JP3149535B2

JP3149535B2 - 光学材料用組成物及び光学材料

Info

Publication number: JP3149535B2
Application number: JP14455892A
Authority: JP
Inventors: 康美鯉沼; 弘充中島
Original assignee: NOF Corp
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 1992-06-04
Filing date: 1992-06-04
Publication date: 2001-03-26
Anticipated expiration: 2016-03-26
Also published as: JPH05331272A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光学材料用組成物及び光
学材料に関し、更に詳しくは、屈折率、透明度、耐熱性
等に優れたメガネ用プラスチックレンズ等に有用な光学
材料用組成物及び光学材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、透明性、軽量性、安全性、加工性
等に優れたプラスチック素材が、無機硝子に代わってレ
ンズ材料として使用されている。該プラスチック素材と
しては、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリジエ
チレングリコールビスアリルカーボネート、ポリスチレ
ン、ポリカーボネートが知られている。前記ポリメチル
メタクリレート、ポリジエチレングリコールビスアリル
カーボネートは、軽量性、耐衝撃性に優れているもの
の、屈折率が１．４９〜１．５０程度と低いためレンズ
として用いる場合、無機硝子に比べて厚いレンズが要求
され、小型化、軽量化には適さないという欠点がある。
また、前記ポリスチレン、ポリカーボネートは、屈折率
が１．５８〜１．６０程度と高いものの、熱可塑性樹脂
であるため、射出成形時に複屈折による光学歪を生じや
すいという問題があり、他にも耐溶剤性、耐擦傷性に欠
けるなどの欠点があり、高屈折率を有するだけではな
く、他の緒性質にも優れる光学材料が要求されている。

【０００３】そこで、高屈折率を示し、他の諸性質にも
優れる樹脂が種々開発、報告されている。例えば特開昭
５５−１３７４７号公報には、核ハロゲン置換スチレ
ン、ビスフェノールＡを有するジ（メタ）アクリレー
ト、ベンジルメタクリレート系モノマ−及びフェノール
メタクリレート系モノマーの共重合体が提案されてい
る。しかしながら該重合体は、屈折率は高いものの比重
が高くなるなどの問題がある。また特開昭６３−４６２
１３号公報には、ポリチオールとジイソイアネートの共
重合体が提案されている。しかしながら、前記共重合体
の場合には、耐衝撃性等の機械的強度には優れるもの
の、耐熱性に劣るという問題があり、未だ高屈折率を有
し、更に耐熱性、耐溶剤性、耐衝撃性等の他の緒性質に
も優れる光学材料は報告されていないのが現状である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、プラスチックレンズ用あるいはその他の光学材料
として望ましい屈折率、透明度等を有し、種々の機械的
特性並びに耐熱性、耐溶剤性、耐衝撃性に優れ、重合収
縮率が小さく、重合硬化時の反応制御及び成形が容易な
光学材料、および光学材料用組成物を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、（Ａ）
下記一般式化２で表わされるジオール（以下ジオール化
合物１と称す）を含むジオール化合物５〜９５重量部
と、（Ｂ）少なくとも１種の不飽和ジカルボン酸及び／
又は不飽和ジカルボン酸無水物を含むジカルボン酸混合
物９５〜５重量部とを重縮合してなる不飽和ポリエステ
ル及び単独重合体の屈折率が１．５３以上のビニルモノ
マーを含むビニルモノマー成分を必須成分として含有す
る光学材料用組成物が提供される。

【０００６】

【化２】

【０００７】また本発明によれば、前記光学材料用組成
物を重合硬化してなる光学材料が提供される。

【０００８】以下本発明を更に詳細に説明する。

【０００９】本発明の光学材料用組成物において、必須
成分として用いる前記不飽和ポリエステルは、原料成分
としてジオール化合物（以下（Ａ）成分と称す）と、ジ
カルボン酸混合物（以下（Ｂ）成分と称す）とを用い、
該原料成分を重縮合して得られる重合物である。また前
記不飽和ポリエステルの動粘度は、１０〜１０⁶センチ
ポイズの範囲とするのが好ましい。前記動粘度が、１０
未満の場合には重縮合反応が不十分であり、１０⁶を超
えると組成物の作業性が悪化するので好ましくない。

【００１０】前記不飽和ポリエステルにおいて、原料成
分として用いる前記（Ａ）成分は、前記一般式化２で表
わされるジオール化合物１を含むジオール化合物であ
る。この際、前記一般式化２において、ｎ及びｍは１以
上の整数を表し、好ましくは１〜１５の範囲とするのが
望ましい。前記ｎ又はｍが、１５を超える場合には、得
られる材料の屈折率や耐熱性が著しく低下するので好ま
しくない。

【００１１】前記ジオール化合物１を具体的に列挙する
と、下記化学式化３〜１２等を好ましく挙げることがで
き、使用に際しては単独若しくは混合物として用いるこ
とができる。

【００１２】

【化３】

【００１３】

【化４】

【００１４】

【化５】

【００１５】

【化６】

【００１６】

【化７】

【００１７】

【化８】

【００１８】

【化９】

【００１９】

【化１０】

【００２０】

【化１１】

【００２１】

【化１２】

【００２２】前記ジオール化合物１を調製するには、例
えば、ビスフェノールＡに、酸又は塩基性触媒の存在下
にて、エチレンオキシドを付加させる等して容易に得る
ことができる。

【００２３】また前記（Ａ）成分において、前記ジオー
ル化合物１以外に用いることができるジオールとして
は、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエ
チレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−
ブタンジオール、ジ（２−ヒドロキシエチル）フタレー
ト等を好ましく用いることができ、使用に際しては単独
若しくは混合物として用いることができる。

【００２４】前記（Ａ）成分において、前記ジオール化
合物とその他のジオールとの配合割合は、前記ジオール
化合物の混合割合が、５０重量％以上となるようにする
のが好ましい。前記ジオール化合物１の配合割合が５０
重量％未満の場合には、組成物及び光学材料の屈折率が
低下するので好ましくない。

【００２５】また前記不飽和ポリエステルの原料成分と
して用いる前記（Ｂ）成分は、少なくとも１種の不飽和
ジカルボン酸又は不飽和無水ジカルボン酸を含むジカル
ボン酸混合物である。この際用いることができる不飽和
ジカルボン酸としては、マレイン酸、フマル酸、イタコ
ン酸などを好ましく用いることができ、使用に際しては
単独若しくは混合物として用いることができる。また前
記不飽和無水ジカルボン酸としては、無水マレイン酸、
無水イタコン酸等を好ましく挙げることができ、使用に
際しては単独若しくは混合物として用いることができ
る。また前記（Ｂ）成分としては、前記不飽和ジカルボ
ン酸及び不飽和無水ジカルボン酸以外に、他のジカルボ
ン酸を用いることもでき、該他のジカルボン酸として
は、無水フタル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタ
ル酸、テトラクロロ無水フタル酸、テトラブロモ無水フ
タル酸等を好ましく挙げることができ、使用に際しては
単独若しくは混合物として用いることができる。

【００２６】前記（Ｂ）成分中における前記不飽和ジカ
ルボン酸及び／又は無水不飽和ジカルボン酸の配合割合
は、５重量％以上の範囲とするのが好ましい。５重量％
未満の場合には、耐熱性が低下するので好ましくない。

【００２７】本発明において必須成分として用いる前記
不飽和ポリエステルを調製する際の前記（Ａ）成分と
（Ｂ）成分との配合割合は、前記ジオール化合物５〜９
５重量％に対して、前記ジカルボン酸混合物９５〜５重
量％の範囲である。前記範囲外の場合には、物性が低下
して光学材料として使用できないので前記範囲とする必
要がある。

【００２８】また前記不飽和ポリエステルを調製するに
は、例えば、前記ジオール化合物とジカルボン酸混合物
とを混合した後、不活性ガス気流下にて、好ましくは５
０〜２５０℃の温度範囲にて加熱脱水する等して行うこ
とができる。この際、反応は、無触媒で行うことができ
るが、好ましくはパラトルエンスルホン酸、メタンスル
ホン酸等を触媒として用いることができる。

【００２９】また本発明において、前記不飽和ポリエス
テルと共に必須成分として用いる前記特定のビニルモノ
マー成分は、単独重合体の屈折率が１．５３以上のビニ
ルモノマー（以下ビニルモノマー２と称す）である。こ
の際用いることができる前記ビニルモノマー２は、単独
で重合して得られる重合体の平均分子量が好ましくは１
０００以上である場合に、屈折率が１．５３以上を示す
ビニルモノマーであれば特に限定されるものではない
が、具体的には例えば、スチレン、メチル核置換スチレ
ン、α−メチルスチレン、クロロ核置換スチレン、ブロ
モ核置換スチレン、フェニル（メタ）アクリレート、ベ
ンジル（メタ）アクリレート、ブロムフェニル（メタ）
アクリレート、２，２−ビス（４−（メタ）アクリロイ
ルオキシエトキシフェニル）プロパン、ジアリルオルソ
フタレート、ジアリルイソフタレート、ジアリルテレフ
タレート、ジビニルベンゼン、トリアリル（イソ）シア
ヌレート、安息香酸ビニル、ビスフェノールＡジメタク
リレート、テトラクロルフタル酸ジアリル等を好ましく
挙げることができ、使用に際しては、単独若しくは混合
物として用いることができる。

【００３０】また本発明においては前記ビニルモノマー
成分として、前記ビニルモノマー２以外に他のビニルモ
ノマー成分を用いることができる。該他のビニルモノマ
ーとしては、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエー
テル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、（メタ）アク
リル酸、Ｎ−ビニルピロリドン、（メタ）アクリルアミ
ド、メチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アク
リレート、アリル（メタ）アクリレート、（メタ）アク
リロニトリル、ジエチレングリコールビスアリルカーボ
ネート、エチレングリコールビス（メタ）アクリレー
ト、ジエチレングリコールビス（メタ）アクリレート、
ポリエチレングリコールビス（メタ）アクリレート等を
好ましく挙げることができ、使用に際しては単独若しく
は混合物として用いることができる。

【００３１】前記他のビニルモノマーの配合割合は、前
記ビニルモノマー２に対して５０重量％以下とするのが
望ましい。該含有割合が５０重量％を超える場合には、
屈折率が低下するので好ましくない。

【００３２】また前記不飽和ポリエステルと前記ビニル
モノマー成分との配合割合は、前記不飽和ポリエステル
９０〜５重量％に対して、前記ビニルモノマー成分を１
０〜９５重量％の範囲とするのが好ましい。前記ビニル
モノマーの配合割合が、１０重量％未満の場合には得ら
れる樹脂の屈折率や耐熱性が低下し、９５重量％を超え
ると得られる材料の耐衝撃性や耐熱性が低下するので好
ましくない。

【００３３】また、本発明においては前記光学材料用組
成物に、酸化安定剤、紫外線吸収剤、染料、顔料、充填
剤等の添加物を必要に応じて添加することもできる。

【００３４】本発明の光学材料は、前記光学材料用組成
物を重合硬化してなる材料であって、前記不飽和ポリエ
ステルが複数の２重結合を有するので、３次元架橋樹脂
からなる材料である。

【００３５】本発明の光学材料を調製するには、例え
ば、前記光学材料用組成物を、ラジカル重合開始剤の存
在下、塊状重合、懸濁重合、溶液重合等のラジカル重合
法により重合させることにより得ることができ、特に直
接所望の型内に加熱硬化させる注型成型法を好ましく用
いることができる。前記ラジカル重合開始剤としては、
具体的には例えば、過酸化ベンゾイル、ジイソプロピル
パーオキシジカーボネート、ジ−ｎ−プロピルパーオキ
シカーボネート、ｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘ
キサノエート、ｔ−ブチルペルオキシピバレート、ジ−
２−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ｔ−ブ
チルペルオキシジイソブチレート、過酸化ラウロイル、
ｔ−ブチルペルオキシネオデカノエート、アゾビスイソ
ブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル等を
好ましく挙げることでき、使用に際しては単独又は混合
物として用いることができる。前記ラジカル重合開始剤
の使用量は前記光学材料用組成物全体に対し０．０１〜
１０重量％、特に好ましくは０．１〜５重量％である。

【００３６】前記加熱重合を行うには、例えば前記光学
材料用組成物とラジカル重合開始剤とを直接所望の型枠
内に仕込み、好ましくは３０〜１５０℃、５〜７２時間
加熱することにより重合させることができる。この際、
重合系は、例えば窒素、二酸化炭素、ヘリウムなどの不
活性ガス置換又は雰囲気下で行なうのが望ましい。

【００３７】

【発明の効果】本発明の光学材料用組成物を重合硬化し
て得られる光学材料は、１．５５以上の屈折率及び高い
アッベ数を有し、更に重合収縮率が小さく、光学的透明
性、耐熱性、耐溶剤性及び耐衝撃性等の緒性質にも優れ
る樹脂である。従って、メガネ用レンズ、カメラレン
ズ、光学用素材などのプラスチックレンズ用あるいは、
高屈折率フィルム等の光学材料として有用である。

【００３８】

【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明をさら
に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるもの
ではない。

【００３９】

【合成例１〜３】撹拌器、温度計、コンデンサー、窒素
導入管を備える５００ｃｃの４つ口フラスコに、表１に
示す原料組成物を加え、窒素ガス気流下にて、８０℃で
３時間、１４０℃で２時間、更に２００℃で３時間加熱
撹拌して、脱水縮合反応を行い、表１に示す分子量を有
する不飽和ポリエステルを得た。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【実施例１】合成例１で得られた不飽和ポリエステル５
ｇとｐ−クロロスチレン５ｇとを混合し、該混合物にジ
イソプロピルペルオキシジカーボネート０．３ｇを混合
し、原料モノマーを得た。ついで２枚のガラス型中に該
組成物を仕込んだ後、硬化温度４０℃にて１０時間、５
０℃で５時間、更に６０℃で５時間加熱し、重合を行っ
た。最後に１００℃で１時間アニーリング処理を行い、
硬化樹脂を得た。得られた硬化樹脂を前記型枠から取り
出し、屈折率、アッベ数、重合縮合率、耐熱性及び耐衝
撃性を下記方法に従って測定した。結果を表２に示す。

【００４２】・屈折率及びアッベ数・・・アッベ屈折率
計（アタゴ株式会社製）を用い、また中間液にヨウ化メ
チル飽和溶液を用いて測定を行った。・重合縮合率・・・原料モノマーの比重ｐと、樹脂の比
重ｑとを測定し、（１−ｐ）／ｑの式に従って算出し
た。・耐熱性・・・１２０℃のオイルバス中にて２時間放置
後、変形及び変色のないものを〇、変形若しくは変色の
あるものを×とした。・耐衝撃性・・・ＡＳＴＭ−０２５６に従って測定し
た。

【００４３】

【実施例２〜６】表２に示す原料モノマーをそれぞれ用
いた以外は、実施例１と同様に硬化樹脂を調製し、各測
定を行った。結果を表１に示す。

【００４４】

【表２】

【００４５】

【比較例１〜３】表３に示す原料モノマーを用いた以外
は、実施例１と同様に硬化樹脂を調製し、各測定を行っ
た。結果を表３に示す。

【００４６】

【表３】

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）下記一般式化１で表わされるジオ
ールを含むジオール化合物５〜９５重量部と、（Ｂ）少
なくとも１種の不飽和ジカルボン酸及び／又は不飽和ジ
カルボン酸無水物を含むジカルボン酸混合物９５〜５重
量部とを重縮合してなる不飽和ポリエステル及び単独重
合体の屈折率が１．５３以上のビニルモノマーを含むビ
ニルモノマー成分を必須成分として含有する光学材料用
組成物。【化１】
【請求項２】請求項１記載の光学材料用組成物を重合
硬化してなる光学材料。