JPH0853515A

JPH0853515A - 高屈折率光学材料

Info

Publication number: JPH0853515A
Application number: JP18939294A
Authority: JP
Inventors: Yasuyoshi Koinuma; 康美鯉沼; Takeshi Miyazaki; 剛宮▲崎▼; Kazuo Matsuyama; 一夫松山
Original assignee: Nippon Oil and Fats Co Ltd
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 1994-08-11
Filing date: 1994-08-11
Publication date: 1996-02-27

Abstract

(57)【要約】【構成】下記一般式化１で表わされる単量体を含む原材
料を重合して得た高屈折率光学材料。【化１】【効果】前記高屈折率光学材料は、前記単量体の単独重
合体で１．６以上の屈折率を、また共重合体でも１．５
５以上の高屈折率を示し、更に無色透明性であり、重合
収縮率が小さく、且つ耐熱性にも優れているので、メガ
ネレンズ、カメラレンズ、光学素子、高屈折率フィルム
等の光学材料として有用である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高屈折率、透明性、耐
熱性等に優れた高屈折率光学材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりプラスチック素材は、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
ガラスの代替品として使用されている。その代表的なも
のとしては、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知られている。

【０００３】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（ＮＤ）が１．４９〜１．５０程度と低いた
め、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レンズを厚くする必要があり、
最近の光学材料の小型化、軽量化には適さないという欠
点がある。

【０００４】一方、屈折率が高い材料としては、ポリス
チレン、ポリカーボネート等がよく知られており、ＮＤ
＝１．５８〜１．６０程度を有している。また、ＮＤ＝
１．５８以上のその他の樹脂としては、ポリチオールと
ジイソシアネートとの共重合体（特開昭６０−１９９０
１６号公報）、ビスフェノールＡ骨格を有するジ（メ
タ）アクリレートとスチレン系モノマーとの共重合体
（特開昭５５−１３７４７号公報）が提案されている。

【０００５】しかしながら、前記ポリスチレン、ポリカ
ーボネートを用いた光学材料は、屈折率が高いものの耐
溶剤性、複屈折に問題がある。また成形は、射出成形等
の溶融成形に適しており、多種品目生産に有用な注型成
形法に適さない等の欠点がある。また前記ポリチオール
とジイソシアネートとの共重合体は、耐衝撃性等の機械
的強度には優れているものの耐熱性に劣り、前記ビスフ
ェノールＡ骨格を有するジ（メタ）アクリレートとスチ
レン系モノマーとの共重合体は、屈折率が充分でない。
更に共通の問題として、これらの共重合体を調製するた
めの重合速度が早いため重合制御が困難であるという問
題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、高屈折率を示し、透明性、耐熱性等に優れ、しかも
製造時の重合速度の制御が容易である高屈折率光学材料
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、下記一
般式化２で表わされる単量体（以下単量体Ａと称す）を
含む原材料を重合して得た高屈折率光学材料が提供され
る。

【０００８】

【化２】

【０００９】以下本発明を更に詳細に説明する。本発明
の高屈折率光学材料は、重合させる原材料の必須成分と
して前記一般式化２で表わされる単量体Ａを使用する。
該単量体Ａは、分子内に高屈折率が付与されるメルカプ
トフェニルアミド基を有し、重合基として（メタ）アク
リロイル基又は（α−メチル）スチリル基を有する。具
体的には例えば、Ｎ−（２−メルカプトフェニル）（メ
タ）アクリルアミド、Ｎ−（４−メルカプトフェニル）
（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（４−クロロ−２−メル
カプトフェニル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（３−
クロロ−４−メルカプトフェニル）（メタ）アクリルア
ミド、Ｎ−（４−ブロモ−２−メルカプトフェニル）
（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（２−メルカプトフェニ
ル）−ｐ−スチレンカルボン酸アミド、Ｎ−（４−メル
カプトフェニル）−ｐ−スチレンカルボン酸アミド、Ｎ
−（２−メルカプトフェニル）−ｐ−α−メチルスチレ
ンカルボン酸アミド、Ｎ−（４−ブロモ−２−メルカプ
トフェニル）−ｐ−スチレンカルボン酸アミド、Ｎ−
（４−ヨード−２−メルカプトフェニル）−ｐ−スチレ
ンカルボン酸アミド等を挙げることができ、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。

【００１０】前記単量体Ａを合成するには、例えば（メ
タ）アクリル酸クロリド又は（α−メチル）スチレンカ
ルボン酸クロリドと、２−メルカプトアニリン、４−メ
ルカプトアニリン、４−クロロ−２−メルカプトアニリ
ン等のアニリン誘導体とを、ジクロロメタン、ベンゼン
等の適当な有機溶媒の存在下、あるいは無溶媒で、トリ
エチルアミンを脱塩酸剤として作用させて反応させる方
法等により得ることができる。この際反応は、好ましく
は不活性ガス気流下、０〜１５０℃の温度範囲で行うこ
とができる。

【００１１】本発明の高屈折率光学材料は、前記単量体
Ａの一種若しくは二種以上を重合させることにより得る
ことができるが、原材料としてその他の共重合可能な共
重合材料を用いることもできる。該共重合材料としては
例えば、スチレン、α−メチルスチレン、メチル核置換
スチレン、クロロ核置換スチレン、ブロモ核置換スチレ
ン、ジビニルベンゼン、フェニル（メタ）アクリレー
ト、ベンジル（メタ）アクリレート、ブロモフェニル
（メタ）アクリレート、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、テト
ラクロルフタル酸ジアリル、トリアリル（イソ）シアヌ
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）アクリロイルオキシエトキシフェニ
ル）プロパン、安息香酸ビニル、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、Ｎ−ビニルピロリドン、（メタ）アクリル酸、
（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、エチレングリコ
ールジ（メタ）アクリレート、ジ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、ジエチレングリコールビスアリルカ
ーボネート又はこれらの混合物等を挙げることができ
る。共重合材料の使用量は、原材料総量に対して、０〜
９０重量％、好ましくは１〜８０重量％の範囲である。
９０重量％を超えると得られる光学材料の屈折率が低下
し、更に耐衝撃性及び耐熱性が低下する恐れがあるので
好ましくない。

【００１２】本発明の高屈折率光学材料を調製するに
は、前記原材料を、例えば塊状重合、懸濁重合、乳化重
合、溶液重合等の公知のラジカル重合法等により重合さ
せることにより得ることができる。特に前記原材料に、
ラジカル重合開始剤を添加し、直接所望の型内で加熱硬
化させる注型成形法が適している。ラジカル重合開始剤
としては、例えば過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイ
ル、ジイソプロピルペルオキシジカーボネート、ジノル
マルプロピルペル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−エチルヘキシルペルオキシジ
カーボネート、ｔ−ブチルペルオキシジイソブチレー
ト、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
等を用いることができる。ラジカル重合開始剤の使用量
は、前記原材料全体に対して０．０１〜１０重量％、特
に０．１〜５重量％であるのが好ましい。

【００１３】前記重合を行う際には、適時重合系を不活
性ガス、例えば、窒素、二酸化炭素、ヘリウムで置換若
しくは雰囲気下にするのが望ましい。また重合温度は３
０〜１５０℃、重合時間は５〜７２時間程度が好まし
い。この際重合時間が制御し易いので前記注型成形法に
最も適している。また重合に際しては、必要に応じて酸
化安定剤、紫外線吸収剤、染料、顔料、充填剤等の添加
剤を添加することもできる。

【００１４】

【発明の効果】本発明の高屈折率光学材料は、単量体Ａ
の単独重合体で１．６以上の屈折率を有しており、また
共重合体でも屈折率１．５５以上の高屈折率を示し、更
に無色透明性であり、重合収縮率が小さく、且つ耐熱性
にも優れているので、メガネレンズ、カメラレンズ、光
学素子、高屈折率フィルム等の光学材料として有用であ
る。

【００１５】

【実施例】以下本発明を実施例により更に詳細に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００１６】

【合成例１】撹拌器、温度計、コンデンサー、窒素導入
管を備えた１０００ｃｃの４つ口フラスコに、１モルの
２−メルカプトアニリンと、１．１モルのトリエチルア
ミンと、溶媒としてジクロロメタン２００ｇとを添加
し、窒素ガスを通じながら溶解撹拌させた。次いでメタ
クリル酸クロリド１モルを、０℃の温度で２時間かけて
滴下し、更に室温で５時間反応させた。反応終了後、中
和洗浄し、溶媒及び未反応物を留去させてＮ−（２−メ
ルカプトフェニル）メタクリルアミドを得た。得られた
化合物のＩＲスペクトル及び¹Ｈ−ＮＭＲスペクトルの
分析結果を表１に示す。

【００１７】

【合成例２〜４】原料成分として、４−クロロ−２−メ
ルカプトアニリンとメタクリル酸クロリドとを（合成例
２）、２−メルカプトアニリンとアクリル酸クロリドと
を（合成例３）、２−メルカプトアニリンとｐ−スチレ
ンカルボン酸クロリドとを（合成例４）用いた以外は、
合成例１と同様の方法で表１に示す各単量体を合成し
た。得られた単量体と、そのＩＲスペクトル及び¹Ｈ−
ＮＭＲスペクトルの分析結果を表１に示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【実施例１】合成例１で調製したＮ−（２−メルカプト
フェニル）メタクリルアミド７ｇ及びスチレン３ｇにア
ゾビスイソブチロニトリル０．１ｇを混合した組成物
を、２枚のガラス製板（シリコンガスケットを使用）中
に仕込んだ。次いで５０℃で１０時間、６０℃で５時
間、７０℃で５時間硬化反応させ、更に１００℃で１時
間アニーリング処理を行い、光学材料を調製した。得ら
れた光学材料を型から取り出し、以下に示す諸物性を評
価した。結果を表２に示す。屈折率及びアッベ数：（アッベ屈折率計、アタゴ（株）
製）耐熱性：１１０℃の恒温器中に２時間放置した後、樹脂
に変形、着色等の変化の内ものを○、変化が認められた
ものを×とした。

【００２０】

【実施例２〜９、比較例１】表２に示す単量体を用いた
以外は、実施例１と同様に光学材料を調製し、各物性試
験を行った。結果を表２に示す。

【００２１】

【実施例１０】合成例１で調製したＮ−（２−メルカプ
トフェニル）メタクリルアミド１０ｇに過酸化ベンゾイ
ル０．１ｇを混合した組成物を、２枚のガラス製板（シ
リコンガスケットを使用）中に仕込んだ。次いで８０℃
で１０時間、９０℃で５時間、１００℃で５時間硬化反
応させ、更に１２０℃で１時間アニーリング処理を行
い、光学材料を調製した。得られた光学材料を型から取
り出し、実施例１と同様に諸物性を評価した。結果を表
２に示す。

【００２２】

【表２】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記一般式化１で表わされる単量体を含
む原材料を重合して得た高屈折率光学材料。【化１】