【高分子・材料の科学知識】--32「樹脂眼鏡」目にかける高分子材料＋海を見る人

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樹脂レンズ？光学樹脂レンズは有機材料で、内部には高分子の鎖状構造があり、それらが結合して立体的な網目構造を形成しています。分子間の構造は比較的緩やかで、分子鎖同士の間には相対的な移動が可能な空間があります。光の透過率は84％～90％で、透光性に優れているほか、光学樹脂レンズは衝撃に強い特性も持っています。 樹脂とは、さまざまな植物、特に針葉樹から得られる炭化水素系の分泌物です。その特殊な化学構造と、ラテックス塗料や接着剤として使用できることから重視されている。それは多種の高分子化合物の混合物であるため、異なる融点を持ちます。樹脂は天然樹脂と合成樹脂の2種類に分けられます。樹脂の種類は非常に多く、人々の軽工業や重工業で広く利用されており、日常生活の中でもプラスチックや樹脂製の眼鏡、塗料などとしてよく目にすることがあります。樹脂レンズとは、樹脂を原料として化学的に加工・合成し、研磨したレンズのことです。 タイプの特徴について紹介します。CR-39という素材はアクリル系ジガンジオール炭酸エステルの略称で、コロンビア樹脂またはhttp://g.hiphotos.baidu.com/baike/s%3D220/sign=b1b9766f0a46f21fcd345951c6256b31/d1a20cf431adcbef107a4692acaf2edda2cc9fd3.jpgとも呼ばれる樹脂レンズです。ADc樹脂は熱硬化性素材に属します。その物理的特性は以下の通りです：1．1 折射率（23℃時）1.498、1.2 アッベ数53.6、1.3 透過率92％、1.4 密度1.32g/cm2、1.5 熱変形温度140℃、1.6 ロックウェル硬度M100、1.7 熱膨張係数9～10x10-5/℃。CR-39材料は、染色が容易で衝撃に強く、化学的安定性に優れているという利点もあります。1970年代にアメリカのPPG社によって開発され、その後急速に発展しました。我が国では1980年代からこの製品の生産が始まりました。この素材で作られたレンズは、小学生や中学生、子供たちの屈折矯正や、労働用眼鏡、老眼鏡として最も適していますが、度数が高い場合はレンズが厚くなりがちなため、中高屈折率の樹脂レンズが使用されます。 PM MAは通称でポリカーボネートと呼ばれ、学名はポリメチルメタクリレートで、熱可塑性材料に分類されます。その物理的特性は以下の通りです：
2.1 折射率（23℃時）1.49
2.2 アッベ数 57.4
2.3 透過率 92%
2.4 密度 1.19 g/cm³
2.5 熱変形温度 65～100℃
2.6 ロックウェル硬度 M80～100
2.7 靭性値 2.2～2.8 KJ/m²
2.8 熱膨張係数 7×10⁻⁵/℃
2.9 飽和吸水率 2%

PMMAはクロロホルム、ジクロロメタン、プロピレン、ベンゼン、酢酸に溶解しますが、水、メタノール、エタノール、ガソリンには溶解しません。PMMAは軽量で安価などの利点があり、成形が容易で、特に射出成形により大量生産が可能です。50年代にはすでに眼鏡レンズが製造されていたが、加熱すると変形しやすく、耐摩耗性も極めて低かったため、眼鏡業界で広く普及することはなかった。現在、主に安価なサングラスのレンズに使用されている。 PCとはポリカーボネートのことで、熱可塑性材料に分類されます。物理的特性は以下の通りです：
3.1 折射率（Nd23℃）1.585
3.2 アベ数 30.3
3.3 透過率 89%
3.4 密度 1.2g/cm3
3.5 熱変形温度 120～140℃
3.6 ロックウェル硬度 M70～118
3.7 冲撃靭性 80～100KJ/m2
3.8 熱膨張係数 6.6x10-5/℃
3.9 飽和吸水率 0.4%

この材料は透明でわずかに黄色みがあり、着色しにくい。硬くても靭性があり、特に衝撃強度が高く、CR-39の10倍以上の値を示す。熱可塑性材料の中でもトップクラスであり、設計上は非常に薄く作ることができ、中心部の厚さは≥1.0mmである。落球試験では陰性反応を示す。熱、熱エネルギーの放射、空気、オゾンに対して優れた安定性を持つ。また、385nm以下の紫外線をすべて吸収するため、真の安全レンズと言える。さらに、耐熱性が高く、油やグリース、酸に対しても耐性があり、吸水率が低いため寸法安定性に優れています。また、何度でも再利用できる環境に優しい材料です。アメリカでは多くの人々が、これを21世紀の主流レンズと呼んでいる。欠点は応力が大きく、割れやすいこと、他の樹脂との相溶性が悪いこと、摩擦係数が高いこと、自己潤滑性がないことです。加工が難しく、現在国内ではサングラスや単焦点メガネのみを生産でき、光学レンズは依然として輸入に頼っている。業界関係者の多くはこの素材に期待を寄せており、数年後にはPCレンズが中国の眼鏡レンズ市場をリードするだろうと考えている。 特徴？A.密度が低い：分子鎖同士の隙間があるため、単位体積あたりの分子数が少なく、これがレジンレンズの利点となっている。すなわち比重が低く、軽量で、ガラスレンズの1/3～1/2程度だ； B. 折射率が適度：一般的なCR-39アクリルジガンジオール炭酸エステルの折射率は1.497～1.504である。現在、沈陽の眼鏡市場で販売されている樹脂レンズの中で最も折射率が高いのは、日本のニコン製の非球面超薄型硬化コーティング付きレンズで、その折射率は1.67である。日本のニコン社は、1.74の屈折率を持つレジンレンズを発売しました。 C. 表面の硬度はガラスよりも低く、硬い物によって簡単に傷ついてしまうため、硬化処理が必要である。その硬化材として二酸化ケイ素が用いられるが、その硬度は決してガラスの硬度には達しない。したがって、装着者はレンズのメンテナンスに注意する必要があります； D. 弾性に優れ、有機物の分子鎖間に変位を生じさせる空間があるため、相対強度はガラス板の23～28倍である。これにより、樹脂板のもう一つの大きな特徴である耐衝撃性が確立されました。ヨーロッパ、アメリカ、日本**は16歳未満の子供の眼鏡着用を禁止している； E.補助機能：有害な放射線からの保護や色変化などの機能を得るために、追加処理が可能です。 F. 加工性：優良で、フルフレーム、セミフレーム、ノンフレームの多様な加工が可能。また、浸透性染色を行い、レンズを自分の好きな色に染めることができます。 G. 化学的性質：有機化合物であるため、酸性またはアルカリ性の環境下での着用は絶対に禁止されています。 H. 熱的性能：60度を超える環境での使用は禁止されています。そうすると表面の減反射膜が破損し、場合によっては減反射膜が剥がれ落ちることもあります。 I. 価格：品質、機能、ブランド、グレードによって異なります。 J. レンズのサイズ設計：アメリカの食品医薬品局「F.D.A」の基準では、中心部の厚さは最低0.6ミリメートルまで設計できるが、強度の要求はそれに応じて低下する。そのため、ヨーロッパ、アメリカ、日本などのメーカーは、レンズ全体の強度を確保するため、近視や遠視が100度以上のレンズの中心部の厚さを1.0ミリメートル以上に設計している。