JPS6042441B2 - プラスチツクレンズ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、表面硬度、耐用つかき性および耐熱性等にす
ぐれ、プラスチックレンズ基材に対して極めて強固に密
着した硬化塗膜を有するプラスチックレンズに関し、さ
らに詳しくは、プラスチックレンズ基材の表面に、ジア
リリデンペンタエリスリツトと１分子中に水酸基とアク
リロイル基またはメタクリロイル基を有する不飽和アル
コールとの反応生成物を主体として含む硬化塗膜を形成
させたことを特徴とするプラスチックレンズに関する。

一般に、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート
、ポリアリルジクリコールカーボネート等を素材とする
プラスチックレンズは、従来のガラスレンズに比較して
軽量であること、耐衝撃性にすぐれていること、製品の
製造を迅速に行いうること、および廉価であること等の
利点を有するところから、例えば眼鏡用、サングラス用
、カメラ用、望遠鏡用等のレンズとして広く利用されて
いる。しかし、従来開発されてきた前記プラスチックを
素材とするプラスチックレンズは、一般に表面硬度がガ
ラスレンズに比較して著しく低いため、他の物体との接
触や衝突、または他の物体による引つかき等の作用によ
つて表面が損傷を受け易く、従つて、製品の美観が損な
われるばかりでなく、光学特性が著しく低下する欠淑を
有する。このようなプラスチックレンズの欠点を改善す
るため、従来から種々な方法が提案されている。例えば
プラスチックレンズの表面に、シリコーン系またはメラ
ミン系の重合性モノマーまたはオリゴマ−を塗布し、次
いで硬化させてプラスチックレンズ表面に改良された表
面硬度を有する塗膜を形成する方法が知られている。し
かし、これらの方法によつて製造されたプラスチックレ
ンズは、一応その表面硬度は改良されるけれども充分満
足すべきものではないこと、塗膜とプラスチックレンズ
基材との密着性が劣るため、その界面に亀裂が生じ易く
て塗膜が剥離し易く、特に高温高湿においてはこの傾向
が著しいこと、および塗膜とプラスチックレンズ表面と
の界面における屈折率の差が大きいため、光線の透過率
が低下して光学的ひずみが生じ易いこと等の欠点を有す
る。本発明者らは、従来のプラスチックレンズが有する
欠点を改良すべく種々検討した結果、プラスチックレン
ズ基材の表面に、分子構造中にスピロアセタール構造を
有する特定の重合成オリゴマーを主体として含む硬化塗
膜を形成させてなるプラスチックレンズが、プラスチッ
クレンズ自体が本来有する透明性および耐衝撃性を低下
させず、表面硬度が高く、耐摩粍性、耐引つかき性、耐
熱性、耐薬品性および染色性等にすぐれ、しかもプラス
チックレンズ基材と塗膜との密着性が極めて良好である
ことを見出して本発明を完成した。

即ち、本発明は、プラスチックレンズ基材の表面にジア
リリデンペンタエリスリツトと１分子中に水酸基とアク
リロイル基またはメタクリロイル基とを有する不飽和ア
ルコールとの反応生成物を主体として含む硬化塗膜を形
成させたことを特徴とするプラスチックレンズに関する
。本発明において用いられるプラスチックレンズの基材
としては、例えばポリアリルジグリコールカーボネート
、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリ
スチレン、ポリ塩化ビニル、酢酸セルロース等があげら
れる。

本発明において用いられるプラスチックレンズ基材を製
造するには、例えばキャスティング法、モールディング
法（インジェクション法）またはブレス成形法等が用い
られる。

本発明において用いられるジアリリデンペンタエリスリ
ツトとは、下式で示されるものである。

ジアリリデンペンタエリスリツトとの反応相手となり得
る１分子中に水酸基とアクリロイル基またはメタクリロ
イル基を有する不飽和アルコールとしては、例えば２−
ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピ
ルアクリレート、１．６−ヘキサンジオールモノアクリ
レート、ネオペンチルグリコールモノアクリレート、グ
リセリンジアクリレート、トリメチロールプロパンジア
クリレート、ペンタエリスリツトトリアクリレート、２
−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプ
ロピルメタクリレート、グリセリンジメタクリレート、
トリメチロールプロパンジメタクリレート、ペンタエリ
スリツトトリメタクリレート等があげられ、１分子中に
１個の水酸基と１個以上のアクリロイル基またはメタク
リロイル基を有することが必要である。ジアリリデンペ
ンタエリスリツトと不飽和アルコールとの反応は、ジア
リリデンペンタエリスリツト１モルに対して、不飽和ア
ルコール１〜２．２モルを使用し、バラトルエンスルホ
ン酸やジエチル硫酸等の酸性触媒の存在下で行なわれる
。

かくして得られる反応生成物（以下、不飽和スピロアセ
タール系オリゴマーと略称する）は、１分子中に少なく
とも１個のアクリロイル基またはメタクリロイル基を有
し、その分子量は、３００〜１００へ好ましくは４００
〜６００であることが好ましい。分子量が３００以下で
は、硬化性が充分でなく一方、分子量が１０００以上で
は粘度が高すぎて作業性に劣るばかりでなく、硬化に長
時間を要するので好ましくない。次に代表的な例として
、ジアリリデンペンタエリスリツトと２−ヒドロキシエ
チルアクリレートとの反応で得られたものを記載すれば
、次記の式〔１〕または式〔■〕に示す通り、両末端に
アクリロイル基を有する式〔１〕または片末端にアクリ
ロイル基を有する式〔■〕をそれぞれ主成分とする不飽
和スピロアセタール系オリゴマーが得られる。

または、 これら式〔１〕または式〔■〕で表わされる不飽和スピ
ロアセタール系オリゴマーは、ジアリリデンペンタエリ
スリツトと不飽和アルコールとの反応比を変えることに
よつて容易に製造すること−ができ、例えば式〔１〕を
主成分とする不飽和スピロアセタール系オリゴマーを製
造する場合には、ジアリリデンペンタエリスリツト１モ
ルに対し、不飽和アルコール１．８〜２．２モルが好ま
しく、式〔■〕を主成分とする不飽和スピロアセタール
．系オリゴマーを製造する場合には、ジアリリデンペン
タエリスリツト１モルに対し、不飽和アルコール１．０
〜１．２モルが好ましい。

式〔１〕または式〔■〕で表わされる不飽和スピロアセ
タール系オリゴマーは、そのまま使用してもよく、また
は未反応の不飽和アルコール等の成分を除去して使用し
てもよい。式〔１〕または式〔■〕で表わされる不飽和
スピロアセタール系オリゴマーは、それぞれ単独に使用
してもよく、または混合して使用してもよい。

また、必要に応じては、これら不飽和スピロアセタール
系オリゴマーの半量以下をこれら不飽和スピロアセター
ル系オリゴマーと共重合可能な他の反応性モノマーまた
はオリゴマーで置き変えて使用してもよい。

共重合可能な他の反応性モノマーまたはオリゴマーとし
ては、不飽和スピロアセタール系オリゴマーと共重合可
能で、且つ均一に混合するものであればいずれでもよく
、例えばスチレン、メチルスチレン、エチルスチレン、
クロロスチレン等のスチレン系モノビニル芳香族化合物
：ビニルピリジン、２−メチルー５−ビニルピリジン、
ビニルピロリドン等の窒素複素環式化合物：ジビニルベ
ンザン、ジビニルトルエン、ジビニルナフタレン等の芳
香族ヂリビニル化合物；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、トリメチ
ロールプロパントリアクリレートペンタエリスリツトテ
トラアクリレート等の脂肪族ポリビニル化合物：アリル
ジグリコールカーボネートやメチルメタクリレート等の
プラスチックレンズの素材として使用されている反応性
モノマー、不飽和ポリエステルやエポキシアクリレート
等の反応性オリゴマー等があげられる。

これらのうちで、スチレン系モノビニル芳香族化合物、
窒素複素環式化合物、芳香族ポリビニル化合物および脂
肪族ポリビニル化合物の使用は、表面塗膜の染色性を向
上させる点で好ましく、またプラスチックレンズの素材
として使用されている反応性モノマーの使用は、プラス
チックレンズ基材ど塗膜の密着性を向上させる点で好ま
しい。これら共重合可能な反応性モノマーまたはオリゴ
マーは、単独または２種以上混合して使用してもよい。
さらに、本発明において用いられる不飽和スピロアセタ
ール系オリゴマーには、必要に応じて界面活性剤、シリ
コン樹脂等の防曇性化合物、およびその他の添加物を添
加することができる。

本発明において用いられる不飽和スピロアセタール系オ
リゴマーは、そのままでも充分使用し得るが、必要に応
じては、粘度調節の意味も含めて有機溶剤を添加しても
よい。有機溶剤としては、不飽和スピロアセタール系オ
リゴマー、このオリゴマーと共重合可能な反応性モノマ
ーまたはオリゴマー、およびその他の添加剤と均一に混
合し、且つプラスチックレンズ基材を浸さないものであ
ればいずれでもよく、例えばエステル類、ケトン類、脂
環式エーテル類等が使用される。有機溶剤の配合量は、
不飽和スピロアセタール系オリゴマー１０唾量部に対し
、１０唾量部以下である。有機溶剤の配合量が１０鍾量
部を越えると硬化性が損なわれるので好ましくない。本
発明を実施するに際しては、プラスチックレンズ基材の
表面に、不飽和スピロアセタール系オリゴマーを塗布す
る。

塗布方法としては、例えば浸漬方法、噴霧方法、フロー
コーター方法等の公知のいかなる方法が用いられてもよ
く、膜厚が１０〜３００Ｐ１好ましくは３０〜１２０ｐ
，になるように塗布する。膜厚が１０ｐ以下では、塗膜
の表面硬度が不充分である。一方、膜厚が３００ｐ以上
では、耐衝撃性、光学特性が低下するので好ましくない
。こうして不飽和スピロアセタール系オリゴマーを塗一
布したプラスチックレンズの塗布層を硬化するに際して
は、加熱、光照射、紫外線照射、放射線照射等の方法に
よつて硬化させる。この場合、不飽和スピロアセタール
系オリゴマーに対して、重合開始剤を添加しておくこと
が好ましく、必要に応じて、さらに重合促進剤、重合調
整剤、およびその他の添加剤を添加しておいてもよい。
重合開始剤としては、例えばベンゾイン、ベンゾインメ
チルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、アセ
トフェノン、ベンゾフェノン、アントラキノン等の光増
感剤；ベンゾフェノンと脂肪族アミンとの併用系、ベン
ゾイルパーオキシド、アゾビスイソブチロニトリル、メ
チルエチルケトンパーオキシド、ｔーブチルヒドロパー
オキシド、ジーｔーブチルパーオキシド、、ジクミルパ
ーオキシド等のラジカル発生剤があげられる。重合開始
剤の添加量は、不飽和スピロアセタール系オリゴマー１
０踵量部に対して、０．１〜１轍量部である。塗布層を
加熱、光照射、紫外線照射、放射線照射等によつて硬化
するに際しては、大気中または不活性ガス雰囲気下、例
えば窒素ガス、炭酸ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス
等の存在下のいずれで行なつてもよい。本発明の不飽和
スピロアセタール系オリゴマー中に、染料または顔料を
加えたものを用いるか、または硬化塗膜を形成した後染
色することによつて、着色したプラスチックレンズを製
造することができる。

本発明の不飽和スピロアセタール系オリゴマーを使用す
ることによる特徴は、硬化塗膜とプラスチックレンズ基
材との密着性が極めて良好で、高温高湿下に放置しても
硬化塗膜がプラスチックレンズ基材から剥離することが
なく、しかも極めてすぐれた表面硬度、耐摩粍性、耐引
つかき性、耐衝撃性、耐溶剤性、耐水性、透明性を有す
ることである。

本発明のプラスチックレンズは、例えば眼鏡用、サング
ラス用、時計用、カメラ用等のレンズのほか、防毒マス
ク、熔接防護マスク等の産業資材用レンズ等として有用
である。

以下、実施例によつて本発明をさらに詳しく説明する。

実施例１インジェクション法により製造されたポリアリ
ルジグリコールカーボネート製レンズの表面に、ジアリ
リデンペンタエリスリツト１モルと２−ヒドロキシプロ
ピルアクリレート２モルとを反応させて得られた分子量
約４７２、粘度３．７ポイズ、ガードナー色数２〜３の
反応生成物１００重量部とベンゾフェノン１重量部とか
らなる組成物をスプレー法により塗布した後、レンズの
両面Ｍｄの距離から２ＫＷの高圧水銀灯から発せられる
紫外線を１分間照射し、平均膜厚７０ＩＬの透明な硬化
塗膜を有するポリアリルジグリコールカーボネート製レ
ンズを製造した。

得られたレンズの表面硬度は、鉛筆硬度で？と大きく、
極めてすぐれた表面硬度を有することが認められ、スチ
ールウールによる引つかき試験においても傷の発生はほ
とんど認められなかつた。

また、レンズ表面に形成された硬化塗膜に、レンズ基材
に達する深さの溝を有する１順×１？の碁盤目１００個
をナイフで作り、これに粘着テープを貼り付けた後、こ
の粘着テープを剥離する碁盤目粘着テープによる密着性
試験を行なつた結果、加回の粘着テープ剥離試験を繰に
返しても硬化塗膜の剥離が全く認められず、すぐれた密
着性を有することが認められた。さらに、ＪＩＳ−Ｂ−
９９０５に準じてひずみを測定した結果、ひずみの発生
は全く認められなかつた。実施例２ インジェクション法により製造されたりポリメチルメタ
クリレート製レンズの表面に、ジアリリデンペンタエリ
スリツト１モルとトリメチロールプロパンジアクリレー
ト１．５モルを反応させて得られた分子量５７５．粘度
１９．４ポイズ、ガードナー色数２〜３の反応生成物１
０睡量部、ベンゾフェノン１重量部およびジメチルアミ
ノエタノール１重量部からなる組成物をスプレー法によ
り塗布した後、窒素ガス雰囲気中でレンズの両面１０Ｃ
７ｎの距離から２ＫＷの高圧水銀灯から発せられる紫外
線を１分間照射し、平均膜厚３０ｐの透明な硬化塗膜を
有するポリメチルメタクリレート製レンズを製造した。

以下、実施例１と同様な方法で物性値を測定した結果、
表面硬度は鉛筆硬度で相てあり、また碁盤目粘着テープ
による密着性試験において、２０回の粘着テープ剥離試
験を繰り返しても硬化塗膜は基材から剥離しなかつた。
さらに８０℃の温水中．に２日間および３０℃で相対温
度９０％の恒温室中に１０日間それぞれ放置したのちも
硬化塗膜は基材から剥離せず、硬化塗膜に亀裂も認めら
れなかつた。実施例３ 実施例１において用いたポリアリルジグリコールカーボ
ネート製レンズの代りに、インジェクション法により製
造されたポリカーボネート製レンズを用いた以外は、実
施例１と同様に操作して平均膜厚７０ｐの透明な硬化塗
膜を有するポリカーボネート製レンズを製造した。

得られたレンズの硬化塗膜とレンズ基材との密着性は良
好であり、且つ表面硬度も高いものであつた。

実施例４ インジェクション法により製造されたポリアリルジグリ
コールカーボネート製レンズの表面に、ジアリリデンペ
ンタエリスリツト１モルと２−ヒノドロキシエチルアク
リレート２モルとを反応させて得られた分子量４４表粘
度４．４ポイズ、ガードナー色数２〜３の反応生成物１
０鍾量部とベンゾインイソプロピルエーテル１重量部と
からなる液状組成物をスプレー法により塗布した後、レ
ンズの−両面１０Ｃ７！の距離から２ＫＷの高圧水銀灯
から発せられる紫外線を１分間照射し、平均膜厚８０ｐ
の透明な硬化塗膜を有するポリアリルジグリコールカー
ボネート製レンズを製造した。

以下、実施例１と同様な方法て物性値を測定した結果、
表面硬度は鉛筆硬度で？であり、スチールウールによる
引つかき試験においても傷の発生はほとんど認わられな
かつた。

また密着性試験を行なつた結果、硬化塗膜の剥離が全く
認められす、高温高湿の環境下においても硬化塗膜の剥
離や亀裂が生じなかつた。さらにこのレンズは、光学的
ひずみの発生も認められなかつた。実施例５ 実施例４で用いたポリアリルジグリコールカーボネート
製レンズの表面に、ジアリリデンペンタエリスリツト１
モルと２−ヒドロキシエチルアクリレート１モルとを反
応させて得られた分子量３３へ粘度１．８ポイズ、ガー
ドナー色数２〜３の反応生成物１００重量部に、ベンゾ
フェノン１重量部、ジメチルアミノエタノール１重量部
を添加してなる液状組成物をカーテンフロコーター法に
より塗布した後、レンズの両面１０ｃｍの距離から２Ｋ
Ｗの高圧水銀灯を１分間照射し、平均膜厚７０μの透明
な硬化塗膜を有するポリアリルジグリコールカーボネー
ト製レンズを製造した。

以下、実施例１と同様な方法て物性値を測定した結果、
表面硬度は鉛筆硬度で■であり、スチールウールによる
引つかき試験においても傷の発生は認められなかつた。

また密着性試験を行なつた結果、硬化塗膜の剥離は全く
認められず、高温高湿の環境下においても硬化塗膜の剥
離や亀裂が生じなかつた。さらにこのレンズは、光学的
ひずみの発生も認められなかつた。実施例６ 実施例４で用いたポリアリルジグリコールカーボネート
製レンズの表面に、実施例４で用いた液状組成物１００
重量部に有機溶媒として酢酸エチルとジオキサンの等重
量混合物５鍾量部を添加した液状組成物をスプレー法に
より塗布した後、加熱して有機溶媒を除去した。

その後、レンズの両面１０Ｃ！ｎの距離から２ＫＷの高
圧水銀灯を１分間照射し、平均膜厚３０ＩＬの透明な硬
化塗膜を有するポリアリルジグリコールカーボネート製
レンズを製造した。このレンズは、表面の硬化塗膜とレ
ンズ基材との密着性が良好で、表面硬度も高く、またレ
ンズとしての光学特性もすぐれたものであつた。

実施例７実施例２で用いたポリメチルメタクリレート製
レンズの表面に、実施例４で用いた液状組成物１（４）
重量部に共重合可能な反応性モノマーとして、トリメチ
ロールプロパントリアクリレート３０重量部を添加した
液状組成物を実施例４と同様にして塗布し、高圧水銀灯
を照射して、平均膜厚５０Ｐの透明な硬化塗膜を有する
ポリメチルメタクリレート製レンズを製造した。

以下、実施例１と同様な方法て物性値を測定したところ
、表面硬度は鉛筆硬度で？であり、スチールウールによ
る引つかき試験においても傷の発生は認められなかつた
。

また密着性試験を行なつた結果、硬化塗膜の剥離は全く
認められず、高温高湿の環境下においても硬化塗膜の剥
離や亀裂が生じなかつた。さらにこのレンズは、光学的
ひずみの発生も認められなかつた。実施例８ 実施例２で用いたポリメチルメタクリレート製レンズの
表面に、ジアリリデンペンタエリスリツト１モルとペン
タエリスリツトトリメタクリレート２モルとを反応させ
て得られた分子量８９０１粘度２３ポイズ、ガードナー
色数２〜３の反応生成物１０鍾量部にベンゾイン１重量
部を添加してなる液状組成物を浸漬法により塗布した後
、実施例４と同様に紫外線照射により硬化し、平均膜厚
６０μの透明な硬化塗膜を有するポリメチルメタクリレ
ート製レンズを製造した。

以下、実施例１と同様な方法て物性値を測定したところ
、表面硬度は鉛筆硬度で胆であり、スチールウールによ
る引つかき試験においても傷の発生は認められなかつた
。

また密着性試験を行なつたところ、硬化塗膜の剥離は全
く認められず、高温高湿の環境下においても硬化塗膜の
剥離や亀裂が生じなかつた。さらにこのレンズは、光学
的ひずみの発生も認められなかつた。実施例９ ブレス成形法により製造された酢酸セルロース製防塵マ
スク用レンズの表面に、実施例４で用いた不飽和スピロ
アセタール系オリゴマー５鍾量部、実施例８で用いた不
飽和スピロアセタール系オリゴマー５鍾量部およびベン
ゾインイソブチルエーテル１重量部からなる液状組成物
をフローコーター法により塗布した後、実施例４と同様
に紫外線照射により硬化し、平均膜厚１２０ｐの透明な
硬化塗膜を有する酢酸セルローズ製防塵マスク用レンズ
を製造した。

この防塵マスク用レンズの表面の硬化塗膜とレンズ基材
との密着性は良好てあり、表面硬度は駈、また防塵マス
ク用レンズとしての透過特性もすぐれたものであつた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ プラスチックレンズ基材の表面に、ジアリリデンペ
   ンタエリスリツトと１分子中に水酸基とアクリロイル基
   またはメタクリロイル基を有する不飽和アルコールとの
   反応生成物を主体として含む硬化塗膜を形成させたこと
   を特徴とするプラスチックレンズ。