(57)【要約】注型成形性に優れ、硬化によって、無色透明性、耐候性に優れ、高い屈折率を有し、且つ耐衝撃性、耐熱性、染色性等の性能にも優れる光学材料が得られる光学材料用組成物であって、ジアリル化合物を含む重合性成分と、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤と、青色系顔料と、非イオン性界面活性剤とを含有する光学材料用組成物、該組成物を硬化させて得た、屈折率１．５３以上、アッベ数３３以上である光学材料及びプラスチックレンズ。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジアリル化合物を含む重合性成分と、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤と、青色系顔料と、非イオン性界面活性剤とを含有する光学材料用組成物。
【請求項２】
ジアリル化合物が、ジアリルフタレート、式（１）で示されるジアリルエステル化合物、式（２）で示されるジアリルカーボネート化合物及びこれらの混合物からなる群より選択される請求の範囲１に記載の光学材料用組成物。
2002033447.tif 000010
（式（１）中、Ｒ１は炭素数１〜４のアルキレン基を示し、Ｐｈはフェニレン基を示す。ｘは１〜２０の整数を示す。）
2002033447.tif 000011
（式（２）中、ｙは２〜５の整数を示し、ｚは１〜４の整数を示す。）
【請求項３】
重合成分として、不飽和カルボン酸エステルを更に含む請求の範囲１に記載の光学材料用組成物。
【請求項４】
不飽和カルボン酸エステルが、式（３）で示される化合物である請求の範囲３に記載の光学材料用組成物。
2002033447.tif 000012
（式中、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、同一又は異なる基であって、水素原子、メチル基、−ＣＯ２Ｒ６又は−ＣＨ２ＣＯ２Ｒ６を示し、Ｒ５及びＲ６は、同一又は異なる基であって、炭素数１〜１２の有機基又は水素原子を示す。）
【請求項５】
非イオン性界面活性剤が、アルキルエーテル型、アルキルフェノール型、アルキルエステル型、ソルビタンエステル型、ソルビタンエステルエーテル型及びこれらの混合物からなる群より選択される請求の範囲１に記載の光学材料用組成物。
【請求項６】
非イオン性界面活性剤のＨＬＢが８〜１７である請求の範囲１に記載の光学材料用組成物。
【請求項７】
非イオン性界面活性剤のＨＬＢが１０．５〜１４である請求の範囲１に記載の光学材料用組成物。
【請求項８】
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の含有割合が１００〜１００００ｐｐｍ、青色系顔料の含有割合が１０〜２００ｐｐｍ、且つ非イオン性界面活性剤の含有割合が１〜２００ｐｐｍである請求の範囲１に記載の光学材料用組成物。
【請求項９】
請求の範囲１に記載の光学材料用組成物を硬化させて得た、屈折率１．５３以上、アッベ数３３以上である光学材料。
【請求項１０】
請求の範囲９に記載の光学材料を加工して得たレンズ状樹脂を含むプラスチックレンズ。
【請求項１１】
レンズ状樹脂の表面にハードコート層を有する請求の範囲１０に記載のプラスチックレンズ。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、注型成型性に優れ、また硬化させて得られる光学材料が、無色透明性、屈折率、アッベ数等の光学特性に優れると共に、耐熱性、耐衝撃性等の諸物性にも優れる光学材料用組成物、該組成物を硬化させた光学材料及びプラスチックレンズに関する。
従来の技術
近年、レンズ等に使用される光学材料の分野においては、軽量性、安全性、ファッション性等が益々重視されるようになり、その材料が従来の無機ガラスから合成樹脂へと移行してきている。その代表的な合成樹脂製材料としては、ポリジエチレングリコールビスアリルカーボネート（以下、ＰＡＤＣと略記する）、ポリメチルメタクリレート（以下、ＰＭＭＡと略記する）、ポリカーボネート（以下、ＰＣと略記する）等がよく知られている。
ＰＡＤＣ又はＰＭＭＡにより得られるレンズは、低比重、耐衝撃性、染色性等の点で無機ガラスにより得られるレンズより優れている。しかし、ＰＡＤＣ又はＰＭＭＡにより得られるレンズの屈折率は１．４９程度であり、屈折率の面では一般的な無機ガラスにより得られるレンズの１．５２より低い。そのため、レンズの度数を高くすると、ＰＡＤＣ又はＰＭＭＡにより得られるレンズは、コバ厚みが厚くなるという欠点がある。また、ＰＣにより得られるレンズは、屈折率が１．５８程度と高いが、アッベ数が２９と低い。加えて、ＰＣは、溶融成形により成形されるので、光学異方性及び着色等の別の点で問題が生じる。
そこで、これらの欠点を改良するための、より高屈折で光学特性に優れたプラスチックレンズが提案されている。例えば、特開昭５３−７７８７号公報には、ジアリルイソフタレートとジエチレングリコールビスアリルカーボネートとの共重合体が、特開昭６２−２３５９０１号公報又は特開昭６２−２３５９０１号公報には、屈折率を高める目的でジアリルフタレートとエステル基に芳香族環を有する不飽和二塩基酸ジエステルとの共重合体が、特開平３−５４２１３号公報には、ジアリルテレフタレート系オリゴマーの樹脂がそれぞれ開示されている。
しかし、これらの共重合体は、いずれも耐衝撃性が十分でなく、また、硬化後の樹脂がわずかに黄色を呈したり、光によって黄変する等の問題がある。
一方、アリル系モノマー以外にも、特開昭５５−１３７４７号公報には、ビスフェノールＡ誘導体のジメタクリレートとスチレンとの共重合体が、特開昭６２−２６７３１６号公報には、ポリイソシアネートとポリチオールとからなるチオウレタン樹脂が開示されている。これらは、いずれの場合もより屈折率の高いレンズが得られているが、重合速度が速いことにより硬化物に歪や白濁が発生し易く、硬化樹脂の初期着色及び耐光性に問題がある。
レンズの黄色度を改善する方法として、特開平５−１９５４４６号公報には、芳香族系ジアリルエステルに青系顔料と赤系顔料とを添加して硬化させる、ブルーイング方法が開示されている。しかし、この方法で得られるレンズは、耐衝撃性が低いばかりでなく、顔料染色剤を高濃度に保持できず、得られるレンズの黄変化を十分に抑えることができない。また、製造時には顔料染色剤が重合性成分から分離し、不純分除去用フィルターによりその一部が除去されてレンズの色合い調整が困難になるという問題がある。
発明の開示
本発明の目的は、注型成形性に優れ、硬化させることによって、無色透明性、耐候性に優れ、高い屈折率を有し、且つ耐衝撃性、耐熱性、染色性等の性能にも優れる光学材料を得ることができる光学材料用組成物を提供することにある。
本発明の別の目的は、無色透明性、耐候性に優れ、高い屈折率を有し、且つ耐衝撃性、耐熱性、染色性等に優れる光学材料及びプラスチックレンズを提供することにある。
本発明によれば、ジアリル化合物を含む重合性成分と、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤と、青色系顔料と、非イオン性界面活性剤とを含有する光学材料用組成物が提供される。
また本発明によれば、前記光学材料用組成物を硬化させて得た光学材料が提供される。
更に本発明によれば、前記光学材料を加工して得たレンズ状樹脂を含むプラスチックレンズが提供される。
発明の好ましい実施の態様
本発明の光学材料用組成物は、ジアリル化合物を含む重合性成分と、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤と、青色系顔料と、非イオン性界面活性剤とを含む。
前記重合性成分に用いるジアリル化合物としては、ジアリルフタレート、式（１）で表されるジアリルエステル化合物、式（２）で表されるジアリルカーボネート化合物等が挙げられる。
2002033447.tif 000002
式（１）中、Ｒ１はエチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基等の炭素数１〜４のアルキレン基を示す。Ｒ１の炭素数が４を超える場合は、得られる硬化物の耐熱性が低下する恐れがあるので、このようなＲ１の炭素数が４を超える式（１）で示されるジアリルエステル化合物を重合性成分中に含ませる場合にはより少ない割合とすることが好ましい。Ｐｈはオルソ位、メタ位又はパラ位で結合するフェニレン基を示す。ｘは１〜２０の範囲が好ましい。ｘが２０を超えると、得られる硬化物の耐熱性の低下、組成物の粘度の著しい上昇が生じるので好ましくない。
2002033447.tif 000003
式（２）中、ｙは２〜５の整数を示す。ｙが６を超えると得られる硬化物の耐熱性が低下するので好ましくない。また、ｚは１〜４の整数を示す。ｚが４を超えると得られる硬化物の耐熱性の低下、組成物の粘度の著しい上昇が見られるので好ましくない。
前記ジアリル化合物の含有割合は、後述する各化合物に応じて適宜選択して決定することができるが、組成物全量に対して、通常５〜６０質量％、特に１０〜５０質量％の範囲が好ましい。
前記ジアリルフタレートとしては、例えば、ジアリルイソフタレート、ジアリルテレフタレート、ジアリルオルソフタレート又はこれらの２種以上の混合物等が挙げられる。好ましくは、得られる硬化物の耐熱性及び透明性の点からジアリルイソフタレート及び／又はジアリルテレフタレートの使用が望ましい。
前記ジアリル化合物として、ジアリルフタレートを用いる場合の含有割合は、組成物全量に対して、通常５〜５０質量％、特に１０〜４０質量％の範囲が好ましい。５質量％未満では、得られる硬化物の耐熱性の低下や組成物の操作性の低下が生じるので好ましくなく、６０質量％を超えると得られる硬化物の耐衝撃性が低下するので好ましくない。
前記式（１）で表される、両末端にアリル基を有するジアリルエステル化合物は、式中ｘの値が単一の化合物、若しくはｘの値が分布を有するポリエステルオリゴマー等が挙げられる。製造の条件によっては、ｘの値を単一にするのが困難な場合があり、分子量分布を有するポリエステルオリゴマーが好ましく用いられる。
前記ジアリル化合物として、前記式（１）で示されるジアリルエステル化合物を用いる場合の配合割合は、組成物全量に対して、通常２０〜６０質量％、特に２５〜５０質量％が好ましい。２０質量％未満では添加による効果が得られず硬化物の耐衝撃性が低下するので好ましくなく、６０質量％を超えると組成物の粘度の著しい上昇が見られ操作性が低下するので好ましくない。
前記式（１）で表されるジアリルエステル化合物を製造するには、通常のエステル交換法、脱水エステル化等によって行うことができる。例えば、ジアリルイソフタレート、ジアリルテレフタレート及びジアリルオルソフタレート等からなる群より選択される１種又は２種以上のジアリルフタレートと、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール及び１，４−ブタンジオール等からなる群より選択される１種又は２種以上のアルキレンジオールとを、触媒の存在下、５０〜２５０℃、２〜２４時間反応させて、減圧下アリルアルコールを除去する方法等により得ることができる。使用する触媒としては、例えば、酢酸金属塩、炭酸金属塩、金属酸化物、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属アルコキシド、チタンアルコキシド、スズアルコキシド等が好適に挙げられる。
前記式（２）で表されるジアリルカーボネート化合物は、得られる硬化物の耐衝撃性をより改善するために、若しくは得られるプラスチックレンズ等にハードコート層を設ける際の該ハードコート層のレンズへの密着性を向上させるため等に好適に用いられる。前記ジアリルカーボネート化合物としては、式中のｚが単一の値のもの、ｚの値が異なるもののいずれでも良いが、好ましくはｚ＝１を主成分にｚ＝２〜４が混合されている混合物が好ましく挙げられる。
前記ジアリル化合物として、前記式（２）で表されるジアリルカーボネート化合物を用いる場合の含有割合は、組成物全量に対して、通常１０〜５０質量％、特に２０〜４０質量％が好ましい。１０質量％未満では添加による効果が得られず硬化物の耐衝撃性が低下するので好ましくなく、５０質量％を超えると得られる硬化物の屈折率が著しく低下するので好ましくはない。
本発明の光学材料用組成物に用いる重合性成分は、前記ジアリル化合物の他に、必要に応じて、例えば、得られる硬化物の屈折率の調整を容易にし、また硬化物の初期着色を更に低下させる等の目的で、不飽和カルボン酸エステル等を含ませることができる。
前記不飽和カルボン酸エステルとしては、式（３）で表される不飽和カルボン酸エステル等が挙げられる。
2002033447.tif 000004
式（３）中、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は同一又は異なる基であって、水素原子、メチル基、−ＣＯ２Ｒ６又は−ＣＨ２ＣＯ２Ｒ６を示す。Ｒ５及びＲ６は、同一又は異なる基であって、炭素数１〜１２の有機基又は水素原子を示す。Ｒ５及びＲ６の炭素数が１２を超えると得られる硬化物の耐熱性が低下するので好ましくない。
式（３）で表される不飽和カルボン酸エステルとしては、例えば、ジメチルマレート、ジエチルマレート、ジイソプロピルマレート、ジｎ−ブチルマレート、ジｓｅｃ−ブチルマレート、ジイソブチルマレート、ジｔ−ブチルマレート、ジｎ−ヘキシルマレート、ジ２−エチルヘキシルマレート、ジシクロペンチルマレート、ジシクロヘキシルマレート、ジメトキシエチルマレート、ジエトキシエチルマレート、ジアリルマレート、アリルエチルマレート、ジベンジルマレート、ジクロロベンジルマレート、ジメチルベンジルマレート、アリルベンジルマレート、ジフェニルマレート等のマレイン酸ジエステル；モノメチルマレート、モノエチルマレート、モノイソプロピルマレート、モノｎ−ブチルマレート、モノｓｅｃ−ブチルマレート、モノイソブチルマレート、モノｔ−ブチルマレート、モノ２−エチルヘキシルマレート、モノシクロヘキシルマレート、モノメトキシエチルマレート、モノエトキシエチルマレート、モノアリルマレート、モノベンジルマレート、モノクロロベンジルマレート、モノフェニルマレート等のマレイン酸ハーフエステル；ジメチルフマレート、ジエチルフマレート、ジイソプロピルフマレート、ジｎ−ブチルフマレート、ジｓｅｃ−ブチルフマレート、ジイソブチルフマレート、ジｔ−ブチルフマレート、ジｎ−ヘキシルフマレート、ジ２−エチルヘキシルフマレート、ジシクロペンチルフマレート、ジシクロヘキシルフマレート、ジメトキシエチルフマレート、ジエトキシエチルフマレート、ジアリルフマレート、アリルエチルフマレート、ジベンジルフマレート、ジクロロベンジルフマレート、ジメチルベンジルフマレート、アリルベンジルフマレート、ジフェニルフマレート等のフマル酸ジエステル；モノメチルフマレート、モノエチルフマレート、モノイソプロピルフマレート、モノｎ−ブチルフマレート、モノｓｅｃ−ブチルフマレート、モノイソブチルフマレート、モノｔ−ブチルフマレート、モノ２−エチルヘキシルフマレート、モノシクロヘキシルフマレート、モノメトキシエチルフマレート、モノエトキシエチルフマレート、モノアリルフマレート、モノベンジルフマレート、モノクロロベンジルフマレート、モノフェニルフマレート等のフマル酸ハーフエステル；ジメチルイタコネート、ジエチルイタコネート、ジイソプロピルイタコネート、ジｎ−ブチルイタコネート、ジｓｅｃ−ブチルイタコネート、ジイソブチルイタコネート、ジｔ−ブチルイタコネート、ジｎ−ヘキシルイタコネート、ジ２−エチルヘキシルイタコネート、ジシクロペンチルイタコネート、ジシクロヘキシルイタコネート、ジメトキシエチルイタコネート、ジエトキシエチルイタコネート、ジアリルイタコネート、アリルエチルイタコネート、ジベンジルイタコネート、ジクロロベンジルイタコネート、ジメチルベンジルイタコネート、アリルベンジルイタコネート、ジフェニルイタコネート等のイタコン酸ジエステル；モノメチルイタコネート、モノエチルイタコネート、モノイソプロピルイタコネート、モノｎ−ブチルイタコネート、モノｓｅｃ−ブチルイタコネート、モノイソブチルイタコネート、モノｔ−ブチルイタコネート、モノ２−エチルヘキシルイタコネート、モノシクロヘキシルイタコネート、モノメトキシエチルイタコネート、モノエトキシエチルイタコネート、モノアリルイタコネート、モノベンジルイタコネート、モノクロロベンジルイタコネート、モノフェニルイタコネート等のイタコン酸ハーフエステル；ジメチルメサコネート、ジエチルメサコネート、ジイソプロピルメサコネート、ジｎ−ブチルメサコネート、ジｓｅｃ−ブチルメサコネート、ジイソブチルメサコネート、ジｔ−ブチルメサコネート、ジｎ−ヘキシルメサコネート、ジ２−エチルヘキシルメサコネート、ジシクロペンチルメサコネート、ジシクロヘキシルメサコネート、ジメトキシエチルメサコネート、ジエトキシエチルメサコネート、ジアリルメサコネート、アリルエチルメサコネート、ジベンジルメサコネート、ジクロロベンジルメサコネート、ジメチルベンジルメサコネート、アリルベンジルメサコネート、ジフェニルメサコネート等のメサコン酸ジエステル；メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｓｅｃ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、シクロペンチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、メトキシエチル（メタ）アクリレート、エトキシエチル（メタ）アクリレート、アリル（メタ）アクリレート、ジベンジルマレート、クロロベンジル（メタ）アクリレート、メチルベンジル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート等のメタクリル酸エステル又はアクリル酸エステル等が挙げられる。これらは単独又は２種以上の混合物でも用いることができる。より好ましくは、マレイン酸、フマル酸又はイタコン酸の、ジエステル、ハーフエステル等が挙げられる。
前記式（３）で表される不飽和カルボン酸エステルを含有させる場合の含有割合は、組成物全量に対して、通常１〜２０質量％、特に２〜１０質量％の範囲が好ましい。１質量％未満では添加による効果が得られず好ましくなく、２０質量％を超えると硬化物の耐衝撃性が著しく低下するので好ましくない。
本発明の光学材料用組成物に用いる重合性成分は、前記ジアリル化合物及び不飽和カルボン酸エステル以外に、必要に応じて更に他のビニルモノマーを併用することもできる。
前記他のビニルモノマーとしては、例えば、酢酸ビニル、安息香酸ビニル、ジビニルフタレート、アジピン酸ジビニル等のビニルモノマー；酢酸アリル、安息香酸アリル、ジアリルマレート、トリメリット酸トリアリル等のアリルモノマー；エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、２，２−ビス（４−メタクリロキシエトキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−（２−メタクリロキシエトキシ）エトキシ）プロパン、２，２−ビス（４−（２−メタクリロキシエトキシ）ジエトキシ）プロパン、ビニルナフタレン、メチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、各種ウレタンポリ（メタ）アクリレート、グリセロイル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸アミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド等が挙げられる。これらは単独又は二種以上の混合物として用いることができる。
前記他のビニルモノマーを含有させる場合の含有割合は、組成物全量に対して、１０質量％以下が好ましい。
本発明の光学材料用組成物に用いるベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤は、得られる硬化物の光劣化を抑制する等の作用をする。
前記ベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤としては、例えば、２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’−ｔ−ブチル−５’−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔ−アミルフェニル）−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−ｔ−ブチルフェニル）−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−ｔ−オクチルフェニル）−ベンゾトリアゾール等が挙げられる。これらは単独又は２種以上の混合物として用いることができる。
前記ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の含有割合は、組成物全量に対して、通常１００〜１００００ｐｐｍ、好ましくは１０００〜５０００ｐｐｍである。１００ｐｐｍ未満では、得られる硬化物の黄変等の光劣化に対する抑制効果が十分得られないので好ましくなく、１００００ｐｐｍを超えると紫外線吸収剤自体によるレンズ黄変の問題が生じる傾向があり好ましくない。
本発明の光学材料用組成物においては、前記ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤に加えて、必要に応じて他の紫外線吸収剤を併用することもできる。他の紫外線吸収剤としては、例えば、ヒドロキシベンゾフェノン系紫外線吸収剤、サルチル酸エステル系化合物等が挙げられる。
本発明の光学材料用組成物に用いる青色系顔料及び非イオン性界面活性剤は、得られる硬化物の初期着色、光劣化による黄色変化等を改善して無色透明性を改善する等に作用する成分である。
前記青色系顔料としては、組成物の硬化時において、硬化剤としてのラジカル開始剤により劣化しないものが好ましく、例えば、含イオウ−ナトリウム−アルミノシリケートの群青、フェロシアン化第二鉄を主成分とした紺青、酸化コバルトとアルミナとからなるコバルトブルー、銅フタロシアニンからなるフタロシアニンブルー等が挙げられる。青色系顔料の粒子径は、０．０５〜１００μｍ程度が好ましい。これらの中でも、硬化剤であるラジカル開始剤による変色や得られるレンズ等の高温処理による変色の問題が極めて少ない群青が特に好ましい。
前記群青は、コバルト色及びバイオレット色を有し、粒子径は０．０５〜５μｍが好ましく、特に０．１〜４μｍが望ましい。さらに油系に対して分散性を向上させるために、青色系顔料の粒子表面が、ポリシロキサン、シリカ等で処理されたものが好ましい。
前記青色系顔料の含有割合は、組成物全量に対して、通常１０〜２００ｐｐｍ、好ましくは２０〜１００ｐｐｍである。１０ｐｐｍ未満では得られる硬化物の無色性が十分得られないので好ましくなく、２００ｐｐｍを超えると得られる硬化物が青色を帯びる傾向にあるので好ましくない。更に好ましくは、青色系顔料の含有割合は、上記含有割合の範囲内であって、且つ前記ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤量の０．２〜１０質量％の範囲が望ましい。
本発明の光学材料用組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で色相を調整する目的で、前記青色系顔料に加えて、必要に応じて他の顔料を併用することもできる。他の顔料としては、例えば、酸化チタン、カーボンブラック、キナクリドンレッド、ペリレンレッド、ジオキサンバイオレット、フタロシアニンブルー等が挙げられる。これら他の顔料の含有割合は、目的に応じて適宜選択して決定することができる。
本発明の光学材料用組成物に用いる特定の非イオン性界面活性剤は、前述の作用に加えて、青色系顔料等の顔料の組成物中における凝集や沈降を防止する作用も示す。更に組成物を硬化させる際に用いる硬化剤としてのラジカル開始剤による硬化時の着色が防止できる。
本発明の光学材料用組成物は、非イオン界面活性剤の他に、他の界面活性剤を含んでいても良い。しかし、アニオン系界面活性剤は、本発明の組成物中において十分溶解しない恐れがあり、カチオン系界面活性剤は、硬化時にレンズを着色させる恐れがあるので、これらの使用は控えた方が好ましい。
前記非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンラセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のアルキルエーテル型；ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル等のアルキルフェノール型；ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリオキシエチレンモノオレート等のアルキルエステル型；ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレート等のソルビタンエステル型；ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリオキシエチレンモノオレート等のソルビタンエステルエーテル型等が挙げられる。これらは単独又は２種以上の混合物として用いることができる。また、溶解性や顔料の分散性をより良好にするために非イオン性界面活性剤のＨＬＢは８〜１７が好ましく、特に１０．５〜１４が望ましい。
前記非イオン性界面活性剤の配合割合は、組成物全量に対して、通常１〜２００ｐｐｍ、好ましくは５〜１００ｐｐｍである。１ｐｐｍ未満では顔料の分散安定性が十分得られないので好ましくなく、２００ｐｐｍを超えると組成物の硬化時において硬化不良が生じる恐れがあるので好ましくない。
本発明の光学材料用組成物の調製は特に限定されないが、前記非イオン性界面活性剤は、青色系顔料等の顔料と共に重合性成分中に添加するか、若しくは重合性成分中に前もって添加し、例えば、攪拌機、ディスパーザー、ボールミル、ロールミル等によりマスターバッチを調製し、その後に青色系顔料等の他の成分を添加混合する方法等が好ましく挙げられる。
本発明の光学材料用組成物では、前記特定の重合性成分に、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤と青色系顔料と非イオン性界面活性剤を組合せて含有させるので、組成物を硬化させて得られる硬化物の光劣化による黄変を抑制すると共に、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の添加によるわずかな着色を、より無色透明にすることができる。
本発明の光学材料用組成物は、本発明の目的が損なわれない範囲、若しくは他の目的等を更に向上させるため等に、必要に応じて、フォトクロミック染料、着色剤、離型剤、酸化防止剤、抗菌剤等の他の添加剤を通常使用される範囲で併用することもできる。
本発明の光学材料は、前記光学材料用組成物を硬化させて得られた、屈折率１．５３以上、好ましくは１．５４〜１．５７、アッベ数３３以上、好ましくは３４〜３５の物性を示す光学用の硬化物である。該光学材料の光線透過率は、好ましくは８５％以上、特に好ましくは８９％以上である。また黄色度（ｂ＊値）は１以下が好ましい。
前記光学材料用組成物を硬化させるには、例えば、光学材料用組成物に、ラジカル開始剤等を添加し、加熱硬化法又は活性エネルギー線硬化法等を用いることができる。
前記ラジカル開始剤は、ペルオキシジカーボネート化合物が好ましく、例えば、ジイソプロピルペルオキシジカーボネート、ジｎ−プロピルペルオキシジカーボネート、ジ２−エチルヘキシルペルオキシジカーボネート、ジ３−メチル−３−メトキシブチルペルオキシジカーボネート、ジｓｅｃ−ブチルペルオキシジカーボネート、ジメトキシイソプロピルペルオキシジカーボネート、ジ２−エトキシエチルペルオキシジカーボネート、ジ４−ｔ−ブチルシクロヘキシルペルオキシジカーボネート等が挙げられる。これらは単独又は２種以上の混合物として用いることができる。
前記ラジカル開始剤の添加量は、組成物１００質量部に対して、通常０．０１〜１０質量部、好ましくは０．１〜５質量部である。０．０１質量部未満では硬化が不十分となり好ましくなく、１０質量部を超えると硬化後の光学材料に歪みが入る傾向にあるので好ましくない。
本発明の光学材料は、以下の方法等により得ることができるが、本発明の光学材料用組成物を硬化させ、光学材料として使用しうる方法であればこれに限定されない。
本発明の光学材料の製造方法としては、例えば、本発明の光学材料用組成物中にラジカル開始剤を適量添加し、得られる混合物を、金属製、ガラス製、プラスチック製等により作製された、レンズ形状等の所望の型に注入するか、若しくは型に注入せずに、加熱硬化させる方法等が挙げられる。このような方法により、無色透明で溶媒に不溶である架橋型の樹脂塊の光学材料が得られる。型を用いて硬化させた樹脂塊の脱型は常法により行なうことができる。
前記加熱硬化は、通常３０〜１００℃の範囲で５〜７２時間、好ましくは１０〜３６時間の条件で行なうことができる。加熱温度は３０〜１００℃の範囲に徐々に上昇させて行なうこともできる。
前記型を用いて加熱硬化させた樹脂塊は、脱型後、窒素又は空気雰囲気下、８０〜１２０℃の温度で１〜５時間アニーリング処理することが望ましい。
本発明のプラスチックレンズは、前記光学材料である樹脂塊を、レンズ形状に加工して得たレンズ状樹脂を含む。加工は切削加工等が挙げられる。
本発明のプラスチックレンズは、表面の耐擦性を向上させるため、前記レンズ状樹脂の表面にハードコート層が形成されていても良い。
前記ハードコート層を形成するためのハードコート剤としては、例えば、エポキシ基、アルコキシ基、ビニル基等の官能基を有するシラン化合物の少なくとも１つと、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アンチモン、酸化スズ、酸化タングステン、酸化アルミニウム等の金属酸化物コロイドの少なくとも１つとを主成分とするコーティング組成物が好ましく挙げられる。
前記ハードコート層の形成は、例えば、前記コーティング組成物を、ディップ法、スピンコート法等の公知の塗布方法により、レンズ状樹脂の表面に塗布し、加熱やＵＶ照射によって硬化させることにより行なうことができる。形成されるハードコート層の厚さは、通常０．５〜１０μｍ程度が好ましい。
本発明のプラスチックレンズにおいて、前記ハードコート層を形成する場合には、レンズ状樹脂の表面とハードコート層との密着性や得られるレンズの耐衝撃性を向上させるために、前記ハードコート層とレンズ状樹脂の表面との間に、更にプライマー層を設けることもできる。また、ハードコート層上に、更に反射防止層を設けることもできる。
前記反射防止層は、例えば、酸化ケイ素、弗化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタニウム、酸化タンタル、酸化イットリウム等の金属酸化物や金属弗化物を、真空蒸着、スパッタリングする方法等により形成することができる。
本発明のプラスチックレンズには、必要に応じて、ファッション性を付与するための分散染料やフォトクロミック染料による着色処理を施すこともできる。
本発明の光学材料及びプラスチックレンズは、透明性に優れ、歪みのない優れた光学特性を有すると共に、レンズに要求される染色性、耐熱性、耐衝撃性等の諸物性にも優れる。
実施例
以下、本発明を実施例及び比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
なお、以下の各例における略号は次の化合物を示す。また例中で行なった評価試験方法を以下に示す。
（重合性成分）
ＤＡＩＰ：ジアリルイソフタレート
ＤＡＴＰ：ジアリルテレフタレート
Ｐ−ＤＡＩＰＥ：イソフタル酸−エチレングリコールポリエステルオリゴマーのジアリルエステル
Ｐ−ＤＡＴＰＢ：テレフタル酸−１，４−ブタンジオールポリエステルオリゴマーのジアリルエステル
Ｐ−ＤＡＩＰＰ：イソフタル酸−プロピレングリコールポリエステルオリゴマーのジアリルエステル
ＡＤＣ：ジエチレングリコールビスアリルカーボネート（旭ペンケミカル（株）製、商品名：ＣＲ−３９、前記式（２）においてｙ＝２であり、ｚ＝１が８９質量％、ｚ＝２が７質量％、ｚ＝３が４質量％含まれる化合物。）
ＤＢｚＦ：ジベンジルフマレート
ＤＢｚＭ：ジベンジルマレート
ＤＢｚＩ：ジベンジルイタコネート
ＤＥＭ：ジエチルマレート
ＤＢＩ：ジｎ−ブチルイタコネート
ＢｚＭＡ：ベンジルメタクリレート
ｍＢｚＭ：モノベンジルマレート
（ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤）
Ｓ−ＭＢＴ：２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）−ベンゾトリアゾール
Ｓ−ＢＭＢＴ：２−（２’−ヒドロキシ−３’−ｔ−ブチル−５’−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール
Ｓ−ＯＢＴ；２−（２’−ヒドロキシ−５’−ｔ−オクチルフェニル）−ベンゾトリアゾール
（非イオン性界面活性剤）
ＮＳ：ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル（日本油脂（株）製のＮＳ−２０６、ＨＬＢ＝１０．９）
ＨＳ：ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル（日本油脂（株）製のＨＳ−２０８、ＨＬＢ＝１２．６）
Ｋ：ポリオキシエチレンステアリルエーテル（日本油脂（株）製のノニオンＳ−２０６、ＨＬＢ＝１０．１）
ＳＰ：ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート（日本油脂（株）製のノニオンＯＴ−２２１、ＨＬＢ＝１５．０）
（カチオン系界面活性剤）
ＴＤＡ：ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド
ＯＡＡ：オクタデシルアミン酢酸塩
ＴＢＡ：テトラデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド
（アニオン系界面活性剤）
ＤＢＳ：ドデシルベンゼンスルフォン酸ソーダ
ＤＯＳ：ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム
ＬＮ：脂肪酸ナトリウム（日本油脂（株）製のノンサールＴＮ−１）
（顔料）
群青：商品名「ＳＭ−Ｖ１０」、第１化成工業（株）製、粒径０．１〜１．０μｍ）
青色系顔料：商品名「ＰＢ−１００」、第１化成工業（株）製、粒径０．３〜２．０μｍ）
赤色系顔料：商品名「ルビクロンレッド５００ＲＳ」、東ソー（株）製）
（ラジカル開始剤）
ＩＰＰ：ジイソプロピルペルオキシジカーボネート、
ＮＰＰ：ジ−ｎ−プロピルペルオキシジカーボネート
＜評価試験方法＞
（１）光線透過率及び黄色度
日本電色工業（株）製の透過率光度計を用い、ＪＩＳ　Ｋ　７１０５に従い光線透過率を測定した。また、同時に黄色度（ｂ＊値）も測定した。
（２）屈折率及びアッベ数
樹脂板から切り出した１ｃｍ×１．５ｃｍの試験片について、アタゴ製アッベ屈折計を用い２５℃で測定した。
（３）比重
ＪＩＳ　Ｋ　７１１２に従い、水中置換法により２５℃における試験片の比重（ｇ／ｃｍ３）を測定した。
（４）耐衝撃性
質量１６ｇのスチール製ボールを１２７ｃｍの高さから樹脂板上に自然落下させた時の破損を調べた。評価は、破損の生じなかったものを○、破損の生じたものを×とした。
（５）耐熱性
東洋ボールドウィン社製の商品名「レオバイブロン」を用いて、樹脂板から切り出した１ｃｍ×４ｃｍの試験片について動的粘弾性を測定した。そのｔａｎδが最大を示す温度をガラス転移温度（Ｔｇ）として耐熱性の指標とした。
（６）染色性
樹脂板をブラウン色の９２℃染色浴中に１０分間浸漬し、染色後の光線透過率を日本電色工業（株）製の透過率光度計で測定した。
（７）プロジェクター検出試験
プロジェクターを用い、光学材料中の顔料の凝集や流れの有無を観察した。
合成例１
撹拌機、温度計、窒素ガス吹き込みキャピラリー管及びコンデンサーを備えた１リットルの４つ口フラスコに、ＤＡＩＰ６００ｇ、エチレングリコール８０ｇ及びジブチルスズオキサイド０．１ｇを仕込み、窒素気流下１８０℃に加熱して、生成してくるアリルアルコールの留出を３時間行なった。次いで、２０ｍｍＨｇに減圧し、更にアリルアルコールの留出を３時間行なった。続いて、得られた反応液を、大量のシクロヘキサン溶媒中に添加し、オリゴマー体を抽出分離した後、脱溶媒して目的の化合物であるＰ−ＤＡＩＰＥを得た。
得られたＰ−ＤＡＩＰＥの１Ｈ−ＮＭＲを測定した。その結果、アリル基については４．８５ｐｐｍに−ＣＨ２−ＣＨ＝ＣＨ２由来のピークが、５．３０及び５．４３ｐｐｍに−ＣＨ２−ＣＨ＝ＣＨ２由来のピークが、５．９９ｐｐｍに−ＣＨ２−ＣＨ＝ＣＨ２由来のピークが、７．５３、８．２５及び８．８０ｐｐｍにイソフタル酸の芳香環水素由来のピークが、４．０〜４．６ｐｐｍに−ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ−由来のピークがそれぞれ確認された。また、得られたＰ−ＤＡＩＰＥをＴＨＦに溶解しＧＰＣにて分子量を測定し、その分布を求めた。その結果、得られたＰ−ＤＡＩＰＥは、前記式（１）において、Ｒ１がエチレン基であり、ｘ＝１である化合物５４質量％、ｘ＝２である化合物２９質量％、ｘ＝３である化合物１２質量％及びｘ＝４以上である化合物５質量％の混合物であった。
合成例２
ＤＡＩＰ、エチレングリコール及びジブチルスズオキサイドの代わりに、ＤＡＴＰ６００ｇ、１，４−ブタンジオール１００ｇ及びチタン酸テトラ−ｎ−ブチルエステル０．５ｇを用いた以外は、合成例１と同様に合成、精製を行いＰ−ＤＡＴＰＢを得た。
得られたＰ−ＤＡＴＰＢの１Ｈ−ＮＭＲを測定した結果、アリル基について４．９２ｐｐｍに−ＣＨ２−ＣＨ＝ＣＨ２由来のピークが、５．３５及び５．４９ｐｐｍに−ＣＨ２−ＣＨ＝ＣＨ２由来のピークが、６．０１ｐｐｍに−ＣＨ２−ＣＨ＝ＣＨ２由来のピークが、８．１０〜８．３０ｐｐｍにテレフタル酸の芳香環水素由来のピークがそれぞれ確認された。またブチレン基については、１．５〜２．４ｐｐｍに−ＣＨ２−由来のピークが、４．１〜４．８ｐｐｍに−ＯＣＨ２ＣＨ２−由来のピークが確認された。更に、得られたＰ−ＤＡＴＰＢをＴＨＦに溶解しＧＰＣにて分子量を測定し、その分布を求めた。その結果、得られたＰ−ＤＡＴＰＢは、前記式（１）において、Ｒ１がブチレン基であり、ｘ＝１である化合物７０質量％、ｘ＝２である化合物２０質量％及びｘ＝３である化合物１０質量％の混合物であった。
合成例３
昭和電工（株）製の商品名「ＢＡ−９０１」をシクロヘキサンにて抽出精製してＰ−ＤＡＩＰＰを得た。
得られたＰ−ＤＡＩＰＰの１Ｈ−ＮＭＲを測定した。その結果、アリル基について、４．８７ｐｐｍに−ＣＨ２−ＣＨ＝ＣＨ２由来のピークが、５．３１及び５．４４ｐｐｍに−ＣＨ２−ＣＨ＝ＣＨ２由来のピークが、５．９２ｐｐｍに−ＣＨ２−ＣＨ＝ＣＨ２由来のピークが、７．５２、８．２５及び８．８１ｐｐｍにイソフタル酸の芳香環水素由来のピークがそれぞれ確認された。またプロピレン基について、１．２２ｐｐｍに−ＣＨ３由来のピークが、４．０〜４．７ｐｐｍに−ＯＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）−由来のピークが、４．９〜５．２ｐｐｍに−ＯＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）−由来のピークがそれぞれ確認された。更に、得られたＰ−ＤＡＩＰＰをＴＨＦに溶解しＧＰＣにて分子量を測定し、その分布を求めた。その結果、得られたＰ−ＤＡＩＰＰは、前記式（１）において、Ｒ１がプロピレン基であり、ｘ＝１である化合物４９質量％、ｘ＝２である化合物２９質量％、ｘ＝３である化合物１５質量％、ｘ＝４以上である化合物７質量％の混合物であった。
実施例１〜４及び比較例１〜７
青色系顔料（商品名「ＰＢ−１００」）０．９ｇと赤色系顔料（商品名「ルビクロンレッド５００ＲＳ」）０．１ｇからなる顔料に、表１に示す各種界面活性剤０．２ｇ及びＡＤＣ１００ｇを添加混合し染料濃厚液を調製した。得られた各顔料濃厚液を１００ｍｌのガラス製サンプル瓶に取り、顔料の沈降の有無を調べ顔料の分散安定性を測定した。評価は、分散直後、１日後及び１週間後に、ガラス瓶の底に顔料の沈降が認められないものを○、沈降が認められたものを×とした。結果を表１に示す。
次に、前記各顔料濃厚液を、重合成分としてＤＡＩＰ６ｇ、Ｐ−ＤＡＩＰＰ８ｇ及びＡＤＣ６ｇと、紫外線吸収剤としてＳ−ＢＭＢＴ２０００ｐｐｍとを含む混合液に添加し、室温で３０分間撹拌混合して光学材料用組成物を調製した。ここで、顔料濃厚液の量は得られる組成物中における界面活性剤濃度が１０ｐｐｍとなるように設定した。得られた各組成物をナイロン製フィルター（フィルター孔５μｍ）で濾過した。得られた各組成物の安定性を、フィルターによる濾過前後の顔料濃度の変化率を可視光線透過率（４６０ｎｍ）から測定した。また、得られた各組成物を、４０℃で３０日間ガラス瓶中に保存し、顔料の分散安定性を上記顔料濃厚液と同様な評価方法で測定した。これらの結果を表１に示す。
更に、上記で得られた各組成物２０ｇに、ラジカル開始剤としてＩＰＰ０．６４ｇを添加した。続いて、直径７ｃｍの２枚のガラス製円板と厚さ２ｍｍのエチレン−プロピレンラバー製のガスケットからなる型に注入した。その後、プログラム温度コントローラー付き熱風恒温槽中で、３０℃から１００℃まで１８時間かけて昇温した。引き続き、注型を１００℃で２時間保持した後、注型を４０℃まで２時間かけて冷却した。これにより注型中の組成物は硬化し、脱型により円盤状の樹脂塊が得られた。得られた樹脂塊を更に１００℃で２時間にわたってアニーリング処理を行ない、円盤状の光学材料を得た。得られた各光学材料について、光線透過率、黄色度及びプロジェクター検出試験を行なった。結果を表１に示す。
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表１の結果より、顔料濃厚液安定性と得られた樹脂の光学物性の両方が良好なのは非イオン性界面活性剤を用いた実施例であり、特に本発明の組成物における安定性では非イオン性界面活性剤の中でもＨＬＢが８〜１７の範囲にあるＮＳ及びＨＳであることが判る。一方、アニオン系界面活性剤を用いた比較例では、溶解性が低く顔料の分散性に問題があり、カチオン系界面活性剤を用いた比較例ではラジカル開始剤による著しい黄変の問題が生じることが判る。
実施例５〜１２
表２に示す、ＡＤＣ以外の重合性成分と、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤と、顔料及び非イオン性界面活性剤をＡＤＣに混合した顔料濃厚液とを、各実施例の組成になるように撹拌混合した。
顔料濃厚液は、顔料としての群青（商品名「ＳＭ−Ｖ１０」）１ｇと、非イオン性界面活性剤としての、ＮＳ０．１８ｇ又はＨＳ０．２ｇとをＡＤＣ１００ｇに加え、ボールミルを用いて室温で３０分間混合して調製した。
各成分を撹拌混合後、不純分を除去するためナイロン製フィルター（フィルター孔５μｍ）を通過させ、目的の光学材料用組成物を得た。
得られた各組成物の安定性を、フィルターによるろ過前後の顔料濃度の変化率を可視光線透過率（４６０ｎｍ）から測定した。結果を表２に示す。なお、実施例５〜１２で調製された光学材料用組成物を４０℃で３０日間放置しても顔料濃度は変化せず安定であった。
次に、得られた各々の組成物２０ｇに、ラジカル開始剤として、ＩＰＰ又はＮＰＰを表１に示す量添加し、続いて、直径７ｃｍの２枚のガラス製円板と厚さ２ｍｍのエチレン−プロピレンラバー製ガスケットからなる型に注入した。その後、プログラム温度コントローラー付熱風恒温槽中で、３０℃から１００℃まで１８時間かけて昇温した。引き続き注型を１００℃で２時間保持した。その後、注型を４０℃まで２時間かけて冷却した。これにより注型中の組成物は硬化し、脱型により円盤状の樹脂が得られた。得られた樹脂塊をさらに１００℃で２時間にわたってアニーリング処理を行い、硬化後、樹脂板の光学材料を得た。得られた光学材料について、光線透過率、黄色度、屈折率、アッベ数、比重、耐衝撃性、耐熱性及び染色性の評価試験を行なった。結果を表２に示す。なお、実施例５〜１２において硬化された樹脂板の光学材料は、２年間放置しても黄変の変化は見られなかった。
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実施例１３〜２０
顔料として、商品名「ＰＢ−１００」の青色系顔料０．９ｇと商品名「ルビクロンレッド５００ＲＳ」の赤色系顔料０．１ｇとの混合系を使用して顔料濃厚液を調製し、表３に示す組成となる各成分を使用した以外は、実施例５〜１２と同様に光学材料用組成物を得、各組成物を硬化させて光学材料樹脂板及びレンズを調製し、各評価試験を行った。結果を表３に示す。
なお、実施例１３〜２０で調製された光学材料用組成物を４０℃で３０日間放置しても顔料濃度は変化せず安定であった。また、各光学材料用組成物を硬化させて得た樹脂板は、２年間放置しても黄変の変化は見られなかった。
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実施例２１〜２５
表４に示す組成となる各成分を使用した以外は、実施例１２〜２０と同様に光学材料用組成物を得、各組成物を硬化させて光学材料樹脂板及びレンズを調製し、各評価試験を行った。結果を表４に示す。
なお、実施例２１〜２５で調製された光学材料用組成物を４０℃で３０日間放置しても顔料濃度は変化せず安定であった。また、各光学材料用組成物を硬化させて得た樹脂板は、２年間放置しても黄変の変化は見られなかった。
2002033447.tif 000008
比較例８〜１５
比較例８〜１１として、市販のＰＡＤＣ、ＰＭＭＡ、ＰＣ製の２ｍｍ板又はウレタン樹脂系レンズ（三井化学（株）製、商品名「ＭＲ−６」）を用いて実施例５〜１２と同様に評価試験を行った。結果を表５に示す。
また、比較例１２〜１５として、実施例２又は１０において、顔料及び界面活性剤を、若しくは顔料のみを使用しない以外は実施例５〜１２と同様に光学材料用組成物を得、各組成物を硬化させて光学材料樹脂板及びレンズを調製し、各評価試験を行った。結果を表５に示す。
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以上の結果より、本発明の光学材料用組成物は、ラジカル硬化重合法により容易に光学材料に硬化成形でき、得られる光学材料は、無色透明性が高く、耐候性が良好で、しかも、屈折率及びアッベ数、比重、耐熱性、耐衝撃性、染色性等にも優れた性能を有するプラスチックレンズが得られることが判る。
【国際調査報告】
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