Способ изготовления пластиковой линзы и пластиковая линза - RU2275302C1

Описание

Область изобретения

Настоящее изобретение относится к способу изготовления пластиковой линзы, имеющей высокий показатель преломления, высокое число Аббе и высокую механическую прочность, которую удобно использовать в качестве очковых пластиковых линз, и пластиковая линза, полученная указанным способом.

Предпосылки изобретения

На рынке пластиковых линз, в особенности на рынке очковых пластиковых линз, существует спрос на пластиковые линзы с высоким показателем преломления и высоким числом Аббе. Преимущество пластиковых линз с высоким показателем преломления заключается в возможности получать линзу, обладающую еще и сильной преломляющей способностью, так что толщина линзы в центре или в соседних с центром участках небольшая. Также в последние годы популярны подвешенные в двух точках очки без оправы для линз. В случае, когда подвешенные в двух точках очки выпускают, используя пластиковые линзы с высоким показателем преломления, требуются линзы с высоким показателем преломления, не только имеющие малую толщину в центре и в соседних с центром участках по сравнению с пластиковыми линзами с низким показателем преломления, но также обладающие лучшей механической прочностью.

В качестве примера такой пластиковой линзы с высоким показателем преломления в JP-A-2001-330701 описана пластиковая линза, имеющая показатель преломления порядка 1,70 и изготовленная из соединения полиизоцианата, соединения политиола и соединения, содержащего эпитиогруппу. Хотя описанная в этом документе пластиковая линза обладает такими характеристиками, как высокий показатель преломления, высокое число Аббе и хорошая механическая прочность, существует потребность в пластиковой линзе с еще большей механической прочностью.

Пластиковые линзы, изготовленные полимеризацией и отверждением композиции из оптического материала, содержащей смесь серосодержащего соединения и неорганического соединения, содержащего атом серы и/или атом селена, описаны в JP-A-2001-2783 и JP-A-2001-2933. Согласно способу изготовления линзы, описанному в этих документах, полученные линзы являются недостаточно прозрачными и со временем желтеют. Существует потребность в пластиковой линзе с еще большей механической прочностью.

Краткое описание изобретения

Изобретение относится к способу изготовления пластиковой линзы, имеющей высокий показатель преломления, высокое число Аббе и улучшенную механическую прочность. Было установлено, что такая линза может быть изготовлена при указанной ниже степени предварительной полимеризации. В частности, изобретение обеспечивает способ изготовления пластиковой линзы, включающий стадию полимеризации исходных материалов для линзы в виде смеси (1) форполимера, полученного путем смешивания и осуществления взаимодействия от 0,1 до 10 мас.%, в расчете на полное количество исходных материалов для линзы, серы и соединения, содержащего эпитиогруппу, (2) соединения полиизоцианата и (3) соединения политиола; и пластиковую линзу, полученную по указанной технологии.

Следуя данному способу, получают пластиковую линзу, имеющую высокий показатель преломления, высокое число Аббе и высокую механическую прочность.

Описание вариантов воплощения изобретения

Способ изготовления пластиковой линзы по изобретению включает стадию полимеризации исходных материалов для линзы в виде смеси (1) форполимера, полученного путем смешивания и осуществления взаимодействия от 0,1 до 10 мас.%, в расчете на полное количество исходных материалов для линзы, серы и соединения, содержащего эпитиогруппу, (2) соединения полиизоцианата и (3) соединения политиола. По изобретению, на стадии получения форполимера (1), в смешанном растворе, полученном смешиванием и растворением серы в соединении, содержащем эпитиогруппу, осуществляют взаимодействие содержащего эпитиогруппу соединения и серы при реакционной температуре, например при температуре в пределах от 30 до 80°C, получая форполимер.

При взаимодействии может быть использовано соответствующее количество ускорителя вулканизации, такого как ускорители вулканизации на основе имидазола, например 2-меркапто-N-метилимидазол, имидазол, N-метилимидазол, 2-метилимидазол, 4-метилимидазол, N-этилимидазол, 2-этилимидазол, 4-этилимидазол, N-бутилимидазол, 2-бутилимидазол, 4-бутилимидазол, N-фенилимидазол, 2-фенилимидазол, N-бензилимидазол, 2-бензилимидазол, 2-меркаптоимидазол и 2-меркаптобензимидазол; ускорители вулканизации на основе тиурама, например тетраметилтиурамдисульфид и тетраметилтиураммоносульфид; и ускорители вулканизации на основе гуанизина, например дифенилгуанизин и ди-o-толилгуанизин.

Реакция предварительной полимеризации содержащего эпитиогруппу соединения и серы может быть проведена в атмосфере азота, атмосфере вакуума или в атмосфере окружающей среды. Подходящим способом получения линзы с превосходной ахроматической прозрачностью является осуществление взаимодействия при перемешивании и температуре в пределах от 30 до 80°C в течение от одного часа до 24 часов.

Момент остановки реакции предварительной полимеризации не может быть однозначно определен, поскольку прозрачность, в конечном счете, приобретаемая линзой, изменяется в зависимости от вида и количества добавляемых позднее соединения полиизоцианата и соединения политиола. Однако рассмотрим в качестве примера способ определения момента остановки реакции предварительной полимеризации, предварительную полимеризацию, осуществляемую на исходных веществах, состоящих из содержащего эпитиогруппу соединения и серы, и отбор форполимеров в разные моменты этой стадии, так что показатель преломления форполимера отличается ступенчато. Показатель преломления форполимера может быть принят за показатель момента остановки при следующем условии. За момент остановки принимается момент, при котором сера не выделяется снова в случае охлаждения каждого форполимера до температуры, близкой к комнатной, и достигается прозрачность в конечной линзе, полученной добавлением составляющих линзу ингредиентов, включающих соединение полиизоцианата и соединение политиола.

Таким образом, желательно, в момент, когда показатель преломления форполимера возрастает до значения, соответствующего моменту остановки, нагревание прекратить и форполимер быстро охладить до температуры, близкой к комнатной. В этом случае, для прекращения взаимодействия в достаточной мере, реакция может быть остановлена добавлением подходящего количества останавливающего реакцию вспомогательного средства, такого как кислые эфиры фосфорной кислоты и дихлорид диметилолова, в момент завершения предварительной полимеризации.

Вязкость форполимера в момент остановки не может быть задана однозначно, поскольку зависит от добавляемых концентраций используемого содержащего эпитиогруппу соединения и серы. Однако вязкость форполимера следует выбирать такой, чтобы величина вязкости не превышала 1 Па·с при 25°C), что облегчает операцию смешивания с добавляемыми позднее исходными материалами для линзы.

По изобретению, из соображения получения линзы с особенно хорошей прозрачностью, содержание серы, используемой в качестве исходного материала для форполимера (1), составляет от 0,1 до 10 мас.%, либо от 0, 3 до 6 мас.% или от 0,3 до 5 мас.% в расчете на полное количество исходных материалов для линзы.

Также, из соображения получения незначительного окрашивания образующейся пластиковой линзы, вышеуказанная сера должна представлять собой серу, из которой удалены примеси с температурой кипения, не превышающей 120°C, и которая имеет чистоту 98 мас.% или более.

Способ удаления примесей с температурой кипения, не превышающей 120°C, конкретно не ограничивается. И все же примеры указанных способов включают способ нагревания серы при атмосферном давлении или в вакууме для удаления примесей, способ сублимации серы с целью осуществления перекристаллизации и способ нагревания и плавления серы с целью осуществления перекристаллизации.

По изобретению в качестве содержащего эпитиогруппу соединения, используемого, как указано выше, в (1), может быть назван мономер на основе эписульфида. Конкретные примеры такого мономера включают соединения эписульфида с алициклическим скелетом, например 1,3- и 1,4-бис(β-эпитиопропилтио)циклогексаны, 1,3- и 1,4-бис(β-эпитиопропилтиометил)циклогексаны, бис[4-(β -эпитиопропилтио)циклогексил]метан, 2,2-бис[4-(β-эпитиопропилтио)циклогексил]пропан, бис[4-(β-эпитиопропилтио)циклогексил]сульфид и 1,3- и 1,4-бис(β-эпитиопропил)циклогексаны; соединения эписульфида с ароматическим скелетом, например 1,3- и 1,4-бис(β-эпитиопропилтио)бензолы, 1,3- и 1,4-бис(β-эпитиопропилтиометил)бензолы, бис[4-(β -эпитиопропилтио)фенил]метан, 2,2-бис[4-(β-эпитиопропилтио)фенил]пропан, бис[4-(β-эпитиопропилтио)фенил]сульфид, 4,4-бис(β-эпитиопропилтио)бифенил и 1,3- и 1,4-бис(β -эпитиопропил)бензолы; соединения эписульфида, содержащие скелет дитианового цикла, например 2,5-бис(β-эпитиопропилтиометил)-1,4-дитиан, 2,5-бис(β-эпитиопропилтиоэтилтиометил)-1,4-дитиан, 2,5-бис(β-эпитиопропилтиоэтил)-1,4-дитиан, 2,3,5-три(β-эпитиопропилтиоэтил)-1,4-дитиан и 2,5-бис(β-эпитиопропил)-1,4-дитиан; и соединения эписульфида с алифатическим скелетом, например 2-(2-β-эпитиопропилтиоэтилтио)-1,3-бис(β-эпитиопропилтио)пропан, 1,2-бис[(2-β-эпитиопропилтиоэтил)тио]-3-(β-эпитиопропилтио)пропан, тетракис(β -эпитиопропилтиометил)метан, 1,1,1-трис(β-эпитиопропилтиометил)пропан, бис(β-эпитиопропил)сульфид, бис(β-эпитиопропил)дисульфид, бис(β-эпитиопропил)овый эфир, бис(β -эпитиопропил)метан, 1,2-бис(β-эпитиопропил)этан и 1,3-бис(β-эпитиопропил)пропан.

Из этих содержащих эпитиогруппу соединений предпочтительными являются бис(β -эпитиопропил)сульфид, бис(β-эпитиопропил)дисульфид, бис(β-эпитиопропил)овый эфир, бис(β-эпитиопропил)метан, 1,2-бис(β-эпитиопропил)этан, 1,3-бис(β -эпитиопропил)пропан, 2,5-бис(β-эпитиопропил)-1,4-дитиан, 1,3- и 1,4-бис(β-эпитиопропил)циклогексаны, 1,3- и 1,4-бис(β-эпитиопропил)бензолы, бис[4-(β -эпитиопропилтио)фенил]сульфид и бис[4-(β-эпитиопропилтио)циклогексил]сульфид. Для применения в линзах с высоким показателем преломления в качестве содержащего эпитиогруппу соединения могут быть использованы бис(β-эпитиопропил)сульфид, бис(β-эпитиопропил)дисульфид и 2,5-бис(β-эпитиопропил)-1,4-дитиан.

В данном случае содержащие эпитиогруппу соединения могут быть использованы по отдельности или в смеси.

По изобретению суммарное количество соединения полиизоцианата (2) и соединения политиола (3) может составлять от 3 до 50 мас.%, или от 10 до 40 мас.% или от 20 до 40 мас.% в расчете на общее количество исходных материалов для линзы, вышеуказанных в (1)-(3), в целях получения пластиковой линзы с хорошими механическими характеристиками и высоким показателем преломления.

Также отношение соединения полиизоцианата (2) к соединению политиола (3) может быть в пределах от 1,0 или более, или от 1,0 до 5,0, или от 1,1 до 2,0 в показателях молярного соотношения группы -SH/группы -NCO, в целях получения неокрашенной пластиковой линзы с хорошими механическими характеристиками и высокой прозрачностью. Такое соотношение при смешивании не соответствует описанию вышеупомянутой заявки JP-A-2001-330701, поданной тем же заявителем. Но при этом подразумевается, что содержание серы, добавляемой к содержащему эпитиогруппу соединению, должно составлять от 0,1 до 10 мас.% в расчете на общее количество исходных материалов для линзы.

По изобретению возможно добавление соединения полиизоцианата (2) и соединения политиола (3) без предшествующего осуществления предварительной полимеризации. Считается, что даже когда такие соединения не подвергают предварительной полимеризации, посредством установления содержания серы, которое должно быть добавлено к содержащему эпитиогруппу соединению, в пределах от 0,1 до 10 мас.% в расчете на общее количество исходных материалов для линзы и синтеза форполимера из содержащего эпитиогруппу соединения и серы, сера вступает во взаимодействие, в связи с чем она может стать причиной возникновения непрозрачности. Также для получения возможно более высокого показателя преломления получаемой пластиковой линзы предпочтительно добавлять серу в возможно большем количестве. Однако по изобретению, если задавать содержание серы не превышающим 10 мас.% в расчете на общее количество исходных материалов для линзы, то даже когда соединение полиизоцианата и соединение политиола добавляют без осуществления предварительной полимеризации, это не вызывает помутнения получаемой пластиковой линзы, возникновения избыточного взаимодействия серы с эпитиосоединением и повышения вязкости, а следовательно, обеспечивается легкость переработки.

Также по изобретению возможно получение требуемой пластиковой линзы путем осуществления предварительного взаимодействия соединения полиизоцианата (2) и соединения политиола (3) с образованием уретанового форполимера. Однако, когда используют исходные материалы, не прошедшие предварительную полимеризацию, вязкость оказывается низкой, последующие операции, такие как операция смешивания, операция деаэрации, стадия пеногашения во время и после отлива в пресс-форму, облегчаются и можно легко вводить большие количества соединения полиизоцианата и соединения политиола.

Примеры соединения полиизоцианата (2), используемого по изобретению, включают полиизоцианаты, содержащие, по меньшей мере, один ароматический цикл, такие как ксилилендиизоцианат, 3,3'-дихлордифенил-4, 4'-диизоцианат, 4,4'-дифенилметандиизоцианат, 2,2',5,5'-тетрахлордифенил-4,4'-диизоцианат и толилендиизоцианат; гексаметилендиизоцианат; 2,5-бис(изоцианатометил)-1,4-дитиан; бис(изоцианатометил)сульфид; бис(изоцианатоэтил)сульфид; бис(изоцианатометил)дисульфид и бис(изоцианатоэтил)дисульфид. Также могут быть использованы полиизоцианаты, содержащие, по меньшей мере, одно алициклическое кольцо. Характерные примеры таких соединений включают бис(изоцианатометил)циклогексан, бис(4-изоцианатоциклогексил)метан, бис(4-изоцианатометилциклогексил)метан, циклогександиизоцианат, изофорондиизоцианат, 2,5-бис(изоцианатометил)бицикло[2.2.2]октан, 2,5-бис(изоцианатометил)бицикло[2.2.1]гептан, 2-изоцианатометил-3-(3-изоцианатопропил)-5-изоцианатометилбицикло[2.2.1]гептан, 2-изоцианатометил-3-(3-изоцианатопропил)-6-изоцианатометилбицикло[2.2.1]гептан, 2-изоцианатометил-2-[3-изоцианатопропил]-5-изоцианатометилбицикло[2.2.1]гептан, 2-изоцианатометил-2-(3-изоцианатопропил)-6-изоцианатометилбицикло[2.2.1]гептан, 2-изоцианатометил-3-(3-изоцианатопропил)-6-(2-изоцианатоэтил)бицикло[2.2.1]гептан, 2-изоцианатометил-3-(3-изоцианатопропил)-6-(2-изоцианатоэтил)бицикло[2.2.1]гептан, 2-изоцианатометил-2-(3-изоцианатопропил)-5-(2-изоцианатоэтил)бицикло[2.2.1]гептан, 2-изоцианатометил-2-(3-изоцианатопропил)-6-(2-изоцианатоэтил)бицикло[2.2.1]гептан и дициклогексилметандиизоцианат.

Из указанных соединений полиизоцианата бис(изоцианатометил)бицикло[2.2.1]гептан, бис(изоцианатометил)циклогексан, изофорондиизоцианат, дициклогексилметандиизоцианат, циклогександиизоцианат и бис(изоцианатометил)-1,4-дитиан являются предпочтительными. Из указанных соединений полиизоцианата для получения линзы с хорошим показателем преломления и числом Аббе могут быть использованы содержащие алициклическое кольцо или ароматическое кольцо соединения полиизоцианата.

Соединения полиизоцианата могут быть использованы по отдельности или в смеси.

Примеры соединения политиола (3), используемого по изобретению, включают соединения, содержащие или не содержащие атом серы в дополнение к меркапто-группе, такие как метандитиол, этандитиол, пропандитиол, 1,6-гександитиол, 1,2,3-тримеркаптопропан, тетракис(меркаптометил)метан, циклогександитиол, 2,2-диметилпропан-1,3-дитиол, 3,4-диметоксибутан-1,2-дитиол, 2-метилциклогексан-2,3-дитиол, бис(меркаптометил)циклогексан, 2, 3-димеркапто-1-пропанол(2-меркаптоацетат), 2,3-димеркапто-1-пропанол(3-меркаптоацетат), диэтиленгликольбис(2-меркаптоацетат), диэтиленгликольбис(3-меркаптопропионат), 1,2-димеркаптопропилметиловый эфир, 2,3-димеркаптопропилметиловый эфир, 2,2-бис(меркаптометил)-1,3-пропандитиол, бис(2-меркаптоэтил)овый эфир, этиленгликольбис(2-меркаптоацетат), этиленгликольбис(3-меркаптопропионат), триметилолпропантрис(2-меркаптоацетат), триметилолпропантрис(3-меркаптопропионат), пентаэритритолтетракис(2-меркаптоацетат), пентаэритритолтетракис(3-меркаптопропионат), 1, 2-бис(2-меркаптоэтилтио)-3-меркаптопропан, бис(меркаптометил)сульфид, бис(меркаптоэтил)сульфид, бис(меркаптопропил)сульфид, бис(меркаптометилтио)метан, бис(2-меркаптоэтилтио)метан, бис(3-меркаптопропил)метан, 1,2-бис(меркаптометилтио)этан, 1,2-(2-меркаптоэтилтио)этан, 1,2-(3-меркаптопропил)этан, 1,3-бис(меркаптометилтио)пропан, 1,3-бис(2-меркаптоэтилтио)пропан, 1, 3-бис(3-меркаптопропилтио)пропан, 1,2-бис(2-меркаптоэтилтио)-3-меркаптопропан, 2-меркаптоэтилтио-1,3-пропандитиол, 1,2,3-трис(меркаптометилтио)пропан, 1,2,3-трис(2-меркаптоэтилтио)пропан, 1,2, 3-трис(3-меркаптопропилтио)пропан, тетракис(меркаптометилтиометил)метан, тетракис(2-меркаптоэтилтиометил)метан, тетракис(3-меркаптопропилтиометил)метан, бис(меркаптометил)дисульфид, бис(меркаптоэтил)дисульфид, бис(меркаптометил)-3,6,9-тритиа-1,11-ундекандитиол, бис(1,3-димеркапто-2-пропил)сульфид, 3,4-тиофендитиол, тетрагидротиофен-2,5-димеркаптометил, 2,5-димеркапто-1,3, 4-тиадиазол, 2,5-димеркапто-1,4-дитиан, 2,5-бис(меркаптометил)-1,4-дитиан и 2,5-бис(меркаптоэтил)-1,4-дитиан.

Из указанных соединений политиола предпочтительными являются бис(меркаптометил)-1,4-дитиан, бис(меркаптоэтил)сульфид, бис(меркаптоэтил)дисульфид, 1,2-бис(меркаптоэтил)тио-3-меркаптопропан, пентаэритритолтетракисмеркаптоацетат,

пентаэритритолтетракисмеркаптопропионат, триметилолпропантрисмеркаптоацетат,

триметилолпропантрисмеркаптопропионат и 1,2,3-тримеркаптопропан.

В данном случае соединения политиола могут быть использованы по отдельности или в смеси.

По изобретению различные добавки, такие как поглотитель ультрафиолетового света, поглотитель инфракрасного света, светостабилизатор, внутренний антиадгезив, антиоксидант, краситель, фотохромный краситель, пигмент и антистатик, могут быть включены в смесь вышеуказанного форполимера (1), соединения полиизоцианата (2) и соединения политиола (3), тем самым оказывая специфическое влияние на полимер.

Кроме того, катализатор может быть добавлен для осуществления взаимодействия вышеуказанного форполимера (1), соединения полиизоцианата (2) и соединения политиола (3). Примеры катализатора включают амины, фосфины, четвертичные аммониевые соли, четвертичные фосфониевые соли, третичные сульфониевые соли, вторичные иодониевые соли, минеральные кислоты, кислоты Льюиса, органические кислоты, кремневые кислоты и тетрафторборные кислоты.

Из указанных катализаторов предпочтительными являются амины, такие как аминоэтанол, 1-аминопропанол, 2-аминопропанол, аминобутанол, аминопентанол и аминогексанол; и четвертичные фосфониевые соли, такие как тетраметилфосфонийхлорид, тетраметилфосфонийбромид, тетраэтилфосфонийхлорид, тетраэтилфосфонийбромид, тетра-н-бутилфосфонийхлорид, тетра-н-бутилфосфонийхлорид, тетра-н-бутилфосфонийбромид, тетра-н-бутилфосфонийиодид, тетра-н-гексилфосфонийбромид и тетра-н-октилфосфоний бромид.

Также, хотя используемый катализатор необходимо подбирать в зависимости от вида применяемого мономера и используемое количество катализатора необходимо регулировать, обычно катализатор используют в количестве, изменяющемся в пределах от 0,001 до 0,1 мас.% в расчете на общее количество исходных материалов для линзы.

Способ смешивания указанных исходных материалов (1)-(3) не имеет строгих ограничений. При смешивании в отношении температуры отверждения, требуемого времени и тому подобного могут быть в основном использованы условия, при которых соответствующие компоненты смешиваются в достаточной степени. Из соображений подавления нежелательных взаимодействий между соответствующими исходными материалами и добавками и для того, чтобы вязкость не выходила за необходимые пределы, что облегчает процесс литья, смешивание осуществляют при температуре от -30 до 50°C или от -5 до 30°C. Смешивание может быть осуществлено за время смешивания, изменяющееся в пределах от 5 минут до 2 часов или от 5 минут до 15 минут.

Кроме того, из соображения предупреждения образования пены во время последовательной полимеризации в массе и отверждения может быть проведена операция по дегазации в вакууме до, во время или после смешивания соответствующих исходных материалов и добавок. В это время операция по дегазации может быть проведена при глубине вакуума в пределах приблизительно от 0,1 до 50 ммHg или от 1 до 20 ммHg.

Кроме того, из соображений дальнейшего повышения качества оптического материала по изобретению может быть желательно очистить смесь или основные и вспомогательные исходные материалы перед смешиванием путем фильтрования с помощью фильтра с размером пор приблизительно от 0,2 до 20 мкм.

Смешанные исходные материалы и тому подобное выливают в стеклянную или изготовленную из металла форму и полимеризуют и отверждают в электропечи или тому подобном. Температура отверждения может быть от 5 до 120°C и время отверждения составляет обычно от 1 до 72 часов. Также после завершения отверждения является желательной обработка для снятия деформации пластиковой линзы по изобретению путем обжига материала при температуре от 50 до 150°C в течение периода приблизительно от 10 минут до 5 часов.

В случае, когда пластиковая линза, полученная способом производства по изобретению, трудно отделяется от формы после полимеризации, можно использовать или добавлять известные внешний и/или внутренний антиадгезивы, тем самым повышая способность к отделению. Также в целях защиты полимера или глаз от ультрафиолетового света можно добавлять поглотитель ультрафиолетового света, а в целях защиты глаз от инфракрасного света можно добавлять поглотитель инфракрасного света. Добавляемое количество поглотителя может изменяться в зависимости от поглощающей способности и максимальной абсорбционной длины волны используемой добавки, но приблизительно составляет от 0,03 до 3 мас.%. Также может быть использован способ последующей пропитки полимера указанным поглотителем.

Кроме того, в целях сохранения или улучшения внешнего вида полимера полимер может быть окрашен в синий цвет путем добавления антиоксиданта или использованием следового количества синих или красных красителей или пигментов.

Пластиковая линза, полученная по изобретению, может быть окрашена с использованием красителя. Кроме того, для увеличения стойкости к царапанию, отверждаемое пленочное покрытие может быть нанесено на пластиковую линзу путем использования жидкости для покрытия, содержащей кремнийорганическое соединение или акриловое соединение и тонко измельченные неорганические материалы, такие как оксид олова, диоксид кремния, диоксид циркония и диоксид титана. Главным образом предпочтительно отверждаемое пленочное покрытие с использованием кремнийорганического соединения, поскольку может быть получен дополнительный превосходный эффект.

Также для увеличения сопротивления удару грунтовочный слой, содержащий полиуретан в качестве основного компонента, может быть создан между пластиковой линзой и вышеупомянутым отверждаемым пленочным покрытием.

Кроме того, для создания эффекта антиотражения просветляющая пленка, полученная из неорганического вещества, такого как диоксид кремния, диоксид титана, диоксид циркония и оксид тантала, может быть нанесена на вышеупомянутое отверждаемое пленочное покрытие. Помимо того, для увеличения водоотталкивающей способности гидрофобная пленка, полученная из содержащего атом фтора кремнийорганического соединения, может быть нанесена на вышеупомянутую просветляющую пленку.

Полученная таким образом пластиковая линза по изобретению предпочтительно имеет показатель преломления от 1,69 до 1,72.

Также пластиковая линза по изобретению предпочтительно имеет число Аббе, равное 32 или выше, и более предпочтительно 35 или выше.

Кроме того, полученная пластиковая линза менее окрашена, имеет высокую прозрачность и высокую механическую прочность.

Также помимо пластиковой линзы, полученной вышеуказанным способом, изобретение включает пластиковую линзу, обладающую прозрачностью, которая состоит из форполимера, полученного взаимодействием соединения полиизоцианата, соединения политиола, содержащего эпитиогруппу соединения и серы. Прозрачность пластиковой линзы означает, что пластиковая линза имеет такую же или по существу такую же прозрачность, как и в случае получения линз той же толщины без использования серы, но с использованием тех же исходных материалов.

По изобретению прозрачность пластиковой линзы выражается через коэффициент пропускания

τ=φ_ex/φ_in,

где φ_ex означает интенсивность света, пропускаемого линзой при освещении видимым светом (длина волны: от 400 до 750 нм),

φ_in интенсивность видимого света, падающего на линзу.

В случае, когда просветляющую пленку не наносят, величина прозрачности линзы зависит от величины показателя преломления, линзы. Это происходит потому, что линза, имеющая высокий показатель преломления имеет высокий показатель отражения.

По изобретению, когда пластиковая линза с показателем преломления от 1,55 до 1,65 имеет толщину 1,8 мм, при использовании длины волны от 500 до 600 нм указанная линза предпочтительно имеет прозрачность в пределах от 0,80 до 0,92, более предпочтительно от 0,85 до 0,92 и в особенности предпочтительно от 0, 88 до 0,92.

Также, когда пластиковая линза с показателем преломления от 1,66 до 1,72 имеет толщину 1,8 мм, при использовании длины волны от 500 до 600 нм указанная линза предпочтительно имеет прозрачность в пределах от 0,80 до 0,91, более предпочтительно от 0,85 до 0,91 и в особенности предпочтительно от 0,88 до 0,92.

Примеры

Изобретение описано ниже более подробно со ссылкой на следующие примеры, однако подразумевается, что изобретение не ограничивается этими примерами. В данном случае физические характеристики пластиковых линз, полученных по примерам и примерам сравнения, оценивались приведенными ниже способами.

(1) Показатель преломления и число Аббе:

Измерение осуществляют при 20°C, используя прецизионный рефрактометр модели KPR-200, промышленно производимый Kalnew Optical Industrial Co., Ltd. В таблице 1 nd означает показатель преломления при 587,6 нм; ne означает показатель преломления при 546,1 нм; число Аббе νd равно величине (nd-1)/(nF-nC) и число Аббе νе равно величине (ne-1)/(nF'-nC'), где nC означает показатель преломления при 656,3 нм; nF означает показатель преломления при 486,1 нм; nC' означает показатель преломления при 643,9 нм и nF' означает показатель преломления при 480,0 нм.

(2) Теплостойкость:

Измерение проводят, используя тепловой анализатор TAS-100, TMA8140, промышленно производимый Regaku Corporation, применяют способ проникновения (толщина образца 3 мм, диаметр иглы 0,5 мм, нагрузка 10 г, скорость возрастания температуры 10°C/мин) и измеряют пиковое значение температуры, при котором изменяется тепловое расширение. В таблице 1 указанная величина обозначена Tg.

(3) Прочность на разрыв:

Линзу, скорректированную так, чтобы иметь 0,00 D, диаметр линзы 80 мм и толщину 1,8 мм, обрабатывают, получая линзу для оправы, и сверлят отверстия диаметром 1,6 мм в двух точках, используя дрель, на предмет изготовления подвешенных в двух точках очков, получая образец. В каждое отверстие вставляют ось диаметром 1,6 мм, оба конца образца фиксируют и тянут при скорости 5 мм/мин, используя универсальную установку для испытаний на прочность (модель: RTC-1225A), промышленно производимую A&D Company, Ltd., и измеряют прочность в момент разрыва.

(4) Прозрачность:

Внешний вид полученной пластиковой линзы изучают визуально.

Пример 1

(a) Получение форполимера (общее количество форполимера: 211,6 мас. частей):

В колбу вносят 200 мас. частей бис(β-эпитиопропил)сульфида в качестве содержащего эпитиогруппу соединения, и 10 мас. частей серы (промышленно производимой Wako Pure Chemical Industries, Ltd., микрозернистый порошок серы, чистота: 99 мас.%) в расчете на общее количество исходных материалов для линзы, и смесь нагревают до растворения при 55°C. К раствору добавляют 1,6 мас. частей метимазола(2-меркапто-N-метилимидазол) в качестве ускорителя вулканизации и смесь оставляют реагировать в течение 5 часов и затем охлаждают до 25°C для получения форполимера. Полученный форполимер имеет показатель преломления (nd), равный 1,623 (при 60°C).

(b) Получение пластиковой линзы:

10,71 мас. частей бис(изоцианатометил)бицикло-[2.2.1]гептана, в качестве соединения полиизоцианата, взвешивают и загружают в колбу, к которой затем добавляют 0,35 мас. частей SEESORB 707, промышленно производимого Shipro Kasei Kaisha, Ltd., в качестве поглотителя ультрафиолетового света, 0,004 мас. частей кислого эфира фосфорной кислоты (JP-506H, промышленно производимого Johoku Chemical Co., Ltd.), в качестве внутреннего антиадгезива, 0,04 мас. частей тетрабутилфосфонийбромида, в качестве катализатора отверждения, и 200 ч/млрд, в расчете на общее количество исходных материалов, смеси под торговой маркой Diaresin Blue G (промышленно производимой Mitsubishi Chemical Corporation) и под торговой маркой Diaresin Red HS (промышленно производимой Mitsubishi Chemical Corporation), в качестве средства для окрашивания в синий цвет, в массовом соотношении синего и красного 7/3, и смесь перемешивают до растворения.

После растворения добавляют 19,29 мас. частей бис(меркаптометил)-1,4-дитиана, в качестве соединения политиола, и смесь перемешивают, так чтобы указанная смесь стала однородной. После этого добавляют 70 мас. частей форполимера, полученного, как указано выше в (a), и смесь дополнительно перемешивают. Когда смесь становится по существу однородной, осуществляют дегазацию полученной смеси в вакууме при 4,000 Па при перемешивании в течение 10 минут и фильтруют с помощью фильтра Teflon с размером пор 1 мкм (Teflon означает торговую марку), и фильтрат выливают в пресс-форму, состоящую из стеклянной формы и рубашки.

Указанную заполненную пресс-форму нагревают, постепенно повышая температуру от 20 до 100°C в течение 22 часов и выдерживают при 100°C в течение одного часа, таким образом осуществляя полимеризацию. Что касается расположения линзы при полимеризации, может быть использовано положение, при котором выпуклая часть линзы обращена вверх и пресс-форма наклонена на 15° относительно горизонтальной плоскости, тем самым воздушные пузыри, которые могут быть захвачены во время заливки, направляются к кромке. Также, принимая во внимание полимеризационные нитевидные дефекты, полимеризацию можно осуществлять в горизонтальном положении. После завершения полимеризации полимер постепенно охлаждают и затем извлекают из формы. Для снятия деформации, возникающей в полученном полимере, и стабилизации силы увеличения линзы полимер обжигают, то есть после нагревания до 105°C в течение одного часа температуру постепенно снижают от температуры стеклования до 20°C. Таким образом получают пластиковую линзу.

Измеряют и производят оценку вышеуказанных физических характеристик (1)-(4) полученной таким образом пластиковой линзы, результаты представлены в таблице 1.

Как показано в таблице 1, полученная пластиковая линза является линзой с высокой прозрачностью и обладает превосходными показателем преломления, числом Аббе, теплостойкостью и механической прочностью.

Примеры 2-13

Пластиковые линзы получают тем же способом, что и в примере 1, в условиях соответствующих исходных материалов и количеств, представленных в таблице 1, за исключением добавления или не добавления средства для окрашивания в синий цвет. Затем измеряют и производят оценку вышеуказанных физических характеристик (1)-(4), результаты представлены в таблице 1. Подобно линзе по примеру 1 полученные линзы имеют высокую прозрачность и обладают превосходными показателем преломления, числом Аббе, теплостойкостью и механической прочностью.

Пример 14

(c) Получение форполимера (общее количество форполимера: 211,6 мас. частей):

В колбу вносят 160 мас. частей бис(β -эпитиопропил)сульфида и 40 мас. частей бис(β-эпитиопропил)дисульфида в качестве содержащего эпитиогруппу соединения и 10 мас. частей серы (промышленно выпускаемой Wako Pure Chemical Industries, Ltd., микрозернистый порошок серы, чистота: 99 мас.%) в расчете на общее количество исходных материалов для линзы, и смесь нагревают до растворения при 55°C. К раствору добавляют 1,6 мас. частей метимазола(2-меркапто-N-метилимидазол) в качестве ускорителя вулканизации и смесь оставляют реагировать в течение 5 часов и затем охлаждают до 25°C для получения форполимера. Полученный форполимер имеет показатель преломления (nd), равный 1,634 (при 60°C).

Что касается стадии получения пластиковой линзы, пластиковую линзу получают тем же способом, как и в примере 1, за тем исключением, что используют 70 мас. частей форполимера, полученного выше согласно (c), в условиях соответствующих исходных материалов и количеств, представленных в таблице 1, и при изменении добавляемого количества средства для окрашивания в синий цвет на 600 ч/млрд.

Пример сравнения 1

Содержащее эпитиогруппу соединение и серу растворяют, но предварительную полимеризацию не проводят. Для получения пластиковой линзы к указанному смешанному раствору добавляют соединение полиизоцианата и соединение политиола. То есть пластиковую линзу получают следующим способом.

В колбу загружают 66,16 мас. частей бис(β-эпитиопропил)сульфида и 3,31 мас. частей серы (промышленно производимой Wako Pure Chemical Industries, Ltd., мелкозернистый порошок серы, чистота: 99 мас.%) в расчете на общее количество исходных материалов для линзы, и смесь нагревают до растворения при 55°C в течение приблизительно 15-30 минут. Сразу же после этого добавляют 0,53 мас. части метимазола и растворяют, непосредственно после этого смесь охлаждают до 25°C. Указанную смесь обозначают "раствор 1".

Добавляют 10,71 мас. частей бис(изоцианатометил)бицикло[2.2.1]гептана, в качестве соединения полиизоцианата, 0,35 мас. частей SEESORB 707, промышленно производимого Shipro Kasei Kaisha, Ltd., в качестве поглотителя ультрафиолетового света, 0,004 мас. частей кислого эфира фосфорной кислоты (JP-506H, промышленно производимого Johoku Chemical Co., Ltd.), в качестве внутреннего антиадгезива, и 0,04 мас. частей тетрабутилфосфонийбромида, в качестве катализатора отверждения, и смесь перемешивают до растворения.

После растворения добавляют 19,29 мас. частей бис(меркаптометил)-1,4-дитиана, в качестве соединения политиола, и смесь дополнительно перемешивают до гомогенного состояния. После этого добавляют 70 мас. частей раствора 1 и смесь тщательно перемешивают до гомогенного состояния. Осуществляют дегазацию полученной смеси в вакууме при 4,000 а при перемешивании в течение 10 минут и фильтруют с помощью фильтра Teflon с размером пор 1 мкм (Teflon означает торговую марку), и фильтрат выливают в пресс-форму, состоящую из стеклянной формы и рубашки.

Указанную заполненную пресс-форму нагревают, постепенно повышая температуру от 25 до 100°C в течение 22 часов и выдерживают при 100°C в течение одного часа, таким образом осуществляя полимеризацию. После завершения полимеризации полимер постепенно охлаждают и затем извлекают из формы. Полученный полимер является мутным и недостаточно прозрачным. Результаты представлены в таблице 1.

Пример сравнения 2

Следуют той же методике, что в примере сравнения 1, за тем исключением, что количество бис(изоцианатометил)бицикло[2.2.1]гептана изменяют до 13,12 мас. частей и количество бис(меркаптометил)-1, 4-дитиана изменяют до 16,88 мас. частей. Полученный полимер является мутным и недостаточно прозрачным. Результаты представлены в таблице 1.

Пример сравнения 3

Пластиковую линзу получают без использования серы и соединения полиизоцианата. То есть пластиковую линзу получают следующим способом.

В колбу добавляют 95 мас. частей бис(β-эпитиопропил)сульфида, в качестве содержащего эпитиогруппу соединения, 0,35 мас. частей SEESORB 707, промышленно производимого Shipro Kasei Kaisha, Ltd., в качестве поглотителя ультрафиолетового света, и 0,04 мас. частей тетрабутилфосфонийбромида, в качестве катализатора отверждения, и смесь перемешивают до растворения.

После растворения добавляют 5,00 мас. частей бис(меркаптометил)-1,4-дитиана, в качестве соединения политиола, и смесь дополнительно перемешивают до гомогенного состояния. Осуществляют дегазацию полученной смеси в вакууме при 4,000 Па при перемешивании в течение 10 минут и фильтруют с помощью фильтра Teflon с размером пор 1 мкм (Teflon означает торговую марку), и фильтрат выливают в пресс-форму, состоящую из стеклянной формы и рубашки.

Указанную заполненную пресс-форму нагревают, постепенно повышая температуру от 25 до 100°C в течение 22 часов и выдерживают при 100°C в течение одного часа, таким образом осуществляя полимеризацию. После завершения полимеризации полимер постепенно охлаждают и затем извлекают из формы.

Полученный полимер является бесцветным и прозрачным и имеет превосходные оптические характеристики, однако имеет низкую прочность на разрыв, равную 28 кгс.

EPS: Бис(β-эпитиопропил)сульфид

EPDS: Бис(β-эпитиопропил)дисульфид

mz: 2-Меркапто-N-метилимидазол

NBDI: Бис(изоцианатометил)бицикло[2.2.1]гептан

HXDI: Бис(изоцианатометил)циклогексан

BIMD: Бис(изоцианатометил)-1,4-дитиан

CHDI: Циклогександиизоцианат

XDI: м-Ксилилендиизоцианат

DMMD: Бис(меркаптометил)-1,4-дитиан

DMETMP: 1,2-Бис(меркаптоэтилтио)-3-меркаптопропан

Хотя изобретение описано в отношении некоторых вариантов воплощения, для того, чтобы аспекты изобретения были лучше поняты и оценены, подразумевается, что изобретение не ограничивается данными конкретными вариантами воплощения. Напротив, предполагается, что изобретение охватывает все альтернативные варианты, модификации и эквиваленты, как входящие в объем изобретения как он определен в приложенных пунктах формулы изобретения.

Промышленная применимость

Согласно способу получения по изобретению получают пластиковую линзу, имеющую высокий показатель преломления, высокое число Аббе и высокую механическую прочность. Полученная пластиковая линза также пригодна для использования в качестве очковых пластиковых линз.

Реферат

Способ касается изготовления пластиковой линзы, которая может быть использована в качестве очковых пластиковых линз. Способ изготовления пластиковой линзы включает стадию полимеризации смеси (1) форполимера, полученного путем смешивания и взаимодействия серы в количестве от 0,1 до 10 мас.%, в расчете на общее количество смеси, и содержащего эпитиогруппу соединения, (2) соединения полиизоцианата и (3) соединения политиола. Предложены также линзы, полученные данным способом. Техническим результатом является получение пластиковых линз с высокими показателями преломления, высоким числом Аббе и высокой механической прочностью. 6 н. и 14 з.п. ф-лы, 1 табл.

Формула