JPH03119007A

JPH03119007A - 光学用樹脂材料

Info

Publication number: JPH03119007A
Application number: JP25665289A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Takeuchi; 哲也竹内; Yukio Sakuraba; 桜場　幸雄
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1989-09-30
Filing date: 1989-09-30
Publication date: 1991-05-21
Anticipated expiration: 2012-10-08
Also published as: JP2660756B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、透明性、耐熱性、成形加工性および耐吸湿
性に優れた光学用樹脂材料に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、プラスチック光学素子が、軽量であること、量産
性に優れること等を理由に普及しつつある。このような
プラスチック光学素子に用いられる樹脂としては、ポリ
メチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポ
リスチレン樹脂等が知られている。しかしながら、これ
らの樹脂は透明性および成形加工性に優れる一方、熱変
形温度が７０〜１２０°Ｃと低く耐熱性が充分でないた
め、耐熱性が要求される分野、例えば自動車用光学素子
（車載用光ファイバー、車載用ＣＤプレーヤーのピック
アップレンズ、計器用レンズ等）や高温消毒を施す眼内
レンズ等への応用には不向きである。したがって、透明
性、成形加工性とともに耐熱性、耐吸湿性および機械特
性を兼ね備えた光学用樹脂材料の開発が強く望まれてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、透明性、成形加工性、耐熱性、耐吸湿性９機械
特性の全ての条件を同時に満たす樹脂を得ることは容易
ではない。例えば、透明でかつ耐熱性に優れるポリクロ
トン酸ｔｅｒｔ−ブチル樹脂が開発されている（特開昭
４９−８３７８６号公報）が、この樹脂は熱分解温度（
２５０″Ｃ）でも軟化しないため、成形加工が困難であ
る。

この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、透
明性、成形加工性、耐熱性、耐吸湿性。

機械特性の全ての条件を同時に満たす光学用樹脂材料の
提供をその目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、この発明の光学用樹脂材料
は、ポリクロトン酸ｓｅｃ−ブチルを主成分とする光学
用樹脂組成物であって、上記ポリクロトン酸ｓｅｃ−ブ
チルの重量平均分子量が２゜０ＸＩＯ’〜３．０×１０
４〜３．０’であるという構成をとる。

〔作用〕

すなわち、本発明者らは、光学用樹脂として優れた特性
を有するポリメタクリル酸エステルの構造異性体である
ポリクロトン酸エステルに注目し、各種クロトン酸エス
テルの重合性およびポリマー特性について一連の研究を
行った。その結果、特定範囲の重量平均分子量を有する
ポリクロトン酸ｓｅｃ−ブチルを主成分として用いると
上記特性を有する光学用樹脂が得られることを見出しこ
の発明に到達した。

つぎに、この発明の詳細な説明する。

この発明の光学用樹脂材料は、主成分として特定のポリ
クロトン酸ｓｅｃ−ブチルを用いることにより得られる
。

上記特定のポリクロトン酸ｓｅｃ−ブチルとしては、重
量平均分子量が２．０×１０４〜３．０’〜３．　ＯＸ
　１０Ｓのものを用いる必要がある。すなわち、上記ポ
リクロトン酸ｓｅｃ−ブチルの重量平均分子量が２．０
×１０４〜３．０’を下回ると得られる組成物の機械特
性および耐熱性が低下し、逆に３．０×１０４〜３．０
’を上回る重合体では得られる組成物の溶融粘度が高く
なり成形加工性に問題が生じるからである。なお、上記
重量平均分子量は、ゲルパーミェーションクロマトグラ
フィー（ｃｐｃ）で測定し標準ポリスチレンで換算した
値である。

そして、この発明の光学用樹脂組成物の主成分である上
記特定のポリクロトン酸５ｅｅ−ブチルは、例えばつぎ
のようにして製造することができる。すなわち、まず、
酸触媒存在下、エーテル溶媒中でクロトン酸と２−ブタ
ノールとを反応させてクロトン酸ｓｅｃ−ブチルモノマ
ーを作製する、つぎに、このクロトン酸ｓｅｃ−ブチル
モノマーを高真空あるいは窒素雰囲気下、−３０°Ｃ〜
−７８°Ｃの低温で、充分に脱水したテトロヒドロフラ
ン、トルエン等の溶媒中で重合反応を行うことにより製
造することができる。

上記重合反応における重合触媒としては、アニオン重合
開始側が好適で、ｎ−ブチルリチウム、２−メチルブチ
ルリチウム、ｓｅｃ−ブチルリチウム、１，１−ジフェ
ニルヘキシルリチウム、９−フルオレニルリチウム、ナ
フタレンリチウム、ナフタレンリチウム、ジプチルマグ
ネシウム等が用いられる。その他、低分子量のポリスチ
リルリチウム、ポリ−α−メチルスチリルリチウム等の
炭化水素リビングポリマーも使用可能である。

また、上記特定のポリクロトン酸ｓｅｃ−ブチルは、上
記製法以外に、例えは溶媒を用いずにクロトン酸ｓｅｃ
−ブチルモノマーを高濃度状態で塊状重合させることに
より製造することもできる。

なお、この発明の光学用樹脂材料には、上記主成分であ
る特定のポリクロトン酸ｓｅｃ−ブチル以外に、得られ
る樹脂材料の諸特性を妨げない範囲内で、各種の添加剤
を配合することができる。

上記添加剤としては、例えば、劣化防止、熱的安定性、
成形加工性の観点から、抗酸化剤、離型剤、滑剤、可塑
剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤等が用いられる
。

このようにして得られる光学用樹脂材料は、主成分に特
定の重量平均分子量を有するポリクロトン酸ｓｅｃ−ブ
チルを用いるため、透明性、成形加工性に優れているの
みならず、耐熱性、耐吸湿性および機械特性にも優れ、
広範囲の分野への応用が期待できるものである。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明の光学用樹脂材料は、従来実現
することのできなかった透明性、成形加工性、耐熱性、
耐吸湿性および機械特性の諸特性を全て満たしたもので
ある。したがって、これを用いた光学素子は、従来その
利用が制限されていたような分野、例えば光学レンズ、
光デイスク盤、光ファイバー、メーターカバー等に幅広
く応用することができる。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。

〔実施例１〕まず、クロトン酸６００ｇをベンゼン１５００ｄに溶解
し、触媒として硫酸２０Ｉｄを加え２−ブタノール５５
０ｍを滴下しながら約２４時間還流させた。この間に生
成した水を除去する。その後、炭酸水素ナトリウム水溶
液を用いて洗浄することにより未反応のクロトン酸およ
び硫酸を除去した。そして、このクロトン酸ｓｅｃ−ブ
チルのベンゼン溶液から常圧下で蒸留することによりク
ロトン酸ｓｅｃ−ブチルモノマー９２０ｇを得た。

つぎに、充分に精製したクロトン酸ｓｅｃ−ブチルモノ
マー９００ｇと水素化カルシウム５ｇを３１フラスコに
入れ、高真空中で２４時間撹拌することにより充分に脱
水した。そして、これを予め充分に乾燥し内部を真空状
態にした５！三つロセバラブルフラスコ（撹拌羽根、触
媒適下用ロート付）中に減圧蒸留することにより仕込ん
だ。二のフラスコをドライアイス−メチルアルコール浴
を用い内部が一６５°Ｃになるように冷却したのち、ｓ
ｅｃ−ブチルリチウムの１．０　Ｍシクロヘキサン溶液
８０戚をフラスコの滴下用ロートから滴下し、撹拌を続
けたところ３０分経過後に増粘し、撹拌不可能となった
ため撹拌をストップした。そして、滴下から５時間後に
反応を止め、内容物をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に
溶解して取り出したのち、多量のメタノール中に投入し
てポリマーを沈澱させた。そして、この沈澱物を濾別し
、減圧乾燥して４５５ｇのポリクロトン酸ｓｅｃ−ブチ
ルを得た。得られたポリクロトン酸５ｅｅ−ブチルの重
量平均分子量は１．５×１０４〜３．０’であった。

〔実施例２〕実施例１と同様にして得られたクロトン酸５ｅＣ−ブチ
ルモノマーを水素化カルシウムを用いて脱水した。この
クロトン酸ｓｅｃ−ブチルモノマー４００　ｇと、同じ
く水素化カルシウムで脱水したＴＨＦ２２００ｄとを減
圧蒸留することにより５１三つロセバラブルフラスコ（
撹拌羽根、触媒適下用ロート付）中に仕込んだ。このフ
ラスコをドライアイス−メチルアルコール浴を用い内部
が一６０°Ｃになるように冷却したのち、ｓｅｃ−ブチ
ルリチウムの１．０Ｍシクロヘキサン溶液１００−をフ
ラスコの滴下用ロートから滴下し、５時間撹拌を続けた
。その後、メタノールを少量加えて重合反応をストップ
させた。そして、内容物をＴＨＦに溶解して取り出した
のち、多量のメタノール中に投入してポリマーを沈澱さ
せた。そして、この沈澱物を濾別し、減圧乾燥して１８
０ｇのポリクロトン酸ｓｅｃ−ブチルを得た。得られた
ポリクロトン酸ｓｅｃ−ブチルの重量平均分子量は２．
０×１０４〜３．０’であった。

〔実施例３〕実施例１と同様にして９００ｇのクロトン酸ｓｅｃ−ブ
チルモノマーを得た。このクロトン酸ｓｅｃ−ブチルモ
ノマー９００ｇを用い、実施例１と同様にして５１三つ
ロセパラブルフラスコ（撹拌羽根、触媒適下用ロート付
）中に減圧蒸留することにより仕込んだ。このフラスコ
をドライアイス−メチルアルコール浴を用い内部が一６
５°Ｃになるように冷却したのち、ｓｅｃ−ブチルリチ
ウムの１．０Ｍシクロヘキサン溶液１０ｄをフラスコの
滴下用ロートから滴下し、撹拌を続けたところ途中で撹
拌不可能となったが、そのまま反応を続行し、１２時間
後に反応をストップした。そして、内容物をＴＨＦに溶
解して取り出したのち、多量のメタノール中に投入して
ポリマーを沈澱させた。そして、この沈澱物を濾別し、
減圧乾燥して３３０ｇのポリクロトン酸ｓｅｃ−ブチル
を得た。得られたポリクロトン酸ｓｅｃ−ブチルの重量
平均分子量は３．０×１０４〜３．０’であった。

〔比較例１〕ポリクロトン酸−ｓｅｃ−ブチルの代わりにメタクリル
樹脂（ＰＭＭＡ）（住友化学社製、スミペックスＢ−Ｔ
Ｒ）を用いた。

〔比較例２〕５１三つロセパラブルフラスコをドライアイス−メチル
アルコール浴を用い内部が一６０°Ｃになるように冷却
したのち、ｓｅｃ−ブチルリチウムの１．０Ｍシクロヘ
キサン溶液１５０ｒ１１１をフラスコの滴下用ロートか
ら滴下し、５時間撹拌を続けた、それ以外は実施例２と
同様にして重量平均分子量１．３×１０４〜３．０’の
ポリクロトン酸ｓｅｃ−ブチル２２５ｇを得た。

〔比較例３〕５２三つロセバラブルフラスコをドライアイス−メチル
アルコール浴を用い内部が一６５゛Ｃになるように冷却
したのち、ｓｅｃ−ブチルリチウムの１．０　Ｍシクロ
ヘキサン溶液５ＩＲ１をフラスコの滴下用ロートから滴
下し、撹拌を続け３０時間後に撹拌をストップさせた。

それ以外は実施例１と同様にして重量平均分子！５．ｌ
×１０４〜３．０’のポリクロトン酸ｓｅｃ−ブチル４
３ｇを得た。

上記のようにして得られた実施別品および比較例品を用
いて圧縮成形、射出成形、キャスティングにより適宜の
大きさのテストピースを作製し、透明性、耐熱性、耐吸
湿性および機械特性等の特性評価を行った。その結果を
測定方法とともに下記の表に示した。この際、比較例２
で得られたポリクロトン酸ｓｅｃ−ブチルのビカット軟
化点測定中にサンプル破壊が発生し、測定不可能となっ
た。また、比較例３で得られたポリクロトン酸ｓｅｃ−
ブチルを用いて上記特性評価用テストピースを成形する
際、溶融粘度が高すぎるため、熱分解開始温度（２３０
℃）より高い樹脂温度２５０°Ｃで射出成形したところ
テストピースは黄色に着色していた。

（以下余白）上記結果から、実施別品は透明性、成形加工性、耐熱性
、耐吸湿性および機械特性の全てにおいて優れているこ
とがわかる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ポリクロトン酸ｓｅｃ−ブチルを主成分とする光
学用樹脂材料であつて、上記ポリクロトン酸ｓｅｃ−ブ
チルの重量平均分子量が２．０×１０＾４〜３．０×１
０＾５であることを特徴とする光学用樹脂材料。