JPH11352302A

JPH11352302A - プラスチックレンズの製造方法及びプラスチックレンズ

Info

Publication number: JPH11352302A
Application number: JP10162302A
Authority: JP
Inventors: Toru Saito; 徹斉藤; Shuji Naito; 修二内藤; Mikito Nakajima; 幹人中島
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1998-06-10
Filing date: 1998-06-10
Publication date: 1999-12-24
Anticipated expiration: 2018-06-10
Also published as: JP4161411B2

Abstract

(57)【要約】【課題】チオウレタン系プラスチックレンズとチオエポ
キシ系プラスチックレンズの欠点を改良し、高屈折率、
高アッベ数で、耐熱性が高く、機械的強度に優れかつ染
色性も良好な、プラスチックレンズを得る。【解決手段】下記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の成分を含む
重合性組成物を混合した後、重合硬化することによって
製造する、プラスチックレンズの製造方法。（Ａ）エピスルフィド基を含む化合物（Ｂ）メルカプト基を含む化合物（Ｃ）イソシアナート基またはイソチオシアナート基
を含む化合物

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、矯正用レンズ、サ
ングラスレンズ、ファッションレンズ、フォトクロミッ
クレンズ、カメラ用レンズ、光学装置用レンズ等に用い
られるプラスチックレンズの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光学用途に用いられてきた無機ガ
ラスレンズに代わる物として、以前より種々のプラスチ
ックレンズが研究されている。プラスチックレンズは軽
量で耐衝撃性に優れ、かつ染色が容易であることから、
眼鏡レンズ用として近年多用されている。一般に眼鏡レ
ンズ等には、ジエチレングリコールビスアリルカーボネ
ート（ＣＲ−３９）が幅広く用いられているが、レンズ
を薄型化、軽量化する上で、ＣＲ−３９の低い屈折率が
問題となっている。このため眼鏡レンズ等の光学用途に
対して、高屈折率のレンズを作製するために、様々な材
料や製造方法が提案されている。また、高屈折率素材で
は一般にアッベ数が低くなる傾向があるが、レンズの色
収差を低減するために高アッベ数化も必要になってい
る。

【０００３】特公平４−５８４８９号公報、特開平５−
１４８３４０号公報には、ポリチオール化合物とポリイ
ソシアナート化合物との反応によるチオウレタン構造を
持つ熱硬化型プラスチックレンズが提案されている。ま
た、特開平９−７１５８０号公報、特開平９−１１０９
７９号公報、特開平９−２５５７８１号公報にはエピス
ルフィド化合物の重合硬化によるチオエポキシ系のプラ
スチックレンズが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これらのチオウレタン
系プラスチックレンズは、高屈折率で、破壊強度が強い
という長所を持つが、耐熱性が低いという短所があっ
た。また、チオエポキシ系プラスチックレンズは、高屈
折率、高アッベ数であり、耐熱性に優れるという長所を
持つが、破壊強度が弱いという短所があり、特に眼鏡レ
ンズ用途にはレンズ素材としての脆さが問題となってい
る。また、チオエポキシ系プラスチックレンズはレンズ
素材の吸水率が極めて低いため、染色加工時間が長時間
となり、眼鏡レンズ用としての染色加工は困難であっ
た。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる問
題点を解決するべく鋭意研究を重ねた結果、下記
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の重合性単量体を含む化合物
を、重合硬化することによって、上記問題点が解決でき
ることを見いだし、本発明を完成するに至った。

【０００６】（Ａ）エピスルフィド基を含む化合物（Ｂ）メルカプト基を含む化合物（Ｃ）イソシアナート基またはイソチオシアナート基
を含む化合物なお、エピスルフィド基を含む化合物とは、下記一般式
（１）で示される官能基を1分子中に１つ以上含む化合
物を意味する。

【０００７】

【化１】

【０００８】チオウレタン系プラスチックレンズは、高
屈折率で、機械強度が強いという長所を持つが、耐熱性
が低いという短所があった。これはポリチオールとポリ
イソシアナートの反応によって高屈折率のプラスチック
レンズを製造するにあたっては、高屈折率化の為に、ポ
リマーの架橋密度を上げることが困難なためである。ま
た、チオエポキシ系プラスチックレンズは、高屈折率、
高アッベ数であり、耐熱性に優れるという長所を持つ
が、機械強度が弱く，染色性に劣るという短所があっ
た。これはエピスルフィド基同士の反応によって、チオ
エポキシ系プラスチックレンズを製造するにあたって
は、ポリマー中の架橋密度が非常に高くなることが避け
られず、その結果レンズの靱性がなくなることによって
機械強度が低下するためである。また、チオエポキシ系
プラスチックレンズでは、一般的に吸水率が低くなり、
かつレンズの耐熱性が高いことから、染色スピードが遅
くなるという短所があった。

【０００９】プラスチックレンズを製造する際には、ポ
リマー中の架橋密度のコントロールは非常に重要な要素
であるが、チオウレタン系プラスチックレンズの製造に
おいて、ポリチオールとポリイソシアナートのみの反応
で、高屈折率を保ったまま、架橋密度を増やすのは困難
であった。また、チオエポキシ系プラスチックレンズの
製造において、エピスルフィド基のみの反応によって架
橋密度を下げるためには、エピスルフィド基を持つ化合
物を２官能性で長大な一本鎖の重合性単量体にする必要
があり、原料の合成方法を考えるとあまり実用的ではな
かった。

【００１０】本発明では、エピスルフィド基を含む化合
物、メルカプト基を含む化合物、イソシアナート基また
はイソチオシアナート基を含む化合物、の３つを混合し
た後、重合硬化を行うことによって、適切な架橋密度に
コントロールすることが可能になり、高屈折率、高アッ
ベ数で耐熱性も高く、破壊強度に優れるプラスチックレ
ンズを製造することが可能になった。また、同時にチオ
エポキシ系レンズよりも吸水率がやや増えるために、染
色性の向上も可能となった。

【００１１】本発明における上記（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）成分の組成比については特に限定されないが、好
ましくは、（Ａ）成分５〜９５重量部、（Ｂ）、（Ｃ）成分の合計５〜９５重量部の範囲である。（Ａ）成分が５重量部未満で（Ｂ）、
（Ｃ）成分の合計が９５重量部を超える場合には、チオ
ウレタン系の場合と同様にポリマーの架橋密度を十分に
高くすることができず、製造したプラスチックレンズの
耐熱性が低くなる。また、（Ｂ）、（Ｃ）成分の合計が
５重量部未満で（Ａ）成分が９５重量部を超える場合に
は、チオエポキシ系プラスチックレンズの場合と同様に
ポリマーの架橋密度が必要以上に高くなり、製造したプ
ラスチックレンズが、破壊強度が弱く、非常に脆い物と
なってしまう。

【００１２】また、重合硬化によって製造したプラスチ
ックレンズに残存するメルカプト基、イソシアナート基
またはイソチオシアナート基の量が多いと、レンズの耐
候性などに問題が発生することが多い。したがって、製
造したプラスチックレンズに残存するメルカプト基、イ
ソシアナート基またはイソチオシアナート基の量を減ら
すために、（Ｂ）、（Ｃ）成分の割合は、（Ｂ）のメ
ルカプト基のモル数をＢｍ、（Ｃ）のイソシアナート基
またはイソチオシアナート基のモル数をＣｍとしたとき
に、０．５＜Ｃｍ／Ｂｍ＜２の範囲にあること
が望ましい。

【００１３】本発明において使用されるエピスルフィド
基を持つ化合物については特に制限はなく、公知のエピ
スルフィド基を持つ化合物が何ら制限なく使用できる。
エピスルフィド基を持つ化合物の具体例としては、既存
のエポキシ化合物のエポキシ基の一部あるいは全部をエ
ピスルフィド化して得られるエピスルフィド化合物が挙
げられる。また、プラスチックレンズの高屈折率化と高
アッベ数化のためには、エピスルフィド基以外にも硫黄
原子を含有する物がより好ましい。具体例としては、
１，２−ビス（β−エピチオプロピルチオ）エタン、ビ
ス−（β−エピチオプロピル）スルフィド、１，４−ビ
ス（β−エピチオプロピルチオメチル）ベンゼン、２，
５−ビス（β−エピチオプロピルチオメチル）−１，４
−ジチアン、本発明において使用されるメルカプト基を
持つ化合物については特に制限はなく、公知のメルカプ
ト基を持つ化合物が何ら制限なく使用できる。公知のメ
ルカプト基を持つ化合物の具体例としては、１，２−エ
タンジチオール、１，６−ヘキサンジチオール、１，１
−シクロヘキサンジチオール等の脂肪族ポリチオール、
１，２−ジメルカプトベンゼン、１，２，３−トリス
（メルカプトメチル）ベンゼン等の芳香族ポリチオール
が挙げられる。また、プラスチックレンズの高屈折率化
と高アッベ数化のためには、本発明で使用されるメルカ
プト基を持つ化合物は、メルカプト基以外にも硫黄原子
を含有する物がより好ましく、具体例としては、１，２
−ビス（メルカプトメチルチオ）ベンゼン、１，２，３
−トリス（メルカプトエチルチオ）ベンゼン、１，２−
ビス（（２−メルカプトエチル）チオ）−３−メルカプ
トプロパン等が挙げられる。

【００１４】本発明において使用されるイソシアナート
基またはイソチオシアナート基を持つ化合物については
特に制限はなく、公知のイソシアナート基またはイソチ
オシアナート基を持つ化合物が何ら制限なく使用でき
る。イソシアナート基を持つ化合物の具体例としては、
エチレンジイソシアナート、トリメチレンジイソシアナ
ート、２，４，４−トリメチルヘキサンジイソシアナー
ト、ヘキサメチレンジイソシアナート、ｍ−キシリレン
ジイソシアナート等が挙げられる。

【００１５】本発明における（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）３
成分の混合による重合性組成物の重合硬化に際しては、
１種類以上の硬化触媒の存在下で重合硬化を行い、プラ
スチックレンズを製造することができる。硬化触媒とし
ては、特に制限はないが、エポキシ樹脂用または、ウレ
タン樹脂用として公知の物等が使用できる。硬化触媒の
具体例としては、エチルアミン、エチレンジアミン、ト
リエチルアミン、トリブチルアミン等のアミン化合物、
ジブチル錫ジクロライド、ジメチル錫ジクロライド等が
挙げられる。

【００１６】また、本発明では重合硬化前の重合性組成
物に、必要に応じて紫外線安定剤を混合した後に、重合
硬化を行いプラスチックレンズを製造することによっ
て、プラスチックレンズの耐候性を向上させることが可
能である。紫外線安定剤の具体例としては、ヒンダート
アミン系光安定剤、ヒンダートフェノール系酸化防止
剤、ホスファイト系酸化防止剤、チオエーテル系酸化防
止剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェ
ノン系紫外線吸収剤等を挙げることができる。

【００１７】本発明によるプラスチックフォトクロミッ
クレンズを、矯正用レンズやファッションレンズ、とし
て用いる場合には、光線透過率を高め、表面反射による
ちらつきを防止するために、反射防止膜を施す事が好ま
しく、さらに、レンズ基材と反射防止膜の密着性を高
め、表面の傷防止のためにハードコート層を設けること
が特に好ましい。

【００１８】ハードコート層の好ましい例としては、下
記（イ）および（ロ）を主成分とするコーティング組成
物を塗布し硬化させた物が挙げられる。（イ）少なくとも一種以上の反応基を有するシラン化合
物の一種以上。（ロ）酸化ケイ素、酸化アンチモン、酸化ジルコニウ
ム、酸化チタン、酸化スズ、酸化タンタル、酸化タング
ステン、酸化アルミニウム等の金属微粒子；酸化チタ
ン、酸化セリウム、酸化ジルコニア、酸化ケイ素、酸化
鉄のうちの２つ以上を用いた複合金属微粒子；酸化スズ
と酸化タングステンの複合金属微粒子で酸化スズ微粒子
を被覆した複合金属微粒子から選ばれる１種以上。

【００１９】（ロ）の成分は、ハードコートの屈折率を
調整し、かつ、硬度を高めるのに有効な成分であり、単
独または混合して用いることができる。しかし、（ロ）
の成分だけでは成膜性が悪く、（イ）の成分を併用する
事によって透明で強靭な膜が得られる。（イ）の成分
は、そのまま使用することも可能であるが加水分解して
使用する方が膜の耐水性や硬度を向上させることができ
ることから好ましい。

【００２０】ハードコート層の厚さは、通常０．２μｍ
〜１０μｍ程度が好ましく、より好ましくは、１μｍ〜
３μｍ程度である。また、本発明では、レンズ生地とハ
ードコート層の間にプライマー層を設ける様なハードコ
ートも使用できる。このプライマー層は、レンズ生地と
ハードコート層の密着性をより向上させたり、ハードコ
ート処理後のレンズの耐衝撃性を向上させる効果があ
る。

【００２１】矯正用レンズとしての使用では、前述のご
とくハードコート層表面に反射防止膜を施すことによっ
て、光学性能がさらにアップする。反射防止膜として
は、屈折率の異なる薄膜を積層して得られる多層膜であ
り、反射率の低減されるものであれば、無機物でも有機
物でも可能である。しかし、表面の硬度や干渉縞の防止
を重視するためには、無機物からなる単層または多層の
反射防止膜を設けることが最も好ましい。使用できる無
機物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジ
ルコニウム、酸化チタニウム、酸化セリウム、酸化ハフ
ニウム、フッ化マグネシウム等の酸化物あるいはフッ化
物が挙げられ、イオンプレーティング、真空蒸着、スパ
ッタリング等のいわゆるＰＶＤ法によって施す事ができ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下本発明の詳細について実施例
に基づき説明するが、本発明はこれらに限定される物で
はない。実施例および比較例で使用する物質の略称は以
下の通りである。

【００２３】（エピスルフィド基を含む化合物）略称：物質名Ａ−１：ビス−（β−エピチオプロピル）スルフィドＡ−２：１，４−ビス（β−エピチオプロピルチオメチ
ル）ベンゼンＡ−３：２，５−ビス（β−エピチオプロピルチオメチ
ル）−１，４−ジチアン（メルカプト基を含む化合物）略称：物質名Ｂ−１：１，２−ビス（（２−メルカプトエチル）チ
オ）−３−メルカプトプロパン（イソシアナート基また
はイソチオシアナート基を含む化合物）略称：物質名Ｃ−１：ｍ−キシリレンジイソシアナートＣ−２：１，４−ビス（シクロヘキサンイソシアナー
ト）（実施例１）プラスチックレンズ原料として、表１に示
す割合で１００ｇ調合し、紫外線吸収剤としてＳＥＥＳ
ＯＲＢ７０１（シプロ化成工業）０．０５g、重合触媒
としてジブチル錫ジクロライド０．０５ｇを加えて混合
し、常温で良く攪拌した後、５ｍｍＨｇに減圧して攪拌
しながら３０分間脱気を行った。この原料を、ガスケッ
トを介した鏡面仕上げのガラス板製鋳型中に注入し、３
５℃から１２０℃まで１６時間かけて昇温し、重合硬化
させた。その後、型よりレンズを離型し、１２０℃で２
時間加熱してアニール処理を行った。

【００２４】このようにして製造したプラスチックレン
ズを、下記の方法で評価し、結果を表２に示す。屈折率：アッベ屈折率計により、２０℃で５８９．３ｎ
ｍのＤ線の屈折率を測定した。アッベ数：アッベ屈折計により、２０℃でのアッベ数を
測定した。耐熱性：ＴＭＡ試験器により、荷重５０ｇでのＴｇを測
定した。曲げ試験：ＪＩＳＫ７２０３にしたがって、曲げ強さ
を測定した。

【００２５】染色性：水温を９０℃に調整した恒温水槽
を用意し、水１リットルを入れたガラスビーカーを恒温
水槽中に沈め、染色ポットとして用いた。染色剤として
セイコープラックス染色剤グレー（服部セイコー）を
１．５ｇ、分散剤として界面活性剤ＮＥＳ−２０３（日
光ケミカルズ）３ｃｃ、染色キャリアーとしてベンジル
アルコール１０ｃｃを染色ポットに添加した後、良くか
き混ぜながら攪拌を行い、染色ポットを調整した。作製
したプラスチックレンズを調整した染色ポット中に完全
に沈め、２０分後染色ポットから取りだし、レンズの染
色濃度をＢＰＩフォトメータによる可視光線透過率の測
定によって評価した（可視光線透過率が低い方が染色性
が良好である）。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【表２】

【００２８】（実施例２〜５）プラスチックレンズ原料
として、表１に示す割合で１００ｇ調合し、その他の条
件は実施例１と同様にして、プラスチックレンズを製造
と品質評価を行った。結果を表２に示す。

【００２９】（比較例１〜２）プラスチックレンズ原料
として、表１に示す割合で１００ｇ調合し、その他の条
件は実施例１と同様にしてプラスチックレンズの製造と
品質評価を行った。結果を表２に示す。

【００３０】（比較例３〜５）プラスチックレンズ原料
として、表１に示す割合で１００ｇ調合し、重合触媒と
してトリブチルアミン０．０５ｇを用い、その他の条件
は実施例１と同様にして、プラスチックレンズの製造と
品質評価を行った。結果を表２に示す。

【００３１】

【発明の効果】本発明におけるプラスチックレンズの製
造方法によれば、チオウレタン系プラスチックレンズと
チオエポキシ系プラスチックレンズの欠点を改良し、高
屈折率、高アッベ数で、耐熱性が高く、機械的強度に優
れかつ染色性も良好な、プラスチックレンズを得ること
ができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも下記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の
３成分を主成分とする重合性組成物を混合した後、該重
合性組成物を重合硬化させて製造することを特徴とす
る、プラスチックレンズの製造方法。（Ａ）エピスルフィド基を含む化合物（Ｂ）メルカプト基を含む化合物（Ｃ）イソシアナート基またはイソチオシアナート基
を含む化合物
【請求項２】請求項１に記載のプラスチックレンズの製
造方法において、前記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の組成比
が、以下に示す範囲であることを特徴とするプラスチッ
クレンズの製造方法。（Ａ）：５〜９５重量部、（Ｂ）と（Ｃ）の合計：５〜９５重量部
【請求項３】請求項１または２に記載のプラスチックレ
ンズの製造方法において前記（Ｂ）のメルカプト基のモ
ル数をＢｍ、前記（Ｃ）のイソシアナート基またはイソ
チオシアナート基のモル数をＣｍとしたときに、０．５
＜Ｃｍ／Ｂｍ＜２の範囲にあることを特徴とする
プラスチックレンズの製造方法。
【請求項４】請求項1ないし３のいずれか1項に記載の製
造方法で製造されたプラスチックレンズ。
【請求項５】前記プラスチックレンズ表面にハードコー
ト層が設けられていることを特徴とする、請求項４記載
のプラスチックレンズ。