JP3325314B2 - プラスチックレンズ用組成物 - Google Patents

プラスチックレンズ用組成物

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性、耐衝撃性、低
吸水性、成形性に優れ、さらに重合時間を大巾に短縮す
ることができるプラスチックレンズ用として有用な組成
物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】プラスチックレンズは、ガラスレンズに
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。
【0003】そのために、紫外線等の活性エネルギー線
を用いて短時間で重合を行なう方法(特開平3−231
908、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。また、
特開平2−84406には、高硬度透明樹脂として、熱
重合により短時間で重合を行な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。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、既存
の装置を用いて短時間で重合でき、しかも、光学歪が少
なく、耐衝撃性に優れ、ジエチレングリコールビスアリ
ルカーボネートと同等以上の物性を持つプラスチックレ
ンズ用組成物を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成すべく、鋭意検討した結果、特定構造を有する
化合物を含む組成物を用い、さらに特定のモル比の組成
とすることにより、目的を達成しうることを見出し、本
発明を完成するに到った。即ち、本発明は、 下記一般
式(I)(化3)で表されるA成分と、下記一般式(I
I)(化4)で表されるB成分を、A成分のモル数に対
するB成分のモル数が0.3以上で、かつ、A成分のモ
ル数に対する〔(A成分とB成分のアクリロイル基の合
計のモル数×2)+(A成分とB成分のメタクリロイル
基の合計のモル数)〕が1.5〜3.0の範囲で、混合
して得られるプラスチックレンズ用組成物、およびこの
組成物を重合硬化して得られるプラスチックレンズに関
するものである。
【0006】
【化3】 (式中、R1 、R2 は水素またはメチル基を表す)
【0007】
【化4】 (式中、R3 、R4 は水素またはメチル基、mは1また
は2を表す)
【0008】本発明者らの検討の結果、本発明の特定構
造を有する化合物を、特定のモル比で含む組成物は、注
入作業性が良好で、短時間で重合する組成物であり、し
かもその重合物は、光学歪が少なく、透明性、耐衝撃
性、耐熱性、表面硬度、加工性に優れており、ジエチレ
ングリゴールジアリルカーボネート樹脂に比較して、高
い屈折率、高い表面硬度、低い比重を有し、プラスチッ
クレンズとして良好であることが判明した。
【0009】本発明の一般式(I)で表わされるA成分
の化合物としては、イソプロペニルジメチルベンジルイ
ソシアネートと2−ヒドルキシエチル(メタ)アクリレ
ートまたは2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレー
トとのウレタン化反応生成物である。イソプロペニルジ
メチルベンジルイソシアネートとしては、3−イソプロ
ペニル−α、α−ジメチルベンジルイソシアネート、4
−イソプロペニル−α、α−ジメチルベンジルイソシア
ネートが挙げられる。また、ウレタン化反応は、公知方
法、すなわち、イソプロペニルジメチルベンジルイソシ
アネートに2−ヒドルキシエチル(メタ)アクリレー
ト、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートと触
媒(例えば、ラウリン酸ジ−n−ブチル錫)との混合物
を、30〜90℃の条件下で滴下し、反応させることに
より行なわれる。
【0010】本発明のB成分は、A成分のみでは粘度が
高くモールドの注入が困難なため、その粘度を低下させ
るために、さらにまた、A成分のみでは重合が不完全と
なる場合に重合を完結させるため等を目的に加える成分
である。さらにまた、B成分はベンゼン環を有しエチレ
ンオキシまたはプロピレンオキシ鎖を有するために、得
られるレンズの屈折率の低下を引き起すことなく、比重
を下げることが可能であり、また、面精度、耐候性、耐
衝撃性等の点からも優れている。B成分のモノマーとし
ては、具体的には、フェノキシエチル(メタ)アクリレ
ート、2−フェノキシ−1−メチルエチル(メタ)アク
リレート、2−(2−フェノキシエトキシ)エチル(メ
タ)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)アクリレート等
である。
【0011】本発明のプラスチックレンズ用組成物の、
A成分とB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成分のモル数が0.3以上で、か
つ、A成分のモル数に対して〔(A成分とB成分のアク
リロイル基の合計のモル数×2)+(A成分とB成分の
メタクリロイル基の合計のモル数)〕が1.5〜3.0
である。A成分のモル数に対するB成分のモル数が0.
3以下では、粘度が高く注入が困難となり、レンズ用組
成物として適さない。また、A成分のモル数に対して、
〔(A成分とB成分のアクリロイル基の合計のモル数×
2)+(A成分とB成分のメタクリロイル基の合計のモ
ル数)〕が1.5以下では、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
や耐熱性の低下を招く。また、3.0以上になってしま
う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。
【0012】本発明のプラスチックレンズ用組成物に
は、A、B成分の外に、本発明の効果を損なわない範囲
で、必要に応じて、紫外線吸収剤を配合してもよい。紫
外線吸収剤は、一般的なサリシレート系、ベンゾフェノ
ン系、ベンゾトリアゾール系、ヒンダートアミン系、シ
アノアクリレート系等が用いられるが、耐光性向上のた
めにはシアノアクリレート系が好ましい。又、その他、
酸化防止剤、黄変防止剤、ブルーイング剤、顔料、離型
剤等の各種の添加剤を配合することもできる。本発明の
プラスチックレンズ用組成物の硬化法としては、とくに
限定されず任意の方法を採用しうるが、既存の設備を用
いることができることから熱重合法が好ましい。
【0013】熱重合におけるラジカル重合開始剤は、特
に限定されず、公知の過酸化ベンゾイル、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、ジー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
の1種または2種以上の混合物を、A、B成分の合計1
00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。
【0014】本発明のプラスチックレンズ用組成物は、
上記の各成分をよく混合した後、濾過し、さらに減圧下
で十分に脱泡した後に重合硬化させる。重合硬化方法
は、例えば、ポリエチレン、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
面研磨した二枚のガラス板製鋳型中に、重合開始剤を含
む本発明の組成物を注入し、加熱処理して実施される。
ここで、鋳型としては、ガラスとガラス、ガラスとプラ
スチック板、ガラスと金属板、あるいはこれらの組合せ
の鋳型がある。また、ガスケットとしては、上記した軟
質熱可塑性樹脂を用いる他、2枚の鋳型をポリエステル
粘着テープ等で固定しても良い。また、鋳型に離型処理
などを行なってもよい。本発明のプラスチックレンズ用
組成物を熱重合法によって硬化する場合の重合温度、重
合時間は、使用するラジカル重合開始剤、レンズの度数
等により決められるが、50℃から130℃までの温度
で、4時間以内程度で昇温及び保持することにより硬化
することが可能である。
【0015】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳しく説明
するが、本発明はこの実施例により何等限定されるもの
ではない。なお、実施例中の部は重量部を表わす。 合成例−1 3−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシ
アネート201.3部に、その液温を40℃に保ちなが
ら、2−ヒドロキシエチルメタクリレート130.1部
とラウリン酸−n−ブチル錫0.2部の混合物を滴下
し、反応させた。滴下終了後、その温度で3時間撹拌
し、一晩放置して、ウレタンメタクリレートモノマーU
M−Iを得た。 合成例−2 合成例−1において、2−ヒドロキシエチルメタクリレ
ート130.1部の代わりに、2−ヒドロキシエチルア
クリレート116.1部を用いて、同様に反応させ、ウ
レタンメタクリレートモノマーUA−Iを得た。
【0016】合成例−3 合成例−1において、2−ヒドロキシエチルメタクリレ
ート130.1部の代わりに、2−ヒドロキシプロピル
メタクリレート144.2部を用いて、同様に反応さ
せ、ウレタンメタクリレートモノマーUM−IIを得た。 合成例−4 合成例−1において、2−ヒドロキシエチルメタクリレ
ート130.1部の代わりに、2−ヒドロキシプロピル
アクリレート130.1部を用いて、同様に反応させ、
ウレタンアクリレートモノマーUA−IIを得た。
【0017】実施例1 UM−I、82.9部(0.25モル)、フェノキシエ
チルアクリレート30.8部(0.16モル)、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0.57部およびt−ブチルパーオキシ−2−エ
チルヘキサノエート0.57部を溶解混合し、濾過、脱
泡後、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7
5mmの凹レンズモールドに注入した。このモールドを
重合用オーブン中に入れ、50℃から130℃まで3時
間で昇温し、130℃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。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(表1)
に示した。
【0018】・透明性:目視により判定し、着色、濁り
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(△)、着色また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:鉛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(○)見られたものを(×)とした。
【0019】実施例2 UM−II、86.4部(0.25モル)、フェノキシエ
チルアクリレート19.2部(0.10モル)、ビス
(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシカーボネ
ート0.53部、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘ
キサノエート0.53部を溶解混合し、濾過、脱泡の
後、実施例1と同様に硬化させ、得られたレンズについ
て評価した。結果は(表1)に示した。
【0020】実施例3 UA−I、79.3部(0.25モル)、2−(2−フ
ェノキシエトキシ)エチルアクリレート23.6部
(0.10モル)、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0.51部、t−ブチル
パーオキシ−2−エチルヘキサノエート0.51部を溶
解混合し、濾過、脱泡後、実施例1と同様に硬化させ、
得られたレンズについて評価した。結果は(表1)に示
した。
【0021】実施例4 UA−II、82.9部(0.25モル)、フェノキシエ
チルメタクリレート24.7部(0.12モル)、ビス
(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシカーボネ
ート0.54部、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘ
キサノエート0.54部を溶解混合し、濾過、脱泡の
後、実施例1と同様に硬化させ、得られたレンズについ
て評価した。結果は(表1)に示した。
【0022】実施例5 UM−I、82.9部(0.25モル)、2−フェノキ
シ−1−メチルエチルアクリレート41.2部(0.2
0モル)、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パー
オキシカーボネート0.62部、t−ブチルパーオキシ
−2−エチルヘキサノエート0.62部を溶解混合し、
濾過、脱泡の後、実施例1と同様に硬化させ、得られた
レンズについて評価した。結果は(表1)に示した。
【0023】比較例1 UM−Iのみでレンズを製造したが、粘度が高く、モー
ルドへの注入が困難であった。 比較例2 UA−Iのみでレンズを製造したが、粘度が高く、モー
ルドへの注入が困難であった。
【0024】比較例3 UM−I、82.9部(0.25モル)、フェノキシエ
チルアクリレート76.9部(0.40モル)、ビス
(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシカーボネ
ート0.80部、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘ
キサノエート0.80部を用いて実施例1と同様に硬化
したが、昇温の途中で重合が暴走した。
【0025】比較例4 UM−I、82.9部(0.25モル)、フェノキシエ
チルアクリレート52.9部(0.28モル)、ビス
(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシカーボネ
ート0.68部、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘ
キサノエート0.68部を用いて実施例1と同様に硬化
させ得られたレンズについて評価した。結果は(表1)
に示した。
【0026】比較例5 UM−I、82.9部(0.25モル)、フェノキシエ
チルメタクリレート20.6部(0.10モル)、ビス
(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシカーボネ
ート0.52部、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘ
キサノエート0.52部を用いて実施例1と同様に硬化
させ得られたレンズについて評価した。結果は(表1)
に示した。
【0027】比較例6 UM−I、82.9部(0.25モル)、ベンジルメタ
クリレート33.5部(0.19モル)、ビス(4−t
−ブチルシクロヘキシル)パーオキシカーボネート0.
58部、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエ
ート0.58部を用いて実施例1と同様に硬化させ得ら
れたレンズについて評価した。結果は(表1)に示し
た。 比較例7 市販のCR−39レンズについて、同様に評価し、その
結果を(表1)に示した。
【0028】
【表1】
【0029】(表1)の比較例1、2の様に、B成分な
しではレンズを製造出来ない。また、比較例3、4の様
にA成分のモル数に対して、(A成分とB成分のアクリ
ロイル基の合計のモル数×2)+(A成分とB成分のメ
タクリロイル基の合計のモル数)が3.0以上では、レ
ンズに脈理が発生したり、重合が暴走する。さらにま
た、比較例5の様に、前述の値が1.5以下では、脈理
の発生や耐衝撃性の低下を招く。更に、比較例6の様
に、B成分が本発明のB成分に類似した化合物では、耐
衝撃性に問題がある。本発明のプラスチックレンズ用組
成物を用いて得られたレンズは、比較例7に示したジエ
チレングリコールジアリルカーボネートより成るレンズ
CR−39に比較して、屈折率、耐熱性、表面硬度、比
重等において優れている。
【0030】
【発明の効果】本発明の組成物は、プラスチックレンズ
の製造にあたり、その重合時間を大巾に短縮することが
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、加工性に優れたレンズである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−127713(JP,A) 特開 昭61−134701(JP,A) 特開 昭61−152711(JP,A) 特開 平2−196809(JP,A) 特開 平3−14804(JP,A) 特開 平3−269007(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08F 220/30 C08F 220/36 G02B 1/04 WPI/L(QUESTEL) REGISTRY(STN) CA(STN)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(I)(化1)で表されるA
    成分と、 【化1】 (式中、R1 、R2 はそれぞれ水素またはメチル基を表
    す)下記一般式(II)(化2)で表されるB成分を、 【化2】 (式中、R3 、R4 はそれぞれ水素またはメチル基、m
    は1または2を表す)A成分のモル数に対するB成分の
    モル数が0.3以上で、かつ、A成分のモル数に対する
    〔(A成分とB成分のアクリロイル基の合計のモル数×
    2)+(A成分とB成分のメタクリロイル基の合計のモ
    ル数)〕が1.5〜3.0の範囲で、混合して成るプラ
    スチックレンズ用組成物。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の組成物を重合硬化してな
    るプラスチックレンズ。
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