JP4138918B2

JP4138918B2 - ポリアミド成形組成物

Info

Publication number: JP4138918B2
Application number: JP28183997A
Authority: JP
Inventors: ダーラトーレハンス; ハララルフ
Original assignee: エムス−パテントアクチエンゲゼルシャフト
Priority date: 1996-10-17
Filing date: 1997-10-15
Publication date: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2017-10-15
Also published as: BR9705052A; EP0837087B1; DE59706660D1; EP0837087A1; US6204355B1; TW375639B; JPH10195192A; CN1185375A; CN1091682C; DE19642885A1; DE19642885C2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも一つのホモポリアミドを含有し、光学的または電気光学的成形に用いられるポリアミド成形組成物に関するものであり、ここでポリアミド成形組成物とは、コンパウンド、アロイ、ブレンドを包含するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉱物ガラス等の代替として、更に、その他の材料の代替としても、透明プラスチックの適用範囲が広まりつつある。この理由として、相当な重量低減による経済性向上、容易な洗浄処理、容易な再利用、リサイクル性の向上、適用の多角化、適用の迅速性向上、適用の危険性低減、特性形成の可能性向上、先端技術に要求される作用効果の産出、廃棄処理の経済性向上、および価格競争力の向上が列挙される。
【０００３】
ある期間に渡り部分的に知られてきたＰＭＭＡ、ＰＳ、ＡＢＳ、ＰＶＣ、セルロースブチレート、セルロースアセテート、ＣＲ３９等の透明プラスチックの他に、更に、ＰＣ、ＳＡＮ、ＳＢ、ＣＡＰ、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＳＵ、ＰＶＦ、ＰＵ、ＡＰＥＣ、ＣＯＣ、およびアモルファスポリオレフィン等の材料が知られている。また、これらの材料の他に、透明ポリアミドも確立され、自動車と電気機器産業、精密技術、医療技術、および先端技術産業における機能部品として利用されている。
【０００４】
眼鏡フレームおよび眼鏡レンズ用材料として、ＰＣ、ＰＭＭＡ等の他に、透明ポリアミドが望ましい。しかし、透明ポリアミドは、透明度、純度、耐久性、耐溶剤性、耐ひっかき性（ひっかき硬度）、寸法安定性等の性能に劣っているので、レンズ、拡大鏡、サングラス等の実際の光学分野で用いられていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以前から知られている透明ポリアミドは、とりわけ、小さな密度、高屈折率、および高アッベ係数という三つの特性のすべてを同時に兼ね備えることができないという問題点がある。特に、ポリアミドを光学的に適用させる場合、例えば、レンズは、高屈折率と高アッベ係数だけでなく、また同時に、比較的小さな密度を備えることも必要となるので、これらの特性パラメータは極めて重要である。これらの特性を同時に兼ね備えるようにすることによってのみ、該特性に相当する軟度を有する機能レンズの製造が可能となる。しかし、光学的および電気光学的適用において、上述の必要事項の他に、当該材料が、耐熱性、耐溶剤性、および耐ひっかき性の特性を備えることが必要とされる。更に、この適用において、当該材料が、大きな交番曲げ疲労強度と高耐久性を有することも必要である。
【０００６】
このような点を考慮して、本発明の目的は、高屈折率と高アッベ係数を有すると同時に、比較的小さな密度も有する光学的に適用可能なレンズ用のポリアミド組成物を提供することである。更に、このポリアミド組成物は、大きな交番曲げ疲労強度、化学薬品に対する耐性、および耐熱変形性という特性を備えるようにする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、脂肪族環式モノマーと長鎖脂肪族モノマーとから得られる少なくとも一つのホモポリアミドを含有し、密度が１．１ｇ／ｃｍ³以下であり、屈折係数ｎ_Ｄ ²⁰が１．５０以上であり、且つアッベ係数が４０を越えるポリアミド成形組成物であって、光学的または電気光学的に適用される成形体の製造に用いられることを特徴とするレンズ用ポリアミド成形組成物である。
このようなレンズ用ポリアミド成形組成物から、レンズ、眼鏡レンズが製造され、それらは無色または色付きの光学半製品であってもよい。
ここで脂肪族環式モノマーはビス３−メチル−４−アミノシクロヘキシル）メタンであり且つ長鎖脂肪族モノマーはドデカンジカルボン酸である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
驚くべきことに、文献ＥＰ０７２５１０１Ａ１により周知の透明ポリアミドは、それ自体、全設定要件を満足させるということを、出願人は見い出している。それ故、上記文献ＥＰ０７２５１０１Ａ１の透明ポリアミドを用いることによって、光学的に、および電気光学的に適用される成形部材を製造するポリアミド成形組成物である本発明を提供することができる。透明ポリアミドは、特に、レンズ、眼鏡レンズ、拡大鏡、および、光学導波管用の光学ファイバーやケーブル保護管用として望ましい。また、透明ポリアミドは、無色または色付きの光学半製品、眼鏡レンズ、レンズや眼鏡フレーム、またはこれらの組合せ品を製造するためにも、用いられることが明らかになっている。
【０００９】
また、透明ポリアミドは、保護マスク、時計等の機器の検査および覆い部としてのサンバイザ（日除け板）、自動車の保護および目視窓としてのフィルターカップ（"filter cups"）のミラーと照明ガラス、スポーツおよび娯楽用品、医療、電気通信技術、化粧品、家庭用品、自動車、および輸送機関の分野における機能部品の製造に用いられる。
【００１０】
透明ポリアミドから製造される光学的および電気光学的成形体は、特に、卓越した表面品質、５ｍｍ以上の層厚さに対する光透過率が９０％を越えるガラスのように澄んだ光沢を有する且つ歪みの無い透明性、ＤＩＮ５３４４２による試験体の２００万サイクルを越える交番曲げ疲労強度、１２ＫＪ／ｍ²を越える大きい切欠き衝撃値、１．１ｇ／ｃｍ³以下の小さな密度、１．５０の高屈折係数ｎ_D ²⁰、１５７℃のガラス点に相当する耐熱変形性、（アルコール、ケトン、エステル、芳香族のおよびハロゲン化されたＫＷ等の）化学薬品および溶剤に対する卓越した耐性、卓越したひっかき強度（クレメンズ"Clemens"）、および１．５％未満の低い水分吸着率という特徴を備える。
【００１１】
更に、成形部材は、その表面、透明度、および輝度に関して、または引張り衝撃強度および破断伸び率等の機械的特性に関して、被覆が容易であろうと、着色が容易であろうと、十分な耐風化性を備え、且つ、耐ひっかき性および耐摩耗性を備える。
【００１２】
成形体は、２５０℃〜２８０℃の平均温度で、射出成形、射出ブロー成形、深絞り成形、押出し成形、および成形中空製品を形成する同様のプロセスによって、処理されればよい。
【００１３】
従って、透明ポリアミドから形成される光学的および電気光学的成形品は、高い耐摩耗硬度、耐ひっかき性、耐変形性と寸法安定性、被覆の十分な容易性、および望ましい光学的特性（アッベ係数がｎ_D ²⁰）と共に、卓越した透明性と表面状態、小さな比重、高耐久性と大きい交番曲げ疲労強度、溶剤と熱に対する卓越した耐性という特徴を備える。
【００１４】
以前から周知の文献ＥＰ０７２５１０１Ａ１の知識でさえ、透明ポリアミドが、既述の必要とされる組み合わせ特性のすべてを備えることを、当該技術者は考え及ばなかったが、これと同様な更に顕著なケースとして、以前において、アモルファスポリアミドではなく、非常に多岐に渡る型のプラスチックが、特にレンズと眼鏡レンズ等の光学的適用として用いられていたということが挙げられる。従って、単にポリアミドの一つの選択属が、既述の必要とされる組み合わせ特性のすべてを満足させるということは驚嘆に値する。
【００１５】
材料に関して言えば、本発明は、文献ＥＰ０７２５１０１Ａ１に記載されたすべてのポリアミドの利用に関する。それ故、その文献の開示内容に対する記述が示される。
【００１６】
ポリアミド成形組成物は、１４〜２２個の炭素原子を有するアルキル置換脂肪族環式ジアミンと最大値が５０モル％の芳香族ジカルボン酸によって置換可能な８〜１４個の炭素原子を有する枝分かれの無い脂肪族ジカルボン酸とから、または、８〜１４個の炭素原子を有する枝分かれの無い脂肪族ジアミンと最大値が５０モル％の芳香族ジカルボン酸によって置換可能な７〜３６個の炭素原子を有する脂肪族環式ジカルボン酸とから略構成されるホモポリアミドが用いられる。
【００１７】
しかし、脂肪族環式ジアミンとして、特にビス（３−メチル−４−アミノシクロヘキシル）−メタン等のビス（アミノ）−シクロアルカン（パラフィン炭化水素）というホモポリアミドが用いられる。また、上記シクロアルカンが、その５０％まで、その他のビス（アミノ）−シクロアルカンによって置換されてもよい。しかし、特に望ましい形態において、８〜１２個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸と結合している上述の脂肪族環式ジアミンが用いられている透明ポリアミドが用いられる。ドデカンジカルボン酸が特に望ましい。また、ドデカンジカルボン酸は、その５０％まで、芳香族酸によって置換されてもよい。更に、ドデカンジカルボン酸を、セバシン酸、アゼライン酸、または１２個を越える炭素原子を有するその他の脂肪族ジカルボン酸によって、部分的に、または全体的に置換することも有益である。
【００１８】
透明ポリアミドを製造するために、特に、上述の原材料の組み合わせを用いることによって、更に、光学的特性の最適化を図ることができる。ビス（３−メチル−４−アミノシクロヘキシル）−メタンとドデカンジカルボン酸を用いることによって、例えば、１．１ｇ／ｃｍ³以下の密度、１．５０以上の屈折係数ｎ_D ²⁰、且つ４０を越えるアッベ係数を有する光学レンズを製造することができる。
【００１９】
また、文献ＥＰ０７２５１０１Ａ１に記載されているように、既述のポリアミド成形組成物の透明アロイやブレンドを用いることも当然可能である。アロイの成分として、ＰＡ１２やＰＡ１１を用いることが望ましい。ブレンドに関して、更に、アモルファスポリアミドを用いることができる。ポリアミド成形組成物は、対熱安定剤、対ＵＶ（紫外線）安定剤、添加剤、フィラー、ファイバー、顔料、あらゆる種類の耐衝撃調節剤、および可塑剤等の従来から周知の添加剤の全てを含有することができる。
【００２０】
以下に示す実施例を用いて、本発明を更に詳細に説明する。
【００２１】
実施例１
射出成形によるレンズの製造
０．５％のｍ−クレゾール溶液の粘度が１．７１、且つ水分含有量が０．０６％のＨ₂Ｏであるビス（３−メチル−４−アミノシクロヘキシル）−メタンとドデカンジカルボン酸のホモポリアミドの乾燥透明粒子が、霧状窒素で満たされたホッパ（漏斗状装置）を通過し、"Arburg"型の射出成形装置に到達する。次に、この粒子のフラッシングが１５分間行われた後、粒子が射出され、１．５mmの厚さと６５mmの直径を有する眼鏡レンズが形成される。シリンダー温度は２６５℃、２７０℃、２７５℃、２８０℃、また、全体の温度は２７５℃である。射出圧力と運転休止時の圧力は５０バール、また、１サイクルの周期は１９秒である。工具は、中央の湯口トンネルの周りに星形状に配設された１２個のハーフシェル空洞（"half-shell cavities"）を備え、また、工具の温度は８０℃である。上記のようにして得られるレンズは、完全に透明であり、非常に澄んでいる。また、光学的目的として通常行われる試験方法において、このレンズは、申し分の無い試験結果を得ている。
【００２２】
個々のレンズが浸漬被覆され、乾燥される一方、他のレンズが真空蒸発装置で鏡面仕上げされる。これらの被覆の両方とも、ポリアミドレンズに対する均一な、且つ適切な塗布が達成される。同様に、摩耗試験においても、申し分の無い結果を得ている。同じポリアミド材料を用いて準備された眼鏡フレームに、このレンズのサンプルが用いられる。眼鏡ユニットの全重量は、３４ｇである。このレンズは、１．０１ｇ／ｃｍ³の密度、１．５１０の屈折率、且つ、５２のアッベ係数を有する。
【００２３】
実施例２
光学導波管用の覆い管の製造
"Nokia"押出し成形装置ＳＬＣ２４は、実施例１と同じポリアミド粒子を備える。２４０℃〜２８０℃において、０．５mmの壁面厚さを有する３mmの中空コアは、１００m／分のテークオフ速度（"a take off speed"）で、ゼリー状物質中に埋め込まれ、二つの水浴と一つの空気浴により冷却および堆積された"Dow Corning"の光学ファイバーと共に押出される。１００mの弱緩衝ケーブルシステムに関して、−３０℃〜＋８０℃の温度範囲で、減衰率が測定される。つまり、弱被覆の（"loose jacketing"）ポリアミド材料の高い寸法安定度のために、減衰率の増加は極めて少ない。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明は、高屈折率と高アッベ係数を有すると同時に、比較的小さな密度も有する光学的に適用可能なポリアミド成形組成物を提供することができるうえに、この組成物は、大きな交番曲げ疲労強度、化学薬品に対する耐性、および耐熱変形性を備えている。

Claims

脂肪族環式モノマーと長鎖脂肪族モノマーとから得られる少なくとも一つのホモポリアミドを含有し、密度が１．１ｇ／ｃｍ³ 以下であり、屈折係数ｎ_Ｄ ²⁰が１．５０以上であり、且つアッベ係数が４０を越えるポリアミド成形組成物であって、前記脂肪族環式モノマーはビス（３−メチル−４−アミノシクロヘキシル）メタンであり且つ前記長鎖脂肪族モノマーはドデカンジカルボン酸であり、光学的または電気光学的に適用される成形体の製造に用いられることを特徴とするレンズ用ポリアミド成形組成物。
請求項１に記載のレンズ用ポリアミド組成物から光学的または電気光学的に適用されるレンズを成形することを特徴とするレンズの製造方法。