JPH0341801B2

JPH0341801B2 -

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Publication number: JPH0341801B2
Application number: JP58233443A
Authority: JP
Priority date: 1983-12-10
Filing date: 1983-12-10
Publication date: 1991-06-25
Also published as: JPS60124606A

Description

【発明の詳細な説明】発明の背景技術分野本発明は、合成樹脂レンズ、更に詳しく言えば
高屈折率低分散を有する合成樹脂レンズ、に関す
るものである。

従来、光学機器には種々の無機ガラスレンズが
使用されてきたが、合成樹脂レンズがその軽量
性、加工性、安定性、染色性、大量生産性、低コ
ストの可能性などから無機ガラスレンズと共に広
く使用され始めている。

レンズに求められる様々な物性の中で、高屈折
率であることおよび低分散であることは極めて重
要なものである。高屈折率を有することは、例え
ば、顕微鏡、写真機、望遠鏡等の光学機器や眼鏡
レンズ等において重要な位置を占めるレンズ系を
コンパクトにし、また軽量化するだけでなく、球
面等の収差を小さく抑える利点を有する。一方、
低分散であることが色収差を少なくできる点で極
めて重要であることは言うまでもない。

しかし、一般に合成樹脂レンズにおいても、無
機ガラスレンズと同様に、高屈折率レンズは高分
散、低屈折率レンズは低分散という傾向がある。
例えば、現在眼鏡用合成樹脂レンズとして最も普
及しているレンズ材料に、ジエチレングリコール
ビスアリルカーボネート樹脂（以下CR−39とい
う）があるが、CR−39はアツベ数がν＝60と高
い（即ち分散は低い）けれども屈折率はn²⁰ _D＝
1.50と極めて低いものである。レンズ材料として
一部使用されているポリメチルメタクリレート
も、CR−39と同様にアツベ数がν＝60と高いが、
屈折率はn²⁰ _D＝1.49と低い。比較的高屈折率かつ
低分散と言われるポリスチレン（n²⁰ _D＝1.59、ν
＝30.4）およびポリカーボネート（n²⁰ _D＝1.59、ν
＝29.5）は、レンズ材料として必要とされる他の
物性において不満足である。例えば、ポリスチレ
ンは表面硬度および耐溶剤性等に欠けるし、ポリ
カーボネートは表面硬度および耐衝撃性に欠ける
ものである。高屈折率であるポリナフチルメタク
リレート（n²⁰ _D＝1.64）およびポリビニルナフタ
レン（n²⁰ _D＝1.68）は、アツベ数がそれぞれν＝
24およびν＝20と低いものになつており、いずれ
の材料にも問題が多い。

このようなところから、屈折率、アツベ数、表
面硬度、耐溶剤性等にバランスのとれた合成樹脂
レンズ材料が要望されていた。

発明の概要要旨本発明は上記の点に解決を与えることを目的と
し、特定の架橋共重合体によつてこと目的を達成
しようとするものである。

すなわち、本発明による屈折率n²⁰ _D＝1.55以上
およびアツベ数ν＝27以上のレンズ材料は、下記
の式（）で示される単量体50重量％を越え90重
量％まで、２，２−ビス［４−（（メタ）アクリロ
キシエトキシ）ハロゲン化フエニル］プロパンお
よび／または２，２−ビス（（メタ）アクリロキ
シオリゴエトキシ）ハロゲン化フエニルプロパン
10〜40重量％およびスチレン０〜40重量％からな
る単量体成分を主成分とする共重合体からなるこ
と、を特徴とするものである。

（式中、Ｒは水素もしくはC₁〜C₂のアルキル基、
Ｘはフツ素を除くハロゲン原子、ｍは１〜５の整
数、ｎは１〜４の整数を表わす。）効果本発明の共重合体からなる合成樹脂レンズは
1.55以上の高屈折率を有しかつアツベ数27以上の
低分散であつて、しかも無色性、透明性、耐溶剤
性、耐熱性、表面硬度および染色性に優れた極め
てバランスのよいレンズ材料であつて前記した従
来のレンズ材料の問題点を解決したものである。

本発明の共重合体がレンズ材料としてこのよう
に優れた性質を有することは本発明者等によつて
始めて見出されたものであり、この性質はこの共
重合体が式（）の単量体を多量に含むのもであ
ること、ならびに架橋剤との、そして場合によつ
てはスチレンとの、共重合体であること、によつ
てもたらされたものと考えられる。

発明の具体的説明共重合体本発明による合成樹脂レンズを構成する共重合
体は、特定の共単量体成分からなるものである。

本発明の合成樹脂レンズを構成する共重合体の
主成分は、次の一般式（）で示されるハロゲン
含有単量体である。

（式中、Ｒは水素もしくはC₁〜C₂のアルキル基、
Ｘはフツ素を除くハロゲン原子、ｍは１〜５の整
数、ｎは１〜４の整数を表わす。）ハロゲン原子（Ｘ）としては塩素、臭素、ヨウ
素が一般的であるが、生成共重合体の高屈折率お
よび経時的な安定性の意味から、塩素および臭素
がより好ましく用いられる。ｎの値はレンズ特性
に重要な意味を持つており、これが５以上では生
じたレンズと表面硬度が乏しくかつ屈折率も低下
する傾向があるので、本発明では１〜４より選ば
れる整数が用いられる。ｍの値は、屈折率に一番
大きな影響を与える。この値を１より５まで変化
させることによつて、目的に合つた屈折率のレン
ズを設計することができる。

式（）で示される単量体としては、例えば、
１−（メタ）アクリロキシエトキシジブロムベン
ゼン、１（メタ）アクリロキシエトキシ−２，４，
６−トリブロムベンゼン、１−（メタ）アクリロ
キシジエトキシ−２，４，６−トリブロムベンゼ
ン、１−（メタ）アクリロキシエトキシ−４−ブ
ロムベンゼン、１−（メタ）アクリロキシエトキ
シ−２，４，６−トリクロロベンゼン、１−（メ
タ）アクリロキシエトキシペンタブロモベンゼン
等もしくはその混合物を挙げることができる。こ
こで「（メタ）アクリロキシ」および「（メタ）ア
クリレート（詳細後記）」とは、アクリル酸およ
びメタクリル酸から誘導された基ないし構造のい
ずれをも包含するものである。

このような単量体を共重合体の一成分とするこ
とにより、屈折率n²⁰ _D＝1.55以上かつアツベ数ν
＝27以上の共重合体を得ることができる。しかし
乍ら、式（）で表わされる単量体のみの単独重
合体は、レンズ材料としては不適当である。この
単量体は、これのみでは重合性に乏しくて重合収
率を充分高くすることができず、またこの重合体
は比較的有機溶剤に侵され易くて耐溶剤低がない
からである。そして式（）で表わされる単量体
は通常無色からかつ色の着色を有していて、その
着色度はこの単量体の精製方法に極めて強く依存
している。従つて、精製を充分行なうことのでき
ない場合は単量体（）を極めて多量含む重合体
もまた単量体状態における着色を維持していて精
製の程度によつてはレンズ材料として不適当とな
る場合が生じる。

一方、共重合中に式（）で表わされる単量体
成分が余りに少ない場合には、その共重合体は当
然上述の屈折率およびアツベ数をもつことができ
ない。このため、式（）で表わされる単量体
は、共重合体中において50重量％を越え90重量％
までの範囲を占めることが必要である。

架橋剤単量体本発明においては、式（）の単量体の単独重
合体の耐溶剤性、耐熱性等を上昇させる為に、こ
れと共重合体可能な２以上の重合性官能基を有す
る架橋剤単量体を10乃至40重量％導入することに
よつて三次元的な架橋構造を形成させる。

この様な２以上の重合性官能基を含有する、式
（）の単量体と共重合可能な架橋剤単量体とし
ては、２，２−ビス［４−（（メタ）アクリロキシ
エトキシ）ハロゲン化フエニル］プロパンおよ
び／または２，２−ビス（（メタ）アクリロキシ
オリゴ（ジ〜テトラ程度）エトキシ）ハロゲン化
フエニルプロパンがある。

スチレン単量体以上のように式（）で示される単量体と架橋
剤単量体との共重合体によつて本発明の目的を達
成することができるが、更にスチレンを40重量％
以下の範囲で使用することができる。スチレンを
共重合体中に導入すると精製が不充分な単量体
（）を使用した場合でも単量体（）に由来す
る着色が消失して無色の共重合体を得ることので
きるという利点がある。他の単量体の添加では、
この効果は全く認められない。この様にスチレン
を共重合体の一成分として使用することにより共
重合体中に着色がなくなる理由は現段階では明ら
かではないが、極めて有用な発見と考えられる。

第三成分としてのスチレンの量は０乃至40重量
％が用いられる。式（）の単量体の精製度が高
くて無色の場合には勿論スチレンを必要としな
い。スチレンが40重量％を超過すると式（）の
単量体の特徴である高屈折率、低分散の効果が減
少する。

任意共単量体本発明による共重合体は前記二種もしくは三種
の単量体を主成分としてなるものであるが、本発
明の目的が不当に阻害されない限り、この共重合
体はこれら二種もしくは三種の単量体と共重合し
うるエチレン性不飽和単量体（モノエチレン性不
飽和単量体に限定はされない）をさらに共重合さ
せたものであつてもよい。この任意共単量体の量
は、本共重合体の０〜20重量％、好ましくは０〜
10重量％、を占める程度であることが望ましい。

このような単量体はそれ自身のホモ重合体が屈
折率もしくはアツベ数の大きい透明重合体を与え
るものであることが好ましい。具体的には、たと
えば、各種のアルキル（メタ）アクリレートたと
えばメチルメタクリレート、ナフチルメタクリレ
ートおよび芳香族ビニル化合物たとえば、α−メ
チルスチレン、ジビニルベンゼン等が挙げられ
る。なお、このような任意共単量体は、本発明共
重合体の特色である高屈折率、低分散および透明
性が過度に損なわれない範囲においてその共重合
量（および種類）を選択すべきである。

重合上記の多元単量体の重合は通常のラジカル重合
開始剤で進行する。重合方式も、通常のラジカル
重合に慣用されるものでありうる。しかし、生成
共重合体が架橋していて溶融ないし溶解を伴なう
処理が事実上不可能であるから、プラスチツクレ
ンズに利用の観点から注型重合が一般的に好まし
い。

注型重合法は周知の技術である。注型重合容器
としては、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鋳型
または型枠その他が使用される。その材質は、無
機ガラス、プラスチツク、金属など合目的的な任
意なものでありうる。重合は、このような容器内
に投入した単量体と重合開始剤との混合物を必要
に応じて加熱することによつて行なう場合の外
に、別の容器である程度の重合を行なわせて得た
プレポリマーないしシロツプを重合容器に投入し
て重合を完結させる態様によつて行なうこともで
きる。所要単量体および重合開始剤は、その全量
を一時に混合しても、段階的に混合してもよい。
また、この混合物は、生成共重合体に期待する用
途に応じて、帯電防止剤、着色剤、充填剤、紫外
線吸収剤、熱安定剤、酸化防止剤その他の補助資
材を含んでいてもよい。

本発明重合法の具体例の他の一つは、所要単量
体および重合開始剤の混合物またはプレポリマー
を水中に懸濁させて重合を行なわせる方法、すな
わち懸濁重合、である。この方法は、各種粒径の
球状のレンズを得るのに適している。懸濁重合法
も周知の技術であり、本発明でも周知の知見に従
つて適宜実施すればよい。

得られた共重合体は、完結していないかも知れ
ない重合を完結させるためないし硬度をあげるた
めに加熱し、あるいは注型重合によつて内包され
た歪を除去するためアニーリングを行なう等の後
処理を行なうことができることはいうまでもな
い。

レンズ本発明によるレンズは、レンズ材料が本発明架
橋共重合体であるという点を除けば、従来の合成
樹脂レンズと本質的には変らない。従つて、注型
重合法によつて本共重合体を直接にレンズとして
得るか、あるいは板材その他から削り出すかし、
必要に応じて表面研磨、帯電防止処理、その他の
後処理を行なえば、本発明共重合体生得の諸特性
を有するレンズが得られる。更に、表面硬度を上
げるべく、無機質材料を表面に蒸着等により塗被
したり有機系コート剤をデイツピング等により塗
被することも勿論可能である。

実験例実施例１充分に精製した１−アクリロキシエトキシ−
２，４，６−トリブロモベンゼン60重量部、２，
２−ビス−（４−メタクリロキシエトキシ−３，
５−ジブロモフエニル）プロパン40重量部を混合
し、重合開始剤であるラウロイルパーオキサイド
１重量部と共にガラス容器内に入れ、容器内を充
分に脱気しかつよく窒素置換した後、50℃で１時
間、60℃で15時間、80℃で２時間及び110℃で１
時間加熱して、重合を完結させた。このようにし
て得られた共重合体はほゞ無色透明であり、アセ
トン、ベンゼン等の有機溶媒に全く不溶であつ
て、耐有機溶剤性に富むものであつた。表面硬度
はJIS（K5400）に基づく鉛筆硬度が3Hであり、
耐熱性もすぐれていた。アツベ屈折計で20℃で測
定を行なつたところ、屈折率およびアツベ数はそ
れぞれn²⁰ _D＝1.605以上およびν＝33.5であつて、
極めてバランスの良い値を示した。

実施例２１−メタクリロキシジエトキシ−２，４，６−
トリブロモベンゼン55重量部、スチレン30重量部
および２，２−ビス（４−メタクリロキシジエト
キシ−３，５−ジブロモフエニル）プロパン15重
量部と重合開始剤としてラウロイルパーオキサイ
ド１重量部とを混合し、実施例１と同様の条件で
重合を行なつた。得られた共重合体はほぼ無色透
明であり、各種有機溶剤に不溶であつた。表面硬
度は鉛筆硬度で3Hを示し、耐熱性もすぐれてい
た。また屈折率n²⁰ _D＝1.596、アツベ数ν＝32.2で
あつた。

比較例１充分に精製した１−アクリロキシエトキシ−
２，４，６−トリブロモベンゼン（ジエトキシ、
トリエトキシ化合物を含有する）100重量部に重
合開始剤としてラウロイルパーオキサイド１重量
部を加えて、実施例１と同様の方法で重合を行な
つた。このようにして得られた重合体は重合度が
低く、単量体も残存していた。また、この重合体
は、ゴム状弾性を示し、レンズ材料として到底使
用できるものではなかつた。

Claims

【特許請求の範囲】１下記の式（）で示される単量体50重量％を
越え90重量％まで、２，２−ビス［４−（（メタ）
アクリロキシエトキシ）ハロゲン化フエニル］プ
ロパンおよび／または２，２−ビス（（メタ）ア
クリロキシオリゴエトキシ）ハロゲン化フエニル
プロパン10〜40重量％およびスチレン０〜40重量
％からなる単量体成分を主成分とする共重合体か
らなることを特徴とする、屈折率n²⁰ _D＝1.55以上
およびアツベ数ν＝27以上の合成樹脂レンズ。（式中、ＲはＨもしくはC₁〜C₂のアルキル基、
Ｘはフツ素を除くハロゲン原子、ｍは１〜５の整
数、ｎは１〜４の整数を表わす。）