JPH089683B2 - 希土元素含有樹脂の製造法 - Google Patents

希土元素含有樹脂の製造法

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JPH089683B2
JPH089683B2 JP7856293A JP7856293A JPH089683B2 JP H089683 B2 JPH089683 B2 JP H089683B2 JP 7856293 A JP7856293 A JP 7856293A JP 7856293 A JP7856293 A JP 7856293A JP H089683 B2 JPH089683 B2 JP H089683B2
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hydrogen
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浩三 井田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はランタン、セリウム、プ
ラセオジム、ジスプロシウム、ツリウム、イッテルビウ
ム及びルテチウムからなる群から選ばれた希土元素を含
有する樹脂の製造法に関し、より詳しくは、希土元素に
由来する放射線及び電磁波の選択吸収性、発光性等の諸
物性を有する希土元素含有樹脂の製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、可視領域の特定の波長の光を選択
的に吸収する合成樹脂を得るために用いる添加剤として
はアゾ系、ジアゾ系、アンスラキノン系等の油溶性染料
が数多く知られている。これらは樹脂原料に溶解させて
使用することができるといった長所をもつものの、吸収
の波長依存性をみると、広い波長範囲にわたって吸収し
ている。すなわち、ブロードな吸収となり、このため例
えば波長450nm付近の光線を十分に吸収させようと
すれば波長350nmから500nmの広い範囲の光線
まで吸収されるため、選択吸収の用途によっては欠点と
なる。また、これらの染料は一般に耐候性が劣り、ある
場合には1週間ほどの太陽光の照射、あるいは、180
℃近くの温度で吸収が弱まったり消失したりするものが
多い。
【0003】一方、可視光線よりも更に短波長の電磁波
であるX線やγ線の吸収においては、合成樹脂に鉛化合
物やビスマス化合物等を添加して可視領域において透明
な合成樹脂の得られることが知られている。光子の吸収
能力を示す数値として質量吸収係数(cm2/g)をみる
と、原子の軌道電子の軌道間遷移に伴なう吸収端エネル
ギーが原子により異なるためX線及びγ線のエネルギー
領域では質量吸収係数の値が不連続に変化している。即
ち、鉛とセリウムの質量吸収係数を比較すると、セリウ
ムのL3吸収端(5.723keV)より鉛のL3吸収端
(13.040keV)の間及びセリウムのK吸収端
(40.440keV)より鉛のL3−K吸収端(74.
960keV)の間では、鉛よりもセリウムの方が質量
吸収係数が数倍大きいことが知られている。
【0004】同様に原子番号81のタリウムから原子番
号46のパラジウムまでの元素についても同様である。
従って、光子のエネルギー範囲を限定して考えると各種
の元素にはそれぞれ特有の、鉛より大きな光子吸収能の
あることが理解される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】赤外光線、可視光
線、紫外光線およびX線、γ線領域の電磁波に対し
、一般の有機合成樹脂は吸収がみられないのが通常で
あるが、これに特定の希土元素を含有させるとそれぞれ
に特有のシャープな特定吸収を示すことを利用し、従来
にみられないような耐候性があり且つ電磁波の選択吸収
性能を有する樹脂を見出した。
【0006】
【課題を解決するための手段】これらの特定の希土元素
は、これらの希土元素と特定の不飽和脂肪酸との塩から
なる群から選ばれた少なくとも一種を、メタクリル酸エ
ステルを主成分として含有する単量体又はそれらの部分
重合体と共重合させることによって希土元素を樹脂中に
含有させることができ、これにより特に散乱のない透明
な樹脂を得ることができる。
【0007】即ち、本発明は、(a) メタクリル酸エステ
ルを主成分として含有する単量体及びそれらの部分重合
体からなる群から選ばれた樹脂形成原料、 (b) ランタン、セリウム、プラセオジム、ジスプロシウ
ム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムからなる
群から選ばれた希土元素と一般式 CH 2 =C(R 1 )−COOH (式中、R 1 は水素または炭素数1〜3の炭化水素残基
である) で示される不飽和脂肪酸との塩からなる群から
選ばれた少なくとも一種、 (c) 上記成分(a) 及び(b) に対して溶解性を示す一般式 1 −COOH (1) (式中、R 1 は炭素数1〜20の飽和又は不飽和の炭化
水素残基である); 2 −OCO−R 3 −COOH (2) (式中、R 2 は水素又は炭素数1〜9の炭化水素残基で
あり、R 3 は炭素数1〜4の飽和又は不飽和の炭化水素
残基である); CH 2 =C(R 4 )−COO−(−A 1 −O−) n H (3) (式中、R 4 は水素又はメチル基であり、A 1 は炭素数2
〜6のアルキレン基であり、nは0又は1〜10の整数
である); CH 2 =C(R 5 )−COO−R 6 −OH (4) (式中、R 5 は水素又はメチル基であり、R 6 は炭素数2
〜6のアルキレン基である); 7 −OH (5) (式中、R 7 は炭素数3〜10の飽和又は不飽和の炭化
水素残基である);及び 8 =(−A 2 −O−) m H (6) (式中、R 8 は水酸基又は炭素数1〜10の飽和又は不
飽和の炭化水素残基であり、A 2 は炭素数2〜4のアル
キレン基であり、mは1〜10の整数である)の化合物
からなる群から選ばれた少なくとも1種の溶媒、及び (d) 重合開始剤 よりなる混合物を鋳型中で重合させることを特徴とする
放射線及び電磁線の選択吸収性に優れた希土元素含有樹
脂の製造法である。
【0008】本発明の製造法で用いる希土元素の量は樹
脂の重量基準で希土元素として0.001%ないし35
%であり、0.001%よりも少ないと希土元素に由来
する効果が小さく、35%を超えると樹脂組成物の機械
的物性を損なうので好ましくない。
【0009】本発明の製造法で用いるメタクリル酸エス
テルとしては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチ
ル等のメタクリル酸アルキル、またはメタクリル酸シク
ロヘキシル、メタクリル酸テトラヒドロフリル、メタク
リル酸ベンジル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸
アリル、メタクリル酸メタリル、メタクリル酸β−ナフ
チル、メタクリル酸β−アミノエチル、メタクリル酸2
−メトキシエチル、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、テトラエ
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−ブタンジオールジメ
タクリレート、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メタクリコート、ペン
タエリスリトールテトラメタクリレート、トリメチロー
ルプロパントリメタクリレート及びこれらのハロゲン置
換メタクリレート等である。
【0010】前記一般式(1) 、(2) 、(3) 、(4) 、(5)
および (6)で示される溶媒は、希土元素化合物を樹脂形
成原料に均一に溶解させるための共溶媒であって、具体
的には例えばメタクリル酸、アクリル酸等の不飽和カル
ボン酸、プロピオン酸、イソ酪酸、n−酪酸、カプロン
酸、カプリル酸、カプリン酸、2−エチルヘキサン酸、
ステアリン酸、ナフテン酸等の飽和または不飽和の脂肪
酸、α−ヒドロキシエチルアクリレート、α−ヒドロキ
シエチルメタクリレート等の不飽和アルコール、プロピ
ルアルコール、シクロヘキシルアルコール等の飽和脂肪
族アルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコ
ール、プロピレングリコール等の多価アルコールがあげ
られる。
【0011】これらの溶媒のうち、メタクリル酸、アク
リル酸、α−ヒドロキシエチルメタクリレート、α−ヒ
ドロキシエチルアクリレート等の如くメタクリル酸メチ
ルと共重合性のある単量体が好ましい。これらの溶媒は
単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができ
る。上記溶媒の使用量は、使用する希土元素化合物の種
類、量により一概に決めることが出来ないが、40重量
%以下、好ましくは、10重量%以下である。使用量が
40重量%を越える場合には得られる樹脂組成物の機械
的、熱的性質を低下させるので好ましくない。
【0012】上記の共重合において使用する重合開始剤
としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロ
イルパーオキサイド等の過酸化物系、α,α’−アゾビ
スイソブチロニトリル、α,α’−アゾビス(2,4−
ジメチルバレロニトリル)、α,α’−アゾビス(2,
4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル)等のアゾ
ビス系のような公知のラジカル開始剤が使用できる。こ
れらの重合開始剤は単独または2種以上を混合して使用
でき、その使用量は樹脂原料100重量部に対して0.
001ないし0.1重量部である。
【0013】本発明の樹脂を得るに際しての共重合法と
しては特に限定されないが、好ましい共重合法として鋳
込重合があげられる。この鋳込重合の場合には前記成分
(a)、(b) 、(c) および (d)から調製された混合物を、
例えば無機ガラス、ステンレススチール、ニッケルクロ
ムまたはアルミニウムからなるセルとガスケットとで構
成された鋳型内に注入して重合させる。特別な用途の場
合には、室温以下の低温度で放射線重合を行なわせるこ
ともできる。通常は、45ないし95℃で0.3ないし
15時間、更に引続き100ないし145℃で10分な
いし5時間かけて重合を完結させる。
【0014】本発明においては必要に応じて紫外線吸収
剤、離型剤、熱安定剤、その他の波長の光を吸収させる
ための光吸収剤、光拡散剤、放射線遮蔽材等を添加する
こともできる。以上に述べたような構成からなる本発明
の希土元素含有樹脂は、希土元素に起因する光選択吸収
性能の他に、基材樹脂の屈折率を増加させたり、X線、
γ線に対する放射線の吸収能力、熱中性子線に対する吸
収能力を付与したりし、フィルター、レンズ、照明カバ
ー、映像用スクリーン、放射線に対するプロテクトフィ
ルター、シンチレーター、発光体等に利用することがで
きるが、これらに限定されるものではない。
【0015】次に実施例によって本発明を更に詳しく説
明するが本発明を限定するものではない。 実施例1 メタクリル酸ランタン8g、n−オクチル酸2g、プロ
ピレングリコール1g、α−ヒドロキシエチルメタクリ
レート1g、スチレン5g及びメタクリル酸メチル83
gを混合した。この混合液は無色透明液であった。
【0016】次にこの混合液に重合触媒として0.04
gのα,α’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニト
リル)および離型剤として0.005gのジオクチルス
ルホサクシネートナトリウム塩を添加して溶解させた
後、脱気し、予め製品の板厚が2mmとなるように設定さ
れた常法の無機ガラスの鋳型中に注入し、この鋳型を6
5℃の温水中に180分浸漬し、次いで110℃の空気
浴中に120分滞在させて重合を完結させた。鋳型から
取り出した樹脂板は無色透明であった。
【0017】実施例2 メタクリル酸ネオジム4g、メタクリル酸ランタン4
g、ラウリン酸4gおよびプロピレングリコール1gを
メタクリル酸メチル87gに混合し、溶解させ、実施例
1と同じ重合条件で鋳込重合を行なった。得られた樹脂
板はピンク色透明であった。
【0018】実施例3 メタクリル酸プラセオジム8g、n−オクチル酸2g、
プロピレングリコール1g、α−ヒドロキシエチルメタ
クリレート1g、スチレン5g及びメタクリル酸メチル
83gを混合し、実施例1と同じ重合条件で鋳込重合を
行なった。得られた樹脂板は淡黄緑色の透明板であっ
た。
【0019】実施例4 メタクリル酸ネオジム4g、メタクリル酸プラセオジム
4g、ラウリン酸4g及びプロピレングリコール1gを
メタクリル酸メチル87gに混合し、溶解させ、実施例
1と同じ重合条件で鋳込重合を行なった。得られた樹脂
板は透明で淡黄緑色をしていた。
【0020】実施例5 メタクリル酸プラセオジム20g、ラウリン酸7g、プ
ロピレングリコール4gおよびメタクリル酸メチル69
gを混合し、実施例1と同じ重合条件で鋳込重合を行な
った。得られた樹脂板は黄緑色で透明であった。
【0021】実施例6 メタクリル酸プラセオジム20g、ラウリン酸7g及び
メタクリル酸メチル73gを混合し、実施例1と同じ重
合条件で鋳込重合を行なった。得られた樹脂板は黄緑色
で透明であった。
【0022】実施例7 メタクリル酸プラセオジム20g、ラウリン酸7g及び
テトラヒドロフリルメタクリレート73gを混合し、実
施例1と同じ重合条件で鋳込重合を行なった。得られた
樹脂板は黄緑色で透明であった。
【0023】実施例8 メタクリル酸ツリウム8g、n−オクチル酸2g、プロ
ピレングリコール1g、α−ヒドロキシエチルメタクリ
レート1g、スチレン5g及びメタクリル酸メチル83
gを混合し、実施例1と同じ重合条件で鋳込重合を行な
った。得られた樹脂板は淡赤色の透明板であった。
【0024】実施例9メタクリル酸ネオジム4g、メタ
クリル酸ジスプロシウム4g,ラウリン酸4 g及びプロピレングリコール1gをメタクリル酸メチル
87gに混合し、溶解させ、実施例1と同じ重合条件で
鋳込重合を行なった。得られた樹脂板は透明で淡黄色を
していた。
【0025】比較例 スピロン・イエローGRCH・Special(保土谷
化学社製品)0.002g及びアマプラストイエローA
GB(アメリカンアニリン社製品)0.005gをそれ
ぞれメタクリル酸メチル100gに溶解させ、実施例1
と同じ重合条件でそれぞれ鋳込重合を行なった。得られ
た樹脂板はそれぞれ淡黄色で透明であった。実施例およ
び比較例で得られた樹脂板はいずれも波長450nm付
近で吸収がみられるものの第1図の分光透過率曲線で分
るように実施例はシャープな吸収を、比較例ではブロー
ドな吸収を示している。また、これらを広島県大竹市に
おいて夏期1ケ月間屋外曝露をしたところ実施例では吸
収の強度は変わらなかったが、比較例ではほとんど色が
消えてしまった。
【0026】
【発明の効果】本発明の希土元素含有樹脂は、希土元素
に由来する放射線及び電磁波の選択吸収性、発光性等の
諸物性を有し、耐候性があり且つ基材樹脂の屈折率を増
加させたりし、フィルター、レンズ、照明カバー、映像
用スクリーン、放射線に対するプロテクトフィルター、
シンチレーター、発光体等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】日光分光光度計MODEL 307による樹脂
板の分光透過率曲線を示し、曲線aは実施例5の樹脂板
の場合を、曲線bは比較例(アマプラストイエローAG
B)の場合及び曲線cは比較例(スピロンイエローGR
CHスペシャル)の場合をそれぞれ示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a) メタクリル酸エステルを主成分とし
    て含有する単量体及びそれらの部分重合体からなる群か
    ら選ばれた樹脂形成原料、 (b) ランタン、セリウム、プラセオジム、ジスプロシウ
    ム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムからなる
    群から選ばれた希土元素と一般式 CH2=C(R1)−COOH (式中、R1 は水素または炭素数1〜3の炭化水素残基
    である)で示される 不飽和脂肪酸との塩からなる群から選ばれた
    少なくとも一種、 (c) 上記成分(a) 及び(b) に対して溶解性を示す一般式 R1−COOH (1) (式中、R1は炭素数1〜20の飽和又は不飽和の炭化
    水素残基である); R2−OCO−R3−COOH (2) (式中、R2は水素又は炭素数1〜9の炭化水素残基で
    あり、R3は炭素数1〜4の飽和又は不飽和の炭化水素
    残基である); CH2=C(R4)−COO−(−A1−O−)n(3) (式中、R4は水素又はメチル基であり、A1は炭素数2
    〜6のアルキレン基であり、nは0又は1〜10の整数
    である); CH2=C(R5)−COO−R6−OH (4) (式中、R5は水素又はメチル基であり、R6は炭素数2
    〜6のアルキレン基である); R7−OH (5) (式中、R7は炭素数3〜10の飽和又は不飽和の炭化
    水素残基である);及び R8=(−A2−O−)m(6) (式中、R8は水酸基又は炭素数1〜10の飽和又は不
    飽和の炭化水素残基であり、A2は炭素数2〜4のアル
    キレン基であり、mは1〜10の整数である)の化合物
    からなる群から選ばれた少なくとも1種の溶媒、及び (d) 重合開始剤 よりなる混合物を鋳型中で重合させることを特徴とする
    放射線及び電磁線の選択吸収性に優れた希土元素含有樹
    脂の製造法。
  2. 【請求項2】 希土元素の量が樹脂の重量基準で希土元
    素として0.001〜35重量%である請求項1記載の
    希土元素含有樹脂の製造法
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