JP2001011109A - 高屈折率光硬化性樹脂組成物およびその硬化物 - Google Patents
高屈折率光硬化性樹脂組成物およびその硬化物Info
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Abstract
重合性モノマー〔化合物(A)〕、少なくとも1種の非
重合性の臭素置換芳香族化合物、芳香族エステル化合物
または含硫黄有機化合物〔化合物(B)〕、および、光
重合開始剤〔化合物(C)〕を含有することを特徴とす
る高屈折率光硬化性樹脂組成物、ならびに、該組成物に
光照射して得られる硬化物。 〔式中、Xは酸素原子または硫黄原子、Yは2価の有機
基、Rはアクリルオキシ基、メタクリルオキシ基または
ビニルベンジル基を表す。〕 【効果】 眼鏡レンズや光学レンズ等に幅広く応用で
き、光学特性、機械的特性、熱的特性等に優れ、かつ、
生産性の良い高屈折性の光硬化性光学樹脂を提供する。
Description
屈折率の光硬化性樹脂に関するものであり、眼鏡レンズ
や光学レンズに適する樹脂を提供するものである。
明性である。現在までに、透明性の良い工業的な樹脂と
して、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ビスフ
ェノールA−ポリカーボネート(Bis−A−PC)、
ポリスチレン(PS)、メチルメタクリレート−スチレ
ン共重合ポリマー(MS)、スチレン−アクリロニトリ
ル共重合ポリマー(SAN)、ポリ(4−メチルペンテ
ン−1)(TPX)、ポリシクロオレフィン(CO
P)、ポリジエチレングリコールビスアリルカーボネー
ト(EGAC)、ポリチオウレタン(PTU)等が知ら
れている。
形性も良好である。しかしながら、屈折率(nd )が
1.49と小さく、吸水性が大きいという欠点がある。
Bis−A−PCは透明性、耐熱性、耐衝撃性および高
屈折性に優れるものの、色収差が大きく利用分野が限定
される。PSおよびMSは成形性、透明性、低吸水性お
よび高屈折性に優れるものの、耐衝撃性、耐候性および
耐熱性に劣り光学樹脂としてはほとんど実用化されてい
ない。SANは比較的屈折率が高く、機械的物性もバラ
ンスがよいとされているが、耐熱性にやや難があり(熱
変形温度:80〜90℃)、光学樹脂としてはほとんど
使われていない。
耐熱性に優れるものの、低屈折率(nd =1.47〜
1.53)で、耐衝撃性やガスバリヤー性や染色性が悪
いという問題がある。EGACはジエチレングリコール
ビスアリルカーボネートをモノマーとする熱硬化性樹脂
であり、汎用眼鏡レンズ用途には最も多く使用されてい
る。透明性、耐熱性には優れ、色収差は極めて小さいも
のの、低屈折率(nd =1.50)で、耐衝撃性に劣る
という欠点がある。PTUはジイソシアネート化合物と
ポリチオール化合物との反応で得られる熱硬化性樹脂で
あり、超高屈折率眼鏡レンズ用途には最も多く使用され
ている。透明性、耐衝撃性、高屈折性に特に優れ、且つ
色収差も小さく、極めて優秀な材料であるが、唯一、熱
重合成形時間が長い(1日〜3日)という欠点があり、
生産性の点で問題を残している。
徴を有しているものの、それぞれに克服すべき欠点を有
しているのが現状である。このような状況下にあって、
光学特性、機械的特性、熱的特性に優れ、かつ生産性が
良い高屈折性の光学樹脂の開発が切望されている。この
要望に応えるために、光硬化性の樹脂が種々提案されて
いるが、高屈折率のものは機械的強度や熱変形温度が低
かったり、機械的強度に優れるものは屈折率が低かった
りするために、満足されておらず、改良を強く求められ
ているのが現状である。
機械的特性、熱的特性に優れ、かつ生産性が良い高屈折
性の光硬化性光学樹脂を提供しようとするものである。
解決するために鋭意検討した結果、光学特性、機械的特
性、熱的特性に優れ、かつ生産性が良い高屈折性の光硬
化性光学樹脂を見いだし、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、下記一般式(1)(化2)で表される
光重合性モノマー〔化合物(A)〕、少なくとも1種の
非重合性の臭素置換芳香族化合物、芳香族エステル化合
物または含硫黄有機化合物〔化合物(B)〕、および、
光重合開始剤〔化合物(C)〕を含有することを特徴と
する高屈折率光硬化性樹脂組成物、ナラビに、該樹脂組
成物に光照射して得られる硬化物に関するものである。
基、Rはアクリルオキシ基、メタクリルオキシ基または
ビニルベンジル基を表す。〕
成物は、前記一般式(1)で表される光重合性モノマー
〔化合物(A)〕、少なくとも1種の非重合性の臭素置
換芳香族化合物、芳香族エステル化合物または含硫黄有
機化合物〔化合物(B)〕、および、光重合開始剤〔化
合物(C)〕を含有することを特徴とする樹脂組成物で
あり、また、本発明の硬化物は、該樹脂組成物に光照射
して硬化させて得られるものである。一般式(1)おい
て、Xは酸素原子または硫黄原子を表し、Yは2価の有
機基を表し、Rはアクリルオキシ基、メタクリルオキシ
基またはビニルベンジル基を表す。本発明に係る一般式
(1)で表される光硬化性モノマーは、特公平6−60
149号公報に記載の公知化合物であり、該公報に記載
の方法により好適に製造される。
基を有していてもよいアルキレン基、アラルキレン基、
アリーレン基であり、より好ましくは、置換基を有して
いてもよい炭素数1〜20の鎖状または環状アルキレン
基、炭素数6〜20のアラルキレン基、炭素数5〜20
のアリーレン基である。これら2価の有機基の中でも、
さらに好ましくは、炭素数1〜10の鎖状アルキレン基
であり、炭素数1〜6の鎖状アルキレン基は、特に好ま
しい。これらの鎖状アルキレン基は、直鎖状であって
も、もしくは、分岐状であってもよい。
として、前記一般式(1)で表される光重合性モノマー
〔化合物(A)〕、少なくとも1種の非重合性の臭素置
換芳香族化合物、芳香族エステル化合物または含硫黄有
機化合物〔化合物(B)〕、および、光重合開始剤〔化
合物(C)〕を含有することを特徴とするが、この場
合、一般式(1)で表される光重合性モノマーは単独で
用いてもよく、あるいは、異なる複数の一般式(1)で
表される光重合性モノマーを併用しても差し支えない。
般式(1)で表される光重合性モノマー〔化合物
(A)〕の量は、特に制限はないが、通常、光硬化性樹
脂組成物全体の重量に対して10重量%以上であり、好
ましくは、20重量%以上であり、より好ましくは、3
0重量%以上である。
としては、具体的には、N−(3−イソプロペニル−
α,α−ジメチルベンジル)−2−アクリロイルオキシ
エチルカルバメート、N−(3−イソプロペニル−α,
α−ジメチルベンジル)−2−メタクリロイルオキシエ
チルカルバメート、N−(4−イソプロペニル−α,α
−ジメチルベンジル)−2−アクリロイルオキシエチル
カルバメート、N−(4−イソプロペニル−α,α−ジ
メチルベンジル)−2−メタクリロイルオキシエチルカ
ルバメート、N−(3−イソプロペニル−α,α−ジメ
チルベンジル)−1−アクリロイルオキシプロパン−2
−イルカルバメート、N−(3−イソプロペニル−α,
α−ジメチルベンジル)−1−メタクリロイルオキシプ
ロパン−2−イルカルバメート、N−(4−イソプロペ
ニル−α,α−ジメチルベンジル)−1−アクリロイル
オキシプロパン−2−イルカルバメート、
チルベンジル)−1,3−ジアクリロイルオキシプロパ
ン−2−イルカルバメート、N−(3−イソプロペニル
−α,α−ジメチルベンジル)−1,3−ジメタクリロ
イルオキシプロパン−2−イルカルバメート、N−(3
−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジル)−1−
アクロイルオキシ−3−メタクリロイルプロパン−2−
イルカルバメート、N−(4−イソプロペニル−α,α
−ジメチルベンジル)−1,3−ジアクリロイルオキシ
プロパン−2−イルカルバメート、N−(3−イソプロ
ペニル−α,α−ジメチルベンジル)−2,2−ジアク
リロイルオキシメチル−3−アクリロイルオキシプロピ
ルカルバメート、N−(4−イソプロペニル−α,α−
ジメチルベンジル)−2,2−ジメタクリロイルオキシ
メチル−3−メタクリロイルオキシプロピルカルバメー
ト、N−(3−イソプロペニル−α,α−ジメチルベン
ジル)−2−(3−ビニルベンジルオキシ) エチルカル
バメート、N−(3−イソプロペニル−α,α−ジメチ
ルベンジル)−2−(4−ビニルベンジルオキシ)エチ
ルカルバメート、
チルベンジル)−2−アクリロイルオキシエチルチオカ
ルバメート、N−(3−イソプロペニル−α,α−ジメ
チルベンジル)−2−メタクリロイルオキシエチルチオ
カルバメート、N−(4−イソプロペニル−α,α−ジ
メチルベンジル)−2−アクリロイルオキシエチルチオ
カルバメート、N−(4−イソプロペニル−α,α−ジ
メチルベンジル)−2−メタクリロイルオキシエチルチ
オカルバメート、N−(3−イソプロペニル−α,α−
ジメチルベンジル)−1−アクリロイルオキシプロパン
−2−イルチオカルバメート、N−(3−イソプロペニ
ル−α,α−ジメチルベンジル)−1−メタクリロイル
オキシプロパン−2−イルチオカルバメート、N−(4
−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジル)−1−
アクリロイルオキシプロパン−2−イルチオカルバメー
ト、
チルベンジル)−1,3−ジアクリロイルオキシプロパ
ン−2−イルチオカルバメート、N−(3−イソプロペ
ニル−α,α−ジメチルベンジル)−1,3−ジメタク
リロイルオキシプロパン−2−イルチオカルバメート、
N−(3−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジ
ル)−1−アクリロイルオキシ−3−メタクリロイルプ
ロパン−2−イルチオカルバメート、N−(4−イソプ
ロペニル−α,α−ジメチルベンジル)−1,3−ジア
クリロイルオキシプロパン−2−イルチオカルバメー
ト、N−(3−イソプロペニル−α,α−ジメチルベン
ジル)−2,2−ジアクリロイルオキシメチル−3−ア
クリロイルオキシプロピルチオカルバメート、N−(4
−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジル)−2,
2−ジメタクリロイルオキシメチル−3−メタクリロイ
ルオキシプロピルチオカルバメート、N−(3−イソプ
ロペニル−α,α−ジメチルベンジル)−2−(3−ビ
ニルベンジルオキシ)エチルチオカルバメート、N−
(3−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジル)−
2−(4−ビニルベンジルオキシ)エチルチオカルバメ
ートなどが挙げられる。これらの光重合性モノマーに関
しては、特開平2−84406号公報に開示されている
方法によって容易に得ることができる。
として含有される非重合性の臭素置換芳香族化合物、芳
香族エステル化合物または含硫黄有機化合物〔化合物
(B)〕の使用量は、特に限定するものではないが、所
望の効果を得るためには、通常、一般式(1)で表され
る光重合性モノマー〔化合物(A)〕100重量部に対
して、1〜500重量部であり、好ましくは、10重量
部〜300重量部であり、より好ましくは、20重量部
〜200重量部である。
エステル化合物または含硫黄有機化合物の具体例として
は、2,2',4,4'−テトラブロムジフェニルエーテ
ル、デカブロムジフェニルエーテル、テトラブロムナフ
タレン、オクタブロムナフタレン、テトラブロムビスフ
ェノールA、オクタブロムビスフェノールA、安息香酸
ベンジルエステル、安息香酸(4−メトキシベンジル)
エステル、安息香酸フェニルエステル、p−ブロム安息
香酸ベンジルエステル、p−メチル安息香酸ベンジルエ
ステル、ナフトエ酸ベンジルエステル、ナフトエ酸フェ
ニルエステル、6−メトキシナフトエ酸ベンジルエステ
ル、メチルチオベンゼン、1,4−ジ(メチルチオ)ベ
ンゼン、2,2',4,4'−テトラブロムジフェニルスル
フィド、ビスベンジルスルフォキシド、ビス(p−トリ
ル)スルフォキシド、ビス(4−クロロフェニル)スル
フォン、メチルチオメチルフェニルスルフォン、メチル
フェニルスルフォニルアセテート、ビス(メチルスルフ
ォニル)メタン、1,4,7,10−テトラチアシクロ
ドデカン、1,4,8,11−テトラチアシクロテトラ
デカン、1,3,5−トリチアン、1,4−ジチアン−
2,5−ジチオール等を挙げることができる。
重合開始剤〔化合物(C)〕の使用量は、一般式(1)
で表される光重合性モノマー〔化合物(A)〕100重
量部に対して、通常、0.001〜50重量部であり、
好ましくは、0.01〜30重量部であり、より好まし
くは、0.1〜10重量部である。
ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチ
ル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシ
シクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾインエチルエー
テル、ベンジルジメチルケタール、2−メチルチオキサ
ントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4,6
−トリメチルベンジルジフェニルフォスフィンオキサイ
ド、カンファーキノン、ベンジル、4−ジメチルアミノ
安息香酸エチル、4,4'−ジエチルアミノベンゾフェノ
ン等を挙げることができる。
本発明の効果を損なわない範囲で、一般式(1)で表さ
れる光硬化性モノマーと共重合出来る公知の重合性化合
物を併用してもよい。一般式(1)で表される光重合性
モノマー以外の公知の重合性化合物としては、例えば、
メチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレ
ート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、エチ
ルカルビトール(メタ)アクリレート、ラウリル(メ
タ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレ
ート、ノニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、
2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アク
リレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、
イソボルニル(メタ)アクリレート、N−n−ブチル−
O−(メタ)アクリロイルオキシエチルカーバメート、
アクリロイルモルホリン、トリフルオロエチル(メタ)
アクリレート、トリブロモベンジル(メタ)アクリレー
ト、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート
等の一官能(メタ)アクリレート類;(メタ)アクリロ
キシプロピルトリス(メトキシ)シラン等のケイ素素含
有(メタ)アクリレート類;
ト、プロピレングリコールジ(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、1,6
−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート等のアルキ
レングリコールジ(メタ)アクリレート類;トリエチレ
ングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレン
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)アクリレート等のポリアルキレングリコ
ールジ(メタ)アクリレート類;ビスフェノールF、ビ
スフェノールA、水素化ビスフェノールAなどのビスフ
ェノール化合物アルキレンオキシド付加物のジ(メタ)
アクリレート類;トリメチロールプロパントリ(メタ)
アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレ
ート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタ
エリスリトールテトラアクリレート、ジトリメチロール
テトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサア
クリレート等の多官能(メタ)アクリレート;
−エポキシ(メタ)アクリレート、プロピレングリコー
ルジグリシジルエーテル−エポキシジ(メタ)アクリレ
ート、フェノールグリシジルエーテル−エポキシ(メ
タ)アクリレート、レゾルシンジグリシジルエーテル−
エポキシ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグ
リシジルエーテル−エポキシジ(メタ)アクリレート、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフィドジグリシジ
ルエーテル−エポキシ(メタ)アクリレート、フェノー
ルノボラック型エポキシ樹脂−(メタ)アクリレート、
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂−(メタ)アクリ
レート、ビスフェノール(例えば、ビスフェノールA、
ビスフェノールFなど)型エポキシ樹脂−(メタ)アク
リレート、ビフェノール(例えば、3,3',5,5'-テトラメ
チルビフェノールなど)型エポキシ樹脂−(メタ)アク
リレート、トリス(2,3−エポキシプロピル)イソシ
アヌレート−(メタ)アクリレートなど、各種公知のエ
ポキシ化合物と(メタ)アクリル酸との反応物であるエ
ポキシ(メタ)アクリレート類;
ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム等の一官
能のビニル化合物類;エチレングリコールジアリルカー
ボネート、トリメリット酸トリアリルエステル、トリア
リルイソシアヌレート等のアリル基含有化合物類;ある
いは、ウレタン(メタ)アクリレート類、ポリウレタン
(メタ)アクリレート類、チオウレタンアクリレート
類、ポリチオウレタンアクリレート類、エステルアクリ
レート類、ポリエステル(メタ)アクリレート類、ポリ
エーテル(メタ)アクリレート類、含硫黄(メタ)アク
リレート類、含硫黄多官能(メタ)アクリレート類、な
どの公知の各種重合性モノマーあるいはオリゴマーなど
が挙げられる。
得るために、一般式(1)で表される光重合性モノマー
〔化合物(A)〕100重量部に対して、通常、300
重量部以下であり、好ましくは、200重量部以下であ
り、より好ましくは、100重量部以下である。また、
光重合前の組成物に予め紫外線吸収剤、酸化防止剤、着
色防止剤、蛍光染料、近赤外線吸収剤などの添加剤を、
必要に応じて適宜加えてもよい。
じて、重合前に不溶物、異物などを濾過により除去し
て、さらに減圧下で十分に脱泡して重合、硬化に使用さ
れる。本発明の硬化物は、上記光硬化性樹脂組成物を重
合、硬化して得られるものであり、該硬化物の製造法と
して、代表的には、上述のように得られた光硬化性樹脂
組成物をモールド中に注入し、光照射によって開始され
るラジカル重合反応を用いた注型重合などが挙げられ
る。
エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル等から
なるガスケットを介した鏡面研磨した二枚の鋳型により
構成される。鋳型としては、ガラスとガラス、ガラスと
プラスチック板、ガラスと金属板等の組み合わせの鋳型
が挙げられる。また、ガスケットとしては、上記の軟質
熱可塑性樹脂(ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共
重合体、ポリ塩化ビニル等)を用いる以外に、2枚の鋳
型をポリエステル粘着テープ等で固定してもよい。ま
た、鋳型に対して、離型処理など公知の処理を行っても
よい。
光照射による重合は数秒〜数分で硬化が可能であり、眼
鏡レンズに代表される各種光学用レンズなどの光学部品
の製造時における生産性を高めることが可能となる。ラ
ジカル重合反応としては、前述したように、紫外線など
の光による重合反応(光重合)により好適に実施される
が、必要に応じて、熱による重合反応、ガンマ線による
重合反応等と併用しても差し支えない。本発明の光硬化
性樹脂組成物に光照射して得られる硬化物は、透明性が
高く、高屈折率であって、例えば、眼鏡レンズ、光学レ
ンズ等の用途において、好適に使用される。
的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何等
限定されるものではない。なお、実施例中の「部」は重
量部を表すことにする。
の光硬化) N−(3−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジ
ル)−2−メタクリロイルオキシエチルカルバメート2
6.3部、2,2',4,4'−テトラブロモジフェニルス
ルフィド8.7部、光重合開始剤として2−ヒドロキシ
−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン0.0
7部(ダロキュア1173、チバガイギー製)を添加し
てよく混合して、重合性組成物を調製した。これを十
分、脱泡した後、ガラスモールドとテープからなるモー
ルド型に注入した。これに紫外線(メタルハライドラン
プ、80W/cm)を60秒間、照射した。照射終了
後、成形された硬化物をモールドより取り出した。該硬
化物は無色透明であり、屈折率nd =1.60、アッベ
数35であった。なお、屈折率、アッベ数はプルフリッ
ヒ屈折計を用いて20℃で測定した。また、該硬化物の
加熱変形温度(ASTM D648に準じ、1/2”の
厚み試験片を用い、荷重66psiで測定)は120℃
以上で良好であった。
−ジメチルベンジル)−2−メタクリロイルオキシエチ
ルカルバメートおよび2,2',4,4'−テトラブロモジ
フェニルスルフィドの代わりに、それぞれ第1表(表
1)に示す化合物(A)および化合物(B)を用いた以
外は、実施例1に記載の方法と同様にして、重合性組成
物を調製し、光重合を行った。得られた硬化物の物性を
第1表に併せて示した。
ル)−2−メタクリロイルオキシエチルカルバメート1
5部、ビスフェノールA−エポキシアクリレート7部お
よびトリメチロールプロパントリアクリレート3部、
2,2',4,4'−テトラブロムジフェニルスルフィド6
部およびp−ブロム安息香酸ベンジルエステル2部、さ
らに、光重合開始剤として2−ヒドロキシ−2−メチル
−1−フェニルプロパン−1−オン0.1部(ダロキュ
ア1173、チバガイギー製)を添加してよく混合し
て、重合性組成物を調製した。これを十分、脱泡した
後、ガラスモールドとテープからなるモールド型に注入
した。これに紫外線(メタルハライドランプ、80W/
cm)を60秒間、照射した。照射終了後、成形された
硬化物をモールドより取り出した。該硬化物は無色透明
であり、屈折率nd =1.59、アッベ数33であっ
た。なお、屈折率、アッベ数はプルフリッヒ屈折計を用
いて20℃で測定した。また、該硬化物の加熱変形温度
(ASTM D648に準じ、1/2”の厚み試験片を
用い、荷重66psiで測定)は120℃以上で良好で
あった。
て得られる硬化物は、高屈折率であって、機械的特性
(耐衝撃性)、熱的特性(耐熱性)に優れている。該硬
化物は、短時間の光重合により得られるので、生産性も
非常に良好である。本発明により、光学特性、機械的特
性、熱的特性に優れ、かつ生産性がよい高屈折性の光硬
化性光学樹脂を提供することが可能になり、眼鏡レンズ
や光学レンズ等に幅広く応用できるようになった。
Claims (2)
- 【請求項1】 下記一般式(1)(化1)で表される光
重合性モノマー〔化合物(A)〕、 【化1】 〔式中、Xは酸素原子または硫黄原子、Yは2価の有機
基、Rはアクリルオキシ基、メタクリルオキシ基または
ビニルベンジル基を表す。〕少なくとも1種の非重合性
の臭素置換芳香族化合物、芳香族エステル化合物または
含硫黄有機化合物〔化合物(B)〕、および、光重合開
始剤〔化合物(C)〕を含有することを特徴とする高屈
折率光硬化性樹脂組成物。 - 【請求項2】 請求項1記載の高屈折率光硬化性樹脂組
成物に光照射して得られる硬化物。
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