JPS63297008A - プラスチックレンズの製造方法 - 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３ 本発明はプラスチックレンズの製造方法に関し、更に詳
しくは原料モノマーが少なくともゲル化が開始される段
階までは酸素濃度が大気中の酸素濃度より低い雰囲気下
で熱重合させることによりプラスデックレンズを製造す
る方法に関するものである。

［従来の技術１ プラスデックレンズの製造方法としては、所望の曲面を
有する２枚のガラス板（母型）をガスケットと呼ばれる
樹脂製スペーサ、もしくは粘着テープ、ヒートシールテ
ープ等にて固定し、原料上ツマ−を型内に注入後、熱も
しくは活性エネルギー線によって硬化させる方法が一般
的に行われている。特に熱硬化法は活性エネルギー線に
Ｊ：る硬化法に比べて、反応が温和であるため制御しや
すく、また現在のところ、感光性に乏しいメタアクリレ
ート系化合物、アリリデン系化合物及びアリル系化合物
などに材料の主力があるため、熱硬化法が最も重要な方
法となっている。しかし、この熱硬化法においては、原
料モノマーが硬化しである硬度以上に達すると、成形中
の離型が生じやすく、この離型が面精度の低下、染色、
傷防止加工、反射防止加工等の侵加工の際のムラ発生と
いったトラブルの原因となっている。この１１１型は勿
論原料モノマーにより異なり、−概には言えないが、原
料モノマーの硬化時の温度条件のコントロールだけでは
離型を防止することは困難である。離型のメカニズムと
しては、殆んどが周辺部の離型をきっかけとして進行し
ていると考えられ、ある硬度以上（バーコル硬度約４０
以上）に達すると、掻く限られた原料上ツマ−を除いて
、急激に成形中の離型による歩留まりが低下する。

硬度が著しく低い状態（バーコル硬度５以下）では、一
般に離型は起こらないが、ここで脱型させ、その後のア
ニーリングで、高温分解型熱重合触媒によって硬度をも
たせる方法が考えられるが、成形物表面を著しく汚染・
破損し、非現実的方法と言わざるを得ない。

そこで多くのアリル系化合物、アリリデン系化合物、（
メタ）アクリレート系化合物では、酸素による重合反応
の阻害を受けることを利用し、ゲル化状態まで重合が進
行した時点でガスケットもしくはテープをタイミングよ
く取り除き、周辺部のみに強い酸素阻害を働かせること
により、離型のきっかけとなる周辺部の硬度上昇を押さ
え、成形中の離型を防ぐ方法が広く用いられている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながらこの方法では、成形物にボイドが入りやす
く、また脱型前に十分に周辺残存の未反応原料モノマー
の除去を行なわないと、脱型中の成形物表面汚染による
不良率がきわめて高くなるという欠点がある。また、母
型の固定部材として、ポリプロピレンチーブのごとき、
酸素透過性の比較的大きいテープを用いれば、テープを
はずさなくとも所望の酸素阻害は自動的に与えられ、重
合中の離型は起こりにくいが、この場合、重合のかなり
初期から酸素の型内拡散が始まるため、酸素阻害を受け
た部分と受けない部分の境界ムラが、成形物中に大きく
入り込む上、さらに周辺の未反応原料上ツマ−による成
形物の脱型時汚染も著しく、問題の多い方法である。こ
の問題に対して、反応開始触媒量を増加することにより
、’ｌｆｌ型時の未反応原料上ツマ−による型及び成形
物の汚染ｉ１Ｑびにリング状ムラは、ある程度はなくす
ことができる。しかし、反応開始触媒ｍは、適切な反応
速度、硬化状態、成形俊の耐候着色を考えた場合、その
最適添加量の範囲は、きわめて狭いのが普通である。し
たがって各種の原料モノマーを用いて、各種各度数のレ
ンズを、原料上ツマ−を完全になくしたクリーンな状態
で、成形物の表面汚染がなく、しかも重合中の離型を起
こさず、ボイドを入れず、歩留まり良く製造する方法は
いまだ知られていないのが現状であった。

本発明は上記問題点を解決したもので、成形物の表面汚
染やムラの発生がなく、しかも重合中の離型を防止し、
ボイドの発生を抑え、品質の良好なプラスチックレンズ
を歩留まり良く製造する方法を提供することを目的とす
る。

［問題点を解決するための手段１ 本発明は上記問題点を解決するため、対向配置された２
ｇの母型の空隙に原料上ツマ−を注入し、熱重合させて
プラスチックレンズを製造する方法において、少なくと
も前記原料上ツマ−が重合してゲル化が開始される段階
までは酸素濃度が大気中の酸素濃度より低い雰囲気下で
熱重合させることを特徴とする。

上記構成によれば、従来酸素阻害を受けやすい重合初期
段階の周辺部の硬化速度を、雰囲気中の酸素濃度を適度
に落とすことにより増大させ、成形物の中心部、周辺部
とも同程度にゲル化が進行する。このプロセスにより、
周辺部の未反応原料上ツマ−はなくなり、ボイドの発生
は極端に低下りる。更に成形中の離型を防止するために
必要な周辺部の硬僚の目減りは最小限に押えられる。

本発明に使用できる原料モノマーは、程度のいかんを問
わず熱重合反応が酸素阻害を受（プるものであれば特に
限定はないが、具体例としては次の様なものが挙げられ
る。

［Ｉ］アリル系化合物及びアリリデン系化合物エチレン
グリコールビスアリルカーボネ−１−、ジエヂレングリ
コールビスアリルカーボネ−１〜（ＣＲ−３９）、ｔ−
リエチレングリコールビスアリルカーボネート、テトラ
エヂレングリコールビスアリルカーボネート、ペンタエ
ヂレングリコールビスアリルカーボネ−１・、ボリア′
ロビレングリコールビスアリルカーボネート、１〜リメ
ヂレングリコールビスアリルカーボネ−１−１３−ヒド
ロキシブロボキシブロバノールビスアリルカーボネ−１
・、グリレロールビスアリルカーボネート、トリグリセ
ロールビスアリルカ−ボネート デンペンタエリスリトール、ビスフェノールＡジアリル
エーテル、ビスフェノールＳジアリルエーテル等または
これらの予備反応物 ［１１］（メタ）アクリレート系化合物エチレングリコ
ールジメタクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ
）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、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリ
レート、２−ヒドロキシ−１，３−ブロバンジオールジ
（メタ）アクリレート、１−（メタ）アクリロイル２−
ヒドロキシ３−（メタ）アクリロイルプロパン、ペンタ
エリスリトールテトラ（メタ）アクリレ−１−、トリメ
ヂロールプロパントリ（メタ〉アクリレート、Ｎ，Ｎ．
Ｎ’　、Ｎ’　、Ｎ″，Ｎ″−へキサメチロールメラミ
ンへキサ（メタ）アクリレ−１へ、Ｎ．Ｎ’　、Ｎ”−
トリス（２−（メタ）アクリロイルキシエチル）イソシ
アヌレート、ネオベンチルグリコールジ（メタ）アクリ
レート等またはこれらの予備反応物 上記［Ｉ］とＥｌｆ］の化合物は混合して使用してもよ
い。

［Ｉ［［］上記［　Ｉ　］　Ｊ３　Ｊ：び／または［Ｉ
Ｉ］の化合物とポリチオール化合物との混合物もしくは
予備反応物 ａ）ポリチオール化合物 ペンタエリスリトールテトラチオグリコレート、１、１
．１−ｔ−リメチＯールブロバントリチオグリコレート
、ペンタエリスリトールトリチオグリコレート、エチレ
ングリコールジチオグリコレート、ジエチレングリコー
ルジチオグリコレート、トリエチレングリコールジチオ
グリコレ−１〜、テトラエチレングリコールジチオグリ
コレート、ネオペンチルグリコールジチオグリコレート
等上記［Ｉ］および／または［ＩＩ］の化合物とポリチ
オール化合物の混合比は特に限定はないが、チオールの
割合が［Ｉ］または［ＴＩ］の化合物と等官能基ｍｉＸ
下の範囲内であることが好ましい。

なお、上記具体例は本発明に用いられる極く一部の例で
あって、何らこれらに限定されるものではない。

本発明において使用する原料モノマーには原料上ツマ−
の他に、ラジカル重合１ｍ始剤が添加される。本発明に
用いられるラジカル重合開始剤としては、例えば２，２
′−アゾビス−（２，４−ジメチルバレロニトリル）、
２．２’　−アゾビス（４−メトキシ−２．４−ジメチ
ルバレロニトリル）、２．２’　−アゾビスイソブチロ
ニトリル、ターシャリブチルパーオキシビバレ−１−、
ターシャリブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエー
ト、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３。

３、５−トリメチルシクロヘキサン、ジイソプロピルパ
ーオキシカーボネート、２，２−ツメ１−キシ−２−フ
ェニルアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチルプ
ロピオフェノン、ベンゾフェノン、ベンゾインイソプロ
ピルエーテルなどがある。

上記ラジカル重合開始剤は一般に原料モノマー１００重
量部に対し０．００１〜１０重世部添加して用いられる
。

この他、本発明においては、重合禁止剤、紫外線吸収剤
、酸化防止剤、離型剤、帯電防止剤、色調整染料などを
任意に添加して用いることができる。

本発明の方法において、少なくとも原料上ツマ−が重合
してゲル化が開始される段階までは酸素濃度が大気中の
酸素濃度より低い雰囲気下で熱重合が行われる。

ゲル化が開始される段階とは具体的には原料上ツマ−が
重合して流動性を失なう段階であり、好ましくはゲル化
率５％以上９０％以下、更に好ましくは２０％以上８５
％以下に達した段階である。

酸素濃度は大気中の酸素濃度（約２１％）よりも低けれ
ばいかなる８１度でもよいが、りＴましくは５〜１７％
の範囲内である。酸素濃度の調節は窒素気体の流入によ
って行なうことができる。

ゲル化が開始された段階以降は酸素濃度をほぼ大気中の
酸素濃度まで上げて１合を続けることが好ましい。例え
ば肉薄レンズの製造においてはゲル化が開始された段階
以降は酸素濃度を下げたままでもよいが、はぼ大気中の
酸素濃度まで上げるのが好ましい。

本発明の好ましい態様としては、環状ガスケツＩ・を用
いて所望の曲面を有する２ｗＡの母型を対向させて固定
し、あるいは２個の母型を対向させて位置決めし、これ
ら母型の周囲にテープを巻回して固定し、次に２個の母
型の空隙にラジカル重合開始剤費その他の添加剤を含む
原料上ツマ−を注入し、ゲル化が開始される段階までは
酸素濃度が大気中の酸素８１１度より低い雰囲気下で熱
重合し、次いで環状ガスケットまたはテープを母型より
取り除き、大気中の酸素＋１１ｙＩでさらに熱重合を進
行、完結させることである。母型を固定する手段として
は上記のように環状ガスケットまたはテープを用いるの
が一般的であるが、操作性の点からテープが好ましい。

母型の固定に使用するテープは、酸素が適度に通過でき
るものなら何でもかまわないが、ボイドの発生率を考え
、テープの厚みは５〜２００μ、望ましくは２０〜８０
μである。材質はポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ
エチレンテレフタレートなどが使用可能であり、ポリエ
チレンテレフタレートが最も適している。

また熱重合を行なう際の加熱手段としては、例えば酸素
温度計内蔵のオーブンまたは密封型オーブンなどを用い
ることができる。

［実施例］ 以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。

実施例−１ 所定の２枚の母型を対向させて位置決めし、周囲にポリ
エチレンテレフタレート（ＰＥＴ）テープ（厚さ３５μ
ｍ１スガワラ製）を巻いて固定されてなる型の空隙に、
ジエチレングリコールビスアリルカーボネート（以下Ｃ
Ｒ−３９と記す）１００重ｆｆｉ部にジイソプロピルパ
ーオキシカーボネート１重量部を加えたものを注入した
。

次に上記の型をオーブン（熱風循還型プログラマブルオ
ープンＣＭＤ−２１−１、（掬カドー製）内に設置し、
まず雰囲気酸素濃度を１７％に保持し、３５℃で３時間
熱重合を行なった。この段階だりを別の予備実験で全く
同じ条件で実施することにより、原料モノマーの流動性
が失なわれ、そのゲル化率が８０％（クロロホルムを溶
媒としてソックスレー抽出法で測定）であることが確め
られた。その後、型からＰＥＴテープを取り除き、さら
に大気中の酸素濃度で３５℃、３時間保持した。次いで
、１０℃／時の速度で８０℃まで昇温し、８０℃で２時
間保持摂、脱型し、１００℃で２時間のアニーリングを
行なった。

なお、上記オーブンには酸素ディジタルセンサ−（コス
モ電機製）が取りイリけられ、さらに窒素ガス用銅配管
がオーブン内を３ｍ周回した侵オーブン内に発散される
ように内部に固定されており、酸素濃度は窒素ガス流量
と酸素ディジタルセンサーにより制御した。

比較例−１ 実施例−１において、ＰＥＴテープは実施例−１と全く
同じ時点で除去するが、全ての過程を大気中の酸素＋１
１度下で処理した。

実施例−２ ジエチレングリコールジメタクリレート（以下２Ｇ、！
：記ｔ）７０重ｆｆｉ部及び１．１．１−ト１チロール
プロパントリチオグリコレ−１〜（以下ＫＯ３−３と記
す）３１１部からなる組成物に２゜２′−アゾビス−（
２，４−ジメチルバレロニ（−リル）　　０．３１ｆｆ
ｉ部を加え、実施例−１で用いたものと同様の型に注入
した。

次に上記の型を実施例−１と同様なオーブン内に設置し
、まず雰囲気酸素濃度を５％に保持し、３５℃で４時間
熱重合を行なった。この段階のみを別の予備実験で全く
同じ条件で実施することにより、原料モノマーの流動性
が失なわれ、そのゲル化率が７０％（クロロホルムを溶
媒どしてソックスレー油出法で測定）であることが確め
られＩｃ　６その後、型からＰＥＴテープを取り除き、
さらに大気中の酸素濃度で３５℃、３．５時間保持した
。

次いで１０℃／時の速度で８０℃まで昇温し、８０℃２
時間保持後、脱型し、１００℃２時間のアニーリングを
行なった。

比較例−２ 実施例−２において、ＰＥＴテープは実施例−２と全く
同じ時点で除去するが、全ての過程を大気中の酸素濃度
下で処理した。

実施例−３ １，１，１−トリメヂロールブロバントリアクリレート
（以下ＴＭＰＴＡと記す）８９重階部及びペンタエリス
リトールテトラチオグリコレート（以下ＫＯ３−４と記
す）１１重量部からなる組成物に２．２′−アゾビスイ
ソブチロニトリル０．１重量部を加え、実施例−１で用
いたものと同様の型に注入した。

次に上記の型を実施例−１と同様なオーブン内に設置し
、まず雰囲気酸素濃度を１０％に保持し、４０℃で３．
５時間熱重合を行なった。この段階だけを別の予備実験
で全く同じ条件で実施することにより、原料モノマーの
流動性が失なわれ、そのゲル化率が８０％（クロロホル
ムを溶媒として、ソックスレー抽出法により測定）であ
ることが確められた。その後、型からＰ　Ｅ　Ｔテープ
を取り除き、ざらに大気中の酸素ｉ１１度で３５０℃で
３時間保持後、８℃／時の速度で８０℃まで昇温した。

８０℃で２時間保持後、脱型し、１１０℃２時間のアニ
ーリングを行なった。

比較例−３ 実施例−３において、ＰＥＴテープは実施例−３と全く
同じ時点で除去するが、全ての過程を大気中の酸素濃度
下で処理した。

なお、上記の各実施例、比較例ともＭ素濃度変化のパタ
ーンによる効果が顕著に現われるという理由から、すべ
て眼鏡用−６，０００レンズにて評価した。

上記実施例及び比較例において、バーコル硬度、ボイド
、べ１−ツキ、離型及びムラについて以下の方法により
評価し、結果を表１に示した。

１）パーコル硬度 Ｂａｒｂｅｒ　Ｃｏｌｍａｎ社製パーフル硬度引を試料
面に２５℃にて１５秒間押しつけた時の値。

２）ボイド 成形物の周辺から幅２１にコバスリ後、１　ｍｍｘ５ｍ
ｍより大きい周辺部の欠落のないものを合格とする。

３）ベトッキ 成形物を２５℃、ジクロルメタン中に超音波をかけなが
ら５分間浸漬させ、成形物のベトッキがなく、ジクロル
メタン中の抽出物もない場合を合格とする。

４）ｌｌｌｌ型 重合完了時まで成形物が型に密着しているものを合格と
する（測定個数１００個）。

５）ムラ 高圧水銀ランプで成形物をスクリーンに投影し、スクリ
ーンに全くスジ状のムラのないものを合格とする。

表１ 表１の結果から、本発明の方法によれば、ボイド、ベト
ッキ、離型、ムラ、硬度の全ての点において全く問題の
ないプラスチックレンズが１９られることがわかる。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明の方法によれば、ボ
イド、ベトッキ、離型、ムラ等の発生を防止し、しかも
レンズとして必要な充分な硬度を有し、品質の良好なプ
ラスチックレンズを歩留まり良く製造することができる
。さらに、本発明の方法によれば、使用できる原料モノ
マーの範囲が大きく広がり、その工業的価値は大きいも
のである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 対向配置された２個の母型の空隙に原料モノマーを注入
   し、熱重合させてプラスチックレンズを製造する方法に
   おいて、少なくとも前記原料モノマーが重合してゲル化
   が開始される段階までは酸素濃度が大気中の酸素濃度よ
   り低い雰囲気下で熱重合させることを特徴とするプラス
   チックレンズの製造方法。