JPS61223801A

JPS61223801A - 厚肉透明樹脂成形体

Info

Publication number: JPS61223801A
Application number: JP6392485A
Authority: JP
Inventors: Hiroteru Hasegawa; 弘照長谷川
Original assignee: Fukubi Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Fukubi Kagaku Kogyo KK
Priority date: 1985-03-29
Filing date: 1985-03-29
Publication date: 1986-10-04

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】産業上の利用分野本発明は厚肉透明樹脂成形体に関するもので、より詳細
には、レンズ、その他の光学用途或いはプロテクター等
に利用可能で、耐摩耗性、耐アーク性、耐薬品性、耐熱
性に優れており、しか本厚肉でありながら内部歪の改善
されたジアリルカーボネート系樹脂成形体に関する。

従来の技術及び発明の技微的課題近年眼鏡用レンズがファツション性及び軽量化の目的に
よゆガラス無機レンズからプラスチックレンズへの移行
がさかんに行なわれたこともあり、その他の光学用透明
材料本軽量化をまず第１の目的として合成樹脂化の要望
が大きｂｏこの中にけ眼鏡用レンズ程度の薄肉小型の素
材のみでなく、肉厚２５％程度にも達する素材の要望も
含まれている。

また、光学関係のみならず、ガラスでは得られない耐衝
撃性と軽量化、耐アーク性等を目的とし、航空機、クレ
ーン等の窓材、土木機械等の透明保護材料、アーク溶接
等のスパークからの保護材料方面からも、上記物性を持
つ厚肉の透明材料の要望もある。

光学用途に利用可能な非晶質材料としては、ポリメタク
リル酸メチル７ポリスチレン、ポリカーボネート、ＣＲ
−５９の商品名で知られているジ−エチレングリコール
ビスアリルカーボネート等が知られているが、相対的な
物性の評価をした場合、透明性、耐薬品性、耐熱性、機
械的強度、耐摩耗性、耐アーク性等の総合的見地からは
、三次元架橋構造を有するジエチレングリコールビスア
リルカーボネート樹脂が最も優れていると考えられる。

しかしながら、これらジアリルカーボネート樹脂類の成
形は、単量体成分に有機過酸化物等の開始剤を添加し、
この組成物を所定の型内で重合硬化させるセルキャスト
法によらざるを得ない状態であり、この方法で約１０％
以上の肉厚を有するレンズ状もしくは板状の物品を作成
しようとすると、十分な温度コントロール及びゲル化直
前まで予備重合を実施したとしても、成形時の収縮に帰
因すると思われる内部ひずみが、ガスケット部分より発
生し始め、肉厚２５Ｘ以上になると本はや全面が内部ひ
ずみにおおわれてしまう。このように内部ひずみの発生
した物品は、当然のことながら光学用途には使用不可能
であり、加熱アニール処理を行っても除去できず、加え
て１１０〜１５０Ｃ程度の加熱で多数のクラックが発生
し、耐熱性及び耐衝撃性本低下する状態であった。

発明の目的本発明の目的は、厚肉の状態においても内部歪が少なく
、透明性に顕著に優れ、しかもその他の性質においても
優れているジアリルカーボネート系樹脂成形体を提供す
るにある。

本発明の他の目的は、ジアリルカーボネート系樹脂が本
来有する透明性、耐薬品性、耐熱性、機械的強度、耐摩
耗性、耐アーク性等の諸性質を実質上損わずに、重合成
形時に生ずる内部歪を除去し、これによって生ずる透明
性や屈折率の低下傾向を有効に抑制し得る技術を提供す
るにある。

本発明の更に他の目的は、上述し要改善が容易に且つ格
別のコストを必要とせずに行われる手段を提供するにあ
る。

発明の構成本発明によれば、ジアリルカーボネート類及び重合体の
状態でジアリルカーボネート樹脂の屈折率と近似の屈折
率を有する一官能性エチレン系不飽和単量体５乃至４０
重ｔ％を含有する組成物の重合成形体から成ることを特
徴とする内部歪の改善された厚肉透明樹脂成形体が提供
される。

本発明において、ジアリルカーボネートがジエチレング
リコールビスアリルカーボネートであり、一官能性エチ
レン系不飽和単量体がメチルメタクリレートである場合
に最も優れた効果が得られる。

従って以下この組合せを例にとって説明するが、本発明
は勿論この組合せに限定されない。

発明の特徴及び作用効果本発明は、ジアリルカーボネート類を型内で重合硬化し
て成形体を製造する際、この単量体に対して、重合体と
しての屈折率がジアリルカーボネート系樹脂のそれと近
似の一官能性エチレン系不飽和単量体を予じめ配合して
おくと、厚物成形時における内部歪の発生が有効に防止
されるという新規知見に基づ〈本のである。

ジエチレングリコールビスアリルカーボネートの成形収
縮率は約１４％であり、一方メチルメタクリレート（Ｈ
ＭＡ）の重合では約２０％以上の収縮を生じる。厚物成
形時における内部歪の発生が重合成形時における収縮に
よるものであるとすると、メチルメタクリレートを共重
合させた場合には、成形体の内部歪はかえって増大する
ことが予測される。本発明においては、かかる予測に反
して、厚物成形時における内部歪の発生が有効に解消乃
至減少されるのであって、これは真に意外の知見であっ
た。この理由は、未だ十分に解明されるに至っていない
が、本発明者は次のように推定している。即ち、重合系
にメチルメタクリレートのような一官能性単慧体を加え
ることにより、この重合系の成形収縮率は高くなるが、
ジエチレングリコールビスアリルカーボネートの重合硬
化速度を全体にわたって均一化でき、従って系の収縮を
均一化し、内部歪を顕著に減少させ或いは無（すること
が可能となる。

更に、用いる一官能性単量体として、重合体としての屈
折率がシア１１ルカーボネートのそれと近似のものを選
択することにより、成形体自体も光学的に均−且つ一様
なものとなり、優れた透明性と屈折率とが維持される。

発明の好適実施態様本発明で用いるジアリルカーボネート類は、下記一般式式中、基Ｒけポリオール残基である、で表わされる。上記一般式（１）のモノマーを構成する
ポリオール成分としては、エチレングリコール、プロピ
レングリコール、１．４−ブタンジオール、ネオペンチ
ルグリコール、１，６−ヘキサンジオール、ジエチレン
グリコール、トリエチレングリコール、グリセリン、ト
リメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペン
タエリスリトール等が挙げられる。用いるジアリルカー
ボネートは、複数種のポリオール成分を含む単量体の混
合物であってもよい。

本発明の目的に特に好適なモノマーは、グリコールジア
リルカーボネートであり、最も好適なものはジエチレン
グリコールビスアリルカーボネートである。

本発明に用いるジアリルカーボネートモノマーは、分子
中に複数個のアリル基を有し、重合硬化により三次元状
に網状化した熱硬化型ポリカーボネートを形成し得ると
いう特徴を有する。この特徴の故に、これを基材とする
本発明の成形品は、強度等の機械的性質や耐熱性に極め
て優れているばかりではなく、耐薬品性、耐摩耗性、耐
傷性、耐アーク性、耐放射線性、耐候性等の諸耐性にも
顕著に優れている。更に、上述した熱硬化型ポリカーボ
ネートは、本質的に無色で透明性に顕著に優れていると
いう利点を有する。

ジアリルカーボネート類は、重合体の状態で一般に１．
４８乃至１．６０の屈折率（２０Ｃ）を有し、ジエチレ
ングリコールビスアリルカーボネートの重合体は、重合
条件によっても多少変化するが、その屈折率は約１．４
９８である。本発明では、既に述べた通り、一官能性の
エチレン系不飾和単量体として、重合体の状態での屈折
率が上記重合体と近似しているものを使用する。本明細
書において、近似しているとは通常の意味、即ちその違
いが±１０係以内、特に±５チ以内であることを意味す
る。

この目的に適した単量体としては、アクリル（メタクリ
ル）系単量体、特に一般式％式％（２）式、Ｒ１は水素原子又は低級アルキル基でありＲ１は１
価炭化水素基である、で表わされる単量体、例えばメチルメタクリレート、エ
チルメタクリレート、エチルアクリレート、ブチルアク
リレート、アミルアクリレート等を挙けることができる
。これらのモノマーは単独で或いは組合せで使用でき、
更にスチレン等の他の一官能性モノマーとの組合せでも
使用できる。最本好適な一官能性単量体はメチルメタク
リレートであり、これけモノマーの形で本或いは多少予
備重合された形でも使用可能であるが、少量の添加で十
分な効果を発現させるには、モノマーの形で使用するの
がよい。

一官能性単量体は、ジアリルカーボネート当り５乃至４
０重ｔチ、特に１５乃至２５重量％の量で用いるのがよ
い。この一官能性単量体の使用、量が上記範囲よりも少
ない場合には、重合体の内部歪を十分に解消することが
困難であり、一方上記範囲を越えると、ジアリルカーボ
ネートの本来の特性を損ない、耐熱性、耐薬品性に悪影
響を及ぼすばかりではなく、厚肉成形品とする際、メチ
ルメタクリレート等のゲル効果による発熱で温度コント
ロールが困難となるという欠点を生じる０重合硬化の目
的で、本発明で用いる組成物には、それ自体公知のラジ
カル開始剤を触媒量で配合する。ラジカル開始剤として
は、任意のものが使用されるが、着色の問題のないジイ
ソプロビルペルオキシカーボネート等のペルオキシカー
ボネート類を、単量体当り２乃至４重量％の量で配合す
るのがよい。

樹脂の重合硬化成形は、成形型に上述した樹脂組成物を
注入し、これを加熱することにより行われる。成形型と
しては、第１Ａ及び１−８図及び第２図に示すように、
樹脂収縮に追従可能なガスケットを備えたものが有利に
使用される。

第１−Ａ及び１−８図の成形型は、−辺の長さがＬ／’
）正方形の肉厚成形シートを成形するためのものであっ
て、２枚の強化ガラス製モールド板１゜２の端縁周囲部
に樹脂収縮に追従可能なガスケット３が対向する板１及
び２の間に間隔り、を保つように設けられており、この
ガスケットの周囲の一部には樹脂注入孔４が設けられて
いる。第２図は径がＬｆの円形の肉厚成形体を製造する
ための成形型であり、２枚の強化ガラス板１α、２αの
間に、第１−８図に断面で示したのと同様に、樹脂収縮
に追従可能なガスケット３が設けられている０樹脂組成物の重合硬化は、一般に４０乃至１１０Ｃの温
度で１５乃至２５時間加熱することにより行うのが望ま
しい。

本発明の成形体は、前述した緒特性に優れていることか
ら、レンズ、その他の光学的用途、各種構造物、装置、
機械或いは器具類の窓或いは透明性プロデクター等の用
途に有用である。特に、本発明は成形体の厚みを１０聰
以上、就中２５問以上にも達する厚みとした場合におけ
る内部歪の除去に著効がある。

本発明を次の例で説明する。

実施例ジエチレングリコールビスアリルカーボネートモノマー
７５重量％、メチルメタクリレート２５重量％及びジイ
ソプロピルパーオキシジカーボネートをモノマー総量に
対し、３重量％を混合し第１図及び第２図に示す成形型
において、Ｌ、＝４００％、Ｌ、＝４００Ｘ、Ｄ１＝２
５％’：なるようセットし、それぞれに注入し、第１表
に示す温度条件で重合硬化させて成形品Ａ、Ｂを得た。

また、比較材料として、ジエチレングリコールビスアリ
ルカーボネートにジイソプロピルパーオキシジカーボネ
ート３重ｔＳ添加し、同−成形形及び同一温度条件にて
重合硬化させ、成形品Ｃ・Ｄを夫々得た。これらの成形
品を２枚の直線偏向板の間に位置させ、内部の光学状態
を観察したところ試料Ｃ，Ｄは第３図及び第４図のよう
な干渉縞模様が発生していたが、成形品Ａ、Ｈにおいて
はなんら発生しなかった。

第１表温度　　　時間４０　Ｃ３ｈｒ４５Ｃ５ｈｒ５０Ｃ５ｈｒ５５Ｃ２ｈｒ６０Ｃ２ｈｒ６５Ｃ２ｈｒ７０Ｃ２Ａ。

８００　　　　　　　　　　　１　ルｒ０ＣＩＡｒ１００ＣＯ，５んｒｌｌｏＣｏ、５Ａｒまた、加熱試験において試料Ｃ，ＤＦｉ１２０Ｃ以上の
加熱で複数のクラックが発生して１−マりのに対し試料
Ａ、Ｂは、異常がみられず耐薬性に対しても影響を及ぼ
すには至らなかった。なお、好適な結果−一部て耐摩耗
性に変化を与えずに表面硬度の増加をはかれること４見
い出された。

【図面の簡単な説明】

第１−Ａ図は、本発明の実施例で用いた成形型の一例の
上面図であり、第１−８図は、第１−Ａ図におけるＡ−Ａ断面図であり
、第２図は、本発明の実施例で用いた成形型の他の例の上
面図であり、第２図のＢ−Ｂ断面図は、第１−８図と同
一であるので省略してあり、第３図は、実施例における
成形品Ｃの干渉稿を示す説明図であね、第４図は、実施例における成形品りの干渉稿を示す説明
図である。１．１α・２，２αはモールド板、３はガスケット、４
は干渉稿を示す。、第１−Ａ図第１−８図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ジアリルカーボネート類及び重合体の状態でジア
リルカーボネート樹脂の屈折率と近似の屈折率を有する
一官能性エチレン系不飽和単量体５乃至４０重量％を含
有する組成物の重合成形体から成ることを特徴とする内
部歪の改善された厚肉透明樹脂成形体。
（２）ジアリルカーボネートがジエチレングリコールビ
スアリルカーボネートであり、一官能性エチレン系不飽
和単量体がメチルメタクリレートである特許請求の範囲
第１項記載の成形体。
（３）１０ｍｍ以上の肉厚部分を有する特許請求の範囲
第１項記載の成形体。