TWI774072B - 聚碳酸酯樹脂薄膜 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題在於藉由含有特定聚碳酸酯樹脂、與特定紫外線吸收劑的聚碳酸酯樹脂,提供無輥髒污或滲出且吸收特定紫外線的薄膜。本發明係關於一種聚碳酸酯樹脂薄膜,係由聚碳酸酯樹脂組成物所構成者,該聚碳酸酯樹脂組成物係包含:含有來自下式(1)所示二羥基化合物之構造單位的聚碳酸酯樹脂100重量份;與相對於聚碳酸酯樹脂100重量份,超過0.45重量份且7重量份以下之融點為135℃以上未滿300℃且5%重量減少溫度高於240℃的紫外線吸收劑;該聚碳酸酯樹脂薄膜係波長380nm之光線穿透率為0.001%以上且15%以下,且厚度為5μm~120μm。
Description
本發明係關於由聚碳酸酯樹脂組成物所構成之聚碳酸酯樹脂薄膜、使用其之偏光片保護薄膜、以及聚碳酸酯樹脂組成物。
習知作為獲得聚碳酸酯樹脂的方法,提案有以屬於由生質資源所得之二羥基化合物的異山梨醇(以下有時簡稱為ISB)作為單體成分,藉由與碳酸二酯間之酯交換,一邊將副產生之單羥基化合物於減壓下餾除,一邊獲得聚碳酸酯樹脂的方法(例如參照專利文獻1~4)。又,由ISB所得之聚碳酸酯樹脂,係除了利用作為活用了耐熱性的成形材料之外,亦被研究有活用優越之光學特性、於光學薄膜之利用(例如參照專利文獻5)。
一般之偏光片保護薄膜係為了保護偏光片免於紫外線,而添加紫外線吸收劑。然而,有需要大量之紫外線吸收劑、吸收劑滲出等問題。為了消除此等問題,已知有添加與樹脂間之相溶性高之紫外線吸收劑或具有紫外線吸收機能之聚合物的方法(例如參照專利文獻6)。
其中,一般用於偏光片保護薄膜之纖維素酯薄膜係吸水性高,有用於大型電視等情況下耐久性不足等問題。又,雖然亦提案有使用了丙烯酸系樹脂之偏光片保護薄膜(例如參照專利文獻
7),但由於其較脆弱而有於操作時破裂的情形,難以薄膜化。
又,於使用一般之偏光板的顯示器的情況,由於穿越偏光板之光為直線偏光,故有透過偏光墨鏡觀看顯示器時因角度而發生黑化(black out)的情形。為了消除此情形,有使偏光片保護薄膜之表層成為相位差薄膜的情形(例如參照專利文獻8)。此等相位差薄膜中,為了保護偏光片免於紫外線,而亦含有紫外線吸收劑。
例如於使用環烯烴聚合物(以下有時簡稱為COP)的情況,為了防止滲出或輥髒污,而有作成為2種3層、僅於芯層含有紫外線吸收劑的技術(例如參照專利文獻9)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:國際專利公開第2004/111106號
專利文獻2:日本專利特開2006-232897號公報
專利文獻3:日本專利特開2006-28441號公報
專利文獻4:日本專利特開2008-24919號公報
專利文獻5:日本專利特開2011-021171號公報
專利文獻6:日本專利特開2002-047357號公報
專利文獻7:日本專利特開2013-83956號公報
專利文獻8:日本專利特開2011-137954號公報
專利文獻9:日本專利特開2015-31753號公報
然而,由ISB所得之聚碳酸酯樹脂由於幾乎不吸收紫
外線,故在使用於偏光片保護薄膜時必須含有大量的紫外線吸收劑。另一方面,若聚碳酸酯樹脂含有大量之紫外線吸收劑,則有薄膜之耐熱性降低、因滲出之物質造成薄膜混濁、以輥髒污等為起因的薄膜異物、齒輪磨痕等薄膜外觀不良、薄膜厚度之均勻性降低等問題。又,有因特定化合物而發生輥污染等的情形。
因此,本發明之目的在於提供一種聚碳酸酯樹脂薄膜,其用來消除此等課題,藉由使用特定之聚碳酸酯樹脂、使其含有特定之紫外線吸收劑,而無薄膜之耐熱性降低、因滲出之物質造成薄膜混濁、以輥髒污等為起因的薄膜異物、齒輪磨痕等薄膜外觀不良等問題,具有均勻之薄膜厚度,而且吸收特定的紫外線。
本發明人等為了解決上述課題而進行潛心研究,結果發現,藉由使用含有來自下式(1)所示二羥基化合物之構造單位的聚碳酸酯樹脂,並添加特定之紫外線吸收劑,可提供無因薄膜之耐熱性降低、因滲出之物質造成薄膜混濁、以輥髒污等為起因的薄膜異物、齒輪磨痕等薄膜外觀不良等問題,吸收特定紫外線之高品質薄膜,遂達成本發明。亦即,本發明之要旨在於下述[1]~[6]。
[1]一種聚碳酸酯樹脂薄膜,係由聚碳酸酯樹脂組成物所構成者,該聚碳酸酯樹脂組成物係包含:含有來自下式(1)所示二羥基化合物之構造單位的聚碳酸酯樹脂100重量份;與相對於聚碳酸酯樹脂100重量份,超過0.45重量份且7重量份以下之融點為135℃以上未滿300℃且5%重量減少溫度高於240℃的紫外線吸收劑;該聚碳酸酯樹脂薄膜係波長380nm之光線穿透率為0.001%以上且15%以下,且厚度為5μm~120μm。
[2]如[1]記載之聚碳酸酯樹脂薄膜,其中,上述聚碳酸酯樹脂中之下式(3)所示化合物的含量為10重量ppm以上且1200重量ppm以下。
[4]如[1]至[3]中任一項記載之聚碳酸酯樹脂薄膜,其中,548nm下之面內相位差為100nm以上且200nm以下。
[5]一種偏光片保護薄膜,係使用[1]~[4]中任一項記載之聚碳酸酯樹脂薄膜而成。
[6]一種聚碳酸酯樹脂組成物,係包含:含有來自下式(1)所示二羥基化合物之構造單位的聚碳酸酯樹脂100重量份;與相對於聚碳酸酯樹脂100重量份,超過0.45重量份且7重量份以下之融點為135℃以上未滿300℃且5%重量減少溫度高於240℃的紫外線吸收劑;上述聚碳酸酯樹脂中之下式(3)所示化合物的含量為10重量ppm以上且1200重量ppm以下。
根據本發明,可提供即使含有大量之紫外線吸收劑,於製造薄膜時仍不致發生薄膜之耐熱性降低、因滲出之物質造成薄膜混濁、以輥髒污等為起因的薄膜異物、齒輪磨痕等薄膜外觀不良等問題,顯示作為偏光片保護薄膜展現出高性能的光學薄膜。再者,由於不發生輥髒污,故可大幅削減成形時之外觀不良品,而可提升生產性或作業性、以及製品品質。
以下詳細說明本發明之實施形態,以下記載之構成要件的說明為本發明實施態樣之一例(代表例),在不超過其要旨之前提下,本發明並不限定於以下內容。
本發明之聚碳酸酯樹脂薄膜係由含有聚碳酸酯樹脂、與紫外線吸收劑的聚碳酸酯樹脂組成物所構成。
[聚碳酸酯樹脂]
本發明之聚碳酸酯樹脂組成物係含有:含有來自下式(1)所示二
羥基化合物之構造單位的聚碳酸酯樹脂。
(聚碳酸酯樹脂之末端基構造)
聚碳酸酯樹脂可藉由使二羥基化合物與碳酸二酯與觸媒於熔融下進行聚縮合而製造。作為碳酸二酯,可使用後述者。其中較佳為使用碳酸二苯酯。
此時,所製造之聚碳酸酯樹脂中,下述構造式(2)所示之末端基(以下有時記載為「苯基末端」)之存在數(A)相對於總末端數(B)的比例(A/B)較佳為75%以上且未滿98%的範圍。
又,聚碳酸酯樹脂中苯基末端之存在數(A)相對於總末端數(B)的比例(A/B)更佳為76%以上之範圍、特佳77%以上之範圍。又,更佳為96%以下之範圍、特佳95%以下之範圍。
若苯基末端之存在數(A)相對於總末端數(B)的比例(A/B)小於75%,則容易發生於射出成形時成形品中所謂銀條的外觀不良、擠出成形時之氣泡。又,若苯基末端之存在數(A)相對於總末端數(B)的比例(A/B)多於98%,則有射出成形或擠出成形時之外觀不良減少的傾向。又,若欲獲得(A/B)多於98%之聚碳酸酯樹脂,而使聚合條件嚴苛、或需要長時間反應,結果導致聚碳酸酯樹
脂之劣化、僅獲得色調惡化者的可能性非常高。
將聚碳酸酯樹脂中苯基末端之存在數(A)相對於總末端數(B)的比例(A/B)調整為上述範圍的方法並無特別限定。例如藉由將反應所使用之碳酸二酯相對於總二羥基化合物的量比依可得到所需高分子量體的範圍進行調整,或於聚合反應後段藉脫氣將殘存單體去除至反應系統外,或於聚合反應後段將反應機之攪拌效率提升等而提升反應速度,則可將苯基末端之存在數(A)相對於總末端數(B)的比例(A/B)調整為上述範圍。
聚碳酸酯樹脂中之苯基末端比例,可藉由NMR分光計,使用添加了TMS(四甲基矽烷)作為測定溶劑的氚代氯仿,藉由1H-NMR光譜的測定可算出。
尚且,具有構造式(1)之結合構造的二羥基化合物、與脂環式二羥基化合物、視需要所使用之其他二羥基化合物的使用比例,係配合來自本發明所使用之構成聚碳酸酯樹脂之各二羥基化合物的構成單位的比例適當調整。
(式(3)所示化合物的含量與含量控制方法)
本發明之聚碳酸酯樹脂較佳係含有特定量之下式(3)所示之特殊的寡聚物成分。
在上述化合物之量過少的情況,於聚碳酸酯樹脂之製
造階段中,有施加過剩之熱、或反應滯留時間變長之情形,而有引起聚合物之色調惡化的可能性。又,若過多,則有成形時發生裝置污染的問題、或成形品外觀不良的問題。因此,本發明之聚碳酸酯樹脂中式(3)所示化合物的含量較佳為10重量ppm以上且1200重量ppm以下。
又,本發明之聚碳酸酯樹脂中式(3)所示化合物的含量更佳為15重量ppm以上、特佳20重量ppm以上。又,更佳為650重量ppm以下、特佳400重量ppm以下。若聚碳酸酯樹脂中式(3)所示化合物的含量為上述範圍,則無成形時之髒污或臭氣,成形外觀良好,故較佳。
為了調整式(3)所示化合物的含量,較佳係於聚碳酸酯樹脂製造中,使苯基末端之存在數(A)相對於總末端數(B)的比例(A/B)成為98%以下。
再者,藉由使最終聚合槽中的壓力成為1kPa以下,或使高於220℃之溫度下的聚合時間為未滿2小時,則可抑制式(3)所示化合物的發生。尤其是藉由將最終聚合槽設為橫式反應槽,可使其脫氣效率飛躍性地提升。又,藉由以擠出機藉真空通氣孔進行脫氣,或於脫氣時實施注水,可將式(3)所示化合物控制為特定量。
本發明之聚碳酸酯樹脂通常如後述般,使二羥基化合物與碳酸二酯與觸媒於熔融下進行聚縮合而獲得。於此聚縮合反應中,由碳酸二酯依脫離成分之形式生成單羥基化合物。
例如,在使用碳酸二苯酯作為碳酸二酯的情況,所生成之單羥基化合物為酚。此時,所得聚碳酸酯樹脂中之單羥基化合物的含量若較多,則有發生成形時之裝置污染或臭氣之問題的情形。
作為本發明之聚碳酸酯樹脂中之單羥基化合物的含量的上限值,並無特別限制,通常為1200重量ppm以下、較佳650重量ppm以下、特佳500重量ppm以下。在聚碳酸酯樹脂之製造時,藉由適量使用後述般之成為觸媒失活劑的特定磷系化合物,進而充分進行脫氣處理,則可減低聚碳酸酯樹脂中之單羥基化合物的含量,且可抑制加熱下的發生。聚碳酸酯樹脂中之單羥基化合物量的測定方法的細節係記載於實施例項中。
又,作為下限值並無特別限制,通常為0.1重量ppm以上、較佳1重量ppm以上、特佳10重量ppm以上。此等若過少,則於精製階段必須施加過剩的熱、或增長反應滯留時間,而有引起聚合物色調惡化的可能性,故較佳為上述範圍。
[聚碳酸酯樹脂之製造方法]
以下詳述製造本發明之聚碳酸酯樹脂的方法。
<原料>
(二羥基化合物)
本發明之聚碳酸酯樹脂係含有來自下式(1)所示二羥基化合物之構造單位的聚碳酸酯樹脂。
本發明中,聚碳酸酯樹脂係除了來自上式(1)所示二羥基化合物之構造單位之外,視需要較佳係含有來自選自由下式(4)
所示二羥基化合物、下式(5)所示二羥基化合物、下式(6)所示二羥基化合物、下式(7)所示二羥基化合物及下式(8)所示二羥基化合物所組成群之一種以上二羥基化合物的構造單位。
HO-R5-OH (5)
(上式(5)中,R5表示碳數4~20之取代或非取代之伸環烷基。)
HO-CH2-R6-CH2-OH (6)
(上式(6)中,R6表示碳數4~20之取代或非取代之伸環烷基。)
H-(O-R7)p-OH (7)
(上式(7)中,R7表示碳數2~10之取代或非取代之伸烷基,p為2~100之整數。)
HO-R8-OH (8)
(上式(8)中,R8表示碳數2~20之取代或非取代之伸烷基。)
尚且,以下中,各種基的碳數係在該基具有取代基的情況,意指亦包括其取代基之碳數的合計碳數。
(式(1)所示二羥基化合物)
本發明之聚碳酸酯樹脂係含有來自上式(1)所示二羥基化合物之構造單位。
作為上式(1)所示二羥基化合物,可舉例如屬於立體異構物之關係的異山梨醇、異甘露醇、異艾杜糖醇(isoidide)等之無
水糖醇。此等可單獨使用1種,亦可組合使用2種以上。此等二羥基化合物之中,由取得及製造容易度、光學特性、成形性方面而言,最佳係將由資源豐富存在、可容易取得之各種澱粉所製造的山梨醇進行脫水縮合而獲得的異山梨醇。
聚碳酸酯樹脂係在同時含有來自上式(1)所示二羥基化合物之構造單位以外之構造單位的情況,其比率並無特別限定,能配合對應聚碳酸酯樹脂之要求性能而適當設定即可。
(式(4)~(8)所示二羥基化合物)
本發明中,聚碳酸酯樹脂視需要可含有來自選自由上式(4)所示二羥基化合物、上式(5)所示二羥基化合物、上式(6)所示二羥基化合物、上式(7)所示二羥基化合物及上式(8)所示二羥基化合物所組成群之一種以上二羥基化合物的構造單位。
[式(4)所示二羥基化合物]
上式(4)所示二羥基化合物係分子內具有環狀醚構造者,所謂螺甘油的化合物。
[式(5)所示二羥基化合物]
上式(5)所示二羥基化合物係於R5具有碳數4~20、較佳碳數4~18之取代或非取代之伸環烷基的脂環式二羥基化合物。於此,在R5具有取代基的情況,作為該取代基可舉例如碳數1~12之取代或非取代的烷基。在該烷基具有取代基的情況,作為該取代基可舉例如甲氧基、乙氧基、丙氧基等之烷氧基,苯基、萘基等之芳基等。
此二羥基化合物由於具有環構造,故可提高將所得聚碳酸酯樹脂形成時之成形品的靭性,其中尤其可提高成形為薄膜時的靭性。
作為R5之伸環烷基,若為具有環構造之烴基則無特別限制,可為具有橋頭碳原子般之架橋構造。由二羥基化合物之製造容易且可減少雜質量的觀點而言,上式(5)所示二羥基化合物較佳係含有5員環構造或6員環構造的化合物,亦即R5為取代或非取代之伸環戊基或取代或非取代之伸環己基的二羥基化合物。若為此種二羥基化合物,藉由含有5員環構造或6員環構造,可提高所得聚碳酸酯樹脂之耐熱性。該6員環構造亦可藉由共鍵結而固定為椅子形或船形。
其中,上式(5)所示二羥基化合物較佳係R5為下式(9)所示之各種異構物。於此,式(9)中,R11表示氫原子、或碳數1~12之取代或非取代之烷基。在R11為具有取代基之碳數1~12之烷基時,作為該取代基,可舉例如甲氧基、乙氧基、丙氧基等之烷氧基,苯基、萘基等之芳基等。
作為上式(5)所示二羥基化合物,更具體可舉例如四甲基環丁二醇、2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁二醇、1,2-環戊二醇、1,3-環戊二醇、1,2-環己二醇、1,3-環己二醇、1,4-環己二醇、2-甲基-1,4-環己二醇、三環癸二醇類、五環二醇類等,但並不限定於此等。
此等可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
[式(6)所示二羥基化合物]
上式(6)所示二羥基化合物係於R6具有碳數4~20、較佳碳數3~18之取代或非取代之伸環烷基的脂環式二羥基化合物。於此,在R6具有取代基的情況,作為該取代基可舉例如碳數1~12之取代或非取代的烷基。在該烷基具有取代基的情況,作為該取代基可舉例如甲氧基、乙氧基、丙氧基等之烷氧基,苯基、萘基等之芳基等。
此二羥基化合物由於具有環構造,故可提高將所得聚碳酸酯樹脂形成時之成形品的靭性,其中尤其可提高成形為薄膜時的靭性。
作為R6之伸環烷基,若為具有環構造之烴基則無特別限制,可為具有橋頭碳原子般之架橋構造。由二羥基化合物之製造容易且可減少雜質量的觀點而言,上式(6)所示二羥基化合物較佳係含有5員環構造或6員環構造的化合物,亦即R6為取代或非取代之伸環戊基或取代或非取代之伸環己基的二羥基化合物。
若為此種二羥基化合物,藉由含有5員環構造或6員環構造,可提高所得聚碳酸酯樹脂之耐熱性。該6員環亦可藉由共鍵結而固定為椅子形或船形。上式(6)所示二羥基化合物中,較佳係R6為上式(9)所示之各種異構物。
作為上式(6)所示二羥基化合物,更具體可舉例如1,2-環己烷二甲醇、1,3-環己烷二甲醇、1,4-環己烷二甲醇、3,8-雙(羥甲基)三環[5.2.1.02.6]癸烷、3,9-雙(羥甲基)三環[5.2.1.02.6]癸烷、4,8-雙(羥甲基)三環[5.2.1.02.6]癸烷、4,9-雙(羥甲基)三環[5.2.1.02.6]癸烷
等但並不限定於此等。
此等可單獨使用1種,亦可併用2種以上。亦即,此等二羥基化合物係有基於製造上之理由而以異構物之混合物的型式獲得的情況,此時可直接使用異構物混合物。
例如可使用3,8-雙(羥甲基)三環[5.2.1.02.6]癸烷、3,9-雙(羥甲基)三環[5.2.1.02.6]癸烷、4,8-雙(羥甲基)三環[5.2.1.02.6]癸烷及4,9-雙(羥甲基)三環[5.2.1.02.6]癸烷等的混合物。
上式(6)所示二羥基化合物的具體例中,特佳為環己烷二甲醇類,由取得容易、操作容易的觀點而言,較佳為1,4-環己烷二甲醇、1,3-環己烷二甲醇、1,2-環己烷二甲醇。
[式(7)所示二羥基化合物]
上式(7)所示二羥基化合物係於R7具有碳數2~10、較佳碳數2~5之取代或非取代之伸烷基的化合物。p為2~100之整數、較佳6~50之整數、更佳12~40之整數。
作為上式(7)所示二羥基化合物,更具體可舉例如二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇(分子量150~4000)等,但並不限定於此等。作為上式(7)所示二羥基化合物,較佳為分子量300~2000之聚乙二醇、其中更佳為分子數600~1500之聚乙二醇。
此等可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
[式(8)所示二羥基化合物]
上式(8)所示二羥基化合物係於R8為碳數2~20、較佳碳數2~10之取代或非取代的伸烷基。在R8之伸烷基具有取代基的情況,作
為該取代基可舉例如碳數1~5的烷基。
上式(8)所示二羥基化合物中,作為R8為碳數2~20之取代或非取代之伸烷基的二羥基化合物,具體可舉例如乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇等,但並不限定於此等。
此等二羥基化合物中,由取得容易、操作容易、聚合時之反應性高度、所得聚碳酸酯樹脂之色相的觀點而言,較佳為1,3-丙二醇、1,6-己二醇。又,由耐熱性的觀點而言,較佳為具有縮醛環的螺甘油。此等係配合聚碳酸酯樹脂之要求性能,可單獨使用、亦可組合2種以上使用。
尚且,本發明中,聚碳酸酯樹脂係於來自上式(4)所示二羥基化合物之構造單位、來自上式(5)所示二羥基化合物之構造單位、來自上式(6)所示二羥基化合物之構造單位、來自上式(7)所示二羥基化合物之構造單位及來自上式(8)所示二羥基化合物之構造單位中,較佳為含有來自上式(6)所示二羥基化合物之構造單位及/或來自上式(7)所示二羥基化合物之構造單位。又,由於反應性或耐熱性、進而熱滯留時之分解少,更佳係含有來自上式(6)所示二羥基化合物之構造單位。
(其他二羥基化合物)
本發明中,聚碳酸酯樹脂係視需要,亦可將來自上式(4)~(8)所示二羥基化合物之構造單位取代為來自其他二羥基化合物的構造單位。
作為其他之二羥基化合物,可舉例如雙酚類或雙酚類之環氧乙烷(EO)加成類、茀化合物類等。
<雙酚類>
作為雙酚類,可舉例如2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷(=雙酚A)、2,2-雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3,5-二乙基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-(3,5-二苯基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3,5-二溴苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基苯基)戊烷、2,4’-二羥基-二苯基甲烷、雙(4-羥基苯基)甲烷、雙(4-羥基-5-硝苯基)甲烷、1,1-雙(4-羥基苯基)乙烷、3,3-雙(4-羥基苯基)戊烷、1,1-雙(4-羥基苯基)環己烷、雙(4-羥基苯基)碸、2,4’-二羥基二苯基碸、雙(4-羥基苯基)硫醚、4,4’-二羥基二苯基醚、4,4’-二羥基-3,3’-二氯二苯基醚、4,4’-二羥基-2,5-二乙氧基二苯基醚等。
<雙酚類之環氧乙烷(EO)加成類>
作為雙酚類之環氧乙烷(EO)加成類,可舉例如對上述雙酚類之化合物加成了環氧乙烷(EO)者。
<茀化合物>
作為茀化合物,可舉例如9,9-雙(4-羥基苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3-乙基苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3-正丙基苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3-異丙基苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3-正丁基苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3-第二丁基苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3-第三丁基苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3-環己基苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3-苯基苯基)茀、9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)茀、9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)-3-甲基苯基)茀、9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)-3-異丙基苯基)
茀、9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)-3-異丁基苯基)茀、9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)-3-第三丁基苯基)茀、9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)-3-環己基苯基)茀、9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)-3-苯基苯基)茀、9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)-3,5-二甲基苯基)茀、9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)-3-第三丁基-6-甲基苯基)茀、9,9-雙(4-(3-羥基2,2-二甲基丙氧基)苯基)茀等。
此等可單獨使用1種,亦可併用2種以上。其中,上式(1)所示者以外之、構造內具有芳香族環的二羥基化合物由於有對光學特性造成不良影響之虞,故來自此種二羥基化合物的構造單位係相對於聚碳酸酯樹脂中之來自二羥基化合物之構造單位的合計,較佳使用50莫耳%以下、更佳20莫耳%以下、再更佳5莫耳%以下。特佳係聚碳酸酯樹脂不含有來自上式(1)所示者以外之、構造內具有芳香族環之二羥基化合物的構造單位。
[來自二羥基化合物之構造單位的含有比例]
本發明中,聚碳酸酯樹脂所含之來自上式(1)所示二羥基化合物之構造單位的含有比例,係相對於來自二羥基化合物之構造單位的合計,較佳為20重量%以上、更佳25重量%以上、再更佳30重量%以上。又,通常為95重量%以下、較佳90重量%以下。
若該構造單位之含有比例過少,則有耐熱性小、表面硬度劣化的可能性。又,若該構造單位之含有比例過多,則有聚碳酸酯樹脂之玻璃轉移溫度過高而成形困難、或吸水率惡化的情形。
又,在聚碳酸酯樹脂含有來自選自由上式(4)所示二羥基化合物、上式(5)所示二羥基化合物、上式(6)所示二羥基化合物、上式(7)所示二羥基化合物及上式(8)所示二羥基化合物所組成
群的一種以上二羥基化合物的構造單位時,其含有比例係相對於聚碳酸酯樹脂所含之來自二羥基化合物之構造單位的合計,較佳為0.1重量%以上且未滿20重量%、更佳0.1重量%以上且18重量%以下、再更佳0.2重量%以上且15重量%以下。
藉由於聚碳酸酯樹脂中含有上述下限值以上之來自上式(4)至(8)所示二羥基化合物之構造單位,在將該聚碳酸酯樹脂進行熔融成形時,可防止因熱所造成之異物或氣泡發生、或防止聚碳酸酯樹脂之著色。其中,若該構造單位過多,則有作成成形品時耐光性降低的傾向。
本發明之聚碳酸酯樹脂之製造中所使用的所有二羥基化合物,亦可含有還原劑、抗氧化劑、脫氧劑、光穩定劑、制酸劑、pH穩定劑或熱穩定劑等之穩定劑。尤其由於在酸性下本發明之特定二羥基化合物容易變質,故較佳係含有鹼性穩定劑。
作為鹼性穩定劑,可舉例如長周期型周期表(Nomenclature of Inorganic Chemistry IUPAC Recommendations 2005)中之1族或2族之金屬的氫氧化物、碳酸鹽、磷酸鹽、亞磷酸鹽、次磷酸鹽、硼酸鹽及脂肪酸鹽、四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨、四丁基氫氧化銨、三甲基乙基氫氧化銨、三甲基苄基氫氧化銨、三甲基苯基氫氧化銨、三乙基甲基氫氧化銨、三乙基苄基氫氧化銨、三乙基苯基氫氧化銨、三丁基苄基氫氧化銨、三丁基苯基氫氧化銨、四苯基氫氧化銨、苄基三苯基氫氧化銨、甲基三苯基氫氧化銨及丁基三苯基氫氧化銨等之鹼性銨化合物,二乙基胺、二丁基胺、三乙基胺、甲醛、N-甲基甲醛、吡咯啶、哌啶、3-胺基-1-丙醇、乙二胺、N-甲基二乙醇胺、二乙基乙醇胺、
4-胺基吡啶、2-胺基吡啶、N,N-二甲基-4-胺基吡啶、4-二乙基胺基吡啶、2-羥基吡啶、2-甲氧基吡啶、4-甲氧基吡啶、2-二甲基胺基咪唑、2-甲氧基咪唑、咪唑、2-巰基咪唑、2-甲基咪唑及胺基喹啉等之胺系化合物,以及二-(第三丁基)胺及2,2,6,6-四甲基哌啶等之受阻胺系化合物。此等穩定劑中,由穩定化的效果而言,較佳為四甲基氫氧化銨、咪唑或受阻胺系化合物。
此等鹼性穩定劑於本發明所使用之所有二羥基化合物中的含量並無特別限制,由於本發明所使用之上述特定二羥基化合物於酸性狀態下呈不穩定,故較佳係添加穩定劑使含有上述穩定劑之特定二羥基化合物的水溶液的pH成為7附近。
若鹼性穩定劑之量過少,有無法得到防止特定二羥基化合物變質之效果的可能性;若過多,則有導致特定二羥基化合物之改質的情況。因此,相較於本發明所使用之各種二羥基化合物,鹼性穩定劑較佳為0.0001重量%~1重量%、更佳0.001重量%~0.1重量%。
若將此等鹼性穩定劑含於本發明所使用之二羥基化合物而直接使用作為聚碳酸酯樹脂的製造原料,則鹼性穩定劑本身成為聚合觸媒,不僅聚合速度或品質之控制變得困難,亦導致樹脂色相的惡化。
因此,有關於特定之二羥基化合物或上述其他二羥基化合物中含有鹼性穩定劑者,較佳係在使用作為聚碳酸酯樹脂之製造原料前,藉由離子交換樹脂或蒸餾等去除鹼性穩定劑。
又,本發明所使用之特定二羥基化合物,由於容易因氧而緩緩被氧化,故在保管或製造時之操作時,為了防止氧所造成
的分解,較佳係使水分不混入、或使用脫氧劑、或設為氮環境下。
(碳酸二酯)
本發明之聚碳酸酯樹脂係以上述含有特定二羥基化合物之二羥基化合物與碳酸二酯作為原料,可藉由酯交換反應使其聚縮合而獲得。作為所使用之碳酸二酯,通常可舉例如下式(10)所示者。此等碳酸二酯可單獨使用1種,亦可混合2種以上使用。
上式(10)中,A1及A2分別為取代或非取代之碳數1~18之脂肪族烴基、或取代或非取代之芳香族烴基,A1與A2可為相同或相異。A1及A2之較佳者為取代或非取代之芳香族烴基、更佳為非取代之芳香族烴基。
作為上式(10)所示之碳酸二酯,可舉例如碳酸二苯基酯(DPC)及碳酸三甲苯基酯等之碳酸取代二苯基酯、碳酸二甲基酯、碳酸二乙基酯及碳酸二第三丁基酯等。其中較佳為碳酸二苯基酯或碳酸取代二苯基酯,特佳為碳酸二苯基酯。
尚且,碳酸二酯係有含有氯化物離子等雜質的情形,而有雜質妨礙聚合反應、或使所得聚碳酸酯樹脂之色相惡化的情形,故視需要較佳係使用藉由蒸餾等經精製者。
<酯交換反應觸媒>
本發明之聚碳酸酯樹脂係使上述二羥基化合物與碳酸二酯進行酯交換反應而製造。更詳細而言,係藉由使其進行酯交換,將副產生之單羥基化合物等去除至系統外而獲得。
在上述酯交換反應時,係於酯交換反應觸媒存在下進行聚縮合,本發明之聚碳酸酯樹脂製造時可使用的酯交換反應觸媒(以下有時簡稱為觸媒、聚合觸媒),可對反應速度或進行聚縮合而獲得之聚碳酸酯樹脂之品質造成非常大的影響。
作為所使用之觸媒,若為可滿足所製造之聚碳酸酯樹脂之透明性、色相、耐熱性、耐候性、及機械強度者則無限定。可舉例如長周期型周期表中1族或2族(以下簡稱為「1族」、「2族」)之金屬化合物、以及鹼性硼化合物、鹼性磷化合物、鹼性銨化合物及胺系化合物等的鹼性化合物。較佳係使用1族金屬化合物及/或2族金屬化合物。
作為上述1族金屬化合物,可舉例如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、氫氧化銫、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫鋰、碳酸氫銫、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鋰、碳酸銫、醋酸鈉、醋酸鉀、醋酸鋰、醋酸銫、硬脂酸鈉、硬脂酸鉀、硬脂酸鋰、硬脂酸銫、氫化硼鈉、氫化硼鉀、氫化硼鋰、氫化硼銫、苯基化硼鈉、苯基化硼鉀、苯基化硼鋰、苯基化硼銫、苯甲酸鈉、苯甲酸鉀、苯甲酸鋰、苯甲酸銫、磷酸氫二鈉、磷酸氫二鉀、磷酸氫二鋰、磷酸氫二銫、苯基磷酸二鈉、苯基磷酸二鉀、苯基磷酸二鋰、苯基磷酸二銫、鈉、鉀、鋰、銫之醇化物、酚化物、雙酚A之二鈉鹽、二鉀鹽、二鋰鹽及二銫鹽等。其中,由聚合活性與所得聚碳酸酯樹脂之色相的觀點而言,較佳為鋰化合物。
作為上述2族金屬化合物,可舉例如氫氧化鈣、氫氧化鋇、氫氧化鎂、氫氧化鍶、碳酸氫鈣、碳酸氫鋇、碳酸氫鎂、碳酸氫鍶、碳酸鈣、碳酸鋇、碳酸鎂、碳酸鍶、醋酸鈣、醋酸鋇、醋酸鎂、醋酸鍶、硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、硬脂酸鎂及硬脂酸鍶等。
其中,較佳為鎂化合物、鈣化合物或鋇化合物,由聚合活性與所得聚碳酸酯樹脂之色相的觀點而言,更佳為鎂化合物及/或鈣化合物,最佳為鈣化合物。
尚且,亦可與上述1族金屬化合物及/或2族金屬化合物輔助性地一起併用鹼性硼化合物、鹼性磷化合物、鹼性銨化合物、胺系化合物等之鹼性化合物,但特佳為僅使用1族金屬化合物及/或2族金屬化合物。
作為上述鹼性硼化合物,可舉例如四甲基硼、四乙基硼、四丙基硼、四丁基硼、三甲基乙基硼、三甲基苄基硼、三甲基苯基硼、三乙基甲基硼、三乙基苄基硼、三乙基苯基硼、三丁基苄基硼、三丁基苯基硼、四苯基硼、苄基三苯基硼、甲基三苯基硼、丁基三苯基硼等之鈉鹽、鉀鹽、鋰鹽、鈣鹽、鋇鹽、鎂鹽或鍶鹽等。
作為上述鹼性磷化合物,可舉例如三乙基膦、三正丙基膦、三異丙基膦、三正丁基膦、三苯基膦、三丁基膦及四級鏻鹽等。
作為上述鹼性銨化合物,可舉例如四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨、四丁基氫氧化銨、三甲基乙基氫氧化銨、三甲基苄基氫氧化銨、三甲基苯基氫氧化銨、三乙基甲基氫氧化銨、三乙基苄基氫氧化銨、三乙基苯基氫氧化銨、三丁基苄基氫氧化銨、三丁基苯基氫氧化銨、四苯基氫氧化銨、苄基三苯
基氫氧化銨、甲基三苯基氫氧化銨及丁基三苯基氫氧化銨等。
作為上述胺系化合物,可舉例如4-胺基吡啶、2-胺基吡啶、N,N-二甲基-4-胺基吡啶、4-二乙基胺基吡啶、2-羥基吡啶、2-甲氧基吡啶、4-甲氧基吡啶、2-二甲基胺基咪唑、2-甲氧基咪唑、咪唑、2-巰基咪唑、2-甲基咪唑、胺基喹啉及胍等。
上述聚合觸媒之使用量,係於聚合所使用之總二羥基化合物每1mol,較佳為0.1μmol~300μmol、更佳0.5μmol~100μmol、特佳1μmol~50μmol。
其中,在使用含有選自由長周期型周期表中2族所組成群及鋰的至少1種金屬的化合物時,尤其在使用鎂化合物及/或鈣化合物的情況,作為金屬量,於上述總二羥基化合物每1mol,較佳設為0.1μmol以上、更佳0.3μmol以上、特佳0.5μmol以上。又,作為上限,較佳為20μmol以下、更佳10μmol以下、再更佳5μmol以下、特佳3μmol以下。
若觸媒量過少,則聚合速度變慢,故有為了得到所需分子量之聚碳酸酯樹脂而不得不提高聚合溫度的情形。因此,所得聚碳酸酯樹脂之色相惡化的可能性變高,或未反應之原料於聚合途中揮發而二羥基化合物與碳酸二酯之莫耳比率失衡,有無法到達所需分子量的可能性。另一方面,若聚合觸媒之使用量過多,則併發不佳的副反應,有導致所得聚碳酸酯樹脂之色相惡化或成形加工時之樹脂著色的可能性。
其中,1族金屬中,鈉、鉀或銫若較多地含於聚碳酸酯樹脂中,則有對色相造成不良影響的可能性。而且,此等金屬並不僅來自於所使用之觸媒,亦有由原料或反應裝置混入的情形。不
論其來源,聚碳酸酯樹脂中之此等金屬之化合物的合計量,以金屬量計較佳為1重量ppm以下、更佳0.5重量ppm以下。
<聚碳酸酯樹脂之製造方法>
本發明之聚碳酸酯樹脂係藉由使含有特定二羥基化合物之二羥基化合物與碳酸二酯藉酯交換反應而進行聚縮合所獲得。
屬於原料之二羥基化合物與碳酸二酯較佳係於酯交換反應前均勻混合。混合之溫度通常為80℃以上、較佳90℃以上。又,其上限通常為250℃以下、較佳200℃以下、更佳150℃以下。其中較佳為100℃以上且120℃以下。
若混合之溫度過低,有溶解速度慢、溶解不足的可能性,而經常導致固化等不良情形;若混合溫度過高,則有導致二羥基化合物之熱劣化的情形,結果有對所得聚碳酸酯樹脂之色相或熱穩定性造成不良影響的可能性。
將屬於本發明之聚碳酸酯樹脂之原料的含有特定二羥基化合物之二羥基化合物與碳酸二酯混合的操作,較佳係於氧濃度10vol%以下、更佳0.0001vol%~10vol%、再更佳0.0001vol%~5vol%、特佳0.0001vol%~1vol%之環境下進行。藉由為上述範圍,可防止色相惡化。
為了得到本發明之聚碳酸酯樹脂,相對於反應所使用之含有特定二羥基化合物之總二羥基化合物,較佳係依0.94~1.04莫耳比率使用碳酸二酯,更佳0.98~1.02、再更佳1.00~1.01之莫耳比率。若此莫耳比率較小,則所製造之聚碳酸酯樹脂之末端苯基減少,容易發生成形時之外觀不良。
又,若此莫耳比率變大,則有酯交換反應之速度降低、或難以製造所需分子量之聚碳酸酯樹脂的情形。酯交換反應速度的降低係使聚合反應時之熱履歷增大,結果有使所得之聚碳酸酯樹脂之色相或耐候性惡化的可能性。
再者,相對於含有特定二羥基化合物之總二羥基化合物,若碳酸二酯之莫耳比率增大,則有所得之聚碳酸酯樹脂中之殘存碳酸二酯量或上式(3)所示化合物增加,導致成形時之髒污或臭氣、外觀不良之問題的情形。
本發明中,使二羥基化合物與碳酸二酯進行聚縮合的方法,係於上述觸媒存在下,通常使用複數之反應器依多階段實施。反應之形式可為批次式、連續式、或批次式與連續式之組合的任一種方法,較佳係可以更少之熱履歷獲得聚碳酸酯樹脂、生產性亦優越的連續式。
較佳係聚合初期中,以相對低溫、低真空獲得預聚物,於聚合後期中以相對高溫、高真空使分子量上升至既定值。又,由聚合速度之控制、或所得聚碳酸酯樹脂之品質的觀點而言,重要的是適當選擇各分子量階段之夾套溫度與內溫、反應系統內之壓力。
例如,若在聚合反應到達既定值前,使溫度、壓力之其中一者較早變化,則未反應之單體餾出、二羥基化合物與碳酸二酯之莫耳比率失衡,導致聚合速度之降低、或無法獲得具有既定分子量或末端基的聚合物,結果有無法達成本發明目的的可能性。
再者,為了抑制餾出之單體量,有效的是於聚合反應器使用迴流冷卻器,尤其是未反應之單體成分較多之聚合初期的反
應器係效果較大。導入至迴流冷卻器之冷媒的溫度可配合所使用之單體而適當選擇,通常,導入至迴流冷卻器之冷媒的溫度係於該迴流冷卻器的入口中為45~180℃、較佳80~150℃、特佳100~130℃。
若冷媒之溫度過高,則迴流量減少、其效果降低。相反地若冷媒之溫度過低,則有原本欲餾除之單羥基化合物之餾除效率有降低的傾向。作為冷媒,係使用溫度、蒸氣、熱媒油等,較佳為蒸氣、熱媒油。
在適當維持聚合速度、抑制單體餾出之下,為了不損及最終之聚碳酸酯樹脂的色相,重要的是選定上述觸媒之種類與量。本發明之聚碳酸酯樹脂較佳係使用觸媒,使用複數之反應器依多階段使其聚合而製造。
以複數之反應器實施聚合的理由在於,聚合反應初期中,由於反應液中所含之單體較多,故重要的是維持必要的聚合速度,且抑制單體揮發;於聚合反應後期,為了使平衡轉移至聚合側,重要的是將副產生之單羥基化合物充分餾除。如此,在設定相異之聚合反應條件時,由生產效率的觀點而言,較佳係使用串聯配置的複數之聚合反應器。
本發明之聚碳酸酯樹脂的製造所使用的反應器,係如上述般,若為至少2個以上即可。由生產效率等的觀點而言,較佳為3個以上、更佳3~5個、特佳4個。本發明中,若反應器為2個以上,亦可進一步使其複數具有條件相異的反應階段、連續地改變溫度‧壓力等。
本發明中,聚合觸媒可添加於原料調製槽、原料貯存槽,亦可直接添加於聚合槽。由供給之穩定性、聚合控制的觀點而
言,較佳係於供給至聚合槽前之原料管線之途中設置觸媒供給管線,較佳係以水溶液供給。
聚合反應之溫度若過低,有導致生產性降低或對製品之熱履歷增大的可能性;若過高,則不僅導致單體揮散,亦有助長聚碳酸酯樹脂之分解或著色的可能性。具體而言,第1段之反應中,作為聚合反應器之內溫的溫度為130~210℃、較佳150~205℃、更佳170~200℃。
又,作為反應系統之壓力(絕對壓力)為1~110kPa、較佳5~70kPa、更佳7~30kPa(絕對壓力)之壓力下,反應時間為0.1~10小時、較佳0.5~3小時,一邊將所產生之單羥基化合物餾除至反應系統外而一邊實施。
第2段之後,將反應系統之壓力由第1段之壓力緩慢下降,接著將產生之單羥基化合物去除至反應系統外。尤其為了控制上式(3)所示之化合物的量,於第2段之後係設為15kPa以下、最終將反應系統之壓力(絕對壓力)設為600kPa以下,依內溫之最高溫度190~240℃、較佳195~235℃,通常0.1~5小時、較佳0.1~4小時、特佳0.5~3小時進行。
為了得到既定分子量之聚碳酸酯樹脂,若聚合溫度過高、聚合時間過長,則有色調惡化的傾向。尤其是為了抑制聚碳酸酯樹脂之著色或熱劣化,得到色相良好且上式(3)所示化合物之含量少的聚碳酸酯樹脂,較佳係所有反應階段中之內溫的最高溫度未滿240℃、特佳210~235℃。
另外,若所有反應階段中之內溫為210℃以上且未滿240℃時之反應時間為未滿3小時,由於可抑制聚碳酸酯樹脂之著
色或熱劣化而得到色相良好之聚碳酸酯樹脂,進而抑制上式(3)所示化合物的發生量故較佳,特佳為2.5小時以內。
再者,為了抑制聚合反應後半之聚合速度的降低,將熱履歷所造成的劣化抑制為最小限度,較佳係於聚合之最終階段使用栓流性與界面更新性優越、上式(3)所示化合物之控制優越的橫型反應器。
副產生之單羥基化合物係由資源有效活用的觀點而言,較佳係視需要於進行精製後,再利用而作為碳酸二苯基酯或雙酚A等的原料。
本發明之聚碳酸酯樹脂,係如上述般聚縮合後,通常進行冷卻固化,藉旋轉式切割器等進行顆粒化。顆粒化之方法並無限定,可舉例如:由最終聚合反應器依熔融狀態抽出,依股線形態冷卻固化而使其顆粒化的方法;由最終聚合反應器依熔融狀態將樹脂供給至單軸或雙軸之擠出機,經熔融擠出後,使其冷卻固化而顆粒化的方法。或由最終聚合反應器依熔融狀態抽出,依股線形態進行冷卻固化而暫時顆粒化後,再將樹脂供給至單軸或雙軸之擠出機,經熔融擠出後,進行冷卻固化而顆粒化的方法等。
於使用擠出機的情況,擠出機中,亦可進行殘存單體之減壓脫氣,或添加、混練通常已知之熱穩定劑、中和劑、紫外線吸收劑、光穩定劑、脫模劑、著色劑、抗靜電劑、滑劑、潤滑劑、可塑劑、相溶化劑、難燃劑等。
擠出機中之熔融混練溫度係依存於聚碳酸酯樹脂之玻璃轉移溫度或分子量,通常為200~300℃、較佳為210~280℃、更佳為220~270℃。若熔融混練溫度低於200℃,則聚碳酸酯樹脂
之熔融黏度高、對擠出機之負荷變大、生產性降低。若熔融混練溫度高於300℃,則聚碳酸酯樹脂之熱劣化激烈,導致因分子量降低所造成的機械強度降低或著色、薄膜成形時之氣體產生所造成的氣泡發生。
如此所得之本發明之聚碳酸酯樹脂的分子量,可由還原黏度所表示。還原黏度通常為0.30dL/g以上、較佳0.35dL/g以上。又,還原黏度之上限通常為1.20dL/g以下、較佳1.00dL/g以下、更佳0.80dL/g以下。
若聚碳酸酯樹脂之還原黏度過低,則有成形品之機械強度較小的可能性。又,若還原黏度過大,則有成形時之流動性降低、生產性或成形性降低的傾向。又,聚碳酸酯樹脂之還原黏度係使用二氯甲烷作為溶劑,將聚碳酸酯樹脂濃度精密地調整為0.6g/dL,於溫度20.0℃±0.1℃使用烏氏黏度管所測定。還原黏度之測定方法的細節係記載於實施例項目中。
[聚碳酸酯樹脂的添加劑]
<磷系化合物>
本發明之聚碳酸酯樹脂中,較佳係含有用於使聚合觸媒失活、進而抑制高溫下之聚碳酸酯樹脂之著色而添加的磷系化合物。
作為此磷系化合物,較佳係使用選自由磷酸、亞磷酸、次磷酸、多磷酸、膦酸、膦酸酯、酸性磷酸酯、及脂肪族環狀亞磷酸酯所組成群的至少1種。上述之中,觸媒失活與著色抑制之效果較優越者係亞磷酸、膦酸、膦酸酯,特佳為膦酸酯。
作為膦酸,可舉例如膦酸(亞磷酸)、甲基膦酸、乙基
膦酸、乙烯基膦酸、癸基膦酸、苯基膦酸、苄基膦酸、胺基甲基膦酸、亞甲基二膦酸、1-羥基乙烷-1、1-二膦酸、4-甲氧基苯基膦酸、氮基參(亞甲基膦酸)、丙基膦酸酐等。
作為膦酸酯,可舉例如膦酸二甲基酯、膦酸二乙基酯、膦酸雙(2-乙基己基)酯、膦酸二月桂基酯、膦酸二油基酯、膦酸二苯基酯、膦酸二苄基酯、甲基膦酸二甲基酯、甲基膦酸二苯基酯、乙基膦酸二乙基酯、苄基膦酸二乙基酯、苯基膦酸二甲基酯、苯基膦酸二乙基酯、苯基膦酸二丙基酯、(甲氧基甲基)膦酸二乙基酯、乙烯基膦酸二乙基酯、羥甲基膦酸二乙基酯、(2-羥乙基)膦酸二甲基酯、對甲基苄基膦酸二乙基酯、二乙基膦醯基醋酸、二乙基膦醯基醋酸乙酯、二乙基膦醯基醋酸第三丁酯、(4-氯苄基)膦酸二乙基酯、氰基膦酸二乙基酯、氰基甲基膦酸二乙基酯、3,5-二第三丁基-4-羥基苄基膦酸二乙基酯、二乙基膦醯基乙醛二乙基縮醛、(甲基硫甲基)膦酸二乙基酯等。
作為酸性磷酸酯,可舉例如磷酸二甲基酯、磷酸二乙基酯、磷酸二乙烯基酯、磷酸二丙基酯、磷酸二丁基酯、磷酸雙(丁氧基乙基)酯、磷酸雙(2-乙基己基)酯、磷酸二異十二基酯、磷酸二油基酯、磷酸二硬脂基酯、磷酸二苯基酯、磷酸二苄基酯等之磷酸二酯,或二酯與單酯之混合物,氯磷酸二乙基酯、磷酸硬脂基鋅鹽等。
脂肪族環狀亞磷酸酯,係定義為於含有磷原子之環狀構造中不含芳香族基的亞磷酸酯化合物。可舉例如雙(癸基)季戊四醇二亞磷酸酯、雙(十二基)季戊四醇二亞磷酸酯、二硬脂基季戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,6-第三丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、雙(壬
基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,4-二第三丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,6-二第三丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、氫化雙酚A‧季戊四醇亞磷酸酯聚合物等由二羥基化合物與季戊四醇二亞磷酸所構成的聚合物型的化合物等。
此等可單獨使用1種,亦可依任意組合及比率混合2種以上而使用。
若上述磷系化合物之含量過少,則觸媒失活或著色抑制的效果不足。又,若上述磷系化合物之含量過多,反而使聚碳酸酯樹脂著色、或發生於濕熱條件下之著色。從而,磷系化合物之含量並無特別限定,以聚碳酸酯樹脂中之磷原子的含量計,較佳為0.02重量ppm以上、0.7重量ppm以下,更佳0.05重量ppm以上且0.65重量ppm以下,特佳0.07重量ppm以上且0.60重量ppm以下。
上述磷系化合物由於通常於起始原料中使用三氯化磷,故有來自未反應物或經脫離之鹽酸的含氯成分殘存的情形,較佳係上述磷系化合物所含有之氯原子的量為5重量%以下。若氯原子之殘存量較多,則有使添加上述磷系化合物之製造設備的金屬部腐蝕、或聚碳酸酯樹脂之熱穩定性降低、或促進著色或因熱劣化所造成之分子量降低的疑虞。
上述磷系化合物係如上述般,較佳係使用擠出機而添加、混練於聚碳酸酯樹脂中。尤其是在聚碳酸酯樹脂聚合後將其依熔融狀態直接供給至擠出機,立即將上述磷系化合物添加至樹脂中為最具效果。進而若以使觸媒失活之狀態,藉擠出機以真空排氣口進行脫氣處理,則可有效率地將低分子成分脫氣去除。
<受阻酚化合物>
本發明之聚碳酸酯樹脂中,除了上述磷系化合物之外,藉由亦含有受阻酚化合物,可期待聚碳酸酯樹脂之更進一步的色調提升。
作為受阻酚系化合物,具體可舉例如2,6-二第三丁基酚、2,4-二第三丁基酚、2-第三丁基-4-甲氧基酚、2-第三丁基-4,6-二甲基酚、2,6-二第三丁基-4-甲基酚、2,6-二第三丁基-4-乙基酚、2,5-二第三丁基氫醌、正十八基-3-(3',5'-二第三丁基-4'-羥基苯基)丙酸酯、2-第三丁基-6-(3'-第三丁基-5'-甲基-2'-羥基苄基)-4-甲基丙基丙烯酸酯、2,2'-亞甲基-雙-(4-甲基-6-第三丁基酚)、2,2'-亞甲基-雙-(6-環己基-4-甲基酚)、2,2'-亞乙基-雙-(2,4-二第三丁基酚)、肆-[亞甲基-3-(3',5'-二第三丁基-4'-羥基苯基)丙酸酯]-甲烷、正十八基-3-(3',5'-二第三丁基-4'-羥基苯基)丙酸酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-參-(3,5-二第三丁基-4-羥基苄基)苯、三乙二醇雙[3-(3-第三丁基-5-甲基-4-羥基苯基)丙酸酯]、1,6-己二醇-雙[3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、季戊二醇-肆[3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]等。
此等可單獨使用1種,亦可依任意組合及比率混合使用2種以上。
本發明之聚碳酸酯樹脂之上述受阻酚化合物的含量,係將聚碳酸酯樹脂設為100重量份時,較佳為0.001重量份~1重量份、更佳0.005重量份~0.5重量份、再更佳0.01重量份~0.3重量份。
尚且,關於受阻酚化合物或以下之抗氧化劑,亦與磷系化合物同樣地,較佳係使用擠出機而添加、混練於聚碳酸酯樹脂中。
<抗氧化劑>
本發明之聚碳酸酯樹脂中,依抗氧化之目的,亦可添加通常已知之抗氧化劑。
作為抗氧化劑,具體可舉例如亞磷酸三苯基酯、亞磷酸參(壬基苯基)酯、亞磷酸參(2,4-二第三丁基苯基)酯、亞磷酸十三基酯、亞磷酸三辛基酯、亞磷酸三(十八基)酯、亞磷酸二癸基單苯基酯、亞磷酸二辛基單苯基酯、亞磷酸二異丙基單苯基酯、亞磷酸單丁基二苯基酯、亞磷酸單癸基二苯基酯、亞磷酸單辛基二苯基酯、亞磷酸2,2-亞甲基雙(4,6-二第三丁基苯基)辛基酯、亞磷酸參(2,4-二第三丁基苯基)酯、磷酸三丁基酯、磷酸三乙基酯、磷酸三甲基酯、磷酸三苯基酯、磷酸二苯基單鄰聯苯基酯、磷酸二丁基酯、磷酸二辛基酯、磷酸二異丙基酯、4,4'-伸聯苯基二膦酸肆(2,4-二第三丁基苯基)酯、季戊四醇肆(3-巰基丙酸酯)、季戊四醇肆(3-月桂基硫丙酸酯)、甘油-3-硬脂基硫丙酸酯、N,N-六亞甲基雙(3,5-二第三丁基-4-羥基-氫化桂皮酸酯)、參(3,5-二第三丁基-4-羥基苄基)三聚異氰酸酯、4,4'-伸聯苯基二膦酸肆(2,4-二第三丁基苯基)酯、3,9-雙{1,1-二甲基-2-[β-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙醯氧基]乙基}-2,4,8,10-四氧螺(5,5)十一烷等。
此等抗氧化劑可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
此等抗氧化劑之調配量係在將聚碳酸酯樹脂設為100重量份時,較佳為0.0001重量份~0.1重量份、更佳0.0005重量份~0.08重量份、再更佳0.001重量份~0.05重量份。
<藍染劑>
本發明之聚碳酸酯樹脂中,亦可含有藍染劑。
本發明所使用之藍染劑,係由通常聚碳酸酯樹脂組成物所使用之藍染劑等適當選擇,調整其調配量而使用即可,亦可使用複數種之藍染劑。
聚碳酸酯樹脂中之藍染劑的含量,通常在將聚碳酸酯樹脂(A)設為100重量份的情況,較佳為0.1×10-4~10.0×10-4重量份、更佳0.3×10-4~5.0×10-4重量份、特佳0.3×10-4~2.0×10-4重量份。
若藍染劑之含量為0.1×10-4重量份以上,則容易使本發明之聚碳酸酯樹脂板之促進耐光性試驗前後的YI值設為特定範圍、或容易使b*值成為3以下,故較佳。另一方面,若藍染劑之含量為10.0×10-4重量份以下,則由於明度不降低,容易使L*值成為90以上,故較佳。
作為本發明所使用之藍染劑,可適合使用聚碳酸酯樹脂組成物所使用者,由吸收波長之觀點而言,較佳係使用極大吸收波長520~600nm、更佳540~580nm的染料。
作為本發明可較佳使用的蒽醌系藍染劑的具體例,可舉例如:一般名Solvent Violet 13[CA.No(色指數No)60725;商標名LANXESS公司製「Macrolex Violet B」、三菱化學(股)製「Diaresin Blue G」、住友化學工業(股)製「Sumiplast Violet B」]、Solvent Violet 14、一般名Solvent Violet 31[CA.No 68210;商標名 三菱化學(股)製「Diaresin Violet D」]、Solvent Violet 33[CA.No 60725;商標名 三菱化學(股)製「Diaresin Blue J」]、Solvent Violet 36[CA.No 68210;商標名LANXESS公司製「Macrolex Violet 3R」]、Solvent Blue 45[CA.No 61110;商標名Sandoz公司製「Tetrazole Blue
RLS」]、一般名Solvent Blue 94[CA.No 61500;商標名 三菱化學(股)製「Diaresin Blue N」]、一般名Solvent Blue 97[LANXESS公司製「Macrolex Blue RR」]、一般名Solvent Blue 45、一般名Solvent Blue 87及一般名Disperse Violet 28。
此等之中,較佳為一般名Solvent Violet 13[LANXESS公司製「Macrolex Violet B」]、一般名Solvent Violet 36[LANXESS公司製「Macrolex Violet 3R」]、一般名Solvent Blue 97[LANXESS公司製「Macrolex Blue RR」],更佳為一般名Solvent Violet 13[LANXESS公司製「Macrolex Violet B」]。
其中,較佳為下式(11)所示之構造的染料,亦即一般名Solvent Violet 13[CA.No(色指數No)60725;商標名LANXESS公司製「Macrolex Violet B」及三菱化學(股)製「Diaresin Blue G」、住友化學工業(股)製「Sumiplast Violet B」。
本發明中另外作為藍染劑,可使用極大吸收波長較佳為520~600nm、更佳540~580nm之顏料,亦可併用上述染料與顏料。
本發明中,藍染劑可單獨使用1種,亦可併用2種以上,但藍染劑之使用量最好較少,所使用之藍染劑的種類亦最好較少。
本發明中,於聚碳酸酯樹脂(A)所調配之上述藍染劑
的調配時期、調配方法並無特別限定。作為調配時期,可舉例如:於聚合反應前與原料一起添加並直接進行聚合的方法;於聚合反應結束時藉配管或擠出機進行調配的方法;在將聚碳酸酯樹脂與其他配調劑進行熔融混練時予以調配的方法等。於聚合反應結束後進行熔融混練而調配者,由於使藍染劑之分散良好,容易達到b*值與L*值之調節的並立,故較佳。尤其是聚縮合反應結束後依熔融狀態直接導入於擠出機,調配藍染劑而進行熔融混練的方法,由於可將熱履歷或氧混入的影響抑制為最小限度,故較佳。
<紫外線吸收劑>
本發明所使用之紫外線吸收劑係具有本發明特定之物性,若為吸收紫外線波長區域之光者,則無限定。
本發明所使用之紫外線吸收劑的融點為135℃以上。又,較佳為140℃以上、更佳145℃以上。
又,本發明所使用之紫外線吸收劑之融點為未滿300℃。又,較佳為290℃以下、更佳280℃以下。
藉由融點為此範圍內,可於擠出製膜時使輥污染、或對T字模之附著物減低,薄膜外觀良好。同時,在藉擠出混練機使紫外線吸收劑混練時,由於紫外線吸收劑之粒子完全熔融、均勻分散,故可防止來自紫外線吸收劑粒子之薄膜外觀不良。
本發明所使用之紫外線吸收劑之5%重量減少溫度高於240℃。又,較佳為高於245℃、更佳為高於250℃。藉由為此範圍內,於熔融混練時,可防止紫外線吸收劑分解。藉此,不僅可充分發揮紫外線吸收劑之能力,亦可防止分解物蓄積於擠出之排出口
而妨礙連續運轉、或分解物蓄積於T字模或輥等而損及薄膜外觀的情形。
本發明中,紫外線吸收劑係相對於聚碳酸酯樹脂100重量份,含有超過0.45重量份。又,較佳係含有超過0.47重量份、更佳為含有超過0.5重量份。
藉由為此範圍內,可維持紫外線區域內之目標穿透率,可得到所需效果。
又,紫外線吸收劑係相對於聚碳酸酯樹脂100重量份,含有7重量份以下。又,較佳為含有5重量份以下、更佳含有3重量份以下。藉由為此範圍內,不僅可防止因輥污染造成的薄膜外觀不良,亦可防止因紫外線吸收劑之凝集所造成的異物增加。
若於輥附著紫外線吸收劑,則以此附著物為起點而凹凸轉印至薄膜,無法保持薄膜膜厚之均勻性,結果引起所得薄膜之厚度不均或相位差不均。作為薄膜之厚度精度,較佳之寬方向之厚度精度係視各種用途所要求的物性而異,通常為±10%以下、較佳±5%以內、特佳±3%以內。
又,在紫外線吸收劑之融點為上述範圍內、或添加量為上述範圍內的情況,聚碳酸酯樹脂組成物之玻璃轉移溫度於紫外線吸收劑添加後不致大幅降低,可維持耐熱性。組成物之玻璃轉移溫度係相對於未添加紫外線吸收劑之聚碳酸酯樹脂的玻璃轉移溫度,溫度差為7℃以內、較佳5℃以內、更佳3℃以內。
作為三系紫外線吸收劑,可舉例如2,4-二苯基-6-(2-羥基-4-甲氧基苯基)-1,3,5-三、2,4-二苯基-6-(2-羥基-4-乙氧基苯基)-1,3,5-三、2,4-二苯基-(2-羥基-4-丙氧基苯基)-1,3,5-三、2,4-二苯基-(2-羥基-4-丁氧基苯基)-1,3,5-三、2,4-二苯基-6-(2-羥基-4-丁氧基苯基)-1,3,5-三、2,6-二苯基-4-(2-羥基-4-己氧基苯基)-1,3,5-三、2,4-二苯基-6-(2-羥基-4-辛氧基苯基)-1,3,5-三、2,4-二苯基-6-(2-羥基-4-癸氧基苯基)-1,3,5-三、2,4-二苯基-6-(2-羥基-4-苄氧基苯基)-1,3,5-三、2,4,6-參(2-羥基-4-丙氧基苯基)-1,3,5-三、2,4,6-參(2-羥基-4-丁氧基苯基)-1,3,5-三、2,4,6-參(2-羥基-4-丁氧基苯基)-1,3,5-三、2,4,6-參(2-羥基-4-己氧基苯基)-1,3,5-三、2,4,6-參(2-羥基-4-辛氧基苯基)-1,3,5-三、2,4,6-參(2-羥基-4-十二烷氧基苯基)-1,3,5-三、2,4,6-參(2-羥基-4-苄氧基苯基)-1,3,5-三、2,4,6-參(2-羥基-4-乙氧基乙氧基苯基)-1,3,5-三、2,4,6-參(2-羥基-4-丁氧基乙氧基苯基)-1,3,5-三、2,4,6-參(2-羥基-4-丙氧基乙氧基苯基)-1,3,5-三、2,4,6-參(2-羥基-4-甲氧基羰基丙氧基苯基)-1,3,5-三、2,4,6-參(2-羥基-4-乙氧基羰基乙氧基苯基)-1,3,5-三、2,4,6-參(2-羥基-4-(1-(2-乙氧基己氧基)-1-側氧丙烷-2-基氧基)苯基)-1,3,5-三、2,4,6-參(2-羥基-3-甲基-4-乙氧基苯基)-1,3,5-三、2,4,6-參(2-羥基-3-甲基-4-丙氧基苯基)-1,3,5-三、2,4,6-參(2-羥基-3-甲基-4-丁氧基苯基)-1,3,5-三、2,4,6-參(2-羥基-3-甲基-4-丁氧基苯基)-1,3,5-三、2,4,6-參(2-羥基-3-甲基-4-己氧基苯基)-1,3,5-三、2,4,6-參(2-羥基-3-甲基-4-辛氧基苯基)-1,3,5-
三、2,4,6-參(2-羥基-3-甲基-4-十二烷氧基苯基)-1,3,5-三、2,4,6-參(2-羥基-3-甲基-4-苄氧基苯基)-1,3,5-三、2,4,6-參(2-羥基-3-甲基-4-乙氧基乙氧基苯基)-1,3,5-三、2,4,6-參(2-羥基-3-甲基-4-丁氧基乙氧基苯基)-1,3,5-三、2,4,6-參(2-羥基-3-甲基-4-丙氧基乙氧基苯基)-1,3,5-三、2,4,6-參(2-羥基-3-甲基-4-甲氧基羰基丙氧基苯基)-1,3,5-三、2,4,6-參(2-羥基-3-甲基-4-乙氧基羰基乙氧基苯基)-1,3,5-三、2,4,6-參(2-羥基-3-甲基-4-(1-(2-乙氧基己氧基)-1-側氧丙烷-2-基氧基)苯基)-1,3,5-三、2,4-雙(2,4-二甲基苯基)-6-(2-羥基-4-N-辛氧基苯基)-1,3,5-三、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三-2-基)-5-(2-(2-乙基己醯氧基)乙氧基)酚等。
其中,作為市售物可舉例如:2,4-雙(2,4-二甲基苯基)-6-(2-羥基-4-N-辛氧基苯基)-1,3,5-三(CHEMIPRO化成(股)製「Kemisorb 102」)、2,4,6-參(2-羥基-3-甲基-4-己氧基苯基)-1,3,5-三(ADEKA(股)製「ADK STAB LA-F70」)、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三-2-基)-5-(2-(2-乙基己醯氧基)乙氧基)酚(ADEKA(股)製「ADK STAB LA-46」)、2,4-二苯基-6-(2-羥基-4-己氧基苯基)-1,3,5-三(BASF JAPAN(股)製「TINUVIN 1577」)。
(二苯基酮系紫外線吸收劑)
作為二苯基酮系紫外線吸收劑,可舉例如2,4-二羥基二苯基酮、2-羥基-4-甲氧基二苯基酮、2-羥基-4-辛氧基二苯基酮、2-羥基-4-苄氧基二苯基酮、2-羥基-4-甲氧基-5-磺醯基二苯基酮、2-羥基-4-甲氧基-5-磺醯基二苯基酮三水合物、2-羥基-4-十二烷氧基-二苯基酮、2-羥基-4-十八烷氧基-二苯基酮、2,2'-二羥基-4-甲氧基二苯基
酮、2,2',4,4'-四羥基二苯基酮、2,2'-二羥基-4,4'-二甲氧基二苯基酮、2,2'-二羥基-4,4'-二甲氧基-5-磺醯基二苯基酮鈉、雙(5-苯甲醯基-4-羥基-2-甲氧基苯基)甲烷、2-羥基-4-正十二烷氧基二苯基酮、2-羥基-4-甲氧基-2'-羧基二苯基酮、4,4'-雙(二乙基胺基)二苯基酮等。
其中,作為市售物可舉例如:2,2',4,4'-四羥基二苯基酮(SHIPRO化成(股)製「Seesorb 106」、BASF Japan(股)「Uvinul 3050」)、2,2'-二羥基-4,4'-二甲氧二苯基酮(SHIPRO化成(股)製「Seesorb 107」、BASF Japan(股)「Uvinul 3049」)。
(苯并三唑系紫外線吸收劑)
作為苯并三唑系紫外線吸收劑,可舉例如2-(2'-羥基-5'-甲基苯基)苯并三唑、2-[2'-羥基-3',2-(2'-羥基-3'-第三丁基-5'-甲基苯基)苯并三唑、2-(2'-羥基-5'-甲基苯基)苯并三唑、5'-雙(α,α-二甲基苄基)苯基]-苯并三唑、2-(2'-羥基-3',5'-二第三丁基苯基)-苯并三唑、2-(2'-羥基-3'-第三丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2'-羥基-3',5'-二第三丁基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2'-羥基-3',5'-二第三戊基)-苯并三唑、2-(2'-羥基-3',5'-二第三戊基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2'-羥基-3'-(3",4",5",6"-四氫酞醯亞胺甲基)-5'-甲基苯基)苯并三唑、2-(2-羥基-3,5-二第三戊基苯基)、2-(2'-羥基-5'-第三辛基苯基)苯并三唑、2,2'-亞甲基雙[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)酚]等。
其中,作為市售物可舉例如:2,2'-亞甲基雙[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)酚](ADEKA(股)製「ADK STAB LA-31」、CHEMIPRO化成(股)製「Kemisorb 279」)、2-(2'-羥基-5'-第三辛基苯基)苯并三唑(SHIPRO化成(股)製「Seesorb 709」)。
(吲哚系紫外線吸收劑)
作為吲哚系紫外線吸收劑,可使用下式(12)所示的化合物,可舉例如2-[(1-甲基-2-苯基-1H-吲哚-3-基)亞甲基]丙烷二腈(ORIENT化學工業(股)製「BONASORB UA-3901」)等。
上式(12)中,R1~R3表示任意取代基。其中,R2及R3可於1處或複數處進行取代,在複數處進行取代的情況,各個取代基可為相同或相異。
(喹啉酮系紫外線吸收劑)
作為喹啉酮系紫外線吸收劑,可使用下式(13)所示般之化合物,可舉例如4-羥基-3-[(苯基亞胺基)甲基]-2(1H)-喹啉酮(ORIENT化學工業(股)製「BONASORB UA-3701」)等。
上式(13)中,R4~R6表示任意取代基。其中,R5及R6可於1處或複數處進行取代,在複數處進行取代的情況,各個取代基可為相同或相異。
(苯甲酸酯系紫外線吸收劑)
作為苯甲酸酯系紫外線吸收劑,可舉例如2,4-二第三丁基苯基-3',5'-二第三丁基-4'-羥基苯甲酸酯、2,6-二第三丁基苯基-3',5'-二第三丁基-4'-羥基苯甲酸酯、正十六基-3,5-二第三丁基-4-羥基苯甲酸酯、正十八基-3,5-二第三丁基-4-羥基苯甲酸酯等。此等苯甲酸酯系紫外線吸收劑可作為紫外線吸收劑使用。
(氰基丙烯酸酯系紫外線吸收劑)
作為氰基丙烯酸酯系紫外線吸收劑,可舉例如2'-乙基己基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯、乙基-2-氰基-3-(3',4'-亞甲基二氧苯基)-丙烯酸酯等。此等氰基丙烯酸酯系紫外線吸收劑可作為紫外線吸收劑使用。
本發明中,紫外線吸收劑可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
(其他紫外線吸收劑)
上述紫外線吸收劑以外,亦可使用螢光增白劑作為紫外線吸收劑。可舉例如7-(二甲基胺基)-4-甲基香豆素、或屬於苯并唑系之2,5-雙(5-第三丁基-2-苯并唑基)噻吩(BASF Japan(股)「TINOPAL OB」)、4,4'-雙(2-苯并唑基)二苯乙烯等。其中,較佳為苯并唑系。
[聚碳酸酯樹脂組成物]
本發明之聚碳酸酯樹脂組成物亦可與例如芳香族聚碳酸酯樹脂、芳香族聚酯、脂肪族聚酯、聚醯胺、聚苯乙烯、聚烯烴、丙烯酸、非晶質聚烯烴、ABS、AS等之合成樹脂、聚乳酸、聚琥珀酸伸丁基酯等之生物分解性樹脂、橡膠之1種或2種以上進行混練,作成聚合物摻合物而使用。
再者,本發明所使用之聚碳酸酯樹脂亦可與此等之其他樹脂成分一起添加樹脂組成物通常所使用的核劑、難燃劑、難燃助劑、無機填充劑、衝擊改良劑、水解抑制劑、發泡劑、染料顏料等而作成聚碳酸酯樹脂組成物。
[聚碳酸酯樹脂擠出成形品的製造方法]
<製造方法>
本發明之聚碳酸酯樹脂薄膜係將含有本發明所使用之聚碳酸酯樹脂、紫外線吸收劑、與視需要之其他添加劑的樹脂組成物,依常法進行成形而得的薄膜。該聚碳酸酯樹脂薄膜之製造法較佳為T字模成形法或充氣成形法等之熔融擠出成形法,特佳為T字模成形法。
本發明之聚碳酸酯樹脂薄膜係在位於影像顯示裝置之前面或背面時,所顯示之影像必須不致因缺陷或應變等而受損且無法辨識。因此,要求在藉熔融擠出成形法進行薄膜化時,凝膠、氣泡、黑點等來自樹脂的異物缺點極少,且寬方向為均勻厚度、無局部性相位差等之光學應變。
熔融擠出成形時之樹脂溫度通常為150~265℃、較佳200℃~260℃、特佳210℃~250℃的範圍。在低於上述溫度的情況,熔融黏度過高而有擠出負荷變高的傾向。另一方面,若高於上述溫
度,則樹脂組成物中至少聚碳酸酯樹脂開始熱分解,而產生著色或黏度降低等劣化現象。
除了將樹脂溫度控制為適合成形的熔融黏度之外,藉由原料送料器的吐出量、擠出機之螺桿旋轉數、齒輪泵之送液量等彼此回饋控制而使樹脂擠出整流化,可提高薄膜厚度的精度。較佳之寬方向之厚度精度係視各用途的要求物性而異,通常為±10%以內、較佳±5%以內、特佳±3%以內。
寬方向之厚度測定係在於連續製膜之產線中具有橫向型之連續厚度測定機的情況,於測定各點進行評價。在藉切割薄膜進行離線測定的情況,係依寬方向50mm間隔藉針盤厚度計等於測定點進行評價。於此,所擠出之薄膜之兩端由於因縮頸等而變厚,故予以切開並對去除了廢棄部分的寬方向範圍進行評價。
冷卻輥溫度係相對於聚碳酸酯樹脂組成物之玻璃轉移溫度(Tg),較佳為Tg-100℃~Tg+50℃、更佳Tg-80℃~Tg+40℃、特佳Tg-60℃~Tg+30℃。更具體而言,冷卻輥溫度較佳為20~170℃、更佳40~160℃、特佳60~150℃。
在冷卻輥溫度低於上述溫度的情況,於薄膜表面產生齒輪磨痕、或局部性之光學應變不均變得顯著。另一方面,在高於上述溫度的情況,所擠出之薄膜不易由冷卻輥剝離,有發生剝離痕、或污染輥的傾向。
又,本發明之聚碳酸酯樹脂薄膜可為延伸薄膜,亦可藉由於至少一方向上延伸而作為相位差薄膜。
其延伸之方法可單獨使用自由端延伸、固定端延伸、自由端收縮、固定端收縮等各種延伸方法,亦可同時或逐次使用。又,關於
延伸方法,可於水平方向、垂直方向、厚度方向、對角方向等各種方向或次元進行,並無特別限定。較佳可舉例如橫單軸延伸方向、縱橫同時雙軸延伸方法、縱橫逐次雙軸延伸方向等。
作為延伸手段,可使用拉幅延伸機、雙軸延伸機、任意適當的延伸機。
延伸溫度係視目的,可選擇適當、適合的值。較佳係依相對於原始薄膜(亦即屬於原始薄膜之製膜材料的本發明之聚碳酸酯或其樹脂組成物)之玻璃轉移溫度(Tg),於Tg-20℃~Tg+30℃、較佳Tg-10℃~Tg+20℃、更佳Tg-5℃~Tg+10℃之範圍進行延伸。藉由選擇此種條件,可使相位差值均勻,且薄膜不易白濁。具體而言,上述延伸溫度為90℃~210℃、較佳100℃~200℃、特佳100℃~180℃。
延伸倍率係視目的而適當選擇,在未延伸的情況設為1倍,較佳為1.1倍以上且6倍以下,更佳1.5倍以上且4倍以下,再更佳1.8倍以上且3倍以下,特佳2倍以上且2.5倍以下。
若延伸倍率過大,不僅有延伸時導致破斷的可能性,亦有高溫條件下之長期使用所造成的光學特性變動的抑制效果變小的可能性;若過低,則有於所需厚度下無法賦予目標之光學特性的可能性。
延伸速度亦視目的而適當選擇,由下式所示之應變速度,通常為50%~2000%、較佳100%~1500%、更佳200%~1000%、特佳250%~500%。若延伸速度過大,有導致延伸時之破斷、或高溫條件下之長期使用所造成之光學特性變動較大的可能性。又,若延伸速度過小,則不僅生產性降低,亦有為了得到所需之相位差而
必須過度增大延伸倍率的情形。
應變速度(%/分鐘)={延伸速度(mm/分鐘)/原始薄膜之長度(mm)}×100
又,延伸後亦可藉加熱爐進行熱固定處理,或可控制拉幅機之幅度、或調整輥周速,而進行緩和步驟。
藉由此處理,可抑制因高溫條件下之長期使用所造成的光學特性變動。
本發明之薄膜可藉由適當選擇、調整此種延伸步驟中之處理條件而製作。
本發明薄膜之厚度的上限為120μm以下。較佳50μm以下、更佳30μm以下。藉由薄膜厚度上限為此範圍內,由於可以較少製膜材料製造相同面積的薄膜,故較有效率。再者,可將使用該薄膜之製品的厚度維持為較薄,同時可控制均勻性,而可用於要求精密性、薄型、均質性的機器。
另一方面,本發明薄膜之厚度的下限為5μm以上。較佳10μm以上。若薄膜厚度過薄,則薄膜操作變得極困難,有於製造中發生皺紋、或難以與保護膜等其他薄膜或片材等貼合的情形。藉由使本發明薄膜之厚度下限為此範圍內,可解決此種問題。
本發明之薄膜可作為偏光片保護薄膜使用,亦可施行硬塗層或抗反射處理、或以抗黏、不擴散或防眩光為目的的處理,亦可於接黏前施行電暈放電處理、紫外線照射處理等作為表面處理。
本發明薄膜之波長380nm下之光線穿透率的下限為0.001%以上。較佳0.005%以上、更佳0.008%以上、再更佳0.01%
以上。若穿透率過低,則紫外線吸收劑之含量必然變多,有發生薄膜外觀不良的可能性。
又,本發明薄膜之波長380nm下之光線穿透率的上限為15%以下。較佳8%以下、更佳1%以下、再更佳0.1%以下。若穿透率過高,在使用於偏光片保護薄膜時,有偏光板因紫外線而劣化之虞。
在將本發明薄膜利用作為相位差薄膜時,548nm下之面內相位差較佳為100nm以上、更佳110nm以上、再更佳120nm以上。
又,較佳為200nm以下、更佳180nm以下、再更佳160nm以下。藉由面內相位差為此範圍內,使用本發明所得之偏光板或影像顯示裝置之影像品質極其鮮明而良好。具體而言,若經過偏光墨鏡而觀察使用本發明所得的偏光板或影像顯示裝置,亦不易發生因目視角度變化所產生的虹模樣等。
<薄膜之異物>
薄膜異物之發生不僅損及薄膜品質,由薄膜生產性的觀點而言亦不佳。為了減低薄膜異物,如上述般,特別有效的是減低樹脂組成物中特定化合物的含量、防止熔融混練時之未熔解物發生或薄膜製膜時以滲出為起因的製膜輥污染發生。
關於薄膜中之異物,係以後述之方法評價,較佳為15個/m2以下、更佳10個/m2以下、再更佳5個/m2以下、特佳3個/m2以下。在有超過此數值之異物的情況,不僅損及薄膜外觀,亦顯著影響薄膜之光學物性。
[實施例]
以下,藉由實施例更詳細說明本發明,但在不超過其要旨之前提下,本發明並不限定於以下實施例。
[評價方法]
以下,藉由下述方法進行聚碳酸酯樹脂之物性或特性的評價。
(1)還原黏度的測定
將聚碳酸酯樹脂之樣本溶解於二氯甲烷,調製0.6g/dL濃度的聚碳酸酯樹脂溶液。使用森友理化工業公司製烏氏黏度管,於溫度20.0℃±0.1℃進行測定,由溶劑之通過時間t0與溶液之通過時間t藉下式(i)求得相對黏度ηrel,由相對黏度ηrel藉下式(ii)求得黏度比ηsp。
ηrel=t/t0...(i)
ηsp=(η-η0)/η0=ηrel-1...(ii)
將比黏度ηsp除以濃度c(g/dL),求得還原黏度ηsp/c。此值越高則分子量越大。還原黏度之值越大則可得到機械強度越優越的薄膜。
(2)380nm之紫外線穿透率
波長380nm下之光線穿透率係根據JISK0115(2004年)(吸光光度分析通則),使用紫外可見分光光度計(日本High-Technologies公司製U2900)進行測定。
(3)5%重量減少溫度
藉TG-DTA6300(Seiko製)於氮氣下(流量200ml/min),一邊將
試料約10mg由室溫以10℃/min升溫至500℃、一邊進行測定,求得5%重量減少溫度。
(4)融點
使用示差掃描熱量計(SII Nano Technology公司製DSC6220)進行測定。將試料約10mg放入同公司製之鋁盤並密封,於50mL/分鐘之氮氣流下,以升溫速度10℃/分鐘由室溫升溫至400℃,求得融解波峰之頂點溫度作為融點。
(5)聚碳酸酯樹脂之玻璃轉移溫度(Tg)
聚碳酸酯樹脂之玻璃轉移溫度係使用示差掃描熱量計(SII Nano Technology公司製DSC6220)進行測定。將聚碳酸酯樹脂樣本約10mg放入同公司製之鋁盤並密封,於50mL/分鐘之氮氣流下,以升溫速度20℃/分鐘由室溫升溫至250℃。保持溫度3分鐘後,以20℃/分鐘之速度冷卻至0℃。於0℃保持3分鐘,再以20℃/分鐘之速度升溫至200℃。藉由第2次升溫所得的DSC數據,採用外插玻璃轉移開始溫度。
(6)酚與式(3)所示化合物之含量的測定
精秤聚碳酸酯樹脂試料約1g,溶解於二氯甲烷5mL作成溶液後,添加丙酮使總量成為25mL而進行再沉澱處理。接著,以0.2μm盤濾機對該處理液進行過濾,藉液體層析法進行定量。
(7)薄膜成形與輥髒污評價
以2kg/Hr於OCS公司製凝膠計數器FSA薄膜檢查線(滾筒設定溫度:240℃,T字模(寬150mm,設定溫度:240℃),冷卻輥(設定溫度:105℃))以各別的厚度形成薄膜,依以下基準進行有無發生輥髒污的判定。
於0分鐘以上、未滿15分鐘可依目視確認到輥髒污:××
於15分鐘以上、未滿30分鐘可依目視確認到輥髒污:×
於30分鐘以上、未滿60分鐘可依目視確認到輥髒污:△-
於60分鐘以上、未滿90分鐘可依目視確認到輥髒污:△
於90分鐘以上、未滿120分鐘可依目視確認到輥髒污:○-
於120分鐘以上、未滿150分鐘可依目視確認到輥髒污:○
於150分鐘以上、未滿180分鐘可依目視確認到輥髒污:◎
(8)薄膜之厚度及厚度精度
於由薄膜所得開始起約10m的部分,對由薄膜中心起兩邊寬方向30mm之範圍,於TD方向10mm間隔使用接觸厚度計(小野測器(股)製,製品名「Digital Linear Gauge DG-933」)測定薄膜厚度。於此,本發明中所謂「薄膜厚度」係指算出上述測定值之總平均者。又,將由下式所得數值作為本發明之「厚度精度」。
厚度精度(%)={(距薄膜厚度之最大偏差)/(薄膜厚度)}×100
(其中,式中「距薄膜厚度之最大偏差」係指上述各測定值與平均值(薄膜厚度)間之差中的最大值。)
厚度精度之數值越小,表示為具有越均勻之厚度的薄膜。
(9)薄膜異物
對由所得薄膜切出之寬50mm、長200mm的樣本,以目視計算該樣本中之直徑(於楕圓狀的情況為長徑)150μm以上之異物的存在數。異物存在數越少,為使用於例如光學薄膜時越優越的薄膜。
[使用原料]
以下實施例及比較例所使用化合物的簡稱、及製造者係如下述。
<二羥基化合物>
‧ISB:異山梨醇[Roquette Frères公司製]
‧CHDM:1,4-環己烷二甲醇[SKChemical公司製]
‧TCDDM:三環癸烷二甲醇[OXEA公司製]
<碳酸二酯>
‧DPC:碳酸二苯基酯[三菱化學(股)製]
<受阻酚化合物>
‧Irganox 1010:季戊四醇-肆[3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯][BASF Japan(股)製]
<磷系化合物>
‧亞磷酸[太平化學產業(股)製](分子量82.0)
‧AS2112:參(2,4-二第三丁基苯基)亞磷酸酯[ADEKA(股)製](分子量646.9)
<紫外線吸收劑>
‧UVA-1:LA-31[ADEKA(股)製]
‧UVA-2:LA-36[ADEKA(股)製]
‧UVA-3:LA-F70[ADEKA(股)製]
‧UVA-4:BONASORB UA-3701[Orient化學工業(股)製]
‧UVA-5:Uvinul 3049[BASF Japan(股)製]
‧UVA-6:Uvinul 3050[BASF Japan(股)製]
‧UVA-7:Seesorb 709[SHIPRO化成(股)製]
‧UVA-8:Tinuvin 234[BASF Japan(股)製]
‧UVA-9:TINOPAL OB[BASF Japan(股)製]
‧UVA-10:Cyasorb UV-5411[日本Cytec Industries(股)製]
於下表1整合表示紫外線吸收劑所具有的物性。
聚碳酸酯樹脂之製造方法
[製造例1]
使用由豎型攪拌反應器3台與橫型攪拌反應器1台、及雙軸擠出機所構成的連續聚合設備,進行聚碳酸酯樹脂之聚合。使ISB與CHDM與DPC分別於槽中熔融,依莫耳比ISB/CHDM/DPC=0.700/0.300/1.010對第1豎型攪拌反應器連續供給。同時,將作為觸媒之醋酸鈣1水合物之水溶液依相對於總二羥基化合物1mol成為1.5μmol的方式供給至第1豎型攪拌反應器。以於第1豎型攪拌反應器之平均滯留時間成為90分鐘的方式,一邊控制設於反應器底部之移送配管的閥的開度,一邊將液面水平保持一定。由反應器底部所排出之反應液,係接續逐次連續供給至第2豎型攪拌反應器、第3豎型攪拌反應器、第4橫型攪拌反應器[日立Plant Techonology(股)公司製雙軸眼鏡型翼]。第1豎型攪拌反應器與第2豎型攪拌反應器係具備迴流冷卻器,藉由調節迴流比,抑制未反應之二羥基化合物與DPC的餾出。
各反應器之反應溫度、內壓、滯留時間係分別設為於第1豎型攪拌反應器:190℃、25kPa、90分鐘;第2豎型攪拌反應器:195℃、10kPa、45分鐘;第3豎型攪拌反應器:210℃、3kPa、45分鐘;第4橫型攪拌反應器:230℃、0.5kPa、90分鐘。依所得聚碳酸酯樹脂之還原黏度成為由0.61dL/g至0.64dL/g的方式,一邊微調整第4橫型攪拌反應器之內壓、一邊進行運轉。
由第4橫型攪拌反應器連續抽出聚碳酸酯樹脂,接著以熔融狀態直接將樹脂供給至雙軸擠出機[日本製鋼所(股)製
TEX30α]。擠出機係具有3個真空排氣口,將樹脂中之殘存低分子成分脫氣去除。由第1排氣口的前方供給塗附了亞磷酸的母粒,對聚碳酸酯樹脂添加亞磷酸0.65ppm(以磷原子之量計為0.2ppm),於第2排氣口之前方對樹脂添加2000重量ppm之水,進行注水脫氣,於第3排氣口前方供給500ppm之AS2112、1000ppm之Irganox 1010。擠出機(共10滾筒)係設定為圓筒溫度220℃、螺桿旋轉數230rpm。擠出機出口之樹脂溫度為262℃。
通過了擠出機之聚碳酸酯樹脂,係接著以熔融狀態通過過濾器而過濾異物後,由模具以股線狀排出,水冷、固化後,藉旋轉式切割器進行顆粒化。顆粒之玻璃轉移溫度為122℃。將所得聚碳酸酯樹脂作為PC1。
[製造例2]
除了依莫耳比ISB/CHDM/DPC=0.700/0.300/1.012連續供給至第1豎型攪拌反應器以外,其餘與實施例1同樣地進行,得到聚碳酸酯樹脂。顆粒之玻璃轉移溫度為122℃。將所得聚碳酸酯樹脂作為PC2。
[製造例3]
除了依莫耳比ISB/CHDM/DPC=0.700/0.300/1.000、將作為觸媒之醋酸鈣1水合物之水溶液依相對於總二羥基化合物1mol成為1.25μmol的方式連續供給至第1豎型攪拌反應器,並將各反應器之反應溫度、內壓、滯留時間分別設為於第1豎型攪拌反應器:188℃、24.2kPa、90分鐘;第2豎型攪拌反應器:194℃、19.9kPa、60
分鐘;第3豎型攪拌反應器:214℃、9.9kPa、60分鐘;第4橫型攪拌反應器:225℃、0.1kPa、120分鐘,擠出機中將圓筒溫度於前半4個滾筒設為240℃、後半6個滾筒設為195℃,且螺桿旋轉數設定為225rpm以外,其餘與實施例1同樣進行。顆粒之玻璃轉移溫度為122℃。將所得聚碳酸酯樹脂作為PC3。
[製造例4]
使用由豎型攪拌反應器及雙軸擠出機所構成的批次式聚合設備,進行聚碳酸酯樹脂之聚合。使ISB與CHDM與DPC分別於槽中熔融,依莫耳比ISB/CHDM/DPC=0.700/0.300/1.000對第1豎型攪拌反應器供給ISB。同時,將作為觸媒之碳酸銫之水溶液依相對於總二羥基化合物1mol碳酸銫成為1.25μmol的方式供給至第1豎型攪拌反應器。作為反應之第1段之步驟,將加熱槽溫度加熱至150℃,於攪拌下使原料溶解15分鐘,將壓力由常壓依40分鐘減壓至13.3kPa,一邊將加熱槽溫度於40分鐘上升至190℃、一邊將產生之酚抽出至反應容器外。將反應容器全體於190℃保持15分鐘後,作為第2段之步驟,將加熱槽溫度於30分鐘上升至240℃。在開始升溫起10分鐘後,使反應容器內之壓力於30分鐘成為0.200kPa以下,使所產生之酚餾出。120分鐘後,在到達既定之攪拌扭矩後,停止反應,由反應器連續抽出聚碳酸酯樹脂,接著以熔融狀態直接將樹脂供給至雙軸擠出機[日本製鋼所(股)製TEX30α]。擠出機係具有3個真空排氣口,將樹脂中之殘存之低分子成分脫氣去除。由第1排氣口的前方供給塗附了亞磷酸的母粒,對聚碳酸酯樹脂添加亞磷酸0.65ppm(以磷原子之量計為0.2ppm),於第2排氣口之前方對
樹脂添加2000重量ppm之水,進行注水脫氣,於第3排氣口前方供給500ppm之AS2112、1000ppm之Irganox 1010。擠出機(共10滾筒)係設定為圓筒溫度220℃、螺桿旋轉數230rpm。擠出機出口之樹脂溫度為261℃。
通過了擠出機之聚碳酸酯樹脂,係接著以熔融狀態通過過濾器而過濾異物後,由模具以股線狀排出,水冷、固化後,藉旋轉式切割器進行顆粒化。顆粒之玻璃轉移溫度為122℃。將所得聚碳酸酯樹脂作為PC4。
聚碳酸酯樹脂所含有之酚及式(3)所示化合物的量,係整合示於下表2。
[實施例1]
將製造例1記載之聚碳酸酯樹脂(PC1)100重量份及UVA-1之1.5重量份,使用定量送料器供給至具有排氣口的雙軸擠出機(日本製鋼所(股)製TEX30α,圓筒設定溫度:240℃),通過過濾器將異物過濾後,由模具以股線狀排出,水冷、固化後,藉旋轉式切割器進行顆粒化。
其後,將該聚碳酸酯樹脂組成物依2kg/Hr以OCS公司製凝膠計數器FSA薄膜檢查線(滾筒設定溫度:240℃,T字模(寬150mm,設定溫度:240℃),冷卻輥(設定溫度:105℃)),擠出成形為厚40μm的薄膜。結果示於下表3。
[實施例2~13、比較例1~5]
如下表3所示,變更薄膜厚度、紫外線吸收劑之種類及紫外線吸收劑之量以外,其餘與實施例1同樣實施。
實施例1~13之薄膜厚度精度之數值均特別小,為具有均勻厚度的薄膜,同時每單位面積之薄膜異物量亦較少,為特別優越的薄膜。
另一方面,比較例1~5係因所使用之紫外線吸收劑的種類及量,而使樹脂組成物之耐熱性降低,或被視為由以滲出為起因之輥髒污所引起之薄膜厚度精度惡化、或異物量增加。
尚且,比較例4及比較例5中,於薄膜全體確認到多數之被視為因紫外線吸收劑未熔融而凝集、非150μm以上而細微的異物。
[實施例14~16]
如下表4所示,將所使用之聚碳酸酯樹脂由PC1變更為PC2、PC3及PC4之任一者以外,其餘與實施例4同樣實施。
實施例14~16之薄膜厚度精度之數值均特別小,為具有均勻厚度的薄膜,同時每單位面積之薄膜異物量亦較少,為特別優越的薄膜。
[實施例17~19]
如下表5所示,將所使用之聚碳酸酯樹脂由PC1變更為PC2、PC3及PC4之任一者以外,其餘與實施例6同樣實施。
實施例17~19之薄膜厚度精度之數值均特別小,為具有均勻厚度的薄膜,同時每單位面積之薄膜異物量亦較少,為特別優越的薄膜。
[實施例20]
將製造例1記載之聚碳酸酯樹脂(PC1)100重量份及UVA-3之1.2重量份,使用定量送料器供給至具有排氣口的雙軸擠出機(日本製鋼所(股)製TEX30α,圓筒設定溫度:240℃),通過過濾器將異物過濾後,由模具以股線狀排出,水冷、固化後,藉旋轉式切割器進行顆粒化。
其後,將該聚碳酸酯樹脂組成物依2kg/Hr以OCS公司製凝膠計數器FSA薄膜檢查線(滾筒設定溫度:240℃,T字模(寬150mm,設定溫度:240℃),冷卻輥(設定溫度:105℃)),擠出成形為厚50μm的薄膜。由此薄膜切出長125mm、寬50mm的未延伸薄膜,藉批次式雙軸延伸裝置(Island工業公司製),進行應變速度5mm/min、延伸溫度134℃、延伸倍率1.8倍之固定端單軸延伸。對於將經延伸之透明薄膜切出為寬4cm、長4cm的樣本,使用相位差測定裝置(王子計測機器公司製,製品名「KOBRA WRXY2020」),於23℃室內,測定波長548nm下的面內相位差R548,結果為
139nm。結果整合示於下表6。
將實施例20所製造之聚碳酸酯樹脂薄膜,貼附於顯示直線偏光之影像的顯示器的畫面表層作為相位差薄膜,經由偏光墨鏡觀看顯示器,結果無黑顯示,且亦未確認到虹模樣發生,為良好之結果。
雖使用特定態樣說明了本發明,但本發明領域中具有通常知識者當知在不脫離本發明意圖與範圍之下,可進行各種變更及變形。尚且,本申請案係根據2015年4月21日所申請之日本專利申請案(特願2015-086969),其全體內容均藉由引用而援用進本文中。
(產業上之可利用性)
根據本發明,可提供無薄膜之耐熱性降低、因滲出之物質造成薄膜混濁、以輥髒污等為起因的薄膜異物、齒輪磨痕等薄膜外觀不良等問題,外觀品質優越,而且薄膜厚度之均勻性亦優越的聚碳酸酯樹脂薄膜。
因此,有助於使用其之偏光板的製造步驟損耗的削減、影像顯示裝置之構造薄型化等。
Claims (4)
- 如請求項1或2之聚碳酸酯樹脂薄膜,其中,548nm下之面內相位差為100nm以上且200nm以下,薄膜中之異物為10個/m2以下。
- 一種偏光片保護薄膜,係使用請求項1至3中任 一項之聚碳酸酯樹脂薄膜而成。
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