JP6314537B2 - 重合体、樹脂組成物、樹脂ペレット及び樹脂成形体 - Google Patents

重合体、樹脂組成物、樹脂ペレット及び樹脂成形体 Download PDF

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Description

本発明は、重合体、化合物、樹脂組成物、樹脂ペレット及び樹脂成形体に関する。
近年、光学レンズ、光学フィルム等の光学部品の分野では、レンズ、フィルム等の薄膜化、高付加価値化などの観点から、樹脂成分として屈折率の高い重合体が多く用いられている。そのため、屈折率の高い重合体を得るための単量体成分の開発、このような単量体成分を用いる重合体の設計等が幅広く行われている。単量体成分としては、新規なジベンゾフルオレン化合物が開発されている(特開2013−32547号公報参照)。
ここで、光学部品を設計する際、収差を補正するために屈折率及びアッベ数の異なる材料を組み合わせることが一般に行われる。そのため、光学設計のバリエーションを増やす観点から、様々な屈折率及びアッベ数を有する重合体、例えば屈折率が高くアッベ数の低い重合体が求められるようにもなっている。また、これらの光学部品は、通常金型を用いて重合体等の原材料を重合体のガラス転移温度以上で射出成形、押出成形等することで得られる。そのため、重合体には、成形の容易化、重合体の劣化防止、製造コスト低減等の観点から、ガラス転移温度が低いことが求められる。しかし、一般に重合体の屈折率を高めると、それに伴ってガラス転移温度も高くなる。そのため、重合体の屈折率を高めつつ、ガラス転移温度を下げるには大きな困難を伴う。従って、従来の光学材料用の重合体は、屈折率が高く、アッベ数及びガラス転移温度が共に低いという要求に対して、必ずしも満足のいくものではない。
参考までに、非特許文献1及び2には、芳香族ジオール化合物として、下記式で表される化合物が記載されている。しかし、これらの芳香族ジオール化合物は、他の化合物を合成する際の中間体である。そのため、このような芳香族ジオール化合物を光学部品の主成分たる重合体を与える単量体として使用することについては、非特許文献1及び2の記載からは容易には発想し得るものではない。
Figure 0006314537
本発明は、上述の事情に基づいてなされたものであり、その目的は、屈折率が高く、アッベ数及びガラス転移温度が共に低い重合体を提供することにある。
上記課題を解決するためになされた本発明は、下記式(1)で表される構造単位を主鎖中に有する重合体である。
Figure 0006314537
(式(1)中、Rは、置換又は非置換の炭素数6〜18のアリール基又は複素環を含む1価の基である。Rは、炭素数2〜4のアルキレン基である。aは、1又は2である。b及びcは、0又は1である。aが2の場合、2つのRは同一であっても異なっていてもよい。)
別の本発明は、下記式(6)で表される化合物である。
Figure 0006314537
(式(6)中、Rは、炭素数2〜4のアルキレン基である。b及びcは、0又は1である。)
本発明はさらに、当該重合体と、有機溶媒とを含有する樹脂組成物、並びに当該重合体を主成分とする樹脂ペレット及び樹脂成形体を含む。
ここで、「有機基」とは、少なくとも1個の炭素原子を含む基をいう。「主成分」とは、最も多い成分であり、例えば含有量が50質量%以上の成分をいう。
本発明によれば、屈折率が高く、アッベ数及びガラス転移温度が共に低い重合体を提供できる。従って、本発明の重合体は、屈折率が高くアッベ数及びガラス転移温度が共に低い光学部品を提供でき、またこのような光学部品を簡便かつコスト的に有利に成形できる樹脂ペレット及び樹脂組成物を提供できる。さらに、本発明によれば、当該重合体を形成可能な化合物が提供される。
以下、本発明の重合体、化合物、樹脂組成物、樹脂ペレット及び樹脂成形体を詳細に説明する。
[重合体]
本発明の重合体(以下「(A)重合体」ともいう)は、下記式(1)で表される構造単位(以下「構造単位(a)」ともいう)を主鎖中に有する。(A)重合体は、構造単位(a)以外の他の構造単位を含んでいてもよい。
<構造単位(a)>
構造単位(a)は、下記式(1)で表される。この構造単位(a)は、エステル結合、カーボネート結合又はエーテル結合を介して重合体主鎖中に含有されていることが好ましく、エーテル結合を介して重合体主鎖中に含有されていることがより好ましい。構造単位(a)は、例えば芳香族ジオール化合物、その誘導体又は前駆体等に由来する。
Figure 0006314537
式(1)中、Rは、置換又は非置換の炭素数6〜18のアリール基又は複素環を含む1価の基である。Rは、炭素数2〜4のアルキレン基である。aは、1又は2である。b及びcは、0又は1である。aが2の場合、2つのRは同一であっても異なっていてもよい。
(A)重合体は、構造単位(a)を有することで、屈折率が高く、アッベ数及びガラス転移温度を低くできる。(A)重合体が構造単位(a)由来の芳香環を含むことで、(A)重合体における芳香環濃度(割合)が高くなるため高屈折率化と低アッベ数化が可能となるものと考えられる。さらに、構造単位(a)は、フルオレンのカルド構造のような剛直な構造ではないことに加え、構造単位(a)の分子量が小さく、屈曲性を有する結合基の数を増やすことができるため、(A)重合体のガラス転移温度を低くすることが可能となると考えられる。
で表される置換又は非置換の炭素数6〜18のアリール基としては、例えばフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、2−アントリル基、9−アントリル基、3−フェナントリル基、9−フェナントリル基等が挙げられる。
で表される複素環を含む1価の基としては、少なくとも1つの複素環を含むものであればよい。この複素環は、不飽和複素環及び飽和複素環のいずれであってもよい。不飽和複素環としては、例えばピリジン環、ベンゾイミダゾール環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、トリアゾール環、イミダゾリン環、ベンゾイミダゾリン環、ピリミジン環等が挙げられる。飽和複素環としては、例えばモルホリン環、ピペリジン環等が挙げられる。
で表される炭素数2〜4のアルキレン基としては、例えばエチレン基、プロピレン基、i−プロピレン基、ブチレン基、i−ブチレン基等が挙げられる。
上記式(1)のRとしては、下記式(2)又は式(3)で表される1価の基が好ましい。
Figure 0006314537
式(2)中、Rは、炭素数1〜12の1価の有機基である。dは、0〜7の整数である。dが2以上の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよく、任意の組み合わせにより結合して環構造の一部を形成してもよい。eは、0又は1である。
式(3)中、Rは、炭素数1〜12の1価の有機基である。fは、0〜4の整数である。fが2以上の場合、複数のRは、同一であっても異なっていてもよく、任意の組み合わせにより結合して環構造の一部を形成してもよい。
上記式(2)のR及び上記式(3)のRで表される炭素数1〜12の1価の有機基としては、例えば炭素数1〜12の直鎖状又は分岐状の炭化水素基、炭素数3〜12の脂環式炭化水素基、炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、これらの炭化水素基の一部に酸素原子、硫黄原子及び窒素原子からなる群より選択される少なくとも1種のヘテロ原子を含む基等が挙げられる。
直鎖状又は分岐状の炭化水素基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基等が挙げられる。
炭素数1〜12の直鎖状又は分岐状の炭化水素基としては、炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状の炭化水素基が好ましく、炭素数1〜5の直鎖状又は分岐状の炭化水素基がより好ましい。
炭素数3〜12の脂環式炭化水素基としては、例えばシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基等のシクロアルキル基;シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等のシクロアルケニル基などが挙げられる。
炭素数3〜12の脂環式炭化水素基としては、炭素数3〜8の脂環式炭化水素基が好ましい。
炭素数6〜12の芳香族炭化水素基としては、例えばフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
酸素原子を含む炭素数1〜12の1価の有機基としては、例えばエーテル結合、カルボニル基、エステル基等を有する炭素数1〜12の炭化水素基などが挙げられる。
エーテル結合を有する炭素数1〜12の炭化水素基としては、例えば炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数2〜12のアルケニルオキシ基、炭素数2〜12のアルキニルオキシ基、炭素数6〜12のアリールオキシ基、炭素数2〜12のアルコキシアルキル基等が挙げられる。具体的には、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、フェノキシ基、プロペニルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、メトキシメチル基等が挙げられる。
また、カルボニル基を有する炭素数1〜12の炭化水素基としては、例えば炭素数2〜12のアシル基等が挙げられる。具体的には、アセチル基、プロピオニル基、イソプロピオニル基、ベンゾイル基等が挙げられる。
エステル基を有する炭素数1〜12の炭化水素基としては、例えば炭素数2〜12のアシルオキシ基等が挙げられる。具体的には、アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基、イソプロピオニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等が挙げられる。
硫黄原子を含む炭素数1〜12の1価の有機基としては、例えばメチルチオ基、エチルチオ基、n−プロピルチオ基、i−プロピルチオ基、n−ブチルチオ基、2−メチルプロピルチオ基、1−メチルプロピルチオ基、t−ブチルチオ基、n−ペンチルチオ基、ネオペンチルチオ基、n−ヘキシルチオ基等のアルキルチオ基;フェニルチオ基、4−ヒドロキシフェニルチオ基、o−トリルチオ基、m−トリルチオ基、p−トリルチオ基、1−ナフチルチオ基、2−ナフチルチオ基等のアリールチオ基などが挙げられる。
窒素原子を含む炭素数1〜12の有機基としては、例えばイミダゾール基、トリアゾール基、ベンズイミダゾール基、ベンズトリアゾール基等が挙げられる。
酸素原子及び窒素原子を含む炭素数1〜12の有機基としては、例えばオキサゾール基、オキサジアゾール基、ベンズオキサゾール基、ベンズオキサジアゾール基等が挙げられる。
酸素原子及び硫黄原子を含む炭素数1〜12の有機基としては、例えばアルキルスルフォネート基、アリールスルフォネート基、アルキルスルホニル基、アルキルスルフィニル基等が挙げられる。
又はRで表される炭素数1〜12の1価の有機基において、硫黄原子及び窒素原子を含む有機基としては、例えばチアゾール基;ベンゾチアゾール基等のアリールチアゾール基などが挙げられる。
構造単位(a)としては、下記式(4)で表される構造単位及び下記式(5)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましい。
Figure 0006314537
式(4)及び式(5)中、R、b及びcは、上記式(1)と同義である。
構造単位(a)が上記式(4)又は式(5)で表される構造単位である場合、(A)重合体の側鎖が硫黄原子を含むことで、(A)重合体における硫黄濃度(割合)が高くなり、高屈折率化及び低アッベ数化の実現により好適であると考えられる。
(A)重合体における構造単位(a)の含有割合としては、(A)重合体の全構造単位中、5モル%以上55モル%以下が好ましく、10モル%以上55モル%以下がより好ましい。
<他の構造単位>
(A)重合体は、構造単位(a)以外の他の構造単位を含有していてもよい。他の構造単位は、本発明の効果を損なわないものであれば特に限定されない。
(A)重合体における他の構造単位の含有割合としては、(A)重合体の全構造単位中、45モル%以上95モル%以下が好ましく、45モル%以上90モル%以下がより好ましい。
<(A)重合体の合成方法>
(A)重合体は、公知の方法、例えば構造単位(a)を与える芳香族ジオール化合物等に、必要に応じてさらに他の化合物を、有機溶媒存在下で所定の反応条件で反応させることで合成できる。
芳香族ジオール化合物等としては、芳香族ジオール化合物、その誘導体及び前駆体を含み、後述する化合物(a)が挙げられる。
他の化合物としては、例えばアルカリ金属化合物、構造単位(a)以外の他の構造単位を与える単量体等が挙げられる。
(アルカリ金属化合物)
アルカリ金属化合物は、(A)重合体の合成の過程で、芳香族ジオール化合物等と反応してアルカリ金属塩を形成する。このようなアルカリ金属化合物としては、例えば
リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属;
水素化リチウム、水素化ナトリウム、水素化カリウム等の水素化アルカリ金属;
水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の水酸化アルカリ金属;
炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩;
炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等のアルカリ金属炭酸水素塩などが挙げられる。これらの中で、アルカリ金属炭酸塩が好ましく、炭酸カリウムがより好ましい。
アルカリ金属化合物の使用量としては、(A)重合体の合成に用いる全化合物のフェノール性水酸基に対し、アルカリ金属化合物中の金属原子の量が、通常1〜3倍当量、好ましくは1.1倍当量〜2倍当量、より好ましくは1.2倍当量〜1.5倍当量となる量である。
(他の構造単位を与える単量体)
他の構造単位を与える単量体としては、例えば4,4’−ジフルオロベンゾフェノン、4,4’−ジクロロベンゾフェノン、4,4’−クロロフルオロベンゾフェノン、ビス(4−クロロフェニル)スルホン、ビス(4−フルオロフェニル)スルホン、4−フルオロフェニル−4’−クロロフェニルスルホン、ビス(3−ニトロ−4−クロロフェニル)スルホン、2,6−ジクロロベンゾニトリル、2,6−ジフルオロベンゾニトリル、2,4−ジクロロベンゾニトリル、2,4−ジフルオロベンゾニトリル等の芳香族ジハライド化合物、ヒドロキノン、レゾルシノール、カテコール、フェニルヒドロキノン等のジヒドロキシフェニル化合物、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−フェニルフェニル)フルオレン、1,1’−(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)スルフィド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、2,2−ビス(2−ヒドロキシ−5−ビフェニルイル)プロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,4−ビス[2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−プロピル]ベンゼン、1,3−ビス[2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−プロピル]ベンゼン等のビスフェノール化合物などが挙げられる。
(有機溶媒)
有機溶媒としては、例えばN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、γ−ブチロラクトン、スルホラン、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、ジイソプロピルスルホン、ジフェニルスルホン、ジフェニルエーテル、ベンゾフェノン、塩化メチレン、ジアルコキシベンゼン(アルコキシ基の炭素数1〜4)、トリアルコキシベンゼン(アルコキシ基の炭素数1〜4)等が挙げられる。これらの有機溶媒は、単独で使用しても2種以上を併用してもよい。また、例示した有機溶媒の中でも、誘電率の高い極性溶媒であることから、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、スルホラン、ジフェニルスルホン、ジメチルスルホキシドが好ましい。
先に例示した有機溶媒に加えて、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサン、オクタン、クロロベンゼン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、アニソール、フェネトール等の水と共沸する溶媒を併用することもできる。
(反応条件)
(A)重合体の合成時の反応温度としては、60℃〜250℃が好ましく、80℃〜200℃がより好ましい。上記合成時の反応時間としては、15分〜100時間が好ましく、1時間〜24時間がより好ましい。
[化合物]
本発明の化合物(以下「(a)化合物」ともいう)は、下記式(6)で表される。この(a)化合物は、上記式(4)で表される構造単位(a)を与えることができるものである。
Figure 0006314537
式(6)中、R、b及びcは、上記式(1)と同義である。
上記式(6)で表される化合物としては、下記式(7)で表される化合物(2−(2’,5’−ジヒドロキシフェニル)チオナフタレン)が好ましい。
Figure 0006314537
化合物(a)は、例えばナフタレンチオールとベンゾキノンやナフトキノンとを溶媒中で反応させることで合成することができる。
ナフタレンチオールとしては、1−ナフタレンチオール、2−ナフタレンチオールが挙げられ、2−ナフタレンチオールが好ましい。
ベンゾキノンとしては、例えば1,2−ベンゾキノン、1,4−ベンゾキノン等が挙げられ、1,4−ベンゾキノンが好ましい。ナフトキノンとしては、例えば1,2−ナフトキノン、1,4−ナフトキノン等が挙げられ、1,4−ナフトキノンが好ましい。
[樹脂組成物]
樹脂組成物(以下「(A)樹脂組成物」ともいう)は、(A)重合体及び有機溶媒を含有する。この(A)樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、他の成分を含んでいてもよい。この(A)樹脂組成物は、後述の樹脂ペレットや樹脂成形品を形成するために好適に使用できる。
有機溶媒としては、(A)重合体を合成するときに使用される有機溶媒と同様のものが挙げられる。有機溶媒は、1種を単独で使用してもよいし2種以上を併用してもよい。
他の成分としては、例えば酸化防止剤、(A)重合体以外の他の重合体、加工性を向上させる滑剤、公知の添加剤、例えば難燃剤、抗菌剤、着色剤、離型剤、発泡剤が挙げられる。これらの任意成分は、1種を単独で使用してもよいし2種以上を併用してもよい。
酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系化合物、リン系化合物、硫黄系化合物、金属系化合物、ヒンダードアミン系化合物が挙げられる。この酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系化合物が好ましい。
ヒンダードフェノール系化合物としては、分子量500以上のものが好ましい。分子量500以上のヒンダードフェノール系化合物としては、例えばトリエチレングリコール−ビス[3−(3−tert−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロオネート]、1,6−ヘキサンジオール−ビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2,4−ビス−(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ブチルアニリノ)−3,5−トリアジン、ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,1,3−トリス[2−メチル−4−[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]−5−tert−ブチルフェニル]ブタン、2,2−チオ−ジエチレンビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−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−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナマミド)、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、トリス−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−イソシアヌレイト、3,9−ビス[2−〔3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン等が挙げられる。
(A)樹脂組成物における酸化防止剤の含有量は、例えば(A)重合体100質量部に対して0.01質量部以上10質量部以下である。
(A)樹脂組成物における(A)重合体の含有量は、通常(A)樹脂組成物の全固形分中の10質量%以上100質量%以下である。
(A)樹脂組成物における有機溶媒の含有量は、通常(A)重合体100質量部に対して50質量部以上100,000質量部以下である。
<(A)樹脂組成物の調製方法>
(A)樹脂組成物は、(A)重合体及び上述の有機溶媒、必要に応じて酸化防止剤、他の重合体等の他の成分を均一に混合することによって調製される。樹脂組成物は、粉末状、ペレット状、チップ状等の固体状に調製され、又は適当な溶媒で溶解して液状あるいはペースト状に調製されることで、樹脂成形品の製造に供される。
樹脂組成物を固体状に調製する場合、この樹脂組成物の300℃、10kg荷重でのメルトフローレート(以下「MFR」ともいう)としては、0.1g/10分以上1,000g/10分以下が好ましい。MFRが0.1g/10分未満であると、押出成形時等の成形時に十分な流動性を確保できず、成形性が悪化するおそれがある。一方、MFRが1,000g/10分を超えると、成形物の強度を保てず、金型から取り外す際に割れを生じるおそれがある。
[樹脂ペレット]
本発明の樹脂ペレット(以下「(A)樹脂ペレット」ともいう)は、(A)重合体を主成分とする。この(A)樹脂ペレットは、本発明の効果を損なわない範囲で、他の成分を含んでいてもよい。
他の成分としては、(A)樹脂組成物の他の成分として例示したものと同様なものが挙げられる。
この(A)樹脂ペレットは、(A)重合体、必要に応じて他の成分を溶解させた溶液、例えば(A)樹脂組成物を二軸押出機を用いて脱溶し、溶融混練して押出したストランドをペレタイザーにて所定寸法に切断することにより得ることができる。
[樹脂成形体]
本発明の樹脂成形体(以下「(A)樹脂成形体」という)は、(A)重合体を主成分とする。(A)樹脂成形体としては、例えば光学部品が挙げられる。
<光学部品>
光学部品としては、例えば波長板、位相差板等の光学フィルム、円錐レンズ、球面レンズ、円筒レンズ等の特殊レンズ、レンズアレイなどが挙げられる。
<(A)樹脂成形体の製造方法>
(A)樹脂成形体の製造方法としては、例えば金型成形法、押出成形法、溶剤キャスト法等が挙げられる。レンズの製造には、金型成形法が好適である。光学フィルムの製造には、押出成形法及び溶剤キャスト法が好適であり、押出成形法がより好ましい。以下、押出成形法について説明する。
(押出成形法)
押出成形法としては、例えば溶融押出法、半溶融押出法等が挙げられるが、溶融押出法が好ましい。溶融押出法としては、所定形状のダイを用いる方法が挙げられるが、中でも、Tダイ、コートハンガーダイを用いる方法が好ましい。
このような溶融押出法では、熱溶融された樹脂組成物をダイから押し出した後、金属ベルト、冷却ロール等に密着させてシート化し、このようにして得られる高分子シートを冷却後に巻き取ることでロール状の光学シートが得られる。
光学シートは、ロール状に巻き取る前に、あるいはロール状に巻き取った後に延伸処理を施してもよく、また所定寸法に裁断してもよい。ダイから溶融押出された高分子シートは、金属ベルトに密着させるために金属ベルトと同様の温度に制御されたエアを吹き付けたり、帯電固定により密着させたりしてもよい。また、延伸処理は、一軸延伸であっても、二軸延伸であってもよい。
[(A)重合体及び(A)樹脂成形体の物性]
<(A)重合体のガラス転移温度(Tg)>
(A)重合体のガラス転移温度(Tg)としては、200℃以下が好ましく、175℃以下がより好ましく、160℃以下がさらに好ましい。このように(A)重合体のガラス転移温度が200℃以下であることで、この(A)重合体を主成分とする樹脂ペレットや樹脂組成物は、溶融押出等の押出成形時の成形性に優れる。ここで、ガラス転移温度(Tg)は、例えばRigaku社の「8230型DSC測定装置」(昇温速度20℃/分)により測定することができる。
<(A)重合体の重量平均分子量(Mw)>
(A)重合体の重量平均分子量(Mw)の下限としては、10,000が好ましく、20,000がより好ましく、30,000がさらに好ましい。重量平均分子量(Mw)の上限としては、75,000以下が好ましく、60,000以下がさらに好ましい。なお、重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定したポリスチレン換算分子量である。
<光学フィルムの厚み>
(A)樹脂成形体としての光学フィルムの厚みは、通常10μm以上1,000μm以下であり、好ましくは10μm以上500μm以下である。光学フィルムの厚みが10μm未満であると、シート強度を十分に確保できないおそれがある。一方。光学シートの厚みが1,000μmを超えると、シートの透明性を確保できなくなるおそれがある。
<(A)重合体及び光学部品の全光線透過率>
(A)重合体及び(A)樹脂成形体としての光学部品の全光線透過率としては、厚み50μmのシートとして作成したときに85%以上が好ましく、90%以上がより好ましい。ここで、全光線透過率は、厚み50μmのシートにおける透明度試験法(JIS−K−7105:1981)に準拠して測定した値である。シートの全光線透過率が85%以上であることで、光学フィルム等の光学部品の透明性を確保することができる。そのため、光学フィルム等の光学部品は、表示装置等に好適に使用することができる。
<(A)重合体及び光学部品の屈折率(nD)及びアッベ数(D)>
(A)重合体及び光学部品の屈折率(nD)としては、1.660以上が好ましく、1.670以上がより好ましい。
(A)重合体及び光学部品のアッベ数(D)としては、21以下が好ましく、20以下がより好ましく、18以下がさらに好ましい。
(A)重合体及び光学部品の屈折率(nD)が1.660以上であり、かつアッベ数(D)が21以下であることで、レンズ、フィルム等の薄膜化、高付加価値化を実現することが可能となる。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
<芳香族ジオール化合物の合成>
[合成例1](芳香族ジオール化合物(a−1)の合成)
撹拌子を入れた1,000mLのナス型フラスコに、2−ベンゾチアゾールチオール35.71g(214mmol)、1,4−ベンゾキノン23.07g(213mmol)、メタノール469g、及びイオン交換水67gを量り入れた。マグネチックスターラーにて撹拌しながら室温条件下にて1時間反応させた。次いで、得られた反応混合物を80℃の熱水に投入して固体を析出させ濾過して生成物を回収し、下記式(8)で表される2−(2’,5’−ジヒドロキシフェニル)チオベンゾチアゾール(芳香族ジオール化合物(a−1))の固体を26.19g得た。この芳香族ジオール化合物(a−1)の収率は45%であった。
Figure 0006314537
また、芳香族ジオール化合物(a−1)について、H−NMR分析を行った。このH−NMR分析は、JEOL RESONANCE社の「JNM−ECA400」を使用し測定した。その結果は次の通りである。
H−NMR(400MHz、DMSO−d6)δ:5.25(s,2H),7.02 (m,1H),7.20(m,1H),7.33(m,1H),7.73(dd,2H),8.80(d,1H),8.99(d,1H)
[実施例1](芳香族ジオール化合物(a−2)の合成)
反応物として、2−ナフタレンチオール25.15g(157mmol)、1,4−ベンゾキノン16.21g(150mmol)、及びメタノール485gを使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、上記式(7)で表される2−(2’,5’−ジヒドロキシフェニル)チオナフタレン(芳香族ジオール化合物(a−2))の固体を28.38g得た。この芳香族ジオール化合物(a−2)の収率は71%であった。
また、芳香族ジオール化合物(a−2)について実施例1と同様にH−NMR分析を行った。その結果は次の通りである。
H−NMR(400MHz、DMSO−d6)δ:6.46(s,1H),6.57 (d,1H),6.75(d,1H),7.33(d,1H),7.50(t,2H),7.85(m,4H),8.81(s,1H),9.21(s,1H)
<重合体の合成>
[実施例2](重合体(a−1)の合成)
攪拌子を入れた100mLの3つ口フラスコに、窒素導入管、Dean−Stark管、及び冷却管を取り付け、芳香族ジオール化合物(a−1)15.27g(55.5mmol)、2,6−ジフルオロベンゾニトリル(DFBN)7.19g(51.7mmol)、炭酸カリウム15.45g(111.8mmol)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)61mL、及びトルエン11mLを仕込んだ。フラスコ内を窒素置換した後に130℃で加熱撹拌し、生成する水をDean−Stark管により随時除去しながら19.5時間反応させた。室温まで冷却した後、生成した塩を濾紙で除去した。ろ液にイオン交換樹脂(三菱化学社の「ダイヤイオンRCP160M」及び「ダイヤイオンWA21J」)を適量投入し、ミックスローターで2時間攪拌した。イオン交換樹脂を濾紙にて取り除いた後、ろ液をメタノールに投入して固体を析出させた。析出した固体を80℃で真空乾燥し重合体(a−1)の粉末を6.5g得た。この重合体(a−1)の収率は32%であった。
[実施例3](重合体(a−2)の合成)
反応物として、芳香族ジオール化合物(a−2)22.02g(82.1mmol)、DFBN11.39g(81.9mmol)、炭酸カリウム22.54g(163.1mmol)、DMAc94mL、及びトルエン22mLを使用した以外は、実施例3と同様に操作し、重合体(a−2)の粉末を21.7g得た。この重合体(a−2)の収率は72%であった。
[実施例4](重合体(a−3)の合成)
反応物として、芳香族ジオール化合物(a−2)12.68g(47.3mmol)、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(Bis−A)9.84g(43.1mmol)、DFBN12.05g(86.6mmol)、炭酸カリウム23.84g(172.5mmol)、DMAc97mL、及びトルエン22mLを使用した以外は、実施例3と同様の操作を行い、重合体(a−3)の粉末を21.0g得た。この重合体(a−3)の収率は70%であった。
[比較例1](重合体(RA−1)の合成)
反応物として、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン(BPFL)3.60g(10.3mmol)、DFBN1.43g(10.3mmol)、炭酸カリウム2.85g(20.6mmol)、DMAc15mL、及びトルエン3mLを使用した以外は、実施例3と同様の操作を行い、重合体(RA−1)の粉末を4.3g得た。この重合体(RA−1)の収率は93%であった。
[比較例2](重合体(RA−2)の合成)
反応物として、BPFL1.40g(3.99mmol)、Bis−A0.911g(3.99mmol)、DFBN1.11g(8.00mmol)、炭酸カリウム2.21g(16.0mmol)、DMAc5.6mL、及びトルエン1.4mLを使用した以外は、実施例3と同様の操作を行い、重合体(RA−2)の粉末を2.79g得た。この重合体(RA−2)の収率は90%であった。
<評価>
実施例3〜5及び比較例1,2の重合体について、下記方法に従い、ガラス転移温度(Tg)、屈折率(nD)及びアッベ数(νD)を評価した。その結果を表1に示す。表1には、各重合体の合成に用いた各化合物の仕込み量(mmol)及び仕込み比(mol比)を併せて示す。なお、表1における「−」は、該当する化合物を用いなかったことを示す。
[ガラス転移温度(Tg)[℃]]
重合体のガラス転移温度は、DSC装置(Rigaku社の「Thermo Plus DSC8230」)を用い、窒素下、20℃/分の昇温速度の条件で測定した。
ガラス転移温度(Tg)は、200℃以下である場合を「○」、200℃超の場合を「×」として評価した。
[屈折率(nD)[−]及びアッベ数(νD)[−]]
重合体を適量の塩化メチレンに溶解させたものをガラス板上にキャスト製膜し、常温常圧下にて一晩乾燥させた。次いで真空乾燥機にて残存塩化メチレンを除去し、重合体のフィルムを得た。本フィルムの屈折率を、Metricon社の「プリズムカプラ モデル2010」にて測定した。屈折率は、408nm、633nm、828nmの3波長にて測定し、Cauchyの式を用いてD線(589nm)での屈折率(nD)を求めた。F線(486nm)及びC線(656nm)の屈折率についても同様にして求め、アッベ数(νD)を算出した。
屈折率(nD)は、1.660以上である場合を「○」、1.660未満の場合を「×」として評価した。
アッベ数(νD)は、21.0以下である場合を「○」、21.0超の場合を「×」として評価した。
Figure 0006314537
表1から明らかなように、実施例3〜5の重合体(a−1)〜(a−3)は、ガラス転移温度(Tg)、屈折率(nD)及びアッベ数(νD)の評価において良好な結果が得られた。
本発明によれば、屈折率が高く、アッベ数及びガラス転移温度が共に低い重合体を提供できる。従って、本発明の重合体は、屈折率が高くアッベ数が低い光学部品を提供でき、またこのような光学部品を簡便かつコスト的に有利に成形できる樹脂ペレット及び樹脂組成物を提供できる。さらに、本発明によれば、当該重合体を形成可能な化合物が提供される。

Claims (5)

  1. 各構造単位を与える1種又は2種以上の単量体の重合体であって、
    下記式(4)で表される構造単位及び下記式(5)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構造単位(a)がエーテル結合を介して重合体主鎖中に含有され、
    上記構造単位(a)の全構造単位に対する含有割合が、5モル%以上である重合体。
    Figure 0006314537
    式(4)及び式(5)中、は、炭素数2〜4のアルキレン基である。b及びcは、0又は1である。)
  2. 請求項1に記載の重合体と、有機溶媒とを含有する樹脂組成物。
  3. 請求項1に記載の重合体の含有量が50質量%以上である樹脂ペレット。
  4. 請求項1に記載の重合体の含有量が50質量%以上である樹脂成形体。
  5. 光学部品である請求項に記載の樹脂成形体。
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