JP2017155187A - Polycarbonate resin, method for producing the polycarbonate resin, method for producing a transparent film comprising the polycarbonate resin, and retardation film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学特性や耐熱性、溶融加工性等に優れたポリカーボネート樹脂、並びにそれよりなる透明フィルム及び位相差フィルムに関する。 The present invention relates to a polycarbonate resin excellent in optical properties, heat resistance, melt processability, and the like, and a transparent film and a retardation film comprising the polycarbonate resin.
近年、光学レンズ、光学フィルム、光学記録媒体といった光学用途に使用される透明樹脂の需要が増大している。その中でも特に、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイに代表される薄型の平面パネルディスプレイ(FPD)の普及が顕著であり、コントラストや色つきの改善、視野角拡大、外光反射防止等の表示品質を向上させる目的で各種の光学フィルムが開発され、利用されている。 In recent years, the demand for transparent resins used for optical applications such as optical lenses, optical films, and optical recording media has increased. Among them, thin flat panel displays (FPDs) represented by liquid crystal displays and organic EL displays are particularly widespread, improving display quality such as improving contrast and coloring, widening the viewing angle, and preventing external light reflection. Various optical films have been developed and used for the purpose.
例えば、有機ELディスプレイにおいては、外光の反射を防止するための1/4波長板が用いられている。1/4波長板に用いられる位相差フィルムは、色つきを抑え、きれいな黒表示を可能とするため、可視領域の各波長において理想的な位相差特性を得ることができる、広帯域の波長分散特性が求められている。これに相当するものとして、例えば、フルオレン環を側鎖に有するビスフェノール構造を含むポリカーボネート共重合体よりなり、短波長ほど位相差が小さくなる逆波長分散性を示す位相差フィルムが開示されている(例えば、特許文献1、2参照)。 For example, in an organic EL display, a quarter wavelength plate for preventing reflection of external light is used. The retardation film used for the quarter-wave plate suppresses coloring and enables a clear black display, so that it is possible to obtain ideal retardation characteristics at each wavelength in the visible region. Is required. Corresponding to this, for example, a retardation film is disclosed which comprises a polycarbonate copolymer containing a bisphenol structure having a fluorene ring in the side chain, and exhibits reverse wavelength dispersion with a smaller retardation at shorter wavelengths ( For example, see Patent Documents 1 and 2).
また、従来のポリカーボネート樹脂は主にビスフェノールAをモノマーに用いられてきたが、近年、イソソルビド(ISB)をモノマー成分としたポリカーボネート樹脂が開発されている。ISBを用いたポリカーボネート樹脂は耐熱性や光学特性等の諸特性に優れており、位相差フィルム等の光学用途やガラス代替用途等への利用が検討されている(例えば、特許文献3、4参照)。また、ISBはバイオマス資源から得られるジヒドロキシ化合物であり、焼却処分しても二酸化炭素の排出量増加に寄与しないカーボンニュートラルな材料であることにも興味が持たれている。 Conventional polycarbonate resins have been mainly used with bisphenol A as a monomer, but in recent years, polycarbonate resins having isosorbide (ISB) as a monomer component have been developed. Polycarbonate resins using ISB are excellent in various properties such as heat resistance and optical properties, and are being studied for use in optical applications such as retardation films and glass substitute applications (see, for example, Patent Documents 3 and 4). ). In addition, ISB is a dihydroxy compound obtained from biomass resources, and is also interested in being a carbon-neutral material that does not contribute to an increase in carbon dioxide emissions even when incinerated.
また、イノシトールはバイオマス資源から得られる環状多価アルコールであり、ヒドロキシ基と反応する化合物で連結させることにより、ポリマーを形成することが期待される。非特許文献1、2には、イノシトールの誘導体からポリウレタンを合成し、耐熱性の向上が見られたことが報告されている。 Inositol is a cyclic polyhydric alcohol obtained from biomass resources, and is expected to form a polymer by linking with a compound that reacts with a hydroxy group. Non-Patent Documents 1 and 2 report that polyurethane was synthesized from an inositol derivative, and that heat resistance was improved.
近年、位相差フィルムをはじめとした光学フィルムの用途では、偏光板やディスプレイ組み立て工程中の加熱を伴うプロセスや、高温高湿度の使用環境下等において、フィルムの光学物性や寸法が変化しないように、材料への耐熱性向上の要求がある。またそれに加えて、さらなる光学特性や品質の向上や、コストダウン、製膜や延伸、積層等の各工程における生産性の向上といった要求もあり、これらの要求を満たすために、種々の特性を同時に優れたものとする必要がある。具体的には、ガラス転移温度を向上させることで耐熱性を向上させることと、位相差の波長分散性、光弾性係数等の光学物性、フィルムの靱性等の機械物性、溶融加工性等の物性バランスを高いレベルで優れたものにした材料の開発が求められている。 In recent years, in optical film applications such as retardation films, the optical properties and dimensions of the film should not change in processes involving heating during the assembly process of polarizing plates and displays, or in high-temperature and high-humidity environments. There is a demand for improved heat resistance of materials. In addition, there are also demands for further improvement of optical characteristics and quality, cost reduction, productivity improvement in each process such as film formation, stretching, and lamination. In order to satisfy these requirements, various characteristics are simultaneously improved. It needs to be excellent. Specifically, it improves heat resistance by improving the glass transition temperature, optical properties such as retardation wavelength dispersion, photoelastic coefficient, mechanical properties such as film toughness, and physical properties such as melt processability. There is a demand for the development of materials with excellent balance at a high level.
本発明の目的は、前記の種々の課題を解決し、耐熱性、光学特性、溶融加工性等の種々の特性に優れたポリカーボネート樹脂、該ポリカーボネート樹脂の製造方法、該ポリカーボネート樹脂からなる透明フィルムの製造方法、及び位相差フィルムを提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned various problems and to provide a polycarbonate resin excellent in various properties such as heat resistance, optical properties, melt processability, a method for producing the polycarbonate resin, and a transparent film comprising the polycarbonate resin. It is in providing a manufacturing method and retardation film.
本発明者らは、前記課題を解決するべく鋭意検討を重ねた結果、特定の構造を含有し、種々の共重合成分との比率を制御することで、耐熱性、光学特性、溶融加工性等の物性に優れたポリカーボネート樹脂が得られることを見出し、本発明に至った。即ち、本発明は以下を要旨とする。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention contain a specific structure and control the ratio with various copolymerization components, so that heat resistance, optical properties, melt processability, etc. The present inventors have found that a polycarbonate resin having excellent physical properties can be obtained, and have reached the present invention. That is, the gist of the present invention is as follows.
[1] 下記式(1)〜(3)のいずれかで表される構造単位を少なくとも含むポリカーボネート樹脂であって、該樹脂から作成された延伸フィルムの、波長450nmにおける位相差(R450)と波長550nmにおける位相差(R550)との比である波長分散(R450/R550)の値が0.50以上、1.03以下であるポリカーボネート樹脂。 [1] A polycarbonate resin containing at least a structural unit represented by any of the following formulas (1) to (3), and a retardation (R450) and a wavelength at a wavelength of 450 nm of a stretched film made from the resin A polycarbonate resin having a wavelength dispersion (R450 / R550) value of 0.50 or more and 1.03 or less, which is a ratio to a phase difference (R550) at 550 nm.
(上記式(1)〜(3)中において、R1〜R4は各々独立に、炭素数1〜30の有機基を表す。これらの有機基には任意の置換基を有していてもよい。また、R1〜R4のいずれか2つ以上が、相互に結合して環を形成していてもよい。) (In the above formulas (1) to (3), R 1 to R 4 each independently represents an organic group having 1 to 30 carbon atoms. These organic groups may have any substituent. Any two or more of R 1 to R 4 may be bonded to each other to form a ring.)
[2] 前記式(1)〜(3)中のR1とR2、R3とR4がそれぞれ相互にアセタール結合で環を形成している[1]に記載のポリカーボネート樹脂。 [2] The polycarbonate resin according to [1], wherein R 1 and R 2 , R 3 and R 4 in the formulas (1) to (3) each form a ring with an acetal bond.
[3] 前記式(1)〜(3)中のシクロヘキサン環が、myo−イノシトールから誘導されるイノシトール残基である[1]又[2]に記載のポリカーボネート樹脂。 [3] The polycarbonate resin according to [1] or [2], wherein the cyclohexane ring in the formulas (1) to (3) is an inositol residue derived from myo-inositol.
[4] 下記式(4)で表される構造単位を少なくとも含む[1]乃至[3]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂。 [4] The polycarbonate resin according to any one of [1] to [3], which includes at least a structural unit represented by the following formula (4).
[5] ガラス転移温度が100℃以上、180℃以下である[1]乃至[4]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂。 [5] The polycarbonate resin according to any one of [1] to [4], which has a glass transition temperature of 100 ° C. or higher and 180 ° C. or lower.
[6] 樹脂を構成する全ての構造単位、及び連結基の重量の合計量を100重量%とした際に、前記式(1)〜(3)のいずれかで表される構造単位を1重量%以上、70重量%以下含有する[1]乃至[5]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂。 [6] When the total amount of all the structural units constituting the resin and the weight of the linking group is 100% by weight, the structural unit represented by any one of the formulas (1) to (3) is 1 weight. % Or more and 70% by weight or less of the polycarbonate resin according to any one of [1] to [5].
[7] 樹脂を構成する全ての構造単位、及び連結基の重量の合計量を100重量%とした際に、下記式(5)で表される構造単位を1重量%以上、70重量%以下含有する[1]乃至[6]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂。 [7] When the total amount of all the structural units constituting the resin and the weight of the linking group is 100% by weight, the structural unit represented by the following formula (5) is 1% by weight or more and 70% by weight or less. The polycarbonate resin according to any one of [1] to [6].
[8] 樹脂を構成する全ての構造単位、及び連結基の重量の合計量を100重量%とした際に、下記式(6)〜(8)から選ばれる少なくとも1つの構造単位を1重量%以上、70重量%以下含有する[1]乃至[7]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂。 [8] When the total amount of all structural units constituting the resin and the weight of the linking group is 100% by weight, at least one structural unit selected from the following formulas (6) to (8) is 1% by weight. The polycarbonate resin according to any one of [1] to [7], which is contained in an amount of 70% by weight or less.
(上記式(6)中、R5〜R8はそれぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数6〜20のシクロアルキル基、又は、置換若しくは無置換の炭素数6〜20のアリール基を表し、Xは置換若しくは無置換の炭素数2〜10のアルキレン基、置換若しくは無置換の炭素数6〜20のシクロアルキレン基、又は、置換若しくは無置換の炭素数6〜20のアリーレン基を表す。m及びnはそれぞれ独立に0〜5の整数である。) (In the above formula (6), R 5 to R 8 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 6 to 20 carbon atoms, Or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, wherein X is a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkylene group having 6 to 20 carbon atoms, or Represents a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms, and m and n are each independently an integer of 0 to 5).
(式(7)及び(8)中、R9〜R11は、それぞれ独立に、直接結合、置換基を有していてもよい炭素数1〜4のアルキレン基であり、R12〜R17は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数4〜10のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアシル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルコキシ基、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアリールオキシ基、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアシルオキシ基、置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のビニル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のエチニル基、置換基を有する硫黄原子、置換基を有するケイ素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、又はシアノ基である。ただし、R12〜R17のうち隣接する少なくとも2つの基が互いに結合して環を形成していてもよい。) (In formula (7) and (8), R < 9 > -R < 11 > is a C1-C4 alkylene group which may have a direct bond and a substituent each independently, R < 12 > -R < 17 >. Each independently has a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an optionally substituted aryl group having 4 to 10 carbon atoms, and a substituent. An optionally substituted acyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent, an aryloxy group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent, An optionally substituted acyloxy group having 1 to 10 carbon atoms, an amino group optionally having substituents, a vinyl group having 1 to 10 carbon atoms optionally having substituents, and a substituent An ethynyl group having 1 to 10 carbon atoms, a sulfur atom having a substituent, and a substituent. A silicon atom, a halogen atom, a nitro group, or a cyano group. However, may form a ring adjacent the at least two groups are bonded to each other among the R 12 to R 17.)
[9] 樹脂を構成する全ての構造単位、及び連結基の重量の合計量を100重量%とした際に、脂肪族ジヒドロキシ化合物、脂環式ジヒドロキシ化合物、アセタール環を含有するジヒドロキシ化合物、及びオキシアルキレングリコールから選ばれる少なくとも1つの化合物に由来する構造単位を0.1重量%以上、50重量%以下含む[1]乃至[8]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂。 [9] Aliphatic dihydroxy compound, alicyclic dihydroxy compound, dihydroxy compound containing acetal ring, and oxy when the total amount of all structural units constituting the resin and the weight of the linking group is 100% by weight The polycarbonate resin according to any one of [1] to [8], which contains 0.1 wt% or more and 50 wt% or less of a structural unit derived from at least one compound selected from alkylene glycol.
[10] 樹脂を構成する全ての構造単位、及び連結基の重量の合計量を100重量%とした際に、前記式(6)〜(8)で表される構造単位以外の芳香族構造単位を5重量%以下含有する[1]乃至[9]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂。 [10] Aromatic structural units other than the structural units represented by the formulas (6) to (8) when the total amount of all the structural units constituting the resin and the weight of the linking group is 100% by weight. The polycarbonate resin according to any one of [1] to [9], containing 5% by weight or less.
[11] 測定温度240℃、剪断速度91.2sec−1における溶融粘度が1000Pa・s以上、7000Pa・s以下である[1]乃至[10]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂。 [11] The polycarbonate resin according to any one of [1] to [10], wherein the melt viscosity at a measurement temperature of 240 ° C. and a shear rate of 91.2 sec −1 is 1000 Pa · s or more and 7000 Pa · s or less.
[12] 樹脂中の、炭酸ジエステルの残存量が1重量ppm以上、300重量ppm以下、かつ、炭酸ジエステルに由来するモノヒドロキシ化合物の含有量が1重量ppm以上、1000重量ppm以下である[1]乃至[11]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂。 [12] Residual amount of carbonic acid diester in the resin is 1 to 300 ppm by weight, and content of monohydroxy compound derived from carbonic acid diester is 1 to 1000 ppm by weight [1 ] To [11].
[13] [1]乃至[12]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂を溶融重合反応により製造する方法であって、該溶融重合反応の最高温度が200℃以上、260℃以下であることを特徴とするポリカーボネート樹脂の製造方法。 [13] A method for producing the polycarbonate resin according to any one of [1] to [12] by a melt polymerization reaction, wherein a maximum temperature of the melt polymerization reaction is 200 ° C. or more and 260 ° C. or less. A method for producing a polycarbonate resin.
[14] [1]乃至[12]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂を成形してなる透明フィルム。 [14] A transparent film formed by molding the polycarbonate resin according to any one of [1] to [12].
[15] [14]に記載の透明フィルムを製造する方法であって、[1]乃至[12]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂を成形温度280℃以下で溶融製膜法により成形する透明フィルムの製造方法。 [15] A method for producing the transparent film according to [14], wherein the polycarbonate resin according to any one of [1] to [12] is molded by a melt film-forming method at a molding temperature of 280 ° C. or lower. Manufacturing method.
[16] [14]に記載の透明フィルムの一方向又は二方向延伸フィルムである位相差フィルム。 [16] A retardation film which is a unidirectional or bi-directional stretched film according to [14].
本発明によれば、耐熱性、光学特性、溶融加工性等の種々の特性に優れたポリカーボネート樹脂、並びにそれからなる透明フィルム及び位相差フィルムが提供される。 According to the present invention, a polycarbonate resin excellent in various properties such as heat resistance, optical properties, and melt processability, and a transparent film and a retardation film comprising the polycarbonate resin are provided.
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明はその要旨を超えない限り、以下の内容に限定されない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described in detail below. However, the description of the constituent elements described below is an example (representative example) of an embodiment of the present invention. The content is not limited.
尚、本発明において、「構造単位」とは、重合体において隣り合う連結基に挟まれた部分構造、及び、重合体の末端部分に存在する重合反応性基と、該重合反応性基に隣り合う連結基とに挟まれた部分構造をいう。 In the present invention, the “structural unit” means a partial structure sandwiched between adjacent linking groups in the polymer, a polymerization reactive group present at the terminal portion of the polymer, and the polymerization reactive group. A partial structure sandwiched between matching linking groups.
また、本発明において、各種の置換基の炭素数は、当該置換基が更に置換基を有する場合、その置換基の炭素数も含めた合計の炭素数をさす。 In the present invention, the carbon number of various substituents refers to the total number of carbon atoms including the carbon number of the substituent when the substituent further has a substituent.
また、本発明においてポリカーボネート樹脂とは、ポリエステルカーボネート樹脂を含む。ポリエステルカーボネート樹脂とは、ポリマーを構成する構造単位がカーボネート結合だけでなく、エステル結合で連結された部分を含むポリマーのことを言う。 In the present invention, the polycarbonate resin includes a polyester carbonate resin. The polyester carbonate resin refers to a polymer including a portion in which the structural unit constituting the polymer is linked not only by a carbonate bond but also by an ester bond.
本発明のポリカーボネート樹脂は、下記式(1)〜(3)のいずれかで表される構造単位を少なくとも含むポリカーボネート樹脂であり、波長450nmにおける位相差(R450)と波長550nmにおける位相差(R550)との比である波長分散(R450/R550)の値が0.50以上、1.03以下であるポリカーボネート樹脂である。 The polycarbonate resin of the present invention is a polycarbonate resin containing at least a structural unit represented by any of the following formulas (1) to (3), and has a retardation at a wavelength of 450 nm (R450) and a retardation at a wavelength of 550 nm (R550). Is a polycarbonate resin having a chromatic dispersion (R450 / R550) value of 0.50 or more and 1.03 or less.
(上記式(1)〜(3)中において、R1〜R4は各々独立に、炭素数1〜30の有機基を表す。これらの有機基には任意の置換基を有していてもよい。また、R1〜R4のいずれか2つ以上が、相互に結合して環を形成していてもよい。) (In the above formulas (1) to (3), R 1 to R 4 each independently represents an organic group having 1 to 30 carbon atoms. These organic groups may have any substituent. Any two or more of R 1 to R 4 may be bonded to each other to form a ring.)
[本発明のポリカーボネート樹脂の構造と原料]
(ジヒドロキシ化合物A)
本発明のポリカーボネート樹脂において、ポリカーボネート樹脂を構成する全ての構造単位、及び連結基の重量の合計量を100重量%とした際に、前記式(1)〜(3)のいずれかで表される構造単位の含有量は1重量%以上、70重量%以下が好ましい。この割合は、3重量%以上、60重量%以下がより好ましく、5重量%以上、50重量%以下がさらに好ましく、8重量%以上、40重量%以下が特に好ましい。尚、前記式(1)〜(3)で表される構造単位をそれぞれ構造(1)、構造(2)、構造(3)と称することがある。
[Structure and raw material of polycarbonate resin of the present invention]
(Dihydroxy Compound A)
In the polycarbonate resin of the present invention, when the total amount of all structural units constituting the polycarbonate resin and the weight of the linking group is 100% by weight, it is represented by any one of the above formulas (1) to (3). The content of the structural unit is preferably 1% by weight or more and 70% by weight or less. This ratio is more preferably 3% by weight or more and 60% by weight or less, further preferably 5% by weight or more and 50% by weight or less, and particularly preferably 8% by weight or more and 40% by weight or less. The structural units represented by the formulas (1) to (3) may be referred to as the structure (1), the structure (2), and the structure (3), respectively.
構造(1)〜(3)の含有量が上記範囲より多い場合、耐熱性が過度に高くなったり、得られる樹脂が脆くなったりするおそれがある。また、それ故に十分な分子量まで重合反応を進行させるために反応温度を高くしたり、反応時間を長くしたりする必要があるため、ポリマーが熱劣化し、色調が著しく悪化したり、架橋が進行してゲル化したりするおそれがある。一方、構造(1)〜(3)の含有量が上記範囲より少ない場合、本発明のポリカーボネート樹脂の特長である耐熱性向上の効果を十分に得ることができなくなる。 When the content of the structures (1) to (3) is more than the above range, the heat resistance may be excessively increased or the resulting resin may be brittle. In addition, it is necessary to increase the reaction temperature and the reaction time in order to advance the polymerization reaction to a sufficient molecular weight, so that the polymer is thermally deteriorated, the color tone is significantly deteriorated, and the crosslinking proceeds. There is a risk of gelation. On the other hand, when the content of the structures (1) to (3) is less than the above range, the effect of improving heat resistance, which is a feature of the polycarbonate resin of the present invention, cannot be obtained sufficiently.
前記式(1)〜(3)において、R1〜R4は各々独立に置換基を有していてもよい炭素数1〜30の有機基である。R1〜R4の炭素数1〜数30の有機基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デキル基、ウンデキル基、ドデキル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニル基、プロペニル基、ヘキセニル基等の直鎖又は分岐の鎖状アルケニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等の環状アルケニル基、エチニル基、メチルエチニル基、1−プロピオニル基等のアルキニル基、フェニル基、ナフチル基、トルイル基等のアリール基、メトキシフェニル基等のアルコキシフェニル基、ベンジル基、フェニルエチル基等のアラルキル基、チエニル基、ピリジル基、フリル基等の複素環基が挙げられる。これらの内、ポリマー自体の安定性の観点から、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基等が好ましく、ポリマーの光学特性や耐候性、耐熱性と機械物性のバランスの観点から、アルキル基、シクロアルキル基が特に好ましい。 In the formula (1) ~ (3), R 1 ~R 4 are each independently a substituent having an optionally organic group having 1 to 30 carbon atoms also. Examples of the organic group having 1 to 30 carbon atoms of R 1 to R 4 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group, and an undecyl group. , Alkyl groups such as dodecyl group, cycloalkyl groups such as cyclopentyl group and cyclohexyl group, linear or branched chain alkenyl groups such as vinyl group, propenyl group and hexenyl group, cyclic alkenyl groups such as cyclopentenyl group and cyclohexenyl group Group, ethynyl group, methylethynyl group, alkynyl group such as 1-propionyl group, aryl group such as phenyl group, naphthyl group and toluyl group, alkoxyphenyl group such as methoxyphenyl group, aralkyl group such as benzyl group and phenylethyl group , Heterocyclic groups such as thienyl group, pyridyl group and furyl group. Among these, from the viewpoint of the stability of the polymer itself, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, and the like are preferable. From the viewpoint of the balance between the optical characteristics and weather resistance of the polymer, heat resistance and mechanical properties, the alkyl group A cycloalkyl group is particularly preferred.
また、これらの有機基が置換基を有する場合、本発明のポリカーボネート樹脂の優れた物性を大幅に損ねるものでなければ、特に制限はないが、当該置換基としては炭素数1〜30の上記有機基に加えて、アルコキシ基、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、エステル基、ハロゲン原子、チオール基、チオエーテル基、有機ケイ素基等が挙げられる。R1〜R4の有機基はこれらの置換基を2以上有していてもよく、その場合、2以上の置換基は同一であっても異なるものであってもよい。 Further, when these organic groups have a substituent, there is no particular limitation as long as the excellent physical properties of the polycarbonate resin of the present invention are not significantly impaired. In addition to the groups, alkoxy groups, hydroxyl groups, amino groups, carboxyl groups, ester groups, halogen atoms, thiol groups, thioether groups, organosilicon groups, and the like can be given. The organic group of R 1 to R 4 may have two or more of these substituents, and in this case, the two or more substituents may be the same or different.
R1〜R4は、そのうちの2以上、好ましくは2つまたは3つが相互に結合して環を形成していてもよく、特に、R1とR2、R3とR4がそれぞれ相互にアセタール結合で環を形成していることが、ポリカーボネート樹脂の耐熱性向上の観点から好ましい。 Two or more, preferably two or three of R 1 to R 4 may be bonded to each other to form a ring, and in particular, R 1 and R 2 , R 3 and R 4 are It is preferable from the viewpoint of improving the heat resistance of the polycarbonate resin that a ring is formed by an acetal bond.
特に、前記構造(1)〜(3)の内、構造(1)であることが、ポリカーボネート樹脂の耐熱性や光学特性の観点から好ましく、とりわけ前記式(1)において、R1とR2、R3とR4がそれぞれ相互にアセタール結合で環を形成していることが好ましい。 In particular, among the structures (1) to (3), the structure (1) is preferable from the viewpoint of the heat resistance and optical properties of the polycarbonate resin. In particular, in the formula (1), R 1 and R 2 , It is preferable that R 3 and R 4 each form a ring with an acetal bond.
R1とR2、R3とR4とがアセタール結合を形成しているもの、また、アセタール結合で環を形成している構造の例として、好ましくは、下記構造式群で表されるものが挙げられ、これらのうち、耐熱性や光学特性の観点からシクロヘキシリデン基であることが特に好ましい。 Examples of structures in which R 1 and R 2 , R 3 and R 4 form an acetal bond, and a structure in which an acetal bond forms a ring, are preferably represented by the following structural formula group Among these, a cyclohexylidene group is particularly preferable from the viewpoint of heat resistance and optical properties.
特に、本発明のポリカーボネート樹脂に含まれる構造単位は、構造(1)であって、前記式(1)において、R1とR2、R3とR4がシクロヘキシリデン基のアセタール結合で環を形成し、主鎖のシクロヘキサン環がmyo−イノシトールから誘導されるイノシトール残基の組合せである、下記式(4)で表される構造であることが、原料の調達のしやすさや耐熱性などの諸物性の観点から好ましい。 In particular, the structural unit contained in the polycarbonate resin of the present invention is the structure (1), and in the formula (1), R 1 and R 2 , R 3 and R 4 are acetal bonds of a cyclohexylidene group. And the structure represented by the following formula (4), which is a combination of inositol residues derived from myo-inositol with the cyclohexane ring of the main chain being easy to procure raw materials, heat resistance, etc. From the viewpoint of various physical properties, it is preferable.
尚、本発明のポリカーボネート樹脂は、構造(1)のみを有していてもよく、構造(2)のみを有していてもよく、構造(3)のみを有していてもよく、構造(1)〜(3)のいずれか2つを有していてもよく、構造(1)〜(3)を同時に3つ有していてもよい。また、本発明のポリカーボネート樹脂が有する構造(1)〜(3)中において、各構造中のR1〜R4はそれぞれ同一であってもよく、異なるものであってもよい。 The polycarbonate resin of the present invention may have only the structure (1), may have only the structure (2), may have only the structure (3), Any two of 1) to (3) may be included, and three structures (1) to (3) may be included at the same time. In the structures (1) to (3) of the polycarbonate resin of the present invention, R 1 to R 4 in each structure may be the same or different.
上記の構造(1)〜(3)は、後述の本発明のポリカーボネート樹脂の製造方法において、原料ジヒドロキシ化合物として、それぞれ、下記式(1A)、(2A)、(3A)で表されるジヒドロキシ化合物(以下、これらを「ジヒドロキシ化合物A」と称することがある。)を用いることにより、ポリカーボネート樹脂中に導入することができる。 The above structures (1) to (3) are dihydroxy compounds represented by the following formulas (1A), (2A) and (3A) as raw material dihydroxy compounds, respectively, in the method for producing a polycarbonate resin of the present invention described later. (Hereinafter, these may be referred to as “dihydroxy compound A”) can be introduced into the polycarbonate resin.
(上記式(1A)〜(3A)中において、R1〜R4はそれぞれ前記式(1)〜(3)におけると同義である。) (In the formulas (1A) to (3A), R 1 to R 4 have the same meanings as in the formulas (1) to (3), respectively.
本発明のポリカーボネート樹脂において、特に、構造(1)〜(3)中のシクロヘキサン環は、好ましくは、イノシトールから誘導されるイノシトール残基である。そのイノシトールの具体例として、all−cis−イノシトール、epi−イノシトール、allo−イノシトール、muco−イノシトール、myo−イノシトール、neo−イノシトール、chiro−D−イノシトール、chiro−L−イノシトール、scyllo−イノシトールが挙げられるが、原料の入手が容易な観点から、myo−イノシトールから誘導されるイノシトール残基であること、即ち、本発明のポリカーボネート樹脂における構造(1)〜(3)は、後述の本発明のポリカーボネート樹脂の製造方法において、myo−イノシトール、及び/又はその誘導体を原料ジヒドロキシ化合物として用いて導入されることが好ましい。 In the polycarbonate resin of the present invention, in particular, the cyclohexane ring in the structures (1) to (3) is preferably an inositol residue derived from inositol. Specific examples of the inositol include all-cis-inositol, epi-inositol, allo-inositol, muco-inositol, myo-inositol, neo-inositol, chiro-D-inositol, chiro-L-inositol, scyllo-inositol. However, from the viewpoint of easy availability of raw materials, it is an inositol residue derived from myo-inositol, that is, the structures (1) to (3) in the polycarbonate resin of the present invention are the polycarbonates of the present invention described later. In the resin production method, it is preferable to introduce myo-inositol and / or a derivative thereof as a raw material dihydroxy compound.
(ジヒドロキシ化合物B)
本発明のポリカーボネート樹脂は下記式(5)で表される構造単位を含有していることが好ましい。
(Dihydroxy compound B)
The polycarbonate resin of the present invention preferably contains a structural unit represented by the following formula (5).
前記式(5)で表される構造単位の含有量は、ポリカーボネート樹脂を構成する全ての構造単位、及び連結基の重量の合計量を100重量%とした際に、1重量%以上、70重量%以下が好ましい。この割合は、10重量%以上、65重量%以下がより好ましく、20重量%以上、60重量%以下が特に好ましい。 The content of the structural unit represented by the formula (5) is 1% by weight or more and 70% by weight when the total amount of all the structural units constituting the polycarbonate resin and the weight of the linking group is 100% by weight. % Or less is preferable. This ratio is more preferably 10% by weight or more and 65% by weight or less, and particularly preferably 20% by weight or more and 60% by weight or less.
前記式(5)で表される構造単位の含有量が上記範囲より多い場合、耐熱性が過度に高くなり、機械特性や溶融加工性が悪化する。また、前記式(5)で表される構造単位は吸湿性の高い構造であるため、含有量が過度に多い場合には樹脂の吸水率が高くなり、高湿度の環境下において成形品の光学物性が変化したり、変形やひび割れ等が起こる懸念がある。一方、前記式(5)で表される構造単位の含有量が上記範囲より少ない場合、耐熱性が不十分となったり、本発明のポリカーボネート樹脂の特長である高透過率や低光弾性係数等の光学特性が得られなくなる。 When the content of the structural unit represented by the formula (5) is more than the above range, the heat resistance becomes excessively high, and the mechanical properties and melt processability are deteriorated. Further, since the structural unit represented by the formula (5) has a highly hygroscopic structure, when the content is excessively large, the water absorption rate of the resin becomes high, and the optical properties of the molded product in a high humidity environment are high. There is a concern that the physical properties may change or deformation or cracking may occur. On the other hand, when the content of the structural unit represented by the formula (5) is less than the above range, the heat resistance becomes insufficient, the high transmittance and the low photoelastic coefficient, which are the features of the polycarbonate resin of the present invention, and the like. The optical characteristics cannot be obtained.
前記式(5)で表される構造単位を導入可能なジヒドロキシ化合物としては、立体異性体の関係にある、イソソルビド(ISB)、イソマンニド、イソイデット(以下、これらを「ジヒドロキシ化合物B」と称することがある。)が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、入手及び重合反応性の観点からISBを用いるのが最も好ましい。 Examples of the dihydroxy compound capable of introducing the structural unit represented by the formula (5) include isosorbide (ISB), isomannide, and isoidet (hereinafter referred to as “dihydroxy compound B”) having a stereoisomeric relationship. There is). These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type. Among these, it is most preferable to use ISB from the viewpoint of availability and polymerization reactivity.
ジヒドロキシ化合物Bは、還元剤、抗酸化剤、脱酸素剤、光安定剤、制酸剤、pH安定剤又は熱安定剤等の安定剤を含んでいてもよい。特に酸性下でジヒドロキシ化合物Bは変質しやすいことから、塩基性安定剤を含むことが好ましい。 The dihydroxy compound B may contain a stabilizer such as a reducing agent, an antioxidant, an oxygen scavenger, a light stabilizer, an antacid, a pH stabilizer or a heat stabilizer. In particular, since the dihydroxy compound B is easily altered under acidic conditions, it is preferable to include a basic stabilizer.
塩基性安定剤としては、例えば、長周期型周期表(Nomenclature of Inorganic Chemistry IUPAC Recommendations2005)における1族又は2族の金属の水酸化物、炭酸塩、リン酸塩、亜リン酸塩、次亜リン酸塩、硼酸塩及び脂肪酸塩;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、トリメチルエ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、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルメチルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリブチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリブチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、テトラフェニルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリフェニルアンモニウムヒドロキシド、メチルトリフェニルアンモニウムヒドロキシド及びブチルトリフェニルアンモニウムヒドロキシド等の塩基性アンモニウム化合物;ジエチルアミン、ジブチルアミン、トリエチルアミン、モルホリン、N−メチルモルホリン、ピロリジン、ピペリジン、3−アミノ−1−プロパノール、エチレンジアミン、N−メチルジエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、4−アミノピリジン、2−アミノピリジン、N,N−ジメチル−4−アミノピリジン、4−ジエチルアミノピリジン、2−ヒドロキシピリジン、2−メトキシピリジン、4−メトキシピリジン、2−ジメチルアミノイミダゾール、2−メトキシイミダゾール、イミダゾール、2−メルカプトイミダゾール、2−メチルイミダゾール及びアミノキノリン等;アミン系化合物、並びにジ−(tert−ブチル)アミン及び2,2,6,6−テトラメチルピペリジン等のヒンダードアミン系化合物が挙げられる。 Examples of the basic stabilizer include hydroxides, carbonates, phosphates, phosphites, hypophosphites of group 1 or group 2 metals in the long-period periodic table (Nomenclature of Inorganic Chemistry IUPAC Recommendations 2005). Acid salts, borates and fatty acid salts; tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, trimethylethylammonium hydroxide, trimethylbenzylammonium hydroxide, trimethylphenylammonium hydroxide, Triethylmethylammonium hydroxide, triethylbenzylammonium hydroxide, triethylphenylammonium Basic ammonium compounds such as dimethylhydroxide, tributylbenzylammonium hydroxide, tributylphenylammonium hydroxide, tetraphenylammonium hydroxide, benzyltriphenylammonium hydroxide, methyltriphenylammonium hydroxide and butyltriphenylammonium hydroxide; Butylamine, triethylamine, morpholine, N-methylmorpholine, pyrrolidine, piperidine, 3-amino-1-propanol, ethylenediamine, N-methyldiethanolamine, diethylethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, 4-aminopyridine, 2-aminopyridine, N, N-dimethyl-4-aminopyridine, 4-diethylaminopyridine 2-hydroxypyridine, 2-methoxypyridine, 4-methoxypyridine, 2-dimethylaminoimidazole, 2-methoxyimidazole, imidazole, 2-mercaptoimidazole, 2-methylimidazole, aminoquinoline and the like; amine compounds, and di- ( tert-butyl) amine and hindered amine compounds such as 2,2,6,6-tetramethylpiperidine.
ジヒドロキシ化合物B中のこれら塩基性安定剤の含有量に特に制限はないが、ジヒドロキシ化合物Bは酸性状態では不安定であるので、上記の安定剤を含むジヒドロキシ化合物Bの水溶液のpHが7付近となるように安定剤を添加することが好ましい。 The content of these basic stabilizers in the dihydroxy compound B is not particularly limited. However, since the dihydroxy compound B is unstable in an acidic state, the pH of the aqueous solution of the dihydroxy compound B containing the stabilizer is about 7. It is preferable to add a stabilizer.
安定剤の量が少なすぎるとジヒドロキシ化合物Bの変質を防止する効果が得られない可能性があり、多すぎるとジヒドロキシ化合物Bの変性を招く場合があるので、ジヒドロキシ化合物Bに対して、0.0001重量%〜0.1重量%であることが好ましく、より好ましくは0.001重量%〜0.05重量%である。 If the amount of the stabilizer is too small, the effect of preventing the alteration of the dihydroxy compound B may not be obtained. If the amount is too large, the modification of the dihydroxy compound B may be caused. The content is preferably 0001 to 0.1% by weight, more preferably 0.001 to 0.05% by weight.
また、ジヒドロキシ化合物Bは吸湿しやすく、また、酸素によって徐々に劣化するため、保管又は製造時の取り扱いの際には水分が混入しないようにし、また、脱酸素剤を用いたり、窒素雰囲気下にしたりすることが好ましい。 In addition, since the dihydroxy compound B easily absorbs moisture and gradually deteriorates due to oxygen, water should not be mixed in during storage or handling during manufacture, and a deoxygenating agent or a nitrogen atmosphere should be used. Is preferable.
(フルオレン系モノマー)
本発明のポリカーボネート樹脂は、下記式(6)〜(8)で表される構造単位から選ばれる構造単位を含有してもよい。尚、下記式(6)〜(8)で表される構造単位を含有する二官能性モノマーを「フルオレン系モノマー」と称することがある。また、下記式(7)及び(8)で表される構造単位を「オリゴフルオレン構造単位」と称することがある。
(Fluorene monomer)
The polycarbonate resin of the present invention may contain a structural unit selected from structural units represented by the following formulas (6) to (8). In addition, the bifunctional monomer containing the structural unit represented by the following formulas (6) to (8) may be referred to as “fluorene monomer”. The structural units represented by the following formulas (7) and (8) may be referred to as “oligofluorene structural units”.
(上記式(6)中、R5〜R8はそれぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数6〜20のシクロアルキル基、又は、置換若しくは無置換の炭素数6〜20のアリール基を表し、Xは置換若しくは無置換の炭素数2〜10のアルキレン基、置換若しくは無置換の炭素数6〜20のシクロアルキレン基、又は、置換若しくは無置換の炭素数6〜20のアリーレン基を表す。m及びnはそれぞれ独立に0〜5の整数である。) (In the above formula (6), R 5 to R 8 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 6 to 20 carbon atoms, Or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, wherein X is a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkylene group having 6 to 20 carbon atoms, or Represents a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms, and m and n are each independently an integer of 0 to 5).
(式(7)及び(8)中、R9〜R11は、それぞれ独立に、直接結合、置換基を有していてもよい炭素数1〜4のアルキレン基であり、R12〜R17は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数4〜10のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアシル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルコキシ基、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアリールオキシ基、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアシルオキシ基、置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のビニル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のエチニル基、置換基を有する硫黄原子、置換基を有するケイ素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、又はシアノ基である。ただし、R12〜R17のうち隣接する少なくとも2つの基が互いに結合して環を形成していてもよい。) (In formula (7) and (8), R < 9 > -R < 11 > is a C1-C4 alkylene group which may have a direct bond and a substituent each independently, R < 12 > -R < 17 >. Each independently has a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an optionally substituted aryl group having 4 to 10 carbon atoms, and a substituent. An optionally substituted acyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent, an aryloxy group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent, An optionally substituted acyloxy group having 1 to 10 carbon atoms, an amino group optionally having substituents, a vinyl group having 1 to 10 carbon atoms optionally having substituents, and a substituent An ethynyl group having 1 to 10 carbon atoms, a sulfur atom having a substituent, and a substituent. A silicon atom, a halogen atom, a nitro group, or a cyano group. However, may form a ring adjacent the at least two groups are bonded to each other among the R 12 to R 17.)
これらの構造単位を導入することで、位相差の波長分散性(波長依存性)を調整することが可能となる。多くのポリマーは位相差が短波長ほど大きくなる正の波長分散性を有しているが、前記式(6)〜(8)で表される構造単位は位相差が短波長ほど小さくなる逆波長分散性を有しているため、前記式(6)〜(8)で表される構造単位の含有量に応じてフラットな波長分散性から逆波長分散性へと調整することができる。 By introducing these structural units, it becomes possible to adjust the wavelength dispersion (wavelength dependence) of the phase difference. Many polymers have a positive wavelength dispersion in which the phase difference increases as the wavelength decreases. However, the structural units represented by the above formulas (6) to (8) have a reverse wavelength that decreases as the wavelength decreases. Since it has dispersibility, it can be adjusted from flat wavelength dispersibility to reverse wavelength dispersibility according to the content of the structural units represented by the formulas (6) to (8).
前記式(6)〜(8)で表される構造単位による逆波長分散の発現性は構造により異なるが、位相差フィルムとして最適な波長分散特性を得るためには、前記式(6)〜(8)で表される構造単位の含有量は、ポリカーボネート樹脂を構成する全ての構造単位、及び連結基の重量の合計量を100重量%とした際に、1重量%以上、70重量%以下含有することが好ましく、3重量%以上、60重量%以下とすることがより好ましく、5重量%以上、50重量%以下とすることが特に好ましい。 Although the expression of reverse wavelength dispersion by the structural units represented by the formulas (6) to (8) varies depending on the structure, in order to obtain the optimum wavelength dispersion characteristics as a retardation film, the formulas (6) to ( 8) The content of the structural unit represented by 8) is 1% by weight or more and 70% by weight or less when the total weight of all the structural units constituting the polycarbonate resin and the linking group is 100% by weight. Preferably, the content is 3% by weight or more and 60% by weight or less, more preferably 5% by weight or more and 50% by weight or less.
樹脂中の前記式(6)〜(8)で表される構造単位の含有量が少な過ぎると、これらの構造単位を含有することによる上記効果を十分に得ることができないが、前記式(6)〜(8)で表される構造単位は負の複屈折を有しているため、樹脂中の含有量が上記範囲よりも多い場合、複屈折が小さくなりすぎて、所望の位相差が得られなくなるおそれがある。また、他の共重合成分の比率が少なくなるため、耐熱性や機械物性等の他の特性のバランスを調整することが難しくなるおそれがある。 If the content of the structural units represented by the formulas (6) to (8) in the resin is too small, the above-described effect due to the inclusion of these structural units cannot be sufficiently obtained. ) To (8) have a negative birefringence, so if the content in the resin is greater than the above range, the birefringence becomes too small and a desired phase difference is obtained. There is a risk of being lost. Moreover, since the ratio of other copolymerization components decreases, it may be difficult to adjust the balance of other properties such as heat resistance and mechanical properties.
前記式(6)で表される構造単位を導入するために用いられるジヒドロキシ化合物として、具体的には、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−ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシプロポキシ)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−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシプロポキシ)−3−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−イソプロピルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−イソブチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−tert−ブチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−シクロヘキシルフェニル)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、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3,5−ジメチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−tert−ブチル−6−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロポキシ)フェニル)フルオレンなどが挙げられる。 Specific examples of the dihydroxy compound used for introducing the structural unit represented by the formula (6) include 9,9-bis (4- (2-hydroxyethoxy) phenyl) fluorene, 9,9-bis. (4-hydroxyphenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4- (2-hydroxypropoxy) phenyl) fluorene, 9,9-bis (4 -(2-hydroxyethoxy) -3-methylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4- (2-hydroxypropoxy) -3-methylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4- (2-hydroxyethoxy) ) -3-Isopropylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4- (2-hydroxyethoxy) -3-isobutylphenyl) fluorene, 9 9-bis (4- (2-hydroxyethoxy) -3-tert-butylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4- (2-hydroxyethoxy) -3-cyclohexylphenyl) fluorene, 9,9-bis ( 4- (2-hydroxyethoxy) -3-phenylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4- (2-hydroxyethoxy) -3,5-dimethylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4- (2 -Hydroxyethoxy) -3-tert-butyl-6-methylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4- (3-hydroxy-2,2-dimethylpropoxy) phenyl) fluorene, and the like.
上記のジヒドロキシ化合物の中でも、耐熱性や光学物性、機械物性などの種々の特性が優れることと、入手のしやすさの観点から、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル)フルオレンと9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレンが特に好ましい。 Among the above-mentioned dihydroxy compounds, 9,9-bis (4- (2-hydroxyethoxy) phenyl) from the viewpoint of excellent various properties such as heat resistance, optical physical properties, mechanical properties, and availability. Fluorene and 9,9-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) fluorene are particularly preferred.
前記式(7)及び(8)中のR9及びR10において、「置換基を有していてもよい炭素数1〜4のアルキレン基」としては、例えば以下のアルキレン基を採用することができる。
メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、n−ブチレン基等の直鎖状のアルキレン基;メチルメチレン基、ジメチルメチレン基、エチルメチレン基、プロピルメチレン基、(1−メチルエチル)メチレン基、1−メチルエチレン基、2−メチルエチレン基、1−エチルエチレン基、2−エチルエチレン基、1−メチルプロピレン基、2−メチルプロピレン基、1,1−ジメチルエチレン基、2,2−ジメチルプロピレン基、3−メチルプロピレン基等の、分岐鎖を有するアルキレン基。ここで、R9及びR10における分岐鎖の位置は、フルオレン環側の炭素が1位となるように付与した番号により示した。
In R 9 and R 10 in the formulas (7) and (8), as the “optionally substituted alkylene group having 1 to 4 carbon atoms”, for example, the following alkylene groups may be employed. it can.
Linear alkylene group such as methylene group, ethylene group, n-propylene group, n-butylene group; methylmethylene group, dimethylmethylene group, ethylmethylene group, propylmethylene group, (1-methylethyl) methylene group, 1 -Methylethylene group, 2-methylethylene group, 1-ethylethylene group, 2-ethylethylene group, 1-methylpropylene group, 2-methylpropylene group, 1,1-dimethylethylene group, 2,2-dimethylpropylene group An alkylene group having a branched chain, such as 3-methylpropylene group. Here, the position of the branched chain in R 9 and R 10 is indicated by a number assigned so that the carbon on the fluorene ring side is in the first position.
R9及びR10の選択は、逆波長分散性の発現に特に重要な影響を及ぼす。フルオレン系モノマー構造中のフルオレン環が主鎖方向(延伸方向)に対して垂直に配向した状態において、最も強い逆波長分散性を示す。フルオレン環の配向状態を前記の状態に近づけ、強い逆波長分散性を発現させるためには、アルキレン基の主鎖上の炭素数が2〜3であるR9及びR10を採用することが好ましい。炭素数が1の場合は意外にも逆波長分散性を示さない場合がある。この要因としては、オリゴフルオレン構造単位の連結基であるカーボネート基やエステル基の立体障害によって、フルオレン環の配向が主鎖方向に対して垂直ではない方向に固定化されてしまうこと等が考えられる。一方、炭素数が多すぎる場合は、フルオレン環の配向の固定が弱くなることで、逆波長分散性が弱くなるおそれがある。また、樹脂の耐熱性も低下する傾向にある。 The selection of R 9 and R 10 has a particularly important influence on the development of reverse wavelength dispersion. In the state where the fluorene ring in the fluorene-based monomer structure is oriented perpendicular to the main chain direction (stretching direction), the strongest reverse wavelength dispersion is exhibited. In order to bring the orientation state of the fluorene ring closer to the above state and to exhibit strong reverse wavelength dispersion, it is preferable to employ R 9 and R 10 having 2 to 3 carbon atoms on the main chain of the alkylene group. . When the number of carbon atoms is 1, surprisingly, reverse wavelength dispersion may not be exhibited. This may be because the orientation of the fluorene ring is fixed in a direction that is not perpendicular to the main chain direction due to the steric hindrance of the carbonate group or ester group that is the linking group of the oligofluorene structural unit. . On the other hand, when the number of carbon atoms is too large, the reverse wavelength dispersibility may be weakened due to weak fixation of the orientation of the fluorene ring. In addition, the heat resistance of the resin tends to decrease.
前記式(7)及び(8)に示すように、R9及びR10は、アルキレン基の一端がフルオレン環に結合し、他端が連結基に含まれる酸素原子、又はカルボニル炭素のいずれかに結合している。熱安定性、耐熱性及び逆波長分散性の観点からは、アルキレン基の他端がカルボニル炭素に結合していることが好ましい。後述するとおり、オリゴフルオレン構造を有するモノマーとして、具体的にはジオール若しくはジエステル(以下、ジエステルにはジカルボン酸も含むものとする)の構造が考えられるが、ジエステルを原料に用いて重合することが好ましい。また、製造を容易にする観点からは、R9及びR10に同一のアルキレン基を採用することが好ましい。 As shown in the above formulas (7) and (8), R 9 and R 10 are either an oxygen atom bonded to the fluorene ring at one end of the alkylene group and an oxygen atom or carbonyl carbon included in the linking group at the other end. Are connected. From the viewpoints of thermal stability, heat resistance, and reverse wavelength dispersion, it is preferable that the other end of the alkylene group is bonded to the carbonyl carbon. As will be described later, as the monomer having an oligofluorene structure, specifically, a diol or diester structure (hereinafter, the diester also includes a dicarboxylic acid) can be considered, but polymerization is preferably performed using the diester as a raw material. Further, from the viewpoint of facilitating production, it is preferable to employ the same alkylene group for R 9 and R 10 .
R11において、「置換基を有していてもよい炭素数1〜4のアルキレン基」としては、例えば以下のアルキレン基を採用することができる。
メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、n−ブチレン基等の直鎖状のアルキレン基;メチルメチレン基、ジメチルメチレン基、エチルメチレン基、プロピルメチレン基、(1−メチルエチル)メチレン基、1−メチルエチレン基、2−メチルエチレン基、1−エチルエチレン基、2−エチルエチレン基、1−メチルプロピレン基、2−メチルプロピレン基、1,1−ジメチルエチレン基、2,2−ジメチルプロピレン基、3−メチルプロピレン基等の分岐鎖を有するアルキレン基。
In R 11 , as the “optionally substituted alkylene group having 1 to 4 carbon atoms”, for example, the following alkylene groups can be employed.
Linear alkylene group such as methylene group, ethylene group, n-propylene group, n-butylene group; methylmethylene group, dimethylmethylene group, ethylmethylene group, propylmethylene group, (1-methylethyl) methylene group, 1 -Methylethylene group, 2-methylethylene group, 1-ethylethylene group, 2-ethylethylene group, 1-methylpropylene group, 2-methylpropylene group, 1,1-dimethylethylene group, 2,2-dimethylpropylene group , An alkylene group having a branched chain such as a 3-methylpropylene group.
R11は、アルキレン基の主鎖上の炭素数が1〜2であることが好ましく、特に炭素数が1であることが好ましい。主鎖上の炭素数が多すぎるR11を採用する場合は、R9及びR10と同様にフルオレン環の固定化が弱まり、逆波長分散性の低下、光弾性係数の増加、耐熱性の低下等を招くおそれがある。一方、主鎖上の炭素数は少ない方が光学特性や耐熱性は良好であるが、二つのフルオレン環の9位が直接結合でつながる場合は熱安定性が悪化する。 R 11 preferably has 1 to 2 carbon atoms on the main chain of the alkylene group, and particularly preferably 1 carbon atom. When R 11 having too many carbons on the main chain is employed, the fixation of the fluorene ring is weakened similarly to R 9 and R 10 , the reverse wavelength dispersion is decreased, the photoelastic coefficient is increased, and the heat resistance is decreased. Etc. may be caused. On the other hand, the smaller the number of carbons on the main chain, the better the optical properties and heat resistance, but the thermal stability deteriorates when the 9-positions of the two fluorene rings are connected by a direct bond.
前記オリゴフルオレン構造単位に含まれるフルオレン環は、R12〜R17の全てが水素原子である構成、或いは、R12及び/又はR17がハロゲン原子、アシル基、ニトロ基、シアノ基、及びスルホ基からなる群から選ばれるいずれかであり、かつ、R13〜R16が水素原子である構成のいずれかであることが好ましい。前者の構成を有する場合には、前記オリゴフルオレン構造単位を含む化合物を、工業的にも安価なフルオレンから誘導できる。また、後者の構成を有する場合には、フルオレン環の9位の反応性が向上するため、前記オリゴフルオレン構造単位を含む化合物の合成過程において、様々な誘導反応が適応可能となる傾向がある。前記フルオレン環は、より好ましくは、R12〜R17の全てが水素原子である構成、或いは、R12及び/又はR17がフッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びニトロ基からなる群から選ばれるいずれかであり、かつ、R13〜R16が水素原子である構成のいずれかであることがより好ましく、R12〜R17の全てが水素原子である構成が特に好ましい。前記の構成を採用することにより、フルオレン比率を高めることができ、かつ、フルオレン環同士の立体障害が生じにくく、フルオレン環に由来する所望の光学特性が得られる傾向もある。 The fluorene ring contained in the oligofluorene structural unit has a configuration in which all of R 12 to R 17 are hydrogen atoms, or R 12 and / or R 17 are a halogen atom, an acyl group, a nitro group, a cyano group, and a sulfo group. It is preferably any one selected from the group consisting of groups, and R 13 to R 16 are any of hydrogen atoms. In the case of having the former configuration, the compound containing the oligofluorene structural unit can be derived from fluorene which is industrially inexpensive. In addition, in the case of having the latter configuration, the reactivity at the 9-position of the fluorene ring is improved, so that various induction reactions tend to be adaptable in the process of synthesizing the compound containing the oligofluorene structural unit. The fluorene ring is more preferably selected from the group in which all of R 12 to R 17 are hydrogen atoms, or R 12 and / or R 17 is a group consisting of a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and a nitro group. It is more preferable that R 13 to R 16 are any of hydrogen atoms, and a structure in which all of R 12 to R 17 are hydrogen atoms is particularly preferable. By adopting the above-described configuration, the fluorene ratio can be increased, steric hindrance between fluorene rings hardly occurs, and desired optical characteristics derived from the fluorene ring tend to be obtained.
前記式(7)及び(8)で表される2価のオリゴフルオレン構造単位のうち、好ましい構造としては具体的に下記[A]群に例示される式(A1)〜(A6)で表される骨格を有する構造が挙げられる。 Of the divalent oligofluorene structural units represented by the formulas (7) and (8), preferred structures are specifically represented by the formulas (A1) to (A6) exemplified in the following [A] group. And a structure having a skeleton.
前記オリゴフルオレン構造単位を有するモノマーとしては、例えば、下記式(7A)で表される特定のジヒドロキシ化合物や下記式(8A)で表される特定のジエステルが挙げられる。 Examples of the monomer having an oligofluorene structural unit include a specific dihydroxy compound represented by the following formula (7A) and a specific diester represented by the following formula (8A).
(上記式(7A)及び(8A)中において、R9〜R17はそれぞれ前記式(7)及び(8)におけると同義である。A1およびA2は水素原子、又は置換基を有していてもよい炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基であり、A1とA2とは同一であっても異なっていてもよい。) (In the formulas (7A) and (8A), R 9 to R 17 have the same meanings as in the formulas (7) and (8), respectively. A 1 and A 2 have a hydrogen atom or a substituent. An aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms which may be present, or an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, and A 1 and A 2 may be the same or different. Good.)
前記2価のオリゴフルオレン構造単位を有するモノマーとしては、前記式(8A)で表される特定のジエステルを用いることが好ましい。前記特定のジエステルは、前記式(7A)で表される特定のジヒドロキシ化合物よりも熱安定性が比較的良好であり、また、ポリマー中のフルオレン環が好ましい方向に配向し、より強い逆波長分散性を示す傾向がある。尚、ポリカーボネート樹脂中にジエステルの構造単位を含有する場合、この樹脂をポリエステルカーボネート樹脂と称する。 As the monomer having a divalent oligofluorene structural unit, it is preferable to use a specific diester represented by the formula (8A). The specific diester has relatively better thermal stability than the specific dihydroxy compound represented by the formula (7A), and the fluorene ring in the polymer is oriented in a preferred direction, resulting in stronger reverse wavelength dispersion. There is a tendency to show sex. When the polycarbonate resin contains a diester structural unit, this resin is referred to as a polyester carbonate resin.
前記式(8A)のA1とA2が水素原子、又は、メチル基やエチル基等の脂肪族炭化水素基である場合、通常用いられるポリカーボネートの重合条件においては、重合反応が起こりにくいことがある。そのため、前記式(8A)のA1とA2は芳香族炭化水素基であることが好ましい。 When A 1 and A 2 in the formula (8A) are a hydrogen atom or an aliphatic hydrocarbon group such as a methyl group or an ethyl group, the polymerization reaction may hardly occur under the polymerization conditions of the polycarbonate usually used. is there. Therefore, A 1 and A 2 in the formula (8A) are preferably aromatic hydrocarbon groups.
(その他の構造単位を有するモノマー)
本発明のポリカーボネート樹脂においては、前述した構造単位以外の構造単位を含んでいてもよく(以下、「その他の構造単位」と称することがある。)、その他の構造単位を含有するモノマーとしては、例えば、脂肪族ジヒドロキシ化合物、脂環式ジヒドロキシ化合物、アセタール環を含有するジヒドロキシ化合物、オキシアルキレングリコール類、芳香族成分を含有するジヒドロキシ化合物、ジエステル化合物等が挙げられる。これらのなかでも、反応効率を高める観点から、脂肪族ジヒドロキシ化合物、脂環式ジヒドロキシ化合物、アセタール環を含有するジヒドロキシ化合物、オキシアルキレングリコール類、芳香族成分を含有するジヒドロキシ化合物が好ましい。
(Monomers having other structural units)
In the polycarbonate resin of the present invention, structural units other than the structural units described above may be included (hereinafter sometimes referred to as “other structural units”), and the monomer containing the other structural units includes: Examples include aliphatic dihydroxy compounds, alicyclic dihydroxy compounds, dihydroxy compounds containing an acetal ring, oxyalkylene glycols, dihydroxy compounds containing aromatic components, diester compounds, and the like. Among these, from the viewpoint of increasing reaction efficiency, aliphatic dihydroxy compounds, alicyclic dihydroxy compounds, dihydroxy compounds containing an acetal ring, oxyalkylene glycols, and dihydroxy compounds containing an aromatic component are preferable.
脂肪族ジヒドロキシ化合物としては、例えば、以下のジヒドロキシ化合物を用いることができる。
エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,2−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,2−ブタンジオール、1,5−ヘプタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオール等の直鎖脂肪族炭化水素のジヒドロキシ化合物;ネオペンチルグリコール、ヘキシレングリコール等の分岐脂肪族炭化水素のジヒドロキシ化合物。
As the aliphatic dihydroxy compound, for example, the following dihydroxy compounds can be used.
Ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,2-propanediol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 1,2-butanediol, 1,5-heptanediol, 1,6-hexane Dihydroxy compounds of linear aliphatic hydrocarbons such as diol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 1,12-dodecanediol; dihydroxy compounds of branched aliphatic hydrocarbons such as neopentyl glycol and hexylene glycol Compound.
脂環式ジヒドロキシ化合物としては、例えば、以下のジヒドロキシ化合物を用いることができる。
1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、ペンタシクロペンタデカンジメタノール、2,6−デカリンジメタノール、1,5−デカリンジメタノール、2,3−デカリンジメタノール、2,3−ノルボルナンジメタノール、2,5−ノルボルナンジメタノール、1,3−アダマンタンジメタノール、リモネン等の、テルペン化合物から誘導されるジヒドロキシ化合物等に例示される、脂環式炭化水素の1級アルコールであるジヒドロキシ化合物;1,2−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,3−アダマンタンジオール、水添ビスフェノールA、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール等に例示される、脂環式炭化水素の2級アルコール及び3級アルコールであるジヒドロキシ化合物。
As the alicyclic dihydroxy compound, for example, the following dihydroxy compounds can be used.
1,2-cyclohexanedimethanol, 1,3-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanedimethanol, tricyclodecane dimethanol, pentacyclopentadecane dimethanol, 2,6-decalin dimethanol, 1,5-decalindi Examples include dihydroxy compounds derived from terpene compounds such as methanol, 2,3-decalin dimethanol, 2,3-norbornane dimethanol, 2,5-norbornane dimethanol, 1,3-adamantane dimethanol and limonene. Dihydroxy compounds that are primary alcohols of alicyclic hydrocarbons; 1,2-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,3-adamantanediol, hydrogenated bisphenol A, 2,2,4,4- Tetramethyl-1,3-cyclobutane Illustrated in ol, dihydroxy compound is a secondary alcohol and tertiary alcohol alicyclic hydrocarbon.
アセタール環を含有するジヒドロキシ化合物としては、例えば、下記構造式(9)で表されるスピログリコールや下記構造式(10)で表されるジオキサングリコール等を用いることができる。 As the dihydroxy compound containing an acetal ring, for example, spiro glycol represented by the following structural formula (9), dioxane glycol represented by the following structural formula (10), and the like can be used.
オキシアルキレングリコール類としては、例えば、以下のジヒドロキシ化合物を用いることができる。
ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール。
As the oxyalkylene glycols, for example, the following dihydroxy compounds can be used.
Diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol.
芳香族成分を含有するジヒドロキシ化合物としては、例えば、以下のジヒドロキシ化合物を用いることができる。
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、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジエチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−(3−フェニル)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−(3,5−ジフェニル)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロモフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン、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、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−2−エチルヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)デカン、ビス(4−ヒドロキシ−3−ニトロフェニル)メタン、3,3−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン、1,3−ビス(2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−プロピル)ベンゼン、1,3−ビス(2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−プロピル)ベンゼン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、2,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)スルフィド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジスルフィド、4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジクロロジフェニルエーテル等の芳香族ビスフェノール化合物;2,2−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−(2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル)プロパン、1,3−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)ビフェニル、ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル)スルホン等の芳香族基に結合したエーテル基を有するジヒドロキシ化合物。
As the dihydroxy compound containing an aromatic component, for example, the following dihydroxy compounds can be used.
2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) propane, 2 , 2-bis (4-hydroxy-3,5-diethylphenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy- (3-phenyl) phenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy- (3 5-diphenyl) phenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3,5-dibromophenyl) propane, bis (4-hydroxyphenyl) methane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) ethane, 2 , 2-bis (4-hydroxyphenyl) butane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) pentane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -1- Phenylethane, bis (4-hydroxyphenyl) diphenylmethane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -2-ethylhexane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) decane, bis (4-hydroxy-3-nitro Phenyl) methane, 3,3-bis (4-hydroxyphenyl) pentane, 1,3-bis (2- (4-hydroxyphenyl) -2-propyl) benzene, 1,3-bis (2- (4-hydroxy) Phenyl) -2-propyl) benzene, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane, bis (4-hydroxyphenyl) sulfone, 2,4 ′ -Dihydroxydiphenylsulfone, bis (4-hydroxyphenyl) sulfide, bis (4-hydroxy Aromatic bisphenol compounds such as 3-methylphenyl) sulfide, bis (4-hydroxyphenyl) disulfide, 4,4′-dihydroxydiphenyl ether, 4,4′-dihydroxy-3,3′-dichlorodiphenyl ether; 2,2-bis (4- (2-hydroxyethoxy) phenyl) propane, 2,2-bis (4- (2-hydroxypropoxy) phenyl) propane, 1,3-bis (2-hydroxyethoxy) benzene, 4,4′-bis A dihydroxy compound having an ether group bonded to an aromatic group such as (2-hydroxyethoxy) biphenyl and bis (4- (2-hydroxyethoxy) phenyl) sulfone.
ジエステル化合物としては、例えば、以下に示すジカルボン酸等を用いることができる。
テレフタル酸、フタル酸、イソフタル酸、4,4’−ジフェニルジカルボン酸、4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、4,4’−ベンゾフェノンジカルボン酸、4,4’−ジフェノキシエタンジカルボン酸、4,4’−ジフェニルスルホンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸;1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、デカリン−2,6−ジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸;マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸。尚、これらのジカルボン酸成分はジカルボン酸そのものとしてポリエステルカーボネートの原料とすることができるが、製造法に応じて、メチルエステル体、フェニルエステル体等のジカルボン酸エステルや、ジカルボン酸ハライド等のジカルボン酸誘導体を原料とすることもできる。
As the diester compound, for example, the following dicarboxylic acids can be used.
Terephthalic acid, phthalic acid, isophthalic acid, 4,4'-diphenyldicarboxylic acid, 4,4'-diphenyl ether dicarboxylic acid, 4,4'-benzophenone dicarboxylic acid, 4,4'-diphenoxyethanedicarboxylic acid, 4,4 '-Diphenylsulfone dicarboxylic acid, aromatic dicarboxylic acid such as 2,6-naphthalenedicarboxylic acid; 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, decalin-2,6 -Alicyclic dicarboxylic acids such as dicarboxylic acids; aliphatic dicarboxylic acids such as malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid and the like. These dicarboxylic acid components can be used as raw materials for polyester carbonate as the dicarboxylic acid itself, but depending on the production method, dicarboxylic acid esters such as methyl ester and phenyl ester, and dicarboxylic acids such as dicarboxylic acid halides. Derivatives can also be used as raw materials.
光学特性の観点からは、前記に挙げたその他の構造単位として、芳香族成分を含有しないものを用いることが好ましいが、光学特性を確保しつつ、耐熱性や機械特性等とのバランスをとるために、ポリマーの主鎖や側鎖に芳香族成分を組み込むことが有効な場合もある。この場合には、例えば、芳香族構造を含有する前記その他の構造単位により、ポリマーに芳香族成分を導入することができるが、本発明のポリカーボネート樹脂中のこれらの構造単位、即ち、前記式(6)〜(8)で表される構造単位以外の芳香族構造単位の含有量は、ポリカーボネート樹脂を構成する全ての構造単位、及び連結基の重量の合計量を100重量%とした際に、5重量%以下が好ましい。芳香族構造を含有するその他の構造単位の量が多くなると光弾性係数が悪化する懸念がある。 From the viewpoint of optical properties, it is preferable to use the other structural units listed above that do not contain an aromatic component, but in order to balance the heat resistance and mechanical properties while ensuring the optical properties. In addition, it may be effective to incorporate an aromatic component into the main chain or side chain of the polymer. In this case, for example, an aromatic component can be introduced into the polymer by the other structural unit containing an aromatic structure. However, these structural units in the polycarbonate resin of the present invention, that is, the above formula ( The content of the aromatic structural unit other than the structural units represented by 6) to (8) is 100% by weight when the total amount of all the structural units constituting the polycarbonate resin and the weight of the linking group is 100% by weight. 5% by weight or less is preferable. When the amount of other structural units containing an aromatic structure increases, the photoelastic coefficient may be deteriorated.
前記に挙げたその他の構造単位を有するモノマーとしては、1,6−ヘキサンジオール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、スピログリコール、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、デカリン−2,6−ジカルボン酸(及びその誘導体)を用いることが特に好ましい。これらのモノマーに由来する構造単位を含む樹脂は、光学特性や耐熱性、機械特性等のバランスに優れている。 Monomers having other structural units listed above include 1,6-hexanediol, 2,2,4,4-tetramethyl-1,3-cyclobutanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, and tricyclodehydride. It is particularly preferable to use candimethanol, spiroglycol, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, decalin-2,6-dicarboxylic acid (and its derivatives). Resins containing structural units derived from these monomers have an excellent balance of optical properties, heat resistance, mechanical properties, and the like.
ジエステル化合物の重合反応性は比較的低いため、反応効率を高める観点からは、オリゴフルオレン構造単位を有するジエステル化合物以外のジエステル化合物は用いないことがより好ましい。 Since the polymerization reactivity of the diester compound is relatively low, it is more preferable not to use a diester compound other than the diester compound having an oligofluorene structural unit from the viewpoint of increasing the reaction efficiency.
その他の構造単位を導入するためのジヒドロキシ化合物やジエステル化合物は、得られる樹脂の要求性能に応じて、単独又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。樹脂中のその他の構造単位の含有量は、ポリカーボネート樹脂を構成する全ての構造単位、及び連結基の重量の合計量を100重量%とした際に、0.1重量%以上、50重量%以下が好ましく、1重量%以上、45重量%以下がさらに好ましく、3重量%以上、40重量%以下が特に好ましい。その他の構造単位は主に樹脂の耐熱性の調整や、柔軟性や靱性の付与の役割を担うため、含有量が少なすぎると、樹脂の機械特性や溶融加工性が悪くなり、含有量が多すぎると、耐熱性や光学特性が悪化するおそれがある。 The dihydroxy compound and diester compound for introducing other structural units may be used alone or in combination of two or more according to the required performance of the resin to be obtained. The content of other structural units in the resin is 0.1% by weight or more and 50% by weight or less when the total amount of all the structural units constituting the polycarbonate resin and the weight of the linking group is 100% by weight. 1 wt% or more and 45 wt% or less is more preferable, and 3 wt% or more and 40 wt% or less is particularly preferable. The other structural units mainly play a role in adjusting the heat resistance of the resin and imparting flexibility and toughness. If the content is too small, the mechanical properties and melt processability of the resin will deteriorate, and the content will be high. If it is too high, heat resistance and optical properties may be deteriorated.
(炭酸ジエステル)
本発明のポリカーボネート樹脂に含有される上記の構造単位の連結基は、下記式(11)で表される炭酸ジエステルを重合することで導入される。
(Carbonated diester)
The linking group of the structural unit contained in the polycarbonate resin of the present invention is introduced by polymerizing a carbonic acid diester represented by the following formula (11).
(式(11)中、A3およびA4は、それぞれ置換基を有していてもよい炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基であり、A3とA4とは同一であっても異なっていてもよい。) (In Formula (11), A 3 and A 4 are each an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms that may have a substituent, or an aromatic hydrocarbon group that may have a substituent. And A 3 and A 4 may be the same or different.)
A3およびA4は、置換又は無置換の芳香族炭化水素基であることが好ましく、無置換の芳香族炭化水素基がより好ましい。尚、脂肪族炭化水素基の置換基としては、エステル基、エーテル基、アミド基、ハロゲン原子が挙げられ、芳香族炭化水素基の置換基としては、メチル基、エチル基等のアルキル基が挙げられる。 A 3 and A 4 are preferably a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group, and more preferably an unsubstituted aromatic hydrocarbon group. Examples of the substituent of the aliphatic hydrocarbon group include an ester group, an ether group, an amide group, and a halogen atom. Examples of the substituent of the aromatic hydrocarbon group include an alkyl group such as a methyl group and an ethyl group. It is done.
前記式(11)で表される炭酸ジエステルとしては、例えば、ジフェニルカーボネート(以下、DPCと略記することがある。)、ジトリルカーボネート等の置換ジフェニルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート及びジ−tert−ブチルカーボネート等のジアルキルカーボネートが例示されるが、好ましくはジフェニルカーボネート、置換ジフェニルカーボネートであり、特に好ましくはジフェニルカーボネートである。 Examples of the carbonic acid diester represented by the formula (11) include diphenyl carbonate (hereinafter sometimes abbreviated as DPC), substituted diphenyl carbonate such as ditolyl carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and di-tert-. Dialkyl carbonates such as butyl carbonate are exemplified, but preferred are diphenyl carbonate and substituted diphenyl carbonate, and particularly preferred is diphenyl carbonate.
炭酸ジエステルは、塩化物イオン等の不純物を含む場合があり、これらの不純物が重合反応を阻害したり、得られる樹脂の色相を悪化させたりする場合があるため、必要に応じて、蒸留等により精製したものを使用することが好ましい。 Carbonic acid diesters may contain impurities such as chloride ions, and these impurities may inhibit the polymerization reaction or deteriorate the hue of the resulting resin. It is preferable to use a purified one.
また、前記式(8A)で表されるジエステルモノマーと前記式(11)で表される炭酸ジエステルを両方用いて重合反応を行う場合には、前記式(8A)のA1、A2及び前記式(11)のA3、A4がすべて同じ構造であると、重合反応中に脱離する成分が同じであり、その成分を回収して再利用しやすい。また、重合反応性と再利用での有用性の観点から、A1〜A4はフェニル基であることが特に好ましい。尚、A1〜A4がフェニル基である場合、重合反応中に脱離する成分はフェノールである。 Also, when performing polymerization reaction by using both the carbonic acid diester represented by formula wherein the diester monomer represented by (8A) Formula (11), A 1, A 2 and the of the formula (8A) When A 3 and A 4 in formula (11) all have the same structure, the components that are eliminated during the polymerization reaction are the same, and the components can be easily recovered and reused. From the viewpoint of usefulness in the polymerization reaction and reuse, it is particularly preferred A 1 to A 4 is a phenyl group. When A 1 to A 4 are phenyl groups, the component that is eliminated during the polymerization reaction is phenol.
[本発明のポリカーボネート樹脂の製造条件]
本発明のポリカーボネート樹脂は、一般に用いられる重合方法で製造することができる。例えば、ホスゲンやカルボン酸ハロゲン化物を用いた溶液重合法又は界面重合法や、溶媒を用いずに反応を行う溶融重合法を用いて製造することができる。これらの製造方法のうち、溶媒や毒性の高い化合物を使用しないことから環境負荷を低減することができ、また、生産性にも優れる溶融重合法によって製造することが好ましい。
[Production conditions for polycarbonate resin of the present invention]
The polycarbonate resin of the present invention can be produced by a generally used polymerization method. For example, it can be produced using a solution polymerization method or an interfacial polymerization method using phosgene or a carboxylic acid halide, or a melt polymerization method in which a reaction is performed without using a solvent. Among these production methods, it is preferable to produce by a melt polymerization method that can reduce environmental burden because it does not use a solvent or a highly toxic compound, and is excellent in productivity.
また、重合に溶媒を使用すると樹脂中に溶媒が残存する場合があり、その可塑化効果によって樹脂のガラス転移温度が低下することにより、後述する成形や延伸などの加工工程での品質変動要因となり得る。また、溶媒としては塩化メチレン等のハロゲン系の有機溶媒が用いられることが多いが、ハロゲン系溶媒が樹脂中に残存する場合、この樹脂を用いた成形体が電子機器等に組み込まれると金属部の腐食の原因ともなり得る。溶融重合法によって得られる樹脂は溶媒を含有しないため、加工工程や製品品質の安定化にとっても有利である。 In addition, when a solvent is used for polymerization, the solvent may remain in the resin, and the plastic transition effect lowers the glass transition temperature of the resin, which causes quality fluctuations in processing steps such as molding and stretching described later. obtain. In addition, a halogen-based organic solvent such as methylene chloride is often used as the solvent. When the halogen-based solvent remains in the resin, the metal part is formed when a molded body using the resin is incorporated into an electronic device or the like. It can also cause corrosion. Since the resin obtained by the melt polymerization method does not contain a solvent, it is advantageous for stabilization of processing steps and product quality.
溶融重合法によりポリカーボネート樹脂を製造する際は、前述した構造単位を有するモノマーと、炭酸ジエステルと、重合触媒とを混合し、溶融下でエステル交換反応(又は重縮合反応とも称する。)を行い、脱離成分を系外に除去しながら反応率を上げていく。重合の終盤では高温、高真空の条件で目的の分子量まで反応を進める。反応が完了したら、反応器から溶融状態の樹脂を抜き出し、本発明のポリカーボネート樹脂が得られる。 When producing a polycarbonate resin by the melt polymerization method, the monomer having the above-mentioned structural unit, a carbonic acid diester, and a polymerization catalyst are mixed and subjected to an ester exchange reaction (also referred to as a polycondensation reaction) under melting. The reaction rate is increased while removing the desorbed components out of the system. At the end of the polymerization, the reaction proceeds to the target molecular weight under conditions of high temperature and high vacuum. When the reaction is completed, the molten resin is extracted from the reactor, and the polycarbonate resin of the present invention is obtained.
重縮合反応は、反応に用いる全ジヒドロキシ化合物と全ジエステル化合物のモル比率を厳密に調整することで、反応速度や得られる樹脂の分子量を制御できる。ポリカーボネート樹脂の場合、全ジヒドロキシ化合物に対する炭酸ジエステルのモル比率を、0.90〜1.10に調整することが好ましく、0.96〜1.05に調整することがより好ましく、0.98〜1.03に調整することが特に好ましい。ポリエステルカーボネート樹脂の場合は、全ジヒドロキシ化合物に対する炭酸ジエステルと全ジエステル化合物との合計量のモル比率を、0.90〜1.10に調整することが好ましく、0.96〜1.05に調整することがより好ましく、0.98〜1.03に調整することが特に好ましい。 In the polycondensation reaction, the reaction rate and the molecular weight of the resulting resin can be controlled by strictly adjusting the molar ratio of all dihydroxy compounds and all diester compounds used in the reaction. In the case of polycarbonate resin, the molar ratio of carbonic acid diester to the total dihydroxy compound is preferably adjusted to 0.90 to 1.10, more preferably 0.96 to 1.05, and 0.98 to 1 It is particularly preferable to adjust to 0.03. In the case of polyester carbonate resin, it is preferable to adjust the molar ratio of the total amount of carbonic diester and all diester compounds to all dihydroxy compounds to 0.90 to 1.10, and 0.96 to 1.05. It is more preferable to adjust to 0.98 to 1.03.
前記のモル比率が上下に大きく外れると、所望とする分子量の樹脂が製造できなくなる。また、前記のモル比率が小さくなりすぎると、製造された樹脂のヒドロキシ基末端が増加して、樹脂の熱安定性が悪化する場合がある。また、未反応のジヒドロキシ化合物が樹脂中に多く残存し、その後の成形加工工程で成形機の汚れや成形品の外観不良の原因となり得る。一方、前記のモル比率が大きくなりすぎると、同一条件下ではエステル交換反応の速度が低下したり、製造された樹脂中の炭酸ジエステルやジエステル化合物の残存量が増加し、この残存低分子成分が同様に成形加工工程での問題を招く可能性がある。 If the molar ratio deviates greatly in the vertical direction, a resin having a desired molecular weight cannot be produced. Moreover, when the said molar ratio becomes small too much, the hydroxyl-group terminal of manufactured resin will increase and the thermal stability of resin may deteriorate. In addition, a large amount of unreacted dihydroxy compound remains in the resin, which may cause dirt on the molding machine and poor appearance of the molded product in the subsequent molding process. On the other hand, if the molar ratio becomes too large, the rate of transesterification reaction decreases under the same conditions, or the residual amount of carbonic acid diester or diester compound in the produced resin increases. Similarly, there may be a problem in the molding process.
溶融重合法は、通常、2段階以上の多段工程で実施される。重縮合反応は、1つの重合反応器を用い、順次条件を変えて2段階以上の工程で実施してもよいし、2つ以上の反応器を用いて、それぞれの条件を変えて2段階以上の工程で実施してもよいが、生産効率の観点からは、2つ以上、好ましくは3つ以上の反応器を用いて実施する。重縮合反応はバッチ式、連続式、或いはバッチ式と連続式の組み合わせのいずれでも構わないが、生産効率と品質の安定性の観点から、連続式が好ましい。 The melt polymerization method is usually performed in a multistage process of two or more stages. The polycondensation reaction may be carried out in two or more steps by changing the conditions sequentially using one polymerization reactor, or two or more steps by changing the respective conditions using two or more reactors. However, from the viewpoint of production efficiency, it is carried out using two or more, preferably three or more reactors. The polycondensation reaction may be any of a batch system, a continuous system, or a combination of a batch system and a continuous system, but a continuous system is preferred from the viewpoint of production efficiency and quality stability.
重縮合反応においては、反応系内の温度と圧力のバランスを適切に制御することが重要である。温度、圧力のどちらか一方でも早く変化させすぎると、未反応のモノマーが反応系外に留出してしまうおそれがある。その結果、ジヒドロキシ化合物とジエステル化合物のモル比率が変化し、所望の分子量の樹脂が得られない場合がある。 In the polycondensation reaction, it is important to appropriately control the balance between temperature and pressure in the reaction system. If either one of the temperature and pressure is changed too quickly, unreacted monomers may be distilled out of the reaction system. As a result, the molar ratio between the dihydroxy compound and the diester compound changes, and a resin having a desired molecular weight may not be obtained.
また、重縮合反応の重合速度は、ヒドロキシ基末端と、エステル基末端或いはカーボネート基末端とのバランスによって制御される。そのため、特に連続式で重合を行う場合は、未反応モノマーの留出によって末端基のバランスが変動すると、重合速度を一定に制御することが難しくなり、得られる樹脂の分子量の変動が大きくなるおそれがある。樹脂の分子量は溶融粘度と相関するため、得られた樹脂を成形加工する際に、溶融粘度が変動し、均一な寸法の成形品が得られない等の問題を招くおそれがある。 In addition, the polymerization rate of the polycondensation reaction is controlled by the balance between the hydroxy group end and the ester group end or carbonate group end. Therefore, particularly in the case of performing polymerization in a continuous manner, if the balance of the end groups varies due to the distillation of unreacted monomers, it is difficult to control the polymerization rate to be constant, and the variation in the molecular weight of the resulting resin may increase. There is. Since the molecular weight of the resin correlates with the melt viscosity, when the obtained resin is molded, the melt viscosity fluctuates, and there is a possibility that a molded product having a uniform dimension cannot be obtained.
さらに、未反応モノマーが留出すると、末端基のバランスだけでなく、樹脂の共重合組成が所望の組成から外れ、機械物性や光学特性にも影響するおそれがある。本発明のポリカーボネート樹脂から得られる位相差フィルムでは、位相差の波長分散性は樹脂中のフルオレン系モノマーとその他の共重合成分との比率によって制御されるため、重合中に比率が崩れると、設計どおりの光学特性が得られなくなるおそれがある。 Further, when the unreacted monomer is distilled, not only the balance of the end groups but also the copolymer composition of the resin may be out of the desired composition, which may affect the mechanical properties and optical characteristics. In the retardation film obtained from the polycarbonate resin of the present invention, the wavelength dispersion of the retardation is controlled by the ratio of the fluorene-based monomer and other copolymerization components in the resin. There is a possibility that the same optical characteristics cannot be obtained.
以下、溶融重縮合反応の工程を、モノマーを消費させてオリゴマーを生成させる段階(第1段目の反応)と、所望の分子量まで重合を進行させてポリマーを生成させる段階(第2段目の反応)に分けて述べる。 Hereinafter, the steps of the melt polycondensation reaction include a stage in which monomers are consumed to produce oligomers (first stage reaction), and a stage in which polymerization is advanced to a desired molecular weight to produce polymers (second stage). (Reaction)
具体的に、第1段目の反応における反応条件としては、以下の条件を採用することができる。即ち、重合反応器の内温は、通常130℃以上、好ましくは150℃以上、より好ましくは170℃以上、かつ、通常250℃以下、好ましくは240℃以下、より好ましくは230℃以下の範囲で設定する。また、重合反応器の圧力(以下、圧力とは絶対圧力を表す。)は、通常70kPa以下、好ましくは50kPa以下、より好ましくは30kPa以下、かつ、通常1kPa以上、好ましくは3kPa以上、より好ましくは5kPa以上の範囲で設定する。また、反応時間は、通常0.1時間以上、好ましくは0.5時間以上、かつ、通常10時間以下、好ましくは5時間以下、より好ましくは3時間以下の範囲で設定する。 Specifically, the following conditions can be adopted as reaction conditions in the first stage reaction. That is, the internal temperature of the polymerization reactor is usually 130 ° C. or higher, preferably 150 ° C. or higher, more preferably 170 ° C. or higher, and usually 250 ° C. or lower, preferably 240 ° C. or lower, more preferably 230 ° C. or lower. Set. The pressure in the polymerization reactor (hereinafter, the pressure represents an absolute pressure) is usually 70 kPa or less, preferably 50 kPa or less, more preferably 30 kPa or less, and usually 1 kPa or more, preferably 3 kPa or more, more preferably. Set in the range of 5 kPa or more. The reaction time is usually set in the range of 0.1 hour or longer, preferably 0.5 hour or longer, and usually 10 hours or shorter, preferably 5 hours or shorter, more preferably 3 hours or shorter.
第1段目の反応は、発生するジエステル化合物由来のモノヒドロキシ化合物を反応系外へ留去しながら実施される。例えば、炭酸ジエステルとしてジフェニルカーボネートを用いる場合には、第1段目の反応において反応系外へ留去されるモノヒドロキシ化合物はフェノールである。 The first-stage reaction is carried out while distilling out the generated monohydroxy compound derived from the diester compound to the outside of the reaction system. For example, when diphenyl carbonate is used as the carbonic acid diester, the monohydroxy compound distilled out of the reaction system in the first stage reaction is phenol.
第1段目の反応においては、反応圧力を低くするほど重合反応を促進することができるが、一方で未反応モノマーの留出が多くなってしまう。未反応モノマーの留出の抑制と、減圧による反応の促進を両立させるためには、還流冷却器を具備した反応器を用いることが有効である。特に未反応モノマーの多い反応初期に還流冷却器を用いるのがよい。 In the first stage reaction, the lower the reaction pressure, the more the polymerization reaction can be promoted. On the other hand, the unreacted monomer is increased in distillation. In order to achieve both suppression of distillation of unreacted monomer and promotion of reaction by reduced pressure, it is effective to use a reactor equipped with a reflux condenser. In particular, it is preferable to use a reflux condenser at the beginning of the reaction with a large amount of unreacted monomers.
第2段目の反応は、反応系の圧力を第1段目の圧力から徐々に下げ、引き続き発生するモノヒドロキシ化合物を反応系外へ除きながら、最終的には反応系の圧力を5kPa以下、好ましくは3kPa以下、より好ましくは1kPa以下にする。また、内温は、通常210℃以上、好ましくは220℃以上、かつ、通常260℃以下、好ましくは255℃以下の範囲で設定する。また、反応時間は、通常0.1時間以上、好ましくは0.5時間以上、より好ましくは1時間以上、かつ、通常10時間以下、好ましくは5時間以下、より好ましくは3時間以下の範囲で設定する。着色や熱劣化、架橋などの副反応を抑制し、色相や熱安定性の良好な樹脂を得るには、全反応段階における内温の最高温度を260℃以下、好ましくは255℃以下、さらに好ましくは250℃以下にするとよい。特に本発明で用いるジヒドロキシ化合物Aは、過度に高温で重合反応を行うと、分解して分岐成分を発生させ、生成するポリマーが架橋、ゲル化する懸念がある。ゲルが発生すると、得られる樹脂の機械物性が低下するおそれがあり、また、光学用途で用いる場合は、異物となって製品の外観品質を低下させることになる。 In the second stage reaction, the pressure of the reaction system is gradually decreased from the pressure of the first stage, and the monohydroxy compound generated subsequently is removed from the reaction system. Preferably it is 3 kPa or less, more preferably 1 kPa or less. The internal temperature is usually set in the range of 210 ° C. or higher, preferably 220 ° C. or higher, and usually 260 ° C. or lower, preferably 255 ° C. or lower. The reaction time is usually 0.1 hours or longer, preferably 0.5 hours or longer, more preferably 1 hour or longer, and usually 10 hours or shorter, preferably 5 hours or shorter, more preferably 3 hours or shorter. Set. In order to suppress side reactions such as coloring, thermal deterioration, and crosslinking, and to obtain a resin having good hue and thermal stability, the maximum internal temperature in all reaction stages is 260 ° C. or lower, preferably 255 ° C. or lower, more preferably Is preferably 250 ° C. or lower. In particular, when the dihydroxy compound A used in the present invention undergoes a polymerization reaction at an excessively high temperature, there is a concern that the polymer is decomposed to generate a branched component, and the resulting polymer is crosslinked and gelled. When the gel is generated, the mechanical properties of the obtained resin may be deteriorated, and when used in an optical application, it becomes a foreign substance and deteriorates the appearance quality of the product.
重合時に使用し得るエステル交換反応触媒(以下、単に「触媒」、又は「重合触媒」と言うことがある。)は、反応速度や重縮合して得られる樹脂の色調や熱安定性に非常に大きな影響を与え得る。触媒としては、製造された樹脂の透明性、色相、耐熱性、熱安定性、及び機械的強度を満足させ得るものであれば限定されないが、長周期型周期表における1族又は2族(以下、単に「1族」、「2族」と表記する。)の金属化合物、塩基性ホウ素化合物、塩基性リン化合物、塩基性アンモニウム化合物、アミン系化合物等の塩基性化合物が挙げられる。好ましくは長周期型周期表第2族の金属およびリチウムからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属化合物が使用される。 The transesterification catalyst that can be used at the time of polymerization (hereinafter sometimes simply referred to as “catalyst” or “polymerization catalyst”) is very effective in the reaction rate and the color tone and thermal stability of the resin obtained by polycondensation. Can have a big impact. The catalyst is not limited as long as it can satisfy the transparency, hue, heat resistance, thermal stability, and mechanical strength of the produced resin. And basic compounds such as metal compounds, basic boron compounds, basic phosphorus compounds, basic ammonium compounds, amine compounds, and the like. Preferably, at least one metal compound selected from the group consisting of a metal of Group 2 of the long-period periodic table and lithium is used.
前記の1族金属化合物としては、例えば以下の化合物を採用することができるが、これら以外の1族金属化合物を採用することも可能である。
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化セシウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素リチウム、炭酸水素セシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸セシウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸リチウム、酢酸セシウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸セシウム、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素カリウム、水素化ホウ素リチウム、水素化ホウ素セシウム、テトラフェニルホウ酸ナトリウム、テトラフェニルホウ酸カリウム、テトラフェニルホウ酸リチウム、テトラフェニルホウ酸セシウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、安息香酸リチウム、安息香酸セシウム、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、リン酸水素2セシウム、フェニルリン酸2ナトリウム、フェニルリン酸2カリウム、フェニルリン酸2リチウム、フェニルリン酸2セシウム、ナトリウム、カリウム、リチウム、セシウムのアルコレート、フェノレート、ビスフェノールAの2ナトリウム塩、2カリウム塩、2リチウム塩、2セシウム塩。
これらのうち、重合活性と得られる樹脂の色相の観点から、リチウム化合物を用いることが好ましい。
As the group 1 metal compound, for example, the following compounds can be employed, but other group 1 metal compounds can also be employed.
Sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, cesium hydroxide, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, lithium bicarbonate, cesium bicarbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, lithium carbonate, cesium carbonate, sodium acetate, potassium acetate, Lithium acetate, cesium acetate, sodium stearate, potassium stearate, lithium stearate, cesium stearate, sodium borohydride, potassium borohydride, lithium borohydride, cesium borohydride, sodium tetraphenylborate, tetraphenyl Potassium borate, lithium tetraphenylborate, cesium tetraphenylborate, sodium benzoate, potassium benzoate, lithium benzoate, cesium benzoate, disodium hydrogen phosphate, hydrogen phosphate Potassium, 2 lithium hydrogen phosphate, 2 cesium hydrogen phosphate, 2 sodium phenyl phosphate, 2 potassium phenyl phosphate, 2 lithium phenyl phosphate, 2 cesium phenyl phosphate, sodium, potassium, lithium, cesium alcoholate, pheno Rate, disodium salt of bisphenol A, 2 potassium salt, 2 lithium salt, 2 cesium salt.
Among these, it is preferable to use a lithium compound from the viewpoint of polymerization activity and the hue of the resulting resin.
前記の2族金属化合物としては、例えば以下の化合物を採用することができるが、これら以外の2族金属化合物を採用することも可能である。
水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化マグネシウム、水酸化ストロンチウム、炭酸水素カルシウム、炭酸水素バリウム、炭酸水素マグネシウム、炭酸水素ストロンチウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸ストロンチウム、酢酸カルシウム、酢酸バリウム、酢酸マグネシウム、酢酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸ストロンチウム。
これらのうち、マグネシウム化合物、カルシウム化合物、バリウム化合物を用いることが好ましく、重合活性と得られる樹脂の色相の観点から、マグネシウム化合物及び/又はカルシウム化合物を用いることが更に好ましく、カルシウム化合物を用いることが最も好ましい。
As the group 2 metal compound, for example, the following compounds can be employed, but other group 2 metal compounds can also be employed.
Calcium hydroxide, barium hydroxide, magnesium hydroxide, strontium hydroxide, calcium bicarbonate, barium bicarbonate, magnesium bicarbonate, strontium bicarbonate, calcium carbonate, barium carbonate, magnesium carbonate, strontium carbonate, calcium acetate, barium acetate, Magnesium acetate, strontium acetate, calcium stearate, barium stearate, magnesium stearate, strontium stearate.
Among these, it is preferable to use a magnesium compound, a calcium compound, and a barium compound. From the viewpoint of polymerization activity and the hue of the resulting resin, it is more preferable to use a magnesium compound and / or a calcium compound, and to use a calcium compound. Most preferred.
尚、前記の1族金属化合物及び/又は2族金属化合物と共に、補助的に、塩基性ホウ素化合物、塩基性リン化合物、塩基性アンモニウム化合物、アミン系化合物等の塩基性化合物を併用することも可能であるが、長周期型周期表第2族の金属およびリチウムからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属化合物を使用することが特に好ましい。 In addition, it is also possible to use a basic compound such as a basic boron compound, a basic phosphorus compound, a basic ammonium compound, and an amine compound in combination with the above-mentioned Group 1 metal compound and / or Group 2 metal compound. However, it is particularly preferable to use at least one metal compound selected from the group consisting of a metal of Group 2 of the long-period periodic table and lithium.
前記重合触媒の使用量は、金属量として、通常、重合に使用した全ジヒドロキシ化合物1mol当たり0.1μmol〜300μmol、好ましくは0.5μmol〜100μmolである。前記重合触媒として、長周期型周期表第2族の金属およびリチウムからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属化合物を用いる場合、特にマグネシウム化合物及び/又はカルシウム化合物を用いる場合には、金属量として、前記全ジヒドロキシ化合物1mol当たり、通常、0.1μmol以上、好ましくは0.3μmol以上、特に好ましくは0.5μmol以上の前記重合触媒を使用する。また、前記重合触媒の使用量は、金属量として、30μmol以下がよく、好ましくは20μmol以下であり、特に好ましくは10μmol以下である。 The amount of the polymerization catalyst used is usually 0.1 μmol to 300 μmol, preferably 0.5 μmol to 100 μmol, per 1 mol of all dihydroxy compounds used in the polymerization, as a metal amount. As the polymerization catalyst, when using at least one metal compound selected from the group consisting of metals of Group 2 of the long-period periodic table and lithium, particularly when using a magnesium compound and / or a calcium compound, the amount of metal is The polymerization catalyst is usually used in an amount of 0.1 μmol or more, preferably 0.3 μmol or more, particularly preferably 0.5 μmol or more, per 1 mol of the total dihydroxy compound. The amount of the polymerization catalyst used is preferably 30 μmol or less, preferably 20 μmol or less, particularly preferably 10 μmol or less, as the amount of metal.
また、モノマーにジエステル化合物を用いて、ポリエステルカーボネート樹脂を製造する場合は、前記塩基性化合物と併用して、又は併用せずに、チタン化合物、スズ化合物、ゲルマニウム化合物、アンチモン化合物、ジルコニウム化合物、鉛化合物、オスミウム化合物、亜鉛化合物、マンガン化合物等のエステル交換触媒を用いることもできる。これらのエステル交換触媒の使用量は、反応に用いる全ジヒドロキシ化合物1molに対して、金属量として、通常、1μmol〜1mmolの範囲内であり、好ましくは5μmol〜800μmolの範囲内であり、特に好ましくは10μmol〜500μmolの範囲内である。 In addition, when a polyester carbonate resin is produced using a diester compound as a monomer, a titanium compound, a tin compound, a germanium compound, an antimony compound, a zirconium compound, lead, with or without the use of the basic compound. A transesterification catalyst such as a compound, an osmium compound, a zinc compound, or a manganese compound can also be used. The amount of these transesterification catalysts used is usually in the range of 1 μmol to 1 mmol, preferably in the range of 5 μmol to 800 μmol, particularly preferably in terms of the amount of metal with respect to 1 mol of all dihydroxy compounds used in the reaction. It is in the range of 10 μmol to 500 μmol.
触媒量が少なすぎると、重合速度が遅くなるため、所望の分子量の樹脂を得ようとするにはその分だけ重合温度を高くせざるを得なくなる。そのために、得られる樹脂の色相が悪化する可能性が高くなり、また、未反応の原料が重合途中で揮発して、ジヒドロキシ化合物とジエステル化合物のモル比率が崩れ、所望の分子量に到達しない可能性がある。一方、重合触媒の使用量が多すぎると、好ましくない副反応を併発し、得られる樹脂の色相の悪化や成形加工時の樹脂の着色や分解を招く可能性がある。 If the amount of the catalyst is too small, the polymerization rate is slowed down. Therefore, in order to obtain a resin having a desired molecular weight, the polymerization temperature must be increased accordingly. For this reason, there is a high possibility that the hue of the resulting resin will deteriorate, and the unreacted raw material may volatilize during the polymerization, causing the molar ratio of the dihydroxy compound and the diester compound to collapse and not reaching the desired molecular weight. There is. On the other hand, if the amount of the polymerization catalyst used is too large, undesirable side reactions may occur, which may lead to deterioration of the hue of the resulting resin and coloring or decomposition of the resin during molding.
前記1族金属の中でもナトリウム、カリウム、セシウムは、樹脂中に多く含まれると色相に悪影響を及ぼす可能性がある。そして、これらの金属は使用する触媒からのみではなく、原料や反応装置から混入する場合がある。出所にかかわらず、樹脂中のこれらの金属の化合物の合計量は、金属量として、前記全ジヒドロキシ化合物1mol当たり、2μmol以下がよく、好ましくは1μmol以下、より好ましくは0.5μmol以下である。 Among the group 1 metals, sodium, potassium, and cesium may adversely affect the hue when contained in the resin. And these metals may mix not only from the catalyst to be used but from a raw material or a reaction apparatus. Regardless of the source, the total amount of these metal compounds in the resin is preferably 2 μmol or less, preferably 1 μmol or less, more preferably 0.5 μmol or less, per 1 mol of the total dihydroxy compound as the metal amount.
本発明のポリカーボネート樹脂は、前述のとおり重合させた後、通常、冷却固化させ、回転式カッター等でペレット化することができる。ペレット化の方法は限定されるものではないが、最終段の重合反応器からポリカーボネート樹脂を溶融状態で抜き出し、ストランドの形態で冷却固化させてペレット化させる方法、最終段の重合反応器から溶融状態で一軸又は二軸の押出機にポリカーボネート樹脂を供給し、溶融押出しした後、冷却固化させてペレット化させる方法、又は、最終段の重合反応器から溶融状態でポリカーボネート樹脂を抜き出し、ストランドの形態で冷却固化させて一旦ペレット化させた後に、再度一軸又は二軸の押出機にポリカーボネート樹脂を供給し、溶融押出しした後、冷却固化させてペレット化させる方法等が挙げられる。 After the polycarbonate resin of the present invention is polymerized as described above, it is usually cooled and solidified, and pelletized with a rotary cutter or the like. The method of pelletization is not limited, but the polycarbonate resin is withdrawn from the final stage polymerization reactor in a molten state, cooled and solidified in the form of a strand to be pelletized, and melted from the final stage polymerization reactor. In the method of supplying polycarbonate resin to a single-screw or twin-screw extruder and melt-extruding, then cooling and solidifying to pelletize, or extracting the polycarbonate resin in a molten state from the polymerization reactor in the final stage, in the form of a strand For example, after cooling and solidifying and once pelletizing, a polycarbonate resin is again supplied to a single-screw or twin-screw extruder, melt-extruding, and then cooling and solidifying to pelletize.
[本発明のポリカーボネート樹脂の好ましい物性]
このようにして得られた本発明のポリカーボネート樹脂の分子量は還元粘度で表すことができる。樹脂の還元粘度が低すぎると得られる成形品の機械強度が小さくなる可能性がある。そのため、還元粘度は通常0.20dL/g以上であり、0.25dL/g以上であることが好ましい。一方、樹脂の還元粘度が大きすぎると、成形する際の流動性が低下し、生産性や成形性が低下する傾向がある。そのため、還元粘度は、通常0.80dL/g以下であり、0.70dL/g以下であることが好ましく、0.60dL/g以下であることがより好ましい。尚、還元粘度は、溶媒として塩化メチレンを用い、試料濃度を0.6g/dLに精密に調製し、温度20.0℃±0.1℃でウベローデ粘度計を用いて測定する。
[Preferable physical properties of the polycarbonate resin of the present invention]
The molecular weight of the polycarbonate resin of the present invention thus obtained can be represented by reduced viscosity. If the reduced viscosity of the resin is too low, the mechanical strength of the resulting molded product may be reduced. Therefore, the reduced viscosity is usually 0.20 dL / g or more, and preferably 0.25 dL / g or more. On the other hand, if the reduced viscosity of the resin is too large, the fluidity during molding decreases, and the productivity and moldability tend to decrease. Therefore, the reduced viscosity is usually 0.80 dL / g or less, preferably 0.70 dL / g or less, and more preferably 0.60 dL / g or less. The reduced viscosity is measured using a Ubbelohde viscometer at a temperature of 20.0 ° C. ± 0.1 ° C. with a sample concentration precisely adjusted to 0.6 g / dL using methylene chloride as a solvent.
前記の還元粘度は樹脂の溶融粘度と相関があるため、通常は重合反応器の撹拌動力や、溶融樹脂を移送するギアポンプの吐出圧等を運転管理の指標に用いることができる。即ち、上記の運転機器の指示値が目標値に到達した段階で、反応器の圧力を常圧に戻したり、反応器から樹脂を抜き出すことで重合反応を停止させる。 Since the reduced viscosity has a correlation with the melt viscosity of the resin, normally, the stirring power of the polymerization reactor, the discharge pressure of the gear pump that transfers the molten resin, and the like can be used as indicators for operation management. That is, when the indicated value of the operating device reaches the target value, the polymerization reaction is stopped by returning the pressure of the reactor to normal pressure or by extracting the resin from the reactor.
本発明のポリカーボネート樹脂の溶融粘度は、温度240℃、剪断速度91.2sec−1の測定条件において1000Pa・s以上、7000Pa・s以下であることが好ましい。溶融粘度は、さらには1500Pa・s以上、6500Pa・s以下が好ましく、特には2000Pa・s以上、6000Pa・s以下が好ましい。尚、溶融粘度はキャピラリーレオメーター((株)東洋精機製作所製)を用いて測定する。溶融粘度が上記範囲内であると十分な機械物性を持ち、樹脂の熱劣化を抑制できる温度範囲で溶融加工が可能になる。 The melt viscosity of the polycarbonate resin of the present invention is preferably 1000 Pa · s or more and 7000 Pa · s or less under measurement conditions of a temperature of 240 ° C. and a shear rate of 91.2 sec −1 . The melt viscosity is further preferably 1500 Pa · s or more and 6500 Pa · s or less, and particularly preferably 2000 Pa · s or more and 6000 Pa · s or less. The melt viscosity is measured using a capillary rheometer (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho). When the melt viscosity is within the above range, melt processing is possible in a temperature range that has sufficient mechanical properties and can suppress thermal degradation of the resin.
本発明のポリカーボネート樹脂のガラス転移温度は100℃以上、180℃以下であることが好ましい。ガラス転移温度は120℃以上、175℃以下であることがより好ましく、130℃以上、170℃以下であることが特に好ましい。ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度は、本発明で用いられる構造単位やその他の構造単位の共重合比率によって調整することができる。ガラス転移温度が過度に低いと耐熱性が悪くなる傾向にあり、使用環境下における成形品の諸物性(光学特性や機械物性、寸法等)の信頼性が悪化する可能性がある。一方、ガラス転移温度が過度に高いと樹脂が脆くなったり、溶融加工性が悪化し、成形品の寸法精度が悪化したり、透明性を損なう場合がある。 The glass transition temperature of the polycarbonate resin of the present invention is preferably 100 ° C. or higher and 180 ° C. or lower. The glass transition temperature is more preferably 120 ° C. or higher and 175 ° C. or lower, and particularly preferably 130 ° C. or higher and 170 ° C. or lower. The glass transition temperature of the polycarbonate resin can be adjusted by the copolymerization ratio of the structural units used in the present invention and other structural units. If the glass transition temperature is excessively low, the heat resistance tends to deteriorate, and the reliability of various physical properties (optical properties, mechanical properties, dimensions, etc.) of the molded product in the use environment may be deteriorated. On the other hand, if the glass transition temperature is excessively high, the resin may become brittle, the melt processability may deteriorate, the dimensional accuracy of the molded product may deteriorate, or the transparency may be impaired.
本発明のポリカーボネート樹脂の還元粘度、溶融粘度、及びガラス転移温度の具体的な測定方法は、後述の実施例の項に記載される通りである。 Specific measuring methods of the reduced viscosity, melt viscosity, and glass transition temperature of the polycarbonate resin of the present invention are as described in the Examples section below.
重縮合反応にジエステル化合物を用いる場合、未反応のジエステル化合物や副生したモノヒドロキシ化合物が樹脂中に残存するため、溶融加工の際に揮発し、臭気となって作業環境を悪化させたり、成形機を汚染し、成形品の外観を損ねるおそれがある。特に有用な炭酸ジエステルであるジフェニルカーボネート(DPC)を用いる場合、副生するフェノールは比較的沸点が高く、減圧下での反応によっても十分に除去されず、樹脂中に残存しやすい。 When diester compounds are used in the polycondensation reaction, unreacted diester compounds and by-product monohydroxy compounds remain in the resin, so they volatilize during melt processing and become odors, deteriorating the working environment, and molding. It may contaminate the machine and impair the appearance of the molded product. When diphenyl carbonate (DPC), which is a particularly useful carbonic acid diester, is used, the by-produced phenol has a relatively high boiling point and is not sufficiently removed even by a reaction under reduced pressure, and tends to remain in the resin.
本発明のポリカーボネート樹脂中に含まれる炭酸ジエステル由来のモノヒドロキシ化合物は1000重量ppm以下であることが好ましく、700重量ppm以下であることがより好ましく、500重量ppm以下であることが特に好ましい。また、本発明のポリカーボネート樹脂中の炭酸ジエステルの残存量は300重量ppm以下が好ましく、200重量ppm以下がより好ましく、150重量ppm以下が特に好ましい。尚、モノヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルは、前記問題を解決するためには、含有量が少ないほどよいが、溶融重合法では樹脂中の残存量をゼロにすることは困難であり、除去のためには過大な労力が必要である。通常は、モノヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルの含有量をそれぞれ1重量ppmまで低減することにより、前記の問題を十分に抑制することができる。 The monohydroxy compound derived from a carbonic acid diester contained in the polycarbonate resin of the present invention is preferably 1000 ppm by weight or less, more preferably 700 ppm by weight or less, and particularly preferably 500 ppm by weight or less. The residual amount of carbonic acid diester in the polycarbonate resin of the present invention is preferably 300 ppm by weight or less, more preferably 200 ppm by weight or less, and particularly preferably 150 ppm by weight or less. In order to solve the above problems, the monohydroxy compound and the carbonic acid diester are preferably as low as possible, but it is difficult to make the residual amount in the resin zero by the melt polymerization method. Requires excessive effort. Usually, the above problems can be sufficiently suppressed by reducing the contents of the monohydroxy compound and the carbonic acid diester to 1 ppm by weight, respectively.
樹脂中に残存する、炭酸ジエステル由来のモノヒドロキシ化合物や炭酸ジエステルをはじめとする低分子成分を低減するためには、樹脂を押出機で脱揮処理することや、重合終盤の圧力を3kPa以下、好ましくは2kPa以下、さらに好ましくは1kPa以下にすることが効果的である。 In order to reduce low molecular components such as monohydroxy compounds derived from carbonic acid diester and carbonic acid diester remaining in the resin, the resin is devolatilized with an extruder, the pressure at the end of polymerization is 3 kPa or less, It is preferably 2 kPa or less, more preferably 1 kPa or less.
重合終盤の圧力を低下させる場合には、反応の圧力を下げすぎると分子量が急激に上昇して、反応の制御が困難になる場合があるため、樹脂の末端基濃度をヒドロキシ基末端過剰かエステル基末端過剰にして、末端基バランスを偏らせて製造することが好ましい。末端基バランスは全ジヒドロキシ化合物と全ジエステル化合物の仕込みのモル比により調節することができる。 When reducing the pressure at the end of the polymerization, if the pressure of the reaction is too low, the molecular weight will increase rapidly, making it difficult to control the reaction. It is preferable to produce by making the base end excessive and biasing the end group balance. The end group balance can be adjusted by the molar ratio of the total dihydroxy compound and the total diester compound.
本発明のポリカーボネート樹脂の炭酸ジエステル由来のモノヒドロキシ化合物の含有量及び炭酸ジエステルの残存量の具体的な測定方法は、後述の実施例の項に記載される通りである。 Specific methods for measuring the content of the monohydroxy compound derived from the carbonic acid diester of the polycarbonate resin of the present invention and the residual amount of the carbonic acid diester are as described in the Examples section below.
本発明のポリカーボネート樹脂は、ナトリウムd線(589nm)における屈折率(nD)が1.48〜1.56であることが好ましい。また、前記屈折率(nD)は、1.49〜1.55であることがより好ましく、1.50〜1.54であることが特に好ましい。前記屈折率が小さいほど、位相差フィルムの表面反射を抑制でき、全光線透過率を向上させることができ、光学補償効果が高まる。本発明のポリカーボネート樹脂に、逆波長分散性を付与するために芳香族構造単位を含有させた場合、脂肪族構造単位のみで構成されるポリカーボネート樹脂と比較すると屈折率は高くなってしまうが、芳香族構造単位の含有量を必要最小限にすることで、屈折率を前記の範囲に収めることができる。 The polycarbonate resin of the present invention preferably has a refractive index (n D ) of 1.48 to 1.56 at the sodium d line (589 nm). The refractive index (n D ) is more preferably 1.49 to 1.55, and particularly preferably 1.50 to 1.54. The smaller the refractive index, the more the surface reflection of the retardation film can be suppressed, the total light transmittance can be improved, and the optical compensation effect is enhanced. When the polycarbonate resin of the present invention contains an aromatic structural unit in order to impart reverse wavelength dispersion, the refractive index is higher than that of a polycarbonate resin composed only of an aliphatic structural unit. The refractive index can be kept within the above range by minimizing the content of the group structural unit.
本発明のポリカーボネート樹脂の光弾性係数は30×10−12Pa−1以下であることが好ましく、20×10−12Pa−1以下であることがさらに好ましく、15×10−12Pa−1以下であることが特に好ましい。光弾性係数が過度に大きいと、位相差フィルムを偏光板と貼り合わせた際に、画面の周囲が白くぼやけるような画像品質の低下が起きる可能性がある。特に大型の表示装置やフレキシブルディスプレイなどに用いられる場合にはこの問題が顕著に現れる。本発明のポリカーボネート樹脂の光弾性係数は、ポリカーボネート樹脂の他の物性を制御する際の自由度を高めるという観点から、7×10−12Pa−1以上であることが好ましい。 The photoelastic coefficient of the polycarbonate resin of the present invention is preferably 30 × 10 −12 Pa −1 or less, more preferably 20 × 10 −12 Pa −1 or less, and 15 × 10 −12 Pa −1 or less. It is particularly preferred that When the photoelastic coefficient is excessively large, there is a possibility that the image quality is deteriorated such that the periphery of the screen is blurred white when the retardation film is bonded to the polarizing plate. This problem is particularly noticeable when used in large display devices and flexible displays. The photoelastic coefficient of the polycarbonate resin of the present invention is preferably 7 × 10 −12 Pa −1 or more from the viewpoint of increasing the degree of freedom in controlling other physical properties of the polycarbonate resin.
本発明のポリカーボネート樹脂を、前記式(1)〜(3)のいずれかで表される構造単位と脂肪族の構造単位とで構成し、その他の芳香族構造単位を用いないようにすることで、上記の通り、光弾性係数を低く抑えることが可能になる。 By constituting the polycarbonate resin of the present invention with a structural unit represented by any one of the above formulas (1) to (3) and an aliphatic structural unit, and not using any other aromatic structural unit. As described above, the photoelastic coefficient can be kept low.
また、本発明のポリカーボネート樹脂は、該樹脂から作成された延伸フィルムの、波長450nmにおける位相差(R450)と波長550nmにおける位相差(R550)との比である波長分散(R450/R550)の値が0.50以上、1.03以下であることを特徴とする。この波長分散(R450/R550)については、位相差フィルムの項で説明する。 Further, the polycarbonate resin of the present invention is a value of wavelength dispersion (R450 / R550) which is a ratio of a retardation (R450) at a wavelength of 450 nm and a retardation (R550) at a wavelength of 550 nm of a stretched film made from the resin. Is 0.50 or more and 1.03 or less. This wavelength dispersion (R450 / R550) will be described in the section of retardation film.
本発明のポリカーボネート樹脂の屈折率(nD)、光弾性係数、波長分散(R450/R550)の具体的な測定方法は、後述の実施例の項に記載される通りである。 The specific measurement methods of the refractive index (n D ), photoelastic coefficient, and wavelength dispersion (R450 / R550) of the polycarbonate resin of the present invention are as described in the Examples section below.
[添加剤]
本発明のポリカーボネート樹脂には本発明の目的を損なわない範囲で、通常用いられる熱安定剤、酸化防止剤、触媒失活剤、紫外線吸収剤、光安定剤、離型剤、染顔料、衝撃改良剤、帯電防止剤、滑剤、潤滑剤、可塑剤、相溶化剤、核剤、難燃剤、無機充填剤、発泡剤等が含まれても差し支えない。
[Additive]
In the polycarbonate resin of the present invention, a heat stabilizer, an antioxidant, a catalyst deactivator, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a release agent, a dye, and an impact improvement which are usually used within the range not impairing the object of the present invention. An agent, an antistatic agent, a lubricant, a lubricant, a plasticizer, a compatibilizing agent, a nucleating agent, a flame retardant, an inorganic filler, a foaming agent and the like may be included.
(熱安定剤)
本発明のポリカーボネート樹脂には、必要に応じて、溶融加工時等における分子量の低下や色相の悪化を防止するために熱安定剤を配合することができる。かかる熱安定剤としては、通常知られるヒンダードフェノール系熱安定剤および/又はリン系熱安定剤が挙げられる。
(Heat stabilizer)
If necessary, the polycarbonate resin of the present invention can be blended with a heat stabilizer in order to prevent a decrease in molecular weight and a deterioration in hue during melt processing. Examples of such heat stabilizers include conventionally known hindered phenol heat stabilizers and / or phosphorus heat stabilizers.
ヒンダードフェノール系化合物としては、例えば、以下の化合物を採用することができる。
2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、2,4−ジ−tert−ブチルフェノール、2−tert−ブチル−4−メトキシフェノール、2−tert−ブチル−4,6−ジメチルフェノール、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノール、2,5−ジ−tert−ブチルヒドロキノン、n−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、2−tert−ブチル−6−(3’−tert−ブチル−5’−メチル−2’−ヒドロキシベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(6−シクロヘキシル−4−メチルフェノール)、2,2’−エチリデン−ビス−(2,4−ジ−tert−ブチルフェノール)、テトラキス−[メチレン−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]−メタン、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)ベンゼン等。中でも、テトラキス−[メチレン−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]−メタン、n−オクタデシル−3−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼンを用いることが好ましい。
As the hindered phenol compound, for example, the following compounds can be employed.
2,6-di-tert-butylphenol, 2,4-di-tert-butylphenol, 2-tert-butyl-4-methoxyphenol, 2-tert-butyl-4,6-dimethylphenol, 2,6-di- tert-butyl-4-methylphenol, 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol, 2,5-di-tert-butylhydroquinone, n-octadecyl-3- (3 ′, 5′-di- tert-butyl-4′-hydroxyphenyl) propionate, 2-tert-butyl-6- (3′-tert-butyl-5′-methyl-2′-hydroxybenzyl) -4-methylphenyl acrylate, 2,2 ′ -Methylene-bis- (4-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2'-methylene-bis- (6-cyclohexyl-4-me Ruphenol), 2,2′-ethylidene-bis- (2,4-di-tert-butylphenol), tetrakis- [methylene-3- (3 ′, 5′-di-tert-butyl-4′-hydroxyphenyl) ) Propionate] -methane, 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) benzene and the like. Among them, tetrakis- [methylene-3- (3 ′, 5′-di-tert-butyl-4′-hydroxyphenyl) propionate] -methane, n-octadecyl-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 is preferably used.
リン系化合物としては、例えば、以下に示す亜リン酸、リン酸、亜ホスホン酸、ホスホン酸及びこれらのエステル等を採用することができるが、これらの化合物以外のリン系化合物を採用することも可能である。
トリフェニルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、トリデシルホスファイト、トリオクチルホスファイト、トリオクタデシルホスファイト、ジデシルモノフェニルホスファイト、ジオクチルモノフェニルホスファイト、ジイソプロピルモノフェニルホスファイト、モノブチルジフェニルホスファイト、モノデシルジフェニルホスファイト、モノオクチルジフェニルホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、ビス(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、トリブチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリメチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、ジフェニルモノオルソキセニルホスフェート、ジブチルホスフェート、ジオクチルホスフェート、ジイソプロピルホスフェート、4,4’−ビフェニレンジホスフィン酸テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)、ベンゼンホスホン酸ジメチル、ベンゼンホスホン酸ジエチル、ベンゼンホスホン酸ジプロピル。
As the phosphorus compound, for example, the following phosphorous acid, phosphoric acid, phosphonous acid, phosphonic acid, and esters thereof can be adopted, but phosphorus compounds other than these compounds can also be adopted. Is possible.
Triphenyl phosphite, tris (nonylphenyl) phosphite, tris (2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite, tridecyl phosphite, trioctyl phosphite, trioctadecyl phosphite, didecyl monophenyl phosphite , Dioctyl monophenyl phosphite, diisopropyl monophenyl phosphite, monobutyl diphenyl phosphite, monodecyl diphenyl phosphite, monooctyl diphenyl phosphite, bis (2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl) pentaerythritol Diphosphite, 2,2-methylenebis (4,6-di-tert-butylphenyl) octyl phosphite, bis (nonylphenyl) pentaerythritol diphosphite, bis (2,4-di tert-butylphenyl) pentaerythritol diphosphite, distearyl pentaerythritol diphosphite, tributyl phosphate, triethyl phosphate, trimethyl phosphate, triphenyl phosphate, diphenyl monoorxenyl phosphate, dibutyl phosphate, dioctyl phosphate, diisopropyl phosphate, 4, 4'-Biphenylenediphosphinic acid tetrakis (2,4-di-tert-butylphenyl), dimethyl benzenephosphonate, diethyl benzenephosphonate, dipropyl benzenephosphonate.
これらの熱安定剤は、1種を単独で用いても良く、2種以上を併用してもよい。 These heat stabilizers may be used alone or in combination of two or more.
かかる熱安定剤は、溶融重合時に反応液に添加してもよく、押出機を用いて樹脂に添加し、混練してもよい。溶融押出法によりフィルムを製膜する場合、押出機に前記熱安定剤等を添加して製膜してもよいし、予め押出機を用いて、樹脂中に前記熱安定剤等を添加して、ペレット等の形状にしたものを用いてもよい。 Such a heat stabilizer may be added to the reaction liquid during melt polymerization, or may be added to the resin using an extruder and kneaded. When forming a film by the melt extrusion method, the heat stabilizer or the like may be added to the extruder to form a film, or the extruder may be used in advance to add the heat stabilizer or the like into the resin. Alternatively, a pellet or the like may be used.
これらの熱安定剤の配合量は、樹脂を100重量部とした場合、0.0001重量部以上が好ましく、0.0005重量部以上がより好ましく、0.001重量部以上がさらに好ましく、また、1重量部以下が好ましく、0.5重量部以下がより好ましく、0.2重量部以下がさらに好ましい。 The amount of these heat stabilizers is preferably 0.0001 parts by weight or more, more preferably 0.0005 parts by weight or more, even more preferably 0.001 parts by weight or more, when the resin is 100 parts by weight. 1 part by weight or less is preferable, 0.5 part by weight or less is more preferable, and 0.2 part by weight or less is more preferable.
(触媒失活剤)
本発明のポリカーボネート樹脂に、重合反応で用いた触媒を中和し、失活させるために酸性化合物を添加することで、色調や熱安定性を向上することができる。触媒失活剤として用いられる酸性化合物としては、カルボン酸基やリン酸基、スルホン酸基を有する化合物、又はそれらのエステル体などを用いることができるが、特に下記式(12)又は(13)で表される部分構造を含有するリン系化合物を用いることが好ましい。
(Catalyst deactivator)
By adding an acidic compound to the polycarbonate resin of the present invention to neutralize and deactivate the catalyst used in the polymerization reaction, the color tone and thermal stability can be improved. As the acidic compound used as the catalyst deactivator, a compound having a carboxylic acid group, a phosphoric acid group, or a sulfonic acid group, or an ester thereof can be used. In particular, the following formula (12) or (13) It is preferable to use a phosphorus compound containing a partial structure represented by
前記式(12)又は(13)で表されるリン系化合物としては、リン酸、亜リン酸、ホスホン酸、次亜リン酸、ポリリン酸、ホスホン酸エステル、酸性リン酸エステル等が挙げられる。上記の中でも触媒失活と着色抑制の効果がさらに優れているのは、亜リン酸、ホスホン酸、ホスホン酸エステルであり、特に亜リン酸が好ましい。 Examples of the phosphorus compound represented by the formula (12) or (13) include phosphoric acid, phosphorous acid, phosphonic acid, hypophosphorous acid, polyphosphoric acid, phosphonic acid ester, and acidic phosphoric acid ester. Among them, phosphorous acid, phosphonic acid, and phosphonic acid ester are more excellent in catalyst deactivation and coloring suppression effects, and phosphorous acid is particularly preferable.
ホスホン酸としては、ホスホン酸(亜リン酸)、メチルホスホン酸、エチルホスホン酸、ビニルホスホン酸、デシルホスホン酸、フェニルホスホン酸、ベンジルホスホン酸、アミノメチルホスホン酸、メチレンジホスホン酸、1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸、4−メトキシフェニルホスホン酸、ニトリロトリス(メチレンホスホン酸)、プロピルホスホン酸無水物などが挙げられる。 Examples of phosphonic acid include phosphonic acid (phosphorous acid), methylphosphonic acid, ethylphosphonic acid, vinylphosphonic acid, decylphosphonic acid, phenylphosphonic acid, benzylphosphonic acid, aminomethylphosphonic acid, methylenediphosphonic acid, 1-hydroxyethane- Examples include 1,1-diphosphonic acid, 4-methoxyphenylphosphonic acid, nitrilotris (methylenephosphonic acid), and propylphosphonic anhydride.
ホスホン酸エステルとしては、ホスホン酸ジメチル、ホスホン酸ジエチル、ホスホン酸ビス(2−エチルヘキシル)、ホスホン酸ジラウリル、ホスホン酸ジオレイル、ホスホン酸ジフェニル、ホスホン酸ジベンジル、メチルホスホン酸ジメチル、メチルホスホン酸ジフェニル、エチルホスホン酸ジエチル、ベンジルホスホン酸ジエチル、フェニルホスホン酸ジメチル、フェニルホスホン酸ジエチル、フェニルホスホン酸ジプロピル、(メトキシメチル)ホスホン酸ジエチル、ビニルホスホン酸ジエチル、ヒドロキシメチルホスホン酸ジエチル、(2−ヒドロキシエチル)ホスホン酸ジメチル、p−メチルベンジルホスホン酸ジエチル、ジエチルホスホノ酢酸、ジエチルホスホノ酢酸エチル、ジエチルホスホノ酢酸tert−ブチル、(4−クロロベンジル)ホスホン酸ジエチル、シアノホスホン酸ジエチル、シアノメチルホスホン酸ジエチル、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸ジエチル、ジエチルホスホノアセトアルデヒドジエチルアセタール、(メチルチオメチル)ホスホン酸ジエチルなどが挙げられる。 Examples of phosphonates include dimethyl phosphonate, diethyl phosphonate, bis (2-ethylhexyl) phosphonate, dilauryl phosphonate, dioleyl phosphonate, diphenyl phosphonate, dibenzyl phosphonate, dimethyl methylphosphonate, diphenyl methylphosphonate, and ethylphosphonic acid. Diethyl, diethyl benzylphosphonate, dimethyl phenylphosphonate, diethyl phenylphosphonate, dipropyl phenylphosphonate, diethyl (methoxymethyl) phosphonate, diethyl vinylphosphonate, diethyl hydroxymethylphosphonate, dimethyl (2-hydroxyethyl) phosphonate, p-methylbenzylphosphonate diethyl, diethylphosphonoacetic acid, diethylphosphonoacetic acid ethyl, diethylphosphonoacetic acid tert-butyl, (Robenzyl) diethyl phosphonate, diethyl cyanophosphonate, diethyl cyanomethylphosphonate, diethyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate, diethylphosphonoacetaldehyde diethyl acetal, diethyl (methylthiomethyl) phosphonate Can be mentioned.
酸性リン酸エステルとしては、リン酸ジメチル、リン酸ジエチル、リン酸ジビニル、リン酸ジプロピル、リン酸ジブチル、リン酸ビス(ブトキシエチル)、リン酸ビス(2−エチルヘキシル)、リン酸ジイソトリデシル、リン酸ジオレイル、リン酸ジステアリル、リン酸ジフェニル、リン酸ジベンジルなどのリン酸ジエステル、又はジエステルとモノエステルの混合物、クロロリン酸ジエチル、リン酸ステアリル亜鉛塩などが挙げられる。 Acid phosphate esters include dimethyl phosphate, diethyl phosphate, divinyl phosphate, dipropyl phosphate, dibutyl phosphate, bis (butoxyethyl) phosphate, bis (2-ethylhexyl) phosphate, diisotridecyl phosphate, phosphate Examples include phosphoric acid diesters such as dioleyl, distearyl phosphate, diphenyl phosphate and dibenzyl phosphate, mixtures of diesters and monoesters, diethyl chlorophosphate, and zinc stearyl phosphate.
これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で混合して用いてもよい。 These may be used alone or in a combination of two or more in any combination and ratio.
樹脂への前記リン系化合物の添加量が少なすぎると、触媒失活や着色抑制の効果が不十分であり、多すぎるとかえって樹脂が着色してしまったり、特に高温高湿度下での耐久試験において、樹脂が着色しやすくなる。前記リン系化合物の添加量は、重合反応に用いた触媒量に対応した量を添加する。重合反応に用いた触媒の金属1molに対して、前記リン系化合物はリン原子の量として0.5倍mol以上、5倍mol以下が好ましく、さらに0.7倍mol以上、4倍mol以下が好ましく、特に0.8倍mol以上、3倍mol以下が好ましい。 If the amount of the phosphorus compound added to the resin is too small, the effects of catalyst deactivation and coloring suppression are insufficient, and if it is too much, the resin may be colored, or a durability test particularly under high temperature and high humidity. In this case, the resin is easily colored. The phosphorus compound is added in an amount corresponding to the amount of catalyst used in the polymerization reaction. The phosphorus compound is preferably 0.5 times mol or more and 5 times mol or less, and more preferably 0.7 times mol or more and 4 times mol or less with respect to 1 mol of the metal of the catalyst used in the polymerization reaction. Particularly preferred is 0.8 times mol or more and 3 times mol or less.
(ポリマーアロイ)
本発明のポリカーボネート樹脂は、機械特性や耐溶剤性等の特性を改質する目的で、芳香族ポリカーボネート、芳香族ポリエステル、脂肪族ポリエステル、ポリアミド、ポリスチレン、ポリオレフィン、アクリル、アモルファスポリオレフィン、ABS、AS、ポリ乳酸、ポリブチレンスクシネート等の合成樹脂やゴム等の1種又は2種以上と混練してなるポリマーアロイとしてもよい。
(Polymer alloy)
The polycarbonate resin of the present invention is an aromatic polycarbonate, aromatic polyester, aliphatic polyester, polyamide, polystyrene, polyolefin, acrylic, amorphous polyolefin, ABS, AS, for the purpose of modifying properties such as mechanical properties and solvent resistance. It is good also as a polymer alloy formed by kneading | mixing with 1 type (s) or 2 or more types, such as synthetic resins, rubbers, etc., such as polylactic acid and polybutylene succinate.
前記の添加剤や改質剤は、本発明に用いられる樹脂に前記成分を同時に、又は任意の順序でタンブラー、V型ブレンダー、ナウターミキサー、バンバリーミキサー、混練ロール、押出機等の混合機により混合して製造することができるが、中でも押出機、特には二軸押出機により混練することが、分散性向上の観点から好ましい。 The additives and modifiers may be added to the resin used in the present invention simultaneously or in any order by a mixer such as a tumbler, V-type blender, nauter mixer, Banbury mixer, kneading roll, or extruder. Although it can manufacture by mixing, it is preferable to knead | mix by an extruder, especially a twin-screw extruder especially from a viewpoint of a dispersibility improvement.
[透明フィルム及び位相差フィルム]
本発明の透明フィルムは、本発明のポリカーボネート樹脂を成形してなるものである。
また、本発明の位相差フィルムは、本発明の透明フィルムを少なくとも一方向に延伸してなるものである。
以下、本発明の透明フィルムを「未延伸フィルム」と称す場合がある。
[Transparent film and retardation film]
The transparent film of the present invention is formed by molding the polycarbonate resin of the present invention.
The retardation film of the present invention is formed by stretching the transparent film of the present invention in at least one direction.
Hereinafter, the transparent film of the present invention may be referred to as “unstretched film”.
(未延伸フィルムの製造方法)
本発明のポリカーボネート樹脂を用いて、未延伸フィルムを製膜する方法としては、樹脂を溶媒に溶解させてキャストした後、溶媒を除去する流延法や、溶媒を用いずに樹脂を溶融させて製膜する溶融製膜法を採用することができる。溶融製膜法としては、具体的にはTダイを用いた溶融押出法、カレンダー成形法、熱プレス法、共押出法、共溶融法、多層押出法、インフレーション成形法等がある。未延伸フィルムの製膜方法は特に限定されないが、流延法では残存溶媒による問題が生じるおそれがあるため、好ましくは溶融製膜法、中でも後の延伸処理のし易さから、Tダイを用いた溶融押出法が好ましい。
(Method for producing unstretched film)
As a method of forming an unstretched film using the polycarbonate resin of the present invention, the resin is dissolved in a solvent and cast, and then the casting method for removing the solvent or the resin is melted without using the solvent. A melt film-forming method for forming a film can be employed. Specific examples of the melt film forming method include a melt extrusion method using a T-die, a calender molding method, a heat press method, a co-extrusion method, a co-melting method, a multilayer extrusion method, and an inflation molding method. The method for forming an unstretched film is not particularly limited. However, the casting method may cause a problem due to the residual solvent. Therefore, a T-die is preferably used because of the melt film-forming method, particularly ease of subsequent stretching treatment. The melt extrusion method used is preferred.
溶融製膜法により未延伸フィルムを成形する場合、成形温度を280℃以下とすることが好ましく、270℃以下とすることがより好ましく、265℃以下とすることが特に好ましい。成形温度が高過ぎると、得られるフィルム中の異物や気泡の発生による欠陥が増加したり、フィルムが着色したりする可能性がある。ただし、成形温度が低過ぎると樹脂の溶融粘度が高くなりすぎ、原反フィルムの成形が困難となり、厚みの均一な未延伸フィルムを製造することが困難になる可能性があるので、成形温度の下限は通常200℃以上、好ましくは210℃以上、より好ましくは220℃以上である。尚、本発明において成形温度とは、溶融製膜法における成形時の温度であって、溶融樹脂を押し出すダイス出口の樹脂温度を測定した値である。 When an unstretched film is formed by the melt film forming method, the forming temperature is preferably 280 ° C. or less, more preferably 270 ° C. or less, and particularly preferably 265 ° C. or less. When the molding temperature is too high, defects due to generation of foreign matters and bubbles in the obtained film may increase or the film may be colored. However, if the molding temperature is too low, the melt viscosity of the resin becomes too high, making it difficult to mold the original film, and it may be difficult to produce an unstretched film with a uniform thickness. The lower limit is usually 200 ° C. or higher, preferably 210 ° C. or higher, more preferably 220 ° C. or higher. In the present invention, the molding temperature is a temperature at the time of molding in the melt film-forming method, and is a value obtained by measuring the resin temperature at the die outlet for extruding the molten resin.
また、フィルム中に異物が存在すると、偏光板として用いられた場合に光抜け等の欠点として認識される。樹脂中の異物を除去するために、前記の押出機の後にポリマーフィルターを取り付け、樹脂を濾過した後に、ダイスから押し出してフィルムを成形する方法が好ましい。その際、押出機やポリマーフィルター、ダイスを配管でつなぎ、溶融樹脂を移送する必要があるが、配管内での熱劣化を極力抑制するため、滞留時間が最短になるように各設備を配置することが重要である。また、押出後のフィルムの搬送や巻き取りの工程はクリーンルーム内で行い、フィルムに異物が付着しないように最善の注意が求められる。 Moreover, when a foreign material exists in a film, when it is used as a polarizing plate, it will be recognized as a defect such as light leakage. In order to remove foreign substances in the resin, a method in which a polymer filter is attached after the extruder, the resin is filtered, and then extruded from a die to form a film is preferable. At that time, it is necessary to connect the extruder, polymer filter, and die with piping and transfer the molten resin, but in order to suppress thermal deterioration in the piping as much as possible, arrange each facility so that the residence time is minimized. This is very important. Further, the steps of conveying and winding the film after extrusion are performed in a clean room, and the best care is required so that no foreign matter adheres to the film.
未延伸フィルムの厚みは、延伸後の位相差フィルムの膜厚の設計や、延伸倍率等の延伸条件に合わせて決められるが、厚すぎると厚み斑が生じやすく、薄すぎると搬送時や延伸時の破断を招く可能性があるため、通常30μm以上、好ましくは40μm以上、さらに好ましくは50μm以上であり、また、通常200μm以下、好ましくは160μm以下、さらに好ましくは120μm以下である。また、未延伸フィルムに厚み斑があると、位相差フィルムの位相差斑を招くため、位相差フィルムとして使用する部分の厚みは設定厚み±3μm以下であることが好ましく、設定厚み±2μm以下であることがさらに好ましく、設定厚み±1μm以下であることが特に好ましい。 The thickness of the unstretched film is determined according to the design of the film thickness of the retardation film after stretching and stretching conditions such as the stretching ratio. Is usually 30 μm or more, preferably 40 μm or more, more preferably 50 μm or more, and usually 200 μm or less, preferably 160 μm or less, more preferably 120 μm or less. In addition, if there is unevenness in the thickness of the unstretched film, it causes retardation in the retardation film. Therefore, the thickness of the portion used as the retardation film is preferably set thickness ± 3 μm or less, and set thickness ± 2 μm or less. It is more preferable that the thickness is set to be ± 1 μm or less.
未延伸フィルムの長手方向の長さは500m以上であることが好ましく、さらに1000m以上であることが好ましく、特に1500m以上が好ましい。生産性や品質の観点から、本発明の位相差フィルムを製造する際は、連続で延伸を行うことが好ましいが、通常、延伸開始時に所定の位相差に合わせ込むために条件調整が必要であり、フィルムの長さが短すぎると条件調整後に取得できる製品の量が減ってしまう。尚、本明細書において「長尺」とは、フィルムの幅方向よりも長手方向の寸法が十分に大きいことを意味し、実質的には長手方向に巻回してコイル状にできる程度のものを意味する。より具体的には、フィルムの長手方向の寸法が幅方向の寸法よりも10倍以上大きいものを意味する。 The length of the unstretched film in the longitudinal direction is preferably 500 m or more, more preferably 1000 m or more, and particularly preferably 1500 m or more. From the viewpoint of productivity and quality, when producing the retardation film of the present invention, it is preferable to continuously stretch, but usually it is necessary to adjust the conditions to match the predetermined retardation at the start of stretching. If the length of the film is too short, the amount of product that can be obtained after adjusting the conditions is reduced. In the present specification, the term “long” means that the dimension in the longitudinal direction is sufficiently larger than the width direction of the film, and is substantially capable of being coiled by being wound in the longitudinal direction. means. More specifically, it means that the dimension in the longitudinal direction of the film is 10 times or more larger than the dimension in the width direction.
前記のように得られた未延伸フィルムは、内部ヘイズが3%以下であることが好ましく、2%以下であることがより好ましく、1%以下であることが特に好ましい。未延伸フィルムの内部ヘイズが前記上限値よりも大きいと光の散乱が起こり、例えば偏光子と積層した際、偏光解消を生じる原因となる場合がある。内部ヘイズの下限値は特に定めないが、通常0.1%以上である。内部ヘイズの測定には、事前にヘイズ測定を行っておいた粘着剤付き透明フィルムを未延伸フィルムの両面に貼り合せ、外部ヘイズの影響を除去した状態のサンプルを用い、粘着剤付き透明フィルムのヘイズ値を前記サンプルの測定値から差し引いた値を内部ヘイズの値とする。 The unstretched film obtained as described above preferably has an internal haze of 3% or less, more preferably 2% or less, and particularly preferably 1% or less. If the internal haze of the unstretched film is larger than the upper limit, light scattering occurs, which may cause depolarization when laminated with a polarizer, for example. The lower limit value of the internal haze is not particularly defined, but is usually 0.1% or more. For the measurement of internal haze, the transparent film with adhesive that had been previously measured for haze was attached to both sides of the unstretched film, and the sample with the effect of external haze removed was used. The value obtained by subtracting the haze value from the measured value of the sample is defined as the internal haze value.
また、未延伸フィルムのb*値は3以下であることが好ましい。フィルムのb*値が大き過ぎると着色等の問題が生じる。b*値はより好ましくは2以下、特に好ましくは1以下である。尚、b*値はコニカミノルタ(株)製分光測色計CM−2600dを用いて測定する。 Further, the b * value of the unstretched film is preferably 3 or less. If the b * value of the film is too large, problems such as coloring occur. The b * value is more preferably 2 or less, particularly preferably 1 or less. The b * value is measured using a spectrocolorimeter CM-2600d manufactured by Konica Minolta.
未延伸フィルムは、厚みによらず、当該フィルムそのものの全光線透過率が80%以上であることが好ましく、85%以上であることがさらに好ましく、90%以上であることが特に好ましい。全光線透過率が前記下限以上であれば、着色の少ないフィルムが得られ、偏光板と貼り合わせた際、偏光度や透過率の高い円偏光板となり、画像表示装置に用いた際に、高い表示品位を実現することが可能となる。尚、未延伸フィルムの全光線透過率の上限は特に制限はないが通常99%以下である。
未延伸フィルムの全光線透過率の具体的な測定方法は、後述の実施例の項に記載される通りである。
The unstretched film preferably has a total light transmittance of 80% or more, more preferably 85% or more, and particularly preferably 90% or more, regardless of the thickness. If the total light transmittance is equal to or higher than the lower limit, a film with little coloration is obtained, and when bonded to a polarizing plate, it becomes a circularly polarizing plate having a high degree of polarization and transmittance, and is high when used in an image display device. Display quality can be realized. The upper limit of the total light transmittance of the unstretched film is not particularly limited, but is usually 99% or less.
A specific method for measuring the total light transmittance of the unstretched film is as described in the Examples section below.
(位相差フィルムの製造方法)
前記未延伸フィルムを少なくとも一方向に延伸配向させることにより、位相差フィルムを得ることができる。延伸方法としては縦一軸延伸、テンター等を用いる横一軸延伸、あるいはそれらを組み合わせた同時二軸延伸、逐次二軸延伸等、公知の方法を用いることができる。延伸はバッチ式で行ってもよいが、連続で行うことが生産性において好ましい。さらにバッチ式に比べて、連続の方がフィルム面内の位相差のばらつきの少ない位相差フィルムが得られる。
(Method for producing retardation film)
A retardation film can be obtained by stretching and orienting the unstretched film in at least one direction. As the stretching method, a known method such as longitudinal uniaxial stretching, lateral uniaxial stretching using a tenter or the like, or simultaneous biaxial stretching and sequential biaxial stretching in combination thereof can be used. Stretching may be performed batchwise, but it is preferable in terms of productivity to be performed continuously. Further, a continuous retardation film with less variation in retardation within the film surface can be obtained compared to a batch system.
延伸温度は、原料として用いる樹脂のガラス転移温度(Tg)に対して、通常(Tg−20℃)〜(Tg+30℃)の範囲であり、好ましくは(Tg−10℃)〜(Tg+20℃)、さらに好ましくは(Tg−5℃)〜(Tg+15℃)の範囲内である。延伸倍率は目的とする位相差値により決められるが、縦、横それぞれ、1.2倍〜4倍、より好ましくは1.5倍〜3.5倍、さらに好ましくは2倍〜3倍である。延伸倍率が小さすぎると、所望とする配向度と配向角が得られる有効範囲が狭くなる。一方、延伸倍率が大きすぎると、延伸中にフィルムが破断したり、しわが発生するおそれがある。 The stretching temperature is usually in the range of (Tg-20 ° C) to (Tg + 30 ° C), preferably (Tg-10 ° C) to (Tg + 20 ° C), with respect to the glass transition temperature (Tg) of the resin used as a raw material. More preferably, it exists in the range of (Tg-5 degreeC)-(Tg + 15 degreeC). Although the draw ratio is determined by the target retardation value, it is 1.2 to 4 times, more preferably 1.5 to 3.5 times, and more preferably 2 to 3 times in the longitudinal and lateral directions. . When the draw ratio is too small, the effective range in which the desired degree of orientation and orientation angle can be obtained becomes narrow. On the other hand, if the stretch ratio is too large, the film may be broken or wrinkles may occur during stretching.
延伸速度も目的に応じて適宜選択されるが、下記数式で表される歪み速度で通常50%〜2000%、好ましくは100%〜1500%、より好ましくは200%〜1000%、特に好ましくは250%〜500%となるように選択することができる。延伸速度が過度に大きいと延伸時の破断を招いたり、高温条件下での長期使用による光学的特性の変動が大きくなったりする可能性がある。また、延伸速度が過度に小さいと生産性が低下するだけでなく、所望の位相差を得るのに延伸倍率を過度に大きくしなければならない場合がある。
歪み速度(%/分)={延伸速度(mm/分)/
原反フィルムの長さ(mm)}×100
The stretching speed is also appropriately selected according to the purpose, but is usually 50% to 2000%, preferably 100% to 1500%, more preferably 200% to 1000%, and particularly preferably 250 at the strain rate represented by the following mathematical formula. % To 500% can be selected. If the stretching speed is excessively high, breakage during stretching may be caused, or fluctuations in optical characteristics due to long-term use under high temperature conditions may increase. Further, when the stretching speed is excessively low, not only the productivity is lowered, but also the stretching ratio may have to be excessively increased in order to obtain a desired phase difference.
Strain rate (% / min) = {Stretching rate (mm / min) /
Original film length (mm)} × 100
フィルムを延伸した後、必要に応じて加熱炉により熱固定処理を行ってもよいし、テンターの幅を制御したり、ロール周速を調整したりして、緩和工程を行ってもよい。熱固定処理の温度としては、未延伸フィルムに用いられる樹脂のガラス転移温度(Tg)に対し、通常60℃〜(Tg)、好ましくは70℃〜(Tg−5℃)の範囲で行う。熱処理温度が高すぎると、延伸により得られた分子の配向が乱れ、所望の位相差から大きく低下してしまう可能性がある。また、緩和工程を設ける場合は、延伸によって広がったフィルムの幅に対して、95%〜99%に収縮させることで、延伸フィルムに生じた応力を取り除くことができる。この際にフィルムにかける処理温度は、熱固定処理温度と同様である。前記のような熱固定処理や緩和工程を行うことで、高温条件下での長期使用による光学特性の変動を抑制することができる。 After stretching the film, a heat setting treatment may be performed by a heating furnace as necessary, or the relaxation step may be performed by controlling the width of the tenter or adjusting the roll peripheral speed. The temperature of the heat setting treatment is usually 60 ° C. to (Tg), preferably 70 ° C. to (Tg−5 ° C.) with respect to the glass transition temperature (Tg) of the resin used for the unstretched film. If the heat treatment temperature is too high, the orientation of the molecules obtained by stretching is disturbed, and there is a possibility that the desired retardation will be greatly reduced. Moreover, when providing a relaxation process, the stress which arose in the stretched film can be removed by shrink | contracting to 95%-99% with respect to the width | variety of the film expanded by extending | stretching. The treatment temperature applied to the film at this time is the same as the heat setting treatment temperature. By performing the heat setting process and the relaxation process as described above, it is possible to suppress fluctuations in optical characteristics due to long-term use under high temperature conditions.
本発明の位相差フィルムは、このような延伸工程における処理条件を適宜選択・調整することによって作製することができる。 The retardation film of the present invention can be produced by appropriately selecting and adjusting the processing conditions in such a stretching step.
位相差フィルムの複屈折(Δn)の具体的な測定方法は、後述の実施例の項に記載される通りである。 A specific method for measuring the birefringence (Δn) of the retardation film is as described in the section of Examples described later.
本発明の位相差フィルムは、位相差の設計値にもよるが、厚みが70μm以下であることが好ましい。また、位相差フィルムの厚みは60μm以下であることがより好ましく、55μm以下であることがさらに好ましく、50μm以下であることが特に好ましい。一方、厚みが過度に薄いと、フィルムの取り扱いが困難になり、製造中にしわが発生したり、破断が起こったりするため、本発明の位相差フィルムの厚みの下限としては、好ましくは10μm以上、より好ましくは15μm以上である。 The retardation film of the present invention preferably has a thickness of 70 μm or less, although it depends on the design value of the retardation. Further, the thickness of the retardation film is more preferably 60 μm or less, further preferably 55 μm or less, and particularly preferably 50 μm or less. On the other hand, if the thickness is excessively thin, handling of the film becomes difficult, wrinkles occur during production, or breakage occurs. Therefore, the lower limit of the thickness of the retardation film of the present invention is preferably 10 μm or more, More preferably, it is 15 μm or more.
本発明のポリカーボネート樹脂を用いて作成された延伸フィルムである本発明の位相差フィルムは、波長450nmで測定した位相差(R450)の、波長550nmで測定した位相差(R550)に対する比である波長分散(R450/R550)の値が0.50以上、1.03以下である。フラットな波長分散性が好適に用いられる用途においては、波長分散(R450/R550)の値は0.98以上、1.02以下であることがより好ましく、0.99以上、1.01以下であることが特に好ましい。また、1/4波長板に用いられる場合は、波長分散(R450/R550)の値は0.70以上、0.96以下であることがより好ましく、0.75以上、0.94以下であることがさらに好ましく、0.78以上、0.92以下であることが特に好ましい。 The retardation film of the present invention, which is a stretched film made using the polycarbonate resin of the present invention, has a wavelength that is a ratio of a retardation measured at a wavelength of 450 nm (R450) to a retardation measured at a wavelength of 550 nm (R550). The value of dispersion (R450 / R550) is 0.50 or more and 1.03 or less. In applications where flat wavelength dispersion is suitably used, the value of wavelength dispersion (R450 / R550) is more preferably 0.98 or more and 1.02 or less, and 0.99 or more and 1.01 or less. It is particularly preferred. When used for a quarter-wave plate, the value of wavelength dispersion (R450 / R550) is more preferably 0.70 or more and 0.96 or less, and 0.75 or more and 0.94 or less. More preferably, it is 0.78 or more and 0.92 or less.
前記波長分散(R450/R550)の値がこの範囲であれば、可視領域の広い波長範囲において理想的な位相差特性を得ることができる。例えば、1/4波長板としてこのような波長依存性を有する位相差フィルムを作製し、偏光板と貼り合わせることにより、円偏光板等を作製することができ、色相の波長依存性が少ない偏光板および表示装置の実現が可能である。一方、前記波長分散(R450/R550)がこの範囲外の場合には、色相の波長依存性が大きくなり、可視領域のすべての波長において光学補償がなされなくなり、偏光板や表示装置に光が通り抜けることによる着色やコントラストの低下等の問題が生じる。 If the value of the chromatic dispersion (R450 / R550) is within this range, an ideal phase difference characteristic can be obtained in a wide wavelength range in the visible region. For example, a retardation film having such wavelength dependency is prepared as a quarter wavelength plate, and a circularly polarizing plate or the like can be manufactured by laminating with a polarizing plate, and polarization with less hue wavelength dependency. A board and a display device can be realized. On the other hand, when the chromatic dispersion (R450 / R550) is out of this range, the wavelength dependence of the hue becomes large, optical compensation is not performed at all wavelengths in the visible region, and light passes through the polarizing plate and the display device. This causes problems such as coloring and a decrease in contrast.
[用途]
本発明の透明フィルムの用途には特に制限はないが、耐熱性、光学特性、溶融加工性等の物性に優れるという特長を生かして、各種の液晶用ディスプレイ機器やモバイル機器等に用いられる位相差フィルム等の光学フィルムに好適である。
[Usage]
The use of the transparent film of the present invention is not particularly limited, but the phase difference used in various liquid crystal display devices, mobile devices, etc. by taking advantage of excellent physical properties such as heat resistance, optical properties, and melt processability. Suitable for optical films such as films.
例えば、本発明の透明フィルムを延伸して得られる本発明の前記位相差フィルムは、公知の偏光フィルムと積層貼合し、所望の寸法に切断することにより円偏光板となる。かかる円偏光板は、例えば、各種ディスプレイ(液晶表示装置、有機EL表示装置、プラズマ表示装置、FED電界放出表示装置、SED表面電界表示装置)の視野角補償用、外光の反射防止用、色補償用、直線偏光の円偏光への変換用等に用いることができる For example, the retardation film of the present invention obtained by stretching the transparent film of the present invention is laminated and pasted with a known polarizing film and cut into a desired dimension to form a circularly polarizing plate. Such circularly polarizing plates are used, for example, for viewing angle compensation of various displays (liquid crystal display devices, organic EL display devices, plasma display devices, FED field emission display devices, SED surface field display devices), antireflection of external light, color Can be used for compensation, conversion of linearly polarized light into circularly polarized light, etc.
以下、実施例、及び比較例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例により限定されるものではない。本発明の樹脂、透明フィルム(未延伸フィルム)及び位相差フィルムの特性評価は次の方法により行った。尚、特性評価手法は以下の方法に限定されるものではなく、当業者が適宜選択することができる。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in detail, this invention is not limited by a following example, unless the summary is exceeded. The properties of the resin, transparent film (unstretched film) and retardation film of the present invention were evaluated by the following methods. The characteristic evaluation method is not limited to the following method and can be appropriately selected by those skilled in the art.
(1)還元粘度の測定
樹脂試料を塩化メチレンに溶解させ、精密に0.6g/dLの濃度の樹脂溶液を調製した。森友理化工業社製ウベローデ型粘度管を用いて、温度20.0℃±0.1℃で測定を行い、溶媒の通過時間t0、及び溶液の通過時間tを測定した。得られたt0及びtの値を用いて次式(i)により相対粘度ηrelを求め、さらに、得られた相対粘度ηrelを用いて次式(ii)により比粘度ηspを求めた。
ηrel=t/t0 (i)
ηsp=(η−η0)/η0=ηrel−1 (ii)
その後、得られた比粘度ηspを濃度c[g/dL]で割って、還元粘度ηsp/cを求めた。
(1) Measurement of reduced viscosity A resin sample was dissolved in methylene chloride to prepare a resin solution having a concentration of 0.6 g / dL precisely. Measurement was performed at a temperature of 20.0 ° C. ± 0.1 ° C. using an Ubbelohde viscometer manufactured by Moriyu Rika Kogyo Co., Ltd., and a solvent passage time t 0 and a solution passage time t were measured. The relative viscosity η rel was obtained from the following equation (i) using the obtained values t 0 and t, and the specific viscosity η sp was obtained from the following equation (ii) using the obtained relative viscosity η rel . .
η rel = t / t 0 (i)
η sp = (η−η 0 ) / η 0 = η rel −1 (ii)
Thereafter, the reduced viscosity η sp / c was determined by dividing the obtained specific viscosity η sp by the concentration c [g / dL].
(2)溶融粘度の測定
ペレット状の樹脂試料を90℃で5時間以上、真空乾燥させた。乾燥したペレットを用いて、(株)東洋精機製作所製キャピラリーレオメーターで測定を行った。測定温度は240℃とし、剪断速度9.12〜1824sec−1間で溶融粘度を測定し、91.2sec−1における溶融粘度の値を用いた。尚、オリフィスには、ダイス径がφ1mm×10mmLのものを用いた。
(2) Measurement of melt viscosity The pellet-shaped resin sample was vacuum-dried at 90 ° C for 5 hours or more. Measurement was performed using a capillary rheometer manufactured by Toyo Seiki Seisakusho, using the dried pellets. Measurement temperature was 240 ° C., measured melt viscosity between shear rate 9.12~1824sec -1, using a value of melt viscosity at 91.2sec -1. An orifice having a die diameter of φ1 mm × 10 mmL was used.
(3)ガラス転移温度(Tg)の測定
エスアイアイ・ナノテクノロジー社製示差走査熱量計DSC6220を用いて測定した。約10mgの樹脂試料を同社製アルミパンに入れて密封し、50mL/分の窒素気流下、昇温速度20℃/分で30℃から250℃まで昇温した。3分間温度を保持した後、30℃まで20℃/分の速度で冷却した。30℃で3分保持し、再び200℃まで20℃/分の速度で昇温した。2回目の昇温で得られたDSCデータより、低温側のベースラインを高温側に延長した直線と、ガラス転移の階段状変化部分の曲線の勾配が最大になるような点で引いた接線との交点の温度である、補外ガラス転移開始温度を求め、それをガラス転移温度とした。高いガラス転移温度を有する樹脂は、耐熱性の観点で優れている。
(3) Measurement of glass transition temperature (Tg) It measured using differential scanning calorimeter DSC6220 by SII Nanotechnology. About 10 mg of a resin sample was put in an aluminum pan manufactured by the same company, sealed, and heated from 30 ° C. to 250 ° C. at a temperature rising rate of 20 ° C./min in a nitrogen stream of 50 mL / min. After maintaining the temperature for 3 minutes, it was cooled to 30 ° C. at a rate of 20 ° C./min. The temperature was maintained at 30 ° C. for 3 minutes, and the temperature was increased again to 200 ° C. at a rate of 20 ° C./min. From the DSC data obtained at the second temperature increase, a straight line obtained by extending the base line on the low temperature side to the high temperature side, and a tangent line drawn at a point where the slope of the step change portion of the glass transition becomes maximum The extrapolated glass transition start temperature, which is the temperature of the intersection point, was determined and used as the glass transition temperature. A resin having a high glass transition temperature is excellent from the viewpoint of heat resistance.
(4)ポリカーボネート樹脂中のモノヒドロキシ化合物、炭酸ジエステルの含有量の測定
樹脂試料約1gを精秤し、塩化メチレン5mLに溶解して溶液とした後、総量が25mLになるようにアセトンを添加して再沈殿処理を行った。次いで、該処理液について液体クロマトグラフィーにより測定した。
用いた装置や条件は、次のとおりである。
・装置:(株)島津製作所製
システムコントローラ:CBM−20A
ポンプ:LC−10AD
カラムオーブン:CTO−10ASvp
検出器:SPD−M20A
分析カラム:Cadenza CD−18 4.6mmφ×250mm
オーブン温度:60℃
・検出波長:220nm
・溶離液:A液:0.1%リン酸水溶液、B液:アセトニトリル
A/B=50/50(vol%)からA/B=0/100(vol%)まで10分間でグラジエント、A/B=0/100(vol%)で5分間保持
・流量:1mL/min
・試料注入量:10μL
樹脂中の各化合物の含有量は、各化合物について、それぞれ濃度を変更した溶液を調製し、上記の液体クロマトグラフィーと同じ条件で測定を行って検量線を作成し、絶対検量線法により算出した。
(4) Measurement of content of monohydroxy compound and carbonic acid diester in polycarbonate resin About 1 g of resin sample is precisely weighed and dissolved in 5 mL of methylene chloride to form a solution, and then acetone is added so that the total amount becomes 25 mL. The reprecipitation process was performed. Next, the treatment liquid was measured by liquid chromatography.
The equipment and conditions used are as follows.
・ Device: manufactured by Shimadzu Corporation System controller: CBM-20A
Pump: LC-10AD
Column oven: CTO-10ASvp
Detector: SPD-M20A
Analysis column: Cadenza CD-18 4.6 mmφ × 250 mm
Oven temperature: 60 ° C
・ Detection wavelength: 220 nm
Eluent: A solution: 0.1% phosphoric acid aqueous solution, B solution: acetonitrile A / B = 50/50 (vol%) to A / B = 0/100 (vol%) gradient in 10 minutes, A / Hold for 5 minutes at B = 0/100 (vol%) Flow rate: 1 mL / min
Sample injection volume: 10 μL
The content of each compound in the resin was prepared by preparing solutions with different concentrations for each compound, creating a calibration curve by performing measurement under the same conditions as the above liquid chromatography, and calculating by the absolute calibration curve method .
(5)未延伸フィルムの成形
90℃で5時間以上、真空乾燥をした樹脂ペレットを、いすず化工機(株)製単軸押出機(スクリュー径25mm、シリンダー設定温度:220℃〜260℃)を用い、Tダイ(幅200mm、設定温度:200〜260℃)から押し出した。押し出したフィルムを、チルロール(設定温度:120〜170℃)により冷却しつつ巻取機でロール状にし、100μmの膜厚の未延伸フィルムを作製した。設定温度は成形する樹脂のガラス転移温度や溶融粘度に応じて、前記設定温度の範囲内で調節した。
(5) Molding of unstretched film Resin pellets that had been vacuum-dried at 90 ° C. for 5 hours or longer were subjected to a single screw extruder (screw diameter 25 mm, cylinder set temperature: 220 ° C. to 260 ° C.) manufactured by Isuzu Chemical Industries, Ltd. Used and extruded from a T die (width 200 mm, set temperature: 200 to 260 ° C.). The extruded film was rolled by a winder while being cooled by a chill roll (set temperature: 120 to 170 ° C.), and an unstretched film having a thickness of 100 μm was produced. The preset temperature was adjusted within the preset temperature range according to the glass transition temperature and melt viscosity of the resin to be molded.
(6)屈折率の測定
前述の方法で作製した未延伸フィルムから、長さ40mm、幅8mmの長方形の試験片を切り出して測定試料とした。波長589nm(ナトリウムd線)の干渉フィルターを用いて、(株)アタゴ製多波長アッベ屈折率計DR−M4/1550により屈折率(nD)を測定した。測定は界面液としてモノブロモナフタレンを用い、20℃で行った。
(6) Measurement of Refractive Index A rectangular test piece having a length of 40 mm and a width of 8 mm was cut out from the unstretched film produced by the above-described method to obtain a measurement sample. The refractive index (n D ) was measured with a multi-wavelength Abbe refractometer DR-M4 / 1550 manufactured by Atago Co., Ltd., using an interference filter with a wavelength of 589 nm (sodium d line). The measurement was performed at 20 ° C. using monobromonaphthalene as the interfacial liquid.
(7)全光線透過率の測定
前述の方法で作製した未延伸フィルムについて、日本電色工業(株)製濁度計COH400を用いて全光線透過率を測定した。全光線透過率が高いフィルムは、透明性の観点で優れている。
(7) Measurement of total light transmittance About the unstretched film produced by the above-mentioned method, the total light transmittance was measured using Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. turbidimeter COH400. A film having a high total light transmittance is excellent in terms of transparency.
(8)光弾性係数の測定
He−Neレーザー、偏光子、補償板、検光子、光検出器からなる複屈折測定装置と振動型粘弾性測定装置(レオロジー社製DVE−3)を組み合わせた装置を用いて、以下の通り測定した(詳細は、日本レオロジー学会誌Vol.19,p93−97(1991)を参照。)。光弾性係数の低い樹脂は、温度変化や湿度変化などによるフィルムの形状変化の、光学特性への影響が小さく、環境に対する性能安定性の観点で優れている。
(8) Measurement of photoelastic coefficient A device combining a birefringence measuring device comprising a He-Ne laser, a polarizer, a compensation plate, an analyzer and a photodetector and a vibration type viscoelasticity measuring device (DVE-3 manufactured by Rheology). (For details, see Journal of the Japan Rheological Society, Vol. 19, p93-97 (1991)). A resin having a low photoelastic coefficient has a small influence on the optical characteristics of a change in the shape of the film due to a change in temperature or humidity, and is excellent in terms of performance stability with respect to the environment.
前述の方法で作製した未延伸フィルムから幅5mm、長さ20mmの試料を切り出し、粘弾性測定装置に固定し、25℃の室温で貯蔵弾性率E’を周波数96Hzにて測定した。同時に、出射されたレーザー光を偏光子、試料、補償板、検光子の順に通し、光検出器(フォトダイオード)で拾い、ロックインアンプを通して角周波数ω又は2ωの波形について、その振幅とひずみに対する位相差を求め、ひずみ光学係数O’を求めた。このとき、偏光子と検光子の方向は直交し、またそれぞれ、試料の伸長方向に対してπ/4の角度をなすように調整した。光弾性係数Cは、貯蔵弾性率E’とひずみ光学係数O’を用いて次式より求めた。
C=O’/E’
A sample having a width of 5 mm and a length of 20 mm was cut out from the unstretched film produced by the method described above, fixed to a viscoelasticity measuring apparatus, and the storage elastic modulus E ′ was measured at a room temperature of 25 ° C. at a frequency of 96 Hz. At the same time, the emitted laser light is passed through the polarizer, sample, compensator, and analyzer in this order, picked up by a photodetector (photodiode), and passed through a lock-in amplifier with respect to the amplitude and distortion of the waveform of angular frequency ω or 2ω. The phase difference was determined, and the strain optical coefficient O ′ was determined. At this time, the directions of the polarizer and the analyzer were orthogonal to each other, and each was adjusted so as to form an angle of π / 4 with respect to the extending direction of the sample. The photoelastic coefficient C was obtained from the following equation using the storage elastic modulus E ′ and the strain optical coefficient O ′.
C = O '/ E'
(9)複屈折(Δn)及び波長分散(R450/R550)の測定
前述の方法で作製した未延伸フィルムから幅50mm、長さ125mmのフィルム片を切り出した。バッチ式二軸延伸装置(アイランド工業社製二軸延伸装置BIX−277−AL)を用いて、樹脂のガラス転移温度+15℃の延伸温度、300%/分の延伸速度、及び1.5倍の延伸倍率で前記フィルム片の自由端一軸延伸を行い、位相差フィルムを得た。上記の方法で得られた延伸フィルムの中央部を幅4cm、長さ4cmに切り出し、王子計測機器(株)製位相差測定装置KOBRA−WPRを用いて、測定波長450、500、550、590、630nmで位相差を測定し、波長分散性を測定した。波長分散性は450nmと550nmで測定した位相差R450とR550の比(R450/R550)で示した。R450/R550が1より大きいと波長分散は正であり、1未満では逆波長分散となる。1/4波長板として用いる場合、R450/R550の理想値は0.818である(450/550=0.818)。
(9) Measurement of birefringence (Δn) and wavelength dispersion (R450 / R550) A film piece having a width of 50 mm and a length of 125 mm was cut out from the unstretched film produced by the method described above. Using a batch-type biaxial stretching apparatus (biaxial stretching apparatus BIX-277-AL manufactured by Island Kogyo Co., Ltd.), the glass transition temperature of the resin + stretching temperature of 15 ° C., stretching speed of 300% / min, and 1.5 times The film piece was subjected to free end uniaxial stretching at a stretching ratio to obtain a retardation film. The center part of the stretched film obtained by the above method is cut into a width of 4 cm and a length of 4 cm, and measured using a phase difference measuring device KOBRA-WPR manufactured by Oji Scientific Instruments Co., Ltd., measurement wavelengths 450, 500, 550, 590, The phase difference was measured at 630 nm, and the wavelength dispersion was measured. The wavelength dispersion was shown by the ratio of the phase differences R450 and R550 measured at 450 nm and 550 nm (R450 / R550). When R450 / R550 is greater than 1, chromatic dispersion is positive, and when R450 / R550 is less than 1, chromatic dispersion is reversed. When used as a quarter wave plate, the ideal value of R450 / R550 is 0.818 (450/550 = 0.818).
また、550nmの位相差R550と延伸フィルムの膜厚から、次式より複屈折Δnを求めた。
複屈折=R550[nm]/(フィルム厚み[mm]×106)
今回の測定では、Δnが正の値を有していれば、位相差フィルムとして使用可能である。
Moreover, birefringence (DELTA) n was calculated | required from following Formula from phase difference R550 of 550 nm and the film thickness of a stretched film.
Birefringence = R550 [nm] / (film thickness [mm] × 10 6 )
In this measurement, if Δn has a positive value, it can be used as a retardation film.
[モノマーの合成例]
<合成例1>
DL−2,3:5,6−ジ−O−シクロヘキシリデン−myo−イノシトール(以下「DCMI」と略記する。)
ジムロートを備えた500mLの反応容器を窒素置換した後、myo−イノシトール30g(167mmol)、DMF200mL、p−トルエンスルホン酸一水和物863mg、ジメトキシシクロヘキサン75mLを投入し、100℃で3時間攪拌した。40℃まで冷却した後、トリエチルアミン2.5mLを加え、反応溶媒であるDMFを減圧留去した。その後酢酸エチル250mLを加え、5%炭酸ナトリウム水溶液300mLで分液を実施した後、イオン交換水300mLで1回洗浄した。得られた有機相を減圧留去し、酢酸エチル50mL/n−ヘキサン70mLで晶析を実施し、得られた白色沈殿を濾過した。その後再び酢酸エチル50mL/n−ヘキサン70mLで晶析を実施した。得られた固体を60℃で真空乾燥5時間実施することで、目的化合物であるDCMIを9.8g(収率17.2%)得た。
[Example of monomer synthesis]
<Synthesis Example 1>
DL-2,3: 5,6-di-O-cyclohexylidene-myo-inositol (hereinafter abbreviated as “DCMI”)
A 500 mL reaction vessel equipped with a Dimroth was purged with nitrogen, and then myo-inositol 30 g (167 mmol), DMF 200 mL, p-toluenesulfonic acid monohydrate 863 mg, and dimethoxycyclohexane 75 mL were added and stirred at 100 ° C. for 3 hours. After cooling to 40 ° C., 2.5 mL of triethylamine was added, and DMF as a reaction solvent was distilled off under reduced pressure. Thereafter, 250 mL of ethyl acetate was added, and liquid separation was performed with 300 mL of a 5% aqueous sodium carbonate solution, followed by washing once with 300 mL of ion-exchanged water. The obtained organic phase was distilled off under reduced pressure, crystallization was carried out with 50 mL of ethyl acetate / 70 mL of n-hexane, and the resulting white precipitate was filtered. Thereafter, crystallization was performed again with 50 mL of ethyl acetate / 70 mL of n-hexane. The obtained solid was vacuum-dried at 60 ° C. for 5 hours to obtain 9.8 g (yield: 17.2%) of DCMI as the target compound.
[合成例2]
ビス[9−(2−フェノキシカルボニルエチル)フルオレン−9−イル]メタン(以下「BPFM」と略記する。)
WO2014−061677に記載の方法で、BPFMを合成した。
[Synthesis Example 2]
Bis [9- (2-phenoxycarbonylethyl) fluoren-9-yl] methane (hereinafter abbreviated as “BPFM”)
BPFM was synthesized by the method described in WO2014-061677.
[ポリカーボネート樹脂の合成例、及び特性評価]
以下の実施例、及び比較例で用いた化合物の略号等は以下の通りである。
・DCMI:DL−2,3:5,6−ジ−O−シクロヘキシリデン−myo−イノシトール
・ISB:イソソルビド(ロケットフルーレ社製、商品名:POLYSORB)
・CHDM:1,4−シクロヘキサンジメタノール(シス、トランス混合物、SKケミカル社製)
・BPA:2,2−ビス[4−ヒドロキシフェニル]プロパン(三菱化学(株)製)
・BHEPF:9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−フルオレン(大阪ガスケミカル(株)製)
・BisZ:1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン(本州化学工業(株)製)
・BPFM:ビス[9−(2−フェノキシカルボニルエチル)フルオレン−9−イル]メタン
・DPC:ジフェニルカーボネート(三菱化学(株)製)
[Synthesis example and characteristic evaluation of polycarbonate resin]
Abbreviations and the like of compounds used in the following examples and comparative examples are as follows.
DCMI: DL-2, 3: 5, 6-di-O-cyclohexylidene-myo-inositol ISB: Isosorbide (Rocket Fleure, trade name: POLYSORB)
CHDM: 1,4-cyclohexanedimethanol (cis, trans mixture, manufactured by SK Chemical Company)
BPA: 2,2-bis [4-hydroxyphenyl] propane (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
BHEPF: 9,9-bis [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] -fluorene (manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.)
BisZ: 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.)
BPFM: bis [9- (2-phenoxycarbonylethyl) fluoren-9-yl] methane DPC: diphenyl carbonate (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
各原料化合物の構造式を以下に示す。 The structural formula of each raw material compound is shown below.
[実施例1]
DCMI 18.58重量部(0.055mol)、ISB 42.45重量部(0.2908mol)、CHDM 25.42重量部(0.176mol)、DPC 112.79重量部(0.527mol)、及び触媒として酢酸カルシウム1水和物4.59×10−4重量部(2.61×10−6mol)を反応器に投入し、反応装置内を減圧窒素置換した。窒素雰囲気下、150℃で約10分間、攪拌しながら原料を溶解させた。反応1段目の工程として220℃まで30分かけて昇温し、60分間常圧にて反応した。次いで圧力を常圧から13.3kPaまで90分かけて減圧し、13.3kPaで30分間保持し、発生するフェノールを反応系外へ抜き出した。次いで反応2段目の工程として熱媒温度を15分かけて240℃まで昇温しながら、圧力を0.10kPa以下まで15分かけて減圧し、発生するフェノールを反応系外へ抜き出した。所定の撹拌トルクに到達後、窒素で常圧まで復圧して反応を停止し、生成したポリカーボネート樹脂を水中に押し出し、ストランドをカッティングしてペレットを得た。得られたポリカーボネート樹脂のペレットを用いて、前述の各種評価を行った。評価結果を表1に示す。
[Example 1]
DCMI 18.58 parts by weight (0.055 mol), ISB 42.45 parts by weight (0.2908 mol), CHDM 25.42 parts by weight (0.176 mol), DPC 112.79 parts by weight (0.527 mol), and catalyst As a result, 4.59 × 10 −4 parts by weight (2.61 × 10 −6 mol) of calcium acetate monohydrate was charged into the reactor, and the inside of the reactor was purged with nitrogen under reduced pressure. In a nitrogen atmosphere, the raw materials were dissolved while stirring at 150 ° C. for about 10 minutes. As the first step of the reaction, the temperature was raised to 220 ° C. over 30 minutes, and the reaction was performed at normal pressure for 60 minutes. Next, the pressure was reduced from normal pressure to 13.3 kPa over 90 minutes, maintained at 13.3 kPa for 30 minutes, and the generated phenol was extracted out of the reaction system. Next, as the second step of the reaction, the temperature of the heating medium was raised to 240 ° C. over 15 minutes, the pressure was reduced to 0.10 kPa or less over 15 minutes, and the generated phenol was extracted out of the reaction system. After reaching a predetermined stirring torque, the reaction was stopped by returning the pressure to normal pressure with nitrogen, the produced polycarbonate resin was extruded into water, and the strand was cut to obtain pellets. Using the obtained polycarbonate resin pellets, the various evaluations described above were performed. The evaluation results are shown in Table 1.
このポリカーボネート樹脂の波長分散はフラットな特性を示した。比較例1と比較して、低い屈折率、低い光弾性係数、高い全光線透過率を有しながら、同時に耐熱性(ガラス転移温度)を向上させることができた。 The wavelength dispersion of this polycarbonate resin showed a flat characteristic. Compared with Comparative Example 1, the heat resistance (glass transition temperature) could be improved at the same time while having a low refractive index, a low photoelastic coefficient, and a high total light transmittance.
<参考例1>
最終重合温度を270℃に変更した以外、実施例1と同様に重合反応を行ったところ、反応の終盤で樹脂が撹拌軸に巻き付き、溶融樹脂を抜き出すことができなかった。少量採取した樹脂に塩化メチレンを加えると、不溶成分が生成しており、ポリマーがゲル化していることが分かった。本発明の構造(1)〜(3)は過度に高温で反応を行うと、分解し、架橋成分が生成することが考えられる。
<Reference Example 1>
When the polymerization reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the final polymerization temperature was changed to 270 ° C., the resin was wound around the stirring shaft at the end of the reaction, and the molten resin could not be extracted. It was found that when methylene chloride was added to a small amount of collected resin, insoluble components were formed and the polymer was gelled. It is conceivable that the structures (1) to (3) of the present invention are decomposed when reacted at an excessively high temperature to produce a crosslinking component.
<比較例1>
ISB 42.45重量部(0.290mol)、BPA 17.96重量部(0.079mol)、CHDM 25.42重量部(0.176mol)、DPC 119.17重量部(0.556mol)、及び触媒として酢酸カルシウム1水和物9.61×10−4重量部(5.45×10−6mol)を用いた以外は実施例1と同様に重合反応を行い、ポリカーボネート樹脂のペレットを得た。得られたポリカーボネート樹脂のペレットを用いて、前述の各種評価を行った。評価結果を表1に示す。
<Comparative Example 1>
ISB 42.45 parts by weight (0.290 mol), BPA 17.96 parts by weight (0.079 mol), CHDM 25.42 parts by weight (0.176 mol), DPC 119.17 parts by weight (0.556 mol), and catalyst As in Example 1 except that 9.61 × 10 −4 parts by weight (5.45 × 10 −6 mol) of calcium acetate monohydrate was used, a polycarbonate resin pellet was obtained. Using the obtained polycarbonate resin pellets, the various evaluations described above were performed. The evaluation results are shown in Table 1.
<実施例2>
DCMI 10.06重量部(0.030mol)、ISB 60.17重量部(0.412mol)、BPFM 27.49重量部(0.043mol)、DPC 85.34重量部(0.398mol)、及び触媒として酢酸カルシウム1水和物1.55×10−3重量部(8.83×10−6mol)を用い、最終重合温度を250℃とした以外は実施例1と同様に重合反応を行い、ポリカーボネート樹脂のペレットを得た。得られたポリカーボネート樹脂のペレットを用いて、前述の各種評価を行った。評価結果を表2に示す。
<Example 2>
DCMI 10.06 parts by weight (0.030 mol), ISB 60.17 parts by weight (0.412 mol), BPFM 27.49 parts by weight (0.043 mol), DPC 85.34 parts by weight (0.398 mol), and catalyst And using 1.55 × 10 −3 parts by weight of calcium acetate monohydrate (8.83 × 10 −6 mol), and carrying out the polymerization reaction in the same manner as in Example 1 except that the final polymerization temperature was 250 ° C. Polycarbonate resin pellets were obtained. Using the obtained polycarbonate resin pellets, the various evaluations described above were performed. The evaluation results are shown in Table 2.
このポリカーボネート樹脂の波長分散は逆波長分散性を示した。比較例2、3と比較して、低い屈折率、低い光弾性係数、高い全光線透過率を有しながら、同時に耐熱性(ガラス転移温度)を向上させることができた。 The wavelength dispersion of this polycarbonate resin showed reverse wavelength dispersion. Compared with Comparative Examples 2 and 3, the heat resistance (glass transition temperature) could be improved at the same time while having a low refractive index, a low photoelastic coefficient, and a high total light transmittance.
<比較例2>
ISB 64.27重量部(0.440mol)、BPFM 36.51重量部(0.057mol)、DPC 81.52重量部(0.381mol)、及び触媒として酢酸カルシウム1水和物7.75×10−4重量部(4.40×10−6mol)を用いた以外は実施例2と同様に重合反応を行い、ポリエステルカーボネート樹脂のペレットを得た。得られたポリエステルカーボネート樹脂のペレットを用いて、前述の各種評価を行った。評価結果を表2に示す。
<Comparative example 2>
ISB 64.27 parts by weight (0.440 mol), BPFM 36.51 parts by weight (0.057 mol), DPC 81.52 parts by weight (0.381 mol), and calcium acetate monohydrate as catalyst 7.75 × 10 A polymerization reaction was carried out in the same manner as in Example 2 except that -4 parts by weight (4.40 × 10 −6 mol) was used, and polyester carbonate resin pellets were obtained. Various evaluations described above were performed using the obtained polyester carbonate resin pellets. The evaluation results are shown in Table 2.
<比較例3>
ISB 45.42重量部(0.311mol)、BPFM 36.65重量部(0.057mol)、BisZ 20.15重量部(0.075mol)、DPC 70.41重量部(0.329mol)、及び触媒として酢酸カルシウム1水和物6.80×10−4重量部(3.86×10−6mol)を用いた以外は実施例2と同様に重合反応を行い、ポリエステルカーボネート樹脂のペレットを得た。得られたポリエステルカーボネート樹脂のペレットを用いて、前述の各種評価を行った。評価結果を表2に示す。
<Comparative Example 3>
ISB 45.42 parts by weight (0.311 mol), BPFM 36.65 parts by weight (0.057 mol), BisZ 20.15 parts by weight (0.075 mol), DPC 70.41 parts by weight (0.329 mol), and catalyst The polymerization reaction was carried out in the same manner as in Example 2 except that 6.80 × 10 −4 parts by weight (3.86 × 10 −6 mol) of calcium acetate monohydrate was used to obtain polyester carbonate resin pellets. . Various evaluations described above were performed using the obtained polyester carbonate resin pellets. The evaluation results are shown in Table 2.
<実施例3>
DCMI 9.29重量部(0.027mol)、ISB 22.92重量部(0.157mol)、BHEPF 59.47重量部(0.136mol)、DPC 68.50重量部(0.320mol)、及び触媒として酢酸カルシウム1水和物1.69×10−3重量部(9.59×10−6mol)を用いた以外は実施例2と同様に重合反応を行い、ポリカーボネート樹脂のペレットを得た。得られたポリカーボネート樹脂のペレットを用いて、前述の各種評価を行った。評価結果を表2に示す。
<Example 3>
DCMI 9.29 parts by weight (0.027 mol), ISB 22.92 parts by weight (0.157 mol), BHEPF 59.47 parts by weight (0.136 mol), DPC 68.50 parts by weight (0.320 mol), and catalyst The polymerization reaction was carried out in the same manner as in Example 2 except that 1.69 × 10 −3 parts by weight (9.59 × 10 −6 mol) of calcium acetate monohydrate was used to obtain polycarbonate resin pellets. Using the obtained polycarbonate resin pellets, the various evaluations described above were performed. The evaluation results are shown in Table 2.
このポリカーボネート樹脂の波長分散は逆波長分散性を示した。比較例4、5と比較して、低い屈折率、低い光弾性係数、高い全光線透過率を有しながら、同時に耐熱性(ガラス転移温度)を向上させることができた。 The wavelength dispersion of this polycarbonate resin showed reverse wavelength dispersion. Compared with Comparative Examples 4 and 5, the heat resistance (glass transition temperature) could be improved at the same time while having a low refractive index, a low photoelastic coefficient, and a high total light transmittance.
<比較例4>
ISB 31.41重量部(0.215mol)、BHEPF 59.47重量部(0.136mol)、DPC 75.85(0.354mol)、及び触媒として酢酸カルシウム1水和物1.24×10−3重量部(7.01×10−6mol)を用いた以外は実施例2と同様に重合反応を行い、ポリカーボネート樹脂のペレットを得た。得られたポリカーボネート樹脂のペレットを用いて、前述の各種評価を行った。評価結果を表2に示す。
<Comparative Example 4>
ISB 31.41 parts by weight (0.215 mol), BHEPF 59.47 parts by weight (0.136 mol), DPC 75.85 (0.354 mol), and calcium acetate monohydrate 1.24 × 10 −3 as a catalyst. A polymerization reaction was carried out in the same manner as in Example 2 except that parts by weight (7.01 × 10 −6 mol) were used to obtain polycarbonate resin pellets. Using the obtained polycarbonate resin pellets, the various evaluations described above were performed. The evaluation results are shown in Table 2.
<比較例5>
BHEPF 80.49質量部(0.184mol)、BPA 13.23質量部(0.058mol)、DPC 53.29質量部(0.249mol)、及び触媒として酢酸カルシウム1水和物2.13×10−3質量部(1.21×10−5mol)を用い、最終重合温度を260℃とした以外は実施例2と同様に重合反応を行い、ポリカーボネート樹脂のペレットを得た。得られたポリカーボネート樹脂のペレットを用いて、前述の各種評価を行った。評価結果を表2に示す。
<Comparative Example 5>
BHEPF 80.49 parts by mass (0.184 mol), BPA 13.23 parts by mass (0.058 mol), DPC 53.29 parts by mass (0.249 mol), and calcium acetate monohydrate 2.13 × 10 6 as a catalyst A polymerization reaction was performed in the same manner as in Example 2 except that −3 parts by mass (1.21 × 10 −5 mol) was used, and the final polymerization temperature was 260 ° C., to obtain polycarbonate resin pellets. Using the obtained polycarbonate resin pellets, the various evaluations described above were performed. The evaluation results are shown in Table 2.
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