JPH02113019A - 光学材料用樹脂組成物 - Google Patents

光学材料用樹脂組成物

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JPH02113019A
JPH02113019A JP63264115A JP26411588A JPH02113019A JP H02113019 A JPH02113019 A JP H02113019A JP 63264115 A JP63264115 A JP 63264115A JP 26411588 A JP26411588 A JP 26411588A JP H02113019 A JPH02113019 A JP H02113019A
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JP
Japan
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resin
curing
polymerization
examples
optical
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JP63264115A
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English (en)
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Kenichi Sekimoto
関本 謙一
Kensho Oshima
憲昭 大島
Yosuke Takahashi
洋介 高橋
Toru Kiyota
徹 清田
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Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/26Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
    • C08F220/30Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing aromatic rings in the alcohol moiety

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は光学材料用樹脂に関し、特にデジタルオーディ
オディスクや光メモリ−ディスクに関するものである。
[従来の技術] 記録層あるいは光反射層からなる情報記録層に情報を記
録および再生したり、情報記録層に形成された情報を再
生するデジタルオーディオディスクや光ディスク、光磁
気ディスクの基板用材料としては、従来、無機ガラスや
合成樹脂が用いられている。しかしながら、いずれの材
料もディスク材料として要求される物性を完全に満たし
ておらず、総合的な性能は未だ充分ではない。
即ち、無機ガラスは光学的特性には優れているが、重く
、割れやすく、製造コストが高いという欠点を持つ。ま
た、合成樹脂としてはポリカーボネート樹脂やポリメチ
ルメタクリレート樹脂、エポキシ樹脂が主として使われ
ている。しかし、ポリカーボネート樹脂は耐熱性、耐湿
性、耐衝撃性に優れているものの、成型時に流動性が悪
いため、分子鎖の配向や残留応力による密度分布の異方
性が起こり、これに起因し、大きな複屈折が発生する。
そのため、ディスクに記録された情報の読み取り感度が
低下したり、エラーが発生しやすいという欠点を有して
いる。ポリメチルメタクリレート樹脂は透明性が高く、
複屈折は小さいが、吸湿性が高く、耐熱性が低いため、
ディスクがそりやすい。また、エポキシ樹脂は光学及び
物理的特性は良好だが、成型時の収縮や成型時間等に問
題がある。
[発明が解決しようとする課題] 本発明は、上記状況に鑑み、透明性、耐熱性、耐湿性、
機械的強度に優れているとともに、光学的に均質で複屈
折が小さく、さらに成型時の収縮が小さい、光、熱硬化
性光学材料用樹脂組成物を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明者らは上記の課題を解決するべく、鋭意検討を行
った。
その結果、−分子中にアクリロイル基あるいはメタクリ
ロイル基とエポキシ基を同時に含み、かつ特定の多環式
構造を有する化合物より得られる樹脂は透明性、耐熱性
、耐湿性、機械的強度に優れているとともに、光学的に
均質で複屈折が小さく、さらにこの化合物を重合後、熱
硬化もしくは光硬化することにより硬化時の収縮を小さ
くすることができることを見出だし本発明に到達した。
すなわち本発明は、下記一般式(1) (式中、R1は水素原子又はメチル基を、nは0又は1
の数を示す。)で表される化合物を重合した後、光硬化
又は熱硬化させて得られる樹脂からなる光学材料用樹脂
組成物を提供するものである。
前記一般式(1)で表される化合物の具体例としては、
2.3−エポキシアクリロイルオキシジシクロ(2,2
,1)へブタン、2.3−エポキシメタクリロイルオキ
シジシクロ(2,2,1)へブタン、2.3−エポキシ
アクリロイルオキシテトラシクロ(6,2,1,16・
9.05・+03  ドデカン、2.3−エポキシメタ
クリロイルオキシテトラシクロ(6,2,1,1’・9
.0110) ドデカンを挙げることができる。
これらの化合物は、それぞれ相当するエポキシ基を有す
る脂環式アルコールを塩基存在下、アクリル酸クロライ
ドあるいはメタクリル酸クロライドと、不活性ガス中で
反応温度−50〜100℃、好ましくは0〜50℃、反
応時間0.5〜30hr1好ましくは1〜10hrで反
応を行うことにより得られる。
反応には必要に応じて溶媒、重合禁止剤を加えても良い
。ここで重合禁止剤としては、例えば、ベンゾキノン、
ジフェニルベンゾキノン等のキノン類、フェノチアジン
、銅塩等がある。溶媒としてはn−ヘキサン、n−ペン
タン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン
、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、メチル
クロロホルム、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン
、ジイソプロピルエーテルなどが好ましい。塩基として
はピリジン、トリエチルアミン、ジメチルアミノピリジ
ン等が用いられる。
なお、上記した合成方法は一例を示したものであり、必
ずしも水沫に限定されるものではない。
本発明においては前記一般式(1)で示した化合物を重
合した後、光硬化もしくは熱硬化することを特徴とする
。重合の方法としては塊状重合、溶液重合、懸濁重合等
、通常のラジカル重合法を用いることができる。この際
使用する重合開始剤としては、例えば熱重合開始剤とし
て過酸化ベンゾイル、ジイソプロピルパーオキサイド、
ターシャリ−ブチルパーオキシピバレート、ラウロイル
パーオキサイド等の有機過酸化物、アゾイソビスブチロ
ニトリル等のアゾ化合物、光重合開始剤としてベンゾフ
ェノン、ベンゾインエチルエーテル、ジベンジル、アセ
トフェノン、アントラキノン等の光増感剤、ジフェニル
スルフィド、チオカーバメート等の硫黄化合物などが使
用できる。重合開始剤の使用量は前記一般式(1)で表
される化合物100重量部に対して0.01〜10重量
部、好ましくは0.1〜5重量部の範囲が良い。重合温
度は重合開始剤の種類によっても異なるが、0〜200
℃、好ましくは50〜120℃の範囲が良い。
光あるいは熱による硬化は、重合で得られたプレポリマ
ーにエポキシ硬化触媒、硬化剤、硬化促進剤等を加えて
行う。
光硬化触媒としてはルイス酸アニオンのオニウム塩化合
物、光開裂型シラノール誘導体とアルミニウムキレート
の複合体等がある。ルイス酸アニオンのオニウム塩にお
けるオニウム塩としてはジアリールヨードニウム塩、ジ
アリールブロモニウム塩等の芳容族ハロニウム塩、トリ
アリールスルホニウム塩、トリアリールセレニウム塩等
の芳容族カルコニウム塩、ジアゾニウム塩など効率よく
光開裂するものが用いられる。ルイス酸としてはオニウ
ムイオンと塩を形成するもの、例えばC1O,−、BF
4−、PF6−  AsF6−’、5bF6−等がある
光開裂型シラノール誘導体−アルミニウムキレート複合
体化合物では光開裂型シラノール誘導体としてシラノー
ルを0−ニトロベンジルアルコール、トリアルキルメタ
ンハイドロパーオキサイド等により誘導体化したO−ニ
トロベンジルシリルエーテル、トリアルキルメタンシリ
ルパーオキサイド等が使われる。アルミニウムキレート
としてはアルミニウムートリスエチルアセトアセテート
等のアルミニウムートリスアセト酢酸エステルキレート
、アルミニウムートリスサリチルアルデヒダート等のア
ルミニウムートリス−〇−カルボニルフェノールキレー
ト、アルミニウムートリスアセチルアセトンキレート等
が用いられる。
光硬化触媒の使用量はエポキシプレポリマー100重量
部に対して0.01〜5重量部、好ましくは0.01〜
1重量部が良い。また、必要に応じて光増感剤、安定剤
等の添加剤を使用しても良い。硬化の際使用する光は使
用する硬化触媒によっても異なるが、通常180〜70
0nmであり、特に紫外線が効果的である。光源として
は例えば、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、カーボン
アークランプ、メタルハライドランプ、水素数7ヒ管、
タングステンランプ、ハロゲンランプ、ナトリウム放電
管、ネオン放電管、He−Neレーザー A「レーザー
等が挙げられる。照射時間は1秒〜5分程度が良い。成
型は注型法により行う。
熱硬化の際使用するエポキシ硬化剤としては、脂肪族ポ
リアミン、芳容族ポリアミン、第2、第3アミン等のア
ミン類、脂肪酸、ダイマー酸、トリマー酸等の脂肪酸と
脂肪族ポリアミンとの縮合物等のポリアミド樹脂、無水
フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無
水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリト酸、
ベンゾフェノン無水テトラカルボン酸、無水クロレンド
酸、ドデシル無水コハク酸、メチルテトラヒドロ無水フ
タル酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロ無水フタル
酸等の酸無水物、三フッ化ホウ素とモノエチルアミン、
ピペリジン、アニリン、ブチルアミン、トリエタノール
アミン等との錯体等がある。硬化剤はエポキシプレポリ
マー100ffiff1部に対して5〜200重量部配
合する。
硬化促進剤としてはトリエチレンジアミン、ベンジルジ
メチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルエタノ
ールアミン、ジメチルアミノエタノール、トリ(ジメチ
ルアミノメチル)フェノール等の第3アミン類、2−メ
チルイミダゾ−°ル、2−フェニルイミダゾール、2−
フェニル−4−メチルイミダゾール、2−ヘプタデシル
イミダゾール等のイミダゾール類、トリブチルホスフィ
ン、メチルジフェニルホスフィン、ジフェニルホスフィ
ン、トリフェニルホスフィン、フェニルホスフィン等の
有機ホスフィン類、テトラフェノールホスホニウムテト
ラフェニルボレート、2−エチル−4−メチルイミダゾ
ールテトラフェニルボレート等のテトラフェニルボロン
塩等が挙げられる。
硬化促進剤はエポキシプレポリマーと硬化剤の合計10
0重量部に対して0.01〜10重量部、好ましくは0
.05〜5?ff二部用いられる。
熱硬化は低圧トランスファー成型法、インジェクション
成型法、圧縮成型法、注型法等により通常、0〜200
℃、好ましくは20〜130℃で行われる。
硬化に際しては本発明の光学材料用樹脂の特性を損わな
い範囲で他のエポキシ樹脂を混合しても良い。ここで他
のエポキシ樹脂としては透明で液状のものであればなん
でも良いが、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂
、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェノールノボラ
ック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、水添ビスフ
ェノールA型エポキシ樹脂、脂肪族系エポキシ樹脂、グ
リシジルエーテル型エポキシ樹脂等が挙げられる。
本発明の樹脂を硬化させる際には必要に応じて抗酸化剤
、帯電防止剤、紫外線吸収剤、離型剤等を添加しても良
い。
[実施例] 以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。
なお、実施例において得られる諸物性は下記の試験法に
より測定した。
(1)光透過率 :分光光度計にて500nmの光透過
率を測定 (2)複屈折  二日本工学(株)製部光顕微鏡にセナ
ルモンコンペンセータ をつけて光デイスク基板の直 径80mmの部分を測定 (3)熱変形温度: ASTM−D−648に従い熱変
形試験装置にてn1定 (4)硬度   :JIS−に−6911に従い鉛筆硬
度試験装置にて測定 (5)吸水率  : ASTM−D−570に従い測定 製造例1 滴下ロートを付けた1リツトルのフラスコに2.3−エ
ポキシヒドロキシジシクロ(2,2,1)へブタン12
6g、テトラヒドロフラン200g。
ピリジン400gを入れ、アクリル酸クロライド109
gを滴下後、25℃で3時間反応させた。
反応終了後、反応混合物を純水で3回洗浄し、有機層か
ら溶媒を減圧留去して目的物である2、3−エポキシア
クリロイルオキシジシクロ〔2゜2゜1〕へブタン18
0gを得た。
得られた2、3−エポキシアクリロイルオキシジシクロ
[2,2,1)へブタン100gに対して過酸化ベンゾ
イル0.4gを加え60℃で2時間プレ重合を行い、プ
レポリマーを得た。
製造例2 滴下ロートを付けた1リツトルのフラスコに2.3−エ
ポキシヒドロキシテトラシクロ(6,2゜1.16・9
.05・10) ドデカン192g、テトラヒドロフラ
ン200g、ピリジン400gを入れ、アクリル酸クロ
ライド109gを滴下後、25℃で3時間反応させた。
反応終了後、反応混合物を純水で3回洗浄し、有機層か
ら溶媒を減圧留去して目的物である2、3−エポキシア
クリロイルオキシテトラシクロ(6,2,1,1’・9
.05・10〕ドデ力ン246gを得た。
得られた2、3−エポキシアクリロイルオキシテトラシ
クロ(6,2,1,1’・9.05・1G)  ドデカ
ン100gに対して過酸化ベンゾイル0.6gを加え6
0℃で2時間プレ重合を行い、プレポリマーを得た。
実施例1 製造例1で得られたプレポリマー100gに対して4−
フェニルチオフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフ
ルオロアンチモネート0.8gを添加し、この組成物を
真空脱気後、直径120mmのガラス板と厚さ1.2m
mのスペーサーで構成された鋳型の中へ注入し、紫外線
(80W/cm、距離20cm)を30秒照射して硬化
させた。鋳型より硬化物を取り出し、厚さ1.2mm。
直径120mmのディスクを得た。
得られたディスク基板の吸水率、光透過率、鉛筆硬度、
複屈折および熱変形温度の結果を表1に示す。
実施例2 製造例1で得られたプレポリマー100gに対して無水
フタル酸25gを添加し、この組成物を真空脱気後、直
径120mmのガラス板と厚さ1.2mmのスペーサー
で構成された鋳型の中へ注入し、100℃に3時間保ち
硬化させた。
鋳型より硬化物を取り出し、厚さ1.2mm。
直径120mmのディスクを得た。
得られたディスク基板の吸水率、光透過率、鉛筆硬度、
複屈折および熱変形温度の結果を表11;示す。
実施例3 製造例2で得られたプレポリマー100gに対して4−
フェニルチオフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフ
ルオaアンチモネート1.1gを添加し、この組成物を
真空脱気後、直径120mmのガラス板と厚さ1.2m
mのスペーサーで構成された鋳型の中へ注入し、紫外線
(80W/Cm、距離20cm)を30秒照射して硬化
させた。鋳型より硬化物を取り出し、厚さ1.2mm。
直径120mmのディスクを得た。
得られたディスク基板の吸水率、光透過率、鉛筆硬度、
複屈折および熱変形温度の結果を表1に示す。
実施例4 製造例2で得られたプレポリマー100gに対して無水
フタル酸34gを添加し、この組成物を真空脱気後、直
径120mmのガラス板と厚さ1.2mmのスペーサー
で構成された鋳型の中へ注入し、100℃に3時間保ち
硬化させた。
鋳型より硬化物を取り出し、厚さ1.2mm。
直径120mmのディスクを得た。
得られたディスク基板の吸水率、光透過率、鉛筆硬度、
複屈折および熱変形温度の結果を表11;示す。
比較例1 ポリメチルメタアクリレートを射出成型して得られたデ
ィスク基板の吸水率、光透過率、鉛筆硬度、複屈折およ
び熱変形温度の結果を表1に示す。
表1 光学的に均質で複屈折が小さく、さらにこの化合物を重
合後、熱硬化もしくは光硬化することにより硬化時の収
縮を小さくすることができるという特徴を有しており、
光ディスクの基板用光学材料用樹脂として極めて優れた
ものである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)下記一般式(1) ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R_1は水素原子又はメチル基を、nは0又は
    1の数を示す。)で表される化合物を重合した後、光硬
    化又は熱硬化させて得られる樹脂からなる光学材料用樹
    脂組成物。
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