JPH11181018A - 光学材料用透明樹脂の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学材料用途に適した樹脂の異物除去方法の
提供。 【解決手段】 光学材料用透明樹脂を製造する方法にお
いて、光学材料用透明樹脂が芳香族ビニル系単量体９５
〜３０重量％とアルキル基の炭素数が１〜２の（メタ）
アクリル酸アルキルエステル系単量体５〜７０重量％を
共重合して得られる芳香族ビニル系共重合体であって、
該芳香族ビニル系共重合体が溶融状態にて焼結金属フィ
ルターを通過させることで、該共重合体中に５μｍ以上
の異物が２０００個／ｇ以下、総残留モノマー含有量が
３０００ｐｐｍ以下である樹脂を得ることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光学材料用透明
樹脂の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、写真機，ビデオカメラ等の映像記
録機器は、生産性の向上，軽量化を目的に素材の樹脂化
が進んでおり，従来ガラス製であったレンズ，プリズム
等の光学材料も樹脂化されている。そして、この様な光
学材料に用いられる樹脂は、透明であることのほか、光
学特性に優れることが要求され、ポリメタクリル酸メチ
ル、ポリカーボネートやポリスチレン／ポリフェニレン
エーテル系アロイ樹脂等の異物微粒子を除去したものが
用いられている。

【０００３】特開昭６１−９０３４５号には、異物数を
限定したアクリル樹脂，メタクリル酸エステルとスチレ
ンをコモノマーとして使用して得られた芳香族ビニル樹
脂等の透明樹脂が光学式ディスクに適していることが記
載されており、また、特開昭５７−１６２１３５号、特
開昭５７−３３４４６号、特開昭５８−８８８４３号に
は、特にメタクリル酸エステルとこれと共重合可能なビ
ニルモノマーからなる共重合体が、流動性等に優れてい
ることから高密度記録担体に適していることが開示され
ている。しかし、これらの公報にはどのような方法で透
明性、流動性に優れた樹脂を製造するかについては、ほ
とんど記載されておらず、特開昭６１−９０３４５号に
異物の量を少なくする手段として使用原料（モノマー
等）を濾過する方法が記載されている程度であり、その
条件については一切触れられていない。

【０００４】一方、特開昭６３−５７６１３には、メタ
クリル酸メチル系重合体の製造方法において、原料の単
量体溶液に不活性ガスを導入して溶存酸素を１ｐｐｍ以
下とした後、０．５μ以下のフイルターで異物を濾過し
てから反応帯域に供給する方法が開示されている。しか
し、メタクリル酸メチル系重合体は流動性が良くないた
め、光学材料によく用いられる小さな成形品を得るには
適した成形材料とは言えない。また、該特開昭６３−５
７６１３に開示された製造方法は、重合転化率が高くな
る前に脱揮処理する方法であり、工業的に実施するには
設備の面から経済性に欠け、さらに、この方法では重合
工程及び脱揮工程で発生する異物を除去することができ
ないなどの欠点がある。

【０００５】また、特開昭６３−９１２３１には、ポリ
スチレンとポリフェニレンエーテルからなる溶融混合樹
脂中の異物を燃結金属フィルターを使用して1μm以上の
異物を限定した光学素子を製造する方法が開示されてい
る。しかし、該樹脂も流動性が非常に悪く成形性が極度
に劣り、また主鎖に酸素を含むため耐候性も劣るという
欠点を有していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる現状に
鑑み、芳香族ビニル系単量体とメタクリル酸アルキルエ
ステル系単量体から共重合して得られる、透明性，光学
特性，寸法安定性及び成形性に優れた芳香族ビニル系共
重合体をレンズ，プリズム等の光学材料用樹脂として用
いる場合、該樹脂中の異物を、比較的簡易な方法で除去
する方法を提供する事を目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するために鋭意検討した結果、芳香族ビニル系単
量体とアルキル基の炭素数が１〜２の（メタ）アクリル
酸アルキルエステル系単量体を共重合して得られる芳香
族ビニル系共重合体を溶融状態で焼結金属フィルターを
通過させることで目的のレンズ，プリズム等の光学材料
用透明樹脂が得られることを見出し、本発明を完成する
に至った。

【０００８】すなわち、本発明は、光学材料用透明樹脂
を製造する方法において、光学材料用透明樹脂が芳香族
ビニル系単量体９５〜３０重量％とアルキル基の炭素数
が１〜２の（メタ）アクリル酸アルキルエステル系単量
体５〜７０重量％を共重合して得られる芳香族ビニル系
共重合体であって、該芳香族ビニル系共重合体が溶融状
態にて焼結金属フィルターを通過させることで、該共重
合体中に５μｍ以上の異物が２０００個／ｇ以下、総残
留モノマー含有量が３０００ｐｐｍ以下である樹脂を得
ることを特徴とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明する。本
発明でいう光学材料用透明樹脂とは、芳香族ビニル系単
量体とアルキル基の炭素数が１〜２の（メタ）アクリル
酸アルキルエステル系単量体を共重合して得られる芳香
族ビニル系共重合体をいう。

【００１０】ここで、芳香族ビニル系単量体としては、
スチレン、α−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、
ｐ−メチルスチレン、ｏ−クロルスチレン、ｐ−クロル
スチレン等が例示され、これらを単独若しくは２種以上
併用して使用することが出来る。

【００１１】また、アルキル基の炭素数が１〜２のメタ
クリル酸アルキルエステル系単量体には、メタクリル酸
メチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸メチル、アク
リル酸エチルが挙げられる。これらは単独で使用しても
よく、また２種以上併用して使用してもよい。

【００１２】光学材料用透明樹脂に使用される芳香族ビ
ニル系共重合体を重合する場合、これを構成する各構成
成分の割合は、芳香族ビニル系単量体が９５〜３０重量
％、アルキル基の炭素数が１〜２の（メタ）アクリル酸
アルキルエステル系単量体が５〜７０重量％の範囲にあ
ることが必要である。

【００１３】ここで、使用する芳香族ビニル単量体の範
囲が９５重量％を越えると、耐熱性や光線透過率等の光
学特性が著しく劣るので好ましくなく、３０重量％に満
たないと、流動性,金型転写性等の成形性及び吸湿特性
が劣るので好ましくない。なお光学特性と成形性,吸水
特性をバランス良く両立するための上記芳香族ビニル単
量体の範囲は９０〜４０重量％、（メタ）アクリル酸ア
ルキルエステル系単量体の範囲は１０〜６０重量％であ
り、この範囲内が前記理由により好ましい。

【００１４】本発明は、重合された前記芳香族ビニル共
重合体を溶融状態にて焼結金属フィルターを通過させる
ことが必要である。ここで、焼結金属フィルターは金属
繊維（メタルファイバー）、その他の炉材等を、保護層
と支持層のメッシュに挟み込み同時焼結して完全一体化
加工した厚み濾過タイプのフィルターが好ましく、特に
耐熱性、耐圧性、耐食性に優れ、ある程度の異物を除去
しうる能力を有しているものであれば特に限定されるも
のではないが、少くとも濾過後の樹脂中の５μｍ以上の
異物が２０００個／ｇ以下になるようにする必要がある
ことから、濾過精度（溶融樹脂がフイルターを通過する
際に、混入物が焼結金属であるろ材によって除去される
大きさを示す粒度の値）が３０μｍ以下を使用すること
が好ましく、特に２０μｍ以下、より好ましくは５〜２
０μｍのものを使用することが望ましい。濾過精度を高
めることで異物の量、特に微細な異物を減らすことがで
きるが、あまりに濾過精度を高めると焼結金属フィルタ
ーの圧力損失が大きくなり、生産性が低下することか
ら、３μｍ以下の濾過精度のものは好ましくない。

【００１５】本発明において、焼結金属フィルターの形
状は円筒形、円盤形、デイスク状、チューブ状等のもの
が適宜用いられる。その設置場所は、特に制限されるも
のではないが、芳香族ビニル共重合体を含めポリマーは、
高熱履歴にさらされると、コンタミ等の異物が発生しや
すいことから、高熱履歴の掛る残留揮発分を除去した後
(脱揮工程後)に設置することが好ましい。又、脱揮工程
や添加剤混練等で、押出機を用いる場合は、押出機の先端
部に設置する事も可能である。また、重合途中や重合終了
後、又は、脱揮終了後に一部又は全部の該芳香族ビニル共
重合体を（枝管に）抜出し、同様の方法で、焼結金属フィ
ルターを通過させて異物を除去することも可能である。
更に特に異物を焼結金属フィルターで除去しないまま脱
揮工程を経てペレット化した該芳香族ビニル共重合体
を、光学材料用の成形ペレットとする段階で先端部に焼
結金属フィルターを設置した押出機を通過させることで
異物を除去する事も可能である。

【００１６】本発明で芳香族ビニル共重合体を溶融状態
で焼結金属フィルターを通過させて異物を除去する際
の、溶融温度条件としては、３００℃以下、好ましくは
１８０〜２６０℃、最も好ましくは２００〜２４０℃の
範囲内である。溶融温度が高すぎると芳香族ビニル共重
合体の一部が分解して揮発分が増加したり、樹脂の黄色
度が高くなり好ましくない。また１８０℃以下では金属
フィルターを通過させる場合の流動性が悪化しかつ焼結
金属フィルターでの圧力損失が大きくなり異物の除去に
支障となる。

【００１７】また芳香族ビニル共重合体を溶融状態で焼
結金属フィルターを通過させるには押出機を使用するの
が好ましい。この場合に使用される押出機は、単軸押出
機や二軸押出機及びその他の押出機等、特に限定される
ものではない。さらに、フィードを安定させる目的で、前
記した方法にギヤーポンプ等を組合わせる事も可能であ
る。これらの方法の中でも、押出機先端部に焼結金属フ
ィルターを設置し、樹脂を溶融状態にて焼結金属フィル
ターを通過させて成形用ペレットを得る方法が、簡便で
経済的な面からも好ましい。

【００１８】本発明において、焼結金属フィルターを通
過させた後の芳香族ビニル系共重合体中の異物量は、５
μｍ以上の異物が２０００個／ｇ以下であることが特に
レンズやプリズム等の透明性、光線透過率に優れること
が要求される光学材料として必要である。芳香族ビニル
系共重合体中の異物量は、ペレット状の共重合体をメタ
ノールで洗浄後、メチルエチルケトンで溶解し１０％溶
液とした上で、パーティクルカウンターを用い、５μｍ
以上の異物数をカウントすることで測定することができ
る。

【００１９】更に、共重合体中の総残留モノマー含有量
は３０００ｐｐｍ以下であることが必要であり、２００
０ｐｐｍ以下であることが好ましい。共重合体中の総残
留モノマー含有量は３０００ｐｐｍを越えると、成形し
た場合にシルバーや、金型濡れ，曇り等が発生しやすく
なり、光学材料用途に適した材料とならないため好まし
くない。

【００２０】本発明において製造される光学材料用透明
樹脂は、黄色度が２以下であることが望ましい。黄色度
が２以上になると光学材料用樹脂として使用する場合に
樹脂の黄色性が強まり美観を損ねるばかりでなく、光線
透過率の低下を招き、本発明による樹脂を光学用途に使
用する場合、その使用範囲が限定されることとなる。特
に黄色度が２以下を維持させるには溶融状態での温度条
件を、前記した温度範囲に適度に保持することが望まし
い。ここで、本発明でいう黄色度とは、射出成形により
製作した厚み3mmの試験片をJIS-K7103に準じて測定した
値をいう。

【００２１】

【実施例】以下に具体的な実施例を挙げて本発明をさら
に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限
定されるものではない。実施例等における樹脂の分析方
法は次の通りである。

【００２２】（１）異物数の測定 樹脂ペレットをメタノールで洗浄後、メチルエチルケト
ンで溶解し10%溶液とした上で、パーティクルカウンター
を用い、5μm以上の異物数を測定した。 （２）総残留モノマーの測定 試料をジメチルホルムアミドで溶解後、ガスクロマトグ
ラフィーで定量する。 （３）吸湿率の測定 射出成形により製作した厚み3mmの試験片を45℃×95%環
境下で飽和吸水させた場合の重量変化を測定した。吸湿
率が低いほど優れる。 （４）吸湿による面精度変化 吸湿率測定前後の試験片の面精度としてモアレ縞を目視
で観察し、変化面精度の変化状況を○，△，×で判定し
た。

【００２３】（５）黄色度 射出成形により製作した厚み3mmの試験片をJIS-K7103に
準じて測定した。黄色度が低いほど優れる。 （６）金型転写性 金型転写性試験片として、ヘアーライン金型を使用し、
射出成形により得た試験片のへアーラインの転写性を目
視で観察し、○，△，×で判定した。 （７）メルトフローインデックスMI 成形性の指標として、JIS-K7210に準じてシリンダー温
度200℃，荷重5Kgの条件で測定した。MIが高いほど成形
性が優れる。

【００２４】実施例１ 重合モノマーとして、スチレン（SM）８０重量部とメタ
クリル酸メチル（MMA）２０重量部を使用し、連続塊状
重合によりスチレン−メタクリル酸メチル共重合樹脂
（MS樹脂）ペレットを得た。該ペレットをステンレスの
メタルファイバーを濾材とした焼結金属フィルター(濾
過精度５μm)を先端部に設置した単軸押出機の用い２０
０〜２４０℃の温度で異物の除去及びペレット化を実施
した。該ペレットの分析結果を表１に示す。

【００２５】実施例２ 重合モノマーとして、スチレン(SM)４０重量部とメタク
リル酸メチル(MMA)６０重量部を使用した以外は、実施
例１と同様の方法でスチレン−メタクリル酸メチル共重
合樹脂を得た。該ペレットの分析結果を表１に示す。

【００２６】実施例３ 焼結金属フィルターの濾過精度が１０μmであるものを
使用したこと以外は、実施例１と同様の方法でスチレン
−メタクリル酸メチル共重合樹脂を得た。該ペレットの
分析結果を表１に示す。

【００２７】比較例１ 重合モノマーとして、スチレン(SM)２０重量部とメタク
リル酸メチル(MMA)８０重量部を使用した以外は、実施例
１と同様の方法でスチレン−メタクリル酸メチル共重合
樹脂を得た。該ペレットの分析結果を表１に示す。

【００２８】比較例２ 焼結金属フィルターの濾過精度が３０μmである事以外
は、実施例1と同様の方法でスチレン-メタクリル酸メチ
ル共重合樹脂を得た。該ペレットの分析結果を表１に示
す。

【００２９】比較例３ 押出機の温度条件が２4０〜３００℃であること以外は
実施例１と同様の方法でスチレン-メタクリル酸メチル
共重合樹脂を得た。該ペレットの分析結果を表１に示す。

【００３０】比較例４ 焼結金属フィルターを用いなかったこと以外は、実施例
１と同様の方法でスチレン-メタクリル酸メチル共重合
樹脂を得た。該ペレットの分析結果を表１に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、異物の少ない透明性、
光学特性、寸法安定性、および成形性が優れた光学材料
用透明樹脂を製造することができ、特にレンズ、プリズ
ム等の光学部品を中心にその特性を生かして広く使用す
ることができる。また、本発明により得られる光学材料
用透明樹脂は、吸水率も低いことから、シルバーの発生
も少なく幅広い成形条件に対応可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊津野 茂 福岡県北九州市戸畑区大字中原先の浜46番 地の80 新日鐵化学株式会社九州製造所内 (72)発明者 田中 功 東京都中央区新川二丁目31番１号 新日鐵 化学株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学材料用透明樹脂を製造する方法にお
   いて、光学材料用透明樹脂が芳香族ビニル系単量体９５
   〜３０重量％とアルキル基の炭素数が１〜２の（メタ）
   アクリル酸アルキルエステル系単量体５〜７０重量％を
   共重合して得られる芳香族ビニル系共重合体であって、
   該芳香族ビニル系共重合体を溶融状態にて焼結金属フィ
   ルターを通過させることで、該共重合体中の５μｍ以上
   の異物が２０００個／ｇ以下、総残留モノマー含有量が
   ３０００ｐｐｍ以下である樹脂を得ることを特徴とする
   光学材料用透明樹脂の製造方法。
2. 【請求項２】 芳香族ビニル系共重合体を先端に焼結金
   属フィルターが設置された押出機を用い溶融状態にて焼
   結金属フィルターを通過させる請求項１記載の光学材料
   用透明樹脂の製造方法。
3. 【請求項３】 焼結金属フィルターは、濾過精度が５〜
   ２０μｍのものを使用する請求項１または２記載の光学
   材料用透明樹脂の製造方法。