JP2001131215A - 光学用樹脂の製造法及びこの樹脂を用いた光学用素子 - Google Patents

光学用樹脂の製造法及びこの樹脂を用いた光学用素子

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JP2001131215A
JP2001131215A JP31202699A JP31202699A JP2001131215A JP 2001131215 A JP2001131215 A JP 2001131215A JP 31202699 A JP31202699 A JP 31202699A JP 31202699 A JP31202699 A JP 31202699A JP 2001131215 A JP2001131215 A JP 2001131215A
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phosphite
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Minoru Suzuki
実 鈴木
Shuichi Iwata
修一 岩田
Kenji Kanamaru
健二 金丸
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Hitachi Chemical Co Ltd
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 低吸湿性、低複屈折性及び色相に優れる成形
品を得ることが可能な光学用樹脂及びこれを用いた光学
用素子を提供する。 【解決手段】 エステル部分に炭素数5〜22の脂環式
炭化水素基を有するメタクリル酸エステル又はアクリル
酸エステル10〜90重量部、メタクリル酸ベンジル9
0〜10重量部及びこれらと共重合可能な単量体0〜5
0重量部からなり、総重量部が100重量部となる単量
体混合物を、一般式(I)で示されるフェノール系化合
物及び、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチ
ルフェニル)オクチルホスファイト等のホスファイト系
化合物の存在下で、かつ重合開始剤として一般式(II)
で示される有機過酸化物等の有機過酸化物を用いて重合
する光学用樹脂の製造法及びこの樹脂を用いた光学用素
子。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種光学用素子に
好適に用いられる光学用樹脂の製造法、及びこれを用い
た光学用素子に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、レンズ、プリズム、光ディスク、
LCD用基板等の光学用素子にはガラスが使用されてい
たが、近年、軽量・小型化のためプラスチックが使用さ
れるようになってきている。光学用素子に使用されるプ
ラスチックには、一般にポリスチレン、ポリカーボネー
ト、ポリメタクリル酸メチル、スチレン・メタクリル酸
メチル共重合体等が知られている。しかし、ポリスチレ
ン、ポリカーボネート等については、分子内に芳香環を
持つため、配向歪みによる複屈折が生じ易く、特開昭6
1−14617号公報に示されるように成形金型を工夫
する必要があった。そのためこれまでは、主にポリメタ
クリル酸メチルが光学用素子材料として使用されてき
た。
【0003】ポリメタクリル酸メチルは、光弾性係数が
小さく、比較的配向歪みによる複屈折が生じにくいの
で、ファインダー用レンズ、CD用ピックアップレンズ
等、比較的高精度を必要としない光学用素子に使用され
てきた。
【0004】しかし、近年、より高精度が要求される光
学用素子が求められてきている。特にレーザー光を使用
する追記型光ディスク用レーザーピックアップレンズや
光磁気ディスク用レーザーピックアップレンズ、追記型
光ディスク、光磁気ディスク等は単に複屈折が小さいだ
けではなく、ゲート近傍における複屈折がゼロに近いも
のが求められている。
【0005】一方、ポリメタクリル酸メチルは、成形条
件により複屈折をある程度小さくできるが、ゲート近傍
における複屈折はゼロにはならず、高精度が求められる
前記のような光学用素子には使用することはできない。
【0006】また、高精度が要求される光学用素子にポ
リメタクリル酸メチルが使用されない理由として、吸水
率の大きさが挙げられる。ポリメタクリル酸メチルの飽
和吸水率は、ポリカーボネート(0.4重量%)やポリ
スチレン(0.1重量%以下)に比べ、2.2重量%と
非常に大きく、吸湿により屈折率に変化が生じる。その
ため、高精度を長期的に安定化させる必要のあるような
光学用素子には、使用することはできない。
【0007】そこで、複屈折を小さくすることを目的
に、光弾性係数が正の樹脂が得られる単量体と、光弾
性係数が負の樹脂が得られる単量体とを必須原材料とし
て、光弾性係数が−1×10-13 cm2 /dyne以
上、+1×10-13 cm2 /dyne以下となるように
共重合させる方法(特開昭60−185236号公
報)、メタクリル酸メチル、炭素数が3〜8のアルキ
ル基を有するメタクリル酸アルキル及びスチレンを共重
合する方法(特開昭60−250010号公報及び特開
昭61−76509号公報)、メタクリル酸メチル、
メタクリル酸トリシクロ[5.2.1.02.6 ]デカ−
8−イル及びスチレンを共重合する方法(特開昭62−
246914号公報)、正の複屈折を有するホモポリ
マを形成し得るモノマー(トリフルオロエチルメタクリ
レート、ベンジルメタクリレート等)と、負の複屈折を
有するホモポリマーを形成し得るモノマー(メタクリル
酸メチル等)を共重合させる方法(特開平2−1292
11号公報)、ホモポリマーとしたときの光弾性係数
の符号がポリメタクリル酸メチルと反対となる不飽和二
重結合を有する化合物とメタクリル酸メチルを共重合す
る方法(特開平4−76013号公報)、エステル部
分に炭素数5〜22の脂環式炭化水素基を有するメタク
リル酸エステル又はアクリル酸エステル、メタクリル酸
メチル、N−置換マレイミド、メタクリル酸ベンジル等
を共重合する方法(特開平8−199901号公報)等
が提案されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】これら従来の方法は、
それぞれ一応の効果を上げているが、未だ不十分な面も
少なくない。例えば、上記、、及びの方法につ
いては、射出成形した場合、完全に複屈折をなくすこと
はできず、ゲート近傍では応力歪みによる複屈折が残存
し、低複屈折材としては不十分なものである。
【0009】また、上記の方法については、その組合
せが含まれているが、その中でメチルメタクリレート
(MMA)とトリフルオロメタクリレート(3FMA)
のモノマー混合物を用いる方法では、後者の材料(3F
MA)が極めて高価な材料であるという欠点がある。
【0010】また、メチルメタクリレート(MMA)と
トリフルオロエチルメタクリレート(3FMA)のモノ
マー混合物を共重合させる方法、メチルメタクリレート
(MMA)とベンジルメタクリレート(BZMA)のモ
ノマー混合物を共重合させる方法のいずれにおいても、
メチルメタクリレートに対するトリフルオロエチルメタ
クリレート(3FMA)あるいはベンジルメタクリレー
トの混合比を相当大きくしなければ配向複屈折の発現を
抑えることが出来ない。即ち、配向複屈折を相殺するに
必要な混合比は、前者の場合はMMA/3FMA=50
/50(wt%/wt%)、後者の場合はMMA/BZ
MA=80/20(wt%/wt%)である。このた
め、得られる材料はPMMAと同等の特性を持つことが
出来ず、PMMAと比べ耐熱性、透明性の点で劣ること
になってしまう。
【0011】本発明は上述の問題に鑑みされたものであ
り、低吸湿性、低複屈折性及び色相に優れる成形品を得
ることが可能な光学用樹脂の製造法を提供し、この製造
法によって、得られた樹脂を用いて低吸湿性、低複屈折
性及び色相に優れる光学用素子を提供することを目的と
する。
【0012】
【問題点を解決するための手段】本発明は、エステル部
分に炭素数5〜22の脂環式炭化水素基を有するメタク
リル酸エステル又はアクリル酸エステル10〜90重量
部、メタクリル酸ベンジル90〜10重量部及びこれら
と共重合可能な単量体0〜50重量部からなり、総重量
部が100重量部となる単量体混合物を、一般式(I)
で示されるフェノール系化合物(ただし、式中、R1
2 、R3 、R4 、R5 及びR6 は、各々独立して炭素
数1以上のアルキル基であり、nはXへの結合数で、1
〜4の整数であり、Xは炭素数1〜20のn価の脂肪族
炭化水素基を示す)及び、2,2−メチレンビス(4,
6−ジ−t−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、
トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイ
ト、ビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエ
リスリトール−ジ−ホスファイトからなる群から選ばれ
る少なくとも1種類のホスファイト系化合物の存在下
で、かつ重合開始剤として一般式(II)(ただし、式中
のR7 は、炭素数1以上の脂肪族基又は芳香族基を示
す)で示される有機過酸化物及び/又は一般式(III)
(ただし、式中のR8及びR9 は、各々独立して炭素数
1以上の脂肪族基又は芳香族基を示す)で示される有機
過酸化物、並びに一般式(IV)(ただし、式中のR10
11及びR12は、各々独立して炭素数1以上の脂肪族基
又は芳香族基を示す)で示される有機過酸化物を用いて
重合する光学用樹脂の製造法に関する。
【0013】
【化2】
【0014】また、本発明は、前記光学用樹脂の製造法
により得られる樹脂を用いた光学用素子に関する。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明に用いるエステル部分に炭
素数5〜22の脂環式炭化水素基を有するメタクリル酸
エステル又はアクリル酸エステルとしては、例えば、ア
クリル酸シクロペンチル、アクリル酸シクロヘキシル、
アクリル酸メチルシクロヘキシル、アクリル酸トリメチ
ルシクロヘキシル、アクリル酸ノルボルニル、アクリル
酸ノルボルニルメチル、アクリル酸シアノノルボルニ
ル、アクリル酸イソボルニル、アクリル酸ボルニル、ア
クリル酸メンチル、アクリル酸フェンチル、アクリル酸
アダマンチル、アクリル酸ジメチルアダマンチル、アク
リル酸トリシクロ[5.2.1.02.6 ]デカ−8−イ
ル、アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02.6 ]デカ
−4−メチル、アクリル酸シクロデシル、メタクリル酸
シクロペンチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタク
リル酸メチルシクロヘキシル、メタクリル酸トリメチル
シクロヘキシル、メタクリル酸ノルボルニル、メタクリ
ル酸ノルボルニルメチル、メタクリル酸シアノノルボル
ニル、メタクリル酸フェニルノルボルニル、メタクリル
酸イソボルニル、メタクリル酸ボルニル、メタクリル酸
メンチル、メタクリル酸フェンチル、メタクリル酸アダ
マンチル、メタクリル酸ジメチルアダマンチル、メタク
リル酸トリシクロ[5.2.1.02.6 ]デカ−8−イ
ル、メタクリル酸トリシクロ[5.2.1.02.6 ]デ
カ−4−メチル、メタクリル酸シクロデシル等が挙げら
れる。この内、低吸湿性の点で、メタクリル酸シクロペ
ンチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸メ
チルシクロヘキシル、メタクリル酸トリメチルシクロヘ
キシル、メタクリル酸ノルボルニル、メタクリル酸ノル
ボルニルメチル、メタクリル酸イソボルニル、メタクリ
ル酸ボルニル、メタクリル酸メンチル、メタクリル酸フ
ェンチル、メタクリル酸アダマンチル、メタクリル酸ジ
メチルアダマンチル、メタクリル酸トリシクロ[5.
2.1.02.6 ]デカ−8−イル、メタクリル酸トリシ
クロ[5.2.1.02.6 ]デカ−4−メチル、メタク
リル酸シクロデシル等が好ましい。さらに、耐熱性、低
吸湿性の点で特に好ましいものとしては、メタクリル酸
シクロヘキシル、メタクリル酸イソボルニル、メタクリ
ル酸ノルボルニル、メタクリル酸ノルボルニルメチル、
メタクリル酸トリシクロ[5.2.1.02.6 ]デカ−
8−イル及びメタクリル酸トリシクロ[5.2.1.0
2.6 ]デカ−4−メチルが挙げられる。
【0016】また、前記した共重合可能な単量体は、基
本的に重合体の透明性、低複屈折性、耐熱性及び低吸湿
性を損なわないものであれば、特に制限はなく、具体例
としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アク
リル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸i
−ブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸ペンチ
ル、アクリル酸n−ヘキシル、アクリル酸2−エチルヘ
キシル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ドデシ
ル、アクリル酸オクタデシル、アクリル酸ブトキシエチ
ル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル、アクリ
ル酸ナフチル、アクリル酸グリシジル、アクリル酸2−
ヒドロキシエチル等のアクリル酸エステル類、メタクリ
ル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピ
ル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸i−ブチ
ル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸ペンチル、
メタクリル酸n−ヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘ
キシル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ドデ
シル、メタクリル酸オクタデシル、メタクリル酸ブトキ
シエチル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ナフチ
ル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸2−ヒドロ
キシエチル等のメタクリル酸エステル類、α−メチルス
チレン、α−エチルスチレン、α−フルオロスチレン、
α−クロルスチレン、α−ブロモスチレン、フルオロス
チレン、クロロスチレン、ブロモスチレン、メチルスチ
レン、メトキシスチレン等の芳香族ビニル化合物、N−
メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−プロピ
ルマレイミド、N−i−プロピルマレイミド、N−ブチ
ルマレイミド、N−i−ブチルマレイミド、N−t−ブ
チルマレイミド、N−ラウリルマレイミド、N−シクロ
ヘキシルマレイミド、N−ベンジルマレイミド、N−フ
ェニルマレイミド、N−(2−クロロフェニル)マレイ
ミド、N−(4−クロロフェニル)マレイミド、N−
(4−ブロモフェニル)フェニルマレイミド、N−(2
−メチルフェニル)マレイミド、N−(2−エチルフェ
ニル)マレイミド、N−(2−メトキシフェニル)マレ
イミド、N−(2,4,6−トリメチルフェニル)マレ
イミド、N−(4−ベンジルフェニル)マレイミド、N
−(2,4,6−トリブロモフェニル)マレイミド等の
N−置換マレイミド類、アクリルアミド、メタクリルア
ミド、N−ジメチルアクリルアミド、N−ジエチルアク
リルアミド、N−ジメチルメタクリルアミド、N−ジエ
チルメタクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド類、
アクリル酸カルシウム、アクリル酸バリウム、アクリル
酸鉛、アクリル酸すず、アクリル酸亜鉛、メタクリル酸
カルシウム、メタクリル酸バリウム、メタクリル酸鉛、
メタクリル酸すず、メタクリル酸亜鉛等の(メタ)アク
リル酸金属塩、アクリル酸、メタクリル酸等の不飽和脂
肪酸、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシア
ン化ビニル化合物が挙げられる。これらは単独で又は2
種以上を組み合わせて使用される。
【0017】本発明においては、エステル部分に炭素数
5〜22の脂環式炭化水素基を有するメタクリル酸エス
テル又はアクリル酸エステル10〜90重量部、メタク
リル酸ベンジル90〜10重量部及びこれらと共重合可
能な単量体0〜40重量部として、総重量部が100重
量部となる単量体混合物として共重合される。
【0018】エステル部分に炭素数5〜22の脂環式炭
化水素基を有するメタクリル酸エステル又はアクリル酸
エステルの配合量は、10〜90重量部とされ、20〜
80重量部とすることが低吸湿性及び機械的強度の点で
好ましい。この脂環式(メタ)アクリル酸エステルの配
合量が10重量部未満であると、吸湿性が高くなり、9
0重量部を越えると、機械的強度が低下する。
【0019】本発明に用いるメタクリル酸ベンジルの配
合量は、90〜10重量部とされ、60〜20重量部と
することが、耐熱性、低複屈折性の点で好ましい。メタ
クリル酸ベンジルの配合量が90重量部を超えると、耐
熱性が低くなる傾向にあり、10重量部未満であると、
複屈折が大きくなる。
【0020】また、前記した共重合可能な単量体の配合
量は、0〜40重量部とされるが基本的に重合体の透明
性、低複屈折性、耐熱性及び低吸湿性を損なわないもの
であれば、その種類に特に制限はない。
【0021】本発明に用いる一般式(I)で示されるフ
ェノール系化合物としては、1,3,5−トリス(3,
5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−S−
トリアジン−2,4,6−(1H,3H,5H)−トリ
オン、オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−
4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、テトラキス
[メチレン(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ
フェニルヒドロシンナメート)]メタン、1,6−ヘキ
サンジオール−ビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−
4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、N,N′
−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−
ヒドロキシ−ヒドロシンナマミド)、3,5−ジ−t−
ブチル−4−ヒドロキシ−ベンジルホスホネート−ジエ
チルエステル、1,3,5−トリメチル−2,4,6−
トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベン
ジル)ベンゼン、ペンタエリスリチル−テトラキス[3
−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニ
ル)プロピオネート]等が挙げられる。この内、得られ
る樹脂の透明性及び色相(イエローネスインデックス)
の点で、オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル
−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、テトラキ
ス[メチレン(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキ
シフェニルヒドロシンナメート)]メタン、1,6−ヘ
キサンジオール−ビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル
−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ペンタ
エリスリチル−テトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブ
チル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]が好
ましい。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて使
用される。
【0022】本発明に用いるホスファイト系化合物とし
ては、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチル
フェニル)オクチルホスファイト、トリス(2,4−ジ
−t−ブチルフェニル)ホスファイト、ビス(2,4−
ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリトール−ジ−
ホスファイト等が挙げられる。これらのホスファイト系
化合物の少なくとも1種を使用することにより、透明性
及び色相(イエローネスインデックス)に優れる光学用
樹脂が得られる。
【0023】本発明においては、一般式(I)で示され
るフェノール系化合物並びに2,2−メチレンビス
(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)オクチルホスファ
イト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホス
ファイト及びビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)
ペンタエリスリトール−ジ−ホスファイトからなる群か
ら選ばれる少なくとも1種のホスファイト系化合物の総
量は、単量体混合物に対し、0.01〜2重量%が好ま
しく、透明性、色相(イエローネスインデックス)の点
で、0.02〜1重量%がより好ましい。
【0024】一般式(I)で示されるフェノール系化合
物並びに2,2−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチ
ルフェニル)オクチルホスファイト、トリス(2,4−
ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト及びビス(2,
4−ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリトール−
ジ−ホスファイトからなる群から選ばれる少なくとも1
種のホスファイト系化合物の添加法としては、透明性及
び色相(イエローネスインデックス)の点で、前記の単
量体混合物の反応系内に予め添加する方法が好ましい。
【0025】本発明に用いる一般式(II)(ただし、式
中のR7 は、炭素数1以上の脂肪族基又は芳香族基を示
す)で示される有機過酸化物としては、アセチルパーオ
キサイド、イソブチルパーオキサイド、オクタノイルパ
ーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイル
パーオキサイド、3,3,5−トリメチルヘキサノイル
パーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、2,4−
ジクロロベンゾイルパーオキサイド、m−トルオイルパ
ーオキサイド等が挙げられる。この内、透明性及び色相
(イエローネスインデックス)の点で、デカノイルパー
オキサイド及びラウロイルパーオキサイドが好ましい。
【0026】本発明に用いる一般式(III)(ただし、式
中のR8 及びR9 は、各々独立して炭素数1以上の脂肪
族基又は芳香族基を示す)で示される有機過酸化物とし
ては、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパ
ーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシピバレ
ート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、クミル
パーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシ−
2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−
3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパ
ーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシベンゾエー
ト、ジ−t−ブチル−ジパーオキシイソフタレート、
2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキ
シ)ヘキサン、t−ブチルパーオキシマレイン酸、t−
ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、クミルパ
ーオキシオクトエート等が挙げられる。この内、透明性
及び色相(イエローネスインデックス)の点で、t−ブ
チルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート及びt−ブ
チルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエー
トが好ましい。
【0027】本発明に用いる一般式(IV)(ただし、式
中のR10、R11及びR12は、各々独立して炭素数1以上
の脂肪族基又は芳香族基を示す)で示される有機過酸化
物としては、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−
3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス
(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2−ビ
ス(t−ブチルパーオキシ)オクタン、n−ブチル−
4,4−ビス(t−ブチルパーオキシ)バレレート、
2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン等が挙げ
られる。この内、透明性及び色相(イエローネスインデ
ックス)の点で、1,1−ビス(t−ブチルパーオキ
シ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン及び1,
1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサンが好
ましい。
【0028】前記の単量体混合物に対し、一般式(II)
で示される有機過酸化物及び/又は一般式(III)で示さ
れる有機過酸化物並びに一般式(IV)で示される有機過
酸化物の使用量としては、総量で0.1〜5重量%にな
るように使用することが好ましく、0.2〜3重量%で
あることがより好ましい。一般式(II)で示される有機
過酸化物及び一般式(III)で示される有機過酸化物は両
者又はいずれかが用いられ、一般式(IV)で示される有
機過酸化物は必ず用いられる。
【0029】本発明により得られる樹脂は、70℃の温
水中での飽和吸水率が0.5重量%以下、配向複屈折の
絶対値が1×10-4以下又はイエローネスインデックス
が3%以下であることが好ましい。
【0030】本発明において、配向複屈折の絶対値が1
×10-4以下となるモノマ配合比の求め方としては、懸
濁重合により得られた各配合比のポリマーから、約50
μのフィルムを作成し、2倍に延伸した(延伸温度:9
0℃)際の複屈折の絶対値が1×10-4以下となる配合
比を探索する方法により行われる。
【0031】上記の飽和吸水率はモノマ組成を調整する
ことによって、また、上記のイエローネスインデックス
は本発明のフェノール系化合物、ホスファイト、重合開
始剤等の配合を調整して得ることができる。
【0032】本発明により光学用樹脂を製造するための
重合方法としては塊状重合、懸濁重合、乳化重合、溶液
重合等の既存の方法を適用できる。光学用素子のために
は、樹脂中への不純物の混入等の点から塊状重合が、製
品としてのハンドリング等の点から懸濁重合法が好まし
い。
【0033】分子量調整剤として、メルカプタン系化合
物、チオグリコール、四塩化炭素、α−メチルスチレン
ダイマー等を必要に応じて添加することができる。
【0034】熱重合による場合、重合温度は、0〜20
0℃の間で適宜選択することができ、50〜120℃が
好ましい。重合時間は触媒の量モノマの配合比等によっ
て決まり、通常30分〜3時間の範囲で行われる。
【0035】懸濁重合は、水性媒体中で行われ、懸濁剤
及び必要に応じて懸濁助剤を添加して行う。懸濁剤とし
ては、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、ポリ
アクリルアミド等の水溶性高分子、リン酸カルシウム、
ピロリン酸マグネシウム等の難溶性無機物質等があり、
水溶性高分子は、単量体の総量に対して0.03〜1重
量%使用するのが好ましく、難溶性無機物質は、単量体
の総量に対して0.05〜0.5重量%使用するのが好
ましい。
【0036】懸濁助剤としては、ドデシルベンゼンスル
ホン酸ナトリウム等の陰イオン界面活性剤があり、懸濁
剤として難溶性無機物質を使用する場合には、懸濁助剤
を使用するのが好ましい。懸濁助剤は、単量体の総量に
対して0.001〜0.02重量%の範囲で使用するの
が好ましい。
【0037】本発明により得られる光学用樹脂は、その
分子量について特に制限するものではないが、重量平均
分子量(ポリスチレン換算)が10000〜10000
00の範囲のものが好ましく、耐熱性、成形性の点で、
100000〜800000の範囲のものがより好まし
い。
【0038】本発明の光学用樹脂は、その使用にあたっ
て、劣化防止、熱的安定性、成形性及び加工性等の観点
から、前記の一般式(I)で示されるフェノール系化合
物及びホスファイト系化合物以外のその他の抗酸化剤、
脂肪族アルコール、脂肪酸エステル、フタル酸エステ
ル、トリグリセライド類、フッ素系界面活性剤、高級脂
肪酸金属塩等の離型剤、滑剤、可塑剤、帯電防止剤、紫
外線吸収剤、難燃剤、重金属不活性化剤等を添加しても
よい。
【0039】本発明において、光学用樹脂の光学用素子
への適用は、射出成形法、圧縮成形法、マイクロモール
ド法、フローティングモールド法、ローリンクス法、注
型法等の公知の成形法を利用することができる。注型法
においては、部分的に重合を進めた後、型に注入し、最
終的な重合を行って、成形品を得ると同時に本発明にな
る光学用樹脂を製造してもよい。
【0040】また、以上のような成形法により得られた
成形品表面に、MgF2 、SiO2等の無機化合物を真
空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法
等によってコーティングすること、成形品表面にシラン
カップリング剤等の有機シリコン化合物、ビニルモノマ
ー、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂、シリ
コーン樹脂等をハードコートすること等によって、耐湿
性、光学特性、耐薬品性、耐磨耗性、曇り止め等を向上
させることができる。
【0041】本発明における光学用素子としては、例え
ば、一般カメラ用レンズ及びファインダー、ビデオカメ
ラ用レンズ、レーザーピックアップレンズ、レーザープ
リンター用のfθレンズ、シリンドリカルレンズ及びオ
リゴンミラー、プロジェクションTV用レンズ、液晶プ
ロジェクター用のマルチレンズ、リレー系レンズ、コン
デンサーレンズ、投射レンズ及びフレネルレンズ、眼鏡
用レンズ等のレンズ、コンパクトディスク(CD、CD
−ROM等)、ミニディスク(MD)、DVD用のディ
スク基板、LCD用基板、偏光フィルム透明樹脂シー
ト、位相差フィルム、光拡散フィルム、液晶素子結合用
結着剤等の液晶素子用部材、プロジェクター用スクリー
ン、光学フィルター、光ファイバー、光導波路、プリズ
ム、光電変換素子用レンズ等が挙げられる。
【0042】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。
【0043】また、以下の実施例で懸濁剤として用いる
水溶性高分子(A)(ポリメタクリル酸塩)は、下記の
方法で合成した。
【0044】水溶性高分子(A)の合成 メタクリル酸メチル5g、メタクリル酸2−ヒドロキシ
エチル12g、メタクリル酸カリウム23g及び脱イオ
ン水360gを内容積500mlのセパラブルフラスコ
に入れ、30分間N2 ガスを吹き込んで系内の空気を除
去した後、水浴で加熱して撹拌しながら系内温度を65
℃に昇温し、過硫酸カリウム0.06gを添加した。同
温度で5時間重合を行い、続けて90℃に昇温して2時
間撹拌を続けてゼリー状の水溶性高分子(A)を得た。
【0045】実施例1 メタクリル酸トリシクロ[5.2.1.02.6 ]デカ−
8−イル900g、メタクリル酸ベンジル800g、メ
タクリル酸メチル100g、N−シクロヘキシルマレイ
ミド200g、フェノール系化合物としてオクタデシル
−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェ
ニル)プロピオネート(旭電化製アデカスタブAO−5
0)1g、ホスファイト系化合物として2,2−メチレ
ンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)オクチルホ
スファイト(旭電化製アデカスタブHP−10)2g、
有機過酸化物としてラウロイルパーオキサイド(日本油
脂製パーロイルL)8g、1,1−ビス(t−ブチルパ
ーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン
(日本油脂製パーヘキサ3M)2g、n−オクチルメル
カプタン1gを溶解して単量体混合液とした。
【0046】撹拌機を備えた5リットルのオートクレー
ブに懸濁剤として前記のゼリー状の水溶性高分子(A)
を0.1g、脱イオン水を2500gを加え、次いで、
リン酸水素二ナトリウム−リン酸二水素ナトリウム組合
せ緩衝液を加えて撹拌し、pHを8.0に調整して懸濁
媒体とした。ここに撹拌しながら上記の単量体混合液を
加え、撹拌回転数240rpm、窒素雰囲気下で55℃
で1時間、次いで120℃で1時間重合させ、樹脂粒子
を得た(重合率は、重量法で99%であった)。この樹
脂粒子を水洗、脱水、乾燥し、東芝機械(株)製射出成
形機IS−50EPを用い、シリンダー温度260℃、
射出速度60cm3 /sec、金型温度90℃で成形
し、特性評価用の試験片(50×40×3(厚)mm及
び20×15×5(厚)mm)を得た。
【0047】実施例2〜6、比較例1〜7 表1に示す単量体、フェノール系化合物、ホスファイト
系化合物及び有機過酸化物を用い、実施例1と同様にし
て特性評価用の試験片とした。
【0048】実施例1〜6、比較例1〜7で得られた樹
脂粒子及び試験片について、配向複屈折、成形品の複屈
折、飽和吸水率、色相(イエローネスインデックス)を
調べ、表1に示した。なお、評価は下記に示す方法によ
り行った。
【0049】(1)配向複屈折 懸濁重合により得られた各組成の樹脂粒子1gをテトラ
ヒドロフラン6gに溶解させ、ガラス基板上に塗布し、
ナイフコーターを用いて表面を均一化した。このフィル
ムを乾燥した後にガラス基板から剥がし、約50μのフ
ィルムを作成した。次に、このフィルムを2倍に延伸し
(延伸温度:90℃)、複屈折を測定した。
【0050】(2)成形品の複屈折 50×40×3(厚)mmの試験片において、He−N
eレーザーを用いたエリプソメーター(島津製作所製A
EP−100)で、図1の測定点Aについて、位相差
(シングルパス)を測定し、下式に基づき厚み当たりの
複屈折を計算した。図においてGはゲートである。
【0051】
【数1】
【0052】(3)飽和吸水率 20×15×5(厚)mmの試験片を乾燥させ、その重
量を測定した後、70℃の水中に放置し、飽和吸水させ
た後、重量を測定し、次式により飽和吸水率を算出し
た。
【0053】
【数2】
【0054】(4)色相(イエローネスインデックス) 50×40×3(厚)mmの試験片におけるイエローネ
スインデックスについて、色差計(日本電色工業製CO
H−300A)を用いて測定した。
【0055】表1において、MMAはメタクリル酸メチ
ル、TCDMAはメタクリル酸トリシクロ[5.2.
1.02.6 ]デカ−8−イル、CHMIはN−シクロヘ
キシルマレイミド、BZMAはメタクリル酸ベンジル、
AO−50はオクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブ
チル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、HP
−10は2,2−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチ
ルフェニル)オクチルホスファイト、2112はトリス
(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、P
EP24Gはビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)
ペンタエリスリトール−ジ−ホスファイト(日本油脂製
アデカスタブPEP−24G)、LPOはラウロイルパ
ーオキサイド、PBOはt−ブチルパーオキシ−2−エ
チルヘキサノエート(日本油脂製パーブチルO)、PH
Mは1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,
5−トリメチルシクロヘキサンを示す。
【0056】評価結果を表1に示す。
【0057】
【表1】
【0058】
【発明の効果】本発明により、低吸湿性、低複屈折性及
び色相に優れる成形品を得ることが可能な光学用樹脂が
提供され、この樹脂を用いて低吸湿性、低複屈折性及び
色相に優れる光学素子が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】成形品の複屈折の測定を示す略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金丸 健二 千葉県市原市五井南海岸14番地 日立化成 工業株式会社五井事業所内 Fターム(参考) 4J011 PA33 PA46 PB24 PC02 4J015 BA06 BA07 BA10 4J100 AB02R AB03R AB08R AB09R AB10R AL03R AL08P AL08Q AL08R AL09R AM02R AM15R AM19R AM43R AM45R AM47R BC01P BC04P BC08P BC09P BC12P BC43Q BC43R DA63 FA03 JA32 JA33 JA36

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エステル部分に炭素数5〜22の脂環式
    炭化水素基を有するメタクリル酸エステル又はアクリル
    酸エステル10〜90重量部、メタクリル酸ベンジル9
    0〜10重量部及びこれらと共重合可能な単量体0〜5
    0重量部からなり、総重量部が100重量部となる単量
    体混合物を、一般式(I)で示されるフェノール系化合
    物(ただし、式中、R1 、R2 、R3 、R4 、R5 及び
    6 は、各々独立して炭素数1以上のアルキル基であ
    り、nはXへの結合数で、1〜4の整数であり、Xは炭
    素数1〜20のn価の脂肪族炭化水素基を示す)及び、
    2,2−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニ
    ル)オクチルホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−
    ブチルフェニル)ホスファイト、ビス(2,4−ジ−t
    −ブチルフェニル)ペンタエリスリトール−ジ−ホスフ
    ァイトからなる群から選ばれる少なくとも1種類のホス
    ファイト系化合物の存在下で、かつ重合開始剤として一
    般式(II)(ただし、式中のR7 は、炭素数1以上の脂
    肪族基又は芳香族基を示す)で示される有機過酸化物及
    び/又は一般式(III)(ただし、式中のR8 及びR
    9 は、各々独立して炭素数1以上の脂肪族基又は芳香族
    基を示す)で示される有機過酸化物、並びに一般式(I
    V)(ただし、式中のR10、R11及びR12は、各々独立
    して炭素数1以上の脂肪族基又は芳香族基を示す)で示
    される有機過酸化物を用いて重合することを特徴とする
    光学用樹脂の製造法。 【化1】
  2. 【請求項2】 一般式(I)で示されるフェノール系化
    合物並びに2,2−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブ
    チルフェニル)オクチルホスファイト、トリス(2,4
    −ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト及びビス
    (2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリト
    ール−ジ−ホスファイトからなる群から選ばれる少なく
    とも1種類のホスファイト系化合物を総量で、単量体混
    合物に対し、0.01〜2重量%になるように使用する
    請求項1記載の光学用樹脂の製造法。
  3. 【請求項3】 単量体混合物に対し、一般式(II)及び
    /又は一般式(III)で示される有機過酸化物、並びに一
    般式(IV)で示される有機過酸化物を総量で、0.1〜
    5重量%になるように使用する請求項1記載の光学用樹
    脂の製造法。
  4. 【請求項4】 エステル部分に炭素数5〜22の脂環式
    炭化水素基を有するメタクリル酸エステル又はアクリル
    酸エステルが、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリ
    ル酸イソボルニル、メタクリル酸ノルボルニル、メタク
    リル酸ノルボルニルメチル、メタクリル酸トリシクロ
    [5.2.1.02.6 ]デカ−8−イル及びメタクリル
    酸トリシクロ[5.2.1.02.6 ]デカ−4−メチル
    からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物である
    請求項1記載の光学用樹脂の製造法。
  5. 【請求項5】 一般式(I)で示されるフェノール系化
    合物が、オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル
    −4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、テトラキ
    ス[メチレン(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキ
    シフェニルヒドロシンナメート)]メタン、1,6−ヘ
    キサンジオール−ビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル
    −4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ペンタ
    エリスリチル−テトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブ
    チル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]から
    なる群から選ばれる少なくとも1種のフェノール系化合
    物である請求項1記載の光学用樹脂の製造法。
  6. 【請求項6】 請求項1、2、3、4又は5記載の製造
    法により得られる70℃の温水中での飽和吸水率が0.
    5重量%以下、配向複屈折の絶対値が1×10-4以下又
    はイエローネスインデックスが3%以下である光学用樹
    脂の製造法。
  7. 【請求項7】 請求項1、2、3、4、5又は6記載の
    製造法により得られる重合体を用いた光学用素子。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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