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JP5226173B2 - 芳香族ポリカーボネート樹脂 - Google Patents

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JP5226173B2 JP2004211289A JP2004211289A JP5226173B2 JP 5226173 B2 JP5226173 B2 JP 5226173B2 JP 2004211289 A JP2004211289 A JP 2004211289A JP 2004211289 A JP2004211289 A JP 2004211289A JP 5226173 B2 JP5226173 B2 JP 5226173B2
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Description

本発明は、芳香族ポリカーボネート樹脂に関する。さらに詳しくは優れた耐熱性、剛性を有する、色相および乾熱特性の改善された芳香族ポリカーボネート樹脂に関する。
従来、ビスフェノールAにカーボネート前駆物質を反応させて得られるポリカーボネート樹脂は透明性、耐熱性、機械的特性、寸法安定性が優れているがゆえにエンジニアリングプラスチックとして多くの分野に広く使用されている。特に透明性に優れることから光学部材としての用途も多く、レンズ、ミラー等の用途に使用されている。
ポリカーボネート樹脂の耐熱性、剛性を向上するためには、一般的に嵩高い動きにくい構造を有するビスフェノール類を用いる方法があり、種々のポリカーボネートが提案されている。中でも、特定のフルオレン構造を有するポリカーボネート樹脂が提案されている(例えば特許文献1,2参照)。
しかしながら、これらの構造を有するポリカーボネート樹脂は耐熱性に優れるものの色相の点では十分ではなく、その改善が求められている(例えば特許文献3,4参照)。
特開平11−174424号公報 特開平8−134198号公報 特開2001−146526号公報 特開2001−240666号公報
本発明の目的は、優れた耐熱性、剛性を持ち、且つ色相および乾熱特性の優れた特定構造の芳香族ポリカーボネート樹脂を提供することにある。
本発明者はこの目的を達成せんとして鋭意研究を重ねた結果、特定の二価フェノールを使用する芳香族ポリカーボネート共重合体を合成する際に、特定ニ価フェノール中の硫黄含有量を特定量以下に制御した特定ニ価フェノールを使用することによって、上記目的を達成することを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明によれば、下記一般式[3]
Figure 0005226173
で表される繰り返し単位(A)及び下記一般式[2]
Figure 0005226173
[ 式中、R 5 〜 R 8 は夫々独立して水素原子、炭素原子数1 〜 9 の芳香族基を含んでもよ
い炭化水素基又はハロゲンであり、W は単結合、炭素原子数1 〜 2 0 の芳香族基を含んでもよい炭化水素基、O 、C O 又はC O O 基である。]
で表される繰り返し単位( B ) よりなる芳香族ポリカーボネート共重合体であって、硫黄化合物の含有量が、硫黄原子として10 p p m 以下であり、芳香族ポリカーボネート共重合体の合成に使用される9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレンは、硫黄化合物の含有量が、硫黄原子として20ppm以下である芳香族ポリカーボネート共重合体からなる成形品であり、該成形品がピックアップレンズ、カメラレンズ、マイクロアレーレンズ、プロジェクターレンズ、フレネルレンズ、プリズム、光ファイバー、コネクター、リフローハンダ付け部品、プラスチックミラー、ランプリフレクターである成形品が提供される。
Figure 0005226173
本発明の芳香族ポリカーボネート共重合体の全カーボネート結合繰り返し単位における単位(A)と単位(B)との割合はモル比で(A):(B)=20:80〜70:30の範囲である。繰り返し単位(A)の割合が20モル%未満の場合、本発明の目的である耐熱用材料として不満足な性質となり好ましくない。
本発明の芳香族ポリカーボネート共重合体を得るには、使用する9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレンの燃焼法によって測定された硫黄化合物の含有量が、硫黄原子として20ppm以下、より好ましくは15ppm以下、さらに好ましくは10ppm以下が必要である。硫黄化合物の含有量が上記範囲内であれば、得られるポリカーボネート共重合体の硫黄含有量が少なく、これから形成される成形体は色相等が良く好ましい。また、高温での使用時の色相変化も少ない。
なお、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン以外のビスフェノールについても硫黄化合物の含有量は硫黄原子として20ppm以下が好ましい。
本発明の芳香族ポリカーボネート共重合体において用いられる他のジヒドロキシ成分としては、通常芳香族ポリカーボネートのジヒドロキシ成分として使用されているものであればよく、例えばハイドロキノン、レゾルシノール、4,4′−ビフェノール、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン(ビスフェノールE)、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(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)ブタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン(ビスフェノールZ)、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、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン、4,4′−(p−フェニレンジイソプロピリデン)ジフェノール、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)、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−イソプロピルシクロヘキサンなどが挙げられ、なかでもビスフェノールA、ビスフェノールZ、ビスフェノールC、ビスフェノールE、ビスフェノールMが好ましく、特にビスフェノールAが好ましい。
芳香族ポリカーボネート共重合体はそのポリマーを塩化メチレンに溶解した溶液での20℃における比粘度が0.2〜1.2の範囲が好ましく、0.25〜1.0の範囲がより好ましく、0.27〜0.80の範囲がさらに好ましい。比粘度が上記範囲内であれば成形品の強度が十分強く、溶融粘度および溶液粘度が適当で、取り扱いが容易であり好ましい。
本発明の芳香族ポリカーボネート共重合体は、通常の芳香族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、例えば芳香族ジヒドロキシ成分にホスゲンや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。ただし、前述したように本発明の芳香族ポリカーボネート共重合体を得るには前記の硫黄化合物の含有量を満足するフルオレン系ビスフェノールを使用することが必要である。
カーボネート前駆物質として、例えばホスゲンを使用する反応では、通常酸結合剤および溶媒の存在下に反応を行う。酸結合剤としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物またはピリジンなどのアミン化合物が用いられる。溶媒としては、例えば塩化メチレン、クロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素が用いられる。また反応促進のために例えば第三級アミンまたは第四級アンモニウム塩などの触媒を用いることもできる。その際、反応温度は通常0〜40℃であり、反応時間は数分〜5時間である。
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、反応を促進するために通常エステル交換反応に使用される触媒を使用することもできる。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、例えばジフェニルカーボネート、ジナフチルカーボネート、ビス(ジフェニル)カーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジブチルカーボネートなどが挙げられる。これらのうち特にジフェニルカーボネートが好ましい。
本発明の芳香族ポリカーボネート共重合体は、その重合反応において、末端停止剤として通常使用される単官能フェノール類を使用することができる。殊にカーボネート前駆物質としてホスゲンを使用する反応の場合、単官能フェノール類は末端停止剤として分子量調節のために一般的に使用され、また得られた芳香族ポリカーボネート共重合体は、末端が単官能フェノール類に基づく基によって封鎖されているので、そうでないものと比べて熱安定性に優れている。
かかる単官能フェノール類としては、芳香族ポリカーボネート樹脂の末端停止剤として使用されるものであればよく、一般にはフェノール或いは低級アルキル置換フェノールであって、下記一般式で表される単官能フェノール類を示すことができる。
Figure 0005226173
[式中、Aは水素原子、炭素数1〜9の直鎖または分岐のアルキル基あるいはアリールアルキル基であり、rは1〜5、好ましくは1〜3の整数である。]
前記単官能フェノール類の具体例としては、例えばフェノール、p−tert−ブチルフェノール、p−クミルフェノールおよびイソオクチルフェノールが挙げられる。
また、他の単官能フェノール類としては、長鎖のアルキル基或いは脂肪族エステル基を置換基として有するフェノール類または安息香酸クロライド類、もしくは長鎖のアルキルカルボン酸クロライド類を使用することができ、これらを用いて芳香族ポリカーボネート共重合体の末端を封鎖すると、これらは末端停止剤または分子量調節剤として機能するのみならず、樹脂の溶融流動性が改良され、成形加工が容易となるばかりでなく、物性も改良される。特に樹脂の吸水率を低くする効果があり、好ましく使用される。これらは下記一般式[I−a]〜[I−h]で表される。
Figure 0005226173
Figure 0005226173
Figure 0005226173
Figure 0005226173
Figure 0005226173
Figure 0005226173
Figure 0005226173
Figure 0005226173
[前記一般式[I−a]〜[I−h]中、Xは−R−O−、−R−CO−O−または−R−O−CO−である、ここでRは単結合または炭素数1〜10、好ましくは1〜5の二価の脂肪族炭化水素基を示し、Tは単結合または上記Xと同様の結合を示し、nは10〜50の整数を示す。
Qはハロゲン原子または炭素数1〜10、好ましくは1〜5の一価の脂肪族炭化水素基を示し、pは0〜4の整数を示し、Yは炭素数1〜10、好ましくは1〜5の二価の脂肪族炭化水素基を示し、Wは水素原子、−CO−R21、−CO−O−R22またはR23である、ここでR21、R22およびR23は、それぞれ炭素数1〜10、好ましくは1〜5の一価の脂肪族炭化水素基、炭素数4〜8、好ましくは5〜6の一価の脂環族炭化水素基または炭素数6〜15、好ましくは6〜12の一価の芳香族炭化水素基を示す。
aは4〜20、好ましくは5〜10の整数を示し、mは1〜100、好ましくは3〜60、特に好ましくは4〜50の整数を示し、Zは単結合または炭素数1〜10、好ましくは1〜5の二価の脂肪族炭化水素基を示し、Wは水素原子、炭素数1〜10、好ましくは1〜5の一価の脂肪族炭化水素基、炭素数4〜8、好ましくは5〜6の一価の脂環族炭化水素基または炭素数6〜15、好ましくは6〜12の一価の芳香族炭化水素基を示す。]
これらのうち好ましいのは、[I−a]および[I−b]の置換フェノール類である。この[I−a]の置換フェノール類としては、nが10〜30、特に10〜26のものが好ましく、その具体例としては、例えばデシルフェノール、ドデシルフェノール、テトラデシルフェノール、ヘキサデシルフェノール、オクタデシルフェノール、エイコシルフェノール、ドコシルフェノールおよびトリアコンチルフェノールなどを挙げることができる。
また、[I−b]の置換フェノール類としてはXが−R−CO−O−であり、Rが単結合である化合物が適当であり、nが10〜30、特に10〜26のものが好適であって、その具体例としては、例えばヒドロキシ安息香酸デシル、ヒドロキシ安息香酸ドデシル、ヒドロキシ安息香酸テトラデシル、ヒドロキシ安息香酸ヘキサデシル、ヒドロキシ安息香酸エイコシル、ヒドロキシ安息香酸ドコシルおよびヒドロキシ安息香酸トリアコンチルが挙げられる。
前記一般式[I−a]〜[I−g]で示される置換フェノール類または置換安息香酸クロライドにおいて置換基の位置は、p位またはo位が一般的に好ましく、その両者の混合物が好ましい。
前記単官能フェノール類は、得られた芳香族ポリカーボネート共重合体の全末端に対して少なくとも5モル%、好ましくは少なくとも10モル%末端に導入されることが望ましく、また単官能フェノール類は単独でもしくは2種以上混合して使用してもよい。
また、本発明の芳香族ポリカーボネート共重合体において、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレンが、全芳香族ヒドロキシ成分の60モル%以上である場合は、樹脂の流動性が低下することがあり、そのため前記一般式[I−a]〜[I−g]で示される置換フェノール類または置換安息香酸クロライド類を末端停止剤として使用することが好ましい。
本発明の芳香族ポリカーボネート共重合体は、本発明の趣旨を損なわない範囲で、芳香族ジカルボン酸、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸あるいはその誘導体を共重合したポリエステルカーボネートであってもよい。また少量の3官能化合物を共重合した分岐ポリカーボネートであってもよい。
本発明の芳香族ポリカーボネート共重合体は、そのガラス転移温度が160℃以上が好ましく、180℃以上がより好ましく、200℃以上がさらに好ましい。
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂は硫黄化合物の含有量が、硫黄原子として10ppm以下であり、7ppm以下が好ましく、5ppm以下がより好ましい。硫黄含有量が10ppmを超えると、ポリカーボネート樹脂の色相が悪くなると共に、金属類を腐食させたり、樹脂の劣化を促進するので好ましくない。
ポリカーボネート樹脂の色相は2mm厚みの成形片で測定した場合、b値は3.0以下が好ましく、2.0以下がより好ましく、1.5以下が最も好ましい。
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂には、離型剤、蛍光増白剤、熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、帯電防止剤、抗菌剤等改質改良剤を適宜添加して用いることができる。
本発明において使用される蛍光増白剤は、合成樹脂等の色調を白色あるいは青白色に改善するために用いられるものであれば特に制限はなく、例えばスチルべン系、ベンズイミダゾール系、ナフタルイミド系、ローダミン系、クマリン系、オキサジン系化合物等が挙げられる。蛍光増白剤の配合量は、本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂100重量部に対して、0.0005〜0.1重量部、好ましくは0.001〜0.05重量部、さらに好ましくは0.005〜0.02重量部である。配合量が0.0005重量部より少ないと、十分な色調の改良効果が得られず、0.1重量部を超えると、かえって色調のムラが生じて好ましくない。また、コスト高にもなる。
本発明で用いられる紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤、ベンゾオキサジン系紫外線吸収剤またはベンゾフェノン系紫外線吸収剤が使用される。
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば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−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、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−5’−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3’−tert−ブチル−5’−メチル−2’−ヒドロキシフェニル)−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’−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2−(3’,5’−ジ−tert−アミル−2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、5−トリフルオロメチル−2−(2−ヒドロキシ−3−(4−メトキシ−α−クミル)−5−tert−ブチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール等が挙げられる。
なかでも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−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、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−5’−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3’−tert−ブチル−5’−メチル−2’−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾールが好ましく、更に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が好ましい。
トリアジン系の紫外線吸収剤としては、ヒドロキシフェニルトリアジン系の例えば商品名チヌビン400(チバスペシャルティーケミカル社製)が好ましい。
ベンゾオキサジン系の紫外線吸収剤としては、2−メチル−3,1−ベンゾオキサジン−4−オン、2−ブチル−3,1−ベンゾオキサジン−4−オン、2−フェニル−3,1−ベンゾオキサジン−4−オン、2−(1−又は2−ナフチル)−3,1−ベンゾオキサジン−4−オン、2−(4−ビフェニル)−3,1−ベンゾオキサジン−4−オン、2,2’−ビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)、2,2’−p−フェニレンビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン、2,2’−m−フェニレンビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)、2,2’−(4,4’−ジフェニレン)ビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)、2,2’−(2,6又は1,5−ナフタレン)ビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)、1,3,5−トリス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン−2−イル)ベンゼンなどが挙げられるが、中でも2,2’−p−フェニレンビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)が好ましい。
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、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−n−オクト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、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン等が挙げられ、なかでも2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノンが好ましい。これらの紫外線吸収剤は単独で用いても、二種以上併用してもよい。
これらの紫外線吸収剤は、ポリカーボネート樹脂と紫外線吸収剤との合計量を100重量%として0.01〜5重量%であり、好ましくは0.02〜3重量%であり、特に好ましくは0.05〜2重量%である。0.01重量%未満では紫外線吸収性能が不十分で、5重量%を超えると樹脂の色相が悪化することがあるので好ましくない。
本発明では、ブルーイング剤を用いてもよく、かかるブルーイング剤としては、例えばバイエル(株)製のマクロレックスバイオレット、三菱化学(株)製のダイアレジンバイオレット、ダイアレジンブルー、サンド(株)製のテラゾールブルー等が挙げられ、最も好適なものとしてマクロレックスバイオレットが挙げられる。これらのブルーイング剤は好ましくは0.1〜3ppm、より好ましくは0.3〜1.5ppm、最も好ましくは0.3〜1.2ppmの濃度で芳香族ポリカーボネート樹脂中に配合される。
本発明において、前記芳香族ポリカーボネート共重合体に必要に応じて、リン酸、亜リン酸、ホスホン酸、亜ホスホン酸およびこれらのエステルよりなる群から選択された少なくとも1種のリン化合物を配合することができる。かかるリン化合物の配合量は、該芳香族ポリカーボネート共重合体に対して0.0001〜0.05重量%が好ましく、0.0005〜0.02重量%がより好ましく、0.001〜0.01重量%が特に好ましい。このリン化合物を配合することにより、かかる芳香族ポリカーボネート共重合体の熱安定性が向上し、成形時における分子量の低下や色相の悪化が防止される。
かかるリン化合物としては、リン酸、亜リン酸、ホスホン酸、亜ホスホン酸およびこれらのエステルよりなる群から選択される少なくとも1種のリン化合物であり、好ましくは下記一般式
Figure 0005226173
Figure 0005226173
Figure 0005226173
Figure 0005226173
[式中、R〜R20は、それぞれ独立して、水素原子、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、ヘキサデシル、オクタデシルなどの炭素数1〜20のアルキル基、フェニル、トリル、ナフチルなどの炭素数6〜15のアリール基またはベンジル、フェネチルなどの炭素数7〜18のアラルキル基を表し、また1つの化合物中に2つのアルキル基が存在する場合は、その2つのアルキル基は互いに結合して環を形成していてもよい。]
よりなる群から選択された少なくとも1種のリン化合物である。
上記(1)式で示されるリン化合物としては、例えばトリフェニルホスファイト、トリスノニルフェニルホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、トリデシルホスファイト、トリオクチルホスファイト、トリオクタデシルホスファイト、ジデシルモノフェニルホスファイト、ジオクチルモノフェニルホスファイト、ジイソプロピルモノフェニルホスファイト、モノブチルジフェニルホスファイト、モノデシルジフェニルホスファイト、モノオクチルジフェニルホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、ビス(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイトなどが挙げられる。
上記(2)式で示されるリン化合物としては、例えばトリブチルホスフェート、トリメチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリエチルホスフェート、ジフェニルモノオルソキセニルホスフェート、ジブチルホスフェート、ジオクチルホスフェート、ジイソプロピルホスフェートなどが挙げられ、上記(3)式で示されるリン化合物としては、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4−ジフェニレンホスホナイトなどが挙げられ、また上記(4)式で示される化合物としては、ベンゼンホスホン酸ジメチル、ベンゼンホスホン酸ジエチル、ベンゼンホスホン酸ジプロピルなどが挙げられる。
これらのリン化合物のなかで、トリスノニルフェニルホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4−ジフェニレンホスホナイトが好ましく使用される。
本発明のポリカーボネート共重合体には、酸化防止の目的で通常知られた酸化防止剤を添加することができる。その例としてはフェノール系酸化防止剤を示すことができ、具体的には例えばトリエチレングリコール−ビス[3−(3−tert−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,6−ヘキサンジオール−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]、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、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、N,N−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナマイド)、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、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、3,9−ビス{1,1−ジメチル−2−[β−(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]エチル}−2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカン等が挙げられる。これら酸化防止剤の好ましい添加量の範囲はポリカーボネート共重合体に対して0.0001〜0.05重量%である。
さらに本発明の芳香族ポリカーボネート共重合体には、必要に応じて一価または多価アルコールの高級脂肪酸エステルを加えることもできる。
かかる高級脂肪酸エステルとしては、炭素原子数1〜20の一価または多価アルコールと炭素原子数10〜30の飽和脂肪酸との部分エステルまたは全エステルであるのが好ましい。また、かかる一価または多価アルコールと飽和脂肪酸との部分エステルまたは全エステルとしては、ステアリン酸モノグリセリド、ステアリン酸モノソルビテート、ベヘニン酸モノグリセリド、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールテトラステアレート、プロピレングリコールモノステアレート、ステアリルステアレート、パルミチルパルミテート、ブチルステアレート、メチルラウレート、イソプロピルパルミテート、2−エチルヘキシルステアレートなどが挙げられ、なかでもステアリン酸モノグリセリド、ペンタエリスリトールテトラステアレートが好ましく用いられる。
かかるアルコールと高級脂肪酸とのエステルの配合量は、該芳香族ポリカーボネート共重合体に対して0.01〜2重量%が好ましく、0.015〜0.5重量%がより好ましく、0.02〜0.2重量%がさらに好ましい。配合量がこの範囲内であれば離型性に優れ、また離型剤がマイグレートし金属表面に付着することもなく好ましい。
本発明の芳香族ポリカーボネート共重合体には、さらに滑剤、充填剤などの添加剤や他のポリカーボネート樹脂、他の熱可塑性樹脂を本発明の目的を損なわない範囲で少割合添加することもできる。
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物から成形品を得る方法としては、射出成形、押し出し成形、ブロー成形等が用いられ、フィルムやシートを製造する方法としては、厚みの均一性に優れ、ゲル、ブツ、フィッシュアイ、スクラッチ等の光学欠点の生じない方法が好ましく、例えば溶融押出し法、カレンダー法等が挙げられる。
かかる方法により製造された成形品は光透過性が高く、その上耐熱性、剛性が高いため、ソリが少なく、色調の優れた光学成形品に好適に用いられる。
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂は、光透過性が高く、優れた耐熱性と剛性を有しており、色相が優れ、且つ金属耐腐食性にも優れているため、各種光学成形品、レンズ、プリズム、光ファイバ、光学フィルム、液晶ディスプレー、液晶テレビのバックライト方式の光拡散板またはスキャナーに用いられている導光板等に好適であり、本発明がもたらす工業的効果は格別である。
以下に実施例を挙げて本発明をさらに説明する。実施例中の部は重量部であり、%は重量%である。なお、評価は下記の方法によった。
[1]評価項目
(1)硫黄含有量:三菱化成工業製TSX−10型機を使用し、試料を完全燃焼させ、生成した二酸化硫黄(SO)を滴定セル内の電解液に吸収した後、電量的にヨウ化物イオンから発生する三ヨウ化物イオンで滴定し、この電位滴定に要した電気量より、硫黄原子含有量を求めた。
(2)比粘度:ポリマー0.7gを塩化メチレン100mlに溶解し20℃の温度で測定した。
(3)ガラス転移温度(Tg):デュポン社製910型DSCにより測定した。
(4)全光線透過率:厚み2mmの成形片をASTM D−1003に準拠して日本電色(株)MDH−300Aを用いて測定した。
(5)成形片b値:厚み2mmの成形片を日本電色(株)色差計SE2000を用いて測定し、5枚の測定値の平均値を成形片b値とした。
(6)耐乾熱性:射出成形により作成した厚み2mmの成形片を160℃で500時間、恒温熱風乾燥機にて処理した後、日本電色(株)色差計SE2000を用いてYI値を測定値し、初期色相との差をΔYIで示した。
[2] 9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレンの調製
市販の9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン(硫黄含有量21.2ppm)をHPLC(カラム:東ソー製TSKgel ODS−120T(φ21.5mm×30cm)、溶離液:アセトニトリル/蒸留水混合液、流量:7ml/min.、カラム温度:40℃、検出波長280nm)にて主成分を分取し、溶媒を減圧留去することにより硫黄含有量が0.1ppmの9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレンを作成した。さらに上記の硫黄含有量が21.2ppmと0.1ppmの2種の9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレンを混合することにより実施例1〜3で使用する9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレンを調製した。
[実施例1]
温度計、撹拌機、還流冷却器付き反応器にイオン交換水19580部、48%水酸化ナトリウム水溶液4486部を入れ、硫黄含有量が4.9ppmの9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン(以下“ビスクレゾールフルオレン”または“BCF”と略称することがある)2349.7部、硫黄含有量が0.2ppmの2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(以下“ビスフェノールA”または“BPA”と略称することがある)2125.9部およびハイドロサルファイト13部を溶解した後、塩化メチレン13210部を加えた後撹拌下15〜25℃でホスゲン2000部を60分を要して吹き込んだ。ホスゲン吹き込み終了後、p−tert−ブチルフェノール104.9部を塩化メチレン500部に溶解した溶液および48%水酸化ナトリウム水溶液640.8部を加え、乳化後、トリエチルアミン7.4部を加えて28〜33℃で1時間撹拌して反応を終了した。反応終了後、生成物を塩化メチレンで希釈して水洗したのち塩酸酸性にして水洗し、水相の導電率がイオン交換水と殆ど同じになったところで、塩化メチレン相を濃縮、脱水してポリカーボネート濃度が20%の溶液を得た。この溶液から溶媒を除去して得たポリカーボネートはビスクレゾールフルオレンとビスフェノールAとの構成単位の比がモル比で40:60であった。またこのポリマーの比粘度は0.312、Tgは189℃であり、ポリマー中の硫黄含有量は2.4ppmであった。このポリマー100部にテトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4−ジフェニレンホスホナイトを0.05部、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0.01部、ステアリン酸モノグリセリド0.05部を混合し、ベント付押出機により押出機温度280〜320℃、ダイス温度290〜330℃、ベント部の真空度を2.7kPaに保持して、溶融押出ししペレット化した。このペレットを120℃、5時間乾燥後、50×90×2mmの試験片に射出成形した。このものの全光線透過率は89%、b値は1.6であった。さらにこのものを160℃で500時間熱処理した後のΔYIは50.4であった。結果を表1に示す。
[実施例2]
実施例1のビスクレゾールフルオレンの使用量を4111.9部、ビスフェノールAの使用量を1062.9部とする以外は実施例1と同様にしてビスクレゾールフルオレンとビスフェノールAの比がモル比で70:30であるポリマーを得た。このポリマーの比粘度は0.262、Tgは215℃であった。このポリマーを実施例1と同様にしてペレット化し、成形評価した結果を表1に示す。
[実施例3]
実施例1のビスクレゾールフルオレンの硫黄含有量が2.6ppmのものを使用する以外は実施例1と同様にしてビスクレゾールフルオレンとビスフェノールAの比がモル比で40:60であるポリマーを得た。このポリマーの比粘度は0.296、Tgは189℃であった。このポリマーを実施例1と同様にしてペレット化し、成形評価した結果を表1に示す。
[比較例1]
実施例1のビスクレゾールフルオレンの硫黄含有量が21.2ppmのものを使用する以外は実施例1と同様にしてビスクレゾールフルオレンとビスフェノールAの比がモル比で40:60であるポリマーを得た。このポリマーの比粘度は0.301、Tgは189℃であった。このポリマーを実施例1と同様にしてペレット化し、成形評価した結果を表1に示す。
[比較例2]
実施例2のビスクレゾールフルオレンの硫黄含有量が21.2ppmのものを使用する以外は実施例2と同様にしてビスクレゾールフルオレンとビスフェノールAの比がモル比で70:30であるポリマーを得た。このポリマーの比粘度は0.259、Tgは215℃であった。このポリマーを実施例1と同様にしてペレット化し、成形評価した結果を表1に示す。
Figure 0005226173

Claims (2)

  1. 下記一般式[3]
    Figure 0005226173
    で表される繰り返し単位(A)及び下記一般式[2]
    Figure 0005226173
    [式中、R5 〜R8 は夫々独立して水素原子、炭素原子数1〜9の芳香族基を含んでもよい炭化水素基又はハロゲン原子であり、Wは単結合、炭素原子数1〜20の芳香族基を含んでもよい炭化水素基、O、CO又はCOO基である。]
    で表される繰り返し単位(B)よりなり、全カーボネート繰り返し単位における単位(A
    )と単位(B)の割合がモル比で(A):(B)=20:80〜70:30の範囲である芳香族ポリカーボネート共重合体であって、硫黄化合物の含有量が、硫黄原子として10ppm以下であり、芳香族ポリカーボネート共重合体の合成に使用される9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレンは、硫黄化合物の含有量が、硫黄原子として20ppm以下である芳香族ポリカーボネート共重合体からなる成形品であり、該成形品がピックアップレンズ、カメラレンズ、マイクロアレーンズ、プロジェクターレンズ、フレネルレンズ、プリズム、光ファイバー、コネクター、リフローハンダ付け部品、プラスチックミラー又はランプリフレクターである成形品。
  2. 繰り返し単位(B)が下記式[4]及び/又は[5]で表される繰り返し単位である請
    求項1記載の成形品。
    Figure 0005226173
    Figure 0005226173
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