JPS602344A - 光学用樹脂物体 - 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、光学用樹脂物体に係り、さらに詳しくはメタ
クリレート、シクロへキシルメタクリレート、芳香族ビ
ニル化合物及び無水マレイン酸からなる共重合体を主成
分として有する、吸水量が少な（、耐熱変形性の優れた
光学用側枝及び光学用素子の光学用樹脂物体に関する。

従来技術 レンズ、プリズム、ビディオディスクの如き光学素子を
プラスチックから作ることが行なわれている。このよう
にプラスチックから作られるプラスチック光学用素子は
、優れた光透過性を有し、その素材からの成形が容易な
ことから大量生産が可能であるため近年その需要が増大
している。このようなプラスチック光学用素子の素材と
しては、従来、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹
脂、アクリル樹脂、ポリ　（スチレン−アクリロニトリ
ル）樹脂等の汎用樹脂が用いられている。

しかしながら、ポリスチレン樹脂及びポリカーボネート
樹脂を成形して得られる光学用素子は、樹脂素材の結晶
性、分子配向性からその成形時に歪が生じ易く、これが
成形物、例えばレンズに残留して大きな複屈折を生じさ
せる原因になる。また、アクリル樹脂は、上記ポリスチ
レン樹脂、ポリカーボネート樹脂に比較すると、複屈折
が小さく、優れた光線透過率を有し、耐光性も良い。そ
の上に、ポリ　（スチレンアクリロニトリル）樹脂のよ
うに着色もないので良好な光学特性を有する樹脂である
。しかし、アクリル樹脂は吸水量が多く、また、光学素
子例えばレンズにした後の熱により変形しにくい性質す
なわち耐熱変形性が不十分であるため特に高温における
寸法安定性に欠ける。したがって、温度変化による面精
度の狂いや吸水による屈折率変化が大きすぎるという欠
点があった。アクリル樹脂の耐熱変形性については、特
開昭５７−１５３００８号公報に記載されているように
メチルメタクリレートに無水マレイン酸及びスチレンを
一定共重合比で共重合させることにより改良されること
が示されている。しかし、吸水性の改良についてはなお
不十分であり、その改善が望まれている。このように温
度変化による面精度の狂いが大き過ぎたり、吸水による
屈折率変化が大き過ぎると、例えばレンズの場合には焦
点の移動が生じ、同じ場所に同じ像を再現性良く結ぶこ
とが出来ず、光学系としては極めて不安定でありその改
善が望まれていた。

発明の目的 本発明の第１の目的は、吸水量が少なく、耐熱変形性の
優れた光学用素材及びこの素材からなる光学用素子を提
供することにある。

本発明の第２の目的は、射出成形あるいは圧縮成形等に
よって大きな複屈折を与えることの少ない光学用素材及
びこの素材からなる光学用素子を提供することにある。

発明の構成 本発明の目的は、メチルメタクリレート、芳香族ビニル
化合物及び無水マレイン酸からなるモノマーにシクロヘ
キシルメタクリレートを加えてこれらを共重合させ、こ
の共重合体を得ることにより達成される。

そのために、本発明の光学用樹脂物体は、シクロヘキシ
ルメタクリレート、メタクリレート、芳香族ビニル化合
物及び無水マレイン酸からなる共重合体を主成分として
有することを特徴とするものである。

本発明の光学用樹脂物体は、樹脂組成物からなる光学用
素材とこの素材から構成される光学用素子の両方を総括
したものである。

本発明における共重合体の構成成分である芳香族ビニル
化合物は、無水マレイン酸と共重合するものであれは良
いが、例えばスチレンやＯ−メチルスチレン、ｐ−メチ
ルスチレン、α−メチルスチレン、ｔ−ブチルスチレン
等のアルキル置換スチレン類等が挙げられる。しかしこ
れらに限定されるものではない。

本発明の共重合体において、シクロへキシルメタクリレ
ートとメチルメタクリレートとの好ましい比率は、重量
比で１９：１からｌ　：１９の間にあることであり、さ
らに好ましくは８　：２から２二８の間にあることであ
る。シクロへキシルメタクリレートの比率が１９＝１よ
りも増大すると、共重合体の機械的強度が損なわれ、１
　：１９よりも減少すると吸水量が著しく増大し、上記
した如く光学素子にしたとき屈折率の変化を抑制できな
いことになる。なお、メチルメタクリレートが０になる
と機械的強度が減少するが、これでも使用できないわけ
ではない。

また、シクロヘキシルメタクリレートと芳香族ビニル化
合物の和とこれら以外の他の全単量体との好ましい比率
は、重量比で１　：５から５　：１の間にあることであ
り、さらに好ましくは、１：３から３　：１の間にある
ことである。シクロヘキシルメタクリレートと芳香族ビ
ニル化合物の和が１＝５よりも減少すると耐熱変形性お
よ吸水性が著しく損なわれ、５　：１よりも増大すると
機械的強度が著しく損なわれるとともに、複屈折が増大
し光学用素子とした時に上記したような問題が生じる。

本発明の共重合体において、芳香族ビニル化合物と無水
マレイン酸の和とこれら以外の全単量体との比率は好ま
しくは５重量％から７５重量％の間にあることであり、
さらに好ましくは１０重量％から６０Ｍ量％の間にある
ことである。無水マレイン酸と芳香族ビニル化合物の和
が５重量％以下であると耐熱変形性の向上が見られず、
７５重量％以上では複屈折が著しく増大し、上記したよ
うに好ましくない。

無水マレイン酸と芳香族ビニル化合物の比率は、好まし
くは重量比で１　：１から１　：１５の間にあることで
あり、さらに好ましくはｌ　：１から１：ｌＯの間にあ
ることである。

なお、本発明の共重合体に含まれる無水マレイン酸は、
重合時においてはマレイン酸、マレイン酸半エステル、
マレイン酸エステル、無水マレイン酸のいずれの化合物
でも良く、最終的に光学用樹脂物体とした場合に酸無水
物に成れば良い。

本発明の共重合体においては、これと共重合可能なビニ
ルモノマーを１０重量％を越えない範囲で共重合するこ
とができる。このようなモノマー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ｎ−ブチル、アク
リル酸量−ブチル、アクリル酸ｔ−ブチル、アクリル酸
シクロヘキシル、エチレングリコールジメタクリレート
、ブチレングリコールジメタクリレート等のアクリル酸
エステル類及びアクリロニトリル、メタアクリロニトリ
ル等のシアン化ビニル化合物か挙げられる。しかしこれ
らに限定されるものではない。

本発明における共重合体の重量平均分子量は、３万から
５０万の間にあれば良く、さらに好ましくは５万から３
２万の間にあることである。共重合体の重量平均分子量
が５０万を越える場合には成形時に歪が残り易く大きな
複屈折を与え、上記したように好ましくない。また、共
重合体の重量平均分子量が３万未満の場合は樹脂の機械
的強度及び耐熱変形性が著しく劣り好ましくない。

次に本発明の共重合体の具体例を挙げるがこれらに限定
されるものではない。なお、括弧内はモル％である。

■シクロヘキシルメタクリレート：メチルメタクリレー
ト：スチレン：無水マレイン酸（２０：５０：　２０　
：　１０）重量平均分子量１９３，０００■シクロヘキ
シルメタクリレート：メチルメタクリレート：スチレン
：無水マレイン酸（１０：　７０：１５：５）重量平均
分子量２３５，０００■シクロヘキシルメタクリレート
：メチルメタクリレート：スチレン：無水マレイン＃（
１０：５０：　２０　：　２０）重量平均分子量２１６
，０００■シクロヘキシルメタクリレート：メチルメタ
クリレート：ｐ−メチルスチレン：無水マレイン＠　（
１５：４５：３２：　８）重量平均分子量１３７　、０
００■シクロへキシルメタクリレート：メチルメタクリ
レート：ｔ−ブチルスチレン：無水マレイン酸ニアクリ
ル酸エチル（１５：　５０　：　２０　：　１０　：　
５　）重量平均分子量１５９．０００ ■シクロへキシルメタクリレート：メチルメタクリレー
ト：スチレン：α−メチルスチレン：無水マレイン酸：
アクリロニトリル（２０：　４０　：　２５　ニア　：
８）重量平均分子量１３５，０００本発明の光学用樹脂
物体を構成する共重合体において、これを主成分として
含むとは、本発明の光学用樹脂物体である素材を１００
重量％とするとき、その５０重量％以上を含有すること
を意味するものである。補助成分として含むことのでき
る他の成分は上記したモノマーを共重合するほかに、光
学用樹脂物体として要求される性能を妨げないかぎり、
例えばガラス繊維の混合、飽和、不飽和ゴム成分のブレ
ンド及びグラフト体の導入静穏々あり、これらの公知手
段を利用して含有させることができるが、これらにより
耐衝撃性の向上、寸法精度の向上環をはかる措置をとる
ことができる。

上記共重合体の重合方法は、特に限定されるものではな
いが、例えば塊状重合、懸濁重合、乳化重合、溶液重合
、放射線重合、光重合等が用いられる。

上記共重合体を成形して光学用素子とするには、射出成
形法、圧縮成形法あるいは射出成形法と圧縮成形法との
折中法、例えばローリンクス法、マイクロモールディン
グ法等一旦樹脂を溶融あるいは半溶融状態にして成形す
る方法は全て適用できる。

これらの成形法のうち、射出成形法において最も有利で
あり、射出成形法と圧縮成形法の折中法及び圧縮成形法
でも有利である。さらに上記共重合体は注形重合法によ
り成形しても良好な特性を示す。

以上のようにして本発明における共重合体が合成され、
成形されて光学用素子が形成される。この場合シクロへ
キシルメタクリレートは水に対する親和性が少なくそれ
だけ光学用素子の吸水量を減少できる。

なお、本発明の光学用樹脂物体が成形体の光学用素子で
ある場合には、上記共重合体によりその特性は十分に改
良されるが、さらに光学的あるいは機械的安定性を向上
させるために、素子の表面にコーティングを施すことも
できる。

上記光学用素子としては、例えばスチールカメラ用、ビ
デオカメラ用、望遠鏡用、テレビジョンプロジェクタ−
用、ピ・ンクア・ノブレンズ用、眼鏡用、コンタクトレ
ンズ用、太陽光集光用等のｔＩ）わゆるレンズ類、ペン
タプリズム等のプリズム類、凹面鏡、凸面鏡、ポリゴン
等の鏡類、オプティカルファイバー、光導波路等光導性
素子類、光学方式ビディオディスク、オーディオディス
ク等のディスク類等光を透過することによって機能を発
揮する素子が含まれる。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、メチルメタクリレ
ート、無水マレイン酸及び芳香族ビニル化合物からなる
モノマーにシクロへキシルメタクリレートを加えてこれ
らを共重合したので、耐熱変形性のみならず、吸水性が
大幅に改善され、これにより屈折率の変化の少ない光学
用素材及びその成形物である光学用素子を提供できる。

実施例 次に本発明の詳細な説明するが、本発明はこれらに限定
されるものではない。実施例において「部」とは「重量
部」を示す。

実施例１ シクロヘキシルメタクリレ−）　３０．０部メチルメタ
クリレート　４５．０部 スチレン　１５．０部 無水マレイン酸　１０．０部 ｎ−ドデシルメルカプタン　０．０８部ラウロイルパー
オキサイド　ｏ、ｘｏ部からなる単量体混合物１００部
に対してトルエン７０部を加えたものを完全混合型反応
器に入れ、７０℃で６時間反応を行い、つづいて１０５
℃まで昇温しそのまま３時間反応を続けて重合反応を完
了した。

重合終了後、反応生成物を取り出してこれに熱安定剤、
紫外線吸収剤及び離型剤を加え、脱気装置の完備したベ
ント押出機に供給してベレット化し、樹脂組成物からな
る素材を得た。この樹脂組成物の素材を２６０℃で射出
成形して成形サンプル１を得た。

成形サンプル１について、位相差（度）を測定し、ＪＩ
Ｓ　Ｋ７２０３試験法に基づいて曲げ強度（Ｋｇ／ｄ）
の測定乞し、ＡＳＴＭ　Ｄ−６４８試験法に基づいて熱
変形温度（”Ｃ）を測定した。また、温度６０℃の水中
に９６時間放置しその際の重量増加を測定し、これを吸
水量として重量％で示した。その結果は表に示す。

実施例２ シクロへキシルメタクリレート　２５．０　部メチルメ
タクリレート　４２，０部 スチレン　２０．０部 無水マレイン酸　１０．０部 エチルアクリレート　ａ、ｏ　＠ｎ とした以外は実施例１と同様にし重合、ペレ・ノド化し
、さらに成形して成形サンプル２を得た。その結果は表
に示す。

実施例３ シクロへキシルメタクリレート　６０．０部ｔ−ブチル
スチレン　２５．ｏ■Ｒ 無水マレイン＃　１５．０音し とした以外は実施例１と同様にして成形サンプル３を得
た。その結果を表に示す。

実施例４ シクロへキシルメタクリレート　２．５．ｏ　ｉｎメチ
ルメタクリレ−）　４０．Ｏ　ｍ ｐ−メチルスチレン　１５．０合Ｂ 無水マレイン酸　１０．０　９Ｂ とした以外は実施例１と同様にして成形サンプル４を得
た。その結果表に示す。

比較例１ シクロへキシルメタクリレート　６０．０部メチルメタ
クリレート　３７．０部 エチルアクリレート　３．０部 とした以外は実施例１と同様にしてこの比較例のサンプ
ル１を得た。その結果を表に示す。

比較例２ シクスロキシルメタクリレート　４０．０部スチレン　
６０．０部 とした以外は実施例１と同様にしてこの比較例のサンプ
ル２を得た。その結果を表に示す。

比較例３ メチルメタクリレート　６０．０部 無水マレイン酸　２０．０部 スチレン　２０．０部 とした以外は実施例１と同様にしてこの比較例のサンプ
ル３を得た。その結果を表に示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）シクロへキシルメタクリレート、メチルメタクリ
   レート、芳香族ビニル化合物及び無水マレイン酸からな
   る共重合体を主成分として有することを特徴とする光学
   用樹脂物体。
2. （２）シクロへキシルメタクリレート１０〜９０重量％
   、メチルメタクリレート０〜８０重量％、芳香族ビニル
   化合物１〜６０重量％、無水マレイン酸０．１〜５０重
   量％であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の光学用樹脂物体。
3. （３）光学用素子であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載の光学用樹脂物体。