JP6534890B2 - ポリカーボネート樹脂共重合体および成形品 - Google Patents

ポリカーボネート樹脂共重合体および成形品 Download PDF

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Description

本発明は、低吸水性に優れ、耐候性が改善されるポリカーボネート樹脂共重合体および成形品に関するものである。
近年、光学用部品や自動車部品をはじめとする様々な分野において、種々の性能に優れた透明性樹脂が要求されている。従来、透明樹脂としてはポリカーボネート樹脂(以下、PCと称する)、メタクリル樹脂などが知られており、成形品、フィルムなどの形態で電気電子部品、光学部品、自動車部品、機械部品などの広い分野で用いられている。PCは高い破断伸度を持ち、耐衝撃性に優れているが、表面が非常にやわらかく(鉛筆硬度 4B〜2B)、傷つきやすいという問題がある。そのため、ポリカーボネート基板表面にアクリル酸エステルを塗布して紫外線硬化によって保護膜を形成する方法が提案されている(特許文献1)。しかしながら、硬化時の収縮によるひび割れや工程が煩雑となる問題がある。また、主鎖に芳香環を含むため、耐候性を付与する工程も必要となる。
一方、ポリメチルメタクリレートなどのメタクリル酸樹脂は、高い透明性と硬い表面硬度(鉛筆硬度H〜3H)を持ち、レンズ・光ファイバーなどの光学材料として多く用いられている。しかしながら、吸水率が高く、さらに耐衝撃性が低いために使用される用途が制限されているという問題がある。
最近では、植物由来モノマーであるイソソルビドを使用し、炭酸ジフェニルとのエステル交換により、耐候性、表面硬度に優れたポリカーボネートを得ることが提案されている(特許文献2)。しかしながら、イソソルビド骨格に由来する吸水性の高さから、高温多湿下の環境では寸法変化が大きく、精密部品などの使用には用途が制限される場合がある。
その為、低吸水率、耐候性、耐熱性、耐衝撃性、鉛筆硬度の全てをバランスよく有する樹脂および成形体は未だ提供されていなかった。
特公平4−2614号公報 国際公開第2004/111106号パンフレット
本発明の目的は、低吸水性に優れ、耐候性が改善され、さらに、耐衝撃性や鉛筆硬度が良好なポリカーボネート樹脂共重合体および成形品を提供することである。
本発明者らは、鋭意検討を行った結果、繰り返し単位(A)を含むことで、低吸水性に優れ、耐候性が改善され、さらに耐熱性、耐衝撃性および鉛筆硬度が良好なポリカーボネート樹脂共重合体および成形体が得られることを究明し、本発明に至った。
すなわち、本発明は、以下の通りである。
1.繰り返し単位が下記式(A)で表される単位(A)を全繰り返し単位中1〜50モル%含むポリカーボネート樹脂共重合体。
Figure 0006534890
(式中、X〜Xはそれぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換の炭素原子数1〜20のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素原子数6〜20のシクロアルキル基、または置換若しくは無置換の炭素原子数6〜20のアリール基を表し、Xは置換若しくは無置換の炭素原子数2〜10のアルキレン基、置換若しくは無置換の炭素原子数6〜20のシクロアルキレン基、または置換若しくは無置換の炭素原子数6〜20のアリーレン基を表し、m及びnはそれぞれ独立に〜5の整数を表す。Wは単結合、または下記式(W)で示される2価の有機基のいずれかであり、
Figure 0006534890
ここにRとRはそれぞれ、水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、炭素原子数1〜9のアルキル基、炭素原子数1〜5のアルコキシ基、炭素原子数6〜12のアリール基、炭素原子数2〜5のアルケニル基、または炭素原子数7〜17のアラルキル基を表す。また、RとRが結合して炭素環または複素環を形成しても良い。RとRはそれぞれ、水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、炭素原子数1〜9のアルキル基、炭素原子数1〜5のアルコキシ基、または炭素原子数6〜12アリール基を表す。Rは炭素原子数1〜9のアルキレン基である。aは0〜20の整数を表し、bは1〜500の整数を表す。)
2.ガラス転移温度が80℃〜145℃である前項1記載のポリカーボネート樹脂共重合体。
3.20℃の塩化メチレン溶液で測定された比粘度が0.15〜1.5である前項1記載のポリカーボネート樹脂共重合体。
4.単位(A)が下記式(A−1)で表される単位(A−1)である前項1記載のポリカーボネート樹脂共重合体。
Figure 0006534890
5.さらに下記式(B)で表される単位(B)を含む前項1記載のポリカーボネート樹脂共重合体。
Figure 0006534890
6.JIS K5600−5−4に準拠して測定した鉛筆硬度がF以上である前項1記載のポリカーボネート樹脂共重合体。
7.飽和吸水率が1.7%以下である前項1記載のポリカーボネート樹脂共重合体。
8.単位(A−1)を誘導する原料として使用されるモノマー成分である2,2−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)シクロヘキシル)プロパンのモノマー純度が90%以上である前項4記載のポリカーボネート樹脂共重合体。
9.前項1記載のポリカーボネート樹脂共重合体を素材とする成形品。
10.前項1記載のポリカーボネート樹脂共重合体を素材とするフィルム。
本発明のポリカーボネート樹脂共重合体は、ビスシクロヘキサン環を有するモノマー成分を特定の割合で他のモノマー成分およびカーボネート前駆物質と反応させることで、低吸水性に優れ、耐候性が改善され、また、他のモノマー成分として特定の脂肪族ジオールや脂環式ジオールを用いることにより、耐衝撃性や鉛筆硬度が良好であるなどの特性を有するポリカーボネート樹脂共重合体を得ることが可能となった。そのため、その奏する工業的効果は格別である。
以下、本発明を詳細に説明する。
<ポリカーボネート樹脂共重合体>
本発明のポリカーボネート樹脂共重合体は、繰り返し単位(A)を含むカーボネート単位から構成される。
(繰り返し単位(A))
本発明において、繰り返し単位(A)は下記式(A)に示したように、ビスシクロヘキサン環を有するカーボネート単位である。
Figure 0006534890
ここで、式中、X〜Xはそれぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換の炭素原子数1〜20のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素原子数6〜20のシクロアルキル基、または置換若しくは無置換の炭素原子数6〜20のアリール基を表し、Xは置換若しくは無置換の炭素原子数2〜10のアルキレン基、置換若しくは無置換の炭素原子数6〜20のシクロアルキレン基、または置換若しくは無置換の炭素原子数6〜20のアリーレン基を表し、m及びnはそれぞれ独立に0〜5の整数を表す。
また、Wは単結合、または下記式(W)で示される2価の有機基のいずれかであり、
Figure 0006534890
ここでRとRはそれぞれ、水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、炭素原子数1〜9のアルキル基、炭素原子数1〜5のアルコキシ基、炭素原子数6〜12のアリール基、炭素原子数2〜5のアルケニル基、または炭素原子数7〜17のアラルキル基を表す。また、RとRが結合して炭素環または複素環を形成しても良い。RとRはそれぞれ、水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、炭素原子数1〜9のアルキル基、炭素原子数1〜5のアルコキシ基、または炭素原子数6〜12アリール基を表す。Rは炭素原子数1〜9のアルキレン基である。aは0〜20の整数を表し、bは1〜500の整数を表す。
具体的には、1,1−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)シクロヘキシル)エタン、2,2−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)シクロヘキシル)プロパン、2,2−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)シクロヘキシル)ブタン、1,1−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)シクロヘキシル)−1−フェニルエタン、1,1−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)シクロヘキシル)シクロヘキサン、1,1−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)シクロヘキシル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、2,2−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)シクロヘキシル)ペンタン、2,2−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)シクロヘキシル)フルオレン、1,1−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)シクロヘキシル)−4−イソプロピルシクロヘキサンなどが例示される。なかでも、2,2−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)シクロヘキシル)プロパンが耐熱性、流動性の観点から好ましい。これらは2種類以上併用して用いても良い。
(他の繰り返し単位)
本発明において、単位(A)以外の共重合構成単位を構成する繰り返し単位として、各種ジオール化合物から誘導される繰り返し単位が挙げられる。
かかるジオール化合物としては、脂肪族ジオール化合物、脂環式ジオール化合物、芳香族ジヒドロキシ化合物のいずれでも良く、国際公開第2004/111106号パンフレット、国際公開第2011/021720号パンフレットに記載のジオール化合物や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、ポリ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が挙げられる。
前記脂肪族ジオール化合物としては、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1.9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−n−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、1,2−ヘキサングリコール、1,2−オクチルグリコール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,3−ジイソブチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジイソアミル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオールなどが挙げられる。
前記脂環式ジオール化合物としては、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、アダマンタンジオール、ペンタシクロペンタデカンジメタノール、3,9−ビス(2−ヒドロキシ−1,1−ジメチルエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカンなどが挙げられる。
前記芳香族ジヒドロキシ化合物としては、α,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−m−ジイソプロピルベンゼン(ビスフェノールM)、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン、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)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジメチルジフェニルスルフィド、ビスフェノールA、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン(ビスフェノールC)、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン(ビスフェノールAF)、および1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)デカンなどが挙げられる。
なかでも、下記繰り返し単位(B)が共重合構成単位として特に好ましい。
(繰り返し単位(B))
本発明における単位(B)は下記式(B)に示したように、エーテル基を有する脂肪族ジオールから誘導されるものである。
Figure 0006534890
前記式(B)は、バイオマス資源の中でエーテル結合を有するジオールは、耐熱性及び鉛筆硬度が高い材料である。
前記式(B)は、立体異性体の関係にある下記式で表される繰り返し単位(B1)、(B2)および(B3)が例示される。
Figure 0006534890
Figure 0006534890
Figure 0006534890
これらは、糖質由来のエーテルジオールであり、自然界のバイオマスからも得られる物質で、再生可能資源と呼ばれるものの1つである。繰り返し単位(B1)、(B2)および(B3)は、それぞれイソソルビド、イソマンニド、イソイディッドと呼ばれる。イソソルビドは、でんぷんから得られるDーグルコースに水添した後、脱水を受けさせることにより得られる。その他のエーテルジオールについても、出発物質を除いて同様の反応により得られる。
イソソルビド、イソマンニド、イソイディッドのなかでも特に、イソソルビド(1,4;3,6ージアンヒドローDーソルビトール)から誘導される繰り返し単位は、製造の容易さ、耐熱性に優れることから好ましい。
(組成)
本発明のポリカーボネート樹脂共重合体は、繰り返し単位(A)を含み、ポリカーボネート全体の繰り返し単位に占めるモル比は1〜50モル%である。モル比が1モル%以上50モル%以下では、低吸水性に優れ、耐候性が高く、耐衝撃性および鉛筆硬度が良好になるため好ましい。ポリカーボネート全体の繰り返し単位に占めるモル比は2〜40モル%がより好ましく、3〜35モル%がさらに好ましく、5〜30モル%が特に好ましい。
また、単位(A)と単位(B)を含有するポリカーボネート樹脂共重合体の場合、単位(A)と単位(B)との割合(モル比)は1〜50:50〜99モル%が好ましく、2〜40:60〜98モル%がより好ましく、3〜35:65〜97モル%がさらに好ましく、5〜30:70〜95モル%が特に好ましい。かかる範囲であると耐熱性、耐衝撃性に優れ、耐候性が高く、低吸水性となるため好ましい。単位(A)と単位(B)との合計の繰り返し単位は全繰り返し単位中60モル%が好ましく、70モル%がより好ましく、80モル%がさらに好ましく、90モル%が特に好ましい。
なお、モル比は、日本電子社製JNM−AL400のプロトンNMRにて測定し算出する。
(ガラス転移温度:Tg)
本発明のポリカーボネート樹脂共重合体のガラス転移温度(Tg)は、好ましくは80℃以上145℃以下、より好ましくは100℃以上135℃以下である。Tgが下限以上であると、光学成形体として使用した際に、耐熱安定性が良好とであり好ましい。またTgが上限以下では、成形性が良好であり好ましい。ガラス転移温度(Tg)はティー・エイ・インスツルメント・ジャパン(株)製2910型DSCを使用し、昇温速度20℃/minにて測定する。
(飽和吸水率)
本発明のポリカーボネート樹脂共重合体の飽和吸水率は、好ましくは1.7%以下、より好ましくは1.5%以下である。吸水率が1.7%以下であると成形品において吸水による寸法変化や反りが低減でき好ましい。
(比粘度:ηSP
本発明のポリカーボネート樹脂共重合体の比粘度(ηSP)としては、0.15以上1.50以下であることが好ましい。比粘度が下限以上では強度等が向上し、上限以下では成形加工特性が優れる。より好ましくは0.20以上1.00以下であり、さらに好ましくは0.25以上0.70以下であり、特に好ましくは0.30以上0.50以下である。また、本発明のポリカーボネート樹脂共重合体には、本発明の効果を損なわない範囲で他の樹脂と併用してよい。
本発明でいう比粘度は、20℃で塩化メチレン100mlにポリカーボネート樹脂共重合体0.7gを溶解した溶液からオストワルド粘度計を用いて求めた。
比粘度(ηSP)=(t−t)/t
[tは塩化メチレンの落下秒数、tは試料溶液の落下秒数]
なお、本発明のポリカーボネート樹脂共重合体の比粘度を測定する場合は、次の要領で行うことができる。すなわち、ポリカーボネート樹脂共重合体をその20〜30倍重量の塩化メチレンに溶解し、可溶分をセライト濾過により採取した後、溶液を除去して十分に乾燥し、塩化メチレン可溶分の固体を得る。かかる固体0.7gを塩化メチレン100mlに溶解した溶液から20℃における比粘度をオストワルド粘度計を用いて求める。
(鉛筆硬度)
本発明で使用されるポリカーボネート樹脂共重合体は、鉛筆硬度が好ましくはHB以上である。耐傷性に優れるという点で、F以上がより好ましく、H以上がさらに好ましい。鉛筆硬度は全繰り返し単位を基準として繰り返し単位(B)の組成を増加させることで硬くすることができる。本発明において、鉛筆硬度とは、本発明の樹脂を特定の鉛筆硬度を有する鉛筆で樹脂を擦過した場合に擦過しても擦過痕が残らない硬さのことであり、JIS K−5600に従って測定できる塗膜の表面硬度試験に用いる鉛筆硬度を指標とする。鉛筆硬度は、9H、8H、7H、6H、5H、4H、3H、2H、H、F、HB、B、2B、3B、4B、5B、6Bの順で柔らかくなり、最も硬いものが9H、最も軟らかいものが6Bである。
(純度)
本発明で使用される繰り返し単位(A−1)のモノマー成分である2,2−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)シクロヘキシル)プロパンのモノマー純度は90%以上が好まく、95%以上がより好ましい。90%未満であると、耐候性が悪化する場合がある。モノマー純度を90%以上とする方法としては、特に限定されるものではないが、溶剤でリパルプ洗浄(溶剤で洗浄、ろ過を数回繰り返す)を行う方法や蒸留、再結晶等の手法が挙げられる。
(ポリカーボネート樹脂共重合体の製造方法)
本発明のポリカーボネート樹脂共重合体は、通常のポリカーボネート樹脂を製造するそれ自体公知の反応手段、例えばジオール成分に炭酸ジエステルなどのカーボネート前駆物質を反応させる方法により製造される。次にこれらの製造方法について基本的な手段を簡単に説明する。
カーボネート前駆物質として炭酸ジエステルを用いるエステル交換反応は、不活性ガス雰囲気下所定割合の芳香族ジヒドロキシ成分を炭酸ジエステルと加熱しながら撹拌して、生成するアルコールまたはフェノール類を留出させる方法により行われる。反応温度は生成するアルコールまたはフェノール類の沸点などにより異なるが、通常120〜300℃の範囲である。反応はその初期から減圧にして生成するアルコールまたはフェノール類を留出させながら反応を完結させる。また、必要に応じて末端停止剤、酸化防止剤等を加えてもよい。
前記エステル交換反応に使用される炭酸ジエステルとしては、置換されてもよい炭素数6〜12のアリール基、アラルキル基等のエステルが挙げられる。具体的には、ジフェニルカーボネート、ジトリールカーボネート、ビス(クロロフェニル)カーボネートおよびm−クレジルカーボネート等が例示される。なかでもジフェニルカーボネートが特に好ましい。ジフェニルカーボネートの使用量は、ジヒドロキシ化合物の合計1モルに対して、好ましくは0.97〜1.10モル、より好ましは1.00〜1.06モルである。
また溶融重合法においては重合速度を速めるために、重合触媒を用いることができ、かかる重合触媒としては、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、含窒素化合物、金属化合物等が挙げられる。
このような化合物としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属の、有機酸塩、無機塩、酸化物、水酸化物、水素化物、アルコキシド、4級アンモニウムヒドロキシド等が好ましく用いられ、これらの化合物は単独もしくは組み合わせて用いることができる。
アルカリ金属化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、水酸化リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸セシウム、酢酸リチウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸セシウム、ステアリン酸リチウム、水素化ホウ素ナトリウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、安息香酸セシウム、安息香酸リチウム、リン酸水素2ナトリウム、リン酸水素2カリウム、リン酸水素2リチウム、フェニルリン酸2ナトリウム、ビスフェノールAの2ナトリウム塩、2カリウム塩、2セシウム塩、2リチウム塩、フェノールのナトリウム塩、カリウム塩、セシウム塩、リチウム塩等が例示される。
アルカリ土類金属化合物としては、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム、二酢酸マグネシウム、二酢酸カルシウム、二酢酸ストロンチウム、二酢酸バリウム等が例示される。
含窒素化合物としては、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、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド等のアルキル、アリール基等を有する4級アンモニウムヒドロキシド類が挙げられる。また、トリエチルアミン、ジメチルベンジルアミン、トリフェニルアミン等の3級アミン類、2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、ベンゾイミダゾール等のイミダゾール類が挙げられる。また、アンモニア、テトラメチルアンモニウムボロハイドライド、テトラブチルアンモニウムボロハイドライド、テトラブチルアンモニウムテトラフェニルボレート、テトラフェニルアンモニウムテトラフェニルボレート等の塩基あるいは塩基性塩等が例示される。
金属化合物としては亜鉛アルミニウム化合物、ゲルマニウム化合物、有機スズ化合物、アンチモン化合物、マンガン化合物、チタン化合物、ジルコニウム化合物等が例示される。これらの化合物は1種または2種以上併用してもよい。
これらの重合触媒の使用量は、ジオール成分1モルに対し好ましくは1×10−9〜1×10−2当量、好ましくは1×10−8〜1×10−5当量、より好ましくは1×10−7〜1×10−3当量の範囲で選ばれる。
また、反応後期に触媒失活剤を添加することもできる。使用する触媒失活剤としては、公知の触媒失活剤が有効に使用されるが、この中でもスルホン酸のアンモニウム塩、ホスホニウム塩が好ましい。更にドデシルベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩等のドデシルベンゼンスルホン酸の塩類、パラトルエンスルホン酸テトラブチルアンモニウム塩等のパラトルエンスルホン酸の塩類が好ましい。
またスルホン酸のエステルとして、ベンゼンスルホン酸メチル、ベンゼンスルホン酸エチル、ベンゼンスルホン酸ブチル、ベンゼンスルホン酸オクチル、ベンゼンスルホン酸フェニル、パラトルエンスルホン酸メチル、パラトルエンスルホン酸エチル、パラトルエンスルホン酸ブチル、パラトルエンスルホン酸オクチル、パラトルエンスルホン酸フェニル等が好ましく用いられる。なかでも、ドデシルベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩が最も好ましく使用される。
これらの触媒失活剤の使用量はアルカリ金属化合物および/またはアルカリ土類金属化合物より選ばれた少なくとも1種の重合触媒を用いた場合、その触媒1モル当たり好ましくは0.5〜50モルの割合で、より好ましくは0.5〜10モルの割合で、更に好ましくは0.8〜5モルの割合で使用することができる。
また、用途や必要に応じて熱安定剤、可塑剤、光安定剤、重合金属不活性化剤、難燃剤、滑剤、帯電防止剤、界面活性剤、抗菌剤、紫外線吸収剤、離型剤等の添加剤を配合することができる。
<成形体>
本発明のポリカーボネート樹脂共重合体を用いてなる成形品は、例えば射出成形法、圧縮成形法、押出成形法、溶液キャスティング法など任意の方法により成形される。本発明のポリカーボネート樹脂共重合体は、成形性および耐熱性に優れているので種々の成形品として利用することができる。殊に光学レンズ、光学ディスク、液晶パネル、光カード、シート、フィルム、光ファイバー、コネクター、蒸着プラスチック反射鏡、ディスプレイなどの光学部品の構造材料、パソコンや携帯電話の外装や前面板などの電気電子部品、自動車のヘッドランプや窓などの自動車用途、または機能材料用途に適した成形品として有利に使用することができる。
<フィルム>
本発明のポリカーボネート樹脂共重合体を用いてなるフィルムは、具体的には、表面保護フィルム、加飾用フィルム、前面板、位相差フィルム、プラセル基板フィルム、偏光板保護フィルム、反射防止フィルム、輝度上昇フィルム、光ディスクの保護フィルム、拡散フィルム等の用途が挙げられる。
光学フィルムの製造方法としては、例えば、溶液キャスト法、溶融押出法、熱プレス法、カレンダー法等公知の方法を挙げることが出来る。なかでも、溶液キャスト法、溶融押出法が好ましく、特に生産性の点から溶融押出法が好ましい。
溶融押出法においては、Tダイを用いて樹脂を押出し、冷却ロールに送る方法が好ましく用いられる。このときの温度はポリカーボネート樹脂共重合体の分子量、Tg、溶融流動特性等から決められるが、180〜350℃の範囲であり、200℃〜320℃の範囲がより好ましい。180℃より低いと粘度が高くなりポリマーの配向、応力歪みが残りやすく好ましくない。また、350℃より高いと熱劣化、着色、Tダイからのダイライン(筋)等の問題が起きやすい。
また、本発明のポリカーボネート樹脂共重合体は、有機溶媒に対する溶解性が良好なので、溶液キャスト法も適用することが出来る。溶液キャスト法の場合は、溶媒としては塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2,2−テトラクロロエタン、ジオキソラン、ジオキサン等が好適に用いられる。溶液キャスト法で獲られるフィルム中の残留溶媒量は2重量%以下であることが好ましく、より好ましくは1重量%以下である。残留溶媒量が2重量%を超えるとフィルムのガラス転移温度の低下が著しくなり耐熱性の点で好ましくない。
本発明のポリカーボネート樹脂共重合体を用いてなる未延伸フィルムの厚みとしては、30〜400μmの範囲が好ましく、より好ましくは40〜300μmの範囲である。かかる未延伸フィルム状物をさらに延伸して位相差フィルムとする場合には、光学フィルムの所望の位相差値、厚みを勘案して上記範囲内で適宜決めればよい。
以下実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、実施例中「部」とは「重量部」を意味する。実施例において使用した使用樹脂および評価方法は以下のとおりである。
1.ポリマー組成比(NMR)
日本電子社製JNM−AL400のプロトンNMRにて測定し、ポリマー組成比(モル比)を算出した。
2.比粘度測定
20℃で塩化メチレン100mlにポリカーボネート樹脂共重合体0.7gを溶解した溶液からオストワルド粘度計を用いて求めた。
比粘度(ηSP)=(t−t)/t
[tは塩化メチレンの落下秒数、tは試料溶液の落下秒数]
3.ガラス転移温度測定
ポリカーボネート樹脂共重合体8mgを用いてティー・エイ・インスツルメント(株)製の熱分析システム DSC−2910を使用して、JIS K7121に準拠して窒素雰囲気下(窒素流量:40ml/min)、昇温速度:20℃/minの条件下で測定した。
4.吸水率
吸水率は、ポリカーボネート樹脂共重合体ペレットを塩化メチレンに溶解後、塩化メチレンを蒸発させて得られた厚み200μmのキャストフィルムを用い、100℃12時間乾燥後、25℃48時間水中に浸漬した後の重量増加を測定し、次式によって吸水率を求めた。
吸水率(%)={(吸水後の樹脂重量−吸水前の樹脂重量)/吸水前の樹脂重量}×100
5.耐候変色
JIS B7753に準拠してスガ試験機社製サンシャインウェザオメーターS80を用いて、サンシャインカーボンアーク(ウルトラロングライフカーボン4対)光源で放電電圧50V、放電電流60Aに設定し、照射及び表面スプレ(降雨)にてブラックパネル温度63℃、相対湿度50%の条件下、射出成形片の平板(幅60mm×長さ60mm×厚さ3mm)の正方形の面に対して、500時間照射処理を行った。表面スプレー(降雨)時間は、12分/1時間とした。ガラスフィルターはAタイプを用いた。その試験前後の試験片に対して、日本電色工業社製分光式色差計SE−2000を用いて色差ΔEを測定した。ΔEが小さいほど、変色が小さいことを示している。
6.高速面衝撃試験
厚さ2mm厚角板を高速衝撃試験機 島津HYDROSHOTHITS−P10(島津製作所)を使用して、試験温度23℃、試験速度7m/sec、ストライカー径1/2インチ、受け径1インチにて10回試験を実施し、そのときの脆性破壊となった確率と最大衝撃エネルギー(平均値)を評価した。
7.鉛筆硬度
得られたポリカーボネート樹脂共重合体を100℃で24時間真空乾燥した後、JSW(株)製75ton成形機(JSW J−75EIII)を用いて、厚さ2mm厚角板を成形し、その成形試験片を用いて、JIS K5600の鉛筆硬度試験方法によって測定した。
8.モノマー純度
試料100mgを1mlのクロロホルムに溶解させ、4倍量の水酸化テトラメチルアンモニウムでメチル化してAgilent Technology社製5975シリーズガスクロマトグラフ/質量検出器にて600℃にて反応熱分解を実施した。得られたピーク面積比からモノマー純度を算出した。
[実施例1]
<ポリカーボネート樹脂共重合体の製造>
イソソルビド(以下ISSと略す)409部、純度97.1%の2,2−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)シクロヘキシル)プロパン(以下HBPEと略す)172部、ジフェニルカーボネート750部、および触媒としてテトラメチルアンモニウムヒドロキシド0.8×10−2部と水酸化ナトリウム0.6×10−4部を窒素雰囲気下180℃に加熱し溶融させた。その後、30分かけて減圧度を13.4kPaに調整した。その後、60℃/hrの速度で260℃まで昇温を行い、10分間その温度で保持した後、1時間かけて減圧度を133Pa以下とした。合計6時間撹拌下で反応を行い、反応槽の底より窒素加圧下吐出し、水槽で冷却しながら、ペレタイザーでカットしてペレットを得た。各種評価結果を表1に記載した。
[実施例2]
<ポリカーボネート樹脂共重合体の製造>
ISS358部、純度97.1%のHBPE344部、DPC750部を原料として用いた他は、実施例1と全く同様の操作を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
[実施例3]
<ポリカーボネート樹脂共重合体の製造>
ISS460部、純度97.1%のHBPE115部、DPC750部を原料として用いた他は、実施例1と全く同様の操作を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
[実施例4]
<ポリカーボネート樹脂共重合体の製造>
ISS358部、純度97.1%のHBPE172部、1,4−シクロヘキサンジメタノール(以下CHDM)76部、DPC750部を原料として用いた他は、実施例1と全く同様の操作を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
[実施例5]
<ポリカーボネート樹脂共重合体の製造>
ISSの代わりにビスフェノールA678部に変更した他は、実施例1と全く同様の操作を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
[実施例6]
<ポリカーボネート樹脂共重合体の製造>
純度89.8%の2,2−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)シクロヘキシル)プロパン(以下HBPEと略す)172部を用いた他は、実施例1と全く同様の操作を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
[比較例1]
<ポリカーボネート樹脂共重合体の製造>
ISS501部、DPC750部を原料として用いた他は、実施例1と全く同様の操作を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
[比較例2]
<ポリカーボネート樹脂共重合体の製造>
ISS435部、ヘキサンジオール(以下HD)60部、DPC750部を原料として用いた他は、実施例1と全く同様の操作を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
[比較例3]
<ポリカーボネート樹脂共重合体の製造>
ISS358部、CHDM151部、DPC750部を原料として用いた他は、実施例1と全く同様の操作を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に記載した。
[比較例4]
ビスフェノールA型ポリカーボネート樹脂(帝人化成社製 パンライトL1225)を使用して、各種評価結果を表1に記載した。
[比較例5]
ポリアクリル樹脂(三菱レイヨン製 アクリペットMF)を使用して、各種評価結果を表1に記載した。
Figure 0006534890
本発明のポリカーボネート樹脂共重合体は、光学部品の構造材料、パソコンや携帯電話の外装や前面板などの電気電子部品、位相差フィルム等のフィルム用途として有用である。

Claims (10)

  1. 繰り返し単位が下記式(A)で表される単位(A)を全繰り返し単位中1〜50モル%含むポリカーボネート樹脂共重合体。
    Figure 0006534890
    (式中、X〜Xはそれぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換の炭素原子数1〜20のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素原子数6〜20のシクロアルキル基、または置換若しくは無置換の炭素原子数6〜20のアリール基を表し、Xは置換若しくは無置換の炭素原子数2〜10のアルキレン基、置換若しくは無置換の炭素原子数6〜20のシクロアルキレン基、または置換若しくは無置換の炭素原子数6〜20のアリーレン基を表し、m及びnはそれぞれ独立に〜5の整数を表す。Wは単結合、または下記式(W)で示される2価の有機基のいずれかであり、
    Figure 0006534890
    ここにRとRはそれぞれ、水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、炭素原子数1〜9のアルキル基、炭素原子数1〜5のアルコキシ基、炭素原子数6〜12のアリール基、炭素原子数2〜5のアルケニル基、または炭素原子数7〜17のアラルキル基を表す。また、RとRが結合して炭素環または複素環を形成しても良い。RとRはそれぞれ、水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、炭素原子数1〜9のアルキル基、炭素原子数1〜5のアルコキシ基、または炭素原子数6〜12アリール基を表す。Rは炭素原子数1〜9のアルキレン基である。aは0〜20の整数を表し、bは1〜500の整数を表す。)
  2. ガラス転移温度が80℃〜145℃である請求項1記載のポリカーボネート樹脂共重合体。
  3. 20℃の塩化メチレン溶液で測定された比粘度が0.15〜1.5である請求項1記載のポリカーボネート樹脂共重合体。
  4. 単位(A)が下記式(A−1)で表される単位(A−1)である請求項1記載のポリカーボネート樹脂共重合体。
    Figure 0006534890
  5. さらに下記式(B)で表される単位(B)を含む請求項1記載のポリカーボネート樹脂共重合体。
    Figure 0006534890
  6. JIS K5600−5−4に準拠して測定した鉛筆硬度がF以上である請求項1記載のポリカーボネート樹脂共重合体。
  7. 飽和吸水率が1.7%以下である請求項1記載のポリカーボネート樹脂共重合体。
  8. 単位(A−1)を誘導する原料として使用されるモノマー成分である2,2−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)シクロヘキシル)プロパンのモノマー純度が90%以上である請求項4記載のポリカーボネート樹脂共重合体。
  9. 請求項1記載のポリカーボネート樹脂共重合体を素材とする成形品。
  10. 請求項1記載のポリカーボネート樹脂共重合体を素材とするフィルム。
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