JPS6324201A - 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に関するものである。

〔従来技術〕

従来から光学機器においては無機ガラスレンズが広く使
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。

具体的に説明すると、現在量も普及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
約１．５０以下と低いものである。

〔発明の概要〕

本発明は高屈折率樹脂レンズを提供することを目的とし
、その特徴とするところは、下記Ａ成分１０〜６０モル
％と下記Ｂ成分４０〜９０モル％とからなる混合物（イ
）、または当該混合物（イ）６０重量部以上と下記Ｃ成
分４０重量部以下とのの混合物（ロ）を反応および重合
せしめることによって得られる点にある。

Ａ成分：下記一般式（Ｉ）乃至一般式（Ｉ［［）の何れ
かによって表わされる含水酸基芳香族化合物の１種また
は２種以上 一般式（ＩＩ） （但し、Ｘはフッ素以外のハロゲン原子、ｍはθ〜５の
整数、ｎは１〜３の整数、ｐおよびｑは０〜４の整数、
ｒは０〜７の整数、Ｓは１〜４の整数を示す、） Ｂ成分ニゲリシジルメタクリレート、グリシジル７クリ
レートおよびアリルグリシジルエーテルから選ばれる１
種または２種以上 Ｃ成分二Ｂ成分と共重合可能なビニル単量体若しくはジ
エボキシド 即ち、本発明による高屈折率樹脂レンズは、含水酸基芳
香族化合物であるＡ成分ｌＯ〜６０モル％と、ラジカル
重合可能な基を有するエポキシモノマーであるＢ成分４
０〜９０モル％とからなる混合物（イ）を反応および重
合させることにより、あるいは当該混合物（イ）６０重
量部以上とＣ成分４０重量部以下との混合物（ロ）を反
応および重合せしめることによって得られる。

〔効果〕

本発明のレンズは、芳香環、特に好ましくはハロゲン置
換芳香環を有するＡ成分による共重合体よりなるもので
あるため、ｎｆ−１，５８以上の高い屈折率を有するも
のとなり、またこのＡ成分と反応するエポキシ基を有す
る日成分が同時にラジカル重合性の二重結合を有するた
め、得られる共重合体においては極めて高度の架橋構造
が形成され、その結果、得られるレンズは耐溶剤性、耐
衝撃性、耐擦傷性等が著しく優れたものとなり、従って
特に眼鏡用レンズとして好適である。

本発明のレンズは、架橋構造を有する共重合体よりなる
ものであるが、Ａ成分と日成分は、いずれも粘性が低く
て高い流動性を有するため、注型容器内に注入して当該
注型容器内において反応および重合を行うことのできる
ものであり、従って注型重合を利用することにより、き
わめて容易に製造することができ、その結果、本発明レ
ンズは屈折率の高いものでありながら非常にコストの低
いものとなる。

従来においては、例えばハロゲン置換芳香環を有する化
合物を、反応性二重結合を有する化合物例えばアクリル
酸若しくはメタクリル酸等と反応せしめて反応性二重結
合を１個乃至２個以上含有する化合物を合成し、これを
単離精製してレンズ材料上ツマ−とし、これを使用して
注型重合により樹脂レンズを製造することがしばしば行
われていた。しかし、このような方法によれば、得られ
るレンズが高価格となると共に、モノマーを充分に精製
することが困難な場合が多いため、得られるレンズは着
色したものとなるおそれが大きい。

またこの方法においてレンズ材料として使用される七ツ
マ−は高融点若しくは高粘度のものであるため、注型重
合そのものが困難でレンズの製造が容易ではなかった。

これに対し、本発明のレンズは、水酸基を有するＡ成分
と反応可能なエポキシ基を有しかつラジカル反応性の二
重結合を有する日成分を、当該Ａ成分と共に反応および
重合させることによって作製することができるので、予
め材料のモノマーを合成する必要もなく、また各成分は
いずれも粘性が低くて流動性の高いものであるため、注
型容器を用いる注型重合を利用することができ、従って
高屈折率で無色透明の架橋重合体をきわめて容易に低い
コストで製造することができる。

本発明のレンズは、Ａ成分とＢ成分との混合物（イ）ま
たは更にＣ成分をも混合した混合物（ロ）を重合および
反応させることによって得られる。

Ａ成分は芳香環を含むものであるため、高屈折率のレン
ズが得られる。ここに芳香環はハロゲン置換芳香環であ
ることが好ましい、またこのＡ成分は、日成分のエポキ
シ基と反応するための水酸基を少なくとも１個有するこ
とが必要である。

斯かるＡ成分の具体例としては、例えば、ヨードフェノ
ール、ブロモフェノール、トリブロモフェノール、ジブ
ロモハイドロキノン、ビスフェノールＡ１テトラブロモ
ビスフエノールＡ、（α−）ナフトール、（Ｉ，７−）
ジヒドロキシナフタレン、ジクロロナフトール、テトラ
クロロナフトール、ブロモナフトール、その他を挙げる
ことができる。

しかしこれらに限定されるものではない。

Ｂ成分は、Ａ成分の水酸基と反応することによって高分
子化しかつ架橋構造を形成するのに必要な成分であり、
形成されたレンズの耐衝撃性、耐擦傷性等の機械的強度
および耐溶剤性等を支配的に決定する成分である。この
Ｂ成分としては、グリシジルアクリレート、グリシジル
メタクリレート、アリルグリシジルエーテルから選ばれ
た少なくとも１種が用いられる。

更にＢ成分と共重合可能なビニル単量体若しくはジエポ
キシドをＣ成分として用いることができる。このＣ成分
を使用することにより、例えばレンズの耐溶剤性、耐擦
傷性、耐熱性、染色性等、眼鏡レンズに要求される諸性
能を一層向上させることができると共に、注型に際し混
合物の粘度を低下させて注型重合を容易に行うことが可
能となこのＣ成分の具体的な例を挙げると、ビニル単量
体としては、 （Ａ）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のエステル、例えばフェニルアク
リレート、フェニルメタクリレート、ジエチレングリコ
ールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリ
レート、シクロへキシルアクリレート、シクロへキシル
メタクリレート、 （Ｂ）スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン
、ジビニルベンゼン、ジイソプロペニルベンゼン等の芳
香族ビニル化合物、 （Ｃ）ジアリルフタレート、ジエチレングリコールビス
アリルカーボネートのような各種アリル化合物、 その他を挙げることができる。

またジエボキシドとしては、 （Ａ）ビスフェノールＡ１テトラプ口モビスフェノール
Ａ、テトラブロモビスフェノールＡビス（ヒドロキシエ
チル）エーテル、ビスフェノールＦ等のジグリシジルエ
ーテル、 （Ｂ）エチレングリコール、ブタンジオール、ネオペン
チルグリコール等の２価のアルコールのジグリシジルエ
ーテル、 （Ｃ）フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸等のジカ
ルボン酸のジグリシジルエステル、その他を挙げること
ができる 以上のＡ成分とＢ成分の割合はその種類に応じて異なる
が、Ａ成分が１０〜６０モル％でＢ成分が４０〜９０モ
ル％の範囲、好ましくはＡ成分が２５〜５０％でＢ成分
が５０〜７５％の範囲とされる。両者の割合がこの範囲
外である場合において、Ａ成分が過剰のときは、重合処
理後人成分の一部が未反応のまま残ることとなり、また
Ｂ成分が過剰のときは、得られるレンズが屈折率の低い
ものとなる可能性があるので好ましくない。

またＣ成分は、全成分中４０重量シロ以内の量で用いる
ことができる。この割合が４０重量％以上である場合に
は、主鎖とエポキシを結ぶ架橋密度が減少するので好ま
しくない。

上記Ａ成分乃至Ｃ成分の混合物（イ）または（ロ）の重
合は、通常のラジカル重合開始剤を用いて行われる。こ
の反応および重合は、特に注型重合で行われることが好
ましい。注型重合は周知の技術であり、従って周知の知
見に従った条件により、適宜実施することができる。ラ
ジカル重合開始剤としては、例えばジアシルパーオキサ
イド、ジアルキルパーオキサイド、ジアルキルパーオキ
シジカーボネート等の周知の開始剤を使用することがで
きる。しかしながらＡ成分とＢ成分の付加反応は常に宕
易に生起するとは限らず、例えばその反応速度が日成分
とＣ成分のラジカル重合に比して著しく遅い場合には、
当該反応が完結しないおそれがある。このため上記混合
物（イ）または（ロ）の重合においては、ラジカル重合
開始剤の他にエポキシ硬化触媒を用いることが好ましい
、エポキシ硬化触媒としては、酢酸エタノールアミンの
ようなアミンカルボキシレート、酢酸テトラメチルアン
モニウムのような第四級アンモニウムカルボキシレート
およびトリエチルアミン、ピリジン等のアミン、塩化第
一スズ、オクチル酸スズ等の金属塩を挙げることができ
る。

以上の成分を混合して重合するに際しては、生成共重合
体によるレンズに期待される用途に応じて、帯電防止剤
着色剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、酸化防止剤、その他
の助剤を添加することができる。

また注型重合に用いられる注型容器としては、板状、レ
ンズ状、円筒状、角柱状、円錐状、球状その他用途に応
じて設計された鋳型または型枠その他が使用される。そ
の材質は、無機ガラス、プラスチック、金属など合目的
的な任意なものでよい。また離型時の型離れを良くする
ために予め上記の鋳型等を処理することも可能である０
反応および重合は、このような容器内に投入した単量体
と重合開始剤並びに必要に応じて添加される硬化触媒と
の混合物を、例えば加熱することによって行えばよい。

しかし、別の反応容器においである程度の重合を行わせ
てプレポリマー乃至シロップを得、これを注型容器に投
入して当該注型容器内で重合を完結させるＬｉ様によっ
ても、本発明レンズを製造することができる。

以上のような操作の後において、完結していないかもし
れない重合を完結させるため、あるいは共重合体の硬度
を更に向上させるために、加熱処理あるいは注型重合に
よって内包された歪を除去するためのアニーリング等の
後処理を行うことができることはいうまでもない。

本発明のレンズは、レンズ材料が以上の架橋構造共重合
体であるという点に特徴を有し、従って注型重合法によ
って直接にレンズとして得る方法以外に、板材その他の
共重合体を得てこれより削り出す方法によっても、製造
することができる。

また必要に応じて表面研磨、帯電防止処理その他の後処
理を行なうことにより、本発明レンズの緒特性を更に改
善、向上させることができる。更に表面硬度を上げるた
めに無機質材料を表面により塗被したり有機系コート剤
をディッピング等によりて塗被することも勿論可能であ
る。

実施例１ ２．４．６−　トリブロモフェノール６６重量部および
グリシジルメタクリレート３４重量部（両者のモル％の
比は４５１５５である）を混合溶解させ、これに塩化第
一１１０．１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、この混合液をガラスモールド中に
注入して、温度６０℃で２時間、６５℃で１６時間、８
０℃で２時間、１００℃で２時間と順次に条件を変えて
反応および重合を行い、無色透明の本発明のレンズを得
た。

このレンズの重合体は耐溶剤性に優れており、アセトン
、メチルエチルケトン、ベンゼン、エチルアルコール、
テトラヒドロフラン等の通常の溶媒には全く不溶であっ
た。

またこのレンズの屈折率はｎＷ＝１．６０７と高い値を
示した。

実施例２ トリブロモフェノール２０．９重量部、テトラブロモビ
スフェノールＡ３４．３重量部およびグリシジルメタク
リレート４４．８ｆｆｉｆｔ部（これらのモル％の比は
１４．３／１４．３／７１．４である）を混合溶解させ
、この混合液に、塩化第−スズ０．１重量部およびラウ
ロイルパーオキサイド０．６重量部を添加し、この混合
液をガラスモールド中に注入して実施例１と同様の条件
で反応および重合を行い、無色透明の本発明のレンズを
得た。

このレンズの共重合体は高度に架橋された三次元構造を
有しており、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒ
ドロフラン、ベンゼン等の有機触媒に全く不溶であった
。

またこのレンズの屈折率はｎ菅−１，５９と高いもので
あった。

実施例３ α−ナフトール３２．１重量部およびグリシジルメタク
リレート３７．９重量部（両者のモル％の比は４５１５
５である）とスチレン３０重量部とを混合溶解させ、こ
れに塩化第一錫０．０５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、この混合液をガラスモ
ールド中に注入し、実施例１と同様の条件で反応および
重合を行い、無色透明の本発明のレンズを得た。

このレンズを各種の溶媒に浸漬させたが、ベンゼン、ト
ルエン、テトラヒドロフラン、アセトン等の通常の溶媒
中では全く変化が認められず、三次元架橋構造が強固に
形成されていると考えられる。

またこのレンズの屈折率はｎ　Ｗ　＝　１．５９４と高
いものであった。

実施例４ ２．４．６−　）リプロモフェノール３３．４重量部お
よびアリルグリシジルエーテル２６．６重量部（両者の
モル％の比は３０／７０である）とジアリルフタレート
３０重世部とを混合溶解し、これに塩化第一錫０．１重
量部およびイソプロペニルパーオキシジカーボネート１
．５重量部を添加した。この混合液をガラスモールド中
に注入し、温度４５℃で６時間、５０℃で１６時間、６
５℃で３時間、８０℃で２時間、１００℃で１時間と順
次に条件を変えて反応および重合を行い、無色透明の本
発明レンズを得た。

このレンズの共重合体は高度に架橋されたものであり、
アセトン、メチルエチルケトン、ベンゼン、エチルアル
コール等の通常の溶媒には全く不溶で、優れた耐溶剤性
を示した。

またこのレンズの屈折率はｎ　”７−１．５９２と高い
ものであった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）下記Ａ成分１０〜６０モル％と下記Ｂ成分４０〜９
   ０モル％とからなる混合物（イ）、または当該混合物（
   イ）６０重量部以上と下記Ｃ成分４０重量部以下とのの
   混合物（ロ）を反応および重合せしめることによって得
   られることを特徴とする高屈折率樹脂レンズ。 Ａ成分：下記一般式（ I ）乃至一般式（III）の何れか
   によって表わされる含水酸基芳香族化合物の１種または
   ２種以上 一般式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼ 一般式（II） ▲数式、化学式、表等があります▼ 一般式（III） ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、Ｘはフッ素以外のハロゲン原子、ｍは０〜５の
   整数、ｎは１〜３の整数、ｐおよびｑは０〜４の整数、
   ｒは０〜７の整数、ｓは１〜４の整数を示す。） Ｂ成分：グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリ
   レートおよびアリルグリシジルエーテルから選ばれる１
   種または２種以上 Ｃ成分：Ｂ成分と共重合可能なビニル単量体若しくはジ
   エポキシド