JP2795347B2

JP2795347B2 - 高屈折率樹脂レンズ

Info

Publication number: JP2795347B2
Application number: JP5203389A
Authority: JP
Inventors: 展宏渡辺; 輝夫阪上
Original assignee: Kureha Corp
Current assignee: Kureha Corp
Priority date: 1989-03-06
Filing date: 1989-03-06
Publication date: 1998-09-10
Anticipated expiration: 2013-09-10
Also published as: JPH02232601A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、高屈折率樹脂レンズ、更に詳しくは高い屈
折率を有し、しかも比重の小さい高屈折率樹脂レンズに
関する。

〔従来の技術〕

一般に、視力矯正のために眼鏡レンズおよびコンタク
トレンズが用いられているが、このうち眼鏡レンズとし
ては、無機ガラスレンズの他に、軽量性、加工の容易
性、安定性、染色性等の有用な利点を有することから、
合成樹脂よりなるレンズが広く使用されている。

このような樹脂レンズには種々の特性が求められてい
るが、その中でも、屈折率が高いことおよび光の分散性
が低いことが基本的に重要である。特に屈折率が高い樹
脂レンズ材料によれば、所要の特性を有するレンズの設
計が容易であるだけでなく、レンズの周縁部の厚さ（い
わゆるコバ厚）を実質的に小さくすることができ、同時
に軽量化も達成されることから、きわめて好ましいこと
である。

現在、眼鏡用レンズのための樹脂材料として最も普及
しているものは、ポリジエチレングリコールビスアリル
カーボネートである。しかしながら、このレンズ材料は
屈折率が低く、温度20℃におけるが1.50前後である。

このような事情から、高屈折率の樹脂レンズ材料とし
て適した重合体または共重合体の研究が多方面において
なされており、一部では実用化されつつある。その代表
的な例としては、例えば特公昭58−14449号公報によ
り、核ハロゲン置換芳香環がアルキレングリコール基を
介してメタクロイルオキシ基またはアクロイルオキシ基
に結合したジメタクリレートまたはジアクリレート共重
合体が提案されている。

しかしながら、従来知られている樹脂レンズ材料とし
ての重合体は、高い屈折率を実現するために、臭素原子
を中心とするハロゲン原子を多量に含有するものとされ
ており、このために当該重合体の比重が相当に大きくな
ってしまい、この結果、樹脂レンズ材料の最大の特長と
いうべき軽量性が損なわれ、結局、屈折率の大きい有利
性が大幅に減殺されたものとなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたもの
であり、高い屈折率を有していてしかも比重の小さい高
屈折率樹脂レンズを提供することを目的とする。

〔課題を解決する手段〕

本発明の高屈折率樹脂レンズは、下記の構造式（Ｉ）
または構造式（II）で示されるスチレン誘導体10〜80重
量％および当該スチレン誘導体と共重合可能な共重合性
単量体20〜90重量％を重合して得られる共重合体よりな
ることを特徴する。

（各式中、ＸおよびＹはフッ素原子以外のハロゲン原
子、メトキシ基またはメチルチオ基を示し、ｐおよびｑ
は０〜５の整数、ｎは１〜３の整数を示す。）以下、本発明について具体的に説明する。

本発明においては、上記構造式（Ｉ）または構造式
（II）で示される特定のスチレン誘導体と、当該スチレ
ン誘導体と共重合可能な共重合性単量体とを特定の範囲
の比率において重合させ、これによって得られる共重合
体を材料として樹脂レンズを形成する。

上記の特定のスチレン誘導体を得るための方法は特に
制限されるものではないが、一般的には、比較的安価な
クロロメチルスチレンとフェノール誘導体とを用い、脱
塩化水素または脱塩化ナトリウムを伴うカップリング反
応により、当該スチレン誘導体を有利に製造することが
できる。この方法において原料とされるクロロメチルス
チレンには３種の異性体があり、このうちメタ体または
パラ体は入手し易いものであるが、勿論オルソ体であっ
てもよく、また単一の異性体よりなるものであっても、
あるいは各異性体の混合物であってもよい。

本発明に用いられるスチレン誘導体は、上記構造式
（Ｉ）および構造式（II）から明らかなように、スチレ
ン分子における芳香核の１〜３子の水素原子が、１個ま
たは２個の芳香環を有する置換原子団によって置換され
た化合物であり、当該置換原子団の１個または２個の芳
香環は置換基Ｘおよび／またはＹを有することができ
る。

このスチレン誘導体の置換原子団の芳香環における置
換基ＸおよびＹは、フッ素原子以外のハロゲン原子、す
なわち塩素原子、臭素原子若しくはヨウ素原子などのハ
ロゲン原子またはメトキシ基（−OCH₃）若しくはメチル
チオ基（−SCH₃）である。これら置換基の数ｐおよびｑ
は０〜５の整数とされるが、当該置換基がハロゲン原子
であってその数が多いスチレン誘導体によれば、得られ
る共重合体が一層高い屈折率を有するものとなる。しか
し同時に比重が増加するので、最終的に得られるレンズ
の用途に応じてｐおよびｑの値を適宜選定すればよい。
特にｐの値が１〜３であるスチレン誘導体は、得られる
共重合体が屈折率と比重のバランスが良好なものとなる
点で、好ましいものである。

また、スチレン誘導体としては、１個または２個の芳
香環を有する置換原子団の数ｎの値が２または３である
二置換体または三置換体も本発明に有用である。

構造式（Ｉ）で示されるスチレン誘導体の具体例とし
ては、例えばｏ−フェノキシメチルスチレン、ｍ−フェ
ノキシメチルスチレン、ｐ−フェノキシメチルスチレ
ン、3,4−ジフェノキシメチルスチレン、ｏ−（2,4,6−
トリブロモフェノキシメチル）スチレン、ｍ−（2,4,6
−トリブロモフェノキシメチル）スチレン、ｐ−（2,4,
6−トリブロモフェノキシメチル）スチレン、3,4−ジ
（2,4,6−トリブロモフェノキシメチル）スチレン、ｍ
−（２−メチルチオフェノキシメチル）スチレン、ｐ−
（２−メトキシフェノキシメチル）スチレンなどを挙げ
ることができる。

構造式（II）で示されるスチレン誘導体の具体例とし
ては、例えばｍ−（４−フェニルフェノキシメチル）ス
チレン、ｐ−（４−フェニルフェノキシメチル）スチレ
ン、3,4−ジ（４−フェニルフェノキシメチル）スチレ
ン、ｍ−（２−フェニルフェノキシメチル）スチレン、
ｐ−（２−フェニルフェノキシメチル）スチレン、3,4
−ジ（２−フェニルフェノキシメチル）スチレン、ｍ−
〔４−（４−ブロモフェニル）フェノキシメチル〕スチ
レン、ｐ−〔４−（４−ブロモフェニル）フェノキシメ
チル〕スチレン、ｍ−（２−フェニル−４−ブロモフェ
ノキシメチル）スチレン、ｐ−（２−フェニル−４−ブ
ロモフェノキシメチル）スチレンなどを挙げることがで
きる。

本発明において用いられるスチレン誘導体は、上記の
例示したものに限定されるものではない。また、スチレ
ン誘導体はその１種のみでなく２種以上を用いることも
できる。

以上のスチレン誘導体は、当該スチレン誘導体と共重
合可能な共重合性単量体と共重合される。そして、この
共重合性単量体の種類および割合を適宜選定することに
より、レンズに要求される諸性能を有する共重合体を得
ることが可能である。しかし、得られる共重合体を十分
に高い屈折率を有するものとするために、この共重合性
単量体として、それを単独で重合させたときに▲ｎ²⁰ _D
▼が1.53以上の高い屈折率を有する重合体を与える１種
または２種以上の単量体化合物を用いることが好まし
い。

上記共重合性単量体の具体例としては、次のものを挙
げることができる。

（１）アルキル（メタ）アクリレート類例えば、メチルアクリレート、メチルメタクリレー
ト、ナフチルアクリレート、ナフチルメタクリレート、
フェニルアクリレート、フェニルメタクリレート、トリ
メチロールプロパントリアクリレート、トリメチロール
プロパントリメタクリレート、エチレングリコールジア
クリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ト
リブロモフェニルアクリレート、トリブロモフェニルメ
タクリレート、2,2−ビス（４−メタクリロキシエトキ
シ3,5−ジブロモフェニル）プロパン、2,2−ビス−（４
−メタクリロキシ−3,5−ジブロモフェニル）プロパ
ン、2,2−ビス−（４−アクリロキシ−3,5−ジブロモフ
ェニル）プロパン、2,2−ビス−（４−メタクリロキシ
フェニル）プロパン、2,2−ビス−（４−アクリロキシ
エトキシフェニル）プロパン、その他。

（２）芳香族ビニル化合物類例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベ
ンゼン、ビニルナフタレン、ｍ−ジイソプロペニルベン
ゼン、２−イソプロペニルナフタレン、その他。

（３）アリル化合物類例えば、トリアリルイソシアヌレート、ジアリルフタ
レート、その他。

以上に挙げたものは本発明において共重合性単量体と
して用いられる単量体の例であり、これらのみに限定さ
れるものではない。

また、これらの共重合性単量体は、１種若しくは２種
以上を混合して用いることもきわめて有用である。そし
て、本発明において用いられるスチレン誘導体はその分
子中に重合性のエチレン性不飽和結合を１個しか有しな
い化合物であるので、当該共重合性単量体として、重合
性のエチレン性不飽和結合を２個以上有する多官能性単
量体を用いると、当該多官能性単量体がいわゆる架橋剤
として作用するために三次元網状構造が形成され、従っ
て得られる共重合体は耐溶剤性に優れたものとなる。

本発明において、上記スチレン誘導体は、重合反応に
供される全単量体において10〜80重量％の範囲内の割合
となる量で使用される。このスチレン誘導体の割合が10
重量％未満の場合には、得られる共重合体が十分に高い
屈折率を有するものとならない。また、この割合が80重
量％を越える場合には、得られる共重合体の耐溶剤性が
劣ったものとなる。そして、上記スチレン誘導体は固体
である場合が多いので、重合反応の容易さを考慮する
と、その使用割合は、全単量体の13〜75重量％であるこ
とが特に好ましい。

一方、上記スチレン誘導体と共重合される共重合性単
量体の割合は、実際に用いる単量体の種類および得られ
る共重合体に求める特性に応じて20〜90重量％、特に好
ましくは25〜87重量％の範囲において選定される。

上記スチレン誘導体と共重合性単量体との重合は、通
常のラジカル重合開始剤を使用して行うことができる。
重合方式は通常のラジカル重合反応に使用されるもので
よい。しかし、共重合性単量体が多官能性単量体である
場合には、得られる共重合体が架橋構造を有するものと
なるため、これを溶融乃至溶解させて処理することは事
実上不可能である。従って、この場合には、直接的に目
的とする形状の共重合体を得ることのできる注型重合法
（キャスト重合法）を利用するのが一般的に好ましい。

注型重合法による場合においては、板状、レンズ状、
円筒状、角柱状、円錐状、球状、その他用途に応じて設
計された、ガラス、プラスチック、金属などを材質とす
る鋳型または型枠（モールド）を用意し、これに、所定
の割合の上記スチレン誘導体と共重合性単量体との単量
体混合物を、ラジカル重合開始剤および必要に応じて添
加される各種の添加剤と共に混合注入し、これを昇温さ
せて重合させることにより、目的とする共重合体よりな
る成型物を得ることができる。また、別の容器を用いて
単量体混合物についてある程度の重合を行い、ここに得
られるプレポリマー乃至シロップをモールド内に注入し
て重合を完結させる態様によって注型重合を行うことも
できる。

以上において、単量体混合物および重合開始剤は、そ
の使用する全量を一時に混合してもよいし、段階的に反
応系に添加してもよい。

なお、上記添加剤としては、着色剤、紫外線吸収剤、
抗酸化剤、熱安定剤、その他のものが用いられる。

得られた共重合体については、完結していないかもし
れない重合を完結させる目的あるいは硬度を向上させる
目的で加熱し、あるいは注型重合によって発生した歪を
除去する目的でアニーリングを行うなどの後処理を行う
ことができることはいうまでもない。

以上のようにして得られる成型された共重合体は、そ
のままで目的とする樹脂レンズとして提供することもで
きるが、当該共重合体を更に切削、研磨することにより
目的とする樹脂レンズを得ることができる。更に必要に
応じて、成型物または共重合体に対して、染色、表面研
磨、帯電防止処理を行うことによってレンズとして要求
される諸特性を更に向上させること、並びに表面硬度を
高くするために無機あるいは有機のハードコートあるい
は無反射コートなど通常の光学材料になされる二次加工
を施すことも勿論可能である。

〔効果〕

本発明の高屈折率樹脂レンズは、以上のように、構造
式（Ｉ）または構造式（II）で示される特定のスチレン
誘導体と、当該スチレン誘導体と共重合可能な共重合性
単量体とを特定の比率で重合させて得られる共重合体よ
りなるものであるため、後述する実施例の説明からも明
らかなように、高い屈折率を有しながら比重の小さいも
のである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明が
これによって限定されるものではない。

実施例１下記構造式で示されるｐ−（４−フェニルフェノキシメチル）スチ
レン30重量部と、スチレン60重量部と、ジビニルベンゼ
ン10重量部とを混合溶解させ、この単量体混合物に重合
開始剤としてラウロイルパーオキサイド1.0重量部を添
加したものを、ガラスよりなるモールド中に注入し、60
℃で15時間、80℃で２時間、100℃で１時間と反応温度
を変化させて重合を行い、これにより、共重合体よりな
る中心厚1.5mm、−1.00ジオプターのレンズを作製し
た。このレンズは、殆ど無色で良好な透明性を有するも
のであった。

このレンズは、メタノール、エタノール、アセトン、
トルエンなどの通常の有機溶媒に全く不溶であり、十分
な架橋構造を有するものと認められた。

このレンズの共重合体について、20℃における屈折率
およびアッベ数をアッベ屈折計により測定し、またその
比重を自動比重計「デンシメーターＤ−Ｓ」（東洋精機
（株）製）によって測定した。結果は次のとおりであ
る。

屈折率 1.613 アッベ数 29.4 比重 1.08 以上のことから、この樹脂レンズは、高い屈折率を有
し、しかも非常に小さい比重を有するものであることが
明らかである。

比較例１ 2,2−ビス（４−メタクリロキシエトキシ−3,5−ジブ
ロモフェニル）プロパン30重量部と、スチレン60重量部
と、ジビニルベンゼン10重量部とよりなる単量体混合物
を用いたほかは、実施例１と同様にして重合を行ってレ
ンズを作製した。

このレンズの共重合体について、実施例１と同様の測
定を行った。結果は次のとおりである。

屈折率 1.596 アッベ数 30.2 比重 1.21 実施例２下記構造式で示されるｐ−（2,4,6−トリブロモフェノキシメチ
ル）スチレン50重量部と、スチレン40重量部と、ジビニ
ルベンゼン10重量部とを混合し、この単量体混合物に重
合開始剤としてラウロイルパーオキサイド1.0重量部を
添加したものを、ガラスよりなるモールド中にに注入
し、50℃で２時間、60℃で15時間、80℃で２時間、100
℃で１時間と反応温度を変化させて重合を行い、これに
より、共重合体よりなる中心厚1.5mm、−3.00ジオプタ
ーのレンズを作製した。このレンズは、殆ど無色の良好
な透明性を有するものであった。

このレンズは、メタノール、エタノール、アセトン、
トルエンなどの通常の有機溶剤に全く不溶であり、十分
な架橋構造を有するものと認められた。

屈折率 1.619 アッベ数 30.6 比重 1.33 比較例２実施例２のｐ−（2,4,6−トリブロモフェノキシメチ
ル）スチレン50重量部の代わりにメタクリロキシ−2,4,
6−トリブロモベンゼン50重量部を用いたほかは実施例
２と同様の組成の単量体混合物を得、これを用いたほか
は実施例１と同様にして重合を行ってレンズを作製し
た。

屈折率 1.609 アッベ数 30.0 比重 1.43 実施例３下記構造式で示されるｍ−（４−メチルチオフェノキシメチル）ス
チレンと、下記構造式で示されるｐ−（４−メチルチオフェノキシメチル）ス
チレンとを3:7の重量比で混合してなる混合単量体23.3
重量部と、2,2−ビス（４−メタクリロキシエトキシフ
ェニル）プロパン30重量部と、α−メチルスチレン36.7
重量部と、ジビニルベンゼン10重量部とを混合し、この
単量体混合物を用いたほかは実施例１と同様にして重合
を行って中心厚1.5mm、−2.00ジオプターのレンズを作
製した。このレンズは、殆ど無色で良好な透明性を有す
るものであった。

屈折率 1.594 アッベ数 34.2 比重 1.07 実施例４下記構造式で示されるｐ（２−フェニル−４−ブロモフェノキシメ
チル）スチレン40重量部と、α−メチルスチレン20重量
部と、ジアリルフタレート25重量部と、ジビニルベンゼ
ン15重量部とを均一に混合し、この単量体混合物に重合
開始剤としてイソプロペニルパーオキシジカーボネート
0.5重量部およびラウロイルパーオキサイド0.5重量部を
添加したものを、ガラスよりなるモールド中に注入し、
50℃で５時間、60℃で17時間、80℃で２時間、100℃で
１時間と反応温度を変化させて重合を行って中心厚1.5m
m、−2.50ジオプターのレンズを作製した。このレンズ
は、殆ど無色で良好な透明性を有するものであった。

屈折率 1.615 アッベ数 30.2 比重 1.24

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 1/00 - 1/12 C08F 212/00 - 212/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】下記の構造式（Ｉ）または構造式（II）で
示されるスチレン誘導体10〜80重量％および当該スチレ
ン誘導体と共重合可能な共重合性単量体20〜90重量％を
重合して得られる共重合体よりなることを特徴する高屈
折率樹脂レンズ。（各式中、ＸおよびＹはフッ素原子以外のハロゲン原
子、メトキシ基またはメチルチオ基を示し、ｐおよびｑ
は０〜５の整数、ｎは１〜３の整数を示す。）
【請求項２】スチレン誘導体が、構造式（Ｉ）または構
造式（II）におけるｐの値が１〜３の化合物である請求
項１に記載の高屈折率樹脂レンズ。