JPH0386712A - 低複屈折性および低吸湿性に優れたメタクリル系樹脂 - Google Patents

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〕 本発明は光学用樹脂に関し、さらに詳しくは、光学用情
報記録体、光学用レンズに好適な樹脂に関する。

〔従来の技術〕

従来レンズを始めとする光学用材料として、精度、信頼
性の面からガラスが広く用いられ、プラスチックがこの
分野に参人して以来すでに長い年月が経過しているにも
かかわらず、ガラスに代るプラスチックが見い出されて
いないのが現状である。しかし近年の社会、産業の発展
に伴い光学素子への要求品質も多様化し、必ずしもガラ
スの品質、信頼性が必要とされない用途、あるいはプラ
スチックの利点が多い分野など、その影響は急速に拡大
しつつあり、カメラ、複写機、レーザー光学機器類の光
学レンズ、光学用情報記録用ディスク等への進出がめざ
ましい。

しかるに従来のプラスチックでは、耐熱性、吸湿性、お
よび屈折率、分散、複屈折等の光学的性質などの改良す
べき問題点を数多く有しており、例えばポリカーボネー
ト樹脂は光学レンズとしては、分散が大きいため色収差
の発生が大きいと言う問題があり、また記録用光ティス
フ材料としてはその分子構造に起因する複屈折が大きい
等の欠点があり、光記録材料用としては使用範囲が限定
される。一方メタクリル樹脂は吸湿性が高く耐熱性が低
いと言う問題を有するが、低分散、低複屈折性等光学レ
ンズ、光ディスクとして最も必要な性質を有している。

それゆえ近年、メタクリル樹脂の光学的性質を保持しな
がら、吸湿性の改善、耐熱性の向上等数多くの提案がな
されている０例えば吸湿性を改善する方法としてメタク
リル酸メチルとスチレンを共重合する方法（特開昭５７
−３３４４６号公ｒｉｊａ）、メタクリル酸メチルとメ
タクリル酸シクロヘキシルを共重合する方法（特開昭５
７−１８６２４１号公報）あるいはメタクリル酸メチル
とメタクリル酸シクロヘキシルとメタクリル酸ベンジル
を共重合する方法（特開昭５８−１３６５２号公報〉な
どがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら前記提案の方法では吸湿性の改善効果は認
められるものの、低吸湿性、と低複屈折性の三者を同時
に満足することはむずかしく、光情報記録体材料や光学
用素子として十分満足するものは得られていないのが実
情である。

したがって本発明の目的は優れた透明性を有し、且つ耐
熱性、低吸湿性、低複屈折性のいずれにおいても優れた
光学素材用共重合物を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、特定の配合組成を有するメタクリル酸メチ
ル、メタクリル酸トリブロモフェニル、メタクリル酸ベ
ンジル類及びアルキル基の炭素数１〜４のアクリル酸エ
ステルからなる共重合体により初めて達成されること、
またこれ等共重合体は低吸湿性、耐熱性に優れ、透明性
、機械的性質がメタクリル樹脂の特徴を保持している他
、成形して得られた成形品の複屈折が成形条件の影響を
受けず低複屈折であることを見い出し本発明を完成する
に至った。

すなわち、本発明は、メタクリル酸メチル４０〜７５重
量％、メタクリル酸トリフ；ロモフェニル１０〜４０重
量％、メタクリル酸ベンジル類５〜２５重量％、および
アルキル基の炭素数１〜４のアクリル酸エステル０〜１
０重量％からなる低複屈折性および低吸湿性に優れたメ
タクリル樹脂により達成される。

本発明に用いられるメタクリル酸メチルは、メタクリル
樹脂本来の優れた光学的性質およびバランスの取れた機
械的強度を保持する上で他の単量体成分より優位量用い
る必要があり、その使用量は４０〜７５重量％、より好
ましくは４５〜７０重量％である。その使用量が４０重
量％未満では、上記の特徴が保持されず、また７５重量
％を超えた場合、低複屈折性および低吸湿性の改良効果
が低く好ましくない。

本発明でのメタクリル酸トリブロモフェニルはメタクリ
ル酸メチルとの共重合で吸湿性を低下させると同時に耐
熱性を向上させる効果を有し、共重合割合としては１０
〜４０重量％、より好ましくは１５〜３５重量％である
。１０重量％未満の場合は低吸湿性および耐熱性の向上
効果が低く好ましくない。また３５重量％を超えた場合
は、低吸湿性および耐熱性の向上効果は明らかであるが
、ヘイズが増加し光学用材料としては好ましくない。

本発明でのメタクリル酸トリブロモフェニルは下記式（
１） で示される化合物であり、ベンゼン環上の３個の臭素原
子の置換位置として特に制限はないが、特に２．４．６
−位に存在するものが好ましい。

本発明でのメタクリル酸ベンジルは低吸湿性を付与する
と同時に、その固有複屈折値の符号がメタクリル酸メチ
ルと反対の符号を持つことに起因する光学的相殺効果に
よる複屈折の低減効果を有する。

本発明で用いるメタクリル酸ベンジル類の共重合割合は
５〜２５重量％、より好ましくは１０〜２０重量％であ
る。５重量％未満の場合は吸湿性および複屈折の低減効
果が小さく、２５重量％を超えた場合は低吸湿性効果は
十分であるが、耐熱性の低下や複屈折が大きくなり好ま
しくない。またメタクリル酸ベンジル類単独の場合、複
屈折が大きく、耐熱性に乏しいため光学用材料として使
用に耐えないが、メタクリル酸メチルとメタクリル酸ト
リブロモフェニルと併用する事により、単独では到達す
ることが出来ない水準の低吸湿性、低複屈折性、耐熱性
を有する本発明の樹脂を得ることが可能である。

本発明でのメタクリル酸ベンジル類は下記式〔■〕で示
される化合物であり、 （ＲはＨ原子又は炭素１〜４のアルキル基又はハロゲン
基を表わし、ｉは１〜３の整数を表わす、） 例えばメタクリル酸ベンジル、メタクリル酸４−メチル
ベンジル、メタクリル酸４−ｔｅｒｔブチルベンジル、
メタクリル酸２−クロロベンジル、メタクリル酸２−ブ
ロモベンジル、メタクリル酸２，４．６−トリブロモベ
ンジルなどが挙げられ、好ましくはメタクリル酸ベンジ
ル、メタクリル酸４−メチルベンジルなどである。

本発明で用いることができるアルキル基の炭素数１〜４
のアクリル酸エステルは流動性向上の目的で添加され、
添加量としては０〜１０重量％、好ましくは３〜８重量
％である。１０重量％を超えた場合、耐熱性が低下し好
ましくない。

本発明のメタクリル系樹脂を製造する方法は特に限定さ
れず塊状重合、懸濁重合、乳化重合、溶液重合などが可
能である。

本発明の樹脂を重合する際に用いられる重合開始剤とし
ては、一般にラジカル重合で用いられる任意の開始剤の
使用が可能であり、例えば２．２′アゾビスイソブチロ
ニトリル、２，２′−アゾビス（２，４−ジメチルバレ
ロニトリル）などのアソ化合物、ラウロイルパーオキサ
イド１．ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオ
キシ−２−エチルヘキサノエートなどの有機過酸化物な
どが挙げられる。

本発明のメタクリル系樹脂を重合する際に必要に応じて
用いられる分子量調節剤としては、ｎ　−オクチルメル
カプタン、ｎ−ドデシルメルカプタン、ｔ−ドデシルメ
ルカプタン、チオフェノール、チオグリール酸２エチル
ヘキシルなどのメルカプタン化合物が挙げられる。

本発明のメタクリル系樹脂を重合する際の温度は特に制
限はないが、５０〜１５０℃の間で選択され、特に６０
〜１２０℃が望ましい。

また本発明を重合する際に必要に応じて紫外線吸収剤、
熱安定剤、酸化防止剤、滑剤、離型剤、染顔料などを添
加しても良い。

以上のように製造されたメタクリル系樹脂は、光学用成
形材料として好適であり、ペレット化などして用いられ
、この光学成形材料を射出成形法等で成形することによ
り、カメラ、複写機、レーザー光学機器等の光学レンズ
、光学用情報記録用ディスク等の光学素子として用いる
ことができる。

〔実施例〕

以下実施例を挙げて本発明の詳細な説明する。

尚実施例および第１表に記載した物質名の略称は、下記
の通りである。

メタクリル酸メチル・・・ＨＭＡ メタクリル酸２，４．６−　トリブロモフェニル・・・
ＴＢＰＭＡメタクリル酸ベンジル・・・Ｂｚ？ＩＡメタ
クリル酸４−メチルベンジル・・・ＭＢｚＭＡアクリル
酸メチル・・・旧 アクリル酸エチル・・・ＥＡ また実施例および第１表に記載の「％」は重量％、「部
」は重量部を表わす。

さらに実施例で得た樹脂の評価は下記の方法に従い測定
した。

（１１ピンカート軟化温度（Ｖ、Ｓ、Ｐ）ＡＳＴＭ−Ｄ
１５２５（１０００ｇｒ）試料片は２０１ｍｘ２Ｑ１璽
×厚さ３．２ｎのものを使用。

（２）全光線透過率、ヘイズ ＡＳＴＭ−０１００３ 試料片は５０ｍＸ５０ｍｍＸ厚さ６．４ｕのものを使用
。

（３）平衡吸水率 ＡＳＴＭ−０５７０（１００℃） 試料片は５０．８＋ｎφ×厚さ３．２ｎのものを使用。

（４）引張強度 ＡＳＴＭ−０６３８ （５）複屈折率 偏光顕微鏡（■Ｎ１ｋｏｎ製：ラボフォトボル）実施例
１ ＭＭＡ６２％、ＴＢＰＭＡ　２０％、ＢｚＭＡＩ５％、
ＭＡ３％の単量体混合物１００部に対して、ｔ−ブチル
パーオキシ−２−エチルヘキサノエート０．１部、ｎ−
オクチルメルカプタン０．２２部、ステアリルアルコー
ル０．１部、からなる単量体混合物２５　ｋｇとイオン
交換水１００部に対して、ポリメタクリル酸ナトリウム
０．０５部、およびリン酸１ナトリウムＯ６５部、リン
酸２ナトリウム０．０５部からなろ水溶液３７．５　ｋ
ｇを攪拌機およびジャケットのついた７５１耐圧反応槽
に仕込み、Ｎ２雰囲気下で攪拌しながら、シャツケント
に温水を通水し、重合温度７５℃で重合した。発熱ピー
ク後ジャケットにスチームを通し、１２００１時間後重
合を行い重合を完結させた。得られたビーズ状共重合体
を水洗、乾燥した後シリンダー径４Ｂの押出機（中容機
械■製）を用い、シリンダー温度２４０℃でペレット化
した。このペレットを射出成型機（＠日本製鋼新製：　
Ｊ７５ＳＡＶ）を用い、シリンダー温度２４０℃、金型
温度６０℃で成形し、得られた物性試験片で各物性を測
定した。結果を第１表に示す。

また射出成型機Ｍ−１０００Ｍ　（＠名機製作所製）で
、直径１２０×厚さ１．２（１ｍ）の金型を用い、シリ
ンダー温度２８０℃、金型温度６０℃でディスクを成形
し、ディスクの中心から３５ｍの距離に複屈折を測定し
た。結果として第１表に示した様に、耐熱性、強度共に
良好であり、複屈折は非常に小さく、吸水率はアクリル
樹脂の約６０％で良好であった。

実施例２〜６ 実施例１において共重合成分を第１表に示す様に変更し
た以外は、全〈実施例１と同様に重合、ペレット化を行
い、得られた共重合体ペレットを用いて射出成形し、射
出成形品を実施例１の方法に従って評価した。結果を第
１表に示す。

第１表の結果から本発明の実施例は複屈折等の光学特性
、低吸湿性優れ、バランスのとれた機械的性質を有して
いることがわかる。

比較例１〜５ 実施例１において共重合成分を第１表に示す様に変更し
た以外は、全〈実施例１と同様の条件で重合、ペレット
化を行い、射られた共重合体ベレットを用いて射出成形
し、射出製形品を実施例１の方法に従って評価した。結
果を第１表に示す。

第１表の結果から本発明の実施例と比較して、複屈折、
吸湿性が高く、耐熱性、機械的強度とのバランスもなく
、実施例と比較すると劣ることがわかる。

〔発明の効果〕

本発明の低複屈折、低吸湿性樹脂は、メタクリル樹脂の
特徴である優れた透明性、成形性およびバランスの取れ
た機械的性質を有すると共に、低吸湿性並びに射出成形
時に生じる複屈折が大巾に低減された新規な樹脂である
。

それ故、カメラ、複写機、レーザー光学機器等の光学レ
ンズ、または光学用情報記録媒体等に好適である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、メタクリル酸メチル４０〜７５重量％、メタクリル
   酸トリブロモフェニル１０〜４０重量％、メタクリル酸
   ベンジル類５〜２５重量％、およびアルキル基の炭素数
   １〜４のアクリル酸エステル０〜１０重量％からなる単
   量体混合物を共重合してなる低複屈折性および低吸湿性
   に優れたメタクリル系樹脂。 ２、メタクリル系樹脂が光学用成形材料である請求項１
   記載の低複屈折性および低吸湿性に優れたメタクリル系
   樹脂。 ３、請求項１記載のメタクリル系樹脂からなる光学用素
   子。