JP2002014201A

JP2002014201A - 合成樹脂製レンズ

Info

Publication number: JP2002014201A
Application number: JP2000193439A
Authority: JP
Inventors: Mutsuo Kuwata; 睦男桑田; Yasuyoshi Koinuma; 康美鯉沼
Original assignee: NOF Corp
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 2000-06-27
Filing date: 2000-06-27
Publication date: 2002-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】光学特性に優れ屈折率、アッベ数が高く、し
かも低比重、染色性、耐熱性、耐衝撃性等の諸物性にも
優れる合成樹脂製レンズを提供する。【解決手段】特定のトリチオールを３０〜９０重量
％、ジビニルベンゼン又は／及びジビニルビフェニルを
５〜４０重量％、３−イソプロペニル−α，α−ジメチ
ルベンジルイソシアネ−トを５〜５０重量％を必須成分
とし、他にビニルモノマー（ただし、ジビニルベンゼ
ン、ジビニルビフェニルを除く。）を０〜６０重量％含
む混合物を硬化させてなる合成樹脂製レンズ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は合成樹脂製レンズに
関し、更に詳細には、光学特性に優れ屈折率、アッベ数
が高く、しかも低比重、染色性、耐熱性、耐衝撃性等の
諸物性にも優れる合成樹脂製レンズに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光学レンズも軽量性、安全性、フ
ァッション性等が重視されるようになり、従来の無機ガ
ラスから合成樹脂材料が代って多く使用されてきてい
る。その代表的なものとして、ポリジエチレングリコー
ルビスアリルカーボネート（ＰＡＤＣ）、ポリメチルメ
タクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）
等がよく知られている。しかし、ＰＡＤＣやＰＭＭＡで
は低比重、耐衝撃性、染色性等の点では無機ガラスより
優れた性質を有しているが、屈折率の面では１．４９程
度と一般的な無機ガラスの１．５２より低く、度数が高
くなるとレンズのコバ厚みを厚くせざるを得ない欠点が
あった。また、ＰＣでは、屈折率は１．５８程度と高い
ものの、アッベ数が２９と低く、また成形法が溶融成形
によるため光学異方性や着色の問題があった。

【０００３】最近になってかかる欠点を改良するため、
より高屈折、高アッベ数のプラスチックレンズの提案が
なされている。例えば、特開昭５５―１３７４７号公報
ではビスフェノールＡ誘導体のジメタクリレートとスチ
レンとの共重合体、特開昭５５−６９５４３号公報では
ハロゲン化ビスフェノールＡ誘導体のジメタクリレート
の重合体が挙げられるが、前者は屈折率が１．５５程度
と充分満足できるものではなく、後者の屈折率は１．６
０程度と高いもののハロゲン化により高比重、耐候性の
低下等の欠点があった。また、さらに屈折率を高めた提
案として、特開昭６３−２３９０８号公報ではジフェン
酸ジアリルの重合体、特開昭６２−２６７３１６号公報
ではポリイソシアネートとペンタエリスリトールテトラ
キス（メルカプトプロピオネート）、ペンタエリスリト
ールテトラキス（チオグリコレート）等のポリチオール
からなるチオウレタン樹脂が出されているが、前者では
アッベ数が２９程度と低く、耐衝撃性が低い欠点があ
り、後者は比重が高くなり、耐熱性が劣るという問題が
あった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は屈折率
が１．５５以上で、アッベ数が３０以上の高い光学特性
を有し、しかも比重が１．３以下と低比重であり、さら
にレンズに要求される染色性、耐熱性、耐衝撃性等の諸
物性にも優れる合成樹脂製レンズを提供することにあ
る。このため、レンズ厚さがより薄く、より軽量の光学
均質性を有したレンズを提供することができる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、以下の合成樹
脂製レンズを提供する。（１）Ａ成分として下記一般式（１）で表わされるトリ
チオール、

【化２】（式中、Ｒ¹、Ｒ²は同一もしくは異なる基で水素原子、
炭素数１〜３のアルキル基又はフェニル基を示し、ｊ、
ｈ、ｍは同一又は異なる１〜３の整数を示し、ｋは０又
は１を示す。）を３０〜９０重量％、Ｂ成分としてジビ
ニルベンゼン又は／及びジビニルビフェニルを５〜４０
重量％、Ｃ成分として３−イソプロペニル−α，α−ジ
メチルベンジルイソシアネ−トを５〜５０重量％を必須
成分とし、他にＤ成分としてビニルモノマー（ただし、
ジビニルベンゼン、ジビニルビフェニルを除く。）を０
〜６０重量％含む混合物を硬化させてなる合成樹脂製レ
ンズ。（２）（１）に記載の混合物にラジカル重合開始剤とア
ミン系触媒又は有機金属触媒を硬化剤として用いて硬化
させてなる合成樹脂製レンズ。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の合成樹脂製レンズは、Ａ
成分としてトリチオール、Ｂ成分としてジビニルベンゼ
ン又は／及びジビニルビフェニル、Ｃ成分として３−イ
ソプロペニル−α，α−ジメチルベンジルイソシアネ−
トを必須成分とし、他にＤ成分としてビニルモノマー
（ただし、ジビニルベンゼン、ジビニルビフェニルを除
く。）を含む混合物を硬化させてなるものである。本発
明の一般式（１）で表されるトリチオール化合物におい
て、式中Ｒ¹、Ｒ²は同一もしくは異なる基で水素原子、
炭素数１〜３のアルキル基又はフェニル基を示し、アル
キル基の炭素数は４以上になると合成収率が低下してく
る。ｊ、ｈ、ｍは同一又は異なる１〜３の整数で、４以
上になると原料のジチオールの合成が難しくなる。ｋは
０又は１を示す。

【０００７】前記トリチオール化合物として具体的に
は、以下の化合物が挙げられる。 HSCH₂CH₂S-CH₂-CH₂-CH-(SCH₂CH₂SH)₂、HSCH₂CH₂S-CH(CH
₃)-CH-(SCH₂CH₂-SH)₂、HSCH₂CH₂SCH₂CH₂S-CH₂-CH₂-CH-
(SCH₂CH₂SCH₂CH₂SH)₂、HSCH₂CH₂SCH₂CH₂S-CH(CH₃)-CH-
(SCH₂CH₂SCH₂CH₂SH)₂、HSCH₂CH₂SCH₂CH₂SCH₂CH₂S-CH₂-C
H₂-CH-(SCH₂CH₂SCH₂CH₂SCH₂CH₂SH)₂、HSCH₂CH₂SCH₂CH₂S
CH₂CH₂S-CH(CH₃)-CH-(SCH₂CH₂SCH₂CH₂SCH₂CH ₂SH)₂、HSC
H₂CH₂S-CH₂-CH₂-C(CH₃)-(SCH₂CH₂SH)₂、HSCH₂CH₂S-CH(C
H₃)-C(CH₃)-(SCH₂CH₂-SH)₂、HSCH₂CH₂SCH₂CH₂S-CH₂-CH₂
-C(CH₃)-(SCH₂CH₂SCH₂CH₂SH)₂、HSCH₂CH₂SCH₂CH₂S-CH(C
H₃)-C(CH₃)-(SCH₂CH₂SCH₂CH₂SH)₂、HSCH₂CH₂SCH₂CH₂SCH
₂CH₂S-CH₂-CH₂-C(CH₃)-(SCH₂CH₂SCH₂CH₂SCH₂CH₂SH)₂、H
SCH₂CH₂SCH₂CH₂SCH₂CH₂S-CH(CH ₃)-C(CH₃)-(SCH₂CH₂SCH₂
CH₂SCH₂CH₂SH)₂、HSCH₂CH₂S-CH (CH₃)-CH₂-CH-(SCH₂CH₂
SH)₂、HSCH₂CH₂S-CH(CH₂CH₃)-CH-(SCH₂CH₂SH)₂、HSCH₂C
H₂SCH₂CH₂S-CH(CH₃)-CH₂-CH-(SCH₂CH₂SCH₂CH₂SH)₂、HSC
H₂CH₂SCH₂CH₂S-CH(CH₂CH₃)-CH-(SCH₂CH₂SCH₂CH₂SH)₂、H
SCH₂CH₂SCH₂CH₂SCH₂CH₂S-CH(CH₃)-CH₂-CH-(SCH₂CH₂SCH₂
CH₂SCH₂CH₂SH)₂、HSCH₂CH₂SCH₂CH₂SCH₂CH₂S-CH(CH₂CH₃)
-CH-(SCH₂CH₂SCH₂CH₂SCH₂CH₂SH)₂、HSCH₂CH₂S-CH(C₆H₅)
-CH₂-CH-(SCH₂CH₂SH)₂、HSCH₂CH₂S-CH(CH₂C₆H₅)-CH-(SC
H₂CH₂SH)₂、HSCH₂CH₂SCH₂CH₂S-CH(C₆H₅)-CH₂-CH-(SCH₂C
H₂SCH₂CH₂SH)₂、HSCH₂CH₂SCH₂CH₂S-CH(CH₂C₆H₅)-CH-(SC
H₂CH₂SCH₂CH₂SH)₂、HSCH₂CH₂SCH₂CH₂SCH₂CH₂S-CH(C₆H₅)
-CH ₂-CH-(SCH₂CH₂SCH₂CH₂SCH₂CH₂SH)₂、HSCH₂CH₂SCH₂CH
₂SCH₂CH₂S-CH(CH₂C₆H₅)-CH-(SCH₂CH₂SCH₂CH₂SCH₂CH₂SH)
₂。

【０００８】このようなトリチオールは、そのチオール
基により本発明のＢ、Ｃ成分に対してビニル基への付加
反応やイソシアネート基とのチオウレタン結合を形成
し、合成樹脂製レンズの屈折率を向上することができ、
３０〜９０重量％の範囲で用いられる。該ポリチオール
の組成は、３０重量％未満では屈折率の向上が十分でな
く、９０重量％を超えると硬化不良、耐候性が著しく低
下してしまうため使用できなくなる。

【０００９】本発明の前記一般式（１）で表されるトリ
チオール化合物は、例えばアクロレイン、クロトンアル
デヒド、桂皮アルデヒド、メチルビニルケトン等の不飽
和アルデヒド又は不飽和ケトンとエタンジチオール、
２，２'−チオジエタンチオール、ジメルカプトトリエ
チレンジスルフィド等のジチオールを原料として、無触
媒あるいは触媒として酸触媒、塩基触媒を用い、さらに
必要に応じてラジカル開始剤を添加することにより、チ
オール基の不飽和基への付加反応およびカルボニル基の
チオケタール化反応にて合成することができ、また必要
に応じてこれを精製することによっても目的のトリチオ
ール化合物を得ることができる。

【００１０】本発明の合成樹脂製レンズに用いるＢ成分
としては、ジビニルベンゼン又は／及びジビニルビフェ
ニルが５〜４０重量％の範囲で用いられる。当該ジビニ
ルモノマーは、合成樹脂製レンズの屈折率を向上させ、
耐熱性を付与することができるが、５重量％未満では使
用の効果が得られず、４０重量％を超えると耐衝撃性が
著しく低下し使用に適さなくなる。

【００１１】本発明の合成樹脂製レンズに用いるＣ成分
としては、３−イソプロペニル−α，α−ジメチルベン
ジルイソシアネ−トが５〜５０重量％の範囲で用いられ
る。当該３−イソプロペニル−α，α−ジメチルベンジ
ルイソシアネ−トは、合成樹脂製レンズの屈折率を向上
することができ、急激な重合反応の制御にも効果を示す
が、５重量％未満では使用の効果が得られず、５０重量
％を超えると硬化不良を起こし使用に適さなくなる。

【００１２】本発明の合成樹脂製レンズに用いるＢ成分
とＣ成分はＡ成分であるトリチオールと反応するもので
あるが、Ｂ成分とＣ成分との組成比は、１：０．８〜
１：２の範囲が好ましい。Ｃ成分が、Ｂ成分に対し０．
８倍量未満では耐衝撃性が低下し、２倍量を超えると硬
化不良を起こし使用に適さなくなる。

【００１３】本発明の合成樹脂製レンズは、前記Ａ、
Ｂ、Ｃの各成分を構成成分とする混合物を硬化させてな
るが、更にＤ成分として共重合可能なＢ成分とは別に他
のビニルモノマーを使用することもできる。共重合可能
な他のビニルモノマーとしては、スチレン、ハロゲン核
置換スチレン、メチル核置換スチレン、ビニルナフタレ
ン、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アク
リレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレー
ト、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエ
チレングリコールジ（メタ）アクリレート、フェニル
（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレー
ト、２，２−ビス（４−メタクリロキシエトキシフェニ
ル）プロパン、２，２−ビス［４−（２−メタクリロキ
シエトキシ）エトキシ］プロパン、２，２−ビス［４−
（２−メタクリロキシエトキシ）ジエトキシ］プロパ
ン、２，２−ビス［４−（２−メタクリロキシエトキ
シ）トリエトキシフェニル］プロパン、２，２−ビス
［４−（２−メタクリロキシエトキシ）テトラエトキシ
フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（２−メタク
リロキシエトキシカルボニルオキシ）フェニル］プロパ
ン、２，２−ビス｛４−［（２−メタクリロキシエトキ
シ）エトキシカルボニルオキシ］フェニル｝プロパン等
のジメタクリレート及び該構造式を有するジアクリレー
ト、各種ウレタンポリ（メタ）アクリレート、（メタ）
アクリル酸、（メタ）アクリル酸アミド、Ｎ，Ｎ−ジメ
チルアクリルアミド等の一種ないし二種の混合モノマー
が挙げられ、屈折率、耐熱性、耐衝撃性等の諸物性に応
じて選択し使用することができる。

【００１４】本発明の合成樹脂製レンズに用いるＤ成分
としては、Ｂ成分であるジビニルベンゼン、ジビニルビ
フェニル以外の共重合可能なビニルモノマーが０〜６０
重量％の範囲で用いられる。当該共重合可能な他のビニ
ルモノマーは、合成樹脂製レンズの耐熱性を向上するこ
とができ、耐衝撃性の向上にも効果を示すが、含有量が
６０重量％を超えると屈折率が低下し使用に適さなくな
る。

【００１５】本発明の合成樹脂製レンズは、前記Ａ、
Ｂ、Ｃからなる原料混合物、あるいはＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄか
らなる原料混合物にラジカル重合開始剤と、アミン系触
媒又は有機金属触媒を硬化剤として用いて硬化させて得
られる。この場合のラジカル重合開始剤は、ビニルモノ
マー類を硬化させるために用いられ、例えば、過酸化ベ
ンゾイル、過酸化ラウロイル、ジイソプロピルジカーボ
ネート、ｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘキサノエ
ート、ｔ−ブチルペルオキシピバレート、ｔ−ブチルペ
ルオキシジイソブチレート、アゾビスイソブチロニトリ
ル、アゾビスジメチルバレロニトリル等の１種ないし２
種以上を混合して用いることができる。重合開始剤の使
用量としては、全モノマー１００重量部に対して０．０
１〜１０重量部、さらに好ましくは０．１〜５重量部で
ある。

【００１６】また、アミン系触媒、有機金属触媒は、３
−イソプロペニル−α，α−ジメチルベンジルイソシア
ネ−トとポリチオールの付加重合のため用いられる。ア
ミン系触媒としては例えば、トリエチレンジアミン、ト
リエチレンアミン、ピリジン、１，８−ジアザビシクロ
（５，４，０）ウンデセン−７，１，８−ジアザビシク
ロ（５，４，０）ウンデセン−７塩等が、有機金属触媒
としては、例えばジブチルチンジラウレート等が１〜１
０００ｐｐｍの範囲で用いられる。

【００１７】本発明の合成樹脂製レンズを得るために
は、硬化剤を含む原料混合物を所望のレンズ形状の金属
製、ガラス製、プラスチック製等の注型に注入し、加熱
硬化によって行われる。硬化の条件としては、重合温度
３０〜１００℃の範囲で昇温し、重合時間としては５〜
７２時間程度で、得られる硬化物は、無色透明で、溶媒
に不溶の架橋型の樹脂となる。さらに、硬化レンズは、
脱型後、窒素又は空気雰囲気下、８０〜１２０℃の温度
で１〜５時間アニーリング処理することが望ましい。他
の方法としては、硬化物から直接所望のレンズ形状に切
削加工して得ることもできる。

【００１８】本発明の合成樹脂製レンズの屈折率は１．
５５以上であることが好ましく、屈折率が１．５５未満
では、度数が高くなるとレンズのコバ厚みが厚くなると
いう欠点を有することになる。本発明の合成樹脂製レン
ズのアッべ数は３０以上であることが好ましく、アッべ
数が３０未満では、色収差が起こり易く、視界が不明瞭
になるという欠点を有することになる。本発明の合成樹
脂製レンズの比重は１．３０以下であることが好まし
く、１．３０より高いと軽量レンズという特徴が失われ
ることになる。

【００１９】また、本発明の合成樹脂製レンズは、前記
原料及び硬化剤以外にも紫外線吸収剤、酸化防止剤、着
色剤、離型剤、界面活性剤、抗菌剤等の添加剤を使用す
ることもできる。本発明の合成樹脂製レンズは、通常、
前記調製法により得たものをそのまま用いることができ
るが、必要に応じて表面硬度を向上させるためのハード
コート処理、ファッション性を付与するための分散染料
やフォトクロミック染料による着色処理を行うこともで
きる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を参考例および実施例により詳
細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。

【００２１】実施例１〜６表１に示される割合で各成分を含む原料混合物２０ｇ
に、硬化剤としてｔ−ブチルペルオキシネオデカノエー
トを０．４ｇと１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）
ウンデセン−７を１００ｐｐｍ添加し攪拌混合する。そ
の配合物を、直径７ｃｍの２枚のガラス製円板と厚さ２
ｍｍのエチレン−プロピレンラバー製ガスケットからな
るガラス製注型に注入する。硬化は、プログラム温度コ
ントローラー付熱風恒温槽中で、５０℃から１００℃ま
で１８時間かけて昇温し、１００℃で２時間保持した
後、４０℃まで２時間かけて冷却した。硬化後脱型した
円盤状の樹脂は、さらに２時間、１００℃でアニーリン
グ処理を行った。得られた樹脂板は、下記に従い各試験
を行い、その結果を表１に示した。（１）光線透過率日本電色工業（株）製透過率光度計を用い、ＪＩＳＫ
７１０５に従い光線透過率を測定した。（２）屈折率及びアッベ数アタゴ製アッベ屈折計を用い２５℃で、硬化樹脂板から
１ｃｍ×１．５ｃｍの試験片を切り出して測定した。（３）比重ＪＩＳＫ７１１２に従い、２５℃で試験片を水中置換
法により測定した。（４）耐衝撃性重量１６ｇのスチール製ボールを１２７ｃｍの高さから
樹脂板上に自然落下させて、破損のないものを○、破損
したものを×とした。（５）耐熱性樹脂板から１ｃｍ×４ｃｍの板を切り出し、東洋ボール
ドウィン社製レオバイブロンにより動的粘弾性を測定
し、そのｔａｎδの最大を示す温度をガラス転移温度
（Ｔｇ）として耐熱性の指標とした。（６）染色性試験片をブラウン色の染色浴中に９２℃で１０分浸漬し
た後、染色後の光線透過率を前記（１）と同様に透過率
計で測定した。

【００２２】比較例１〜４市販のＡＤＣ、ＰＭＭＡ、ＰＣ製の２ｍｍ板から試験片
を切り出し、実施例１〜７と同様に前記物性試験を行っ
た（比較例１〜３）。また、原料としてジフェン酸ジア
リル１４ｇとジアリルイソフタレート６ｇの混合物に硬
化剤としてジイソプロピルペルオキシカーボネート０．
６ｇを添加し、実施例１〜６と同様の条件で硬化し、物
性評価を行った（比較例４）。結果を表２に示した。

【００２３】

【表１】

【００２４】（注）ＤＥＴ；HSCH₂CH₂S-CH₂-CH₂-CH-(SCH₂CH₂SH)₂、ＴＥＴ；HSCH₂CH₂SCH₂CH₂S-CH₂-CH₂-CH-(SCH₂CH₂SCH₂CH
₂SH)₂、ＴＥＴＴ；HSCH₂CH₂SCH₂CH₂SCH₂CH₂S-CH₂-CH₂-CH-(SCH₂
CH₂SCH₂CH₂SCH₂CH₂SH)₂、ＴＥＴＣ；HSCH₂CH₂SCH₂CH₂S-CH(C₆H₅)-CH₂-CH-(SCH₂CH
₂SCH₂CH₂SH)₂、ＤＶＢ；ジビニルベンゼン、ＤＶＢＰ；ジビニルビフェニル、ＴＭＩ；３−イソプロペニル−α，α−ジメチルベンジ
ルイソシアネ−ト、ＢＰＥ−２Ｅ；２，２−ビス（４−メタクリロキシエト
キシフェニル）プロパン、ＳＴ；スチレン。

【００２５】

【表２】

【００２６】（注）ＰＡＤＣ；ポリジエチレングリコールビスアリルカーボ
ネートＰＭＭＡ；ポリメチルメタクリレートＰＣ；ポリカーボネート

【００２７】実施例１〜６の硬化物は、比較例に示す従
来の光学材料に比べ、屈折率が１．６０以上と高屈折率
でアッベ数も３０以上と高い光学特性を有していると共
に、比重が１．３以下と低比重で、その他レンズに要求
される染色性、耐熱性、耐衝撃性等の諸物性を兼ね備え
た材料が得られている。

【００２８】

【発明の効果】本発明の合成樹脂製レンズによれば、屈
折率が１．５５以上で、アッベ数が３０以上の高い光学
特性を有し、しかも比重が１．３以下と低比重であり、
さらにレンズに要求される染色性、耐熱性、耐衝撃性等
の諸物性にも優れる合成樹脂製レンズが提供される。こ
のため、レンズ厚さがより薄く、より軽量の光学均質性
を有したレンズを得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｃ０７Ｃ 321/14 Ｃ０７Ｃ 321/14 321/20 321/20 Ｆターム(参考） 4H006 AA03 AB48 TA04 TB75 4J034 CA32 CB04 CB07 CC10 CD08 HA02 HA18 HC12 HC61 HC73 KA01 KB02 KC17 KD02 KD12 KE02 LA13 LA33 QB08 QB14 RA13 4J100 AB02R AB04R AB07P AB08R AB09R AB10R AB15P AB15Q AB16Q AJ02R AL03R AL08R AL09R AL11R AL62R AL66R AM15R AM19R BA02R BA08R BA15R BA42P BA50P BA51P BC43R CA04 CA05 CA23 FA03 JA33

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記一般式(1)で表わされるトリチオー
ル、【化１】（式中、Ｒ¹、Ｒ²は同一もしくは異なる基で水素原子、
炭素数１〜３のアルキル基又はフェニル基を示し、ｊ、
ｈ、ｍは同一又は異なる１〜３の整数を示し、ｋは０又
は１を示す。）を３０〜９０重量％、ジビニルベンゼン
又は／及びジビニルビフェニルを５〜４０重量％、３−
イソプロペニル−α，α−ジメチルベンジルイソシアネ
−トを５〜５０重量％を必須成分とし、他にビニルモノ
マー（ただし、ジビニルベンゼン、ジビニルビフェニル
を除く。）を０〜６０重量％含む混合物を硬化させてな
る合成樹脂製レンズ。
【請求項２】請求項１に記載の混合物にラジカル重合
開始剤と、アミン系触媒又は有機金属触媒を硬化剤とし
て用いて硬化させてなる合成樹脂製レンズ。