DE69316126T2

DE69316126T2 - Harz für eine Kunststofflinse

Info

Publication number: DE69316126T2
Application number: DE69316126T
Authority: DE
Inventors: Fumiaki Kanega; Hiromasa Kawai; Akihiro Sasaki; Minoru Suzuki
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1992-10-01
Filing date: 1993-09-27
Publication date: 1998-08-13
Anticipated expiration: 2013-09-28
Also published as: US5559200A; EP0590573B1; EP0590573A3; US5449731A; DE69316126D1; EP0590573A2

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Harz zur Verwendung als Material zur Herstellung von Kunststofflinsen (oder Polymerlinsen), insbesondere von Kunststofflinsen für Brillen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Harzes und eine unter Verwendung eines derartigen Harzes erhaltene Kunststofflinse.
Als Materialien für optische Linsen werden Acrylharze, Diethylenglykolbisallylcarbonatharze (z. B. CR-39), Polystyrole, Polycarbonate und dergl. mit stark durchsichtiger Beschaffenheit verwendet. Unter diesen Harzen werden Diethylenglykolbisallylcarbonate, bei denen es sich um hitzehärtende Harze handelt, in breitem Umfang als Harze für Brillenlinsen verwendet, was auf ihre hervorragende Durchsichtigkeit, geringe Dispersion (hohe Abbesche Zahl), hervorragende Wärmebeständigkeit und hervorragende Schlagfestigkeit zurückzuführen ist. Es besteht jedoch eine Schwierigkeit insofern, daß bei der Herstellung von Linsen unter Verwendung von Diethylenglykolbisallylcarbonat der Brechungsindex einen niedrigen Wert von nur 1,50 aufweist und die Linse eine dickere Beschaffenheit als Glaslinsen aufweist (dies ist bei Brillen mit dicken Gläsern sehr deutlich).
Angesichts des in jüngster Zeit aufgetretenen Bedürfnisses nach dünnen und leichten Brillenlinsen wurden verschiedene Materialien für Brillenlinsen mit einem hohen Brechungsindex entwickelt. Beispielsweise beschreibt JP-A-56-166214 ein Copolymeres eines Dimethacrylats mit einem im Kern halogensubstituierten aromatischen Ring und einem monofunktionellen Monomeren mit einem aromatischen Ring. Dieses Material besitzt einen hohen Brechungsindex, ist jedoch mit der Schwierigkeit behaftet, daß es aufgrund der Halogengruppen im Harzgerüst ein hohes spezifisches Gewicht aufweist. Ferner beschreibt JP-A-63-46213 ein Copolymeres aus Polyisocyanat und Polythiol. Dieses Material weist einen hohen Brechungsindex auf, ist jedoch mit dem Problem einer geringen Wärmebeständigkeit behaftet.
Andererseits sind als thermoplastische Harze mit hohem Brechungsindex Polystyrole (Brechungsindex 1,58, Abbesche Zahl 31) und Polycarbonate (Brechungsindex 1,58, Abbesche Zahl 30) bekannt. Diese Harze besitzen einen hohen Brechungsindex, weisen aber aufgrund der niedrigen Abbesche Zahl eine starke chromatische Aberration auf. Ferner zeigen die Polystyrole eine unerwünscht niedrige Wärmebeständigkeit, während die Polycarbonate in unerwünschter Weise eine geringe Oberflächenhärte aufweisen und leicht zerkratzt werden. Um diese Nachteile zu überwinden, wurden Methylmethacrylat/Styrol- Harze und Tricyclo[5.2.1.02,6]deca-8-yl-methacrylat/Styrol- Harze (JP-A-62-246001) vorgeschlagen. Jedoch sind diese Harze insofern mit Schwierigkeiten behaftet, als sie eine hohe Trübung und eine geringe Durchsichtigkeit aufweisen. Ferner zeigen die Methylmethacrylatlstyrol-Harze eine geringe Wärmebeständigkeit. Da es sich außerdem bei diesen Harzen um thermoplastische Harze handelt, treten Schwierigkeiten bei der Kantenbearbeitung auf.
Ferner beschreibt JP-A-62-232414 ein Copolymeres aus Tricyclo [5.2.1.02,6]deca-8-yl-methacrylat, Styrol und einem vernetzbaren polyfunktionellen Monomeren. Dieses Copolymere erweist sich in bezug auf die Trübung als unzureichend.
Die vorerwähnten Materialien zeigen wie Kunststoffe allgemein eine geringe Kratzfestigkeit. Um dies zu verbessern, wurde der Vorschlag gemacht, die Linsenoberfläche mit einem gehärteten Film aus einem organischen Silan zu beschichten. Jedoch zeigen derartige gehärtete Filme aus einem organischen Silan nicht die erwünschte gleichmäßige Haftung an der Kunststoff-Linsenoberfläche.
Um die Oberflächeneigenschaften eines Kunststoffsubstrats und die Haftung am gehärteten Siliconfilm zu verbessern, wurden folgende Produkte vorgeschlagen: ein thermoplastischer Acryl-Primer (JP-A-52-138565), ein Acryl-Primer mit einer funktionellen Gruppe, z. B. einer Aminogruppe (JP-A-53- 138476), ein Silicon, das vorwiegend ein Reaktionsprodukt aus einem Alkoxysilan mit einer funktionellen Gruppe, wie einer Aminogruppe oder einer Hydroxylgruppe, und einem cyclischen Säureanhydrid enthält (JP-A-53-81533), ein Silicon-Primer, der ein Gemisch aus einem Hydrolysat eines Epoxysilans und eines Aminosilans enthält (JP-A-54-63176), ein Acryl-Primer, der ein eine funktionelle Gruppe enthaltendes thermoplastisches Acrylharz und ein UV-Absorptionsmittel (JP-A-55- 500809), einen Acryl-Primer mit einer hitzehärtenden Acryl- Emulsion und eine UV-Abschirmverbindung enthält (JP-A-58- 160033), ein Silicon-Primer, der ein Reaktionsprodukt eines Aminosilans, eines Epoxysilans und eines Säureanhydrids enthält (JP-A-56-16573), ein Verfahren zur Verbesserung der Haftfestigkeit durch Beschichtung mit einer melaminmodifizierten Acryl-Emulsion (JP-A-56-88469), ein thermoplastischer Acryl-Primer, der ein Reaktionsprodukt eines Acryl-Monomeren, eines Epoxymethacrylats und eines Hydroxybenzophenon-UV-Absorptionsmittels enthält (JP-A-57-23661), ein Primer, der ein selbstvernetzendes Acryl-Copolymeres enthält (JP-A-57-76035), ein Primer, der ein polyfunktionelles Vinylpolymeres enthält (JP-A-57-140162), ein Primer, der ein Acryl-Polymeres und ein Alkyltrialkoxysilan enthält (JP-A-57-162729), ein Primer, der ein Copolymeres aus Methylmethacrylat und Methylacrylat enthält (JP-A-58-179237) und dergl.
Diese Materialien wurden je nach den einzelnen Zielen entwickelt, ergeben aber immer noch keine ausreichend günstigen Ergebnisse für Substrate in Form von Kunststofflinsen.
Wie vorstehend erwähnt, gibt es keine Harze für Kunststofflinsen mit einem geringen spezifischen Gewicht, die die für Kunststofflinsen erforderlichen Eigenschaften aufweisen. Ferner gibt es keine Substrate für Kunststofflinsen mit einem geringen spezifischen Gewicht sowie keine Primer und gehärteten Siliconfilme mit einer ausreichenden Haftfestigkeit an derartigen Substraten für Kunststofflinsen.

Zusammenfassende Darstellung der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Harz für Kunststofflinsen mit hervorragender Durchsichtigkeit und Kantenbearbeitbarkeit, geringem spezifischen Gewicht, geringer Dispersion (hoher Abbesche Zahl), hohem Brechungsindex und hoher Wärmebeständigkeit bereitzustellen. Ferner soll erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Harzes zur Verfügung gestellt werden. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kunststofflinse bereitzustellen, die ein Substrat für eine Kunststofflinse mit geringem spezifischen Gewicht, einen Primer, der darauf ausgebildet ist und eine ausreichende Haftfestigkeit am Substrat für die Kunststofflinse aufweist, und einen darauf ausgebildeten gehärteten Siliconfilm umfaßt.
Erfindungsgemäß wird ein Harz für Kunststofflinsen bereitgestellt, das ein transparentes Harz umfaßt, das durch Copolymerisation von (a) 30 bis 60 Gew.-teilen Styrol, (b) mindestens 10 Gew.-teilen Methacrylsäureester oder Acrylsäureester mit einer alicyclischen Kohlenwasserstoffgruppe mit 5 bis 22 Kohlenstoffatomen am Esterteil, (c) 1 bis 30 Gew.-teilen eines polyfunktionellen Monomeren mit zwei oder mehr radikalisch polymerisierbaren funktionellen Gruppen und (d) bis 40 Gew.-teilen eines copolymerisierbaren Vinylmonomeren, das von den Komponenten (a) bis (c) verschieden ist, wobei die Summe aus (a) bis (d) 100 Gew.-teile ist, in Gegenwart von 0,1 bis 5 Gew.-% eines Molekulargewichtsreglers, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomeren, erhalten wird, wobei das Harz ein spezifisches Gewicht von 1,15 oder weniger, einen Brechungsindex von 1,54 oder höher und eine Abbesche Zahl von 35 oder höher aufweist.
Ferner wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung eines Harzes für Kunststofflinsen bereitgestellt, welches die Polymerisation von (a) 30 bis 60 Gew.-teilen Styrol, (b) mindestens 10 Gew.-teilen Methacrylsäureester oder Acrylsäureester mit einer alicyclischen Kohlenwasserstoffgruppe von 5 bis 22 Kohlenstoffatomen am Esterteil, (c) 1 bis 30 Gew.-teilen eines polyfunktionellen Monomeren mit zwei oder mehr radikalisch polymerisierbaren funktionellen Gruppen und (d) 0 bis 40 Gew.-teilen eines copolymerisierbaren Vinylmonomeren, das von den Komponenten (a) bis (c) verschieden ist, wobei die Summe aus (a) bis (d) 100 Gew.-teile beträgt, in Gegenwart von 0,1 bis 5 Gew.-% eines Molekulargewichtsreglers, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomeren, umfaßt.
Erfindungsgemäß wird ferner eine Kunststofflinse bereitgestellt, welche folgendes umfaßt:
ein Kunststofflinsensubstrat, das hauptsächlich aus dem vorerwähnten Harz gefertigt ist, eine Grundierschicht (Primer), die auf einer oder beiden Oberflächen des Kunststofflinsensubstrats gebildet ist, wobei die Grundierschicht ein Kunstharzfilm ist, der als Hauptkomponente ein Copolymeres aus Alkylacrylat oder Alkylmethacrylat und einer aromatischen Vinylverbindung enthält&sub1; wobei Copolymere ferner ein Monomeres mit einer funktionellen Gruppe enthält&sub1; die unter einer Hydroxygruppe&sub1; einer Carboxygruppe, einer Epoxygruppe und einer Alkoxysilylgruppe ausgewählt ist, und eine Schicht aus gehärtetem Siliconharz, die auf der Grundierschicht gebildet ist.

Beschreibung der bevorzugten Ausführuugsformen

Das erfindungsgemäße Harz für Kunststofflinsen umfaßt ein transparentes Harz, das durch Copolymerisation von (a) 30 bis 60 Gew.-teilen Styrol( (b) mindestens 10 Gew.-teilen Methacrylsäureester oder Acrylsäureester mit einer alicyclischen Kohlenwasserstoffgruppe mit 5 bis 22 Kohlenstoffatomen am Esterteil, (c) 1 bis 30 Gew.-teilen eines polyfunktionel len Monomeren mit zwei oder mehr radikalisch polymerisierbaren funktionellen Gruppen und (d) 0 bis 40 Gew.-teilen eines copolymerisierbaren Vinylmonomeren, das von den Komponenten (a) bis (c) verschieden ist, wobei die Summe aus (a) bis (d) 100 Gew.-teile beträgt, in Gegenwart von 0,1 bis 5 Gew.-% eines Molekulargewichtsreglers, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomeren, erhalten wird, wobei das Harz ein spezifisches Gewicht von 1,15 oder weniger, einen Brechungsindex von 1,54 oder höher und eine Abbesche Zahl von 35 oder höher aufweist.
Im vorerwähnten Harz wird das Styrol in einem Anteil von 30 bis 60 Gew.-teilen pro 100 Gew.-teile der Gesamtmenge der Monomeren verwendet. Liegt der Anteil unter 30 Gew.-teilen, wird es schwierig, einen hohen Brechungsindex zu erreichen, insbesondere von 1,54 oder mehr. Liegt andererseits der Anteil unter 60 Gew.-teilen, ist es schwierig, eine niedrige optische Dispersion zu erzielen, insbesondere eine Abbesche Zahl von 35 oder mehr, wobei außerdem die Wärmebeständigkeit in unerwünschter Weise verringert wird.
Als Komponente (b), d. h. Methacrylsäureester oder Acrylsäureester mit einer alicyclischen Kohlenwasserstoffgruppe mit 5 bis 22 Kohlenstoffatomen am Esterteil kann man Methacrylsäureester verwenden, wie Cyclopentylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat, Methylcyclohexylmethacrylat, Trimethylcyclohexylmethacrylat, Norbornylmethacrylat, Norbornylmethylmethacrylat, Isobornylmethacrylat, Bornylmethacrylat, Menthylmethacrylat, Phenethylmethacrylat, Adamantylmethacrylat, Dimethyladamantylmethacrylat, Tricyclo[5.2.1.02,6]deca-8-yl-methacrylat, Tricyclo[5.2.1.02,6]deca-4-methylmethacrylat, Cyclodecylmethacrylat und dergl.; Acrylsäureester, wie Cyclopentylacrylat, Cyclohexylacrylat, Methylcyclohexylacrylat, Trimethylcyclohexylacrylat, Norbornylacrylat, Norbornylmethylacrylat, Isobornylacrylat, Bornylacrylat, Menthylacrylat, Phenethylacrylat, Adamantylacrylat, Dimethyladamantylacrylat, Tricyclo[5.2.1.02,6]deca-8-yl-acrylat, Tricyclo[5.2.1.02,6]deca-4-methylacrylat, Cyclodecylacrylat und dergl. Diese Verbindungen können allein oder als Gemisch eingesetzt werden. Im Hinblick auf die Abbesche Zahl, das spezifische Gewicht und die Wärmebeständigkeit ist die Verwendung von Oyclohexylmethacrylat, Norbornylmethacrylat, Norbornylmethylmethacrylat, Tricyclo[5.2.1.02,6]deca-8-yl-methacrylat und Tricyclo[5.2.1.02,6]deca-4-methyl-methacrylat besonders bevorzugt.
Die Komponente (b) wird in einem Anteil von mindestens 10 Gew.-teilen pro 100 Gew.-teile der gesamten Monomeren verwendet. Liegt der Anteil unter 10 Gew.-teilen, so wird keine wirksame Verbesserung der Wärmebeständigkeit beobachtet. Beträgt der Anteil andererseits mehr als 70 Gew.-teile, so nehmen die nicht-umgesetzten Monomeren Methacrylsäureester oder Acrylsäureester mit einer alicyclischen Kohlenwasserstoffgruppe in unerwünschter Weise zu. Ferner entsteht die Schwierigkeit der Verringerung der Schlagfestigkeit.
Als Komponente (c), d. h. das polyfunktionelle Monomere mit zwei oder mehr radikalisch polymerisierbaren funktionellen Gruppen, lassen sich Acrylsäureester, wie Ethylenglykoldiacrylat, Diethylenglykoldiacrylat, Triethylenglykoldiacrylat, Tetraethylenglykoldiacrylat, Glycerindiacrylat, 1,3-Butylenglykoldiacrylat, 1,4-Butandioldiacrylat, 1,6- Hexandioldiacrylat, Neopentylglykoldiacrylat, 1,9-Nonandioldiacrylat, 1,10-Decandioldiacrylat, 1,12-Dodecandioldiacrylat, Propylenglykoldiacrylat, Dipropylenglykoldiacrylat, 1-Acryloyl-2-hydroxy-3-acryloylpropan, Pentaerythrittetraacrylat, 1,1,1-Trimethylolpropantriacrylat, Dipentaerythrithexaacrylat, Hexamethylolmelaminhexaacrylat, N,N',N"-Tris-(2-acryloyloxyethyl)-isocyanurat, 2,2'-Bis-[4- (acryloxydiethoxy)-phenyl]-propan, 2,2'-Bis-[4-(acryloxydiethoxy)-phenyl]-methan, Bis-(acryloxymethyl)-tricyclo[5.2.1.02,6]decan, Bis-(acryloxymethyl)-pentacyclo[6.5.13,6.02,7.09,13]pentadecan, Bis-(Acryloxymethyl)-heptacyclo[10.5.1.13,10.15,8.02,11.04,9.013,17]eicosan] Polyethylenglykoldiacrylat und dergl.; Methacrylsäureester, wie Ethylenglykoldimethacrylat, Diethylenglykoldimethacrylat, Triethylenglykoldimethacrykat, Tetraethylenglykoldimethacrylat, Glycerindimethacrylat, 1,3-Butylenglykoldimethacrylat, 1,4-Butandioldimethacrylat, 1,6-Hexandioldimethacrylat, Neopentylglykoldimethacrylat, 1,9-Nonandioldimethacrylat, 1,10-Decandioldimethacrylat, 1,12-Dodecandioldimethacrylat, Propylenglykoldimethacrylat, Dipropylenglykoldimethacrylat, Tripropylenglykoldimethacrylat, 1-Methacryloyl- 2-hydroxy-3-acryloylpropan, 1-Methacryloyl-2-hydroxy-3- methacryloylpropan, Pentaerythrittetramethacrylat, 1,1,1-trimethylolpropantrimethacrylat, Dipentaerythrithexamethacrylat, Hexamethylolmelaminhexamethacrylat, N,N',N"-Tris-(2-methacryloyloxyethyl)-isocyanurat, 2,2'-Bis-[4-(methacryloxydiethoxy)-phenyl]-propan, 2,2'-Bis-[4-(methacryloxydiethoxy)- phenyl]-methan, Bis-(methacryloxymethyl)-tricyclo- [5.2.1.02,6] decan, Bis-(methacryloxymethyl)pentacyclo- [6.5.13,6002,7009,13)pentadecan, Bis-(Methacryloxymethyl)- heptacyclo[10.5.1.13110.15,8002,11.04190013,17]eicosan, Polyethylenglykoldimethacrylat und dergl.; Allylverbindungen und Allylidenverbindungen, wie Ethylenglykolbisallylcarbonat, Diethylenglykolbisallylcarbonat, Triethylenglykolbisallylcarbonat, Tetraethylenglykolbisallylcarbonat, Pentaethylenglykolbisallylcarbonat, Polyethylenglykolbisallylcarbonat, Trimethylenglykolbisallylcarbonat, 3-Hydroxypropoxypropanolbisallylcarbonat, Glycerinbisallylcarbonat, Triglycerinbisallylcarbonat, Diallylcarbonat, Diallylidenpentaerythrit, Triallylidensorbit, Diallyliden-2,2,6,6-tetramethylolcyclohexanon, Triallylidenhexamethylolmelamin, Diallyliden-D-glucose, Bisphenol-A-diallylether, Bisphenol-S-diallylether, Ethylenglykoldiallylether, Diethylenglykoldiallylether, Triethylenglykoldiallylether, 1,1,1-Trimethylolpropantriallylether, Neopentylglykoltriallylether, Allylacrylat, Methallylacrylat, Vinylacrylat, Allylmethacrylat, Methallylmethacrylat, Vinylmethacrylat, Diallylphthalat (Diallyl-o-phthalat, Diallylisophthalat, Diallylterephthalat, ein Gemisch aus zwei oder mehr dieser Verbindungen), Triallylisocyanurat und dergl.; Divinylbenzol und dergl., verwenden. Diese Verbindungen können einzeln oder in Form eines Gemisches verwendet werden.
Im Hinblick auf das spezifische Gewicht, die Transparenz, die Wärmebeständigkeit und die Schlagfestigkeit werden unter diesen Monomeren die folgenden Monomeren bevorzugt verwendet: Divinylbenzol, Diallylphthalat, Allylacrylat, Methallylacrylat, Alkylenglykoldiacrylate mit einer Alkylengruppe mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, wie Ethylenglykoldiacrylat, Propylenglykoldiacrylat, 1,3- Butylenglykoldiacrylat, 1,4-Butandioldiacrylat, 1,6- Hexandioldiacrylat, Neopentylglykoldiacrylat, 1,9- Nonandioldiacrylat, 1,10-Decandioldiacrylat und 1,12- Dodecandioldiacrylat, Allylmethacrylat, Methallylmethacrylat und Alkylenglykoldimethacrylate mit einer Alkylengruppe mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, wie Ethylenglykoldimethacrylat, Propylenglykoldimethacrylat, 1,3-Butylenglykoldimethacrylat, 1,4-Butandioldimethacrylat, 1,6-Hexandioldimethacrylat, Neopentylglykoldimethacrylat, 1,9-Nonandioldimethacrylat, 1,10-Decandioldimethacrylat und 1,12-Dodecandioldimethacrylat.
Die Komponente (c) wird in einem Anteil von 1 bis 30 Gew.-teilen und vorzugsweise von 5 bis 15 Gew.-teilen pro 100 Gew.-teile der Gesamtmenge der Monomeren verwendet. Beträgt der Anteil mehr als 30 Gew. teile, so ergibt sich ein höheres spezifisches Gewicht, das insbesondere leicht einen Wert über 1,15 annimmt. Beträgt der Anteil andererseits weniger als 1 Gew.-teil, so ergeben sich Schwierigkeiten in bezug auf die Wärmebeständigkeit und die Kantenbearbeitbarkeit.
Als Komponente (d), d. h. das copolymerisierbare Vinylmonomere, das von den Komponenten (a) bis (c) verschieden ist, können beliebige Vinylmonomere verwendet werden, sofern sie die Transparenz des Polymeren nicht grundlegend beeinträchtigen. Nachstehend sind Beispiele für das Vinylmonomere aufgeführt: Acrylsäureester, wie Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylacrylat, tert.-Butylacrylat, Pentylacrylat, n-Hexylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, n-Octylacrylat, Dodecylacrylat, Octadecylacrylat, Butoxyethylacrylat, Phenylacrylat, Benzylacrylat, Naphthylacrylat, Glycidylacrylat, 2-Hydroxyethylacrylat und dergl.; Methacrylsäureester, wie Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, tert.-Butylmethacrylat, Pentylmethacrylat, n-Hexylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, n-octylmethacrylat, Dodecylmethacrylat, Octadecylmethacrylat, Butoxyethylmethacrylat, Phenylmethacrylat, Benzylmethacrylat, Naphthylmethacrylat, Glycidylmethacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat und dergl.; aromatische Vinylverbindungen, wie α-Methylstyrol, α-Ethylstyrol, α-Fluorstyrol, α-Chlorstyrol, α-Bromstyrol, Fluorstyrol, Chlorstyrol, Bromstyrol, Methylstyrol, Methoxystyrol und dergl.; N-substituierte Maleinimide, wie N-Methylmaleinimid, N-Ethylmaleinimid, N-Propylmaleinimid, N-Butylmaleinimid, N-Oyclohexylmaleinimid, N-Phenylmaleinimid, N-Methylphenylmaleinimid, N-Chlorphenylmaleinimid, N-Methoxyphenylmaleinimid, N-Carboxyphenylmaleinimid und dergl.; Acrylamide und Methacrylamide, wie Acrylamid, Methacrylamid, N-Dimethylacrylamid, N-Diethylacrylamid, N-Dimethylmethacrylamid, N-Diethylmethacrylamid und dergl.; Metallsalze von Acrylsäure oder Methacrylsäure, wie Calciumacrylat, Bariumacrylat, Bleiacrylat, Zinnacrylat, Zinkacrylat, Calciummethacrylat, Bariummethacrylat, Bleimethacrylat, Zinnmethacrylat, Zinkmethacrylat und dergl.; ungesättigte Fettsäuren, wie Acrylsäure, Methacrylsäure und dergl.; Cyanidvinylverbindungen, wie Acrylnitril, Methacrylnitril und dergl. Diese Verbindungen können einzeln oder in Form eines Gemisches eingesetzt werden.
Unter diesen Verbindungen ist im Hinblick auf die Transparenz, Wärmebeständigkeit und Schlagfestigkeit die Verwendung eines Methacrylsäureesters, wie Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, tert.-Butylmethacrylat, Pentylmethacrylat, n-Hexylmethacrylat, 2 -Ethylhexylmethacrylat, n-Octylmethacrylat, Butoxyethylmethacrylat, Phenylmethacrylat, Benzylmethacrylat, Naphthylmethacrylat oder Glycidylmethacrylat, bevorzugt.
Beträgt der Anteil des Vinylmonomeren (d) mehr als 40 Gew.-teile, so ergibt sich leicht ein geringerer Brechungsindex, insbesondere weniger als 1,54, wobei das spezifische Gewicht größer wird, insbesondere größer als 1,15.
Als Molekulargewichtsregler können herkömmliche Kettenübertragungsmittel, Mercaptane, Diallyldisulfide, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff und dergl. verwendet werden. Im Hinblick auf die Transparenz, die Farbe und die Wärmebeständigkeit als Kunststofflinse ist die Verwendung eines Dimeren von α-Methylstyrol bevorzugt.
Der Molekulargewichtsregler wird in einer Menge von 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomeren, verwendet. Liegt der Anteil unter 0,1 Gew.-%, so ergibt sich ein stärkerer Schleier, während bei einem Anteil von mehr als 5 Gew.-% Schwierigkeiten mit einer Verringerung verschiedener physikalischer Eigenschaften, wie der Wärmebeständigkeit und dergl., auftreten.
Bei der Herstellung des Harzes für Kunststofflinsen kann ein herkömmlicher Polymerisationsinitiator, der für radikahsche Polymerisationen verwendet wird, eingesetzt werden. Beispiele für den Polymerisationsinitiator sind organische Peroxide, wie 1,1-Bis-(tert.-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan, 1,1-Bis-(tert.-butylperoxy)-cyclohexan, n-Butyl-4,4'- bis-(tert.-butylperoxy)-valerat, Decanoylperoxid, Lauroylperoxid, Benzoylperoxid, m-Toluoylperoxid, Diisopropylperoxydicarbonat, Di-2-ethylhexylperoxydicarbonat, Di-n-propylperoxydicarbonat, Dimethoxyisopropylperoxydicarbonat, Cumylperoxyneodecanoat, tert.-Butylperoxy-2-ethylhexanoat, tert.-Butylperoxy-3,5,5-trimethylhexanoat, Di-tert.-Butyldiperoxyisophthalat, tert.-butylperoxyisopropylcarbonat und dergl.; Azo-Polymerisationsinitiatoren, wie 2,2'-Azobis(isobutyronitril), 2,2'-Azobis-(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitril), 2,2'-Azobis-(2,4-dimethylvaleronitril), Dimethyl- 2,2'-azobisisobutylat, 2,2'-Azobis-(2-methylbutyronitril), 1,1'-Azobis-(1-Cyclohexancarbonitril), 2-Phenylazo-2,4-dimethyl-4-methoxyvaleronitril, 2,2'-Azobis-(2-methylpropan) und dergl. Diese Polymerisationsinitiatoren können einzeln oder in Form eines Gemisches eingesetzt werden.
Der Polymerisationsinitiator kann vorzugsweise in einem Anteil von 0,001 bis 10 Gew.-teilen pro 100 Gew.-teile der gesamten Monomeren verwendet werden. Im Hinblick auf den Oberflächenzustand des erhaltenen Polymeren und die Polymensationszeit ist die Verwendung von 0,01 bis 5 Gew.-teilen pro 100 Gew.-teile des gesamten Monomeren besonders bevorzugt.
Der Molekulargewichtsregler und der Polymerisationsinitiator werden vorzugsweise vor der Polymerisation in den Monomeren gelöst. Anschließend wird die erhaltene Lösung des Gemisches gehärtet und durch Gießpolymerisation geformt. Die Härtungstemperatur verändert sich je nach der Art des verwendeten Polymerisationsinitiators und beträgt geeigneterweise 30 bis 120ºC. Um eine gegossene Platte mit geringerer Spannung zu erhalten, ist es bevorzugt, die Härtung allmählich bei einer relativ niedrigen Temperatur durchzuführen. Beim erhaltenen Harz handelt es sich um ein vernetztes Polymeres.
Im Hinblick auf eine Verringerung einer Qualitätsverminderung, die thermische Stabilität, die Verarbeitbarkeit und dergl. ist es bevorzugt, dem erfindungsgemäßen Harz ein oder mehr Antioxidationsmittel, wie Phosphitverbindungen, Phenolverbindungen, Thioetherverbindungen und dergl.; oberflächenaktive Mittel, wie aliphatische Alkohole, Fettsäureester, Phthalsäureester, Triglyceridverbindungen, Fluorverbindungen und dergl.; Formtrennmittel, wie Metallsalze von höheren Fettsäuren; und herkömmliche Gleitmittel, Weichmacher, UV-Absorber, flammhemmende Mittel, Mittel zur Inaktivierung von Schwermetallen und dergl. zuzusetzen. Sofern diese Bestandteile verwendet werden, werden sie in der vorstehenden Lösung des Gemisches vor der Polymerisation der Monomeren gelöst.
Durch Beschichtung von einer oder beiden Oberflächen von Formkörpern mit anorganischen Verbindungen, wie MgF&sub2;, SiO&sub2; und dergl. durch ein Vakuummetallisierungsverfahren, ein Sputtering-Verfahren, ein Ionenplattierungsverfahren und dergl. oder mit einer oder mehreren organischen Siliciumverbindungen, wie Silan-Kupplungsmitteln, Vinylmonomeren, Melaminharzen, Epoxyharzen, Fluorharzen und Siliconharzen unter Bildung eines harten Überzugs lassen sich die Feuchtigkeitsbeständigkeit, die optischen Eigenschaften, die chemische Beständigkeit, die Abriebbeständigkeit und die schleierfreie Beschaffenheit der Formkörper verbessern.
Erfindungsgemäß wird eine Kunststofflinse bereitgestellt, die folgendes umfaßt: ein Substrat, das vorwiegend aus dem vorerwähnten Harz für Kunststofflinsen gefertigt ist, eine Grundierschicht, die auf einer oder beiden Oberflächen des Substrats gebildet ist, wobei die Grundierschicht ein Kunstharzfilm ist, der als Hauptkomponente ein Copolymeres enthält, das ein Alkylacrylat oder Alkylmethacrylat und eine aromatische Vinylverbindung als wesentliche Bestandteile umfaßt, wobei das Copolymere ferner mindestens eine funktionelle Gruppe, die unter einer Hydroxylgruppe, einer Carboxygruppe, einer Epoxygruppe und einer Alkoxysilylgruppe ausgewählt ist, enthält; und eine Schicht aus gehärtetem Siliconharz, die auf der Grundierschicht gebildet ist.
Das Substrat ist vorwiegend aus dem vorerwähnten Harz für Kunststofflinsen gefertigt. Gegebenenfalls kann es sich beim Substrat um ein Verbundmaterial handeln, das das vorerwähnte geformte Harz und ein daran haftendes Glas oder anderes Kunststofflinsenmaterial umfaßt.
Beispiele für das Alkylacrylat und Alkylmethacrylat, die als Komponente des Copolymeren verwendet werden, sind: Methylacrylat, Ethylacrylat, Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Octylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Isopropylmethacrylat, Butylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Octylmethacrylat und dergl.
Beispiele für die aromatische Vinylverbindung, die als eine Komponente des Copolymeren verwendet wird, sind Styrol, α-Methylstyrol und dergl.
Die funktionelle Gruppe des copolymeren (oder der reaktive Rest), der unter einer Hydroxylgruppe&sub1; einer Carboxylgruppe, einer Epoxygruppe und einer Alkoxysilylgruppe ausgewählt ist, kann in das Copolymere durch Copolymerisation eines polymerisierbaren Monomeren mit einem derartigen reaktiven Rest eingeführt werden. Beispiele für das polymerisierbare Monomere sind Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat, 2- Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, Acrylsäure, Methacrylsäure, gamma-(Methacryloxypropyl)-trimethoxysilan, gamma-(Methacryloxypropyl)-triethoxysilan, gamma- (Methacryloxypropyl)-tributoxysilan und dergl.
Es ist bevorzugt, das Alkylacrylat oder Alkylmethacrylat in einem Anteil von 10 bis 60 Gew.-%, die aromatische Vinylverbindung in einem Anteil von 30 bis 70 Gew.-% und das polymerisierbare Monomere mit einem reaktiven Rest in einem Anteil von 1 bis 20 Gew.-% zu verwenden.
Beträgt der Anteil des Alkylacrylats oder Alkylmethacrylats weniger als 10 Gew.-%, so besteht die Tendenz zu einer Verringerung der Flexibilität der Grundierschicht, während bei einem Anteil von mehr als 60 Gew.-% eine Tendenz zu einer Verringerung der Haftung am Substrat besteht. Beträgt ferner der Anteil der aromatischen Vinylverbindung weniger als 30 Gew.-%, so besteht eine Tendenz zur Verringerung der Haftung am Substrat, während bei einem Anteil von mehr als 70 Gew.-% eine Tendenz zur Verringerung der Filmbildungseigenschaften aufgrund einer Verringerung der Löslichkeit in einem organischen Lösungsmittel besteht. Wenn der Anteil des polymerisierbaren Monomeren mit einem reaktiven Rest weniger als 1 Gew.-% oder mehr als 20 Gew.-% beträgt, so besteht die Tendenz zu einer Verringerung der Haftfestigkeit an der gehärteten Siliconharz schicht.
Die gesamten Monomeren zur Bildung des Copolymeren der Grundierschicht werden in Gegenwart eines Polymerisationsinitiators polymerisiert. Als Polymerisationsinitiator können herkömmliche radikalische Polymerisationsinitiatoren verwendet werden. Beispielsweise können die Polymerisationsinitiatoren, die zur Herstellung des vorerwähnten Harzes für Kunstharzlinsen eingesetzt werden, verwendet werden. Der Anteil des Polymerisationsinitiators beträgt vorzugsweise 0,001 bis 10 Gew.-teile pro 100 Gew.-teile der gesamten Monomeren. Ein Anteil von 0,01 bis 5 Gew.-teilen des Polymerisationsinitiators ist besonders bevorzugt, und zwar im Hinblick auf den Oberflächenzustand des erhaltenen Copolymeren und im Hinblick auf die Polymerisationszeit.
Die Grundierschicht kann durch schichtförmiges Aufbringen einer Lösung des Copolymeren (eine Grundierlösung) auf das Substrat durch ein Tauchverfahren, ein Schleuderbeschichtungsverfahren, ein Fließbeschichtungsverfahren und ein Sprühverfahren unter anschließender 3- bis 60-minütiger Lufttrocknung oder Trocknung bei 50 bis 130ºC zur Durchführung der Härtung gebildet werden.
Die Grundierschicht weist vorzugsweise eine Dicke von 1 bis 10 um und insbesondere von 2 bis 5 um auf. Gegebenenfalls kann die Grundierschicht ferner ein oder mehr Silicone oder oberflächenaktive Mittel auf Fluorbasis, UV-Absorber, Farbstoffe und dergl. enthalten.
Als Lösungsmittel für die Grundierlösung können verwendet werden: Alkohole, wie Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Butanol, Gydopentanol, Hexanol und dergl.; Ketone, wie Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon und dergl.; Essigsäureester, wie Methylacetat&sub1; Ethylacetat, Butylacetat und dergl.; Ether, wie Methylcellosolve, Ethylcellosolve, Butylcellosolve und dergl.; Carbitole, wie Methylcarbitol, Ethylcarbitol, Butylcarbitol und dergl.; polare aprotische Lösungsmittel, wie Dioxan, Tetrahydrofuran, Dimethylformamid und dergl.; Kohlenwasserstoffe, wie Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Cyclopentan, Cyclohexan, Benzol, Toluol, Xylole und dergl.
Als Siliconharz zur Bildung der gehärteten Siliconharzschicht läßt sich eine organische Siliciumverbindung der folgenden Formel verwenden:
R¹R²aSi(OR³)3-a (1)
worin R¹ eine organische Gruppe, einschließlich eine Epoxygruppe mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeutet; R² eine Alkylgruppe mit vorzugsweise 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Alkenylgruppe, eine halogenierte Alkylgruppe oder eine Allylgruppe bedeutet; R³ ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Alkoxyalkylgruppe oder eine Acylgruppe bedeutet; und "a" Null oder eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 oder 2 ist, sowie ein partiell hydrolysiertes Produkt davon.
Die gehärtete Siliconharzschicht kann durch schichtförmiges Aufbringen einer Flüssigkeit, die durch Lösen oder Dispergieren des Siliconharzes vorzugsweise zusammen mit sehr feinen anorganischen Teilchen in einem Lösungsmittel, wie Wasser oder einem Alkohol, wie Methanol, Ethanol, Isobutanol, Diacetonalkohol und dergl., auf die Grundierschicht und durch anschließendes Erwärmen auf 50 bis 140ºC zur Durchführung der Härtung gebildet werden.
Die sehr feinen anorganischen Teilchen verleihen dem gehärteten Film des Siliconharzes eine bevorzugte Härte. Als sehr feine anorganische Teilchen lassen sich ein Antimonoxid- Sol, ein Siliciumdioxid-Sol, ein Titandioxid-Sol, ein Aluminiumoxid-Sol und dergl. mit einer Teilchengröße von vorzugsweise 1 bis 200 um und insbesondere von 5 bis 100 um verwenden. Beträgt die Teilchengröße der feinen anorganischen Teilchen weniger als 1 um, so ergibt sich keine Verbesserungswirkung bezüglich der Härte des gehärteten Siliconharzfilms, während bei einer Teilchengröße von mehr als 200 um die Transparenz verringert wird. Es ist bevorzugt, die anorganischen Teilchen in einem Anteil von vorzugsweise 5 bis 200 Gew.-teilen und insbesondere von 20 bis 100 Gew.-teilen pro 100 Gew.-teile des Siliconharzes zu verwenden. Ist der Anteil der anorganischen Teilchen zu gering, so ergibt sich keine Verbesserungswirkung bezüglich der Härte des gehärteten Siliconharzfilms. Wenn andererseits der Anteil zu groß ist, so wird der gehärtete Siliconharzfilm spröde. Als feine anorganische Teilchen lassen sich handelsübliche Kolloidlösungen, die in Wasser oder einem organischen Lösungsmittel dispergiert sind, erwähnen. Beispiele für derartige Kolloidlösungen sind: Snow Tex O, Methanol Silicagel, Alumina Sol 520, Titanium Oxide Sol NTS-10R (Produkt der Fa. Nissan Chemical Industries, Ltd.), Alumina Kureya Sol (Produkt der Fa. Kawasaki Fine Chemical Co., Ltd.) und dergl.
Das Siliconharz kann als Härtungskatalysator ein Aluminiumchelat, Perchlorsäure, Ammoniumperchlorat, ein Perchloratsalz, wie Aluminiumperchlorat, ein Alkalimetallsalz, wie Natriumacetat, Kaliumpropionat und dergl., ein quaternäres Ammoniumsalz, wie Tetramethylammoniumhydroxid, und dergl. enthalten.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert. Sofern nichts anderes angegeben ist, beziehen sich sämtliche Teil- und Prozentangaben auf das Gewicht.

Beispiele 1 bis 19

Ein flüssiges Monomerengemisch der in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzung wird mit 0,5 Teilen Lauroylperoxid und 0,2 Teilen 1,1-Bis-(tert.-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan als radikalische Polymerisationsinitiatoren versetzt und gründlich gerührt. Anschließend wird das erhaltene Gemisch in eine Form aus zwei Glasplatten und einem Dichtungselement gegossen und innerhalb von 20 Stunden von 30 auf 90ºC erwärmt. Die gehärtete Linse wird aus der Form entnommen und 1 Stunde auf 120ºC erwärmt.

Vergleichsbeispiele 1 bis 9

Ein flüssiges Monomerengemisch der in Tabelle 2 angegebenen Zusammensetzung wird mit 0,5 Teilen Lauroylperoxid und 0,2 Teilen 1,1-Bis-(tert.-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan als radikalischen Polymerisationsinitiatoren versetzt und gründlich gerührt. Anschließend wird das erhaltene Gemisch in eine Form aus zwei Glasplatten und einem Dichtungselement gegossen und innerhalb von 20 Stunden von 30 auf 90ºC erwärmt. Die gehärtete Linse wird aus der Form entnommen und 1 Stunde auf 120ºC erwärmt.
Die in den Beispielen 1 bis 19 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 9 erhaltenen Linsen werden einer Messung bezüglich des Brechungsindex, der Abbesche Zahl, des spezifischen Gewichts, der Wärmebeständigkeit, der Transparenz, der Schlagfestigkeit, der chemischen Beständigkeit und der Kantenbearbeitbarkeit unterzogen. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 3 und 4 aufgeführt.
Die Eigenschaften wurden auf folgende Weise bestimmt.

Brechungsindex, Abbesche Zahl

Unter Verwendung eines Abbe-Refraktometers (Produkt der Fa. Atago Co., Ltd.) wurde die Messung bei 20ºC durchgeführt. Die Werte in den Tabellen 3 und 4 wurden unter Verwendung der D-Linie (589,3 nm) erhalten.

Spezifisches Gewicht

Messung nach einem Unterwasser-Verdrängungsverfahren.

Wärmebeständigkeit

Unter Verwendung eines thermomechanischen Analysengeräts (TMA; Produkt der Fa. Seiko Instruments Inc.) wurde die Erweichungstemperatur (Tg) gemessen.

Trübungsgrad (Durchsichtigkeit)

Gemäß ASTM D 1003 wurde der Trübungsgrad mit einer Dicke in der Mitte von 5 mm gemessen. Je kleiner der Trübungswert ist, desto besser ist die Transparenz.

Schlagfestigkeit

Eine Linse mit einer Dicke in der Mitte von 2 mm wurde gemäß dem FTA-Standard bewertet.
o nicht gebrochen, x gebrochen

Chemische Beständigkeit

Eine Linse wurde 24 Stunden in Aceton oder Toluol von Raumtemperatur getaucht. Sodann wurde der Oberflächenzustand bewertet.
Bewertung: o keine Veränderung des Oberflächenerscheinungsbilds, Δ leicht matt, x matt oder angelöst.

Kantenbearbeitbarkeit

Eine Linse wurde mit einem Linsen-Kantenschleifer geschliffen.
Bewertung: o es ergab sich eine feine Kantenbearbeitung.
x die Linsenkante war lokal geschmolzen.
Nachstehend sind die Abkürzungen für die Monomeren und Polymerisationsinitiatoren zusammengestellt:
ST Styrol
TCDMA Tricyclo[5.2.1.02,6]deca-8-yl-methacrylat
MMA Methylmethacrylat
DAP Diallyl-o-phthalat
AMA Allylmethacrylat
EGDM Ethylenglykoldimethacrylat
HDDM 1,6-Hexandioldimethacrylat
DDDM 1,12-Dodecandioldimethacrylat
α-MSD α-Methylstyrol-Dimeres
NOM n-Octylmercaptan
TDM tert. -Dodecylmercaptan
Die Anteile von α-MSD, NOM oder TDM werden in Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der in den Tabellen 1 und 2 aufgeführten Monomeren angegeben. Tabelle 1 Tabelle 2 Tabelle 3
Anmerkung *: Die Linse war leicht gelb gefärbt. Tabelle 4

Beispiele 20 bis 38 und vergleichsbeispiele 10 bis 16

Linsen wurden auf die gleiche Weise wie in den Beispielen 1 bis 19 geformt, mit der Ausnahme, daß die in den Tabellen 5 und 6 aufgeführten flüssigen Gemische anstelle der in Tabelle 1 aufgeführten flüssigen Gemische verwendet wurden. Die Eigenschaften wurden auf die gleiche Weise wie in den Beispielen 1 bis 19 bewertet. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 7 und 8 aufgeführt.
In den Tabellen 5 und 6 bedeutet NBMA Norbornylmethacrylat. Ferner werden die Anteile an α-MSD, NOM oder TDM in Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomeren, angegeben. Tabelle 5 Tabelle 6 Tabelle 7
Anmerkung *: Die. Linse war leicht gelb gefärbt. Tabelle 8

Herstellungsbeispiele 1 bis 7

Herstellung der Grundierbeschichtungslösung

In einem Kolben, der mit einem Rührer ausgerüstet war, wurden 100 Teile eines flüssigen Gemisches der in Tabelle 9 angegebenen Zusammensetzung, 200 Teile Ethylcellosolve, 0,2 Teile tert. -Butylperoxid- (2 -ethylhexanoat) als radikal ischer Polymerisationsinitiator und 0,05 Teile a-Methylstyrol-Dimeres als Kettenübertragungsmittel vorgelegt und 4 Stunden bei 80ºC unter einer Stickstoffatmosphäre gerührt. Anschließend wurde 2 Stunden bei 90ºC unter Erwärmen zur Vervollständigung der Reaktion gerührt. Die erhaltene Lösung wurde mit Diacetonalkohol, Ethylcellosolve, Methylisobutylketon, Isobutylacetat oder Isopropanol auf einen Feststoffgehalt von 10% eingestellt.

Herstellungsbeispiel 8

Herstellung der Siliconharz-Beschichtungslösung

In einem Kolben, der mit einem Rührer ausgerüstet war, wurden 100 g gamma-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, 100 g gamma-Glycidoxypropylmethyldiethoxysilan und 80 g Isobutylalkohol vorgelegt. Innerhalb von 30 Minuten wurden 35 g 0,05 N verdünnte Salzsäure in den Kolben getropft, wobei die Temperatur auf 0 bis 10ºC gehalten wurde. Sodann wurden 300 g kolbidales Siliciumdioxid-Snow Tex 0 (Produkt der Fa. Nissan Chemical Industries, Ltd., SiO&sub2;-Gehalt 20%) zugegeben. Nach 20-stündigem Rühren bei Raumtemperatur wurden 50 g Ethanol und 70 g Ethylcellosolve zugesetzt, wonach sich die Zugabe von 2 g einer 10-%igen wäßrigen Lösung von Kaliumpropionat anschloß. Sodann wurde die erhaltene Lösung mit Essigsäure auf einen pH-Wert von 6 bis 7 eingestellt.

Beispiele 39 bis 45 und Vergleichsbeispiele 17 bis 19

Die in den Beispielen 6, 8, 9 und 11 erhaltenen Linsensubstrate wurden mit den Grundierlösungen der Herstellungsbeispiele 5 bis 11 durch ein Tauchbeschichtungsverfahren (Aufnahmegeschwindigkeit 20 cm/min) beschichtet und 1 Stunde in einem Heißlufttrockner bei 90ºC getrocknet. Anschließend wurde die mit dem Primer behandelte Linse mit der Siliconharz-Beschichtungslösung von Herstellungsbeispiel 12 durch ein Tauchverfahren (Aufnahmegeschwindigkeit 30 cm/min) beschichtet, wonach sich zur Härtung ein 2-stündiger Erwärmungsvorgang auf 110ºC in einem Heißlufttrockner anschloß. Die Dicke der erhaltenen Primerschicht und der gehärteten Siliconharzschicht betrugen jeweils 3 um.
Die Haftung der Grundierschicht am Linsensubstrat, die Haftung des gehärteten Siliconharzfilms an der grundierten Linse und die Kratzfestigkeit des gehärteten Siliconharzfilms wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 10 zusammengestellt. Die Haftung und die Kratzfestigkeit wurden auf folgende Weise gemessen.

Haftung

Ein gehärteter Film wurde unter Verwendung eines Messers unter Bildung von 100 Quadraten mit einer Größe von jeweils 1 mm x 1 mm kreuzweise eingeschnitten. Auf den kreuzweise eingeschnittenen Film wurde ein Cellophan-Klebeband (Produkt der Fa. Nichiban Co. Ltd.) aufgebracht. Das Cellophan-Band wurde sodann rasch abgelöst. Die Anzahl der verbleibenden Quadrate wurde gezählt.
Bewertung: 0 100/100, x 0/100

Kratzfestigkeit

Ein gehärteter Film wurde 10 mal mit Stahlwolle (#0000) unter einer Last von 500 g einer hin- und hergehenden Reibeeinwirkung unterzogen. Die Kratzer an der Oberfläche wurden mit dem bloßen Auge bewertet. Bewertung: o keine Kratzer, x Kratzer Tabelle 9
Anmerkung: MMA Methylmethacrylat
ST Styrol
HEM 2-Hydroxyethylmethacrylat
GMA Glycidylmethacrylat
SiMA gamma-(Methacryloxypropyl)-trimethoxysilan Tabelle 10
Wie vorstehend erwähnt, weist das erfindungsgemäße Harz für Kunststofflinsen ein geringes spezifisches Gewicht, eine hervorragende Transparenz und Kantenbearbeitbarkeit auf und zeigt eine geringe Dispersion (hohe Abbesche Zahl), einen hohen Brechungsindex und eine hohe Wärmebeständigkeit. Wenn ferner ein oder mehr polyfunktionelle Monomere, wie Divinylbenzol, Diallylphthalat, Allylacrylat, Allylmethacrylat, Methallylacrylat, Methallylmethacrylat, Alkylenglykoldiacrylate mit einer Alkylengruppe mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen und Alkylenglykoldimethacrylate mit einer Alkylengruppe mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen verwendet werden, erweist sich das gebildete Harz als besonders bevorzugt in bezug auf spezifisches Gewicht, Transparenz, Wärmebeständigkeit und Schlagfestigkeit. Wenn ferner als Komponente (b) bestimmte Methacrylate oder Acrylate verwendet werden, werden besonders bevorzugte Ergebnisse in bezug auf spezifisches Gewicht und geringe Dispersion (hohe Abbesche Zahl) erhalten.
Bei der Herstellung des Harzes für Kunststofflinsen ergibt sich bei Verwendung von dimerem α-Methylstyrol als Molekulargewichtsregler ein Harz, das sich in bezug auf Transparenz und Schlagfestigkeit als besonders hervorragend erweist.
Ferner besitzt die erfindungsgemäße Kunststofflinse ein geringes spezifisches Gewicht, eine geringe Dispersion (hohe Abbesche Zahl), eine hervorragende Wärmebeständigkeit und eine gute Haftung des gehärteten Siliconharzfilms sowie eine gute Kratzfestigkeit.

Claims

1. Transparentes Harz für Kunststofflinsen, das durch Copolymerisation von

(a) 30 bis 60 Gewichtsteilen Styrol,

(b) mindestens 10 Gewichtsteilen Methacrylsäureester oder Acrylsäureester mit einer alicyclischen Kohlenwasserstoffgruppe nit 5 bis 22 Kohlenstoffatomen am Esterteil,

(c) 1 bis 30 Gewichtsteilen eines polyfunktionellen Monomeren mit 2 oder mehr radikalisch polymerisierbaren funktionellen Gruppen und

(d) 0 bis 40 Gewichtsteilen eines copolymerisierbaren Vinylmonomeren, das von den Komponenten (a) bis (c) verschieden ist, wobei die Summe aus (a) bis (d) 100 Gewichtsteile ist,

in Gegenwart von 0,1 bis 5 Gew.-% eines Molekulargewichtsreglers, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomeren, erhalten wird,

wobei das Harz ein spezifisches Gewicht von 1,15 oder weniger, einen Brechungsindex von 1,54 oder höher und eine Abbesche Zahl von 35 oder höher aufweist.

2. Harz gemäß Anspruch 1, worin das polyfunktionelle Monomere (c) mindestens ein Mitglied ist, das aus der aus Divinylbenzol, Diallylphthalat, Allylacrylat, Allylmethacrylat, Methallylacrylat, Methallylmethacrylat, Alkylenglycoldiacrylaten mit einer 2 bis 12 Kohlenstoffatome aufweisenden Alkylengruppe, und Alkylenglycoldimethacrylaten mit einer 2 bis 12 Kohlenstoffatome aufweisenden Alkylengruppe bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

3. Harz gemäß Anspruch 1, worin die Komponente (b) mindestens ein Mitglied ist, das aus der aus Cyclopentylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat, Methylcyclohexylmethacrylat, Trimethylcyclohexylmethacrylat, Norbornylmethacrylat, Norbornylmethylmethacrylat&sub1; Isobornylmethacrylat&sub1; Bornylmethacrylat, Menthylmethacrylat, Phenethylmethacrylat, Adamantylmethacrylat, Dimethyladamantylmethacrylat, Tricyclo[5.2.1.02,6)deca-8-yl-methacrylat, Tricyclo[5.2.1.02,6]deca-4-methylmethacrylat, Cyclodecylmethacrylat, Cyclopentylacrylat, Cyclohexylacrylat, Methylcyclohexylacrylat, Trimethylcyclohexylacrylat, Norbornylacrylat, Norbornylmethylacrylat, Isobornylacrylat, Bornylacrylat, Menthylacrylat, Phenethylacrylat, Adamantylacrylat, Dimethyladamantylacrylat, Tricylo[5.2.1.02,6]deca-8-yl-acrylat, Tricyclo[5.2.1.02,6]deca-4- methylacrylat und Cyclodecylacrylat bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

4. Harz gemäß Anspruch 1, worin die Komponente (b) mindestens ein Mitglied ist, das aus der aus Cyclohexylmethacrylat, Norbornylmethacrylat, Norbornylmethylmethacrylat, Tricyclo[5.2.1.02,6]deca-8-yl-methacrylat und Tricyclo[5.2.1.02,6]deca-4-methylmethacrylat bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

5. Verfahren zur Herstellung eines Harzes für Kunststofflinsen, welches die Polymerisation von

(a) 30 bis 60 Gewichtsteilen Styrol,

(b) mindestens 10 Gewichtsteilen Methacrylsäureester oder Acrylsäureester mit einer alicyclischen Kohlenwasserstoffgruppe mit 5 bis 22 Kohlenstoffatomen am Esterteil,

(d) 0 bis 40 Gewichtsteilen eines copolymerisierbaren Vinylmonomeren, das von den Komponenten (a) bis (c) verschieden ist, wobei die Summe aus (a) bis (d) 100 Gewichtsteile beträgt,

in Gegenwart von 0,1 bis 5 Gew.-% eines Molekulargewichtsreglers, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomeren, umfaßt.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei der Molekulargewichtsregler α-Methylstyroldimer ist.

7. Kunststofflinse, welche umfaßt:

ein Kunststofflinsensubstrat, das hauptsächlich aus dem Harz gemäß Anspruch 1 besteht,

eine Grundierschicht, die auf einer oder beiden Oberflächen des Kunststofflinsensubstrats gebildet ist, wobei die Grundierschicht ein Kunstharzfilm ist, der als Hauptkomponente ein Copolymeres aus einem Alkylacrylat oder Alkylmethacrylat, einer aromatischen Vinylverbindung und einem Monomeren mit einer funktionellen Gruppe enthält, die unter einer Hydroxygruppe, einer Carboxygruppe, einer Epoxygruppe und einer Alkoxysilylgruppe ausgewählt ist, und eine Schicht aus gehärtetem Siliconharz, die auf der Grundierschicht gebildet ist.