JPS63205308A - 低吸水性プラスチツク - 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〕 本発明はプラスチック光学部品に係り、特に、吸水が少
なく、しかも、耐熱性２機械的強度に優れた特性をもつ
低吸水性プラスチックに関する。

〔従来の技術〕

従来、光学部品には種々のガラスが使用されてきたが、
最近はプラスチックがその軽量性、生産加工性の特長を
生かして多くの製品に使用されつつある。それらプラス
チック材料の中で、メチルメタクリレートが光学性、耐
熱性２機械的強度にバランスのとれたものとなっており
、各分野で最も広く用いられている。しかし、メチルメ
タクリレートはポリスチレン、ポリカーボネートにくら
べ吸水率が大きいという欠点があった。この吸水の影響
は成形品の形状によるが、１．５　％吸水率を超えると
成形品に寸法変化やそり、歪が生じたり白濁したりする
。又、環境の変化により吸水。

乾燥をくり返すとクラックが生じる場合もある。

このように吸水により成形品の経時変化が大きくなる。

すなわち、プラスチック成形品に変形を生じさせないた
めには吸水率の低い材料が必要である。

低吸水性の透明プラスチック材料は特開昭５８−１３６
５２号公報と特開昭６１−７３７０５号公報に開示があ
る。前者は吸水を少なくするための成分量としてシクロ
へキシルメタクリレートを使用し、これとメチルメタク
リレートの共重合を行ったものである。しかし、シクロ
へキシルメタクリレートを比較的多量必要とするため、
この共重合体の耐熱性を低下させるという問題があった
。後者は吸水を少なくするための成分量としてトリシク
ロ〔５゜２．１．０２・６〕デカ−８−イルメタクリレ
ートを用いるため、低吸水性及び耐熱性は向上させるが
、トリシクロデカニル基は分子容が大きく、かつ、剛直
であるため機械的強度を低下させる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者らは、現状を改善するためメタクリレート系プ
ラスチックを分子構造上から検討した結果から、本発明
に至った。

本発明の目的は、低吸水性で、耐熱性９機械的強度に優
れ、これら特性のバランスのとれた新しく４） い低吸水性透明プラスチックを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

低吸水性の透明プラスチックを得るには次の方法が周知
となっている。それは疎水基をもつ化合物の導入である
。疎水基を導入するとメタクリレートの構造単位の中で
弱親水性のカルボキシル基の割合が少なくなるので吸水
率は低くなる。

一方、吸水率と共に耐熱性を向上させるには、分子容の
大きな基を導入する方法が周知となっている。しかし、
炭素数が７以上の脂環式炭化水素基のように分子容の大
きな疎水基は低吸水性、耐熱性は向上するが、機械的強
度は低下する傾向にあり、これら特性を全て満たすのは
困難であった。

本発明は上記の点を解決するため、疎水性で比較的原子
半径の小さいフッ素を含むメタクリレート系単量体と大
きな分子容をもつトリシクロデカニル基を含むメタクリ
レート系単量体とメチルメチクリレートとの共重合体に
より解決しようとするものである。

〔作用〕

本発明の共重合体においてメタクリレート系共重合体の
優れた低吸水性と機械的強度、耐熱性、を保持するため
共重合組成の範囲はメタクリレート２０〜７０ｗｔ％、
好ましくは３０〜５０ｗｔ％、フッ素化したメタクリレ
ート化合物は１０〜４０ｗｔ％、好ましくは１５〜３０
ｗｔ％、トリシクロデカニルメタクリレートは１０〜６
０ｗｔ％好ましくは２０〜４０ｗｔ％である。共重合体
中のフッ素化したメタクリレート化合物の単位量が３０
　ｗ　ｔ％を越えると共重合の耐熱温度の低下が大きく
なり、１０ｗｔ％未滴では実質的な吸水率の低下に貢献
しない。一方、トリシクロデカニル基を含む化合物の単
位量が６０ｗｔ％を越えると機械的強度の維持が難しく
、又、１０ｗｔ％未満では吸水率の低下効果は得られな
い。

本発明の光学プラスチック材料の製造方法は塊状重合、
溶液重合、懸濁重合、乳化重合など周知の重合法で可能
である。フィルムやシート材料を得るには注型法による
塊状重合が、又、射出成形可能な成形材料は懸濁重合、
乳化重合が作業効率の面で好ましい。いずれも、共重合
体に異物等が混入していないことが好ましいので濾過や
蒸留などにより異物を除いた後、重合する。

懸濁重合や乳化重合の場合、懸濁分散剤、又は、乳化剤
を溶解した水中に、重合開始剤と分子量調整のための連
鎖移動剤を加えて単量体の混合物を分散させた後、重合
を行うのが周知となっている。

注型法による塊状重合法の場合、任意の単量体混合物か
ら、まず、ある程度共重合した重合体、又は未重合の単
量体混合物を、ガラス、金属、プラスチック等から成る
用途に応じて設計された型枠等に注入し、熱重合を行う
。

注型法による塊状重合の場合、共重合体を三次元架橋す
るため架橋剤を配合する場合がある。三次元架橋した共
重合体は、耐溶剤性９表面強度生産加工性がよくなるた
め、現在ではメガネレンズの生産に用いられている。架
橋剤としては、多官能メタクリレート、多官能アクリレ
ート、芳香族ジビニル化合物がある。しかし、芳香族ジ
ビニル化合物は二重結合を多くもつため射光性に問題が
あり好ましくない。多官能メタクリレート及び多官能ア
クリレートが好ましい。具体例として、エチレングリコ
ール、ジエチレングリコール、ジアクリレート、ジメタ
クリレート、プロピレングリコールジアクリレート、プ
ロピレングリコールジメタクリレート、トリメチロール
プロパンジメタクリレート、トリメチロールプロパンジ
アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレー
ト。

トリメチロールプロパントリアクリレート等がある。

一方、重合開始剤は、２，２′−アゾビス（イソブチロ
ニトリル）、１．１’−アゾビス（シクロヘキサンカル
ボニトリル）、２．２’　−アゾビス（２，４−ジメチ
ルヴアレロニトリル）、アゾビスイソブタノールジアセ
テート等のアゾ化合物、そして、ラウロイルパーオキサ
イド、ジーｔｅｒｔ　−ブチルパーオキサイド、メチル
エチルケトンパーオキサイド、ジーｔｅｒｔ−ブチルパ
ーフタレート、ジーｔｅｒｔ、−ブチルパーアセテート
、ジーｔｅｒｔ−アミルパーオキサイド、シミリスチル
パーオキシジカーボネート等の有機過酸化物等がある。

これら重合開始剤の配合量は各種混合したメタクリレー
ト系単量体に対し０．１〜２．０重量％である。又、共
重合体の分子量を調整する働きのある連鎖移動剤はｔｅ
ｒｔ−ブチルチオール、ｎ−ブチルチオール、ｎ−及び
ｔｅｒｔ−ドデシルチオール等がある。これら連鎖移動
剤の配合量は各種混合したメタクリレート系単量体に対
し１．０重量％以下である。

生成した共重合体の用途に用じて帯電防止剤。

着色剤、充填剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、酸化防止剤
等を添加してもよい。得られた共重合体は共重合時、あ
るいは、成形時に内包された歪を除去するため、アニー
リングを行う等の後処理を行うことができる。

〔実施例〕

次に、本発明を実施例によって更に詳細に説明する。し
かし、本発明はこれによって何ら限定されるものではな
い。

なお、以下の実施例中の物性値測定は、全光線透過率が
ＡＳＴＭ、Ｄ１００３で熱変形温度はＡＳＴＭ−Ｄ６．
４８、機械的強度の因子である衝撃強度はＪ　Ｉ　Ｓ、
−に７１１０、吸水率は７．０℃水中に二十日間放置し
てその重量変化から求めた。

〈実施例１〉 メチルメタクリレート４０ｇ、　　トリフロロエチルメ
タクリレートａｏｇ、　トリシクロ［：５，２゜１、Ｏ
２・６〕デカ−８−イルメタクリレート３０ｇを混合し
、これにウロイルパーオキサイド０．３ｇｗｎ−ブチル
チオールＣ）、３　　ｇを添加し、窒素置換したガラス
アンプル中で塊状重合を行った。

重合温度は７０℃五時間、そして、１０５℃が工時間で
ある。このようにして得られた共重合体は次に示す物性
を示した。

全光線透過率９１％、熱変形温度１１０℃、衝撃強度１
−８　（ｋｇ−ａｎ／ａｎ）吸水率０．４９　％。

〈実施例２〉 メチルメタクリレート４０　ｇ＋ペンタフロロブチルメ
タクリレート２０ｇ、トリシクロ（５，２゜１．０２・
Ｂ〕デカ−８−イルメタクリレート４０ｇを混合し、そ
してラウロイルパーオキサイド０−３　　ｇ　ｓ　ｎ−
ブチルチオール０．３　　ｇを添加して、これを窒素置
換したガラスアンプルに入れ。

塊状重合を行った。重合温度７０℃で置時間そして１０
５℃で工時間である。得られた共重合体は無色透明で、
物性は次の通りである。

吸水率０．５　　％、全全光線透過率９呪た。

〈実施例３〉 メチルメタクリレート４０ｇｙ　トリフロロエチルメタ
クリレート３０ｇ＊　　トリシクロ（５，２。

１、０２・Ｂ〕デカ−８−イルメタクリレート３０ｇを
混合し、トリメチロールプロパントリメタクリレート５
　ｇ　ｖラウロイルパーオキサイド０．３　　ｇを添加
して、窒素置換したガラスアンプル中で塊状型番を行っ
た。重合温度は７０℃で置時間そして１０５℃で工時間
で行った。このようにして得られた無色透明の三次元架
橋体の特性は次の通りである。

吸水率０．５　％，全全光線透過率９弊〈実施例４〉　
　　゛ 反応容器に懸濁剤としてヒドロキシセルロース１、０ｇ
とポリメタクリル酸ナトリウム０．３ｇを、そして、乳
化防止剤として酸二水素ナトリウム０、３　ｇと水ｌβ
を入れる。さらに、メチルメタクリレート４０ｇ，トリ
フロロエチルメタクリレート３０ｇ，トリシクロ〔５，
２，１，０２−８〕デカ−８−イルメタクリレートａｏ
ｇｔ　ｎ−ブチルメルカプタン０．４　　ｇ，ラウロイ
ルパーオキサイド０．７　ｇを溶解の後投入する。反応
容器を７０℃に保ち、攪拌しながら置時間続ける。得ら
けたビーズ状の重合物を水洗し、減圧下で９０℃で置時
間加熱し、脱水及び低沸点物を除去した。得られたビー
ズ状の共重合物をペレット状に押し出し機で整形し、シ
リンダ一温度２３０℃，金属温度７０℃で射出成形した
。各物性は次の通りである。

吸水率０．６　％，全全光線透過率９呪度り１８℃，衝
撃強度１．６ｋｇ−ａｌ／ａ１１。

く比較例１〉 メチルメタクリレート１００ｇにウラロイルパーオキサ
イド０．５　　ｇ，ｎ−ブチルチオール０．３ｇを加え
、これらを窒素置換したガラスアンプル中に入れ、塊状
重合を行った。重合温度は７０℃で置時間、そして、１
０５℃で工時間である。得られた共重合体は無色透明で
物性は次の通りである。

吸水率０．５％，全光線透過率９２％，熱変形温度１０
１℃，衝撃強度１．５ｋｇ−■／３であった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、吸水率が低く、透明性，耐熱性２機械
的強度とも優れたバランスのよい共重合体が得られる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、メチルメタクリレートに、下記の式（ I ）で表わ
   される単量体 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （式中Ａはフッ素置換された炭素数１〜２０のアルキル
   基）、 および下記の式（II）で表わされる単量体 ▲数式、化学式、表等があります▼（II） （式中ＢはＨ又はＣＨ＿３） を含む有することを特徴とする低吸水性プラスチック。 ２、メチルメタクリレート２０〜７０ｗｔ％含有する特
   許請求の範囲第１項記載の低吸水性プラスチック。 ３、前記式（ I ）で表わされる単量体が１０〜３０ｗ
   ｔ％、及び前記式（II）で表わされる単量体が１０〜６
   ０ｗｔ％からなる共重合体であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項または第２項記載の低吸水性プラスチ
   ック。 ４、前記式（ I ）において、フッ素置換された炭素数
   １〜２０のアルキル基を含有する単量体がトリフロロエ
   チルメタクリレート、ペンタフロロプロピルメタクリレ
   ート、トリフロロイソプロピルメタクリレートのいずれ
   かであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   低吸水性プラスチック。 ５、前記式（II）において示される単量体がトリシクロ
   〔５，２，１，０＾２＾．＾６〕ダカ−８−イルメタク
   リレート、トリシクロ〔５，２，１，０＾２＾．＾６〕
   デカ−８−イルアクリレートであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の低吸水性プラスチック。