JPS632001A - 高屈折率樹脂レンズおよびその製造法 - 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、高屈折率樹脂レンズおよびその製造法に関す
るものである。

〔従来技術〕

従来から光学ａ２Ｈにおいては無機ガラスレンズが広（
使用されてきたが、最近では合成樹脂よりなるレンズが
、その軽量性、耐衝撃性、加工性、安定性、染色性、大
量生産性、その他の有利な特長を有することから、無機
ガラスレンズと共に広く使用され始めている。

一方レンズにおいては、その物性について種々の要求が
あるが、中でもその材質が高屈折率であることの要請が
きわめて大きい、これは、高屈折率の材質によれば、同
等の性能を有するレンズを小さな厚さのものとして製造
することができるからである。そして高屈折率のレンズ
を用いれば、例えば顕微鏡、写真機、望遠鏡等の光学機
器において重要な位置を占めるレンズ系をコンパクトに
また全体を軽量なものとすることができ、また眼鏡用レ
ンズを軽量化することができると共にいわゆるコバ厚を
小さくすることができるので、実用上も大きな利点が得
られる。このように、レンズを高屈折率のものとするこ
との意義はきわめて大きく、従って高屈折率の材質によ
る樹脂レンズの提供が強く望まれている。

然るに、レンズの特性として重要な透明性や軽量性等を
も考慮すると、満足すべき樹脂レンズは未だ提供されて
いないのが現状である。具体的に説明すると、現在量も
背反している眼鏡用樹脂レンズの材質としては、ジエチ
レングリコールビスアリルカーボネート樹脂やポリメチ
ルメタクリレートよりなるものが用いられているが、こ
れらはいずれも屈折率が１．５０前後と低いものである
。

−方、屈折率が比較的高い樹脂レンズの材質としてウレ
タン系樹脂が検討され始めており、例えば特開昭５７−
１３６６０１号公報、西独特許第２９２９３１３号明細
書、米国特許第３９０７８６４号明細書、米国特許第３
９０７８６４号明細書、その他においてウレタン系樹脂
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ウレタン系樹脂レンズは屈折率が
十分に高くなく、必ずしも満足し得るものではない。

また屈折率の十分に高い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５８−１６４６１５号公報
において提案されているが、このウレタン系樹脂は、−
般にハロゲン化芳香族系重合体を含む場合の問題点とし
て知られているように、比重が高くまた耐候性が低いと
いう問題点を有している。更に特開昭６０−１９４４０
１号公報においては含イオウウレタン系樹脂等も提案さ
れており、このように各方面で高屈折率の樹脂材料の探
索が行なわれている。

〔発明の概要〕

本発明は、特定のポリオールによって得られるウレタン
樹脂が高屈折率を有ししかも低密度の樹脂レンズを与え
る材質として優れていることを見出したことによってな
されたものであって、優れた特性を有する高屈折率樹脂
レンズおよびその製造法を提供することを目的とする。

本発明の樹脂レンズは、下記一般式（Ｉ）で表わされる
ナフタレンポリオールによるウレタン樹脂を含有してな
り、前記ナフタレンポリオールによる成分を５重量％以
上の割合で含有することを特徴とする。

また本発明方法は、 （イ）下記−形式（りで表わされるナフタレンポリオー
ルまたは 少なくとも２０重景％以上の下記一般式（Ｉ）で表わさ
れるナフタレンポリオールと、当８亥ナフタレンポリオ
ニル以外の、活性水素を２個以上含有する活性水素化合
物との混合物と、（ロ）ポリイソシアネート化合物と、 （ハ）ラジカル重合性ｉｔ体と、 よりなる重合性組成物を注型容器内において反応および
重合させる工程を含むことを特徴とする。

一般式（Ｉ） （ｎは２〜４の整数） 〔効果〕 本発明によれば、ナフタレンポリオールによるウレタン
樹脂を含有してなり、前記ナフタレンポリオールによる
成分を・５重量％以上の割合で含有する重合体を材質と
するため、ｎ’Ｚ＝１．５８以上と高い屈折率を得るこ
とができ、しかもレンズとして重要な無色性および透明
性が高く、更に比重の比較的小さい優れた樹脂レンズが
得られ、しかもそのような優れた特性を有する樹脂レン
ズをきわめて容易にかつ確実に製造することができる。

以下本発明について具体的に説明する。

本発明による樹脂レンズは、上記−瓜式（Ｉ）で表わさ
れる２以上の水酸基を含む特定のナフタレンポリオール
または斯かる特定のナフタレンポリオールを少なくとも
２０重景％以上含有することとなるよう配合した当該ナ
フタレンポリオールとそれ以外の活性水素化合物（２個
以上の活性水素を含有するもの）との混合物をポリオー
ル材料とし、このポリオール材料とポリイソシアネート
材料並びにラジカル重合性単量体によって重合性組成物
を得、この重合性組成物を注型容器内において反応およ
び重合させることによって製造される。

本発明において用いられるナフタレンポリオールは、ナ
フタレン骨格に置換基として複数の水酸基を有するもの
であり５具体的には、１．２−ジヒドロキシナフタレン
、１．３−ジヒドロキシナフタレン、１，４−ジヒドロ
キシナフタレン、１．５−ジヒドロキシナフタレン、１
．６−ジヒドロキシナフタレン、１．７−ジヒドロキシ
ナフタレン、２．３−ジヒドロキシナフタレン、２，６
−ジヒドロキシナフタレン、２，７−ジヒドロキシナフ
タレン、１，２゜４−トリヒドロキシナフタレン、１，
４．５−　トリヒドロキシナフタレン、１，２．５．６
−テトラヒドロキシナフタレン、その他を挙げることが
できるが、これらのみに限定されるものではなく、また
これらの混合物であってもよい。

本発明においては、上記ナフタレンポリオールを、ポリ
イソシアネート化合物と反応させるポリオールの全部と
してもよい力く、当８亥ナフタレンポリオールを単独で
なく、当該ナフタレンポリオールと他の活性水素を２個
以上含存する活性水素化合物との混合物として用いるこ
ともできる。

この場合における活性水素化合物は、アルコール性水酸
基、カルボキシル基、アミノ基あるいはイミノ基等の、
インシアネート基と反応性を有する活性水素原子を含む
基を少なくとも２個有する化合物であり、−Ｓ的には上
記ナフタレンポリオール以外のポリオールを好ましく用
いることができる。そしてポリオールとしては種々のも
のを用いることができ、特に限定されるものではないが
水酸基の数が２〜４のものが特に好ましい。

本発明において活性水素化合物として好適に用いられる
ポリオールとしては、多価アルコール、ポリ　（オキシ
アルキレン）ジオール、ポリエーテルポリオール、ポリ
エステルポリオール等を代表的なものとして挙げること
ができる。多価アルコールの具体例としては、例えばエ
チレングリコール、プロピレングリコール、ｌ、４−ブ
タンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、
トリメチロールプロパン、Ｌ２．６−シクロヘキサンド
リオール、ビスフェノールＡ等が挙げられる。勿論これ
らは例示であり、これらのみに限定されるものではない
。またポリ　（オキシアルキレン）ジオールの具体例と
しては、例えばジエチレングリコール、トリエチレング
リコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレング
リコール等が挙げられる。ポリエーテルポリオールの具
体例としては、上記の多価アルコール、ポリ　（オキシ
アルキレングリコール）、多価フェノール等にモノエポ
キシド（特にエチレンオキシドやプロピレンオキシド）
を付加して得られる化合物を挙げることができる。ポリ
エステルポリオールの具体例としては、例えばフタル酸
、イソフタル酸等の多価カルボン酸の残基と上記のよう
な多価アルコールの残基とを有するポリエステルポリオ
ールがある０以上のポリオールは２種以上混合して用い
ることもできる。

既述のナフタレンポリオールと上述の活性水素化合物と
の混合割合については、混合物におけるナフタレンポリ
オールの割合が２０重景％以上であることが必要であり
、この割合が２０重合％未満の場合には、高屈折率の樹
脂を得ることが回能となる。

これらナフタレンポリオール若しくはナフタレンポリオ
ールと活性水素化合物との混合物は、ポリイソシアネー
トと反応させることによってウレタン樹脂となる。ここ
に用いられるポリイソシアネートは特に限定されるもの
ではないが、芳香核に直接イソシアネート基がＷ、換さ
れていないものが、最終的に得られる樹脂レンズが透明
性が高くてしかも黄変を生じにくいものとなる点から、
好ましく用いられる。斯かる芳香核を有するポリイソシ
アネートの具体例としては、例えばキシリレンジイソシ
アネート、テトラメチルキシリレンジイソシ７ネート、
その他が好適である。芳香核を有しないポリイソシアネ
ートとしては、各種の脂“肪族ポリイソシアネートや脂
環族ポリイソシアネートがある。これらの具体例として
は、例えばヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロ
ンジイソシアネート、２，２．４−トリメチルへキサメ
チレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメチルジイ
ソシアネート、ビス（イソシアネートメチル）シクロヘ
キサン等を挙げることができる。勿論これらのみに限定
されるものではなく、また２種以上のポリイソシアネー
ト化合物を併用することも勿論可能である。

ナフタレンポリオール若しくは当該ナフタレンポリオー
ルと活性水素含有化合物との混合物とポリイソシアネー
トとによってウレタン樹脂用単量体組成物が形成される
が、この組成物におけるポリイソシアネートの割合は、
当量比で０．５〜１．５の範囲内であることが適当であ
り、特に０．８〜１．２の当量比の範囲内であることが
好ましい。

このようなウレタン樹脂用単量体組成物は、反応される
ことによって高分子量化され、ウレタン樹脂が生成する
が、本発明においては、生成するウレタン樹脂と相溶性
のある樹脂を与えるラジカル重合性単量体を前記ウレタ
ン樹脂用単量体組成物に混合してこれを重合性組成物と
し、この重合性組成物を注型容器内に入れ、前記ナフタ
レンポリオール若しくはナフタレンポリオールと活性水
素化合物とをポリイソシアネートと反応させ、これと同
時にラジカル重合性単量体をラジカル重合させ、これに
よって樹脂レンズを製造する。

このようにラジカル重合可能な単量体をウレタン樹脂用
単量体組成物に加えることは、これにより、注型容器内
に注入する際の重合性組成物の粘度を低下させることが
できるので好ましく、また得られるレンズの機械的性質
、硬度、切削性等の加工性や染色性に好ましい結果を得
ることができる。しかし本発明の樹脂レンズは、全樹脂
に対して前記ウレタン樹脂成分が３０重量％以上の割合
を占めることが好ましい、また既述のナフタレンポリオ
ールによる成分が全樹脂中に５重量％以上の割合で含有
されることが必要であり、特に６重量％以上であること
が好ましい。この割合が５重量％以下であると、高屈折
率のものを得ることが困難となる。

上述のウレタン樹脂と相溶性のある樹脂を与え得るラジ
カル重合性単量体としては、生成する重合体の屈折率ｎ
％Ｆの値が１．５５以上となるものが好ましい、そのよ
うな単量体の具体例を挙げると次のとおりである。

（イ）各種アクリル酸エステル若しくはメタクリル酸エ
ステル。すなわち、−価または多価アルコールとアクリ
ル酸またはメタクリル酸とのエステル、例えばフェニル
メタクリレート、アクリロキシエトキシベンゼン、２．
２−ビス−（４−メタクリロキシエトキシ）フェニルプ
ロパン、２．４．６−　）リブロモフェニルメタクリレ
ート等。

（ロ）スチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼ
ン、ジイソプロペニルベンゼン、ビニルトルエン等の芳
香族ビニル化合物。

（ハ）ジアリルフタレート、アリルフェニルエーテル、
トリアリルイソシアスレート等の各種アリル化合物等。

以上の単量体は、最終的に得られる樹脂レンズに求めら
れる性質あるいは使用目的に応じて、全樹脂中３０〜７
０重量％の範囲の割合で用いることができる。

前記ウレタン樹脂用単量体組成物の反応およびラジカル
重合性単量体の重合は注型容器内で同時に行なわれ、こ
れによって求める特性の樹脂レンズが得られる。ここに
注型容器としては、板状、円筒状、角柱状、円錐状その
他用途に応じて設計された鋳型または型枠、その他を使
用することができる。その材質は、無機ガラス、プラス
チック、金属等の目的に応じて選択される任意のもので
よい。

ナフタレンポリオール単独著しくはこれと活性水素化合
物との混合物とポリイソシアネート化合物とによるウレ
タン樹脂用単量体組成物は、そのまま、あるいは予め他
の容器中で適宜ウレタン反応を起こさせて適当な粘度を
有す状態のものとした後、注型容器内に注入するように
してもよい。

ウレタン樹脂用単量体組成物の反応のために、ポリウレ
タン触媒を添加することが好ましい、ポリウレタン触媒
としては、ポリウレタン化学分野で公知の触媒を使用す
ることができ、その代表的なものとしては第３アミン系
触媒と有機金属化合物系触媒がある。前者の具体例とし
ては例えばトリエチレンジアミン、トリエチルアミン、
Ｎ−メチルモルホリン等があり、後者の具体例としては
例えばジブチル金属ジラウレート、スタナスオクトエー
ト、その他の金属錫系化合物がある。ラジカル重合性単
量体は、そのためのラジカル重合開始剤と共に添加され
る。ここに用いられるラジカル重合開始剤には特に制限
はなく、公知のパーオキサイド類を使用することができ
る０本発明方法においてはウレタン樹脂用重合性組成物
の反応と、ラジカル重合性単量体の重合とが共に注型容
器内で生ずる・こととなるが、各単量体若しくは組成物
は、その全量を同時に加えてもよいし、段階的に添加す
ることもできる。

反応および重合の条件としては、通常の条件が選ばれる
。例えば温度については、通常室温から１５０℃の範囲
とされる。

更に重合性組成物には、最終的に得られる樹脂レンズに
期待される用途に応じて、帯電防止剤、着色剤、充填剤
、紫外線吸収剤、熱安定剤、酸化防止剤、その他の補助
資材を含存させることができる。得られた樹脂レンズに
対し、反応または重合を完結させたりあるいは内包され
た歪みを除去するためにアニーリング、その他の後処理
を施すことができることはいうまでもない。

本発明による樹脂レンズは、その材質が特定の種類の成
分を含有する重合体である点に特徴を有するが、その他
は通常の樹脂レンズと同様であり、従って必要に応じて
表面研磨、帯電防止処理、ハードコート処理、無反射コ
ート処理、染色調光処理等の付加的処理を行い、実用上
要求される緒特性を備えた樹脂レンズを得ることができ
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
らによって制限されるものではない。

実施例１ スチレン　　　　　　　　　　　４０　　重量部メタア
クリル酸ベンジル　　　　２０　　重量部十分に精製し
た１、５−ナフタレンジオール６．２２重量部 ビスフェノールＡ　　　　　　　　１５．５重量部メタ
キシリレンジイソシアネート１８．２８重量部ジラウリ
ン酸ジーｎ−ブチルすず　０，０５重量部以上の物質を
容器内に入れ、加温下に均一な溶液になるまで攪拌した
。この）８液にラウロイルパーオキサイドを０．５重量
部添加して重合性組成物を得た。

この重合性組成物をレンズ用ガラスモールド中に注入し
、温度６０°Ｃで２時間、温度６５℃で５時間、温度８
０℃で３時間、温度１００℃で２時間と順次に加温し、
反応および重合を完結させ、殆ど無色の強靭な樹脂レン
ズを得た。この樹脂レンズを形成している樹脂中の１．
５−ナフタレンジオールによる成分の含有率は６．２２
重量％であった。このレンズの屈折率をアソへ屈折計に
より測定したところ、ｎ　’Ｚ　＝　１．５９３であっ
た。また比重は１．２４であった。

このように、この樹脂レンズは高屈折率で低比重のもの
である。

実施例２ パラクロルスチレン　　　　　　３０　　ｔｈｔ部トジ
トリブロモフェニルメタクリレ ート２０重量部 １．７−ナフタレンジオール　　　　９．８８重量部ビ
スフェノールＡ　　’　　　　　　　１６’、８９重量
部メタキシリレンジイソシア不−）　２３．２３重量部
ジラウリン酸ジーｎ〜ブチルすず　０．０５重量部以上
の物質を容器内に入れ、加温下に均一な溶液になるまで
Ｐｉ拌した。この溶液にラウロイルパーオキサイドを０
．５重量部添加して重合性組成吻を得た。

この重合性組成物をレンズ用ガラスモールド中に注入し
、温度６０℃で２時間、温度６５℃で５時間、温度８０
℃で３時間、温度１００℃で２時間と順次に加温し、反
応および重合を完結させ、殆ど無色の強靭な樹脂レンズ
を得た。この樹脂レンズを形成している樹脂中の１．７
−ナフタレンジオールによる成分の含有率は９．８８重
量％であった。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　菅＝　１．６１５であった。ま
た比重は１．３８であった。

このように、この樹脂レンズは高屈折率で低比重のもの
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）下記一般式（ I ）で表わされるナフタレンポリオ
   ールによるウレタン樹脂を含有してなり、前記ナフタレ
   ンポリオールによる成分を５重量％以上の割合で含有す
   ることを特徴とする高屈折率樹脂レンズ。 一般式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼ （ｎは２〜４の整数） ２）（イ）下記一般式（ I ）で表わされるナフタレン
   ポリオールまたは 少なくとも２０重量％以上の下記一般式（ I ）で表わ
   されるナフタレンポリオールと、当該ナフタレンポリオ
   ール以外の、活性水素を２個以上含有する活性水素化合
   物との混合物と、 （ロ）ポリイソシアネート化合物と、 （ハ）ラジカル重合性単量体と、 よりなる重合性組成物を注型容器内において反応および
   重合させる工程を含むことを特徴とする高屈折率樹脂レ
   ンズの製造法。 一般式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼ （ｎは２〜４の整数） ３）活性水素化合物が２〜４個の水酸基を有するポリオ
   ールである特許請求の範囲第２項記載の高屈折率樹脂レ
   ンズの製造法。