JPH1036596A - 合成樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 透明性、耐熱性、流動性および耐候性に優
れ、例えば光学レンズや光ディスク基板等の光学材料等
として好適な合成樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 合成樹脂組成物は、合成樹脂と共重合体
とを含有してなる。合成樹脂と共重合体とは相溶する。
共重合体は、一般式（１） 【化４】 （式中、Ｒ₁ は、水素原子またはメチル基を表し、Ｒ₂
は、置換基を有していてもよい炭素数３以上のシクロア
ルキル基を表す）で示されるビニルシクロアルカン、お
よび不飽和ジカルボン酸誘導体を含む単量体成分を共重
合してなる。ビニルシクロアルカンとしては、ビニルシ
クロヘキサンがより好ましい。不飽和ジカルボン酸誘導
体としては、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−シクロヘキ
シルマレイミドがより好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば光学レンズ
や光ディスク基板等の光学材料等として好適な合成樹脂
組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば光学レンズや光ディス
ク基板等の光学材料等として好適な熱可塑性樹脂組成物
（合成樹脂組成物）が種々提案されている。例えば、特
開昭６３−４３９１０号公報や特開昭６４−１７０６号
公報には、ポリスチレンを水素添加してなるビニルシク
ロヘキサンの重合体からなる光ディスク基板等の成形材
料が開示されている。また、特開平１−１３２６０３号
公報には、無水マレイン酸とスチレンとの共重合体を水
素添加してなるビニルシクロヘキサン系共重合体、並び
に、メタクリル酸メチルとスチレンとマレイミドとの共
重合体を水素添加してなるビニルシクロヘキサン系共重
合体からなる光学材料が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の熱可塑性樹脂組成物は、光学材料として用いる場合
に要求される透明性、耐熱性、流動性および耐候性が不
充分であるという問題点を有している。従って、透明
性、耐熱性、流動性および耐候性に優れた熱可塑性樹脂
組成物、つまり、合成樹脂組成物が求められている。

【０００４】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たものであり、その目的は、透明性、耐熱性、流動性お
よび耐候性に優れ、例えば光学レンズや光ディスク基板
等の光学材料等として好適な合成樹脂組成物を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】一般に、異種のポリマー
が分子レベルで混合して透明な混合物（組成物）を形成
すること、つまり、相溶することは非常に珍しい。従っ
て、従来においては、ポリマーの特定の組み合わせのみ
が見出されている状態である。これに対し、本願発明者
等は、ビニルシクロアルカンおよび不飽和ジカルボン酸
誘導体を含む単量体成分を共重合してなる共重合体が、
合成樹脂との相溶性に優れていることを見い出すと共
に、得られる組成物が、透明性、耐熱性、流動性および
耐候性に優れていることを見い出した。

【０００６】つまり、本願発明者等は、上記従来の問題
点を解決すべく、合成樹脂組成物について鋭意検討した
結果、合成樹脂と、特定の構造を有するビニルシクロア
ルカンおよび不飽和ジカルボン酸誘導体を含む単量体成
分を共重合してなる共重合体とを含有する合成樹脂組成
物が、透明性、耐熱性、流動性および耐候性に優れてい
ることを見い出して、本発明を完成させるに至った。

【０００７】即ち、本発明の合成樹脂組成物は、上記の
課題を解決するために、合成樹脂と、一般式（１）

【０００８】

【化２】

【０００９】（式中、Ｒ₁ は、水素原子またはメチル基
を表し、Ｒ₂ は、置換基を有していてもよい炭素数３以
上のシクロアルキル基を表す）で示されるビニルシクロ
アルカンおよび不飽和ジカルボン酸誘導体を含む単量体
成分を共重合してなる共重合体とを含有することを特徴
としている。

【００１０】上記の構成によれば、合成樹脂組成物は、
特定の構造を有するビニルシクロアルカンおよび不飽和
ジカルボン酸誘導体を含む単量体成分を共重合してなる
共重合体を含有している。これにより、透明性、耐熱
性、流動性および耐候性に優れた合成樹脂組成物を提供
することができる。上記の合成樹脂組成物は、例えば光
学レンズや光ディスク基板、各種光学部品等の光学材料
等として好適に用いることができる。

【００１１】以下に本発明を詳しく説明する。本発明に
かかる合成樹脂組成物は、合成樹脂と、前記一般式
（１）で示されるビニルシクロアルカンおよび不飽和ジ
カルボン酸誘導体を含む単量体成分を共重合してなる共
重合体（以下、単に共重合体と記す）とを含有してなっ
ている。

【００１２】上記の合成樹脂は、特に限定されるもので
はなく、従来公知の全ての合成樹脂、つまり、熱可塑性
樹脂および熱硬化性樹脂を採用することができる。熱可
塑性樹脂としては、具体的には、例えば、ポリメチルメ
タクリレート、ポリスチレン、ＡＳ（アクリロニトリル
−スチレン）樹脂、ポリカーボネート等が特に好適であ
る。熱硬化性樹脂としては、具体的には、例えば、エポ
キシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポ
リウレタン等が好適である。尚、合成樹脂は、一種類の
みを用いてもよく、また、二種類以上を併用してもよ
い。

【００１３】前記一般式（１）で示されるビニルシクロ
アルカンは、式中、Ｒ₁ で表される置換基が、水素原子
またはメチル基であり、Ｒ₂ で表される置換基が、更な
る置換基を有していてもよい炭素数３以上のシクロアル
キル基であればよく、特に限定されるものではないが、
該シクロアルキル基の炭素数が８以下の化合物がより好
ましい。

【００１４】ビニルシクロアルカンとしては、具体的に
は、例えば、ビニルシクロプロパン、ビニルシクロブタ
ン、ビニルシクロペンタン、ビニルシクロヘキサン、ビ
ニルシクロヘプタン、イソプロペニルシクロヘキサン、
ビニルメチルシクロヘキサンの各異性体、ビニルブチル
シクロヘキサンの各異性体、ビニルジメチルシクロヘキ
サンの各異性体、ビニルクロロシクロヘキサンの各異性
体等が挙げられる。これらビニルシクロアルカンは、一
種類のみを用いてもよく、また、二種類以上を併用して
もよい。上記例示の化合物のうち、ビニルシクロヘキサ
ンがより好ましい。単量体成分におけるビニルシクロア
ルカンの割合は、５重量％〜９５重量％の範囲内が好ま
しく、１０重量％〜７５重量％の範囲内がより好まし
い。ビニルシクロアルカンの割合が上記の範囲外である
場合には、透明性、耐熱性、流動性および耐候性に優れ
た合成樹脂組成物を得ることができないので好ましくな
い。

【００１５】上記の不飽和ジカルボン酸誘導体として
は、無水マレイン酸、並びに、マレイミド系単量体が挙
げられる。マレイミド系単量体としては、具体的には、
例えば、マレイミド；Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−エチ
ルマレイミド、Ｎ−ｎ−プロピルマレイミド、Ｎ−イソ
プロピルマレイミド、Ｎ−ブチルマレイミド、Ｎ−フェ
ニルマレイミド、Ｎ−（メチルフェニル）マレイミド、
Ｎ−（メトキシフェニル）マレイミド、Ｎ−（カルボキ
シフェニル）マレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミ
ド、Ｎ−（クロロフェニル）マレイミド、Ｎ−（ブロモ
フェニル）マレイミド等のＮ置換マレイミド；等が挙げ
られる。

【００１６】これら不飽和ジカルボン酸誘導体は、一種
類のみを用いてもよく、また、二種類以上を併用しても
よい。上記例示の化合物のうち、入手の容易さおよび経
済性等の観点から、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−シク
ロヘキシルマレイミドがより好ましい。単量体成分にお
ける不飽和ジカルボン酸誘導体の割合は、５重量％〜９
５重量％の範囲内が好ましく、２５重量％〜９０重量％
の範囲内がより好ましい。不飽和ジカルボン酸誘導体の
割合が上記の範囲外である場合には、透明性、耐熱性、
流動性および耐候性に優れた合成樹脂組成物を得ること
ができないので好ましくない。

【００１７】上記の単量体成分は、ビニルシクロアルカ
ンおよび不飽和ジカルボン酸誘導体を含んでいればよい
が、必要に応じて、これら両単量体と共重合することが
できるその他のビニル単量体（以下、ビニル単量体と記
す）を含んでいてもよい。該ビニル単量体としては、具
体的には、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコ
ン酸、アクリロニトリル、メタクリロニトリル；アクリ
ル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、
アクリル酸ブチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、
アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸メチルシクロヘ
キシル、アクリル酸−ｔ−ブチルシクロヘキシル等のア
クリル酸アルキルエステル；メタクリル酸メチル、メタ
クリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸
ブチル、メタクリル酸−２−エチルヘキシル、メタクリ
ル酸シクロヘキシル、メタクリル酸メチルシクロヘキシ
ル、メタクリル酸−ｔ−ブチルシクロヘキシル等のメタ
クリル酸アルキルエステル；エチレン、プロピレン、イ
ソブテン、４−メチル−１−ペンテン等のα−オレフィ
ン；ブタジエン、イソプレン等のジオレフィン；等が挙
げられるが、特に限定されるものではない。これらビニ
ル単量体は、一種類のみを用いてもよく、また、二種類
以上を併用してもよい。ビニル単量体は、得られる合成
樹脂組成物に所望する物性等に応じて、その種類や使用
量等を適宜設定すればよい。

【００１８】単量体成分を共重合させる方法は、特に限
定されるものではなく、従来公知の重合方法、例えば、
塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合等を採用する
ことができる。

【００１９】単量体成分を共重合させる際には、必要に
応じて、溶媒を用いることができる。該溶媒は、単量体
成分を溶解させることができる化合物であればよく、特
に限定されるものではない。溶媒としては、具体的に
は、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘ
キサン等の飽和炭化水素；ブチルアルコール、ヘプチル
アルコール、オクチルアルコール、ノニルアルコール、
デシルアルコール等のアルコール類；メチルエチルケト
ン、メチルイソブチルケトン等のケトン類；テトラヒド
ロフラン、ジオキサン等のエーテル類；ベンゼン、トル
エン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素；
クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素；等
が挙げられる。これら溶媒は、単独で用いてもよく、ま
た、二種類以上を適宜混合して用いてもよい。上記例示
の溶媒のうち、芳香族炭化水素がより好ましい。尚、溶
媒の使用量は、単量体成分の組成や、反応条件等に応じ
て適宜設定すればよく、特に限定されるものではない。

【００２０】単量体成分を共重合させる際には、重合開
始剤を用いる。該重合開始剤としては、具体的には、例
えば、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピル
ベンゼンハイドロパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパー
オキサイド、ｐ−メンタンハイドロパーオキサイド、ラ
ウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、
ｔ−ブチルパーオキシ・イソプロピルカーボネート、
１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−
トリメチルシクロヘキサン、ジ−ｔ−ブチルパーオキシ
・ヘキサヒドロテレフタレート、ｔ−ブチルパーオキシ
−２−エチルヘキサノエート等の有機過酸化物；過硫酸
アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過
酸化水素等の無機過酸化物；２，２’−アゾビスイソブ
チロニトリル、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−
２，４−ジメチルバレロニトリル）、１，１’−アゾビ
ス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）、アゾベン
ゼン等のアゾ化合物；等のラジカル重合開始剤が挙げら
れるが、特に限定されるものではない。これら重合開始
剤は、一種類のみを用いてもよく、また、二種類以上を
併用してもよい。さらに、上記過酸化物と、亜硫酸塩、
重亜硫酸塩、チオ硫酸塩、ホルムアミジンスルフィン
酸、アスコルビン酸等の還元剤とを組み合わせて、レド
ックス開始剤とすることもできる。尚、重合開始剤の使
用量は、単量体成分の組成や、反応条件等に応じて適宜
設定すればよく、特に限定されるものではない。

【００２１】単量体成分を共重合させる際の反応条件
は、単量体成分の組成等に応じて適宜設定すればよく、
特に限定されるものではないが、反応温度は、９０℃〜
１５０℃の範囲内が好適である。反応時間は、単量体成
分の組成や、重合開始剤の使用量、反応温度等に応じて
適宜設定すればよいが、１時間〜２４時間程度が好適で
ある。尚、共重合体を溶媒、即ち、反応液から取り出す
には、例えば、該反応液を大過剰のアルコールに投入す
ることにより共重合体を析出させる、いわゆるアルコー
ル凝固法；押出機を用いて溶媒を除去する、いわゆる脱
溶剤法；等を採用すればよい。

【００２２】上記の単量体成分を共重合させることによ
り、本発明にかかる共重合体が得られる。得られる共重
合体は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が好ましくは１２０℃
〜２５０℃、より好ましくは１５０℃〜２２０℃であ
り、合成樹脂と相溶する。つまり、共重合体は、合成樹
脂との相溶性を備えている。共重合体の重量平均分子量
（Ｍｗ）は、１，０００〜５００，０００の範囲内が好
ましく、１，０００〜１００，０００の範囲内がより好
ましい。重量平均分子量が上記の範囲外である場合に
は、透明性、耐熱性、流動性および耐候性に優れた合成
樹脂組成物を得ることができないので好ましくない。

【００２３】合成樹脂組成物は、上記の合成樹脂と共重
合体とを含有してなっている。つまり、合成樹脂と共重
合体とを混合することにより、本発明にかかる合成樹脂
組成物が得られる。合成樹脂と共重合体とを混合する方
法は、特に限定されるものではないが、例えば、合成樹
脂と共重合体とを適当な溶剤に溶解させた後、該溶液を
大過剰のアルコールに投入することにより混合物を析出
させる、いわゆるアルコール凝固法；押出機を用いて合
成樹脂と共重合体と混練する、いわゆる混練法；等を採
用すればよい。合成樹脂と共重合体とは相溶するので、
該混合物を形成することにより、両者は均一に混合され
る。

【００２４】上記の溶剤は、合成樹脂と共重合体とを溶
解させることができる化合物であればよく、特に限定さ
れるものではない。溶剤としては、具体的には、例え
ば、上記例示の溶媒が挙げられる。合成樹脂と共重合体
との重量比（合成樹脂／共重合体）は、１／９９〜９９
／１の範囲内が好ましく、１０／９０〜９０／１０の範
囲内がより好ましい。重量比が上記の範囲外である場合
には、透明性、耐熱性、流動性および耐候性に優れた合
成樹脂組成物を得ることができないので好ましくない。

【００２５】また、合成樹脂組成物は、必要に応じて、
酸化防止剤、離型剤、可塑剤、流動性改良剤、熱安定
剤、耐光性安定剤、帯電防止剤、着色剤等の各種添加剤
を含有していてもよい。尚、これら添加剤の添加量等
は、特に限定されるものではない。

【００２６】以上のように、本発明にかかる合成樹脂組
成物は、合成樹脂と、前記一般式（１）で示されるビニ
ルシクロアルカンおよび不飽和ジカルボン酸誘導体を含
む単量体成分を共重合してなる共重合体とを含有する構
成である。

【００２７】上記の構成によれば、合成樹脂組成物は共
重合体を含有しているので、透明性、耐熱性、流動性お
よび耐候性に優れている。上記の合成樹脂組成物は、例
えば光学レンズや光ディスク基板、各種光学部品等の光
学材料等として好適に用いることができる。尚、合成樹
脂組成物は、押出成形、射出成形、圧縮成形等の公知の
成形方法により、容易に成形することができる。

【００２８】

【実施例】以下、実施例により、本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるも
のではない。尚、実施例に記載の「部」は、「重量部」
を示す。

【００２９】〔実施例１〕還流冷却器、窒素ガス導入
管、温度計、および攪拌装置を取り付けた１Ｌのフラス
コを反応容器とした。この反応容器に、ビニルシクロア
ルカンとしてのビニルシクロヘキサン１２．５部、不飽
和ジカルボン酸誘導体（マレイミド系単量体）としての
Ｎ−シクロヘキシルマレイミド１２．５部、溶媒として
のトルエン７５部、および、重合開始剤としてのカヤカ
ルボンＢＩＣ−７５（商品名；化薬アクゾ株式会社製）
０．３３部を仕込んだ後、系を窒素ガス置換した。従っ
て、単量体成分は、ビニルシクロヘキサンとＮ−シクロ
ヘキシルマレイミドとからなっている。

【００３０】次いで、窒素ガス気流下、上記の内容物を
攪拌しながら１１０℃に昇温し、該温度を維持しなが
ら、８時間、重合反応を行った。反応終了後、反応液を
冷却し、該反応液を大過剰のメチルアルコールに投入す
ることにより、共重合体（ビニルシクロヘキサン−Ｎ−
シクロヘキシルマレイミド共重合体）を析出させた。そ
の後、該共重合体を濾過して取り出し、乾燥させた。

【００３１】得られた共重合体は１４．３部であり、元
素分析を行った結果、Ｎ−シクロヘキシルマレイミドか
らなる構造単位を７９重量％含んでいた。共重合体の赤
外吸収スペクトルのチャートを図１に示す。また、共重
合体の ¹Ｈ−ＮＭＲのチャートを図２に示す。そして、
ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）を
測定した結果、該共重合体の重量平均分子量（Ｍｗ）
は、ポリスチレン換算で５，０００であった。また、熱
分析を行った結果、共重合体のガラス転移温度は、１９
１℃であった。

【００３２】次に、上記の共重合体５０部と、合成樹脂
（熱可塑性樹脂）としてのポリスチレン（住友化学工業
株式会社製；商品名・エスブライト）５０部とを、溶剤
としての所定量のメチルエチルケトンに溶解させた。次
いで、該溶液を大過剰のメチルアルコールに投入するこ
とにより、混合物を析出させた。その後、該混合物を濾
過して取り出し、乾燥させた。これにより、本発明にか
かる合成樹脂組成物を得た。

【００３３】熱分析を行った結果、得られた合成樹脂組
成物のガラス転移温度は１２０℃であった。また、共重
合体のガラス転移温度（１９１℃）、並びに、ポリスチ
レンのガラス転移温度（１００℃）は、観察されなかっ
た。このことから、該合成樹脂組成物においては、ポリ
スチレンと共重合体とが相溶しており、両者が均一に混
合されていることがわかった。

【００３４】また、合成樹脂組成物をクロロホルムに所
定濃度となるように溶解させ、得られたクロロホルム溶
液をガラス板にキャスト（塗工）することにより、合成
樹脂組成物からなるフィルムを作成した。得られたフィ
ルムは、無色透明であり、透明性、耐熱性、耐候性およ
び流動性に優れていた。

【００３５】〔実施例２〕実施例１において、メチルエ
チルケトンに溶解させる共重合体の量を５０部から２０
部に変更すると共に、ポリスチレンの量を５０部から８
０部に変更した以外は、実施例１の反応および操作と同
様の反応および操作を行うことにより、本発明にかかる
合成樹脂組成物を得た。

【００３６】熱分析を行った結果、得られた合成樹脂組
成物のガラス転移温度は１１０℃であった。また、共重
合体のガラス転移温度、並びに、ポリスチレンのガラス
転移温度は、観察されなかった。このことから、該合成
樹脂組成物においては、ポリスチレンと共重合体とが相
溶しており、両者が均一に混合されていることがわかっ
た。

【００３７】また、実施例１の操作と同様の操作を行う
ことにより、合成樹脂組成物からなるフィルムを作成し
た。得られたフィルムは、無色透明であり、透明性、耐
熱性、耐候性および流動性に優れていた。

【００３８】〔実施例３〕実施例１において、メチルエ
チルケトンに溶解させる共重合体の量を５０部から２０
部に変更すると共に、ポリスチレン５０部に代えて合成
樹脂（熱可塑性樹脂）としてのポリメチルメタクリレー
ト（三菱レイヨン株式会社製；商品名・アクリペット）
８０部を用いた以外は、実施例１の反応および操作と同
様の反応および操作を行うことにより、本発明にかかる
合成樹脂組成物を得た。

【００３９】熱分析を行った結果、得られた合成樹脂組
成物のガラス転移温度は１２０℃であった。また、共重
合体のガラス転移温度、並びに、ポリメチルメタクリレ
ートのガラス転移温度（１１０℃）は、観察されなかっ
た。このことから、該合成樹脂組成物においては、ポリ
メチルメタクリレートと共重合体とが相溶しており、両
者が均一に混合されていることがわかった。

【００４０】また、実施例１の操作と同様の操作を行う
ことにより、合成樹脂組成物からなるフィルムを作成し
た。得られたフィルムは、無色透明であり、透明性、耐
熱性、耐候性および流動性に優れていた。

【００４１】

【発明の効果】本発明の合成樹脂組成物は、以上のよう
に、合成樹脂と、一般式（１）

【００４２】

【化３】

【００４３】（式中、Ｒ₁ は、水素原子またはメチル基
を表し、Ｒ₂ は、置換基を有していてもよい炭素数３以
上のシクロアルキル基を表す）で示されるビニルシクロ
アルカンおよび不飽和ジカルボン酸誘導体を含む単量体
成分を共重合してなる共重合体とを含有する構成であ
る。

【００４４】これにより、透明性、耐熱性、流動性およ
び耐候性に優れた合成樹脂組成物を提供することができ
るという効果を奏する。上記の合成樹脂組成物は、例え
ば光学レンズや光ディスク基板、各種光学部品等の光学
材料等として好適に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例において得られた共重合体の
赤外吸収スペクトルのチャートである。

【図２】上記共重合体の ¹Ｈ−ＮＭＲのチャートであ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】合成樹脂と、一般式（１） 【化１】 （式中、Ｒ₁ は、水素原子またはメチル基を表し、Ｒ₂
   は、置換基を有していてもよい炭素数３以上のシクロア
   ルキル基を表す）で示されるビニルシクロアルカンおよ
   び不飽和ジカルボン酸誘導体を含む単量体成分を共重合
   してなる共重合体とを含有することを特徴とする合成樹
   脂組成物。