JP3205107B2 - プラスチックレンズの注型重合方法 - Google Patents
プラスチックレンズの注型重合方法Info
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Description
造法に関する。更に詳しくは製造時間を大幅に短縮する
ことができる耐熱性、耐衝撃性、透明性、成形性に優れ
たプラスチックレンズの製造法に関する。
比較して軽量であること、成形加工が容易であることな
どから、光学製品に広く用いられている。現在、眼鏡レ
ンズ用樹脂としては、ジエチレングリコールビスアリル
カーボネート(CR−39)が最も広く用いられてい
る。この樹脂は、透明性、耐衝撃性、耐光性等に優れて
いるが、他方、屈折率が1.49〜1.50と低く、ま
たその重合には、モールドに注入後、重合槽にて16時
間以上もの時間を要するという欠点がある。このような
長い重合時間は、重合槽の専有時間が長いことや、モー
ルドの数が多数必要であることなどからプラスチックレ
ンズの製造コストを高くする。
を用いて短時間で重合を行う方法(特開平3−2319
08、特開昭63−289011等)が提案されてい
る。しかしながら、これらの方法では、生産性は向上す
るものの、重合のために活性エネルギー線を発生させる
専用の装置が必要なことや、組成物の成分が(メタ)ア
クリレート化合物のみからなること等から、脈理と呼ば
れる光学歪が生じ易いという欠点を有している。
透明樹脂として、熱重合により短時間で重合を行うこと
のできる表面硬度の高い樹脂、および、その樹脂からな
るレンズについての記載がある。しかし、該明細書中の
組成物では、表面硬度は高いものの耐衝撃性が低く、レ
ンズとして十分な性能を有しているとはいえない。
反応を行った後、ラジカル重合を行って樹脂を得ている
が、このウレタン化反応に要する時間も考慮した場合、
まだ短時間重合とは言い難く、不十分である。
とラジカル重合反応の2操作を必要とするため、簡便な
方法とは言えない。
ン樹脂の製造では、離型剤を使用しなければ鋳型から樹
脂が離型できない。樹脂製のモールドを使用すれば、離
型はするが、面精度が悪く実用的ではない。即ち、ポリ
ウレタン樹脂の注型重合には、離型剤は必要不可欠のも
のである。
クレンズ用樹脂を注型重合する場合、レンズの物性上用
いない方が好ましいとされていた(ポリマーダイジェス
ト1984,3,39;美馬精一)。
ル重合反応を経由するプラスチックレンズ用樹脂の製造
法では、離型剤を使用せずに、あらかじめウレタン化反
応を行った後、モールドに注入してラジカル重合反応を
行う事により、ウレタン反応による鋳型との密着の問題
を回避して、レンズ物性上問題の無い樹脂を得る方法が
一般的であった。
の他に特開平3−7706、特開平3−47817、特
開平3−72513、特開平3−141249、特開平
3−179015等も全てこの方法に含まれる。
装置を用いて、しかも光学歪が少なく、耐衝撃性に優れ
たプラスチックレンズ用樹脂を簡便に短時間で注型重合
する方法を提供する事である。
を達成すべく、鋭意検討した結果、特定構造を有する化
合物の組合せから成る樹脂の注型重合では、離型剤無し
に同一鋳型内でウレタン反応とオレフィンのラジカル重
合反応を同時に行っても離型性が良好で、光学歪が少な
く、透明性、耐衝撃性、耐熱性、表面硬度、表面精度、
加工性に優れ、ジエチレングリコールジアリルカーボネ
ート樹脂よりも高い屈折率と高い表面硬度と低い比重を
有するプラスチックレンズが、簡便に短時間で得られる
事を見出し、本発明に到達した。即ち、本発明は、下記
一般式(1)(化4)
(化5)
す。〕で表されるB成分と、更に下記一般式(3)(化
6)
は1または2を表す。〕で表されるC成分を混合して、
同一鋳型内で、ウレタン反応とオレフィンのラジカル重
合反応を同時に行うプラスチックレンズの注型重合法で
ある。
されるA成分の化合物は、3−イソプロペニル−α,α
−ジメチルベンジルイソシアナート、4−イソプロペニ
ル−α,α−ジメチルベンジルイソシアナート、2−イ
ソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアナー
トである。
されるB成分の化合物は、2−ヒドロキシエチルアクリ
レート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒ
ドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピ
ルメタクリレートである。
されるC成分の化合物は、フェノキシエチルアクリレー
ト、フェノキシエチルメタクリレート、フェノキシ−1
−メチルエチルアクリレート、フェノキシ−1−メチル
エチルメタクリレート、2−(2−フェノキシエトキ
シ)エチルアクリレート、2−(2−フェノキシエトキ
シ)エチルメタクリレート、2−(2−フェノキシ−1
−メチルエトキシ)−1−メチルエチルアクリレート、
2−(2−フェノキシ−1−メチルエトキシ)−1−メ
チルエチルメタクリレートである。
体で混合槽に装入し易く、さらにモールド注入直前の粘
度も比較的低粘度となるため、作業性に優れる。
分とB成分とC成分とを混合させるモル比の範囲は、A
成分のモル数に対して{(B成分とC成分のアクリロイ
ル基の合計モル数×2)+(B成分とC成分のメタクリ
ロイル基の合計モル数)}が1.5〜3.0が好まし
い。1.5未満では重合が不完全となり、脈理などの光
学歪が発生し、さらにレンズの耐衝撃性の低下を招く。
また、3.0を超えると重合の制御が困難となり、目的
とする短時間での重合、すなわち、6時間以内、さらに
好ましくは、4時間以内での重合においては、樹脂中に
脈理などの光学歪が多くなってしまい、レンズとしての
使用には適さない。
は上記の各成分及びウレタン化触媒、ラジカル触媒をよ
く混合しながら減圧脱泡した後、濾過し、モールドに注
入して、加熱重合硬化させる。
エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニールなどから
なるガスケットを介した鏡面研磨した2枚のガラス板の
他、金属板、ガラスと金属板の組合せが好適に使用され
る。
熱可塑性樹脂を用いる他、2枚の鋳型ポリエステル粘着
テープ等で固定してもよい。
重合によって硬化する場合の重合温度、重合時間は、使
用するウレタン触媒、ラジカル重合開始剤、レンズの度
数等によって決められるが、室温から200℃位迄の温
度で、反応時間は長くても何ら問題はないが、2〜4時
間の短時間でもレンズを製造することが出来る。
のウレタン触媒を用いることができる。例えば、ジブチ
ル錫ジラウレート、ジブチル錫ジクロライド、テトラク
ロロ錫、ジブチル錫スルフィド、ジブチル錫ジアセテー
ト、酒石酸錫、ジ(2−エチルヘキシル)錫オキサイド
等の錫系触媒、テトラクロロチタン、テトラブチルチタ
ン等のチタン系触媒、塩化鉄、アセチルアセトン鉄等の
鉄系触媒、トリクロロアンチモン、ペンタクロロアンチ
モン、ジクロロトリフェニルアンチモン等のアンチモン
系触媒、ニトロウラニウム等のウラニウム系触媒、ニト
ロカドニウム、ジエチルジチオリン酸カドニウム等のカ
ドニウム系触媒、安息香酸コバルト、2−エチルカプロ
ン酸コバルト等のコバルト系触媒、ニトロトリウム等の
トリウム系触媒、トリフェニルアルミニウム、オレイン
酸アルミニウム等のアルミニウム系触媒、ジフェニル水
銀等の水銀系触媒、2−エチルカプロン酸亜鉛、亜鉛ナ
フテーネート等の亜鉛系触媒、ニッケロセン、ニッケル
ナフテネート等のニッケル系触媒、1−メチル−4−
(ジメチルアミノエチル)ピペラジン、N−エチルエチ
レンイミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレ
ンジアミン、トリエチルアミン、2,4,6−トリ(ジ
メチルアミノメチル)フェノール、N−エチルモルホリ
ン、2−メチルピリジン、ジメチルアニリン、ニコチン
等の三級アミン系触媒、ヘキサカルボニルモリブデン等
のモリブデン系触媒、ニトロカルシウム、酢酸カルシウ
ム等のカルシウム系触媒、トリクロロバナジウム等のバ
ナジウム系触媒、酢酸銅、2−エチルカプロン酸銅等の
銅系触媒、2−エチルカプロン酸マンガン等のマンガン
系触媒、2−エチルカプロン酸ジルコニウム、ナフテン
酸ジルコニウム等のジルコニウム系触媒、トリフェニル
ホスフィン、トリブチルホスフィン、トリメチルホスフ
ァイト、トリフェニルホスフェート等のリン系触媒、ト
リフェニル砒素、トリクロロ砒素等の砒素系触媒、ジエ
チルエーテルトリフルオライド−ホウ素錯体、ホウ酸ピ
リジン等のホウ素系触媒、酢酸バリウム等のバリウム系
触媒、更に塩酸、アルミナ等の酸触媒、炭酸カリウム、
酢酸ナトリウム等の塩基触媒等が挙げられる。
いるウレタン化触媒の種類によって異なるが、A、B、
C成分の合計100重量部に対して0.005〜3重量
部が好ましい。0.005重量部未満では、A成分とB
成分のウレタン化反応が不完全となり、得られたレンズ
に脈理が入ったり、割れたり、耐熱性が低下したりする
場合がある。3重量部を超えると、混合脱泡中に、急激
なウレタン化反応熱で内温が上昇し、オレフィンのラジ
カル重合までも急速に進むことにより、反応を制御でき
なくなり暴走し、モノマー混合液がゲル化する場合があ
り、好ましくない。また、公知のウレタン助触媒を問題
のない範囲で用いることもできる。
公知のラジカル重合開始剤を用いることができる。例え
ば、過酸化ベンゾイル、p−クロロベンゾイルパーオキ
サイド、ラウロイルパーオキサイド、アセチルパーオキ
サイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、1,1−ジ−
t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシクロ
ヘキサン、t−ブチルパーオキシピバレート、t−ブチ
ルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチル
パーオキシベンゾエート、ビス(4−t−ブチルシクロ
ヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジイソプロピル
パーオキシジカーボネート、t−ブチルパーオキシイソ
プロピルカーボネートなどの過酸化物およびアゾビスイ
ソブチロニトリルなどのアゾ化合物などが挙げられる。
以上の混合物を、A、B、C成分の合計100重量部に
対し、0.005〜5重量部、好ましくは0.1〜3重
量部の割合で用いる。0.005重量部未満ではオレフ
ィンのラジカル重合が不完全になり、レンズに脈理が入
ったり、耐熱性及び表面硬度が低下する場合がある。5
重量部を超えると、オレフィンのラジカル重合速度が速
くなりすぎて、レンズに脈理が入ったり、レンズの表面
にムラが出たりする場合があり、好ましくない。
本発明の効果を損なわない程度で、必要に応じて、紫外
線吸収剤、酸化防止剤、黄変防止剤、ラジカル重合禁止
剤、ブルーイング剤、顔料等の各種添加剤を配合するこ
ともできる。
が、本発明は、この実施例により何等限定されるもでは
ない。尚、実施例中の部は重量部を表す。 実施例1 3−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシ
アナート(以下m−TMiと略す)26.4部(0.1
3モル)、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(以下
HEMAと略す)17.1部(0.13モル)フェノキ
シエチルアクリレート(以下PEACと略す)16.4
部(0.085モル)、ウレタン触媒としてジブチル錫
ジラウレート(以下DBTLと略す)0.02部(0.
03重量%対A成分、B成分、C成分の合計重量)、ラ
ジカル重合開始剤として、ビス(4−t−ブチルシクロ
ヘキシル)パーオキシジカーボネート0.3部(0.5
重量%対A成分、B成分、C成分の合計重量)とt−ブ
チルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート0.3部
(0.5重量%対A成分、B成分、C成分の合計重量)
を水浴下、減圧脱泡混合攪拌を1時間行った。この時内
温は25℃であった。次にこの混合液を濾過後、2枚の
球面ガラスとエチレン−酢酸ビニル共重合体のガスケッ
トで構成された中心厚2.0mm、外径75mmの凹レ
ンズモールドに注入した。この時の混合液の粘度は40
cpsで、注入は非常に容易であった。このモールドを
重合用オーブン中に入れ、60℃から140℃まで1時
間で昇温し、140℃にて1時間保ったのち冷却し、硬
化物をモールドから取り出した。モノマーの仕込からレ
ンズを取り出すまで、わずか4時間であった。このよう
にして製造したレンズを下記の方法で評価し、その結果
を第1表(表1)に示した。
などなく透明度の高いものを○、わずかに着色又は濁っ
ているものを△、着色又は濁っているものを×とした。 ・屈折率:アッベ屈折計により測定した。 ・耐熱性:TMA法により測定した。 ・耐衝撃性:FDA規格に従い、127cmの高さより
16.3gの鉄球を落下し、割れなかったものを○、割
れたものを×とした。 ・注入作業性:モールドへの注入作業の容易なものを
○、困難なものを×とした。 ・硬度:鉄筆硬度計により測定した。 ・脈理:歪検査器により目視にて判定した。脈理の見ら
れなかったものを○、みられたものを×とした。 ・表面状態:目視にて判定し、問題のないものを○、ム
ラ等の問題があるものを×とした。
0℃で1時間保った以外は、実施例1と同様にレンズを
製造した。結果を第1表(表1)に示した。
30℃で1時間保った以外は、実施例1と同様にレンズ
を製造した。結果を第1表(表1)に示した。
(表1、表2)に示した。
DBTL0.02部(0.03重量%対A成分、B成
分、C成分の合計重量)の混合液に、温水浴中、内温を
40℃に保ちながら、HEMA17.1部(0.13モ
ル)を滴下し、その温度で3時間攪拌し、反応させた
後、一晩放置してウレタンアクレートモノマーを得た。
次に、このウレタンアクレートモノマーに、PEAC1
6.4部(0.085モル)と、ラジカル開始剤とし
て、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシ
ジカーボネート0.3部(0.5重量%対A成分、B成
分、C成分の合計重量)とt−ブチルパーオキシ−2−
エチルヘキサノエート0.3部(0.5重量%対A成
分、B成分、C成分の合計重量)を加え、室温で、減圧
脱泡攪拌を1時間行った。この時内温は25℃であっ
た。次に、この混合液を実施例3と同様にしてレンズの
製造を行った。結果を第1表(表2)に示した。尚、モ
ールド注入直前の混合液の粘度は180cpsで、注入
が少し困難であった。また、ウレタン化反応の仕込か
ら、レンズを取り出すまで要した時間は、20時間であ
った。
あたり、その製造時間を大幅に短縮することができる利
点をもつ。また、得られたプラスチックレンズは、光学
歪が少なく、低比重で、透明性、耐熱性、耐衝撃性、表
面硬度、表面精度、加工性に優れたレンズである。
Claims (2)
- 【請求項1】 下記一般式(1)(化1) 【化1】 で表されるA成分と、下記一般式(2)(化2) 【化2】 〔式中、R1、R2は水素又はメチル基を表す。〕で表さ
れるB成分と、更に下記一般式(3)(化3) 【化3】 〔式中、R3、R4は水素又はメチル基、mは1または2
を表す。〕で表されるC成分を混合して、鋳型内で、ウ
レタン反応とオレフィンのラジカル重合反応を同時に行
うプラスチックレンズの注型重合方法。 - 【請求項2】 A成分のモル数に対する{(B成分とC
成分のアクリロイル基の合計モル数×2)+(B成分と
C成分のメタクリロイル基の合計モル数)}が1.5〜
3.0の範囲である請求項1記載の注型重合法。
Priority Applications (1)
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JP02107593A JP3205107B2 (ja) | 1993-02-09 | 1993-02-09 | プラスチックレンズの注型重合方法 |
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Family Applications (1)
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JP02107593A Expired - Fee Related JP3205107B2 (ja) | 1993-02-09 | 1993-02-09 | プラスチックレンズの注型重合方法 |
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---|---|---|---|---|
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US6054503A (en) * | 1996-06-17 | 2000-04-25 | Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Plastic lens material and process for preparing the same |
-
1993
- 1993-02-09 JP JP02107593A patent/JP3205107B2/ja not_active Expired - Fee Related
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