JPH01163701A - プラスチックレンズ材料 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プラスチックレンズ材料、更に詳しくは、硫
黄原子を含むプラスチックレンズ材料に関する。

〔従来の技術〕

最近において、透明なプラスチック材料は、軽いこと、
耐衝撃性が大きくて割れ難いこと、加工し易いこと、並
び°に染色できることなど、無機ガラスによっては得ら
れない種々の特長を有することから、光学レンズの材料
として多方面で使用され始めている。

特に視力矯正用の眼鏡レンズの材料としては、軽量性、
高い耐衝撃性および染色の容易性などが必須の性質とし
て要求されることから、プラスチックレンズ材料は好適
なものである。

更に、プラスチックレンズ材料としては、屈折率の高い
ものが要求されており、それは、屈折率が高いプラスチ
ックレンズ材料によれば、例えば眼鏡レンズの周辺部の
コバ厚を薄くすることができるからである。

従来、最も多く、使用されている眼鏡用のプラスチック
レンズ材料は、ジエチレングリコールビスアリルカーボ
ネート樹脂であるが、この樹脂は屈折率が１．５０前後
と比較的低く、この点において必ずしも満足し得るもの
ではない。

一方、優れた耐衝撃性を有するプラスチックレンズ材料
としてはポリウレタン系樹脂が多方面で検討されており
、例えば、特開昭５７−１３６６０１号公報、西独特許
第２．９２９．３１３号明細書、米国特許第３、９０７
．８６４号明細書、米国特許第３．９５４．５８４号明
細書、その他においてポリウレタン系樹脂よりなるレン
ズが開示されている。

しかしながら、これらのポリウレタン系樹脂レンズも屈
折率が十分に高いものではなく、この点で満足できるも
のではない。

更に、より高い屈折率を有するポリウレタン系樹脂とし
て、ハロゲン原子を含有するものが特開昭５８−１６４
６１５号公報、特開昭５９−１３３２１１号公報などに
おいて提案されている。このように、ハロゲン原子、特
に臭素原子やヨウ素原子を含有する場合には、その含有
量に応じて重合体の屈折率が高くなるのであるが、これ
と同時にハロゲン原子の含有量に応じて重合体の比重が
大きくなってしまい、このため、プラスチック材料の最
大の特長というべき軽量性が損なわれ、結局毎られるプ
ラスチックレンズ材料は、屈折率の大きい有利性が大幅
に減殺されたものとなる。

更に、水酸基を含有するビニル単量体とイソシアネート
化合物との反応により重合体分子に架橋構造を導入した
ものが、特開昭５８−１６８６１４号公報などによって
提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、高屈折率で耐衝撃性に優れたプラスチック
レンズ材料を求めて各方面から模索が行われているが、
未だ十分に満足すべきものが得られていないのが現状で
ある。

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたもので
あり、高屈折率で耐衝撃性に優れ、しかも比重の小さい
プラスチックレンズ材料を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のプラスチックレンズ材料は、下記Ａ成分を、下
記Ｂ成分と、当該Ａ成分のチオール基とＢ成分のイソシ
アネート基との割合がモル比で１：０．５〜２　となる
割合で反応させると共に、全体に対して０〜８０重量％
となる割合の下記Ｃ成分と共に、重合させることにより
得られる重合体よりなることを特徴とする。

Ａ成分二分子中に１つ以上のチオール基を有するラジカ
ル重合可能な不飽和基を有す る単量体 Ｂ成分：分子中にイソシアネート基を有する化合物 Ｃ成分：Ａ成分と共重合可能な単量体 〔効果〕 本発明によるプラスチックレンズ材料は、高屈折率で耐
衝撃性に優れ、しかも比重の小さいものである。このよ
うな効果が得られる理由は、この重合体においては、チ
オウレタン結合 −Ｎ−Ｃ−３− が形成されており、これにより、この重合体は、基本的
に耐衝撃性に優れたウレタン系樹脂の構造を有すると共
に、分子中に硫黄原子が含有されるため、比重が過大と
なることが回避されてしかも高い屈折率を有するものと
なるからである。すなわち、硫黄原子によるチオウレタ
ン結合を形成させることにより、形成される重合体は、
水酸基とイソシアネート化合物とによる通常のポリウレ
タン結合を有する重合体に比較して、より高い屈折率を
有し、かつ、ハロゲン原子を含むものより比重の小さい
ものとなるのである。

以下、本発明について具体的に説明する。

本発明においては、Ａ成分と日成分によりチオウレタン
結合を形成させると共に、Ａ成分の重合性を利用して重
合体を形成させてプラスチックレンズ材料を得る。

本発明において用いられる／’４分は、分子中に１つ以
上のチオール基（−３Ｈ）を含存し、かつラジカル重合
性の不飽和基を有する重合性チオ化合物である。このＡ
成分のラジカル重合性の不飽和基は、通常、ビニル基、
アリル基、メタクリル基、アクリル基などであればよく
、特に限定されるものではない。

Ａ成分の具体例としては、例えば２−メルカプトエタノ
ール、エタンジチオール、１．２−７’ロパンジチオー
”ｓ　　Ｌ３−プロパンジチオール、パラハイドロキシ
チオフェノール、３−メルカプト−１，２−プロパンジ
チオール、１．４−ブタンジチオール、２−メルカプト
アルコール、２−メルカプトエチルスルフィドなどの脂
肪族または芳香族のメルカプトアルコール若しくはジチ
オールなどのチオール基含有化合物と、ラジカル重合性
不飽和基を有する化合物との反応生成物、例えばアクリ
ル酸、メタクリル酸若しくはビニル安息香酸などによる
エステル類またはアリルエーテル類などを挙げることが
できるが、これらのみに限定されるものではない。

本発明において用いられるＢ成分は、イソシアネート基
を有するイソシアネート化合物である。

このＢ成分は、特にイソシアネート基を２個以上含有す
る化合物であることが好ましく、このようなポリイソシ
アネート化合物をＢ成分として用いることにより、架橋
構造が形成されるため、最終的に得られる重合体は一層
優れた耐衝撃性を有するものとなる。

Ｂ成分の具体例としては、例えばメチルイソシアネート
、ブチルイソシアネート、フェニルイソシアネート、オ
クタデシルイソシアネートなどのモノイソシアネート化
合物類、ヘキサメチレンジイソシアネート、オクタメチ
レンジイソシアネート、インホロンジイソシアネート、
ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、キシリレン
ジイソシアネート、４．４’−ジフェニルメタンジイソ
シアネートなどのジイソシアネート化合物類、ヘキサメ
チレンジイソシアネートのビニウレット化反応生成物や
トリマー構造の化合物あるいはトリメチロールプロパン
とのアダクト反応生成物などの３官能以上のポリイソシ
アネート化合物類を挙げることができるが、これらのみ
に限定されるものではない。

以上のうち、得られる重合体が熱や光によって黄変を生
じ易いものとなる芳香族系のイソシアネート化合物より
、そのような黄変が生じにくい重合体を与える脂肪族系
イソシアネート化合物あるいはへキサメチレンジイソシ
アネートの多官能誘導体などを用いるのが望ましく、こ
れによってプラスチックレンズ材料として要求される無
色透明性の安定した重合体が得られる。

本発明のプラスチックレンズ材料を製造するための代表
的な方法においては、先ずＡ成分とＢ成分とが反応され
る。この反応によって、Ａ成分のチオール基とＢ成分の
イソシアネート基とが結合して形成されるチオウレタン
結合を含有し、ラジカル重合性の不飽和基を有するチオ
ウレタン単量体が形成される。このチオウレタン化反応
は、通常、室温から２００℃までの範囲の温度で行うこ
とができる。このチオウレタン化反応においては反応時
間を短縮させるために、通常のポリウレタンの製造に用
いられる反応触媒、例えばジブチルチンジラウレート、
スタナスオクトエート、ジメチルチンジクロライド、塩
化第二錫などを適宜使用することができる。またこのチ
オウレタン化反応は、チオウレタン結合の形成反応に対
゛して不活性の有機溶媒中で行えばよく、反応終了後に
有機溶媒を除去することによって、チオウレタン単量体
が得られる。

以上において、Ａ成分とＢ成分との割合は、当該Ａ成分
のチオール基と日成分のイソシアネート基との割合がモ
ル比でｔ：Ｏ，５〜２　となる相対的割合とされるが、
特にチオール基とイソシアネート基とのモル比が１：０
．７〜１．５の範囲内であることが好まルい。Ａ成分が
過剰の場合には、得られる重合体が変色するおそれがあ
り、またＢ成分が過剰の場合には、得られる重合体が耐
久性に劣るものとなるおそれがある。

次に、このチオウレタン単量体が重合され、これにより
、本発明のプラスチックレンズ材料とされる重合体が形
成される。

この重合においては、上記チオウレタン単量体が単独で
重合されてもよい。しかしながら、実際には、上記Ａ成
分と共重合可能なラジカル重合性゛の単量体よりなるＣ
成分と共に共重合されるのが好ましい。

その理由は、Ａ成分とＢ成分とによる反応生成物である
チオウレタン単量体が粘調な液体または固体となること
があるからである。すなわち、そのような場合において
も、Ｃ成分を用いることにより、重合される単量体組成
物を低粘度の液状とすることができるため、重合処理を
容易に行うことができる。また、Ｃ成分の種類を選択す
ることにより、得られる共重合体に目的とする用途に適
した特性を得ることが可能となる点においても好ましい
。このような観点から、Ｃ成分として用いられる単量体
は、粘度の低い液状物であることが好ましい。

なお、このようにＣ成分を用いる場合においては、チオ
ウレタン化反応は、Ｃ成分の存在下において行うことが
できる。

Ｃ成分の具体例としては、例えばスチレン、α−メチル
スチレン、クロルメチルスチレン１．ジビニルベンゼン
などの芳香族ビニル化合物類、ジアリルフタレート、ジ
アリルイソフタレート、ジエチレングリコールビスアリ
ルカーボネートなどのアリル化合物類、メチルメタクリ
レート、２−エチルへキシルメタクリレート、ｎ−ブチ
ルアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレー
ト、１．３−ブタンジオールジアクリレート、フェニル
メタクリレ−）、２．２−ビス（４−メタクリロキシエ
トキシフェニル）プロパンなどの各種のアクリレート類
およびメタクリレート類などを挙げることができるが、
これらのみに限定されるものではない。

以上のＡ成分とＢ成分とによるチオウレタン単量体と、
Ｃ成分との割合は、目的とするプラスチックレンズ材料
の用途に応じて変化させることができるが、本発明にお
いては、上記チオウレタン単量体は全体に対して２０〜
１００重量％、Ｃ成分は０〜８０重量％の範囲とされる
。チオウレタン単量体の割合が２０重量％未滴の場合に
は、チオウレタン結合の割合が小さいものとなるため、
優れた耐衝撃性を有する共重合体を得ることができない
。

なお、全単量体に対してチオウレタン単量体の割合が９
０重量％を越える場合には、単量体組成物の粘度が過度
に高くなることがあり、このときにはと共に単量体組成
物は十分な流動性を有しないため、これを注型重合用の
型枠内に直接注入することが不可能となり、プラスチッ
クレンズの製造法として好ましい注型重合法を利用する
ことができない。従って、斯かる観点からは、チオウレ
タン単量体の割合は３０〜９０重量％の範囲内であるこ
とが好ましい。

上記チオウレタン単量体の単独あるいはこれとＣ成分と
による重合の方法としては、最終的に得られる重合体の
用途に応じて、サスペンション重合法、エマルジョン重
合法あるいは注型重合法などの公知の方法を採用するこ
とができる。Ｂ成分として２官能以上のポリイソシアネ
ート化合物が用いられる場合およびＣ成分が重合可能な
不飽和基を２個以上有する単量体である場合には、形成
される共重合物は架橋構造を有するものとなり、優れた
耐衝撃性が得られる点においては好ましいが、一般に成
型が困難となる。従って、この場合には、微粒子状の重
合体が形成されるサスベンジ蓑ン重合法やエマルジョン
重合法を使用することが困難となるので、注型重合法が
用いられる。上記チオウレタン単量体およびＣ成分がい
ずれも単官能性の場合にはエマルジョン重合法やサスペ
ンション重合法を用いることができる。

注型重合法１ζよって本発明のプラスチックレンズ材料
を得る場合においては、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、ガ
ラス、プラスチック、金属などを材質とする鋳型または
型枠（モールド）を用意し、これに、所定の割合のＡ成
分とＢ成分との反応生成物であるチオウレタン単１体と
必要なＣ成分とをラジカル重合開始剤と共に混合して得
られる単量体組成物を注入し、これを昇温させて重合さ
せればよい。

重合に際して、単量体組成物には必要に応じて各種の添
加剤を添加することができる。ここに添加剤としては、
得られるレンズに期待する用途に応じて着色剤、紫外線
吸収剤、抗酸化剤、熱安定剤、その他が用いられる。

得られた成型物は、そのままで目的とするレンズ材料と
してもよいし、成型物を更に切削、研磨することにより
目的とするレンズ材料とすることも可能である。

以上、本発明のプラスチックレンズ材料を得るために、
Ａ成分とＢ成分とによるチオウレタン単量体の形成反応
を、重合反応に先行して行う場合について説明したが、
チオウレタン化反応を先行して行うことは必須のことで
はない。すなわち先ずＡ成分を単独で若しくはこれとＣ
成分とをある程度重合させて予備重合体を形成し、この
予備重合体におけるＡ成分によるチオール基とＢ成分と
を反応させてチオウレタン結合を形成させ、更にその後
に重合を完結させるようにすることもできる。これらの
場合においても、最終的に得られる重合体において、Ａ
成分、Ｂ成分およびＣ成分の割合は、上記と同様の範囲
とされることが必要である。なお重合反応を先行して行
うことにより、その後のチオウレタン化反応が円滑に進
行しなくなるおそれがある。この場合には、チオウレタ
ン化反応を先行して行うことが好ましい。

以上のようにして得られる本発明のプラスチックレンズ
材料に対しては、必要に応じて、染色、表面研磨、帯電
防止処理を行うことにより、レンズとしての緒特性を更
に向上させること、並びに表面硬度を高くするために、
無機あるいは有機のハードコートあるいは無反射コート
など通常のレンズになされる二次加工を施すことも勿論
可能である。

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明がこ
れによって限定されるものではない。

実施例１ 構造式 ％式％ で示される、メタクリル酸とエタンジチオールのモノエ
ステルすなわちメタクリル酸２−メルカプトエチルチオ
エステル３５．６　ｇと、インホロンジイソシアネー）
　２４．４　ｇと、スチレン４０ｇとを十分に混合し、
これにジブチルチンジラウレート０．０１ｇを添加し、
６０℃で２時間反応させてチオウレタン化反応を行った
。

ここに得られた液状物に、更にラウロイルパーオキサイ
ドＩｇを添加して単量体組成物を得、これを、球面状の
内面を存するガラス製モールド中に注入し、５０℃で３
時間、６０℃で１０時間、８０℃で２時間、更に９０℃
で２時間重合反応を行って、中心厚２．０ｍｍ、直径７
５ＩＩＩＩ１１の透明な重合体よりなる凹レンズを得た
。

このレンズの屈折率をアツベ屈折計により測定したとこ
ろ、ｎ！＝１．５６０であった。

また、この重合体はメタノール、エタノール、アセトン
、トルエンなどの通常の有機溶媒に全く不溶であり、十
分な架橋構造を有するものと認められた。

更に米国ＦＤΔ規格に準じて、重さ１６．３３　ｇの鋼
球を高さ１２７ｃｍの高さから試料に落下させる鋼球落
下法による耐１に撃性テストをこのレンズについて行っ
たところ、破損は全くな（、優れた耐衝撃性を有するも
のであることが認められた。

また、この重合体の比重は１．１６ときわめて小さいも
のであった。

比較例１ ２−ハイドロキシエチルメタクリレ−）３２．４ｇと、
インホロンジイソシアネート２７．６　ｇと、スチレン
４０ｇとを十分に混合し、実施例１に準する方法によっ
てウレタン化反応を行い、またその反応生成物によって
得られる単量体組成物を用いてモールド中で重合反応を
行った。

得られた重合体は、屈折率がｎτ＝　１．５４２、比重
が１．１３のものであった。

以上のことから、実施例１で得られる重合体は比較例１
のものに比して、高い屈折率を有することが明らかであ
る。

実施例２ メタクリル酸と１．４−ブタンジチオールのモノエステ
ルすなわちメタクリル酸４−メルカブトブチルチオエス
テル３７．９　ｇと、インホロンジイソシアネー）２２
．１ｇと、スチレン４０ｇとを十分に混合し、これにジ
ブチルチンジラウレート０．０１ｇを添加し、６０℃で
２時間反応させてチオウレタン化反応を行った。

ここに得られた液状物に、更にラウロイルパーオキサイ
ド１ｇを添加して単量体組成物を得、これを、実施例１
に準する方法で重合して、中心厚２．０報、直径７５ｍ
ｍの透明な重合体よりなる凹レンズを得た。

このレンズの屈折率はｎ％！　＝１．５５４であった。

以上のことから、この実施例２の重合体は、比較例１の
ものに比して高い屈折率を有することが明らかである。

またこの凹レンズについて、実施例１と同様の耐衝撃性
テストを行ったところ、破砕は全く認められず、優れた
耐衝撃性を有するものであった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）下記Ａ成分を、下記Ｂ成分と、当該Ａ成分のチオー
   ル基とＢ成分のイソシアネート基との割合がモル比で１
   ：０．５〜２となる割合で反応させると共に、全体に対
   して０〜８０重量％となる割合の下記Ｃ成分と共に、重
   合させることにより得られる重合体よりなることを特徴
   とする屈折率の高いプラスチックレンズ材料。 Ａ成分：分子中に１つ以上のチオール基を有するラジカ
   ル重合可能な不飽和基を有する単量体 Ｂ成分：分子中にイソシアネート基を有する化合物 Ｃ成分：Ａ成分と共重合可能な単量体