(57)【要約】【課題】映像系レンズ、光ディスク、光ファイバー、各種導光体、導光板などの光学部品に適した、特に導光板に好適な無色透明性に優れたアクリル樹脂とその製造方法とを提供する。【解決手段】４−メトキシフェノールの含有量が０．３ｐｐｍ以下であるアクリル樹脂；アクリル樹脂の重量平均分子量は５万以上１５万以下であることが好ましい；メタクリル酸メチルを含み、４−メトキシフェノールの含有量が０．８ｐｐｍ以下である重合性原料を重合するアクリル樹脂の製造方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
４−メトキシフェノールの含有量が０．３ｐｐｍ以下であるアクリル樹脂。
【請求項２】
４−メトキシフェノールの含有量が０．０５ｐｐｍ以下であるアクリル樹脂。
【請求項３】
重量平均分子量が５万以上１５万以下である請求項１または請求項２に記載のアクリル樹脂。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のアクリル樹脂からなる光学部品。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載のアクリル樹脂からなる導光板。
【請求項６】
メタクリル酸メチルを含み、４−メトキシフェノールの含有量が０．８ｐｐｍ以下である重合性原料を重合するアクリル樹脂の製造方法。
【請求項７】
メタクリル酸メチルを含み、４−メトキシフェノールの含有量が０．８ｐｐｍ以下である重合性原料を重合する請求項１〜３のいずれか１項に記載のアクリル樹脂の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無色透明性に優れ、光学部品に好適なアクリル樹脂に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アクリル樹脂はその優れた透明性、耐候性、バランスの取れた機械的性質から、様々な分野で用いられている。最近では、アクリル樹脂を任意の形状に成形したものが映像系レンズをはじめ、各種の光学レンズ、光ディスク、光ファイバー、導光体、導光板などの光学部品としても広く使用されている。
【０００３】
近年、光学部品が大型化し、それらが射出成形や押出し成形によって生産される機会が多くなっている。さらに、その生産性を上げるために、成形サイクルは短い方が好ましく、樹脂の流動性向上のために成形温度が高温化する傾向にある。
【０００４】
ところが、成形温度が高くなるに伴い、成形後の光学部品が着色することがある。光学部品が着色すると、色調の変化、光線透過率の低下など光学部品としての機能に悪影響を与える可能性も考えられ、好ましくない。
【０００５】
これまで、成形時の着色を少なくする方法としては、ホスファイト化合物を添加する方法（例えば特許文献１。）、黄帯色を目立たなくする方法として染顔料を添加する方法（例えば特許文献２。）などが提案されている。
【０００６】
また、ビニル系モノマー自体に含有される重合禁止剤を吸着剤を用いて除去する（例えば特許文献３。）ことで、アクリル樹脂の着色を防ぐ方法も提案されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−３３１０１８号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平６−３１３１１４号公報
【０００９】
【特許文献３】
特開平８−３１０９７９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１のようにホスファイト化合物を添加する方法においては、その添加量によっては、アクリル樹脂がより吸水しやすくなることもある。また、特許文献２のように無機顔料を添加する方法においては、透過率の低下を招きやすい。特許文献３では、ビニル系モノマー中に含有される重合禁止剤量を１０ｐｐｍまで減量した後、重合を行い、アクリル樹脂を得た実施例があるが、そのアクリル樹脂は光学部品に用いるには無色透明性が不十分であった。
【００１１】
したがって、できるだけ添加剤を加えることなく、無色透明性に優れ、光学部品に適したアクリル樹脂が望まれている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
これらの課題を解決するため鋭意検討した結果、４−メトキシフェノールの含有量を低減させたアクリル樹脂は無色透明性に優れ、光学部品に好適であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
即ち、本発明の第１の要旨は、４−メトキシフェノールの残存量が０．３ｐｐｍ以下であるアクリル樹脂にある。
【００１４】
また、本発明の第２の要旨は、４−メトキシフェノールの残存量が０．０５ｐｐｍ以下であるアクリル樹脂にある。
【００１５】
更に、本発明の第３の要旨は、重量平均分子量が５万以上１５万以下である前述のアクリル樹脂にある。
【００１６】
また更に、本発明の第４の要旨は、前述のアクリル樹脂からなる光学部品にある。
【００１７】
また、本発明の第５の要旨は、前述のアクリル樹脂からなる導光板にある。
【００１８】
更に、本発明の第６の要旨は、メタクリル酸メチルを含み、４−メトキシフェノールの含有量が０．８ｐｐｍ以下である重合性原料を重合するアクリル樹脂の製造方法にある。
【００１９】
また更に、本発明の第７の要旨は、メタクリル酸メチルを含み、４−メトキシフェノールの含有量が０．８ｐｐｍ以下である重合性原料を重合する前述のアクリル樹脂の製造方法にある。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００２１】
本発明におけるアクリル樹脂とは、メタクリル酸メチル（以下、「ＭＭＡ」という）単位を主成分とする樹脂である。ＭＭＡ単位含有量が１００質量％であるＭＭＡ単独重合体からなる樹脂や、ＭＭＡ単位と他の単量体単位を有する共重合体からなる樹脂が挙げられる。共重合体からなる樹脂の場合、ＭＭＡ単位の含有量は８０質量％以上であることが好ましく、８５質量％以上であることがより好ましく、９０質量％以上であることがさらに好ましい。
【００２２】
他の単量体単位となる単量体としては、アクリル酸アルキルエステル；メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸フェニル等のＭＭＡ以外のメタクリル酸アルキルエステル類；メタクリル酸、アクリル酸のような不飽和酸類；スチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、無水マレイン酸、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド等が挙げられる。これらを、必要に応じて単独、または２種類以上を組み合わせて用いることもできる。
【００２３】
これらのなかでもアクリル酸アルキルエステルが好ましく、アルキル基の炭素数が１〜４のアクリル酸アルキルエステルがより好ましい。
【００２４】
アクリル酸アルキルエステル単位を含有することによって、本発明のアクリル樹脂は、成形時の流動性および耐熱分解性等が向上して成形加工性が良好となる。アクリル酸エステル単位の含有量が高くなりすぎると耐熱性の低下、透過率、色調の悪化を招くことがある。本発明のアクリル樹脂におけるアクリル酸アルキルエステル単位等の他の単量体単位の含有量は２０質量％以下であることが好ましく、１５質量％以下であることがより好ましく、１０質量％以下であることがさらに好ましい。
【００２５】
本発明のアクリル樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、成形加工時の流動性の点から１５万以下であることが好ましく、１２万以下であることがより好ましい。また、機械的強度の点から５万以上であることが好ましく、７万以上であることがより好ましい。重量平均分子量は、重合時の温度や、重合開始剤および連鎖移動剤の種類や量で調整することができる。
【００２６】
本発明のアクリル樹脂は４−メトキシフェノール（以下、「ＭＥＨＱ」という）の含有量が０．３ｐｐｍ以下である。ＭＥＨＱの含有量は０．１ｐｐｍ以下であることが好ましく、０．０５ｐｐｍ以下であることがより好ましい。ＭＥＨＱの含有量は少ない方がよい。
【００２７】
アクリル樹脂に含まれるＭＥＨＱは、アクリル樹脂の原料であるＭＭＡや他の単量体に含まれるＭＥＨＱに由来する場合が多い。従って、本発明のＭＥＨＱ含有量が０．３ｐｐｍ以下であるアクリル樹脂を製造する方法としては、ＭＭＡを含み、４−メトキシフェノールの含有量が０．８ｐｐｍ以下である重合性原料を重合する方法が挙げられる。
【００２８】
ＭＥＨＱ含有量が０．８ｐｐｍ以下である重合性原料を重合して得られるアクリル樹脂のＭＥＨＱ含有量が０．３ｐｐｍ以下になる理由は、押出し時や成形時に樹脂に含まれるＭＥＨＱが揮発して、その含有量が減少するためである。ベントエクストルーダー型の押出し機を用いてペレット形状にすると、ＭＥＨＱの減少量が多くなって好ましい。
【００２９】
重合性原料に含まれるＭＥＨＱは、公知の方法、例えば、イオン交換樹脂、合成吸着剤、活性炭などに重合性原料を通液することで除去することができる。
【００３０】
重合性原料中のＭＥＨＱ含有量としては、０．３ｐｐｍ以下であることが好ましく、０．１ｐｐｍ以下であることがより好ましい。
【００３１】
重合性原料としては、ＭＭＡ含有量が１００質量％である重合性原料や、ＭＭＡと他の単量体とを有する重合性原料が挙げられる。
【００３２】
他の単量体を有する重合性原料の場合、重合性原料中に含まれるＭＭＡの含有量は８０質量％以上であることが好ましく、８５質量％以上であることがより好ましく、９０質量％以上であることがさらに好ましい。また、重合性原料中に含まれる他の単量体の含有量は２０質量％以下であることが好ましく、１５質量％以下であることがより好ましく、１０質量％以下であることがさらに好ましい。重合性原料には重合開始剤、連鎖移動剤等を含有させることができる。
【００３３】
他の単量体としては、前述のアクリル樹脂を構成する他の単量体単位となる単量体として挙げられたものが好ましい。それらを、必要に応じて単独、または２種類以上を組み合わせて用いることもできる。
【００３４】
アクリル樹脂の製造方法としては、公知のラジカル重合方法を用いることができる。その方法としては、懸濁重合法、連続塊状重合法、溶液重合法、バッグ重合法等が挙げられる。特に、本発明のアクリル樹脂を得る際には、特開昭５８−８８７０１号公報や、特開２０００−２６５０７号公報等に記載してある連続塊状重合法で製造されることが物性、生産性、経済性の面からも最適である。
【００３５】
また、本発明のアクリル樹脂を光学部品として用いる際には、その性能を損なわない範囲で、アクリル樹脂に高級アルコール類、高級脂肪酸エステル類等の滑剤を添加してもよい。また、必要に応じて紫外線吸収剤、熱安定剤、着色剤、帯電防止剤等の各種添加剤を添加してもよい。
【００３６】
また、エッジライト型の導光板として用いる際には、その輝度性能を向上させるために、本発明のアクリル樹脂１００質量部に対して、光拡散剤を１×１０−６質量部〜０．１質量部添加することが好ましい。直下型の導光板として用いる際には、本発明のアクリル樹脂１００質量部に対して、光拡散剤を０．１質量部〜５質量部添加することが好ましい。光拡散剤としては、例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、シリコン樹脂などの架橋有機系微粒子、あるいは酸化チタン、硫酸バリウムなどの無機系微粒子が挙げられる。それらの添加法は、重合前のモノマーにあらかじめ溶解した後に重合を行う方法、あるいは得られたアクリル樹脂と混合する方法など公知の方法を用いることができる。
【００３７】
本発明のアクリル樹脂は無色透明であることから、光学部品に好適である。光学部品としては映像系レンズ、光ディスク、光ファイバー、各種導光体、導光板などが挙げられ、特に導光板に好適である。また、本発明のアクリル樹脂を光学部品に成形する方法としては、射出成形、押出し成形など、公知の成形方法を用いることができる。
【００３８】
【実施例】
次に実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例における「％」および「部」は全て「質量％」及び「質量部」であり、使用する単量体、添加剤等の略称は（    ）内のものを使用することがある。
【００３９】
メタクリル酸メチル（ＭＭＡ）
アクリル酸メチル（ＭＡ）
４−メトキシフェノール（ＭＥＨＱ）
実施例および比較例で得たアクリル樹脂の物性の評価項目、評価方法は、次の通りである。また、実施例、比較例で用いたＭＭＡは全て蒸留精製したものでＭＥＨＱを含んでいない。またＭＡは初期ＭＥＨＱ含有量が１５ｐｐｍであるものを使用した。
【００４０】
１）ＭＡ中のＭＥＨＱの調製方法
ＭＡ中のＭＥＨＱの除去は、イオン交換樹脂に通液して行った。イオン交換樹脂としてＲｏｈｍ＆Ｈａｓｓ社製のＩＲＡ９６ＳＢ（弱塩基性陰イオン交換型）をカラムに充填して、ＭＡをイオン交換樹脂１Ｌ当たり１０Ｌ／ｈｒの速度で通液させて、ＭＥＨＱ含有量が１ｐｐｍのＭＡを製造した。含有量の測定方法は後述の通りである。
【００４１】
ＭＡ中のＭＥＨＱ含有量を調製する場合は、前述のＭＥＨＱ含有量が１ｐｐｍであるＭＡ、または、ＭＥＨＱ含有量が１５ｐｐｍであるＭＡに直接ＭＥＨＱを添加し、念のためにＭＥＨＱ含有量を測定して用いた。含有量の測定方法は後述の通りである。
【００４２】
２）ＭＡ中のＭＥＨＱ含有量の測定
５０ｍｌメスフラスコに氷酢酸２０ｍｌと、ＭＡ１０ｍｌとを加えた。次に、飽和亜硝酸ナトリウム溶液０．５ｍｌを加え内容物を充分混合し、３０分間放置した後、４２０ｎｍで水を対照として吸光度を測定した。別に氷酢酸２０ｍｌ及び飽和亜硝酸ナトリウム溶液０．５ｍｌについて空試験を行い吸光度を補正し、あらかじめ作成した検量線からＭＥＨＱの含有量を求めた。
【００４３】
３）アクリル樹脂中のＭＥＨＱ含有量の測定
得られたペレット１ｇを２０ｍｌのアセトンに溶解し、６０ｍｌのメタノールを加え、溶液側をＧＣ−ＭＳ（ＨＥＷＬＥＴＴ  ＰＡＣＫＡＲＤ製マススペクトロメーター  ＨＰ５９７２）によりＭＥＨＱ量の測定を行った。
【００４４】
４）光学部品としてのアクリル樹脂の色調評価
ペレット状アクリル樹脂から、縦３ｃｍ、横１ｃｍであって、光路長を２０ｃｍまたは１０ｃｍとした２種類のサイズのアクリル樹脂板を射出成形によって作成した（射出成形機：東芝ＩＳ８０ＦＰＡ３−２Ａ）。その際の射出成形条件は、シリンダ温度２９０℃、成形サイクルは１２０秒である。成形して得られたアクリル樹脂板を２０ｃｍまたは１０ｃｍの光路長方向に端面から目視によりその色調を評価した。評価基準は以下の通りである。
【００４５】
◎：２０ｃｍの光路長方向に見たときに無色透明である。
【００４６】
○：  ２０ｃｍの光路長方向に見たときにかすかに黄色味がかっている。
【００４７】
□：２０ｃｍの光路長方向に見たときに黄色く見えるが、１０ｃｍの光路長方向に見たときには無色透明である。
【００４８】
△：どちらの光路長方向に見たときも黄色く見える。
【００４９】
×：どちらの光路長方向に見たときも黄色く見え、上記△のレベルより黄色味が強い。
【００５０】
５）重量平均分子量
ペレット状アクリル樹脂０．０６ｇをテトラヒドロフラン（和光純薬製１級試薬）２５ｍｌに溶解したサンプルを下記の条件下にて測定を行った。
【００５１】
2004323770.tif 000002
６）曲げ降伏強度の測定
得られたペレット状アクリル樹脂から長さ１２７ｍｍ、幅１２．７ｍｍ、厚さ６．４ｍｍの試片を射出成形にて作製した後、ＪＩＳ  Ｋ７１７１法に準拠して測定した。
【００５２】
７）メルトフローレートの測定
得られたペレット状アクリル樹脂を用いて、２３０℃、３７．７ＮでＪＩＳ  Ｋ７２１０法に準拠して測定した。
【００５３】
（実施例１）
ＭＭＡ９８．２質量部とＭＥＨＱ含有量が２ｐｐｍに調製されたＭＡ１．８質量部とからなる重合性原料に対し、重合開始剤としてｔｅｒｔ−ブチルパ−オキシ−３，５，５−トリメチルヘキサネート０．００８質量部、連鎖移動剤としてｎ−ブチルメルカプタン０．２質量部を添加混合し、その混合物を重合温度１３５℃に制御された完全混合型反応器に攪拌混合しながら連続的に供給し重合を行った。反応域での平均滞在時間を２時間として重合を実施した。この完全混合型反応器出口での重合率は５０質量％であった。次に、反応混合物を２００℃に加熱し、連続的にベントエクストルーダ型押し出し機に供給して、２３０℃で未反応モノマーを主成分とする揮発物を分離除去し、ペレット形状のアクリル樹脂を得た。その後、重合性原料中のＭＥＨＱ含有量、アクリル樹脂中の残存ＭＥＨＱ含有量、アクリル樹脂の色調の評価、重量平均分子量、曲げ降伏強度、メルトフローレートの測定をした。その結果を表１に示す。
【００５４】
（実施例２）
実施例１において、ＭＥＨＱ含有量が５ｐｐｍであるＭＡを用いたこと以外は、ＭＭＡ、重合開始剤、連鎖移動剤の添加量は変えることなく、実施例１と同様にしてペレットを得た。その後、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００５５】
（実施例３）
実施例１において、ＭＥＨＱ含有量が１５ｐｐｍに調製されたＭＡを用いたこと以外は、ＭＭＡ、重合開始剤、連鎖移動剤の添加量は変えることなく、実施例１と同様にしてペレットを得た。その後、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００５６】
（実施例４）
実施例１において、ＭＭＡ９５質量部、ＭＥＨＱ含有量を５ｐｐｍに調製したＭＡ５質量部を用いたこと以外は、重合開始剤、連鎖移動剤の添加量は変えることなく、実施例１と同様にしてペレットを得た。その後、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００５７】
（実施例５）
実施例１において、ＭＭＡ９５質量部、ＭＥＨＱ含有量が１５ｐｐｍであるＭＡ５質量部を用いたこと以外は、重合開始剤、連鎖移動剤の添加量は変えることなく、実施例１と同様にしてペレットを得た。その後、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００５８】
（実施例６）
連鎖移動剤であるｎ−ブチルメルカプタンの量を０．１３質量部としたこと以外は、ＭＭＡ、ＭＡ、重合開始剤の添加量は変えることなく、実施例１と同様にしてペレットを得た。その後、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００５９】
（実施例７）
連鎖移動剤であるｎ−ブチルメルカプタンの量を０．３３質量部としたこと以外は、ＭＭＡ、ＭＡ、重合開始剤の添加量は変えることなく、実施例１と同様にしてペレットを得た。その後、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００６０】
（比較例１）
実施例１においてＭＡ中のＭＥＨＱ含有量が５０ｐｐｍとなるようにＭＥＨＱを添加したこと以外は、ＭＭＡ、重合開始剤、連鎖移動剤の添加量は変えることなく、実施例１と同様にしてペレットを得た。その後、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００６１】
（比較例２）
実施例１においてＭＡ中のＭＥＨＱ含有量が８０ｐｐｍとなるようにＭＥＨＱを添加したこと以外は、ＭＭＡ、重合開始剤、連鎖移動剤の添加量は変えることなく、実施例１と同様にしてペレットを得た。その後、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００６２】
【表１】
2004323770.tif 000003
【００６３】
【発明の効果】
本発明によって、透明性に優れ、光学部品に好適なアクリル樹脂が得られる。本発明のアクリル樹脂は、各種の光学部品、例えば、光学レンズ、光ディスク、光ファイバー、導光体、導光板などに使用することができる。