JP2025119165A - Polycarbonate resin and optical member using said resin - Google Patents
Polycarbonate resin and optical member using said resinInfo
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Abstract
Description
本発明は、ポリカーボネート樹脂および該樹脂を用いた光学部材に関する。 The present invention relates to polycarbonate resins and optical components made from such resins.
光学系の材料として従来用いられていたガラスは要求される様々な光学特性を実現することが可能であると共に、環境耐性に優れているが、加工性が悪いという問題があった。これに対し、ガラス材料に比べて安価であると共に加工性に優れる樹脂が光学部材に用いられてきている。 Glass, which has traditionally been used as a material for optical systems, is capable of achieving the various optical properties required and has excellent environmental resistance, but it has the problem of being difficult to process. In response to this, resin, which is cheaper than glass materials and has excellent processability, has come to be used for optical components.
光学ユニットの光学設計においては、互いにアッベ数が異なる複数のレンズを組み合わせて使用することにより色収差を補正することが知られている。例えば、低屈折率で高アッベ数の脂環式ポリオレフィン樹脂製のレンズと、高屈折率で低アッベ数のビスフェノールAからなるポリカーボネート(nd=1.59、νd=31)樹脂製のレンズとを組み合わせて色収差を補正することが行われている。近年、高屈折率で低アッベ数の樹脂開発が盛んに行われており、これに伴い、高アッベ数の樹脂の需要も高まっている。例えば、特許文献1にはビスフェノールAとペンタシクロペンタデカンジメタノール(以下、PCPDMと省略することがある)とを共重合させることで、高アッベ数でありながら、光弾性係数の低いポリカーボネート樹脂が記載されている。また、特許文献2には酸素の存在下、ハロゲン化メタンと特定量の水酸基含有化合物とを光反応に付すことで、塩基を使用せずカーボネート誘導体を製造する方法が提案され、製造の一例として、9,9-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレン(以下、BPEFと省略することがある)とPCPDMとの共重合ポリカーボネートが例示されている。特許文献3および特許文献4ではBPEFと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(以下、SPGと略すことがある)と4,4’-(3,3,5-トリメチルシクロヘキシリデン)ビスフェノール(以下、BisTMCと略すことがある)とを共重合させることで高屈折率でありながら配向複屈折が小さいポリカーボネート樹脂が記載されている。 In the optical design of optical units, it is known to correct chromatic aberration by combining multiple lenses with different Abbe numbers. For example, chromatic aberration can be corrected by combining a lens made of an alicyclic polyolefin resin, which has a low refractive index and a high Abbe number, with a lens made of a polycarbonate resin (nd = 1.59, νd = 31) made from bisphenol A, which has a high refractive index and a low Abbe number. In recent years, there has been active development of resins with high refractive indexes and low Abbe numbers, and as a result, demand for resins with high Abbe numbers has also increased. For example, Patent Document 1 describes a polycarbonate resin with a high Abbe number and a low photoelastic coefficient, which is produced by copolymerizing bisphenol A with pentacyclopentadecanedimethanol (hereinafter sometimes abbreviated as PCPDM). Patent Document 2 proposes a method for producing carbonate derivatives without using a base by photoreacting halogenated methane with a specific amount of a hydroxyl group-containing compound in the presence of oxygen. One example of this method is a polycarbonate copolymer of 9,9-bis[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]fluorene (hereinafter sometimes abbreviated as BPEF) and PCPDM. Patent Documents 3 and 4 describe a polycarbonate resin with a high refractive index and low orientation birefringence, produced by copolymerizing BPEF with 3,9-bis(2-hydroxy-1,1-dimethylethyl)-2,4,8,10-tetraoxaspiro(5,5)undecane (hereinafter sometimes abbreviated as SPG) and 4,4'-(3,3,5-trimethylcyclohexylidene)bisphenol (hereinafter sometimes abbreviated as BisTMC).
しかし、上述したビスフェノールAとPCPDMからなるポリカーボネート樹脂は、光弾性係数に改善の余地があることに加え、配向複屈折も大きいことが課題であった。さらに、得られた樹脂の分子量が高いため、射出成形用途には不向きであり、撮像レンズ等の薄肉の光学部材には使用できなかった。また、上述したBPEFとPCPDMの共重合ポリカーボネートは重量平均分子量が3,360と極めて低く、構造材料や光学材料として使用するには十分なポリマーとは言えない。また、BPEFとSPGとBisTMCからなるポリカーボネート樹脂は屈折率に対してアッベ数が低いという課題があり、さらに光弾性係数に改善の余地があった。 However, the polycarbonate resin made from the above-mentioned bisphenol A and PCPDM had issues, such as room for improvement in its photoelastic coefficient and high orientation birefringence. Furthermore, the resulting resin had a high molecular weight, making it unsuitable for injection molding applications and unable to be used for thin optical components such as imaging lenses. Furthermore, the above-mentioned BPEF and PCPDM copolymer polycarbonate had an extremely low weight-average molecular weight of 3,360, making it insufficient for use as a structural or optical material. Furthermore, polycarbonate resin made from BPEF, SPG, and BisTMC had issues, such as a low Abbe number relative to its refractive index, and there was also room for improvement in its photoelastic coefficient.
そこで本発明の目的は、屈折率に対してアッベ数が高く、さらに配向複屈折および光弾性係数が小さいポリカーボネート樹脂を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a polycarbonate resin that has a high Abbe number relative to its refractive index, and also has low orientation birefringence and photoelastic coefficient.
本発明者らは、以下の態様を有する本発明により、上記課題を解決できることを見出した。
すなわち、本発明は、以下の通りである。
The present inventors have found that the above problems can be solved by the present invention having the following aspects.
That is, the present invention is as follows.
《態様1》
式(1)及び/又は式(2)で表される繰り返し単位と、式(3)で表される繰り返し単位及び、式(4)で表される繰り返し単位を含むポリカーボネート樹脂であって、樹脂の全繰り返し単位中における、式(1)及び/又は式(2)で表される繰り返し単位の合計が50mol%以上であり、重量平均分子量Mwが10,000以上であるポリカーボネート樹脂。
<<Aspect 1>>
A polycarbonate resin comprising a repeating unit represented by formula (1) and/or formula (2), a repeating unit represented by formula (3), and a repeating unit represented by formula (4), wherein the total amount of the repeating units represented by formula (1) and/or formula (2) in all repeating units of the resin is 50 mol % or more, and the polycarbonate resin has a weight average molecular weight Mw of 10,000 or more.
《態様2》
重量平均分子量Mwが10,000以上60,000以下である態様1に記載のポリカーボネート樹脂。
《態様3》
樹脂の全繰り返し単位中における、前記式(3)で表される繰り返し単位が0mol%を超え50mol%以下である、態様1または2に記載のポリカーボネート樹脂。
《態様4》
樹脂の全繰り返し単位中における、前記式(4)の繰り返し単位が0mol%を超え40mol%以下である、態様1~3のいずれか一項に記載のポリカーボネート樹脂。
《態様5》
前記式(3)中のR1~R4が水素原子である、態様1~4のいずれか一項に記載のポリカーボネート樹脂。
《態様6》
前記式(4)の繰返し単位が、ビスフェノールTMCから誘導される繰り返し単位である、態様1~5のいずれか一項に記載のポリカーボネート樹脂。
《態様7》
配向複屈折の絶対値が10.0×10-3以下である、態様1~6のいずれか一項に記載のポリカーボネート樹脂。
《態様8》
光弾性係数が25×10-12Pa未満である、態様1~7のいずれか一項に記載のポリカーボネート樹脂。
《態様9》
アッベ数が25.0以上である、態様1~8のいずれか一項に記載のポリカーボネート樹脂。
《態様10》
態様1~9のいずれか一項に記載のポリカーボネート樹脂からなる光学部材。
《態様11》
前記光学部材が撮像レンズである、態様10に記載の光学部材。
Aspect 2
2. The polycarbonate resin according to claim 1, having a weight average molecular weight Mw of 10,000 or more and 60,000 or less.
Aspect 3
3. The polycarbonate resin according to claim 1, wherein the repeating unit represented by formula (3) accounts for more than 0 mol % and not more than 50 mol % of all repeating units in the resin.
Aspect 4
Aspect 4. The polycarbonate resin according to any one of Aspects 1 to 3, wherein the repeating unit of formula (4) accounts for more than 0 mol % and not more than 40 mol % of all repeating units of the resin.
Aspect 5
Aspects 5. The polycarbonate resin according to any one of Aspects 1 to 4, wherein R 1 to R 4 in formula (3) are hydrogen atoms.
Aspect 6
Aspect 6. The polycarbonate resin according to any one of Aspects 1 to 5, wherein the repeating unit of formula (4) is a repeating unit derived from bisphenol TMC.
Aspect 7
Aspect 7. The polycarbonate resin according to any one of Aspects 1 to 6, wherein the absolute value of orientation birefringence is 10.0 × 10 −3 or less.
Aspect 8
Aspect 8. The polycarbonate resin of any one of aspects 1 to 7, having a photoelastic coefficient of less than 25×10 −12 Pa.
Aspect 9
Aspect 9. The polycarbonate resin according to any one of aspects 1 to 8, having an Abbe number of 25.0 or more.
Aspect 10
An optical member made of the polycarbonate resin according to any one of Aspects 1 to 9.
Aspect 11
11. The optical member according to aspect 10, wherein the optical member is an imaging lens.
本発明のポリカーボネート樹脂は、アッベ数が高く、さらに配向複屈折および光弾性係数が小さいため、その奏する産業上の効果は格別である。 The polycarbonate resin of the present invention has a high Abbe number and small orientation birefringence and photoelastic coefficient, making it particularly effective in industry.
本発明をさらに詳しく説明する。 The present invention will now be described in more detail.
<ポリカーボネート樹脂>
本発明のポリカーボネート樹脂は、式(1)及び/又は式(2)で表される繰り返し単位及び、式(3)で表される繰り返し単位と、式(4)で表される繰り返し単位を含むポリカーボネート樹脂であって、樹脂の全繰り返し単位中における、式(1)及び/又は式(2)で表される繰り返し単位の合計が50mol%以上である。
<Polycarbonate resin>
The polycarbonate resin of the present invention is a polycarbonate resin containing repeating units represented by formula (1) and/or formula (2), repeating units represented by formula (3), and repeating units represented by formula (4), and the total content of repeating units represented by formula (1) and/or formula (2) among all repeating units of the resin is 50 mol % or more.
なお、上述したmol%の規定において、式(1)及び/又は式(2)で表される繰り返し単位の合計というのは、ポリカーボネート樹脂に式(1)及び式(2)で表される単位が含まれる場合は、式(1)及び式(2)の合計単位を表し、式(1)又は式(2)で表される単位のどちらか一方が含まれる場合、含まれるどちらか一方の単位を表す。 In the above definition of mol%, the total of repeating units represented by formula (1) and/or formula (2) refers to the total of units of formula (1) and formula (2) when the polycarbonate resin contains units represented by formula (1) and formula (2), and refers to either unit represented by formula (1) or formula (2) when the polycarbonate resin contains either unit represented by formula (1) or formula (2).
本発明のポリカーボネート樹脂は、重量平均分子量Mwが10,000以上であり、15,000以上であると好ましく、20,000以上であるとより好ましい。重量平均分子量Mwが10,000以上であると構造材料や光学材料として十分な機械強度があり好ましい。また、重量平均分子量Mwは60,000以下であると好ましく、55,000以下であるとより好ましく、50,000以下であるとよりいっそう好ましく、45,000以下であるとさらに好ましい。重量平均分子量Mwが60,000以下であると射出成形時の流動性に優れるため好ましい。特に、本発明のポリカーボネート樹脂を撮像レンズ等の薄肉の光学部材に使用する場合に流動性に優れるため好ましい。重量平均分子量Mwは、分子量が既知のポリスチレンを標準サンプルとし、クロロホルムを展開溶媒としてGPCにより測定できる。 The polycarbonate resin of the present invention has a weight-average molecular weight Mw of 10,000 or more, preferably 15,000 or more, and more preferably 20,000 or more. A weight-average molecular weight Mw of 10,000 or more is preferable because it has sufficient mechanical strength for use as a structural material or optical material. Furthermore, the weight-average molecular weight Mw is preferably 60,000 or less, more preferably 55,000 or less, even more preferably 50,000 or less, and even more preferably 45,000 or less. A weight-average molecular weight Mw of 60,000 or less is preferable because it provides excellent fluidity during injection molding. This is particularly preferable because it provides excellent fluidity when the polycarbonate resin of the present invention is used for thin-walled optical components such as imaging lenses. The weight-average molecular weight Mw can be measured by GPC using polystyrene of known molecular weight as a standard sample and chloroform as a developing solvent.
本発明のポリカーボネート樹脂は、配向複屈折の絶対値が10.0×10-3以下であると好ましく、9.0×10-3以下であるとより好ましく、8.0×10-3以下であるとよりいっそう好ましく、7.0×10-3以下であるとさらに好ましく、6.0×10-3以下であると特に好ましく、5.0×10-3以下であるとさらに好ましく、4.0×10-3以下であると最も好ましい。配向複屈折の絶対値が上記以下であると、分子配向による複屈折が生じにくくなるため好ましい。配向複屈折は、ポリカーボネート樹脂から得られる厚さ100μmのキャストフィルムから長さ70mm(チャック間45mm)、幅15mmの試験片を切り出し、Tg+10℃で2倍延伸した後に、波長589nmにおいて測定できる。 The polycarbonate resin of the present invention preferably has an absolute value of orientation birefringence of 10.0 × 10 −3 or less, more preferably 9.0 × 10 −3 or less, even more preferably 8.0 × 10 −3 or less, even more preferably 7.0 × 10 −3 or less, particularly preferably 6.0 × 10 −3 or less, even more preferably 5.0 × 10 −3 or less, and most preferably 4.0 × 10 −3 or less. An absolute value of orientation birefringence of less than the above range is preferable because birefringence due to molecular orientation is less likely to occur. Orientation birefringence can be measured at a wavelength of 589 nm by cutting a test piece 70 mm long (45 mm between chucks) and 15 mm wide from a 100 μm thick cast film obtained from the polycarbonate resin, stretching it twice at Tg + 10 ° C.
本発明のポリカーボネート樹脂は、光弾性係数が25×10-12Pa未満であると好ましく、20×10-12Pa以下であるとより好ましく、16×10-12Pa以下であるとよりいっそう好ましく、12×10-12Pa以下であるとさらに好ましい。光弾性係数が上記範囲であると応力による複屈折が生じにくくなるため好ましい。光弾性係数はポリカーボネート樹脂から得られる厚さ100μmのキャストフィルムから長さ50mm、幅10mmの試験片を切り出し、日本分光(株)製Spectroellipsometer M-220を用い測定する。 The polycarbonate resin of the present invention preferably has a photoelastic coefficient of less than 25×10 −12 Pa, more preferably 20×10 −12 Pa or less, even more preferably 16×10 −12 Pa or less, and even more preferably 12×10 −12 Pa or less. A photoelastic coefficient within the above range is preferred because stress-induced birefringence is less likely to occur. The photoelastic coefficient is measured by cutting a test piece 50 mm long and 10 mm wide from a 100 μm thick cast film obtained from the polycarbonate resin and using a Spectroellipsometer M-220 manufactured by JASCO Corporation.
本発明のポリカーボネート樹脂は、温度:20℃、波長:587.56nmで測定した屈折率ndが1.540以上であると好ましく、1.550以上であるとより好ましく、1.560以上であるとよりいっそう好ましく、1.570以上であるとさらに好ましく、1.575以上であると特に好ましい。屈折率が上記以上であると、光学部材を薄くできるため好ましい。また、屈折率ndは1.610以下であってもよく、1.600以下であってもよく、1.590以下であってもよく、1.580以下であってもよい。屈折率ndが上記範囲であると、複数のレンズを組み合わせて使用するうえで光学設計の自由度が上がるため好ましい。 The polycarbonate resin of the present invention preferably has a refractive index nd measured at a temperature of 20°C and a wavelength of 587.56 nm of 1.540 or more, more preferably 1.550 or more, even more preferably 1.560 or more, even more preferably 1.570 or more, and particularly preferably 1.575 or more. A refractive index of at least the above range is preferred because it allows optical components to be made thinner. The refractive index nd may also be 1.610 or less, 1.600 or less, 1.590 or less, or 1.580 or less. A refractive index nd within the above range is preferred because it increases the degree of freedom in optical design when combining and using multiple lenses.
本発明のポリカーボネート樹脂は、アッベ数が25.0以上であると好ましく、30.0以上であるとより好ましく、32.0以上であるとよりいっそう好ましく、37.0以上であるとさらに好ましく、42.0以上であると特に好ましく、46.0以上であると最も好ましい。アッベ数が上記以上であると光学部材の色収差が小さくなるため好ましい。また、アッベ数は57.0以下であってもよく、55.0以下であってもよく、50.0以下であってもよく、47.0以下であってもよい。アッベ数が上記範囲であると、複数のレンズを組み合わせて使用するうえで光学設計の自由度が上がるため好ましい。 The polycarbonate resin of the present invention preferably has an Abbe number of 25.0 or more, more preferably 30.0 or more, even more preferably 32.0 or more, even more preferably 37.0 or more, particularly preferably 42.0 or more, and most preferably 46.0 or more. An Abbe number of at least the above ranges is preferred because it reduces chromatic aberration of the optical element. The Abbe number may also be 57.0 or less, 55.0 or less, 50.0 or less, or 47.0 or less. An Abbe number within the above range is preferred because it increases the degree of freedom in optical design when combining and using multiple lenses.
ここで、アッベ数(νd)は、温度:20℃、波長:486.13nm、587.56nm、656.27nmの屈折率から、下記式を用いて算出する。
νd=(nd-1)/(nF-nC)
nd:波長587.56nmでの屈折率、
nF:波長486.13nmでの屈折率、
nC:波長656.27nmでの屈折率を意味する。
Here, the Abbe number (νd) is calculated using the following formula from the refractive index at a temperature of 20° C. and wavelengths of 486.13 nm, 587.56 nm, and 656.27 nm.
νd=(nd-1)/(nF-nC)
nd: refractive index at a wavelength of 587.56 nm,
nF: refractive index at a wavelength of 486.13 nm,
nC: refers to the refractive index at a wavelength of 656.27 nm.
本発明のポリカーボネート樹脂が有する屈折率とアッベ数は以下の数式(A)を満たすと好ましい。
nd≧-0.0063×νd+α (A)
数式(A)のαは1.767以上であると好ましく、1.770以上であるとより好ましく、1.773以上であるとよりいっそう好ましく、1.776以上であるとさらに好ましく、1.779以上であると最も好ましい。
nd>1.535であると好ましい。
The refractive index and Abbe number of the polycarbonate resin of the present invention preferably satisfy the following mathematical formula (A).
nd≧−0.0063×νd+α (A)
In formula (A), α is preferably 1.767 or more, more preferably 1.770 or more, even more preferably 1.773 or more, still more preferably 1.776 or more, and most preferably 1.779 or more.
It is preferable that nd>1.535.
本発明のポリカーボネート樹脂が有する屈折率とアッベ数は以下の数式(B)を満たしてもよい。
nd≦-0.0023×νd+β (B)
数式(B)のβは1.675以下であってもよく、1.673以下であってもよく、1.671以下であってもよく、1.669以下であってもよく、1.666以下であってもよい。屈折率とアッベ数が上記範囲であると屈折率に対するアッベ数が高く、光学設計の幅が広がるため好ましい。
The refractive index and Abbe number of the polycarbonate resin of the present invention may satisfy the following mathematical formula (B).
nd≦-0.0023×νd+β (B)
In formula (B), β may be 1.675 or less, 1.673 or less, 1.671 or less, 1.669 or less, or 1.666 or less. When the refractive index and Abbe number are within the above ranges, the Abbe number relative to the refractive index is high, which is preferable since it broadens the scope of optical design.
本発明のポリカーボネート樹脂は、ガラス転移温度が130℃以上であると好ましく、133℃以上であるとより好ましく、136℃以上であるとさらによりいっそう好ましい。ガラス転移温度が上記範囲であると、光学部材の使用できる温度範囲が高くなるため好ましい。また、ガラス転移温度は155℃以下であってもよく、150℃以下であってもよく、145℃以下であってもよく、140℃以下であってもよい。ガラス転移温度が上記範囲であると耐熱性と成形性のバランスに優れるため好ましい。 The polycarbonate resin of the present invention preferably has a glass transition temperature of 130°C or higher, more preferably 133°C or higher, and even more preferably 136°C or higher. A glass transition temperature within the above range is preferred because it broadens the temperature range in which optical components can be used. The glass transition temperature may also be 155°C or lower, 150°C or lower, 145°C or lower, or 140°C or lower. A glass transition temperature within the above range is preferred because it provides an excellent balance between heat resistance and moldability.
本発明のポリカーボネート樹脂は、熱分解温度が370℃以上であると好ましく、374℃以上であるとより好ましい。熱分解温度が上記以上であると本発明のポリカーボネート樹脂を成形加工する際の加工安定性に優れ、さらに着色も少ないため好ましい。また、熱分解温度は420℃以下であってもよく、400℃以下であってもよい。熱分解温度はTGA(熱重量分析)により測定することができ、重量が5%減少した時の温度である。 The polycarbonate resin of the present invention preferably has a thermal decomposition temperature of 370°C or higher, and more preferably 374°C or higher. Thermal decomposition temperatures above this level are preferred because they provide excellent processing stability when molding the polycarbonate resin of the present invention and also result in less discoloration. The thermal decomposition temperature may also be 420°C or lower, or 400°C or lower. The thermal decomposition temperature can be measured by TGA (thermogravimetric analysis) and is the temperature at which the weight decreases by 5%.
本発明のポリカーボネート樹脂の比粘度は、0.12~0.32であることが好ましく、0.18~0.30であるとより好ましい。比粘度が上記範囲内であると成形性と強度とのバランスに優れる。 The specific viscosity of the polycarbonate resin of the present invention is preferably 0.12 to 0.32, and more preferably 0.18 to 0.30. A specific viscosity within the above range provides an excellent balance between moldability and strength.
比粘度の測定方法は、ポリカーボネート樹脂0.7gを塩化メチレン100mlに溶解した溶液の20℃における比粘度(ηSP)を、オストワルド粘度計にて測定し、以下の式から算出する。
ηSP=(t-t0)/t0
[t0は、塩化メチレンの落下秒数、tは、試料溶液の落下秒数]
The specific viscosity is measured by measuring the specific viscosity (ηSP) at 20° C. of a solution prepared by dissolving 0.7 g of polycarbonate resin in 100 ml of methylene chloride using an Ostwald viscometer, and calculating the specific viscosity from the following formula:
ηSP=(t-t0)/t0
[t0 is the number of seconds it takes for methylene chloride to fall, and t is the number of seconds it takes for the sample solution to fall]
本発明のポリカーボネート樹脂のg線からF線までの部分分散比(θgF)は、0.62以下であると好ましく、0.61以下であるとより好ましく、0.60以下であるとよりいっそう好ましく、0.59以下であるとさらに好ましく、0.58以下であると最も好ましい。θgFが上記以下であると、光学設計の幅が広がるため好ましい。 The partial dispersion ratio (θgF) from the g-line to the F-line of the polycarbonate resin of the present invention is preferably 0.62 or less, more preferably 0.61 or less, even more preferably 0.60 or less, even more preferably 0.59 or less, and most preferably 0.58 or less. A θgF of the above or less is preferred because it broadens the scope of optical design.
ここで、g線からF線までの部分分散比(θgF)は温度:20℃、波長:435.83nm、587.56nm、656.27nmの屈折率から、下記式を用いて算出する。
θgF=(ng-nF)/(nF-nC)
ng:波長435.83nmでの屈折率、
nF:波長486.13nmでの屈折率、
nC:波長656.27nmでの屈折率を意味する。
Here, the partial dispersion ratio (θgF) from the g-line to the F-line is calculated using the following formula from the refractive indexes at a temperature of 20° C. and wavelengths of 435.83 nm, 587.56 nm, and 656.27 nm.
θgF=(ng-nF)/(nF-nC)
ng: refractive index at a wavelength of 435.83 nm,
nF: refractive index at a wavelength of 486.13 nm,
nC: refers to the refractive index at a wavelength of 656.27 nm.
本発明のポリカーボネート樹脂において、上記式(3)中のR1~R4は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1~10の炭化水素基を表し、炭化水素基としては、アルキル基、シクロアルキル基、及びアリール基を挙げることができる。 In the polycarbonate resin of the present invention, R 1 to R 4 in the above formula (3) each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and examples of the hydrocarbon group include an alkyl group, a cycloalkyl group, and an aryl group.
アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t-ブチル基などが挙げられ、メチル基、エチル基が好ましい。 Examples of alkyl groups include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, and t-butyl groups, with methyl and ethyl groups being preferred.
シクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、及びビシクロ[1.1.1]ペンタニル基等が挙げられる。 Cycloalkyl groups include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, and bicyclo[1.1.1]pentanyl groups.
アリール基としては、フェニル基、トリル基、ナフチル基、キシリル基などが挙げられ、フェニル基が好ましい。 Aryl groups include phenyl, tolyl, naphthyl, and xylyl groups, with phenyl being preferred.
R1~R4は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基、フェニル基が好ましく、水素原子又は、フェニル基がより好ましく、R1及びR2は、それぞれ独立に、水素原子又は、フェニル基であり、R3及びR4は、水素原子であると、空間に占める脂肪族環の体積が大きくなり、光弾性係数が低減できるためさらに好ましい。 R 1 to R 4 are each independently preferably a hydrogen atom, a methyl group, or a phenyl group, more preferably a hydrogen atom or a phenyl group, and it is further preferred that R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a phenyl group, and R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom, since this increases the volume of the aliphatic ring in space and reduces the photoelastic coefficient.
上記式(4)中、nは、0~8の範囲であり、好ましくは0~5又は1~3であり、特に3であるとガラス転移温度が高く好ましい。 In the above formula (4), n is in the range of 0 to 8, preferably 0 to 5 or 1 to 3, and is particularly preferably 3, as this results in a high glass transition temperature.
また、Rは、それぞれ炭素原子数1~3のアルキル基から選択され、好ましくはメチル基又はエチル基であり、特にメチル基であるとガラス転移温度が高く好ましい。 R is selected from alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms, preferably a methyl group or an ethyl group, and is particularly preferred when it is a methyl group, as it has a high glass transition temperature.
また、特に上記式(4)の繰返し単位が、4,4’-(3,3,5-トリメチルシクロヘキシリデン)ビスフェノール(いわゆる、ビスフェノールTMC)、4,4’-シクロヘキシリデンビスフェノール(いわゆる、ビスフェノールZ)、4,4’-(3-メチルシクロヘキシリデン)ビスフェノール(いわゆる、ビスフェノール3MZ)から誘導される繰り返し単位であることが好ましく、なかでもガラス転移温度が高くできることからビスフェノールTMCから誘導される繰り返し単位が好ましい。 In particular, the repeating unit of the above formula (4) is preferably a repeating unit derived from 4,4'-(3,3,5-trimethylcyclohexylidene)bisphenol (also known as bisphenol TMC), 4,4'-cyclohexylidenebisphenol (also known as bisphenol Z), or 4,4'-(3-methylcyclohexylidene)bisphenol (also known as bisphenol 3MZ), and among these, a repeating unit derived from bisphenol TMC is preferred because it can increase the glass transition temperature.
上記式(1)および/または上記式(2)で表される繰返し単位は、ペンタシクロペンタデカンジメタノールから誘導される繰り返し単位であり、上記式(1)および/または上記式(2)では、純物質であっても各々の異性体が任意の比率で混ざった混合物であってもよい。なお、ペンタシクロペンタデカンジメタノールは以下の構造式を含む。 The repeating units represented by the above formula (1) and/or formula (2) are repeating units derived from pentacyclopentadecanedimethanol, and the above formula (1) and/or formula (2) may be pure substances or mixtures of the individual isomers in any ratio. Pentacyclopentadecanedimethanol includes the following structural formulas:
上記式(3)で表される繰返し単位は、9,9-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレン、9,9-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-3-フェニルフェニル]フルオレンから誘導される繰り返し単位であることが好ましく、9,9-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレンから誘導される繰返し単位であると配向複屈折と光弾性係数が低くより好ましい。 The repeating unit represented by the above formula (3) is preferably a repeating unit derived from 9,9-bis[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]fluorene or 9,9-bis[4-(2-hydroxyethoxy)-3-phenylphenyl]fluorene, and a repeating unit derived from 9,9-bis[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]fluorene is more preferred because it has low orientation birefringence and photoelastic coefficient.
本発明のポリカーボネート樹脂は、上記の本発明の有利な効果が得られる範囲で、上記式(1)~(4)で表される繰返し単位以外の繰返し単位を含んでいてもよい。そのような繰返し単位をもたらすジヒドロキシ化合物としては、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール、ノナンジオール、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンジメタノール、シクロヘキサン-1,4-ジメタノール、デカリン-2,6-ジメタノール、ノルボルナンジメタノール、シクロペンタン-1,3-ジメタノール、イソソルビド、イソマンニド、イソイジド、ヒドロキノン、レゾルシノール、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、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)ジフェニルメタン、1,3-ビス(2-(4-ヒドロキシフェニル)-2-プロピル)ベンゼン、4,4’-(3,3,5-トリメチルシクロヘキシリデン)ビスフェノール、4,4’-シクロヘキシリデンビスフェノール、4,4’-(3-メチルシクロヘキシリデン)ビスフェノール、ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビフェノール、ビスフェノールフルオレン、ビスクレゾールフルオレン、1,1’-ビ-2-ナフトール、2,2’-ビス(2-ヒドロキシエトキシ)-1,1’-ビナフタレン等が挙げられる。このような繰返し単位は、全繰返し単位中に30mol%以下であってもよい。 The polycarbonate resin of the present invention may contain repeating units other than those represented by the above formulas (1) to (4) as long as the advantageous effects of the present invention are obtained. Examples of dihydroxy compounds that provide such repeating units include ethylene glycol, propanediol, butanediol, pentanediol, hexanediol, heptanediol, octanediol, nonanediol, tricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decanedimethanol, cyclohexane-1,4-dimethanol, decalin-2,6-dimethanol, norbornane dimethanol, cyclopentane-1,3-dimethanol, isosorbide, isomannide, isoidide, hydroquinone, resorcinol, 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis(3-methyl-4-hydroxyphenyl)propane, 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)-1-phenylethane, bis(4-hydroxyphenyl)diphenylmethane, 1,3-bis(2-(4-hydroxyphenyl)propane), 1,3-bis(4-hydroxyphenyl)diphenylmethane, ... Examples of such repeating units include 4,4'-(4-hydroxyphenyl)-2-propyl)benzene, 4,4'-(3,3,5-trimethylcyclohexylidene)bisphenol, 4,4'-cyclohexylidenebisphenol, 4,4'-(3-methylcyclohexylidene)bisphenol, bis(4-hydroxyphenyl)sulfone, bis(4-hydroxyphenyl)sulfide, biphenol, bisphenolfluorene, biscresolfluorene, 1,1'-bi-2-naphthol, and 2,2'-bis(2-hydroxyethoxy)-1,1'-binaphthalene. Such repeating units may account for 30 mol % or less of all repeating units.
本発明のポリカーボネート樹脂は、上記式(1)~(4)で表される繰返し単位の合計が全繰返し単位中に70mol%以上であると好ましく、80mol%以上であるとより好ましく、90mol%以上であるとよりいっそう好ましい。 In the polycarbonate resin of the present invention, the total amount of repeating units represented by the above formulas (1) to (4) is preferably 70 mol % or more, more preferably 80 mol % or more, and even more preferably 90 mol % or more, of all repeating units.
樹脂の全繰り返し単位中における上記式(1)又は/及び式(2)で表される繰り返し単位の合計は、50mol%以上であり、55mol%以上であればより好ましく、60mol%以上であればアッベ数が高くいっそう好ましい。 The total amount of repeating units represented by the above formula (1) and/or formula (2) among all repeating units of the resin is 50 mol% or more, preferably 55 mol% or more, and even more preferably 60 mol% or more, as this results in a high Abbe number.
樹脂の全繰り返し単位中における上記式(3)で表される繰り返し単位は、0mol%超え、2mol%以上、8mol%以上、12mol%以上、15ol%以上、20mol%以上、25mol%以上、30mol%以上、33mol%以上、37mol%以上であってもよく、50mol%以下、45mol%以下、38mol%以下、25mol%以下、16mol%以下、10mol%以下であってもよい。前記繰り返し単位は、0mol%を超え50mol%以下であれば好ましく、2~45mol%であればより好ましく、2~40mol%であれば配向複屈折が低くいっそう好ましい。 The repeating units represented by formula (3) above may account for more than 0 mol%, 2 mol% or more, 8 mol% or more, 12 mol% or more, 15 mol% or more, 20 mol% or more, 25 mol% or more, 30 mol% or more, 33 mol% or more, or 37 mol% or more, or may be 50 mol% or less, 45 mol% or less, 38 mol% or less, 25 mol% or less, 16 mol% or less, or 10 mol% or less of all repeating units in the resin. The repeating units are preferably more than 0 mol% and 50 mol% or less, more preferably 2 to 45 mol%, and even more preferably 2 to 40 mol% since orientation birefringence is low.
樹脂の全繰り返し単位中における上記式(4)で表されるの繰り返し単位は、0mol%を超え、2mol%以上、3mol%以上、5mol%以上、8ol%以上、10mol%以上、15mol%以上、20mol%以上、25mol%以上であってもよく、40mol%以下、35mol%以下、30mol%以下、25mol%以下、20mol%以下であってもよい。前記繰り返し単位は、0mol%を超え40mol%以下であれば好ましく、2~35mol%であればより好ましく、3~30mol%であればガラス転移温度が高くいっそう好ましい。 Of all the repeating units in the resin, the repeating units represented by formula (4) may be greater than 0 mol%, 2 mol% or more, 3 mol% or more, 5 mol% or more, 8 mol% or more, 10 mol% or more, 15 mol% or more, 20 mol% or more, or 25 mol% or more, or may be 40 mol% or less, 35 mol% or less, 30 mol% or less, 25 mol% or less, or 20 mol% or less. The repeating units are preferably greater than 0 mol% and 40 mol% or less, more preferably 2 to 35 mol%, and even more preferably 3 to 30 mol% due to the high glass transition temperature.
本発明のポリカーボネート樹脂は、末端にフェノール性水酸基が存在しないことが好ましい。すなわち、上記式(4)で表される繰返し単位をもたらすモノマーを重合して末端に結合すると、末端基がフェノール性水酸基になる。そこで、たとえば原料であるジヒドロキシ化合物よりも過剰な量の炭酸ジエステルを重合時に使用し、末端をフェニル基にすることによって、ポリカーボネート樹脂の末端フェノール性水酸基の量を減らすことが好ましい。 The polycarbonate resin of the present invention preferably does not have terminal phenolic hydroxyl groups. That is, when a monomer that produces the repeating unit represented by formula (4) above is polymerized and bonded to the terminal, the terminal group becomes a phenolic hydroxyl group. Therefore, it is preferable to reduce the amount of terminal phenolic hydroxyl groups in the polycarbonate resin by using an excess amount of carbonate diester during polymerization compared to the dihydroxy compound raw material, thereby converting the terminal to a phenyl group.
末端フェノール性水酸基の比率は、以下にて求めることができる。
末端フェノール性水酸基比率=(末端フェノール性水酸基量/全末端量)×100
なお、全末端は、末端フェノール性水酸基、末端アルコール性水酸基及び末端フェニル基からなる。
この例に限定するものではないが、具体的には以下のような手法で末端フェノール性水酸基比率を求めることができる。
The ratio of terminal phenolic hydroxyl groups can be determined as follows.
Terminal phenolic hydroxyl group ratio=(amount of terminal phenolic hydroxyl groups/total amount of terminals)×100
All of the terminals consist of a terminal phenolic hydroxyl group, a terminal alcoholic hydroxyl group, and a terminal phenyl group.
Although not limited to this example, specifically, the terminal phenolic hydroxyl group ratio can be determined by the following method.
(1)末端フェノール性水酸基を、ポリカーボネート樹脂の1H NMR測定で観測し、該当ピークの積分を取り、これを1とする。この時、同時に上記式(3)に由来するフルオレン構造の4、5位のピークの積分強度からフルオレン構造1プロトン分の積分強度(A)を求める。末端フェノール性水酸基のピークが観測されないときは末端フェノール性水酸基比率は0である。 (1) The terminal phenolic hydroxyl groups are observed by 1 H NMR measurement of the polycarbonate resin, and the integral of the corresponding peak is taken and set to 1. At the same time, the integral intensity (A) of one proton of the fluorene structure is calculated from the integral intensities of the peaks at positions 4 and 5 of the fluorene structure derived from the above formula (3). When no peak of the terminal phenolic hydroxyl groups is observed, the terminal phenolic hydroxyl group ratio is 0.
(2)ポリカーボネート樹脂のGPC測定で得られる平均分子量と各繰り返し単位の分子量とmol比からポリカーボネート樹脂の平均重合度を求め、上記式(3)のmol%と積分強度(A)から、末端の1H NMRスペクトルでの積分強度(B)を下記式で求める。
(B)=(A)×100×2/([上記式(3)のmol%]×平均重合度)
(2) The average degree of polymerization of the polycarbonate resin is determined from the average molecular weight obtained by GPC measurement of the polycarbonate resin and the molecular weight and molar ratio of each repeating unit, and the integrated intensity (B) in the 1 H NMR spectrum of the terminal is calculated using the following formula from the mol % and integrated intensity (A) of the above formula (3).
(B) = (A) × 100 × 2 / ([mol % of the above formula (3)] × average degree of polymerization)
(3)末端フェノール性水酸基比率は、1/(B)×100として求まる。 (3) The terminal phenolic hydroxyl group ratio is calculated as 1/(B) × 100.
本発明のポリカーボネート樹脂の全末端に対する、末端フェノール性水酸基比率は、好ましくは、30%以下、20%以下、15%以下、10%以下、5%以下、3%以下、1%以下、又は0.5%以下であると湿熱による色相変化が抑制され好ましい。 The ratio of terminal phenolic hydroxyl groups to all terminals of the polycarbonate resin of the present invention is preferably 30% or less, 20% or less, 15% or less, 10% or less, 5% or less, 3% or less, 1% or less, or 0.5% or less, which is preferable because it suppresses color change due to wet heat.
本発明のポリカーボネート樹脂は、1mm厚の成形体の全光線透過率が、80%以上であると好ましく、85%以上であるとより好ましく、88%以上であると特に好ましい。1mm厚の成形体は本発明のポリカーボネート樹脂を射出成形、熱プレス成形、溶融押出成形などすることで得られる。 The polycarbonate resin of the present invention preferably has a total light transmittance of 80% or more, more preferably 85% or more, and particularly preferably 88% or more, when molded into a 1 mm thick article. A 1 mm thick molded article can be obtained by subjecting the polycarbonate resin of the present invention to injection molding, hot press molding, melt extrusion molding, or the like.
本発明のポリカーボネート樹脂の飽和吸水率は0.10%~0.70%、0.20%~0.70%、0.30%~0.65%であってもよい。 The saturated water absorption of the polycarbonate resin of the present invention may be 0.10% to 0.70%, 0.20% to 0.70%, or 0.30% to 0.65%.
<ポリカーボネート樹脂の製造方法>
本発明のポリカーボネート樹脂は、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、例えばジヒドロキシ化合物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。
<Method for producing polycarbonate resin>
The polycarbonate resin of the present invention is produced by a reaction means known per se for producing ordinary polycarbonate resins, for example, a method of reacting a dihydroxy compound with a carbonate precursor such as a carbonic acid diester. The basic means for these production methods will now be briefly described.
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又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又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又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。 Transesterification reactions using a carbonate diester as a carbonate precursor are carried out by heating and stirring a specified proportion of dihydroxy component with the carbonate diester under an inert gas atmosphere, and distilling off the resulting alcohol or phenol. The reaction temperature varies depending on the boiling point of the resulting alcohol or phenol, but is usually in the range of 120 to 300°C. The reaction is completed by reducing the pressure from the beginning and distilling off the resulting alcohol or phenol. If necessary, a terminal capping agent, antioxidant, etc. may also be added.
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)カーボネート及びm-クレジルカーボネート等が例示される。なかでも特に、ジフェニルカーボネートが好ましい。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1molに対して、好ましくは0.95~1.10mol、より好ましくは0.98~1.04molである。 The carbonate diester used in the transesterification reaction includes esters of optionally substituted aryl groups and aralkyl groups having 6 to 12 carbon atoms. Specific examples include diphenyl carbonate, ditolyl carbonate, bis(chlorophenyl)carbonate, and m-cresyl carbonate. Of these, diphenyl carbonate is particularly preferred. The amount of diphenyl carbonate used is preferably 0.95 to 1.10 mol, more preferably 0.98 to 1.04 mol, per 1 mol of the total dihydroxy compounds.
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、等が挙げられる。 In addition, in melt polymerization methods, a polymerization catalyst can be used to increase the polymerization rate. Examples of such polymerization catalysts include alkali metal compounds, alkaline earth metal compounds, and nitrogen-containing compounds.
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。 Preferred compounds of this type include organic acid salts, inorganic salts, oxides, hydroxides, hydrides, alkoxides, and quaternary ammonium hydroxides of alkali metals and alkaline earth metals, and these compounds can be used alone or in combination.
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。 Examples of alkali metal compounds include sodium hydroxide, potassium hydroxide, cesium hydroxide, lithium hydroxide, sodium bicarbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, cesium carbonate, lithium carbonate, sodium acetate, potassium acetate, cesium acetate, lithium acetate, sodium stearate, potassium stearate, cesium stearate, lithium stearate, sodium borohydride, sodium benzoate, potassium benzoate, cesium benzoate, lithium benzoate, disodium hydrogen phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, dilithium hydrogen phosphate, disodium phenylphosphate, disodium, dipotassium, dicesium, and dilithium salts of bisphenol A, and sodium, potassium, cesium, and lithium salts of phenol.
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。 Examples of alkaline earth metal compounds include magnesium hydroxide, calcium hydroxide, strontium hydroxide, barium hydroxide, magnesium carbonate, calcium carbonate, strontium carbonate, barium carbonate, magnesium diacetate, calcium diacetate, strontium diacetate, and barium diacetate.
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。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。 Examples of nitrogen-containing compounds include quaternary ammonium hydroxides having alkyl or aryl groups, such as tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, and trimethylbenzylammonium hydroxide. Examples include bases or basic salts such as tetramethylammonium borohydride, tetrabutylammonium borohydride, tetrabutylammonium tetraphenylborate, and tetraphenylammonium tetraphenylborate.
その他のエステル交換触媒としては亜鉛、スズ、ジルコニウム、鉛、チタン、ゲルマニウム、アンチモン、オスミウムの塩が挙げられ、例えば、酢酸亜鉛、安息香酸亜鉛、2-エチルヘキサン酸亜鉛、塩化スズ(II)、塩化スズ(IV)、酢酸スズ(II)、酢酸スズ(IV)、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズオキサイド、ジブチルスズジメトキシド、ジルコニウムアセチルアセトナート、オキシ酢酸ジルコニウム、ジルコニウムテトラブトキシド、酢酸鉛(II)、酢酸鉛(IV)チタンテトラブトキシド(IV)等が用いられる。国際公開第2011/010741号及び特開2017-179323号公報において使用されている触媒を用いてもよい。 Other transesterification catalysts include salts of zinc, tin, zirconium, lead, titanium, germanium, antimony, and osmium, such as zinc acetate, zinc benzoate, zinc 2-ethylhexanoate, tin(II) chloride, tin(IV) chloride, tin(II) acetate, tin(IV) acetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin oxide, dibutyltin dimethoxide, zirconium acetylacetonate, zirconium oxyacetate, zirconium tetrabutoxide, lead(II) acetate, and lead(IV) titanium tetrabutoxide(IV). The catalysts used in WO 2011/010741 and JP 2017-179323 A may also be used.
さらに、アルミニウム又はその化合物とリン化合物とからなる触媒を用いてもよい。その場合、ジヒドロキシ成分1molに対し好ましくは、80μmol~1000μmol、より好ましくは90μmol~800μmol、さらに好ましくは100μmol~600μmolである。 A catalyst consisting of aluminum or a compound thereof and a phosphorus compound may also be used. In this case, the amount is preferably 80 μmol to 1000 μmol, more preferably 90 μmol to 800 μmol, and even more preferably 100 μmol to 600 μmol per 1 mol of the dihydroxy component.
アルミニウム塩としては、アルミニウムの有機酸塩及び無機酸塩を挙げることができる。アルミニウムの有機酸塩としては、例えば、アルミニウムのカルボン酸塩を挙げることができ、具体的にはギ酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、プロピオン酸アルミニウム、蓚酸アルミニウム、アクリル酸アルミニウム、ラウリン酸アルミニウム、ステアリン酸アルミニウム、安息香酸アルミニウム、トリクロロ酢酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、クエン酸アルミニウム、及びサリチル酸アルミニウムを挙げることができる。アルミニウムの無機酸塩としては、例えば、塩化アルミニウム、水酸化アルミニウム、水酸化塩化アルミニウム、炭酸アルミニウム、リン酸アルミニウム、及びホスホン酸アルミニウムを挙げることができる。アルミニウムキレート化合物としては、例えば、アルミニウムアセチルアセトネート、アルミニウムアセチルアセテート、アルミニウムエチルアセトアセテート、及びアルミニウムエチルアセトアセテートジイソプロポキシドを挙げることができる。 Aluminum salts include organic and inorganic aluminum acid salts. Examples of organic aluminum acid salts include aluminum carboxylates, specifically aluminum formate, aluminum acetate, aluminum propionate, aluminum oxalate, aluminum acrylate, aluminum laurate, aluminum stearate, aluminum benzoate, aluminum trichloroacetate, aluminum lactate, aluminum citrate, and aluminum salicylate. Examples of inorganic aluminum acid salts include aluminum chloride, aluminum hydroxide, aluminum hydroxide chloride, aluminum carbonate, aluminum phosphate, and aluminum phosphonate. Examples of aluminum chelate compounds include aluminum acetylacetonate, aluminum acetylacetate, aluminum ethylacetoacetate, and aluminum ethylacetoacetate diisopropoxide.
リン化合物としては、例えば、ホスホン酸系化合物、ホスフィン酸系化合物、ホスフィンオキサイド系化合物、亜ホスホン酸系化合物、亜ホスフィン酸系化合物、及びホスフィン系化合物を挙げることができる。これらの中でも特に、ホスホン酸系化合物、ホスフィン酸系化合物、及びホスフィンオキサイド系化合物を挙げることができ、特にホスホン酸系化合物を挙げることができる。 Examples of phosphorus compounds include phosphonic acid compounds, phosphinic acid compounds, phosphine oxide compounds, phosphonous acid compounds, phosphineous acid compounds, and phosphine compounds. Among these, phosphonic acid compounds, phosphinic acid compounds, and phosphine oxide compounds are particularly preferred, with phosphonic acid compounds being particularly preferred.
これらの重合触媒の使用量は、ジヒドロキシ成分1molに対し好ましくは0.1μmol~500μmol、より好ましくは0.5μmol~300μmol、さらに好ましくは1μmol~100μmolである。 The amount of these polymerization catalysts used is preferably 0.1 μmol to 500 μmol, more preferably 0.5 μmol to 300 μmol, and even more preferably 1 μmol to 100 μmol per 1 mol of the dihydroxy component.
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。 A catalyst deactivator can also be added in the latter stages of the reaction. Known catalyst deactivators are effectively used, but among these, ammonium salts and phosphonium salts of sulfonic acid are preferred. Salts of dodecylbenzenesulfonic acid, such as tetrabutylphosphonium dodecylbenzenesulfonate, and salts of paratoluenesulfonic acid, such as tetrabutylammonium paratoluenesulfonate, are even more preferred.
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。 Preferably used sulfonic acid esters include methyl benzenesulfonate, ethyl benzenesulfonate, butyl benzenesulfonate, octyl benzenesulfonate, phenyl benzenesulfonate, methyl paratoluenesulfonate, ethyl paratoluenesulfonate, butyl paratoluenesulfonate, octyl paratoluenesulfonate, and phenyl paratoluenesulfonate. Among these, tetrabutylphosphonium dodecylbenzenesulfonate is most preferably used.
これらの触媒失活剤の使用量はアルカリ金属化合物及び/又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1mol当たり好ましくは0.5~50molの割合で、より好ましくは0.5~10molの割合で、更に好ましくは0.8~5molの割合で使用することができる。 When at least one polymerization catalyst selected from alkali metal compounds and/or alkaline earth metal compounds is used, the amount of these catalyst deactivators used is preferably 0.5 to 50 mol, more preferably 0.5 to 10 mol, and even more preferably 0.8 to 5 mol per mol of the catalyst.
<任意の添加剤>
本発明のポリカーボネート樹脂には、必要に応じて、離型剤、熱安定剤(場合によっては酸化防止剤とも言う)、紫外線吸収剤、ブルーイング剤、帯電防止剤、難燃剤、可塑剤、充填剤、酸化防止剤、光安定剤、重合金属不活性化剤、滑剤、界面活性剤、抗菌剤などの添加剤を適宜添加して樹脂組成物として用いることができる。具体的な離型剤、熱安定剤としては、国際公開2011/010741号パンフレットに記載されたものが好ましく挙げられる。
<Optional Additives>
The polycarbonate resin of the present invention can be used as a resin composition by appropriately adding additives such as a mold release agent, a heat stabilizer (sometimes also referred to as an antioxidant), an ultraviolet absorber, a bluing agent, an antistatic agent, a flame retardant, a plasticizer, a filler, an antioxidant, a light stabilizer, a polymerized metal deactivator, a lubricant, a surfactant, an antibacterial agent, etc. Specific examples of the mold release agent and heat stabilizer include those described in WO 2011/010741.
特に好ましい離型剤としては、ステアリン酸モノグリセリド、ステアリン酸トリグリセリド、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ステアリン酸トリグリセリドとステアリルステアレートの混合物が好ましく用いられる。また、離型剤中の前記エステルの量は、離型剤を100重量%とした時、90重量%以上が好ましく、95重量%以上がより好ましい。また、離型剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂100重量部に対して0.005~2.0重量部の範囲が好ましく、0.01~0.6重量部の範囲がより好ましく、0.02~0.5重量部の範囲がさらに好ましい。 Particularly preferred release agents include stearic acid monoglyceride, stearic acid triglyceride, pentaerythritol tetrastearate, and a mixture of stearic acid triglyceride and stearyl stearate. Furthermore, the amount of the ester in the release agent is preferably 90% by weight or more, and more preferably 95% by weight or more, based on 100% by weight of the release agent. Furthermore, the content of the release agent is preferably in the range of 0.005 to 2.0 parts by weight, more preferably 0.01 to 0.6 parts by weight, and even more preferably 0.02 to 0.5 parts by weight, per 100 parts by weight of polycarbonate resin.
熱安定剤としては、リン系熱安定剤、硫黄系熱安定剤及びヒンダードフェノール系熱安定剤が挙げられる。 Heat stabilizers include phosphorus-based heat stabilizers, sulfur-based heat stabilizers, and hindered phenol-based heat stabilizers.
また、特に好ましいリン系の熱安定剤としては、トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)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、テトラキス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)-4,4’-ビフェニレンジホスホナイト、ジスステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4-ジクミルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、環状ネオペンタンテトライルビス(2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニルホスファイト)、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が挙げられる。また、リン系熱安定剤の含有量としては、ポリカーボネート樹脂100重量部に対して0.001~0.2重量部が好ましい。 Particularly preferred phosphorus-based heat stabilizers include tris(2,4-di-tert-butylphenyl)phosphite, bis(2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl)pentaerythritol diphosphite, tetrakis(2,4-di-tert-butylphenyl)-4,4'-biphenylene diphosphonite, distearylpentaerythritol diphosphite, bis(2,4-dicumylphenyl)pentaerythritol diphosphite, cyclic neopentanetetraylbis(2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl phosphite), and bis(2,4-di-tert-butylphenyl)pentaerythritol diphosphite. The content of the phosphorus-based heat stabilizer is preferably 0.001 to 0.2 parts by weight per 100 parts by weight of polycarbonate resin.
また、特に好ましい硫黄系熱安定剤としては、ペンタエリスリトール-テトラキス(3-ラウリルチオプロピオネート)である。また、硫黄系熱安定剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂100重量部に対して0.001~0.2重量部が好ましい。 A particularly preferred sulfur-based heat stabilizer is pentaerythritol-tetrakis(3-laurylthiopropionate). The content of the sulfur-based heat stabilizer is preferably 0.001 to 0.2 parts by weight per 100 parts by weight of polycarbonate resin.
また、好ましいヒンダードフェノール系熱安定剤としては、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、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]、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]、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)ウンデカンが挙げられる。 Preferred hindered phenol-based heat stabilizers include octadecyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate, pentaerythritol-tetrakis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate], triethylene glycol-bis[3-(3-tert-butyl-5-methyl-4-hydroxyphenyl)propionate], 1,6-hexanediol-bis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate], 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris(3 ,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)benzene, N,N-hexamethylenebis(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamide), 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-benzylphosphonate-diethyl ester, tris(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)isocyanurate, 3,9-bis{1,1-dimethyl-2-[β-(3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propionyloxy]ethyl}-2,4,8,10-tetraoxaspiro(5,5)undecane.
ヒンダードフェノール系熱安定剤の含有量としては、ポリカーボネート樹脂100重量部に対して0.001~0.3重量部が好ましい。 The content of the hindered phenol-based heat stabilizer is preferably 0.001 to 0.3 parts by weight per 100 parts by weight of polycarbonate resin.
リン系熱安定剤とヒンダードフェノール系熱安定剤は、併用することもできる。 Phosphorus-based heat stabilizers and hindered phenol-based heat stabilizers can also be used in combination.
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、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤、環状イミノエステル系紫外線吸収剤及びシアノアクリレート系からなる群より選ばれた少なくとも1種の紫外線吸収剤が好ましい。 Preferably, the ultraviolet absorber is at least one ultraviolet absorber selected from the group consisting of benzotriazole-based ultraviolet absorbers, benzophenone-based ultraviolet absorbers, triazine-based ultraviolet absorbers, cyclic iminoester-based ultraviolet absorbers, and cyanoacrylate-based ultraviolet absorbers.
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤において、より好ましくは、2-(2-ヒドロキシ-5-tert-オクチルフェニル)ベンゾトリアゾ-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]である。 Of the benzotriazole-based ultraviolet absorbers, 2-(2-hydroxy-5-tert-octylphenyl)benzotriazole and 2,2'-methylenebis[4-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)-6-(2H-benzotriazol-2-yl)phenol] are more preferred.
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-n-ドデシルオキシベンソフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシ-2’-カルボキシベンゾフェノンが挙げられる。 Examples of benzophenone-based ultraviolet absorbers include 2-hydroxy-4-n-dodecyloxybenzophenone and 2-hydroxy-4-methoxy-2'-carboxybenzophenone.
トリアジン系紫外線吸収剤としては、2-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-5-[(ヘキシル)オキシ]-フェノール、2-(4,6-ビス(2.4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン-2-イル)-5-[(オクチル)オキシ]-フェノール等が挙げられる。 Examples of triazine-based ultraviolet absorbers include 2-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-5-[(hexyl)oxy]-phenol and 2-(4,6-bis(2.4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazin-2-yl)-5-[(octyl)oxy]-phenol.
環状イミノエステル系紫外線吸収剤としては、特に2,2’-p-フェニレンビス(3,1-ベンゾオキサジン-4-オン)が好適である。 2,2'-p-phenylenebis(3,1-benzoxazin-4-one) is particularly suitable as a cyclic imino ester UV absorber.
シアノアクリレート系紫外線吸収剤としては、1,3-ビス-[(2’-シアノ-3’,3’-ジフェニルアクリロイル)オキシ]-2,2-ビス[(2-シアノ-3,3-ジフェニルアクリロイル)オキシ]メチル)プロパン、及び1,3-ビス-[(2-シアノ-3,3-ジフェニルアクリロイル)オキシ]ベンゼン等が挙げられる。 Cyanoacrylate-based UV absorbers include 1,3-bis-[(2'-cyano-3',3'-diphenylacryloyl)oxy]-2,2-bis[(2-cyano-3,3-diphenylacryloyl)oxy]methyl)propane and 1,3-bis-[(2-cyano-3,3-diphenylacryloyl)oxy]benzene.
紫外線吸収剤の配合量は、ポリカーボネート樹脂100重量部に対して好ましくは0.01~3.0重量部であり、かかる配合量の範囲であれば、用途に応じ、ポリカーボネート樹脂の成形品に十分な耐候性を付与することが可能である。 The amount of UV absorber to be added is preferably 0.01 to 3.0 parts by weight per 100 parts by weight of polycarbonate resin. This amount range makes it possible to impart sufficient weather resistance to molded polycarbonate resin products depending on the application.
<光学部材>
本発明の光学部材は、上記のポリカーボネート樹脂を含む。そのような光学部材としては、上記のポリカーボネート樹脂が有用となる光学用途であれば、特に限定されないが、光ディスク、透明導電性基板、光カード、シート、フィルム、光ファイバー、レンズ、プリズム、光学膜、基盤、光学フィルター、ハードコート膜等を挙げることができる。
<Optical components>
The optical member of the present invention contains the polycarbonate resin described above. Such optical members are not particularly limited as long as they are used for optical applications in which the polycarbonate resin is useful, and examples of such optical members include optical disks, transparent conductive substrates, optical cards, sheets, films, optical fibers, lenses, prisms, optical films, substrates, optical filters, and hard coat films.
また、本発明の光学部材には、上記のポリカーボネート樹脂を含む樹脂組成物から構成されていてもよく、その樹脂組成物には、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、ブルーイング剤、充填剤、酸化防止剤等の添加剤を配合することができる。 The optical component of the present invention may also be composed of a resin composition containing the above-mentioned polycarbonate resin, and the resin composition may contain additives such as heat stabilizers, plasticizers, light stabilizers, polymerized metal deactivators, flame retardants, lubricants, antistatic agents, surfactants, antibacterial agents, UV absorbers, mold release agents, bluing agents, fillers, and antioxidants, as needed.
<光学レンズ>
本発明の光学部材として、特に光学レンズを挙げることができる。このような光学レンズとしては、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、パソコン、デジタルカメラ、ビデオカメラ、車載カメラ、監視カメラ等のための撮像レンズや、TOFカメラ等のセンシングカメラを挙げることができる。特に撮像レンズに極めて有用である。
<Optical lenses>
The optical member of the present invention can be particularly an optical lens. Examples of such an optical lens include imaging lenses for mobile phones, smartphones, tablet terminals, personal computers, digital cameras, video cameras, vehicle-mounted cameras, surveillance cameras, etc., and sensing cameras such as TOF cameras. The optical member of the present invention is particularly useful as an imaging lens.
本発明の光学レンズを射出成型で製造する場合、シリンダー温度220~350℃、金型温度70~180℃の条件にて成形することが好ましい。さらに好ましくは、シリンダー温度240~300℃、金型温度80~170℃の条件にて成形することが好ましい。シリンダー温度が350℃より高い場合では、ポリカーボネート樹脂が分解着色し、230℃より低い場合では、溶融粘度が高く成形が困難になりやすい。また金型温度が180℃より高い場合では、ポリカーボネート樹脂から成る成形片が金型から取り出すことが困難になりやすい。他方、金型温度が、70℃未満では、成型時の金型内で樹脂が早く固まり過ぎて成形片の形状が制御しにくくなったり、金型に付された賦型を十分に転写することが困難になりやすい。 When the optical lens of the present invention is manufactured by injection molding, molding is preferably carried out under conditions of a cylinder temperature of 220 to 350°C and a mold temperature of 70 to 180°C. More preferably, molding is carried out under conditions of a cylinder temperature of 240 to 300°C and a mold temperature of 80 to 170°C. If the cylinder temperature is higher than 350°C, the polycarbonate resin will decompose and discolor, and if it is lower than 230°C, the melt viscosity will be high, making molding difficult. Furthermore, if the mold temperature is higher than 180°C, it will be difficult to remove a molded piece made of polycarbonate resin from the mold. On the other hand, if the mold temperature is lower than 70°C, the resin will harden too quickly in the mold during molding, making it difficult to control the shape of the molded piece and making it difficult to fully transfer the shape applied to the mold.
本発明の光学レンズは、必要に応じて非球面レンズの形を用いることが好適に実施される。非球面レンズは、1枚のレンズで球面収差を実質的にゼロとすることが可能であるため、複数の球面レンズの組み合わせで球面収差を取り除く必要が無く、軽量化及び成形コストの低減が可能になる。したがって、非球面レンズは、光学レンズの中でも特にカメラレンズとして有用である。 The optical lens of the present invention is preferably implemented in the form of an aspherical lens, if necessary. Because a single aspherical lens can eliminate spherical aberration, there is no need to combine multiple spherical lenses to eliminate spherical aberration, which allows for weight reduction and reduced molding costs. Therefore, aspherical lenses are particularly useful as camera lenses, among other optical lenses.
また、本発明のポリカーボネート樹脂は、成形流動性が高いため、薄肉小型で複雑な形状である光学レンズの材料として特に有用である。具体的なレンズサイズとして、中心部の厚みが0.05~3.0mm、より好ましくは0.05~2.0mm、さらに好ましくは0.1~2.0mmである。また、直径が1.0mm~20.0mm、より好ましくは1.0~10.0mm、さらに好ましくは、3.0~10.0mmである。また、その形状として片面が凸、片面が凹であるメニスカスレンズであることが好ましい。 Furthermore, because the polycarbonate resin of the present invention has high molding fluidity, it is particularly useful as a material for optical lenses that are thin, small, and have complex shapes. Specific lens sizes include a central thickness of 0.05 to 3.0 mm, more preferably 0.05 to 2.0 mm, and even more preferably 0.1 to 2.0 mm. Furthermore, the diameter is 1.0 mm to 20.0 mm, more preferably 1.0 to 10.0 mm, and even more preferably 3.0 to 10.0 mm. Furthermore, the lens preferably has a meniscus shape, with one side convex and the other concave.
本発明のポリカーボネート樹脂からなるレンズは、金型成形、切削、研磨、レーザー加工、放電加工、エッチングなど任意の方法により成形される。この中でも、製造コストの面から金型成形がより好ましい。 Lenses made from the polycarbonate resin of the present invention can be formed by any method, including mold molding, cutting, polishing, laser processing, electrical discharge processing, and etching. Of these, mold molding is more preferred in terms of production costs.
本発明を以下の実施例でさらに具体的に説明をするが、本発明はこれによって限定されるものではない。 The present invention will be further explained in detail in the following examples, but the present invention is not limited thereto.
下記の方法で評価を行った。
<ポリカーボネート樹脂の共重合比>
JEOL製JNM-ECZ400Sにて1H NMRを測定することによって、各ポリカーボネート樹脂の共重合比を算出した。
The evaluation was carried out by the following method.
<Copolymerization ratio of polycarbonate resin>
The copolymerization ratio of each polycarbonate resin was calculated by measuring 1 H NMR using a JEOL JNM-ECZ400S.
<重量平均分子量(Mw)
TOSOH製EcoSEC HLC-8320GPCにて、下記記載の条件で重量平均分子量Mwを測定した。
検出器:UV-8420、溶媒:クロロホルム、カラム:TOSOH製 TSKgel SupermultiporeHZM-M ×3 + TSKgel guardcolumn(4.6×200nm)、測定温度:40℃、流速:0.35ml/min、インジェクション量:5μl、サンプル濃度:1mg/5ml、標準サンプル:TSKstandard Polystyrene
<Weight average molecular weight (Mw)
The weight average molecular weight Mw was measured using EcoSEC HLC-8320GPC manufactured by TOSOH under the conditions described below.
Detector: UV-8420, solvent: chloroform, column: TOSOH TSKgel SupermultiporeHZM-M × 3 + TSKgel guard column (4.6 × 200 nm), measurement temperature: 40°C, flow rate: 0.35 ml/min, injection amount: 5 μl, sample concentration: 1 mg/5 ml, standard sample: TSKstandard Polystyrene
<屈折率>
各ポリカーボネート樹脂の3mm厚試験片を作製し研磨した後、島津製作所製のカルニュー精密屈折計KPR-2000を使用して、屈折率nd(587.56nm)を測定した。
<Refractive index>
A 3 mm thick test piece of each polycarbonate resin was prepared and polished, and then the refractive index nd (587.56 nm) was measured using a Kalnew Precision Refractometer KPR-2000 manufactured by Shimadzu Corporation.
<アッベ数>
アッベ数(νd)は、温度:20℃、波長:486.13nm、587.56nm、656.27nmの屈折率から、下記式を用いて算出した。
νd=(nd-1)/(nF-nC)
nd:波長587.56nmでの屈折率、
nF:波長486.13nmでの屈折率、
nC:波長656.27nmでの屈折率を意味する。
<Abbe number>
The Abbe number (νd) was calculated using the following formula from the refractive index at a temperature of 20° C. and wavelengths of 486.13 nm, 587.56 nm, and 656.27 nm.
νd=(nd-1)/(nF-nC)
nd: refractive index at a wavelength of 587.56 nm,
nF: refractive index at a wavelength of 486.13 nm,
nC: refers to the refractive index at a wavelength of 656.27 nm.
<配向複屈折の絶対値(|Δn|)>
ポリカーボネート樹脂を塩化メチレンに溶解した後、ガラスシャーレ上にキャストし、十分乾燥することで厚さ100μmのキャストフィルムを作製した。該フィルムから長さ70mm(チャック間45mm)、幅15mmの試験片を切り出し、Tg+10℃で2倍延伸し、日本分光(株)製エリプソメーターM-220を用いて589nmにおける位相差(Re)を測定し、下記式より配向複屈折の絶対値(|Δn|)を求めた。
|Δn|=|Re/d|
Δn:配向複屈折
Re:位相差(nm)
d:厚さ(nm)
<Absolute value of orientation birefringence (|Δn|)>
Polycarbonate resin was dissolved in methylene chloride, cast onto a glass dish, and thoroughly dried to prepare a 100 μm thick cast film. A 70 mm long (45 mm between chucks) and 15 mm wide test piece was cut out from the film and stretched twice at Tg+10°C. The retardation (Re) at 589 nm was measured using an Ellipsometer M-220 manufactured by JASCO Corporation, and the absolute value of orientation birefringence (|Δn|) was calculated using the following formula:
|Δn|=|Re/d|
Δn: Orientation birefringence Re: Phase difference (nm)
d: thickness (nm)
<光弾性係数>
ポリカーボネート樹脂を塩化メチレンに溶解した後、ガラスシャーレ上にキャストし、十分乾燥することで厚さ100μmのキャストフィルムを作製した。該フィルムから長さ50mm、幅10mmの試験片を切り出し、日本分光(株)製エリプソメーターM-220を用いて光弾性係数を測定した。
<Photoelastic coefficient>
Polycarbonate resin was dissolved in methylene chloride, cast onto a glass dish, and thoroughly dried to prepare a cast film with a thickness of 100 μm. Test pieces with a length of 50 mm and a width of 10 mm were cut out from the film, and the photoelastic coefficient was measured using an Ellipsometer M-220 manufactured by JASCO Corporation.
<ガラス転移温度(Tg)>
得られたポリカーボネート樹脂をティー・エイ・インスツルメント・ジャパン(株)製Discovery DSC 25Auto型により、昇温速度20℃/minで測定した。試料は5~10mgで測定した。
<Glass transition temperature (Tg)>
The obtained polycarbonate resin was measured at a temperature rising rate of 20°C/min using a Discovery DSC 25Auto model manufactured by TA Instruments Japan Co., Ltd. The measurement was carried out using a sample of 5 to 10 mg.
<熱分解温度(Td-5)>
得られたポリカーボネート樹脂をティー・エイ・インスツルメント・ジャパン(株)製SDT650型により、昇温速度20℃/minで測定し、50℃の時の重量を基準に重量が5%減少した時の温度を求めた。試料は3~4mgで測定した。
<Thermal decomposition temperature (Td-5)>
The polycarbonate resin thus obtained was measured at a temperature increase rate of 20°C/min using an SDT650 manufactured by TA Instruments Japan Co., Ltd., and the temperature at which the weight was reduced by 5% was determined based on the weight at 50°C. The sample used for the measurement was 3 to 4 mg.
<θgF>
g線からF線までの部分分散比(θgF)は温度:20℃、波長:435.83nm、587.56nm、656.27nmの屈折率から、下記式を用いて算出する。
θgF=(ng-nF)/(nF-nC)
ng:波長435.83nmでの屈折率、
nF:波長486.13nmでの屈折率、
nC:波長656.27nmでの屈折率を意味する。
<θgF>
The partial dispersion ratio (θgF) from the g-line to the F-line is calculated using the following formula from the refractive indexes at a temperature of 20° C. and wavelengths of 435.83 nm, 587.56 nm, and 656.27 nm.
θgF=(ng-nF)/(nF-nC)
ng: refractive index at a wavelength of 435.83 nm,
nF: refractive index at a wavelength of 486.13 nm,
nC: refers to the refractive index at a wavelength of 656.27 nm.
<末端フェノール性水酸基の比率>
末端フェノール性水酸基の比率は、以下にて求めることができる。
末端フェノール性水酸基比率=(末端フェノール性水酸基量/全末端量)×100
具体的には、以下の手法で末端フェノール性水酸基比率を求めることができる。
<Ratio of terminal phenolic hydroxyl groups>
The ratio of terminal phenolic hydroxyl groups can be determined as follows.
Terminal phenolic hydroxyl group ratio=(amount of terminal phenolic hydroxyl groups/total amount of terminals)×100
Specifically, the terminal phenolic hydroxyl group ratio can be determined by the following method.
(1)末端フェノール性水酸基を、ポリカーボネート樹脂の1H NMR測定で観測し、該当ピークの積分を取り、これを1とする。この時、同時に上記式(3)に由来するフルオレン構造の4、5位のピークの積分強度からフルオレン構造1プロトン分の積分強度(A)を求める。末端フェノール性水酸基のピークが観測されないときは末端フェノール性水酸基比率は0である。 (1) The terminal phenolic hydroxyl groups are observed by 1 H NMR measurement of the polycarbonate resin, and the integral of the corresponding peak is taken and set to 1. At the same time, the integral intensity (A) of one proton of the fluorene structure is calculated from the integral intensities of the peaks at positions 4 and 5 of the fluorene structure derived from the above formula (3). When no peak of the terminal phenolic hydroxyl groups is observed, the terminal phenolic hydroxyl group ratio is 0.
(2)ポリカーボネート樹脂のGPC測定で得られる平均分子量と各繰り返し単位の分子量とmol比からポリカーボネート樹脂の平均重合度を求め、上記式(3)のmol%と積分強度(A)から、末端の1H NMRスペクトルでの積分強度(B)を下記式で求める。
(B)=(A)×100×2/([上記式(3)のmol%]×平均重合度)
(2) The average degree of polymerization of the polycarbonate resin is determined from the average molecular weight obtained by GPC measurement of the polycarbonate resin and the molecular weight and molar ratio of each repeating unit, and the integrated intensity (B) in the 1 H NMR spectrum of the terminal is calculated using the following formula from the mol % and integrated intensity (A) of the above formula (3).
(B) = (A) × 100 × 2 / ([mol % of the above formula (3)] × average degree of polymerization)
(3)末端フェノール性水酸基比率は、1/(B)×100として求まる。 (3) The terminal phenolic hydroxyl group ratio is calculated as 1/(B) × 100.
<実施例1>
3.51g(0.01mol)の9,9-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレン(以下、BPEFと省略することがある)、97.61g(0.37mol)のペンタシクロペンタデカンジメタノール(以下、PCPDMと省略することがある)、6.2g(0.02mol)の4,4’-(3,3,5-トリメチルシクロヘキシリデン)ビスフェノール(以下「BisTMC」と省略することがある)、89.12g(0.42mol)のジフェニルカーボネート、及び触媒として濃度60mmol/Lの炭酸水素ナトリウム水溶液17μL(炭酸水素ナトリウム1μmol)と274mmol/Lのテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液22μL(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド6μmol)を、窒素雰囲気下180℃に加熱し溶融させた。その後、反応器内圧を40分間かけて20kPaまで減圧しながら、60℃/hrの速度で250℃まで昇温した。理論量の70%のフェノールが留出した後、1時間かけて反応器内圧を133Pa以下とした。その後、反応器内圧133Pa以下、260℃で40分撹拌し反応を終了させ、樹脂を取り出した。得られたポリカーボネート樹脂のBPEFとPCPDMとBisTMCに由来する共重合比を、1H NMRによって測定した。該ポリカーボネート樹脂の重量平均分子量Mw、屈折率、アッベ数、θgF、ガラス転移温度、熱分解温度、配向複屈折の絶対値、光弾性係数を評価した。また、該ポリカーボネート樹脂の末端フェノール性水酸基比率は0%であった。
Example 1
3.51 g (0.01 mol) of 9,9-bis[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]fluorene (hereinafter sometimes abbreviated as BPEF), 97.61 g (0.37 mol) of pentacyclopentadecanedimethanol (hereinafter sometimes abbreviated as PCPDM), 6.2 g (0.02 mol) of 4,4'-(3,3,5-trimethylcyclohexylidene)bisphenol (hereinafter sometimes abbreviated as "BisTMC"), 89.12 g (0.42 mol) of diphenyl carbonate, and 17 μL of a 60 mmol/L aqueous sodium hydrogen carbonate solution (1 μmol of sodium hydrogen carbonate) and 22 μL of a 274 mmol/L aqueous tetramethylammonium hydroxide solution (6 μmol of tetramethylammonium hydroxide) as catalysts were heated to 180 ° C. under a nitrogen atmosphere and melted. The reactor internal pressure was then reduced to 20 kPa over 40 minutes, while the temperature was raised to 250°C at a rate of 60°C/hr. After 70% of the theoretical amount of phenol had been distilled off, the reactor internal pressure was reduced to 133 Pa or less over 1 hour. The reaction was then terminated by stirring at 260°C for 40 minutes at a reactor internal pressure of 133 Pa or less, and the resin was removed. The copolymerization ratio of BPEF, PCPDM, and BisTMC in the resulting polycarbonate resin was measured by 1H NMR. The weight-average molecular weight Mw, refractive index, Abbe number, θgF, glass transition temperature, thermal decomposition temperature, absolute value of orientational birefringence, and photoelastic coefficient of the polycarbonate resin were evaluated. The terminal phenolic hydroxyl group ratio of the polycarbonate resin was 0%.
<実施例2>
BPEFの仕込量を22.80g(0.5mol)、PCPDMの仕込量を86.06g(0.33mol)とする以外は実施例1と同様にして、ポリカーボネート樹脂を製造した。得られたポリカーボネート樹脂のBPEFとPCPDMとBisTMCに由来する共重合比を、1H NMRによって測定した。該ポリカーボネート樹脂の重量平均分子量Mw、屈折率、アッベ数、θgF、ガラス転移温度、熱分解温度、配向複屈折の絶対値、光弾性係数を評価した。また、該ポリカーボネート樹脂の末端フェノール性水酸基比率は0%であった。
Example 2
A polycarbonate resin was produced in the same manner as in Example 1, except that the amount of BPEF charged was 22.80 g (0.5 mol) and the amount of PCPDM charged was 86.06 g (0.33 mol). The copolymerization ratio of the resulting polycarbonate resin derived from BPEF, PCPDM, and BisTMC was measured by 1 H NMR. The weight-average molecular weight Mw, refractive index, Abbe number, θgF, glass transition temperature, thermal decomposition temperature, absolute value of orientation birefringence, and photoelastic coefficient of the polycarbonate resin were evaluated. The terminal phenolic hydroxyl group ratio of the polycarbonate resin was 0%.
<実施例3>
BPEFの仕込量を31.57g(0.07mol)、PCPDMの仕込量を80.82g(0.31mol)とする以外は実施例1と同様にして、ポリカーボネート樹脂を製造した。得られたポリカーボネート樹脂のBPEFとPCPDMとBisTMCに由来する共重合比を、1H NMRによって測定した。該ポリカーボネート樹脂の重量平均分子量Mw、屈折率、アッベ数、θgF、ガラス転移温度、熱分解温度、配向複屈折の絶対値、光弾性係数を評価した。また、該ポリカーボネート樹脂の末端フェノール性水酸基比率は0%であった。
Example 3
A polycarbonate resin was produced in the same manner as in Example 1, except that the amount of BPEF charged was 31.57 g (0.07 mol) and the amount of PCPDM charged was 80.82 g (0.31 mol). The copolymerization ratio of the resulting polycarbonate resin derived from BPEF, PCPDM, and BisTMC was measured by 1 H NMR. The weight-average molecular weight Mw, refractive index, Abbe number, θgF, glass transition temperature, thermal decomposition temperature, absolute value of orientation birefringence, and photoelastic coefficient of the polycarbonate resin were evaluated. The terminal phenolic hydroxyl group ratio of the polycarbonate resin was 0%.
<実施例4>
BPEFの仕込量を61.39g(0.14mol)、PCPDMの仕込量を62.97g(0.24mol)とする以外は実施例1と同様にして、ポリカーボネート樹脂を製造した。得られたポリカーボネート樹脂のBPEFとPCPDMとBisTMCに由来する共重合比を、1H NMRによって測定した。該ポリカーボネート樹脂の重量平均分子量Mw、屈折率、アッベ数、θgF、ガラス転移温度、熱分解温度、配向複屈折の絶対値、光弾性係数を評価した。また、該ポリカーボネート樹脂の末端フェノール性水酸基比率は0%であった。
Example 4
A polycarbonate resin was produced in the same manner as in Example 1, except that the amount of BPEF charged was 61.39 g (0.14 mol) and the amount of PCPDM charged was 62.97 g (0.24 mol). The copolymerization ratio of the resulting polycarbonate resin derived from BPEF, PCPDM, and BisTMC was measured by 1 H NMR. The weight-average molecular weight Mw, refractive index, Abbe number, θgF, glass transition temperature, thermal decomposition temperature, absolute value of orientation birefringence, and photoelastic coefficient of the polycarbonate resin were evaluated. The terminal phenolic hydroxyl group ratio of the polycarbonate resin was 0%.
<実施例5>
BPEFの仕込量を70.16g(0.16mol)、PCPDMの仕込量を52.48g(0.2mol)、BisTMCの仕込み量を12.40g(0.04mol)とする以外は実施例1と同様にして、ポリカーボネート樹脂を製造した。得られたポリカーボネート樹脂のBPEFとPCPDMとBisTMCに由来する共重合比を、1H NMRによって測定した。該ポリカーボネート樹脂の重量平均分子量Mw、屈折率、アッベ数、θgF、ガラス転移温度、熱分解温度、配向複屈折の絶対値、光弾性係数を評価した。また、該ポリカーボネート樹脂の末端フェノール性水酸基比率は0%であった。
Example 5
A polycarbonate resin was produced in the same manner as in Example 1, except that the amount of BPEF charged was 70.16 g (0.16 mol), the amount of PCPDM charged was 52.48 g (0.2 mol), and the amount of BisTMC charged was 12.40 g (0.04 mol). The copolymerization ratio of the resulting polycarbonate resin derived from BPEF, PCPDM, and BisTMC was measured by 1 H NMR. The weight-average molecular weight Mw, refractive index, Abbe number, θgF, glass transition temperature, thermal decomposition temperature, absolute value of orientation birefringence, and photoelastic coefficient of the polycarbonate resin were evaluated. The terminal phenolic hydroxyl group ratio of the polycarbonate resin was 0%.
<実施例6>
BPEFの仕込量を17.54g(0.04mol)、PCPDMの仕込量を62.97g(0.24mol)、BisTMCの仕込み量を37.2g(0.12mol)とする以外は実施例1と同様にして、ポリカーボネート樹脂を製造した。得られたポリカーボネート樹脂のBPEFとPCPDMとBisTMCに由来する共重合比を、1H NMRによって測定した。該ポリカーボネート樹脂の重量平均分子量Mw、屈折率、アッベ数、θgF、ガラス転移温度、熱分解温度、配向複屈折の絶対値、光弾性係数を評価した。また、該ポリカーボネート樹脂の末端フェノール性水酸基比率は0%であった。
Example 6
A polycarbonate resin was produced in the same manner as in Example 1, except that the amount of BPEF charged was 17.54 g (0.04 mol), the amount of PCPDM charged was 62.97 g (0.24 mol), and the amount of BisTMC charged was 37.2 g (0.12 mol). The copolymerization ratio of the resulting polycarbonate resin derived from BPEF, PCPDM, and BisTMC was measured by 1 H NMR. The weight-average molecular weight Mw, refractive index, Abbe number, θgF, glass transition temperature, thermal decomposition temperature, absolute value of orientation birefringence, and photoelastic coefficient of the polycarbonate resin were evaluated. The terminal phenolic hydroxyl group ratio of the polycarbonate resin was 0%.
<比較例1>
45.66g(0.20mol)のビスフェノールA(以下、BPAと省略することがある)、52.48g(0.20mol)のPCPDM、86.97g(0.406mol)のジフェニルカーボネート、及び触媒として炭酸水素ナトリウム1.09mg(12μmol)を、窒素雰囲気下180℃に加熱し溶融させた。その後、反応器内圧を20kPa(150mmHg)とすると同時に60℃/hrの速度で200℃まで昇温を行い、40分間その温度に保し反応を行った。さらに、75℃/hrの速度で225℃まで昇温し、昇温終了後の40分後、その温度を保持しながら1時間かけて反応器内圧を133Pa(1mmHg)以下とした。その後、105℃/hrの速度で235℃まで昇温し合計6時間撹拌下で反応を行い、反応終了後、反応器内に窒素を吹き込み常圧に戻し、得られた樹脂を取り出した。得られたポリカーボネート樹脂のBPAおよびPCPDMに由来する共重合比を、1H NMRによって測定した。該ポリカーボネート樹脂の重量平均分子量Mw、屈折率、アッベ数、θgF、ガラス転移温度、熱分解温度、配向複屈折の絶対値、光弾性係数を評価した。
<Comparative Example 1>
45.66 g (0.20 mol) of bisphenol A (hereinafter sometimes abbreviated as BPA), 52.48 g (0.20 mol) of PCPDM, 86.97 g (0.406 mol) of diphenyl carbonate, and 1.09 mg (12 μmol) of sodium bicarbonate as a catalyst were heated to 180 ° C. under a nitrogen atmosphere and melted. Thereafter, the pressure inside the reactor was set to 20 kPa (150 mmHg) and the temperature was raised to 200 ° C. at a rate of 60 ° C./hr, and the reaction was carried out while maintaining that temperature for 40 minutes. Further, the temperature was raised to 225 ° C. at a rate of 75 ° C./hr, and 40 minutes after the temperature increase was completed, the pressure inside the reactor was reduced to 133 Pa (1 mmHg) or less over 1 hour while maintaining that temperature. The temperature was then raised to 235°C at a rate of 105°C/hr, and the reaction was carried out for a total of 6 hours with stirring. After the reaction was completed, nitrogen was blown into the reactor to return the pressure to normal, and the resulting resin was removed. The copolymerization ratio of the resulting polycarbonate resin derived from BPA and PCPDM was measured by 1H NMR. The weight-average molecular weight Mw, refractive index, Abbe number, θgF, glass transition temperature, thermal decomposition temperature, absolute value of orientation birefringence, and photoelastic coefficient of the polycarbonate resin were evaluated.
<比較例2>
BPAの仕込量を63.92g(0.28mol)、PCPDMの仕込量を31.49g(0.12mol)とする以外は比較例1と同様にして、ポリカーボネート樹脂を製造した。得られたポリカーボネート樹脂のBPAおよびPCPDMに由来する共重合比を、1H NMRによって測定した。該ポリカーボネート樹脂の重量平均分子量Mw、屈折率、アッベ数、θgF、ガラス転移温度、熱分解温度、配向複屈折の絶対値、光弾性係数を評価した。
<Comparative Example 2>
A polycarbonate resin was produced in the same manner as in Comparative Example 1, except that the charged amounts of BPA and PCPDM were 63.92 g (0.28 mol) and 31.49 g (0.12 mol), respectively. The copolymerization ratio of the resulting polycarbonate resin derived from BPA and PCPDM was measured by 1 H NMR. The weight-average molecular weight Mw, refractive index, Abbe number, θgF, glass transition temperature, thermal decomposition temperature, absolute value of orientation birefringence, and photoelastic coefficient of the polycarbonate resin were evaluated.
<比較例3>
BPAの仕込量を27.40g(0.12mol)、PCPDMの仕込量を73.47g(0.28mol)とする以外は比較例1と同様にして、ポリカーボネート樹脂を製造した。得られたポリカーボネート樹脂のBPAおよびPCPDMに由来する共重合比を、1H NMRによって測定した。該ポリカーボネート樹脂の重量平均分子量Mw、屈折率、アッベ数、θgF、ガラス転移温度、熱分解温度、配向複屈折の絶対値、光弾性係数を評価した。
<Comparative Example 3>
A polycarbonate resin was produced in the same manner as in Comparative Example 1, except that the amount of BPA charged was 27.40 g (0.12 mol) and the amount of PCPDM charged was 73.47 g (0.28 mol). The copolymerization ratio of the resulting polycarbonate resin derived from BPA and PCPDM was measured by 1 H NMR. The weight-average molecular weight Mw, refractive index, Abbe number, θgF, glass transition temperature, thermal decomposition temperature, absolute value of orientation birefringence, and photoelastic coefficient of the polycarbonate resin were evaluated.
<比較例4>
103.49g(0.24mol)のBPEF、37.80g(0.12mol)の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(以下「SPG」とする)、12.42g(0.04mol)のBisTMC、89.11g(0.42mol)のジフェニルカーボネート、及び触媒として濃度60mmol/Lの炭酸水素ナトリウム水溶液0.033mL(炭酸水素ナトリウム 2.0μmol)を、窒素雰囲気下180℃に加熱し溶融させた。その後、10分間かけて減圧度を20kPaに調整した。60℃/hrの速度で250℃まで昇温を行い、フェノールの流出量が70%になった後で1時間かけて反応器内圧を133Pa以下とした。合計3.5時間撹拌して反応を行い、反応終了後フラスコから樹脂を取り出した。得られたポリカーボネート樹脂のBPEFとSPGとBisTMCに由来する共重合比を、1H NMRによって測定した。該ポリカーボネート樹脂の重量平均分子量Mw、屈折率、アッベ数、θgF、ガラス転移温度、熱分解温度、配向複屈折の絶対値、光弾性係数を評価した。
<Comparative Example 4>
103.49 g (0.24 mol) of BPEF, 37.80 g (0.12 mol) of 3,9-bis(2-hydroxy-1,1-dimethylethyl)-2,4,8,10-tetraoxaspiro(5.5)undecane (hereinafter referred to as "SPG"), 12.42 g (0.04 mol) of BisTMC, 89.11 g (0.42 mol) of diphenyl carbonate, and 0.033 mL of a 60 mmol/L aqueous sodium bicarbonate solution (sodium bicarbonate 2.0 μmol) as a catalyst were heated to 180 ° C. under a nitrogen atmosphere and melted. Thereafter, the reduced pressure was adjusted to 20 kPa over 10 minutes. The temperature was raised to 250 ° C. at a rate of 60 ° C./hr, and after the phenol outflow rate reached 70%, the pressure inside the reactor was reduced to 133 Pa or less over 1 hour. The reaction was carried out with stirring for a total of 3.5 hours, and after completion of the reaction, the resin was removed from the flask. The copolymerization ratio of the resulting polycarbonate resin derived from BPEF, SPG, and BisTMC was measured by 1H NMR. The weight-average molecular weight Mw, refractive index, Abbe number, θgF, glass transition temperature, thermal decomposition temperature, absolute value of orientation birefringence, and photoelastic coefficient of the polycarbonate resin were evaluated.
<比較例5>
BPEFの仕込量を96.47g(0.22mol)、SPGの仕込量を38.96g(0.13mol).BisTMCの仕込み量を16.12g(0.05mol)とする以外は比較例4と同様にして、ポリカーボネート樹脂を製造した。得られたポリカーボネート樹脂のBPEFとSPGとBisTMCに由来する共重合比を、1H NMRによって測定した。該ポリカーボネート樹脂の重量平均分子量Mw、屈折率、アッベ数、θgF、ガラス転移温度、熱分解温度、配向複屈折の絶対値、光弾性係数を評価した。
Comparative Example 5
A polycarbonate resin was produced in the same manner as in Comparative Example 4, except that the amount of BPEF charged was 96.47 g (0.22 mol), the amount of SPG charged was 38.96 g (0.13 mol), and the amount of BisTMC charged was 16.12 g (0.05 mol). The copolymerization ratio of the resulting polycarbonate resin derived from BPEF, SPG, and BisTMC was measured by 1 H NMR. The weight-average molecular weight Mw, refractive index, Abbe number, θgF, glass transition temperature, thermal decomposition temperature, absolute value of orientation birefringence, and photoelastic coefficient of the polycarbonate resin were evaluated.
<比較例6>
BPEFの仕込量を21.05g(0.05mol)、SPGの仕込量を69.40g(0.23mol).BisTMCの仕込み量を38.44g(0.12mol)とする以外は比較例4と同様にして、ポリカーボネート樹脂を製造した。得られたポリカーボネート樹脂のBPEFとSPGとBisTMCに由来する共重合比を、1H NMRによって測定した。該ポリカーボネート樹脂の重量平均分子量Mw、屈折率、アッベ数、θgF、ガラス転移温度、熱分解温度、配向複屈折の絶対値、光弾性係数を評価した。
<Comparative Example 6>
A polycarbonate resin was produced in the same manner as in Comparative Example 4, except that the amount of BPEF charged was 21.05 g (0.05 mol), the amount of SPG charged was 69.40 g (0.23 mol), and the amount of BisTMC charged was 38.44 g (0.12 mol). The copolymerization ratio of the resulting polycarbonate resin derived from BPEF, SPG, and BisTMC was measured by 1 H NMR. The weight-average molecular weight Mw, refractive index, Abbe number, θgF, glass transition temperature, thermal decomposition temperature, absolute value of orientation birefringence, and photoelastic coefficient of the polycarbonate resin were evaluated.
本発明の実施例1~6は、特許文献1の実施例に相当する比較例1および2と比べ、配向複屈折に優れるため、射出成形等で光学部材を得る際に分子配向による複屈折が生じにくい。また、光弾性係数が小さいため射出成形等で光学部材を得る際に応力による複屈折が生じにくい。よって、光学部材の複屈折が小さくなるため好ましい。 Compared to Comparative Examples 1 and 2, which correspond to the examples of Patent Document 1, Examples 1 to 6 of the present invention have superior orientation birefringence, making it less likely that birefringence due to molecular orientation will occur when obtaining optical components by injection molding or the like. Furthermore, because the photoelastic coefficient is small, it is less likely that birefringence due to stress will occur when obtaining optical components by injection molding or the like. Therefore, these are preferable because they reduce the birefringence of the optical components.
本発明の実施例2は比較例3と比べ、ガラス転移温度が高く、耐熱性に優れるため好ましい。 Compared to Comparative Example 3, Example 2 of the present invention is preferable because it has a higher glass transition temperature and superior heat resistance.
本発明の実施例1~3および6は、特許文献4の実施例に相当する比較例6と比べ、同等以上のアッベ数でありながら屈折率が高く、光学レンズの肉薄化ができる。 Compared to Comparative Example 6, which corresponds to the example in Patent Document 4, Examples 1 to 3 and 6 of the present invention have a higher refractive index while maintaining an Abbe number equal to or greater than that of Comparative Example 6, allowing for thinner optical lenses.
本発明の実施例4は、特許文献3の実施例に相当する比較例5と比べ、同等の屈折率でありながらアッベ数が高く、光学設計の幅を広げることができる。 Compared to Comparative Example 5, which corresponds to the example in Patent Document 3, Example 4 of the present invention has a higher Abbe number despite having the same refractive index, thereby expanding the scope of optical design.
本発明の実施例5は、特許文献3の実施例に相当する比較例4および5と比べ、同等の屈折率でありながらアッベ数が高く、光学設計の幅を広げることができる。 Compared to Comparative Examples 4 and 5, which correspond to the examples of Patent Document 3, Example 5 of the present invention has a higher Abbe number despite having the same refractive index, thereby expanding the scope of optical design.
図1に示すように、屈折率とアッベ数をプロットすると、比較例は、高い屈折率において、アッベ数が27.6であるのに対し、本発明のポリカーボネート樹脂は同等の屈折率でアッベ数が31.0であり、従来技術の範囲よりも屈折率に対するアッベ数が高い。したがって、光学部材の色収差を小さくすることができる。 As shown in Figure 1, when the refractive index and Abbe number are plotted, the comparative example has an Abbe number of 27.6 at a high refractive index, while the polycarbonate resin of the present invention has an Abbe number of 31.0 at the same refractive index, which is a higher Abbe number relative to the refractive index than the range of conventional technology. Therefore, the chromatic aberration of the optical element can be reduced.
本発明のポリカーボネート樹脂は、光学材料に用いられ、レンズ、プリズム、光ディスク、透明導電性基板、光カード、シート、フィルム、光ファイバー、光学膜、光学フィルター、ハードコート膜等の光学部材に用いることができ、特に撮像レンズに極めて有用である。 The polycarbonate resin of the present invention is used in optical materials and can be used in optical components such as lenses, prisms, optical disks, transparent conductive substrates, optical cards, sheets, films, optical fibers, optical films, optical filters, and hard coat films, and is particularly useful in imaging lenses.
Claims (11)
The optical member according to claim 10 , wherein the optical member is an imaging lens.
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