JP2707653B2 - 高アッベ数レンズ - Google Patents

高アッベ数レンズ

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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は光学用レンズ、特に眼鏡用レンズとして好適
な高アッベ数硬化物に関する。
(従来の技術とその問題点) 有機ガラスすなわち透明性プラスチックはガラスと比
較して、軽量で大量生産性が良い等の利点があり、視力
矯正用眼鏡レンズやカメラ用レンズとして大量に使用さ
れている。
なかでも視力矯正用眼鏡レンズのように1枚で実用に
供せられるプラスチックレンズが具備すべき条件はいろ
いろあるが特に厚みが薄くかつ色収差の少ないことが必
要条件である。レンズの厚みは屈折率が高い程薄くな
り、色収差はアッベ数が高い程少ない。
それゆえ、クラウンガラス並以上の屈折率(▲N20℃
▼≧1.523)を持ち、かつ、フリントガラス並以上の
アッベ数(▲ν20℃ ▼≧40)を有しながら耐溶剤性に
優れたプラスチックの出現が待たれている。
しかし、プラスチックの場合は高屈折率と高アッベ数
を両立させることが難しく、アッベ数が高いと屈折率が
急に低くなり、屈折率が高いとアッベ数が極端に低くな
る欠点を有する。
例えば、ポリ(ジエチレングリコールビスアリルカー
ボネート)とポリ(メチルメタクリレート)はアッベ数
が約60と高いがその屈折率は1.50と低い。
また、本発明のA成分であるビス(アクリロキシメチ
ル又はメタクリロキシメチル)トリシクロデカンの単独
重合体から成る樹脂はアッベ数は52と高いが屈折率は1.
525と不充分である。また該単独重合体は良好な耐湿性
等を有することが公知であるが(特開昭60−152515号公
報、特開昭62−225508号公報)、耐衝撃性に劣り、重合
硬化反応で割れを生じ易い欠点がある。
一方、ポリ(カーボネート)やポリ(スチレン)は屈
折率は1.59と高いが、アッベ数は約30と低く、しかも耐
溶剤性に劣っている。
(問題点を解決するための手段) 本発明者らはこれら従来の光学材料の欠点を解決すべ
く鋭意検討の結果、特定の(メタ)アクリル化合物とチ
オール化合物とを重合硬化することにより、高いアッベ
数を維持しつつ、屈折率をも高められ、更に他の物性に
も優れたレンズ用プラスチックが得られることを見出
し、先に特許出願した(特願昭63第4845号)。
中でも、アクリル化合物として本発明のA成分である
ビス(アクリロキシメチル又はメタクリロキシメチル)
トリシクロデカンを用い、チオール化合物として本発明
のB成分であるペンタエリスリトールテトラキス(β−
チオプロピオネート)又はペンタエリスリトールテトラ
キス(チオグリコレート)を用いた場合に得られる硬化
物は特にアッベ数が高く、しかも軽量である特徴を有し
ていた。しかし、この系は軟質ゴム状の透明硬化物が得
られ、表面の耐摩耗硬さが要求される眼鏡レンズのよう
な用途には、不充分であった。
我々は上記系に良好な硬度を付与するべく、更なる検
討を加えた。その結果、次の硬化物が極めて優れた光学
特性を有し、耐衝撃性の良い光学レンズとなることを見
出し、本発明に到達したものである。
すなわち、本発明は、下記のA成分、B成分及びC成
分から成る混合物を、重合硬化して得た屈折率(▲N
20℃ ▼)が1.53以上、アッベ数(▲ν20℃ ▼)が40
以上である高アッベ数レンズである。
A成分:次の一般式で表せるビス(アクリロキシメチル
又はメタクリロキシメチル)トリシクロデカン40〜80重
量% B成分:ペンタエリスリトールテトラキス(β−チオプ
ロピオネート)又はペンタエリスリトールテトラキス
(チオグリコレート) 10〜50重量% C成分:ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリ
メチロールプロパントリアクリレート又はジビニルベン
ゼン 10〜40重量% ここでA成分は、ビス(アクリロキシメチル)トリシ
クロ〔5,2,1,02,6〕デカン又はビス(メタクリロキシメ
チル)トリシクロ〔5,2,1,02,6〕デカンを示し、混合物
全体の40重量%より少ない場合、レンズの耐熱性や硬度
が不良であり、又、80重量%を越える時は屈折率が不足
し、耐衝撃性が不良である。
B成分のペンタエリスリトールテトラキス(β−チオ
プロピオネート)又はペンタエリスリトールテトラキス
(チオグリコレート)はそのチオール基がA成分及びC
成分の二重結合と付加反応し、アッベ数を高め、屈折率
を上げ、かつ衝撃強度を高める。B成分は混合物全体の
10重量%より少ない場合、レンズのアッベ数、屈折率及
び衝撃強度が不足である。又、50重量%を越える時は耐
熱性と硬度が不足する。
C成分のペンタエリスリトールトリアクリレート、ト
リメチロールプロパントリアクリレート又はジビニルベ
ンゼンはその二重結合がA成分の二重結合及びB成分の
チオール基と架橋付加反応し、硬度と耐熱性を高める。
C成分は混合物全体の10重量%より少ない場合、レンズ
の耐熱性と硬度が不足する。又、40重量%を越える時は
衝撃強度が不足である。
混合物の重合硬化には公知の熱重合開始剤や光重合開
始剤等のラジカル重合開始剤を用いる。例えば、過酸化
ベンゾイル、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、
アゾビスイソブチロニトリル、t−ブチルパーオキシ
(2−エチルヘキサノエイト)、ベンゾフェノン、ベン
ゾイン、ベンゾインメチルエーテル等が挙げられる。
ラジカル重合開始剤の配合量は、混合物全体の0.01〜
10重量%、好ましくは0.1〜5重量%の範囲である。0.0
1重量%より少ない時は重合が不十分であり、未重合分
が残りやすい。また、10重量%を越える場合、重合の制
御が困難であり、無駄でもある。
本発明の硬化物は通常次のようにして得られる。すな
わちA成分、B成分、C成分、及び重合開始剤を均一に
混合し、ガラスや金属製の型に入れる。次に加熱あるい
は紫外線照射により重合反応を進め、0.1〜24時間後に
型から取り出す。
硬化前の混合物には本発明の趣旨を変更しない量で、
A成分、B成分あるいはC成分と反応可能な別のモノマ
ーを少量添加して硬化物の諸物性、例えば強度、耐熱
性、染色性、コーティング性等や重合硬化条件の巾を広
げることができる。
このような反応性モノマーとしては、例えばスチレ
ン、α−メチルスチレン、フェニル(メタ)アクリレー
ト、ベンジル(メタ)アクリレート、ナフチル(メタ)
アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレ
ート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロ
キシエチルメタクリレートのリン酸エステル、ビスフェ
ノールAとエチレンオキシド付加体のジ(メタ)アクリ
レート、グリセリンジアクリレート、グリセリンジメタ
クリレート、グリセリンモノフェニルエーテルのメタク
リレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、ウ
レタンジ(メタ)アクリレート、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。
また、硬化前の混合物に公知の安定剤、酸化防止剤、
紫外線吸収剤、離型剤等の添加剤を加えて得られる重合
硬化物の実用性向上を図ることはもちろん可能である。
(発明の効果) 本発明の硬化物は、アッベ数が40以上という低分散で
あり、しかも屈折率が1.53以上とポリ(ジエチレングリ
コールビスアリルカーボネート)やポリ(メチルメタク
リレート)に比較して高い。また、比重が1.30以下と軽
く、かつ、強度に優れ、耐候性や染色性が良い等の特性
がある。それゆえ、光学材料として各種用途に使用で
き、光学レンズ、特に視力矯正用眼鏡レンズとして好適
である。
(実施例) 以下実施例と比較例により本発明を更に詳しく説明す
る。なお、物性値は次の方法で判定した。
色:目視。
屈折率(▲N20℃ ▼)及びアッベ数(▲ν
20℃ ▼):アッベ屈折計により測定。
比重:標準比重液と比較。
耐候性:スガ試験機サンシャインウェザーメーターに
暴露200時間後に変色が無い場合を良好とする。
耐熱性:ビカット軟化温度が85℃以上を良好とする。
耐衝撃性:中心厚み2.5mmの円板状硬化物に、127cmの
高さから30gの鋼球を落下し、割れない場合を良好とす
る。
硬度:鉛筆硬度を測定。
実施例 1 ビス(アクリロキシメチル)トリシクロ〔5,2,1,
02,6〕デカン 50重量部、ペンタエリスリトールテトラ
キス(β−チオプロピオネート) 30重量部、トリメチ
ロールプロパントリアクリレート 20重量部、及び、パ
ーブチルO〔t−ブチルパーオキシ(2−エチルヘキサ
ノエイト)〕 0,.2重量部を均一に混合し、2枚のガラ
スとゴム製ガスケットで構成された型の中に注入して、
40℃から70℃まで18時間、70℃から90℃まで2時間、90
℃で3時間保持して重合硬化を行った。
得られた硬化物は以下の物性を有し、プラスチックレ
ンズ、特に眼鏡用レンズ材料として優れたものであっ
た。
色及び曇り :無色透明 屈折率(▲N20℃ ▼):1.540 アッベ数(▲ν20℃ ▼):54 比重 :1.26 耐候性 :良好 耐熱性 :良好 耐衝撃性 :良好 硬度 :2H 比較例 1 ビス(アクリロキシメチル)トリシクロ〔5,2,1,
02,6〕デカン 100重量部、及びパーブチルO 0.2重量部
を均一に混合し、実施例1と同様重合硬化を行った。得
られた硬化物は以下の物性を有していた。
色及び曇り :無色透明だが全面に割れ 屈折率(▲N20℃ ▼):1.525 アッベ数(▲ν20℃ ▼):52 比重 :1.20 耐候性 :良好 耐熱性 :良好 耐衝撃性 :不良 硬度 :2H 比較例 2 ビス(アクリロキシメチル)トリシクロ〔5,2,1,
02,6〕デカン 64重量部、ペンタエリスリトールテトラ
キス(β−チオプロピオネート) 36重量部、及びパー
ブチルO〔t−ブチルパーオキシ(2−エチルヘキサノ
エイト)〕 0.2重量部を均一に混合し、実施例1と同様
重合硬化を行った。
得られた硬化物は以下の物性を有していた。
色及び曇り :無色透明 屈折率(▲N20℃ ▼):1.544 アッベ数(▲ν20℃ ▼):52 比重 :1.24 耐候性 :良好 耐熱性 :不足 耐衝撃性 :良好 硬度 :HB 実施例 2 実施例1のペンタエリスリトールテトラキス(β−チ
オプロピオネート)に代えてペンタエリスリトールテト
ラキス(チオグリコレート)20重量部を用いた他は実施
例1と同様に重合硬化を行った。得られた硬化物は以下
の物性を有し、特に眼鏡用レンズ材料として優れたもの
であった。
色及び曇り :無色透明 屈折率(▲N20℃ ▼):1.545 アッベ数(▲ν20℃ ▼):53 比重 :1.28 耐候性 :良好 耐熱性 :良好 耐衝撃性 :良好 硬度 :2H 実施例 3 ビス(アクリロキシメチル)トリシクロ〔5,2,1,
02,6〕デカン 50重量部、ペンタエリスリトールテトラ
キス(β−チオプロピオネート) 29重量部、ペンタエ
リスリトールトリアクリレート 21重量部、及びパーブ
チルO 0.1重量部を均一に混合し、実施例1と同様重合
硬化を行った。得られた硬化物は以下の物性を有してい
た。
色及び曇り :無色透明 屈折率(▲N20℃ ▼):1.541 アッベ数(▲ν20℃ ▼):52 比重 :1.28 耐候性 :良好 耐熱性 :良好 耐衝撃性 :良好 硬度 :2H 実施例 4〜7 実施例1と同様にラジカル開始剤としてパーブチルO
0.5重量%を用い、表1の組成物を重合硬化した。
得られた硬化物の物性値を表1に示す。
なお表中の略号は次の化合物を示す。
BATD:ビス(アクリロキシメチル)トリシクロ〔5,2,1,0
2,6〕デカン PETP:ペンタエリスリトールテトラキス(β−チオプロ
ピオネート) mDVB:メタジビニルベンゼン PETA:ペンタエリスリトールトリ(アクリレート)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−173001(JP,A) 特開 昭63−234032(JP,A) 特開 昭60−215004(JP,A) 特開 昭63−265922(JP,A) 特開 昭63−243114(JP,A)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記のA成分、B成分及びC成分から成る
    混合物を、重合硬化して得た屈折率(▲N20℃ ▼)が
    1.53以上、アッベ数(▲ν20℃ ▼)が40以上である高
    アッベ数レンズ。 A成分:次の一般式で表せるビス(アクリロキシメチル
    又はメタクリロキシメチル)トリシクロデカン40〜80重
    量% B成分:ペンタエリスリトールテトラキス(β−チオプ
    ロピオネート)又はペンタエリスリトールテトラキス
    (チオグリコレート) 10〜50重量% C成分:ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリ
    メチロールプロパントリアクリレート又はジビニルベン
    ゼン 10〜40重量%
  2. 【請求項2】A成分がビス(アクリロキシメチル)トリ
    シクロデカン、B成分がペンタエリスリトールテトラキ
    ス(β−チオプロピオネート)、C成分がペンタエリス
    リトールトリアクリレートである請求項1記載の高アッ
    ベ数レンズ。
  3. 【請求項3】A成分がビス(アクリロキシメチル)トリ
    シクロデカン、B成分がペンタエリスリトールテトラキ
    ス(β−チオプロピオネート)、C成分がトリメチロー
    ルプロパントリアクリレートである請求項1記載の高ア
    ッベ数レンズ。
  4. 【請求項4】A成分がビス(アクリロキシメチル)トリ
    シクロデカン、B成分がペンタエリスリトールテトラキ
    ス(β−チオプロピオネート)、C成分がジビニルベン
    ゼンである請求項1記載の高アッベ数レンズ。
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