JPH02147308A - ポリウレタンレンズの製造方法 - 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、眼鏡用レンズ、カメラ用レンズ等の各種光学
用レンズなどに用いられる耐熱性に優れたポリウレタン
レンズの製造方法に関する。

〈従来の技術〉 近年国内外において、例えば、眼鏡用レンズとしてプラ
スチック製レンズの需要が高まっている。　近年用いら
れているプラスチックレンズとしては、ジエチレングリ
コールビスアリルカオーボネート（以下ＤＡＣと略称す
る。）を注型重合したＤＡＣ８１脂からなるものが一般
に使用されている。　ＤＡＣ樹脂の特徴として、ガラス
に比べ軽く、割れにくく、染色性が優れているといった
メリットがあり、現在の大型フレームにカラーレンズを
組合せるというファツション性の豊かなニーズに対応で
きるものである。　しかしながら、ＤＡＣ樹脂は屈折率
（以下ＮＯと略称する。）が１．５００であり、ガラス
ＩｌｌレンズのＮｏ１゜５２３に比べ低い為、特にレン
ズ度数が強い場合、レンズを厚くせざるを得なくユーザ
からあまり好まれていない。

したがって、ＤＡＣ樹脂レンズよりもＮＤが１゜５６〜
１．６４と比較的屈折率が高いプラスチックレンズとし
てポリウレタンレンズが知られている。　そして、この
ポリウレタンレンズの製造方法として例えば、特ｆｍｌ
ｌｌ１６０−２１７２２９号公報においては、ポリイソ
シアネートとＳ原子含有ポリオールとを同時に混合し、
均一に撹拌して注型重合を行ない、ポリウレタンレンズ
を得る方法が提案されている。　また特開昭６０−１９
９０１６号公報においては、ポリイソシアネートとポリ
オールの水ｍ基の全てをメルカプト基に置換したポリチ
オールとを同時に混合し、均一に撹拌して注型重含を行
ないポリウレタンレンズを得る方法が提案されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、特開昭６０−２１７２２９号公報及び特
開昭６０−１９９０１６号公報に提案されている方法に
よって得られるポリウレタンレンズは、一般にオレフィ
ン基のラジカル重合型の樹脂、例えば、ＤＡＣ樹脂に比
べて耐熱性が劣るため、通常６０〜９０℃程度の熱加工
を必要とする、レンズの染色や表面コートなどの後加工
の際に変形が起こりやすく、熱加工温度を低く保たなけ
ればならない欠点がある。

従って本発明の目的は、染色や表面コートなどの後加工
における熱的条件選択の自由度を高めるため、ポリイソ
シアネートとポリオール（０１１基の１以上をＳＨ基に
置換したものを含む。以下同様。）よりなる種々のポリ
ウレタンレンズをそれぞれ相対的に耐熱性を向上させる
製造方法を提供することにある。

く課題を解決するための手段〉 このような状況に鑑み、本発明は、ポリイソシアネート
と、ポリオールとを含む単量体混合物をレンズ製造用成
形型内で注型重合させてポリウレタンレンズをＩｎする
方法において、下記の３つの工程を含むことを特徴とす
るポリウレタンレンズの製造方法にある。

（イ）　前記ポリオールと前記ポリオール１当齢に対し
て０．００１〜０．３当での割合でポリイソシアネート
とを反応させて反応生成物を得る第１工程。

（０）　前記反応生成物にポリイソシアネートを加え混
合液を得る第２工程。

（ハ）　前記混合液をレンズ製造用成形型内で注型重合
させてポリウレタンレンズを得る第３工程。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明においてポリウレタンレンズを製造するための単
量体として用いられるポリイソシアネートは、特に限定
はないが、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイ
ソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポ
リメリック型ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフ
チレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネ
ート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、リジン
ジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネ
ート、トリス（イソシアネートフェニル）チオフォスフ
ェート、トランスーシクロヘキサレン１．４−ジイソシ
アネート、Ｐ−フェニレンジイソシアネート、１．８−
ジイソシアネート−４−イソシアネートメチルオクタン
、リジンエステルトリイソシアネート、１．３．６−ヘ
キサメチレントリイソシアネート、ビシクロペプタント
リイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等のポ
リイソシアネート化合物及びそれらの化合物の、アロフ
ァネート変性体、ビユレット変性体、イソシアヌレート
変性体、ポリオール又は、ポリチオールとのアダクト変
性体等が挙げられ、単独又は２種以上の混合物としても
よい。　その他２以上の官能基を有するイソシアネート
化合物を用いることができ、さらに、芳香族イソシアネ
ート化合物（官能基は２以上）にＣ１又は８ｒ等のハロ
ゲン原子を導入してもよい。

特に好ましいイソシアネート化合物としては、キシリレ
ンジイソシアネート、イソホロンジインシアネート、ヘ
キサメチレンジイソシアネートで代表される無黄変型イ
ソシアネート化合物が挙げられる。

本発明において、ポリウレタンレンズ製造のためにポリ
イソシアネートとの反応に供せられるポリオールも特に
限定されるものではない。　例えば、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、グ
リセ０ブタンジオール、グリセロール、ベンタンジオー
ル、ペンタントリオール、ヘキサンジオール、ヘキサン
ジオール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサント
リオール等が挙げられるが、これらのポリオールの水酸
基の一部またはべてをメルカプト基に置き換えたものが
、注型重合における反応性及びレンズ用樹脂としての屈
折率の点から好んで用いられ、ペンタエリスリトールテ
トラキス３−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ルコネート等のペンタＪリス
リトールの誘導体が特に好ましい。　これらのポリオー
ルは当然のことながら単独または２１１以上の混合物と
して使用することも可能である。

次に前記ポリオールと前記ポリオール１当量に対して０
．００１〜０．３当ωの割合でポリイソシアネートとを
反応させて反応生成物を得る第１工程について説明する
。

ポリイソシアネートの量は０．３当船の割合を越えると
耐熱性向上効果が少なくまた光学歪も生じやすくなり、
一方、０．００１’Ｊｆｆｌの割合未満の場合は耐熱性
向上効果がほとんどなくなるので好ましくない。

この反応は、使用したポリイソシアネートの残量が１　
Ｏｆ！ｔ１１％以下となるまで行なうことが望ましい。

　使用したポリイソシアネートの残ｍが１０重量％を越
えると耐熱性向上効果が少なくなり好ましくない。

本反応の条件は通常のウレタン生成反応と特に異なるこ
とはな（、反応温度は、使用するモノマーの種類等によ
って異なるが、−船釣には一２０℃〜１５０℃で０．５
〜７２時間撹拌下に実施される。　反応温度が１５０℃
を越えると、得られたレンズが着色したり、光学歪や不
均質が生じやすいため好ましくない。

また第１工程において公知の添加剤を必要に応じ添加す
ることができる。　例えば光安定剤、紫外線吸収剤、酸
化防止剤、重合触媒、消泡剤などが挙げられる。

さらに前記反応生成物にポリイソシアネートを加え混合
液を得る第２工程について説明する。

第２工程で混合するポリイソシアネートの市は、第１工
程で使用されたポリイソシアネートの量を含めた合同に
て、ポリイソシアネートとポリオールの当量比が０．５
〜３．０の範囲内にある岳が好ましい。　使用するポリ
イソシアネートとポリオールの当量比が０．５未満ある
いは３．０を越えると、本発明の目的である耐熱性のみ
ならず光学歪の点で良好な特性を有するレンズを得にく
くなり好ましくない。

また添加剤を必要に応じ、混合液中に添加することがで
きる。　例えば、光安定剤、紫外線吸収剤９Ｍ化防止剤
９重合触媒、離型剤、消泡剤などが挙げられる。

第２工程で用いるポリシアネートは、第１工程で用いる
同じポリイソシアネートを用いても、また異なるポリイ
ソシアネートを用いてもよい。

さらに前記混合液をレンズ製造用成型内で注型重合させ
てポリウレタンレンズを得る第３工程について説明する
。

注型重合における重合温度としては、初期温度は５〜４
０℃の範囲が好ましく１０〜７０時間をかけ１００〜１
３０℃に昇温すると良い。　初期温度が５℃より低いと
不必要に重合時間が長くなり、又初ＩＩ！Ｊ温度が４０
℃より高いと得られたレンズは光学的に不均質になりや
りい。　さらに最終温度が１００℃未満であると未反応
物が残りやすく重合度も低くなり、屈折率、表面硬度な
どの諸物性が低下し、最終温度が１３０℃を越えると得
られたレンズが黄変する。

またレンズ製造用成形型は、ガラス製のモールド、金属
性のモールド及びセラミック類のモールドと、テフロン
製のガスケットとの組み合わせたものが挙げられる。

得られたポリウレタンレンズに対しては染色、研磨なら
びに耐摩耗性を有する、シリコン含有又アクリル系薄膜
や無機又は有機物質による反射防止膜を施すことができ
、さらに防曇処理、撥水溌油処理を施しても良い。

〈実施例〉 以下、本願発明を実施例により具体的に説明する。　実
施例で得られたレンズ用樹脂の屈折率、アツベ数、耐衝
撃性、光学歪、耐熱性は次の方法に依って行なった。

屈折率、アツベ数：エルマ光学（株）ｔＪアツベ屈折計
により測定した。

耐衝撃性：米国ＦＤＡの眼鏡レンズに関する安全基準を
満足したものを良好とし、そうでないものを不良とした
。

光学歪：歪計によって評価した。

耐熱性：理学電気（株）ＴＭＡ８１４０を用いて厚さ３
．Ｑｍｍに切削加工した試験片を押し込み法（ビン径Ｑ
、５ｍｍ、荷重１０ｇ）にて、毎分１０℃で昇温し、熱
変形開始温度を測定した。

実施例１ ［第１工程］ ｍ−キシレンジイソシアネート（ｍ−ＸＤＩ）１１．８
重Ｍ部に重合触媒としてジブチルデンジラウレート（Ｄ
ＢＴＬ）　　０．１重量部を溶解した溶液にペンタエリ
スリトールテトラキス３−メルカプトプロピオネート（
ＰＥＴＭＰ）　　１２２゜０重量部（ポリオールとポリ
イソシアネートの当量比は０．１２６となる。）を加え
均一に溶解した後、８０℃で２４時間加熱して、ｍ−ｘ
ｏ　ＩとＰＥＴＭＰとを反応させ反応生成物を得た。　
この得られた反応生成物の赤外吸収スペクトルを測定し
たところｍ−ＸＤ　Ｉのイソシアネート基に基づく吸収
はまったく検出されなかった。

［第２工程］ 第１工程で得られた反応生成物を２０℃に冷却して、ｍ
−ＸＤ　Ｉを、９１．６重ｆｉｔ部加え、均一になるま
で十分撹拌を行ない反応生成物とｍ−ＸＤＩとの混合液
（ｍ−ＸＤ　ＩとＰＥＴＭＰとの当ｍ比は１．１０とな
る。）を得た。

［第３工程］ 第２工程で得た混合液の撹拌を停止し、静止状態で鋭泡
した後、シリコン系離型剤処理を施したガラス製モール
ドとテフロン製ガスケットよりなるレンズ製造用成形型
中に混合液を注入し、初期温１１２５℃で５時間保持し
、４０℃で５時間、６０℃で７時間、８０℃で３時間及
び１２０℃で２時間と順次昇温保持して重合してポリウ
レタンレンズを得た。　得られたポリウレタンレンズＮ
Ｏは１．５９２、ν０は３６、耐熱性を示す熱変形開始
温度は９５．５℃で、光学歪がなく、耐衝撃性も良好で
あった。

実施例２−６ 実施例１と製造条件を同様にして表−１の各組成でレン
ズを作成し、その結果を表−１に示した。

比較例１ ポリオールとポリイソシアネートとをあらかじめ反応さ
せずに、ポリオールとポリイソシアネートとを一度に混
合し、均一に撹拌して注型重合を行なって得たポリウレ
タンレンズの諸物性を調べた。　比較例１において用い
るｍ−ＸＤＩｆｆｌ、ＰＥＴＭＰｆｆｉは実施例２の第
２工程までで用いる口と同じにして、実施例２で得たポ
リウレタンレンズとの物性を比較した。

まず、ｍ−ＸＤＩ　　１０３．４重ω部に：ＤＢＴＬＯ
，ｉｍｔｉｍを溶ｓ　ｔ、　ＦＣ溶液ニ、Ｐ　Ｅ　Ｔ　
Ｍ　１）１２２．０重ｆｌｉ部（ポリオールどポリイン
シアネートとの当量比は、実施例２の第２工程での当量
比と同様の１．１０となる。）を加え均一に溶解し、以
後実施例１の第３工程と同条件でポリウレタンレンズを
得た。　得られたレンズのν０は３６で光学歪がなく耐
衝撃性も良好であったが、熱変形開始温度８５．８℃で
実施例２における熱変形開始温度９２．４℃に比べ劣る
ものであった。

比較例２ 比較例１に同様に、ポリオールとポリイソシアネートと
をあらかじめ反応させずに、ポリオールとポリイソシア
ネートとを一度に混合し、均一に撹拌して、注型重合を
行なって得たポリウレタンレンズの諸物性を調べた。　
比較例２において用いるｍ−ＸＤＩｆｆｉ、　トリレン
ジイソシアネート（ＴＤＩ）量、ＰＥＴＭＰｆｆｉは実
施例４の第２工程までで用いると同じにして、実施例４
で得たポリウレタンレンズとの物性を比較した。

まず、ｍ−ＸＤＩ　　８７．０重置部と、ＴＯｌｌｏ、
９重量部に（ポリオールとポリイソシアネートとの当量
比は、実施例４の第２工程での当は比と同様の１．０５
となる。）、ＤＢＴＬ　　０゜１重量部を加え均一に溶
解して、以後実施例１の第３工程と同条件でポリウレタ
ンレンズを得た。

得られたレンズのＮＯは１，６００、ν０は３３で光学
歪がなく耐［Ｉ撃性も良好であったが、熱変形開始温度
は９０．２℃で実施例４における熱変形開始温度９９．
４℃に比べ劣るものであった。

比較例３ 本発明の第１工程における、ポリオールとポリイソシア
ネートとの当か比が０．３を越える条件にてポリウレタ
ンレンズを作成し諸物性を調べた。

［第１工程］ ｍ＝ＸＤＩ　　３２．９重置部に、Ｐ　Ｅ　１’　Ｍ　
Ｐｌ　２２．０ｍ１ｍ　（ポリオールとポリイソシアネ
ートとの当量比は０．３５０となる。）を加え均一に溶
解した後、８０℃で２４時間加熱して、ｍ−ＸＤＩとＰ
ＥＴＭＰとを反応させ反応生成物を赤外吸収スペクトル
にて測定したところ、ｍ−ＸＤＩのイソシアネート基に
基づく吸収はまったく検出されなかった。

［第２工程］ 第１工程で得られた反応生成物を２０℃に冷却して、ｍ
−ＸＤ　Ｉを７０．５重量部加え、均一になるまで十分
撹拌を行ない反応生成物とｍ−ＸＤＩとの混合液（ポリ
オールとポリイソシアネートとの当量比は１．１０とな
る。）を得た。

（第３１程１ 第２工程で得た混合液を実施例１の第３工程と同条件で
ポリウレタンレンズを得た。

得られたレンズのＮＤは１．５９２、νＯは３６、熱変
形開始温度は９０．３℃であり、かつ耐ＩＩ撃性は良好
であったが、眼鏡レンズ、カメラレンズ等に使用できな
いほどの悪い光学歪が見られた。

比較例４ 本発明の第１工程における、ポリオールとポリイソシア
ネートとの当量比が０．００１未満の条件にて、ポリウ
レタンレンズを作成し諸物性を調べた。

［第１工程］ ｍ−ＸＤＩ　　０．２ｆｆｉｆｆｉ部にＤＢＴＬ　　Ｏ
，ＩＥｌ　ｆＲ部添加シｔ−％、ＰＥＴＭＰ　　３６６
、Ｏ＠ｆｆｉ部（ポリオールとポリイソシアネートとの
当量比は０．０００７となる。）を加え均一に溶解した
後、８０℃で２４時間加熱し反応生成物を得た。

この得られた反応生成物の赤外吸収スペクトルを測定し
たところｍ−Ｘｒ）Ｉのイソシアネート基に基づく吸収
はまったく検出されなかった。

［第２工程］ 第１工程で得られた反応生成物を２０℃に冷却して、ｍ
−ＸＤＩを３１０．０Ｉｆｌｆ５を部加え、均一になる
まで十分撹拌を行ない反応生成物とｍ−ＸＤＩとの混合
液（ポリオールとポリイソシアネートとの当ｍ比は１．
１０となる。）を得た。

［第３工程］ 第２工程で得た混合液を実施例１の第３工程と同条件で
ポリウレタンレンズを得た。　得られたレンズのＮＯは
１，５９２．νＤは３６で光学歪は見られず良好であっ
たが、熱変形開始温度は８６．０℃と比較例１で得られ
たレンズと同程度の耐熱性を有するレンズであった。

（以下余白） （注）表−１において略号で示す化合物はつぎの通りで
ある。

ｍ−ＸＤＩ　　ｍ−キシレンジイソシアネートＰＥＴＭ
Ｐ　　ペンタエリスリトールデトラキスメルカブトプロ
ビオネート ＴＤＩ　　　　ｔ−リレンジイソシアネート以上、上記
の３つの工程を含むポリウレタンレンズの製造方法によ
り、種々のポリウレタンレンズをそれぞれ相対的に耐熱
性を向上させ、染色や表面コートなどの後加工における
熱的条件選択の自由度を高めることが可能になった。

〈発明の効果〉 ポリイソシアネートと、ポリオールとを含む単聞体混合
物をレンズ製造用成形型内で注型重合させてポリウレタ
ンレンズを製造する方法において、（イ）　　前記ポリ
オールと、前記ポリオール１当聞に対してｏ、ｏｏｉ当
儂〜０．３当損の割合でポリイソシアネートとを反応さ
せて反応生成物を得る第１工程。

（ロ）　　前記反応生成物にポリイソシアネートを加え
混合液を得る第２工程。

（ハ）　　前記混合液をレンズ製造用成形型内で注型重
合させてポリウレタンレンズを得る第３工程。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリイソシアネートと、ポリオール （ＯＨ基の１以上をＳＨ基に置換したものを含む。 ）とを含む単量体混合物をレンズ製造用成形用型内で注
   型重合させてポリウレタンレンズを製造する方法におい
   て、下記の３つの工程を含むことを特徴とするポリウレ
   タンレンズの製造方法。 （イ）前記ポリオールと、前記ポリオール１当量に対し
   て０．００１当量〜０．３当量の割合でポリイソシアネ
   ートとを反応させて反応生成物を得る第１工程。 （ロ）前記反応生成物にポリイソシアネートを加え混合
   液を得る第２工程。 （ハ）前記混合液をレンズ製造用成形型内で注型重合さ
   せてポリウレタンレンズを得る第３工程。