JP4262987B2 - 光学レンズを製造するためのポリアミド成形化合物から成形体を製造する方法 - Google Patents

Description

本発明は、１．５９を超える、好ましくは１．６０を超える高い屈折率ｎ_D ²⁰を示し、１．３ｇ／ｃｍ³より低い密度を示す、芳香族コアを有するジアミン及びジカルボン酸を含むコポリアミドに基づく新規な熱可塑性の加工可能な透明ポリアミド成形材料に関する。同時に、低い複屈折、高い硬度、及び耐引掻性が達成される。

本発明のポリアミド成形材料は、改変された技術に従って、従来の加圧反応機（オートクレーブ）を用いて加工される。本発明の成形材料から製造される粒状物は、特にマルチチャンバキャビティツール（ｍｕｌｔｉｃｈａｍｂｅｒ ｃａｖｉｔｙ ｔｏｏｌ）中での射出成形のような熱可塑性プロセスによって再成形される。

本発明はまた、光学レンズを製造するための、特定のコポリアミドに基づく本発明の成形材料の利用に関する。光学レンズに関して、非常に低い複屈折は、カラーリング（ｃｏｌｏｒ ｒｉｎｇ）又は鮮明でない画像の形成を防ぐために必要とされる。

用語「透明ポリアミド」は、本明細書中では、ポリアミドが２ｍｍ厚の薄レンズの形態である場合、透過率が少なくとも７０％に等しい、（コ）ポリアミド（すなわち、それらの成形材料）をいう。

光学レンズブランクは、ＵＶで活性化される硬化剤によって、型中で数時間硬化される高収縮注型用樹脂から主に製造される。硬化プロセスは、２０％以上の体積減少としばしば関連する。複雑な形状は、もはや再成形することができない。この方法の利点は、注型用樹脂を、１．６０を超える高い屈折率及び高い硬度及び高い熱変形温度を達成する成分を用いてロードすることができることである。高い硬度は、表面損傷に対して材料を保護する。主な欠点は、硬化時間が４０時間まで長く続くことがあることと、及び高純度成形品へと注がれる配合物が比較的複雑であることである。

加工速度は、射出成形方法に従って成形することができる光学レンズに対して何倍にも増加する。取り扱いは、反応性の注型用樹脂と比較してずいぶん容易である。高度に複雑化した形状を製造することができる。インサート成形（ｉｎｓｅｒｔ ｍｏｌｄｉｎｇ）の公知技術を用いて、他のポリアミドとのコンポジットを製造することができる。今日、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）又はＰＣ（ポリカーボネート）のような主なアモルファスプラスチックは、レンズのために利用される。ＰＭＭＡの利点は、低い加工温度、高い透明度、及び高い硬度である。その欠点は、低い熱変形温度及び１．４９の低い屈折率ｎ_D ²⁰である。ＰＣの利点は、その優れた粘度及び１．５９の平均屈折率である。一方、その欠点は、その低い硬度及び低い耐薬品性である。

高い熱変形温度を有するＰＳ（ポリスチロール）又はＣＯＣ（シクロオレフィンコポリマー）は、レンズ製造のために適切なさらなるアモルファスプラスチックである。それらの屈折率は、ポリカーボネートと同様の値を示す。ポリスチロールの欠点は、その低い靭性、低い熱変形温度、及び低い耐薬品性である。

より高い屈折率及びより低い分散性を設定するために、高い電子密度及び高い偏光能を有する対応する添加剤を、引用される成形化合物に添加することができる。一般的に、適切な化合物中のヨウ素又は金属塩のような重原子を、このために利用することができる。あるいは、屈折率、分散性、透明度及び硬度のような性質を向上させる表面ワニスを使用することができる。

通常は、脂肪族又は芳香族のジカルボン酸及び脂肪族ジアミンから実質的になる、熱可塑性、半結晶性、したがって非透明性のポリアミド成形化合物は、ポリアミド製造のための通常の加圧オートクレーブにおいて製造される。これらの方法において、２５０〜３５０℃の温度及び１０〜２０ｂａｒの圧力が適用される。反応の終了時に、ポリマー溶融物が形成され、これはノズルによってストランド形態で排出され、水浴中で冷却され、粒状物に切断される。次いで、粒状物は、押出機中で再溶融され、押出成形製品又は射出成型製品へと再形成される。

透明熱可塑性ポリアミド成形化合物は、同じ方法に従ってモノマーから製造され、ここでクリスタライト形成は、コモノマーによって抑制される。高い比率の芳香族を有する製品は、しばしば、高いガラス転移点及び高い粘度を有し、低い流動性のためにオートクレーブからもはや取り出すことができない。流動性を増加させるために、脂肪族コモノマーが組み込まれ、これはガラス転移点を低下させる。

しかし、オートクレーブ法における溶融物から製造することができ、射出成形システムにおいて加工することができる、１．６を超える屈折率ｎ_D ²⁰、１．３ｇ／ｃｍ³より低い密度、高い硬度及び低いガラス転移点を有する、光学的適用のための熱可塑性透明ポリアミド成形材料はまだ公知ではない。

米国特許（ＵＳ−Ａ）第４，８４３，１４１号は、フィルム及び繊維を製造するために適切な２，２−置換ビフェニルラジカルを用い、公知のオートクレーブプロセスに従って製造される熱可塑性ポリエステルアミドを記載する。３５０℃までの異方性溶融物の形成は、必須の特徴である。米国特許（ＵＳ−Ａ）第４，３５５，１３２号において、異方性溶融物は、４００℃までで達成される。両方の場合において、液晶特性は、顕著である。

米国特許（ＵＳ−Ａ）第４，４４６，３０５号は、２．０までの屈折率を有する透明ポリアミドのための可能な係数を記載する。この目的は、高い複屈折を有する透明製品の加工である。その製造は、ラボスケールで低温で、米国特許（ＵＳ−Ａ）第４，３８４，１０７号及び同第４，５２０，１８９号と類似のＮ−メチルピロリドン溶液から通常は行われ、ここで、好ましくは芳香族の反応性酸塩化物が使用され、これは室温でさえジアミンと反応する。ここでの欠点は、溶媒を除去しなければならないことと、ＨＣｌの除去は、複雑な洗浄工程を必要とすることである。高い屈折率を設定するために必要とされる特定のジカルボン酸又はジアミンは、通常は、２００〜３００℃でのオートクレーブプロセスにおける溶融縮合のために、十分な熱安定性を有さない。

２３５℃を超えるＴｇを有するポリイミド及びポリエーテルイミドに基づく種々の透明製品は、米国特許（ＵＳ−Ａ）第４，２１６，３２１号から公知であり、低温で溶媒から製造されなければならず、熱的損傷又は変色を防ぐために再成形されなければならない。

米国特許（ＵＳ−Ａ）第５，０４９，１５６号は、有機溶媒中８０℃でアミノ酸へと変換される芳香族テトラカルボン酸及び芳香族ジアミンから製造される、レンズのためのイミド構造を有する透明ポリアミドを記載する。溶媒が真空下で留去される場合、閉環がおこり、イミドが形成される。対応する成形体又はフィルムは、溶液から製造され、２００〜４００℃でヒートプレスによって再成形し、硬化させることができる。得られた屈折率ｎ_D ²⁰は、１．６〜１．７の範囲である。

欧州特許（ＥＰ−Ａ）第５５６ ６４６号は、キシリレンジアミン成分を有する反応性エポキシ注型用樹脂を記載し、この樹脂は、１．５８の屈折率ｎ_D ²⁰を有する注型レンズを製造するために利用される。

英国特許（ＧＢ−Ａ）第１４２０７４１号は、トリメチルヘキサメチレンジアミンを有する透明熱可塑性ポリアミド成形化合物と、ＰＭＭＡより高い屈折力を有するが、１．５９より低い屈折率ｎ_D ²⁰を有するテレフタル酸とからなるハイドロダイナミックコンタクトレンズを記載する。

日本国特許（ＪＰ−Ａ）第０９０１２７１６号及び日本国特許（ＪＰ−Ａ）第０９０１２７１２号は、１１〜２２個の炭素原子を有する二量化又は三量化脂肪酸又はジアミン及びエチレンジアミンから重縮合方法によって製造される透明熱可塑性ポリアミドを記載する。射出成形により、０．９５７の密度、９１．２％の光透過率、及び１．４９６の比較的低い屈折率ｎ_D ²⁰を有する透明レンズを得る。

欧州特許（ＥＰ−Ａ）第６１９ ３３６号は、ビス−（４−アミノシクロヘキシル）メタン及び６５％までの別のジアミンから重縮合され、ドデカンジカルボン酸で変換されることにより製造される透明熱可塑性ポリアミド成形組成物を記載する。射出成形された透明レンズは、低い屈折率ｎ_D ²⁰、すなわち約１．５１を示す。

欧州特許（ＥＰ−Ａ）第８３７，０８７号は、脂環式Ｃ₁₄〜Ｃ₂₂ジアミンと脂肪族Ｃ₈〜Ｃ₁₄ジカルボン酸又は脂肪族Ｃ₈〜Ｃ₁₄ジアミンと脂環式Ｃ₇〜Ｃ₃₆ジカルボン酸（これは、５０％まで芳香族ジカルボン酸によって交換することができる）とからの重縮合によって製造される透明熱可塑性ポリアミド成形組成物を記載する。射出成形された透明レンズは、約１．０１ｇ／ｃｍ³の密度、１．５１の屈折率ｎ_D ²⁰及び５２のアッベ（Ａｂｂｅ）係数を有する。

日本国特許（ＪＰ−Ａ）第３０５０２６４号は、（Ａ）ヘキサメチレンジアミン又は脂環式ジアミン（例えば、ビス−（４−アミノ−３−メチルシクロヘキシル）メタン又はビス−（４−アミノ−３−メチルシクロヘキシル）プロパン）及び芳香族ジカルボン酸（例えば、イソフタル酸又はテレフタル酸）から製造される透明熱可塑性ポリアミド成形組成物、ならびに（Ｂ）脂肪族ポリアミド（例えば、ＰＡ４６（ポリアミド４６）、ＰＡ６６、ＰＡ６１０、ＰＡ６、ＰＡ１１）のブレンドを記載する。１．５９より小さい屈折率ｎ_D ²⁰を、これらのシステムを用いて達成することができる。

日本国特許（ＪＰ−Ａ）第３０３３１５７号は、（Ａ）ヘキサメチレンジアミン又は脂環式ジアミン（例えば、ビス−（４−アミノ−３−メチルシクロヘキシル）メタン又はプロパン）及びイソフタル酸又はテレフタル酸のような芳香族ジカルボン酸から製造される透明熱可塑性ポリアミド成形組成物９０％と、（ｂ）芳香族ジカルボン酸及び脂肪族ジアミン又は脂肪族ジカルボン酸及び芳香族ジアミンから構築される半芳香族ポリアミド１０％とのブレンドを記載する。１．６０より低い屈折率ｎ_D ²⁰は、これらのシステムを用いて達成することができる。

日本国特許（ＪＰ−Ａ）第６２２０４２０１号は、カプロラクタム、ヘキサメチレンジアミン及び２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジアミン及びテレフタル酸（６／６Ｔ／３−６Ｔ）から製造される、高い熱変形温度及び高い寸法安定性の利点を有する、光学レンズのための透明熱可塑性ポリアミド成形組成物を記載する。しかし、屈折率ｎ_D ²⁰は、１．６よりかなり下である。

欧州特許（ＥＰ−Ａ）第３４５，８１０号は、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物及びメタ位又は１，４位で二置換されたジベンジルメタン又はプロパンあるいはメタ位でＣＦ₃又はＳＯ₂で二置換された及び芳香族ジアミンから製造される、１．６を超える屈折率を有するレンズのための無色の透明ポリアミドを記載する。これらのレンズの密度は、比較的高い１．３３〜１．４４ｇ／ｃｍ³である。その欠点は、有機溶媒における８０℃での加工であり、これは、複雑な感想プロセスを必要とする。このレンズは、溶媒の補助を有する注型技術によって製造される。材料が射出成形機において熱可塑性に加工可能であるか否かは特定されない。
米国特許（ＵＳ−Ａ）第４，８４３，１４１号公報 米国特許（ＵＳ−Ａ）第４，３５５，１３２号公報 米国特許（ＵＳ−Ａ）第４，４４６，３０５号公報 米国特許（ＵＳ−Ａ）第４，３８４，１０７号公報 米国特許（ＵＳ−Ａ）第４，５２０，１８９号公報 米国特許（ＵＳ−Ａ）第４，２１６，３２１号公報 米国特許（ＵＳ−Ａ）第５，０４９，１５６号公報 欧州特許（ＥＰ−Ａ）第５５６ ６４６号公報 英国特許（ＧＢ−Ａ）第１４２０７４１号公報 日本国特許（ＪＰ−Ａ）第０９０１２７１６号公報 日本国特許（ＪＰ−Ａ）第０９０１２７１２号公報 欧州特許（ＥＰ−Ａ）第６１９，３３６号公報 欧州特許（ＥＰ−Ａ）第８３７，０８７号公報 日本国特許（ＪＰ−Ａ）第３０５０２６４号公報 日本国特許（ＪＰ−Ａ）第３０３３１５７号公報 日本国特許（ＪＰ−Ａ）第６２２０４２０１号公報 欧州特許（ＥＰ−Ａ）第３４５，８１０号公報

したがって、本発明の目的は、ＰＭＭＡ、ＰＣ、ＰＳ及びＣＯＣより高い屈折率ｎ_D ²⁰（＞１．６）及び低い密度を有し、ＰＣの加工温度を超えず、最も高い可能な硬度及び剛性を示す特定のコポリアミドに基づく、熱可塑性透明ポリアミド成形材料を提供することである。

この目的は、請求項１に従う方法、請求項２５及び２６に従う光学レンズによって発明性を有して達成される。本発明の有利な実施形態は、従属項から誘導する。

驚くべきことに、本発明は、１．６を越える屈折率ｎ_D ²⁰及び１．３ｇ／ｃｍ³より非常に低い密度、高い硬度、低い複屈折、及び適切な溶融粘度及び１２０〜１７０℃のガラス転移点を有する芳香族コアを有するジアミンを含むコポリアミドに基づく、透明ポリアミド成形組成物を確立し、これは、請求項１〜１２に引用されるようなモノマーの特定の組み合わせから、改変された方法によって加圧オートクレーブ中で製造することができる。熱可塑性レンズ材料のための本発明のポリアミド成形材料の特定の利点は、単純かつ合理的な形成にある。ポリアミドのためにカスタマイズされた射出成形方法におけるレンズのための加工時間は数秒であり、一方、反応性注型用樹脂からなるレンズのための硬化プロセスは、数時間を必要とする。

屈折率は、コポリアミドのモノマー組成物を変化させることによって広範囲に変動させることができる。異なる屈折率を有する材料は、混合射出成形方法に従って、層中にランダムに混合することができる。次いで、安定化、着色、強化などのための全ての種類の仕上げは、押出法のような追加の混合方法を用いて組み込むことができる。

本発明の成形材料の製造（すなわち、縮合）は、改変された方法に従ってではあるが、通常の加圧オートクレーブで行う。ここで重要なことは、オートクレーブにおいて圧力が４ｂａｒを超える加工工程が存在しないことである。次いで、本発明の成形材料の再成形は、通常の熱可塑性プロセスによって行われる。ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）又はＰＣ（ポリカーボネート）のような公知の材料と比較して、高い屈折率、硬度、及び高い熱変形温度のような光学関連特性は、１つの製品中で実現された。光学的適用のための特性の有利な組み合わせ以外に、本発明の成形材料から製造される成形部分は、ポリアミドについて知られている顕著な耐薬品性を有する。例えば、光学レンズに関して、カラーリング（ｃｏｌｏｒ ｒｉｎｇ）及び鮮明でない画像を防ぐために、非常に低い複屈折が望ましい。

本発明の成形材料の特定の利点は、例えば、顕著な流動性に起因する、射出成形による複雑な光学成分を製造する能力である。さらに、化学的に適合性の材料の種々の組み合わせは、本方法において可能であり、この光学特性は、種々に設定することができる。このことは、耐性ポリアミドから作製される優れた工学部分の構築を可能にし、ポリアミドとポリアミドの接着を活用することによって、耐性ポリアミド光学レンズを成形部分へと同時に組み込むことを可能にする。

本発明の成形材料の別の利点は、１．６を超える高い屈折率ｎ_D ²⁰、１．３ｇ／ｃｍ³より下の比較的低い密度を有することである。このことは、軽量であるが実質的に満足できる利点を有する強い反射性のレンズの製造を可能にする。

さらなる利点は、材料の高い硬度によって得られ、このことは、後加工、レンズブランクの磨砕のような加工工程を非常に単純化し、標準的な注型レンズ材料アリルジグリコールカルボネートＣＲ３９と類似である。高い硬度は、機械的損傷に対する優れた表面耐性をさらに示し、引用されるハードコート又は他の保護ワニスのような表面強化工程を省くことができる。

本発明のポリアミド成形材料のさらなる重要な利点は、高い剛性及びレンズの硬度であり、加工工程及び研磨工程は、実質的に単純化され、標準レンズＣＲ−３９を加工するために使用される仕上げを用いて行うことができる。

適切な本発明の透明熱可塑性ポリアミド成形組成物は、芳香族ジカルボン酸（例えば、イソフタル酸、テレフタル酸、又はナフタレンジカルボン酸）を、独立してか又はブレンドとしてのいずれを含み、ここで、イソフタル酸は、最も大きな部分を形成する。もちろん、対応するエステル又は他の置換された誘導体もまた使用できる。結晶化挙動は、ナフタレンジカルボン酸の対称もしくは非対称の異なる異性体の目的の選択によって影響を受ける可能性がある。芳香族カルボン酸の比率（すなわち５ｍｏｌ％まで）を、２〜１２の（ＣＨ₂）単位を有する脂肪族ジカルボン酸によって交換することができる。

本発明の適切なジアミンは、好ましくは、メタ−キシリレンジアミン又はパラ−キシリレンジアミンのような芳香族コアを含むか、又は芳香族ジアミン基もしくは置換芳香族ジアミン基からなり、独立してかまたはブレンドとして使用することができる。芳香族ジアミンのより少ない部分は、２〜１２のＣＨ₂基を有する脂肪族もしくは脂環式のジアミンによって５ｍｏｌ％まで交換することができる。

１．５９を超え、好ましくは１．６を超える屈折率ｎ_D ²⁰を有する透明熱可塑性ポリアミド成形材料に基づく本発明のコポリアミドは、芳香族コアを有するジアミン及びジカルボン酸を主要な重量部含み、これは、以下の式（Ｉ）によって表される以下の鎖によって特徴付けられる：
−｛ＩＰＳ−ＮＨ−Ｒ₁−ＮＨ｝ｎ₁−｛ＴＰＳ−ＮＨ−Ｒ₂−ＮＨ｝ｎ₂−｛ＣＯ−Ｒ₃−ＮＨ｝ｎ₃− （Ｉ）
この式中において、
ｎ₁＝４０〜１００重量％
ｎ₂＝６０〜０重量％
ｎ₃＝０〜３０重量％、そしてｎ₁、ｎ₂、及びｎ₃の重量％比は、全体で１００％である。

ここで、コアＲ₁、Ｒ₂を有するジアミンは、同一又は異なっていてもよく、ジアミンは、パラ−キシリレン又はメタ−キシリレン単位からなり、２〜１２の（ＣＨ₂）単位を有する直鎖脂肪族又は分枝脂肪族鎖あるいは脂環式コアを有する鎖からなってもよく、これらは独立してかまたはブレンドとして組み込まれ、ここで、ジカルボン酸１００ｍｏｌ％は、少なくとも４０ｍｏｌ％のイソフタル酸（ＩＰＳ）、残りとしてテレフタル酸からなり、これらはナフタレンジカルボン酸によって部分的又は完全に交換することができる。

成形化合物のコポリアミドの３０重量％までは、５〜１１の（ＣＨ₂）鎖単位からなるコアＲ₃を有するアミノ酸又はラクタムによって交換することができる。

式ＩＩに従うコポリアミド組成物が好ましい：
ＭＸＤＩ／ＭＸＤＴ／６Ｉ／６Ｔ（ＩＩ）
以下のｍｏｌ％比の各成分を有する：
ジアミン１００ｍｏｌ％及びジカルボン酸１００ｍｏｌ％に対して、
２０〜１００ｍｏｌ％のメタ−キシリレンジアミン（ＭＸＤ）
８０〜０ｍｏｌ％のヘキサメチレンジアミン（６）
５０〜１００ｍｏｌ％のイソフタル酸（Ｉ）、及び
５０〜０ｍｏｌ％のテレフタル酸（Ｔ）、
ここで、メタ−キシリレンジアミンを、パラ−キシリレンジアミンによって完全又は部分的に交換することができ、テレフタル酸を、ナフタレンジカルボン酸によって完全又は部分的に交換することができ、ここで、対称又は非対称の異性体あるいはそのブレンドを、使用することができる。非対称異性体が好ましい。

式ＩＩによるコポリアミド組成物が特に好ましい：
ＭＸＤＩ／ＭＸＤＴ／６Ｉ／６Ｔ（ＩＩ）
以下のｍｏｌ％比の各成分を有する：
ジアミン１００ｍｏｌ％及びジカルボン酸１００ｍｏｌ％に関して、
２０〜８０ｍｏｌ％のメタ−キシリレンジアミン（ＭＸＤ）、
８０〜２０ｍｏｌ％のヘキサメチレンジアミン（６）、
６０〜８０ｍｏｌ％のイソフタル酸（Ｉ）、及び
４０〜２０ｍｏｌ％のテレフタル酸（Ｔ）。

芳香族コアを有する本発明の適切なジアミンは、メタ−キシリレンジアミン及び／又はパラ−キシリレンジアミンを含み、これらは、ジアミン１００ｍｏｌ％に関して、少なくとも５０ｍｏｌ％の比率においてコポリアミド中に含まれることが可能である。

本発明のコポリアミド中の芳香族コアを有するジアミン又は芳香族ジカルボン酸は、２〜１２のＣＨ₂単位を有する分枝又は分枝していない脂肪族ジアミン又は２〜１２のＣＨ₂単位を有する脂肪族ジカルボン酸で５ｍｏｌ％まで交換することができる。

適切な脂環式ジアミン又は脂環式ジカルボン酸は、ノルボルニル（norbornyl）、シク
ロヘキシル、ジシクロヘキシルメタン、ジシクロヘキシルプロパン、ジ（メチルシクロヘキシル）メタン、又はジ（メチルシクロヘキシル）プロパンの骨格を含むものからなる群から選択される。前記の脂環式ジアミン又は脂環式ジカルボン酸は、引用される脂環式ジアミン又は脂環式ジカルボン酸の５ｍｏｌ％までを含むことができる。

芳香族コアを有する適切なジカルボン酸は、以下である：イソフタル酸（ＩＰＳ）、テレフタル酸（ＴＰＳ）、異なる対象及び非対称の異性体を有するナフタレンジカルボン酸、それらの酸又はエステルとして組み込まれるそれらのブレンド、そしてそれらの組み合わせ。

本発明のコポリアミドの重縮合の間に反応を促進するために、Ｈ ₃ ＰＯ ₂ 、Ｈ ₃ ＰＯ ₃ 、Ｈ ₃ ＰＯ ₄ からなる群から選択される触媒を、０．０１〜０．２重量％の量で水性混合物に添加することができる。

一連の重合及び後加工における色を安定化させるために、Ｒ₃ＰＯ₂、Ｒ₃ＰＯ₃ 、Ｒ ₃ＰＯ₄ （Ｒ＝Ｈ、又は金属イオン又は有機直鎖又は環状残基あるいは立体的に込み合ったフェノールを有する）からなる群から選択される安定剤を０．０１〜０．２重量％の量で組み込むことができる。

鎖長を制御するために、一官能性アミン又は一官能性の酸のいずれかが重合されるか、あるいは過剰のジアミン又はジカルボン酸が使用される。一官能性の酸として使用される酸は、特に、安息香酸、酢酸、およびプロピオン酸である。ヘキシルアミン及び／又はシクロヘキシルアミンは、アミンとして使用される。鎖長制御剤として、例えば、多置換ピペリジル基及び三級ブチルフェニル基を含む一官能性アミン又は一官能性の酸は、特に好ましい。

本発明のコポリアミドは、０．５％のｍ−クレゾール中で測定され、１．３３〜１．６５の範囲の相対粘度を示す。

本発明のポリアミド組成物（すなわち、成形材料）は、当業者に公知の従来の添加剤をさらに含むことができる。特に、本発明の成形材料は、４００ｎｍより短いＵＶ光を吸収するＵＶ吸収剤、レンズを着色するための染料、又は温度又は入射光の波長に依存して色を変化させるサーモトロピック添加剤もしくはサーモクロマチック添加剤、又は衝撃強さを高めるための等反射性の分枝コアクラッディングポリマー、潤滑剤、又は追加の加工助剤又はガラス繊維又は球のような等反射強化剤、又は防曇剤のような添加剤を含む。

本発明の成形材料は、公知の縮合方法によってオートクレーブ中で製造され、固有の特徴は、１０ｂａｒのボイラーの圧力を超える、又は好ましくは４ｂａｒのボイラーの圧力を超える加工工程が存在しないことである。より高い圧力で、芳香族コアを有するこれらのジアミンは、例えば２６０℃での溶融粘度を顕著に増加させる架橋を発生させ、反応機からの取り出しを不可能にする傾向がある。

押出機において引用される混合方法は、所望の添加剤（例えば、４００ｎｍより短いＵＶ光を吸収するＵＶ吸収剤、レンズを着色するための染料、温度又は入射光の波長に依存して色を変えるサーモトロピック添加剤又はサーモクロマチック添加剤、又は衝撃強さのための等反射性の分枝クラッディングポリマー）を組み込むための適切な方法を示す。

熱可塑性のための任意の公知の方法、特にマルチキャビティツールにおける射出成形は、成形材料から光学レンズ（すなわち、レンズブランク）へと製造される粒状物を再成形するのに適切である。

本発明の成形材料はまた、インサート成形からのコンポジットレンズ又は他の成形部品の製造を可能にする。ここで、この他の成形成分は、偏光特性を有するか、あるいはＵＶ吸収剤（例えば、４００ｎｍより短いＵＶ光を吸収する吸収剤）、レンズを着色するための染料、又は温度又は入射光の波長に依存して色を変えるサーモトロピック添加剤もしくはサーモクロマチック添加剤を有して設計される。さらに、耐薬品性又は耐機械応力性及び耐摩擦挙動又は剥離特性はまた、レンズ材料を有する保護フィルムのインサート成形によって製造されるコンポジットレンズによって影響を受け得る。

本発明の高反射成形材料の適切な適用は、メガネ、カメラ、双眼鏡、顕微鏡、電気光学測定デバイス及び試験デバイス、光学フィルタ、ヘッドライトレンズ、ランプレンズ、プロジェクタ、ビデオプロジェクタ、のぞき窓及びゲージガラスのためのレンズを含む。

製造される成形体の表面を精製するために、公知の方法（例えば、ハードコート、ソフトコート、又はＵＶ保護ワニスを用いたワニス塗布、炭素又は金属原子を用いた蒸着コーティング、プラズマ処理及び層重合）を使用することができる。

これらの本発明の成形材料は、もちろん、他のアモルファス又は半結晶ポリアミドにおけるブレンド成分として使用することも可能で、通常の強化剤、ナノ粒子、衝撃強さ改質剤、染料、難燃剤、軟化剤、安定剤、及び潤滑剤を有して仕上げることも可能である。

本発明の成形化合物は、熱可塑性プロセスを用いて成形され、ＰＭＭＡ又はＰＣのような公知の物質に対して、高い反射率、硬度及び高い熱的安定性のような光学的に顕著な特性を１つの製品中で有するという特徴を有する。

以下の実施例３〜９は、例示のために付され、実施例１及び２は、公知の製品グリラミド（Ｇｒｉｌａｍｉｄ）（登録商標）ＴＲ５５及びグリボリー（Ｇｒｉｖｏｒｙ）（登録商標）Ｇ２１の加工及び特性を扱う。

比較例１
（ＶＢ１）
１３０Ｌ加圧オートクレーブ中でラウリンラクタム１３．４ｋｇ、イソフタル酸１０．７ｋｇ、脂環式ジアミン（ラロミン（Ｌａｒｏｍｉｎ）２６０、ＢＡＳＦ）１５．７ｋｇ、安息香酸１９０ｇを、水４０ｋｇ中で懸濁させ、蒸気を開放することによって圧力を最大約２０ｂａｒまでに制限しながら２６０℃で２時間加熱する。加圧段階において、２９０℃及び２０ｂａｒで３時間反応を続け、その後の膨張段階において、１ｂａｒまでゆっくりと圧力を下げ、約３時間以上ガス抜きする。所望の攪拌トルクに到達した後、約５ｍｍのボアホールを通して混合物を取り出す。排出したポリマーストランドを水浴に入れ、冷却し、粒状物へと切断する。次いで、タンブル中で９０℃で窒素下、１２時間乾燥させる。１６５℃のガラス転移点及び０．５％ｍ−クレゾール溶液中で測定して１．５５の相対粘度を有する無色の、ガラス質ポリアミドを得る。ポリマーの特性を表１にまとめる。

乾燥した粒状物からの成形部分の加工を、アルバーグ（Ａｒｂｕｒｇ）射出成形機で行う。溶融温度を２７０〜２９０℃に設定する一方、成形温度は６０〜８０℃である。成形部分の特性を表１にまとめる。

比較例２
（ＶＢ２）
１３０Ｌ加圧オートクレーブ中でヘキサメチレンジアミン１４．４ｋｇ、イソフタル酸１３．６ｋｇ、テレフタル酸６．８ｋｇ、及び酢酸１２５ｇを、水４０ｋｇ中で懸濁させ、蒸気を開放することによって圧力を最大２０ｂａｒまでに制限しながら、加圧段階の間、２８０℃で２時間加熱する。その後の膨張段階において、２８０℃で攪拌を続け、１ｂａｒまでゆっくりと圧力を下げ、約３時間以上ガス抜きする。所望の攪拌トルクに到達した後、約５ｍｍのボアホールを通して混合物を取り出す。排出したポリマーストランドを水浴に入れ、冷却し、粒状物へと切断する。次いで、タンブル中で９０℃で窒素下、１２時間乾燥させる。１３０℃のガラス転移点及び０．５％ｍ−クレゾール溶液中で測定して１．４５の相対粘度を有する無色の、ガラス質ポリアミドを得る。ポリマーの特性を表１にまとめる。

乾燥した粒状物からの成形部分の加工を、アルバーグ（Ａｒｂｕｒｇ）射出成形機で行う。溶融温度を２６０〜２８０℃に設定する一方、成形温度は５０〜８０℃である。成形部分の特性を表１にまとめる。

実施例３及び８
（本発明による）
１３０Ｌ加圧オートクレーブ中でヘキサメチレンジアミン６．４４ｋｇ、ｍ−キシリレンジアミン８．７５ｋｇ、イソフタル酸１３．１３ｋｇ、テレフタル酸６．５６ｋｇ、及び酢酸１２５ｇを、水４０ｋｇ中で懸濁させ、１４０℃で２時間加熱し、ここで、通常の手順とは対照的に圧力を約３．５ｂａｒに設定し、加圧段階を省き、すぐに膨張を行う。同時に膨張しつつ２６０℃まで加熱し、その結果、ボイラー内の圧力は、常に４ｂａｒ以下である。次いで、さらに攪拌し、圧力をゆっくりと１ｂａｒまで下げ、さらに３時間ガス抜きする。所望の攪拌トルクに到達した後、約５ｍｍのボアホールを通して混合物を取り出す。排出したポリマーストランドを水浴に入れ、冷却し、粒状物へと切断する。次いで、タンブル中で１００℃で窒素下、１２時間乾燥させる。１３９〜１４１℃のガラス転移点及び０．５％ｍ−クレゾール溶液中で測定して１．４２〜１．４５の相対粘度を有する無色の、ガラス質ポリアミドを得る。ポリマーの特性を表１にまとめる。

乾燥した粒状物からの成形部分の加工を、アルバーグ（Ａｒｂｕｒｇ）射出成形機で行う。溶融温度を２５０〜２７５℃に設定する一方、成形温度は３０〜５０℃である。成形部分の特性を表１にまとめる。

実施例４、５、６及び７
（本発明による）
表１に列挙するようにｍ−キシリレンジアミンの量を増やして、実施例３と類似の方法で、実施例４、５、６、及び７においてポリアミドを製造する。ポリマーの特性を表１にまとめる。

成形部分を、乾燥した粒状物からアルバーグ（Ａｒｂｕｒｇ）射出成形機を用いて製造する。溶融温度を２５０〜２７５℃に設定し；型の温度は３０〜５０℃である。成形部分の特性を表１にまとめる。

実施例９
（本発明による）
１３０Ｌ加圧オートクレーブ中でヘキサメチレンジアミン１４．１ｋｇ、ナフタレンジカルボン酸２，６（ｐ．１７のとおり）３．５ｋｇ、イソフタル酸１７．２ｋｇ、酢酸２３０ｇを、水４０ｋｇ中で懸濁させ、蒸気を開放することによって最大４ｂａｒまでの圧力に制限しながら、２６０℃で２時間加熱する。２６０℃で攪拌を続け、ゆっくりと圧力を１ｂａｒまで下げ、約３時間以上ガス抜きする。所望の攪拌トルクに到達した後、約５ｍｍのボアホールを通して混合物を取り出す。排出したポリマーストランドを水浴に入れ、冷却し、粒状物へと切断する。次いで、タンブル中で９０℃で窒素下、１２時間乾燥させる。１３２℃のガラス転移点及び０．５％ｍ−クレゾール溶液中で測定して１．４８の相対粘度を有する無色の、ガラス質ポリアミドを得る。ポリマーの特性を表１にまとめる。

乾燥した粒状物からの成形部分の加工を、アルバーグ（Ａｒｂｕｒｇ）射出成形機で行う。溶融温度を２５０〜２７５℃に設定する一方、成形温度は３０〜５０℃である。成形部分の特性を表１にまとめる。

ＴＲ５５：グリラミド（Ｇｒｉｌａｍｉｄ）（登録商標）ＴＲ５５（Ｅｍｓ Ｃｈｅｍｉｅ）
Ｇ２１：グリボリー（Ｇｒｉｖｏｒｙ）（登録商標）Ｇ２１（Ｅｍｓ Ｃｈｅｍｉｅ）
相対粘度 ０．５％ｍ−クレゾール＝ｍ−クレゾール中０．５％で測定した相対粘度
ＭＶＩ＝溶融粘度指数
（特性の測定）
「ｃｏｎｄ」といわれる特性を、調整済みの試験体で測定する。調整は、ＩＳＯ １１１０によって行った。全ての残りの特性は、乾燥試験体で決定した。

熱的データの測定は、パーキンエルマー（Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ）ＤＳＣ装置において、加熱速度２０℃／分及び冷却速５℃／分で、粒状物（乾燥：１２０℃／２４時間）を用いて行った。

溶融温度を、ＩＳＯ ３１４６−Ｃにより測定した。結晶化温度、結晶化エンタルピ−、及び結晶化速度を、第１の冷却サイクル（５°Ｃ／分）中に行った。ガラス転移温度Ｔｇを決定するために、サンプルをＴｇ＋２０℃まで加熱し、クエンチして、次いで、第２の加熱サイクル（２０℃／分）中に測定した。

密度を、成形部分の断片を用いて、比重ビンにおいて２０℃で決定した。

ＭＶＩを、ＤＩＮ ５３７３５／ＩＳＯ １１３３に従って、ゴッドフェルト（Ｇｏｔｔｆｅｒｔ）機で決定した。２７５℃で、加熱時間は４分である。測定は、５ｋｇの重量の下で行った。

Ｅ−モジュラス、引張強度、及び破壊時の伸長の機械的特性を、ＩＳＯ５２７にしたがって、標準試験体の張力試験によって決定した。

衝撃強さ（ＳＺ）及びノッチ付衝撃強さ（ＫＳＺ）の測定値を、ＩＳＯ １７９ｅＵ及びＩＳＯ １７９ｅＡにより、２３℃のシャルピーにより決定した。

光透過率を、５０×３０×３ｍｍの色付ウェハを用いて、２００〜８００ｎｍの領域で
パーキンエルマー（Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ）ＵＶデバイスで測定した。透過値は、５４０ｎｍ（３ｍｍ）に関して与えられる。

屈折率を、アッベ（Ａｂｂｅ）屈折計で、５０×３０×３ｍｍの色付ウェハを用いて、
日光で測定した。屈折率は、ｎ_D ²⁰値である。

硬度ショアＤを、ＩＳＯ ８６８により、調整したサンプルを用いて室温で決定した。

本発明の成形化合物は、熱可塑性プロセスを用いて成形され、ＰＭＭＡ又はＰＣのような公知の物質に対して、高い反射率、硬度及び高い熱的安定性のような光学的に顕著な特性を１つの製品中で有するという特徴を有し、光学レンズのための材料として利用できる。

Claims (25)

1. コポリアミドに基づく透明熱可塑性ポリアミド成形材料であって、前記コポリアミドが、芳香族コアを有するジアミン及びジカルボン酸を主要重量部として有し、１．５９を超える屈折率ｎ_D ²⁰を有すると共に以下の式（Ｉ）によって表される以下の鎖によって特徴付けられる、透明熱可塑性ポリアミド成形材料から製造される粒状物を再成形することにより、光学レンズ又はレンズブランクを製造する方法。
   −｛ＩＰＳ−ＮＨ−Ｒ₁−ＮＨ｝ｎ₁−｛ＴＰＳ−ＮＨ−Ｒ₂−ＮＨ｝ｎ₂−｛ＣＯ−Ｒ₃−ＮＨ｝ｎ₃− （Ｉ）
   この式中において、
   ｎ₁＝４０〜１００重量％、
   ｎ₂＝６０〜０重量％、
   ｎ₃＝０〜３０重量％、そしてｎ₁、ｎ₂、及びｎ₃の重量％比は、全体で１００％であり、
   ここで、コアＲ₁、Ｒ₂を有するジアミンは、同一又は異なっていてもよく、ジアミン１００ｍｏｌ％に対して少なくとも３０ｍｏｌ％のジアミンは、パラ−キシリレン又はメタ−キシリレン単位からなり、２〜１２の（ＣＨ₂）単位を有する直鎖脂肪族又は分枝脂肪族鎖あるいは脂環式コアを有する鎖からなってもよく、これらは独立してかまたはブレンドとして組み込まれ、ここで、ジカルボン酸１００ｍｏｌ％は、少なくとも４０ｍｏｌ％のイソフタル酸（ＩＰＳ）、残りとしてテレフタル酸（ＴＰＳ）からなり、これらはナフタレンジカルボン酸によって部分的又は完全に交換することができ、前記成形化合物のコポリアミドの３０重量％までは、５〜１１の（ＣＨ₂）単位鎖からなるコアＲ₃を有するアミノ酸又はラクタムによって交換することができる。
2. コポリアミドに基づく透明熱可塑性ポリアミド成形材料であって、前記コポリアミドが、１．５９を超える屈折率ｎ_D ²⁰を有すると共に以下の式（ＩＩ）に記載の組成を有することによって特徴付けられる、透明熱可塑性ポリアミド成形材料から製造される粒状物を再成形することにより、光学レンズ又はレンズブランクを製造する方法。
   ＭＸＤＩ／ＭＸＤＴ／６Ｉ／６Ｔ（ＩＩ）
   この式中において、各成分は以下のｍｏｌ％比を有する：
   ジアミン１００ｍｏｌ％及びジカルボン酸１００ｍｏｌ％に対して、
   ２０〜１００ｍｏｌ％のメタ−キシリレンジアミン（ＭＸＤ）、
   ８０〜０ｍｏｌ％のヘキサメチレンジアミン（６）、
   ５０〜１００ｍｏｌ％のイソフタル酸（Ｉ）、及び
   ５０〜０ｍｏｌ％のテレフタル酸（Ｔ）、
   ここで、メタ−キシリレンジアミンを、パラ−キシリレンジアミンによって完全又は部分的に交換することができ、テレフタル酸を、ナフタレンジカルボン酸によって完全又は部分的に交換することができ、ここで、対称の異性体、又は非対称の異性体あるいはそのブレンドを組み込むことができる。
3. コポリアミドに基づく透明熱可塑性ポリアミド成形材料であって、前記コポリアミドが、１．５９を超える屈折率ｎ_D ²⁰を有すると共に以下の式ＩＩに記載の組成を有することを特徴とする、透明熱可塑性ポリアミド成形材料から製造される粒状物を再成形することにより、光学レンズ又はレンズブランクを製造する方法。
   ＭＸＤＩ／ＭＸＤＴ／６Ｉ／６Ｔ（ＩＩ）
   この式中において、各成分は以下のｍｏｌ％比を有する：
   ジアミン１００ｍｏｌ％及びジカルボン酸１００ｍｏｌ％に関して、
   ２０〜８０ｍｏｌ％のメタ−キシリレンジアミン（ＭＸＤ）、
   ８０〜２０ｍｏｌ％のヘキサメチレンジアミン（６）、
   ６０〜８０ｍｏｌ％のイソフタル酸（Ｉ）、及び
   ４０〜２０ｍｏｌ％のテレフタル酸（Ｔ）
4. 前記コポリアミドが、ジアミン１００ｍｏｌ％に対して、メタ−キシリレンジアミン、パラ−キシリレンジアミンからなる群から選択されたジアミンを少なくとも５０ｍｏｌ％を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか記載の方法。
5. 芳香族コアを含む前記ジアミン及び／又は前記ジカルボン酸５ｍｏｌ％までが、２〜１２の（ＣＨ₂）単位を有する分枝もしくは分枝していない脂肪族ジアミン又は２〜１２の
   ＣＨ₂単位を有する分枝もしくは分枝していない脂肪族ジカルボン酸によって交換可能であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか記載の方法。
6. 前記コポリアミドの鎖において、脂環式ジアミン又は脂環式ジカルボン酸が５ｍｏｌ％まで存在することを特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. 前記脂環式ジアミン又は脂環式ジカルボン酸が、ノルボルニル（norbornyl）、シクロヘキシル、ジシクロヘキシルメタン、ジシクロヘキシルプロパン、ジ（メチルシクロヘキシル）メタン、ジ（メチルシクロヘキシル）プロパンの骨格を有するものからなる群から選択されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
8. 反応を促進させるために、Ｈ ₃ ＰＯ ₂ 、Ｈ ₃ ＰＯ ₃ 、Ｈ ₃ ＰＯ ₄ からなる群から選択される触媒が、０．０１〜０．２重量％の等量で重縮合の間に水性混合物へと添加されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか記載の方法。
9. Ｒ₃ＰＯ₂、Ｒ₃ＰＯ₃、Ｒ₃ＰＯ₄（Ｒ＝Ｈ、又は金属イオン又は有機直鎖又は環状残基あるいは立体的に込み合ったフェノールを有する）からなる群から選択される安定剤が、一連の重合及び後加工における色を安定化させるために、０．０１〜０．２重量％の量で組み込まれることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか記載の方法。
10. 鎖長を制御するために、一官能性アミン又は一官能性の酸のいずれかが重合されるか、あるいは過剰のジアミン又はジカルボン酸が使用されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか記載の方法。
11. 鎖長制御剤として多置換ピペリジル基及び三級ブチルフェニル基を含む一官能性アミン又は一官能性の酸が使用されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 鎖長制御剤として多置換ピペリジル基又は三級ブチルフェニル基を含む一官能性アミン又は一官能性の酸が使用されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
13. 脂肪族又は脂環式のアミンが一官能性アミンとして使用され、そして脂肪族、脂環式、又は芳香族の酸が一官能性の酸として使用されることを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれか記載の方法。
14. 脂肪族又は脂環式のアミンが、ヘキシルアミン及び／又はシクロヘキシルアミンであることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 脂肪族、脂環式、又は芳香族の酸が、安息香酸、酢酸及びプロピオン酸からなる群から選択されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
16. 前記コポリアミドが、ｍ−クレゾール中０．５％で測定され、１．３３〜１．６５の相対粘度（ｒ．Ｖ．）を有することを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか記載の方法。
17. 射出成形が使用されることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか記載の成形体を製造する方法。
18. マルチキャビティツールにおける射出成形が使用されることを特徴とする請求項１７に記載の成形体を製造する方法。
19. フィルム又は他の成形部分が、インサート成形されることを特徴とする、請求項１〜１８のいずれか記載の成形体を製造するための方法。
20. インサート成形されるフィルム又は他の成形部分が、偏光特性を有するか、あるいはＵＶ吸収剤、レンズを着色するための染料、温度の影響に基づいてその外観を変える添加剤、又は温度又は入射光の波長に依存して色を変えるサーモクロマチック添加剤を有することを特徴とする請求項１９記載の方法。
21. ＵＶ吸収剤が４００ｎｍより短いＵＶ光を吸収する吸収剤であることを特徴とする請求項２０記載の方法。
22. 前記フィルムの前記インサート成形は、成形部品で、改良された耐薬品性、改良された負荷能力、改良された耐摩擦挙動又は剥離特性を達成することを特徴とする、請求項１９に記載の成形体を製造するための方法。
23. ハードコート、ソフトコート、又はＵＶ保護ワニスを用いたワニス塗布、炭素又は金属原子を用いた蒸着コーティング、プラズマ処理及び層重合保護を有する、請求項１〜２２のいずれか記載の成形体を製造するための方法。
24. 請求項１〜２２のいずれか記載の方法を用いて製造されることを特徴とする、眼鏡のための光学レンズ。
25. 請求項１〜２２のいずれか記載の方法を用いて製造されることを特徴とする、カメラ、双眼鏡、顕微鏡、電気光学測定デバイス及び試験デバイス、光学フィルタ、ヘッドライトレンズ、ランプレンズ、プロジェクタ、ビデオプロジェクタ、のぞき窓及びゲージガラスのための光学レンズ。