JP2659773B2

JP2659773B2 - メタクリル系共重合体

Info

Publication number: JP2659773B2
Application number: JP63295609A
Authority: JP
Inventors: 尚清猪俣; 孝男干場; 三夫大谷; 興二荒川
Original assignee: KURARE KK
Current assignee: KURARE KK
Priority date: 1988-11-22
Filing date: 1988-11-22
Publication date: 1997-09-30
Anticipated expiration: 2012-09-30
Also published as: JPH02142809A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、メタクリル系共重合に関し、更には優れた
透明性、耐熱性、低複屈折性、低吸水性を有する光学素
材用共重合体に関するものである。

〔従来の技術〕

レンズや光ディスク基盤等の光学素材用材料としてプ
ラスチックスが多く用いられている。例えば、光ディス
ク基盤にはアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂が用い
られているが、光ディスク基盤の要求性能として、レー
ザー光線が透過するために透明であることは勿論のこ
と、読み取り誤差を少なくするために光学的均質性が強
く求められる。しかし、光ディスク基盤としてプラスチ
ックスを用いることは、安価に大量の複製基盤を成形す
ることが可能となるものの、基盤成形時に複屈折が生
じ、この複屈折が大きいことに起因する光学的不均質性
は、光ディスク基盤として致命的欠陥となる。一方、デ
ィスクの種類が再生専用型、追記可能型、消去可能型へ
と進み、新規な記録材料も開発され、記録材料の蒸着時
及びレーザー光線による記録、再生、消去時には基盤が
かなり高温になることが予測される。したがって、耐熱
性に劣る光ディスクは、基盤が反ったり案内溝に欠陥を
生じて読み取りエラーを生じる恐れがあり、耐熱性の高
いディスク基盤が要望されている。さらに吸水による記
録材料の劣化や反りによる読み取りエラーを生じる恐れ
から、低吸水性も有する基盤が要望されている。現在用
いられているディスク基盤としてのポリカーボネート
は、耐熱性、吸水性は良好であるが複屈折が大きく、ア
クリル樹脂は、複屈折は小さいが耐熱性が低く、吸水性
も大きいという問題点を持つ。

一方、レンズ用素材も同様で、透明性と共に光学的均
質性、低吸水性を兼ね具えた材料が望まれており、さら
に使用範囲の拡大のために耐熱性の改善も望まれてい
る。

このような背景の中で、アクリル系樹脂において、複
屈折性をあるていど維持したまま耐熱性を改善する試み
が種々なされており、例えば、メタクリル系メチルとｏ
−メチルフェニルマレイミドからなる共重合体（特開昭
60−217216号公報）やメタクリル酸メチルとマレイミド
系単量体からなる共重合体又はメタクリル酸メチル、マ
レイミド系単量体及び他のビニル系単量体からなる共重
合体（特開昭61−95011号公報、特開昭62−87901号公
報）などが提案されている。また、吸水性を改善する方
法としては、例えばメタクリル酸メチルとスチレンを共
重合する方法（特開昭57−33446号公報）、メタクリル
酸メチルとメタクリル酸シクロヘキシルを共重合する方
法（特開昭57−186241号公報、特開昭58−127754号公
報）あるいは、メタクリル酸メチルとメタクリル酸ベン
ジルを共重合する方法（特開昭58−11515号公報）など
が開示されている。

〔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、吸水
性、複屈折性のうち単独又は二者を取り上げればあるて
いどの効果は認められるものの、三者を同時に満足する
ことが難しく、また、ディスクあるいはレンズ用として
の高品質の光学素材用材料として十分満足するものは得
られていない。

したがって、本発明の目的は、優れた透明性を有し、
かつ耐熱性、低吸水性、低複屈折性のいずれにおいても
優れた光学素材用共重合体を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、前記特性を兼ねそなえた共重合体を得
るべく、Ｎ−置換マレイミドを一成分とするアクリル系
共重合体について鋭意検討した結果、驚くべきことに特
定配合組成を有するメタクリル酸メチル、Ｎ−置換マレ
イミド化合物、芳香族ビニル化合物および／またはメタ
クリル酸ベンジル化合物混合物を共重合して得られる共
重合体により初めて達成され、高品質の光学素材用材料
として好適に使用しうることを見い出し、本発明を完成
するに至った。

すなわち、本発明は、（Ａ）メタクリル酸メチル単位
30〜90重量％、（Ｂ）一般式（式中Ｒは水素原子、炭素原子数が１〜４のアルキル
基、シクロヘキシル基、ベンジル基、置換または無置換
アリール基を表わす）で示されるＮ−置換マレイミド化合物単位５〜35重量
％、（Ｃ）一般式（式中Ｘは水素原子又はメチル基を表わし、Ｙは水素原
子、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜４のアルキル基を
表わし、ｈは１乃至３の整数を表わす）で示される芳香族ビニル化合物単位０〜15重量％及び
（Ｄ）一般式（式中Ｚは水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜
４のアルキル基を表わし、ｉは１乃至３の整数を表わ
す）で示されるメタクリル酸ベンジル化合物単位０〜35重量
％からなり、しかも前記Ｎ−置換マレイミド化合物単
位、芳香族ビニル化合物単位およびメタクリル酸ベンジ
ル化合物単位の重量％をそれぞれb,cおよびｄとするとc
/（ｂ＋ｄ）≦0.25、かつ10≦ｃ＋ｄを満足するメタク
リル系共重合体を提供するものである。

本発明のメタクリル系共重合体において用いられる
（Ａ）メタクリル酸メチル単位は、該共重合体の主体と
なる単量体単位であって、透明性及び機械的強度の向上
の役割を果たすものであり、その含有量は該共重合体に
対して30〜90重量％、好ましくは35〜85重量％の範囲で
ある。この含有量が30重量％未満では、透明性及び機械
的強度が低下するので好ましくなく、一方90重量％を超
えると耐熱性、低吸水性の改善効果が小さく好ましくな
い。

本発明に用いられるもう一方の主体的単位である
（Ｂ）Ｎ−置換マレイミド化合物単位は前記一般式
（Ｉ）で表わされる構造を有しており、該共重合体の耐
熱性と熱安定性を向上させる役割を果たす。その含有量
は該共重合体に対して５〜35重量％、好ましくは10〜30
重量％の範囲である。この含有量が５重量％未満では耐
熱性の改善効果が小さいので好ましくなく、一方35重量
％を超えると透明性、機械的強度が低下するので好まし
くない。このＮ−置換マレイミド化合物単位としては、
例えばＮ−シクロヘキシルマレイミド、Ｎ−tertブチル
マレイミド、Ｎ−ベンジルマレイミド、Ｎ−フェニルマ
レイミド、Ｎ−（２−クロロフェニル）マレイミド、Ｎ
−（２−メチルフェニル）マレイミド、Ｎ−（２−エチ
ルフェニル）マレイミド、Ｎ−（2,6−ジメチルフェニ
ル）マレイミド、Ｎ−（2,6−ジエチルフェニル）マレ
イミドなどの単量体単位が挙げられるが、これらの中で
好ましくはＮ−シクロヘキシルマレイミド、Ｎ−（２−
クロロフェニル）マレイミドなどの単量体単位である。

本発明の（Ｃ）芳香族ビニル化合物単位は前記一般式
（II）で表わされる構造を有しており、該共重合体の吸
水性を改善させる役割を果たしており、その含有量は該
共重合体に対して０〜15重量％、好ましくは２〜12重量
％である。この量が15重量％を超えると低複屈折性の改
善効果が小さく好ましくない。この芳香族ビニル化合物
単位としては、例えばスチレン、ビニルトルエン、α−
メチルスチレンおよび４−クロロスチレン、４−プロモ
スチレン等のハロゲン化スチレンなどの単量体単位が挙
げられるが、これらの中で好ましくは、スチレン、２−
メチルスチレン、４−メチルスチレン、α−メチルスチ
レンなどの単量体単位である。

また本発明の（Ｄ）のメタクリル酸ベンジル化合物単
位は前記一般式（III）で表わされる構造を有してお
り、該共重合体の吸水性を向上させる役割を果たしてお
り、その含有量は該共重合体に対して０〜35重量％であ
り、好ましくは５〜30重量％である。この量が35重量％
を超えると耐熱性、機械的強度が低下するので好ましく
ない。このメタクリル酸ベンジル化合物単位としては、
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、メタクリル酸４−tert−ブチルベンジル、メ
タクリル酸４−クロロベンジル、メタクリル酸2,4,6−
トリブロモベンジルなどの単量体単位が挙げられるが、
これらの中でメタクリル酸ベンジル単位が好ましい。

本発明の共重合体は前記した（Ａ）メタクリル酸メチ
ル単位30〜90重量％、（Ｂ）一般式（Ｉ）で示されるＮ
−置換マレイミド化合物単位５〜35重量％、（Ｃ）一般
式（II）で示される芳香族ビニル化合物単位０〜15重量
％及び（Ｄ）一般式（III）で示されるメタクリル酸ベ
ンジル化合物単位０〜35重量％からなり、しかも前記一
般式（Ｉ）で示されるＮ−置換マレイミド化合物単位の
重量％を、前記一般式（II）で示される芳香族ビニル化
合物単位の重量％をｃ、前記一般式（III）で示される
メタクリル酸ベンジル化合物単位の重量％をｄとする
と、c/（ｂ＋ｄ）≦0.25、かつ10≦ｃ＋ｄを満足するこ
とが必要である。c/（ｂ＋ｄ）が0.25を超えると複屈折
性が大きくなり好ましくない。またｃ＋ｄが10未満では
吸水性が大きくなり好ましくない。

本発明の該共重合体を製造する方法は特に限定され
ず、塊状重合、懸濁重合、溶液重合、乳化重合などが可
能である。

本発明の該共重合体を重合する際の重合開始剤として
は、一般にラジカル重合で使用される任意の開始剤が用
いられる。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）
などのアゾ系開始剤、ラウロイルパーオキサイド、ベン
ジルパーオキサイド、tert−ブチルパーオキシ−２−エ
チルヘキサノエートなどの過酸化物系開始剤を用いるこ
とができる。

本発明の共重合体を重合する際に必要に応じて用いら
れる連鎖移動剤としては、ｎ−オクチルメルカプタン、
ｎ−ドデシルメルカプタン、チオグリコール酸２−エチ
ルヘキシルなどのメルカプタン化合物が挙げられる。

また、本発明の共重合体においては、必要に応じて紫
外線吸収剤、酸化防止剤、滑剤、離型剤、染料などを添
加してもよい。

本発明の共重合体の成形方法は注型成形法、圧縮成形
法、射出成形法、射出圧縮成形法などのいずれの方法で
も採用できるが、複屈折が小さいので、大量生産可能な
射出成形法が経済的に有利である。

以上の如くして得られた本発明の共重合体は、ポリス
チレンやポリメチルメタクリレートと同等の透明性を有
し、耐熱性、低複屈折性、低吸水性を兼ね備えた高品質
なものであるので、光ディスクや光学レンズなどの光学
素材用材料として優れているものである。

〔実施例〕

以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明す
る。なお、第一表に記載した物質名の略称は下記の通り
である。

MMA……メタクリル酸メチル CHMI……Ｎ−シクロヘキシルマレイミド CPMI……Ｎ−（２−クロロフェニル）マレイミド St……スチレン 4MSt……４−メチルスチレン αMSt……α−メチルスチレン BzMA……メタクリル酸ベンジル 4MBzMA……メタクリル酸４−メチルベンジル BrBzMA……メタクリル酸２−ブロモベンジルさらに、実施例中の樹脂共重合体の物性評価は下記の
方法に従い測定した。

（１）熱変形温度;HDT ASTM−D648（264PSi）（２）全光線透過率、ヘイズ ASTM−D1003（1.2mm厚）（３）平衡吸水率 ASTM−D570（23℃）（４）引張強度 ASTM−D638 （５）MFI ASTM−D1238（Ｉ条件、230℃、3.8kg）（６）複屈折直径130mm、厚さ1.2mmの光ディスク用円盤を中心ゲー
トの金型を用いて射出成形し、基盤中心から25mmの位置
の複屈折をエリプソメーター（シングルパス）により測
定した。

実施例１メタクリル酸メチル65重量％、Ｎ−シクロヘキシルマ
レイミド20重量％、スチレン５重量％、メタクリル酸ベ
ンジル10重量％、ラウロイルパーオキサイド0.25phr、
ｎ−ドデシルメルカプタン0.2phrからなる単量体溶液20
kgとイオン交換水99.67重量％、メタクリル酸ナトリウ
ムとスチレンＰ−スルホン酸ナトリウムの共重合体0.03
重量％および硫酸ナトリウム0.3重量％からなる水溶液5
0kgをジャケット付きの100耐圧重合槽に仕込み、窒素
雰囲気下で撹拌し、ジャケットに温水を通して70℃で重
合を開始した。重合開始後３時間でジャケットにスチー
ムを通して系を120℃に昇温し、さらに２時間保持して
重合を完結させた。均一なビーズが収率よく得られ、そ
れを水洗乾燥後60mmφのベント付き押出機を用いて260
℃でペレット化した。得られたペレットのMFIは1.2g/10
minであった。ついでシリンダー温度260℃、金型温度70
℃で射出成形し、物性試験片及び光ディスク基盤を得
た。これらを用いて各物性を測定した結果を第１表に示
す。

実施例２〜10、比較例１〜７単量体組成を変化させた以外は実施例１と同様に実施
しディスク基盤を得、これらの各物性を測定した結果を
第１表に合せて示した。

〔発明の効果〕以上述べたように本発明は、（Ａ）メタクリル酸メチ
ル単位30〜90重量％、（Ｂ）一般式（Ｉ）で示されるＮ
−置換マレイミド化合物単位５〜35重量％、（Ｃ）一般
式（II）で示される芳香族ビニル化合物０〜15重量部及
び（Ｄ）一般式（III）で示されるメタクリル酸ベンジ
ル化合物単位０〜35重量％からなり、しかも前記Ｎ−置
換マレイミド化合物単位、芳香族ビニル化合物単位およ
びメタクリル酸ベンジル化合物単位の重量％をそれぞれ
b,cおよびｄとするとc/（ｂ＋ｄ）≦0.25、かつ10≦ｃ
＋ｄを満足するメタクリル系共重合体であるから、優れ
た透明性を有し、かつ耐熱性、低吸水性、低複屈折性の
いずれも兼ね備えているので光学素材用共重合体として
有用であり、またバランスのとれた機械的性質も有して
おり耐熱性が要求される光ディスクや光学レンズなどを
有利に提供することができる。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０２Ｂ 1/04 Ｇ０２Ｂ 1/04 Ｇ１１Ｂ 7/24 ５２６ 8721−5ＤＧ１１Ｂ 7/24 ５２６Ｂ (56)参考文献特開昭63−90518（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−215705（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）メタクリル酸メチル単位30〜90重量
％、（Ｂ）一般式（式中Ｒは水素原子、炭素原子数が１〜４のアルキル
基、シクロヘキシル基、ベンジル基、置換または無置換
アリール基を表わす）で示されるＮ−置換マレイミド化合物単位５〜35重量
％、（Ｃ）一般式（式中Ｘは水素原子又はメチル基を表わし、Ｙは水素原
子、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜４のアルキル基を
表わし、ｈは１乃至３の整数を表わす）で示される芳香族ビニル化合物単位０〜15重量％及び（Ｄ）一般式（式中Ｚは水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜
４のアルキル基を表わし、ｉは１乃至３の整数を表わ
す）で示されるメタクリル酸ベンジル化合物単位０〜35重量
％からなり、しかも前記Ｎ−置換マレイミド化合物単
位、芳香族ビニル化合物単位およびメタクリル酸ベンジ
ル化合物単位の重量％をそれぞれｂ、ｃおよびｄとする
とc/（ｂ＋ｄ）≦0.25、かつ10≦ｃ＋ｄを満足すること
を特徴とするメタクリル系共重合体。