JPH01315445A - 光学用成形材料 - 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、２，２−ビス（３，５−ジメチル−４−ヒド
ロキシフェニル）プロパン、いわゆるテトラメチルビス
フェノールＡをビスフェノール成分としてなるポリカー
ボネート樹脂とメチルメタクリレート−スチレン共重合
体とよりなる新規な光学用成形材料であり、特に低減さ
れた光学歪みおよび優れた光学的均一性を有するので、
光ディスク、カード、テープ、光学用レンズ等に好適に
使用可能なものである。

〔従来の方法およびその問題点〕

従来、光学用透明成形品の材料としては、アクリル樹脂
が透明性、流動性が良く複屈折が小さい等の特徴から光
学用透明成形品の材料として知られている（特開昭５６
−１３１６５４号他）。しかし、アクリル樹脂は耐熱性
が約７０℃と低く、耐衝撃性も低く、水分により反りを
生じ易いという欠点がある。上記の欠点をなくす為、粘
度平均分子量が１５．０００〜１８．０００のポリカー
ボネート樹脂をディスクやレンズ等の成形材料として用
いることが検討されている（特開昭５８−１８０５５３
号）が、なお流動性が不十分であり、重要視されている
複屈折が太きい等の欠点を有しその使用には限界がある
。

光学材料、主として光デイスク材料の実用化における重
要な課題のひとつに基板自体のノイズレベル低減化の課
題があり、このノイズレベルは、斜め入射光を含む複屈
折に依存することが明らかとなってきている（例えば、
光学ｖｏ１．１５．　Ｎα５（１９８６年１０月）　Ｐ
４４１〜４２１、光メモリーシンポジウム゛８６論文集
Ｐ３３〜３８）。

すなわち、垂直入射光の複屈折の低減化は必ずしも斜め
入射光の複屈折の変化と相関せず、特にポリカーボネー
ト樹脂の場合、この相違が顕著であり、光の広角域にお
ける複屈折の低減化が重要である。

また、特に垂直入射光に限定した複屈折低減化の試みと
して相互に異なる異方性を有するポリマーとしてポリカ
ーボネートとポリスチレンとを混合する方法が提案され
ている（例えば、特開昭６１−１９６３０号、同６１−
１９６５６号、同６２−２０５２４号、同６１−１０８
１７号）。しかし、この系は非相溶系であることから、
単純混合ではミクロ相分散が０．５１より大きい３−に
程度となり、測定上での複屈折は０になった系でも、ミ
クロンサイズの領域、すなわち個々の光線路に屈折率差
が生じること、分散粒子界面の屈折率差により分散粒子
が散乱源となるなど光学的には不均一となり、ノイズ発
生の原因と戊っていた。

上記のように、従来法による変性ポリカーボネートは光
学用材料、特に光デイスク基板として用いる場合、基本
的な欠陥を有したものであった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、上記の欠点を改良する方法について鋭意
検討した結果、特定の分子量を有するテトラメチルビス
フェノールＡからの芳香族ポリカーボネートと特定の分
子量を有するメチルメタクリレート−スチレン共重合体
とを用いることにより、広角域における光学歪みが小さ
く、かつ、ミクロ相分散が光学的に均一な組成物が得ら
れることを見出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、（ａ）、　２．２−ビス（３，５
〜ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパンヲ主要
モノマーとするポリスチレン換算重量平均分子量１、５
Ｘ　１０’　〜４．５Ｘ　１０’のポリカーボネート樹
脂２０〜８０重量％と（ｂ）、ポリスチレン換算重量平
均分子量１．５ｘ　１０’　〜４．５　ｘ　１０’のメ
チルメタクリレート−スチレン共重合体　８０〜２０重
量％とよりなる光学用成形材料であり、また、該メチル
メタクリレート−スチレン共重合体（ロ）がメチルメタ
クリレートを８〜３５重量％含有するものであること、
光線の垂直入射０°と斜め入射±３０°における複屈折
の差の絶対値が厚み１．２ｍｍで５０ｎｍ以下である光
学用成形材料を提供するものである。

以下、本発明の構成について説明する。

本発明の（ａ）、　２．２−ビス（３，５−ジメチル−
４−ヒドロキシフェニル）プロパンを主要モノマーとす
るポリスチレン換算重量平均分子量１．５×１０４〜４
．５ＸＩＯ’のポリカーボネート樹脂とは、ビスフェノ
ールとして２．２−ビス（３，５−ジメチル−４−ヒド
ロキシフェニル）プロパンを主成分として用いる他は従
来の芳香族ポリカーボネート樹脂の製法（ドイツ公開特
許Ｎα２．４０２．１７７号、同２．９０１．６８８号
、同２、９０１．６５５号、その他）と同様の製法、界
面重合法、ピリジン法、クロロホルメート法等の溶液法
で製造されるものである。

本発明の（ａ）のポリカーボネートにおいては、２゜２
−ヒス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）
プロパン以外のビスフェノールとして、例えば２゜２−
ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンなどを全ビス
フェノールの１０重量％以下の量であれば併用出来るし
、又、このようなビスフェノールを使用したポリカーボ
ネート樹脂を１０重量％以下の量で配合したものでもよ
い。また、本発明（ａ）のポリカーボネートの分子量と
しては、ポリスチレン換算重量平均分子量１．５×１０
４〜４．５×１０４　、好ましくは１゜８ＸＬＯ’〜４
．　ＯＸ　１０’の範囲であり、１．５×１０４未満で
は機械的強度等が劣り、４．５ｘｌＯ’を越えると光学
的向−製が悪くなり、光学用成形材料として支障をきた
す。

本発明の（ａ）ポリカーボネートの分子量を調節するた
めの停止剤は、例えばフェノール、叶１ｍ−１及びｐ−
クレゾール、２，６−シメチルフエノール、ｐ−タ−シ
ャリ−ブチルフェノール、ｐ−オクチルフェノール等の
アルキルフェノール類、その他、ヒドロキシ安息香酸の
アルキルエステル、アルキルエーテルフェノールなどの
公知の一官能性フエノール類が挙げられる。

本発明の（ａ）ポリカーボネートは、上記の成分を必須
として製造するものであるが、分岐化剤を上記の二価フ
ェノール系化合物に対して、０．０１〜３モル％、特に
０．１〜１．０モル％の範囲で併用して分岐化ポリカー
ボネートとすることもできる。

次に、本発明の（ｂ）成分のメチルメタクリレート−ス
チレン共重合体はスチレンを主成分としてフリーラジカ
ル反応により製造出来るものである。

メチルメタクリレート−スチレン共重合体（ハ）はメチ
ルメタクリレートを好ましくは５〜４０重量％、より好
ましくは８〜３５重量％の範囲で含有しているものであ
る。該共重合体（ｂ）中のメチルメタクリレート成分が
５重量％未満並びに５０重量％を越えると組成物とした
場合の光学的均一性が維持できず光学材料として支障を
きたす。又、共重合体［有］）の分子量はポリスチレン
換算重量平均分子量１．５×１０４〜４．５×１０４、
好ましくは１．８Ｘ　１０’〜４．０×１０４の範囲で
あり、１．５×１０４未満では機械的強度等が劣り光学
的均一性が悪くなり、４．５×１０４を越えると光学的
均一性が悪くなり、光学用成形材料として支障をきたす
。

本発明の光学用成形材料中の上記のテトラメチルビスフ
ェノールＡ−ポリカーボネート（ａ）とメチルメタクリ
レート−スチレン共重合体（ハ）との組成比は、（ａ）
成分の含有量として２０〜８０重量％、好ましくは２０
〜６０重量％、特に２０〜５０重量％の範囲である。光
の広角域における光学歪みの問題は両成分の混合比率に
直接に関係しており、前記した範囲外では垂直入射と斜
め入射（±３０°）との複屈折の差を小さくすることは
出来ない。

また、本発明のポリカーボネート（ａ）と共重合体（ｂ
）とを均一に混合させる方法としては押出機、ニーグー
、バンバリーミキサ−等の公知の溶融混練手法、或いは
塩化メチレン等の両成分の共通溶媒に溶解させて混合し
た後、乾燥する方法などの手法が挙げられる。

本発明の光学用成形材料は以上の方法により製造される
ものであるが、ポリカーボネート（ａ）や共重合体（ｂ
）に公知の亜リン酸、亜リン酸エステル、立体障害性フ
ェノール類などの安定剤類を０．０００５〜０．１重量
％程度や脂肪酸エステルや部分エステル、多価アルコー
ルの部分エーテルなどの離型剤を０．００５〜０．１重
量％程度の量で配合することができるものである。

以上、詳細に説明した本発明のポリカーボネート（ａ）
と共重合体（ｂ）とからなる本発明の光学用成形材料は
、それぞれの成分の分子量範囲、両成分の配合比率、並
びに（ｂ）成分のメチルメタクリレート（＝ＭＭＡ）成
分の量をこのましい範囲とすることにより、ミクロ相分
散が０．０５−以下と光学的に均一でかつ複屈折の垂直
入射と斜め入射との差を±１０ｎｍ以下と設定でき、し
かも、射出成形における樹脂温度を例えば２８０〜３４
０℃の範囲で変化させてもそのときの複屈折の変化の絶
対値が３０ｎｍ以下とできるものである。

〔実施例〕

以下、実施例等によって具体的に説明する。

なお、本発明のポリスチレン換算重量平均分子量、複屈
折、光線透過率および曇価、ミクロ相分散は次の方法に
よって求めたものである。

☆　ポリスチレン換算重量平均分子量。

Ｇ、Ｐ、　Ｃ１により、ポリスチレン標準サンプルを使
用して得た重量平均分子量である。

☆　複屈折、　下記方法によった。

（１）、サンプル、装置等。

対象サンプル：厚み１．２ｍｍ、幅３ｍｍ　、長さ６ｍ
ｍの短冊状射出成形品。

測定点　　　一対象サンプルの中央部、　゛測定波長　
　：　８３０ｎｍ。

測定装置　　：■溝尻光学工業所製、自動エリプソメー
ター。

（２）、垂直入射および斜め入射複屈折。

■　垂直入射複屈折（＝Ｒｅ’）。

サンプル面へ垂直入射する光線に対する複屈折。

■　斜め入射複屈折（４０３０）。

垂直入射光線から角度３０°をなす光線の複屈折を斜め
入射複屈折（＝Ｒｅ３０）といい、サンプルの射出方向
をＯｏとする全方位（０〜３６０°）におけるＲｅ３ｏ
の最大値をＭＡＸＲｅ”と称する。

☆　光線透過率および曇価。

対象サンプル：厚み３ｍｍの成形品。

測定装置　　：日本重色工業へイズメーターモデル１０
０１０Ｐ ☆　ミクロ相分散、　電子顕微鏡による。

参考例１ 水酸化ナトリウム２．６ｋｇを蒸留水１８．７ｋｇ、に
溶解し、２．２−ビス（３，５−ジメチル−４−ヒドロ
キシフェニル）プロパン（＝↑ＭＢＰＡ）　４．３ｋｇ
を投入し溶解した。

これにメチレンクロライド　１５．１ｋｇ、クロロベン
ゼン３．２ｋｇ、フェノール１４０ｇ　、テトラブチル
アンモニウムブロマイド　６０ｇおよびトリブチルアミ
ン３０ｇを加え攪拌しつつ、ホスゲン２．５ｋｇを室温
下で６０分間吹き込んで重合反応をした。

重合液を、水相と有機相に分離し、有機相をリン酸で中
和した後、数回水洗を繰り返した後、メタノールへ滴下
して重合体を沈澱させ、濾過し、乾繰して白色粉末を得
た。この粉末のポリスチレン換算重量平均分子量（＝Ｐ
ＣＭｗ）は２．　ＬＸ　１０’であった。

同様に、末端停止剤の使用量を変化させる他は同様にし
て、ＰＣＭｗが２．３×１０４、３．３×１０４及び６
．５×１０４のテトラメチルビスフェノールＡ−ポリカ
ーボネートを得た。以下、これらを分子量の低いものか
ら順に、Ｐｃｔ、　ＰＣ２，ＰＣ３，ＰＣ４と呼ぶ。

他方、メチルメタクリレート−スチレン共重合体並びに
ポリスチレンとして下記を用いた。

実施例１〜９及び比較例１〜４ 参考例１に示したＰＣＩ〜ＰＣ３とＭＳＩ、ＭＳ２とを
それぞれ第１表に記載の比率で使用し、二軸押出機で２
４０〜２８０℃で混合してペレットとした後、第１表に
記載のシリンダー温度でそれぞれ射出成形して試験片を
作り、物性を測定した。

結果を第１表に示した。

なお、ミクロ相分散を電子顕微鏡で観察した結果、実施
例においてはミクロ相分散が０．０５．以下であり、実
質的に存在しないものであった。

また、上記においてＰＣ２／ＰＳ＝４０／６０　（比較
例１）、ＰＣ３／ＭＳ３＝２５／７５（比較例２）　、
ＰＣ４／ＭＳ２＝４０／６０（比較例３）及びＰＣ３／
ＭＳ３＝４０／６０　（比較例４）の本願発明の範囲外
であるＰＳ、　ＭＳ３．　ＰＣ４を用いた組成物を調製
し、成形品を製造したがこれらはいずれも乳白色を示し
、透明な光学用成形材料としては不適当であった。

第１表−２ 〔発明の作用および効果〕 本発明のテトラメチルビスフェノールＡ−ポリカーボネ
ート樹脂とメチルメタクリレート−スチレン共重合体と
をそれぞれ特定の分子量、量比で配合してなる光学用成
形材料は、上記の実施例、比較例から明らかなように、
複屈折の垂直入射と斜め入射との差が大幅に低減され、
かつその絶対値も±１０ｎｍ１００範囲に容易に設定可
能であるとともに、ミクロ相分散も０．０５ｍ以下とで
き光学的にも均一である。

ゆえに、複屈折に基づくノイズレベルの低減のみならず
、光学的不均一に基づくノイズの発生も極限的に低減さ
れるものである。

このことから、本発明の光学用成形材料は光ディスク、
光学用レンズその他の材料として極めて好適に使用でき
るものであることがわかる。

特許出願人　　三菱瓦斯化学株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　（ａ）、２，２−ビス　（３，５−ジメチル−４−
   ヒドロキシフェニル）プロパンを主要モノマーとするポ
   リスチレン換算重量平均分子量１．５×１０＾４〜４．
   ５×１０＾４のポリカーボネート樹脂２０〜８０重量％
   と（ｂ）、ポリスチレン換算重量平均分子量１．５×１
   ０＾４〜４．５×１０＾４のメチルメタクリレート−ス
   チレン共重合体８０〜２０重量％とよりなる光学用成形
   材料。 ２　該メチルメタクリレート−スチレン共重合体（ｂ）
   がメチルメタクリレートを８〜３５重量％含有するもの
   である請求項１記載の光学用成形材料。 ３　光線の垂直入射０°と斜め入射±３０°における複
   屈折の差の絶対値が厚み１．２ｍｍで５０ｎｍ以下であ
   る請求項１記載の光学用成形材料。