JP2693589B2 - ポリスチレン系共重合体及びその共重合体からなる樹脂組成物 - Google Patents
ポリスチレン系共重合体及びその共重合体からなる樹脂組成物Info
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は光ディスク、レンズ等の光学用透明成形品の
材料として好適に用いられるポリスチレン系共重合体及
びその共重合体からなる樹脂組成物に関する。
材料として好適に用いられるポリスチレン系共重合体及
びその共重合体からなる樹脂組成物に関する。
[従来の技術] 光学用透明成形品の材料として、流動性が良く複屈折
が小さい等の特長を有していることから、アクリル樹脂
が用いられることは知られている(特開昭56−131654号
公報他)。しかしアクリル樹脂は耐熱性が約70℃と低
く、耐衝撃性も低く、水分により反りを生じ易いという
欠点がある。また、上記の欠点をなくすため、粘度平均
分子量が15,000〜18,000のポリカーボネート樹脂をディ
スクやレンズ等の成形材料として用いることが検討され
ているが(特開昭58−180553号公報)、重要視されてい
る複屈折が大きい等の欠点を有し、その使用には限界が
ある。
が小さい等の特長を有していることから、アクリル樹脂
が用いられることは知られている(特開昭56−131654号
公報他)。しかしアクリル樹脂は耐熱性が約70℃と低
く、耐衝撃性も低く、水分により反りを生じ易いという
欠点がある。また、上記の欠点をなくすため、粘度平均
分子量が15,000〜18,000のポリカーボネート樹脂をディ
スクやレンズ等の成形材料として用いることが検討され
ているが(特開昭58−180553号公報)、重要視されてい
る複屈折が大きい等の欠点を有し、その使用には限界が
ある。
複屈折の低減化の試みとして、芳香族ポリカーボネー
トを変性したり、あるいは芳香族ポリカーボネートを他
の樹脂と混合して組成物として使用する方法が種々提案
されている(例えば、特開昭61−19630号公報、特開昭6
1−19656号公報、特開昭62−18466号公報、特開昭62−2
0524号公報、特開昭61−108617号公報、特開昭63−1966
12号公報、特開昭63−159415号公報、特開昭63−295662
号公報、特開昭64−45433号公報、及び機能材料1987年
3月 p21〜29)。
トを変性したり、あるいは芳香族ポリカーボネートを他
の樹脂と混合して組成物として使用する方法が種々提案
されている(例えば、特開昭61−19630号公報、特開昭6
1−19656号公報、特開昭62−18466号公報、特開昭62−2
0524号公報、特開昭61−108617号公報、特開昭63−1966
12号公報、特開昭63−159415号公報、特開昭63−295662
号公報、特開昭64−45433号公報、及び機能材料1987年
3月 p21〜29)。
これらの提案は巨視的な光線透過率等の問題点を解消
するものではあるが、芳香族ポリカーボネートとポリス
チレン系樹脂との組成物がそれ自体、非相溶系であるこ
とに起因する問題が新たに発生し、本質的に問題を解決
するには至っていなかった。すなわち、非相溶系である
ことから、組織中の成分の相分散が粗い傾向にあり、そ
の結果、測定上の複屈折が低減化された系でも、サブミ
クロンからミクロンサイズの領域においては個々の光路
に屈折率差が生じることになりノイズ発生の原因となっ
ていた。
するものではあるが、芳香族ポリカーボネートとポリス
チレン系樹脂との組成物がそれ自体、非相溶系であるこ
とに起因する問題が新たに発生し、本質的に問題を解決
するには至っていなかった。すなわち、非相溶系である
ことから、組織中の成分の相分散が粗い傾向にあり、そ
の結果、測定上の複屈折が低減化された系でも、サブミ
クロンからミクロンサイズの領域においては個々の光路
に屈折率差が生じることになりノイズ発生の原因となっ
ていた。
以上に述べたように、従来法による変性ポリカーボネ
ートは光学用成形材料、特に光ディスクの基板として使
用するには基本的な欠陥を有しており、特性的に満足で
きるものではなかった。
ートは光学用成形材料、特に光ディスクの基板として使
用するには基本的な欠陥を有しており、特性的に満足で
きるものではなかった。
[発明が解決しようとする課題] 本発明はポリスチレン系樹脂を幹ポリマーとし、カー
ボネート化合物をグラフトしたポリスチレン系共重合体
にポリカーボネート樹脂をブレンドして、透明な樹脂組
成物で光線透過率及び強度にすぐれ、相分離がなく光学
歪みの小さい光学材料を提供することを目的とする。本
発明はさらにこの光学材料の成分として用いられるポリ
スチレン系共重合体を提供することを目的とする。
ボネート化合物をグラフトしたポリスチレン系共重合体
にポリカーボネート樹脂をブレンドして、透明な樹脂組
成物で光線透過率及び強度にすぐれ、相分離がなく光学
歪みの小さい光学材料を提供することを目的とする。本
発明はさらにこの光学材料の成分として用いられるポリ
スチレン系共重合体を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] すなわち、本発明は一般式 で表される繰り返し単位[I]及び[II]を有し、
[I]:[II]のモル比がx:yで、y/(x+y)=0.03
〜0.5であるポリスチレン系共重合体を提供するもので
ある。
[I]:[II]のモル比がx:yで、y/(x+y)=0.03
〜0.5であるポリスチレン系共重合体を提供するもので
ある。
[但し、式中、 であり、 mは1から10の整数であり、R1は水素、炭素数1〜12の
アルキル基、フェニル基、クミル基又はフェノキシ基、
ベンゾイル基又は (R2は炭素数1〜4のアルキル基)である。] 本発明のスチレン系共重合体は、下記のようにして製
造することができる。
アルキル基、フェニル基、クミル基又はフェノキシ基、
ベンゾイル基又は (R2は炭素数1〜4のアルキル基)である。] 本発明のスチレン系共重合体は、下記のようにして製
造することができる。
スチレン−無水マレイン酸共重合体をアミノフェノー
ル処理してスチレン−ヒドロキシフェニルマレイミド共
重合体(SHMI)とし、好ましくはnが1〜5のカーボネ
ートオリゴマー[III]又は[IV]の化合物をグラフト
してグラフト共重合体とする。ポリスチレン系共重合体
の共重合組成は、スチレンに由来する繰り返し単位
[I]とマレイン酸に由来する繰り返し単位[II]がy/
(x+y)=0.03〜0.5となるようにする。これが0.03
未満では相溶性改良の効果が少なく、0.5を超えると機
械的強度が低下する。
ル処理してスチレン−ヒドロキシフェニルマレイミド共
重合体(SHMI)とし、好ましくはnが1〜5のカーボネ
ートオリゴマー[III]又は[IV]の化合物をグラフト
してグラフト共重合体とする。ポリスチレン系共重合体
の共重合組成は、スチレンに由来する繰り返し単位
[I]とマレイン酸に由来する繰り返し単位[II]がy/
(x+y)=0.03〜0.5となるようにする。これが0.03
未満では相溶性改良の効果が少なく、0.5を超えると機
械的強度が低下する。
また、上記繰り返し単位[II]のmの値の平均値が20
を超える重合体を得ようとすると共重合体がゲル化及び
高分子量化し過ぎて取り扱い上の問題が発生するためm
は1から10とする。このゲル化を防ぐためオリゴマーを
用いてグラフト化を行なうときに分子量調節剤を使用す
ることが好ましい。
を超える重合体を得ようとすると共重合体がゲル化及び
高分子量化し過ぎて取り扱い上の問題が発生するためm
は1から10とする。このゲル化を防ぐためオリゴマーを
用いてグラフト化を行なうときに分子量調節剤を使用す
ることが好ましい。
上記共重合体の合成反応において、アミノフェノール
処理はスチレン/無水マレイン酸共重合体とm−アミノ
フェノール又はp−アミノフェノール等のアミノフェノ
ールとをTHF等の溶媒中で無水酢酸等の脱水剤の存在下2
0〜200℃の温度で、0.5〜20時間反応させることにより
行なわれ、スチレン−ヒドロキシフェニルマレイミド共
重合体(SHMI)が得られる。次いでこれにカーボネート
オリゴマー[III]又は化合物[IV]を塩化メチレン等
の溶媒中で必要に応じパラターシャリブチルフェノール
等の分子量調節剤の存在下で反応させる。このときビス
フェノールA等の2価フェノールを共存させておくとポ
リカーボネートホモポリマーも同時に合成することがで
きる。
処理はスチレン/無水マレイン酸共重合体とm−アミノ
フェノール又はp−アミノフェノール等のアミノフェノ
ールとをTHF等の溶媒中で無水酢酸等の脱水剤の存在下2
0〜200℃の温度で、0.5〜20時間反応させることにより
行なわれ、スチレン−ヒドロキシフェニルマレイミド共
重合体(SHMI)が得られる。次いでこれにカーボネート
オリゴマー[III]又は化合物[IV]を塩化メチレン等
の溶媒中で必要に応じパラターシャリブチルフェノール
等の分子量調節剤の存在下で反応させる。このときビス
フェノールA等の2価フェノールを共存させておくとポ
リカーボネートホモポリマーも同時に合成することがで
きる。
得られた共重合体は重量平均分子量が50,000〜300,00
0で、ガラス転移温度が110〜150℃のものが好適に用い
られる。
0で、ガラス転移温度が110〜150℃のものが好適に用い
られる。
本発明のポリスチレン系共重合体はポリカーボネート
樹脂とブレンドすることにより光線透過率、強度に優れ
た光学歪みの小さい光学材料とすることができる。この
場合、ポリスチレン系共重合体が10〜95重量%、ポリカ
ーボネート樹脂が90〜5重量%からなる樹脂組成物とす
る。
樹脂とブレンドすることにより光線透過率、強度に優れ
た光学歪みの小さい光学材料とすることができる。この
場合、ポリスチレン系共重合体が10〜95重量%、ポリカ
ーボネート樹脂が90〜5重量%からなる樹脂組成物とす
る。
ポリスチレン系共重合体が10重量%未満であると光学
的歪みが大きくなり、95重量%を超えると機械的強度が
低下する。
的歪みが大きくなり、95重量%を超えると機械的強度が
低下する。
ポリスチレン系共重合体とポリカーボネート樹脂の混
合はポリスチレン系共重合体を合成する際にポリカーボ
ネート樹脂を同時に合成して組成物としてもよいし、各
々別に合成した樹脂を混合してもよい。この場合混合は
溶媒に溶解させながら行なうことが好ましい。
合はポリスチレン系共重合体を合成する際にポリカーボ
ネート樹脂を同時に合成して組成物としてもよいし、各
々別に合成した樹脂を混合してもよい。この場合混合は
溶媒に溶解させながら行なうことが好ましい。
ポリカーボネート樹脂としてはビスフェノールA等の
2価フェノールを原料として溶液法、溶融法等により製
造された透明性、強度に優れたものが用いられる。
2価フェノールを原料として溶液法、溶融法等により製
造された透明性、強度に優れたものが用いられる。
[実施例] 以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明
はこれに限定されるものではない。
はこれに限定されるものではない。
実施例1 スチレン/無水マレイン酸(14モル%)共重合体[分
子量(GPCにより測定) Mw=17万)100gをテトラヒド
ロフラン(THF)1000mlに溶解し、m−アミノフェノー
ル16gを添加し、室温で撹拌下4時間反応させた。反応
終了後、5のメタノールに注入し、白色のポリマーを
得た。
子量(GPCにより測定) Mw=17万)100gをテトラヒド
ロフラン(THF)1000mlに溶解し、m−アミノフェノー
ル16gを添加し、室温で撹拌下4時間反応させた。反応
終了後、5のメタノールに注入し、白色のポリマーを
得た。
該ポリマー30gを、クロロフォーメート末端基を有す
るビスフェノールA骨格のポリカーボネートオリゴマー
を220g/の濃度で含有する塩化メチレン溶液600mlに溶
解し、分子量調節剤としてパラターシャリブチルフェノ
ール8.0g、ビスフェノールA16.2gを溶解した2規定の水
酸化ナトリウム水溶液200ml、0.01規定のトリエチルア
ミン水溶液1mlを添加し、激しく撹拌しながら1時間反
応させた。反応後、塩化メチレン1.5で希釈し、水、
0.01規定塩酸、水の順に洗浄した。この溶液を5のメ
タノールに注入し、白色のポリマーを得た。これをアセ
トン−メタノールにより洗浄後、乾燥した。
るビスフェノールA骨格のポリカーボネートオリゴマー
を220g/の濃度で含有する塩化メチレン溶液600mlに溶
解し、分子量調節剤としてパラターシャリブチルフェノ
ール8.0g、ビスフェノールA16.2gを溶解した2規定の水
酸化ナトリウム水溶液200ml、0.01規定のトリエチルア
ミン水溶液1mlを添加し、激しく撹拌しながら1時間反
応させた。反応後、塩化メチレン1.5で希釈し、水、
0.01規定塩酸、水の順に洗浄した。この溶液を5のメ
タノールに注入し、白色のポリマーを得た。これをアセ
トン−メタノールにより洗浄後、乾燥した。
該ポリマーの分子量(GPCにより測定)はMw=127,000
(ポリスチレン換算)であった。GPCによりスチレン−
マレイミド部を分取し、NMR測定を行なったところ、ス
チレン−マレイミド部は、下記繰り返し単位を下記の割
合で有していることが確認された。また、NMR測定よ
り、ポリカーボネート部/スチレン−マレイミド部の比
は70/30であった。
(ポリスチレン換算)であった。GPCによりスチレン−
マレイミド部を分取し、NMR測定を行なったところ、ス
チレン−マレイミド部は、下記繰り返し単位を下記の割
合で有していることが確認された。また、NMR測定よ
り、ポリカーボネート部/スチレン−マレイミド部の比
は70/30であった。
また、重合中に生成するポリカーボネートホモポリマ
ーの分子量はMw=9,800であった。
ーの分子量はMw=9,800であった。
該ポリマーを住友重機製ミニマット成形機により厚さ
1.2mm、4cm角の平板に成形した。この成形品の光線透過
率(830nm)は89%であった。また、30゜斜め入射の複
屈折と垂直入射光の複屈折の差は20nmであった。垂直入
射複屈折は±20nm程度であった。
1.2mm、4cm角の平板に成形した。この成形品の光線透過
率(830nm)は89%であった。また、30゜斜め入射の複
屈折と垂直入射光の複屈折の差は20nmであった。垂直入
射複屈折は±20nm程度であった。
実施例2 スチレン/無水マレイン酸(7モル%)共重合体[分
子量(GPC)Mw=12万)を用いる以外、実施例1と同様
の操作でアミノフェノール処理したポリマー50gを塩化
メチレン500mlに溶解し、クロロフォメート末端基を有
するポリカーボネートオリゴマーを220g/の濃度で含
有する塩化メチレン溶液250ml、パラターシャリブチル
フェノール10.2gを加え、撹拌下ピリジンを滴下し、1
時間反応させた。反応後、少量の水により反応を停止
し、メタノールでポリマーを沈殿させ、アセトン−メタ
ノールで洗浄後、乾燥した。このポリマーの分子量はMw
=15,800(ポリスチレン換算)であった。また、このポ
リマーのガラス転移温度は124℃であった。
子量(GPC)Mw=12万)を用いる以外、実施例1と同様
の操作でアミノフェノール処理したポリマー50gを塩化
メチレン500mlに溶解し、クロロフォメート末端基を有
するポリカーボネートオリゴマーを220g/の濃度で含
有する塩化メチレン溶液250ml、パラターシャリブチル
フェノール10.2gを加え、撹拌下ピリジンを滴下し、1
時間反応させた。反応後、少量の水により反応を停止
し、メタノールでポリマーを沈殿させ、アセトン−メタ
ノールで洗浄後、乾燥した。このポリマーの分子量はMw
=15,800(ポリスチレン換算)であった。また、このポ
リマーのガラス転移温度は124℃であった。
該ポリマー30gとポリカーボネート(粘度平均分子量M
v=15,000)70gを塩化メチレンに溶解しブレンドした。
メタノール中で沈殿させた後、乾燥し、溶融プレスし
た。サンプルのガラス転移温度は134℃であり、他にピ
ークは認められなかった。
v=15,000)70gを塩化メチレンに溶解しブレンドした。
メタノール中で沈殿させた後、乾燥し、溶融プレスし
た。サンプルのガラス転移温度は134℃であり、他にピ
ークは認められなかった。
ブレンドしたポリマーを住友重機製ミニマット成形機
により厚み1.2mm、4cm角の平板を成形した。この成形品
の光線透過率(830nm)は89%であった。この成形品の
中心の垂直入射光の複屈折は+30nmであり、30゜入射光
の福屈折は+80nmであった。
により厚み1.2mm、4cm角の平板を成形した。この成形品
の光線透過率(830nm)は89%であった。この成形品の
中心の垂直入射光の複屈折は+30nmであり、30゜入射光
の福屈折は+80nmであった。
実施例2 スチレン/無水マレイン酸(7モル%)共重合体[分
子量(GPCにより測定) Mw=12万)100gをテトラヒド
ロフラン(THF)1000mlに溶解し、m−アミノフェノー
ル7.8gを添加し、室温で4時間反応させた。この反応混
合液にピリジン30ml、無水酢酸30mlを添加し室温で4時
間反応させた。反応液を5のメタノールに注入し、白
色のスチレン/m−ヒドロキシフェニルマレイミド共重合
体を得た。
子量(GPCにより測定) Mw=12万)100gをテトラヒド
ロフラン(THF)1000mlに溶解し、m−アミノフェノー
ル7.8gを添加し、室温で4時間反応させた。この反応混
合液にピリジン30ml、無水酢酸30mlを添加し室温で4時
間反応させた。反応液を5のメタノールに注入し、白
色のスチレン/m−ヒドロキシフェニルマレイミド共重合
体を得た。
上記で得たスチレン/m−ヒドロキシフェニルマレイミ
ド共重合体を塩化メチレン1000mlに溶解し、フェニルク
ロロフォメート10.4gを加え、撹拌下ピリジン10mlを添
加した。添加後2時間反応させた後、5のメタノール
で沈殿させ、メタノールで数回洗浄し、下記構造のポリ
マーを得た。
ド共重合体を塩化メチレン1000mlに溶解し、フェニルク
ロロフォメート10.4gを加え、撹拌下ピリジン10mlを添
加した。添加後2時間反応させた後、5のメタノール
で沈殿させ、メタノールで数回洗浄し、下記構造のポリ
マーを得た。
該ポリマーのTgは120℃で、分子量(GPCにより測定)
はMw=12万であった。NMR測定より、下記繰り返し単位
を下記の割合で有していることが確認された。
はMw=12万であった。NMR測定より、下記繰り返し単位
を下記の割合で有していることが確認された。
このポリマー50gとポリカーボネート(粘度平均分子
量(Mv)=15,000、Tg 145℃)50gを塩化メチレンに溶
解した後、メタノールによりポリマーを回収し、100℃
減圧下乾燥した。該混合物ポリマーを溶融成形した後、
成形品の示差走査熱量測定(DSC)によりガラス転移点
を測定したところ、1本のピークのみ現われ、Tgは134
℃であった。また、該混合物ポリマーを住友重機製ミニ
マットにより厚み1.2mm、4cm角の平板を成形した。この
成形品の光線透過率(830nm)は89%であった。また、3
0゜斜め入射光の複屈折と垂直入射光の複屈折の差は50n
mであった。
量(Mv)=15,000、Tg 145℃)50gを塩化メチレンに溶
解した後、メタノールによりポリマーを回収し、100℃
減圧下乾燥した。該混合物ポリマーを溶融成形した後、
成形品の示差走査熱量測定(DSC)によりガラス転移点
を測定したところ、1本のピークのみ現われ、Tgは134
℃であった。また、該混合物ポリマーを住友重機製ミニ
マットにより厚み1.2mm、4cm角の平板を成形した。この
成形品の光線透過率(830nm)は89%であった。また、3
0゜斜め入射光の複屈折と垂直入射光の複屈折の差は50n
mであった。
実施例4 実施例3のスチレン/無水マレイン酸(7モル%)共
重合体[分子量(GPCにより測定) Mw=12万)に代え
て、スチレン/無水マレイン酸(14モル%)共重合体を
用いて、実施例3と同様の操作によりスチレン/m−ヒド
ロキシフェニルマレイミド共重合体を得た。このポリマ
ーのTgは132℃でMw=17万であった。
重合体[分子量(GPCにより測定) Mw=12万)に代え
て、スチレン/無水マレイン酸(14モル%)共重合体を
用いて、実施例3と同様の操作によりスチレン/m−ヒド
ロキシフェニルマレイミド共重合体を得た。このポリマ
ーのTgは132℃でMw=17万であった。
このポリマー30gとポリカーボネート70gを実施例1に
従い混合し、以下の測定を行なった。
従い混合し、以下の測定を行なった。
DSCによるガラス転移温度は142℃であり、ピークは1
本であった。また平板の光線透過率は90%であり、複屈
折の差は30nmであった。
本であった。また平板の光線透過率は90%であり、複屈
折の差は30nmであった。
比較例1 ポリカーボネート(Mv=15,000)を厚み1.2mm、4cm角
の平板に成形した。光線透過率(830nm)は89%であっ
た。垂直入射光の複屈折は+40nm、30゜入射光の複屈折
は+170nmであった。
の平板に成形した。光線透過率(830nm)は89%であっ
た。垂直入射光の複屈折は+40nm、30゜入射光の複屈折
は+170nmであった。
比較例2 スチレン/無水マレイン酸(7モル%)共重合体[分
子量(GPCにより測定)Mw=12万)を用いる以外は比較
例と同様にした。光線透過率(830nm)は88%であっ
た。垂直入射複屈折は−420nm、30゜入射複屈折は−490
nmであった。
子量(GPCにより測定)Mw=12万)を用いる以外は比較
例と同様にした。光線透過率(830nm)は88%であっ
た。垂直入射複屈折は−420nm、30゜入射複屈折は−490
nmであった。
比較例3 比較例1、2のポリマーをブレンドし、成形した。成
形品は白濁していた。
形品は白濁していた。
[発明の効果] 本発明のポリスチレン系樹脂を幹ポリマーとし、カー
ボネート化合物をグラフトしたポリスチレン系共重合体
にポリカーボネート樹脂をブレンドした樹脂組成物は、
透明な樹脂組成物で光線透過率及び強度にすぐれ、相分
離がなく光学歪みの小さい光学材料でありその工業的価
値は極めて大である。
ボネート化合物をグラフトしたポリスチレン系共重合体
にポリカーボネート樹脂をブレンドした樹脂組成物は、
透明な樹脂組成物で光線透過率及び強度にすぐれ、相分
離がなく光学歪みの小さい光学材料でありその工業的価
値は極めて大である。
また、本発明により光学材料の成分として用いられる
ポリスチレン系共重合体を得ることができた。
ポリスチレン系共重合体を得ることができた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08F 222:40)
Claims (2)
- 【請求項1】一般式 で表される繰り返し単位[I]及び[II]を有し、
[I]:[II]のモル比がx:yで、y/(x+y)=0.03
〜0.5であるポリスチレン系共重合体。 [但し、式中、 であり、 mは1から10の整数であり、R1は水素、炭素数1〜12の
アルキル基、フェニル基、クミル基又はフェノキシ基、
ベンゾイル基又は (R2は炭素数1〜4のアルキル基)である。] - 【請求項2】請求項1記載のポリスチレン系共重合体10
〜95重量%とポリカーボネート樹脂90〜5重量%からな
る樹脂組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1191385A JP2693589B2 (ja) | 1989-07-26 | 1989-07-26 | ポリスチレン系共重合体及びその共重合体からなる樹脂組成物 |
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- 1989-07-26 JP JP1191385A patent/JP2693589B2/ja not_active Expired - Fee Related
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