JPH0673145A - 光学材料用組成物 - Google Patents
光学材料用組成物Info
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- JPH0673145A JPH0673145A JP4248921A JP24892192A JPH0673145A JP H0673145 A JPH0673145 A JP H0673145A JP 4248921 A JP4248921 A JP 4248921A JP 24892192 A JP24892192 A JP 24892192A JP H0673145 A JPH0673145 A JP H0673145A
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Abstract
ールビス(アリルカーボネート)と同等の屈折率、耐候
性を有し、重合時の体積収縮率が低く、硬化時の歪が入
りにくいばかりでなく、耐衝撃性の優れた透明な光学材
料用組成物を開発する。 【構成】 線状のまたは枝分かれしたアルキレングリコ
ールのポリアリルカーボナート(構造−1)と、末端に
アリルエステル基を有し、内部がシクロヘキサンおよび
/またはシクロヘキセン骨格を有するジカルボン酸と多
価飽和アルコールから誘導されたアリルエステルオリゴ
マー(構造−2)と、必要に応じてシクロヘキサンジカ
ルボン酸ジアリルモノマー類から成る光学材料用組成物
により目的を達成できる。
Description
るものであり、さらに詳しくは眼鏡用レンズ材料やその
他の光学用材料に使用されているジエチレングリコール
ビス(アリルカーボネート)(以下、上記化合物と略
す)と同等の屈折率、耐候性を有し、重合時の収縮率が
低く、しかも耐衝撃性の優れた光学材料用組成物に関す
る。
較して軽量であるために、眼鏡用レンズとしては上記化
合物の重合体からなる有機ガラスが使用されている。し
かし、上記化合物は注型重合を行う場合には体積収縮率
が14%もあるために、短時間で成形を行った場合には
成形品に割れが生じやすいという問題がある。この問題
を回避するために、工業的には上記化合物を一部分重合
させて増粘した後、ジイソプロピルペルオキシカーボナ
ートのような活性の高い低温分解型の開始剤を用い、低
温で12時間以上もの時間をかけて、ゆっくりと成形を
行う方法で有機ガラスの生産が行われている。この方法
では生産性が著しく悪く、経済的でないので、従来から
収縮率を低減する方法として、例えば特開昭52−60
892号公報には脂肪族からなるエチレン性不飽和ポリ
エステルおよび不飽和単量体と組み合わせる方法が提案
されている。しかし、この場合にはエチレン性不飽和基
としてフマル酸、マレイン酸を用いているためラジカル
重合速度が速くなりすぎてしまい、重合時の制御が困難
になり、逆にこの過程で歪が入りやすくなってしまうと
いう欠点があった。
タアクリレートの共重合体を上記化合物に溶解して、重
合時の収縮率を低減する試みも米国特許第4,217,
433号に提案されているが、この場合には原料の共重
合体が高価であるばかりでなく、共重合体のアリルメタ
アクリレートの比率が高いと、成形品の架橋密度が高く
なりすぎて脆くなり、逆にメチルメタアクリレートの比
率が高すぎると硬化物の透明感が低下してしまうという
欠点があった。
部が多価飽和カルボン酸と多価飽和アルコールから誘導
された次の構造を持つアリルエステルも知られている。 CH2=CHCH2 O (CORCOOBO)n CORCOOCH2 CH=CH2 ここで、Rは多価飽和カルボン酸から誘導された有機残
基、Bは多価飽和アルコールから誘導された有機残基を
表す。この場合、特にテレフタル酸やイソフタル酸を多
価飽和芳香族カルボン酸として用いると、屈折率が比較
的高く、耐衝撃性にも優れている。しかし、この場合は
耐候性については上記化合物の場合と比較すると格段に
劣っており、サングラスのような度を入れずに屋外で使
用することを前提にした有機ガラスとしては満足のいく
性能とはいえなかった。
問題点を解決し、原料が安価であり、硬化速度が大きく
ても成形品に割れが生じず、ジエチレングリコールビス
(アリルカーボネート)と同等の屈折率、耐候性を有
し、重合時の収縮率が低く、しかも耐衝撃性の優れた光
学材料用組成物を提供することにある。
解決するために鋭意研究を行った結果、線状のまたは枝
分かれしたアルキレングリコールのポリアリルカーボナ
ートと、末端にアリルエステル基を有し、内部がシクロ
ヘキサンおよび/またはシクロヘキセン骨格を有するジ
カルボン酸と多価飽和アルコールから誘導されたアリル
エステルオリゴマーと、必要に応じてシクロヘキサンジ
カルボン酸ジアリルモノマー類から成る光学材料用組成
物により上記目的を達成することができることを見いだ
して本発明を完成するに至った。
1個の水酸基を有する炭素数2〜12のポリオールから
誘導された有機残基を表す。) 末端にアリルエステル基がついていて、下記構造−2で表される繰り返し単位 を有するオリゴマーを 20〜70重量%と、 CH2 =CHCH2 −O −(COACOO)x −Z −O −COACOO−CH2CH =CH2 構造−2 (ただし、Aは構造式−1〜6で表される有機残基(化
2)であり、xは1以上10以下の整数であり、Zはx
+1個の水酸基を有する炭素数2〜30のポリオールか
ら誘導された有機残基を表す。) 1,2−、1,3−、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジアリル、4−シ クロヘキセン−1,2−ジカルボン酸ジアリル、メチル−4−シクロヘキセン− 1,2−ジカルボン酸ジアリル、エンディック酸ジアリル、[2,2,1]ビシ クロヘプタン−1,2−ジカルボン酸ジアリルから選択される少なくとも1種の モノマー 0〜50重量% とから本質的になることを特徴とする光学材料用組成物
である。
成物の30℃での硬化前の粘度が50〜20000cp
であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光
学材料用組成物である。
コールとしては、エチレングリコール、プロピレングリ
コール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジ
オール、1,3−ブタンジオール、ネオペンチルグリコ
ール、1,5−ペンタンジオール、ヘキサメチレングリ
コール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等の主鎖
が炭素だけからなる飽和グリコールと、ジエチレングリ
コール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコ
ール、ジプロピレングリコール等の主鎖にエーテル基を
含んだ二価の飽和アルコールがある。また、三価以上の
多価飽和アルコールとしては、グリセリン、トリメチロ
ールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリ
トール、ソルビトール等がある。この中でも、ジエチレ
ングリコールは工業的にも実績があり、最も好ましい
[ジエチレングリコールビス(アリルカーボネート)と
して例えば、ピーピージー インダストリーズ インコ
ーポレーテッド製、CR−39、商品名]。これらの配
合量として、あまりに多すぎると体積収縮率が低くなら
ないし、あまりに少なすぎると重合開始剤を多く用いる
必要が出てくるので5〜80重量%より好ましくは20
〜70重量%の範囲から選ぶことが望ましい。
ル基を有し、内部がシクロヘキサンおよび/またはシク
ロヘキセンジカルボン酸と多価飽和アルコールから誘導
されたアリルエステルオリゴマーは、例えば原料は異な
るが、特開平2−251509号公報に記載されている
ように、対応するジカルボン酸ジアリルエステルと多価
アルコールとから合成することができる。
としては、Yと同様にエチレングリコール、プロピレン
グリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタ
ンジオール、1,3−ブタンジオール、ネオペンチルグ
リコール、1,5−ペンタンジオール、ヘキサメチレン
グリコール、ヘプタメチレングリコール、オクタメチレ
ングリコール、ノナメチレングリコール、デカメチレン
グリコール、ウンデカメチレングリコール、ドデカメチ
レングリコール、トリデカメチレングリコール、エイコ
サメチレングリコール、水素化ビスフェノール−A、
1,4−シクロヘキサンジメタノール、2−エチル−
2,5−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキ
サンジオール等の主鎖が炭素だけからなる飽和グリコー
ルと、ジエチレングリコール、トリエチレングリコー
ル、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール
等の主鎖にエーテル基を含んだ二価の飽和アルコールが
ある。この中でも、ネオペンチルグリコールやエチレン
グリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタジオ
ール等のグリコールを用いた場合には、Tgも比較的低
下せずに、しかも耐候性にも優れるので好ましい。
ては、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロ
ールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等
がある。これらの使用は耐熱性の観点からは好ましい
が、生成するアリルエステルオリゴマーの粘度を著しく
増加させるので、少量の使用にとどめたほうがよい。
まりに多く用いると、分子量にもよるが粘度が高くなり
すぎるし、あまりに少なすぎると収縮率を低減すること
ができないので、20〜70重量%、より好ましくは3
0〜60重量%の範囲から選ぶことが望ましい。
すぎる場合には、1,2−、1,3−、1,4−シクロ
ヘキサンジカルボン酸ジアリル、4−シクロヘキセン−
1,2−ジカルボン酸ジアリル、メチル−4−シクロヘ
キセン−1,2−ジカルボン酸ジアリル、エンディック
酸ジアリル、[2,2,1]ビシクロヘプタン−1,2
−ジカルボン酸ジアリルから選択される少なくとも1種
のモノマーを添加することが、光学特性を保つ上で好ま
しい。ただし、あまりに多く用いすぎた場合には重合時
の体積収縮率が高くなってしまう場合もあるので、50
重量%以下、より好ましくは30重量%以下に使用量を
とどめることが望ましい。
ぎる場合には上記化合物で一般に行われている注型重合
を実施できなくなるし、あまりに低すぎる場合には注型
を行う前に上記化合物と同じように予備重合により、粘
度を上げるという操作が必要となってくる。そこで、配
合後の粘度としては、前記配合割合(重量比)の範囲内
で50〜20000cp(30℃)、より好ましくは8
0〜3000cp(30℃)になるように配合物を調整
することが望ましい。
る希釈も当然可能であり、このようなモノマーとしては
安息香酸アリル、ジアリルフタレート、ジアリルイソフ
タレート、ジアリルテレフタレート、ジアリルアジペー
ト、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルトリメリ
テート等のアリルエステル系モノマー類、メチル(メ
タ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベ
ンジル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エ
ステル類、安息香酸ビニル、アジピン酸ジビニル等のビ
ニルエステル類を挙げることができる。ただし、これら
の配合量は、あくまで本発明の主旨を逸脱せず、本発明
の組成物の物性が変わらない範囲にとどめるべきであ
る。
を添加して硬化を行う。この硬化剤としては、熱、マイ
クロ波、赤外線、または紫外線によってラジカルを生成
し得るものであればいずれのラジカル重合開始剤の使用
も可能であり、硬化性組成物の用途、目的、成分の配合
比および硬化性組成物の硬化方法等によって適宜選択す
ることができる。
るように、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ジカーボネート、ジ−se
c−ブチルパーオキシジカーボネート等のパーカーボネ
ート類を該重合性組成物に対して1〜10重量部用い、
30℃から100℃の温度範囲で注型重合法により、硬
化させて有機レンズなどの光学材料を得ることが、現状
の生産ラインを変える必要がないので好ましいが、配合
物の粘度によっては高温で注型を行わなければならない
場合もあるので、このような場合にはジクミルパーオキ
サイド、ジ−t−ブチルパーオキサイドのような分解温
度の高い開始剤を用いる必要がある。
発明の主旨を逸脱しない限り実施例に限定されるもので
はない。 (アリルオリゴマーの製造) (参考例−1)蒸留装置のついた1リットル三ツ口フラ
スコに1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジアリルモ
ノマー500g、プロピレングリコール101g、ジブ
チル錫オキサイド0.5gを仕込んで窒素気流下で18
0℃に加熱し、生成してくるアリルアルコールを留去し
た。アリルアルコールが90g程度留出したところで、
反応系内を10mmHgまで減圧にし、アリルアルコー
ルの留出速度を速めた。理論量のアリルアルコールが留
出した後、更に1時間加熱を続け、最終的に190℃−
1mmHgで1時間保持した後、反応機を冷却し1,4
−シクロヘキサンジカルボン酸ジアリル11wt%を含
んだ重合性オリゴマー440gを得た。これを以下、原
料−Aとする。
ル三ツ口フラスコに1,4−シクロヘキサンジカルボン
酸ジアリルモノマー500g、ネオペンチルグリコール
86g、ペンタエリスリトール22.5g、ジブチル錫
オキサイド0.5gを仕込んで窒素気流下で180℃に
加熱し、生成してくるアリルアルコールを留去した。ア
リルアルコールが85g程度留出したところで、反応系
内を10mmHgまで減圧にし、アリルアルコールの留
出速度を速めた。理論量のアリルアルコールが留出した
後、更に1時間加熱を続け、最終的に190℃−1mm
Hgで1時間保持した後、反応機を冷却し、1,4−シ
クロヘキサンジカルボン酸ジアリルモノマーを18wt
%を含んだ重合性オリゴマー470gを得た。これを以
下、原料−Bとする。
ル三ツ口フラスコに1,3−シクロヘキサンジカルボン
酸ジアリル(CHDA)500g、ネオペンチルグリコ
ール138g、ジブチル錫オキサイド0.5gを仕込ん
で窒素気流下で180℃に加熱し、生成してくるアリル
アルコールを留去した。アリルアルコールが100g程
度留出したところで、反応系内を10mmHgまで減圧
にし、アリルアルコールの留出速度を速めた。理論量の
アリルアルコールが留出した後、更に1時間加熱を続
け、最終的に190℃−1mmHgで1時間保持した
後、反応機を冷却しCHDAモノマー10wt%を含ん
だ重合性オリゴマー480gを得た。これを以下、原料
−Cとする。
ル三ツ口フラスコに1,4−シクロヘキサンジカルボン
酸ジアリルモノマー500g、エチレングリコール82
g、ジブチル錫オキサイド0.5gを仕込んで窒素気流
下で180℃に加熱し、生成してくるアリルアルコール
を留去した。アリルアルコールが90g程度留出したと
ころで、反応系内を10mmHgまで減圧にし、アリル
アルコールの留出速度を速めた。理論量のアリルアルコ
ールが留出した後、更に1時間加熱を続け、最終的に1
90℃−1mmHgで1時間保持した後、反応機を冷却
し1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジアリルモノマ
ー12wt%を含んだ重合性オリゴマー425gを得
た。これを以下、原料−Dとする。
ル三ツ口フラスコに1,4−シクロヘキサンジカルボン
酸ジアリルモノマー500g、ジエチレングリコール1
44g、ジブチル錫オキサイド0.5gを仕込んで窒素
気流下で180℃に加熱し、生成してくるアリルアルコ
ールを留去した。アリルアルコールが100g程度留出
したところで、反応系内を10mmHgまで減圧にし、
アリルアルコールの留出速度を速めた。理論量のアリル
アルコールが留出した後、更に1時間加熱を続け、最終
的に190℃−1mmHgで1時間保持した後、反応機
を冷却し1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジアリル
モノマー9wt%を含んだ重合性オリゴマー485gを
得た。これを以下、原料−Eとする。
ル三ツ口フラスコに1,2−シクロヘキサンジカルボン
酸ジアリルモノマー500g、ネオペンチルグリコール
58g、ジブチル錫オキサイド0.5gを仕込んで窒素
気流下で180℃に加熱し、生成してくるアリルアルコ
ールを留去した。アリルアルコールが40g程度留出し
たところで、反応系内を10mmHgまで減圧にし、ア
リルアルコールの留出速度を速めた。理論量のアリルア
ルコールが留出した後、更に1時間加熱を続け、最終的
に190℃−1mmHgで1時間保持した後、反応機を
冷却し1,2−シクロヘキサンジカルボン酸ジアリルモ
ノマー41wt%を含んだ重合性オリゴマー425gを
得た。これを以下、原料−Fとする。
ル三ツ口フラスコに1,4−シクロヘキサンジカルボン
酸ジアリルモノマー500g、プロピレングリコール5
0g、ネオペンチルグリコール87g、ジブチル錫オキ
サイド0.5gを仕込んで窒素気流下で180℃に加熱
し、生成してくるアリルアルコールを留去した。アリル
アルコールが120g程度留出したところで、反応系内
を10mmHgまで減圧にし、アリルアルコールの留出
速度を速めた。理論量のアリルアルコールが留出した
後、更に1時間加熱を続け、最終的に180℃−1mm
Hgで1時間保持した後、反応機を冷却し1,4−シク
ロヘキサンジカルボン酸ジアリルモノマー4wt%を含
んだ重合性オリゴマー485gを得た。これを以下、原
料−Gとする。
用組成物(重量%)を調整し、この組成物にさらにジイ
ソプロピルパーオキシジカーボネート(IPPと略す)
を表1に示した量(重量%)だけ混合し、セロハン張り
のガラス板を用いて注型重合により、2時間で40℃か
ら120℃まで昇温させて、120℃で1時間保持した
後、有機ガラス成形品を得た。各実施例の諸物性を表1
に示す。
ングリコールビス(アリルカーボネート)(ピーピージ
ー インダストリーズ インコーポレーテッド製、CR
−39、商品名)を用い、実施例と同様の硬化条件で硬
化して有機ガラス成形品を得た。表1に諸物性を合わせ
て示すが、成形時にワレを生じ易く、また成形品の耐衝
撃性も低かった。
って行った。 1.体積収縮率 硬化前後の比重より次式により計算した。 2.透過率 ASTM D−1003に準じて測定を行った。 3.屈折率およびアッベ数 アッベ屈折率計(アタゴ製)を用いて測定した。 4.表面硬度(鉛筆硬度) JIS K−5400に準じて、荷重1kgfで実施
し、傷の付かない最高の鉛筆硬度で示した。 5.耐衝撃性 JIS K−7211の落錘衝撃試験方法に準じて、デ
ュポン衝撃試験機(東洋精機製作所製)を用い、試験片
厚3mm、落下重錘質量500gで試験を行い、50%
破壊高さを求めた。
価であり、従来のジエチレングリコールビス(アリルカ
ーボネート)に比較して、重合時の体積収縮率が低く、
硬化時の歪が入りにくいばかりでなく、耐衝撃性の高い
透明な硬化物が得られるので、眼鏡レンズに限らず、プ
リズム、光ディスク等の光学的な性質を重視する分野に
使用でき、その産業上の利用価値は甚だ大きい。
1個の水酸基を有する炭素数2〜12のポリオールから
誘導された有機残基を表す。) 末端にアリルエステル基がついていて、内部が多価カルボン酸と多価飽和アル コールから誘導された 下記構造−2を有するオリゴマー 20〜70重量%と、 CH2 =CHCH2 −O −(COACOO)x −Z −O −COACOO−CH2CH =CH2 構造−2 (ただし、Aは構造式−1〜6で表される多価カルボン
酸から誘導された有機残基(化2)であり、xは1以上
10以下の整数であり、Zはx+1個の水酸基を有する
炭素数2〜30の多価飽和アルコールから誘導された有
機残基を表す。) 1,2−シクロヘキサンジカルボン酸ジアリル、1,3−シクロヘキサンジカ ルボン酸ジアリル 、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジアリル、4−シクロ ヘキセン−1,2−ジカルボン酸ジアリル、メチル−4−シクロヘキセン−1, 2−ジカルボン酸ジアリル、エンディック酸ジアリル、[2,2,1]ビシクロ ヘプタン−1,2−ジカルボン酸ジアリルから選択される少なくとも1種のモノ マー 0〜50重量% とから本質的になることを特徴とする光学材料用組成物
である。
すぎる場合には、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸
ジアリル、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸ジアリ
ル、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジアリル、4
−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸ジアリル、メ
チル−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸ジア
リル、エンディック酸ジアリル、[2,2,1]ビシク
ロヘプタン−1,2−ジカルボン酸ジアリルから選択さ
れる少なくとも1種のモノマーを添加することが、光学
特性を保つ上で好ましい。ただし、あまりに多く用いす
ぎた場合には重合時の体積収縮率が高くなってしまう場
合もあるので、50重量%以下、より好ましくは30重
量%以下に使用量をとどめることが望ましい。
Claims (2)
- 【請求項1】 下記構造−1で表される線状のまたは枝
分かれしたアルキレ ングリコールのポリアリルカーボナート 5〜80重量%と、 (CH2 =CHCH2 −OCOO)x −Y −OCOO−CH2CH =CH2 構造−1 (ただし、xは1以上10以下の整数であり、Yはx+
1個の水酸基を有する炭素数2〜12のポリオールから
誘導された有機残基を表す。) 末端にアリルエステル基がついていて、下記構造−2で表される繰り返し単位 を有するオリゴマー 20〜70重量%と、 CH2 =CHCH2 −O −(COACOO)x −Z −O −COACOO−CH2CH =CH2 構造−2 (ただし、Aは構造式−1〜6で表される有機残基(化
1)であり、xは1以上10以下の整数であり、Zはx
+1個の水酸基を有する炭素数2〜30のポリオールか
ら誘導された有機残基を表す。) 1,2−、1,3−、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジアリル、4−シ クロヘキセン−1,2−ジカルボン酸ジアリル、メチル−4−シクロヘキセン− 1,2−ジカルボン酸ジアリル、エンディック酸ジアリル、[2,2,1]ビシ クロヘプタン−1,2−ジカルボン酸ジアリルから選択される少なくとも1種の モノマー 0〜50重量% とから本質的になることを特徴とする光学材料用組成
物。 【化1】 - 【請求項2】 光学材料用組成物の30℃での硬化前の
粘度が50〜20000cpであることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の光学材料用組成物。
Priority Applications (5)
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---|---|---|---|
JP24892192A JP3266162B2 (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 光学材料用組成物 |
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KR1019930016532A KR100284388B1 (ko) | 1992-08-26 | 1993-08-25 | 광학재료용 조성물 |
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Applications Claiming Priority (1)
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