JPS58125707A - 光学用樹脂組成物および光学用素子 - 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】 本発明は射出成型、圧縮成型等によって作られるプラス
チック光学素子及びこれに用いられるブロモスチレンを
主要モノマー成分とする樹脂組　１　− 放物に関する。

プラスチック光学素子は、ガラス製のもグ〕に比べて軽
く、耐衝撃性が高い、研摩が不要で大量生産が容易であ
る、非球面レンズが量産できる等の利点を有しているた
め、近年その需要が増大１７つつある。しかし、一方プ
ラスチック光学素子はガラス性のものに比べ、製造りの
面或いはプラスチック素材そのものの面から来る特性の
ために、精度が悪く、又屈折率の選択の幅が小さい、複
屈折が大きい等の欠点を有しており、こねまでこれらの
点がプラスチック光学素子ｎ使用を阻害する要因となっ
ていた。特産レーザー等を利用した光による情報ｎ読み
取り、書き込み等に用いろねる精密光学系においては、
光学素子の複屈折性は大きな問題であり、より複屈折の
小さいプラスチック光学素子の開発が望まれてきた。

周知のようにプラスチック光学素子の複屈折は、樹脂素
材そのものの特性とともに成型条件によって変化する。

そのため、これまでプラスチック光学素子ｎ低減下は成
型条件に頼るσ〕が普通であった。しかし、より精密な
光学素子に対する要求が高まるに従い、成型条件では回
避しがたい複屈折性を樹脂素材そσ〕ものの変更で行な
うことへの必要性が生じてきた。

そこで本発明の目的は射出成型、圧縮成型等において、
より改良された複屈折性を示す光学用樹脂組成物を提供
することにある。

本発明め他の目的は、成型によって作られる、改良され
た複屈折性を示すプラスチック光学素子を提供すること
にある。

以北の本発明の目的は、ブロモスチレンを主要モノマー
成分とする重合体を主成分とする、メルト拳インデック
ス値がＩＳＯＲ−１１３３試験法、２３０℃、５ｋｇｔ
の条件で７．１／１０分以上であり、ガラス転移温度が
１１０℃以上である光学用樹脂組成物、及びブロモスチ
レンを主要モノマー成分とする重合体を主成分とする、
メルト・インデックス値がＩＳＯＲ−１１３３試験法、
２３０℃、５ｋｇｆの条件でここでブロモスチレンを主
要モノマー成分とする重合体とは、該重合体に占め７．
】ブロモスチレン成分が関重量係より多いことを意味し
、また、主成分とするとは該樹脂組成物σ）約９５重！
係ないし１００重ｔ％が該重合体であることを意味する
。又、ブロモスチレンとは０−ブロモスチレン、ｍ’７
’ロモスチレン及びｐ−ブロモスチレンか２　す６　群
から選ばれた少なくとも１種をいう。

本発明は、従来の汎用性成型用樹脂に比べ、メルト拳イ
ンデックス値が充分に大きいブロモスチレンを主要モノ
マー成分とする重合体を主成分とする樹脂組成物を用い
石ものである。光学用素子の成型においては、樹脂を溶
解さ猪、金型内で冷却して成型品を得るが、溶解時の粘
性が高いと樹脂が不均一なま匁冷却され、成型品に光学
的な歪みが残り、こねが複屈折として表われる。特に射
出成型の場合、金型内に樹脂を射出するため、粘性の高
い状態では流ねの方向に樹脂の配光性が残り、複屈折が
生じやすい。

溶融樹脂の粘性は第１図に示すよ５に樹脂の温度に依存
するため比較的高温で溶融すれば低い粘性が得られるが
、樹脂の分解等力要因があり、あまり高温まで樹脂の温
度をとげることはできない。

本発明者らは、第２図に示すように樹脂成型品の複屈折
が定蓋的に樹脂のメルト拳インデックス値と相関するこ
とを見出し、さらに鋭意研究を行ｔｘっだ結果、ブロモ
スチレンを加重量係より多く含むモノマー組成物の重合
体を主成分とする樹脂組成物においてはメルト・インデ
ックス値がｌ５ＯＲ−１１３３試験法　２３０℃、５ｋ
ｇｆの条件で７．５ｇ／１０分以上であれば他のブロモ
スチレン樹脂酸イは樹脂組成物に比べて複屈折が特に改
善されろことを見出した。

本発明に用いられるブロモスチレンを５０ｆＨｉＬ　％
より多く含むモノマー組成物の重合体においてはメルト
拳インデックス値を大きくするために、一般に用いられ
る成型用樹脂より分子量を小さくする方が適当であるが
、分子量を小さくしすぎると成型品の耐熱性が悪くなる
ため、樹脂組成物のＴｇが１１０℃以下にとどまるよう
にしなくてはならない。

本発明に係る樹脂組成物においては、メルト−インデッ
クス値を増大させるために、本発明に用いられろ重合体
の重合時の残留モノマーを制御し、成型時及び成型品に
悪影響を与えない範囲で、比較的多くのモノマーを含有
させてもよい。好ましい残留モノマー量は樹脂組成物に
対し２重ｉ１％以下、さらに好ましくは０．５重奮係以
下である。。

本発明に係る樹脂組成物は、メルト・インデックス値を
増大させろために可塑剤を含有してもよ１、％ｏ可塑剤
としては、例えば２−エチルへキシルフタレート、ｎ−
ブチルフタレート、イソデカニルフタレート、トリデカ
ニルフタレート、ヘブ千ルフタレート、ノニルフタレ−
１・等のアルギルフタレート類、２−エチルへキシルア
ジベート、セバシン酸２−エチルヘキシル等の二塩基酸
のγルキシエステル類、リン酸トリブチル、リン酸トリ
オクチル、リン醸トリクレジル、リン酸トリフェニル等
のリン酸アルキルエステル類、エポキシ化オレイン酸オ
クチル、エポキシ化オレイン酸ブチル等のエポキシ化脂
肪酸エステル類、或いはポリエステル系可塑剤、塩素化
脂肪酸エステル類等、およそ可塑剤としての働きを有す
るものであればどんなものでも用いることができる。又
、これらは二種以上併用してもよい。

本発明における樹脂組成物にブロモスチレン以外のモノ
マー成分を含む場合、重合後、透明性を損なわない化ツ
マー成分であればどんなものを含んでモヨいカ、特にス
チレン、クロルスチレン、日−ドスチレン及びベンゼン
核に複ｉ個のハロゲン置換基を有するハロゲン化スチレ
ン類、ターシャルブチルスチレン等のパルキイｔｘ　ａ
　換基ヲ有スるアルキルスチレン類、ベンゼン核にフェ
ノキシ基、ベンジロキシ基等のアルキルオキシ基を１個
以Ｊ二ｌ−るアルキルオキシスチレン類、ベンゼン核ニ
フェニルチオ基メルカプト基等のアルキルオキシ基 ビニルカルバゾール、ビニルナフタレン等力芳香族ビニ
ル化合物類、メチルメタクリｌノート、シクロヘキシル
メタクリｌ／　−ト、アダマンチルメタクリレート、２
−メチルシクロヘキシルメタクリレート、インボロニル
メタクリレ−１・、グリシジルメタクリレート及び特公
昭５１−２５１９号公報記載のポリマー合成に用いられ
ろ一連力アクリル酸系モノマー類を含むアクリル酸ある
いはメタクリル酸のエステル類、ベンゼン核ニハロゲン
原子を１個以り有する核質換フェニルメタクリレート類
、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等の共役ニト
リル類、エチレングリコール、ジエチレングリコール、
ペンタエリストール、）ｊＪメチロールプロパン等の多
価アルコールとメタクリル酸とのエステル類、アリルジ
グリコールカーボネート等のアルキルアリルエーテル類
等カ好ましい。

本発明に用いられろ重合体の具体例としては、プロモス
チレンーメチルメタク＋）ｖ−１−（６：　４　）共重
合体、ブロモスチレン−シクロへキシルメタク＋）ｖ−
ト（７：３）Ｊｔ”ｉｆｔ合体、ブロモスチレン−アダ
マンチルメタクリレート（８：２）共重合体、ブロモス
チレン−イソボロニルメタクリレ−）、　（７：　３　
）共電＆体、ブロモスチレン−２−メチルシクロへキシ
ルメタクリレート（７：　３　）共重合体、ブロモスチ
レン−アクリロニトリル（８：２）共重合体、ブロモス
チレン−スチレン（６：４）共１ｉ合体、ブロモスチレ
ン−クロルスチレン（６：４）共、ｆｔ合体、ブロモス
チレン−ターシャルブチルスチレン（６：　４　）−ｔ
ｔ−Ｉｆ＆体、フロモス千レンービニル力ルハソール（
８：２）共ｉｅ体、ブロモスチレン−ジクロロスチレン
（９：Ｌ）共重合体、プロモス千しンーメチルメタクリ
レート−アリルジグリコールカーボネー）（６：４：０
．０５　）　三元共重合体、ブロモスチレン−メチルメ
タクリレート−エチレングリコールジメタクリレート（
７：３：０．０５）三元共重合体、ブロモスチレン−了
すルジグリコールカーボネ−）（６：４：　０．１　）
　三元共重合体、ブロモスチレン−スチレン−エチレン
グリコールジメタクリレート（６：４：Ｏ，Ｉ）三元共
重合体、プロモスチレンーイソボロニルメタクリレート
ーアリルジグリコールカーボネー）（７：３：０．１）
三元共重合体等があげられる。又、組成比についてはス
チレンとの共重合の場合（６，５：　３．５　）〜（５
，５：　４．５　）の範囲で良好な特性が得られろ。ｆ
ｔｖの共重合体に関しても同様に同じ程度の良好な特性
を示す組成比り幅がある。

本発明に用いろわる重合体の重合方法は特に限定されＺ
】ものではなく、例えば懸濁重合、だ液重合、塊状重合
、放射線重合等が用いらねろ。

本発明におけろ樹脂組成物は耐光性向トのために紫外線
吸収剤を含有してもよい。紫外線吸収剤としては可視領
域力透過率士で減少させるもｎは好ましくないが、特に
他の樹脂特性を損わすに有効に紫外線を吸収するものな
らどんなものでも構わない。具体例としては、オルト　
ヒドロキシサリチル酸フェニル系化８・物、オルト　ヒ
ドロキシ　ベンゾフェノン系化合物、２−（０−ヒドロ
キンフェニル）ベンゾトリアゾール系化合物、シアノア
クリレート系化合物等を用いろことがでとる。

本発明の樹脂組成物を成型して光学用素子を作る場合の
成型法は射出成型法のほか、圧縮成型法或いは射出成型
と圧縮成型の折衷法であるローリンクス法やマイクロモ
ールディング法等およそ一担樹脂を溶融あるいは半溶融
させた後成型させる方法はどれも適用することができる
。これらの成型法のうち成型によって生ずる複屈折の程
度の比較的大きい成型法はど本発明の効果は大きく、具
体的には例えば射出成型法において本発明は最も有利で
あり、次いでローリンクス法やマイクロモールディング
法に二Ｍいて有利であり、さらに圧縮成型法においても
有利である。

良流動性の樹脂組成物は耐熱性の観点から不利であるた
め本発明においては成型前に樹脂組成物に架橋性のモノ
マーを少量含有させて流動性を増した状態で成型して、
成型後例えばγ線、電子線、Ｘ線、紫外線等を照射して
架橋硬化する方法を採ってもよい。

又、成型品の熱安定性には成型品の吸湿が大きな影響を
及ぼすこともあるので、成型品の寸法安定性向りのため
に、成型品表面に樹脂によるコーティングを施すことに
よって、吸湿を防ぎ結果的に寸法安定性を向Ｊ二させる
手段を採ってもよい。

表面の樹脂コーティング法と１−では例えばモノマーあ
るいはプレポリマーを塗布した後、熱重合、放射線重合
、電子線重合等によって重合硬化させろ方法、ポリマー
溶液を吹きつげる方法、プラズマ重合による方法、蒸着
による方法等があげられる。表面コーティング用の樹脂
としては四フッ化エチレン等のフルオロ了ルギレン類、
テトラメチルシラン等のオルガノシラン類、テトラエチ
ルオルソシリケート等のオルソシリケート類、ペンタフ
ルオロエチルメタクリレート等のフルオロアルキルメタ
クリレート類、アクリロニトリル等の共役ニトリル類、
スチレン、クロルスチレン等のスチレン類を七ツマー成
分として含む重合体があげられる。

本発明における重合体は、通常のブロモスチレン系樹脂
を用いた場合に比べ複屈折の小さい良好　　　”な光学
用素子を成型するのに適するが、より好ましくは、メル
ト・インデックス値がｌ５ＯＲ−■１３３法、２３０℃
、５に９ｆの条件下で２０　、！ｉ’　／　］（１分以
１二、さらに好ましくは４０　ｇ／　１０分以北あるこ
とが望ましい。

本発明の樹脂組成物を成型することＫよって得られる光
学用素子とは、例えばスチールカメラ用、ビデオカメラ
用、望遠鏡用、眼鏡用、コンタクトレンズ用、太陽光集
光用等のいわゆるレンズ類、ペンタプリズム等のプリズ
ム類、凹面鏡、ポリゴン等の鏡類、オプティカルファイ
バー、光導波路等の光導性禦子類、ビデオディスク等の
ディスク類等元を透過または反射することによって機能
を発揮する素子を言う。

実施例１゜ ブロモスチレン５ｋｇ、メチルメタクリレート４　ｋｇ
から成る七ツマー混合物を連続的に重合できるように配
置した重合釜、押出機及びモノマー除去装置の連結した
一連の工程の中に投入し、重合釜の温度を９０　℃〜１
４０℃の間の制御された温度に設定し、ブロモスチレン
−メチルメタクリレート（６：４）の共重合体を得た。

この共重合体の重量平均分子量は３７０００で、ガラス
転移温度は１３０℃、メルト・インデックス値は１８０
　　Ｒ−１１３３法、２３０℃、５に９ｆの条件下で１
２　ｇ／　１０分であった。

こｎ１合体を用い樹脂の温度を２８０℃として射出成型
してレンズ成型品を作成したところ、位相遅れが１１０
度の成型品が得られた。

一方、同一条件で射出成型してレンズ成型品を作成した
ところ、重量平均分子ｔ１２１０００、メルト・インデ
ックス値がＩＳＯＲ−１１３３試験法２３０℃、５に９
ｆの条件で４．３９　／　１．０分の樹脂では位相遅れ
が４８０度の成型品が得られた。

実施例２ ブロモスチレン６ｋｙ、イソボロニルメタクリレ−１４
に９より成るモノマー混合物を、実施例１と同様にして
重合させたところ、重量平均分子量３３０００、ガラス
転移温度１３４°Ｃ１メルト・インデックス値がＩＳＯ
Ｒ−１１，３３試験法、２３０℃、５ｋｇｆの条件で２
１　ｇ／　１０分の共重合体を得た。

この樹脂を用いて、射出成型によりレンズ成型品を成型
温度２７０℃で作成したところ、位相遅れカ９５度のレ
ンズ成型品が得られた。

一方、重合条件を変更し、同一モツマー組成で重量平均
分子９１８５０００、ガラス転移温度１５７℃、メルト
・インデックス値が上記と同一条件で２．１ｇ／１０分
０樹脂を作成し、上記と同一成型条件で成型したところ
、位相遅れが５２０度の成型品が得らＪまた。

実施例３ 冷却管、撹拌棒、窒素導入管、温度計の装着された反応
釜にリン酸カルシウム１ｋｇ、ドデシルベンゼンスルホ
ン酸ソーダｏ、ｏｚ　ｋｙ、　精ｆＢ　水２００　ｋｇ
　ヲ準備し、これに上記モノマー組成物を加え８００Ｃ
で６時間反応させた。重合完了後、塩酸処理、水洗、濾
過及び乾燥させて重合体粉体な得た。この重合体の重量
平均分子量は７５０００で、ガラス転移温度は１４８℃
であった。こｎ重合体粉体に、可塑剤としてリン酸トリ
オクチルな０．５ｋｌｉｌ、紫外線吸収剤としてオルト
ヒドロキシベンゾフェノン５０ｇを加え、イクストルー
ダーにかけ、ベレット状の樹脂組成物を得た。この樹脂
組成物のメルト・インデックス値はＩＳＯＲ−１１３３
法、２３０℃、５ｋｇｎ条件で９９　／　１（１分であ
り、ガラス転移温度は１４１℃であった。

一方、前記重合体粉体に紫外線吸収剤として、オルト・
ヒドロキシベンゾフェノン５０９を加え、イクストルー
ダーにかけペレット状の樹脂組成物を作ったところ、メ
ルト・インデックス値は、前記と同一条件で３．２９　
／　ｌｏ分であり、ガラス転移温度は１４７℃であった
。

これらの樹脂組成物を樹脂グ）温度２８５℃、金型の温
度１３０℃で射出成型した新町塑剤の入った樹脂組成物
では位相遅れが１４０度のレンズが可塑剤の入らない樹
脂組成物では位相遅れが４５０度のレンズが得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は樹脂とメルト・インデックス値の関係を示すグ
ラフである。 １：本発明の樹脂組成物り一例。 ２および３：メルト・インデックス値がｌ５ＯＲ−１１
３３試験法、２３０℃、５ｋｇｆの条件下で７．５　ｋ
ｇ／　１０分より小さいブロモスチレンｌＥ要七ツマー
成分 とする樹脂組成物の例。 第２図は、メルト・インデックス値と成型品の複屈折の
関係を示すグラフである。成型品の成型温度は２８０℃
である。 ４：メルト・インデックス値がＩＳＯＲ−１１３３試験
法、２３０℃、５ｋｇｔの条件下で７．５ｇ７１０分よ
り小さいメチルメタクリレートな主要モノマー成分とす
る樹脂組成物の例。 代理人　桑　原　義　美 躬　１図 ２００　　　　　　２５０　　　　２５０　　　　　２
７５庁・丁月ト：ノ駈り刀シ 躬２図 （ヴ０．１　ｇ　） 手続補正書 ＩＩ／！和５フイ１１１　月２６１］ ＩＩ召和　５フイＩ　特１１　　貯ｊ゛１第　　　　７
９７０　　　　　リ２　発明の名称 光学用樹脂組成物および光学用素子 ：ｌ　補市分すると 中イ′ｌとの関係　特５′１−出防１人仕　１すｉ　　
東京都゛６「伯′１〆西新宿１　」■２（：番２Ｉ）名
　称　（１２７）小西六′り：貞王業株式会ｒ１代表取
締役　　川　　本　　信　　彦 ４代理人 〒１９１ 居　所　　東Ｉ：〔都１１野中さくし１町１山１１１１
小西六写自ＩＹ株式会ネ１内 ５、　そ旧１°命令の１１１・ｊ 自　　　発 ６、補正の対象 明細書の１発明の詳細な説明」の欄 ７、　補正の内容 明細書第１５頁第９行目 「ケーメチルスチレン」を「ｐ−メチルスチレン」と訂
正する。 　２−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （Ｉ）　　ブロモスチレンを主要モノマー成分とする重
   合体を主成分とする、メルト・インデックス値が１８Ｏ
   Ｒ−１１３３試験法、２３０℃、５ｋｇｆの条件で７．
   ５Ｖ１０分以上であり、ガラス転移温度が１１０℃以ト
   である光学用樹脂組成物。 （２）　　ブロモスチレンを主要モノマー成分とする重
   合体を主成分とする、メルト・インデックス値がＩＳＯ
   Ｒ−１１３３試験法、２３０℃、５ｋｇｆの条件で７：
   ５１１／１０分以とであり、ガラス転移温度が１１０℃
   以上である樹脂酸組物を成型することによって得られる
   光学用素子。