JP2019066501A - 光学材料用熱可塑性樹脂組成物およびその用途 - Google Patents

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Abstract

【課題】視認される物体のコントラストが改善されると同時に有害な紫外線から420nm程度の青色光の遮断効果が高く、透明で外観に優れる光学材料を与える樹脂組成物を提供すること。
【解決手段】本発明の光学材料用熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂(A)、クロロホルム又はトルエン溶液で測定された可視光吸収分光スペクトルにおいて、565nm〜605nmの間に主吸収ピーク(P)を有し、該ピーク(P)のピーク頂点(Pmax:ピーク中で最大吸光係数を示す点)の吸光係数(ml/g・cm)が0.5×10以上であり、該ピーク(P)の(Pmax)の吸光度の1/4の吸光度におけるピーク幅が50nm以下であり、かつ該ピーク(P)の(Pmax)の吸光度の1/2の吸光度におけるピーク幅が30nm以下であり、かつ該ピーク(P)の(Pmax)の吸光度の2/3の吸光度におけるピーク幅が20nm以下の範囲である有機系色素(B)、および紫外線吸収剤(C)を含有する、光学材料用熱可塑性樹脂組成物であって、前記紫外線吸収剤(C)の含有量が、前記光学材料用熱可塑性樹脂組成物100重量部に対して0.1〜5重量部である。
【選択図】なし

Description

本発明は光学材料用熱可塑性樹脂組成物およびその用途に関する。
物体の輪郭や色彩を明瞭にし、視覚疲労などを軽減するため、光学シート、フィルム、レンズ等の光学材料に対し、該光学材料を通して視認される物体のコントラストを改善することが望まれている。
ここで、コントラストを向上させるためには、眩しさを与えやすい波長帯を可能な限り選択的に遮光(カット)する必要がある。例えば、ネオジム化合物は、585nm付近の可視光を高選択的に吸収することができ、このネオジム化合物、また、テトラアザポルフィリン化合物などの誘起色素を含む光学材料はコントラストが向上することが知られている。ネオジム化合物のような希土類金属化合物が物体のコントラストを改善することができるのは、可視光領域での吸収波長帯における吸光スペクトルのピーク形状が極めてシャープな点、すなわち吸収波長領域が狭く、波長選択性が高い点に起因している。この波長選択性が高いことにより、視認性に必要な波長帯では大きな透過率を有し、かつ眩しさに悪影響を与える波長帯を選択的に吸収するという効果を得ることができる。
一方、テトラアザポルフィリン化合物は、ネオジム化合物と同様に、優れた防眩性能とコントラスト性の改善を眼鏡レンズに付与することができる。つまり、特定吸収波長におけるピークのシャープさに由来して585nm付近以外での光透過性が良好で明視野が確保できるため、防眩性と視認性(コントラスト性)のバランスが極めて良好な光学材料を提供できる。
このテトラアザポルフィリン化合物のような有機系色素を利用する場合に関し、モノマー組成物中に予め有機系色素を溶解させておき、その後、重合してレンズを得る方法が、特許文献1の実施例項に記載されている。
しかしながら、特許文献1に記載されるレンズを視力矯正用レンズに適用する場合は、中心部とコバ部分の厚みの差が大きく、有機系色素に由来した着色により中心部と周辺部で色の濃さが変化することがあった。強度の視力矯正用になるにしたがい、中心部とコバ部分の厚みの差がさらに大きくなるので、この傾向はより顕著なものとなる。このように、部分的に厚みの異なるレンズは、当該部分において色の濃さが変化してしまい、外観に改善の余地があった。とりわけ、特許文献1の実施例において製造されたレンズは全てプラノーレンズ(中心厚とコバ部分の厚みの差が非常に小さいレンズ)であり、視力矯正用レンズにも対応できるようなコントラスト性が改善されたレンズの開発が望まれていた。
一方、従来から、眼が紫外線に曝露することによる悪影響が、問題視されている。さらに、近年、自然光、オフィス機器の液晶ディスプレイや、スマートフォンまたは携帯電話等の携帯機器のディスプレイ等からの発光に含まれる青色光により、眼の疲れや痛みを感じるなど、眼への影響が問題となってきており、眼が、紫外線から420nm程度の比較的短波長の青色光に曝露する量を低減させることが望まれてきている。
すなわち、光学材料に付与される別の機能として紫外線カット機能が挙げられる。近年、紫外線(UV)をカット機能有する光学材料の開発が進められている。
ここで、420nm程度の短波長青色光の眼への影響については、非特許文献1に記載されている。
この文献では、411nmと470nmのピーク波長の異なる青色LED光の照射による網膜神経細胞(ラットの培養網膜神経R28細胞)へのダメージを検証している。その結果、411nmにピーク波長を有する青色光の照射(4.5W/m)は24時間以内に網膜神経細胞の細胞死を引き起こすのに対し、470nmにピーク波長を有する青色光では、同じ量の照射でも細胞に変化は起こらないことが示されており、400〜420nm波長の光の暴露を抑えることが目の障害予防に重要であることが示されている。
また、長い間、眼に青色光の照射を浴びることは、眼精疲労やストレスを受けることが懸念されており、加齢黄斑変性を引き起こす要因と考えられている。
ここで、青色光の透過を抑制することを目的とした技術としては、以下のものが挙げられる。
特許文献2には、波長300nm以上、400nm以下域の平均光線透過率が0.5%以下である、紫外線吸収剤を含むプラスチックレンズが開示されている。
特許文献3には、ウレタン樹脂材料を含む樹脂材料と、極大吸収波長が相異なる紫外線吸収剤を少なくとも2種類とを含有するプラスチックレンズ用組成物から得られたプラスチックレンズが開示されている。
特許文献4には、ウレタン樹脂材料を含む樹脂材料と、クロロホルム溶液中における極大吸収波長が345nm以上である紫外線吸収剤とを含有するプラスチックレンズ用組成物から得られるプラスチックレンズが開示されている。当該文献には、このプラスチックレンズによれば、紫外線吸収剤の影響によるレンズの黄色化、屈折率の変化等がなく、さらにレンズの機械的強度を低下させないと記載されている。
特許文献5には、特定のベンゾトリアゾール化合物を用いたプラスチック眼鏡レンズが開示されている。当該文献には、このプラスチック眼鏡レンズは、波長395nm、波長400nm、波長405nmにおける光線透過率が所定の範囲にあることが記載されている。
特許文献6には、エピスルフィド基を有する化合物と分子内に2個以上のメルカプト基を有する化合物を含有する組成物からなる重合性組成物を重合して得られる樹脂が開示されている。当該樹脂は、高屈折率、低分散な材料であり、眼鏡レンズ用材料としての用途が記載されている。
特開2008−134618号公報 特開平10−186291号公報 特開平11−218602号公報 特開平11−295502号公報 特開2005−292240号公報 特開2004−256655号公報
The European journal of neuroscience, vol.34, Iss.4, 548-558, (2011)
しかしながら、上記のような従来技術においては、コントラスト性、有害な紫外線から420nm程度の青色光の遮断効果に依然として改善の余地があった。このような事情から、本発明は、視認される物体のコントラストが改善されると同時に有害な紫外線から420nm程度の青色光の遮断効果が高く、透明で外観に優れる光学材料を与える樹脂組成物を提供することを課題とする。
本発明者らは、樹脂組成物を構成する成分について、適切に組み合わせることで、視認される物体のコントラストが改善されると同時に有害な紫外線から420nm程度の青色光の遮断効果が高く、透明で外観に優れる光学材料を得られることを見出した。
即ち、本発明は以下に示すことができる。
[1] 熱可塑性樹脂(A)、
クロロホルム又はトルエン溶液で測定された可視光吸収分光スペクトルにおいて、565nm〜605nmの間に主吸収ピーク(P)を有し、該ピーク(P)のピーク頂点(Pmax:ピーク中で最大吸光係数を示す点)の吸光係数(ml/g・cm)が0.5×10以上であり、該ピーク(P)の(Pmax)の吸光度の1/4の吸光度におけるピーク幅が50nm以下であり、かつ該ピーク(P)の(Pmax)の吸光度の1/2の吸光度におけるピーク幅が30nm以下であり、かつ該ピーク(P)の(Pmax)の吸光度の2/3の吸光度におけるピーク幅が20nm以下の範囲である有機系色素(B)、および
紫外線吸収剤(C)
を含有する、光学材料用熱可塑性樹脂組成物であって、
前記紫外線吸収剤(C)の含有量が、前記光学材料用熱可塑性樹脂組成物100重量部に対して0.1〜5重量部である、光学材料用熱可塑性樹脂組成物。
[2] 前記熱可塑性樹脂(A)がポリカーボネート、ポリ(メタ)アクリレート、ポリオレフィン、環状ポリオレフィン、ポリ(チオ)ウレタン、ポリ(チオ)ウレタンウレア、ポリエン−ポリチオール重合体、開環メタセシス重合体、ポリエステル、ポリ(チオ)エーテル、ポリアミド、ポリイミド樹脂から選ばれる少なくとも1種である[1]に記載の光学材料用熱可塑性樹脂組成物。
[3] 前記有機系色素(B)が、以下の式(1)で表されるテトラアザポルフィリン化合物である、[1]または[2]に記載の光学材料用熱可塑性樹脂組成物。
Figure 2019066501
[式(1)中、A〜Aは各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシル基、スルホン酸基、炭素数1〜20の直鎖、分岐又は環状のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、炭素数1〜20のモノアルキルアミノ基、炭素数2〜20のジアルキルアミノ基、炭素数7〜20のジアルキルアミノ基、炭素数7〜20のアラルキル基、炭素数6〜20のアリール基、ヘテロアリール基、炭素数6〜20のアルキルチオ基、炭素数6〜20のアリールチオ基を表し、連結基を介して芳香族環を除く環を形成しても良く、Mは2個の水素原子、2価の金属原子、2価の1置換金属原子、4価の2置換金属原子、又はオキシ金属原子を表す。]
[4] 式(1)で表されるテトラアザポルフィリン化合物において、Mが2価の銅原子である、[3]に記載の光学材料用熱可塑性樹脂組成物。
[5] 前記テトラアザポルフィリン化合物が以下の式(1a)で表される、[3]または[4]に記載の光学材料用熱可塑性樹脂組成物。
Figure 2019066501
[式(1a)中、Cuは2価の銅原子を、t−Cはターシャリーブチル基を表し、その4個の置換基の置換位置は式(1)におけるAとA、AとA、AとA及びAとAのいずれかひとつずつである。]
[6] 前記紫外線吸収剤(C)が、ベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物、ベンゾフェノン系化合物からなる群から選ばれる1種または2種以上の化合物を含む、[1]ないし[5]のいずれか一つに記載の光学材料用熱可塑性樹脂組成物。
[7] さらに、近赤外線吸収剤を含む、[1]ないし[6]のいずれか一つに記載の光学材料用熱可塑性樹脂組成物。
[8] [1]ないし[7]のいずれか一つに記載の光学材料用熱可塑性樹脂を成型してなるフィルムまたはシート。
[9] [1]ないし[7]のいずれか一つに記載の光学材料用熱可塑性樹脂を成型してなる光学材料。
[10] [1]ないし[7]のいずれか一つに記載の光学材料用熱可塑性樹脂を成型してなるレンズ。
[11] [10]に記載のレンズを備える眼鏡またはサングラス。
[12] [8]に記載のフィルムまたはシートを備えるバイザー。
本発明によれば、熱可塑性樹脂、特定の有機系色素、特定量の紫外線吸収剤を組み合わせることで、視認される物体のコントラストが改善されると同時に有害な紫外線から420nm程度の青色光の遮断効果が高く、透明で外観に優れる光学材料を提供することができる。このような本発明の樹脂組成物は、光学特性及び、透明で外観に優れるとともに有害光の眼への影響が軽減され眼精疲労やストレスなどの障害を抑えることもできるため、特にバイザーやプラスチック眼鏡レンズ、サングラスレンズとして好適に用いることができる。
以下、本発明を以下の実施の形態に基づいて説明する。
なお、本明細書中において、「〜」は特に断りがなければ、以上から以下を表す。
[光学材料用熱可塑性樹脂組成物]
本実施形態の光学材料用熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂(A)と、特定の吸収挙動を示す有機系色素(B)と、紫外線吸収剤(C)と、を含む。
また、光学材料用熱可塑性樹脂組成物には、特定量の紫外線吸収剤(C)が含まれる。
以下、各成分について詳細に説明する。
(熱可塑性樹脂(A))
熱可塑性樹脂(A)としては、ポリカーボネート、ポリ(メタ)アクリレート、ポリオレフィン、環状ポリオレフィン、ポリ(チオ)ウレタン、ポリ(チオ)ウレタンウレア、ポリエン−ポリチオール重合体、開環メタセシス重合体、ポリエステル、ポリ(チオ)エーテル、ポリアミド、ポリイミド樹脂から選ばれる樹脂を好ましく用いることができる。これらの材料は透明性が高い材料(透明樹脂)であり、光学材料用途に好適に用いることができ、ポリカーボネート、ポリ(メタ)アクリレート、ポリエステル、ポリ(チオ)ウレタンおよびポリオレフィンから選択される少なくとも一種をより好ましく用いることができる。なお、これらの材料は単独であっても、これらの複合材料であっても良い。
ポリカーボネートは、アルコールとホスゲンの反応、またはアルコールとクロロホーメートを反応させる方法、または炭酸ジエステル化合物のエステル交換反応をすることにより得ることができるが、一般的に入手可能な市販品ポリカーボネート樹脂を用いることも可能である。市販品としては帝人株式会社製のパンライトシリーズなどを用いることができる。
ポリ(メタ)アクリレートとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、s−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、イソペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルアクリレートなどのアルキル(メタ)アクリレート(炭素数1〜12)等を単独もしくは複合し、重合させて得られるものを用いることができ、これらはビニル化合物やアリル化合物などの不飽和結合を有する化合物と共重合させてもよい。
ポリオレフィンは、チーグラー・ナッタ触媒、メタロセン触媒やいわゆるポストメタロセン触媒などの公知のオレフィン重合用触媒の存在下で、α−オレフィンから選ばれる少なくとも1種のオレフィンを重合することにより製造される。α−オレフィンモノマーは単一成分であっても、複合成分を共重合させても構わない。
ポリオレフィンの製造におけるオレフィンの重合反応は、溶液重合、懸濁重合、バルク重合法などの液相重合法や、気相重合法や、その他公知の重合方法で行うことができる。好ましくは、ポリオレフィンの製造は、溶解重合および懸濁重合(スラリー重合)などの液相重合法が用いられ、さらに好ましくは懸濁重合(スラリー重合)法が用いられる。重合の温度や圧力条件は、公知の条件が適用できる。
環状ポリオレフィンは、公知のオレフィン重合触媒の存在下で環状オレフィンから選ばれる少なくとも1種の環状オレフィンを重合させることにより製造される。環状オレフィンモノマーは単一成分であっても、複合成分を共重合させても構わない。環状ポリオレフィンとしては、三井化学株式会社製のアペル(商標)が透明性が高く、好適に使用することができる。
ポリ(チオ)ウレタンは2官能イソシアネートと2官能チオールまたは(チオ)グリコールまたは低分子量ポリオールまたは高分子量ポリオールの重合体である。
2官能イソシアネートとしては脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネート、芳香脂肪族ジイソシアネート等が挙げられる。
脂肪族ジイソシアネートとしては、例えば、エチレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネート、ノナメチレンジイソシアネート、2,2'−ジメチルペンタンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、ブテンジイソシアネート、1,3−ブタジエン−1,4−ジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ビス(イソシアナトエチル)カーボネート、ビス(イソシアナトエチル)エーテル、1,4−ブチレングリコールジプロピルエーテル−ω,ω'−ジイソシアネート、リジンイソシアナトメチルエステル、ビス(4−イソシアネート−n−ブチリデン)ペンタエリスリトール、2,6−ジイソシアネートメチルカプロエート等が挙げられる。
脂環族ジイソシアネートとしては、例えば、ビスイソシアナトメチルシクロヘキサン、ビスイソシアナトメチルノルボルナン、イソホロンジイソシアネート、4,4'−ジイソシアナトシクロヘキシルメタン、1,3−または1,4−シクロヘキサンジイソシアネートおよびこれらの混合物、1,3−または1,4−ビス(イソシアナトエチル)シクロヘキサン、2,2'−ジメチルジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、2−イソシアナトメチル2−(3−イソシアナトプロピル)−5−イソシアナトメチルビシクロ−〔2.2.1〕−ヘプタン、2−イソシアナトメチル−2−(3−イソシアナトプロピル)−6−イソシアナトメチルビシクロ−〔2.2.1〕−ヘプタン、2−イソシアナトメチル3−(3−イソシアナトプロピル)−5−(2−イソシアナトエチル)−ビシクロ−〔2.2.1〕−ヘプタン、2−イソシアナトメチル3−(3−イソシアナトプロピル)−6−(2−イソシアナトエチル)−ビシクロ−〔2.2.1〕−ヘプタン、2−イソシアナトメチル2−(3−イソシアナトプロピル)−5−(2−イソシアナトエチル)−ビシクロ−〔2.2.1〕−ヘプタン、2−イソシアナトメチル2−(3−イソシアナトプロピル)−6−(2−イソシアナトエチル)−ビシクロ−〔2.2.1〕−ヘプタン等が挙げられる。
芳香族ジイソシアネートとしては、例えば、2,4−トリレンジイソシアネートおよび2,6−トリレンジイソシアネート、ならびに、これらトリレンジイソシアネートの異性体混合物(TDI)、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4'−ジフェニルメタンジイソシアネートおよび2,2'−ジフェニルメタンジイソシアネート、ならびに、これらジフェニルメタンジイソシアネートの任意の異性体混合物(MDI)、トルイジンジイソシアネート(TODI)、パラフェニレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート(NDI)などが挙げられる。
芳香脂肪族ジイソシアネートとしては、例えば、1,3−または1,4−キシリレンジイソシアネートもしくはその混合物(XDI)、1,3−または1,4−テトラメチルキシリレンジイソシアネートもしくはその混合物(TMXDI)などが挙げられる。
これらその他のポリイソシアネートは、単独使用または2種類以上併用することができる。
2官能チオールとしてはエタンジチオール、プロパンジチオール、ブタンジチオール、ビスメルカプトエチルエーテル、3,5−ジオキサ−1,8−オクタンジチオール、エチレングリコール(ビス(3−メルカプトプロピオネート)、プロピレングリコール(ビス(3−メルカプトプロピオネート)、ブタンジオール(ビス(3−メルカプトプロピオネート)、エチレングリコール(ビス(メルカプトアセテート)、プロピレングリコール(ビス(メルカプトアセテート)、ブタンジオール(ビス(メルカプトアセテート)等が挙げられる。
(チオ)グリコールとしてはメルカプトエタノール等が挙げられる。
低分子量ポリオールは、水酸基を2つ以上有する数平均分子量400未満、好ましくは、300未満の化合物であって、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブチレングリコール、1,3−ブチレングリコール、1,2−ブチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2,2,2−トリメチルペンタンジオール、3,3−ジメチロールヘプタン、アルカン(C7〜20)ジオール、1,3−または1,4−シクロヘキサンジメタノールおよびそれらの混合物、1,3−または1,4−シクロヘキサンジオールおよびそれらの混合物、水素化ビスフェノールA、1,4−ジヒドロキシ−2−ブテン、2,6−ジメチル−1−オクテン−3,8−ジオール、ビスフェノールA、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコールなどの2価アルコール、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリイソプロパノールアミンなどの3価アルコール、例えば、テトラメチロールメタン(ペンタエリスリトール)、ジグリセリンなどの4価アルコール、例えば、キシリトールなどの5価アルコール、例えば、ソルビトール、マンニトール、アリトール、イジトール、ダルシトール、アルトリトール、イノシトール、ジペンタエリスリトールなどの6価アルコール、例えば、ペルセイトールなどの7価アルコール、例えば、ショ糖などの8価アルコールなどが挙げられる。
これら低分子量ポリオールは、単独使用または2種類以上併用することができ、好ましくは、2価アルコールが挙げられる。
高分子量ポリオールは、水酸基を2つ以上有する数平均分子量300以上、好ましくは、400以上の化合物であって、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリウレタンポリオール、エポキシポリオール、植物油ポリオール、ポリオレフィンポリオール、アクリルポリオール、ビニルモノマー変性ポリオールなどが挙げられる。
ポリエーテルポリオールとしては、例えば、ポリプロピレンポリオール、ポリテトラメチレンエーテルポリオールなどのポリオキシアルキレンポリオールなどが挙げられる。
ポリプロピレンポリオールとしては、例えば、低分子量ポリオールまたは低分子量ポリアミンを開始剤とするプロピレンオキサイドの付加重合物(プロピレンオキサイドと、エチレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドとのランダムおよび/またはブロック共重合体を含む。)が挙げられる。
ポリテトラメチレンエーテルポリオールとしては、例えば、テトラヒドロフランのカチオン重合により得られる開環重合物や、テトラヒドロフランなどの重合単位に、アルキル置換テトラヒドロフランや、2価アルコールを共重合した非晶性ポリテトラメチレンエーテルグリコール(非晶性ポリエーテルグリコール)などが挙げられる。
ポリエステルポリオールとしては、例えば、低分子量ポリオールと多塩基酸とを、公知の条件下、反応させて得られる重縮合物が挙げられる。
多塩基酸としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、メチルコハク酸、グルタール酸、アジピン酸、1,1−ジメチル−1,3−ジカルボキシプロパン、3−メチル−3−エチルグルタール酸、アゼライン酸、セバシン酸、その他の飽和脂肪族ジカルボン酸(C11〜13)、例えば、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、その他の不飽和脂肪族ジカルボン酸、例えば、オルソフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トルエンジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸、その他の芳香族ジカルボン酸、例えば、ヘキサヒドロフタル酸、その他の脂環族ジカルボン酸、例えば、ダイマー酸、水添ダイマー酸、ヘット酸などのその他のカルボン酸、および、それらカルボン酸から誘導される酸無水物、例えば、無水シュウ酸、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水2−アルキル(C12〜C18)コハク酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水トリメリット酸、さらには、これらのカルボン酸などから誘導される酸ハライド、例えば、シュウ酸ジクロライド、アジピン酸ジクロライド、セバシン酸ジクロライドなどが挙げられる。
また、ポリエステルポリオールとして、例えば、植物由来のポリエステルポリオール、具体的には、低分子量ポリオールを開始剤として、ヒドロキシル基含有植物油脂肪酸(例えば、リシノレイン酸を含有するひまし油脂肪酸、12−ヒドロキシステアリン酸を含有する水添ひまし油脂肪酸など)などのヒドロキシカルボン酸を、公知の条件下、縮合反応させて得られる植物油系ポリエステルポリオールなどが挙げられる。
また、ポリエステルポリオールとして、例えば、低分子量ポリオールを開始剤として、例えば、ε−カプロラクトン、γ−バレロラクトンなどのラクトン類や、例えば、L−ラクチド、D−ラクチドなどのラクチド類などを開環重合して得られる、ポリカプロラクトンポリオール、ポリバレロラクトンポリオール、さらには、それらに上記した2価アルコールを共重合したラクトン系ポリエステルポリオールなどが挙げられる。
ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、低分子量ポリオールを開始剤とするエチレンカーボネートの開環重合物や、例えば、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオールや1,6−ヘキサンジオールなどの2価アルコールと、開環重合物とを共重合した非晶性ポリカーボネートポリオールなどが挙げられる。
また、ポリウレタンポリオールは、上記により得られたポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオールおよび/またはポリカーボネートポリオールを、イソシアネート基(NCO)に対する水酸基(OH)の当量比(OH/NCO)が1を超過する割合で、ポリイソシアネートと反応させることによって、ポリエステルポリウレタンポリオール、ポリエーテルポリウレタンポリオール、ポリカーボネートポリウレタンポリオール、あるいは、ポリエステルポリエーテルポリウレタンポリオールなどとして得ることができる。
エポキシポリオールとしては、例えば、低分子量ポリオールと、例えば、エピクロルヒドリン、β−メチルエピクロルヒドリンなどの多官能ハロヒドリンとの反応により得られるエポキシポリオールが挙げられる。
植物油ポリオールとしては、例えば、ひまし油、やし油などのヒドロキシル基含有植物油などが挙げられる。例えば、ひまし油ポリオール、または、ひまし油脂肪酸とポリプロピレンポリオールとの反応により得られるエステル変性ひまし油ポリオールなどが挙げられる。
ポリオレフィンポリオールとしては、例えば、ポリブタジエンポリオール、部分ケン価エチレン−酢酸ビニル共重合体などが挙げられる。
アクリルポリオールとしては、例えば、ヒドロキシル基含有アクリレートと、ヒドロキシル基含有アクリレートと共重合可能な共重合性ビニルモノマーとを、共重合させることによって得られる共重合体が挙げられる。
ヒドロキシル基含有アクリレートとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2,2−ジヒドロキシメチルブチル(メタ)アクリレート、ポリヒドロキシアルキルマレエート、ポリヒドロキシアルキルフマレートなどが挙げられる。好ましくは、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
共重合性ビニルモノマーとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、s−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、イソペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルアクリレートなどのアルキル(メタ)アクリレート(炭素数1〜12)、例えば、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレンなどの芳香族ビニル、例えば、(メタ)アクリロニトリルなどのシアン化ビニル、例えば、(メタ)アクリル酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸などのカルボキシル基を含むビニルモノマー、または、そのアルキルエステル、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、オリゴエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートなどのアルカンポリオールポリ(メタ)アクリレート、例えば、3−(2−イソシアネート−2−プロピル)−α−メチルスチレンなどのイソシアネート基を含むビニルモノマーなどが挙げられる。
そして、アクリルポリオールは、これらヒドロキシル基含有アクリレート、および、共重合性ビニルモノマーを、適当な溶剤および重合開始剤の存在下において共重合させることにより得ることができる。
また、アクリルポリオールには、例えば、シリコーンポリオールやフッ素ポリオールが含まれる。
シリコーンポリオールとしては、例えば、上記したアクリルポリオールの共重合において、共重合性ビニルモノマーとして、例えば、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのビニル基を含むシリコーン化合物が配合されたアクリルポリオールが挙げられる。
フッ素ポリオールとしては、例えば、上記したアクリルポリオールの共重合において、共重合性ビニルモノマーとして、例えば、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンなどのビニル基を含むフッ素化合物が配合されたアクリルポリオールが挙げられる。
ビニルモノマー変性ポリオールは、上記した高分子量ポリオールと、ビニルモノマーとの反応により得ることができる。
これら高分子量ポリオールは、単独使用または2種類以上併用することができる。
高分子量ポリオールとして、好ましくは、ポリエーテルポリオールが挙げられ、より好ましくは、ポリテトラメチレンエーテルポリオールが挙げられ、さらに好ましくは、非晶性ポリテトラメチレンエーテルグリコール(非晶性ポリエーテルグリコール)が挙げられる。非晶性とは、常温(25℃)において液状であることを示す。
非晶性のポリテトラメチレンエーテルグリコールは、例えば、テトラヒドロフランと、アルキル置換テトラヒドロフラン(例えば、3−メチルテトラヒドロフランなど)との共重合体(テトラヒドロフラン/アルキル置換テトラヒドロフラン(モル比)=15/85〜85/15、数平均分子量500〜4000、好ましくは、800〜2500)や、例えば、テトラヒドロフランと、分岐状グリコール(例えば、ネオペンチルグリコールなど)との共重合体(テトラヒドロフラン/分岐状グリコール(モル比)=15/85〜85/15、数平均分子量500〜4000、好ましくは、800〜2500)などとして、得ることができる。
また、非晶性のポリテトラメチレンエーテルグリコールとしては、市販品を用いることができ、そのような市販品としては、例えば、旭化成せんい社製「PTXG」シリーズ、保土谷化学工業社製「PTG−L」シリーズなどが挙げられる。
ポリ(チオ)ウレタンウレアは、前記2官能イソシアネートと2官能チオールまたは(チオ)グリコールまたは低分子量ポリオールまたは高分子量ポリオールを反応させてなるポリウレタンプレポリマーおよびアミン硬化剤による反応生成物である。ポリウレタンポリウレアは透明性の高い材料であり、好適に使用することができる。
アミン硬化剤としては、例えば、エチレンジアミン、1,3−プロパンジアミン、1,3−または1,4−ブタンジアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、1,4−シクロヘキサンジアミン、3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルアミン(イソホロンジアミン)、4,4'−ジシクロヘキシルメタンジアミン、2,5(2,6)−ビス(アミノメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、ヒドラジン、o、mまたはp−トリレンジアミン(TDA、OTD)などの低分子量ジアミン、例えば、ジエチレントリアミンなどの低分子量トリアミン、例えば、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミンなどのアミノ基を4個以上有する低分子量ポリアミンなどが挙げられる。
これらアミン硬化剤は、単独使用または2種類以上併用することができる。
ポリエン−ポリチオール重合体は、1分子中に2個のエチレン性官能基を有するポリエン化合物と、1分子中に2個のチオール基を有するポリチオール化合物からなる付加重合並びにエチレン鎖状重合による高分子生成物である。
ポリエン−ポリチオール重合体における、ポリエン化合物としては、アリルアルコール誘導体、(メタ)アクリル酸と2価アルコールとのエステル類、ウレタンアクリレート及びジビニルベンゼン等が挙げられる。これらの1種又は2種以上を用いることができる。アリルアルコール誘導体としては、ジアリルマレエート、ジアリルフマレート、ジアリルアジペート、ジアリルフタレート、グリセリンジアリルエーテル、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、ペンタエリスリトールジアリルエーテル及びソルビトールジアリルエーテル等が挙げられる。(メタ)アクリル酸と多価アルコールとのエステル類の中で、2価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等が挙げられる。
開環メタセシス重合体は、触媒を用いて環状オレフィン類を開環重合させてなる高分子である。開環重合させることのできる環状オレフィン類としては、環状構造を有するオレフィン類であれば特に制限はないが、通常は炭素原子数3〜40の単環式シクロアルケン類、単環式シクロアルカジエン類、多環式シクロアルケン類、多環式シクロアルカジエン類が挙げられる。単環式シクロアルケン類の具体例としては、例えば、シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロオクテンなどが挙げられる。単環式シクロアルカジエン類の具体例としては、例えば、シクロブタジエン、1,3−シクロペンタジエン、1,3−シクロヘキサジエン、1,4−シクロヘキサジエン、1,5−シクロオクタジエンなどが挙げられる。多環式シクロアルケン類としては、例えば、ノルボルネン、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エンなどが挙げられる。多環式シクロアルカジエン類としては、例えば、ノルボルナジエン、ジシクロペンタジエンなどが挙げられる。これらは、酸素や硫黄、ハロゲンなどと置換していても良い。さらに水素化して用いても良い。例えば、JSR社製ARTON(登録商標)などが好適な例としてあげることができる。
ポリエステルは、アンチモンやゲルマニウム化合物に代表されるルイス酸触媒や、有機酸、無機酸などの公知のポリエステル製造触媒の存在下に縮合重合される。具体的には、ジカルボン酸を含む多価カルボン酸およびこれらのエステル形成性誘導体から選ばれる一種または二種以上とグリコールを含む多価アルコールから選ばれる一種または二種以上とから成るもの、またはヒドロキシカルボン酸およびこれらのエステル形成性誘導体から成るもの、または環状エステルから成るものをいう。
ジカルボン酸としては、蓚酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、テトラデカンジカルボン酸、ヘキサデカンジカルボン酸、1,3−シクロブタンジカルボン酸、1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、2,5−ノルボルナンジカルボン酸、ダイマー酸などに例示される飽和脂肪族ジカルボン酸またはこれらのエステル形成性誘導体、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸などに例示される不飽和脂肪族ジカルボン酸またはこれらのエステル形成性誘導体、オルソフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、5−(アルカリ金属)スルホイソフタル酸、ジフェニン酸、1,3−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、4,4'−ビフェニルジカルボン酸、4,4'−ビフェニルスルホンジカルボン酸、4,4'−ビフェニルエーテルジカルボン酸、1,2−ビス(フェノキシ)エタン−p,p'−ジカルボン酸、パモイン酸、アントラセンジカルボン酸などに例示される芳香族ジカルボン酸またはこれらのエステル形成性誘導体が挙げられる。これらのジカルボン酸のうちテレフタル酸およびナフタレンジカルボン酸とくに2,6−ナフタレンジカルボン酸が、得られるポリエステルの物性等の点で好ましく、必要に応じて他のジカルボン酸を構成成分とする。これらジカルボン酸以外の多価カルボン酸として、エタントリカルボン酸、プロパントリカルボン酸、ブタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、トリメリット酸、トリメシン酸、3,4,3',4'−ビフェニルテトラカルボン酸、およびこれらのエステル形成性誘導体などが挙げられる。
グリコールとしてはエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−ブチレングリコール、1,3−ブチレングリコール、2,3−ブチレングリコール、1,4−ブチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジエタノール、1,10−デカメチレングリコール、1,12−ドデカンジオール、ポリエチレングリコール、ポリトリメチレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどに例示される脂肪族グリコール;
ヒドロキノン、4,4'−ジヒドロキシビスフェノール、1,4−ビス(β−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、1,4−ビス(β−ヒドロキシエトキシフェニル)スルホン、ビス(p−ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(p−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(p−ヒドロキシフェニル)メタン、1,2−ビス(p−ヒドロキシフェニル)エタン、ビスフェノールA、ビスフェノールC、2,5−ナフタレンジオール、これらのグリコールにエチレンオキシドが付加したグリコール、などに例示される芳香族グリコールが挙げられる。
これらのグリコールのうちエチレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノールが好ましい。これらグリコール以外の多価アルコールとして、トリメチロールメタン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、グリセロール、ヘキサントリオールなどが挙げられる。
ポリエステルとしてはポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリ(1,4−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート)、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリプロピレンナフタレートおよびこれらの共重合体が好ましい。
ポリ(チオ)エーテルとしては、ポリオキシアルキレン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリスルフィド系樹脂(ポリチオエーテル系樹脂)が含まれる。ポリオキシアルキレン系樹脂としては、ポリオキシメチレングリコール、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロック共重合体、ポリオキシテトラメチレングリコールなどが含まれる。
ポリアミドとしては、例えば、ヘキサメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、2,2,4−または2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、1,3−または1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、ビス(p−アミノシクロヘキシルメタン)、m−またはp−キシリレンジアミン等の脂肪族ジアミン、脂環式ジアミンまたは芳香族ジアミンなどのジアミン類と、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸等の脂肪族ジカルボン酸、脂環式ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸などのジカルボン酸類との重縮合によって得られるポリアミド、ε−アミノカプロン酸、11−アミノウンデカン酸等のアミノカルボン酸の縮合によって得られるポリアミド、ε−カプロラクタム、ω−ラウロラクタム等のラクタムから得られるポリアミド、あるいはこれらの成分からなる共重合ポリアミド、さらにはこれらのポリアミドの混合物などが挙げられる。
このポリアミドの具体例としては、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン6110、ナイロン9、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン6/66、ナイロン66/610、ナイロン6/11、芳香族ナイロン等が挙げられる。
ポリイミド樹脂としては、ポリアミノビスマレイミド、ポリピロメリットイミド、ポリエーテルイミド等のポリイミド樹脂を用いることができる。
(有機系色素(B))
本実施形態で使用される有機系色素(B)は、特定の吸収挙動を示すものである。
より具体的には、有機系色素(B)は、クロロホルム又はトルエン溶液で測定された可視光吸収分光スペクトルにおいて、565nm〜605nmの間に主吸収ピーク(P)を有し、該ピーク(P)のピーク頂点(Pmax:ピーク中で最大吸光係数を示す点)の吸光係数(ml/g・cm)が0.5×10以上であり、該ピーク(P)の(Pmax)の吸光度の1/4の吸光度におけるピーク幅が50nm以下であり、かつ該ピーク(P)の(Pmax)の吸光度の1/2の吸光度におけるピーク幅が30nm以下であり、かつ該ピーク(P)の(Pmax)の吸光度の2/3の吸光度におけるピーク幅が20nm以下の範囲である。
本実施形態において、有機系色素(B)は、前記主吸収ピーク(P)のピーク頂点(Pmax)が580nm〜590nmの間であるとよい。また、前記主吸収ピーク(P)のピーク頂点(Pmax)の吸光度の1/4の吸光度におけるピーク幅が40nm以下であり、かつ前記主吸収ピーク(P)のピーク頂点(Pmax)の吸光度の1/2の吸光度におけるピーク幅が25nm以下であり、かつ前記主吸収ピーク(P)のピーク頂点(Pmax)の吸光度の2/3の吸光度におけるピーク幅が20nm以下であってもよい。
なお、本実施形態の有機系色素(B)は、以下の式(1)で表されるテトラアザポルフィルン化合物であることが好ましい。
Figure 2019066501
[式(1)中、A〜Aは各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシル基、スルホン酸基、炭素数1〜20の直鎖、分岐又は環状のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、炭素数1〜20のモノアルキルアミノ基、炭素数2〜20のジアルキルアミノ基、炭素数7〜20のジアルキルアミノ基、炭素数7〜20のアラルキル基、炭素数6〜20のアリール基、ヘテロアリール基、炭素数6〜20のアルキルチオ基、炭素数6〜20のアリールチオ基を表し、連結基を介して芳香族環を除く環を形成しても良く、Mは2個の水素原子、2価の金属原子、2価の1置換金属原子、4価の2置換金属原子、又はオキシ金属原子を表す。]
式(1)で表されるテトラアザポルフィリン化合物について、式(1)中、Mは2価の銅原子であることがより好ましい。具体例としては以下の式(1a)で表されるテトラ−t−ブチル−テトラアザポルフィリン・銅錯体が挙げられ、これは、PD−311S(三井化学(株)製)の品番名に相当する。
Figure 2019066501
[式(1a)中、Cuは2価の銅原子を、t−Cはターシャリーブチル基を表し、その4個の置換基の置換位置は式(1)におけるAとA、AとA、AとA及びAとAのいずれかひとつずつである。]
(紫外線吸収剤(C))
本実施形態で使用される紫外線吸収剤(C)は、公知の紫外線吸収剤の中から適宜選択すればよいが、たとえば、クロロホルム溶液に溶解させた際の極大吸収波長が350nm以上370nm以下であることが好ましい。
より具体的な紫外線吸収剤(C)の例としては、たとえば、ベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物、ベンゾフェノン系化合物等を挙げることができ、本実施形態の光学材料用熱可塑性樹脂組成物はこれらの化合物のうち、1種または2種以上の化合物を含むことが好ましい。
紫外線吸収剤(C)として、より具体的には、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−メチル−6−(3,4,5,6−テトラヒドロフタルイビジルメチル)フェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−p−クレゾール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−tert−ブチルフェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ジ−tert−ブチルフェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(3−オン−4−オキサ−ドデシル)−6−tert−ブチル−フェノール、2−{5−クロロ(2H)−ベンゾトリアゾール−2−イル}−4−(3−オン−4−オキサ−ドデシル)−6−tert−ブチル−フェノール、2−{5−クロロ(2H)−ベンゾトリアゾール−2−イル}−4−メチル−6−tert−ブチル−フェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ジ−tert−ペンチルフェノール、2−{5−クロロ(2H)−ベンゾトリアゾール−2−イル}−4,6−ジ−tert−ブチルフェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−tert−オクチルフェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−メチル−6−n−ドデシルフェノール、2,2'−メチレンビス[4−(1,1,3,3,−テトラメチルブチル)−6−[(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール] ]、メチル−3−{3−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−5−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル}プロピオネート/ポリエチレングリコール300の反応生成物、商品名Viosorb583(共同薬品株式会社製)、商品名チヌビン326(BASF社製)、商品名チヌビン384−2(BASF社製)、商品名チヌビンPS(BASF社製)、商品名Seesorb706(シプロ化成株式会社製)、商品名アデカスタブLA−31、LA−31RG、LA−31G(株式会社製ADEKA製)等のベンゾトリアゾール系化合物;
2−(4−フェノキシ−2−ヒドロキシ−フェニル)−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−オキサ−ヘキサデシロキシ)−4,6−ジ(2,4−ジメチル−フェニル)−1,3,5−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−オキサ−ヘプタデシロキシ)−4,6−ジ(2,4−ジメチル−フェニル)−1,3,5−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−iso−オクチロキシ−フェニル)−4,6−ジ(2,4−ジメチル−フェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−4−ヘキシルオキシ−3−メチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、商品名チヌビン400(BASF社製)、商品名チヌビン405(BASF社製)、商品名チヌビン460(BASF社製)、商品名チヌビン479(BASF社製)、商品名アデカスタブLA−F70(株式会社ADEKA製)等のトリアジン系化合物;
2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノン、2,2'−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2'−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2'−ジヒドロキシ−4,4'−ジメトキシベンゾフェノン、2,4,4'−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,2',4,4'−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,4'−テトラヒドロキシベンゾフェノン、等のベンゾフェノン系化合物;の他、
2,4−ジ−tert−ブチルフェニル−3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート等のベンゾエート系化合物;
プロパンジオック酸−{(4−メトキシフェニル)−メチレン}−ジメチルエステル、商品名ホスタビンPR−25(クラリアント・ジャパン株式会社製)、商品名ホスタビンB−CAP(クラリアント・ジャパン株式会社製)等のプロパンジオック酸エステル系化合物;
2−エチル−2'−エトキシ−オキサニリド、商品名Sanduvor VSU(クラリアント・ジャパン株式会社製)等のオキサニリド系化合物等を用いることができる。
これら化合物の中でもベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物およびベンゾフェノン系化合物が好ましい。
紫外線吸収剤(C)が、クロロホルム溶液に溶解させた際の極大吸収波長が350nm以上370nm以下の化合物であることにより、有害な紫外線から400〜420nm程度の青色光の遮断効果が非常に高く、透明で外観に優れる光学材料を効果的に得ることができる。
本実施形態において、紫外線吸収剤(C)としては、これら紫外線吸収剤の1種以上を用いることが好ましく、異なる2種以上の紫外線吸収剤(C)を含有してもよい。なお、紫外線吸収剤(C)を構成する何れの紫外線吸収剤も、極大吸収ピークが350nm以上370nm以下の範囲にあることが好ましい。
また、本実施形態においては、前述以外の紫外線吸収剤を適宜組み合わせることもできる。
紫外線吸収剤(C)の含有量は、本発明の効果の観点から、光学材料用熱可塑性樹脂組成物100重量部に対し、0.1〜5重量部であり、好ましくは0.2〜4重量部であり、より好ましくは0.3〜3重量部である。
本実施形態の光学材料用熱可塑性樹脂組成物は、さらに、その他の成分として、内部離型剤、樹脂改質剤、光安定剤、ブルーイング剤、可塑剤、近赤外線吸収剤のほか、耐熱安定剤、耐光安定剤、染料、顔料、フォトクロミック化合物、レベリング剤、帯電防止剤等を含んでいてもよい。
(内部離型剤)
内部離型剤としては、酸性リン酸エステルを用いることができる。酸性リン酸エステルとしては、リン酸モノエステル、リン酸ジエステルを挙げることができ、それぞれ単独または2種類以上混合して使用することできる。
例えば、STEPAN社製のZelecUN、三井化学社製のMR用内部離型剤、城北化学工業社製のJPシリーズ、東邦化学工業社製のフォスファノールシリーズ、大八化学工業社製のAP、DPシリーズ等、を用いることができる。
(樹脂改質剤)
また、本実施形態の光学材料用熱可塑性樹脂組成物には、得られる樹脂の光学物性、耐衝撃性、比重等の諸物性の調節等を目的に、樹脂改質剤を本発明の効果を損なわない範囲で加えることができる。
樹脂改質剤としては、例えば、アルコール化合物、エポキシ化合物、有機酸及びその無水物、(メタ)アクリレート化合物等を含むオレフィン化合物等が挙げられる。
(光安定剤)
光安定剤としては、たとえば、ヒンダードアミン系化合物を用いることができる。ヒンダードアミン系化合物は、市販品としてChemtura社製のLowilite76、Lowilite92、BASF社製のTinuvin144、Tinuvin292、Tinuvin765、ADEKA社製のアデカスタブLA−52、LA−72、城北化学工業社製のJF−95等を挙げることができる。
(ブルーイング剤)
ブルーイング剤としては、可視光領域のうち橙色から黄色の波長域に吸収帯を有し、樹脂からなる光学材料の色相を調整する機能を有するものが挙げられる。ブルーイング剤は、さらに具体的には、青色から紫色を示す物質を含む。
(可塑剤)
可塑剤としては、芳香族カルボン酸エステル(フタル酸ジブチル等)、脂肪族カルボン酸エステル(メチルアセチルリシノレート等)、脂肪族ジアルボン酸エステル(アジピン酸−プロピレングリコール系ポリエステル等)、脂肪族トリカルボン酸エステル(クエン酸トリエチル等)、リン酸トリエステル(リン酸トリフェニル等)、エポキシ脂肪酸エステル(ステアリン酸エポキシブチル等)、石油樹脂等が挙げられる。
(近赤外線吸収剤)
本実施形態の光学材料用熱可塑性樹脂組成物には、近赤外線吸収剤が含まれることが好ましい。これにより、光学材料用熱可塑性樹脂組成物から得られる成型品に遮熱性能を付与することもできる。
この近赤外線吸収剤は、波長650nmから1000nmの可視光長波長領域から近赤外線領域の範囲の光を強く吸収する材料が好ましい。
より具体的には、複合タングステン酸化物、複素環状ポルフィラジン金属錯体を挙げることができる。複合タングステン酸化物微粒子は、一般式MyWOz(但し、Mは、Cs、Rb、K、Tl、In、Ba、Li、Ca、Sr、Fe、Sn、Al、Cuから選択される1種類以上の元素、0.1≦y≦0.5、2.2≦z≦3.0)で表記され、かつ六方晶の結晶構造を有しているものが好ましく、住友金属鉱山社製YMDS-874等が挙げられる。複素環状ポルフィラジン金属錯体としては、山本化成社製YKR-5010等が挙げられる。
その他、フタロシアニン化合物、ナフタロシアニン化合物、イモニウム化合物、ジイモニウム化合物、ポリメチン化合物、ジフェニルメタン化合物、トリフェニルメタン化合物、キノン化合物、アゾ化合物、ペンタジエン化合物、アゾメチン化合物、スクアリリウム化合物、有機金属錯体、シアニン化合物等の有機化合物を使用することができる。
なお、これらの近赤外線吸収剤は単独であっても、複数を用いても良い。
次に、本実施形態の光学材料用熱可塑性樹脂組成物の配合について説明する。
本実施形態において、熱可塑性樹脂(A)の含有量は、十分な加工性等を得る観点から、光学材料用熱可塑性樹脂組成物100重量部に対し、たとえば50〜99.9重量部であり、好ましくは55〜99.85重量部であり、より好ましくは60〜99.8重量部である。
本実施形態において、有機系色素(B)の含有量は、当該成分の効果を十分に発揮させる観点から、光学材料用熱可塑性樹脂組成物100重量部に対し、たとえば0.0001〜0.1重量部であり、好ましくは0.0002〜0.01重量部であり、より好ましくは0.0005〜0.005重量部である。
本実施形態の光学材料用熱可塑性樹脂組成物は、上記の成分を所定の方法で混合することにより得ることができる。
組成物中の各成分の混合順序や混合方法は、各成分を均一に混合することができれば特に限定されず、公知の方法で行うことができる。公知の方法としては、例えば、溶融混練する方法、ペレット成型する方法などがある。
[光学材料]
続いて、本実施形態に係る光学材料について説明する。
本実施形態の光学材料は、前述の光学材料用熱可塑性樹脂組成物を成型することにより得ることができる。
また、成型した光学材料には表面保護や防曇、防汚、フォトクロミック性能等の付与の目的でハードコートや反射防止膜を施すことができる。
本実施形態で示す光学材料は、厚さ0.3mmにおいて、波長440nmの光線透過率が好ましくは10%以上、より好ましくは12%以上であり、また、410nmの光線透過率が好ましくは10%以下であり、より好ましくは5%以下である。上記光線透過率の範囲であれば、有害な紫外線から420nm程度の青色光の遮断効果が高く、透明で外観に優れる。なお、これらの数値範囲は任意に組み合わせることができる。
また、本実施形態で示す光学材料は、厚さ0.3mmにおいて、波長420nmの光線透過率が好ましくは35%以下であり、より好ましくは30%以下であり、さらに好ましくは20%以下である。この範囲に設定することにより、光学材料として、紫外線を効果的に遮断することができる。
また、本実施形態で示す光学材料は、厚さ0.3mmにおいて、波長650nmの光線透過率が好ましくは80%以下であり、より好ましくは75%以下であり、さらに好ましくは70%以下である。この範囲に設定することにより、高い熱遮断効果をもたらすことができる。
また、本実施形態で示す光学材料は、厚さ0.3mmにおいて、波長650nmの光線透過率が好ましくは20%以上であり、より好ましくは30%以上であり、さらに好ましくは40%以上である。この範囲に設定することにより、透明性の高い光学材料が実現できる。
また、本実施形態で示す光学材料は、厚さ0.3mmにおいて、波長1000nmの光線透過率が好ましくは70%以下であり、より好ましくは60%以下であり、さらに好ましくは55%以下である。この範囲に設定することにより、高い熱遮断効果をもたらすことができる。
また、本実施形態の光学材料用熱可塑性樹脂組成物を成型することで、フィルムやシートを得ることができる。
なお、本明細書中において、「フィルム」はその厚みが0.25mm未満の薄膜状であるもの、「シート」はその厚みが0.25mm以上であるものを指す。
これらフィルムやシートは、樹脂組成物に対し、必要に応じて他の添加剤等を加え、公知公用の方法、例えば、溶融押出成型法、溶液流延法等を用いることで製造することができる。
このような、フィルムやシートは車のフロントガラスやバイクのヘルメットに貼り付けるシートやフィルム、車のバイザーやサンバイザーを構成することができる。
その他、本実施形態に係る光学材料用熱可塑性樹脂組成物は成型することで、レンズとすることができる。
このようなレンズは、眼鏡またはサングラス等に適用することができる。
すなわち、前述のレンズは、プラスチック眼鏡レンズ、サングラスレンズ、ゴーグル、視力矯正用眼鏡レンズ、撮像機器用レンズ、液晶プロジェクター用フレネルレンズ、レンチキュラーレンズ、コンタクトレンズなどの各種プラスチックレンズ等に適用することができる。
その他、本実施形態で示す光学材料用熱可塑性樹脂組成物は、発光ダイオード(LED)用封止材、光導波路、光学レンズや光導波路の接合に用いる光学用接着剤、光学レンズなどに用いる反射防止膜、液晶表示装置部材(基板、導光板、フィルム、シートなど)に用いる透明性コーティングまたは透明性基板等に適用することができる。
以上、本発明を実施形態により説明したが、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本願発明の効果を損なわない範囲で様々な態様を取り得ることができる。
以下に、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
まず、実施例で得られた光学材料についての評価方法について説明する。
<評価方法>
(光線透過率)
・測定機器として、島津製作所社製 島津分光光度計 UV−1600を使用し、0.3mm厚のシートを用いて紫外−可視光スペクトルを測定し、特定波長(410nm、420nm、440nm、650nm、1000nm)での透過率を測定した。
・また、作製した0.3mm厚のシートの下に蛍光染料を塗布した紙を敷き、UVレーザーポインタ(A:360−400nm、B:380−420nm)をシートに当てる。シートが波長を吸収すれば下の蛍光染料を塗布した紙は発光しない。レーザーポインタを当てた際、蛍光紙に発光が観察されなかったものについては○、発光が観察されたものについては×とした。
(遮熱性能測定)
室温23℃、相対湿度50%の恒温室内に、上面中央部に窓(縦10cm、横13cm)を有する発泡スチロール製の箱(縦26cm、横30cm、高さ28cm、厚さ2cm)を設置し、箱内中央部に温度計を固定した。次に、白熱灯(500W)を箱の窓から垂直45cm上方に、窓を通して箱内部を照射できるよう下向きに固定し、光学材料用熱可塑性樹脂を成型してなるシートを窓に完全に覆うように敷いた。白熱灯を点灯し、箱内部の温度計が24℃に到達した時点を測定開始時間とし、測定30分後の箱内部の温度を記録した。
[実施例1]熱可塑性ポリウレタンシートの調製
撹拌機、温度計、還流管および窒素導入管を備えた4つ口フラスコに、PTG1000SN(P)(保土ヶ谷化学工業社製、バイオマス原料を用いたポリテトラメチレンエーテルグリコール、数平均分子量1000)41.3重量部を装入し、次いで、当量比(NCO/OH)が5.54になるように、1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(三井化学株式会社製、フォルティモ(登録商標)) 44.0重量部を装入した。窒素雰囲気下、80℃にて1時間撹拌後、DINA(ジェイ・プラス社製 ジイソノニルアジペート)にて4重量%に希釈したスタノクト(APIコーポレーション社製オクチル酸第一錫)0.011重量部を装入した。さらに、イソシアネート基含量が18.27重量%になるまで反応させ、イソシアネート基末端プレポリマー(以下、プレポリマーと略する場合がある。)(a)を得た。
予め80℃に調製したプレポリマー(a)85.31重量部と、イルガノックス245(BASFジャパン製 耐熱安定剤)を0.30重量部、チヌビン326(BASFジャパン社製 紫外線吸収剤)を1.10重量部、PD−311S(三井化学株式会社製、テトラアザポルフィリン・銅錯体)を0.001重量部、YKR−5010(山本化成株式会社製、近赤外線吸収剤)を0.10重量部、アデカスタブLA−72(ADEKA社製 光安定剤)を0.15重量部、および、スタノクト(APIコーポレーション社製 オクチル酸第一スズ)をDINA(ジェイ・プラス社製 ジイソノニルアジペート)により4重量%に希釈した触媒液を0.013重量部とを、ステンレス容器に入れ、高速ディスパーを使用して、800rpmの撹拌下、約2分間撹拌混合した。
次いで、Susterra(デュポン株式会社製、登録商標、バイオマス原料を用いた1,3−プロパンジオール)を80℃に調製し、当量比(NCO/OH)が1.01になるように添加した。
その後、約10分間全体が均一になるまで充分に撹拌し、撹拌停止後すぐに反応混合液の均一性を確認した後、予め150℃に温調したSUS(ステンレス鋼)製バッドに反応混合液を流し込み、150℃にて1時間、次いで、100℃にて22時間反応させ、熱可塑性ポリウレタン(A)を得た。
バットから熱可塑性ポリウレタン(A)を取り外し、室温23℃、相対湿度50%の恒温恒湿条件下にて、7日間養生した。
その後、熱可塑性ポリウレタン(A)をベールカッターによりサイコロ状に切断し、粉砕機にてサイコロ状の樹脂を粉砕した。この粉砕ペレットを窒素気流下、80℃にて一昼夜乾燥した。単軸押出機(型式:SZW40−28MG、テクノベル社製)を用いてシリンダー温度185〜245℃の範囲でストランドを押出し、それをカットすることによって、熱可塑性ポリウレタン(A)のペレットを得た。得られたペレットをさらに窒素気流下、80℃にて一昼夜乾燥した。
次いで、単軸押出機(型式:SZW40−28MG、テクノベル製)を用いてシリンダー温度185〜245℃、Tダイ温度185〜245℃の範囲でペレットを押出し、熱可塑性ポリウレタン(A)のシート(厚さ0.3mm)を得た。
得られたシートについて、光線透過率を測定した結果、波長1000nmの光線透過率が54%であり、650nmの光線透過率が50%であり、440nmの光線透過率が14%であり、420nmの光線透過率が10%であり、410nmの光線透過率が6%であった。
また、前述のレーザーポインタを用いた試験について、Aの条件を採用した場合は○、Bの条件を採用した場合は○、との結果を与えた。
また、得られた熱可塑性ポリウレタン(A)のシートにて、遮熱性能測定を行ったところ、測定30分後の箱内部の温度は39.8℃であった。

Claims (12)

  1. 熱可塑性樹脂(A)、
    クロロホルム又はトルエン溶液で測定された可視光吸収分光スペクトルにおいて、565nm〜605nmの間に主吸収ピーク(P)を有し、該ピーク(P)のピーク頂点(Pmax:ピーク中で最大吸光係数を示す点)の吸光係数(ml/g・cm)が0.5×10以上であり、該ピーク(P)の(Pmax)の吸光度の1/4の吸光度におけるピーク幅が50nm以下であり、かつ該ピーク(P)の(Pmax)の吸光度の1/2の吸光度におけるピーク幅が30nm以下であり、かつ該ピーク(P)の(Pmax)の吸光度の2/3の吸光度におけるピーク幅が20nm以下の範囲である有機系色素(B)、および
    紫外線吸収剤(C)
    を含有する、光学材料用熱可塑性樹脂組成物であって、
    前記紫外線吸収剤(C)の含有量が、前記光学材料用熱可塑性樹脂組成物100重量部に対して0.1〜5重量部である、光学材料用熱可塑性樹脂組成物。
  2. 前記熱可塑性樹脂(A)がポリカーボネート、ポリ(メタ)アクリレート、ポリオレフィン、環状ポリオレフィン、ポリ(チオ)ウレタン、ポリ(チオ)ウレタンウレア、ポリエン−ポリチオール重合体、開環メタセシス重合体、ポリエステル、ポリ(チオ)エーテル、ポリアミド、ポリイミド樹脂から選ばれる少なくとも1種である請求項1に記載の光学材料用熱可塑性樹脂組成物。
  3. 前記有機系色素(B)が、以下の式(1)で表されるテトラアザポルフィリン化合物である、請求項1または2に記載の光学材料用熱可塑性樹脂組成物。
    Figure 2019066501
    [式(1)中、A〜Aは各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシル基、スルホン酸基、炭素数1〜20の直鎖、分岐又は環状のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、炭素数1〜20のモノアルキルアミノ基、炭素数2〜20のジアルキルアミノ基、炭素数7〜20のジアルキルアミノ基、炭素数7〜20のアラルキル基、炭素数6〜20のアリール基、ヘテロアリール基、炭素数6〜20のアルキルチオ基、炭素数6〜20のアリールチオ基を表し、連結基を介して芳香族環を除く環を形成しても良く、Mは2個の水素原子、2価の金属原子、2価の1置換金属原子、4価の2置換金属原子、又はオキシ金属原子を表す。]
  4. 式(1)で表されるテトラアザポルフィリン化合物において、Mが2価の銅原子である、請求項3に記載の光学材料用熱可塑性樹脂組成物。
  5. 前記テトラアザポルフィリン化合物が以下の式(1a)で表される、請求項3または4に記載の光学材料用熱可塑性樹脂組成物。
    Figure 2019066501
    [式(1a)中、Cuは2価の銅原子を、t−Cはターシャリーブチル基を表し、その4個の置換基の置換位置は式(1)におけるAとA、AとA、AとA及びAとAのいずれかひとつずつである。]
  6. 前記紫外線吸収剤(C)が、ベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物、ベンゾフェノン系化合物からなる群から選ばれる1種または2種以上の化合物を含む、請求項1ないし5のいずれか一項に記載の光学材料用熱可塑性樹脂組成物。
  7. さらに、近赤外線吸収剤を含む、請求項1ないし6のいずれか一項に記載の光学材料用熱可塑性樹脂組成物。
  8. 請求項1ないし7のいずれか一項に記載の光学材料用熱可塑性樹脂を成型してなるフィルムまたはシート。
  9. 請求項1ないし7のいずれか一項に記載の光学材料用熱可塑性樹脂を成型してなる光学材料。
  10. 請求項1ないし7のいずれか一項に記載の光学材料用熱可塑性樹脂を成型してなるレンズ。
  11. 請求項10に記載のレンズを備える眼鏡またはサングラス。
  12. 請求項8に記載のフィルムまたはシートを備えるバイザー。
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