説明

プラスチックレンズ用組成物およびレンズ、並びにそれらの製造方法

【構成】 第一成分のイソホロンジイソシアナートと第二成分の1,2−ビス(2−メルカプトエチルチオ)−3−メルカプトプロパン、及びヘキサメチレンジイソアアナート、トリメチルヘキサメチレンジイソアナート、シクロヘキシルイソアナート、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアナート、ビス(2−メルカプトエチル)スルフィド、3,6−ジチアオクタン−1,8−ジメルカプタンの化合物群から選ばれる1種又は2種以上の化合物を第三成分とすることからなるプラスチックレンズ用組成物、及びそれを重合して得られるレンズ、並びにレンズの製造方法。
【効果】 良好な光学物性をもち、比重が小さく、耐衝撃性に優れている。

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、眼鏡用レンズ等の各種光学用レンズなどに用いられる良好な光学物性をもち、比重が小さく、耐衝撃性に優れたプラスチックレンズ、及び該レンズを製造するためのレンズ用組成物、さらにそれらの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】プラスチックレンズは、無機レンズに比べ軽量で割れ難く、染色が可能なため近年、眼鏡レンズ、カメラレンズ等の光学素子に急速に普及してきている。現在、これらの目的に広く用いられる樹脂としては、ジエチレングリコールビス(アリルカーボネート)(以下、D.A.C と称す)をラジカル重合させたものがある。この樹脂は、耐衝撃性に優れていること、軽量であること、染色性に優れていること、切削性および研磨性等の加工性が良好であること等、種々の特徴を有している。
【0003】しかしながら、この樹脂は、屈折率が無機レンズ(nd=1.52 )に比べ、nd=1.50と小さく、ガラスレンズと同等の光学特性を得るためには、レンズの中心厚、コバ厚、および曲率を大きくする必要があり、全体的に肉厚になることが避けられない。このため、より屈折率の高いレンズ用樹脂が望まれていた。
【0004】D.A.C樹脂よりも屈折率が高いレンズとして、ウレタン系プラスチックレンズが知られている。本発明者らは、このウレタン系プラスチックレンズとして、例えば、特開昭63−46213号公報において、キシリレンジイソシアネート化合物とポリチオール化合物との重合物からなるウレタン系プラスチックレンズを提案しており、眼鏡用レンズなどの光学用レンズとして広く普及している。
【0005】しかしながら、このウレタン系プラスチックレンズはガラスに比べると、確かに比重が小さくなってはいるものの、1.3以上の比重を有しており、まだ充分に比重が小さいとは言えない。
【0006】一方、本出願人は、特開平2−270859号公報中に、1,2−ビス(2−メルカプトメチルチオ)−3−メルカプトプロパン(以下、GSTと略す)とイソホロンジイソアナート(以下、IPDiと略す)の組み合わせからなるウレタン系プラスチックレンズを開示している。この樹脂の比重は1.23で充分に軽く、なおかつ高屈折率低分散で透明性に優れているため、プラスチックレンズ用樹脂として極めて有用な樹脂である。
【0007】ところが、このGSTとIPDiからなるウレタン系プラスチックレンズは、耐衝撃性がガラスや一般のプラスチックレンズよりは優れているものの、他のウレタン系プラスチックレンズよりはやや劣る傾向にあるため、ハードコートや反射防止コートを施した場合には、耐衝撃性の点で不十分になっていた。
【0008】従って、上記のようなコートをかけてレンズにした場合でも、充分な耐衝撃性を確保する目的で、基材であるGSTとIPDiからなる樹脂での耐衝撃性の向上が強く求められていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、GST−IPDi樹脂の耐衝撃性を改良して、優れた耐衝撃性を有する高屈折率、低分散、低比重のウレタン系プラスチックレンズを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題を解決すべく、鋭意検討した結果、驚くべきことに、GST−IPDi樹脂に特定の第3成分を加える事により、目的を達成できる事を見出し、本発明に到達した。
【0011】即ち、本発明は、第一成分のイソホロンジイソシアナートと第二成分の1,2−ビス(2−メルカプトエチルチオ)−3−メルカプトプロパン、及びヘキサメチレンジイソアアナート、トリメチルヘキサメチレンジイソアナート、シクロヘキシルイソアナート、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアナート、ビス(2−メルカプトエチル)スルフィド、3,6−ジチアオクタン−1,8−ジメルカプタンの化合物群から選ばれる1種又は2種以上の化合物を第三成分とすることからなるプラスチックレンズ用組成物、及びそれを重合して得られるウレタン樹脂系プラスチックレンズ、並びにそのレンズの製造方法に関するものである。
【0012】以下、本発明を詳細に説明する。本発明のレンズ用組成物は、少なくともIPDiとGSTと上記第3成分の1種又は2種以上を含むものである。
【0013】本発明で用いられるGSTは、特開平2−270859号公報に記載の方法、即ち、エピハロヒドリンと2−メルカプトエタノールを反応させ、ついでチオ尿素を反応させる方法により、容易に製造される。その他、IPDi、ヘキサメチレンジイソアアナート(HDi)、トリメチルヘキサメチレンジイソアナート(TMDi)、シクロヘキシルイソアナート(CHi)、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアナート(TMXDi)、ビス(2−メルカプトエチル)スルフィド(MES)、3,6−ジチアオクタン−1,8−ジメルカプタン(DTM)の化合物は市販品として容易に入手する事が出来る
【0014】本発明において、IPDiとGSTの混合物に配合する第3成分は、即ち、HDi、TMDi、CHi、TMXDiである特定イソアナート化合物、及びMES、DTMである特定ポリチオール化合物から選ばれた、1種又は2種以上である。
【0015】IPDiとGSTと第3成分の1種又は2種以上からなる組成物の組成比は、使用する化合物の種類、組み合わせ、必要とされる物性値、或いは作業性により適宜決められるが、一般的には、IPDiとGSTの組成比は重量比でIPDi/GST=30〜80/70〜20で、その合計使用量に対して第3成分は100重量%以下、好ましくは80重量%以下の範囲内で配合される。100重量%を越えると、樹脂の耐熱性が損なわれる事があり、好ましくない結果を与える。
【0016】本発明のレンズ用組成物において、IPDiとGSTと第3成分の官能基比による使用割合は、NCO/SHの官能基モル比で、通常、0.5〜3.0の範囲、好ましくは0.5〜1.5の範囲である。0.5未満及び3.0を越えると、樹脂の耐熱性が損なわれる事があり、好ましくない結果を与える。
【0017】本発明に係るプラスチックレンズはウレタン系樹脂を素材とするものであるが、目的によっては、それ以外にアロハナート結合、ウレア結合、チオウレア結合、ビュウレット結合を含有しても勿論差し支えない
【0018】例えば、ウレタン結合に更にイソアナート基を反応させたりする事は、好ましい結果を与える事が多い。この場合には、反応温度を少なくとも100℃以上に高くして、イソアナート成分を多く使用する。或いは又、アミン等を一部併用して、ウレア結合、ビュウレット結合を利用する事も出来る。このようにイソアナート成分と反応するGST及び第3成分中のポリチオール化合物以外の活性水素化合物を使用する場合には、特に着色の点に注意する必要がある。
【0019】その他に、樹脂の改質を目的として、オレフィン化合物及びエポキシ化合物等を配合しても一向に差し支えない。
【0020】オレフィン化合物としては、例えば、メタクリル酸メチル、スチレン、ジビニルベンゼン、ビニルシクロヘキセン、5−ビニルシクロ〔2,2,1〕ヘプト−2−エン、ジエチレングリコールビス(アリルカーボネート)、ジシクロペンタジエン、ジアリルフタレート、トリアリルイソアヌレート、アリルメタクリレート、グリセロールジアリルエーテル、ビスフェノールAビス(メタクリロキシエチル)、グリセリンジメタクリレート、ブタジエン、イソプレン、3−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソアナート等が挙げられる。
【0021】エポキシ化合物としては、例えば、ビニルシクロヘキセンジオキサイド、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル−5,5−スピロ−3,4−エポキシ)シクロヘキサン−メタ−ジオキサン、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシル)アジペート、1,2−エポキシ−p−ビニルシクロヘキセン、3、4−エポキシシクロヒキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、トリグリシジルイソアヌレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、水添ビスフェノール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、水添ビスフェノールFジグリシジルエーテル、N,N,N’,N’−テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、N,N,N’,N’−テトラグリシジルキシリレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラグリシジルジアミノジシクロヘキシルメタン、N,N,N’,N’−テトラグリシジルイソホロンジアミン、N,N,−ジグリシジルアニリン、N,N,−ジグリシジルシクロヘキシルアミン、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ジグリシジルフタレート、ジグリシジルヘキサヒドロフタレート等が挙げられる。
【0022】更にこれら改質剤は、塩素置換体、臭素置換体等のハロゲン置換体、アルキル置換体、アルコキシ置換体、ニトロ置換体、プレポリマー型変性等もまた使用できる。
【0023】また、目的に応じて公知の成形法におけると同様に、内部離型剤、鎖延長剤、架橋剤、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、油溶染料、充填剤などの種々の物質を添加してもよい。
【0024】本発明に係るウレタン系プラスチックレンズは、IPDiとGSTと前記第3成分を必須成分とした組成物を加熱硬化させて製造される。この際、重合速度を、所望の反応速度に調節するために、公知のウレタン反応触媒、ラジカル重合触媒、エポキシ硬化触媒、エポキシ硬化剤等を適宜添加することもできる。
【0025】また、本発明に係るウレタン系プラスチックレンズは、通常、注型重合により得られる。
【0026】具体的には、IPDiとGSTと前記第3成分の1種又は2種以上を含む組成物を混合し、この混合液を、必要に応じ、適当な方法で脱泡を行なったのち、モールド中に注入して、通常、0〜50℃の低温から100〜180℃程度の高温へ徐々に昇温しながら重合させる。
【0027】このようにして得られる本発明に係るウレタン系プラスチックレンズ用樹脂は、高屈折率で低分散であり、特に軽量で耐衝撃性に優れた特徴を有しており、眼鏡レンズ、カメラレンズ等の光学素子素材として好適である。
【0028】また、本発明のウレタン系プラスチックレンズは、必要に応じ反射防止、高硬度付与、耐摩耗性向上、耐薬品性向上、防曇性付与、あるいはファッション性付与等の改良を行うため、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、染色処理、調光処理等の物理的あるいは化学的処理を施すことができる。
【0029】
【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例により具体的に説明する。尚、得られたレンズ用樹脂の性能試験のうち、屈折率、アッベ数、耐衝撃性、外観は以下の試験法により評価した。実施例中の部は重量部を示す。
・屈折率、アッベ数:プルフリッヒ屈折計を用い20℃で測定した。
・耐衝撃性:高さ127cm(50インチ)の位置から、中心厚1.5mmのレンズの中心部に16g,32g,64g,112g,225gの5種類の重量の違う鉄球を落下させ、レンズが割れるか試験した。評価は、10枚のレンズについて試験を行った結果、平均何gまでレンズが割れなかったかで比較した。
・外 観:目視により観察した。
【0030】実施例1IPDi100.0部(0.550モル)、GST98.8部(0.379モル)、第3成分としてHDi20.0部(0.119モル)の混合液に、ジブチルチンジクロライド0.35重量%(混合物全体に対して)を混合して均一液とし、十分に脱泡した後、離型処理を施したガラスモールドとガスケットよりなるモールド型に注入した。ついで、30℃から130℃まで徐々に昇温しながら、24時間かけて加熱硬化させた。重合終了後、徐々に冷却し、重合体をモールドより取り出した。得られた樹脂は、無色透明であり、屈折率nd=1.60、アッベ数νd=40、比重は1.24であった。耐衝撃性試験のため、10枚の中心厚1.5mmのレンズの上に、高さ127cmの位置から、重さをかえて鉄球を落下させたところ、レンズが割れなかった鉄球の平均重量は169gであった。
【0031】実施例2〜9、比較例1第一成分、第二成分及び第三成分の種類、量を変えて実施例1と同様に試験をおなった。実施例の結果を表1に、比較例の結果を表2に示す。
【0032】
【表1】


【0033】
【表2】


【0034】
【表3】


【0035】
【発明の効果】本発明のウレタン樹脂からなるレンズは、実施例1〜9及び比較例1からも明らかなように良好な光学物性をもち、比重が小さく、耐衝撃性に優れている。

【特許請求の範囲】
【請求項1】 第一成分のイソホロンジイソシアナートと第二成分の1,2−ビス(2−メルカプトエチルチオ)−3−メルカプトプロパン、及びヘキサメチレンジイソアアナート、トリメチルヘキサメチレンジイソアナート、シクロヘキシルイソアナート、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアナート、ビス(2−メルカプトエチル)スルフィド、3,6−ジチアオクタン−1,8−ジメルカプタンの化合物群から選ばれる1種又は2種以上の化合物を第三成分とすることからなるプラスチックレンズ用組成物。
【請求項2】 NCO基/SH基のモル比が、0.5〜3.0である請求項1に記載のプラスチックレンズ用組成物。
【請求項3】 請求項1または2に記載のレンズ用組成物を重合して得られるウレタン樹脂系プラスチックレンズ。
【請求項4】 請求項1または2に記載のレンズ用組成物を、注型重合させることを特徴とするウレタン樹脂系プラスチックレンズの製造方法。