KR20170016842A

KR20170016842A - 폴리카보네이트 수지 조성물, 그의 성형품 및 제조 방법

Info

Publication number: KR20170016842A
Application number: KR1020167033965A
Authority: KR
Inventors: 아쓰히로 도키타
Original assignee: 미츠비시 가스 가가쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2014-06-11
Filing date: 2015-04-02
Publication date: 2017-02-14
Also published as: CN106459573A; US10035899B2; TW201602228A; EP3156453A4; EP3156453B1; US20170198118A1; CN106459573B; EP3156453A1; JP7128608B2; JPWO2015190162A1; JP2020204039A; WO2015190162A1

Abstract

일 실시형태에 의하면, 폴리카보네이트 수지를 포함하고, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물의 성형품은, 유기 과산화물 유래의 화학 발광량의 적산값이 상기 성형품 1mg당 4,000∼12,000카운트이고, 상기 화학 발광량의 적산값은, 질소 분위기하, 50℃/분의 속도로 100℃로부터 350℃까지 승온한 후 350℃로 180초간 유지하는 480초간에 측정되는, 파장 405∼650nm의 화학 발광량을 적산한 값인, 폴리카보네이트 수지 조성물이 제공된다.

Description

폴리카보네이트 수지 조성물, 그의 성형품 및 제조 방법{POLYCARBONATE RESIN COMPOSITION, AND MOLDED ARTICLE AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}

본 발명은 폴리카보네이트 수지 조성물, 그의 성형품 및 제조 방법에 관한 것이다.

폴리카보네이트 수지는 투명성, 내열성, 기계적 특성, 치수 정밀도 등이 우수하기 때문에, 다방면에 걸친 분야에서 이용되고 있다. 예를 들면, 폴리카보네이트 수지 플레이크의 사출 성형 또는 압출 성형 등에 의해 성형품이 제조되어, 광학 렌즈, 필름 등의 광학 용도로 널리 사용되고 있다. 그러나, 폴리카보네이트 수지제의 성형품(이하, 간단히 「성형품」이라고도 칭한다)의 대형화, 도광판과 같이 평면에 평행하게 광을 입사시키는 용도로의 사용의 증가 등에 수반하여, 성형품에 보다 높은 투명성이 요구되어 오고 있다. 즉, 성형품이 황색(특히 호박색)으로 착색되어 있는 것이 보다 눈에 띄게 되어, 종래의 성형품을 높은 투명성이 요구되는 용도에 이용하는 것이 곤란해지고 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해서, 예를 들면 특허문헌 1에는, 폴리카보네이트 수지의 합성에 있어서 전처리를 실시하는 방법이 제안되어 있다. 특허문헌 2 및 3에는, 합성 시의 산소 농도를 제어하는 기술이 개시되어 있다. 특허문헌 4에는, 폴리카보네이트 공중합체에 산화 방지제를 배합하는 기술이 개시되어 있다. 특허문헌 5에는, 특정한 산화수를 갖는 인 화합물을 첨가한 폴리카보네이트 수지가 개시되어 있다. 특허문헌 6에는, 압출 성형 수지 가공품의 제조 방법에 있어서, 용융 혼련 전 및/또는 용융 혼련 시에 수지 원료에 탈산소 처리를 실시하는 기술이 개시되어 있다. 특허문헌 7에는, 성형 장치에 구비된 가열 실린더 내에 불활성 가스를 공급하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 이들 방법만에 의해서는, 상기 문제가 충분히 해결되고 있다고는 말할 수 없는 것이 현재 상태이다.

투명성을 높이기 위한 다른 수법으로서, 특허문헌 8에는, 산소를 차단한 상태에서 열가소성 수지를 저장하는 것이 개시되어 있다. 그러나, 산소를 차단하는 것에 의해 저장 시간의 경과에 수반하는 열가소성 수지의 착색이 억제되어, 색상의 열화가 방지될 수 있다고 해도, 열가소성 수지의 제조 시에 비해 색상이 개선되는 것은 아니다. 따라서, 저장 상태의 개량만에 의해서는, 열가소성 수지의 본질적인 색상 개선은 곤란하다.

이상과 같이, 종래의 방법에 의해서는, 성형품의 착색에 의한 투명성의 문제를 반드시 확실하게 해결할 수 있다고는 말할 수 없다. 이 때문에, 착색을 보다 확실히 방지할 수 있는 폴리카보네이트 수지 또는 그의 조성물(이하, 폴리카보네이트 수지(조성물)라고도 칭한다) 및 그의 성형품의 제조 방법, 및 착색이 충분히 억제되어 투명성이 우수한 폴리카보네이트 수지(조성물)의 성형품의 제공이 필요시되고 있었다.

한편, 근년의 의료(醫療) 분야에 있어서의 연구에 의해, 자외 영역이나 가시광선의 단파장 영역의 광은 눈이나 신체에 악영향을 미친다는 것이 서서히 판명되고 있다. 특히, 최근에는 조명이나 액정 디스플레이용의 백라이트의 광원에 LED를 사용하고 있어, 가시광선의 단파장 영역의 광에 노출되는 빈도가 증가해 왔다. 이 때문에, 자외 영역 및 가시광선의 단파장 영역의 광을 흡수 또는 반사시키는 기능을 부여한 안경 상품이 발매되고 있다. 또한, 퍼스널 컴퓨터나 텔레비전 등의 액정 디스플레이로부터 발해지는 광선 중 자외 영역 및 가시광선의 단파장 영역의 광이 눈에 들어가지 않게 하기 위해서, 그 영역의 광을 흡수 및 차단하는 디스플레이용의 전면판도 개발되고 있다.

종래, 자외 영역이나 가시광선의 단파장 영역의 광을 차단하기 위해, 그 영역의 광을 흡수하는 염료를 첨가한 수지 조성물, 그 영역의 광을 반사시키는 필름을 적층하거나 반사층을 코팅한 성형품 등이 개발되어, 안경 등에 응용되고 있다(예를 들면 특허문헌 9 및 10). 그러나, 이들 방법은 염료나 반사를 위한 추가적인 부재에 비용이 든다. 또한, 염료의 혼입 공정, 반사 필름의 적층 공정 및 반사층의 코팅 공정을 필요로 하기 때문에, 제조 공정이 복잡해진다. 특히, 염료를 첨가하는 방법에서는, 수지로부터 염료가 블리드 아웃되어 성형품 표면을 오염시키거나, 광선 차단 성능이 저하되는 등의 문제가 생길 수 있다. 나아가서는, 일부의 자외선 흡수제는 그의 유독성에 의해 제１종 특정 화학 물질로 지정되어 있기 때문에, 적극적으로 사용하는 것은 바람직하지 않다. 한편, 반사 필름을 적층하거나 반사층을 코팅하는 방법에서는, 딜라미네이션, 크래킹, 코팅 불균일 등을 생기게 할 수 있다는 문제가 있다. 따라서, 이들 문제를 해결할 수 있는, 자외 영역이나 가시광선의 단파장 영역의 광을 차단할 수 있는 폴리카보네이트 수지(조성물) 및 그의 성형품이 요구되고 있다.

일본 특허공개 평06-145337호 공보 일본 특허공개 평05-331277호 공보 일본 특허공표 2002-533544호 공보 일본 특허공개 평06-145492호 공보 일본 특허공표 2013-506719호 공보 일본 특허공개 2009-029031호 공보 일본 특허공개 2001-088176호 공보 일본 특허공개 평03-239508호 공보 일본 특허공개 2002-254560호 공보 일본 특허공개 2013-238634호 공보

본 발명은 투명성 및 광차단성이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물, 그의 성형품 및 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 보다 간편하게 또한 효과적으로 자외 영역 및 가시광선의 단파장 영역의 광을 차단하는 방법에 대하여 검토한 결과, 폴리카보네이트 수지 성형품 중에 포함되는 유기 과산화물의 양과 광차단율이 밀접하게 관계되어 있다는 것을 발견했다. 이에 기초하여, 본 발명자들은, 폴리카보네이트 수지 성형품 중의 유기 과산화물의 양을 소정의 범위로 하는 것에 의해, 투명성 및 광차단성이 우수한 성형품을 얻을 수 있다는 것을 발견하여, 본 발명에 이르렀다.

즉 본 발명은, 예를 들면 이하와 같다.

[1] 폴리카보네이트 수지를 포함하는 폴리카보네이트 수지 조성물로서,

상기 폴리카보네이트 수지 조성물의 성형품은, 유기 과산화물 유래의 화학 발광량의 적산값이 상기 성형품 1mg당 4,000∼12,000카운트이고,

상기 화학 발광량의 적산값은, 질소 분위기하, 50℃/분의 속도로 100℃로부터 350℃까지 승온한 후 350℃로 180초간 유지하는 480초간에 측정되는, 파장 405∼650nm의 화학 발광량을 적산한 값인

폴리카보네이트 수지 조성물.

[2] 상기 유기 과산화물 유래의 화학 발광량의 적산값은 상기 성형품 1mg당 7,000∼12,000카운트인, [1]에 기재된 폴리카보네이트 수지 조성물.

[3] 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 산화 방지제를 포함하는, [1] 또는 [2]에 기재된 폴리카보네이트 수지 조성물.

[4] [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 폴리카보네이트 수지 조성물을 포함하는 폴리카보네이트 수지 성형품으로서,

유기 과산화물 유래의 화학 발광량의 적산값이 성형품 1mg당 4,000∼12,000카운트이고,

폴리카보네이트 수지 성형품.

[4-1] 자외 영역 및 가시광선의 단파장 영역의 광의 투과율이 70% 이하이고, 황색도(YI값)가 29 이하인, [4]에 기재된 폴리카보네이트 수지 성형품.

[5] (a) 폴리카보네이트 수지와, 산화 방지제를 포함하는 첨가제를 혼합하는 공정과,

(b) 상기 (a) 공정에서 얻어진 혼합물을 불활성 가스 존재하에서 성형하여 펠릿을 얻는 공정과,

(c) 상기 펠릿을 성형하여 폴리카보네이트 수지 성형품을 얻는 공정을 포함하는, [4]에 기재된 폴리카보네이트 수지 성형품의 제조 방법.

[5-1] 상기 (b) 공정에 있어서의 성형은 압출 성형에 의해 행해지고,

압출 시의 토출량(Q)과 압출기 스크루의 회전수(Ns)의 비(Q/Ns값)는 스크루 지름이 50mm 이하인 경우에 0.2 이상이고, 스크루 지름이 50mm 초과인 경우에 1 이상인

[5]에 기재된 제조 방법.

[5-2] 상기 (b) 공정에 있어서의 성형은 압출 성형에 의해 행해지고, 압출 온도는 240∼340℃인 [5] 또는 [5-1]에 기재된 제조 방법.

[5-3] 상기 (c) 공정에 있어서의 성형은 사출 성형에 의해 행해지고, 성형 온도는 260∼340℃인 [5]∼[5-2] 중 어느 하나에 기재된 제조 방법.

[5-4] 상기 (c) 공정에 있어서의 성형은 사출 성형에 의해 행해지고, 성형 사이클은 30∼120초인 [5]∼[5-3] 중 어느 하나에 기재된 제조 방법.

[6] [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 폴리카보네이트 수지 조성물 또는 [4] 또는 [4-1]에 기재된 폴리카보네이트 수지 성형품을 포함하는 안경 렌즈.

[7] [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 폴리카보네이트 수지 조성물 또는 [4] 또는 [4-1]에 기재된 폴리카보네이트 수지 성형품을 포함하는 디스플레이용 전면판.

[8] [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 폴리카보네이트 수지 조성물 또는 [4] 또는 [4-1]에 기재된 폴리카보네이트 수지 성형품을 포함하는 형광 검출 분석 기판.

[9] [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 폴리카보네이트 수지 조성물 또는 [4] 또는 [4-1]에 기재된 폴리카보네이트 수지 성형품을 포함하는 도광판.

본 발명의 실시형태에 의하면, 투명성 및 광차단성이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물, 그의 성형품 및 제조 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 화학 발광량의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 2는 적산 발광량과 YI값의 관계를 나타내는 도면이다.
도 3은 400nm 이상의 광투과율의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 4는 400nm 이하의 광투과율의 측정 결과를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다.

<폴리카보네이트 수지 조성물>

하나의 실시형태에 의하면, 본 발명의 폴리카보네이트 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지를 포함하고, 그의 성형품은 유기 과산화물 유래의 화학 발광량의 적산값이 성형품 1mg당 4,000∼12,000카운트이다. 여기에서, 화학 발광량의 적산값은, 질소 분위기하, 50℃/분의 속도로 100℃로부터 350℃까지 승온한 후 350℃로 180초간 유지하는 480초간에 측정되는, 파장 405∼650nm의 화학 발광량을 적산한 값이다.

또한, 다른 실시형태에 의하면, 상기에서 규정하는 유기 과산화물 유래의 화학 발광량의 적산값을 갖는 폴리카보네이트 수지 성형품이 제공된다.

거의 모든 유기물은, 산소나 자유 라디칼(free radical)에 의해 산화되면, 유기 과산화물이 생성된다. 폴리카보네이트 수지 성형품은, 주로, (i) 원료 모노머를 중합시켜 폴리카보네이트 수지를 제조하는 공정, (ii) 폴리카보네이트 수지와 첨가제를 혼합하는 공정, (iii) 폴리카보네이트 수지와 첨가제의 혼합물을 펠릿화하는 공정 및 (iv) 얻어진 펠릿을 성형하는 공정에 의해 제조된다. 이들 공정 중, 특히 (iii) 및 (iv)의 공정은 가열 처리를 포함하기 때문에, 유기 과산화물이 생기기 쉽다.

실시형태에서는, 폴리카보네이트 수지 성형품 중의 유기 과산화물의 양이 소정의 범위가 되도록, 폴리카보네이트 수지, 그의 조성물, 및 그의 성형품을 제조하는 것에 의해, 투명성 및 광차단성이 우수한 성형품을 제공할 수 있다. 실시형태의 폴리카보네이트 수지 성형품은 광범위에 걸친 파장의 광(약 290∼500nm)을 차단할 수 있고, 특히 인체에 악영향을 미칠 수 있는 자외 영역 및 가시광선의 단파장 영역의 광을 효과적으로 차단할 수 있다는 점에서 유익하다. 여기에서, 가시광선의 단파장 영역의 광이란, 파장 약 400∼480nm의 광을 의미한다. 자외 영역 및 가시광선의 단파장 영역의 광이란, 예를 들면 파장 290∼480nm의 광을 의미한다. 본 발명의 실시형태에 의하면, 예를 들면 290∼500nm, 290∼480nm, 290∼400nm, 290∼380nm, 290∼350nm 또는 290∼330nm 파장의 광을 차단할 수 있다. 한편, 본 명세서에 있어서, 「광차단」이라는 용어는, 광을 완전히 차단할 수 있는 경우뿐만 아니라, 본 발명의 실시형태에 따른 폴리카보네이트 성형품을 사용하지 않는 경우보다도 광투과율이 저하되어 있는 경우도 포함하는 의미로 사용된다.

실시형태에 있어서, 폴리카보네이트 수지 성형품 중의 유기 과산화물의 양은 화학 발광량에 의해 표시된다. 화학 발광량은 화학 발광 분석법에 의해 측정할 수 있고, 예를 들면 도호쿠덴시산업(주)제의 화학 발광 분석 장치(CLA-FS3)를 이용하여 측정할 수 있다. 폴리카보네이트 수지 성형품을 가열 처리하는 것에 의해, 성형품에 포함되는 유기 과산화물이 분해되어 카보닐 화합물이나 산소가 생성되고, 이들이 전자적으로 여기된 후, 기저 상태로 돌아올 때에 발광을 일으킨다(화학 발광). 본 명세서에 있어서는, 파장 405∼650nm의 화학 발광량의 적산값을 유기 과산화물량의 지표로서 사용한다. 화학 발광량의 적산값은, 질소 분위기하, 50℃/분의 속도로 100℃로부터 350℃까지 승온한 후(300초간), 350℃로 180초간 유지하는 480초간에 측정되는 화학 발광량을 모두 더해 합친 값으로 한다. 측정은, 예를 들면 승온 개시 1초 후, 2초 후, 3초 후, …480초 후와 같이 1초마다 행하고, 각 회에 있어서 얻어지는 화학 발광량(1초간분)을 480초간분 더해 합치는 것에 의해 적산 발광량을 얻는다. 이 방법은, 종래 행해지고 있는 과산화물의 적정 정량법에 비해, 물질로부터의 발광을 포톤 레벨(photon level)로 측정할 수 있기 때문에, 매우 고감도로 과산화물을 검출할 수 있다.

실시형태에 있어서, 유기 과산화물 유래의 화학 발광량의 적산값은 성형품 1mg당 4,000∼12,000카운트인 것이 바람직하고, 6,000∼12,000인 것이 보다 바람직하며, 7,000∼12,000인 것이 특히 바람직하다. 유기 과산화물이 과잉으로 존재하면(예를 들면 12,000카운트 초과), 가시광선의 단파장 영역의 광의 투과율이 지나치게 저하되어 버려, 폴리카보네이트 수지 성형품이 황색끼를 띠어 버린다는 문제가 생길 수 있다. 한편, 유기 과산화물의 양이 지나치게 적으면(예를 들면 4,000카운트 미만), 폴리카보네이트 수지 성형품을 얻는 것이 어려워지는 경향이 있다.

폴리카보네이트 수지 성형품 중의 유기 과산화물의 양은 폴리카보네이트 수지, 그의 조성물 및 성형품의 각 제조 공정에 있어서 제어하는 것이 가능하다. 예를 들면, 산화 방지제의 첨가, 압출 성형에 의한 폴리카보네이트 수지 조성물의 펠릿 제작 시의 조건(예를 들면 분위기, 압출 온도, 압출 시의 토출량, 압출기에 있어서의 스크루의 회전수 등) 및 사출 성형에 의한 성형품 제작 시의 조건(예를 들면 성형 온도, 성형 사이클 등)에 의해 제어할 수 있다.

본 발명의 실시형태에 의하면, 폴리카보네이트 수지 성형품 중의 유기 과산화물의 양이 소정의 범위인 것에 의해, 투명성과 광차단성(특히, 자외 영역 및 가시광선의 단파장 영역의 광의 차단성)을 양립시킬 수 있다. 또한, 광을 차단하기 위해서 자외선 흡수제 등의 첨가제의 첨가, 반사 필름의 적층, 반사층의 코팅 등을 행할 필요가 없기 때문에, 간편하면서 염가로 광차단성이 우수한 성형품을 제조할 수 있다.

본 발명의 실시형태에 따른 성형품은, 자외 영역 및 가시광선의 단파장 영역의 광의 투과율이, 예를 들면 70% 이하, 60% 이하, 50% 이하, 40% 이하, 30% 이하, 또는 20% 이하이다. 또한, 본 발명의 실시형태에 따른 성형품의 황색도(YI값)는, 예를 들면 29 이하, 25 이하, 20 이하, 또는 17 이하이다.

이하, 실시형태에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물의 각 구성 요소에 대하여 순서대로 설명한다.

1. 폴리카보네이트 수지

실시형태에 있어서의 폴리카보네이트 수지는, 예를 들면 계면 중합법, 에스터 교환 등에 의해 제조된다.

구체적으로는, 폴리카보네이트 수지는 방향족 다이하이드록시 화합물과 포스젠(즉 이염화 카보닐)을 반응시키는 것에 의해 얻어진다. 또는, 방향족 다이하이드록시 화합물과 탄산 다이에스터(예를 들면 다이메틸카보네이트, 다이페닐카보네이트 등) 또는 카보닐계 화합물(예를 들면 일산화탄소, 이산화탄소 등)을 반응시켜도 된다. 실시형태에 있어서의 폴리카보네이트 수지는 직쇄상 또는 분기상의 열가소성 방향족 폴리카보네이트 수지이고, 공중합체여도 된다.

원료인 방향족 다이하이드록시 화합물로서는, 예를 들면, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로페인(즉 비스페놀 A), 2,2-비스(4-하이드록시-3,5-다이메틸페닐)프로페인, 2,2-비스(4-하이드록시-3,5-다이에틸페닐)프로페인, 2,2-비스(4-하이드록시-(3,5-다이페닐)페닐)프로페인, 2,2-비스(4-하이드록시-3,5-다이브로모페닐)프로페인, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)펜테인, 2,4'-다이하이드록시-다이페닐메테인, 비스-(4-하이드록시페닐)메테인, 비스-(4-하이드록시-5-나이트로페닐)메테인, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)에테인, 3,3-비스(4-하이드록시페닐)펜테인, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)사이클로헥세인, 비스(4-하이드록시페닐)설폰, 2,4'-다이하이드록시다이페닐설폰, 비스(4-하이드록시페닐)설파이드, 4,4'-다이하이드록시다이페닐에터, 4,4'-다이하이드록시-3,3'-다이클로로다이페닐에터, 4,4'-다이하이드록시-2,5-다이에톡시다이페닐에터, 1-페닐-1,1-비스(4-하이드록시페닐)에테인, 1,1-비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)사이클로헥세인, 1-페닐-1,1-비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)에테인 등을 들 수 있다. 바람직하게는 비스(4-하이드록시페닐)알케인류이고, 특히 바람직하게는 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로페인(즉 비스페놀 A)이다. 이들 방향족 다이하이드록시 화합물은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

분기된 폴리카보네이트를 얻기 위해서는, 플로로글루신, 4,6-다이메틸-2,4,6-트리스(4-하이드록시페닐)헵텐-2, 4,6-다이메틸-2,4,6-트리스(4-하이드록시페닐)헵테인, 2,6-다이메틸-2,4,6-트리스(4-하이드록시페닐)헵텐-3, 1,3,5-트리스(4-하이드록시페닐)벤젠, 1,1,1-트리스(4-하이드록시페닐)에테인 등의 폴리하이드록시 화합물, 또는 3,3-비스(4-하이드록시아릴)옥시인돌(즉 이사틴비스페놀), 5-클로로이사틴비스페놀, 5,7-다이클로로이사틴비스페놀, 5-브로모이사틴비스페놀 등을, 전술한 방향족 다이하이드록시 화합물의 일부로서 이용하면 된다. 그의 사용량은, 예를 들면 방향족 다이하이드록시 화합물의 0.01∼10몰%, 바람직하게는 0.1∼2몰%이다.

계면 중합법을 사용하는 경우, 반응에 불활성인 유기 용매 또는 알칼리 수용액의 존재하에서, 통상 pH를 10 이상으로 유지하여 반응을 행한다. 우선, 방향족 다이하이드록시 화합물을 포스젠과 반응시킨 후, 제3급 아민 또는 제4급 암모늄염 등의 중합 촉매를 첨가하고, 계면 중합을 행하는 것에 의해 폴리카보네이트 수지가 얻어진다. 임의로, 분자량 조정제(말단 정지제), 방향족 다이하이드록시 화합물의 산화 방지를 위한 산화 방지제 등을 첨가해도 된다. 분자량 조정제의 첨가의 타이밍은 방향족 다이하이드록시 화합물과 포스젠의 반응 개시 시로부터 중합 반응 개시 시까지의 사이이면, 특별히 한정되지 않는다. 또한, 산화 방지제는 중합 반응 개시 전의 임의의 타이밍에 첨가할 수 있다. 한편, 반응 온도는 예를 들면 0∼35℃이고, 반응 시간은 예를 들면 수 분∼수 시간이다.

반응에 불활성인 유기 용매로서는, 다이클로로메테인, 1,2-다이클로로에테인, 클로로폼, 모노클로로벤젠, 다이클로로벤젠 등의 염소화 탄화수소류, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소 등을 들 수 있다. 알칼리 용액으로서는, 수산화 나트륨 수용액, 수산화 칼륨 수용액 등을 들 수 있다. 분자량 조정제 또는 말단 정지제로서는, 1가의 페놀성 수산기를 갖는 화합물을 들 수 있고, 구체적으로는, m-메틸페놀, p-메틸페놀, m-프로필페놀, p-프로필페놀, p-tert-뷰틸페놀, p-장쇄 알킬 치환 페놀 등을 들 수 있다. 중합 촉매로서는, 트라이메틸아민, 트라이에틸아민, 트라이뷰틸아민, 트라이프로필아민, 트라이헥실아민, 피리딘 등의 제3급 아민류; 트라이메틸벤질암모늄 클로라이드, 테트라메틸암모늄 클로라이드, 트라이에틸벤질암모늄 클로라이드 등의 제4급 암모늄염 등을 들 수 있다.

산화 방지제로서는, 예를 들면 하이드로설파이트를 사용할 수 있다.

폴리카보네이트 수지의 분자량은, 25℃에서의 메틸렌 클로라이드 용액 점도로부터 측정한 점도 평균 분자량으로, 바람직하게는 10,000∼100,000이고, 보다 바람직하게는 12,000∼50,000이며, 가장 바람직하게는 14,000∼24,000이다. 점도 평균 분자량이 10,000 미만이면, 도장이나 인쇄와 같은 유기 용제를 포함하는 처리제에 의해 표면 가식된 폴리카보네이트 수지 성형품의 기계적 특성이 저하되는 경우가 있다. 또한, 반대로 점도 평균 분자량이 100,000을 초과하면, 겔상 불용물에 의한 외관 불량이 발생할 수 있으므로 바람직하지 않다.

폴리카보네이트 수지 조성물에 있어서, 폴리카보네이트 수지는 분립체(플레이크)의 형태로 포함되어 있어도 된다. 폴리카보네이트 수지의 분립체(플레이크)는, 예를 들면 계면 중합법에 의해 얻어진 폴리카보네이트 수지를 포함하는 다이클로로메테인 용액을, 약 45℃로 유지한 온수에 적하하고, 용매를 증발 제거하는 것에 의해 제조된다. 또는, 계면 중합법에 의해 얻어진 폴리카보네이트 수지를 포함하는 다이클로로메테인 용액을 메탄올 중에 투입하고, 석출된 폴리머를 여과 및 건조시키는 것에 의해 제조된다. 또한, 계면 중합법에 의해 얻어진 폴리카보네이트 수지를 포함하는 다이클로로메테인 용액을 니더로 교반하, 약 40℃로 유지하면서 교반 분쇄 후, 95℃ 이상의 열수로 탈용제하는 것에 의해서도, 폴리카보네이트 수지의 플레이크를 제조할 수 있다.

2. 첨가제

폴리카보네이트 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지 외에 첨가제를 포함하고 있어도 된다. 첨가제로서는, 예를 들면 산화 방지제, 열안정제, 이형제 등을 들 수 있다. 한편, 이하에 기재하는 산화 방지제는 열안정제로서의 작용도 가질 수 있다.

(1) 산화 방지제

산화 방지제는 페놀계 산화 방지제, 황계 산화 방지제 및 인계 산화 방지제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.

(페놀계 산화 방지제)

페놀계 산화 방지제로서는, 2,6-다이-t-뷰틸-4-메틸페놀과 같은 알킬화 모노페놀; 2,4-다이옥틸싸이오메틸-6-t-뷰틸페놀과 같은 알킬싸이오메틸페놀; 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-t-뷰틸페놀)과 같은 알킬리덴비스페놀 및 그의 유도체; 4-하이드록시라우릴산 아닐라이드와 같은 아실아미노페놀 유도체; β-(3,5-다이-t-뷰틸-4-하이드록시페닐)프로피온산과 메탄올과 같은 1가의 알코올 또는 펜타에리트리톨과 같은 다가 알코올의 에스터 화합물; 2,2'-싸이오비스(6-t-뷰틸페놀)과 같은 하이드록실화 싸이오다이페닐에터; 3,5,3',5'-테트라-t-뷰틸-4,4'-다이하이드록시다이벤질에터와 같은 벤질 유도체; 2,4-비스(n-옥틸싸이오)-6-(4-하이드록시-3,5-다이-t-뷰틸아닐리노)-1,3,5-트라이아진과 같은 트라이아진 유도체; 다이옥타데실-2,2-비스(3,5-다이-t-뷰틸-2-하이드록시벤질)말로네이트와 같은 하이드록시벤질화 말로네이트 유도체를 들 수 있다. 이상 예시한 페놀계 산화 방지제는 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

(황계 산화 방지제)

황계 산화 방지제로서는, 예를 들면 다이라우릴 3,3'-싸이오다이프로피오네이트를 들 수 있다.

(인계 산화 방지제)

인계 산화 방지제로서는, 예를 들면 포스파이트 화합물을 들 수 있다.

포스파이트 화합물로서는, 예를 들면, 트라이페닐포스파이트, 트리스(노닐페닐)포스파이트, 트라이데실포스파이트, 트라이옥틸포스파이트, 트라이옥타데실포스파이트, 다이데실모노페닐포스파이트, 다이옥틸모노페닐포스파이트, 다이아이소프로필모노페닐포스파이트, 모노뷰틸다이페닐포스파이트, 모노데실다이페닐포스파이트, 모노옥틸다이페닐포스파이트, 트리스(다이에틸페닐)포스파이트, 트리스(다이-iso-프로필페닐)포스파이트, 트리스(다이-n-뷰틸페닐)포스파이트, 트리스(2,4-다이-tert-뷰틸페닐)포스파이트, 트리스(2,6-다이-tert-뷰틸페닐)포스파이트, 다이스테아릴펜타에리트리톨다이포스파이트, 비스(2,4-다이-tert-뷰틸페닐)펜타에리트리톨다이포스파이트, 비스(2,6-다이-tert-뷰틸-4-메틸페닐)펜타에리트리톨다이포스파이트, 비스(2,6-다이-tert-뷰틸-4-에틸페닐)펜타에리트리톨다이포스파이트, 비스{2,4-비스(1-메틸-1-페닐에틸)페닐}펜타에리트리톨다이포스파이트, 페닐비스페놀 A 펜타에리트리톨다이포스파이트, 비스(노닐페닐)펜타에리트리톨다이포스파이트, 및 다이사이클로헥실펜타에리트리톨다이포스파이트 등을 들 수 있다.

또 다른 포스파이트 화합물로서는, 2가 페놀류와 반응하고 환상 구조를 갖는 것도 사용할 수 있다. 그와 같은 포스파이트 화합물로서는, 예를 들면, 2,2'-메틸렌비스(4,6-다이-tert-뷰틸페닐)(2,4-다이-tert-뷰틸페닐)포스파이트, 2,2'-메틸렌비스(4,6-다이-tert-뷰틸페닐)(2-tert-뷰틸-4-메틸페닐)포스파이트, 및 2,2-메틸렌비스(4,6-다이-tert-뷰틸페닐)옥틸포스파이트 등을 들 수 있다.

상기에서 예시한 포스파이트 화합물 중, 하기 일반식(1)로 표시되는 펜타에리트리톨다이포스파이트계 화합물이 바람직하고, 다이스테아릴펜타에리트리톨다이포스파이트, 비스(2,4-다이-tert-뷰틸페닐)펜타에리트리톨다이포스파이트, 및 비스(2,6-다이-tert-뷰틸-4-메틸페닐)펜타에리트리톨다이포스파이트가 특히 바람직하다.

[식 중, R 및 R'는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1∼20의 알킬기, 탄소수 6∼20의 아릴기 또는 알킬아릴기, 탄소수 7∼30의 아르알킬기, 탄소수 4∼20의 사이클로알킬기, 및 탄소수 15∼25의 2-(4-옥시페닐)프로필 치환 아릴기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 기를 나타낸다. 한편, 사이클로알킬기 및 아릴기는 알킬기로 더 치환되어 있어도 된다.]

이상 예시한 인계 산화 방지제는 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

산화 방지제는, 폴리카보네이트 수지 조성물에 대하여, 바람직하게는 0.001∼3중량%의 양으로 첨가된다.

(2) 이형제

이형제로서는, 지방족 카복실산, 지방족 카복실산과 알코올의 에스터, 수 평균 분자량 200∼15000의 지방족 탄화수소 화합물, 수 평균 분자량 100∼5000의 폴리에터, 및 폴리실록세인계 실리콘 오일로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물을 들 수 있다. 지방족 카복실산으로서는, 포화 또는 불포화의 지방족 1가, 2가 또는 3가 카복실산을 들 수 있다. 여기에서, 지방족 카복실산이란, 지환식의 카복실산도 포함한다. 이들 중에서도, 바람직한 지방족 카복실산은 탄소수 6∼36의 1가 또는 2가 카복실산이고, 탄소수 6∼36의 지방족 포화 1가 카복실산이 보다 바람직하다. 지방족 카복실산의 구체예로서, 팔미트산, 스테아르산, 카프로산, 카프르산, 라우르산, 아라크산, 베헨산, 리그노세르산, 세로트산, 멜리스산, 테트라리아콘탄산, 몬탄산, 아디프산, 아젤라산 등을 들 수 있다.

지방족 카복실산과 알코올의 에스터에 있어서의 지방족 카복실산으로서는, 상기 지방족 카복실산과 동일한 것을 사용할 수 있다. 한편, 알코올로서는, 포화 또는 불포화의 1가 또는 다가 알코올을 들 수 있다. 이들 알코올은 불소 원자, 아릴기 등의 치환기를 갖고 있어도 된다. 이들 중에서는, 탄소수 30 이하의 1가 또는 다가의 포화 알코올이 바람직하고, 탄소수 30 이하의 지방족 포화 1가 알코올 또는 다가 알코올이 보다 바람직하다. 여기에서, 지방족 화합물에는 지환식 화합물도 포함된다. 알코올의 구체예로서, 옥탄올, 데칸올, 도데칸올, 스테아릴 알코올, 베헤닐 알코올, 에틸렌글리콜, 다이에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 글리세린, 펜타에리트리톨, 2,2-다이하이드록시퍼플루오로프로판올, 네오펜틸렌글리콜, 다이트라이메틸올프로페인, 다이펜타에리트리톨 등을 들 수 있다. 한편, 상기의 에스터 화합물은, 불순물로서 지방족 카복실산 및/또는 알코올을 함유하고 있어도 되고, 복수의 화합물의 혼합물이어도 된다. 지방족 카복실산과 알코올의 에스터의 구체예로서, 밀랍(미리실 팔미테이트를 주성분으로 하는 혼합물), 스테아르산 스테아릴, 베헨산 베헤닐, 베헨산 스테아릴, 글리세린 모노팔미테이트, 글리세린 모노스테아레이트, 글리세린 다이스테아레이트, 글리세린 트라이스테아레이트, 펜타에리트리톨 모노팔미테이트, 펜타에리트리톨 모노스테아레이트, 펜타에리트리톨 다이스테아레이트, 펜타에리트리톨 트라이스테아레이트, 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트 등을 들 수 있다.

수 평균 분자량 200∼15000의 지방족 탄화수소로서는, 유동 파라핀, 파라핀 왁스, 마이크로 왁스, 폴리에틸렌 왁스, 피셔-트롭쉬 왁스, 탄소수 3∼12의 α-올레핀 올리고머 등을 들 수 있다. 여기에서, 지방족 탄화수소에는 지환식 탄화수소도 포함된다. 또한, 이들 탄화수소 화합물은 부분 산화되어 있어도 된다. 이들 중에서는, 파라핀 왁스, 폴리에틸렌 왁스 또는 폴리에틸렌 왁스의 부분 산화물이 바람직하고, 파라핀 왁스, 폴리에틸렌 왁스가 보다 바람직하다. 상기 지방족 탄화수소의 수 평균 분자량은, 바람직하게는 200∼5000이다. 이들 지방족 탄화수소는 단일 물질이어도, 구성 성분이나 분자량이 상이한 것의 혼합물이어도 되고, 주성분의 수 평균 분자량이 상기의 범위 내이면 된다.

수 평균 분자량 100∼5000의 폴리에터로서는, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌에터글리콜 등을 들 수 있다.

폴리실록세인계 실리콘 오일로서는, 예를 들면 다이메틸실리콘 오일, 페닐메틸실리콘 오일, 다이페닐실리콘 오일, 불소화 알킬실리콘 등을 들 수 있다. 이들을 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 조합하여 사용해도 된다.

이형제는, 폴리카보네이트 수지 조성물에 대하여, 바람직하게는 0.001∼3중량%의 양으로 첨가된다.

<성형품의 제조 방법>

다음으로, 폴리카보네이트 수지 성형품의 제조 방법에 대하여 설명한다.

하나의 실시형태에 의하면, 상기에서 설명한 폴리카보네이트 수지 성형품의 제조 방법은,

(a) 폴리카보네이트 수지와, 산화 방지제를 포함하는 첨가제를 혼합하는 공정과,

(c) 상기 펠릿을 성형하여 폴리카보네이트 수지 성형품을 얻는 공정을 포함한다.

이하, 각 공정에 대하여 순서대로 설명한다.

(a) 공정

폴리카보네이트 수지와 첨가제의 혼합은 텀블러, 믹서 등을 이용하여 직접 혼합하는 것에 의해 행해도 되고, 모든 첨가제로 구성되는 마스터 배치를 미리 만들어, 그것을 폴리카보네이트 수지와 혼합해도 된다. 또한, 일부의 첨가제에 대해서는 폴리카보네이트 수지와 직접 혼합하고, 나머지 첨가제에 대해서는 마스터 배치를 미리 만들고 나서 폴리카보네이트 수지와 혼합해도 된다. 첨가제는 산화 방지제를 포함하고, 그의 구체예, 첨가량 등은 전술한 대로이다. 산화 방지제 외에 포함할 수 있는 첨가제에 대해서도 전술한 대로이다. 산화 방지제를 첨가하는 것에 의해, 폴리카보네이트 수지 성형품 중의 유기 과산화물의 양을 제어할 수 있다.

(b) 공정

계속해서, (a) 공정에서 얻어진 폴리카보네이트 수지 조성물을 불활성 가스 존재하에서 성형하여 펠릿을 제작한다. 성형 방법으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 압출 성형을 들 수 있다. 불활성 가스로서는, 질소 가스, 아르곤 가스, 이산화탄소 가스 등을 들 수 있고, 질소 가스가 바람직하다. 예를 들면, 압출기의 재료 투입구(호퍼) 내를 불활성 가스 분위기로 하는 것에 의해, 불활성 가스 존재하에서 펠릿을 제작할 수 있다. 호퍼 내의 산소 농도는 5% 이하인 것이 바람직하고, 3% 이하인 것이 보다 바람직하며, 1% 이하인 것이 특히 바람직하다. 압출 온도는 240∼340℃가 바람직하고, 240∼320℃가 보다 바람직하며, 240∼280℃가 특히 바람직하다.

압출 성형에 의한 폴리카보네이트 수지 조성물의 펠릿 제작 시의 조건(예를 들면 분위기, 압출 온도, 압출 시의 토출량, 압출기에 있어서의 스크루의 회전수 등)에 의해, 폴리카보네이트 수지 성형품 중의 유기 과산화물의 양을 제어할 수 있다.

또한, 압출 시의 토출량(Q)과 압출기 스크루의 회전수(Ns)의 비(Q/Ns값)가 소정의 범위가 되도록 압출기를 운전하는 것에 의해서도, 폴리카보네이트 수지 성형품 중의 유기 과산화물의 양을 바람직한 범위로 제어할 수 있다. 바람직한 값은 스크루 지름 등의 압출기의 스케일에 따라 변화하지만, 예를 들면 스크루 지름이 50mm 이하인 압출기를 사용하는 경우에는, Q/Ns값≥0.2인 것이 바람직하고, 0.2≤Q/Ns값≤0.7인 것이 보다 바람직하다. 한편, 스크루 지름이 50mm 초과인 압출기를 사용하는 경우에는, Q/Ns값≥1인 것이 바람직하고, 1≤Q/Ns값≤2인 것이 보다 바람직하다. Q/Ns값이 상기의 범위가 되도록 압출기를 운전하는 것에 의해, 전단에 의한 발열이 억제되어, 수지의 온도가 상승하기 어렵다. 그 때문에, 펠릿 제작 중의 유기 과산화물의 생성을 억제할 수 있다. 또한, Q/Ns값이 상기의 범위에 있는 경우, 압출기의 가열 실린더에 있어서의 수지 조성물의 충전율이 높아진다. 그 때문에, 유기 과산화물 생성의 원인 중 하나인 공기의 혼입이 생기기 어려워, 펠릿 제작 중의 유기 과산화물의 생성을 억제할 수 있다. 한편, 상기 Q/Ns값의 범위의 상한값(스크루 지름이 50mm 이하인 압출기를 사용하는 경우에는 0.7, 스크루 지름이 50mm 초과인 압출기를 사용하는 경우에는 2)을 초과하면, 벤트 업(즉 탈기구로부터 수지가 누출되는 것)이 생기기 쉬워지는 경향이 있어, 안정 생산의 점에서 문제가 생길 수 있다.

(c) 공정

마지막으로, 상기 (b) 공정에서 얻어진 펠릿을 더 성형하여, 폴리카보네이트 수지 성형품을 얻는다. 성형 방법으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 사출 성형을 들 수 있다. 사출 성형 조건(예를 들면 성형 온도, 성형 사이클 등)에 의해서도, 폴리카보네이트 수지 성형품 중의 유기 과산화물의 양을 제어할 수 있다. 성형 온도는 260∼340℃가 바람직하고, 260∼320℃가 보다 바람직하며, 260∼300℃가 특히 바람직하다. 성형 사이클은 30∼120초가 바람직하고, 30∼90초가 보다 바람직하다.

상기에서 설명한 유기 과산화물의 생성에 기여할 수 있는 조건을 임의로 조합하는 것에 의해, 유기 과산화물 유래의 화학 발광량의 적산값이 상기 성형품 1mg당 4,000∼12,000카운트인 실시형태에 따른 폴리카보네이트 수지 성형품을 얻을 수 있다. 특히, (i) 산화 방지제를 첨가하는 것과, (ii) 폴리카보네이트 수지 조성물의 펠릿 제작을 불활성 가스 존재하에서 행하는 것과, (iii) Q/Ns값이 소정의 범위가 되도록 압출기를 운전하는 것(즉 스크루 지름이 50mm 이하인 압출기를 사용하는 경우에는 Q/Ns값≥0.2, 스크루 지름이 50mm 초과인 압출기를 사용하는 경우에는 Q/Ns값≥1)을 조합하는 것이 바람직하다. 상기 (i)∼(iii)의 조건에 더하여, 압출 온도, 사출 조건 등의 추가적인 조건을 붙여도 된다.

<용도>

본 발명의 실시형태에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물 및 그의 성형품은 투명성 및 광차단성이 요구되는 여러 가지의 용도에 사용하는 것이 가능하다. 예를 들면, 실시형태의 폴리카보네이트 수지 성형품은 안경 렌즈, 디스플레이용 전면판, 형광 검출 분석 기판, 도광판, 자동차의 헤드라이트 렌즈, LED 조명용 렌즈, 자동차나 건축물의 창유리 등의 용도에 사용하는 것이 유익하다. 따라서, 본 발명의 하나의 실시형태에 의하면, 전술한 폴리카보네이트 수지 조성물 또는 성형품을 포함하는 안경 렌즈, 디스플레이용 전면판, 형광 검출 분석 기판, 또는 도광판이 제공된다.

여기에서, 형광 검출 분석 기판이란, 생화학, 의료 진단, 신약 개발, 미생물 검사, 식품, 환경, 헬스 케어 등의 분야에 있어서의, DNA 칩(DNA 마이크로어레이), 단백질 칩(프로테인 칩, 프로테인 어레이), 효소 칩, 항원 칩, 항체 칩, 세포 칩, 미생물 칩 등의 바이오 칩, 및 나노테크놀로지를 응용한 미세 가공 기술에 의해 유로, 반응장(場), 검출부 등을 소형 집적화한, Lab-on-a-chip이나 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 등을 이용한 반응 칩 등의 용도에 이용되는 것이다. 디스플레이용 전면판은 CRT, PDP(플라즈마 디스플레이), 액정 패널(LCD), 유기 EL 패널 등의 각종 디스플레이의 전체면에 배치되는 부재이다. 도광판은, 예를 들면 디스플레이 장치의 백라이트 유닛에 있어서 사용되고, 광원으로부터의 광을 화상 표시부의 면 방향으로 확산시켜 출사면으로부터 출사시키는 역할을 담당하는 부재이다.

실시예

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세하게 설명하지만, 본 발명의 내용이 이에 의해 한정되는 것은 아니다.

(1) 성형품의 제조

우선, 이하의 실시예 1∼3 및 비교예 1∼3에 따라, 폴리카보네이트 수지 성형품을 제조했다.

<실시예 1>

계면 중합법으로 합성된 폴리카보네이트 분체(H4000 플레이크, 미쓰비시엔지니어링플라스틱(주)제)에, 인계 산화 방지제((주)ADEKA제 PEP36)를 500wtppm, 및 이형제(리케말 S-100A)를 300wtppm 첨가하고, 텀블러로 혼합했다. 여기에서, 산화 방지제 및 이형제는, 얻어지는 혼합물에 대하여 각각 500wtppm 및 300wtppm의 농도가 되도록 첨가했다(이하의 실시예 및 비교예에 있어서도 마찬가지).

2축 압출기(TEX54αII, 니혼제강소제; 스크루 지름 58mm)의 재료 투입구(호퍼) 내의 분위기가 산소 농도 1% 이하가 되도록, 호퍼 내에 불활성 가스(질소)를 미리 도입했다. 상기에서 얻어진 폴리카보네이트와 첨가제의 혼합 분체를 2축 압출기의 호퍼에 투입하고, 260℃에서의 용융 압출에 의해 펠릿을 제작했다. 여기에서, 2축 압출기의 토출량은 500kg/hr, 스크루 회전수는 500rpm이었다(Q/Ns값=1).

얻어진 폴리카보네이트 수지 조성물의 펠릿을 사출 성형기로 성형하여 성형품을 얻었다. 여기에서의 사출 성형 조건은 이하와 같았다.

사출 성형기: 소딕플라스틱제 사출 성형기 TR100EH2

성형품 치수: 폭 5mm×두께 4mm×길이 300mm

성형 온도: 320℃

금형 온도: 120℃

성형 사이클: 60초

<실시예 2>

계면 중합법으로 합성된 폴리카보네이트 분체(H4000 플레이크, 미쓰비시엔지니어링플라스틱(주)제)에, 인계 산화 방지제((주)ADEKA제 PEP36)를 400wtppm, 이형제(리케말 S-100A)를 300wtppm 첨가하고, 텀블러로 혼합했다.

2축 압출기(TEM26SS, 도시바기계(주)제; 스크루 지름 26mm)의 재료 투입구(호퍼) 내의 분위기가 산소 농도 1% 이하가 되도록, 호퍼 내에 불활성 가스(질소)를 미리 도입했다. 상기에서 얻어진 폴리카보네이트와 첨가제의 혼합 분체를 2축 압출기의 호퍼에 투입하고, 250℃에서의 용융 압출에 의해 펠릿을 제작했다. 여기에서, 2축 압출기의 토출량은 30kg/hr, 스크루 회전수는 150rpm이었다(Q/Ns값=0.2).

얻어진 폴리카보네이트 수지 조성물의 펠릿을 사출 성형기로 성형하여 성형품을 얻었다. 여기에서의 사출 성형 조건은 실시예 1과 마찬가지이다.

<실시예 3>

계면 중합법으로 합성된 폴리카보네이트 분체(H4000 플레이크, 미쓰비시엔지니어링플라스틱(주)제)에, 인계 산화 방지제((주)ADEKA제 PEP36)를 500wtppm, 이형제(니혼유지(주)제 유니오르 D2000)를 3000wtppm 첨가하고, 나우타 믹서로 혼합했다.

2축 압출기(TEM58SS, 도시바기계(주)제; 스크루 지름 58mm)의 재료 투입구(호퍼) 내의 분위기가 산소 농도 1% 이하가 되도록, 호퍼 내에 불활성 가스(질소)를 미리 도입했다. 상기에서 얻어진 폴리카보네이트와 첨가제의 혼합 분체를 2축 압출기의 호퍼에 투입하고, 260℃에서의 용융 압출에 의해 펠릿을 제작했다. 여기에서, 2축 압출기의 토출량은 600kg/hr, 스크루 회전수는 600rpm이었다(Q/Ns값=1).

<비교예 1>

계면 중합법으로 합성된 폴리카보네이트 분체(H4000 플레이크, 미쓰비시엔지니어링플라스틱(주)제)에, 인계 산화 방지제((주)ADEKA제 PEP36)를 500wtppm, 이형제(리케말 S-100A)를 300ppm 첨가하고, 텀블러로 혼합했다.

상기에서 얻어진 폴리카보네이트와 첨가제의 혼합 분체를 2축 압출기(TEM26SS, 도시바기계(주)제)의 호퍼에 투입하고, 260℃에서의 용융 압출에 의해 펠릿을 제작했다. 여기에서, 2축 압출기의 토출량은 15kg/hr, 스크루 회전수는 150rpm이었다(Q/Ns값=0.1). 또한, 2축 압출기의 호퍼 내의 분위기는 공기였다.

<비교예 2>

2축 압출기(TEM26SS, 도시바기계(주)제)의 재료 투입구(호퍼) 내의 분위기가 산소 농도 1% 이하가 되도록, 호퍼 내에 불활성 가스(질소)를 미리 도입해 두었다. 계면 중합법으로 합성된 폴리카보네이트 분체(H4000 플레이크, 미쓰비시엔지니어링플라스틱(주)제)를 2축 압출기의 호퍼에 투입하고, 260℃에서의 용융 압출에 의해 펠릿을 제작했다. 여기에서, 2축 압출기의 토출량은 20kg/hr, 스크루 회전수는 150rpm이었다(Q/Ns값=0.13).

<비교예 3>

기존의 폴리카보네이트 제품(LC1500, 이데미쓰고산(주)제)을 사용했다. 이 펠릿을 사출 성형기로 성형하여 성형품을 얻었다. 여기에서의 사출 성형 조건은 실시예 1과 마찬가지이다.

(2) 화학 발광량의 측정

실시예 1∼3 및 비교예 1∼3에서 제조한 성형품의 각각에 대하여, 도호쿠덴시산업(주)제의 화학 발광 분석 장치(CLA-FS3)를 이용하여 화학 발광량을 측정했다.

(측정 1)

측정 대상의 성형품 약 20mg을 7mmφ의 알루미늄 팬에 올려, 100℃로 유지되어 있는 시료실(LN형) 내에 넣고, 승온 속도 50℃/분으로 100℃로부터 350℃까지 승온했다. 그 후 350℃로 180초 유지하고, 승온 시간과 온도 유지 시간의 합계 480초간에 발해지는 화학 발광을 측정했다. 측정은 1초마다 행하고, 각 회(1초간)에 발해진 발광 휘도(카운트/초)를 측정 시간(480초)분 더해 합하여, 적산 발광량으로 했다.

기타 측정 조건은 이하와 같다.

측정 파장 범위: 405nm∼650nm

시료실 내 분위기: 질소

시료실 내 질소 가스 유량: 150mL/분

검출 방식: 싱글 포톤 카운팅법

도 1에, 실시예 1∼3 및 비교예 1∼3의 성형품에 대한 화학 발광량의 측정 결과를 나타낸다.

(측정 2)

계속해서, 상기 측정 1의 결과로부터 알루미늄 팬 유래의 발광을 없애기 위해(베이스라인 보정), 알루미늄 팬만을 100℃에서 유지되어 있는 시료실 내에 넣고, 상기와 마찬가지의 조작을 행했다. 얻어진 측정 결과로부터, 적산 발광량을 산출했다.

상기 (측정 1)에서 얻어진 적산 발광량으로부터 (측정 2)에서 얻어진 적산 발광량을 빼서, 실시예 및 비교예의 성형품에 대한 적산 발광량으로 했다. 또한, 시료실 내에 넣은 성형품의 양에 의한 발광량의 격차를 보정하기 위해, 실시예 및 비교예의 성형품에 대한 적산 발광량을 성형품의 무게로 나누어, 성형품 1mg당 적산 발광량을 산출했다.

(3) 색상 평가

실시예 1∼3 및 비교예 1∼3에서 제조한 성형품의 각각에 대하여, 닛폰덴쇼쿠공업(주)제의 ASA1 색차계를 이용하여 황색도(YI값)를 측정했다(ASTM D 1925).

성형품 1mg당 적산 발광량 및 YI값의 측정 결과를 이하의 표 1에 정리한다. 또한, 적산 발광량과 YI값의 관계를 도 2에 나타낸다.

또한, 성형품 1mg당 적산 발광량과 YI값의 관계를 도 2에 나타낸다. 도 2로부터, 적산 발광량과 YI값 사이에는 분명한 상관이 보여져, 적산 발광량이 증가하면(즉 성형품 중의 유기 과산화물의 양이 증가하면), 성형품이 보다 황색끼를 띤 색이 된다고 말할 수 있다. 따라서, 안경 렌즈나 디스플레이용 전면판 등의 투명성이 요구되는 용도에 사용하는 경우, 적산 발광량(즉 유기 과산화물의 양)을 어느 정도의 범위로 제어할 필요가 있다고 말할 수 있다.

(3) 광투과성

실시예 1∼3 및 비교예 1∼3에서 제조한 성형품의 각각에 대하여 광투과율(투과율 스펙트럼)을 측정했다. 400nm 이상의 광투과율의 측정은 닛폰덴쇼쿠공업(주)제의 ASA-1을 사용하여 행하고, 스펙트럼 측정 시의 광로 길이는 300mm로 했다. 400nm 이하의 광투과율의 측정은 (주)시마즈제작소제의 UV-2450 UV-VIS SPECTROPHOTOMETER를 사용하여 행하고, 스펙트럼 측정 시의 광로 길이는 4mm로 했다.

400nm 이상의 광투과율의 측정 결과를 도 3에, 400nm 이하의 광투과율의 측정 결과를 도 4에 각각 나타낸다. 도 3 및 도 4로부터, 실시예의 성형품에서는, 특히 인체에 영향이 있는 자외 영역 및 가시광선의 단파장 영역의 광의 투과를 억제할 수 있다는 것을 알 수 있다.

이상으로부터, 폴리카보네이트 수지 성형품 중의 과산화물량이 소정의 범위가 되도록 제어하는 것에 의해, 투명성 및 광차단성을 겸비한 폴리카보네이트 수지 성형품을 얻을 수 있다고 말할 수 있다. 본 발명의 실시형태에 따른 성형품은 광범위한 파장의 광을 차단할 수 있지만, 특히 인체에 악영향을 미칠 수 있는 자외 영역 및 가시광선의 단파장 영역의 광을 효과적으로 차단할 수 있기 때문에, 여러 가지의 용도에서의 이용이 기대된다. 또한, 광을 차단하기 위해서 추가적인 재료 또는 부재를 사용할 필요가 없기 때문에, 간편하면서 염가로 광차단성이 우수한 성형품을 제조할 수 있다.

본 발명의 몇 가지의 실시형태를 설명했지만, 이들 실시형태는 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규한 실시형태는 그 밖의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시형태나 그의 변형은 발명의 범위나 요지에 포함됨과 더불어, 특허청구범위에 기재된 발명과 그의 균등의 범위에 포함된다.

Claims

폴리카보네이트 수지를 포함하는 폴리카보네이트 수지 조성물로서,
상기 폴리카보네이트 수지 조성물의 성형품은, 유기 과산화물 유래의 화학 발광량의 적산값이 상기 성형품 1mg당 4,000∼12,000카운트이고,
상기 화학 발광량의 적산값은, 질소 분위기하, 50℃/분의 속도로 100℃로부터 350℃까지 승온한 후 350℃로 180초간 유지하는 480초간에 측정되는, 파장 405∼650nm의 화학 발광량을 적산한 값인
폴리카보네이트 수지 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 유기 과산화물 유래의 화학 발광량의 적산값은 상기 성형품 1mg당 7,000∼12,000카운트인 폴리카보네이트 수지 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 산화 방지제를 포함하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 폴리카보네이트 수지 조성물을 포함하는 폴리카보네이트 수지 성형품으로서,
유기 과산화물 유래의 화학 발광량의 적산값이 성형품 1mg당 4,000∼12,000카운트이고,
상기 화학 발광량의 적산값은, 질소 분위기하, 50℃/분의 속도로 100℃로부터 350℃까지 승온한 후 350℃로 180초간 유지하는 480초간에 측정되는, 파장 405∼650nm의 화학 발광량을 적산한 값인
폴리카보네이트 수지 성형품.
제 4 항에 있어서,
(a) 폴리카보네이트 수지와, 산화 방지제를 포함하는 첨가제를 혼합하는 공정과,
(b) 상기 (a) 공정에서 얻어진 혼합물을 불활성 가스 존재하에서 성형하여 펠릿을 얻는 공정과,
(c) 상기 펠릿을 성형하여 폴리카보네이트 수지 성형품을 얻는 공정
을 포함하는 폴리카보네이트 수지 성형품의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 폴리카보네이트 수지 조성물 또는 제 4 항에 기재된 폴리카보네이트 수지 성형품을 포함하는 안경 렌즈.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 폴리카보네이트 수지 조성물 또는 제 4 항에 기재된 폴리카보네이트 수지 성형품을 포함하는 디스플레이용 전면판.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 폴리카보네이트 수지 조성물 또는 제 4 항에 기재된 폴리카보네이트 수지 성형품을 포함하는 형광 검출 분석 기판.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 폴리카보네이트 수지 조성물 또는 제 4 항에 기재된 폴리카보네이트 수지 성형품을 포함하는 도광판.