JPH02232601A - 高屈折率樹脂レンズ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高屈折率樹脂レンズ材料、更に詳しくは高い
屈折率を有し、しかも比重の小さい高屈折率樹脂レンズ
材料に関する。

〔従来の技術〕

一般に、視力矯正のために眼鏡レンズ右よびコンタクト
レンズが用いられているが、このうち眼鏡レンズとして
は、無機ガラスレンズの他に、軽量性、加工の容易性、
安定性、染色性等の有用な利点を有することから、合成
樹脂よりなるレンズが広く使用されている。

このような樹脂レンズには種々の特性が求められている
が、その中でも、屈折率が高いことおよび光の分散性が
低いことが基本的に重要である。

特に屈折率が高い樹脂レンズ材料によれば、所要の特性
を有するレンズの設計が容易であるだけでなく、レンズ
の周縁部の厚さ（いわゆるコバ厚》を実質的に小さくす
ることができ、同時に軽量化も達成されることから、き
わめて好ましいことである。

現在、眼鏡用レンズのための樹脂材料として最も普及し
ているものは、ポリジエチレングリコールビスアリルカ
ーボネートである。しかしながら、このレンズ材料は屈
折率が低く、温度２０℃における屈折率（ｎｆ　＞が１
，５０前後である。

このような事情から、高屈折率の樹脂レンズ材料として
適した重合体または共重合体の研究が多方面においてな
されており、一部では実用化されつつある。その代表的
な例としては、例えば特公昭５ｇ−１４４４９号公報に
より、核ハロゲン置換芳香環がアルヰレングリコール基
を介してメタクロイルオキシ基またはアクロイルオキシ
基に結合したジメタクリレートまたはジアクリレート共
重合体が提案されている。

しかしながら、従来知られている樹脂レンズ材料として
の重合体は、高い屈折率を実現するために、臭素原子を
中心とするノ）ロゲン原子を多量に含有するものとされ
ており、このために当該重合体の比重が相当に大きくな
ってしまい、この結果、樹脂レンズ材料の最大の特長と
いうべき軽量性が損なわれ、結局、屈折率の大きい有利
性が大幅に減殺されたものとなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

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、高い屈折率を有していてしかも比重の小さい高屈
折率樹脂レンズ材料を提供することを目的とする。

〔課題を解決する手段〕

本発明の高屈折率樹脂レンズ材料は、下記の構造式（Ｉ
）または構造式（ＩＩ）で示されるスチレン誘導体１０
〜８０重量％および当該スチレン誘導体と共重合可能な
共重合性単量体２０〜９０重量％を重合して得られる共
重合体よりなることを特徴とする。

構造式（Ｉ） 構造式（ｎ） 《各式中、ＸおよびＹはフッ素原子以外の７％ロゲン原
子、メトキシ基またはメチルチオ基を示し、ｐおよびｑ
はＯ〜５の整数、ｎは１〜３の整数を示す。》 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、上記構造式（Ｉ）または構造式（ｎ
）で示される特定のスチレン誘導体と、当該スチレン誘
導体と共重合可能な共重合性単量体とを特定の範囲の比
率において重合させ、これによって得られる共重合体を
樹脂レンズ材料とする。

上記の特定のスチレン誘導体を得るための方法は特に制
限されるものではないが、一般的には、比較的安価なク
ロ口メチルスチレンとフェノール誘導体とを用い、脱塩
化水素または脱塩化ナトリウムを伴うカップリング反応
により、当該スチレン誘導体を有利に製造することがで
きる。この方法において原料とされるクロロメチルスチ
レンには３種の異性体があり、このうちメタ体またはパ
ラ体は入手し易いものであるが、勿論オルソ体であって
もよく、また単一の異性体よりなるものであっても、あ
るいは各異性体の混合物であってもよい。

本発明に用いられるスチレン誘導体は、上記構造式（Ｉ
）および構造式（ＩＩ）から明らかなように、スチレン
分子における芳香抜の１〜３個の水素原子が、１個また
は２個の芳香環を有する置換原子団によって置換された
化合物であり、当該置換原子団の１個または２個の芳審
理は置換基Ｘおよび／またはＹを育することができる。

このスチレン誘導体の置換原子団の芳香環における置換
基ＸおよびＹは、フッ素原子以外のハロゲン原子、すな
わち塩素原子、臭素原子若しくはヨウ素原子などのハロ
ゲン原子またはメトキシ基（−　０　Ｃ　Ｈ３）若しく
はメチルチオ基（−　Ｓ　Ｃ　Ｈｓ）である。これら置
換基の数ｐおよびｑはＯ〜５の整数とされるが、当該置
換基がハロゲン原子であってその数が多いスチレン誘導
体によれば、得られる共重合体が一層高い屈折率を有す
るものとなる。しかし同時に比重が増加するので、最終
的に得られるレンズの用途に応じてｐおよびｑの値を適
宜選定すればよい。特にｐの値が１〜３であるスチレン
誘導体は、得られる共重合体が屈折率と比重のバランス
が良好なものとなる点で、好ましいものである。

また、スチレン誘導体としては、１個または２個の芳香
環を有する置換原子団の数ｎの値が２または３である二
置換体または三置換体も本発明に有用である。

構造式（Ｉ）で示されるスチレン誘導体の具体例として
は、例えば０−フェノキシメチルスチレン、ｍ−フェノ
キシメチルスチレン、ｐ−フェノキシメチルスチレン，
３．４−ジフェノキシメチルスチレン、Ｏ−（２，４．
６−｝リブロモフエノキシメチル）スチレン、ｍ〜（２
，　４．　６−トリブロモフエノキシメチル）スチレン
、ｐ−（２．４．６−　｝　ＩＪブロモフエノキシメチ
ル》スチレン、３．４−ジ（２．４．６−トリフロモフ
エノキシメチル）スチレン、ｍ−（２−メチルチオフェ
ノキシメチル）スチレン，ｐ−（２−メトキシフエノキ
シメチル》　スチレンなどを挙げることができる。

構造式（Ｉｌ）で示されるスチレン誘導体の具体例とし
ては、例えばｍ−（４−フェニルフエノキシメチル》ス
チレン、ｐ−（４−７ェニルフエノキシメチル）スチレ
ン、３．４−ジ（４−７ェニルフエノキシメチル）スチ
レン、ｍ−（２−フェニルフエノキシメチル）スチレン
、ｐ−（２−フェニルフエノキシメチル）スチレン、３
．４−ジ《２−フェニルフエノキシメチル》スチレン、
ｍ−（４−（４−プロモフェニル）フェノキシメチル〕
スチレン、ｐ−（４−（４−プロモフェニル）フェノキ
シメチル〕スチレン、ｒｎ−（２−フェニルー４−ブロ
モフェノキシメチル）スチレン、ｐ−（２−フェニルー
４ープロモフエノキシメチル）スチレンなどを挙げるこ
とができる。

本発明において用いられるスチレン誘導体は、上記の例
示したものに限定されるものではない。

また、スチレン誘導体はその１種のみでなく２種以上を
用いることもできる。

以上のスチレン誘導体は、当該スチレン誘導体と共重合
可能な共重合性単量体と共重合される。

そして、この共重合性単量体の種類および割合を適宜選
定することにより、レンズに要求される諸性能を有する
共重合体を得ることが可能である。

しかし、辱られる共重合体を十分に高い屈折率を有する
ものとするために、この共重合性単量体として、それを
単独で重合させたときにｎＷが１．５３以上の高い屈折
率を有する重合体を与える１種または２種以上の単量体
化合物を用いることが゛好ましい。

上記共重合性単量体の具体例としては、次のものを挙げ
ることができる。

（Ｉ）アルキル（メタ）アクリレート類例えば、メチル
アクリレート、メチルメタクリレート、ナフチルアクリ
レート、ナフチルメタクリレート、フェニルアクリレー
ト、フエニルメタクリレート、トリメチロールブ゜ロパ
ントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタ
クリレート、エチレングリコールジアクリレート、エチ
レングリコールジメタクリレート、トリブロモフェニル
アクリレート、トリブロモフエニルメタクｌＪレ−｝、
２．２−ビス−（４−メタクリロキシエトキシ−３．５
−ジブロモフエニル）プロパン、２．２−ビス−（４−
メタクリロキシ−３．５−ジブロモフエニル）プロパン
、２．２−ビスー（４−アクリロキシ−３ｔ５−ジブロ
モフェニル）プロパン、２．２−ビス−（４−メタクリ
ロキシフエニル）プロパン、２．２−ビス−（４−アク
リロキシエトキシフエニル）プロパン、その他。

（２）芳香族ビニル化合物類 例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベン
ゼン、ビニルナフタレン、ｍ−ジイソプロペニルベンゼ
ン、２−インブロベニルナフタレン、その他。

（３）アリル化合物類 例えば、トリアリルイソシアヌレート、ジアリルフタレ
ート、その他。

以上に挙げたものは本発明において共重合性単量体とし
て用いられる単量体の例であり、これらのみに限定され
るものではない。

また、これらの共重合性単量体は、１種若しくは２種以
上を混合して用いることもきわめて有用である。そして
、本発明にふいて用いられるスチレン誘導体はその分子
中に重合性のエチレン性不飽和結合を１個しか有しない
化合物であるので、当該共重合性単量体として、重合性
のエチレン性不飽和結合を２個以上有する多官能性単量
体を用いると、当該多官能性単量体がいわゆる架橋剤と
して作用するために三次元網状構造が形成され、従って
得られる共重合体は耐溶剤性に優れたものとなる。

本発明にふいて、上記スチレン誘導体は、重合反応に供
される全単量体において１０〜８０重量％の範囲内の割
合となる量で使用される。このスチレン誘導体の割合が
１０重量％未滴の場合には、得られる共重合体が十分に
高い屈折率を有するものとならない。また、この割合が
８０重量％を越える場合には、得られる共重合体の耐溶
剤性が劣ったものとなる。そして、上記スチレン誘導体
は固体である場合が多いので、重合反応の容易さを考慮
すると、その使用割合は、全単量体の１３〜７５重量％
であることが特に好ましい。

一方、上記スチレン誘導体と共重合される共重合性単量
体の割合は、実際に用いる単量体の種類および得られる
共重合体に求める特性に応じて２０〜９０重量％、特に
好ましくは２５〜８７重量％の範囲において選定される
。

上記スチレン誘導体と共重合性単量体との重合は、通常
のラジカル重合開始剤を使用して行うことができる。重
合方式は通常のラジカル重合反応に使用されるものでよ
い。しかし、共重合性単量体が多官能性単量体である場
合には、得られる共重合体が架橋構造を有するものとな
るため、これを溶融乃至溶解させて処理することは事実
上不可能である。従って、この場合には、直接的に目的
とする形状の共重合体を得ることのできる注型重合法（
キャスト重合法）を利用するのが一般的に好ましい。

注型重合法による場合においては、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
割合の上記スチレン誘導体と共重合性単量体との単量体
混合物を、ラジカル重合開始剤および必要に応じて添加
される各種の添加剤と共に混合注入し、これを昇温させ
て重合させることにより、目的とする共重合体よりなる
成型物を得ることができる。また、別の容器を用いて単
量体混合物についてある程度の重合を行い、ここに得ら
れるブレボリマー乃至シロップをモールド内に注入して
重合を完結させるｔ［によって注型重合を行うこともで
きる。

以上において、単量体混合物および重合開始剤は、その
使用する全量を一時に混合してもよいし、段階的に反応
系に添加してもよい。

なお、上記添加剤としては、着色剤、紫外線吸収剤、抗
酸化剤、熱安定剤、その他のものが用いられる。

得られた共重合体については、完結していないかもしれ
ない重合を完結させる目的あるいは硬度を向上させる目
的で加熱し、あるいは注型重合によって発生した歪を除
去する目的でアニーリングを行うなどの後処理を行うこ
とができることはいうまでもない。

以上のようにして得られる成型された共重合体は、その
ままで目的とする樹脂レンズとして提供することもでき
るが、当該共重合体を更に切削、研磨することにより目
的とする樹脂レンズを得ることができる。更に必要に応
じて、成型物または共重合体に対して、染色、表面研暦
、帯電防止処理を行うことによってレンズとして要求さ
れる諸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光学材料になされる二次加工を
施すことも勿論可能である。

〔効果〕

本発明の高屈折率樹脂レンズ材料は、以上のように、構
造式（Ｉ）または構造式（■）で示される特定のスチレ
ン誘導体と、当該スチレン誘導体と共重合可能な共重合
性単量体とを特定の比率で重合させて得られる共重合体
よりなるものであるため、後述する実施例の説明からも
明らかなように、高い屈折率を有しながら比重の小さい
ものである。

〔実施例〕

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 下記構造式 で示されるｐ−（４−フェニルフエノキシメチル）スチ
レン３０重量部と、スチレン６０重量部と、ジビニルベ
ンゼンｌＯ重量部とを混合溶解させ、この単量体混合物
に重合開始剤としてラウロイルパーオキサイド１．０重
量部を添加したものを、ガラスよりなるモールド中に注
入し、６０℃で１５時間、８０℃で２時間、１００℃で
１時間と反応温度を変化させて重合を行い、これにより
、共重合体よりなる中心厚１，５ａ＋ｍ，　−ｔ．ｏｏ
ジオブターのレンズを作製した。このレンズは、殆ど無
色で良好な透明性を有するものであった。

このレンズは、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剤に全く不溶であり、十分な
架橋構造を有するものと認められた。

このレンズの共重合体について、２０℃における屈折率
およびアッペ数をアッペ屈折計により測定し、またその
比重を自動比重計「デンシメーターＤ−ＳＪ（東洋精機
Ｑ＠製）によって測定した。結果は次のとおりである。

屈折率　　１．６１３ アッペ数　　　２９．４ 比　　　重　　　　１．０８ 以上のことから、この樹脂レンズ材料は、高い屈折率を
有し、しかも非常に小さい比重を存するものであること
が明らかである。

比較例１ ２．２−ビス（４−メタクリ口キシエトキシ−３，５−
ジプロモフェニル）ブロバン３０重量部と、スチレン６
０重量部と、ジビニルベンゼン１０重量部とよりなる単
量体混合物を用いたほかは、実施例１と同様にして重合
を行ってレンズを作製した。

このレンズの共重合体について、実施例１と同様の測定
を行った。結果は次のとおりである。

屈折率 アッペ数 比　　重 実施例２ 下記構造式 １．　５９６ ３０．２ １．２１ で示されるｐ一（２．　４．　６−トリブロモフエノキ
シメチル》スチレン５０重量部と、スチレン４０重量部
と、ジビニルベンゼン１０重量部とを混合し、この単量
体混合物に重合開始剤としてラウロイルパーオキサイド
１．０重量部を添加したものを、ガラスよりなるモール
ド中にに注入し、５０℃で２時間、６０℃で１５時間、
８０℃で２時間、１００℃で１時間と反応温度を変化さ
せて重合を行い、これにより、共重合体よりなる中心厚
１．５＋ｎｍ，　−３．００ジオプターのレンズを作製
した。このレンズは、殆ど無色で良好な透明性を有する
ものであった。

このレンズは、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剤に全く不溶であり、十分な
架橋構造を有するものと認められた。

このレンズの共重合体について、実施例１と同様の測定
を行った。結果は次のとおりである。

屈折率　　１．６１９ アッペ数　　　３０．６ 比　　重　　　　１．３３ 比較例２ 実施例２のｐ一（２，４．６−｝リブロモフエノキシメ
チル）スチレン５０重量部の代わりにメタクリロキシ−
２．４．６−｝リブロモベンゼン５０重量部を用いたほ
かは実施例２と同様の組成の単量体混合物を得、これを
用いたほかは実施例１と同様にして重合を行ってレンズ
を作製した。

このレンズの共重合体について、実施例１と同様の測定
を行った。結果は次のとおりである。

屈折率　　１．　６０９ アツへ数　　　３０．０ 比　　　重　　　　１．４３ 実施例３ 下記構造式 で示されるｍ−（４−メチルチオフェノキシメチル）ス
チレンと、下記構造式 ル）スチレンとを３＝７の重量比で混合してなる混合単
量体２３．３重量部と、２．２−ビス（４−メタクリロ
ヰシエトヰシフェニル）プロパン３０ＭＭＢと、α−メ
チルスチレン３６．７重量部と、ジビニルベンゼン１０
重量部とを混合し、この単量体混合物を用いたほかは実
施例１と同様にして重合を行って中心厚１，５ａ＋ａ＋
，　−２．００ジオプターノレンスヲ作製した。このレ
ンズは、殆ど無色で良好な透明性を有するものであった
。

このレンズは、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剤に全く不溶であり、十分な
架橋構造を有するものと認められた。

このレンズの共重合体について、実施例１と同様の測定
を行った。結果は次のとふりである。

屈折率　　１．５９４ アフベ数　　　３４．２ 比　　重　　　　１．０７ で示されるｐ−（４−メチルチオフェノキシメチ実施例
４ 下記構造式 で示される　ｐ−（２−フェニル−４−プロモフエノキ
シメチル》スチレン４０重量部と、α−メチルスチレン
２０重量部と、ジアリルフタレート２５重量部と、ジビ
ニルベンゼン１５重量部とを均一に混合し、この単量体
混合物に重合開始剤としてインプロペニルパーオキシジ
カーボネート０．５重量部およびラウロイルパーオキサ
イド０．５重量部を添加したものを、ガラスよりなるモ
ールド中に注入し、５０℃で５時間、６０℃で１７時間
、８０℃で２時間、１００℃で１時間と反応温度を変化
させて重合を行って中心厚Ｉ．　５＋ｎｍ、−２．５０
ジオプターのレンズを作製した。このレンズは、殆ど無
色で良好な透明性を有するものであった。

このレンズは、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剤に全く不溶であり、十分な
架橋構造を有するものと認められた。

このレンズの共重合体について、実施例１と同様の測定
を行った。結果は次のとおりである。

屈折率　　１．６１５ アッペ数　　　３０．２ 比　　　重　　　　１。２４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）下記の構造式（ I ）または構造式（II）で示され
   るスチレン誘導体１０〜８０重量％および当該スチレン
   誘導体と共重合可能な共重合性単量体２０〜９０重量％
   を重合して得られる共重合体よりなることを特徴とする
   高屈折率樹脂レンズ材料。 構造式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼ 構造式（II） ▲数式、化学式、表等があります▼ （各式中、ＸおよびＹはフッ素原子以外のハロゲン原子
   、メトキシ基またはメチルチオ基を示し、ｐおよびｑは
   ０〜５の整数、ｎは１〜３の整数を示す。） ２）スチレン誘導体が、構造式（ I ）または構造式（
   II）におけるｐの値が１〜３の化合物である請求項１に
   記載の高屈折率樹脂レンズ材料。