JP6234730B2 - Led照明部材用ポリカーボネート樹脂組成物及びled照明用光拡散性部材 - Google Patents
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Description
しかし、光拡散剤の含有は、光拡散性が向上するものの、透明性の低下を招き、さらには色相、機械的特性、熱安定性などへの影響も大きい為、光拡散剤の種類、形状、量については十分な検討が必要である。
通常の白色LED照明の演色性が低いのは、太陽光に比べて発光波長の分光分布に偏りがあるためである。白色LED照明の演色性を改良するために、発光の分光特性が広くなるようにLED光源側、具体的には塗布する蛍光体の種類を多数用いるなどの手法が検討され、一部では実用化されている。しかしこの手法は特殊な蛍光体を用いる必要があり、これが非常に高価である為に経済的に課題を抱えている。
いずれも演色性改良については記載があるものの、ポリカーボネート樹脂組成物の演色性と光拡散性と透明性のバランスを高度に均衡させる具体的手法については何ら記載がない。
本発明は、以下のLED照明部材用ポリカーボネート樹脂組成物およびそれからなるLED照明用光拡散部材を提供する。
[2]架橋シロキサン系重合体粒子(B2)は、平均粒子径が1.5〜5μmのポリメチルシルセスキオキサンであり、含有量が、(A)芳香族ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、0.1〜5質量部である上記[1]に記載のLED照明部材用ポリカーボネート樹脂組成物。
[3]架橋アクリル系重合体粒子(B1)は、5%熱重量減少温度が280℃以上であり、含有量が、(A)芳香族ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、0.1〜5質量部である上記[1]または[2]に記載のLED照明部材用ポリカーボネート樹脂組成物。
[4](C)テトラアザポルフィリン化合物の含有量が、(A)芳香族ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、0.00001質量部以上0.005質量部以下である上記[1]〜[3]のいずれかに記載のLED照明部材用ポリカーボネート樹脂組成物。
[5](C)テトラアザポルフィリン化合物は、最大吸収ピークが570〜600nmの波長領域内にあり、且つその半値幅が50nm以下である上記[1]〜[4]のいずれかに記載のLED照明部材用ポリカーボネート樹脂組成物。
[7]さらに、(E)フッ素系樹脂を、(A)芳香族ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、0.01〜1質量部含有する上記[1]〜[6]のいずれかに記載のLED照明部材用ポリカーボネート樹脂組成物。
[8]上記[1]〜[7]のいずれかに記載のLED照明部材用ポリカーボネート樹脂組成物からなるLED照明用光拡散部材。
[9]白色LED照明用カバーである上記[8]に記載のLED照明用光拡散部材。
[10]白色LED電球用カバーである上記[8]に記載のLED照明用光拡散部材。
[11]白色LED直管用カバーである上記[8]に記載のLED照明用光拡散部材。
なお、本明細書において、「〜」とは、特に断りのない限り、その前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。また、「部」とは、特に断りのない限り、質量基準に基づく質量部を表す。
本発明のLED照明部材用ポリカーボネート樹脂組成物は、(A)芳香族ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、(B)平均粒径が1〜20μmの、架橋アクリル系重合体粒子(B1)及び/又は架橋シロキサン系重合体粒子(B2)を0.001〜10質量部、(C)テトラアザポルフィリン化合物を0.00001〜1質量部含有することを特徴とする。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物に用いる(A)芳香族ポリカーボネート樹脂の種類に制限はない。また、(A)芳香族ポリカーボネート樹脂は、1種類を用いてもよく、2種類以上を任意の組み合わせ及び任意の比率で併用してもよい。
ポリカーボネート樹脂は、一般式:−(−O−X−O−C(=O)−)− で示される炭酸結合を有する基本構造の重合体である。式中、Xは、一般には炭化水素基であるが、種々の特性付与のためヘテロ原子、ヘテロ結合の導入されたXを用いてもよい。
また、ポリカーボネート樹脂は、炭酸結合に直接結合する炭素がそれぞれ芳香族炭素である芳香族ポリカーボネート樹脂、及び脂肪族炭素である脂肪族ポリカーボネート樹脂に分類できるが、本発明では、耐熱性、機械的物性、電気的特性等の観点から、芳香族ポリカーボネート樹脂を使用する。
また(A)芳香族ポリカーボネート樹脂は、直鎖状でもよく、分岐鎖状でもよい。さらに、(A)芳香族ポリカーボネート樹脂は1種の繰り返し単位からなる単重合体であってもよく、2種以上の繰り返し単位を有する共重合体であってもよい。このとき共重合体は、ランダム共重合体、ブロック共重合体等、種々の共重合形態を選択することができる。なお、通常、このようなポリカーボネート重合体は、熱可塑性の樹脂となる。
1,2−ジヒドロキシベンゼン、1,3−ジヒドロキシベンゼン(即ち、レゾルシノール)、1,4−ジヒドロキシベンゼン等のジヒドロキシベンゼン類;
2,5−ジヒドロキシビフェニル、2,2’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジヒドロキシビフェニル等のジヒドロキシビフェニル類;
2,2’−ジヒドロキシ−1,1’−ビナフチル、1,2−ジヒドロキシナフタレン、1,3−ジヒドロキシナフタレン、2,3−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、1,7−ジヒドロキシナフタレン、2,7−ジヒドロキシナフタレン等のジヒドロキシナフタレン類;
1,1−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(3−メトキシ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(3−メトキシ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
1,1−ビス(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
α,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,4−ジイソプロピルベンゼン、
1,3−ビス[2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−プロピル]ベンゼン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキシルメタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)フェニルメタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)(4−プロペニルフェニル)メタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)ナフチルメタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−ナフチルエタン、
1,1−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)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)ヘキサン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサン、
4,4−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘプタン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ノナン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)デカン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ドデカン、
等のビス(ヒドロキシアリール)アルカン類;
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3−ジメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,4−ジメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,5−ジメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−プロピル−5−メチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−tert−ブチル−シクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−tert−ブチル−シクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−フェニルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−フェニルシクロヘキサン、
等のビス(ヒドロキシアリール)シクロアルカン類;
なお、芳香族ジヒドロキシ化合物は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
(A)芳香族ポリカーボネート樹脂の製造方法は、特に限定されるものではなく、任意の方法を採用できる。その例を挙げると、界面重合法、溶融エステル交換法、ピリジン法、環状カーボネート化合物の開環重合法、プレポリマーの固相エステル交換法などを挙げることができる。以下、これらの方法のうち特に好適なものについて具体的に説明する。
まず、ポリカーボネート樹脂を界面重合法で製造する場合について説明する。界面重合法では、反応に不活性な有機溶媒及びアルカリ水溶液の存在下で、通常pHを9以上に保ち、ジヒドロキシ化合物とカーボネート前駆体(好ましくは、ホスゲン)とを反応させた後、重合触媒の存在下で界面重合を行うことによってポリカーボネート樹脂を得る。なお、反応系には、必要に応じて分子量調整剤(末端停止剤)を存在させるようにしてもよく、ジヒドロキシ化合物の酸化防止のために酸化防止剤を存在させるようにしてもよい。
なお、反応温度は通常0〜40℃であり、反応時間は通常は数分(例えば、10分)〜数時間(例えば、6時間)である。
次に、ポリカーボネート樹脂を溶融エステル交換法で製造する場合について説明する。溶融エステル交換法では、例えば、炭酸ジエステルとジヒドロキシ化合物とのエステル交換反応を行う。
一方、炭酸ジエステルとしては、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−tert−ブチルカーボネート等の炭酸ジアルキル化合物;ジフェニルカーボネート;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などが挙げられる。中でも、ジフェニルカーボネート及び置換ジフェニルカーボネートが好ましく、特にジフェニルカーボネートがより好ましい。なお、炭酸ジエステルは1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
また、より積極的な調整方法としては、反応時に別途、末端停止剤を混合する方法が挙げられる。この際の末端停止剤としては、例えば、一価フェノール類、一価カルボン酸類、炭酸ジエステル類などが挙げられる。なお、末端停止剤は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
(A)芳香族ポリカーボネート樹脂は、構造粘性指数Nが所定範囲にあるポリカーボネート樹脂を一定割合以上含有することが好ましい。
構造粘性指数Nとは、文献「化学者のためのレオロジー」(化学同人、1982年、第15〜16頁)にも詳記されているように、溶融体の流動特性を評価する指標である。通常、ポリカーボネート樹脂の溶融特性は、数式:γ=a・σNにより表示することができる。なお、前記式中、γ:剪断速度、a:定数、σ:応力、N:構造粘性指数、を表す。
このように構造粘性指数Nが高いことは、ポリカーボネート樹脂が分岐構造を有することを意味し、このように構造粘性指数Nが高いポリカーボネート樹脂を含有することにより、ポリカーボネート樹脂成形品の燃焼時の滴下を抑制し、難燃性を向上させることができる。
分岐剤の具体例としては、フロログルシン、4,6−ジメチル−2,4,6−トリス(4−ヒドロキシフェニル)ヘプテン−2、4,6−ジメチル−2,4,6−トリス(4−ヒドロキシフェニル)ヘプタン、2,6−ジメチル−2,4,6−トリス(4−ヒドロキシフェニルヘプテン−3、1,3,5−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタンなどで示されるポリヒドロキシ化合物、また3,3−ビス(4−ヒドロキシアリール)オキシインドール(=イサチンビスフェノール)、5−クロルイサチンビスフェノール、5,7−ジクロルイサチンビスフェノール、5−ブロムイサチンビスフェノールなどが挙げられる。
その使用量は芳香族ジヒドロキシ化合物に対して0.01〜10モル%の範囲であり、特に好ましくは0.1〜3モル%の範囲である。
なお、(A)芳香族ポリカーボネート樹脂中の、所定Nポリカーボネート樹脂の含有量の上限に制限は無く、通常100質量%以下であるが、好ましくは90質量%以下であり、より好ましくは85質量%以下である。
また、所定Nポリカーボネート樹脂は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
混合して用いる場合には、粘度平均分子量(Mv)が比較的小さいポリカーボネート樹脂(A1)に、Mvが大であるポリカーボネート樹脂(A2)を混合して使用することが好ましく、この場合、Mvが小さいポリカーボネート樹脂(A1)を10,000〜30,000程度、より好ましくは12,000〜20,000の範囲から選び、Mvが大きいポリカーボネート樹脂(A2)のMvを50,000〜90,000程度、より好ましくは60,000〜85,000のものを組み合わせて使用することが好ましい。
この際の混合割合は、(A1)と(A2)の合計100質量部基準で、(A1)が1〜99質量部、(A2)が1〜99質量部であることが好ましく、より好ましくは(A1)が40〜90質量部、(A2)が10〜60質量部であり、さらには(A1)が60〜80質量部、(A2)が20〜40質量部であることが好ましい。
なお、末端水酸基濃度の単位は、ポリカーボネート樹脂の質量に対する、末端水酸基の質量をppmで表示したものである。その測定方法は、四塩化チタン/酢酸法による比色定量(Macromol.Chem.88 215(1965)に記載の方法)である。
ただし、再生されたポリカーボネート樹脂は、本発明のポリカーボネート樹脂組成物に含まれるポリカーボネート樹脂のうち、80質量%以下であることが好ましく、中でも50質量%以下であることがより好ましい。再生されたポリカーボネート樹脂は、熱劣化や経年劣化等の劣化を受けている可能性が高いため、このようなポリカーボネート樹脂を前記の範囲よりも多く用いた場合、色相や機械的物性を低下させる可能性があるためである。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、(B)架橋重合体粒子として、平均粒径が1〜20μmの、架橋アクリル系重合体粒子(B1)及び/又は架橋シロキサン系重合体粒子(B2)を含有する。
平均粒径が、1μm未満では、得られるポリカーボネート樹脂組成物の光拡散性は向上せず、一方で輝度を下げてしまう。20μmを超えると、光拡散効果も低下し、輝度も下がってしまう。
架橋アクリル系重合体粒子(B1)及び/又は架橋シロキサン系重合体粒子(B2)の含有量は、(A)芳香族ポリカーボネート樹脂100質量部に対して、0.001〜10質量部であり、1〜6質量部がより好ましい。含有量が0.001質量部より少ないと、光拡散性が不足し高輝度のLED光源が透けて見えやすく、眩しさ低減効果が不十分となり、10質量部を超えて多すぎると必要な照明輝度が得られなくなる。
架橋アクリル系重合体粒子(B1)として、好ましいのは、非架橋性アクリルモノマーと架橋性モノマーを、好ましくは懸濁重合により、製造される架橋アクリル樹脂系粒子である。
非架橋性アクリル系モノマーとしては、アクリルモノマー単独またはアクリルモノマー複数を組み合わせて用いる。アクリルモノマーとしては、メチルアクリレート、n−ブチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、2−エチル−ヘキシルアクリレート等のアクリル酸エステル類、メチルメタアクリレート、エチルメタアクリレート、プロピルメタアクリレート、ブチルメタアクリレート等のメタクリル酸エステル類が好ましく挙げられ、これらを単独又は二種以上組み合わせて用いることができる。なかでも、メチルメタクリレートが好適に用いられる。
また、単量体には、(メタ)アクリル酸エステル系単量体と共重合可能な単量体を加えてもよく、そのような単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、酢酸ビニル等のビニル基を有する単量体が挙げられる。
本発明において、平均粒径は、個数基準による平均粒径である。
なお、本発明における平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置で測定されるD50をいい、島津製作所製「レーザー回折式粒度分布測定装置SALD−2100」を用いて測定を行った。
また、固体状態で得られたアクリル樹脂をジェット気流式粉砕機、機械衝突式粉砕機、ロールミル、ハンマーミル、インペラーブレーカーなどの粉砕装置により粉砕し、得られた粉砕物を風力分級装置、ふるい分級装置などの分級装置に導入して分級することにより、粒子の粒径を制御して用いてもよい。
架橋シロキサン系重合体粒子(B2)を構成するポリオルガノシロキサンとしては、フェニル基、ジフェニル基、ビニル基又はアルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基など)を有するポリオルガノシロキサン、フェニル基とジフェニル基を有するポリオルガノシロキサン、ビニル基とアルコキシ基を有するポリオルガノシロキサン、フェニル基とアルコキシ基とビニル基を有するポリオルガノシロキサン等が好ましく挙げられる。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、テトラアザポルフィリン化合物を含有する。テトラアザポルフィリン化合物を含有することで、本発明のポリカーボネート樹脂組成物の演色性を向上させることができるほか、上記した架橋重合体粒子(B)と組み合わせることで光拡散性と全光束を効率的に高め、さらに、後記する(D)有機スルホン酸アルカリ金属塩と併用すると、本発明のポリカーボネート樹脂組成物の難燃性を効果的に高めることができる。
テトラアザポルフィリン化合物は、テトラアザポルフィリン骨格を有する化合物であり、テトラアザポルフィリン骨格に特定の置換基を有していてもよく、好ましくは、例えば、下記一般式(1)で表される化合物である。
Mで表される2価の金属原子としては、例えば、Cu、Zn、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Pt、Mn、Mg、Ti、Be、Ca、Ba、Cd、Hg、Pb、Snなどを挙げることができる。Mで表される酸化金属原子としては、例えば、VO、MnO、TiOなどを挙げることができる。
一般式(1)において、Mは、より好ましくは、Cu、Zn、Fe、Co、Ni、Pd、Mn、Mg、VO、TiOであり、さらに好ましくは、Cu、Ni、Pd、VOであり、特に好ましくは、Pd、VOである。
このような最大吸収ピークと半値幅を有することで、演色性及び全光束に優れたポリカーボネート樹脂組成物とすることがより可能となる。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は(D)有機スルホン酸アルカリ金属塩を含有することが好ましい。有機スルホン酸アルカリ金属塩を含有することで、本発明のポリカーボネート樹脂組成物の難燃性を向上させることができるほか、(C)テトラアザポルフィリン化合物と併用すると、驚くべきことに本発明のポリカーボネート樹脂組成物の演色性及び全光束を効果的に高めることができる。
その中でも好ましいものの具体例を挙げると、パーフルオロブタンスルホン酸カリウム、パーフルオロブタンスルホン酸リチウム、パーフルオロブタンスルホン酸ナトリウム、パーフルオロブタンスルホン酸セシウム、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、トリフルオロメタンスルホン酸ナトリウム、トリフルオロメタンスルホン酸カリウム、パーフルオロエタンスルホン酸カリウム、パーフルオロプロパンスルホン酸カリウム等の、分子中に少なくとも1つのC−F結合を有する含フッ素脂肪族スルホン酸のアルカリ金属塩;
また、含フッ素脂肪族スルホン酸金属塩としては分子中に少なくとも1つのC−F結合を有する含フッ素脂肪族スルホン酸アルカリ金属塩がより好ましく、パーフルオロアルカンスルホン酸のアルカリ金属塩が特に好ましく、具体的にはパーフルオロブタンスルホン酸カリウム、パーフルオロエタンスルホン酸ナトリウム塩が好ましい。
芳香族スルホン酸アルカリ金属塩としては芳香族スルホン酸のアルカリ金属塩がより好ましく、ジフェニルスルホン−3,3’−ジスルホン酸ジカリウム、ジフェニルスルホン−3−スルホン酸カリウム等のジフェニルスルホン−スルホン酸のアルカリ金属塩;パラトルエンスルホン酸ナトリウム、及びパラトルエンスルホン酸カリウム、パラトルエンスルホン酸セシウム等のパラトルエンスルホン酸のアルカリ金属塩;が特に好ましく、パラトルエンスルホン酸のアルカリ金属塩がさらに好ましい。
なお、(D)有機スルホン酸アルカリ金属塩は1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
このような有機スルホン酸アルカリ金属塩として、具体的には、DIC社製商品名メガファックF114P、ランクセス社製商品名バイオウェットC4、インサイト・ハイテクノロジー社製商品名IHT−FR21などが例示される。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、滴下防止剤として、フッ素系樹脂を、芳香族ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対して、0.01〜1質量部含有することが好ましい。このようにフッ素系樹脂を含有することで、樹脂組成物の溶融特性を改良することができ、具体的には燃焼時の滴下防止性を向上させることができる。
また、このフッ素系樹脂としては、フィブリル形成能を有するものが好ましく、具体的には、フィブリル形成能を有するフルオロオレフィン樹脂が挙げられる。このように、フィブリル形成能を有することで、燃焼時の滴下防止性が著しく向上する傾向にある。
アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸ドデシル、メタクリル酸ドデシル、アクリル酸トリデシル、メタクリル酸トリデシル、アクリル酸オクタデシル、メタクリル酸オクタデシル、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル等の(メタ)アクリル酸エステル系単量体;
無水マレイン酸等のα,β−不飽和カルボン酸;N−フェニルマレイミド、N−メチルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド等のマレイミド系単量体;
グリシジルメタクリレート等のグリシジル基含有単量体;
ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等のビニルエーテル系単量体;酢酸ビニル、酪酸ビニル等のカルボン酸ビニル系単量体;
エチレン、プロピレン、イソブチレン等のオレフィン系単量体;
ブタジエン、イソプレン、ジメチルブタジエン等のジエン系単量体等を挙げることができる。なお、これらの単量体は、単独で、または2種以上を混合して用いることができる。
なお、フッ素系樹脂は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていても良い。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、更に種々の添加剤を含有していても良い。このような添加剤としては、有機スルホン酸アルカリ金属塩以外の他の難燃剤や、熱安定剤、酸化防止剤、離型剤、紫外線吸収剤、染顔料、蛍光増白剤、帯電防止剤、防曇剤、滑剤、アンチブロッキング剤、流動性改良剤、可塑剤、分散剤、抗菌剤などが挙げられる。
熱安定剤としては、例えばリン系化合物が挙げられる。リン系化合物としては、公知の任意のものを使用できる。具体例を挙げると、リン酸、ホスホン酸、亜燐酸、ホスフィン酸、ポリリン酸などのリンのオキソ酸;酸性ピロリン酸ナトリウム、酸性ピロリン酸カリウム、酸性ピロリン酸カルシウムなどの酸性ピロリン酸金属塩;リン酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸セシウム、リン酸亜鉛など第1族または第10族金属のリン酸塩;有機ホスフェート化合物、有機ホスファイト化合物、有機ホスホナイト化合物などが挙げられる。
酸化防止剤としては、例えばヒンダードフェノール系酸化防止剤が挙げられる。その具体例としては、ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、チオジエチレンビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、N,N’−ヘキサン−1,6−ジイルビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニルプロピオナミド)、2,4−ジメチル−6−(1−メチルペンタデシル)フェノール、ジエチル[[3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル]メチル]ホスフォエート、3,3’,3”,5,5’,5”−ヘキサ−tert−ブチル−a,a’,a”−(メシチレン−2,4,6−トリイル)トリ−p−クレゾール、4,6−ビス(オクチルチオメチル)−o−クレゾール、エチレンビス(オキシエチレン)ビス[3−(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−m−トリル)プロピオネート]、ヘキサメチレンビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,3,5−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン,2,6−ジ−tert−ブチル−4−(4,6−ビス(オクチルチオ)−1,3,5−トリアジン−2−イルアミノ)フェノール等が挙げられる。
離型剤としては、例えば、脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸とアルコールとのエステル、数平均分子量200〜15,000の脂肪族炭化水素化合物、ポリシロキサン系シリコーンオイルなどが挙げられる。
これらの中では、パラフィンワックス、ポリエチレンワックスまたはポリエチレンワックスの部分酸化物が好ましく、パラフィンワックス、ポリエチレンワックスがさらに好ましい。
また、前記の脂肪族炭化水素の数平均分子量は、好ましくは5,000以下である。
紫外線吸収剤としては、例えば、酸化セリウム、酸化亜鉛などの無機紫外線吸収剤;ベンゾトリアゾール化合物、ベンゾフェノン化合物、サリシレート化合物、シアノアクリレート化合物、トリアジン化合物、オギザニリド化合物、マロン酸エステル化合物、ヒンダードアミン化合物などの有機紫外線吸収剤などが挙げられる。これらのうち、有機紫外線吸収剤が好ましく、中でもベンゾトリアゾール化合物がより好ましい。有機紫外線吸収剤を選択することで、本発明のポリカーボネート樹脂組成物の透明性や機械物性が良好なものになる。
ポリカーボネート樹脂組成物の製造方法に制限はなく、公知のポリカーボネート樹脂組成物の製造方法を広く採用でき、(A)芳香族ポリカーボネート樹脂、架橋アクリル系重合体粒子(B1)及び/又は架橋シロキサン系重合体粒子(B2)、(C)テトラアザポルフィリン化合物、並びに、必要に応じて配合されるその他の成分を、例えばタンブラーやヘンシェルミキサーなどの各種混合機を用い予め混合した後、バンバリーミキサー、ロール、ブラベンダー、単軸混練押出機、二軸混練押出機、ニーダーなどの混合機で溶融混練する方法が挙げられる。なお、溶融混練の温度は特に制限されないが、通常240〜320℃の範囲である。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、LED照明部材用として好適に成形される。
LED照明部材としては、実装したLEDの発する光が透過する各種の透光性部材が挙げられ、例えば、レンズ、レンズシート、プリズム、プリズムシート、透光カバー、グローブ、シェード、光拡散性カバー、各種配光部材が挙げられ、LED(併用されることがある蛍光体を含む。)から放射される光の一部を吸収するものや、また、外部に拡散させるものも含まれる。
特に、本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、白色LED照明の光拡散カバー等の光拡散性部材として好適であり、白色LED電球用カバーや白色LED直管用カバーとして特に好適に使用できる。
下記表1に記した各成分を後記表2に記載の量(全て質量部)で、タンブラーにて20分混合した後、1ベントを備えた日本製鋼所社製二軸押出機(TEX30XCT)に供給し、スクリュー回転数200rpm、吐出量20kg/時間、バレル温度290℃の条件で混練し、ストランド状に押出された溶融樹脂組成物を水槽にて急冷し、ペレタイザーを用いてペレット化し、ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを得た。
セイコーインスツルメンツ社製TG/DTA220Uにて窒素雰囲気下で、サンプル5〜10mgを室温から昇温速度20℃/分で昇温した時に、室温時重量を100%とした時に重量減少が5%となる時の温度を測定した。
[演色性と全光束の評価方法]
前記により得られた樹脂組成物ペレットを、設定温度280℃、金型温度80℃の条件下で射出成形を行い、半径25.5mmの半球状で厚み1.5mmの成形品を得た。市販のLED電球の照明カバーを取り外し、この成形品を取り付けた。
なお市販のLED電球としては下記2種類を使用した。
昼光色LED電球:全光束485ルーメン、色温度6700K
電球色LED電球:全光束390ルーメン、色温度2800K
Labsphere社製全光束分光測定システムCSLMS−2021型(積分球20インチ、分光器CDS−2100)により樹脂組成物成形品のLED電球としての光学性能を評価した。
平均演色評価数[Ra]はJIS Z8726に準拠して評価した。Raは色の見え方が太陽光にどれだけ近いかを示す指標であり、Raが大きいほど太陽光に近く、照明で照らされる物体の見え方がより自然であり、演色性に優れた照明であることを示す。
全光束保持率はCIE127:2007に準拠して評価した。全光束保持率が高いほど、照明カバーでの光量ロスが少なく、同じ光源を使用した際に照明が明るくなり、優れていることを示す。
前記により得られた樹脂組成物ペレットを、日本製鋼所社製射出成形機J50を用い、設定温度280℃、金型温度80℃の条件下で射出成形を行い、長さ127mm、幅12.7mm、肉厚1.5mmの成形品を試験片とし、MURAKAMI COLOR RESEARCH LABORATORY社製のGP−5 GONIOPHOTOMETERを用い、入射光:0°、煽り角:0°、受光範囲:0°〜90°、光束絞り:2.0、受光絞り:3.0の条件で1.5mm厚みの輝度を測定し、0°の輝度に対して、輝度が半減する角度を分散度(°)として求めた。
分散度が高いほど、光拡散性が高く、照明カバーにした場合に、光源の光をより拡散し、より広範囲において照度を保て、かつ光源の視認性が低下する効果もある為好ましい。
以上の評価結果を表2に示す。
前記表1に記した各成分を後記表3及び表4に記載の量(全て質量部)で、実施例1と同様にして、ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを得た。
前記と同様にして、平均演色性評価数、全光束保持率、光拡散分散度を測定し、また、以下の方法でUL94難燃性の評価を行った。
前記により得られた樹脂組成物ペレットを、日本製鋼所社製射出成形機J50を用い、設定温度280℃、金型温度80℃の条件下で射出成形を行い、長さ127mm、幅12.7mm、肉厚1.5mm、1.2mm及び1.0mmの成形品を試験片として得た。
上述の方法で得られたUL試験用試験片を、温度23℃、湿度50%の恒温室の中で48時間調湿し、米国アンダーライターズ・ラボラトリーズ(UL)が定めているUL94試験(機器の部品用プラスチック材料の燃焼試験)に準拠して行なった。UL94Vとは、鉛直に保持した所定の大きさの試験片にバーナーの炎を10秒間接炎した後の残炎時間やドリップ性から難燃性を評価する方法であり、V−0、V−1及びV−2の難燃性を有するためには、以下の表3に示す基準を満たすことが必要となる。
以上の評価結果を下記表4〜5に示す。
一方、本発明の規定を満たさない比較例1〜4ではテトラアザポルフィリン化合物が配合されておらず演色性が劣る。比較例5と6は、実施例3と4に対して光拡散剤が配合されておらず、演色性に劣る。比較例7は実施例8〜10に対してテトラアザポルフィリン化合物が配合されておらず演色性が劣る。
直管型LED照明カバーの製作と評価:
実施例5で得られた樹脂組成物のペレットを用い、下記の異形押出成形機及び条件にて、外径30mm、肉厚1mmのパイプ状押出成形品を作成した。異形押出成形に問題なく良好な外観のパイプ状成形品が得られた。
押出機:40mm単軸押出機
バレル温度:280℃、スクリュー回転数:15rpm、吐出量:5kg/h
単層中空ダイス:外径45mm、内径42.5mm
水冷式真空サイジング装置:サイジングダイス長さ160mm、冷却水温度25℃
ベルト式引き取り装置:引き取り速度0.8m/min
次にこのパイプ状成形品を照明カバーとして用いて、LED直管型照明灯を作製した。図1において、1はLEDを実装した長尺状基板、2はLED、3は口金、4は端子、5はパイプ状成形品からなる照明カバーである。
この直管型照明灯を、LED直管用照明器具に取り付けて点灯したところ、演色性は良好であった。
Claims (10)
- (A)芳香族ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、(B)平均粒径が1〜20μmの、架橋アクリル系重合体粒子(B1)及び/又は架橋シロキサン系重合体粒子(B2)を0.001〜10質量部、(C)テトラアザポルフィリン化合物を0.00001〜0.0005質量部含有することを特徴とするLED照明部材用ポリカーボネート樹脂組成物。
- 架橋シロキサン系重合体粒子(B2)は、平均粒子径が1.5〜5μmのポリメチルシルセスキオキサンであり、含有量が、(A)芳香族ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、0.1〜5質量部である請求項1に記載のLED照明部材用ポリカーボネート樹脂組成物。
- 架橋アクリル系重合体粒子(B1)は、5%熱重量減少温度が280℃以上であり、含有量が、(A)芳香族ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、0.1〜5質量部である請求項1または2に記載のLED照明部材用ポリカーボネート樹脂組成物。
- (C)テトラアザポルフィリン化合物は、最大吸収ピークが570〜600nmの波長領域内にあり、且つその半値幅が50nm以下である請求項1〜3のいずれかに記載のLED照明部材用ポリカーボネート樹脂組成物。
- さらに、(D)有機スルホン酸アルカリ金属塩を、(A)芳香族ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、0.01〜1質量部含有する請求項1〜4のいずれかに記載のLED照明部材用ポリカーボネート樹脂組成物。
- さらに、(E)フッ素系樹脂を、(A)芳香族ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、0.01〜1質量部含有する請求項1〜5のいずれかに記載のLED照明部材用ポリカーボネート樹脂組成物。
- 請求項1〜6のいずれかに記載のLED照明部材用ポリカーボネート樹脂組成物からなるLED照明用光拡散部材。
- 白色LED照明用カバーである請求項7に記載のLED照明用光拡散部材。
- 白色LED電球用カバーである請求項7に記載のLED照明用光拡散部材。
- 白色LED直管用カバーである請求項7に記載のLED照明用光拡散部材。
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