(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビス−（２，３エピチオプロピル）ジスルフィドを重合硬化の主成分とし、前記ビス−（２，３エピチオプロピル）ジスルフィドとメルカプト基を１分子中に有する化合物の組成物とを重合硬化させてプラスチックレンズを製造する際に、加熱重合時の最高温度が、１２５℃以上１４０℃以下で、処理時間が０．５時間以上８時間以下であり、
重合終了後、１００℃以上１３０℃以下の温度で１０分以上６時間以下のアニール処理をすることを特徴とするプラスチックレンズの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のプラスチックレンズの製造方法であって、
前記アニール処理は、１時間以上３時間以下のアニール処理であることを特徴とするプラスチックレンズの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の製造方法によって製造されたプラスチックレンズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高い屈折率とアッベ数を有し、かつ、レンズの度数安定性に優れ、レンズが黄色く着色することもなく、重合時の作業性に優れたプラスチックレンズ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、従来のガラスレンズに比べ軽量で割れにくく、また染色が容易であることから、近年視力矯正用レンズおよびサングラス等の眼鏡レンズとして広く用いられている。光学材料、特に眼鏡レンズに要求される性能は、低比重に加えるに、光学性能としては高屈折率と高アッベ数であり、物理的性質としては高耐熱性と高強度である。高屈折率はレンズの薄肉化を可能とし、高アッベ数はレンズの色収差を低減し、高耐熱性および高強度は二次加工を容易にするとともに安全性等の観点から重要である。従来技術における高屈折率を有する材料は、ポリチオール化合物とポリイソシアネート化合物との反応により得られるチオウレタン構造を有する熱硬化性光学材料（特公平４−５８４８９号公報、特開平５−１４８３４０号公報）等に提案されている。
【０００３】
これに対し、近年になってプラスチックレンズの更なる軽量化および薄肉化の要望が高まっており、従来よりも高い屈折率を有する光学材料の開発が盛んに行われるようになってきている。特開平９−１１０９７９号公報、特開平９−２５５７８１号公報、特開平１０−２９８２８７号公報、特開平１１−３２２９３０号公報では、高屈折率と高アッベ数のバランスに優れる光学材料として、エピスルフィド基を有する化合物が提案されている。該化合物を重合硬化した樹脂は、従来技術において高屈折率材料であったチオウレタン樹脂よりも更に高屈折率であり、また一般にアッベ数は屈折率の上昇に伴い低下する傾向があるが、該樹脂では従来のチオウレタン樹脂とほぼ同等のアッベ数を実現しており、光学性能の非常に優れた材料である。
【０００４】
眼鏡用のプラスチックレンズの製造方法としては、原料となる重合性組成物を加熱重合することによってレンズを成形することが一般的に行われており、チオウレタン系、（メタ）アクリル系またはアリル系などのプラスチックレンズを製造する際に使われている。これらの製造方法は、一般に以下の様な手順によって製造される。
【０００５】
原料となる重合性化合物を、単独または１種以上の他の重合性化合物と混合した後、必要に応じて紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤、染料などを添加し、十分に撹拌して溶解させる。その後、アミン類、ホスフィン類などの硬化触媒や、有機過酸化物などのラジカル重合開始剤を加えて混合する。混合後の原料を、ガスケットまたはテープによって保持された２枚のガラス型よりなるモールド内に注入し、このモールドを大気重合炉内に入れて、重合硬化させる。この際の重合パターンは、一般に、０℃〜５０℃からスタートし、７０℃〜１２０℃まで１０時間〜４０時間かけて昇温する様なパターンを用いることが多い。重合パターンの終了後、大気重合炉からガラス型を取り出し、さらに、ガラス型から硬化した樹脂をはずすことによって、プラスチックレンズが作製される。なお、この時ガラス型からはずしたレンズに対して、必要に応じてアニール等の処理行い、さらにハードコートや反射防止膜といった表面処理を施されることによって、眼鏡レンズとして市場に出されることになる。
【０００６】
エピスルフィド系の化合物を原料に、プラスチック眼鏡レンズを製造する場合にも、上記のような加熱重合によるレンズの製造方法が取られる。
例えば、特開平９−７１５８０号公報には、新規な分岐アルキルスルフィド型エピスルフィド化合物を用いて、最高温度８０℃で重合硬化させることにより、プラスチックレンズを製造する手法が示されている。また、特開平１０−２９８２８７号公報には、エピスルフィド基を持つ化合物を含む樹脂組成物を用いて、最高温度１２０℃の重合パターンで重合硬化させることにより、プラスチックレンズを製造する手法が示されている。また、特開平１１−３２２９３０号公報には、エピスルフィド基を持つ化合物を用いて、最高温度１２０℃の重合パターンで重合硬化させることにより、プラスチックレンズを製造する手法が示されている。
【０００７】
このように、エピスルフィド系化合物を用いた、プラスチックレンズの製造方法が、従来より提案されているが、実際には、プラスチックレンズを製造しようとした場合に、以下の２点の問題点が発生する。
第１に、ガラス型からはずしたレンズにアニール処理を行うと、レンズの度数が変化し続けるという問題である。他のチオウレタン系等のレンズでは、一旦１００℃〜１３０℃で１時間〜３時間ほどアニールを行うと、レンズの度数は安定し、その後は再度１００℃〜１３０℃で１時間〜３時間程度の熱処理を行っても、レンズ度数の変化は起こらない。ところが、エピスルフィド系の化合物を原料とした場合には、通常は、重合後の熱処理を繰り返すと、レンズの度数が変化し続けるため、例えば、ハードコート処理時の焼成温度と時間によってレンズの度数が変化してしまうといった問題点が発生する。
【０００８】
第２に、モールドに付着した原料が加熱重合中に完全に硬化せず、重合後のガラス型に高粘度の液体として付着することよって、作業者の手指を汚染し、さらに悪臭の発生源になることから、作業性が低下する点である。
したがって、エピスルフィド系の化合物を原料にしてプラスチックレンズを製造するにあたっては、重合後のレンズ度数の安定性を増す為の対策と、モールドに付着した原料による作業性の低下に対する対策をとる必要性があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、エピスルフィド基を１分子中に少なくとも１個以上有する化合物を含む組成物を重合硬化してプラスチックレンズを製造するにあたり、重合後のレンズ度数を１回のアニールで安定させ、かつ、モールドに付着した原料による作業性の低下を防ぐ、プラスチックレンズの製造手法を提供する事を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前期目的を達成するべく、本発明者らは鋭意研究を続けた結果、エピスルフィド基を１分子中に少なくとも１個以上含む化合物を含む組成物を重合硬化してプラスチックレンズを製造するにあたり、加熱重合時の最高温度が、１２５℃以上１４０℃以下にすることによって、レンズ度数の安定化を達成し、かつ、モールドに付着した原料による作業性の低下を防ぐことが可能であることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち本発明のプラスチックレンズの製造方法は、ビス−（２，３エピチオプロピル）ジスルフィドを重合硬化の主成分とし、前記ビス−（２，３エピチオプロピル）ジスルフィドとメルカプト基を１分子中に有する化合物の組成物とを重合硬化させてプラスチックレンズを製造する際に、加熱重合時の最高温度が、１２５℃以上１４０℃以下で、処理時間が０．５時間以上８時間以下であり、重合終了後、１００℃以上１３０℃以下の温度で１０分以上６時間以下のアニール処理をすることを特徴とする。
また本発明のプラスチックレンズの製造方法では、前記アニール処理は、１時間以上３時間以下のアニール処理であることが好ましい。
【００１３】
また本発明のプラスチックレンズは、前記いずれかのプラスチックレンズの製造方法によって製造されることを特徴とする。
【００１４】
本発明によるプラスチックレンズの製造方法を用いると、重合後のレンズ度数は、１００℃〜１３０℃の温度で、１時間〜３時間程度の１回のアニールを行うことによって安定し、その後の熱処理によって変化することはほとんどなくなる。また、本発明によるプラスチックレンズの製造方法を用いることによって、モールドに付着した原料は、重合中に完全に硬化することから、重合終了後には悪臭を発生する事もなく、作業者の手指を汚染することがなくなるため、作業性の低下を防ぐことができる。
【００１５】
重合時の最高温度が１２５℃未満では、レンズの度数は重合後の１回のアニールでは安定せず、その後の熱処理によってレンズ度数は変化し続ける現象を示す。マイナスレンズの場合には、例えば、１３０℃×２時間のアニールを繰り返すと、どんどんマイナス強度側に変化していく。また、重合時の最高温度が１２５℃未満のときのもう一つの悪影響として、モールドに付着した原料が重合終了後も硬化せず、悪臭の原因になり、また、作業者の手指を汚染することから、作業性が低下する。
【００１６】
一方、重合時の最高温度が１４０℃を越える場合は、重合後のレンズ色調において黄色が強くなり、無色透明が望まれる眼鏡レンズ用としては、使用できなくなる。
【００１７】
さらに、本発明においては、重合時に１２５℃以上１４０℃以下の温度範囲での熱処理時間の合計が、０．５時間以上８時間以下であることが望ましい。この時間が０．５時間未満では、例え重合時の最高温度が１２５℃以上１４０℃以下だとしても、レンズ度数の安定化や、漏れたモノマーを硬化させる為には有効な対策とはならない。また、この時間が８時間を越えると、重合時の最高温度が１４０℃を越えなくても、重合後のレンズ色調が黄色くなってしまう。
【００１８】
熱重合の重合パターンとしては、一般に室温付近または室温以下の温度で、重合を開始し、一定温度を維持または徐々に昇温を行うことを１回以上行うことにより、重合の最高温度に到達させ、最高温度を一定時間維持、または徐々に降温しながら、離型可能となる温度まで下げ、離型を行いプラスチックレンズを取り出す。重合パターン全体の時間は、２時間〜１００時間であり、好ましくは６時間〜４８時間、さらに好ましくは、１０時間〜３０時間である。重合のスタート温度は−１０℃〜５０℃であり、好ましくは０℃〜４０℃である。離型可能となる温度は、一般には１００℃以下であり、より好ましくは７０℃以下である。
【００１９】
また、重合終了後、取り出したプラスチックレンズを再加熱しアニール処理を行うことは、レンズ度数の安定化やレンズの光学歪みを取り除くために、好ましい処理方法である。このときの処理温度は７０℃〜１６０℃であり、好ましくは、８０℃〜１４０℃、さらに好ましくは、１００℃〜１３０℃である。また処理時間は１０分〜６時間であり、好ましくは１時間〜３時間である。
【００２０】
本発明において使用されるエピスルフィド基を１分子中に少なくとも１個以上有する化合物については特に制限はなく、公知のエピスルフィド基を有する化合物が何ら制限なく使用できる。エピスルフィド基を有する化合物の具体例としては、既存のエポキシ化合物のエポキシ基の一部あるいは全てをエピスルフィド化して得られるエピスルフィド化合物が挙げられる。また、プラスチックレンズの高屈折率化と高アッベ数化のためにはエピスルフィド基以外にも分子中に硫黄原子を含有する化合物が好ましい。具体例としては、ビス−（２，３エピチオプロピル）ジスルフィド、１，２−ビス（β−エピチオプロピルチオ）エタン、ビス−（β−エピチオプロピル）スルフィド、１，３および１，４−ビス（β−エピチオプロピルチオ）シクロヘキサン、１，４−ビス（β−エピチオプロピルチオメチル）ベンゼン、２，５−ビス（β−エピチオプロピルチオメチル）−１，４−ジチアン等が挙げられる。
【００２１】
また、本発明ではエピスルフィド基と反応可能な官能基を有する化合物、あるいは１分子中にエピスルフィド基と反応可能な官能基１個以上と他の単独重合可能な官能基１個以上を有する化合物、これらの単独重合可能な官能基を１分子中に１個以上有する化合物、更にはエピスルフィド基と反応可能でかつ単独重合も可能な官能基を１分子中に１個以上有する化合物を添加して重合硬化することにより、得られるレンズの光学性能、物理特性等を向上させることも可能である。具体的には、エポキシ基、多価カルボン酸基、メタクリル基、アクリル基、アリル基、ビニル基、芳香族ビニル基、水酸基、メルカプト基等の官能基を有する化合物である。尚、これらの化合物は単独でも、２種以上を混合して使用してもかまわない。
【００２２】
エピスルフィド基を１分子中に少なくとも１個以上有する化合物を主成分として含む重合性組成物の重合硬化に際しては、１種類以上の硬化触媒の存在下で重合硬化を行い、プラスチックレンズを製造することができる。硬化触媒としては特に制限はないが、エポキシ樹脂用として知られている公知の化合物を使用することができる。具体例としては、エチルアミン、エチレンジアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、Ｎ,Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、Ｎ,Ｎ−ジエチルエタノールアミン、２−エチルヘキシルアミン等のアミン類、トリメチルフォスフィン、トリエチルフォスフィン、トリ−ｉｓｏ−プロピルフォスフィン等のフォスフィン類、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、炭酸等の鉱酸類およびこれらの半エステル類、３フッ化ホウ素、３フッ化ホウ素のエ−テラ−ト等に代表されるルイス酸類、カルボン酸に代表される有機酸類およびこれらの半エステル類、ケイ酸類、四フッ化ホウ酸類等が挙げられる。以上の触媒は、エピスルフィド基を１分子中に少なくとも１個以上有する化合物１モルに対して通常０．０００１モルから０．５モル使用することが好ましい。より好ましくは０．０００１モルから０．１モル未満、最も好ましくは０．０００１モルから０．０５モルである。硬化触媒の量はこの範囲より多いと硬化物の屈折率、耐熱性が低下し、また得られるレンズが著しく着色する。またこの範囲より少ないと十分に重合硬化せず耐熱性が十分に得られない。
【００２３】
また、本発明では重合硬化前の重合性組成物中に必要に応じて酸化防止剤や光安定剤等を添加して重合硬化を行いプラスチックレンズを製造することによって、得られるプラスチックレンズの耐候性を向上させることが可能である。酸化防止剤や光安定剤の具体例としては、ヒンダードアミン系光安定剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、ホスファイト系酸化防止剤、チオエーテル系酸化防止剤等を挙げることができる。
【００２４】
本発明によるプラスチックレンズを視力矯正用レンズやファッションレンズとして用いる場合には、光線透過率を高め、表面反射によるちらつきを防止するために反射防止膜を施すことが好ましく、さらにレンズ基材と反射防止膜の密着性を高め、表面の傷防止のためにハードコート層を設けることが特に好ましい。
ハードコート層の好ましい例としては、下記（イ）および（ロ）を主成分とするコーティング組成物を塗布し硬化させたものが挙げられる。
【００２５】
少なくとも一種以上の反応基を有するシラン化合物の一種類以上。
（ロ）酸化ケイ素、酸化アンチモン、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化スズ、酸化タンタル、酸化タングステン、酸化アルミニウムなどの金属微粒子；酸化チタン、酸化セリウム、酸化ジルコニア、酸化ケイ素、酸化鉄のうちの２つ以上を用いた複合金属微粒子；酸化スズと酸化タングステンの複合金属微粒子で酸化スズ微粒子を被覆した複合金属微粒子から選ばれる一種以上。
【００２６】
（ロ）の成分は、ハードコートの屈折率を調整し、かつ硬度を高めるのに有効な成分であり、単独または混合して用いることができる。しかし、（ロ）の成分だけでは成膜性が悪く、（イ）の成分を併用することによって透明で強靱な膜が得られる。（イ）の成分はそのまま使用することも可能であるが、加水分解して使用する方が膜の耐水性や硬度を向上させることができることからより好ましい。
ハードコート層の厚さは通常０．２μｍ〜１０μｍ程度が好ましく、より好ましくは、１μｍ〜３μｍ程度である。また本発明では、レンズ生地とハードコート層の間にプライマー層を設けるようなハードコートも使用できる。このプライマー層は、レンズ生地とハードコート層の密着性をより向上させたり、ハードコート処理後のレンズの耐衝撃性を向上させる効果がある。
【００２７】
ハードコート層ならびにプライマー層のコーティングに際しては、好ましくは各層の原料成分をアルコール系または水系など、適当な溶媒系に希釈して、ディップ、スピン、スプレー等の一般的なコーティング法を用いて塗布し、加熱硬化することで行うことができる。硬化は、単に加熱するだけでも可能であるが、適当な硬化触媒を添加することで短時間で硬い膜を形成することが可能になる。硬化触媒の具体例としては、過塩素酸マグネシウムや過塩素酸アンモニウム等の過塩素酸塩、アルミニウムアセチルアセトネート等のキレート化合物等が挙げられる。
【００２８】
ハードコート層として上記（イ）および（ロ）の成分は、両者のみでも十分な塗膜性能を得ることはできるが、ハードコート層の外観や耐久性および他の機能を付加させるために、他の成分を添加することも可能である。例えば、ハードコート層の耐水性を向上させ、あるいは染色性を付与するためには、多価アルコール、多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物、またはエポキシ化合物を添加すると効果的である。使用できる多価アルコールとしては、例えば、（ポリ）エチレングリコール、（ポリ）プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、カテコール、レゾルシノール、アルカンジオール等の二官能性アルコール、またはグリセリン、トリメチロールプロパン等の三官能性アルコール、またはポリビニルアルコール等が挙げられる。多価カルボン酸としては、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、マレイン酸、ｏ−フタル酸、テレフタル酸、フマル酸、イタコン酸、オキザロ酢酸等が挙げられる。多価カルボン酸無水物としては、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、１，２−ジメチルマレイン酸無水物、無水フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸無水物、無水ナフタル酸等が挙げられる。また、エポキシ化合物としては、（ポリ）エチレングリコール、（ポリ）プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、カテコール、レゾルシノール、アルカンジオール等の二官能性アルコールのジグリシジルエーテル、またはグリセリン、トリメチロールプロパン等の三官能性アルコールのジまたはトリグリシジルエーテル等が挙げられる。これらの添加剤を添加した場合には、特に硬化触媒を添加した方が硬度の高い膜を得ることができる。
【００２９】
さらに、ハードコート層の紫外線による劣化を防止するためには、紫外線吸収剤または酸化防止剤・光安定剤等を使用することができる。紫外線吸収剤または酸化防止剤・光安定剤としては、例えば、サリチル酸エステル、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系、ニッケル錯塩系、フェノール系、ヒンダードアミン系、およびヒンダードフェノール系の化合物などが使用できる。
【００３０】
また、塗布時のユズ肌やハジキ等のコーティング不良を解消するためには、界面活性剤・フローコントロール剤を使用することができる。中でも、シリコーン系あるいはフッ素系の界面活性剤が有効である。
【００３１】
矯正用レンズとしての使用では、前述の如くハードコート層表面に反射防止膜を施すことによって、光学性能が更にアップする。反射防止膜としては、屈折率の異なる薄膜を積層して得られる多層膜であり、反射率の低減されるものであれば、無機物でも有機物でも可能である。しかし、表面の硬度や干渉縞の防止を重視するためには、無機物からなる単層または多層の反射防止膜を設けることが最も好ましい。使用できる無機物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタニウム、酸化セリウム、酸化ハフニウム、フッ化マグネシウム等の酸化物あるいはフッ化物が挙げられ、イオンプレーティング、真空蒸着、スパッタリング等のいわゆるＰＶＤ法によって施すことができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の詳細について実施例に基づき説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
実施例および比較例で使用する物質の略称は以下の通りである。
略称  ：  物質名
Ａ−１：ビス−（２，３エピチオプロピル）ジスルフィド
Ｂ−１：４，８ｏｒ４，７ｏｒ５，７−ジメルカプトメチル−１，１１−ジメルカプト−３，６，９−トリチアウンデカン
Ｂ−２：ビス（２−メルカプトエチル）スルフィド
（実施例１）
レンズ原料モノマーとして、表１に示す品を表１に示す組成比で混合した後、紫外線吸収剤として２−（２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール（商品名  シーソーブ７０１  シプロ化成株式会社製）を１．０ｇ添加した後、十分に撹拌して、完全に溶解させた。その後、触媒としてＮ,Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン  ０．１０ｇを混合、室温で十分に撹拌して均一液とした。ついでこの組成物を中心厚１．２ｍｍとしたプラスチックレンズ用ガラスモールド中に注入し、大気重合炉中で、表２に示す重合パターンを用いて、重合硬化させた。このときに使用したガラスモールドは、できあがりのレンズ度数が約−５．０Ｄになるように作られた物である。その後ガラスモールドよりレンズを離型し、１３０℃で２時間加熱して１回目のアニール処理を行った。
このようにして製造したプラスチックレンズを、下記の方法で品質評価を行った。その結果を表３に示す。
（屈折率）アッベ屈折率計により２０℃でＤ線（５８９．３ｎｍ）の屈折率を測定した。
（アッベ数）アッベ屈折率計により２０℃でＤ線（５８９．３ｎｍ）のアッベ数を測定した。
（度数安定性）レンズ度数を測定した後、そのレンズに１３０℃×２時間の２回目のアニール処理を行い、その後レンズの度数を再び測定した。２回のレンズ度数測定のずれ量によって、レンズの度数安定性を以下の様に評価し、分類した。
○  レンズの度数ずれ量が、０．０２以下
×  レンズの度数ずれ量が、０．０３以上
（色調）目視により得られたレンズの色調を目視で観察し、黄色さのレベルによって以下のように分類した。
○  良好
△  レンズが若干黄色化している。
×  レンズが著しく黄色化している。
（作業性）ガラスモールドに付着した原料の重合後の性状を観察し、以下の様に分類した。
○  付着した原料が硬化し、作業者の手指に再付着せず、臭気も少ない。
×  付着した原料は未硬化のままで、作業者の手指に再付着し、臭気も大きい。
【００３３】
【表１】
0004329281.tif 000002
【００３４】
【表２】
0004329281.tif 000003
【００３５】
【表３】
0004329281.tif 000004
【００３６】
（実施例２〜４）
原料組成と、重合パターンを、表１および表２に示すように変更した以外は、実施例１と同条件でレンズを作製し、実施例１と同様の品質評価を行った。評価結果を表３に示す。
（比較例１〜４）
原料組成と、重合パターンを、表１および表２に示すように変更した以外は、実施例１と同条件でレンズを作製し、実施例１と同様の品質評価を行った。評価結果を表３に示す。
【００３７】
【発明の効果】
本発明におけるプラスチックレンズの製造方法を用いると、高屈折率、高アッベ数のプラスチックレンズを、レンズの度数安定性に優れ、黄色く着色することもなく、かつ、重合時の作業性に優れた方法で製造することができる。