CN106574034B - 聚合性组合物、成型体及其用途 - Google Patents
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Abstract
本发明的聚合性组合物是包含具有环状结构的异氰酸酯化合物(A)、碳原子数为4~11的脂肪族异氰酸酯化合物(B)、和硫醇化合物(C)而成的,所述异氰酸酯化合物(A)是选自下述式(1)、式(2)、式(3)表示的化合物中的至少1种。
Description
技术领域
本发明涉及聚硫氨酯(polythiourethane)系聚合性组合物及由其得到的光学用成型体及其用途。
背景技术
塑料透镜与无机透镜相比,折射率高,阿贝数高,质轻且不易破裂,可进行染色,因此,在眼镜透镜、照相机透镜等光学材料中迅速普及起来。迄今为止,已开发使用了各种透镜用成型体,其中,作为代表性例子,可举出由包含异氰酸酯化合物和硫醇化合物的聚合性组合物得到的光学用成型体(专利文献1)。
另外,对于最近的眼镜透镜,常常进行下述提高附加价值的加工:在作为基材的透镜上,为了改善硬度而设置硅系的硬涂层,为了抑制表面反射而设置无机氧化物系的防反射涂层,等等。另一方面,有时会由于设置这些涂层而导致耐冲击性降低。
伴随着近年来的运动用眼镜、儿童用眼镜的普及,逐渐需要即使在受到激烈运动时眼镜掉落时的冲击、或球等物体与透镜碰撞时也不会破裂那样的具有高耐冲击性的眼镜透镜。
作为具有高耐冲击性的眼镜透镜材料,提出了聚碳酸酯、聚脲氨酯材料。
例如,专利文献2中公开了一种具有硬涂层、防反射涂层的聚脲氨酯透镜,其即使按照ANSI Z87.1标准、以150英尺的速度与1.06克的飞投物(missile)碰撞也不会破损,具有非常高的耐冲击性能。然而,为了制成聚脲氨酯透镜,需要事先制备使异氰酸酯成分与醇成分以100℃以上的高温反应而得到的预聚物,并且,在成型时需要经特别设计的成型机,因此,透镜的制成方法非常复杂。
另一方面,聚硫氨酯材料不必须进行预聚化反应,另外,也不需要特殊的成型机,因此,较之聚脲氨酯材料而言可更简便地制成透镜。迄今为止,已提出了耐冲击性得以改善的具有硬涂层、防反射涂层的硫氨酯系透镜(专利文献3~7)。这些文献中,作为用于得到透镜基材的组合物,公开了包含特定的脂环族异氰酸酯化合物、脂肪族异氰酸酯化合物、和多硫醇化合物的聚合性组合物。
另外,在透镜表面上设置涂层的情况下,有时预先用碱液对透镜表面进行表面处理。由于该碱处理,而有可能存在透镜表面发生白浊等的情况。
本发明的课题在于提供一种聚合性组合物,所述聚合性组合物可得到下述透镜,所述透镜与以往的具有硬涂层、防反射涂层的聚硫氨酯系透镜相比较,具有高耐冲击性,并且耐碱性及外观也优异,而且即使在基材层与硬涂层或防反射涂层之间不具有底漆层的情况下,耐冲击性也优异。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开昭63-046213号公报
专利文献2:国际公开第2003/044071号小册子
专利文献3:国际公开第2008/029994号小册子
专利文献4:韩国专利第100771176号
专利文献5:韩国公报2010/0102987号
专利文献6:韩国公报2013/0096507号
专利文献7:国际公开第2006/109765号小册子
发明内容
本申请的发明人为了解决上述课题而进行了深入研究,结果发现,由包含具有环状结构的特定的异氰酸酯化合物(A)、特定的脂肪族异氰酸酯化合物(B)、和硫醇化合物(C)的聚合性组合物得到的成型体的耐冲击性优异,折射率、阿贝数等光学特性、操作性、透明性、耐热性的均衡性优异,耐碱性也优异,而且即使在具有硬涂层、防反射涂层的情况下耐冲击性也优异,能够改善上述课题,从而完成了本发明。
即,本发明如下所示。
[1]聚合性组合物,所述聚合性组合物是包含具有环状结构的异氰酸酯化合物(A)、碳原子数为4~11的脂肪族异氰酸酯化合物(B)、和硫醇化合物(C)而成的,所述异氰酸酯化合物(A)是选自下述式(1)、式(2)、式(3)表示的化合物中的至少1种。
[化学式1]
[化学式2]
[化学式3]
[2][1]所述的聚合性组合物,其中,硫醇化合物(C)为选自4,6-双(巯基甲基硫基)-1,3-二噻烷、2-(2,2-双(巯基甲基硫基)乙基)-1,3-二硫杂环丁烷、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(2-巯基乙酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基丙烷三(2-巯基乙酸酯)、4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷、2,5-双巯基甲基-1,4-二噻烷、1,1,3,3-四(巯基甲基硫基)丙烷、5,7-二巯基甲基-1,11-巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、4,7-二巯基甲基-1,11-巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、4,8-二巯基甲基-1,11-巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、二乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、乙二醇双(2-巯基乙酸酯)、及二乙二醇双(2-巯基乙酸酯)中的至少1种。
[3][1]所述的聚合性组合物,其中,硫醇化合物(C)包含在分子内具有至少1个以上酯键的脂肪族多硫醇化合物。
[4][3]所述的聚合性组合物,其中,在分子内具有至少1个以上酯键的上述脂肪族多硫醇化合物为选自季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(2-巯基乙酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基丙烷三(2-巯基乙酸酯)、乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、二乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、乙二醇双(2-巯基乙酸酯)、二乙二醇双(2-巯基乙酸酯)中的至少1种。
[5][1]~[4]中任一项所述的聚合性组合物,其中,将异氰酸酯化合物(A)的摩尔数与异氰酸酯化合物(B)的合计摩尔数作为100%时,异氰酸酯化合物(A)的摩尔数的比例为10~95%。
[6]成型体,其是使[1]~[5]中任一项所述的聚合性组合物固化而形成的。
[7]光学材料,其是由[6]所述的成型体形成的。
[8]透镜,其是由[7]所述的光学材料形成的。
[9]眼镜透镜,其是由[8]所述的透镜形成的。
[10]眼镜透镜,其具有[8]所述的透镜、和在上述透镜的至少一面上形成的硬涂层及/或防反射涂层。
发明的效果
通过本发明的聚合性组合物,可提供下述成型体,所述成型体的耐冲击性优异,折射率、阿贝数等光学特性、操作性、透明性、耐热性的均衡性优异,耐碱性也优异,而且即使在基材层与硬涂层或防反射涂层之间不具有底漆层的情况下,耐冲击性也优异。
具体实施方式
以下,详细地说明本发明。
本发明的聚合性组合物含有:
具有环状结构的异氰酸酯化合物(A),所述异氰酸酯化合物(A)是选自下述式(1)、式(2)、式(3)表示的化合物中的至少1种;碳原子数为4~11的脂肪族异氰酸酯化合物(B);和硫醇化合物(C)。
[化学式4]
[化学式5]
[化学式6]
以下,对于本发明的聚合性组合物,使用具体例进行说明,但本发明不限于以下的示例化合物。另外,本发明中,关于各成分,可单独使用示例化合物,也可组合使用多种示例化合物。
本发明中的具有环状结构的异氰酸酯化合物(A)为选自式(1)、式(2)、式(3)表示的化合物中的至少1种的化合物,具体而言,可举出双(异氰酸酯基甲基)-双环[2.2.1]庚烷、双(异氰酸酯基甲基)环己烷、苯二甲撑二异氰酸酯等。
这些示例化合物中,具有环状结构的异氰酸酯化合物(A)优选为选自2,5-双(异氰酸酯基甲基)-双环[2.2.1]庚烷、2,6-双(异氰酸酯基甲基)-双环[2.2.1]庚烷、1,3-双(异氰酸酯基甲基)环己烷、1,4-双(异氰酸酯基甲基)环己烷、间苯二甲撑二异氰酸酯中的1种以上。
本发明中的碳原子数为4~11的脂肪族异氰酸酯化合物(B)是指,在分子内具有至少2个以上的异氰酸酯基、且不包含环状结构和硫醚键的化合物。需要说明的是,该碳原子数是指脂肪族基团的碳原子数。
作为碳原子数为4~11的脂肪族异氰酸酯化合物(B),例如,可举出1,4-丁二异氰酸酯、1,5-戊二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、2,2-二甲基戊烷二异氰酸酯、2,2,4-三甲基己烷二异氰酸酯、2,4,4-三甲基-1,6-己二异氰酸酯、1,6,11-十一烷三异氰酸酯、1,3,6-六亚甲基三异氰酸酯、1,8-二异氰酸酯基-4-异氰酸酯基甲基辛烷、碳酸双(异氰酸酯基乙基)酯、双(异氰酸酯基乙基)醚等。
这些示例化合物中,碳原子数为4~11的脂肪族异氰酸酯化合物(B)更优选为1,5-戊二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯。
本发明的聚合性组合物通过包含具有环状结构的异氰酸酯化合物(A)、和碳原子数为4~11的脂肪族异氰酸酯化合物(B),从而可得到耐冲击性优异、折射率、阿贝数等光学特性、操作性、透明性、耐热性的均衡性、耐碱性也优异的成型体。此外,即使在基材层与硬涂层或防反射涂层之间不具有底漆层的情况下,也可得到在按照FDA试验进行的落球试验中显示出高耐冲击性的具有硬涂层及/或防反射涂层的成型体。通过使用使本发明的聚合性组合物固化而得到的成型体,从而不需要设置底漆层,因此,具有这些层的成型体的生产率提高。
本发明中,在将具有环状结构的异氰酸酯化合物(A)的摩尔数、与碳原子数为4~11的脂肪族异氰酸酯化合物(B)的合计摩尔数作为100%时,具有环状结构的异氰酸酯化合物(A)的摩尔数的比例为10%~95%,优选为30~80%,进一步优选为30~75%,更优选为30~60%。在上述范围内时,可得到阿贝数、折射率等光学特性优异、耐冲击性及耐热性的均衡性优异、耐碱性及外观(透明性)也优异的成型体。在上述范围中,在重视耐冲击性的情况下,特别优选为30~55%,在重视耐热性的情况下,特别优选为45~60%。此外,即使在基材层与硬涂层或防反射涂层之间不具有底漆层的情况下,也可得到耐冲击性优异的成型体。即,在上述范围内时,这些物性的均衡性优异。
对于本发明的聚合性组合物而言,可以以不损害本发明的效果的程度包含除了具有环状结构的异氰酸酯化合物(A)及碳原子数为4~11的脂肪族异氰酸酯化合物(B)之外的异氰酸酯化合物。
作为除了具有环状结构的异氰酸酯化合物(A)及碳原子数为4~11的脂肪族异氰酸酯化合物(B)之外的异氰酸酯化合物,例如,可举出异佛尔酮二异氰酸酯、双(4-异氰酸酯基环己基)甲烷、环己烷二异氰酸酯、甲基环己烷二异氰酸酯、2,2-双(4-异氰酸酯基环己基)丙烷、3,8-双(异氰酸酯基甲基)三环癸烷、3,9-双(异氰酸酯基甲基)三环癸烷、4,8-双(异氰酸酯基甲基)三环癸烷、4,9-双(异氰酸酯基甲基)三环癸烷、双(异氰酸酯基乙基)苯、双(异氰酸酯基丙基)苯、双(异氰酸酯基甲基)萘、萘二异氰酸酯、间苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、联苯二异氰酸酯、苯三异氰酸酯、双(异氰酸酯基乙基)硫醚、双(异氰酸酯基丙基)硫醚、双(异氰酸酯基甲基)砜、双(异氰酸酯基甲基)二硫醚、双(异氰酸酯基丙基)二硫醚、双(异氰酸酯基甲基硫基)甲烷、双(异氰酸酯基甲基硫基)乙烷、双(异氰酸酯基乙基硫基)甲烷、双(异氰酸酯基乙基硫基)乙烷、1,5-二异氰酸酯基-2-异氰酸酯基甲基-3-硫杂戊烷、双(3-异氰酸酯基苯基)硫醚、双(4-异氰酸酯基苯基)硫醚、双(3-异氰酸酯基甲基苯基)硫醚、双(4-异氰酸酯基甲基苯基)硫醚、双(3-异氰酸酯基甲基苄基)硫醚、双(4-异氰酸酯基甲基苄基)硫醚、双(3-异氰酸酯基苯基)二硫醚、双(4-异氰酸酯基苯基)二硫醚、双(3-异氰酸酯基甲基苯基)二硫醚、双(4-异氰酸酯基甲基苯基)二硫醚等。
本发明中的硫醇化合物(C)是在分子内具有2个以上巯基的化合物,例如,可举出脂肪族硫醇化合物、芳香族硫醇化合物等。
作为脂肪族硫醇化合物,例如,可举出甲二硫醇、1,2-乙二硫醇、1,2-丙二硫醇、1,3-丙二硫醇、1,4-丁二硫醇、1,5-戊二硫醇、1,6-己二硫醇、1,2-环己二硫醇、3,4-二甲氧基丁烷-1,2-二硫醇、2-甲基环己烷-2,3-二硫醇、1,2-二巯基丙基甲基醚、2,3-二巯基丙基甲基醚、双(2-巯基乙基)醚、四(巯基甲基)甲烷、双(巯基甲基)硫醚、双(巯基甲基)二硫醚、双(巯基乙基)硫醚、双(巯基乙基)二硫醚、双(巯基甲基硫基)甲烷、双(2-巯基乙基硫基)甲烷、1,2-双(巯基甲基硫基)乙烷、1,2-双(2-巯基乙基硫基)乙烷、1,3-双(巯基甲基硫基)丙烷、1,3-双(2-巯基乙基硫基)丙烷、1,2,3-三(巯基甲基硫基)丙烷、1,2,3-三(2-巯基乙基硫基)丙烷、1,2,3-三(3-巯基丙基硫基)丙烷、4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷、5,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、4,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、4,8-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、1,1,3,3-四(巯基甲基硫基)丙烷、4,6-双(巯基甲基硫基)-1,3-二噻烷、2-(2,2-双(巯基甲基硫基)乙基)-1,3-二硫杂环丁烷、四(巯基甲基硫基甲基)甲烷、四(2-巯基乙基硫基甲基)甲烷、双(2,3-二巯基丙基)硫醚、2,5-双巯基甲基-1,4-二噻烷、乙二醇双(2-巯基乙酸酯)、乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、二乙二醇双(2-巯基乙酸酯)、二乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、2,3-二巯基-1-丙醇(3-巯基丙酸酯)、3-巯基-1,2-丙二醇双(2-巯基乙酸酯)、3-巯基-1,2-丙二醇二(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基丙烷三(2-巯基乙酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基乙烷三(2-巯基乙酸酯)、三羟甲基乙烷三(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(2-巯基乙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、甘油三(2-巯基乙酸酯)、甘油三(3-巯基丙酸酯)、1,4-环己二醇双(2-巯基乙酸酯)、1,4-环己二醇双(3-巯基丙酸酯)、羟基甲基硫醚双(2-巯基乙酸酯)、羟基甲基硫醚双(3-巯基丙酸酯)、羟基乙基硫醚(2-巯基乙酸酯)、羟基乙基硫醚(3-巯基丙酸酯)、羟基甲基二硫醚(2-巯基乙酸酯)、羟基甲基二硫醚(3-巯基丙酸酯)、巯基乙酸双(2-巯基乙基酯)、硫代二丙酸双(2-巯基乙基酯)等。
作为芳香族硫醇化合物,例如,可举出1,2-二巯基苯、1,3-二巯基苯、1,4-二巯基苯、1,2-双(巯基甲基)苯、1,4-双(巯基甲基)苯、1,2-双(巯基乙基)苯、1,4-双(巯基乙基)苯、1,2,3-三巯基苯、1,2,4-三巯基苯、1,3,5-三巯基苯、1,2,3-三(巯基甲基)苯、1,2,4-三(巯基甲基)苯、1,3,5-三(巯基甲基)苯、1,2,3-三(巯基乙基)苯、1,3,5-三(巯基乙基)苯、1,2,4-三(巯基乙基)苯、2,5-甲苯二硫醇、3,4-甲苯二硫醇、1,4-萘二硫醇、1,5-萘二硫醇、2,6-萘二硫醇、2,7-萘二硫醇、1,2,3,4-四巯基苯、1,2,3,5-四巯基苯、1,2,4,5-四巯基苯、1,2,3,4-四(巯基甲基)苯、1,2,3,5-四(巯基甲基)苯、1,2,4,5-四(巯基甲基)苯、1,2,3,4-四(巯基乙基)苯、1,2,3,5-四(巯基乙基)苯、1,2,4,5-四(巯基乙基)苯、2,2’-二巯基联苯、4,4’-二巯基联苯等。
这些示例化合物中,优选脂肪族硫醇化合物,更优选季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、5,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、4,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、4,8-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷、2,5-双巯基甲基-1,4-二噻烷、1,1,3,3-四(巯基甲基硫基)丙烷、4,6-双(巯基甲基硫基)-1,3-二噻烷、2-(2,2-双(巯基甲基硫基)乙基)-1,3-二硫杂环丁烷、季戊四醇四(2-巯基乙酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基丙烷三(2-巯基乙酸酯)、乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、二乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、乙二醇双(2-巯基乙酸酯)、二乙二醇双(2-巯基乙酸酯)。
脂肪族硫醇化合物进一步优选包含在分子内具有至少1个以上酯键的脂肪族多硫醇化合物,可单独使用在分子内具有酯键的脂肪族多硫醇化合物,或者,可与其他脂肪族硫醇化合物组合而使用在分子内具有酯键的脂肪族多硫醇化合物。
作为在分子内具有酯键的脂肪族多硫醇化合物,优选季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(2-巯基乙酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基丙烷三(2-巯基乙酸酯)、乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、二乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、乙二醇双(2-巯基乙酸酯)、二乙二醇双(2-巯基乙酸酯),更优选季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(2-巯基乙酸酯),特别优选季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)。
作为可与在分子内具有酯键的脂肪族多硫醇化合物并用的其他脂肪族硫醇化合物,可举出上述的脂肪族硫醇化合物,具体而言,
优选4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷、5,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、4,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、4,8-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、2,5-双巯基甲基-1,4-二噻烷、1,1,3,3-四(巯基甲基硫基)丙烷、4,6-双(巯基甲基硫基)-1,3-二噻烷、2-(2,2-双(巯基甲基硫基)乙基)-1,3-二硫杂环丁烷,
特别优选4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷、5,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、4,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、4,8-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷。
对于本实施方式的聚合性组合物而言,从上述效果的观点考虑,特别优选包含作为具有环状结构的异氰酸酯化合物(A)的上述式(1)、式(2)或式(3)表示的化合物、作为碳原子数为4~11的脂肪族异氰酸酯化合物(B)的1,6-己二异氰酸酯、及作为硫醇化合物(C)的季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)的组合。
本发明中,相对于具有环状结构的异氰酸酯化合物(A)、碳原子数为4~11的脂肪族异氰酸酯化合物(B)、根据需要添加的除了(A)、(B)之外的异氰酸酯化合物中的异氰酸酯基的合计量,硫醇化合物(C)中的巯基的摩尔比率在0.8~1.2的范围内,优选在0.85~1.15的范围内,进一步优选在0.9~1.1的范围内。在上述范围内时,可得到适合作为光学材料、尤其是眼镜用塑料透镜材料使用的成型体。
另外,为了调节得到的成型体的光学物性、耐冲击性、比重等各物性及调整聚合性组合物的各成分的处理性,可在不损害本发明的效果的范围内,向本发明的聚合性组合物中添加改性剂。
作为改性剂,例如,可举出环硫化物化合物、醇化合物、胺化合物、环氧化合物、有机酸及其酐、包含(甲基)丙烯酸酯化合物等的烯烃化合物等。从透镜聚合时的不均的发生、染色性的观点考虑,不含羟基的情况是优选的。
本发明中,在将聚硫氨酯聚合性组合物成型时,根据目的,可以与已知的成型法同样地,添加催化剂、内部脱模剂、扩链剂、交联剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、防着色剂、油溶染料、填充剂、密合性提高剂等各种添加剂。
作为催化剂,可举出路易斯酸、胺、有机酸、胺有机酸盐等,优选路易斯酸、胺、胺有机酸盐,更优选二甲基氯化锡、二丁基氯化锡、月桂酸二丁基锡。添加量优选相对于异氰酸酯(A)和异氰酸酯(B)和硫醇(C)合计100重量份为0.005重量份~0.5重量份,更优选为0.005重量份~0.3重量份。
作为内部脱模剂,可使用酸性磷酸酯。作为酸性磷酸酯,可举出磷酸单酯、磷酸二酯,可分别单独使用或混合2种以上而使用。
对于将具有环状结构的异氰酸酯化合物(A)、碳原子数为4~11的脂肪族异氰酸酯化合物(B)、硫醇化合物(C)、根据需要的其他成分、和催化剂、内部脱模剂、其他添加剂混合而制备聚合性组合物时的温度而言,通常可在25℃以下进行。从聚合性组合物的适用期的观点考虑,有时优选设定为更低温度。但是,在催化剂、内部脱模剂、添加剂在聚合性组合物等中的溶解性不良的情况下,也可预先加热而使其溶解于聚合性组合物、改性剂等中。
本发明中,聚硫氨酯成型体的制造方法没有特别限制,作为优选的制造方法,可举出浇铸聚合。作为浇铸聚合的例子,向用衬垫或胶带等保持的成型模具间注入聚合性组合物。此时,根据得到的塑料透镜所要求的物性,根据需要,常常优选进行减压下的脱泡处理、加压、减压等的过滤处理等。
对于聚合条件,根据聚合性组合物、催化剂的种类和使用量、模具的形状等的不同,条件有很大差异,因而不作限定,但通常可于-50~150℃的温度经1~50小时进行。优选在5~150℃的温度范围内保持或缓缓升温而使其固化,但可适当设定。
根据需要,可对本发明的聚硫氨酯成型体进行退火等处理。处理温度通常为50~150℃,优选为90~140℃,更优选为100~130℃。
对于本发明的聚硫氨酯聚合性组合物而言,通过改变浇铸聚合时的模具,可以以各种形状的成型体的形式得到。对于本发明的成型体而言,通过形成所期望的形状,并具有根据需要而形成的涂层、其他构件等,从而可作为各种光学材料而使用。
使本发明的聚合性组合物固化而得到的成型体具有高折射率及高透明性,可作为眼镜透镜、照相机透镜、发光二极管(LED)、棱镜、光纤、信息记录基板、滤光器等光学用成型体,用于这些光学材料。尤其是,适合作为眼镜透镜、照相机透镜等透镜、发光二极管等光学材料。
对于使本发明的聚合性组合物固化而得到的成型体而言,根据需要,可在一面或两面上施以涂覆层而使用。作为涂覆层,可举出硬涂层、防反射膜层、防雾涂膜层、防污染层、防水层、底漆层、光致变色层等。这些涂覆层可分别单独使用,也可将多种涂覆层形成为多层而使用。在两面施以涂覆层时,可在各面上施以同样的涂覆层,也可施以不同的涂覆层。
本发明的眼镜透镜可具有在使本发明的聚合性组合物固化而得到的成型体(透镜)的至少一面上形成的硬涂层及/或防反射涂层。此外,也可具有上述之外的层。本发明的眼镜透镜使用了由本发明的聚合性组合物形成的透镜,因此,即使在基材层与硬涂层或防反射涂层之间不具有底漆层的情况下,耐冲击性也优异。即,本实施方式中,可在基材层的一个面上直接形成硬涂层及/或防反射涂层。通过将使本发明的聚合性组合物固化而得到的成型体用作透镜基材,从而不需要设置底漆层,因此,眼镜透镜的生产率提高。
硬涂层是被设置于使本发明的聚合性组合物固化而得到的成型体(透镜)的至少一面上、以向透镜表面赋予耐擦伤性、耐磨损性、耐湿性、耐温水性、耐热性、耐光性等功能为目的的涂覆层。硬涂层可由下述组合物得到,所述组合物含有选自硅、钛、锆、锡、铝、钨、锑的元素组中的1种以上的金属氧化物;和具有选自烷基、烯丙基、烷氧基、甲基丙烯酰氧基、丙烯酰氧基、环氧基、氨基、异氰酸酯基、巯基中的至少1种以上的官能团的硅烷化合物及其水解物。
出于促进固化的目的,可在硬涂层组合物中包含固化剂。作为固化剂的具体例,可举出无机酸、有机酸、胺、金属络合物、有机酸金属盐、金属氯化物等。在硬涂层组合物的制备中,可使用溶剂。作为溶剂的具体例,可举出水、醇类、醚类、酮类、酯类等。
硬涂层可通过在利用旋涂、浸涂等已知的涂布方法将硬涂层组合物涂布于成型体表面后进行固化而形成。作为固化方法,可举出热固化、利用紫外线、可见光线等能量射线照射的固化方法等。在进行加热固化的情况下,优选于80~120℃实施1~4小时。为了抑制干涉条纹的产生,硬涂层的折射率与成型体的折射率之差优选在±0.1的范围内。
在赋予硬涂层之前,优选以满足下述条件(a)~(d)的方式用碱性水溶液对基材的表面实施超声波洗涤。
(a)碱性水溶液为5~40%的氢氧化钠或氢氧化钾水溶液,
(b)碱性水溶液的处理温度为30~60℃,
(c)处理时间为3~5分钟,
(d)超声波的频率为20~30kHz。
用碱性水溶液进行洗涤后,可用蒸馏水、异丙醇等醇类等进行洗涤,于50℃~80℃的范围内,对成型体的表面干燥5分钟~20分钟。
由本发明的聚合性组合物得到的成型体的耐碱性优异,即使在利用碱性水溶液进行洗涤后,白浊等的发生也被抑制。
防反射层是指,被设置在成型体(透镜)的至少一面上、以降低由于空气与成型体的折射率差而产生的反射率、大幅减少塑料透镜表面的光的反射从而提高透过率为目的的涂覆层。本实施方式中的防反射层由含有氧化硅的低折射率膜层、和含有选自氧化钛、氧化锆、氧化铝、氧化锌、氧化铈、氧化锑、氧化锡、氧化钽中的1种以上的金属氧化物的高折射率膜层形成,各层可以是单层或多层结构。
防反射层为多层结构时,优选层叠5~7层。作为膜厚,优选为100~300nm,进一步优选为150~250nm。作为形成多层防反射层的方法,可举出真空蒸镀法、溅射法、离子镀覆法、离子束辅助法、CVD法等。
根据需要,可在防反射膜层上形成防雾涂膜层、防污染层、防水层。作为形成防雾涂层、防污染层、防水层的方法,只要不给防反射功能带来不良影响即可,对其处理方法、处理材料等没有特别限制,可使用已知的防雾涂覆处理方法、防污染处理方法、防水处理方法、材料。例如,防雾涂覆、防污染处理方法中,可举出用表面活性剂覆盖表面的方法、在表面上附加亲水性的膜而成为吸水性的方法、用微细的凹凸覆盖表面而提高吸水性的方法、利用光催化活性而成为吸水性的方法、实施超防水性处理而防止水滴附着的方法等。另外,防水处理方法中,可举出通过蒸镀、溅射含氟硅烷化合物等而形成防水处理层的方法;将含氟硅烷化合物溶解于溶剂中后,进行涂覆而形成防水处理层的方法;等等。
对于这些涂覆层而言,分别地,可以并用出于保护透镜、眼睛免受紫外线侵害的目的的紫外线吸收剂,出于保护眼睛免受红外线侵害的目的的红外线吸收剂,出于提高透镜的耐气候性的目的的光稳定剂、抗氧化剂,出于提高透镜的时尚性的目的的染料、颜料、以及光致变色染料、光致变色颜料,防静电剂,其他用于提高透镜的性能的已知的添加剂。关于通过涂布来进行涂覆的层,可使用以改善涂布性为目的的各种均化剂(levelingagent)。
对于使用了本发明的聚硫氨酯聚合性组合物的塑料透镜而言,出于赋予时尚性、光致变色性等的目的,可使用与目的相适应的色素,进行染色而使用。透镜的染色可利用已知的染色方法实施,通常,可利用以下所示的方法实施。
通常是下述方法:在将使用的色素溶解或均匀分散而得到的染色液中,浸渍已精加工成规定的光学面的透镜坯料(染色工序),然后,根据需要,加热透镜而将色素固定化(染色后退火工序)。染色工序中使用的色素只要是已知的色素即可,没有特别限制,通常可使用油溶染料或分散染料。对于染色工序中使用的溶剂而言,只要能将使用的色素溶解或均匀分散即可,没有特别限制。在该染色工序中,根据需要,可以向染色液中添加用于使色素分散的表面活性剂、促进染色的载体。
染色工序如下进行:将色素及根据需要添加的表面活性剂分散到水或水与有机溶剂的混合物中,制备染色浴,在该染色浴中浸渍光学透镜,在规定温度下进行规定时间的染色。染色温度及时间根据所期望的着色浓度的不同而变动,通常,可于120℃以下进行数分钟至数十小时左右,对于染色浴的染料浓度而言,可以在0.01~10重量%内实施。另外,在难以染色的情况下,也可在加压下进行。
根据需要而实施的染色后退火工序是对染色后的透镜坯料进行加热处理的工序。加热处理如下进行:利用溶剂等除去在经染色工序染色的透镜坯料的表面上残留的水、或者将溶剂风干,然后,在例如大气气氛的红外线加热炉、或电阻加热炉等炉中停留规定时间。染色后退火工序不仅防止经染色的透镜坯料的脱色(防脱色处理),而且可将在染色时渗透到透镜坯料内部的水分除去。本发明中,在不含醇化合物时,染色后的不均少。
本发明中,还可以通过在偏光膜的至少一面上层叠使本发明的聚合性组合物固化而得到的成型体,从而得到偏光透镜。制造方法没有特别限制,可采用已知的方法。作为偏光膜,可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯等热塑性聚酯、聚乙烯醇等。
以上,对本发明的方式进行了说明,但可在不损害本发明的效果的范围内采用各种方式。
实施例
以下,基于实施例具体地说明本发明,但本发明不限于这些实施例。在使本发明的聚合性组合物固化而得到的成型体的性能试验中,折射率、阿贝数、比重、耐热性、耐冲击性利用以下的方法进行评价。
折射率(ne)、阿贝数(ve):使用普尔弗里希折射计,于20℃进行测定。
比重:利用阿基米德法进行测定。
耐热性:利用TMA针入度法(50g负荷,针尖φ0.5mm,升温速度10℃/min)测定玻璃化转变温度。
耐冲击性:使用岛津制作所制自动落锤冲击试验机“HYDROSHOT”(型号HITS-P10),按照JIS K7211-2,将制成的成型体固定于直径为40mm的托架上,使直径为20mm的锤(striker)以4.4m/秒的速度冲击而贯穿,测量在冲击时产生的破坏能量(J)。对3片成型体进行试验,破坏能量是作为3片成型体的平均值而算出的。需要说明的是,用于测定的成型体的形状是厚度为2mm、直径为75mm、具有四个曲面(curve)的形状,具有硬涂层和防反射层。
落球试验:针对已施以硬涂层和防反射层的中心厚1.1mm~1.2mm、直径75mm、S=-1.75D形状的透镜,使8g、16g、28g、33g、45g、67g、95g、112g、174g、226g、534g的11种重量不同的铁球依次从高127cm(50英寸)的位置落下至透镜中心部,检验透镜是否破损。评价如下进行:针对5片透镜进行试验,记录1片也没有破损的最大的重量。
碱试验:将中心厚1.1mm~1.2mm、直径75mm、S=-1.75D形状的透镜浸渍于保温为60℃的15%氢氧化钾水溶液中。浸渍后,用超声波进行处理,每隔10分钟提起观察透镜有无白浊。在30分钟后的观察中,如果透镜中不存在白浊,则记为○,如果存在白浊,则记为×。
外观:在高压汞灯照射下观察刚脱模后的透镜的外观。如果透镜中不存在混浊,则记为○,如果存在混浊,则记为×。
[实施例1]
将16.8重量份2,5-双(异氰酸酯基甲基)-双环[2.2.1]庚烷与2,6-双(异氰酸酯基甲基)-双环[2.2.1]庚烷的混合物、25.8重量份1,6-己二异氰酸酯、57.4重量份季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、0.05重量份二丁基二氯化锡、2.0重量份紫外线吸收剂(共同药品公司制,商品名为Viosorb 583)、0.065重量份内部脱模剂(酸性磷酸酯,三井化学公司制,商品名为MR用内部脱模剂)混合溶解,制成均匀溶液。在400Pa下对该混合溶液进行1小时脱泡,然后,用1μm PTFE制过滤器进行过滤,注入到由玻璃模具和胶带形成的型模内。将该型模投入到聚合炉中,经21小时从25℃缓缓升温至120℃而进行聚合。聚合结束后,从炉中取出型模。成型体从型模中脱模的脱模性良好。进一步于130℃对得到的成型体进行2小时退火处理。
用10%氢氧化钾水溶液,在超声波洗涤槽中于50℃对退火处理后的成型体进行5分钟洗涤。然后用蒸馏水、异丙醇进行洗涤,于50℃将透镜表面干燥。将经洗涤的成型体浸渍于含有氧化硅、三甲氧基甲基硅烷及其水解物的硬涂层组合物中,以150mm/min的速度提起而进行涂布。然后,于80℃进行10分钟预加热,然后于110℃加热2小时而使其固化,形成硬涂层。使用真空蒸镀装置,在已赋予了硬涂层的成型体上,形成包含氧化硅/氧化锆的、为5层的多层防反射层,得到带有涂层的透镜。
需要说明的是,得到的成型体具有透明性,未确认到成型体的着色,折射率(ne)为1.56,阿贝数(ve)为41,比重为1.29,耐热性为81℃,适合作为光学材料。另外,将成型体供于碱试验,结果,在30分钟经过后,也未在透镜中观察到白浊等变化。此外,在高压汞灯照射下观察刚脱模后的透镜的外观,结果,未观察到混浊。
另外,按照JIS K7211-2,将带有涂层的透镜供于耐冲击性试验,算出破坏能量,结果为10.6J。实施落球试验,结果,即使落下534g的铁球,也未发生破损。评价结果示于表-1。
[实施例2]
将23.9重量份2,5-双(异氰酸酯基甲基)-双环[2.2.1]庚烷与2,6-双(异氰酸酯基甲基)-双环[2.2.1]庚烷的混合物、19.5重量份1,6-己二异氰酸酯、56.6重量份季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、0.05重量份二丁基二氯化锡、2.0重量份紫外线吸收剂(共同药品公司制,商品名为Viosorb 583)、0.065重量份内部脱模剂(酸性磷酸酯,三井化学公司制,商品名为MR用内部脱模剂)混合溶解,制成均匀溶液。在400Pa下对该混合溶液进行1小时脱泡,然后,用1μm PTFE制过滤器进行过滤,注入到由玻璃模具和胶带形成的型模内。将该型模投入到聚合炉中,经21小时从25℃缓缓升温至120℃而进行聚合。聚合结束后,从炉中取出型模。成型体从型模中脱模的脱模性良好。进一步于130℃对得到的成型体进行2小时退火处理。
用10%氢氧化钾水溶液,在超声波洗涤槽中于50℃对退火处理后的成型体进行5分钟洗涤。然后用蒸馏水、异丙醇进行洗涤,于50℃将透镜表面干燥。将经洗涤的成型体浸渍于含有氧化硅、三甲氧基甲基硅烷及其水解物的硬涂层组合物中,以150mm/min的速度提起而进行涂布。然后,于80℃进行10分钟预加热,然后于110℃加热2小时而使其固化,形成硬涂层。使用真空蒸镀装置,在已赋予了硬涂层的成型体上,形成包含氧化硅/氧化锆的、为5层的多层防反射层,得到带有涂层的透镜。
需要说明的是,得到的成型体具有透明性,未确认到成型体的着色,折射率(ne)为1.56,阿贝数(ve)为41,比重为1.30,耐热性为87℃,适合作为光学材料。另外,将成型体供于碱试验,结果,在30分钟经过后,也未在透镜中观察到白浊等变化。此外,在高压汞灯照射下观察刚脱模后的透镜的外观,结果,未观察到混浊。
另外,按照JIS K7211-2,将带有涂层的透镜供于耐冲击性试验,算出破坏能量,结果为6.2J。实施落球试验,结果,即使落下534g的铁球,也未发生破损。评价结果示于表-1。
[实施例3]
将22.0重量份2,5-双(异氰酸酯基甲基)-双环[2.2.1]庚烷与2,6-双(异氰酸酯基甲基)-双环[2.2.1]庚烷的混合物、27.0重量份1,6-己二异氰酸酯、16.3重量份季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、34.7重量份4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷、0.10重量份二丁基二氯化锡、1.2重量份紫外线吸收剂(共同药品公司制,商品名为Viosorb 583)、0.065g内部脱模剂(酸性磷酸酯,三井化学公司制,商品名为MR用内部脱模剂)混合溶解,制成均匀溶液。在400Pa下对该混合溶液进行1小时脱泡,然后,用1μm PTFE制过滤器进行过滤,注入到由玻璃模具和胶带形成的型模内。将该型模投入到聚合炉中,经21小时从25℃缓缓升温至120℃而进行聚合。聚合结束后,从炉中取出型模。成型体从型模中脱模的脱模性良好。进一步于130℃对得到的成型体进行2小时退火处理。
用10%氢氧化钾水溶液,在超声波洗涤槽中于50℃对退火处理后的成型体进行5分钟洗涤。然后用蒸馏水、异丙醇进行洗涤,于50℃将透镜表面干燥。将经洗涤的成型体浸渍于含有氧化硅、三甲氧基甲基硅烷及其水解物的硬涂层组合物中,以150mm/min的速度提起而进行涂布。然后,于80℃进行10分钟预加热,然后于110℃加热2小时而使其固化,形成硬涂层。使用真空蒸镀装置,在已赋予了硬涂层的成型体上,形成包含氧化硅/氧化锆的、为5层的多层防反射层,得到带有涂层的透镜。
需要说明的是,得到的成型体具有透明性,未确认到成型体的着色,折射率(ne)为1.60,阿贝数(ve)为39,比重为1.29,耐热性为83℃,适合作为光学材料。另外,将成型体供于碱试验,结果,在30分钟经过后,也未在透镜中观察到白浊等变化。此外,在高压汞灯照射下观察刚脱模后的透镜的外观,结果,未观察到混浊。
另外,针对带有涂层的透镜,按照JIS K7211-2,实施耐冲击性试验,算出破坏能量,结果为11.2J。实施落球试验,结果,即使落下534g的铁球,也未发生破损。评价结果示于表-1。
[实施例4]
将29.9重量份2,5-双(异氰酸酯基甲基)-双环[2.2.1]庚烷与2,6-双(异氰酸酯基甲基)-双环[2.2.1]庚烷的混合物、19.9重量份1,6-己二异氰酸酯、16.0重量份季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、34.2重量份4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷、0.10重量份二丁基二氯化锡、1.2重量份紫外线吸收剂(共同药品公司制,商品名为Viosorb 583)、0.065g内部脱模剂(酸性磷酸酯,三井化学公司制,商品名为MR用内部脱模剂)混合溶解,制成均匀溶液。在400Pa下对该混合溶液进行1小时脱泡,然后,用1μm PTFE制过滤器进行过滤,注入到由玻璃模具和胶带形成的型模内。将该型模投入到聚合炉中,经21小时从25℃缓缓升温至120℃而进行聚合。聚合结束后,从炉中取出型模。成型体从型模中脱模的脱模性良好。进一步于130℃对得到的成型体进行2小时退火处理。
用10%氢氧化钾水溶液,在超声波洗涤槽中于50℃对退火处理后的成型体进行5分钟洗涤。然后用蒸馏水、异丙醇进行洗涤,于50℃将透镜表面干燥。将经洗涤的成型体浸渍于含有氧化硅、三甲氧基甲基硅烷及其水解物的硬涂层组合物中,以150mm/min的速度提起而进行涂布。然后,于80℃进行10分钟预加热,然后于110℃加热2小时而使其固化,形成硬涂层。使用真空蒸镀装置,在已赋予了硬涂层的成型体上,形成包含氧化硅/氧化锆的、为5层的多层防反射层,得到带有涂层的透镜。
需要说明的是,得到的成型体具有透明性,未确认到成型体的着色,折射率(ne)为1.60,阿贝数(ve)为39,比重为1.30,耐热性为91℃,适合作为光学材料。另外,将成型体供于碱试验,结果,在30分钟经过后,也未在透镜中观察到白浊等变化。此外,在高压汞灯照射下观察刚脱模后的透镜的外观,结果,未观察到混浊。
另外,针对带有涂层的透镜,按照JIS K7211-2,实施耐冲击性试验,算出破坏能量,结果为4.4J。实施落球试验,结果,即使落下534g的铁球,也未发生破损。评价结果示于表-1。
[实施例5]
将35.8重量份间苯二甲撑二异氰酸酯、7.7重量份1,6-己二异氰酸酯、56.5重量份季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、0.01重量份二丁基二氯化锡、1.5重量份紫外线吸收剂(共同药品公司制,商品名为Viosorb 583)、0.10重量份内部脱模剂(酸性磷酸酯,三井化学公司制,商品名为MR用内部脱模剂)混合溶解,制成均匀溶液。在400Pa下对该混合溶液进行1小时脱泡,然后,用1μm PTFE制过滤器进行过滤,注入到由玻璃模具和胶带形成的型模内。将该型模投入到聚合炉中,经21小时从25℃缓缓升温至120℃而进行聚合。聚合结束后,从炉中取出型模。成型体从型模中脱模的脱模性良好。进一步于130℃对得到的成型体进行2小时退火处理。
用10%氢氧化钾水溶液,在超声波洗涤槽中于50℃对退火处理后的成型体进行5分钟洗涤。然后用蒸馏水、异丙醇进行洗涤,于50℃将透镜表面干燥。将经洗涤的成型体浸渍于含有氧化硅、三甲氧基甲基硅烷及其水解物的硬涂层组合物中,以150mm/min的速度提起而进行涂布。然后,于80℃进行10分钟预加热,然后于110℃加热2小时而使其固化,形成硬涂层。使用真空蒸镀装置,在已赋予了硬涂层的成型体上,形成包含氧化硅/氧化锆的、为5层的多层防反射层,得到带有涂层的透镜。
需要说明的是,得到的成型体具有透明性,未确认到成型体的着色,折射率(ne)为1.59,阿贝数(ve)为35,比重为1.32,耐热性为85℃,适合作为光学材料。另外,将成型体供于碱试验,结果,在30分钟经过后,也未在透镜中观察到白浊等变化。此外,在高压汞灯照射下观察刚脱模后的透镜的外观,结果,未观察到混浊。
另外,针对带有涂层的透镜,按照JIS K7211-2,实施耐冲击性试验,算出破坏能量,结果为14.0J。评价结果示于表-1。
[实施例6]
将16.0重量份1,3-双(异氰酸酯基甲基)环己烷、26.0重量份1,6-己二异氰酸酯、58.0重量份季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、0.05重量份二丁基二氯化锡、1.5重量份紫外线吸收剂(共同药品公司制,商品名为Viosorb 583)、0.065重量份内部脱模剂(酸性磷酸酯,三井化学公司制,商品名为MR用内部脱模剂)混合溶解,制成均匀溶液。在400Pa下对该混合溶液进行1小时脱泡,然后,用1μm PTFE制过滤器进行过滤,注入到由玻璃模具和胶带形成的型模内。将该型模投入到聚合炉中,经21小时从25℃缓缓升温至120℃而进行聚合。聚合结束后,从炉中取出型模。成型体从型模中脱模的脱模性良好。进一步于130℃对得到的成型体进行2小时退火处理。
用10%氢氧化钾水溶液,在超声波洗涤槽中于50℃对退火处理后的成型体进行5分钟洗涤。然后用蒸馏水、异丙醇进行洗涤,于50℃将透镜表面干燥。将经洗涤的成型体浸渍于含有氧化硅、三甲氧基甲基硅烷及其水解物的硬涂层组合物中,以150mm/min的速度提起而进行涂布。然后,于80℃进行10分钟预加热,然后于110℃加热2小时而使其固化,形成硬涂层。使用真空蒸镀装置,在已赋予了硬涂层的成型体上,形成包含氧化硅/氧化锆的、为5层的多层防反射层,得到带有涂层的透镜。
需要说明的是,得到的成型体具有透明性,未确认到成型体的着色,折射率(ne)为1.56,阿贝数(ve)为41,比重为1.28,耐热性为77℃,适合作为光学材料。另外,将成型体供于碱试验,结果,在30分钟经过后,也未在透镜中观察到白浊等变化。此外,在高压汞灯照射下观察刚脱模后的透镜的外观,结果,未观察到混浊。
另外,针对带有涂层的透镜,按照JIS K7211-2,实施耐冲击性试验,算出破坏能量,结果为10.5J。评价结果示于表-1。
[实施例7]
将16.0重量份1,4-双(异氰酸酯基甲基)环己烷、26.0重量份1,6-己二异氰酸酯、58.0重量份季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、0.05重量份二丁基二氯化锡、1.5重量份紫外线吸收剂(共同药品公司制,商品名为Viosorb 583)、0.065重量份内部脱模剂(酸性磷酸酯,三井化学公司制,商品名为MR用内部脱模剂)混合溶解,制成均匀溶液。在400Pa下对该混合溶液进行1小时脱泡,然后,用1μm PTFE制过滤器进行过滤,注入到由玻璃模具和胶带形成的型模内。将该型模投入到聚合炉中,经21小时从25℃缓缓升温至120℃而进行聚合。聚合结束后,从炉中取出型模。成型体从型模中脱模的脱模性良好。进一步于130℃对得到的成型体进行2小时退火处理。
用10%氢氧化钾水溶液,在超声波洗涤槽中于50℃对退火处理后的成型体进行5分钟洗涤。然后用蒸馏水、异丙醇进行洗涤,于50℃将透镜表面干燥。将经洗涤的成型体浸渍于含有氧化硅、三甲氧基甲基硅烷及其水解物的硬涂层组合物中,以150mm/min的速度提起而进行涂布。然后,于80℃进行10分钟预加热,然后于110℃加热2小时而使其固化,形成硬涂层。使用真空蒸镀装置,在已赋予了硬涂层的成型体上,形成包含氧化硅/氧化锆的、为5层的多层防反射层,得到带有涂层的透镜。
需要说明的是,得到的成型体具有透明性,未确认到成型体的着色,折射率(ne)为1.56,阿贝数(ve)为41,比重为1.29,耐热性为82℃,适合作为光学材料。另外,将成型体供于碱试验,结果,在30分钟经过后,也未在透镜中观察到白浊等变化。此外,在高压汞灯照射下观察刚脱模后的透镜的外观,结果,未观察到混浊。
另外,针对带有涂层的透镜,按照JIS K7211-2,实施耐冲击性试验,算出破坏能量,结果为10.9J。评价结果示于表-1。
[实施例8]
将16.4重量份2,5-双(异氰酸酯基甲基)-双环[2.2.1]庚烷与2,6-双(异氰酸酯基甲基)-双环[2.2.1]庚烷的混合物、31.2重量份1,6-己二异氰酸酯、16.2重量份季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、36.2重量份5,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷与4,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷与4,8-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷的混合物、0.10重量份二丁基二氯化锡、1.2重量份紫外线吸收剂(共同药品公司制,商品名为Viosorb 583)、0.065g内部脱模剂(酸性磷酸酯,三井化学公司制,商品名为MR用内部脱模剂)混合溶解,制成均匀溶液。在400Pa下对该混合溶液进行1小时脱泡,然后,用1μm PTFE制过滤器进行过滤,注入到由玻璃模具和胶带形成的型模内。将该型模投入到聚合炉中,经21小时从25℃缓缓升温至120℃而进行聚合。聚合结束后,从炉中取出型模。成型体从型模中脱模的脱模性良好。进一步于130℃对得到的成型体进行2小时退火处理。
用10%氢氧化钾水溶液,在超声波洗涤槽中于50℃对退火处理后的成型体进行5分钟洗涤。然后用蒸馏水、异丙醇进行洗涤,于50℃将透镜表面干燥。将经洗涤的成型体浸渍于含有氧化硅、三甲氧基甲基硅烷及其水解物的硬涂层组合物中,以150mm/min的速度提起而进行涂布。然后,于80℃进行10分钟预加热,然后于110℃加热2小时而使其固化,形成硬涂层。使用真空蒸镀装置,在已赋予了硬涂层的成型体上,形成包含氧化硅/氧化锆的、为5层的多层防反射层,得到带有涂层的透镜。
需要说明的是,得到的成型体具有透明性,未确认到成型体的着色,折射率(ne)为1.61,阿贝数(ve)为40,比重为1.30,耐热性为88℃,适合作为光学材料。另外,将成型体供于碱试验,结果,在30分钟经过后,也未在透镜中观察到白浊等变化。此外,在高压汞灯照射下观察刚脱模后的透镜的外观,结果,未观察到混浊。
另外,针对带有涂层的透镜,按照JIS K7211-2,实施耐冲击性试验,算出破坏能量,结果为4.3J。评价结果示于表-1。
[比较例1]
将15.5重量份异佛尔酮二异氰酸酯、27.5重量份1,6-己二异氰酸酯、57.0重量份季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、0.17重量份二丁基二氯化锡、2.0重量份紫外线吸收剂(共同药品公司制,商品名为Viosorb 583)、0.065g内部脱模剂(酸性磷酸酯,三井化学公司制,商品名为MR用内部脱模剂)混合溶解,制成均匀溶液。在400Pa下对该混合溶液进行1小时脱泡,然后,用1μm PTFE制过滤器进行过滤,注入到由玻璃模具和胶带形成的型模内。将该型模投入到聚合炉中,经21小时从25℃缓缓升温至120℃而进行聚合。聚合结束后,从炉中取出型模。成型体从型模中脱模的脱模性良好。进一步于130℃对得到的成型体进行2小时退火处理。
用10%氢氧化钾水溶液,在超声波洗涤槽中于50℃对退火处理后的成型体进行5分钟洗涤。然后用蒸馏水、异丙醇进行洗涤,于50℃将透镜表面干燥。将经洗涤的成型体浸渍于含有氧化硅、三甲氧基甲基硅烷及其水解物的硬涂层组合物中,以150mm/min的速度提起而进行涂布。然后,于80℃进行10分钟预加热,然后于110℃加热2小时而使其固化,形成硬涂层。使用真空蒸镀装置,在已赋予了硬涂层的成型体上,形成包含氧化硅/氧化锆的、为5层的多层防反射层,得到带有涂层的透镜。
需要说明的是,得到的成型体具有透明性,未确认到成型体的着色,折射率(ne)为1.56,阿贝数(ve)为41,比重为1.26,耐热性为82℃。另外,将该成型体供于碱试验,结果,在30分钟经过后,在透镜中确认到白浊。此外,在高压汞灯照射下观察刚脱模后的透镜的外观,结果,确认到混浊。
另外,针对带有涂层的透镜,按照JIS K7211-2,实施耐冲击性试验,算出破坏能量,结果为4.9J。评价结果示于表-2。
[比较例2]
将23.4重量份双(4-异氰酸酯基环己基)甲烷、22.4重量份1,6-己二异氰酸酯、54.2重量份季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、0.17重量份二丁基二氯化锡、2.0重量份紫外线吸收剂(共同药品公司制,商品名为Viosorb 583)、0.065重量份内部脱模剂(酸性磷酸酯,三井化学公司制,商品名为MR用内部脱模剂)混合溶解,制成均匀溶液。在400Pa下对该混合溶液进行1小时脱泡,然后,用1μm PTFE制过滤器进行过滤,注入到由玻璃模具和胶带形成的型模内。将该型模投入到聚合炉中,经21小时从25℃缓缓升温至120℃而进行聚合。聚合结束后,从炉中取出型模。成型体从型模中脱模的脱模性良好。进一步于130℃对得到的成型体进行2小时退火处理。
用10%氢氧化钾水溶液,在超声波洗涤槽中于50℃对退火处理后的成型体进行5分钟洗涤。然后用蒸馏水、异丙醇进行洗涤,于50℃将透镜表面干燥。将经洗涤的成型体浸渍于含有氧化硅、三甲氧基甲基硅烷及其水解物的硬涂层组合物中,以150mm/min的速度提起而进行涂布。然后,于80℃进行10分钟预加热,然后于110℃加热2小时而使其固化,形成硬涂层。使用真空蒸镀装置,在已赋予了硬涂层的成型体上,形成包含氧化硅/氧化锆的、为5层的多层防反射层,得到带有涂层的透镜。
需要说明的是,得到的成型体具有透明性,未确认到成型体的着色,折射率(ne)为1.56,阿贝数(ve)为42,比重为1.26,耐热性为85℃。另外,将该成型体供于碱试验,结果,在30分钟经过后,在透镜中确认到白浊。此外,在高压汞灯照射下观察刚脱模后的透镜的外观,结果,确认到混浊。
另外,针对带有涂层的透镜,按照JIS K7211-2,实施耐冲击性试验,算出破坏能量,结果为3.6J。评价结果示于表-2。
[比较例3]
将45.9重量份2,5-双(异氰酸酯基甲基)-双环[2.2.1]庚烷与2,6-双(异氰酸酯基甲基)-双环[2.2.1]庚烷的混合物、54.1重量份季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、0.03重量份二甲基二氯化锡、1.5重量份紫外线吸收剂(共同药品公司制,商品名为Viosorb 583)、0.10重量份内部脱模剂(酸性磷酸酯,三井化学公司制,商品名为MR用内部脱模剂)混合溶解,制成均匀溶液。在400Pa下对该混合溶液进行1小时脱泡,然后,用1μm PTFE制过滤器进行过滤,注入到由玻璃模具和胶带形成的型模内。将该型模投入到聚合炉中,经21小时从25℃缓缓升温至120℃而进行聚合。聚合结束后,从炉中取出型模。成型体从型模中脱模的脱模性良好。进一步于130℃对得到的成型体进行2小时退火处理。
用10%氢氧化钾水溶液,在超声波洗涤槽中于50℃对退火处理后的成型体进行5分钟洗涤。然后用蒸馏水、异丙醇进行洗涤,于50℃将透镜表面干燥。将经洗涤的成型体浸渍于含有氧化硅、三甲氧基甲基硅烷及其水解物的硬涂层组合物中,以150mm/min的速度提起而进行涂布。然后,于80℃进行10分钟预加热,然后于110℃加热2小时而使其固化,形成硬涂层。使用真空蒸镀装置,在已赋予了硬涂层的成型体上,形成包含氧化硅/氧化锆的、为5层的多层防反射层,得到带有涂层的透镜。
需要说明的是,得到的成型体具有透明性,未确认到成型体的着色,折射率(ne)为1.57,阿贝数(ve)为42,比重为1.31,耐热性为111℃。另外,将成型体供于碱试验,结果,在30分钟经过后,也未在透镜中观察到白浊等变化。此外,在高压汞灯照射下观察刚脱模后的透镜的外观,结果,未观察到混浊。
另外,针对带有涂层的透镜,按照JIS K7211-2,实施耐冲击性试验,算出破坏能量,结果为0.5J。评价结果示于表-2。
[比较例4]
将54.3重量份2,5-双(异氰酸酯基甲基)-双环[2.2.1]庚烷与2,6-双(异氰酸酯基甲基)-双环[2.2.1]庚烷的混合物、45.7重量份4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷、0.05重量份二甲基二氯化锡、1.5重量份紫外线吸收剂(共同药品公司制,商品名为Viosorb583)、0.10重量份内部脱模剂(酸性磷酸酯,三井化学公司制,商品名为MR用内部脱模剂)混合溶解,制成均匀溶液。在400Pa下对该混合溶液进行1小时脱泡,然后,用1μm PTFE制过滤器进行过滤,注入到由玻璃模具和胶带形成的型模内。将该型模投入到聚合炉中,经21小时从25℃缓缓升温至120℃而进行聚合。聚合结束后,从炉中取出型模。成型体从型模中脱模的脱模性良好。进一步于130℃对得到的成型体进行2小时退火处理。
用10%氢氧化钾水溶液,在超声波洗涤槽中于50℃对退火处理后的成型体进行5分钟洗涤。然后用蒸馏水、异丙醇进行洗涤,于50℃将透镜表面干燥。将经洗涤的成型体浸渍于含有氧化硅、三甲氧基甲基硅烷及其水解物的硬涂层组合物中,以150mm/min的速度提起而进行涂布。然后,于80℃进行10分钟预加热,然后于110℃加热2小时而使其固化,形成硬涂层。使用真空蒸镀装置,在已赋予了硬涂层的成型体上,形成包含氧化硅/氧化锆的、为5层的多层防反射层,得到带有涂层的透镜。
需要说明的是,得到的成型体具有透明性,未确认到成型体的着色,折射率(ne)为1.62,阿贝数(ve)为39,比重为1.31,耐热性为116℃。另外,将成型体供于碱试验,结果,在30分钟经过后,也未在透镜中观察到白浊等变化。此外,在高压汞灯照射下观察刚脱模后的透镜的外观,结果,未观察到混浊。
另外,针对带有涂层的透镜,按照JIS K7211-2,实施耐冲击性试验,算出破坏能量,结果为0.4J。评价结果示于表-2。
i-1:2,5-双(异氰酸酯基甲基)-双环[2.2.1]庚烷与2,6-双(异氰酸酯基甲基)-双环[2.2.1]庚烷的混合物
i-2:1,6-己二异氰酸酯
i-3:间苯二甲撑二异氰酸酯
i-4:1,3-双(异氰酸酯基甲基)环己烷
i-5:1,4-双(异氰酸酯基甲基)环己烷
i-6:异佛尔酮二异氰酸酯
i-7:双(4-异氰酸酯基环己基)甲烷
t-1:季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)
t-2:4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷
t-3:5,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷与4,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷与4,8-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷的混合物
根据以上的结果,确认了由本发明的聚合性组合物得到的成型体与比较例相比,耐冲击性及耐碱性得以改善。
产业上的可利用性
利用本发明的聚合性组合物,可得到耐冲击性及耐碱性优异的成型体或光学材料。此外,由本发明的聚合性组合物得到的光学材料的折射率、阿贝数等光学特性、操作性、透明性、耐热性的均衡性也优异。
这样的聚合性组合物可合适地作为要求高折射率、高耐冲击性、以及耐碱性的光学材料用成型体使用,尤其可合适地用于眼镜用塑料透镜。
本申请主张以于2014年8月7日提出申请的日本申请特愿2014-161314号为基础的优先权及以于2014年10月7日提出申请的日本申请特愿2014-206449号为基础的优先权,将其全部公开内容并入本说明书中。
Claims (9)
1.聚合性组合物,所述聚合性组合物是包含具有环状结构的异氰酸酯化合物(A)、碳原子数为4~11的脂肪族异氰酸酯化合物(B)、和硫醇化合物(C)而成的,
将具有环状结构的异氰酸酯化合物(A)的摩尔数与脂肪族异氰酸酯化合物(B)的合计摩尔数作为100%时,具有环状结构的异氰酸酯化合物(A)的摩尔数的比例为30~60%,
所述异氰酸酯化合物(A)是选自下述式(1)、式(2)、式(3)表示的化合物中的至少1种,
[化学式1]
[化学式2]
[化学式3]
2.如权利要求1所述的聚合性组合物,其中,硫醇化合物(C)为选自4,6-双(巯基甲基硫基)-1,3-二噻烷、2-(2,2-双(巯基甲基硫基)乙基)-1,3-二硫杂环丁烷、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(2-巯基乙酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基丙烷三(2-巯基乙酸酯)、4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷、2,5-双巯基甲基-1,4-二噻烷、1,1,3,3-四(巯基甲基硫基)丙烷、5,7-二巯基甲基-1,11-巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、4,7-二巯基甲基-1,11-巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、4,8-二巯基甲基-1,11-巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、二乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、乙二醇双(2-巯基乙酸酯)、及二乙二醇双(2-巯基乙酸酯)中的至少1种。
3.如权利要求1所述的聚合性组合物,其中,硫醇化合物(C)包含在分子内具有至少1个以上酯键的脂肪族多硫醇化合物。
4.如权利要求3所述的聚合性组合物,其中,在分子内具有至少1个以上酯键的所述脂肪族多硫醇化合物为选自季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(2-巯基乙酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基丙烷三(2-巯基乙酸酯)、乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、二乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、乙二醇双(2-巯基乙酸酯)、二乙二醇双(2-巯基乙酸酯)中的至少1种。
5.成型体,其是使权利要求1~4中任一项所述的聚合性组合物固化而形成的。
6.光学材料,其是由权利要求5所述的成型体形成的。
7.透镜,其是由权利要求6所述的光学材料形成的。
8.眼镜透镜,其是由权利要求7所述的透镜形成的。
9.眼镜透镜,其具有权利要求7所述的透镜、和在所述透镜的至少一面上形成的硬涂层及/或防反射涂层。
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