研发MR™的那些事儿

研发MR的那些事儿

第1章挑战更加轻薄型树脂镜片。

从玻璃向塑料树脂镜片转换。

在40年前,也就是1980年代初期的日本,当时的眼镜以玻璃镜片为主流,树脂镜片的普及率不超过10%。而另一方面,美国的眼镜镜片有80%以上都是树脂材质,质轻且不易碎,安全性好,使其得到广泛普及。该种镜片采用了ADC(聚碳酸烯丙基二甘醇酯)树脂为原材料。这种材料作为战斗机的挡风及燃料管道专用材料在第二次世界大战中被开发出来,从1960年代后期起,作为眼镜镜片材料开始广泛应用。

报纸上的眼镜

我们想研发轻薄型树脂镜片。

不过,这种ADC树脂作为镜片材料存在一个很大的缺点。因为其折射率较低,只有1.50,高度数镜片无论如何都难以避免厚重。因此,日本国内的众多化学公司一直以来都在以打造更薄的镜片为目标,全力致力于替代ADC树脂的高折射率镜片材料的开发。部分化学公司已经成功开发出高折射率镜片材料,但并未实现在行业内的广泛普及。

苦恼的研究人员

以折射率1.60、阿贝数35以上为目标。

三井化学于1982年开始进行新型镜片材料的开发。由于之前有相关镜片材料研发经验,所以也没有技术储备,刚着手开发时完全是摸索状态。三井化学把折射率1.60以上、阿贝数35以上作为镜片专用材料的研发目标。阿贝数是用以表示透明介质光线色散能力程度的指数,阿贝数越高,镜片也就愈加清晰。折射率越高所呈现的趋势却是阿贝数越低,所以我们认为,如果无法同步实现双高目标则毫无意义。
随后,我们便开始了被命名为MR-6™的材料的研发。从初期便负责研发的坂井胜也回顾了当时的情形。

坂井 胜也先生(Katsuya Sakai) 原事业部开发主管

坂井 胜也先生(Katsuya Sakai)
原事业部开发主管

那是1970年代后半期的事了,高层发出了在精密化学领域全面研发新产品的指示,。为了验证开发眼镜镜片用途材料的可行性,当时就职于总公司精密化学品开发室的我拜访了几家大型镜片生产厂商并进行了市场调查。由此了解到市场对1.60高折射率镜片材料的急切需求。于是,我汇总了市场调查结果并将其作为研发课题向上级进行了汇报,然后决定了正式开始研究工作。

坂井 胜也先生(Katsuya Sakai) 原事业部开发主管

第2章将最终期待寄托于超乎寻常的挑战。

研究遭遇瓶颈,面临中断危机。

参与镜片材料开发的研究人员们参考其他公司的开发案例,在提高折射率方法方面相互出谋划策、共同探讨,但始终未能获得理想的成果。因此,研究课题的优先度被调低,导致开发面临被中止的窘迫局面。虽然研究人员也有被裁员,但是当时的项目开发负责人告诉负责开发的坂井和负责研究的笹川胜好, “研究继续,一切后果由我承担”,推动了研发工作继续开展。如果没有继续研究这句话以及其他两位的坚持,研究可能到此为止,我们也就永远没有机会看到MR™系列呱呱坠地了。

实验室场景

对硫代氨基甲酸乙酯树脂的最终期待。

研究人员们在无法取得成果的状况下,终于意识到自行开发高折射率镜片材料已势在必行。他们把视线转移到众所周知的在理论上可以提高树脂折射率的硫磺原子、以及三井化学多年以来在床、纸巾、涂料、粘着剂等材料方面积累了一定技术经验的聚氨酯树脂。这是因为众所周知,此种聚氨酯原料的异氰酸酯化合物与含硫磺原子的巯基化合物在理论上会产生化学反应。 然而,当时存在将硫代氨基甲酸乙酯树脂(含硫磺聚氨酯树脂)作为弹性纤维或涂装材料的项目,但别说作为光学专用树脂,就连实用化的产品都没有。不过,研究人员们还是考虑以此为切入口,着手开展寄托了最终期待的研究工作。由此,开始了独创型硫代氨基甲酸乙酯树脂的研究。

聚氨酯应用实例(床,汽车座椅)

聚氨酯应用实例(床,汽车座椅)

笹川 胜好先生(Katsuyoshi Sasagawa) 原综合研究所核心研究员

笹川 胜好先生(Katsuyoshi Sasagawa)
原综合研究所核心研究员

曾为综合研究所研究员的笹川胜好讲述了当时的状况。

当时,硫代氨基甲酸乙酯树脂的高折射率镜片开发遭遇瓶颈。虽然,结束课题研究的决定已经下来了,但是一同开展研究工作的金村芳信和我都还没有放弃,重新开始筛选还有没有,没试验过的化学物质。

笹川 胜好先生(Katsuyoshi Sasagawa) 原综合研究所核心研究员

第3章终于,理想的镜片材料诞生啦!

重启硫代氨基甲酸乙酯系树脂的研发。

基于过去研究人员总结的研究记录、专利申请所需资料,我们认为应该还有尚未试验过 的化合物,于是决定对硫代氨基甲酸乙酯系材料重新进行研究。具体做法是,在不易变黄的特殊异氰酸酯化合物中,加入各种含巯基化合物使其相互产生反应。

探讨中的研究人员

研发目标达成,辛苦5年后得到回报。

有一天,在重新整理研究成果的时候,笹川的研究员同事从实验室的冷藏柜中拿出了一种曾经研究过的食品包装材料说,还有这种化学物质哦。无论是笹川,还是一起研究金村,他们都未曾想过这将是开启成功大门的钥匙。在研究人员留下的实验资料中,保留了该化合物与结构酷似化合物的实验记录,其中记述了因起泡严重而导致实验失败的内容。所以,我们也担心这种化合物是否同样会起泡严重,但经过调试后,并未产生激烈反应,最终形成了透明的硬化晶体。然后,当天就对该晶体进行了各种光学检查。,结果发生了任何人都意想不到的事情。那就是顺利达到了三井化学提出的折射率1.60以上、阿贝数35以上的研发目标。除此以外,比重也较小,且具有卓越的耐冲击性。这个结果让大家瞬间感到5年的辛苦得到了回报。

镜片检查工序

镜片检查工序

与镜片生产厂商合作,精益求精。

MR-6™的革命性突破得到了高度评价,但镜片生产厂商仍然面临各种困难。首先,MR-6™是一种崭新的聚氨酯系材料,与ADC材料相比,镜片成型工序存在很大差异。我们陆陆续续地收到了镜片生产厂商的反馈、有时甚至是投诉。这就需要我们每次都要前往厂方、进入车间去解决问题。无论日本还是海外,对在镜片生产商均采用了这种对应方式。那么通过这种对应方式所积累的经验和技术,也为后续新产品的开发奠定了重要基础。MR-6™在开发成功后,又陆续开发出折射率提高至1.67的MR-7™、以及阿贝数和耐热性均得到改善的MR-8™,之所以可以接二连三地开发出新型镜片材料,这一切都归功于当时的经验积累。

为了纪念MR-6™首批出厂而由Silor of America公司在签约仪式上赠送的纪念品

为了纪念MR-6TM首批出厂而由Silor of America
公司在签约仪式上赠送的纪念品

MR™系列拉开了高折射率树脂材料镜片的时代序幕

被成功开发出来的MR-6™陆续被日本国内外的大型镜片生产厂商所采用。此外,除了这些大型镜片生产厂商以外,对于其他需要MR-6™的镜片生产厂商,我们都会积极向其提供服务。这种对于客户不设置限制的销售方式,也是使它成为全球市场标杆的重要理由。卓越的技术能够得被大多数人所采用,才能体现出它非凡的意义。三井化学的这种价值观使MR™系列得到普及,同时也为高折射率树脂镜片时代拉开了序幕。见证了MR-6™研发过程的金村芳信阐述了成功开发MR™系列的原因。

金村 芳信先生(Yoshinobu Kanemura) 原功能化学品开发部长

金村 芳信先生(Yoshinobu Kanemura)
原功能化学品开发部长

成功开发了MR-6™后,不但折射率得到了提高,而且阿贝数和耐冲击性也都得到改善,这一点获得了意想不到的好评,确实感受到了切实的效果。我认为,成功的原因有很多。除了采用聚氨酯这种对于行业而言非常生疏的技术以外,客户坚持不懈的大力支持、共同探讨解决问题的精神、材料良好的物性等要素也都不可或缺。此外,MR-6™上市后,1.67折射率的MR-7™的出现,打破了业内认为下一代镜片折射率是1.65的行业推测,真的让我切身实际地感受到了这种材料地优越性。

金村 芳信先生(Yoshinobu Kanemura) 原功能化学品开发部长

三井化学的研究人员们并未满足于这次的成功,
目前依然全力致力于新的镜片材料的研发。