CN101526631B - 注射成型物制光学部件及用于形成其的树脂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及注射成型物制光学部件及用于形成其的树脂组合物。本发明提供折射率高、透明性优异的注射成型物制光学部件。即,一种注射成型物制光学部件,其由树脂组合物形成,所述树脂组合物含有:(A)用凝胶渗透色谱(GPC)测定的按聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)为1000~5000的聚苯乙烯1~40份、以及(B)玻璃化转变温度(Tg)为100~180℃的环状烯烃系树脂100重量份。
Description
技术领域
本发明涉及一种注射成型物制光学部件,其由含有聚苯乙烯和环状烯烃系树脂的树脂组合物形成。
背景技术
以往使用了玻璃的光学部件等的注射成型物逐渐被生产率、耐冲击性、轻量性优异的塑料代替。例如,数码相机用镜头、手机用镜头、CD、蓝光用摄像镜头、微透镜所代表的光学透镜、盘等的基板、导光板、棱镜片等也逐渐利用聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、环状烯烃系树脂。但是,存在聚碳酸酯的双折射大,聚甲基丙烯酸甲酯的耐热性低、吸水性高的问题。
环状烯烃系树脂的玻璃化转变温度、光线透过率高,而且折射率的各向异性小,因此与以往的光学用树脂相比具有显示低双折射性等的特长,作为耐热性、透明性、光学特性优异的热塑性树脂而受到瞩目。此外,利用这样的特征,在例如光盘、光学透镜、光纤、透明塑料基座、低介电材料等的电子-光学材料、光半导体封闭等的封闭材料等领域中,进行了应用环状烯烃系树脂的研究。
但是,环状烯烃系树脂虽然透明性、低吸水性、低双折射性优异,但在透镜用途中折射率比光学用玻璃低,因此现状是无法充分应对薄型化、轻量化的要求。因此,迫切希望开发出除了具有前述环状烯烃系树脂的特长之外还兼具高折射性的环状烯烃系树脂。
一般来说,已知树脂的折射率通过提高芳香族环、卤原子或硫原子的含有率而提高,向环状烯烃系树脂导入芳香族环、卤原子、硫原子或者与含有它们的不同种聚合物的掺合物是具有前景的。例如在专利文献1中显示,含有芳香族环的降冰片烯衍生物的开环聚合物为高折射率。此外,在专利文献2~5中,虽然并未言及折射率,但提出了环状烯烃系树脂与苯乙烯系树脂的掺合物。但是,前者含有芳香族环的降冰片烯系开环聚合物由于使用的单体的制造、开环聚合催化剂昂贵,因此存在成本易升高的问题,另一方面,后者苯乙烯系树脂掺合物在多数情况下,在相当于注射成型温度的200~300℃的高温下产生相分离,因此得到透明的注射成型物是非常困难的。进而,要在不使相分离的情况下维持透明性时,苯乙烯系树脂的添加量受到限制,存在无法得到所需的光学特性的问题。
因此,迫切希望出现抑制相分离、即使使用高温下的成型方法也能够容易地得到透明的光学部件的树脂组合物、以及以该树脂组合物作为主要成分的透明性高的透镜等光学部件。特别期望使用廉价的材料而用于实现高折射率的新方法。
专利文献1:日本专利第3291857号公报
专利文献2:日本专利第3775052号公报
专利文献3:日本特开2006-188555号公报
专利文献4:日本特开2001-337222号公报
专利文献5:日本专利第3018378号公报
发明内容
本发明的课题在于,提供折射率高、透明性优异的注射成型物制光学部件。
本发明人等为解决上述课题进行了悉心研究,结果发现本发明可以完成上述课题。即,本发明包括以下各项。
[1]一种注射成型物制光学部件,其特征在于,由树脂组合物形成,所述树脂组合物含有(A)用凝胶渗透色谱(GPC)测定的按聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)为1000~5000的聚苯乙烯1~40重量份、以及(B)玻璃化转变温度(Tg)为100~180℃的环状烯烃系树脂100重量份。
[2]根据[1]所述的注射成型物制光学部件,其特征在于,所述成分(A)的重均分子量(Mw)为2000~4500。
[3]根据[1]或[2]所述的注射成型物制光学部件,其特征在于,将所述成分(A)在250℃加热1小时时的重量减少为7%以下。
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的注射成型物制光学部件,其特征在于,所述成分(A)用凝胶渗透色谱(GPC)测定的按聚苯乙烯换算的分子量分布(Mw/Mn)为1.0~4.0。
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的注射成型物制光学部件,其特征在于,所述成分(B)具有来源于下述式(1)所示化合物的结构单元。
(式(1)中,R1~R4为氢原子、卤原子、碳原子数1~30的烃基或其它1价有机基团,可以各自相同或不同,并且,R1~R4中的任意2个可以相互结合而形成单环或多环结构。m是0或正整数,p是0或正整数。)
[6]根据[1]~[5]中任一项所述的注射成型物制光学部件,其特征在于,通过注射成型法将所述树脂组合物在300℃的加热下成型为厚3.2mm的成型板时,该成型板的雾度为1%以下。
[7]根据[6]所述的注射成型物制光学部件,其特征在于,所述光学部件是透镜。
[8]一种用于注射成型物制光学部件的树脂组合物,其特征在于,含有(A)用凝胶渗透色谱(GPC)测定的按聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)为1000~5000的聚苯乙烯1~40重量份、以及(B)玻璃化转变温度(Tg)为100~180℃的环状烯烃系树脂100重量份。
本发明的树脂组合物是使环状烯烃系树脂中含有特定的聚苯乙烯而得到的,能够提供高折射率的注射成型物制光学部件。此外,本发明的树脂组合物在形成注射成型物制光学部件时,即使在高温进行加热也不会相分离,能够提供透明性高的注射成型物制光学部件。
具体实施方式
本发明的注射成型物制光学部件由如下的树脂组合物(以下也称为“注射成型物用树脂组合物”)形成,所述树脂组合物含有用凝胶渗透色谱(GPC)测定的按聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)为1000~5000的聚苯乙烯(A)(以下也简称为“聚苯乙烯(A)”)1~40重量份、以及玻璃化转变温度(Tg)为100~180℃的环状烯烃系树脂(B)(以下也简称为“环状烯烃系树脂(B)”)100重量份。
以下,对它们进行说明。
[聚苯乙烯(A)]
本发明中使用的聚苯乙烯(A)没有特别限制,可以使用以公知方法制造的聚苯乙烯、市售品等。作为市售品,例如,可以列举SX100(YASUHARA CHEMICAL制)、レジツトS94(三洋化成工业公司制)等。聚苯乙烯(A)可以单独使用一种,也可以将两种以上混合使用。
聚苯乙烯(A)用凝胶渗透色谱(GPC)测定的按聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)为1000~5000,优选2000~4500,更优选2500~4500。Mw小于1000时,注射成型物制光学部件的强度变低。另一方面,Mw大于5000时,与环状烯烃系树脂(B)的相溶性差,无法在直至折射率提高有效的范围使之相溶,注射成型物制光学部件的透明性下降。
此外,聚苯乙烯(A)的分子量分布Mw/Mn没有特别限制,通常优选为1.0~4.0,更优选为1.1~3.5,进一步优选为1.2~2.5。Mw/Mn大于4.0时,与环状烯烃系树脂(B)的相溶性差,注射成型物制光学部件的雾度可能增高。
此外,优选本发明中使用的聚苯乙烯(A)在250℃加热1小时时的重量减少率为7%以下,优选为6%以下。重量减少率大于7%时,成型时发生气体生成等,有时会污染注射成型机的模具。
注射成型物制光学部件中的聚苯乙烯(A)的配合量,相对于环状烯烃系树脂(B)100重量份,优选为1~40重量份,更优选为5~40重量份。该聚苯乙烯的配合量在1~40重量份的范围以外时,聚苯乙烯(A)和环状烯烃系树脂(B)的相溶性差,注射成型物制光学部件会发生白浊。
[环状烯烃系树脂(B)]
作为本发明中使用的环状烯烃系树脂(B),可以列举如下的(共)聚合物。
(i)式(1)所示的化合物的开环聚合物。
(ii)式(1)所示的化合物与共聚性单体的开环共聚物。
(iii)所述(i)或(ii)的开环(共)聚合物的氢化(共)聚合物。
(iv)将所述(i)或(ii)的开环(共)聚合物通过弗里德尔-克拉夫茨(Friedel-Crafts)反应环化后,进行氢化而得到的(共)聚合物。
(v)式(1)所示的化合物与含有不饱和双键的化合物的饱和共聚物。
(vi)式(1)所示的化合物、乙烯基系环状烃系单体和环戊二烯系单体中选出的1种以上单体的加成型(共)聚合物及其氢化(共)聚合物。
(vii)式(1)所示的化合物与丙烯酸酯的交替共聚物。
(式(1)中,R1~R4为氢原子、卤原子、碳原子数1~30的烃基或其它1价有机基团,可以各自相同或不同。并且,R1~R4中的任意2个可以相互结合而形成单环或多环结构。m是0或正整数,p是0或正整数。)
其中,作为环状烯烃系树脂(B),在与聚苯乙烯(A)的相溶性以及得到的注射成型物制光学部件的透明性方面考虑,优选(iii)。
式(1)所示的化合物
作为上述式(1)所示的化合物的具体例,可以列举如下的化合物,但本发明并不限于这些具体例。
双环[2.2.1]庚-2-烯、
三环[4.3.0.12,5]-8-癸烯、
三环[4.4.0.12,5]-3-十一烯、
四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
五环[6.5.1.13,6.02,7.09,13]-4-十五烯、
5-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-乙基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-甲氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-甲基-5-甲氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-氰基双环[2.2.1]庚-2-烯、
8-甲氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-乙氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-正丙氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-异丙氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-正丁氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-甲基-8-甲氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-甲基-8-乙氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-甲基-8-正丙氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-甲基-8-异丙氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-甲基-8-正丁氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
5-乙叉基双环[2.2.1]庚-2-烯、
8-乙叉基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
5-苯基双环[2.2.1]庚-2-烯、
8-苯基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
5-氟双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-氟甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-三氟甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-五氟乙基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,5-二氟双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,6-二氟双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,5-双(三氟甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,6-双(三氟甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-甲基-5-三氟甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,5,6-三氟双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,5,6-三(氟甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,5,6,6-四氟双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,5,6,6-四(三氟甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,5-二氟-6,6-双(三氟甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,6-二氟-5,6-双(三氟甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,5,6-三氟-5-三氟甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-氟-5-五氟乙基-6,6-双(三氟甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,6-二氟-5-七氟-异丙基-6-三氟甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-氯-5,6,6-三氟双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,6-二氯-5,6-双(三氟甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,5,6-三氟-6-三氟甲氧基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,5,6-三氟-6-七氟丙氧基双环[2.2.1]庚-2-烯、
8-氟四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-氟甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-二氟甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-三氟甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-五氟乙基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8,8-二氟四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8,9-二氟四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8,8-双(三氟甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8,9-双(三氟甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-甲基-8-三氟甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8,8,9-三氟四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8,8,9-三(三氟甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8,8,9,9-四氟四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8,8,9,9-四(三氟甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8,8-二氟-9,9-双(三氟甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8,9-二氟-8,9-双(三氟甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8,8,9-三氟-9-三氟甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8,8,9-三氟-9-三氟甲氧基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8,8,9-三氟-9-七氟丙氧基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-氟-8-五氟乙基-9,9-双(三氟甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8,9-二氟-8-七氟异丙基-9-三氟甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-氯-8,9,9-三氟四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8,9-二氯-8,9-双(三氟甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-(2,2,2-三氟乙氧基羰基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-甲基-8-(2,2,2-三氟乙氧基羰基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯等。
这些化合物可以单独使用一种,或者将两种以上并用。
作为上述式(1)所示的化合物,可以列举R1~R4各自独立地为氢原子、卤原子、碳原子数1~30的烃基或其它1价有机基团的化合物。并且,R1~R4中的任意2个可以相互结合而形成单环或多环结构。m是0或正整数,p是0或正整数。
其中,较理想的是,R1和R3各自独立地为氢原子或者碳原子数1~10、优选1~4、更优选1~2的烃基;较理想的是,R2和R4各自独立地为氢原子或一价有机基团,且R2和R4中的至少一个为极性基团;较理想的是,m为0~3的整数,p为0~3的整数,优选m+p=0~4,更优选m+p=0~2、特别优选m=1、p=0。其中,m=1、p=0时,得到的环状烯烃系树脂(B)的玻璃化转变温度高、且机械强度也优异,因而是特别优选的。
作为上述式(1)所示的化合物的极性基团,可以列举羧基、羟基、烷氧羰基、烯丙氧羰基、氨基、酰胺基、氰基等。这些极性基团可以通过亚甲基等连接基团而结合,该亚甲基上还可以含有羰基、醚基、硅醚基、硫醚基、亚氨基等具有极性的2价有机基团。在这些极性基团中,优选羧基、羟基、烷氧羰基或烯丙氧羰基,特别是更优选烷氧羰基或烯丙氧羰基。
进而,R2和R4中的至少一个为式-(CH2)nCOOR所示的极性基团时,得到的环状烯烃系树脂(B)具有高玻璃化转变温度和低吸湿性、与各种材料的优异密合性,因而是优选的。所述式-(CH2)nCOOR中,较理想的是,R为碳原子数1~12、优选碳原子数1~4、更优选碳原子数1~2的烃基,优选为烷基。此外,n通常为0~5,优选0~3。n的值越小,则得到的环状烯烃系树脂(B)的玻璃化转变温度越高,因而是优选的。进而,n为0时,其合成也容易,在这一点上也是优选的。
此外,在上述式(1)所示的化合物中,R1和R3优选为烷基,较理想的是碳原子数1~4的烷基,更优选碳原子数1~2的烷基,特别优选甲基。特别是该烷基结合于与上述式-(CH2)nCOOR表示的极性基团所结合的碳原子相同的碳原子时,可以降低得到的环状烯烃系树脂(B)的吸湿性,因而是优选的。
共聚性单体
作为上述(ii)的共聚性单体的具体例,可列举环丁烯、环戊烯、环庚烯、环辛烯、二环戊二烯等环烯烃。
作为上述环烯烃,优选碳原子数为4~20,更优选碳原子数为5~12。这些环烯烃可以单独使用1种,或将2种以上并用。
式(1)所示的化合物/共聚性单体的优选使用范围以重量比计为100/0~50/50,进一步优选100/0~60/40。
开环聚合催化剂
在本发明中,用于得到上述(i)即上述式(1)所示的化合物的开环聚合物、以及上述(ii)即上述式(1)所示的化合物与共聚性单体的开环共聚物的开环聚合反应,在易位催化剂的存在下进行。
该易位催化剂是含有下述(a)和(b)的组合的催化剂。所述(a)为选自W、Mo和Re的化合物中的至少1种;所述(b)为选自下述化合物中的至少一种,所述化合物是Deming周期表的IA族元素(例如,Li、Na、K等)、IIA族元素(例如,Mg、Ca等)、II B族元素(例如,Zn、Cd、Hg等)、IIIA族元素(例如,B、Al等)、IVA族元素(例如,Si、Sn、Pb等)或者IVB族元素(例如,Ti、Zr等)的化合物并且具有至少1个所述元素-碳键或所述元素-氢键。此外,为了提高催化剂的活性,可以添加有后述的其它添加剂。
作为适于成分(a)的W、Mo或Re的化合物,可列举WCl6、MoCl6、ReOCl3等在日本特开平1-132626号公报的第8页左下栏第6行~第8页右上栏第17行中记载的化合物。
作为成分(b),可列举例如n-C4H9Li、(C2H5)3Al、(C2H5)2AlCl、(C2H5)1.5AlCl1.5、(C2H5)AlCl2、甲基铝氧烷、LiH等在日本特开平1-132626号公报的第8页右上栏第18行~第8页右下栏第3行中记载的化合物。
作为其它添加剂,可以列举醇类、醛类、酮类、胺类等,还可以使用在日本特开平1-132626号公报的第8页右下栏第16行~第9页左上栏第17行中记载的化合物。
作为易位催化剂的使用量,上述成分(a)与上述式(1)所示的化合物以摩尔比计“成分(a)∶式(1)所示的化合物”通常为1∶500~1∶50000、优选为1∶1000~1∶10000的范围。
此外,成分(a)与成分(b)的比例以金属原子比计,(a)∶(b)为1∶1~1∶50,优选为1∶2~1∶30的范围。
聚合反应用溶剂
作为在上述开环聚合反应中使用的溶剂,只要是能够溶解分子量调节剂、上述式(1)所示的化合物及易位催化剂的溶剂就没有限制,可列举例如戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷等烷类;环己烷、环庚烷、环辛烷、萘烷、降冰片烷等环烷烃类;苯、甲苯、二甲苯、乙基苯、异丙基苯等芳香烃;氯丁烷、溴己烷、二氯甲烷、二氯乙烷、1,6-二溴乙烷、氯苯、氯仿、四氯乙烯等卤代烷、卤代芳烃等化合物;乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、丙酸甲酯等饱和羧酸酯类;二丁基醚、四氢呋喃、二甲氧基乙烷等醚类等。这些溶剂可以单独或混合使用。其中,优选芳香烃。
此外,作为溶剂的使用量,“溶剂∶上述式(1)所示的化合物”以重量比计通常为1∶1~10∶1、优选为1∶1~5∶1。
分子量调节剂
上述开环(共)聚合物的分子量的调节可以根据聚合温度、催化剂的种类、溶剂的种类来进行,在本发明中,通过使分子量调节剂共存于反应体系中来进行调节。
这里,作为分子量调节剂,可列举例如乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯等α-烯烃类以及苯乙烯。其中,特别优选1-丁烯、1-己烯。
这些分子量调节剂可以单独使用或将2种以上混合使用。
作为分子量调节剂的使用量,相对于供开环聚合反应的上述式(1)所示的化合物1摩尔,为0.005~0.6摩尔,优选为0.02~0.5摩尔。
为了得到上述(ii)的开环共聚物,在开环聚合工序中,可以使上述式(1)所示的化合物与共聚性单体开环共聚,还可以根据需要,在聚丁二烯、聚异戊二烯等共轭二烯化合物;苯乙烯-丁二烯共聚物;乙烯-非共轭二烯共聚物;聚降冰片烯等主链中含有2个以上碳-碳双键的不饱和烃系聚合物等的存在下,使上述式(1)所示的化合物开环聚合。
如上得到的开环(共)聚合物可以直接使用,但是将其进一步氢化后得到的上述(iii)的氢化(共)聚合物适合用作耐冲击性大的树脂的原料。
氢化催化剂
氢化反应可以通过通常采用的方法进行,即,在开环聚合物的溶液中添加氢化催化剂,使常压~300个大气压、优选3~200个大气压的氢气在0~200℃、优选20~180℃的温度下作用于此溶液进行反应。
作为氢化催化剂,可以使用通常在烯烃性化合物的氢化反应中使用的催化剂。作为该氢化催化剂,可以列举非均相催化剂和均相催化剂。
作为非均相催化剂,可以列举使钯、铂、镍、铑、钌等贵金属催化物质担载在碳、二氧化硅、氧化铝、二氧化钛等载体而得到的固体催化剂。此外,作为均相催化剂,可以列举环烷酸镍/三乙基铝、乙酰丙酮镍/三乙基铝、辛烯酸钴/正丁基锂、二氯二茂钛/一氯二乙基铝、乙酸铑、氯三(三苯基膦)合铑、二氯三(三苯基膦)合钌、氯氢羰基三(三苯基膦)合钌、二氯羰基三(三苯基膦)合钌等。催化剂的形态可以是粉末,也可以是粒状。
这些氢化催化剂可以以开环(共)聚合物与氢化催化剂的重量比(开环(共)聚合物∶氢化催化剂)为1∶1×10-6~1∶2的比例使用。
像这样通过氢化而得的氢化(共)聚合物具有优异的热稳定性,成型加工时或作为产品使用时即使加热其特性也不会劣化。这里,氢化率通常为50%以上,优选70%以上,更优选90%以上,特别优选99%以上。
此外,氢化(共)聚合物的氢化率如下:在500MHz、1H-NMR中测定得到的值为50%以上,优选90%以上,进一步优选98%以上,最优选99%以上。氢化率越高,对热、光的稳定性越优异,作为本发明的注射成型物制光学部件使用时,可以得到经长期仍稳定的特性。
此外,作为本发明的环状烯烃系树脂(B)使用的氢化(共)聚合物,该氢化(共)聚合物中包含的凝胶含量优选在5重量%以下,进一步特别优选在1重量%以下。
此外,作为本发明的环状烯烃系树脂(B),还可以使用上述(iv)即将上述(i)或(ii)的开环(共)聚合物通过弗里德尔-克拉夫茨反应环化后氢化而得到的(共)聚合物。
采用弗里德尔-克拉夫茨反应的环化
将开环(共)聚合物通过弗里德尔-克拉夫茨反应进行环化的方法并无特别限制,例如,可以采用日本特开昭50-154399号公报中记载的使用酸性化合物的公知方法。作为酸性化合物,具体可以使用AlCl3、BF3、FeCl3、Al2O3、HCl、CH3ClCOOH、沸石、活性白土等路易斯酸、布朗斯台德酸。
通过弗里德尔-克拉夫茨反应而环化的开环(共)聚合物也可以用与上述(i)或(ii)的开环(共)聚合物同样的方法进行氢化。
进而,作为本发明的环状烯烃系树脂(B),还可以使用上述(v)即上述式(1)所示的化合物与含有不饱和双键的化合物的饱和共聚物。
含有不饱和双键的化合物
作为上述(v)的含有不饱和双键的化合物,可以列举例如乙烯、丙烯、丁烯等,优选碳原子数为2~12、进一步优选碳原子数为2~8的烯烃系化合物。
上述式(1)所示的化合物和含有不饱和双键的化合物较理想的是以90/10~40/60、进一步优选85/15~50/50的重量比来使用。
此外,上述式(1)所示的化合物和含有不饱和双键的化合物的饱和共聚物可以使用通常所用的加成聚合法来制造。
加成聚合催化剂
作为用于合成上述(v)饱和共聚物的催化剂,使用选自钛化合物、锆化合物和钒化合物中的至少一种以及作为辅助催化剂的有机铝化合物。
这里,作为钛化合物,可以列举四氯化钛、三氯化钛等;作为锆化合物,可以列举二茂锆氯化物、二氯二茂锆等。
此外,作为钒化合物,可以使用通式VO(OR)aXb或V(OR)cXd(其中,R为烃基,X为卤原子,0≤a≤3、0≤b≤3、2≤(a+b)≤3、0≤c≤4、0≤d≤4、3≤(c+d)≤4)表示的钒化合物或它们的供电体加成物。
作为上述供电子体,可以列举醇、酚类、酮、醛、羧酸、有机酸或无机酸的酯、醚、酰胺、酸酐、烷氧基硅烷等含氧供电子体;氨、胺、腈、异氰酸酯等含氮供电子体等。
进而,作为辅助催化剂的有机铝化合物,使用选自具有至少1个铝-碳键或铝-氢键的化合物中的至少一种。
在上述中,例如,使用钒化合物时钒化合物与有机铝化合物比例为,铝原子与钒原子之比(Al/V)为2以上、优选为2~50、特别优选为3~20的范围。
加成聚合中使用的聚合反应溶剂,可以使用与开环聚合反应中使用的溶剂相同的溶剂。此外,得到的(v)饱和共聚物的分子量调节通常用氢进行。
进而,作为本发明的环状烯烃系树脂(B),还可以使用上述(vi)即上述式(1)所示的化合物、乙烯基系环状烃系单体和环戊二烯系单体中选出的一种以上单体的加成型共聚物及其氢化共聚物。
乙烯基系环状烃系单体
作为上述(vi)的乙烯基系环状烃系单体,可以列举例如,4-乙烯基环戊烯、2-甲基-4-异丙烯基环戊烯等乙烯基环戊烯系单体;4-乙烯基环戊烷、4-异丙烯基环戊烷等乙烯基环戊烷系单体等乙烯基化五元环烃系单体;4-乙烯基环己烯、4-异丙烯基环己烯、1-甲基-4-异丙烯基环己烯、2-甲基-4-乙烯基环己烯、2-甲基-4-异丙烯基环己烯等乙烯基环己烯系单体;4-乙烯基环己烷、2-甲基-4-异丙烯基环己烷等乙烯基环己烷系单体;苯乙烯、α-甲基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、1-乙烯基萘、2-乙烯基萘、4-苯基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯等苯乙烯系单体;d-萜烯、l-萜烯、二萜烯、d-柠檬烯、l-柠檬烯、二戊烯等萜烯系单体;4-乙烯基环庚烯、4-异丙烯基环庚烯等乙烯基环庚烯系单体;4-乙烯基环庚烷、4-异丙烯基环庚烷等乙烯基环庚烷系单体等。其中,优选苯乙烯、α-甲基苯乙烯。这些单体可以单独使用1种,或者2种以上并用。
环戊二烯系单体
作为上述(vi)加成型(共)聚合物的单体中使用的环戊二烯系单体,可以列举例如,环戊二烯、1-甲基环戊二烯、2-甲基环戊二烯、2-乙基环戊二烯、5-甲基环戊二烯、5,5-二甲基环戊二烯等。其中,优选环戊二烯。这些单体可以单独使用1种,或者2种以上并用。
上述式(1)所示的化合物、乙烯基系环状烃系单体和环戊二烯系单体中选出的一种以上单体的加成型(共)聚合物,可以使用与(v)即式(1)所示的化合物与含有不饱和双键的化合物的饱和共聚物相同的加成聚合法来制造。
此外,上述加成型(共)聚合物的氢化(共)聚合物可以使用与上述(iii)即(i)或(ii)的开环(共)聚合物的氢化(共)聚合物同样的氢化法来制造。
进而,作为本发明的环状烯烃系树脂(B),还可以使用上述(vii)即式(1)所示的化合物与丙烯酸酯的交替共聚物。
丙烯酸酯
在上述(vii)中,作为在上述式(1)所示的化合物与丙烯酸酯的交替共聚物的制造中使用的丙烯酸酯,可以列举例如丙烯酸甲酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸环己酯等烷基碳原子数为1~20的直链状、支链状或环状的丙烯酸烷基酯;丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸2-四氢糠酯等含有碳原子数2~20杂环基的丙烯酸酯;丙烯酸苄酯等含有碳原子数6~20芳香族环基的丙烯酸酯;丙烯酸异冰片酯、丙烯酸四氢双环戊二烯基酯(dicyclopentanyl acrylate)等具有碳原子数7~30的多环结构的丙烯酸酯。
在本发明中,为了得到上述(vii)即式(1)所示的化合物与丙烯酸酯的交替共聚物,在路易斯酸存在的条件下,相对于上述式(1)所示的化合物和丙烯酸酯的合计100摩尔,通常将上述式(1)所示的化合物以30~70摩尔、将丙烯酸酯以70~30摩尔的量,优选将上述式(1)所示的化合物以40~60摩尔、将丙烯酸酯以60~40摩尔的量,特别优选将上述式(1)所示的化合物以45~55摩尔、将丙烯酸酯以55~45摩尔的量来使用,进行自由基聚合。
为了得到上述(vii)即式(1)所示的化合物与丙烯酸酯的交替共聚物而使用的路易斯酸的量,相对于丙烯酸酯100摩尔,为0.001~1摩尔。此外,可以使用公知的产生自由基的有机过氧化物或偶氮双基系自由基聚合引发剂,聚合反应温度通常为-20℃~80℃,优选为5℃~60℃。此外,聚合反应用溶剂可以使用与开环聚合反应中使用的溶剂相同的溶剂。
应说明的是,本发明中所谓的“交替共聚物”,是指来源于上述式(1)所示化合物的结构单元没有邻接的共聚物,即,是指来源于上述式(1)所示化合物的结构单元的邻位必须具有来源于丙烯酸酯的结构单元的共聚物。但是,并不否定来源于丙烯酸酯的结构单元之间相邻接而存在的结构。
本发明的环状烯烃系树脂(B)的优选分子量,如下的范围是合适的,即,以固有粘度[η]inh计为0.2~5dl/g,进一步优选为0.3~3dl/g,特别优选为0.4~1.5dl/g,溶解于四氢呋喃后用凝胶渗透色谱(GPC)测定的按聚苯乙烯换算的数均分子量(Mn)为8000~100000,进一步优选为10000~80000,特别优选为12000~50000,重均分子量(Mw)为20000~300000,进一步优选为30000~250000,特别优选为40000~200000。此外,分子量分布(Mw/Mn)优选为2.0~4.0,更优选为2.5~3.7,进一步优选为2.8~3.5。通过使用分子量分布小的树脂,可以得到加热时不易发生相分离的树脂组合物,即熔体流动速率(MFR)的偏差小的树脂组合物。
通过使固有粘度[η]inh、数均分子量和重均分子量在上述范围,环状烯烃系树脂(B)的耐热性、耐水性、耐试剂性、机械特性提高,本发明的注射成型物制光学部件的成型加工性良好。
作为本发明的环状烯烃系树脂(B)的玻璃化转变温度(Tg),通常为100~180℃,优选为110~175℃,更优选为120~170℃,特别优选为130~170℃。Tg小于100℃时,因高温条件下的使用或涂布、印刷等二次加工而变形,因此是不优选的。另一方面,Tg超过180℃时,成型加工变困难,而且因成型加工时的热而树脂劣化的可能性增高。
此外,如上所述,本发明的环状烯烃系树脂(B)的分子量分布优选为小。在上述(i)~(vii)的(共)聚合物中,为了得到分子量分布小的树脂,优选以多阶段进行开环聚合或加成聚合。
例如,上述(i)或(ii)的开环(共)聚合物的多阶段聚合,可以列举如下的方法,即,将聚合槽串联配置,向聚合槽中供给单体成分和催化剂成分后,经过一定时间,连续或分次地向下一阶段的聚合槽中供给部分聚合的单体成分与聚合物成分和催化剂成分的混合液。向下一阶段的聚合槽中供给上述成分,并且供给新的单体成分和催化剂成分,进行进一步的聚合,再向下一阶段的聚合槽中供给混合液成分。在第三阶段的聚合槽也进行与第二阶段同样的聚合,通过这样的方法,使向聚合物的转化率至少为80%以上,优选为85%以上,更优选为88%以上,特别优选为90%以上。
此外,上述(v)~(vii)的加成(共)聚合时的多阶段聚合也可以按照上述开环聚合来进行。
本发明的环状烯烃系树脂(B)在30℃的氯苯溶液(浓度0.5g/dL)中测定的对数粘度(η)优选为0.3~1.0dL/g。此外,环状烯烃系树脂(B)用凝胶渗透色谱(GPC)测定的按聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)较理想的是,通常为1.1~5.0,优选为1.5~4.5,更优选为1.8~4.2。
分子量过小时,得到的注射成型物制光学部件等的强度有时变低。另一方面,分子量过大时,溶液粘度变得过高,本发明的树脂组合物的生产率、加工性有时恶化。
[其它添加剂]
本发明的注射成型物制光学部件中,可以根据需要进一步添加烃树脂、或用于改良耐热劣化性、耐光性的抗氧化剂、紫外线吸收剂等。
作为烃树脂,可以列举C5系树脂、C9系树脂、C5系/C9系混合树脂、环戊二烯系树脂、烯烃/乙烯基取代芳香族系化合物的共聚物系树脂、环戊二烯系化合物/乙烯基取代芳香族系化合物的共聚物系树脂、这些树脂的氢化物及乙烯基取代芳香族系树脂的氢化物等。烃树脂的含量相对于环状烯烃系树脂(B)100重量份,通常为1~50重量份,优选为5~30重量份。
作为抗氧化剂,可以列举2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2,2′-二氧代-3,3′-二叔丁基-5,5′-二甲基二苯基甲烷、四[亚甲基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]甲烷、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、十八烷基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、2,2′-二氧代-3,3′-二叔丁基-5,5′-二乙基苯基甲烷、3,9-双[1,1-二甲基-2-(β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基)乙基]-2,4,8,10-四氧螺[5.5]十一烷、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、环新戊烷四基双(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、环新戊烷四基双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)亚磷酸酯、2,2-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)辛基亚磷酸酯。
作为紫外线吸收剂,可以列举2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-二叔戊基苯酚、2-苯并三唑-2-基-4,6-二叔丁基苯酚、2,2′-亚甲基双{4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-[(2H-苯并三唑-2-基)苯酚]}等。
相对于环状烯烃系树脂(B)100重量份,这些添加剂的含量通常为0.01~10重量份,优选为0.03~5重量份。
进而,为了提高加工性,可以添加润滑剂等添加剂、用于改良色调的染料或荧光增白剂。
[注射成型物制光学部件用树脂组合物]
本发明的注射成型物制光学部件用树脂组合物可以通过例如下述(I)~(III)的方法而得到。
(I)将聚苯乙烯(A)、环状烯烃系树脂(B)和其它添加剂使用双轴挤出机或辊混炼机等进行混合的方法。
(II)向将环状烯烃系树脂(B)溶解于适当溶剂而成的溶液中,添加聚苯乙烯(A)和其它添加剂,使用适当的搅拌机进行混合的方法。
(III)将聚苯乙烯(A)或其溶液、环状烯烃系树脂(B)或其溶液、以及其它添加剂混合,使用脱挥发组分装置(devolatilizer)、RUDER等脱去溶剂并进行混合的方法。
作为这时使用的溶剂,可以使用在制造聚苯乙烯(A)或环状烯烃系树脂(B)时使用的聚合溶剂等一般的溶剂。
[注射成型物]
本发明的注射成型物制光学部件通过将含有聚苯乙烯(A)、环状烯烃系树脂(B)、及作为任意成分的其它添加剂的树脂组合物用注射成型机进行注射成型而得到。
通过注射成型法将本发明的树脂组合物在300℃的加热下成型为厚3.2mm的成型板时,较理想的是,该成型板的雾度为1%以下,优选为0.6%以下。
作为注射成型机没有特别限制,例如,作为筒体的方式,可以列举螺杆往复式、预塑化式;作为驱动方式,可以列举油压式、电动式、混合式;作为合模方式,可以列举直压式、肘节式;作为注射方向,可以列举卧式、立式等。此外,合模方式也可以是能够注射压缩的方式。筒体径和合模力取决于目标注射成型物的形状,但一般而言注射成型物的投影面积大时优选增大合模力,注射成型物的容量大时优选增大筒体径。
筒体为螺杆往复式时可以适当选择压缩比、长度/直径之比、有无副螺纹等的螺杆形状,螺杆表面还可以实施铬系、钛系、氮化物系、碳系等公知的涂布。此外,为了提高计量和注射动作的稳定性,还可以设置控制螺杆的旋转和压力的机构等。此外,从能够稳定得到注射成型物的观点出发,优选对筒体内、贮存树脂组合物的料斗内进行减压、或者将筒体和料斗用氮气等惰性气体进行密封。
注射成型时,为了减少注射成型物的翘曲、和进行稳定的连续成型,优选应用将模具装置的模腔内减压的方法或注射压缩方法。
将模具装置的模腔内减压后进行注射成型时,减压度以表压计,优选-0.08MPa以下,进一步优选-0.09MPa以下,特别优选-0.1MPa以下。如果超过上述范围则减压度不足,有时不能得到光透射性和光扩散性优异的注射成型物。
上述范围的减压度可以通过公知的方法、例如使用真空泵来达成。优选在模腔周围、顶出器机构部等中使用O型环等公知的密封件,还可以在不发生注射成型物中混入杂质的范围内使用真空用的油脂等。此外,用于与真空泵等减压装置相连的吸引口可以设置在模具装置内的任意位置,但通常设置在顶出器机构部、注料道和流道的端部、伸缩结构部等。此外,真空吸引程序可以用电磁阀等结合模具装置的开关来控制,也可以正常运转,只要是能够在填充熔融树脂时使模具装置的模腔内达到所期望减压度的方法,则无特别限制。
将模具装置的模腔内减压后进行注射成型时,由于在关闭模腔、变为减压的状态下注射熔融树脂,因此通常设定注射延迟时间。注射延迟时间依赖于使用的真空泵的能力和模腔大小,通常为0.5~3秒左右。
另一方面,注射压缩成型方法中,可以将模腔间隔设定为注射成型物厚度的1.5~20倍,向其间隙注射熔融树脂,使在筒体侧测定的树脂压力保持在200~2,000kgf/cm2的范围,同时压缩模具装置内的注射成型物面,从而减小模腔间隔。
此外,还可以将模具装置的芯设定为注射成型物厚度的1.1~10倍并制成可动状态,向其中注射熔融树脂,从注射开始后或从注射结束后,以平均速度0.01mm/sec~1mm/sec压缩可动侧芯。
这些注射压缩成型方法使用公知的成型机。
注射成型的其它条件并无特别限制,通常筒体温度为260~350℃,模具装置温度基于树脂组合物的玻璃化转变温度Tg,通常为Tg-1~Tg-40℃,优选为Tg-5~Tg-30℃的范围。此外,注射速度根据本发明注射成型物的大小、成型机筒体尺寸的不同而不同,例如,筒体径为28mm时,通常为80mm/sec以上,优选为90~250mm/sec。保压优选适当调整至注射成型物的形状能够保持的程度的最小压力、时间。
由本发明的树脂组合物形成的注射成型物制光学部件,适用于透镜等光学部件。
[实施例]
以下,基于实施例进一步具体说明本发明,但本发明并不受这些实施例的限制。应说明的是,在以下的实施例和比较例中,只要没有特别说明,“份”和“%”就是指“重量份”和“重量%”。
[环状烯烃系树脂(B)的评价]
<重均分子量(Mw)>
使用凝胶渗透色谱(东曹公司制HLC-8220GPC,色谱柱:东曹公司制保护柱HXL-H、TSK gel G7000HXL、TSK gel GMHXL两根和TSKgel G2000HXL依次连接;溶剂:四氢呋喃;流速:1mL/min;样品浓度:0.7~0.8重量%;注入量:70μL;测定温度:40℃;检测器:RI(40℃);标准物质:东曹公司制TSK Standard Polystyrene),测定聚苯乙烯(A)和环状烯烃系树脂(B)的重均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)。
<重量减少率(TGA)>
使用TGA热天秤(SII公司制、TG/DTA6200),在250℃进行1小时加热,求出聚苯乙烯(A)的重量减少率。
<玻璃化转变温度(Tg)>
使用差示扫描量热计(SII公司制、DSC6200),按照日本工业标准K7121,求出环状烯烃系树脂的外推玻璃化转变开始温度(以下简称为“玻璃化转变温度(Tg)”)。
<氢化率>
使用超导核磁共振吸收装置(NMR、Bruker公司制、AVANCE500),在氘代氯仿中测定1H-NMR,算出环状烯烃系树脂(B)的氢化率。
[合成例1]
<环状烯烃系树脂(B1)的合成>
将下述式(2)所示的8-甲基-8-甲氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯(DNM)100g、作为分子量调节剂的1-己烯3.6g及甲苯200g装入经氮气置换的反应容器内,加热至80℃。向其中加入三乙基铝(0.6mol/L)的甲苯溶液0.21mL及甲醇改性WCl6甲苯溶液(0.025摩尔/L)0.86mL,在80℃反应1小时,得到开环聚合物溶液。然后,在得到的开环聚合物溶液中添加作为氢化催化剂的RuHCl(CO)[P(C6H5)3]30.04g,使氢气压为9~10MPa,在160~165℃的温度下反应3小时。反应结束后,使得到的生成物在大量甲醇中沉淀,从而得到环状烯烃系树脂(B1)。
得到的环状烯烃系树脂(B1),Mw=14.4×104,Mw/Mn=3.25,Tg=167℃,氢化率=99.0%以上。
[合成例2]
<环状烯烃系树脂(B2)的合成>
将上述式(2)所示的8-甲基-8-甲氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯(DNM)585g(2.518mol)、5-甲基-5-甲氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯315g(1.895mol)、作为分子量调节剂的1-己烯35.2g(0.419mol)及甲苯1350g装入经氮气置换的反应容器内,加热至80℃。向其中加入三乙基铝的甲苯溶液(三乙基铝的浓度为0.61mol/L)4.70mL及甲醇改性WCl6的甲苯溶液(甲醇改性WCl6的浓度为0.025mol/L)17.65mL,在80℃反应1小时,得到开环共聚物溶液。
将得到的开环共聚物溶液370g装入反应釜中,再加入甲苯80g。然后,添加作为氢化反应催化剂的RuH(OCOCH3)(CO)[P(C6H5)3]20.032g后,导入氢气,使表压达到10MPa,将压力保持在10MPa,加热到160~165℃,进行3小时反应。反应结束后,使得到的生成物在大量甲醇中沉淀,从而得到环状烯烃系树脂(B2)。
得到的环状烯烃系树脂(B2),Mw=74395,Mw/Mn=3.10,Tg=140℃,氢化率=99.0%以上。
[合成例3]
<环状烯烃系树脂(B3)的合成>
使用上述式(2)所示的8-甲基-8-甲氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯(DNM)71g、二环戊二烯(DCP)25g、以及双环[2.2.1]庚-2-烯(NB)1g作为单体,与分子量调节剂1-己烯18份和甲苯200份一起装入经氮气置换的反应容器内,加热至100℃。
向其中加入三乙基铝0.005份、甲醇改性WCl6(无水甲醇∶PhPOCl2∶WCl6=103∶630∶427重量比)0.005份,反应60分钟,从而得到共聚物。
然后,将得到的共聚物的溶液装入反应釜中,再加入甲苯200份。然后,添加作为氢化催化剂的RuH(CO)[P(C6H5)]2(OCO-p-Ph-n-C5H11),相对于以固体成分换算的聚合物100重量份,其添加量为0.0335重量份,加热至100℃后,向反应器中投入氢气,使压力为10MPa。然后,将压力保持在10MPa,在165℃进行3小时反应。反应结束后,加入甲苯100重量份、蒸馏水3重量份、乳酸0.72重量份、过氧化氢0.00214重量份,在60℃加热30分钟。然后,加入甲醇200重量份,在60℃加热30分钟,将其冷却至25℃时分离为两层。除去上清液500重量份,再加入甲苯350重量份、水3重量份,在60℃加热30分钟,然后加入甲醇240重量份,在60℃加热30分钟,冷却至25℃,分离为两层。除去上清液500重量份,再加入甲苯350重量份、水3重量份,在60℃加热30分钟,然后加入甲醇240重量份,在60℃加热30分钟,冷却至25℃,分离为两层。最后除去上清液500重量份后,将聚合物溶液加热至50℃,分别用2.0μm、1.0μm、0.2μm的过滤器进行循环过滤。用气相色谱确认溶液中甲醇与甲苯的比率,结果甲醇/甲苯=20/80重量%,混合溶剂的介电常数为8.429(由甲醇的介电常数=32.63、甲苯的介电常数=2.379算出)。然后,将聚合物固体成分量浓缩至55%,在250℃、4torr、滞留时间1小时的条件下进行脱溶剂处理,通过10μm的聚合物过滤器,得到环状烯烃系树脂(B3)。
得到的环状烯烃系树脂(B3)Mw=61000,Mw/Mn=3.80,Tg=146℃,氢化率=99.0%以上。
[实施例1]
<注射成型物的形成>
将聚苯乙烯(A1)(YASUHARA CHEMICAL制,商品名:SX100,Mw=3200,Mw/Mn=2.11,重量减少率=3.6%)0.6kg和合成例1中得到的环状烯烃系树脂(B1)2.4kg混合后,使用双轴挤出机(TEM-37BS、东芝机械制)进行溶融混合,得到颗粒状的树脂组合物。筒体温度为280℃,轴旋转速度为100rpm,挤出速度为10~20kg/hr。得到的颗粒的外观为透明。
将得到的树脂组合物在100℃真空干燥4小时,在氮气氛下返回常压后,在封入氮气的铝制袋中密封保存。使用宽60mm、长80mm、厚1mm的平板、单腔的模具,将树脂组合物用注射成型机(FANUC公司制、α2000iB、筒体径25mm、合模100ton)进行注射成型,得到板状的注射成型物。
作为注射成型的条件,筒体温度为305℃,模具温度以模具分离面的实际温度计为100℃,注射速度为120mm/sec。
<评价>
对得到的注射成型物进行以下评价。
<雾度、相溶性>
按照ASTM D1003法测定雾度。使用(株)村上色彩技术研究所制HM-150型雾度计,测定注射成型物的任意3处的雾度,采用其平均值。雾度小于0.5%的评价为◎、为0.5%~1.0%的评价为○、大于5.0%的评价为×。
<全光线透过率>
按照ASTM D1003法测定全光线透过率。使用(株)村上色彩技术研究所制HM-150型雾度计,测定注射成型物的任意3处的全光线透过率,采用其平均值。
<折射率>
使用Metricon公司制PC-2010型棱镜耦合测试仪(PrismCoupler),测定注射成型物的任意5处的折射率,采用除去最大值和最小值之外的3点平均值的值。此外,光源使用408、633和830nm的激光光源,通过采用柯西公式的回归计算,由得到的折射率算出589nm的折射率。
[实施例2~5和比较例1~6]
除了如表1所示地改变树脂组合物的组成比以外,与实施例1同样地进行注射成型物的形成和评价。结果示于表2。
[表1]
A1:SX100(聚苯乙烯,YASUHARA CHEMICAL制,Mw=3200,Mw/Mn=2.11,重量减少率=3.6%)
A2:レジツトS94(聚苯乙烯,三洋化成工业公司制,Mw=4050,Mw/Mn=3.41,重量减少率=6.0%)
A3:ST-120(聚苯乙烯,三洋化成工业公司制,Mw=11500,Mw/Mn=2.08,重量减少率=0.4%)
A4:GP G210C(聚苯乙烯,东洋苯乙烯公司制,Mw=199900,Mw/Mn=2.38,重量减少率=0.2%)
A5:ST-95(聚苯乙烯,三洋化成工业公司制,Mw=5100,Mw/Mn=2.86,重量减少率=7.3%)
A6:SX100(聚苯乙烯,YASUHARA CHEMICAL制,Mw=2663,Mw/Mn=2.05,重量减少率=3.3%)
[表2]
雾度(%) | 相溶性 | 全光线透过率(%) | 折射率 | |
实施例1 | 0.5 | ◎ | 91 | 1.535 |
实施例2 | 0.2 | ◎ | 91 | 1.527 |
实施例3 | 0.2 | ◎ | 91 | 1.544 |
实施例4 | 0.8 | ○ | 91 | 1.535 |
实施例5 | 0.2 | ◎ | 92 | 1.529 |
比较例1 | 0.2 | ◎ | 93 | 1.512 |
比较例2 | 28.5 | × | - | - |
比较例3 | 82.2 | × | - | - |
比较例4比较例5比较例6 | 7.5900.5 | ××◎ | 86-91 | 1.5321.5121.513 |
本发明的注射成型物制光学部件的折射率高且透明性优异,因此适用于光学透镜、导光板、扩散板、透明塑料基板、微透镜、光盘基板等。此外,本发明的用于形成注射成型物制光学部件的树脂组合物中所含的聚苯乙烯(A)和环状烯烃系树脂(B),即使在相当于注射成型温度的200~300℃的高温下,相互的相溶性也优异,因此可以适于得到注射成型物制光学部件。
Claims (7)
2.根据权利要求1所述的注射成型物制光学部件,其特征在于,所述成分A的重均分子量Mw为2000~4500。
3.根据权利要求1或2所述的注射成型物制光学部件,其特征在于,将所述成分A在250℃加热1小时时的重量减少率为7%以下。
4.根据权利要求1或2所述的注射成型物制光学部件,其特征在于,所述成分A用凝胶渗透色谱GPC测定的按聚苯乙烯换算的分子量分布Mw/Mn为1.0~4.0。
5.根据权利要求1或2所述的注射成型物制光学部件,其特征在于,通过注射成型法将所述树脂组合物在300℃的加热下成型为厚3.2mm的成型板时,该成型板的雾度为1%以下。
6.根据权利要求1或2所述的注射成型物制光学部件,其特征在于,所述光学部件是透镜。
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