ES2311018T3 - Lente plastica. - Google Patents
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Abstract
Una lente plástica formada de una resina de copolicarbonato que comprende una unidad estructural (I) representada por la siguiente fórmula general (I): (Ver fórmula) y una unidad estructural (II) representada por la siguiente fórmula (II): (Ver fórmula) teniendo la unidad estructural (I) un porcentaje molar comprendido entre 15 y 85% en función de la cantidad total de las unidades estructurales (I) y (II), en la que, en la unidad estructural anterior (II), cada R1 y R2 es independientemente un átomo de halógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo alcoxi que tiene de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo cicloalquilo que tiene de 6 a 20 átomos de carbono, un grupo cicloalcoxi que tiene de 6 a 20 átomos de carbono, un grupo arilo que tiene de 6 a 10 átomos de carbono, un grupo aralquilo que tiene de 7 a 20 átomos de carbono, un grupo ariloxi que tiene de 6 a 10 átomos de carbono o un grupo aralquiloxi que tiene de 7 a 20 átomos de carbono, siendo cada q y r independientemente un entero de 0 a 4, W es un grupo representado por: (Ver fórmula) en las que cada R3 y R4 son iguales, o diferentes entre sí, siendo cada uno de ellos un átomo de hidrógeno o un grupo hidrocarburo que tiene de 1 a 10 átomos de carbono, cada R5 y R6 es independientemente un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo que tiene de 1 a 3 átomos de carbono, y p es un entero de 4 a 7, teniendo la resina de copolicarbonato (i) una viscosidad específica de 0,3 a 0,6 (medido a 20ºC en cloruro de metileno a una concentración de 0,7 g/100 ml), (ii) un grupo terminal hidroxilo fenólico (grupo OH) en el intervalo de 1 a 80% en moles en función del total de grupos terminales y (iii) una relación de peso molecular de peso medio/peso molecular de media en número (Mw/Mn) (medido por GPC tal como se describe en la memoria descriptiva) en el intervalo de 1,1 a 3.
Description
Lente plástica.
La presente invención se refiere a una lente
plástica y a una resina de copolicarbonato utilizada para su
obtención. Más específicamente, se refiere a una lente plástica y a
una resina de copolicarbonato que tiene transparencia, resistencia
térmica y resistencia al impacto a altos niveles, que tiene un buen
equilibrio entre el índice de refracción y el índice Abbe y que
tiene una baja birrefringencia. La resina de copolicarbonato de la
presente invención es excelente en lo que se refiere a las
propiedades ópticas y las propiedades físicas mencionadas, de
manera que se puede aplicar no solamente a diversas lentes
plásticas, sino también a otros artículos moldeados ópticos, y dado
que es excelente también en cuanto a la capacidad de flujo, es
adecuada para moldear y procesar fácilmente estos artículos
moldeados.
Una resina de policarbonato (denominada en
ocasiones en adelante "PC") es un polímero formado por unión de
bisfenoles con éster de carbonato; y, sobre todo, una resina de
policarbonato obtenida a partir de
2,2-bis(4-hidroxifenil)propano
(denominado bisfenol A) es excelente en cuanto a su transparencia y
resistencia térmica y presenta propiedades excelentes en lo que se
refiere a propiedades mecánicas, como la resistencia al impacto, de
modo que se utiliza en muchos campos. En el campo de la óptica para
diversas lentes y discos ópticos, son atractivas sus propiedades,
como la resistencia al impacto, la transparencia y la baja absorción
de agua que presenta, por lo que mantiene un importante puesto como
material de uso óptico.
En el campo de las lentes en particular, PC, que
es una resina termoplástica, reviste un gran interés gracias a la
excelente productividad y capacidad de procesado, siendo cada vez
más la demanda de su utilización como sustituto de resinas
termoestables tipificadas por CR-39 (carbonato de
bisalilo de dietilen glicol) que ha sido en un material de gran
tendencia para lentes plásticas.
No obstante, una resina de policarbonato
obtenida por reacción de bisfenol A con fosgeno o una sustancia
precursora de carbonato, como carbonato de difenilo, tiene un
índice de refracción alto de 1,858, pero tiene un bajo índice Abbe
de 30, de manera que es propensa a sufrir problemas de aberración
cromática y tiene el defecto de tener un escaso equilibrio entre el
índice de refracción y el índice Abbe. Asimismo, presenta el defecto
de tener una constante de fotoelasticidad grande, según lo cual el
artículo moldeado que se obtiene a partir de ella posee una gran
birrefringencia.
Para solucionar los defectos de la resina de
policarbonato que se han mencionado, se han propuesto algunas
resinas de copolicarbonato formadas a partir de bisfenoles y dioles
alifáticos
(JP-A-1-66234,
JP-A-10-120777,
JP-A-11-228683,
JP-A-11-349676 y
JP-A-2000-63506).
Estas técnicas implican problemas relativos a que las resinas de
policarbonato tienen un bajo índice de refracción y un bajo índice
Abbe, que las resinas de policarbonato presentan una constante de
fotoelasticidad alta y por tanto llegan a tener una gran
birrefringencia, que la moldeabilidad, la resistencia al calor,
etc. de la misma son insuficientes para obtener artículos moldeados
satisfactorios y que se colorean las resinas de policarbonato.
El primer objeto de la presente invención
consiste en proporcionar lentes plásticas, en particular, lentes de
gafa, que presentan una excelente transparencia, resistencia térmica
y resistencia al impacto.
Un segundo objeto de la presente invención
consiste en proporcionar una lente plástica, en particular, una
lente de gafa, que presenta un buen equilibrio entre el índice de
refracción y el índice Abbe y que tiene un índice de refracción y
un índice Abbe a buenos niveles, y que presenta una baja constante
de fotoelasticidad.
Un tercer objeto de la presente invención
consiste en proporcionar un artículo moldeado óptico que tiene las
propiedades físicas y las propiedades ópticas que se han
mencionado.
Otro objeto de la presente invención consiste en
proporcionar una resina de copolicarbonato que es adecuada para
producir la lente plástica mencionada y el artículo moldeado óptico
y que presenta una excelente capacidad de flujo.
Otro objeto más de la presente invención
consiste en proporcionar un medio que permite la producción de una
resina de copolicarbonato que tiene las distintas propiedades
excelentes que se han mencionado a un coste relativamente bajo
seleccionando materias primas y método(s) de polimerización
ventajosos a nivel industrial.
Para resolver los problemas que se han
mencionado, los autores de la presente invención han realizado
estudios en diferentes sentidos y como resultado han observado que
con una lente formada por una resina de copolicarbonato obtenida a
partir de un componente de compuesto dihidroxi que contiene
cantidades constantes de ciclohexanodimetanol y un bisfenol
específico se consiguen los objetos de la presente invención que se
han mencionado, en virtud de lo cual se ha completado la presente
invención.
Es decir, de acuerdo con la presente invención,
se proporciona una lente plástica formada por una resina de
copolicarbonato que comprende una unidad estructural (I)
representada por la siguiente fórmula general (I):
y una unidad estructural (II)
representada por la siguiente fórmula
(II):
teniendo la unidad estructural (I)
un porcentaje molar comprendido entre 15 y 85% en función de la
cantidad total de las unidades estructurales (I) y
(II).
En la unidad estructural anterior (II), cada
R_{1} y R_{2} es independientemente un átomo de halógeno, un
grupo alquilo que tiene de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo alcoxi
que tiene de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo cicloalquilo que
tiene de 6 a 20 átomos de carbono, un grupo cicloalcoxi que tiene de
6 a 20 átomos de carbono, un grupo arilo que tiene de 6 a 10 átomos
de carbono, un grupo aralquilo que tiene de 7 a 20 átomos de
carbono, un grupo ariloxi que tiene de 6 a 10 átomos de carbono o un
grupo aralquiloxi que tiene de 7 a 20 átomos de carbono, siendo
cada q y r independientemente un entero de 0 a 4, W es un grupo
representado por:
\vskip1.000000\baselineskip
en las que cada R_{3} y R_{4}
son iguales, o diferentes uno de otro y es cada uno un átomo de
hidrógeno o un grupo hidrocarburo que tiene de 1 a 10 átomos de
carbono, cada R_{5} y R_{6} es independientemente un átomo de
hidrógeno o un grupo alquilo que tiene de 1 a 3 átomos de carbono, y
p es un entero de 4 a
7.
\newpage
La lente plástica de la presente invención no
solamente es excelente en cuanto a la transparencia, la resistencia
al impacto y la resistencia térmica, sino que también tiene un buen
equilibrio entre el índice de refracción y el índice Abbe, y
también posee una baja constante de fotoelasticidad, lo que la hace
particularmente adecuada como lente de gafa. Asimismo, tiene
propiedades de recubrimiento duro superficial superiores y una alta
resistencia al impacto, de manera que se proporciona como lente de
gafa con un reducido grosor pero con una alta utilidad
práctica.
En lo que respecta a lo que han investigado los
autores de la presente invención sobre la bibliografía, existen
referencias bibliográficas que tratan de resinas de copolicarbonato
obtenidas por polimerización de ciclohexanodimetanol (CHDM) como
componente dihidroxi junto con bisfenol. Dichas referencias
bibliográficas se describen brevemente a continuación.
(1) Patente EE.UU. 4.501.875
(JP-A-59-74121)
En esta referencia bibliográfica se describe una
resina de copolicarbonato que presenta una mejor capacidad de
procesado a través de la reacción de fenol dihidroxílico con
bishaloformato de glicol alifático (o alicíclico) con fosgeno.
Específicamente, se describe únicamente que el policarbonato
obtenido por copolimerización de un 4% en moles de biscloroformato
de CHDM y bisfenol A presenta una mejor capacidad de flujo (flujo de
fundido) en comparación con el policarbonato obtenido a partir de
bisfenol A en solitario, y que el policarbonato así obtenido
presenta un valor de resistencia al impacto, una temperatura de
elasticidad con carga y ductilidad prácticamente equivalente a la
del policarbonato obtenido a partir de bisfenol A en solitario.
\vskip1.000000\baselineskip
(2)
JP-A-63-92642
En esta referencia bibliográfica se describe el
uso de un copolicarbonato obtenido por intercambio de éster de
bisfenol A y de 2 a 4% en moles, en función de ello, de CHDM con
carbonato de difenilo, como sustrato de disco óptico.
\vskip1.000000\baselineskip
(3)
JP-A-8-302005
En esta referencia bibliográfica se describe la
obtención de un copolicarbonato obtenido por polimerización de
bisfenol A y CHDM (4% en moles) con carbonato de difenilo con
arreglo a una reacción de intercambio de éster, la utilización de
una gran cantidad de carbonato de difenilo en este caso para poder
obtener un polímero cuyo contenido en grupo terminal hidroxi se
reduzca enormemente, y la mejora del polímero mencionado en cuanto
a la resistencia a la hidrólisis.
\vskip1.000000\baselineskip
(4) European Polymer Journal, vol., 12, pp.
279-282 (1976)
En esta referencia bibliográfica se describe la
obtención de un copolicarbonato por polimerización en solución
uniforme de bisfenol A y CHDM con fosgeno en un disolvente de
cloruro de metileno en presencia de piridina, como agente de unión
ácido, y la obtención un copolicarbonato que contiene de 1 a 50% en
moles de CHDM en este caso, y asimismo describe los resultados de
la medida de los pesos moleculares a través del método GPC y los
resultados de las medidas de las propiedades físicas (resistencia a
la tracción y elongación a la rotura). En esta referencia
bibliográfica no se describe nada relacionado con el uso del
copolicarbonato obtenido ni su uso óptico en particular.
\vskip1.000000\baselineskip
(5) Polymer, 1983, vol. 24, octubre pp.
1313-1316
En esta referencia bibliográfica se describe la
obtención de un copolicarbonato alterno 50/50 (relación molar) de
bisfenol A y CHDM, y la obtención de un copolicarbonato alterno por
polimerización en solución uniforme de cloroformiato de bisfenol A
y CHDM en un disolvente de cloruro de metileno en presencia de
piridina como agente de unión ácido y, asimismo, se describen los
resultados de la medida de las propiedades físicas (viscosidad,
punto de transición vítrea y características de envejecimiento) para
comparar el policarbonato mencionado con un copolicarbonato
aleatorio. En este documento no se describe nada relativo al uso de
copolicarbonato alterno y su uso óptico en particular.
La lente plástica y la resina de copolicarbonato
que proporciona la presente invención quedará explicada con mayor
detalle a continuación.
La resina de copolicarbonato de la presente
invención está formada por las siguientes unidades estructurales
(I) y (II), que ya se han descrito anteriormente, siendo la relación
cuantitativa de la unidad estructural (I) en porcentaje molar en
función de la cantidad total de unidades estructurales (I) y (II) de
15 a 85%, preferiblemente de 20 a 80%.
siendo R_{1}, R_{2}, W, q y r
tal como se han definido en relación con la unidad estructural (II)
anterior.
Las unidades estructurales anteriores (I) y (II)
son unidades formadas a través del uso de ciclohexanodimetanol
representado por la siguiente fórmula (I-R) y
bisfenol representado por la siguiente fórmula
(II-R) como componentes del compuesto dihidroxi en
la producción de la resina de policarbonato.
En la fórmula (II-R), R_{1},
R_{2}, W, q y r son como se ha definido antes en relación con la
unidad estructural (II).
En lo que respecta al ciclohexanodimetanol
(I-R), y al bisfenol (II-R) como
compuestos dihidroxi para su uso en la producción de la resina de
copolicarbonato de la presente invención, se explicarán a
continuación compuestos específicos del mismo.
El ciclohexanodimetanol de la fórmula
(I-R) anterior puede consistir en un compuesto
cis-isomérico o un compuesto
trans-isomérico o una mezcla de un compuesto
cis-isomérico y un compuesto
trans-isomérico, incluyendo
1,2-ciclohexanodimetanol,
1,3-ciclohexanodimetanol y
1,4-ciclohexanodimetanol. Entre ellos, es preferible
1,4-ciclohexanodimetanol. Estos compuestos se
pueden utilizar en solitario o combinando dos o más de ellos.
Preferiblemente, se utiliza
1,4-ciclohexanodimetanol, como por ejemplo
ciclohexanodimetanol, y tiene una relación trans/cis en el
intervalo comprendido entre 100/0 a 50/50. La relación trans/cis es
más preferiblemente de 100/0 a 60/40, siendo aún más preferible de
100/0 a 70/30, más preferiblemente de 100/0 a 80/20. Con un aumento
de la relación cuantitativa del compuesto
trans-isomérico, aumenta la temperatura de
transición vítrea (Tg) de la resina de copolicarbonato, de manera
que mejora la resina de copolicarbonato en cuanto a la resistencia
térmica, Es decir, en el caso en el que la relación molar de
1,4-ciclohexanodimetanol/bisfenol A para las
resinas de copolicarbonato es 50/50, cuando el
1,4-ciclohexanodimetanol tiene una relación
trans/cis de 50/50, la resina tiene una temperatura de transición
vítrea (Tg) de 89ºC, y cuando el
1,4-ciclohexanodimetanol tiene una relación
trans/cis de 99/1, la resina tiene una temperatura de transición
vítrea (Tg) de 96ºC. Para obtener
1,4-ciclohexanodimetanol que tiene una relación
trans/cis más alta, se puede emplear un método conocido por sí
mismo. Por ejemplo, se puede obtener un
1,4-ciclohexanodimetanol que tiene un contenido en
compuesto trans-isomérico alto repitiendo la
recristalización en un disolvente orgánico.
El bisfenol representado por la fórmula
(II-R) es preferiblemente un grupo representado por
la fórmula (II-R) en la que W es
\vskip1.000000\baselineskip
siendo R_{3}, R_{4}, R_{5},
R_{6} y p como se han definido antes en relación con la unidad
estructural (II) anterior. Entre los ejemplos específicos de
bisfenol se incluyen 4,4'-dihidroxibifenilo,
bis(4-hidroxifenil)metano,
1,1-bis(4-hidroxifenil)etano,
1,1-bis(4-hidroxifenil)-1-feniletano,
2,2-bis(4-hidroxifenil)propano,
2,2-bis(3-metil-4-hidroxifenil)propano,
1,1-bis(4-hidroxifenil)ciclohexano,
1,1-bis(4-hidroxifenil)-3,3,5-trimetilciclohexano,
2,2-bis(3-fenil-4-hidroxifenil)propano,
2,2-bis(3-isopropil-4-hidroxifenil)propano,
2,2-bis(3-t-butil-4-hidroxifenil)
propano,
2,2-bis(4-hidroxifenil)butano,
2,2-bis(4-hidroxifenil)octano,
2,2-bis(3-bromo-4-hidroxifenil)propano,
2,2-bis(4-hidroxi-3,5-dibromofenil)propano,
2,2-bis(4-hidroxi-3,5-diclorofenil)propano,
2,2-bis(4-hidroxi-3,5-dimetilfenil)propano,
2,2-bis(3-ciclohexil-4-hidroxifenil)
propano,
1,1-bis(3-ciclohexil-4-hidroxifenil)ciclohexano,
bis(4-hidroxifenil)difenilmetano,
1,1-bis(4-hidroxifenil)
ciclopentano, éter 4,4'-dihidroxidifenílico, éter
4,4'-dihidroxi-3,3'-dimetildifenílico,
4,4'-dihidroxidifenil-sulfona,
4,4'-dihidroxidifenilsulfóxido,
4,4'-dihidroxidifenilsulfuro,
3,3'-dimetil-4,4'-dihidroxidifenil-sulfuro,
3,3'-dimetil-4,4'-dihidroxidifenilsulfóxido,
3,3'-dimetil-4,4'-dihidroxidifenilsulfona,
4,4'-dihidroxi-3,3'-difenilsulfuro,
4,4'-dihidroxi-3,3'-difenilsulfóxido,
4,4'-dihidroxi-3,3'-difenilsulfona,
1,3-bis{2-(4-hidroxifenil)propil}
benceno y 1,4-bis{2-(4-hidroxifenil)propil}benceno. Entre ellos son preferibles 1,1-bis(4-hidroxifenil)-1-feniletano, 2,2-bis(4-hidroxifenil)propano, 2,2-bis(3-metil-4-hidroxifenil)propano, 2,2-bis(4-hidroxi-3,5-dibromofenil)propano, 1,1-bis(4-hidroxifenil)ciclohexano, 1,1-bis(4-hidroxifenil)-3,3,5-trimetilciclohexano, 4,4'-dihidroxidifenilsulfona, 3,3'-dimetil-4,4'-dihidroxidifenilsulfona, 1,3-bis{2-(4-hidroxifenil)propil}benceno y 1,4-bis[{2-(4-hidroxifeni) propil}>benceno. Son más preferibles 2,2-bis(4-hidroxifenil)propano, 1,1-bis(4-hidroxifenil)ciclohexano, 1,1-bis(4-hidroxifenil)-3,3,5-trimetilciclohexano y 4,4'-dihidroxidifenilsulfona. Se prefieren en particular 2,2-bis(4-hidroxifenil)propano (denominado bisfenol A) o 1,1-bis(4-hidroxifenil)ciclohexano. Se pueden utilizar en solitario o combinando dos o más de ellos.
benceno y 1,4-bis{2-(4-hidroxifenil)propil}benceno. Entre ellos son preferibles 1,1-bis(4-hidroxifenil)-1-feniletano, 2,2-bis(4-hidroxifenil)propano, 2,2-bis(3-metil-4-hidroxifenil)propano, 2,2-bis(4-hidroxi-3,5-dibromofenil)propano, 1,1-bis(4-hidroxifenil)ciclohexano, 1,1-bis(4-hidroxifenil)-3,3,5-trimetilciclohexano, 4,4'-dihidroxidifenilsulfona, 3,3'-dimetil-4,4'-dihidroxidifenilsulfona, 1,3-bis{2-(4-hidroxifenil)propil}benceno y 1,4-bis[{2-(4-hidroxifeni) propil}>benceno. Son más preferibles 2,2-bis(4-hidroxifenil)propano, 1,1-bis(4-hidroxifenil)ciclohexano, 1,1-bis(4-hidroxifenil)-3,3,5-trimetilciclohexano y 4,4'-dihidroxidifenilsulfona. Se prefieren en particular 2,2-bis(4-hidroxifenil)propano (denominado bisfenol A) o 1,1-bis(4-hidroxifenil)ciclohexano. Se pueden utilizar en solitario o combinando dos o más de ellos.
Cuando el porcentaje molar total de las unidades
estructurales de la resina de copolicarbonato de la presente
invención se toma como 100%, el porcentaje molar de la unidad
estructural de la fórmula general (I) es de 15 a 85%,
preferiblemente de 20 a 80%, más preferiblemente de 20 a 70%, siendo
aún más preferible de 30 a 70%, y siendo sobre todo preferible de
30 a 50%. Cuando el porcentaje molar de la unidad estructural (I)
excede 85%, a veces se provoca que la resina de copolicarbonato
experimente una disminución de la resistencia térmica y una
disminución del índice de refracción. Cuando es menos de 15%, la
resina de copolicarbonato tiene un menor índice Abbe y tiene un
escaso equilibrio entre el índice de refracción y el índice Abbe,
de manera que la resina de copolicarbonato no es deseable como
material para lente.
La resina de copolicarbonato que se utiliza
para la lente plástica de la presente invención tiene un valor del
grado de polimerización relativamente bajo con vistas a la capacidad
de procesado y las propiedades ópticas. Es decir, el grado de
polimerización en lo que se refiere a la viscosidad específica se
encuentra apropiadamente en el intervalo de 0,3 a 0,6,
preferiblemente en el intervalo de 0,3 a 0,56. La resina de
copolicarbonato que tiene una viscosidad específica en el intervalo
señalado tiene una capacidad de flujo excelente (valor Q), tal como
se describirá más adelante, y se moldea fácilmente por moldeo por
inyección de fundido. Asimismo, la lente obtenida carece
prácticamente de tensión óptica.
La resina de copolicarbonato de la presente
invención tiene una excelente capacidad de flujo durante el fundido
y presenta un valor muy alto de capacidad de flujo (valor Q) medido
con arreglo al método de medida que se describirá más adelante.
Mientras que una resina de homopolicarbonato a partir de bisfenol A
tiene una capacidad de flujo (valor Q) de 4,2 x 10^{-3}
cm^{3}/s, la capacidad de flujo (valor Q) de la resina de
copolicarbonato de la presente invención es de 20 x 10^{-3} a 200
x 10^{-3} cm^{3}/s, preferiblemente, de 25 x 10^{-3} a 200 x
10^{-3} cm^{3}/s, siendo sobre todo preferible de 35 x 10^{-3}
a 180 x 10^{-3} cm^{3}/s.
La lente plástica de la presente invención tiene
niveles relativamente altos de índice de refracción y de índice
Abbe ya que está formada por la resina de copolicarbonato mencionada
y estos valores están bien equilibrados, de manera que la lente
plástica de la presente invención es adecuada para gafas. Es decir,
el índice de refracción de la lente plástica de la presente
invención se encuentra en el intervalo comprendido entre 1,500 y
1,600, preferiblemente entre 1,530 y 1,590, siendo sobre todo
preferible de 1,540 a 1,580 y el índice Abbe de la lente plástica
de la presente invención se encuentra en el intervalo comprendido
entre 31 y 48, preferiblemente entre 32 y 45.
La resina de copolicarbonato para formar la
lente plástica de la presente invención tiene modos preferibles en
lo que respecta a sus grupos terminales y la distribución del peso
molecular. La resina de copolicarbonato mencionada tiene un grupo
terminal formado por un grupo hidroxilo fenólico (grupo OH) derivado
del bisfenol utilizado como monómero fuente. Ventajosamente, el
contenido de terminales formados de un grupo hidroxilo fenólico
(grupo OH), basado cada uno de ellos en la cantidad total de grupos
terminales de los mismos, se encuentra en el intervalo comprendido
entre 1 y 80% en moles, preferiblemente en el intervalo de 2 a 70%
en moles. Los grupos terminales de la resina de copolicarbonato se
forman sustancialmente a partir del grupo terminal hidroxilo
fenólico y grupos terminales arilo o alquilo (v.g. grupo fenilo,
grupo fenilo sustituido, grupo metilo o grupo etilo) que no tienen
grupo hidroxilo fenólico. La "cantidad total de grupos
terminales" por lo tanto se refiere sustancialmente a la
cantidad total de grupos hidroxilo fenólicos y a los grupos
terminales arilo o alquilo.
La presente invención utiliza por lo tanto una
resina de copolicarbonato que tiene un grupo terminal hidroxilo
fenólico de 1 a 80% en moles cuando se toma la cantidad total
mencionada como 100% en moles.
Al mismo tiempo, la resina de copolicarbonato de
la presente invención tiene preferiblemente un intervalo constante
de distribución del peso molecular. La distribución del peso
molecular mencionada en lo que se refiere al peso molecular de peso
medio (Mw)/peso molecular de media en número (Mn) (Mw/Mn) se
encuentra en el intervalo de 1,1 a 3, preferiblemente en el
intervalo de 1,3 a 2,8, y se utiliza ventajosamente una resina de
copolicarbonato que tiene una distribución de peso molecular en
dicho intervalo. El peso molecular de peso medio mencionado (Mw) y
el peso molecular de media en número (Mn) se determinan en función
de los métodos de medida que se describirán más adelante.
La resina de copolicarbonato que tiene los
grupos terminales mencionados y la distribución del peso molecular
mencionada puede obtenerse controlando la relación cuantitativa de
un éster de carbonato y las condiciones de reacción en un método en
el que se lleva a cabo la polimerización para producir la resina a
través del método de intercambio de éster utilizando el éster de
carbonato (carbonato de difenilo, en particular) como precursor de
carbonato, tal como se explicará más adelante.
La resina de copolicarbonato que tiene los
grupos terminales mencionados y la distribución del peso molecular
mencionada es excelente en cuanto a la capacidad de procesado de la
lente, y la lente obtenida es excelente en cuanto a la resistencia
térmica, la resistencia al impacto y el tono, facilitándose también
la capacidad de procesado en el tratamiento de la superficie de la
lente para formar una capa de recubrimiento dura, lo que sirve para
formar una capa de recubrimiento dura de unión de manera fuerte y
uniforme.
A continuación, se explicará el método de
polimerización para producir la resina de copolicarbonato de la
presente invención.
En la producción de la resina de copolicarbonato
de la presente invención se emplea ciclohexanodimetanol representado
por la siguiente fórmula (I-R) y bisfenol con la
siguiente fórmula (II-R) como compuestos dihidroxi
principales.
\vskip1.000000\baselineskip
En la fórmula (II-R), R_{1},
R_{2}, W, q y R son como se han definido antes en relación con la
unidad estructural anterior (II).
El método de polimerización se selecciona
preferiblemente a partir de un método (método de polimerización en
solución) en el que se hacen reaccionar los dos compuestos dihidroxi
y fosgeno mencionados en presencia de un agente de unión ácido o un
método (método de intercambio de éster) en el que se intercambian
por éster los dos compuestos dihidroxi mencionados con un éster de
carbonato.
Entre ellos, es ventajoso el método de
intercambio de éster. El método de intercambio de éster no está
limitado en cuanto al modo y método de polimerización. Por ejemplo,
se puede emplear tanto un método de polimerización en fundido como
un método de polimerización en fase sólida, siendo deseable a nivel
industrial el método de polimerización en fundido.
En el método de polimerización en solución,
entre los agentes de unión ácidos, se incluyen aminas terciarias
aromáticas como piridina, quinolina, isoquinolina y dimetilanilina,
siendo particularmente preferible el uso de piridina. La reacción
se lleva a cabo en presencia del agente de unión ácido en solitario,
o se puede dilatar el agente de unión ácido con un disolvente
orgánico en una solución. Dicho disolvente orgánico se selecciona
entre hidrocarburos como benceno, tolueno y xileno o hidrocarburos
halogenados como cloruro de metileno, cloroformo, dicloroetano,
clorobenceno y diclorobenceno. En particular, se prefieren
hidrocarburos halogenados como cloruro de metileno, cloroformo,
dicloroetano, clorobenceno y diclorobenceno, siendo sobre todo
preferible cloruro de metileno. La cantidad de agente de unión
ácido en función del fosgeno es generalmente la comprendida entre 2
y 100 de peso equivalente en moles, preferiblemente entre 2 y 50 de
peso equivalente en moles. La temperatura de reacción es
generalmente de 0 a 100ºC, preferiblemente de 0 a 40ºC. El período
del tiempo de reacción es generalmente varios minutos a varios
días, preferiblemente de 10 a minutos a 5 horas. Asimismo, se puede
utilizar un fenol monofuncional como agente de parada terminal.
Generalmente se utiliza el fenol monofuncional como agente de
parada terminal para ajustar el peso molecular y la resina de
copolicarbonato obtenida de este modo pasa a tener grupos
terminales que están bloqueados con grupos a base de fenol
monofuncionales. Entre los ejemplos específicos de dicho fenol
monofuncional se incluyen fenol,
p-terc-butilfenol,
p-cumilfenol e isooctilfenol. Asimismo, como otros
fenoles monofuncionales, se pueden utilizar un fenol o un cloruro
de ácido benzoico que tiene un grupo alquilo de cadena larga o un
grupo poliéster alifático como sustituyente o un cloruro de ácido
alquilcarboxílico de cadena larga.
Deseablemente, el agente de parada terminal
mencionado se introduce en los grupos terminales de manera que su
contenido, en función de la cantidad del total de grupos terminales
de la resina de policarbonato obtenida, sea al menos un 5% en
moles, preferiblemente al menos un 10% en moles. Los agentes de
parada terminales mencionados pueden utilizarse en solitario o
combinando dos o más de ellos.
En el método de polimerización en fundido según
el método de intercambio de éster, se mezclan los compuestos
dihidroxi y el éster de carbonato con calor, en presencia de un gas
inerte, y se elimina por destilación el alcohol o fenol formado. Si
bien la temperatura de reacción difiere dependiendo del punto de
ebullición del alcohol o fenol formado, por lo general, se
encuentra en el intervalo comprendido entre 120 y 350ºC. En una
etapa posterior de la reacción, el sistema de reacción tiene una
presión reducida de aproximadamente 1.330 a 13,3 Pa para facilitar
la eliminación por destilación del alcohol o fenol formado. El
período de tiempo de la reacción es de aproximadamente 1 a 10
horas.
El éster de carbonato incluye ésteres de un
grupo arilo sustituido opcionalmente que tiene de 6 a 12 átomos de
carbono, un grupo aralquilo o un grupo alquilo que tiene de 1 a 4
átomos de carbono. Entre los ejemplos específicos de ellos se
incluyen carbonato de difenilo, biscarbonato de clorofenilo,
carbonato de dinaftilo, biscarbonato de difenilo, carbonato de
dimetilo, carbonato de dietilo y carbonato de dibutilo,
prefiriéndose entre ellos carbonato de difenilo.
La cantidad de éster de carbonato por mol de los
compuestos dihidroxi se encuentra preferiblemente en el intervalo
comprendido entre 0,97 y 1,2 moles, siendo particularmente
preferible el intervalo comprendido entre 1,0 y 1,1 moles.
En el método de intercambio de éster, se puede
utilizar un catalizador de polimerización para aumentar la
velocidad de polimerización. El catalizador de polimerización puede
seleccionarse entre los catalizadores que se utilizan generalmente
para las reacciones de esterificación y las reacciones de
intercambio de éster. Entre los ejemplos de catalizadores de
polimerización se incluyen compuestos de metal alcalino como
hidróxido sódico, hidróxido potásico y sal sódica o sal potásica de
un fenol dihidroxílico; compuestos de metal alcalinotérreo como
hidróxido de calcio, hidróxido de bario e hidróxido de magnesio;
compuestos básicos que contienen nitrógeno como hidróxido de
tetrametilamonio, hidróxido de tetraetilamonio, trimetilamina y
trietilamina; alcóxidos de metales alcalinos o metales
alcalinotérreos; sales de ácido orgánico de metales alcalinos o
metales alcalinotérreos; compuestos de zinc; compuestos de boro;
compuestos de aluminio; compuestos de silicio; compuestos de
germanio, compuestos de órganoestaño, compuestos de plomo;
compuestos de osmio; compuestos de antimonio; compuestos de
manganeso; compuestos de titanio y compuestos de zirconio. Los
catalizadores mencionados se pueden utilizar en solitario o
combinando dos o más de ellos. La cantidad de catalizador de
polimerización por mol de los compuestos dihidroxílicos como
materiales primas está comprendida preferiblemente en el intervalo
de 1 x 10^{-9} a 1 x 10^{-2} peso equivalente, más
preferiblemente en el intervalo de 1 a 10^{-8} a 5 x 10^{-3} de
peso equivalente.
Asimismo, se puede añadir, según se requiera un
agente de ajuste del peso molecular, un antioxidante, etc.
Se puede añadir un desactivador de catalizador
al copolicarbonato obtenido. Como desactivador de catalizador, se
utilizan los desactivadores de catalizador conocidos de manera
efectiva. Entre ellos son preferibles las sales de amonio y las
sales de fosfonio de ácidos sulfónicos. Asimismo, se prefieren las
sales de ácido dodecilbencenosulfónico mencionadas, como sal de
tetrabutilfosfonio de ácido dodecilbencenosulfónico y las sales de
ácido p-toluenslfónico mencionadas, como sal de
tetrabutilamonio de ácido p-toluensulfónico. Entre
los ésteres de ácido sulfónico es preferible el uso de
bencenosulfonato de metilo, bencenosulfonato de etilo,
bencenosulfonato de butilo, bencenosulfonato de octilo,
bencenosulfonato de fenilo, p-toluensulfonato de
metilo, p-toluensulfonato de etilo,
p-toluensulfonato de butilo,
p-toluensulfonato de octilo y
p-toluensulfonato de fenilo. Entre ellos, se
preferible sobre todo la sal de tetrabutilfosfonio de ácido
dodecilbencenosulfónico.
La cantidad de dicho desactivador de catalizador
por mol de dicho catalizador de polimerización seleccionado entre
compuestos de metal alcalino y/o compuestos de metal alcalinotérreo
es de 0,5 a 50 moles, preferiblemente de 0,5 a 10 moles, más
preferiblemente de 0,8 a 5 moles. El desactivador de catalizador
puede utilizarse en dicha relación cuantitativa.
De acuerdo con los estudios realizados por los
autores de la presente invención, la resina copolicarbonato de la
presente invención varía en cierto grado en cuanto a las propiedades
físicas, en particular la temperatura de transición vítrea y la
capacidad de flujo (valor Q) dependiendo del método de
polimerización. Se asume que dicha variación viene dada por la
diferencia en la relación cuantitativa de la unidad estructural (I)
y la unidad estructural (II) dispuestas de forma alterna sobre la
cadena principal de polímero tal como se describirá más
adelante.
Es decir, la resina de copolicarbonato de la
presente invención está constituida por dos tipos de uniones
carbonato: una que tiene una estructura (i) en la que la unión
carbonato (-O-CO-O-) forma el
centro, la unidad estructural (I) se une a un lado de la unión
carbonato central y la unidad estructural (II) se une al otro lado
(lo que se denomina en adelante
"hetero-carbonato"); y otra que tiene la
estructura (ii) en la que la unión carbonato
(-O-CO-O-) forma el centro y las
unidades estructurales (I) se unen a ambos lados o las unidades
estructurales (II) se unen a ambos lados (lo que se denomina en
adelante "homo-carbonato").
Se explicará como ejemplo un policarbonato que
tiene una unidad a partir de
1,4-ciclohexanodimetanol como unidad estructural
(I) y una unidad a partir de bisfenol A como unidad estructural
(II). El hetero-carbonato (C-1) y
los homocarbonatos (C-2 y C-3)
quedan representados por las siguientes fórmulas químicas
estructurales.
\vskip1.000000\baselineskip
Cuando se utilizan
1,4-ciclohexanodimetanol y bisfenol A en una
relación cuantitativa de 50/50 (% en moles) como compuestos
dihidroxi para la producción de la resina de copolicarbonato, y se
asume que la reacción tiene lugar en función de la teoría de la
probabilidad, la relación de dicho heterocarbonato
(C-1):homo-carbonato
(C-2):homocarbonato (C-3) llega a
ser 50:25:25. Es decir, la relación heterocarbonato
(C-1):homo-carbonatos
(C-2) + C-3) se calcula en
50:50.
\global\parskip0.900000\baselineskip
No obstante, los autores de la presente
invención han llevado a cabo experimentos y han concluido que,
cuando se utilizan 1,4-ciclohexanodimetanol y
bisfenol A en una relación cuantitativa de 50/50 (% en moles) como
compuestos dihidroxi para producir una resina de copolicarbonato, la
resina así obtenida no tiene necesariamente una relación
hetero-carbonato
(C-1):homocarbonatos
(C-2+C-3) de 50:50, y que la
relación mencionada varía en cierto grado dependiendo del método de
polimerización.
En un método de polimerización en solución en el
que se emplea una amina terciaria aromática como piridina, como
agente de unión ácido, y fosgeno como precursor de carbonato, se
obtiene una resina de copolicarbonato que tiene una relación
heterocarbonato:homocarbonatos, por ejemplo, de 44:56 en la que la
relación cuantitativa del heterocarbonato es muy cercana a la
teoría de la probabilidad. En un método de polimerización en fundido
en el que se emplea éster de carbonato (v.g., carbonato de
difenilo) como precursor de carbonato, se obtiene una resina de
copolicarbonato que tiene una relación de
heterocarbonato:homocarbonatos, por ejemplo de 70:30 en la que la
relación cuantitativa del heterocarbonato es considerablemente alta,
por encima de 50% en moles. En los ejemplos anteriores del método
de polimerización en solución y el método de polimerización en
fundido se presentan casos en los que se utilizaron
1,4-ciclohexanodimetanol y bisfenol A en una
relación cuantitativa de 50/50 (% en moles) como compuestos
dihidroxi. Tal como se podrá deducir de los ejemplos que se
describen más adelante, la relación cuantitativa del
heterocarbonato y los homocarbonatos varía naturalmente dependiendo
de la relación cuantitativa del ciclohexanodimetanol y el bisfenol
utilizados. No obstante, se ha observado que cuando la relación
cuantitativa de los compuestos hidroxi es constante, el método de
polimerización en fundido proporciona un copolicarbonato que tiene
una relación cuantitativa más alta de heterocarbonatos en
comparación con el método de polimerización en solución.
Es decir, cuando la relación cuantitativa de la
unidad estructural (I):unidad estructural (II) en relación molar es
m:n (siempre y cuando el total de m y n sea 1), se obtiene una
resina de copolicarbonato que tiene un contenido en heterocarbonato
de al menos (2,05 x m x n), preferiblemente al menos (2,1 x m x n)
con arreglo a la presente invención. Dicho con otras palabras,
dicho contenido de heterocarbonato se refiere a la relación
cuantitativa de uniones carbonato formadas de disposiciones alternas
de la unidad estructural (I) y la unidad estructural (II) en la
cadena principal de polímero, y es la relación cuantitativa cuando
el total de las uniones carbonato (m + n) se toma como 1.
La resina de copolicarbonato que tiene un
contenido en heterocarbonato de al menos (2,05 x m x n), tal como
se ha descrito anteriormente, se obtiene como una resina de
copolicarbonato en la que el porcentaje molar de la unidad
estructural (I) en función del total de la unidad estructural (I) y
la unidad estructural (II) se encuentra en el intervalo de 15 a 85%
en moles, según el método de polimerización en fundido. La resina
de copolicarbonato que tiene un contenido en heterocarbonato de al
menos (2,05 x m x n), en particular, al menos (2,1 x m x n)
proporciona una lente que tiene un índice de refracción, un índice
Abbe y una constante de fotoelasticidad prácticamente iguales a los
de una lente obtenida con una resina de copolicarbonato que tiene
un menor contenido en heterocarbonato que el mencionado. En la
resina de copolicarbonato mencionada en primer lugar, sin embargo,
se mejora la capacidad de flujo (valor Q) al aumentar el contenido
en heterocarbonato.
La resina de copolicarbonato de la presente
invención comprende la unidad estructural (I) y las unidades
estructurales (II) y se ha observado que es posible obtener lentes
plásticas que presentan unas mejores propiedades ópticas y de
resistencia térmica empleando una combinación de dos tipos
específicos incluidos en la unidad estructural (II). Las unidades
estructurales de los dos tipos específicos mencionados están
representadas por las siguientes fórmulas (II-a) y
(II-b). (II-a) es una unidad
estructural derivada de bisfenol A que se utiliza como bisfenol.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Aunque la unidad estructural
(II-b) se selecciona del grupo que consiste en las
unidades estructurales (II-b-1) y
(II-b-2) representadas a
continuación, es preferible la unidad
(II-b-1).
\vskip1.000000\baselineskip
En las unidades estructurales
(II-b-1) y
(II-b-2) representadas arriba, cada
R_{1} y R_{2} es independientemente un grupo alquilo que tiene
de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo alcoxi que tiene de 1 a 10
átomos de carbono, un grupo cicloalquilo que tiene de 6 a 20 átomos
de carbono, un grupo cicloalcoxi que tiene de 6 a 20 átomos de
carbono, un grupo arilo que tiene de 6 a 10 átomos de carbono, un
grupo aralquilo que tiene de 7 a 20 átomos de carbono, un grupo
ariloxi que tiene de 6 a 10 átomos de carbono, un grupo aralquiloxi
que tiene de 7 a 20 átomos de carbono o un átomo de halógeno, cada
q y r es un entero de 0 a 4, W' es un grupo hidrocarburo alicíclico
que tiene de 5 a 12 átomos de carbono o un grupo representado
por
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en los que R_{3} y R_{4} son
cada uno de ellos iguales o diferentes entre sí y representa cada
uno de ellos un átomo de hidrógeno o un grupo hidrocarburo que
tiene de 1 a 10 átomos de carbono, x es un entero de 1 a 5, cada
R_{5} y R_{6} es independientemente un átomo de hidrógeno o un
grupo alquilo que tiene de 1 a 3 átomos de carbono, p es un entero
de 4 a 7, cada R_{11} y R_{12} es independientemente un grupo
alquilo que tiene de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo alcoxi que
tiene de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo cicloalquilo que tiene
de 6 a 20 átomos de carbono, un grupo cicloalcoxi que tiene de 6 a
20 átomos de carbono, un grupo arilo que tiene de 6 a 10 átomos de
carbono, un grupo aralquilo que tiene de 7 a 20 átomos de carbono,
un grupo ariloxi que tiene de 6 a 10 átomos de carbono, un grupo
aralquiloxi que tiene de 7 a 20 átomos de carbono o un átomo de
halógeno y cada y y z es un entero de 1 a
4.
Dentro de las unidades estructurales
(II-b), es preferible
(II-b-1), prefiriéndose en
particular las siguientes unidades como
(II-b-1).
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Estas unidades (i), (ii) y (vi) que entran
dentro de (II-b) son unidades estructurales
derivadas de (i)
1,1-bis(4-hidroxifenil)-3,3,-5-trimetilciclohexano,
(ii) 4,4'-dihidroxidifenilsulfona y (vi)
1,1-bis(4-hidroxifenil)ciclohexano
que se utilizan como compuestos dihidroxi.
La resina de copolicarbonato, que tiene dos
tipos de dichas unidades estructurales (II), se compone de las
unidades estructurales (I), (II-a) y
(II-b). En este caso, el porcentaje molar de la
unidad estructural (I) que se basa en el total de unidad
estructural (I) y unidad estructural (II) (total de
II-a y II-b) es de 15 a 85%,
preferiblemente de 20 a 80%, y relación de la unidad estructural
(II-a):unidad estructural (II-b) se
encuentra en el intervalo de 1:99 a 99:1, preferiblemente de 30:70 a
99:1, siendo particularmente preferible 40:60 a 95:5, más
preferiblemente en el intervalo comprendido entre 50:50 y 90:10.
Cuando se utilizan dos tipos de unidades
estructurales (II) en combinación, tal como se ha descrito
anteriormente, se puede obtener una resina de copolicarbonato y una
lente plástica que tiene una temperatura de transición vítrea alta
y una mejor constante de fotoelasticidad en comparación con el caso
en el que se utiliza (II-a) en solitario como
unidad estructural (II).
La resina de copolicarbonato de la presente
invención puede contener además un estabilizante térmico con
contenido en fósforo para prevenir una disminución del peso
molecular y una degradación del tono durante el moldeo. Entre los
estabilizantes térmicos se incluyen ácido fosforoso, ácido
fosfórico, ácido fosfínico, ácido fosfónico y ésteres de ellos.
Entre los ejemplos específicos del estabilizante
térmico se incluyen fosfito de trifenilo, fosfito de
tris(nonilfenilo), fosfito de tridecilo, fosfito de
trioctilo, fosfito de trioctadecilo, fosfito de didecilmonofenilo,
fosfito de dioctilmonofenilo, fosfito de diisopropilmonofenilo,
fosfito de monobutildifenilo, fosfito de monodecildifenilo, fosfito
de monooctildifenilo, tris fosfito de
(2,4-di-terc-butilfenilo),
difosfito de
bis(2,6-di-terc-butil-4-metilfenil)pentaeritritol,
fosfito de
2,2-metilenbis(4,6-di-terc-butilfenil)octilo,
difosfito de bis(nonilfenil)pentaeritritol, difosfito
de
bis(2,4-di-terc-butilfenil)pentaritritol,
difosfito de diestearilpentaeritritol, fosfato de tributilo,
fosfato de trietilo, fosfato de trimetilo, fosfato de trifenilo,
fosfato de difenilmonooxoxenilo, fosfato de butilo, fosfato de
dioctilo, fosfato de diisopropilo, difosfonito de
tetraquis(2,4-di-iso-propilfenil)-4,4'-bifenileno,
difosfonito de tetraquis
(2,4-di-n-butilfenil)-4,4'-bifenileno,
difosfonito de
tetraquis(2,4-di-terc-butilfenil)-4,4'-bifenileno,
difosfonito de tetraquis
(2,4-di-terc-butilfenil)-4,3'-bifenileno,
difosfonito de tetraquis
(2,4-di-terc-butilfenil)-3,3'-bifenileno,
difosfonito de
tetraquis(2,6-di-isopropilfenil)-4,4'-bifenileno,
difosfonito de
tetraquis(2,6-di-n-butilfenil)-4,4'-bifenileno,
difosfonito de
tetraquis(2,6-di-terc-butilfenil)-4,4'-bifenileno,
difosfonito de
tetraquis(2,6-di-terc-butilfenil)-4,3'-bifenileno,
difosfonito de
tetraquis(2,6-di-terc-butilfenil)-3,3'-bifenileno,
difosfonito de
bis(2,4-di-terc-butilfenil)-bifenileno,
bencenofosfonato de dimetilo, bencenofosfonato de dietilo,
bencenofosfonato de dipropilo. Entre ellos, son preferibles
tris(2,4-di-terc-butilfenil)fosfito,
difosfonito de
tetraquis(2,4-di-terc-butilfenil)-4,4'-bifenileno
y fosfonito de
bis(2,4-di-terc-butilfenil)-bifenilo.
Estos estabilizantes térmicos se pueden utilizar
en solitario o combinando dos o más de ellos. La cantidad de
estabilizante térmico por cada 100 partes en peso de la resina de
copolicarbonato es preferiblemente 0,001 a 0,15 partes en peso.
La resina de copolicarbonato de la presente
invención puede contener un compuesto de éster de ácido graso para
mejorar la capacidad de extracción de la resina del molde cuando se
moldea.
El éster de ácido graso mencionado es
preferiblemente un éster parcial o un éster completo a partir de un
alcohol monohidroxílico o polihidroxílico que tiene de 1 a 20 átomos
de carbono y un ácido graso saturado que tiene de 10 a 30 átomos de
carbono. El éster parcial o el éster completo del alcohol
monohidroxílico o polihidroxílico y el ácido graso saturado se
selecciona preferiblemente entre monoglicérido de ácido esteárico,
diglicérido de ácido esteárico, triglicérido de ácido esteárico,
monosorbitato de ácido esteárico, monoglicérido de ácido behénico,
monoestearato de pentaeritritol, tetraestearato de pentaeritritol,
tetrapelargonato de pentaeritritol, monoestearato de propilen
glicol, estearato de estearilo, palmitato de palmitilo, estearato
de butilo, laurato de metilo, palmitato de isopropilo, bifenato de
bifenilo, monoestearato de sorbitano y estearato de
2-etilhexilo. Entre ellos, son preferibles
monoglicérido de ácido esteárico, triglicérido de ácido esteárico y
tetraestearato de pentaeritritol. La cantidad de éster de ácido
graso por cada 100 partes en peso de la resina de copolicarbonato
es preferiblemente de 0,001 a 0,5 partes en peso.
La resina de copolicarbonato de la presente
invención puede contener además un agente de absorción de
ultravioleta para mejorar la resistencia a la intemperie de la
resina y interceptar rayos ultravioletas no deseados. Entre los
ejemplos de absorbentes de ultravioleta se incluyen agentes de
absorción de ultravioleta de benzofenona tipificados por
2,2'-dihidroxi-4-metoxibenzofenona,
agentes de absorción de ultravioleta de triazina tipificados por
2-(4,6-difenil-1,3,5-triazin-2-il)-5-hexiloxifenol,
agentes de absorción de ultravioleta de benzotriazol tipificados
por
2-(2H-benzotriazol-2-il)-4-metilfenol,
2-(2H-benzotriazol-2-il)-4-terc-octilfenol,
2-(2H-benzotriazol-2-il)-4,6-bis(1-metil-1-feniletil)fenol,
2-(2H-benzotriazol-2-il)-4,6-di-terc-pentilfenol,
2-(5-cloro-2H-benzotriazol-2-il)-4-metil-6-terc-butilfenol,
2-(5-cloro-2H-benzotriazol-2-il)-2,4-terc-butilfenol
y
2,2'-metilenbis[6-(2H-benzotriazol-2-il)-4-(1,1,3,3-tetrametilbutil)fenol].
Se pueden utilizar en solitario o en combinación de dos o más. La
cantidad de agente de absorción ultravioleta por cada 100 partes en
peso de la resina de copolicarbonato es generalmente de 0,01 a 1
parte en peso, preferiblemente de 0,05 a 0,8 partes en peso.
La resina de copolicarbonato de la presente
invención puede contener un agente de azulado para compensar el
color amarillento causado por la resina de policarbonato o el agente
de absorción de ultravioleta cuando se moldea en una lente. Se
puede utilizar cualquiera agente de azulado sin limitación siempre y
cuando se pueda utilizar en una resina de copolicarbonato.
Generalmente, es muy asequible y preferible un colorante de
antraquinona.
Específicamente, entre los ejemplos típicos de
agente de azulado se incluyen los de nombre común Violeta Solvente
13 (CA. Nº (índice de color Nº) 60725; marcas comerciales
"Macrolex Violet B" suministrado por Bayer AG'', "Diaresin
Blue G" suministrado por Mitsubishi Chemical Co., Ltd. y
"Sumiplast Violet B" suministrado por Sumitomo Chemical Co.,
Tld), nombre común Violeta Solvente 31 (CA. Nº 68210; marca
comercial; "Diaresin Viollet D" suministrado por Mitsubishi
Chemical Co., Ltd.), nombre común Violeta Solvente 33 (CA. Nº 60725;
marca comercial; Diaresin Blue J. suministrado por Mitsubishi
Chemical Co., Ltd.), nombre común Azul Solvente 94 (CA. Nº 61500;
marca comercial: "Diaresin Blue N" suministrado por Mitsubishi
Chemical Co., Ltd.), nombre común violeta solvente 36 (CA. Nº
68210; marca comercial; Macrolex Violet 3R'' suministrado por Bayer
AG), nombre común Azul solvente 97 (marca comercial "Macrolex
Violet RR" suministrado por Bayer AG) y nombre común Azul
solvente 45 (CA. Nº 61110; marca comercial "Tetrasole Blue
RLS" suministrado por Sandoz AG). Generalmente, el agente de
azulado se incorpora en la resina de copolicarbonato en una
cantidad comprendida entre 0,3 x 10^{-4} y 2 x 10^{-4} por cada
100 partes en peso de la resina de copolicarbonato.
La resina de copolicarbonato de la presente
invención puede contener un antioxidante conocido de manera general
para prevenir la oxidación. Entre los ejemplos del mismo se incluyen
antioxidantes de fenol, incluyéndose entre sus ejemplos específicos
trietilen
glicol-bis(3-(3-terc-butil-5-metil-4-hidroxifenil)propionato),
1,6-hexanodiol-bis(3-(3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenil)propionato,
pentaeritritol-tetraquis(3-(3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenil)propionato),
octadecil-3-(3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenil)propionato,
1,3,5-trimetil-2,4,6-tris(3,5-di-terc-butil-4-hidroxibencil)benceno,
N,N-hexametilenbis(3,5-di-terc-butil-4-hidroxihidrocinamida,
éster dietílico de
3,5-di-terc-butil-4-hidroxibencilfosfonato,
tris(3,5-di-terc-butil-4-hidroxibencil)-isocianurato
y
3,9-bis{1,1-dimetil-2-[\beta-(3-terc-butil-4-hidroxi-5-metilfenil)propioniloxi]etil}-2,4,8,10-tetraoxaspiro(5,5)undecano.
La cantidad de antioxidante por cada 100 partes en peso de la
resina de copolicarbonato es preferiblemente la comprendida entre
0,0001 y 0,05 partes en peso.
Cuando se utiliza la resina de copolicarbonato
para producir una lente plástica, se puede emplear un método
conocido. Específicamente, la lente plástica de la presente
invención se puede conformar a través de cualquiera de los
distintos métodos de moldeo, como por ejemplo moldeo por inyección,
moldeo por compresión, moldeo por extrusión o moldeo por compresión
e inyección. El moldeo por compresión e inyección es el que se
prefiere sobre todo, ya que se pueden conformar lentes sin tensión
óptica. En un moldeo por compresión e inyección, preferiblemente,
la temperatura del cilindro está comprendida entre 180ºC y 300ºC y
la temperatura del molde es de 40 a 120ºC.
La lente plástica de la presente invención puede
revestirse en su superficie con una capa de protección como, por
ejemplo, una capa de recubrimiento dura, una capa de recubrimiento
anti-reflexión o una capa de recubrimiento
anti-turbiedad. A continuación, se explicarán estas
capas protectoras.
La lente plástica de la presente invención se
puede aplicar a varias lentes, como por ejemplo una lente para
gafas, una lente para cámara, una lente de binocular, una lente de
microscopio, una lente de proyector, una lente Fresnel, una lente
lenticular, una lente f\theta, lente de lámpara frontal, una lente
fonocaptora, y similares. La lente de plástico de la presente
invención se aplica de una forma particularmente adecuada para
lentes de gafas, ya que presenta un excelente equilibrio entre el
índice de refracción y el índice Abbe.
Para una capa de recubrimiento dura (curada)
formada sobre la superficie de sustrato de lente de la presente
invención, se pueden utilizar preferiblemente tanto una capa de
recubrimiento duro termoestable como una capa de recubrimiento duro
curable por rayos actínicos.
El material de recubrimiento duro termoestable
incluye una resina de silicona como, por ejemplo, organopolisiloxano
y una resina de melamina.
La resina de silicona mencionada se puede
seleccionar entre las resinas que se describen en
JP-A-48-056230,
JP-A-49-014535,
JP-A-08-054501 y
JP-A-08-198985. Por
ejemplo, la capa de recubrimiento duro mencionada hecha de una
resina de silicio es una capa de recubrimiento duro formada por
secado y/o curado por calor de una composición de recubrimiento que
comprende un compuesto de órganosilicio representado por la fórmula
general:
(*)(R_{1})_{a}(R_{2})_{b}Si(OR_{3})_{4-(a+b)}
y/o un hidrolizado del
mismo,
en la que cada R_{1} y R_{2} es
independientemente un grupo orgánico seleccionado de la clase que
consiste en un grupo alquilo, un grupo alilo, un grupo acilo, un
grupo halógeno, un grupo glicidoxi, un grupo epoxi, un grupo amino,
un grupo fenilo, un grupo mercapto, un grupo metacriloxi y un grupo
ciano, R_{3} es un grupo alquilo que tiene de 1 a 10 átomos de
carbono, un grupo alcoxi alilo, un grupo alilo o un grupo acilo y a
y b son enteros de 0 a 1.
Entre los ejemplos específicos de compuesto de
órganosilicio se incluyen tetraalcoxisilanos como silicato de
metilo, silicato de etilo, silicato de n-propilo,
silicato de iso-propilo, silicato de
n-butilo, silicato de sec-butilo,
silicato de terc-butilo o hidrolizados de ellos,
trialcoxisilanos como metiltrimetoxisilano, metiltrietoxisilano,
etiltrietoxisilano, viniltrimetoxisilano, feniltrimetoxisilano,
\gamma-cloropropiltrimetoxisilano,
\gamma-mercaptopropiltrimetoxisilano,
\gamma-metacriloxipropiltrimetoxisilano,
\gamma-aminopropiltrimetoxisilano,
\gamma-glicidoxipropiltrimetoxisilano,
(3,4-epoxiciclohexil)metiltrimetoxisilano,
(3,4-epoxiciclohexil)etitrimetoxisilano y
\gamma-(3,4-epoxiciclohexil)propiltrimetoxisilano
o hidrolizados de ellos y dimetoxisilanos como
dimetildimetoxisilano, dimetildietoxisilano,
fenilmetildimetoxisilano y
\gamma-glicidoxipropilmetildimetoxisilano o
hidrolizados de ellos.
Estos compuestos de órganosilicio se pueden
utilizar en solitario o combinando dos o más de ellos.
Dichos compuestos de órganosilicio se utilizan
preferiblemente después de ser hidrolizados, para disminuir la
temperatura de curado y favorecer el curado. La hidrólisis se lleva
a cabo preferiblemente en presencia de un ácido inorgánico como
ácido clorhídrico o ácido sulfúrico o un ácido orgánico como ácido
acético. El grado de hidrólisis puede controlarse fácilmente
ajustando la cantidad de ácido utilizada. Para llevar a cabo una
hidrólisis uniforme, se puede utilizar un disolvente orgánico. El
disolvente orgánico se selecciona entre un alcohol, una cetona, un
éter, un celosolve o un hidrocarburo aromático. Estos disolventes se
pueden utilizar en solitario o combinando dos o más de ellos.
La capa de recubrimiento duro hecha de resina de
melamina es una capa de recubrimiento duro formada por secado y/o
curado por calor de una composición de recubrimiento que contiene
una resina de melamina, como metilolmelamina metilada,
metilolmelamina propilada, metilolmelamina butilada o
metilolmelamina isobutilada, un agente de reticulación, un agente
de curado y similares.
Estas resinas de melamina se pueden utilizar en
solitario o combinando dos o más de ellas. Por otra parte, la capa
de recubrimiento dura puede contener un modificador como por ejemplo
una resina acrílica, una resina de poliéter, una resina de
poliéster o una resina de silicona, siempre y cuando no se
perjudiquen las propiedades físicas de la misma.
Entre los ejemplos de agente de curado se
incluyen ácidos inorgánicos como ácido clorhídrico, ácido sulfúrico
y ácido nítrico y ácidos orgánicos como ácido oxálico, ácido
oxálico, ácido maleico y ácido
p-toluensulfónico.
Entre los ejemplos de agente de reticulación se
incluyen glicoles de cadena corta como etilen glicol, dietilen
glicol, butanodiol y hexanodiol y glicoles de cadena larga como
polietilen glicoles. Se pueden incorporar en solitario o combinando
dos o más de ellos.
En la composición de recubrimiento de melamina,
la cantidad del agente de curado y del agente de reticulación se
determina dependiendo del propósito. El criterio de determinación de
la cantidad de agente de reticulación es que el grupo funcional de
la resina de melamina y el grupo funcional del agente de
reticulación sean equimolares. La cantidad de agente de
reticulación por cada 100 partes en peso de la resina de melamina es
preferiblemente de 10 a 200 partes en peso, más preferiblemente de
20 a 150 partes en peso. La cantidad del agente de curado por cada
100 partes en peso de la resina de melamina es preferiblemente de 1
a 10 partes en peso, más preferiblemente de 2 a 7 partes en
peso.
Entre los disolventes se incluyen un alcohol,
una cetona, un éter, un celosolve y un hidrocarburo aromático.
Estos disolventes se pueden utilizar en solitario o combinando dos o
más de ellos.
El material de recubrimiento duro de curado por
rayos actínicos se puede seleccionar entre los materiales descritos
en JP-A-54-097633,
JP-A-03-145602 y
JP-A-2000-229384.
Por ejemplo, este material incluye un compuesto polifuncional que
tiene al menos dos grupos funcionales curables por rayos actínicos,
como por ejemplo los compuestos que tienen un grupo insaturado,
como los grupos funcionales curables por rayos actínicos, grupos
(met)acriloílo, grupos vinilo, o grupos alilo,
preferiblemente compuestos que tienen grupos (met)acriloílo.
Por ejemplo, el material es un poli(met)acrilato
formado a partir de un compuesto que tiene al menos dos grupos
hidroxilo, como por ejemplo alcohol polihidroxílico y ácido
(met)acrílico.
El compuesto de poli(met)acrilato
incluye específicamente los siguientes compuestos. Por ejemplo,
incluye di(met)acrilato de
1,4-butanodiol, di(met)acrilato de
neopentil glicol, di(met)acrilato de
1,6-hexanodiol, di(met)acrilato de
ciclohexanodimetanol, di(met)acrilato de polietilen
glicol, tri(met)acrilato de glicerol,
tri(met)acrilato de trimetilolpropano,
tetra(met)acrilato de ditrimetilolpropano,
tri(met)acrilato de pentaeritritol,
tetra(met)acrilato de pentaeritritol,
penta(met)acrilato de dipentaeritritol,
hexa(met)acrilato de dipentaeritritol,
tris(2-(met)acriloíloxietil)isocianurato,
bis(2-(met)acriloiloxietil)-2-hidroxiletilisocianurato,
tris(2-(met)acriloiloxipropil)isocianaurato,
dimetacrilato de bisfenol A, tri(met)acrilato de
trimetilolpropano con adición de óxido de etileno, pentaeritritol
con adición de tetra(met)acrilato de óxido de etileno,
dipentaeritritol con adición de hexa (met9acrilato de óxido de
etileno y dipentaeritritol con adición de
hexa(met)acrilato de caprolactona.
Se prefieren poli(met)acrilato de
trimetilolpropano, poli(met)acrilato de pentaeritritol
y poli(met)acrilato de isocianurato.
Además de los grupos funcionales curables por
rayos actínicos, el compuesto polifuncional mencionado puede tener
varios grupos funcionales y enlaces como, por ejemplo, un grupo
hidroxilo, un grupo carboxilo, un grupo halógeno, un enlace
uretano, un enlace éter, un enlace éster, un enlace tioéter, un
enlace amida o un enlace diorganosiloxano. Se prefieren en
particular un compuesto con contenido en grupo (met)acriloílo
que tiene un enlace uretano (denominado en ocasiones
"acrilouretano" en adelante''.
El acrilourateno incluido en el compuesto
polifuncional mencionado incluye un producto de reacción de un
compuesto (1) que tiene al menos dos grupos isocianato por
molécula, un compuesto (2) que tiene al menos dos grupos hidroxilo
por molécula, y un compuesto (3) que tiene un grupo hidroxilo y un
grupo (met)acriloílo.
El compuesto (1) que tiene al menos dos grupos
isocianato por molécula incluye diisocianato de
2,6-tolileno, diisocianato de
2,4-tolileno, 4,4-diisocianato de
difenilmetano, 4,4-diisocianato de
diciclohexilmetano, diisocianato de hexametileno, diisocianato de
tetrametileno, diisocianato de fenileno, diisocianato de xilileno,
diisocianato de tetrametilxilileno, diisocianato de
1,5-naftaleno, diisocianato de ciclohexano y
diisocianato de isoforona.
El compuesto (2) que tiene al menos dos grupos
hidroxilo por molécula incluye alcoholes polihidroxílicos como
etilen glicol, propilen glicol, 1,4-butanodiol,
1,6-hexanodiol, neopentil glicol,
ciclohexanodimetanol, dietilen glicol, trimetilolpropano,
pentaeritritol, ditrimetilolpropano, dipentaeritritol y
tris(2-hidroxietil)isocianurato,
polialquilen glicoles como polietilen glicol y polipropilen glicol,
y poliéster polialcoholes obtenidos por condensación de los
alcoholes polihidroxílicos o polialquilen glicoles mencionados con
ácidos polibásicos (como ácido ftálico, ácido tereftálico y ácido
maleico) o anhídridos de los mismos.
Entre los ejemplos específicos de compuesto (3)
que tiene un grupo hidroxilo y un grupo (met)acriloílo se
incluyen (met)acrilato de 2-hidroxietilo,
(met)acrilato de 2-hidroxipropilo,
(met)acrilato de 4-hidroxibutilo,
(met)acrilato de
2-hidroxi-3-cloropropilo,
(met)acrilato de 4-hidroxiciclohexilo,
(met)acrilato de
2-hidroxi-3-feniloxipropilo
y acrilato de pentaeritritol.
El acrilouretano mencionado que es un compuesto
polifuncional específicamente preferible incluye un acrilouretano
que es el producto de pentaeritritol o polipentaeritritol que es un
polímero del mismo, poliisocianato y (met)acrilato de
hidroxialquilo, y un acrilouretano que es el producto de reacción de
un poli(met)acrilato con contenido en grupo hidroxilo
de pentaeritritol o polipentaeritritol y poliisocianato.
Cuando se lleva a cabo el curado con rayos
ultravioleta (UV) con rayos actínicos para el curado, se emplea un
iniciador de fotopolimerización. El iniciador de fotopolimerización
incluye iniciadores de fotopolimerización de aril cetona (como
acetofenonas, benzofenonas, benzoínas y éteres de benzoína),
iniciadores de fotopolimerización con contenido en azufre (como
sulfuros y tioxantonas), un iniciador de fotopolimerización de óxido
de acilfosfina, un iniciador de fotopolimerización de óxido de
diacilfosfina y otros iniciadores de fotopolimerización.
La cantidad del iniciador de fotopolimerización
mencionado por cada 100 partes en peso de compuesto polifuncional
curable por UV es preferiblemente de 0,01 a 20 partes en peso,
siendo particularmente preferible de 0,1 a 10 partes en peso.
Para ajustar la composición de recubrimiento
para que tenga una viscosidad apropiada, se puede incorporar un
disolvente orgánico. Entre los disolventes orgánicos se incluyen un
alcohol, una cetona, un éter, un celosolve y un hidrocarburo
aromático. Estos disolventes se utilizan en solitario o combinando
dos o más de ellos.
Además de los componentes anteriores, la
composición de recubrimiento puede contener otros componentes
siempre y cuando no se perjudiquen las propiedades de la capa
curada. Por ejemplo, la composición de recubrimiento puede contener
un agente de curado para promover la reacción, una sustancia
inorgánica que presente la forma de partículas finas para ajustar
el índice de refracción del recubrimiento con la contrapartida de
los distintos sustratos, y diversos agentes tensioactivos para
mejorar la humectabilidad durante la aplicación o la uniformidad de
una capa curada.
Para mejorar la dureza superficial, es
particularmente adecuado el uso de una sílice coloidal que es una
dispersión coloidal de un ácido silícico anhidro de alto peso
molecular en agua y/o un disolvente orgánico, como por ejemplo un
alcohol. Como sílice coloidal, es preferible el uso de una
dispersión de partículas finas de sílice que tienen un diámetro de
partícula de 1 a 100 \mum. Asimismo, la sílice coloidal se utiliza
preferiblemente en un intervalo cuantitativo de 5 a 70% en peso
para mejorar la adherencia a una capa
anti-reflexión.
Se puede colorear el recubrimiento dispersando
un colorante (un colorante y un pigmento) o una carga o disolviendo
un polímero orgánico. Asimismo, se pueden añadir un agente de
absorción de ultravioleta y un anti-oxidante.
\newpage
El medio para aplicar la composición de
recubrimiento a un sustrato (lente plástica) no está restringido y
se pueden emplear métodos conocidos, como el método por inmersión,
un método por aspersión, un método de recubrimiento por
centrifugado, un método de recubrimiento de barra, un método de
recubrimiento de flujo y un método de recubrimiento por rodillo.
Teniendo en cuenta la precisión superficial, son preferibles un
método de inmersión y un método de recubrimiento por
centrifugado.
La composición de recubrimiento aplicada sobre
el sustrato se cura del siguiente modo, para formar una capa de
recubrimiento duro. Cuando la composición de recubrimiento es un
material de recubrimiento duro termoestable, se cura por secado y/o
calentamiento después de aplicarlo sobre el sustrato.
La temperatura para el secado y/o calentamiento
está comprendida preferiblemente en el intervalo de 50ºC a 200ºC,
siendo particularmente preferible el intervalo de 70ºC a 150ºC.
El secado y/o calentamiento se lleva a cabo
hasta que la capa curada tenga una dureza suficiente, y según
aumenta la temperatura de calentamiento, disminuye el período de
tiempo de tiempo necesario para ello. El secado y/o calentamiento
puede llevarse a cabo durante 0,3 a 5 horas.
El material de recubrimiento duro curable por
rayos actínicos se cura por irradiación con un rayo actínico como
por ejemplo rayos UV, haz de electrones o láser, después de
aplicarlo sobre el sustrato. Si bien el rayo actínico no está
limitado especialmente, es preferible rayos UV. La fuente de rayos
UV puede seleccionarse de una lámpara xenon, una lámpara xénon de
pulso, una lámpara de mercurio de baja presión, una lámpara de
mercurio de alta presión, una lámpara de mercurio de presión
ultraalta, una lámpara de haluro de metal, una lámpara de arco de
carbono o una lámpara de tungsteno.
Para mejorar la adherencia entre el sustrato y
la capa de recubrimiento dura, preferiblemente, se trata previamente
el sustrato antes de aplicar la composición de recubrimiento. Entre
los ejemplos de tratamiento previo se incluyen un tratamiento
químico con un ácido, un álcali o un disolvente orgánico, un
tratamiento físico con plasma o rayos ultravioleta, el lavado con
diferentes detergentes y un tratamiento con capa de imprimación con
diversas resinas.
La capa de recubrimiento dura curada a través
del método anterior tiene preferiblemente un grosor de 1 a 50
\mum. Cuando dicho grosor excede 50 \mum, el curado resulta
insuficiente y es probable que se perjudique la adherencia al
sustrato. Cuando es inferior a 1 \mum, es posible que la capa
exterior formada sobre esta capa no presente una resistencia a la
abrasión suficiente ni resistencia al rayado.
Se puede formar una capa de un solo estrato o de
varios estratos anti-reflexión sobre la capa curada
mencionada, según se requiera. El componente para la formación de
la capa anti-reflexión se selecciona entre
componentes conocidos, tales como óxidos inorgánicos, fluoruro o
nitruros. Entre los ejemplos específicos de dicho componente se
incluyen dióxido de silicio, monóxido de silicio, óxido de zirconio,
óxido de tántalo, óxido de itrio, óxido de aluminio, óxido de
titanio, fluoruro de magnesio y nitruro de silicio. Entre los
métodos para formar esta capa se incluyen un método de depósito al
vacío, un método de bombardeo, un método de electrodepósito iónico
y un método de depósito asistido por haz de iones. Cuando se forma
la capa anti-reflexión, se mejora el comportamiento
anti-reflexivo de la lente. Por otra parte, se puede
formar una capa anti-turbiedad sobre la capa curada
mencionada o la capa anti-reflexión mencionada.
Si bien la resina de copolicarbonato de la
presente invención es útil para una lente plástica, tal como se ha
descrito anteriormente, se ha observado que la resina de
copolicarbonato de la presente invención puede dar lugar a
artículos moldeados utiles y con un alto rendimiento en función de
su excelente transparencia, propiedades ópticas y capacidad de
flujo cuando se moldea en láminas y películas de otros artículos
moldeados ópticos.
De acuerdo con la presente invención, se
proporciona un artículo moldeado óptico hecho de una resina de
copolicarbonato que comprende la unidad estructural antes
mencionada (I) y la unidad estructural (II) antes mencionada, en un
porcentaje molar de la unidad estructural (I) de 15 a 85% en función
del total de unidades estructurales (I) y (II) y que tiene una
viscosidad específica de 0,25 a 0,6.
Dicho artículo moldeado óptico puede consistir
en cualquiera de los siguientes: un sustrato de disco óptico, una
placa de difusión de luz, una placa de guía de luz, una tarjeta
óptica, un prisma óptico y una fibra óptica. En cuanto a otros usos
distintos a los artículos moldeados ópticos, la resina de
copolicarbonato de la presente invención se puede aplicar por
ejemplo a un aglutinante para un fotorreceptor
electrofotográfico.
La resina de copolicarbonato para un artículo
moldeado óptico tiene preferiblemente un contenido en grupo
hidroxilo fenólico (grupo OH) terminal comprendido en el intervalo
de 1 a 80% en moles, preferiblemente de 2 a 70% en moles, en
función del contenido total de grupos terminales. Por otra parte, la
resina de copolicarbonato tiene preferiblemente un porcentaje molar
de unidad estructural (I) de 20 a 80%, siendo particularmente
preferible de 30 a 70%, en función del total de unidades
estructurales (I) y (II), siendo además preferible que tenga una
viscosidad específica en el intervalo de 0,25 a 0,56. La resina de
copolicarbonato tiene ventajosamente además una distribución del
peso molecular (Mw/Mn) en el intervalo de 1,1 a 3, preferiblemente
en el intervalo de 1,3 a 2,8.
\newpage
Un sustrato de disco óptico constituye un
ejemplo típico de artículo moldeado óptico. El sustrato de disco
óptico cubre desde un disco compacto para audio (densidad de
grabación de aproximadamente 650 MB por disco que tiene un diámetro
de 12 cm) hasta un sustrato de disco de alta densidad. Por ejemplo,
recientemente se está realizando un DVD-ROM que
tiene una capacidad de 4,7 GB para la reproducción solamente, y se
está materializando una capacidad de 4,7 GB para
DVD-R, DVD-RW y
DVD-RAM que permiten grabación y reproducción. Como
disco MO que tiene un tamaño de 5,25'', se están sacando al mercado
medios de grabación de información ópticos que tienen una capacidad
de 5,2 GB en las dos superficies, y como disco MO que tiene un
tamaño de 3,5'', se están sacando al mercado medios de grabación de
información ópticos que tiene una capacidad de 1,3 GB en una
superficie. Asimismo, para copiar con una transmisión de alta
resolución digital, es deseable un medio de grabación óptico de
alta densidad que tiene una capacidad de aproximadamente 6,5 GB o
más, en particular, 10 GBN o más sobre la superficie de un disco
que tiene un diámetro de 12 cm. El sustrato de disco óptico de la
presente invención posee propiedades adecuadas para la aplicación y
adaptación al mismo.
El sustrato de disco óptico proporciona un disco
óptico cuando se forma una capa delgada de metal sobre al menos una
de sus superficies. Entre los metales se incluyen aluminio, Tb, Fe,
Co., Gd, SiN, ZnS-SiO_{2}, GeSbTe, ZnS y una
aleación de aluminio, siendo adecuado el aluminio. La capa delgada
puede formarse a través de medios como bombardeo o depósito por
vapor. Estos medios para formar la capa delgada de metal se pueden
llevar a cabo a través de métodos conocidos por sí mismos.
El sustrato de disco óptico puede obtenerse por
moldeo de la resina de copolicarbonato mencionada con arreglo a
cualquier método adecuado como método de moldeo por inyección, un
método de moldeo por compresión o un método de extrusión. Para el
disco óptico de la presente invención, resulta excelente un método
de moldeo por inyección en cuanto a la productividad y por tanto es
adecuado.
Generalmente, el sustrato de disco óptico se
obtiene por moldeo por inyección de la resina de policarbonato a
una temperatura de resina comprendida entre 250 y 380ºC a una
temperatura de molde comprendida entre 60 y 130ºC, o el sustrato de
disco óptico puede consistir en un disco formado por unión de estos
dos sustratos así obtenidos entre sí.
De acuerdo con la presente invención, además, se
proporciona una película o lámina formada de una resina de
copolicarbonato que comprende las unidades estructurales (I) y (II)
antes mencionadas, que tiene un porcentaje molar de unidad
estructural (I) de 15 a 85%, en función del total de unidades
estructurales (I) y (II) y que tiene una viscosidad específica de
0,3 a 0,7.
La resina de copolicarbonato que forma la
película o la lámina tiene un contenido en grupo hidroxilo fenólico
(grupo OH) terminal comprendido en el intervalo de 1 a 80% en moles,
preferiblemente, de 2 a 70% en moles, en función del contenido
total de grupos terminales. Por otra parte, la resina de
copolicarbonato tiene preferiblemente un porcentaje molar de unidad
estructural (I) comprendido entre 20 y 80%, siendo particularmente
preferible entre 30 y 70%, en función del total de unidades
estructurales (I) y (II), y siendo además ventajoso que tenga una
viscosidad específica en el intervalo comprendido entre 0,3 y 0,6
para la lámina o en el intervalo de 0,35 a 0,7 para la película. La
resina de copolicarbonato tiene además ventajosamente una
distribución del peso molecular (Mw/Mn) en el intervalo de 1,1 a 3,
preferiblemente, en el intervalo de 1,3 a 2,8.
La lámina tiene deseablemente un grosor
comprendido dentro del intervalo de 0,6 a 10 mm, siendo
particularmente deseable en el intervalo de 0,8 a 8 mm. La película
tiene un grosor más pequeño que la lámina, presentando la película
generalmente un grosor comprendido dentro del intervalo de 1 a 600
\mum, preferiblemente, en el intervalo comprendido entre 10 y 500
\mum.
La película y la lámina se pueden producir a
través de un método conocido por sí mismo.
Por ejemplo, cuando se produce la lámina, se
mezclan homogéneamente un polvo o pellets de la resina de
policarbonato y cantidades determinadas previamente de aditivos
(estabilizante térmico, anti-oxidante, absorbente de
ultravioleta, agente para extracción del molde, colorante, etc) con
un medio de mezclado como un vibrador, una mezcladora de tipo V o
una mezcladora de alta velocidad, y se moldea la mezcla obtenida,
directamente o después de aglomerarla con una extrusora de doble
tornillo o de tornillo simple con cilindro desgasificante, para
formar un artículo moldeado de resina de policarbonato de tipo
lámina a través de un método como moldeo por inyección, moldeo por
extrusión, moldeo por compresión o moldeo rotatorio. Entre ellos, es
adecuado el uso de un método obtención de un artículo moldeado en
forma de lámina por moldeo por inyección y un método para obtener
una placa de resina (lámina) por moldeo por extrusión,
prefiriéndose un método de moldeo por extrusión. El método para
obtener una placa de resina por moldeo por extrusión incluye un
método en el que se proporciona una resina de policarbonato fundida
extruida con una extrusora con una boquilla en T y enfriada en un
rodillo de enfriado. En este caso, el rodillo de enfriado se ajusta
preferiblemente a una temperatura en el intervalo comprendido entre
50 y 200ºC, siendo particularmente preferible el intervalo de 60 a
120ºC. Adecuadamente, la lámina encuentra aplicación en un vidrio
de ventana o de techo de un automóvil, materiales ópticos como placa
de diferencia de fase, una placa de difusión de luz y polarizador,
materiales de construcción como materiales para muros, materiales
para suelos, materiales de techos de arcada, zócalos de veranda,
placas de parabrisas, y placas anti-nieves,
vitrinas de exposición, escaparates, diversas bandejas, diversos
paneles (cubiertas de protección de tableros de instrumentos),
pantallas para cascos y
similares.
similares.
Por otra parte, el método para formar la
película es preferiblemente un método que puede proporcionar una
película excelente en cuanto a su uniformidad del grosor, que no
causa la formación de gel ni agujeros, ni rallados, etc. y que da
lugar a una película que contiene poca materia extraña, incluyéndose
entre dichos métodos, un método de colada con disolvente, un método
de extrusión en fundido y un método de calandrado. Cuando se
utiliza la película en un campo óptico, es necesario que la película
tenga una alta uniformidad, de manera que es preferible emplear un
método de colada en solución. Generalmente, el método de colada se
selecciona preferiblemente entre un método de colada en el que se
extruye una solución a través de una boquilla o un método de
bisturí. Entre los ejemplos de disolventes se incluyen
preferiblemente disolventes orgánicos como cloruro de metileno,
cloroformo, dioxolano, tolueno, dimetilformamida y
N-metilpirrolidona. Estos disolventes se pueden
utilizar en solitario, o se puede emplear una mezcla de al menos dos
disolventes. Preferiblemente, se utiliza una solución que tiene una
concentración de 5 a 50% en peso.
La película producida a través de este método
puede aplicarse adecuadamente sobre una película de pantalla de un
equipo de televisión, una película de diferencia de fase, una
película de polarización, una pantalla de exposición, como por
ejemplo una película celular plástica y una película aislante.
De acuerdo con la presente invención, se
proporciona también una resina de copolicarbonato (A) (i) que
comprende las unidades estructurales (I) y (II) anteriores, (ii)
que tiene un porcentaje molar de la unidad estructural (I)
comprendido entre 15 y 85% en función del total de unidades
estructurales (I) y (II), (iii) que tiene una viscosidad específica
de 0,3 a 0,7 y (iv) que tiene un contenido en grupo hidroxilo
fenólico (grupo OH) terminal comprendido dentro del intervalo de 1
a 80% en moles en función del contenido total de grupos
terminales.
En la resina de copolicarbonato (A) mencionada,
preferiblemente, la unidad estructural (I) está representada por la
siguiente unidad estructural (I'), y en la configuración estérica de
los dos grupos metileno que se unen al grupo
1,4-ciclohexileno de la fórmula (I'), la relación
trans/cis se encuentra preferiblemente en el intervalo de 100/0 a
50/50.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
En la resina de copolicarbonato (A) anterior,
óptimamente, (ii) el porcentaje molar de la unidad estructural (I)
en función del total de unidades estructurales (I) y (II) está
comprendido entre 20 y 80% en moles, y (iv) el contenido de grupo
terminal hidroxilo fenólico en función del contenido total de grupos
terminales se encuentra en el intervalo comprendido entre 2 y 70%
en moles. Asimismo, de manera ventajosa, la distribución del peso
molecular (Mw/Mn) se encuentra en el intervalo comprendido entre 1,1
y 3,0, preferiblemente en el intervalo comprendido entre
1,3 y 2,8.
1,3 y 2,8.
En la resina de copolicarbonato anterior (A),
óptimamente, la unidad estructural (II) es la siguiente unidad
estructural (II-a).
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
En la resina de copolicarbonato (A) anterior,
preferiblemente la unidad estructural (I) está representada por la
unidad estructural (I'), y la unidad estructural (II) es una
combinación de las siguientes unidades estructurales
(II-a) y (II-b).
\vskip1.000000\baselineskip
Aunque la unidad estructural
(II-b) se selecciona del grupo que consiste en las
unidades estructurales (II-b-1) y
(II-b-2) representadas a
continuación, es preferible la unidad
(II-b-1).
\vskip1.000000\baselineskip
En las unidades estructurales
(II-b-1) y
(II-b-2) representadas arriba, cada
R_{1} y R_{2} es independientemente un grupo alquilo que tiene
de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo alcoxi que tiene de 1 a 10
átomos de carbono, un grupo cicloalquilo que tiene de 6 a 20 átomos
de carbono, un grupo cicloalcoxi que tiene de 6 a 20 átomos de
carbono, un grupo arilo que tiene de 6 a 10 átomos de carbono, un
grupo aralquilo que tiene de 7 a 20 átomos de carbono, un grupo
ariloxi que tiene de 6 a 10 átomos de carbono, un grupo aralquiloxi
que tiene de 7 a 20 átomos de carbono o un átomo de halógeno, cada
q y r es un entero de 0 a 4, W' es un grupo hidrocarburo alicíclico
que tiene de 5 a 12 átomos de carbono o un grupo representado
por
en la que R_{3} y R_{4} son
cada uno de ellos iguales o diferentes entre sí y representan cada
uno de ellos un átomo de hidrógeno o un grupo hidrocarburo que
tiene de 1 a 10 átomos de carbono, x es un entero de 1 a 5, cada
R_{5} y R_{6} es independientemente un átomo de hidrógeno o un
grupo alquilo que tiene de 1 a 3 átomos de carbono, p es un entero
de 4 a 7, cada R_{11} y R_{12} es independientemente un grupo
alquilo que tiene de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo alcoxi que
tiene de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo cicloalquilo que tiene
de 6 a 20 átomos de carbono, un grupo cicloalcoxi que tiene de 6 a
20 átomos de carbono, un grupo arilo que tiene de 6 a 10 átomos de
carbono, un grupo aralquilo que tiene de 7 a 20 átomos de carbono,
un grupo ariloxi que tiene de 6 a 10 átomos de carbono, un grupo
aralquiloxi que tiene de 7 a 20 átomos de carbono o un átomo de
halógeno y cada y y z es un entero de 1 a
4.
Dentro de las unidades estructurales
(II-b), es preferible
(II-b-1), prefiriéndose en
particular las siguientes unidades como
(II-b-1).
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Estas unidades (i), (ii) y (vi) que entran
dentro de (II-b) son unidades estructurales
derivadas de (i)
1,1-bis(4-hidroxifenil)-3,3,5-trimetilciclohexano,
(ii) 4,4'-dihidroxidifenilsulfona y (vi)
1,1-bis(4-hidroxifenil)ciclohexano
que se utilizan como compuestos dihidroxi.
La resina de copolicarbonato que tiene dos tipos
de dichas unidades estructurales (II) se compone de las unidades
estructurales (I'), (II-a) y (II-b).
En este caso, el porcentaje molar de la unidad estructural (I') que
se basa en el total de unidad estructurales (I') y la unidad
estructural (II) (total de II-a y
II-b) es de 15 a 85%, preferiblemente de 20 a 80%,
y relación molar de la unidad estructural
(II-a):unidad estructural (II-b) se
encuentra en el intervalo de 1:99 a 99:1, preferiblemente de 30:70 a
99:1, siendo particularmente preferible 40:60 a 95:5, más
preferiblemente en el intervalo comprendido entre 50:50 y 90:10.
Cuando se utilizan dos tipos de unidades
estructurales (II) en combinación, tal como se ha descrito
anteriormente, se puede obtener una resina de copolicarbonato y un
artículo moldeado que tiene una temperatura de transición vítrea
alta y una mejor constante de fotoelasticidad en comparación con el
caso en el que se utiliza (II-a) en solitario como
unidad estructural (II).
La resina de copolicarbonato (A) mencionada se
puede producir por polimerización de compuestos dihidroxílicos que
tienen de 15 a 85% en moles de ciclohexanodimetanol representado por
la siguiente fórmula (I-R) y de 85 a 15% en moles
de bisfenol representado por la siguiente fórmula
(II-R) y un éster de carbonato con arreglo a un
método de intercambio estérico.
\vskip1.000000\baselineskip
En la fórmula (II-R), R_{1},
R_{2}, W, q y r son como se ha definido antes en relación con la
unidad estructural (II).
\vskip1.000000\baselineskip
La presente invención quedará explicada con
mayor detalle haciendo referencia a los ejemplos que se exponen a
continuación. En los ejemplos, "parte" se refiere a "parte en
peso" y "%" se refiere a "% en peso". Se evaluaron
varias de las propiedades a través de los siguientes métodos.
Se midió en cloruro de metileno como disolvente
que tenía una concentración de 0,7 g/100 ml. Se ajustó la
temperatura para la medida en 20ºC.
\vskip1.000000\baselineskip
Se preparó una película colada (grosor 100
\mum) de una resina de policarbonato y se midió a 25ºC con un
refractómetro Abbe suministrado por Atago K.K. utilizando
diyodometano como líquido de contacto.
\vskip1.000000\baselineskip
Se midió con DSC2910 suministrado por T.A.
Instruments, Japón.
\vskip1.000000\baselineskip
Se midió un volumen que salió por flujo de una
tobera que tenía un diámetro de 1,0 mm con un cilindro que tenía un
diámetro de 10 mm y una longitud de 20 mm a 240ºC bajo una carga de
100 kg con un aparato de pruebas de flujo CFT-500C
suministrado por Shimadzu Corporation.
\vskip1.000000\baselineskip
Se midió una película colada que tenía un grosor
de 100 \mum con una aparato para medir la fotoelasticidad
PA-150 suministrado por Riken Kiki (K.K.).
\vskip1.000000\baselineskip
Se midió una lente cóncava que tenía un tamaño
de 7,7 mm\Phi x 1,5 mm con arreglo al patrón FDA. Específicamente,
se lanzó de forma natural una bola de acero que tenía un peso de
15,8 g hacia la porción central de la lente desde una altura de 127
cm para la evaluación.
Criterios de evaluación:
\medcirc No tiene lugar la rotura.
\ding{53} Tiene lugar la rotura.
\vskip1.000000\baselineskip
De acuerdo con ISO 14889, se colocó una lámina
de papel carbón sobre un papel blanco, se dejó en reposo una lente
sobre una lámina de papel carbón, se ejerció una presión de 100 N
sobre la porción superior de la lente durante 10 segundos para
evaluar la deformación de la lente. Se evaluaron lentes que tenían
un grosor central (CT) de 1,3 mm y 1,0 mm.
Criterios de evaluación:
\medcirc Sin deformación
\ding{53} Deformado
\vskip1.000000\baselineskip
Se midió un polímero para determinar el espectro
^{1}HRMN. Se utilizaron valores de protones integrales (dos
protones) en el carbono del carbono aromático de posición o- a los
que se unen grupos terminales (OH) de grupos hidroxi fenólicos y
protones (dos protones) en el carbono de la posición m- del carbono
aromático que se une al átomo de oxígeno de carbonato del grupo
terminal arilo (Ar) para calcular la relación (OH)/(OH + Ar). La
RMN utilizada fue JNM-AL400 suministrado por
JEOL.
\vskip1.000000\baselineskip
Se utilizó HLC-8220GPC
suministrado por Toso Ltd para llevar a cabo las medidas de
conversión de poliestireno con arreglo a un método de cromatografía
de columna de permeación de gel (método GPC). Se utilizaron tres
columnas que tenían un diámetro interior de 4,6 cm y una longitud de
15 cm. Se rellenaron las columnas con TSK-gel Super
HZ4000, 3000 y 2000 como cargas, respectivamente. Se hizo fluir
cloroformo a una velocidad de 0,35 ml/minuto como una capa móvil a
40ºC para detectar con un haz ultravioleta de 254 nm.
\vskip1.000000\baselineskip
Se midió
1,4-ciclohexanodimetanol por ^{1}HRMN, y se
determinó la relación del compuesto trans-isomérico
y el compuesto cis-isomérico en función de la
relación integral de protones asignada al grupo metileno unido a un
grupo 1,4-ciclohexileno (compuesto
trans-isomérico: \delta 3,42 ppm, 2H, compuesto
cis-isomérico: \delta 3,50 ppm, 2H). La RMN
utilizada fue JNM-AL400 suministrado por JEOL.
\vskip1.000000\baselineskip
En esta descripción, un éster de carbonato
alifático-aromático en la cadena principal de
polímero se denomina "heterocarbonato" (abreviado en adelante
"hetero"), y los ésteres de carbonato
aromático-aromático y
alifático-alifático se denominan
"homo-carbonatos" (abreviado "homo" en
adelante). En este caso, la relación heterocarbonato se define del
siguiente modo.
En lo que se refiere a la relación
heterocarbonato, se midió un polímero por ^{1}HRMN, se asignaron
las señales derivadas de hetero y homo en lo que se refiere a un
protón específico y se determinó la relación en función de la
relación integral de señales. En lo que se refiere al método para
determinar la relación heterocarbonato mencionada, se remite al
ejemplo 10 como ejemplo específico. La RMN utilizada fue
JNM-AL400 suministrado por
JEOL.
JEOL.
\vskip1.000000\baselineskip
Se frotó una capa de recubrimiento en
direcciones contrarias 10 veces cada una de ellas, con lana de acero
#0000 y se observó a simple vista el estado de rallado de la
superficie para evaluar el estado en función de cinco
puntua-
ciones.
ciones.
1: Dañado cuando se frotó la capa de
recubrimiento 10 veces con una carga de 100 g.
2: Dañado cuando se frotó una capa de
recubrimiento 10 veces con una carga de 500 g.
3: Un poco dañado cuando se frotó una capa de
recubrimiento 10 veces con una carga de 500 g.
4: Ligeramente dañado cuando se frotó una capa
de recubrimiento 10 veces con una carga de 500 g.
5: Sin dañar en absoluto cuando se frotó una
capa de recubrimiento 10 veces con una carga de 500 g.
\vskip1.000000\baselineskip
De acuerdo con JIS K5400, se realizó un rayado
cruzado sobre una capa de recubrimiento sobre un sustrato a
intervalos de 1 mm para formar 100 cuadrados con una cuchilla, se
presionó una cinta adhesiva (marca comercial: "Cellotape")
suministrada por Nichiban K.K encima y se desprendió rápidamente en
la dirección vertical y se evaluó la adherencia en función de los
cuadrados que quedaban sobre el sustrato.
\vskip1.000000\baselineskip
De acuerdo con ASTM D-0570, se
sumergió una muestra en agua a 23ºC durante 24 horas y se midió en
cuanto a la absorción de agua.
\vskip1.000000\baselineskip
De acuerdo con ASMT D-1003, se
midió una muestra con un un medidor de la turbiedad NDH2000
suministrado por Nippon Denshoku K.K.
\vskip1.000000\baselineskip
Se midió la superficie de un sustrato para
determinar su dureza con arreglo a la prueba de dureza al lápiz y
se evaluaron los resultados en función de tres puntuaciones en
relación con un sustrato hecho de una resina de policarbonato de
tipo bisfenol A.
Criterios de evaluación:
\medcirc Más duro
\ding{53} En un grado similar
\triangle Más blando
\vskip1.000000\baselineskip
Se expuso una placa plana moldeada (grosor 2 mm)
como muestra, durante 500 horas, con un aparato de pruebas de
intemperie de lámpara de arco de carbono de rayos solares definido
en JIS D0205 (medidor de la intemperie de rayos solares
WE:-SUN-HCH-B, suministrado por Suga
Testing Machines K.K.) y se evaluó la muestra para determinar el
garado de amarilleamiento (Y1) antes y después de la exposición.
\vskip1.000000\baselineskip
Un valor R de diferencia de fase es un producto
de un índice de refracción \Deltan y un grosor de película d y
queda representado por R = \Deltan.d. Se midió una película de
colada de una resina de policarbonato que fue estirada
monoaxialmente con un elipsómetro M-150 suministrado
por Nippon Bunkosha K.K.
\vskip1.000000\baselineskip
Se añadieron 10 g de un polímero a 100 ml de un
disolvente (cloruro de metileno, tetrahidrofurano), se agitó la
mezcla con un mecanismo de agitación magnético durante 1 hora, y se
observó a simple vista la solución para determinar la
solubilidad:
Criterios de evaluación:
\medcirc Transparente
\triangle Parcialmente insoluble
\ding{53} Insoluble
\newpage
Se cargaron en un reactor equipado con un
agitador, un aparato de destilación y un dispositivo de
descompresión 72,0 partes de
1,4-ciclohexanodimetanol (denominado en ocasiones
"CHDM" en adelante), 114 partes de bisfenol A (denominado en
ocasiones en adelante "BPA"), 220 partes de carbonato de
difenilo (denominado en ocasiones en adelante "DPC"), 0,18
partes de hidróxido de tetrametilamonio (denominado en ocasiones
"TMAH") y 8 x 10^{-4} partes de hidróxido sódico y, tras la
sustitución de nitrógeno, se disolvió la mezcla a 140ºC. Se agitó la
mezcla durante 30 minutos y, a continuación, al mismo tiempo que se
aumentaba la temperatura en el interior del reactor a 180ºC, se
redujo gradualmente la presión del reactor. Se dejó reaccionar la
mezcla a 1,33 x 10^{4} Pa durante 30 minutos y se eliminó por
destilación el fenol formado. A continuación, se mantuvo la presión
anterior, se aumentó repetidamente la temperatura y se dejó
reaccionar la mezcla a 190ºC durante 30 minutos, a 200ºC durante 40
minutos, a 220ºC durante 30 minutos, y además a 240ºC durante 30
minutos, con eliminación por destilación de fenol. A continuación,
se redujo gradualmente la presión del reactor a 133 Pa o más baja a
240ºC. Una vez que la presión alcanzó 133 Pa o menos, se dejó
reaccionar la mezcla de reacción durante 4 horas con agitación.
Como desactivador, se añadieron 2 x 3 x 10^{-2} partes de sal de
tetrabutilfosfonio de ácido dodecilbencenosulfónico, a
continuación, se agitó la mezcla a 240ºC a 1,33 x 10^{4} Pa
durante 20 minutos y después se sacó por eyección el producto de
reacción desde el fondo del reactor bajo presión de nitrógeno. Se
cortó el producto de reacción con un peletizador con enfriamiento en
un recipiente de agua para formar pelets. Se moldearon por
inyección-compresión los pelets obtenidos con un
molde para formar una lente cóncava de gafa a una temperatura de
cilindro de 220ºC a 240ºC, a una temperatura de molde de 65ºC para
obtener una lente. La lente tenía una transparencia excelente y
también un aspecto excelente. En la tabla 1 se muestran los
resultados de varias evaluaciones.
\vskip1.000000\baselineskip
Se obtuvieron una resina de policarbonato y una
lente de la misma manera que en el ejemplo 1 a excepción de que se
utilizaron 43,2 partes de CHDM y 160 partes de BPA. La lente
presentó una excelente transparencia y tenía también un aspecto
excelente. En la tabla 1 se muestran los resultados de varias de las
evaluaciones.
\vskip1.000000\baselineskip
Se obtuvieron una resina de policarbonato y una
lente de la misma manera que en el ejemplo 1, con la excepción de
que se reemplazó BPA por 134 partes de
1,1-bis(4-hidroxifenil)ciclohexano
(bisfenol-Z, denominado en ocasiones "BPZ" en
adelante). La lente presentó una excelente transparencia y tenía
también un aspecto excelente. En la tabla 1 se muestran los
resultados de varias de las evaluaciones.
\vskip1.000000\baselineskip
(No es un ejemplo de la
invención)
Se obtuvieron una resina de copolicarbonato y
una lente de la misma manera que en el ejemplo 1 a excepción de que
se utilizaron 101 partes de CHDM y 113 partes de
9,9-bis(4-hidroxi-3-metilfenil)fluoreno)
(denominado en ocasiones "BCF" en adelante). La lente presentó
una transparencia excelente y también tenía un aspecto excelente.
En la tabla 1 se muestran los resultados de varias de las
evaluaciones.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo
1
Se evaluaron pelets de resina de policarbonato
de tipo bisfenol A ("Panlite L-1250"
suministrado por Teijin Chemicals, Ltd.. Se moldearon por
inyección-compresión los pellets a una temperatura
de cilindro de 280 a 300ºC, a una temperatura de molde de 125ºC,
para obtener una lente. En la tabla 1 se muestran los resultados de
las evaluaciones.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo
2
Se prepararon los pelets de la misma manera que
en el ejemplo 1 a excepción de que se utilizaron 144 partes de CHDM
en solitario. Se moldearon por inyección-compresión
los pelets con un molde para una lente cóncava de gafa, a una
temperatura de cilindro de 180 a 210ºC, a una temperatura de molde
de 40ºC, para formar una lente. En la tabla 1 se muestran los
resultados de varias de las evaluaciones.
Ejemplo de referencia
1
Se colocaron 250 partes de
1,4-ciclohexanodicarboxilato de dimetilo y 25 partes
de catalizador de cobre y cromo en un autoclave que tenía un
volumen de 2 litros, y se agitó la mezcla a 260ºC y se redujo con
hidrógeno bajo una presión de hidrógeno de 15 MPa. A continuación,
se separó el catalizador por filtración, se separó el metanol
formado como producto secundario del filtrado obtenido por
concentración, y se destiló el filtrado restante a presión reducida
(160 - 175ºC/1,33 -2,00 x 10^{3} Pa), para dar
1,4-ciclohexanodimetanol (denominado en ocasiones
"CHDM" en adelante). Se sometió este producto a
^{1}H-RMN (JNM-AL400 suministrado
por JEOL) para presentar una relación de estructura de isómero de
71% de un compuesto trans-isomérico y 29% de
compuesto cis-isomérico (CHDM1).
Se disolvieron completamente 300 g del CHDM1
antes obtenido en 600 ml de acetato de etilo a una temperatura de
70ºC, y a continuación se enfrió la solución a 5ºC para
recristalizar el CHDM1. Se recuperó el cristal por filtración, se
lavó con acetato de etilo y se secó a 30ºC con una secadora al vacío
para dar 200 g de un cristal (rendimiento 66%). El cristal obtenido
tenía una relación de isómero estructural de 88% de un compuesto
trans-isomérico y un 12% de un compuesto
cis-isomérico (CHDM2).
Se separó el acetato de etilo del filtrado
obtenido siguiendo el procedimiento anterior, a presión reducida
(2,7 x 10^{3} Pa) a 30ºC y después se secó el filtrado a presión
reducida (67 Pa) a 25ºC para dar 90 g de CHDM. Este producto tenía
una relación estructural de isómero de 50% de un compuesto
trans-isomérico y un 50% de compuesto
cis-isomérico (CHDM4).
Se recristalizaron 100 g del CHDM2 anterior en
acetato de etilo dos veces (250 ml para el primer tiempo y 50 ml
para el segundo tiempo) de la misma manera que antes, para dar 56 g
de un cristal (rendimiento 36%). El cristal obtenido tenía una
relación estructural de isómero de 99% de un compuesto
trans-isomérico y 1% de un compuesto
cis-isomérico (CHDM3).
Se introdujeron en un reactor equipado con un
agitador, un destilador y un dispositivo de descompresión 72,0
partes del CHDM1 antes obtenido, 114 partes de BPA, 220 partes de
DPC, 0,18 partes de hidróxido de tetrametilamonio y 8 x 10^{-4}
partes de hidróxido sódico y, después de la sustitución con
nitrógeno, se disolvió la mezcla a 140ºC. Se agitó la mezcla
durante 30 minutos, y a continuación, al mismo tiempo que se
aumentaba la temperatura del reactor a 180ºC, se redujo
gradualmente la presión del reactor. Se dejó que la mezcla
reaccionara a 1,33 x 10^{4} Pa durante 30 minutos y se eliminó
por destilación el fenol formado. A continuación, se mantuvo la
presión anterior y se aumentó la temperatura de forma repetida, y se
dejó que reaccionara la mezcla a 190ºC durante 30 minutos, a 200ºC
durante 40 minutos, a 220ºC durante 30 minutos, y además a 240ºC
durante 30 minutos, eliminando por destilación el fenol. A
continuación, se redujo gradualmente la presión a 133 Pa o se redujo
a 240ºC. Una vez que la presión alcanzó 133 Pa o inferior, se dejó
que la mezcla reaccionara durante 4 horas con agitación. Como
desactivador, se añadieron 2,3 x 10^{-2} partes de sal de
tetrabutilfosfonio de ácido dodecilbencenosulfónico y, después de
agitar el producto de reacción a 240ºC a 1,33 x 10^{4} Pa durante
20 minutos, se extrajo por eyección el producto de reacción desde el
fondo del reactor bajo presión de nitrógeno, y se cortó con una
peletizadora con enfriamiento en un recipiente de agua para formar
pelets. Se moldearon por inyección-compresión los
pelets obtenidos con un molde para lente cóncava para gafa, a una
temperatura de cilindro de 220 a 240ºC, a una temperatura de molde
de 65ºC, para obtener una lente. La lente presentó una
excelente
transparencia y también tenía un aspecto excelente. En la tabla 2 se muestran los resultados de varias evaluaciones.
transparencia y también tenía un aspecto excelente. En la tabla 2 se muestran los resultados de varias evaluaciones.
Se obtuvieron una resina de policarbonato y una
lente de la misma manera que en el ejemplo 5 a excepción de que se
utilizó CHDM2 obtenido en el ejemplo de referencia 1. La lente
presentó una excelente transparencia y también tenía un aspecto
excelente. En la tabla 2 se muestran los resultados de varias de las
evaluaciones.
Se obtuvieron una resina de policarbonato y una
lente de la misma manera que en el ejemplo 5 a excepción de que se
utilizó CHDM3 obtenido en el ejemplo de referencia 1. La lente tenía
una excelente transparencia y también tenía un aspecto excelente.
En la tabla 2 se muestran los resultados de varias de las
evaluaciones.
Se obtuvieron una resina de policarbonato y una
lente, de la misma manera que en el ejemplo 5 a excepción de que se
utilizó el CHDM4 obtenido en el ejemplo de referencia 1. La lente
presentó una excelente transparencia y también tenía un aspecto
excelente. En la tabla 2 se muestran los resultados de varias de las
evaluaciones.
Se introdujeron en un reactor equipado con un
agitador, un destilador y un dispositivo de descompresión 43,2
partes de CHDM, 68,4 partes de BPA, 135 partes de DPC, 0,11 partes
de hidróxido de tetrametilamonio y 5 x 10^{-4} partes en peso de
hidróxido sódico y, tras la sustitución con nitrógeno, se disolvió
la mezcla a 140ºC. Se agitó la mezcla durante 30 minutos y, a
continuación, al mismo tiempo que se aumentaba la temperatura del
reactor a 180ºC, se redujo gradualmente la presión del reactor. Se
dejó reaccionar la mezcla a 1,33 x 10^{4} Pa durante 30 minutos,
y se eliminó por destilación el fenol formado. A continuación, al
mismo tiempo que se mantenía esta presión, se aumentó la
temperatura repetidamente y se dejó reaccionar la mezcla a 190ºC
durante 30 minutos, a 200ºC durante 40 minutos, a 220ºC durante 30
minutos y además a 240ºC durante 30 minutos, eliminando por
destilación el fenol. A continuación, se redujo la presión
gradualmente a 133 Pa o inferior a 240ºC. Después de que la presión
alcanzara 133 Pa o inferior, se dejó reaccionar la mezcla de
reacción durante 4 horas con agitación. Como desactivador, se
añadieron 1,4 x 10^{-2} partes de sal de tetrabutilfosfonio de
ácido dodecilbencenosulfónico, y después de agitar el producto de
reacción a 240ºC a 1,33 x 10^{4} Pa durante 20 minutos, se
extrajo por eyección el producto de reacción a través del fondo del
reactor bajo presión de nitrógeno y se cortó con una peletizadora
con enfriado en un recipiente de agua para formar pelets. A
continuación, se indicará el método para calcular la relación de
heterocarbonato de esta resina de policarbonato.
En lo que se refiere a los protones específicos
de dicha resina de policarbonato (protones (dos protones) en el
carbono del CHDM contiguo al átomo de oxígeno del carbonato en este
caso (denominado en adelante "R-H") y los
protones (dos protones) en el carbono contiguo a un carbono
aromático que se une a un átomo de oxígeno del BPA (denominado en
adelante "Ar-H"), en la tabla 3 se muestran los
resultados de la a ^{1}H-RMN de la asignación
(valores de desplazamiento y relación integral de señales.
En hetero, las relaciones integrales de
R-H y Ar-H llegan a ser iguales unas
a otras, de manera que el valor integral del Hetero
(R-H) es igual al del Hetero (Ar-H)
de la tabla 3 y es por lo tanto 2,0000. El valor integral de homo
(R-H) puede determinarse por tanto del siguiente
modo.
(Todos los
R-H) - (hetero (R-H)) = 2,8718 -
2,0000 =
0,8718
Y, como Hetero = Hetero (Ar-H) +
Hetero (R-H) = 2,0000 + 2,0000, y como Homo = Homo
(Ar-H) + Homo (R-H) = 0,8974 +
0,8718, se determina que la relación
hetero-carbonato = Hetero/(Homo+Hetero) = 0,69.
Se moldearon por
inyección-compresión los pelets obtenidos con un
molde de lente cóncava para gafa a una temperatura de cilindro de
220 a 240ºC, a una temperatura de molde de 65ºC, para obtener una
lente. La lente presentó una excelente transparencia y también un
aspecto excelente. En la tabla 4 se muestran los resultados de
varias de las evaluaciones.
Se obtuvieron una resina de policarbonato y una
lente de la misma manera que en el ejemplo 9 con la excepción de
que se utilizaron 25,9 partes de CHDM y 95,8 partes de BPA. La lente
presentó una excelente transparencia y tenía un aspecto excelente.
En la tabla 4 se muestran los resultados de varias de las
evaluaciones.
Se introdujeron en un reactor equipado con un
termómetro y un agitador 59,0 partes de CHDM, 93,4 partes de BPA y
2,08 partes de p-terc-butilfenol, y
después de la sustitución con nitrógeno, se añadieron 646 partes de
piridina deshidratada previamente a fondo y 2.440 partes de cloruro
de metileno, para su disolución. Se soplaron 93,2 de fosgeno en la
mezcla a 25ºC durante 90 minutos con agitación. Una vez completado
el soplado de fosgeno en la mezcla, se agitó la mezcla durante
aproximadamente 10 minutos para completar la reacción. Una vez
completada la reacción, se diluyó el producto de reacción con
cloruro de metileno, se eliminó la piridina por neutralización con
ácido clorhídrico, y a continuación, se lavó repetidamente el
producto de reacción con agua hasta que tuvo una conductividad
eléctrica equivalente a la del agua desionizada. A continuación, se
evaporó el cloruro de metileno para dar un polvo incoloro. En la
tabla 4 se muestran los resultados de las evaluaciones de la resina
de policarbonato así obtenida.
Se obtuvo una resina de policarbonato de la
misma manera que en el ejemplo 11, a excepción de que se utilizaron
13,3 partes de CHDM, 49,1 partes de BPA, 1,08 partes de
p-terc-butilfenol, 35,0 partes de
fosgeno, 248 partes de piridina y 690 partes de cloruro de
metileno. En la tabla 4 se muestran los resultados de las
evaluaciones de la resina de policarbonato así obtenida.
Se introdujeron en un reactor equipado con
agitador, un destilador y un dispositivo de destilación 72,0 partes
de CHDM, 114 partes de BPA, 220 partes de DPC, 0,18 partes de
hidróxido de tetrametilamonio y 8 x 10^{-4} partes de hidróxido
sódico y, tras la sustitución con nitrógeno, se disolvió la mezcla a
140ºC. Se agitó la mezcla durante 30 minutos y, a continuación, al
mismo tiempo que se aumentaba la temperatura del reactor a 180ºC,
se disminuyó gradualmente la presión del reactor. Se dejó reaccionar
la mezcla a 1,33 x 10^{4} Pa durante 30 minutos, y se eliminó por
destilación el fenol formado. Al mismo tiempo que se mantenía la
presión anterior, se aumentó repetidamente la temperatura y se dejó
reaccionar la mezcla a 190ºC durante 30 minutos, a 200ºC durante 40
minutos, a 220ºC durante 30 minutos y además a 240ºC durante 30
minutos, eliminando por destilación el fenol. A continuación, se
redujo gradualmente la presión a 133 Pa o inferior, a 240ºC. Después
de que el grado de vacío alcanzara 133 Pa o inferior, se dejó
reaccionar la mezcla de reacción durante 4 horas, con agitación.
Como desactivador, se añadieron 2,3 x 10^{-2} partes de sal de
tetrabutilfosfonio de ácido dodecilbencenosulfónico y, además se
añadieron por cada 100 partes de la resina, 0,03 partes de
tetraquis(2,4-di-terc-butilfenil)-4,4'-bifenilendifosfonita,
0,3 partes de
2,2'-metilenbis[6-(2H-benzotriazol-2-il)-4-(1,1,3,3-tetrametilbutil)fenol,
0,2 partes de monoglicérido de ácido esteárico y 6 x 10^{-5}
partes de Macroviolet B suministrado por Bayer AG como agente de
azulado. A continuación, se agitó la mezcla a 240ºC a 1,33 x
10^{4} Pa, durante 20 minutos, y se extrajo por eyección el
producto de reacción desde el fondo del reactor bajo presión de
nitrógeno, y se cortó con una peletizadora con enfriamiento en un
recipiente de agua para formar pelets.
Se moldearon los pelets obtenidos por moldeo de
inyección-compresión con un molde para lente
cóncavo para gafa a una temperatura de cilindro de 220ºC a 240ºC, a
una temperatura de molde de 65ºC, para obtener una lente. La lente
presentó una excelente transparencia y también un aspecto
excelente.
Se aplicó uniformemente una composición de
recubrimiento curable por UV que contenía (met)acrilato de
trimetilolpropano como principal componente sobre la lente obtenida
según el método de inmersión. Se secó el recubrimiento a
temperatura ambiente y se curó a una velocidad de la cinta de
transmisión de 4 m/minuto, a una dosis de exposición de 650
mJ/cm^{2} con un dispositivo de irradiación de UV. La lente
revestida presentó un aspecto excelente y no se observó ninguna
deformación en el sustrato de la lente ni antes ni después del
curado por UV. En la tabla 5 se muestran los resultados de varias
de las evaluaciones.
Se introdujeron en un reactor equipado con
agitador, un destilador y un dispositivo de descompresión 43,2
partes de CHDM, 68,4 partes de BPA, 135 partes de DPC, 0,11 partes
de TMAH y 5 x 10^{-4} partes de hidróxido sódico y, tras la
sustitución de nitrógeno, se disolvió la mezcla a 140ºC. Se agitó la
mezcla durante 30 minutos y a continuación, mientras se aumentaba
la temperatura del reactor a 180ºC, se disminuyó gradualmente la
presión del reactor. Se dejó reaccionar la mezcla a 1,33 x 10^{4}
Pa durante 30 minutos y se eliminó por destilación el fenol
formado. A continuación, se mantuvo esta presión, se aumentó la
temperatura repetidamente y se dejó reaccionar la mezcla a 190ºC
durante 30 minutos, a 200ºC durante 40 minutos, a 220ºC durante 30
minutos, y además a 240ºC durante 30 minutos, eliminando por
destilación el fenol. A continuación, se redujo gradualmente la
presión a 133 Pa o inferior. Una vez que el grado de vacío alcanzó
133 Pa o inferior, se dejó reaccionar la mezcla de reacción durante
4 horas con agitación. Como desactivador, se añadieron 1,4 x
10^{-2} partes de sal de tetrabutilfosfonio de ácido
dodecilbencenosulfónico. A continuación, se agitó la mezcla a 240ºC
a 1,33 x 10^{4} Pa durante 20 minutos y se extrajo por eyección el
producto de reacción desde el fondo del reactor bajo presión de
nitrógeno y se cortó con una peletizadora con enfriado en un
recipiente de agua para formar pelets. Por cada 100 partes de la
resina, se añadieron 0,003 partes de
tris(2,4-di-terc-butilfenil)fosfito,
0,005 partes de fosfato de trimetilo y 0,0045 partes de
monoglicérido de ácido esteárico. A continuación, se amaso por
fundido esta resina con una extrusora de doble tornillo con cilindro
desgasificador (KTX-46, suministrado por Kobe
Steel, Ltd.), a una temperatura de cilindro de 240ºC con
desgasificación y se volvió a peletizar la resina. Se moldearon por
inyección-compresión los pelets así obtenidos con
M35B-D-DM suministrado por Sumitomo
Heavy Machinery, Inc., Meiki Seisakusho, a una temperatura de resina
de 240ºC, una temperatura de molde de 70ºC durante un período de
tiempo de enfriado de 15 segundos, a una velocidad de inyección de
150 mm/segundos (período del tiempo de carga 0,43 segundos) para
obtener un sustrato de disco que tenía un diámetro de 120 mm y un
grosor de 1,2 mm. A continuación, se deposito con vapor aluminio
sobre el sustrato de disco. La distorsión del disco causada por la
absorción de agua fue considerablemente menor que la de un disco
obtenido en el ejemplo comparativo 3. En la tabla 6 se muestran los
resultados de la evaluación.
Se obtuvo un disco de la misma manera que se ha
descrito en el ejemplo 14, a excepción de que se utilizaron 25,9
partes de CHDM y 95,8 partes de BPA. La distorsión del disco causada
por la absorción del agua fue notablemente más reducida que la de
un disco obtenido según el ejemplo comparativo 3.
(No es un ejemplo de la
invención)
Se obtuvo un disco de la misma manera que se ha
descrito en el ejemplo 14, a excepción de que se utilizaron 60,5
partes de CHDM y 68,0 partes de BCF. La distorsión del disco causada
por la absorción de agua fue notablemente más reducida que la de un
disco obtenido como en el ejemplo comparativo 3.
Ejemplo comparativo
3
Se peletizó un polvo de resina de policarbonato
de tipo bisfenol A (BPA) obtenido a través de un método de
polimerización interfacial de la misma manera que en el ejemplo 12,
y se obtuvo un sustrato de disco por moldeo por inyección.
Asimismo, se depositó con vapor aluminio sobre el sustrato del
disco. En la tabla 6 se muestran los resultados de la
evaluación.
Se introdujeron en un reactor equipado con
agitador, un destilador y un dispositivo de descompresión 72,0
partes de CHDM, 114 partes de BPA, 220 partes en peso de DPC, 0,18
partes de TMAH y 8 x 10^{-4} partes de hidróxido sódico y tras la
sustitución con nitrógeno, se disolvió la mezcla a 140ºC. Se agitó
la mezcla durante 30 minutos y después, al mismo tiempo que se
aumentaba la temperatura del reactor a 180ºC, se disminuyó
gradualmente la presión del reactor. Se dejó reaccionar la mezcla a
1,33 x 10^{4} Pa durante 30 minutos, y se eliminó por destilación
el fenol formado. A continuación, mientras se mantenía esta presión,
se aumentó la temperatura repetidamente y se dejó que reaccionara
la mezcla a 190ºC durante 30 minutos, a 200ºC durante 40 minutos, a
220ºC durante 30 minutos, y además a 240ºC durante 30 minutos,
eliminando por destilación el fenol. A continuación, se redujo
gradualmente la presión a 133 Pa o inferior, a 240ºC. Una vez que la
presión alcanzó 133 Pa o inferior, se dejó que la mezcla de
reacción reaccionara durante 4 horas con agitación. Como activador,
se añadieron 2,3 x 10^{-2} partes de sal de tetrabutilfosfonio de
ácido dodecilbencenosulfónico. A continuación, se agitó la mezcla a
240ºC a 1,33 x 10^{4} Pa durante 20 minutos y se extrajo por
eyección desde el fondo del reactor bajo una presión de nitrógeno,
y se cortó con una peletizadora con enfriado en un recipiente de
agua para formar pelets. Se moldearon por inyección los pelets así
obtenidos con una máquina de moldeo por inyección de 3 onzas
(Modelo Neomat 150/75, suministrado por Sumitomo Heavy Machinery,
Inc.) a una temperatura de cilindro de 230ºC, a una temperatura de
molde de 60ºC para obtener placas que tenían una longitud de 60 mm y
una anchura de 80 mm (placas de 0 a 20 mm de ancho y 1 mm de
grueso, de 20 a 60 mm de ancho y 2 mm de grueso y de 60 a 80 mm de
ancho y 3 mm de grueso). Estas láminas presentaron una excelente
transparencia y también tenían un aspecto excelente. En la tabla 7
se muestran los resultados de varias de las evaluaciones.
Ejemplo comparativo
4
Se evaluaron los pelets de resina de
policarbonato de tipo bisfenol A ("Panlite
L-1250" suministrado por Teijin Chemicals,
Ltd.). Se moldearon los pelets a una temperatura de cilindro de
280ºC, a una temperatura de molde de 110ºC, para obtener placas que
tenían una longitud de 60 mm y un ancho de 80 mm (placas de de 0 a
20 mm de ancho y 1 mm de grueso, de 20 a 60 mm de ancho y 2 mm de
grueso y de 60 a 80 mm de ancho y 3 mm de grueso). En la tabla 7 se
muestran los resultados de las evaluaciones.
Se introdujeron en un reactor equipado con
agitador, un destilador y un dispositivo descompresor 72 partes de
CHDM, 114 partes de BPA, 220 partes de DPC, 0,18 partes de TMAH y 8
x 10^{-4} de hidróxido sódico y, tras la sustitución con
nitrógeno, se disolvió la mezcla a 140ºC. Se agitó la mezcla durante
30 minutos y a continuación, al mismo tiempo que se aumentaba la
temperatura en el reactor a 180ºC, se disminuyó la presión del
reactor gradualmente. Se dejó reaccionar la mezcla a 1,33 x 10^{4}
Pa durante 30 minutos, eliminando por destilación el fenol formado.
A continuación, al mismo tiempo que se mantenía esta presión, se
aumentó repetidamente la temperatura, y se dejó reaccionar la
mezcla a 190ºC durante 30 minutos, a 200ºC durante 40 minutos, a
220ºC durante 30 minutos, y además a 240ºC durante 30 minutos,
eliminando por destilación el fenol. A continuación, se redujo
gradualmente la presión a 133 Pa o inferior a 240ºC. Una vez que la
presión alcanzó 133 Pa o inferior, se dejó reaccionar la mezcla de
reacción durante 4 horas con agitación. Como desactivador, se
añadieron 2,3 x 10^{-2} partes de sal de tetrabutilfosfonio de
ácido dodecilbencenosulfónico. A continuación, se agitó la mezcla a
240ºC a 1,33 x 10^{4} Pa durante 20 minutos, y se extrajo por
eyección el producto e reacción desde el fondo del reactor bajo
presión de nitrógeno, y se cortó con una peletizadora con enfriado
en un recipiente con agua para formar pelets. Se disolvieron los
pelets así obtenidos en cloruro de metileno para preparar una
solución que tenía una concentración de 40% en peso. Se coló la
solución de policarbonato en una placa de vidrio a 15% con un
aplicador, y mientras se aumentaba gradualmente la temperatura, se
evaporó el cloruro de metileno. Se desprendió la capa colada de la
placa de vidrio y se siguió calentando para eliminar el cloruro de
metileno, en virtud de lo cual se obtuvo una película de tamaño A4
que tenía una longitud de 297 mm, una anchura de 210 mm y un
grosor de 156 \mum. La película presentó una excelente
transparencia y resultó excelente en cuanto a la moldeabilidad por
colada. A continuación, se estiró monoaxialmente la película a 150%
a 100ºC por método por tensado biorientado, para dar una película
estirada con un grosor de 127 \mum. La película presentó una
diferencia de fase de R (550 nm) = 800 nm.
En la tabla 8 se muestran los resultados de
varias evaluaciones.
(No es un ejemplo de la
invención)
Se obtuvo una película de tamaño A4 que tenían
un grosor de 77 \mum de la misma manera que en el ejemplo 18 a
excepción de que se utilizaron 101 partes de CHDM y 113 partes de
BCF. La película presentó una excelente transparencia y una
excelente facilidad de moldeo de película por colada. A
continuación, se estiró la película monoaxialmente 150% a 100ºC a
través de un método de tensado biorientado, para dar una película
estirada que tenía un grosor de 63 \mum. La película presentó una
diferencia de fase de R (550 nm) = 29 nm.
Asimismo, la dependencia de la diferencia de
fase de la longitud de onda fue R(450)/R(550) =
R(650)/R(550)=
En la tabla 8 se muestran los resultados de las
distintas evaluaciones.
Se evaluó un polvo de resina de policarbonato de
tipo bisfenol A ("Panlite C-1400" suministrado
por Teijin Chemicals, Ltd). Se disolvió el polvo en cloruro de
metileno para preparar una solución que tenía una concentración de
20% en peso. Se coló la solución de policarbonato sobre una placa de
vidrio a 15ºC con un aplicador y al mismo tiempo que se aumentaba
gradualmente la temperatura, se evaporó el cloruro de metileno. Se
desprendió la capa colada de la placa de vidrio y se siguió
calentando para eliminar el cloruro de metileno, en virtud de lo
cual se obtuvo una película de tamaño A-4 que tenía
una longitud de 297 mm, un ancho de 210 mm y un grosor de 100
\mum. La película presentó una transparencia excelente y fue
excelente en cuanto a la facilidad de moldeo por colada. A
continuación, se agitó la película 150% monoaxialmente a 160ºC a
través de un método de tensado biorientado.
En la tabla 8 se muestran los resultados de
varias de las evaluaciones.
Se introdujeron en un reactor un agitador, un
destilador y un dispositivo de descompresión 72,0 partes de CHDM,
91,2 partes de BPA, 31 partes de
1,1-bis(4-hidroxifenil)-3,3,5-trimetilciclohexano
(abreviado en adelante "BPTMC"), 220 partes de DPC, 0,18
partes de hidróxido de tetrametilamonio y 8 x 10^{-4} partes de
hidróxido sódico y, tras la sustitución con nitrógeno, se disolvió
la mezcla a 140ºC. Se agitó la mezcla durante 30 minutos y, a
continuación, al mismo tiempo que se aumentaba la temperatura del
reactor a 180ºC, se disminuyó gradualmente la presión del reactor.
Se dejó reaccionar la mezcla a 1,33 x 10^{4} Pa durante 30
minutos, y se eliminó por destilación el fenol formado. A
continuación, mientras se mantenía esta presión, se aumentó
repetidamente la temperatura, y se dejó que reaccionara la mezcla a
190ºC durante 30 minutos, a 200ºC durante 40 minutos, a 220ºC
durante 30 minutos, y además a 240ºC durante 30 minutos, eliminando
el fenol por desiltación. A continuación, se redujo gradualmente la
presión a 133 Pa o inferior, a 240ºC. Después de que la presión
alcanzara 133 Pa o menos, se dejó reaccionar la mezcla de reacción
durante 4 horas con agitación. Como desactivador, se añadieron 2,3
x 10^{-2} partes de sal de tetrabutilfosfonio de ácido
dodecilbencenosulfónico, y después de agitar el producto de
reacción a 240ºC a 1,33 x 10^{4} Pa durante 20 minutos, se extrajo
por eyección el producto de reacción desde el fondo del reactor
bajo una presión de nitrógeno, y se cortó con una peletizadora con
enfriado en un recipiente de agua para formar pelets. Se moldearon
por inyección-compresión los pelets obtenidos con
un molde para lente cóncava de gafa a una temperatura de cilindro de
220ºC a 240ºC, a una temperatura de molde de 65ºC para obtener una
lente. La lente presentó una excelente transparencia y tenía un
aspecto excelente. En la tabla 9 se muestran los resultados de
varias de las evaluaciones.
Se obtuvieron una resina de policarbonato y una
lente de la misma manera que en el ejemplo 20 con la excepción de
que la cantidad de BPA se cambió de 91,2 partes a 57,0 partes y que
las 31 partes de PBTMC fueron reemplazadas por 67,0 partes de BPZ.
La lente presentó una excelente transparencia y también tenía un
aspecto excelente. En la tabla 9 se muestran los resultados de
varias de las evaluaciones.
(No es un ejemplo de la
invención)
Se obtuvieron una resina de policarbonato y una
lente de la misma manera que en el ejemplo 20, a excepción de que
se reemplazaron 31 partes de BPTMC por 37,8 partes de BCF. La lente
presentó una excelente transparencia y también tenía un aspecto
excelente. En la tabla 9 se muestran los resultados de varias de las
evaluaciones.
Se introdujeron en un reactor equipado con un
agitador con 8,4 partes de CHDM, 8,0 partes de BPA, 5,9 partes de
4,4'-dihidroxidifenilsulfona (en ocasiones
denominado "BPS" en adelante) y 0,09 partes de
p-terc-butilfenol, y tras la
sustitución con nitrógeno, se añadieron 95 partes de piridina
deshidratada previamente a fondo y 263 partes de cloruro de
metileno, para su disolución. Al mismo tiempo que se agitaba la
mezcla, se soplaron 14 partes de fosgeno en la mezcla a 25ºC
durante 70 minutos. Una vez completado el soplado de fosgeno en la
mezcla, se agitó la mezcla durante aproximadamente 10 minutos, para
completar la reacción. Una vez completada la reacción, se diluyó el
producto de reacción con cloruro de metileno, se eliminó la piridina
por neutralización con ácido clorhídrico y a continuación, se lavó
repetidamente el producto de reacción con agua hasta que tuvo una
conductividad eléctrica igual a la del agua desionizada. A
continuación, se eliminó el cloruro de metileno para dar un polvo
incoloro. Se peletizó el polvo así obtenido con una extrusora y a
continuación, se moldearon por inyección compresión los pelets con
un molde para lente cóncava de gafa. La lente presentó una excelente
transparencia y también tenía un aspecto excelente. En la tabla 9
se muestran los resultado de varias de las evaluaciones.
Claims (29)
1. Una lente plástica formada de una resina de
copolicarbonato que comprende una unidad estructural (I)
representada por la siguiente fórmula general (I):
y una unidad estructural (II)
representada por la siguiente fórmula
(II):
teniendo la unidad estructural (I)
un porcentaje molar comprendido entre 15 y 85% en función de la
cantidad total de las unidades estructurales (I) y
(II),
en la que, en la unidad estructural anterior
(II), cada R_{1} y R_{2} es independientemente un átomo de
halógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 10 átomos de carbono, un
grupo alcoxi que tiene de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo
cicloalquilo que tiene de 6 a 20 átomos de carbono, un grupo
cicloalcoxi que tiene de 6 a 20 átomos de carbono, un grupo arilo
que tiene de 6 a 10 átomos de carbono, un grupo aralquilo que tiene
de 7 a 20 átomos de carbono, un grupo ariloxi que tiene de 6 a 10
átomos de carbono o un grupo aralquiloxi que tiene de 7 a 20 átomos
de carbono, siendo cada q y r independientemente un entero de 0 a 4,
W es un grupo representado por:
\vskip1.000000\baselineskip
en las que cada R_{3} y R_{4}
son iguales, o diferentes entre sí, siendo cada uno de ellos un
átomo de hidrógeno o un grupo hidrocarburo que tiene de 1 a 10
átomos de carbono, cada R_{5} y R_{6} es independientemente un
átomo de hidrógeno o un grupo alquilo que tiene de 1 a 3 átomos de
carbono, y p es un entero de 4 a
7,
\newpage
teniendo la resina de copolicarbonato (i) una
viscosidad específica de 0,3 a 0,6 (medido a 20ºC en cloruro de
metileno a una concentración de 0,7 g/100 ml), (ii) un grupo
terminal hidroxilo fenólico (grupo OH) en el intervalo de 1 a 80%
en moles en función del total de grupos terminales y (iii) una
relación de peso molecular de peso medio/peso molecular de media en
número (Mw/Mn) (medido por GPC tal como se describe en la memoria
descriptiva) en el intervalo de 1,1 a 3.
2. La lente plástica de la reivindicación 1, en
la que la unidad estructural (I) está representada por la siguiente
unidad estructural (I'):
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
3. La lente plástica de la reivindicación 1, en
la que W en la unidad estructural (II) es un grupo representado
por:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en las que R_{3}, R_{4},
R_{5}, R_{6} y p son como se han definido en relación con la
unidad estructural (II)
mencionada.
4. La lente plástica de la reivindicación 1, en
la que la unidad estructural (II) está representada por las
siguientes unidades estructurales (II-1) o
(II-2).
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
5. La lente plástica de la reivindicación 1, en
la que el porcentaje molar de la unidad estructural (I) de la
resina de copolicarbonato es de 20 a 80% en función de la cantidad
total de las unidades estructurales (I) y (II).
6. La lente plástica de la reivindicación 1, en
la que la resina de copolicarbonato tiene una viscosidad específica
de 0,3 a 0,56 (medido a 20ºC en cloruro de metileno a una
concentración de 0,7 g/100 ml).
7. La lente plástica de la reivindicación 1, en
la que la unidad estructural (I) está representada por la siguiente
fórmula estructural (I') y dos grupos metileno que se unen al grupo
1,4-ciclohexileno de la fórmula (I') tienen una
configuración estérica que tiene una relación tras/cis en el
intervalo de 100/0 a 50/50.
8. La lente plástica de la reivindicación 1, en
la que la resina de copolicarbonato tiene un valor de capacidad de
flujo (valor Q), medido a través del método de medida definido en la
memoria descriptiva, en el intervalo comprendido entre 20 x
10^{-3} y 200 x 10^{-3} cm^{3}/s.
9. La lente plástica de la reivindicación 1, que
tiene un índice de refracción en el intervalo comprendido entre
1.500 y 1.600.
10. La lente plástica de la reivindicación 1,
que tiene un índice Abbe en el intervalo comprendido entre 31 y
48.
11. La lente plástica de la reivindicación 1, en
la que la resina de copolicarbonato contiene de 0,01 a 1 parte en
peso, por cada 100 partes en peso de dicha resina, de un agente de
absorción de ultravioleta.
12. La lente plástica de la reivindicación 1, en
la que la resina de copolicarbonato contiene de 0,3 x 10^{-4} a
2,0 x 10^{-4} partes en peso, por cada 100 partes en peso de dicha
resina, de un agente de azulado.
13. La lente plástica de la reivindicación 1,
que tiene una capa de recubrimiento dura formada sobre una de las
superficie o que tiene una capa de recubrimiento dura sobre una de
las superficies y una capa de recubrimiento dura sobre la otra
superficie.
14. La lente plástica de la reivindicación 1,
que es una lente para gafa.
15. La lente plástica de la reivindicación 1, en
la que la resina de copolicarbonato es una resina obtenida a través
del método de intercambio estérico.
16. Un artículo moldeado óptico formado de una
resina de copolicarbonato que comprende unidades estructurales (I)
y (II), tal como se han definido en cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, que tiene un porcentaje molar de unidad
estructura (I) comprendido entre 15 y 85% en función del total de
unidades estructurales (I) y (II) y que tiene (i) una viscosidad
específica comprendida entre 0,25 y 0,6 (medido a 20ºC en cloruro de
metileno, a una concentración de 0,7 g/100 ml), (ii) un grupo
terminal hidroxilo fenólico (grupo OH) en el intervalo de 1 a 80%
en moles y (iii) una relación del peso molecular de peso medio/peso
molecular de media en número (Mw/Mn) (medido por GCPC tal como se
describe en la memoria descriptiva), en el intervalo comprendido
entre 1,1 y 3.
17. El artículo moldeado óptico de la
reivindicación 16, que es un sustrato de disco óptico, una placa de
difusión de luz, una placa de guía de luz, una tarjeta óptica, un
prisma óptico o una fibra óptica.
18. El artículo moldeado óptico de la
reivindicación 16, en el que la resina de copolicarbonato tiene un
grupo terminal hidroxilo fenólico (grupo OH) en el intervalo de 1 a
80% en función del total de grupos terminales.
19. El artículo moldeado óptico de la
reivindicación 16, en el que la resina de copolicarbonato tiene un
grupo terminal hidroxilo fenólico (grupo OH) en el intervalo
comprendido entre 1 y 80% en moles, en función del total de grupos
terminales y tiene una relación de peso molecular de peso medio/peso
molecular de media en número (Mw/Mn) (medido por GPC, tal como se
describe en la memoria descriptiva) en el intervalo comprendido
entre 1,1 y 3.
20. Una película formada por una resina de
copolicarbonato que comprende unidades estructurales (I) y (II) tal
como se han definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7,
que tiene un porcentaje molar de unidad estructural (I) comprendido
entre 15 y 85% en función del total de unidades estructurales (I) y
(II) y que tiene (i) una viscosidad específica de 0,3 a 0,7 (medio
a 20ºC en cloruro de metileno, a una concentración de 0,7 g/100
ml), (ii) un grupo terminal hidroxilo fenólico (grupo OH) en el
intervalo de 1 a 80% en moles, en función del total de grupos
terminales y (iii) una relación del peso molecular de peso
medio/peso molecular de media en número (Mw/Mn) (medido por GPC tal
como se ha descrito en la memoria descriptiva) en el intervalo
comprendido entre 1,1 y 3.
21. La película de la reivindicación 20, estando
comprendido el grosor de la película entre 1 y 600 \mum.
22. La película de la reivindicación 20 o 21,
siendo la película una película estirada.
23. Una lámina formada por una resina de
copolicarbonato que comprende unidades estructurales (I) y (II),
tal como se han definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a
7, que tiene un porcentaje molar de unidad estructural (I)
comprendido entre 15 y 85% en función del total de unidades
estructurales (I) y (II), y que tiene (i) una viscosidad específica
de 0,3 a 0,7 (medido a 20ºC en cloruro de metileno, a una
concentración de 0,7 g/100 ml), (ii) un grupo terminal hidroxilo
fenólico (grupo OH) en el intervalo comprendido entre 1 y 80% en
moles en función del total de grupos terminales y (iii) una relación
de peso molecular de peso medio/peso molecular de media en número
(Mw/Mn) (medido por GPC, tal como se ha descrito en la memoria
descriptiva) en el intervalo comprendido entre 1,1 y 3.
24. Una lámina según la reivindicación 23,
estando comprendido el grosor de la lámina entre 0,6 y 10 mm.
25. Una resina de copolicarbonato que comprende
(i) unidades estructurales (I) y (II), tal como se han definido en
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, (ii) la unidad estructural
(I) que tiene un porcentaje molar comprendido dentro del intervalo
de 15 a 85% en función del total de unidades estructurales (I) y
(II), (iii) que tiene una viscosidad específica comprendida entre
0,3 y 0,7 (medio a 20ºC en cloruro de metileno, a una concentración
comprendida entre 0,7 g/100 ml), (iv) que tiene un grupo terminal
hidroxilo fenólico (grupo OH) comprendido dentro del intervalo de 1
a 80% en función del total de grupos terminales y (v) que tiene una
relación del peso molecular de peso medio/peso molecular de media en
número (Mw/Mn) (medido por GPC tal como se describe en la memoria
descriptiva) en el intervalo comprendido entre 1,1 y 3.
26. La resina de copolicarbonato de la
reivindicación 25, en la que la unidad estructural (II) es la
siguiente unidad estructural (II-a).
27. La resina de copolicarbonato de la
reivindicación 25 o 26, en la que (ii) el porcentaje molar de la
unidad estructural (I) es de 20 a 80% en moles en función del total
de unidades estructurales (I) y (II) y (iv) el contenido en grupo
terminal hidroxilo fenólico (grupo OH) en función del total de
grupos terminales se encuentra dentro del intervalo de 2 a 70% en
moles.
28. La resina de copolicarbonato de cualquiera
de las reivindicaciones 25 a 27, en la que la unidad estructural
(II) se forma con las siguientes unidades estructurales
(II-a) y (II-b) y tiene una relación
entre la unidad estructural (II-a) y la unidad
estructural (II-b) dentro del intervalo comprendido
entre 1:99 y 99:1, estando representada la unidad estructural
(II-a) por la siguiente fórmula
(II-a)
siendo la unidad estructural
(II-b) una unidad seleccionada del grupo que
consiste en las siguientes fórmulas
(II-b-1) y
(II-b-2),
\vskip1.000000\baselineskip
en la que, en las unidades
estructurales (II-b-1) y
(II-b-2) representadas arriba, cada
R_{1} y R_{2} es independientemente un grupo alquilo que tiene
de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo alcoxi que tiene de 1 a 10
átomos de carbono, un grupo cicloalquilo que tiene de 6 a 20 átomos
de carbono, un grupo cicloalcoxi que tiene de 6 a 20 átomos de
carbono, un grupo arilo que tiene de 6 a 10 átomos de carbono, un
grupo aralquilo que tiene de 7 a 20 átomos de carbono, un grupo
ariloxi que tiene de 6 a 10 átomos de carbono, un grupo aralquiloxi
que tiene de 7 a 20 átomos de carbono o un átomo de halógeno, cada q
y r es un entero de 0 a 4, W' es un grupo hidrocarburo alicíclico
que tiene de 5 a 12 átomos de carbono o un grupo representado
por
en la que R_{3} y R_{4} son
cada uno de ellos iguales o diferentes entre sí y representan cada
uno de ellos un átomo de hidrógeno o un grupo hidrocarburo que
tiene de 1 a 10 átomos de carbono, x es un entero de 1 a 5, cada
R_{5} y R_{6} es independientemente un átomo de hidrógeno o un
grupo alquilo que tiene de 1 a 3 átomos de carbono, p es un entero
de 4 a 7, cada R_{11} y R_{12} es independientemente un grupo
alquilo que tiene de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo alcoxi que
tiene de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo cicloalquilo que tiene
de 6 a 20 átomos de carbono, un grupo cicloalcoxi que tiene de 6 a
20 átomos de carbono, un grupo arilo que tiene de 6 a 10 átomos de
carbono, un grupo aralquilo que tiene de 7 a 20 átomos de carbono,
un grupo ariloxi que tiene de 6 a 10 átomos de carbono, un grupo
aralquiloxi que tiene de 7 a 20 átomos de carbono o un átomo de
halógeno y cada y y z es un entero de 1 a
4.
29. Un método para producir la resina de
copolicarbonato de cualquiera de las reivindicaciones 25 a 28, que
comprende la polimerización de un compuesto dihidroxi obtenido a
partir de 15 a 85% en moles de ciclohexanodimetanol representado
por la siguiente fórmula (I-R) y de 85 a 15% en
moles de bisfenol representado por la siguiente fórmula
(II-R) y un éster de carbonato a través de un método
de intercambio estérico,
en la que, en la fórmula
(II-R), R_{1}, R_{2}, W, q y r son como se ha
definido antes en relación con la unidad estructural
(II).
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