JPH0475247B2

JPH0475247B2 -

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Publication number: JPH0475247B2
Application number: JP59034255A
Authority: JP
Priority date: 1984-02-27
Filing date: 1984-02-27
Publication date: 1992-11-30
Also published as: JPS60178401A

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の利用分野〕本発明は耐水性と透明性に優れるレンズ、光導
波路、光フアイバ等のプラスチツク製光学用素子
に適用可能な光学用樹脂組成物に関する。〔発明の背景〕プラスチツク製光学用素子は無機ガラス製のも
のと比べて軽量であること、成形及び加工が容易
なこと、耐衝撃性が高いこと等の利点を有してい
るため近年その需要が増大している。しかし、プ
ラスチツクは光学用として使える材料の種類が極
めて少ないため、屈折率の選択の幅が小さいこ
と、屈折率の波長依存性が大きく、高屈折率のも
のは分散が悪くなること、さらに屈折率分布を有
する光学素子、例えば屈折率分布型のマイクロレ
ンズや光フアイバ等を製造する場合、屈折率を自
由に調整することが難しいこと、光学特性の信頼
性が劣ること等の欠点がある。そのため金属を含
む透明プラスチツクが近年検討されるようになつ
ており、金属の種類や量によつてプラスチツクの
光学特性を変えることが種々行われている。例え
ば、特開昭56−147101号、特開昭57−5705号、特
開昭57−28115号、特開昭57−28116号各公報に記
載されている高屈折率のレンズ用樹脂や特開昭47
−26913号、特開昭51−42545号各公報に記載され
ている金属イオン交換や脱着による光伝送用合成
樹脂体等がある。しかし金属を含むプラスチツク
は一般に耐水性が悪くなることが知られており、
特に吸水がひどくなるとプラスチツクの透明性が
失われる欠点がある。これが含金属プラスチツク
を光学材料として適用する際の大きな障害であつ
た。そのため、本発明者は上記の欠点を改善すべく
鋭意研究を重ねた結果、含金属透明プラスチツク
中に撥水性の効果の大きいシリコン元素を導入す
れば、耐水性に優れ、しかも透明性の良好な樹脂
が得られることを見出し、本発明に到達した。〔発明の目的〕本発明の目的は、耐水性と透明性に優れるレン
ズ、光導波路、光フアイバ等のプラスチツク製光
学用素子に適用可能な光学用樹脂組成物を提供す
ることにある。〔発明の概要〕本発明の光学用樹脂組成物は一般式(1) 及び一般式(2) （式中、R₁は水素又はメチル基、Ｍは金属元
素、ｎは金属の原子価、R₂は飽和又は不飽和の
炭化水素基を表わし、R₃はシリコン元素を含む
飽和又は不飽和の炭化水素基を表わす。）で表わ
される含金属モノマの少なくとも１種類30〜65重
量部と、シリコン元素を有するラジカル重合可能
なモノマあるいは該モノマに二重結合を有するラ
ジカル重合可能な他のモノマ70〜35重量部を含む
ことを特徴とする光学用樹脂組成物である。本発
明において上記一般式(1)で表わされるR₂に用い
るシリコン元素を含まない飽和又は不飽和の炭化
水素基を有するカルボン酸としては、炭素数５な
いし20の飽和又は不飽和の脂肪族又は芳香族カル
ボン酸であり、例えば、吉草酸、カプロン酸、カ
プリル酸、オクチル酸、カプリン酸、ラウリン
酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン
酸、オレイン酸、エライジン酸、ソルビン酸、リ
ノール酸、リノレン酸、ナフテン酸、安息香酸、
フエニル酢酸、ヒドロケイ皮酸、４−フエニル酪
酸、５−フエニル吉草酸、Ｏ，ｍ，Ｐ−クロロフ
エニル酢酸、２−フエニルプロピオン酸、３−フ
エノキシプロピオン酸、フタル酸モノベンジル、
フタル酸モノアリル、ケイ皮酸、α−シアノケイ
皮酸、マレイン酸モノベンジルなどがある。前記重合体は透明性にすぐれており、重合体の
光線透過率はASTM−1003に準じて80％以上で
あることが望ましく、金属元素の含有量は透明重
合体の全重量の５〜50重量％が望ましく、そして
シリコン元素の含有量は透明重量体の全重量の
0.001〜20重量％が望ましい。本発明では、前記一般式(1)あるいは(2)で表わさ
れるホモポリマや、一般式(1)と(2)で表わされる化
学構造を含む樹脂の共重合体を、第１成分として
用いる。また、二重結合を有するラジカル重合可
能なモノマあるいはシリコン元素を有するモノマ
あるいはこの両者の共重合体を第２成分として用
いる。該第１成分と第２成分とからなる組成物を
ラジカル反応させて、金属元素とシリコン元素と
を含む透明な共重合体を形成する。例えば有機カ
ルボン酸金属塩の単独重合体、スチレンとメタク
リル酸の共重合体やα−オレフインやα，β−エ
チレン型不飽和カルボン酸との共重合体に金属イ
オンを結合したいわゆるアイオノマー等の種々の
ものを用いることができるが、これらの中でも特
にプラスチツクの透明性の優れたものとしては前記一般式(1)及び一般式(2)で表わされる含金属
モノマあるいは一般式(1)と(2)との共重合体と、シ
リコン元素を有するラジカル重合可能なモノマと
の組合せにより得られる金属元素とシリコン元素
とを含む共重合体がある。本発明において、金属元素とシリコン元素を含
む共重合体の製造方法としては、例えば一般式(1)
及び一般式(2)で表わされる含金属モノマと一般式
(3) （式中、R₁は前記と同じ、Ｘはシリコン元素
を含む炭化水素基を表わし、ｍは１〜４の整数を
表わす。）で表わされる二重結合を含有するシラ
ン系のモノマとの組成物を共重合する方法などが
ある。本発明において二重結合を含有するシラン系の
モノマーとしては例えば次のような一般式で表わ
される一官能性あるいは二官能以上の多官能性モ
ノマーを用いることができる。（）（CH₂＝CH）₃Si−X₁ （）（CH₂＝CHCH₂Ｏ）₄Si （上記各式中、R₁は−Ｈ，−CH₃を表わし、
X₁，X₂，X₃は−Ｈ，−CH₃，−Cl，−OCH₃，−
OC₂H₅，−（CH₂）₂CH₃，

【式】

【式】 −CH₂Cl，−OOCCH₃，

【式】

【式】−（CH₂）₃CH₃，− CH₂CH₂CH₂Cl，−OCH₂CH₂OCH₃，

【式】

【式】（但しＹは−Ｈ，−Br，−Cl，−OCH₃，−CH₃を表わし、ａ
は１〜２を示す）を表わし、Ｒは−Ｏ−，

【式】若しくは

〔発明の実施例〕

本発明を更に具体的に説明するために以下実施
例及び比較例を挙げて説明するが、本発明はこれ
らの実施例に限定されるものではない。なお、実
施例、比較例において得られる樹脂は、下記の試
験法により諸物性を測定した。 (1) 屈折率（n₀）とアツベ数アツベの屈折計を用いて、25℃における屈折率
とアツベ数を測定した。接触液にはα−モノブロ
ムナフタリンを用いた。 (2) 光線透過率ヘイズメーター（スガ試験機株式会社製）を用
いてASTM1003に準じて厚さ２mmの試験片につ
いて測定した。 (3) 耐水性 Γ 耐熱水性 80℃の水浴に8hr浸漬した後の試験片の外観、
透明性、形状の異常の有無。 Γ 耐温水性 40℃の水浴に15日間浸漬した後の試験片の外
観、透明性、形状の異常の有無。（実施例１）２−ヒドロキシエチルメタクリレート25部（重量部、以下同じ）を含むベンゼン中にアク
リル酸24部、ヒドロケイ皮酸14部、ケイ皮酸７部
を溶解して45℃に保持した後、水酸化バリウム８
水塩を90℃で４日間空気中で乾燥を行つた水酸化
バリウムの一水和物（Ba（OH）₂・H₂０）30部を
徐々に入れて反応を行わせた。この溶液に含まれ
る水とベンゼンを減圧下で除いた後、モノマー組
成物(A)を得た。次にモノマー組成物(A)40部、クロ
ルスチレン50部、γ−メタクロキシプロピルトリ
メトキシシラン10部を混合し、重合開始剤として
ジミリスチルパーオキシジカーボネート0.3部を
加え、２枚のガラススモールドとカスケツトによ
り組立てた注型用の型に注入した。それを60℃４
時間、90℃３時間保持し無色透明の重合体を取り
出した。その光学特性と耐水性の結果を表に示
す。（比較例１）実施例１で得られたモノマー組成物(A)44部、ク
ロルスチレン56部を混合し、重合開始剤としてジ
ミリスチルパーオキシジカーボネート0.3部を加
え、実施例１と同様の方法で無色透明の重合体を
得た。測定結果を表に示す。（実施例２）実施例１で得られたモノマー組成物(A)50部、ビ
ニルトルエン40部、ジメチルフエニルビニルシラ
ン10部を混合し、重合開始剤としてジミリスチル
パーオキシジカーボネート0.3部を加え、実施例
１と同様の方法で無色透明の重合体を得た。測定
結果を表に示す。（比較例２）実施例１で得られたモノマー組成物(A)55部、ビ
ニルトルエン45部を混合し、重合開始剤としてジ
ミリスチルパーオキシジカーボネート0.3部を加
え、実施例１と同様の方法で無色透明の重合体を
得た。測定結果を表に示す。（実施例３）メタクリル酸40部、ヒドロケイ皮酸17部をベン
ゼンに溶解して45℃に保持した後、一酸化鉛
（PbO）43部を徐々に入れて反応を行わせた。反
応終了後、この溶液にクロルスチレン46部を加
え、反応副生成物である水とベンゼンを減圧下で
除いた。このモノマー組成物を(B)とする。モノマ
ー組成物(B)95部、アリルトリエトキシシラン５部
を混合し、重合開始剤としてジミリスチルパーオ
キシジカーボネート0.2部を加え、実施例１と同
様の方法で無色透明の重合体を得た。測定結果を
表に示す。（比較例３）実施例３で得られたモノマー組成物(B)100部に
対し、ジミリスチルパーオキシジカーボネート
0.2部を加え、実施例１と同様の方法で無色透明
の重合体を得た。測定結果を表に示す。（実施例４）混合クロルスチレン（オルト／パラ＝60／40）
40部、メタクリル酸鉛13部、ヒドロケイ皮酸鉛33
部、メタクリル酸７部、１，４−ビス（ジメチル
ビニルシリル）ベンゼン７部を50℃で混合し、透
明清澄なモノマー組成物を得た。このモノマー組
成物100部に対し、重合開始剤としてジミリスチ
ルパーオキシジカーボネート0.25部を添加混合
し、２枚のカラスモールドとカスケツトからなる
注型用の型に注入した。それを55℃４時間、90℃
３時間保持し加熱硬化した後、透明な重合体を取
り出した。測定結果を表に示す。（実施例５）２−ヒドロキシエチルメタクリレート25部を含
むベンゼン中にアクリル酸24部、３−（トリメチ
ルシリル）プロピオン酸14部、ケイ皮酸９部を溶
解して45℃に保持した後、水酸化バリウムの一水
和物（Ba（OH）₂・H₂Ｏ）28部を徐々に入れて反
応を行わせた。この溶液に含まれる水とベンゼン
を減圧下で除いた後、モノマー組成物(C)を得た。
次にモノマー組成物(C)50部、クロルスチレン50部
を混合し、重合開始剤としてジミリスチルパーオ
キシジカーボネート0.3部を加え、実施例１と同
様の方法で無色透明の重合体を得た。測定結果を
表に示す。（実施例６）実施例５で得られたモノマー組成物(C)50部、ク
ロルスチレン45部、ジメチル−ｐ−トリルビニル
シラン５部を混合し、ジミリスチルパーオキシジ
カーボネート0.3部を加え、実施例１と同様の方
法で無色透明の重合体を得た。測定結果を表に示
す。

〔発明の効果〕

以上説明した通り、本発明によれば耐水性、透
明性共に優れた光学用樹脂組成物とこれを用いた
光学用素子とが得られるという効果がある。

Claims

【特許請求の範囲】１一般式(1) 及び一般式(2) （式中、R₁は水素又はメチル基、Ｍは金属元
素、ｎは金属の原子価、R₂は飽和又は不飽和の
炭化水素基を表わし、R₃はシリコン元素を含む
飽和又は不飽和の炭化水素基を表わす。）で表わ
される群から選ばれる含金属モノマの少なくとも
１種類30〜65重量部と、シリコン元素を有するラジカル重合可能なモノ
マ70〜35重量部を含むことを特徴とする光学用樹
脂組成物。２一般式(1) 及び一般式(2) （式中、R₁は水素又はメチル基、Ｍは金属元
素、ｎは金属の原子価、R₂は飽和又は不飽和の
炭化水素基を表わし、R₃はシリコン元素を含む
飽和又は不飽和の炭化水素基を表わす。）で表わ
される群から選ばれる含金属モノマの少なくとも
１種類30〜65重量部と、シリコン元素を有するラ
ジカル重合可能なモノマと、二重結合を有するラ
ジカル重合可能な他のモノマ70〜35重量部を含む
ことを特徴とする光学用樹脂組成物。