JP3481987B2 - 重合性組成物およびその利用 - Google Patents

重合性組成物およびその利用

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JP3481987B2 JP00981894A JP981894A JP3481987B2 JP 3481987 B2 JP3481987 B2 JP 3481987B2 JP 00981894 A JP00981894 A JP 00981894A JP 981894 A JP981894 A JP 981894A JP 3481987 B2 JP3481987 B2 JP 3481987B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】〔発明の背景〕
【産業上の利用分野】本発明は、熱および(または)活
性エネルギー線の作用により硬化する重合性組成物、お
よびそれを重合硬化させてなる樹脂材料に関する。詳し
くは、本発明は、レンズ、プリズム、ミラー、光ディス
ク等の光学部品ないし光学素子の製造に適した注型重合
性組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、無機ガラスに代わる物質としてプ
ラスチックレンズ用樹脂が種々研究されている。例え
ば、メチルメタクリレートや、ジエチレングリコールビ
スアリルカーボネートを主成分とする単量体を重合させ
た樹脂材料がレンズ等の光学部品として使用されてい
る。しかし、これらは、問題点も多く、充分に満足でき
る性状のものではない。例えば、これらの樹脂材料のあ
るものは、屈折率が1.50とガラスに比べて低いため
に、所望の屈折率を得るためにはレンズを肉厚にしなけ
ればならず、軽量化が充分ではない。また、特に凹レン
ズの場合は、レンズの周囲の厚さが厚くなり、色収差が
生じるので好ましくない。また、ポリスチレン、ポリカ
ーボネート等の樹脂も種々使用されているが、これらは
熱可塑性樹脂であるため、射出成形時に複屈折による光
学歪が生じ易く、また着色し易いなどの問題がある。
【0003】そのため、比重が低いというプラスチック
の特徴を生かしつつ、高屈折率、低分散を実現する材料
が望まれている。そのための材料としては、テトラクロ
ロメタキシリレンジチオールや、1,3,5−トリメル
カプトベンゼンと、ジイソシアネートとの重合体が特開
昭63−46213号公報に開示されている。また、ペ
ンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネートとジ
イソシアネートとの重合体が特開昭64−26622号
公報に開示されている。さらには、ペンタエリスリトー
ルテトラキスチオプロピオネートとビニル化合物との重
合体が特開昭63−309509号公報に開示されてい
る。
【0004】しかしながら、これらの諸提案はそれなり
の貢献をしたとはいえ、本発明者らが知るところでは必
ずしも十分満足すべきものではない。たとえば前記特開
昭63−46213号公報に記載のチオール化合物は、
これを原料とした重合体は屈折率は高いものの、アッベ
数が低く、また耐候性に劣るといった問題点があると思
われる。また、特開昭64−26622号公報や特開昭
63−309509号公報に記載のチオール化合物は、
これを原料とした重合体はアッベ数は大きいものの屈折
率が低く、また耐熱性に劣るといった問題点があると思
われる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術には前記し
たような問題点がみられた。
【0006】〔発明の概要〕
【0007】
【課題を解決するための手段】
<要旨>本発明は、前述したプラスチックレンズ用樹脂
などの従来技術の問題点を改良したものであって、低比
重、高屈折率、低分散で、かつ耐候性、耐熱性に優れた
樹脂材料を得ることができる、光学部品の製造に適した
重合性組成物、およびそれを重合硬化させてなる樹脂材
料を提供しようとするものである。
【0008】従って、本発明による重合性組成物は、下
記の一般式〔I〕で示されるジチアン環含有不飽和単量
体を含んでなること、を特徴とするものである。
【0009】
【化4】 〔式中の記号が示す整数および化学式は、それぞれ同一
であっても異なっていてもよくて、それぞれ独立に、b
1およびb2は1〜5の整数を、c1およびc2は0〜
2の整数を、WおよびXは水素原子、CH
【0010】
【化5】 または
【0011】
【化6】 〔dは1〜5の整数を、eは0〜2の整数を、示す〕
を、AおよびBは水素原子またはCHを、それぞれ示
す〕 また、本発明による樹脂材料は、上記のジチアン環含有
不飽和単量体を含んでなる重合性組成物を熱および(ま
たは)活性エネルギー線の作用により重合硬化させてな
ること、を特徴とするものである。
【0012】また、本発明によるもう一つの樹脂材料
は、上記のジチアン環含有不飽和単量体の少なくとも1
種と、1分子内に少なくとも1つのビニル基を有するラ
ジカル重合性モノマーの少なくとも1種とを含んでなる
重合性組成物を、熱および(または)活性エネルギー線
の作用により重合硬化させてなること、を特徴とするも
のである。 <効果>本発明の重合性組成物ならびにそれを重合硬化
させてなる樹脂材料は、低比重、高屈折率、低分散を示
しかつ耐候性、耐熱性に優れたものであって、従来のプ
ラスチックレンズ用樹脂等に見られた問題点が解決され
たものである。 〔発明の具体的説明〕 (1)重合性組成物 本発明による重合性組成物は、下記の一般式〔I〕で示
されるジチアン環含有不飽和単量体を含んでなること、
を特徴とするものである。
【0013】
【化7】 〔式中の記号が示す整数および化学式は、それぞれ同一
であっても異なっていてもよくて、それぞれ独立に、b
1およびb2は1〜5、好ましくは1または2、の整数
を、c1およびc2は0〜2、好ましくは0または1、
の整数を、WおよびXは水素原子、CH
【0014】
【化8】 または
【0015】
【化9】 〔dは1〜5、好ましくは1または2、の整数を、eは
0〜2、好ましくは0または1、の整数を、示す〕
(W、Xとして好ましいものは水素原子である)を、A
およびBは水素原子またはCH、好ましくは水素原
子、を、それぞれ示す〕 式〔I〕において、フェニレン基は、o‐、m‐および
p‐のいずれであってもよいが、m‐,p‐体の混合体
およびp‐体、特にm‐,p‐混合体、が好ましい。
【0016】ここで、「含んでなる」ということは、挙
示の成分の他に、本発明の趣旨を損なわない限り、補助
成分(詳細後記)を含んでよいことを意味するものであ
る。
【0017】本発明の組成物に用いられるジチアン環含
有不飽和単量体の具体例としては、下記の化合物が挙げ
られる。
【0018】
【化10】
【0019】
【化11】 この中でも、(1)および(2)の化合物が好ましい。
【0020】本発明においては、一種類のジチアン環含
有不飽和単量体のみを用いることもできるし、二種類以
上を適宜選択して用いることもできる。
【0021】なお、式〔I〕で記号が示す整数および化
学式は「それぞれ独立に」前記の通りに定義されてい
る。従って、式〔I〕の化合物は可能なそれらのすべて
の組合せを包含するものであって、たとえば上記の化合
物(1)〜(7)の開示は、これらの化合物での具体的
な「記号が示す整数および化学式」に関して他のすべて
の組合せについても開示するものと理解されたい。
【0022】式〔I〕で示されるジチアン環含有不飽和
単量体は、任意の方法により製造することができる。
【0023】好ましい方法の一つとしては、例えば下記
のものがある。
【0024】次式による反応にて、ジチオール化合物を
生成させ(例えば特開平3−236386号公報参
照)、
【0025】
【化12】 得られたジチオール化合物を、脱塩酸剤の下、クロルメ
チルスチレンと反応させて目的とするジチアン環含有不
飽和単量体を得ることができる。
【0026】
【化13】 (2)樹脂材料(その1) 本発明による樹脂材料は、上記のジチアン環含有不飽和
単量体を含んでなる重合性組成物を熱および(または)
活性エネルギー線の作用により重合硬化させてなるこ
と、を特徴とするものである。
【0027】本発明の重合性組成物の重合硬化には、熱
による重合、活性エネルギー線による重合、および、こ
れらを併用する方法が採用され、この様な励起作用を印
加することによって実施することができる。熱による重
合の場合は熱重合開始剤を、活性エネルギー線、例えば
紫外線、の場合には光(紫外線)重合開始剤を、使用す
ることが好ましい。すなわち、本発明で「熱の作用」あ
るいは「活性エネルギー線の作用」というときは、熱重
合開始剤あるいは光重合開始剤の併用を包含するもので
ある。また、これらの重合開始剤のほかにラジカル発生
剤を併用することができ、このラジカル発生剤は、上記
の重合開始剤と重複することが有り得る。また、重合用
開始剤は、それが酸化剤である場合には、それと還元剤
とを組合せて、いわゆるレドックス系をなす場合を含む
ものである。
【0028】さらに具体的には、熱硬化の場合は、重合
性組成物に熱重合開始剤、例えば、好ましくはベンゾイ
ルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネ
ート、ラウロイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキ
シ(2−エチルヘキサノエート)、アゾイソブチロニト
リル等、を添加溶解し、加熱温度20℃〜150℃、好
ましくは30〜130℃、の範囲で1〜30時間、好ま
しくは10〜20時間、重合硬化反応させることが好ま
しい。反応雰囲気は、大気中あるいは不活性ガス中の何
れでも良いが、操作上好ましくは大気中である。
【0029】紫外線硬化の場合は、重合性組成物に光重
合開始剤、たとえば、好ましくはベンゾフェノン、ベン
ゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテ
ル、ジエトキシアセトフェノン、2,4,6−トリメチ
ルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド等、を
添加溶解し、大気中あるいは不活性ガス中で紫外線を照
射して重合硬化反応させる。照射光量は、組成物および
光重合開始剤の種類によって適宜選択されるが、0.0
1〜300J/cm2 、特に20〜100J/cm2
が好ましい。光源としては、ケミカルランプ、キセノン
ランプ、低圧(高圧)水銀ランプ、メタルハライドラン
プ等が使用される。紫外線以外の活性エネルギー線、た
とえば電子線など、では光重合開始剤なしでも重合硬化
が可能である。
【0030】光重合開始剤および熱重合開始剤の使用量
は、組成物の総重量に対して0.01〜5%程度、好ま
しくは0.03〜2%、の範囲である。その量が少なす
ぎると硬化が不充分となるし、多すぎると硬化樹脂が黄
変しやすいし且つ重合制御が困難となる。
【0031】本発明の重合性組成物においては、補助剤
として、ラジカル重合促進剤、重合調節剤、紫外線吸収
剤、離型剤、酸化防止剤、その他の添加剤を適宜配合す
ることができる。これらの添加剤は、公知の市販品を使
用することができるが、特に酸化防止剤としてはリン系
の酸化防止剤が好ましい。 (3)樹脂材料(その2) 本発明は、また、上記のジチアン環含有不飽和単量体の
少なくとも1種と、1分子内に少なくとも1つのビニル
基を有するラジカル重合性モノマーの少なくとも1種と
を含んでなる重合性組成物を、熱および(または)活性
エネルギー線の作用により重合硬化させてなること、を
特徴とする樹脂材料に関するものである。
【0032】ラジカル重合性モノマーとして好ましいも
のの代表例としては、例えば(イ)ビニル化合物、具体
的にはスチレン、ビニルトルエン、メトキシスチレン、
クロロスチレン、ブロモスチレン、ジクロロスチレン、
ジブロモスチレン、ジビニルベンゼン、ビニルナフタレ
ン等、および(ロ)(メタ)アクリレート化合物、具体
的にはフェニルメタクリレート、2,2−ビス(4−
(メタ)アクリロイルオキシフェニル)プロパン、その
ハロゲン誘導体、2,2−ビス(4−(2−(メタ)ア
クリロイルオキシエトキシ)フェニル)プロパン、p−
ビス(β−(メタ)アクリロイルオキシエチルチオ)キ
シリレン、m−ビス(β−(メタ)アクリロイルオキシ
エチルチオ)キシリレン等、がある。ここで、「(メ
タ)アクリロイル」とは、アクリロイルおよびメタクロ
イルの両者を意味するものである。これらのラジカル重
合性モノマーは2種類以上用いることができる。
【0033】ラジカル重合性モノマーの含量は、本発明
の趣旨を損なわない限り任意であるが、一般にこれと前
記ジチアン環含有不飽和単量体との合計量100重量部
について1〜80重量部、好ましくは1〜40重量部、
が採用される。
【0034】このようなラジカル重合性モノマーを不飽
和単量体に配合することにより、樹脂材料の物性あるい
は粘度を調整することができる。
【0035】重合硬化の方法、ならびに重合開始剤、補
助剤等は、樹脂材料(その1)において前記したものと
同様なものを用いることができる。 (4)光学素子の成型/重合(つづき) 本発明によるジチアン環含有不飽和単量体を必須成分と
する重合性組成物は、目的の光学素子に対応するキャビ
ティーを有するモールド(鋳型)中で所謂注型重合を行
うことによって、目的の光学素子を直ちに、あるいは簡
単な後処理、たとえば表面研磨を必要とするだけの状態
で、製作することができ、またこのような注型重合が本
発明で好ましい重合方式である。
【0036】注型重合の場合は、常法に従って、重合性
組成物をそのままの状態で鋳型に注入することも、鋳型
の外である程度の重合を進行させて粘稠な所謂シロップ
にしてから鋳型に注入することも可能である。後者の場
合は、シロップ形成までと鋳型内での重合とを別の重合
開始手段によって実施することも可能である。
【0037】重合を完結させるために、重合硬化物を、
鋳型内で、あるいは鋳型から取り出してから、更なる加
熱および(または)活性エネルギー線の照射その他の重
合促進処理に付することもできる。
【0038】本発明の利用による光学素子の製作の他の
方法は、重合体を塊状、板状その他の形状として得て、
それから所望の光学素子を切削その他の加工手段によっ
て製作することからなる。
【0039】いずれの製作方法によるにせよ、本発明に
よる重合性組成物の重合硬化物、すなわち本発明による
樹脂材料、からなる光学素子は、合成樹脂製光学素子が
採りうるあらゆる形状のものでありうる。具体的には、
たとえば、レンズ(フレネルレンズを包含するものとす
る)、プリズム、ミラー、光ディスク、その他を挙げる
ことができる。
【0040】
【実施例】以下の実施例および比較例は、本発明を更に
詳述するためのものである。これらの例において「部」
は、重量部を意味する。また、これらの例における樹脂
の諸物性は、下記の試験法より測定したものである。
【0041】外 観 目視による。
【0042】屈折率 アッベの屈折計にて測定した。(測定温度:25℃) 硬 度 鉛筆硬度による。 実施例1 式(1)で示される化合物100部にt−ブチルパーオ
キシ−2−エチルヘキサノエート(日本油脂社製・商品
名「パーブチルO」)0.3部を添加し、脱泡した後、
ガラス板とシリコンゴムとで構成される厚さ2mmのモ
ールド内に注入した。次に、30℃から100℃まで1
5時間かけて昇温した。
【0043】得られた硬化物をモールドから脱型したの
ち、物性の測定をした。その結果は表1に示されるとう
りである。 実施例2 式(2)で示される化合物100部にt−ブチルパーオ
キシ−2−エチルヘキサノエート(日本油脂社製・商品
名「パーブチルO」)0.3部を添加し、脱泡した後、
ガラス板とシリコンゴムとで構成される厚さ2mmのモ
ールド内に注入した。次に、30℃から100℃まで1
5時間かけて昇温した。
【0044】得られた硬化物をモールドから脱型したの
ち、物性の測定をした。その結果は表1に示されるとう
りである。 実施例3 式(1)で示される化合物85部とスチレン15部を混
合撹拌し、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノ
エート(日本油脂社製・商品名「パーブチルO」)0.
3部を添加し、脱泡した後、ガラス板とシリコンゴムと
で構成される厚さ2mmのモールド内に注入した。次
に、30℃から100℃で15時間かけて昇温した。
【0045】得られた硬化物をモールドから脱型したの
ち、物性の測定をした。その結果は表1に示されるとう
りである。 実施例4 式(1)で示される化合物85部とp−ビス(β−メタ
クリロイルオキシエチルチオ)キシリレン15部を混合
撹拌し、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニル
フォスフィンオキサイド0.1部およびt−ブチルパー
オキシ−2−エチルヘキサノエート(日本油脂社製・商
品名「パーブチルO」)0.2部を添加し、脱泡した
後、ガラス板とシリコンゴムとで構成される厚さ2mm
のモールド内に注入した。次に、110℃の雰囲気中、
出力80W/cmの高圧水銀灯を用いて、高さ40cm
から光をガラスの両面より3分間照射した。
【0046】得られた硬化物をモールドから脱型したの
ち、物性の測定をした。その結果は表1に示される通り
である。
【0047】
【表1】
【0048】
【発明の効果】本発明の重合性組成物ならびにそれを重
合硬化させてなる樹脂材料は、低比重、高屈折率、低分
散を示しかつ耐候性、耐熱性に優れたものであって、プ
ラスチックレンズ用樹脂として好ましいものであること
は、「発明の概要」の項において前記したところであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08F 12/34

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記の一般式〔I〕で示されるジチアン環
    含有不飽和単量体を含んでなることを特徴とする、重合
    性組成物。 【化1】 〔式中の記号が示す整数および化学式は、それぞれ同一
    であっても異なっていてもよくて、それぞれ独立に、b
    1およびb2は1〜5の整数を、c1およびc2は0〜
    2の整数を、WおよびXは水素原子、CH、 【化2】 または 【化3】 〔dは1〜5の整数を、eは0〜2の整数を、示す〕
    を、AおよびBは水素原子またはCHを、それぞれ示
    す〕
  2. 【請求項2】請求項1に記載のジチアン環含有不飽和単
    量体を含んでなる重合性組成物を熱および(または)活
    性エネルギー線の作用により重合硬化させてなることを
    特徴とする、樹脂材料。
  3. 【請求項3】請求項1に記載のジチアン環含有不飽和単
    量体の少なくとも1種と、1分子内に少なくとも1つの
    ビニル基を有するラジカル重合性モノマーの少なくとも
    1種とを含んでなる重合性組成物を、熱および(また
    は)活性エネルギー線の作用により重合硬化させてなる
    ことを特徴とする、樹脂材料。
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