JPH0632846A - 光学材料用組成物及び光学材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 （Ａ）下記一般式化１で表わされるジオール
を含むジオール化合物５〜９５重量部と、（Ｂ）少なく
とも不飽和ジカルボン酸又は不飽和ジカルボン酸無水物
を含むジカルボン酸化合物９５〜５重量部とを重縮合し
てなる不飽和ポリエステル及び単独重合体の屈折率が
１．５３以上のビニルモノマーを含むビニルモノマー成
分を必須成分として共重合して得られる光学材料。 【効果】 本発明の光学材料は、１．５５以上の屈折率
及び高いアッベ数を有し、しかも重合収縮率が小さく、
光学的透明性、耐熱性、耐溶剤性及び耐衝撃性にも優れ
ている。従って、メガネ用レンズ、カメラレンズ、光学
用素材などのプラスチックレンズ用あるいは、高屈折率
フィルム等のその他の光学材料材料として有用である。 【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光学材料用組成物及び光
学材料に関し、更に詳しくは、屈折率、透明度、耐熱性
等に優れた光学材料用組成物及び光学材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、透明性、軽量性、安全性、加工性
等に優れたプラスチック素材が、無機ガラスに代わって
レンズ材料として使用されている。該プラスチック素材
としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリジ
エチレングリコールビスアリルカーボネート、ポリスチ
レン、ポリカーボネート等が知られている。前記ポリメ
チルメタクリレート、ポリジエチレングリコールビスア
リルカーボネートは、無機ガラスに比較して、軽量性、
耐衝撃性に優れているものの、屈折率が１．４９〜１．
５０程度と低いため、レンズ等の高屈折率を必要とする
用途に用いる場合、無機ガラスに比べて厚いレンズが要
求され、小型化、軽量化には適さないという欠点があ
る。また、前記ポリスチレン、ポリカーボネートは、屈
折率が１．５８〜１．６０程度と高いものの、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を生
じやすいという問題があり、他にも耐溶剤性、耐擦傷性
に劣る等の欠点があり、高屈折率を有するだけではな
く、他の諸性質にも優れる光学材料が要求されている。

【０００３】そこで、高屈折率を示し、他の諸性質にも
優れる樹脂が種々開発、報告されている。例えば特開昭
５５−１３７４７号公報には、ビスフェノールＡを有す
るジ（メタ）アクリレートとスチレ系モノマ−との共重
合体が提案されている。しかしながら該重合体は、屈折
率は高いものの比重が高くなるなどの問題がある。また
特開昭６３−４６２１３号公報には、ウレタンポリマー
が提案されている。しかしながら、前記ポリマーの場合
には、耐衝撃性等の機械的強度には優れるものの、耐熱
性に劣るという問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、優れた屈折率、透明度、耐衝撃性等の種々の機械
的特性、耐熱性、耐溶剤性等の諸特性を同じに備える光
学材料を提供することにある。

【０００５】本発明の別の目的は、重合収縮率が小さ
く、重合硬化時の反応制御及び成形が容易であり、しか
も前記優れた諸特性を備える光学材料を得ることができ
る光学材料用組成物を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、（Ａ）
下記一般式化２で表わされるジオール（以下ジオール１
と称す）を含むジオール化合物５〜９５重量部と、
（Ｂ）少なくとも不飽和ジカルボン酸及び／又は不飽和
ジカルボン酸無水物を含むジカルボン酸化合物９５〜５
重量部とを重縮合してなる不飽和ポリエステル及び単独
重合体の屈折率が１．５３以上のビニルモノマーを含む
ビニルモノマー成分を必須成分として含有する光学材料
用組成物及び該光学材料用組成物を重合硬化してなる光
学材料が提供される。

【０００７】

【化２】

【０００８】以下本発明を更に詳細に説明する。

【０００９】本発明の光学材料用組成物は、必須成分と
して特定の不飽和ポリエステルと、特定のビニルモノマ
ーを含むビニルモノマー成分とを含有する。

【００１０】本発明の光学材料用組成物において用いる
前記特定の不飽和ポリエステルは、前記一般式化２で表
わされるジオール１を含むジオール化合物（以下（Ａ）
成分と称す）と、特定のジカルボン酸化合物（以下
（Ｂ）成分と称す）とを重縮合して得られる重合物であ
って、好ましくは動粘度３０センチポイズ以上の重合物
である。前記動粘度が３０センチポイズ未満の場合に
は、重縮合反応が不十分であり、好ましくない。

【００１１】前記不飽和ポリエステルの原料成分として
用いる（Ａ）成分に含まれる前記一般式化２で表わされ
るジオール１において、式中ｎ及びｍは１以上の整数を
表わし、好ましくは１〜１５の範囲とするのが望まし
い。前記ｎ又はｍが、１５を超える場合には、得られる
光学材料の屈折率や耐熱性が著しく低下するので好まし
くない。

【００１２】前記ジオール１を具体的に列挙すると、下
記化学式化３〜１０等を好ましく挙げることができ、使
用に際しては単独若しくは混合物として用いることがで
きる。

【００１３】

【化３】

【００１４】

【化４】

【００１５】

【化５】

【００１６】

【化６】

【００１７】

【化７】

【００１８】

【化８】

【００１９】

【化９】

【００２０】

【化１０】

【００２１】前記ジオール１を調製するには、例えば、
ジパラヒドロキシフェニルジオエーテル又はジパラヒド
ロキシフェニルスルホンにアルキレンオキシドを付加さ
せる反応に従って行う方法等により容易に得ることがで
きる。

【００２２】前記（Ａ）成分は、前記ジオール１を含有
しておれば良いが、必要に応じて他のジオール化合物を
含有していても良い。該他のジオール化合物としては、
エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレ
ングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−ブタ
ンジオール、ジ（２−ヒドロキシエチル）フタレート等
を好ましく用いることができ、使用に際しては単独若し
くは混合物として用いることができる。

【００２３】前記（Ａ）成分において、必須成分である
前記ジオール１の含有割合は、（Ａ）成分に対して５０
重量％以上となるようにするのが好ましい。前記ジオー
ル１の含有割合が５０重量％未満の場合には、光学材料
とした際の屈折率が低下するので好ましくない。

【００２４】また前記不飽和ポリエステルの原料成分と
して用いる前記（Ｂ）成分である特定のジカルボン酸化
合物は、少なくとも不飽和ジカルボン酸及び／又は不飽
和ジカルボン酸無水物を含むジカルボン酸化合物であ
る。この際用いることができる不飽和ジカルボン酸とし
ては、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等を好ましく
用いることができ、使用に際しては単独若しくは混合物
として用いることができる。また前記不飽和ジカルボン
酸無水物としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸等
を好ましく挙げることができ、使用に際しては単独若し
くは混合物として用いることができる。

【００２５】前記（Ｂ）成分は、少なくとも前記不飽和
ジカルボン酸及び／又は不飽和ジカルボン酸無水物を含
有しておれば良いが、必要に応じて他のジカルボン酸化
合物を用いることもできる。該他のジカルボン酸化合物
としては、無水フタル酸、フタル酸、イソフタル酸、テ
レフタル酸、テトラクロロ無水フタル酸、テトラブロモ
無水フタル酸等を好ましく挙げることができ、使用に際
しては単独若しくは混合物として用いることができる。

【００２６】前記（Ｂ）成分中における必須成分である
前記不飽和ジカルボン酸及び／又は不飽和ジカルボン酸
無水物の含有割合は、（Ｂ）成分に対して５重量％以上
の範囲とするのが好ましい。５重量％未満の場合には、
光学材料とした際の耐熱性が低下するので好ましくな
い。

【００２７】本発明の光学材料用組成物において、必須
成分として用いる前記不飽和ポリエステルを調製する際
の前記（Ａ）成分と（Ｂ）成分との配合割合は、前記
（Ａ）成分５〜９５重量部に対して、前記（Ｂ）成分９
５〜５重量部の範囲である。前記範囲外の場合には、光
学材料とした際の物性が低下するので前記範囲とする必
要がある。

【００２８】また前記不飽和ポリエステルを調製するに
は、例えば、前記（Ａ）成分と（Ｂ）成分とを混合した
後、不活性ガス気流下にて、好ましくは５０〜２５０℃
の温度範囲にて加熱脱水する等して行うことができる。
この際、反応は、無触媒で行うことができるが、好まし
くはパラトルエンスルホン酸、メタンスルホン酸等を触
媒として用いることもできる。

【００２９】本発明の光学材料用組成物において、前記
不飽和ポリエステルと共に必須成分として用いる前記ビ
ニルモノマー成分は、特定のビニルモノマー、すなわち
単独重合体の屈折率が１．５３以上のビニルモノマー
（以下ビニルモノマー２と称す）を含有する。該ビニル
モノマー２は、単独で重合して得られる重合体の平均分
子量が好ましくは１０００以上である場合に、屈折率が
１．５３以上を示すビニルモノマーであれば特に限定さ
れるものではないが、具体的には例えば、スチレン、メ
チル核置換スチレン、α−メチルスチレン、クロロ核置
換スチレン、ブロモ核置換スチレン、ジビニルベンゼ
ン、フェニル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）
アクリレート、ブロモフェニル（メタ）アクリレート、
２，２−ビス（４−（メタ）アクリロイルオキシエトキ
シフェニル）プロパン、ジアリルオルソフタレート、ジ
アリルイソフタレート、ジアリルテレフタレート、トリ
アリル（イソ）シアヌレート、安息香酸ビニル、ビスフ
ェノールＡジメタクリレート、テトラクロルフタル酸ジ
アリル等を好ましく挙げることができ、使用に際して
は、単独若しくは混合物として用いることができる。

【００３０】前記ビニルモノマー成分は、前記ビニルモ
ノマー２を含有しておれば良いが、必要に応じて他のビ
ニルモノマーを用いることもできる。該他のビニルモノ
マーとしては、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエ
ーテル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、（メタ）ア
クリル酸、Ｎ−ビニルピロリドン、（メタ）アクリルア
ミド、メチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）ア
クリレート、アリル（メタ）アクリレート、（メタ）ア
クリロニトリル、ジエチレングリコールビスアリルカー
ボネート、エチレングリコールビス（メタ）アクリレー
ト、ジエチレングリコールビス（メタ）アクリレート、
ポリエチレングリコールビス（メタ）アクリレート等を
好ましく挙げることができ、使用に際しては単独若しく
は混合物として用いることができる。

【００３１】前記ビニルモノマー２の含有割合は、前記
ビニルモノマー成分に対して５０重量％以上とするのが
望ましい。該含有割合が５０重量％未満の場合には、光
学材料とした際の屈折率が低下するので好ましくない。

【００３２】本発明の光学材料用組成物において、必須
成分である前記不飽和ポリエステルと前記ビニルモノマ
ー成分との配合割合は、前記不飽和ポリエステル９０〜
１０重量％に対して、前記ビニルモノマー成分を１０〜
９０重量％の範囲とするのが好ましい。前記ビニルモノ
マーの配合割合が、１０重量％未満の場合には光学材料
とした際の屈折率や耐熱性が低下し、９０重量％を超え
る場合には光学材料とした際の耐衝撃性や耐熱性が低下
するので好ましくない。

【００３３】本発明の光学材料用組成物には、前記必須
成分の他に酸化安定剤、紫外線吸収剤、染料、顔料、充
填剤等の添加物を必要に応じて添加することもできる。

【００３４】本発明の光学材料は、前記光学材料用組成
物を重合硬化してなる材料であって、前記不飽和ポリエ
ステルが複数の二重結合を有するので、三次元架橋樹脂
からなる材料である。

【００３５】前記光学材料を調製するには、前記光学材
料用組成物を、ラジカル重合開始剤の存在下、例えば、
塊状重合、懸濁重合、乳化重合、溶液重合等のラジカル
重合法により重合させることにより得ることができ、特
に直接所望の型内にて加熱硬化させる注型成型法等を好
ましく用いることができる。前記ラジカル重合開始剤と
しては、具体的には例えば、過酸化ベンゾイル、ジイソ
プロピルパーオキシジカーボネート、ジ−ｎ−プロピル
パーオキシカーボネート、ｔ−ブチルペルオキシ−２−
エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルペルオキシピバレー
ト、ジ−２−エチルヘキシルパーオキシジカーボネー
ト、ｔ−ブチルペルオキシジイソブチレート、過酸化ラ
ウロイル、ｔ−ブチルペルオキシネオデカノエート、ア
ゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニ
トリル等を好ましく挙げることでき、使用に際しては単
独又は混合物として用いることができる。前記ラジカル
重合開始剤の使用量は前記光学材料用組成物全体に対し
好ましくは０．０１〜１０重量％、特に０．１〜５重量
％が好ましい。

【００３６】前記加熱硬化を行うには、例えば前記光学
材料用組成物とラジカル重合開始剤とを直接所望の型枠
内に仕込み、好ましくは３０〜１５０℃、５〜７２時間
加熱することにより重合させることができる。この際、
重合系は、例えば窒素、二酸化炭素、ヘリウム等の不活
性ガスで置換し、若しくは該不活性ガス雰囲気下で行な
うのが望ましい。

【００３７】

【発明の効果】本発明の光学材料用組成物は、光学材料
とする際の重合収縮率が小さく、重合硬化時の反応制御
及び成形が容易であるので、光学材料用として有用であ
る。また該組成物を重合硬化して得られる光学材料は、
１．５５以上の屈折率及び高いアッベ数を有し、優れた
光学的透明性、耐熱性、耐溶剤性及び耐衝撃性等の諸特
性を同時に備えるので、メガネ用レンズ、カメラレン
ズ、光学用素材などのプラスチックレンズ用あるいは、
高屈折率フィルム等の光学材料として有用である。

【００３８】

【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明をさら
に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるもの
ではない。

【００３９】

【合成例１〜３】撹拌器、温度計、コンデンサー、窒素
導入管を備える５００ｃｃの４つ口フラスコに、表１に
示す原料組成物を添加し、窒素ガス気流下にて、８０℃
で３時間、１４０℃で２時間、更に２００℃で３時間加
熱撹拌して、脱水縮合反応を行った。得られたそれぞれ
の不飽和ポリエステルの動粘度を表１に示す。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【実施例１】合成例１で得られた不飽和ポリエステル５
ｇとｐ−クロロスチレン５ｇとを混合して、光学材料用
組成物を得た。得られた組成物にジイソプロピルパーオ
キシジカーボネート０．３ｇを混合し、ついで２枚のガ
ラス型中に該混合物を仕込んだ後、硬化温度４０℃にて
１０時間、５０℃で５時間、更に６０℃で５時間加熱重
合を行った。最後に１００℃で１時間アニーリング処理
を行い、硬化樹脂を得た。得られた硬化樹脂を前記型枠
から取り出し、屈折率、アッベ数、重合縮合率、耐熱性
及び耐衝撃性を下記方法に従って測定した。用いた光学
材料用組成物の原料組成及び測定結果を表２に示す。

【００４２】・屈折率及びアッベ数・・・アッベ屈折率
計（アタゴ株式会社製）を用い、また中間液にヨウ化メ
チル飽和溶液を用いて測定を行った。 ・重合縮合率・・・原料モノマーの比重ｐと、樹脂の比
重ｑとを測定し、（１−ｐ）／ｑの式に従って算出し
た。 ・耐熱性・・・１２０℃のオイルバス中にて２時間放置
後、変形及び変色のないものを〇、変形若しくは変色の
あるものを×とした。 ・耐衝撃性・・・ＡＳＴＭ−０２５６に従って測定し
た。

【００４３】

【実施例２〜５】表２に示す原料組成をそれぞれ用いた
以外は、実施例１と同様に硬化樹脂を調製し、各測定を
行った。結果を表２に示す。

【００４４】

【表２】

【００４５】

【比較例１〜２】表３に示す原料組成を用いた以外は、
実施例１と同様に硬化樹脂を調製し、各測定を行った。
結果を表３に示す。

【００４６】

【表３】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）下記一般式化１で表わされるジオ
   ールを含むジオール化合物５〜９５重量部と、（Ｂ）少
   なくとも不飽和ジカルボン酸及び／又は不飽和ジカルボ
   ン酸無水物を含むジカルボン酸化合物９５〜５重量部と
   を重縮合してなる不飽和ポリエステル及び単独重合体の
   屈折率が１．５３以上のビニルモノマーを含むビニルモ
   ノマー成分を必須成分として含有する光学材料用組成
   物。 【化１】
2. 【請求項２】 請求項１記載の光学材料用組成物を重合
   硬化してなる光学材料。