JP2000247985A - 光学材料及び該光学材料を用いた光学部材 - Google Patents

光学材料及び該光学材料を用いた光学部材

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JP2000247985A
JP2000247985A JP11049002A JP4900299A JP2000247985A JP 2000247985 A JP2000247985 A JP 2000247985A JP 11049002 A JP11049002 A JP 11049002A JP 4900299 A JP4900299 A JP 4900299A JP 2000247985 A JP2000247985 A JP 2000247985A
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Hiroki Katono
浩樹 上遠野
Tomoyoshi Koizumi
智義 小泉
Masuhiro Shoji
益宏 庄司
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Kureha Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 希土類金属イオン等の金属イオンによる特定
波長の吸収特性又は発光特性を維持しつつ、重合固化し
た後にも成形加工性を向上することが可能な光学材料及
び光学部材を提供する。 【解決手段】 本発明の光学材料は、下記(A)成分及
び下記(B)成分のうち少なくとも一つの成分を含有し
て成る。 (A)成分:希土類金属イオン及び下記式(1)で表さ
れるリン酸エステル化合物より成る成分 (B)成分:下記式(2)又は下記式(3)で表される
リン酸エステル希土類金属化合物より成る成分 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光学材料及び該光学
材料を用いた光学部材に関し、詳しくは特定の波長域の
光を高効率で吸収又は発光する特性を有する光学材料及
び該光学材料を用いた光学部材に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ガラスやアクリル系樹脂等の透光
性材料に金属イオンを含有させて該金属イオンによる特
定の光学的特性を該透光性材料に付与する試みが成され
ている。このような金属イオンとしては、希土類金属イ
オンが特定の波長域の光線をシャープに吸収する性質を
有し、また、特有の蛍光を発する性質を有する点で利用
価値が高いものである。このような希土類金属イオンを
含有するガラス製の光学材料は、優れた防眩性を有する
光学材料として、例えば防眩性眼鏡レンズ、テレビ等に
用いられる防眩フィルター、照明器具の輝度調節フィル
ター、色調補正フィルター等に利用されている。また、
希土類金属の一部は、光通信分野における光増幅器の機
能発現物質等として有用とされ、これらの希土類金属を
ガラス基材中に導入して成る光増幅器が実用化されてい
る。
【0003】また、ガラスよりも希土類金属イオン等の
金属イオンの含有割合が高く、且つ成形加工性等に優れ
た材料として、分子中に不飽和二重結合を有するリン酸
基含有化合物とネオジムイオン等の金属イオンとを含む
アクリル系樹脂より成る光学材料が特開平8−1367
27号公報に開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる従来
の光学材料は、リン酸基含有化合物が分子中に不飽和二
重結合(重合性官能基)を有しているため、樹脂組成物
として重合固化される際の離型性が十分ではなく、ま
た、重合後の成形品は、再成形が困難であるという課題
があった。
【0005】そこで、本発明はこのような課題に鑑み
て、希土類金属イオン等の金属イオンによる特定波長の
吸収特性又は発光特性を維持しつつ、重合固化した後に
も成形加工性を向上することが可能な光学材料及び光学
部材を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本発明者らは、種々のリン酸エステル化合物と希土
類金属イオン成分等とを含む光学材料の分光特性及び物
性について鋭意研究を重ね、特定波長の光の吸収特性又
は発光特性に優れ、金属イオンを溶媒や樹脂中へ十分に
溶解させることができる成分を見出し、本発明に到達し
た。すなわち、本発明の光学材料は、下記(A)成分及
び下記(B)成分のうち少なくとも一つの成分を含有し
て成ることを特徴とする。 (A)成分:希土類金属イオン及び下記式(1)で表さ
れるリン酸エステル化合物より成る成分 (B)成分:下記式(2)又は下記式(3)で表される
リン酸エステル希土類金属化合物より成る成分
【0007】
【化8】
【0008】このような本発明の光学材料によれば、上
記(A)成分及び/又は上記(B)成分に含まれるリン
酸基の機能により、従来と同等以上の希土類金属イオン
の分散性が確保される。また、上記(A)成分のリン酸
エステル化合物及び上記(B)成分のリン酸エステル希
土類金属化合物は、分子構造中に不飽和二重結合を有さ
ず、樹脂と混合して型中で重合させる際の離型性が良好
である。さらに、上記式(A)成分のリン酸エステル化
合物及び上記(B)成分のリン酸エステル希土類金属化
合物は、分子構造中に不飽和二重結合を有さず、紫外線
によって硬化し難いので、樹脂と共に重合させて安定化
させなくても、太陽光等の紫外線を含む光に曝されても
劣化し難い光学材料を得ることができる。このような光
学材料の形態としては、上記(A)成分又は上記(B)
成分を溶媒に溶解又は分散させた液状物として、また上
記(B)成分そのもの又は(B)成分を含む粉末とし
て、さらに上記(A)成分及び/又は(B)成分のみか
ら成る成分を、例えば加圧成形してフィルム状又は板状
の成形品として用いることが可能である。また、成形品
は熱可塑性を有するので、重合固化した成形品を再成形
することが容易となる。
【0009】また、本発明者らは、上記式(1)で表さ
れるリン酸エステル化合物、並びに上記式(2)又は上
記式(3)で表されるリン酸エステル希土類金属化合物
の物性を多角的に研究したところ、比較的耐熱性能に優
れた成分を見出した。すなわち、上記式(1)で表され
るリン酸エステル化合物並びに上記式(2)及び上記式
(3)で表されるリン酸エステル希土類金属化合物は、
上記式(4)又は上記式(5)におけるmが1である基
Rを有すると好適である。このようにすれば、mが1で
ある基Rを有するリン酸エステル化合物の希土類金属塩
及びリン酸エステル希土類金属化合物は、mが2以上の
整数である基Rを有するリン酸エステル化合物の希土類
金属塩及びリン酸エステル希土類金属化合物に比して高
い熱分解温度を有するため、熱的負荷を与える際、例え
ば熱成形する際の成形温度を高めることができ、よって
従来に比して成形加工性を向上することが可能となる。
【0010】さらに、本発明の光学材料は、希土類金属
イオン以外の金属イオンを更に含有し、このとき、希土
類金属イオンの含有割合が全金属イオンの50質量%以
上であると好適である。このような金属イオンを混合す
ることにより、それら金属イオンに特徴的な波長域の光
をも吸収できる光学材料が形成されると共に、希土類金
属イオンの含有割合が50質量%以上であると、希土類
金属イオンに特有な光学特性、例えば防眩性に優れた光
学材料を確実に得ることが可能となる。
【0011】またさらに、上記希土類金属はネオジム、
プラセオジム、ユーロピウム、ツリウム及びエルビウム
から成る群より選ばれる少なくとも一つの金属であるこ
とが好ましい。これら希土類金属は、例えば、3価のネ
オジムイオンが波長580nm近傍の光をシャープに吸
収する特性、またエルビウムイオンが波長520nm近
傍の光をシャープに吸収する特性を有するように、各金
属に特有の吸収特性を有しており、このような希土類金
属イオンを含有する光学材料は、可視光の防眩性に優れ
た光学部材を形成でき、また、医療用或いは加工用レー
ザーで用いられるレーザー光(波長約520nm)から
の眼の防護性に優れた光学部材を形成することが可能で
ある。さらに、これら希土類金属のイオンは、希土類金
属イオンのなかでも蛍光を高効率で発光したり、レーザ
ー発光したりするので、これら希土類金属イオンを含む
光学材料は優れた光増幅機能を発現することも可能であ
る。
【0012】また、本発明者らは、希土類金属イオン等
の金属イオンを、組成物(例えば、この金属イオンが溶
媒や樹脂等の構成成分に含有された組成物)中へ高い割
合で分散させるには、上記リン酸基と共にアミド基を含
有させることが好適であることを見出した。すなわち、
本発明の光学材料は、アミド基を有する化合物(以下、
アミド基含有化合物と云う。)を更に含有して成ること
を特徴とする。アミド基をリン酸基と共に含有させるこ
とにより、リン酸基を単独で用いた場合に比して、希土
類金属イオン等の金属イオンの組成物への分散性が高め
られる。この理由は十分解明されてはいないが、アミド
基が極性媒体として機能し、リン酸基と金属イオン成分
との配位結合性が高まること、金属イオン成分がアミド
基に配位して錯体が形成されること、或いはその錯体と
組成物中の他の成分との相溶性が高まること等に起因す
ると考えられる。
【0013】ここで、上記アミド基含有化合物として
は、下記式(6)、式(7)又は式(8)で表される化
合物であると好適である。
【0014】
【化9】
【0015】
【化10】
【0016】
【化11】
【0017】さらに、アミド基とリン酸基との合計の含
有量が0.8〜50質量%、好ましくは1〜40質量%
で、且つ、該アミド基と該リン酸基との割合が質量比で
10:90〜70:30、好ましくは15:85〜6
0:40であり、全金属イオン成分の含有量は、該金属
イオン成分が含有される組成物中0.005〜30質量
%、好ましくは0.01〜26質量%であると好適であ
る。
【0018】アミド基とリン酸基との合計の含有量が
0.8質量%未満であると、金属イオン成分を組成物中
に十分に分散させることが困難な傾向にある一方、アミ
ド基とリン酸基との合計の含有量が50質量%を超える
と、金属イオン成分の分散性が低下し、また、得られる
光学材料が吸湿性の高いものとなり易く、実用上好まし
くない傾向を示す。また、アミド基のリン酸基に対する
割合が質量比で10%未満となると、アミド基を含有さ
せることの効果すなわち金属イオン成分の分散性を高め
る効果が十分に得られない傾向にある一方、アミド基の
リン酸基に対する割合が質量比で70%を超えると、ア
ミド基の割合に応じた効果は飽和する傾向にある。さら
に、金属イオン成分の含有量が組成物中0.005質量
%未満であると、その金属イオンに応じた波長域の光を
高い効率で吸収する光学材料が得られない傾向にある一
方、この割合が30質量%を超えると、金属イオン成分
を組成物に分散させることが困難な傾向にある。
【0019】また、本発明者らは、リン酸基と共にアミ
ノ基を含有させることにより、希土類金属イオン等の金
属イオンを一層高い割合で組成物中へ分散させ得ること
を見出し、本発明に到達した。すなわち、本発明の光学
材料は、置換又は未置換のアミノ基を有する化合物(以
下、アミノ基含有化合物と云う。)を更に含有して成る
ことを特徴とする。アミノ基をリン酸基と共に含有させ
ることにより、リン酸基を単独で用いた場合に比して、
金属イオンの組成物への分散性が一層高められる。この
理由としては、導入されたアミノ基とリン酸基とによっ
て塩が形成され、これにより、リン酸基同士の凝集が抑
制されると共に、リン酸基と希土類金属イオン等の金属
イオンとの急激な反応が、形成されたその塩を介するこ
とによって緩やかなものとなり、金属イオンを均一に導
入することができるからであると考えられる。
【0020】ここで上記アミノ基含有化合物としては、
下記式(9)又は式(10)で表される化合物であると
好適である。
【0021】
【化12】
【0022】
【化13】
【0023】このとき、アミノ基とリン酸基との合計の
含有量が0.05〜50質量%、好ましくは0.1〜4
0質量%で、且つ、該アミノ基と該リン酸基との割合が
質量比で10:90〜70:30であり、全金属イオン
成分の含有量は、該金属イオン成分が含有される組成物
中0.005〜30質量%、特に0.01〜26質量%
であることが好ましい。
【0024】アミノ基とリン酸基との合計の含有量が
0.05質量%未満であると、金属イオン成分を十分に
高い割合で含有させることが困難な傾向にある一方、ア
ミノ基とリン酸基との合計の含有量が50質量%を超え
ると、得られる光学材料の吸湿性や着色性が高いものと
なり易く、実用上好ましくない傾向を示す。また、アミ
ノ基のリン酸基に対する割合が質量比で10%未満とな
ると、アミノ基を含有させることの効果すなわち金属イ
オン成分の分散性を高める効果が十分に得られない傾向
にある一方、アミノ基のリン酸基に対する割合が質量比
で70%を超えると、アミノ基の割合に応じた効果は飽
和する傾向にある。さらに、金属イオン成分の含有量が
0.005質量%未満である場合には、得られる光学材
料において、金属イオンによる光学的機能を十分に発揮
できない傾向にある一方、この含有量が30質量%を超
える場合には、金属イオン成分を組成物中に分散させる
ことが困難な傾向にある。
【0025】また、本発明の光学材料は、スルフィニル
基又はスルフォニル基を有する化合物(以下、「スルフ
ィニル基含有化合物又はスルフォニル基含有化合物」と
云う。)を更に含有して成ることを特徴とする。スルフ
ィニル基又はスルフォニル基をリン酸基と共に含有させ
ることにより、リン酸基を単独で用いた場合に比して、
希土類金属イオン等の金属イオンを一層高い割合で組成
物中へ分散させることができる。これは、この化合物が
金属イオンに対して強い相互作用或いは配位能力を有し
て金属を溶媒和した状態にし易くし、例えば、この化合
物が金属イオンと樹脂層との中間層の役割を果たすこと
に因ると考えられる。さらに、スルフィニル基又はスル
フォニル基を含有することにより、希土類金属イオンに
特徴的な特定波長の光の発光特性が高められる。これ
は、イオウ等のより重い原子を使用することにより、金
属の発光準位から媒体へ移動する振動励起エネルギーを
抑制できるためと考えられる。このような考え方から、
光学材料の基材又はその基材の一部として、イオウ原子
を含むチオール、スルフェン酸、チオアルデヒド、チオ
ケトン、チオアセタール、チオカルボン酸等の官能基を
有する化合物が含まれると好適である。
【0026】このようなスルフィニル基含有化合物又は
スルフォニル基含有化合物としては、下記式(11)−
a、下記式(11)−b、下記式(11)−c、下記式
(11)−d又は下記式(11)−eで表される化合物
であると好適である。
【0027】
【化14】
【0028】このとき、スルフィニル基又はスルフォニ
ル基とリン酸基との合計の含有量が1〜50質量%、好
ましくは1〜40質量%で、且つ、該スルフィニル基又
はスルフォニル基と該リン酸基との割合が質量比で1
0:90〜70:30、好ましくは15:85〜60:
40であり、全金属イオン成分の含有量は、該金属イオ
ン成分が含有される組成物中0.005〜30質量%、
好ましくは0.01〜26質量%であると好適である。
【0029】スルフィニル基又はスルフォニル基とリン
酸基との合計の含有量が1質量%未満であると、金属イ
オン成分を組成物中に十分に分散させることが困難な傾
向にある一方、スルフィニル基又はスルフォニル基とリ
ン酸基との合計の含有量が50質量%を超えると、金属
イオン成分の分散性が低下し、また、得られる光学材料
が吸湿性の高いものとなり易く、実用上好ましくない傾
向を示す。また、スルフィニル基又はスルフォニル基の
リン酸基に対する割合が質量比で10%未満となると、
スルフィニル基又はスルフォニル基を含有させることの
効果、すなわち金属イオン成分の分散性を高める効果が
十分に得られない傾向にある。一方、スルフィニル基又
はスルフォニル基のリン酸基に対する割合が質量比で7
0%を超えると、スルフィニル基又はスルフォニル基の
割合に応じた効果は飽和する傾向にある。さらに、金属
イオン成分の含有量が組成物中0.005質量%未満で
あると、その金属イオンに応じた波長域の光を高い効率
で吸収する光学材料が得られない傾向にある一方、この
割合が30質量%を超えると、金属イオン成分を組成物
に分散させることが困難な傾向にある。
【0030】また、本発明の光学部材は、上述の本発明
の光学材料を用いて成ることを特徴とする。このような
本発明の光学部材は、希土類金属イオンを含む金属イオ
ン成分が高い割合で含有されて成るので、希土類金属イ
オンによる光学的な機能(特定の波長域の光を高い効率
で吸収する機能及び/又は特定の波長域の光を高い効率
で発光する機能)が、従来の光学材料に比して格段に優
れている。そして、希土類金属イオンが高濃度に含有さ
れているために、機能効率が高く、本発明の光学部材を
用いて形成することが可能な光学デバイスの小型化・短
小化を図ることができる。
【0031】なお、本発明において、「リン酸基」と
は、PO(OH)n−(nは1又は2である。)で表さ
れる基を云うものとする。また、本発明において「アミ
ド基」とは、下記式(12)で表される基を云い、さら
に、本発明において「アミノ基」とは、下記式(13)
で表される基を云う。また、本発明において「スルフィ
ニル基」とは、−SO−で表される基を云い、「スルフ
ォニル基」とは、−SO 2−で表される基を云う。
【0032】
【化15】
【0033】
【化16】
【0034】
【発明の実施の形態】以下、本発明の光学材料の実施形
態に関し、上記(A)成分、上記(B)成分、組成物、
アミド基含有化合物、アミノ基含有化合物及びスルフィ
ニル基含有化合物又はスルフォニル基含有化合物、並び
に、本発明の光学材料を用いた光学部材等について説明
する。
【0035】〈(A)成分〉(A)成分は、希土類金属
イオン及び上記式(1)で表されるリン酸エステル化合
物(以下、「特定のリン酸エステル化合物」と云う。)
より成るものである。本発明の光学材料を構成する希土
類金属イオンとしては、ランタノイドイオン、すなわ
ち、ランタンイオン、セリウムイオン、プラセオジムイ
オン、ネオジムイオン、プロメチウムイオン、サマリウ
ムイオン、ユーロピウムイオン、ガドリニウムイオン、
テルビウムイオン、ジスプロシウムイオン、ホルミウム
イオン、エルビウムイオン、ツリウムイオン、イッテル
ビウムイオン、ルテチウムイオン等を例示することがで
きる。そして、これらの希土類金属イオンは、それぞれ
の金属イオンを含む金属化合物を供給源とすることがで
きる。かかる金属化合物(以下、希土類金属塩とも云
う。)としては、上記の希土類金属と、例えば酢酸、安
息香酸、シュウ酸等の有機酸、硫酸、塩酸、硝酸、フッ
酸等の無機酸とによる希土類金属塩の無水物又は水和
物、希土類金属の酸化物、又は例としてネオジム−2,
4−ペンタンジオネート、ネオジムトリフルオロペンタ
ンジオネートといった化合物を挙げることができるが、
これらの化合物に限定されるものではない。
【0036】また、希土類金属イオン以外の他の金属イ
オンを、例えば全金属イオン成分の50質量%未満、好
ましくは30質量%以内となる割合で含有させることが
できる。この場合、希土類金属イオンの全金属イオンに
対する割合は50質量%以上となり、希土類金属イオン
に特有な光学特性、例えば防眩性に優れた光学材料を確
実に得ることが可能になると共に、他の金属イオンを混
合することにより、それら他の金属イオンに特徴的な波
長域の光をも吸収できる光学材料が形成される。他の金
属イオンとしては、銅イオン、ナトリウムイオン、カリ
ウムイオン、カルシウムイオン、鉄イオン、マンガンイ
オン、コバルトイオン、マグネシウムイオン、ニッケル
イオン等を用いることができ、これらの他の金属イオン
は、上記の希土類金属イオンと同様に、その他の金属イ
オンによる金属化合物を供給源とすることができる。こ
れら他の金属イオンのうち、特に銅イオンは、近赤外領
域の光(近赤外光)に対する良好な吸収特性を有してい
る。このような銅イオンが本発明の光学材料の成分中に
含まれると、リン酸エステル化合物のリン酸基が配位結
合及び/又はイオン結合により銅イオンに結合し、銅イ
オンはリン酸エステルに囲まれた状態で近赤外光吸収層
中に溶解又は分散される。そして、この銅イオンのd軌
道の電子遷移によって近赤外光が選択的に吸収されるの
で、このような銅イオンを含む光学材料は、優れた近赤
外光吸収性を有する。よって、目的に応じて銅イオンを
導入することにより、希土類元素に特有の波長の可視光
吸収特性と近赤外光吸収特性を併せ持つ光学部材を得る
ことができる。
【0037】また、上記の特定のリン酸エステル化合物
は、例えば以下の第1の方法、第2の方法及び第3の方
法のいずれかによって製造される。
【0038】〔第1の方法〕:この第1の方法は、無溶
媒又は適宜の有機溶剤中で、下記式(14)−a又は下
記式(15)−aで表されるアルコール(以下、「特定
のアルコール」という。)と、五酸化リンとを反応させ
る方法である。
【0039】
【化17】
【0040】ここで、特定のアルコールと五酸化リンと
の反応に用いられる有機溶剤としては、五酸化リンと反
応しない有機溶剤であって、例えばヘキサン、シクロヘ
キサン、ヘプタン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キ
シレン、石油スピリット等の炭化水素系溶剤、クロロホ
ルム、四塩化炭素、ジクロロエタン、クロロベンゼン等
のハロゲン化炭化水素系溶剤、ジエチルエーテル、ジイ
ソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロ
フラン等のエーテル系溶剤、アセトン、メチルエチルケ
トン、ジブチルケトン等のケトン系溶剤等が挙げられ、
これらの中では、トルエン、キシレンが好ましい。ま
た、特定のアルコールと五酸化リンとの反応条件は、反
応温度が−20〜120℃、好ましくは20〜80℃で
あり、反応時間が1〜48時間、好ましくは4〜16時
間である。
【0041】この第1の方法においては、例えば特定の
アルコール及び五酸化リンをモル比で3:1となる割合
で用いることにより、式(1)において水酸基の数nが
2であるリン酸エステル化合物(以下、「モノエステ
ル」ともいう。)と、式(1)において水酸基の数nが
1であるリン酸エステル化合物(以下、「ジエステル」
ともいう。)との割合が略1:1の混合物が得られる。
また、特定のアルコールと五酸化リンとの割合及び反応
条件を適宜選択することにより、モノエステルとジエス
テルとの割合をモル比で99:1〜40:60となる範
囲内で調整し得る。
【0042】〔第2の方法〕:この第2の方法は、無溶
媒又は適宜の有機溶剤中で、特定のアルコールとオキシ
ハロゲン化リンとを反応させ、得られる生成物に水を添
加して加水分解する方法である。オキシハロゲン化リン
としては、オキシ塩化リン、オキシ臭化リンを用いるこ
とが好ましく、特に好ましくはオキシ塩化リンである。
また、特定のアルコールとオキシハロゲン化リンとの反
応に用いられる有機溶剤としては、オキシハロゲン化リ
ンと反応しない有機溶剤であって、例えばヘキサン、シ
クロヘキサン、ヘプタン、オクタン、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、石油スピリット等の炭化水素系溶剤、ク
ロロホルム、四塩化炭素、ジクロロエタン、クロロベン
ゼン等のハロゲン化炭化水素系溶剤、ジエチルエーテ
ル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル等のエ
ーテル系溶剤が挙げられ、これらの中では、トルエン、
キシレンが好ましい。そして、特定のアルコールとオキ
シハロゲン化リンとの反応条件は、反応温度が0〜11
0℃、好ましくは40〜80℃であり、反応時間が1〜
20時間、好ましくは2〜8時間である。また、この第
2の方法においては、例えば特定のアルコール及びオキ
シハロゲン化リンをモル比で1:1となる割合で用いる
ことにより、モノエステルを得ることができる。
【0043】さらに、上記式(14)−aで表される特
定のアルコールを用いる場合には、この特定のアルコー
ルとオキシハロゲン化リンとの割合及び反応条件を選択
すると共に、適宜の反応触媒や副生する塩酸のキャッチ
剤を用いることにより、モノエステルとジエステルとの
混合物を得ることができ、このとき、その割合はモル比
が99:1〜1:99となる範囲で調整される。このよ
うな反応触媒としては、四塩化チタン(TiCl4)、
塩化マグネシウム(MgCl2)、塩化アルミニウム
(AlCl3)等のルイス酸触媒、副生する塩酸のキャ
ッチ剤としては、トリエチルアミン、トリブチルアミン
等のアミン類や、ピリジン等が好ましく用いられる。
【0044】また、上記式(15)−aで表される特定
のアルコールを用いる場合には、この特定のアルコール
とオキシハロゲン化リンとの割合及び反応条件を選択す
ると共に、ルイス酸触媒及び塩酸キャッチ剤を併用する
ことにより、モノエステルとジエステルとの混合物が得
られ、このとき、その割合はモル比が99:1〜1:9
9となる範囲で調整される。
【0045】但し、特定のアルコールとしてアルキレン
オキシ基の繰り返し単位数m及びkが小さいものを用い
る場合には、得られるリン酸エステル化合物が水溶性の
ものとなるため、アミン類等の塩酸キャッチ剤を用いる
と、生成されるアミン塩酸塩を水による洗浄によって除
去することが困難となる傾向にある。以上において、反
応触媒の使用量としては、オキシハロゲン化リン1モル
に対して0.005〜0.2モル、好ましくは0.01
〜0.05モルである。
【0046】〔第3の方法〕:この第3の方法は、無溶
媒又は適宜の有機溶剤中で、特定のアルコールと三ハロ
ゲン化リンとを反応させることにより、ホスホン酸エス
テル化合物を合成し、その後、得られたホスホン酸エス
テル化合物を酸化する方法である。三ハロゲン化リンと
しては、三塩化リン、三臭化リンを用いることが好まし
く、特に好ましくは三塩化リンである。また、特定のア
ルコールと三ハロゲン化リンとの反応に用いられる有機
溶剤としては、三ハロゲン化リンと反応しない有機溶剤
であって、例えばヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタ
ン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、石油ス
ピリット等の炭化水素系溶剤、クロロホルム、四塩化炭
素、ジクロロエタン、クロロベンゼン等のハロゲン化炭
化水素系溶剤、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエー
テル、ジブチルエーテル等のエーテル系溶剤が挙げら
れ、これらの中では、ヘキサン、ヘプタンが好ましい。
そして、特定のアルコールと三ハロゲン化リンとの反応
条件は、反応温度が0〜90℃、好ましくは40〜75
℃であり、反応時間が1〜10時間、好ましくは2〜5
時間である。
【0047】上記ホスホン酸エステル化合物を酸化する
手段としては、ホスホン酸エステル化合物に例えば塩素
ガス等のハロゲンを反応させることにより、ホスホロハ
ロリデート化合物を合成し、このホスホロハロリデート
化合物を加水分解する手段を利用することができる。こ
こで、ホスホン酸エステル化合物とハロゲンとの反応温
度は0〜40℃が好ましく、特に好ましくは5〜25℃
である。また、ホスホン酸エステル化合物を酸化する前
に、このホスホン酸エステル化合物を蒸留して精製して
もよい。
【0048】この第3の方法においては、例えば特定の
アルコール及び三ハロゲン化リンをモル比で3:1とな
る割合で用いることにより、ジエステルが高い純度で得
られる。また、特定のアルコールと三ハロゲン化リンと
の割合及び反応条件を選択することにより、モノエステ
ルとジエステルとの混合物が得られ、このとき、その割
合はモル比が99:1〜1:99となる範囲で調整され
る。
【0049】ところで、(A)成分を構成する特定のリ
ン酸エステル化合物は、上記式(1)で表されるよう
に、その分子構造中に、ある程度の極性を有するオキシ
カルボニル基が存在するため、溶媒や樹脂等の媒体に対
する溶解性又は分散性が良好である。このような樹脂と
しては、例えば、アクリル系樹脂、特に(メタ)アクリ
ル酸エステル系樹脂への分散性が良好である。このよう
なアクリル系樹脂としては、(メタ)アクリル酸エステ
ル系単量体から得られる重合体が好ましく用いられる。
かかる(メタ)アクリル酸エステル系単量体の具体例と
しては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)
アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、n
−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)ア
クリレート、ターシャリーブチル(メタ)アクリレー
ト、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル
(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレー
ト類、グリシジル(メタ)アクリレート、2−ヒドロシ
キエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロシキプロピ
ル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)ア
クリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、メト
キシポリエチレン(メタ)アクリレート、フェノキシ
(メタ)アクリレート等の変性(メタ)アクリレート
類、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、ポリプロピレン
グリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレン
グリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジ
オールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオ
ールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール
ジ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジ
(メタ)アクリレート、2,2−ビス〔4−(メタ)ア
クリロキシエトキシフェニル〕プロパン、2−ヒドロキ
シ−1−(メタ)アクリロキシ−3−(メタ)アクリロ
キシプロパン、トリメチロールプロパントリ(メタ)ア
クリレート、ペンタエリトリットトリ(メタ)アクリレ
ート、ペンタエリトリットテトラ(メタ)アクリレート
等の多官能(メタ)アクリレート類等が挙げられる。こ
れらの単量体は、単独で又は2種類以上組み合わせて用
いられ得る。
【0050】また、別のアクリル系樹脂としては、上記
の(メタ)アクリル酸エステル系単量体と、この(メ
タ)アクリル酸エステル系単量体との共重合が可能な他
の共重合性単量体との共重合体も用いられる。かかる共
重合性単量体の具体例としては、(メタ)アクリル酸、
2−(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸、2−
(メタ)アクリロイルオキシエチルフタル酸等の不飽和
カルボン酸、N,N−ジメチルアクリルアミド等のアク
リルアミド類、スチレン、α−メチルスチレン、クロル
スチレン、ジブロムスチレン、メトキシスチレン、ビニ
ル安息香酸、ヒドロキシメチルスチレン等の芳香族ビニ
ル化合物等が挙げられる。これらの単量体は、単独で又
は2種以上を組み合わせて用いられる。なお、上記
( )で囲まれた「メタ」の意味は、アクリル酸若しく
はその誘導体、及びメタクリル酸若しくはその誘導体の
両方を記載する必要があるときに、記載を簡潔にするた
め便宜上使用されている記載方法であり、本明細書にお
いても採用したものである。
【0051】以上において、単量体として単官能性のも
ののみを用いる場合には、熱可塑性のアクリル系樹脂が
得られ、単量体の一部又は全部として多官能性のものを
用いる場合には、熱硬化性のアクリル系樹脂が得られる
ので、これらアクリル系樹脂組成物を適宜選択すること
により、使用目的、用途及び加工成形方法等に応じた光
学材料を得ることが可能であり、熱可塑性のものを用い
れば、硬化後の再成形が容易となって成形加工性が向上
する。
【0052】また、特定のリン酸エステル化合物との相
溶性が高い他の樹脂としては、ポリエチレンテレフタレ
ート(PET)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
塩化ビニル、ポリカーボネイト、さらにはスチレン、α
−メチルスチレン、クロルスチレン、ジブロムスチレ
ン、メトキシスチレン、ビニル安息香酸、ヒドロキシメ
チルスチレン等の芳香族ビニル化合物等の重合体が挙げ
られる。
【0053】〈(B)成分〉(B)成分は、上記式
(2)又は上記式(3)で表されるリン酸エステル希土
類金属化合物(以下、「特定のリン酸エステル希土類金
属化合物」という。)より成るものである。このような
特定のリン酸エステル希土類金属化合物は、前述した特
定のリン酸エステル化合物と、前述の希土類金属塩とを
反応させることにより得られる。特定のリン酸エステル
化合物と希土類金属塩との反応は、適宜の条件下で両者
を接触させることにより行われる。具体的には、(イ)
特定のリン酸エステル化合物と希土類金属塩とを混合し
て両者を反応させる方法、(ロ)適宜の有機溶剤中にお
いて特定のリン酸エステル化合物と希土類金属塩とを反
応させる方法、(ハ)特定のリン酸エステル化合物が有
機溶剤中に含有されて成る有機溶剤層と、希土類金属塩
が溶解又は分散されて成る水層とを接触させることによ
り、特定のリン酸エステル化合物と希土類金属塩とを反
応させる方法、等が挙げられる。この特定のリン酸エス
テル化合物と希土類金属塩との反応条件は、反応温度が
0〜150℃、好ましくは40〜120℃であり、反応
時間が0.5〜15時間、好ましくは1〜10時間であ
る。
【0054】上記(ロ)の方法において用いられる有機
溶剤としては、用いられる特定のリン酸エステル化合物
を溶解又は分散し得るものであれば、特に限定されず、
例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族化合
物、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピ
ルアルコール等のアルコール類、メチルセロソルブ、エ
チルセロソルブ等のグリコールエーテル類、ジエチルエ
ーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル等
のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケト
ン類、酢酸エチル等のエステル類、ヘキサン、ケロシ
ン、石油エーテル等が挙げられる。また、(メタ)アク
リレート等の(メタ)アクリル酸エステル類、スチレ
ン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル化合物等の重
合性を有する有機溶剤も用いられる。
【0055】一方、上記(ハ)の方法において用いられ
る有機溶剤としては、水に不溶又は難溶であって、用い
られる特定のリン酸エステル化合物を溶解又は分散し得
るものであれば、特に限定されず、例えば(ロ)の方法
において用いられる有機溶剤として例示したもののう
ち、芳香族化合物、エーテル類、エステル類、ヘキサ
ン、ケロシン、(メタ)アクリル酸エステル類、芳香族
ビニル化合物等が挙げられる。
【0056】また、特定のリン酸エステル化合物と希土
類金属塩との反応においては、希土類金属塩から陰イオ
ンである酸成分が遊離される。このような酸成分は、例
えばアクリル系樹脂組成物等の樹脂組成物とした場合
に、その耐湿性及び熱安定性を低下させる原因となり得
るため、必要に応じて除去することが好ましい。上記
(イ)又は(ロ)の方法によりリン酸エステル希土類金
属化合物を製造する場合には、特定のリン酸エステル化
合物と希土類金属塩とを反応させた後、生成された酸成
分((ロ)の方法においては生成された酸成分及び有機
溶剤)を蒸留によって除去することができる。さらに、
上記(ハ)の方法によりリン酸エステル希土類金属化合
物を製造する場合には、酸成分を除去する好ましい方法
として、水に不溶又は難溶の有機溶剤に特定のリン酸エ
ステル化合物が含有されて成る有機溶剤層に、アルカリ
を添加することによって中和した後、この有機溶剤層と
希土類金属塩が溶解された水層とを接触させることよ
り、特定のリン酸エステル化合物と希土類金属塩とを反
応させ、その後、有機溶剤層と水層とを分離する方法が
ある。ここで、アルカリとしては、水酸化ナトリウム、
水酸化カリウム、アンモニア等が挙げられるが、これら
に限定されるものではない。この方法によれば、希土類
金属塩から遊離される酸成分とアルカリとによって水溶
性の塩が形成され、この塩が水層に移行すると共に、生
成される特定のリン酸エステル希土類金属化合物は、有
機溶剤層に移行するため、この水層と有機溶剤層とを分
離することにより、酸成分が除去される。
【0057】ここで、上記式(1)で表されるリン酸エ
ステル化合物並びに上記式(2)及び上記式(3)で表
されるリン酸エステル希土類金属化合物において、「−
(OR)」は、上記式(4)及び上記式(5)に示すよ
うに、アルキレンオキシ基〔−(OR2m−〕と、オキ
シカルボニル基(−COO−)と、アルキル基(−
1)とが連結されてなる有機基である。また、上記式
(4)において、アルキレンオキシ基の繰り返し単位数
mは、1〜6、好ましくは1〜3の整数である。このm
の値が6を超える場合には、樹脂組成物としたときの硬
度が大幅に低下する。一方、mの値が0すなわちアルキ
レンオキシ基が結合されていない場合には、組成物中に
希土類金属イオンを分散させる性能が著しく低下する。
また、上記式(5)におけるアルキレンオキシ基の繰り
返し単位数kは、0〜5、好ましくは0〜2の整数であ
る。このkの値が5を超える場合にも、樹脂組成物とし
たときの硬度が大幅に低下する虞がある。
【0058】また、リン酸エステル化合物及びリン酸エ
ステル希土類金属化合物の熱的安定性及び耐環境性の観
点から、このアルキレンオキシ基の繰り返し単位数mが
1であると特に好適である。このmが1であるアルキレ
ンオキシ基を有するリン酸エステル化合物の希土類金属
塩及びリン酸エステル希土類金属化合物は、mが2以上
の整数であるアルキレンオキシ基を有するそれらに比し
て、高い熱分解温度を持つので、mが1であるアルキレ
ンオキシ基を有するリン酸エステル化合物の希土類金属
塩及びリン酸エステル希土類金属化合物を含む組成物を
熱成形する際に、その成形温度を高めることができる。
よって、成形が容易となり、成形加工性をより向上する
ことが可能となる。また、mが1であるアルキレンオキ
シ基を有するリン酸エステル化合物の希土類金属塩及び
リン酸エステル希土類金属化合物は、mが2以上の整数
であるアルキレンオキシ基を有するそれらに比して、優
れた耐環境性を有する。具体的には、mが1であるアル
キレンオキシ基を有するリン酸エステル化合物の希土類
金属塩及びリン酸エステル希土類金属化合物は、高温高
湿環境下における広い可視領域に渡る光線透過率の経時
的な劣化がほとんど無いのに対し、mが2以上の整数で
あるアルキレンオキシ基を有するそれらは、経時的な劣
化が起こる傾向にある。
【0059】さらに、上述したように、特定のリン酸エ
ステル化合物は、上記式(1)において水酸基の数nが
2であるモノエステル及び水酸基の数nが1であるジエ
ステルのいずれであってもよいが、nの値が0のトリエ
ステルである場合には、希土類金属イオンと配位結合及
び/又はイオン結合が可能な水酸基を有しないため、樹
脂組成物としたときに、希土類金属イオンを樹脂中に分
散させ難い。
【0060】またさらに、上記式(4)又は上記式
(5)において、Rlは、炭素数が1〜20、好ましく
は1〜10、更に好ましくは1〜4、特に好ましくは1
〜2のアルキル基である。このアルキル基R1の炭素数
が20を超えるリン酸エステル化合物は、例えば樹脂等
の他の構成成分との相溶性が低下するため、組成物中に
希土類金属イオンを含む金属イオンを分散させ難い。ま
た、R2は、炭素数が1〜6、好ましくは1〜4、更に
好ましくは3〜4、特に好ましくは3のアルキレン基で
ある。すなわち、アルキレンオキシ基(OR2)として
は、メチレンオキシ基、エチレンオキシ基、プロピレン
オキシ基、ブチレンオキシ基、ペンチレンオキシ基、ヘ
キシレンオキシ基などが挙げられ、特にプロピレンオキ
シ基及びブチレンオキシ基が好ましい。このアルキル基
2の炭素数が6を超える場合には、溶媒や樹脂中に高
い割合で分散させることが困難である。また、さらに上
記式(5)におけるR3は、炭素数が1〜10、好まし
くは3〜6、更に好ましくは3〜4、特に好ましくは3
のアルキレン基である。
【0061】ここで、上記式(4)で表される基のうち
好ましいものとしては、下記式(14)−bで表される
基を挙げることができ、また上記式(5)で表される基
のうち好ましいものとしては、下記式(15)−bで表
される基を挙げることができる。
【0062】
【化18】
【0063】そして、上記式(14)−bで表される基
を有するものの具体例としては、下記式(16)〜下記
式(47)で表される化合物が列挙される。
【0064】
【化19】
【0065】
【化20】
【0066】
【化21】
【0067】
【化22】
【0068】
【化23】
【0069】また、上記式(15)−bで表される基を
有するものの具体例としては、下記式(48)〜下記式
(55)で表される化合物が挙げられる。
【0070】
【化24】
【0071】〈上記(A)成分及び上記(B)成分のう
ち少なくとも一つの成分を含有する組成物〉本発明の光
学材料を得る為に用いられる組成物又は本発明の光学材
料としての組成物の形態としては、上記(A)成分及び
上記(B)成分のうち少なくとも一つの成分そのもの、
液状の組成物及び樹脂組成物が好ましい形態として挙げ
られる。
【0072】[液状の組成物]:本発明で用いられる液
状の組成物は、上記(A)成分及び上記(B)成分のう
ち少なくとも一つの成分を、適宜の溶媒中に溶解又は分
散させたものであり、溶媒を蒸発させて生成される薄膜
が光学的に透明であれば、液状の組成物自体は、透明な
もの、半透明なもの又は不透明なものであってもよい。
ここに、溶媒としては、メチルアルコール、エチルアル
コール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール等
のアルコール類、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ
等のグリコールエーテル類、ジエチルエーテル、ジイソ
プロピルエーテル等のエーテル類、アセトン、メチルエ
チルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノ
ン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸
ブチル、酢酸ブチルセルソルブ等のエステル類、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン等の芳香族化合物、ヘキサン、
ケロシン、石油エーテル等が用いられる。また、(メ
タ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル類、
スチレン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル化合物
等の重合性を有する有機溶媒も用いられ得る。そして、
このような液状の組成物における上記(A)成分及び/
又は上記(B)成分の含有割合は、使用される媒体の種
類や、組成物から得られる光学材料の用途又は使用目的
によって異なるが、沈殿を起こさず、均一に溶解又は分
散することが好ましく、この為には、通常、液状組成物
100質量部に対して、0.01〜90質量部、好まし
くは、0.01〜80質量部、特に好ましくは、0.1
〜70質量部となる範囲で調整される。
【0073】[樹脂組成物]:上記(A)成分及び
(B)成分は、上述の如く、樹脂への溶解性又は分散性
が良好である。本発明の光学材料を得る為に用いられる
樹脂組成物又は本発明の光学材料としての樹脂組成物
は、上記(A)成分及び(B)成分のうち少なくとも一
つの成分を樹脂中に含有して成るものである。ここで
は、上記(A)成分及び(B)成分のうち少なくとも一
つの成分を含有する樹脂組成物の例として、アクリル系
樹脂組成物について説明するが、アクリル系樹脂組成物
以外の樹脂組成物についても同様である。このアクリル
系樹脂組成物は、上記(A)成分及び上記(B)成分の
うち少なくとも一つの成分を前述のアクリル系樹脂中に
含有させることにより調製され、その具体的な方法は、
特に限定されるものではないが、好適な方法として、以
下の2つの方法が挙げられる。
【0074】[第1の方法]:この第1の方法は、アク
リル系樹脂を得るための単量体中に、(A)成分(ここ
では、リン酸エステル化合物と希土類金属塩を混合した
もの)及び(B)成分のうち少なくとも一つの成分が含
有されて成る単量体組成物を調製し、この単量体組成物
をラジカル重合処理する方法である。この方法におい
て、単量体組成物のラジカル重合処理の具体的な方法と
しては、特に限定されるものではなく、通常のラジカル
重合開始剤を用いるラジカル重合法、例えば塊状(キャ
スト)重合法、懸濁重合法、乳化重合法、溶液重合法等
の公知の方法を利用し得る。
【0075】[第2の方法]:この第2の方法は、アク
リル系樹脂中に、(A)成分及び(B)成分のうち少な
くとも一つの成分を添加して混合する方法である。この
方法は、アクリル系樹脂として熱可塑性樹脂を用いると
きに利用される。具体的には、溶融させたアクリル系
樹脂中に、(A)成分及び(B)成分のうち少なくとも
一つの成分を添加して混練する方法、アクリル系樹脂
を適宜の有機溶剤に溶解、分散又は膨潤させ、この溶液
に(A)成分及び(B)成分のうち少なくとも一つの成
分を添加して混合した後、この溶液から有機溶剤を除去
する方法がある。
【0076】上記の方法において、アクリル系樹脂と
(A)成分及び(B)成分のうち少なくとも一つの成分
とを混練する手段としては、熱可塑性樹脂の溶融混練法
として一般に用いられている手段、例えばミキシングロ
ールによって溶融混練する手段、ヘンシェルミキサー等
によって予備混合した後、押出機によって溶融混練する
手段が挙げられる。一方、上記の方法で用いられる有
機溶剤としては、上記アクリル系樹脂を溶解、分散又は
膨潤し得るものであれば、特に限定されるものではな
く、その具体例としては、メチルアルコール、エチルア
ルコール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、
アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、塩化メ
チレン等の塩素系炭化水素類、ジメチルアクリルアミ
ド、ジメチルフォルムアミド等のアミド化合物等が挙げ
られる。
【0077】以上のアクリル系樹脂組成物の調製におい
て、(A)成分を用いる場合には、特定のリン酸エステ
ル化合物と希土類金属塩とが反応する結果、希土類金属
塩から陰イオンである酸成分が遊離される。このような
酸成分は、前述と同様の理由により、必要に応じて除去
することが好ましい。そのための方法としては、(a)
アクリル樹脂組成物を適宜の有機溶剤に浸漬させること
により、酸成分を抽出する方法、(b)単量体組成物の
重合処理を行う前に、この単量体組成物を冷却処理する
ことにより、酸成分を析出させて分離するといった方法
が例示される。
【0078】上記(a)の方法において用いられる有機
溶剤としては、遊離される酸成分を溶解することがで
き、用いられるアクリル系樹脂に対して適度な親和性
(アクリル系樹脂を溶解しないが、このアクリル系樹脂
中に浸透する程度の親和性)を有するものであれば、特
に限定されるものではない。このような溶剤の具体例と
しては、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プ
ロピルアルコール、イソプロピルアルコール等の低級脂
肪族アルコール、アセトン、メチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトン等のケトン類、ジエチルエーテル、
石油エーテル等のエーテル類、n−ペンタン、n−ヘキ
サン、n−ヘプタン、クロロホルム、メチレンクロライ
ド、四塩化炭素等の脂肪族系炭化水素類及びそのハロゲ
ン化物、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系炭
化水素類等が挙げられる。一方、上記(b)の方法にお
いては、(A)成分を構成する希土類金属塩として、遊
離される酸成分が単量体に溶解し難いものを用いること
が好ましく、具体的には、芳香族系のカルボン酸塩、例
えば安息香酸ネオジムといった希土類金属塩が挙げられ
る。
【0079】ところで、上述の組成物においては、リン
酸基の含有割合が金属成分以外の構成成分の0.5〜6
0質量%、好ましくは0.5〜40質量%となるように
調整される。このリン酸基の含有割合が0.5質量%を
下回ると、希土類金属イオン等の金属イオンが組成物中
に均一に分散され難い傾向にあり、得られる光学材料の
光学特性、例えば防眩性が十分に発現しない傾向にあ
る。また、このような組成物においては、リン酸基の含
有割合が0.5〜60質量%、好ましくは0.5〜40
質量%である金属成分以外の構成成分100質量部と、
上記希土類金属イオン0.005〜30質量部とが含有
される。この希土類金属イオンの含有割合が0.005
質量部未満であると、得られる光学材料は、含まれる希
土類金属イオンに特徴的な光吸収特性及び/又は発光特
性が不十分となる傾向にある。例えば、希土類金属イオ
ンがネオジムイオンである場合には、580nm近傍に
おける光吸収特性が不十分なものとなる傾向を示す。他
方、この希土類金属イオンの含有割合が30質量部を超
えて多くなると、希土類金属イオンが組成物中に均一に
含有され難くなる傾向にある。また、上記組成物におい
ては、金属イオン成分以外の構成成分100質量部に対
する全金属イオンの含有割合は、0.01〜45質量部
であり、好ましくは0.1〜40質量部であり、更に好
ましくは0.3〜30質量部である。
【0080】〈アミド基含有化合物〉本発明の光学材料
においては、アミド基をリン酸基と共に含有させること
により、リン酸基を単独で使用した場合に比較して、金
属イオン成分の分散性を更に高めることができる。その
理由は十分に解明されていないが、リン酸基と金属イオ
ン成分との配位結合性が促進されること、金属イオン成
分がアミド基に配位して錯体が形成されること、又は錯
体とアクリル系樹脂との相溶性が高まること等が要因と
して考えられる。
【0081】このアミド基は、上記アミド基含有化合物
が組成物中に分散されることにより含有されていてもよ
いし、或いは、組成物の構成成分としての樹脂を構成す
るポリマーの構造中に化学的に結合した状態で含有され
ていてもよい。なお、金属イオン成分の分散性を高め、
金属イオン成分を高い割合で含有させることができる観
点、また、金属イオン成分の組成物成分からの遊離によ
る経時的な劣化が少なくて、耐久性が高い光学材料が得
られる観点からは、アミド基が樹脂を構成するポリマー
の構造中に化学的に結合された状態で含有されているこ
とが好ましい。
【0082】アミド基含有化合物としては、前記式
(6)、前記式(7)又は前記式(8)で表される化合
物(以下、「特定のアミド基含有化合物」とも云う。)
を用いることが好ましい。上記式(6)で表されるアミ
ド基含有化合物の具体例としては、(メタ)アクリルア
ミド(ここで、「(メタ)アクリルアミド」とは、「ア
クリルアミド」又は「メタクリルアミド」を意味す
る。)、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチ
ル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)
アクリルアミド、N−n−プロピル(メタ)アクリルア
ミド、N−t−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−s
ec−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−n−ブチル
(メタ)アクリルアミド等のN置換アルキル(メタ)ア
クリルアミド類、N,N−ジメチル(メタ)アクリルア
ミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,
N−ジイソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−
ジ−n−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−メチル
−N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N
−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−メチル−
N−n−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−エチル
−N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−エチ
ル−N−n−プロピル(メタ)アクリルアミド等のN,
N置換ジアルキル(メタ)アクリルアミド類等の式
(6)におけるR4が炭素数2〜3のアルケニル基であ
る重合性アミド基含有化合物、ホルムアミド、アセトア
ミド、N−メチルホルムアミド、N−エチルホルムアミ
ド、N−イソプロピルホルムアミド、N−t−ブチルホ
ルムアミド等のN置換アルキルホルムアミド類、N−メ
チルアセトアミド、N−エチルアセトアミド、N−イソ
プロピルアセトアミド、N−t−ブチルアセトアミド等
のN置換アルキルアセトアミド類、N,N−ジメチルホ
ルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−
ジイソプロピルホルムアミド、N,N−ジ−t−ブチル
ホルムアミド等のN,N置換アルキルホルムアミド類、
N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセ
トアミド、N,N−ジイソプロピルアセトアミド、N,
N−ジ−t−ブチルアセトアミド等のN,N置換アルキ
ルアセトアミド類等の式(6)におけるR6が水素原子
又は炭素数1〜4のアルキル基である非重合性アミド基
含有化合物が挙げられる。
【0083】また、上記式(7)で表されるアミド基含
有化合物の具体例としては、N,N’−メチレンビス
(メタ)アクリルアミド、N,N’−エチレンビス(メ
タ)アクリルアミド、N,N’−プロピレンビス(メ
タ)アクリルアミド、N,N’−ブチレンビス(メタ)
アクリルアミド等の式(7)におけるR7若しくはR11
が炭素数2〜3のアルケニル基である重合性アミド基含
有化合物、N,N’−エチレンビスホルムアミド、N,
N’−プロピレンビスホルムアミド、N,N’−ブチレ
ンビスホルムアミド、N,N’−エチレンビスアセトア
ミド、N,N’−プロピレンビスアセトアミド、N,
N’−ブチレンビスアセトアミド等の式(7)における
7若しくはR11が水素原子又は炭素数1〜4のアルキ
ル基である非重合性アミド基含有化合物が挙げられる。
【0084】また、上記式(8)で表されるアミド基含
有化合物の具体例としては、N−(メタ)アクリロイル
ピロリジン(ここで、「(メタ)アクリロイル」とは、
「アクリロイル」又は「メタクリロイル」を意味す
る。)、N−(メタ)アクリロイルピペリジン、N−
(メタ)アクリロイルピペラジン、(メタ)アクリロイ
ルモルフォリン、(メタ)アクリロイルピペリドン等の
式(8)におけるR12が炭素数2〜3のアルケニル基で
ある重合性アミド基含有化合物、4−アセチルモルホリ
ン、1−アセチルピペラジン、1−アセチルピペリジ
ン、1−アセチルピペリドン等の式(8)におけるR12
が水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基である非重合
性アミド基含有化合物が挙げられる。以上の特定のアミ
ド基含有化合物は、単独で又は2種類以上を組み合わせ
て用いることができる。
【0085】特定のアミド基含有化合物の使用割合は、
組成物全体の1〜60質量%、特に1〜50質量%であ
ることが好ましい。また、本発明の光学材料中における
アミド基の含有割合は、0.3〜30質量%、特に、
0.4〜20質量%であることが好ましい。特定のアミ
ド基含有化合物の使用割合が1質量%未満である場合に
は、金属イオン成分を高い割合で分散させることができ
ず、防眩性等の目的とする性能を有する光学材料が得ら
れない傾向にある。一方、特定のアミド基含有化合物の
使用割合が60質量%を超える場合には、特定のアミド
基含有化合物自体を光学材料又はその原材料中に分散さ
せることが困難となり、また、得られる光学材料は吸湿
性の高いものとなり易いため、実用上好ましくない。
【0086】また、本発明の光学材料において、アミド
基とリン酸基との合計の含有量は、光学材料の成分であ
る組成物中0.8〜50質量%、特に1〜40質量%で
あることが好ましい。アミド基とリン酸基との合計の含
有量が0.8質量%未満である場合には、金属イオン成
分を組成物中に十分に分散させることが困難となる傾向
にある一方、アミド基とリン酸基との合計の含有量が5
0質量%を超えると、金属イオン成分の分散性が低下す
る傾向にあり、また、得られる光学材料の吸湿性が高い
ものとなり易い傾向にある。
【0087】さらに、アミド基とリン酸基との割合は、
質量比でアミド基:リン酸基が10:90〜70:3
0、特に15:85〜60:40であることが好まし
い。アミド基のリン酸基に対する割合が10質量%未満
である場合には、アミド基を含有させることの効果、す
なわち金属イオン成分の分散性を高める効果が十分に得
られない傾向にある。一方、アミド基のリン酸基に対す
る割合が70質量%を超えても、アミド基の割合に応じ
た効果が得られない傾向にある。
【0088】またさらに、金属イオン成分の含有割合
は、組成物中0.005〜30質量%、特に0.01〜
26質量%であることが好ましい。この割合が0.00
5質量%未満である場合には、金属イオンに応じた波長
域の光を高い効率で吸収する光学材料が得られ難い傾向
にある。一方、この割合が30質量%を超える場合に
は、金属イオン成分を組成物中に分散させることが困難
な傾向にある。
【0089】なお、このような好適な割合で金属イオン
成分を含有させるために、金属イオン成分の供給源であ
る希土類金属塩等の金属化合物は、この金属化合物以外
の原材料100質量部に対して0.01〜80質量部、
特に0.02〜75質量部となる割合で使用されること
が好ましい。このような条件を満足することにより、組
成物中に確実に溶解又は分散させることができると共
に、リン酸基とアミド基と金属イオン成分とが、それぞ
れ前述の好適な割合で含有されて成る光学材料が得られ
る。また、本発明のアミド基を含有する光学材料がアク
リル系樹脂組成物等の樹脂組成物である場合には、前記
の〈アクリル系樹脂組成物〉で説明したラジカル重合法
によって重合処理することにより好適に製造することが
できる。また、金属イオン成分とアミド基とが結合する
結果、その副生成物として酸成分が樹脂中に含有される
が、このような酸成分は、適宜の方法、例えば結晶を濾
過する方法、高温で蒸発させる方法、溶媒抽出法、水で
洗浄する方法等、又は、例えば上述の〈アクリル樹脂組
成物〉の説明において述べた方法により除去され得る。
【0090】〈アミノ基含有化合物〉本発明の光学材料
においては、アミノ基をリン酸基と共に含有させること
により、リン酸基を単独で使用した場合に比較して、金
属イオン成分の分散性を更に一層高めることができ、希
土類金属イオンのなかでも分散させ難い、例えば、エル
ビウムイオンを10質量%以上の割合で樹脂中に含有さ
せることが可能である。アミノ基を導入することによっ
て希土類金属イオン等の金属イオン成分の分散性が向上
する理由としては、導入されたアミノ基とリン酸基とに
よって下記式(56)に表されるような塩が形成され、
この塩によってリン酸基同士の凝集が抑制されると共
に、リン酸基と希土類金属イオンとの急激な反応がこの
塩を介することによって緩やかなものとなり、希土類金
属イオンを均一に導入することができる為と考えられ
る。
【0091】
【化25】
【0092】本発明において使用するアミノ基含有化合
物は、代表的な塩基性化合物であり、酸との反応によっ
て塩を形成する。この酸−塩基反応は周知の現象であ
る。希土類金属を含有する化合物がリン酸基と反応する
場合、上記式(56)で表される塩を形成して安定化し
たリン酸基との反応は、このような塩を形成していない
フリーのリン酸基との反応よりも難しく、結果として、
反応抑制効果が現れると考えられる。前述のアミド基含
有化合物及びこのアミノ基含有化合物の電子供与体とし
てのドナーナンバーは、前者が25〜30程度、後者は
55〜60程度であり(V.グートマン著,大滝仁志・
岡田勲訳「ドナーとアクセプター」(学会出版センタ
ー)参照)、アミノ基含有化合物のドナー性は、アミノ
基含有化合物に比して圧倒的に高く、したがって、アミ
ノ基含有化合物の方が酸との結合性が強い。この結果、
アミド基含有化合物に比して、アミノ基含有化合物によ
る希土類金属等の金属成分の可溶化能力がより高められ
ると考えられる。
【0093】このアミノ基は、上記アミノ基含有化合物
が組成物中に分散されることにより含有されていてもよ
いし、或いは、組成物の構成成分としての樹脂を構成す
るポリマーの構造中に化学的に結合した状態で含有され
ていてもよい。なお、金属イオン成分の分散性を高め、
金属イオン成分を高い割合で含有させることができる観
点、また、金属イオン成分の組成物成分からの遊離によ
る経時的な劣化が少なくて、耐久性が高い光学材料が得
られる観点からは、アミノ基が樹脂を構成するポリマー
の構造中に化学的に結合された状態で含有されているこ
とが好ましい。
【0094】アミノ基含有化合物としては、前記式
(9)又は前記式(10)で表される化合物(以下「特
定のアミノ基含有単量体」と云う。)を用いることが好
ましい。上記式(9)で表される特定のアミノ基含有化
合物は、分子構造中に(メタ)アクリロイル基〔(メ
タ)アクリロキシアルキル基又は(メタ)アクリルアミ
ドアルキル基〕を有し、かかる特定のアミノ基含有化合
物としては、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)ア
クリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)ア
クリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)
アクリレート、N,N−ジエチルアミノプロピル(メ
タ)アクリレート等の(メタ)アクリロキシアルキル基
を置換基とするアミノ基含有単量体;N−(2−ジメチ
ルアミノエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−
ジエチルアミノエチル)(メタ)アクリルアミド、N−
(3−ジメチルアミノプロピル)(メタ)アクリルアミ
ド、N−(3−ジエチルアミノプロピル)(メタ)アク
リルアミド等の(メタ)アクリルアミドアルキル基を置
換基とするアミノ基含有化合物等を挙げることができ、
これらは単独で又は2種以上を組み合わせて使用するこ
とができる。
【0095】また、上記式(10)で表される特定のア
ミノ基含有化合物の具体例としては、エチレンジアミ
ン、トリメチレンジアミン、プロピレンジアミン、テト
ラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサ
メチレンジアミン等のアルキレンジアミン、N,N,
N,N−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N,
N−テトラメチルトリメチレンジアミン、N,N,N,
N−テトラメチルプロピレンジアミン、N,N,N,N
−テトラメチルテトラメチレンジアミン、N,N,N,
N−テトラメチルペンタメチレンジアミン、N,N,
N,N−テトラメチルヘキサメチレンジアミン等のN,
N,N,N−テトラアルキルアルキレンジアミン等を挙
げることができる。以上の特定のアミノ基含有化合物
は、単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることが
できる。
【0096】さらに、金属イオン成分の含有割合は、組
成物中0.005〜30質量%、特に0.01〜26質
量%であることが好ましい。この割合が0.005質量
%未満である場合には、金属イオンに応じた波長域の光
を高い効率で吸収する光学材料が得られ難い傾向にあ
る。一方、この割合が30質量%を超える場合には、金
属イオン成分を組成物中に分散させることが困難な傾向
にある。なお、このような好適な割合で金属イオン成分
を含有させるために、金属イオン成分の供給源である希
土類金属塩等の金属化合物は、この金属化合物以外の原
材料100質量部に対して0.01〜80質量部、特に
0.02〜75質量部となる割合で使用されることが好
ましい。このような条件を満足することにより、組成物
中に確実に溶解又は分散させることができると共に、リ
ン酸基とアミノ基と金属イオン成分とが、それぞれ前述
の好適な割合で含有されて成る光学材料が得られる。
【0097】また、本発明のアミノ基を含有する光学材
料がアクリル系樹脂組成物等の樹脂組成物である場合に
は、前記の〈アクリル系樹脂組成物〉で説明したラジカ
ル重合法によって重合処理することにより好適に製造す
ることができる。また、金属イオン成分とアミノ基とが
結合する結果、その副生成物として酸成分が樹脂中に含
有されるが、このような酸成分は、適宜の方法、例えば
結晶を濾過する方法、高温で蒸発させる方法、溶媒抽出
法、水で洗浄する方法等、又は、例えば上述の〈アクリ
ル樹脂組成物〉の説明において述べた方法により除去さ
れ得る。
【0098】本発明の光学材料においては、スルフィニ
ル基又はスルフォニル基をリン酸基と共に含有させるこ
とにより、リン酸基を単独で使用した場合に比較して、
金属イオン成分の分散性を更に高めることができる。こ
れは、この化合物が金属イオンに対して強い相互作用或
いは配位能力を有し、金属を溶媒和した状態にし易く
し、例えば、この化合物が金属イオンと樹脂層との中間
層の役割を果たすことに因ると考えられる。さらに、ス
ルフィニル基又はスルフォニル基を含有することによ
り、希土類金属イオンに特徴的な特定波長の光の発光特
性が高められる。これは、イオウ等のより重い原子を使
用することにより、金属の発光準位から媒体へ移動する
振動励起エネルギーを抑制できるためと考えられる。し
たがって、スルフィニル基又はスルフォニル基をリン酸
基と共に含有させることにより、希土類金属イオンを高
濃度で含み、且つ希土類金属イオンが発光する光の増幅
性能を向上することができる光学材料が得られる。
【0099】スルフィニル基又はスルフォニル基は、上
記特定のスルフィニル基化合物又はスルフォニル基含有
化合物が組成物中に分散されることにより含有されてい
てもよいし、或いは、組成物の構成成分としての樹脂を
構成するポリマーの構造中に化学的に結合した状態で含
有されていてもよい。なお、金属イオン成分の分散性を
高め、金属イオン成分を高い割合で含有させることがで
きる観点、また、金属イオン成分の組成物成分からの遊
離による経時的な劣化が少なくて、耐久性が高い光学材
料が得られる観点からは、スルフィニル基又はスルフォ
ニル基が樹脂を構成するポリマーの構造中に化学的に結
合された状態で含有されていることが好ましい。
【0100】また、本発明の光学材料において、スルフ
ィニル基又はスルフォニル基とリン酸基との合計の含有
量は、光学材料の成分である組成物中1〜50質量%、
特に1〜40質量%であることが好ましい。スルフィニ
ル基又はスルフォニル基とリン酸基との合計の含有量が
1質量%未満である場合には、金属イオン成分を組成物
中に十分に分散させることが困難となる傾向にある一
方、スルフィニル基又はスルフォニル基とリン酸基との
合計の含有量が50質量%を超えると、金属イオン成分
の分散性が低下する傾向にあり、また、得られる光学材
料の吸湿性が高いものとなり易い傾向にある。さらに、
スルフィニル基又はスルフォニル基とリン酸基との割合
は、質量比でスルフィニル基又はスルフォニル基:リン
酸基が10:90〜70:30、特に15:85〜6
0:40であることが好ましい。スルフィニル基又はス
ルフォニル基のリン酸基に対する割合が10質量%未満
である場合には、スルフィニル基又はスルフォニル基を
含有させることの効果、すなわち金属イオン成分の分散
性を高める効果が十分に得られない傾向にある。一方、
スルフィニル基又はスルフォニル基のリン酸基に対する
割合が70質量%を超えても、アミド基の割合に応じた
効果が得られない傾向にある。
【0101】またさらに、金属イオン成分の含有割合
は、組成物中0.005〜30質量%、特に0.01〜
26質量%であることが好ましい。この割合が0.00
5質量%未満である場合には、金属イオンに応じた波長
域の光を高い効率で吸収する光学材料が得られ難い傾向
にある。一方、この割合が30質量%を超える場合に
は、金属イオン成分を組成物中に分散させることが困難
な傾向にある。なお、このような好適な割合で金属イオ
ン成分を含有させるために、金属イオン成分の供給源で
ある希土類金属塩等の金属化合物は、この金属化合物以
外の原材料100質量部に対して0.01〜80質量
部、特に0.02〜75質量部となる割合で使用される
ことが好ましい。このような条件を満足することによ
り、組成物中に確実に溶解又は分散させることができる
と共に、リン酸基とスルフィニル基又はスルフォニル基
と金属イオン成分とが、それぞれ前述の好適な割合で含
有されて成る光学材料が得られる。
【0102】また、本発明のスルフィニル基又はスルフ
ォニル基を含有する光学材料アクリル系樹脂組成物等の
樹脂組成物である場合には、前記の〈アクリル系樹脂組
成物〉で説明したラジカル重合法によって重合処理する
ことにより好適に製造することができる。また、金属イ
オン成分とスルフィニル基又はスルフォニル基とが結合
する結果、その副生成物として酸成分が樹脂中に含有さ
れるが、このような酸成分は、適宜の方法、例えば結晶
を濾過する方法、高温で蒸発させる方法、溶媒抽出法、
水で洗浄する方法等、又は、例えば上述の〈アクリル樹
脂組成物〉の説明において述べた方法により除去され得
る。
【0103】〈光学部材〉本発明の光学部材は、上述の
本発明の光学材料を用いて成っており、以下の3種類の
形態が好適である。 [第1の形態]:上記(A)成分及び上記(B)成分の
うち少なくとも一つの成分を含有するアクリル系樹脂等
の樹脂組成物より成る本発明の光学材料で形成されるも
の、又はガラス若しくは透明な樹脂板等から成る透明基
板にこの光学材料が貼合されたもの。 [第2の形態]:ガラス若しくは透明な樹脂板等から成
る透明基板に、上記(A)成分及び上記(B)成分のう
ち少なくとも一つの成分を含む本発明の光学材料より成
る層が形成されたもの。 [第3の形態]:上記(A)成分及び/又は上記(B)
成分のみから成る本発明の光学材料で形成されるもの、
又はガラス若しくは透明な樹脂板等から成る透明基板に
この光学材料が貼合されたもの。
【0104】上記どの形態においても、(A)成分及び
/又は(B)成分を用いると、希土類金属イオンに特徴
的な光学特性が発現される。上記第1の形態は、(A)
成分及び(B)成分のうち少なくとも一つの成分を含有
する樹脂単量体を重合させることにより製造される。こ
のとき、(A)成分及び/又は(B)成分中のリン酸エ
ステル化合物は、上記式(4)又は上記式(5)に示す
如く、分子構造中に不飽和二重結合を有しないため、上
記樹脂単量体を型中で重合硬化させる際に、硬化後の樹
脂組成物の離型性が従来に比して格段に高められる。こ
れは、上記樹脂組成物の架橋度が従来よりも低いため、
従来の二重結合を有するリン原子含有化合物を含有する
樹脂組成物に比して重合収縮度が小さいことに因ると推
定され得る。さらに、(A)成分及び(B)成分のうち
少なくとも一つの成分を含有する樹脂組成物は熱可塑性
を有するため、成形後の再成形が可能であり、従来に比
して光学部材の成形加工性を格段に向上することが可能
となる。したがって、板状、シート状又はフィルム状の
光学部材とできるだけでなく、繊維状又は線状の光学部
材としての成形加工が非常に簡易となる。
【0105】ここで、(A)成分及び(B)成分のうち
少なくとも一つの成分を含有する樹脂組成物を構成する
樹脂としては、上述の如く、アクリル系樹脂、ポリカー
ボネイト系樹脂、スチレン系樹脂、ポリエステル樹脂、
セルロース系樹脂等から成るものが挙げられる。また、
アクリル系樹脂として粘着性を有するアクリル系樹脂を
用いることもできる。このような、粘着性を有するアク
リル系樹脂は、粘着成分を構成するアクリル系樹脂単量
体を含有する単量体組成物を重合処理することにより得
られる。この粘着成分として用いられるアクリル系樹脂
単量体としては、アルキル基の炭素数が4〜12であっ
て、ホモポリマーのガラス転移点が−70℃〜−30℃
であるアクリル酸アルキルエステルを好適に用いること
ができ、具体的には、n−ブチルアクリレート、2−エ
チルヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、デ
シルアクリレート等が挙げられる。
【0106】また、粘着性を有するアクリル系樹脂を得
るための単量体組成物には、上記の粘着成分として用い
られるアクリル系樹脂単量体の他に、凝集成分を構成す
る単量体及び改質成分を構成する単量体を含有させるこ
とが望ましい。この凝集成分を有する単量体としては、
粘着成分として用いられるアクリル系樹脂単量体と共重
合可能なものであって、得られる共重合体のガラス転移
点を高める作用を有するものが用いられ、具体的には、
炭素数が1〜3の低級アルキル基を有するアクリル酸ア
ルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、酢酸
ビニル、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、スチレン
等が挙げられる。
【0107】また、上記改質成分として用いられる単量
体としては、上記粘着成分として用いられるアクリル系
樹脂単量体と共重合可能であって、官能基を有するもの
が用いられ、具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、
マレイン酸、マレイン酸モノエステル等のカルボキシル
基含有化合物、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2
−ヒドロキシエチルメタクリレート等の水酸基含有化合
物、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−tert
−ブチルアクリルアミド、N−オクチルアクリルアミド
等の酸アミド化合物、グリシジルアクリレート、グリシ
ジルメタクリレート等のグリシジル基含有単量体等が挙
げられる。
【0108】上記単量体組成物における各単量体の使用
割合は、用いられる単量体の種類、得られる光学部材の
使用目的等によって異なるが、通常、粘着成分として用
いられるアクリル系樹脂単量体が30〜95質量%、凝
集成分として用いられる単量体が5〜50質量%、改質
成分として用いられる単量体が0.1〜10質量%であ
る。
【0109】この単量体組成物を重合処理する方法とし
ては、溶液重合法及び乳化重合法を用いることができ
る。これら重合処理に用いられる触媒としては、例えば
ベンゾイルパーオキサイド、アゾビスイソブチルニトリ
ル、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等の過酸化物
が挙げられる。溶液重合法により単量体樹脂組成物の重
合処理を行う場合には、重合溶媒として種々の有機溶媒
を用いることができ、例えば酢酸エチル等のエステル
類、芳香族炭化水素類、ケトン類等が挙げられる。ま
た、乳化重合法により単量体組成物の重合処理を行う場
合には、乳化剤として、通常の乳化重合に使用されてい
る公知の種々のものを用いることができる。
【0110】上記のように単量体組成物を重合処理する
ことにより、粘着性を有するアクリル系樹脂がポリマー
溶液又はラテックスの状態で得られ、このようにして得
られたポリマー溶液又はラテックスに、上記(A)成分
及び/又は上記(B)成分から成る本発明の光学材料を
混合することにより、自ら粘着性を有する光学部材を得
ることができる。
【0111】このように構成された粘着性を有する光学
部材によれば、接着剤を用いることなく、窓材や被覆材
の基材への接着性することができるので、希土類金属イ
オンに特徴的な光学特性を有する部材を簡易に得ること
ができる。また、上記(A)成分及び上記(B)成分が
紫外線に対して(化学的に)安定なので、紫外線を含む
光に曝されても劣化し難い光学部材を確実に得ることが
可能となる。さらに、接着剤を用いた場合のような接着
剤成分による余計な吸収が無いので、接着剤を用いる場
合に比して、光学性能に優れた光学部材が形成され得
る。さらに、このような粘着性を有する光学部材の上か
らフィルムや板等を更に貼付して、保護性に優れた光学
部材を簡易に得ることができる。
【0112】さらに、樹脂として、ポリビニルブチラー
ル、エチレン−酢酸ビニル共重合体又はその部分鹸化物
を用いることもでき、この場合には、ガラス材や樹脂板
等への貼付性に優れたシート状又はフィルム状の光学部
材を簡易に形成することが可能である。このような光学
部材には、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系又
はサリチル酸系の紫外線吸収剤、その他の抗酸化剤、安
定剤等を更に含有させることができる。またさらに、種
々の可塑剤を含有させることもできる。このような可塑
剤としては、リン酸トリクレジル、リン酸トリフェニル
等のリン酸エステル系可塑剤、ジオクチルフタレート、
ジブチルフタレート等のフタル酸系可塑剤、ジブチルセ
バケート、ブチルリシノレート、メチルアセチルリシノ
レート、ブチルサクシネート等の脂肪酸系可塑剤、ブチ
ルフタリルブチルグリコレート、トリエチレングリコー
ルジブチレート、トリエチレングリコールジ−2−エチ
ルブチラート、ポリエチレングリコール等のグリコール
系可塑剤等が挙げられる。
【0113】一方、上記第2の形態の光学材料は、例え
ば、(A)成分及び(B)成分の少なくとも一つの成分
が溶媒に溶解又は分散された前述の液状の組成物から成
る光学材料を基板面に塗布し、溶媒を蒸発させることに
より生成される。このとき、液状の組成物を液体塗料に
混合して利用することもできる。或いは、基板面上に、
(B)成分そのもの又は(B)成分を含む粉末を粉体ス
プレー等で吹き付けて付着させることによっても、光学
部材を形成することができる。なお、接着剤等の粘着性
物質を介してこれら粉体を付着させてもよい。このよう
にすると、(A)成分及び/又は(B)成分が、紫外線
に対する感受性の高い不飽和二重結合をその分子構造中
に含んでいないため、上記第2の形態において形成され
る光学部材は紫外線を含む光に対して安定である。よっ
て、(A)成分及び(B)成分のうち少なくとも一つの
成分を樹脂と共に重合硬化させて樹脂組成物としない場
合でも、紫外線を含む光に対して化学的に安定で劣化し
難い光学部材を得ることができる。
【0114】他方、上記第3の形態の光学部材は、
(A)成分及び/又は(B)成分のみから成る成分を、
例えば加圧成形することにより、フィルム状又は板状の
成形品として製造される。このように形成される光学部
材は、上述の如く、板状(円板、レンズ等を含む)、シ
ート状若しくはフィルム状(これらが積層されて成る複
合体を含む)、繊維状、線状、粘着性物質状の形状への
成形加工性に優れており、また、希土類金属イオンが高
い割合で含有されて成るので、希土類金属イオンによる
光学的機能(特定の波長域の光を高い効率で吸収する機
能/特定の波長域の光を高い効率で発光する機能)が従
来と同等以上である。したがって、本発明のこのような
光学部材は、光学部材としての機能効率が高く、この光
学部材を用いて光学デバイスを得る場合に、光学デバイ
スの小型化及び短小化を図ることができる。
【0115】そして、本発明の光学材料は、上記のよう
な優れた光学的機能及び成形加工性により、防眩性眼鏡
レンズ(サングラス)、防眩性フィルター、画面カバ
ー、防眩性ディスプレイフィルター、色純度補正フィル
ター、色調補正フィルター、照明器具の輝度調節フィル
ター等の光学フィルター、光通信機能デバイス、ファラ
デー素子、光増幅素子、波長変換素子等を構成するもの
として極めて有用である。また、これらを備えて成る機
器としては、カラーディスプレイ(カラー画像表示装
置)、カラー撮像カメラ(カラー画像撮像装置)、照明
灯(照明器具)、レーザー、通信用光増幅器、通信用光
アイソレーター、光スイッチ等を例示することができ
る。また、液状の組成物を含有する塗料としての光学部
材は、各種部材への塗布性に優れており、既存の光学部
材に本発明の光学部材を極めて容易に付加することがで
きる利点を有している。
【0116】
【実施例】以下、本発明に係る具体的な実施例について
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。なお、以下において、「部」は質量部を意味する。
【0117】〈実施例1〉 (1)〔(2−メチルプロパノイル)オキシ〕アルキル
(炭素数4)アルコールの調製:イソ酪酸211.4g
と無水イソ酪酸ナトリウム16.5gとの混合物を85
0℃に加熱して保持し、この混合物に1,2−ブチレン
オキサイド173.0gを3.5時間かけて滴下した。
その後、85℃の温度で7時間保持することにより、イ
ソ酪酸と無水イソ酪酸ナトリウムとブチレンオキサイド
とを反応させた。得られた反応生成液を冷却した後、析
出した無水イソ酪酸ナトリウムを濾別し、得られた濾液
を滅圧蒸留して、5mmHg、68〜70℃における留
分295.2gを得た。この留分をガスクロマトグラフ
ィーにより分析したところ、下記式(57)で表される
2−〔(2−メチルプロパノイル)オキシ〕ブチルアル
コールと、下記式(58)で表される1−〔(2−メチ
ルプロパノイル)オキシメチル)プロピルアルコールと
の混合物(重量組成比33:67)295.2gを得
た。
【0118】
【化26】
【0119】(2)リン酸〔(2−メチルプロパノイ
ル)オキシ〕アルキル(炭素数4)エステルの調製:上
記〔(2−メチルプロパノイル)オキシ〕アルキル(炭
素数4)アルコールの混合物150.0gをジメトキシ
エタン250mlに溶解した溶液に五酸化リン39.9
gを1時間かけて添加した。次いで、この溶液を60℃
で5時間攪拌することにより、〔(2−メチルプロパノ
イル)オキシ〕アルキル(炭素数4)アルコールと五酸
化リンとを反応させた。その後、得られた反応生成液中
のジメトキシエタンを滅圧留去することにより、無色の
粘調な液体の反応生成物188.2gを得た。上記反応
の結果、式(41)で表されるモノ[1−〔(2−メチ
ルプロパノイル)オキシメチル〕プロピル]ホスフェー
ト、式(42)で表されるビス[1−〔(2−メチルプ
ロパノイル)オキシメチル〕プロピル]ホスフェート、
式(43)で表されるモノ[2−〔(2−メチルプロパ
ノイル)オキシ〕ブチル]ホスフェート、式(44)で
表されるビス[2−〔(2−メチルプロパノイル)オキ
シ〕ブチル]ホスフェート及び式(45)で表される
[2−〔(2−メチルプロパノイル)オキシ〕ブチル]
[1−〔(2−メチルプロパノイル)オキシメチル〕プ
ロピル]ホスフェートの混合物が得られた。 (3)イソブチルオキシブチルホスフェートネオジム塩
の合成:上記(2)で得られたリン酸エステル化合物の
混合物(イソブチルオキシブチルホスフェート)30g
とトルエン200mlとを500ml容量の4つ口フラ
スコに入れ、攪拌しながら酢酸ネオジム一水和物22.
4gを加え、100℃で1時間加熱攪拌した。次いで、
水70mlを入れた水分離器に中管を挿入してフラスコ
に取り付け、トルエンを加熱還流し、生成した水と酢酸
を除去した。5時間還流して反応液が透明になったとこ
ろで、トルエンを減圧下に留去して淡紫色カラメル状の
リン酸エステルネオジム塩41.8gを得た。
【0120】〈実施例2〉上記実施例1で合成したリン
酸エステルネオジム塩0.2gをメチルメタクリレート
(以下、「MMA」と云う。)20gに加えて室温で数
分間攪拌し、リン酸エステルネオジム塩の濃度が0.9
9重量%である本発明の光学材料としての液状の単量体
組成物を得た。このリン酸エステルネオジム塩は短時間
で完全に溶解しており、溶解性が非常に良好であること
が確認された。この単量体組成物にα−メチルスチレン
0.0404gを十分に混合させ、更にt−ブチルパー
オキシオクタノエート0.404gを添加した混合物を
ガラス製の型中に充填し、重合固化させて本発明の光学
材料又は光学部材してのフィルムを製作した。図1に、
このフィルムの分光透過率曲線を測定した結果を示す。
図1に示すように、このフィルムは、ネオジムイオンに
特徴的な波長580nm付近等の吸収を明確に示した。
【0121】〈実施例3〉上記実施例1で合成したリン
酸エステルネオジム塩1gをMMA20gに加えて室温
で数分間攪拌し、リン酸エステルネオジム塩の濃度が
4.76重量%である本発明の光学材料としての液状の
単量体組成物を得た。このリン酸エステルネオジム塩は
短時間で完全に溶解しており、溶解性が非常に良好であ
ることが確認された。この単量体組成物にα−メチルス
チレン0.042gを十分に混合させ、更にt−ブチル
パーオキシオクタノエート0.42gを添加した混合物
をガラス製の型中に充填し、重合固化させて本発明の光
学材料又は光学部材してのフィルムを製作した。図2
に、このフィルムの分光透過率曲線を測定した結果を示
す。図2に示すように、このフィルムは、ネオジムイオ
ンに特徴的な波長580nm付近等の吸収を明確に示し
た。
【0122】〈実施例4〉上記実施例1で合成したリン
酸エステルネオジム塩2gをMMA20gに加えて室温
で数分間攪拌し、リン酸エステルネオジム塩の濃度が
9.09重量%である本発明の光学材料としての液状の
単量体組成物を得た。このリン酸エステルネオジム塩は
短時間で完全に溶解しており、溶解性が非常に良好であ
ることが確認された。この単量体組成物にα−メチルス
チレン0.044gを十分に混合させ、更にt−ブチル
パーオキシオクタノエート0.44gを添加した混合物
をガラス製の型中に充填し、重合固化させて本発明の光
学材料又は光学部材してのフィルムを製作した。図3
に、このフィルムの分光透過率曲線を測定した結果を示
す。図3に示すように、このフィルムは、ネオジムイオ
ンに特徴的な波長580nm付近等の吸収を明確に示し
た。
【0123】〈実施例5〉上記実施例1で合成したリン
酸エステルネオジム塩5gをMMA20gに加えて室温
で数分間攪拌し、リン酸エステルネオジム塩の濃度が2
0.00重量%である本発明の光学材料としての液状の
単量体組成物を得た。このリン酸エステルネオジム塩は
短時間で完全に溶解しており、溶解性が非常に良好であ
ることが確認された。この単量体組成物にα−メチルス
チレン0.05gを十分に混合させ、更にt−ブチルパ
ーオキシオクタノエート0.5gを添加した混合物をガ
ラス製の型中に充填し、重合固化させて本発明の光学材
料又は光学部材してのフィルムを製作した。図4に、こ
のフィルムの分光透過率曲線を測定した結果を示す。図
4に示すように、このフィルムは、ネオジムイオンに特
徴的な波長580nm付近等の吸収を明確に示した。
【0124】〈実施例6〉上記実施例1で合成したリン
酸エステルネオジム塩5gをMMA10gに加えて室温
で数分間攪拌し、リン酸エステルネオジム塩の濃度が3
3.33重量%である本発明の光学材料としての液状の
単量体組成物を得た。このリン酸エステルネオジム塩は
短時間で完全に溶解しており、溶解性が非常に良好であ
ることが確認された。この単量体組成物にα−メチルス
チレン0.03gを十分に混合させ、更にt−ブチルパ
ーオキシオクタノエート0.3gを添加した混合物をガ
ラス製の型中に充填し、重合固化させて本発明の光学材
料又は光学部材してのフィルムを製作した。図5に、こ
のフィルムの分光透過率曲線を測定した結果を示す。図
5に示すように、このフィルムは、ネオジムイオンに特
徴的な波長580nm付近等の吸収を明確に示した。
【0125】〈実施例7〉上記実施例1で合成したリン
酸エステルネオジム塩0.5gを溶媒としてのメチルエ
チルケトン2gに加えて室温で数分間攪拌し、リン酸エ
ステルネオジム塩の濃度が20.00重量%である液状
の本発明の光学材料を得た。このリン酸エステルネオジ
ム塩は短時間で完全に溶解しており、溶解性が非常に良
好であることが確認された。図6に、この液状の光学材
料の分光透過率曲線を測定した結果を示す。図6に示す
ように、この液状の光学材料は、上記実施例2〜6と同
様に、ネオジムイオンに特徴的な波長580nm付近等
の吸収を明確に示した。
【0126】〈比較例1〉溶媒としてのスチレン10g
に酢酸ネオジム一水和物0.5gを加えて室温で2時間
攪拌混合したところ、酢酸ネオジム一水和物は溶解せ
ず、懸濁溶液が得られた。溶媒だけでは酢酸ネオジム一
水和物の溶解性が十分ではないことが確認された。溶液
が懸濁状態であったので分光透過率曲線の測定を行うこ
とはできなかった。
【0127】〈比較例2〉溶媒としてのベンゼン10g
に酢酸ネオジム一水和物0.5gを加えて室温で2時間
攪拌混合したところ、酢酸ネオジム一水和物は溶解せ
ず、懸濁溶液が得られた。溶媒だけでは酢酸ネオジム一
水和物の溶解性が十分ではないことが確認された。溶液
が懸濁状態であったので分光透過率曲線の測定を行うこ
とはできなかった。
【0128】〈比較例3〉溶媒としてのトルエン10g
に酢酸ネオジム一水和物0.5gを加えて室温で2時間
攪拌混合したところ、酢酸ネオジム一水和物は溶解せ
ず、懸濁溶液が得られた。溶媒だけでは酢酸ネオジム一
水和物の溶解性が十分ではないことが確認された。溶液
が懸濁状態であったので分光透過率曲線の測定を行うこ
とはできなかった。
【0129】〈比較例4〉下記式(59)−aで表され
る従来の重合性を示すリン酸エステル化合物の単量体3
1.5部と、下記式(59)−bで表される従来の重合
性を示すリン酸エステル化合物の単量体18.5部と、
MMA29部と、ジエチレングリコールジメタクリレー
ト20部と、α−メチルスチレン1部とを十分に混合し
て単量体混合物を調製した。ここに、下記式(59)−
aで表されるリン酸エステル化合物と下記式(59)−
bで表されるリン酸エステル化合物とのモル比は略5
0:50である。この単量体混合物に、酢酸ネオジム一
水和物2.5部(単量体混合物100部に対するネオジ
ムイオンの割合が1.1部となる量)を添加し、70℃
で攪拌混合することによって十分に溶解させ、酢酸ネオ
ジム一水和物が単量体混合物中に溶解されて成る単量体
組成物を得た。
【0130】
【化27】
【0131】以上のようにして調製された単量体組成物
にt−ブチルパーオキシオクタノエート2.0部を添加
したものをガラス製の型中に充填し、45℃で2時間、
次いで50℃で2時間加熱し、50℃から60℃まで6
時間で、60℃から80℃まで5時間で、更に80℃か
ら100℃まで3時間で昇温し、100℃で2時間加熱
して注型重合を行った。重合で得られた板状体の離型は
非常に困難であった。
【0132】〈実施例8〉上記式(59)−aで表され
る従来のリン酸エステル化合物と上記式(59)−bで
表される従来のリン酸エステル化合物との混合物の代わ
りに、上記式(41)〜(45)で表されるリン酸エス
テル化合物の混合物を使用したこと以外は、上記比較例
4と同様にして板状体としての光学材料を得た。この光
学材料の離型は非常に容易であった。この板状体の光学
材料(厚さ3mm)について、分光光度計を用いて分光
透過率を測定したところ、波長580nm近傍の光を略
40%と高い効率で吸収することが確認された。
【0133】〈実施例9〉上記式(41)〜(45)で
表されるリン酸エステル化合物の混合物50部と、N,
N−ジメチルアクリルアミド(以下、「DMAA」と云
う。)20部と、MMA30部とを十分に混合すること
により、単量体混合物を調製した。この単量体混合物に
おけるリン酸基及びアミド基の含有量は、重合性成分中
リン酸基が15.3質量%、アミド基が8.5質量%、
合計が23.8質量%であり、アミド基とリン酸基との
割合は質量比でアミド基:リン酸基=35.7:64.
3である。この単量体混合物に、酢酸ネオジム一水和物
46部(重合性成分100部に対する3価のネオジムイ
オンの含有量が19.5部)を添加し、十分に攪拌して
混合することにより、単量体組成物を調製した。この単
量体組成物に、t−ブチルパーオキシネオデカノエート
2.0部を添加し、35℃で1時間、35℃から60℃
までを6時間で、60℃から80℃までを2時間で、さ
らに80℃から100℃までを1時間で昇温し、100
℃で2時間加熱して注型重合を行うことにより、3価の
ネオジムイオンを含有するアクリル系樹脂組成物より成
る厚みが2mmの透明な板状の光学材料を製造した。こ
の光学材料の試験片の分光透過率を分光光度計(日立製
作所製U−4000)を用いて測定し、波長560nm
〜波長610nmの光線透過率を求めたところ、該波長
域の光線吸収率は約52%であった。また、試験片の質
量W0を測定し、試験片を23℃で20時間水中に浸し
た後、試験片の表面に付着している水分を拭い、当該試
験片の質量W1(g)を測定し、次に示す関係によりこ
の試験片の吸水率を算出したところ、約4%であった。 吸水率(%)={(W1−W0)/W0}×100 〈実施例10〉上記式(41)〜(45)で表されるリ
ン酸エステル化合物の混合物17部と、DMAA10部
と、MMA53部と、フェノキシエチルメタクリレート
(以下、「PEMA」と云う。)20部とを十分に混合
することにより、単量体混合物を調製した。この単量体
混合物におけるリン酸基及びアミド基の含有量は、重合
性成分中リン酸基が5.2質量%、アミド基が4.2質
量%、合計が9.4質量%であり、アミド基とリン酸基
との割合は質量比でアミド基:リン酸基=44.7:5
5.3である。この単量体混合物に、酢酸ネオジム一水
和物10部(重合性成分100部に対する3価のネオジ
ムイオンの含有量が4.3部)を添加し、十分に攪拌し
て混合することにより、単量体組成物を調製した。この
単量体組成物を用いて実施例9と同様にして注型重合を
行うことにより、厚みが2mmの透明な板状の光学材料
を製造した。また、実施例9と同様に光線吸収率及び吸
水率を測定したところ、光線吸収率が約23%であり、
吸水率は約1%であった。
【0134】〈実施例11〉上記式(41)〜(45)
で表されるリン酸エステル化合物の混合物28部と、D
MAA16部と、MMA56部とを十分に混合すること
により、単量体混合物を調製した。この単量体混合物に
おけるリン酸基及びアミド基の含有量は、重合性成分中
リン酸基が8.57質量%、アミド基が6.8質量%、
合計が15.37質量%であり、アミド基とリン酸基と
の割合は質量比でアミド基:リン酸基=44.2:5
5.8である。この単量体混合物に、酢酸ネオジム一水
和物16部(重合性成分100部に対する3価のネオジ
ムイオンの含有量が6.8部)を添加し、十分に攪拌し
て混合することにより、単量体組成物を調製した。この
単量体組成物を用いて実施例9と同様にして注型重合を
行うことにより、厚みが2mmの透明な板状の光学材料
を製造した。また、実施例9と同様に光線吸収率及び吸
水率を測定したところ、光線吸収率が約32%であり、
吸水率は約2%であった。
【0135】〈実施例12〉上記式(41)〜(45)
で表されるリン酸エステル化合物の混合物5部と、DM
AA1部と、MMA50部と、PEMA44部とを十分
に混合することにより、単量体混合物を調製した。この
単量体混合物におけるリン酸基及びアミド基の含有量
は、重合性成分中リン酸基が1.53質量%、アミド基
が0.4質量%、合計が1.93質量%であり、アミド
基とリン酸基との割合は質量比でアミド基:リン酸基=
20.7:79.3である。この単量体混合物に、酢酸
ネオジム一水和物0.5部(重合性成分100部に対す
る3価のネオジムイオンの含有量が0.2部)を添加
し、十分に攪拌して混合することにより、単量体組成物
を調製した。この単量体組成物を用いて実施例9と同様
にして注型重合を行うことにより、厚みが2mmの透明
な板状体を製造し、この板状体が5枚積層されて成る厚
さ10mmの光学材料を作製した。また、この光学材料
の試験片について、実施例9と同様に光線吸収率及び吸
水率を測定したところ、光線吸収率が約10%であり、
吸水率は約1%であった。
【0136】〈実施例13〉上記式(41)〜(45)
で表されるリン酸エステル化合物の混合物75部と、D
MAA17部と、2−エチルヘキシルアクリレート(以
下、「2EHA」と云う。)8部とを十分に混合するこ
とにより、単量体混合物を調製した。この単量体混合物
におけるリン酸基及びアミド基の含有量は、重合性成分
中リン酸基が23.0質量%、アミド基が7.2質量
%、合計が30.2質量%であり、アミド基とリン酸基
との割合は質量比でアミド基:リン酸基=23.8:7
6.2である。この単量体混合物に、酢酸ネオジム一水
和物70部(重合性成分100部に対する3価のネオジ
ムイオンの含有量が29.7部)を添加し、十分に攪拌
して混合することにより、単量体組成物を調製した。こ
の単量体組成物を用いて実施例9と同様にして注型重合
を行うことにより、厚みが2mmの透明な板状の光学材
料を製造した。また、実施例9と同様に光線吸収率及び
吸水率を測定したところ、光線吸収率が約56%であ
り、吸水率は約4%であった。
【0137】〈実施例14〉上記式(41)〜(45)
で表されるリン酸エステル化合物の混合物17部と、ア
クリロイルモルフォリン(以下、「MOA」と云う。)
22部と、MMA21部と、PEMA20部と、ブトキ
シエチルメタクリレート(以下、「BEMA」と云
う。)20部を十分に混合することにより、単量体混合
物を調製した。この単量体混合物におけるリン酸基及び
アミド基の含有量は、重合性成分中リン酸基が5.2質
量%、アミド基が6.6質量%、合計が11.8質量%
であり、アミド基とリン酸基との割合は質量比でアミド
基:リン酸基=55.9:44.1である。この単量体
混合物を用いたこと以外は、実施例10と同様にして、
単量体組成物を調製し、厚みが2mmの透明な板状の光
学材料を製造した。また、実施例9と同様に光線吸収率
及び吸水率を測定したところ、光線吸収率が約26%で
あり、吸水率は約1%であった。
【0138】〈実施例15〉上記式(41)〜(45)
で表されるリン酸エステル化合物の混合物25部と、
N,N’−メチレンビスアクリルアミド(以下、「MB
AA」と云う。)5部と、MMA70部とを十分に混合
することにより、単量体混合物を調製した。この単量体
混合物におけるリン酸基及びアミド基の含有量は、重合
性成分中リン酸基が7.7質量%、アミド基が2.7質
量%、合計が10.4質量%であり、アミド基とリン酸
基との割合は質量比でアミド基:リン酸基=26.0:
74.0である。この単量体混合物を用いたこと以外
は、実施例10と同様にして、単量体組成物を調製し、
厚みが2mmの透明な板状の光学材料を製造した。ま
た、実施例9と同様に光線吸収率及び吸水率を測定した
ところ、光線吸収率が約21%であり、吸水率は約1%
であった。
【0139】〈実施例16〉上記式(41)〜(45)
で表されるリン酸エステル化合物の混合物50部と、D
MAA30部と、MMA10部と、n−ブチルメタクリ
レート(以下、「n−BMA」と云う。)10部を十分
に混合することにより、単量体混合物を調製した。この
単量体混合物におけるリン酸基及びアミド基の含有量
は、重合性成分中リン酸基が15.3質量%、アミド基
が12.7質量%、合計が28.0質量%であり、アミ
ド基とリン酸基との割合は質量比でアミド基:リン酸基
=45.4:54.6である。この単量体混合物に、酢
酸ネオジム一水和物20部(重合性成分100部に対す
る3価のネオジムイオンの含有量が8.5部)と、酢酸
プラセオジム二水和物10部(単量体混合物100部に
対する3価のプラセオジムイオンの含有量が4.0部)
とを添加し、十分に攪拌して混合することにより、単量
体組成物を調製した。この単量体組成物を用いて実施例
9と同様にして注型重合を行うことにより、厚みが2m
mの透明な板状の光学材料を製造した。また、実施例9
と同様に光線吸収率及び吸水率を測定したところ、光線
吸収率が約40%であり、吸水率は約4%であった。
【0140】〈実施例17〉酢酸プラセオジム二水和物
10部の代わりに酢酸ホルミウム四水和物10部(重合
性成分100部に対する3価のホルミウムイオンの含有
量が4.0部)を用いたこと以外は、実施例16と同様
にして厚みが2mmの透明な板状の光学材料を製造し
た。また、実施例9と同様に光線吸収率及び吸水率を測
定したところ、光線吸収率が約33%であり、吸水率は
約3%であった。
【0141】〈実施例18〉MBAA5部の代わりに
N,N−ジメチルアセトアミド(以下、「DMAcA」
と云う。)8部を用い、MMAの量を70部から67部
に変更して単量体混合物を調製したこと以外は、実施例
15と同様にして厚みが2mmの透明な板状の光学材料
を製造した。上記の単量体混合物におけるリン酸基及び
アミド基の含有量は、重合性成分中リン酸基が7.7質
量%、アミド基が3.9質量%、合計が11.6質量%
であり、アミド基とリン酸基との割合は質量比でアミド
基:リン酸基=33.6:66.4である。また、実施
例9と同様に光線吸収率及び吸水率を測定したところ、
光線吸収率が約22%であり、吸水率は約7%であっ
た。
【0142】〈実施例19〉上記式(41)〜(45)
で表されるリン酸エステル化合物の混合物32部と、
N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート(特定の
アミノ基含有単量体)25.3部と、メチルメタクリレ
ート42.7部とから成る単量体混合物を調製した。こ
の単量体混合物中におけるリン酸基及びアミノ基の含有
量は、リン酸基が9.8質量%、アミノ基が2.25質
量%、合計が12.05質量%であり、アミノ基とリン
酸基との割合は質量比でアミノ基:リン酸基=18.
7:81.3である。この単量体混合物に、酢酸エルビ
ウム四水和物24.5部(単量体混合物100部に対す
るエルビウムイオンの含有量が9.84部)と、t−ブ
チルパーオキシネオデカノエート(重合開始剤)2.0
部とを添加し、十分に攪拌して混合することにより、単
量体組成物を調製した。このようにして調製された単量
体組成物をディスク成形用のモールド(厚さ2mmのデ
ィスク成形用)に注入し、35℃で1時間、35℃から
60℃までを6時間で、60℃から80℃までを2時間
で、80℃から100℃までを1時間で昇温し、100
℃で2時間加熱して注型重合を行うことにより、本発明
の光学材料から成る厚さ2mmの透明なディスク状の光
学部材を得た。また、実施例9と同様に光線吸収率及び
吸水率を測定したところ、波長520nmにおける光線
吸収率が約55%であり、吸水率は約1%であった。な
お、波長520nmの光は、例えば医療用レーザー等で
使用されおり、レーザー使用者又は被験者の眼を保護す
る観点から、この波長域の吸収性部材が望まれている。
エルビウムイオンは、この波長域の光の吸収特性を有し
ている。但し、波長520nmの光を吸収することの有
用性は、上記の医療用のレーザーを使用する分野に限定
されるものではない。
【0143】〈実施例20〉上記式(41)〜(45)
で表されるリン酸エステル化合物の混合物32部と、N
−(3−ジメチルアミノプロピル)メタクリルアミド
(特定のアミノ基含有単量体)30.3部と、メチルメ
タクリレート37.7部とから成る単量体混合物を調製
した。この単量体混合物中におけるリン酸基及びアミノ
基の含有量は、リン酸基が9.8質量%、アミノ基が
2.49質量%、合計が12.3質量%であり、アミノ
基とリン酸基との割合は質量比でアミノ基:リン酸基=
20.2:79.8である。 この単量体混合物に、酢
酸エルビウム四水和物24.5部(単量体混合物100
部に対するエルビウムイオンの含有量が9.84部)
と、t−ブチルパーオキシネオデカノエート(重合開始
剤)2.0部とを添加し、十分に攪拌して混合すること
により、単量体組成物を調製した。このようにして調製
された単量体組成物をディスク成形用のモールドに注入
し、実施例19と同様の条件で注型重合を行うことによ
り、本発明の光学材料から成る厚さ2mmの透明なディ
スク状の光学部材を得た。また、実施例9と同様に光線
吸収率及び吸水率を測定したところ、波長520nmに
おける光線吸収率が約56%であり、吸水率は約2%で
あった。
【0144】〈実施例21〉上記式(41)〜(45)
で表されるリン酸エステル化合物の混合物53部と、
N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート(特定の
アミノ基含有単量体)47.0部とから成る単量体混合
物を調製した。この単量体混合物中におけるリン酸基及
びアミノ基の含有量は、リン酸基が16.2質量%、ア
ミノ基が4.19質量%、合計が20.39質量%であ
り、アミノ基とリン酸基との割合は質量比でアミノ基:
リン酸基=20.5:79.5である。この単量体混合
物に、酢酸エルビウム四水和物40.0部(単量体混合
物100部に対するエルビウムイオンの含有量が16.
1部)と、t−ブチルパーオキシネオデカノエート(重
合開始剤)2.0部とを添加し、十分に攪拌して混合す
ることにより、単量体組成物を調製した。このようにし
て調製された単量体組成物をディスク成形用のモールド
に注入し、実施例19と同様の条件で注型重合を行うこ
とにより、本発明の光学材料から成る厚さ2mmの透明
なディスク状の光学部材を得た。また、実施例9と同様
に光線吸収率及び吸水率を測定したところ、波長520
nmにおける光線吸収率が約82%であり、吸水率は約
3%であった。
【0145】〈実施例22〉上記式(41)〜(45)
で表されるリン酸エステル化合物の混合物0.18部
と、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート(特
定のアミノ基含有単量体)0.1部と、メチルメタクリ
レート99.72部とから成る単量体混合物を調製し
た。この単量体混合物中におけるリン酸基及びアミノ基
の含有量は、リン酸基が0.0551質量%、アミノ基
が0.00891質量%、合計が0.06401質量%
であり、アミノ基とリン酸基との割合は質量比でアミノ
基:リン酸基=13.9:86.1である。この単量体
混合物に、酢酸エルビウム四水和物0.1部(単量体混
合物100部に対するエルビウムイオンの含有量が0.
04部)と、t−ブチルパーオキシネオデカノエート
(重合開始剤)2.0部とを添加し、十分に攪拌して混
合することにより、単量体組成物を調製した。このよう
にして調製された単量体組成物をディスク成形用のモー
ルド(厚さ20mmのディスク成形用)に注入し、実施
例19と同様の条件で注型重合を行うことにより、本発
明の光学材料から成る厚さ20mmの透明なディスク状
の光学部材を得た。また、実施例9と同様に光線吸収率
及び吸水率を測定したところ、波長520nmにおける
光線吸収率が約18%であり、吸水率は約1%であっ
た。
【0146】〈実施例23〉上記式(41)〜(45)
で表されるリン酸エステル化合物の混合物20部と、
N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート(特定の
アミノ基含有単量体)70.0部と、メチルメタクリレ
ート10.0部とから成る単量体混合物を調製した。こ
の単量体混合物中におけるリン酸基及びアミノ基の含有
量は、リン酸基が6.12質量%、アミノ基が6.24
質量%、合計が12.36質量%であり、アミノ基とリ
ン酸基との割合は質量比でアミノ基:リン酸基=50.
5:49.5である。この単量体混合物に、酢酸エルビ
ウム四水和物18.0部(単量体混合物100部に対す
るエルビウムイオンの含有量が7.23部)と、t−ブ
チルパーオキシネオデカノエート(重合開始剤)2.0
部とを添加し、十分に攪拌して混合することにより、単
量体組成物を調製した。このようにして調製された単量
体組成物をディスク成形用のモールドに注入し、実施例
19と同様の条件で注型重合を行うことにより、本発明
の光学材料から成る厚さ2mmの透明なディスク状の光
学部材を得た。また、実施例9と同様に光線吸収率及び
吸水率を測定したところ、波長520nmにおける光線
吸収率が約50%であり、吸水率は約1%であった。
【0147】〈実施例24〉上記式(41)〜(45)
で表されるリン酸エステル化合物の混合物34.8部
と、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート(特
定のアミノ基含有単量体)30.1部と、メチルメタク
リレート10.0部と、フェノキシエチルメタクリレー
ト25.1部とから成る単量体混合物を調製した。この
単量体混合物中におけるリン酸基及びアミノ基の含有量
は、リン酸基が10.6質量%、アミノ基が2.68質
量%、合計が13.28質量%であり、アミノ基とリン
酸基との割合は質量比でアミノ基:リン酸基=20.
2:79.8である。この単量体混合物に、酢酸ネオジ
ム一水和物15.0部(単量体混合物100部に対する
ネオジムイオンの含有量が6.37部)と、酢酸プラセ
オジム二水和物7.0部(単量体混合物100部に対す
るプラセオジムイオンの含有量が2.79部)と、t−
ブチルパーオキシネオデカノエート(重合開始剤)2.
0部とを添加し、十分に攪拌して混合することにより、
単量体組成物を調製した。このようにして調製された単
量体組成物をディスク成形用のモールドに注入し、実施
例19と同様の条件で注型重合を行うことにより、本発
明の光学材料から成る厚さ2mmの透明なディスク状の
光学部材を得た。また、実施例9と同様に光線吸収率及
び吸水率を測定したところ、波長520nmにおける光
線吸収率が約52%であり、吸水率は約2%であった。
【0148】〈実施例25〉上記式(41)〜(45)
で表されるリン酸エステル化合物の混合物23.5部
と、トリエチルアミン(特定のアミノ基含有化合物)2
0.0部と、メチルメタクリレート56.5部とから成
る単量体混合物を調製した。この単量体混合物中におけ
るリン酸基及びアミノ基の含有量は、リン酸基が7.2
質量%、アミノ基が2.77質量%、合計が9.97質
量%であり、アミノ基とリン酸基との割合は質量比でア
ミノ基:リン酸基=27.8:72.2である。この単
量体混合物に、酢酸エルビウム四水和物18.0部(単
量体混合物100部に対するエルビウムイオンの含有量
が7.23部)と、t−ブチルパーオキシネオデカノエ
ート(重合開始剤)2.0部とを添加し、十分に攪拌し
て混合することにより、単量体組成物を調製した。この
ようにして調製された単量体組成物をディスク成形用の
モールドに注入し、実施例19と同様の条件で注型重合
を行うことにより、本発明の光学材料から成る厚さ2m
mの透明なディスク状の光学部材を得た。また、実施例
9と同様に光線吸収率及び吸水率を測定したところ、波
長520nmにおける光線吸収率が約50%であり、吸
水率は約1%であった。
【0149】〈実施例26〉上記式(41)〜上記式
(45)で表されるリン酸エステル化合物の混合物50
部とジメチルスルホキシド20部とMMA30部とを混
合し、この混合物に酢酸ネオジム一水和物46部(全混
合物100部中のネオジムイオンの含有割合が13.4
質量%)を加えて完全に溶解し、液状の光学材料を得
た。この液状の光学材料中におけるリン酸基及びスルフ
ィニル基の含有量は、リン酸基が10.5質量%、スル
フィニル基が8.5質量%、合計が19.0質量%であ
り、スルフィニル基とリン酸基との割合は、質量比でス
ルフィニル基:リン酸基=44.7:55.3である。
酢酸ネオジム一水和物は、完全に溶解しており、溶解性
が良好であることが確認された。
【0150】〈実施例27〉上記式(41)〜上記式
(45)で表されるリン酸エステル化合物の混合物20
部とジメチルスルホキシド20部とMMA60部とを混
合し、この混合物に酢酸ネオジム一水和物25部(全混
合物100部中のネオジムイオンの含有割合が8.5質
量%)を加えて完全に溶解し、液状の光学材料を得た。
この液状の光学材料中におけるリン酸基及びスルフィニ
ル基の含有量は、リン酸基が4.9質量%、スルフィニ
ル基が9.9質量%、合計が14.8質量%であり、ス
ルフィニル基とリン酸基との割合は、質量比でスルフィ
ニル基:リン酸基=66.9:33.1である。酢酸ネ
オジム一水和物は、完全に溶解しており、溶解性が良好
であることが確認された。
【0151】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の光学材料及
び該光学材料を用いた光学部材によれば、希土類金属イ
オン等の金属イオンによる特定波長の吸収特性又は発光
特性を維持しつつ、重合固化した後にも成形加工性を向
上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例2に係る本発明の光学材料としてのフィ
ルムの分光透過率曲線を示すグラフである。
【図2】実施例3に係る本発明の光学材料としてのフィ
ルムの分光透過率曲線を示すグラフである。
【図3】実施例4に係る本発明の光学材料としてのフィ
ルムの分光透過率曲線を示すグラフである。
【図4】実施例5に係る本発明の光学材料としてのフィ
ルムの分光透過率曲線を示すグラフである。
【図5】実施例6に係る本発明の光学材料としてのフィ
ルムの分光透過率曲線を示すグラフである。
【図6】実施例7に係る液状の本発明の光学材料の分光
透過率曲線を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C07F 5/00 C07F 5/00 D

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記(A)成分及び下記(B)成分のう
    ち少なくとも一つの成分を含有して成ることを特徴とす
    る光学材料。 (A)成分:希土類金属イオン及び下記式(1)で表さ
    れるリン酸エステル化合物より成る成分 (B)成分:下記式(2)又は下記式(3)で表される
    リン酸エステル希土類金属化合物より成る成分 【化1】
  2. 【請求項2】 前記式(1)で表されるリン酸エステル
    化合物並びに前記式(2)及び前記式(3)で表される
    リン酸エステル希土類金属化合物は、前記式(4)又は
    前記式(5)におけるmが1である基Rを有することを
    特徴とする請求項1記載の光学材料。
  3. 【請求項3】 前記希土類金属イオン以外の金属イオン
    を更に含有し、前記希土類金属イオンの含有割合が全金
    属イオンの50質量%以上であることを特徴とする請求
    項1又は2記載の光学材料。
  4. 【請求項4】 前記希土類金属はネオジム、プラセオジ
    ム、ユーロピウム、ツリウム及びエルビウムから成る群
    より選ばれる少なくとも一つの金属であることを特徴と
    する請求項1〜3のいずれか一項に記載の光学材料。
  5. 【請求項5】 アミド基を有する化合物を更に含有して
    成ることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記
    載の光学材料。
  6. 【請求項6】 前記アミド基を有する化合物は、下記式
    (6)、式(7)又は式(8)で表される化合物である
    ことを特徴とする請求項5記載の光学材料。 【化2】 【化3】 【化4】
  7. 【請求項7】 前記アミド基と前記リン酸基との合計の
    含有量が0.8〜50質量%で、且つ、該アミド基と該
    リン酸基との割合が質量比で10:90〜70:30で
    あり、前記全金属イオン成分の含有量は、該金属イオン
    成分が含有される組成物中0.005〜30質量%であ
    ることを特徴とする請求項5又は6記載の光学材料。
  8. 【請求項8】 置換又は未置換のアミノ基を有する化合
    物を更に含有して成ることを特徴とする請求項1〜4の
    いずれか一項に記載の光学材料。
  9. 【請求項9】 前記アミノ基を有する化合物は、下記式
    (9)又は式(10)で表される化合物であることを特
    徴とする請求項8記載の光学材料。 【化5】 【化6】
  10. 【請求項10】 前記アミノ基と前記リン酸基との合計
    の含有量が0.05〜50質量%で、且つ、該アミノ基
    と該リン酸基との割合が質量比で10:90〜70:3
    0であり、前記全金属イオン成分の含有量は、該金属イ
    オン成分が含有される組成物中0.005〜30質量%
    であることを特徴とする請求項8又は9記載の光学材
    料。
  11. 【請求項11】 スルフィニル基又はスルフォニル基を
    有する化合物を更に含有して成ることを特徴とする請求
    項1〜4のいずれか一項に記載の光学材料。
  12. 【請求項12】 前記スルフィニル基又はスルフォニル
    基を含有する化合物は、下記式(11)−a、下記式
    (11)−b、下記式(11)−c、下記式(11)−
    d又は下記式(11)−eで表される化合物であること
    を特徴とする請求項11記載の光学材料。 【化7】
  13. 【請求項13】 前記スルフィニル基又はスルフォニル
    基と前記リン酸基との合計の含有量が1〜50質量%
    で、且つ、該スルフィニル基又はスルフォニル基と該リ
    ン酸基との割合が質量比で10:90〜70:30であ
    り、前記全金属イオン成分の含有量は、該金属イオン成
    分が含有される組成物中0.005〜30質量%である
    ことを特徴とする請求項11又は12記載の光学材料。
  14. 【請求項14】 請求項1〜13の少なくともいずれか
    一項に記載の光学材料を用いて成ることを特徴とする光
    学部材。
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JPWO2005073312A1 (ja) * 2004-01-30 2007-09-13 株式会社クレハ 樹脂組成物及び光学部材

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