JPS63264657A

JPS63264657A - 透明樹脂組成物

Info

Publication number: JPS63264657A
Application number: JP9260887A
Authority: JP
Inventors: Hideo Sawada; 秀雄澤田; Mitsuo Fujita; 光男藤田
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 1986-10-09
Filing date: 1987-04-15
Publication date: 1988-11-01

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〕本発明は高い透明性、低光学歪みを有し、かつ耐湿性、
耐熱性、機械的特性のすぐれた樹脂組成物に関する。

〔従来技術およびその問題点〕

従来より、透明樹脂としてはポリメタクリル酸メチルあ
るいはポリカーゼネートなどが広く用いられている。

しかし、これらの透明樹脂をプラスチック系の光学成形
材として用いた場合には次のような欠点がある。すなわ
ち、ポリメタクリル酸メチルは吸収率が大きいために、
寸法安定性が悪く、多湿環境下に反シを生じやすく、ま
た、ガラス転移温度が低いため耐熱性が不満足である。

ポリカーゴネートは、耐熱性、耐湿性に優れているが、
本質的に大きな複屈折を有し、また成形歪みに起因する
複屈折が大きいという問題がある。

光学的特性に優れたポリメタクリル酸メチルの耐熱性、
耐湿性を共重合によって改善しようとする試みがなされ
ている。

メタクリル酸メチルと芳香族ビニル化合物との共重合体
、例えばメタクリル酸メチル−スチレン共重合体は、流
動性にすぐれた材料で、透明性も良好であり、耐湿性が
改善されるが、ガラス転移点が低く、耐熱性が十分でな
い。

一方、耐熱性を改良したアクリル系樹脂としてメタクリ
ル酸と芳香族ビニル化合物との共重合体、例えばメタク
リル酸−スチレン共重合体が知られており、ガラス転移
点が高く、熱変形温度も約１２０℃であるが、遊離のカ
ルボン酸を有するので、２７０℃以上の温度において、
カルボン酸同志が反応し、樹脂の一部が架橋し、したが
って高温度で溶融粘度が却って上昇するなどの問題点が
ある。

また、アクリル系樹脂の機械的特性と光学的特性とを向
上させるためにブレンド法を用いることも古くから行わ
れている。例えば、アンケ９バンデマクロモレキュラ　
ケミ−（Ｄｉｅ　ＡｎｇｅｗａｎｄｔｅＭａｋｒｏｍｏ
ｌｅｋｕｌａｒｅ　Ｃｈｅｍｉｅ）　３６　（Ｉ９７４
）８９−１００（Ｎｒ−５２０）にはポリメチルメタア
クリレート（ＰＭＭＡ）とスチレン−アクリルニトリル
共重合体（５ＡＮ）とのブレンド物の光学特性について
論じている。これを元ディスクに応用するものとしては
特開昭５６−１３１６５４号がある。

しかし光磁気ディスク用基板のように、複屈折（リター
デーション）を±２０　ｎｍ以下にすることを要求され
る光学部品に使えるブレンド物はない。

ブレンドの場合、一般にプラスチックは相互に非相溶で
あるため、ブレンドによって透明性がそこなわれ、耐熱
性、機械的性質の低下を来すという欠点がちる。しかし
、共重合方法に比べてブレンドによって樹脂特性を向上
させることは経済的メリットが多いため、優れた耐熱性
、機械的特性および光学的特性を有するブレンド物の開
発が要求されている。

本発明は、かかる現状に鑑み、メタクリル酸メチル−芳
香族ビニル化合物共重合体のすぐれた光学的性質、流動
性などの特性を低下させることなく、耐熱性、機械的特
性、成型性、耐湿性が良好で光学的に歪みが少なく、実
質的に複屈折のない透明性に優れた光学式高密度情報記
録媒体用基板あるいはレンズアレー等の光学部品の構造
材料または機能材料、その他の成型材料として好適な樹
脂組成物を提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、上記目的に沿って研究を行なった結果、
メタクリル酸メチル−芳香族ビニル化合物の共重合体と
メタクリル酸−芳香族ビニル化合物の共重合体とからな
る樹脂混合物が、透明性、耐熱性、成型性において極め
てバランスが良く、かつその混合物の組成の単純な加成
性よりもすぐれた機械的特性を示すという全く予想外の
効果があることを見い出し、本発明を完成した。

即ち、本発明は、メタクリル酸を５−５０重重量％有す
るメタクリル酸−芳香族ビニル化合物共重合体（Ｉ）お
よびメタクリル酸メチルを４０重重量風上含有するメタ
クリル酸メチル−芳香族ビニル化合物共重合体（ＩＩ）
よシなる透明樹脂組成物である。

本発明に使用する共重合体（Ｉ）は、メタクリル酸を５
−５０重重量％有するメタクリル酸と芳香族ビニル化合
物との共重合体である。又共重合体（ＩＩ）はメタクリ
ル酸メチルを４０重重量風上含有するメタクリル酸メチ
ルと芳香族ビニル化合物との共重合体である。

本発明に使用するメタクリル酸−芳香族ビニル化合物共
重合体（Ｉ）中のメタクリル酸含量が５重量％未満乃至
５０重重量％超えると、樹脂組成物の相溶性が低下し、
透明性が損なわれる。特に、メタクリル酸含量が５０重
重量％超えた共重合体（Ｉ）を用いると耐湿性の低下が
認められるので好ましくない。

捷た、メタクリル酸メチル−芳香族ビニル化合物共重合
体（ＩＩ）中のメタクリル酸メチルが４０重重量％満で
も、樹脂組成物の相溶性が低下し、透明性が悪く、機械
的強度が充分ではない。

本発明における芳香族ビニル化合物の例としてハ、スチ
レン、Ｏ−＋　ｍ−、ｐ−メチルスチレン。

１．３−ジメチルスチレン、２．４−ジメチルスチレン
、ｐ−ｔ−ブチルスチレン、α−メチルスチレン。

α−エチルスチレンなどがあげられるが、特にスチレン
が好ましく用いられる。さらに耐熱性を向上させるため
には、α−メチルスチレンを含ますことが好ましい。

上記共重合体（Ｉ）と共重合体（ＩＩ）との混合比率は
１：９９から９９：１の範囲で大巾に変えることができ
る。すなわち、本発明の樹脂組成物は本質的に二種の共
重合体（Ｉ）および（ＩＩ）の混合物であるが、上記混
合比率の範囲内で相溶性良好で、透明性か良く、耐熱性
、機械的性質が低下することはない。

本発明に使用される共重合体（Ｉ）または共重合体（Ｉ
Ｉ）は、いずれも例えばラノカル開始剤の存在または非
存在下に、所定の温度条件に保ち塊重合、溶′ｒ７．重
合、乳化重合または愚濁重合させて得られるものである
。

また、本発明に用いられる共重合体は透明性を阻害しな
い限シ、ランダム共重合体、ブロック共重合体、交互共
重合体などの形態については特に限定されない。

本発明の共重合体（Ｉ）および共重合体（ＩＩ）の粘度
に関しては、特に制限はないが、溶融流動性などの点よ
ｐ　ＡＳＴＭ　−０１２３８に基づくメルトフローレー
トは１−１０ｇ／分（３，８ｋｇ荷重、２３０°Ｃ）程
度が望ましい。

本発明の組成物の混合手法は特に限定されない。

それぞれの共重合樹脂を定量フィーダー等によシ別々に
成型機内へ導入するか、またはあらかじめヘンシェルミ
キサー、す？ンプレンダー、タンブラ−などで混合後、
成型機へ仕込む方法や単軸もしくは多軸押出機、ニーダ
−、バンバリーミキサ戊一１加熱ロール粕とによる公知の溶融混練手法あ−（る
いはクロロホルムなどの共通溶媒に溶解させて溶液混合
させ後乾燥させる手法などを挙げることができる。溶融
混合は、共重合体の分解温度よりも低い温度で行なうの
が望ましい。

なお、本発明樹脂組成物に対して、本発明の目的を損な
わない範囲で、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、
離型剤等の添加剤や他の重合体などを適当量配合するこ
とが出来る。

本発明組成物の成型方法としては、圧縮成型、押出成型
、射出成型などの方法が採用出来る。

〔作用〕

本発明の樹脂組成物を構成する共重合体（Ｉ）のメタク
リル酸単位は樹脂組成物に耐熱性を付与し、一方共重合
体（ＩＩ）中のメタクリル酸メチル単位は、メタクリル
樹脂本来の耐候性、光学的特性、成型加工性を付与する
ものである。また、芳香族ビニル単位は、芳香環が疎水
性である故、メタクリル酸、メタクリル酸メチル単位の
エステル基、カルデン酸基に起因する吸収率を低減する
ものである。

メタクリル酸と芳香族ビニル化合物との特定範囲の組成
割合を有する共重合体（Ｉ）およびメタクリル酸メチル
と芳香族ビニル化合物との特定範囲の組成割合を有する
共重合体（ＩＩ）を混合することにより、透明性、耐熱
性、耐湿性、成型性等にすぐれた極めてバランスのとれ
た樹脂組成物を得ることができ、さらに機械的特性にお
いては共重合体（Ｉ）−ｉたは共重合体（ＩＩ）のいず
れよりも向上させることができる。

また、本発明の樹脂組成物は光弾性定数が小さい。すな
わち、光弾性定数は応力に対してどれほど複屈折が起こ
りやすいかの指標となるものであり、光弾性定数が小さ
い時、複屈折の少ない成形物が得られる。一般に、分子
構造に起因する複屈折は分極率異方性、配向容易性等に
よってきまる樹脂特有の値を示す。この複屈折（リター
デーション、Δｎｄ　）は光弾性定数と下記の関係にあ
る二ススここで、δ−位相差　　　　ｄ−光路長λ＝光の波長　
　ΔＶ＝応力 Δｎ−屈折率の差　　Ｃ＝元弾性定数従って、光弾性定数（Ｃ）が小さければ複屈折（Δｎｄ
）も小さい。

〔実施例〕

次に、実施例および比較例によシ本発明をさらに詳しく
説明する。実施例、比較例中の部は、いずれも重量部で
ある。実施例、比較例中に示す物性は、以下の方法によ
シ測定した。

（引張強度）ＡＳＴＭ　Ｄ−７９０Ｍに準拠して測定した。

（アイゾツト衝撃強度）ＡＳＴＭ　Ｄ−２５６に準拠して測定した。

（曲げ強度２曲げ弾性率）ＡＳＴＭ　Ｄ−９７０に準拠して測定した。

（光弾性定数）室温で試験片に５０ｇから１０ｋｇまでの応力を加え、
周知の複屈折測定装置（Ｈｅ−Ｎｅレーザー、１／４波
長板、偏光子、コン波ンセーター、アナライブ−、フォ
トダイオードをこの順に並べ、偏光子とコンペンセータ
ーの間に試験片を置く）で測定した。

（吸水率）ＡＳＴＭ　Ｄ　−５７０に基づいて、試験片１咽×５０
咽Ｘ５０ｍを２３°Ｃの恒温水内に２４時間浸漬後の重
量変化で求めた。

（光線透過率）ＡＳＴＭ　Ｄ−１００３に基づいて、光線透過率測定装
置によシ、厚さ１ｍｍの試験片で測定した。

（メルトフローレート）ＡＳＴＭ　Ｄ−１２３８に基づいて、２３０℃の温度で
荷重３８００ｇにて測定し、１０分間当りのグラム数で
示した。

（ガラス転移温度）示差走査熱量計（ＤＳＣ）における吸熱ピークの温度と
した。

実施例１−３メタクリル酸含量１５重関係のメタクリル酸−スチレン
共重合体［メルトフローレート１．２　］　トメタクリ
ル酸メチル含量６０重量係のメタクリル酸メチル−スチ
レン共重合体［メルトフローレート５．３］とを第１表
に示すような配合割合で小型押出機を用い２４０℃の温
度で混練してペレットに成型した。

このペレットをシリンダ一温度２５５°Ｃ１金型温度５
０°Ｃ１射出成型圧５０ｋｇ／１−ｍ２で射出成型し、
得られた試験片から第１表の評価結果を得た。

比較例１−２メタクリル酸含量１５重関係のメタクリル酸−スチレン
共重合体［メルトフローレート１．２］とメタクリル酸
メチル含量６０重量係のメタクリル酸メチル−スチレン
共重合体［メルトフローレート５．３］とをそれぞれ単
独に実施例と全く同様に押出成型し、ペレットに成型し
た。

このペレットを実施例と全く同様に射出成型し、得られ
た試験片の物性を測定した結果を第１表に示した。

実施例および比較例の結果を一括して、添付図面で示す
が、第１図は、引張強度と樹脂配合割合との関係を示す
グラフであシ、第２図は、曲げ強度、曲げ弾性率と樹脂
配合割合との関係を示すグラフである。ただし、○、Δ
印は実施例の値、・。

ム印は比較例の値を示す。

これら、第１図および第２図のグラフから、本発明の樹
脂組成物の機械的性質は、その配合比組成の単純な加成
性よりもすぐれた相乗効果を示すことが確認出来た。

実施例４−７および比較例３−６メタクリル酸含量１５重量係のメタクリル酸−スチレン
共重合体（Ｉ）［メルトフローレート１．２］とメタク
リル酸メチル含量６０重量係のメタクリル酸メチル−ス
チレン共重合体（ＩＩ）　［メルトフローレート５．３
］とを第１表に示すような配合割合で、プラベンダー型
混合機を用いて２３０°Ｃで５分間混合した。

次に得られた樹脂組成物を２３０°Ｃで２分間、熱プレ
スを行ない、試験片を作成し、物性評価を行ない、結果
を第２表に示した。

また比較例として、メタクリル酸含量１５重量係のメタ
クリル酸−スチレン共重合体［メルトフローレ−）１．
２］単独、メタクリル酸メチル含量６０重量係のメタク
リル酸メチル−スチレン共重合体［メルトフローレート
５．３］単独、ポリメタクリル酸メチル（分子量２万５
千、ラジカル重合試製品）およびポリカーボネート（量
大化成（力製パンライ）　ＡＤ５５０３）についても実
施例と同じ方法で各物性を測定し、結果を第２表に示し
た。ただし、ポリカーぎネートのプレス成型のみ、２４
０℃、５分間で行なった。

実施例および比較例の結果から次のことが明らかである
。すなわち、本発明の樹脂組成物は、透明性が優れ、光
学的弾性定数が小さく、したがって光学的に歪みが少な
い。また、ポリメタクリル酸メチルに比して、吸水率が
小さく、ガラス転移温度も高い。ポリメタクリル酸メチ
ルは透明性は良いが、吸水率が大きく、ガラス転移温度
が低い。

一方、ポリカーゼネートは、ガラス転移温度は高いが、
光弾性定数が大きく、光学的歪みを生じやすい。

〔発明の効果〕

本発明の樹脂組成物は、引張強度、曲げ弾性率などの機
械的性質において、メタクリル酸−スチレン共重合体単
独又はメタクリル酸メチル−スチレン共重合体単独より
もすぐれている。

すなわち第１図、第２図より明らかなように、本発明の
樹脂組成物の機械的性質は、配合組成の単純な加成性よ
りもすぐれた相乗効果を示す。

また、本発明の樹脂組成物は、ポリカーボネートに比し
て透明性が優れ、かつ光学的歪みが顕著に少ないなどの
メタクリル酸メチル系共重合体のすぐれた光学的特性を
保持し、ポリメタクリル酸メチルに比して、耐湿性に優
れガラス転移点も高く耐熱性も、メタクリル酸メチル−
スチレン共重合体よりも良好であり、従来の透明樹脂に
比べて極めてバランスがとれている。

本発明の樹脂組成物は、上述のような特性を有するので
、次のような用途に有用である。すなわち、照明器具、
自動車用部品、電気機器部品、包装資材などの分野に応
用出来、また光学部品、例えば光ディスク、光カード等
の高密度情報記録媒　　　□体用基板材料；光変調器、
光回路、レンズアレー等の光学的機能素子の構造材料あ
るいは機能材料；ディスプレー機器用材料等として使用
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の樹脂組成物の引張強度と配合割合と
の関係を示すグラフであり、第２図は、同じく曲げ強度
および曲げ弾性率と配合割合との関係を示すグラフであ
る。特許出願人　　ダイセル化学工業株式会社代　理　人　
　弁理士　越　場　　　　隆第１図メタクリル酸メチル−スチレン共重合体（虫！１ｉｌｏ
ん）第２図メタクリル酸メチル−スチレン共重合体（ｉ陳６１．）

Claims

【特許請求の範囲】

メタクリル酸を５−５０重量％含有するメタクリル酸−
芳香族ビニル化合物共重合体（ I ）およびメタクリル
酸メチルを４０重量％以上含有するメタクリル酸メチル
−芳香族ビニル化合物共重合体（II）より成る透明樹脂
組成物。