JPH0625359A - 低複屈折性成形材料 - Google Patents

低複屈折性成形材料

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JPH0625359A
JPH0625359A JP4203101A JP20310192A JPH0625359A JP H0625359 A JPH0625359 A JP H0625359A JP 4203101 A JP4203101 A JP 4203101A JP 20310192 A JP20310192 A JP 20310192A JP H0625359 A JPH0625359 A JP H0625359A
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JP
Japan
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weight
molding material
methacrylate
birefringence
monomer
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JP4203101A
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English (en)
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Teruo Hasegawa
輝夫 長谷川
Masahiro Aida
正博 会田
Mitsuo Otani
三夫 大谷
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Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 メタクリル酸メチル単位50〜92重量%
と、特定のメタクリル酸ベンジル類5〜20重量%と、
特定のマレイミド系単量体3〜20重量%、及び他の共
重合可能なビニル単量体単位0〜10重量%からなる低
複屈折性成形材料である。 【効果】 本発明の成形材料は、耐熱性が高く、透明性
に優れており、しかも、複屈折率が低いため、広い成形
条件を選択することが出来る。本発明の成形材料は上記
特性を生かし、フイルム、シート材、及びレンズ、光デ
ィスク等の成形品に好適に用いることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は低複屈折性成形材料に関
する。さらに詳しくは光学用情報記録体,光学レンズに
好適な成形材料に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、レンズを始めとする光学用材料と
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用
途、あるいは軽量化、量産化、非球面などプラスチック
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イスク等への進出が目ざまし
い。
【0003】しかるに従来のプラスチックでは、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。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
記録用光デイスク材料としては、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
屈折性等光学レンズ、光デイスクとしての最も必要な性
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、複屈折の改善、耐熱性の向上等に
関し、数多くの提案がなされている。例えば複屈折を改
善する方法として芳香族ポリカーボネートと変性ポリス
チレンをブレンドする方法(特開昭61−19630号
公報)、または、耐熱性と複屈折を改良する方法とし
て、例えばメタクリル酸メチルとo−メチルフェニルマ
レイミドを共重合する方法(特開昭60−217216
号公報)、メタクリル酸メチルとマレイミド系化合物を
共重合する方法(特開昭61−95011号公報)等が
挙げられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記提案
の方法では耐熱性の改善効果は認められるものの、複屈
折の改良効果が限られており、用途が限定される。ま
た、マレイミド系単量体を導入した樹脂は、一般に着色
が大きい等の欠点を有しているなど、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優れた透明性を
有し、且つ低複屈折性、耐熱性、機械的強度のいずれに
おいても優れたメタクリル系成形材料を提供することに
ある。
【0006】
【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とメタクリル酸ベンジ
ル類とシクロヘキシルマレイミド類、並びに共重合可能
な他のビニル単量体からなる共重合体により初めて達成
され、この共重合体は低複屈折性、耐熱性に優れ、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
いることを見い出し、本発明を完成するに至った。即
ち,メタクリル酸メチル50〜92重量%と、下記一般
式(1)
【0007】
【化3】 (式中Rは、ベンジル基または、メチルベンジル基を表
す。)で示されるメタクリル酸ベンジル類5〜20重量
%と、下記一般式(2)
【0008】
【化4】 (式中Xは、シクロヘキシル基または、メチルシクロヘ
キシル基を表す。)で示されるマレイミド系単量体3〜
20重量%、並びに共重合可能な他のビニル単量体0〜
10重量%からなる単量体混合物を重合してなる低複屈
折性成形材料により達成される。
【0009】
【作用】本発明に用いられる共重合体を構成するメタク
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、使用
量は50〜92重量%、より好ましくは60〜85重量
%である。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、耐熱性の改良効果が小さ
いなどの問題を有する。
【0010】本発明に用いられる一般式(1)
【0011】
【化5】 (式中Rは、ベンジル基、またはメチルベンジル基を表
す。)で示されるメタクリル酸ベンジル類は、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
ルが挙げられ、特に好ましい単量体としてはメタクリル
酸ベンジルであり、使用量としては5〜20重量%、よ
り好ましくは、7〜15重量%である。5重量%未満で
は複屈折の改善効果が低いなどの欠点有する。20重量
%を超えた場合、機械的性質が低下したり、耐熱性が低
下するなどの欠点を生ずる。
【0012】本発明にもちいられる一般式(2)
【0013】
【化6】 (式中Xは、シクロヘキシル基または、メチルシクロヘ
キシル基を表す。)で示されるマレイミド系単量体とし
ては、例えば、シクロヘキシルマレイミド、メチルシク
ロヘキシルマレイミドが挙げられ、特に好ましい単量体
としてはシクロヘキシルマレイミドが好ましい。使用量
としては3〜20重量%、好ましくは5〜15重量%で
ある。3重量%未満の場合は、耐熱性と複屈折の低減効
果が小さく好ましくない。使用量が20重量%を超えた
場合は、複屈折の低減効果がなかったり、未反応の単量
体が多く残存するなどの問題があり、好ましくない。
【0014】本発明の低複屈折性光学用素子の成形性を
改善するために、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、例えばアクリル酸
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
エチル、メタクリル酸ブチル、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などのメタクリル酸メチルと
メタクリル酸ベンジル類を除いた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、O−クロロフェニルマレイミド等のN置換マ
レイミド化合物が挙げられ、単独または2種以上用いる
ことが出来、使用量は0〜10重量%、好ましくは8重
量%以下である。10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。
【0015】本発明での亜燐酸エステル類としては、例
えば、ビス(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジ
フォスファイト、ビス(トリデシル)ペンタエリスリト
ールジフォスファイト、ジステアリルペンタエリスリト
ールジフォスファイト、トリデシルフォスファイト、ト
リステアリルフォスファイト等であり、ビス(ノニルフ
ェニル)ペンタエリスリトールジフォスファイト、ビス
(トリデシル)ペンタエリスリトールジフォスファイト
が好ましい。これらの亜燐酸エステル類を添加する場合
の使用量は0.01〜0.1重量部であり、0.01未
満の場合は無添加に比較して色相の改良効果が明らかで
ない。使用量が0.1重量部を超えた場合は、成形中に
シルバーストリークス等の欠点を生ずる事があり、好ま
しくない。また、これらの亜燐酸エステル類の添加方法
は、重合仕込時にあらかじめ単量体に溶解後、重合する
方法または、ペレット化する際にヘンシェル型ミキサー
等を用いて、機械的に混合後、スクリューで混練するな
どいずれの方法でも良い。
【0016】本発明に用いる共重合体の分子量は特に制
限は無いが、好ましくは20℃、クロロホルム中の固有
粘度が0.3〜1.0dl/gであり、固有粘度が0.
3dl/g未満の場合は機械的強度が低下し好ましくな
い。固有粘度が1.0dl/gを超えた場合は、成形す
る際に樹脂の溶融不足等のため、表面性が得られない等
の欠点を有する。
【0017】本発明に用いる共重合体の製造方法は、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、溶液重合法等であり、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、tert.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
ことができる。
【0018】本発明を実施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、洗顔料
などの添加剤を加えることができ、重合、混合、溶融混
合のいずれの工程でも良い。
【0019】
【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)〜(6)
の方法に基ずいて実施した。 (1)全光線透過率とヘイズ(%) 50長さ×50巾×3.2厚さ(mm)の試験片を、射
出成形機N70A(日本製鋼所製)で成形後、ASTM
D1003の方法で測定した。 (2)固有粘度(dl/g) 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で、射出成型
機J75SAV(日本製鋼所製)で成形し、ASTM
D638の方法で測定した。 (4)複屈折(nm) ASTM D638に準じたダンベル金型で、射出成型
機J75SAV(日本製鋼所製)で成形したダンベル試
験片(板厚3.2mm)の中心部を、偏光顕微鏡(日本
光学製)を用いて測定した。 (5)ディスク成形品の複屈折(nm) 射出成形機M−100DM(名機製作所製)に120φ
×1.2厚(mm)のディスク金型を取り付け、シリン
ダー温度260℃で成形し、得られたディスクのゲート
部から20mmの点の複屈折を偏光顕微鏡(日本光学
製)を用いて測定した。 (6)ビカート軟化点(℃) 20長さ×20巾×3.2厚さ(mm)の試験片を、射
出成形機N70A(日本製鋼所製)で成形後、ASTM
D1525の方法で測定した。
【0020】実施例1 メタクリル酸メチル80重量%、メタクリル酸ベンジル
10重量%とシクロヘキシルマレイミド10重量%の単
量体混合物100重量部に、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1
5Kgと、ポリメタクリル酸カリウム1重量%水溶液3
00g、リン酸2水素ナトリウム7gリン酸水素2ナト
リウム22g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、N2 置換を
行い、80℃で重合し、発熱ピーク後、120℃,1時
間重合した。冷却した後、洗浄、漉過、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0.49dL/grであった。このビーズを40φ
(mm)押出機(中谷機械製)を用いてペレット化後、
前記の方法により評価した結果、全光線透過率92.2
%、ヘイズ0.4%で優れた透明性を有している。ま
た、ビカ−ト軟化温度は125℃で、引張強度700K
g/cm2 、伸度5.5%で機械的強度も高く、さらに
引張試験片の複屈折は0nmで、ディスクの複屈折も0
nmであり、複屈折の無い優れた光学特性と機械的強度
及び耐熱性を有している。
【0021】比較例1 共重合する割合をメタクリル酸メチル90重量%、シク
ロヘキシルマレイミド10重量%に変えた以外は、実施
例1と全く同様の方法で重合し、得られた共重合体を実
施例1の方法に従って評価した結果、固有粘度0.50
dl/g、全光線透過率92.3%、ヘイズ0.5%、
ビカート軟化温度128℃、引張強度710Kg/cm
2 、伸度5.1%で耐熱性、機械的強度共優れている
が、引張試験片の複屈折値は76nmで、ディスクの複
屈折は38nmであり、実施例1の共重合体と比較する
と、複屈折は高く光学的性質は劣り、光学用途へは適さ
ない。
【0022】実施例2〜5 表1に示した組成で、表1に表した固有粘度になるよう
に連鎖移動剤の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と同一工程を経て、共重合
体を得た。これらの共重合体を用いて実施例1の評価方
法に準じて評価した。評価結果を表2に示すが、これら
の共重合体は、複屈折がほとんど無く、高い耐熱温度と
機械的強度を有しており、優れた透明性を有している。
【0023】
【表1】 表中(表1、表3)の略号を以下とする。 BzMA :メタクリル酸ベンジル MBzMA :メタクリル酸メチルベンジル CHMI :シクロヘキシルマレイミド MCHMI :メチルシクロヘキシルマレイミド MA :アクリル酸メチル EA :アクリル酸エチル LPO :ラウロイルパーオキサイド AIBN :アゾビスイソブチロニトリル PO :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 GMS :グリセリンモノステアレート StOH :ステアリルアルコ−ル JPP−31 :ビス(ノニルフェニル)ペンタエリス
リトールジフォスファイト(城北化学製) JPP−13 :ビス(トリデシル)ペンタエリスリト
ールジフォスファイト(城北化学製)
【0024】
【表2】 比較例2〜5 表3に示した組成で、表3に表した固有粘度になるよう
に連鎖移動剤の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と同一工程を経て、共重合
体を得た。これらの共重合体を用いて実施例1の評価方
法に準じて評価した。評価結果を表4に示す。これらの
共重合体は、透明性、耐熱性、機械的強度は優れた性能
を持っているが、複屈折値が高く光学用途への使用に適
さない。
【0025】
【表3】
【0026】
【表4】
【0027】
【発明の効果】本発明の低複屈折性成形材料は、メタク
リル樹脂の特徴である優れた透明性、成形性、及びバラ
ンスのとれた機械的性質を有すると共に、射出成形時に
生ずる複屈折値について、大幅に改良された新規な樹脂
である。それ故、カメラ、複写機、レーザー光学機器な
どの光学レンズ、または光学用情報記録媒体に好適であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08F 222:40) 7242−4J

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メタクリル酸メチル50〜92重量%
    と、下記一般式(1) 【化1】 (式中Rは、ベンジル基または、メチルベンジル基を表
    す)で示されるメタクリル酸ベンジル類5〜20重量%
    と、下記一般式(2) 【化2】 (式中Xは、シクロヘキシル基または、メチルシクロヘ
    キシル基を表す)で示されるマレイミド系単量体3〜2
    0重量%、並びに共重合可能な他のビニル単量体0〜1
    0重量%からなる単量体混合物を重合してなる低複屈折
    性成形材料。
  2. 【請求項2】 請求項1の単量体混合物に亜燐酸エステ
    ル0.01〜0.1重量部添加したものを重合してなる
    低複屈折性成形材料。
  3. 【請求項3】 請求項1,2記載の低複屈折性成形材料
    からなる光学用素子。
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