環状オレフィン・コポリマー（COC） OPTICAL Optical Applications Innovative Solutions with glass-like Advantages Topas Advanced Polymers 世界規模で展開されるCOC事業は、Celanese社のました。新しい開発プロセスでは、最初にジシクロペンとポリプラスチックス株式会社に売却され、2006年階のメタロセン触媒を用いたエチレンの共重合により、子会社であるTicona社から日本の株式会社ダイセル 1月1日付で、同社らが新たに設立したTopas Advanced Polymers GmbHに譲渡されました。フランクフルト（ドイツ）とフローレンス（米国）に拠点を置く新会社は、研究開発、マーケティング・セールス、生産管理の各部門で構成されています。「TOPAS 」COC事業の歴史は、90年代初頭、 Hoechst AG社のコーポレートリサーチから幕を開けタジエンとエチレンからノルボルネンが合成され、次段最終製品であるシクロオレフィンコポリマー（COC）が生成されます。オーバーハウゼン（ドイツ）に所在の TOPAS COCの生産工場は、2000年から稼働しており、その年間生産能力は3万トンです。 Topas Advanced Polymersは、TOPAS COCの商標で、シクロオレフィンコポリマーの生産・販売を行なっております。目次 1. 光学部品用グレードの紹介 3 2. 「TOPAS」光学製品への応用高耐熱用途例 4 3. 光学部品に対する「TOPAS」の優れた特徴 5 4. 光学設計用データ 6 優れた光学特性各種プラスチックの複屈折の応力依存性（引張応力VS複屈折）低吸水（23℃、24時間水中浸漬）低比重高流動全光線透過率屈折率の波長・温度依存性 5. 「TOPAS」の射出成形「TOPAS」の代表的な成形条件＊「TOPAS 」はTopas Advanced Polymers GmbHが、ドイツ、米国、その他の国において保有している登録商標です。 2 7 環状オレフィン・コポリマー（COC） 1. 光学部品用グレードの紹介グレード用途 6013L-17 光学レンズ 5013L-10 薄肉導光板・一般光学部品 6013S-04 一般光学部品・光学フィルム基本物性物性単位試験方法 5013L-10 6013L-17 6013S-04 Volume ﬂow index MVR (260℃/2.16 kg) ml/10 ISO 1133 48 14 14 密度 g/cm3 ISO 1183 1.02 1.02 1.02 吸水率（23℃/24時間浸漬） % ISO 62 <0.01 < 0.01 <0.01 成形収縮率（金型温度 = 60℃, 2 mmt） % ‒ 0.3-0.6 0.4-0.7 0.4-0.7 機械特性 ISO 291-23/50（標準条件で測定）引張強度 MPa ISO 527-2/1A 46 63 63 破断伸び % ISO 527-2/1A 1.7 2.8 2.7 MPa ISO 527-2/1A 3,200 2,900 2,900 kJ/m2 ISO 179/1eA 1.6 2.0 1.8 荷重たわみ温度DTUL/B（0.45 MPa） ℃ ISO 75 127 130 130 ガラス転移温度 ℃ ISO 11357-1,-2,-3 134 140 138 線膨張係数 ℃-1 parts 1 and 2 0.6 × 10-4 0.6 × 10-4 0.6 × 10-4 クラス相当 UL 94 HB (0.75 mm) HB (0.75 mm) HB (1.6 mm) 光線透過率（2 mmt） % ISO 13468-2 91 91 91 屈折率 ‒ ‒ 1.53 1.53 1.53 アッベ数 ‒ ‒ 56 56 56 引張弾性率シャルピー衝撃強度（ノッチあり）熱特性 ISO 11359 可燃性 UL規格可燃性定格光学特性上記に掲げた値は代表値であり、品質の保証値ではありません。 3 Optical Applications Innovative Solutions with glass-like Advantages 2.「TOPAS」光学製品への応用「TOPAS」は、Topas Advanced Polymers GmbHが製造する環状オレフィン・コポリマー（COC）の商品名で、非晶性の透明なコポリマーです。透明性が高い樹脂で、光学部品として重要な低複屈折および低吸水性、高剛性の点で優れた特性を有しています。光線透過率＝91％ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 高透明性優れた光学特性低吸湿低比重高耐熱高流動性低複屈折、高アッベ数寸法安定性・光学特性の安定性比重＝1.02 Tg178℃まで精密成形・優れた金型転写性「TOPAS」COCは新しいタイプの非晶性ポリマーです。 CH2 CH2 CH CH X 「TOPAS」は、ノルボルネンとエチレンをメタロセン触媒にて共重合した環状オレフィン・コポリマー（COC）です。通常のポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）に代表される結晶性ポリオレフィンとは異なり、環状オレフィン構造を有する非結晶の透明なコポリマーです。 Y 用途例高耐熱携帯電話用カメラのレンズ 200 100 50 6017 レーザービームプリンタ用 fθレンズ CD,DVD用ピックアップレンズ 5013 · 6013 6015 150 8007 DTUL（ C）デジタルスチルカメラ用レンズ「TOPAS」 LEDレンズ液晶ディスプレー用導光板その他光学部品 PC PMMA PS 「TOPAS」は幅広い耐熱性を選定できるように、グレードラインアップしております。荷重たわみ温度は最高で１７０℃（ガラス転移温度１78℃）まであります。 4 環状オレフィン・コポリマー（COC） 3. 光学部品に対する「TOPAS」の優れた特徴優れた光学特性単位「TOPAS」(5013L-10) PC PMMA 全光線透過率 % 91 87-89 91-92 屈折率 ‒ 1.53 1.59 1.49 アッベ数 ‒ 56 30-31 57-58 複屈折率 nm < 20 < 65 < 20 10-12/Pa -2 to -7 66 to 70 -4.5 to -4.8 光弾性係数「TOPAS」は高い光線透過率を有しており、かつ高アッベ数・低複屈折の光学用プラスチック材料です。各種プラスチックの複屈折の応力依存性（引張応力VS複屈折）低吸水（23℃、24時間水中浸漬） 20 0.40 複屈折［（Δn） / 10-5 ］ PC 0.30 10 「TOPAS」 5013 PS 0 % 0.20 PMMA 0.10 -10 0 1 2 0.00 引張応力（MPa）「TOPAS」は、脂肪族系化合物構造を有していることから光学的異方性が小さく、本質的に複屈折の小さな材料であるとともに、光弾性係数も小さくなっています。低比重「TOPAS」 PC PMMA PS 「TOPAS」の飽和吸水率は僅か0.01%以下と非常に低い値です。高湿環境下での光学特性や製品寸法の安定性に優れています。高流動 1.30 薄肉流動性（0.3mm厚） 50 5013L-10(290C) 1.20 流動性（mm） 1.10 1.00 High ﬂow PC(290℃) 30 20 10 0.90 0.80 6013L-17（280℃） 40 0 「TOPAS」 PC PMMA PS 「TOPAS」の比重は1.02で、PC・PMMAなどの他の光学プラスチックより約２０％低い値となります。従って光学部品の重量を軽く抑えることができます。 0 50 100 射出充填圧力（MPa） 150 「TOPAS」は溶融粘度が低く、流動性に優れることから、薄肉成形が可能で、微細形状の成形品において良好な転写性が得られます。特に光学用グレード５０１３L-10は、他の光学樹脂にない高い薄肉流動性を有しています。 5 Optical Applications Innovative Solutions with glass-like Advantages 4. 光学設計用データ全光線透過率「TOPAS」は近紫外線領域から可視光、さらに近赤外線の波長まで光を透過させます。肉厚[t-2mm] 100 90 90 80 80 70 70 60 60 透過率(%) 透過率(%) 肉厚[t-2mm] 100 50 50 40 5013L-10 30 6013L-17 30 6013L-17 20 6013S-04 20 6013S-04 10 0 5013L-10 40 10 200 300 400 500 600 700 0 200 800 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 波長(nm) 波長(nm) 屈折率の波長・温度依存性「TOPAS」は屈折率の波長や温度依存性が小さい材料です。 5013L-10の屈折率（波長・温度依存性）温度 i 線 h 線 g 線 F 線 e 線 d 線 C 線 LD785線 LD830線（℃）365nm 405nm 436nm 486nm 546nm 588nm 656nm 785nm 830nm 1.565 10 1.5584 1.5508 1.5463 1.5411 1.5366 1.5344 1.5316 1.5285 1.5275 40 1.5553 1.5477 1.5433 1.5380 1.5336 1.5314 1.5286 1.5253 1.5246 405mm 1.555 436mm 1.550 屈折率 23 1.5571 1.5495 1.5450 1.5398 1.5353 1.5331 1.5303 1.5270 1.5263 365mm 1.560 60 1.5528 1.5453 1.5409 1.5357 1.5313 1.5291 1.5263 1.5230 1.5223 80 1.5504 1.5429 1.5386 1.5334 1.5290 1.5268 1.5240 1.5207 1.5201 486mm 1.545 546mm 1.540 588mm 1.535 656mm 1.530 785mm 1.525 830mm 1.520 上記に掲げた値は代表値であり、品質の保証値ではありません。 10 20 30 40 50 60 70 80 温度（℃） 6013L-17の屈折率（波長・温度依存性）温度 i 線 h 線 g 線 F 線 e 線 d 線 C 線 LD785線 LD830線（℃）365nm 405nm 436nm 486nm 546nm 588nm 656nm 785nm 830nm 1.565 10 1.5581 1.5504 1.5459 1.5405 1.5360 1.5338 1.5310 1.5276 1.5269 1.555 23 1.5567 1.5490 1.5445 1.5392 1.5347 1.5325 1.5297 1.5263 1.5256 1.550 60 1.5526 1.5450 1.5405 1.5353 1.5308 1.5286 1.5258 1.5224 1.5218 80 1.5505 1.5429 1.5385 1.5333 1.5289 1.5267 1.5239 1.5205 1.5199 屈折率 40 1.5548 1.5471 1.5427 1.5374 1.5330 1.5307 1.5279 1.5245 1.5239 6 405mm 436mm 486mm 1.545 546mm 1.540 588mm 1.535 656mm 1.530 785mm 1.525 830mm 1.520 上記に掲げた値は代表値であり、品質の保証値ではありません。 365mm 1.560 10 20 30 40 50 温度（℃） 60 70 80 環状オレフィン・コポリマー（COC） 5.「TOPAS」の射出成形試験片ゲート「TOPAS」の成形収縮率成形収縮率 (80□x2mmt平板) 0.7 5013L-10/流動 0.6 5013L-10/直角収縮率（%） 0.5 6013L-17/流動 6013L-17/直角 0.4 80□×2mmt平板幅4mm×厚2mm（サイドゲート）シリンダー温度 5013L-10 290℃ 6013L-17 280℃ 6013S-04 290℃ 6013S-04/流動 0.3 6013S-04/直角 0.2 0.1 0 30 40 50 60 射出充填圧力（MPa） 70 80 「TOPAS」の代表的な成形条件ペレット予備乾燥「TOPAS」は吸湿しませんが、ペレット中の酸素を除くため予備乾燥することを推奨します。乾燥方法は一般的な熱風乾燥で結構です。ペレット中に溶存酸素が残った状態で射出成形を行うと、黄色味の増加やヤケの発生原因となることがあります。5013L-10、 6013L-17、6013S-04の推奨乾燥条件は、100℃、6時間です。窒素パージ「TOPAS」は非常に透明性の高い材料ですが、酸素存在下で射出成形を行うと、酸化による炭化・ヤケ・変色を起こすことがあります。酸化を防止するために、必ず窒素パージを行ってください。樹脂替え「TOPAS」を射出成形する際は、コンタミ防止のため専用機でのご使用をお奨め致します。やむなく樹脂替えによりご使用される場合は、スクリュ引き抜きによるクリーニングを行ってください。特に5013L-10は、非常に溶融粘度が低いため、通常のパージでは前の材料が充分に抜けず、コンタミの原因となります。ホッパードライヤーやペレットの供給ラインに、他樹脂の粉等が残っている場合も、コンタミの原因となりますので、ご注意ください。中断時の処理酸化を防止するために、窒素パージを行ったままシリンダ内に樹脂を満たした状態で、シリンダ全体を、各グレードのガラス転移温度 (Tg)+10∼20度で保温してください。「TOPAS」の代表的な成形条件グレード 5013L-10 6013L-17 6013S-04 ノズル 250 ∼ 320 250 ∼ 280 250 ∼ 320 メタリング 250 ∼ 320 250 ∼ 280 250 ∼ 320 コンプレッション 240 ∼ 320 240 ∼ 280 240 ∼ 320 フィード* 220 ∼ 320 220 ∼ 280 220 ∼ 320 金型温度（℃） 80 ∼ 120 80 ∼ 120 110 ∼ 120 射出圧力（MPa） 40 ∼ 120 40 ∼ 120 40 ∼ 120 射出速度（mm/s） 30 ∼ 300 20 ∼ 100 20 ∼ 100 5 ∼ 15 5 ∼ 15 5 ∼ 15 80 ∼ 200 80 ∼ 200 80 ∼ 200 シリンダ温度（℃）背圧（ＭＰａ）スクリュー回転数(rpm) ペレット予備乾燥 100℃, 6時間 100℃, 6時間 100℃, 6時間 *：フィードゾーンが長いスクリューでは、低めに設定してください。 *：フィードゾーンが短いスクリューでは、高めに設定してください。表中の成形条件は光学部品成形のための目安です。成形機や製品形状により調整してください。 7 Optical Applications Innovative Solutions with glass-like Advantages 〈重要〉成形品の特性は、成形材料の選択、添加剤、部品の設計、成形処理条件、環境への暴露などの様々な要因の影響を受ける可能性があります。特定の材料または部品の設計が、用途に適しているか否かについては、お客様で責任を持って判断してください。また、プラスチックを含むすべての部品は、商品化の前に、お客様で責任を持って性能評価を行ってください。弊社の製品は、医療および歯科インプラントとしての使用を目的としておりません。特に記述のない限り、本書で掲げる数値は参考のためであり、これらの数値は部品設計に必要な基礎を示すものではありません。本書で解説する成形およびその他の手順に必ず従ってください。本書は、弊社製品の特定の性質について、保障するものではありません。第三者が所有する工業所有権については、貴社の責任でご確認ください。取扱い上のご注意この資料に掲載した物性値は各種規格や試験法に規定された条件下で得られた試験片等に基づく測定値または代表的な数値です。この資料は当社が蓄積した経験および実験室データに基づいて作成したもので、ここに示したデータは異なった条件下で使用される部品にそのまま適用できるとは限りません。したがって、この内容が貴社の使用条件にそのまま適用できることを保証するものではなく、活用に関しては貴社にて最終判断をお願いします。この資料で紹介する応用･用途例などにかかわる技術の権利関係および使用の寿命・可能性などについては貴社にてご検討下さい。また、当社材料は、医療用途のインプラント（医歯学的移植組織片）に使用されることを想定したものではありませんので、これらの用途にはおすすめしません。適切な作業の実施に関しては、目的に合った各種材料の『技術カタログ』をご参照下さい。当社材料の安全な取り扱いにあたっては、使用される材料・グレードに該当する製品安全データシート「MSDS」をご参照下さい。この資料の内容は、現時点で入手できる資料、情報、データに基づいて作成しており、新しい知見により予告なく改訂することがありますのでご了承下さい。当社製品や説明資料、または、ここに示した注意事項等について、ご不明な点などございましたら、ぜひ当社にお問い合わせの上、ご相談下さい。販売：ポリプラスチックス株式会社東京〒108-8280 東京都港区港南二丁目18番1号 JR品川イーストビル Phone : 03（6711）8610 Phone : 03（6711）8615（TOPAS事業開発部）大阪〒530-0001 大阪市北区梅田3-3-20 明治安田生命大阪梅田ビル Phone : 06（4799）6831 名古屋〒461-0005 名古屋市東区東桜1-1-10 アーバンネット名古屋ビル Phone : 052（957）7910 製造： Topas Advanced Polymers GmbH Paulistrasse 3, 65929 Frankfurt am Main, Germany 2013.07.10th(3-01).PAT.T-02