JPH0288663A - 光学部品 - 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】 〈産業上の利用分野ン 本発明は、透明で吸湿性が小さく、かつ応力下で複屈折
が生じにくい樹脂組成物を成形してなる光学レンズ、光
デイスク基板、光ファイバー　プリズムなどの光学部品
に関する。

〈従来の技術〉 従来、プラスチック光学レンズや光デイスク基板などに
は、それぞれの用途に応じて、良好な透明性、成形品の
光学的な歪すなわち複屈折が少ないこと、および耐熱性
や低吸湿性などに優れ、かつ特定の屈折率が要求され、
熱可塑性プラスチックスでは、主にポリメタクリル酸メ
チルとポリカーボネートなどが使用されている。

しかし、最近は、これらの要求性能に加え、例えば、レ
ンズあるいはディスクを貼シ合わせる時や回転時などで
応力がかかる状態においても複屈折が生じにくい性能が
、光学レンズや光デイスク基板などに強く要求されてい
る。その際、樹脂の基本的特性としては光弾性定数が小
さいことが重要である。この点において従来より、単一
の樹脂では、特にポリメタクリル酸メチルのようないわ
ゆるメタクリル樹脂のみが好ましいとされてきたところ
が、メタクリル酸メチルを主成分とするメタクリル樹脂
は、一般に吸湿性が大きく、反応などの変形が起こる問
題がある。そこで、特開昭５７−３３４４６号公報、特
開昭５７−１６２１３５号公報などによって共重合する
単量体を選定した改良が提唱されているが、低吸湿性、
耐熱性、耐衝撃性などの特性バランスを満足するもので
はない。また、ポリカーボネートは、応力下で複屈折が
極めて生じやすく、ポリスチレンは、成形時に光学的な
歪が生じゃすい欠点がある。

一方、芳香族ポリカーボネートと特定のスチレン系共重
合体からなる樹脂組成物が、特開昭６１−１９６５６号
公報で提案されている。該公報は、成形物の機械的性質
と透明性が良好で、かつ成形時の複屈折が小さいこと全
目的としているが、この組成によっても、本目的とする
バランスされた特性の光学部品は得られない。

さらに、特開昭６１−１０８６１７号公報によれば、正
負の特定の主鎖分極率を組み合わせることによって複屈
折の小さい材料を検討しているけれども、この公報では
、複屈折性は樹脂材料の光弾性定数とは関係無いと記述
してあり、本発明とは目的および構成を全く異にする。

また、特開昭６５−９０５５６号公報や特開昭６３−９
０５５７号公報においては、比較的に、芳香族ポリカー
ボネートの配合組成が多い特定の系で成形品の透明性と
低複屈折性を改良しているが、これらの系でも応力下で
の複屈折は改良できない。

〈発明が解決しようとする課題〉 上述のように、透明で応力がかかる状態においても複屈
折が生じにくい光学用樹脂組成物および光学部品として
は、吸湿性などに欠点があるけれども、主にメタクリル
樹脂が好んで使用されていた。

本発明は、以上のような問題点を鑑みてなされたもので
、透明で吸湿性が小さく、かつ応力がかかる状態におい
ても複屈折を生じにくい樹脂組成物を成形した光学部品
を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討を
重ねた結果、驚くべきことに、特定組成の芳香族ポリカ
ーボネートとスチレン系重合体を均一混合し、光弾性定
数がヒ１．５　ｘ　１０”−１２（ａｎ２／ｄｙｎ　）
の範囲にあｐ１厚さ１−２ｓｎの成形品の波長７８０　
ｎｍの光線透過率が７５係以上である樹脂組成物を成形
した光学部品が、透明性と低吸湿性に優れ、かつ応力下
でも複屈折を生じにくいことを見い出し、本発明に到達
した。

すなわち、本発明は、芳香族ポリカーボネート０．５〜
４０重量係と、スチレンｔ−３０〜１００重量％含むス
チレン系重合体９９．５〜６０重量係とを有効成分とす
る組成物であって、光弾性定数が±１−５　Ｘ　１０−
”　（ｃｍ２／　ｄｙｎ　）の範囲にあシ、厚さ１．２
籠の成形品の波長７８０　ｎｍの光線透過率が７５係以
上である樹脂組成物からなる光学部品である。

本発明の光学部品に便用する芳香族ポリカーボネートは
、公知の重合方法によって合成できる。

具体的には、芳香族ジオールとホスゲンを、アルカリ水
溶液／准化メチレン系で反応させるホスゲン法、有機溶
剤とピリジンを用いる系で反応させるピリジン法や芳香
族ジオールとジカーボネート化合物と？溶融させながら
反応させる溶融法などである。これらのいずれの方法に
よっても目的とする芳香族ポリカーボネート成分が得ら
れる。構造的には、ホスゲン法での芳香族ジオールを例
に挙ケると、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、
ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、２．２−ビス
（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（
４−ヒドロキシ−３，５−ジクロロフェニル）フロパン
、２．２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフ
ェニル）プロパンなどで、これらニジ選ばれる一種また
は二種以上を用いることができるが、なかでも２，２−
ビス（４−ヒドロキシフェニル）フロバンカ好−ｆｆｉ
Ｌい。また、テレフタル酸またはイソフタル酸を共縮合
させて得られるエステル結合をも含有するポリエステル
カーボネ゛−ト（例えば、西ドイツのバイニル社製ＡＰ
ＥＣ）　を使用しても良い。該芳香族ポリカーボネート
の数平均分子量は全体の組成と目的とする物性から決定
されるけれども、１１０００〜２５０００の範囲が好ま
しい。数平均分子量が１１．０００未満であると得られ
る光学部品に用いる組成物の耐熱性と強度が低く、２５
，０ＯＯ１−越えると透明性と成形性が劣シ好ましくな
い。

本発明でいうスチレン系重合体とは、スチレンｔ−６０
〜１００重量％含むスチレン重合体又はスチレン共重合
体であシ、公知の塊状重合、懸濁重合、および乳化重合
などのラジカル重合によって合成できる。また、スチレ
ンと共重合可能な単量体トして、α−メチルスチレン、
クロロスチレンなどのスチレン系雄量体、メタクリル酸
メチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸シク
ロヘキシルなどのメタクリル酸エステル、アクリロニト
リル、メタクリロニトリルなどの不飽和ニトリル、無水
マレイン酸、無水シトラコン酸およびＮ−フェニルマレ
イミド、Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−メチルフェニルマ
レイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミドなどのＮ−置
換マレイミドなどが挙げられ、これらの単量体との共重
合体また無水マレイン酸を共重合したのちイミド化した
ものも含むものであるが、本発明ではスチレンｔ−０〜
１００重量係含み、残Ｑが上記単量体からなることを特
徴とする。スチレンが３００重量％満のスチレン系重合
体では芳香族ポリカーボネートとの均一混合性、透明性
が劣９好ましくない。特に好ましくは、スチレンが４０
〜９５０〜９５重量％６０〜５重量％がメタクリル酸メ
チル、アクリロニトリル、無水マレイン酸、Ｎ−フェニ
ルマレイミド、Ｎ−メチルフェニルマレイミドより選ば
れる少なくとも一種の単量体を主成分とするスチレでは
強度が不十分で、ｔｏｏ、ｏｏｏｔ越えると透明性と成
形性が悪くなシ好ましくない。

上記の芳香族ポリカーボネートとスチレン系重合体の均
一混合方法は、両成分が均一に混合されれば、押出機な
どによる溶融混合方法や、共通の溶媒に溶解させ、乾燥
させる方法、あるいは、芳香族ポリカーボネートの存在
下において、スチレンまたはスチレンと共重合させる適
量の単量体をラジカル重合させる方法などによって得ら
れる。

特に、浴融押出混合方法による場合、この均一な混合状
態は、単軸のフルフライトスクリューよりも、キャビテ
ィートランスファータイプのスクリューを用いる単軸押
出機や、同方向または異方向回転の高せん断力の二軸押
出機を利用することが好ましい。また、均一に混合しや
すいように、予め、同程度の体積の芳香族ポリカーボネ
ートとスチレン系重合体とｔ溶融混練した後に、スチレ
ン系重合体を添加することにより再度混練して所望の樹
脂組成物を得ても良い。

また、透明性は、厚さ１．２１１ｍの成形品の波長７８
０　ｎｍの光線透過率で７５チ以上であることが必須条
件である。厚さ１．２籠の成形品の波長７８０　ｎｍの
光線透過率が７５係未満であると、目的とする光学レン
ズや光デイスク基板などの光学用途には機能的に通さな
い。特に好ましくは８０チ以上、さらに好ましくは９０
チ以上である。

本発明では、これら芳香族ポリカーボネートとスチレン
系重合体の比率が、芳香族ボリカーボネ−ト０．５〜４
０重量％と、該スチレン系重合体が９９．５〜６０重量
％であることが好ましい。芳香族ポリカーボネートが０
．５重量％よりも少ないと、光弾性定数がｈ　１−５　
ｘ　１０”−１２（ｃｍ２／　ａｙｎ　）の範囲を越え
、また耐熱性も低下することもあシ好ましくない。一方
、芳香族ポリカーボネートが４０重量％を越えても光弾
性定数が±１．５　Ｘ　１０−１２（ｃｍ”　／　ａｙ
ｎ　）の範囲を越えてしまうため好ましくない。さらに
好ましくは、芳香族ポリカーボネ＝　）　０．５〜６０
重量％と、該スチレン系重合体が９９．５〜７０重量％
である。特に好ましくは芳香族ポリカーボネー）　０．
５〜１５重量％と、該スチレン系重合体が９９．５〜８
５重量−である。また光弾性定数は±１−５　Ｘ　１０
−１２（ｄ　／　ｄｙｎ　）の範囲であることが好まし
く、この範囲以外では応力下において満足のいく低複屈
折性が得られない。

さらに好ましくは、±１．２　ｘ　１０−１２（ｃｒｔ
？　／ｄｙｎ　）の範囲である。

なお、本発明の光学部品に用いる樹脂組成物にハ、トリ
ブチルホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリ
クレジルホスファイトなどの亜すン酸エステル類ヤ、ヒ
ンダードフェノール類ヤエポキシ樹脂類の酸化防止剤や
安定剤などを少量添加しても差し支えない。

本発明の光学部品の光学レンズや光デイスク基板などは
、透明で吸湿性が小さく、かつ応力下においても複屈折
が生じにくいために、非常に有用である。これらの光学
部品は、射出成形や射出圧縮成形、押出成形、カレンダ
ー成形などで成形して得られる。ま九、射出成形などで
成形時に残留歪がある場合には、成形した後に適度の温
度で熱処理することにより、歪を除去できる。本発明で
は、このような熱処理を施しても差し支えない。

熱処理温度は、光学部品に用いる樹脂組成物のガラス転
移温度よりも５〜２０°Ｃ程度低い温度が好ましい。

〈実施例〉 次に、具体的に実施例等ｔＳけて本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明はこれらによって限定されるもので
はない。なお、以下で係は、重量％全表す。

実施例１ 芳香族ポリカーボネートとしでは、ビスフェノールＡ型
のポリカーボネート、三菱瓦斯化学（株）製ニーピロン
８−２０００ｋ、スチレン系重合体としては、スチレン
５５係とメタクリル酸メチル４５％との共重合体（電気
化学工業（株）製ＴＸポリマー）ｔｌ−用いた。同方向
二軸押出機にて、まず該ポリカーボネート５０％と、該
スチレン系重合体５０チを溶融混練し、ベレット状にし
た。次いで、このベンツ）２ｍと該スチレン系重合体９
８チとを同方向二軸押出機に（再度溶融混練して目的と
する光学部品に用いる樹脂組成物を得もこの組成物を押
出成形によって厚さ１−２ｍ＋のシートを成形し、打抜
き加工して外径１６０ｆｌ、内径１５闘の光デイスク基
板を得た。これらの樹脂組成物および光デイスク基板の
光弾性定数、波長７８０　ｎｍの光線透過率、複屈折お
よび吸湿性を評価した。

実施例２〜５ 懸濁ラジカル共重合により、表に示すスチレン系重合体
を合成し、実施例１と同様に辰に示す配合で芳香族ポリ
カーボネートと各スチレン系重合体からなる樹脂組成物
’ｔ”得て、同様の光デイスク基板を作製し評価した。

比較例１〜３ 実施例２〜５と同様に表に示す芳香族ポリカーボネート
とスチレン系重合体からなる樹脂組成物七得て、同様の
光デイスク基板を作製し評価した。

表によれば、実施例で掲げた本発明の光デイスク基板は
、波長７８０　ｎｍの光線透過率が大きく透明性に優れ
、吸湿性も小さい。また、打抜き工程のような応力がか
かる前後においても複屈折が小さい。

なお、表中の光デイスク基板の、光弾性定数、波長７８
０　ｎｍの光線透過率、複屈折および吸湿性は次の方法
で評価した。

（光弾性定数） 射出成形によって成形した１辺１２−７１ＥＩ、長さ１
２０隨の試験片をアニールして成形時の歪音除去し、直
交円偏光弱糸４点曲げ光弾性実験にニジ、光弾性定数を
求めた。

（光線透過率） 波長７８０　ｎｍの光線透過率を紫外可視分光光度計に
よって測定した。

（複屈折） 光デイスク基板の半径５０順の位置の複屈折を、連成光
学（株）Ｓ自動エリシソメータによつ全測定した。

（吸湿性） 光ディスク基板ｔ１純水（２０°０）に１４日間浸漬し
、重量増分（チ）全測定して評価した。重量増分（チ）
が、０．８％以下の場合ｔｏ、０．８４よシ多い場合を
Ｘとした。

〈発明の効果〉 以上で説明したように、本発明の光栄部品は、透明性に
優れ、吸湿性が小さくかつ応力がかかる状態においても
複屈折が生じにくいために、光学レンズや光デイスク基
板などに極めて有用でおる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）芳香族ポリカーボネート０．５〜４０重量％と、
   スチレンを３０〜１００重量％含むスチレン系重合体９
   ９．５〜６０重量％とを有効成分とする組成物であつて
   、光弾性定数が±１．５×１０＾−＾１＾２（ｃｍ＾２
   ／ｄｙｎ）の範囲にあり、厚さ１．２ｍｍの成形品の波
   長７８０ｎｍの光線透過率が７５％以上である樹脂組成
   物からなる光学部品。
2. （２）スチレンが４０〜９５重量％、残部の６０〜５重
   量％がメタクリル酸メチル、アクリロニトリル、無水マ
   レイン酸、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−メチルフェニ
   ルマレイミドより選ばれる少なくとも一種の単量体を主
   成分とするスチレン系重合体である特許請求の範囲第（
   １）項記載の光学部品。