JPS60203607A - レンズ - Google Patents

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】 発明の背景 技術分野 本発明は、レンズ材料に関する。さらに具体的には、本
発明は、ヨウ累置換フェノール誘導体のアクリルもしく
はメタクリル酸エステルと２個以上の官能基を有する架
橋剤とを必須成分とする共重合体からなる屈折連１．６
０以上、アツベ数ｎ以上のレンズ材料に関するものであ
る。

従来、光学機器には釉々の無機ガラスレンズが使用され
てきたが、合成樹脂レンズがその軽量性、加工性、安定
性、染色性、人情生産性、低コストの可能性などから無
機ガラスレンズと共に広く使用され始めている。

レンズにめられる様々な物性の中で、高屈折率であるこ
とおよび低分散であることは極めて重要なものである。

高屈折率を有することは、例えば、顕微鏡、写真機、望
遠鏡等の光学機器や眼鏡レンズ等において重要な位置を
占めるレンズ系をコンパクトにし、また軽址化するだけ
でなく、球面等の収差を小さく抑える利点を有する。一
方、低分散であることが色収差を少な（できる点で極め
て重要であることは言うまでもない。

しかし、一般に合成樹脂レンズにおいても、無機ガラス
レンズと同様に、高屈折率レンズは高分散、低屈折率レ
ンズは低分散という傾向がある。

例えば、現在眼鏡用合成樹脂レンズとして最も普及して
いるレンズ材料に、ジエチレングリコールビスアリルカ
ーヂネート樹脂（以下ＣＲ−３９という）があるが、Ｃ
Ｒ−３９はアツベ数がν＝（、＋０と高い（即ち分散は
低い）けれども屈折率はｎＤｌ。５０と極めて低いもの
である。レンズ拐料として一部使用されているポリメチ
ルメタクリレートも、ＣＲ−３９と同様にアツベ数かシ
ー６０と高いが、屈折率はｎＤｌ　、４９と低い。比較
的高屈折率かつ低分散と言われるポリスチレン（ｎｐ　
１，５９、ν＝３０．４）およびポリカーボネート（ｎ
ｎ　１．５９、ν＝２９．５）は、レンズ材料として必
要とされる他の物性において不満足である。例えば、ポ
リスチレンは表面硬度および耐浴剤性等に欠げるし、ポ
リカーボネートは表面硬度および耐衝撃性に欠けるもの
である。更に、高屈折率かつ低分散性の合成樹脂レンズ
としてポリカーぽネートを改良したもの（特開昭５３−
８９７５２号公報）や芳香族ポリエステル（特開昭５４
−１１０８５３号公報）も提案されているが、本発明者
らの知る限りではまだ上述の他の物性において満足とは
いえない。高屈折率であるポリナフチルメタクリレート
（ｎｎ　１．６４　）およびポリビニルナフタレノ（ｎ
Ｄｌ、６８　）はアツベ数カッれぞれν＝２４およびν
＝加と低いものになっており、いずれの拐料にも問題が
多い。

近時、ハロゲン置換芳香族アクリル酸エステルもしくは
メタクリル酸エステルを１成分とした屈折率の高い共重
合体も知られているが（特開昭５３−７７８８号、特開
昭５３−７７８９号、特開昭５５−１５１１８号各公報
）、これらの共重合体はアツベ数には言及がないし、使
用するハロゲンも塩素および臭素に限られている。

このようなところから、屈折率、アツベ数、耐溶剤性等
にバランスのとれた合成樹脂レンズが要望されていた。

発明の概要 要旨 本発明は上記の点に解決を与えることを目的とし、ヨウ
素置換フェニル誘導体のアクリル酸エステルもしくはメ
タクリル酸エステルの架橋共重合体によって、この目的
を達成しようとするものである。

すなわち、本発明による屈折率ｎ６°＝１．６０以上合
可能な２個以上の官能基を有する架橋剤単量体（ＩＩ）
体よりなること、を特徴とするものである（たｙし、共
重合体の組成は、単量体（１）〜（［［ｌ）の合計量基
準である）。

式中、ＹはＨもしくはＣＨ３，２はＨもしくはＣＨ３、
ｍは１〜５の整数、ｎはＯ〜５の整数をあられす。

効果 本発明ではレンズ材料用重合体の単量体としてヨウ素置
換フェニル誘導体のアクリル酸エステルもしくはメタク
リル酸エステルを使用したことに相当して、この重合体
は屈折率が１．６０以上と極めて高く、またアツベ数も
シ＝２７以上と比較的低分散性であり、しかも無色性、
透明性および耐溶剤性にすぐれた極めてバランスのよい
レンズ材料であって、前記した従来のレンズ材料の間頭
点を解決したものである。

本発明の共重合体がレンズ材料としてこのように曖れた
性質を有することは本発明者等によって始めて見出され
たものであり、この性質はこの共重合体が式（１）の単
量体を含むものであること、および架橋剤との共重合体
であること、によってもたらされたものと考えられる。

単量体（１）および（Ｉｔ） 本発明による合成樹脂レンズ材料を構成する共重合体は
、特定の共単量体成分からなるものである。

本発明のレンズ月料の特徴は、一般式（１）（式中、Ｙ
はＨもしくはＣＨ３，２はＨもしくはＣＨ３、ｍは１〜
５の整数、ｎは０〜５の整数を表わす。）で表わされた
アクリル酸エステルもしくはメタクリル酸エステル（単
量体（１））を１成分とする共重合体を用いる点にある
。

これ等本発明で用いられるアクリル酸エステルまたはメ
タクリル酸エステルは、ヨウ素を含有していることによ
って、塩素、臭素の同様の置換物に比較して生成重合体
はより冒い屈折率と比較釣菌いアツベ数を兼ね備えるこ
とか可能となっている。一般には、ヨウ素含有率が高い
ほど生成重合体は賜い屈折率を有するが、ヨウ素含有率
の高いものは高い融点を有するし、またヨウ素置換フェ
ノールから一般式（１）で表わされるアクリル酸エステ
ルまたはメタクリル酸エステルを合成する際にヨウ素置
換フェノールの良溶媒が少ない等の欠点がある。従って
、ヨウ素の数を示すｍの値は１〜３が好ましい。勿論、
ｍが５の場合でもｎが０の場合には合成も容易であり、
共に生成重合体は普い融点を有するげれども、目的によ
っては用いることも可能であって、本発明の範囲内にあ
る。

ヨウ素置換フェノールとアクリル酸ないしメタクリル酸
とをつなぐエトキシまたはゾロポキシ基の数を示すｎの
数は、０〜５である。ヨウ素の数が多い場合に融点を低
くするためにはｎの数は多い方が良（、また高屈折率を
得るためには、ｎの数は小さい方が良（、これ等は目的
に応じて使いわけることができる。また、ｎの数が５を
越える場合には分子中に占めるヨウ素の効果が小さくな
るので、高屈折率および高アツベ数の重合体が得られな
（なる。

式（１）で示される単量体（１）としては、例えは、ｐ
−ヨードフェニル（メタ）アクリレート、２，４゜６−
ドリヨードフエニル（メタ）アクリレート、（メタ）ア
クリロキシジェトキシ−２，４，６−ドリヨードベンゼ
ン、（メタ）アクリロキシエトキシ−２，４，６−）リ
ヨーｒベンゼン、（メタ）アクリロキシポリ（ジルトリ
）エトキシ−ｐ−ヨードベンゼン、（メタ）アクリロキ
シポリ（ジルトリ）プロピロキシルｐ−ヨードベンゼン
、等をあげることができる（ここでしくメタ）アクリロ
キシ〕およびしくメタ）アクリレート〕とは、アクリル
酸およびメタクリル酸から誘導された基ないし構造のい
ずれをも包含するものである）。勿論これらだけに限定
されるものではない。これらは、単用および併用するこ
とができる。

上述の単量体（１）を共重合体の成分とすることにより
高屈折率で低分散性の共重合体を得ることができる。し
かしながら、単量体（１）のみの単独重合体はレンズ材
料としては不適当である。この単量体は、これのみでは
重合性に乏しくて重合収率を充分高くすることができず
、またこの重合体は比較的有機溶剤に侵され易（て耐溶
剤性がないからである。

本発明においては、式（１）の単量体（１）の単独重合
体の耐溶剤性、耐熱性および表面硬度を上昇させるため
に、これと共重合可能な２個以上の官能基を有する架橋
剤単量体（Ｉｔ）を特定鷺４人することによって三次元
的な架橋構造を形成させる。

架橋剤単量体（ＩＩ）の具体例としては、先ず多官能メ
タクリル酸エステルおよび多官能アクリル酸エステル系
架橋剤単量体が挙げられる。これ等の具体例としては、
モノおよびジエチレングリコールジ（メタ）アクリレー
ト、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ト
リメチロールプロノセントリないしジ（メタ）アクリレ
ート等の、脂肪族多価アルコールの（メタ）アクリル酸
エステル類、カテコール、レゾルシン、ハイドロギノン
、各種ジヒドロキシナフタレン等の各種芳香族多価アル
コールのジ（メタ）アクリル酸エステル等がある。

架橋剤単量体の他の例としては、ジビニルペンゼンで代
表される芳香族ジビニル化合物も好適である。しかし、
特に高屈折率を要望される場合には、芳香族ジビニル化
合物としてはノ・ロゲン置換芳香環を有するものが好ま
しい。ハロゲン置換芳香環を有する二官能性架橋剤とし
ては、例えば、２．２−ビス〔４−（メタ）アクリロキ
シエトキシ−３、５−ジハロフェニル〕プロパン、２．
２−ビス〔４−（メタ）アクリロキシポリ（ジルテトラ
程度）エトキシ）−３、５−ジノ・ロフェニル〕プロパ
ン、２，２−ビス［４−（メタ）アクリロキシ−３，５
−ジハロフェニル］　フｔ：＋　Ａ：／、２　、”２−
ビス〔４−アリロキシ−３，５−ジノーロフェニル〕ソ
ロノをン、２，２−ビス［４−（メタ）７クリロキシゾ
ロポキシー３，５−ジハロフェニル〕プロノぞン、２，
２−ビス［４−（メタ）アクリロキシポリ（ジルテトラ
）プロポキシ−３，５−シバ０フエニル〕プロパン等も
しくはその混合物を挙げることができる。これらのノ・
ロゲン含有架橋剤単量体は単独もしくは混合して使用さ
れるが、いずれも屈折率が高いので共重合体の屈折率な
低下させることなく架橋共重合体を生成することができ
る。

単量体（１）と単量体（ＩＩ）との割合は、単量体（Ｉ
Ｉ）との合計量を基準として単量体（１１３０乃至９７
重量％および単量体（１）３乃至印重量％の範囲にある
。単量体（１）がこの範囲より少ないと高屈折率のレン
ズ材料を得ることかできないし、一方、この範囲より多
いと生成共重合体は耐溶剤性に乏しくなるからである。

単量体（ＩＩＩ） 本発明による共重合体は、前記二種の単量体を少くとも
ω重ｔ％有することが必要である。しかし、本発明の目
的が不当に阻害されない限り、この共重合体はこれら二
種の単量体と共重合し得るエチレン性不飽和単童体個）
をさらに共重合させたものであってもよい。７このエチ
レン性不飽和単斌体の量は、本共重合体の０〜４０重量
％、好ましくは０〜３０重量％、を占める程度であるこ
とが好ましい。

単量体（ＩＩ）の具体例としては、たとえば、（メタ）
アクリ四キシエトオキシ−２，４，６−ドリブロムベン
ゼン、（メタ）アクリロキシポリ（・り〜テトラ程度）
エトキシ−２，４，６−）リブロムベンゼンのようなメ
タ（アクリレート）、メチルメタクリレート、ナフチル
メタクリレート、ナフチルアクリレートのような各種の
アルキル（メタ）アクリレート、スチレン、α−メチル
スチレンのような各種の芳香族ビニル化合物等が挙げら
れる。

このような共単量体は、本発明共重合体の特色である＾
屈折率、低分散、透明性および耐溶剤性が過度に損なわ
れない範囲においてその共重合量（および種類）を選択
すべきである。

重合 上記の多元単量体の重合は、通常のラジカル重合開始剤
で進行する。重合方式も、通常のラジカル重合に慣用さ
れるものでありうる。しかし、生成共重合体が架橋して
いて浴融ないし溶解を伴なう処坤が挙災上不可能である
から、プラスチックレンスに利用の観点から注型重合が
一般的に好ましい。

注型重合法は周知の技術である。注型重合容器としては
、板状、レンズ状、円筒状、角柱状、円錐状、球状、そ
の他用途に応じて設計された鋳型または型枠その他が使
用される。その材質は、無機ガラス、プラスチック、金
属など合目的的な任意なものでありうる。重合は、この
ような容器内に投入した単量体と重合開始剤との混合物
を必要に応じて加熱することによって行なう場合の外に
、別の容器である程度の重合を行なわせて得たプレポリ
マーないしシロップを重合容器に投入して重合を完結さ
せる態様によって行なうこともできる。

所要単量体および重合開始剤は、その全鷺を一時に混合
しても、段階的に混合してもよい。また、この混合物は
、生成共重合体に期待する用途に応じて、帯電防止剤、
着色剤、充填剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、酸化防止剤
その他の補助資材を含んでいてもよい。

本発明重合法の具体例の他の一つは、所要単量体および
重合開始剤の混合物またはプレポリマーを水中に懸濁さ
せて重合を行なわせる方法、すなわち懸濁重合、である
。この方法は、各種粒径の球状のレンズを得るのに適し
ている。懸濁重合法も周知の技術であり、本発明でも周
知の知見に従って適宜実施すればよい。

得られた共重合体は、完結していないかも知れない重合
を完結させるためないし硬度をあげるために加熱し、あ
るいは注型重合によって内包された歪を除去するためア
ニーリングを行なう等の後処理を行なうことができるこ
とはいうまでもない。

本発明によるレンズは、レンズ材料が本発明架橋共貞合
体であるという点を除けば、従来の合成樹脂レンズと本
質的には変らない。従って、注型重合法によって本共重
合体を直接にレンズとして得るか、あるいは板材その他
から削り出すかし、必要に応じて表面研磨、帯電防止処
理、その他の後処理を行なえは、本発明共重合体生得の
諸物件を有するレンズが得られる。更に、表面硬度を上
げるべ（、無機質材料を表面に蒸着等により塗被したり
有機系コード剤をディッピング等により塗被することも
勿論可能である。

実　験　例 実施例１ ９９％以上の純度のｐ−ヨードフェニルメタクリレート
と２，２−ビス〔４−メタクリロキシエトキシ−３，５
−ジブロモフェニル１プロパンの力対５０重ｆ％の混合
物に重合開始剤としてラウロイルパーオキサイドをモノ
マー１００重電部に対して１、（ｊ：ｉｉ部入れ、窒素
置換したガラスアンプル中で塊状重合を行なった。ω℃
で１６時間、冊℃で１時間、１００℃で１時間および１
１０℃で加分間加熱して、重合を完結させた。このよう
にして得られた共重合体はほぼ無色透明の三次元架橋体
であり、テトラヒドロフラン、アセトン、メタノール、
ベンゼン、クロロホルム等の溶媒には全く不溶であって
極めて耐浴剤性に富んでいた。この共重合体についてア
ツベ屈折率で２０”Ｃで測定を行なったところ、屈折率
およびアツベ数は次の通りであった。

このように、本実施例のレンズ材料は高い屈折率とアツ
ベ数を有し、また耐溶剤性透明性に優れた有用なもので
あった。

実施例２ ２．４．６−）リョードフェニルメタクリレート４５重
量部を架橋剤単量体としてのジビニルベンゼン１５重量
部およびスチレン４０３（，４７部の混合物に紫外線吸
収剤商品名［Ｖｉｏｓｏｒｂ　９１０Ｊ　（共同薬品製
）と抗酸化剤商品名「イルガノックス２４５Ｊ（チパガ
イギー製）をそれぞれ０．５Ｎ、ｌｔ部加え、重合開始
剤としてラウロイルノに一オキサイドをモノマー全量に
対して１重量部添加し、璧素置換してから、次の１合条
件で塊状重合を行なった。

８０℃　１６時間 １００℃　１時間 １１０℃　１時間 得られた塊状重合物は透明であり、実施例１と同様、各
種の溶媒には全（不溶であった。その光学物性は、下記
の通りである。

２．４．６−）リョードフェニルメタクリレー）５０重
量部、架橋剤単量体としての２，２−ビス〔４−メタク
リロキシエトキシ−３，５−ジブロモフェニル〕プロノ
ぞ７２５重世部およびメタクリロキシジェトキシ−２，
４，６−）ジブロモ４フ４フ２５重量部の混合物に重合
開始剤としてｔ−ジチル・ぐ−オキシベンゾエートをモ
ノマー全量に対して２．０重量部添加してから、下記の
重合条件で塊状重合を行なった。

１２０℃　１６時間 １３０℃　１時間 得られた塊状重合物は透明であり、実施例１と同様、各
種の溶媒には全く不溶であった。その光学物性は下記の
通りである。

実施例４ ２，４．６−）リョードフェニルメタクリレート３０重
量部、ｐ〜ヨードフェニルメタクリレート（′３０重量
部、および架橋剤単量体としての２，２−ビス〔４−メ
タクリロキシエトキシ−３，５−ジブロモフェニル〕プ
ロパン１０重量部の混合物に実施例２と同様の紫外線吸
収剤および抗酸化剤をそれぞれＯ，５：ａ−＝地部加え
、重合開始剤としてラウロイルパーオキサイＰをモノマ
ー全量に対して０．３爪基部添加して、窒素置換してか
ら、次の重合条件で塊状重合を行なった。

７０℃　１６時間 ｉｏｏ℃　１時間 １１０℃　１時間 得られた塊状重合物は無色透明であり、実施例１と同様
各種の溶媒には全く不溶であった。その光学物性は下記
の通りである。

実施例５ ２、．４．６−ト！Ｊヨーｒフエニルメタクリレートと
架橋剤単量体としての２，２−ビス〔４−メタクリロキ
シエトキシ−３，５−ジブロモフェニル１プロパンとの
５０対５０．！ｉ％の混合物に重合開始剤としてｔ−ゾ
チルノξ−オキシベンゾエートをモノマーｚｏｏ：ｊｆ
ｉ部に対して０．４Ｍ量部添加して、窒素置換してから
、次の条件で塊状重合を行なった。

１２０°Ｃ１６時間 １３０℃　１時間 得られた塊状重合物は透明であり、実施例１と同様、各
種の溶媒には全く不溶であった。その光学物性は下記の
通りである。

実施例６ ２．４．６−）リョードフェニルメタクリレート４０重
量部、架橋剤単量体としての２，２−ビス〔４−メタク
リロキシ−３，５−ジブロモフェニル］プロノぞ７３０
重量部およびスチレン（９）重量部の混合物に実施例２
と同様の紫外線吸収剤および抗酸化剤をそれぞれ０．５
重量部７７ｎえ、重合開始剤ととてラウロイルノぞ−オ
キサイド０．２重量部添加して、窒素Ｍ換してから、次
の条件で塊状重合を行なった。

７０℃　１６時間 １００℃　１時間 １１０℃　１時間 得られた塊状重合物は無色透明であり、実施例１と同様
、各棟の溶媒には全（不溶であった。その光学物性は下
記の通りである。

実施例７ ｐ−ヨードフェニルメタクリレート７０　Ｎ　葉％、メ
チレフ２５重量係およびエチレングリコールジメタクリ
レート５重Ｊｔ％の混合物に重合開始剤としてラウロイ
ルノミ−オキサイドをモノマー１ｏｏ重量部当り０６重
量部入れて、塊状重合を行なった。

重合条件は、下記の通りであった。

７０℃　１６時間 １００℃　１時間 １１０℃　１時間 得られた重合物は無色透明であり、実施例１と同様、各
種の溶媒には全く不溶であった。その光学物性は下記の
通りである。

実施例８ メタクリロキシエトキシ−２、４、６−）　ＩＪヨード
ベンゼン５０　Ｍ　量％、スチレン３５ｍｍ％および２
．２−ビス〔４−メタクリロキシエトキシ−３５−ジブ
ロモフェニル１プロパン１５　Ｎ　ｉｔ　％の混合物に
止金開始剤としてのラウロイルパーオキサイドをモノマ
ー１００永量部当り０６３重量部添加し、次の条件で塊
状重合を行なった。

８０℃　１６時間 １００℃　１時間 １１０℃　１時間 得られた共重合体は無色透明であり、実施例１と同様、
各種の溶媒には全く不溶であった。その光学物性は下記
の通りである。

実施例９ メタクリロキシエトキシ−２，４，、，６−）ジョー１
４２４フフ３重ｊＡ％、ｎ−ブチルメタクリレート２０
重量係およびジビニルベンゼン７重ｆｉｔ％にラウロイ
ルパーオキサイドなモノマー１００重量部当り０．３Ｍ
量部添加し、塊状重合を行なった。重合条件は、次の通
りである。

８０℃　１６時間 １００℃　１時間 １１０℃　１時間 得られた共重合体は無色透明であり、実施例１と同様、
各種溶媒には全く不溶であった。その光学物性は下記の
通りである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記の式（１）で示される単量体（１）３ｔ）乃至９７
   重量％、これと共重合可能な２個以上の官能基を有する
   架橋剤単量体（Ｉｔ）　３乃至６０ＭＬ！％およびこれ
   らと共重合可能なエチレン性不飽和単量体（ｍ）　ｏ〜
   ４０重量％からなる共重合体よりなることを特徴とする
   、屈折率ｎ、ｏ　：＝　１　、６以上でアツベ数シ；２
   ７以上のレンズ材料（たｇし、共重合体の組成は、単量
   体（１）〜（ｆｉｌｌの合針鼠基準である）。 （式中、ＹはＨもしくはＣＨ３，２はＨもしくはＣＨ３
   、ｍは１〜５の整数、ｎは０〜５の整数を表わず。）