JPH07178830A - プラスチックレンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】芳香族ビニル系モノマと該モノマに可溶な芳香
族ビニル系オリゴマまたはポリマを主成分とする組成物
を架橋してなるプラスチックレンズ。 【効果】本発明により、透明性などのレンズ性能を維持
しつつ、高屈折率かつ軽量なプラスチックレンズを提供
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、眼鏡用レンズ、サング
ラス用レンズ、ファッションレンズ、カメラ用レンズな
ど光学用に適したプラスチックレンズに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】プラスチックレンズは、軽量、割れにく
さなどの長所を持つことから、近年ガラスレンズに取っ
て替わりつつある。特に眼鏡用プラスチックレンズはレ
ンズ素材の高屈折率化（レンズを薄くすることができ
る）、低比重化により大きくシェアを伸ばしている。

【０００３】プラスチックレンズの高屈折率化と軽量化
を同時に達成する方法としては、芳香族炭化水素系モノ
マを使用するものとして、特開昭６０−９２３１３号公
報及び特開昭６０−１８６５１４号公報、特開昭６１−
１３０９０１号公報などが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術に記載さ
れている、スチレンやジビニルベンゼンなどの芳香族炭
化水素系モノマを用いるプラスチックレンズは、レンズ
をキャスト重合する場合に、次に述べる２つの大きな問
題点を持っていた。そのひとつは、モノマの浸透性が高
いことによるキャスト重合時のガスケットの損耗が大き
いことである。もうひとつは、モノマが低粘度であるた
め、ガスケットから液モレが生じ易いことである。それ
らの対策として、キャスト重合時のモールドに装着する
ガスケットのかわりに、使い捨ての粘着テープを使う方
法がある。しかし、この場合でも、モノマが粘着テープ
の粘着剤を溶解する現象は避けられず、その結果、成形
上がりのプラスチックレンズの透明性が局所的に低下し
ていることがある。また、低粘度であるための液モレ現
象も、この方法を用いたとしても、依然として完全には
解決することができない。

【０００５】本発明は、かかる従来技術の欠点を解消し
ようとするものであり、透明性などのレンズ性能を維持
しつつ、高屈折率かつ軽量なプラスチックレンズを提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成しようとするものであり、下記の構成を有する。

【０００７】「芳香族ビニル系モノマと該モノマに可溶
な芳香族ビニル系オリゴマまたはポリマを主成分とする
組成物を架橋してなるプラスチックレンズ。」 本発明で用いられる芳香族ビニル系モノマ（以下芳香族
ビニル系モノマＡとする）としては、特に限定されるも
のではないが、以下にその代表例を示す。例えば、スチ
レン系化合物としては、スチレン及びメチルスチレン、
エチルスチレン、プロピルスチレン、ネオペンチルスチ
レンなどのアルキルスチレン類である。さらには、メト
キシスチレン、ブトキシスチレン、イソブトキシスチレ
ンのようなアルコキシスチレン類、モノクロロメチルス
チレンのようなハロゲン化アルキルスチレン類がある。
またヒドロキシメチルスチレンのようなヒドロキシアル
キルスチレン類がある。

【０００８】さらには、α−メチルスチレン系化合物が
好ましく用いられ、具体的には、α−メチルスチレン、
メチルα−メチルスチレン、エチルα−メチルスチレン
のようなアルキルα−メチルスチレン類、メトキシα−
メチルスチレン、ブトキシα−メチルスチレン、イソブ
トキシα−メチルスチレンのようなアルコキシα−メチ
ルスチレン類、モノクロロメチルα−メチルスチレンの
ようなハロゲン化アルキルα−メチルスチレン類があ
る。またヒドロキシメチルα−メチルスチレンのような
ヒドロキシアルキルα−メチルスチレン類がある。以上
に挙げた単官能性モノマは、特にジビニルベンゼンと組
合わせて用いると、特に耐熱性の高い重合体を得ること
ができ、好ましい。

【０００９】ジビニルベンゼン系化合物としては、ｍ−
ジビニルベンゼンやｐ−ジビニルベンゼンなどが用いら
れる。

【００１０】上記芳香族ビニル系モノマＡのうち、本発
明に最も好適に使用されるのは、分子内に酸素やハロゲ
ン類を含有しないスチレン、アルキルスチレン、α−メ
チルスチレン、アルキルα−メチルスチレン及びジビニ
ルベンゼンのなかから選ばれる１種以上のモノマである
場合である。特に、本発明では架橋性プラスチックレン
ズを得ることを目的にしているため、少なくとも一成分
としてジビニルベンゼンを用いることが好ましい。これ
らの化合物では、本発明の目的である高屈折率化と低比
重化を特に容易に達成できる。

【００１１】次に、本発明で用いられる芳香族ビニル系
オリゴマまたはポリマについて説明する。芳香族ビニル
系オリゴマまたはポリマに用いられる芳香族ビニル系モ
ノマ（以下芳香族ビニル系モノマＢとする）としては、
特に限定されないが、その代表例としては、前述の芳香
族ビニル系モノマＡと同様の化合物が挙げられる。

【００１２】本発明の芳香族ビニル系オリゴマまたはポ
リマは、上記の芳香族ビニルモノマＢと共重合し得る、
上記以外のモノマ類との共重合体である場合にも本発明
を達成し得る。芳香族ビニル系モノマＢ以外の共重合し
得るモノマ類の代表例としては、（メタ）アクリル酸、
メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレ
ートのようなアルキル（メタ）アクリレート類、ヒドロ
キシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル
（メタ）アクリレートのようなヒドロキシアルキル（メ
タ）アクリレート類、グリシジル（メタ）アクリレー
ト、アクリロニトリル、フェノキシ（メタ）アクリレー
ト、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、アミノエ
チル（メタ）アクリレートのようなアミノアルキル（メ
タ）アクリレート類、酢酸ビニル、フマル酸、フマル酸
無水物、ベンジルメルカプタンのチオールメタクリレー
トなどが挙げられる。

【００１３】本発明の芳香族ビニル系オリゴマまたはポ
リマは、上記のような芳香族ビニル系モノマＢが６０モ
ル％以上、好ましくは７０モル％以上の場合に、本発明
の達成が特に容易になる。芳香族ビニル系モノマＢの使
用量が６０モル％未満の場合には、屈折率または比重の
いずれかにおいて不充分である傾向がある。

【００１４】本発明に用いられる芳香族ビニル系モノマ
Ａと芳香族ビニル系オリゴマまたはポリマとは相溶性を
示す必要があるため、芳香族ビニル系モノマＡと芳香族
ビニル系オリゴマまたはポリマに用いられる芳香族ビニ
ル系モノマＢとは、同一種であることが特に好ましい。

【００１５】本発明の芳香族ビニル系オリゴマまたはポ
リマは、芳香族ビニル系モノマＡとラジカル重合し得る
官能基を持っている場合に、特に本発明を達成する上で
好適である。芳香族ビニル系オリゴマまたはポリマが、
芳香族ビニル系モノマＡと共重合し得る官能基を持って
いない場合は、重合前の段階において、芳香族ビニル系
オリゴマまたはポリマが芳香族ビニル系モノマＡに可溶
性であっても、重合中に相分離が起こって、白濁した成
形体になることがあるからである。

【００１６】芳香族ビニル系オリゴマまたはポリマが持
つ芳香族ビニル系モノマＡとラジカル重合し得る官能基
は、通常は芳香族ビニル系オリゴマまたはポリマを構成
するモノマの１モル％以上、好ましくは２モル％以上の
ときに好適に目的を達成できる。なお、モル％とは、芳
香族ビニル系オリゴマまたはポリマの重合後の変性を含
めた、全構成モノマに対するモル割合を指す。

【００１７】芳香族ビニル系オリゴマまたはポリマに、
芳香族ビニル系モノマＡとラジカル重合し得る官能基を
付与する方法について、以下に代表例を挙げる。

【００１８】（１）ｍ体またはｐ体ジビニルベンゼンを
用いる方法 ｍ体またはｐ体ジビニルベンゼンの可溶性ポリマおよび
ｍ体またはｐ体ジビニルベンゼンとスチレンとからなる
可溶性ポリマが、テトラヒドロフラン中でリチウムジエ
チルアミド触媒を用いて、アニオン重合することにより
得ることができる(Y.Nitadori, T.Tsuruta, Makromol.
Chem.179, 1895(1986)など) 。

【００１９】（２）ラジカル重合可能な官能基をペンダ
ントとして付与する方法 第１段階として、芳香族ビニル系オリゴマまたはポリマ
を重合する際に、次に示すような方法で反応性基を導入
する。

【００２０】末端基として導入する方法 メルカプトエタノールのように、ＯＨ基を持つ連鎖移動
剤を用いて重合したり、ハロゲン系溶剤を用いてテロメ
リゼーション重合を行なうと、末端のＯＨ基を持つか、
ハロゲンを持つ重合体を得ることができる。末端のハロ
ゲンは容易に加水分解してＯＨに変えることができる。

【００２１】共重合成分として導入する方法 芳香族ビニル系モノマＢと共重合させるモノマとして、
２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキ
シメチルスチレンを用いればＯＨ基を導入することがで
きる。モノクロロメチルスチレンや酢酸ビニルを用い、
重合体を加水分解すればＯＨ基を導入することができ
る。２−アミノエチル（メタ）アクリレートを用いれば
アミノ基を導入することができる。（メタ）アクリル酸
を用いればカルボキシル基を導入できる。フマル酸無水
物を用いれば無水カルボキシル基を導入することができ
る。メタクロイルイソシアネートや２−メタクロイルオ
キシエチルイソシアネートを用いれば、イソシアネート
基を導入することができる。グリシジル（メタ）アクリ
レートを用いれば、エポキシ基を導入することができ
る。

【００２２】ＯＨ基、アミノ基はイソシアネート基と反
応可能である。またＯＨ基、アミノ基、カルボキシル
基、無水カルボキシル基はエポキシ基と反応可能であ
る。さらにＯＨ基はカルボキシル基と反応可能である。

【００２３】本発明の芳香族ビニル系オリゴマまたはポ
リマは、溶液重合、エマルジョン重合、ケン濁重合、塊
状重合など一般的に用いられているいずれの重合方法に
よっても製造することができる。

【００２４】第２段階として、ＯＨ基等の反応性基を利
用することにより、芳香族ビニル系オリゴマまたはポリ
マに、ラジカル重合可能な官能基をペンダントとして付
与する。そのために用いる化合物としては、次のような
ものを挙げることができる。 Ａ．イソシアネート基を持つ化合物としては、メタクロ
イルイソシアネート、２−メタクロイルオキシエチルイ
ソシアネート、２−ヒドロキシエチルメタクリレートと
キシリレンジイソシアネートの１／１（モル比）反応物
などがある。

【００２５】Ｂ．エポキシ基を持つ化合物としては、グ
リシジルメタクリレート、グリシジルアクリレートなど
がある。

【００２６】Ｃ．カルボン酸を持つ化合物としては、ア
クリル酸、メタクリル酸などがある。

【００２７】Ｄ．ＯＨ基を持つ化合物としては、２−ヒ
ドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシメチ
ルスチレン、アリルアルコールなどがある。

【００２８】Ｅ．アミノ基を持つ化合物としては、２−
アミノエチル（メタ）アクリレートなどがある。

【００２９】芳香族ビニル系オリゴマまたはポリマは、
その数平均重合度（ゲルパーミエイションクロマトグラ
フィー（以下、ＧＰＣという）によるポリスチレン換算
値）が、１０程度から８０００程度、好ましくは２０程
度から５０００程度のものが本発明を実施する上で好ま
しい。平均重合度が１０未満の場合には、本発明の本来
の目的であるガスケットの損耗や液モレ、透明性低下な
どを防止できにくくなる。一方、平均重合度が８０００
を越えると、芳香族ビニル系オリゴマまたはポリマを、
本発明で用いる芳香族ビニル系モノマＡに溶解する速度
が低下する傾向があり、また、溶液の粘度が高くなりす
ぎるために、キャスト重合用モノマとしては、適さなく
なる傾向がある。

【００３０】本発明では、芳香族ビニル系モノマＡと、
芳香族ビニル系オリゴマまたはポリマとは、〔芳香族ビ
ニル系モノマ〕／〔芳香族ビニル系オリゴマまたはポリ
マ〕比が、重量比で０．２〜２０、好ましくは、０．５
〜１５であるとき、本発明の目的を容易に達成できる。
〔芳香族ビニル系モノマ〕／〔芳香族ビニル系オリゴマ
またはポリマ〕比が０．２未満の時は、キャスト重合用
のモノマとしては粘度が高くなりすぎるために、キャス
ト重合に適さなくなる傾向がある。また、この比が２０
を越すと、ガスケットに対するモノマの浸透性や、プラ
スチックレンズの局所的な透明性の低下、成形中の液モ
レ現象などを防止するといった本発明の本来の目的を達
成することが難しくなる傾向がみられる。

【００３１】本発明のプラスチックレンズは、５４６．
１ｎｍの波長（ｅ線）で測定した屈折率が１．５５以
上、２３℃で測定した比重が１．１５以下であることが
好ましく、本発明に使用される芳香族ビニル系モノマＡ
と該モノマに可溶な芳香族ビニル系オリゴマまたはポリ
マは、上記屈折率及び比重の範囲におさまるように選択
することが好ましい。

【００３２】また、本発明では、芳香族ビニル系モノマ
Ａと該モノマに可溶な芳香族ビニル系オリゴマまたはポ
リマ以外の、単官能性、多官能性を問わない（メタ）ア
クリレート類、チオール（メタ）アクリレート類、アリ
ルエステル類、アリルカーボネート類、ビニル化合物類
など共重合可能な化合物を含むことが可能である。これ
らの共重合可能な化合物の種類と使用量は、本発明の目
的にかなう範囲内で決められる。

【００３３】本発明のプラスチックレンズを得るには、
通常はキャスト重合法が用いられる。キャスト重合法に
おいては、一般的に２枚の対向するガラスモールドとそ
の周囲を一定の厚みを持つ合成樹脂のガスケットで構成
される空間に、芳香族ビニル系モノマ、芳香族ビニル系
オリゴマまたはポリマを主体とする組成物を充填し、加
熱または光重合するが、これらに限定されるものではな
い。

【００３４】熱重合条件としては、室温から徐々に昇温
する方法をとるのが一般的であり、最高温度として１４
０℃程度、重合時間を１０〜６０時間程度かける。光重
合の場合は、活性光線に秒ないし分オーダの時間、露光
してから、加熱によるアフターキュアを行なうのが一般
的である。

【００３５】重合後のプラスチックレンズは、モールド
から離型された後、ハードコートや反射防止コートされ
るのも好ましい。

【００３６】本発明のプラスチックレンズは、眼鏡用レ
ンズ、サングラスレンズ、ファッションレンズ、カメラ
用レンズなど光学用途に好ましく用いられる。

【００３７】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明する。

【００３８】実施例１ ＧＰＣで測定した重合度がおよそ３０のポリスチレン７
０重量部を、スチレン５重量部、市販ジビニルベンゼン
（ジビニルベンゼン約５５重量％、エチルビニルベンゼ
ン約４５重量％の混合物）２５重量部に溶解した。重合
開始剤として“パーブチルＩＢ”（ｔ−ブチルパーオキ
シイソブチレート、日本油脂会社製造）０．１重量部を
加えてから、３ｍｍ間隙で対向するガラス平板の周縁を
粘着テープでシールしたモールドに充填した。室温から
６０℃まで１時間、６０℃から１１０℃までは１５時間
かけ、１１０℃の状態で３時間おく条件でキャスト重合
した。 重合中に粘着テープのシール部分から液モレを
起こすことなく得られた成形体（３ｍｍ厚の板）は、い
ずれの部位も透明であった。５４６．１ｎｍの波長（ｅ
線）で測定した屈折率（以下ｎｅと略す）は１．６０、
２３℃で測定した比重（以下ρと略す）は１．０６であ
った。

【００３９】比較例１ スチレン１６．７重量部、市販ジビニルベンゼン８３．
３重量部に“パーブチルＩＢ”０．３３重量部を加え
て、実施例１と同様の方法で厚さ３ｍｍの板をキャスト
成形した。

【００４０】成形中に粘着テープのシール部分から若干
の液もれがあったほか、成形体の周縁部から中心部にか
けて、糸筋状のモヤモヤした白化部がみられた。

【００４１】実施例２ ＧＰＣで測定したポリスチレン換算の重合度がおよそ４
０のポリα−メチルスチレン６０重量部を、スチレン１
０重量部、市販ジビニルベンゼン３０重量部に溶解し
た。“パーブチルＩＢ”０．１重量部を加えて、実施例
１と同様の方法で厚さ３ｍｍのキャスト成形板を得た。

【００４２】成形体はいずれの部位も透明であり、成形
中の液モレはなかった。成形体のｎｅ＝１．６０、ρ＝
１．０６であった。

【００４３】実施例３ ＧＰＣで測定したポリスチレン換算重合度がおよそ１０
０である、２−ヒドロキシエチルメタクリレートを２モ
ル％共重合した変性ポリスチレン５０重量部を、スチレ
ン２５重量部、市販ジビニルベンゼン２５重量部に溶解
した。この溶解液に、２−メタクリロイルオキシエチル
イソシアネートを、〔ＯＨ〕／〔ＮＣＯ〕＝１／１（モ
ル比）になる量だけ加え、さらにウレタン化触媒として
ジラウリン酸ジ−ｎ−ブチルすずを０．０５重量部加え
て、５０℃で４時間ウレタン反応させた。

【００４４】重合開始剤“パーブチルＩＢ”を０．１５
重量部加えてから、実施例１と同様にしてキャスト成形
板を得た。成形中の液モレ、成形体の白化現象はみられ
なかった。成形体のｎｅ＝１．６０、ρ＝１．０６であ
った。

【００４５】実施例４〜５、比較例２〜３ 重合度、２−ヒドロキシエチルメタクリレートの共重合
モル％、変性ポリスチレンとスチレンおよび市販ジビニ
ルベンゼンの使用量等が異なる以外は、実施例３と同様
にしてキャスト成形板を得た。成形結果を表１に示す。

【００４６】

【表１】 実施例６ ＧＰＣで測定したポリスチレン換算重合度がおよそ２０
０である、ｐ−ジビニルベンゼンを５モル％共重合した
変性ポリスチレン４０重量部を、スチレン４０重量部、
市販ジビニルベンゼン２０重量部に溶解した。“パーブ
チルＩＢ”０．１５重量部を加え、実施例１と同様に３
ｍｍ板をキャスト重合した。

【００４７】成形中の液モレ及びキャスト板の白化は一
切みられなかった。成形体のｎｅ＝１．６０、ρ＝１．
０６であった。

【００４８】実施例７〜８ ＧＰＣで測定したポリスチレン換算重合度がおよそ１０
００である、ヒドロキシメチルスチレン１５モル％を共
重合した変性ポリ（ｐ−メチルスチレン）を、ｐ−メチ
ルスチレンと市販ジビニルベンゼンに溶解した。硫酸ナ
トリウムで十分に脱水してから、乾燥・窒素ガス雰囲気
下でメタクリロイルイソシアネートを加えて室温で１時
間ウレタン反応させた。“パーブチルＩＢ”０．１５重
量部を加え、実施例１と同様にしてキャスト成形板を得
た。結果を表２に示す。

【００４９】

【表２】 実施例９ ＧＰＣで測定したポリスチレン換算重合度がおよそ３０
０である、α−メチルスチレン２０モル％、アミノエチ
ルメタクリレート５モル％を共重合した変性ポリスチレ
ン４０重量部を、スチレン３５重量部、市販ジビニルベ
ンゼン２５重量部に溶解した。アミノエチルメタクリレ
ートと当量のグリシジルメタクリレートを加え、５０℃
で６時間、アミノ基とエポキシ基を反応させた。“パー
ブチルＩＢ”０．１重量部を加えて、実施例１と同様に
してキャスト成形板を得た。

【００５０】成形中の液モレ及びキャスト板の白化現象
はなかった。成形体のｎｅ＝１．６０、ρ＝１．０６で
あった。

【００５１】実施例１０ ＧＰＣで測定したポリスチレン換算重合度がおよそ５０
０である、ｐ−ブトキシスチレン２５モル％、２−ヒド
ロキシエチルメタクリレート５モル％を共重合した変性
ポリスチレンをトルエンに溶解し、２５重量％の溶液に
した。２−ヒドロキシエチルメタクリレートと当量のア
クリル酸とエステル化触媒であるｐ−トルエンスルホン
酸０．５重量％、重合禁止剤であるｐ−メトキシフェノ
ール０．１重量％を加えて、トルエン還流温度下で５時
間エステル化反応させた。反応終了後１％カ性ソーダ水
溶液、１％塩酸及び水で洗浄した。

【００５２】トルエン層を硫酸ナトリウムで脱水し、孔
径０．４５μｍのろ過膜で加圧ろ過してから、減圧下で
脱トルエン処理してアクリル酸変性ポリスチレンを回収
した。

【００５３】アクリル酸変性ポリスチレン３０重量部を
スチレン２５重量部、ｐ−ブトキシスチレン２０重量
部、市販ジビニルベンゼン２５重量部に溶解し、“パー
ブチルＩＢ”０．１５重量部を加えてから、実施例１と
同様にしてキャスト成形板を得た。

【００５４】成形中の液モレ及びキャスト板の白化現象
はみられなかった。成形体のｎｅ＝１．５７、ρ＝１．
０９であった。

【００５５】

【発明の効果】本発明により、透明性などのレンズ性能
を維持しつつ、高屈折率かつ軽量なプラスチックレンズ
を提供することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｋ 25:00

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】芳香族ビニル系モノマと該モノマに可溶な
   芳香族ビニル系オリゴマまたはポリマを主成分とする組
   成物を架橋してなるプラスチックレンズ。
2. 【請求項２】芳香族ビニル系モノマが、スチレン、アル
   キルスチレン、α−メチルスチレン、アルキルα−メチ
   ルスチレンおよびジビニルベンゼンの中から選ばれる１
   種以上のモノマであることを特徴とする請求項１記載の
   プラスチックレンズ。
3. 【請求項３】芳香族ビニル系オリゴマまたはポリマが、
   芳香族ビニル系モノマの中から選ばれる１種以上のモノ
   マを６０モル％以上含む組成物を重合してなることを特
   徴とする請求項１記載のプラスチックレンズ。
4. 【請求項４】芳香族ビニル系オリゴマまたはポリマが、
   芳香族ビニル系モノマとラジカル重合可能な官能基を１
   モル％以上含んでいることを特徴とする請求項１記載の
   プラスチックレンズ。
5. 【請求項５】芳香族ビニル系モノマが、スチレン、アル
   キルスチレン、α−メチルスチレン、アルキルα−メチ
   ルスチレンおよびジビニルベンゼンの中から選ばれる１
   種以上のモノマであることを特徴とする請求項３記載の
   プラスチックレンズ。
6. 【請求項６】５４６．１ｎｍの波長（ｅ線）で測定した
   屈折率が１．５５以上、２３℃で測定した比重が１．１
   ５以下であることを特徴とする請求項１記載のプラスチ
   ックレンズ。