JP2904840B2 - プラスチックレンズ材料 - Google Patents

プラスチックレンズ材料

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はプラスチックレンズ材料に関する。本発明の
プラスチックレンズ材料は、高屈折率、低分散で、光学
特性に優れており、特に、眼鏡レンズ、カメラレンズに
好ましく用いられる。
[従来の技術] プラスチックレンズはガラスレンズに比べると軽量で
割れにくく、染色が容易なため近年、眼鏡レンズ、カメ
ラレンズや光学素子に使用されている。プラスチックレ
ンズ材料としてはポリエチレングリコールビスアリルカ
ーボネート(CR−39)が一般に用いられている。この材
料の屈折率(nD)は1.50であるため眼鏡用のガラスレン
ズ(nD=1.52)と同等の光学特性を得るためにはレンズ
の厚さ(肉厚)を厚くしなければならなかった。
従って、これを眼鏡用レンズとして使用すると、レン
ズの厚さが厚くなり審美性が悪くなるので好ましくなか
った。特に凹レンズの場合はレンズの周囲の厚さが厚く
なり複屈折や色収差が生じ、好ましくなかった。
そのため、比重の軽いプラスチックレンズの特徴を生
かしつつ、レンズの厚さを薄くできる屈折率の高いプラ
スチックレンズ材料が望まれてきている。
高屈折率を与えるプラスチックレンズ材料としては、
特開昭62−276501号公報に、ナフタレン環を導入するこ
とにより屈折率が1.63以上となる材料が開示されてい
る。また、特開昭61−88201号公報に、カルバメート結
合に臭素化ビフェニルを導入することにより屈折率が1.
60以上となる材料が開示されている。さらに、特開昭64
−26622号公報に、S−カルバメート結合を導入するこ
とにより屈折率が1.58以上となる材料が開示されてい
る。又、特開昭62−34101号公報に、臭素化ビスフェノ
ールA骨格を導入することにより屈折率が1.60以上とな
る材料が開示されている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、前記特開昭62−276501号公報記載のプ
ラスチックレンズ材料は、脆く、耐衝撃性が劣るため、
レンズの厚さを肉薄にするとレンズとしての機械的強度
が満足されないという欠点がある。
また前記特開昭61−88201号公報、前記特開昭64−266
22号公報記載のプラスチックレンズ材料は、この耐衝撃
性を解決してはいるものの、プラスチックレンズ製造時
において重合が不均一となり、脈理が発生しやすい。そ
して、その脈理により光学歪が発生するといった欠点が
ある。特に特開昭61−88201号公報記載のプラスチック
レンズ材料は、耐候性が悪く長期間使用すると黄変しや
すいという欠点もある。また、特開昭64−26622号公報
記載のプラスチックレンズ材料は耐熱性が悪く、これに
反射防止用のハードコート層を施すと、熱による表面の
ストレス緩和に伴いハードコート層にクラックが入りや
すいという欠点がある。さらに、前記特開昭62−34101
号公報記載のプラスチックレンズ材料も、耐候性が悪
く、長期間使用すると、黄変してくるという欠点があ
る。
従って本発明の目的は、上記従来技術のプラスチック
レンズ材料の欠点を解消したプラスチックレンズ材料を
提供することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明は、上記の目的を達成するためになされたもの
であり、本発明のプラスチックレンズ材料は下記一般式
[1]で示される化合物を必須モノマー成分とする重合
体から成ることを特徴とする。
(式中nは1又は2であり、Rは水素原子又はメチル基
を示す) すなわち、本発明のプラスチックレンズ材料を与える
上記モノマーはエステル残基として脂環式スルフィドが
導入されていることを特徴としている。この脂環式スル
フィドは5ないしは6員環中にイオウ原子が2個含まれ
ており、かつ環状骨格に成しているため、屈折率とアッ
ベ数が非常に高い。また、このモノマーを重合させたポ
リマーは屈折率、アッベ数が高いことはもちろんのこ
と、剛直な脂環式スルフィドを側鎖に有しているため高
強度、高耐熱性となる。
次に、一般式[1]の化合物においてnを1又は2に
限定した理由を述べる。nが0であるとジスルフィド結
合となり化学的に不安定となり好ましくない。また、n
が3以上となると屈折率が低下する。さらに重合体の機
械的強度や耐熱性が低下するため好ましくない。従っ
て、nは1又は2に限定される。
一般式[1]で示されるモノマーとしては4−(メ
タ)アクリロキシメチル−1,3−ジチオランや2−(メ
タ)アクリロキシメチル−1,4−ジチアンが挙げられ
る。
本発明のプラスチックレンズ材料は、基本的には一般
式[1]で示される化合物の1種もしくは2種以上を重
合させて得られる重合体によって構成されるが、必要に
より他のラジカル重合性モノマーを共重合成分に用いて
得られる重合体によって構成されても良い。
一般式[1]で示されるモノマーの好ましい量は50−
100重量%である。その理由は、50重量%未満である
と、屈折率、強度、耐熱性などを高める効果が少ないか
らである。共重合成分として用いられるモノマーは単官
能モノマー、単官能モノマー、マクロモノマー等が挙げ
られ、それらの単独重合体の屈折率が1.48以上であるも
のが望ましい。具体的には、2,3−ジブロモプロピル
(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレー
ト、ベンジル(メタ)アクリレート、クロロフェニル
(メタ)アクリレート、トリブロモフェニル(メタ)ア
クリレート、3−(メタ)アクリロイルオキシメチルチ
オフィン、2−トリシクロ[5、2、1、02,6]−3,4
−ジブロモデシルチオエチル(メタ)アクリレート、エ
チレンクリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロ
ールプロパントリ(メタ)アクリレート、2,2−ビス
[4−(メタ)アクリロキシフェニル]プロパン、2,2
−ビス[4−(メタ)アクリロキシフェニル]スルフォ
ン、メチルチオ(メタ)アクリレート、ベンジルチオ
(メタ)アクリレート、2,2−ビス(4−アリルオキシ
−3,5−ジブロモフェニル)プロパン、スチレン、クロ
ロスチレン、ジブロモスチレン、ジビニルベンゼン、エ
ポキシ(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)ア
クリレート、ウレタン(メタ)アクリレート等が挙げら
れる。
本発明のプラスチックレンズ材料によるレンズは、一
般式[1]で示されるモノマーの1種又は2種以上に必
要に応じ他のラジカル重合性モノマーを混合させたモノ
マー組成物100重量部に0.01〜10重量部の重合開始剤を
加え均一に溶解させた後、所定の形状のガラス製モール
ドに注入し、加熱もしくは紫外線照射により重合を行な
うことにより得られる。重合開始剤としては加熱もしく
は紫外線照射によりラジカルを発生するものであれば特
に制限はない。加熱により重合を行なう場合は、アゾビ
スイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリ
ル、過酸化ベンゾイル等が用いられ、重合温度は0〜15
0℃、重合時間は0.5〜72時間が好ましい。また、紫外線
照射により重合を行なう場合は、2,2′−ジエトキシア
セトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェ
ニルプロパン−1−オン、ベンゾフェノン、ベンジルジ
メチルケタール等が用いられ、照射強度は0.1〜100mW/c
m2、照射時間は1分〜10時間が好ましい。
また、本発明のプラスチックレンズ材料は、公知の添
加剤、例えば紫外線吸収剤、酸化防止剤、防滴剤、着色
剤などを含んでいてもよい。
[実施例] 以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(物性の評価) 実施例及び比較例において得られた重合体の物性評価
は以下の様にして行なった。
屈折率(nD)とアッベ数(νD) アタゴ社製アッベ屈折率計3Tを用いて20℃にて測定し
た。
外観 肉眼により観察した。
耐候性 サンシャインカーボンアークランプを装備したウエザ
ーメーターにレンズをセットし200時間経過したところ
でレンズを取り出し、試験前のレンズと色相を比較し
た。評価基準は変化なし(○)、わずかに黄変(△)、
黄変(×)とした。
耐熱性 リガク社製TMA装置により2mmφのピンを用いて10gfの
荷重でTMA測定を行ない、得られたチャートのピーク温
度により評価した。
光学歪 シュリーレン法による目視観察を行なった。歪の無い
ものを○、歪のあるものを×とした。
耐衝撃性 中心厚2mmのレンズについてFDA規格に従いテストし
た。合格したものを○、そうでないものを×とした。
(実施例1) 2−メタクリロキシメチル−1,4−ジチアン(表1に
おいてTMAと略称:一般式[1]においてn=2,R=メチ
ル基)100重量部とアゾビスジメチルバレロニトリル0.5
重量部との混合物を上型と下型およびガスケットによっ
て構成されるレンズ成形型に注入し、50℃で10時間、そ
の後60℃で5時間、さらに120℃で3時間加熱し重合さ
せプラスチックレンズを得た。得られたプラスチックレ
ンズの諸物性を表1に示す。
表1から、本実施例1のプラスチックレンズは無色透
明であり、屈折率は1.59と高く、アッベ数も43と高いも
のであり、耐候性、耐衝撃性、耐熱性(94℃)に優れ、
光学歪も無いのであった。
(実施例2〜7) 表1に示したモノマー組成物を使用した以外は実施例
1と同様の操作を行ない、プラスチックレンズを得た。
これらのプラスチックレンズの諸物性を実施例1のプラ
スチックレンズの諸物性と共に表1に示した。表1か
ら、本実施例2〜7のプラスチックレンズは無色透明で
あり、屈折率は1.56〜1.62と高く、アッベ数も37〜52と
高いものであり、耐候性、耐衝撃性、耐熱性(94〜120
℃)に優れ、光学歪も無いものであった。
(比較例1) m−キシリレンジイソシアネート43.5重量部、ペンタ
エリスリトールテトラキス(メルカプトプロピオネー
ト)56.5重量部、ジブチルスズジラウレート0.05重量部
との均一混合物をレンズ成形型に注入し、50℃で10時
間、その後60℃で5時間、さらに120℃で3時間加熱し
重合させプラスチックレンズを得た。得られたプラスチ
ックレンズの諸物性を表1に示す。
表1から、本比較例1のプラスチックレンズは無色透
明で耐衝撃性に優れているものの耐熱温度が86℃と低く
光学歪も観測された。
(比較例2,3) 表1に示したモノマー組成物を使用した以外は実施例
1と同様の操作を行ない、プラスチックレンズを得た。
これらのプラスチックレンズの諸物性を比較例1のプラ
スチックレンズの諸物性と共に表1に示した。
表1から本比較例2のプラスチックレンズは光学歪は
なく、耐衝撃性に優れているものの淡黄色であり、耐候
性に劣るものであった。また、本比較例3のプラスチッ
クレンズは無色透明で光学歪はないが、耐候性、耐衝撃
性に劣るものであった。
(表1の略号表) (一般式[1]において、n=2,R=CH3(一般式[1]において、n=2,R=H) (一般式[1]において、n=1,R=CH3) VN:ビニルナフタレン TMPTMA:トリメチロールプロパントリメタクリレート BzMA:ベンジルメタクリレート EDMA:エチレングリコールジメタクリレート DMMCD:ジメタクリロキシメチルトリシクロ[5,2,1,
02,6]デカン VT:ビニルチオフェン DVB:ジビニルベンゼン Br2PMA:2,3−ジブロモプロピルメタクリレート XDI:m−キシリレンジイソシアネート PTMP:ペンタエリスリトールテトラキス(メルカプトプ
ロピオネート) Br4BPADM: PIN:ポリイソプロペニルナフタレン Br3PMA:2,4,6−トリブロモフェニルメタクリレート ADVN:アゾビスジメチルバレロニトリル DBTDL:ジブチルスズジラウレート LPO:ラウロイルパーオキサイド [発明の効果] 以上述べたように、本発明のプラスチックレンズ材料
は、無色透明で高屈折率、低分散であり、かつ耐衝撃
性、耐候性、耐熱性に優れ光学歪もないという特長を有
する。特に、眼鏡用凹レンズとして使用した場合、レン
ズの周囲の厚さを薄くすることができ、複屈折や色収差
がないという利点が得られる。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02B 1/04 C08F 20/00 - 20/70 C08F 120/00 - 120/70 C08F 220/00 - 220/70 STN(CA)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記一般式[1]で示される化合物を必須
    モノマー成分とする重合体から成ることを特徴とするプ
    ラスチックレンズ材料。 (式中nは1又は2であり、Rは水素原子又はメチル基
    を示す)
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