JPH0948895A

JPH0948895A - 高耐薬防曇性光学素子

Info

Publication number: JPH0948895A
Application number: JP20010595A
Authority: JP
Inventors: Masaru Yamazaki; 大山崎
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1995-08-04
Filing date: 1995-08-04
Publication date: 1997-02-18

Abstract

(57)【要約】【課題】樹脂内での界面活性剤の凝集による白濁や、可
視光域での光線透過率の低下を抑制し、かつエタノー
ル、ＩＰＡ等への耐薬性を有する高耐薬防曇性光学素子
を提供する。【解決手段】高耐薬防曇性光学素子において、メチルメ
タクリレートとスチレンとが重合してなる透明性熱可塑
性樹脂（ＭＡＳ樹脂）に、非イオン性液体界面活性剤の
うち、少なくとも一種類（ＰＯＥラウリルエーテルな
ど）を１．０〜１０．０重量部の割合で添加したものか
ら成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透明性熱可塑性樹
脂に界面活性剤を添加した樹脂からなる高耐薬防曇性光
学素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】光学素子は、一般に高い透明性が要求さ
れる。しかし、使用する環境によっては、光学素子表面
に微細な水滴が付着したり、結露して曇りが生じて透明
性が失われ、たとえば、光学機器において鮮明な観察視
野が得られないという問題があった。そこで、防曇性を
付与させる化合物、例えば界面活性剤を添加した樹脂か
らなる光学素子が提案されている。

【０００３】この界面活性剤を添加した樹脂からなる光
学素子の例として、特開昭５１−１０７８４１号公報に
は、防曇メガネレンズが開示されている。この防曇眼鏡
レンズは、セルローズ系樹脂、アクリル系樹脂、もしく
はカーボネート系樹脂またはこれらを主体とする樹脂中
に、該樹脂の固型成分に対して界面活性剤、ポリエチレ
ンオキサイド、ポリアミンおよびグリセライドからなる
群から選ばれた少なくとも一種の合計０．５〜３０重量
％を混入せしめてなるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】光学用途にプラスチッ
クを用いる場合、殆どガラス素材からの代替であり、光
学機器等の少なくとも低コスト化または軽量化を目的と
している。しかし、特開昭５１−１０７８４１号公報所
載の技術は、モノマーに界面活性剤を添加した後、重合
して光学素子を得る方法のため、生産コストが掛かり過
ぎ、防曇眼鏡レンズの大量生産には不向きであった。

【０００５】一方、重合体に界面活性剤を混練添加する
場合でも、固体界面活性剤を用いると、樹脂との溶融混
練時には液体となるが、冷却後に光学素子内で凝集して
白濁したり、可視光域での光線透過率が著しく低下する
という問題点があった。

【０００６】また、使用される樹脂としては、光学特性
の面からポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）が最も
望ましく、続いて、非晶質ポリオレフィン、ポリカーボ
ネート、ポリスチレン等が一般的に使用される。しか
し、ＰＭＭＡは成形性、光学特性、耐薬性等に優れてい
るが、界面活性剤の添加により可視光域での光線透過率
が低下するという問題点があった。また、ＰＭＭＡ、ポ
リカーボネート、非晶質ポリオレフィン等のガラス転移
点（Ｔｇ）の高い樹脂は、界面活性剤分子が樹脂内に固
定され易く、成形品表面への界面活性剤の移行が困難
で、効果が得られないことがあった。

【０００７】一方、ポリスチレンは、ガラス転移点がＰ
ＭＭＡ等に比べると低く、液体界面活性剤との相溶性お
よび移行性が良いことが知られており、可視光域におけ
る光線透過率の低下という不具合は発生しないが、耐薬
性に劣るいう問題点があった。ＰＭＭＡが、エタノール
やイソプルピルアルコール（ＩＰＡ）等の薬品に対し耐
性を有する比べ、ポリスチレンはクレイズやクラックが
発生するという問題点があり、耐薬性を必要とする光学
素子への使用は困難であった。

【０００８】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、請求項１または２に係る発明の課題は、樹
脂内での界面活性剤の凝集による白濁や、可視光域での
光線透過率の低下を抑制し、かつエタノール、ＩＰＡ等
への耐薬性を有する高耐薬防曇性光学素子を提供するこ
とである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１または２に係る発明は、高耐薬防曇性光学
素子において、メチルメタクリレートとスチレンとが重
合してなる透明性熱可塑性樹脂に、非イオン性液体界面
活性剤のうち、少なくとも一種類を１．０〜１０．０重
量部の割合で添加したものから成ることを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の光学素子は、ＰＭＭＡの
保有する光学特性および耐薬性と、ポリスチレンの保有
する界面活性剤との相溶性および移行性の良さとの双方
を具備するメチルメタクリレートとスチレンとが共重合
して成る透明性樹脂、一般的にＭＳ樹脂またはＭＡＳ樹
脂と呼ばれる樹脂を母材とし、これに常温常圧で液体で
ある非イオン性液体界面活性剤を添加した樹脂により形
成される。

【００１１】添加する非イオン性液体界面活性剤は、以
下に掲げるものの中から選択する。ジオレイン酸ジグリ
セリド、モノイソステアリン酸モノグリセリド、ポリオ
キシエチレン（以降ＰＯＥと表記）モノオレイン酸グリ
セリド、モノオレイン酸ジグリセリド、モノオレイン酸
テトラグリセリド、ペンタオレイン酸テトラグリセリ
ド、モノラウリン酸ヘキサグリセリド、モノミリスチン
酸ヘキサグリセリド、モノオレイン酸ヘキサグリセリ
ド、ペンタオレイン酸ヘキサグリセリド、ポリリシノー
ル酸ヘキサグリセリド、モノラウリン酸ソルビタンエス
テル、モノオレイン酸ソルビタンエステル、セスキオレ
イン酸ソルビタンエステル、トリオレイン酸ソルビタン
エステル、モノイソステアリン酸ソルビタンエステル、
ＰＯＥモノラウリン酸ソルビタンエステル、ＰＯＥモノ
パルミチン酸ソルビタンエステル、ＰＯＥモノオレイン
酸ソルビタンエステル、ＰＯＥトリオレイン酸ソルビタ
ンエステル、ＰＯＥモノイソステアリン酸ソルビタンエ
ステル、ＰＯＥヒマシ油、ＰＯＥラウリルエーテル、Ｐ
ＯＥオレイルエーテル、ＰＯＥイソアルキルエーテル、
ＰＯＥ〔１〕ポリオキシプロピレン（以降ＰＯＰと表
記）〔４〕セチルエーテル（〔〕内は鎖長を表す。以降
も同様）、ＰＯＥ〔１〕ＰＯＰ〔８〕セチルエーテル、
ＰＯＥノニルフェニルエーテル、ＰＯＥオクチルフェニ
ルエーテル、ＰＯＥ〔４〕ラウリルエーテルリン酸ナト
リウム、ＰＯＥ〔８〕オレイルエーテルリン酸ナトリウ
ム、オレイルリン酸ナトリウム、ラウリルアルコール−
エチレンオキシド混合物。

【００１２】以上の中でも、ＰＯＥラウリルエーテルの
添加結果が良好である。また、これらの非イオン性液体
界面活性剤は、単独または２種類以上を混合して使用し
てもよい。添加量は１．０〜１０．０重量部で、望まし
くは、４．０〜７．０重量部とするのがよい。さらに、
必要に応じて、ＭＡＳ樹脂に公知の可塑剤や紫外線吸収
剤等の助剤を添加してもよい。

【００１３】本発明の実施の形態の作用を説明する。Ｍ
ＡＳ樹脂に添加された前記非イオン性液体界面活性剤
は、光学素子中であっても均一に分散し、成形直後より
成形品表面に移行する。移行した非イオン性液体界面活
性剤は、成形品表面にあって親水性基が表層に配列する
ので親水性を示し、光学素子表面の濡れ性が向上する。
その結果、光学素子表面に付着した曇りの要因である微
小水滴等を合着せしめ、曇りのない均一透明な面とする
ことができる。

【００１４】一方、非イオン性液体界面活性剤の添加量
が１．０重量部未満だと、光学素子全面に曇りが発生
し、防曇効果が得られない。また、１０．０重量部を超
えては、ＭＡＳ樹脂と非イオン性液体界面活性剤との混
練時に、押出機シリンダー内において、スクリューが滑
ってしまい、充分に混練できず収率が極端に低下するた
め経済的ではない。また、１．０重量部以上４．０重量
部未満では、防曇効果の発現が部分的で、曇る部分と曇
らない部分とが混在してしまうため、光学素子全面に防
曇性を要求される場合には使用が困難である。ただし、
光学有効領域が狭い光学素子では、前記領域にのみ曇り
が出ていなければ曇りの有無は問題ではない。逆に、
７．０重量部を超え１０．０重量部以下では、防曇効果
は良好であるが、移行量の制御が困難で、移行した非イ
オン性液体界面活性剤は均一な膜とならずフレア等の発
生頻度が高くなり、光学機器等の観察光学系の光学素子
への使用は困難である。ただし、光学機器等の照明光学
系の光学素子に使用される場合、照明光量の低下を引き
起こす曇りの発生がなければ、フレアの有無は本発明の
趣旨に反するものではない。

【００１５】添加した非イオン性液体界面活性剤は液体
であることから、溶融混練時に樹脂中に均一に分散しや
すく、冷却後も凝集し難く、白濁等の問題は生じない。
また、樹脂中にあって可視光域での光線透過率を低下さ
せることもない。さらに、メチルメタクリレートとスチ
レンを共重合させたＭＡＳ樹脂を使用することにより、
非イオン性液体界面活性剤との相溶性および移行性が向
上する。また、洗浄、消毒、および滅菌等目的とする薬
品によるクレイズ、クラックまたは双方が発生すること
もない。

【００１６】

【実施例１】図１は本発明の各実施例および各比較例に
用いられる光学素子１の斜視図である。図中の寸法は、
各実施例および各比較例において同一であるが、材料は
各実施例および比較例毎に異なる。実施例１における光
学素子１は、メチルメタクリレートとスチレンとが共重
合してなる透明性熱可塑性樹脂たるＭＡＳ樹脂（商品名
ＴＸ−１００／電気化学工業（株）製）に対し、非イオ
ン性液体界面活性剤たるＰＯＥラウリルエーテル（商品
名ミヨコール＃３２４／ミヨシ油脂（株）製）を添加し
たものを、射出成形機（ネスタールＳＧ−５０／住友重
機（株）製）により成形した。ミヨコール＃３２４の添
加量は、ＴＸ−１００が１００重量部に対し、０．２重
量部、０．５重量部、および１．０〜１１．０重量部の
範囲で１．０重量部刻みのものを準備した。また、光学
素子１の面Ａおよびその対面Ａ’は、ともに同様の鏡面
加工を施された金型より転写された鏡面である。

【００１７】ＴＸ１００に混練されたミヨコール＃３２
４は、その一部が光学素子１の前表面に移行する。移行
したミヨコール＃３２４は、光学素子１の全表面におい
て均一な親水性層を形成し、光学素子１の全表面の濡れ
性を向上させる。このため、光学素子１の全表面に付着
した微小な水滴等は、濡れ性のよい光学素子１の全表面
では、個々の微小水滴として存在できず、各微小水滴は
互いに合着するので光学素子１の全表面は曇りのない均
一透明な面となる。光学素子１内部では、ミヨコール＃
３２４が均一に分散しているため、可視光域において光
線透過率の低下を起こすことはない。また、ミヨコール
＃３２４は液体であるため、成形後も光学素子１内部に
おいて凝集することがないので、白濁による透明性が失
われることはない。

【００１８】光学素子１の防曇効果を確認するため、接
触角測定による評価と呼気試験を行った。接触角測定に
は、協和科学（株）製の接触角計を使用した。濡れ試薬
は、導電率２．０μＳ以下のイオン交換水を使用した。
呼気試験は、室温に慣らした光学素子１のＡ面に１０秒
間呼気を吹き付けた際の曇りの有無を確認し、光学素子
の全面または一部に曇りが発生しないものを良（○）と
し、全面に曇りが発生したものを不良（×）とした。ま
た、白濁の有無を全光線透過率により確認し、全光線透
過率が８０％以上を良（○）、８０％未満を不良とし
た。

【００１９】ミヨコール＃３２４を添加した光学素子１
は、蒸留水による接触角試験で添加量１．０重量部以上
で表面の濡れ性の向上が認められ、防曇効果が得られる
ことが確認された。また、呼気試験により、添加量７．
０重量部以上でフレアの発生が認められ、１．０重量部
未満では曇りが発生した。１．０重量部を添加したもの
および２．０重量部を添加したものでは、防曇効果は認
められるものの、Ａ面の一部に曇りが残っているのが認
められた。３．０重量部以上を添加したものでは、曇り
の発生は認められなかった。

【００２０】白濁の有無については、全光線透過率を測
定した。全光線透過率の測定には日立（株）製の分光光
度計Ｕ−４０００を使用し、ＡＳＴＭＤ１００３に準
拠して測定した。測定の結果、各添加量において、全光
線透過率の８０％未満への低下は認められず、白濁は発
生していないことを確認した。一方、耐薬品性を確認す
るため、エチレンオキサイドガス（以降ＥＯＧとよぶ）
による耐性試験を行い、クラック、およびクレイズの発
生の有無の確認を行った。評価は目視により行った。ガ
スは、ＥＯＧ２０％と炭酸ガス（ＣＯ₂）８０％を混合
したガスを使用した。クラックおよびクレイズの発生が
認められないものを良（○）、認められるものを不良
（×）とした。

【００２１】また、ミヨコール＃３２４とＴＸ１００と
の混練性については、ペレタイズ時の収率により確認し
た。添加量が０．２〜１０．０重量部では、８０．０％
以上の収率であるのに対し、１１．０重量部では、ペレ
タイズ時に、混練機のスクリューが滑ってしまい、収率
が４９．５％と低下した。表１に各添加量における各評
価の結果を示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【実施例２】実施例２における光学素子１は、ＭＡＳ樹
脂（商品名ＴＸ−１００／電気化学工業（株）製）に対
し、ＰＯＥラウリルエーテル（商品名ＴＢ−１２８／松
本樹脂製薬（株）製）を添加したものを、射出成形機
（ネスタールＳＧ−５０／住友重機（株）製）により成
形した。ＴＢ−１２８の添加量、光学素子１の構成およ
び作用は実施例１と同様である。

【００２４】実施例１と同様の評価法により、防曇効
果、耐薬性、白濁の有無，およびＴＸ−１００とＴＢ−
１２８との混練性について評価した。表２に各評価の結
果を実施例１と同様に示す。

【００２５】

【表２】

【００２６】蒸留水による接触角試験で全ての添加量に
おいて、表面の濡れ性の向上が認められた。ＴＢ−１２
８の添加量１．０〜１０．０重量部では、光学素子１表
面の全部または一部において曇らないことが確認され
た。添加量１１．０重量部では、実施例１と同様に、混
練時にスクリューが滑ってしまい、収率が５２．３％と
低下した。白濁については、全ての添加量において、全
光線透過率８０％以上で良（○）であった。ＥＯＧによ
るクラック、クレイズの発生は認められなかった。

【００２７】

【比較例１、２】実施例１のＭＡＳ樹脂に替えて、ＰＭ
ＭＡ（商品名デルペット８０８Ｎ／旭化成（株）製）お
よびポリスチレン（商品名Ｇ８７０２／旭化成（株）
製）を用い、その他は実施例１と同様の材料構成および
成形条件にて、それぞれ光学素子１を成形し、実施例１
および２と同様の評価を行った。

【００２８】ＰＭＭＡ（比較例１）の評価結果を表３、
ポリスチレン（比較例２）の評価結果を表４に示す。

【００２９】

【表３】

【００３０】

【表４】

【００３１】比較例１では、表３に記載の通り、防曇性
が発現せず、非イオン性液体界面活性剤が１．０重量部
以上では、全光線透過率が著しい低下を起こしている。
一方、比較例２では、表４に記載の通り、防曇性は良い
が、耐薬性が不良である。

【００３２】

【比較例３〜７】比較例３〜７は、非イオン性液体界面
活性剤を添加せず、その他は実施例１と同一の構成に
て、ＭＡＳ樹脂（商品名ＴＸ−１００／電気化学工業
（株）製）（比較例３）、ＰＭＭＡ（商品名デルペット
８０８Ｎ／旭化成（株）製）（比較例４）、非晶質ポリ
オレフィン（商品名ゼオネックス４８０Ｒ／日本ゼオン
（株）製）（比較例５）、ポリスチレン（商品名Ｇ８７
０２／旭化成（株）製）（比較例６）およびポリカーボ
ネート（商品名ユーピロンＳ−３０００／旭化成（株）
製）にて、光学素子１を成形し、実施例１、２と同様の
評価を行った。各比較例の評価結果を表５に示す。

【００３３】

【表５】

【００３４】ペレタイズ時の収率については、非イオン
性液体界面活性剤は無添加のため、各１００％とした。
表５に示すように、比較例３〜７では、防曇性が全面的
に不良である。

【００３５】なお、実施例１〜２に記載の事象は、本発
明を説明するための一例に過ぎず、本発明を限定するも
のではない。さらに、メチルメタクリレートとスチレン
との重合組成比や、非イオン性液体界面活性剤の種類等
は、光学素子の使用目的によって、種々変更可能なのは
いうまでもない。

【００３６】

【発明の効果】請求項１または２に係る発明によれば、
樹脂内部での界面活性剤の凝集による白濁や、可視光域
における光線透過率の低下を防止し、各種光学機器等に
おいて、観察視野等が不鮮明になるなどの不具合を防止
する光学素子を得ることができる。また、耐薬性を有す
るので、エタノール、ＩＰＡによる消毒や、ＥＯＧ等に
よる滅菌でも、クレイズ、クラックおよびその双方が発
生することはない。請求項２に係る発明によれば、上記
効果に加え、各評価において、より良好な結果を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の各実施例および各比較例に用いられる
光学素子である。

【符号の説明】

１光学素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】メチルメタクリレートとスチレンとが重
合してなる透明性熱可塑性樹脂に、非イオン性液体界面
活性剤のうち、少なくとも一種類を１．０〜１０．０重
量部の割合で添加したものから成ることを特徴とする高
耐薬防曇性光学素子。
【請求項２】前記非イオン性液体界面活性剤がポリオ
キシエチレンラウリルエーテルであることを特徴とする
請求項１記載の高耐薬防曇性光学素子。