JP2002201277A - ポリカーボネート樹脂、及びそれを含んで構成される光学部品 - Google Patents

ポリカーボネート樹脂、及びそれを含んで構成される光学部品

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JP2002201277A JP2000399902A JP2000399902A JP2002201277A JP 2002201277 A JP2002201277 A JP 2002201277A JP 2000399902 A JP2000399902 A JP 2000399902A JP 2000399902 A JP2000399902 A JP 2000399902A JP 2002201277 A JP2002201277 A JP 2002201277A
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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アッベ数40以上の低分散性、1.58
以上の高屈折性、ガラス転移温度100℃以上の耐熱
性、及び光線透過率85%以上の透明性を併せ持ち、
溶融成形が可能である、ポリカーボネート樹脂を提供
する。 【解決手段】 式(1)及び式(2)の単位を主鎖に有
するポリカーボネート樹脂(Rは式(3)、X1、X
2、X3は式(4)で表される)。 【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、ポリカーボネート
樹脂、及びそれを含んで構成される光学部品に関し、よ
り詳細には、低分散性(高いアッベ数)、高屈折性、耐
熱性、高い透明性に優れ、溶融成形が可能なポリカーボ
ネート樹脂、及びそれを含んで構成される光学部品(例
えば、レンズ(例えば、眼鏡レンズ、光学機器用レン
ズ、オプトエレクトロニクス用レンズ、レーザー用レン
ズ、CDピックアップ用レンズ、自動車用ランプレン
ズ、OHP用レンズ等)、光ファイバー、光導波路、光
フィルター、光学用接着剤、光ディスク基盤、ディスプ
レー基盤、コーティング材、プリズム等)に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、高度情報化社会の実現に向けたオ
プトエレクトロニクスの研究が精力的に行われている。
それと共に、光通信、光記録、光加工、光計測、光演算
等、オプトエレクトロニクスの様々な展開を支える基礎
材料として、有機光学材料、特に樹脂材料に対する期待
が高まっている。光学用樹脂材料は、軽量で可とう性に
優れる、電気的誘導を受けない、成形加工が容易である
などの多くの特徴を有し、光ファイバー、光導波路、光
ディスク基盤、光フィルター、レンズ、光学用接着剤等
の用途に向けた展開が図られている。
【0003】光学用樹脂材料には次のような特性が求め
られている。すなわち、低分散性(すなわち高いアッベ
数)、高屈折性、耐熱性、無色透明性、クリーン性、易
成形性、耐薬品性・耐溶剤性、軽量等である。
【0004】代表的な溶融成形可能な熱可塑性樹脂材料
としてポリカーボネート樹脂があり、2,2−ビス(4
−ヒドロキシフェニル)プロパン[通称ビスフェノール
A]を原料としたものは、透明性に優れているうえにガ
ラスに比べて軽く、耐衝撃性に優れ、溶融成形が可能で
あるため大量生産が容易である等の特徴から、多くの分
野において、光学部品として応用が図られている。しか
し、屈折率は1.58程度と比較的高い値を有している
ものの、屈折率の分散性の程度を表すアッベ数が30と
低く、屈折率と分散特性とのバランスが悪く、光学部品
を構成する樹脂として、その用途が限られているのが現
状である。例えば光学部品の代表例である眼鏡レンズ
は、視覚機能を考慮すると眼鏡レンズ素材のアッベ数は
40以上が望ましいことが知られており(季刊化学総説
No.39 透明ポリマーの屈折率制御 日本化学会
編、学会出版センター 等)、2,2−ビス(4−ヒド
ロキシフェニル)プロパン[通称ビスフェノールA]を
原料としたポリカーボネート樹脂を適用することはでき
ない。
【0005】これらの問題点を解決しようとする多くの
試みがこれまでになされており、酸素を含む環から成る
特定構造を導入したポリカーボネート樹脂(特開平10
−251500等)、芳香族系と脂肪族系を共重合した
ポリカーボネート樹脂(特開2000−230044
等)、特定の脂肪族系構造を有するポリカーボネート樹
脂(特開2000−63506等)等が提案されてい
る。しかし、例えば眼鏡レンズに適用した場合に視覚機
能から必要であるアッベ数40以上を有する樹脂は数少
なく、30〜38程度のものが大半である。またアッベ
数40以上を有する樹脂も幾つか提案されているが、屈
折率は高くても1.56程度であり、高い屈折率と高い
アッベ数が望まれる用途には適用できない。例えば眼鏡
レンズであれば、屈折率1.58以上であり、かつアッ
ベ数40以上を有する樹脂が望まれている。
【0006】さらには、例えば光ファイバーや光導波
路、一部のレンズのように、異なる屈折率を有する複数
の材料を併用したり、屈折率に分布を有する材料の開発
も望まれている。これらの材料に対応するためには、屈
折率を任意に調節できることが不可欠となる。
【0007】一方において、特に眼鏡レンズを対象とし
た熱硬化性樹脂の開発が盛んに行われてきた。これまで
に多くの樹脂が上市されており、その多くは1.60以
上の高屈折率と40以上のアッベ数を併せ持った光学特
性に大変優れたものである(季刊化学総説No.39
透明ポリマーの屈折率制御 日本化学会編 学会出版セ
ンター 等)。しかしながら、これら全ては熱硬化性樹
脂であるため、その加工に煩雑な工程と数十時間以上の
多大な時間を要するのが一般であり、これらは生産効率
の面から非常に大きな問題となっている。
【0008】従って、低分散性(高いアッベ数)、高屈
折性、耐熱性、及び高い透明性を併せ持ち、さらには屈
折率を任意に制御できる溶融成形可能な樹脂と、それを
含んで構成される光学部品の開発が望まれてきた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術の問題点に鑑み、アッベ数40以上の低分散
性、1.58以上の高屈折性、ガラス転移温度10
0℃以上の耐熱性、及び光線透過率85%以上の透明
性を併せ持ち、溶融成形が可能である、ポリカーボネ
ート樹脂、及びそれを含んで構成される光学部品を提供
することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために鋭意検討を重ねた結果、特定構造から
成るポリカーボネート樹脂が、低分散性(高いアッベ
数)、高屈折性、耐熱性、及び高い透明性を併せ持ち、
さらには屈折率を任意に制御できる溶融成形可能な樹脂
であり、それを含んで構成される光学部品が、高屈折
性、低分散性(高アッベ数)、耐熱性、及び透明性を併
せ持ち、成形加工性に優れることを見い出し、本発明を
完成した。
【0011】すなわち、本発明は、以下の[1]〜[1
1]に記載した事項により特定される。
【0012】[1] 化学式(1)及び化学式(2)で
表される繰り返し単位を主鎖骨格に有するポリカーボネ
ート樹脂(化学式(2)において、Rは化学式(3)で
表される2価の結合基を表し、これらから選ばれる1種
または2種以上の結合基より構成される。また化学式
(3)において、X1、X2、X3はそれぞれ化学式
(4)で表される2価の結合基を表し、これらは独立し
て異なっていても、一部または全てが同じでもよ
い。)。
【0013】
【化4】
【0014】[2] 化学式(1)で表される繰り返し
単位が、化学式(5)で表される繰り返し単位である
[1]記載のポリカーボネート樹脂。
【0015】
【化5】
【0016】[3] 化学式(2)で表される繰り返し
単位が、化学式(6)、化学式(7)、化学式(8)及
び/または化学式(9)で表される繰り返し単位である
[1]記載のポリカーボネート樹脂。
【0017】
【化6】
【0018】[4] 化学式(1)で表される繰り返し
単位、及び化学式(2)で表される繰り返し単位の分子
内におけるモル比が、数式(A)で示される[1]記載
のポリカーボネート樹脂(数式(A)において、M1及
びM2は、それぞれ、分子内における化学式(1)で表
される繰り返し単位のモル数、及び、分子内における化
学式(2)で表される繰り返し単位のモル数であ
る。)。 0.05 ≦ M2/(M1+M2) ≦ 0.6 (A) [5] [1]〜[4]の何れか記載のポリカーボネー
ト樹脂を含んで構成される光学部品。 [6] 光学部品が、レンズであることを特徴とする
[6]記載の光学部品。 [7] レンズが、眼鏡レンズ、光学機器用レンズ、オ
プトエレクトロニクス用レンズ、レーザー用レンズ、C
Dピックアップ用レンズ、自動車用ランプレンズまたは
OHP用レンズであることを特徴とする[6]記載のレ
ンズ。 [8] 光学部品が、光ファイバーであることを特徴と
する[5]記載の光学部品。 [9] 光学部品が、光導波路であることを特徴とする
[5]記載の光学部品。 [10] 光学部品が、光フィルターであることを特徴
とする[5]記載の光学部品。 [11] 光学部品が、光学用接着剤であることを特徴
とする[5]記載の光学部品。
【0019】
【発明の実施の形態】本発明のポリカーボネート樹脂
は、化学式(1)及び化学式(2)で表される繰り返し
単位を主鎖骨格に有するポリカーボネート樹脂である。
但し、化学式(2)において、Rは化学式(3)で表さ
れる2価の結合基を表し、これらから選ばれる1種また
は2種以上の結合基より構成される。また化学式(3)
において、X1、X2、X3はそれぞれ化学式(4)で
表される2価の結合基を表し、これらは独立して異なっ
ていても、一部または全てが同じでもよい。
【0020】
【化7】
【0021】本発明のポリカーボネート樹脂において、
化学式(1)で表される繰り返し単位は、化学式(5)
で表される繰り返し単位であることが望ましい。
【0022】
【化8】
【0023】本発明のポリカーボネート樹脂において、
化学式(2)で表される繰り返し単位は、化学式
(6)、化学式(7)、化学式(8)及び/または化学
式(9)で表される繰り返し単位であることが望まし
い。
【0024】
【化9】
【0025】本発明のポリカーボネート樹脂は、化学式
(1)で表される繰り返し単位、及び化学式(2)で表
される繰り返し単位の分子内におけるモル比が、下記の
数式(A)で示される範囲であることが望ましい。但
し、数式(A)において、M1及びM2は、それぞれ、
分子内における化学式(1)で表される繰り返し単位の
モル数、及び、分子内における化学式(2)で表される
繰り返し単位のモル数である。
【0026】 0.05 ≦ M2/(M1+M2) ≦ 0.6 (A) [M2/(M1+M2)]が0.05未満であると、ア
ッベ数が40未満となるなどの問題が生じる恐れがあ
る。また、[M2/(M1+M2)]が0.6を超える
と、屈折率が1.58未満となる、またはガラス転移温
度が100℃未満となり耐熱性が劣る、などの問題が生
じる恐れがある。
【0027】本発明のポリカーボネート樹脂は、公知の
製造方法を適用して製造することができ、その方法は特
に限定されるものではない。例えば、下記の化学式(1
0)で表されるジチオール化合物、化学式(11)で表
されるジオール化合物、並びに、炭酸ジエステル化合物
を重合することにより得られる。また下記の化学式(1
0)で表されるジチオール化合物、化学式(11)で表
されるジオール化合物、並びに、ホスゲンを重合するこ
とにより得られる。ただし、化学式(11)において、
Rは化学式(12)で表される2価の結合基を表し、こ
れらから選ばれる1種または2種以上の結合基より構成
される。また化学式(12)において、X1、X2、X
3はそれぞれ化学式(13)で表される2価の結合基を
表し、これらは独立して異なっていても、一部または全
てが同じでもよい。
【0028】
【化10】
【0029】化学式(10)で表されるジチオール化合
物の具体例としては、例えば、1,2−シクロヘキサン
ジチオール、1,3−シクロヘキサンジチオール、1,
4−シクロヘキサンジチオールが挙げられる。耐熱性や
光学特性等の機能性を勘案して、化学式(14)で表さ
れる1,4−シクロヘキサンジチオールを用いることが
好ましい。これらの純度は特に規定されるものではない
が、90質量%以上のものを用いるのが好ましい。
【0030】
【化11】
【0031】また化学式(11)で表されるジオール化
合物の具体例としては、例えば、1,2−シクロヘキサ
ンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4
−シクロヘキサンジオール、3,3’−ジシクロヘキサ
ンジオール、3,4’−ジシクロヘキサンジオール、
4,4’−ジシクロヘキサンジオール、2,2−ビス
(3−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン、2,2−
ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン、ビス
(3−ヒドロキシシクロヘキシル)エーテル、ビス(4
−ヒドロキシシクロヘキシル)エーテル、ビス(3−ヒ
ドロキシシクロヘキシル)スルフィド、ビス(4−ヒド
ロキシシクロヘキシル)スルフィド、ビス(3−ヒドロ
キシシクロヘキシル)メタン、ビス(4−ヒドロキシシ
クロヘキシル)メタン、2,5−ノルボルナンジオー
ル、2,6−ノルボルナンジオール、1,4−ノルボル
ナンジオール、2,3−ノルボルナンジオール、4,8
−ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5,2,1,
2,6]デカン等が挙げられる。耐熱性や光学特性等の
機能性を勘案して、化学式(15)で表される1,4−
シクロヘキサンジオール、化学式(16)で表される
4,4’−ジシクロヘキサンジオール、化学式(17)
で表される2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシ
ル)プロパン、及び/または化学式(18)で表される
2,5−ノルボルナンジオールを用いることが好まし
い。これらは一種類のみを用いてもよく、また複数種類
を用いてもよい。またこれらの純度は特に規定されるも
のではないが、90質量%以上のものを用いるのが好ま
しい。
【0032】
【化12】
【0033】本発明において、本発明の効果を損なわな
い範囲で上述の化学式(10)で表されるジチオール化
合物、及び化学式(11)で表されるジオール化合物以
外のジチオール化合物、並びにジオール化合物を用いる
ことができる。通常は、これらから導かれる単位構造の
割合が、10モル%以下で用いることができる。用いる
ことができるジチオール化合物、並びにジオール化合物
の具体例としては、例えば、4,4’−ジヒドロキシビ
フェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジヒドロキ
シビフェニル、2,2’−ジメチル−4,4’−ジヒド
ロキシビフェニル、3,3’,5,5’−テトラメチル
−4,4’−ジヒドロキシビフェニル、3,3’−ジエ
チル−4,4’−ジヒドロキシビフェニル、3,3’−
ジプロピル−4,4’−ジヒドロキシビフェニル、3,
3’−ジイソプロピル−4,4’−ジヒドロキシビフェ
ニル、3,3’−ジ−tert−ブチル−4,4’−ジ
ヒドロキシビフェニル、3,3’−ジ−tert−ブチ
ル−5,5’−ジメチル−4,4’−ジヒドロキシビフ
ェニル、3,3’ 5,5’−テトラ−tert−ブチ
ル−4,4’−ジヒドロキシビフェニル、3,3’−ジ
ブロモ−4,4’−ジヒドロキシビフェニル、3,
3’,5,5’−テトラブロモ−4,4’−ジヒドロキ
シビフェニル、3,3’,5,5’−テトラフルオロ−
4,4’−ジヒドロキシビフェニル、3,3’,5,
5’−テトラクロロ−4,4’−ジヒドロキシビフェニ
ル、2,2’,6,6’−テトラクロロ−4,4’−ジ
ヒドロキシビフェニル、2,2’,3,3’,5,5’
6,6’−オクタフルオロ−4,4’−ジヒドロキシ
ビフェニル、3,3’−ジメチル− 5,5’−ジブロ
モ−4,4’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジ
ヒドロキシジフェニルスルフィド、3,3’−ジメチル
− 4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、
3,3’,5,5’−テトラメチル− 4,4’−ジヒ
ドロキシジフェニルスルフィド、3,3’−ジエチル−
4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、3,
3’−ジプロピル− 4,4’−ジヒドロキシジフェニ
ルスルフィド、3,3’−ジ−tert−ブチル−4,
4’− ジヒドロキシジフェニルスルフィド、3,3’
5,5’−テトラ−tert−ブチル−4,4’− ジ
ヒドロキシジフェニルスルフィド、3,3’−ジ−te
rt−ブチル−5,5’−ジメチル−4,4’− ジヒ
ドロキシジフェニルスルフィド、3,3’−ジ−ter
t−ブチル−6,6’−ジメチル−4,4’− ジヒド
ロキシジフェニルスルフィド、3,3’−ジブロモ−
4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、3,
3’,5,5’−テトラブロモ− 4,4’−ジヒドロ
キシジフェニルスルフィド、3,3’,5,5’−テト
ラフルオロ− 4,4’−ジヒドロキシジフェニルスル
フィド、3,3’,5,5’−テトラクロロ−4,4’
− ジヒドロキシジフェニルスルフィド、3,3’−ジ
メチル− 5,5’−ジブロモ−4,4’−ジヒドロキ
シジフェニルスルフィド、2,2−ビス(4−ヒドロキ
シフェニル)プロパン[通称ビスフェノールA]、2,
2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロ
パン、2,2−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキ
シフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジエチ
ル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス
(3,5−ジプロピル−4−ヒドロキシフェニル)プロ
パン、2,2−ビス(3,5−ジ−tert−ブチル−
4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス
(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパ
ン、2,2−ビス(3,5−ジクロロ−4−ヒドロキシ
フェニル)プロパン、2,2−ビス(2,6−ジクロロ
−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス
(3−ブロモ−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)
プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,
2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、ビス(4
−ヒドロキシフェニル)−ビスフェニルメタン、ビス
(4−ヒドロキシフェニル)−フェニルメタン、2,2
−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,
3,3−ヘキサフルオロプロパン等が挙げられる。これ
らは一種類のみを用いてもよく、また複数種類を用いて
もよい。また純度は特に規定されるものではないが、9
0質量%以上のものを用いるのが好ましい。
【0034】化学式(10)で表されるジチオール化合
物、化学式(11)で表されるジオール化合物、並び
に、炭酸ジエステル化合物を用いてポリカーボネート樹
脂を重合する場合、塩基性触媒存在下での溶融重縮合さ
せるエステル交換法が好適に用いられる。触媒の種類や
反応条件等は特に規定されることはなく、公知の触媒や
反応条件等を適用できる。触媒としては、アルカリ金
属、アルカリ土類金属、酸化亜鉛などの塩基性金属化合
物、各種金属の炭酸塩、酢酸塩、水素化物、第四級アン
モニウム、ホスホニウム塩、有機塩基などが挙げられ
る。一般的な重合法としては、まず不活性雰囲気下、2
00〜250℃、2700〜4000パスカル(約20
〜30Torr)の減圧下で行われ、この段階でエステ
ル交換反応により生成するフェノールやアルコール類の
90%程度が留出してオリゴマーが形成される。次いで
温度を300℃付近までゆっくり上げ、同時に130パ
スカル(約1Torr)以下まで減圧することにより、
高分子量のポリマーが得られる。高温での熱履歴による
色調の悪化等を防止するために、ハイドロサルファイト
等の酸化防止剤を添加してもよい。
【0035】本発明で用いる炭酸ジエステル化合物の具
体例としては、例えば、ジフェニルカーボネート、ジト
リールカーボネート、ビス(クロロフェニル)カーボネ
ート、m−クレジルカーボネート、ジナフチルカーボネ
ート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、
ジブチルカーボネート、ジシクロヘキシルカーボネート
等が挙げられ、好適にはジフェニルカーボネートが用い
られる。
【0036】化学式(10)で表されるジチオール化合
物、化学式(11)で表されるジオール化合物、並び
に、ホスゲンを用いてポリカーボネート樹脂を重合する
場合、ピリジン溶媒中もしくはハロゲン化炭化水素溶媒
中にピリジンなどの有機塩基を加えて重合を行う溶液重
合法、有機溶媒とアルカリ水溶液の二相系を用いる界面
重合法が好適に用いられる。溶媒や有機塩基、アルカリ
の種類や反応条件等は特に規定されることはなく、公知
の方法を適用できる。
【0037】溶液重合法で行う場合、溶媒としてはピリ
ジンもしくはハロゲン化炭化水素が用いられる。ハロゲ
ン化炭化水素としては、ジクロロメタン、トリクロロメ
タン(クロロホルム)、テトラクロロメタン、1,1−
ジクロロエタン、1,2―ジクロロエタン、1,1,1
−トリクロロエタン、1,1,2,−トリクロロエタ
ン、1,1,2,2−テトラクロロエタン、1,1―ジ
クロロエチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエ
チレン、クロロベンゼンなどが挙げられる。ハロゲン化
炭化水素を溶媒として用いる場合には有機塩基が併せて
用いられ、ピリジン、トリエチルアミンなどが好適であ
る。一般的な重合法としては、有機塩基存在下にジオー
ル化合物を溶媒に溶解し、これにホスゲンを10〜30
℃に維持しながら導入する。重合は中間体にクロロホル
メートと有機塩基錯体を生成して進行するので、よく脱
水した溶媒及び有機塩基を用いることが望ましい。ま
た、理論量よりやや過剰のホスゲンや有機塩基を用いた
方が高分子量体を得やすい。
【0038】界面重合法で行う場合、有機塩基の代わり
にアルカリ水溶液を用いる。有機溶媒としては、ジクロ
ロメタン、トリクロロメタン(クロロホルム)、テトラ
クロロメタン、1,1−ジクロロエタン、1,2―ジク
ロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、1,1,
2,−トリクロロエタン、1,1,2,2−テトラクロ
ロエタン、1,1―ジクロロエチレン、トリクロロエチ
レン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼンなどのハ
ロゲン化炭化水素が主に用いられる。一般的な重合法と
しては、ジオール化合物を水酸化ナトリウムや水酸化カ
リウムなどのアルカリ水溶液に溶解し、これに有機溶媒
を加えて激しくかき混ぜながらホスゲンを導入する。ま
ず、ジオール化合物とホスゲンの反応でクロロホルメー
ト末端を有するオリゴマーが生成しする。この際、ホス
ゲンやビスクロロホルメート基がアルカリ水溶液により
加水分解されて一部消費されるので、20%程過剰にホ
スゲンを加えることが好ましい。次いで起こるオリゴマ
ーからの反応は遅いので、相間移動触媒を用いる。相間
移動触媒としては、トリエチルアミン、塩化ベンジルト
リエチルアンモニウム、ヨウ化メチルトリフェニルアル
ソニウム、ヨウ化メチルトリフェニルホスホニウム、塩
化ベンジルトリフェニルホスホニウムなどが挙げられ
る。
【0039】本発明においては、複数種類の化合物を用
いるが、これらの仕込方法は、いずれの方法で重合する
際にも、特に規定されるものではないが、本発明の効果
をよりよく得るためには、同時に仕込む方法が望まし
い。また、一括して仕込んでも、連続的に仕込んでも問
題はない。
【0040】また、着色の抑制や溶融成形における流動
性の改善などを目的として、メタノールやエタノールな
どのモノアルコール類、フェノールやtert−ブチル
フェノールといった芳香族モノヒドロキシ化合物などの
末端封止用化合物を併用してもよい。
【0041】本発明のポリカーボネート樹脂の分子量に
特に制限はなく、用途や加工方法に応じ、任意の分子量
とすることができる。本発明のポリカーボネート樹脂
は、用いるジチオール化合物、ジオール化合物、並びに
炭酸ジエステル化合物もしくはホスゲンとの量比、反応
時間、反応温度などによって調節することができ、例え
ば、ポリカーボネート樹脂を0.5g/100ミリリッ
トルの濃度でクロロホルムに溶解した後、35℃で測定
した対数粘度の値を、0.1〜3.0デシリットル/g
の任意の値とすることができる。
【0042】本発明のポリカーボネート樹脂は、構成単
位の繰り返しに特に制限はなく、交互構造、ランダム構
造、ブロック構造等のいずれの場合でも良い。また、通
常用いられる分子形状は線状であるが、分岐している形
状を用いても良い。また、グラフト状でも良い。
【0043】本発明のポリカーボネート樹脂は熱可塑性
であり、通常の溶融成形により成形することができる。
溶融成形が可能となるためには、樹脂の分解温度に比べ
て樹脂が流動する温度が十分に低いことが重要である。
本発明において溶融成形が可能であるとは、具体的に
は、空気中において加熱により樹脂の5質量%が減少す
る温度、すなわち5%質量減少温度に比べ、0.1〜1
00パスカル・秒程度(100〜100000センチポ
アズ程度)の溶融粘度を有する温度が30℃以上、好ま
しくは50℃以上低いことをいう。本発明のポリカーボ
ネート樹脂はいずれも溶融成形が可能であり、押し出し
成形、射出成形、真空成形、ブロー成形、圧縮成型、ブ
ロー成形、カレンダー成形、積層成形等により、ディス
ク、ファイバー等の様々な成形体を得ることができる。
【0044】本発明のポリカーボネート樹脂は、1.5
8以上の高い屈折率と、アッベ数40以上の低い分散性
を併せ持つ。この光学特性は、これまでに開示されてい
るポリカーボネート樹脂では達することのできなかった
特性であり、本発明の特定構造がこの特性に寄与してい
ることが考えられる。
【0045】本発明のポリカーボネート樹脂は、1.5
8以上の高屈折性、アッベ数40以上の低分散性、ガラ
ス転移温度100℃以上の耐熱性、及び光線透過率85
%以上の透明性を併せ持ち、これらの優れた性能を損な
うことなく、さらに屈折率を1.58〜1.62の範囲
で任意に調節ができる。屈折率の調節は、用いるジオー
ル及び/またはジチオール化合物の組成比を調節するこ
と等により、精度よく調節することができる。
【0046】本発明のポリカーボネート樹脂は、高屈折
性、低分散性、耐熱性、及び透明性を併せ持ち、さらに
は屈折率を任意に調節できる、光学特性に優れたポリカ
ーボネート樹脂であり、光学用部品に好適に使用でき
る。
【0047】本発明のポリカーボネート樹脂を含んで構
成される光学部品に特に制限はなく、例えば、部品の一
部あるいは全部に使用することができ、高屈折性と低分
散性が必要とされる部品、高い透明性を必要とされる部
品、あるいは透明性と高屈折性を必要とされる部品等が
挙げられる。また、任意に屈折率を調節できるため、例
えば光ファイバーや光導波路、一部のレンズのように、
異なる屈折率を併用したり、屈折率に分布を必要とする
光学用部品にも好適に用いることができる。より具体的
には、例えば、レンズ(例えば、眼鏡レンズ、光学機器
用レンズ、オプトエレクトロニクス用レンズ、レーザー
用レンズ、CDピックアップ用レンズ、自動車用ランプ
レンズ、OHP用レンズ等)、光ファイバー、光導波
路、光フィルター、光学用接着剤、光ディスク基盤、デ
ィスプレー基盤、コーティング材、プリズム等が挙げら
れる。
【0048】本発明のポリカーボネート樹脂は溶融成形
が可能であるため、従来用いられている熱硬化性樹脂に
比べ、これら上述の光学部品を効率よく製造することが
できる。
【0049】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。尚、実施例中のポリカーボネート樹脂の物性及び光
学特性は以下の方法により測定した。 対数粘度[ηinh]:ポリカーボネート樹脂をクロロ
ホルム溶媒に、0.5g/100ミリリットルの濃度で
溶解した後、35℃において測定した。 ガラス転移温度[Tg]:DSC(島津DT−40シ
リーズ,DSC−41M)により測定した。 屈折率[nd]及びアッベ数[νd]:通常の熱プレ
ス機を用いて厚さ約1mmの板上サンプルを作成し、ア
ッベ屈折計(アタゴ社DR−M2)により測定した。屈
折率は波長588nmのd線におけるものであり、また
アッベ数は波長588nmのd線を基準としたものであ
る。 光線透過率:ポリカーボネート樹脂を加熱成形して厚
さ3.2mmの基板を作成し、ASTM D1003に
従って測定した。 5%質量減少温度[Td5]:空気中でDTA−TG
(島津DT−40シリーズ、DTG−40M)により測
定した。 溶融粘度:高化式フローテスター(島津CFT−50
0)で直径0.1cm、長さ1cmのオリフィスを用い
て溶融粘度を測定した。所定の温度で5分間保った後、
10万ヘクトパスカルの圧力で押し出した。 モル比[M2/(M1+M2)]:M1及びM2は、
それぞれ、分子内における化学式(1)で表される繰り
返し単位のモル数、及び、分子内における化学式(2)
で表される繰り返し単位のモル数である。
【0050】なお、実施例及び比較例の表中、用いたジ
チオール及びジオールは、以下の略号で示す。 CHDT:1,4−シクロヘキサンジチオール CHDO:1,4−シクロヘキサンジオール DCHDO:4,4’−ジシクロヘキサンジオール BHCHP:2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキ
シル)プロパン NBDO:2,5−ノルボルナンジオール BDT:1,4−ベンゼンジチオール HQ:ヒドロキノン(1,4−ベンゼンジオール) <実施例1>ポリカーボネート樹脂を溶液重合法にて合
成した。窒素導入ライン、攪拌機、温度計を備えた重合
容器に、化学式(14)で表される1,4−シクロヘキ
サンジチオール10.4g(0.07mol)、化学式
(15)で表される1,4−シクロヘキサンジオール
3.5g(0.03mol)、及びピリジン50gを仕
込み、撹拌して完全に溶解させた。溶液を温水浴で40
℃に保ち、溶液を激しく撹拌させながら、ホスゲンを約
0.25g/分の速度で吹き込んだ。約25分後にピリ
ジン塩酸塩が析出し始め、さらに約15分後、溶液の粘
性が徐々に増し始めた。さらに10分ホスゲンを吹き込
んだ後に供給を止め、そのまま1時間激しく撹拌を続け
た。その後、その状態で上部よりメタノール200gと
イオン交換水100gの混合液300gを5分かけて導
入し、析出したポリカーボネート樹脂を濾別した。ピリ
ジン塩酸塩などの残留物を除くため、得られたポリカー
ボネート樹脂をメタノール600gとイオン交換水30
0gの混合液900gに懸濁させ、ホモミキサーを用い
て激しく撹拌し、再度濾別した。この操作を3回繰り返
した後、メタノール900gで洗浄し、80℃で2時間
真空乾燥させてポリカーボネート樹脂15.1gを得
た。
【0051】得られたポリカーボネート樹脂について、
C、H、Sの元素分析を行ったところ、その含有量はそ
れぞれ50.8質量%、6.1質量%、27.1質量%
モルであり、それぞれの理論値51.1質量%、6.1
質量%、27.3質量%とほぼ同等であり、モル比[M
2/(M1+M2)]=0.3の所望のポリカーボネー
ト樹脂であることを確認した。
【0052】得られたポリカーボネート樹脂について、
上記の方法に従って対数粘度ηinh、ガラス転移温度T
g、屈折率nd、アッベ数νd、及び光線透過率、5%
質量減少温度、及び溶融粘度の評価を行い、結果を表1
に示した。結果からわかるように、5%質量減少温度が
331℃と高く、これに比べて100℃以上も低い22
0℃において、溶融成形を行うのに適した粘度を有して
いる。以上より、このポリカーボネート樹脂は1.58
以上の高屈折性、アッベ数40以上の低分散性、ガラス
転移温度100℃以上の耐熱性、及び光線透過率85%
以上の透明性を併せ持ち、溶融成形が可能な成形加工性
に優れたポリカーボネート樹脂であり、光学部品に適し
た樹脂である。
【0053】<実施例2>化学式(14)で表される
1,4−シクロヘキサンジチオールの使用量を13.3
g(0.09mol)、化学式(15)で表される1,
4−シクロヘキサンジオールの使用量を1.2g(0.
01mol)に変更した以外は実施例1と同様にして合
成を行い、ポリカーボネート樹脂15.6gを得た。
【0054】得られたポリカーボネート樹脂について、
実施例1と同様にしてC、H、Sの元素分析を行い、モ
ル比[M2/(M1+M2)]=0.1の所望のポリカ
ーボネート樹脂であることを確認した。
【0055】得られたポリカーボネート樹脂について、
実施例1と同様にして対数粘度ηinh、ガラス転移温度
Tg、屈折率nd、アッベ数νd、光線透過率、5%質
量減少温度、及び溶融粘度の評価を行った。結果を表1
に示す。
【0056】<実施例3>化学式(14)で表される
1,4−シクロヘキサンジチオールの使用量を7.4g
(0.05mol)、化学式(15)で表される1,4
−シクロヘキサンジオールの使用量を5.8g(0.0
5mol)に変更した以外は実施例1と同様にして合成
を行い、ポリカーボネート樹脂14.7gを得た。
【0057】得られたポリカーボネート樹脂について、
実施例1と同様にしてC、H、Sの元素分析を行い、モ
ル比[M2/(M1+M2)]=0.5の所望のポリカ
ーボネート樹脂であることを確認した。
【0058】得られたポリカーボネート樹脂について、
実施例1と同様にして対数粘度ηinh、ガラス転移温度
Tg、屈折率nd、アッベ数νd、光線透過率、5%質
量減少温度、及び溶融粘度の評価を行った。結果を表1
に示す。
【0059】<実施例4>化学式(15)で表される
1,4−シクロヘキサンジオールを4,4’−ジシクロ
ヘキサンジオール5.9g(0.03mol)に変更し
た以外は実施例1と同様にして合成を行い、ポリカーボ
ネート樹脂17.9gを得た。
【0060】得られたポリカーボネート樹脂について、
実施例1と同様にしてC、H、Sの元素分析を行い、モ
ル比[M2/(M1+M2)]=0.3の所望のポリカ
ーボネート樹脂であることを確認した。
【0061】得られたポリカーボネート樹脂について、
実施例1と同様にして対数粘度ηinh、ガラス転移温度
Tg、屈折率nd、アッベ数νd、光線透過率、5%質
量減少温度、及び溶融粘度の評価を行った。結果を表1
に示す。
【0062】<実施例5>化学式(15)で表される
1,4−シクロヘキサンジオールを2,2−ビス(4−
ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン7.2g(0.0
3mol)に変更した以外は実施例1と同様にして合成
を行い、ポリカーボネート樹脂18.9gを得た。
【0063】得られたポリカーボネート樹脂について、
実施例1と同様にしてC、H、Sの元素分析を行い、モ
ル比[M2/(M1+M2)]=0.3の所望のポリカ
ーボネート樹脂であることを確認した。
【0064】得られたポリカーボネート樹脂について、
実施例1と同様にして対数粘度ηinh、ガラス転移温度
Tg、屈折率nd、アッベ数νd、光線透過率、5%質
量減少温度、及び溶融粘度の評価を行った。結果を表1
に示す。
【0065】<実施例6>化学式(15)で表される
1,4−シクロヘキサンジオールを2,5−ノルボルナ
ンジオール3.8g(0.03mol)に変更した以外
は実施例1と同様にして合成を行い、ポリカーボネート
樹脂15.2gを得た。
【0066】得られたポリカーボネート樹脂について、
実施例1と同様にしてC、H、Sの元素分析を行い、モ
ル比[M2/(M1+M2)]=0.3の所望のポリカ
ーボネート樹脂であることを確認した。
【0067】得られたポリカーボネート樹脂について、
実施例1と同様にして対数粘度ηinh、ガラス転移温度
Tg、屈折率nd、アッベ数νd、光線透過率、5%質
量減少温度、及び溶融粘度の評価を行った。結果を表1
に示す。
【0068】<実施例7>化学式(15)で表される
1,4−シクロヘキサンジオールを1,4−シクロヘキ
サンジオール1.74g(0.015mol)及び4,
4’−ジシクロヘキサンジオール 3.0g(0.01
5mol)に変更した以外は実施例1と同様にして合成
を行い、ポリカーボネート樹脂15.1gを得た。
【0069】得られたポリカーボネート樹脂について、
実施例1と同様にしてC、H、Sの元素分析を行い、モ
ル比[M2/(M1+M2)]=0.3の所望のポリカ
ーボネート樹脂であることを確認した。
【0070】得られたポリカーボネート樹脂について、
実施例1と同様にして対数粘度ηinh、ガラス転移温度
Tg、屈折率nd、アッベ数νd、光線透過率、5%質
量減少温度、及び溶融粘度の評価を行った。結果を表1
に示す。
【0071】<実施例8>化学式(15)で表される
1,4−シクロヘキサンジオールを1,4−シクロヘキ
サンジオール1.74g(0.015mol)及び2,
2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン
3.6g(0.015mol)に変更した以外は実施例
1と同様にして合成を行い、ポリカーボネート樹脂1
5.7gを得た。
【0072】得られたポリカーボネート樹脂について、
実施例1と同様にしてC、H、Sの元素分析を行い、モ
ル比[M2/(M1+M2)]=0.3の所望のポリカ
ーボネート樹脂であることを確認した。
【0073】得られたポリカーボネート樹脂について、
実施例1と同様にして対数粘度ηinh、ガラス転移温度
Tg、屈折率nd、アッベ数νd、光線透過率、5%質
量減少温度、及び溶融粘度の評価を行った。結果を表1
に示す。
【0074】<比較例1>化学式(14)で表される
1,4−シクロヘキサンジチオールの使用量を14.5
g(0.098mol)、化学式(15)で表される
1,4−シクロヘキサンジオールの使用量を0.23g
(0.002mol)に変更した以外は実施例1と同様
にして合成を行い、ポリカーボネート樹脂15.0gを
得た。
【0075】得られたポリカーボネート樹脂について、
実施例1と同様にしてC、H、Sの元素分析を行い、モ
ル比[M2/(M1+M2)]=0.02の所望のポリ
カーボネート樹脂であることを確認した。
【0076】得られたポリカーボネート樹脂について、
実施例1と同様にして対数粘度ηinh、ガラス転移温度
Tg、屈折率nd、アッベ数νd、光線透過率、5%質
量減少温度、及び溶融粘度の評価を行った。結果を表1
に示す。屈折率は1.64と高い値を有しているが、ア
ッベ数が37と低く、またガラス転移温度も98℃と低
い。
【0077】<比較例2>化学式(14)で表される
1,4−シクロヘキサンジチオールの使用量を4.4g
(0.03mol)、化学式(15)で表される1,4
−シクロヘキサンジオールの使用量を8.1g(0.0
7mol)に変更した以外は実施例1と同様にして合成
を行い、ポリカーボネート樹脂13.5gを得た。
【0078】得られたポリカーボネート樹脂について、
実施例1と同様にしてC、H、Sの元素分析を行い、モ
ル比[M2/(M1+M2)]=0.7の所望のポリカ
ーボネート樹脂であることを確認した。
【0079】得られたポリカーボネート樹脂について、
実施例1と同様にして対数粘度ηinh、ガラス転移温度
Tg、屈折率nd、アッベ数νd、光線透過率、5%質
量減少温度、及び溶融粘度の評価を行った。結果を表1
に示す。アッベ数が49と高い値を有しているが、屈折
率が1.56と低い。
【0080】<比較例3>化学式(14)で表される
1,4−シクロヘキサンジチオールを1,4−ベンゼン
ジチオールに変更した以外は実施例1と同様にして合成
を行い、ポリカーボネート樹脂14.5gを得た。
【0081】得られたポリカーボネート樹脂について、
実施例1と同様にしてC、H、Sの元素分析を行い、モ
ル比[M2/(M1+M2)]=0.3の所望のポリカ
ーボネート樹脂であることを確認した。
【0082】得られたポリカーボネート樹脂について、
実施例1と同様にして対数粘度ηinh、ガラス転移温度
Tg、屈折率nd、アッベ数νd、光線透過率、5%質
量減少温度、及び溶融粘度の評価を行った。結果を表1
に示す。屈折率は1.67と高い値を有しているが、ア
ッベ数が30と低い。
【0083】<比較例4>化学式(15)で表される
1,4−シクロヘキサンジオールをヒドロキノンに変更
した以外は実施例1と同様にして合成を行い、ポリカー
ボネート樹脂14.2gを得た。
【0084】得られたポリカーボネート樹脂について、
実施例1と同様にしてC、H、Sの元素分析を行い、モ
ル比[M2/(M1+M2)]=0.3の所望のポリカ
ーボネート樹脂であることを確認した。
【0085】得られたポリカーボネート樹脂について、
実施例1と同様にして対数粘度ηinh、ガラス転移温度
Tg、屈折率nd、アッベ数νd、光線透過率、5%質
量減少温度、及び溶融粘度の評価を行った。結果を表1
に示す。屈折率は1.63と高い値を有しているが、ア
ッベ数が35と低い。
【0086】<比較例5>特開平6−25398に従
い、化学式(19)で表される単位から成るポリカーボ
ネート樹脂を合成した。得られたポリカーボネート樹脂
について、実施例1と同様にして対数粘度ηinh、ガラ
ス転移温度Tg、屈折率nd、アッベ数νd、及び光線
透過率の評価を行った。結果を表1に示す。屈折率は
1.64と高い値を有しており、またガラス転移温度も
210℃と高い値を有しているが、アッベ数が23と極
めて低かった。
【0087】
【化13】
【0088】<比較例6>特開平6−25398に従
い、化学式(20)で表される単位から成るポリカーボ
ネート樹脂を合成した。得られたポリカーボネート樹脂
について、実施例1と同様にして対数粘度ηinh、ガラ
ス転移温度Tg、屈折率nd、アッベ数νd、及び光線
透過率の評価を行った。結果を表1に示す。アッベ数は
40と高い値を有していたが、屈折率が1.55と低か
った。
【0089】
【化14】
【0090】<比較例7>特開2000−63506に
従い、化学式(21)で表される単位から成るポリカー
ボネート樹脂を合成した。得られたポリカーボネート樹
脂について、実施例1と同様にして対数粘度ηinh、ガ
ラス転移温度Tg、屈折率nd、アッベ数νd、及び光
線透過率の評価を行った。結果を表1に示す。アッベ数
が40と高い値を有していたが、屈折率は1.56と低
かった。
【0091】
【化15】
【0092】
【表1】
【0093】
【発明の効果】本発明のポリカーボネート樹脂、及びそ
れを含んで構成される光学部品は、アッベ数40以上
の低分散性、1.58以上の高屈折性、ガラス転移
温度100℃以上の耐熱性、及び光線透過率85%以
上の透明性を併せ持ち、溶融成形が可能である、ポリ
カーボネート樹脂、及びそれを含んで構成される光学部
品であり、例えば、レンズ(例えば、眼鏡レンズ、光学
機器用レンズ、オプトエレクトロニクス用レンズ、レー
ザー用レンズ、CDピックアップ用レンズ、自動車用ラ
ンプレンズ、OHP用レンズ等)、光ファイバー、光導
波路、光フィルター、光学用接着剤、光ディスク基盤、
ディスプレー基盤、コーティング材、プリズム等の用途
に好適である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 玉井 正司 千葉県袖ヶ浦市長浦580−32 三井化学株 式会社内 Fターム(参考) 4J030 BA03 BA19 BA20 BA42 BA44 BA47 BB06 BB65 BC02 BC05 BC08 BC12 BC16 BC24 BC32 BC37 BF07 BF19 BG03 BG10 BG25 BG31

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 化学式(1)及び化学式(2)で表され
    る繰り返し単位を主鎖骨格に有するポリカーボネート樹
    脂(化学式(2)において、Rは化学式(3)で表され
    る2価の結合基を表し、これらから選ばれる1種または
    2種以上の結合基より構成される。また化学式(3)に
    おいて、X1、X2、X3はそれぞれ化学式(4)で表
    される2価の結合基を表し、これらは独立して異なって
    いても、一部または全てが同じでもよい。)。 【化1】
  2. 【請求項2】 化学式(1)で表される繰り返し単位
    が、化学式(5)で表される繰り返し単位である請求項
    1記載のポリカーボネート樹脂。 【化2】
  3. 【請求項3】 化学式(2)で表される繰り返し単位
    が、化学式(6)、化学式(7)、化学式(8)及び/
    または化学式(9)で表される繰り返し単位である請求
    項1記載のポリカーボネート樹脂。 【化3】
  4. 【請求項4】 化学式(1)で表される繰り返し単位、
    及び化学式(2)で表される繰り返し単位の分子内にお
    けるモル比が、数式(A)で示される請求項1記載のポ
    リカーボネート樹脂(数式(A)において、M1及びM
    2は、それぞれ、分子内における化学式(1)で表され
    る繰り返し単位のモル数、及び、分子内における化学式
    (2)で表される繰り返し単位のモル数である。)。 0.05 ≦ M2/(M1+M2) ≦ 0.6 (A)
  5. 【請求項5】 請求項1〜請求項4の何れか一項記載の
    ポリカーボネート樹脂を含んで構成される光学部品。
  6. 【請求項6】 光学部品が、レンズであることを特徴と
    する請求項5記載の光学部品。
  7. 【請求項7】 レンズが、眼鏡レンズ、光学機器用レン
    ズ、オプトエレクトロニクス用レンズ、レーザー用レン
    ズ、CDピックアップ用レンズ、自動車用ランプレンズ
    またはOHP用レンズであることを特徴とする請求項6
    記載のレンズ。
  8. 【請求項8】 光学部品が、光ファイバーであることを
    特徴とする請求項5記載の光学部品。
  9. 【請求項9】 光学部品が、光導波路であることを特徴
    とする請求項5記載の光学部品。
  10. 【請求項10】 光学部品が、光フィルターであること
    を特徴とする請求項5記載の光学部品。
  11. 【請求項11】 光学部品が、光学用接着剤であること
    を特徴とする請求項5記載の光学部品。
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