JPS60258218A - 含フツ素プラスチツクレンズ材料 - Google Patents

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、ポリフルオロアルキル基含有の重合し得る化
合物とメタクリル酸エステルとの共重合体よシなる低屈
折率、低分散性などの光学特性とともに特に耐熱性に優
れた含フッ素プラ　□スチックレンズ材料に関するもの
である。

近年、ガラスレンズに代ってプラスチックレンズの実用
化が急速に進んでいる。これはプラスチックレンズが従
来のガラスレンズに比較して軽量であシ、特に耐衝撃性
、加工性、染色性などに優れているという理由によるも
のである。

プラスチックレンズは、例えばサングラス、眼鏡レンズ
、カメラレンズ、ビデオカメラレンズ。

プロジェクタ−レンズ、望遠鏡レンズ、拡大鏡レンズ、
フレネルレンズ、偏光レンズ、光伝送用ファイバーアレ
イなどの種々な用途に実用化が拡大している。しかしな
がら、プラスチックレンズとして実用に供されているプ
ラスチックレンズ材料は、その材料の有する透明性、屈
折率１分散などの光学特性、あるいは耐候性などの点に
おいて多くの制約を受け、その種類は多くはない。即ち
、ポリメチルメタクリレート。

ポリカーボネート、ポリスチレンなどの射出成形に好適
な材料とジエチレングリコールビスアリルカーボネート
あるいはシラツブ状のポリメチルメタクリレートなどの
溶液状化合物を成形型に注入して重合せしめる注型成形
用材料などがあるに留まっている。かかる材料は、いず
れも従来のガラスレンズに比較して光学特性上からの選
択範囲の幅が狭い。ガラスレンズはその組成によって屈
折率は１．４〜１．８、分散（アツベ数）は２０〜９０
のものを適宜得ることが可能であるが、プラスチックレ
ンズにおいては屈折率は１．５前後、分散は５０〜５８
の範囲のものが得られるに過ぎない。従って、例えば眼
鏡レンズにおいて、プラスチックレンズと高屈折率ガラ
スレンズとで同じ焦点距離を得るためにはプラスチック
レンズはその厚さが厚肉となって、外観上から使用者に
好まれないという傾向があシ、高屈折率、低分散のプラ
スチックレンズ材料が強く望まれている。しかしながら
、高屈折率のプラスチックレンズ材料は分散も高くなシ
、レンズ特性としての要件を完全に満足するものを得る
には至っていない。一方、光は波長によって屈折率を異
にすることから色収差を生じ、例えばカメラレンズ、ビ
デオカメラレンズ、プロジェクタ−レンズ、顕微鏡レン
ズなどにおいては、この色収差を解消すること、更に球
面収差、コマ収差などを解消することが必要となシ、こ
の解消方法として、屈折率や分散の　ｉ１異なるレンズ
を組み合せることが行なわれるが、プラスチックレンズ
を使用する場合前記のように光学特性上から選択し得る
プラスチックレンズ材料の種類が少なく、このような方
法の採用を困難なものとしている。

プラスチックレンズの光学特性の選択範囲を拡大する目
的で、最近、低屈折率、低分散のプラスチックレンズ材
料が注目され、その一つとして、透明性に優れている含
フッ素ポリメタクリレートからなる材料が提案されてい
る。しかしながら含フツ素ポリメタクリレートは低屈折
率、低分散などの光学特性を有するが、ガラス転移温度
は低く、そのため耐熱性に劣シ、プラスチックレンズと
しての使用、例えば真夏の直射太陽光下での使用や高温
環境下での使用においてレンズが変形してしまい正しい
結像が得られないという問題がある。かかる現状からプ
ラスチックレンズ材料においても耐熱性に優し、光学特
性の選択範囲の広い材料が強く望まれている。

耐熱性を有する含フツ素ポリメタクリレート）−１，て
、＠公昭５６−８３２３号公報にはノく一フルオロｔｅ
ｒｔ−ブチルメタクリレートの光学繊維への応用が開示
されているが、かかるパーフルオロｔｅｒｔ−ブチルメ
タクリレートの合成は実際には極めて困難である。

本発明者は、前記問題点に鑑み、従来のプラスチックレ
ンズ材料と同等、あるいはそれ以上の耐衝撃性、加工性
などを有し、しかも光学特性において透明性に優れ、低
屈折率、低分散であって、それら特性の選択範囲が広く
、且つ耐熱性を高めるためにガラス転移温度が高いこと
などの要件を満足する含フツ素プラスチックレンズ材料
について種々研究、検討を行なった。

その結果、特定のポリフルオロアルキル基含有　（の重
合し得る化合物とメタクリル酸エステル類とを共重合せ
しめた共重合体は低屈折率、低分散であって、しかも他
の光学特性や成形性などを損々うことなく、且つガラス
転移温度が高いことを見い出した。更に特定のポリフル
オロアルキル基含有の重合し得る化合物の２種以上の組
み合わせ、まだはメタクリル酸エステル類との組み合わ
せ、更にはそれらの組成比を変化せしめることによって
、それぞれの有する屈折率、分散の範囲内でその値を任
意に選択することが可能であり、かかるプラスチックレ
ンズ材料は射出成形、圧縮成形などによってプラスチッ
クレンズ化が可能であることから、本発明を完成するに
至ったものである。

本発明は、下記一般式（１） （但し、ＸはＯ，ＮＨ，ＹはモＣＨ２＋。

ＲＲＦｔ −Ｙ’−Ｎ−８０，−Ｙ’　、　−Ｙ’−８−Ｙ’−、
Ｒｆ　はポリフルオロアルキル基、Ｙ′は炭素数２〜乙
のアルキレン基、Ｙｌは炭素数１〜４のアルキレン基。

ＲはＨ２炭素数１〜乙のアルキル基、ｎはＯ〜６の整数
を表わす） で表わされるポリフルオロアルキル基含有の重合し得る
化合物と下記一般式（Ｉｔ） （但シ、Ｒ′ハ低級アルキル基、シクロヘキシル基を表
わす） で表わされるメタクリル酸エステル類とを共重合せしめ
た共重合体よりなる含フツ素プラスチックレンズ材料を
提供するものである。

本発明における一般式（１） で表わされるポリフルオロアルキル基含有の重合し得る
化合物は式中のＸで示されるＯ、ＮＨ及Ｒ１・、′ ＲＲＲ −Ｙ’−８−Ｙ’− （但し、Ｙ′は炭素数２〜６のアルキレン基、Ｙ′は炭
素数１〜４のアルキレン基、Ｒは■、炭素数１〜６のア
ルキル基、ｎは０〜３の整数）を適宜選択して組み合わ
せることによって種々の化合物を挙げることができる。

それらの代表的なものを例示すると Ｈ３ 昌３ ＯＥ。

蹴 などを挙げることができる。Ｒｆ　はポ】ノフルオロア
ルキル基であって、炭素数・６以上の７＜−フ　□ルオ
ロアルキル基であるのが好ましい。ＯＮ己一般式（１）
で表わされるポリフルオロアルキル基含有の重合し得る
化合物の単独重合体の屈折率は１．５３〜１．４２であ
るが、フッ素原子の数戸ヨ多くなるに従い屈折率は低く
なる。力λ−１１＞−る化合物の単独重合体または２種
以上の共重合体は強靭性がや＼劣るため、本発明におい
ては、前記一般式（Ｉｔ）で表わされるメタクリル酸エ
ステル類と共重合せしめる。

前記一般式（ＩＩ）で表わされるメタクリル酸エステル
類としては、例えば などのメタクリル酸の低級アルキルエステル類。

あるいはメタクリル酸シクロヘキシルなどが挙げられる
。アルキル基が炭素数５以上のアルキル基であると共重
合体はプラスチックレンズ部材としての強靭性の向上は
ほとんど認められ力い。

ポリフルオロアルキル基含有の重合し得る化合物とメタ
クリル酸エステル類との共重合において、それぞれの配
合割合は任意に選択される配合割合を変化せしめること
により１．ポリフルオロアルキル基含有の重合し得る化
合物の重合体とメタクリル酸エステル類の重合体それぞ
れが有する特性値の間で変化させることができる。

よって、配合割合はプラスチックレンズ部材として必要
とする特性値との関係において決定される。また、ポリ
フルオロアルキル基含有の重合し得る化合物及びメタク
リル酸エステル類はそれぞれについて２種以上を混合せ
しめたものであってもよい。本発明において得られる共
重合体のガラス転移温度は５０℃以上であって、プラス
チックレンズ部材として優れた耐熱性を有するものであ
る。

ポリフルオロアルキル基含有の重合し得る化合物とメタ
クリル酸エステル類とを共重合させるためには、通常の
加熱重合あるいは紫外線照射などによる光重合などの方
法が採用される。

かかる重合方法は、通常の塊状重合、乳化重合、１１１
懸濁重合などによシ行なわれる。加熱重合においては、
例えば窒素雰囲気下などの酸素の存在しない条件下で行
、なうのが好ましい。重合開始剤としては、通常の熱重
合触媒、あるいけ光重合開始剤が使用される。熱重合触
媒としては、例ｔばα、α′−アゾビスイソブチロニト
リルに代表されるアゾビス化合物、ベンゾイルパーオキ
シド、ｔ−ブチルクミルパーオキシド、ｔ−ブチルパー
オキシド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート々どの有
機過酸化物、光重合開始剤としては、例えばアセトフェ
ノン、ベンゾフェノン及びそれらの誘導体、ベンゾイン
アルキルエーテルなどが挙げられる。これらの重合開始
剤が使用される場合、通常は単独で用いられるが、例え
ば紫外線照射重合に際し、光重合開始剤と熱重合触媒と
を併用したシ、また重合体の分子量を調整する目的で例
えばｎ−へキシルメルカプタンのような分子量調整剤を
併用することもできる。

プラスチックレンズとしての成形方法は、プラスチック
レンズ部材としての得られた共重合体を例えば射出成形
機などの成形機によって成形することができる。

以上のように、本発明の含フツ素プラスチックレンズ部
材はポリフルオロアルキル基含有の重合し得る化合物の
少なくとも１種とメタクリル酸エステル類とを共重合す
ることによって得られる共重合よシなり、その光学特性
は低屈折率、低分散であって、しかもそれら特性値は幅
広く選択することができる。この結果、カメラレンズ、
ビデオカメラレンズ、顕微鏡レンズなどにおいて屈折率
や分散の異なるレンズを組み合せることによって色収差
などを容易に解消することができる。更にガラス転移温
度が５０℃以上と高いことから、レンズの使用環境によ
って発生する結像不良などを生ずることがなく、多大の
効果が期待されるものである。

以下に、本発明を実施例により具体的に説明するが、こ
れらは本発明を限定するものでないことは勿論である。

実施例１ ポリフルオロアルキル基含有の重合し得る化ｎは６，８
．１０が混合していて、平均値はａ５）々る単量体３０
部（重量部、以下同じ）とメチルメタクリレートの単量
体７０部を混合し、これに重合開始剤と［７てα、α′
−アゾビスイソブチロニトリル０．０５部、分子量調整
剤としてｎ−へキシルメルカプタンｌ：ＬＯ６部を混合
溶解させて透明な溶液とした。この溶液を内容積２００
ゴの耐圧アンプル中に仕込み、アンプル内の空気を窒素
ガスで置換した後、７０℃で２４時間加熱して共重合さ
せた。判られた共重合体をアセトンに溶解させ、メタノ
ールで再沈、することを３回繰返し７て精製した。

精製された共重合体について、屈折率、ガラス転移温度
及び熱分解温度を測定するとともに、成形性試験として
、２３０℃で射出成形を行ない直径５１１ｍ＋の透明レ
ンズを得た。屈折率、ガラス転移温度及び熱分解温度の
測定結果を第１表に示した。

実施例２〜６ 実施例１におけるポリフルオロアルキル基含有の重合し
得る化合物とメチルメタクリレートの組成比を第１表に
示す組成比に代えだ他は、実施例１と同様に共重合、精
製して、精製共重合体を得た。この精製共重合体につい
て実施例１と同様に屈折率、ガラス転移温度、及び熱分
解温度を測定し、更に成形性試験を行ない透明レンズを
得た。測定結果を第１表に示した。

実施例４〜５ 実施例１におけるメチルメタクリレートを式えた他は実
施例１と同様に共重合、精製して精製共重合体を得た。

この精製共重合体について、実施例１と同様に屈折率、
ガラス転移温度、及び熱分解温度を測定し、更に成形性
試験を行ない透明レンズを得だ。測定結果を第２表に示
した。

実施例６〜７ ポリフルオロアルキル基含有の重合し得る化それ５０部
に対しメチルメタクリレートをそれぞれに５０部混合し
、実施例１と同様に共重合、精製して精製共重合体を得
た。この精製共重合体について実施例１と同様に屈折率
、・ガラス転移温度、及び熱分解温度を測定し、更に成
形性試験を行ない透明レンズを得た。測定結果を第３表
に示した。

比較例１〜２ メチルメタクリレート、または式 単量体を実施例１と同様に重合させた後、精製１、： して精製重合体を得た。との精製重合体について実施例
１と同様に屈折率、ガラス転移温度及び熱分解温度を測
定した。それらの測定結果を第４表に示した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記一般式（１） Ｙ’−日Ｙ’、Ｒｆ　はポリフルオロアルキル基。 Ｙ′は炭素数２〜６のアルキレン基　ｙ、Ｉは炭素数１
   〜４のアルキレン基、ＲはＨ２炭素数１〜６のアルキル
   基、ｎはＯ−５の整数を表わす）で表わされるポリフル
   オロアルキル基含有の重合し得る少なくとも１種の化合
   物と、下記一般式（Ｉ［） （但し、Ｒ′は低級アルキル基、シクロヘキシル基を表
   わす） で表わされるメタクリル酸エステル類とを共重合せしめ
   た共重合体よりなる含フツ素プラスチックレンズ材料。