JPH1152125A - 光学材料およびその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 酸成分の含有割合がきわめて低く、透明
性・機械的特性・耐湿性などの諸特性に優れた高品質の
光学材料の提供。 酸成分の含有割合がきわめて低い
高品質の光学材料を、簡単な操作によって、効率的に製
造することができる光学材料の製造法の提供。 【解決手段】 本発明の光学材料は、リン酸基含有単量
体および／またはリン酸基含有化合物と、金属化合物と
を含有する単量体組成物を冷却処理することにより、酸
成分を析出させて分離し、当該酸成分が分離された単量
体組成物を重合処理することにより得られることを特徴
とする。本発明の製造法は、単量体組成物における酸成
分の冷却分離工程と、重合工程とを有することを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学材料およびそ
の製造法に関し、更に詳しくは、近赤外線カットフィル
ター、色純度補正フィルター等として好適に用いること
ができる合成樹脂製の光学材料およびそのような光学材
料の製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近において、リン酸基と金属イオンと
が重合体中に含有されてなる合成樹脂製の光学材料とし
て、リン酸基含有単量体から得られる重合体中に、銅イ
オンが含有されてなる光学フィルター材料が開発されて
いる（例えば特開平６−１１８２２８号、特開平６−３
４５８２０号参照）。ここに、当該光学材料による光学
特性（例えば近赤外線カット機能）は、重合体を構成す
るリン酸基に結合された金属イオンにより発現される。

【０００３】このような光学材料は、リン酸基含有単量
体および共重合性単量体を混合して混合単量体を得、こ
の混合単量体に、金属化合物（例えば、カルボン酸銅な
どの金属塩）を添加して単量体組成物を調製し、この単
量体組成物を重合処理することにより製造することがで
きる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】然るに、上記のような
製造法において、単量体組成物を調製する際に、リン酸
基含有単量体におけるリン酸基と金属化合物（金属塩）
とが反応し、このとき、金属化合物（金属塩）における
金属イオンの対イオンと、リン酸基における水素原子と
が結合して酸成分が副生され、当該酸成分が遊離される
という問題がある。そして、遊離された酸成分は、光学
材料における諸特性（透明性・機械的特性・耐湿性な
ど）を低下させる原因となるばかりでなく、表面に析出
（ブリード）し、さらに表面から気化して刺激臭を放つ
ことにより、当該光学材料の使用環境を汚染することが
ある。従って、光学材料から酸成分を除去することが、
当該光学材料における品質の維持向上を図る上で不可欠
である。

【０００５】ここに、酸成分を除去する手段としては、
単量体組成物の重合処理により得られる樹脂（光学材
料）を、当該樹脂に対して親和性を有しかつ酸成分を溶
解することのできる有機溶剤中に浸漬させることによ
り、当該樹脂内の酸成分を抽出除去する方法が考えられ
る。

【０００６】しかしながら、酸成分の除去手段として重
合後における溶剤抽出法を採用する場合には、下記のよ
うな問題を生じる。 （１）樹脂中における溶剤の拡散速度が小さいため、抽
出操作に長時間（例えば数日間）を要し、製造効率の観
点から好ましくない。 （２）有機溶剤を大量に使用するので、環境衛生上の観
点および製造コスト等の観点から好ましくない。 （３）所定の形状に成形された樹脂を溶剤中に浸漬する
場合において、当該樹脂の成形体が変形し、目的とする
平滑性などが得られないことがある。 （４）光学材料に溶剤が残留し、当該光学材料が劣化す
ることがある。

【０００７】本発明は、以上のような事情に基いてなさ
れたものである。本発明の第１の目的は、酸成分の含有
割合がきわめて低く、透明性・機械的特性・耐湿性など
の諸特性に優れた高品質の光学材料を提供することにあ
る。本発明の第２の目的は、酸成分の含有割合がきわめ
て低い光学材料からなり、平滑性などの形状保持性にも
優れた成形体を提供することにある。本発明の第３の目
的は、高温高湿度雰囲気下で使用した場合にも白化・失
透しない光学材料を提供することにある。本発明の第４
の目的は、近赤外線カットフィルター、色純度補正フィ
ルター等の光学フィルター、各種光学レンズなどとして
好適に用いることができる光学材料を提供することにあ
る。本発明の第５の目的は、酸成分の含有割合がきわめ
て低い高品質の光学材料を、簡単な操作によって、効率
的に製造することができる光学材料の製造法を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の光学材料は、リ
ン酸基と、金属イオンとが重合体中に含有されてなる合
成樹脂製の光学材料であって、リン酸基含有単量体およ
び共重合性単量体からなる混合単量体と、金属化合物と
を含有する単量体組成物を冷却処理することにより、リ
ン酸基と金属化合物との反応により生成される酸成分を
析出させて分離し、当該酸成分が分離された単量体組成
物を重合処理することにより得られることを特徴とす
る。

【０００９】また、本発明の光学材料は、リン酸基と、
金属イオンとが重合体中に含有されてなる合成樹脂製の
光学材料であって、単量体成分と、リン酸基含有化合物
と、金属化合物とを含有する単量体組成物を冷却処理す
ることにより、リン酸基と金属化合物との反応により生
成される酸成分を析出させて分離し、当該酸成分が分離
された単量体組成物を重合処理することにより得られる
ことを特徴とする。

【００１０】本発明の光学材料においては、酸成分の含
有割合が、重合体１００質量部あたり３質量部以下であ
ることが好ましい。

【００１１】本発明の製造法は、リン酸基と、金属イオ
ンとが重合体中に含有されてなる合成樹脂製の光学材料
を得るための製造法であって、リン酸基含有単量体およ
び共重合性単量体からなる混合単量体と、金属化合物と
を含有する単量体組成物を冷却処理することにより、リ
ン酸基と金属化合物との反応により生成される酸成分を
析出させて分離する冷却分離工程と、この冷却分離工程
を経た単量体組成物を重合処理する重合工程とを有する
ことを特徴とする。

【００１２】本発明の製造法においては、前記リン酸基
含有単量体が下記式（１）で表されることが好ましい。

【００１３】

【化３】

【００１４】また、本発明の製造法は、リン酸基と、金
属イオンとが重合体中に含有されてなる合成樹脂製の光
学材料を得るための製造法であって、単量体成分と、リ
ン酸基含有化合物と、金属化合物とを含有する単量体組
成物を冷却処理することにより、リン酸基と金属化合物
との反応により生成される酸成分を析出させて分離する
冷却分離工程と、この冷却分離工程を経た単量体組成物
を重合処理する重合工程とを有することを特徴とする。

【００１５】本発明の製造法においては、リン酸基含有
化合物が下記式（２）で表されることが好ましい。

【００１６】

【化４】

【００１７】本発明の製造法においては、金属化合物を
構成する金属イオンのうち、５０質量％以上が銅イオン
であることが好ましい。また、単量体組成物を構成する
金属化合物として、カルボン酸の金属塩、特にカルボン
酸の銅塩が含有されていることが好ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明の光学材料は、リン酸基と、金属イオンと
が重合体中に含有されてなる合成樹脂製の光学材料であ
る。本発明において、「リン酸基」とは、ＰＯ（ＯＨ）
_n −（ｎは１または２である。）で表される基を意味す
るものとする。

【００１９】本発明の光学材料は、単量体組成物の冷却
分離工程と、単量体組成物の重合工程とを有する製造法
（本発明の製造法）によって得られる。

【００２０】＜単量体組成物＞本発明の製造法における
「冷却分離工程」に供される単量体組成物としては、
（１）リン酸基含有単量体および共重合性単量体からな
る混合単量体と、金属化合物とを含有する単量体組成物
（以下、「単量体組成物（Ａ）」ともいう。）、（２）
単量体成分と、リン酸基含有化合物と、金属化合物とを
含有する単量体組成物（以下、「単量体組成物（Ｂ）」
ともいう。）を挙げることができる。

【００２１】＜単量体組成物（Ａ）＞単量体組成物
（Ａ）に含有される『リン酸基含有単量体』としては、
上記式（１）で表されるリン酸基含有単量体（以下、
「特定のリン酸基含有単量体」ともいう。）を挙げるこ
とができる。

【００２２】上記式（１）に示すように、特定のリン酸
基含有単量体は、後述する金属イオンとイオン結合また
は配位結合を形成することが可能なリン酸基を分子構造
中に有している。そして、このリン酸基を介して金属イ
オンを保持してなる共重合体は、近赤外領域に特徴ある
光吸収特性を示すものとなる。また、金属イオンが共重
合体のリン酸基とイオン結合または配位結合することに
より、当該金属イオンは、重合体中に均一に分散された
状態で含有されるため、得られる光学材料は、光拡散が
極めて少なくて良好な透明性を有するものとなる。

【００２３】特定のリン酸基含有単量体の分子構造を示
す式（１）において、基Ｒ¹ は、アルキレンオキサイド
基（Ｒ² Ｏ）が結合されたアクリロイルオキシ基（Ｘが
水素原子の場合）またはメタクリロイルオキシ基（Ｘが
メチル基の場合）である。このように、特定のリン酸基
含有単量体の分子構造中において、ラジカル重合性の官
能基であるアクリロイルオキシ基またはメタクリロイル
オキシ基を有することにより、当該特定のリン酸基含有
単量体は極めて共重合性に富み、種々の単量体との共重
合を行うことができる。ここで、アルキレンオキサイド
基の繰り返し数ｍは０〜５、好ましくは１〜５の整数で
ある。このｍの値が５を超えると、得られる重合体は、
硬度が大幅に低下するので、光学材料としての実用性に
欠けたものとなる。

【００２４】また、式（１）において水酸基の数ｎは１
または２であり、光学材料の成形法および使用目的に応
じて、ｎの値が１である特定のリン酸基含有単量体およ
びｎの値が２である特定のリン酸基含有単量体のいずれ
か一方または両方を用いることができ、また、両方を用
いる場合には、両者の割合を適宜選択することができ
る。具体的に説明すると、ｎの値が１である特定のリン
酸基含有単量体は、リン原子に結合したラジカル重合性
の不飽和結合の数が２であり、架橋重合性を有するもの
となる。一方、ｎの値が２である特定のリン酸基含有単
量体は、銅イオンを主体とする金属イオンとの結合性が
大きいものとなる。従って、熱可塑性樹脂に適用される
成形加工法（射出成形・押出成形）により光学材料を得
る場合には、ｎの値が２である特定のリン酸基含有単量
体の混合割合が大きいものを用いることが好ましい。ま
た、注型成形法により光学材料を得る場合には、ｎの値
が１である特定のリン酸基含有単量体の混合割合が大き
いものを用いることができる。

【００２５】また、ｎの値が１である特定のリン酸基含
有単量体と、ｎの値が２である特定のリン酸基含有単量
体とを、モル比で４０：６０〜６０：４０、特に４５：
５５〜５５：４５となる割合で用いる場合には、得られ
る単量体組成物において金属イオンを均一に含有させる
ことができるので好ましい。

【００２６】単量体組成物（Ａ）に含有される『共重合
性単量体』としては、（１）リン酸基含有単量体と均一
に溶解混合すること、（２）リン酸基含有単量体とのラ
ジカル共重合性が良好であること、（３）リン酸基含有
単量体と共重合することにより、光学的に透明な共重合
体が得られること等を満足するものであれば特に限定さ
れるものではない。

【００２７】共重合性単量体の具体例としては、メチル
アクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレ
ート、エチルメタクリレート、ｎ−プロピルアクリレー
ト、ｎ−プロピルメタクリレート、ｎ−ブチルアクリレ
ート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソブチルアクリレ
ート、イソブチルメタクリレート、ｔ−ブチルアクリレ
ート、ｔ−ブチルメタクリレート、ｎ−ヘキシルアクリ
レート、ｎ−ヘキシルメタクリレート、ｎ−オクチルア
クリレート、ｎ−オクチルメタクリレートなどのアルキ
ル（メタ）アクリレート化合物、グリシジルアクリレー
ト、グリシジルメタクリレート、２−ヒドロキシエチル
アクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、
２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシ
プロピルメタクリレート、２−ヒドロキシブチルアクリ
レート、２−ヒドロキシブチルメタクリレートなどの変
性アルキル（メタ）アクリレート化合物、エチレングリ
コールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリ
レート、ジエチレングリコールジアクリレート、ジエチ
レングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコ
ールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタク
リレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、
ポリプロピレングリコールジメタクリレート、１，３−
ブチレングリコールジアクリレート、１，３−ブチレン
グリコールジメタクリレート、１，４−ブタンジオール
ジアクリレート、１，４−ブタンジオールジメタクリレ
ート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，
６−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチル
グリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ
メタクリレート、２−ヒドロキシ−１，３−ジメタクリ
ロキシプロパン、２，２−ビス〔４−（アクリロキシエ
トキシ）フェニル〕プロパン、２，２−ビス〔４−（メ
タクリロキシエトキシ）フェニル〕プロパン、２−ヒド
ロキシ−１−アクリロキシ−３−メタクリロキシプロパ
ン、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメ
チロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリ
トールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメ
タクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレー
ト、ペンタエリスリトールテトラメタクリレートなどの
多官能（メタ）アクリレート化合物、アクリル酸、メタ
クリル酸、２−メタクリロイルオキシエチルコハク酸、
２−メタクリロイルオキシエチルフタル酸等のカルボン
酸、スチレン、α−メチルスチレン、クロルスチレン、
ジブロムスチレン、メトキシスチレン、ジビニルベンゼ
ン、ビニル安息香酸、ヒドロキシメチルスチレン、トリ
ビニルベンゼンなどの芳香族ビニル化合物を挙げること
ができる。これらの例示化合物は、単独でまたは２種以
上を組み合わせて使用することができる。

【００２８】リン酸基含有単量体および共重合性単量体
から得られる混合単量体において、リン酸基含有単量体
と共重合性単量体との使用割合としては、「リン酸基含
有単量体：共重合性単量体（質量）」が３：９７〜９
０：１０の範囲にあることが好ましく、更に好ましくは
１０：９０〜８０：２０である。混合単量体中における
リン酸基含有単量体の割合が３質量％未満である場合に
は、得られる光学材料において好適な光吸収特性を発現
させることが困難となる。一方、混合単量体中における
リン酸基含有単量体の割合が９０質量％を超える場合に
は、当該混合単量体の粘度が過大となり金属化合物の溶
解性が損なわれる傾向があり、また、得られる光学材料
は、耐湿性や硬度などの諸特性が低いものとなることが
ある。

【００２９】単量体組成物（Ａ）に含有される『金属化
合物』は、当該単量体組成物（Ａ）を重合して得られる
光学材料に金属イオンを導入するための化合物である。
かかる金属化合物は、金属イオン（カチオン）と、当該
金属イオンの対イオン（アニオン）とから構成される金
属塩であることが好ましい。

【００３０】本発明において、金属化合物（金属塩）を
構成する金属イオン（カチオン）のうち、５０質量％以
上、好ましくは８０質量％以上が銅イオンであることが
好ましい。金属イオンに占める銅イオンの割合が５０質
量％以上であることにより、最終的に得られる光学材料
は、近赤外線領域の吸収特性にきわめて優れたものとな
る。ここに、銅イオン以外の金属イオンとしては、例え
ばナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオ
ン、鉄イオン、マンガンイオン、コバルトイオン、ニッ
ケルイオンなどを挙げることができる。

【００３１】本発明において使用される金属化合物（金
属塩）は、当該金属塩とリン酸基とが反応するときに副
生・遊離される酸成分、すなわち、当該金属塩における
金属イオンを水素イオンに置換したときに形成される酸
成分の性質（融点および使用する混合単量体との相溶
性）を考慮して選択される。すなわち、副生される酸成
分が、高い融点を有し、混合単量体との相溶性が低いも
のであれば、当該酸成分を冷却処理によって容易に析出
させることができ、析出された当該酸成分を単量体組成
物から容易に分離することができる。

【００３２】金属塩とリン酸基とが反応するときに副生
・遊離される酸成分の融点としては、−５０℃以上であ
ることが好ましく、更に好ましくは−４０℃以上であ
る。当該酸成分の融点が低すぎる場合には、冷却分離工
程における処理温度を相当低く設定する必要があり、そ
のような温度条件では、単量体組成物（Ａ）が増粘また
は凝固してしまい、当該組成物から酸成分を分離するこ
とが困難となる。そして、単量体組成物（Ａ）を構成す
る金属化合物（金属塩）は、このような条件（酸成分の
高い融点）を具備するものの中から、使用する混合単量
体の種類に応じて、当該混合単量体との相溶性の低い
（析出された酸を分離除去しやすい）酸を副生できるも
のを適宜選択すればよい。

【００３３】上記のような観点から、単量体組成物
（Ａ）に含有される金属化合物（金属塩）としては、リ
ン酸基との反応によって、以下に示すような酸成分（酸
および誘導体、並びにこれらの水和物、無水物）を副生
するような金属塩を例示することができる。

【００３４】〔副生される酸成分の例示〕ギ酸、酢酸、
プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ヘキサン酸、ヘプタン
酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、
ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン
酸などの炭素数１〜１８のアルキルカルボン酸、これら
のカルボン酸のハロゲン化物（塩素化物、臭素化物、フ
ッ素化物）、トルイル酸、ヒドロキシ安息香酸、安息香
酸のハロゲン化物（塩素化物、臭素化物、フッ素化
物）、アセチルサリチル酸、ニトロ安息香酸、芳香環を
含む安息香酸、フェニル酢酸、ケイ皮酸、ジヒドロケイ
皮酸、ナフチル酢酸、ナフタレンカルボン酸、ナフタレ
ンジカルボン酸などのナフタレン環を有するカルボン
酸。これらのうち、芳香環を有するカルボン酸の金属塩
が好ましい。さらに、金属化合物（金属塩）として、金
属塩化物、金属フッ化物、金属酸化物、金属硝酸塩、金
属硫酸塩、２，４−ペンタンジオネートの金属塩、トリ
フルオロペンタンジオネートの金属塩、並びにこれらの
無水物および水和物を例示することができる。なお、本
発明に使用することのできる金属化合物は、上記の化合
物に限定されるものではない。

【００３５】単量体組成物（Ａ）において、金属化合物
の含有割合としては、混合単量体１００質量部あたり、
金属化合物を構成する金属イオンが０．０１〜２０質量
部となる割合、好ましくは０．１〜１５質量部となる割
合とされる。金属化合物（金属イオン）の割合が過小で
ある場合には、得られる光学材料において、当該金属イ
オンによる光学特性（例えば近赤外線カット機能）を十
分に発揮させることができない。一方、金属化合物（金
属イオン）の割合が過大である場合には、得られる光学
材料において、当該金属イオンが均一に分散されにくく
なり、透明性の低下を招くことがある。

【００３６】単量体組成物（Ａ）を調製する方法として
は、リン酸基含有単量体および共重合性単量体からなる
混合単量体のラジカル重合を行う前に、当該混合単量体
中に前記金属化合物を添加して溶解含有させる方法を挙
げることができる。ここに、単量体組成物（Ａ）は、リ
ン酸基含有単量体と共重合性単量体とを混合することに
より混合単量体を調製した後、前述の金属化合物を添加
して混合することにより調製されてもよく、また、リン
酸基含有単量体の全部と共重合性単量体の一部とを混合
した後、金属化合物を添加して混合し、これに共重合性
単量体の残部を添加して混合することにより調製されて
もよい。また、金属化合物を添加して混合する際には、
必要に応じて加熱することもできる。さらに、単量体組
成物には、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、
光安定剤、その他の添加剤を加えることができる。

【００３７】このようにして調製された単量体組成物
（Ａ）においては、リン酸基含有単量体の有するリン酸
基に、金属化合物の有する金属イオンが結合され、これ
により、当該金属化合物が組成物中に溶解される。他
方、この単量体組成物（Ａ）中には、金属化合物（金属
塩）における金属イオンの対イオンと、リン酸基におけ
る水素原子とが結合して副生された酸成分が含有されて
いる。

【００３８】＜単量体組成物（Ｂ）＞単量体組成物
（Ｂ）は、単量体成分と、リン酸基含有化合物と、金属
化合物とが含有されてなる。単量体組成物（Ｂ）に含有
される『リン酸基含有化合物』は、上記式（２）に示す
ように、金属イオンとイオン結合または配位結合を形成
することが可能なリン酸基を分子構造中に有する非重合
性の化合物である。

【００３９】特定のリン酸基含有化合物の具体例として
は、モノメチルフォスフェート、ジメチルフォスフェー
ト、モノエチルフォスフェート、ジエチルフォスフェー
ト、モノプロピルフォスフェート、ジプロピルフォスフ
ェート、モノイソプロピルフォスフェート、ジイソプロ
ピルフォスフェート、モノｎ−ブチルフォスフェート、
ジｎ−ブチルフォスフェート、モノ（２−エチルヘキシ
ル）フォスフェート、ジ（２−エチルヘキシル）フォス
フェート、モノｎ−デシルフォスフェート、ジｎ−デシ
ルフォスフェート、モノイソデシルフォスフェート、ジ
イソデシルフォスフェート、モノオレイルフォスフェー
ト、ジオレイルフォスフェート、モノイソステアリルフ
ォスフェート、ジイソステアリルフォスフェート、モノ
フェニルフォスフェート、ジフェニルフォスフェート等
のリン酸エステル、モノ（２−エチルヘキシル）２−エ
チルヘキシルホスホネート、モノメチルメチルホスホネ
ート、モノエチルエチルホスホネート、モノブチルブチ
ルホスホネート、モノデシルデシルホスホネート等のホ
スホン酸エステルを挙げることができる。

【００４０】リン酸基含有化合物によって、重合体中に
リン酸基を導入する場合において、かかる重合体として
は、アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリカーボネ
ート樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂など光学材料
に要求される光学特性を満足するものであれば特に限定
されるものではないが、特にアクリル系樹脂を用いるこ
とが好ましい。

【００４１】アクリル系樹脂を得るために用いられるア
クリル系単量体〔単量体組成物（Ｂ）に含有される『単
量体成分』〕の具体例としては、メチルアクリレート、
メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメ
タクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｎ−ブチルメ
タクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメ
タクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、ｔ−ブチルメ
タクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−
エチルヘキシルメタクリレート、イソデシルアクリレー
ト、イソデシルメタクリレート、ｎ−ラウリルアクリレ
ート、ｎ−ラウリルメタクリレート、トリデシルアクリ
レート、トリデシルメタクリレート、ｎ−ステアリルア
クリレート、ｎ−ステアリルメタクリレート、イソボル
ニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、メト
キシエチルアクリレート、メトキシエチルメタクリレー
ト、エトキシエチルアクリレート、エトキシエチルメタ
クリレート、フェノキシエチルアクリレート、フェノキ
シエチルメタクリレートなどの単官能性（メタ）アクリ
レート化合物を挙げることができ、これらは単独でまた
は２種以上を組み合わせて使用することができる。

【００４２】また、アクリル系単量体の一部として、多
官能性（メタ）アクリレート化合物を使用することがで
き、その具体例としては、エチレングリコールジメタク
リレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ポ
リエチレングリコールジメタクリレート、１，４−ブタ
ンジオールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジ
メタクリレート、２，２−ビス（４−メタクリロキシエ
トキシフェニル）プロパン、トリメチロールプロパント
リアクリレート、ペンタエリトリットトリメタクリレー
ト、ペンタエリトリットテトラアクリレートなどを挙げ
ることができる。このような多官能性（メタ）アクリレ
ート化合物を使用することにより、得られるアクリル系
樹脂は、架橋構造を有するため、光学材料として好適な
機械的特性の高いものとなる。

【００４３】単量体組成物（Ｂ）に含有される『金属化
合物』としては、前記単量体組成物（Ａ）に含有される
ものと同様の化合物を挙げることができる。単量体組成
物（Ｂ）において、金属化合物の含有割合としては、単
量体成分１００質量部あたり、金属化合物を構成する金
属イオンが０．０１〜２０質量部となる割合、好ましく
は０．１〜１５質量部となる割合とされる。金属化合物
（金属イオン）の割合が過小である場合には、得られる
光学材料において、当該金属イオンによる光学特性（例
えば近赤外線カット機能）を十分に発揮させることがで
きない。一方、金属化合物（金属イオン）の割合が過大
である場合には、得られる光学材料において、当該金属
イオンが均一に分散されにくくなる。

【００４４】単量体組成物（Ｂ）において、リン酸基含
有化合物の使用割合としては、単量体成分１００質量部
あたり３〜５０質量部となる割合、好ましくは３〜３０
質量部となる割合とされる。リン酸基含有化合物の割合
が過小の場合には、金属イオンを重合体中に均一に分散
させることが困難となり、得られる光学材料は、不透明
なものとなることがある。一方、リン酸基含有化合物の
割合が過大の場合には、硬度などの光学材料に要求され
る機械的特性が得られないことがある。

【００４５】このようにして調製された単量体組成物
（Ｂ）においては、リン酸基含有化合物の有するリン酸
基に、金属化合物の有する金属イオンが結合され、これ
により、当該金属化合物が組成物中に溶解される。他
方、この単量体組成物（Ｂ）中には、金属化合物（金属
塩）における金属イオンの対イオンと、リン酸基におけ
る水素原子とが結合して副生された酸成分が含有されて
いる。

【００４６】＜冷却分離工程＞本発明の製造法は、単量
体組成物〔上記の単量体組成物（Ａ）・単量体組成物
（Ｂ）〕の冷却分離工程を有している点、すなわち、単
量体組成物の重合処理を実施する前の段階で、当該単量
体組成物の冷却処理を実施することにより、単量体組成
物を調製する際に副生された酸成分を結晶化・析出さ
せ、この析出物を濾別などにより分離除去する点に特徴
を有している。

【００４７】単量体組成物の冷却温度（Ｔ）としては、
単量体組成物の凝固点を（Ｔ₁ ）、除去すべき酸成分の
融点を（Ｔ₂ ）とするとき、「Ｔ₁ ＜Ｔ＜Ｔ₂ 」の式が
成立する範囲であれば特に限定されるものではないが、
単量体組成物への酸成分の溶解性を考慮して、−５０〜
２０℃であることが好ましく、更に好ましくは−４０〜
１０℃とされる。冷却温度を−５０℃未満に設定する場
合には、単量体組成物が増粘または凝固してしまうこと
があり、酸成分を分離することが困難となる傾向があ
る。単量体組成物の冷却処理時間としては、処理すべき
組成物の量や冷却温度によっても異なるが、１〜４８時
間程度であれば十分である。なお、単量体組成物の凝固
点（Ｔ₁ ）は、当該単量体組成物の組成（構成成分・割
合）によって大きく異なるが、通常−６０℃以下とされ
る。

【００４８】上記のような冷却処理により、単量体組成
物に含有されていた酸成分が結晶化して析出する。そし
て、この析出物を濾別により分離して除去することによ
り、酸成分の含有割合の低い単量体組成物を得ることが
できる。ここに、冷却分離工程における酸成分の除去率
〔（析出物の質量／酸成分の生成量）×１００〕は、通
常３０質量％以上とされ、好ましくは４０質量％以上、
更に好ましくは５０質量％以上、特に好ましくは７０質
量％以上とされる。

【００４９】＜重合工程＞冷却分離工程を経た単量体組
成物は重合工程に供される。具体的には、単量体組成物
（Ａ）を構成する混合単量体がラジカル重合されること
により、分子構造中にリン酸基が化学的に結合されてな
る共重合体（以下、「リン酸基含有共重合体」とい
う。）が得られ、単量体組成物（Ｂ）を構成する単量体
成分がラジカル重合されることにより、リン酸基含有化
合物を含有する重合体が得られる。

【００５０】単量体組成物のラジカル重合処理の具体的
な方法としては、特に限定されるものではなく、通常の
ラジカル重合開始剤を用いるラジカル重合法、すなわち
単量体組成物にラジカル重合開始剤を添加し、適宜の条
件下で単量体（混合単量体または単量体成分）を重合さ
せる方法、例えば注型（キャスト）重合法、懸濁重合
法、乳化重合法、溶液重合法などの重合法を利用するこ
とができるが、得られる重合体が架橋構造を有するもの
である場合には、当該重合体の溶融成形が困難であるこ
とから、目的とする光学製品としての形状が直接的に得
られる注型重合法を採用することが好ましい。

【００５１】ここに、ラジカル重合開始剤としては、種
々の有機過酸化物系重合開始剤を用いることができる
が、着色が少ない重合体が得られる点で、ｔ−ブチルパ
ーオクタノエート、ｔ−ブチルパーオキシネオデカネー
ト、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、ｔ−ブチルパー
オキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオ
キシラウレート等の非芳香族系のパーオキシエステル、
ラウロイルパーオキサイド、３，５，５−トリメチルヘ
キサノイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド
などを用いることが好ましい。また、２，２’−アゾビ
ス（イソブチロニトリル）、２，２’−アゾビス（２，
４−ジメチルバレロニトリル）１，１’−アゾビス（シ
クロヘキサン−２−カルボニトリル）等のアゾ系ラジカ
ル重合開始剤も好ましく用いることができる。また、単
量体のラジカル重合反応は、通常のラジカル重合反応と
同様の反応温度および反応時間で行うことができる。

【００５２】以上のようにして得られる光学材料は、そ
のままの状態で、あるいは、板状、円柱状、レンズ状な
どの目的とする形状に成形、研磨されることにより、種
々の光学製品として使用することができる。本発明の製
造法による光学材料（本発明の光学材料）は、遊離した
酸成分の含有割合がきわめて低いものである。従って、
本発明の光学材料は、高温高湿度環境下においても白化
・失透することなく、良好な透明性を維持することがで
きる。ここに、本発明の光学材料における酸成分の含有
割合としては、重合体１００質量部あたり３質量部以下
であることが好ましい。

【００５３】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
本発明はこれらによって限定されるものではない。な
お、以下において、「部」は「質量部」を意味する。

【００５４】＜実施例１＞ （１）単量体組成物（Ａ）の調製工程：下記式（３）で
表される特定のリン酸基含有単量体２３．７部と、下記
式（４）で表される特定のリン酸基含有単量体１４．３
部と、ジメチル１，６−ヘキサンジオールジメタクリレ
ート２０．０部と、ｎ−ブチルメタクリレート２０．０
部と、メチルメタクリレート２１．０部と、α−メチル
スチレン１．０部とを十分に混合することにより、混合
単量体を調製した。この混合単量体に、金属化合物とし
て無水安息香酸銅３２．０部（混合単量体１００部に対
する銅イオンの含有量が６．６５部）を添加し、攪拌混
合することにより、安息香酸銅を混合単量体中に溶解さ
せ、単量体組成物（Ａ）を調製した。

【００５５】

【化５】

【００５６】

【化６】

【００５７】（２）冷却分離工程：以上のようにして調
製された単量体組成物（Ａ）を−２０℃の冷凍庫内に２
４時間放置し、リン酸基と無水安息香酸銅との反応副生
物である安息香酸（融点１２２℃）を結晶化させて析出
させた。次いで、−２０℃の温度環境下において、析出
物（安息香酸）を濾別分離した。分離された安息香酸の
質量を測定することにより、酸成分である安息香酸の除
去率を求めたところ７８質量％であった。

【００５８】（３）重合工程：冷却分離工程を経た単量
体組成物（Ａ）に、ｔ−ブチルパーオキシオクタノエー
ト２．０部を添加した後、当該組成物を厚さ０．５ｍｍ
用のモールドに注入し、６０℃で８時間加熱し、次いで
６０℃から８０℃までを２時間で昇温し、更に、８０℃
で２時間加熱して注型重合を行うことにより、銅イオン
を保持するリン酸基含有共重合体からなるディスク状の
光学材料を得た。この光学材料に残留する安息香酸の含
有割合は、共重合体成分１００部あたり５．６部ときわ
めて少ないものであった。

【００５９】＜実施例２＞上記式（３）で表される特定
のリン酸基含有単量体２１．２部と、上記式（４）で表
される特定のリン酸基含有単量体１２．８部と、ジメチ
ル１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート２０．０
部と、ｎ−ブチルメタクリレート２０．０部と、メチル
メタクリレート２５．０部と、α−メチルスチレン１．
０部とを十分に混合することにより、混合単量体を調製
した。この混合単量体に、金属化合物として無水安息香
酸銅２８．０部（混合単量体１００部に対する銅イオン
の含有量が５．８１部）を添加し、攪拌混合することに
より、安息香酸銅を混合単量体中に溶解させ、単量体組
成物（Ａ）を調製した。上記のようにして調製された単
量体組成物（Ａ）について、実施例１と同様の条件で冷
却処理して安息香酸を結晶化させて析出させ、当該析出
物（安息香酸）を濾別分離した。分離された安息香酸の
質量を測定することにより、酸成分である安息香酸の除
去率を求めたところ７２質量％であった。上記の冷却分
離工程を経た単量体組成物（Ａ）に、実施例１と同様に
して注型重合を行うことにより、銅イオンを保持するリ
ン酸基含有共重合体からなるディスク状の光学材料を得
た。この光学材料に残留する安息香酸の含有割合は、共
重合体成分１００部あたり６．２部ときわめて少ないも
のであった。

【００６０】＜実施例３＞メチルメタクリレート５０．
０部と、イソボニルメタクリレート５０．０部とよりな
る混合単量体（単量体成分）に、リン酸基含有化合物と
してジ（２−エチルヘキシル）フォスフェート９．１部
を添加して混合し、これに金属化合物として無水酢酸銅
２．０４部（混合単量体１００部に対する銅イオンの含
有量が０．７１部）を添加し、攪拌混合することによ
り、無水酢酸銅を混合単量体中に溶解させ、単量体組成
物（Ｂ）を調製した。上記のようにして調製された単量
体組成物（Ｂ）について、実施例１と同様の条件で冷却
処理することにより、リン酸基と無水酢酸銅との反応副
生物である酢酸（融点１６．７℃）を結晶化させて析出
させ、当該析出物（酢酸）濾別分離した。分離された酢
酸の質量を測定することにより、酸成分である酢酸の除
去率を求めたところ６８質量％であった。上記の冷却分
離工程を経た単量体組成物（Ｂ）に、ｔ−ブチルパーオ
キシオクタノエート２．０部を添加した後、当該組成物
を厚さ０．５ｍｍ用のモールドに注入し、４５℃で２時
間、５０℃で２時間で加熱し、５０℃から６０℃までを
６時間で、６０℃から８０℃までを５時間で、８０℃か
ら１００℃までを３時間で昇温し、更に１００℃で２時
間加熱して注型重合を行うことにより、銅イオンを保持
するアクリル系共重合体からなるディスク状の光学材料
を得た。この光学材料に残留する酢酸の含有割合は、共
重合体成分１００部あたり０．４２部ときわめて少ない
ものであった。

【００６１】＜比較例１＞冷却分離工程（安息香酸の分
離除去）を実施しなかったこと以外は実施例１と同様に
して比較用の光学材料を得た。この光学材料に残留する
安息香酸の含有割合は、共重合体成分１００部あたり２
５．４部であった。

【００６２】＜比較例２＞冷却分離工程（安息香酸の分
離除去）を実施しなかったこと以外は実施例２と同様に
して比較用の光学材料を得た。この光学材料に残留する
安息香酸の含有割合は、共重合体成分１００部あたり２
２．２部であった。

【００６３】＜比較例３＞冷却分離工程（酢酸の分離除
去）を実施しなかったこと以外は実施例３と同様にして
比較用の光学材料を得た。この光学材料に残留する酢酸
の含有割合は、共重合体成分１００部あたり１．３３部
であった。

【００６４】＜比較例４＞比較例１により得られた光学
材料をエチルアルコール（溶剤）に８時間浸漬すること
により、安息香酸の抽出処理を行った。ここに、実施例
における除去率に相当する安息香酸の抽出率〔（酸成分
の抽出量／酸成分の生成量）×１００〕は５２質量％に
止まり、抽出後に残留する安息香酸の含有割合は、共重
合体成分１００部あたり１２．２部であった。また、こ
の抽出工程によって、光学材料（成形体）に変形（反
り）が認められた。

【００６５】＜比較例５＞比較例２により得られた光学
材料について、比較例４と同様にして安息香酸の抽出処
理を行った。ここに、安息香酸の抽出率は４７質量％に
止まり、抽出後に残留する安息香酸の含有割合は、共重
合体成分１００部あたり１１．８部であった。また、こ
の抽出工程によって、光学材料に変形（反り）が認めら
れた。

【００６６】＜比較例６＞比較例３により得られた光学
材料について、比較例４と同様にして酢酸の抽出処理を
行った。ここに、酢酸の抽出率は４３質量％に止まり、
抽出後に残留する酢酸の含有割合は、共重合体成分１０
０部あたり０．７６部であった。また、この抽出工程に
よって、光学材料に変形（反り）が認められた。

【００６７】＜光学材料の評価＞実施例１〜３および比
較例１〜６によって得られた光学材料の各々について、
高温高湿環境下における耐久性を評価した。評価方法と
しては、光学材料の各々を、温度６０℃、相対湿度９０
％および温度７０℃、相対湿度８０％のそれぞれの環境
下に放置し、当該光学材料に、劣化による白濁が生じる
までの時間を測定することにより行った。結果を下記表
１に示す。また、実施例１で得られた光学材料につい
て、可視領域から近赤外領域（波長：４００〜１０００
ｎｍ）における透過率を測定した。結果を後記表２に示
す。

【００６８】

【表１】

【００６９】

【表２】

【００７０】表１に示す結果から、冷却分離による酸成
分の除去処理が行われた実施例１〜３に係る光学材料
は、酸成分の除去処理を行わなかった比較例１〜３に係
る光学材料、および溶剤抽出による酸成分の除去処理が
行われた比較例４〜６に係る光学材料に比較して、白濁
が発生時間するまでの時間が長いものであり、高温高湿
環境下における耐久性に優れているものであることが理
解される。また、表２に示す結果から、実施例１に係る
光学材料によれば、近赤外線を高い効率で吸収し、ま
た、十分に広い可視光線透過領域が得られることが理解
される。

【００７１】

【発明の効果】本発明の製造法によれば、単量体組成物
の冷却および析出物の分離除去という簡単な操作によ
り、酸成分の含有割合が極めて低い（例えば重合体１０
０質量部あたり３質量部以下）高品質の光学材料を効率
的に製造することができる。

【００７２】本発明の製造法により得られる光学材料
（本発明の光学材料）は、酸成分の含有割合がきわめて
低く、透明性・機械的特性・耐湿性などの諸特性に優れ
ており、特に、高温高湿度雰囲気下における耐久性に優
れている。また、本発明の光学材料による成形体は、平
滑性などの形状保持性にも優れている。

フロントページの続き (72)発明者 町田 克一 福島県いわき市錦町落合16 呉羽化学工業 株式会社錦工場内 (72)発明者 庄司 益宏 福島県いわき市錦町落合16 呉羽化学工業 株式会社錦工場内 (72)発明者 荻原 武男 福島県いわき市錦町落合16 呉羽化学工業 株式会社錦工場内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リン酸基と、金属イオンとが重合体中に
   含有されてなる合成樹脂製の光学材料であって、 リン酸基含有単量体および共重合性単量体からなる混合
   単量体と、金属化合物とを含有する単量体組成物を冷却
   処理することにより、リン酸基と金属化合物との反応に
   より生成される酸成分を析出させて分離し、当該酸成分
   が分離された単量体組成物を重合処理することにより得
   られることを特徴とする光学材料。
2. 【請求項２】 リン酸基と、金属イオンとが重合体中に
   含有されてなる合成樹脂製の光学材料であって、 単量体成分と、リン酸基含有化合物と、金属化合物とを
   含有する単量体組成物を冷却処理することにより、リン
   酸基と金属化合物との反応により生成される酸成分を析
   出させて分離し、当該酸成分が分離された単量体組成物
   を重合処理することにより得られることを特徴とする光
   学材料。
3. 【請求項３】 酸成分の含有割合が、重合体１００質量
   部あたり３質量部以下であることを特徴とする請求項１
   または請求項２に記載の光学材料。
4. 【請求項４】 リン酸基と、金属イオンとが重合体中に
   含有されてなる合成樹脂製の光学材料を得るための製造
   法であって、 リン酸基含有単量体および共重合性単量体からなる混合
   単量体と、金属化合物とを含有する単量体組成物を冷却
   処理することにより、リン酸基と金属化合物との反応に
   より生成される酸成分を析出させて分離する冷却分離工
   程と、 この冷却分離工程を経た単量体組成物を重合処理する重
   合工程とを有することを特徴とする光学材料の製造法。
5. 【請求項５】 リン酸基含有単量体が下記式（１）で表
   されることを特徴とする請求項４に記載の光学材料の製
   造法。 【化１】
6. 【請求項６】 リン酸基と、金属イオンとが重合体中に
   含有されてなる合成樹脂製の光学材料を得るための製造
   法であって、 単量体成分と、リン酸基含有化合物と、金属化合物とを
   含有する単量体組成物を冷却処理することにより、リン
   酸基と金属化合物との反応により生成される酸成分を析
   出させて分離する冷却分離工程と、 この冷却分離工程を経た単量体組成物を重合処理する重
   合工程とを有することを特徴とする光学材料の製造法。
7. 【請求項７】 リン酸基含有化合物が下記式（２）で表
   されることを特徴とする請求項６に記載の光学材料の製
   造法。 【化２】
8. 【請求項８】 金属化合物を構成する金属イオンのう
   ち、５０質量％以上が銅イオンであることを特徴とする
   請求項４乃至請求項７のいずれかに記載の光学材料の製
   造法。
9. 【請求項９】 単量体組成物を構成する金属化合物とし
   て、カルボン酸の金属塩が含有されていることを特徴と
   する請求項４乃至請求項８のいずれかに記載の光学材料
   の製造法。