JPH04173821A

JPH04173821A - 光学部品用有機ガラス

Info

Publication number: JPH04173821A
Application number: JP2301446A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Torii; 忠史鳥居; Kazuo Makino; 牧野　和雄
Original assignee: Itoh Optical Industrial Co Ltd
Current assignee: Itoh Optical Industrial Co Ltd
Priority date: 1990-11-06
Filing date: 1990-11-06
Publication date: 1992-06-22
Anticipated expiration: 2014-07-05
Also published as: WO1992007888A1; AU8766891A; CA2073169A1; AU645365B2; DE69118681T2; US5278268A; EP0510207A1; EP0510207A4; EP0510207B1; JP2916709B2; DE69118681D1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、屈折率が高くしかも他の光学的諸物性も優れ
ており、レンズ、プリズム等の光学部品素材に好適な有
機ガラスに関する。

ここでは、光学部品としてレンズを例にとり説明をする
が、これに限定されるものではない。

本明細書で、配合単位を示す「部」は、特にことわらな
い限り、重量単位である。

また、本明細書で「ウレタンアクリレート」とは、特記
しないかぎり、酸成分がアクリル酸のものの他に、メタ
クリル酸のものも含む。

〈従来の技術〉有機ガラスは無機ガラスに比較して軽量であるため、眼
鏡用レンズ材料として着目され、ジエチレングリコール
ビス（アリルカーボネート）（以下ｒＡＤＣＪと略す）
やメタクリル酸メチル等の重合体からなる有機ガラスが
使用されている。しかし、これらの有機ガラスの屈折率
は、１．４９〜１５０と無機ガラス（ホワイトクラウン
ガラスの場合：　　１．５２３）に比較して低く、視力
矯正用眼鏡レンズの材料として用いた場合、無機ガラス
を用いた場合に比較して厚くなり、軽量化のメリットが
損なわれ、かつ外観も悪くなる。レンズの度数が強くな
るとその傾向はさらに著しい。このため、有機ガラスは
視力矯正用レンズの素材として必ずしも好適とは言えな
かった。

これに対応するために、例えば、ビフェニルジカルボン
酸のジアリルエステルを単量体主成分とする共重合体が
提案（特開昭６３−２３９０８号公報）されているが、
屈折率、耐衝撃性等の点で、さらに高度の要求を満足す
るものの出現が望まれている。

一般に、三官能の不飽和化合物は重合反応により三次元
の架橋構造を形成するため、ポリマー自体が硬く、脆く
なり易い。このような場合、ある種の不飽和化合物を架
橋構造に導入することも考えられるが（特公昭６２−５
０４８８号公報等誉照）、ビフェニル化合物の場合、さ
らに架橋構造の剛直化の程度が高く、これだけでは、耐
衝撃性を改善することは困難である。

本発明は、上記にかんがみて、高い屈折率を有し、しか
も、レンズに要求される諸物性、特に、耐衝撃性にも優
れている光学部品用有機ガラスを提供することを目的と
する。

〈課題を解決するための手段〉本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意開発に
努力をした結果、重合体の剛直化の程度を緩和するため
に、即ち、耐衝撃性を改善するために、特定の第二さら
には第三の単量体成分として使用すればよいことを見出
し、下記構成の有機ガラスに想到した。

本発明の光学部品用有機ガラスは、ジフェン酸ジアリル
エステル（ビフェニル−２，２′−ジカルボン酸のジア
リルエステル）と、三官能のウレタンアクリレートとの
二元共重合体、又は、ジフェン酸ジアリルエステルと、
三官能のウレタンアクリレートと、およびフェニル安息
香酸の不飽和アルコールエステルとの三元共重合体を、
それぞれポリマー主成分とすることを要旨とする。

〈発明の作用〉 ■本発明で第一成分であるジフェン酸エステルは、エス
テル基がビフェニルのオルソ位に配置されており、また
、ビフェニル基そのものも捩れており、立体障害とはな
り得ない、そのため、高い重合度が得られ、三次元の架
橋構造を持ち、共重合体は不融不溶化する。また、ビフ
ェニル基を有するため、耐熱性、耐水性、耐候性の向上
及び低重合収縮性、低線膨張率、高屈折率を与える。

■本発明の第二成分である二官能性のウレタンアクリレ
ートは、脆さの原因である二官能性のジフェン酸ジアリ
ルエステル（第一成分）による高度の架橋構造を、第一
成分と共重合することによって柔軟なウレタン分子鎖を
導入して、架橋密度を低下させることなく、共重合体の
耐衝撃性を向上させるものと推定される。

■本発明の第三成分であるフェニル安息香酸の不飽和ア
ルコールエステルは、共重合体の屈折率を低下させるこ
となく、耐衝撃性等の特性を向上させ、かつ、ジフェン
酸ジアリルエステル及び二官能性のウレタンアクリレー
トの可使範囲を拡大するものである。即ち、フェニル安
息香酸の不飽和アルコールエステル成分は、脆さの原因
となる二官能性のジフェン酸ジアリルエステルによる高
度の架橋密度を持つ網目構造を、共重合することによっ
て、架橋間分子数を増大、即ち、架橋密度を低下させて
分子鎖に自由度を生じさせ、共重合体の耐衝撃性を向上
させるに寄与するものと推定される。さらに、当該不飽
和アルコールエステルは、その高い屈折率と良好な共重
合性により二官能性のウレタンアクリレート（第二成分
）の可使範囲を拡大して共重合体の耐衝撃性をより向上
させるのに寄与するものと考えられる。

〈手段の詳細な説明〉下記２つ又は３つの単量体成分（ａ）、（ｂ）／（ａ）
、（ｂ）、（ｃ）からなる下記組成の混合物に重合開始
剤を添加した後、型に注入し、重合成形して本発明の光
学部品用有機ガラスを得る組成［１コ（ａ）ジフェン酸ジアリルエステル：８５〜９５部（ｂ）二官能性のウレタンアクリレ−トコ５〜１５部組成［２］（ａ）ジフェン酸ジアリルエステル：５０〜９０部（ｂ）二官能性のウレタンアクリレート：５〜３０部（ｃ）フェニル安息香酸の不飽和アルコールエステル　
　　　　　　５〜３５部上記［１］の組成において、（ａ）成分が８５部未満、
即ち（ｂ）成分が１５部を超えると、表面硬度、屈折率
が不足し、（ａ）成分が９５部を超えると、即ち、（ｂ
）成分が５部未満では、着色が増し、耐衝撃性の低下な
ど（ｂ）成分の混合の効果が現れない。

また、［２］の組成において、（ａ）成分が５０部未満
、即ち、（ｂ）成分が３０部を超えると、表面硬度、屈
折率が不足し、逆に（ａ）成分が９５部を超えると、即
ち、（ｂ）、（ｃ）各成分が５部未満では、着色が増し
たり、耐衝撃性が低下するなど（ｂ）、（ｃ）成分を混
合した効果が現れない。また、（ｃ）成分が３５部を超
えると、表面硬度、耐熱性が低下する。

■上記三官能ウレタンアクリレートとは、ジイソシアナ
ート成分とジオール成分とを反応させて得られる両端水
酸基の鎖状ポリウレタンにアクリル酸又はメタクリル酸
を反応させて両端にビニル基を導入したウレタンアクリ
レートを意味する。

通常、ジイソシアネート成分としては、トリレンジイソ
シアネート（ＴＤＩ）、ｍ−キシリレンジイソソシアネ
ート（ＸＤＩ）、テトラメチルキシリレンジイソシアネ
ート（ＴＭＸＤＩ）等を、ジオール成分としては、アジ
ピン酸等のジカルボン酸とポリオールとを反応して得ら
れるポリエステルポリオール、エチレンオキサイド、プ
ロピレンオキサイド等の環状エーテルの単独重合又は共
重合により得られるポリエーテルポリオール、さらには
、アクリルポリオール等を、それぞれ挙げることができ
る。

さらに、具体的には、新中村化学工業■から、ｒＮＫオ
リゴ」の商品名で製造販売されている下記グレードのウ
レタンアクリレートを使用可能である。なお、下記のう
ちｒＵ−３００ＭＸＪは、酸成分がメタクリル酸のもの
であり、他は、アクリル酸のものである。

グレード　　　　　　　　分子量Ｕ−３００ＡＸ　　　　　　２７００、Ｕ−］０８Ａ　
　　　　　　１５７０、Ｕ−３００ＭＸ　　　　　　２
７００、Ｕ−１０８ＡＸ　　　　　　１６７０、■フェ
ニル安息香酸の不飽和アルコールエステルにおける各化
合物の具体例としては、下記のものを例示できる。

フェニル安息香酸は。−１ｍ　−１ｐ−のいずれでもよ
いが、０−１ｐ−が望ましい。

また、不飽和アルコールとしては、ビニルアルコール、
アリルアルコール、クロチルアルコール、プロパギルア
ルコール等を挙げることができろ〈発明の効果〉上記のようにして得られた本発明の有機ガラスは、後述
の実施例で示すように、高い屈折率を有し、しかも透過
率や耐衝撃性の諸物性にも優れている。従って、無機ガ
ラスしか適用できなかった光学部品にも有機ガラスを適
用可能となる。

〈実施例〉以下、実施例を比較例とともに挙げ、本発明の詳細な説
明する。

実施例１〜１７、比較例１〜６：第１表の組成比の単量体成分（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の
混合物１００部に対して、４部のジイソプロピルパーオ
キシジカーボネート（以下ｒＩＰＰ」と略す）を重合開
始剤として添加し、十分に混合した組成物を、第１図に
示すようなガラスモールド１．１と環状の樹脂製ガスケ
ット２からなる成形型に充填する。この成形型を熱風循
環型のオーブン内に入れて、４０℃で５時間、４０〜６
０℃で８時間、６０〜７０℃で２時間、７０〜８０℃で
１時間と順次、昇温させ、そして８０℃で２時間加熱し
て重合を完了させる。その後、レンズを成形型より取出
して、１１０℃で１時間加熱処理を行った。各実施例の
諸物性は第２表の通りであり、いずれも高屈折率及び優
れた耐衝撃性を示し、また、その他の諸物性も優れてい
る。

なお、比較例１はジフェン酸ジアリルエステルのみをま
た、比較例２はＡＤＣのみを上記の実施例と同一条件で
成形したものである。但し、ＡＤＣの重合開始剤の添加
量のみは３部である。

応用例１：実施例７で得られたレンズにシリコン系のハートコート
液を浸責法により塗布し、１００℃で２時間加熱硬化し
た。膜厚は約３μｍであった。このハートコートされた
レンズは、密着性　１００／１００、表面硬度、４Ｈ１
耐擦傷性　Ａであり、ブラウン系の分散塗料の染色浴で
９２℃、３０分染色した後もこれらの特性は変わらなか
った。

これにより、通常のシリコン系ハートコート液に対して
十分適応することが分った。

応用例２：応用例１で得られたハートコート済みのレンズを十分清
浄化した後、真空蒸着法により反射防止コーティングを
施した。得られたレンズは、視感透過率：９８．５％、
密着性：１００／１００、表面硬度、７Ｈ１耐擦傷性：
３Ａであった。これにより、ＡＤＣポリマーからなる市
販のいわゆる「ハードマルチコート」品と同等の眼鏡用
レンズが得られた。

比較例７ジフェン酸ジアリルエステル８０部、ジアリルイソフタ
レート３０部よりなる混合物に、重合開始剤として４部
のＩＰＰを添加した。十分混合して均一とした後、前記
の成形型に充填した。実施例と同様の昇温加熱をして重
合を完了させ、成形型より取出したが、離型時にクラッ
クが入り、満足の行くレンズは得られなかった。１１０
℃で１時間加熱処理して得られた重合物は、屈折率＝１
．５９４　（ｎｏ　）と十分であったが、ｂ”　　：＋
３．２２と黄色く、染色性：ＴＬ＝８６％と殆ど染まら
なかった。また、耐擦傷性もひどく劣るものであった。

比較例８ジフェン酸ジアリルエステル８０部、ＡＤＣ３０部から
なる混合物に、重合開始剤として４部のＩＰＰを添加し
た。十分混合した後、前記と同様の成形型に充填した。

実施例と同様の昇温加熱をして重合を完了させたのち、
成形型より取出したが、離型時にクラックが入り、満足
の行くレンズは得られなかった。それでも、１１０℃で
１時間加熱処理した重合物は、屈折率が、１．５８１ｎ
Ｄ　）、ｂ”　：＋１．９７、そして耐衝撃性は十分優
れていたが、染色性はＴ、＝７２％とひどく悪い物であ
った。

比較例９ジフェン酸ジアリルエステル８ｏ部と単官能ウレタンア
クリレート（ＮＫオリゴ　Ｕ−ＰＭＶ−１、分子量：約
１３００、新中村化学工業■製）３０部からなる混合物
に、重合開始剤としてｌＰＰ４部を添加した。十分に混
合した後、前記と同様の成形型に充填した。実施例と同
様の昇温加熱をして重合を完了させた後、成形型から取
出し、１１０℃で１時間加熱処理した。得られたレンズ
の緒特性は第２表に示す通りであった。

諸物性の試験方法は、下記の通りである。

（１）屈折率及び分散・・・直交する２面を光学研磨し
たブロックをアツベ屈折計［■アダゴ製コにより測定す
る。

（２）比重・・・３０℃の純水中での浮力の測定から計
算して求める。

（３）黄色度・・・色彩色差計［ミノルタカメラ■製、
ＣＲ−１００型コにより　Ｌ″ａ″ｂ″を測定し、ｂの
数値で比較する（＋ｂ“は黄色を表わす）。

（４）耐衝撃性−ＦＤＡ（米国、Ｆｏｏｄ　＆　　Ｄｒ
ｕｇＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ　）規格に従って、
試料１０枚について、５０インチ（約１２７　ｃｍ）の
高さから直径５／８インチ（約１５．９ｍｍ）、重量０
．５６オンス（約１６．２ｇ）の鋼球を自然落下させ、
貫通または破砕したものを下記の基準により示した。

○・・・割れなかったもの、 △・・・割れが１／２未満のもの、 ×・・・殆ど割れたもの、（５）染色性・・・ブラウン系の分散染料による染色浴
で９２℃、１０分染色したのち、視感透過率で示した。

数値の小さいものほど着色が濃い。

（６）視感透過率・・・視感透過率計［富士光電■製］
により測定する。

（７）成形性・・・レンズの出来具合、離型時の状況か
ら下記の基準により示した。

０・・・非常に良い、Ｏ・・・製造上問題ない、 ×・・・離型時に割れたり、外観上良くない。

（８）耐擦傷性・・・スチールウール／＃０ｏＯＯを荷
重３００ｇで往復１５回擦り、傷の入り具合で下記の基
準で示した。

３Ａ・・・全く傷の入らないもの２Ａ・・・殆ど傷が見えないものＡ・・・僅かに傷が確認出来るものＢ・・・許容限界Ｃ・・・傷が入るＤ・・・ひどく傷が入る（９）密着性・−ＪＩＳ　　Ｄ−０３０２に従って、ナ
イフにより１　ｍｍ角の升目１００個を作り、セロハン
製粘着テープによる剥離テストを３回繰返し、残った平
均の升目の数を％表示する。

（１０）表面硬度・Ｊ　Ｉ　Ｓ　　Ｋ　−５４００４：
基ツキ、荷重１にｇで実施し、傷の付かない最高の鉛筆
硬度で示した。

第１表第２表

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に用いた成形型の断面図である
。１・・・ガラスモールド、２・・・樹脂製ガスケット。特　　許　　出　　願　　人第　１　　図２・・・樹脂製ガスヶット

Claims

【特許請求の範囲】１、下記組成の単量体成分（ａ）、（ｂ）の二元共重合
体をポリマー主成分とすることを特徴とする光学部品用
有機ガラス。（ａ）ジフエン酸ジアリルエステル：８５〜９５重量部（ｂ）ジイソシアナート成分とジオール成分とを反応さ
せて得られる両端水酸基の鎖状ポリウレタンにアクリル
酸又はメタクリル酸を反応させて両端にビニル基を導入
したウレタンアクリレート５〜１５重量部２、下記組成の単量体成分（ａ）、（ｂ）、および（ｃ
）の三元共重合体をポリマー主成分とすることを特徴と
する光学部品用有機ガラス。（ａ）ジフエン酸ジアリルエステル５０〜９０重量部（ｂ）ジイソシアナート成分とグリコール成分とを反応
させて得られる両端水酸基の鎖状ポリウレタンにアクリ
ル酸又はメタクリル酸を反応させて両端にビニル基を導
入したウレタンアクリレート：５〜３０重量部（ｃ）フェニル安息香酸の不飽和アルコールエステル　
５〜３５重量部