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TECHNISCHES GEBIET:
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Harzzusammensetzung, die ausgezeichnete
optische Eigenschaften gewährt, ein Piperidinderivat mit
einem Piperidylaminotriazin-Grundgerüst, ein geformtes
Produkt, wie z. B. ein optisches Bauelement, das durch Formen der
Harzzusammensetzung erhalten wird, und eine optische Abtastvorrichtung,
die das optische Bauelement verwendet.
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STAND DER TECHNIK:
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Die
optische Abtastvorrichtung (auch als optischer Kopf, optische Kopfvorrichtung
oder dergleichen bezeichnet) zur Wiedergabe und Aufzeichnung von
Informationen auf einem optischen Informationsspeichermedium (auch
als optische Disk oder Medium bezeichnet), wie z. B. eine CD (eine
Kompaktdisk), DVD (digitale Videodisk oder digital versatile disk)
wurden entwickelt und hergestellt und somit bekanntgemacht. In letzter Zeit
wurde der Standard für das Informationsspeichermedium,
das die Aufzeichnung bei höherer Informationsdichte ermöglicht,
erforscht und entwickelt.
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Eine
solche optische Abtastvorrichtung bildet einen Leuchtfleck durch
Aufnehmen eines Lichtstrahls, der hauptsächlich von einer
Laserdiode als Lichtquelle emittiert wird, durch ein optisches System,
das ein optisches Bauelement, wie z. B. ein Prisma zum Strahlformen,
einen Kollimator, einen Strahlteiler, eine Objektivlinse oder dergleichen,
auf der Informations-Aufzeichnungsoberfläche einer optischen
Disk, nimmt dann die Reflexion von einer Informations-Aufzeichnungsmarkierung
(auch als Vertiefung bezeichnet) auf der Aufzeichnungsoberfläche über
dasselbe optische System diesmal auf einem Sensor auf und wandelt
es in ein elektrisches Signal zur Wiedergabe der Information um.
Während dieser Zeit wird zwischen der Information "0" und "1",
basierend auf dem Phänomen, dass der Reflexionslichtstrahl
entsprechend der Form der Informations-Aufzeichnungsmarkierung variiert,
unterschieden. Auf der Informations-Aufzeichnungsoberfläche
einer optischen Disk ist eine Schutzschicht aus Kunststoff, die
auch als Deckglas bezeichnet wird, als Schutzsubstrat vorgesehen.
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Wenn
Informationen auf Speichermedientypen, wie einer CD-R, CD-RW oder
dergleichen, aufgezeichnet werden, wird der vom Laserstrahl resultierende
Leuchtfleck auf einer Aufzeichnungsoberfläche gebildet
und eine thermochemische Änderung des Aufzeichnungsmaterials
auf der Aufzeichnungsoberfläche erzeugt. Im Fall einer
CD-R wird demzufolge z. B. das sich thermisch verbreitende Pigment
irreversibel verändert und eine Form gebildet, die der
Informations-Aufzeichnungsmarkierung gleichkommt. Im Fall einer
CD-RW wird ein reversibler Wechsel zwischen einen kristallinen Zustand
und einem nicht-kristallinen Zustand durch thermochemische Änderung
erzeugt, da ein Phasenänderungsmaterial verwendet wird,
und somit ist das nochmalige Schreiben der Information möglich.
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Für
die optische Abtastvorrichtung zur Wiedergabe der Information von
einer optischen Disk vom CD-Format beträgt die numerische
Apertur (NA) einer Objektivlinse etwa 0,45 und die Anwendungswellenlänge
einer Lichtquelle etwa 785 nm. Ausserdem werden zur Aufzeichnung
häufig solche mit etwa 0,50 verwendet. Hierbei beträgt
die Dicke eines Schutzsubstrats für eine optische Disk
vom CD-Format 1,2 mm.
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Eine
CD ist als optisches Informationsspeichermedium weitverbreitet bekannt
geworden, und in den letzten Jahren ist eine DVD bekannt geworden.
Die Informations-Speicherkapazität der CD wird erhöht,
indem die Dicke des Schutzsubstrats dünner als die der
CD gestaltet wird und auch indem die Informations-Aufzeichnungsmarkierung
verkleinert wird. Während die Speicherkapazität
einer CD etwa 600 bis 700 MB (Mega Byte) beträgt, weist
eine DVD eine grosse Speicherkapazität von etwa 4,7 GB
(Giga Byte) auf, so dass sie häufig als Verbreitungsmedium
verwendet wird, auf dem bewegte Bilder, wie z. B. ein Film, aufgezeichnet
werden.
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Des
weiteren ist die optische Abtastvorrichtung zur Wiedergabe der Information
einer optischen Disk vom DVD-Format prinzipiell dieselbe wie die
einer CD. Da die Informations-Aufzeichnungsmarkierung, wie oben
beschrieben, verkleinert ist, verwendet die optische Abtastvorrichtung
allerdings eine Objektivlinse mit einer NA von etwa 0,60 und eine
Lichtquelle mit einer Wellenlänge von etwa 655 nm. Ferner
werden zur Aufzeichnung solche mit etwa 0,65 häufiger verwendet.
Hierbei beträgt die Dicke des Schutzsubstrats für
eine optische Disk vom DVD-Format 0,6 mm.
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Eine
optische Disk zum Aufzeichnen von DVD-Format ist bereits in eine
praktische Anwendung umgesetzt worden, und es gibt verschiedenartige
Formte, wie z. B. DVD-RAM, DVD-RW/R, DVD+RW/R und dergleichen. Das
technische Prinzip dieser optischen Disks ist ebenso dasselbe wie
das des CD-Formats. Wie oben beschrieben, wurde eine optische Disk
mit hoher Dichte/hoher Kapazität vorgeschlagen. Diese optische Disk
soll eine Lichtquelle zur Bereitstellung von Licht mit einer Wellenlänge
von etwa 405 nm verwenden, was die Lichtquelle zur Bereitstellung
eines sogenannten blauvioletten Lasers ist. Selbst wenn die zu verwendende Wellenlänge
festgelegt wird, können für eine solche optische
Disk mit hoher Dichte/hoher Kapazität die Dicke des Schutzsubstrats,
die Speicherkapazität, NA und dergleichen nicht ohne Abweichung
festgelegt werden.
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Um
die Aufzeichnungsdichte wesentlich zu verbessern, ist es notwendig,
die Dicke des Schutzsubstrats einer optischen Disk zu verringern
und die NA dementsprechend zu erhöhen. Alternativ kann
die Dicke des Schutzsubstrats und NA auf demselben Niveau wie das
einer herkömmlichen optischen Disk sein. Zu diesem Zeitpunkt
ist die physikalische Aufzeichnungsdichte nicht signifikant erhöht,
jedoch werden die für das optische System benötigten
Eigenschaften relativ stufenweise fortschreitend.
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Im
einzelnen wird ein Schutzsubstrat, wie z. B. weiter reduzierte mit
einer Dicke von 0,1 mm oder solche mit derselben wie für
eine DVD von 0,6 mm, vorgeschlagen.
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Das
in der oben beschriebenen optischen Abtastvorrichtung verwendete
optische Bauelement wird meistens durch Spritzguss mit einem Kunststoffharz
oder Druckformen mit einem Glas gebildet. Unter diesen ist das optische
Bauelement aus Glas im allgemeinen bezüglich der Varianz
des Brechungsindex bei einer Temperaturänderung gering.
Daher kann dieses Element in einem Prisma zum Strahlformen verwendet
werden, das in der Nähe einer Lichtquelle angebracht ist,
die eine Wärmequelle ist. Es besteht allerdings das Problem,
dass die Herstellungskosten hoch sind. Daher wird es weniger in
optischen Bauelementen eines Kollimators, einer Einkoppellinse,
einer Objektivlinse und dergleichen eingesetzt. Andererseits weist
das aus dem Kunststoffharz hergestellte optische Bauelement den
Vorzug auf, dass die Herstellungskosten niedrig sind, da es durch
Spritzguss geformt wird, und somit wird es häufig in einem
grossen Ausmass verwendet. Da das Kunststoffmaterial eine Absorption
im Wellenlängenbereich von mehreren Stufen aufweist, besteht
allerdings das Problem, dass die optischen Eigenschaften für
eine Verwendung verschlechtert sind.
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Zur
Durchführung einer Wiedergabe von Informationen (Lesen)
oder Aufzeichnung von Informationen bei hoher Geschwindigkeit ist
es ferner notwendig, die Lichtmenge zu verbessern, um sicher einen
Leuchtfleck aus dem aufgenommenen Licht zu bilden. Ein sehr einfaches
Verfahren dafür ist die Erhöhung der Lichtemissionsmenge
der Diode durch Anhebung der Leistung einer Laserdiode, wenn jedoch
aufgrund dessen die optischen Eigenschaften bei der Verwendung zunehmend
verschlechtert werden, taucht das Problem auf, dass die ausgelegten
optischen Eigenschaften nicht erzielt werden können. Ausserdem
wird die Erhöhung der Umgebungstemperatur aufgrund der
Erhöhung der Laserleistung zu einem Faktor, der die Abnutzung
des Harzes fördert. Wenn der Betrieb bei hoher Geschwindigkeit
durchgeführt wird, läuft ferner auch der Aktuator
bei hoher Geschwindigkeit, und so wird die erzeugte Wärme
ebenso zu einem Faktor, der die Abnutzung des Harzes fördert.
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Demzufolge
werden verschiedene Bemühungen zur Kontrolle der Änderung
der optischen Eigenschaften zum Zeitpunkt der Anwendung vorgeschlagen.
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Im
Patentdokument 1 wird z. B. eine Harzzusammensetzung offenbart,
umfassend 0,03 bis 1 Massenteile eines sterisch gehinderten Amin-Lichtbeständigkeitsstabilisators,
0,002 bis 2 Massenteile eines Phenol-Antioxidans und 0,002 bis 1
Massenteil eines phosphorhaltigen Antioxidans, bezogen auf 100 Massenteile eines
thermoplastischen Norbornenharzes (z. B. eines hydrierten Produkts
eines Ringöffnungspolymers von 1,4-Methano-1,4,4a,9a-tetrahydrofluoren).
Die Stabilität der in Patentdokument 1 offenbarten Harzzusammensetzung
gegenüber Licht ist allerdings nicht ausreichend und daher
nicht zur Verwendung in einer optischen Abtastvorrichtung mit der
blauvioletten Laserlichtquelle geeignet. Ausserdem existiert ein
Mangel bezüglich der Durchlässigkeit, die aufgrund
einer Färbung verringert wird, da ein Salz aus dem Phenol-Antioxidans
und dem sterisch gehinderten Amin-Lichtbeständigkeitsstabilisator
gebildet wird. Es bestehen ausserdem die Probleme, dass es zum Zeitpunkt
des Formens leicht zur Schaumbildung kommt, und da die Doppelbrechung schlecht
ist, kann ein optisches Bauelement mit hoher Dichte nicht erhalten
werden.
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Auch
in Patentdokument 2 ist z. B. eine Harzzusammensetzung offenbart,
die ein alicyclisches Vinyl- Kohlenwasserstoffpolymer und einen sterisch
gehinderten Amin-Lichtbeständigkeitsstabilisator mit einem zahlengemittelten
Molekulargewicht (Mn) von 1.000 bis 10.000 umfasst. Diese Harzzusammensetzung
ist bezüglich der Verarbeitungsstabilität ausgezeichnet
und zum Erhalt eines geformten Produkts mit ausgezeichneter Lichtbeständigkeitsstabilität,
Wärmebeständigkeit und Transparenz geeignet. Gemäss
diesem Verfahren werden die Schaumbildung zum Zeitpunkt des Formens
und die Doppelbrechung im Vergleich zur oben beschriebenen Technik
verbessert, die Stabilität gegenüber Licht ist
jedoch immer noch unzureichend, und somit ist es zur Verwendung
in einer optischen Abtastvorrichtung mit einer blauvioletten Laserlichtquelle
nicht geeignet. Ausserdem weist dieses Verfahren den Makel auf,
dass eine durch die blauviolette Laserlichtstrahlung bedingte weisse
Trübung auftritt.
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Ferner
wird in Patentdokument 3 als Harzzusammensetzung mit ausgezeichneter
Wetterbeständigkeit, Lichtbeständigkeit, Transparenz,
Wärmebeständigkeit und geringem Einstaubverhalten
zum Zeitpunkt des Formverfahrens, das ausgezeichnete optische Eigenschaften
aufweist, wenn es zu einem optischen Bauelement geformt wird, ein
wetterbeständiges Harz offenbart, das dadurch gekennzeichnet
ist, dass es (A) ein cyclisches Polyolefinharz, (B) ein Benzotriazol-UV-Absorptionsmittel
mit einem Molekulargewicht von 300 oder mehr, einem Dampfdruck bei
einer Temperatur von 20°C von 1 × 10–8 Pa
oder weniger und einer Temperatur bei einer 5%-igen Gewichtsreduzierung
bei einer Wärmeverlustmessung von 200°C oder höher
und (C) einen sterisch gehinderten Amin-Lichtstabilisator mit einem
Molekulargewicht von 500 oder mehr, einem Dampfdruck bei einer Temperatur
von 20°C von 1 × 10–6 Pa
oder weniger und einer Temperatur bei einer 5%-igen Gewichtsreduzierung
bei einer Wärmeverlustmessung von 250°C oder höher
enthält. Gemäss dem Verfahren wird die Wärmebeständigkeit
verbessert und die Schaumbildung zum Zeitpunkt des Formens wie in
der oben beschriebenen Technik kontrolliert, es existiert jedoch
eine Absorption durch den Benzotriazol-Ultraviolettabsorber, und somit
ist sie zur Verwendung in einer optischen Abtastvorrichtung mit
einer blauvioletten Laserlichtquelle nicht geeignet. Ausserdem besteht
der Makel, dass die Wasserabsorption hoch ist.
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Im
Patentdokument 4 wird zum Erhalt eines geformten Produkts ohne Verfärbung
und Farbänderung auch bei Bestrahlung mit UV-Strahlung
für eine längere Dauer eine Technologie des Mischens
eines Pellets (A), das auf einer Harzzusammensetzung gebildet wird,
die 100 Massenteile eines alicyclischen Vinyl-Kohlenwasserstoffpolymers
und 0,001 bis 2,0 Massenteile eines Antioxidans enthält,
mit einem Pellet (B), das aus einer Harzzusammensetzung gebildet
wird, die 100 Massenteile eines alicyclischen Vinyl-Kohlenwasserstoffpolymers
und 2 bis 20 Massenteile eines Lichtbeständigkeitsstabilisators
enthält, bei einem Massenverhältnis von 5 ≤ A/B ≤ 50
und des anschliessenden Schmelzformens des Resultierenden offenbart.
Allerdings wird die Stabilität zum Zeitpunkt des Formens
verschlechtert, und sowohl die Transparenz des Harzes als auch die
Stabilität gegenüber Licht sind unzureichend,
so dass sie zur praktischen Verwendung in einer optischen Abtastvorrichtung,
die die blauviolette Laserlichtquelle verwendet, nicht geeignet
ist. Ausserdem ist das Verfahren zur Produktion im Grossmassstab
nicht geeignet, da Herstellungs- und Formungsverfahren kompliziert
sind.
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Im
Patentdokument 5 wird eine Harzzusammensetzung offenbart, umfassend
ein Polymer (A), das eine ethylenisch ungesättigte Monomereinheit
umfasst, die durch Additionspolymerisationsreaktion eines aromatischen
Vinylmonomers und anschliessendes Hydrieren eines aromatischen Rings
hergestellt wird, und ein Antioxidans (B) mit einer Phosphatesterstruktur
und einer Phenolstruktur in einem Molekül, wie z. B. 6-[3-(3-t-Butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propoxy]-2,4,8,10-tetrakis-t-butyldibenzo[1.3.2]dioxaphosphepin.
Es wird beschrieben, dass das geformte Produkt aus der Harzzusammensetzung
bezüglich der mechanischen Festigkeit ausgezeichnet ist
und selbst bei Bestrahlung mit einem Lichtstrahl, wie z. B. einem
blauvioletten Laser mit kurzer Wellenlänge und hoher Stärke
nicht gefärbt wird. Die optischen Eigenschaften sind allerdings wegen
der Abnutzung des Harzes während der Verwendung immer noch
nicht ausreichend stabil. Es ist daher schwierig, die Harzzusammensetzung
für eine optische Abtastvorrichtung unter Verwendung einer
blauvioletten Laserstrahlquelle zu verwenden.
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Des
weiteren werden Aussenbauteile, wie z. B. Solarzellen und Sonnendächer
von Automobilen und Fenster, im Aussenbereich verwendet. Für
diese Aussenbauelemente werden Glas und dergleichen verwendet, jedoch
ist auch ein geformtes Produkt aus einer Harzzusammensetzung zur
Anwendung gekommen, da es leicht gewichtsreduziert werden kann und
eine ausgezeichnete Formbarkeit aufeist. Diese Aussenbauelemente
werden dem Sonnenlicht ausgesetzt, und somit ist es erforderlich,
dass sie Lichtbeständigkeit aufweisen. Herkömmliche
Aussenbauelemente können aber aufgrund der Abnutzung des
Harzes während der Verwendung hinsichtlich der Transparenz
verschlechtert werden, und demzufolge ist es schwierig, diese im
Aussenbereich zu verwenden. Zur Verbesserung der Wetterbeständigkeit
des geformten Produkts, das die Harzzusammensetzung umfasst, wird
auch ein sterisch gehinderter Amin-Lichtstabilisator als Lichtstabilisator
verwendet (Patentdokumente 6 bis 8).
Patentdokument
1 | JP-A-09-268250 |
Patentdokument
2 | Pamphlet
of International Patent Publication WO 01/092412 |
Patentdokument
3 | JP-A-2001-72839 |
Patentdokument
4 | JP-A-2003-276047 |
Patentdokument
5 | JP-A-2004-83813 |
Patentdokument
6 | JP-A-01-50858 |
Patentdokument
7 | JP-A-61-238777 |
Patentdokument
8 | JP-A-62-030757 |
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG:
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Harzzusammensetzung,
die geeignet ist, ein geformtes Produkt mit ausgezeichneter Lichtbeständigkeit,
Transparenz und dergleichen, unterdrückter Verschlechterung
der optischen Eigenschaften bereitzustellen, wenn eine blauviolette
Laserlichtquelle verwendet wird, ein neues Piperidinderivat mit
einem Piperidylaminotriazin-Grundgerüst, das geeignet ist,
einem geformten Produkt eine ausgezeichnete Wetterbeständigkeit
zu verleihen, ein geformtes Produkt, wie z. B. ein optisches Bauelement,
das durch Formen der Harzzusammensetzung erhalten wird, und eine
optische Abtastvorrichtung bereitzustellen, die ein optisches Bauelement
verwendet.
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Die
hiesigen Erfinder haben herausgefunden, dass eine Harzzusammensetzung,
die ein Polymer mit einer alicyclischen Struktur in mindestens einem
Teil einer sich wiederholenden Struktureinheit und eine spezifische, sterisch
gehinderte Aminverbindung umfasst, die obigen Probleme lösen
kann, wodurch die vorliegende Erfindung vollendet wurde.
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Insbesondere
umfasst die erfindungsgemässe Harzzusammensetzung 100 Massenteile
des Polymers mit einer alicyclischen Struktur in mindestens einem
Teil einer sich wiederholenden Struktureinheit und 0,05 bis 5 Massenteile
einer sterisch gehinderten Aminverbindung mit einem Kohlenstoffatomanteil
von 67 bis 80 Gew.% in der Molekülstruktur und einem Molekulargewicht
von 500 bis 3.500.
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Des
weiteren wird das erfindungsgemässe neue Piperidinderivat
durch die folgende allgemeine Formel (20) dargestellt:
- (worin R1 bis R3
gleich oder voneinander verschieden sein können und jeweils
eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellen).
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Das
Piperidinderivat kann als in der erfindungsgemässen Harzzusammensetzung
enthaltene, sterisch gehinderte Aminverbindung verwendet werden.
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Ferner
stellt die vorliegende Erfindung ein geformtes Produkt bereit, das
durch Formen der Harzzusammensetzung erhalten wird.
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Darüber
hinaus stellt die vorliegende Erfindung eine optische Abtastvorrichtung
bereit, die das geformte Produkt als optisches Bauelement verwendet.
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Erfindungsgemäss
kann eine Harzzusammensetzung, die geeignet ist, ein geformtes Produkt
bereitzustellen, das eine ausgezeichnete Lichtbeständigkeit,
Transparenz und dergleichen, eine unterdrückte Verschlechterung
der optischen Eigenschaften aufweist, wenn eine blauviolette Laserlichtquelle
verwendet wird, ein neues Piperidinderivat, das geeignet ist, einem
geformten Produkt eine ausgezeichnete Witterungsbeständigkeit
zu verleihen, ein geformtes Produkt, wie z. B. ein optisches Bauelement,
das durch Formen der Harzzusammensetzung erhalten wird, und eine
optische Abtastvorrichtung, die ein optisches Bauelement verwendet,
erhalten werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN:
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1 ist
eine Zeichnung, die die erfindungsgemässe optische Abtastvorrichtung
zeigt.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN
ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG:
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Nachfolgend
wird die vorliegende Erfindung detailliert beschrieben.
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Polymer mit einer alicyclischen Struktur
in mindestens einem Teil einer sich wiederholenden Struktureinheit:
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Das
erfindungsgemässe Polymer mit einer alicyclischen Struktur
in mindestens einem Teil einer sich wiederholenden Struktureinheit
(das nachfolgend einfach als "Polymer mit einer alicyclischen Struktur"
bezeichnet werden kann) kann jedes mit einer alicyclischen Struktur
in mindestens einem Teil einer Wiederholungseinheit des Polymers
sein, und insbesondere schliesst es vorzugsweise ein Polymer mit
einer oder zwei oder mehreren Arten der durch die allgemeine Formel
(3) dargestellten Strukturen ein:
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In
Formel (3) stellen x und y jeweils einen Copolymerisationsanteil
dar und sind jeweils eine echte Zahl, die 0/100 ≤ y/x ≤ 95/5
erfüllen. x und y sind Molzahlen.
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n
stellt eine Zahl eines Substituenten Q dar und ist eine echte Zahl,
die 0 ≤ n ≤ 2 erfüllt, und ist vorzugsweise
0.
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Ra ist eine 2 + n-wertige Gruppe, die aus
der Gruppe ausgewählt wird, die aus Kohlenwasserstoffgruppen
mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise 2 bis 12 Kohlenstoffatomen
besteht.
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Rb ist ein Wasserstoffatom oder eine einwertige
Gruppe, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Kohlenwasserstoffgruppen
mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen besteht.
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Rc ist eine vierwertige Gruppe, die aus der
Gruppe ausgewählt wird, die aus Kohlenwasserstoffgruppen
mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise 2 bis 5 Kohlenstoffatomen
besteht.
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Q
ist COORd. Rd ist
ein Wasserstoffatom oder eine einwertige Gruppe, die aus der Gruppe
ausgewählt wird, die aus einer Kohlenwasserstoffgruppe
mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen besteht. Vorzugsweise ist Rd ein Wasserstoffatom oder eine Kohlenwasserstoffgruppe
mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen.
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Des
weiteren können Ra, Rb,
Rc und Q jeweils eine Art oder eine Kombination
von zwei oder mehreren Arten davon bei jedem Verhältnis
sein.
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Ferner
ist Ra in der obigen allgemeinen Formel
(3) vorzugsweise eine oder zwei oder mehrere Arten der zweiwertigen
Gruppe, die aus Kohlenwasserstoffgruppen mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen
ausgewählt wird, und besonders bevorzugt im Falle von n
= 0 eine durch die allgemeine Formel (7) dargestellte zweiwertige Gruppe
und am meisten bevorzugt eine durch die folgende allgemeine Formel
(7) dargestellte Gruppe, in der p 0 oder 1 ist. Die Struktur von
Ra kann lediglich eine Art sein, oder zwei
oder mehrere Arten können in Kombination verwendet werden.
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In
Formel (7) ist p eine ganze Zahl von 0 bis 2.
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Ferner
schliessen Beispiele für Rb in
der obigen allgemeinen Formel (3) ein Wasserstoffatom, eine Methylgruppe,
eine Ethylgruppe, eine n-Propylgruppe, eine i-Propylgruppe, eine
n-Butylgruppe und eine 2-Methylpropylgruppe, vorzugsweise ein Wasserstoffatom
und/oder eine Methylgruppe und am meisten bevorzugt ein Wasserstoffatom
ein.
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Ferner
schliessen Beispiele für Rc in
der obigen allgemeinen Formel (3) im Fall von n = 0 solche ein, die
durch die folgenden allgemeinen Formeln (8) bis (10) dargestellt
werden.
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In
den Formeln (8) bis (10) gibt Ra dasselbe
wie in der obigen allgemeinen Formel (3) an.
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Ferner
ist in der obigen allgemeinen Formel (3) n vorzugsweise 0.
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Des
weiteren sind die Polymerisationstypen in der vorliegenden Erfindung
keinesfalls beschränkt, und wohlbekannte verschiedene Polymerisationstypen,
wie z. B. Additionspolymerisation, Ringöffnungspolymerisation
und dergleichen, können angewendet werden. Beispiele für
die Additionspolymerisation schliessen ein Pfropfcopolymer, ein
Blockcopolymer, ein alternierendes Copolymer und dergleichen ein.
Erfindungsgemäss wird ein Pfropfcopolymer bevorzugt verwendet,
da es die Verschlechterung der optischen Leistungsfähigkeiten hemmt.
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Wenn
ein als Hauptkomponente verwendetes Harz die obige Struktur aufweist,
kann ein optisches Hochpräzisionsbauelement mit ausgezeichneten
optischen Eigenschaften, wie z. B. Transparenz, Brechungsindex,
Doppelbrechung und dergleichen, erhalten werden.
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Beispiele für das Polymer mit
einer alicyclischen Struktur in mindestens einem Teil einer sich
wiederholenden Struktureinheit:
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Bei
grober Klassifizierung des durch die obige allgemeine Formel (3)
dargestellten Polymers, werden die Polymere in die folgenden Kategorien
(i) bis (iv) klassifiziert:
- (i) ein Copolymer
aus Ethylen oder einem α-Olefin und einem cyclischen Olefin;
- (ii) ein Ringöffnungspolymer oder ein hydriertes Produkt
davon;
- (iii) ein alicyclisches Vinyl-Kohlenwasserstoffpolymer; und
- (iv) weitere Polymere.
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Nachfolgend
werden diese der Reihe nach beschrieben.
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(i) Copolymere aus Ethylen oder einem α-Olefin
und einem cyclischen Olefin:
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- (i) Das Copolymer aus Ethylen oder einem α-Olefin
und einem cyclischen Olefin ist ein cyclisches Olefin-Copolymer,
das durch die allgemeine Formel (4) dargestellt wird. Es kann z.
B. eine aus Ethylen oder einem geradkettigen oder verzweigten α-Olefin
mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen abgeleitete Struktureinheit (A) und
eine aus einem cyclischen Olefin abgeleitete Struktureinheit (B)
umfassen.
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In
Formel (4) ist Ra eine zweiwertige Gruppe,
die aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Kohlenwasserstoffgruppen
mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise 2 bis 12 Kohlenstoffatomen
besteht. Rb ist ein Wasserstoffatom oder
eine einwertige Gruppe, die aus der Gruppe ausgewählt wird,
die aus Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen
und vorzugsweise 1 bis 5 Kohlenstoffatomen besteht.
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Ferner
können Ra und Rb jeweils
eine Art sein oder eine Kombination von zwei oder mehreren Arten davon
bei jedem Verhältnis.
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x
und y stellen jeweils einen Copolymerisationsanteil dar und sind
jeweils eine echte Zahl, die 5/95 ≤ y/x ≤ 95/5,
vorzugsweise 50/50 ≤ y/x ≤ 95/5 und besonders
bevorzugt 55/45 ≤ y/x ≤ 80/20 erfüllen.
x und y sind Molzahlen.
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Aus Ethylen oder einem α-Olefin
abgeleitete Struktureinheit (A):
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Die
aus Ethylen oder einem α-Olefin abgeleitete Struktureinheit
(A) ist eine aus Ethylen oder einem geradkettigen oder verzweigten α-Olefin
mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, wie im folgenden dargestellt.
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Spezifische
Beispiele dafür schliessen Ethylen, Propylen, 1-Buten,
1-Penten, 1-Hexen, 3-Methyl-1-buten, 3-Methyl-1-penten, 3-Ethyl-1-penten,
4-Methyl-1-penten, 4-Methyl-1-hexen, 4,4-Dimethyl-1-hexen, 4,4-Dimethyl-1-penten,
4-Ethyl-1-hexen, 3-Ethyl-1-hexen, 1-Octen, 1-Decen, 1-Dodecen, 1-Tetradecen,
1-Hexadecen, 1-Octadecen, 1-Eicosen und dergleichen ein.
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Unter
diesen ist Ethylen bevorzugt. Diese aus Ethylen oder einem α-Olefin
abgeleiteten Struktureinheiten können in zwei oder mehreren
Arten innerhalb des obigen Bereichs eingeschlossen sein, so dass
die erfindungsgemässe Wirkung nicht beeinträchtigt
wird.
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Aus einem cyclischen Olefin abgeleitete
Struktureinheit (B):
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Die
aus einem cyclischen Olefin abgeleitete Struktureinheit (B) umfasst
mindestens eine Art, die aus der Gruppe ausgewählt wird,
die aus Struktureinheiten besteht, die von cyclischen Olefinen abgeleitet
werden, die durch die folgende allgemeine Formel (11), allgemeine
Formel (12) und allgemeine Formel (13) dargestellt werden.
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Das
durch die folgende allgemeine Formel (11) dargestellte cyclische
Olefin weist die folgende Struktur auf:
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In
Formel (11) ist u 0 oder 1, v ist 0 oder eine positive ganze Zahl
und w ist 0 oder 1. Wenn w 1 ist, ist der durch den Einbau von w
dargestellte Ring ein 6-gliedriger Ring, und wenn w 0 ist, ist der
Ring ein 5-gliedriger Ring. R61 bis R78 und Ra1 und Rb1 können gleich oder verschieden
voneinander sein und sind ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom oder
eine Kohlenwasserstoffgruppe.
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Das
Halogenatom ist ein Fluoratom, ein Chloratom, ein Bromatom oder
ein Iodatom. Beispiele für die Kohlenwasserstoffgruppe
schliessen im allgemeinen eine Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen,
eine Alkylhalogenidgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkylgruppe
mit 3 bis 15 Kohlenstoffatomen oder eine aromatische Kohlenwasserstoffgruppe
ein.
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Spezifischere
Beispiele für die Alkylgruppe schliessen Methyl, Ethyl,
Propyl, Isopropyl, Amyl, Hexyl, Octyl, Decyl, Dodecyl und Octadecyl
und dergleichen ein. Ein Beispiel für die Alkylhalogenidgruppe
schliesst eine Gruppe ein, in der die obige Alkylgruppe mit 1 bis
20 Kohlenstoffatomen mit einem oder mehreren Halogenatom(en) substituiert
ist. Beispiele für die Cycloalkylgruppe schliessen eine
Cyclohexylgruppe und dergleichen ein. Beispiele für die
aromatische Kohlenwasserstoffgruppe schliessen Phenyl, Naphthyl
und dergleichen ein.
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Ferner
können in der obigen allgemeinen Formel (11) R
75 und
R
76, R
77 und R
78, R
75 und R
77, R
76 und R
78, R
75 und R
78 oder R
76 und R
77 aneinander gebunden oder kombiniert sein,
um eine monocyclische oder polycyclische Gruppe zu bilden, und die
so gebildete monocyclische oder polycyclische Gruppe kann eine Doppelbindung
aufweisen. Im Hinblick auf die Wärmebeständigkeit
ist allerdings die polycyclische Gruppe gegenüber der monocyclischen
bevorzugt, da ein Copolymer mit hoher Glasübergangstemperatur
(Tg) mit einem geringeren Gehalt des polycyclischen erhalten werden
kann. Ausserdem besteht der Vorteil, dass eine geringe Menge an
cyclischem Olefin zur Herstellung verwendet wird. Spezifische Beispiele
für die hierin geformte monocyclische oder polycyclische
Gruppe schliessen die folgenden ein:
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In
den obigen Beispielen stellen die mit 1 bzw. 2 numerierten Kohlenstoffatome
ein Kohlenstoffatom dar, an dem R75 (R76) oder R77 (R78) in der obigen allgemeinen Formel (11)
gebunden ist.
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Eine
Alkylidengruppe kann mit R75 und R76 oder R77 und R78 gebildet werden. Die Alkylidengruppe weist gewöhnlich
2 bis 20 Kohlenstoffatome auf, und spezifische Beispiele dafür
schliessen Ethyliden, Propyliden, Isopropyliden und dergleichen
ein.
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Das
durch die allgemeine Formel (12) dargestellte cyclische Olefin weist
die folgende Struktur auf:
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In
der Formel (12) sind x und d jeweils eine ganze Zahl von 0 oder
1 oder mehr und y und z sind jeweils 0, 1 oder 2. Ferner können
R81 bis R99 gleich
oder verschieden voneinander sein und sind jeweils ein Wasserstoffatom,
ein Halogenatom, eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe, eine
aromatische Kohlenwasserstoffgruppe oder eine Alkoxygruppe, ein
Kohlenstoffatom, an dem R89 und R90 gebunden sind, und ein Kohlenstoffatom,
an dem R93 gebunden ist, oder ein Kohlenstoffatom,
an dem R91 gebunden ist, können
direkt oder über eine Alkylengruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen
gebunden sein, und wenn y = z = 0 ist, können R95 und R92 oder R95 und R99 aneinander
gebunden sein, um einen monocyclischen oder polycyclischen aromatischen
Ring zu bilden.
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Als
Halogenatom können dieselben Halogenatome, die in der obigen
Formel (11) erwähnt wurden, als Beispiele dienen.
-
Die
aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe ist beispielsweise eine Alkylgruppe
mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen und eine Cycloalkylgruppe mit 3 bis
15 Kohlenstoffatomen. Spezifischere Beispiele für die Alkylgruppe schliessen
Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Amyl, Hexyl, Octyl, Decyl, Dodecyl,
Octadecyl und dergleichen ein. Beispiele für die Cycloalkylgruppe
schliessen Cyclohexyl und dergleichen ein.
-
Beispiele
für die aromatische Kohlenwasserstoffgruppe schliessen
eine Arylgruppe, eine Aralkylgruppe und dergleichen und insbesondere
Phenyl, Tolyl, Naphthyl, Benzyl, Phenylethyl und dergleichen ein.
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Beispiele
für die Alkoxygruppe schliessen Methoxy, Ethoxy, Propoxy
und dergleichen ein. Hierin können ein Kohlenstoffatom,
an das R89 und R90 gebunden
sind, ein Kohlenstoffatom, an das R93 gebunden
ist, oder ein Kohlenstoffatom, an das R91 gebunden
ist, direkt oder über eine Alkylengruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen
gebunden sein. Das heisst, wenn die obigen zwei Kohlenstoffatome über
eine Alkylengruppe gebunden sind, bilden jedes R89 und
R93 oder R90 und
R91 jeweils zusammen eine Alkylengruppe,
die aus einer Methylengruppe (-CH2-), einer
Ethylengruppe (-CH2CH2-)
oder einer Propylengruppe (-CH2CH2CH2-) ausgewählt wird.
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Wenn
y = z = 0 ist, können ferner R95 und
R92 oder R95 und
R99 aneinander gebunden sein, um einen monocyclischen
oder polycyclischen aromatischen Ring zu bilden. Wenn y = z = 0
ist, schliessen spezifische Beispiele für den durch R95 und R92 gebildeten
aromatischen Ring die folgenden aromatischen Ringe ein. Im Hinblick
auf die Wärmebeständigkeit ist allerdings der
polycyclische gegenüber dem monocyclischen bevorzugt, da
ein Polymer mit einer hohen Glasübergangstemperatur (Tg)
mit einem geringeren Gehalt an dem polycyclischen erhalten werden
kann. Ferner liegt der Vorteil vor, dass die geringe Menge an cyclischem
Olefin zur Herstellung verwendet werden kann.
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-
Hierin
ist I dasselbe wie d in der obigen allgemeinen Formel (12).
-
Das
durch die allgemeine Formel (13) dargestellte cyclische Olefin weist
die folgende Struktur auf:
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In
der Formel (13) können R100 und
R101 gleich oder verschieden voneinander
sein und jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Kohlenwasserstoffgruppe
mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen darstellen; und f erfüllt 1 ≤ f ≤ 18.
Beispiele, für die Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 5
Kohlenstoffatomen schliessen vorzugsweise eine Alkylgruppe, eine
Alkylhalogenidgruppe und eine Cycloalkylgruppe ein. Spezifische
Beispiele sind wie in den spezifischen Beispielen für R61 bis R78 der obigen
Formel (11) dargestellt.
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Spezifische
Beispiele für die Struktureinheit (B), die von dem durch
die obige allgemeine Formel (11), (12) oder (13) dargestellten cyclischen
Olefin abgeleitet ist, schliessen ein Bicyclo-2-hepten-Derivat (ein
Bicyclohepto-2-en-Derivat), ein Tricyclo-3-deren-Derivat, ein Tricyclo-3-undecen-Derivat,
ein Tetracyclo-3-dodecen-Derivat, ein Pentacyclo-4-pentadecen-Derivat,
ein Pentacyclopentadecadien-Derivat, ein Pentacyclo-3-pentadecen-Derivat,
ein Pentacyclo-4-hexadecen-Derivat, ein Pentacyclo-3-hexadecen-Derivat,
ein Hexacyclo-4-heptadecen-Derivat, ein Heptacyclo-5-eicosen-Derivat,
ein Heptacyclo-4-eicosen-Derivat, ein Heptacyclo-5-heneicosen-Derivat,
ein Octacyclo-5-dococen-Derivat, ein Nonacyclo-5-pentacosen-Derivat,
ein Nonacyclo-E-hexacosen-Derivat, ein Derivat eines Cyclopentadien-Acenaphthylen-Addukts,
ein 1,4-Methano-1,4,4a,9a-tetrahydrofluoren-Derivat, ein 1,4-Methano-1,4,4a,5,10,10a-hexahydroanthracen-Derivat,
ein Cycloalkylenderivat mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen und dergleichen
ein.
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Unter
den Struktureinheiten (B), die von dem durch die obige allgemeine
Formel (11), (12) oder (13) dargestellten cyclischen Olefin abgeleitet
sind, dienen ein Tetracyclo[4.4.0.12,5.17,10]-3-dodecen-Derivat, ein Hexacyclo[6.6.1.13,6.110,13.02,7.09,14]-4-heptadecen-Derivat
und Derivate der durch die folgenden Strukturen dargestellten Verbindung
als Beispiele für bevorzugte Ausführungsformen.
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5-Phenyl-bicyclo[2.2.1]hept-2-en:
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5-Methyl-5-phenyl-bicyclo[2.2.1]hept-2-en:
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5-Tolyl-bicyclo[2.2.1]hept-2-en:
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5-(Ethylphenyl)-bicyclo[2.2.1]hept-2-en:
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5-(Isopropylphenyl)-bicyclo[2.2.1]hept-2-en:
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5-(α-Naphthyl)-bicyclo[2.2.1]hept-2-en:
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5-(Biphenyl)-bicyclo[2.2.1]hept-2-en:
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5,6-(Diphenyl)-bicyclo[2.2.1]hept-2-en:
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1,4-Methano-1,4,4a,9a-tetrahydrofluoren:
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1,4-Methano-1,4,4a,5,10,10a-hexahydroanthracen:
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Cyclopentadien-Acenaphthylen-Addukt:
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Cyclopentadien-Benzain-Addukt
(Benzonorbornadien):
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Benzonorbornadienderivat:
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Besonders
bevorzugt wird das cyclische Olefin ferner aus der Gruppe ausgewählt,
die aus Tetracyclo[4.4.0.12,5.17,10]-3-dodecen,
1,4-Methano-1,4,4a,9a-tetrahydrofluoren, Cyclopentadien-Benzain-Addukt
und Cyclopentadien-Acenaphtylen-Addukt besteht, und am meisten bevorzugt
ist es Tetracyclo[4.4.0.12,5.17,10]-3-dodecen.
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Das
durch die obige allgemeine Formel (11) oder (12) dargestellte cyclische
Olefin kann durch Durchführung einer Diels-Alder-Reaktion
von Cyclopentadien mit einem Olefin mit einer entsprechenden Struktur hergestellt
werden. Die Struktureinheit (B), die aus dem durch die obige allgemeine
Formel (11), (12) oder (13) dargestellten cyclischen Olefin abgeleitet
wird, kann in zwei oder mehreren Arten enthalten sein. Ausserdem können
unter Verwendung des obigen Monomers polymerisierte Vertreter je
nach Bedarf modifiziert werden, und in einem solchen Fall kann die
Struktur der aus dem Monomer abgeleiteten Struktureinheit modifiziert
werden. Zum Beispiel kann mit einer Hydrierungsbehandlung ein Benzolring
und dergleichen in der aus dem Monomer abgeleiteten Struktureinheit
zu einem Cyclohexylring unter den Bedingungen modifiziert werden.
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Erfindungsgemäss
ist das "(i) Copolymer aus Ethylen oder einem α-Olefin
und einem cyclischen Olefin" vorzugsweise ein Copolymer, das Ethylen
und Tetracyclo[4.4.0.12,5.17,10]-3-dodecen
umfasst.
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Ferner
ist der Typ der Copolymerisation in der vorliegenden Erfindung keinesfalls
beschränkt, und wohlbekannte verschiedene Typen von Copolymerisationen,
wie z. B. ein Pfropfcopolymer, ein Blockcopolymer, ein alternierendes
Copolymer und dergleichen können verwendet werden, bevorzugt
ist jedoch ein Pfropfcopolymer.
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(ii) Ringöffnungspolymer oder
ein hydriertes Produkt davon:
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Das
(ii) Ringöffnungspolymer oder ein hydriertes Produkt davon
ist ein cyclisches Olefinpolymer, das eine Struktureinheit enthält,
die durch die allgemeine Formel (9) unter den als Beispiele für
die bevorzugten Beispiele in der obigen allgemeinen Formel (3) dienenden
Strukturgruppen dargestellt wird.
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Das
cyclische Olefinpolymer kann ferner eine polare Gruppe aufweisen.
Beispiele für die polare Gruppe schliessen eine Hydroxylgruppe,
eine Carboxylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Epoxygruppe, eine Glycidylgruppe,
eine Oxycarbonylgruppe, eine Carbonylgruppe, eine Aminogruppe, eine
Estergruppe und dergleichen ein.
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Das
cyclische Olefinpolymer wird im allgemeinen durch Polymerisation
eines cyclischen Olefins, insbesondere durch Ringöffnungspolymerisation
eines alicyclischen Olefins, erhalten, und das cyclische Olefinpolymer
mit einer polaren Gruppe wird z. B. durch Einführung einer
Verbindung in einer polaren Gruppe in das cyclische Olefinpolymer
durch eine Modifizierungsreaktion oder Copolymerisation eines Monomers,
das eine polare Gruppe enthält, als Copolymerkomponente
erhalten.
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Spezifische
Beispiele für das alicyclische Olefin, das zum Erhalt des
cyclischen Olefinpolymers verwendet wird, schliessen die folgenden
ein: Ein Norbornenmonomer, wie z. B. Bicyclo[2.2.1]-hept-2-en (gängige Bezeichnung:
Norbornen),
5-Methyl-bicyclo[2.2.1]-hept-2-en,
5,5-Dimethyl-bicyclo[2.2.1]-hept-2-en,
5-Ethyl-bicyclo[2.2.1]-hept-2-en,
5-Butyl-bicyclo[2.2.1]-hept-2-en,
5-Hexyl-bicyclo[2.2.1]-hept-2-en,
5-Octyl-bicyclo[2.2.1]-hept-2-en,
5-Octadecyl-bicyclo[2.2.1]-hept-2-en,
5-Ethyliden-bicyclo[2.2.1]-hept-2-en,
5-Methyliden-bicyclo[2.2.1]-hept-2-en,
5-Vinyl-bicyclo[2.2.1]-hept-2-en,
5-Propenyl-bicyclo[2.2.1]-hept-2-en,
5-Methoxy-carvinyl-bicyclo[2.2.1]-hept-2-en,
5-Cyano-bicyclo[2.2.1]-hept-2-en,
5-Methyl-5-methoxycarbonyl-bicyclo[2.2.1]-hept-2-en,
5-Ethoxycarbonyl-bicyclo[2.2.1]-hept-2-en,
Bicyclo[2.2.1]-hept-5-enyl-2-methylpropionat,
Bicyclo[2.2.1]-hept-5-enyl-2-methyloctanoat,
Bicyclo[2.2.1]-hept-2-en-5,6-dicarbonsäureanhydrid,
5-Hydroxymethylbicyclo[2.2.1]-hept-2-en,
5,6-Di(hydroxymethyl)-bicyclo[2.2.1]-hept-2-en,
5-Hydroxy-i-propylbicyclo[2.2.1]-hept-2-en,
5,6-Dicarboxy-bicyclo[2.2.1]-hept-2-en,
Bicyclo[2.2.1]-hept-2-en-5,6-dicarbonsäureimid,
5-Cyclopentyl-bicyclo[2.2.1]-hept-2-en,
5-Cyclohexyl-bicyclo[2.2.1]-hept-2-en,
5-Cyclohexenyl-bicyclo[2.2.1]-hept-2-en,
5-Phenyl-bicyclo[2.2.1]-hept-2-en,
Tricyclo[4.3.0.12,5]deca-3,7-dien (gängige Bezeichnung:
Dicyclopentadien),
Tricyclo[4.3.0.12,5]deca-3-en,
Tricyclo[4.4.0.12,5]undeca-3,7-dien,
Tricyclo[4.4.0.12,5]undeca-3-en,
Tetracyclo[7.4.0.110,13.02,7]-trideca-2,4,6-11-tetraen
(gängige Bezeichnung: 1,4-Methano-1,4,4a,9a-tetrahydrofluoren),
Tetracyclo[8.4.0.111,14.03,8]-tetradeca-3,5,7,12-11-tetraen
(gängige Bezeichnung: 1,4-Methano-1,4,4a,5,10,10a-hexahydroanthracen),
Tetracyclo[4.4.0.12,5.17,10]-dodeca-3-en
(gängige Bezeichnung: Tetracyclododecen),
8-Methyl-tetracyclo[4.4.0.12,5.17,10]-dodeca-3-en,
8-Ethyl-tetracyclo[4.4.0.12,5.17,10]-dodeca-3-en,
8-Methyliden-tetracyclo[4.4.0.12,5.17,10]-dodeca-3-en,
8-Ethyliden-tetracyclo[4.4.0.12,5.17,10]-dodeca-3-en,
8-Vinyl-tetracyclo[4.4.0.12,5.17,10]-dodeca-3-en,
8-Propyl-tetracyclo[4.4.0.12,5.17,10]-dodeca-3-en,
8-Methoxycarbonyl-tetracyclo[4.4.0.12,5.17,10]-dodeca-3-en,
8-Methyl-8-methoxycarbonyl-tetracyclo[4.4.0.12,5.17,10]-dodeca-3-en,
8-Hydroxymethyl-tetracyclo[4.4.0.12,5.17,10]-dodeca-3-en,
8-Carboxy-tetracyclo[4.4.0.12,5.17,10]-dodeca-3-en,
8-Cyclopentyl-tetracyclo[4.4.0.12,5.17,10]-dodeca-3-en,
8-Cyclohexyl-tetracyclo[4.4.0.12,5.17,10]-dodeca-3-en,
8-Cyclohexenyl-tetracyclo[4.4.0.12,5.17,10]-dodeca-3-en,
8-Phenyl-tetracyclo[4.4.0.12,5.17,10]-dodeca-3-en,
Pentacyclo[6.5.1.13,6.02,7.09,13]-pentadeca-3,10-dien und
Pentacyclo[7.4.0.13,6.110,13.02,7]-pentadeca-4,11-dien und dergleichen;
monocyclisches
Cycloalken, wie Cyclobuten, Cyclopenten, Cyclohexen, 3,4-dimethylcyclopenten,
3-Methylcyclohexen, 2-(2-methylbutyl)-1-cyclohexen, Cycloocten,
3a,5,6,7a-Tetrahydro-4,7-methano-1H-inden, Cyclohepten und dergleichen;
ein
alicyclisches Vinyl-Kohlenwasserstoffmonomer, wie z. B. Vinylcyclohexen,
Vinylcyclohexan und dergleichen; und
ein alicyclisches konjugiertes
Dienmonomer, wie z. B. Cyclopentadien, Cyclohexadien und dergleichen.
Das alicyclische Olefin kann jeweils einzeln oder in Kombination
von zwei oder mehreren Arten davon verwendet werden.
-
Ausserdem
kann nötigenfalls ein copolymerisierbares Monomer copolymerisiert
werden. Spezifische Beispiele für das Monomer schliessen
Ethylen oder ein α-Olefin mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen,
wie z. B. Ethylen, Propylen, 1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen, 3-Methyl-1-buten,
3-Methyl-1-penten, 3-Ethyl-1-penten, 4-Methyl-1-penten, 4-Methyl-1-hexen,
4,4-Dimethyl-1-hexen, 4,4-Dimethyl-1-penten, 4-Ethyl-1-hexen, 3-Ethyl-1-hexen,
1-Octen, 1-Decen, 1-Dodecen, 1-Tetradecen, 1-Hexadecen, 1-Octadecen
und 1-Eicosen; ein Cycloolefin, wie z. B. Cyclobuten, Cyclopenten,
Cyclohexen, 3,4-Dimethylcyclopenten, 3-Methylcyclohexen, 2-(2-Methylbutyl)-1-cyclohexen,
Cycloocten, 3a,5,6,7a-Tetrahydro-4,7-methano-1H-inden und dergleichen; und
nicht-konjugiertes Dien, wie z. B. 1,4-Hexadien, 4-Methyl-1,4-hexadien,
5-Methyl-1,4-hexadien, 1,7-Octadien und dergleichen, ein. Diese
Monomere können jeweils einzeln oder in Kombination von
zwei oder mehreren Arten davon verwendet werden.
-
Ein
Polymerisationsverfahren für das alicyclische Olefin ist
nicht besonders beschränkt und kann gemäss einem
wohlbekannten Verfahren durchgeführt werden. Diese Ringöffnungspolymerisationsprodukte werden
im Hinblick auf die Wärmebeständigkeit, die Stabilität
und die optischen Eigenschaften vorzugsweise als hydriertes Produkt
verwendet. Als Hydrierungsverfahren können wohlbekannte
Verfahren verwendet werden.
-
(iii) Alicyclisches Vinyl-Kohlenwasserstoffpolymer:
-
Das
(iii) alicyclische Vinyl-Kohlenwasserstoffpolymer ist ein hydriertes
Produkt eines (Co)polymers, das aus einer aromatischen Vinyl-Kohlenwasserstoffverbindung
als Monomer erhalten wird, oder eines (Co)polymers, das aus einer
alicyclischen Vinyl-Kohlenwasserstoffverbindung als Monomer erhalten
wird. Beispiele für die Vinylverbindung schliessen eine
aromatische Vinylverbindung, eine alicyclische Vinyl-Kohlenwasserstoffverbindung
und dergleichen ein.
-
Beispiele
für die aromatische Vinylverbindung schliessen Styrole,
wie z. B. Styrol, α-Methylstyrol, α-Ethylstyrol, α-Propylstyrol, α-Isopropylstyrol, α-t-Butylstyrol,
2-Methylstyrol, 3-Methylstyrol, 4-Methylstyrol, 2,4- Diisopropylstyrol,
2,4-Dimethylstyrol, 4-t-Butylstyrol, 5-t-Butyl-2-methylstyrol, Monochlorstyrol,
Dichlorstyrol, Monofluorstyrol, 4-Phenylstyrol und dergleichen,
ein.
-
Beispiele
für die alicyclische Vinyl-Kohlenwasserstoffverbindung
schliessen Vinylcyclohexane, wie z. B. Vinylcyclohexan, 3-Methylisopropenylcyclohexan
und dergleichen; und Vinylcyclohexene, wie z. B. 4-Vinylcyclohexen,
4-Isopropenylcyclohexen, 1-Methyl-4-vinylcyclohexen, 1-Methyl-4-isopropenylcyclohexen,
2-Methyl-4-vinylcyclohexen, 2-Methyl-4-isopropenylcyclohexen und
dergleichen, ein.
-
Erfindungsgemäss
können die oben beschriebenen Monomere und die weiteren
copolymerisierbaren Monomere copolymerisiert werden. Beispiele für
das copolymerisierbare Monomer schliessen α-Olefinmonomere,
wie z. B. Ethylen, Propylen, Isobuten, 2-Methyl-1-buten, 2-Methyl-1-penten,
4-Methyl-1-penten und dergleichen; Cyclopentadienmonomere, wie z.
B. Cyclopentadien, 1-Methylcyclopentadien, 2-Methylcyclopentadien,
2-Ethylcyclopentadien, 5-Methylcyclopentadien, 5,5-Dimethylcyclopentadien,
Dicyclopentadien und dergleichen; monocyclische Olefinmonomere,
wie z. B. Cyclobuten, Cyclopenten, Cyclohexen und dergleichen; konjugierte
Dienmonomere, wie z. B. Butadien, Isopren, 1,3-Pentadien, Furan,
Thiophen, 1,3-Cyclohexadien und dergleichen; Nitrilmonomere, wie
z. B. Acetonitril, Methacrylnitril, α-Chloracrylnitril
und dergleichen; (Meth)acrylatestermonomere, wie z. B. Methylmethacrylat,
Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, Butylmethacrylat, Methylacrylat,
Ethylacrylat, Propylacrylat, Butylacrylat und dergleichen; ungesättigte
Fettsäuremonomere, wie z. B. Acrylsäure, Methacrylsäure,
Maleinsäureanhydrid und dergleichen; Phenylmaleimid, Methylvinylether
und heterocyclische Vinylverbindungsmonomere mit Ring, wie z. B.
N-Vinylcarbazol, N-Vinyl-2-pyrrolidin und dergleichen, ein.
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Im
Hinblick auf die Wärmebeständigkeit, eine geringe
Doppelbrechung und die mechanische Festigkeit enthält die
oben erwähnte vor der Polymerisation verwendete Mischung
im allgemeinen eine aromatische Vinylverbindung und/oder eine alicyclische
Vinyl-Kohlenwasserstoffverbindung in einer Menge von 50 Masse-%
oder mehr, vorzugsweise 70 bis 100 Masse-% und noch bevorzugter
80 bis 100 Masse-%. Die Monomermischung kann sowohl die aromatische
Vinylverbindung als auch die alicyclische Vinyl-Kohlenwasserstoffverbindung
enthalten.
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Ein
Polymerisationsverfahren für die aromatische Vinyl-Kohlenwasserstoffverbindung
oder die alicyclische Vinyl-Kohlenwasserstoffverbindung ist nicht
besonders beschränkt und kann entsprechend einem wohlbekannten
Verfahren durchgeführt werden. Das aus der aromatischen
Vinyl-Kohlenwasserstoffverbindung erhaltene (Co)polymer wird vorzugsweise
als hydriertes Produkt verwendet, wenn man die Wärmebeständigkeit, die
Stabilität und die optischen Eigenschaften in Betracht
zieht. Als Hydrierungsverfahren können wohlbekannte Verfahren
verwendet werden.
-
Das
hydrierte Produkt des (Co)polymers, das aus der aromatischen Vinyl-Kohlenwasserstoffverbindung
erhalten wird, kann einen Hydrierungsanteil der Phenylgruppen von
vorzugsweise 95% oder mehr und besonders bevorzugt 99% oder mehr
aufweisen. Durch die Hydrierungsbehandlung werden Phenylgruppen
in der Harzstruktur zu Cyclohexylgruppen. Das geformte Produkt,
das das Harz enthält, weist eine verbesserte Lichtdurchlässigkeit
bei einer kurzen Wellenlänge und eine verringerte Doppelbrechung/optische
Anisotropie auf. Ebenso wird durch die Hydrierungsbehandlung der
nicht-umgesetzten Monomere als auch der Verunreinigungen die Beständigkeit
gegen Wärme/Licht verbessert. Durch Einhaltung des Hydrierungsanteils
innerhalb des obigen Wertebereichs werden diese Wirkungen besonders
bemerkenswert.
-
(iv) Weitere Polymere:
-
Spezifische
Beispiele für (iv) das weitere Polymer schliessen ein Polymer
eines monocyclischen Cycloalkens, ein Polymer eines alicyclischen
konjugierten Dienmonomers und ein aromatisches Olefinpolymer ein. Die
Struktur, die in den obigen (i) bis (iii) nicht enthalten ist, kann
auch gegebenenfalls innerhalb des obigen Bereichs der allgemeinen
Formel (3) ausgewählt werden. Beispiele schliessen solche
ein, die durch Copolymerisation von (i) bis (iii) oder Copolymerisation
von wohlbekannten copolymerisierbaren Monomeren erhalten werden.
-
Ferner
ist die Art der Copolymerisation in der vorliegenden Erfindung keinesfalls
beschränkt, und wohlbekannte verschiedene Arten einer Copolymerisation,
wie z. B. ein Pfropfcopolymer, ein Blockcopolymer, ein alternierendes
Copolymer und dergleichen, können verwendet werden, jedoch
ist ein Pfropfcopolymer bevorzugt.
-
Unter
den vier Arten von Polymeren, die in die oben erwähnten
(i) bis (iv) klassifiziert wurden, ist (i) das Copolymer aus Ethylen
oder einem α-Olefin und einem cyclischen Olefin bevorzugt,
und unter diesen ist ein Ethylen-Tetracyclo[4.4.0.12,5.17,10]-3-dodecen-Copolymer im Hinblick auf
die optischen Eigenschaften am meisten bevorzugt.
-
Weitere Struktur, die als Teil einer Hauptkette
verwendet werden kann:
-
Das
Polymer mit einer alicyclischen Struktur, das erfindungsgemäss
verwendet wird, kann eine sich wiederholende Struktureinheit, die
von dem weiteren copolymerisierbaren Monomer abgeleitet wird, je
nach Bedarf innerhalb eines Bereiches aufweisen, in dem die bevorzugten
Eigenschaften des durch das erfindungsgemässe Formungsverfahren
erhaltenen Produkts nicht beeinträchtigt werden. Der Copolymerisationsanteil ist
nicht beschränkt, beträgt jedoch vorzugsweise
20 mol-% oder weniger und besonders bevorzugt 0 bis 10 mol-%, und
wenn die Copolymerisationsmenge 20 mol-% oder weniger beträgt,
kann ein optisches Hochpräzisions-Bauelement ohne Beeinträchtigung
der optischen Eigenschaften erhalten werden. Ausserdem ist die Art
der Copolymerisation nicht beschränkt.
-
Molekulargewicht des Polymers mit einer
alicyclischen Struktur in mindestens einem Teil einer sich wiederholenden
Struktureinheit:
-
Das
Molekulargewicht des erfindungsgemäss verwendeten Polymers
mit einer alicyclischen Struktur ist nicht beschränkt,
wenn jedoch die Grenzviskosität [η] als alternative
Eigenschaft für das Molekulargewicht dargestellt wird,
beträgt die Grenzviskosität [η], gemessen
in Decalin bei 135°C, vorzugsweise 0,03 bis 10 dl/g, besonders
bevorzugt 0,05 bis 5 dl/g und am meisten bevorzugt 0,10 bis 2 dl/g.
Wenn die Grenzviskosität [η] innerhalb des obigen
Wertebereichs liegt, kann eine ausgezeichnete Formbarkeit erhalten
werden, und die mechanische Festigkeit des geformten Produkts wird
nicht beeinträchtigt.
-
Glasübergangstemperatur des Polymers
mit einer alicyclischen Struktur in mindestens einem Teil einer
sich wiederholenden Struktureinheit:
-
Die
Glasübergangstemperatur (Tg) des erfindungsgemäss
verwendeten Polymers mit einer alicyclischen Struktur in mindestens
einem Teil einer sich wiederholenden Struktureinheit beträgt
vorzugsweise 50 bis 250°C, besonders bevorzugt 50 bis 160°C
und am meisten bevorzugt 100 bis 150°C. Wenn die Glasübergangstemperatur
(Tg) innerhalb des obigen Wertebereichs liegt, kann während
der Verwendung des geformten Produkts als optisches Bauelement eine
ausreichende Wärmebeständigkeit erhalten werden,
und ausserdem wird eine ausgezeichnete Formbarkeit erhalten.
-
Die
Messvorrichtung für die Glasübergangstemperatur
und dergleichen sind nicht besonders beschränkt, jedoch
kann z. B. das Differential-Scanning-Calorimeter (DSC) zur Messung
der Glasübergangstemperatur eines thermoplastischen amorphen
Harzes verwendet werden. Ein Messverfahren unter Verwendung des
DSC-20, hergestellt von Seiko Corporation, und einer Temperaturanstiegsgeschwindigkeit
von 10°C/min oder dergleichen wird beispielhaft genannt.
-
Solche
Polymere mit alicyclischen Strukturen können durch geeignete
Auswahl der Bedingungen im Einklang mit dem jeweiligen unten beschriebenen
Verfahren hergestellt werden.
- (i) JP-A-60-168708 , JP-A-61-120816 , JP-A-61-115912 , JP-A-61-115916 , JP-A-61-271308 , JP-A-61-272216 , JP-A-62-252406 und JP-A-62-252407 für
das Copolymer aus Ethylen oder einem α-Olefin oder einem
cyclischen Olefin;
- (ii) JP-A-60-26024 , JP-A-9-268250 , JP-A-63-145324 und JP-A-2001-72839 für
das Ringöffnungspolymer oder ein hydriertes Produkt davon;
und
- (iii) WO 01/092412 und JP-A-2003-276047 und 2004-83813 für
das alicyclische Vinyl-Kohlenwasserstoffpolymer.
-
Darüber
hinaus ist es in dem Verfahren zur Herstellung des obigen Polymers
mit einer alicyclischen Struktur, zumindest einmalig, durch In-Kontakt-Bringen
eines Hydrierungskatalysators und Wasserstoff mit einem System,
das das Polymer oder das Polymer mit einem Monomer, das ein Ausgangsmaterial
ist, enthält, und anschliessendes Hydrieren von mindestens
einem Teil einer in dem Polymer und/oder Monomer enthaltenen ungesättigten
Bindung möglich, die optischen Eigenschaften des Polymers,
wie z. B. die Wärmebeständigkeit und die Transparenz,
zu verbessern. Hierbei kann die Hydrierung, eine sogenannte Hydrierung,
gemäss einem wohlbekannten herkömmlichen Verfahren
durchgeführt werden.
-
Verbindung auf Basis eines sterisch gehinderten
Amins:
-
Die
erfindungsgemäss verwendete, sterisch gehinderte Aminverbindung
kann einen Kohlenstoffatomanteil in der Molekülstruktur
von 67 bis 80 Gew.%, vorzugsweise 68 bis 79 Gew.% und besonders
bevorzugt 70 bis 77 Gew.% aufweisen.
-
Wenn
der Anteil an Kohlenstoffatomen, die in der sterisch gehinderten
Aminverbindung enthalten sind, nicht weniger als die untere Grenze
beträgt, kann eine Harzzusammensetzung erhalten werden,
in der die sterisch gehinderte Aminverbindung hinreichend dispergiert
ist. Als Ergebnis kann ein geformtes Produkt, wie z. B. ein optisches
Bauelement, das durch Formen der Harzzusammensetzung erhalten wird,
eine ausreichende Lichtbeständigkeit aufweisen, und demzufolge
wird die Änderung der Formen und des Brechungsindex während
der Verwendung unterdrückt, und darüber hinaus
kann die Erzeugung von Mikrorissen unterdrückt werden.
Wenn der Anteil an Kohlenstoffatomen, die in der sterisch gehinderten
Aminverbindung enthalten sind, andererseits nicht mehr als die obere
Grenze beträgt, wird die Dichte an funktionellen Gruppen
der sterisch gehinderten Aminverbindung in der Harzzusammensetzung
ausreichend, und als Ergebnis kann eine ausgezeichnetere Lichtbeständigkeit
erhalten werden. Das heisst, unter Verwendung des Kohlenstoffatomanteils
in der Molekülstruktur innerhalb des obigen Wertebereichs
kann ein geformtes Produkt, wie z. B. ein optisches Bauelement,
mit ausgezeichneter Lichtbeständigkeit erhalten werden.
Als Folge kann bei Verwendung als optisches Bauelement die Verschlechterung
der optischen Eigenschaften unterdrückt werden, und insbesondere bei
der Verwendung einer blauvioletten Laserlichtquelle kann die Verschlechterung
der optischen Eigenschaften auf effektive Weise unterdrückt
werden.
-
Des
weiteren ist der oben beschriebene, in der Molekülstruktur
enthaltene Kohlenstoffatomanteil ein theoretischer Wert, der aus
der chemischen Formel berechnet wird, jedoch stimmt dieser theoretische
Wert im wesentlichen mit dem durch einen CHN-Elementaranalysator
(z. B. CHNS-932, hergestellt von LECO Corporation) gemessenen Kohlenstoffatomanteil überein.
-
Ausserdem
kann das Molekulargewicht der erfindungsgemäss verwendeten,
sterisch gehinderten Aminverbindung 500 bis 3.500, vorzugsweise
600 bis 3.000 und besonders bevorzugt 700 bis 2.000 betragen.
-
Wenn
das Molekulargewicht der sterisch gehinderten Aminverbindung weniger
als die untere Grenze beträgt, wird die Wanderung der sterisch
gehinderten Aminverbindung in dem Harz nach dem Formen unterdrückt.
Als Folge wird eine ausreichende Lichtbeständigkeit ausgeübt,
und demzufolge wird die Änderung der Formen und des Brechungsindex
während der Verwendung unterdrückt und darüber
hinaus kann die Erzeugung von Mikrorissen unterdrückt werden.
Wenn das Molekulargewicht der sterisch gehinderten Aminverbindung
andererseits nicht mehr als die obere Grenze beträgt, wird
die Fluidität beim Schmelzen ausreichend, und die Verbindung
kann gleichmässig im Harz dispergiert werden. Als Folge
wird die Lichtbeständigkeit in ausreichendem Masse ausgeübt,
und demzufolge wird die Änderung der Formen und des Brechungsindex während
der Verwendung unterdrückt, und darüber hinaus
kann die Erzeugung von Mikrorissen unterdrückt werden.
Das heisst, unter Verwendung der sterisch gehinderten Aminverbindung
innerhalb des obigen Wertebereichs des Molekulargewichts ist die
Dispergierbarkeit der sterisch gehinderten Aminverbindung sowohl beim
Formen als auch nach dem Formen ausgezeichnet, und demzufolge wird
die Änderung der Formen und des Brechungsindex des geformten
Produkts während der Verwendung auf effektive Weise unterdrückt,
und die Erzeugung von Mikrorissen kann auf effektive Weise verhindert
werden.
-
Ausserdem
ist das Molekulargewicht der oben beschriebenen, sterisch gehinderten
Aminverbindung ein theoretischer Wert, der aus der chemischen Formel
berechnet wird, jedoch stimmt dieser theoretische Wert im wesentlichen
mit einem durch Gelpermeationschromatografie (GPC) gewichtsgemittelten
Molekulargewicht, bezogen auf Polystyrol, oder einem mittels Massenanalyse
gemessenen Molekulargewicht überein.
-
Gemäss
der erfindungsgemäss verwendeten, sterisch gehinderten
Aminverbindung liegen sowohl der Kohlenstoffatomanteil als auch
das Molekulargewicht innerhalb der oben beschriebenen Wertebereiche,
und so kann unter Verwendung der Verbindung in einer vorbestimmten
Menge die Dispergierbarkeit in der Harzzusammensetzung verbessert
werden und ein geformtes Produkt mit ausgezeichneter Lichtbeständigkeit,
Transparenz oder dergleichen und unterdrückter Verschlechterung
der optischen Eigenschaften während der Verwendung einer
blauvioletten Laserlichtquelle erhalten werden.
-
In
der erfindungsgemässen Harzzusammensetzung kann unter Verwendung
der sterisch gehinderten Aminverbindung und des durch die allgemeine
Formel (3) dargestellten Polymers ein optisches Bauelement mit einer
geringfügigeren Reduzierung der Lichtdurchlässigkeit
und einer geringen Verschlechterung der optischen Leistungsfähigkeit
während der Verwendung einer blauvioletten Laserlichtquelle
erhalten werden, wobei die Formbarkeit, eine geringe Doppelbrechung,
eine Wärmebeständigkeit, eine Massenproduktivität,
mechanische Festigkeit und Lichtdurchlässigkeit aufrecht
erhalten werden. Das optische Bauelement und die optische Abtastvorrichtung,
die die Harzzusammensetzung umfassen, weisen eine ausreichende optische
Leistungsfähigkeit auf, nutzen sich kaum bei einem Laserlicht
in der Nähe von Ultraviolettstrahlung ab und verändern
kaum die Leistungsfähigkeit während der Verwendung,
wodurch sie einen industriell hohen Wert aufweisen.
-
Beispiele
für die sterisch gehinderte Aminverbindung, die die oben
beschriebenen Eigenschaften erfüllen, schliessen die durch
die folgenden chemischen Formeln [1] bis [43] dargestellten Verbindungen
ein.
- (in
den obigen Formeln bedeutet Mol. Wt. Molekulargewicht)
-
Darüber
hinaus beträgt die Löslichkeit der sterisch gehinderten
Aminverbindung in 100 g Hexan bei 23°C 25 g oder mehr,
vorzugsweise 50 g oder mehr und besonders bevorzugt 100 g oder mehr.
-
Mit
der Hexanlöslichkeit innerhalb des obigen Wertebereichs
wird die Dispergierbarkeit in dem Harz ausreichend. Als Folge wird
die Lichtbeständigkeit in einem ausreichend Masse eingebracht,
und demzufolge wird die Änderung der Formen und des Brechungsindex
während der Verwendung unterdrückt, und darüber hinaus
wird die Erzeugung von Mikrorissen unterdrückt.
-
Beispiele
für die sterisch gehinderte Aminverbindung, die die oben
beschriebene Hexanlöslichkeit erfüllen, schliessen
Verbindungen ein, die durch die oben beschriebenen chemischen Formeln
[1] bis [43] dargestellt werden.
-
Wenn
die Hexanlöslichkeit der sterisch gehinderten Aminverbindung
innerhalb des obigen Bereichs liegt, wird die Verbindung gleichmässiger
in den Harzkomponenten dispergiert, und aufgrund seiner Lichtbeständigkeit
kann ein ausgezeichnetes geformtes Produkt erhalten werden.
-
Wenn
die erfindungsgemäss verwendete, sterisch gehinderte Aminverbindung
bei 5°C/min unter Stickstoff erwärmt wird, kann
darüber hinaus die Temperatur zur 5%-igen Gewichtsreduzierung
beim Erwärmen 300°C oder höher und vorzugsweise
320°C oder höher sein. Besonders bevorzugt kann
die Temperatur zur 1%-igen Gewichtsreduzierung beim Erwärmen
200°C oder höher betragen, wenn sie bei 5°C/min
unter Stickstoff erwärmt wird, und besonders bevorzugt
kann die Temperatur zur 5%-igen Gewichtsreduzierung beim Erwärmen
320°C oder höher sein und auch die Temperatur
zur 1%-igen Gewichtsreduzierung beim Erwärmen 200°C
oder höher sein.
-
Wenn
die Gewichtsreduzierungstemperatur beim Erwärmen der sterisch
gehinderten Aminverbindung nicht weniger als die untere Grenze beträgt,
wird die Zersetzung der sterisch gehinderten Aminverbindung während
der Harzschmelze unterdrückt. Als Folge werden die Transparenz
und die Lichtbeständigkeit ausreichend eingebracht, und
demzufolge wird die Änderung der Formen und des Brechungsindex
während der Verwendung unterdrückt, und auf diese
Weise wird ebenso die Erzeugung von Mikrorissen unterdrückt.
-
Die
Gewichtsreduzierungstemperatur beim Erwärmen kann z. B.
mit Hilfe einer Thermogravimetrie/Differentialthermoanalyse-Vorrichtung
(TG/DTA-Vorrichtung, z. B. DTG-60A/60AH, hergestellt von Shidmazu
Corporation) gemessen werden.
-
Die
sterisch gehinderte Aminverbindung mit den oben beschriebenen Eigenschaften
kann durch die folgende allgemeine Formel (1) dargestellt werden.
-
-
In
Formel (1) stellt n 1 oder 2 dar.
-
R1 und R2 können
gleich oder verschieden voneinander sein und jeweils ein Wasserstoffatom
oder eine Methylgruppe und vorzugsweise eine Methylgruppe darstellen.
Wenn R1 und R2 Methylgruppen
sind, kann die Verfärbung des geformten Produkts bei einer
hohen Temperatur und Koexistenz eines aziden Materials verhindert
werden.
-
R3, R4 und R5 können gleich oder verschieden
voneinander sein und beispielhaft durch die folgenden (1) bis (5)
dargestellt werden.
- (1) Wasserstoffatom.
- (2) Alkylgruppe mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen.
- (3) Gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit einem alicyclischen
Grundgerüst mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen, in der das
alicyclische Grundgerüst 1 bis 3 Alkylsubstituenten mit
1 bis 4 Kohlenstoffatomen aufweisen kann.
Beispiele für
die gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit einem alicyclischen
Grundgerüst schliessen eine Cycloalkylgruppe mit 5 bis
12 Kohlenstoffatomen ein, die mit 1 bis 3 Alkylgruppen mit 1 bis
4 Kohlenstoffatomen substituiert sein kann oder diese enthält.
- (4) Eine durch -RA-Ph(-RB)p dargestellte Gruppe (worin RA eine
Alkylengruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen darstellt und Ph eine
Phenylgruppe darstellt, die unsubstituiert oder mit einer durch
RB dargestellten Alkylgruppe mit 1 bis 4
Kohlenstoffatomen substituiert ist. p ist eine ganze Zahl von 0
bis 3).
- (5) Eine substituierte Alkylgruppe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen,
die mindestens einen Substituenten an einem Kohlenstoffatom aufweist,
das von dem Kohlenstoffatom verschieden ist, an dem ein Stickstoffatom direkt
gebunden ist, wobei der Substituent aus einer OH-Gruppe, einer Alkoxygruppe
mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen und einer Dialkylaminogruppe (eine
Vielzahl der Alkylgruppen kann gleich oder verschieden voneinander
sein und sind jeweils eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen)
ausgewählt wird.
-
R3, R4 und R5 können gleich oder verschieden
voneinander sein, jedoch können für diese vorzugsweise
(1) ein Wasserstoffatom, (2) eine Alkylgruppe mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen
oder (3) eine Cycloalkylgruppe mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen, die
substituiert ist oder 1 bis 3 Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen
aufweist, verwendet werden. Unter Verwendung dieser Gruppen als
R3, R4 und R5 wird die Durchlässigkeit bei einer
kurzen Wellenlänge besser, und so kann sie in geeigneter
Weise, insbesondere als optisches Bauelement, verwendet werden.
-
R6 stellt eine Alkylengruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen
oder eine Einfachbindung dar.
-
R7 kann gleich oder verschieden voneinander
sein und kann durch die folgenden (1) bis (7) beispielhaft dargestellt
werden.
- (1) Wasserstoffatom.
- (2) Aliphatische gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe
mit 1 bis 17 Kohlenstoffatomen.
Die aliphatische gesättigte
Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 17 Kohlenstoffatomen stellt im
Falle von n = 1 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1
bis 17 Kohlenstoffatomen oder im Falle von n = 2 eine Alkylengruppe
mit 1 bis 17 Kohlenstoffatomen dar.
- (3) Die gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit einem
alicyclischen Grundgerüst mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen,
in der das alicyclische Grundgerüst 1 bis 3 Alkylsubstituenten
mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen aufweisen kann.
Die gesättigte
Kohlenwasserstoffgruppe mit einem alicyclischen Grundgerüst
ist im Fall von n = 1 eine einwertige Gruppe und im Fall von n =
2 eine zweiwertige Gruppe. Beispiele für die einwertige
Gruppe schliessen eine Cyclohexylgruppe und dergleichen ein, und
Beispiele für die zweiwertige Gruppe schliessen 1,2-Cyclohexylen,
1,3-Cyclohexylen, 1,4-Cyclohexylen und dergleichen ein.
- (4) Eine durch -R7A-Ph(-R7B)p dargestellte Gruppe (worin R7A eine
zweiwertige oder dreiwertige gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe
mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen darstellt und Ph eine Phenylgruppe
darstellt, die unsubstituiert oder mit einer durch R7B dargestellten
Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen substituiert ist. p ist
eine ganze Zahl von 0 bis 3).
- (5) Eine N,N-Dialkylaminogruppe, dargestellt durch -N(R7F)(R7G) (worin R7F und R7G jeweils
unabhängig voneinander eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen
darstellen) oder eine durch -N((R7F)- dargestellte Gruppe
(worin R7F eine Alkylgruppe mit 1 bis 18
Kohlenstoffatomen darstellt und – eine Bindung darstellt).
- (6) Eine substituierte aliphatische gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe
mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, die mindestens einen Substituenten
an einem Kohlenstoffatom aufweist, das von dem Kohlenstoffatom verschieden
ist, an dem R6 direkt gebunden ist, wobei
der Substituent aus einer OH-Gruppe, einer Alkoxygruppe mit 1 bis
8 Kohlenstoffatomen und einer Dialkylaminogruppe (eine Vielzahl
der Alkylgruppen kann gleich oder verschieden voneinander sein und
ist jeweils eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen) ausgewählt
wird.
Darüber hinaus weist die oben beschriebene,
substituierte, aliphatische, gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe
einen Substituenten an einem Kohlenstoffatom auf, das von dem Kohlenstoffatom
verschieden ist, an dem ein Stickstoffatom direkt gebunden ist,
worin R6 eine Einfachbindung ist.
- (7) Eine durch die folgende Formel dargestellte Gruppe: (worin R8 ein
Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe darstellt und * eine Bindung
darstellt).
-
Als
R7 in der allgemeinen Formel (1) kann vorzugsweise
im Falle von n = 1 (1) ein Wasserstoffatom, (2) eine Alkylgruppe
mit 1 bis 17 Kohlenstoffatomen, (3) eine Cycloalkylgruppe mit 5
bis 12 Kohlenstoffatomen, die substituiert ist oder 1 bis 3 Alkylgruppen
mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen aufweist, (5) eine durch -N(R7F)(R7G) dargestellte
N,N-Dialkylaminogruppe (worin R7F und R7G jeweils unabhängig voneinander
eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellen) und
(7) eine durch die obige Formel dargestellte Gruppe verwendet werden.
Andererseits kann im Fall von n = 2 als R7 vorzugsweise
(2) eine Alkylengruppe mit 1 bis 17 Kohlenstoffatomen, (3) eine
Cycloalkylengruppe mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen, die substituiert
ist oder 1 bis 3 Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen aufweist,
und (5) eine durch -N(R7F)- dargestellte
Gruppe (worin R7F eine Alkylgruppe mit 1
bis 18 Kohlenstoffatomen darstellt und – eine Bindung darstellt)
verwendet werden.
-
Unter
Verwendung dieser Gruppen als R7 wird die
Durchlässigkeit bei einer kurzen Wellenlänge besser,
und so kann sie in geeignete Weise, insbesondere als optisches Bauelement,
verwendet werden.
-
Für
die durch die obige allgemeine Formel (1) dargestellte, sterisch
gehinderte Aminverbindung können die durch die obigen chemischen
Formeln [4] bis [43] dargestellten Verbindungen als Beispiel dienen.
-
Ferner
kann als durch die obige allgemeine Formel (1) dargestellte, sterisch
gehinderte Aminverbindung die durch die folgende allgemeine Formel
(2) dargestellte, sterisch gehinderte Aminverbindung verwendet werden.
Unter Verwendung dieser sterisch gehinderten Aminverbindung kann
die Verfärbung des geformten Produkts bei einer hohen Temperatur
unterdrückt werden.
- [In Formel (2) sind
a und b jeweils 0 oder 1 und erfüllen a + b = 1. R stellt
eine Alkylgruppe mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen dar. Y wird durch
die folgende allgemeine Formel dargestellt:
- (worin
X ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen
darstellt, R eine Alkylgruppe mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen darstellt
und * eine Bindung darstellt).
- Q wird durch die
folgende allgemeine Formel dargestellt:
- (worin
m 0 oder 1 ist und X und Y dieselben wie oben sind. R stellt im
Fall von m = 0 eine Alkylgruppe mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen oder
im Fall von m = 1 eine Alkylengruppe mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen
dar. * stellt eine Bindung dar).
- Eine Vielzahl
von X, Y und R kann gleich oder verschieden voneinander sein.]
-
Beispiele
für die durch die obige allgemeine Formel (2) dargestellte,
sterisch gehinderte Aminverbindung schliessen die durch die obigen
chemischen Formeln [12] bis [43] dargestellten Verbindungen ein.
-
In
der obigen allgemeinen Formel (2) ist X an der 4-Position der Piperidinylgruppe
vorzugsweise ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe und besonders
bevorzugt eine Methylgruppe. Unter Verwendung dieser sterisch gehinderten
Aminverbindung können die bei der Zersetzung des sterisch
gehinderten Aminstabilisators erzeugten Komponenten mit niedrigem
Molekulargewicht unterdrückt werden, und so kann die Verschlechterung
der optischen Eigenschaften nach Bestrahlung unterdrückt
werden.
-
In
der obigen allgemeinen Formel (2) ist im Fall von a = 0 und b =
1 X der allgemeinen Formel, das Q in der obigen allgemeinen Formel
(2) darstellt, vorzugsweise ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe.
Unter Verwendung dieses sterisch gehinderten Aminstabilisators wird
die Reinigung oder die Handhabung des sterisch gehinderten Amin-Lichtstabilisators
einfacher, und demgemäss wird die Qualität der
resultierenden Harzzusammensetzung verbessert, wodurch die Lichtbeständigkeit
oder die optische Leistungsfähigkeit verbessert werden
kann.
-
Zugabemenge der Verbindung auf Basis der
sterisch gehinderten Amins:
-
Die
Zugabemenge der erfindungsgemäss verwendeten, sterisch
gehinderten Aminverbindung beträgt 0,05 bis 5 Massenteile,
vorzugsweise 0,1 bis 4 Massenteile und besonders bevorzugt 0,2 bis
3 Massenteile, bezogen auf 100 Massenteile des Polymers mit einer
alicyclischen Struktur.
-
Wenn
die Zugabemenge der sterisch gehinderten Aminverbindung nicht weniger
als die untere Grenze beträgt, wird die Dichte der funktionellen
Gruppen der sterisch gehinderten Aminverbindung ausreichend und als
Folge die Lichtbeständigkeit in ausreichendem Masse eingebracht.
Auf diese Weise wird die Änderung der Formen und des Brechungsindex
während der Verwendung unterdrückt, und darüber
hinaus kann die Erzeugung von Mikrorissen unterdrückt werden.
Wenn die Zugabemenge der sterisch gehinderten Aminverbindung andererseits
nicht mehr als die obere Grenze beträgt, kann die sterisch
gehinderte Aminverbindung gleichmässig in der Harzzusammensetzung
dispergiert werden, wodurch die Transparenz des geformten Produkts
gesichert wird. Das heisst, unter Verwendung der sterisch gehinderten
Aminverbindung innerhalb des obigen Wertebereichs kann eine gute
Lichtbeständigkeit erzielt werden, während die
Transparenz oder dergleichen des geformten Produkts nicht beeinträchtigt
wird.
-
Verfahren zur Herstellung der Verbindung
auf Basis des sterisch gehinderten Amins:
-
Als
erfindungsgemäss verwendete, sterisch gehinderte Aminverbindung
kann z. B. die durch die allgemeine Formel (1) dargestellte Verbindung
beispielsweise durch geeignetes Auswählen der Bedingungen
gemäss den in
JP-A-52-73886 ,
63-286448 ,
5-9356 ,
5-43735 und dergleichen
beschriebenen Verfahren hergestellt werden.
-
Piperidinderivat und Salz davon:
-
Das
neue erfindungsgemässe Piperidinderivat mit einem Piperidylaminotriazin-Grundgerüst
wird durch die folgende allgemeine Formel (20) dargestellt.
-
Folgende
allgemeine Formel (20):
- worin R1 bis R3 gleich
oder verschieden voneinander sein können und jeweils eine
Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellen.
-
Ein
geformtes Produkt, umfassend eine Harzzusammensetzung, die die Piperidinderivate
mit einem Piperidylaminotriazin-Grundgerüst oder ein Salz
davon enthält, weist eine ausgezeichnete Witterungsbeständigkeit
auf. Das erfindungsgemässe Piperidinderivat oder ein Salz
davon weist eine hohe Kompatibilität mit dem oben beschriebenen
"Polymer mit einer alicyclischen Struktur in mindestens einem Teil
einer sich wiederholenden Struktureinheit" auf und kann ein geformtes
Produkt mit besonders ausgezeichneter Lichtbeständigkeit
bereitstellen, das die Harzzusammensetzung umfasst, die das Polymer
enthält.
-
In
der allgemeinen Formel (20) kann die Alkylgruppe eine geradkettige
oder verzweigte sein, und Beispiele dafür schliessen eine
Methylgruppe, eine Ethylgruppe, eine Propylgruppe, eine Isopropylgruppe,
eine Butylgruppe, eine Isobutylgruppe, eine sek-Butylgruppe, eine
tert-Butylgruppe, eine Hexylgruppe, eine Heptylgruppe, eine Octylgruppe,
eine Nonylgruppe, eine Dodecylgruppe und dergleichen ein.
-
In
der obigen allgemeinen Formel (20) sind R1 bis R3 vorzugsweise alle
gleich, und R1 bis R3 sind jeweils besonders bevorzugt eine Alkylgruppe
mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen.
-
Hierbei
ist die Alkylgruppe mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen am meisten bevorzugt
eine Dodecylgruppe.
-
Beispiele
für das durch die obige allgemeine Formel (20) dargestellte
Piperidinderivat schliessen die durch die obigen chemischen Formeln
[31], [33], [35] und [42] ein.
-
Beispiele
für das durch die allgemeine Formel (20) dargestellte erfindungsgemässe
Salz der Verbindung schliessen Salze mit anorganischen Säuren
oder organischen Säuren ein. In diesem Fall schliessen
Beispiele für anorganische Säuren Salzsäure,
Bromwasserstoffsäure, Iodwasserstoffsäure, Schwefelsäure,
Kohlensäure und Phosphorsäure ein. Ferner schliessen
Beispiele für die organischen Säuren entweder
optisch aktive organische Säuren oder optisch nicht-aktive
organische Säuren, z. B. Carbonsäuren, wie z.
B. Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure,
Benzoesäure, Trifluoressigsäure, Weinsäure
und Mandelsäure; Sulfonsäuren, wie z. B. Methansulfonsäure,
Ethansulfonsäure, Benzolsulfonsäure und p-Toluolsulfonsäure,
Aminosäuren und Derivate davon, ein. Für die Salze
kann das Zusammensetzungsverhältnis zwischen der erfindungsgemässen
Verbindung und der Säure äquivalent oder jedes
beliebige Verhältnis sein.
-
Wenn
das erfindungsgemässe Piperidinderivat oder ein Salz davon
als sterisch gehinderte Aminverbindung verwendet wird, kann der
Anteil an in der Molekülstruktur enthaltenen Kohlenstoffatomen
67 bis 80 Gew.%, vorzugsweise 68 bis 79 Gew.% und besonders bevorzugt
70 bis 77 Gew.% betragen.
-
Wenn
der Kohlenstoffatomanteil des Piperidinderivats oder eines Salzes
davon nicht weniger als die untere Grenze beträgt, kann
eine Harzzusammensetzung erhalten werden, in der das Piperidinderivat
oder ein Salz davon in ausreichendem Masse dispergiert ist. Als
Folge kann in einem geformten Produkt, wie z. B. einem optischen
Bauelement, das aus der Harzzusammensetzung erhalten wird, die Lichtbeständigkeit
in ausreichendem Masse eingebracht werden, und demzufolge wird die Änderung
der Formen und des Brechungsindex während der Verwendung
unterdrückt, und darüber hinaus kann die Erzeugung
von Mikrorissen unterdrückt werden. Wenn der Kohlenstoffatomanteil
des Piperidinderivats oder eines Salzes davon andererseits nicht
mehr als die obere Grenze beträgt, wird die Dichte an funktionellen
Gruppen des Piperidinderivats oder eines Salzes davon in der Harzzusammensetzung
ausreichend, und als Folge kann eine ausgezeichnetere Lichtbeständigkeit
eingebracht werden. Das heisst, unter Verwendung des Kohlenstoffatomanteils
in der Molekülstruktur innerhalb des obigen Wertebereichs
kann ein geformtes Produkt, wie z. B. ein optisches Bauelement,
mit ausgezeichneter Lichtbeständigkeit erhalten werden.
Als Folge kann bei der Verwendung als optisches Bauelement die Verschlechterung
der optischen Eigenschaften unterdrückt werden, und insbesondere kann
bei der Verwendung einer blauvioletten Laserlichtquelle die Verschlechterung
der optischen Eigenschaften auf effektive Weise unterdrückt
werden.
-
Ferner
ist der oben beschriebene Anteil an in der Molekülstruktur
enthaltenen Kohlenstoffatomen ein theoretischer Wert, der aus der
chemischen Formel berechnet wird, jedoch stimmt dieser theoretische
Wert im wesentlichen mit dem durch einen CHN-Elementaranalysator
(z. B. CHNS-932, hergestellt von LECO Corporation) gemessenen Kohlenstoffatomanteil überein.
-
Ausserdem
kann das Molekulargewicht des erfindungsgemäss verwendeten
Piperidinderivats oder eines Salzes davon 500 bis 3.500, vorzugsweise
600 bis 3.000 und besonders bevorzugt 700 bis 2.000, betragen.
-
Wenn
das Molekulargewicht des Piperidinderivats oder eines Salzes davon
nicht weniger als die untere Grenze beträgt, wird die Wanderung
des Piperidinderivats oder eines Salzes davon im Harz nach dem Formen
unterdrückt. Als Folge wird die Lichtbeständigkeit
in ausreichendem Masse eingebracht, und demzufolge wird die Änderung
der Formen und des Brechungsindex während der Verwendung
unterdrückt, und folglich kann die Erzeugung von Mikrorissen
unterdrückt werden. Wenn das Molekulargewicht des Piperidinderivats
oder eines Salzes davon andererseits nicht mehr als die obere Grenze
beträgt, wird die Fluidität beim Schmelzen ausreichend,
und es kann gleichmässig im Harz dispergiert werden. Als
Folge wird die Lichtbeständigkeit in ausreichendem Masse
eingebracht, und demzufolge wird die Änderung der Formen
und des Brechungsindex während der Verwendung unterdrückt,
und folglich kann die Erzeugung von Mikrorissen unterdrückt
werden. Das heisst, unter Verwendung des Molekulargewichts des Piperidinderivats
oder eines Salzes davon innerhalb des obigen Wertebereichs ist die
Dispergierbarkeit des Piperidinderivats oder eines Salzes davon
sowohl beim Schmelzen als auch nach dem Schmelzen ausgezeichnet,
und demzufolge wird die Änderung der Formen und des Brechungsindex
des geformten Produkts während der Verwendung auf effektive Weise
unterdrückt, und folglich kann die Erzeugung von Mikrorissen
auf effektive Weise verhindert werden.
-
Ausserdem
ist das Molekulargewicht des Piperidinderivats oder eines Salzes
davon ein aus der chemischen Formel berechneter theoretischer Wert,
dieser Wert stimmt jedoch im wesentlichen mit einem durch Gelpermeationschromatografie
(GPC) gemessenen gewichtsgemittelten Molekulargewicht, bezogen auf
Polystyrol, oder einem durch Massenanalyse gemessenen Molekulargewicht überein.
-
Bei
dem erfindungsgemäss verwendeten Piperidinderivat oder
einem Salz davon liegen sowohl der Kohlenstoffatomanteil als auch
das Molekulargewicht innerhalb der obigen Wertebereiche, und auf
diese Weise kann unter Verwendung der Verbindung in einer vorbestimmten
Menge die Dispergierbarkeit in der Harzzusammensetzung verbessert
werden und ein geformtes Produkt mit ausgezeichneter Lichtbeständigkeit,
Transparenz oder dergleichen und unterdrückter Verschlechterung
der optischen Eigenschaften während der Verwendung einer
blauvioletten Laserlichtquelle erhalten werden.
-
In
der erfindungsgemässen Harzzusammensetzung kann unter Verwendung
des Piperidinderivats oder eines Salzes davon und des durch die
allgemeine Formel (3) dargestellten Polymers ein optisches Bauelement
mit geringer Reduzierung der Lichtdurchlässigkeit während
der Verwendung einer blauvioletten Laserlichtquelle und einer geringen
Verschlechterung der optischen Leistungsfähigkeit erhalten
werden, während die Formbarkeit, eine geringe Doppelbrechung,
Wärmebeständigkeit, Massenproduktivität,
mechanische Festigkeit und Lichtdurchlässigkeit aufrechterhalten
werden. Das optische Bauelement und die optische Abtastvorrichtung,
die die Harzzusammensetzung umfassen, weisen eine ausreichende optische
Leistungsfähigkeit auf, die durch Laserlicht in der Nähe
von Ultraviolettstrahlung kaum verschlechtert wird und die Leistungsfähigkeit
während der Verwendung kaum verändert, wodurch
sie industriell einen hohen Wert aufweist.
-
Zugabemenge des Piperidinderivats oder
eines Salzes davon:
-
Die
Zugabemenge des erfindungsgemäss verwendeten Piperidinderivats
oder eines Salzes davon beträgt 0,05 bis 5 Massenteile,
vorzugsweise 0,1 bis 4 Massenteile und besonders bevorzugt 0,2 bis
3 Massenteile, bezogen auf 100 Massenteile eines Polymers mit einer
alicyclischen Struktur.
-
Wenn
die Zugabemenge des Piperidinderivats oder eines Salzes davon nicht
weniger als die untere Grenze beträgt, wird die Dichte
an funktionellen Gruppen des Piperidinderivats oder eines Salzes
davon ausreichend, und als Folge wird die Lichtbeständigkeit
in ausreichendem Masse eingebracht. Demzufolge wird die Änderung
der Formen und des Brechungsindex während der Verwendung
unterdrückt, und darüber hinaus kann die Erzeugung
von Mikrorissen unterdrückt werden. Wenn die Zugabemenge
des Piperidinderivats oder eins Salzes davon andererseits nicht
mehr als die obere Grenze beträgt, kann das Piperidinderivat
oder ein Salz davon gleichmässig in der Harzzusammensetzung
dispergiert werden, wodurch die Transparenz des geformten Produkts
sichergestellt wird. Das heisst, unter Verwendung des Piperidinderivats
oder eines Salzes davon innerhalb des obigen Wertebereichs kann
eine gute Lichtbeständigkeit erzielt werden, wobei die
Transparenz oder dergleichen des geformten Produkts nicht beeinträchtigt
wird.
-
Verfahren zur Herstellung des Piperidinderivats:
-
Das
durch die allgemeine Formel (20) dargestellte erfindungsgemässe
Piperidinderivat kann durch Umsetzen einer durch die folgende allgemeine
Formel (21) dargestellten Verbindung mit einem durch die folgende
allgemeine Formel (22) dargestellten Chlortriazin erhalten werden.
- (worin R1 eine Alkylgruppe
mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellt und R4 ein Wasserstoffatom
oder eine Methylgruppe darstellt).
- (worin R2 und R3
gleich oder verschieden voneinander sein können und jeweils
eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellen und R4
ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe darstellt).
-
Wenn
R4 der durch die allgemeinen Formeln (21) und (22) dargestellten
Verbindungen ein Wasserstoffatom ist, wird darüber hinaus
das Piperidinderivat durch Umwandlung in eine Methylgruppe durch
eine Eschweiler-Clarke-Reaktion erhalten. Hierbei bezeichne die
Eschweiler-Clarke-Reaktion eine Art Leuckart-Wallach-Reaktion, in
der ein Amin unter Verwendung von Formaldehyd methyliert wird.
-
Das
Molverhältnis der durch die allgemeine Formel (21) dargestellten
Verbindung zu der durch die allgemeine Formel (22) dargestellten
Verbindung beträgt am meisten bevorzugt 1:1, jedoch kann
jede der Verbindungen in überschüssiger Menge
zugeführt werden. Wenn eine überschüssige
Menge verwendet wird, beträgt die Menge das 1,01- bis 10,0-fache,
bezogen auf die bevorzugte Menge. Das Verfahren zur Zuführung beider
Verbindungen in das Reaktorgefäss ist nicht besonders beschränkt,
z. B. kann die gesamte Menge beider Verbindungen zusammen in das Reaktorgefäss
zum Start der Reaktion transferiert werden oder eine Verbindung
kann schrittweise zu der anderen Verbindung während der
Reaktion hinzugefügt werden.
-
Die
Reaktion kann in Gegenwart eines Desoxidationsmittels durchgeführt
werden. Beispiele für das zu verwendende Desoxidationsmittel
schliessen ein anorganisches Salz, wie z. B. Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid,
Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat und dergleichen, und ein organisches
Salz, wie z. B. Triethylamin, Tributylamin, Pyridin, N,N-Dimethylanilin
und dergleichen, ein.
-
Das
für die Reaktion verwendete Lösungsmittel ist
nicht besonders beschränkt, soweit das Lösungsmittel
die Reaktion nicht beeinträchtigt, und Beispiele dafür
schliessen Wasser, gesättigte Kohlenwasserstoffe, wie z.
B. Pentan, Hexan, Heptan, Cyclohexan und dergleichen, aromatische
Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Benzol, Toluol, Xylol und dergleichen,
halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Dichlormethan, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff,
Dichlorethan, Chlorbenzol, Dichlorbenzol und dergleichen, Ether,
wie z. B. Ethylenglykoldimethylether, 1,3-Dioxan, 1,4-Dioxan, Tetrahydrofuran,
Dimethylether, Diethylether, Diisopropylether, Dibutylether und
dergleichen, Amide, wie z. B. N,N-Dimethylacetamid und dergleichen,
Nitrile, wie z. B. Acetonitril und dergleichen, Ketone, wie z. B.
Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon und dergleichen, Ester, wie
z. B. Methylacetat, Ethylacetat und dergleichen, schwefelhaltige
Lösungsmittel, wie z. B. Dimethylsulfoxid und dergleichen,
1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon (DMI), und dergleichen ein. Diese
Lösungsmittel können einzeln oder als Mischung
verwendet werden, und wenn das Lösungsmittel als Mischung
verwendet wird, kann das Lösungsmittel in jedem Verhältnis
verwendet werden.
-
Die
Reaktion wird bei einer Temperatur im Bereich von 0 bis 300°C
und vorzugsweise 0 bis 250°C durchgeführt. Wenn
die obere Grenze davon entsprechend dem Siedepunkt des zu verwendenden
Lösungsmittels gesetzt wird, kann die Reaktion in einem
Autoklaven durchgeführt werden.
-
Das
Isolierungsverfahren für das durch die allgemeine Formel
(20) dargestellte erfindungsgemässe Piperidinderivat ist
nicht besonders beschränkt. Wenn das Produkt sich aus dem
Reaktionslösungsmittel niederschlägt, ist eine
Isolierung durch Filtration oder Zentrifugation möglich.
Wenn sich das Produkt in dem Reaktionslösungsmittel löst,
kann das Verfahren zum Abdestillieren des Lösungsmittels
unter reduziertem Druck oder das Verfahren einschliesslich der Zugabe
eines geeigneten Lösungsmittels zu dem Niederschlag des Produkts
und die anschliessende Filtration oder Zentrifugation des Produkts
angewendet werden. Alternativ kann das Produkt mit einer geeigneten
Säure zur Bildung eines Salzes behandelt werden und dann
die obige Vorgehensweise durchgeführt werden, und diese
Verfahren können in Kombination durchgeführt werden.
-
Wenn
es notwendig ist, die durch die allgemeine Formel (1) dargestellte
erfindungsgemäss Verbindung zu reinigen, kann ein als Routineverfahren
bekanntes Verfahren eingesetzt werden, und Beispiele dafür schliessen
Umkristallisationsverfahren, Säulenchromatografie, Waschen
(Schlämmverfahren) mit einem Lösungsmittel und
Behandlung mit Aktivkohle ein. Ihre Reinigung kann nach der Behandlung
der durch die allgemeine Formel (1) dargestellten Verbindung mit
einer geeigneten Säure zur Bildung eines Salzes durchgeführt
werden.
-
Das
zur Reinigung verwendete Lösungsmittel ist nicht besonders
beschränkt, und Beispiele dafür schliessen Wasser,
gesättigte Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Pentan, Hexan,
Heptan, Cyclohexan und dergleichen, aromatische Kohlenwasserstoffe,
wie z. B. Benzol, Toluol, Xylol und dergleichen, halogenierte Kohlenwasserstoffe,
wie z. B. Dichlormethan, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Dichlorethan,
Chlorbenzol, Dichlorbenzol und dergleichen, Ether, wie z. B. Ethylenglykoldimethylether,
1,3-Dioxan, 1,4-Dioxan, Tetrahydrofuran, Dimethylether, Diethylether,
Diisopropylether, Dibutylether und dergleichen, Amide, wie z. B.
N,N-Dimethylacetamid und dergleichen, Nitrile, wie z. B. Acetonitril
und dergleichen, Ketone, wie z. B. Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon
und dergleichen, Ester, wie z. B. Methylacetat, Ethylacetat und
dergleichen, schwefelhaltige Lösungsmittel, wie z. B. Dimethylsulfoxid
und dergleichen, 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon (DMI) und dergleichen
ein. Diese Lösungsmittel können einzeln oder als
Mischung verwendet werden, und wenn das Lösungsmittel als
Mischung verwendet wird, kann das Lösungsmittel in jedem
Verhältnis verwendet werden.
-
Ferner
kann die durch die allgemeine Formel (20) dargestellte erfindungsgemässe
Verbindung durch Umsetzung einer durch die folgende allgemeine Formel
(21) dargestellten Verbindung mit einem Cyanursäurehalogenid,
wie z. B. Cyanursäurechlorid, bei einem Verhältnis
von 3:1 erhalten werden.
- (worin R1 eine Alkylgruppe
mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellt und R4 ein Wasserstoffatom
oder eine Methylgruppe darstellt).
-
Wenn
R4 in der durch die allgemeine Formel (21) dargestellte Verbindung
darüber hinaus ein Wasserstoffatom ist, kann die Verbindung
durch eine Eschweiler-Clarke-Reaktion zur Umwandlung in eine Methylgruppe
erhalten werden.
-
Diese
Reaktion kann unter denselben Bedingungen wie in der oben beschriebenen
Reaktion der durch die allgemeine Formel (21) dargestellten Verbindung
mit der durch die allgemeine Formel (22) dargestellten Verbindung
durchgeführt werden.
-
Die
durch die allgemeine Formel (21) dargestellte erfindungsgemässe
Verbindung kann geeigneterweise durch die Reaktion von 2,2,6,6-Tetramethyl-4-piperidon
und einem Alkylamin in Gegenwart von Wasserstoff und einem Hydrierungskatalysator
hergestellt werden.
-
Diesmal
schliessen Beispiele für das Reaktionslösungsmittel
Wasser, Alkohole, wie Methanol, Ethanol, Isopropanol und dergleichen,
gesättigte Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Pentan, Hexan,
Heptan, Cyclohexan und dergleichen, aromatische Kohlenwasserstoffe,
wie z. B. Benzol, Toluol, Xylol und dergleichen, und dergleichen
ein. Diese Lösungsmittel können entweder einzeln
oder als Mischung verwendet werden, und wenn das Lösungsmittel
als Mischung verwendet wird, kann das Lösungsmittel in
jedem Verhältnis verwendet werden. Die Reaktion kann ohne
Lösungsmittel durchgeführt werden. Die Menge an
zu verwendendem Lösungsmittel ist nicht besonders beschränkt,
sie beträgt jedoch das 0- bis 100-fache Gewicht und vorzugsweise das
0- bis 50-fache Gewicht, bezogen auf die Menge der Ausgangsmaterialien
unter Berücksichtigung der Kapazitätseffizienz
und Rühreffizienz.
-
Die
Reaktionstemperatur beträgt 10 bis 100°C und vorzugsweise
20 bis 80°C. Der Wasserstoffdruck beträgt 0,01
bis 1 MPa und vorzugsweise 0,1 bis 0,5 MPa.
-
Als
Katalysator können z. B. Platin und Palladium und vorzugsweise
Platin verwendet werden. Dieser Katalysator kann als nicht-getragener
oder als auf einem geeigneten inerten Material, wie z. B. Kohlenstoff, Calciumcarbonat,
Aluminiumoxid und dergleichen, getragener verwendet werden.
-
Die
Menge an zu verwendendem Alkylamin, bezogen auf 2,2,6,6-Tetramethyl-4-piperidon,
ist die 0,8- bis 1,5-fache Molzahl und vorzugsweise die 0,9- bis
1,1-fache Molzahl.
-
Nach
Beendigung der Reaktion wird der Katalysator durch Filtration abgetrennt
und dann einer Lösungsmittelentfernung oder Abdestillation
des Produkts zur Verwendung im nächsten Verfahren unterzogen.
-
Phosphorhaltiger Stabilisator:
-
Die
erfindungsgemässe Harzzusammensetzung kann vorzugsweise
0,01 bis 1 Massenteile, besonders bevorzugt 0,02 bis 0,8 Massenteile
und insbesondere bevorzugt 0,05 bis 0,6 Massenteile des phosphorhaltigen
Stabilisators, bezogen auf 100 Massenteile des Polymers mit einer
alicyclischen Struktur in mindestens einem Teil einer sich wiederholenden
Struktureinheit umfassen.
-
Wenn
der Gehalt an phosphorhaltigem Stabilisator nicht weniger als die
untere Grenze beträgt, wird die Dichte der funktionellen
Gruppen des phosphorhaltigen Stabilisators in der Harzzusammensetzung
ausreichen. Als Folge weist das resultierende geformte Produkt in
ausreichendem Masse Lichtbeständigkeit auf, und demzufolge
wird die Änderung der Formen während der Verwendung
unterdrückt, und darüber hinaus kann die Erzeugung
von Mikrorissen verhindert werden. Wenn der Gehalt an phosphorhaltigem
Stabilisator andererseits nicht mehr als die obere Grenze beträgt,
wird der Stabilisator gleichmässig in dem Harz dispergiert, was
die Transparenz sichert. Und auf diese Weise wird die Änderung
des Brechungsindex während der Verwendung unterdrückt.
Das heisst, wenn der Gehalt an phosphorhaltigem Stabilisator innerhalb
des obigen Bereichs liegt, wird die Änderung der Formen
des geformten Produkts während der Verwendung unterdrückt,
und darüber hinaus kann die Erzeugung von Mikrorissen verhindert
werden, und des weiteren wird die Transparenz gesichert und auf
diese Weise die Änderung des Brechungsindex während
der Verwendung unterdrückt.
-
Als
erfindungsgemäss verwendeter phosphorhaltiger Stabilisator
kann eine Verbindung mit einer Phosphorsäureesterstruktur
und einer Phenolstruktur in einem Molekül verwendet werden.
Unter Verwendung eines phosphorhaltigen Stabilisators mit einer
solchen Struktur kann die Verfärbung des geformten Produkts unterdrückt
werden und auf diese Weise eine stabile Lichtdurchlässigkeit
während der Herstellung und während der Verwendung
erhalten werden.
-
Als
phosphorhaltigen Stabilisator mit einer Phosphorsäureesterstruktur
und einer Phenolstruktur in einem Molekül kann eine durch
die folgende allgemeine Formel (5) dargestellte Verbindung verwendet
werden.
-
-
In
der allgemeinen Formel (5) stellen R19 bis
R24 jeweils unabhängig voneinander
ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen,
eine Cycloalkylgruppe mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen, eine Alkylcycloalkylgruppe
mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine Aralkylgruppe mit 7 bis 12
Kohlenstoffatomen oder eine Phenylgruppe dar und R25 bis
R26 stellen jeweils unabhängig
voneinander ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis
8 Kohlenstoffatomen dar.
-
X
stellt eine Einfachbindung, ein Schwefelatom oder eine -CHR27-Gruppe (worin R27 ein
Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen
oder eine Cycloalkylgruppe mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen darstellt)
dar.
-
A
stellt eine Alkylengruppe mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen oder eine
*-COR28-Gruppe (worin R28 eine Einfachbindung
oder eine Alkylengruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen darstellt
und * eine Bindung an ein Sauerstoffatom darstellt) dar.
-
Eines
von Y und Z stellt eine Hydroxylgruppe, eine Alkoxygruppe mit 1
bis 8 Kohlenstoffatomen oder eine Aralkyloxygruppe mit 7 bis 12
Kohlenstoffatomen dar, und das andere stellt ein Wasserstoffatom
oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen dar.
-
Unter
Verwendung dieses durch die allgemeine Formel (5) dargestellten
phosphorhaltigen Stabilisators kann die Verfärbung des
geformten Produkts auf effektive Weise unterdrückt werden
und auf diese Weise eine stabile Lichtdurchlässigkeit während
der Herstellung und während der Verwendung erhalten werden.
Als durch die allgemeine Formel (5) dargestellter phosphorhaltiger
Stabilisator kann Sumilizer GP (Handelsname, hergestellt von Sumitomo
Chemical Co., Ltd.) verwendet werden.
-
Ferner
kann als erfindungsgemäss verwendeter phosphorhaltiger
Stabilisator ein phosphorhaltiger Stabilisator mit einer gesättigten
Alkylkettenstruktur mit 6 oder mehr Kohlenstoffatomen verwendet
werden. Unter Verwendung des phosphorhaltigen Stabilisators mit
dieser Struktur werden die Dispergierbarkeit verbessert und die
Transparenz gesichert. Auf diese Weise kann die Änderung
der Formen während der Verwendung unterdrückt
werden und darüber hinaus auch die Erzeugung von Mikrorissen
oder die Änderung des Brechungsindex unterdrückt
werden.
-
Als
phosphorhaltigen Stabilisator mit einer gesättigten Alkylkettenstruktur
mit 6 oder mehr Kohlenstoffatomen kann eine durch die folgende allgemeine
Formel (6) dargestellte Verbindung verwendet werden.
- worin Ra eine
Alkylgruppe mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise 6 bis
24 Kohlenstoffatomen darstellt und Rb eine
Einfachbindung, ein Schwefelatom oder eine -CHRc-Gruppe
(worin Rc ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe
mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen oder eine Cycloalkylgruppe mit 5 bis
8 Kohlenstoffatomen darstellt) darstellt.
-
Als
durch die allgemeine Formel (6) dargestellter phosphorhaltiger Stabilisator
kann ADKSTAB HP-10 (Handelsname, hergestellt von ADEKA Corporation)
und dergleichen verwendet werden.
-
Hydrophiler Stabilisator:
-
Die
erfindungsgemässe Zusammensetzung umfasst vorzugsweise
0,05 bis 5 Massenteile eines hydrophilen Stabilisators, bezogen
auf 100 Massenteile des Polymers mit einer alicyclischen Struktur
in mindestens einem Teil einer sich wiederholenden Struktureinheit,
zum Zweck der Verbesserung der Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeitseigenschaft
des Harzes und Verbesserung der Ablöseeigenschaft beim
Formen. Beispiele für den hydrophilen Stabilisator schliessen
eine Verbindung, wie z. B. einen mehrwertigen Alkohol, beschrieben
in
JP-A-09-241484 ,
einen mehrwertigen Alkohol, einen Ester aus einem mehrwertigen Alkohol und
einer Fettsäure, ein Sorbitolderivat, eine Verbindung mit
einer hydrophilen Gruppe und einer hydrophoben Gruppe, beschrieben
in
JP-A-2001-26718 ,
und dergleichen ein.
-
Mehrwertiger Alkohol:
-
Als
ein solcher mehrwertiger Alkohol können solche mit einem
Molekulargewicht von 2.000 oder weniger und einem Verhältnis
der Kohlenstoffatomanzahl zu einer Anzahl an Hydroxylgruppen in
demselben Molekül von 1,5 bis 30, vorzugsweise 3 bis 20,
insbesondere bevorzugt 6 bis 20, und mit 6 oder mehr Kohlenstoffatomen
als Beispiel dienen. Innerhalb des obigen Bereichs des Verhältnisses
und der Kohlenstoffatomanzahl ist die Kompatibilität mit
dem thermoplastischen Harz ausgezeichnet, und eine nachteilige Beeinträchtigung der
Transparenz, die durch Bildung eines Schaums zum Zeitpunkt des Schmelzknetens
verursacht wird, wird vermieden. Der Bereich der Kohlenstoffatomanzahl
beträgt vorzugsweise 6 bis 100 und besonders bevorzugt 6
bis 60.
-
Als
mehrwertiger Alkohol sind mehrwertige Alkohole, in denen zumindest
eine Hydroxylgruppe im Molekül an einem primären
Kohlenstoffatom gebunden ist, oder in denen das Verhältnis
Kohlenstoffatomanzahl/Hydroxylgruppenanzahl 1,5 bis 30 beträgt
und in denen die Kohlenstoffatomanzahl 6 oder mehr beträgt, bevorzugt.
-
Beispiele
für den erfindungsgemässen mehrwertigen Alkohol
schliessen einen mehrwertigen Alkohol ein, der eine Etherbindung,
eine Thioetherbindung, eine alicyclische Kohlenwasserstoffgruppe
oder eine aromatische Kohlenwasserstoffgruppe im Molekül
enthält, jedoch ist der aliphatische mehrwertige Alkohol
bevorzugt.
-
Spezifische
Beispiele für den mehrwertigen Alkohol schliessen 3,7,11,15-Tetramethyl-1,2,3-trihydroxyhexadecan,
Dihydroxyoctan, Trihydroxyoctan, Tetrahydroxyoctan, Dihydroxynonan,
Trihydroxynonan, Tetrahydroxynonan, Pentahydroxynonan, Hexahydroxynonan,
Dihydroxytriacontan, Trihydroxytriacontan, Eicosahydroxytriacontan
und dergleichen ein. Unter diesen ist 3,7,11,15-Tetramethyl-1,2,3-trihydroxyhexadecan
bevorzugt.
-
Zusätzlich
schliessen spezifische Beispiele für den mehrwertigen Alkohol
auch 1,2-Hexadecandiol, 2,3-Heptadecandiol, 1,3-Octadeoandiol, 1,2-Decyltetradecandiol
und dergleichen ein.
-
Ester aus einem mehrwertigen Alkohol und
einer Fettsäure:
-
Als
Ester aus einem mehrwertigen Alkohol und einer Fettsäure
werden vorzugsweise ein Sorbitolderivat und dergleichen, offenbart
in
JP-A-2001-26682 ,
verwendet, da sie bezüglich der Transparenz ausgezeichnet
sind und eine Harzzusammensetzung bereitstellen, die wenig Verschlechterung
der Transparenz unter Bedingungen hoher Umgebungstemperatur und
-feuchtigkeit aufweist.
-
Daneben
werden partiell verestertes Glycerin oder Pentaerythritol, das ein
Fettsäureester eines mehrwertigen Alkohols ist, der in
JP-B-07-007529 offenbart
wird, ebenso als bevorzugte Beispiele eingeschlossen.
-
Derivat auf Sorbitolbasis:
-
Beispiele
für das erfindungsgemäss verwendete Sorbitolderivat
schliessen die durch die folgenden allgemeinen Formeln (14) bis
(19) dargestellten Verbindungen ein.
-
-
In
Formel (14) können R und R' gleich oder verschieden voneinander
sein und eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, ein Halogenatom
oder eine Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen sein und m und
n sind unabhängig voneinander ganze Zahlen von 0 bis 3.
-
Spezifische
Beispiele für die durch die obige Formel (14) dargestellte
Verbindung schliessen
1,3,2,4-Dibenzylidensorbitol,
1,3-Benzyliden-2,4-p-methylbenzylidensorbitol,
1,3-Benzyliden-2,4-p-ethylbenzylidensorbitol,
1,3-p-Methylbenzyliden-2,4-benzylidensorbitol,
1,3-p-Ethylbenzyliden-2,4-benzylidensorbitol,
1,3-p-Methylbenzyliden-2,4-p-ethylbenzylidensorbitol,
1,3-p-Ethylbenzyliden-2,4-p-methylbenzylidensorbitol,
1,3,2,4-Di(p-methylbenzylidensorbitol,
1,3,2,4-Di(p-ethylbenzyliden)sorbitol,
1,3,2,4-Di(p-propylbenzyliden)sorbitol,
1,3,2,4-Di(p-i-propylbenzyliden)sorbitol,
1,3,2,4-Di(p-n-butylbenzyliden)sorbitol,
1,3,2,4-Di-(p-s-butylbenzyliden)sorbitol,
1,3,2,4-Di(p-t-butylbenzyliden)sorbitol,
1,3,2,4-Di(2',4'-dimethylbenzyliden)sorbitol,
1,3,2,4-Di(p-methoxybenzyliden)sorbitol,
1,3,2,4-Di(p-ethoxybenzyliden)sorbitol,
1,3-Benzyliden-2,4-p-chlorbenzylidensorbitol,
1,3-p-Chlorbenzyliden-2,4-benzylidensorbitol,
1,3-p-Chlorbenzyliden-2,4-p-methylbenzylidensorbitol,
1,3-p-Chlorbenzyliden-2,4-p-ethylbenzylidensorbitol,
1,3-p-Methylbenzyliden-2,4-p-chlorbenzylidensorbitol,
1,3-p-Ethylbenzyliden-2,4-p-chlorbenzylidensorbitol
und
1,3,2,4-Di(p-chlorbenzyliden)sorbitol und eine Mischung
von zwei oder mehreren von diesen ein, und insbesondere
1,3,2,4-Dibenzylidensorbitol,
1,3,2,4-Di(p-methylbenzyliden)sorbitol,
1,3,2,4-Di(p-ethylbenzyliden)sorbitol,
1,3-p-Chlorbenzyliden-2,4-p-methylbenzylidensorbitol,
1,3,2,4-Di(p-chlorbenzyliden)sorbitol
und eine Mischung von zwei oder mehreren von diesen können
bevorzugt verwendet werden.
-
Unter
den oben beschriebenen Sorbitolderivaten kann eine durch die folgende
allgemeine Formel (15) dargestellte Verbindung als bevorzugtes Beispiel
genannt werden.
-
-
In
Formel (15) können R und R' gleich oder verschieden voneinander
sein und stellen jeweils eine Methylgruppe oder eine Ethylgruppe
dar.
-
-
In
Formel (16) kann jedes R gleich oder verschieden voneinander sein
und ist eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, ein Halogenatom
oder eine Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, und m ist eine
ganze Zahl von 0 bis 3.
-
Insbesondere
können als durch die obige allgemeine Formel (16) dargestellte
Verbindung 2,4-Benzylidensorbitol,
2,4-p-n-Propylbenzylidensorbitol,
2,4-p-i-Propylbenzylidensorbitol,
2,4-p-n-Butylbenzylidensorbitol,
2,4-p-s-Butylbenzylidensorbitol,
2,4-p-t-Butylbenzylidensorbitol,
2,4-(2',4'-Dimethylbenzyliden)sorbitol,
2,4-p-Methoxybenzylidensorbitol,
2,4-p-Ethoxybenzylidensorbitol,
2,4-p-Chlorbenzylidensorbitol
und eine Mischung von zwei oder mehreren von diesen verwendet werden.
-
-
In
Formel (17) kann jedes R gleich oder verschieden voneinander sein
und ist eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, ein Halogenatom
oder eine Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, und n ist eine
ganze Zahl von 0 bis 3.
-
Insbesondere
können als durch die obige Formel (17) dargestellte Verbindung
1,3-Benzylidensorbitol,
1,3-p-n-Propylbenzylidensorbitol,
1,3-p-i-Propylbenzylidensorbitol,
1,3,-p-n-Butylbenzylidensorbitol,
1,3-p-s-Butylbenzylidensorbitol,
1,3-p-t-Butylbenzylidensorbitol,
1,3,-(2',4'-Dimethylbenzyliden)sorbitol,
1,3-p-Methoxybenzylidensorbitol,
1,3-p-Ethoxybenzylidensorbitol,
1,3-p-Chlorbenzylidensorbitol
und eine Mischung von zwei oder mehreren von diesen verwendet werden.
-
-
In
Formel (18) sind R1 bis R4 jeweils
eine aliphatische Acylgruppe mit 10 bis 30 Kohlenstoffatomen oder ein
Wasserstoffatom.
-
Insbesondere
können als durch die obige allgemeine Formel (18) dargestellte
Verbindung 1,5-Sorbitanmonostearat, 1,5-Sorbitandistearat, 1,5-Sorbitantristearat,
1,5-Sorbitanmonolaurat, 1,5-Sorbitandilaurat, 1,5-Sorbitantrilaurat,
1,5-Sorbitanmonopalmitat, 1,5-Sorbitandipalmitat, 1,5-Sorbitantripalmitat
und eine Mischung von zwei oder mehreren von diesen verwendet werden.
-
-
In
Formel (19) sind R5 bis R8 jeweils
eine aliphatische Acylgruppe mit 10 bis 30 Kohlenstoffatomen oder ein
Wasserstoffatom.
-
Insbesondere
können als durch die Formel (19) dargestellte Verbindung
1,4-Sorbitanmonostearat, 1,4-Sorbitandistearat, 1,4-Sorbitantristearat,
1,4-Sorbitanmonolaurat, 1,4-Sorbitandilaurat, 1,4-Sorbitantrilaurat,
1,4-Sorbitanmonopalmitat, 1,4-Sorbitandipalmitat und 1,4-Sorbitantripalmitat
und eine Mischung von zwei oder mehreren von diesen verwendet werden.
-
Unter
den Sorbitolderivaten sind Benzylidensorbitolderivate, die durch
die obigen Formeln (14) bis (17) dargestellt werden, bevorzugt und
ein Dibenzylidensorbitolderivat, das durch die obige Formel (14)
dargestellt wird, ist besonders bevorzugt. Die durch die obigen
Formeln (14) bis (19) dargestellten Sorbitolderivate können einzeln
oder in Kombination miteinander verwendet werden.
-
In
dieser Anmeldung können die Derivate mit Fettsäuren
gemischt werden, um die Dispergierbarkeit der oben erwähnten
Sorbitolderivate zu verbessern. Ein Beispiel für zu verwendende
Fettsäuren schliesst eine Fettsäure mit 10 bis
30 Kohlenstoffatomen ein.
-
Weitere Ester:
-
Für
die weiteren mehrwertigen Alkohole/Fettsäureester können
solche, in denen ein Teil der alkoholischen Hydroxylgruppen verestert
ist, verwendet werden. Ein Teil der spezifischen Beispiele für
mehrwertige Alkohole/Fettsäureester, die verwendet werden
können, schliesst Glycerin-Fettsäureester, wie
z. B. Glycerinmonostearat, Glycerinmonolaurat, Glycerinmonomyristat,
Glycerinmonopalmitat, Glycerindistearat, Glycerindilaurat und dergleichen, Pentaerythritol-Fettsäureester,
wie z. B. Pentaerythritolmonostearat, Pentaerythritolmonolaurat,
Pentaerythritoldistearat und Pentaerythritoldilaurat, Pentaerythritoltristearat
und dergleichen ein.
-
Verbindung mit einer hydrophilen Gruppe
und einer hydrophoben Gruppe:
-
Beispiele
für die Verbindungen mit einer hydrophilen Gruppe und einer
hydrophoben Gruppe im Molekül schliessen eine Aminverbindung
oder Amidverbindung ein, in der die hydrophile Gruppe in der Verbindung
eine Hydroxylalkylgruppe und die hydrophobe Gruppe eine Alkylgruppe
mit 6 oder mehr Kohlenstoffatomen ist.
-
Insbesondere
schliessen Beispiele dafür Myristyldiethanolamin,
2-Hydroxyethyl-2-hydroxydodecylamin,
2-Hydroxyethyl-2-hydroxytridecylamin,
2-Hydroxyethyl-2-hydroxytetradecylamin,
Pentaerythritolmonostearat,
Pentaerythritoldistearat, Pentaerythritoltristearat,
Di-2-hydroxyethyl-2-hydroxydodecylamin,
Alkyl(8 bis 18 Kohlenstoffatome)-benzyldimethylaminochlorid, Ethylenbisalkyl(8
bis 18 Kohlenstoffatome)-amid, Stearyldiethanolamid, Lauryldiethanolamid,
Myristyldiethanolamid, Palmityldiethanolamid und dergleichen ein.
Unter diesen wird die Aminverbindung oder die Amidverbindung mit
einer Hydroxyalkylgruppe bevorzugt verwendet.
-
Die
Menge des beizumischenden, oben beschriebenen Stabilisators beträgt
vorzugsweise 0,0001 bis 10 Massenteile, besonders bevorzugt 0,05
bis 5 Massenteile und insbesondere bevorzugt 0,1 bis 3 Massenteile,
bezogen auf 100 Massenteile des erfindungsgemäss verwendeten
Polymers mit einer alicyclischen Struktur. Unter Verwendung des
hydrophilen Stabilisators in der obigen Menge kann eine geringere
Lichtdurchlässigkeit bei Temperatur- oder Feuchtigkeitsänderung
oder die Erzeugung von feinen Rissen verhindert werden, und demzufolge
werden die guten optischen Leistungsfähigkeiten des Polymers
nicht gestört.
-
Weitere Stabilisatoren:
-
Für
die erfindungsgemäss verwendete Harzzusammensetzung können
zusätzlich zu der obigen Komponente innerhalb des obigen
Bereichs, der die ausgezeichneten Eigenschaften des erfindungsgemässen
optischen Bauelements nicht stört, ein wohlbekannter hydrophiler
Stabilisator, ein Witterungsbeständigkeitsstabilisator,
ein Wärmebeständigkeitsstabilisator, ein Antistatikum,
ein Flammschutzmittel, ein Gleitmittel, ein Antiblockmittel, ein
Beschlagschutzmittel, ein Schmiermittel, ein natürliches Öl,
ein synthetisches Öl, ein Wachs, ein organischer oder anorganischer
Füllstoff und dergleichen beigemischt werden. Was z. B.
den beizumischenden Witterungsbeständigkeitsstabilisator
betrifft, können als beliebige Komponente Ultraviolettabsorber, wie
z. B. eine Benzophenonverbindung, eine Benzotriazolverbindung, eine
Nickelverbindung und eine sterisch gehinderte Aminverbindung, genannt
werden.
-
Spezifische
Beispiele für die Benzotriazol-Ultraviolettabsorber schliessen
2-(5-Methyl-2-hydroxyphenyl)benzotriazol,
2,2-Hydroxy-3,5-bis(α,α-dimethylbenzyl)phenyl,
2-(2'-Hydroxy-5'-methyl-phenyl)benzotriazol,
2-(2'-Hydroxy-3',5'-di-t-butyl-phenyl)benzotriazol,
2-(2'-Hydroxy-3'-t-butyl-5'-methyl-phenyl)-5-chlorbenzotriazol,
2-(2'-Hydroxy-3',5'-di-t-butyl-phenyl)-5-chlorbenzotriazol, 2-(2'-Hydroxy-4'-n-octoxyphenyl)benzotriazol
und dergleichen,
Benzotriazolderivate, wie z. B. Tinuvin 328
und Tinuvin PS (beide von Ciba-Geigy Co., Ltd. hergestellt) und SEESORB709
(2-(2'-Hydroxy-5'-t-octylphenyl)benzotriazol, hergestellt von Shiraishi
Calcium Kaisha, Ltd.), die kommerziell erhältlich sind,
ein.
-
Beispiele
für die Benzophenon-Ultraviollettabsorber schliessen 2,4-Dihydroxybenzophenon,
2-Hydroxy-4-methoxybenzophenon,
2,2'-Dihydroxy-4-methoxybenzophenon,
2,2'-Dihydroxy-4,4'-dimethoxybenzophenon,
2,2'-Dihydroxy-4,4'-dimethoxy-5-sulfobenzophenon,
2-Hydroxy-4-methoxy-2'-carboxybenzophenon,
2-Hydroxy-4-methoxy-5-sulfobenzophenontrihydrat,
2-Hydroxy-4-n-octoxybenzophenon,
2-Hydroxy-4-octadecyloxybenzophenon,
2-Hydroxy-4-n-dodecyloxy-benzophenon,
2-Hydroxy-4-benzyloxybenzophenon,
2,2',4,4'-Tetrahydroxybenzophenon,
2-Hydroxy-4-dodecyloxybenzophenon,
2-Hydroxy-4-(2-hydroxy-3-methacryloxy)propoxybenzophenon
und dergleichen, Uvinul 490 (eine Mischung von 2,2'-Dihydroxy-4,4'-dimethoxybenzophenon
und einem anderen tetra-substituierten Benzophenon, hergestellt
von GAF Corporation) und Permyl B-100 (Benzophenonverbindung, hergestellt
von Ferro Corporation) ein.
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Beispiele
für die sterisch gehinderte Aminverbindung schliessen 2,2,6,6-Tetramethyl-4-piperidylstearat,
1,2,2,6,6-Pentamethyl-4-piperidylstearat,
2,2,6,6-Tetramethyl-4-piperidylbenzoat,
N-(2,2,6,6-Tetramethyl-4-piperidyl)dodecylimidsuccinat,
1-[(3,5-di-tert-Butyl-4-hydroxyphenyl)propionyloxyethyl]-2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat,
Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)sebacat,
Bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)sebacat,
Bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)-2-butyl-2-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)malonat,
N,N'-Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)hexamethylendiamin,
Tetrakis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-1,2,3,4-butantetracarboxylat,
Tetrakis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)-1,2,3,4-butantetracarboxylat,
Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)di(tridecyl)-1,2,3,4-butantetracarboxylat,
Bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)di(tridecyl)-1,2,3,4-butantetracarboxylat,
3,9-Bis[1,1-dimethyl-2-{tris(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyloxycarbonyloxy)butylcarbonyloxy}ethyl]-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5.5]undecan,
3,9-Bis[1,1-dimethyl-2-{tris-(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyloxycarbonyloxy)butylcarbonyloxy}ethyl]-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5.5]undecan,
1,5,8,12-Tetrakis[4,6-bis{N-(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)butylamino}-1,3,5-triazin-2-yl]-1,5,8,12-tetraazadodecan,
1-(2-Hydroxyethyl)-2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinol/Dimethylsuccinat-Kondensat,
2-tert-Octylamino-4,6-dichlor-s-triazin/N,N'-bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)hexamethylendiamin-Kondensat,
N,N'-Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-hexamethylendiamin/Dibromethan-Kondensat,
2,2,6,6-Tetramethyl-4-hydroxypiperidin-N-oxyl,
Bi(2,2,6,6-tetramethyl-N-oxylpiperidin)sebacat,
Tetrakis(2,2,6,6-tetramethyl-N-oxylpiperidyl)butan-1,2,3,4-tetracarboxylat,
3,9-Bis(1,1-dimethyl-2-(tris(2,2,6,6-tetramethyl-N-oxylpiperidyl-4-oxycarbonyl)butylcarbonyloxy)ethyl)-2,4,6,10-tetraoxaspiro[5.5]undecan,
1,6-Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidylamino)hexan/Dibromethan-Polykondensat,
1,6-Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidylamino)hexan/2,4-Dichlor-6-tert-octylamino-s-triazin-Polykondensat,
1,6-Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidylamino)hexan/2,4-Dichlor-6-morpholino-2-triazin-Polykondensat
und dergleichen ein.
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Ferner
schliessen Beispiele für den beizumischenden Wärmebeständigkeitsstabilisator
als beliebige Komponente Phenol-Antioxidantien, wie z. B. Tetrakis[methyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat]methan,
Alkylester von β-(3,5-Di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionsäure
und 2,2'-Oxamidbis[ethyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat],
Fettsäure-Metallsalze, wie z. B. Zinkstearat, Calciumstearat
und Calcium-1,2-dihydroxystearat, und Polyalkohol-Fettsäureester,
wie z. B. Glycerinmonostearat, Glycerindistearat, Pentaerythritolmonostearat,
Pentaerythritoldistearat und Pentaerythritoltristearat, ein. Ferner
können phosphorhaltige Stabilisatoren, wie z. B. Distearylpentaerythritoldiphosphit,
Phenyl-4,4'-isopropylidendiphenol-pentaerythritoldiphosphit, Bis(2,6-di-t-butyl-4-methylphenyl)pentaerythritoldiphosphit
und Tris(2,4-di-t-butylphenyl)phosphit verwendet werden.
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Diese
Stabilisatoren können einzeln oder in Kombination beigemischt
werden. Zum Beispiel kann das Mischen von Tetrakis[methylen-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat]methan
und Zinkstearat und Glycerinmonostearat als Beispiel dienen. Diese
Stabilisatoren können durch Mischen von einer Art oder
zwei oder mehr Arten davon verwendet werden.
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Ferner
schliessen Beispiele für das Verfahrens-Antioxidans ein
phenolhaltiges Antioxidans, ein phosphorhaltiges Antioxidans, ein
schwefelhaltiges Antioxidans oder dergleichen ein. Unter diesen
wird ein phenolhaltiges Antioxidans bevorzugt, und ein Alkyl-substituiertes
phenolhaltiges Antioxidans wird besonders bevorzugt.
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Beispiele
für das phenolhaltige Antioxidans schliessen eine Acrylatphenolverbindung,
wie z. B.
2-tert-Butyl-6-(3-tert-butyl-2-hydroxy-5-methylbenzyl)-4-methylphenylacrylat,
2,4-Di-tert-amyl-6-(1-(3,5-di-tert-amyl-2-hydroxyphenyl)ethyl)phenylacrylat,
beschrieben in
JP-A-63-179953 und
JP-A-1-168643 ,
eine Alkyl-substituierte Phenolverbindung, wie z. B.
2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol,
2,6-Di-tert-butyl-4-ethylphenol,
Octadecyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat,
2,2'-Methylen-bis(4-methyl-6-tert-butylphenol),
4,4'-Butyliden-bis(6-tert-butyl-m-kresol),
4,4'-Thiobis(3-methyl-6-tert-butylphenol),
Bis(3-cyclohexyl-2-hydroxy-5-methylphenyl)methan,
3,9-Bis(2-(3-(3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propionyloxy)-1,1-dimethylethyl)-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5.5]undecan,
1,1,3-Tris(2-methyl-4-hydroxytert-butylphenyl)butan,
1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-tert-butyl)-4-hydroxybenzyl)benzol,
Tetrakis(methylen-3-(3',5'-di-tert-butyl-4'-hydroxyphenylpropionat)methan
(d. h. Pentaerythrimethyl-tetrakis(3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenylpropionat)],
Triethylenglykolbis(3-(3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propionat),
Tocopherol, eine triazingruppenhaltige Phenolverbindung, wie z.
B.
6-(4-Hydroxy-3,5-di-tert-butylanilino)-2,4-bisoctylthio-1,3,5-triazin,
6-(4-Hydroxy-3,5-dimethylanilino)-2,4-bisoctylthio-1,3,5-triazin,
6-(4-Hydroxy-3-methyl-5-tert-butylanilino)-2,4-bisoctylthio-1,3,5-triazin
und
2-Octylthio-4,6-bis(3,5-di-tert-butyl-4-oxyanilino)-1,3,5-triazin
ein. Unter diesen werden eine Acrylatphenolverbindung und eine Alkyl-substituierte
Phenolverbindung bevorzugt, und eine Alkyl-substituierte Phenolverbindung
wird besonders bevorzugt. Ausserdem ist Tetrakis(methylen-3-(3',5'-di-tert-butyl-4'-hydroxyphenylpropionat)methan
bezüglich Wärmebeständigkeit und Stabilität
ausgezeichnet und daher bevorzugt.
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Ein
schwefelhaltiges Antioxidans schliesst z. B. Dilauryl-3,3-thiodipropionat,
Dimyristyl-3,3'-thiodipropionat, Distearyl-3,3-thiodipropionat,
Laurylstearyl-3,3-thiodipropionat, Pentaerythritol-tetrakis-(β-lauryl-thio-propionat)
und 3,9-Bis(2-dodecylthioethyl)-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5.5]undecan
ein.
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Ein
lactonhaltiges Antioxidans ist nicht besonders beschränkt,
solange es eine Lactonstruktur in der Verbindung aufweist, jedoch
wird eine aromatische Lactonverbindung bevorzugt. Insbesondere ist
die Verbindung mit einem Benzofuranon-Grundgerüst besonders
bevorzugt, 3-Arylbenzofuran-2-on mit einer Arylgruppe als Substituent
in der Seitenkette eines Furanrings noch bevorzugter und 5,7-Di-tert-3-(3,4-dimethylphenyl)-3H-benzofuran-2-on
kann als Beispiel dienen.
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Anorganisches Dispergiermittel/anorganische
Feinpartikel:
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Ein
bekanntes anorganisches Dispergiermittel kann zu der erfindungsgemässen
Harzzusammensetzung hinzugefügt werden. Ferner kann anhand
des Partikeldurchmessers des anorganischen Dispergiermittels die
Transparenz gesichert werden.
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Als
transparenzschaffendes anorganisches Dispergiermittel sind anorganische
Feinpartikel mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von
1 bis 30 nm bevorzugt. Der Partikeldurchmesser der anorganischen
Feinpartikel beträgt besonders bevorzugt 1 bis 20 nm und
liegt insbesondere bevorzugt im Bereich von 1 bis 10 nm. Wenn der
durchschnittliche Partikeldurchmesser 1 nm oder mehr beträgt,
wird die Dispergierbarkeit der anorganischen Feinpartikel gut, und
demzufolge kann die optische Leistungsfähigkeit gesichert
werden, wohingegen die Transparenz der erhaltenen thermoplastischen
Materialzusammensetzung gesichert werden kann, wenn der durchschnittliche
Partikeldurchmesser 30 nm oder weniger beträgt. Hierbei
bezieht sich der durchschnittliche Partikeldurchmesser auf einen
Durchmesser einer äquivalenten Kugel mit demselben Volumen.
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Das
Verhältnis von anorganischen Feinpartikeln zu dem Harz
ist nicht besonders beschränkt, es liegt jedoch vorzugsweise
im Bereich von 70 Vol.% oder weniger und besonders bevorzugt im
Bereich von 50 Vol.% oder weniger. Bei 70 Vol.% oder weniger kann
die Transparenz der erhaltenen thermoplastischen Materialzusammensetzung
gesichert werden.
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Ferner
ist die Partikeldurchmesserverteilung nicht besonders beschränkt,
um die erfindungsgemässe Wirkung auf effizientere Weise
einzubringen, ist jedoch die Bildung einer relativ engen Verteilung
gegenüber einer Bildung einer breiten Verteilung geeigneter.
Insbesondere liegt sie vorzugsweise im Bereich des Variationskoeffizienten
(ein durch Dividieren einer Standardabweichung durch einen Durchschnittswert
erhaltener Wert, der eine Differenz der gemessenen Werte anzeigt,
dimensionslose Zahl) von ±30 und besonders bevorzugt im
Bereich des Variationskoeffizienten von ±10.
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Beispiele
für die anorganischen Feinpartikel schliessen Oxid-Feinpartikel,
Sulfid-Feinpartikel, Selenid-Feinpartikel, Tellurid-Feinpartikel,
Phosphid-Feinpartikel, Doppeloxid-Feinpartikel, Oxoat-Feinpartikel, Doppelsalz-Feinpartikel
und Komplexsalz-Feinpartikel ein. Spezifische Beispiele für
die anorganischen Feinpartikel schliessen solche des Titanoxids,
Zinkoxids, Aluminiumoxids, Zirkoniumoxids, Hafniumoxids, Nioboxids,
Tantaloxids, Magnesiumoxids, Calciumoxids, Strontiumoxids, Bariumoxids,
Yttriumoxids, Lanthanoxids, Ceroxids, Indiumoxids, Zinnoxids, Bleioxids
und Doppeloxide, die diese Oxide enthalten, wie z. B. Lithiumniobat,
Kaliumniobat, Lithiumtantalit und dergleichen, Phosphate, Sulfate,
die durch Kombination mit diesen Oxiden und dergleichen gebildet
werden, Zinksulfat, Cadmiumsulfat, Zinkselenid und Calciumselenid
ein, sind jedoch nicht auf diese beschränkt.
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Als
anorganische Feinpartikel können Feinpartikel einer Halbleiter-Kristallzusammensetzung
in geeigneter Weise verwendet werden. Die Halbleiter-Kristallzusammensetzung
ist nicht besonders beschränkt, allerdings ist es bevorzugt,
dass Absorption, Lichtemission, Fluoreszenz oder dergleichen in
einem für eine optische Vorrichtung verwendeten Wellenlängenbereich
nicht auftreten.
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Spezifische
Beispiele für die Zusammensetzung schliessen einfache Substanzen
von Elementen der 14. Gruppe des Periodensystems, wie z. B. Kohlenstoff,
Silica, Germanium und Zinn, einfache Substanzen von Elementen der
15. Gruppe des Periodensystems, wie z. B. Phosphor (schwarzer Phosphor),
einfache Substanzen von Elementen der 16. Gruppe des Periodensystems,
wie z. B. Selen und Tellur, Verbindungen, die mehrere Elemente der
14. Gruppe des Periodensystems umfassen, wie z. B. Siliciumcarbid
(SiC), Verbindungen eines Elements der 14. Gruppe des Periodensystems
und eines Elements der 16. Gruppe des Periodensystems, wie z. B.
Zinnoxid (IV) (SnO2), Zinnsulfid (II, IV)
(Sn(II)Sn(IV)S3), Zinnsulfid(IV) (SnS2), Zinnsulfid (II) (SnS), Zinnselenid (II)
(SnSe), Zinntellurid (II) (SnTe), Bleisulfid (II) (PbS), Bleiselenid
(II) (PbSe) und Bleitellurid (II) (PbTe), Verbindungen eines Elements
der 13. Gruppe des Periodensystems und eines Elements der 15. Gruppe
des Periodensystems (oder Gruppe III–V-Halbleiterverbindung),
wie z. B. Bornitrid (BN), Borphosphid (BP), Borarsenid (BAs), Aluminiumnitrid
(AlN), Aluminiumphosphid (AlP), Aluminiumarsenid (AlAs), Aluminiumantimonid
(AlSb), Galliumnitrid (GaN), Galliumphosphid (GaP), Galliumarsenid
(GaAs), Galliumantimonid (GaSb), Indiumnitrid (InN), Indiumphosphid
(InP), Indiumarsenid (InAs) und Indiumantimonid (InSb), Verbindungen
eines Elements der 13. Gruppe des Periodensystems und eines Elements
der 16. Gruppe des Periodensystems, wie z. B. Aluminiumsulfid (Al2S3), Aluminiumselenid
(Al2Se3), Galliumsulfid
(Ga2S3), Galliumselenid
(Ga2Se3), Galliumtellurid
(Ga2Te3), Indiumoxid
(In2O3), Indiumsulfid
(In2S3), Indiumselenid
(In2Se3) und Indiumtellurid
(In2Te3), Verbindungen
eines Elements der 13. Gruppe des Periodensystems und eines Elements der
17. Gruppe des Periodensystems, wie z. B. Thalliumchlorid (I) (TlCl),
Thalliumbromid (I) (TlBr), Thalliumiodid (I) (TlI), Verbindungen
eines Elements der 12. Gruppe des Periodensystems und eines Elements
der 16. Gruppe des Periodensystems (oder eine Gruppe II–VI-Halbleiterverbindung),
wie z. B. Zinkoxid (ZnO), Zinksulfid (ZnS), Zinkselenid (ZnSe),
Zinktellurid (ZnTe), Cadmiumoxid (CdO), Cadmiumsulfid (CdS), Cadmiumselenid
(CdSe), Cadmiumtellurid (CdTe), Quecksilbersulfid (HgS), Quecksilberselenid
(HgSe) und Quecksilbertellurid (HgTe), Verbindungen eines Elements
der 15. Gruppe des Periodensystems und eines Elements der 16. Gruppe
des Periodensystems, wie z. B. Arsensulfid (III) (As2S3), Arsenselenid (III) (As2Se3), Arsentellurid (III) (As2Te3), Antimonsulfid (III) (Sb2S3), Antimonselenid (III) (Sb2Se3), Antimontellurid (III) (Sb2Te3), Wismutsulfid (III) (Bi2S3), Wismutselenid (III) (Bi2Se3) und Wismuttellurid (III) (Bi2Te3), Verbindungen eines Elements der 11. Gruppe
des Periodensystems und eines Elements der 16. Gruppe des Periodensystems,
wie z. B. Kupferoxid (I) (Cu2O) und Kupferselenid
(I) (Cu2Se), Verbindungen eines Elements
der 11. Gruppe des Periodensystems und eines Elements der 17. Gruppe
des Periodensystems, wie z. B. Kupferchlorid (I) (CuCl), Kupferbromid
(I) (CuBr), Kupferiodid (I) (CuI), Silberchlorid (AgCl) und Silberbromid
(AgBr), Verbindungen eines Elements der 10. Gruppe des Periodensystems
und eines Elements der 16. Gruppe des Periodensystems, wie z. B.
Nickeloxid (II) (NiO), Verbindungen eines Elements der 9. Gruppe
des Periodensystems und eines Elements der 16. Gruppe des Periodensystems,
wie z. B. Kobaltoxid (II) (CoO) und Kobaltsulfid (II) (CoS), Verbindungen eines
Elements der B. Gruppe des Periodensystems und eines Elements der
16. Gruppe des Periodensystems, wie z. B. Trieisentetraoxid (Fe3O4) und Eisensulfid
(II) (FeS), Verbindungen eines Elements der 7. Gruppe des Periodensystems
und eines Elements der 16. Gruppe des Periodensystems, wie z. B.
Manganoxid (II) (MnO), Verbindungen eines Elements der 6. Gruppe
des Periodensystems und eines Elements der 16. Gruppe des Periodensystems,
wie z. B. Molybdänsulfid (IV) (MOS2)
und Wolframoxid (IV) (WO2), Verbindungen
eines Elements der 5. Gruppe des Periodensystems und eines Elements
der 16. Gruppe des Periodensystems, wie z. B. Vanadiumoxid (II)
(VO), Vanadiumoxid (IV) (VO2) und Tantaloxid
(V) (Ta2O5), Verbindungen
eines Elements der 4. Gruppe des Periodensystems und eines Elements
der 16. Gruppe des Periodensystems, wie z. B. Titanoxid (wie z.
B. TiO2, Ti2O5, Ti2O3 und
Ti5O9), Verbindungen
eines Elements der 2. Gruppe des Periodensystems und eines Elements
der 16. Gruppe des Periodensystems, wie z. B. Magnesiumsulfid (MgS)
und Magnesiumselenid (MgSe), Chalcogenspinelle, wie z. B. Kadmiumoxid
(I)-Chrom III) (CdCr2O4),
Kadmiumselenid (II)-chrom (III) (CdCr2Se4), Kupfersulfid (II)-chrom (III) (CuCr2S4) und Quecksilberselenid
(II)-chrom (III) (HgCr2Se4)
und Bariumtitanat (BaTiO3) und dergleichen.
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Ferner
werden Halbleiter-Klusterstrukturen, von denen z. B. (BN)75(BF2)15F15, beschrieben in Adv. Mater., Bd.
4, S. 494 (1991) von G. Schmid et al., und Cu146Se73 (Triethylphosphin)22,
beschrieben in Angew. Chem. Int., engl. Ausgabe, Bd. 29
(1990), S. 1452, etabliert sind, als Beispiele aufgeführt.
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Darüber
hinaus ist es bevorzugt, dass die anorganischen Feinpartikel einen
niedrigen Wert des Längsausdehnungskoeffizienten aufweisen,
da ein solcher Wert die Wirkung auf den Längsausdehnungskoeffizienten
eines Verbunds durch Dispersion der anorganischen Feinpartikel verringern
kann.
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Die
oben beschriebenen anorganischen Feinpartikel, z. B. Siliciumnitrid
und dergleichen, weisen eine starke kovalente Bindungseigenschaft
auf, und demzufolge neigen sie zu einem niedrigen Längsausdehnungskoeffizienten.
Sie können daher in geeigneter Weise verwendet werden.
Andererseits neigt der Längsausdehnungskoeffizient des
Oxidkristalls dazu, ein wenig höher zu sein, jedoch weisen
Silicate und dergleichen niedrige Längsausdehnungskoeffizienten
auf und können daher in geeigneter Weise verwendet werden.
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Als
diese anorganischen Feinpartikel können eine Art der anorganischen
Feinpartikel und auch mehrere Arten der anorganischen Feinpartikel
in Kombination verwendet werden. Mehrere Arten der anorganischen
Feinpartikel können eine Mischform, eine Kern/Schale-(Laminierungs)-Form,
eine Verbindungsform, eine Verbundform, worin ein weiteres anorganisches
Feinpartikel in einem anorganischen Mutter-Feinpartikel vorliegt,
und dergleichen sein.
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Wenn
ein anorganisches Dispergiermittel erfindungsgemäss verwendet
wird, kann eine Modifikation zum Dispergieren des anorganischen
Dispergiermittels durchgeführt werden. Die Modifikation
kann sowohl für das Harz als auch für das anorganische
Dispergiermittel und zum Zweck der Einführung einer polaren
Gruppe zur Verbesserung der intermolekularen Bindung des Harzes
oder der Inhibierung von Wasserstoffbrückenbindungen durchgeführt
werden, um die Aggregation des anorganischen Dispergiermittels zu
verhindern.
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Als
Modifikationsverfahren kann für das Harz ein wohlbekanntes
Verfahren verwendet werden, einschliesslich beispielsweise Pfropfmodifikationen
eines Polymers mit einer alicyclischen Struktur.
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Als
Modifikatoren werden im allgemeinen ungesättigte Carbonsäuren
und Derivate davon verwendet. Spezifische Beispiele für
ungesättigte Carbonsäuren schliessen (Meth)acrylsäure,
Maleinsäure, Fumarsäure, Tetrahydrophthalsäure,
Itaconsäure, Citraconsäure, Crotonsäure,
Isocrotonsäure und Endocisbicyclo[2,2,1]hept-5-en-2,3-dicarbonsäure
(Nadic AcidTM) und Derivate ungesättigter
Carbonsäuren, z. B. ungesättigte Carbonsäureanhydride,
ungesättigte Carbonsäurehalogenide, ungesättigte
Carbonsäureamide, ungesättigte Carbonsäureimide
und Esterverbindungen ungesättigter Carbonsäuren
ein. Spezifische Beispiele für Derivate von ungesättigten
Carbonsäuren schliessen Maleinsäureanhydrid, Citraconsäureanhydrid,
Maleinsäurechlorid, Maleimid, Monomethylmaleat, Dimethylmaleat
und Glycidylmaleat ein. Von den obigen Modifikatoren werden α,β-ungesättigte
Dicarbonsäuren und α,β-ungesättigte
Dicarbonsäureanhydride, z. B. Maleinsäure, Nadicsäure
(nadic acid) und Anhydride dieser Säuren bevorzugt verwendet.
Die Modifikatoren können in Kombination von zwei oder mehreren
Arten davon verwendet werden.
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Ferner
wird als Modifikationsverfahren, das für das anorganische
Dispergiermittel durchgeführt werden kann, ein wohlbekanntes
Verfahren verwendet. Zum Beispiel kann unter Verwendung eines Silan-Kupplungsmittels,
eines Siliconöl-Kupplungsmittels, eines Titanat-Kupplungsmittels,
eines Aluminat-Kupplungsmittels, einer Zirconat-Kupplungsmittels
oder dergleichen als Oberflächenbehandlungsmittel die Oberflächenbehandlung
durchgeführt werden. Die Oberflächenmodifikationsverfahren
werden beispielhaft z. B. in
JP-A-2006-273991 , Patentveröffentlichung
Nr.
2636204 und dergleichen
erläutert.
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Verfahren zur Herstellung der Harzzusammensetzung:
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Das
Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemässen Harzzusammensetzung
ist nicht besonders beschränkt, jedoch kann die Harzzusammensetzung
durch bekannte Verfahren hergestellt werden. Insbesondere kann eine
Harzzusammensetzung in Pelletform durch Zugabe des Polymers mit
einer alicyclischen Struktur und der sterisch gehinderten Aminverbindung
und des phosphorhaltigen Stabilisators und des hydrophilen Stabilisators,
darüber hinaus in Abhängigkeit vom Zweck, des
weiteren Stabilisators innerhalb des obigen Bereichs, dessen Dosierung,
den erfindungsgemässen Zweck nicht verloren lassen geht,
die gemischt und dann flash-getrocknet sind, oder durch Mischen
jeder der Komponenten unter Verwendung eines Henschel-Mischers,
Bandschneckenmischers, Schmelzmischers, Homomischers oder dergleichen,
und anschliessendes Pelletisieren erhalten werden. Darüber
hinaus kann das geformte Produkt gemäss einem Spritzgussverfahren,
einem Extrusionsformverfahren, einem Blasformverfahren, einem Vakuumformverfahren,
einem Schalengussverfahren (slash molding process), je nach Form
des geformten Zielprodukts, erhalten werden.
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Gehalt der Metallkomponente:
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Was
die erfindungsgemässe Harzzusammensetzung betrifft, so
kann der Gehalt an Eisenatomen (Fe) als in der Harzzusammensetzung
enthaltene Metallkomponente vorzugsweise 5 ppm oder weniger und
besonders bevorzugt 2 ppm oder weniger betragen. Der Eisenatomgehalt
kann gemäss einem bekannten Verfahren, einschliesslich
z. B. Atomabsorptionsanalyse oder dergleichen, bestimmt werden.
Wenn der Eisenatomgehalt nicht mehr als die obere Grenze beträgt,
kann die Verfärbung des geformten Produkts unterdrückt
werden, wodurch Transparenz hergestellt wird.
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Weitere Metallkomponente:
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Was
die weitere Metallkomponente betrifft, so sollte der Gehalt an der
Metallkomponente, die zu einer Verschlechterung des Harzes führen
könnte, in einem Bereich liegen, der die erfindungsgemässe
Wirkung nicht beeinträchtigt. Beispiele für die
Metallkomponente schliessen Vanadium, Zink und Calcium ein. Erfindungsgemäss
muss das Metall, das aus dem Ausgangsmaterial, einem Katalysator
und dem Verfahren in das Harz gelangt, minimal gehalten werden.
Zum Beispiel weist eine Zinkverbindung, wie z. B. Zinkstearat, das
als Salzsäureabsorptionsmittel verwendet wird, ebenfalls
eine Wirkung auf, die zur Schädigung des Harzes führt. Ausserdem
werden die optischen Eigenschaften, wie z. B. Transparenz und dergleichen,
nicht gestört, wenn der Gehalt der zurückbleibenden
Metallkatalysatorkomponente im Harz gering ist, dies ist daher bevorzugt.
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Verwendungen:
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Das
aus der erfindungsgemässen Harzzusammensetzung erhaltene
geformte Produkt weist eine ausgezeichnete Lichtbeständigkeit
und Transparenz auf und kann in Solarzellen, Sonnendächern
von Automobilen, Aussenbauteilen von Fensterrahmen oder dergleichen
und optischen Bauelementen verwendet werden, wie im folgenden beschrieben
wird.
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Totale Lichtdurchlässigkeit und
spektrale Lichtdurchlässigkeit:
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Im
Falle der Verwendung der erfindungsgemässen Harzzusammensetzung
für optische Anwendungen ist es notwendig, dass diese Lichtstrahlung
weiterleitet. Daher ist eine gute Lichtdurchlässigkeit
bevorzugt. Die Lichtdurchlässigkeit wird, je nach Anwendung,
durch eine totale Lichtdurchlässigkeit oder eine spektrale Lichtdurchlässigkeit
definiert.
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Im
Fall der Verwendung der erfindungsgemässen Harzzusammensetzung
für optische Anwendundungen bei totalem Licht oder einer
Vielzahl von Wellenlängenbereichen ist es notwendig, eine
gute totale Lichtdurchlässigkeit aufzuweisen, und die totale
Lichtdurchlässigkeit in einem Zustand, in dem keine Antireflexionsbeschichtung
auf der Oberfläche vorgesehen ist, beträgt 85%
oder mehr und vorzugsweise 88 bis 93%. Wen die totale Lichtdurchlässigkeit
85% oder mehr beträgt, kann die erforderliche Lichtmenge
erhalten werden. Ein Messverfahren für die totale Lichtdurchlässigkeit
kann ein wohlbekanntes Verfahren verwenden, und die Messvorrichtungen
sind nicht beschränkt. Als Beispiel für ein Verfahren
dient beispielsweise ein Verfahren auf Basis von ASTM D1003, in
dem die totale Lichtdurchlässigkeit erhalten wird, indem
das thermoplastische amorphe Harz zu einem Blatt mit einer Dicke
von 3 mm geformt wird und das geformte Blatt unter Verwendung eines Trübungsmessers
gemessen wird.
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Im
Fall eines optischen Systems unter Verwendung von lediglich einer
spezifischen Wellenlänge, z. B. eines optischen Lasersystems,
kann diese, selbst wenn die totale Lichtdurchlässigkeit
relativ hoch ist, trotzdem verwendet werden, solange die spektrale
Lichtdurchlässigkeit bei der Wellenlänge in einem
bevorzugten Bereich liegt. In diesem Fall beträgt die spektrale
Lichtdurchlässigkeit bei Verwendung einer Lichtwellenlänge
in einem Zustand, in dem keine Antireflexionsbeschichtung auf der
Oberfläche vorgesehen ist, vorzugsweise 85% oder mehr,
besonders bevorzugt 86 bis 93%. Wenn die spektrale Lichtdurchlässigkeit
85% oder mehr beträgt, kann die erforderliche Lichtmenge
erhalten werden, was bevorzugt ist. Als Messverfahren und Messvorrichtung
können wohlbekannte Verfahren und Vorrichtungen verwendet
werden. Als Beispiel für die Messvorrichtung kann insbesondere
ein Photometer dienen.
-
Des
weiteren weist das geformte Produkt, das die erfindungsgemässe
Harzzusammensetzung umfasst, eine ausgezeichnete Lichtdurchlässigkeit
bei einer Wellenlänge von 300 bis 500 nm sowie 390 bis
420 nm und vorzugsweise 400 bis 420 nm, beispielsweise von einem
Laserlicht, auf. Die spektrale Lichtdurchlässigkeit bei
einer Wellenlänge von 400 nm beträgt 85% oder
mehr und vorzugsweise 86 bis 93%. Ausserdem erzeugt die Harzzusammensetzung
kaum Schädigung, und auf diese Weise ändert sich
die optische Eigenschaft kaum, wenn sie als optisches Bauelement
verwendet wird.
-
Im
Fall der Verwendung in optischen Bauelementen kann ausserdem eine
bekannte Antireflexionsbeschichtung vorgesehen sein, um die Lichtdurchlässigkeit
weiter zu verbessern.
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Optisches Bauelement:
-
Das
aus der erfindungsgemässen Harzzusammensetzung erhaltene
geformte Produkt ist ausgezeichnet bezüglich der Lichtdurchlässigkeit
bei einer Wellenlänge im Bereich von 300 bis 450 nm. Demzufolge
kann das geformte Produkt als optisches Bauelement in einem optischen
System mit einer Lichtquelle verwendet werden, die die Wellenlänge
im Bereich von 300 bis 450 nm enthält. Das optische Bauelement
ist ein Bauelement, das für ein optisches Gerät
und insbesondere beispielhaft für eine für einen
UV-Detektor verwendete analytische Zelle verwendet wird, ein optisches
Bauelement, das für ein Abbildungssystem ohne Verwendung eines
UV-Cut-Filters verwendet wird, ein Filter für eine Solarbatterie,
ein Abdichtungsmittel für eine LED, eine Linse, die in
einem optischen LED-System verwendet wird, ein optisches Bauelement,
das in einer lichtemittierenden Vorrichtung, wie z. B. einem organischen
EL-artigen Element, verwendet wird, eine Linse für einen Projektor
und eine Anzeigetafel oder dergleichen.
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Das
aus der erfindungsgemässen Harzzusammensetzung erhaltene
geformte Produkt kann ebenso in besonders geeignetem Masse für
eine optische Linse und ein optisches Prisma, wie z. B. eine Abbildungssystemlinse
einer Kamera, eine Linse, wie z. B. eine Mikroskop-, Endoskop-,
Teleskoplinse, eine Linse für eine totale Lichtdurchlässigkeit,
wie z. B. ein Brillenglas, eine Abtastlinse einer optischen Platte,
wie z. B. einer CD, einer CD-ROM, einer WORM (einer einmal beschreibbaren
und mehrmals lesbaren optischen Disk (write once read mang optical
disk)), einer MO (einer wiederbeschreibbaren optischen Disk, einer
magnetooptischen Disk), einer MD (einer Minidisk) und einer DVD
(einer digitalen Videodisk), eine Leserabtastlinse, wie z. B. eine fθ-Linse
eines Laserstrahldruckers und einer Linse für einen Sensor,
eine Prismalinse für ein Suchsystem eine Kamera, eine Linse
für eine optische Abtastvorrichtung, wie z. B. eine Sensorlinse,
ein Brechungsspiegel, ein Kollimator, eine Objektivlinse, ein Strahlaufweiter
und ein Strahlformer, oder dergleichen verwendet werden. Das aus
der erfindungsgemässen Harzzusammensetzung erhaltene geformte
Produkt ist bezüglich der Lichtdurchlässigkeit
bei einer Wellenlänge im Bereich von 390 bis 420 nm besonders
ausgezeichnet und kann daher entsprechend als Linse für
einen optische Abtastvorrichtung unter Verwendung einer blauvioletten
Laserstrahlquelle verwendet werden. Die Anwendung als optische Disk
kann beispielhaft durch eine CD, eine CD-ROM, eine WORM (eine einmal
beschreibbare, mehrmals lesbare optische Disk), eine MO (eine wiederbeschreibbare
optische Disk, eine magnetooptische Disk), eine MD (eine Minidisk)
und eine DVD (eine digitale Videodisk) oder dergleichen beispielhaft
erläutert werden. Beispiele für andere optische
Anwendungen schliessen eine Lichtleitplatte, wie z. B. eine Flüssigkristallanzeige,
eine optische Folie, wie z. B. eine Polarisationsfolie, ein Verzögerungsfilm
und eine Lichtdiffusionsfolie, eine Lichtdiffusionsfolie, eine optische
Speicherkarte und ein Substrat eines Flüssigkristall-Anzeigeelements
ein.
-
Die
erfindungsgemässe Harzzusammensetzung kann in kugelförmiger
Form, stabartiger Form, plattenartiger Form, Säulenform,
zylindrischer Form, Röhrenform, Faserform, Folienform oder
Blattform geformt werden und kann in jeder der genannten Formen
verwendet werden. Das Formverfahren zum Erhalt eines optischen Bauelements
ist nicht besonders beschränkt, und ein bekanntes Verfahren
kann verwendet werden. Als Anwendungen und Formen können
das Spritzgussverfahren, das Extrusionsformverfahren, das Blasformverfahren,
das Vakuumformverfahren und das Schalengussverfahren (slash molding
method) eingesetzt werden, obgleich sich dies anhand der Anwendungen
und Formen unterscheidet. Im Hinblick auf die Formbarkeit und Produktivität
wird jedoch das Spritzgussverfahren bevorzugt. Die Formbedingungen
werden annähernd gemäss dem Verwendungszweck oder
dem Formverfahren ausgewählt, jedoch wird die Temperatur
des Harzes im Spritzgussverfahren im allgemeinen aus einem Bereich
von 150 bis 400°C, vorzugsweise 200 bis 350°C,
besonders bevorzugt 230 bis 330°C, ausgewählt.
-
Da
die erfindungsgemässe Harzzusammensetzung bezüglich
niedriger Doppelbrechung, Transparenz, mechanischer Festigkeit,
Wärmebeständigkeit und niedriger Absorption ausgezeichnet
ist, ist es möglich, sie in verschiedenartigen Anwendungen
einzusetzen, und insbesondere ist es möglich, sie in geeigneter Weise
in einem optischen Bauelement zu verwenden, das in einer optischen
Abtastvorrichtung verwendet wird.
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Struktur, die einen Gangunterschied bereitstellt:
-
Eine
Struktur, die einen Gangunterschied bereitstellt, ist eine Struktur,
die die Funktion aufweist, ein vorbestimmtes Licht mit einem vorbestimmten
Gangunterschied auf mindestens einer optischen Oberfläche der
optischen Bauelemente zu versehen, durch die das Licht durchführt.
-
Nachfolgend
wird dies detailliert in 1 beschrieben,
die sich auf eine Abtastvorrichtung bezieht.
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Das
aus der erfindungsgemässen Harzzusammensetzung erhaltene
geformte Produkt wird im gewöhnlichen Lichtweg einer ersten
Lichtquelle, einer zweiten Lichtquelle und einer dritten Lichtquelle
angeordnet und als Objektivlinse (OBL) mit einer Beugungsstruktur
verwendet. Ferner wird in der Objektivlinse eine sägenartige
Beugungsstruktur bereitgestellt.
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Diese
Struktur wird bereitgestellt, in der feine Schritte in einem konzentrischen
Muster mit einem zentralen Fokus auf der optischen Achse vorgesehen
sind und wobei der Lichtstrahl durch benachbarte kugelförmige
Zonen läuft, die durch den vorbestimmten Gangunterschied
vorgegeben sind. Durch Einstellung einer Ganghöhe (englisch:
pitch) (Brechungsstärke) oder einer Tiefe (Lötwellenlänge
(brazed wavelength)) der Sägestruktur bildet der Lichtstrahl
aus der ersten Lichtquelle, was die optische Disk mit hoher Dichte
betrifft, einen Lichtsammelspot durch das zweite Beugungslicht,
und was die DVD betrifft, bildet der Lichtstrahl aus der zweiten
Lichtquelle einen Lichtsammelspot durch das erste Beugungslicht.
-
Unter
Verwendung von Licht mit einer unterschiedlichen Beugungsordnung
wird die Wirksamkeit der Beugung in jedem Fall verbessert, so dass
die Lichtmenge gesichert wird.
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Was
die CD betrifft, so ist es bevorzugt, dass der Lichtstrahl aus der
dritten Lichtquelle auf ein gebeugtes Licht mit derselben Ordnung
wie für die DVD eingestellt wird, jedoch auch auf jede
andere geeignete Ordnung eingestellt werden kann. In diesem Beispiel
wird es ermöglicht, dass das erste Beugungslicht wie in
der DVD einen Lichtsammelspot bildet.
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Eine
solche Beugungsstruktur ist ein Beispiel für eine Struktur,
die einen Gangunterschied bereitstellt, und weitere bekannte Strukturen,
wie "eine Struktur, die eine Verzögerung bereitstellt"
oder eine Struktur mit mehreren Ebenen", können ebenso
verwendet werden.
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Hierin
wird die Struktur, die einen Gangunterschied bereitstellt, so verwendet,
dass sie eine sphärische Abberation korrigiert, die durch
den Unterschied in der Dicke des optischen Diskformats verursacht
wird, sie kann jedoch auch zur Korrektur der Abberation verwendet
werden, die durch die durch die Differenz der verwendeten Wellenlänge
oder durch die Abweichung der verwendeten Wellenlänge (Modussprung)
verursacht wird. Erstere ist die Korrektur einer sphärischen
chromatischen Abberation, die durch eine Wellenlängendifferenz
von 50 nm oder mehr verursacht wird, und letztere ist die Korrektur
einer geringen Wellenlängenabweichung innerhalb von 5 nm.
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In
diesem Beispiel wird ein Beispiel beschrieben, in dem die Beugungsstruktur
auf der Objektivlinse bereitgestellt wird, es ist jedoch auch möglich,
dass sie auf anderen optischen Bauteilen, wie z. B. einem Kollimator
oder Einkoppellinsen, bereitgestellt wird. Es ist am meisten bevorzugt,
ein solches Material zu verwenden, in dem das optische Bauelement
eine Beugungsoberfläche und eine asphärische Oberfläche
aufweist. Unter Verwendung der erfindungsgemässen Harzzusammensetzung
wird nun eine anhaltende Verwendung realisiert, die ehemals lediglich
in einem Glas realisiert werden konnte, und eine Linse mit einer
Struktur, die einem Gangunterschied bereitstellt, welche in einer
Glaslinse unmöglich ist, kann auf einfache Weise bereitgestellt
werden.
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Optische Abtastvorrichtung:
-
Eine
optische Abtastvorrichtung ist eine Vorrichtung, die eine Funktion
zum Wiedergeben und/oder Aufzeichnen von Informationen auf einem
optischen Informationsspeichermedium aufweist und eine Lichtquelle
zum Emittieren von Licht und ein optisches Bauelement zum Bestrahlen
des optischen Informationsspeichermediums und/oder Sammeln von Licht,
das von dem optischen Informationsspeichermedium reflektiert wird,
einschliesst.
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Ausführungen
der Vorrichtung sind nicht beschränkt. Um jedoch die erfindungsgemässen
Wirkungen zu beschreiben, wird ein Beispiel für ein für
eine optische Abtastvorrichtung verwendetes Bauelement, das aus der
erfindungsgemässen Harzzusammensetzung erhalten werden
kann, unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
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In 1 ist
das Ziel die optische Abtastvorrichtung unter Verwendung einer Lichtquelle
mit einer Verwendungswellenlänge von 405 nm, einem sogenannten
blauvioletten Laser, die 3-Format-kompatibel mit einer "optischen
Disk mit hoher Dichte", DVD und CD, ist. Die optische Disk mit hoher
Dichte" mit einer Schutzsubstratdicke (t1) von 0,6 mm wird als ein
erstes optisches Informationsmedium angenommen, die DVD mit einer Schutzsubstratdicke
(t2) von 0,6 mm wird als ein zweites optisches Informationsspeichermedium
angenommen und die CD mit einer Schutzsubstratdicke (t3) von 1,2
mm wird als ein drittes optisches Informationsspeichermedium angenommen.
Jedes von D1, D2 und D2 stellt die Dicke des Substrats dar.
-
1 ist
eine schematische Ansicht, die eine erfindungsgemässe optische
Abtastvorrichtung zeigt.
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Eine
Laserdiode (LD1) ist die erste Lichtquelle, und der blauviolette
Laser mit einer Wellenlänge (λ1) von 405 nm wird
verwendet, jedoch kann der Laser mit einer Wellenlänge
im Bereich von 390 bis 420 nm entsprechend eingesetzt werden. (LD2)
ist eine zweite Lichtquelle, und der rote Laser mit einer Wellenlänge
(λ2) von 655 nm wird verwendet, jedoch kann der Laser mit
einer Wellenlänge im Bereich von 630 bis 680 nm entsprechend
eingesetzt werden. (LD2) ist ausserdem eine dritte Lichtquelle,
und der Infrarotlaser mit eine Wellenlänge (λ3)
von 780 nm wird verwendet, jedoch kann der Infrarotlaser mit einer
Wellenlänge im Bereich von 750 bis 800 nm entsprechend
eingesetzt werden.
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Die
Laserdiode (LD2) ist eine sogenannte Lichtquelleneinheit aus zwei
Lasern in einem Gehäuse, in der sich zwei lichtemittierende
Punkte der zweiten Lichtquelle (Lichtquelle für die DVD)
und der dritten Lichtquelle (Lichtquelle für die CD) in
demselben Gehäuse befinden. Da in diesem Gehäuse
die zweite Lichtquelle so eingestellt ist, dass sie auf einer optischen
Achse angeordnet ist, ist die dritte Lichtquelle ein wenig ausserhalb
der optischen Achse angeordnet, wodurch eine Differenz der Bildhöhe
resultiert. Demzufolge sind bereits Techniken zur Verbesserung dieser
Eigenschaft bekannt, so dass solche Techniken nötigenfalls
eingesetzt werden können. Erfindungsgemäss wird
eine Korrekturplatte (DP) zur Durchführung der Korrektur
verwendet. In der Korrekturplatte (DP) ist ein Gitter errichtet,
so dass die Versetzung der optischen Achsen korrigiert wird.
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Die
durchgezogene Linie, ausgehend von (LD2) ist der Lichtstrahl der
Lichtquelle für die DVD, und die gestrichelte Linie ist
der Lichtstrahl der Lichtquelle für die CD. Ein Strahlteiler
(BS1) überträgt oder reflektiert den Lichtstrahl
der Lichtquelle, der, ausgehend von (LD1) und (LD2) in Richtung
auf die (OBL) der Objektivlinse eingetreten ist.
-
Zur
Verbesserung der Strahlqualität tritt der von (LD1) übertragene
Lichtstrahl in einen Strahlformer (BSL) ein, wird dem oben erwähnten
(BS1) zugesandt und fällt dann auf den Kollimator (CL)
ein, wodurch er zu einem unendlich parallelen Licht kollimiert wird.
Dann wird der Lichtstrahl einem Strahlteiler (BS3) und dann einem Strahlaufweiter
(BE) zugesandt, der aus konkaven und konvexen Linsen aufgebaut ist,
und dann trifft er auf die Objektivlinse (OBL). Als nächstes
bildet der Lichtstrahl den Lichtsammelspot auf der Informationsaufzeichnungsoberfläche über
ein Schutzsubstrat des ersten optischen Informationsspeichermediums.
Der Lichtstrahl wird ferner an der Informationsaufzeichnungsoberfläche
reflektiert, durchläuft den Kollimator (CL) über
denselben Weg wie oben beschrieben, die Fortschreitungsrichtung
wird durch den Strahlspalter (BS3) umgewandelt, und dann wird der
Lichtstrahl auf einem Sensor (S1) über eine Sensorlinse
(SL1) gesammelt. Der Lichtstrahl wird einer fotoelektrischen Umwandlung
durch den Sensor unterzogen, wodurch er in ein elektronisches Signal
umgewandelt wird. Ausserdem ist zwischen dem Strahlaufweiter (BE)
und der Objektivlinse (OBL) eine (λ/4) (ein Viertel der
Wellenlänge)-Platte angebracht, die nicht dargestellt ist,
so dass eine Änderung von gerade der Hälfte der
Wellenlänge zwischen dem fortschreitenden Verlauf und dem
rückkehrenden Verlauf weitergegeben wird, wodurch die Polarisationsrichtung
geändert wird. Daher wird die Verlaufsrichtung des Lichtstrahls
in rückkehrender Richtung durch den (BS3) geändert.
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Der
Strahlformer (BSL) weist Krümmungen auf, die jeweils für
die beiden Richtungen der zu der optischen Achse senkrechten Richtung
und der zu dieser Richtung senkrechten Richtung (mit einer Krümmung mit
Rotationsasymmetrie für die optische Achse) unterschiedlich
sind. Jeder der aus der Lichtquelle emittierten Lichtstrahlen weist
unter der Halbleiter-Lichtquellenkonfiguration einen unterschiedlichen
Divergenzwinkel bezüglich der beiden Richtungen der zu
der optischen Achse senkrechten Richtung und der zu dieser Richtung senkrechten
Richtung auf und bildet eine elliptische Form, wenn man in Richtung
der optischen Achse schaut, dies ist für den Lichtstrahl
der Lichtquelle für die optische Disk allerdings nicht
bevorzugt. Daher wird der Lichtstahl in jeder Richtung unterschiedlichen
Brechungen durch den Strahlformer (BSL) unterzogen, so dass der emittierte
Lichtstrahl einen annähernd kreisförmigen Querschnitt
aufweist. Erfindungsgemäss wird der Strahlformer (BSL)
im Lichtweg von (LD1) angeordnet, er kann jedoch auch im Lichtweg
von (LD2) angeordnet sein.
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In
gleicher Weise wie in (LD1) bildet der von (LD2) übertragene
Lichtstrahl einen Lichtsammelspot auf einer optischen Disk (einem
zweiten optischen Informationsspeichermedium und einem dritten optischen
Informationsspeichermedium), wird reflektiert und schliesslich im
Sensor (S2) gesammelt. Mit der Ausnahme, dass eine Abgleichung der
Lichtwege durch (BS1) vorgenommen wird, gibt es keine Änderung
im Vergleich zu (LD1).
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Die
Objektivlinse (OBL) ist eine Einzellinse in dieser Figur, sie kann
jedoch nötigenfalls auch aus einer Vielzahl von optischen
Bauelementen gebildet werden.
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Da
die erfindungsgemässe Harzzusammensetzung eine niedrige
Doppelbrechung aufweist, ist es naheliegend, dass die Harzzusammensetzung
in perfekter Weise in einer Vorrichtung mit einer solchen Konfiguration
verwendet werden kann.
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Aktuator:
-
In 1,
die sich auf die optische Abtastvorrichtung bezieht, wird ein Zustand
beschrieben, in dem der von jeder LD übertragene Lichtstrahl
auf der Informationsaufzeichnungsoberfläche über
ein Schutzsubstrat der optischen Disk gesammelt wird, jedoch wird
die Ausgangsstellung durch einen Aktuator gemäss der optischen Disk
zum Wiedergeben/Aufzeichnen ersetzt und das Fokusgleiten (Fokussierung)
aus der Referenzstellung durchgeführt.
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Je
nach Dicke des Schutzsubstrats und der Grösse der Vertiefung
in dem jeweiligen optischen Informationsspeichermedium wird die
für die optische Linse (BL) benötigte Apertur
verändert. Hierin beträgt die numerische Apertur
für die CD 0,45 und die numerische Apertur für
die DVD und die "optische Disk mit hoher Dichte" 0,65, jedoch können
diese entsprechend aus einem Bereich von 0,43 bis 0,5, was die CD
betrifft, und aus einem Bereich von 0,58 bis 0,68, was die DVD betrifft,
ausgewählt werden. IR ist eine Blende, die unnötiges
Licht abschneidet.
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Das
parallele Licht fällt auf die Objektivlinse (OBL), jedoch
kann auch eine Konfiguration, in der keine Kollimation vorgesehen
ist und ein begrenzt divergentes Licht einfällt, eingesetzt
werden.
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Unter
Verwendung der erfindungsgemässen Harzzusammensetzung kann
eine lange Verwendungsdauer realisiert werden, die nur durch ein
herkömmliches Verfahren realisiert wird, und es ist naheliegend,
dass das für den Betrieb des Aktuators und dergleichen
benötigte Drehmoment beträchtlich im Vergleich
zu der Glaslinse verringert wird.
-
BEISPIELE
-
Nachfolgend
wird die vorliegende Erfindung ferner detaillierter unter Bezugnahme
auf Beispiele beschrieben. Zunächst werden Synthesebeispiele
für die in den Beispielen verwendeten, sterisch gehinderten Aminverbindungen
beschrieben.
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Sterisch gehinderte Aminverbindung:
-
SYNTHESEBEISPIEL 1
-
Synthese
der durch die chemische Formel [13] dargestellten Beispielsverbindung
1:
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(N,N-Dibutyl-N''-lauryl-N,N'-bis-(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidin-4-yl)-[1,3,5]-triazin-2,4,6-triamin
(LTABM):
-
(1) Synthese von N-Butyl-2,2,6,6-tetramethyl-piperidin-4-amin
(TABA):
-
108,67
g (0,7 mol) 2,2,6,6-Tetramethyl-4-piperidon (TAA), 53,76 g (0,735
g) Butylamin und 2,52 g 2%-iges Platin- Kohlenstoff (50% Wassergehalt)
wurden in 163,0 g Methanol gegeben und die Mischung wurde einer
Reaktion bei einem Wasserstoffdruck von 0,3 MPa und 50°C
für 2,5 Stunden unterzogen. Der Katalysator wurde durch
Filtration entfernt und vom Lösungsmittel befreit und unter
Erhalt von 127,93 g einer Zielverbindung als farblose transparente
Flüssigkeit destilliert.
-
(2) Synthese von 2,4-Bis(butyl(1,2,2,6,6-pentamethylpiperidin-4-yl)amino)-6-chlor-1,3,5-triazin
(CTABM):
-
127,42
g (0,6 mol) TABA und 27,5 g (0,66 mol) 96%-iges Natriumhydroxid
wurden in 175 g Nasser gegeben und auf eine Temperatur von 60°C
erhitzt, und 55,32 g (0,2 mol) Cyanursäurechlorid, gelöst
in 200 g Toluol, wurden dann tropfenweise über 1 Stunde
hinzugefügt. Dann wurde die Mischung bei 65 bis 78°C
für 3 Stunden gealtert und die Reaktionsmasse gekühlt
und mit 100 g Wasser zweimal gewaschen. 27,03 g (0,9 mol) Paraformaldehyd
wurden in die Reaktionsmasse gegeben und auf eine Temperatur von
80°C erwärmt, und dann wurden 30,38 g (0,66 mol)
Ameisensäure tropfenweise über 1 Stunde hinzugegeben.
Dann wurde die Mischung für 3 Stunden gealtert. Die Reaktionsmasse
wurde gekühlt und dann mit 65 g einer 17%-igen wässrigen
Natriumhydroxidlösung und dann zweimal mit 100 g Wasser
gewaschen. Die erhaltene Toluollösung wurde vom Lösungsmittel
befreit, pulverisiert und dann unter Erhalt von 160,8 g einer Zielverbindung
als weisser Kristall getrocknet.
-
(3) Synthese von N,N'-Dibutyl-N''-lauryl-N,N'-bis-(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidin-4-yl)-[1,3,5]-triazin-2,4,6-triamin
(LTABM):
-
54,83
g (0,10 mol) CTABM und 8,29 g (0,06 mol Kaliumcarbonat wurden in
60 g Dimethylacetamid gegeben und bei einer Temperatur von 130°C
erhitzt, und dann wurden 18,54 g (0,10 mol) Laurylamin, gelöst
in 20 g Dimethylacetamid, tropfenweise über 1 Stunde hinzugefügt.
Dann wurde die Mischung bei 130 bis 145°C für
2 Stunden gealtert. Die Reaktionsmasse wurde abgekühlt
und dann in 300 g Wasser abgeführt, und das Reaktionsprodukt
wurde mit 150 g Toluol extrahiert und mit 20 g einer wässrigen
1 N Natriumhydroxidlösung und dann zweimal mit 100 g Wasser
gewaschen. Die erhaltene Toluollösung wurde durch Kieselgel-Säulenchromatografie
gereinigt und unter Erhalt von 61,6 g einer Zielverbindung als viskose
Flüssigkeit konzentriert.
-
Die
durch die chemische Formel [13] dargestellte Beispielsverbindung
1 weist ein theoretisches Molekulargewicht von 713,18 und einen
Kohlenstoffatomanteil (theoretischer Wert) von 72,42 auf.
-
SYNTHESEBEISPIEL 2
-
Synthese
der durch die chemische Formel [20] dargestellten Beispielsverbindung
2:
-
(N,N',N''-Trilauryl-N,N'-bis-(2,2,6,6-tetramehylpiperidin-4-yl)-[1,3,5]-triazin-2,4,6-triamin
(LTADA):
-
(1) Synthese von N-Dodecyl-2,2,6,6-tetramethyl-2-piperidin-4-amin
(TADA):
-
77,6
g (0,5 mol 2,2,6,6-Tetramethyl-4-piperidon (TAA), 97,3 g (0,525
mol) Laurylamin und 1,8 g 2%-iges Platin-Kohlenstoff (50% Wassergehalt)
wurden in 116,4 g Methanol gegeben und einer Reaktion bei einem
Wasserstoffdruck von 0,3 MPa und 50°C für 2,5
Stunden unterzogen. Der Katalysator wurde durch Filtration entfernt,
vom Lösungsmittel befreit und unter Erhalt von 152,8 g
einer Zielverbindung als gelbliche Flüssigkeit destilliert.
-
(2) Synthese von 2,4-Bis(dodecyl(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)amino)-6-chlor-1,3,5-triazin
(CTADA):
-
110,0
g (0,339 mol) TADA und 14,58 g (0,35 mol) 96%-iges Natriumhydroxid
wurden in 65 g Wasser gegeben und auf eine Temperatur von 60°C
erhitzt, und 30,43 g (0,165 mol) Cyanursäurechlorid, gelöst
in 110 g Toluol, wurden dann tropfenweise über 1 Stunde
hinzugefügt. Dann wurde die Mischung bei 65 bis 78°C
für 3 Stunden gealtert. Die Reaktionsmasse wurde abgekühlt,
zweimal mit 10 g Wasser gewaschen und unter Erhalt von 132,7 g einer Zielverbindung
als viskose Flüssigkeit vom Lösungsmittel befreit.
-
(3) Synthese von N,N',N''-Trilauryl-N,N'-bis-(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)-[1,3,5]-triazin-2,4,6-triamin
(LTADA):
-
71,7
g (0,089 mol) CTADA und 6,91 g (0,050 mol) Kaliumcarbonat wurden
in 70 g Dimethylacetamid gegeben und auf eine Temperatur von 130°C
erhitzt, und anschliessend wurden 16,51 g (0,089 mol) Laurylamin,
gelöst in 15 g Dimethylacetamid, tropfenweise über
30 Minuten hinzugefügt. Dann wurde die Mischung bei 140
bis 150°C für 5 Stunden gealtert. Die Reaktionsmasse
wurde abgekühlt und dann in 300 g Wasser abgeführt,
und das Reaktionsprodukt wurde mit 150 g Toluol extrahiert und mit
20 g einer wässrigen 1 N Natriumhydroxidlösung
und zweimal mit 100 g Wasser gewaschen. Die erhaltene Toluollösung
wurde durch Kieselgel-Säulenchromatografie gereinigt und
dann unter Erhalt von 71,8 g einer Zielverbindung als viskose Flüssigkeit
konzentriert.
-
Die
durch die chemische Formel [20] dargestellt Beispielsverbindung
2 weist ein theoretisches Molekulargewicht von 909,55 und einen
Kohlenstoffatomanteil (theoretischer Wert) von 75,27 auf.
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SYNTHESEBEISPIEL 3
-
Synthese
der durch die chemische Formel [34] dargestellten Beispielsverbindung
3:
-
(N,N',N''-Trilauryl-N,N',N''-tris(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidin-4-yl)-[1,3,5]-triazin-2,4,6-triamin
(TTADA):
-
(1) Synthese von N-Dodecyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-amin
(TADA):
-
77,6
g (0,5 mol 2,2,6,6-Tetramethyl-4-piperidon (TAA), 97,3 g (0,525
mol) Laurylamin und 1,8 g 2%-iges Platin-Kohlenstoff (50% Wassergehalt)
wurden in 116,4 g Methanol gegeben und einer Reaktion bei einem
Wasserstoffdruck von 0,3 MPa und 50°C für 2,5
Stunden unterzogen. Der Katalysator wurde durch Filtration entfernt,
vom Lösungsmittel befreit und unter Erhalt von 152,8 g
einer Zielverbindung als gelbliche Flüssigkeit destilliert.
-
(2) Synthese von 2,4-Bis(dodecyl(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)amino)-6-chlor-1,3,5-triazin
(CTADA):
-
110,0
g (0,339 mol) TADA und 14,58 g (0,35 mol) 96%-iges Natriumhydroxid
wurden in 65 g Wasser gegeben und auf eine Temperatur von 60°C
erhitzt, und 30,43 g (0,165 mol) Cyanursäurechlorid, gelöst
in 110 g Toluol, wurden dann tropfenweise über 1 Stunde
hinzugefügt. Dann wurde die Mischung bei 65 bis 78°C
für 3 Stunden gealtert. Die Reaktionsmasse wurde abgekühlt,
zweimal mit 10 g Wasser gewaschen und unter Erhalt von 132,7 g einer
Zielverbindung als viskose Flüssigkeit vom Lösungsmittel
befreit.
-
(3) Synthese von N,N',N''-Trilauryl-N,N',N''-tris(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidin-4-yl)-[1,3,5]-triazin-2,4,6-triamin (TTADA):
-
61,0
g (0,076 mol) CTADA und 6,36 g (0,046 mol) Kaliumcarbonat wurden
zu 70 g Dimethylacetamid gegeben und auf eine Temperatur von 130°C
erhitzt, und 24,64 g (0,076 mol) TADA, gelöst in 20 g Dimethylacetamid,
wurden dann tropfenweise über 30 Minuten hinzugefügt.
Die Mischung wurde bei 150 bis 160°C für 18 Stunden
gealtert. Die Reaktionsmasse wurde abgekühlt und dann in
300 g Wasser abgeführt, und das Reaktionsprodukt mit 150
g Toluol extrahiert und mit 20 g einer wässrigen 1 N Natriumhydroxidlösung
und zweimal mit 100 g Wasser gewaschen. Die erhaltene Toluollösung
wurde durch Kieselgel-Säulenchromatografie gereinigt und
unter Erhalt von 68,2 g einer Zielverbindung als viskose Flüssigkeit
konzentriert.
-
Die
durch die chemische Formel [34] dargestellte Beispielsverbindung
3 weist ein theoretisches Molekulargewicht von 1.048,79 und einen
Kohlenstoffatomanteil (theoretische Wert) von 75,58 auf.
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SYNTHESEBEISPIEL 4
-
Synthese
der durch die chemische Formel [5] dargestellten Beispielsverbindung
4:
-
(1) Synthese von N,N-Bis(2-cyanomethyl)dodecylamin:
-
Zu
einer Lösung (150 ml) von 27,8 g 1-Aminododecan in Ethanol
wurden tropfenweise 39,8 g Acrylnitril über 0,5 Stunden
bei Raumtemperatur hinzugefügt und dann 22,5 g Essigsäure
tropfenweise über 0,5 Stunden hinzugefügt. Dann
wurde die Mischung bei 77°C für 10 Stunden gerührt.
Diese wurde zum Abkühlen auf Raumtemperatur stehengelassen,
und 150 ml Wasser und 22,8 g 28%-iger wässriger Ammoniak wurden
hinzugefügt. Die Mischung wurde mit 330 ml Ethylacetat
extrahiert. Die durch Flüssigtrennung erhaltene organische
Phase wurde mit 100 ml Wasser und zweimal mit 50 ml gesättigter
Kochsalzlösung gewaschen. Sie wurde über wasserfreiem
Magnesiumsulfat getrocknet, das Lösungsmittel durch Filtration
entfernt und der konzentrierte Rückstand durch Kieselgel-Säulenchromatografie
unter Erhalt von 39,7 g einer Zielverbindung als weisser Feststoff
gereinigt.
1H-NMR (CDCl3): δ =
0,90 (3H, t, J = 6,5 Hz), 1,21-1,32 (18H, m), 1,32-1,51 (2H, m),
2,52-2,59 (6H, m), 2,82 (4H, t, 6,5 Hz)
-
(2) Synthese von N,N-Bis(3-aminopropyl)dodecylamin:
-
19,7
g N,N-Bis(2-cyanoethyl)dodecylamin, 1,97 g Raney-Co und 80 ml 1,4-Dioxan
wurden in einen Autoklaven gegeben und einer Hydrierungsreaktion
bei einem anfänglichen Wasserstoffdruck von 8,2 MPa und
120°C für 2 Stunden unterzogen. Der Katalysator
wurde durch Filtration entfernt und das erhaltene Filtrat konzentriert
und unter Erhalt von 21,0 g einer Zielverbindung als blassrote ölige
Substanz getrocknet. Diese Vorgehensweise wurde ein weiteres Mal
durchgeführt, um insgesamt 40,8 g einer Zielverbindung
als blassrote ölige Substanz zu erhalten.
1H-NMR (CDCl3): δ =
0,88 (3H, t, J = 6,5 Hz), 1,26-1,37 (18H, m), 1,37-1,47 (2H, m),
1,53-1,68 (4H, m), 2,35-2,47 (6H, m), 2,72-2,85 (4H, m)
GC-MS
(m/z): 299
- (3) 100 ml einer Lösung
von 12,2 g N,N-Bis(3-aminopropyl)dodecylamin, 45,1 g 2-Chlor-4,6-bis(N- (1,2,2,6,6-pentamehylpiperidin-4-yl)butylamino)-1,3,5-triazin
und 11,1 g Kaliumcarbonat in N,N-Dimethylformamid (DMF) wurden bei
120°C für 7 Stunden gerührt. Dies wurde
zum Abkühlen auf Raumtemperatur stehengelassen und dann
wurden 350 ml Wasser hinzugefügt. Die Mischung wurde mit 400
ml Ethylacetat extrahiert. Die durch Flüssigtrennung erhaltene
organische Phase wurde zweimal mit 350 ml Wasser und einmal mit
30 ml gesättigter Kochsalzlösung gewaschen und über
wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel
wurde durch Destillation entfernt und der konzentrierte Rückstand
wurde dann durch Kieselgel-Säulenchromatografie unter Erhalt
von 23,3 g einer Zielverbindung als weisser Feststoff gereinigt.
- 1H-NMR (CDCl3): δ =
0,80-0,96 (15H, m), 1,09 (24H, s), 1,15 (24H, s), 1,10-1,70 (52H,
m), 1,70 (4H, t, J = 6,6 Hz), 2,24 (12H, s), 2,29-2,39 (2H, m),
2,45 (4H, t, J = 6,6 Hz), 3,18-3,40 (8H, m), 3,38 (4H, dd, J = 6,6,
12,5 Hz), 5,00-5,32 (4H, m)
MS (FD, m/z). 1.354
Schmelzpunkt:
67°C
-
Die
durch die chemische Formel [5] dargestellte Beispielsverbindung
4 weist ein theoretisches Molekulargewicht von 1.355,2 und einen
Kohlenstoffatomanteil (theoretischer Wert) von 70,9 auf.
-
SYNTHESEBEISPIEL 5
-
Synthese
der durch die chemische Formel [44] dargestellten Beispielsverbindung
(5):
-
(N-Dodecyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-amin
(TADA):
-
77,6
g (0,5 mol 2,2,6,6-Tetramethyl-4-piperidon (TAA), 97,3 g (0,525
mol) Laurylamin und 1,8 g 2%-iges Platin-Kohlenstoff (50% Wassergehalt)
wurden in 116,4 g Methanol gegeben und einer Reaktion bei einem
Wasserstoffdruck von 0,3 MPa und 50°C für 2,5
Stunden unterzogen. Der Katalysator wurde durch Filtration entfernt,
vom Lösungsmittel befreit und unter Erhalt von 152,8 g
einer Zielverbindung als gelbliche Flüssigkeit destilliert.
-
Die
durch die chemische Formel [44] dargestellte Beispielsverbindung
5 weist ein theoretisches Molekulargewicht von 324,59 und einen
Kohlenstoffatomanteil (theoretischer Wert) von 77,71 auf.
-
SYNTHESEBEISPIEL 6 (Synthesebeispiel)
-
Synthese
der durch die chemische Formel [31] dargestellten Beispielsverbindung
6:
-
(N,N',N''-Tributyl-N,N',N''-tris-(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl)-[1,3,5]-triazin-2,4,6-triamin
(T4M):
-
(1) Synthese von N-Butyl-2,2,6,6-tetramethyl-piperidin-4-amin
(TABA):
-
108,7
g (0,7 mol) 2,2,6,6-Tetramethyl-4-piperidon (TAA), 53,8 g (0,735
mol) Butylamin und 3,3 g 2%-iges Platin-Kohlenstoff (50 Wassergehalt)
wurden in 163 g Methanol gegeben, und die Mischung wurde einer Reaktion
bei einem Wasserstoffdruck von 0,3 MPa und 50°C für
2,5 Stunden unterzogen. Diese Vorgehensweise wurde viermal wiederholt.
Der Katalysator wurde durch Filtration entfernt, vom Lösungsmittel
befreit und dann unter Erhalt von 547,2 g 2,58 mol, Ausbeute: 92%)
einer Zielverbindung als farblose transparente Flüssigkeit
destilliert.
-
(2) Synthese von N,N',N''-Tributyl-N,N',N''-tris-
(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)-[1,3,5]-triazin-2,4,6-triamin (TTABA):
-
326,5
g (1,54 mol) TABA und 69,5 g (1,67 mol) 96%-iges Natriumhydroxid
wurden in 341 g Wasser gegeben und auf eine Temperatur von 50°C
erhitzt, und dann wurden 138,3 g (0,75 mol) Cyanursäurechlorid, gelöst
in 526 g Toluol, tropfenweise über 3 Stunden hinzugefügt.
Dann wurde die Mischung bei 50 bis 60°C für 3
Stunden gealtert. Die Reaktionsmasse wurde einer Flüssigtrennung
unterzogen, wobei sie bei 60°C gehalten wurde, und nochmals
mit 294 g warmem Wasser dreimal gewaschen, um eine Lösung
des Reaktionsprodukts in Toluol zu erhalten. Danach wurde das Toluol
durch Destillation unter reduziertem Druck bei 80°C entfernt, und
483 g Dimethylacetamid (DMAc) und 54,4 g (0,39 mol) Kaliumcarbonat
wurden hinzugegeben. Die Mischung wurde auf eine Temperatur von
160°C erhitzt, und dann wurden 151,3 g (0,71 mol) TABA,
gelöst in 151,5 g DMAc tropfenweise über 2 Stunden
hinzugefügt. Dann wurde die Mischung für 18 Stunden
unter Rückfluss gealtert. Die Reaktionsmasse wurde abgekühlt
und dann in 542 g Wasser abgeführt, dem 8,6 g (0,21 mol) 96%-iges
Natriumhydroxid hinzugefügt wurden. Das Reaktionsprodukt
wurde mit 526 g Toluol extrahiert und dann mit 515 g Wasser dreimal
unter Erhalt einer Lösung an TTABA in Toluol gewaschen.
-
(3) Synthese von N,N',N''-Tributyl-N,N',N''-tris-(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl)-[1,3,5]-triazin-2,4,6-triamin (T4M):
-
101,9
g (3,39 mol) Paraformaldehyd wurden in eine in (2) erhaltene Lösung
von TTABA in Toluol gegeben und auf eine Temperatur von 80°C
erhitzt, und dann wurden 125,0 g (2,72 mol) Ameisensäure
tropfenweise über 2 Stunden hinzugefügt, und dann
wurde die Mischung für 3 Stunden gealtert. Die Reaktionsmasse wurde
mit 328 g Wasser gewaschen, dem 22,70 g (0,54 mol) 96%-iges Natriumhydroxid
hinzugefügt wurden, während sie bei 80°C
gehalten wurde, und nochmals zweimal mit 324 g warmem Wasser gewaschen.
Die erhaltene Toluollösung wurde durch Zugabe von 826 g
Toluol verdünnt, durch Kieselgel-Säulenchromatografie gereinigt,
konzentriert und unter Erhalt von 457,7 g einer Zielverbindung als
weisses Pulver (Ausbeute: 81%/TCTA) konzentriert.
-
Die
durch die chemische Formel [31] dargestellte Beispielsverbindung
6 weist ein theoretisches Molekulargewicht von 754,23 und einen
Kohlenstoffatomanteil (theoretischer Wert) von 71,66 auf.
-
SYNTHESEBEISPIEL 7 (Synthesebeispiel)
-
Synthese
der durch die chemische Formel [42] dargestellten Beispielsverbindung
7:
-
(N,N',N''-Trioctyl-N,N',N''-tris-(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl)-[1,3,5]-triazin-2,4,6-triamin
(T8M):
-
(1) Synthese von N-Octyl-2,2,6,6-tetramethyl-piperidin-4-amin
(TAOA):
-
81,5
g (0,525 mol) TAA, 64,7 g (0,5 mol) Octylamin und 2,3 g 2%-iges
Platin-Kohlenstoff (50 Wassergehalt) wurden in 77,6 g Methanol gegeben
und die Mischung wurde einer Reaktion bei einem Wasserstoffdruck
von 0,3 MPa und 50°C für 2,5 Stunden unterzogen.
Diese Vorgehensweise wurde viermal wiederholt. Der Katalysator wurde
durch Filtration entfernt, vom Lösungsmittel befreit und
dann unter Erhalt von 515,9 g einer Zielverbindung als blassgelbe
transparente Flüssigkeit (Ausbeute: 96%) destilliert.
-
(2) Synthese von N,N',N''-Trioctyl-N,N',N''-tris(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)-[1,3,5]-triazin-2,4,6-triamin (TTAOA):
-
330,2
g (1,23 mol) TAOA und 55,6 g (1,33 mol) 96%-iges Natriumhydroxid
wurden in 316 g Wasser gegeben und auf eine Temperatur von 50°C
erhitzt, und dann wurden 110,6 g (0,6 mol) Cyanursäurechlorid, gelöst
in 420 g Toluol tropfenweise über 3 Stunden hinzugefügt.
Die Mischung wurde dann bei 50 bis 60°C für 3
Stunden gealtert. Die Reaktionsmasse wurde einer Flüssigtrennung
unterzogen, während sie bei 60°C gehalten wurde,
und dreimal mit 297 g warmem Wasser unter Erhalt einer Lösung
des Reaktionsprodukts in Toluol gewaschen. Danach wurde das Toluol
durch Destillation unter reduziertem Druck bei 80°C entfernt,
und 467 g DMAc und 43,5 g (0,31 mol) Kaliumcarbonat wurden hinzugefügt,
und die Mischung wurde auf eine Temperatur von 160°C erhitzt,
und 153,0 g (0,57 mol) TAOA, gelöst in 153,0 g DMAc, wurden
tropfenweise über 1 Stunde hinzugefügt. Dann wurde
die Mischung für 19 Stunden unter Rückfluss gealtert.
Die Reaktionsmasse wurde abgekühlt und dann in 519 g Wasser
abgeführt, dem 7,1 g (0,17 mol) 96%-iges wässriges
Natriumhydroxid hinzugefügt wurden, und das Reaktionsprodukt
wurde mit 498 g Toluol extrahiert und dreimal mit 498 g Wasser unter
Erhalt einer Lösung von TTAOA in Toluol gewaschen.
-
(3) Synthese von N,N',N''-Trioctyl-N,N',N''-tris-(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidin-4-yl)-[1,3,5]-triazin-2,4,6-triamin
(T8M):
-
81,0
g (2,70 mol) Paraformaldehyd wurden in die in (2) erhaltene Lösung
von TTAOA in Toluol gegeben und auf eine Temperatur von 80°C
erhitzt, und 99,5 g (2,16 mol) Ameisensäure wurden dann
tropfenweise über 2 Stunden hinzugefügt. Dann
wurde die Mischung für 3 Stunden gealtert. Die Reaktionsmasse
wurde abgekühlt und dann mit 342 g Wasser, dem 15,0 g (0,36
mol) 96%-iges Natriumhydroxid hinzugefügt wurden, und zweimal
mit 341 g warmem Wasser gewaschen. Die erhaltene Toluollösung
wurde durch Zugabe von 713 g Toluol verdünnt, durch Kieselgel-Säulenchromatografie
gereinigt und unter Erhalt von 496,1 g einer Zielverbindung als
blassgelbe transparente Flüssigkeit konzentriert (Ausbeute:
90%/TCTA).
-
Die
durch die chemische Formel [42] dargestellte Beispielsverbindung
7 weist ein theoretisches Molekulargewicht von 922,55 und einen
Kohlenstoffatomanteil (theoretischer Wert) von 74,21 auf.
-
SYNTHESEBEISPIEL 8 (Synthesebeispiel)
-
Synthese
der durch die chemische Formel [35] dargestellten Beispielsverbindung
8:
-
(N,N',N''-Tridodecyl-N,N',N''-tris-(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl)-[1,3,5]-triazin-2,4,6-triamin
(T12M):
-
(1) Synthese von N-Dodecyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-amin
(TADA):
-
77,6
g (0,5 mol) TAA, 97,3 g (0,525 g) Dodecylamin und 2,3 g 2%-iges
Platin-Kohlenstoff (50% Wassergehalt) wurden in 77,6 g Methanol
gegeben und einer Reaktion bei einem Wasserstoffdruck von 0,3 MPa und
50°C über 2,5 Stunden unterzogen. Der Katalysator
wurde durch Filtration entfernt, vom Lösungsmittel befreit
und dann unter Erhalt von 144,4 g einer Zielverbindung als gelbliche
Flüssigkeit (Ausbeute: 89%) destilliert.
-
(2) Synthese von N,N',N''-Tridodecyl-N,N',N''-tris-(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)-[1,3,5]-triazin-2,4,6-triamin (TTADA):
-
194,8
g (0,6 mol) TADA und 27,5 g (0,6 mol) 96%-iges Natriumhydroxid wurden
in 115 g Wasser gegeben und auf eine Temperatur von 60°C
erhitzt, und 55,3 g (0,3 mol) Cyanursäurechlorid, gelöst
in 210 g Toluol, wurden dann tropfenweise über 1 Stunde
hinzugefügt. Dann wurde die Mischung bei 65 bis 80°C
für 3 Stunden gealtert. Die Reaktionsmasse wurde einer
Flüssigtrennung unterzogen, während sie bei 80°C
gehalten wurde, und zweimal mit 115 g warmem Wasser unter Erhalt
einer Lösung des Reaktionsprodukts in Toluol gewaschen.
Danach wurde das Toluol durch Destillation unter reduziertem Druck
bei 80°C entfernt, und 274 g DMAc und 21,8 g (0,16 mol)
Kaliumcarbonat wurden hinzugegeben. Die Mischung wurde auf eine
Temperatur von 150°C erhitzt, und 97,4 g (0,3 mol) TADA,
gelöst in 97,4 g DMAc wurden tropfenweise über
2 Stunden hinzugefügt. Dann wurde die Mischung für
18 Stunden unter Rückfluss gealtert. Die Reaktionsmasse
wurde abgekühlt und dann in 290 g Wasser abgeführt,
dem 3,8 g (0,09 mol) 96%-iges Natriumhydroxid hinzugefügt wurden.
Das Reaktionsprodukt wurde mit 290 g Toluol extrahiert und dann
zweimal mit 290 g Wasser unter Erhalt einer Lösung von
TTADA in Toluol gewaschen.
-
(3) Synthese von N,N',N''-Tridodecyl-N,N',N''-tris-(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidin-4-yl)-[1,3,5]-triazin-2,4,6-triamin
(T12M):
-
35,1
g (1,17 mol) Paraformaldehyd wurden in eine in (2) erhaltene Lösung
von TTADA in Toluol gegeben und auf eine Temperatur von 80°C
erhitzt, und dann wurden 49,7 g (1,08 ml) Ameisensäure über
1 Stunde tropfenweise hinzugefügt, und dann wurde die Mischung
für 3 Stunden gealtert. Die Reaktionsmasse wurde abgekühlt
und dann mit 125 g Wasser, dem 7,9 g (0,19 mol) 96%-iges Natriumhydroxid
hinzugefügt wurden, und zweimal mit 125 g Wasser gewaschen.
Die erhaltene Toluollösung wurde durch Kieselgel-Säulenchromatografie
gereinigt und dann unter Erhalt von 291,3 g einer Zielverbindung
als viskose Lösung konzentriert (Ausbeute: 89%/TCTA).
-
Die
durch die chemische Formel [35] dargestellte Beispielsverbindung
8 weist ein theoretisches Molekulargewicht von 1.090,87 und einen
Kohlenstoffatomanteil (theoretischer Wert) von 75,97 auf.
-
SYNTHESEBEISPIEL 9
-
Synthese
von N,N'-Dibutyl-N''-dodecyl-N,N'-bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-1,3,5-triazin-2,4,6-triamin (durch
die chemische Formel [12] dargestellte Beispielsverbindung 9):
-
53,62
g 2-Chlor-4,6-bis(N-(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)butylamino)-1,3,5-triazin
und 8,29 g Kaliumcarbonat wurden in 100 g Dimethylacetamid gegeben.
Die Mischung wurde auf eine Temperatur von 130°C erhitzt,
und 18,54 g Dodecylamin, gelöst in 20 g Dimethylacetamid,
wurden dann tropfenweise über 30 Minuten hinzugefügt.
Dann wurde die Mischung bei 130 bis 145°C für
2 Stunden gerührt. Die Reaktionsmischung wurde abgekühlt
und dann in 200 g Wasser abgeführt, und das Reaktionsprodukt
wurde mit 150 g Hexan extrahiert und mit 50 g einer wässrigen
1 N Natriumhydroxidlösung und nochmals mit 100 g gesättigter
Kochsalzlösung (zweimal) gewaschen. Die erhaltene Hexanlösung
wurde über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und durch
Kieselgel-Säulenchromatografie unter Erhalt von 34,99 g
einer Zielverbindung als viskose Flüssigkeit gereinigt.
1H-NMR (CDCl3): δ =
0,65 (2H, br), 0,80-0,98 (9H, m), 1,14 (12H, s), 1,00-1,90 (48H,
m), 3,10-3,45 (6H, m), 4,97-5,40 (2H, m)
MS (FD, m/z): 685
-
SYNTHESEBEISPIEL 10
-
Synthese
von N,N',N''-Tributyl-N,N'-bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-1,3,5-triazin-2,4,6-triazin
(durch die chemische Formel [38] dargestellte Beispielsverbindung
10):
-
53,62
g 2-Chlor-4,6-bis(N-(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)butylamino)-1,3,5-triazin
und 8,29 g Kaliumcarbonat wurden in 100 g Dimethylacetamid gegeben.
Die Mischung wurde auf eine Temperatur von 130°C erhitzt,
und dann wurden 7,31 g Butylamin tropfenweise über 45 Minuten
hinzugefügt. Dann wurde die Mischung bei 130 bis 145°C
für 2 Stunden gerührt. Die Reaktionsmischung wurde
abgekühlt und dann in 200 g Wasser abgeführt,
und das Reaktionsprodukt wurde mit 150 g Hexan extrahiert und mit
50 g einer wässrigen 1 N Natriumhydroxidlösung
und nochmals mit 100 g gesättigter Kochsalzlösung
(zweimal) gewaschen. Die erhaltene Hexanlösung wurde über
wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und durch Kieselgel-Säulenchromatografie
unter Erhalt von 30,17 g einer Zielverbindung als viskose Flüssigkeit
gereinigt.
1H-NMR (CDCl3): δ =
0,65 (2H, br), 0,80-0,98 (9H, m), 1,14 (12H, s), 1,00-1,90 (32H,
m), 3,10-3,45 (6H, m), 4,97-5,40 (2H, m)
MS (FD, m/z): 572
-
SYNTHESEBEISPIEL 11
-
Synthese
von N,N',N'',N''-Tetrabutyl-N,N'-bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-1,3,5-triazin-2,4,6-triamin
(durch die chemische Formel [40] dargestellte Beispielsverbindung
11):
-
53,62
g 2-Chlor-4,6-bis(N-(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)butylamino)-1,3,5-triazin
und 8,29 g Kaliumcarbonat wurden in 100 g Dimethylacetamid gegeben.
Die Mischung wurde auf eine Temperatur von 130°C erhitzt,
und 12,93 g Dibutylamin, gelöst in 20 g Dimethylacetamid,
wurden tropfenweise über 1 Stunde hinzugefügt.
Dann wurde die Mischung bei 130 bis 140°C für
2 Stunden gerührt. Die Reaktionsmischung wurde abgekühlt
und dann in 300 g Wasser abgeführt, und das Reaktionsprodukt
wurde mit 150 g Hexan extrahiert und mit 20 g einer wässrigen
1 N Natriumhydroxidlösung und nochmals mit 100 g Wasser
(dreimal) gewaschen. Die erhaltene Hexanlösung wurde über
wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und durch Kieselgel-Säulenchromatografie
unter Erhalt von 58,96 g einer Zielverbindung als viskose Flüssigkeit
gereinigt.
1H-NMR (CDCl3): δ =
0,68 (2H, br), 0,80-0,96 (12H, m), 1,09 (12H, s), 1,15 (12H, s),
1,10-1,70 (24H, m), 3,18-3,40 (4H, m), 3,46 (4H, t, J = 7,2), 5,20-5,40
(2H, m)
MS (FD, m/z): 629
-
SYNTHESEBEISPIEL 12
-
Synthese
von N,N'-Dibutyl-N,N'-bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-N'',N''-dioctyl-1,3,5-triazin-2,4,6-triamin (durch
die chemische Formel [41] dargestellte Beispielsverbindung 12):
-
53,62
g 2-Chlor-4,6-bis(N-(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)butylamino)-1,3,5-triazin
und 8,29 g Kaliumcarbonat wurden in 100 g Dimethylacetamid gegeben.
Die Mischung wurde auf eine Temperatur von 130°C erhitzt,
und 24,18 g Dioctylamin, gelöst in 20 g Dimethylacetamid,
wurden tropfenweise über 1 Stunde hinzugefügt.
Dann wurde die Mischung bei 130 bis 145°C für
4 Stunden gerührt. Die Reaktionsmischung wurde abgekühlt
und dann in 300 g Wasser abgeführt, und das Reaktionsprodukt
wurde mit 150 g Hexan extrahiert und mit 20 g einer wässrigen
1 N Natriumhydroxidlösung und nochmals mit 100 g Wasser
(dreimal) gewaschen. Die erhaltene Hexanlösung wurde über
wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und durch Kieselgel-Säulenchromatografie
unter Erhalt von 65,33 g einer Zielverbindung als viskose Flüssigkeit
gereinigt.
1H-NMR (CDCl3): δ =
0,69 (2H, br), 0,80-0,98 (12H, m), 1,05 (12H, s), 1,15 (12H, s),
1,10-1,70 (40H, m), 3,20-3,40 (4H, m), 3,46 (4H, t, J = 7,4 Hz),
5,18-5,37 (2H, m)
MS (FD, m/z): 741
-
SYNTHESEBEISPIEL 13
-
Synthese
von N-Dodecyl-N',N''-bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)-N',N''-dioctyl-1,3,5-triazin-2,4,6-triamin (durch
die chemische Formel [39] dargestellte Beispielsverbindung 13):
-
(1) Synthese von 2,2,6,6-Tetramethyl-4-octylamino-piperidin:
-
116,43
g 2,2,6,6-Tetramethyl-4-piperidon, 96,94 g Octylamin und 2,01 g
Platinoxid wurden in 178,4 g Methanol gegeben und einer katalytischen
Hydrierungsreaktion unter Normaldruck bei 40°C für
4 Stunden unterzogen. Der Katalysator wurde durch Filtration entfernt
und dann das Lösungsmittel durch Destillation unter Erhalt
von 200,27 g einer Zielverbindung als blassgelbe Flüssigkeit
entfernt.
-
(2) Synthese von 2-Chlor-4,6-bis(N-(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)octylamino)-1,3,5-triazin:
-
35,90
g Cyanursäurechlorid wurden in 866,9 g Toluol gegeben,
und 107,39 g 2,2,6,6-Tetramethyl-4-octylaminopiperidin wurden tropfenweise
bei 20 bis 25°C über 1 Stunde hinzugefügt.
Danach wurden 290,0 g einer 20%-igen wässrigen Kaliumcarbonatlösung
tropfenweise hinzugefügt, und die Mischung wurde bei 20 bis
25°C für 1 Stunde und dann bei 80 bis 85°C
für 10 Stunden gerührt. Durch den Flüssigtrennungsvorgang wurde
die organische Phase erhalten, und diese wurde mit 50 g Wasser (dreimal)
gewaschen. Sie wurde über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet,
und 19,16 g 94%-iges Paraformaldehyd wurden dann hinzugegeben. Die
Mischung wurde auf eine Temperatur von 85°C erhitzt, und
19,73 g Ameisensäure wurden dann tropfenweise über
1 Stunde hinzugefügt. Während das Erhitzen unter
Rückfluss aufrechterhalten wurde, wurde eine Dean-Stark-Vorrichtung
zur Entfernung des erzeugten Wassers verwendet. Die Reaktionsmischung
wurde abgekühlt und mit 500 g einer 1,1%-igen wässrigen
Kaliumcarbonatlösung und mit 500 g Wasser (dreimal) gewaschen.
Die erhaltene Toluollösung wurde über wasserfreiem
Magnesiumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel durch
Destillation unter reduziertem Druck unter Erhalt von 135,1 g einer
Zielverbindung als viskose Flüssigkeit entfernt.
-
(3) Synthese von N-Dodecyl-N',N''-bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)-N',N''-dioctyl-1,3,5-triazin-2,4,6-triamin:
-
50,0
g 2-Chlor-4,6-bis(N-(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)octylamino)-1,3,5-triazin,
5,17 g Kaliumcarbonat und 13,72 g Octylamin wurden in 80 g Dimethylacetamid
gegeben, und die Mischung wurde bei 130 bis 145°C für
3 Stunden gerührt. Die Reaktionsmischung wurde abgekühlt
und dann in 300 g Wasser abgeführt, und das Reaktionsprodukt
wurde mit 150 g Hexan extrahiert und mit 20 g einer wässrigen
1 N Natriumhydroxidlösung und 100 g Wasser (dreimal) gewaschen.
Die erhaltene Hexanlösung wurde über wasserfreiem Magnesiumsulfat
getrocknet und durch Kieselgel-Säulenchromatografie unter
Erhalt von 55,88 g einer Zielverbindung als viskose Flüssigkeit
gereinigt.
1H-NMR (CDCl3): δ =
0,88 (9H, t, J = 6,8) 1,11 (12H, s), 1,16 (12H, s), 1,10-1,70 (52H,
m), 2,26 (6H, s), 3,20-3,40 (6H, m), 4,60 (1H, t, J = 5,5), 4,95-5,37
(2H, m)
MS (FD, m/z): 825
-
SYNTHESEBEISPIEL 14
-
Synthese
von N-Butyl-N',N''-didodecyl-N',N''-bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-1,3,5-triazin-2,4,6-triazin (durch
die chemische Formel [43] dargestellte Beispielsverbindung 14):
-
(1) Synthese von 2,2,6,6-Tetramethyl-4-dodecylamino-piperidin:
-
117,30
g 2,2,6,6-Tetramethyl-4-piperidon, 140,01 g Dodecylamin und 1,47
g Platinoxid wurden in 178,4 g Methanol gegeben und einer katalytischen
Hydrierungsreaktion unter Normaldruck bei 40°C für
5 Stunden unterzogen. Der Katalysator wurde durch Filtration entfernt
und das Lösungsmittel dann durch Destillation unter Erhalt
von 245,09 g einer Zielverbindung als blassgelbe Flüssigkeit
entfernt.
-
(2) Synthese von 2-Chlor-4,6-bis(N-(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)dodecylamino)-1,3,5-triazin:
-
36,90
g Cyanursäurechlorid wurden in 866,9 g Toluol gegeben,
und dann wurden 129,80 g 2,2,6,6-Tetramethyl-4-dodecylaminopiperidin
tropfenweise bei 20 bis 25°C über 0,5 Stunden
hinzugefügt. Danach wurden 290,7 g einer 20%-igen wässrigen
Kaliumcarbonatlösung tropfenweise hinzugefügt,
und die Mischung wurde bei 20 bis 25°C für 1 Stunde
und dann bei 80 bis 85°C für 10 Stunden gerührt.
Die durch den Flüssigtrennungsvorgang erhaltene organische
Phase wurde mit 500 g Wasser (zweimal) gewaschen. Sie wurde über wasserfreiem
Magnesiumsulfat getrocknet, und das Lösungsmittel wurde
durch Destillation unter reduziertem Druck unter Erhalt von 140,30
g einer Zielverbindung als blassgelber Feststoff entfernt.
-
(3) Synthese von N-Butyl-N',N''-didodecyl-N',N''-bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-1,3,5-triazin-2,4,6-triamin:
-
53,25
g 2-Chlor-4,6-bis(N-(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)dodecylamino)-1,3,5-triazin
und 5,81 g Kaliumcarbonat wurden in 60 g Dimethylacetamid gegeben,
und die Mischung wurde auf eine Temperatur von 130°C erhitzt,
und dann wurden 5,45 g Butylamin, gelöst in 20 g Dimethylacetamid,
tropfenweise über 1 Stunde hinzugefügt. Danach
wurde die Mischung bei 130 bis 145°C für 5 Stunden
gerührt. Die Reaktionsmischung wurde in 300 g Wasser abgeführt,
und das Reaktionsprodukt wurde mit 150 g Hexan extrahiert und mit
20 g einer wässrigen 1 N Natriumhydroxidlösung
und nochmals mit 100 g Wasser (dreimal) gewaschen. Die erhaltene
Hexanlösung wurde über wasserfreiem Magnesiumsulfat
getrocknet und durch Kieselgel-Säulenchromatografie unter
Erhalt von 53,42 g einer Zielverbindung als viskose Flüssigkeit
gereinigt.
1H-NMR (CDCl3): δ =
0,65 (2H, br), 0,80-0,98 (9H, m), 1,14 (12H, s), 1,00-1,90 (6H,
m), 3,10-3,45 (6H, m), 4,58 (1H, t, J = 5,8), 4,97-5,40 (2H, m)
MS
(FD, m/z): 797
-
Darüber
hinaus wurden die Molekulargewichte der in den Synthesebeispielen
1 bis 14 erhaltenen, sterisch gehinderten Aminverbindungen gemessen,
und die Werte für das gewichtsgemittelte Molekulargewicht, bezogen
auf Polystyrol, gemessen durch Gelpermeationschromatografie (GPC)
oder das durch Massenanalyse gemessene Molekulargewicht stimmten
im wesentlichen mit den Werten der theoretischen Molekulargewichte überein.
Ferner wurde der in der Molekülstruktur enthaltene Kohlenstoffatomanteil
gemessen, und die mittels einem CHN-Elementaranalysator (CHNS-932,
hergestellt von LECO Corporation) gemessenen Werte für
den Kohlenstoffanteil stimmten im wesentlichen mit den theoretischen
Werten überein.
-
Weitere sterisch gehinderte Aminverbindung:
-
Eine
durch die chemische Formel [45] dargestellte Verbindung: TINUVIN770
(Handelsname, hergestellt von Ciba-Geigy Co., Ltd.):
- Theoretisches Molekulargewicht von TINUVIN770:
480,72, Kohlenstoffatomanteil (theoretischer Wert): 69,96
ADKSTAB
LA-67 (Handelsname, hergestellt von ADEKA Corporation), ein Kondensat,
das die folgende Verbindung umfasst: - Molekulargewicht (gemessener Wert) von
ADKSTAB LA-67: 900, Kohlenstoffatomanteil (gemessener Wert): 72
CHIMASSORB
944 (Handelsname, hergestellt von Ciba-Geigy Co., Ltd.): - Molekulargewicht (gemessener Wert) von
CHIMASSORB 944: 2.600, Kohlenstoffatomanteil (gemessener Wert):
70
CYASORB
3346 (Handelsname, hergestellt von Cytec Industries Inc.): - Molekulargewicht (gemessener Wert) von
CYASORB 3346: 1.600, Kohlenstoffatomanteil (gemessener Wert): 66
Uvinul
5050 H (Handelsname, hergestellt von BASF): - Molekulargewicht (gemessener Wert) von
Uvinul 5050 H: 3.800, Kohlenstoffatomanteil (gemessener Wert): 77
-
Physikalische Eigenschaften der sterisch
gehinderten Aminverbindung:
-
Was
die in den Beispielen verwendete, sterisch gehinderte Aminverbindung
betrifft, so waren (1) die Hexanlöslichkeit und (2) die
Temperatur zur 5%-igen Gewichtsreduzierung (Wärmebeständigkeit)
wie in Tabelle 1 dargestellt.
-
Darüber
hinaus wurden die physikalischen Eigenschaften auf die folgende
Art und Weise gemessen.
-
(1) Hexanlöslichkeit:
-
Die
Proben wurden in einer in Tabelle 1 dargestellten Menge zu 100 g
n-Hexan bei 23°C hinzugefügt, und die Mischung
wurde für 1 Stunde gerührt und danach der Zustand
mit dem blossen Auge auf Basis der folgenden Kriterien bewertet.
-
Bewertungskriterien:
-
-
- S:
- vollständig
gelöst,
- C:
- gelöst, aber
unlösliche Substanzen blieben zurück und
- I. S.:
- im wesentlichen nicht
gelöst
-
(2) Temperatur zur 5%-igen Gewichtsreduzierung:
-
Die
Probe wurde bei 5°C/min unter Stickstoff erhitzt und dann
mittels einer durch Rigaku Corporation hergestellten TG-DTA-Vorrichtung
vom Typ TG8120 gemessen. TABELLE 1 Physikalische Eigenschaften der sterisch
gehinderten Aminverbindung
Bezeichnungen | Hexanlöslichkeit | Wärmebeständigkeit |
11
g | 25
g | 43
g | 100
g | Temp.
zur 1%-igen Gew.-Reduzierung | Temp.
zur 5%-igen Gew.-Reduzierung |
Beispielsverbindung
1:
Chemische Formel [13]: | - | - | S | S | 271,6 | 333,4 |
Beispielsverbindung
2:
Chemische Formel [20]: | - | - | S | S | 292,9 | 366,7 |
Beispielsverbindung
3:
Chemische Formel [34]: | - | - | S | S | 246,2 | 377,1 |
Beispielsverbindung
4:
Chemische Formel [5]: | - | - | S | S | 292,7 | 357,2 |
Beispielsverbindung
5:
Chemische Formel [44]: | - | - | S | S | 103,3 | 188,1 |
Beispielsverbindung
6:
Chemische Formel [31]: | - | - | S | S | 250,7 | 320,2 |
Beispielsverbindung
7:
Chemische Formel [42]: | - | - | S | S | 291,5 | 340,1 |
Beispielsverbindung
8:
Chemische Formel [35]: | - | - | S | S | 330,1 | 378,2 |
Beispielsverbindung
9:
Chemische Formel [12]: | - | - | S | C | - | - |
Beispielsverbindung
10:
Chemische Formel [38]: | - | - | S | C | - | - |
Beispielsverbindung
11:
Chemische Formel [40]: | - | - | S | S | - | - |
Beispielsverbindung
12:
Chemische Formel [41]: | - | - | S | S | - | - |
Beispielsverbindung
13:
Chemische Formel [39]: | - | - | S | S | - | - |
Beispielsverbindung
14:
Chemische Formel [43]: | - | - | S | S | - | - |
TINUVIN
770:
Chemische Formel [45] | C | I.
S | - | - | 207,4 | 248,4 |
ADKSTAB
LA-67 | - | - | S | S | 215,0 | 288,8 |
CHIMASSORB
944 | - | S | S | C | 226,2 | 378,0 |
CYASORB
3346 | I.
S. | - | - | - | 156,8 | 350,4 |
Uvinul
5050H | - | - | S | S | 238,3 | 325,1 |
-
Phosphorhaltiger Stabilisator:
-
Als
phosphorhaltiger Stabilisator werden die folgenden Verbindungen
verwendet:
- – Sumilizer GP (Handelsname,
hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
- – ADKSTAB HP-10 (Handelsname, hergestellt von ADEKA
Corporation)
-
Hydrophiler Stabilisator:
-
Als
hydrophiler Stabilisator wurde die folgende Verbindung verwendet:
- – Pentaerythritolmonostearylester
(Handelsname: Exepal PE-MS, hergestellt von Kao Corporation)
-
Als
UV-Absorptionsmittel wurde die folgende Verbindung verwendet:
- – Tinuvin 328 (Handelsname, hergestellt
von Ciba-Geigy Co., Ltd.)
-
Verfahren zur Herstellung der Harzzusammensetzung
A:
-
Herstellung des Katalysators:
-
VO(OC2H5)Cl2 wurde
mit Cyclohexan zur Herstellung eines Vanadiumkatalysators verdünnt,
indem die Vanadiumkonzentration 6,7 mmol/l Cyclohexan beträgt.
Ethylaluminiumsesquichlorid (Al(C2H5)1,5Cl1,5)
wurde mit Cyclohexan zur Herstellung eines Organoaluminiumverbindung-Katalysators
verdünnt, in dem die Aluminiumkonzentration 107 mmol/l
Hexan beträgt.
-
Polymerisation:
-
Die
Copolymerisationsreaktion von Ethylen und Tetracyclo[4.4.0.12,5.17,10]-3-dodecen
wurde kontinuierlich unter Verwendung einer Polymerisationsvorrichtung
mit Rührer (Innendurchmesser: 500 mm, Reaktionsvolumen:
100 l)
-
Während
der Durchführung der Copolymerisationsreaktion wurde der
durch das obige Verfahren hergestellte Vanadiumkatalysator der Polymerisationsvorrichtung
so zugeführt, dass die Vanadiumkatalysatorkonzentration
0,6 mmol/l, bezogen auf das als Polymerisationslösungsmittel
verwendete Cyclohexan in der Polymerisationsvorrichtung, betrug.
-
Ausserdem
wurde das Ethylaluminiumsesquichlorid, das die Organoaluminiumverbindung
ist, der Polymerisationsvorrichtung so zugeführt, dass
Al/V = 8,0 beträgt. Die Copolymerisationsreaktion wurde
kontinuierlich bei einer Polymerisationstemperatur von 11°C
und einem Polymerisationsdruck von 1,8 kg/cm2G
durchgeführt.
-
Demineralisierung:
-
Die
Polymerisationsreaktion wurde durch Zugabe von Wasser und einer
NaOH-Lösung mit einer Konzentration von 25 Gew.% als pH-Einstellungsmittel
zu der Ethylen-Tetracyclo[4.4.0.12,5.17,10]-3-dodecen-Copolymerlösung,
die aus der Polymerisationsvorrichtung extrahiert wurde, beendet,
und der in dem Copolymer vorliegende Katalysatorrückstand
wurde aus der Copolymerlösung entfernt (Demineralisierung).
-
Zu
der Cyclohexanlösung des Ethylentetracyclo[4.4.0.12,5.17,10]-3-dodecen-Copolymers,
die der Demineralisierungsbehandlung unterzogen wurde, wurde ein
flüssiger Stabilisator in der in Tabelle 2 beschriebenen Menge
hinzugefügt, und dann wurde die Cyclohexanlösung
des Polymers mit einer Konzentration des Polymers in der Cyclohexanlösung
von 5 Gew.% einem Doppelrohrerhitzer (äusserer Rohrdurchmesser:
2B, innerer Rohrdurchmesser: 3/4B und Länge: 21 m), der
Dampf von 20 kg/cm2G als Wärmequelle
nutzt, in einer Menge von 150 kg/H zugeführt, um auf 180°C
in dem Erwärmungsverfahren erwärmt zu werden.
-
Als
nächstes wurden unter Verwendung eines Doppelrohr-Schnelltrockners
(Aussenrohrdurchmesser: 2B, Innenrohrdurchmesser: 3/4B und Länge:
27 m), der Dampf von 25 kg/cm2G als Wärmequelle
nutzt, und einem Schnell-Zufuhrbehälter (flash hopper)
(Volumen: 200 l) aus der dem Erwärmungsverfahren ausgesetzten
Cyclohexanlösung des Copolymers Cyclohexan, das das Polymerisationslösungsmittel
ist, sowie nicht-umgesetzte Monomere entfernt, um ein durch Schnelltrocknung
getrocknetes cyclisches Olefin-Pfropfcopolymer im Schmelzzustand
zu erhalten. Danach wurde unter Verwendung eines Doppelschnecken-Knetextruders
mit einer Entlüftung das cyclische Olefin-Pfropfcopolymer
im geschmolzenen Zustand in die Harzeinführungsstelle des
Extruders gefüllt und dann der Schmelzstabilisator in der
in Tabelle 2 beschriebenen Menge an einer Stelle des Zylinders hinzugefügt,
die im Vergleich mit der Entlüftungsstelle nachgeordnet
lokalisiert ist, während über den Abscheider einer
Vakuumpumpe zum Zweck der Entfernung einer flüchtigen Komponente
aus der Entlüftungsstelle abgesaugt wurde, und an der im
Vergleich mit der Entlüftungsstelle des Extruders nachgelagerten Stelle
geknetet und gemischt. Anschliessend wurde das resultierende Produkt
durch einen am Auslass des Extruders angebrachten Unterwassergranulator
zu einem Granulat gebildet, und das erhaltene Granulat wurde mit
auf 100°C erhitzter Luft für 4 Stunden getrocknet.
-
Ferner
ist die jeweilige Zugabemenge der sterisch gehinderten Aminverbindung,
des Phosphorstabilisators und des hydrophilen Stabilisators, die
in der Tabelle dargestellt ist, eine Zugabemenge (Massenteile), die
auf 100 Massenteile des Polymers bezogen ist. Ferner wurde als Schmelzstabilisator,
der in Tabelle 2 beschriebene Stabilisator in ein Gefäss
gegeben und geschmolzen durch Erwärmung bei einer vorbestimmten Temperatur
für 10 Stunden verwendet. Dies wird ebenso für
die Verfahren zur Herstellung der Harzzusammensetzungen A(H), B
und C angewendet.
-
Verfahren zur Herstellung der Harzzusammensetzung
A(H):
-
Dieselbe
Vorgehensweise wie beim Verfahren zur Herstellung der Harzzusammensetzung
A wurde durchgeführt, mit der Ausnahme, dass eine Lösung
aus Ethylen/Tetracyclo[4.4.0.12,5.17,10]-3-dodecen-Copolymer in Cyclohexanlösung
(Polymerkonzentration: 7,7 Gew.%), erhalten durch das Verfahren
zur Herstellung der Harzzusammensetzung A, kontinuierlich unter
Verwendung eines Nickel/Kieselgur-Katalysators (N112, hergestellt
von Nikki Chemical Co., Ltd.) unter den Bedingungen einer Reaktionstemperatur
von 100°C, eines Reaktionsdrucks von 1 MPa und LHSV = 5/std
zum Hydrieren des Copolymers hydriert wurde, wodurch die Harzzusammensetzung
A(H) hergestellt wurde.
-
Verfahren zur Herstellung der Harzzusammensetzung
B:
-
In
einen mit Stickstoff gespülten, druckbeständigen
Behälter wurden 7,68 kg Styrol und 0,32 kg Isopren gegeben,
gemischt, gerührt und 32 kg wasserfreies Cyclohexan, 0,4
kg gemischtes Monomer und 0,01 kg Dibutylether wurden hinzugegeben,
0,0454 kg einer Hexanlösung (Konzentration: 15%) von n-Butyllithium wurden
hinzugefügt, während bei 50°C gerührt
wurde, um die Polymerisation durchzuführen. Nach Ablauf
von 0,5 Stunden nach Beginn der Polymerisation wurden 7,6 kg eines
gemischten Monomers kontinuierlich über 1 Stunde zu der
Lösung hinzugefügt. Nach Ablauf von 0,5 Stunden
nach Beendigung der Zugabe des gemischten Monomers wurden 0,01 kg
Isopropylalkohol zu der Lösung hinzugefügt, um eine
Polymerisationsreaktionslösung zu erhalten, in der ein
Styrol-Isopren-Pfropfcopolymer gelöst war.
-
Als
nächstes wurden zu 40 kg der Polymerisationsreaktionslösung
0,3 kg eines stabilisierten Nickelhydrierungskatalysators E22U (60%
Nickel, getragen auf einem Silica-Aluminiumoxid-Träger,
hergestellt von Nikki Chemical Co., Ltd.) hinzugefügt und
unter Erhalt einer Mischlösung gemischt, und die Mischlösung
wurde in einen Autoklaven gegeben. In den Autoklaven wurde Wasserstoffgas
eingeführt und die Hydrierungsreaktion in dem Autoklaven
bei 160°C und 4,5 MPa für 6 Stunden unter Rühren
durchgeführt. Nachdem die Hydrierungsreaktion beendet war,
wurde der Hydrierungskatalysator durch Filtration unter Erhalt einer
farblosen transparenten Lösung entfernt.
-
Zu
der Cyclohexanlösung des hydrierten Styrol-Isopren-Pfropfcopolymers
wurde der obige flüssige Stabilisator in einer in Tabelle
2 beschriebenen Menge hinzugefügt, und dann wurde die Cyclohexanlösung
des Copolymers mit einer Konzentration des Copolymers in der Cyclohexanlösung
von 5 Gew.% einem Doppelrohrerhitzer (Aussenrohrdurchmesser: 2B,
Innenrohrdurchmesser: 3/4B und Länge: 21 m) der Dampf von
20 kg/cm2G als Wärmequelle verwendet,
in einer Menge von 50 kg/H hinzugefügt, um in dem Erwärmungsverfahren
auf 180°C erwärmt zu werden.
-
Als
nächstes wurden unter Verwendung eines Doppelrohr-Schnelltrockners
(Aussenrohrdurchmesser: 2B, Innenrohrdurchmesser: 3/4B und Länge:
27 m), der Dampf von 25 kg/cm2G als Wärmequelle
nutzt, und einem Schnell-Zufuhrbehälter (flash hopper)
(Volumen: 200 l) aus der dem Erwärmungsverfahren ausgesetzten
Cyclohexanlösung des Copolymers Cyclohexan, das das Polymerisationslösungsmittel
ist, sowie nicht-umgesetzte Monomere entfernt, um ein durch Schnelltrocknung
getrocknetes alicyclisches Vinylkohlenwasserstoffpolymer im Schmelzzustand
zu erhalten. Danach wurde unter Verwendung eines Doppelschnecken-Knetextruders
mit einer Entlüftung das alicyclische Vinylkohlenwasserstoffpolymer
im geschmolzenen Zustand in die Harzeinführungsstelle des
Extruders gefüllt und dann der Schmelzstabilisator in der
in Tabelle 2 beschriebenen Menge an einer Stelle des Zylinders hinzugefügt,
die im Vergleich mit der Entlüftungsstelle nachgeordnet
lokalisiert ist, während über den Abscheider einer
Vakuumpumpe zum Zweck der Entfernung einer flüchtigen Komponente
aus der Entlüftungsstelle abgesaugt wurde, und an der im
Vergleich mit der Entlüftungsstelle des Extruders nachgelagerten
Stelle geknetet und gemischt. Anschliessend wurde das resultierende
Produkt durch einen am Auslass des Extruders angebrachten Unterwassergranulator
zu einem Granulat gebildet, und das erhaltene Granulat wurde mit
auf 100°C erhitzter Luft für 4 Stunden getrocknet.
-
Verfahren zur Herstellung der Harzzusammensetzung
C:
-
Zu
50 kg wasserfreiem Cyclohexan wurden 0,082 kg 1-Hexen, 0,015 kg
Dibutylether und 0,03 kg Triisobutylaluminium in den Reaktor gegeben
und bei Raumtemperatur unter Stickstoffatmosphäre gemischt,
und dann wurden 20 kg 8-Methyl-tetracyclo[4.4.0.12,5.17,10]-3-dodeca-3-en (Methyltetracyclododecen,
nachfolgend als "MTD" abgekürzt) und 8 kg Wolframhexachlorid
(0,7%-ige Toluollösung) kontinuierlich über 2
Stunden zur Durchführung der Polymerisation hinzugefügt,
während die Temperatur auf 45°C gehalten wurde.
-
Zu
der Polymerisationslösung wurden 0,106 kg Butylglycidylether
und 0,052 kg Isopropylalkohol zur Deaktivierung des Polymerisationskatalysators
und zur Beendigung der Polymerisationsreaktion hinzugefügt. Danach
wurden 70 kg der Reaktionslösung, die das Ringöffnungspolymer
enthielt, 30 kg Cyclohexan hinzugefügt, und des weiteren
wurden 0,5 kg eines Nickel-Aluminiumoxid-Katalysators (hergestellt
von Nikki Chemical Co., Ltd.) als Hydrierungskatalysator hinzugefügt.
Der Lösung wurde Wasserstoff bis zu einem Druck von 5 MPa
zugeführt und die Lösung auf 200°C unter
Rühren zur Umsetzung für 4 Stunden erhitzt. Danach
wurde der Hydrierungskatalysator durch Filtration unter Erhalt einer
farblosen transparenten Lösung entfernt.
-
Zu
der Cyclohexanlösung des hydrierten MTD-Ringöffnungspolymers
wurde der flüssige Stabilisator in einer in Tabelle 2 beschriebenen
Menge hinzugefügt, und dann wurde die Cyclohexanlösung
des Copolymers mit einer Konzentration des Copolymers in der Cyclohexanlösung
von 5 Gew.% einem Doppelrohrerhitzer (Aussenrohrdurchmesser: 2B,
Innenrohrdurchmesser: 3/4B und Länge: 21 m), der Dampf
von 20 kg/cm2G als Wärmequelle
nutzt, in einer Menge von 150 kg/H zugeführt, um in dem
Erwärmungsverfahren auf 180°C erwärmt
zu werden.
-
Als
nächstes wurden unter Verwendung eines Doppelrohr-Schnelltrockners
(Aussenrohrdurchmesser: 2B, Innenrohrdurchmesser: 3/4B und Länge:
27 m), der Dampf von 25 kg/cm2G als Wärmequelle
nutzt, und einem Schnell-Zufuhrbehälter (flash hopper)
(Volumen: 200 l) aus der dem Erwärmungsverfahren ausgesetzten
Cyclohexanlösung des Copolymers Cyclohexan, das das Polymerisationslösungsmittel
ist, sowie nicht-umgesetzte Monomere entfernt, um ein durch Schnelltrocknung getrocknetes
MTD-Ringöffnungspolymer im Schmelzzustand zu erhalten.
Danach wurde unter Verwendung eines Doppelschnecken-Knetextruders
mit einer Entlüftung das MTD-Ringöffnungspolymer
im geschmolzenen Zustand in die Harzeinführungsstelle des Extruders
gefüllt und dann der Schmelzstabilisator in der in Tabelle
2 beschriebenen Menge an einer Stelle des Zylinders hinzugefügt,
die im Vergleich mit der Entlüftungsstelle nachgeordnet
lokalisiert ist, während über den Abscheider einer
Vakuumpumpe zum Zweck der Entfernung einer flüchtigen Komponente
aus der Entlüftungsstelle abgesaugt wurde, und an der im
Vergleich mit der Entlüftungsstelle des Extruders nachgelagerten
Stelle geknetet und gemischt. Anschliessend wurde das resultierende
Produkt durch einen am Auslass des Extruders angebrachten Unterwassergranulator
zu einem Granulat gebildet, und das erhaltene Granulat wurde mit auf
100°C erhitzter Luft für 4 Stunden getrocknet.
-
BEISPIELE 1 BIS 23 UND VERGLEICHSBEISPIELE
1 BIS 6
-
Gemäss
dem obigen Herstellungsverfahren wurden die Zusammensetzungen A,
A(H), B und C hergestellt, die die in Tabelle 2 dargestellte, sterisch
gehinderte Aminverbindung, Phosphorstabilisator und hydrophilen
Stabilisator enthielten. Die Eigenschaften des geformten Produkts
wurden mittels Durchführung der folgenden Tests bewertet.
-
Trübung und spektrale Lichtdurchlässigkeit:
-
Die
Harzzusammensetzung wurde einem Spritzgussverfahren mittels eines
Spritzgussmaschine (IS-50, hergestellt von Toshiba Machine Co.,
Ltd.), die auf eine Zylindertemperatur von 260°C und eine
Formtemperatur von 125°C eingestellt war, um ein Teststück
mit einer optischen Oberfläche von 45 mmϕ × 3
mm (Dicke) herzustellen, und die Trübung und spektrale
Lichtdurchlässigkeit (405 nm und 650 nm) wurden gemessen.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
-
Zuverlässigkeitsbewertung mit
einem blauvioletten Laserstrahl:
-
Unter
Verwendung des obigen Teststücks wurde ein blauviolettes
Laserlicht von 405 ± 10 nm und 25 mW/mm2 auf
das Zentrum des Teststücks, das sich in einem Bad mit konstanter
Temperatur von 70°C befand, für 336 Stunden unter
Verwendung einer Laserdiode (TC4030S-F405ASU, hergestellt von Neo
Arc Co., Ltd.) abgestrahlt.
-
Vor
der Bestrahlung, nach 168 Stunden Bestrahlung und nach Beendigung
der Bestrahlung wurden die Wellenfront-RMS-Werte bei 1 mmϕ im
Zentrum des Teststücks gemessen und zeitliche Änderungen
bewertet. Für die RMS-Wert-Messung wurde ein Laserinterferometer
(PTI 250RS, hergestellt von Zygo Corporation (Ausführungen
mit linearer Polarisation)) verwendet. Ferner wurde der bestrahlte
Teil des Teststücks mit einem Stereomikroskop untersucht,
und Weisstrübung sowie die Haftung von Fremdkörpern
wurden festgestellt. Die Ergebnisse werden durch die folgenden Symbole
dargestellt. Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 gezeigt.
-
Bewertung der MS-Werte:
-
-
- O:
- keine Änderung
des RMS-Werts
- Δ:
- Grad der Änderung
des RMS-Werts von weniger als 0,01 λ wurde festgestellt
- x:
- RMS-Wert änderte
sich um 0,01 λ oder mehr. Alternativ war die Messung unmöglich.
-
Bewertung der Weisstrübung und
Anhaftung von Fremdkörpern:
-
-
- ∇:
- Weisstrübung
und Anhaftung von Fremdkörpern wurde in beträchtlichem
Masse festgestellt.
-
Test bezüglich der Witterungsbeständigkeit:
-
Das
obige Teststück wurde einem Bewitterungstest bei einer
BP-Temperatur von 63°C, 18-minütiger Wasserbesprühung
alle 120 Minuten, einem Sprühdruck von 1,5 kgf/cm2 und einer Sprühmenge von 2.100 cm3/min unter Verwendung eines Sonnenschein-Kohlebogen-Lichtsystembewitterungsgeräts (WEL-SUN-HC-E,
hergestellt von Suga Testing Machinery) unterzogen. Die Trübungen
wurden vor dem Test, nach 1.000 Stunden, nach 2.000 Stunden und
nach 4.000 Stunden gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Ferner
wurde in Beispiel 1 die Harzzusammensetzung A hergestellt, in der
der Eisenatomgehalt 0,4 ppm oder 5,6 ppm betrug, und es wurde festgestellt,
dass das aus der Harzzusammensetzung erhaltene Produkt, in dem der
Eisenatomgehalt 0,4 ppm betrug, eine zeitliche Verschlechterung
der Zuverlässigkeitsbwertungsergebnisse des blauvioletten
Laserlichts im Vergleich zu dem geformten Produkt aufwies, das durch
die Harzzusammensetzung erhalten wurde, in der der Eisenatomgehalt
5,6 ppm betrug.
-
BEISPIEL 24
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Die
Copolymerisationsreaktion von Ethylen und 1,4-Methano-1,4,4a,9a-tetrahydrofluoren
(MTHF) mit der folgenden Struktur wurde wie folgt durchgeführt:
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In
ein Reaktionsgefäss aus Glas mit einem Volumen von 500
ml, das mit einer Rührvorrichtung ausgestattet war, wurde
mit Stickstoff als Inertgas bei einer Durchflussrate von 25 Nl/std
für 30 Minuten durchströmt, und 250 ml Cyclohexan
und 10 ml MTHF als cyclisches Olefin und 0,65 ml einer Lösung
aus Ethylaluminiumsesquichlorid ((C2H5)1.5AlCl1.5) in Decan (Konzentration: 2.214 mM/ml)
wurden hinzugefügt, und das Polymerisationslösungsmittel
wurde bei 500 bis 600 U/min gerührt, während die
Lösungsmitteltemperatur auf 25°C eingestellt wurde.
Die Lösungsmitteltemperatur erreichte 25°C, wenn
dem Reaktionsgefäss Ethylen und Wasserstoff bei Zuführgeschwindigkeiten
von 25 Nl/std bzw. 2 Nl/std zugeführt wurden, und nach
10 Minuten wurden 0,46 ml einer Lösung von VO(OC2H5)Cl2 in
Hexan (Konzentration: 0,271 mM/ml) und 5 ml Hexan, die sich vorher
in einem Tropftrichter über dem Reaktionsgefäss
befanden, zu der Lösung hinzugefügt, um die Polymerisation
zu initiieren.
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Nach
5 Minuten wurden 5 ml Methanol zur Beendigung der Polymerisation
hinzugefügt, um eine Polymerisationslösung zu
erhalten, die ein Ethylen/cyclisches Olefin (MTHF)-Copolymer enthielt.
Danach wurde die Polymerisationslösung in ein getrennt
vorbereitetes Becherglas mit einem Volumen von 1 l transferiert,
und zusätzlich wurden 5 ml konzentrierte Salzsäure
und ein Rührer hinzugefügt, um für 2
Stunden stark zu rühren und einen Demineralisierungsvorgang
durchzuführen. In einem Becherglas, in das Aceton bei dem
3-fachen Volumen der Polymerisationslösung gegeben wurde,
wurde die Polymerisationslösung nach der Demineralisierung
gegeben, während zum Ausfällen gerührt
wurde, das ausgefällte Copolymer wurde mittels Filtration vom
Filtrat getrennt. Das erhaltene Polymer, das das Lösungsmittel
enthielt, wurde unter reduziertem Druck bei 130°C für
12 Stunden unter Erhalt von 2,4 g eines Ethylen/MTHF-Copolymers
getrocknet.
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Der
aus dem 13C-NMR-Spektrum berechnete Gehalt
an cyclischem Olefin in dem erhaltenen Ethylen/MTHF-Copolymer betrug
31,1 mol-% und die Glasübergangstemperatur betrug 125°C.
Dieses Ethylen/MTHF-Copolymer wurde mit einem Gefrierpulverisiergerät
pulverisiert, und dann wurden 30 mg der Beispielsverbindung 2 und
10 mg Sumilizer GP mit 2,1 g des Ethylen/MTHF-Copolymers gemischt,
und eine Pressmaschine bei 240°C wurde verwendet, um ein
gepresstes Blatt mit einer Dicke von 100 μm zu erhalten. Das
erhaltene Teststück wies eine gute Transparenz auf. Dieses
gepresste Blatt wurde für 1 Jahr im Freien liegen gelassen,
es wurde allerdings keine Änderung festgestellt.
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BEISPIEL 25
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Die
Polymerisation wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 17 durchgeführt,
mit der Ausnahme, dass 15 g des durch die folgende Formel dargestellten
Cyclopentadienbenzain-Addukts (BNBD) anstelle von MPBH des Beispiels
1 verwendet wurden, um 1,7 g eines Ethylen/BNBD-Copolymers zu erhalten.
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Der
aus dem 13C-NMR-Spektrum berechnete Gehalt
an cyclischem Olefin in dem erhaltenen Ethylen/BNBD-Copolymer betrug
37,8 mol-% und die Glasübergangstemperatur betrug 133°C.
Dieses Ethylen/MTHF-Copolymer wurde mit einem Gefrierpulverisiergerät
pulverisiert, und dann wurden 30 mg der Beispielsverbindung 3 und
7 mg Sumilizer GP mit 1,4 g des Ethylen/MTHF-Copolymers gemischt,
und eine Pressmaschine bei 240°C wurde verwendet, um ein
gepresstes Blatt mit einer Dicke von 100 μm zu erhalten.
Das erhaltene Teststück wies eine gute Transparenz auf.
Dieses gepresste Blatt wurde für 1 Jahr im Freien liegen gelassen,
es wurde allerdings keine Änderung festgestellt.
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BEISPIELE 26 BIS 31 UND VERGLEICHSBEISPIEL
7
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Herstellung der Ausgangsmaterial-Harzzusammensetzung:
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Durch
dasselbe Herstellungsverfahren wie in den Beispielen 1 bis 16 wurde
die Ausgangsmaterial-Harzzusammensetzung hergestellt, die den in
Tabelle 3 dargestellten phosphorhaltigen Stabilisator/hydrophilen
Stabilisator umfasste.
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Dieses
Ausgangsmaterial wurde einem biaxialen Extruder JSW TEX44 zugeführt,
und HALS und das UV-Absorptionsmittel, die in Tabelle 4 beschrieben
sind, wurden durch die Entlüftung zugeführt und
bei einer Harztemperatur von 265°C unter Erhalt von Pellets
beigemischt. TABELLE 4
| HALS | UV-Absorptionsmittel |
Typ | Zugabemenge (Massenteile) | Typ | Zugabemenge (Massenteile) |
Beispiel
26 | Beispielsverbindung
9 | 0,7 | Tinuvin
328 | 0,5 |
Beispiel
27 | Beispielsverbindung
10 | 0,7 | Tinuvin
328 | 0,5 |
Beispiel
28 | Beispielsverbindung
11 | 0,7 | Tinuvin
328 | 0,5 |
Beispiel
29 | Beispielsverbindung
12 | 0,7 | Tinuvin
328 | 0,5 |
Beispiel
30 | Beispielsverbindung
13 | 0,7 | Tinuvin
328 | 0,5 |
Beispiel
31 | Beispielsverbindung
14 | 0,7 | Tinuvin
328 | 0,5 |
Vergleichsbeispiel 7 | keines | - | Tinuvin
328 | 0,5 |
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Diese
Pellets wurden einem Spritzgussverfahren mit einer Spritzgussmaschine
(IS-50, hergestellt von Toshiba Machine Co., Ltd.) unterzogen, die
auf eine Zylindertemperatur von 260°C und eine Formtemperatur von
125°C eingestellt wurde, um eine rechteckige Platte von
65 mm × 35 mm × 2 mm (Dicke) herzustellen, und
die Trübung wurde gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle
5 dargestellt.
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Nachdem
diese rechteckige Platte zur Bewitterung mit direktem Sonnenlicht
und Niederschlag für 1 bis 3 Jahre liegen gelassen worden
war, wurden Trübungs- und Erscheinungsbildtests durchgeführt,
und die Ergebnisse davon sind in Tabelle 5 dargestellt.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es
wird eine Harzzusammensetzung, die 100 Massenteile des Polymers
mit einer alicyclischen Struktur in mindestens einem Teil einer
sich wiederholenden Struktureinheit und 0,05 bis 5 Massenteile einer
sterisch gehinderten Aminverbindung mit einem Kohlenstoffatomanteil
von 67 bis 80 Gew.% in der Molekülstruktur und einem Molekulargewicht
von 500 bis 3.500 umfasst, ein neues Piperidinderivat mit einem
Piperidylaminotriazin-Grundgerüst, ein geformtes Produkt,
wie z. B. ein optisches Bauelement, das durch Formen der Harzzusammensetzung
erhalten wird, und eine optische Abtastvorrichtung, die das optische
Bauelement verwendet, bereitgestellt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 09-268250
A [0019]
- - WO 01/092412 [0019, 0098]
- - JP 2001-72839 A [0019, 0098]
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- - JP 2004-83813 A [0019, 0098]
- - JP 01-50858 A [0019]
- - JP 61-238777 A [0019]
- - JP 62-030757 A [0019]
- - JP 60-168708 A [0098]
- - JP 61-120816 A [0098]
- - JP 61-115912 A [0098]
- - JP 61-115916 A [0098]
- - JP 61-271308 A [0098]
- - JP 61-272216 A [0098]
- - JP 62-252406 A [0098]
- - JP 62-252407 A [0098]
- - JP 60-26024 A [0098]
- - JP 9-268250 A [0098]
- - JP 63-145324 A [0098]
- - JP 52-73886 A [0132]
- - JP 63-286448 A [0132]
- - JP 5-9356 A [0132]
- - JP 5-43735 A [0132]
- - JP 09-241484 A [0181]
- - JP 2001-26718 A [0181]
- - JP 2001-26682 A [0187]
- - JP 07-007529 B [0188]
- - JP 63-179953 A [0215]
- - JP 1-168643 A [0215]
- - JP 2006-273991 A [0232]
- - JP 2636204 [0232]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - Adv. Mater.,
Bd. 4, S. 494 (1991) von G. Schmid et al., [0225]
- - Angew. Chem. Int., engl. Ausgabe, Bd. 29 (1990), S. 1452 [0225]