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JP7695451B2 - Head-mounted display - Google Patents

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JP7695451B2
JP7695451B2 JP2024129086A JP2024129086A JP7695451B2 JP 7695451 B2 JP7695451 B2 JP 7695451B2 JP 2024129086 A JP2024129086 A JP 2024129086A JP 2024129086 A JP2024129086 A JP 2024129086A JP 7695451 B2 JP7695451 B2 JP 7695451B2
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淳一 吉田
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Description

本発明は、ヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズに関する。 The present invention relates to a resin lens for a head-mounted display.

近年、VR(Virtual Reality;仮想現実感)、AR(Augmented Reality;拡張現実感)と呼ばれる各種電子技術が急速に発展し、その画像表示装置としてヘッドマウントディスプレイ(HMD:Head Mounted Display)製品が普及しはじめている。ヘッドマウントディスプレイは頭部に装着して使用する画像表示装置であるために、小型・軽量で装着時の不快感が少ないことが求められている。 In recent years, various electronic technologies known as VR (Virtual Reality) and AR (Augmented Reality) have rapidly developed, and head mounted display (HMD) products are becoming popular as image display devices for these technologies. Since head mounted displays are image display devices worn on the head, they are required to be small, lightweight, and cause minimal discomfort when worn.

ヘッドマウントディスプレイを小型化するための手段として、レンズに1/4波長板及び反射型偏光板等を組み合わせ、レンズ通過後の光の偏光状態を変えて反射と透過とを切り替えることによって、映像を1枚のレンズ中を一往復半させる方法が提案されている。(特許文献1~2)。
この方法は、例えば以下のような仕組みである:前面を部分反射コートしたレンズの背面に1/4波長板と反射型偏光板とを配置し、レンズの前面から円偏光として入射した光が、レンズ通過後に1/4波長板により直線偏光に変換される;この直線偏光は反射型偏光板により反射され、再度1/4波長板によって最初と逆の円偏光に変換されレンズに背面から入射し、前面の部分反射コーティング部に到達する;部分反射コーティング部により反射されてレンズ背面を出た光は、1/4波長板によって最初と向きが90°異なる直線偏光となって反射型偏光板を通過し、映像として目に入射する。このようにして、薄型の光学モジュールにおいても拡大率が高く広い視野を得られる。
As a means for miniaturizing head mounted displays, a method has been proposed in which a lens is combined with a quarter wavelength plate and a reflective polarizing plate, and the polarization state of light after passing through the lens is changed to switch between reflection and transmission, causing the image to make one and a half round trips through a single lens (Patent Documents 1 and 2).
This method works as follows: a quarter-wave plate and a reflective polarizer are placed on the back of a lens with a partially reflective coating on the front surface, and the light that enters the front surface of the lens as circularly polarized light is converted to linearly polarized light by the quarter-wave plate after passing through the lens; this linearly polarized light is reflected by the reflective polarizer, and is converted again by the quarter-wave plate into circularly polarized light opposite to the original, which enters the lens from the back surface and reaches the partially reflective coating on the front surface; the light that is reflected by the partially reflective coating and leaves the back surface of the lens is converted to linearly polarized light with a direction 90° different from the original by the quarter-wave plate, passes through the reflective polarizer, and enters the eye as an image. In this way, a high magnification and wide field of view can be obtained even in a thin optical module.

米国特許第6563638号公報U.S. Pat. No. 6,563,638 特開2017-21321号公報JP 2017-21321 A

しかしながら、上述のヘッドマウントディスプレイにおいては、レンズを通過中に偏光状態が変化すると、例えばレンズを1回目に通過した後に一部の光が反射型偏光板を透過してしまうこととなり、拡大率の低い映像と高い映像とが重なって鮮明な映像が得られ難くなる。複屈折の小さなガラスレンズを用いることで鮮明な映像は得られるものの、重量が増加するため望ましくない。従って、軽量であるが一般に複屈折の生じやすい樹脂製のレンズでも鮮明な映像が得られることが切望されている。 However, in the above-mentioned head-mounted displays, if the polarization state changes while passing through the lens, for example, some of the light will be transmitted through the reflective polarizing plate after passing through the lens for the first time, and low-magnification images and high-magnification images will overlap, making it difficult to obtain a clear image. Although clear images can be obtained by using glass lenses with low birefringence, this is undesirable as it increases the weight. Therefore, there is a strong demand for clear images to be obtained even with plastic lenses, which are lightweight but generally prone to birefringence.

従って、本発明の目的は、偏光を利用した光学系でも鮮明な映像が得られるヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズを提供することにある。 The object of the present invention is therefore to provide a resin lens for head-mounted displays that can provide clear images even in an optical system that uses polarized light.

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、樹脂レンズの複屈折により生じる有効径内の位相差と、さらに意外にも樹脂レンズ中に含まれる蛍光発光性物質の含有量が、ヘッドマウントディスプレイの映像の鮮明度に影響することを見出し、本発明に至った。 As a result of extensive research to solve the above problems, the inventors discovered that the phase difference within the effective diameter caused by the birefringence of the resin lens, and more surprisingly, the amount of fluorescent material contained in the resin lens, affect the clarity of images displayed on a head-mounted display, leading to the invention.

すなわち、本発明は以下のとおりである。
[1]
樹脂レンズを含むヘッドマウントディスプレイであって、
前記樹脂レンズは、有効径内の位相差の絶対値の平均が5nm以下であり、
前記樹脂レンズは、クロロホルムに溶解して得た2.0質量%溶液について、励起波長436nmで測定したときの波長530nmにおける蛍光強度から、フルオレセインのエタノール溶液の濃度-強度換算式を用いて求めた蛍光発光性物質の含有量が、0.1~4.0×10-9mol/Lであり、
前記ヘッドマウントディスプレイは、偏光を利用し、反射を繰り返して、前記樹脂レンズに映像光を複数回透過させる
ことを特徴とする、ヘッドマウントディスプレイ。
[2]
前記樹脂レンズは、波長680nmにおける透過率(T680)に対する、波長450nmにおける透過率(T450)の比率(T450/T680)が0.98以上である、請求項1に記載のヘッドマウントディスプレイ。

前記樹脂レンズは、ガラス転移温度(Tg)が120℃超160℃以下である、[1]又は[2]に記載のヘッドマウントディスプレイ。

前記樹脂レンズは、光弾性係数の絶対値が3.0×10-12Pa-1以下である、[1]~[3]のいずれかに記載のヘッドマウントディスプレイ。

前記樹脂レンズは、メタクリル系樹脂を含む、[1]~[]のいずれかに記載のヘッドマウントディスプレイ。

前記樹脂レンズは、前記メタクリル系樹脂が、主鎖に環構造を有する構造単位(X)を有するメタクリル系樹脂を含む、[]に記載のヘッドマウントディスプレイ。

前記樹脂レンズは、前記構造単位(X)が、N-置換マレイミド単量体由来の構造単位、グルタルイミド系構造単位、及びラクトン環構造単位からなる群より選ばれる少なくとも一種の構造単位を含む、[]に記載のヘッドマウントディスプレイ。

前記樹脂レンズは、前記構造単位(X)が、N-置換マレイミド単量体由来の構造単位を含む、[]に記載のヘッドマウントディスプレイ。

前記樹脂レンズは、前記構造単位(X)が、グルタルイミド系構造単位を含む、[]に記載のヘッドマウントディスプレイ。
That is, the present invention is as follows.
[1]
A head mounted display including a resin lens,
the resin lens has an average absolute value of retardation within an effective diameter of 5 nm or less;
the resin lens has a fluorescent substance content of 0.1 to 4.0×10 −9 mol/L calculated from the fluorescence intensity at a wavelength of 530 nm when a 2.0% by mass solution obtained by dissolving the resin lens in chloroform is measured at an excitation wavelength of 436 nm, using a concentration-intensity conversion formula for a fluorescein ethanol solution ;
The head mounted display uses polarized light and transmits image light through the resin lens multiple times by repeating reflection.
A head mounted display comprising:
[2]
The head mounted display according to claim 1 , wherein the resin lens has a ratio (T450/T680) of a transmittance (T450) at a wavelength of 450 nm to a transmittance (T680) at a wavelength of 680 nm of 0.98 or more.

The head mounted display according to [1] or [2] , wherein the resin lens has a glass transition temperature (Tg) of more than 120° C. and not more than 160° C.
4
The head mounted display according to any one of [1] to [3] , wherein the resin lens has an absolute value of a photoelastic coefficient of 3.0×10 −12 Pa −1 or less.
5
The head mounted display according to any one of [1] to [ 4 ] , wherein the resin lens contains a methacrylic resin.

The head mounted display according to [ 5 ], wherein the resin lens contains a methacrylic resin having a structural unit (X) having a ring structure in a main chain.

The head mounted display according to [6], wherein the structural unit (X) of the resin lens includes at least one structural unit selected from the group consisting of a structural unit derived from an N -substituted maleimide monomer, a glutarimide structural unit, and a lactone ring structural unit.
8
The head mounted display according to [ 7 ] , wherein the structural unit (X) of the resin lens includes a structural unit derived from an N-substituted maleimide monomer.

The head mounted display according to [ 7 ] , wherein the structural unit (X) of the resin lens includes a glutarimide structural unit.

本発明によれば、偏光を利用した光学系でも鮮明な映像が得られるヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズを提供することができる。 The present invention provides a resin lens for head-mounted displays that can provide clear images even in an optical system that uses polarized light.

図1は、特開2017-21321号公報に記載されているヘッドマウントディスプレイの原理を再現する模擬装置の概略を表す図である。実施例において、当該模擬装置を用いて映像の鮮明度の評価を行った。1 is a schematic diagram of a simulator that reproduces the principle of a head-mounted display described in JP 2017-21321 A. In the examples, the simulator was used to evaluate the clarity of images.

以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」と言う。)について、詳細
に説明するが、本発明は以下の記載に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々
変形して実施できる。
Below, a form for carrying out the present invention (hereinafter referred to as the "present embodiment") will be described in detail, but the present invention is not limited to the following description and can be carried out in various modified forms within the scope of its gist.

[ヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズ]
本実施形態のヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズは、有効径内の位相差の絶対値の平均が5nm以下であり、クロロホルムに溶解して得た2.0質量%溶液について、励起波長436nmで測定したときの波長530nmにおける蛍光強度から、フルオレセインのエタノール溶液の濃度-強度換算式を用いて求めた蛍光発光性物質の含有量が、0.1~4.0×10-9mol/Lであることを特徴とする。
[Resin lenses for head mounted displays]
The resin lens for head mounted displays of this embodiment is characterized in that the average absolute value of phase difference within the effective diameter is 5 nm or less, and the content of the fluorescent substance, calculated from the fluorescence intensity at a wavelength of 530 nm when a 2.0 mass % solution obtained by dissolving the lens in chloroform is measured at an excitation wavelength of 436 nm, using the concentration-intensity conversion formula for a fluorescein ethanol solution, is 0.1 to 4.0 × 10 -9 mol/L.

-有効径内の位相差-
本実施形態におけるヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズは、樹脂レンズの有効径内の位相差の絶対値の平均が5nm以下であり、好ましくは4nm以下であり、より好ましくは3nm以下である。位相差の絶対値の平均が5nm以下であることにより、映像が二重になることなく、鮮明に視認することができる。
ここで、樹脂レンズの有効径とは、レンズをヘッドマウントディスプレイの筐体に組み込んだ際に映像を視認できる範囲を表すものであり、レンズの光軸を中心とする円の径として示され、映像を視認できる範囲が真円でない場合には短径を有効径とする。樹脂レンズの有効径内の位相差は、具体的には後述の実施例記載の方法で測定することができる。
- Phase difference within the effective diameter -
In the resin lens for head mounted displays in this embodiment, the average absolute value of the phase difference within the effective diameter of the resin lens is 5 nm or less, preferably 4 nm or less, and more preferably 3 nm or less. By having the average absolute value of the phase difference of 5 nm or less, the image can be clearly viewed without being doubled.
Here, the effective diameter of the resin lens represents the range in which an image can be viewed when the lens is incorporated into the housing of a head mounted display, and is expressed as the diameter of a circle centered on the optical axis of the lens. If the range in which the image can be viewed is not a perfect circle, the minor axis is taken as the effective diameter. The phase difference within the effective diameter of the resin lens can be specifically measured by the method described in the Examples below.

-蛍光発光性物質の含有量-
本実施形態におけるヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズは、樹脂レンズをクロロホルムに溶解して得た2.0質量%溶液について、励起波長436nmで測定したときの波長530nmにおける蛍光強度から、フルオレセインのエタノール溶液の濃度-強度換算式を用いて求めた蛍光発光性物質の含有量が、0.1~4.0×10-9mol/Lであり、好ましくは0.2~3.5×10-9mol/Lであり、より好ましくは0.3~3.0×10-9mol/L、さらに好ましくは0.3~2.5×10-9mol/Lである。蛍光発光性物質の含有量が上記上限以下であることにより、映像がぼやけずに鮮明に視認することができる。また、蛍光発光性物質の含有量が上記下限以上であることにより、目に有害な低波長の光が必要以上に目に入ることを抑制できる。
蛍光強度が高い(蛍光発光性物質の含有量が多い)場合に映像がぼやけて見える原因は定かではないが、レンズを透過中の光によって蛍光を生じた場合に、元の透過光の進行方向以外にも光が向かうことによって映像がぼやけて見えるものと推定される。さらに、偏光を利用して反射を繰り返してレンズを複数回透過させるヘッドマウントディスプレイ用レンズにおいては、レンズ中を透過する光路長が長くなることや、反射型偏光板や部分反射コートによってさらに元の光の進行方向からのずれが大きくなることにより、映像のぼやけがより顕著になるものと推定される。
なお、蛍光発光性物質の含有量は、具体的には後述の実施例記載の方法で測定することができる。
- Content of fluorescent substances -
In the present embodiment, the resin lens for head mounted display has a content of a fluorescent substance calculated from the fluorescence intensity at a wavelength of 530 nm measured at an excitation wavelength of 436 nm for a 2.0 mass % solution obtained by dissolving the resin lens in chloroform using a concentration-intensity conversion formula for a fluorescein ethanol solution, which is 0.1 to 4.0×10 −9 mol/L, preferably 0.2 to 3.5×10 −9 mol/L, more preferably 0.3 to 3.0×10 −9 mol/L, and even more preferably 0.3 to 2.5×10 −9 mol/L. By having the content of the fluorescent substance be equal to or less than the upper limit, the image can be clearly viewed without blurring. Furthermore, by having the content of the fluorescent substance be equal to or more than the lower limit, it is possible to suppress the entry of low-wavelength light that is harmful to the eyes into the eyes more than necessary.
Although it is unclear why images appear blurred when the fluorescence intensity is high (the content of fluorescent substances is high), it is presumed that when fluorescence is generated by light passing through the lens, the image appears blurred because the light is directed in a direction other than the original traveling direction of the transmitted light. Furthermore, in lenses for head-mounted displays that use polarized light and are repeatedly reflected and pass through the lens multiple times, it is presumed that the blurring of images becomes more noticeable because the optical path length passing through the lens becomes longer and the deviation from the original traveling direction of the light becomes larger due to the reflective polarizing plate and partial reflection coating.
The content of the fluorescent substance can be specifically measured by the method described in the Examples below.

-ガラス転移温度-
本実施形態におけるヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズのガラス転移温度(Tg)は、120℃超160℃以下であることが好ましい。
ヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズのガラス転移温度が120℃を超えていることが、ヘッドマウントディスプレイの電子機器類からの発熱に対する耐熱性の観点や寸法変化に伴う光弾性複屈折の発生の観点から好ましい。ガラス転移温度(Tg)は、使用環境温度下での寸法安定性の観点から、より好ましくは125℃以上、さらに好ましくは130℃以上である。
一方、ガラス転移温度(Tg)が160℃以下である場合には、極端な高温での溶融加工を避け、樹脂等の熱分解を抑制し、良好な製品を得ることができる。ガラス転移温度(Tg)は、上述の効果が一層得られる観点から、好ましくは150℃以下、より好ましくは140℃以下である。
なお、ガラス転移温度(Tg)は、JIS-K7121に準拠して測定することにより決定できる。具体的には、後述の実施例記載の方法で求めることができる。
- Glass transition temperature -
The glass transition temperature (Tg) of the resin lens for head mounted displays in this embodiment is preferably higher than 120° C. and 160° C. or lower.
It is preferable that the glass transition temperature of the resin lens for a head mounted display exceeds 120° C. from the viewpoint of heat resistance against heat generated from electronic devices of the head mounted display and from the viewpoint of occurrence of photoelastic birefringence due to dimensional change. From the viewpoint of dimensional stability under the temperature of the usage environment, the glass transition temperature (Tg) is more preferably 125° C. or higher, and further preferably 130° C. or higher.
On the other hand, when the glass transition temperature (Tg) is 160° C. or lower, melt processing at extremely high temperatures can be avoided, thermal decomposition of the resin, etc. can be suppressed, and a good product can be obtained. From the viewpoint of further obtaining the above-mentioned effects, the glass transition temperature (Tg) is preferably 150° C. or lower, more preferably 140° C. or lower.
The glass transition temperature (Tg) can be determined by measurement in accordance with JIS-K7121. Specifically, it can be determined by the method described in the examples below.

-光弾性係数C
本実施形態のヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズの光弾性係数Cの絶対値|C|は、3.0×10-12Pa-1以下であることが好ましく、より好ましくは2.0×10-12Pa-1以下であり、さらに好ましくは1.5×10-12Pa-1以下であり、更に好ましくは1.0×10-12Pa-1以下である。光弾性係数に関しては種々の文献に記載があり(例えば、化学総説,No.39,1998(学会出版センター発行)参照)、下記式(i-a)及び(i-b)により定義されるものである。光弾性係数Cの値がゼロに近いほど、外力による複屈折変化が小さいことがわかる。
|C|=|Δn|/σ ・・・(i-a)
|Δn|=|nx-ny| ・・・(i-b)
(式中、Cは、光弾性係数、σは、伸張応力、|Δn|は複屈折の絶対値、nxは、伸張方向の屈折率、nyは、面内で伸張方向と垂直な方向の屈折率、をそれぞれ示す。)
本実施形態の樹脂レンズの光弾性係数Cの絶対値|C|が3.0×10-12Pa-1以下であれば、レンズを固定する際に生じる応力や寸法温度変化に伴って生じる光弾性複屈折が十分小さく、鮮明な映像が得られる樹脂レンズが得られる。
なお、光弾性係数Cの測定は、樹脂レンズを細断後、真空圧縮成形機を用いてプレスフィルムとすることで行う。具体的には後述の実施例記載の方法で求めることができる。
- Photoelastic coefficient C R -
The absolute value |C R | of the photoelastic coefficient C R of the resin lens for head mounted displays of this embodiment is preferably 3.0×10 -12 Pa -1 or less, more preferably 2.0×10 -12 Pa -1 or less, even more preferably 1.5×10 -12 Pa -1 or less, and even more preferably 1.0×10 -12 Pa -1 or less. The photoelastic coefficient is described in various documents (see, for example, Chemical Review, No. 39, 1998 (published by the Academic Society Publishing Center)) and is defined by the following formulas (i-a) and (i-b). It can be seen that the closer the value of the photoelastic coefficient C R is to zero, the smaller the birefringence change due to external force.
|C R |=|Δn|/σ R ...(ia)
|Δn|=|nx−ny| ...(ib)
(In the formula, C R is the photoelastic coefficient, σ R is the tensile stress, |Δn| is the absolute value of birefringence, nx is the refractive index in the stretching direction, and ny is the refractive index in the in-plane direction perpendicular to the stretching direction.)
When the absolute value |C R | of the photoelastic coefficient C R of the resin lens of this embodiment is 3.0 × 10 −12 Pa −1 or less, the stress generated when fixing the lens and the photoelastic birefringence generated due to dimensional changes due to temperature are sufficiently small, and a resin lens that can provide a clear image can be obtained.
The photoelastic coefficient C R is measured by cutting the resin lens into small pieces and pressing them into a film using a vacuum compression molding machine. Specifically, it can be determined by the method described in the Examples below.

-光透過率-
本実施形態のヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズは、分光色彩計を用いてD65光源10°視野で測定した最厚部における光透過率について、波長680nmにおける透過率(T680)に対する、波長450nmにおける透過率(T450)の比率(T450/T680)が0.95~1.03であることが好ましく、0.97~1.01であることがより好ましく、0.98~1.00であることがさらに好ましい。比率(T450/T680)が上記範囲内であると、良好な色調の映像を得ることができる。
なお、光透過率は、具体的には後述の実施例記載の方法で測定することができる。
-Light transmittance-
In the resin lens for head mounted displays of this embodiment, the ratio (T450/T680) of the light transmittance at the thickest part measured with a spectrophotometer under a D65 light source and a 10° visual field, of the transmittance at a wavelength of 450 nm (T450) to the transmittance at a wavelength of 680 nm (T680) is preferably 0.95 to 1.03, more preferably 0.97 to 1.01, and even more preferably 0.98 to 1.00. When the ratio (T450/T680) is within the above range, an image with good color tone can be obtained.
The light transmittance can be measured by the method described in the Examples below.

-分子量及び分子量分布-
本実施形態におけるヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定したポリメチルメタクリレート換算の重量平均分子量(Mw)が、好ましくは80,000~170,000の範囲であり、より好ましくは100,000~170,000の範囲であり、さらに好ましくは100,000~150,000の範囲であり、さらにより好ましくは120,000~150,000の範囲である。重量平均分子量(Mw)が上記範囲にあると、機械的強度及び流動性のバランスにも優れる。
- Molecular weight and molecular weight distribution -
The resin lens for head mounted displays in this embodiment has a weight average molecular weight (Mw) in terms of polymethyl methacrylate measured by gel permeation chromatography (GPC) in the range of preferably 80,000 to 170,000, more preferably 100,000 to 170,000, even more preferably 100,000 to 150,000, and still more preferably 120,000 to 150,000. When the weight average molecular weight (Mw) is in the above range, the balance between mechanical strength and fluidity is excellent.

なお、樹脂レンズの重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、Z平均分子量(Mz)は、下記の装置、及び条件で測定することができる。
・測定装置:東ソー株式会社製ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(HLC-8320GPC)
・測定条件:
カラム:TSKguardcolumn SuperH-H 1本、TSKgel SuperHM-M 2本、TSKgel SuperH2500 1本、を順に直列接続して使用する。
カラム温度:40℃
展開溶媒:テトラヒドロフラン、流速:0.6mL/min、内部標準として、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール(BHT)を、0.1g/Lで添加する。
検出器:RI(示差屈折)検出器
検出感度:3.0mV/分
サンプル:0.02gの樹脂レンズのテトラヒドロフラン20mL溶液
注入量:10μL
検量線用標準サンプル:単分散の重量ピーク分子量が既知で分子量が異なる、以下の10種のポリメチルメタクリレート(PolymerLaboratories製;PMMA Calibration Kit M-M-10)を用いる。
重量ピーク分子量(Mp)
標準試料1 1,916,000
標準試料2 625,500
標準試料3 298,900
標準試料4 138,600
標準試料5 60,150
標準試料6 27,600
標準試料7 10,290
標準試料8 5,000
標準試料9 2,810
標準試料10 850
上記の条件で、樹脂レンズの溶出時間に対する、RI検出強度を測定する。
上記、検量線用標準サンプルの測定により得られた各検量線を基に、樹脂レンズの重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、及びZ平均分子量(Mz)を求め、その値を用い、分子量分布(Mw/Mn)及び(Mz/Mw)を決定する。
The weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and Z average molecular weight (Mz) of the resin lens can be measured using the following device and conditions.
Measurement device: gel permeation chromatography (HLC-8320GPC) manufactured by Tosoh Corporation
Measurement conditions:
Column: One TSKguard column Super H-H, two TSKgel Super HM-M, and one TSKgel Super H2500 are connected in series in this order.
Column temperature: 40°C
Developing solvent: tetrahydrofuran, flow rate: 0.6 mL/min, 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol (BHT) was added as an internal standard at 0.1 g/L.
Detector: RI (differential refraction) detector Detection sensitivity: 3.0 mV/min Sample: 20 mL of tetrahydrofuran solution of 0.02 g of resin lens Injection amount: 10 μL
Standard sample for calibration curve: The following ten types of polymethyl methacrylate (PMMA Calibration Kit MM-10, manufactured by Polymer Laboratories) having different molecular weights and known monodisperse weight peak molecular weights are used.
Weight peak molecular weight (Mp)
Standard sample 1 1,916,000
Standard sample 2 625,500
Standard sample 3 298,900
Standard sample 4 138,600
Standard sample 5 60,150
Standard sample 6 27,600
Standard sample 7 10,290
Standard sample 8 5,000
Standard sample 9 2,810
Standard sample 10 850
Under the above conditions, the RI detection intensity is measured versus the elution time of the resin lens.
The weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and Z average molecular weight (Mz) of the resin lens are determined based on each calibration curve obtained by measuring the standard samples for calibration curves, and the molecular weight distributions (Mw/Mn) and (Mz/Mw) are determined using these values.

-メタノール不溶分-
本実施形態におけるヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズのメタノール不溶分の量の、メタノール不溶分の量とメタノール可溶分の量との合計量100質量%に対する割合は、好ましくは95質量%以上であり、より好ましくは95.5質量%以上であり、さらに好ましくは96質量%以上であり、よりさらに好ましくは96.5質量%以上であり、特に好ましくは97質量%以上であり、最も好ましくは97.5質量%以上である。メタノール不溶分の量の割合を95質量%以上とすることで、射出成形時のシルバーストリークス発生等の成形時のトラブルを抑制することができる。
なお、メタノール不溶分及びメタノール可溶分は、ヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズをクロロホルムに溶解してクロロホルム溶液とした後に、溶液を大過剰量のメタノール中に滴下することによって再沈殿を行い、濾液及び濾物を分別し、その後に各々を乾燥させることによって得られたものを言う。
-Methanol insolubles-
The ratio of the amount of methanol insoluble matter in the resin lens for head mounted displays in this embodiment to the total amount 100% by mass of the amount of methanol insoluble matter and the amount of methanol soluble matter is preferably 95% by mass or more, more preferably 95.5% by mass or more, even more preferably 96% by mass or more, still more preferably 96.5% by mass or more, particularly preferably 97% by mass or more, and most preferably 97.5% by mass or more. By making the ratio of the amount of methanol insoluble matter 95% by mass or more, it is possible to suppress molding troubles such as the generation of silver streaks during injection molding.
The methanol-insoluble fraction and the methanol-soluble fraction refer to those obtained by dissolving a resin lens for a head mounted display in chloroform to prepare a chloroform solution, dropping the solution into a large excess of methanol to effect reprecipitation, separating the filtrate and the residue, and then drying each of them.

具体的には、次のようにして求めることができる。樹脂レンズ5gをクロロホルム100mLに溶解させた後、溶液を滴下漏斗に入れ、撹拌子を用いて撹拌している1Lのメタノール中に約1時間かけて滴下して、再沈殿を行う。全量滴下後、1時間静置した後に、メンブランフィルター(アドバンテック東洋株式会社製、T050A090C)をフィルターとして用いて、吸引濾過を行う。濾物は60℃で16時間真空乾燥してメタノール不溶分とする。また、濾液はロータリーエバポレーターを、バス温度を40℃として、真空度を初期設定の390Torrから徐々に下げて最終的に30Torrとして、溶媒を除去した後、ナス形フラスコに残存している可溶分を回収し、メタノール可溶分とする。メタノール不溶分の質量及びメタノール可溶分の質量の各々を秤量し、メタノール可溶分の量の、メタノール可溶分の量とメタノール不溶分の量の合計量(100質量%)に対する割合(質量%)(メタノール可溶分率)を算出する。 Specifically, it can be determined as follows. After dissolving 5 g of resin lens in 100 mL of chloroform, the solution is placed in a dropping funnel and dropped into 1 L of methanol stirred with a stirrer for about 1 hour to perform reprecipitation. After the entire amount is dropped, the solution is left to stand for 1 hour, and then suction filtration is performed using a membrane filter (Advantec Toyo Co., Ltd., T050A090C) as a filter. The filtered material is vacuum dried at 60°C for 16 hours to obtain methanol insoluble matter. In addition, the filtrate is evaporated in a rotary evaporator with a bath temperature of 40°C and a vacuum degree gradually reduced from the initial setting of 390 Torr to a final value of 30 Torr to remove the solvent, and the soluble matter remaining in the eggplant-shaped flask is collected to obtain methanol soluble matter. The mass of the methanol insoluble matter and the mass of the methanol soluble matter are each weighed, and the ratio (mass%) of the amount of the methanol soluble matter to the total amount (100 mass%) of the amount of the methanol soluble matter and the amount of the methanol insoluble matter is calculated (methanol soluble matter ratio).

[樹脂組成物]
本実施形態のヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズは、メタクリル系樹脂を含む樹脂組成物からなることが好ましい。
[Resin composition]
The resin lens for a head mounted display of the present embodiment is preferably made of a resin composition containing a methacrylic resin.

[メタクリル系樹脂]
本実施形態のヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズに含まれるメタクリル系樹脂は、主鎖に環構造を有する構造単位(X)とメタクリル酸エステル単量体由来の構造単位とを有するメタクリル系樹脂を含むことが好ましい。メタクリル系樹脂、特に主鎖に環構造を有する構造単位(X)とメタクリル酸エステル単量体単位とを含むメタクリル系樹脂を含むことにより、レンズの有効径内の位相差が十分に小さく、また、光弾性係数も十分に小さい樹脂レンズを得ることができる。
[Methacrylic resin]
The methacrylic resin contained in the resin lens for head mounted display of this embodiment preferably contains a methacrylic resin having a structural unit (X) having a ring structure in the main chain and a structural unit derived from a methacrylic acid ester monomer. By containing a methacrylic resin, particularly a methacrylic resin containing a structural unit (X) having a ring structure in the main chain and a methacrylic acid ester monomer unit, it is possible to obtain a resin lens having a sufficiently small phase difference within the effective diameter of the lens and a sufficiently small photoelastic coefficient.

以下、各構造単位について説明する。 Each structural unit is explained below.

-メタクリル酸エステル単量体由来の構造単位-
メタクリル酸エステル単量体由来の構造単位としては、例えば、以下に示すメタクリル酸エステル類から選ばれる単量体に由来する構造単位が挙げられる。メタクリル酸エステルとしては、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n-プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t-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ペンチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロオクチル、メタクリル酸トリシクロデシル、メタクリル酸ジシクロオクチル、メタクリル酸トリシクロドデシル、メタクリル酸イソボルニル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸1-フェニルエチル、メタクリル酸2-フェノキシエチル、メタクリル酸3-フェニルプロピル、メタクリル酸2,4,6-トリブロモフェニル等が挙げられる。
これらの単量体は、単独で用いる場合も2種以上を併用する場合もある。
上記メタクリル酸エステル単量体由来の構造単位としては、得られるメタクリル系樹脂の透明性や耐候性が優れる点で、メタクリル酸メチル及びメタクリル酸ベンジルに由来する構造単位であることが好ましい。
メタクリル酸エステル単量体由来の構造単位は、一種のみ含有していても、二種以上含有していてもよい。
-Structural units derived from methacrylic acid ester monomers-
Examples of structural units derived from methacrylic acid ester monomers include structural units derived from monomers selected from the methacrylic acid esters shown below. Examples of methacrylic acid esters include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, cyclopentyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, cyclooctyl methacrylate, tricyclodecyl methacrylate, dicyclooctyl methacrylate, tricyclododecyl methacrylate, isobornyl methacrylate, phenyl methacrylate, benzyl methacrylate, 1-phenylethyl methacrylate, 2-phenoxyethyl methacrylate, 3-phenylpropyl methacrylate, and 2,4,6-tribromophenyl methacrylate.
These monomers may be used alone or in combination of two or more kinds.
As the structural units derived from the methacrylic acid ester monomer, structural units derived from methyl methacrylate and benzyl methacrylate are preferred in that the resulting methacrylic resin has excellent transparency and weather resistance.
The structural unit derived from the methacrylic acid ester monomer may be contained in only one type, or in two or more types.

本実施形態のヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズは、主鎖に環構造を有する構造単位(X)とメタクリル酸エステル単量体由来の構造単位との比率を適宜調節することにより、成形時の配向や残留応力によって生じる複屈折を低下させ、有効径内の位相差の絶対値の平均が5nm以下のヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズを得ることができる。また、上記比率を適宜調節することにより、メタクリル系樹脂に対して耐熱性を十分に付与することができる。これらの観点から、メタクリル酸エステル単量体由来の構造単位の含有量としては、メタクリル系樹脂を100質量%として、好ましくは50~97質量%、より好ましくは55~97質量%、さらに好ましくは55~95質量%、さらにより好ましくは60~93質量%、特に好ましくは60~90質量%である。
なお、メタクリル酸エステル単量体由来の構造単位の含有量は、H-NMR測定及び13C-NMR測定により求めることができる。H-NMR測定及び13C-NMR測定は、例えば、測定溶媒としてCDCl又はDMSO-dを用い、測定温度40℃で行うことができる。
In the resin lens for head mounted displays of this embodiment, the ratio of the structural unit (X) having a ring structure in the main chain and the structural unit derived from the methacrylic acid ester monomer is appropriately adjusted to reduce birefringence caused by orientation during molding or residual stress, and a resin lens for head mounted displays having an average absolute value of retardation within the effective diameter of 5 nm or less can be obtained. In addition, by appropriately adjusting the above ratio, sufficient heat resistance can be imparted to the methacrylic resin. From these viewpoints, the content of the structural unit derived from the methacrylic acid ester monomer is preferably 50 to 97% by mass, more preferably 55 to 97% by mass, even more preferably 55 to 95% by mass, even more preferably 60 to 93% by mass, and particularly preferably 60 to 90% by mass, based on 100% by mass of the methacrylic resin.
The content of the structural unit derived from the methacrylic acid ester monomer can be determined by 1 H-NMR measurement and 13 C-NMR measurement. 1 H-NMR measurement and 13 C-NMR measurement can be performed, for example, using CDCl 3 or DMSO-d 6 as a measurement solvent at a measurement temperature of 40° C.

以下、主鎖に環構造を有する構造単位(X)について説明する。
主鎖に環構造を有する構造単位(X)としては、N-置換マレイミド単量体由来の構造単位、グルタルイミド系構造単位、及びラクトン環構造単位からなる群より選ばれる少なくとも一種の構造単位を含むことが好ましく、N-置換マレイミド単量体由来の構造単位、グルタルイミド系構造単位、及びラクトン環構造単位からなる群より選ばれる少なくとも一種の構造単位のみからなることがより好ましい。主鎖に環構造を有する構造単位(X)は、一種であってもよいし複数種を組み合わせてもよい。
The structural unit (X) having a ring structure in the main chain will be described below.
The structural unit (X) having a ring structure in the main chain preferably contains at least one structural unit selected from the group consisting of structural units derived from N-substituted maleimide monomers, glutarimide structural units, and lactone ring structural units, and more preferably consists of at least one structural unit selected from the group consisting of structural units derived from N-substituted maleimide monomers, glutarimide structural units, and lactone ring structural units. The structural unit (X) having a ring structure in the main chain may be one type or a combination of multiple types.

-N-置換マレイミド単量体由来の構造単位-
次に、N-置換マレイミド単量体由来の構造単位について説明する。
N-置換マレイミド単量体由来の構造単位は、下記式(1)で表される構造単位及び下記式(2)で表される構造単位からなる群から選ばれる少なくとも一つの構造単位としてよく、好ましくは、下記式(1)及び下記式(2)で表される構造単位の両方から形成される。
--Structural unit derived from N-substituted maleimide monomer--
Next, the structural unit derived from the N-substituted maleimide monomer will be described.
The structural unit derived from the N-substituted maleimide monomer may be at least one structural unit selected from the group consisting of a structural unit represented by the following formula (1) and a structural unit represented by the following formula (2), and is preferably formed from both of the structural units represented by the following formula (1) and the following formula (2).

Figure 0007695451000001
式(1)中、Rは、炭素数7~14のアリールアルキル基、炭素数6~14のアリール基のいずれかを示し、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、酸素原子、硫黄原子、炭素数1~12のアルキル基又は炭素数6~14のアリール基のいずれかを示す。
また、RまたはRがアリール基の場合には、RまたはRは置換基としてハロゲン原子を含んでいてもよい。
また、Rは、ハロゲン原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基、ニトロ基、ベンジル基等の置換基で置換されていてもよい。
Figure 0007695451000002
式(2)中、Rは、水素原子、炭素数3~12のシクロアルキル基、炭素数1~12のアルキル基のいずれかを示し、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、酸素原子、硫黄原子、炭素数1~12のアルキル基、又は炭素数6~14のアリール基のいずれかを示す。
Figure 0007695451000001
In formula (1), R 1 represents either an arylalkyl group having 7 to 14 carbon atoms or an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and R 2 and R 3 each independently represent either a hydrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 14 carbon atoms.
When R2 or R3 is an aryl group, R2 or R3 may contain a halogen atom as a substituent.
Furthermore, R 1 may be substituted with a substituent such as a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a nitro group, or a benzyl group.
Figure 0007695451000002
In formula (2), R 4 represents any one of a hydrogen atom, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, and an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and R 5 and R 6 each independently represent any one of a hydrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 14 carbon atoms.

以下、具体的な例を示す。
式(1)で表される構造単位を形成する単量体(N-アリールマレイミド類、N-芳香族置換マレイミド等)としては、例えば、N-フェニルマレイミド、N-ベンジルマレイミド、N-(2-クロロフェニル)マレイミド、N-(4-クロロフェニル)マレイミド、N-(4-ブロモフェニル)マレイミド、N-(2-メチルフェニル)マレイミド、N-(2,6-ジメチルフェニル)マレイミド、N-(2-エチルフェニル)マレイミド、N-(2-メトキシフェニル)マレイミド、N-(2-ニトロフェニル)マレイミド、N-(2,4,6-トリメチルフェニル)マレイミド、N-(4-ベンジルフェニル)マレイミド、N-(2,4,6-トリブロモフェニル)マレイミド、N-ナフチルマレイミド、N-アントラセニルマレイミド、3-メチル-1-フェニル-1H-ピロール-2,5-ジオン、3,4-ジメチル-1-フェニル-1H-ピロール-2,5-ジオン、1,3-ジフェニル-1H-ピロール-2,5-ジオン、1,3,4-トリフェニル-1H-ピロール-2,5-ジオン等が挙げられる。
これらの単量体のうち、得られるメタクリル系樹脂の耐熱性、及び複屈折等の光学的特性が優れる点から、N-フェニルマレイミド及びN-ベンジルマレイミドが好ましい。
これらの単量体は、単独で用いる場合も2種以上を併用して用いる場合もある。
Specific examples are given below.
Examples of monomers (N-arylmaleimides, N-aromatic substituted maleimides, etc.) that form the structural unit represented by formula (1) include N-phenylmaleimide, N-benzylmaleimide, N-(2-chlorophenyl)maleimide, N-(4-chlorophenyl)maleimide, N-(4-bromophenyl)maleimide, N-(2-methylphenyl)maleimide, N-(2,6-dimethylphenyl)maleimide, N-(2-ethylphenyl)maleimide, N-(2-methoxyphenyl)maleimide, N-(2-nitrophenyl)maleimide, and the like. N-(2,4,6-trimethylphenyl)maleimide, N-(4-benzylphenyl)maleimide, N-(2,4,6-tribromophenyl)maleimide, N-naphthylmaleimide, N-anthracenylmaleimide, 3-methyl-1-phenyl-1H-pyrrole-2,5-dione, 3,4-dimethyl-1-phenyl-1H-pyrrole-2,5-dione, 1,3-diphenyl-1H-pyrrole-2,5-dione, 1,3,4-triphenyl-1H-pyrrole-2,5-dione, and the like.
Among these monomers, N-phenylmaleimide and N-benzylmaleimide are preferred because the resulting methacrylic resin has excellent heat resistance and optical properties such as birefringence.
These monomers may be used alone or in combination of two or more kinds.

式(2)で表される構造単位を形成する単量体としては、例えば、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-n-ブチルマレイミド、N-イソブチルマレイミド、N-s-ブチルマレイミド、N-t-ブチルマレイミド、N-n-ペンチルマレイミド、N-n-ヘキシルマレイミド、N-n-ヘプチルマレイミド、N-n-オクチルマレイミド、N-ラウリルマレイミド、N-シクロペンチルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド、1-シクロヘキシル-3-メチル-1H-ピロール-2,5-ジオン、1-シクロヘキシル-3,4-ジメチル-1H-ピロール-2,5-ジオン、1-シクロヘキシル-3-フェニル-1H-ピロール-2,5-ジオン、1-シクロヘキシル-3,4-ジフェニル-1H-ピロール-2,5-ジオン等が挙げられる。
これらの単量体のうち、メタクリル系樹脂の耐候性が優れる点から、N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N-イソプロピルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミドが好ましく、近年光学材料に求められている低吸湿性に優れることから、N-シクロヘキシルマレイミドが特に好ましい。
これらの単量体は、単独で用いる場合も2種以上を併用して用いることもできる。
Examples of monomers that form the structural unit represented by formula (2) include N-methylmaleimide, N-ethylmaleimide, N-n-propylmaleimide, N-isopropylmaleimide, N-n-butylmaleimide, N-isobutylmaleimide, N-s-butylmaleimide, N-t-butylmaleimide, N-n-pentylmaleimide, N-n-hexylmaleimide, N-n-heptylmaleimide, and N-n-octylmaleimide. Examples of the cyclohexylmaleimide include cyclohexyl-3-methyl-1H-pyrrole-2,5-dione, 1-cyclohexyl-3,4-dimethyl-1H-pyrrole-2,5-dione, 1-cyclohexyl-3-phenyl-1H-pyrrole-2,5-dione, and 1-cyclohexyl-3,4-diphenyl-1H-pyrrole-2,5-dione.
Among these monomers, N-methylmaleimide, N-ethylmaleimide, N-isopropylmaleimide, and N-cyclohexylmaleimide are preferred because they provide methacrylic resins with excellent weather resistance, and N-cyclohexylmaleimide is particularly preferred because it has excellent low moisture absorption properties, which are required for optical materials in recent years.
These monomers may be used alone or in combination of two or more.

本実施形態のメタクリル系樹脂において、式(1)で表される構造単位と式(2)で表される構造単位とを併用して用いることが、高度に制御された複屈折特性を発現させ得る
上で特に好ましい。
式(1)で表される構造単位の含有量(X1)の、式(2)で表される構造単位の含有量(X2)に対するモル割合、(X1/X2)は、好ましくは0超15以下、より好ましくは0超10以下である。
モル割合(X1/X2)がこの範囲にあるとき、本実施形態の樹脂レンズは透明性を維持し、黄変を伴わず、また耐環境性を損なうことなく、良好な耐熱性と良好な光弾性特性を発現する。
In the methacrylic resin of the present embodiment, it is particularly preferable to use a structural unit represented by formula (1) and a structural unit represented by formula (2) in combination, in order to develop highly controlled birefringence characteristics.
The molar ratio (X1/X2) of the content (X1) of the structural unit represented by formula (1) to the content (X2) of the structural unit represented by formula (2) is preferably more than 0 and 15 or less, more preferably more than 0 and 10 or less.
When the molar ratio (X1/X2) is within this range, the resin lens of the present embodiment maintains its transparency, is not yellowed, and does not lose its environmental resistance, and exhibits good heat resistance and good photoelastic properties.

N-置換マレイミド単量体由来の構造単位の含有量としては、メタクリル系樹脂を100質量%として、好ましくは5~40質量%の範囲、より好ましくは5~35質量%の範囲である。
この範囲内にあるとき、メタクリル系樹脂はより十分な耐熱性改良効果が得られ、また、耐候性、低吸水性、光学特性についてより好ましい改良効果が得られる。なお、N-置換マレイミド単量体由来の構造単位の含有量を40質量%以下とすることが、重合反応時に単量体成分の反応性が低下し未反応で残存する単量体量が多くなることによるメタクリル系樹脂の物性低下を防ぐのに有効である。
また、N-置換マレイミド単量体由来の構造単位の含有量をこの範囲内で適宜調節することにより、成形時の配向や残留応力によって生じる複屈折を低下させ、有効径内の位相差の絶対値の平均が5nm以下のヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズを得ることができる。N-置換マレイミドの種類によって最適なN-置換マレイミド単量体由来の構造単位の含有量は異なるが、例えば、メタクリル酸エステル単量体としてメタクリル酸メチル、N-置換マレイミド単量体としてN-フェニルマレイミドとN-シクロヘキシルマレイミドとを用いた場合には、メタクリル酸メチル由来の構造単位79~83質量%、N-フェニルマレイミド由来の構造単位6~8質量%、N-シクロヘキシルマレイミド由来の構造単位11~13質量%の範囲内で調節することが好ましい。
The content of the structural unit derived from the N-substituted maleimide monomer is preferably in the range of 5 to 40% by mass, and more preferably in the range of 5 to 35% by mass, based on 100% by mass of the methacrylic resin.
Within this range, the methacrylic resin can obtain a more sufficient improvement effect in heat resistance, and can obtain more preferable improvement effects in weather resistance, low water absorption, and optical properties. Note that, keeping the content of structural units derived from N-substituted maleimide monomers to 40 mass% or less is effective in preventing a decrease in the physical properties of the methacrylic resin caused by a decrease in the reactivity of the monomer component during the polymerization reaction and an increase in the amount of unreacted remaining monomer.
Furthermore, by appropriately adjusting the content of the structural units derived from the N-substituted maleimide monomer within this range, it is possible to reduce birefringence caused by orientation during molding or residual stress, and obtain a resin lens for a head mounted display having an average absolute value of retardation within the effective diameter of 5 nm or less. The optimal content of the structural units derived from the N-substituted maleimide monomer varies depending on the type of N-substituted maleimide, but for example, when methyl methacrylate is used as the methacrylic acid ester monomer and N-phenylmaleimide and N-cyclohexylmaleimide are used as the N-substituted maleimide monomers, it is preferable to adjust the content within the ranges of 79 to 83 mass% of structural units derived from methyl methacrylate, 6 to 8 mass% of structural units derived from N-phenylmaleimide, and 11 to 13 mass% of structural units derived from N-cyclohexylmaleimide.

本実施形態のヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズを構成する、N-置換マレイミド単量体由来の構造単位を有するメタクリル系樹脂は、本発明の目的を損なわない範囲で、メタクリル酸エステル単量体及びN-置換マレイミド単量体と共重合可能な他の単量体由来の構造単位を含有していてもよい。
例えば、上記共重合可能な他の単量体としては、芳香族ビニル;不飽和ニトリル;シクロヘキシル基、ベンジル基、又は炭素数1~18のアルキル基を有するアクリル酸エステル;グリシジル化合物;不飽和カルボン酸類;等を挙げることができる。
上記芳香族ビニルとしては、スチレン、α-メチルスチレン、ジビニルベンゼン等が挙げられる。
上記不飽和ニトリルとしては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリル、等が挙げられる。
上記アクリル酸エステルとしては、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、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ブチル等が挙げられる。
上記グリシジル化合物としては、グリシジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記不飽和カルボン酸類としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、及びこれらの半エステル化物又は無水物等が挙げられる。
上記共重合可能な他の単量体由来の構造単位は、一種のみ有していてもよく、二種以上を有していてもよい。
The methacrylic resin having a structural unit derived from an N-substituted maleimide monomer, which constitutes the resin lens for head mounted displays of the present embodiment, may contain a structural unit derived from another monomer copolymerizable with the methacrylic acid ester monomer and the N-substituted maleimide monomer, within a range not impairing the object of the present invention.
For example, the other copolymerizable monomer may include aromatic vinyls; unsaturated nitriles; acrylic esters having a cyclohexyl group, a benzyl group, or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms; glycidyl compounds; and unsaturated carboxylic acids.
Examples of the aromatic vinyl include styrene, α-methylstyrene, and divinylbenzene.
Examples of the unsaturated nitrile include acrylonitrile, methacrylonitrile, and ethacrylonitrile.
Examples of the acrylic ester include methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, isopropyl acrylate, and butyl acrylate.
The glycidyl compound includes glycidyl (meth)acrylate and the like.
The unsaturated carboxylic acids include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, and half-esters or anhydrides thereof.
The structural unit derived from the other copolymerizable monomer may be of only one type, or may be of two or more types.

これら共重合可能な他の単量体由来の構造単位の含有量としては、メタクリル系樹脂を100質量%として、0~10質量%であることが好ましく、0~9質量%であることがより好ましく、0~8質量%であることがさらに好ましい。
他の単量体由来の構造単位の含有量がこの範囲にあると、主鎖に環構造を導入する本来の効果を損なわずに、樹脂の成形加工性や機械的特性を改善できるため好ましい。
The content of the structural units derived from these other copolymerizable monomers is preferably 0 to 10 mass%, more preferably 0 to 9 mass%, and even more preferably 0 to 8 mass%, based on 100 mass% of the methacrylic resin.
It is preferable for the content of structural units derived from other monomers to be within this range, since this makes it possible to improve the molding processability and mechanical properties of the resin without impairing the inherent effect of introducing a ring structure into the main chain.

なお、N-置換マレイミド単量体由来の構造単位の含有量、並びに共重合可能な他の単量体由来の構造単位の含有量は、H-NMR測定及び13C-NMR測定により求めることができる。H-NMR測定及び13C-NMR測定は、例えば、測定溶媒としてCDCl又はDMSO-dを用い、測定温度40℃で行うことができる。 The content of structural units derived from the N-substituted maleimide monomer and the content of structural units derived from other copolymerizable monomers can be determined by 1 H-NMR measurement and 13 C-NMR measurement. 1 H-NMR measurement and 13 C-NMR measurement can be performed, for example, using CDCl 3 or DMSO-d 6 as a measurement solvent at a measurement temperature of 40° C.

-グルタルイミド系構造単位-
主鎖にグルタルイミド系構造単位を有するメタクリル系樹脂としては、例えば、特開2006-249202号公報、特開2007-009182号公報、特開2007-009191号公報、特開2011-186482号公報、再公表特許2012/114718号公報等に記載されている、グルタルイミド系構造単位を有するメタクリル系樹脂が挙げられ、当該公報に記載されている方法により形成することができる。
本実施形態のメタクリル系樹脂を構成するグルタルイミド系構造単位は、樹脂重合後に形成されてよい。
具体的には、グルタルイミド系構造単位は、下記一般式(3)で表されるものとしてよい。
-Glutarimide structural unit-
Examples of methacrylic resins having glutarimide structural units in the main chain include methacrylic resins having glutarimide structural units described in JP-A-2006-249202, JP-A-2007-009182, JP-A-2007-009191, JP-A-2011-186482, and Republished Japanese Patent Publication No. 2012/114718, and the like. The resins can be formed by the methods described in these publications.
The glutarimide structural unit constituting the methacrylic resin of the present embodiment may be formed after polymerization of the resin.
Specifically, the glutarimide structural unit may be represented by the following general formula (3).

Figure 0007695451000003
上記一般式(3)において、好ましくはR及びRは、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基であり、Rは、水素原子、メチル基、ブチル基、シクロヘキシル基のいずれかであり、より好ましくは、Rは、メチル基であり、Rは、水素原子であり、Rは、メチル基である。
グルタルイミド系構造単位は、単一の種類のみを含んでいてもよいし、複数の種類を含んでいてもよい。
Figure 0007695451000003
In the above general formula (3), preferably, R7 and R8 are each independently a hydrogen atom or a methyl group, and R9 is any one of a hydrogen atom, a methyl group, a butyl group, and a cyclohexyl group, and more preferably, R7 is a methyl group, R8 is a hydrogen atom, and R9 is a methyl group.
The glutarimide-based structural unit may include only one type, or may include a plurality of types.

グルタルイミド系構造単位を有するメタクリル系樹脂において、グルタルイミド系構造単位の含有量については、メタクリル系樹脂を100質量%として、好ましくは3~70質量%の範囲、より好ましくは3~60質量%の範囲である。
グルタルイミド系構造単位の含有量が上記範囲にあると、成形加工性、耐熱性、及び光学特性の良好な樹脂が得られることから好ましい。
また、グルタルイミド系構造単位の含有量をこの範囲内で適宜調節することにより、成形時の配向や残留応力によって生じる複屈折を低下させ、有効径内の位相差の絶対値の平均が5nm以下のヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズを得ることができる。一般式(3)のR~Rの置換基の種類によって最適なグルタルイミド系構造単位の含有量は異なるが、例えば、R及びRが水素原子、Rがメチル基の場合、グルタルイミド系構造単位の含有量が3~10質量%の範囲にあると、成形時の配向や残留応力によって生じる複屈折を低下させ、有効径内の位相差の絶対値の平均が5nm以下のヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズを得ることができる。
なお、メタクリル系樹脂におけるグルタルイミド系構造単位の含有量は、前述の特許文献記載の方法を用いて決定できる。
In the methacrylic resin having a glutarimide structural unit, the content of the glutarimide structural unit is preferably in the range of 3 to 70% by mass, and more preferably in the range of 3 to 60% by mass, based on 100% by mass of the methacrylic resin.
It is preferable that the content of the glutarimide structural unit is within the above range, since a resin having good moldability, heat resistance, and optical properties can be obtained.
Furthermore, by appropriately adjusting the content of the glutarimide structural unit within this range, it is possible to reduce birefringence caused by orientation or residual stress during molding, and obtain a resin lens for head mounted displays having an average absolute value of retardation within the effective diameter of 5 nm or less. The optimal content of the glutarimide structural unit varies depending on the type of the substituents R 7 to R 9 in general formula (3), but for example, when R 7 and R 8 are hydrogen atoms and R 9 is a methyl group, if the content of the glutarimide structural unit is in the range of 3 to 10 mass%, it is possible to reduce birefringence caused by orientation or residual stress during molding, and obtain a resin lens for head mounted displays having an average absolute value of retardation within the effective diameter of 5 nm or less.
The content of glutarimide structural units in the methacrylic resin can be determined by the method described in the aforementioned patent document.

グルタルイミド系構造単位を有するメタクリル系樹脂は、必要に応じて、芳香族ビニル単量体単位をさらに含んでいてもよい。
芳香族ビニル単量体としては特に限定されないが、スチレン、α-メチルスチレンが挙げられ、スチレンが好ましい。
The methacrylic resin having a glutarimide structural unit may further contain an aromatic vinyl monomer unit, if necessary.
The aromatic vinyl monomer is not particularly limited, but examples thereof include styrene and α-methylstyrene, with styrene being preferred.

グルタルイミド系構造単位を有するメタクリル系樹脂における芳香族ビニル単位の含有量としては、特に限定されないが、グルタルイミド系構造単位を有するメタクリル系樹脂を100質量%として、0~20質量%が好ましい。
芳香族ビニル単位の含有量が上記範囲にあると、耐熱性と優れた光弾性特性との両立が可能となり好ましい。
例えば、メタクリル酸エステル単量体としてメタクリル酸メチル、芳香族ビニル単量体としてスチレンを用いて共重合して得られるメタクリル酸メチル-スチレン共重合体をグルタルイミド化して樹脂を得る場合、メタクリル酸メチル由来の構造単位25~90質量%、スチレン由来の構造単位5~15質量%、グルタルイミド系構造単位5~70質量%の範囲内で調節することにより、成形時の配向や残留応力によって生じる複屈折を低下させ、有効径内の位相差の絶対値の平均が5nm以下のヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズを得ることができる。
The content of aromatic vinyl units in the methacrylic resin having glutarimide structural units is not particularly limited, but is preferably 0 to 20% by mass, with the methacrylic resin having glutarimide structural units being 100% by mass.
When the content of the aromatic vinyl unit is within the above range, it is possible to achieve both heat resistance and excellent photoelasticity, which is preferable.
For example, in the case of obtaining a resin by glutarimidating a methyl methacrylate-styrene copolymer obtained by copolymerizing methyl methacrylate as the methacrylic acid ester monomer and styrene as the aromatic vinyl monomer, by adjusting the ranges of 25 to 90 mass % of structural units derived from methyl methacrylate, 5 to 15 mass % of structural units derived from styrene, and 5 to 70 mass % of glutarimide-based structural units, it is possible to reduce birefringence caused by orientation and residual stress during molding and to obtain a resin lens for a head mounted display having an average absolute value of retardation within the effective diameter of 5 nm or less.

-ラクトン環構造単位-
主鎖にラクトン環構造単位を有するメタクリル系樹脂は、例えば、特開2001-151814号公報、特開2004-168882号公報、特開2005-146084号公報、特開2006-96960号公報、特開2006-171464号公報、特開2007-63541号公報、特開2007-297620号公報、特開2010-180305号公報等に記載されている方法により形成することができる。
-Lactone ring structural unit-
Methacrylic resins having a lactone ring structural unit in the main chain can be formed by the methods described in, for example, JP-A-2001-151814, JP-A-2004-168882, JP-A-2005-146084, JP-A-2006-96960, JP-A-2006-171464, JP-A-2007-63541, JP-A-2007-297620, JP-A-2010-180305, etc.

本実施形態のメタクリル系樹脂を構成するラクトン環構造単位は、樹脂重合後に形成されてよい。
本実施形態におけるラクトン環構造単位としては、環構造の安定性に優れることから6員環であることが好ましい。
6員環であるラクトン環構造単位としては、例えば、下記一般式(4)に示される構造が特に好ましい。
The lactone ring structural unit constituting the methacrylic resin of the present embodiment may be formed after polymerization of the resin.
In the present embodiment, the lactone ring structural unit is preferably a six-membered ring because this provides excellent stability of the ring structure.
As the 6-membered lactone ring structural unit, for example, a structure represented by the following general formula (4) is particularly preferred.

Figure 0007695451000004
上記一般式(4)において、R10、R11及びR12は、互いに独立して、水素原子、又は炭素数1~20の有機残基である。
有機残基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1~20の飽和脂肪族炭化水素基(アルキル基等);エテニル基、プロペニル基等の炭素数2~20の不飽和脂肪族炭化水素基(アルケニル基等);フェニル基、ナフチル基等の炭素数6~20の芳香族炭化水素基(アリール基等);これら飽和脂肪族炭化水素基、不飽和脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基における水素原子の一つ以上が、ヒドロキシ基、カルボキシル基、エーテル基、エステル基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基により置換された基;等が挙げられる。
Figure 0007695451000004
In the above general formula (4), R 10 , R 11 and R 12 are each independently a hydrogen atom or an organic residue having 1 to 20 carbon atoms.
Examples of the organic residue include saturated aliphatic hydrocarbon groups (e.g., alkyl groups) having 1 to 20 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, etc.; unsaturated aliphatic hydrocarbon groups (e.g., alkenyl groups) having 2 to 20 carbon atoms, such as an ethenyl group, a propenyl group, etc.; aromatic hydrocarbon groups (e.g., aryl groups) having 6 to 20 carbon atoms, such as a phenyl group, a naphthyl group, etc.; and groups in which one or more hydrogen atoms in these saturated aliphatic hydrocarbon groups, unsaturated aliphatic hydrocarbon groups, and aromatic hydrocarbon groups have been substituted with at least one group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an ether group, and an ester group.

ラクトン環構造単位は、例えば、ヒドロキシ基を有するアクリル酸系単量体と、メタクリル酸メチル等のメタクリル酸エステル単量体とを共重合して、分子鎖にヒドロキシ基とエステル基又はカルボキシル基とを導入した後、これらヒドロキシ基とエステル基又はカルボキシル基との間で、脱アルコール(エステル化)又は脱水縮合(以下、「環化縮合反応」ともいう)を生じさせることにより形成することができる。 The lactone ring structural unit can be formed, for example, by copolymerizing an acrylic acid monomer having a hydroxy group with a methacrylic acid ester monomer such as methyl methacrylate to introduce a hydroxy group and an ester group or a carboxyl group into the molecular chain, and then causing dealcoholization (esterification) or dehydration condensation (hereinafter also referred to as "cyclization condensation reaction") between the hydroxy group and the ester group or the carboxyl group.

重合に用いるヒドロキシ基を有するアクリル酸系単量体としては、例えば、2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸、2-(ヒドロキシエチル)アクリル酸、2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸アルキル(例えば、2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル、2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸エチル、2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸イソプロピル、2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸n-ブチル、2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸t-ブチル)、2-(ヒドロキシエチル)アクリル酸アルキル等が挙げられ、好ましくは、ヒドロキシアルキル部位を有する単量体である2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸や2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸アルキルであり、特に好ましくは2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル、2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸エチルである。 Examples of acrylic acid monomers having a hydroxy group used in the polymerization include 2-(hydroxymethyl)acrylic acid, 2-(hydroxyethyl)acrylic acid, 2-(hydroxymethyl)alkyl acrylates (e.g., methyl 2-(hydroxymethyl)acrylate, ethyl 2-(hydroxymethyl)acrylate, isopropyl 2-(hydroxymethyl)acrylate, n-butyl 2-(hydroxymethyl)acrylate, t-butyl 2-(hydroxymethyl)acrylate), and 2-(hydroxyethyl)alkyl acrylates. Preferred are 2-(hydroxymethyl)acrylic acid and 2-(hydroxymethyl)alkyl acrylates, which are monomers having a hydroxyalkyl moiety, and particularly preferred are methyl 2-(hydroxymethyl)acrylate and ethyl 2-(hydroxymethyl)acrylate.

主鎖にラクトン環構造単位を有するメタクリル系樹脂におけるラクトン環構造単位の含有量は、メタクリル系樹脂100質量%に対して、5~40質量%であることが好ましく、より好ましくは5~35質量%である。
ラクトン環構造単位の含有量がこの範囲にあると、成形加工性を維持しつつ、耐溶剤性向上や表面硬度向上等の環構造導入効果が発現できる。また、ラクトン環構造単位の含有量をこの範囲内で適宜調節することにより、成形時の配向や残留応力によって生じる複屈折を低下させ、有効径内の位相差の絶対値の平均が5nm以下のヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズを得ることができる。
なお、メタクリル系樹脂におけるラクトン環構造の含有量は、前述の特許文献記載の方法を用いて決定できる。
The content of the lactone ring structural unit in the methacrylic resin having the lactone ring structural unit in the main chain is preferably 5 to 40% by mass, and more preferably 5 to 35% by mass, based on 100% by mass of the methacrylic resin.
When the content of the lactone ring structural unit is within this range, the effects of introducing a ring structure, such as improved solvent resistance and improved surface hardness, can be achieved while maintaining moldability. In addition, by appropriately adjusting the content of the lactone ring structural unit within this range, it is possible to reduce birefringence caused by orientation and residual stress during molding, and to obtain a resin lens for a head mounted display having an average absolute value of retardation within the effective diameter of 5 nm or less.
The content of the lactone ring structure in the methacrylic resin can be determined by the method described in the aforementioned patent document.

主鎖にラクトン環構造単位を有するメタクリル系樹脂は、上述したメタクリル酸エステル単量体及びヒドロキシ基を有するアクリル酸系単量体と共重合可能な他の単量体由来の構造単位を有していてもよい。
このような共重合可能な他の単量体としては、例えば、スチレン、ビニルトルエン、α-メチルスチレン、α-ヒドロキシメチルスチレン、α-ヒドロキシエチルスチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、メタリルアルコール、エチレン、プロピレン、4-メチル-1-ペンテン、酢酸ビニル、2-ヒドロキシメチル-1-ブテン、メチルビニルケトン、N-ビニルピロリドン、N-ビニルカルバゾール等の重合性二重結合を有する単量体等が挙げられる。
これら他のモノマー(構成単位)は、1種のみを有していてもよいし2種以上有していてもよい。
The methacrylic resin having a lactone ring structural unit in the main chain may have a structural unit derived from another monomer copolymerizable with the above-mentioned methacrylic acid ester monomer and the acrylic acid monomer having a hydroxy group.
Examples of such other copolymerizable monomers include monomers having a polymerizable double bond, such as styrene, vinyl toluene, α-methyl styrene, α-hydroxymethyl styrene, α-hydroxyethyl styrene, acrylonitrile, methacrylonitrile, methallyl alcohol, ethylene, propylene, 4-methyl-1-pentene, vinyl acetate, 2-hydroxymethyl-1-butene, methyl vinyl ketone, N-vinylpyrrolidone, and N-vinyl carbazole.
The copolymer may contain only one type of these other monomers (structural units), or may contain two or more types.

これら共重合可能な他の単量体由来の構造単位の含有量としては、メタクリル系樹脂100質量%に対して、0~20質量%であることが好ましく、耐候性の観点からは、10質量%未満であることがより好ましく、7質量%未満であることがさらに好ましい。
本実施形態におけるメタクリル系樹脂は、上記の共重合可能な他の単量体由来の構造単位を一種のみ有していてもよく、二種以上を有していてもよい。
The content of the structural units derived from these other copolymerizable monomers is preferably 0 to 20% by mass, relative to 100% by mass of the methacrylic resin, and from the viewpoint of weather resistance, it is more preferably less than 10% by mass, and even more preferably less than 7% by mass.
The methacrylic resin in the present embodiment may have only one type of structural unit derived from the other copolymerizable monomer, or may have two or more types.

本実施形態におけるメタクリル系樹脂は、N-置換マレイミド単量体由来の構造単位、グルタルイミド系構造単位、ラクトン環構造単位からなる群より選ばれる少なくとも一種の構造単位を有することが好ましく、その中でも、特に、他の熱可塑性樹脂をブレンドすること無く、光弾性係数等の光学特性を高度に制御しやすい点から、N-置換マレイミド単量体由来の構造単位を有することが特に好ましい。また、特に、高強度の樹脂レンズを得る観点からは、グルタルイミド系構造単位を有することが特に好ましい。 In this embodiment, the methacrylic resin preferably has at least one structural unit selected from the group consisting of structural units derived from N-substituted maleimide monomers, glutarimide structural units, and lactone ring structural units. Among these, it is particularly preferable that the methacrylic resin has structural units derived from N-substituted maleimide monomers, since it is easy to highly control optical properties such as the photoelastic coefficient without blending with other thermoplastic resins. Furthermore, it is particularly preferable that the methacrylic resin has glutarimide structural units, particularly from the viewpoint of obtaining a resin lens with high strength.

[メタクリル系樹脂の製造方法]
以下、本実施形態のメタクリル系樹脂の製造方法について説明する。
[Methacrylic resin manufacturing method]
Hereinafter, the method for producing the methacrylic resin of this embodiment will be described.

-N-置換マレイミド単量体由来の構造単位を含むメタクリル系樹脂の製造方法-
主鎖にN-置換マレイミド単量体由来の構造単位を有するメタクリル系樹脂(以下、「マレイミド共重合体」と記す場合がある)の製造方法としては、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、沈殿重合法、乳化重合法のいずれの重合方法が挙げられ、樹脂レンズ中に含まれる残存モノマー量や不純物量を少なくできる観点から、好ましくは懸濁重合、塊状重合、溶液重合法であり、より好ましくは溶液重合法である。
-Method for producing methacrylic resin containing structural units derived from N-substituted maleimide monomer-
Examples of a production method for a methacrylic resin having a structural unit derived from an N-substituted maleimide monomer in the main chain (hereinafter, may be referred to as a "maleimide copolymer") include any of bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization, precipitation polymerization, and emulsion polymerization. From the viewpoint of reducing the amount of residual monomer and impurities contained in the resin lens, preferred are suspension polymerization, bulk polymerization, and solution polymerization, and more preferred is solution polymerization.

本実施形態における製造方法では、重合形式として、例えば、バッチ重合法、セミバッチ法、連続重合法のいずれも用いることができる。
本実施形態においては、単量体の一部を重合開始前に反応器内に仕込み、重合開始剤を添加することによって重合を開始した後に、単量体の残部を供給する方法、いわゆるセミバッチ重合法を用いることが、重合終了時の残存マレイミド量を低減し、蛍光強度を小さく(蛍光発光性物質の含有量を少なく)できる観点から好ましい。
In the production method of the present embodiment, any of a batch polymerization method, a semi-batch polymerization method, and a continuous polymerization method can be used as the polymerization method.
In this embodiment, a method in which a part of the monomer is charged into a reactor before the start of polymerization, a polymerization initiator is added to start the polymerization, and then the remainder of the monomer is supplied, that is, a so-called semi-batch polymerization method, is used, from the viewpoint of reducing the amount of maleimide remaining at the end of polymerization and reducing the fluorescence intensity (reducing the content of the fluorescent substance).

N-置換マレイミド単量体由来の構造単位を有するメタクリル系樹脂において、得られる樹脂レンズが所定の蛍光強度を示す(蛍光発光性物質の含有量が所定の範囲になる)ように制御する方法としては、(1)原料として特定の不純物の含有量を制御したN-置換マレイミド単量体を用いること、(2)重合終了後に残留する未反応のN-置換マレイミド量を低減する重合方法を適用すること、(3)せん断を低減した脱揮方法を適用すること等から選ばれる少なくとも一つを行うことが挙げられ、中でも(1)と(3)を組み合わせた製造方法を選択すること、又は3つを組み合わせた製造方法を選択することが好ましい。 In a methacrylic resin having structural units derived from an N-substituted maleimide monomer, methods for controlling the resulting resin lens to exhibit a predetermined fluorescence intensity (content of fluorescent substance within a predetermined range) include at least one selected from (1) using an N-substituted maleimide monomer with a controlled content of specific impurities as a raw material, (2) applying a polymerization method that reduces the amount of unreacted N-substituted maleimide remaining after completion of polymerization, and (3) applying a devolatilization method that reduces shear, and among these, it is preferable to select a manufacturing method that combines (1) and (3), or a manufacturing method that combines all three.

(1)N-置換マレイミド中の不純物の制御
メタクリル系樹脂に蛍光発光性を与えるN-置換マレイミド中の不純物の一つとして、N-置換マレイミドと一級アミンとが反応して生じる2-アミノ-N-置換スクシンイミドが挙げられる。2-アミノ-N-置換スクシンイミドとしては、2-シクロヘキシルアミノ-N-シクロヘキシルスクシンイミド、2-アニリノ-N-フェニルスクシンイミド等が挙げられる。2-アミノ-N-置換スクシンイミドはそれ自体が蛍光発光性を有するだけでなく、詳細な変性機構は不明なものの、これを300℃以上に加熱したり、せん断を有する脱揮装置に供したりすると、蛍光発光性を有する熱変性物が生じることが発明者らの検討により明らかになった。すなわち、N-置換マレイミド中に含まれる2-アミノ-N-置換スクシンイミドの低減と、メタクリル系樹脂の製造においては回転部を有しない脱揮装置を用い、300℃以下で脱揮を行うこととが、メタクリル系樹脂及び得られる樹脂レンズの蛍光強度を制御するために好ましい。
(1) Control of impurities in N-substituted maleimide One of the impurities in N-substituted maleimide that gives fluorescence to methacrylic resin is 2-amino-N-substituted succinimide produced by reaction of N-substituted maleimide with primary amine. Examples of 2-amino-N-substituted succinimide include 2-cyclohexylamino-N-cyclohexylsuccinimide and 2-anilino-N-phenylsuccinimide. Not only does 2-amino-N-substituted succinimide itself have fluorescence, but the inventors' studies have revealed that when 2-amino-N-substituted succinimide is heated to 300° C. or higher or subjected to a volatilizing device having shear, a thermally denatured product having fluorescence is produced, although the detailed modification mechanism is unknown. That is, in order to control the fluorescence intensity of the methacrylic resin and the resulting resin lens, it is preferable to reduce the amount of 2-amino-N-substituted succinimide contained in the N-substituted maleimide and to use a volatilizing device without a rotating part in the production of the methacrylic resin and perform volatilizing at 300° C. or lower.

N-置換マレイミド中の不純物を制御する方法としては、N-置換マレイミドの水洗(水洗工程)及び/又は脱水(脱水工程)をする前処理工程を設けること等が挙げられる。
上記前処理工程は、水洗のみであってもよいし、水洗と脱水との組み合わせであってもよい。また、水洗と脱水とは、1回ずつ行ってもよいし、複数回行ってもよい。上記前処理工程では、脱水工程で得られたN-置換マレイミド溶液の濃度調整をする濃度調整工程がさらに設けられていてもよい。
As a method for controlling impurities in the N-substituted maleimide, a pretreatment step of washing the N-substituted maleimide with water (water washing step) and/or dehydrating the N-substituted maleimide with water (dehydration step) can be provided.
The pretreatment step may be only washing with water, or a combination of washing with water and dehydration. Moreover, washing with water and dehydration may each be performed once or multiple times. The pretreatment step may further include a concentration adjustment step of adjusting the concentration of the N-substituted maleimide solution obtained in the dehydration step.

本実施形態においては、例えば、N-置換マレイミド中の2-アミノ-N-置換スクシンイミドを以下に示す水洗工程により除去し、続く脱水工程で水分を除去することで、蛍光強度を制御し、かつ良好な色調を有するメタクリル系樹脂を調製するのに適切なN-置換マレイミド溶液を得ることができる。
水洗工程では、例えば、N-置換マレイミドを非水溶性有機溶媒に溶解させ、有機層と水層とに分離し、この有機層を、酸性水溶液、水、アルカリ水溶液のうちの1つ以上の液を用いて回分式、連続式、又はこれら両方の方式によって混合、洗浄し、その後、有機層と水層とを分離する方法を取ることができる。
In the present embodiment, for example, 2-amino-N-substituted succinimide in the N-substituted maleimide is removed by a water washing step described below, and then water is removed in a dehydration step, whereby an N-substituted maleimide solution suitable for preparing a methacrylic resin having controlled fluorescence intensity and good color tone can be obtained.
In the water-washing step, for example, a method can be employed in which the N-substituted maleimide is dissolved in a water-insoluble organic solvent, separated into an organic layer and an aqueous layer, the organic layer is mixed and washed with one or more liquids selected from an acidic aqueous solution, water and an alkaline aqueous solution by a batch system, a continuous system, or both of these systems, and then the organic layer and the aqueous layer are separated.

水洗工程後の有機層中の2-アミノ-N-置換スクシンイミド量は、有機層中のN-置換マレイミド量を100質量%とした場合、5質量ppm以下が好ましく、より好ましくは0.1質量ppm以上1質量ppm以下である。有機層中の2-アミノ-N-置換スクシンイミド量がこの範囲にあると、メタクリル系樹脂及び得られる樹脂レンズ中の蛍光発光性物質の濃度を上述の範囲内に制御でき、鮮明な映像を得られるヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズを得ることができるため好ましい。また、洗浄におけるコストの面からも好ましい。脱水工程を設けない場合は、水洗工程で得られたN-置換マレイミドを含む有機層を、N-置換マレイミド溶液として重合工程で用いてもよい。
なお、有機層中の2-アミノ-N-置換スクシンイミド量は、例えば、安息香酸イソプロピルを内部標準物質として、ガスクロマトグラフィー、リキッドクロマトグラフィー等により測定することができ、具体的には、後述の実施例記載の方法で測定することができる。
The amount of 2-amino-N-substituted succinimide in the organic layer after the water washing step is preferably 5 ppm by mass or less, more preferably 0.1 ppm by mass or more and 1 ppm by mass or less, when the amount of N-substituted maleimide in the organic layer is taken as 100% by mass. When the amount of 2-amino-N-substituted succinimide in the organic layer is within this range, the concentrations of the fluorescent substance in the methacrylic resin and the obtained resin lens can be controlled within the above-mentioned range, and a resin lens for a head mounted display that can provide a clear image can be obtained, which is preferable. It is also preferable in terms of the cost of washing. When the dehydration step is not provided, the organic layer containing the N-substituted maleimide obtained in the water washing step may be used in the polymerization step as an N-substituted maleimide solution.
The amount of 2-amino-N-substituted succinimide in the organic layer can be measured, for example, by gas chromatography, liquid chromatography, or the like using isopropyl benzoate as an internal standard substance. Specifically, it can be measured by the method described in the Examples below.

用いられる非水溶性有機溶媒は、N-置換マレイミドと2-アミノ-N-置換スクシンイミドとを溶解させ、水と相分離し、且つ水との共沸点を有する溶媒であれば特に制限は無い。具体的には、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;ノルマルヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素;クロロホルム、ジジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素;等を用いることができる。
用いられる水は、下水、純水、上水のいずれを用いても良い。
また、酸性水溶液、アルカリ性水溶液の酸性度は特に制限されない。
The water-insoluble organic solvent to be used is not particularly limited as long as it dissolves the N-substituted maleimide and the 2-amino-N-substituted succinimide, undergoes phase separation from water, and has an azeotropic point with water.Specific examples of the water-insoluble organic solvent that can be used include aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, aliphatic hydrocarbons such as normal hexane and cyclohexane, halogenated hydrocarbons such as chloroform and dichloroethane, and the like.
The water used may be sewage water, pure water, or clean water.
The acidity of the acidic aqueous solution or the alkaline aqueous solution is not particularly limited.

水洗工程前の有機層中のN-置換マレイミドの濃度は、0.5質量%以上30質量%以下が好ましく、より好ましくは10質量%以上25質量%以下、さらに好ましくは20質量%以上25質量%以下である。
有機層と水層を混合、洗浄する際の温度は40℃以上であれば良いが、好ましくは40℃以上80℃以下、より好ましくは50℃以上60℃以下である。
有機層に対する水層の質量割合は、有機層の質量を100質量%とした場合、5質量%以上300質量%以下が好ましく、より好ましくは10質量%以上200質量%、さらに好ましくは30質量%以上100質量%以下である。
有機層中のN-置換マレイミドの濃度、洗浄する際の液温、及び水層の質量割合がこれらの範囲にあると、N-置換マレイミドと水との反応が進行しにくく、かつ2-アミノ-N-置換スクシンイミドが水層側へ抽出されやすいため好ましい。
The concentration of the N-substituted maleimide in the organic layer before the water washing step is preferably from 0.5 to 30% by mass, more preferably from 10 to 25% by mass, and further preferably from 20 to 25% by mass.
The temperature at which the organic layer and the aqueous layer are mixed and washed may be 40° C. or higher, preferably 40° C. or higher and 80° C. or lower, and more preferably 50° C. or higher and 60° C. or lower.
The mass ratio of the aqueous layer to the organic layer is preferably 5% by mass or more and 300% by mass or less, more preferably 10% by mass or more and 200% by mass or less, and even more preferably 30% by mass or more and 100% by mass or less, when the mass of the organic layer is 100% by mass.
It is preferable that the concentration of the N-substituted maleimide in the organic layer, the liquid temperature during washing, and the mass ratio of the aqueous layer are within these ranges, since the reaction between the N-substituted maleimide and water does not easily proceed and the 2-amino-N-substituted succinimide is easily extracted into the aqueous layer.

回分式で洗浄する場合には、用いる反応槽はステンレス製、グラスライニング製のいずれでも良く、これら以外の反応槽を用いても良い。また、撹拌翼の形状については特に制限されない。具体的な撹拌翼としては、例えば、3枚後退翼、4枚パドル翼、4枚傾斜パドル翼、6枚タービン翼、アンカー翼を使用することができ、また、神鋼環境ソリューション製のツインスターやフルゾーンを使用することができる。
撹拌時間は10分以上120分以下が好ましく、より好ましくは30分以上60分以下である。また、撹拌速度は、混合液が乱流状態になり、かつ乳化しないような速度が適宜選択される。撹拌時間、撹拌速度がそれぞれこの範囲にあると、撹拌効率と2-アミノ-N-置換スクシンイミドの水層中への抽出効率が向上し、N-置換マレイミド中の2-アミノ-N-置換スクシンイミドをより低減できるため好ましい。
When washing is performed in a batchwise manner, the reaction vessel used may be made of stainless steel or glass-lined, or other reaction vessels may be used. The shape of the stirring blade is not particularly limited. As specific stirring blades, for example, three-blade swept-back blades, four-blade paddle blades, four-blade inclined paddle blades, six-blade turbine blades, and anchor blades can be used, and Twin Star and Full Zone manufactured by Kobe Steel Eco-Solutions can be used.
The stirring time is preferably from 10 to 120 minutes, more preferably from 30 to 60 minutes. The stirring speed is appropriately selected so that the mixture is in a turbulent state without emulsifying. When the stirring time and stirring speed are within these ranges, the stirring efficiency and the extraction efficiency of 2-amino-N-substituted succinimide into the aqueous layer are improved, and the 2-amino-N-substituted succinimide in the N-substituted maleimide can be further reduced, which is preferable.

連続式で洗浄する場合には、空塔、充填塔、又は段塔を用いることができ、スタティックミキサー等の静止型混合器や、ダイナミックミキサー等の回転式ミキサーを使用することもできる。
有機層と水層との接触時間は、1秒以上60分以下に設定することが好ましく、より好ましくは30秒以上10分以下である。接触時間がこの範囲にあると、N-置換マレイミドと水との反応が進行しにくく、かつ2-アミノ-N-置換スクシンイミドが水層側へ抽出されやすいため好ましい。
When washing is carried out in a continuous manner, an empty tower, a packed tower, or a tray tower can be used, and a stationary mixer such as a static mixer or a rotary mixer such as a dynamic mixer can also be used.
The contact time between the organic layer and the aqueous layer is preferably set to 1 second to 60 minutes, more preferably 30 seconds to 10 minutes, since a contact time in this range makes it difficult for the reaction between the N-substituted maleimide and water to proceed and facilitates extraction of the 2-amino-N-substituted succinimide into the aqueous layer.

脱水工程では、反応槽中に有機層を供し、減圧下で加熱することにより水分を除去する。圧力と温度は、用いる溶媒と水が共沸組成を形成する条件ならば特に制限は無い。
脱水工程後の有機層中の水分量は、有機層の質量を100質量%とした場合、100質量ppm以下が好ましい。脱水工程後の水分量がこの範囲にあると、メタクリル系樹脂重合時に水による色調悪化を抑制することができ、且つ水とともに留去される溶媒量を少なくできるため、コストの面からも好ましい。
脱水工程で得られたN-置換マレイミドを含む有機層を、N-置換マレイミド溶液として重合工程で用いてもよいし、さらに濃度調整工程で濃度を調整したN-置換マレイミド溶液を重合工程で用いてもよい。
In the dehydration step, the organic layer is placed in a reaction vessel and heated under reduced pressure to remove water. There are no particular limitations on the pressure and temperature as long as the solvent and water used form an azeotropic composition.
The water content in the organic layer after the dehydration step is preferably 100 ppm by mass or less, assuming that the mass of the organic layer is 100% by mass. If the water content after the dehydration step is in this range, deterioration of color tone due to water during polymerization of the methacrylic resin can be suppressed, and the amount of solvent distilled off together with water can be reduced, which is also preferable from the viewpoint of cost.
The organic layer containing the N-substituted maleimide obtained in the dehydration step may be used in the polymerization step as an N-substituted maleimide solution, or an N-substituted maleimide solution whose concentration has been adjusted in the concentration adjustment step may be used in the polymerization step.

濃度調整工程では、例えば、脱水工程等で得られた上記N-置換マレイミドの有機層を上記非水溶性有機溶媒により希釈してもよい。濃度調整工程で用いる非水溶性有機溶媒は、水洗工程で用いる非水溶性有機溶媒と同じであることが好ましい。 In the concentration adjustment step, for example, the organic layer of the N-substituted maleimide obtained in the dehydration step or the like may be diluted with the water-insoluble organic solvent. It is preferable that the water-insoluble organic solvent used in the concentration adjustment step is the same as the water-insoluble organic solvent used in the water washing step.

上記前処理工程で得られるN-置換マレイミド溶液は、上記非水溶性有機溶媒の溶液(有機層)であることが好ましい。
上記前処理工程で得られるN-置換マレイミド溶液は、上記N-置換マレイミド溶液中に含まれる2-アミノ-N-置換スクシンイミドの質量割合が、上記N-置換マレイミド溶液中に含まれるN-置換マレイミド100質量%に対して、5質量ppm以下であることが好ましく、より好ましくは0.1質量ppm以上1質量ppm以下である。
上記前処理工程で得られるN-置換マレイミド溶液中に含まれる水分量は、N-置換マレイミド溶液100質量%に対して、200質量ppm以下であることが好ましく、より好ましくは100~200質量ppmである。
上記前処理工程で得られるN-置換マレイミド溶液中に含まれるN-置換マレイミドの質量割合は、N-置換マレイミド溶液100質量%に対して、5~30質量%であることが好ましく、より好ましくは5~25質量%である。この範囲にある場合、N-置換マレイミドが析出しにくく、均一溶液として移送が可能であるため好ましい。
The N-substituted maleimide solution obtained in the pretreatment step is preferably a solution in the non-water-soluble organic solvent (organic layer).
The N-substituted maleimide solution obtained in the pretreatment step preferably has a mass ratio of 2-amino-N-substituted succinimide contained in the N-substituted maleimide solution of 5 ppm by mass or less, more preferably 0.1 ppm by mass or more and 1 ppm by mass or less, relative to 100% by mass of N-substituted maleimide contained in the N-substituted maleimide solution.
The water content in the N-substituted maleimide solution obtained in the above pretreatment step is preferably 200 ppm by mass or less, and more preferably 100 to 200 ppm by mass, based on 100% by mass of the N-substituted maleimide solution.
The mass ratio of the N-substituted maleimide contained in the N-substituted maleimide solution obtained in the above pretreatment step is preferably 5 to 30 mass %, more preferably 5 to 25 mass %, relative to 100 mass % of the N-substituted maleimide solution. When it is within this range, the N-substituted maleimide is less likely to precipitate and can be transported as a homogeneous solution, which is preferable.

複数種のN-置換マレイミド溶液を重合工程で用いる場合、複数種のN-置換マレイミド溶液の混合液が上記2-アミノ-N-置換スクシンイミドの質量割合、上記水分量、及び/又は上記N-置換マレイミドの質量割合を満たすことが好ましく、各N-置換マレイミド溶液が上記2-アミノ-N-置換スクシンイミドの質量割合、上記水分量、及び/又は上記N-置換マレイミドの質量割合を満たすことがより好ましい。
上述のようなN-置換マレイミドの水洗工程及び脱水工程を採用することにより、蛍光発光性を有する2-アミノ-N-置換スクシンイミドの低減と、メタクリル系樹脂の色調悪化の原因となる水分を除去することが可能となり、光路長の長いレンズにおいても良好な色調を有するメタクリル系樹脂及び該樹脂の組成物を得ることができるので好ましい。
重合工程では、上記前処理工程で得られたN-置換マレイミド溶液に、メタクリル酸エステル単量体、任意の他の単量体、重合開始剤、重合溶媒、連鎖移動剤等を混合し、単量体混合液としてから重合に用いてもよい。
When a plurality of types of N-substituted maleimide solutions are used in the polymerization step, it is preferable that a mixture of the plurality of types of N-substituted maleimide solutions satisfies the mass ratio of the 2-amino-N-substituted succinimide, the water content, and/or the mass ratio of the N-substituted maleimide, and it is more preferable that each N-substituted maleimide solution satisfies the mass ratio of the 2-amino-N-substituted succinimide, the water content, and/or the mass ratio of the N-substituted maleimide.
By employing the above-mentioned N-substituted maleimide washing step and dehydration step, it is possible to reduce the amount of fluorescent 2-amino-N-substituted succinimide and to remove moisture that causes deterioration of the color tone of the methacrylic resin, and it is therefore preferable since it is possible to obtain a methacrylic resin or a composition of said resin having good color tone even in lenses with long optical paths.
In the polymerization step, the N-substituted maleimide solution obtained in the pretreatment step may be mixed with a methacrylic acid ester monomer, any other monomer, a polymerization initiator, a polymerization solvent, a chain transfer agent, etc. to prepare a monomer mixture, which may then be used in the polymerization.

(2)重合終了時の未反応N-置換マレイミドの低減
メタクリル系樹脂の重合終了時に未反応N-置換マレイミドが存在すると、詳細な機構は不明だが、加熱された脱揮装置内等でN-置換マレイミドをその構造単位として含む低分子量で蛍光発光性を有する反応副生成物が生成することがあることを本発明者らは見出した。
(2) Reduction of Unreacted N-Substituted Maleimide at the End of Polymerization The present inventors have found that if unreacted N-substituted maleimide is present at the end of polymerization of a methacrylic resin, a low-molecular-weight fluorescent reaction by-product containing the N-substituted maleimide as a structural unit may be generated in a heated volatilizer or the like, although the detailed mechanism is unclear.

メタクリル系樹脂及び得られる樹脂レンズ中の蛍光発光性物質の含有量を上述の範囲内に制御するためには、重合終了後に残存する未反応N-置換マレイミドの総質量を、重合終了時の重合溶液100質量%に対して1000質量ppm以下とすることが好ましく、より好ましくは10質量ppm以上500質量ppm以下である。
また、N-置換マレイミドとしてN-フェニルマレイミド等のN-アリールマレイミド類を使用する際には、重合終了後に残存する未反応N-アリールマレイミド類の総質量が、重合終了時の重合溶液100質量%に対して、500質量ppm以下が好ましく、より好ましくは10質量ppm以上500質量ppm以下、さらに好ましくは10質量ppm以上50質量ppm以下である。
これらの範囲にあるとき、メタクリル系樹脂及び得られる樹脂レンズ中の蛍光性物質の含有量を上述の範囲内に抑えることができるため好ましい。また、未反応N-置換マレイミド量を10質量ppm未満にするためには、重合温度を高くしたり、重合開始剤の量を増やしたりする必要があるため、マレイミド熱変性物や活性ラジカルが増加し、メタクリル系樹脂の色調悪化の原因となるため好ましくない。
In order to control the content of the fluorescent substance in the methacrylic resin and the resulting resin lens within the above-mentioned range, the total mass of unreacted N-substituted maleimide remaining after completion of polymerization is preferably 1,000 ppm by mass or less, and more preferably 10 ppm by mass or more and 500 ppm by mass or less, relative to 100% by mass of the polymerization solution at the time of completion of polymerization.
Furthermore, when an N-arylmaleimide such as N-phenylmaleimide is used as the N-substituted maleimide, the total mass of unreacted N-arylmaleimides remaining after completion of polymerization is preferably 500 ppm by mass or less, more preferably 10 ppm by mass or more and 500 ppm by mass or less, and even more preferably 10 ppm by mass or more and 50 ppm by mass or less, relative to 100% by mass of the polymerization solution at the time of completion of polymerization.
When the content is within these ranges, the content of the fluorescent substance in the methacrylic resin and the resulting resin lens can be suppressed within the above-mentioned ranges, which is preferable. Furthermore, in order to make the amount of unreacted N-substituted maleimide less than 10 ppm by mass, it is necessary to increase the polymerization temperature or the amount of polymerization initiator, which is undesirable because it increases the amount of thermally denatured maleimide products and active radicals, causing deterioration in the color tone of the methacrylic resin.

重合終了後の未反応N-置換マレイミド量を上記の範囲に制御する手段として、セミバッチ重合法が挙げられる。セミバッチ重合法では、重合工程において、重合開始剤の添加開始から30分後以降に、重合に供与する全ての単量体(例えば、メタクリル酸エステル、N-置換マレイミド、及び任意の他の単量体)の総質量を100質量%として、メタクリル酸エステル単量体を5~35質量%追加添加することが好ましい。言い換えると、重合に供与する全ての単量体の総質量100質量%のうち65~95質量%を重合開始剤添加前に反応器内に仕込み、重合開始剤の添加開始から30分後以降にメタクリル酸エステル単量体の残部5~35質量%を追加添加することが好ましい。追加添加するメタクリル酸エステル単量体量は、重合に供与する全ての単量体の総質量を100質量%として、より好ましくは10~30質量%である。追加添加するメタクリル酸エステル単量体量が上記範囲にあると、未反応N-置換マレイミドと追加添加したメタクリル酸エステル単量体とが反応し、重合終了後の未反応N-置換マレイミド量を上述の範囲内に制御できるため好ましい。 As a means for controlling the amount of unreacted N-substituted maleimide after the polymerization is completed within the above range, a semi-batch polymerization method can be mentioned. In the semi-batch polymerization method, in the polymerization step, it is preferable to add 5 to 35% by mass of methacrylic acid ester monomer, assuming that the total mass of all monomers provided to the polymerization (e.g., methacrylic acid ester, N-substituted maleimide, and any other monomers) is 100% by mass, after 30 minutes from the start of addition of the polymerization initiator. In other words, it is preferable to charge 65 to 95% by mass of the total mass of all monomers provided to the polymerization (100% by mass) into the reactor before adding the polymerization initiator, and to add the remaining 5 to 35% by mass of the methacrylic acid ester monomer after 30 minutes from the start of addition of the polymerization initiator. The amount of methacrylic acid ester monomer to be added is more preferably 10 to 30% by mass, assuming that the total mass of all monomers provided to the polymerization is 100% by mass. If the amount of methacrylic acid ester monomer added is within the above range, the unreacted N-substituted maleimide reacts with the additionally added methacrylic acid ester monomer, and the amount of unreacted N-substituted maleimide after polymerization is completed can be controlled within the above range, which is preferable.

単量体の追加添加の開始時点、追加添加のスピード等は、重合転化率に応じて適宜選択すればよい。また、本発明の効果や未反応N-置換マレイミド量を低減することを阻害しない範囲で、メタクリル酸エステル単量体に加え、N-置換マレイミド単量体やその他の単量体を含む単量体混合物を追加添加してもよい。
上述のようなセミバッチ重合法を採用することにより、重合後半時点での未反応のN-置換マレイミド単量体量を低減し、脱揮工程における蛍光発光性物質の生成を最小限とすることが可能となり、光路長の長いレンズにおいても良好な色調を有するメタクリル系樹脂及び該樹脂の組成物を得ることができるので好ましい。
The start time of additional addition of the monomer, the speed of additional addition, etc. may be appropriately selected depending on the polymerization conversion rate. Furthermore, in addition to the methacrylic acid ester monomer, a monomer mixture containing an N-substituted maleimide monomer and other monomers may be additionally added within a range that does not impair the effects of the present invention or the reduction in the amount of unreacted N-substituted maleimide.
By employing the semi-batch polymerization method as described above, it is possible to reduce the amount of unreacted N-substituted maleimide monomer at the latter stage of polymerization and minimize the generation of fluorescent substances in the devolatilization step, and it is preferable because it is possible to obtain a methacrylic resin and a composition of said resin having good color tone even in lenses with long optical paths.

以下、N-置換マレイミド単量体由来の構造単位を有するメタクリル系樹脂の製造方法の一例として、溶液重合法を用いてセミバッチ式でラジカル重合で製造する場合について、具体的に説明する。 Below, we will specifically explain an example of a method for producing a methacrylic resin having structural units derived from an N-substituted maleimide monomer, using a solution polymerization method in a semi-batch radical polymerization system.

セミバッチ重合法では、重合開始剤の添加開始から30分後以降に、重合に供与する全ての単量体(メタクリル酸エステル、N-置換マレイミド、及び任意の他の単量体)の総質量を100質量%として、メタクリル酸エステル単量体を5~35質量%追加添加することが好ましい。言い換えると、重合に供与する全ての単量体の総質量100質量%のうち65~95質量%を重合開始前に反応器内に仕込み、重合開始剤の添加開始から30分後以降にメタクリル酸エステル単量体の残部5~35質量%を追加添加することが好ましい。
追加添加するメタクリル酸エステル単量体量は、重合に供与する全ての単量体の総質量を100質量%として、より好ましくは10~30質量%である。
In the semi-batch polymerization method, it is preferable to additionally add 5 to 35% by mass of the methacrylic acid ester monomer, based on the total mass of all monomers (methacrylic acid ester, N-substituted maleimide, and any other monomers) to be supplied to the polymerization, 30 minutes or more after the start of the addition of the polymerization initiator. In other words, it is preferable to charge 65 to 95% by mass of the total mass of all monomers to be supplied to the polymerization, which is 100% by mass, into the reactor before the start of the polymerization, and to additionally add the remaining 5 to 35% by mass of the methacrylic acid ester monomer, 30 minutes or more after the start of the addition of the polymerization initiator.
The amount of the methacrylic acid ester monomer to be additionally added is more preferably 10 to 30% by mass, with the total mass of all the monomers to be supplied to the polymerization being 100% by mass.

単量体の追加添加の開始時点、追加添加のスピード等は、重合転化率に応じて適宜選択すればよい。
また、本発明の効果やN-置換マレイミド単量体の転化率を高めることを阻害しない範囲で、メタクリル酸エステル単量体に加え、N-置換マレイミド単量体やその他の単量体を含む単量体混合物を追加添加してもよい。
The start time of additional addition of the monomer, the speed of additional addition, etc. may be appropriately selected depending on the polymerization conversion rate.
Furthermore, in addition to the methacrylic acid ester monomer, a monomer mixture containing the N-substituted maleimide monomer and other monomers may be additionally added within a range that does not impair the effects of the present invention or the increase in the conversion rate of the N-substituted maleimide monomer.

上述のようなセミバッチ重合法を採用することにより、重合後半時点でのN-置換マレイミド単量体の転化率を高くすることが可能となり、蛍光発光性物質の含有量を低減し、光路長の長いレンズの光線透過率に優れ、得られる重合物の分子量分布を制御しやすく、特に射出成形に適した流動性を有する樹脂並びに該樹脂の組成物を得ることができるので好ましい。 By adopting the semi-batch polymerization method described above, it is possible to increase the conversion rate of the N-substituted maleimide monomer at the latter stage of polymerization, reduce the content of fluorescent substances, provide excellent light transmittance for lenses with long optical path lengths, and make it easier to control the molecular weight distribution of the resulting polymer. This is particularly preferable because it makes it possible to obtain resins and compositions of said resins that have flow properties suitable for injection molding.

用いる重合溶媒としては、重合により得られるマレイミド共重合体の溶解度を高め、ゲル化防止等の目的から反応液の粘度を適切に保てるものであれば、特に制限はない。
具体的な重合溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、イソプロピルベンゼン等の芳香族炭化水素;メチルイソブチルケトン、ブチルセロソルブ、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン;ジメチルホルムアミド、2-メチルピロリドン等の極性溶媒を用いることができる。
これらは単独でも2種以上を併用して用いることもできる。
また、重合時における重合生成物の溶解を阻害しない範囲で、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコールを重合溶媒として併用してもよい。
The polymerization solvent to be used is not particularly limited as long as it can increase the solubility of the maleimide copolymer obtained by polymerization and can appropriately maintain the viscosity of the reaction solution for the purpose of preventing gelation, etc.
Specific examples of the polymerization solvent that can be used include aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, ethylbenzene, and isopropylbenzene; ketones such as methyl isobutyl ketone, butyl cellosolve, methyl ethyl ketone, and cyclohexanone; and polar solvents such as dimethylformamide and 2-methylpyrrolidone.
These may be used alone or in combination of two or more.
Furthermore, alcohols such as methanol, ethanol, and isopropanol may be used in combination as a polymerization solvent within a range that does not inhibit dissolution of the polymerization product during polymerization.

重合時の溶媒量としては、重合が進行し、生産時に共重合体や使用モノマーの析出等が起こらず、容易に除去できる量であれば、特に制限はないが、例えば、配合する単量体の総量を100質量%とした場合に、10~200質量%とすることが好ましい。より好ましくは25~150質量%、さらに好ましくは40~100質量%、さらにより好ましくは50~100質量%である。
本実施形態においては、重合時の溶媒量が、配合する単量体の総量を100質量%とした場合に、100質量%以下の範囲内で、重合中に溶媒濃度を適宜変更しながら重合する方法も好ましく用いることができる。
より具体的には、重合初期においては40~60質量%を配合し、重合途中に、残りの60~40質量%を配合し、最終的には、配合する単量体の総量を100質量%とした場合に、溶媒量が100質量%以下の範囲になるようにする方法等が例示できる。
この方法を採用することにより、重合転化率を高めることができ、さらに分子量分布を制御することが可能となり、射出成形性に優れ、蛍光発光性物質の含有量を低減し、光路長の長いレンズを調製した際にも良好な色調が得られる樹脂及び樹脂組成物が得られるので好ましい。
The amount of the solvent during polymerization is not particularly limited as long as the polymerization proceeds and the amount can be easily removed without causing precipitation of the copolymer or monomers used during production, but for example, when the total amount of the monomers to be blended is taken as 100 mass%, the amount is preferably 10 to 200 mass%, more preferably 25 to 150 mass%, even more preferably 40 to 100 mass%, and even more preferably 50 to 100 mass%.
In the present embodiment, a method of polymerization in which the amount of solvent during polymerization is within a range of 100 mass % or less when the total amount of the monomers to be blended is taken as 100 mass % can also be preferably used, in which the solvent concentration is appropriately changed during polymerization.
More specifically, an example of the method is to blend 40 to 60% by mass in the initial stage of polymerization, blend the remaining 60 to 40% by mass during the polymerization, and finally blend the amount of the solvent in a range of 100% by mass or less when the total amount of the blended monomers is 100% by mass.
By employing this method, it is possible to increase the polymerization conversion rate, and further to control the molecular weight distribution, and it is possible to obtain a resin and a resin composition that have excellent injection moldability, a reduced content of fluorescent substances, and good color tone even when a lens with a long optical path length is prepared. This is therefore preferable.

溶液重合においては、重合溶液中の溶存酸素濃度を出来る限り低減させておくことが重要であり、例えば、溶存酸素濃度は、10ppm以下の濃度であることが好ましい。溶存酸素濃度は、例えば、溶存酸素計DOメーターB-505(飯島電子工業株式会社製)を用いて測定することができる。溶存酸素濃度を低下する方法としては、重合溶液中に不活性ガスをバブリングする方法、重合前に重合溶液を含む容器中を不活性ガスで0.2MPa程度まで加圧した後に放圧する操作を繰り返す方法、重合溶液を含む容器中に不活性ガスを通ずる方法等の方法を適宜選択することができる。 In solution polymerization, it is important to reduce the dissolved oxygen concentration in the polymerization solution as much as possible; for example, the dissolved oxygen concentration is preferably 10 ppm or less. The dissolved oxygen concentration can be measured, for example, using a dissolved oxygen meter DO meter B-505 (manufactured by Iijima Electronics Co., Ltd.). Methods for reducing the dissolved oxygen concentration can be appropriately selected from a method of bubbling an inert gas into the polymerization solution, a method of repeatedly pressurizing a container containing the polymerization solution to about 0.2 MPa with an inert gas before polymerization and then releasing the pressure, a method of passing an inert gas through a container containing the polymerization solution, and the like.

重合温度としては、重合が進行する温度であれば特に制限はないが、70~180℃であることが好ましく、より好ましくは80~160℃、さらに好ましくは90~150℃、さらにより好ましくは100~150℃である。生産性の観点から70℃以上とすることが好ましく、重合時の副反応を抑制し、所望の分子量や品質の重合体を得るために180℃以下とすることが好ましい。 There are no particular limitations on the polymerization temperature as long as it is a temperature at which the polymerization proceeds, but it is preferably 70 to 180°C, more preferably 80 to 160°C, even more preferably 90 to 150°C, and even more preferably 100 to 150°C. From the viewpoint of productivity, it is preferable to set the temperature at 70°C or higher, and it is preferable to set the temperature at 180°C or lower in order to suppress side reactions during polymerization and obtain a polymer with the desired molecular weight and quality.

また、重合時間については、必要な転化率にて、必要な重合度を得ることができる時間であれば特に限定はないが、生産性等の観点から、2~15時間であることが好ましく、より好ましくは3~12時間、さらに好ましくは4~10時間である。 The polymerization time is not particularly limited as long as it is a time that can obtain the required degree of polymerization at the required conversion rate, but from the viewpoint of productivity, etc., it is preferably 2 to 15 hours, more preferably 3 to 12 hours, and even more preferably 4 to 10 hours.

重合開始剤としては、一般にラジカル重合において用いられる任意の開始剤を使用することができ、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、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、t-アミルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-アミルパーオキシイソノナノエート、1,1-ジ(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン等の有機過酸化物;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-ジメチルバレロニトリル)、ジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート等のアゾ化合物;等を挙げることができる。
これらは、単独で用いても2種以上を併用して用いてもよい。
重合開始剤の添加量としては、重合に用いる単量体の総量を100質量%とした場合に、0.01~1質量%としてよく、好ましくは0.05~0.5質量%の範囲である。
重合開始剤の添加方法としては、一定添加速度ではなく重合溶液内に残存する単量体濃度に合わせ、可変的な添加であれば特に制限はなく、連続的に加えても断続的に加えてもよい。重合開始剤を断続的に加える場合は、添加していない時間については単位時間当たりの添加量を考えないものとする。
As the polymerization initiator, any initiator generally used in radical polymerization can be used. Examples of the polymerization initiator include organic peroxides such as cumene hydroperoxide, diisopropylbenzene hydroperoxide, di-t-butyl peroxide, lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, t-butylperoxyisopropyl carbonate, t-amylperoxy-2-ethylhexanoate, t-amylperoxyisononanoate, and 1,1-di(t-butylperoxy)cyclohexane; and azo compounds such as 2,2'-azobis(isobutyronitrile), 1,1'-azobis(cyclohexanecarbonitrile), 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), and dimethyl-2,2'-azobisisobutyrate.
These may be used alone or in combination of two or more.
The amount of the polymerization initiator added may be 0.01 to 1% by mass, and preferably 0.05 to 0.5% by mass, when the total amount of the monomers used in the polymerization is taken as 100% by mass.
The method of adding the polymerization initiator is not particularly limited as long as it is not a constant addition rate but a variable addition rate according to the monomer concentration remaining in the polymerization solution, and may be added continuously or intermittently. When the polymerization initiator is added intermittently, the amount added per unit time is not considered for the time when the polymerization initiator is not added.

本実施形態では、反応系内に残存する未反応の単量体総量に対する重合開始剤より発生するラジカル総量の割合が、常時一定値以下となるように、重合開始剤の種類及び添加量、並びに重合温度等を適宜選択することが好ましい。
これらの方法を採用することにより、重合後期におけるオリゴマーや低分子量体の生成量を抑制したり、重合時の過熱を抑制して重合の安定性を図ったりすることもできる。
In this embodiment, it is preferable to appropriately select the type and amount of the polymerization initiator, the polymerization temperature, and the like so that the ratio of the total amount of radicals generated from the polymerization initiator to the total amount of unreacted monomers remaining in the reaction system is always equal to or less than a certain value.
By employing these methods, it is possible to suppress the production of oligomers and low molecular weight materials in the later stages of polymerization, and to prevent overheating during polymerization, thereby ensuring the stability of the polymerization.

重合反応時には、必要に応じて、連鎖移動剤を添加して重合してもよい。
連鎖移動剤としては、一般的なラジカル重合において用いる連鎖移動剤が使用でき、例えば、n-ブチルメルカプタン、n-オクチルメルカプタン、n-デシルメルカプタン、n-ドデシルメルカプタン、チオグリコール酸2-エチルヘキシル等のメルカプタン化合物;四塩化炭素、塩化メチレン、ブロモホルム等のハロゲン化合物;α-メチルスチレンダイマー、α-テルピネン、ジペンテン、ターピノーレン等の不飽和炭化水素化合物;等が挙げられる。
これらは、単独で用いても2種以上を併用して用いてもよい。
これらの連鎖移動剤は、重合反応が進行中であれば、いずれの段階に添加してもよく、特に限定されるものではない。
連鎖移動剤の添加量としては、重合に用いる単量体の総量を100質量%とした場合に、0.01~1質量%としてよく、好ましくは0.05~0.5質量%である。
During the polymerization reaction, a chain transfer agent may be added as necessary.
As the chain transfer agent, any chain transfer agent used in general radical polymerization can be used, and examples thereof include mercaptan compounds such as n-butyl mercaptan, n-octyl mercaptan, n-decyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, and 2-ethylhexyl thioglycolate; halogen compounds such as carbon tetrachloride, methylene chloride, and bromoform; and unsaturated hydrocarbon compounds such as α-methylstyrene dimer, α-terpinene, dipentene, and terpinolene.
These may be used alone or in combination of two or more.
These chain transfer agents may be added at any stage as long as the polymerization reaction is in progress, and there are no particular limitations on the addition stage.
The amount of the chain transfer agent added may be 0.01 to 1% by mass, and preferably 0.05 to 0.5% by mass, based on 100% by mass of the total amount of monomers used in the polymerization.

溶液重合により得られる重合液から重合物を回収する方法としては、脱揮工程と呼ばれる工程を経由して重合溶媒や未反応の単量体を分離し、重合生成物を回収する方法が挙げられる。ここで、脱揮工程とは、重合溶媒、残存単量体、反応副生成物等の揮発分を、加熱・減圧条件下で、除去する工程をいう。
本実施形態においては、脱揮工程に供する、メタクリル系樹脂を含む重合溶液中に含まれる未反応のN-置換マレイミド単量体の含有量を一定濃度以下に制御することが好ましい。詳細は上記、「(2)重合終了時の未反応N-置換マレイミドの低減」に記載のとおりであるが、上記の手法に加え、例えば、単量体の転化率を高めるために、重合時間を出来る限り長くしたり、重合溶液中の未反応の単量体濃度に合わせ、重合開始剤の添加速度を変化させたりして重合を行う方法;重合中に溶媒濃度を適宜変更しながら重合する方法;重合後半に残存するN-置換マレイミド単量体との反応性が高い他の単量体を追加添加する方法;重合終了時にα-テルピネン等、N-置換マレイミドとの反応性の高い化合物を添加する方法等も使用することができる。
As a method for recovering a polymer from a polymerization liquid obtained by solution polymerization, there can be mentioned a method in which the polymerization solvent and unreacted monomers are separated through a step called a devolatilization step, and the polymerization product is recovered. Here, the devolatilization step refers to a step in which volatile matters such as the polymerization solvent, residual monomers, and reaction by-products are removed under heating and reduced pressure conditions.
In this embodiment, it is preferable to control the content of unreacted N-substituted maleimide monomer contained in the polymerization solution containing the methacrylic resin to be subjected to the devolatilization step to a certain concentration or less. Details are as described above in "(2) Reduction of Unreacted N-Substituted Maleimide at the End of Polymerization". In addition to the above-mentioned methods, for example, in order to increase the monomer conversion rate, a method of carrying out polymerization by lengthening the polymerization time as much as possible or changing the rate of addition of the polymerization initiator in accordance with the concentration of the unreacted monomer in the polymerization solution; a method of carrying out polymerization while appropriately changing the solvent concentration during polymerization; a method of additionally adding another monomer that is highly reactive with the N-substituted maleimide monomer remaining in the latter half of polymerization; a method of adding a compound that is highly reactive with N-substituted maleimide, such as α-terpinene, at the end of polymerization, and the like can also be used.

-N-置換マレイミド単量体の残存量-
メタクリル系樹脂を含む重合溶液中に残存するN-置換マレイミド単量体の残存量を求める方法としては、例えば、重合溶液の一部を採取・秤量し、この試料をクロロホルムに溶解させて、5質量%溶液を調製し、内部標準物質としてn-デカンを添加し、ガスクロマトグラフィー(島津製作所製 GC-2010)を用いて、試料中に残存するN-置換マレイミド単量体の濃度を測定することにより求めることができる。より具体的な測定条件としては、後述の実施例記載のものを用いることができる。
--Remaining amount of N-substituted maleimide monomer--
The amount of N-substituted maleimide monomer remaining in a polymerization solution containing a methacrylic resin can be determined, for example, by collecting and weighing a portion of the polymerization solution, dissolving this sample in chloroform to prepare a 5% by mass solution, adding n-decane as an internal standard substance, and measuring the concentration of the N-substituted maleimide monomer remaining in the sample using gas chromatography (GC-2010 manufactured by Shimadzu Corporation). More specific measurement conditions can be those described in the Examples below.

(3)せん断を低減した脱揮方法
上記脱揮工程に用いる装置としては、熱交換器と減圧容器とを主な構成とし、その構造として回転部を有しない脱揮装置を用いることが好ましい。回転部を設けないことにより、脱揮中のせん断を低減でき、蛍光発光性が一層低い樹脂を得ることができる。
具体的には、その上部に熱交換器を配置し脱揮が可能な大きさを有する減圧容器に減圧ユニットが附帯した構成の脱揮槽と、脱揮後の重合物を排出するためのギアポンプ等の排出装置とから構成される脱揮装置を採用することができる。
上記脱揮装置は、重合溶液を、減圧容器の上部に配置され加熱された熱交換器、例えば、多管式熱交換器、プレートフィン式熱交換器、平板型流路とヒータとを有する平板式熱交換器等に供して予熱した後、加熱・減圧下にある脱揮槽に供給して、重合溶媒、未反応原料混合物、重合副生成物等と重合体とを分離除去する。上述のように回転部を有しない脱揮装置を用いることで、未反応のN-置換マレイミドに由来する低分子量で蛍光発光性を有する反応副生成物を抑制することができ、メタクリル系樹脂及び得られる樹脂レンズ中の蛍光強度(蛍光発光性物質の含有量)を所定の範囲内に制御できるため好ましい。また良好な色調を有するメタクリル系樹脂を得ることができるため好ましい。
(3) Devolatilization method with reduced shearing It is preferable to use a devolatilization device mainly composed of a heat exchanger and a reduced pressure vessel and having no rotating part as a structure for the devolatilization step. By not providing a rotating part, it is possible to reduce shearing during devolatilization, and a resin with even lower fluorescent emission can be obtained.
Specifically, a volatilizing apparatus can be used which is composed of a volatilizing tank having a reduced pressure vessel with a heat exchanger disposed on the top thereof and a size large enough for volatilization, to which a reduced pressure unit is attached, and a discharge device such as a gear pump for discharging the polymer after volatilization.
The volatilizer preheats the polymerization solution by feeding it to a heated heat exchanger, such as a multi-tube heat exchanger, a plate fin heat exchanger, or a flat plate heat exchanger having a flat plate flow path and a heater, which is disposed at the top of the reduced pressure vessel, and then supplies it to a volatilizer tank under heating and reduced pressure to separate and remove the polymerization solvent, unreacted raw material mixture, polymerization by-products, and the like, and the polymer. By using a volatilizer without a rotating section as described above, it is possible to suppress low molecular weight, fluorescent reaction by-products derived from unreacted N-substituted maleimide, and it is preferable because the fluorescence intensity (content of fluorescent substance) in the methacrylic resin and the obtained resin lens can be controlled within a predetermined range. It is also preferable because it is possible to obtain a methacrylic resin having a good color tone.

上記回転部を有する装置としては、神鋼環境ソリューション社製ワイプレン及びエクセバ、日立製作所製コントラ及び傾斜翼コントラ等の薄膜蒸発機;ベント付き押出機等が挙げられる。 Examples of devices with a rotating part include thin-film evaporators such as Wiplen and Exeva manufactured by Kobelco Eco-Solutions Co., Ltd., and Contra and tilted blade Contra manufactured by Hitachi, Ltd.; vented extruders, etc.

本実施形態における脱揮工程においては、重合溶液にかかるせん断速度を20s-1以下とすることが好ましく、10s-1以下とすることがより好ましく、0.1s-1以上10s-1以下として実施することがさらに好ましい。せん断速度を0.1s-1以上とすることにより、溶融樹脂の流れが遅くなりすぎず、滞留時間が増加することによる色調悪化を抑えることができる。また20s-1以下とすることにより、せん断による蛍光発光性を有する反応副生物の生成を抑えることができる。
ここで、例えば、押出機におけるせん断速度γは下記式で計算する。
γ=(π×D×N)/H
(式中、Dはスクリュー径(m)、Nは1秒あたりのスクリュー回転数、Hはスクリュー溝深さ(m)を表す。)
また、平板型流路の場合には、せん断速度γは下記式で計算する。
γ=(6×Q)/(w×h
(式中、Qは平板型流路を通過する体積流量(m/s)、wは平板型流路の幅(m)、hは平板間の距離(m)を表す。)
In the devolatilization step in this embodiment, the shear rate applied to the polymerization solution is preferably 20 s -1 or less, more preferably 10 s -1 or less, and even more preferably 0.1 s -1 or more and 10 s -1 or less. By setting the shear rate to 0.1 s -1 or more, the flow of the molten resin does not become too slow, and deterioration of color tone due to an increase in residence time can be suppressed. In addition, by setting the shear rate to 20 s -1 or less, the generation of reaction by-products having fluorescent properties due to shear can be suppressed.
Here, for example, the shear rate γ in the extruder is calculated by the following formula.
γ = (π × D × N) / H
(In the formula, D represents the screw diameter (m), N represents the screw rotation speed per second, and H represents the screw groove depth (m).)
In the case of a flat plate type flow channel, the shear rate γ is calculated by the following formula.
γ=(6×Q)/(w×h 2 )
(In the formula, Q represents the volumetric flow rate (m 3 /s) passing through the flat channel, w represents the width (m) of the flat channel, and h represents the distance (m) between the plates.)

本実施形態において、減圧容器上部に配置する熱交換器としては、平板型流路とヒータとを有する平板式熱交換器を用いることが好ましい。より好ましくは、同一平面状に断面が矩形であるスリット状流路を複数有する積層構造を有する平板型流路とヒータとを有する平板式熱交換器である。 In this embodiment, it is preferable to use a flat-plate heat exchanger having a flat-plate flow path and a heater as the heat exchanger to be placed at the top of the reduced pressure vessel. More preferably, it is a flat-plate heat exchanger having a heater and a flat-plate flow path having a laminated structure with multiple slit-shaped flow paths with rectangular cross sections on the same plane.

脱揮装置に供された重合溶液は、該熱交換器の中央部から該スリット状流路へ送られて加熱される。加熱された重合溶液は、スリット状流路から、熱交換器と一体化した減圧下の減圧容器内に供給されて、フラッシュ蒸発させられる。
このような脱揮方法は、フラッシュ脱揮とも称されることもあり、本発明においては、以後、フラッシュ脱揮とも記す。
The polymerization solution fed to the volatilizer is sent from the center of the heat exchanger to the slit-shaped flow passage and heated. The heated polymerization solution is fed from the slit-shaped flow passage into a reduced pressure vessel integrated with the heat exchanger under reduced pressure and flash evaporated.
Such a devolatilization method is also called flash devolatilization, and in the present invention, it will hereinafter also be referred to as flash devolatilization.

上述する脱揮装置を2機以上直列に設置して、2段階以上で脱揮する方法を採用することも可能である。 It is also possible to install two or more of the above-mentioned devolatilizers in series to perform devolatilization in two or more stages.

脱揮装置に附帯する熱交換器にて加熱する温度の範囲としては、100℃以上300℃以下としてよく、好ましくはメタクリル系樹脂のガラス転移温度(Tg)+100℃~Tg+160℃の温度、より好ましくはTg+110℃~Tg+150℃の温度である。加熱・保温された脱揮槽の温度の範囲としては、100℃以上300℃以下としてよく、好ましくはTg+100℃~Tg+160℃の温度、より好ましくはTg+110℃~Tg+150℃の温度である。熱交換器及び脱揮槽の温度がこの範囲にあると、残存する2-アミノ-N-置換スクシンイミドの熱変性を抑制することができ、蛍光発光性物質の生成を抑制できるため好ましい。また残存揮発分が多くなることを防ぐのに有効であり、得られるメタクリル系樹脂の熱安定性や製品品質が向上するため好ましい。 The temperature range for heating in the heat exchanger attached to the volatilization device may be 100°C or higher and 300°C or lower, preferably a temperature of the glass transition temperature (Tg) of the methacrylic resin + 100°C to Tg + 160°C, and more preferably a temperature of Tg + 110°C to Tg + 150°C. The temperature range for the heated and kept warm volatilization tank may be 100°C or higher and 300°C or lower, preferably a temperature of Tg + 100°C to Tg + 160°C, and more preferably a temperature of Tg + 110°C to Tg + 150°C. If the temperature of the heat exchanger and volatilization tank is within this range, it is preferable because it is possible to suppress the thermal denaturation of the remaining 2-amino-N-substituted succinimide and suppress the generation of fluorescent substances. It is also preferable because it is effective in preventing the remaining volatile content from increasing, and the thermal stability and product quality of the resulting methacrylic resin are improved.

脱揮槽内における真空度としては、5~300Torrの範囲としてよく、中でも、10~200Torrの範囲が好ましい。この真空度が300Torr以下であると、効率よく未反応単量体又は未反応単量体と重合溶媒の混合物を分離除去することができ、得られる熱可塑性共重合体の熱安定性や品質が低下しない。真空度が5Torr以上であると、工業的な実施がより容易である。 The degree of vacuum in the devolatilizer tank may be in the range of 5 to 300 Torr, with a range of 10 to 200 Torr being preferred. If the degree of vacuum is 300 Torr or less, unreacted monomer or a mixture of unreacted monomer and polymerization solvent can be efficiently separated and removed, and the thermal stability and quality of the resulting thermoplastic copolymer will not decrease. If the degree of vacuum is 5 Torr or more, industrial implementation is easier.

脱揮槽内における平均滞留時間としては、5~60分であり、好ましくは5~45分である。平均滞留時間がこの範囲にあると、効率よく脱揮できるとともに、重合物の熱変性による着色や分解を抑制できるので好ましい。 The average residence time in the devolatilizer tank is 5 to 60 minutes, preferably 5 to 45 minutes. If the average residence time is within this range, devolatilization can be performed efficiently and coloration and decomposition due to thermal denaturation of the polymer can be suppressed, which is preferable.

脱揮工程を経て回収された重合物は、造粒工程と呼ばれる工程にてペレット状に加工される。
造粒工程では、溶融状態の樹脂を、多孔ダイを付帯設備として有するギアポンプ、単軸押出機、及び二軸押出機等から選ばれた少なくとも1種の搬出造粒装置にて、ストランド状に押出し、コールドカット方式、空中ホットカット方式、水中ストランドカット方式、及びアンダーウォーターカット方式にて、ペレット状に加工する。せん断による蛍光発光性を有する反応副生物の生成を抑える観点から、押出機は用いず、せん断速度の小さい搬送装置を選択することが好ましい。
The polymer recovered through the devolatilization step is processed into pellets in a step called a granulation step.
In the granulation process, the molten resin is extruded in a strand shape by at least one discharge granulation device selected from a gear pump having a multi-hole die as an auxiliary equipment, a single screw extruder, a twin screw extruder, etc., and processed into pellets by a cold cut method, an air hot cut method, an underwater strand cut method, or an underwater cut method. From the viewpoint of suppressing the generation of fluorescent reaction by-products due to shear, it is preferable to select a conveying device with a low shear rate without using an extruder.

本実施形態では、高度に制御された樹脂組成物を得ようとするため、高温下で溶融状態にある樹脂組成物をできる限り空気に触れないようにして、素早く冷却固化させることができる造粒方式を採用することが好ましい。
その場合には、溶融樹脂温度を可能な範囲で低くし、且つ多孔ダイ出口から冷却水面までの滞留時間を極力少なくし、冷却水の温度も可能な範囲で高い温度にて、実施できる条件にて造粒を行うことがより好ましい。
例えば、溶融樹脂温度としては、220~280℃が好ましく、より好ましくは230~270℃であり、多孔ダイ出口から冷却水面までの滞留時間は5秒以内が好ましく、より好ましくは3秒以内であり、冷却水の温度としては、30~80℃が好ましく、より好ましくは40~60℃の範囲である。
In this embodiment, in order to obtain a highly controlled resin composition, it is preferable to adopt a granulation method that can quickly cool and solidify the resin composition in a molten state at high temperature while minimizing contact with air as much as possible.
In this case, it is more preferable to carry out granulation under conditions in which the molten resin temperature is as low as possible, the residence time from the multi-hole die outlet to the cooling water surface is as short as possible, and the cooling water temperature is as high as possible.
For example, the molten resin temperature is preferably 220 to 280°C, and more preferably 230 to 270°C, the residence time from the multi-hole die outlet to the cooling water surface is preferably 5 seconds or less, and more preferably 3 seconds or less, and the cooling water temperature is preferably 30 to 80°C, and more preferably in the range of 40 to 60°C.

これら溶融樹脂温度並びに冷却水温度の範囲にて実施することにより、より着色が少なく、含有する水分率が低いメタクリル系樹脂ならびにその組成物が得られるので好ましい。 By carrying out the process within these ranges of molten resin temperature and cooling water temperature, it is preferable to obtain methacrylic resins and compositions thereof that have less coloration and a lower moisture content.

脱揮工程後のメタクリル系樹脂中に残留する単量体の含有量については、少ないほど、熱安定性や製品品質の観点から好ましい。具体的には、メタクリル酸エステル単量体の含有量としては、3000質量ppm以下が好ましく、より好ましくは2000質量ppm以下である。N-置換マレイミド単量体の含有量としては総量として200質量ppm以下が好ましく、より好ましくは100質量ppm以下である。
また、残留する重合溶媒の含有量としては500質量ppm以下が好ましく、より好ましくは300質量ppm以下である。
The smaller the content of monomers remaining in the methacrylic resin after the devolatilization step, the better from the viewpoints of thermal stability and product quality. Specifically, the content of methacrylic acid ester monomers is preferably 3000 ppm by mass or less, more preferably 2000 ppm by mass or less. The total content of N-substituted maleimide monomers is preferably 200 ppm by mass or less, more preferably 100 ppm by mass or less.
The content of the residual polymerization solvent is preferably 500 ppm by mass or less, and more preferably 300 ppm by mass or less.

-グルタルイミド系構造単位を含むメタクリル系樹脂の製造方法-
主鎖にグルタルイミド系構造単位を有するメタクリル系樹脂の製造方法としては、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、沈殿重合法、乳化重合法のいずれの重合方法が挙げられ、好ましくは懸濁重合、塊状重合、溶液重合法であり、さらに好ましくは溶液重合法である。
本実施形態における製造方法では、重合形式として、例えば、バッチ重合法、セミバッチ法、連続重合法のいずれも用いることができる。
本実施形態における製造方法では、ラジカル重合により単量体を重合することが好ましい。
-Method for producing methacrylic resin containing glutarimide structural units-
Examples of a method for producing a methacrylic resin having a glutarimide structural unit in the main chain include a bulk polymerization method, a solution polymerization method, a suspension polymerization method, a precipitation polymerization method, and an emulsion polymerization method. Of these, the suspension polymerization method, the bulk polymerization method, and the solution polymerization method are preferred, and the solution polymerization method is more preferred.
In the production method of the present embodiment, any of a batch polymerization method, a semi-batch polymerization method, and a continuous polymerization method can be used as the polymerization method.
In the production method of the present embodiment, it is preferable to polymerize the monomers by radical polymerization.

主鎖にグルタルイミド系構造単位を有するメタクリル系樹脂は、例えば、特開2006-249202号公報、特開2007-009182号公報、特開2007-009191号公報、特開2011-186482号公報、国際公開第2012/114718号等に記載されている、グルタルイミド系構造単位を有するメタクリル系樹脂であり、当該公報に記載されている方法により形成することができる。
以下、グルタルイミド系構造単位を有するメタクリル系樹脂の製造方法の一例として、溶液重合法を用いてバッチ式のラジカル重合で製造する場合について、具体的に説明する。
The methacrylic resin having a glutarimide structural unit in the main chain is, for example, a methacrylic resin having a glutarimide structural unit, as described in JP 2006-249202 A, JP 2007-009182 A, JP 2007-009191 A, JP 2011-186482 A, WO 2012/114718 A, etc., and can be formed by the method described in the publication.
Hereinafter, as an example of a method for producing a methacrylic resin having a glutarimide structural unit, a batch-type radical polymerization method using a solution polymerization method will be specifically described.

まず、メタクリル酸メチル等の(メタ)アクリル酸エステルを重合することにより、(メタ)アクリル酸エステル重合体を製造する。グルタルイミド系構造単位を有するメタクリル系樹脂に芳香族ビニル単位を含める場合には、(メタ)アクリル酸エステルと芳香族ビニル(例えば、スチレン)とを共重合させ、(メタ)アクリル酸エステル-芳香族ビニル共重合体を製造する。 First, a (meth)acrylic acid ester polymer is produced by polymerizing a (meth)acrylic acid ester such as methyl methacrylate. When an aromatic vinyl unit is to be included in a methacrylic resin having a glutarimide structural unit, a (meth)acrylic acid ester and an aromatic vinyl (e.g., styrene) are copolymerized to produce a (meth)acrylic acid ester-aromatic vinyl copolymer.

重合に用いる溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素;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;等が挙げられる。
これらの溶媒は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。
重合時の溶媒量としては、重合が進行し、生産時に共重合体や使用モノマーの析出等が起こらず、容易に除去できる量であれば特に制限はないが、例えば、配合する単量体の総量を100質量%とした場合に、10~200質量%とすることが好ましい。より好ましくは25~200質量%、さらに好ましくは50~200質量%、さらにより好ましくは50~150質量%である。
Examples of the solvent used in the polymerization include aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and ethylbenzene; and ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone.
These solvents may be used alone or in combination of two or more kinds.
The amount of the solvent during polymerization is not particularly limited as long as the polymerization proceeds and the amount can be easily removed without causing precipitation of the copolymer or monomers used during production, but for example, when the total amount of the monomers to be blended is taken as 100 mass%, the amount is preferably 10 to 200 mass%, more preferably 25 to 200 mass%, even more preferably 50 to 200 mass%, and even more preferably 50 to 150 mass%.

重合温度としては、重合が進行する温度であれば特に制限はないが、50~200℃であることが好ましく、より好ましくは80~200℃である。さらに好ましくは90~150℃、さらにより好ましくは100~140℃、よりさらに好ましくは100~130℃である。生産性の観点から70℃以上とすることが好ましく、重合時の副反応を抑制し、所望の分子量や品質の重合体を得るために180℃以下とすることが好ましい。
重合時間としては、目的の転化率が満たされれば、特に制限されないが、生産性等の観
点から、0.5~15時間であることが好ましく、より好ましくは2~12時間、さらに
好ましくは4~10時間である。
The polymerization temperature is not particularly limited as long as it is a temperature at which the polymerization proceeds, but is preferably 50 to 200° C., more preferably 80 to 200° C., even more preferably 90 to 150° C., even more preferably 100 to 140° C., and even more preferably 100 to 130° C. From the viewpoint of productivity, it is preferably 70° C. or higher, and it is preferably 180° C. or lower in order to suppress side reactions during polymerization and to obtain a polymer with the desired molecular weight and quality.
The polymerization time is not particularly limited as long as the target conversion rate is satisfied, but from the viewpoint of productivity, etc., it is preferably 0.5 to 15 hours, more preferably 2 to 12 hours, and even more preferably 4 to 10 hours.

重合反応時には、必要に応じて重合開始剤や連鎖移動剤を添加して重合してもよい。 During the polymerization reaction, a polymerization initiator or chain transfer agent may be added as necessary.

重合開始剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、上記N-置換マレイミド単量体由来の構造単位を有するメタクリル系樹脂の調製方法に開示した重合開始剤等が利用できる。
これらの重合開始剤は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。
これらの重合開始剤は、重合反応が進行中であれば、いずれの段階に添加してもよい。
重合開始剤の添加量は、単量体の組合せ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が、重合に用いる単量体の総量を100質量%とした場合に、0.01~1質量%としてよく、好ましくは0.05~0.5質量%である。
The polymerization initiator is not particularly limited, but for example, the polymerization initiators disclosed in the preparation method of the methacrylic resin having a structural unit derived from the N-substituted maleimide monomer can be used.
These polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more kinds.
These polymerization initiators may be added at any stage as long as the polymerization reaction is in progress.
The amount of the polymerization initiator to be added may be appropriately set depending on the combination of monomers, reaction conditions, and the like, and is not particularly limited. When the total amount of the monomers to be used in the polymerization is taken as 100 mass%, the amount may be 0.01 to 1 mass%, and preferably 0.05 to 0.5 mass%.

連鎖移動剤としては、一般的なラジカル重合において用いる連鎖移動剤が使用でき、例えば、上記N-置換マレイミド単量体由来の構造単位を有するメタクリル系樹脂の調製方法に開示した連鎖移動剤等が利用できる。
これらは、単独で用いても2種以上を併用して用いてもよい。
これらの連鎖移動剤は重合反応が進行中であれば、いずれの段階に添加してもよく、特に限定されるものではない。
連鎖移動剤の添加量については、使用する重合条件において所望の重合度が得られる範囲であれば、特に限定されるものではないが、好ましくは重合に用いる単量体の総量を100質量%とした場合に、0.01~1質量%としてよく、好ましくは0.05~0.5質量%である。
As the chain transfer agent, a chain transfer agent used in general radical polymerization can be used, for example, the chain transfer agents disclosed in the above-mentioned method for preparing a methacrylic resin having a structural unit derived from an N-substituted maleimide monomer can be used.
These may be used alone or in combination of two or more.
These chain transfer agents may be added at any stage as long as the polymerization reaction is in progress, and there are no particular limitations on the addition stage.
The amount of the chain transfer agent to be added is not particularly limited as long as it is within a range in which a desired degree of polymerization can be obtained under the polymerization conditions used, but is preferably 0.01 to 1 mass %, and more preferably 0.05 to 0.5 mass %, when the total amount of the monomers to be used in the polymerization is taken as 100 mass %.

重合工程における、好適な重合開始剤及び連鎖移動剤の添加方法は、例えば、上記N-置換マレイミド単量体由来の構造単位を有するメタクリル系樹脂の調製方法に記載した方法としてよい。
重合溶液中の溶存酸素濃度は、例えば、上記N-置換マレイミド単量体由来の構造単位を有するメタクリル系樹脂の調製方法に開示した値であってよい。
In the polymerization step, a suitable method for adding a polymerization initiator and a chain transfer agent may be, for example, the method described in the above-mentioned method for preparing a methacrylic resin having a structural unit derived from an N-substituted maleimide monomer.
The dissolved oxygen concentration in the polymerization solution may be, for example, the value disclosed in the above-mentioned method for preparing a methacrylic resin having a structural unit derived from an N-substituted maleimide monomer.

次に、上記(メタ)アクリル酸エステル重合体又は上記メタクリル酸エステル-芳香族ビニル共重合体にイミド化剤を反応させることで、イミド化反応を行う(イミド化工程)。これにより、グルタルイミド系構造単位を有するメタクリル系樹脂を製造することができる。 Next, an imidization reaction is carried out by reacting the (meth)acrylic acid ester polymer or the methacrylic acid ester-aromatic vinyl copolymer with an imidization agent (imidization step). This makes it possible to produce a methacrylic resin having glutarimide structural units.

上記イミド化剤としては、特に限定されず、上記一般式(3)で表されるグルタルイミド系構造単位を生成できるものであればよい。
イミド化剤としては、具体的には、アンモニア又は一級アミンを用いることができる。上記一級アミンとしては、例えば、メチルアミン、エチルアミン、n-プロピルアミン、i-プロピルアミン、n-ブチルアミン、i-ブチルアミン、tert-ブチルアミン、n-ヘキシルアミン等の脂肪族炭化水素基含有一級アミン;シクロヘキシルアミン等の脂環式炭化水素基含有一級アミン;等が挙げられる。
上記イミド化剤のうち、コスト、物性の面から、アンモニア、メチルアミン、シクロヘキシルアミンを用いることが好ましく、メチルアミンを用いることが特に好ましい。
The imidizing agent is not particularly limited as long as it can generate the glutarimide structural unit represented by the general formula (3) above.
Specifically, the imidizing agent may be ammonia or a primary amine. Examples of the primary amine include aliphatic hydrocarbon group-containing primary amines such as methylamine, ethylamine, n-propylamine, i-propylamine, n-butylamine, i-butylamine, tert-butylamine, and n-hexylamine; alicyclic hydrocarbon group-containing primary amines such as cyclohexylamine; and the like.
Of the above imidizing agents, ammonia, methylamine and cyclohexylamine are preferred from the standpoint of cost and physical properties, with methylamine being particularly preferred.

このイミド化工程では、上記イミド化剤の添加割合を調整することにより、得られるグルタルイミド系構造単位を有するメタクリル系樹脂におけるグルタルイミド系構造単位の含有量を調整することができる。 In this imidization process, the content of glutarimide structural units in the resulting methacrylic resin having glutarimide structural units can be adjusted by adjusting the ratio of the imidization agent added.

上記イミド化反応を実施するための方法は、特に限定されないが、従来公知の方法を用いることができ、例えば、押出機又はバッチ式反応槽を用いることでイミド化反応を進行させることができる。 The method for carrying out the imidization reaction is not particularly limited, but a conventionally known method can be used. For example, the imidization reaction can be carried out using an extruder or a batch reaction tank.

上記押出機としては、特に限定されないが、例えば、単軸押出機、二軸押出機、多軸押出機等を用いることができる。
中でも、二軸押出機を用いることが好ましい。二軸押出機によれば、原料ポリマーとイミド化剤との混合を促進することができる。
二軸押出機としては、例えば、非噛合い型同方向回転式、噛合い型同方向回転式、非噛合い型異方向回転式、噛合い型異方向回転式等が挙げられる。
上記例示した押出機は、単独で用いてもよいし、複数を直列に連結して用いてもよい。
また、使用する押出機には、大気圧以下に減圧可能なベン卜口を装着することが、反応のイミド化剤、メタノール等の副生物、又は、モノマー類を除去することができるため、特に好ましい。
The extruder is not particularly limited, but for example, a single screw extruder, a twin screw extruder, a multi-screw extruder, etc. can be used.
Among these, it is preferable to use a twin-screw extruder, which can promote mixing of the raw material polymer and the imidizing agent.
Examples of twin-screw extruders include non-intermeshing co-rotating, intermeshing co-rotating, non-intermeshing counter-rotating, and intermeshing counter-rotating.
The above-mentioned extruders may be used alone or in combination of a plurality of extruders connected in series.
It is particularly preferable to equip the extruder to be used with a vent port capable of reducing the pressure to below atmospheric pressure, since this makes it possible to remove by-products of the reaction, such as the imidizing agent, methanol, and the like, and monomers.

グルタルイミド系構造単位を有するメタクリル系樹脂を製造するにあたっては、上記イミド化の工程に加えて、ジメチルカーボネート等のエステル化剤で樹脂のカルボキシル基を処理するエステル化工程を含むことができる。その際、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン等の触媒を併用し処理することもできる。
エステル化工程は、上記イミド化工程と同様に、例えば、押出機又はバッチ式反応槽を用いることで進行させることができる。
また、過剰なエステル化剤、メタノール等の副生物、又はモノマー類を除去する目的で、使用する装置には、大気圧以下に減圧可能なベン卜口を装着することが好ましい。
In producing a methacrylic resin having a glutarimide structural unit, in addition to the above-mentioned imidization step, an esterification step of treating the carboxyl group of the resin with an esterification agent such as dimethyl carbonate can be included. In this case, a catalyst such as trimethylamine, triethylamine, or tributylamine can also be used in combination.
The esterification step can be carried out, for example, by using an extruder or a batch reaction tank, in the same manner as in the imidization step.
For the purpose of removing excess esterifying agent, by-products such as methanol, or monomers, the apparatus used is preferably equipped with a vent port capable of reducing the pressure to atmospheric pressure or below.

イミド化工程、及び必要に応じてエステル化工程を経たメタクリル系樹脂は、多孔ダイを附帯した押出機から、ストランド状に溶融し押出し、コールドカット方式、空中ホットカット方式、水中ストランドカット方式、アンダーウォーターカット方式等にて、ペレット状に加工される。
また、樹脂の異物数を低減するために、メタクリル系樹脂を、トルエン、メチルエチルケトン、塩化メチレン等の有機溶媒に溶解し、得られたメタクリル系樹脂溶液を濾過し、その後、有機溶媒を脱揮する方法を用いることも好ましい。
The methacrylic resin that has been subjected to the imidization step and, if necessary, the esterification step is melted and extruded in the form of strands from an extruder equipped with a multi-hole die, and processed into pellets by a cold cut method, an in-air hot cut method, an underwater strand cut method, an underwater cut method, or the like.
In order to reduce the number of foreign matters in the resin, it is also preferable to use a method in which the methacrylic resin is dissolved in an organic solvent such as toluene, methyl ethyl ketone, or methylene chloride, the obtained methacrylic resin solution is filtered, and then the organic solvent is removed.

蛍光強度(蛍光発光性物質の含有量)を低減する観点からは、重合終了後の重合溶液をバッチ式反応槽中でイミド化し、せん断力を受ける二軸押出機を用いないことが好ましい。
イミド化反応は130~250℃で実施することが好ましく、150~230℃で実施することがより好ましく、170~190℃で実施することがさらに好ましい。また反応時間は、10分~5時間であることが好ましく、30分~2時間であることがより好ましい。
イミド化工程後は必要に応じてエステル化工程を経た後、上記N-置換マレイミド単量体由来の構造単位を有するメタクリル系樹脂の調製方法に記載した(3)せん断を低減した脱揮方法により脱揮後、ペレタイズすることが蛍光強度を低減する観点で好ましい。
From the viewpoint of reducing the fluorescence intensity (content of the fluorescent substance), it is preferable to imidize the polymer solution after the completion of the polymerization in a batch reaction tank without using a twin-screw extruder which is subjected to a shearing force.
The imidization reaction is preferably carried out at 130 to 250° C., more preferably at 150 to 230° C., and even more preferably at 170 to 190° C. The reaction time is preferably 10 minutes to 5 hours, and more preferably 30 minutes to 2 hours.
After the imidization step, an esterification step may be carried out as necessary, and then the volatilization is carried out by the volatilization method with reduced shear (3) described in the above-mentioned method for preparing a methacrylic resin having a structural unit derived from an N-substituted maleimide monomer, followed by pelletization, which is preferable from the viewpoint of reducing fluorescence intensity.

-ラクトン環構造単位を含むメタクリル系樹脂の製造方法-
主鎖にラクトン環構造単位を有するメタクリル系樹脂の製造方法としては、重合後に環化反応によりラクトン環構造を形成させる方法が用いられるが、環化反応を促進させる上で、溶媒を使用する溶液重合法にてラジカル重合により単量体を重合することが好ましい。
本実施形態における製造方法では、重合形式として、例えば、バッチ重合法、セミバッチ法、連続重合法のいずれも用いることができる。
主鎖にラクトン環構造単位を有するメタクリル系樹脂は、例えば、特開2001-151814号公報、特開2004-168882号公報、特開2005-146084号公報、特開2006-96960号公報、特開2006-171464号公報、特開2007-63541号公報、特開2007-297620号公報、特開2010-180305号公報等に記載されている方法により形成することができる。
-Method for producing methacrylic resin containing lactone ring structural unit-
As a method for producing a methacrylic resin having a lactone ring structural unit in the main chain, a method in which a lactone ring structure is formed by a cyclization reaction after polymerization is used. In order to promote the cyclization reaction, however, it is preferable to polymerize monomers by radical polymerization using a solution polymerization method using a solvent.
In the production method of the present embodiment, any of a batch polymerization method, a semi-batch polymerization method, and a continuous polymerization method can be used as the polymerization method.
Methacrylic resins having a lactone ring structural unit in the main chain can be formed by the methods described in, for example, JP-A-2001-151814, JP-A-2004-168882, JP-A-2005-146084, JP-A-2006-96960, JP-A-2006-171464, JP-A-2007-63541, JP-A-2007-297620, JP-A-2010-180305, etc.

以下、ラクトン環構造単位を有するメタクリル系樹脂の製造方法の一例として、溶液重合法を用いてバッチ式でラジカル重合で製造する場合について、具体的に説明する。
ラクトン環構造単位を有するメタクリル系樹脂の製造方法としては、重合後に環化反応によりラクトン環構造を形成させる方法が用いられるが、環化反応を促進させる上で、溶媒を使用する溶液重合が好ましい。
As an example of a method for producing a methacrylic resin having a lactone ring structural unit, a batchwise radical polymerization method using a solution polymerization method will be specifically described below.
As a method for producing a methacrylic resin having a lactone ring structural unit, a method of forming a lactone ring structure by a cyclization reaction after polymerization is used. In order to promote the cyclization reaction, solution polymerization using a solvent is preferred.

重合に用いる溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素;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;等が挙げられる。
これらの溶媒は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。
Examples of the solvent used in the polymerization include aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and ethylbenzene; and ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone.
These solvents may be used alone or in combination of two or more kinds.

重合時の溶媒量としては、重合が進行し、ゲル化を抑制できる条件であれば特に制限はないが、例えば、配合する単量体の総量を100質量%とした場合に、50~200質量%とすることが好ましく、より好ましくは100~200質量%である。 There are no particular restrictions on the amount of solvent used during polymerization, so long as the polymerization proceeds and gelation can be suppressed. For example, if the total amount of the monomers to be mixed is taken as 100% by mass, it is preferable to use 50 to 200% by mass, and more preferably 100 to 200% by mass.

重合液のゲル化を充分に抑制し、重合後の環化反応を促進するためには、重合後に得られる反応混合物中における生成した重合体の濃度が50質量%以下になるように重合を行うことが好ましい。また、重合溶媒を反応混合物に適宜添加して、上記濃度が50質量%以下となるように制御することが好ましい。 In order to sufficiently suppress gelation of the polymerization liquid and promote the cyclization reaction after polymerization, it is preferable to carry out the polymerization so that the concentration of the polymer produced in the reaction mixture obtained after polymerization is 50% by mass or less. It is also preferable to appropriately add a polymerization solvent to the reaction mixture to control the above concentration to 50% by mass or less.

重合溶媒を反応混合物に適宜添加する方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、連続的に重合溶媒を添加してもよいし、間欠的に重合溶媒を添加してもよい。
添加する重合溶媒は、1種のみの単一溶媒であっても2種以上の混合溶媒であってもよい。
重合温度としては、重合が進行する温度であれば特に制限はないが、生産性の観点から50~200℃であることが好ましく、より好ましくは80~180℃である。
重合時間としては、目的の転化率が満たされれば、特に制限されないが、生産性等の観点から、0.5~10時間であることが好ましく、より好ましくは1~8時間である。
The method for appropriately adding the polymerization solvent to the reaction mixture is not particularly limited, and for example, the polymerization solvent may be added continuously or intermittently.
The polymerization solvent to be added may be a single solvent or a mixed solvent of two or more solvents.
The polymerization temperature is not particularly limited as long as the polymerization proceeds at any temperature. From the viewpoint of productivity, the polymerization temperature is preferably 50 to 200°C, and more preferably 80 to 180°C.
The polymerization time is not particularly limited as long as the target conversion rate is achieved, but from the viewpoint of productivity, etc., it is preferably 0.5 to 10 hours, more preferably 1 to 8 hours.

重合反応時には、必要に応じて、重合開始剤や連鎖移動剤を添加して重合してもよい。
重合開始剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、上記N-置換マレイミド単量体由来の構造単位を有するメタクリル系樹脂の調製方法に開示した重合開始剤等が利用できる。
これらの重合開始剤は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。
これらの重合開始剤は、重合反応が進行中であれば、いずれの段階に添加してもよい。
重合開始剤の添加量は、単量体の組合せ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が、重合に用いる単量体の総量を100質量%とした場合に、0.05~1質量%としてよい。
During the polymerization reaction, a polymerization initiator or a chain transfer agent may be added, if necessary.
The polymerization initiator is not particularly limited, but for example, the polymerization initiators disclosed in the above-mentioned method for preparing a methacrylic resin having a structural unit derived from an N-substituted maleimide monomer can be used.
These polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more kinds.
These polymerization initiators may be added at any stage as long as the polymerization reaction is in progress.
The amount of the polymerization initiator to be added may be appropriately set depending on the combination of monomers, reaction conditions, etc., and is not particularly limited. When the total amount of the monomers used in the polymerization is taken as 100 mass%, the amount may be 0.05 to 1 mass%.

連鎖移動剤としては、一般的なラジカル重合において用いる連鎖移動剤が使用でき、例えば、上記N-置換マレイミド単量体由来の構造単位を有するメタクリル系樹脂の調製方法に開示した連鎖移動剤等が利用できる。
これらは、単独で用いても2種以上を併用して用いてもよい。
これらの連鎖移動剤は重合反応が進行中であれば、いずれの段階に添加してもよく、特に限定されるものではない。
連鎖移動剤の添加量については、使用する重合条件において所望の重合度が得られる範囲であれば、特に限定されるものではないが、好ましくは重合に用いる単量体の総量を100質量%とした場合に、0.05~1質量%としてよい。
As the chain transfer agent, a chain transfer agent used in general radical polymerization can be used, for example, the chain transfer agents disclosed in the above-mentioned method for preparing a methacrylic resin having a structural unit derived from an N-substituted maleimide monomer can be used.
These may be used alone or in combination of two or more.
These chain transfer agents may be added at any stage as long as the polymerization reaction is in progress, and there are no particular limitations on the addition stage.
The amount of the chain transfer agent to be added is not particularly limited as long as it is within a range in which a desired degree of polymerization can be obtained under the polymerization conditions used, but it may be preferably 0.05 to 1% by mass, where the total amount of the monomers to be used in the polymerization is taken as 100% by mass.

重合工程における、好適な重合開始剤及び連鎖移動剤の添加方法は、例えば、上記N-置換マレイミド単量体由来の構造単位を有するメタクリル系樹脂の調製方法に記載した方法でよい。 A suitable method for adding the polymerization initiator and chain transfer agent in the polymerization step may be, for example, the method described in the preparation method of the methacrylic resin having structural units derived from the N-substituted maleimide monomer.

重合溶液中の溶存酸素濃度は、例えば、上記N-置換マレイミド単量体由来の構造単位を有するメタクリル系樹脂の調製方法に開示した値であってよい。 The dissolved oxygen concentration in the polymerization solution may be, for example, the value disclosed in the method for preparing a methacrylic resin having structural units derived from the N-substituted maleimide monomer.

本実施形態におけるラクトン環構造単位を有するメタクリル系樹脂は、上記重合反応終了後、環化反応を行うことにより得ることができる。そのため、重合反応液から重合溶媒を除去することなく、溶媒を含んだ状態で、ラクトン環化反応に供することが好ましい。
重合により得られた共重合体は、加熱処理されることにより、共重合体の分子鎖中に存在するヒドロキシル基(水酸基)とエステル基との間での環化縮合反応を起こし、ラクトン環構造を形成する。
ラクトン環構造形成の加熱処理の際、環化縮合によって副生し得るアルコールを除去するための真空装置あるいは脱揮装置を備えた反応装置、脱揮装置を備えた押出機等を用いることもできる。
The methacrylic resin having a lactone ring structural unit in this embodiment can be obtained by carrying out a cyclization reaction after the completion of the polymerization reaction. Therefore, it is preferable to subject the polymerization reaction liquid to the lactone cyclization reaction while still containing the solvent, without removing the polymerization solvent from the polymerization reaction liquid.
When the copolymer obtained by polymerization is subjected to a heat treatment, a cyclization condensation reaction occurs between the hydroxyl groups (hydroxyl groups) and the ester groups present in the molecular chain of the copolymer, forming a lactone ring structure.
In the heat treatment for forming the lactone ring structure, a reaction apparatus equipped with a vacuum device or a volatilizing device, an extruder equipped with a volatilizing device, or the like can be used to remove alcohol that may be by-produced by the cyclocondensation.

ラクトン環構造形成の際、必要に応じて、環化縮合反応を促進するために、環化縮合触媒を用いて加熱処理してもよい。
環化縮合触媒の具体的な例としては、例えば、亜リン酸メチル、亜リン酸エチル、亜リン酸フェニル、亜リン酸ジメチル、亜リン酸ジエチル、亜リン酸ジフェニル、亜リン酸トリメチル、亜リン酸トリエチル等の亜リン酸モノアルキルエステル、ジアルキルエステル又はトリエステル;リン酸メチル、リン酸エチル、リン酸2-エチルヘキシル、リン酸オクチル、リン酸イソデシル、リン酸ラウリル、リン酸ステアリル、リン酸イソステアリル、リン酸ジメチル、リン酸ジエチル、リン酸ジ-2-エチルヘキシル、リン酸ジイソデシル、リン酸ジラウリル、リン酸ジステアリル、リン酸ジイソステアリル、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリイソデシル、リン酸トリラウリル、リン酸トリステアリル、リン酸トリイソステアリル等のリン酸モノアルキルエステル、ジアルキルエステル又はトリアルキルエステル;酢酸亜鉛、プロピオン酸亜鉛、オクチル亜鉛等の有機亜鉛化合物;等が挙げられる。
これらは、単独で用いても2種以上を併用してもよい。
When forming the lactone ring structure, a heat treatment may be carried out using a cyclization condensation catalyst, if necessary, in order to promote the cyclization condensation reaction.
Specific examples of the cyclization condensation catalyst include monoalkyl phosphite, dialkyl ester, or triester phosphite, such as methyl phosphite, ethyl phosphite, phenyl phosphite, dimethyl phosphite, diethyl phosphite, diphenyl phosphite, trimethyl phosphite, and triethyl phosphite; monoalkyl phosphate, dialkyl ester, or trialkyl ester phosphate, such as methyl phosphate, ethyl phosphate, 2-ethylhexyl phosphate, octyl phosphate, isodecyl phosphate, lauryl phosphate, stearyl phosphate, isostearyl phosphate, dimethyl phosphate, diethyl phosphate, di-2-ethylhexyl phosphate, diisodecyl phosphate, dilauryl phosphate, distearyl phosphate, diisostearyl phosphate, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, triisodecyl phosphate, trilauryl phosphate, tristearyl phosphate, and triisostearyl phosphate; and organic zinc compounds such as zinc acetate, zinc propionate, and octyl zinc.
These may be used alone or in combination of two or more.

環化縮合触媒の使用量としては、特に限定されるものではないが、例えば、メタクリル系樹脂100質量%に対して、好ましくは0.01~3質量%であり、より好ましくは0.05~1質量%である。
触媒の使用量が0.01質量%以上であると、環化縮合反応の反応率の向上に有効であり、触媒の使用量が3質量%以下であると、得られた重合体が着色することや、重合体が架橋して溶融成形が困難になることを防ぐのに有効である。
The amount of the cyclization condensation catalyst used is not particularly limited, but is, for example, preferably 0.01 to 3 mass %, more preferably 0.05 to 1 mass %, based on 100 mass % of the methacrylic resin.
When the amount of the catalyst used is 0.01% by mass or more, it is effective in improving the reaction rate of the cyclization condensation reaction, and when the amount of the catalyst used is 3% by mass or less, it is effective in preventing the obtained polymer from being discolored or from being crosslinked, which makes it difficult to melt mold the polymer.

環化縮合触媒の添加時期としては、特に限定されるものではなく、例えば、環化縮合反応初期に添加してもよいし、反応途中に添加してもよいし、その両方で添加してもよい。
溶媒の存在下に環化縮合反応を行う際に、同時に脱揮を行うこともできる。
The timing of adding the cyclization condensation catalyst is not particularly limited, and for example, it may be added at the beginning of the cyclization condensation reaction, or during the reaction, or it may be added at both times.
When the cyclization condensation reaction is carried out in the presence of a solvent, devolatilization can also be carried out at the same time.

環化縮合反応と脱揮工程とを同時に行う場合に用いる装置については、特に限定されるものではないが、熱交換器と脱揮槽からなる脱揮装置やベント付き押出機、また、脱揮装置と押出機を直列に配置したものが好ましく、ベント付き二軸押出機がより好ましい。
用いるベント付き二軸押出機としては、複数のベント口を有するベント付き押出機が好ましい。
The apparatus used when the cyclocondensation reaction and the devolatilization step are carried out simultaneously is not particularly limited, but a devolatilization apparatus consisting of a heat exchanger and a devolatilization tank, an extruder equipped with a vent, or an apparatus in which a devolatilization apparatus and an extruder are arranged in series is preferable, and a twin-screw extruder equipped with a vent is more preferable.
The vented twin-screw extruder used is preferably one having a plurality of vent ports.

ベント付き押出機を用いる場合の反応処理温度は、好ましくは150~350℃、より好ましくは200~300℃である。反応処理温度が150℃未満であると、環化縮合反応が不充分となって残存揮発分が多くなることがある。逆に、反応処理温度が350℃を超えると、得られた重合体の着色や分解が起こることがある。
ベント付き押出機を用いる場合の真空度としては、好ましくは10~500Torr、より好ましくは10~300Torrである。真空度が500Torrを超えると、揮発分が残存しやすいことがある。逆に、真空度が10Torr未満であると、工業的な実施が困難になることがある。
When a vented extruder is used, the reaction temperature is preferably 150 to 350° C., more preferably 200 to 300° C. If the reaction temperature is less than 150° C., the cyclocondensation reaction may be insufficient, resulting in a large amount of residual volatile matter. Conversely, if the reaction temperature exceeds 350° C., the resulting polymer may become discolored or decomposed.
When using a vented extruder, the degree of vacuum is preferably 10 to 500 Torr, more preferably 10 to 300 Torr. If the degree of vacuum exceeds 500 Torr, volatile matter may easily remain. Conversely, if the degree of vacuum is less than 10 Torr, industrial implementation may be difficult.

上記の環化縮合反応を行う際に、残存する環化縮合触媒を失活させる目的で、造粒時に有機酸のアルカリ土類金属及び/又は両性金属塩を添加することも好ましい。
有機酸のアルカリ土類金属及び/又は両性金属塩としては、例えば、カルシウムアセチルアセテート、ステアリン酸カルシウム、酢酸亜鉛、オクチル酸亜鉛、2-エチルヘキシル酸亜鉛等を用いることができる。
When the above cyclization condensation reaction is carried out, it is also preferred to add an alkaline earth metal and/or amphoteric metal salt of an organic acid during granulation in order to deactivate the remaining cyclization condensation catalyst.
Examples of the alkaline earth metal and/or amphoteric metal salt of an organic acid that can be used include calcium acetylacetate, calcium stearate, zinc acetate, zinc octoate, and zinc 2-ethylhexylate.

環化縮合反応工程を経た後、メタクリル系樹脂は、多孔ダイを附帯した押出機からストランド状に溶融し押出し、コールドカット方式、空中ホットカット方式、水中ストランドカット方式、及びアンダーウォーターカット方式にてペレット状に加工する。
なお、前述のラクトン環構造単位を形成するためのラクトン化は、樹脂の製造後樹脂組成物の製造(後述)前に行ってもよく、樹脂組成物の製造中に、樹脂と樹脂以外の成分との溶融混練と併せて、行ってもよい。
After the cyclocondensation reaction step, the methacrylic resin is melted and extruded in the form of strands from an extruder equipped with a multi-hole die, and processed into pellets by a cold cut method, an in-air hot cut method, an underwater strand cut method, or an underwater cut method.
The lactonization for forming the lactone ring structural unit may be carried out after the production of the resin and before the production of the resin composition (described later), or may be carried out during the production of the resin composition, together with melt-kneading of the resin and components other than the resin.

蛍光強度(蛍光発光性物質の含有量)を低減する観点からは、重合終了後の重合溶液をバッチ式反応槽中でラクトン環化し、せん断力を受ける二軸押出機を用いないことが好ましい。ラクトン環化工程後は、上記N-置換マレイミド単量体由来の構造単位を有するメタクリル系樹脂の調製方法に記載した(3)せん断を低減した脱揮方法により脱揮後、ペレタイズすることが蛍光強度を低減する観点で好ましい。 From the viewpoint of reducing the fluorescence intensity (content of fluorescent substance), it is preferable to lactone-cyclize the polymerization solution after the completion of polymerization in a batch reaction tank and not to use a twin-screw extruder that is subjected to shearing force. After the lactone-cyclization step, it is preferable to devolatilize the solution using the devolatilization method with reduced shearing (3) described in the above-mentioned method for preparing a methacrylic resin having structural units derived from an N-substituted maleimide monomer, and then pelletize the solution, from the viewpoint of reducing the fluorescence intensity.

[添加剤]
本実施形態のヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズを構成する樹脂組成物は、上述する、本発明の効果を著しく損なわない範囲内で、種々の添加剤を含有していてもよい。
添加剤としては、特に制限はないが、例えば、酸化防止剤、ヒンダードアミン系光安定剤等の光安定剤、紫外線吸収剤、離型剤、他の熱可塑性樹脂、パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイル、パラフィン、有機ポリシロキサン、ミネラルオイル等の軟化剤・可塑剤、難燃剤、帯電防止剤、有機繊維、酸化鉄等の顔料等の無機充填剤、ガラス繊維、炭素繊維、金属ウィスカ等の補強剤、着色剤;亜リン酸エステル類、ホスホナイト類、リン酸エステル類等の有機リン化合物、その他添加剤、あるいはこれらの混合物等が挙げられる。
[Additives]
The resin composition constituting the resin lens for head mounted displays of the present embodiment may contain various additives within ranges that do not significantly impair the effects of the present invention described above.
The additives are not particularly limited, and examples thereof include antioxidants, light stabilizers such as hindered amine light stabilizers, ultraviolet absorbers, release agents, other thermoplastic resins, softeners/plasticizers such as paraffinic process oil, naphthenic process oil, aromatic process oil, paraffin, organic polysiloxane, and mineral oil, flame retardants, antistatic agents, inorganic fillers such as organic fibers and pigments such as iron oxide, reinforcing agents such as glass fibers, carbon fibers, and metal whiskers, colorants, organic phosphorus compounds such as phosphites, phosphonites, and phosphates, other additives, and mixtures thereof.

-酸化防止剤-
本実施形態のヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズを構成する樹脂組成物は、成形加工時あるいは使用中の劣化や着色を抑制する酸化防止剤を含有することが好ましい。
上記酸化防止剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤等が挙げられる。
これらの酸化防止剤は、1種又は2種以上を併用してしてもよい。
また、熱安定性の向上や成形不良の抑制の観点から、複数種の熱安定剤を併用することが好ましく、例えば、リン系酸化防止剤及び硫黄系酸化防止剤から選ばれる少なくとも一種とヒンダードフェノール系酸化防止剤とを併用することが好ましい。
-Antioxidants-
The resin composition constituting the resin lens for head mounted displays of the present embodiment preferably contains an antioxidant that suppresses deterioration and coloring during molding or use.
The antioxidant includes, but is not limited to, hindered phenol-based antioxidants, phosphorus-based antioxidants, sulfur-based antioxidants, and the like.
These antioxidants may be used alone or in combination of two or more.
From the viewpoint of improving thermal stability and suppressing molding defects, it is preferable to use multiple types of heat stabilizers in combination. For example, it is preferable to use at least one selected from a phosphorus-based antioxidant and a sulfur-based antioxidant in combination with a hindered phenol-based antioxidant.

ヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ペンタエリスリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、チオジエチレンビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、3,3’,3’’,5,5’,5’’-ヘキサ-tert-ブチル-a,a’,a’’-(メシチレン-2,4,6-トリイル)トリ-p-クレゾール、4,6-ビス(オクチルチオメチル)-o-クレゾール、4,6-ビス(ドデシルチオメチル)-o-クレゾール、エチレンビス(オキシエチレン)ビス[3-(5-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-m-トリル)プロピオネート]、ヘキサメチレンビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,3,5-トリス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス[(4-tert-ブチル-3-ヒドロキシ-2,6-キシリン)メチル]-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオン、2,6-ジ-tert-ブチル-4-(4,6-ビス(オクチルチオ)-1,3,5-トリアジン-2-イルアミン)フェノール、アクリル酸2-[1-(2-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ペンチルフェニル)エチル]-4,6-ジ-tert-ペンチルフェニル、アクリル酸2-tert-ブチル-4-メチル-6-(2-ヒドロキシ-3-tert-ブチル-5-メチルベンジル)フェニル等が挙げられる。
特に、ペンタエリスリトールテラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、アクリル酸2-[1-(2-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ペンチルフェニル)エチル]-4,6-ジ-tert-ペンチルフェニルが好ましい。
Examples of the hindered phenol-based antioxidant include, but are not limited to, pentaerythritol tetrakis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate], thiodiethylene bis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate], octadecyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate, , 3,3',3'',5,5',5''-hexa-tert-butyl-a,a',a''-(mesitylene-2,4,6-triyl)tri-p-cresol, 4,6-bis(octylthiomethyl)-o-cresol, 4,6-bis(dodecylthiomethyl)-o-cresol, ethylene bis(oxyethylene)bis[3-(5-tert-butyl-4-hydroxy-m-tolyl)propionate], hexamethylene bis[ 3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate], 1,3,5-tris(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6(1H,3H,5H)-trione, 1,3,5-tris[(4-tert-butyl-3-hydroxy-2,6-xylin)methyl]-1,3,5-triazine-2,4,6(1H,3H,5H)-trione, 2 ,6-di-tert-butyl-4-(4,6-bis(octylthio)-1,3,5-triazin-2-ylamine)phenol, 2-[1-(2-hydroxy-3,5-di-tert-pentylphenyl)ethyl]-4,6-di-tert-pentylphenyl acrylate, 2-tert-butyl-4-methyl-6-(2-hydroxy-3-tert-butyl-5-methylbenzyl)phenyl acrylate, and the like.
Particularly preferred are pentaerythritol terakis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate], octadecyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate, and 2-[1-(2-hydroxy-3,5-di-tert-pentylphenyl)ethyl]-4,6-di-tert-pentylphenyl acrylate.

また、上記酸化防止剤としてのヒンダードフェノール系酸化防止剤は、市販のフェノール系酸化防止剤を使用してもよく、このような市販のフェノール系酸化防止剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、イルガノックス1010(Irganox 1010:ペンタエリスリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、BASF社製)、イルガノックス1076(Irganox 1076:オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、BASF社製)、イルガノックス1330(Irganox 1330:3,3’,3’’,5,5’,5’’-ヘキサ-t-ブチル-a,a’,a’’-(メシチレン-2,4,6-トリイル)トリ-p-クレゾール、BASF社製)、イルガノックス3114(Irganox3114:1,3,5-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオン、BASF社製)、イルガノックス3125(Irganox 3125、BASF社製)、アデカスタブAO-60(ペンタエリスリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ADEKA社製)、アデカスタブAO-80(3、9-ビス{2-[3-(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオニルキシオキシ]-1,1-ジメチルエチル}-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、ADEKA社製)、スミライザーBHT(Sumilizer BHT、住友化学製)、シアノックス1790(Cyanox 1790、サイテック製)、スミライザーGA-80(Sumilizer GA-80、住友化学製)、スミライザーGS(Sumilizer GS:アクリル酸2-[1-(2-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ペンチルフェニル)エチル]-4,6-ジ-tert-ペンチルフェニル、住友化学製)、スミライザーGM(Sumilizer GM:アクリル酸2-tert-ブチル-4-メチル-6-(2-ヒドロキシ-3-tert-ブチル-5-メチルベンジル)フェニル、住友化学製)、ビタミンE(エーザイ製)等が挙げられる。
これらの市販のフェノール系酸化防止剤の中でも、当該樹脂での熱安定性付与効果の観点から、イルガノックス1010、アデカスタブAO-60、アデカスタブAO-80、イルガノックス1076、スミライザーGS等が好ましい。
これらは1種のみを単独で用いても、2種以上併用してもよい。
In addition, as the hindered phenol-based antioxidant as the antioxidant, a commercially available phenol-based antioxidant may be used. Examples of such commercially available phenol-based antioxidants include, but are not limited to, Irganox 1010 (Irganox 1010: pentaerythritol tetrakis[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate], manufactured by BASF), Irganox 1076 (Irganox 1076: octadecyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate, manufactured by BASF), Irganox 1330 (Irganox 1330: octadecyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate, manufactured by BASF), and Irganox 1330 (Irganox 1330: octadecyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate, manufactured by BASF). 1330: 3,3',3'',5,5',5''-hexa-t-butyl-a,a',a''-(mesitylene-2,4,6-triyl)tri-p-cresol, manufactured by BASF Corporation), Irganox 3114 (Irganox 3114: 1,3,5-tris(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6(1H,3H,5H)-trione, manufactured by BASF Corporation), Irganox 3125 (Irganox 3125, manufactured by BASF), Adeka STAB AO-60 (pentaerythritol tetrakis[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate], manufactured by ADEKA), Adeka STAB AO-80 (3,9-bis{2-[3-(3-t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propionyloxy]-1,1-dimethylethyl}-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5.5]undecane, manufactured by ADEKA), Sumilizer BHT (Sumilizer BHT, manufactured by Sumitomo Chemical), Cyanox 1790 (Cyanox 1790, manufactured by Cytec), Sumilizer GA-80 (Sumilizer GA-80, manufactured by Sumitomo Chemical), Sumilizer GS (Sumilizer Examples of the acrylates include GS: 2-[1-(2-hydroxy-3,5-di-tert-pentylphenyl)ethyl]-4,6-di-tert-pentylphenyl acrylate, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), Sumilizer GM (2-tert-butyl-4-methyl-6-(2-hydroxy-3-tert-butyl-5-methylbenzyl)phenyl acrylate, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), and Vitamin E (manufactured by Eisai Co., Ltd.).
Among these commercially available phenolic antioxidants, Irganox 1010, Adeka STAB AO-60, Adeka STAB AO-80, Irganox 1076, Sumilizer GS, and the like are preferred from the viewpoint of the effect of imparting thermal stability to the resin.
These may be used alone or in combination of two or more.

また、上記酸化防止剤としてのリン系酸化防止剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)フォスファイト、ビス(2,4-ビス(1,1-ジメチルエチル)-6-メチルフェニル)エチルエステル亜リン酸、テトラキス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)(1,1-ビフェニル)-4,4’-ジイルビスホスフォナイト、ビス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4-ジクミルフェニル)ペンタエリスリトール-ジホスファイト、テトラキス(2,4-t-ブチルフェニル)(1,1-ビフェニル)-4,4’-ジイルビスホスフォナイト、ジ-t-ブチル-m-クレジル-ホスフォナイト、4-[3-[(2,4,8,10-テトラ-tert-ブチルジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン)-6-イルオキシ]プロピル]-2-メチル-6-tert-ブチルフェノール等が挙げられる。 In addition, examples of phosphorus-based antioxidants as the antioxidant include, but are not limited to, tris(2,4-di-t-butylphenyl)phosphite, bis(2,4-bis(1,1-dimethylethyl)-6-methylphenyl)ethyl ester phosphorous acid, tetrakis(2,4-di-t-butylphenyl)(1,1-biphenyl)-4,4'-diylbisphosphonite, bis(2,4-di-t-butylphenyl)pentaerythritol diphosphite, bis(2,6-di-t-butyl-4-methyl phenyl) pentaerythritol diphosphite, bis(2,4-dicumylphenyl) pentaerythritol diphosphite, tetrakis(2,4-t-butylphenyl)(1,1-biphenyl)-4,4'-diylbisphosphonite, di-t-butyl-m-cresyl-phosphonite, 4-[3-[(2,4,8,10-tetra-tert-butyldibenzo[d,f][1,3,2]dioxaphosphepin)-6-yloxy]propyl]-2-methyl-6-tert-butylphenol, etc.

さらに、リン系酸化防止剤として市販のリン系酸化防止剤を使用してもよく、このような市販のリン系酸化防止剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、イルガフォス168(Irgafos 168:トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)フォスファイト、BASF製)、イルガフォス12(Irgafos 12:トリス[2-[[2,4,8,10-テトラ-t-ブチルジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサフォスフェフィン-6-イル]オキシ]エチル]アミン、BASF製)、イルガフォス38(Irgafos 38:ビス(2,4-ビス(1,1-ジメチルエチル)-6-メチルフェニル)エチルエステル亜リン酸、BASF製)、アデカスタブ329K(ADK STAB-229K、ADEKA製)、アデカスタブPEP-36(ADK STAB PEP-36、ADEKA製)、アデカスタブPEP-36A(ADK STAB PEP-36A、ADEKA製)、アデカスタブPEP-8(ADK STAB PEP-8、ADEKA製)、アデカスタブHP-10(ADK STAB HP-10、ADEKA製)、アデカスタブ2112(ADK STAB 2112、ADEKA社製)、アデカスタブ1178(ADKA STAB 1178、ADEKA製)、アデカスタブ1500(ADK STAB 1500、ADEKA製)Sandstab P-EPQ(クラリアント製)、ウェストン618(Weston 618、GE製)、ウェストン619G(Weston 619G、GE製)、ウルトラノックス626(Ultranox 626、GE製)、スミライザーGP(Sumilizer GP:4-[3-[(2,4,8,10-テトラ-tert-ブチルジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン)-6-イルオキシ]プロピル]-2-メチル-6-tert-ブチルフェノール、住友化学製)、HCA(9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-フォスファフェナントレン-10-オキサイド、三光株式会社製)等が挙げられる。
これらの市販のリン系酸化防止剤の中でも、当該樹脂での熱安定性付与効果、多種の酸化防止剤との併用効果の観点から、イルガフォス168、アデカスタブPEP-36、アデカスタブPEP-36A、アデカスタブHP-10、アデカスタブ1178が好ましく、アデカスタブPEP-36A、アデカスタブPEP-36が特に好ましい。
これらのリン系酸化防止剤は、1種のみを単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
Furthermore, a commercially available phosphorus-based antioxidant may be used as the phosphorus-based antioxidant. Examples of such commercially available phosphorus-based antioxidants include, but are not limited to, Irgafos 168 (Irgafos 168: tris(2,4-di-t-butylphenyl)phosphite, manufactured by BASF), Irgafos 12 (Irgafos 12: tris[2-[[2,4,8,10-tetra-t-butyldibenzo[d,f][1,3,2]dioxaphosphen-6-yl]oxy]ethyl]amine, manufactured by BASF), Irgafos 38 (Irgafos 38: bis(2,4-bis(1,1-dimethylethyl)-6-methylphenyl)ethyl ester phosphorous acid, manufactured by BASF), and ADK STAB 329K (ADK STAB 329K). STAB-229K, manufactured by ADEKA), ADK STAB PEP-36 (ADK STAB PEP-36, manufactured by ADEKA), ADK STAB PEP-36A (ADK STAB PEP-36A, manufactured by ADEKA), ADK STAB PEP-8 (ADK STAB PEP-8, manufactured by ADEKA), ADK STAB HP-10 (ADK STAB HP-10, manufactured by ADEKA), ADK STAB 2112 (ADK STAB 2112, manufactured by ADEKA), ADK STAB 1178 (ADKA STAB 1178, manufactured by ADEKA), ADK STAB 1500 (ADK STAB 1500, manufactured by ADEKA) Sandstab Examples of such an agent include P-EPQ (manufactured by Clariant), Weston 618 (manufactured by GE), Weston 619G (manufactured by GE), Ultranox 626 (manufactured by GE), Sumilizer GP (4-[3-[(2,4,8,10-tetra-tert-butyldibenzo[d,f][1,3,2]dioxaphosphepin)-6-yloxy]propyl]-2-methyl-6-tert-butylphenol, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), and HCA (9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide, manufactured by Sanko Co., Ltd.).
Among these commercially available phosphorus-based antioxidants, from the viewpoint of the effect of imparting thermal stability to the resin and the effect of using them in combination with various types of antioxidants, Irgafos 168, ADK STAB PEP-36, ADK STAB PEP-36A, ADK STAB HP-10, and ADK STAB 1178 are preferred, and ADK STAB PEP-36A and ADK STAB PEP-36 are particularly preferred.
These phosphorus-based antioxidants may be used alone or in combination of two or more kinds.

また、上記酸化防止剤としての硫黄系酸化防止剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、2,4-ビス(ドデシルチオメチル)-6-メチルフェノール(イルガノックス1726、BASF社製)、2,4-ビス(オクチルチオメチル)-6-メチルフェノール(イルガノックス1520L、BASF社製)、2,2-ビス{〔3-(ドデシルチオ)-1-オキソポロポキシ〕メチル}プロパン-1,3-ジイルビス〔3-ドデシルチオ〕プロピオネート〕(アデカスタブAO-412S、ADEKA社製)、2,2-ビス{〔3-(ドデシルチオ)-1-オキソポロポキシ〕メチル}プロパン-1,3-ジイルビス〔3-ドデシルチオ〕プロピオネート〕(ケミノックスPLS、ケミプロ化成株式会社製)、ジ(トリデシル)3,3’-チオジプロピオネート(AO-503、ADEKA社製)等が挙げられる。
これらの市販の硫黄酸化防止剤の中でも、当該樹脂での熱安定性付与効果、多種の酸化防止剤との併用効果の観点、取り扱い性の観点から、アデカスタブAO-412S、ケミノックスPLSが好ましい。
これらの硫黄系酸化防止剤は、1種のみを単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
In addition, examples of the sulfur-based antioxidant as the antioxidant include, but are not limited to, 2,4-bis(dodecylthiomethyl)-6-methylphenol (Irganox 1726, manufactured by BASF Corporation), 2,4-bis(octylthiomethyl)-6-methylphenol (Irganox 1520L, manufactured by BASF Corporation), 2,2-bis{[3-(dodecylthio)-1-oxopropoxy]methyl}propane-1 ,3-diylbis[3-dodecylthio]propionate] (ADEKA STAB AO-412S, manufactured by ADEKA Corporation), 2,2-bis{[3-(dodecylthio)-1-oxopropoxy]methyl}propane-1,3-diylbis[3-dodecylthio]propionate] (ChemiNox PLS, manufactured by Chemipro Chemical Co., Ltd.), and di(tridecyl) 3,3'-thiodipropionate (AO-503, manufactured by ADEKA Corporation).
Among these commercially available sulfur antioxidants, Adeka STAB AO-412S and Cheminox PLS are preferred from the viewpoints of the effect of imparting thermal stability to the resin, the effect of using them in combination with various types of antioxidants, and ease of handling.
These sulfur-based antioxidants may be used alone or in combination of two or more kinds.

酸化防止剤の含有量は、熱安定性を向上させる効果が得られる量であればよく、含有量が過剰である場合、加工時にブリードアウトする等の問題が発生するおそれがあることから、メタクリル系樹脂100質量%に対して、5質量%以下であることが好ましく、より好ましくは3質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下、さらにより好ましくは0.8質量%以下であり、よりさらに好ましくは0.01~0.8質量%、特に好ましくは0.01~0.5質量%である。 The content of the antioxidant may be any amount that provides the effect of improving thermal stability. If the content is excessive, problems such as bleeding out during processing may occur, so the content is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, even more preferably 1% by mass or less, even more preferably 0.8% by mass or less, still more preferably 0.01 to 0.8% by mass, and particularly preferably 0.01 to 0.5% by mass, relative to 100% by mass of the methacrylic resin.

酸化防止剤を添加するタイミングについては、特に限定はなく、重合前のモノマー溶液に添加した後に重合を開始する方法、重合後のポリマー溶液に添加・混合した後に脱揮工程に供する方法、脱揮後の溶融状態のポリマーに添加・混合した後にペレタイズする方法、脱揮・ペレタイズ後のペレットを再度溶融押出する際に添加・混合する方法等が挙げられる。これらの中でも、脱揮工程での熱劣化や着色を防止する観点から、重合後のポリマー溶液に添加・混合した後脱揮工程の前に酸化防止剤を添加した後に脱揮工程に供することが好ましい。 There are no particular limitations on the timing of adding the antioxidant, and examples of such methods include adding the antioxidant to the monomer solution before polymerization and then initiating polymerization, adding the antioxidant to the polymer solution after polymerization and mixing it, then subjecting it to the devolatilization step, adding the antioxidant to the molten polymer after devolatilization and then mixing it, then pelletizing it, and adding and mixing it when the pellets after devolatilization and pelletization are melt-extruded again. Of these, from the viewpoint of preventing thermal deterioration and coloration in the devolatilization step, it is preferable to add the antioxidant to the polymer solution after polymerization and mix it, then add it before the devolatilization step, and then subject it to the devolatilization step.

-ヒンダードアミン系光安定剤-
本実施形態のヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズを構成する樹脂組成物は、ヒンダードアミン系光安定剤を含有することができる。
ヒンダードアミン系光安定剤は、特に限定されないが、環構造を3つ以上含む化合物であることが好ましい。ここで、環構造は、芳香族環、脂肪族環、芳香族複素環及び非芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一種であることが好ましく、1つの化合物中に2以上の環構造を有する場合、それらは互いに同一であっても異なっていてもよい。
ヒンダードアミン系光安定剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、具体的には、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)[[3,5-ビス(1,1-ジメチルエチル)-4-ヒドロキシフェニル]メチル]ブチルマロネート、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)セバケートとメチル1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジルセバケートの混合物、ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート、N,N’-ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)-N,N’-ジホルミルヘキサメチレンジアミン、ジブチルアミン・1,3,5-トリアジン・N,N’-ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)-1,6-ヘキサメチレンジアミンとN-(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)ブチルアミンの重縮合物、ポリ[{6-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)アミノ-1,3,5-トリアジン-2,4-ジイル}{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ}]、テトラキス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)ブタン-1,2,3,4-テトラカルボキシレート、テトラキス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)ブタン-1,2,3,4-テトラカルボキシレート、1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジオールとβ,β,β’,β’-テトラメチル-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン-3,9-ジエタノールの反応物、2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジオールとβ,β,β’,β’-テトラメチル-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン-3,9-ジエタノールの反応物、ビス(1-ウンデカノキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)カーボネート、1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジルメタクリレート、2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジルメタクリレート等が挙げられる。
中でも環構造を3つ以上含んでいるビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)[[3,5-ビス(1,1-ジメチルエチル)-4-ヒドロキシフェニル]メチル]ブチルマロネート、ジブチルアミン・1,3,5-トリアジン・N,N’-ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)-1,6-ヘキサメチレンジアミンとN-(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)ブチルアミンの重縮合物、ポリ[{6-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)アミノ-1,3,5-トリアジン-2,4-ジイル}{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ}]、1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジオールとβ,β,β’,β’-テトラメチル-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン-3,9-ジエタノールの反応物、2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジオールとβ,β,β’,β’-テトラメチル-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン-3,9-ジエタノールの反応物が好ましい。
ヒンダードアミン系光安定剤の含有量は、光安定性を向上させる効果が得られる量であればよく、含有量が過剰である場合、加工時にブリードアウトする等の問題が発生するおそれがあることから、メタクリル系樹脂100質量%に対して、5質量%以下であることが好ましく、より好ましくは3質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下、さらにより好ましくは0.8質量%以下であり、よりさらに好ましくは0.01~0.8質量%、特に好ましくは0.01~0.5質量%である。
- Hindered amine light stabilizer -
The resin composition constituting the resin lens for head mounted displays of the present embodiment may contain a hindered amine-based light stabilizer.
The hindered amine light stabilizer is not particularly limited, but is preferably a compound containing three or more ring structures. Here, the ring structure is preferably at least one selected from the group consisting of an aromatic ring, an aliphatic ring, an aromatic heterocycle, and a non-aromatic heterocycle, and when one compound has two or more ring structures, they may be the same or different from each other.
Examples of the hindered amine light stabilizer include, but are not limited to, bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)[[3,5-bis(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxyphenyl]methyl]butyl malonate, a mixture of bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)sebacate and methyl 1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidylsebacate, bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)sebacate, N ,N'-bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-N,N'-diformylhexamethylenediamine, polycondensate of dibutylamine/1,3,5-triazine/N,N'-bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-1,6-hexamethylenediamine and N-(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)butylamine, poly[{6-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)amino-1,3,5-triazine-2,4-diyl}{(2,2,6,6-tetramethyl tetrakis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)butane-1,2,3,4-tetracarboxylate, tetrakis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)butane-1,2,3,4-tetracarboxylate, 1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidiol and β,β,β',β'-tetramethyl-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5 .5]undecane-3,9-diethanol, a reaction product of 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidiol and β,β,β',β'-tetramethyl-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5.5]undecane-3,9-diethanol, bis(1-undecanoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)carbonate, 1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl methacrylate, 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl methacrylate, and the like.
Among these, bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)[[3,5-bis(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxyphenyl]methyl]butylmalonate, a polycondensate of dibutylamine, 1,3,5-triazine, N,N'-bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-1,6-hexamethylenediamine and N-(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)butylamine, and poly[{6-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)amino-1,3,5-triazine-2,4-diyl} {(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)imino}hexamethylene{(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)imino}], a reaction product of 1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidiol and β,β,β',β'-tetramethyl-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5.5]undecane-3,9-diethanol, and a reaction product of 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidiol and β,β,β',β'-tetramethyl-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5.5]undecane-3,9-diethanol are preferred.
The content of the hindered amine light stabilizer may be any amount that provides an effect of improving light stability. If the content is excessive, problems such as bleeding out during processing may occur. Therefore, the content is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, even more preferably 1% by mass or less, still more preferably 0.8% by mass or less, still more preferably 0.01 to 0.8% by mass, and particularly preferably 0.01 to 0.5% by mass, relative to 100% by mass of the methacrylic resin.

--紫外線吸収剤--
本実施形態のヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズを構成する樹脂組成物は、紫外線吸収剤を含有することができる。
紫外線吸収剤としては、特に限定されないが、その極大吸収波長を280~380nmに有する紫外線吸収剤であることが好ましく、例えば、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾトリアジン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、オキシベンゾフェノン系化合物、ベンゾエート系化合物、フェノール系化合物、オキサゾール系化合物、シアノアクリレート系化合物、ベンズオキサジノン系化合物等が挙げられる。
ベンゾトリアゾール系化合物としては、2,2’-メチレンビス[4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)-6-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)フェノール]、2-(3,5-ジ-tert-ブチル-2-ヒドロキシフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-p-クレゾール、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4,6-ビス(1-メチル-1-フェニルエチル)フェノール、2-ベンゾトリアゾール-2-イル-4,6-ジ-tert-ブチルフェノール、2-[5-クロロ(2H)-ベンゾトリアゾール-2-イル]-4-メチル-6-t-ブチルフェノール、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4,6-ジ-t-ブチルフェノール、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェノール、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-メチル-6-(3,4,5,6-テトラヒドロフタルイミジルメチル)フェノール、メチル3-(3-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-5-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート/ポリエチレングリコール300の反応生成物、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-6-(直鎖及び側鎖ドデシル)-4-メチルフェノール、2-(5-メチル-2-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-[2-ヒドロキシ-3,5-ビス(α,α-ジメチルベンジル)フェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、3-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-5-(1,1-ジメチルエチル)-4-ヒドロキシ-C7-9側鎖及び直鎖アルキルエステルが挙げられる。
これらの中でも、分子量が400以上のベンゾトリアゾール系化合物が好ましく、例えば、市販品の場合、Kemisorb(登録商標)2792(ケミプロ化成製)、アデカスタブ(登録商標)LA31(株式会社ADEKA製)、チヌビン(登録商標)234(BASF社製)等が挙げられる。
ベンゾトリアジン系化合物としては、2-モノ(ヒドロキシフェニル)-1,3,5-トリアジン化合物、2,4-ビス(ヒドロキシフェニル)-1,3,5-トリアジン化合物、2,4,6-トリス(ヒドロキシフェニル)-1,3,5-トリアジン化合物が挙げられ、具体的には、2,4-ジフェニル-6-(2-ヒドロキシ-4-メトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ジフェニル-6-(2-ヒドロキシ-4-エトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ジフェニル-(2-ヒドロキシ-4-プロポキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ジフェニル-(2-ヒドロキシ-4-ブトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ジフェニル-6-(2-ヒドロキシ-4-ブトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ジフェニル-6-(2-ヒドロキシ-4-ヘキシルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ジフェニル-6-(2-ヒドロキシ-4-オクチルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ジフェニル-6-(2-ヒドロキシ-4-ドデシルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ジフェニル-6-(2-ヒドロキシ-4-ベンジルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ジフェニル-6-(2-ヒドロキシ-4-ブトキシエトキシ)-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(2-ヒドロキシ-4-ブトキシフェニル)-6-(2,4-ジブトキシフェニル)-1,3-5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-メトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-エトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-プロポキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-ブトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-ブトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-ヘキシルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-オクチルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-ドデシルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-ベンジルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-エトキシエトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-ブトキシエトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-プロポキシエトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-メトキシカルボニルプロピルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-エトキシカルボニルエチルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-(1-(2-エトキシヘキシルオキシ)-1-オキソプロパン-2-イルオキシ)フェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-メトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-エトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-プロポキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-ブトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-ブトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-ヘキシルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-オクチルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-ドデシルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-ベンジルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-エトキシエトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-ブトキシエトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-プロポキシエトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-メトキシカルボニルプロピルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-エトキシカルボニルエチルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-(1-(2-エトキシヘキシルオキシ)-1-オキソプロパン-2-イルオキシ)フェニル)-1,3,5-トリアジン等が挙げられる。
ベンゾトリアジン系化合物としては、市販品を使用してもよく、例えばKemisorb102(ケミプロ化成社製)、LA-F70(株式会社ADEKA製)、LA-46(株式会社ADEKA製)、チヌビン405(BASF社製)、チヌビン460(BASF社製)、チヌビン479(BASF社製)、チヌビン1577FF(BASF社製)等を用いることができる。
その中でも、アクリル系樹脂との相溶性が高く紫外線吸収特性が優れている点から、2,4-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-6-[2-ヒドロキシ-4-(3-アルキルオキシ-2-ヒドロキシプロピルオキシ)-5-α-クミルフェニル]-s-トリアジン骨格(「アルキルオキシ」は、オクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ等の長鎖アルキルオキシ基を意味する)を有する紫外線吸収剤がさらに好ましく用いることができる。
紫外線吸収剤としては、特に、樹脂との相溶性、加熱時の揮散性の観点から、分子量400以上のベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾトリアジン系化合物が好ましく、また、紫外線吸収剤自体の押出加工時加熱による分解抑制の観点から、ベンゾトリアジン系化合物が特に好ましい。
また、上記紫外線吸収剤の融点(Tm)は、80℃以上であることが好ましく、100℃以上であることがより好ましく、130℃以上であることがさらに好ましく、160℃以上であることがさらにより好ましい。
上記紫外線吸収剤は、23℃から260℃まで20℃/分の速度で昇温した場合の重量減少率が50%以下であることが好ましく、30%以下であることがより好ましく、15%以下であることがさらに好ましく、10%以下であることがさらにより好ましく、5%以下であることがよりさらに好ましい。
これら紫外線吸収剤は、1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。2種類の構造の異なる紫外線吸収剤を併用することにより、広い波長領域の紫外線を吸収することができる。
上記紫外線吸収剤の含有量は、耐熱性、耐湿熱性、熱安定性、及び成形加工性を阻害せず、本発明の効果を発揮する量であれば特に制限はないが、メタクリル系樹脂100質量%に対して、0.1~5質量%であることが好ましく、好ましくは0.2~4質量%以下、より好ましくは0.25~3質量%であり、さらにより好ましくは0.3~3質量%である。この範囲にあると、紫外線吸収性能、成形性等のバランスに優れる。
--Ultraviolet absorbing agent--
The resin composition constituting the resin lens for a head mounted display of the present embodiment may contain an ultraviolet absorbing agent.
The ultraviolet absorbent is not particularly limited, but is preferably an ultraviolet absorbent having a maximum absorption wavelength of 280 to 380 nm, and examples thereof include benzotriazole-based compounds, benzotriazine-based compounds, benzophenone-based compounds, oxybenzophenone-based compounds, benzoate-based compounds, phenol-based compounds, oxazole-based compounds, cyanoacrylate-based compounds, and benzoxazinone-based compounds.
Benzotriazole compounds include 2,2'-methylenebis[4-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)-6-(2H-benzotriazol-2-yl)phenol], 2-(3,5-di-tert-butyl-2-hydroxyphenyl)-5-chlorobenzotriazole, 2-(2H-benzotriazol-2-yl)-p-cresol, 2-(2H-benzotriazol-2-yl)-4,6-bis(1-methyl-1-phenylethyl)phenol, 2-benzotriazol-2-yl-4,6-di-tert-butylphenol, 2-[5-chloro(2H)-benzotriazol-2-yl]-4-methyl-6-t-butylphenol, 2-(2H-benzotriazol-2-yl)-4,6-di-t-butylphenol, 2-(2H-benzotriazol-2-yl)-4-(1,1 ,3,3-tetramethylbutyl)phenol, 2-(2H-benzotriazol-2-yl)-4-methyl-6-(3,4,5,6-tetrahydrophthalimidylmethyl)phenol, methyl 3-(3-(2H-benzotriazol-2-yl)-5-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate/polyethylene glycol 300 reaction products, 2-(2H-benzotriazol-2-yl)-6-(linear and side chain dodecyl)-4-methylphenol, 2-(5-methyl-2-hydroxyphenyl)benzotriazole, 2-[2-hydroxy-3,5-bis(α,α-dimethylbenzyl)phenyl]-2H-benzotriazole, 3-(2H-benzotriazol-2-yl)-5-(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxy-C7-9 side chain and straight chain alkyl esters.
Among these, benzotriazole-based compounds having a molecular weight of 400 or more are preferred. Examples of commercially available products include Kemisorb (registered trademark) 2792 (manufactured by Chemipro Chemicals), Adeka STAB (registered trademark) LA31 (manufactured by ADEKA Corporation), and Tinuvin (registered trademark) 234 (manufactured by BASF).
Benzotriazine compounds include 2-mono(hydroxyphenyl)-1,3,5-triazine compounds, 2,4-bis(hydroxyphenyl)-1,3,5-triazine compounds, and 2,4,6-tris(hydroxyphenyl)-1,3,5-triazine compounds. Specific examples of the benzotriazine compounds include 2,4-diphenyl-6-(2-hydroxy-4-methoxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4-diphenyl-6-(2-hydroxy-4-ethoxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4-diphenyl-(2-hydroxy-4-propoxyphenyl)-1,3,5-triazine, and 2,4-diphenyl-6-(2-hydroxy-4-methoxyphenyl)-1,3,5-triazine. 1-(2-hydroxy-4-butoxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4-diphenyl-6-(2-hydroxy-4-butoxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4-diphenyl-6-(2-hydroxy-4-hexyloxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4-diphenyl-6-(2-hydroxy-4-octyloxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4-diphenyl-6-(2-hydroxy-4-dodecyloxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4-diphenyl-6-(2-hydroxy-4-benzyloxyphenyl)-1,3,5-triazine , 2,4-diphenyl-6-(2-hydroxy-4-butoxyethoxy)-1,3,5-triazine, 2,4-bis(2-hydroxy-4-butoxyphenyl)-6-(2,4-dibutoxyphenyl)-1,3-5-triazine, 2,4,6-tris(2-hydroxy-4-methoxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4,6-tris(2-hydroxy-4-ethoxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4,6-tris(2-hydroxy-4-propoxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4,6-tris(2-hydroxy-4-butoxyphenyl)-1,3,5-triazine , 2,4,6-tris(2-hydroxy-4-butoxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4,6-tris(2-hydroxy-4-hexyloxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4,6-tris(2-hydroxy-4-octyloxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4,6-tris(2-hydroxy-4-dodecyloxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4,6-tris(2-hydroxy-4-benzyloxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4,6-tris(2-hydroxy-4-ethoxyethoxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2 ,4,6-tris(2-hydroxy-4-butoxyethoxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4,6-tris(2-hydroxy-4-propoxyethoxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4,6-tris(2-hydroxy-4-methoxycarbonylpropyloxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4,6-tris(2-hydroxy-4-ethoxycarbonylethyloxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4,6-tris(2-hydroxy-4-(1-(2-ethoxyhexyloxy)-1-oxopropan-2-yloxy)phenyl)-1,3,5-triazine azine, 2,4,6-tris(2-hydroxy-3-methyl-4-methoxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4,6-tris(2-hydroxy-3-methyl-4-ethoxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4,6-tris(2-hydroxy-3-methyl-4-propoxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4,6-tris(2-hydroxy-3-methyl-4-butoxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4,6-tris(2-hydroxy-3-methyl-4-butoxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4,6-tris(2-hydroxy-3-methyl-4-butoxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4,6-tris(2-hydroxy-3-methyl-4-butoxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4,6-tris(2-hydroxy-3-methyl-4-hexyloxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4,6-tris(2-hydroxy-3-methyl-4-octyloxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4,6-tris(2-hydroxy-3-methyl-4-dodecyloxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4,6-tris(2-hydroxy-3-methyl-4-benzyloxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4,6-tris(2-hydroxy-3-methyl-4-ethoxyethoxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4,6-tris(2-hydroxy-3-methyl-4-butoxyethoxyphenyl)-1 ,3,5-triazine, 2,4,6-tris(2-hydroxy-3-methyl-4-propoxyethoxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4,6-tris(2-hydroxy-3-methyl-4-methoxycarbonylpropyloxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4,6-tris(2-hydroxy-3-methyl-4-ethoxycarbonylethyloxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4,6-tris(2-hydroxy-3-methyl-4-(1-(2-ethoxyhexyloxy)-1-oxopropan-2-yloxy)phenyl)-1,3,5-triazine, and the like.
As the benzotriazine-based compound, commercially available products may be used, such as Kemisorb 102 (manufactured by Chemipro Chemicals), LA-F70 (manufactured by ADEKA Corporation), LA-46 (manufactured by ADEKA Corporation), TINUVIN 405 (manufactured by BASF), TINUVIN 460 (manufactured by BASF), TINUVIN 479 (manufactured by BASF), and TINUVIN 1577FF (manufactured by BASF).
Among these, ultraviolet absorbers having a 2,4-bis(2,4-dimethylphenyl)-6-[2-hydroxy-4-(3-alkyloxy-2-hydroxypropyloxy)-5-α-cumylphenyl]-s-triazine skeleton (wherein "alkyloxy" refers to a long-chain alkyloxy group such as octyloxy, nonyloxy, decyloxy, etc.) are more preferably used because of their high compatibility with acrylic resins and excellent ultraviolet absorbing properties.
As the ultraviolet absorber, from the viewpoints of compatibility with the resin and volatility upon heating, in particular, benzotriazole-based compounds and benzotriazine-based compounds having a molecular weight of 400 or more are preferred, and from the viewpoint of suppressing decomposition of the ultraviolet absorber itself due to heating during extrusion processing, benzotriazine-based compounds are particularly preferred.
The melting point (Tm) of the ultraviolet absorber is preferably 80° C. or higher, more preferably 100° C. or higher, even more preferably 130° C. or higher, and even more preferably 160° C. or higher.
The ultraviolet absorber preferably has a weight loss rate of 50% or less, more preferably 30% or less, even more preferably 15% or less, even more preferably 10% or less, and even more preferably 5% or less, when heated from 23°C to 260°C at a rate of 20°C/min.
These ultraviolet absorbents may be used alone or in combination of two or more. By using two types of ultraviolet absorbents having different structures in combination, ultraviolet rays in a wide wavelength range can be absorbed.
The content of the ultraviolet absorber is not particularly limited as long as it is an amount that does not impair heat resistance, moist heat resistance, thermal stability, and moldability and exhibits the effects of the present invention, but is preferably 0.1 to 5 mass %, more preferably 0.2 to 4 mass %, more preferably 0.25 to 3 mass %, and even more preferably 0.3 to 3 mass %, relative to 100 mass % of the methacrylic resin. When it is within this range, an excellent balance of ultraviolet absorbing performance, moldability, etc. is achieved.

--離型剤--
本実施形態のヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズを構成する樹脂組成物は、離型剤を含有することができる。上記離型剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、脂肪酸金属塩、炭化水素系滑剤、アルコール系滑剤、ポリアルキレングリコール類や、カルボン酸エステル類、炭化水素類のパラフィン系ミネラルオイル等が挙げられる。
--Release agent--
The resin composition constituting the resin lens for head mounted displays of the present embodiment may contain a mold release agent. Examples of the mold release agent include, but are not limited to, fatty acid esters, fatty acid amides, fatty acid metal salts, hydrocarbon-based lubricants, alcohol-based lubricants, polyalkylene glycols, carboxylates, and hydrocarbon paraffin-based mineral oils.

上記離型剤として使用可能な脂肪酸エステルとしては、特に制限はなく、従来公知のものを使用することができる。
脂肪酸エステルとしては、例えば、ラウリン酸、パルミチン酸、ヘプタデカン酸、ステアリン酸、オレイン酸、アラキン酸、ベヘニン酸等の炭素数12~32の脂肪酸と、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール、ベヘニルアルコール等の1価脂肪族アルコールや、グリセリン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビタン等の多価脂肪族アルコールとのエステル化合物;脂肪酸と多塩基性有機酸と1価脂肪族アルコール又は多価脂肪族アルコールとの複合エステル化合物等を用いることができる。
The fatty acid ester that can be used as the release agent is not particularly limited, and any of the conventionally known fatty acid esters can be used.
Examples of fatty acid esters that can be used include ester compounds of fatty acids having 12 to 32 carbon atoms, such as lauric acid, palmitic acid, heptadecanoic acid, stearic acid, oleic acid, arachic acid, and behenic acid, with monohydric aliphatic alcohols, such as palmityl alcohol, stearyl alcohol, and behenyl alcohol, and polyhydric aliphatic alcohols, such as glycerin, pentaerythritol, dipentaerythritol, and sorbitan; and complex ester compounds of fatty acids, polybasic organic acids, and monohydric aliphatic alcohols or polyhydric aliphatic alcohols.

このような脂肪酸エステルとしては、例えば、パルミチン酸セチル、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸ステアリル、クエン酸ステアリル、グリセリンモノカプリレート、グリセリンモノカプレート、グリセリンモノラウレート、グリセリンモノパルミテート、グリセリンジパルミテート、グリセリンモノステアレート、グリセリンジステアレート、グリセリントリステアレート、グリセリンモノオレエート、グリセリンジオレエート、グリセリントリオレエート、グリセリンモノリノレート、グリセリンモノベヘネート、グリセリンモノ12-ヒドロキシステアレート、グリセリンジ12-ヒドロキシステアレート、グリセリントリ12-ヒドロキシステアレート、グリセリンジアセトモノステアレート、グリセリンクエン酸脂肪酸エステル、ペンタエリスリトールアジピン酸ステアリン酸エステル、モンタン酸部分ケン化エステル、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ジペンタエリスリトールヘキサステアレート、ソルビタントリステアレート等を挙げることができる。
これらの脂肪酸エステルは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
市販品としては、例えば、理研ビタミン社製リケマールシリーズ、ポエムシリーズ、リケスターシリーズ、リケマスターシリーズ、花王社製エキセルシリーズ、レオドールシリーズ、エキセパールシリーズ、ココナードシリーズが挙げられ、より具体的にはリケマールS-100、リケマールH-100、ポエムV-100、リケマールB-100、リケマールHC-100、リケマールS-200、ポエムB-200、リケスターEW-200、リケスターEW-400、エキセルS-95、レオドールMS-50等が挙げられる。
Examples of such fatty acid esters include cetyl palmitate, butyl stearate, stearyl stearate, stearyl citrate, glycerin monocaprylate, glycerin monocaprate, glycerin monolaurate, glycerin monopalmitate, glycerin dipalmitate, glycerin monostearate, glycerin distearate, glycerin tristearate, glycerin monooleate, glycerin dioleate, glycerin trioleate, and glycerin monolinoleate. , glycerin monobehenate, glycerin mono 12-hydroxystearate, glycerin di-12-hydroxystearate, glycerin tri-12-hydroxystearate, glycerin diacetomonostearate, glycerin citric acid fatty acid ester, pentaerythritol adipic acid stearate, partially saponified montanic acid ester, pentaerythritol tetrastearate, dipentaerythritol hexastearate, sorbitan tristearate, and the like.
These fatty acid esters may be used alone or in combination of two or more.
Examples of commercially available products include the Rikemal series, Poem series, Rikestar series, and Rikemaster series manufactured by Riken Vitamin Co., Ltd., and the Excel series, Leo D'or series, Exepar series, and Coconard series manufactured by Kao Corporation. More specific examples include Rikemal S-100, Rikemal H-100, Poem V-100, Rikemal B-100, Rikemal HC-100, Rikemal S-200, Poem B-200, Rikestar EW-200, Rikestar EW-400, Excel S-95, and Leo D'or MS-50.

脂肪酸アミドについても、特に制限はなく、従来公知のものを使用することができる。
脂肪酸アミドとしては、例えば、ラウリン酸アミド、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸アミド等の飽和脂肪酸アミド;オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド等の不飽和脂肪酸アミド;N-ステアリルステアリン酸アミド、N-オレイルオレイン酸アミド、N-ステアリルオレイン酸アミド、N-オレイルステアリン酸アミド、N-ステアリルエルカ酸アミド、N-オレイルパルミチン酸アミド等の置換アミド;メチロールステアリン酸アミド、メチロールベヘン酸アミド等のメチロールアミド;メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド(エチレンビスステアリルアミド)、エチレンビスイソステアリン酸アミド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、エチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、N,N’-ジステアリルアジピン酸アミド、N,N’-ジステアリルセバシン酸アミド等の飽和脂肪酸ビスアミド;エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’-ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’-ジオレイルセバシン酸アミド等の不飽和脂肪酸ビスアミド;m-キシリレンビスステアリン酸アミド、N,N’-ジステアリルイソフタル酸アミド等の芳香族系ビスアミド等を挙げることができる。
これらの脂肪酸アミドは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
市販品としては、例えば、ダイヤミッドシリーズ(日本化成社製)、アマイドシリーズ(日本化成社製)、ニッカアマイドシリーズ(日本化成社製)、メチロールアマイドシリーズ、ビスアマイドシリーズ、スリパックスシリーズ(日本化成社製)、カオーワックスシリーズ(花王社製)、脂肪酸アマイドシリーズ(花王社製)、エチレンビスステアリン酸アミド類(大日化学工業社製)等が挙げられる。
The fatty acid amide is also not particularly limited, and any of the conventionally known fatty acid amides can be used.
Examples of fatty acid amides include saturated fatty acid amides such as lauric acid amide, palmitic acid amide, stearic acid amide, behenic acid amide, and hydroxystearic acid amide; unsaturated fatty acid amides such as oleic acid amide, erucic acid amide, and ricinoleic acid amide; substituted amides such as N-stearyl stearic acid amide, N-oleyl oleic acid amide, N-stearyl oleic acid amide, N-oleyl stearic acid amide, N-stearyl erucic acid amide, and N-oleyl palmitic acid amide; methylol amides such as methylol stearic acid amide and methylol behenic acid amide; methylene bisstearic acid amide, ethylene biscapric acid amide, ethylene bislauric acid amide, and ethylene bisstearic acid amide (ethylene bis saturated fatty acid bisamides such as ethylene bisstearylamide, ethylene bisisostearic acid amide, ethylene bishydroxystearic acid amide, ethylene bisbehenic acid amide, hexamethylene bisstearic acid amide, hexamethylene bisbehenic acid amide, hexamethylene bishydroxystearic acid amide, N,N'-distearyl adipic acid amide, and N,N'-distearyl sebacic acid amide; unsaturated fatty acid bisamides such as ethylene bisoleic acid amide, hexamethylene bisoleic acid amide, N,N'-dioleyl adipic acid amide, and N,N'-dioleyl sebacic acid amide; and aromatic bisamides such as m-xylylene bisstearic acid amide and N,N'-distearyl isophthalic acid amide.
These fatty acid amides may be used alone or in combination of two or more.
Examples of commercially available products include the Diamid series (manufactured by Nippon Kasei Chemical Industry Co., Ltd.), the Amide series (manufactured by Nippon Kasei Chemical Industry Co., Ltd.), the Nikka Amide series (manufactured by Nippon Kasei Chemical Industry Co., Ltd.), the Methylol Amide series, the Bis Amide series, the Slipax series (manufactured by Nippon Kasei Chemical Industry Co., Ltd.), the Kaowax series (manufactured by Kao Corporation), the Fatty Acid Amide series (manufactured by Kao Corporation), and ethylene bis stearic acid amides (manufactured by Dainichi Chemical Industry Co., Ltd.).

脂肪酸金属塩とは、高級脂肪酸の金属塩を指し、例えば、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、リシノール酸カルシウム、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸バリウム、ラウリン酸バリウム、リシノール酸バリウム、ステアリン酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、リシノール酸亜鉛、2-エチルヘキソイン酸亜鉛、ステアリン酸鉛、2塩基性ステアリン酸鉛、ナフテン酸鉛、12-ヒドロキシステアリン酸カルシウム、12-ヒドロキシステアリン酸リチウム等が挙げられ、その中でも、得られる透明樹脂組成物の加工性が優れ、極めて透明性に優れたものとなることから、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛が特に好ましい。
市販品としては、一例をあげると、堺化学工業社製SZシリーズ、SCシリーズ、SMシリーズ、SAシリーズ等が挙げられる。
上記脂肪酸金属塩を使用する場合の含有量は、透明性保持の観点から、樹脂組成物100質量%に対して0.2質量%以下であることが好ましい。
The fatty acid metal salt refers to a metal salt of a higher fatty acid, and examples thereof include lithium stearate, magnesium stearate, calcium stearate, calcium laurate, calcium ricinoleate, strontium stearate, barium stearate, barium laurate, barium ricinoleate, zinc stearate, zinc laurate, zinc ricinoleate, zinc 2-ethylhexoate, lead stearate, dibasic lead stearate, lead naphthenate, calcium 12-hydroxystearate, and lithium 12-hydroxystearate. Among these, calcium stearate, magnesium stearate, and zinc stearate are particularly preferred because the resulting transparent resin composition has excellent processability and extremely excellent transparency.
Examples of commercially available products include the SZ series, SC series, SM series, and SA series manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.
When the fatty acid metal salt is used, its content is preferably 0.2% by mass or less relative to 100% by mass of the resin composition from the viewpoint of maintaining transparency.

上記離型剤は、1種単独で用いてもいいし、2種以上を併用して使用してもよい。 The above release agents may be used alone or in combination of two or more.

使用に供される離型剤としては、分解開始温度が200℃以上であるものが好ましい。ここで、分解開始温度はTGAによる1%質量減量温度によって測定することができる。 The release agent to be used preferably has a decomposition onset temperature of 200°C or higher. Here, the decomposition onset temperature can be measured by the 1% mass loss temperature using TGA.

離型剤の含有量は、離型剤としての効果が得られる量であればよく、含有量が過剰である場合、加工時にブリードアウトの発生やスクリューの滑りによる押出不良等の問題が発生するおそれがあることから、メタクリル系樹脂100質量%に対して、5質量%以下であることが好ましく、より好ましくは3質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下、さらにより好ましくは0.8質量%以下であり、よりさらに好ましくは0.01~0.8質量%、特に好ましくは0.01~0.5質量%である。上記範囲の量で添加すると、離型剤添加による透明性の低下を抑制されるうえ、射出成形時の離型不良が抑制される傾向にあるため、好ましい。 The amount of the release agent may be any amount that is effective as a release agent. If the amount is excessive, problems such as bleed-out during processing or poor extrusion due to screw slippage may occur, so the amount is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, even more preferably 1% by mass or less, even more preferably 0.8% by mass or less, still more preferably 0.01 to 0.8% by mass, and particularly preferably 0.01 to 0.5% by mass, relative to 100% by mass of the methacrylic resin. Adding the amount in the above range is preferable because it suppresses the decrease in transparency due to the addition of the release agent and also tends to suppress poor release during injection molding.

-他の熱可塑性樹脂-
本実施形態のヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズを構成する樹脂組成物は、本発明の目的を損なわず、複屈折率の調整や可とう性向上の目的で、メタクリル系樹脂以外の他の熱可塑性樹脂を含有することもできる。
-Other thermoplastic resins-
The resin composition constituting the resin lens for head mounted displays of the present embodiment may contain thermoplastic resins other than methacrylic resins for the purpose of adjusting birefringence or improving flexibility without impairing the object of the present invention.

他の熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリブチルアクリレート等のポリアクリレート類;ポリスチレン、スチレン-メタクリル酸メチル共重合体、スチレンーブチルアクリレート共重合体、スチレン-アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレンブロック共重合体等のスチレン系ポリマー;さらには、例えば、特開昭59-202213号公報、特開昭63-27516号公報、特開昭51-129449号公報、特開昭52-56150号公報等に記載の、3~4層構造のアクリル系ゴム粒子;特公昭60-17406号公報、特開平8-245854公報に開示されているゴム質重合体;国際公開第2014-002491号に記載の、多段重合で得られるメタクリル系ゴム含有グラフ卜共重合体粒子;等が挙げられる。
この中でも、良好な光学特性と機械的特性とを得る観点からは、スチレン-アクリロニトリル共重合体や、主鎖に環構造を有する構造単位(X)を含むメタクリル系樹脂と相溶し得る組成からなるグラフト部をその表面層に有するゴム含有グラフト共重合体粒子が好ましい。
Other thermoplastic resins include, for example, polyacrylates such as polybutyl acrylate; styrene-based polymers such as polystyrene, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, and acrylonitrile-butadiene-styrene block copolymer; and further, for example, acrylic rubber particles having a 3-4 layer structure described in JP-A-59-202213, JP-A-63-27516, JP-A-51-129449, JP-A-52-56150, etc.; rubbery polymers disclosed in JP-B-60-17406 and JP-A-8-245854; methacrylic rubber-containing graft copolymer particles obtained by multistage polymerization described in WO 2014-002491; and the like.
Among these, from the viewpoint of obtaining good optical properties and mechanical properties, preferred are rubber-containing graft copolymer particles having, on their surface layer, a graft portion made of a composition compatible with a styrene-acrylonitrile copolymer or a methacrylic resin containing a structural unit (X) having a ring structure in the main chain.

前述のアクリル系ゴム粒子、メタクリル系ゴム含有グラフ卜共重合体粒子、及びゴム質重合体の平均粒子径としては、本実施形態の組成物より得られるフィルムの衝撃強度及び光学特性等を高める観点から、0.03~1μmであることが好ましく、より好ましくは0.05~0.5μmである。 The average particle size of the aforementioned acrylic rubber particles, methacrylic rubber-containing graft copolymer particles, and rubber polymer is preferably 0.03 to 1 μm, and more preferably 0.05 to 0.5 μm, from the viewpoint of improving the impact strength and optical properties of the film obtained from the composition of this embodiment.

他の熱可塑性樹脂の含有量としては、メタクリル系樹脂を100質量%とした場合に、好ましくは0~50質量%、より好ましくは0~25質量である。 The content of other thermoplastic resins is preferably 0 to 50% by mass, and more preferably 0 to 25% by mass, when the methacrylic resin is taken as 100% by mass.

[樹脂組成物の製造方法]
本実施形態のヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズを構成する樹脂組成物を製造する方法としては、本発明の要件を満たす組成物を得ることができれば、特に限定されるものではない。例えば、押出機、加熱ロール、ニーダー、ローラミキサー、バンバリーミキサー等の混練機を用いて混練する方法が挙げられる。その中でも押出機による混練が、生産性の面で好ましい。混練温度は、メタクリル系樹脂を構成する重合体や、混合する他の樹脂の好ましい加工温度に従えばよく、目安としては140~300℃の範囲、好ましくは180~280℃の範囲である。また、押出機には、揮発分を減じる目的で、ベント口を設けることが好ましい。
[Method of producing resin composition]
The method for producing the resin composition constituting the resin lens for head mounted displays of this embodiment is not particularly limited as long as a composition satisfying the requirements of the present invention can be obtained. For example, a method of kneading using a kneader such as an extruder, a heating roll, a kneader, a roller mixer, or a Banbury mixer can be mentioned. Among them, kneading using an extruder is preferred in terms of productivity. The kneading temperature may be in accordance with the preferred processing temperature of the polymer constituting the methacrylic resin or the other resins to be mixed, and is roughly in the range of 140 to 300°C, preferably in the range of 180 to 280°C. In addition, it is preferable to provide a vent port in the extruder for the purpose of reducing volatile content.

ここで、本実施形態のヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズを構成する樹脂組成物では、残存する溶媒量(残存溶媒量)が1000質量ppm未満であることが好ましく、より好ましくは800質量ppm未満であり、さらに好ましくは700質量ppm未満である。
ここで、残存する溶媒とは、重合時に用いた重合溶媒(但し、アルコール類を除く)、及び重合により得られた樹脂を再度溶解し、溶液化する際に用いる溶媒を指し、具体的には、重合溶媒としては、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、イソプロピルベンゼン等の芳香族炭化水素;メチルイソブチルケトン、ブチルセロソルブ、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;ジメチルホルムアミド、2-メチルピロリドン等の極性溶媒;等が例示でき、再溶解に用いる溶媒としては、トルエン、メチルエチルケトン、塩化メチレン等が例示できる。
Here, in the resin composition constituting the resin lens for head mounted displays of the present embodiment, the amount of remaining solvent (residual solvent amount) is preferably less than 1000 ppm by mass, more preferably less than 800 ppm by mass, and even more preferably less than 700 ppm by mass.
Here, the remaining solvent refers to the polymerization solvent (excluding alcohols) used during polymerization, and the solvent used when redissolving and dissolving the resin obtained by polymerization. Specific examples of the polymerization solvent include aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, ethylbenzene, and isopropylbenzene; ketones such as methyl isobutyl ketone, butyl cellosolve, methyl ethyl ketone, and cyclohexanone; polar solvents such as dimethylformamide and 2-methylpyrrolidone; and the like. Examples of the solvent used for redissolution include toluene, methyl ethyl ketone, and methylene chloride.

本実施形態のヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズを構成する樹脂組成物は、残存するアルコール量(残存アルコール量)が500質量ppm未満であることが好ましく、より好ましくは400質量ppm未満であり、さらに好ましくは350質量ppm未満である。
ここで、残存するアルコールとは、環化縮合反応により副生したアルコールを指し、具体的には、メタノール、エタノール、イソプロパノール等脂肪族アルコール等が例示できる。
The resin composition constituting the resin lens for head mounted displays of this embodiment preferably has a residual alcohol amount (residual alcohol content) of less than 500 ppm by mass, more preferably less than 400 ppm by mass, and even more preferably less than 350 ppm by mass.
The remaining alcohol herein refers to an alcohol by-produced in the cyclization condensation reaction, and specific examples thereof include aliphatic alcohols such as methanol, ethanol, and isopropanol.

上記残存溶媒量及び上記残存アルコール量は、ガスクロマトグラフィーにより測定することができる。 The amount of remaining solvent and the amount of remaining alcohol can be measured by gas chromatography.

いずれの方法を選択した場合においても、酸素及び水を可能な限り低減させた上で、組成物を調製することが好ましい。
例えば、溶液重合での重合溶液中の溶存酸素濃度としては、重合工程において、300ppm未満が好ましく、また、押出機等を利用した調製法において、押出機内の酸素濃度としては、1容量%未満とすることが好ましく、0.8容量%未満とすることがさらに好ましい。メタクリル系樹脂の水分量としては、好ましくは1000質量ppm以下、より好ましくは500質量ppm以下に調整する。
これらの範囲内であれば、本発明の要件を満たす組成物を調製することが比較的容易となり、有利である。
Whichever method is selected, it is preferable to prepare the composition after reducing oxygen and water as much as possible.
For example, the dissolved oxygen concentration in the polymerization solution in solution polymerization is preferably less than 300 ppm in the polymerization step, and in a preparation method using an extruder or the like, the oxygen concentration in the extruder is preferably less than 1% by volume, more preferably less than 0.8% by volume. The water content of the methacrylic resin is preferably adjusted to 1000 ppm by mass or less, more preferably 500 ppm by mass or less.
Within these ranges, it is advantageous since it becomes relatively easy to prepare a composition that satisfies the requirements of the present invention.

[ヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズの製造方法]
本実施形態のヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズは、上記樹脂組成物を成形してなる。本実施形態のヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズの製造方法としては、射出成形、圧縮成形、押出成形等の成形方法を用いることができる。このうち、生産性の観点からは射出成形が好ましい。
[Method of manufacturing resin lens for head mounted display]
The resin lens for head mounted displays of the present embodiment is formed by molding the above resin composition. As a method for producing the resin lens for head mounted displays of the present embodiment, a molding method such as injection molding, compression molding, extrusion molding, etc. can be used. Among these, injection molding is preferred from the viewpoint of productivity.

通常、射出成形法は、(1)樹脂を溶融させ、温度制御された金型のキャビティに溶融樹脂を充填する射出工程、(2)ゲートシールするまでキャビティ内に圧力をかけ、射出工程で充填された溶融樹脂が金型に接し冷却されて収縮した量に相当する樹脂を注入する保圧工程、(3)保圧を開放後、樹脂が冷却されるまで成形品を保持する冷却工程、(4)金型を開いて冷却された成形品を取り出す工程からなる。 Injection molding typically consists of (1) an injection process in which resin is melted and the molten resin is filled into a temperature-controlled mold cavity; (2) a pressure holding process in which pressure is applied to the cavity until the gate is sealed, and an amount of resin is injected equivalent to the amount of molten resin filled in the injection process that contracts when it comes into contact with the mold and cools; (3) a cooling process in which the molded product is held until the resin cools after the pressure holding process is released; and (4) the mold is opened and the cooled molded product is removed.

この際、成形温度としては、樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)を基準として、Tg+100℃~Tg+160℃の範囲、好ましくは、Tg+110℃~Tg+150℃の範囲であることが好ましい。ここで、成形温度とは、射出ノズルに巻かれているバンドヒータの制御温度を指す。成形温度が高いほど位相差の低い樹脂レンズを得ることができるが、恒温下では成形機内滞留時の熱劣化による着色を促進するため、適宜成形温度を選択すべきである。
また、金型温度としては、樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)を基準として、Tg-70℃~Tgの範囲であることが好ましく、Tg-50℃~Tg-20℃の範囲であることがより好ましい。
In this case, the molding temperature is preferably in the range of Tg+100°C to Tg+160°C, preferably Tg+110°C to Tg+150°C, based on the glass transition temperature (Tg) of the resin composition. Here, the molding temperature refers to the controlled temperature of a band heater wrapped around the injection nozzle. The higher the molding temperature, the lower the retardation of the resin lens that can be obtained. However, at a constant temperature, coloring due to thermal degradation during retention in the molding machine is promoted, so that the molding temperature should be appropriately selected.
The mold temperature is preferably in the range of Tg-70°C to Tg, and more preferably in the range of Tg-50°C to Tg-20°C, based on the glass transition temperature (Tg) of the resin composition.

また、射出速度としては、得ようとする樹脂レンズの厚さや寸法により、適宜選択することができるが、例えば、5~1000mm/秒の範囲から適宜選択することができる。
また、保圧のための圧力としては、得ようとする樹脂レンズの形状により、適宜選択することができるが、例えば30~120MPaの範囲で適宜選択できる。
ここで保圧のための圧力とは、溶融樹脂を充填した後に、ゲートから更に溶融樹脂を送り出すためのスクリューによって保持される圧力である。
The injection speed can be appropriately selected depending on the thickness and dimensions of the resin lens to be obtained, and can be appropriately selected, for example, from the range of 5 to 1000 mm/sec.
The pressure for maintaining the pressure can be appropriately selected depending on the shape of the resin lens to be obtained, and can be appropriately selected within the range of, for example, 30 to 120 MPa.
The pressure for holding the pressure referred to here is the pressure maintained by a screw for further feeding the molten resin from the gate after the molten resin has been filled.

また、射出成形によって生じる残留応力を緩和し、樹脂レンズの位相差を低減するために、アニール工程を経てもよい。アニールの際の温度は、樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)を基準として、Tg-50℃~Tgの範囲であることが好ましく、Tg-30℃~Tg-10℃の範囲であることがより好ましい。 In addition, an annealing process may be performed to alleviate residual stress caused by injection molding and reduce the phase difference of the resin lens. The annealing temperature is preferably in the range of Tg-50°C to Tg, based on the glass transition temperature (Tg) of the resin composition, and more preferably in the range of Tg-30°C to Tg-10°C.

本実施形態のヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズの表面には、例えば、ハードコート処理、反射防止処理、透明導電処理、電磁波遮蔽処理、ガスバリア処理等の表面機能化処理をさらに行うこともできる。これら機能層の厚さは、特に制限はないが、通常、0.01~10μmの範囲である。 The surface of the resin lens for head mounted displays of this embodiment can be further subjected to surface functionalization treatments such as hard coat treatment, anti-reflection treatment, transparent conductive treatment, electromagnetic wave shielding treatment, gas barrier treatment, etc. The thickness of these functional layers is not particularly limited, but is usually in the range of 0.01 to 10 μm.

その表面に付与するハードコート層としては、例えば、シリコーン系硬化性樹脂、有機ポリマー複合無機微粒子含有硬化性樹脂、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、多官能アクリレート等のアクリレートと光重合開始剤とを有機溶剤に溶解あるいは分散させた塗布液を従来より公知の塗布方法で、本実施形態の樹脂組成物より得られるフィルム又はシート上に、塗布し、乾燥させ、光硬化させることにより形成される。
また、ハードコート層を塗布するまえに、接着性を改良するために、例えば、無機微粒子をその組成に含む易接着層やプライマー層、アンカー層等を予め設けたのちにハードコート層を形成させる方法も用いることができる。
その表面に付与する防眩層としては、シリカ、メラミン樹脂、アクリル樹脂等の微粒子をインキ化し、従来より公知の塗布方法で、他の機能層上に塗布し、熱あるいは光硬化させることにより形成させる。
その表面に付与する反射防止層としては、金属酸化物、フッ化物、ケイ化物、ホウ化物、窒化物、硫化物等の無機物の薄膜からなるもの、アクリル樹脂、フッ素樹脂等の屈折率の異なる樹脂を単層あるいは多層に積層させたもの等が例示でき、また、無機系化合物と有機系化合物との複合微粒子を含む薄層を積層させたものも利用できる。
The hard coat layer to be applied to the surface can be formed, for example, by applying a coating liquid prepared by dissolving or dispersing an acrylate such as a silicone-based curable resin, an organic polymer composite inorganic fine particle-containing curable resin, a urethane acrylate, an epoxy acrylate, or a polyfunctional acrylate, and a photopolymerization initiator in an organic solvent, onto a film or sheet obtained from the resin composition of the present embodiment by a conventionally known coating method, drying the coating, and photocuring the coating.
In addition, before applying the hard coat layer, in order to improve adhesion, for example, a method of forming an easy-adhesion layer, a primer layer, an anchor layer, or the like containing inorganic fine particles in its composition and then forming the hard coat layer can be used.
The antiglare layer applied to the surface is formed by forming fine particles of silica, melamine resin, acrylic resin or the like into an ink, applying it onto the other functional layers by a conventionally known application method, and curing it with heat or light.
Examples of the anti-reflection layer applied to the surface include thin films of inorganic materials such as metal oxides, fluorides, silicides, borides, nitrides, and sulfides, and single or multiple layers of resins with different refractive indexes such as acrylic resins and fluororesins. Also usable are thin layers containing composite fine particles of inorganic compounds and organic compounds.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容を具体的に説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。 The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples. Note that the present invention is not limited to the following examples.

<1.N-シクロヘキシルマレイミド中の2-シクロヘキシルアミノ-N-シクロヘキシルスクシンイミド量の測定>
N-シクロヘキシルマレイミド、又はN-シクロヘキシルマレイミド/メタキシレン溶液を採取・秤量し、N-シクロヘキシルマレイミド25質量%メタキシレン溶液を調製し、内部標準物質として安息香酸イソプロピルを添加し、ガスクロマトグラフィー(島津製作所製 GC-2014)を用いて、以下の条件にて測定を行い、決定した。
検出器:FID
使用カラム:HP-5ms
測定条件:80℃で5分保持後、10℃/分の昇温速度にて300℃まで昇温、その後5分間保持
<1. Measurement of the amount of 2-cyclohexylamino-N-cyclohexylsuccinimide in N-cyclohexylmaleimide>
N-cyclohexylmaleimide or N-cyclohexylmaleimide/meta-xylene solution was collected and weighed to prepare a 25% by mass N-cyclohexylmaleimide meta-xylene solution, to which isopropyl benzoate was added as an internal standard substance. Measurement was performed under the following conditions using gas chromatography (Shimadzu Corporation GC-2014) to determine the content.
Detector: FID
Column used: HP-5ms
Measurement conditions: After holding at 80°C for 5 minutes, the temperature was increased to 300°C at a rate of 10°C/min, and then held for 5 minutes.

<2.N-フェニルマレイミド中の2-アニリノ-N-フェニルスクシンイミド量の測定>
N-フェニルマレイミド、又はN-フェニルマレイミド/メタキシレン溶液を採取・秤量し、N-フェニルマレイミド10質量%メタキシレン溶液を調製し、内部標準物質として安息香酸イソプロピルを添加し、リキッドクロマトグラフィー(Waters株式会社製 UPLC H-class)を用いて、以下の条件にて測定を行い、決定した。
検出器:PDA(検出波長:210nm~300nm)
使用カラム:ACQUITY UPLC HSS T3
カラム温度:40℃
移動相:0.1%ギ酸含有50%アセトニトリル水溶液
流速:0.4mL/min
<2. Measurement of the amount of 2-anilino-N-phenylsuccinimide in N-phenylmaleimide>
N-phenylmaleimide or N-phenylmaleimide/meta-xylene solution was collected and weighed to prepare a 10% by mass N-phenylmaleimide meta-xylene solution, to which isopropyl benzoate was added as an internal standard substance. Measurement was performed under the following conditions using liquid chromatography (Waters Corporation, UPLC H-class) to determine the content.
Detector: PDA (detection wavelength: 210 nm to 300 nm)
Column used: ACQUITY UPLC HSS T3
Column temperature: 40°C
Mobile phase: 50% acetonitrile aqueous solution containing 0.1% formic acid Flow rate: 0.4 mL/min

<3.N-置換マレイミド単量体の残存量の決定>
分析対象(重合後の重合溶液、又はメタクリル系樹脂ペレット)の一部を採取・秤量し、この試料をクロロホルムに溶解させて、5質量%溶液を調製し、内部標準物質としてn-デカンを添加し、ガスクロマトグラフィー(島津製作所製 GC-2010)を用いて、以下の条件にて測定を行い、決定した。
検出器:FID
使用カラム:ZB-1
測定条件:45℃で5分保持後、20℃/分の昇温速度にて300℃まで昇温、その後15分間保持
3. Determination of remaining amount of N-substituted maleimide monomer
A part of the analysis target (polymerization solution after polymerization, or methacrylic resin pellets) was collected and weighed, and this sample was dissolved in chloroform to prepare a 5% by mass solution. n-Decane was added as an internal standard substance, and measurement was performed using gas chromatography (Shimadzu Corporation GC-2010) under the following conditions to determine the concentration.
Detector: FID
Column used: ZB-1
Measurement conditions: After holding at 45°C for 5 minutes, the temperature was increased to 300°C at a rate of 20°C/min, and then held for 15 minutes.

<4.構造単位の解析>
後述の製造実施例及び比較例で製造したメタクリル系樹脂中の各構造単位は、特に断りのない限りH-NMR測定及び13C-NMR測定により、メタクリル系樹脂及びメタクリル系樹脂組成物について各構造単位を同定し、その存在量を算出した。H-NMR測定及び13C-NMR測定の測定条件は、以下のとおりである。
・測定機器:日本電子株式会社製 JNM-ECZ400S
・測定溶媒:CDCl、又は、d-DMSO
・測定温度:40℃
4. Analysis of structural units
Unless otherwise specified, each structural unit in the methacrylic resins produced in the Production Examples and Comparative Examples described below was identified for the methacrylic resins and methacrylic resin compositions by 1 H-NMR measurement and 13 C-NMR measurement, and the amount of each structural unit was calculated. The measurement conditions for 1 H-NMR measurement and 13 C-NMR measurement are as follows.
・Measuring equipment: JNM-ECZ400S manufactured by JEOL Ltd.
Measurement solvent: CDCl 3 or d 6 -DMSO
・Measurement temperature: 40℃

<5.分子量及び分子量分布>
後述の製造実施例及び製造比較例で製造したメタクリル系樹脂組成物の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、Z平均分子量(Mz)は、下記の装置、及び条件で測定した。
・測定装置:東ソー株式会社製ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(HLC-8320GPC)
・測定条件:
カラム:TSKguardcolumn SuperH-H 1本、TSKgel SuperHM-M 2本、TSKgel SuperH2500 1本、を順に直列接続して使用した。
カラム温度:40℃
展開溶媒:テトラヒドロフラン、流速:0.6mL/min、内部標準として、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール(BHT)を、0.1g/Lで添加した。
検出器:RI(示差屈折)検出器
検出感度:3.0mV/分
サンプル:0.02gのメタクリル系樹脂組成物のテトラヒドロフラン20mL溶液
注入量:10μL
検量線用標準サンプル:単分散の重量ピーク分子量が既知で分子量が異なる、以下の10種のポリメチルメタクリレート(PolymerLaboratories製;PMMA Calibration Kit M-M-10)を用いた。
重量ピーク分子量(Mp)
標準試料1 1,916,000
標準試料2 625,500
標準試料3 298,900
標準試料4 138,600
標準試料5 60,150
標準試料6 27,600
標準試料7 10,290
標準試料8 5,000
標準試料9 2,810
標準試料10 850
上記の条件で、メタクリル系樹脂組成物の溶出時間に対する、RI検出強度を測定した。
上記検量線用標準サンプルの測定により得られた各検量線を基に、メタクリル系樹脂組成物の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、並びにZ平均分子量(Mz)を求め、その値を用い、分子量分布(Mw/Mn)及び(Mz/Mw)を決定した。
<5. Molecular weight and molecular weight distribution>
The weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and Z average molecular weight (Mz) of the methacrylic resin compositions produced in the Production Examples and Production Comparative Examples described below were measured using the following apparatus and under the following conditions.
Measurement device: gel permeation chromatography (HLC-8320GPC) manufactured by Tosoh Corporation
Measurement conditions:
Columns: one TSKguard column Super H-H, two TSKgel Super HM-M, and one TSKgel Super H2500 were connected in series in this order and used.
Column temperature: 40°C
Developing solvent: tetrahydrofuran, flow rate: 0.6 mL/min, 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol (BHT) was added as an internal standard at 0.1 g/L.
Detector: RI (differential refraction) detector Detection sensitivity: 3.0 mV/min Sample: 20 mL of tetrahydrofuran solution of 0.02 g of methacrylic resin composition Injection amount: 10 μL
Standard sample for calibration curve: The following ten types of polymethyl methacrylate (PMMA Calibration Kit MM-10, manufactured by Polymer Laboratories) having known monodisperse weight peak molecular weights and different molecular weights were used.
Weight peak molecular weight (Mp)
Standard sample 1 1,916,000
Standard sample 2 625,500
Standard sample 3 298,900
Standard sample 4 138,600
Standard sample 5 60,150
Standard sample 6 27,600
Standard sample 7 10,290
Standard sample 8 5,000
Standard sample 9 2,810
Standard sample 10 850
Under the above conditions, the RI detection intensity was measured versus the elution time of the methacrylic resin composition.
Based on each calibration curve obtained by measuring the standard samples for the calibration curve, the weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and Z average molecular weight (Mz) of the methacrylic resin composition were determined, and the molecular weight distributions (Mw/Mn) and (Mz/Mw) were determined using these values.

<6.樹脂レンズの有効径内の位相差>
実施例及び比較例により得られた樹脂レンズを、フォトニックラティス社製複屈折評価システムPA-200-Lを用い、波長520nmで光軸方向からレンズの位相差の面分布を測定し、レンズの有効径(Φ41mm)内を領域指定して、位相差の絶対値の平均値(nm)を求めた。
<6. Phase difference within the effective diameter of the resin lens>
For the resin lenses obtained in the examples and comparative examples, a surface distribution of the phase difference of the lens was measured from the optical axis direction at a wavelength of 520 nm using a birefringence evaluation system PA-200-L manufactured by Photonic Lattice, Inc., and an area was designated within the effective diameter (Φ41 mm) of the lens to determine the average absolute value (nm) of the phase difference.

<7.樹脂レンズ中の蛍光発光性物質の含有量>
実施例及び比較例にて得られた樹脂レンズを細断し、ガラス製のサンプル瓶に秤量してクロロホルムを加え、振とう機で毎分800回の速度で30分間振とうすることで樹脂レンズの2.0質量%クロロホルム溶液を調製し、蛍光分光光度計(堀場Jobin Yvon社製、Fluorolog3-22)を用いて蛍光強度の測定を行った。
測定条件は、光源としてキセノンランプ、検出器としてPMTを用い、励起波長436nm、スリット幅を励起側、観測側ともに2nmとして、時定数0.2s、測定モードは各波長の励起光強度で発光強度を規格化するSc/Rcとし、光路長1cm石英セルを用いて90°観測で測定を行った。
得られた波長530nmにおける蛍光強度を、フルオレセイン/エタノール溶液の蛍光強度を用いて規格化した。具体的には以下のようにした。
エタノール、及び、5×10-8mol/Lと1×10-6mol/Lのフルオレセイン/エタノール溶液のそれぞれを、励起波長436nmで分光分析した際の波長530nmにおける蛍光強度を求め、エタノールのバックグラウンドを差し引いた後、濃度-強度換算式を作成した。クロロホルムの蛍光発光スペクトルを測定し、樹脂レンズの2.0質量%クロロホルム溶液の波長530nm発光強度からクロロホルムの波長530nm発光強度を差し引いて得られる発光強度から、先に求めたフルオレセイン/エタノール溶液の濃度-強度換算式を用いて濃度に換算し、蛍光発光性物質の含有量(mol/L)を求めた。
7. Content of fluorescent substance in resin lens
The resin lenses obtained in the examples and comparative examples were shredded, weighed into a glass sample bottle, and chloroform was added. The bottle was then shaken at a speed of 800 revolutions per minute for 30 minutes using a shaker to prepare a 2.0 mass % chloroform solution of the resin lens. The fluorescence intensity was measured using a fluorescence spectrophotometer (Fluorolog3-22, manufactured by Horiba Jobin Yvon).
The measurement conditions were as follows: a xenon lamp was used as the light source, a PMT was used as the detector, the excitation wavelength was 436 nm, the slit width was 2 nm on both the excitation side and the observation side, the time constant was 0.2 s, and the measurement mode was Sc/Rc, which normalizes the emission intensity by the excitation light intensity of each wavelength, and the measurements were performed with 90° observation using a quartz cell with an optical path length of 1 cm.
The obtained fluorescence intensity at a wavelength of 530 nm was normalized using the fluorescence intensity of a fluorescein/ethanol solution.
The fluorescence intensity at a wavelength of 530 nm was determined when ethanol, and 5×10 -8 mol/L and 1×10 -6 mol/L fluorescein/ethanol solutions were each subjected to spectroscopic analysis at an excitation wavelength of 436 nm, and after subtracting the background of ethanol, a concentration-intensity conversion formula was prepared. The fluorescence emission spectrum of chloroform was measured, and the emission intensity obtained by subtracting the emission intensity at a wavelength of 530 nm of chloroform from the emission intensity at a wavelength of 530 nm of the 2.0 mass % chloroform solution of the resin lens was converted into a concentration using the concentration-intensity conversion formula for the fluorescein/ethanol solution obtained above, to determine the content (mol/L) of the fluorescent substance.

<8.樹脂レンズのガラス転移温度>
JIS-K7121に準拠して、樹脂レンズのガラス転移温度(Tg)(℃)を測定した。
まず、標準状態(23℃、50%RH)で状態調節(23℃で1週間放置)した樹脂レンズから、試験片として4点(4箇所)、それぞれ約10mgを切り出した。
次に、示差走査熱量計(パーキンエルマージャパン(株)製 Diamond DSC)を窒素ガス流量25mL/分の条件下で用いて、ここで、10℃/分で室温(23℃)から200℃まで昇温(1次昇温)し、200℃で5分間保持して、試料を完全に融解させた後、10℃/分で200℃から40℃まで降温し、40℃で5分間保持し、さらに、上記昇温条件で再び昇温(2次昇温)する間に描かれるDSC曲線のうち、2次昇温時の階段状変化部分曲線と各ベースライン延長線から縦軸方向に等距離にある直線との交点(中間点ガラス転移温度)をガラス転移温度(Tg)(℃)として測定した。1試料当たり4点の測定を行い、4点の算術平均(小数点以下四捨五入)を測定値とした。
<8. Glass transition temperature of resin lens>
The glass transition temperature (Tg) (° C.) of the resin lens was measured in accordance with JIS-K7121.
First, test pieces of about 10 mg each were cut out from a resin lens that had been conditioned (left at 23° C. for one week) under standard conditions (23° C., 50% RH) at four points (four locations).
Next, a differential scanning calorimeter (Diamond DSC manufactured by PerkinElmer Japan Co., Ltd.) was used under the condition of a nitrogen gas flow rate of 25 mL/min, where the sample was heated from room temperature (23°C) to 200°C (first heating) at 10°C/min, held at 200°C for 5 minutes to completely melt the sample, then cooled from 200°C to 40°C at 10°C/min, held at 40°C for 5 minutes, and heated again under the above heating conditions (second heating). Among the DSC curves drawn during this period, the intersection point (midpoint glass transition temperature) between the step-like change partial curve during the second heating and a straight line equidistant in the vertical direction from each baseline extension line was measured as the glass transition temperature (Tg) (°C). Four measurements were performed per sample, and the arithmetic average (rounded off to the nearest whole number) of the four measurements was taken as the measured value.

<9.樹脂レンズの光弾性係数>
実施例及び比較例にて得られた樹脂レンズを細断後、真空圧縮成形機を用いてプレスフィルムとすることで、測定用試料とした。
具体的な試料調製条件としては、真空圧縮成形機(神藤金属工業所製、SFV-30型)を用い、260℃、減圧下(約10kPa)、10分間予熱した後、樹脂レンズを、260℃、約10MPaで5分間圧縮し、減圧及びプレス圧を解除した後、冷却用圧縮成形機に移して冷却固化させた。得られたプレスフィルムを、23℃、湿度60%に調整した恒温恒湿室内で24時間以上養生を行った上で、測定用試験片(厚み約150μm、幅6mm)を切り出した。
Polymer Engineering and Science 1999, 39,2349-2357に詳細な記載のある複屈折測定装置を用いて、光弾性係数C(Pa-1)を測定した。
フィルム状の試験片を、同様に恒温恒湿室に設置したフィルムの引張り装置(井元製作所製)にチャック間50mmになるように配置した。次いで、複屈折測定装置(大塚電子製、RETS-100)のレーザー光経路がフィルムの中心部に位置するように装置を配置し、歪速度50%/分(チャック間:50mm、チャック移動速度:5mm/分)で伸張応力をかけながら、試験片の複屈折を測定した。
測定より得られた複屈折(Δn)と伸張応力(σ)との関係から、最小二乗近似によりその直線の傾きを求め、光弾性係数(C)(Pa-1)を計算した。計算には、伸張応力が2.5MPa≦σ≦10MPaの間のデータを用いた。
=Δn/σ
ここで、複屈折(Δn)は、以下に示す値である。
Δn=nx-ny
(nx:伸張方向の屈折率、ny:面内で伸張方向と垂直な方向の屈折率)
<9. Photoelastic coefficient of resin lens>
The resin lenses obtained in the examples and comparative examples were each shredded and then pressed into films using a vacuum compression molding machine to prepare measurement samples.
Specific sample preparation conditions were as follows: using a vacuum compression molding machine (manufactured by Shinto Metal Industries, SFV-30 type), the resin lens was preheated at 260°C under reduced pressure (about 10 kPa) for 10 minutes, compressed at 260°C and about 10 MPa for 5 minutes, and after releasing the reduced pressure and press pressure, transferred to a cooling compression molding machine for cooling and solidification. The obtained pressed film was aged for 24 hours or more in a constant temperature and humidity room adjusted to 23°C and humidity 60%, and then a test specimen for measurement (thickness about 150 μm, width 6 mm) was cut out.
The photoelastic coefficient C R (Pa −1 ) was measured using a birefringence measuring device described in detail in Polymer Engineering and Science 1999, 39, 2349-2357.
The film-like test piece was placed in a film tensioning device (manufactured by Imoto Manufacturing Co., Ltd.) similarly installed in a constant temperature and humidity chamber so that the distance between the chucks was 50 mm. Next, a birefringence measuring device (manufactured by Otsuka Electronics, RETS-100) was placed so that the laser light path of the device was located at the center of the film, and the birefringence of the test piece was measured while applying a tensile stress at a strain rate of 50%/min (distance between chucks: 50 mm, chuck movement speed: 5 mm/min).
From the relationship between the measured birefringence (Δn) and the tensile stress (σ R ), the slope of the line was determined by least squares approximation, and the photoelastic coefficient (C R ) (Pa −1 ) was calculated. Data for the tensile stress in the range of 2.5 MPa≦σ R ≦10 MPa was used for the calculation.
C R = Δn/σ R
Here, the birefringence (Δn) has the value shown below.
Δn=nx−ny
(nx: refractive index in the stretching direction, ny: refractive index in the in-plane direction perpendicular to the stretching direction)

<10.樹脂レンズの光透過率>
実施例及び比較例により得られた樹脂レンズを、分光色彩計(日本電色工業株式会社製、SD-5000)を用いて、光源がレンズの最厚部を厚み方向に通るようにして、D65光源10°視野で波長380~780nmの範囲で5nmごとに透過率(%)を測定した。測定値を用いて、波長680nmにおける透過率(T680)に対する、波長450nmにおける透過率(T450)の比率(T450/T680)を求めた。
<10. Light transmittance of resin lens>
The resin lenses obtained in the Examples and Comparative Examples were measured for transmittance (%) at 5 nm intervals in the wavelength range of 380 to 780 nm with a D65 light source and a 10° field of view, with the light source passing through the thickest part of the lens in the thickness direction, using a spectrocolorimeter (SD-5000, manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.) The measured values were used to determine the ratio (T450/T680) of the transmittance at a wavelength of 450 nm (T450) to the transmittance at a wavelength of 680 nm (T680).

<11.映像の鮮明度>
実施例及び比較例により得られた樹脂レンズを用い、図1に示すような、特開2017-21321号公報に記載されているヘッドマウントディスプレイの原理を再現する模擬装置を暗室内に作製した。
当該模擬装置では、液晶ディスプレイ1、偏光板2、1/4波長板3、ハーフミラー4、実施例及び比較例により得られた樹脂レンズ5、1/4波長板6、及び反射型偏光板7をこの順に同軸上に配置する。液晶ディスプレイ1からの光軸に沿う光は、偏光板2、1/4波長板3、ハーフミラー4、樹脂レンズ5、1/4波長板6を通って反射型偏光板7に到達すると、反射型偏光板7で反射し(1回目の反射)、次に、1/4波長板6、樹脂レンズ5を通ってハーフミラー4に到達すると、ハーフミラー4で反射し(2回目の反射)、再び樹脂レンズ5、1/4波長板6と、反射型偏光板7とを通過して、人間の眼に到達する。なお、ハーフミラー4は、一部の光が反射され、残りの光が伝達されることを可能にするものである。光は、1/4波長板を通過する度に90度の位相遅れを増加する。画像は上記2回の反射により拡大され、人間の眼に到達する。
上記模擬装置を通して液晶ディスプレイ1に表示される静止画像を観察し、映像の鮮明度について以下の評価基準で評価を行った。
[評価基準]
〇:画像が拡大されており、にじみ及びぼやけが見られない。
△:拡大された画像に拡大率の低い画像が重なり、画像がやや不鮮明になっている。
×:拡大率の低い画像が主に見られ、不鮮明になっている。
11. Image clarity
Using the resin lenses obtained in the examples and comparative examples, a simulation device reproducing the principle of the head mounted display described in JP 2017-21321 A as shown in FIG. 1 was produced in a dark room.
In the simulation device, a liquid crystal display 1, a polarizing plate 2, a quarter-wave plate 3, a half mirror 4, a resin lens 5 obtained in the examples and comparative examples, a quarter-wave plate 6, and a reflective polarizing plate 7 are arranged on the same axis in this order. When light along the optical axis from the liquid crystal display 1 passes through the polarizing plate 2, the quarter-wave plate 3, the half mirror 4, the resin lens 5, and the quarter-wave plate 6 to reach the reflective polarizing plate 7, it is reflected by the reflective polarizing plate 7 (first reflection), then passes through the quarter-wave plate 6 and the resin lens 5 to reach the half mirror 4, it is reflected by the half mirror 4 (second reflection), and again passes through the resin lens 5, the quarter-wave plate 6, and the reflective polarizing plate 7 to reach the human eye. The half mirror 4 allows a part of the light to be reflected and the remaining light to be transmitted. The light increases the phase delay of 90 degrees each time it passes through the quarter-wave plate. The image is enlarged by the above two reflections and reaches the human eye.
A still image displayed on the liquid crystal display 1 was observed through the simulator, and the clarity of the image was evaluated according to the following criteria.
[Evaluation Criteria]
A: The image is enlarged and there is no bleeding or blurring.
Δ: An enlarged image is overlapped with an image with a lower magnification, making the image somewhat unclear.
×: Images with low magnification are mainly seen and are unclear.

[原料]
後述する実施例及び比較例において使用した原料について下記に示す。
[[単量体]]
・メチルメタクリレート(MMA):旭化成株式会社製
・N-シクロヘキシルマレイミド(chMI):株式会社日本触媒製
(chMI質量に対する2-シクロヘキシルアミノ-N-シクロヘキシルスクシンイミド(CCSI)の質量割合は80質量ppm)
・N-フェニルマレイミド(phMI):株式会社日本触媒製
(phMI質量に対する2-アニリノ-N-フェニルスクシンイミド(APSI)の質量割合は60質量ppm)
[Raw materials]
The raw materials used in the examples and comparative examples described later are shown below.
[[monomer]]
Methyl methacrylate (MMA): manufactured by Asahi Kasei Corporation N-cyclohexylmaleimide (chMI): manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd. (The mass ratio of 2-cyclohexylamino-N-cyclohexylsuccinimide (CCSI) to the mass of chMI is 80 ppm by mass)
N-Phenylmaleimide (phMI): manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd. (The mass ratio of 2-anilino-N-phenylsuccinimide (APSI) to the mass of phMI is 60 ppm by mass)

-N-置換マレイミド(chMI、phMI)の前処理(水洗工程及び脱水工程)-
上記N-シクロヘキシルマレイミド(chMI)及びN-フェニルマレイミド(phMI)について、下記の水洗及び脱水工程により、2-アミノ-N-置換スクシンイミド(CCSI、APSI)の除去及び含有水分の除去を行った。
-Pretreatment of N-substituted maleimide (chMI, phMI) (water washing step and dehydration step)-
The above N-cyclohexylmaleimide (chMI) and N-phenylmaleimide (phMI) were subjected to the following water washing and dehydration steps to remove 2-amino-N-substituted succinimide (CCSI, APSI) and water contained therein.

--N-シクロヘキシルマレイミド(chMI)の水洗及び脱水--
---N-シクロヘキシルマレイミド中のCCSIを5質量ppm以下に低減---
chMIを250.0kg、メタキシレン(以下「mXy」と記す)を750.0kg計量し、ジャケットによる温度調節装置と撹拌翼として3枚後退翼とを具備した2.0mグラスライニング製反応器に加え、ジャケット内にスチームを吹き込んで反応器内の溶液温度を56℃に上昇させ、撹拌し、有機層を得た。次いで、2質量%硫酸水350.0kgを計量して反応器に加え、溶液温度を56℃に保ち、100rpmで10分間撹拌した。撹拌を停止し、10分間静置させ、水層をドラム缶に抜き出した。
同様の操作をさらに2回繰り返し、有機層を硫酸水で洗浄する操作を合計3回行った。有機層中のCCSI量をガスクロマトグラフィーで定量したところ、有機層中のchMIに対して4.9質量ppmであった。
その後、イオン交換水350.0kgを反応器に加え、溶液温度を55℃に保ち、100rpmで10分間撹拌した。撹拌を停止し、20分間静置させ、水層をドラム缶に抜き出した。
同様の操作をもう一度繰り返し、有機層をイオン交換水で洗浄する操作を合計2回行った。有機層中のCCSI量をガスクロマトグラフィーで定量したところ、有機層中のchMIに対して4.6質量ppmであった。
次に、溶液温度を50℃に保ち、100rpmで撹拌しつつ反応器内を徐々に減圧し、反応器内の圧力を5kPaとした。その後、溶液温度を60℃に上昇させ、共沸脱水操作を行った。131.6kgの水/mXy混合液を留去し、有機層中の水分濃度をカールフィッシャー水分測定器により定量したところ、有機層の質量に対して102質量ppmであった。
有機層に濃度調整用mXyを加え、chMIが24.0質量%、水分濃度が191質量ppm、chMIの質量に対してCCSIが4.6質量ppmの有機層を1034.3kg得た。
--Washing and dehydration of N-cyclohexylmaleimide (chMI)--
---Reducing CCSI in N-cyclohexylmaleimide to 5 ppm by mass or less---
250.0 kg of chMI and 750.0 kg of meta-xylene (hereinafter referred to as "mXy") were weighed and added to a 2.0 m3 glass-lined reactor equipped with a jacket temperature control device and three receding blades as stirring blades, and steam was blown into the jacket to raise the solution temperature in the reactor to 56 ° C., and the organic layer was obtained. Next, 350.0 kg of 2% by mass sulfuric acid water was weighed and added to the reactor, the solution temperature was kept at 56 ° C., and the mixture was stirred at 100 rpm for 10 minutes. The stirring was stopped, the mixture was allowed to stand for 10 minutes, and the aqueous layer was extracted into a drum.
The same procedure was repeated two more times, and the organic layer was washed with aqueous sulfuric acid three times in total. The amount of CCSI in the organic layer was quantified by gas chromatography, and found to be 4.9 ppm by mass relative to chMI in the organic layer.
Thereafter, 350.0 kg of ion-exchanged water was added to the reactor, and the solution was stirred at 100 rpm for 10 minutes while maintaining the solution temperature at 55° C. The stirring was stopped, the solution was allowed to stand for 20 minutes, and the aqueous layer was extracted into a drum can.
The same procedure was repeated once more, and the organic layer was washed with ion-exchanged water twice in total. The amount of CCSI in the organic layer was quantified by gas chromatography, and found to be 4.6 ppm by mass relative to chMI in the organic layer.
Next, the solution temperature was kept at 50° C., and the pressure in the reactor was gradually reduced while stirring at 100 rpm, until the pressure in the reactor reached 5 kPa. Thereafter, the solution temperature was raised to 60° C., and an azeotropic dehydration operation was performed. 131.6 kg of the water/mXy mixture was distilled off, and the water concentration in the organic layer was quantified with a Karl Fischer water content meter, which was 102 ppm by mass relative to the mass of the organic layer.
Concentration adjusting agent mXy was added to the organic layer to obtain 1,034.3 kg of an organic layer having a chMI of 24.0 mass %, a water concentration of 191 mass ppm, and a CCSI of 4.6 mass ppm relative to the mass of chMI.

---N-シクロヘキシルマレイミド中のCCSIを1質量ppm以下に低減---
chMIを80.0kg、mXyを240.0kg計量し、ジャケットによる温度調節装置と撹拌翼として神鋼環境ソリューション製フルゾーンとを具備した0.50mグラスライニング製反応器に加え、ジャケット内にスチームを吹き込んで反応器内の溶液温度を55℃に上昇させ、撹拌し、有機層を得た。次いで、2質量%硫酸水112.0kgを計量して反応器に加え、溶液温度を55℃に保ち、100rpmで30分間撹拌した。撹拌を停止し、10分間静置させ、水層をドラム缶に抜き出した。
同様の操作をさらに3回繰り返し、有機層を硫酸水で洗浄する操作を合計4回行った。有機層中のCCSI量をガスクロマトグラフィーで定量したところ、有機層中のchMIに対して0.57質量ppmであった。
その後、イオン交換水112.0kgを反応器に加え、溶液温度を55℃に保ち、100rpmで30分間撹拌した。撹拌を停止し、10分間静置させ、水層をドラム缶に抜き出した。
溶液温度を50℃に保ち、100rpmで撹拌しつつ反応器内を徐々に減圧し、反応器内の圧力を5kPaとした。その後、溶液温度を60℃に上昇させ、共沸脱水操作を行った。54kgの水/mXy混合液を留去し、有機層中の水分濃度をカールフィッシャー水分測定器により定量したところ、有機層の質量に対して46質量ppmであった。
有機層に濃度調整用mXyを加え、chMIが20.3質量%、水分濃度が125質量ppm、chMIの質量に対してCCSIが0.60質量ppmの有機層を384.0kg得た。
---Reducing CCSI in N-cyclohexylmaleimide to 1 ppm by mass or less---
80.0 kg of chMI and 240.0 kg of mXy were weighed and added to a 0.50 m3 glass-lined reactor equipped with a jacket temperature control device and a Kobe Steel Eco-Solutions Fullzone stirring blade, and steam was blown into the jacket to raise the solution temperature in the reactor to 55°C, followed by stirring to obtain an organic layer. Next, 112.0 kg of 2% by mass sulfuric acid water was weighed and added to the reactor, the solution temperature was kept at 55°C, and the mixture was stirred at 100 rpm for 30 minutes. The stirring was stopped, the mixture was allowed to stand for 10 minutes, and the aqueous layer was extracted into a drum.
The same procedure was repeated three more times, and the organic layer was washed with aqueous sulfuric acid four times in total. The amount of CCSI in the organic layer was quantified by gas chromatography, and found to be 0.57 ppm by mass relative to chMI in the organic layer.
Thereafter, 112.0 kg of ion-exchanged water was added to the reactor, and the solution was stirred at 100 rpm for 30 minutes while maintaining the solution temperature at 55° C. The stirring was stopped, the solution was allowed to stand for 10 minutes, and the aqueous layer was extracted into a drum can.
The solution temperature was kept at 50° C., and the pressure in the reactor was gradually reduced while stirring at 100 rpm, until the pressure in the reactor reached 5 kPa. The solution temperature was then raised to 60° C., and azeotropic dehydration was performed. 54 kg of the water/mXy mixture was distilled off, and the water concentration in the organic layer was quantified with a Karl Fischer water content meter, which was 46 ppm by mass relative to the mass of the organic layer.
Concentration adjusting agent mXy was added to the organic layer to obtain 384.0 kg of an organic layer having a chMI of 20.3 mass %, a water concentration of 125 mass ppm, and a CCSI of 0.60 mass ppm relative to the mass of chMI.

--N-フェニルマレイミド(phMI)の水洗及び脱水--
---N-フェニルマレイミド中のAPSIを5質量ppm以下に低減---
phMIを150.0kg、mXyを720.0kg計量し、ジャケットによる温度調節装置と撹拌翼として3枚後退翼とを具備した2.0mグラスライニング製反応器に加え、ジャケット内にスチームを吹き込んで反応器内の溶液温度を55℃に上昇させ、撹拌し、有機層を得た。次いで、7質量%重曹水336.0kgを計量して反応器に加え、溶液温度を55℃に保ち、100rpmで10分間撹拌した。撹拌を停止し、10分間静置させ、水層をドラム缶に抜き出した。
次いで、イオン交換水336.0kgを反応器に加え、溶液温度を55℃に保ち、100rpmで10分間撹拌した。撹拌を停止し、10分間静置させ、水層をドラム缶に抜き出した。
その後、2質量%硫酸水336.0kgを計量して反応器に加え、溶液温度を55℃に保ち、100rpmで10分間撹拌した。撹拌を停止し、10分間静置させ、水層をドラム缶に抜き出した。
上記と同様にして、イオン交換水で洗浄する操作をさらに2回行った。
有機層中のAPSI量をリキッドクロマトグラフィーで定量したところ、有機層中のphMIに対して3.6質量ppmであった。
次に、溶液温度を50℃に保ち、100rpmで撹拌しつつ反応器内を徐々に減圧し、反応器内の圧力を5kPaとした。その後、溶液温度を55℃に上昇させ、共沸脱水操作を行った。190kgの水/mXy混合液を留去し、有機層中の水分濃度をカールフィッシャー水分測定器により定量したところ、有機層の質量に対して47質量ppmであった。
有機層に濃度調整用mXyを加え、phMIが10.8質量%、水分濃度が170質量ppm、phMIの質量に対してAPSIが3.4質量ppmの有機層を1340.7kg得た。
--Washing and dehydration of N-phenylmaleimide (phMI)--
---Reducing APSI in N-phenylmaleimide to 5 ppm by mass or less---
150.0 kg of phMI and 720.0 kg of mXy were weighed and added to a 2.0 m3 glass-lined reactor equipped with a jacketed temperature control device and three receding blades as stirring blades, and steam was blown into the jacket to raise the solution temperature in the reactor to 55°C, followed by stirring to obtain an organic layer. Next, 336.0 kg of 7% by mass sodium bicarbonate water was weighed and added to the reactor, the solution temperature was kept at 55°C, and the mixture was stirred at 100 rpm for 10 minutes. The stirring was stopped, the mixture was allowed to stand for 10 minutes, and the aqueous layer was extracted into a drum.
Next, 336.0 kg of ion-exchanged water was added to the reactor, and the solution was stirred at 100 rpm for 10 minutes while maintaining the solution temperature at 55° C. The stirring was stopped, the solution was allowed to stand for 10 minutes, and the aqueous layer was extracted into a drum can.
Thereafter, 336.0 kg of 2% by mass aqueous sulfuric acid was weighed and added to the reactor, and the solution temperature was kept at 55° C. and stirred at 100 rpm for 10 minutes. The stirring was stopped and the solution was allowed to stand for 10 minutes, and the aqueous layer was extracted into a drum can.
The same washing operation with ion-exchanged water was carried out two more times in the same manner as above.
The amount of APSI in the organic layer was quantified by liquid chromatography and found to be 3.6 ppm by mass relative to the phMI in the organic layer.
Next, the solution temperature was kept at 50° C., and the pressure in the reactor was gradually reduced while stirring at 100 rpm, until the pressure in the reactor reached 5 kPa. Thereafter, the solution temperature was raised to 55° C., and an azeotropic dehydration operation was performed. 190 kg of the water/mXy mixture was distilled off, and the water concentration in the organic layer was quantified with a Karl Fischer water content meter, which was 47 ppm by mass relative to the mass of the organic layer.
Concentration adjusting agent mXy was added to the organic layer to obtain 1,340.7 kg of an organic layer having a phMI of 10.8 mass %, a water concentration of 170 mass ppm, and an APSI of 3.4 mass ppm relative to the mass of phMI.

---N-フェニルマレイミド中のAPSIを1質量ppm以下に低減---
phMIを50.0kg、mXyを240.0kg計量し、ジャケットによる温度調節装置と撹拌翼として神鋼環境ソリューション製フルゾーンとを具備した0.50mグラスライニング製反応器に加え、ジャケット内にスチームを吹き込んで反応器内の溶液温度を55℃に上昇させ、撹拌し、有機層を得た。次いで、7質量%重曹水112.0kgを計量して反応器に加え、溶液温度を55℃に保ち、100rpmで15分間撹拌した。撹拌を停止し、10分間静置させ、水層をドラム缶に抜き出した。同様の操作をもう一度繰り返し、有機層を重曹水で洗浄する操作を合計2回行った。
次いで、イオン交換水112.0kgを反応器に加え、溶液温度を55℃に保ち、100rpmで30分間撹拌した。撹拌を停止し、10分間静置させ、水層をドラム缶に抜き出した。
その後、2質量%硫酸水112.0kgを計量して反応器に加え、溶液温度を55℃に保ち、100rpmで30分間撹拌した。撹拌を停止し、10分間静置させ、水層をドラム缶に抜き出した。同様の操作をさらに2回繰り返し、有機層を硫酸水で洗浄する操作を合計3回行った。
上記と同様にして、イオン交換水で洗浄する操作をさらに2回行った。
有機層中のAPSI量をリキッドクロマトグラフィーで定量したところ、有機層中のphMIに対して0.37質量ppmであった。
溶液温度を50℃に保ち、100rpmで撹拌しつつ反応器内を徐々に減圧し、反応器内の圧力を5kPaとした。その後、溶液温度を55℃に上昇させ、共沸脱水操作を行った。72kgの水/mXy混合液を留去し、有機層中の水分濃度をカールフィッシャー水分測定器により定量したところ、有機層の質量に対して60質量ppmであった。
有機層に濃度調整用mXyを加え、phMIが10.3質量%、水分濃度が180質量ppm、phMIの質量に対してAPSIが0.42質量ppmの有機層を432.8kg得た。
---Reducing APSI in N-phenylmaleimide to 1 ppm by mass or less---
50.0 kg of phMI and 240.0 kg of mXy were weighed and added to a 0.50 m3 glass-lined reactor equipped with a jacket temperature control device and a Kobe Steel Eco-Solutions Fullzone stirring blade, and steam was blown into the jacket to raise the solution temperature in the reactor to 55°C, followed by stirring to obtain an organic layer. Next, 112.0 kg of 7% by mass sodium bicarbonate water was weighed and added to the reactor, the solution temperature was kept at 55°C, and the mixture was stirred at 100 rpm for 15 minutes. The stirring was stopped, the mixture was left to stand for 10 minutes, and the aqueous layer was extracted into a drum. The same operation was repeated once more, and the organic layer was washed with sodium bicarbonate water twice in total.
Next, 112.0 kg of ion-exchanged water was added to the reactor, and the solution was stirred at 100 rpm for 30 minutes while maintaining the solution temperature at 55° C. The stirring was stopped, the solution was allowed to stand for 10 minutes, and the aqueous layer was extracted into a drum can.
Thereafter, 112.0 kg of 2% by mass sulfuric acid water was weighed and added to the reactor, and the solution temperature was kept at 55° C. and stirred at 100 rpm for 30 minutes. Stirring was stopped, the solution was allowed to stand for 10 minutes, and the aqueous layer was extracted into a drum. The same operation was repeated two more times, and the organic layer was washed with sulfuric acid water three times in total.
The same washing operation with ion-exchanged water was carried out two more times in the same manner as above.
The amount of APSI in the organic layer was quantitatively determined by liquid chromatography, and was found to be 0.37 ppm by mass relative to the phMI in the organic layer.
The solution temperature was kept at 50° C., and the pressure in the reactor was gradually reduced while stirring at 100 rpm, until the pressure in the reactor reached 5 kPa. The solution temperature was then raised to 55° C., and azeotropic dehydration was performed. 72 kg of the water/mXy mixture was distilled off, and the water concentration in the organic layer was quantified with a Karl Fischer water content meter, which was 60 ppm by mass relative to the mass of the organic layer.
Concentration adjusting agent mXy was added to the organic layer to obtain 432.8 kg of an organic layer having a phMI of 10.3 mass %, a water concentration of 180 mass ppm, and an APSI of 0.42 mass ppm relative to the mass of phMI.

[[重合開始剤]]
・1,1-ジ(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン:日油株式会社製「パーヘキサC」
[[連鎖移動剤]]
・n-オクチルメルカプタン:花王株式会社製
[[ヒンダードフェノール系酸化防止剤]]
・イルガノックス1010:BASF社製
[[リン系酸化防止剤]]
・イルガフォス168(融点180~190℃):BASF社製
[[Polymerization initiator]]
1,1-di(t-butylperoxy)cyclohexane: "Perhexa C" manufactured by NOF Corporation
[[Chain transfer agent]]
n-Octyl mercaptan: manufactured by Kao Corporation [hindered phenol antioxidant]
Irganox 1010: BASF [phosphorus-based antioxidant]
Irgafos 168 (melting point 180-190°C): manufactured by BASF

[メタクリル系樹脂組成物]
[製造実施例1]
水洗工程及び脱水工程を経たphMIの10.3質量%mXy溶液(APSIはphMIの質量に対して0.42質量ppm)374.8kgと、水洗工程及び脱水工程を経たchMIの20.3質量%mXy溶液(CCSIはchMIの質量に対して0.60質量ppm)323.6kgとを計量し、ジャケットによる温度調節装置と撹拌翼とを具備した1.25m反応器に加え、溶液温度60℃、反応器内圧力5kPaにて撹拌しつつmXyを160.8kg減圧下で留去した。次いで、反応釜を常圧に戻し、mXy16.7kgを添加することで、phMI38.6kg、chMI65.7kg、mXy450.0kgの混合溶液を調製した。MMA445.7kgと、連鎖移動剤であるn-オクチルメルカプタン0.413kgとを計量、投入して撹拌し、単量体混合溶液を得た。
反応器の内容液については30L/分の速度で窒素によるバブリングを1時間実施し、溶存酸素を除去した。
その後、ジャケット内にスチームを吹き込んで反応器内の溶液温度を125℃に上昇させ、50rpmで撹拌しながら、1,1-ジ(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン0.23kgをmXy2.77kgに溶解させた重合開始剤溶液を0.5kg/時間の速度で添加することで重合を開始し、重合開始6時間後に添加を停止した。
なお、重合中は反応器内の溶液温度をジャケットによる温度調節で125±2℃に制御した。
重合開始から8時間経過した後、主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂を含む重合溶液を得た。
得られた重合溶液に含まれるN-置換マレイミド量を評価した結果、phMIを1340質量ppm、chMIを4390質量ppm含んでいた。
この重合溶液に、溶液中に含まれる重合体100質量%に対して、0.1質量%のイルガノックス1010と0.05質量%のイルガフォス168を撹拌下に添加した。
この酸化防止剤を含む重合溶液をSUS316L製メタルファイバーからなる濾過精度2μmのフィルターを通すことにより濾過を行った。
重合溶液から重合物を回収するため、脱揮工程に用いる装置として、平板スリット型流路と熱媒流路を有する平板式熱交換器と内容積約0.3mのSUS製熱媒ジャケット付減圧容器(以下、脱揮槽と記す)とから構成される脱揮装置を用いた。
重合により得られた重合物を含む溶液を、30リットル/時の速度で減圧容器の上部に設置した熱交換機に供給し、260℃に加熱した後、内温260℃、真空度30Torrの条件に加熱・減圧された脱揮槽に供給し、脱揮処理を施した。脱揮装置内でのせん断速度を装置形状、運転条件から計算すると5.3s-1であった。
脱揮後の重合物を脱揮槽下部よりギアポンプで昇圧し、ストランドダイから押し出し、水冷後、ペレット化してメタクリル系樹脂組成物Aを得た。
メタクリル系樹脂組成物Aの組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、81.2質量%、7.1質量%、11.7質量%であった。また、重量平均分子量Mwは148,000、Mw/Mnは2.12、Mz/Mwは1.63、ガラス転移温度は133℃であった。
[Methacrylic resin composition]
[Production Example 1]
374.8 kg of a 10.3 mass% mXy solution of phMI (APSI was 0.42 mass ppm relative to the mass of phMI) that had been through the water washing process and the dehydration process, and 323.6 kg of a 20.3 mass% mXy solution of chMI (CCSI was 0.60 mass ppm relative to the mass of chMI) that had been through the water washing process and the dehydration process were weighed, and added to a 1.25 m3 reactor equipped with a jacketed temperature control device and a stirring blade, and 160.8 kg of mXy was distilled off under reduced pressure while stirring at a solution temperature of 60°C and a reactor pressure of 5 kPa. Next, the reaction vessel was returned to normal pressure, and 16.7 kg of mXy was added to prepare a mixed solution of 38.6 kg of phMI, 65.7 kg of chMI, and 450.0 kg of mXy. 445.7 kg of MMA and 0.413 kg of n-octyl mercaptan as a chain transfer agent were weighed and charged and stirred to obtain a monomer mixture solution.
The liquid in the reactor was bubbled with nitrogen at a rate of 30 L/min for 1 hour to remove dissolved oxygen.
Thereafter, steam was blown into the jacket to raise the solution temperature in the reactor to 125° C., and polymerization was initiated by adding a polymerization initiator solution prepared by dissolving 0.23 kg of 1,1-di(t-butylperoxy)cyclohexane in 2.77 kg of mXy at a rate of 0.5 kg/hour while stirring at 50 rpm, and the addition was stopped 6 hours after the initiation of polymerization.
During the polymerization, the solution temperature in the reactor was controlled at 125±2° C. by adjusting the temperature with a jacket.
After 8 hours had elapsed since the start of polymerization, a polymerization solution containing a methacrylic resin having a ring structure in the main chain was obtained.
The amount of N-substituted maleimide contained in the obtained polymerization solution was evaluated, and it was found to contain 1,340 ppm by mass of phMI and 4,390 ppm by mass of chMI.
To this polymerization solution, 0.1% by mass of Irganox 1010 and 0.05% by mass of Irgafos 168 were added with stirring, based on 100% by mass of the polymer contained in the solution.
This polymerization solution containing the antioxidant was filtered through a filter made of SUS316L metal fiber and having a filtration accuracy of 2 μm.
In order to recover the polymer from the polymerization solution, a devolatilization apparatus comprising a flat plate heat exchanger having a flat slit-type flow path and a heat medium flow path, and a SUS heat medium jacketed reduced pressure vessel having an internal volume of about 0.3 m3 (hereinafter referred to as a devolatilization tank) was used as the apparatus used in the devolatilization step.
The solution containing the polymer obtained by polymerization was supplied to a heat exchanger installed at the top of the reduced pressure vessel at a rate of 30 L/h and heated to 260°C, and then supplied to a devolatilization tank heated and reduced pressure to an internal temperature of 260°C and a vacuum degree of 30 Torr, where devolatilization treatment was performed. The shear rate in the devolatilization apparatus was calculated to be 5.3 s -1 from the apparatus shape and operating conditions.
The polymer after devolatilization was pressurized from the bottom of the devolatilization tank by a gear pump, extruded through a strand die, cooled with water, and pelletized to obtain a methacrylic resin composition A.
The composition of the methacrylic resin composition A was confirmed to be 81.2 mass%, 7.1 mass%, and 11.7 mass% of structural units derived from MMA, phMI, and chMI monomers, respectively. The weight average molecular weight Mw was 148,000, Mw/Mn was 2.12, Mz/Mw was 1.63, and the glass transition temperature was 133°C.

[製造実施例2]
水洗工程及び脱水工程を経たphMIの10.3質量%mXy溶液(APSIはphMIの質量に対して0.42質量ppm)を352.4kgと、水洗工程及び脱水工程を経たchMIの20.3質量%mXy溶液(CCSIはchMIの質量に対して0.60質量ppm)を310.3kgとを計量し、ジャケットによる温度調節装置と撹拌翼とを具備した1.25m反応器に加え、溶液温度60℃、反応器内圧力5kPaにて撹拌しつつmXyを335.4kg減圧下で留去した。次いで、反応釜を常圧に戻し、mXy8.9kgを添加することで、phMI36.3kg、chMI63.0kg、mXy236.9kgの混合溶液を調製した。MMA340.7kgと、連鎖移動剤であるn-オクチルメルカプタン0.275kgとを計量、投入して撹拌し、単量体混合溶液を得た。
次いで、mXy123.1kgを計量して、タンク1に加えた。
さらに、タンク2にMMA110.0kg及びmXy90.0kgを計量して撹拌し、追添用単量体溶液とした。
反応器の内容液については30L/分の速度で窒素によるバブリングを1時間実施し、タンク1、タンク2のそれぞれについては10L/分の速度で窒素によるバブリングを30分間実施し、溶存酸素を除去した。
その後、ジャケット内にスチームを吹き込んで反応器内の溶液温度を128℃に上昇させ、50rpmで撹拌しながら、1,1-ジ(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン0.37kgをmXy3.005kgに溶解させた重合開始剤溶液を、1kg/時間の速度で添加することで重合を開始した。重合開始0.5時間後に、開始剤溶液の添加速度を0.25kg/時間に低下させるとともに、タンク1から35.2kg/時間で3.5時間の間、mXyを添加した。
なお、重合中は反応器内の溶液温度をジャケットによる温度調節で128±2℃で制御した。
次いで、重合開始4時間後に開始剤溶液の添加速度を0.75kg/時間に変化させるとともに、タンク2からMMAを含む単量体溶液を100.0kg/時間の速度で2時間の間添加した。
さらに、重合開始6時間後に開始剤溶液の添加速度を0.5kg/時間に低下させ、重合開始7時間後に添加を停止した。重合を更に1時間継続し、主鎖に環構造単位を有するメタクリル系樹脂を含む重合溶液を得た。
得られた重合溶液に含まれるN-置換マレイミド量を評価した結果、phMIを220質量ppm、chMIを1070質量ppm含んでいた。
この重合溶液に、溶液中に含まれる重合体100質量%に対して、0.1質量%のイルガノックス1010と0.05質量%のイルガフォス168とを撹拌下に添加した。
酸化防止剤を含む重合溶液をSUS316L製メタルファイバーからなる濾過精度2μmのフィルターを通すことにより濾過を行った。
重合溶液から重合物を回収するため、脱揮工程に用いる装置として、平板スリット型流路と熱媒流路を有する平板式熱交換器と内容積約0.3mのSUS製熱媒ジャケット付減圧容器(以下、脱揮槽と記す)とから構成される、回転部を有していない脱揮装置を用いた。
重合により得られた重合物を含む溶液を、30リットル/時の速度で減圧容器の上部に設置した熱交換機に供給し、260℃に加熱した後、内温260℃、真空度は30Torrの条件に加熱・減圧された脱揮槽に供給し脱揮処理を施した。脱揮装置内でのせん断速度を装置形状、運転条件から計算すると5.3s-1であった。
脱揮後の重合物を脱揮槽下部よりギアポンプで昇圧し、ストランドダイから押し出し、水冷後、ペレット化してメタクリル系樹脂組成物Bを得た。
メタクリル系樹脂組成物Bの組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、80.9質量%、7.0質量%、12.1質量%であった。また、重量平均分子量Mwは142,000、Mw/Mnは2.32、Mz/Mwは1.75、ガラス転移温度は134℃であった。
[Production Example 2]
352.4 kg of a 10.3 mass% mXy solution of phMI (APSI was 0.42 mass ppm relative to the mass of phMI) that had been through the water washing process and the dehydration process, and 310.3 kg of a 20.3 mass% mXy solution of chMI (CCSI was 0.60 mass ppm relative to the mass of chMI) that had been through the water washing process and the dehydration process were weighed, and added to a 1.25 m3 reactor equipped with a jacketed temperature control device and a stirring blade, and 335.4 kg of mXy was distilled off under reduced pressure while stirring at a solution temperature of 60 ° C. and a reactor pressure of 5 kPa. Next, the reaction vessel was returned to normal pressure, and 8.9 kg of mXy was added to prepare a mixed solution of 36.3 kg of phMI, 63.0 kg of chMI, and 236.9 kg of mXy. 340.7 kg of MMA and 0.275 kg of n-octyl mercaptan as a chain transfer agent were weighed and charged, followed by stirring to obtain a monomer mixture solution.
Then, 123.1 kg of mXy was weighed and added to Tank 1.
Furthermore, 110.0 kg of MMA and 90.0 kg of mXy were weighed and stirred in tank 2 to prepare a monomer solution for additional addition.
The liquid in the reactor was bubbled with nitrogen at a rate of 30 L/min for 1 hour, and tank 1 and tank 2 were each bubbled with nitrogen at a rate of 10 L/min for 30 minutes to remove dissolved oxygen.
Thereafter, steam was blown into the jacket to raise the solution temperature in the reactor to 128°C, and polymerization was initiated by adding a polymerization initiator solution prepared by dissolving 0.37 kg of 1,1-di(t-butylperoxy)cyclohexane in 3.005 kg of mXy at a rate of 1 kg/hour while stirring at 50 rpm. 0.5 hour after the start of polymerization, the addition rate of the initiator solution was reduced to 0.25 kg/hour, and mXy was added from Tank 1 at 35.2 kg/hour for 3.5 hours.
During the polymerization, the solution temperature in the reactor was controlled at 128±2° C. by adjusting the temperature with a jacket.
Then, 4 hours after the initiation of polymerization, the addition rate of the initiator solution was changed to 0.75 kg/hour, and the monomer solution containing MMA was added from Tank 2 at a rate of 100.0 kg/hour for 2 hours.
Further, 6 hours after the start of polymerization, the addition rate of the initiator solution was reduced to 0.5 kg/hour, and 7 hours after the start of polymerization, the addition was stopped. The polymerization was continued for another 1 hour to obtain a polymerization solution containing a methacrylic resin having a ring structural unit in the main chain.
The amount of N-substituted maleimide contained in the obtained polymerization solution was evaluated, and it was found to contain 220 ppm by mass of phMI and 1,070 ppm by mass of chMI.
To this polymerization solution, 0.1% by mass of Irganox 1010 and 0.05% by mass of Irgafos 168 were added with stirring, based on 100% by mass of the polymer contained in the solution.
The polymerization solution containing the antioxidant was filtered through a filter made of SUS316L metal fiber and having a filtration accuracy of 2 μm.
In order to recover the polymer from the polymerization solution, a devolatilization apparatus having no rotating part and comprising a flat plate heat exchanger having a flat slit-type flow path and a heat medium flow path, and a SUS heat medium jacketed reduced pressure vessel having an internal volume of about 0.3 m3 (hereinafter referred to as a devolatilization tank) was used as the apparatus used in the devolatilization step.
The solution containing the polymer obtained by polymerization was supplied to a heat exchanger installed at the top of the reduced pressure vessel at a rate of 30 L/h and heated to 260°C, and then supplied to a devolatilization tank heated and reduced to an internal temperature of 260°C and a degree of vacuum of 30 Torr for devolatilization treatment. The shear rate in the devolatilization apparatus was calculated to be 5.3 s -1 from the apparatus shape and operating conditions.
The polymer after the devolatilization was pressurized from the bottom of the devolatilization tank by a gear pump, extruded through a strand die, cooled with water, and pelletized to obtain a methacrylic resin composition B.
The composition of the methacrylic resin composition B was confirmed to be 80.9 mass%, 7.0 mass%, and 12.1 mass% of structural units derived from MMA, phMI, and chMI monomers, respectively. The weight average molecular weight Mw was 142,000, Mw/Mn was 2.32, Mz/Mw was 1.75, and the glass transition temperature was 134°C.

[製造実施例3]
水洗工程及び脱水工程を経たphMIとして10.8質量%mXy溶液(APSIはphMIの質量に対して3.4質量ppm)、及び水洗工程及び脱水工程を経たchMIとして24.0質量%mXy溶液(CCSIはchMIの質量に対して4.6質量ppm)を用い、反応器内で調製する混合溶液の組成を製造実施例2と合わせた以外は、製造実施例2と同様にしてメタクリル系樹脂組成物Cを得た。
尚、得られた重合溶液に含まれるN-置換マレイミド量を評価した結果、phMIを210質量ppm、chMIを1090質量ppm含んでいた。
メタクリル系樹脂組成物Cの組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、80.8質量%、7.1質量%、12.1質量%であった。また、重量平均分子量Mwは141,000、Mw/Mnは2.31、Mz/Mwは1.75、ガラス転移温度は134℃であった。
[Production Example 3]
A 10.8 mass% mXy solution (APSI was 3.4 mass ppm relative to the mass of phMI) was used as phMI that had been subjected to a water-washing step and a dehydration step, and a 24.0 mass% mXy solution (CCSI was 4.6 mass ppm relative to the mass of chMI) was used as chMI that had been subjected to a water-washing step and a dehydration step, and a methacrylic resin composition C was obtained in the same manner as in Production Example 2, except that the composition of the mixed solution prepared in the reactor was the same as in Production Example 2.
The amount of N-substituted maleimide contained in the obtained polymerization solution was evaluated, and it was found that the solution contained 210 ppm by mass of phMI and 1,090 ppm by mass of chMI.
The composition of the methacrylic resin composition C was confirmed to be 80.8 mass%, 7.1 mass%, and 12.1 mass% of structural units derived from MMA, phMI, and chMI monomers, respectively. The weight average molecular weight Mw was 141,000, Mw/Mn was 2.31, Mz/Mw was 1.75, and the glass transition temperature was 134°C.

[製造実施例4]
ジャケットによる温度調節装置と撹拌翼とを具備した反応器に、MMA40質量部とmXy60質量部、連鎖移動剤であるn-オクチルメルカプタン0.08質量部を仕込み、窒素によるバブリングを1時間実施し、溶存酸素を除去した。その後、ジャケットにスチームを吹き込んで反応器内の溶液温度を120℃に上昇させ、50rpmで撹拌しながら、1,1-ジ(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン0.02質量部をmXy0.10質量部に溶解させた重合開始剤溶液を、等速で5時間添加することで重合を行い、さらに120℃で3時間熟成を行い、重合開始から8時間後に重合を終了してPMMAのmXy溶液を得た。重合終了後に液温を50℃まで下げた。
次にモノメチルアミン12質量部とメタノール12質量部とからなる混合液を反応器内に室温で滴下し、液温を170℃に上げて加圧下で1時間撹拌することでグルタルイミド環化反応を進行させた。液温を120℃に下げ、反応器内を減圧にして未反応のモノメチルアミンとメタノール、さらにmXyの一部を留去して、グルタルイミド環化メタクリル系重合体の約50質量%mXy溶液を得た。
この重合溶液に、溶液中に含まれる重合体100質量%に対して、0.1質量%のイルガノックス1010と0.05質量%のイルガフォス168とを撹拌下に添加した。
酸化防止剤を含む重合溶液をSUS316L製メタルファイバーからなる濾過精度2μmのフィルターを通すことにより濾過を行った。
重合溶液から重合物を回収するため、脱揮工程に用いる装置として、平板スリット型流路と熱媒流路を有する平板式熱交換器と内容積約0.3mのSUS製熱媒ジャケット付減圧容器(以下、脱揮槽と記す)とから構成される、回転部を有していない脱揮装置を用いた。
重合により得られた重合物を含む溶液を、30リットル/時の速度で減圧容器の上部に設置した熱交換機に供給し、260℃に加熱した後、内温260℃、真空度は30Torrの条件に加熱・減圧された脱揮槽に供給し脱揮処理を施した。脱揮装置内でのせん断速度を装置形状、運転条件から計算すると5.3s-1であった。
脱揮後の重合物を脱揮槽下部よりギアポンプで昇圧し、ストランドダイから押し出し、水冷後、ペレット化してメタクリル系樹脂組成物Dを得た。
得られたメタクリル系樹脂組成物Dの組成を確認したところ、イミド化率は3.2%、グルタルイミド構造単位量は5.1質量%であった。また、重量平均分子量Mwは93,000、Mw/Mnは1.79、Mz/Mwは1.51、ガラス転移温度は122℃であった。
[Production Example 4]
In a reactor equipped with a jacketed temperature control device and an agitator, 40 parts by mass of MMA, 60 parts by mass of mXy, and 0.08 parts by mass of n-octyl mercaptan, a chain transfer agent, were charged, and nitrogen bubbling was performed for 1 hour to remove dissolved oxygen. Thereafter, steam was blown into the jacket to raise the solution temperature in the reactor to 120°C, and polymerization was performed by adding a polymerization initiator solution in which 0.02 parts by mass of 1,1-di(t-butylperoxy)cyclohexane was dissolved in 0.10 parts by mass of mXy at a constant speed for 5 hours while stirring at 50 rpm, and further aging was performed at 120°C for 3 hours, and the polymerization was terminated 8 hours after the start of polymerization to obtain a PMMA mXy solution. After the polymerization was completed, the liquid temperature was lowered to 50°C.
Next, a mixed liquid consisting of 12 parts by mass of monomethylamine and 12 parts by mass of methanol was dropped into the reactor at room temperature, and the liquid temperature was raised to 170° C. and stirred under pressure for 1 hour to allow the glutarimide cyclization reaction to proceed. The liquid temperature was lowered to 120° C., and the inside of the reactor was reduced in pressure to distill off unreacted monomethylamine and methanol, as well as a portion of mXy, to obtain a glutarimide-cyclized methacrylic polymer in an mXy solution of about 50% by mass.
To this polymerization solution, 0.1% by mass of Irganox 1010 and 0.05% by mass of Irgafos 168 were added with stirring, based on 100% by mass of the polymer contained in the solution.
The polymerization solution containing the antioxidant was filtered through a filter made of SUS316L metal fiber and having a filtration accuracy of 2 μm.
In order to recover the polymer from the polymerization solution, a devolatilization apparatus having no rotating part and comprising a flat plate heat exchanger having a flat slit-type flow path and a heat medium flow path, and a SUS heat medium jacketed reduced pressure vessel having an internal volume of about 0.3 m3 (hereinafter referred to as a devolatilization tank) was used as the apparatus used in the devolatilization step.
The solution containing the polymer obtained by polymerization was supplied to a heat exchanger installed at the top of the reduced pressure vessel at a rate of 30 L/h and heated to 260°C, and then supplied to a devolatilization tank heated and reduced to an internal temperature of 260°C and a degree of vacuum of 30 Torr for devolatilization treatment. The shear rate in the devolatilization apparatus was calculated to be 5.3 s -1 from the apparatus shape and operating conditions.
The polymer after the devolatilization was pressurized from the bottom of the devolatilization tank by a gear pump, extruded through a strand die, cooled with water, and pelletized to obtain a methacrylic resin composition D.
The composition of the obtained methacrylic resin composition D was confirmed to have an imidization rate of 3.2%, a glutarimide structural unit content of 5.1% by mass, a weight average molecular weight Mw of 93,000, Mw/Mn of 1.79, Mz/Mw of 1.51, and a glass transition temperature of 122°C.

[製造実施例5]
反応器内で調製する溶液中の各モノマー量をphMI39.3kg、chMI46.5kg、MMA354.2kgとした以外は製造実施例2と同様にして、メタクリル系樹脂組成物Eを得た。
メタクリル系樹脂組成物Eの組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、83.2質量%、7.6質量%、9.2質量%であった。また、重量平均分子量Mwは143,000、Mw/Mnは2.35、Mz/Mwは1.81、ガラス転移温度は132℃であった。
[Production Example 5]
A methacrylic resin composition E was obtained in the same manner as in Production Example 2, except that the amounts of each monomer in the solution prepared in the reactor were 39.3 kg of phMI, 46.5 kg of chMI, and 354.2 kg of MMA.
The composition of the methacrylic resin composition E was confirmed to be 83.2 mass%, 7.6 mass%, and 9.2 mass% of structural units derived from MMA, phMI, and chMI monomers, respectively, and the weight average molecular weight Mw was 143,000, Mw/Mn was 2.35, Mz/Mw was 1.81, and the glass transition temperature was 132°C.

[製造比較例1]
水洗工程及び脱水工程を経たphMIの10.3質量%mXy溶液(APSIはphMIの質量に対して0.42質量ppm)を352.4kgと、水洗工程及び脱水工程を経たchMIの20.3質量%mXy溶液(CCSIはchMIの質量に対して0.60質量ppm)を310.3kgとを計量し、ジャケットによる温度調節装置と撹拌翼とを具備した1.25m反応器に加え、溶液温度60℃、反応器内圧力5kPaにて撹拌しつつmXyを335.4kg減圧下で留去した。次いで、反応釜を常圧に戻し、mXy8.9kgを添加することで、phMI36.3kg、chMI63.0kg、mXy236.9kgの混合溶液を調製した。MMA340.7kgと、連鎖移動剤であるn-オクチルメルカプタン0.275kgとを計量、投入して撹拌し、単量体混合溶液を得た。
次いで、mXy123.1kgを計量して、タンク1に加えた。
さらに、タンク2にMMA110.0kg及びmXy90.0kgを計量して撹拌し、追添用単量体溶液とした。
反応器の内容液については30L/分の速度で窒素によるバブリングを1時間実施し、タンク1、タンク2のそれぞれについては10L/分の速度で窒素によるバブリングを30分間実施し、溶存酸素を除去した。
その後、ジャケット内にスチームを吹き込んで反応器内の溶液温度を128℃に上昇させ、50rpmで撹拌しながら、1,1-ジ(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン0.37kgをmXy3.005kgに溶解させた重合開始剤溶液を、1kg/時間の速度で添加することで重合を開始した。重合開始0.5時間後に、開始剤溶液の添加速度を0.25kg/時間に低下させるとともに、タンク1から35.2kg/時間で3.5時間の間、mXyを添加した。
なお、重合中は反応器内の溶液温度をジャケットによる温度調節で128±2℃で制御した。
次いで、重合開始4時間後に開始剤溶液の添加速度を0.75kg/時間に変化させるとともに、タンク2からMMAを含む単量体溶液を100.0kg/時間の速度で2時間の間添加した。
さらに、重合開始6時間後に開始剤溶液の添加速度を0.5kg/時間に低下させ、重合開始7時間後に添加を停止した。重合を更に1時間継続し、主鎖に環構造単位を有するメタクリル系樹脂を含む重合溶液を得た。
得られた重合溶液に含まれるN-置換マレイミド量を評価した結果、phMIを220質量ppm、chMIを1070質量ppm含んでいた。
この重合溶液に、溶液中に含まれる重合体100質量%に対して、0.1質量%のイルガノックス1010と0.05質量%のイルガフォス168とを撹拌下に添加した。
酸化防止剤を含む重合溶液をSUS316L製メタルファイバーからなる濾過精度2μmのフィルターを通すことにより濾過を行った。
次に、得られた重合溶液を、脱揮用に複数のベント口を装備した二軸押出機に導入することにより、脱揮を行った。二軸押出機では、樹脂換算で10kg/時となるように、得られた重合溶液を供給し、バレル温度260℃、スクリュー回転数150rpm、真空度10~40Torrの条件とした。二軸押出機で脱揮された樹脂を、ストランドダイから押出し、水冷後ペレット化し、メタクリル系樹脂組成物Fを得た。脱揮装置内でのせん断速度を装置形状、運転条件から計算すると80s-1であった。
メタクリル系樹脂組成物Fの組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、80.9質量%、7.0質量%、12.1質量%であった。また、重量平均分子量Mwは136,000、Mw/Mnは2.35、Mz/Mwは1.81、ガラス転移温度は134℃であった。
[Comparative Production Example 1]
352.4 kg of a 10.3 mass% mXy solution of phMI (APSI was 0.42 mass ppm relative to the mass of phMI) that had been through the water washing process and the dehydration process, and 310.3 kg of a 20.3 mass% mXy solution of chMI (CCSI was 0.60 mass ppm relative to the mass of chMI) that had been through the water washing process and the dehydration process were weighed, and added to a 1.25 m3 reactor equipped with a jacketed temperature control device and a stirring blade, and 335.4 kg of mXy was distilled off under reduced pressure while stirring at a solution temperature of 60 ° C. and a reactor pressure of 5 kPa. Next, the reaction vessel was returned to normal pressure, and 8.9 kg of mXy was added to prepare a mixed solution of 36.3 kg of phMI, 63.0 kg of chMI, and 236.9 kg of mXy. 340.7 kg of MMA and 0.275 kg of n-octyl mercaptan as a chain transfer agent were weighed and charged, followed by stirring to obtain a monomer mixture solution.
Then, 123.1 kg of mXy was weighed and added to Tank 1.
Furthermore, 110.0 kg of MMA and 90.0 kg of mXy were weighed and stirred in tank 2 to prepare a monomer solution for additional addition.
The liquid in the reactor was bubbled with nitrogen at a rate of 30 L/min for 1 hour, and tank 1 and tank 2 were each bubbled with nitrogen at a rate of 10 L/min for 30 minutes to remove dissolved oxygen.
Thereafter, steam was blown into the jacket to raise the solution temperature in the reactor to 128°C, and polymerization was initiated by adding a polymerization initiator solution prepared by dissolving 0.37 kg of 1,1-di(t-butylperoxy)cyclohexane in 3.005 kg of mXy at a rate of 1 kg/hour while stirring at 50 rpm. 0.5 hour after the start of polymerization, the addition rate of the initiator solution was reduced to 0.25 kg/hour, and mXy was added from Tank 1 at 35.2 kg/hour for 3.5 hours.
During the polymerization, the solution temperature in the reactor was controlled at 128±2° C. by adjusting the temperature with a jacket.
Then, 4 hours after the initiation of polymerization, the addition rate of the initiator solution was changed to 0.75 kg/hour, and the monomer solution containing MMA was added from Tank 2 at a rate of 100.0 kg/hour for 2 hours.
Further, 6 hours after the start of polymerization, the addition rate of the initiator solution was reduced to 0.5 kg/hour, and 7 hours after the start of polymerization, the addition was stopped. The polymerization was continued for another 1 hour to obtain a polymerization solution containing a methacrylic resin having a ring structural unit in the main chain.
The amount of N-substituted maleimide contained in the obtained polymerization solution was evaluated, and it was found to contain 220 ppm by mass of phMI and 1,070 ppm by mass of chMI.
To this polymerization solution, 0.1% by mass of Irganox 1010 and 0.05% by mass of Irgafos 168 were added with stirring, based on 100% by mass of the polymer contained in the solution.
The polymerization solution containing the antioxidant was filtered through a filter made of SUS316L metal fiber and having a filtration accuracy of 2 μm.
Next, the obtained polymerization solution was introduced into a twin-screw extruder equipped with a plurality of vents for devolatilization, whereby devolatilization was carried out. The obtained polymerization solution was fed into the twin-screw extruder so as to be 10 kg/h in terms of resin, and the conditions were a barrel temperature of 260° C., a screw rotation speed of 150 rpm, and a vacuum degree of 10 to 40 Torr. The resin devolatilized by the twin-screw extruder was extruded through a strand die, cooled with water, and pelletized to obtain a methacrylic resin composition F. The shear rate in the devolatilizer was calculated to be 80 s −1 from the shape of the device and the operating conditions.
The composition of the methacrylic resin composition F was confirmed to be 80.9 mass%, 7.0 mass%, and 12.1 mass% of structural units derived from MMA, phMI, and chMI monomers, respectively. The weight average molecular weight Mw was 136,000, Mw/Mn was 2.35, Mz/Mw was 1.81, and the glass transition temperature was 134°C.

[製造比較例2]
phMI及びchMIとして市販品を未精製のまま使用してphMI36.3kg、chMI63.0kg、mXy236.9kgの混合溶液を調製した以外は、製造実施例2と同様にしてメタクリル系樹脂組成物Gを得た。脱揮装置内でのせん断速度を装置形状、運転条件から計算すると5.3s-1であった。
尚、得られた重合溶液に含まれるN-置換マレイミド量を評価した結果、phMIを220質量ppm、chMIを1070質量ppm含んでいた。
得られたペレット状の重合物の組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、80.9質量%、7.1質量%、12.1質量%であった。また、重量平均分子量Mwは142,000、Mw/Mnは2.32、Mz/Mwは1.75、ガラス転移温度は134℃であった。
[Comparative Production Example 2]
A methacrylic resin composition G was obtained in the same manner as in Production Example 2, except that commercially available unpurified phMI and chMI were used to prepare a mixed solution of 36.3 kg of phMI, 63.0 kg of chMI, and 236.9 kg of mXy. The shear rate in the devolatilizer was calculated to be 5.3 s -1 from the shape of the apparatus and the operating conditions.
The amount of N-substituted maleimide contained in the obtained polymerization solution was evaluated, and it was found to contain 220 ppm by mass of phMI and 1,070 ppm by mass of chMI.
The composition of the obtained pellet-like polymer was confirmed to be 80.9 mass%, 7.1 mass%, and 12.1 mass% of structural units derived from MMA, phMI, and chMI monomers, respectively, and the weight-average molecular weight Mw was 142,000, Mw/Mn was 2.32, Mz/Mw was 1.75, and the glass transition temperature was 134° C.

[製造比較例3]
phMI及びchMIとして市販品を未精製のまま使用して、phMI38.6kg、chMI65.7kg、mXy450.0kg、MMA445.7kgと、連鎖移動剤であるn-オクチルメルカプタン0.413kgとを計量し、ジャケットによる温度調節装置と撹拌翼とを具備した1.25m反応器に投入して撹拌し、単量体混合溶液を得た。
反応器の内容液については30L/分の速度で窒素によるバブリングを1時間実施し、溶存酸素を除去した。
その後、ジャケット内にスチームを吹き込んで反応器内の溶液温度を125℃に上昇させ、50rpmで撹拌しながら、1,1-ジ(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン0.23kgをmXy2.77kgに溶解させた重合開始剤溶液を0.5kg/時間の速度で添加することで重合を開始し、重合開始6時間後に添加を停止した。
なお、重合中は反応器内の溶液温度をジャケットによる温度調節で125±2℃に制御した。
重合開始から8時間経過した後、主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂を含む重合溶液を得た。
得られた重合溶液に含まれるN-置換マレイミド量を評価した結果、phMIを1340質量ppm、chMIを4390質量ppm含んでいた。
この重合溶液に、溶液中に含まれる重合体100質量%に対して、0.1質量%のイルガノックス1010と0.05質量%のイルガフォス168を撹拌下に添加した。
この酸化防止剤を含む重合溶液をSUS316L製メタルファイバーからなる濾過精度2μmのフィルターを通すことにより濾過を行った。
この酸化防止剤を添加した重合溶液を予め170℃に加熱された管状熱交換器と気化槽からなる濃縮装置に供給し、溶液中に含まれる重合体の濃度を70質量%まで高め、次いで得られた重合溶液を伝熱面積が0.2mである、回転部を有する薄膜蒸発機に供給し、脱揮を行った。
この際の装置内温度は280℃、供給量30L/hr、回転数400rpm、真空度30Torrで実施し、脱揮後の重合物をギアポンプで昇圧し、ストランドダイから押し出し、水冷後、ペレット化して、メタクリル系樹脂組成物Hを得た。回転部を有する薄膜蒸発機内でのせん断速度を装置形状、運転条件から計算すると3200s-1であった。
得られたペレット状の重合物の組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、81.0質量%、7.2質量%、11.8質量%であった。また、重量平均分子量Mwは136,000、Mw/Mnは2.21、Mz/Mwは1.71、ガラス転移温度は134℃であった。
[Comparative Production Example 3]
Commercially available unpurified phMI and chMI were used. 38.6 kg of phMI, 65.7 kg of chMI, 450.0 kg of mXy, 445.7 kg of MMA, and 0.413 kg of n-octyl mercaptan as a chain transfer agent were weighed out and charged into a 1.25 m3 reactor equipped with a jacketed temperature control device and an agitator, and stirred to obtain a monomer mixture solution.
The liquid in the reactor was bubbled with nitrogen at a rate of 30 L/min for 1 hour to remove dissolved oxygen.
Thereafter, steam was blown into the jacket to raise the solution temperature in the reactor to 125° C., and polymerization was initiated by adding a polymerization initiator solution prepared by dissolving 0.23 kg of 1,1-di(t-butylperoxy)cyclohexane in 2.77 kg of mXy at a rate of 0.5 kg/hour while stirring at 50 rpm, and the addition was stopped 6 hours after the initiation of polymerization.
During the polymerization, the solution temperature in the reactor was controlled at 125±2° C. by adjusting the temperature with a jacket.
After 8 hours had elapsed since the start of polymerization, a polymerization solution containing a methacrylic resin having a ring structure in the main chain was obtained.
The amount of N-substituted maleimide contained in the obtained polymerization solution was evaluated, and it was found to contain 1,340 ppm by mass of phMI and 4,390 ppm by mass of chMI.
To this polymerization solution, 0.1% by mass of Irganox 1010 and 0.05% by mass of Irgafos 168 were added with stirring, based on 100% by mass of the polymer contained in the solution.
This polymerization solution containing the antioxidant was filtered through a filter made of SUS316L metal fiber and having a filtration accuracy of 2 μm.
The polymerization solution containing the antioxidant was supplied to a concentration device consisting of a tubular heat exchanger and a vaporization tank previously heated to 170°C, and the concentration of the polymer contained in the solution was increased to 70 mass%, and then the obtained polymerization solution was supplied to a thin-film evaporator having a rotating part and a heat transfer area of 0.2 m2 , and devolatilization was performed.
The temperature inside the apparatus was 280° C., the supply amount was 30 L/hr, the rotation speed was 400 rpm, and the degree of vacuum was 30 Torr, and the polymer after devolatilization was pressurized by a gear pump, extruded from a strand die, cooled with water, and pelletized to obtain a methacrylic resin composition H. The shear rate in the thin-film evaporator having a rotating part was calculated to be 3200 s-1 from the shape of the apparatus and the operating conditions.
The composition of the obtained pellet-like polymer was confirmed to be 81.0 mass%, 7.2 mass%, and 11.8 mass% of structural units derived from MMA, phMI, and chMI monomers, respectively, and the weight-average molecular weight Mw was 136,000, Mw/Mn was 2.21, Mz/Mw was 1.71, and the glass transition temperature was 134° C.

[製造比較例4]
反応器内で調製する溶液中の各モノマー量をphMI41.3kg、chMI41.3kg、MMA357.5kgとした以外は製造実施例2と同様にして、メタクリル系樹脂組成物Iを得た。
メタクリル系樹脂組成物Iの組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、84.1質量%、8.0質量%、7.9質量%であった。また、重量平均分子量Mwは145,000、Mw/Mnは2.31、Mz/Mwは1.77、ガラス転移温度は130℃であった。
[Comparative Production Example 4]
A methacrylic resin composition I was obtained in the same manner as in Production Example 2, except that the amounts of each monomer in the solution prepared in the reactor were 41.3 kg of phMI, 41.3 kg of chMI, and 357.5 kg of MMA.
The composition of the methacrylic resin composition I was confirmed to be 84.1 mass%, 8.0 mass%, and 7.9 mass% of structural units derived from MMA, phMI, and chMI monomers, respectively, and the weight average molecular weight Mw was 145,000, Mw/Mn was 2.31, Mz/Mw was 1.77, and the glass transition temperature was 130°C.

[製造比較例5]
同方向回転式の二軸押出機を用いてポリメタクリル酸メチルをモノメチルアミンでイミド化することで、グルタルイミド系構造単位を有するメタクリル系樹脂組成物Jを得た。
具体的には、スクリュー径40mmの同方向回転式二軸押出機を用い、押出機シリンダー温度を270℃、スクリュー回転数を150rpmに設定し、ホッパーより重量平均分子量Mw10.8万のポリメタクリル酸メチルを20kg/hで供給するとともに、窒素を200mL/minの流量で押出機内にフローした。ニーディングブロックによって樹脂を溶融、充満させた後、ノズルから原料樹脂100質量部に対して1.8質量部のモノメチルアミンを注入し、イミド化反応を行った。反応ゾーンの末端(ベント口の手前)にはリバースフライトを入れて樹脂を充満させた。反応後の副生成物および過剰のメチルアミンをベント口の圧力を50Torrに減圧して除去した。押出機出口に設けられたダイスからストランドとして出てきた樹脂は、水槽で冷却した後、ペレタイザでペレット化することによりイミド樹脂を得た。
次いでスクリュー径40mmの同方向回転式二軸押出機を用い、押出機シリンダー温度を250℃、スクリュー回転数を150rpmに設定し、得られたイミド樹脂を20kg/hrで供給し、ニーディングブロックによって樹脂を溶融、充満させた後、ノズルからエステル化剤として炭酸ジメチルとトリエチルアミンの混合液を注入し、樹脂中のカルボン酸基の低減を行った。イミド樹脂100質量部に対して、炭酸ジメチルは3.2質量部、トリエチルアミンは0.8質量部とした。反応ゾーンの末端にはリバースフライトを入れて樹脂を充満させた。反応後の副生成物および過剰の炭酸ジメチルをベント口の圧力を50Torrに減圧して除去した。押出機出口に設けられたダイスからストランドとして出てきた樹脂を、水槽で冷却した後、ペレタイザでペレット化しグルタルイミド構造を有するメタクリル系樹脂組成物Jを得た。
この樹脂組成物のイミド化率は3.3%、グルタルイミド系構造単位の含有量は5.2質量%、であった。二軸押出機内のせん断速度を装置形状、運転条件から計算すると約80s-1であった。
また、重量平均分子量Mwは96,000、Mw/Mnは1.82、Mz/Mwは1.48、ガラス転移温度は122℃であった。
[Comparative Production Example 5]
Polymethyl methacrylate was imidized with monomethylamine using a co-rotating twin-screw extruder to obtain a methacrylic resin composition J having a glutarimide structural unit.
Specifically, a 40 mm screw diameter co-rotating twin screw extruder was used, the extruder cylinder temperature was set to 270°C, the screw rotation speed was set to 150 rpm, polymethyl methacrylate with a weight average molecular weight Mw of 108,000 was supplied from the hopper at 20 kg/h, and nitrogen was flowed into the extruder at a flow rate of 200 mL/min. After the resin was melted and filled by the kneading block, 1.8 parts by mass of monomethylamine was injected from the nozzle per 100 parts by mass of the raw resin, and an imidization reaction was carried out. A reverse flight was inserted at the end of the reaction zone (before the vent port) to fill the resin. The by-products and excess methylamine after the reaction were removed by reducing the pressure of the vent port to 50 Torr. The resin that came out as strands from the die installed at the extruder outlet was cooled in a water tank and then pelletized with a pelletizer to obtain an imide resin.
Next, a 40 mm screw diameter co-rotating twin screw extruder was used, the extruder cylinder temperature was set to 250°C, and the screw rotation speed was set to 150 rpm. The obtained imide resin was fed at 20 kg/hr, and the resin was melted and filled by a kneading block. Then, a mixed solution of dimethyl carbonate and triethylamine was injected from a nozzle as an esterification agent to reduce the carboxylic acid group in the resin. Dimethyl carbonate was 3.2 parts by mass and triethylamine was 0.8 parts by mass per 100 parts by mass of imide resin. A reverse flight was placed at the end of the reaction zone to fill the resin. The by-products and excess dimethyl carbonate after the reaction were removed by reducing the pressure at the vent port to 50 Torr. The resin that came out as strands from the die installed at the extruder outlet was cooled in a water tank and then pelletized with a pelletizer to obtain a methacrylic resin composition J having a glutarimide structure.
The imidization rate of this resin composition was 3.3%, and the content of glutarimide-based structural units was 5.2% by mass. The shear rate in the twin-screw extruder was calculated to be about 80 s -1 from the device shape and operating conditions.
The weight average molecular weight Mw was 96,000, Mw/Mn was 1.82, Mz/Mw was 1.48, and the glass transition temperature was 122°C.

[実施例1~5、比較例1~5]
製造実施例及び製造比較例によって得られたメタクリル系樹脂組成物A~Jを用いて、以下の方法で樹脂レンズを射出成形し、諸特性の測定を行った。結果を表1に示す。
〈樹脂レンズの成形〉
メタクリル系樹脂組成物A~Jを強制送風循環式の乾燥器で100℃、4時間乾燥後、直径41mm、R98mmの球面平凸レンズ(最厚部3.2mmで、サイドゲート(0.95mm厚、5.0mm幅)を有する)の金型を用い、型締め力50Tの射出成形機で、シリンダー温度270℃、金型温度116℃、射出速度10mm/s、保圧二段で一段目が50MPaで4秒間、次いで二段目が30MPaで3秒間保圧を行い、冷却時間400秒で射出成形を行った。
さらに、メタクリル系樹脂組成物のガラス転移温度から25℃低い温度に設定したオーブンで3時間アニールした。
[Examples 1 to 5, Comparative Examples 1 to 5]
Using the methacrylic resin compositions A to J obtained in the Production Examples and the Production Comparative Examples, resin lenses were injection molded by the following method, and various properties were measured. The results are shown in Table 1.
<Molding of resin lenses>
Methacrylic resin compositions A to J were dried at 100° C. for 4 hours in a forced air circulation dryer, and then injection molding was performed using a mold for a spherical plano-convex lens having a diameter of 41 mm and a radius of 98 mm (3.2 mm at the thickest part, with a side gate (0.95 mm thick, 5.0 mm wide)) in an injection molding machine with a clamping force of 50 T, with a cylinder temperature of 270° C., a mold temperature of 116° C., an injection speed of 10 mm/s, and two-stage pressure dwelling, with the first stage being 50 MPa for 4 seconds and then the second stage being 30 MPa for 3 seconds, and a cooling time of 400 seconds.
Further, the composition was annealed for 3 hours in an oven set at a temperature 25° C. lower than the glass transition temperature of the methacrylic resin composition.

Figure 0007695451000005
Figure 0007695451000005

本発明のヘッドマウントディスプレイ用樹脂レンズは、偏光を利用した光学系でも鮮明な映像が得られるため、ヘッドマウントディスプレイの小型・軽量化に寄与することができる。 The resin lens for head-mounted displays of the present invention can provide clear images even in an optical system that uses polarized light, and can therefore contribute to making head-mounted displays smaller and lighter.

1:液晶ディスプレイ
2:偏光板
3:1/4波長板
4:ハーフミラー
5:樹脂レンズ
6:1/4波長板
7:反射型偏光板
1: Liquid crystal display 2: Polarizing plate 3: 1/4 wavelength plate 4: Half mirror 5: Plastic lens 6: 1/4 wavelength plate 7: Reflective polarizing plate

Claims (9)

樹脂レンズを含むヘッドマウントディスプレイであって、
前記樹脂レンズは、有効径内の位相差の絶対値の平均が5nm以下であり、
前記樹脂レンズは、クロロホルムに溶解して得た2.0質量%溶液について、励起波長436nmで測定したときの波長530nmにおける蛍光強度から、フルオレセインのエタノール溶液の濃度-強度換算式を用いて求めた蛍光発光性物質の含有量が、0.1~4.0×10-9mol/Lであり、
前記ヘッドマウントディスプレイは、偏光を利用し、反射を繰り返して、前記樹脂レンズに映像光を複数回透過させる
ことを特徴とする、ヘッドマウントディスプレイ。
A head mounted display including a resin lens,
the resin lens has an average absolute value of retardation within an effective diameter of 5 nm or less;
the resin lens has a fluorescent substance content of 0.1 to 4.0×10 −9 mol/L calculated from the fluorescence intensity at a wavelength of 530 nm when a 2.0% by mass solution obtained by dissolving the resin lens in chloroform is measured at an excitation wavelength of 436 nm, using a concentration-intensity conversion formula for a fluorescein ethanol solution;
The head mounted display is characterized in that it utilizes polarized light, and transmits image light through the resin lens multiple times by repeating reflection.
前記樹脂レンズは、波長680nmにおける透過率(T680)に対する、波長450nmにおける透過率(T450)の比率(T450/T680)が0.98以上である、請求項1に記載のヘッドマウントディスプレイ。The head mounted display according to claim 1 , wherein the resin lens has a ratio (T450/T680) of a transmittance (T450) at a wavelength of 450 nm to a transmittance (T680) at a wavelength of 680 nm of 0.98 or more. 前記樹脂レンズは、ガラス転移温度(Tg)が120℃超160℃以下である、請求項1又は2に記載のヘッドマウントディスプレイ。The head mounted display according to claim 1 or 2, wherein the resin lens has a glass transition temperature (Tg) of more than 120° C. and not more than 160° C. 前記樹脂レンズは、光弾性係数の絶対値が3.0×10The resin lens has an absolute value of a photoelastic coefficient of 3.0×10 -12-12 PaP -1-1 以下である、請求項1~3のいずれか一項に記載のヘッドマウントディスプレイ。The head mounted display according to any one of claims 1 to 3, wherein: 前記樹脂レンズは、メタクリル系樹脂を含む、請求項1~4のいずれか一項に記載のヘッドマウントディスプレイ。The head mounted display according to any one of claims 1 to 4, wherein the resin lens contains a methacrylic resin. 前記樹脂レンズは、前記メタクリル系樹脂が、主鎖に環構造を有する構造単位(X)を有するメタクリル系樹脂を含む、請求項5に記載のヘッドマウントディスプレイ。The head mounted display according to claim 5 , wherein the resin lens contains a methacrylic resin having a structural unit (X) having a ring structure in a main chain. 前記樹脂レンズは、前記構造単位(X)が、N-置換マレイミド単量体由来の構造単位、グルタルイミド系構造単位、及びラクトン環構造単位からなる群より選ばれる少なくとも一種の構造単位を含む、請求項6に記載のヘッドマウントディスプレイ。7. The head mounted display according to claim 6, wherein the structural unit (X) of the resin lens includes at least one structural unit selected from the group consisting of a structural unit derived from an N-substituted maleimide monomer, a glutarimide structural unit, and a lactone ring structural unit. 前記樹脂レンズは、前記構造単位(X)が、N-置換マレイミド単量体由来の構造単位を含む、請求項7に記載のヘッドマウントディスプレイ。The head mounted display according to claim 7, wherein the structural unit (X) of the resin lens includes a structural unit derived from an N-substituted maleimide monomer. 前記樹脂レンズは、前記構造単位(X)が、グルタルイミド系構造単位を含む、請求項7に記載のヘッドマウントディスプレイ。The head mounted display according to claim 7 , wherein the structural unit (X) of the resin lens includes a glutarimide-based structural unit.
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