JPH0661768B2

JPH0661768B2 - プラスチックレンズの注型重合製造方法

Info

Publication number: JPH0661768B2
Application number: JP4017587A
Authority: JP
Inventors: チーチアンチェン; ロンチョーリー
Original assignee: ツアイトワンフアーレンゴンイェジシュウイェンジオウユエン
Priority date: 1992-02-03
Filing date: 1992-02-03
Publication date: 1994-08-17
Anticipated expiration: 2009-08-17
Also published as: JPH05269757A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラスチックレンズの
注型重合製造方法に関し、詳細には高屈折率のポリウレ
タン系又はポリユリア系レンズの注型重合製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ガラスレンズと比べてプラスチックレン
ズは、密度が1.01〜1.40と、ガラスの1/2 〜1/4 であり
軽量である点及び耐衝撃性、生産性、染色性などで優れ
た性質を備えているため、近年メガネ用、カメラ用、及
びビデオ用レンズとして実用化されてきている。

【０００３】そのうち、ジプロピル炭酸（エチレングリ
コール）エステル（以下、ＣＲ−３９と略称する）を用
いて注型重合してなる樹脂が多く使用されている。しか
しながら、この樹脂の屈折率（Ｎ_D＝1.5)はガラスレン
ズの屈折率より低いので、ガラスレンズレベルの工学特
性にするために、各プラスチックレンズの中心厚、周辺
厚及び曲率を増加させて全体を厚くしなければならな
い。

【０００４】従って、より高い屈折率を有する樹脂を発
見し、かつ、該樹脂により、同じレベルの光学特性にお
いて従来のプラスチックレンズより薄いレンズを開発す
ることが望まれている。

【０００５】高い屈折率を有する樹脂については、ＰＣ
（Ｎ_D＝1.58〜1.59）及びＰＳ（Ｎ _D＝1.59〜1.60）な
どがすでに知られているが、これらの樹脂は熱可塑性で
あり、かつ成形加工の作業も困難であるので、メガネ用
レンズなどの製造には適さない。

【０００６】そこで、高い屈折率を有すると共に、ＣＲ
−３９と同様に注型重合を行うことのできる樹脂を発見
し、薄いレンズを開発することがさらに望まれている。

【０００７】従来、上記要請に対応するために、種々の
研究が行われた結果、ポリイソシアネートとポリオール
類もしくはメルカプト化合物とを注型重合する方法が提
案されている。しかしながら、この方法は重合において
気泡が生じやすく、かつ、成形品をモールドから抜き取
りにくいので生産性が悪い。これを解消するため、予め
ガラスあるいは金属性のレンズモールドの表面を外部離
型剤で処理して離型モールドを形成する方法がある。し
かし、該離型モールドの厚みを一定に保持することが困
難であるため、レンズの表面精度を一定に保持しにく
く、離型したウレタン樹脂レンズの一部もしくは大部分
が離型モールドの表面に付着し残され、レンズ表面状態
及び性質が著しく低下する問題が起こる。内部離型剤の
添加による方法もあるが、内部離型剤化合物は、ポリイ
ソシアネート−メルカプト化合物反応系に用いられる場
合、それらとの溶解度が低いため、混合物は白濁化し、
成形品の光学特性を低下させる欠点がある（日本特許公
開平1-185501、平1-26622 、米国特許4775733 参照）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記に鑑み、本発明
は、高い屈折率を有するばかりでなく、注型重合に対す
る加工性がよい樹脂を発見開発し、該樹脂により、生産
性の高い、新規なレンズを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願発明者は広範囲にわたり幅広く研究した結果、
ベンゼン環含有イソシアネート単量体と、アリル基含有
水酸化物及び／又はアリル基含有アミン単量体とを反応
させてジアリル基含有ウレタン又は尿素単量体化合物を
形成し、そしてこの単量体化合物を常温においても液体
状態を呈させ、かつ、その粘度を低下させるために、ス
チレン、ジアリルフタレート、ハロゲン化スチレン等の
上記ジアリル基含有ウレタンや尿素単量体化合物と相溶
性の共重合性単量体を希釈剤として添加した後、均一な
液体状態で所定形態のガラス製又は金属製レンズ鋳型に
注入し、注型重合させることにより目的とするレンズを
製造することができることを発見し、本発明を完成し
た。

【００１０】さらに詳細に説明すると、本発明は下式
(I)

【化３】（上式中、Ｘは水素、塩素、臭素、メチル基、又はエチ
ル基を表し、Ｚは水素、又はメチル基を表し、ａ及びｂ
は２≦ｂ≦４、１≦ａ≦４、ａ＋ｂ≦６の関係を満足す
る）で表されるベンゼン環含有ポリイソシアネートから
選ばれる少なくとも１種の単量体化合物と、下式(II)、

【化４】（上式中、Ｒ₁はフェノール基、水酸基、又はアミノ基
を表す）で表されるアリル基含有化合物から選ばれる少
なくとも１種の単量体化合物とを混合合成させてから注
型重合を施すことを特徴とするプラスチックレンズの製
造方法を提供する。

【００１１】上記方法において、混合合成は密閉容器に
おいて行う。合成が完了したか否かは、ブチルアミンを
用いて逆滴定し、イソシアナト基の消失により確認する
ことができる。混合合成した後、さらにスチレン、ハロ
ゲン化スチレン、ジアリルフタレートより選ばれる少な
くとも１種の上記単量体と相溶性の共重合性単量体を希
釈剤として、総量の約30〜約50重量％で添加し、上記混
合合成物を常温下においても液体状態が維持できるよう
にさせることが好ましい。希釈剤の量は、式(II)として
アリル基含有水酸化物を用いる場合、総重量の約30〜約
50重量％を用いることが好ましいが、アリル基含有アミ
ンを用いる場合、総重量の約40〜約50重量％を用いるこ
とがより好ましい。

【００１２】上記注型重合において、遊離基重合開始剤
を用いることが好ましい。遊離基重合開始剤の種類は特
に限定されないが、過酸化化合物、例えば過酸化ジイソ
プロピルベンゼンを例示することができる。その用量は
総量の１〜５重量％程度が好ましい。

【００１３】上記混合合成の前後に、成形品レンズの光
均一性を支障しない範囲内で、酸化防止剤、例えばチオ
ジプロピオネートなどの変色防止硬化を有する酸化防止
剤、及び他の安定剤を添加することが好ましい。

【００１４】また、上記ポリイソシアネートと上記アリ
ル基含有化合物とを、ＮＣＯ：ＯＨ及び／又はＮＨ₂基
のモル比が0.5 〜3.0 程度になるような割合にすること
が好ましい。

【００１５】反応温度については、上記混合合成の温度
は70〜90℃が好ましく、注型重合の温度は90〜150 ℃が
好ましい。

【００１６】

【実施例】本発明の上記又はその他の目的、特徴及び利
点は、以下の合成例及び実施例より一層明らかとなるで
あろう。

【００１７】下記合成例及び実施例において、部とは重
量部を示し、％は重量％を示す。また、実施例に示され
た成形品レンズの屈折率、アッベ数（Abbe's number)、
耐クラッキング性、耐衝撃性、比重、透過率、飽和吸水
率、表面硬度及び収縮率は以下のテスト法によって測定
された。

【００１８】屈折率：カルヌー(Kalnew)屈折計により20
℃でＮ_Dを測定した。アッベ数：カルヌー屈折計により20℃でＮ_D、Ｎ_F、Ｎ
_Cを測定した後、下式アッベ数＝（Ｎ_D−１）／（Ｎ_F−Ｎ_C）により計算した。

【００１９】耐クラッキング性：120 ℃の熱空気炉の中
にレンズのサンプルを置いて３時間を経てからも割れも
クラッキングもないものに対し合格と認め、（○）と記
した。耐溶媒性：サンプルを室温でアセトン、イソプロパノー
ル及びベンゼン液にそれぞれ２日浸漬した後、表面に変
化がないものに対し合格と認め、（○）と記した。

【００２０】比重：ASTM D-792法により測定した。表面硬度：ASTM D-3363 法により測定した。飽和吸水率：ASTM D-570法により、室温下で24時間浸漬
した後、測定した。

【００２１】透過率：ASTM D-1003 法により、波長580n
m で厚さ２mmのサンプルを測定した。耐衝撃性：FDA の規定により、直径22mm、重量44g のSU
S ボールを用いて、たかさ127cm のところからレンズの
表面に垂直に落下させ、レンズに割れ及び他の破壊がな
いものに対し合格と認め、（○）と記した。

【００２２】合成例１ 30部のジイソシアネート−o-キシレンを18.5部のアリル
アルコールに溶解した後、３時間加熱反応してジアリル
含有ウレタン化合物を生成した。該生成物を化合物Ａと
称する。

【００２３】合成例２ 30部のジイソシアネート−o-キシレンを42.7部のアリル
フェノールに溶解した後、３〜10時間加熱反応してジア
リル含有ウレタン化合物を生成した。該生成物を化合物
Ｂと称する。

【００２４】合成例３ 30部のジイソシアネート−o-キシレンを18.2部のアリル
アミンに溶解した後、２〜４時間加熱反応してジアリル
含有尿素化合物を生成した。該生成物を化合物Ｃと称す
る。

【００２５】実施例１ 60〜80℃の温度下において、合成例１で得られた化合物
Ａ 100部に過酸化ジイソプロピルベンゼン３部を入れて
溶解し、該混合溶液をガラス製レンズモールドに注入
し、共重合を行うため90〜150 ℃の温度下において５〜
８時間放置した。生成された樹脂をモールドから取り出
し、屈折率、アッベ数、耐衝撃性、耐溶媒性などのテス
トを行った。その結果を表１及び表２に示す。

【表１】

【表２】表１及び２より、該成形品レンズは高い屈折率を有し、
かつ、耐衝撃性、耐溶媒性などにも優れていることがわ
かる。

【００２６】実施例２合成例１で得られた化合物Ａ60部とスチレン40部との混
合物に過酸化ジイソプロピルベンゼン３部を入れて溶解
した。該混合溶液をガラス製レンズモールドに注入し、
共重合を行うため90〜150 ℃の温度下において５〜８時
間放置した。生成された樹脂をモールドから取り出し、
屈折率、アッベ数、耐衝撃性、耐溶媒性などのテストを
行った。その結果を表１及び表２に示す。表１及び２よ
り、該成形品レンズは高い屈折率を有し、かつ、耐衝撃
性、耐溶媒性などにも優れていることがわかる。

【００２７】実施例３〜６表１に示した成分及び比を用いて実施例１及び２の方法
と同様な操作で共重合し、それぞれレンズを製造した。
屈折率、アッベ数、耐衝撃性、耐溶媒性などのテストを
行った。その結果を表１及び表２に示す。表１及び２よ
り、該成形品レンズは高い屈折率を有し、かつ、耐衝撃
性、耐溶媒性などにも優れていることがわかる。

【００２８】比較例１ガラス製レンズモールドの中に、94部のm-キシリレンイ
ソシアネート、122 部のペンタエリトリットテトラキス
（メルカプトプロピオネート）、0.05部のジラウリン酸
のジブチル錫塩（重合開始剤）からなる均一な混合液を
注入し、60℃で３時間加熱重合した後、冷却したが、樹
脂レンズはガラス製レンズモールドから離型されなかっ
た。また、加熱重合時に気泡が発生し、コントロールし
にくかった。

【００２９】比較例２比較例１と同様な成分で注型重合したが、注型の前にガ
ラスモールドの内壁を外部離型剤で処理したため、ウレ
タン樹脂レンズがモールドから用意に離型されたが、該
レンズの表面はでこぼこで平坦ではなかった。また、加
熱重合時に気泡が発生し、コントロールしにくい点は比
較例１と同様であった。

【００３０】

【発明の効果】本発明の方法により、透明度及び硬度が
よく、高い屈折率を有し、かつ、加工性、耐衝撃性、耐
溶媒性等に優れたレンズが得られる。また、従来技術
の、イソシアナト基が水と反応し気泡を放出しやすい点
及び成形品をモールドから抜き取りにくい点に対し、本
発明は、イソシアナト基を水酸基又はアミノ基と反応さ
せ、共重合用の混合合成物中にイソシアナト基が存在し
ないようにすることにより、共重合時のイソシアナト基
と水との反応による気泡放出問題を解消することがで
き、かつ、ジアリル基含有化合物の重合時におきる成形
品収縮により、離型を容易にすることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２９Ｌ 11:00 4Ｆ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下式(I) 【化１】（上式中、Ｘは水素、塩素、臭素、メチル基、又はエチ
ル基を表し、Ｚは水素、又はメチル基を表し、ａ及びｂ
は２≦ｂ≦４、１≦ａ≦４、ａ＋ｂ≦６の関係を満足す
る）で表されるベンゼン環含有ポリイソシアネートから
選ばれる少なくとも１種の単量体化合物と、下式(II)、【化２】（上式中、Ｒ₁はフェノール基、水酸基、又はアミノ基
を表す）で表されるアリル基含有化合物から選ばれる少
なくとも１種の単量体化合物とを混合合成させてから注
型重合を施すことを特徴とするプラスチックレンズの製
造方法。
【請求項２】上記混合合成後、さらに、スチレン、ハ
ロゲン化スチレン、ジアリルフタレートから選ばれる少
なくとも１種の上記混合合成物と相溶性の共重合性単量
体を希釈剤として、総量の30〜50重量％で添加し、上記
混合合成物を常温下においても液体状態を維持できるよ
うにさせることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】上記注型重合において、過酸化ジイソプ
ロピルベンゼンを重合開始剤とすることを特徴とする、
請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】上記混合合成の前後に、酸化防止剤及び
他の安定剤を、成形品レンズの光均一性を損なわない範
囲内で添加することを特徴とする、請求項１又は２記載
の方法。
【請求項５】上記ポリイソシアネートと上記アリル基
含有化合物とを、NCO 基：OH及び／又はNH₂基のモル比
が0.5 〜3.0 程度になるような割合にすることを特徴と
する、請求項１記載の方法。
【請求項６】上記混合合成の温度が70〜90℃であるこ
とを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項７】上記注型重合の温度が90〜150 ℃である
ことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項８】上記注型重合の温度が90〜150 ℃である
ことを特徴とする、請求項３記載の方法。