JP2002156503A - プラスチックレンズの製造方法およびプラスチックレンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】エピスルフィド基を１分子中に少なくとも１個
以上有する化合物を主成分として含む組成物を重合硬化
して得られるプラスチックレンズにおいて、優れた耐光
性と紫外線吸収能を付与する手法を開発する。 【解決手段】エピスルフィド基を１分子中に少なくとも
１個以上有する化合物を主成分として含む組成物に対し
て、あらかじめ特定の紫外線吸収剤を特定の範囲の添加
量で添加、混合した後、組成物を重合硬化させ、耐光性
と紫外線吸収能に優れたプラスチックレンズを作製す
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、高い屈折率とアッ
ベ数を有し、かつ優れた紫外線吸収能および耐光性を有
す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】プラスチックレンズは、従来のガラスレ
ンズに比べ軽量で割れにくく、また染色が容易であるこ
とから、近年視力矯正用レンズおよびサングラス等の眼
鏡レンズとして広く用いられている。光学材料、特に眼
鏡レンズに要求される性能は、低比重に加えるに、光学
性能としては高屈折率と高アッベ数であり、物理的性質
としては高耐熱性と高強度である。高屈折率はレンズの
薄肉化を可能とし、高アッベ数はレンズの色収差を低減
し、高耐熱性および高強度は二次加工を容易にするとと
もに安全性等の観点から重要である。従来技術における
高屈折率を有する材料は、ポリチオール化合物とポリイ
ソシアネート化合物との反応により得られるチオウレタ
ン構造を有する熱硬化性光学材料（特公平４−５８４８
９号公報、特開平５−１４８３４０号公報）等に提案さ
れている。

【０００３】これに対し、近年になってプラスチックレ
ンズの更なる軽量化および薄肉化の要望が高まってお
り、従来よりも高い屈折率を有する光学材料の開発が盛
んに行われるようになってきている。特開平９−１１０
９７９号公報、特開平９−２５５７８１号公報、特開平
１０−２９８２８７号公報では、高屈折率と高アッベ数
のバランスに優れる光学材料として、エピスルフィド基
を１分子中に少なくとも１個以上有する化合物が提案さ
れている。該化合物を重合硬化した樹脂は、従来技術に
おいて高屈折率材料であったチオウレタン樹脂よりも更
に高屈折率であり、また一般にアッベ数は屈折率の上昇
に伴い低下する傾向があるが、該樹脂では従来のチオウ
レタン樹脂とほぼ同等のアッベ数を実現しており、光学
性能の非常に優れた材料である。

【０００４】一方、近年になって眼鏡レンズに紫外線吸
収能を付与し、４００ｎｍ以下の有害な紫外線から眼球
あるいは皮膚を保護しようとする要望が強くなってきて
いる。そこでプラスチックレンズに紫外線吸収能を付与
するために、種々の製造方法が提案されている。

【０００５】一般に練り混み法と呼ばれる方法として、
例えば、紫外線吸収剤を重合性単量体および重合開始剤
・重合触媒を含む組成物中に混合溶解した後、成型用の
型に注入して重合硬化させ、レンズ生地自体に紫外線吸
収能を付与する方法がある。以前より、紫外線吸収剤を
重合性単量体および重合開始剤・重合触媒を含む組成物
中に混合した後に重合硬化させてレンズを作製する事
は、広く一般的に行われていたが、その目的は主にプラ
スチックレンズ自体の耐光性を向上させることに限られ
ており、紫外線吸収能については考慮されていなかっ
た。よってここでいう練り込み法とは、耐光性および紫
外線吸収能を同時に満足させることを目的とした手法で
ある。

【０００６】この練り込み法を用いて従来からチオウレ
タン構造を持つ熱硬化性光学材料をはじめ様々なプラス
チックレンズに紫外線吸収能を付与することが行われて
おり、これと同様の手法により前記エピスルフィド基を
１分子中に少なくとも１個以上有する化合物を主成分と
して含む組成物を重合硬化して得られる樹脂に対して耐
光性および紫外線吸収能を同時に付与することが望まれ
ていた。

【０００７】そこで従来チオウレタン樹脂に対して使用
していた紫外線吸収剤を前記エピスルフィド基を１分子
中に少なくとも１個以上有する化合物を主成分として含
む組成物を重合硬化して得られる樹脂に対して同様に使
用すると、紫外線吸収剤が組成物中に溶解しない、また
重合硬化前に溶解していた場合でも、重合硬化後にレン
ズ全体に析出する、あるいはレンズ全体が白濁する等に
より、レンズ外観が不良になるといった問題点があっ
た。よって、前記エピスルフィド基を１分子中に少なく
とも１個以上有する化合物を主成分として含む組成物を
重合硬化して得られる樹脂に耐光性および紫外線吸収能
を同時に付与する際に、該組成物への溶解性に優れ、か
つレンズ外観を損なうことのない紫外線吸収剤の使用方
法を開発する必要があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、エピスルフ
ィド基を１分子中に少なくとも１個以上有する化合物を
含む組成物を重合硬化して得られるプラスチックレンズ
に対して、レンズの外観性等を損なうことなく優れた耐
光性と紫外線吸収能を付与する手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】前記目的を達成するべく
本発明者らは鋭意研究を続けた結果、エピスルフィド基
を１分子中に少なくとも１個以上有する化合物を主成分
として含む組成物中に特定の紫外線吸収剤を、特定の範
囲の添加量で添加、混合した後、組成物を重合硬化させ
ることにより、優れた耐光性と紫外線吸収能が同時に得
られることを見出し、本発明を完成させるに至った。

【００１０】本発明によって製造されるプラスチックレ
ンズは優れた紫外線吸収能を有している。波長４００ｎ
ｍ以下の紫外線はほとんど吸収されており、３８０〜３
９０ｎｍ以下の紫外線はほぼ１００％吸収される。すな
わち、４００ｎｍの透過率は２０％以下であり、３８０
〜３９０ｎｍ以下の透過率はほぼ０％である。

【００１１】本発明で使用される紫外線吸収剤は、エピ
スルフィド基を１分子中に少なくとも１個以上有する化
合物を主成分として含む組成物への溶解性、紫外線吸収
能力、耐久性、吸収波長範囲の広さ等の点から、２−
（２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）−２Ｈ−ベン
ゾトリアゾールが好ましい。また、このときの添加量と
しては、エピスルフィド基を１分子中に少なくとも１個
以上有する化合物を主成分として含む組成物１００重量
部に対して上記紫外線吸収剤を０．５〜１．５重量部添
加することが好ましい。添加量が０．５量部よりも小さ
い場合、紫外線吸収能が十分に発現されない。また１．
５重量部を超える場合、レンズが著しく黄色に着色し、
かつ白濁によりレンズの外観が不良となる。

【００１２】また、上記紫外線吸収剤以外の紫外線吸収
剤を使用した場合には、紫外線吸収能が不十分であった
り、重合硬化後に、紫外線吸収剤の析出、白濁といった
現象によって、外観が不良になる等といった問題が発生
する。

【００１３】本発明において、十分な耐光性および紫外
線吸収能を得るために上記紫外線吸収剤以外にも、複数
の紫外線吸収剤を同時に使用することも可能である。

【００１４】また、本発明によるプラスチックレンズの
製造方法によれば、矯正用レンズ、ファッションレンズ
等に用いられるプラスチックレンズを製造することがで
きる。

【００１５】本発明において使用されるエピスルフィド
基を１分子中に少なくとも１個以上有する化合物につい
ては特に制限はなく、公知のエピスルフィド基を有する
化合物が何ら制限なく使用できる。エピスルフィド基を
有する化合物の具体例としては、既存のエポキシ化合物
のエポキシ基の一部あるいは全てをエピスルフィド化し
て得られるエピスルフィド化合物が挙げられる。また、
プラスチックレンズの高屈折率化と高アッベ数化のため
にはエピスルフィド基以外にも分子中に硫黄原子を含有
する化合物が好ましい。具体例としては、ビス−（２，
３エピチオプロピル）ジスルフィド、１，２−ビス（β
−エピチオプロピルチオ）エタン、ビス−（β−エピチ
オプロピル）スルフィド、１，３および１，４−ビス
（β−エピチオプロピルチオ）シクロヘキサン、１，４
−ビス（β−エピチオプロピルチオメチル）ベンゼン、
２，５−ビス（β−エピチオプロピルチオメチル）−
１，４−ジチアン等が挙げられる。

【００１６】また、本発明ではエピスルフィド基と反応
可能な官能基を有する化合物、あるいは１分子中にエピ
スルフィド基と反応可能な官能基１個以上と他の単独重
合可能な官能基１個以上を有する化合物、これらの単独
重合可能な官能基を１分子中に１個以上有する化合物、
更にはエピスルフィド基と反応可能でかつ単独重合も可
能な官能基を１分子中に１個以上有する化合物を添加し
て重合硬化することにより、得られるレンズの光学性
能、物理特性等を向上させることも可能である。具体的
には、エポキシ基、多価カルボン酸基、メタクリル基、
アクリル基、アリル基、ビニル基、芳香族ビニル基、水
酸基、メルカプト基等の官能基を有する化合物である。
尚、これらの化合物は単独でも、２種以上を混合して使
用してもかまわない。

【００１７】エピスルフィド基を１分子中に少なくとも
１個以上有する化合物を主成分として含む重合性組成物
の重合硬化に際しては、１種類以上の硬化触媒の存在下
で重合硬化を行い、プラスチックレンズを製造すること
ができる。硬化触媒としては特に制限はないが、エポキ
シ樹脂用として知られている公知の化合物を使用するこ
とができる。具体例としては、エチルアミン、エチレン
ジアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、Ｎ,
Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、Ｎ,Ｎ−ジエチル
エタノールアミン、２−エチルヘキシルアミン等のアミ
ン類、トリメチルフォスフィン、トリエチルフォスフィ
ン、トリ−ｉｓｏ−プロピルフォスフィン等のフォスフ
ィン類、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、炭酸等の鉱酸類お
よびこれらの半エステル類、３フッ化ホウ素、カルボン
酸に代表される有機酸類およびこれらの半エステル類、
ケイ酸類、四フッ化ホウ酸類等が挙げられる。以上の触
媒は、エピスルフィド基を１分子中に少なくとも１個以
上有する化合物１モルに対して通常０．０００１モルか
ら０．５モル使用することが好ましい。より好ましくは
０．０００１モルから０．１モル未満、最も好ましくは
０．０００１モルから０．０５モルである。硬化触媒の
量はこの範囲より多いと硬化物の屈折率、耐熱性が低下
し、また得られるレンズが著しく着色する。またこの範
囲より少ないと十分に重合硬化せず耐熱性が十分に得ら
れない。

【００１８】また、本発明では重合硬化前の重合性組成
物中に必要に応じて酸化防止剤や光安定剤等を添加して
重合硬化を行いプラスチックレンズを製造することによ
って、得られるプラスチックレンズの耐候性を向上させ
ることが可能である。酸化防止剤や光安定剤の具体例と
しては、ヒンダードアミン系光安定剤、ヒンダードフェ
ノール系酸化防止剤、ホスファイト系酸化防止剤、チオ
エーテル系酸化防止剤等を挙げることができる。

【００１９】本発明によるプラスチックレンズを視力矯
正用レンズやファッションレンズとして用いる場合に
は、光線透過率を高め、表面反射によるちらつきを防止
するために反射防止膜を施すことが好ましく、さらにレ
ンズ基材と反射防止膜の密着性を高め、表面の傷防止の
ためにハードコート層を設けることが特に好ましい。

【００２０】ハードコート層の好ましい例としては、下
記（イ）および（ロ）を主成分とするコーティング組成
物を塗布し硬化させたものが挙げられる。 （イ）少なくとも一種以上の反応基を有するシラン化合
物の一種類以上。 （ロ）酸化ケイ素、酸化アンチモン、酸化ジルコニウ
ム、酸化チタン、酸化スズ、酸化タンタル、酸化タング
ステン、酸化アルミニウムなどの金属微粒子；酸化チタ
ン、酸化セリウム、酸化ジルコニア、酸化ケイ素、酸化
鉄のうちの２つ以上を用いた複合金属微粒子；酸化スズ
と酸化タングステンの複合金属微粒子で酸化スズ微粒子
を被覆した複合金属微粒子から選ばれる一種以上。

【００２１】（ロ）の成分は、ハードコートの屈折率を
調整し、かつ硬度を高めるのに有効な成分であり、単独
または混合して用いることができる。しかし、（ロ）の
成分だけでは成膜性が悪く、（イ）の成分を併用するこ
とによって透明で強靱な膜が得られる。（イ）の成分は
そのまま使用することも可能であるが、加水分解して使
用する方が膜の耐水性や硬度を向上させることができる
ことからより好ましい。ハードコート層の厚さは通常
０．２μｍ〜１０μｍ程度が好ましく、より好ましく
は、１μｍ〜３μｍ程度である。また本発明では、レン
ズ生地とハードコート層の間にプライマー層を設けるよ
うなハードコートも使用できる。このプライマー層は、
レンズ生地とハードコート層の密着性をより向上させた
り、ハードコート処理後のレンズの耐衝撃性を向上させ
る効果がある。

【００２２】ハードコート層ならびにプライマー層のコ
ーティングに際しては、好ましくは各層の原料成分をア
ルコール系または水系等適当な溶媒系に希釈して、ディ
ップ、スピン、スプレー等の一般的なコーティング法を
用いて塗布し、加熱硬化することで行うことができる。
硬化は、単に加熱するだけでも可能であるが、適当な硬
化触媒を添加することで短時間で硬い膜を形成すること
が可能になる。硬化触媒の具体例としては、過塩素酸マ
グネシウムや過塩素酸アンモニウム等の過塩素酸塩、ア
ルミニウムアセチルアセトネート等のキレート化合物等
が挙げられる。

【００２３】ハードコート層として上記（イ）および
（ロ）の成分は、両者のみでも十分な塗膜性能を得るこ
とはできるが、ハードコート層の外観や耐久性および他
の機能を付加させるために、他の成分を添加することも
可能である。例えば、ハードコート層の耐水性を向上さ
せ、あるいは染色性を付与するためには、多価アルコー
ル、多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物、またはエ
ポキシ化合物を添加すると効果的である。使用できる多
価アルコールとしては、例えば、（ポリ）エチレングリ
コール、（ポリ）プロピレングリコール、ネオペンチル
グリコール、カテコール、レゾルシノール、アルカンジ
オール等の二官能性アルコール、またはグリセリン、ト
リメチロールプロパン等の三官能性アルコール、または
ポリビニルアルコール等が挙げられる。多価カルボン酸
としては、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライ
ン酸、マレイン酸、ｏ−フタル酸、テレフタル酸、フマ
ル酸、イタコン酸、オキザロ酢酸等が挙げられる。多価
カルボン酸無水物としては、無水コハク酸、無水マレイ
ン酸、無水イタコン酸、１，２−ジメチルマレイン酸無
水物、無水フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸無水物、無
水ナフタル酸等が挙げられる。また、エポキシ化合物と
しては、（ポリ）エチレングリコール、（ポリ）プロピ
レングリコール、ネオペンチルグリコール、カテコー
ル、レゾルシノール、アルカンジオール等の二官能性ア
ルコールのジグリシジルエーテル、またはグリセリン、
トリメチロールプロパン等の三官能性アルコールのジま
たはトリグリシジルエーテル等が挙げられる。これらの
添加剤を添加した場合には、特に硬化触媒を添加した方
が硬度の高い膜を得ることができる。

【００２４】さらに、ハードコート層の紫外線による劣
化を防止するためには、紫外線吸収剤または酸化防止剤
・光安定剤等を使用することができる。紫外線吸収剤ま
たは酸化防止剤・光安定剤としては、例えば、サリチル
酸エステル、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール
系、シアノアクリレート系、ニッケル錯塩系、フェノー
ル系、ヒンダードアミン系、およびヒンダードフェノー
ル系の化合物などが使用できる。

【００２５】また、塗布時のユズ肌やハジキ等のコーテ
ィング不良を解消するためには、界面活性剤・フローコ
ントロール剤を使用することができる。中でも、シリコ
ーン系あるいはフッ素系の界面活性剤が有効である。

【００２６】矯正用レンズとしての使用では、前述の如
くハードコート層表面に反射防止膜を施すことによっ
て、光学性能が更にアップする。反射防止膜としては、
屈折率の異なる薄膜を積層して得られる多層膜であり、
反射率の低減されるものであれば、無機物でも有機物で
も可能である。しかし、表面の硬度や干渉縞の防止を重
視するためには、無機物からなる単層または多層の反射
防止膜を設けることが最も好ましい。使用できる無機物
としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコ
ニウム、酸化チタニウム、酸化セリウム、酸化ハフニウ
ム、フッ化マグネシウム等の酸化物あるいはフッ化物が
挙げられ、イオンプレーティング、真空蒸着、スパッタ
リング等のいわゆるＰＶＤ法によって施すことができ
る。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下本発明の詳細について実施例
に基づき説明するが、本発明は、これらに限定されるも
のではない。

【００２８】実施例および比較例で使用する物質の略称
は以下の通りである。 略称 ： 物質名 Ａ−１：ビス−（２，３エピチオプロピル）ジスルフィ
ド Ｂ−１：４，８ｏｒ４，７ｏｒ５，７−ジメルカプトメ
チル−１，１１−ジメルカプト−３，６，９−トリチア
ウンデカン Ｂ−２：ビス（２−メルカプトエチル）スルフィド Ｓ−７０１：２−（２−ヒドロキシ−５−メチルフェニ
ル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール（商品名 シーソーブ
７０１ シプロ化成株式会社製） Ｓ−７０６：２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イ
ル−）−４−メチル−６−（３，４，５，６−テトラヒ
ドロフタルイミジルメチル）フェノール（商品名シーソ
ーブ７０６ シプロ化成株式会社製） Ｓ−７０７：２−（２−ヒドロキシ−４−オクチルオキ
シフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール（商品名 シ
ーソーブ７０７ シプロ化成株式会社製） Ｓ−７０９：２−（２−ヒドロキシ−５−ｔ−オクチル
フェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール（商品名 シー
ソーブ７０９ シプロ化成株式会社製） Ｔ−２３４：２−（２−ヒドロキシ−３，５−ビス
（α、α’ジメチルベンジル）フェニル）−２Ｈ−ベン
ゾトリアゾール（商品名 チヌビン２３４ チバ・スペ
シャルティ・ケミカルズ株式会社製） （実施例１）レンズ原料モノマーとして、表１に示す品
を表１に示す組成比で混合した後、紫外線吸収剤として
表１に示す品を、表１に示す量添加し、十分に撹拌し
て、完全に溶解させた。その後、触媒としてＮ,Ｎ−ジ
メチルシクロヘキシルアミン０．１０ｇを混合、室温で
十分に撹拌して均一液とした。ついでこの組成物を中心
厚１．２ｍｍとしたプラスチックレンズ用ガラスモール
ド中に注入し、大気重合炉中で３０℃から１２０℃まで
２４時間かけて昇温を行い、重合硬化させた。その後ガ
ラスモールドよりレンズを離型し、１３０℃で２時間加
熱してアニール処理を行った。

【００２９】このようにして製造したプラスチックレン
ズを、下記の方法で品質評価を行った。その結果を表２
に示す。 （屈折率）アッベ屈折率計により２０℃でＤ線（５８
９．３ｎｍ）の屈折率を測定した。 （アッベ数）アッベ屈折率計により２０℃でＤ線（５８
９．３ｎｍ）のアッベ数を測定した。 （紫外線吸収能）分光光度計Ｕ−３５００（日立製）を
用いて、レンズ中心部（レンズ厚が一番薄くなる部分）
の透過スペクトルを測定し、波長４００nmにおける透過
率を求めた。この結果をもとに以下のように分類した。 ○ 紫外線がほぼ吸収されている。（波長４００ｎｍ透
過率 ２０％以下） △ 紫外線の吸収が不十分である。（波長４００ｎｍ透
過率 ２０〜４０％） × 紫外線がほとんど吸収されていない。（波長４００
ｎｍ透過率 ４０％以上） （耐光性）ＪＩＳ Ｂ ７７５３に規定するサンシャイ
ンカーボンアーク灯式耐候性試験機を使用し、８０時間
加速試験後レンズの色調（ｂ^*）を測定し、初期と比べ
てｂ^*の変化量が２未満のものを○、２以上のものを×
とした。 （色調）目視により得られたレンズの色調を目視で観察
し、黄色さのレベルによって以下のように分類した。 ○ 良好 △ レンズが若干黄色化している。もしくは若干紫外線
吸収剤の析出が見られる。 × レンズが著しく黄色化している。もしくは著しく紫
外線吸収剤の析出が見られる。 （白濁）レンズのコバ部分から光をあてることによっ
て、レンズの白濁を目視で観察し、白濁のレベルによっ
て以下のように分類した。 ○ 白濁は見られない。 △ 薄い白濁が見られる。 × 濃い白濁が見られる。 （実施例２〜４）原料組成と、紫外線吸収剤の種類と添
加量を、表１に示すように変更した以外は、実施例１と
同条件でレンズを作製し、実施例１と同様の品質評価を
行った。評価結果を表２に示す。 （比較例１〜６）原料組成と、紫外線吸収剤の種類と添
加量を、表１に示すように変更した以外は、実施例１と
同条件でレンズを作製し、実施例１と同様の品質評価を
行った。評価結果を表２に示す。

【００３０】

【表１】

【表２】

【発明の効果】本発明におけるプラスチックレンズの製
造方法を用いると、高屈折率、高アッベ数で、かつ優れ
た耐光性および紫外線吸収能を有するプラスチックレン
ズを製造することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 幹人 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） 2H006 BA00 BA01 4J002 CN011 EU176 FD056 GP01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エピスルフィド基を１分子中に少なくとも
   １個以上有する化合物を主成分として含む組成物に、紫
   外線吸収剤として２−（２−ヒドロキシ−５−メチルフ
   ェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾールを添加した後、重
   合硬化を行う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】エピスルフィド基を１分子中に少なくとも
   １個以上有する化合物を主成分として含む組成物１００
   重量部に対し、紫外線吸収剤を０．５〜１．５重量部添
   加することを特徴とする、請求項１記載のプラスチック
   レンズの製造方法。
3. 【請求項３】請求項１ないし２のいずれかに記載の製造
   方法によって製造されたプラスチックレンズ。