JPH0753776B2 - 光学用樹脂製レンズおよびその製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は特定のメサコン酸エステルを重合あるいは共重
合することにより得られる光学用樹脂製レンズ及びその
製造法に関し、さらに詳しくは、高屈折率、透明性など
に優れた光学用樹脂製レンズ及びその製造法に関する。

＜従来の技術及び問題点＞ 従来より、プラスチック素材は、その透明性、軽量性、
安全性、加工性等の優れた特性を生かし、無機ガラスの
代替として使われてきている。その代表的なものとし
て、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
ボネート等が挙げられる。

これらプラスチック素材は、無機ガラスに比して耐傷
性、屈折率、耐熱性において劣っている点もあるが、前
述の優れた特性を生かして広く光学分野で使用されてい
る。しかし、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では、屈折
率がn_D＝1.49〜1.50程度と低い為、レンズ等の屈折率を
利用する分野に使用する場合には、無機ガラスに比して
厚いものが必要となり、最近の光学材料の小型化、軽量
化には適さないという欠点があった。

また、ポリスチレン、ポリカーボネートでは屈折率に関
してはn_D＝1.59〜1.60程度と高いものの、耐溶剤性、複
屈折において欠点を有しており、又成形法については、
射出成型等の溶融成型によるものが多く、多種品目生産
に有用な注型成型法に適さないなどの欠点があった。

＜発明の目的＞ 本発明は光学用樹脂製レンズとして望ましい無色透明性
及び高屈折率を備え、しかも重合成型時の収縮率が小さ
く耐熱性に優れており、注型成型法に適する光学用樹脂
製レンズ及びその製造法を提供することを目的とする。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明によれば、下記の一般式 （式中、A₁,A₂は同一もしくは異なる基であって、 又はＲから選ばれる少くとも一方の基が芳香族環を有す
る基を表わし、Ｘはハロゲン原子を示し、ｍは０又は１
以上で且つ５以下の整数を示し、Ｒは炭素数１〜12のア
ルキル基、アルケニル基又は炭素数３〜12のシクロアル
キル基を示す）にて表わされるメサコン酸エステルを重
合又は該メサコン酸エステルとコモノマーとを共重合さ
せることにより得られる光学用樹脂製レンズが提供され
る。

又、本発明によれば、下記の一般式 （式中、A₁,A₂は同一もしくは異なる基であって、 又はＲから選ばれる少なくとも一方の基が芳香族環を有
する基を表わし、Ｘはハロゲン原子を示し、ｍは０又は
１以上で且つ５以下の整数を示し、Ｒは炭素数１〜12の
アルキル基、アルケニル基又は炭素数３〜12のシクロア
ルキル基を示す）にて表わされるメサコン酸エステルを
又は該メサコン酸エステルとコモノマーとの混合物を選
定10時間半減期温度が120℃以下の有機過酸化物及びア
ゾ化合物より選ばれる１種又は２種以上の重合開始剤の
存在下、所定の型内に入れて加熱硬化させることを特徴
とする光学用樹脂製レンズの製造法が提供される。

以下、本発明につき詳細に説明する。

本発明では下記の一般式 （式中、A₁,A₂は同一もしくは異なる基であって、 又はＲから選ばれる少なくとも一方の基が芳香族環を有
する基を表わし、Ｘはハロゲン原子を示し、ｍは０又は
１以上で且つ５以下の整数を示し、Ｒは炭素数１〜12の
アルキル基、アルケニル基又は炭素数３〜12のシクロア
ルキル基を示す）にて表わされるメサコン酸エステルを
用いる。メサコン酸エステル中のフェニル基、ベンジル
基はハロゲン原子により置換されていても（ｍ＝１以上
で且つ５以下の整数）、又ハロゲン原子により置換され
ていなくてもよい（ｍ＝０）。メサコン酸エステル基が
アルキル基、アルケニル基又はシクロアルキル基の場
合、炭素数が13以上となると重合性及び耐熱性などの物
性が低下するので使用できない。

本発明に用いることのできるメサコン酸エステルの具体
的な例としてはメサコン酸ジフェニルエステル、メサコ
ン酸ジ（オルトクロルフェニル）エステル、メサコン酸
ジ（オルトブロムフェニル）エステル、メサコン酸ジ
（パラクロルフェニル）エステル、メサコン酸ジ（メタ
ブロムフェニル）エステル、メサコン酸ジ（２′,4′−
ジクロルフェニル）エステル、メサコン酸プロブロムフ
ェニル−オルトブロムフェニルジエステル、メサコン酸
ベンジル−フェニルジエステル、メサコン酸ジベンジル
エステル、メサコン酸ジ（オルトクロルベンジルエステ
ル）、メサコン酸ジ（オルトブロムベンジル）エステ
ル、メサコン酸ジ（メタブロムベンジル）エステル、メ
サコン酸ベンジルオルトクロルベンジルジエステル、メ
サコン酸ジ（パラクロルベンジル）エステル、メサコン
酸ベンジル−オルトブロムベンジルジエステル、メサコ
ン酸ジ（２′,4′−ジクロルベンジル）エステル、メサ
コン酸メチル−フェニルジエステル、メサコン酸イソプ
ロピル−フェニルジエステル、メサコン酸シクロヘキシ
ル−フェニルジエステル、メサコン酸エチル−ベンジル
ジエステル、メサコン酸イソプロピル−ベンジルジエス
テル、メサコン酸シクロヘキシル−ベンジルジエステ
ル、メサコン酸アリル−ベンジルジエステル、メサコン
酸メサリル−ベンジルジエステルなどが挙げられる。た
だし前記具体例の一般式（１）で表わされるメサコン酸
ジエステル中のA₁,A₂が異なるものについては、A₁,A₂の
基の順で命名している。

本発明の光学用樹脂製レンズは、上記メサコン酸エステ
ルの１種あるいは２種以上を重合させて得ることができ
る。又、上記メサコン酸エステルとコモノマーとを共重
合させてもよい。コモノマーとしてはラジカル重合性ビ
ニルモノマー、架橋性ビニルモノマーあるいは架橋性ア
リルモノマーの１種あるいは２種以上を用いることがで
きる。

ラジカル重合性ビニルモノマー、架橋性ビニルモノマー
あるいは架橋性アリルモノマーとしては、スチレン、ｐ
−メチルスチレン、ｐ−クロルスチレン、ｏ−クロルス
チレン、ｐ−ブロムスチレン、ｏ−ブロムスチレン、ｐ
−ジビニルベンゼン、ｍ−ジビニルベンゼン、ジビニル
ビフェニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、メチル
メタクリレート、ブチルメタクリレート、メチルアクリ
レート、エチルアクリレート、フェニルメタクリレー
ト、フェニルアクリレート、ベンジルメタクリレート、
ベンジルアクリレート、ブロムフェニルメタクリレー
ト、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エチレン
グリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジ
メタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、
ジエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレング
リコールジアクリレートプロピレングリコールジメタク
リレート、ビスフェノールＡジメタクリレート、2,2−
ビス（４−メタクリロイルオキシエトキシフェニル）プ
ロパン、2,2−ビス（４−アクリロイルオキシエトキシ
フェニル）プロパン、アリルメタクリレート、アリルア
クリレート、ジアリルフタレート、テトラクロルフタル
酸ジアリル、ジアリルイソフタレート、ジアリルテレフ
タレート、トリメリット酸トリアリル、トリアリルシア
ヌレート、トリアリルイソシアヌレート、ジエチレング
リコールビスアリルカーボネート、テトラクロルフタル
酸ジアリル等が挙げられるが、得られる樹脂の耐溶剤
性、耐熱性をアップする目的には少くとも１種類の架橋
性多官能ビニルモノマー及びアリルモノマーを選定する
ことが好ましい。かようなビニルモノマーとしてはジビ
ニルベンゼン、エチレングリコールジ（メタ）アクリレ
ート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレー
ト、ジアリルフタレート、ジアリルイソフタレート、エ
チレングリコールビスアリルカーボネート、トリメリッ
ト酸トリアリル、トリアリルイソシアヌレート、トリア
リルシアヌレートなどを挙げることができる。

メサコン酸エステルに対するコモノマーの共重合組成比
としては、メサコン酸エステル100重量部に対し10000〜
１重量部の範囲が好ましく、さらには、5000〜10重量部
の範囲が好ましい。この場合、1000重量部を越えると得
られる樹脂の屈折率が著しく低くなり、また、１重量部
未満では、コモノマーの共重合による効果が充分でな
い。

本発明による重合体あるいは共重合体を重合させる際に
用いられる重合開始剤としては、選定10時間半減期温度
が120℃以下の有機過酸化物及びアゾ化合物の１種又は
２種以上が使用される。

かような開始剤の例としては、過酸化ベンゾイル、ジイ
ソプロピルペルオキシジカーボネート、ターシャリブチ
ルペルオキシ２−エチルヘキサノエート、ターシャリブ
チルペルオキシピパレート、ターシャリブチルペルオキ
シジイソブチレート、過酸化ラウロイル、ジ−ｎ−プロ
ピルペルオキシジカーボネート、ジ−２−エチルヘキシ
ルペルオキシジカーボネート、ｔ−ブチルペルオキシネ
オデカノエート、デカノイルペルオキシド、アゾビスイ
ソブチロニトリル等が挙げられる。重合開始剤の使用量
としては原料モノマー100重量部に対して10重量部以下
が好ましく、さらに好ましくは５重量部以下である。本
発明の光学用樹脂製レンズの調製に当っては、当該原料
モノマーに重合開始剤を加え、直接所望の型内に仕込
み、系を加熱硬化させる方法が用いられる。この場合、
適時、重合系を不活性ガス例えば、窒素、二酸化炭素、
ヘリウム等で置換ないし雰囲気下にすることが望まし
い。また、原料モノマーに重合開始剤を添加後、所定の
温度下（30〜70℃）で前もって若干重合あるいは共重合
させておいた後、所定の型内に仕込み、加熱硬化させて
重合を完結させる方法をとることも可能である。

なお、前記、加熱硬化させる場合の温度としては、使用
する重合開始剤により異なるが、30〜150℃の範囲が好
ましいが、使用重合開始剤の10時間半減期温度程度がさ
らに好ましい。また、硬化時間の短縮、未反応モノマー
及び重合開始剤の処理を目的にして適時硬化温度を上昇
させることも可能である。この場合、硬化に要する全時
間としては10〜48時間程度である。

＜発明の効果＞ 本発明の光学用樹脂製レンズはn_Dが1.55以上の高屈折率
を有しており、アッベ数30以上で無色透明であり、成型
重合時の収縮率が小さく且つ耐熱性に優れるなど、従来
の光学用樹脂製レンズの欠点を改良した素材を提供し、
眼鏡レンズ、カメラレンズ等の光学用樹脂製レンズへ応
用することができる。

＜実施例＞ 以下実施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ない。なお、諸物性は
以下の記載する方法により測定した。

屈折率，アッベ数−アッベ屈折率 比重−水中置換法により樹脂重量／樹脂体積により求め
た。

重合収縮率−原料モノマー組成物の比重（ρＭ）、硬化
樹脂の比重（ρＰ）から（１−ρP/ρＭ）の式に従い求
めた。

耐熱性−130℃の乾燥器中に２時間放置した後樹脂に変
形、着色等の変化が認められないものを合格として○と
し、不合格を×とした。

実施例１ メサコン酸ジフェニルエステル7g、ジビニルスチレン3g
からなる原料混合物モノマーに過酸化ベンゾイル0.3gを
混合し60℃に加熱したモノマー組成物を２枚のガラス製
板（シリコンガスケットを使用）中に仕込み、70℃の恒
温槽中、窒素気流下24時間硬化し、さらに100℃で２時
間アニーリング処理を行った後、型から光学用樹脂製レ
ンズを取り出し前記物性テストによる評価を実施した。

実施例２〜６、比較例１及び２ 実施例１と同様の手法により、種々の組成の原料モノマ
ーを所定のラジカル開始剤、硬化条件下で光学用樹脂製
レンズを作成した。その結果を表１に示した。なお、比
較例として、ジエチレングリコールビスアリルカーボネ
ート、スチレンについても同様の実験を実施し、その結
果についても並記した。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｆ 220/30 ＭＭＳ Ｇ０２Ｂ 1/04 7724−2Ｋ (72)発明者 最上 隆夫 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一般式 （式中、A₁,A₂は同一もしくは異なる基であって、 又はＲから選ばれる少なくとも一方の基が芳香族環を有
   する基を表わし、Ｘはハロゲン原子を示し、ｍは０又は
   １以上で且つ５以下の整数を示し、Ｒは炭素数１〜12の
   アルキル基、アルケニル基又は炭素数３〜12のシクロア
   ルキル基を示す）にて表わされるメサコン酸エステルを
   重合又は該メサコン酸エステルとコモノマーとを共重合
   させることにより得らた光学用樹脂製レンズ。
2. 【請求項２】前記コモノマーがラジカル重合性ビニルモ
   ノマー、又は架橋性ビニルモノマーであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の光学用樹脂製レン
   ズ。
3. 【請求項３】一般式 （式中、A₁,A₂は同一もしくは異なる基であって、 又はＲから選ばれる少なくとも一方の基が芳香族環を有
   する基を表わし、Ｘはハロゲン原子を示し、ｍは０又は
   １以上で且つ５以下の整数を示し、Ｒは炭素数１〜12の
   アルキル基、アルケニル基又は炭素数３〜12のシクロア
   ルキル基を示す）にて表わされるメサコン酸エステルを
   又は該メサコン酸エステルとコモノマーとの混合物を選
   定10時間半減期温度が120℃以下の有機過酸化物及びア
   ゾ化合物より選ばれる１種又は２種以上の重合開始剤の
   存在下、所定の型内に入れて加熱硬化させることを特徴
   とする光学用樹脂製レンズの製造法。
4. 【請求項４】前記コモノマーがラジカル重合性ビニルモ
   ノマー又は架橋性ビニルモノマーであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第３項に記載の光学用樹脂製レンズの
   製造法。