JP2001124903A - 光硬化性樹脂製レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低比重、高アッベ数で、耐衝撃性、染色性、
透明性等に優れ、かつ、光重合が容易な、高屈折率光硬
化性樹脂製レンズを提供する。 【解決手段】 式（１）で表される臭素付加型ビスフェ
ノールＡ型エポキシ（メタ）アクリレートを１０〜７０
重量％、これ以外の（メタ）アクリル基を有する化合物
３０〜９０重量％、及びこれらと共重合可能な単量体０
〜５０重量％の組成物を光重合することにより得られる
共重合体からなり、屈折率１．５８以上、比重１．５以
下、アッベ数３０以上である光硬化性樹脂製レンズ。 【化３】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、合成樹脂製レンズ
に関し、更に詳しくは製造工程を簡素化できるため大量
生産に適し、かつ屈折率の高い光硬化性樹脂製レンズに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、光学レンズ材料には、種々の
無機ガラスや合成樹脂が使用されてきた。光学レンズ材
料にはさまざまな物性が要求されるが、例えば眼鏡レン
ズの分野においては、高屈折率、高アッベ数、低比重で
あることが極めて重要である。すなわち、使用されるレ
ンズが高屈折率、低比重であれば、レンズの薄肉化と軽
量化が可能となり、また、高アッベ数であれば、光の分
散が少なく、快適な装用感が得られるからである。

【０００３】眼鏡レンズの分野において、合成樹脂製レ
ンズの材料としては、初期の代表的な例として、ジエチ
レングリコールビスアリルカーボネートを原料とする
「ＣＲ−３９」と呼ばれる材料がある。この材料は、そ
れまでの無機ガラス製レンズと比較して非常に軽量であ
ったため、世間に急速に浸透していった。しかしなが
ら、この材料は屈折率が１．５０程度と低いためにレン
ズ全体が肉厚となり、眼鏡用レンズとしては決して満足
できるものではなかった。そのため、レンズの薄肉化を
実現するために、高屈折率化の研究が盛んに行われた。
その結果、例えばチオールとイソシアネートを重合して
得られるウレタン樹脂製材料（特開平２−２７０８５９
号公報）などでは屈折率１．６０以上が達成され、更に
は、エピスルフィド化合物を含有するエピスルフィド樹
脂製材料（特開平９−７１５８０号公報）などでは屈折
率１．７０以上が達成されるなど、レンズの薄肉化が急
速に加速された。実際に、これらの中には高屈折率及び
超高屈折率樹脂として実用化されているものもある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
高屈折率樹脂はウレタン反応、また超高屈折率樹脂はエ
ピスルフィド開環反応によって得られる合成樹脂であ
り、ともに、長い熱硬化時間を必要とする、熱重合によ
る合成方法を必要とした。例えば、眼鏡用レンズの分野
においては、重合時間が１０時間から２０時間程度と長
いため、レンズ製造時に使用するガラス製モールドを占
有する時間も長く、大量生産には適さなかった。

【０００５】一方、光重合を用いて眼鏡用レンズを製造
する方法は、重合時間が数分程度と短いため、ガラス製
モールドを占有する時間も短く、大量生産に適する。

【０００６】ここで、光重合が可能な材料としては、例
えばチオールとビニルモノマーの予備重合生成物（プレ
ポリマー）を調製して得られる材料（特開平４−５７８
３１号公報）や、新規の硫黄化合物を用いた材料（特開
平８−１８３８１６号公報）などが提案されている。こ
れらの材料は、熱重合だけでなく光重合も可能な高屈折
率材料であり、実際に、これらの中には屈折率１．６０
以上を達成しているものもある。

【０００７】しかしながら、例えばチオールとビニルモ
ノマーの予備重合生成物を調製して得られる材料では、
光重合に際して煩雑な予備重合工程を要するために、レ
ンズ製造時間があまり短縮されないという問題があり、
また、新規の硫黄化合物を用いた材料では、新規物質ゆ
えに大量生産技術が確立されておらず、その上、コスト
が高い、比重が高い、また耐衝撃性、アッベ数、染色
性、透明性等の光学レンズに必要な特性が十分に得られ
ないなど、非常に多くの問題を有するのが現状である。
実際に、光重合を採用した光硬化性樹脂製レンズは、低
屈折率のものが実用化されているのみである。

【０００８】以上のように、これまでに実用化された高
屈折率材料は、光重合が困難であるために大量生産性に
問題があり、また、光重合が可能な高屈折率材料は、耐
衝撃性やアッベ数等の光学レンズに必要な特性を十分に
備えていない、煩雑な作業工程を要するために製造時間
があまり短縮されないなど、多くの問題点があるため
に、実用化が非常に困難であった。

【０００９】従って、本発明の目的は、低比重、高アッ
ベ数で、耐衝撃性、染色性、透明性等に優れ、かつ、光
重合が容易な、高屈折率光硬化性樹脂製レンズを提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な現状に対して鋭意検討を重ねた結果、特定構造の（メ
タ）アクリル化合物を必須成分とした材料を、光重合す
ることにより得られる樹脂が、高屈折率を達成し、なお
かつ、光学レンズに必要な特性も十分に備えた、非常に
優れたものであることを見い出し、本発明を完成するに
至ったものである。

【００１１】すなわち、本発明は、下記構造式（１）で
表される臭素付加型ビスフェノールＡ型エポキシ（メ
タ）アクリレートを１０〜７０重量％、これ以外の（メ
タ）アクリル基を有する化合物３０〜９０重量％、及び
これらと共重合可能な単量体０〜５０重量％の組成物を
光重合することにより得られる共重合体からなり、屈折
率１．５８以上、比重１．５以下、アッベ数３０以上で
あることを特徴とする光硬化性樹脂製レンズである。

【００１２】

【化２】 （式中、Ｒ₁ は水素原子またはメチル基を表し、ｎは正
の整数を表す。） 本発明においては、光重合が容易である特定の構成成分
からなる組成物を、光重合することによって、上記優れ
た物性を有する樹脂を短時間で容易に大量生産可能であ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の光硬化性樹脂は、構造式
（１）の臭素付加型ビスフェノールＡ型エポキシ（メ
タ）アクリレートを１０〜７０重量％、好ましくは２０
〜６０重量％含有する。この理由は、臭素付加型ビスフ
ェノールＡ型エポキシ（メタ）アクリレートが１０重量
％未満の場合には、本発明の特徴である高屈折率を達成
することが困難となるからであり、７０重量％を越える
場合には、この成分の粘度が非常に高いため、取扱いが
非常に困難となるからである。

【００１４】また、本発明の光硬化性樹脂は、上記以外
の（メタ）アクリル基を有する化合物を３０〜９０重量
％、好ましくは４０〜８０重量％含有する。この理由
は、３０重量％未満の場合には、粘度が高くなるために
取扱いが困難になるだけでなく、耐熱性や耐衝撃性など
の光学レンズに必要な特性を得ることが困難になるから
であり、９０重量％を越える場合には、本発明の特徴で
ある高屈折率を達成することが困難となるからである。
このときの（メタ）アクリル基を有する化合物は、必ず
しも１種類である必要はなく、得られる樹脂にさまざま
な特性を付与するため、２種類、あるいはそれ以上を組
み合わせることも可能である。

【００１５】このときの（メタ）アクリル基を含有する
化合物は、どのようなものでもさしつかえないが、本発
明の特徴である高屈折率や取扱いの簡便性を達成するた
めには、高屈折率かつ低粘度のものが非常に好ましい。
例としては、ヒドロキシエチルアクリレート（ＨＥ
Ａ）、ヒドロキシプロピルアクリレート（ＨＰＡ）、２
−フェニルフェノールポリエトキシアクリレート（ＯＰ
Ｐ）などの単官能アクリル化合物、ネオペンチルグリコ
ールジアクリレート（ＮＰＧ）、ポリエチレングリコー
ルジアクリレート（ＰＥＤＡ）、テトラメチロールメタ
ントリアクリレート（ＴＭＭ）、ビス−２−アクリロイ
ルチオエチルスルフィド（Ａ−ＴＥＳ）、１，４−ビス
アクリロイルチオベンゼン（ＢＡＴＢ）などの多官能ア
クリル化合物、ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥ
ＭＡ）、ヒドロキシプロピルメタクリレート（ＨＰＭ
Ａ）、ベンジルメタクリレート（ＢＺＭＡ）などの単官
能メタクリル化合物、２−ヒドロキシ−１，３−ジメタ
クリレート（ＨＤＰ）、２，２−ビス（４−メタクリロ
キシポリエトキシフェニル）プロパン（ＢＰＥ）、トリ
メチロールプロパントリメタクリレート（ＴＭＰＴ）、
ビス−２−メタクリロイルチオエチルスルフィド（ＴＥ
Ｓ）、１，４−ビスメタクリロイルチオベンゼン（ＢＭ
ＴＢ）などの多官能メタクリル化合物が挙げられるが、
これらに限定されるものではない。

【００１６】また、本発明の光硬化性樹脂は、得られる
樹脂にさまざまな特性を付与するために、上記成分の他
に、それらの成分と共重合可能な単量体を必要により加
えることができる。しかしながら、５０重量％を越えて
加えた場合には、光学レンズとして得ることが困難にな
るため、添加量は０〜５０重量％である。このときの単
量体は、必ずしも１種類である必要はなく、２種類、あ
るいはそれ以上を組み合わせることも可能である。

【００１７】このときの単量体は、上記成分と共重合可
能であれば、どのようなものでもさしつかえないが、本
発明の特徴である高屈折率や取扱いの簡便性を達成する
ためには、高屈折率かつ低粘度のものが好ましい。例と
しては、スチレン（Ｓｔ）、α−メチルスチレンダイマ
ー（ＭＳＤ）などのビニル化合物、安息香酸アリル（Ａ
ＫＡ）、フタル酸ジアリル（ＦＤＡ）、などのアリルエ
ステル、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコネ
ート（ＰＥＴＧ）、ペンタエリスリトールテトラキスチ
オプロピオネート（ＰＥＴＰ）などの多官能チオール、
その他が挙げられるが、これらに限定されるものではな
い。

【００１８】本発明の光硬化性樹脂は、上記の各成分の
組み合わせにより、組成物の粘度を低くして、流動性が
十分な状態にすることが可能であるために、例えば注型
容器に注入した後に、一括して重合を行うことが可能で
あり、従って、容易かつ低コストで製造することが可能
である。

【００１９】本発明は、以上からなる組成物を、光重合
することによって得られる共重合体であることに、特徴
を有するものである。光重合は、公知の光重合技術を適
用することが可能である。すなわち、例えば組成物を注
型容器などに注入した後に、紫外線、電子線などの光線
を照射するなどの方法によって、高分子量化された共重
合体を得ることができる。

【００２０】このときの光重合では、必要により、光重
合開始剤（光増感剤）を添加することが可能である。例
えば、紫外線を照射する方法により光重合を行う場合で
は、より短時間で共重合体を得るために、あらかじめ、
組成物中に光重合開始剤を添加しておくことが望まし
い。このときに添加する光重合開始剤は、必ずしも１種
類である必要はなく、必要により２種類、あるいはそれ
以上を組み合わせて使用することが可能である。しかし
ながら、添加量が多過ぎる場合には、屈折率、耐衝撃性
などの光学レンズに必要な特性が低下するため、光重合
開始剤の添加量は、１０重量％以下が好ましく、より好
ましくは８重量％以下である。

【００２１】このときの光重合開始剤としては、アセト
フェノン類、ベンゾフェノン類など、公知の光重合開始
剤が使用可能である。光重合開始剤の例としては、α−
ヒドロキシイソブチルフェノン、ベンゾイン、ベンゾイ
ンメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾ
インイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエー
テル、２−ヒドロキシ−２−ベンゾイルプロパン、ベン
ジルジメチルケタール、チオキサン、２−クロロチオキ
サントン、アゾビスイソブチロニトリルなどが挙げられ
るが、これらに限定されるものではない。

【００２２】また、このときの組成物には、必要に応じ
て着色剤、熱安定剤、その他の補助資材をあらかじめ含
有させておくことが可能である。更に、得られた共重合
体の表面に、ハードコート剤、無反射コート、その他の
表面コートを施すことも可能である。

【００２３】本発明の光硬化性樹脂は、以上のようにし
て得られる共重合体であるということに特徴を有し、従
って、注型重合法以外にも、板材その他の共重合体を得
てから削り出す方法によっても、製造することが可能で
ある。

【００２４】

【実施例】以下、実施例により更に詳しく説明するが、
本発明はこれらに限定されるものではない。なお、得ら
れた諸物性の評価方法は以下のとおりである。

【００２５】屈折率 １０ｍｍ×２０ｍｍ×３ｍｍの試験片を作成し、アタゴ
社製「ＤＲ−Ｍ２」を用い、接触液にα−プロモナフタ
リンを使用して、室温（２０℃）における屈折率を測定
した。

【００２６】アッベ数 上記の屈折率測定と同様の測定装置、測定方法によりア
ッベ数を測定した。

【００２７】比重 １０ｍｍ×２０ｍｍ×３ｍｍの試験片を作成し、メトラ
ートレド社製「ＳＧＭ−６」を用いて比重を測定した。

【００２８】耐衝撃性 直径７８ｍｍ、曲率半径０．１ｍ、中心厚２ｍｍの試験
用サンプルを１０枚作製し、これに重さ１６．２ｇ（直
径約１．５９ｃｍ（１０／１６インチ））の鋼球を１．
２７ｍの高さから落下させ、ＦＤＡ落球衝撃強さの規格
に従って、１０枚とも割れなかったものを良好とし、１
枚でも割れたものを不良とした。

【００２９】染色性 純水１０００ｍｌに、服部セイコー社製のセイコープラ
ックスブラウン及び助剤をそれぞれ１ｇ混合することに
より染色液を作成し、得られたレンズをその染色液に９
２℃で１０分間浸すことにより染色を行い、島津製作所
社製の紫外、可視分光光度計「ＵＶ−２２００」を用い
て全光線透過率を測定して４０％以下のものを良好と
し、４０％を越えるものを不良とした。

【００３０】透明性 中心厚２．０ｍｍの平板を作成し、スガ試験機社製「Ｈ
ＧＭ−２ＤＰ」を用いてヘーズを測定し、ヘーズ０．３
以下のものを良好とし、０．３を越えるものを不良とし
た。

【００３１】（実施例１）臭素付加ビスフェノールＡ型
エポキシアクリレート（ＢＲＡ）を３０ｇ、ＢＰＥを３
０ｇ、ＴＥＳを４０ｇ、以上を２００ｍｌビーカーに測
り取り、光重合開始剤のＩＲＧＡＣＵＲＥ１８４（日本
チバガイギー社製）を１０００ｐｐｍ加えて十分に撹拌
した後に、２枚のガラス板とガスケットで構成された注
型鋳型に注入し、紫外線照射装置にて、照射線量８００
ｍＷ／ｃｍ² 、照射距離５０ｃｍ、照射時間１０ｍｉｎ
の条件で、紫外線重合を行った。その後に注型鋳型から
共重合体を取り出して完成品を得た。

【００３２】得られた共重合体は、表１記載のような物
性値であり、屈折率１．５８以上、アッベ数３０以上、
比重１．５０以下かつ、耐衝撃性、染色性、透明性とも
に良好な成形品が得られた。

【００３３】（実施例２〜５）表１に示した組成比で重
合組成物を混合し、光重合開始剤のＩＲＧＡＣＵＲＥ１
８４（日本チバガイギー社製）を１０００ｐｐｍ加えて
十分に撹拌した後に、２枚のガラス板とガスケットで構
成された注型鋳型に注入し、紫外線照射装置にて、照射
線量８００ｍＷ／ｃｍ² 、照射距離５０ｃｍ、照射時間
１０ｍｉｎの条件で、紫外線重合を行った。その後に注
型鋳型から共重合体を取り出して完成品を得た。

【００３４】得られた共重合体は、それぞれ表１に示す
ような物性値を得ることができた。実施例２〜５では、
いずれも屈折率１．５８以上、アッベ数３０以上かつ比
重１．５０以下であり、耐衝撃性、染色性、透明性とも
に良好な成形品が得られた。

【００３５】（比較例１）表１の比較例１に示すよう
に、臭素付加ビスフェノールＡ型エポキシアクリレート
が７０重量％を越える組成にて、上記実施例と同様な光
重合を行った。その結果、比重が１．５０を越え、なお
かつ染色後の全光線透過率が４０％以上であり、比重と
染色性に問題が確認された。また、ハンドリングに関し
ても、粘度が非常に高いため取扱いが困難であった。

【００３６】（比較例２）表１の比較例２に示すよう
に、臭素付加ビスフェノールＡ型エポキシアクリレート
を１０重量％未満の組成にて、上記実施例と同様な光重
合を行った。その結果、屈折率が１．５８未満であり、
屈折率に問題が確認された。

【００３７】（比較例３）表１の比較例３に示すよう
に、（メタ）アクリル化合物が９０重量％を越える組成
にて、上記実施例と同様な光重合を行った。その結果、
メタクリル化合物が９０重量％を越えるために、相対的
に臭素付加ビスフェノールＡ型エポキシアクリレートの
含有量が減少し、その結果として屈折率が１．５８未満
となり、屈折率に問題が確認された。

【００３８】（比較例４）表１の比較例４に示すよう
に、（メタ）アクリル化合物が３０重量％未満の組成に
て、上記実施例と同様な光重合を行った。その結果、室
温でも軟らかいほど硬度が不十分であり、各物性も測定
不可能であった。

【００３９】（比較例５）表１の比較例５に示すよう
に、（メタ）アクリル化合物以外の単量体が５０重量％
を越えるような組成にて、上記実施例と同様な光重合を
行った。その結果、室温でも軟らかいほど硬度が不十分
であり、各物性も測定不可能であった。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【発明の効果】本発明は、光重合が容易である特定の構
成成分からなる材料を、共重合することによって、高屈
折率の光学レンズを、短時間で容易に製造できるという
ものである。すなわち、短時間かつ簡素化した工程で、
透明性、染色性や耐衝撃性などの各物性が良好であるだ
けでなく、屈折率の高いレンズを、容易に大量生産でき
るというものである。

フロントページの続き (72)発明者 宇野 憲治 東京都文京区本郷二丁目40番２号 株式会 社シード内 Ｆターム(参考） 4J011 QA03 QA09 QA12 QA13 QA21 QA22 QA24 QA34 QA40 QB20 SA01 SA21 UA01 WA07 WA10 4J027 AC03 AC06 AE06 AJ08 BA04 BA05 BA08 BA19 BA22 BA24 BA26 CB10 CD04

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記構造式（１）で表される臭素付加型
   ビスフェノールＡ型エポキシ（メタ）アクリレートを１
   ０〜７０重量％、これ以外の（メタ）アクリル基を有す
   る化合物３０〜９０重量％、及びこれらと共重合可能な
   単量体０〜５０重量％の組成物を光重合することにより
   得られる共重合体からなり、屈折率１．５８以上、比重
   １．５以下、アッベ数３０以上であることを特徴とする
   光硬化性樹脂製レンズ。 【化１】 （式中、Ｒ₁ は水素原子またはメチル基を表し、ｎは正
   の整数を表す。）