CN111032704B - 固化物、光学部件、透镜、化合物及固化性组合物 - Google Patents

固化物、光学部件、透镜、化合物及固化性组合物 Download PDF

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Abstract

根据本发明,提供一种适合于光学部件的制造的固化物,其为使包含由通式1表示的化合物的固化性组合物固化而成的固化物,其中,双折射Δn(587nm)为0.00≤Δn(587nm)≤0.01。通式1中,Ar为由通式2‑2等表示的芳香环基,通式2‑2中,Z1及Z2表示氢原子或甲基等,A1及A2表示‑S‑等,X表示C(Rz)2等其中,Rz为取代基,2个Rz可以形成环,L1、L2表示单键、‑O‑、‑OC(=O)‑、‑OC(=O)O‑、‑OC(=O)NH‑等,Sp1、Sp2表示单键或2价连接基团,Pol1、Pol2表示氢原子或聚合性基团,由通式1表示的化合物具有至少一个聚合性基团。
Figure DDA0002390301220000012
通式2‑2

Description

固化物、光学部件、透镜、化合物及固化性组合物
技术领域
本发明涉及一种固化物、光学部件、透镜、化合物及固化性组合物。
背景技术
以往,在相机、摄像机或带相机的移动电话、可视电话或带相机的对讲机等摄像模块的光学部件中使用了玻璃材料。玻璃材料具备各种光学特性,且耐环境性优异,因此适宜地进行了使用,但不易于轻量化或小型化,具有加工性或生产率较差的缺点。相对于此,树脂固化物能够进行大规模生产,且加工性也优异,因此近年来逐渐用于各种光学部件中。
近年来,伴随着摄像模块的小型化,要求对用于摄像模块的光学部件进行小型化,但若对光学部件进行小型化,则产生色差问题。在使用了树脂固化物的光学部件中,研究如下内容,即,通过对固化性组合物添加各种添加物来改变固化后的特性,由此调整色散系数并进行色差的校正。
例如,专利文献1中公开有使用4,4'-双(芳基)二苯砜骨架单体能够提供具有色散系数(νd)及部分色散比(θg,F)高且双折射率低的色差校正功能高的特性的成型体、光学元件及用于得到上述成型体的光学用组合物。
另一方面,专利文献2中公开有具有苯并二硫醇、苯并噻唑等芳香环基的液晶单体。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-043565号公报
专利文献2:WO2016/114347
发明内容
发明要解决的技术课题
本发明的课题在于提供一种用于制造光学部件的色散系数(νd)低且部分色散比(θg,F)高的固化物。尤其是,本发明的课题在于提供一种即使与专利文献1中记载的固化物相比,部分色散比也高且不显示如专利文献2中记载的固化物那样的双折射性的固化物。本发明的课题还在于提供一种高功能的光学部件及透镜。
用于解决技术课题的手段
为了解决上述课题,本发明人等进行深入研究,发现通过使用具有包含苯并二硫醇、苯并噻唑的芳香族环基等的化合物,能够得到色散系数低且部分色散比高的固化物。
即,用于解决上述课题的具体方案如下。
[1]一种固化物,其为使包含由下述通式1表示的化合物的固化性组合物固化而成的固化物,其中,波长587nm下的双折射Δn为0.00≤Δn≤0.01。
[化学式1]
Pol1-Sp1-L1-Ar-L2-Sp2-Pol2 (通式1)
式中,Ar为由下述通式2-1~2-4表示的任一芳香环基,
[化学式2]
Figure BDA0002390301210000021
式中,Q1表示-S-、-O-或NR11-,R11表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,
Y1表示可以具有取代基的碳原子数1~6的烷基、可以具有取代基的碳原子数6~12的芳香族烃基或可以具有取代基的碳原子数3~12的芳香族杂环基,
Z1,Z2及Z3分别独立地表示氢原子、可以具有取代基的碳原子数1~20的脂肪族烃基、可以具有取代基的碳原子数1~20的烷氧基、可以具有取代基的碳原子数3~20的脂环式烃基、可以具有取代基的1价的碳原子数6~20的芳香族烃基、卤原子、氰基、硝基、-NR12R13或SR12,Z1及Z2可以彼此键合而形成可以具有取代基的芳香族烃环或可以具有取代基的芳香族杂环,R12及R13分别独立地表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,
A1及A2各自独立地表示选自由-O-、-NR21-、-S-及CO-组成的组中的基团,R21表示氢原子或取代基,
X表示O、S、键合有氢原子或取代基的C或者键合有氢原子或取代基的N,
Ax表示具有选自由芳香族烃环及芳香族杂环组成的组中的至少一种芳香环的碳原子数1~30的有机基团,Ay表示氢原子、可以具有取代基的碳原子数1~6的烷基或者具有选自由芳香族烃环及芳香族杂环组成的组中的至少一种芳香环的碳原子数1~30的有机基团,Ax及Ay所具有的芳香环可以具有取代基,Ax与Ay可以彼此键合而形成可以具有取代基的环,
Q2表示氢原子或可以具有取代基的碳原子数1~6的烷基,
L1、L2分别独立地表示单键、选自由-O-、-S-、-C(=O)-、-OC(=O)-、-C(=O)O-、-OC(=O)O-、-NR101C(=O)-、-C(=O)NR102-、-OC(=O)NR103-、-NR104C(=O)O-、-SC(=O)-或C(=O)S-组成的组中的连接基团,R101、R102、R103、R104分别独立地表示-Sp3-Pol3或卤原子,
Sp1、Sp2、Sp3分别独立地表示单键或2价连接基团,
Pol1、Pol2、Pol3分别独立地表示氢原子或聚合性基团,
由通式1表示的化合物具有至少一个聚合性基团。
[2]根据[1]所述的固化物,其中,Ar为由通式2-2表示的芳香环基。
[3]根据[1]或[2]所述的固化物,其中,Sp1、Sp2为单键或选自由可以具有取代基的碳原子数1至30的直链亚烷基及在可以具有取代基的碳原子数2至30的直链亚烷基中一个或者不相邻的两个以上的-CH2-被-O-、-S-、-C(=O)-、-OC(=O)-、-C(=O)O-、-OC(=O)O-、-NR201C(=O)-、-C(=O)NR202-、-OC(=O)NR203-、-NR204C(=O)O-、-SC(=O)-或-C(=O)S-置换后的基团组成的组中的连接基团,R201、R202、R203、R204分别独立地表示-Sp4-Pol4或卤原子,
Sp4表示单键或2价连接基团,
Pol4表示氢原子或聚合性基团。
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的固化物,其中,L1、L2均为-O-、-OC(=O)-、-OC(=O)O-或O-C(=O)NH-。
[5]根据[4]所述的固化物,其中,L1、L2均为-O-。
[6]根据[1]至[5]中任一项所述的固化物,其中,上述聚合性基团均为(甲基)丙烯酰氧基。
[7]根据[1]至[6]中任一项所述的固化物,其中,Pol1或Pol2中的任一者为(甲基)丙烯酰氧基。
[8]一种光学部件,其包含[1]至[7]中任一项所述的固化物。
[9]一种透镜,其包含[1]至[7]中任一项所述的固化物。
[10]一种由下述通式1表示的化合物。
[化学式3]
Pol1-Sp1-L1-Ar-L2-Sp2-Pol2 (通式1)
式中,Ar为由下述通式2-1~2-4表示的任一芳香环基,
[化学式4]
Figure BDA0002390301210000041
式中,Q1表示-S-、-O-或NR11-,R11表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,
Y1表示可以具有取代基的碳原子数1~6的烷基、可以具有取代基的碳原子数6~12的芳香族烃基或可以具有取代基的碳原子数3~12的芳香族杂环基,
Z1,Z2及Z3分别独立地表示氢原子、可以具有取代基的碳原子数1~20的脂肪族烃基、可以具有取代基的碳原子数1~20的烷氧基、可以具有取代基的碳原子数3~20的脂环式烃基、可以具有取代基的1价的碳原子数6~20的芳香族烃基、卤原子、氰基、硝基、-NR12R13或SR12,Z1及Z2可以彼此键合而形成可以具有取代基的芳香族烃环或可以具有取代基的芳香族杂环,R12及R13分别独立地表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,
A1及A2各自独立地表示选自由-O-、-NR21-、-S-及CO-组成的组中的基团,R21表示氢原子或取代基,
X表示O、S、键合有氢原子或取代基的C或者键合有氢原子或取代基的N,
Ax表示具有选自由芳香族烃环及芳香族杂环组成的组中的至少一种芳香环的碳原子数1~30的有机基团,Ay表示氢原子、可以具有取代基的碳原子数1~6的烷基或者具有选自由芳香族烃环及芳香族杂环组成的组中的至少一种芳香环的碳原子数1~30的有机基团,Ax及Ay所具有的芳香环可以具有取代基,Ax与Ay可以彼此键合而形成可以具有取代基的环,
Q2表示氢原子或可以具有取代基的碳原子数1~6的烷基,
L1、L2分别独立地表示单键、选自由-O-、-S-、-C(=O)-、-OC(=O)-、-C(=O)O-、-OC(=O)O-、-NR101C(=O)-、-C(=O)NR102-、-OC(=O)NR103-、-NR104C(=O)O-、-SC(=O)-或C(=O)S-组成的组中的连接基团,R101、R102、R103、R104分别独立地表示-Sp3-Pol3或卤原子,
Sp1、Sp2表示单键或选自由可以具有取代基的碳原子数1至30的直链亚烷基及在可以具有取代基的碳原子数2至30的直链亚烷基中一个或者不相邻的两个以上的-CH2-被-O-、-S-、-C(=O)-、-OC(=O)-、-C(=O)O-、-OC(=O)O-、-NR201C(=O)-、-C(=O)NR202-、-OC(=O)NR203-、-NR204C(=O)O-、-SC(=O)-或-C(=O)S-置换后的基团组成的组中的连接基团,R201、R202、R203、R204分别独立地表示-Sp4-Pol4或卤原子,
Sp3、Sp4分别独立地表示单键或2价连接基团,
Pol1、Pol2、Pol3、Pol4分别独立地表示氢原子或聚合性基团,
由通式1表示的化合物具有至少一个聚合性基团。
[11]根据[10]所述的化合物,其中,Ar为由通式2-2表示的芳香环基。
[12]根据[10]或[11]所述的化合物,其中,L1、L2均为-O-、-OC(=O)-、-OC(=O)O-或O-C(=O)NH-。
[13]根据[12]所述的化合物,其中,L1、L2均为-O-。
[14]根据[10]至[13]中任一项所述的化合物,其中,上述聚合性基团均为(甲基)丙烯酰氧基。
[15]根据[10]至[14]中任一项所述的化合物,其中,Pol1或Pol2中的任一者为(甲基)丙烯酰氧基。
[16]一种固化性组合物,其包含[10]至[15]中任一项所述的化合物及分子中具有3个以上(甲基)丙烯酰基的多官能(甲基)丙烯酸酯单体。
发明效果
根据本发明,提供一种色散系数(νd)低且部分色散比(θg,F)高的固化物。根据本发明的固化物,能够提供一种高功能的光学部件及透镜。并且,根据本发明,提供一种能够提供色散系数(νd)低且部分色散比(θg,F)高的固化物的新型化合物。
具体实施方式
以下,对本发明详细地进行说明。以下所记载的构成要件的说明有时基于具有代表性的实施方式或具体例完成,但本发明并不限定于这种实施方式。另外,在本说明书中使用“~”表示的数值范围是指作为下限值及上限值包含记载于“~”前后的数值的范围。
另外,本说明书中,“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯中的任一个或这两个,“(甲基)丙烯酰基”表示丙烯酰基及甲基丙烯酰基中的任一个或这两个。本发明中的单体与低聚物及聚合物有区别,是指重均分子量为1,000以下的化合物。
本说明书中,当称为脂肪族烃基时,表示从直链或者支链的烷烃、直链或者支链的烯烃或直链或者支链的炔烃去除一个任意的氢原子而得到的基团。本说明书中,脂肪族烃基优选为从直链或者支链的烷烃去除一个任意的氢原子而得到的烷基。
本说明书中,当称为烷基时,表示直链或者支链的烷基。作为烷基,可举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、1-甲基丁基、3-甲基丁基、己基、1-甲基戊基、4-甲基戊基、庚基、1-甲基己基、5-甲基己基、辛基、1-甲基庚基、壬基、1-甲基辛基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基等。关于包含烷基的基团(烷氧基、烷氧基羰基、酰基等)中的烷基也相同。
并且,本说明书中,作为直链亚烷基的例子,可举出上述烷基中从直链烷基分别去除一个与末端的碳键合的氢原子而得到的基团。
本说明书中,作为脂环式烃环的例子,可举出环丙烷、环丁烷、环戊烷、环己烷、环庚烷、环辛烷、环壬烷、环癸烷。
本说明书中,作为不饱和烃环的例子,可举出茚、茚满、芴。
本说明书中,当称为脂环式烃基时,表示从环烷烃去除一个任意的氢原子而得到的环烷基。作为脂环式烃基的例子,可举出环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基等,优选碳原子数3~12的环烷基。
本说明书中,亚环烷基表示从环烷烃去除2个任意的氢原子而得到的2价的基团。作为亚环烷基的例子,可举出亚环己基。
本说明书中,当称为芳香环时,是指芳香族烃环及芳香族杂环中的任一个或这两个。
本说明书中,作为芳香族烃环的例子,可举出苯、联苯、亚联苯基、萘、蒽、菲。
本说明书中,当称为芳香族烃基时,表示从芳香族烃环去除一个任意的氢原子而得到的1价的基团。作为例子,可举出苯基、联苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、3-蒽基、4-蒽基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基等。本说明书中,当称为2价的芳香族烃基时,表示从芳香族烃环去除2个任意的氢原子而得到的2价的基团,作为例子可举出从上述(1价的)芳香族烃基去除一个任意的氢原子而得到的2价的基团。
本说明书中,作为芳香族杂环的例子,可举出呋喃、噻吩、吡咯、咪唑、异噻唑、异噁唑、吡啶、吡嗪、喹啉、苯并呋喃、苯并噻唑、苯并噁唑等。
本说明书中,当称为芳香族杂环基时,表示从芳香族杂环去除一个任意的氢原子而得到的1价的基团。作为1价的芳香族杂环基的例子,可举出呋喃基、噻吩基(优选为2-噻吩基)、吡咯基、咪唑基、异噻唑基、异噁唑基、吡啶基、吡嗪基、喹啉基、苯并呋喃基(优选为2-苯并呋喃基)、苯并噻唑基(优选为2-苯并噻唑基)、苯并噁唑基(优选为2-苯并噁唑基)等。本说明书中,当称为2价的芳香族杂环基时,表示从芳香族杂环去除2个任意的氢原子而得到的2价的基团,作为例子,可举出从上述(1价的)芳香族杂环基去除一个任意的氢原子而得到的2价的基团。
<固化物>
本发明的固化物由含有由通式1表示的化合物的固化性组合物形成。本发明的固化物通过由通式1表示的化合物进行聚合而得,但本发明的固化物可以包含未反应的由通式1表示的化合物。
由通式1表示的化合物在其结构中含有苯并二硫醇或者苯并噻唑等苯与杂环的稠环或具有腙等作为取代基的苯环。本发明人等发现,由含有由通式1表示的化合物的固化性组合物形成的固化物的色散系数(νd)低且部分色散比(θg,F)高。上述化合物在近紫外区域具有吸收,因此显示折射率的异常分散性,由此,认为当作为复合透镜使用时能够提高色差校正功能。本发明人等还发现,由含有由通式1表示的化合物的固化性组合物形成的固化物的耐热冲击性高。另外,本说明书中,耐热冲击性表示固化物的热变化时的缓和应力的能力。
固化物的色散系数(νd)及部分色散比(θg,F)是使用KALNEW精密折射计KPR-2000(ShimadzuDeviceCorporation制)测定的值。具体而言,将固化性组合物注入到直径20mm、厚度2mm的透明玻璃模具中,且在氧浓度1%以下的气氛下以200℃进行加热,由此成型固化物(加热工序),并对该固化物进行色散系数(νd)及部分色散比(θg,F)的测定。固化物的色散系数(νd)及部分色散比(θg,F)可通过下述式计算。另外,在成型固化物时,可以采用紫外线照射工序来代替上述加热工序,也可以采用加热工序和紫外线照射工序这两者。
νd=(nd-1)/(nF-nC)
θg,F=(ng-nF)/(nF-nC)
其中,nd表示波长587.56nm下的折射率,nF表示波长486.13nm下的折射率,nC表示波长656.27nm下的折射率,ng表示波长435.83nm下的折射率。
本发明的固化物的色散系数并无特别限定,优选为30以下,更优选为27以下,进一步优选为25以下,尤其优选为23以下。并且,本发明的固化物的色散系数并无特别限定,优选为1以上,更优选为3以上,进一步优选为5以上,尤其优选为7以上。
本发明的固化物的部分色散比θg,F并无特别限定,优选为0.65以上,更优选为0.70以上,尤其优选为0.75以上。并且,本发明的固化物的部分色散比θg,F并无特别限定,优选为2以下,更优选为1.8以下,尤其优选为1.7以下。
本发明的固化物的波长587nm下的双折射Δn(本说明书中,有时称为双折射Δn(587nm))为0.00≤Δn≤0.01。双折射Δn(587nm)优选为0.001以下,进一步优选为小于0.001。如此,通过将双折射率小的固化物用于摄像模块的光学部件,能够得到成像位置不易偏离且清晰的像。双折射Δn(587nm)的下限值可以为0.00001或0.0001。
固化物的双折射Δn(587nm)能够通过以下方法求出。能够通过制作薄膜状的样品,使用双折射评价装置(例如,WPA-100、PhotonicLattice,Inc.制)测定包括样品的中心的直径10mm圆内的双折射,求出波长587nm下的双折射的平均值来得到双折射Δn(587nm)。
<由通式1表示的化合物>
本发明的固化物为使包含由下述通式1表示的化合物的固化性组合物固化而成的固化物。
[化学式5]
Pol1-Sp1-L1-Ar-L2-Sp2-Pol2 (通式1)
式中,Ar为由下述通式2-1~2-4表示的任一芳香环基。
[化学式6]
Figure BDA0002390301210000101
通式2-1~2-4中,Q1表示-S-、-O-或NR11-,R11表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,
Y1表示可以具有取代基的碳原子数1~6的烷基、可以具有取代基的碳原子数6~12的芳香族烃基或可以具有取代基的碳原子数3~12的芳香族杂环基,
Z1,Z2及Z3分别独立地表示氢原子、可以具有取代基的碳原子数1~20的脂肪族烃基、可以具有取代基的碳原子数1~20的烷氧基、可以具有取代基的碳原子数3~20的脂环式烃基、可以具有取代基的1价的碳原子数6~20的芳香族烃基、卤原子、氰基、硝基、-NR12R13或SR12,Z1及Z2可以彼此键合而形成可以具有取代基的芳香族烃环或可以具有取代基的芳香族杂环,R12及R13分别独立地表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,
A1及A2各自独立地表示选自由-O-、-NR21-(R21表示氢原子或取代基。)、-S-及-C(=O)-组成的组中的基团,X表示O、S、键合有氢原子或取代基的C或者键合有氢原子或取代基的N,
Ax表示具有选自由芳香族烃环及芳香族杂环组成的组中的至少一种芳香环的碳原子数1~30的有机基团,Ay表示氢原子、可以具有取代基的碳原子数1~6的烷基或者具有选自由芳香族烃环及芳香族杂环组成的组中的至少一种芳香环的碳原子数1~30的有机基团,Ax及Ay所具有的芳香环可以具有取代基,Ax与Ay可以彼此键合而形成可以具有取代基的环,
Q2表示氢原子或可以具有取代基的碳原子数1~6的烷基。
另外,*表示与L1或L2的键合位置。
关于通式2-1~2-4中的各取代基的定义及优选的范围,能够分别针对Y1、Z1、Z2参考日本特开2012-021068号公报中记载的关于化合物(A)的与Y1、Q1、Q2有关的记载,能够分别针对A1、A2及X参考日本特开2008-107767号公报中记载的关于由通式(I)表示的化合物的与A1、A2及X有关的记载,能够分别针对通式2-3的Ax、Ay、Q2参考WO2013/018526中记载的关于由通式(I)表示的化合物的与Ax、Ay、Q1有关的记载,能够分别针对通式2-4的Ax、Ay、Q2参考WO2013/018526中记载的关于由通式(II)表示的化合物的与Aa、Ab、Q11有关的记载。关于Z3能够参考日本特开2012-021068号公报中记载的关于化合物(A)的与Q1有关的记载。
通式2-2中的X优选为键合有2个取代基的C,A1、A2优选均为-S-。通式2-3中作为Ax、Ay彼此键合而形成可以具有取代基的环时的环,优选脂环式烃环、芳香族烃环或芳香族杂环,更优选芳香族杂环。通式2-4中作为Ax、Ay彼此键合而形成可以具有取代基的环时的环,优选不饱和烃环。
通式1中的Ar优选为由通式2-2表示的芳香环基。
作为由通式2-2表示的芳香环基,尤其优选由下述通式2-2-1表示的芳香环基。
[化学式7]
Figure BDA0002390301210000111
式中,Rz表示取代基。作为Rz所表示的取代基的例子,可举出后述的作为Sp1的取代基例示的取代基等。2个Rz可以相同,也可以不同。并且,2个Rz也可以键合而形成环。此时所形成的环优选为5元环或6元环,更优选为包含氮或氧作为构成环的元素的5元环或6元环。尤其优选为由以下任一式表示的环。
[化学式8]
Figure BDA0002390301210000112
上述式中,*分别表示通式2-2-1中2个Rz所键合的碳原子的位置。并且,由上述式表示的环可以在氮或碳中具有取代基。作为此时的取代基,优选碳原子数1~6的烷基,更优选直链的碳原子数1~4的烷基。
作为由通式2-2-1表示的芳香环基,优选至少任一个Rz为氰基的芳香环基或2个Rz键合而形成环的芳香环基,更优选2个Rz均为氰基的芳香环基。
通式1中,L1、L2分别独立地表示单键、选自由-O-、-S-、-C(=O)-、-OC(=O)-、-C(=O)O-、-OC(=O)O-、-NR101C(=O)-、-C(=O)NR102-、-OC(=O)NR103-、-NR104C(=O)O-、-SC(=O)-或C(=O)S-组成的组中的连接基团。另外,上述连接基团的记载中,左侧与Ar键合,右侧与Sp1或Sp2键合。R101、R102、R103、R104分别独立地表示-Sp3-Pol3或卤原子。L1、L2分别独立地优选为-O-、-OC(=O)-、-C(=O)O-、-OC(=O)O-、-NR101C(=O)-、-C(=O)NR102-、-OC(=O)NR103-、-NR104C(=O)O-,更优选为-O-、-OC(=O)-、-OC(=O)O-、-OC(=O)NR103-,进一步优选为-O-。R101、R102、R103、R104分别独立地优选为氢原子、碳原子数1~4的烷基或卤原子。
L1及L2可以相同,也可以不同,优选为相同。
Sp1、Sp2、Sp3分别独立地表示单键或2价连接基团。作为2价连接基团,可举出以下连接基团及选自由以下连接基团的两个以上的组合组成的组中的连接基团:
可以具有取代基的直链亚烷基;可以具有取代基的亚环烷基(例如,反式-1,4-亚环己基);可以具有取代基的2价的芳香族烃基(例如,1,4-亚苯基);可以具有取代基的2价的芳香族杂环基;-O-;-S-;-C(=O)-;-OC(=O)-;-C(=O)O-;-OC(=O)O-;-NR201C(=O)-;-C(=O)NR202-;-OC(=O)NR203-;-NR204C(=O)O-;-SC(=O)-;-C(=O)S-。
作为2价连接基团的Sp1、Sp2、Sp3的例子,可举出可以具有取代基的直链亚烷基、可以具有取代基的亚环烷基、可以具有取代基的2价的芳香族烃基、可以具有取代基的2价的芳香族杂环基以及选自由可以具有取代基的直链亚烷基、可以具有取代基的亚环烷基、可以具有取代基的2价的芳香族烃基、及可以具有取代基的2价的芳香族杂环基组成的组中的两个以上的连接基团经由单键、选自由-O-、-C(=O)-、-OC(=O)-、-C(=O)O-、-OC(=O)O-、-NR201C(=O)-及-C(=O)NR202-组成的组中的连接基团键合而成的连接基团等。
另外,上述连接基团的记载中,左侧与L1、L2或N(Sp3的情况)键合,右侧与Pol1、Pol2或Pol3键合。
R201、R202、R203、R204分别独立地表示-Sp4-Pol4或卤原子。Sp4及Pol4的含义分别与Sp3及Pol3的含义相同,优选的范围也相同。R201、R202、R203、R204分别独立地优选为氢原子、碳原子数1~4的烷基或卤原子。
关于Sp1、Sp2、Sp3及通式2-1~2-4中的取代基,在称为“可以具有取代基的”时的取代基并无特别限定,例如可举出选自由烷基、环烷基、烷氧基、酰基、酰氧基、烷氧基羰基、酰胺基、氨基、卤原子、硝基及氰基以及组合2个以上的上述取代基构成的基团组成的组中的取代基。取代基可以为由-Sp5-Pol5表示的基团。Sp5及Pol5的含义分别与Sp1及Pol1的含义相同,优选的范围也相同。取代基的数量并无特别限定,可以具有1~4个取代基。当具有2个以上的取代基时,2个以上的取代基可以彼此相同,也可以不同。
作为由Sp1、Sp2表示的2价连接基团,优选分别独立地为选自由可以具有取代基的碳原子数1至30的直链亚烷基及在可以具有取代基的碳原子数2至30的直链亚烷基中一个或不相邻的两个以上的-CH2-被-O-、-S-、-C(=O)-、-OC(=O)-、-C(=O)O-、-OC(=O)O-、-NR201C(=O)-、-C(=O)NR202-、-OC(=O)NR203-、-NR204C(=O)O-、-SC(=O)-或-C(=O)S-置换后的基团组成的组中的连接基团。如此,通过使用Sp1、Sp2为在主链不具有环状基的连接基团的化合物,容易将固化物的双折射Δn(587nm)调整为0.00≤Δn(587nm)≤0.01。
Sp1及Sp2可以相同,也可以不同,优选为相同。
在作为碳原子数2至30的直链亚烷基中-CH2-被选自由上述-O-、-S-、-C(=O)-、-OC(=O)-、-C(=O)O-、-OC(=O)O-、-NR201C(=O)-、-C(=O)NR202-、-OC(=O)NR203-、-NR204C(=O)O-、-SC(=O)-及-C(=O)S-组成的组中的其他2价的基团取代的基团的Sp1及Sp2中,优选被取代的其他2价的基团未与L1或L2直接键合。即,被上述其他2价的基团取代的部位优选不是Sp1的L1侧末端及Sp2的L2侧末端。
作为由Sp1、Sp2表示的2价连接基团,更优选分别独立地为选自由可以具有取代基的碳原子数1至20的直链亚烷基及在可以具有取代基的碳原子数2至20的直链亚烷基中一个或不相邻的两个以上的-CH2-被-O-、-C(=O)-、-OC(=O)-、-C(=O)O-、-OC(=O)O-、-NR201C(=O)-、-C(=O)NR202-、-OC(=O)NR203-、-NR204C(=O)O-置换后的基团组成的组中的连接基团,进一步优选为选自由可以具有取代基的碳原子数1至10的直链亚烷基及在可以具有取代基的碳原子数2至10的直链亚烷基中一个或不相邻的两个以上的-CH2-被-O-、-C(=O)-、-OC(=O)-、-C(=O)O-置换后的基团组成的组中的连接基团,尤其优选为选自由不具有取代基或具有甲基作为取代基的碳原子数1至10的直链亚烷基及在不具有取代基或具有甲基作为取代基的碳原子数2至10的直链亚烷基中一个或不相邻的两个以上的-CH2-被-O-、-C(=O)-、-OC(=O)-、-C(=O)O-置换后的基团组成的组中的连接基团。
作为由Sp3表示的2价连接基团,优选单键或可以具有取代基的碳原子数1至10的直链亚烷基,更优选可以具有取代基的碳原子数1至5的直链亚烷基,进一步优选可以具有取代基的碳原子数1至3的直链亚烷基,尤其优选未取代的直链亚烷基。
Pol1、Pol2、Pol3分别独立地表示氢原子或聚合性基团。作为聚合性基团,例如可举出由以下式Pol-1~式Pol-6表示的聚合性基团。
[化学式9]
Figure BDA0002390301210000141
*表示键合位置。
这些中,优选(甲基)丙烯酰氧基(Pol-1、Pol-2)。
聚合性基团Pol1或Pol2中的任一个优选为(甲基)丙烯酰氧基,更优选两个为(甲基)丙烯酰氧基。
Pol1及Pol2可以相同,也可以不同,优选为相同。
由通式1表示的化合物具有至少一个聚合性基团。由通式1表示的化合物优选具有至少两个聚合性基团。
作为-Sp3-Pol3及-Sp4-Pol4,优选分别独立地为氢原子或可以具有取代基的碳原子数1~4的烷基,更优选为氢原子或碳原子数1~4的烷基。
作为Pol1-Sp1-L1-或Pol2-Sp2-L2-的具体结构的例子,可举出以下结构。
另外,Pol1-Sp1-L1-及Pol2-Sp2-L2-可以相同,也可以不同,优选为相同。
[化学式10]
Figure BDA0002390301210000151
(R为氢原子或甲基。并且,*表示与Ar的键合位置。)
另外,本说明书中,以下结构表示甲基分别与乙烯基的任一个碳键合的2个部分结构混合存在的情况。
[化学式11]
Figure BDA0002390301210000152
如此,在由通式1表示的化合物中,当具有取代基在直链亚烷基上取代的结构时,可能存在其取代基的取代位置不同的结构异构体。由通式1表示的化合物可以为这种结构异构体的混合物。
由通式1表示的化合物优选为非液晶性化合物。
以下,列举优选用于本发明的固化性组合物的由通式1表示的化合物的具体例,但并不限定于以下化合物。另外,以下结构式中的Me表示甲基,Et表示乙基,nPr表示n-丙基,iPr表示异丙基,nBu表示n-丁基,tBu表示t-丁基。
[化学式12]
Figure BDA0002390301210000171
[化学式13]
Figure BDA0002390301210000181
[化学式14]
Figure BDA0002390301210000191
[化学式15]
Figure BDA0002390301210000201
[化学式16]
Figure BDA0002390301210000211
[化学式17]
Figure BDA0002390301210000221
[化学式18]
Figure BDA0002390301210000222
由通式1表示的化合物有时具有1个或2个以上的不对称碳,对于这种不对称碳的立体化学,能够分别独立地采用(R)体或(S)体中的任一个。并且,由式(A)表示的化合物可以为光学异构体或非对映异构体等立体异构体的混合物。即,由式(A)表示的化合物可以为任意一种立体异构体,也可以为立体异构体的任意的混合物,还可以为外消旋体。
固化性组合物中的由通式1表示的化合物的含量相对于固化性组合物的总质量,优选为5~99质量%,更优选为20~99质量%,进一步优选为25质量%~98质量%,尤其优选为30~96质量%。通过将由通式1表示的化合物的含量设为上述范围内,在具有规定的色散系数的固化物中,容易实现高于预测的部分色散比(θg,F)的部分色散比(θg,F)。
在固化性组合物中可以含有两种以上由通式1表示的化合物。在含有两种以上由通式1表示的化合物的情况下,总含量优选在上述范围内。
<其他成分>
除了由通式1表示的化合物以外,固化性组合物还可以包含其他成分。作为其他成分,具体而言,例如可举出选自(甲基)丙烯酸酯单体、光自由基聚合引发剂及热自由基聚合引发剂中的至少一种等。
[(甲基)丙烯酸酯单体]
固化性组合物可以包含(甲基)丙烯酸酯单体。(甲基)丙烯酸酯单体可以为分子中具有两个以上的(甲基)丙烯酰基的多官能(甲基)丙烯酸酯单体,也可以为分子中具有一个(甲基)丙烯酰基的单官能(甲基)丙烯酸酯单体。
作为(甲基)丙烯酸酯单体的具体例,例如能够举出以下单体1(苯氧乙基丙烯酸酯)、单体2(丙烯酸苄酯)、单体3(三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯)、单体4(丙烯酸二环戊酯)及日本特开2012-107191号公报的0037~0046段中记载的(甲基)丙烯酸酯单体等。(甲基)丙烯酸酯单体的分子量优选为100~500。
[化学式19]
Figure BDA0002390301210000231
对于(甲基)丙烯酸酯单体的获取方法,并无特别限制,可以通过商业手段获取,也可以通过合成来制造。在通过商业手段获取的情况下,能够优选使用例如,Viscoat#192PEA(单体1)(OSAKAORGANICCHEMICALINDUSTRYLTD.制)、Viscoat#160BZA(单体2)(OSAKAORGANICCHEMICALINDUSTRYLTD.制)、A-DCP(单体3)(SHIN-NAKAMURACHEMICALCO.LTD.制)、FA-513AS(单体4)(HitachiChemicalCo.,Ltd.制)。
并且,当需要提高固化物的表面的硬度或耐磨性时,固化性组合物优选包含分子中具有3个以上(甲基)丙烯酰基的多官能(甲基)丙烯酸酯单体。通过包含分子中具有3个以上(甲基)丙烯酰基的多官能(甲基)丙烯酸酯单体,能够有效地提高固化物的交联密度,因此能够在维持高部分色散比的状态下提高表面硬度或耐磨性。分子中具有3个以上(甲基)丙烯酰基的多官能(甲基)丙烯酸酯单体的(甲基)丙烯酰基的数量的上限并无特别限定,优选为8,更优选为6。在通过商业手段获取的情况下,例如能够优选地使用A-TMPT(单体5)、A-TMMT(单体6)、AD-TMP(单体7)、A-DPH(单体8)(SHIN-NAKAMURACHEMICALCO.LTD.制)。
[化学式20]
Figure BDA0002390301210000241
当固化性组合物含有(甲基)丙烯酸酯单体时,(甲基)丙烯酸酯单体的含量相对于固化性组合物的总质量,优选为1~80质量%,更优选为2~50质量%,进一步优选为3~40质量%。通过调整固化性组合物中的(甲基)丙烯酸酯单体量能够调整固化物在热变化时的缓和应力的功能。
尤其,当需要提高固化物的表面的硬度或耐磨性时,相对于固化性组合物的总质量,固化性组合物优选含有5~95质量%的分子中具有3个以上(甲基)丙烯酰基的多官能(甲基)丙烯酸酯单体,更优选含有10~80质量%,进一步优选含有25~70质量%。此时,固化性组合物中的由通式1表示的化合物的含量相对于固化性组合物的总质量,优选为5~95质量%,更优选为20~95质量%,进一步优选为30~75质量%。这种组合物能够用作硬涂层形成用组合物。
[侧链上具有自由基聚合性基团的聚合物]
除了上述化合物以外,包含由通式1表示的化合物的固化性组合物还可以包含侧链上具有自由基聚合性基团的聚合物。由于侧链上具有自由基聚合性基团的聚合物发挥提高固化性组合物的粘度的作用,因此也能够称为增稠剂或者增稠聚合物。为了调整固化性组合物的粘度而能够添加侧链上具有自由基聚合性基团的聚合物。
侧链上具有自由基聚合性基团的聚合物可以为均聚物,也可以为共聚物。其中,侧链上具有自由基聚合性基团的聚合物优选为共聚物。在侧链上具有自由基聚合性基团的聚合物为共聚物的情况下,只要至少一个共聚成分具有自由基聚合性基团即可。并且,在侧链上具有自由基聚合性基团的聚合物为共聚物的情况下,更优选为包含侧链上具有自由基聚合性基团的单体单元和侧链上具有芳基的单体单元的共聚物。
作为自由基聚合性基团,能够举出(甲基)丙烯酸酯基、乙烯基、苯乙烯基、烯丙基等。侧链上具有自由基聚合性基团的聚合物中,优选包含5~100质量%的具有自由基聚合性基团的重复单元,更优选包含10~90质量%,进一步优选包含20~80质量%。
以下,列举优选地用于本发明的侧链上具有自由基聚合性基团的聚合物的具体例,但侧链上具有自由基聚合性基团的聚合物并不限定于以下结构。以下所示的具体例均为共聚物,分别包含靠近2个或3个记载的结构单元。例如,在最上方记载的具体例为甲基丙烯酸烯丙酯-甲基丙烯酸苄酯共聚物。
以下结构式中,Ra及Rb分别独立地表示氢或甲基。另外,一个聚合物中的多个Ra可以相同,也可以不同。并且,n表示0~10的整数,优选为0~2,更优选为0或1。
[化学式21]
Figure BDA0002390301210000261
[化学式22]
Figure BDA0002390301210000271
侧链上具有自由基聚合性基团的聚合物的分子量(重均分子量)优选为1,000~10,000,000,更优选为5,000~300,000,进一步优选为10,000~200,000。并且,侧链上具有自由基聚合性基团的聚合物的玻璃化转变温度优选为50~400℃,更优选为70~350℃,进一步优选为100~300℃。
侧链上具有自由基聚合性基团的聚合物的含量相对于固化性组合物的总质量,优选为40质量%以下,更优选为30质量%以下,进一步优选为25质量%以下。另外,侧链上具有自由基聚合性基团的聚合物的含量可以为0质量%,也优选不添加侧链上具有自由基聚合性基团的聚合物的方式。
[聚合引发剂]
包含由通式1表示的化合物的固化性组合物优选包含选自热自由基聚合引发剂及光自由基聚合引发剂中的至少一种。
(热自由基聚合引发剂)
固化性组合物优选包含热自由基聚合引发剂。根据该作用,能够通过将固化性组合物热聚合来成型耐热性高的固化物。
作为热自由基聚合引发剂,具体而言,能够使用以下化合物。例如能够举出1,1-二(叔己基过氧化)环己烷、1,1-二(叔丁基过氧化)环己烷、2,2-二(4,4-二-(叔丁基过氧化)环己基)丙烷、叔己基过氧化异丙基单碳酸酯、叔丁基过氧化-3,5,5-三甲基己酸酯、叔丁基过氧化月桂酸酯、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基、叔丁基过氧化-2-己酸乙酯、叔己基过氧化-2-己酸乙酯、氢过氧化枯烯、叔丁基过氧化氢、叔丁基过氧化-2-乙基己基、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷等。
热自由基聚合引发剂的含量相对于固化性组合物的总质量,优选为0.01~10质量%,更优选为0.05~5.0质量%,进一步优选为0.05~2.0质量%。
(光自由基聚合引发剂)
固化性组合物优选包含光自由基聚合引发剂。作为光自由基聚合引发剂,具体而言,能够使用以下化合物。例如,能够举出双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦、双(2,6-二甲基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦、双(2,6-二氯苯甲酰氯)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦、1-苯基-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基甲酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、1,2-二苯乙烷二酮、苯基乙醛酸甲酯、1-[4-(2-羟基乙氧基)-苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、2-羟基-1-{4-[4-(2-羟基-2-甲基-丙酰基)-苯甲基]苯基}-2-甲基-丙烷-1-酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯乙烷-1-酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基丙烷-1-酮、2-苯甲基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-丁酮-1、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-氧化膦、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦等。
其中,在本发明中,作为光自由基聚合引发剂,能够优选使用BASF公司制的,Irgacure184(1-羟基环己基苯基甲酮)、Irgacure819(双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦)、Irgacure651(2,2-二甲氧基-1,2-二苯乙烷-1-酮)、1-[4-(2-羟基乙氧基)-苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基丙烷-1-酮。
光自由基聚合引发剂的含量相对于固化性组合物的总质量,优选为0.01~5.0质量%,更优选为0.05~1.0质量%,进一步优选为0.05~0.5质量%。
另外,固化性组合物优选包含光自由基聚合引发剂与热自由基聚合引发剂这两者,在该情况下,光自由基聚合引发剂与热自由基聚合引发剂的总含量相对于固化性组合物的总质量,优选为0.01~5质量%,更优选为0.05~1.0质量%,进一步优选为0.05~0.5质量%。
(其他添加剂等)
只要不违背本发明的主旨,则包含由通式1表示的化合物的固化性组合物可以包含除了上述成分以外的聚合物或单体、分散剂、增塑剂、热稳定剂、脱模剂等添加剂。
包含由通式1表示的化合物的固化性组合物的粘度优选为20,000mPa·s以下,更优选为15,000mPa·s以下,进一步优选为13,000mPa·s以下,尤其优选为10,000mPa·s以下。通过将固化性组合物的粘度设为上述范围内,能够提高成型固化物时的操作性,并形成优质的固化物。另外,固化性组合物的粘度优选为2,000mPa·s以上,更优选为3,000mPa·s以上,进一步优选为4,000mPa·s以上,尤其优选为5,000mPa·s以上。
<固化物的制造方法>
固化物的制造方法包括将上述固化性组合物光固化的工序和/或热固化的工序。其中,固化物的制造方法优选包括通过对固化性组合物进行光照射或加热固化性组合物而形成半固化物的工序及通过对所得到的半固化物进行光照射或加热半固化物而形成固化物的工序。
[形成半固化物的工序]
形成半固化物的工序优选包括转印工序。转印工序为将模具按压到上述固化性组合物的工序。在转印工序中,在注入到一对模具中的一个中的固化性组合物上按压另一个模具而使固化性组合物展开。
优选固化物的制造方法中所使用的模具已实施氮化铬处理。由此,在后工序中进行的脱模工序中,能够得到良好的模具脱模性,且能够提高光学部件的制造效率。
作为氮化铬处理,例如能够举出在模具表面形成氮化铬膜的方法。作为在模具表面形成氮化铬膜的方法,例如有CVD(化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition))法和PVD(物理气相沉积(Physical Vapor Deposition))法。CVD法为使含有铬的原料气体和含有氮的原料气体在高温下反应而在基体表面形成氮化铬膜的方法。并且,PVD法为利用电弧放电在基体表面形成氮化铬膜的方法(电弧式真空蒸镀法)。电弧式真空蒸镀法具体能够按照如下步骤进行。在真空容器内配置例如由铬制成的阴极(蒸发源),在阴极与真空容器的壁面之间通过触发产生电弧放电,蒸发阴极的同时进行基于电弧等离子体的金属的离子化。另一方面,对基体施加负电压,并且在真空容器中装入几十mTorr(1.33Pa)左右的反应气体(例如氮气)。使上述离子化的金属与上述反应气体在上述基体的表面进行反应而制作化合物的膜。
本发明中的模具表面的氮化铬处理通过上述CVD法或PVD法实施。
在此,关于模具,通常能够组合2个模具一边对内容物进行加压一边进行加热,当将低粘度的组合物注入模具中时,成为向成型模间隙泄露的原因。因此,注入到模具的固化性组合物优选具有一定以上的粘度。为了调整固化性组合物的粘度,可以在固化性组合物中添加上述侧链上具有自由基聚合性基团的聚合物。
在按压模具的工序之后设有形成半固化物的工序。半固化物通过对注入到模具内的固化性组合物进行半固化而得到。在形成半固化物的工序中,进行光照射或加热。本说明书中,也能够将这种工序称为半固化工序。
在半固化工序中,对本发明的固化性组合物进行光照射及加热中的至少一个。半固化中,无论是在进行光照射的情况下还是进行加热的情况下,最终得到的固化物的色散系数及部分色散比(θg,F)通常无差异。在半固化工序中,优选形成在25℃且频率10Hz下的复数粘度为105~108mPa·s的半固化物。
在此,本说明书中,“半固化物”为聚合固化性组合物而成的固化物,是指没有完全成为固体而某一程度上具有流动性的状态的物质。在固化性组合物的聚合物的在25℃且频率10Hz下的复数粘度为105~108mPa·s的情况下,其聚合物为半固化物。即,作为在25℃且频率10Hz下的复数粘度的上限值,将小于1.0×109mPa·s的物质为止视为半固化物。另一方面,“固化物”为通过聚合使固化性组合物固化而成的固化物,是指完全成为固体的状态的物质。
光照射中所使用的光优选为紫外线或可见光线,更优选为紫外线。例如优选使用金属卤化物灯、低压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、杀菌灯、氙气灯、LED(发光二极管,LightEmitting Diode)光源灯等。光照射时的气氛优选为空气气氛或用不活泼气体置换的气氛,更优选为用氮置换空气直至氧浓度成为1%以下的气氛。
半固化工序中,当设有加热半固化工序时,优选以加热后的半固化物的在25℃且频率10Hz时的复数粘度成为105~108mPa·s的方式进行加热半固化。
本发明也可以涉及通过上述方法制造的半固化物。这种半固化物能够优选用于后述的固化物的制造方法中。在此,半固化物的复数粘度的优选范围与形成上述半固化物的工序中的半固化物的复数粘度的优选范围相同。
在光照射工序之后,在半固化物中,光自由基聚合引发剂可以被完全消耗而完全不存在,也可以残留光自由基聚合引发剂。
并且,半固化物的玻璃化转变温度优选为-150~0℃,更优选为-50~0℃,尤其优选为-20~0℃。
[形成固化物的工序]
形成固化物的工序优选包含聚合工序,该聚合工序中将半固化物装入成型模中进行加压变形,并进行加热而使其热聚合或者通过进行光照射使其光聚合,由此得到固化物。本说明书中,也能够将这种工序称为固化工序。另外,形成固化物的工序中的光照射的条件和加热条件与上述半固化工序中的条件相同。
在固化工序为热聚合工序的情况下,还将在聚合工序中所使用的成型模称为热成型用成型模。通常,热成型用成型模优选成为能够组合两个成型模并一边对内容物进行加压一边进行加热的结构。并且,在固化物的制造方法中,得到固化物的热聚合工序中,优选使用模具作为成型模。作为这种热成型用成型模,例如能够使用日本特开2009-126011号公报中记载的成型模。并且,模具优选为已实施氮化铬处理的模具。
在热聚合工序中,对装入成型模的半固化物进行加压变形,并进行加热而使其热聚合来得到固化物。在此,加压变形与加热可以同时进行,也可以在加压变形之后进行加热,还可以在进行加热之后加压变形,其中,优选同时进行加压变形与加热。并且,优选在同时进行加压变形与加热,且加压稳定之后,进一步加热至高温。
在热聚合工序中,将半固化物在150℃以上的温度下加热并使其固化而得到固化物。
加热温度为150℃以上,优选为160~270℃,更优选为165~250℃,进一步优选为170~230℃。
在该固化工序中,优选进行加热的同时进行加压变形。由此,能够将模具内表面的倒置形状精确地转印至固化物上。
加压变形时的压力优选为0.098MPa~9.8MPa,更优选为0.294MPa~4.9MPa,尤其优选为0.294MPa~2.94MPa。
热聚合的时间优选为30~1000秒钟,更优选为30~500秒钟,尤其优选为60~300秒钟。热聚合时的气氛优选为空气气氛或用不活泼气体置换的气氛,更优选为直至氧浓度成为1%以下用氮置换的气氛。
在固化工序之后设有脱模工序。当在固化工序中进行了热聚合时,在脱模工序中,优选在150~250℃的温度范围内从固化物分离模具。通过将脱模工序中的温度设为上述范围内,能够容易从固化物分离模具,且能够提高制造效率。
以上,对本发明的固化物的制造方法的一例进行了说明,但本发明的结构并不限定于此,在不脱离本发明的范围内能够适当变更。例如,可以将在转印工序及半固化工序中使用的模具直接用于固化工序,也可以在进行半固化工序之后,从半固化物分离模具,并将该半固化物移动至其他模具(热成型用成型模)而进行固化工序。在该情况下,优选在半固化工序及固化工序中所使用的模具上实施有上述铬处理。
并且,在半固化工序中,可以对模具内的固化性组合物进行光照射,并且进行加热。由此,能够可靠地得到具有所希望的固化度的半固化物。
<半固化物>
对上述固化性组合物进行半固化,由此能够形成半固化物。半固化物优选通过上述半固化物的制造方法制造而成。并且,半固化物在25℃且频率10Hz下的复数粘度优选为105~108mPa·s。
本发明的固化物可以通过固化上述半固化物而形成。
<固化物的用途>
本发明的固化物的双折射率低且耐热冲击性高,因此能够用于各种用途。例如,能够用于硬涂层等包覆层。
并且,低色散系数(νd)及高部分色散比(θg,F)的本发明的固化物能够优选地用于光学部件。
[光学部件]
光学部件的种类并无特别限制,尤其能够优选地用作透射光的光学部件(所谓的无源光学部件)。作为具备这种光学部件的光学功能装置,例如可例示出各种显示装置(液晶显示器或等离子体显示器等)、各种投影装置(OHP(Overhead projector)、液晶投影机等)、光纤通信装置(光波导、光放大器等)、相机或摄像机等撮影装置等。
作为无源光学部件,例如可例示出透镜、棱镜、棱镜片、面板(板状成型体)、薄膜、光波导(薄膜状或光纤状等)、光盘、LED的密封剂等。在无源光学部件中可以根据需要设有任意的包覆层或任意的附加功能层。例如,在无源光学部件中可以设置防止作为摩擦或磨损的原因的涂布面的机械损伤的保护层、吸收成为无机粒子或基材等的劣化原因的不优选的波长的光线的光线吸收层、抑制或防止水分或氧气等反应性低分子的透过的透过屏蔽层、防眩层、防反射层、低折射率层等。作为包覆层的具体例,可举出包括无机氧化物或无机氮化物涂层的透明导电膜或阻气膜、包括有机物涂层的阻气膜或硬涂膜等。作为用于形成涂层的涂布法,能够使用真空蒸镀法、CVD法、溅射法、浸涂法、旋涂法等公知的涂布法。
[透镜基材]
光学部件可以为透镜基材。即,本发明的固化物可以用作透镜基材。本说明书中“透镜基材”是指能够发挥透镜功能的单一部件。使用本发明的固化物制造而成的透镜基材显示低色散系数及高部分色散比。优选制成还能够通过适当调整构成固化性组合物的单体的种类而任意调节透镜基材的折射率并能够进一步兼备高折射性、光线透射性及轻量性的透镜基材。
根据透镜的使用环境或用途,在透镜基材的表面或周围能够设置膜或部件。例如,在透镜基材的表面能够形成保护膜、防反射膜、硬涂膜等。并且,能够制成使利用本发明的固化物制造而成的透镜基材与选自玻璃透镜基材及塑料透镜基材等中的其他一个以上的透镜基材层叠而成的复合透镜。
透镜基材的周围可以嵌入并固定于基材保持框等中。但是,这些膜或框架等为附加于透镜基材的部件,与在本说明书中所指的透镜基材其本身有区别。
在利用透镜基材作为透镜时,可以将透镜基材其本身单独用作透镜,也可以附加上述膜或框架、其它透镜基材等来用作透镜。使用透镜基材的透镜的种类或形状并无特别限制,最大厚度优选为0.1~10mm。最大厚度更优选为0.1~5mm,尤其优选为0.15~3mm。并且,透镜基材优选为最大直径为1~1000mm的圆形状。最大直径更优选为2~200mm,尤其优选为2.5~100mm。
透镜基材优选用于移动电话或数码相机等摄像用透镜或电视机、摄像机等摄影透镜、以及车载透镜、内窥镜透镜。
实施例
以下,举出实施例及比较例对本发明的特征进一步具体地进行说明。以下的实施例中所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理步骤等在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行适当的变更。因此,本发明的范围不应被以下所示的具体例进行限定性解释。
[化学式23]
(合成例1)
Figure BDA0002390301210000351
<化合物(I-1D)的合成>
利用“Journal of Chemical Crystallography”(1997);27(9);p.515-526.中记载的方法进行了化合物(I-1D)的合成。
<化合物(I-4A)的合成>
按照日本特开2016-081035号公报中记载的化合物(I-4A)的合成法,合成了化合物(I-4A)。
<化合物(I-4)的合成>
将15.5g(67.4mmol)的羧酸化合物(I-4A)、185mL的乙酸乙酯、46mL的N,N-二甲基乙酰胺及60mg的2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚进行混合,并将内温冷却至0℃。在内温0~5℃下,向混合物中滴加了7.75g(65.1mmol)的亚硫酰氯。在5℃下搅拌60分钟之后,在内温0~8℃下滴加了6.85g(27.6mmol)的化合物(I-1D)及52mL的THF(四氢呋喃)的溶液。
之后,在内温0~10℃下滴加了16.8g的N,N-二异丙基乙胺。在内温20~25℃下搅拌1小时之后,添加40mL的乙酸乙酯、165mL的水及14mL的浓盐酸,进行了清洗。将有机层利用140mL的饱和食盐水进行清洗、分液,接着,利用100mL的饱和食盐水、10mL的7.5质量%碳酸氢钠水溶液进行了清洗、分液。之后,进行浓缩,得到油状的组合物之后,通过柱色谱法提纯,得到了化合物(I-4)(产率85%)。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)1.25-1.35(d,6H)、2.78(t,4H)、2.95(t,4H)、4.10-4.35(m,4H)、5.25(sext,2H)、5.83(d,2H)、6.05-6.15(m,2H)、6.40(d,2H)、7.33(s,2H)
[化学式24]
(合成例2)
Figure BDA0002390301210000361
<化合物(III-3Db)的合成>
利用“JournalofOrganicChemistry”(2004);69(6);p.2164-2177.中记载的方法进行了化合物(III-3Db)的合成。
<化合物(III-3D)的合成>
将5.0g(15.3mmol)的化合物(III-3Db)、1.66g(16.80mmol)的氰基乙酸甲酯、25mL的异丙醇进行混合,并在加热回流下搅拌了3小时。之后冷却至室温,向混合物中添加50mL的水,过滤了所析出的晶体。将所得到的晶体利用水-异丙醇(10:1)的混合溶液、0.5N盐酸溶液进行清洗之后,使其溶解于N,N-二甲基乙酰胺中进行了过滤。通过向所得到的滤液中添加水,过滤所析出的晶体,得到了2.2g(7.82mmol)的化合物(III-3D)(产率51%)。
<化合物(III-3)的合成>
将在实施例1中记载的化合物(I-4)的合成法中的化合物(I-1D)变更为化合物(III-3D),除此以外,以与实施例1相同的方法得到了化合物(III-3)(产率86%)。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)1.25-1.35(d,6H)、2.78(t,4H)、2.95(t,4H)、3.89(s,3H)、4.10-4.35(m,4H)、5.25(sext,2H)、5.83(d,2H)、6.05-6.15(m,2H)、6.40(d,2H)、7.28(s,2H)
[化学式25]
(合成例3)
Figure BDA0002390301210000371
<化合物IV-1Db的合成>
将8.2g(50.0mmol)的1-吡咯烷二硫代羧酸铵与50mL的N,N-二甲基甲酰胺进行混合,并冷却至5℃。向混合物中滴加6.7g(55.0mmol)甲苯醌(IV-1Da)的40mL乙酸溶液,并在室温下搅拌了2小时。之后,将内温冷却至5℃,并以内温不超过15℃的方式缓慢滴加了5.9g(55.0mmol)1,4-苯醌的40mL二甲基亚砜溶液。在室温下搅拌1小时之后,添加了1L的水。向其中添加28质量%的氢氧化钠水溶液直至析出晶体,并过滤所析出的晶体,通过水和甲醇进行清洗,由此得到了5.4g(20.1mmol)的化合物(IV-1Db)(产率40%)。
<化合物IV-1D的合成>
将1.5g(5.6mmol)的化合物(IV-1Db)、410mg(6.2mmol)的丙二腈、16mL的异丙醇、0.3mL的乙酸及0.2mL的乙酸酐进行混合,并在加热回流下搅拌了3小时。之后冷却至室温,向混合物中添加水,过滤所析出的晶体,得到了1.1g(4.2mmol)的化合物(IV-1D)(产率75%)。
<化合物IV-1的合成>
将在实施例1中记载的化合物(I-4)的合成法中的化合物(I-1D)变更为化合物(IV-1D),除此以外,以与实施例1相同的方法得到了化合物(IV-1)(产率80%)。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)1.25-1.35(d,6H)、2.78(m,4H)、2.95(m,4H)、4.10-4.35(m,4H)、5.24(sext,2H)、5.83(d,2H)、6.05-6.15(m,2H)、6.40(d,2H)、7.20(s,2H)
[化学式26]
(合成例4)
Figure BDA0002390301210000381
<V-3D的合成>
参考日本特开2013-071956号公报的0282段中记载的化合物(11-d)的合成方法实施了化合物(V-3D)的合成。
<化合物(V-3)的合成>
将在实施例1中记载的化合物(I-4)的合成法中的化合物(I-1D)变更为化合物(V-3D),除此以外,以与实施例1相同的方法得到了化合物(V-3)(产率82%)。
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6):δ(ppm)1.25-1.35(d,6H)、2.78(t,4H)、2.95(t,4H)、4.10-4.35(m,4H)、5.25(sext,2H)、5.83(d,2H)、6.05-6.15(m,2H)、6.40(d,2H)、7.03(s,1H)、7.35-7.45(m,3H)、7.80(s,1H)
[化学式27]
(合成例5)
Figure BDA0002390301210000391
<化合物(VI-1B)的合成>
将在合成例1中记载的化合物(I-4)的合成法中的化合物(I-1D)变更为2,5-二羟基苯甲醛(VI-1D),除此以外,以与合成例1相同的方法得到了化合物(VI-1B)(产率74%)。
<化合物(VI-1)的合成>
将0.26g(0.46mmol)的化合物(VI-1B)、99mg(0.60mmol)的2-肼基苯并噻唑、5.4mg(0.01mmol)的10-樟脑磺酸及10mL的四氢呋喃进行混合,并在室温下搅拌了12小时。向混合物中添加乙酸乙酯和水进行分液,将收集的有机层利用1N盐酸、饱和食盐水进行清洗之后,利用无水硫酸钠进行了干燥。滤出硫酸钠,利用旋转蒸发器去除溶剂,通过硅胶色谱法进行提纯,由此得到了0.22g(0.31mmol)的化合物(VI-1)(产率67%)。
1H-NMR(400MHz,CDCl3)δ(ppm):1.25-1.35(d,6H)、2.78(t,4H)、2.85(t,4H)、4.10-4.35(m,2H)、5.25(sext,2H)、7.30(d,4H)、7.47(br s,1H)、7.60(d,1H)、7.80(br d,1H)、8.09(s,1H)、12.5(br s,1H)
(合成例6)
<化合物(II-2)的合成>
按照日本特开2016-081035号公报中记载的实施例4的合成法,合成了化合物(II-2)。
[化学式28]
(合成例7)
Figure BDA0002390301210000401
<化合物(I-7)的合成>
将3.9g(19.5mmol)的KarenzMOI-EG(I-7A,SHOWADENKOK.K.制)、2.7g(10.9mmol)的化合物(I-1D)、2mL的N,N-二甲基乙酰胺、20mL的氯仿进行混合,并将内温加热至60℃。搅拌12小时之后,冷却至室温并进一步搅拌了12小时。接着,添加饱和碳酸氢钠水溶液搅拌1小时之后,进行了分液。将收集的有机层利用1N盐酸、饱和食盐水进行清洗之后,利用无水硫酸钠进行干燥,并利用旋转蒸发器去除溶剂,通过硅胶色谱法进行提纯,由此得到了5.7g(8.90mmol)的化合物(I-7)(产率82%)。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)1.95(s,6H)、3.37(m,4H)、3.60-3.70(m,8H)、4.20(t,4H)、5.15(br,s,2H)、5.58(s,2H)、6.13(s,2H)、7.32(s,2H)
[化学式29]
(合成例8)
Figure BDA0002390301210000411
<化合物(I-14B)的合成>
将8.00g(29.2mmol)的羧酸化合物(I-4A)、28mL的THF、7mL的N,N-二甲基乙酰胺及60mg的2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚进行混合,并将内温冷却至0℃。在内温0~5℃下,向混合物中滴加4.00g(33.6mmol)的亚硫酰氯,并在5℃下搅拌了60分钟。在内温0~8℃下,向所得到的混合物中滴加10.3g(166mmol)的乙二醇及20mL的THF的溶液之后,在内温20℃~25℃下搅拌了8小时。
之后,将添加了100mL的乙酸乙酯的反应液利用100mL的1N盐酸、30mL的7质量%碳酸钠水溶液进行了清洗·分液。之后,进行浓缩,得到油状的组合物之后,通过柱色谱法提纯,得到了5.8g的化合物(I-14B)(产率72%)。
<化合物(I-14C)的合成>
在25℃~30℃下,向1.83g(6.19mmol)的三光气(triphosgene)、22.5mL的乙酸乙酯中滴加4.90g的化合物(I-14B)、2.9g(19.6mmol)的N,N-二异丙基乙胺、11mL的乙酸乙酯的混合溶液。搅拌2小时之后,冷却至0℃,并利用17mL的2N盐酸、17mL的饱和食盐水进行了清洗·分液。利用无水硫酸钠进行干燥,并利用旋转蒸发器去除溶剂,得到了5.4g的作为透明油的化合物(I-14C)(产率90%)。
<化合物(I-14)的合成>
将6.75g的氯碳酸酯化合物(I-14C)(纯度88.4%)、50mL的乙酸乙酯、12.5mL的N,N-二甲基乙酰胺及55mg的2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚进行混合,并将内温冷却至0℃。在内温0~8℃下,向混合物中滴加了1.87g的化合物(I-1D)及25mL的THF的溶液。
之后,在内温0~10℃下滴加了4.60g的N,N-二异丙基乙胺。在内温20~25℃下搅拌1小时之后,添加10mL的乙酸乙酯、45mL的水及4.5mL的浓盐酸,进行了清洗。将有机层利用50mL的饱和食盐水进行清洗·分液,接着,利用50mL的饱和食盐水、5mL的7.5质量%碳酸氢钠水溶液进行了清洗·分液。之后,进行浓缩,得到油状的组合物之后,通过柱色谱法提纯,得到了化合物(I-14)(产率75%)。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)1.25-1.35(d,6H)、2.65-2.75(m,8H)、4.10-4.20(m,2H)、4.23(t,2H)、4.43(d,4H)、4.52(d,4H)、5.15-5.25(m,2H)、5.83(m,2H)、6.05-6.15(m,2H)、6.40(d,2H)、7.48(s,2H)
[化学式30]
(合成例9)
Figure BDA0002390301210000421
<化合物(IV-13)的合成>
将2.06g(11.5mmol)的丙烯酸2-溴乙酯(IV-13A)、1.26g(4.8mmol)的化合物(IV-1D)、2.0g(14.4mmol)的碳酸钾、10mg的2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、20mL的THF进行混合,并将内温加热至65℃。搅拌8小时之后,冷却至25℃,添加100mL的乙酸乙酯,将有机层利用1N盐酸、饱和食盐水进行清洗之后,利用无水硫酸钠进行干燥,并利用旋转蒸发器去除溶剂,通过硅胶色谱法进行提纯,由此得到了1.58g的化合物(IV-13)(产率72%)。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)2.35(s,3H)、4.15(m,2H)、4.33(m,2H)、4.45-4.60(m,4H)、5.92(dd,2H)、6.18(m,2H)、6.48(dd,2H)、6.73(s,1H)
[化学式31]
(合成例10)
Figure BDA0002390301210000431
<化合物(I-19A)的合成>
将33.2g(0.22mol)的三乙二醇、490mg的2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、43mL的N,N-二甲基乙酰胺、200mL的THF进行混合,并将内温冷却至0℃。经30分钟滴加20g(0.22mol)的丙烯酰氯之后,将内温设为40℃并搅拌了3小时。过滤所析出的盐之后,利用旋转蒸发器去除溶剂,通过硅胶色谱法进行提纯,由此得到了20.3g的化合物(I-19A)(产率45%)。
<化合物(I-19B)的合成>
将5.0g(24.5mmol)的化合物(I-19A)、4.95g(26.0mmol)的对甲苯磺酰氯、2.9g(28.7mmol)的三乙基胺、110mg的2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、25mL的乙酸乙酯进行混合,并将内温加热至50℃。搅拌5小时之后,冷却至25℃,将有机层利用1N盐酸、饱和食盐水进行清洗之后,利用无水硫酸钠进行干燥,并利用旋转蒸发器去除溶剂,通过硅胶色谱法进行提纯,由此得到了8.0g的化合物(I-19B)(产率91%)。
<化合物(I-19)的合成>
将7.0g(19.5mmol)的化合物(I-19B)、2.20g(8.8mmol)的化合物(I-1D)、9.55g(29.3mmol)的碳酸铯、50mg的2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、50mL的THF进行混合,并将内温加热至70℃。搅拌5小时之后,冷却至25℃,添加100mL的乙酸乙酯,将有机层利用1N盐酸、饱和食盐水进行清洗之后,利用无水硫酸钠进行干燥,并利用旋转蒸发器去除溶剂,通过硅胶色谱法进行提纯,由此得到了4.2g的化合物(I-19)(产率77%)。
1H-NMR(溶剂:DMSO-d6)δ(ppm):3.55-3.65(m,8H)、3.65(d,4H)、3.76(d,4H)、4.20(d,4H)、4.26(d,4H)、5.93(d,2H)、6.10-6.20(m,2H)、6.32(d,2H)、7.21(s,2H)
[化学式32]
(合成例11)
Figure BDA0002390301210000441
<化合物(III-27)的合成>
将化合物(I-19)的合成法中的化合物(I-1D)变更为化合物(III-3D),除此以外,以相同的方法得到了化合物(III-27)(产率64%)。
1H-NMR(溶剂:DMSO-d6)δ(ppm):3.55-3.70(m,12H)、3.75-3.80(m,4H)、3.80(s,3H)、4.20(d,4H)、4.26(d,4H)、5.92(d,2H)、6.10-6.20(m,2H)、6.32(d,2H)、7.14(s,2H)
[化学式33]
(合成例12)
Figure BDA0002390301210000442
<化合物(III-21A)的合成>
将化合物(III-3D)的合成法中的氰基乙酸甲酯变更为氰基乙酸羟丁酯,除此以外,以与实施例10相同的方法得到了化合物(III-21A)(产率64%)。
<化合物(III-21B)的合成>
将1.81g(5.34mmol)的化合物(III-21A)、1.83g(11.8mmol)的碘乙烷、5.22g(16.0mmol)的碳酸铯、30mg的2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、30mL的THF进行混合,并将内温加热至70℃。搅拌5小时之后,冷却至25℃,添加100mL的乙酸乙酯,将有机层利用1N盐酸、饱和食盐水进行清洗之后,利用无水硫酸钠进行干燥,并利用旋转蒸发器去除溶剂,通过硅胶色谱法进行提纯,由此得到了1.3g的化合物(III-21B)(产率62%)。
<化合物(III-21)的合成>
将1g(2.5mmol)的化合物(III-21B)、20mg的2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、40mL的N,N-二甲基乙酰胺、200mL的THF进行混合,并将内温冷却至0℃。经10分钟滴加0.25g(2.75mmol)的丙烯酰氯之后,将内温设为40℃并搅拌了3小时。过滤所析出的盐之后,利用旋转蒸发器去除溶剂,通过硅胶色谱法进行提纯,由此得到了化合物(III-21)(产率78%)。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)1.43(t,6H)、1.65-1.75(m,4H)、4.11(q,4H)、4.15-4.25(m,4H)、5.83(d,1H)、6.05-6.15(m,1H)、6.38(d,1H)、6.75(s,2H)
[化学式34]
(合成例13)
Figure BDA0002390301210000451
<化合物(IV-14A)的合成>
将55.8g(285.9mmol)的溴乙酸叔丁酯、30g(114.4mmol)的化合物(IV-1D)、111.8g(343.1mmol)的碳酸铯、3.7g(11.4mmol)的四丁基溴化铵、300mL的THF、150mL的N,N-二甲基乙酰胺进行混合,并将内温加热至75℃。搅拌5小时之后,冷却至25℃,并添加750mL的水,过滤了所析出的固体。利用水和甲醇进行清洗,由此得到了化合物(IV-14A)(产率92%)。
<化合物(IV-14B)的合成>
将50g(102mmol)的叔丁酯化合物(IV-14A)、500mL的二氯甲烷进行混合之后,添加150mL的三氟乙酸并在25℃下搅拌了2小时。将内温冷却至5℃,过滤所析出的晶体之后,利用二氯甲烷进行清洗,由此得到了化合物(IV-14A)(产率98%)。
<化合物(IV-14)的合成>
将33.0g(87.2mmol)的羧酸化合物(I-14B)、500mL的二氯甲烷、26.1g(200.6mmol)的丙烯酸羟丙酯、1.1g(8.7mmol)的N,N-二甲基氨基吡啶及38.3g(200.6mmol、简称:EDAC)的1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐进行了混合。在40℃下搅拌2小时之后,添加300ml的1N盐酸水,进行了清洗、分液。通过进行使用硫酸镁的脱水、过滤及浓缩得到油状的组合物之后,通过柱色谱法提纯(产率60%)。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)1.25-1.35(d,6H)、2.36(s,3H)、4.10-4.30(m,2H)、4.30-4.45(m,2H)、4.52(d,2H)、4.72(d,2H)、5.20-5.40(m,2H)、5.83(m,2H)、6.05-6.15(m,2H)、6.40(d,2H)、6.65(d,1H)
[化学式35]
(合成例14)
Figure BDA0002390301210000461
<化合物(IV-15A)的合成>
将在合成例11中记载的化合物(IV-14A)的合成法中的溴乙酸叔丁酯变更为4-溴乙酸乙酯,除此以外,以相同的方法得到了化合物(IV-15A)(产率75%)。
<化合物(IV-15B)的合成>
将2.5g(102mmol)的酯化合物(IV-15A)、5mL的浓盐酸、25mL的乙酸进行混合之后,在60℃下搅拌了1小时。之后,添加80mL的水并过滤了所析出的固体。将所得到的固体通过柱色谱法提纯,得到了化合物(IV-15B)(产率80%)。
<化合物(IV-15)的合成>
将在合成例11中记载的化合物(IV-14)的合成法中的化合物(IV-14B)变更为化合物(IV-15B),除此以外,以相同的方法得到了化合物(IV-15)(产率55%)。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)1.20-1.35(m,6H)、2.10-2.20(m,4H)、2.32(s,3H)、2.60-2.75(m,4H)、3.91(t,2H)、4.10-4.30(m,6H)、5.24(sext,2H)、5.84(d,2H)、6.05-6.15(m,2H)、6.40(d,2H)、6.70(s,1H)
(合成例15)
<化合物(III-31)的合成>
利用日本特开2009-263617号公报中记载的0222~0223段中记载的方法进行了化合物(III-31A)的合成(产量24.9g(产率100%))。
接着,向反应容器添加了5g(0.0127摩尔)的化合物(III-31A)、80mL的二氯甲烷、6.58g(0.030摩尔)的2-丙烯酰氧基乙基-琥珀酸(KyoeishaChemicalCo.,Ltd.制,商品名HOA-MS(N))及0.155g(0.0013摩尔)的N,N-二甲基-4-氨基吡啶。将该混合液一边在室温下搅拌,一边向该混合液添加5.8g(0.030摩尔)的1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐之后,使其在40℃下反应了1小时。向所得到的反应溶液添加200mL的乙酸乙酯及100mL的水进行分液之后,将收集的有机层利用100mL的饱和碳酸氢钠水进行清洗,并利用硫酸镁进行了干燥。利用旋转蒸发器去除有机层中所含的有机溶剂,通过硅胶色谱法进行提纯,由此得到了4.2g的化合物(III-31)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):δ(ppm)0.92(t,6H)、1.31(sext,4H)、1.55(quin,4H)、2.82(t,4H)、2.97(t,4H)、3.66(t,4H)、4.40(s,8H)、5.82(d,2H)、6.05-6.15(m,2H)、6.41(d,2H)、7.30(s,2H)
[化学式36]
Figure BDA0002390301210000471
<比较化合物(Z-1)的合成>
利用日本特开2014-043565号公报中记载的方法合成了具有下述结构的化合物。将此作为比较化合物Z-1。
[化学式37]
Figure BDA0002390301210000481
(实施例1~15及比较例1)
<固化性树脂组合物的制备>
以成为下述表1中记载的组成的方式,作为成分(A)、成分(B)将单体1((甲基)丙烯酸酯单体)及光引发剂(Irgacure819)进行混合,并进行搅拌使其均匀,从而制备了固化性组合物。
[化学式38]
单体1
Figure BDA0002390301210000482
<光学特性测定用固化物样品制作>
将所制备的固化性树脂组合物以固化物的厚度成为2mm的方式注入直径20mm的圆形透明玻璃模具中,并在氧浓度1%以下的气氛下使用UV照射装置(EXECURE3000、HOYACorporation制)对其照射15mW/cm2的紫外线150秒钟,得到了固化物。
<光学特性测定>
“双折射Δn”是使用双折射评价装置(WPA-100、PhotonicLattice,Inc.制)测定包括所制作的固化物的中心的直径10mm圆内的双折射来测定了平均值。
“折射率(nd)”、“色散系数(νd)”及“部分色散比(θg,F)”是将通过固化物样品制作方法(2)得到的固化物加工成V字形块状,并使用KALNEW精密折射计KPR-2000(ShimadzuDeviceCorporation制)测定的。在25℃下对各样品进行3次测定,将平均值作为测定结果。
“折射率(nd)”是波长587.56nm下的折射率。并且,“色散系数(νd)”及“部分色散比(θg,F)”是根据不同波长下的折射率测定值通过下述式计算的值。
νd=(nd-1)/(nF-nC)
θg,F=(ng-nF)/(nF-nC)
其中,nd表示波长587.56nm下的折射率,nF表示波长486.13nm下的折射率,nC表示波长656.27nm下的折射率,ng表示波长435.83nm下的折射率。
<耐热冲击性试验用固化物样品制作>
将所制备的固化性树脂组合物以固化物的厚度成为2mm的方式注入直径15mm的圆形透明玻璃模具中,并在氧浓度1%以下的气氛下使用UV照射装置(EXECURE3000、HOYACorporation制)对其照射15mW/cm2的紫外线100秒钟,得到了固化物。
<耐热冲击性试验>
将所制作的10个固化物在100℃下加热48小时之后,返回至室温,进而冷却至-40℃,使其经时48小时之后返回至室温。利用KEYENCECORPORATION制数字显微镜及激光显微镜进行了样品形态的观察。将确认到变形或裂痕之类的形状变化的产品作为不合格品,将未产生变形或裂痕的产品作为合格品。对10个固化物进行评价,将其合格品的比例作为合格品率,并通过以下基准进行了评价。
A:合格品率为80%以上。
B:合格品率为70%以上且小于80%。
C:合格品率小于70%。
Figure BDA0002390301210000501
从表1所示的结果可知,实施例1~15与比较例1相比,θg,F高。
在实施例1、2、4~12、14、15中,θg,F均为0.75以上,得到了优选的结果。
当将实施例3(液晶)与实施例4进行比较时,实施例4的θg,F高。认为是因为,成分A中化合物的侧链部相对于核部分的比例少,且Sp1及Sp2中没有环结构。
通式1中,L1及L2为-O-的化合物的θg,F变高,从而更优选(实施例4及实施例5与实施例10及实施例11的比较)。
相对于实施例11,在将成分A的添加量减少至20质量%的实施例13中,也得到了维持高的耐热冲击性的结果。
相对于实施例11,在将成分A的添加量增加至99质量%的实施例14中,得到与比较例1相比耐热冲击性高的结果,在设为96质量%的实施例15中,得到耐热冲击性更高的结果。
(实施例16~20、比较例2)
<固化性树脂组合物的制备2>
以成为下述表2中记载的组成的方式,作为成分(A)、成分(B)将单体8((甲基)丙烯酸酯单体)及两种光引发剂(Irgacure819、Irgacure184)进行混合,并进行搅拌使其均匀,从而制备了固化性组合物。
[化学式39]
单体8
Figure BDA0002390301210000511
<耐磨试验及耐光性试验用固化物样品制作>
将所制备的固化性树脂组合物以固化物的厚度成为20μm的方式注入直径50mm的圆形透明玻璃模具中,并在氧浓度1%以下的气氛下使用UV照射装置(EXECURE3000,HOYACorporation制)对其照射15mW/cm2的紫外线100秒钟,得到了固化物。
<耐磨试验>
在室温(25℃)下使用耐磨损试验机,使AsahiKaseiCorporation制的BEMCOT(注册商标,洁净室用刮水器)以200g的荷载往返固化物的表面2000次,由此摩擦了固化物的表面。进行耐磨试验前后的固化物的中心部(直径5mm)的紫外-可见透射率测定,求出在波长589nm下的透射率的降低幅度(耐磨试验前的透射率-耐磨试验后的透射率),由此评价了耐磨性。当耐磨性良好时,固化物的表面不易划伤,因此透射率的降低幅度变小。
<耐光性试验>
对所制备的固化物通过Execure3000照射了200J/cm2的紫外线。在紫外线照射前后,进行固化物的中心部(直径5mm)的紫外-可见透射率测定,求出了在波长430nm下的透射率的降低幅度(紫外线照射前的透射率-紫外线照射后的透射率)。
[表2]
Figure BDA0002390301210000521
表中各成分的量为质量%。

Claims (12)

1.一种固化物,其为使包含由下述通式1表示的化合物的固化性组合物固化而成的固化物,其中,所述固化物在波长587nm下的双折射Δn为0.00≤Δn≤0.01,
Pol1-Sp1-L1-Ar-L2-Sp2-Pol2 (通式1)
式中,Ar为由下述通式2-2表示的芳香环基,
通式2-2
Figure FDA0003229187730000011
通式2-2中,
Z1及Z2分别独立地表示氢原子、甲基或乙基,
A1及A2各自表示-S-,
X表示键合有2个氰基的C、键合有氰基和烷氧基羰基的C或者由下式表示的环,
Figure FDA0003229187730000012
其中,由上式表示的环具有一个或两个碳原子数1~6的烷基作为取代基或不具有取代基,*表示键合位置,
L1、L2分别独立地表示-O-、-OC(=O)-、-C(=O)O-、-OC(=O)O-、-OC(=O)NH-或-NHC(=O)O-,
Sp1及Sp2分别独立地表示连接基团,该连接基团是选自由具有甲基作为取代基或不具有取代基的碳原子数1至30的直链亚烷基及在具有甲基作为取代基或不具有取代基的碳原子数2至30的直链亚烷基中一个或者不相邻的两个以上的-CH2-被-O-、-S-、-OC(=O)-、-C(=O)O-、-OC(=O)O-、-NHC(=O)-、-C(=O)NH-、-OC(=O)NH-或-NHC(=O)O-置换后的基团组成的组中的连接基团,
Pol1及Pol2分别表示(甲基)丙烯酰氧基。
2.根据权利要求1所述的固化物,其中,
L1、L2均为-O-、-OC(=O)-、-OC(=O)O-或-OC(=O)NH-。
3.根据权利要求2所述的固化物,其中,
L1、L2均为-O-。
4.一种光学部件,其包含权利要求1至3中任一项所述的固化物。
5.一种透镜,其包含权利要求1至3中任一项所述的固化物。
6.一种由下述通式1表示的化合物,
Pol1-Sp1-L1-Ar-L2-Sp2-Pol2 (通式1)
式中,Ar为由下述通式2-2表示的芳香环基,
通式2-2
Figure FDA0003229187730000021
通式2-2中,
Z1及Z2分别独立地表示氢原子、甲基或乙基,
A1及A2各自表示-S-,
X表示键合有2个氰基的C、键合有氰基和烷氧基羰基的C或者由下式表示的环,
Figure FDA0003229187730000022
其中,由上式表示的环具有一个或两个碳原子数1~6的烷基作为取代基或不具有取代基,*表示键合位置,
L1、L2分别独立地表示-O-、-OC(=O)-、-C(=O)O-、-OC(=O)O-、-OC(=O)NH-或-NHC(=O)O-,
Sp1及Sp2分别独立地表示连接基团,该连接基团是选自由具有甲基作为取代基或不具有取代基的碳原子数1至30的直链亚烷基及在具有甲基作为取代基或不具有取代基的碳原子数2至30的直链亚烷基中一个或者不相邻的两个以上的-CH2-被-O-、-S-、-OC(=O)-、-C(=O)O-、-OC(=O)O-、-NHC(=O)-、-C(=O)NH-、-OC(=O)NH-或-NHC(=O)O-置换后的基团组成的组中的连接基团,
Pol1及Pol2分别表示(甲基)丙烯酰氧基。
7.根据权利要求6所述的化合物,其中,
L1、L2均为-O-、-OC(=O)-、-OC(=O)O-或-OC(=O)NH-。
8.根据权利要求7所述的化合物,其中,
L1、L2均为-O-。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的化合物,其中,
由所述通式1表示的化合物选自下式之一:
Figure FDA0003229187730000041
Figure FDA0003229187730000051
10.根据权利要求6至8中任一项所述的化合物,其中,
X表示下式之一:
Figure FDA0003229187730000052
11.根据权利要求6至8中任一项所述的化合物,其中,
Sp1及Sp2分别独立地表示选自下式的连接基团:
Figure FDA0003229187730000053
式中,##表示与L1或L2的键合位置,#表示与Pol1或Pol2的键合位置。
12.一种固化性组合物,其包含:权利要求6至11中任一项所述的化合物及分子中具有3个以上(甲基)丙烯酰基的多官能(甲基)丙烯酸酯单体。
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