JPS58125742A - 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シクロヘキシル
メタクリレートをｌＦ％／Ｙ−取分とする樹脂組成物に
関する。

プラスチック光学素子は、ガラス製のものに比べて軽く
、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しつつある。■、かじ、一方プ
ラスチック光学素子は、ガラス性のもの圧比べ、製造上
の面ある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、これまでこれら
の点がプラスチック光学素子の使用を阻害する要因とな
っていた。

特許レーザー等を利用した光による情報の読み取り、書
き込み等に用いられ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スる
。そのためこれまでプラスチック光学素子の複屈折の低
減化は成型条件に頼るのが普通であった。しかし、より
精密な光学素子圧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のものの変更で
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
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。

本発明の他の目的は、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ｙｒ学素子を提供するこ
とにある。

以上の本発明の目的は、シクロヘキシルメタクリレート
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、２３
０６Ｃ，５ｋｇｆ（７）条件テア、５．９／１０分以上
であり、ガラス転移温度が７５℃以上である光学用樹脂
組成物およびシクロヘキシルメタクリレートを主要モノ
マー成分とする重合体を主成分トスる、メルト・インデ
ックス値がＩＳＯＲ−１１３３試験法、２３０℃、５ゆ
ｆの条件で７．５　ｇ／１０分以上であり、ガラス転移
温度が７５℃以上である樹脂組成物を成型することによ
って得られる光学用素子によって達成される。

光学用樹脂組成物を成型することによって得られる光学
用素子によって達成される。

ここでシクロへキシルメタクリレートを主要モノマー成
分とする重合体とは、該重合体に占めるシクロヘキシル
メタクリレート成分が関重量％より多いことを意味し、
また、主成分とするには該樹脂組成物の約９５重Ｍ％な
いし１００重量％が該重合体であることを意味する。

本発明は、従来の汎用性成型用樹脂に比べ、メルト・イ
ンデックス値が充分に大きいシクロヘキシルメタクリレ
ートを主要モノマー成分とする重合体を主成分とする樹
脂組成物を用いるものである。光学用素子の成型におい
ては、樹脂を溶融させ、金型内で冷却１．て成型品を得
るが、溶融時の粘性が高いと樹脂が不均一なまま冷却さ
れ、成型品に光学的な歪みが残り、これが複屈折として
現われる。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れの方向に樹脂の配向性
が残り、複屈折が生じやすい。

溶融樹脂の粘性は第１図に示すように樹脂の温度に依存
するため、比較的高温で溶融すれば吐い粘性が得られる
が、樹脂の分解等の要因があり、あまり高温まで樹脂の
温度を上げることはできなし）。

本発明者らは、第２図に示すように樹脂成型品の複屈折
が定量的に樹脂のメル）−インデックス値と相関するこ
とを見出し、ざらに鋭意研究を行なった結果、シクロヘ
キシルメタクリレートを５０重置％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１８ＯＲ−１１３３試験法
、２３０℃、５ｋｇｆの条件で７．５．？／１０分以上
であれば、従来光学用素子に用いられてきたＰＣＨＭＡ
系樹脂あるいは樹脂組成物に比べて複屈折が特に改善さ
れることを見出した。

本発明に用いられるシクロヘキシルメタクリレートを関
重量％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−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Ｔ、Ｆが７５℃以上にとど
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、本発明に用いられる重合体
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凹で比較的多くのモノマーを含存さ
せても良い。好ましい残留モノマー置は樹脂組成物に対
し、２重量％以下、さらに好ましくは、０．５重量％以
下である。

本発明に係る樹脂組成物は、メルト・インデックス値馨
増大させるために可塑剤を含有しても良い。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７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、ヘプチル７タレート、ノニルフタレート等
のフルキルフタレート類、２−工子ルヘキシルアジペー
ト、セバシン酸２−エチルヘキシル等の二塩基酸のアル
キルエステル類、リン酸トリブチル、リン酸トリオクチ
ル、リン酸トリクレジル、リン酸トリ７エ二ル等のリン
酸アルキルエステル類、エポキシ化オレイン酸オクチル
、エボギ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、ある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良い。

本発明における樹脂組成物にシクロヘキシルメタクリレ
ート以外のモノマー成分を含む場合、重合後、透明性を
損なわない千ツマー成分であればどんなものを含んでも
良いが、特にスチレン、クロルスチレン、ブロモスチレ
ン、ヨードスチレン及びベンゼン核に複数個のハロゲン
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、ターシャルアミルスチレン等のパルキイな
［換基’Ｙ有す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フルキルオキシ基を１
個以上有する１ルキルオキシスチレン類、ベンゼン核に
フェニルチオ基、メルカプト基等のフルキルチオ基を１
　個以上有ｆルアルキルチオスチレン類、メチルメタク
リレート、７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
ート、グリシジルメタクリレート及び持分ｗ３５１−２
５１９号公報記載のポリマー合成に用いられる一連のア
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、ベンゼン核にハロゲン原子を１個
以上有する核置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、トリ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
ーボネート等のフルキルアリルエーテル類等が好ましい
。

本発明に用いられる重合体の具体例としては、シクロへ
キシルメタクリレート−メチルアクリレ−）（６：４）
共重合体、シクロヘキシルメタクリレートーアタマンチ
ルメタクリレート（６：４）共重合体、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−）（６：４
）共重合体、シクロヘキシルメタクリレート−２−メチ
ルシクロヘキシルメタクリレート（７：３）共重合体、
シクロヘキシルメタクリレート−アクリロニトリル（８
：２）共ｉ合体、シクロヘキシルメタクリレート−スチ
レン（８：　２）　共重合体、シクロヘキシルメタクリ
レート−クロルスチレン（８：　２）共重合体、シクロ
ヘキシルメタクリレート−ブロモスチレン（９：１）共
重合体、シクロヘキシルメタクリレート−ターシャルブ
チルスチレン（８：２）共重合体、シクロヘキシルメタ
クリレート−ビニルカルバゾール（９：１）共重合体、
シクロヘキシルメタクリレート−ジクロロスチレン（９
：１）共重合体、シクロヘキシルメタクリレートーメチ
ルメタクリレートーアリルジグリコールカーボネー）（
６：４：０．１）三元共重合体＼　９− シクロヘキシルメタクリレート−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（６：４：０．
１）三元共重合体、シクロヘキシルメタクリレート−ス
チレン−アリルジグリコールカーボネート（８：２：０
．１）三元共重合体、シクロヘキシルメタクリレートー
スチレンーエチレングリコールジメタクリレー）（８：
２：０．１）三元共重合体、シクロヘキシルメタクリレ
ート−イソボロニルメタクリレート−７リルジグリコー
ルカーボネー）（６：４：０．１）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（９：１）〜（７：３）で良好な特性が得られる。

他の共重合体に関しても同様に同じ程度の良好な特性を
示す組成比の幅がある。

本発明に用いられる重合体の重合方法は、特に限定され
るものではなく、例えば懸濁重合、溶液重合、塊状重合
、放射線重合等が用いられる。

本発明における樹脂組成物は耐光性向上のために紫外吸
収剤を含有してもよい。紫外線吸収剤としては可視領域
の逃過率まで減少させるものけ好ましくないが、特に他
の樹脂特性を損なわずに有効に紫外線を成敗するものな
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合物、オルトヒドロキ
シベンゾフェノン系化合物、２−（０−ヒドロキシフェ
ニル）ベンゾトリアゾール系化合物、シアノアクリレー
ト系化合物等を挙げることができる。

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、圧縮成型法あるいは射出成
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！溶融あるいは半溶
融させた後成型させる方法はどれで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
ング法において有利であり、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
モノマーを装置含有させて流動性を増した状態で成型Ｌ
２で、成型後、例えばγ線１電千線、Ｘｆｉ！、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上のた
めに、成型品表面に樹脂によるコーティングをほどこす
ことＫよって吸湿を防ぎ、結果的に寸法安定性を向上さ
せる手段を採ってもよい。表面の樹脂コーティング法と
しては、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
硬化させる方法、ポリマー溶液を吹きつける方法、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
のフルオロアルキレン類、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
のスチレン類を千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、公知のＰＣＨＭＡ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ＩＳＯＲ−１１３３法、２３０℃、５ｋｇｆ
の条件下で１５１！／１０分以上、さらに好ましくは３
０Ｆ／１０分以上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によって得られる光
学用素子とは、例えばスチールカメラ用、ビデオカメ、
う用、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素子類、ビデオディスク、
オーディオディスク等のディスク類等光を透過、又は反
射することによって機能を発揮する素子を言う。

１３一 実施例１ シクロヘキシルメタクリレート８ｋｇ、ターシャルブチ
ルスチレン２ｋｇから成るモノマー混合物ヲ連続的に重
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１００℃〜１４０℃の間の制御された温度に設定
し、シクロヘキシルメタクリレート−ターシャルブチル
スチレンの共重合体を得た。この共重合体の重量平均分
子量は１６３０００で、ガラス転移温度は８２℃、メル
ト・インデックス値はＩＳＯＲ−１１３３法、２３０℃
、５ゆｆの条件下で１１　、Ｐ　／１０分であった。こ
の共重合体を用い１、樹脂の温度を２４０℃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４
度の成型品が得られた。

一方、同一モツマー組成を有する樹脂を同一条件で射出
成型してレンズ成型品を作成したところ、重量平均分子
量１８００００、メルト・インデックス値がＩＳＯＲ−
１１３３試験法、２３０℃、５ゆの条件で３．８１１／
１０分の樹脂では位相遅れが１６度の成型品が　１Ａ　
− 得られた。

実施例２ シクロヘキシルメタクリレート タクリレ−）３ｋｇ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ぜたところ、重量平均分子量５５０
００、ガラス転移温度８５℃、メルト−インデックス値
がＩＳＯＲ−１１３３試験法、２３０℃、５ｋｇｆの条
件で１６　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２３０℃で作成したところ、位相遅れが３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
分子量２８００００　、ガラス転移温度９５℃、メルト
・インデックス値が上記と同一条件で２１／１０分の樹
脂を作成し、上記と同−成型条件で成型したところ、位
相遅れが関度の成型品が得られた。

実施例３ シクロヘキシルメタクリレート１０ｋｇα−メチルスチ
レン　　　　　　　７ｋｌ？ラウロイルパーオキシド　
　　　０．４ｋｇ冷却管、窒素導入管、撹拌棒、温度計
の装着されりｆｆ　応Ｍにリン醒カルシウム１ｋｇ、ド
デシルベンゼンスルホン酸ソーダ０．０１に９、精製水
２００　ｋｇを準備し、これに上記モノマー組成物を加
え、（資）℃で６時間反応させた。重合完了後、塩酸処
理、水洗、濾過、乾燥させて、重合体粉体を得た。この
重合体の重量平均分子量は１１００００でガラス転移温
度は８３℃であった。この重合体粉体に、可塑剤として
２−エチルへキシルアジペートを１’ｑ、紫外線吸収剤
として、オルトヒドロギシベンゾ７　工／　７１０、Ｐ
’Ｙ加え、イクストルーダーＫかけペレット状の樹脂組
成物を得た。この樹脂組成物のメルト・インデックス値
は１８０　Ｒ−１１３３法、２３０℃、５に９ｆの条件
で、１４　ｇ／１０分であり、ガラス転移温度は、８０
℃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１（ｌ馨加え、イクストルダー
にかけ、ペレット状の樹脂組成物を作った所、メルト−
インデックス値は、前記と同一条件で５．５．９／１０
分であり、ガラス転移温度は、８３℃であった。

これらの樹脂組成物を樹脂の温度２５０℃、金型の温度
７０℃で射出成型１．た新町塑剤の入った樹脂組成物で
は、位相遅れが６度のレンズが、可塑剤の入らない樹脂
組成物では、位相遅わが、１５度のレンズが得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は樹脂温とメルト・インデックス値の関係を示す
グラフである。 に本発明の樹脂組成物の一例。 ２．３および４ニメルト拳インデツクス（＋ａがｌ５Ｏ
Ｒ−１１３３試験法、２３０℃、５ｋｇｆの条件下で７
．５ｇ／１０分より小さいシクロヘキシルメタクリレー
トを主要上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２４０℃
である。 ５：メルト−インデックス値が１８ＯＲ−１１３３試験
法、２３０℃、５ｋｇｆの条件下で７．５１１／１０分
より小さいシクロヘキシルメタクリレートを主要モノマ
ー成分とする樹脂組成物の例。 代理人　　桑　原　義　美 躬１図 才灼１昌の２五慶（°０） 恰　２　図 ノルＬイ、デ７り又／）沖（数 （ｅｚ’ｏ、＋ｇ） 手続補正書 １１１’ｆ和５フイ１１１月２６ｕ １、旨’ｌ’　１４’　Ｉ＋　ｉ’＋若杉和夫殿２　発
明の名称 光学用樹脂組成物および光学用素子 ３　補１１″をする名 ！１１（）１との関係　特ｒ［出願人 任　所　　東Ｊ＋ｉ都新７１′１区西新イ１４ｉ　１１
’　Ｉｆ　Ｚｆｉ番２Ｖ）名　称　（＋２７）小西六写
真工業株式会？１代表ＩＮ締役用本信彦 ４代理人 〒　１Ｃ目 Ｊｌ’：　　所　　東京都１１野中さくら町１１朴地小
西六写１“１Ｆ朶株式会ｒ１．内 自　　　発 ６、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ７、　補正の内容 明細書第１５頁第７行目 「α−メチルスチレン」を「ｐ−メチルスチレン」と訂
正する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　シクロヘキシルメタクリレートを主要モノマ
   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℃、５ｋｌｌｆ
   の条件で７．５．９／１０分以上であり、ガラス転移温
   度が７５℃以上である光学用樹脂組成物。
2. （２）　　シクロヘキシルメタクリレートを主要モノマ
   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℃、５に９
   ｆ　（７）条件テア、５１！／１０分以上であり、ガラ
   ス転移温度が７５℃以上である樹脂組成物を成型するこ
   とによって得られる光学用素子。