JP2004018710A - 非複屈折性光学用樹脂組成物及びこれを用いた光学用素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】非複屈折性、耐熱性及び金型との転写性に優れる光学用樹脂組成物及びこの組成物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またはアクリル酸エステル５〜４０重量部、メタクリル酸メチル５０〜８０重量部、Ｎ−置換マレイミド５〜４０重量部、メタクリル酸ベンジル０〜３０重量部、及びエステル部分に炭素数１〜５の炭化水素基を有するアクリル酸エステルまたは芳香族ビニル化合物１〜１０重量部を、総重量部を１００重量部として、得られる樹脂の配向複屈折の絶対値が１×１０−６未満、メルトフローレートが１５ｇ／１０ｍｉｎ以上、及び曲げ破壊強度が５０ＭＰａ以上となるような組成比で共重合することにより得られる樹脂を含有してなる非複屈折性光学用樹脂組成物及びこの組成物を用いた光学用素子。
【選択図】 なし
【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またはアクリル酸エステル５〜４０重量部、メタクリル酸メチル５０〜８０重量部、Ｎ−置換マレイミド５〜４０重量部、メタクリル酸ベンジル０〜３０重量部、及びエステル部分に炭素数１〜５の炭化水素基を有するアクリル酸エステルまたは芳香族ビニル化合物１〜１０重量部を、総重量部を１００重量部として、得られる樹脂の配向複屈折の絶対値が１×１０−６未満、メルトフローレートが１５ｇ／１０ｍｉｎ以上、及び曲げ破壊強度が５０ＭＰａ以上となるような組成比で共重合することにより得られる樹脂を含有してなる非複屈折性光学用樹脂組成物及びこの組成物を用いた光学用素子。
【選択図】 なし
Description
【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金型への転写性が良好な非複屈折性光学用樹脂組成物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。しかし、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６１−１４６１７号公報に示されるように成形金型を工夫する必要があり、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ミニディスク用レーザーピックアップレンズ、ＤＶＤ用レーザーピックアップレンズ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おり、ポリメタクリル酸メチルでは、ゲート近傍における複屈折はゼロにならないため、このような光学用素子には使用することはできない。
【０００５】
また、使用する部材における複屈折性が最も重要になるものとして液晶素子が挙げられる。液晶素子はよく知られているように、直交ニコル又は平行ニコルとした偏光子と検光子の間で液晶層により偏光の偏波面を回転させることで光の透過・不透過を制御する構造となっており、したがって液晶素子にあってはそれを構成する各部材の複屈折性が大きな問題となり、このことが液晶素子への光学用樹脂の広範な利用を阻んでいる。
【０００６】
そこで、複屈折を小さくすることを目的に、▲１▼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）、▲２▼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）、▲３▼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）、▲４▼正の複屈折を有するホモポリマー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２−１２９２１１号公報）、▲５▼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）、▲６▼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また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（特願平８−１９９９０１号公報）等が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
これらの従来の方法は、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▲１▼、▲２▼、▲３▼及び▲５▼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、非複屈折材としては不十分なものである。
【０００８】
また、上記▲４▼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（３ＦＭＡ）が極めて高価な材料であるという欠点がある。
【０００９】
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）また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できない。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／ＢＺＭＡ＝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できず、ＰＭＭＡと比べ耐熱性、透明性の点で劣ることになってしまう。
【００１０】
一方、上記▲６▼の方法については、上記▲４▼の方法での問題点である耐熱性、透明性等の特性においては、各種光学用素子として満足する材料が得られる。しかし、液晶ディスプレイ用導光板等の光学用素子を成形する際、輝度向上のために、金型への転写性が要求されるため、この方法で得られる樹脂を用いた場合、流動性が不十分となり、ある程度の転写性は認められるものの十分なものではない。また、分子量を下げ流動性を向上させた場合、機械的強度に問題が生じる。
【００１１】
本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、非複屈折性及び金型への転写性に優れる光学用樹脂組成物及びこれを用いた非複屈折性に優れ、成形不良が少ない光学用素子を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題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またはアクリル酸エステル５〜４０重量部、メタクリル酸メチル５０〜８０重量部、Ｎ−置換マレイミド５〜４０重量部、メタクリル酸ベンジル０〜３０重量部、及びエステル部分に炭素数１〜５の炭化水素基を有するアクリル酸エステルまたは芳香族ビニル化合物１〜１０重量部を、総重量部を１００重量部として、得られる樹脂の配向複屈折の絶対値が１×１０−６未満、メルトフローレートが１５ｇ／１０ｍｉｎ以上、及び曲げ破壊強度が５０ＭＰａ以上となるような組成比で共重合することにより得られる樹脂を含有してなる非複屈折性光学用樹脂組成物を提供する。
【００１３】
また、本発明は、前記の非複屈折性光学用樹脂組成物を用いた光学用素子を提供する。
【００１４】
【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また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。このうち、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、低吸湿性の点でより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［５．２．１．０２，６ ］デカ−４−メチルが挙げられる。
【００１５】
また、Ｎ−置換マレイミドとしては、例えば、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）マレイミド等が挙げられる。非複屈折性及び耐熱性の点で好ましいものとしては、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−シクロヘキシルマレイミド、Ｎ−ラウリルマレイミド及びＮ−フェニルマレイミドが挙げられる。
【００１６】
また、前記したエステル部分に炭素数１〜５の炭化水素基を有するアクリル酸エステルとしては、例えば、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等の鎖状の炭化水素基が挙げられる。転写性、耐熱性の点で好ましいものとしては、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ｎ−ブチルが挙げられる。
【００１７】
また、前記した芳香族ビニル化合物としては、例えば、スチレン、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、４−メチルスチレン、メトキシスチレン等が挙げられる。非複屈折性、耐熱性の点で好ましいものとしては、スチレン、α−メチルスチレン、４−メチルスチレンが挙げられる。
【００１８】
本発明の非複屈折性光学用樹脂組成物は、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またはアクリル酸エステル５〜４０重量部、メタクリル酸メチル５０〜８０重量部、Ｎ−置換マレイミド５〜４０重量部、メタクリル酸ベンジル０〜３０重量部、及びエステル部分に炭素数１〜５の炭化水素基を有するアクリル酸エステルまたは芳香族ビニル化合物１〜１０重量部を、総重量部が１００重量部となるように単量体混合物として共重合させて得ることができる。
【００１９】
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またはアクリル酸エステルの配合量は、５〜４０重量部とされ、１０〜４０重量部であることが吸湿性の点で好ましい。脂環式（メタ）アクリル酸エステルの配合量が５重量部未満であると、複屈折が大きく、吸湿性が高くなる傾向にあり、４０重量部を越えると、機械的強度が低下するといった問題が生じる。
【００２０】
また、メタクリル酸メチルの配合量は、５０〜８０重量部とされ、６０〜７５重量部であることが好ましい。メタクリル酸メチルの配合量が５０重量部未満では、機械的強度が低下し、８０重量部を越えると、非複屈折性、耐熱性及び低吸湿性に問題が生じる。
【００２１】
さらに、Ｎ−置換マレイミドの配合量は、５〜４０重量部とされ、１５〜３０重量部であることが複屈折性の点で好ましい。Ｎ−置換マレイミドの配合量が５重量部未満では、複屈折が大きく、ガラス転移温度が低くなる傾向にあり、４０重量部を越えると、反応性が低下し、残存モノマーが多くなる傾向にあり、複屈折も大きくなる。
【００２２】
また、メタクリル酸ベンジルの配合量は、０〜３０重量部とされ、耐熱性及び複屈折性の点で４〜２０重量部であることが好ましい。メタクリル酸ベンジルの配合量が３０重量部を越えると、ガラス転移温度が低くなる傾向にある。
【００２３】
また、エステル部分に炭素数１〜５の炭化水素基を有するアクリル酸エステルまたは芳香族ビニル化合物１〜１０重量部であることが好ましい。１０重量部を越えた場合、非複屈折性、耐熱性及び低吸湿性のいずれかまたは二以上の特性に問題が生じる。１重量部未満では、流動性を上げ転写性を向上させた場合、機械的強度が不足する。
【００２４】
上記のような組成により得られる本発明の樹脂について、その配向複屈折の絶対値は、１×１０−６未満であることが好ましい。なお、この配向複屈折は、厚さ約５０μｍの樹脂フィルムを２倍に延伸（延伸温度９０℃）し、測定した値である。
【００２５】
また、本発明で得られる樹脂のガラス転移温度については、１０８℃以上であることが好ましい。１０８℃未満であると、光学用素子としての使用状況によっては、変形を起こし、光学用素子としての役割を果たさなくなる傾向にある。
【００２６】
また、本発明で得られる樹脂のメルトフローレートについては、２３０℃、３７Ｎの条件下において１５ｇ／１０ｍｉｎ以上であることが好ましい。１５ｇ／１０ｍｉｎ未満であると、金型への転写性が不十分となり、導光板としての輝度が不足する。
【００２７】
また、本発明で得られる樹脂の曲げ破壊強度については、５０ＭＰａ以上であることが好ましい。５０ＭＰａ未満であると、成形品を金型から離型する際に、割れや欠け等の成形不良が生じる。
【００２８】
本発明における非複屈折性光学用樹脂組成物を製造するための共重合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。
【００２９】
重合を行う際には、重合開始剤を用いることができる。重合開始剤としては、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、ジ−ｔ−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、１，１−ｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン等の有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス−４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル、アゾビスシクロヘキサノン−１−カルボニトリル、アゾジベンゾイル等のアゾ化合物、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の水溶性触媒及び過酸化物あるいは過硫酸塩と還元剤の組み合わせによるレドックス触媒等、通常のラジカル重合に使用できるものはいずれも使用することができる。重合開始剤は、単量体の総重量部に対して０．０１〜１０重量％の範囲で使用されることが好ましい。
【００３０】
さらに、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。
【００３１】
熱重合による場合、重合温度は、０〜２００℃の間で適宜選択することができ、５０〜１２０℃が好ましい。
【００３２】
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、単量体の総重量部に対して０．０３〜１重量％使用するのが好ましく、難溶性無機物質は、単量体の総重量部に対して０．０５〜０．５重量％使用するのが好ましい。
【００３３】
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、単量体の総重量部に対して０．００１〜０．０２重量％使用するのが好ましい。
【００３４】
本発明により得られた非複屈折性光学用樹脂組成物に含まれる樹脂は、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１００００〜１００００００の範囲のものが好ましく、転写性及び機械的強度の点で、５００００〜１５００００の範囲のものが特に好ましい。
【００３５】
本発明の非複屈折性光学用樹脂組成物は、その使用にあたって、劣化防止、熱的安定性、成形性、加工性等の観点から、フェノール系、ホスファイト系、チオエーテル系等の抗酸化剤、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、その他滑剤、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使用してもよい。
【００３６】
本発明において、非複屈折性光学用樹脂組成物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、光学用素子を製造してもよい。
【００３７】
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。
【００３８】
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、ＤＶＤ用のディスク基板、液晶ディスプレイ用基板、液晶ディスプレイ用導光板、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、液晶素子結合用接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。本発明の樹脂組成物は、特に液晶ディスプレイ用導光板等の光学用素子に最適である。
【００３９】
【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。
【００４０】
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。
【００４１】
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分間窒素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。
【００４２】
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１００ｇ、メタクリル酸メチル１５００ｇ、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド１２０ｇ、メタクリル酸ベンジル２４０ｇ、アクリル酸エチル４０ｇ、過酸化ラウロイル８ｇ、ｎ−オクチルメルカプタン８．６ｇ（対単量体０．４３重量％）を溶解して単量体混合液とした。
【００４３】
撹拌機を備えた５リットルのオートクレーブ容器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７．２に調整して懸濁媒体とした。ここに撹拌しながら上記単量体混合液を加え、撹拌回転数２７０ｒｐｍ、窒素雰囲気下、６０℃で３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２５０℃、射出速度６０ｃｍ３ ／ｓｅｃ、金型温度９０℃で成形し、特性評価用の複数の試験片を得た。
【００４４】
実施例２〜４、比較例１〜６
表１に示す組成比率の単量体を用い、実施例１と同様にして特性評価用の試験片を作製した。
【００４５】
実施例１〜４、比較例１〜６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、メルトフローレート、ガラス転移温度（以下Ｔｇと略す）、曲げ破壊強度、転写性等を調べ、表１に示した。なお、評価は下記に示す方法により行った。
【００４６】
（１）配向複屈折
懸濁重合により得られた各配合比の樹脂粒子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、厚さ約５０μｍのフィルムを作成した。次に、このフィルムを延伸装置（芝山科学器械製作所製ＳＳ−６０）で２倍に延伸（延伸温度：９０℃）したものの複屈折を複屈折測定装置（島津製作所製エリプソメーターＡＥＰ−１００）で測定し、その値を配向複屈折とした。
【００４７】
（２）成形品の複屈折
上記で得た５０×４０×３（ｍｍ）の試験片について、Ｈｅ−Ｎｅレーザーを用いたエリプソメーター（島津製作所製ＡＥＰ−１００）で、図１に示す測定点について、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。
【００４８】
【数１】
【００４９】
（３）メルトフローレート（以下、ＭＦＲと略す）
上記で得た樹脂粒子について、東洋精機製メルトインデクサＳ−１０１を用い、２３０℃、３７Ｎ（３．８ｋｇ荷重）条件下における、単位時間あたりの流出量を測定し、１０分間流出量を算出、それをＭＦＲとした。
【００５０】
（４）ガラス転移温度（Ｔｇ）
上記で得られた樹脂粒子について、示差走査熱量計（リガク製Ｔｈｅｒｍｏ Ｐｌｕｓ ＤＳＣ８２３０）で、Ｔｇを測定した。
【００５１】
（５）曲げ破壊強度
上記で得た１２７×１２．６×６．５（ｍｍ）の試験片を用いて、ＡＳＴＭ Ｄ７９０記載の方法により、試験速度２．５×１０３ｍ／ｍｉｎ、支点間距離０．１ｍ条件にて、室温にて測定した。
【００５２】
（６）転写性
上記で得られた樹脂粒子を用いて、東芝機械（株）製射出成形機ＩＳ−５０ＥＰにより、シリンダー温度２５０℃、射出速度６０ｃｍ３ ／ｓｅｃ、金型温度９０℃で、導光板（５０×５０×２ｍｍ）を成形した。得られた導光板を組み込んだ液晶ディスプレイの輝度を測定し、その輝度の度合いにより、転写性を評価した。
輝度が理論値の９０％以上：○
７０％以上〜９０％未満：△
７０％未満：×
【００５３】
表１に評価結果を示す。なお、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、ＥＡはアクリル酸エチル、４ＭＳは４−メチルスチレン）、ＮＯＭはｎ−オクチルメルカプタンを示す。
【００５４】
【表１】
【００５５】
【発明の効果】
本発明により非複屈折性、耐熱性、低吸湿性及び金型との転写性に優れる光学用樹脂組成物が提供され、この樹脂を用いて非複屈折性に優れ、成形不良が少ない光学用素子が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】成形品の複屈折の測定法を説明する略図である。
【符号の説明】
１ ゲート
２ 測定点
【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金型への転写性が良好な非複屈折性光学用樹脂組成物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。しかし、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６１−１４６１７号公報に示されるように成形金型を工夫する必要があり、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ミニディスク用レーザーピックアップレンズ、ＤＶＤ用レーザーピックアップレンズ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おり、ポリメタクリル酸メチルでは、ゲート近傍における複屈折はゼロにならないため、このような光学用素子には使用することはできない。
【０００５】
また、使用する部材における複屈折性が最も重要になるものとして液晶素子が挙げられる。液晶素子はよく知られているように、直交ニコル又は平行ニコルとした偏光子と検光子の間で液晶層により偏光の偏波面を回転させることで光の透過・不透過を制御する構造となっており、したがって液晶素子にあってはそれを構成する各部材の複屈折性が大きな問題となり、このことが液晶素子への光学用樹脂の広範な利用を阻んでいる。
【０００６】
そこで、複屈折を小さくすることを目的に、▲１▼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）、▲２▼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）、▲３▼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）、▲４▼正の複屈折を有するホモポリマー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２−１２９２１１号公報）、▲５▼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）、▲６▼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また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（特願平８−１９９９０１号公報）等が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
これらの従来の方法は、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▲１▼、▲２▼、▲３▼及び▲５▼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、非複屈折材としては不十分なものである。
【０００８】
また、上記▲４▼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（３ＦＭＡ）が極めて高価な材料であるという欠点がある。
【０００９】
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）また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できない。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／ＢＺＭＡ＝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できず、ＰＭＭＡと比べ耐熱性、透明性の点で劣ることになってしまう。
【００１０】
一方、上記▲６▼の方法については、上記▲４▼の方法での問題点である耐熱性、透明性等の特性においては、各種光学用素子として満足する材料が得られる。しかし、液晶ディスプレイ用導光板等の光学用素子を成形する際、輝度向上のために、金型への転写性が要求されるため、この方法で得られる樹脂を用いた場合、流動性が不十分となり、ある程度の転写性は認められるものの十分なものではない。また、分子量を下げ流動性を向上させた場合、機械的強度に問題が生じる。
【００１１】
本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、非複屈折性及び金型への転写性に優れる光学用樹脂組成物及びこれを用いた非複屈折性に優れ、成形不良が少ない光学用素子を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題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またはアクリル酸エステル５〜４０重量部、メタクリル酸メチル５０〜８０重量部、Ｎ−置換マレイミド５〜４０重量部、メタクリル酸ベンジル０〜３０重量部、及びエステル部分に炭素数１〜５の炭化水素基を有するアクリル酸エステルまたは芳香族ビニル化合物１〜１０重量部を、総重量部を１００重量部として、得られる樹脂の配向複屈折の絶対値が１×１０−６未満、メルトフローレートが１５ｇ／１０ｍｉｎ以上、及び曲げ破壊強度が５０ＭＰａ以上となるような組成比で共重合することにより得られる樹脂を含有してなる非複屈折性光学用樹脂組成物を提供する。
【００１３】
また、本発明は、前記の非複屈折性光学用樹脂組成物を用いた光学用素子を提供する。
【００１４】
【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また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。このうち、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、低吸湿性の点でより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［５．２．１．０２，６ ］デカ−４−メチルが挙げられる。
【００１５】
また、Ｎ−置換マレイミドとしては、例えば、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）マレイミド等が挙げられる。非複屈折性及び耐熱性の点で好ましいものとしては、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−シクロヘキシルマレイミド、Ｎ−ラウリルマレイミド及びＮ−フェニルマレイミドが挙げられる。
【００１６】
また、前記したエステル部分に炭素数１〜５の炭化水素基を有するアクリル酸エステルとしては、例えば、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等の鎖状の炭化水素基が挙げられる。転写性、耐熱性の点で好ましいものとしては、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ｎ−ブチルが挙げられる。
【００１７】
また、前記した芳香族ビニル化合物としては、例えば、スチレン、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、４−メチルスチレン、メトキシスチレン等が挙げられる。非複屈折性、耐熱性の点で好ましいものとしては、スチレン、α−メチルスチレン、４−メチルスチレンが挙げられる。
【００１８】
本発明の非複屈折性光学用樹脂組成物は、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またはアクリル酸エステル５〜４０重量部、メタクリル酸メチル５０〜８０重量部、Ｎ−置換マレイミド５〜４０重量部、メタクリル酸ベンジル０〜３０重量部、及びエステル部分に炭素数１〜５の炭化水素基を有するアクリル酸エステルまたは芳香族ビニル化合物１〜１０重量部を、総重量部が１００重量部となるように単量体混合物として共重合させて得ることができる。
【００１９】
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またはアクリル酸エステルの配合量は、５〜４０重量部とされ、１０〜４０重量部であることが吸湿性の点で好ましい。脂環式（メタ）アクリル酸エステルの配合量が５重量部未満であると、複屈折が大きく、吸湿性が高くなる傾向にあり、４０重量部を越えると、機械的強度が低下するといった問題が生じる。
【００２０】
また、メタクリル酸メチルの配合量は、５０〜８０重量部とされ、６０〜７５重量部であることが好ましい。メタクリル酸メチルの配合量が５０重量部未満では、機械的強度が低下し、８０重量部を越えると、非複屈折性、耐熱性及び低吸湿性に問題が生じる。
【００２１】
さらに、Ｎ−置換マレイミドの配合量は、５〜４０重量部とされ、１５〜３０重量部であることが複屈折性の点で好ましい。Ｎ−置換マレイミドの配合量が５重量部未満では、複屈折が大きく、ガラス転移温度が低くなる傾向にあり、４０重量部を越えると、反応性が低下し、残存モノマーが多くなる傾向にあり、複屈折も大きくなる。
【００２２】
また、メタクリル酸ベンジルの配合量は、０〜３０重量部とされ、耐熱性及び複屈折性の点で４〜２０重量部であることが好ましい。メタクリル酸ベンジルの配合量が３０重量部を越えると、ガラス転移温度が低くなる傾向にある。
【００２３】
また、エステル部分に炭素数１〜５の炭化水素基を有するアクリル酸エステルまたは芳香族ビニル化合物１〜１０重量部であることが好ましい。１０重量部を越えた場合、非複屈折性、耐熱性及び低吸湿性のいずれかまたは二以上の特性に問題が生じる。１重量部未満では、流動性を上げ転写性を向上させた場合、機械的強度が不足する。
【００２４】
上記のような組成により得られる本発明の樹脂について、その配向複屈折の絶対値は、１×１０−６未満であることが好ましい。なお、この配向複屈折は、厚さ約５０μｍの樹脂フィルムを２倍に延伸（延伸温度９０℃）し、測定した値である。
【００２５】
また、本発明で得られる樹脂のガラス転移温度については、１０８℃以上であることが好ましい。１０８℃未満であると、光学用素子としての使用状況によっては、変形を起こし、光学用素子としての役割を果たさなくなる傾向にある。
【００２６】
また、本発明で得られる樹脂のメルトフローレートについては、２３０℃、３７Ｎの条件下において１５ｇ／１０ｍｉｎ以上であることが好ましい。１５ｇ／１０ｍｉｎ未満であると、金型への転写性が不十分となり、導光板としての輝度が不足する。
【００２７】
また、本発明で得られる樹脂の曲げ破壊強度については、５０ＭＰａ以上であることが好ましい。５０ＭＰａ未満であると、成形品を金型から離型する際に、割れや欠け等の成形不良が生じる。
【００２８】
本発明における非複屈折性光学用樹脂組成物を製造するための共重合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。
【００２９】
重合を行う際には、重合開始剤を用いることができる。重合開始剤としては、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、ジ−ｔ−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、１，１−ｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン等の有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス−４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル、アゾビスシクロヘキサノン−１−カルボニトリル、アゾジベンゾイル等のアゾ化合物、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の水溶性触媒及び過酸化物あるいは過硫酸塩と還元剤の組み合わせによるレドックス触媒等、通常のラジカル重合に使用できるものはいずれも使用することができる。重合開始剤は、単量体の総重量部に対して０．０１〜１０重量％の範囲で使用されることが好ましい。
【００３０】
さらに、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。
【００３１】
熱重合による場合、重合温度は、０〜２００℃の間で適宜選択することができ、５０〜１２０℃が好ましい。
【００３２】
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、単量体の総重量部に対して０．０３〜１重量％使用するのが好ましく、難溶性無機物質は、単量体の総重量部に対して０．０５〜０．５重量％使用するのが好ましい。
【００３３】
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、単量体の総重量部に対して０．００１〜０．０２重量％使用するのが好ましい。
【００３４】
本発明により得られた非複屈折性光学用樹脂組成物に含まれる樹脂は、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１００００〜１００００００の範囲のものが好ましく、転写性及び機械的強度の点で、５００００〜１５００００の範囲のものが特に好ましい。
【００３５】
本発明の非複屈折性光学用樹脂組成物は、その使用にあたって、劣化防止、熱的安定性、成形性、加工性等の観点から、フェノール系、ホスファイト系、チオエーテル系等の抗酸化剤、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、その他滑剤、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使用してもよい。
【００３６】
本発明において、非複屈折性光学用樹脂組成物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、光学用素子を製造してもよい。
【００３７】
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。
【００３８】
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、ＤＶＤ用のディスク基板、液晶ディスプレイ用基板、液晶ディスプレイ用導光板、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、液晶素子結合用接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。本発明の樹脂組成物は、特に液晶ディスプレイ用導光板等の光学用素子に最適である。
【００３９】
【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。
【００４０】
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。
【００４１】
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分間窒素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。
【００４２】
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１００ｇ、メタクリル酸メチル１５００ｇ、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド１２０ｇ、メタクリル酸ベンジル２４０ｇ、アクリル酸エチル４０ｇ、過酸化ラウロイル８ｇ、ｎ−オクチルメルカプタン８．６ｇ（対単量体０．４３重量％）を溶解して単量体混合液とした。
【００４３】
撹拌機を備えた５リットルのオートクレーブ容器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７．２に調整して懸濁媒体とした。ここに撹拌しながら上記単量体混合液を加え、撹拌回転数２７０ｒｐｍ、窒素雰囲気下、６０℃で３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２５０℃、射出速度６０ｃｍ３ ／ｓｅｃ、金型温度９０℃で成形し、特性評価用の複数の試験片を得た。
【００４４】
実施例２〜４、比較例１〜６
表１に示す組成比率の単量体を用い、実施例１と同様にして特性評価用の試験片を作製した。
【００４５】
実施例１〜４、比較例１〜６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、メルトフローレート、ガラス転移温度（以下Ｔｇと略す）、曲げ破壊強度、転写性等を調べ、表１に示した。なお、評価は下記に示す方法により行った。
【００４６】
（１）配向複屈折
懸濁重合により得られた各配合比の樹脂粒子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、厚さ約５０μｍのフィルムを作成した。次に、このフィルムを延伸装置（芝山科学器械製作所製ＳＳ−６０）で２倍に延伸（延伸温度：９０℃）したものの複屈折を複屈折測定装置（島津製作所製エリプソメーターＡＥＰ−１００）で測定し、その値を配向複屈折とした。
【００４７】
（２）成形品の複屈折
上記で得た５０×４０×３（ｍｍ）の試験片について、Ｈｅ−Ｎｅレーザーを用いたエリプソメーター（島津製作所製ＡＥＰ−１００）で、図１に示す測定点について、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。
【００４８】
【数１】
（３）メルトフローレート（以下、ＭＦＲと略す）
上記で得た樹脂粒子について、東洋精機製メルトインデクサＳ−１０１を用い、２３０℃、３７Ｎ（３．８ｋｇ荷重）条件下における、単位時間あたりの流出量を測定し、１０分間流出量を算出、それをＭＦＲとした。
【００５０】
（４）ガラス転移温度（Ｔｇ）
上記で得られた樹脂粒子について、示差走査熱量計（リガク製Ｔｈｅｒｍｏ Ｐｌｕｓ ＤＳＣ８２３０）で、Ｔｇを測定した。
【００５１】
（５）曲げ破壊強度
上記で得た１２７×１２．６×６．５（ｍｍ）の試験片を用いて、ＡＳＴＭ Ｄ７９０記載の方法により、試験速度２．５×１０３ｍ／ｍｉｎ、支点間距離０．１ｍ条件にて、室温にて測定した。
【００５２】
（６）転写性
上記で得られた樹脂粒子を用いて、東芝機械（株）製射出成形機ＩＳ−５０ＥＰにより、シリンダー温度２５０℃、射出速度６０ｃｍ３ ／ｓｅｃ、金型温度９０℃で、導光板（５０×５０×２ｍｍ）を成形した。得られた導光板を組み込んだ液晶ディスプレイの輝度を測定し、その輝度の度合いにより、転写性を評価した。
輝度が理論値の９０％以上：○
７０％以上〜９０％未満：△
７０％未満：×
【００５３】
表１に評価結果を示す。なお、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、ＥＡはアクリル酸エチル、４ＭＳは４−メチルスチレン）、ＮＯＭはｎ−オクチルメルカプタンを示す。
【００５４】
【表１】
【発明の効果】
本発明により非複屈折性、耐熱性、低吸湿性及び金型との転写性に優れる光学用樹脂組成物が提供され、この樹脂を用いて非複屈折性に優れ、成形不良が少ない光学用素子が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】成形品の複屈折の測定法を説明する略図である。
【符号の説明】
１ ゲート
２ 測定点
Claims (6)
- 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またはアクリル酸エステル５〜４０重量部、メタクリル酸メチル５０〜８０重量部、Ｎ−置換マレイミド５〜４０重量部、メタクリル酸ベンジル０〜３０重量部、及びエステル部分に炭素数１〜５の炭化水素基を有するアクリル酸エステルまたは芳香族ビニル化合物１〜１０重量部を、総重量部を１００重量部として、得られる樹脂の配向複屈折の絶対値が１×１０−６未満、メルトフローレートが１５ｇ／１０ｍｉｎ以上、及び曲げ破壊強度が５０ＭＰａ以上となるような組成比で共重合することにより得られる樹脂を含有してなる非複屈折性光学用樹脂組成物。
- 前記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また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記載の非複屈折性光学用樹脂組成物。
- 前記Ｎ−置換マレイミドが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−シクロヘキシルマレイミド、Ｎ−ラウリルマレイミド及びＮ−フェニルマレイミド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または２記載の非複屈折性光学用樹脂組成物。
- 前記エステル部分に炭素数１〜５の炭化水素基を有するアクリル酸エステルがアクリル酸エチル、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１〜３のいずれかに記載の非複屈折性光学用樹脂組成物。
- 前記芳香族ビニル化合物がスチレン、α―メチルスチレン、４−メチルスチレン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１〜４のいずれかに記載の非複屈折性光学用樹脂組成物。
- 請求項１〜５のいずれかに記載の非複屈折性光学用樹脂組成物を用いた光学用素子。
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