JP2000047003A - プラスチックレンズの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 チオール基を含有するチオール化合物とイ
ソシアナート基を含有するイソシアナート化合物とを原
料に用いたチオウレタン系のプラスチックレンズにおけ
る染色性を安定化できるプラスチックレンズの製造方法
を提供する。 【解決手段】 チオール基とイソシアナート基とを所
定の官能基モル比で用い、かつ、この官能基モル比の変
動が所定の範囲内となるようにチオール化合物とイソシ
アナート化合物とを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチックレン
ズの製造方法に関し、特に、染色性が安定しているプラ
スチックレンズの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、プラスチックレンズは、無機レン
ズと比較して軽量で壊れにくく、容易に染色できるとい
うメリットがあり、ファッション性、遮光性の点から眼
鏡用レンズとして好まれ、眼鏡用プラスチックレンズの
多くが染色されて市場に出ている。

【０００３】染色プラスチックレンズは、例えば、原料
モノマーを調合してレンズ形状のキャビティを有する成
形型の中で重合させ、型からレンズ形状の重合体を脱型
した後、アニール加工をし、その後、染色浴中で染色
し、染色後アニールを行い、必要によりハードコート、
反射防止膜などを成膜して製造される。

【０００４】この場合、プラスチックレンズの原料とし
ては、従来、ジエチレングリコールビス（アリルカーボ
ネート）（ＣＲ−３９）をラジカル重合させたものが一
般的である。このプラスチックは、耐衝撃性に優れ、軽
量で、染色性に優れていること、切削性、研磨性などの
加工性が良好であるという特徴を有する。

【０００５】しかし、ＣＲ−３９は屈折率が１．５０と
小さく、レンズを薄くすることができないことから、近
年はより屈折率の高いプラスチックレンズの開発が行わ
れている。

【０００６】高屈折率のプラスチックレンズの中でも、
チオール基を含有するチオール化合物とイソシアナート
基を含有するイソシアナート化合物とを原料に用いたチ
オウレタン系のプラスチックレンズは、屈折率が高く、
透明性に優れ、軽量で耐衝撃性に優れる。そのため、こ
のチオウレタン系のプラスチックを用いたレンズは、プ
ラスチックレンズに求められる要求をかなりの程度まで
満足する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、チオウ
レタン系のプラスチックレンズの製造では、染色性が安
定しないという問題があることがわかった。プラスチッ
クレンズの特徴の一つは、染色できるファッション性に
あるが、新しいチオウレタン系のプラスチックレンズ
は、この染色性がばらつくという問題を有する。例え
ば、同じ染料を用いて同じ条件で染色しても、同じ色に
染色できない場合がある。そのため、染色の条件を調整
したりしているが、対応が困難であり、生産性を悪くす
る要因となっていた。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、チオール基を含有するチオール化合物とイソシアナ
ート基を含有するイソシアナート化合物とを原料に用い
たチオウレタン系のプラスチックレンズにおける染色性
を安定化できるプラスチックレンズの製造方法を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するため、鋭意検討を重ねた結果、チオウレタン系
のプラスチックでの染色性のバラツキは、原料のチオー
ル化合物のロット毎に発生するということを発見した。
原料のチオール化合物の純度を示すチオール価（ｇ当量
数／１００ｇ）の規格値は、例えば、１．０８５〜１．
１１５の範囲であり、通常は、この程度の純度の範囲内
では物性に影響を与えないと考えられるが、染色性に関
しては、わずか０．００１の違いでも大きな影響を与え
ることを見い出した。原料のチオール価の規格をもっと
厳格にすることは製造上困難である。そのため、イソシ
アナート基に対するチオール基の官能基モル比をロット
毎のチオール価に基づいて一定範囲、好ましくは０．２
％の範囲内となるように厳格に設定したところ、顕著に
染色性が安定し、安定な生産が可能となった。

【００１０】なお、このように、イソシアナート基とチ
オール基の官能基モル比を厳格に一定とすることによ
り、染色性が安定化する理由は明らかではないが、イソ
シアナート基と反応するチオール基の量の変動により、
レンズ表面の未反応のイソシアナート基の存在量が変動
し、レンズ表面の性質が大きく変化するためではないか
と考えられる。

【００１１】従って、請求項１記載のプラスチックレン
ズの製造方法は、チオール基を含有するチオール化合物
とイソシアナート基を含有するイソシアナート化合物を
重合させて得られる重合体からプラスチックレンズを製
造するプラスチックレンズの製造方法において、前記チ
オール基と前記イソシアナート基とを所定の官能基モル
比で用い、かつ、この官能基モル比の変動が所定の範囲
内となるように前記チオール化合物と前記イソシアナー
ト化合物とを用いることを特徴とする。

【００１２】また、請求項２記載のプラスチックレンズ
の製造方法は、請求項１記載のプラスチックレンズの製
造方法において、前記官能基モル比の変動が、０．２％
の範囲内であることを特徴とする。

【００１３】また、請求項３記載のプラスチックレンズ
の製造方法は、請求項１又は２記載のプラスチックレン
ズの製造方法において、前記重合体を染色する工程を有
することを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て具体的に説明するが、本発明は下記の実施の形態に限
定されるものではない。

【００１５】通常の染色プラスチックレンズの製造工程
は、例えば、重合性モノマー等を混合して原料モノマー
溶液を調整し、レンズ形状のキャビティを有する成形型
の中に原料モノマー溶液を注入し、加熱あるいは紫外線
の照射などで重合性モノマーを重合させてプラスチック
レンズ形状の重合体を製造する。脱型後、アニーリング
を行って、未反応モノマーの重合を完了させる。そし
て、プラスチックレンズを染色剤を水や有機溶媒に溶解
した液中に浸漬して染色した後、アニーリングして染色
剤を定着させる。その後は、ハードコート溶液を塗布、
硬化させ、反射防止膜などを成膜し、染色プラスチック
レンズとして出荷される。

【００１６】本発明は、重合性モノマーとして、チオー
ル基を含有するチオール化合物とイソシアナート基を含
有するイソシアナート化合物を用い、これらのチオール
基とイソシアナート基とを所定の官能基モル比で用い、
かつ、この官能基モル比の変動が所定の範囲内となるよ
うにチオール化合物とイソシアナート化合物とを用いる
ことを特徴とする。

【００１７】ここで、チオール基とイソシアナート基と
の所定の官能基モル比は、任意であり、これらの基を
１：１のモル比で用いることを意味しない。例えば、イ
ソシアナート基（ＮＣＯ）／チオール基（ＳＨ）の官能
基モル比は通常０．５〜３、好ましくは０．５〜１．５
の範囲で用いられ、その範囲内で任意である。但し、そ
の比率を一定にすることに本発明の特徴がある。

【００１８】チオール化合物もイソシアナート化合物も
生産ロット毎に純度が異なってくる。特に、チオール化
合物の純度はチオール価（ ｇ当量数／１００ｇ）で表
されるが、わずかの変動で染色性に大きな影響を与え
る。まず、標準のイソシアナート基とチオール基との官
能基モル比（１とは限らない）を決める。現実的には、
標準の染色が得られる官能基モル比を決定し、そのとき
のチオール化合物の標準のチオール価とイソシアナート
化合物の純度を決定する。そして、標準のチオール価と
標準のイソシアナート化合物の純度を基準として、ロッ
ト毎のチオール価とイソシアナート化合物の純度からそ
のロットのチオール化合物とイソシアナート化合物の配
合量を決定する。イソシアナート化合物の純度は安定し
ているので、通常は、チオール価だけを考慮して配合量
を調整することになる。

【００１９】例えば、標準のチオール化合物のチオール
価が、１．１５１５であるときに、あるロットのチオー
ル化合物のチオール価が１．１５４０であった場合、そ
のロットのチオール化合物の配合量は、１．１５１５／
１．１５４０＝０．９９７８であるから、０．２２％標
準より少なくなる。わずかの違いであるが、染色性に対
する影響は極めて大きい。配合量を調整しない場合、得
られる色は、標準のものより色差が大きくなり、不良と
なるが、配合量を０．２２％少なくすると、色差が規格
の範囲になる。

【００２０】チオール基とイソシアナート基の官能基モ
ル比の変動は、０．２％の範囲内、特に０．１％の範囲
内とすることが好ましい。官能基モル比の変動をこの範
囲内に納まるように配合量を調整することにより、染色
工程での染色性が安定し、チオール化合物のロットが変
動しても、色差が規格内の染色プラスチックレンズを安
定して得ることができる。

【００２１】ここで、イソシアナート化合物としては、
例えばトリレンジイソシアナート、ジフェニルメタンジ
イソシアナート、ポリメリック型ジフェニルメタンジイ
ソシアナート、トリジンジイソシアナート、ナフタレン
ジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、
イソホロンジイソシアナート、キシリレンジイソシアナ
ート、水添キシリレンジイソシアナート、水添ジフェニ
ルメタンジイソシアナート、テトラメチルキシリレンジ
イソシアナート、２，５−ビス（イソシアナートメチ
ル）ビシクロ［２．２．１］ヘプタン、２，６−ビス
（イソシアナートメチル）ビシクロ［２．２．１］ヘプ
タン、３，８−ビス（イソシアナートメチル）トリシク
ロ［５．２．１．０^２．６］−デカン、３，９−ビス
（イソシアナートメチル）トリシクロ［５．２．１．０
^２．６］−デカン、４，８−ビス（イソシアナートメチ
ル）トリシクロ［５．２．１．０^２．６］−デカン、
４，９−ビス（イソシアナートメチル）トリシクロ
［５．２．１．０^２．６］−デカン、ダイマー酸ジイソ
シアナート等のポリイソシアナート化合物及びそれらの
化合物のアロファネート変性体、ビュレット変性体、イ
ソシアヌレート変性体が挙げられ、これらの化合物を単
独で又は２種以上を混合して用いることができる。

【００２２】また、チオール化合物としては、特に制限
されないが、例えば下記式（１）で示される４−メルカ
プトメチル−３，６−ジチオ−１，８−オクタンジチオ
ール（１，２−ビス［（２−メルカプトエチル）チオ］
−３−メルカプトプロパン）、下記式（２）で示される
ペンタエリスリトールテトラ（３−メルカプトプロピオ
ネート）、及び下記一般式（３）で示されるメルカプト
基を４個以上有するポリチオール化合物を例示すること
ができる。

【００２３】

【化１】

【００２４】

【化２】

【００２５】

【化３】

【００２６】この一般式（３）で示されるポリチオール
化合物の具体例としては、例えば次のような構造式の化
合物を挙げることができる。

【００２７】

【化４】

【００２８】チオウレタン系のプラスチックレンズの原
料モノマーは、これらのイソシアナート化合物とチオー
ル化合物を主成分とするが、その他の成分としては、紫
外線吸収剤、内部離型剤、鎖延長剤、架橋剤、光安定
剤、酸化防止剤、分散染料，油溶染料，顔料などの着色
剤、反応触媒などを原料モノマー中に配合することがで
きる。

【００２９】原料モノマーは、好ましくは真空下で脱気
する。次に、例えば所定の間隔をもって対向している上
下２枚のガラスモールドの側面を粘着テープで封止して
保持した重合型のモールド間の隙間に原料モノマーを注
入し、加熱により熱重合又は紫外線照射により光重合さ
せる。

【００３０】重合後、型を分解してレンズ形状のプラス
チックを取り出し、その後アニーリングを行って重合歪
みを除去し、プラスチックレンズ基材を得ることができ
る。

【００３１】次に、このようにして得られたプラスチッ
クレンズ基材を染色する。例えば、染色剤を９０℃程度
の温度の水に溶解させた染色液中に数分間浸漬させ、染
色を行う。また、プラスチックレンズ基材の一部を浸漬
させながら部分的に上下に揺動させることでグラデーシ
ョンを有する染色レンズを得ることもできる。

【００３２】本発明では、原料モノマー中のチオール基
とイソシアナート基との官能基モル比が常に一定になる
ように原料の調製を行っているため、この染色工程で
は、染色の条件が同じであれば、染色のバラツキが小さ
く、染色不良が少なく、安定して染色することができ
る。

【００３３】染色後、染色剤を定着させるために、例え
ばオーブン中で１２０℃、３０分程度加熱してアニーリ
ングすることができる。

【００３４】アニーリング後、調製したコーティング組
成物中に浸漬するか、あるいはスピンコート等の塗布方
法により、ハードコート液を塗した後、硬化してハード
コート膜を成膜し、更に、反射防止膜その他の膜を成膜
し、着色したプラスチックレンズを完成させる。

【００３５】上記工程では、成形型で直接プラスチック
レンズを製造する工程を説明しているが、プラスチック
原料を切削してプラスチックレンズを形成する場合も、
同様に本発明を適用することができる。

【００３６】

【実施例】

（１）原料の純度 １．チオール化合物の純度 チオール価：チオール化合物１００ｇ中に含まれるチオ
ール基のｇ当量数を測定し、これを純度とした。

【００３７】２．イソシアナート化合物の純度 原料中のイソシアナート化合物の重量％を測定したもの
を純度とした。

【００３８】（２）重合工程 チオール化合物として、表１に示す標準、Ｎｏ．１〜Ｎ
ｏ．４の５種類のチオール価を有する１，２−ビス
［（２−メルカプトエチル）チオ］−３−メルカプトプ
ロパンを用いた。このうち、標準は、染色工程で標準の
染色が得られるチオール化合物である。

【００３９】このチオール化合物５２１．０５ｇ、表１
に示す純度のｍ−キシリレンジイソシアナート５６４．
５５８ｇ、内部離型剤（ダイキン工業株式会社製「ＤＳ
−４−１」）１．０８６ｇ、ジ−ｎ−ブチル錫ジクロリ
ド０．０８６８ｇ、２−（２−ヒドロキシ−５−エチ
ル）ベンゾトリアゾール０．５４３ｇを混合し、室温で
良く攪拌した後、１０ｍｍＨｇに減圧して、３０分間脱
気して原料モノマーを調製した。

【００４０】レンズの光学面を形成する２枚のガラスモ
ールドを、その間隔がレンズ形状となるように、５０μ
ｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上にシリコー
ン系粘着剤を２０μｍの厚さで塗布した粘着テープで固
定して成形型を作成した。

【００４１】この成形型中に、上記原料モノマーを注入
し、３０℃から１２０℃まで１２時間かけて昇温し、１
２０℃で２時間一定に保ち、重合を完結させた。室温ま
で冷却し、ガラスモールドから脱型した後、１２０℃で
１時間アニールを行い、レンズを得た。

【００４２】（３）染色工程 得られたレンズを市販のプラスチックレンズ用染色剤
（セイコープラックス用アンバーＤ）を用いて９０℃の
染色浴で３分間浸漬し、染色を行った。染色後、染色剤
を定着させるため、オーブン中で１２０℃、３０分間加
熱した。

【００４３】（４）コーティング液の調製及び塗布工程 攪拌装置を備えたフラスコ中に、エチルセルソルブ３２
４．８ｇ、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン１７．５ｇ、テトラメトキシシラン１７．５ｇを攪拌
しつつ順に加え、その後、０．０５規定塩酸４７．５ｇ
を加え、３０分間攪拌し、加水分解を行った。続いて、
シリコン系界面活性剤（日本ユニカー（株）製、商品名
「Ｌ−７６０４」）０．３ｇ、更にメチルセロソルブ分
散二酸化チタン−二酸化セリウム−二酸化ケイ素複合微
粒子ゾル（触媒化成工業（株）製、商品名「オプトレイ
ク１８３２」固形分濃度２０ｗｔ％）４７２．４ｇを添
加し、十分攪拌した後、０℃で２４時間放置し、熟成を
行い、コーティング組成物を得た。

【００４４】得られたコーティング組成物をスピンコー
ティングにより染色したレンズに硬化後の膜厚２μｍと
なるように塗布し、１２０℃で３時間加熱硬化を行っ
た。

【００４５】（５）測定及び良否判定 コーティング後のレンズを以下の方法で測定し評価し
た。

【００４６】測定装置として、大塚電子（株）製「ＭＣ
ＰＤ−１０００」で測定し、ＣＩＥの表色方法に従い
（Ｄ６５光源、１０度視野）、Ｌ^＊、ａ^＊、ｂ^＊値を表
１に併記した。

【００４７】また、標準染色レンズに対して色差（△
Ｅ）が１以上のものを不良とした。表１に判定結果を併
記する。○が判定結果が良好であり、×が判定結果が不
良であったことを示している。

【００４８】

【表１】

【００４９】表１の結果より、標準染色レンズのチオー
ル価が１．１５１５であり、これより０．２２％大きい
チオール価のＮｏ．２のチオール化合物と、標準よりチ
オール価が０．４３％小さいチオール価のＮｏ．４のチ
オール化合物の判定結果が不良になっている。これに対
して、同じく＋０．１０％のＮｏ．１と、−０．０９％
のＮｏ．３は共に判定結果は良好である。このことか
ら、チオールの純度が染色に大きく影響をしていること
が認められる。

【００５０】（６）純度補正 次に、チオール化合物の純度を考慮してチオール化合物
の配合量を調整した。

【００５１】表２に示すように、判定が不良となったＮ
ｏ．２とＮｏ．４のチオール化合物の配合量を下記の式
に従って純度補正を行って調整し、上記と同様に重合、
染色、ハードコーティングを行い、同様に、 Ｌ^＊、ａ
^＊、ｂ^＊値を求め、色差の判定を行った。結果を表２に
併記する。

【００５２】配合量（ｇ）＝５２１．０５×（１．１５
１５／（使用した原料のチオール価））

【００５３】

【表２】

【００５４】表２より、チオール化合物をチオール価に
基づいて配合量を純度補正することにより、色差が顕著
に改善され、規格内に収まることが認められる。

【００５５】

【発明の効果】本発明のプラスチックレンズの製造方法
によれば、チオール基とイソシアナート基の官能基モル
比を一定とすることにより、得られるレンズの染色性を
顕著に安定化することができた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野沢 吉之輔 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 Ｆターム(参考） 4F213 AA33 AA34 AA42 AB17 AG19 AH74 WA02 WA54 WA57 WA58 4J034 BA02 CA32 CB05 CB07 CC09 CC10 CD06 CD08 HA01 HA06 HA07 HC03 HC12 HC13 HC17 HC22 HC45 HC46 HC52 HC53 HC61 HC63 HC64 HC67 HC71 HC73 QA01 RA13

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チオール基を含有するチオール化合物と
   イソシアナート基を含有するイソシアナート化合物を重
   合させて得られる重合体からプラスチックレンズを製造
   するプラスチックレンズの製造方法において、 前記チオール基と前記イソシアナート基とを所定の官能
   基モル比で用い、かつ、この官能基モル比の変動が所定
   の範囲内となるように前記チオール化合物と前記イソシ
   アナート化合物とを用いることを特徴とするプラスチッ
   クレンズの製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のプラスチックレンズの製
   造方法において、 前記官能基モル比の変動が、０．２％の範囲内であるこ
   とを特徴とするプラスチックレンズの製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のプラスチックレン
   ズの製造方法において、 前記重合体を染色する工程を有することを特徴とするプ
   ラスチックレンズの製造方法。