’-甲基环己基羧酸酯、2,3-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己基羧酸酯、4-(3,4-环氧-5-甲基环己基)丁基-3’,4’-环氧环己基羧酸酯、3,4-环氧环己基环氧乙烷、环己基甲基-3,4-环氧环己基羧酸酯、3,4-环氧-6-甲基环己基甲基-6’-甲基环己基羧酸酯、双酚A二环氧甘油醚(diglycidyl ether)、四溴双酚A缩水甘油醚、邻苯二甲酸的二环氧甘油酯(diglycidyl ester)、六氢化邻苯二甲酸的二环氧甘油酯、双-环氧联环戊二烯醚(bis-epoxydicyclopentadienyl ether)、双-环氧乙二醇、双-环氧环己基己二酸酯、丁二烯双环氧化合物(butadiene diepoxide)、四苯基环氧乙烷、环氧树脂酸辛酯(octyl epoxy tallate)、环氧化聚丁二烯、3,4-二甲基-1,2-环氧环己烷、3,5-二甲基-1,2-环氧环己烷、3-甲基-5-叔丁基-1,2-环氧环己烷、十八烷基-2,2-二甲基-3,4-环氧环己基羧酸酯、正丁基-2,2-二甲基-3,4-环氧环己基羧酸酯、环己基-2-甲基-3,4-环氧环己基羧酸酯、正丁基-2-异丙基-3,4-环氧-5-甲基环己基羧酸酯、十八烷基-3,4-环氧环己基羧酸酯、2-乙基己基-3’,4’-环氧环己基羧酸酯、4,6-二甲基-2,3-环氧环己基-3’,4’-环氧环己基羧酸酯、4,5-环氧四氢邻苯二甲酸酐、3-叔丁基-4,5-环氧四氢邻苯二甲酸酐、二乙基-4,5-环氧-顺式-1,2-环己基二羧酸酯、二-正丁基3-叔丁基-4,5-环氧-顺式-1,2-环己基二羧酸酯、环氧化大豆油、环氧化亚麻籽油等。

环氧化合物可以单独使用也可以组合2种以上使用。

其中,优选使用脂环族环氧化合物,特别优选3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己基羧酸酯。

环氧化合物(D)的含量优选相对于聚碳酸酯树脂(A)100质量份为0.0005~0.2质量份,更优选为0.001质量份以上、进一步优选为0.003质量份以上、特别优选为0.005质量份以上,另外,更优选为0.15质量以下、进一步优选为0.1质量份以下、特别优选为0.05质量份以下。环氧化合物(D)的含量低于0.0005质量份时,色相、耐热变色性容易变得不充分,超过0.2质量份时,不仅耐热变色性反而恶化,而且色相、湿热稳定性也容易降低。

[添加剂等]

本发明的聚碳酸酯树脂组合物可以含有除上述之外的其他添加剂,例如抗氧化剂、脱模剂、紫外线吸收剂、荧光增白剂、颜料、染料、除聚碳酸酯树脂之外的其他聚合物、阻燃剂、耐冲击改良剂、抗静电剂、增塑剂、相容剂等添加剂。这些添加剂可以配混一种或二种以上。

[聚碳酸酯树脂组合物的制造方法]

对本发明的聚碳酸酯树脂组合物的制造方法没有限制,可以广泛采用公知的聚碳酸酯树脂组合物的制造方法,可以举出如下方法:使用例如转鼓、亨舍尔混合机等各种混合机,将聚碳酸酯树脂(A)、聚三亚甲基二醇(B)和磷系稳定剂(C)以及根据需要配混的其他成分预先混合,然后用班伯里密炼机、辊、布拉本德(brabender)、单螺杆混炼挤出机、双螺杆混炼挤出机、捏合机等混合机进行熔融混炼。需要说明的是,熔融混炼的温度特别没有限制,通常为240~320℃的范围。

本发明的薄壁光学部件用聚碳酸酯树脂组合物示出高的光谱透射率,可以具有在300mm光路长度下测定的波长420nm处的光谱透射率优选为50%以上这样高的光谱透射率。

波长420nm处的光谱透射率是接近于导光板等光学部件中大量使用的蓝色LED的波长区域的波长域中的透射率,另外,该波长域中的透射率低时,黄色调增加。

需要说明的是,波长420nm处的光谱透射率如下:使用经过注射成形的长光路成形品(300mm×7mm×4mm),在300mm光路长度下进行测定,具体而言,依据后述实施例中记载的方法进行。

[薄壁光学部件]

对于本发明的薄壁光学部件用聚碳酸酯树脂组合物,将上述聚碳酸酯树脂组合物造粒而得到的粒料用各种成形法进行成形,可以制造薄壁光学部件。另外,也可以不经由粒料,而将用挤出机经过熔融混炼的树脂直接进行成形而形成薄壁光学部件。

本发明的聚碳酸酯树脂组合物的流动性优异,形成薄壁的成形品时,也没有白点异物,且成形品外观优异,可以兼顾透射率、色相,因此适合用于利用注射成形法成形为薄壁的光学部件。注射成形时的树脂温度优选的是,在比一般聚碳酸酯树脂的注射成形中应用的温度即260~300℃高的树脂温度下进行成形,优选305~380℃的树脂温度。树脂温度更优选为310℃以上,进一步优选为315℃以上,特别优选为320℃以上,另外,更优选为370℃以下。使用现有的聚碳酸酯树脂组合物时,为了成形为薄壁成形品而提高成形时的树脂温度时,也存在成形品的表面容易产生白点异物之类的问题,但通过使用本发明的树脂组合物,即使为上述温度范围,也可以制造具有良好的外观的薄壁成形品。

需要说明的是,树脂温度是指,在难以进行直接测定时以料筒设定温度的形式把握。

本发明中薄壁成形品是指,具有壁厚通常为1mm以下、优选为0.8mm以下、更优选为0.6mm以下的板状部的成形品。此处,板状部可以为平板也可以形成曲板状,可以为平坦的表面,也可以在表面具有凹凸等,另外,截面具有倾斜面,也可以为楔型截面等。

作为薄壁光学部件,可以举出:LED、有机EL、白炽灯泡、荧光灯、阴极管等直接或间接地利用光源的机器·设备的部件,可以举出导光板、面发光体用构件等作为代表性的例子。

导光板是在液晶背光单元、各种显示装置、照明装置中用于导入LED等光源的光的装置,使从侧面或背面等进入的光被通常设置于表面的凹凸扩散,发出均匀的光。其形状通常为平板状,表面上可以具有凹凸也可以不具有凹凸。

导光板的成形通常优选通过注射成形法、超高速注射成形法、注射压缩成形法等来进行。

使用本发明的树脂组合物成形而得到的导光板没有白浊、透射率的降低,透射率和色相极良好。

基于本发明的聚碳酸酯树脂组合物的导光板可以适合用于液晶背光单元、各种显示装置、照明装置的领域。作为这样的装置的例子,可以举出:手机、移动笔记本、上网本、平板计算机、平板电脑、智能手机、平板电脑型终端等各种移动终端、照相机、表、笔记本个人电脑、各种显示器、照明机器等。

实施例

以下,示出实施例对本发明进行更具体地说明。但是,本发明不限定性解释为以下的实施例。

以下的实施例和比较例中使用的原料和评价方法如下所述。需要说明的是,聚碳酸酯树脂(A)的粘均分子量的测定方法如前述。

[表1]

(实施例1~8、比较例1~3)

[树脂组合物粒料的制造]

将上述各成分以表2所示的比例(质量份)进行配混,用转鼓进行20分钟混合后,利用螺杆直径40mm的带排气口的单螺杆挤出机(Tanabe Plastics Machinery Co.,Ltd.制“VS-40”),在机筒温度240℃下进行熔融混炼,通过线料切割得到粒料。

[色相(YI)和光线透射率的测定]

将所得粒料在120℃下利用热风循环式干燥机干燥5~7小时后,利用注射成形机(东芝机械株式会社制“EC100SX-2A”,在树脂温度340℃、模具温度80℃下成形为长光路成形品(300mm×7mm×4mm)。

对于该长光路成形品,进行300mm光路长度下的YI(黄变度)和波长420mm的光谱透射率(单位:%)的测定。测定使用长光路光谱透射色计(日本电色工业株式会社制“ASA 1”,C光源,2°视野)。

将以上的评价结果示于以下的表2。

[表2]

[比较例4]

实施例1中,使B2成分为5质量份,除此之外,利用与实施例1同样的方法研究了粒料化,但树脂发生白浊,无法得到透明的树脂组合物。

由上述表2表明,对于实施例的成形品,光路长度长的300mm下的YI小,黄变少。进一步420nm下的光线透射率也高,透明性也优异。

另一方面可知,对于比较例的成形品,300mm的YI与实施例相比高。进一步光线透射率也低。

因此可知,本发明的、提供透射率和色相良好的薄壁光学部件用聚碳酸酯树脂组合物的目的在完全满足本发明的特征的情况下首次达成。

产业上的可利用性

本发明的聚碳酸酯树脂组合物的透射率和色相极良好,因此可以极适合用于薄壁光学部件,产业上的利用性非常高。

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