JPH10330442A - レンズ用樹脂組成物及びその硬化物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高屈折率で、耐熱性、耐衝撃性、染色性、低吸
水性、面精度等に優れかつ高弾性率を有するレンズ用樹
脂組成物及びその硬化物を提供する。 【解決手段】エポキシ（メタ）アクリレート（Ａ）とウ
レタン（メタ）クアリレート（Ｂ）と特定のモノビニル
化合物、（Ｃ）所望により（Ａ）〜（Ｃ）成分以外のエ
チレン性不飽和基含有化合物（Ｄ）を含有することを特
徴とするレンズ用樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐熱性、耐衝撃
性、染色性、低吸水性、成形性、面精度に優れ、かつ高
弾性率を有するプラスチックレンズの製造に有用な組成
物に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチックレンズは成形が容易なこ
と、軽いことなどの特徴を生かし、光学製品に広く用い
られている。なかでも眼鏡レンズとして用いられる透明
プラスチックは耐熱性，耐薬品性が要求されるため、ポ
リメチルメタクリレート、ポリスチレン等の熱可塑性プ
ラスチックではなくポリジエチレングリコールビスアリ
ルカーボネート（ＰＰＧ社商標ＣＲ−３９）等の熱硬化
性プラスチックが使用されてきた。

【０００３】しかし、近年、プラスチックレンズの高屈
折率化、低比重化、高生産性の要求から、ポリジエチレ
ングリコールビスアリルカーボネートに代わる各種のモ
ノマー、オリゴマーから製造されたプラスチックレンズ
が提案されてきた。

【０００４】プラスチックレンズに要求される性能とし
て重要なものには、耐熱性、耐衝撃性、染色性、低吸水
性、成形物の面精度等がある。従来、耐衝撃性、染色性
を向上させる成分として、エーテル結合、ウレタン結
合、エステル結合、カーボネート結合等の弾力性に富む
構造を有するモノマー、オリゴマーが用いられてきた。
これら結合を有するモノマー、オリゴマーの含有量を多
くするに比例して硬化して得られるプラスチックレンズ
の耐衝撃性、染色性は向上する。

【０００５】しかしながら、耐衝撃性および染色性の向
上させるエーテル結合、ウレタン結合等を増すほど、硬
化して得られるレンズの弾性率が低下するといった問題
があった。

【０００６】近年、眼鏡レンズ材料は、レンズ厚みを薄
く設計する必要性からさらなる高弾性率化が要求されて
おり、屈折率、耐衝撃性、耐熱性、染色性、面精度等の
諸性能に加え高弾性率を達成する必要がある。一般的に
弾性率は架橋密度を上げることにより高くすることがで
きるが、耐衝撃性、染色性が低下してしまう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、高屈折
率で高弾性率、耐衝撃性、耐熱性、染色性、面精度等の
諸性能に優れたレンズ用樹脂組成物を創製すべく鋭意検
討した。

【０００８】

【課題を解決するための手段】その結果本発明に到っ
た。すなわち、本発明は、エポキシ（メタ）アクリレー
ト（Ａ）とウレタン（メタ）アクリレート（Ｂ）と一般
式（１）又は（２）に示されるモノビニル化合物（Ｃ）

【０００９】

【化３】

【００１０】

【化４】

【００１１】（式（１）及び（２）中、ＸはＣｌ、Ｂｒ
またはＩを表わし、ｌは０〜４の整数を表わしｍは０〜
３の整数を表す。）と（Ａ）〜（Ｃ）成分以外のエチレ
ン性不飽和基含有化合物（Ｄ）を含有することを特徴と
する樹脂組成物、レンズ用樹脂組成物及びその硬化物に
関する。

【００１２】本発明の樹脂組成物において第１成分であ
る（メタ）アクリロイルオキシ基を１個以上有するエポ
キシ（メタ）アクリレート（Ａ）は公知の化合物であっ
て、例えば分子内に１個以上のグリシジル基を有するエ
ポキシ化合物と（メタ）アクリル酸との反応によって得
られる化合物が挙げられる。この第１成分（Ａ）は、弾
性率、耐熱性、屈折率を硬化して得られるレンズに付与
する成分である。第１成分（Ａ）を得るための前述のエ
ポキシ化合物の具体例としては、例えば、１，６−ヘキ
サンジオールジグリシジルエーテル、エチレングリコー
ルジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリ
シジルエーテル、トリエチレングリコールジグリシジル
エーテル、テトラエチレングリコールジグリシジルエー
テル、ノナエチレングリコールジグリシジルエーテル、
プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ジプロピ
レングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレン
グリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコ
ールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパント
リグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエー
テル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテ
ル、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート
のトリグリシジルエーテル等の脂肪族エポキシ化合物、
ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノー
ルＦジグリシジルエーテル、ビスフェノールＳジグリシ
ジルエーテル、テトラブロモビスフェノールＡジグリシ
ジルエーテル、クレゾールノボラックグリシジルエーテ
ル等の芳香族エポキシ化合物などがある。エポキシ化合
物と（メタ）アクリル酸との反応は、例えば、両者を混
合し触媒としてトリエチルアミン等の３級アミンまたは
ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド等の４級ア
ンモニウム塩を加え、通常６０〜１１０℃に加熱するこ
とにより行われる。

【００１３】エポキシ（メタ）アクリレート（Ａ）とし
ては、例えば、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル
のアクリル酸エステル、テトラブロモビスフェノールＡ
ジグリシジルエーテルのアクリル酸エステル、ジエチレ
ングリコールジグリシジルエーテルのアクリル酸エステ
ル、ビスフェノールＳジグリシジルエーテルのアクリル
酸エステル等が無色透明性、染色性、耐熱性等の点で好
ましいものとして挙げることができる。

【００１４】本発明の第２成分であるウレタン（メタ）
アクリレートは公知の化合物であって例えば、ヒドロキ
シ基を含有する（メタ）アクリレート化合物と分子内に
２個以上のイソシアネート基を有する芳香族、脂環族、
脂肪族ポリイソシアネート化合物との反応によって得ら
れる化合物が挙げられる。この第２成分（Ｂ）は、硬化
して得られるレンズに耐衝撃性を低下させることなしに
高弾性率を付与する成分である。

【００１５】分子内に２個以上のイソシアネート基を有
する芳香族、脂環族、脂肪族ポリイソシアネート化合物
の具体例としては、例えばシクロヘキサンジイソシアネ
ート、イソホロンジイソシアネート、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、４，４′−ジ
フェニルメタンジイソシアネート、１，３−ビス（α，
α−ジメチルジイソシアネートメチル）ベンゼン、ｍ−
フェニレンジイソシアネート、メチレンビス（４−シク
ロヘキシルイソシアネート）、ナフタレンジイソシアネ
ート、ビフェニルジイソシアネート、トリメチルヘキサ
メチレンジイソシアネート等が挙げられる。これらイソ
シアネート類とアミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシル
基等の活性水素を少なくとも２個有する化合物との反応
により得られる分子内に少なくとも２個のイソシアネー
ト基を有する化合物あるいは前記ジイソシアネート化合
物類の３〜５量体等も用いることができる。

【００１６】耐熱性と弾性率の点から考慮して、芳香
族、脂環族骨格を有するポリイソシアネートが好まし
い。またさらに耐候性の点から、イソホロンジイソシア
ネート、メチレンビス（４−シクロヘキシルイソシアネ
ート）等の脂環族骨格を有するポリイソシアネートが特
に好ましい。

【００１７】ポリイソシアネート化合物と反応させるヒ
ドロキシ基含有（メタ）アクリレート化合物の具体例と
しては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、
２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒ
ドロキシブチル（メタ）アクリレート等のヒドロキシ基
含有（メタ）アクリレート、ブチルグリシジルエーテ
ル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、フェニル
グリシジルエーテル、グリシジル（メタ）アクリレート
等のモノエポキシ化合物と（メタ）アクリル酸との付加
反応物：ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリ
コール等のジオール化合物のモノ（メタ）アクリル酸エ
ステル；ポリカプロラクトンジオール（ｎ＝１〜５）の
モノ（メタ）アクリル酸エステル等が挙げられる。

【００１８】好ましいヒドロキシ基含有（メタ）アクリ
レート化合物としては、２−ヒドロキシエチル（メタ）
アクリレート、ジエチレングリコールモノ（メタ）アク
リレート、トリエチレングリコールモノ（メタ）アクリ
レート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレー
ト、ジプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレー
ト、トリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレー
ト、１，４−ブタンジオールモノ（メタ）アクリレー
ト、ジブチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、
トリブチレングリコールモノ（メタ）アクリレート等を
挙げることができる。

【００１９】ポリイソシアネート化合物とヒドロキシ基
含有（メタ）アクリレート化合物との付加反応は公知の
方法、例えばポリイソシアネート化合物の存在下にヒド
ロキシ基含有（メタ）アクリレート化合物と触媒（例え
ばジラウリン酸ジｎ−ブチル錫）との混合物を通常５０
〜９０℃の条件下で反応させることにより製造できる。

【００２０】本発明の組成物の第３成分である一般式
（１）又は（２）で示されるモノビニル化合物（Ｃ）具
体例としては、例えば、１−ビニルナフタレン、２−ビ
ニルナフタレン、２−ビニル−７−ブロモナフタレン、
４−ビニルジフェニル、３−ビニルジフェニル、２−ビ
ニルジフェニル、等を挙げることができる。

【００２１】これら、第３成分は、硬化して得られるレ
ンズ硬化物に、高屈折率、耐熱性、表面硬度、レンズの
面精度、無色透明性等の諸物性、あるいは該組成物に低
粘度化を付与し、作業性を向上させる成分である。

【００２２】本発明の組成物の第４成分である（Ａ）〜
（Ｃ）成分以外のエチレン性不飽和基含有化合物（Ｄ）
は、レンズ硬化物の諸物性の向上と該組成物に低粘度化
を付与し、作業性を向上させる成分である。具体例とし
ては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）ア
クリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メ
タ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸ｉ−ブ
チル、（メタ）アクリル酸ｔ−ブチル、（メタ）アクリ
ル酸ペンチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシ
ル、（メタ）アクリル酸ｎ−ヘキシル、２−ヒドロキシ
エチル（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、フェノキシエ
チル（メタ）アクリレート、フェノキシ−３−メチルエ
チル（メタ）アクリレート、３−フェノキシ−２−ヒド
ロキシプロピル（メタ）アクリレート、フェノキシエチ
ルオキシエチル（メタ）アクリレート、２−フェニルフ
ェニル（メタ）アクリレート、２−フェニルフェノキシ
エチル（メタ）アクリレート、３−（２−フェニルフェ
ノシキ）−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレー
ト、２，４，６−トリブロモフェニル（メタ）アクリレ
ート、２，４，６−トリブロモフェニルオキシエチル
（メタ）アクリレート、２，４，６−トリブロモベンジ
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、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリ
レート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレー
ト、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレー
ト、ポリテトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレ
ート、トリメチロールプロパンポリエトキシトリ（メ
タ）アクリレート、ビスフェノールＡポリエトキシジ
（メタ）アクリレート、テトラブロモビスフェノールＡ
ポリエトキシジ（メタ）アクリレート、ジビニルベンゼ
ン、スチレン、ビニルトルエン等を挙げることができ
る。

【００２３】本発明の組成物における（Ａ）〜（Ｄ）成
分の配合割合は、通常（Ａ）〜（Ｄ）成分の合計量を１
００重量部としたとき、（Ａ）２０〜８０重量部、
（Ｂ）５〜６０重量部、（Ｃ）５〜４０重量部、（Ｄ）
０〜６０重量部である。

【００２４】更に、本発明の組成物には、必要に応じ
て、酸化防止剤、黄変防止剤、紫外線吸収剤、ブルーイ
ング剤、顔料等の各種の添加剤を本発明の効果を損なわ
ない範囲内で配合してもよい。

【００２５】本発明のレンズ用樹脂組成物は（Ａ）〜
（Ｄ）成分を常法により混合攪拌し、さらに必要に応じ
て各種添加剤を配合して製造することができる。

【００２６】本発明のレンズ用組成物の硬化に際しては
重合開始剤を用いることができる。重合開始剤として
は、例えば過酸化ベンゾイル、ジイソプロピルパーオキ
シジカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレー
ト、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート
等の有機過酸化物；２，２′−アゾビスイソブチロニト
リル、２，２′−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニ
トリル）等のアゾ化合物；２−ヒドロキシ−２−メチル
−１−フェニルプロパン−１−オン、ヒドロキシシクロ
ヘキシルフェニルケトン、メチルフェニルグリオキシレ
ート、ベンゾフェノン、ジエトキシアセトフェノン、
２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、１
−フェニル−１，２−プロパン−ジオン−２−（ｏ−エ
トキシカルボニル）オキシム、２−メチル〔４−（メチ
ルチオ）フェニル〕−２−モルホリノ−１−プロパノ
ン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエー
テル、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソブ
チルエーテル、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフ
ェニルフォスフィンオキサイド、ベンゾイルジフェニル
フォスフィンオキサイド、２−メチルベンゾイルジフェ
ニルフォスフィンオキサイド、ベンゾイルジメトキシフ
ォスフィンオキサイド等の光重合開始剤等が挙げられ
る。これらは、１種もしくは２種以上の混合系で使用さ
れる。この重合開始剤の配合割合は、（Ａ）〜（Ｄ）成
分の合計１００重量部に対して、通常０．００５〜５重
量部である。

【００２７】本発明組成物の重合硬化方法は、例えば鏡
面研磨した二枚のガラス製モールドを対向させ、周囲を
ポリ塩化ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体等から
なるガスケットで囲んだ鋳型中に、重合開始剤を含む本
発明の組成物を注入し、その鋳型の片側もしくは両側か
ら活性エネルギー線を照射するか、あるいは加熱処理に
より実施される。また、照射と加熱の組合せであっても
よい。ここで、成型用モードルとしては、ガラスとガラ
ス、ガラスとプラスチック板、ガラスと金属、あるいは
これらの組み合わせがある。また、ガスケットとして
は、上記のような熱可塑性樹脂のほか、ポリエステル製
等の粘着性テープを用いてもよい。本発明の樹脂組成物
の硬化物は、眼鏡用レンズ、カメラ用レンズなどに使用
することができる。

【００２８】

【実施例】以下、実施例および比較例により、本発明を
更に詳しく説明する。 実施例１〜３、比較例１ 表１の配合組成にしたがって本発明のレンズ用樹脂組成
物を調製し、次いでこの組成物を鏡面仕上げした直径８
０ｍｍの２枚のガラスモールドで周囲をポリ塩化ビニル
製ガスケットで挟んだ内厚２ｍｍ及び４ｍｍの２種類の
プラスチック平板成形用鋳型、及びプラスチックレンズ
成型用鋳型（径７０ｍｍのレンズ成型用ガラス製モール
ド２枚でポリ塩化ビニル製ガスケットで挟んだ中心内厚
１．５ｍｍ）にそれぞれ該組成物を注入した。

【００２９】次いで、該組成物を注入した各成型用鋳型
に両面から、２ｋｗの高圧水銀灯により２０Ｊ／ｃｍ²
の紫外線照射をした後、各鋳型からプラスチックレンズ
及び平板を脱型し、１３０℃で２時間加熱してアニール
処理をそれぞれ行った。このようにして得られたプラス
チックレンズについて屈折率、可視光線透過率、飽和吸
水率、落球試験、弾性率、ロックウエル硬度、耐熱性、
面精度、注型作業性、染色性等の評価を行った。その結
果を表１に示した。

【００３０】評価方法 屈折率：厚さ２ｍｍのプラスチック平板を、アッベ屈折
率計により、５８９．３ｎｍのＤ線にして測定した。 可視光線透過率（％）：厚み２ｍｍの平板をＡＳＴＭＤ
１００３に従って測定した。 飽和吸収率（重量％）：厚み４ｍｍ、直径８０ｍｍの円
盤状平板を用い、７０℃で１００％の飽和水蒸気槽中に
３日間放置して重量増加を測定した。 落球試験：厚さ１．５ｍｍのレンズをＦＤＡ規格に従っ
て試験した。但し、鋼球を１２７ｃｍの高さから落下さ
せた際、プラスチックレンズが破壊しない鋼球の最大重
量で示した。 弾性率：厚さ４ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ８５ｍｍのプラ
スチックレンズ平板をＪＩＳ Ｋ７２０３に従って測定
した。 ロックウエル硬度：厚さ４ｍｍのプラスチック平板を用
いＪＩＳ Ｋ７２０２に従って測定した。 耐熱性：厚み２ｍｍのプラスチック平板を用い、ＴＭＡ
測定器により、荷重１０ｇでのＴｇ（℃）を測定した。 面精度：レンズ中心部の湾曲状態を肉眼により観察し、
下記ランクに分類した。 Ａ：全く湾曲がない Ｂ：やや湾曲している Ｃ：若干湾曲している Ｄ：湾曲している Ｅ：著しく湾曲している Ｆ：信用できない 注型作業性：鋳型へ組成物を注入する際の難易度を判定
した。 ○・・・・注入しやすい。 ×・・・・粘度が高く流動性が悪いため注入しにくい。 染色性：セイコープラスチックダイヤコート染色剤を１
ｌの蒸留水に分散させた液を用いて、厚さ２ｍｍのプラ
スチック平板を９０℃で１０分間染色し、可視光線透過
率％の数値を測定した。

【００３１】

【表１】 表１ 実施例 比較例 １ ２ ３ １ ○組成 ビスフェノ−ルＡジグリシジルエ−テル とメタクリル酸の反応物であるエポキシ ジメタクリレート； ４０ ４５ テトラブロモビスフェノールＡジグリシ ジルエーテルとアクリル酸の反応物であ るエポキシジアクリレート； ３０ イソホロンジイソシアネートと２−ヒド ロキシプロピルメタクリレートの反応物 であるウレタンジメタクリレート； １５ メチレンビス（４−シクロヘキシルイソ シアネート）と２−ヒドロキシエチルメ タクリレートの反応物であるウレタンジ メタクリレート； １５ キシリレンジイソシアネートと２−ヒド ロキシエチルメタクリレートの反応物で あるウレタンジメタクリレート １５ ２−ビニルナフタレン ２５ ２５ １０ ｏ−ビニルビフェニル １０ ノナブチレングリコールジメタクリレー ト ２０ ２０ ノナエチレングリコールジメタクリレー ト ３０ ２，４，６−トリメチルベンゾイルジフ ェニルホスフィンオキサイド 0.03 0.03 0.03 ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート 0.1 0.1 0.1 ジエチレングリコールビスアリルカー ボネート １００ ジイソプロピルパーオキシパーカーボ ネート ３ ○物性 可視光線透過率（％） ９２ ９１ ９０ ９２ 屈折率（２０℃） 1.552 1.559 1.561 1.499 飽和吸水率（％） 0.95 1.0 0.93 2.2 落球試験（ｇ） ２３ ２４ ２２ ２４ 弾性率（Kgf/mm²) ２６０ ２１０ ２６５ １４０ ロックウエル硬度（ＨＲＬ） １１３ １０５ １１４ １００ 耐熱性（℃） １２４ １１６ １１７ ８０ 面精度 Ａ Ａ Ａ ○ 注型作業性 ○ ○ ○ ○ 染色性（％） ５５ ５６ ５３ ２１

【００３２】注） ＊１ 比較例１は、４５℃で１
０時間、６０℃で３時間、８０℃で３時間、９５℃で６
時間保持して成形した後、鋳型よりプラスチックレンズ
及び平板を脱型し、１２０℃で１時間加熱アニール処理
したプラスチックレンズ及び平板を用いて評価を行っ
た。

【００３３】評価結果から明らかように、本発明のレン
ズ用組成物の硬化物は、高屈折率で、耐熱性、耐衝撃
性、染色性、低吸水性、面精度に優れ、かつ高弾性率を
有しいる。

【００３４】

【発明の効果】本発明のレンズ用組成物を用いることに
より、高屈折率で、耐熱性、耐衝撃性、染色性、低吸水
性、面精度に優れ、かつ高弾性率を有するレンズを容易
に製造することができる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エポキシ（メタ）アクリレート（Ａ）とウ
   レタン（メタ）アクリレート（Ｂ）と一般式（１）又は
   （２）で示されるモノビニル化合物（Ｃ） 【化１】 【化２】 （式（１）及び（２）中、ＸはＣｌ、ＢｒまたはＩを表
   わしｌは０〜４の整数を表わし、ｍは０〜３の整数を表
   す。）と所望により（Ａ）〜（Ｃ）成分以外のエチレン
   性不飽和基含有化合物（Ｄ）を含有することを特徴とす
   る樹脂組成物
2. 【請求項２】レンズ用樹脂組成物である請求項１の樹脂
   組成物
3. 【請求項３】請求項１記載の組成物の硬化物
4. 【請求項４】請求項３の硬化物を使用した眼鏡用レンズ