JPS59140214A - 重合可能な液状組成物 - Google Patents

重合可能な液状組成物

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JPS59140214A
JPS59140214A JP59002782A JP278284A JPS59140214A JP S59140214 A JPS59140214 A JP S59140214A JP 59002782 A JP59002782 A JP 59002782A JP 278284 A JP278284 A JP 278284A JP S59140214 A JPS59140214 A JP S59140214A
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F263/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated acids as defined in group C08F18/00
    • C08F263/06Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated acids as defined in group C08F18/00 on to polymers of esters with polycarboxylic acids
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics

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  • Earth Drilling (AREA)
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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】 本発明は、塊状重合される際に、光学的および機械的な
両面で顕著な特性を有する架橋された透歓 明な重合体を与える液体組成物に係わる。さらに、本発
明は、前記組成物により得られる重合体およびシート、
レンズ等の相当する製品にも係わる。
光学的用途をもつ合成重合体については、ジエチレング
リコールのビス(アリルカ舞ボネート)が、相当する重
合体が多数の光学的および機械的゛特性を有する点で、
経済的重要性を有している。
相当する重合体はシート、眼鏡用レンズおよび安全用ゴ
ーグルの製造に利用される。
これに関連して、以下の文献が参照できる。
F、 5train著「エンサイクロペディア・オブ・
ケミカル・プロセッシング・アンド・デザイン (En
cyclopediaof Chemical Pro
cessing and Design ) J第1版
、Dekker社、ニューヨーク、第■巻、頁452以
降。
「エンサイクロペディア・オブ・ポリマー・サイエンス
・アンド・テクノロジー(Encyclopediao
fPolymer 5cience and Tech
nology ) J第1巻、頁799以降、Inte
rscience  出版社、ニューヨーク、1964
 。
しかしながら、とのような重合生成物を使用する場合に
はある種の制限がある。たとえば、高矯カーボネート)
の重合生成物は、単量体の重合反応中の高容積収縮率(
約14係)のため、および相当する重合生成物の比較的
低い屈折率のため、破損を生ずることになる。ジエチレ
ングリコールのビス(アリルカーボネート)の重合生成
物に影響を及ぼす他の制限は、そのもろさくこのもろさ
はポリメチルメタクリレートのものと同等である)およ
び最大使用温度が比較的低いことに由来する。
発明者らは、上述の欠点を示さない架橋された透明な重
合体を生成できる重合可能な組成物を見出し、本発明に
至った。
本発明の目的は、光学的および機械的な両面で顕著な特
性を有する架橋された透明な重合体を生成できる重合可
能な液状組成物を提供することにある。
本発明の他の目的は、上記液状組成物から得られた重合
体にある。
さらに本発明の他の目的は、原料として上記重合体を使
用して得られたシート、レンズまたは他の製品を製造す
ることにある。
本発明の他の目的は、以下の記載および実施例から明白
になるである九≧ 本発明による重合可能な液状組成物は以下の成分を含有
する。
(al  一般式 (式中、111は二価アルコールの残基であり、1]の
値または1】の平均値は2ないし10である)で表わさ
れる脂肪族、脂環式または芳香族二価アルコールのビス
(アリルカーボネート)のオリゴマーまたはオリゴマー
混合物(ただし、前記式において該オリゴマー中に任意
に含有される二価アルコールのビス(アリルカーボネー
ト)単量体は50重重量板下である)10ないし90重
量%。
(bl  一般式 (式中 R,/は二価捷たは三価アルコールの残基であ
り、n′は2¥1.たは3である)で表わされる脂肪族
、脂環式または芳香族三価アルコールは三価アルコール
のビス(アリルカーボネート)単量体または混合物(該
単量体または混合物中に任意に含有される二価または三
価アルコールのヒ゛ス(アリルカーボネート)オリゴマ
ーまたはポリ(アリルカーボネート)は30重重量板下
である)、一般式 は2またば3である)で表わされる脂肪族または選ばれ
る化合物Oiいし90重量%。
fcl  アクリル系またはビニル系単量体0ないし3
0重量%。
該組成物における化合物(blおよび(C1の合計はい
ずれの場合にもOより大であシ、自由ラジカルを生成す
る物質を触媒活性量含有する。
化合物(al 本発明による組成物中の化合物ta+は、一般式c式中
、■は脂肪族、脂環式または芳香族二価アルコールの残
基であり、nは2ないし10、好ましくは2ないし5で
ある)で表わされるオリゴマーまたはオリゴマー混合物
である。このような化合物は、ジアリルカーポネ−1・
と二価アルコールとを、モル比4:1以下、好ましくは
2:1において、塩基性触媒、特にアルカリ金属のアル
コラードの存在下、特開昭56−133246号に記載
された条件下で反応させることにより調製される。
この目的に使用される二価アルコールの例′としテハ、
エチレンクリコール、1.3−フロパンジオール、1,
4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ジエ
チレングリコールおよびポリエチレングリコール、ジエ
チレングリコールおよびフロピレングリコール、ネオペ
ンチルクリコール、トリメチルヘンタゾオール、シクロ
ヘキサンジメタツール、ビス(ヒドロキシメチル)トリ
シクロデカン、2,7−ノルボルナンジオール、α、α
l−キシレンジオール、1,4−ビス(ヒドロキシエト
キシベンゼンラおよび2,2−ビスC4=(ヒドロキシ
エトキシ)フェニル〕プロバンカする。
上記反応条件下では、単量体含量が50重量%以下のオ
リゴマー性反応生成物が得られる。
化合物(b) 本発明による組成物の化合物(blは、1具体例によれ
ば、一般式 (式中、B、/は脂肪族、脂環式、芳香族二価アルコー
ルまたは三価アルコールの残基であり n/は2または
3である)で表わされる単、量体または混合物である。
このような化合物は、ジアリルカーボネートと二価アル
コールまたは三価アルコールとを、モル比6:1以上、
好ましくは12:1において、塩基性触媒、特にアルカ
リ金属のアルコラードの存在下、前記特許公開公報記載
の方法に従って反応させることにより調製される。
−この目的に好適な二価アルコールの代表例は前記化合
物(a)について記載したものと同じである。
また、この目的に好適な三価アルコールの代表例はトリ
メチルプロパンおよびインシアヌル酸トリス(ヒドロキ
シエチル)でアル。
上記反応条件下では、オリゴマー含量が30重量%以下
の単量体反応生成物が得られる。
他の具体例によれば、本発明による組成物の化合物(b
lは、一般式 (式中、几“は脂肪族または芳香族のジカルボン酸また
はトリカルボン酸の残基であり、n“は2または3であ
る)で表わされる単量体である。
この種の化合物fblの代表例としては、フタル酸ジア
リル、コハク酸ジアリル、アジピン酸ジアリル、シフ 
1Jルクロレンデート、ジアリルグリコレート、ジアリ
ルナフタレンジカルボキシレートおよびトリアリルメリ
テートがある。
さらに他の具体例によれば、本発明による組成物の化合
物fblは、シアヌル酸ドリア1ルルまたはインシアヌ
ル酸トリアリルである。
化合物(C1 本発明による液状組成物の化合物fclはアクリル系ま
たはビニル系単量体である。
この化合物(C)の代表例としては、酢酸ビニル、安息
香酸ビニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸フェニ
ル、アクリル酸メチル、マレイン酸メチル、無水マレイ
ン酸、および塩化ビニリデンがある。
上記化合物(al、(b)およびfclは室温(20な
いし25°C)において一般的には液状である。1また
はそれ以上が固状化合物である場合には、組成物の他の
成分に溶解し、通常の環境条件下で液状の組成物を生成
する。
本発明による液状組成物は、さらに、この組成物に溶解
しかつ温度30℃ないし120℃において自由ラジカル
を発生しうる1″l!たはそれ以上の重合反応開始剤を
含有する。この種の開始剤の例とシテは、ジシクロヘキ
シルペルオキシジカルボン酸、ジインプロピルペルオキ
シジカルボン酸、過酸化ジベンゾイルおよび過安息香酸
第3ブチルがある。これらの開始剤の量は、一般に、成
分子al、(blおよびfc)の重量に対して工ないし
6重量%、好ましくは3ないし5重量%である。
本発明の液状組成物は、さらに、安定化剤、潤滑剤、染
料、顔料、UV吸収剤、I几吸収剤などの1またはそれ
以上の一般的な添加剤を成分島、(blおよび(C1の
重量に対して1重量%を越えない量で含有する。
本発明による液状組成物は、開始剤の存在下で、30な
いし120℃の温度に加熱することにより、相当する重
合生成物に変えられる。重合時間は3ないし100時間
程度である。
このようにすることによって、従来の鋳造法に従って、
シート、レンズなどの各種の形状の重合生成物を製造で
きる。
本発明の液状組成物は、いずれの場合にも、使用目的に
応じて、容積収縮率、屈折率、衝撃抵抗、ひずみ温度な
どの光学的および/または機械的特性が改善され、一方
、ジエチレングリコールのビス(アリルカーボネート)
に由来する重合生成物の特性、たとえば耐薬品性および
摩耗耐性は影響されずそのままである重合生成物を生成
する。
本発明による組成物の化合物(alのみを原料として得
られた重合生成物は、一般に、弾性モジュラス、ひずみ
温度(HDT)および硬さの如きいくつかの機械特性に
ついて不満足な挙動を示す。同様に、化合物(bl単独
を原料として得られた重合生成物は、もろさ、低い摩耗
耐性の如き不利な物理特性を示す。さらに、これら化合
物fa)およびfblのいくつかのものは、これらが使
用条件下で固状であり、鋳型に対する強い付着性に加え
て高黄変性(YellowIndex )を有するため
、その壕までは、鋳造によって重合されない。さらに、
ジアリルカーボネートと多価アルコールとの反応から直
接得られる単量体およびオリゴマーの混合物は、各種の
特性を有する重合生成物を製造するためには、その−1
′!。
では利用できないことも確認されている。
本発明による液状組成物では、前記欠点を実費的に有し
ない重合生成物が得られ、該重合生成物の各種特性は予
測不可能なものである。
以下に具体例を例示するが、これらは本発明を説明する
ものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
具体例として、以下の各化合物(al、(b゛)および
(C1を含有する組成物を調製した。
化合物(a): ジアリルカーボネー)(DAC)とジエチレングリコー
ル(DEG)との反応生成物。モル比DAC: DEG
 = 2 : I において、前述の特開昭56−13
3246号に記載の方法に従って反応を行なったもので
ある。
なお、該化合物(alはジエチレングリコールビス(ア
リルカーボネート)300重量%含有し、残余はビス−
アリル末端基を有するジエチレングリコールのオリゴカ
ーボネートでなる。
化合物(b): 以下の各実施例に示す。
化合物(C): 以下の各実施例に示す。
さらに、該組成物は各実施例に記載する割合(3iE量
%)でジシクロへキシルペルオキシジカーボネート(D
CPD)を含有する。
このようにして得られた組成物を沢過し、真空ポンプに
よシすべての空気を発泡除去するまで脱気し、サイズ2
0x20CTL、厚さ3.2 mの可塑化したポリ塩化
ビニル製ガスケットを具備する2つのガラス製平面シー
トでなる鋳型内で鋳造した。重合反応を、強制通気タイ
プの炉内で、温度48℃、72時間実施した。
重合反応終了後、鋳型がらシートを取出し、さらに2時
間そのま1で放置し、未反応の触媒を完全に除去した。
このようにして得られた重合生成物の各特性を後述の表
に示した。詳細には、′以下の各特性を測定した。
a)光学的特性 一屈折率[nn0]  : Abbe屈折計により測定
(ASTM D −542) −曇り(%)および可視スペクトルにおける透過率(%
) : Gardner社製Hazegard HL 
−211を使用して測定(ASTM D −1003)
100・(1,277x −1,062)−黄変率(Y
l)−−、。
: Gardner社製の比色計XL −805を使用
して測定(ASTM D −1925) b)物理的および機械的特性 一密度:温度20℃において静水バランスにより測定(
AsTMD −792) −重合の際の容積収縮(%)= 一ロックウェル硬さくM):ロツクウエルジュロメータ
を使用して測定(ASTM D −785)−引張強度
および曲げ弾性モジュラス(ASTMD−790) 一摩耗耐性=1組のといし車VS= IOFを使用し、
両方のといし車に負荷500gをかけてTaber法(
ASTM D −1044の変法)で測定した。結果を
、サンプルを10係摩耗させるに必要な通過回数の対照
プレクングラス(Plexiglas )サンプルにつ
いての通過回数の比により表わす。
−衝撃抵抗(IZOD ) :非ノツチサンプルについ
て(ASTM D −256変法) C)温度特性 一負荷条件下におけるひずみ温度℃/ 18.2 kP
a )(ASTM D −648) 実施例1 この実施例で使用した化合物すは、ジアリルカーボネー
トとジエチレングリコールとをモル比12:1で反応さ
せることによシ調製されたジエチレングリコールのビス
(アリルカーボネート〕である。次表に示す6種類の組
成物を調製した。
第1番目および第6番目の組成物は比較用サンプルであ
る。
1                    95  
     52        10        
  83.5      4.73        2
0          75.5      4.54
    30     66−4.05       
 40          56.2      3.
86        96.5.          
        3.5実施例2 該実施例で使用した化合物(1))は、ジアリルカーボ
ネートとビス(ヒドロキンメチル)トリシフロチカンと
をモル比12:1において反応させることによシ調製し
たビス(ヒドロキシメチル)トリックロブカンのビス(
アリルカーボネート)である。以下の表に示す3種類の
組成物を調製した。
なお、第1番目の組成物は比較用サンプルである。
1         −        96.2  
    3.82    20    76.4   
3.63         50        46
.3      3+7実施例3 該実施例で使用した化合物fblはテレフタル酸ジアリ
ルである。次表に示す4種類の組成物を調製した。なお
、第1番目の組成物は比較用サンプルである。
1         −        95    
   52        30        66
       43        40      
  55.6      4.44         
50        46        4実施例4 該実施例で使用した化合物(b)は、ジアリルカーボネ
ートと1,4−ブタンジオールとをモル比12:】で反
応させることにより調製した1、4−ブタンジオールの
ビス(アリルカーボネート)である。
なお、使用した化合物(C1は酢酸ビニルである。次組
製物は比較用サンプルである。
2        85    10   533o5
5.8104゜2 44o46・2103・8 実施例5 該実施例で使用した化合物(blはシアヌル酸トリアリ
ルである。次表に示す2種類の組成物を調製した。
1    76.2  20    3.82    
56.5  40    3.5実施例6 該実施例で使用した化合物tb)は、ジアリルカーボネ
ートとインシアヌル酸トリス(ヒドロキシエチル)とを
モル比12:1で反応させることによシ調製したインシ
アヌル酸トリス(ヒドロキシエチル)のトリス(アリル
カーボネート)である。
次表に示す2種類の組成物を調製した。
1    56   40   4.02      
66     30     4.0実施例7 該実施例で使用した化合物(blは、ジアリルカーボネ
ートとシクロヘキサンジメタツールとをモル比12:1
で反応させることにより調整したシクロヘキサンジメタ
ツールのビス(アリルカーボネート)である。次表に示
す2種類の組成物を調製した。なお、第1番目の組成物
は比較用サンプルである。
1    −    95.4   4.62    
40    55.7   4.3、−一〜−一−− 第2表 (実施例2の重合生成物の特性) 1      2      3 密   度   (g/ml’)   1,2247 
 1,2475  1.2794収縮率 (%)  7
・17・68・2n n ’           1
 + 522−−YI             4,
7   3,25   1.90曇   !1l(q6
)     0,3    0,6    0,4o’
7クウエル硬さM    112  109   94
弾性モジュラス(MPa)    3.300  2.
900  2.200弾性強度 (MPa)   96
   94   74衝撃抵抗 (kg−cmlcrd
)  5,6  5   11,7HDT     (
’C)    92   76.2  ’52.5第3
表 (実施例30重合生成物の特性ン 1     2      3     4密  度 
(IΔnl)    1,2552 1,2756  
1,2853 1,2939収縮率(%)    11
  10,5  10,5 10,00 nゎ         1,573  1,550  
1,542  1,535Yl          5
    1,5   1,15  0.95曇  シ 
(%)     0,5   0,5   0,5  
 0.50ツクウ工ノq便さM     120   
 116    112    107弾性強度(MP
a)   35   50    −  62HDT 
  、r℃)    >160   >160   >
160  111第  4  表 (実施例40重合生成物の特性) 特 性         組成物(番号う1    2
     3    4 密  度UAe)    1,270  1,2652
  1,280  1.288収縮率(%)    1
3.1   −   −  −n、%’       
 1,5008 1,497  1,494 1,49
0Yl          1,05  1,1   
0,80  0.75曇  シ (チ)     0,
2   0,4   0,5   0.40ツクウxル
硬さM    108    105    97  
  93弾性強度(MPa)   52   46  
  75   60衝撃抵抗  4,5 4,5  8
.7 8(ky−CrrVcnl> HDT   (℃)    >200  128.4 
 64,3  57第   5   表 特  性           組成物(番号う密  
 度  (g/ml)    1,3243    1
.3273収縮率 (%)   10,9  10,0
nL0             −     −Yl
              1,5     4.1
曇   1)(%)0,5      0.50ツクウ
ェル硬さM     1吋     119弾性モジュ
ラス(MPa)      2.200    3.0
00弾性強度 (MPa)   55    56衝撃
抵抗(kg・Cr/L/cI71)7,53,9HDT
    (℃)     7o     〉2o。
第  6  表 (実施例60重合生成物の特性) 2 密   度  (97ml)    1,360   
 1.352収縮率 (係)   7.0  7,8n
20             −−yl      
        1,4     1.1曇     
 リ    (チ )           0,5 
          0.50ツクウェル硬さM   
   104      99弾性モジュラス(MPa
)     3.150    2.500弾性強度 
(MPa)    118    90衝撃抵抗(kg
・CITL/crl )     15      1
4・6s’7 HDT     (℃)      68      
 FM第  7  表 (実施例70重合生成物の特性) 2

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、顕著な機械特性および光学特性を有する重合可能な
    液状組成物において、ta+一般式(式中、几は二価ア
    ルコールの残基であシ、nの値またはnの平均値は2な
    いし10である)で表わされる脂肪族、脂環式または芳
    香族二価アルコールのビス(アリルカーボネート)のオ
    リゴマーまたはオリゴマー混合物(ただし、前記式にお
    いて該オリゴマー中に任意に含有される二価アルコール
    のビス(アリルカーボネート)単量体は50重量%以下
    である)10ないし90重量%、(b)一般式 (式中、R′は二価または三価アルコールの残基であり
    、n′は2または3である)で表わされる脂肪族、脂環
    式または芳香族二価アルコールまたは三価アルコールの
    ビス(アリルカーボネート)単量体または混合物(該単
    量体または混合物中に任意に含有される二価または三価
    アルコールのビス(アリルカーボネート)オリゴマーま
    たはポリ(アリルカーボネート)は30重量%以下であ
    る)、一般式 (式中、 R“はジカルボン酸またはトリカルボン酸の
    残基であシ、n“は2または3である)で表わされる脂
    肪族または芳香族ジカルボン酸またはトリカルボン酸の
    アリルエステル、およびシアヌル酸トリアリルおよびイ
    ンシアヌル酸トリアリルの中から選ばれる化合物0ない
    し90重重量%および(Clアクリル系余年体捷たはビ
    ニル系単量体Oないし30重量%からなシ、前記化合物
    (blおよび(C)の合計が0より犬であるとともに、
    自由ラジカルを生成する物質を触媒活性量含有すること
    を特徴とする、重合可能な液状組成物。 2、前記化合物(alがジアリルカーボネートと二価ア
    ルコールとのモル比4:1以下、好ましくは2:1にお
    ける反応の生成物である特許請求の範囲第1項記載の組
    成物。 3−  前記二価アルコールがエチレングリコール、1
    .3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1
    ,6−ヘキサ、ンジオール、ジエチレングリコールおよ
    びポリエチレングリコール、ジプロピレングリコールオ
    ヨヒフロピレンクリコール、ネオペンチルグリコール、
    トリメチルヘンタシオール、シクロヘキサンジメタツー
    ル、ヒ′ス(ヒドロキシメチル) トリシクロデカン、
    2,7−ノルボルナンジオール、α、αl−キシレンジ
    オール、1,4−ビス(ヒドロキシエトキシベンゼン)
     オ、1: ヒ2 、2−ビス[4−(ヒドロキシエト
    キシ)フェニル〕プロノくンの中から選ばれるものであ
    る特許請求の範囲第2項記載σつ組成物。 4、前記化合物(blがジアリルカーボネートと二価ま
    たは三価アルコールとのモル比6:1以上、好ましくは
    12:1における反応σ)生成物である特許請求の範囲
    第1項記載の組成物。 5゜前記二価または三価アルコール グリコール、1,3−プロノくンジオール、1,4−ブ
    タンジオール、II6−ヘキサンジオール、ジエチレン
    グリコールおよびポリエチレングリコール、ジエチレン
    グリコールおよヒフロピレングリコール、ネオペンチル
    クリコール、トlJメチルベンタラオール、シクロヘキ
    サンジメタツール、ビス(ヒドロキシメチル)トリシク
    ロデカン、2,7−ノルボルナン、ジオール、α,αl
    −キシレンジオール、工,4ービス(ヒドロキシエトキ
    シベンゼン)、オjヒ2,2−ヒス(− 4 −(ヒド
    ロキシエトキシ)フェニル〕プロパン、およびトリメチ
    ルオールプロパンおよびインシアヌル酸トリ(ヒドロキ
    シエチル)の中から選ばれ.るものである特許請求の範
    囲第4項記載の組成物。 6、前記化合物(b)がフタル酸ジアリル、コ・・り酸
    ジアリル、アジピン酸ジアリル、ジアリルカーボネート
    、ジアリルグリコレート、ジアリルナフタレンジカルボ
    キシレートおよびトリアリルメリテートの中から選ばれ
    るものである特許請求の範囲第1項記載の組成物。 7、前記化合物(Clが酢酸ビニル、安息香酸ビニル、
    メタクリル酸メチル、メタクリル酸フェニル、アクリル
    酸メチル、マレイン酸メチル、無水マレイン酸、および
    塩化ビニリデンの中から選ばれるものである特許請求の
    範囲第1項記載の組成物。 8、ジシクロヘキシルペルオキシジカルボン酸、ジイソ
    プロピルペルオキシジカルボン酸、過酸化ジベンゾイル
    および過安息香酸第3ブチルの中から選ばれる重合開始
    剤を前記化合物(al、(b)およびfc)の重量に対
    して1ないし6重量%の量で含有する特許請求の範囲第
    1項記載の組成物。 9、安定化剤、潤滑剤、染料、顔料、UVおよび■几吸
    収剤の中から選ばれる1種またはそれ以上の添加剤を前
    記化合物(al、(blおよび(Clの重量に対して1
    重量%以下の量で任意に含有する特許請求の範囲第1項
    記載の組成物。
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