JPH05132522A

JPH05132522A - 光学材料の製造法

Info

Publication number: JPH05132522A
Application number: JP10300992A
Authority: JP
Inventors: Takashige Murata; 敬重村田; Yasuyoshi Koinuma; 康美鯉沼; Naoyuki Amaya; 直之天谷; Takayuki Otsu; 隆行大津
Original assignee: Nippon Oil and Fats Co Ltd
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 1992-04-22
Filing date: 1992-04-22
Publication date: 1993-05-28

Abstract

(57)【要約】【構成】一般式化１【化１】（式中Ｒ₁及びＲ₂は、炭素数１〜１２のアルキル基又は
炭素数３〜１２のシクロアルキル基をそれぞれ示す）で
示されるフマル酸ジエステルを主成分とする原料モノマ
ーに、重合開始剤として選定１０時間半減期温度が１０
０℃以下の有機過酸化物またはアゾ化合物を配合し、所
定の型内に注入して加熱硬化させることを特徴とする光
学材料の製造法。【効果】本発明の製造法では、従来の光学材料に比し
て、耐熱性、耐候性に優れ、屈折率も大巾に改善され、
さらに加工時の低収縮性、型との離型性にも優れる光学
材料を、容易に製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特殊なフマル酸ジエス
テルの重合物あるいは当該共重合体からなる光学材料の
製造法に関し、さらに詳しくは、耐熱性、高屈折率、低
収縮性、耐候性、離型性等に優れた光学材料の製造法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、プラスチック素材は、その有
する透明性、軽量、安全性、加工性等の優れた特性を生
かし無機ガラスの代替品として使われてきている。

【０００３】その代表的なものとして、ポリメチルメタ
クリレート、ポリシクロヘキシルメタクリレート、ポリ
ジエチレングリコールビスアリルカーボネート、および
ポリスチレン等が挙げられる。

【０００４】これらプラスチック素材は、無機ガラスに
比して耐傷性、屈折率、耐熱性等において劣っている点
もあるが、前述の優れた特性を生かし広く光学分野で使
用されている。しかし、例えばポリメチルメタクリレー
ト、ポリシクロヘキシルメタクリレートおよびポリジエ
チレングリコールビスアリルカーボネートでは、屈折率
がｎD＝１．４９〜１．５０程度と低いため、レンズに
成型した場合無機ガラスに比してかなり厚いものが要求
され、注型成型においてはその熱硬化時の収縮率が１０
〜２０％と著しく大きいため成型にかなり高度な技術が
必要である他、耐熱性に劣るなどの欠点があった。

【０００５】また、ポリスチレン、ポリカーボネートで
は屈折率に関してはｎD＝１．５９程度と高いものの、
耐候性、耐薬品性、耐熱性に欠点を有しており、成型法
については射出成型等の溶融成型によるものが多く、多
種品目生産に有用な注型成型法に適さないなどの欠点が
あった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、耐熱
性、耐候性に優れ、屈折率も大巾に改善され、さらに加
工時の低収縮性、型との離型性にも優れる光学材料を、
容易に製造することが可能な光学用樹脂の製造法を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、一般式
化２

【０００８】

【化２】

【０００９】（式中Ｒ₁及びＲ₂は、炭素数１〜１２のア
ルキル基又は炭素数３〜１２のシクロアルキル基をそれ
ぞれ示す）で示されるフマル酸ジエステルを主成分とす
る原料モノマーに、重合開始剤として選定１０時間半減
期温度が１００℃以下の有機過酸化物またはアゾ化合物
を配合し、所定の型内に注入して加熱硬化させることを
特徴とする光学材料の製造法が提供される。

【００１０】本発明に用いる前記一般式化２で示される
フマル酸ジエステルとしては、ジメチルフマレート、ジ
エチルフマレート、ジイソプロピルフマレート、ジター
シャリーブチルフマレート、ジセカンダリーブチルフマ
レート、ジシクロペンチルフマレート、ジシクロヘキシ
ルフマレート、ジシクロヘプチルフマレート、イソプロ
ピル−メチルフマレート、メチル−ターシャリーブチル
フマレート、イソプロピル−シクロヘキシルフマレート
などが挙げられるが、式中のＲ₁，Ｒ₂のアルキル鎖の少
なくとも一方が、かさ高い枝分れ構造であることが好ま
しく、さらに好ましくは、Ｒ₁，Ｒ₂のアルキル鎖の少な
くとも一つがシクロアルキル基を有するフマル酸ジエス
テルである。

【００１１】本発明の製造法において用いる原料モノマ
ーとしては、上記フマル酸ジエステルの他に、アリル基
を有する架橋性モノマーの１種あるいは２種以上を用い
ることも可能である。

【００１２】アリル基を有する架橋性モノマーとして
は、ジアリルフマレート、ジアリルマレート、ジアリル
フタレート、アリルアクリレート、アリルメタクリレー
ト、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート等が
挙げられる。この場合フマル酸ジエステル（Ａ）に対す
るアリル基を有する架橋性モノマー（Ｂ）の共重合組成
比としては、任意の組成比で実施可能であるが、好まし
くはＡ／Ｂ（重量比）９９／１〜１０／９０の範囲であ
り（Ｂ）が多くなると収縮率が大きくなる傾向となる。

【００１３】さらに、原料モノマーとして上記フマル酸
ジエステルの他に、ラジカル重合性ビニルモノマーの１
種あるいは２種以上を使用することも可能である。この
場合のラジカル重合性ビニルモノマーとしてはスチレ
ン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−クロルスチレンジビニル
ベンゼン等の芳香族ビニル化合物、メチルメタクリレー
ト、ブチルメタクリレート等のアルキルメタクリレー
ト、メチルアクリレート、エチルアクリレート等のアル
キルアクリレート、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等
のカルボン酸ビニル、アクリロニトリル、メタクリロニ
トリル等が挙げられる。フマル酸ジエステル（Ａ）に対
するラジカル重合性ビニルモノマー（Ｃ）の共重合組成
比としてはＡ／Ｃ（重量比）９５／５〜７０／３０の範
囲が好ましい。

【００１４】さらに本発明の製造法では、原料モノマー
として、前記フマル酸ジエステル（Ａ）、アリル基を有
する架橋性モノマー（Ｂ）、ラジカル重合性ビニルモノ
マー（Ｃ）の異なる３つの群から選ばれるモノマーを使
用することもできる。その共重合組成比としてはＡ９５
〜１０、Ｂ９０〜５、Ｃ３０〜５の重量％の範囲が好ま
しい。

【００１５】本発明の製造法において、重合させる際に
用いられる重合開始剤としては、選定１０時間半減期温
度が１００℃以下の有機過酸化物ないしアゾ化合物の１
種ないし２種以上が使用される。その例として、過酸化
ベンゾイル、ジイソプロピルペルオキシジカーボネー
ト、ターシャリーブチルペルオキシピバレート、ターシ
ャリーブチルペルオキシネオデカノエート、ターシャリ
ーブチルペルオキシジイソブチレート、アゾビスイソブ
チルニトリル等が挙げられる。重合開始剤の使用量とし
ては原料モノマー総重量に対して１０重量％以下が好ま
しく、さらに好ましくは５重量％以下である。

【００１６】本発明の製造法において、前記重合あるい
は共重合により光学材料を得るには、当該原料モノマー
に重合開始剤を加えた配合物を直接所望の型内に仕込
み、系を加熱硬化させる方法が好ましく、重合あるいは
共重合させた後の加工は適さない。この場合、適時、重
合系を不活性ガス例えば、窒素、二酸化炭素、ヘリウム
等で置換ないし、雰囲気下にすることが望ましい。ま
た、原料モノマーに重合開始剤を添加後、所定の温度下
（１０〜６０℃）で前もって若干重合あるいは共重合さ
せておいた後、所望の型内に仕込み、加熱硬化させて重
合を完結させる方法を取ることも可能である。

【００１７】なお、前記、加熱硬化させる場合の温度と
しては、使用する重合開始剤により異なるが３０〜１０
０℃の範囲が好ましく、特に使用重合開始剤の１０時間
半減温度程度がさらに好ましい。また、硬化時間の短
縮、未反応モノマー、重合開始剤の処理を目的に適時、
硬化温度を昇温させることも可能である。この場合、硬
化に要する全時間としては１０〜４８時間程度である。

【００１８】

【発明の効果】本発明の製造法では、従来の光学材料に
比して、耐熱性、耐候性に優れ、屈折率も大巾に改善さ
れ、さらに加工時の低収縮性、型との離型性にも優れる
光学材料を、容易に製造することができ、得られる光学
材料は、プラスチックレンズ、プリズム、光ファイバー
等に応用できる。

【００１９】

【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明する
が実施例によって本発明が制限されるものでない。

【００２０】

【実施例１】４０℃に保温したジシクロヘキシルフマレ
ート１００重量部に重合開始剤としてジイソプロピルパ
ーオキシジカーボネート２．５重量部および過酸化ベン
ゾイル２．５重量部を仕込み、この混合液を、２枚の２
０ｃｍ×２０ｃｍ硬質ガラス板とシリコンゴムパッキン
で構成された型内に流し込み、窒素雰囲気下４０℃のオ
ーブン中に２４時間保持した。その後８０℃で４時間、
さらに１２０℃で２時間保持し硬化を完了させた。得ら
れた材料の特性を表１に示した。

【００２１】なお、硬化後の収縮率は、ガラス板に指標
された目盛りより、重合前と重合後の線収縮の変化より
次式に従って算出した。

【００２２】 [(重合前の長さ)−(重合後の長さ)]／(重合前の長さ) 屈折率はアッベ屈折計により測定し、耐熱性は、動的粘
弾性測定によるガラス転移温度より、耐候性はサンシャ
インウエザオメーター促進試験により４００時間で材料
の黄変、失透、割れが認められないものを合格とした。
離型性は硬化後重合物が無理なくガラス面より離型する
ものを合格とした。

【００２３】

【実施例２】ジシクロペンチルフマレート８０重量部、
ジアリルフマレート２０重量部に重合開始剤として、タ
ーシャリーブチルペルオキシピバレート３重量部を用
い、５０℃で２４時間重合させた以外は実施例１と全く
同様に行なった。

【００２４】

【実施例３】ジシクロヘキシルフマレート７０重量部、
ジエチレングリコールビスアリルカーボネート３０重量
部に重合開始剤としてジイソプロピルパーオキシジカー
ボネート３重量部を用いた以外実施例１と全く同様に行
なった。

【００２５】

【実施例４】イソプロピルシクロヘキシルフマレート８
０重量部、スチレン２０重量部に重合開始剤として、ジ
イソプロピルパーオキシジカーボネート３重量部を用い
た以外実施例１と全く同様に行なった。

【００２６】

【実施例５】ジシクロヘキシルフマレート６０重量部、
ジエチレングリコールビスアリルカーボネート３０重量
部、メチルメタクリレート１０重量部に重合開始剤とし
てターシャリ−ブチルペルオキシネオデカノエート３重
量部を加え、４５℃で２４時間重合させた以外は実施例
１と全く同様に行なった。

【００２７】

【比較例１〜３】スチレン、メチルメタクリレート、ジ
エチレングリコールビスアリルカーボネートの各々単独
モノマー１００重量部に重合開始剤としてジイソプロピ
ルパーオキシジカーボネート３重量部を加え、実施例１
と全く同様に重合を行い比較例とした。

【００２８】以上の結果を表１に示す。

【００２９】

【表１】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式化１【化１】（式中Ｒ₁及びＲ₂は、炭素数１〜１２のアルキル基又は
炭素数３〜１２のシクロアルキル基をそれぞれ示す）で
示されるフマル酸ジエステルを主成分とする原料モノマ
ーに、重合開始剤として選定１０時間半減期温度が１０
０℃以下の有機過酸化物またはアゾ化合物を配合し、所
定の型内に注入して加熱硬化させることを特徴とする光
学材料の製造法。