JP6250305B2 - ライトガイド - Google Patents
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Description
カラーLCDの場合はカラーフィルターがあるために、モノクロLCDに較べてLCDを透過する光の強度が三分の一程度にまで低下する。そのため、より高輝度な明るい性能のバックライトが強く求められる。さらに、LCDの画素数も従来よりも数倍以上とファインピッチになってきているため、バックライトの光線透過率が数分の1以下へ低下する。このため高輝度化への要求がますます厳しくなってきており、導光板も高度な導光性能が求められる。
しかし、ポリカーボネート樹脂は、このような優れた特徴を備えている一方で、ガラスに較べると表面硬度が低いため、耐擦傷性が劣り、表面に傷がつきやすいという欠点を有している。前記したLCD構成部材同士の擦れによる傷付きの問題は、LCD自体の小型化に伴ってバックライトユニット自体も薄肉化しているので、より顕在化し、大きな問題となってきている。また、自動車用のライトガイドにおいても、走行時の振動による擦れの問題がある。さらに、自動車用ライトガイドはアウターレンズの内側に配設される場合が主流であるが、それ自体を外装部品として用いる場合も想定され、外的要因による傷付きを防止できる高い表面硬度を有する材料が求められている。
しかしながら、このようなポリカーボネート樹脂組成物は、耐衝撃性と耐熱性が低下し、また、成形時に白化を起こし易く、特には、高速成形、例えば200mm/sec以上の高速で成形を行う際、薄肉成形品を成形する際、また、樹脂充填時にせん断速度が上がるような形状部分を有する成形品を成形する際に、白化の現象がより顕著となることが判明した。
本発明は、以下のライトガイドを提供する。
[3]前記一般式(2)におけるXがイソプロピリデン基である上記[1]又は[2]に記載のライトガイド。
[4]ポリカーボネート樹脂(i)とポリカーボネート樹脂(ii)の質量比が、8/2〜2/8である上記[1]〜[3]のいずれかに記載のライトガイド。
[5]共重合ポリカーボネート樹脂(iii)は、前記一般式(1)で表される構造単位の量が20〜80質量%、前記一般式(2)で表される構造単位の量が80〜20質量%である上記[1]〜[3]のいずれかに記載のライトガイド。
[7]ポリカーボネート樹脂(ii)の粘度平均分子量(Mv)が10,000〜20,000である上記[1]〜[4]のいずれかに記載のライトガイド。
[8]共重合ポリカーボネート樹脂(iii)の粘度平均分子量(Mv)が10,000〜30,000である上記[1]〜[3]又は[5]のいずれかに記載のライトガイド。
[9]色調改良剤を含有する上記[1]〜[8]のいずれかに記載のライトガイド。
[10]ディスプレイ装置用導光板又は車両ランプ用ライトガイドである[1]〜[9]のいずれかに記載のライトガイド。
なお、本願明細書において、「〜」とは、特に断りがない場合、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
本発明のライトガイドは、前述のとおり、前記一般式(1)で表される構造単位を有するポリカーボネート樹脂(i)と前記一般式(2)で表される構造単位を有するポリカーボネート樹脂(ii)の混合物及び/又は前記一般式(1)で表される構造単位と前下記一般式(2)で表される構造単位を有する共重合ポリカーボネート樹脂(iii)からなることを特徴とする。
以下、本発明に使用するポリカーボネート樹脂等につき、詳細に説明する。
本発明に使用するポリカーボネート樹脂は、ポリカーボネート樹脂(i)及びポリカーボネート樹脂(ii)の混合物及び/又は共重合ポリカーボネート樹脂(iii)である。
ポリカーボネート樹脂(i)は、分子中に少なくとも下記一般式(1)で表される構造単位を有するポリカーボネート樹脂である。
イ)2,2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン構造単位を有するもの、即ちR1がメチル基、R2とR3が水素原子、Xがイソプロピリデン基である構造単位を有するもの、
ロ)2,2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)シクロドデカン構造単位、即ちR1がメチル基、R2とR3が水素原子、Xがシクロドデシリデン基である構造単位を有するもの。
ハ)2,2−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン構造単位、即ちR1がメチル基、R2とR3がメチル基、Xがイソプロピリデン基である構造単位を有するもの、
ニ)2,2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン構造単位、即ちR1がメチル基、R2とR3が水素原子、Xがシクロヘキシリデン基である構造単位を有するもの、
これらの中で、より好ましくは上記イ)、ロ)またはハ)、さらに好ましくは上記イ)またはロ)、特には上記イ)のポリカーボネート樹脂が好ましい。
ここで、粘度平均分子量(Mv)は、溶媒としてジクロロメタンを使用し、ウベローデ粘度計を使用し、温度20℃での極限粘度([η])(単位dl/g)を求め、Schnellの粘度式:η=1.23×10−4M0.83 の式から算出される値を意味する。
上記ポリカーボネート樹脂(i)と併用するポリカーボネート樹脂(ii)は、下記一般式(2)で表される構造単位を有するポリカーボネート樹脂である。
ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−メチルペンタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン、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−(1−メチルエチル)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−tert−ブチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−(1−メチルプロピル)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−シクロヘキシルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−フェニルフェニル)プロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)デカン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)フェニルメタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−(1−メチルエチル)フェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−tert−ブチルフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−(1−メチルプロピル)フェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−シクロヘキシルフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−フェニルフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−1−フェニルエタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3、5−ジメチルフェニル)−1−フェニルエタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−(1−メチルエチル)フェニル)−1−フェニルエタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−tert−ブチルフェニル)−1−フェニルエタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−(1−メチルプロピル)フェニル)−1−フェニルエタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−シクロヘキシルフェニル)−1−フェニルエタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−フェニルフェニル)−1−フェニルエタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロペンタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロオクタン、4,4’−(1,3−フェニレンジイソプロピリデン)ビスフェノール、4,4’−(1,4−フェニレンジイソプロピリデン)ビスフェノール、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−3−メチルフェニル)フルオレン、4,4’−ジヒドロキシベンゾフェノン、4,4’−ジヒドロキシフェニルエーテル、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3−5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−6−メチル−3−tert−ブチルフェニル)ブタン等が挙げられる。
なお、粘度平均分子量(Mv)の定義は、前記したとおりである。
ポリカーボネート樹脂(i)及びポリカーボネート樹脂(ii)の混合物を用いる際の割合は、両者の質量比で、ポリカーボネート樹脂(i)/ポリカーボネート樹脂(ii)=9/1〜1/9であることが好ましい。このような混合割合で用いることにより、成形時の薄肉成形性に優れ、白化の問題がなく、高い硬度を有して耐傷付き性に優れ、また、優れた耐熱性をも達成することが可能となる。ポリカーボネート樹脂(i)は、その質量比が1を下回ると表面硬度が低下し、ライトガイドとしたときに表面が傷つき易くなってしまい、9を超えるとライトガイドの耐衝撃性が低下し割れを起こしたり、耐熱性が低下し易い。
より好ましい混合比は、ポリカーボネート樹脂(i)/ポリカーボネート樹脂(ii)=8/2〜2/8、さらに好ましくは7/3〜3/7、特に好ましくは4/6〜6/4である。
また、本発明で用いる共重合ポリカーボネート樹脂(iii)は、前記一般式(1)で表される構造単位と前記一般式(2)の構造単位を有する共重合ポリカーボネート樹脂である。
共重合ポリカーボネート樹脂(iii)中の前記一般式(1)で表される構造単位と前記一般式(2)の構造単位の好ましい構造単位は、上記したポリカーボネート樹脂(i)とポリカーボネート樹脂(ii)における構造単位と同様である。
なお、粘度平均分子量(Mv)の定義は、前記したとおりである。
鉛筆硬度がHBより低いと、ライトガイドの表面硬度が低く、表面が傷付きやすくなってしまう。ポリカーボネート樹脂の鉛筆硬度は、中でもF以上、特にはH以上であることが好ましい。
本発明に使用する上記ポリカーボネート樹脂を製造する方法は、特に限定されるものではなく、任意の方法を採用できる。その例を挙げると、界面重合法、溶融エステル交換法、ピリジン法、環状カーボネート化合物の開環重合法、プレポリマーの固相エステル交換法などを挙げることができる。
以下、これらの方法のうち特に好適なものについて、具体的に説明する。
まず、ポリカーボネート樹脂を界面重合法で製造する場合について説明する。
界面重合法では、反応に不活性な有機溶媒及びアルカリ水溶液の存在下で、通常pHを9以上に保ち、前記各ジヒドロキシ化合物とカーボネート前駆体(好ましくは、ホスゲン)とを反応させた後、重合触媒の存在下で界面重合を行うことによってポリカーボネート樹脂を得る。なお、反応系には、必要に応じて分子量調整剤(末端停止剤)を存在させてもよく、ジヒドロキシ化合物の酸化防止のために酸化防止剤を存在させてもよい。
アルカリ水溶液中のアルカリ化合物の濃度に制限は無いが、通常、反応のアルカリ水溶液中のpHを10〜12にコントロールするために、5〜10質量%で使用される。また、例えばホスゲンを吹き込むに際しては、水相のpHが10〜12、好ましくは10〜11になる様にコントロールするために、ビスフェノール化合物とアルカリ化合物とのモル比を、通常1:1.9以上、なかでも1:2.0以上、また、通常1:3.2以下、なかでも1:2.5以下とすることが好ましい。
このような芳香族フェノールとしては、具体的に、m−メチルフェノール、p−メチルフェノール、m−プロピルフェノール、p−プロピルフェノール、p−tert−ブチルフェノール、p−長鎖アルキル置換フェノール等のアルキル基置換フェノール;イソプロパニルフェノール等のビニル基含有フェノール;エポキシ基含有フェノール;o−オキシン安息香酸、2−メチル−6−ヒドロキシフェニル酢酸等のカルボキシル基含有フェノール;等が挙げられる。なお、分子量調整剤は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
なお、反応温度は通常0〜40℃であり、反応時間は通常は数分(例えば、10分)〜数時間(例えば、6時間)である。
次に、ポリカーボネート樹脂を溶融エステル交換法で製造する場合について説明する。溶融エステル交換法では、例えば、炭酸ジエステルとジヒドロキシ化合物とのエステル交換反応を行う。
一方、炭酸ジエステルとしては、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−tert−ブチルカーボネート等の炭酸ジアルキル化合物;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などが挙げられる。なかでも、ジフェニルカーボネート及び置換ジフェニルカーボネートが好ましく、ジフェニルカーボネートが特に好ましい。なお、炭酸ジエステルは1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
また、より積極的な調整方法としては、反応時に別途、末端停止剤を混合する方法が挙げられる。この際の末端停止剤としては、例えば、一価フェノール類、一価カルボン酸類、炭酸ジエステル類などが挙げられる。なお、末端停止剤は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
触媒失活剤の使用量は、前記のエステル交換触媒が含有するアルカリ金属又はアルカリ土類金属に対して、通常0.5当量以上、好ましくは1当量以上であり、また、通常10当量以下、好ましくは5当量以下である。更には、ポリカーボネート樹脂に対して、通常1質量ppm以上であり、また、通常100質量ppm以下、好ましくは20質量ppm以下である。
本発明のライトガイドは、色調改善剤を含むことが好ましい。色調改善剤をライトガイドに含有させる手段としては特に限定されないが、上記したポリカーボネート樹脂に色調改善剤を配合することが好ましい。
使用する色調改善剤としては、特に制限はないが、ポリアルキレングリコールまたはその脂肪酸エステルが好ましく挙げられる。
ポリアルキレングリコールとしては、アルキレングリコールの単独重合物、共重合物及びその誘導体が含まれる。具体的には、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどの炭素数が2〜6のポリアルキレングリコール、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンのランダム又はブロック共重合物、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンのグリセリルエーテル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンのモノブチルエーテルなどの共重合物等が挙げられる。
中でも好ましくは、オキシエチレン単位を有する重合体、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン共重合物及びそれらの誘導体である。
また、ポリアルキレングリコールの数平均分子量は、通常500〜500,000、好ましくは1,000〜100,000、より好ましくは1,000〜50,000である。
脂肪酸エステルを構成する脂肪酸としては、炭素数10以上の1価又は2価の脂肪酸、例えば、1価の飽和脂肪酸、例えば、カプリン酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチレン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸や、炭素数10以上の1価の不飽和脂肪酸、例えば、オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、セトレイン酸、エルカ酸などの不飽和脂肪酸、また炭素数10以上の二価の脂肪酸、例えば、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、テトラデカン二酸、タプシア酸及びデセン二酸、ウンデセン二酸、ドデセン二酸である。これらの脂肪酸は1種又は2種以上組み合せて使用できる。前記脂肪酸には、1つ又は複数のヒドロキシル基を分子内に有する脂肪酸も含まれる。
上記ポリカーボネート樹脂は、所望の諸物性を著しく損なわない限り、必要に応じて、上記以外のその他成分を含有していてもよい。その他の成分の例を挙げると、ポリカーボネート樹脂以外の樹脂、各種樹脂添加剤などが挙げられる。なお、その他の成分は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていても良い。
その他の樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクルレート、フェニルメタクリレート−メチルメタクリレート共重合体等のアクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート樹脂などの熱可塑性ポリエステル樹脂;ポリスチレン樹脂等が挙げられる。
なお、その他の樹脂は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていても良い。
その他の樹脂を含有する場合は、ポリカーボネート樹脂及びその他の樹脂の合計100質量%基準で、40質量%以下であることが好ましく、30質量%以下であることがより好ましく、20質量%以下であることがさらに好ましい。その他の樹脂を上記の範囲よりも多く用いた場合は、表面硬度、耐擦傷性、耐衝撃性、透明性が低下する場合がある。
樹脂添加剤としては、例えば、熱安定剤、酸化防止剤、離型剤、紫外線吸収剤、難燃剤、染顔料、帯電防止剤、防曇剤、滑剤、アンチブロッキング剤、流動性改良剤、可塑剤、分散剤、抗菌剤などが挙げられる。なお、樹脂添加剤は1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていても良い。特に熱安定剤や酸化防止剤は全光線透過率や色相の向上のために使用することが好ましく、また紫外線吸収剤や離型剤を使用することも好ましい。
以下、本発明に使用するポリカーボネート樹脂に好適な添加剤の例について具体的に説明する。
熱安定剤としては、例えばリン系化合物が挙げられる。リン系化合物としては、公知の任意のものを使用できる。具体例を挙げると、リン酸、ホスホン酸、亜燐酸、ホスフィン酸、ポリリン酸などのリンのオキソ酸;酸性ピロリン酸ナトリウム、酸性ピロリン酸カリウム、酸性ピロリン酸カルシウムなどの酸性ピロリン酸金属塩;リン酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸セシウム、リン酸亜鉛など第1族または第2B族金属のリン酸塩;有機ホスフェート化合物、有機ホスファイト化合物、有機ホスホナイト化合物などが挙げられるが、有機ホスファイト化合物が特に好ましい。
このような、有機ホスファイト化合物としては、具体的には、例えば、ADEKA社製(商品名、以下同じ)「アデカスタブ1178」、「アデカスタブ2112」、「アデカスタブHP−10」、城北化学工業社製「JP−351」、「JP−360」、「JP−3CP」、BASF社製「イルガフォス168」等が挙げられる。
なお、熱安定剤は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていても良い。
酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤が挙げられる。
その具体例としては、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、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]、N,N’−ヘキサン−1,6−ジイルビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニルプロピオナミド)、2,4−ジメチル−6−(1−メチルペンタデシル)フェノール、ジエチル[[3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル]メチル]ホスフォエート、3,3’,3”,5,5’,5”−ヘキサ−tert−ブチル−a,a’,a”−(メシチレン−2,4,6−トリイル)トリ−p−クレゾール、4,6−ビス(オクチルチオメチル)−o−クレゾール、エチレンビス(オキシエチレン)ビス[3−(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−m−トリル)プロピオネート]、ヘキサメチレンビス[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]、1,3,5−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン、2,6−ジ−tert−ブチル−4−(4,6−ビス(オクチルチオ)−1,3,5−トリアジン−2−イルアミノ)フェノール、2−[1−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ペンチルフェニル)エチル]−4,6−ジ−tert−ペンチルフェニルアクリレート等が挙げられる。
なお、酸化防止剤は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていても良い。
離型剤としては、例えば、脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸とアルコールとのエステル、数平均分子量200〜15,000の脂肪族炭化水素化合物、ポリシロキサン系シリコーンオイルなどが挙げられる。
また、前記の脂肪族炭化水素の数平均分子量は、好ましくは5,000以下である。
なお、脂肪族炭化水素は単一物質であってもよいが、構成成分や分子量が様々なものの混合物であっても、主成分が上記の範囲内であれば使用できる。
離型剤の含有量は、使用する全ポリカーボネート樹脂100質量部に対して、通常0.001質量部以上、好ましくは0.01質量部以上であり、また、通常2質量部以下、好ましくは1質量部以下である。離型剤の含有量が前記範囲の下限値未満の場合は、離型性の効果が十分でない場合があり、離型剤の含有量が前記範囲の上限値を超える場合は、耐加水分解性の低下、射出成形時の金型汚染などが生じる可能性がある。
紫外線吸収剤としては、例えば、酸化セリウム、酸化亜鉛などの無機紫外線吸収剤;ベンゾトリアゾール化合物、ベンゾフェノン化合物、サリシレート化合物、シアノアクリレート化合物、トリアジン化合物、オギザニリド化合物、マロン酸エステル化合物、ヒンダードアミン化合物などの有機紫外線吸収剤などが挙げられる。これらの中では有機紫外線吸収剤が好ましく、ベンゾトリアゾール化合物がより好ましい。有機紫外線吸収剤を選択することで、ポリカーボネート樹脂の透明性や機械物性が良好なものになる。
なお、紫外線吸収剤は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていても良い。
上記したポリカーボネート樹脂(i)と(ii)の混合物及び/又は共重合ポリカーボネート樹脂(iii)は、各種の成形法で成形してライトガイドとされる。
ライトガイドを成形する方法としては、特に制限されないが、射出成形法、射出圧縮成形法等を適用することが好ましい。
ライトガイドは、通常、キャビティに凹凸部が形成された射出成形用金型を用い、凹凸部を転写しつつ射出成形することで製造できる。なお、射出成形用金型のキャビティに凹凸部を設ける方法としては、入れ子に凹凸部を形成する方法が簡便で好ましい。
本発明に用いるポリカーボネート樹脂材料は、高い溶融流動性を備え、薄肉成形性に優れる上に、白化の問題がなく、射出成形用金型のキャビティに形成された細かい凹凸を良好に転写することができる。特に高速で、例えば200mm/sec以上の高速で薄肉成形行う際、成形品の端部が白化してしまう現象が生起し易いが、本発明に用いるポリカーボネート樹脂材料の場合は、200mm/sec以上、特には500mm/sec以上の高速薄肉射出成形においても、このような白化現象を起こすことがない。
ライトガイドが板状である場合は、その厚みは、通常0.1〜10mmであり、好ましくは0.3〜5mm、さらに好ましくは0.3〜3mmである。ライトガイドの厚みが上記上限値を超えると、樹脂の収縮によりドット、プリズム等の凹凸パターンが付与された光反射面の凹凸パターンが崩れたり、出光側の表面にヒケが生じるなどして十分な光量が確保できない場合がある。また、厚みが上記下限値未満の場合は、ライトガイド自体の形状剛性が低下しやすくなり、変形により目的とする発光面を確保しにくくなる場合がある。また、出向面側を凸状に湾曲させた形状や、光源から離れるに従って肉厚を徐減させた形状は、光の進行方向に対してプリズムが重なって存在しているようなプリズムの干渉を抑制しやすい傾向にあるのでより好ましい。
棒の長手方向に対して屈曲している場合は、その屈曲角は鈍角であることが好ましく、より好ましくは100〜170度、さらに好ましくは110〜160度、特に好ましくは120〜150度である。屈曲角を上記範囲内とすることにより、端部から入射した光が反射面で反射することなくそのまま出光面を照らし出したり、発光むらが生じたりして、目的の発光効果が得られなくなる場合がある。屈曲角が上記の好ましい範囲を外れる場合は、光源からの光が屈曲部よりも先端側に到達しない場合があるので、光源と反対側の端面や、屈曲部の側面等に、光源を複数配設することが好ましい。
棒状である場合も、板状同様、凹凸パターンは、目的とする発光量に合わせ、任意の深さ、角度及びピッチで設ければよいが、光源からの距離が離れるに伴い生ずる光量の減衰や、プリズムの干渉による反射面への入射光量の低下を抑制するために、凹凸パターンは、光源から離れるに従って、その深さが順次深く、その幅が順次広くなっていることが好ましい。また、光源から離れるに従って径を徐減させた形状は、反射面に配設されたプリズムの干渉を抑制しやすい傾向にあるのでより好ましい。
特に、本発明の板状のライトガイドは、液晶テレビ、携帯電話や携帯端末等の各種携帯機器のバックライトユニットに用いられる導光板に好適であり、また、棒状のライトガイドとしては、自動車のヘッドランプ等に用いられるライトガイドに好適である
以下の実施例及び比較例で使用した原料は次の通りである。
ポリカーボネート樹脂(i)に該当するポリカーボネート樹脂として、以下の製造例によるポリカーボネート樹脂(C−PC1)及び(C−PC2)を使用した。
2,2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(以下、「BPC」と記す。)26.14モル(6.75kg)と、ジフェニルカーボネート26.79モル(5.74kg)を、撹拌機および溜出凝縮装置付きのSUS製反応器(内容積10リットル)内に入れ、反応器内を窒素ガスで置換後、窒素ガス雰囲気下で220℃まで30分間かけて昇温した。
次いで、反応器内の反応液を撹拌し、溶融状態下の反応液にエステル交換反応触媒として炭酸セシウム(Cs2CO3)を、BPC1モルに対し1.5×10−6モルとなるように加え、窒素ガス雰囲気下、220℃で30分、反応液を撹拌醸成した。次に、同温度下で反応器内の圧力を40分かけて100Torrに減圧し、さらに、100分間反応させ、フェノールを溜出させた。
次に、溶融状態のままの反応液を2軸押出機に送入し、炭酸セシウムに対して4倍モル量のp−トルエンスルホン酸ブチルを2軸押出機の第1供給口から供給し、反応液と混練し、その後、反応液を2軸押出機のダイを通してストランド状に押し出し、カッターで切断してカーボネート樹脂のペレットを得た。
鉛筆硬度:2H
粘度平均分子量(Mv):28,000
BPC26.14モル(6.75kg)と、ジフェニルカーボネート26.79モル(5.74kg)を、撹拌機および溜出凝縮装置付きのSUS製反応器(内容積10リットル)内に入れ、反応器内を窒素ガスで置換後、窒素ガス雰囲気下で220℃まで30分間かけて昇温した。
次いで、反応器内の反応液を撹拌し、溶融状態下の反応液にエステル交換反応触媒として炭酸セシウム(Cs2CO3)を、BPC1モルに対し1.5×10−6モルとなるように加え、窒素ガス雰囲気下、220℃で30分、反応液を撹拌醸成した。次に、同温度下で反応器内の圧力を40分かけて100Torrに減圧し、さらに、100分間反応させ、フェノールを溜出させた。
次に、溶融状態のままの反応液を2軸押出機に送入し、炭酸セシウムに対して4倍モル量のp−トルエンスルホン酸ブチルを2軸押出機の第1供給口から供給し、反応液と混練し、その後、反応液を2軸押出機のダイを通してストランド状に押し出し、カッターで切断してカーボネート樹脂のペレットを得た。
鉛筆硬度:2H
粘度平均分子量(Mv):22,000
ポリカーボネート樹脂(ii)に該当するポリカーボネート樹脂として、以下のポリカーボネート樹脂(A−PC1)〜(A−PC6)を使用した。
ビスフェノール−Aを出発原料とした界面法によるポリカーボネート樹脂
三菱エンジニアリングプラスチックス社製
商品名「ユーピロン(登録商標)S−3000」
鉛筆硬度:2B
粘度平均分子量(Mv):21,000
<ポリカーボネート樹脂(A−PC2)>
ビスフェノール−Aを出発原料とした界面法によるポリカーボネート樹脂
三菱エンジニアリングプラスチックス社製
商品名「ユーピロン(登録商標)H−4000」
鉛筆硬度:2B
粘度平均分子量(Mv):16,000
<ポリカーボネート樹脂(A−PC3)>
ビスフェノール−Aを出発原料とした界面法によるポリカーボネート樹脂
三菱エンジニアリングプラスチックス社製
商品名「ユーピロン(登録商標)HL−7001」
鉛筆硬度:2B
粘度平均分子量(Mv):15,000
ビスフェノール−Aを出発原料とした界面法によるポリカーボネート樹脂
三菱エンジニアリングプラスチックス社製
商品名「ユーピロン(登録商標)HL−8000」
鉛筆硬度:2B
粘度平均分子量(Mv):14,000
<ポリカーボネート樹脂(A−PC5)>
ビスフェノール−Aを出発原料とした界面法によるポリカーボネート樹脂
三菱エンジニアリングプラスチックス社製
商品名「ユーピロン(登録商標)M−7020」
鉛筆硬度:2B
粘度平均分子量(Mv):15,000
<ポリカーボネート樹脂(A−PC6)>
ビスフェノール−Aを出発原料とした界面法によるポリカーボネート樹脂
三菱エンジニアリングプラスチックス社製
商品名「ユーピロン(登録商標)HL−4000」
鉛筆硬度:2B
粘度平均分子量(Mv):16,000
また、共重合ポリカーボネート樹脂(iii)に該当する共重合ポリカーボネート樹脂として、以下の製造例によるポリカーボネート樹脂(A/C−PC)を使用した。
ビスフェノールA(以下、「BPA」という。)とBPCとの混合物(BPA/BPCのモル比で45/55)を37.60kg(約147mol)とジフェニルカーボネート(以下、「DPC」と略記する場合がある。)32.20kg(約150mol)に、炭酸セシウムの水溶液を、炭酸セシウムがジヒドロキシ化合物1mol当たり2μmolとなるように添加して混合物を調製した。次に、該混合物を、攪拌機、熱媒ジャケット、真空ポンプ、還流冷却器を具備した内容量200Lの第1反応器に投入した。
続いて、第1反応器内の圧力を13.3kPaに保持し、フェノールをさらに留去させながら、80分間、エステル交換反応を行った。
その後、系内を窒素で絶対圧で101.3kPaに復圧の上、ゲージ圧で0.2MPaまで昇圧し、予め200℃以上に加熱した移送配管を経由して、第1反応器内のオリゴマーを、第2反応器に圧送した。尚、第2反応器は内容量200Lであり、攪拌機、熱媒ジャケット、真空ポンプ並びに還流冷却管を具備しており、内圧は大気圧、内温は240℃に制御していた。
鉛筆硬度:F
粘度平均分子量(Mv):20,000
<フェニルメタクリレート/メチルメタクリレート共重合体(H−880)>
三菱レイヨン社製
商品名「アクリペット H−880」
鉛筆硬度:3H
[安定剤]
・リン系安定剤:
トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト
ADEKA社製、商品名「アデカスタブ2112(AS2112)」
[酸化防止剤]
・ヒンダートフェノール系酸化防止剤:
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]
BASF社製、商品名「イルガノックス1010(IRG1010)」
[紫外線吸収剤]
2−(2’−ヒドロキシ−5’−tert−オクチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール
シプロ化成社製、商品名「シーソーブ709」
[離型剤]
・ペンタエリスリトールテトラステアレート
コグニスジャパン社製、商品名「ロキシオールVPG861」
・ステアリルステアリレート
日油社製、商品名「ユニスターM9676」
[ポリカーボネート樹脂ペレットの製造]
上記した各成分を後記表に示す組成(全て質量部)で配合混合し、二軸押出機(日本製鋼所社製「TEX30XCT」)により、バレル温度280℃で混練し、ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを得た。
上記ペレットを80℃で5時間乾燥した後、射出成形機(日本製鋼所社製「J55−60H」)を用い、シリンダー設定温度260〜280℃、金型温度80℃、スクリュー回転数100rpmの条件下にて、90mm×50mm×3mm厚の平板状試験片を射出成形した。なお、前述した上記ポリカーボネート樹脂C−PC1〜2、A−PC1〜6及びA/C−PCの鉛筆硬度測定用試験片も、上記と同様の方法で作成し測定した。
上記ペレットを80℃で5時間乾燥した後、射出成形機(日本製鋼所社製「J55−60H」)を用い、シリンダー設定温度260〜280℃、金型温度80℃、スクリュー回転数100rpmの条件下にて、射出時間2.0sec、成形サイクル40secの条件で、ISO多目的試験片(3mm厚及び4mm厚)を成形した。
上記記載の方法で得られた平板状試験片(3mm厚)につき、JIS K5600−5−4に準拠し、鉛筆硬度試験機(東洋精機株式会社製)を用いて、750g荷重にて測定した鉛筆硬度を求めた。
上記ペレットを80℃で5時間乾燥した後、射出成形機(日本製鋼所社製「J55−60H」)を用い、シリンダー設定温度260〜280℃、金型温度80℃、スクリュー回転数100rpmの条件下にて、三段プレート(幅50mm、長さ90mmで、厚さが1mmと2mmと3mmの3段形状)を、射出速度200mm/secで射出成形し、得られた三段プレートの周縁部に白化が見られるかどうかを判定した。周縁部にも一切白化が認められない場合を「無し」、周縁部の多くの部分、又は少なくとも一部に白化が認められる場合を「有り」として、表に示した。
得られたペレットを80℃で4時間以上乾燥後、東洋精機社製メルトインデクサーにて、ISO1133に準拠して、測定温度300℃、荷重11.8Nの条件下で、MVR(単位:cm3/10min)を測定した。
JIS K7105に準じ、前述の三段プレート(3mm,2mm,1mm厚)試験片を用いて、日本電色工業社製のNDH−2000型濁度計を用い、3mm厚の部分の全光線透過率(単位:%)を測定した。
ISO179に準拠して、上記で作製したISO多目的試験片(3mm厚)にノッチ加工を施し、23℃にてノッチ付きのシャルピー衝撃強度(単位:kJ/m2)を測定した。
耐熱性の指標として、上記で作成したISO多目的試験片(4mm厚)を用い、ISO75に準拠して荷重1.80MPaの条件で荷重たわみ温度(単位:℃)を測定した。
以上の評価結果を、以下の表1〜2に示す。
Claims (8)
- 下記一般式(1)で表される構造単位を有する粘度平均分子量(Mv)が15,000〜28,000のポリカーボネート樹脂(i)と下記一般式(2)で表される構造単位を有する粘度平均分子量(Mv)が10,000〜16,000のポリカーボネート樹脂(ii)の混合物及び/又は下記一般式(1)で表される構造単位と下記一般式(2)で表される構造単位を有する粘度平均分子量(Mv)が10,000〜28,000の共重合ポリカーボネート樹脂(iii)からなることを特徴とするライトガイド。
- 前記一般式(1)におけるR2及びR3が水素原子であり、Xがイソプロピリデン基である請求項1に記載のライトガイド。
- 前記一般式(2)におけるXがイソプロピリデン基である請求項1又は2に記載のライトガイド。
- ポリカーボネート樹脂(i)とポリカーボネート樹脂(ii)の質量比が、8/2〜2/8である請求項1〜3のいずれかに記載のライトガイド。
- 共重合ポリカーボネート樹脂(iii)は、前記一般式(1)で表される構造単位の量が20〜80質量%、前記一般式(2)で表される構造単位の量が80〜20質量%である請求項1〜3のいずれかに記載のライトガイド。
- 色調改良剤を含有する請求項1〜5のいずれかに記載のライトガイド。
- ディスプレイ装置用導光板又は車両ランプ用ライトガイドである請求項1〜6のいずれかに記載のライトガイド。
- 車両ランプ用ライトガイドである請求項1〜7のいずれかに記載のライトガイド。
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