JP2003221418A - Methacrylic resin and optical material using the methacrylic resin - Google Patents

Methacrylic resin and optical material using the methacrylic resin

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JP2003221418A
JP2003221418A JP2002022687A JP2002022687A JP2003221418A JP 2003221418 A JP2003221418 A JP 2003221418A JP 2002022687 A JP2002022687 A JP 2002022687A JP 2002022687 A JP2002022687 A JP 2002022687A JP 2003221418 A JP2003221418 A JP 2003221418A
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methacrylate
methacrylic resin
ester
methacrylic acid
alicyclic hydrocarbon
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JP2002022687A
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Japanese (ja)
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Tatsuya Sugano
龍也 菅野
Mamoru Watabiki
守 綿引
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Daicel Chemical Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a methacrylic resin having a low hygroscopicity, an excellent heat resistance and dimensional stability, and an optical material using the methacrylic resin. <P>SOLUTION: The methacrylic resin is obtained by copolymerizing a,monomer mixture containing 5-95 wt.% of (A) alkyl methacrylate, and 95-5 wt.% of (B) methacrylic acid alicyclic hydrocarbon ester having a C≥8 alicyclic hydrocarbon group in the alcoholic portion of the ester. The methacrylic acid alicyclic hydrocarbon ester (B) contains at least two kinds of compounds selected from bornyl methacrylate, isobornyl methacrylate, adamanthyl methacrylate, dimethyladamanthyl methacrylate, phenthyl methacrylate, 1-menthyl methacrylate, and 3,5-trimethylcyclohexyl methacrylate. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、耐熱性、低吸湿性
に優れたメタクリル系樹脂及びこれを用いた光学用材料
に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a methacrylic resin excellent in heat resistance and low hygroscopicity, and an optical material using the methacrylic resin.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリメチルメタクリレート樹脂は、透明
性、耐候性に優れると共に、機械的性質、熱的性質、成
形加工性などの特性をバランスよく有するため、フィル
ムやシート材料、成形材料として多くの分野で利用され
ている。近年は、ポリメチルメタクリレート樹脂が有す
る低複屈折などの特長を生かし、光学用材料の用途とし
て、例えば、ビデオディスク、オーディオディスク、コ
ンピュータ用情報ファイル、及びLCDの導光板などの
情報記録用光学素子の材料などとして利用されている。
2. Description of the Related Art Polymethylmethacrylate resins are excellent in transparency and weather resistance, and have well-balanced properties such as mechanical properties, thermal properties and molding processability. It is used in the field. In recent years, taking advantage of features such as low birefringence of polymethylmethacrylate resin, applications of optical materials include information recording optical elements such as video discs, audio discs, computer information files, and LCD light guide plates. It is used as a material for.

【0003】しかし、従来のポリメチルメタクリレート
樹脂は、上記のような優れた特性を有する一方、使用に
耐えうる許容限界温度が100℃程度であるため耐熱性
に劣る、100%相対湿度における吸水率が2%以上で
あるため許容限界温度の低下、寸法変化、そり等が発生
しやすい、さらに吸湿と乾燥の繰り返しサイクルにより
クラックが発生するなどの欠点があった。このため、特
に、光学用材料用途としては、成形品に反りを生じない
寸法安定性、耐熱性、低吸湿性の改善が要望されてい
る。
However, while the conventional polymethylmethacrylate resin has the above-mentioned excellent properties, it has poor heat resistance because the permissible temperature limit for use is about 100 ° C., and the water absorption rate at 100% relative humidity is low. Since it is 2% or more, there are drawbacks such as lowering of the allowable limit temperature, dimensional change, warpage, etc., and cracking due to repeated cycles of moisture absorption and drying. Therefore, particularly for optical material applications, improvements in dimensional stability, heat resistance, and low hygroscopicity that do not cause warpage in molded products are demanded.

【0004】特開昭58−53186号公報、及び特開
昭58−13652号公報は、低吸湿性の改善を目的と
してメタクリル酸シクロヘキシルとメタクリル酸メチル
からなる共重合体を開示している。しかし、吸湿性を抑
えるための成分としてメタクリル酸シクロヘキシルを比
較的多量に用いた結果、得られた共重合体の耐熱性を低
下させ、使用温度が限定されてしまうこととなった。
JP-A-58-53186 and JP-A-58-13652 disclose a copolymer of cyclohexyl methacrylate and methyl methacrylate for the purpose of improving low hygroscopicity. However, as a result of using a relatively large amount of cyclohexyl methacrylate as a component for suppressing hygroscopicity, the heat resistance of the obtained copolymer is lowered and the use temperature is limited.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、吸湿
性が低く、耐熱性及び寸法安定性に優れたメタクリル系
樹脂及び該メタクリル系樹脂を用いた光学用材料を提供
する。本発明の他の目的は、上記の特性に加え、低複屈
折及び高い機械的強度を有するメタクリル系樹脂及び該
メタクリル系樹脂を用いた光学用材料を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a methacrylic resin having low hygroscopicity, heat resistance and dimensional stability, and an optical material using the methacrylic resin. Another object of the present invention is to provide a methacrylic resin having low birefringence and high mechanical strength in addition to the above properties, and an optical material using the methacrylic resin.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するため鋭意検討した結果、メタクリル酸アルキ
ルエステル(A)及び特定のメタクリル酸脂環式炭化水
素エステル(B)を各々特定量含む単量体混合物を共重
合すると、吸湿性が低く、耐熱性に優れたメタクリル系
樹脂が得られることを見いだし、本発明を完成した。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have identified a methacrylic acid alkyl ester (A) and a specific methacrylic acid alicyclic hydrocarbon ester (B), respectively. It was found that a methacrylic resin having low hygroscopicity and excellent heat resistance can be obtained by copolymerizing a monomer mixture containing a large amount thereof, and completed the present invention.

【0007】すなわち、本発明は、(A)メタクリル酸
アルキルエステル5〜95重量%と、(B)エステルの
アルコール部が炭素数8以上の脂環式炭化水素基を有す
るメタクリル酸脂環式炭化水素エステル95〜5重量%
を含む単量体混合物を共重合して得られるメタクリル系
樹脂であって、メタクリル酸脂環式炭化水素エステル
(B)が、メタクリル酸ボルニル、メタクリル酸イソボ
ルニル、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、メタクリル酸フェンチル、メタクリ
ル酸1−メンチル、及びメタクリル酸(3,3,5−ト
リメチルシクロヘキシル)の中から選択された少なくと
も2種以上の化合物を含むメタクリル系樹脂を提供す
る。メタクリル酸アルキルエステル(A)がメタクリル
酸メチルであってもよい。
That is, according to the present invention, (A) a methacrylic acid alicyclic carbonic acid having 5 to 95% by weight of a methacrylic acid alkyl ester and (B) an ester alcohol portion having an alicyclic hydrocarbon group having 8 or more carbon atoms. Hydrogen ester 95-5% by weight
A methacrylic resin obtained by copolymerizing a monomer mixture containing, wherein the methacrylic acid alicyclic hydrocarbon ester (B) is bornyl methacrylate, isobornyl methacrylate, adamantyl methacrylate, dimethyladamantyl methacrylate, A methacrylic resin containing at least two compounds selected from fentyl methacrylate, 1-menthyl methacrylate, and methacrylic acid (3,3,5-trimethylcyclohexyl). The methacrylic acid alkyl ester (A) may be methyl methacrylate.

【0008】また、本発明は、上記のメタクリル系樹脂
を用いた光学用材料を提供する。
The present invention also provides an optical material using the above methacrylic resin.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本発明におけるメタクリル系樹脂は、メタ
クリル酸アルキルエステル(A)とエステルのアルコー
ル部が炭素数8以上の脂環式炭化水素基を有するメタク
リル酸脂環式炭化水素エステル(B)とを特定量含む単
量体混合物を共重合させることにより得られる。「炭素
数8以上」とは、脂環にアルキル基等の炭化水素基が結
合している場合は、該炭化水素基の炭素数を含めて8以
上であることを意味する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below. The methacrylic resin in the present invention contains a specific amount of a methacrylic acid alkyl ester (A) and a methacrylic acid alicyclic hydrocarbon ester (B) in which the alcohol portion of the ester has an alicyclic hydrocarbon group having 8 or more carbon atoms. It is obtained by copolymerizing a monomer mixture. "C8 or more" means that, when a hydrocarbon group such as an alkyl group is bonded to the alicyclic ring, the number of carbon atoms in the hydrocarbon group is 8 or more.

【0010】メタクリル酸アルキルエステル(A)とし
ては、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチ
ル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸n−ブチ
ル、メタクリル酸2−エチルヘキシルなどのメタクリル
酸C1-8アルキルエステル等が挙げられる。なかでもメ
タクリル酸メチルは、経済的に安価であることから好ま
しく用いられる。
As the methacrylic acid alkyl ester (A), for example, methacrylic acid C 1-8 alkyl ester such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate and 2-ethylhexyl methacrylate. Etc. Among them, methyl methacrylate is preferably used because it is economically inexpensive.

【0011】エステルのアルコール部が炭素数8以上の
脂環式炭化水素基を有するメタクリル酸脂環式炭化水素
エステル(B)としては、メタクリル酸又はその塩化物
を、炭素数8以上の脂環式炭化水素モノオールによりエ
ステル化させることで得られるメタクリル酸エステルが
挙げられる。このようなメタクリル酸脂環式炭化水素エ
ステルを単量体成分として用いることにより、得られる
共重合体の耐熱性と低吸湿性を同時に改善することがで
きる。
As the methacrylic acid alicyclic hydrocarbon ester (B) in which the alcohol portion of the ester has an alicyclic hydrocarbon group having 8 or more carbon atoms, methacrylic acid or a chloride thereof can be used. Examples thereof include methacrylic acid esters obtained by esterification with the formula hydrocarbon monool. By using such a methacrylic acid alicyclic hydrocarbon ester as a monomer component, heat resistance and low hygroscopicity of the resulting copolymer can be simultaneously improved.

【0012】前記炭素数8以上の脂環式炭化水素モノオ
ールとしては、例えば、1−アダマンタノール、2−ア
ダマンタノール、2−メチル−1−アダマンタノール、
3,5−ジメチル−1−アダマンタノール、3−エチル
アダマンタノール、2−メチル−6−エチル−1−アダ
マンタノール、2,6,8−トリエチル−1−アダマン
タノール、3,5−ジメチル−8−エチル−1−アダマ
ンタノールなどのアダマンタノール類;1−メンタノー
ル、オクタヒドロ−4,7−メンタノインデン−6−オ
ール、オクタヒドロ−4,7−メンタノインデン−1−
イルメンタノール、8,p−メンタノール−2,6,6
−ヒドロキシ−2,6,6−トリメチル−ビシクロ
[3.1.1]ヘプタンなどのメンタノール類;3,
7,7−トリメチル−4−ヒドロキシ−ビシクロ[4.
1.0]ヘプタンボルネオール、イソボルネオールなど
のボルネオール類;2−メチルカンフノール、フェンチ
ルアルコール、2,2,5−トリメチルシクロヘキサノ
ール、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノール、ト
リシクロ[3.2.1]デシロールなどが挙げられる。
Examples of the alicyclic hydrocarbon monool having 8 or more carbon atoms include 1-adamantanol, 2-adamantanol, 2-methyl-1-adamantanol, and the like.
3,5-Dimethyl-1-adamantanol, 3-ethyladamantanol, 2-methyl-6-ethyl-1-adamantanol, 2,6,8-triethyl-1-adamantanol, 3,5-dimethyl-8 -Adamantanols such as ethyl-1-adamantanol; 1-mentanol, octahydro-4,7-mentanoinden-6-ol, octahydro-4,7-mentanoindene-1-
Ilmentanol, 8, p-mentanol-2,6,6
Menthanols such as -hydroxy-2,6,6-trimethyl-bicyclo [3.1.1] heptane; 3,
7,7-Trimethyl-4-hydroxy-bicyclo [4.
1.0] Heptane borneol, borneols such as isoborneol; 2-methylcamphor, fentyl alcohol, 2,2,5-trimethylcyclohexanol, 3,3,5-trimethylcyclohexanol, tricyclo [3.2. 1] Decylol and the like can be mentioned.

【0013】中でも炭素数10以上の脂環式炭化水素モ
ノオール、例えば、アダマンタノール類、メンタノール
類、ボルネオール類、2−メチルカンフノール、フェン
チルアルコール、トリシクロ[3.2.1]デシロール
などが耐熱性及び低吸水性の点で好ましい。
Among them, alicyclic hydrocarbon monools having 10 or more carbon atoms, such as adamantanols, mentanols, borneols, 2-methylcamphor, fentyl alcohol, tricyclo [3.2.1] decylol, etc. It is preferable in terms of heat resistance and low water absorption.

【0014】前記メタクリル酸脂環式炭化水素エステル
(B)の代わりに、メタクリル酸芳香族炭化水素エステ
ルを用いる場合は、得られる樹脂の複屈折が大きくな
り、また耐候性が悪く着色しやすいため光学用材料に適
さない。また、エステルのアルコール部が脂環式炭化水
素基であっても炭素数が7以下の場合は、低吸湿性、耐
熱性の改善が見られず、さらに、エステルのアルコール
部が炭素数が8以上であっても直鎖状又は枝分かれした
脂肪族炭化水素基の場合は、耐熱性の向上には寄与せ
ず、却って、耐熱性や機械的強度を損ねてしまう。
When methacrylic acid aromatic hydrocarbon ester is used instead of the methacrylic acid alicyclic hydrocarbon ester (B), the birefringence of the obtained resin becomes large, and the weather resistance is poor and it tends to be colored. Not suitable for optical materials. Further, even if the alcohol portion of the ester is an alicyclic hydrocarbon group, if the carbon number is 7 or less, low hygroscopicity and heat resistance are not improved, and the alcohol portion of the ester has 8 carbon atoms. Even if the above is the case, in the case of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, it does not contribute to the improvement of heat resistance, but rather, heat resistance and mechanical strength are impaired.

【0015】本発明の特徴の一つは、メタクリル酸脂環
式炭化水素エステル(B)として、メタクリル酸ボルニ
ル、メタクリル酸イソボルニル、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
酸フェンチル、メタクリル酸1−メンチル、及びメタク
リル酸(3,3,5−トリメチルシクロヘキシル)から
選択された少なくとも2以上の化合物が用いられている
点にある。上記の化合物を2以上用いることにより、吸
湿性を大幅に低下させつつ耐熱性の低下を抑えることが
でき、また、より低い複屈折を得ることができる。
One of the features of the present invention is as a methacrylic acid alicyclic hydrocarbon ester (B), bornyl methacrylate, isobornyl methacrylate, adamantyl methacrylate, dimethyladamantyl methacrylate, fentyl methacrylate, 1-methacrylic acid. The point is that at least two compounds selected from menthyl and methacrylic acid (3,3,5-trimethylcyclohexyl) are used. By using two or more of the above compounds, it is possible to suppress a decrease in heat resistance while significantly decreasing hygroscopicity, and it is possible to obtain a lower birefringence.

【0016】これらの化合物を2種以上組み合わせる
と、これらの化合物を1種のみ用いる場合と比較して、
得られる樹脂の吸湿性が顕著に低下するという利点があ
る。
When two or more of these compounds are combined, compared to the case where only one of these compounds is used,
There is an advantage that the hygroscopicity of the obtained resin is significantly reduced.

【0017】メタクリル酸脂環式炭化水素エステル
(B)全体に占めるこれらの化合物の割合は、例えば5
0〜100重量%、好ましくは80〜100重量%、さ
らに好ましくは90〜100重量%である。
The proportion of these compounds in the whole methacrylic acid alicyclic hydrocarbon ester (B) is, for example, 5
It is 0 to 100% by weight, preferably 80 to 100% by weight, and more preferably 90 to 100% by weight.

【0018】これらの化合物の2種以上の好ましい組み
合わせとしては、メタクリル酸アダマンチル又はメタク
リル酸ジメチルアダマンチルの何れか(メタクリル酸ア
ダマンチル類)と、その他の化合物との組み合わせが挙
げられ、さらに好ましい組み合わせとしては、メタクリ
ル酸ジメチルアダマンチルとメタクリル酸イソボルニル
との組み合わせが挙げられる。組み合わせの比率として
は、メタクリル酸アダマンチル類:その他の化合物=
1:1〜60、好ましくは1:5〜50、より好ましく
は1:10〜40程度である。
As a preferred combination of two or more of these compounds, a combination of either adamantyl methacrylate or dimethyladamantyl methacrylate (adamantyl methacrylates) and another compound can be mentioned, and a further preferred combination is given. , A combination of dimethyladamantyl methacrylate and isobornyl methacrylate. The combination ratio is adamantyl methacrylate: other compound =
It is from 1: 1 to 60, preferably from 1/5 to 50, more preferably from 1:10 to 40.

【0019】本発明のメタクリル系樹脂は、上記のメタ
クリル酸アルキルエステル(A)を5〜95重量%、及
びメタクリル酸脂環式炭化水素エステル(B)を95〜
5重量%含む単量体混合物を共重合することにより得ら
れる。上記の割合からなるメタクリル系樹脂は、吸湿性
が低く抑えられ、耐熱性に優れるという特性を有する。
The methacrylic resin of the present invention contains 5 to 95% by weight of the above-mentioned methacrylic acid alkyl ester (A) and 95 to 95% of methacrylic acid alicyclic hydrocarbon ester (B).
It is obtained by copolymerizing a monomer mixture containing 5% by weight. The methacrylic resin having the above proportions has the characteristics of low hygroscopicity and excellent heat resistance.

【0020】より好ましくは、メタクリル酸アルキルエ
ステル(A)を15〜70重量%、メタクリル酸脂環式
炭化水素エステル(B)を85〜30重量%含む単量体
混合物からなる共重合体である。例えば、エステル
(A)が15重量%以上で、エステル(B)が85重量
%以上の単量体混合物を共重合して得られるメタクリル
系樹脂は光学用材料により適した機械的強度を有する。
また、エステル(A)が70重量%以下で、エステル
(B)が30重量%以上の割合のメタクリル系樹脂は、
上記の特性に加えてガラス転移温度の上昇率が大きくな
り、耐熱性や低吸湿性の改善効果が著しい。
More preferably, it is a copolymer comprising a monomer mixture containing 15 to 70% by weight of methacrylic acid alkyl ester (A) and 85 to 30% by weight of methacrylic acid alicyclic hydrocarbon ester (B). . For example, a methacrylic resin obtained by copolymerizing a monomer mixture containing 15% by weight or more of ester (A) and 85% by weight or more of ester (B) has a mechanical strength more suitable for optical materials.
Further, the methacrylic resin containing 70% by weight or less of the ester (A) and 30% by weight or more of the ester (B) is
In addition to the above characteristics, the rate of increase of the glass transition temperature becomes large, and the effect of improving heat resistance and low hygroscopicity is remarkable.

【0021】共重合の際の重合開始剤としては、公知の
ラジカル重合開始剤を使用でき、例えば、2,2’−ア
ゾビス(イソブチロニトリル)、1,1’−アゾビス
(シクロヘキサンカルボニトリル)、2,2’−アゾビ
ス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、アゾビスイソ
ブタノールジアセテートなどのアゾ化合物;ラウロイル
パーオキサイド、ジ−tert−ブチルパーオキサイド
などの有機過酸化物などが挙げられる。ラジカル重合開
始剤の使用量は、単量体全量に対して0.001〜1モ
ル%程度である。
A known radical polymerization initiator can be used as a polymerization initiator in the copolymerization, and examples thereof include 2,2'-azobis (isobutyronitrile) and 1,1'-azobis (cyclohexanecarbonitrile). 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), azo compounds such as azobisisobutanol diacetate; and organic peroxides such as lauroyl peroxide and di-tert-butyl peroxide. The amount of radical polymerization initiator used is about 0.001 to 1 mol% based on the total amount of the monomers.

【0022】さらに、重合体の分子量を制御するために
連鎖移動剤を重合系に添加してもよい。連鎖移動剤とし
ては、例えば、tert−ブチルメルカプタン、n−ブ
チルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、n−ド
デシルメルカプタン(ドデカンチオール)等が挙げられ
る。使用量としては、単量体全量に対して、例えば1モ
ル%以下程度である。
Further, a chain transfer agent may be added to the polymerization system in order to control the molecular weight of the polymer. Examples of the chain transfer agent include tert-butyl mercaptan, n-butyl mercaptan, n-octyl mercaptan and n-dodecyl mercaptan (dodecanethiol). The amount used is, for example, about 1 mol% or less based on the total amount of the monomers.

【0023】重合は、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、
乳化重合など、アクリル系ポリマーを製造する際に用い
る慣用の方法により行うことができる。具体的には、塊
状重合の場合は、例えば、単量体混合物から部分共重合
体を調製し、これをガラス又はステンレス製のセル中に
注入して数時間重合する方法、一般にキャスト法と呼ば
れる方法により行われる。また、懸濁重合や乳化重合の
場合は、例えば、水中にあらかじめ分散剤あるいは乳化
剤を溶解又は分散し、ここへ重合開始剤、連鎖移動剤を
溶解させ、単量体全量を分散させて重合させる。
Polymerization includes bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization,
It can be carried out by a conventional method used for producing an acrylic polymer, such as emulsion polymerization. Specifically, in the case of bulk polymerization, for example, a method of preparing a partial copolymer from a monomer mixture, injecting it into a glass or stainless cell and polymerizing for several hours, generally called a casting method. By the method. Further, in the case of suspension polymerization or emulsion polymerization, for example, a dispersant or an emulsifier is previously dissolved or dispersed in water, a polymerization initiator and a chain transfer agent are dissolved therein, and the entire amount of the monomer is dispersed for polymerization. .

【0024】重合溶媒としては公知の溶媒を使用でき、
例えば、エーテル(テトラヒドロフラン、ジオキサン等
の環状エーテルなど)、エステル(酢酸メチル、酢酸エ
チル、酢酸ブチル、乳酸エチルなど)、ケトン(アセト
ン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンな
ど)、アミド(N,N−ジメチルアセトアミド、N,N
−ジメチルホルムアミドなど)、スルホキシド(ジメチ
ルスルホキシドなど)、アルコール(メタノール、エタ
ノール、プロパノールなど)、炭化水素(ベンゼン、ト
ルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、ヘキサン等の脂
肪族炭化水素、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素な
ど)、水、及びこれらの混合溶媒などが挙げられる。重
合温度は、例えば130〜150℃程度の範囲で適宜選
択できる。
As the polymerization solvent, known solvents can be used,
For example, ether (cyclic ether such as tetrahydrofuran and dioxane), ester (methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, etc.), ketone (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.), amide (N, N-dimethylacetamide) , N, N
-Dimethylformamide, etc.), sulfoxides (dimethylsulfoxide, etc.), alcohols (methanol, ethanol, propanol, etc.), hydrocarbons (aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, etc., aliphatic hydrocarbons such as hexane, fats such as cyclohexane). Cyclic hydrocarbon), water, and a mixed solvent thereof, and the like. The polymerization temperature can be appropriately selected within a range of, for example, about 130 to 150 ° C.

【0025】上記の方法により、ガラス転移温度が、例
えば150℃以上(例えば150〜200℃)、好まし
くは160℃以上(例えば160〜200℃)であるメ
タクリル系樹脂が得られる。
By the above method, a methacrylic resin having a glass transition temperature of, for example, 150 ° C. or higher (eg 150 to 200 ° C.), preferably 160 ° C. or higher (eg 160 to 200 ° C.) can be obtained.

【0026】このようなガラス転移温度を有するメタク
リル系樹脂を光学用材料に用いた場合には、大幅に耐熱
性が改善される結果、従来のメタクリル系樹脂は使用で
きなかった温度領域においても、成形品に反りなどが生
じにくくなり高い寸法安定性を得ることができる。
When a methacrylic resin having such a glass transition temperature is used as an optical material, the heat resistance is greatly improved. As a result, even in the temperature range where conventional methacrylic resins cannot be used, The molded product is less likely to warp, and high dimensional stability can be obtained.

【0027】前記メタクリル系樹脂の吸水率は、100
%相対湿度において、例えば0.5%以下(0〜0.5
%)程度を示す。このように低い吸湿性を有するメタク
リル系樹脂を光学用材料に用いた場合には、吸湿と乾燥
の繰り返しサイクルにより見られたクラックの発生を低
減できるため、より安定した品質を有する光学用材料を
提供することができる。
The water absorption of the methacrylic resin is 100.
% Relative humidity, for example, 0.5% or less (0 to 0.5
%). When a methacrylic resin having such low hygroscopicity is used as an optical material, it is possible to reduce the occurrence of cracks seen by repeated cycles of moisture absorption and drying, so that an optical material having more stable quality can be obtained. Can be provided.

【0028】本発明のメタクリル系樹脂は、上記のよう
に高いガラス転移温度と低い吸水率を同時に有するた
め、特に、常温から80℃付近までの広い温度領域にお
ける吸湿性が、従来のメタクリル系共重合体などと比較
して大幅に低減される。従って、従来使用できなかった
温度領域にまで用途を拡大することが可能となる。
Since the methacrylic resin of the present invention has a high glass transition temperature and a low water absorption rate at the same time as described above, it has a hygroscopic property in a wide temperature range from room temperature to around 80 ° C. Significantly reduced compared to polymers and the like. Therefore, it is possible to expand the application to a temperature range that could not be used conventionally.

【0029】本発明のメタクリル系樹脂は、可塑剤、酸
化安定剤、耐候安定剤、離型剤などの添加剤を含んでい
てもよく、これらの添加剤は重合時に単量体混合物など
と同時に重合系に添加してもよく、重合後に添加しても
よい。可塑剤は、光学用材料用途として要求される機械
的強度を上げることができ、例えば、トリフェニルホス
ファイト、フタル酸ビス(シス−3,3,5−トリメチ
ルシクロヘキシル)、トリオクタデシルホスファイトな
どが挙げられる。可塑剤の使用量は、樹脂全体に対し
て、例えば5〜20重量%程度、好ましくは8〜15重
量%程度の範囲から選択される。5重量%より少ないと
機械的強度の上昇が得られず、20重量%を越えるとガ
ラス転移温度が低下してしまう。機械的強度を大幅に上
昇させるためには8重量%以上用いるのが好ましい。
The methacrylic resin of the present invention may contain additives such as a plasticizer, an oxidation stabilizer, a weather resistance stabilizer and a release agent, and these additives are added at the same time as a monomer mixture at the time of polymerization. It may be added to the polymerization system or may be added after the polymerization. The plasticizer can increase the mechanical strength required for optical material applications, and examples thereof include triphenyl phosphite, bis (cis-3,3,5-trimethylcyclohexyl) phthalate, and trioctadecyl phosphite. Can be mentioned. The amount of the plasticizer used is selected from the range of, for example, about 5 to 20% by weight, preferably about 8 to 15% by weight, based on the entire resin. If it is less than 5% by weight, the mechanical strength cannot be increased, and if it exceeds 20% by weight, the glass transition temperature is lowered. It is preferable to use 8% by weight or more in order to significantly increase the mechanical strength.

【0030】本発明の光学用材料には、上記のメタクリ
ル系樹脂を好適に利用することができる。光学用材料と
しては、例えば、ビデオディスク、オーディオディス
ク、コンピュータ用情報ファイル、及びLCDの導光板
などの情報記録用光学素子などが挙げられる。
The methacrylic resin described above can be preferably used for the optical material of the present invention. Examples of optical materials include video disks, audio disks, computer information files, and information recording optical elements such as LCD light guide plates.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明のメタクリル系樹脂は、特定のメ
タクリル酸脂環式炭化水素エステル(B)を単量体成分
に用いるため、吸湿性が低く、耐熱性及び寸法安定性に
優れ、より低い複屈折を有し、さらに、メタクリル酸ア
ルキルエステル(A)とメタクリル酸脂環式炭化水素エ
ステル(B)を特定量混合して共重合させることによ
り、十分な機械的強度を発揮することができる。上記の
特性を有するメタクリル系樹脂は光学用材料として好適
に用いられる。
The methacrylic resin of the present invention uses a specific methacrylic acid alicyclic hydrocarbon ester (B) as a monomer component, and therefore has low hygroscopicity, excellent heat resistance and dimensional stability. It has a low birefringence, and further exhibits sufficient mechanical strength by mixing a specific amount of methacrylic acid alkyl ester (A) and methacrylic acid alicyclic hydrocarbon ester (B) and copolymerizing them. it can. The methacrylic resin having the above characteristics is suitably used as an optical material.

【0032】[0032]

【実施例】以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定され
るものではない。 実施例1 攪拌機を備えた内容積10Lのステンレススチール製の
反応槽に、予め脱イオン水5500gにリン酸カルシウ
ムのスラリー[太平化学産業(株)製]80gを添加し
た水溶液を入れ、これに、単量体成分としてメタクリル
酸イソボルニル1600g、メタクリル酸ジメチルアダ
マンチル80g、及びメタクリル酸メチル720gの混
合物に、開始剤としてラウロイルパーオキサイド6.2
6g、及び連鎖移動剤としてドデカンチオール7.2g
を添加した溶液を加えて懸濁させ、70℃、攪拌機回転
数250rpmの条件の下で重合させた。反応後約1時
間で反応温度が76℃まで上昇した。さらに約1時間後
に70℃まで低下した時点で加熱し、100℃まで昇温
させた。1時間、100℃を保った後、反応槽を冷却
し、水層を分離後、水洗、乾燥することによりビーズ状
のメタクリル系樹脂が得られた。得られた共重合体を、
一軸押し出し機[商品名「PCM30」、(株)池貝
製]を用いて230℃でペレット化し、熱風乾燥機を用
いて温度80℃下、12時間乾燥させた。その後、ペレ
ットを射出成形機[商品名「PS60E9A」、日精樹
脂工業(株)製]を用いて、シリンダー温度230℃、
金型温度80℃の条件下で射出成形し、500×800
×3(mm)の透明平板、及び120×12×6(m
m)の透明ロッドを得た。
The present invention will be described in more detail based on the following examples, but the invention is not intended to be limited by these examples. Example 1 An aqueous solution prepared by adding 80 g of a slurry of calcium phosphate [manufactured by Taihei Chemical Industry Co., Ltd.] to 5500 g of deionized water in advance was placed in a reaction tank made of stainless steel having an internal volume of 10 L equipped with a stirrer, and a single amount thereof was added thereto. A mixture of 1600 g of isobornyl methacrylate, 80 g of dimethyladamantyl methacrylate, and 720 g of methyl methacrylate as a body component, and lauroyl peroxide 6.2 as an initiator.
6 g, and 7.2 g of dodecanethiol as a chain transfer agent
Was added and suspended, and polymerization was carried out under the conditions of 70 ° C. and a stirrer rotation speed of 250 rpm. About 1 hour after the reaction, the reaction temperature rose to 76 ° C. After about 1 hour, the temperature was lowered to 70 ° C., and the temperature was raised to 100 ° C. After maintaining the temperature at 100 ° C. for 1 hour, the reaction tank was cooled, the aqueous layer was separated, washed with water, and dried to obtain a bead-shaped methacrylic resin. The resulting copolymer,
It was pelletized at 230 ° C. using a uniaxial extruder [trade name “PCM30”, manufactured by Ikegai Co., Ltd.] and dried at 80 ° C. for 12 hours using a hot air dryer. Then, using an injection molding machine [trade name "PS60E9A", manufactured by Nissei Plastic Industry Co., Ltd.], the pellets were heated to a cylinder temperature of 230 ° C
Injection molding under the condition of mold temperature 80 ℃, 500 × 800
X3 (mm) transparent flat plate, and 120 x 12 x 6 (m
A transparent rod of m) was obtained.

【0033】実施例2 実施例1において、単量体成分としてメタクリル酸イソ
ボルニル1150g、メタクリル酸ジメチルアダマンチ
ル50g、及びメタクリル酸メチル1200gの混合物
を用いた以外は、実施例1と同様の操作でメタクリル系
樹脂、透明平板及び透明ロッドを得た。
Example 2 The procedure of Example 1 was repeated, except that a mixture of 1150 g of isobornyl methacrylate, 50 g of dimethyladamantyl methacrylate and 1200 g of methyl methacrylate was used as a monomer component. A resin, a transparent flat plate and a transparent rod were obtained.

【0034】実施例3 実施例2において、単量体混合物に、さらに、可塑剤と
して、アデカスタブAO−40(旭電化工業製)3.8
g、及びアデカスタブ3010(旭電化工業製)1.8
2gを添加した溶液をリン酸カルシウムを含む水溶液に
加えた点以外は、実施例2と同様の操作でメタクリル系
樹脂、透明平板及び透明ロッドを得た。
Example 3 In Example 2, the monomer mixture was further mixed with ADEKA STAB AO-40 (manufactured by Asahi Denka Kogyo) 3.8 as a plasticizer.
g and ADEKA STAB 3010 (manufactured by Asahi Denka Kogyo) 1.8
A methacrylic resin, a transparent flat plate and a transparent rod were obtained in the same manner as in Example 2 except that the solution containing 2 g was added to the aqueous solution containing calcium phosphate.

【0035】比較例1 実施例1において、単量体成分としてメタクリル酸イソ
ボルニル2000g、メタクリル酸ジメチルアダマンチ
ル328g、及びメタクリル酸メチル72gの混合物を
用いた以外は、実施例1と同様の操作でメタクリル系樹
脂を得た。該共重合体を用いて実施例1と同様の成形を
行ったが、もろくて成形試験片は得られなかった。
Comparative Example 1 The procedure of Example 1 was repeated except that a mixture of 2000 g of isobornyl methacrylate, 328 g of dimethyladamantyl methacrylate and 72 g of methyl methacrylate was used as the monomer component. A resin was obtained. Molding was carried out in the same manner as in Example 1 using the copolymer, but brittle and no molding test piece was obtained.

【0036】比較例2 実施例1において、単量体成分としてメタクリル酸イソ
ボルニル36g、メタクリル酸ジメチルアダマンチル3
6g、及びメタクリル酸メチル2328gの混合物を用
いた以外は、実施例1と同様の操作でメタクリル系樹
脂、透明平板及び透明ロッドを得た。
Comparative Example 2 In Example 1, 36 g of isobornyl methacrylate and dimethyladamantyl methacrylate 3 were used as the monomer components.
A methacrylic resin, a transparent flat plate and a transparent rod were obtained in the same manner as in Example 1 except that a mixture of 6 g and 2328 g of methyl methacrylate was used.

【0037】(評価試験) [屈折率]実施例1〜3及び比較例2より得られた透明
平板について、ASTM D542に従って屈折率を測
定した。その結果を表1に示す。 [全光線透過率及び曇価]実施例1〜3及び比較例2よ
り得られた透明平板について、ASTM D1003に
従って全光線透過率及び曇価を測定した。その結果を表
1に示す。 [複屈折]実施例1〜3及び比較例2より得られた透明
平板について、OpticalBirefringen
ce Analyzer KOBRA−21ADH
(Oj Scientific Instrument
s製)を用いて測定されたリターデーション値を透明平
板の厚みで除して得られた値(長さ/長さ)を複屈折と
した。その結果を表1に示す。 [ガラス転移温度]実施例1〜3及び比較例2より得ら
れた樹脂ペレットについて、示差走査熱量計(DSC)
を用いてガラス転移温度を測定した。その結果を表1に
示す。 [熱変形温度]実施例1〜3及び比較例2より得られた
透明ロッドについて、ASTM D648に従って熱変
形温度を測定した。その結果を表1に示す。 [飽和吸水率]実施例1〜3及び比較例2より得られた
透明平板について、ASTM D570に従って飽和吸
水率を測定した。その結果を表1に示す。 [曲げ強度]実施例1〜3及び比較例2より得られた透
明ロッドについて、ASTM D790に従って曲げ強
度を測定した。その結果を表1に示す。
(Evaluation Test) [Refractive Index] With respect to the transparent flat plates obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Example 2, the refractive index was measured according to ASTM D542. The results are shown in Table 1. [Total Light Transmittance and Haze Value] With respect to the transparent flat plates obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Example 2, the total light transmittance and haze value were measured according to ASTM D1003. The results are shown in Table 1. [Birefringence] Regarding the transparent flat plates obtained from Examples 1 to 3 and Comparative Example 2, Optical Birefringen
ce Analyzer KOBRA-21ADH
(Oj Scientific Instrument
The value (length / length) obtained by dividing the retardation value measured with the thickness of the transparent flat plate was defined as birefringence. The results are shown in Table 1. [Glass Transition Temperature] With respect to the resin pellets obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Example 2, a differential scanning calorimeter (DSC) was used.
Was used to measure the glass transition temperature. The results are shown in Table 1. [Heat Distortion Temperature] The heat distortion temperatures of the transparent rods obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Example 2 were measured according to ASTM D648. The results are shown in Table 1. [Saturated Water Absorption] Regarding the transparent flat plates obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Example 2, the saturated water absorption was measured according to ASTM D570. The results are shown in Table 1. [Bending Strength] The bending strength of the transparent rods obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Example 2 was measured according to ASTM D790. The results are shown in Table 1.

【0038】[0038]

【表1】 実施例1〜3より得られた透明平板及び透明ロッドは、
屈折率、全光線透過率などの従来のメタクリル系樹脂の
特性を保持しつつ、ガラス転移温度、熱変形温度が大き
く上昇し、飽和吸水率、複屈折はより低く抑えられた。
一方、比較例より得られた透明平板は、ガラス転移温度
及び飽和吸水率は従来と同レベルであり改善は見られな
かった。
[Table 1] The transparent flat plate and transparent rod obtained from Examples 1 to 3 are
While maintaining the properties of conventional methacrylic resins such as refractive index and total light transmittance, the glass transition temperature and heat distortion temperature were greatly increased, and saturated water absorption and birefringence were suppressed to a lower level.
On the other hand, the transparent flat plate obtained from the comparative example had the same glass transition temperature and saturated water absorption as the conventional one, and no improvement was observed.

フロントページの続き Fターム(参考) 4J100 AL03P AL04P AL08Q BC04Q BC08Q BC09Q BC12Q CA04 DA22 DA25 DA37 DA62 FA18 FA19 FA20 FA21 JA36 5D029 KA02 Continued front page    F-term (reference) 4J100 AL03P AL04P AL08Q BC04Q                       BC08Q BC09Q BC12Q CA04                       DA22 DA25 DA37 DA62 FA18                       FA19 FA20 FA21 JA36                 5D029 KA02

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (A)メタクリル酸アルキルエステル5
〜95重量%と、(B)エステルのアルコール部が炭素
数8以上の脂環式炭化水素基を有するメタクリル酸脂環
式炭化水素エステル95〜5重量%を含む単量体混合物
を共重合して得られるメタクリル系樹脂であって、メタ
クリル酸脂環式炭化水素エステル(B)が、メタクリル
酸ボルニル、メタクリル酸イソボルニル、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
タクリル酸フェンチル、メタクリル酸1−メンチル、及
びメタクリル酸(3,3,5−トリメチルシクロヘキシ
ル)の中から選択された少なくとも2種以上の化合物を
含むメタクリル系樹脂。
1. (A) Methacrylic acid alkyl ester 5
˜95% by weight and (B) the alcohol portion of the ester is copolymerized with a monomer mixture containing 95 to 5% by weight of a methacrylic acid alicyclic hydrocarbon ester having an alicyclic hydrocarbon group having 8 or more carbon atoms. A methacrylic resin obtained by the method, wherein the methacrylic acid alicyclic hydrocarbon ester (B) is bornyl methacrylate, isobornyl methacrylate, adamantyl methacrylate, dimethyladamantyl methacrylate, fentyl methacrylate, 1-menthyl methacrylate, And a methacrylic resin containing at least two compounds selected from methacrylic acid (3,3,5-trimethylcyclohexyl).
【請求項2】 メタクリル酸アルキルエステル(A)が
メタクリル酸メチルである請求項1記載のメタクリル系
樹脂。
2. The methacrylic resin according to claim 1, wherein the methacrylic acid alkyl ester (A) is methyl methacrylate.
【請求項3】 請求項1又は2記載のメタクリル系樹脂
を用いた光学用材料。
3. An optical material using the methacrylic resin according to claim 1 or 2.
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