JPH04285654A - 低吸湿性メタクリル系樹脂組成物 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、低吸湿性メタクリル系
樹脂組成物に関し、さらに詳しくは光学用情報記録担体
、光学レンズ等の光学素子に好適な低吸湿性メタクリル
系樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、レンズを始めとする光学用の材料
としては、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入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用素子への要求品質も
多様化し、必ずしもガラスの品質、性能が必要とされな
い分野、あるいは軽量化、量産化、非球面化などプラス
チックの利点が多い分野などに、プラスチックは急速に
その用途を拡大しつつあり、特にカメラ、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
ク等への進出が目ざましい。

【０００３】しかるにこのような用途に用いられている
プラスチックは、耐熱性、吸湿性、及び屈折率、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
有しているのが実情である。例えばポリカーボネート樹
脂は、光学用レンズとしては分散が大きい為色収差の発
生が大きいという問題点があり、また記録用光ディスク
材料としては、その分子構造に起因する複屈折が大きい
などの欠点から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
いという問題を有するが、低分散、低複屈折性などの光
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。それ故近年、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、耐熱性の向上等に関し、数多く
の提案がなされており、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号公報）、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５７−１８６２４１号公報）、メタクリル酸メチルと
メタクリル酸シクロデシルを共重合する方法（特開昭６
１−１５９４０８号公報）、メタクリル酸メチルとメタ
クリル酸シクロアルキルエステルの共重合体とポリカー
ボネートをブレンドする方法（特開昭６４−１７４９号
公報）、アクリル樹脂にメタクリル酸メチルとスチレン
の共重合体を混合する方法（特開平２−１１５２５１号
公報）などが挙げられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
方法ではある程度の吸湿性の改善効果は認められるもの
の、機械的強度の低下が大きいため吸湿性の改善には限
度があり、光情報記録体材料などの光学用素子として十
分満足するものが得られていないのが実情である。

【０００５】したがって本発明の目的は、低吸湿性に優
れ、かつ良好な透明性と、機械的強度とを保持したメタ
クリル系樹脂を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記目的
を達成すべく特定のメタクリル酸エステルに着目して鋭
意検討した結果、メタクリル酸メチル及び特定のメタク
リル酸エステルからなる共重合体と、メタクリル酸メチ
ル及び芳香族ビニルからなる共重合体とをブレンドした
樹脂組成物が低吸湿性に優れ、メタクリル樹脂の特徴で
ある透明性、機械的強度を保持していることを見出し、
本発明を完成した。

【０００７】即ち、本発明の要旨とするところは、メタ
クリル酸メチル５０〜９０重量％、下記一般式（Ｉ）

【
０００８】

【化２】 （式中、Ｒは水素原子またはハロゲン原子を表わし、ｎ
は１〜５の整数である。）で示されるメタクリル酸エス
テル５０〜１０重量％及び共重合可能な他のビニル単量
体０〜２０重量％からなる共重合体（Ａ）１０〜９５重
量部と、メタクリル酸メチル１０〜９０重量％、芳香族
ビニル単量体９０〜１０重量％及び共重合可能な他のビ
ニル単量体０〜２０重量％からなる共重合体（Ｂ）９０
〜５重量部とよりなる低吸湿性メタクリル系樹脂組成物
、及び該樹脂組成物からなる光学用素子である。

【０００９】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１０】本発明に用いられる共重合体（Ａ）を構成
するメタクリル酸メチルは、メタクリル樹脂の特徴であ
る優れた光学的性質及びバランスの取れた機械的強度を
保持するために、他の単量体より優位量用いる必要があ
り、その添加量は５０〜９０重量％、より好ましくは６
０〜８５重量％である。添加量が５０重量％未満では上
記の特徴が保持されず、９０重量％を超えた場合、吸湿
性が低下したり、共重合体（Ｂ）との相溶性が不足し、
ヘイズが増加するなどの問題がある。

【００１１】本発明の共重合体（Ａ）に用いられる一般
式（Ｉ）で表わされるメタクリル酸エステルとしては、
例えば、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ブロモフ
ェニル、メタクリル酸ジブロモフェニル、メタクリル酸
２，４，６−トリブロモフェニル、メタクリル酸モノク
ロルフェニル、メタクリル酸ジクロルフェニル、メタク
リル酸トリクロルフェニルなどが挙げられ、特に一般式
（ＩＩ）

【００１２】

【化３】 （式中、Ｘはハロゲン原子を示し、ｎは１〜５の整数で
ある）で示されるハロゲン化芳香族炭化水素基を有する
メタクリル酸エステルが好ましく、メタクリル酸２，４
，６−トリブロモフェニルが最も好ましい。一般式（Ｉ
）で示されるメタクリル酸エステルは、主として低吸湿
性を向上させる目的で用いられ、その添加量は１０〜５
０重量％、より好ましくは、１５〜４０重量％である。 添加量が１０重量％未満では低吸湿性の改善効果が低く
、また本発明で用いる共重合体（Ｂ）との相溶性が不足
してヘイズが増加する傾向があり好ましくない。一方５
０重量％を超える場合には、機械的性質が低下したり、
透明性が低下したりするなどの問題が生ずることがあり
好ましくない。

【００１３】本発明の共重合体（Ａ）には、成形性等を
改善するため必要に応じて、前記メタクリル酸メチル及
び一般式（Ｉ）で表わされるメタクリル酸エステルと共
重合可能な他のビニル単量体をその構成成分として用い
ることができる。共重合可能な他のビニル単量体として
は、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸
ブチル、アクリル酸オクチル等のアクリル酸エステル類
、メタクリル酸シクロデシル、メタクリル酸シクロヘキ
シル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ナフチル、
メタクリル酸ベンジルなどのメタクリル酸エステル類、
スチレン、ビニルトルエン等の芳香族ビニル単量体、ア
クリロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリル化合
物、シクロヘキシルマレイミド、Ｏ−クロロフェニルマ
レイミド等のＮ置換マレイミド化合物などが挙げられる
。これらのビニル単量体は単独または２種以上用いるこ
とができ、その添加量は０〜２０重量％、好ましくは１
〜１０重量％である。添加量が２０重量％を超えると耐
熱性や機械的性質の低下を招き好ましくない。

【００１４】次に本発明に用いられる共重合体（Ｂ）を
構成するメタクリル酸メチルは、共重合体（Ａ）と相溶
し、透明性を保持する為の成分であり、その添加量は１
０〜９０重量％、好ましくは２０〜８０重量％である。 添加量が１０重量％未満及び９０重量％を超える場合に
は、共重合体（Ａ）との相溶性が低下して透明性が得ら
れない。

【００１５】本発明の共重合体（Ｂ）に用いられる芳香
族ビニル単量体としては、スチレン、ビニルトルエン、
α−メチルスチレン等が挙げられ、特に好ましくはスチ
レンである。その使用量は、１０〜９０重量％、好まし
くは２０〜８０重量％である。添加量が１０重量％未満
及び９０重量％を超える場合には、相溶性が低下して透
明性が得られない。

【００１６】本発明の共重合体（Ｂ）には、メタクリル
酸メチル及び芳香族ビニル単量体と共重合可能な他のビ
ニル単量体をその構成成分として必要に応じて用いるこ
とができる。共重合可能な他のビニル単量体としては、
アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチ
ルなどのアクリル酸エステル類、メタクリル酸エチル、
メタクリル酸ブチルなどのメタクリル酸エステル類（メ
タクリル酸メチルを除く）、アクリロニトリル、メタク
リロニトリルなどのニトリル化合物、シクロヘキシルマ
レイミド、ｏ−クロロフェニルマレイミド等のＮ置換マ
レイミド化合物などが挙げられる。これらのビニル単量
体の添加量は、０〜２０重量％、好ましくは１〜１０重
量％である。添加量が２０重量％を超えると耐熱性が低
下したり、透明性が低下したりして好ましくない。

【００１７】本発明に用いる共重合体（Ａ）及び共重合
体（Ｂ）の分子量は特に制限は無いが、好ましくは２０
℃、クロロホルム中の固有粘度が０．３〜１．３ｇｒ／
ｄＬの範囲にあるものである。固有粘度が０．３未満の
場合は機械的強度が低下し好ましくなく、一方１．３を
超える場合は、樹脂の溶融不足等のため、透明性が得ら
れなくなり好ましくない。

【００１８】本発明に用いる共重合体（Ａ）及び（Ｂ）
の製造は、一般に公知とされている重合方法、例えば懸
濁重合法、塊状重合法、溶液重合法等により行われ、い
ずれの製造方法でもよい。重合温度は一般に用いられて
いる５０〜１６０℃で重合することが出来る。また重合
に際し、通常用いられる重合開始剤、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等のアゾ化合物、ラウロ
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、１，１，３，３−テトラメチルブチルパ
ーオキシ２エチルヘキサノエート、ベンゾイルパーオキ
サオイド等の有機過酸化物であり、連鎖移動剤としては
ｎ−ブチルメルカプタン、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
などを用いることが出来る。

【００１９】本発明の低吸湿性メタクリル系樹脂組成物
は、共重合体（Ａ）１０〜９５重量部、好ましくは３５
〜９０重量部と、共重合体（Ｂ）５〜９０重量部、好ま
しくは１０〜６５重量部とよりなるものである。共重合
体（Ｂ）の割合が、５重量部未満では低吸湿性の効果が
十分でなく、一方９０重量部を超える場合には、透明性
が得られなかったり、機械的強度が低下したりして好ま
しくない。

【００２０】このような樹脂組成物の製造方法としては
、共重合体（Ａ）及び共重合体（Ｂ）をブラベンダー、
ヘンシェルミキサー、タンブラー等の通常用いる混合機
で混合したり、これらを押出機で混練してペレットやシ
ートとしたり、混合物やペレットなどを圧縮成形機や射
出成形機などの成形加工機で成形し付型物としたりする
などの方法を挙げることができ、特に制限はない。

【００２１】本発明の組成物は必要に応じて一般の配合
剤、例えば紫外線吸収剤、熱安定剤、酸化防止剤、滑剤
、離型剤、洗顔料などを含むことができ、これらの配合
剤は共重合体の重合時、混合時又は溶融混合時の工程等
で添加することができる。

【００２２】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれ等により限定されるものではない
。尚、実施例における評価方法は、次の（１）〜（４）
の方法で実施した。 （１）全光線透過率とヘイズ（％） １２０φ×１．２ｔ（ｍｍ）のディスク基板を、射出成
形機Ｍ−１００ＤＭ（名機製作所製）で成形後、これを
ＡＳＴＭ　　Ｄ１００３の方法に準拠して測定した。 （２）固有粘度（ｄｌ／ｇｒ） クロロホルム中に一定濃度の樹脂を溶解後、自動粘度計
で２０℃の条件で測定した。 （３）引張強度（ｋｇ／ｃｍ２　） ＡＳＴＭ　　Ｄ６３８に準じたダンベル金型を用いて、
射出成形機Ｊ７５ＳＡＶ（日本製鋼所製）でダンベルを
成形し、ＡＳＴＭ　　Ｄ６３８の方法で測定した。 （４）吸湿率（％） ５０．８φ×３．２ｔ（ｍｍ）の円板金型を用い、射出
成形機Ｊ７５ＳＡＶ（日本製鋼所製）で成形し、恒温恒
湿槽（タバイエスペックＰＬ−２型）６０℃、９０％Ｒ
Ｈの条件での飽和吸湿率を測定した。 ［実施例１］ １．共重合体（Ａ）の製造 メタクリル酸メチル７０重量％、アクリル酸メチル５重
量％、メタクリル酸２，４，６−トリブロモフェニル２
５重量％の単量体混合物１００重量部に、ラウロイルパ
ーオキサイド０．２重量部、ｎ−オクチルメルカプタン
０．２重量部、ステアリルアルコール０．１重量部を溶
解した単量体混合物１５ｋｇと、ポリメタクリル酸カリ
ウム１重量％水溶液３００ｇｒ、リン酸２水素ナトリウ
ム７ｇｒ、リン酸水素２ナトリウム２２ｇｒをあらかじ
め溶解した純水３０ｋｇを撹拌機のついた５０リットル
耐圧反応槽に仕込んだ。次いで反応槽の窒素置換を行い
、８０℃で重合し、発熱ピーク後さらに、１２０℃、１
時間重合した。これを冷却した後、洗浄、ロ過、乾燥の
各工程を経てビーズ状の共重合体を得た。このビーズの
固有粘度は０．７５ｄＬ／ｇｒであった。 ２．共重合体（Ｂ）の製造 メタクリル酸メチル３０重量％、スチレン７０重量％の
混合物１００重量部にラウロイルパーオキサイド０．４
重量部、ｎ−オクチルメルカプタン０．１５重量部、ス
テアリルアルコール０．１重量部を溶解した単量体混合
物１５ｋｇと、ポリメタクリル酸カリウム１．０重量％
水溶液４５０ｇｒ、リン酸２水素ナトリウム１４ｇｒ、
リン酸水素２ナトリウム４０ｇｒをあらかじめ溶解した
純水３０ｋｇの撹拌機の付いた５０リットル耐圧反応槽
に仕込んだ。次いで反応槽の窒素置換を行った後、７０
℃で重合し、発熱ピーク後さらに１２０℃、１時間重合
した。これを冷却した後、洗浄、ロ過、乾燥の各工程を
経てビーズ状の共重合体を得た。このビーズの固有粘度
は０．８７ｄＬ／ｇｒであった。 ３．ブレンド及び評価 以上のようにして得られた共重合体（Ａ）３．０ｋｇと
共重合体（Ｂ）２ｋｇを、ヘンシェル型ミキサーで混合
し、シリンダー径４０ｍｍの押出機でペレット化後これ
を射出成形し、試験片を得た。得られた試験片で、全光
線透過率、ヘイズ、固有粘度、引張強度、吸水率を各々
測定した結果、全光線透過率９２．２％、ヘイズ０．８
％、引張強度６２０ｋｇ／ｃｍ２　、吸水率０．７２％
の透明低吸湿性樹脂であった。 ［比較例１］実施例１の共重合体（Ａ）３．０ｋｇと一
般に市販されているポリスチレン成形材料のスタイロン
６６６（旭化成製）２．０ｋｇを、実施例１と同様にし
てブレンドし、ペレット化したのち、実施例１と同様に
試験片を得て評価した結果、全光線透過率４４．８％、
ヘイズ７８．５％で透明性はほとんど無かった。 ［実施例２〜７］

【００２３】

【表１】 、

【表２】 に示した組成で、

【表１】、

【表２】に表した固有粘度になるように連鎖移動剤及び
重合開始剤の種類と添加量を変えた以外、実施例１と同
様の条件で重合した後、実施例１と同様な工程を経て、
共重合体（Ａ）と共重

【００２４】合体（Ｂ）を各々得た。次いで

【表３】 に示した割合で共重合体（Ａ）と共重合体（Ｂ）を混合
し、ペレット化後、実施例１と同様にして試験片を得た
。得られた試験片を所定の評価方法に従い評価した。

【００２５】評価の結果を

【表３】に示すが、これらの試験片は全光線透過率が９
０％以上、ヘイズが２％以下と透明性良好であり、また
その吸湿性は通常のメタクリル樹脂成形材料の７０％以
下、引張強度は５００ｋｇ／ｃｍ２　以上と良好な物性
を示した。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【表２】表中の単量体の略号は以下の通りである。 ＴＢＰＭＡ：メタクリル酸２，４，６−トリブロモフェ
ニル ＭＢＰＭＡ：メタクリル酸モノブロモフェニルＰｈＭＡ
：メタクリル酸フェニル ＣＨＭＡ：メタクリル酸シクロヘキシルＢｚＭＡ：メタ
クリル酸ベンジル ＥＭＡ：メタクリル酸エチル ＭＡ：アクリル酸メチル ＥＡ：アクリル酸エチル ＳＴ：スチレン ＭＳＴ：メチルスチレン ＡＮ：アクリロニトリル

【００２８】

【表３】［比較例２〜７］

【００２９】実施例２〜７と同様に評価の結果を

【表４
】 に示す。比較例２〜６は共重合体（Ａ）又は共重合体（
Ｂ）の組成が本発明の特許請求の範囲外である場合、ま
たは共重合体（Ａ）と共重合体（Ｂ）の混合割合が本発
明の特許請求の範囲外の場合についてのものであるが、
これらは共に透明性が得られない。また比較例７は通常
のメタクリル樹脂成形材料と共重合体（Ｂ）とのブレン
ド品についてであるが、得られた成形品は全く相溶せず
不透明であった。

【００３０】

【表４】表中の他の樹脂の略号は以下の通りである。 Ｄ−１：スタイロン６６６（旭化成工業（株）製ポリス
チレン成形材料） Ｐ−１：パラペットＨＲ−Ｌ（（株）クラレ製アクリル
成形材料）

【００３１】

【発明の効果】本発明のメタクリル系樹脂組成物は、メ
タクリル樹脂の特徴である優れた透明性及びバランスの
とれた機械的性質を有すると共に、メタクリル樹脂の欠
点である吸湿性が大幅に改良されている特徴を有する。

【００３２】本発明の樹脂組成物は、上述のような特性
をもつため光学用素子としての分野、特にカメラ、複写
機、レーザー光学機器などの光学レンズ、または光学用
情報記録担体に好適に用いられる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　メタクリル酸メチル５０〜９０重量％
   、下記一般式（Ｉ） 【化１】 （式中、Ｒは水素原子またはハロゲン原子を表わし、ｎ
   は１〜５の整数である。）で示されるメタクリル酸エス
   テル５０〜１０重量％及び共重合可能な他のビニル単量
   体０〜２０重量％からなる共重合体（Ａ）１０〜９５重
   量部と、メタクリル酸メチル１０〜９０重量％、芳香族
   ビニル単量体９０〜１０重量％及び共重合可能な他のビ
   ニル単量体０〜２０重量％からなる共重合体（Ｂ）９０
   〜５重量部とよりなる低吸湿性メタクリル系樹脂組成物
   。
2. 【請求項２】　　一般式（Ｉ）で表わされるメタクリル
   酸エステルが、メタクリル酸２，４，６−トリブロモフ
   ェニルである請求項１記載の樹脂組成物。
3. 【請求項３】　　芳香族ビニル単量体がスチレンである
   請求項１又は２記載の樹脂組成物。
4. 【請求項４】　　請求項１乃至３記載の低吸湿性樹脂組
   成物からなる光学用素子。