JP2020164636A - 光学材料用重合性組成物、成形体、光学材料、プラスチックレンズ、および積層プラスチックレンズ - Google Patents
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Abstract
【課題】透明性に優れるとともに高い耐衝撃性を有するポリウレタン樹脂を製造することができる重合性組成物を提供する。【解決手段】1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンと、2つ以上のイソシアナト基を有する芳香族イソシアネートと、を含むポリイソシアネート成分と、分子量が200以上400未満であり、2つの水酸基を有するジオール化合物を含むポリオール成分と、2つのメルカプト基を有するポリチオール化合物を含むジチオール成分と、を含む光学材料用重合性組成物。【選択図】なし
Description
本発明は、透明性を有する高屈折率高強度材料用の重合性組成物に関する。より詳細には、光学材料用の重合性組成物、当該組成物から製造される、成形体、光学材料、プラスチックレンズ、および積層プラスチックレンズに関する。
光学材料として用いられる素材は古来ガラスが主であったが、近年では光学材料用のプラスチックが種々開発され、ガラスの代替として利用が広がっている。眼鏡レンズ等の光学材料としても、優れた光学特性を有し、軽量で割れず、成形性にも優れることから、アクリル樹脂、脂肪族カーボネート樹脂、ポリカーボネート、ポリウレタン等のプラスチック材料が主として用いられるようになっている。
中でもポリウレタン樹脂は、屈折率等の光学的特性および耐衝撃性等の機械的特性が良好であることから、光学材料を製造するための有用なポリマーとして使用されている。また、ポリウレタン樹脂は、原料ポリマーである、ポリイソシアネートおよびポリオールの種類や配合割合を変更することにより、物性を調整することができる。そのため、ポリウレタン樹脂は、例えば、押出成形、射出成形等、熱可塑性樹脂の成形加工方法における成形材料として用いられ、得られる成形品は、各種産業分野において広く使用されている。
たとえば、特許文献1には、ポリイソシアネートとしての1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンと、ポリオールまたはポリチオールとしての分子量200以上400未満の活性水素化合物および分子量80以上200の活性水素化合物を所定の割合で用いて製造される熱硬化性ポリウレタン樹脂が、硬度、透明性および耐熱性といった特性に優れることが記載されている。
本発明者は、特許文献1のポリウレタン樹脂において、耐衝撃性および透明性において改善の余地があることを見出した。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、透明性に優れるとともに高い耐衝撃性を有するポリウレタン樹脂を製造することができる重合性組成物を提供することを目的とする。
すなわち、本発明は以下に示すことができる。
[1] 1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンと、2つ以上のイソシアナト基を有する芳香族イソシアネートと、を含むポリイソシアネート成分と、
分子量が200以上400未満であり、2つの水酸基を有するジオール化合物を含むポリオール成分と、
2つのメルカプト基を有するジチオール化合物を含むポリチオール成分と、を含む光学材料用重合性組成物。
[2] 分子量が200以上400未満であり、2つの水酸基を有する前記ジオール化合物が、ポリエーテルジオールを含む、[1]に記載の光学材料用重合性組成物。
[3] 前記ポリエーテルジオールが、ポリテトラメチレンエーテルグリコールを含む、[2]に記載の光学材料用重合性組成物。
[4] 前記芳香族ポリイソシアネート化合物が、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、2,2'−ジフェニルメタンジイソシアネート、m−キシリレンジイソシアネート、およびp−キシリレンジイソシアネートからなる群より選択される少なくとも1つを含む、[1]乃至[3]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物。
[5] 前記ポリイソシアネート成分と前記ポリオール成分とが、プレポリマーを形成している、[1]乃至[4]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物。
[6] 前記ジチオール化合物が、1,3−プロパンジチオール、およびビス(2−メルカプトエチル)スルフィドからなる群から選択される少なくとも1つを含む、[1]乃至[5]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物。
[7] [1]乃至[6]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物の硬化物からなる成形体。
[8] [7]に記載の成形体からなる光学材料。
[9] [7]に記載の成形体からなるプラスチックレンズ。
[10] [9]に記載のプラスチックレンズと、
前記プラスチックレンズの少なくとも一方の面上に設けられたハードコートおよび反射防止コートと、を備える積層プラスチックレンズ。
[1] 1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンと、2つ以上のイソシアナト基を有する芳香族イソシアネートと、を含むポリイソシアネート成分と、
分子量が200以上400未満であり、2つの水酸基を有するジオール化合物を含むポリオール成分と、
2つのメルカプト基を有するジチオール化合物を含むポリチオール成分と、を含む光学材料用重合性組成物。
[2] 分子量が200以上400未満であり、2つの水酸基を有する前記ジオール化合物が、ポリエーテルジオールを含む、[1]に記載の光学材料用重合性組成物。
[3] 前記ポリエーテルジオールが、ポリテトラメチレンエーテルグリコールを含む、[2]に記載の光学材料用重合性組成物。
[4] 前記芳香族ポリイソシアネート化合物が、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、2,2'−ジフェニルメタンジイソシアネート、m−キシリレンジイソシアネート、およびp−キシリレンジイソシアネートからなる群より選択される少なくとも1つを含む、[1]乃至[3]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物。
[5] 前記ポリイソシアネート成分と前記ポリオール成分とが、プレポリマーを形成している、[1]乃至[4]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物。
[6] 前記ジチオール化合物が、1,3−プロパンジチオール、およびビス(2−メルカプトエチル)スルフィドからなる群から選択される少なくとも1つを含む、[1]乃至[5]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物。
[7] [1]乃至[6]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物の硬化物からなる成形体。
[8] [7]に記載の成形体からなる光学材料。
[9] [7]に記載の成形体からなるプラスチックレンズ。
[10] [9]に記載のプラスチックレンズと、
前記プラスチックレンズの少なくとも一方の面上に設けられたハードコートおよび反射防止コートと、を備える積層プラスチックレンズ。
本発明によれば、その硬化物が優れた透明性と優れた耐衝撃性を有し、光学材料として好適に使用することができる、重合性樹脂組成物が提供される。
本発明の光学材料用重合性組成物およびその用途を、以下の実施の形態に基づいて説明する。
(光学材料用重合性組成物)
本実施形態の光学材料用重合性組成物(以下、単に「重合性組成物」とも称する)は、
1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(a1)と、2つ以上のイソシアナト基を有する芳香族イソシアネート(a2)と、を含むポリイソシアネート成分(A)と、
分子量が200以上400未満であり、2つの水酸基を有するジオール化合物を含むポリオール成分(B)と、
2つのメルカプト基を有するジチオール化合物を含むポリチオール成分(C)と、を含む。
本実施形態の光学材料用重合性組成物(以下、単に「重合性組成物」とも称する)は、
1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(a1)と、2つ以上のイソシアナト基を有する芳香族イソシアネート(a2)と、を含むポリイソシアネート成分(A)と、
分子量が200以上400未満であり、2つの水酸基を有するジオール化合物を含むポリオール成分(B)と、
2つのメルカプト基を有するジチオール化合物を含むポリチオール成分(C)と、を含む。
本実施形態の重合性組成物は、上述の特定のポリイソシアネート成分(A)、ポリオール成分(B)およびポリチオール成分(C)を組み合わせて含むことにより、当該重合性組成物の硬化物が、従来の重合性組成物と比較して改善された耐衝撃性および優れた透明性を有する。
以下、各成分について説明する。
<ポリイソシアネート成分(A)>
本実施形態の重合性組成物に用いられるポリイソシアネート成分(A)は、1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(a1)と、2つ以上のイソシアナト基を有する芳香族イソシアネート(a2)とを含む。
<ポリイソシアネート成分(A)>
本実施形態の重合性組成物に用いられるポリイソシアネート成分(A)は、1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(a1)と、2つ以上のイソシアナト基を有する芳香族イソシアネート(a2)とを含む。
1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(a1)は、シス−1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(以下、「シス1,4体」と称する)、および、トランス−1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(以下、「トランス1,4体」と称する)の立体異性体を含む。一実施形態において、用いる1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン全体に対し、トランス1,4体は、例えば、70モル%以上、好ましくは、80モル%以上、より好ましくは、85モル%以上、例えば、99モル%以下、好ましくは、97モル%以下、より好ましくは、93モル%以下の量である。
トランス1,4体の含有割合が上記下限以上であれば、得られる重合体組成物の硬化物が、優れた耐熱性および耐衝撃性を有する。また、トランス1,4体の含有割合が上記上限以下であれば、得られる重合体組成物の硬化物が優れた透明性を有する。
1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(a1)は、例えば、市販のアミンや、特開2011−6382号公報等に記載される方法により得られたアミン等を用い、例えば、特開平7−309827号公報に記載される冷熱2段法(直接法)や造塩法、あるいは、特開2004−244349号公報や特開2003−212835号公報等に記載されるノンホスゲン法等により、製造することができる。
また、1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(a1)は、本発明の効果を阻害しない範囲において、変性体の形態であってもよい。
1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンの変性体としては、例えば、1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンの多量体(ダイマー(例えば、ウレチジオン変性体等)、トリマー(例えば、イソシアヌレート変性体、イミノオキサジアジンジオン変性体等)等)、ビウレット変性体(例えば、1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンと水との反応により生成するビウレット変性体等)、アロファネート変性体(例えば、1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンとモノオールまたは低分子量ポリオールとの反応より生成するアロファネート変性体等)、ポリオール変性体(例えば、1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンと低分子量ポリオールまたは高分子量ポリオールとの反応より生成するポリオール変性体等)、オキサジアジントリオン変性体(例えば、1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンと炭酸ガスとの反応により生成するオキサジアジントリオン等)、カルボジイミド変性体(1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンの脱炭酸縮合反応により生成するカルボジイミド変性体等)等が挙げられる。
2つ以上のイソシアナト基を有する芳香族ポリ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、ならびにこれらの異性体混合物(MDI)、1,3−キシリレンジイソシアネートおよび1,4−キシリレンジイソシアネート、ならびにこれらの異性体混合物(XDI)、1,3−テトラメチルキシリレンジイソシアネートおよび1,4−テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ならびにこれらの異性体混合物(TMXDI)、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)等が挙げられる。
中でも、芳香族ポリイソシアネートとして、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、2,2'−ジフェニルメタンジイソシアネート、1.3−キシリレンジイソシアネート、および1,4−キシリレンジイソシアネートから選択される少なくとも1つを用いることが好ましい。このような芳香族ポリイソシアネートを含むことにより、得られる重合体組成物の硬化物は、優れた透明性を有するとともに、耐衝撃性および耐熱性を良好なバランスで有する。
芳香脂肪族ポリ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)等が挙げられる。
脂肪族ポリ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(PDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、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、1,6,11−ウンデカメチレントリイソシアネート、1,3,6−ヘキサメチレントリイソシアネート、1,8−ジイソシアネート−4−イソシアナトメチルオクタン、2,5,7−トリメチル−1,8−ジイソシアネート−5−イソシアナトメチルオクタン、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、リジントリイソシアネート、2−イソシアナトエチル−2,6−ジイソシアネートヘキサノエート、2−イソシアナトプロピル−2,6−ジイソシアネートヘキサノエート、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。
また、脂肪族ポリイソシアネートは、脂環族ポリイソシアネート(1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンを除く)を含み得る。
このような脂環族ポリイソシアネート(1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンを除く)としては、例えば、イソホロンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、トランス,トランス−、トランス,シス−、およびシス,シス−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートおよびこれらの混合物(水添MDI)、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、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、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、2,5−ジイソシアナトメチルビシクロ〔2,2,1〕−ヘプタン、その異性体である2,6−ジイソシアナトメチルビシクロ〔2,2,1〕−ヘプタン(NBDI)、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。
ポリイソシアネート成分(A)は、本発明の効果を阻害しない範囲でモノイソシアネート化合物を任意成分として含んでもよい。モノイソシアネートとしては、例えば、メチルイソシアネート、エチルイソシアネート、n−ヘキシルイソシアネート、シクロヘキシルイソシアネート、2−エチルヘキシルイソシアネート、フェニルイソシアネート、ベンジルイソシアネート等が挙げられる。
一実施形態において、ポリイソシアネート成分(A)全体に対する1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(a1)の量は、例えば、20モル%以上、好ましくは、30モル%以上、より好ましくは、35モル%以上であり、例えば、90モル%以下、好ましくは、80モル%以下、より好ましくは、70モル%以下である。
1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンの含有割合が上記範囲内であれば、得られる重合性組成物の硬化物は、優れた耐熱性、耐衝撃性、および透明性を有し得る。
一実施形態において、ポリイソシアネート成分(A)全体に対する芳香族ポリイソシアネート化合物(a2)の量は、5モル%以上、好ましくは、10モル%以上、より好ましくは、20モル%以上であり、例えば、60モル%以下、好ましくは、50モル%以下、より好ましくは、40モル%以下である。
芳香族ポリイソシアネート化合物の含有割合が上記範囲内であれば、得られる重合性組成物の硬化物は、優れた耐熱性、耐衝撃性、および透明性を有し得る。
ポリイソシアネート成分(A)中の、芳香族ポリイソシアネート化合物(a2)のモル数(b)に対する、1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(a1)のモル数(a)の比率((b)/(a))は0.02以上、3.0以下であり、より好ましくは0.05以上、1.5以下でありさらに好ましくは0.1以上、1.0以下である。
ポリイソシアネート成分(A)中の、芳香族ポリイソシアネート化合物(a2)のモル数(b)に対する、1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(a1)のモル数 (a)の比率((b)/(a))が上記範囲内であれば、得られる重合性組成物の硬化物は、優れた耐熱性、耐衝撃性、および透明性を有し得る。
<ポリオール成分(B)>
本実施形態の重合性組成物に用いられるポリオール成分(B)は、分子量が200以上400未満であり、2つの水酸基を有するジオール化合物を含む。
本実施形態の重合性組成物に用いられるポリオール成分(B)は、分子量が200以上400未満であり、2つの水酸基を有するジオール化合物を含む。
分子量が200以上400未満であり、2つの水酸基を有するジオール化合物としては、上記範囲の分子量を有する、ポリエーテルジオール、ポリエステルジオール、ポリカーボネートジオール、ポリオレフィンジオール、アクリルジオール、ビニルモノマー変性ジオール等が挙げられる。中でも、ジオール化合物として、ポリエーテルジオールを用いることが好ましい。ジオール化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本実施形態で用いられるジオール化合物の分子量は、200以上400未満である。このようなジオール化合物を用いることにより、得られる重合性組成物の硬化物は、優れた透明性を有するとともに、耐熱性および耐衝撃性に優れる。
ポリエーテルジオールとしては、例えば、ポリオキシアルキレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール等が挙げられる。
ポリオキシアルキレングリコールは、例えば、アルキレンオキサイドの付加重合物である。
アルキレンオキサイドとしては、例えば、プロピレンオキサイド、エチレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド等が挙げられる。また、これらアルキレンオキサイドは、単独使用または2種類以上併用することができる。また、これらのうち、好ましくは、プロピレンオキサイド、エチレンオキサイド、ブチレンオキサイドが挙げられる。なお、ポリオキシアルキレンポリオールには、例えば、プロピレンオキサイドと、エチレンオキサイド等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が含まれる。
ポリエステルジオールとしては、例えば、低分子量ジオール(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、およびビスフェノールA等)と多塩基酸とを、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、ヘット酸等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等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等が挙げられる。
ポリエステルジオールとしては、例えば、上記した低分子量ジオールを開始剤として、例えば、ε−カプロラクトン、γ−バレロラクトン等のラクトン類や、例えば、L−ラクチド、D−ラクチド等のラクチド類等を開環重合して得られる、ポリカプロラクトンジオール、ポリバレロラクトンジオール、さらには、それらに2価アルコールを共重合したラクトン系ポリエステルジオール等が挙げられる。
ポリカーボネートジオールとしては、例えば、上記した低分子量ジ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−ヘキサンジオール等の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ジオール等が挙げられる。
ポリオレフィンジオールとしては、例えば、ポリブタジエングリコール、部分ケン価エチレン−酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。
アクリルジオールとしては、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等が挙げられる。好ましくは、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
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等のアルキル(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−メチルスチレン等の芳香族ビニル、例えば、(メタ)アクリロニトリル等のシアン化ビニル、例えば、(メタ)アクリル酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸等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)アクリレート等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−メチルスチレン等のイソシアネート基を含むビニルモノマー等が挙げられる。
アクリルジオールは、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。
ビニルモノマー変性ジオールは、高分子量ジオールと、ビニルモノマーとの反応により得ることができる。
好ましい実施形態において、ジオール化合物として、分子量が200以上400未満のポリテトラメチレンエーテルグリコールが用いられる。このようなポリテトラメチレンエーテルポリオールを用いることにより、得られる重合性組成物の硬化物は、優れた耐衝撃性と優れた透明性を有し得る。
本実施形態に用いられるポリオール成分(B)は、上述の分子量が200以上400未満のジオール化合物に加え、本発明の効果を損なわない範囲で、他のポリオール化合物を含んでもよい。使用できる他のポリオール化合物としては、分子量が400未満のジオール化合物および3つ以上の水酸基を有するポリオール等が挙げられる。
分子量が200未満のジオール化合物としては、分子量が200未満の、ポリエーテルジオール、ポリエステルジオール、ポリカーボネートジオール、ポリオレフィンジオール、アクリルジオール、ビニルモノマー変性ジオール等が挙げられる。このジオール化合物の分子量の下限値は、例えば、80以上、好ましくは、100以上である。中でも、ポリエーテルジオールを用いることが好ましい。このような分子量が200未満のジオール化合物を用いることにより、得られる重合性組成物の硬化物は優れた透明性を有し得る。
ポリオール成分(B)が、分子量200以上400未満のジオール化合物と分子量200未満のジオール化合物を含む場合、分子量200未満のジオール化合物は、分子量200以上400未満のジオール化合物に対し、例えば、10モル%以上90モル%以下の量で使用できる。
3つ以上の水酸基を有するポリオールとしては、3官能以上のポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、およびポリカーボネートポリオールが挙げられる。
<ポリチオール成分(C)>
本実施形態の重合性組成物に用いられるポリチオール成分(C)は、2つのメルカプト基を有するジチオール化合物を含む。
本実施形態の重合性組成物に用いられるポリチオール成分(C)は、2つのメルカプト基を有するジチオール化合物を含む。
本実施形態で用いられるジチオール化合物としては、脂肪族ジチオール、芳香族ジチオール、複素環含有ジチオール、メルカプト基以外に硫黄原子を含有する脂肪族ジチオール、メルカプト基以外に硫黄原子を含有する芳香族ジチオール、メルカプト基以外に硫黄原子を含有する複素環含有ジチオール等が挙げられる。
脂肪族ジチオールとしては、例えば、メタンジチオール、1,2−エタンジチオール、1,1−プロパンジチオール、1,2−プロパンジチオール、1,3−プロパンジチオール、2,2−プロパンジチオール、1,6−ヘキサンジチオール、1,1−シクロヘキサンジチオール、1,2−シクロヘキサンジチオール、2,2−ジメチルプロパン−1,3−ジチオール、3,4−ジメトキシブタン−1,2−ジチオール、1−メチルシクロヘキサン−2,3−ジチオール、1,1−ビス(メルカプトメチル)シクロヘキサン、1,2−ジメルカプトプロピルメチルエーテル、2,3−ジメルカプトプロピルメチルエーテル、ビス(2−メルカプトエチル)エーテル、チオリンゴ酸ビス(2−メルカプトエチルエステル)、2,3−ジメルカプトコハク酸(2−メルカプトエチルエステル)、2,3−ジメルカプト−1−プロパノール(2−メルカプトアセテート)、2,3−ジメルカプト−1−プロパノール(3−メルカプトプロピオネート)、ジエチレングリコールビス(2−メルカプトアセテート)、ジエチレングリコールビス(3−メルカプトプロピオネート)、2,2−ビス(メルカプトメチル)−1,3−プロパンジチオール、エチレングリコールビス(2−メルカプトアセテート)、エチ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(メルカプトグリコレート)、ブタンジオールビス(3−メルカプトプロピオネート)、テトラエチレングリコールビス(3−メルカプトプロピオネート)、トリメチロールプロパンビス(2−メルカプトアセテート)、トリメチロールプロパンビス(3−メルカプトプロピオネート)等が挙げられる。
芳香族ジチオールとしては、例えば、1,2−ジメルカプトベンゼン、1,3−ジメルカプトベンゼン、1,4−ジメルカプトベンゼン、1,2−ビス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,3−ビス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,4−ビス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,2−ビス(メルカプトエチル)ベンゼン、1,3−ビス(メルカプトエチル)ベンゼン、1,4−ビス(メルカプトエチル)ベンゼン、2,5−トルエンジチオール、3,4−トルエンジチオール、1,4−ナフタレンジチオール、1,5−ナフタレンジチオール、2,6−ナフタレンジチオール、2,7−ナフタレンジチオール、2,4−ジメチルベンゼン−1,3−ジチオール、4,5−ジメチルベンゼン−1,3−ジチオール、フェニルメタン−1,1−ジチオール、1,2−ビス(メルカプトメチレンオキシ)ベンゼン、1,3−ビス(メルカプトメチレンオキシ)ベンゼン、1,4−ビス(メルカプトメチレンオキシ)ベンゼン、1,2−ビス(メルカプトエチレンオキシ)ベンゼン、1,3−ビス(メルカプトエチレンオキシ)ベンゼン、1,4−ビス(メルカプトエチレンオキシ)ベンゼン、2,2'−ジメルカプトビフェニル、4,4'−ジメルカプトビフェニル、4,4'−ジメルカプトビベンジル、9,10−アントラセンジメタンチオール、1,3−ジ(p−メトキシフェニル)プロパン−2,2−ジチオール、1,3−ジフェニルプロパン−2,2−ジチオール、2,4−ジ(p−メルカプトフェニル)ペンタン等が挙げられる。
複素環含有ジチオールとしては、例えば、2−メチルアミノ−4,6−ジチオール−sym−トリアジン、2−エチルアミノ−4,6−ジチオール−sym−トリアジン、2−アミノ−4,6−ジチオール−sym−トリアジン、2−メトキシ−4,6−ジチオール−sym−トリアジン、2−モルホリノ−4,6−ジチオール−sym−トリアジン、2−シクロヘキシルアミノ−4,6−ジチオール−sym−トリアジン、2−フェノキシ−4,6−ジチオール−sym−トリアジン、2−チオベンゼンオキシ−4,6−ジチオール−sym−トリアジン、2−チオブチルオキシ−4,6−ジチオール−sym−トリアジン等が挙げられる。
メルカプト基以外に硫黄原子を含有する脂肪族ジチオールとしては、例えば、ビス(メルカプトメチル)スルフィド、ビス(2−メルカプトエチル)スルフィド、ビス(メルカプトメチルチオ)メタン、ビス(2−メルカプトエチルチオ)メタン、1,2−ビス(メルカプトメチルチオ)エタン、2,5−ジメルカプト−1,4−ジチアン、ビス(メルカプトメチル)ジスルフィド、ビス(メルカプトエチル)ジスルフィド、1,2−ビス(2−メルカプトエチルチオ)エタン、1,2−ビス(3−メルカプトプロピル)エタン、1,3−ビス(メルカプトメチルチオ)プロパン、1,3−ビス(2−メルカプトエチルチオ)プロパン、1,3−ビス(3−メルカプトプロピルチオ)プロパン、4,6−ビス(メルカプトメチルチオ)−1,3−ジチアン、2−(2,2−ビス(メルカプトメチルチオ)エチル)−1,3−ジチエタン、ビス(メルカプトプロピル)ジスルフィド等、およびこれらのチオグリコール酸およびメルカプトプロピオン酸のエステル、ヒドロキシメチルスルフィドビス(2−メルカプトアセテート)、ヒドロキシメチルスルフィドビス(3−メルカプトプロピオネート)、ヒドロキシエチルスルフィドビス(2−メルカプトアセテート)、ヒドロキシエチルスルフィドビス(3−メルカプトプロピオネート)、ヒドロキシプロピルスルフィドビス(2−メルカプトアセテート)、ヒドロキシプロピルスルフィドビス(3−メルカプトプロピオネート)、ヒドロキシメチルジスルフィドビス(2−メルカプトアセテート)、ヒドロキシメチルジスルフィドビス(3−メルカプトプロピオネート)、ヒドロキシエチルジスルフィドビス(2−メルカプトアセテート)、ヒドロキシエチルジスルフィドビス(3−メルカプトプロピオネート)、ヒドロキシプロピルジスルフィドビス(2−メルカプトアセテート)、ヒドロキシプロピルジスルフィドビス(3−メルカプトプロピオネート)、2−メルカプトエチルエーテルビス(2−メルカプトアセテート)、2−メルカプトエチルエーテルビス(3−メルカプトプロピオネート)、1,2−ビス〔(2−メルカプトエチル)チオ〕−3−メルカプトプロパン、1,4−ジチアン−2,5−ジオールビス(2−メルカプトアセテート)、1,4−ジチアン−2,5−ジオールビス(3−メルカプトプロピオネート)、チオジグリコール酸ビス(2−メルカプトエチルエステル)、チオジプロピオン酸ビス(2−メルカプトエチルエステル)、4,4−チオジブチル酸ビス(2−メルカプトエチルエステル)、ジチオジグリコール酸ビス(2−メルカプトエチルエステル)、ジチオジプロピオン酸ビス(2−メルカプトエチルエステル)、4,4−ジチオジブチル酸ビス(2−メルカプトエチルエステル)等が挙げられる。
メルカプト基以外に硫黄原子を含有する芳香族ジチオールとしては、例えば、1,2−ビス(メルカプトメチルチオ)ベンゼン、1,3−ビス(メルカプトメチルチオ)ベンゼン、1,4−ビス(メルカプトメチルチオ)ベンゼン、1,2−ビス(メルカプトエチルチオ)ベンゼン、1,3−ビス(メルカプトエチルチオ)ベンゼン、1,4−ビス(メルカプトエチルチオ)ベンゼン等が挙げられる。
メルカプト基以外に硫黄原子を含有する複素環含有ジチオールとしては、例えば、3,4−チオフェンジチオール、2,5−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾール等が挙げられる。
上記ジチオール化合物は、1種を単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。得られる重合性組成物の硬化物の耐衝撃性、透明性の観点より、ジチオール化合物として、1,3−プロパンジチオール、ビス(2−メルカプトエチル)スルフィド、エチレングリコールビス(3−メルカプトプロピオネート)、2,5−ジメルカプトメチル−1,4−ジチアン、4,6−ビス(メルカプトメチルチオ)−1,3−ジチアンおよび2−(2,2−ビス(メルカプトメチルチオ)エチル)−1,3−ジチエタンからなる群より選択される少なくとも1つの化合物を用いることが好ましい。さらに得られる重合性組成物の硬化物の屈折率の観点より、1,3−プロパンジチオール、およびビス(2−メルカプトエチル)スルフィドからなる群より選択される少なくとも1つの化合物を用いることが好ましい。
本実施形態の重合性組成物に用いられるポリチオール成分(C)は、上述のジチオール化合物に加え、本発明の効果を損なわない範囲で、3価、または4価のチオール化合物を含んでもよい。3価のチオール化合物としては、1,2,3−プロパントリチオール、トリメチロールプロパントリス(2−メルカプトアセテート)、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)、トリメチロールエタントリス(2−メルカプトアセテート)、トリメチロールエタントリス(3−メルカプトプロピオネート)、1,2,3−トリス(メルカプトメチルチオ)プロパン、1,2,3−トリス(2−メルカプトエチルチオ)プロパン、1,2,3−トリス(3−メルカプトプロピルチオ)プロパン、4−メルカプトメチル−1,8−ジメルカプト−3,6−ジチアオクタン、ビス(2,3−ジメルカプトプロピル)スルフィド、およびこれらのチオグリコール酸およびメルカプトプロピオン酸のエステル、トリス(メルカプトメチルチオ)メタン、トリス(メルカプトエチルチオ)メタン等の脂肪族ポリチオール化合物;
1,2,3−トリメルカプトベンゼン、1,2,4−トリメルカプトベンゼン、1,3,5−トリメルカプトベンゼン、1,2,3−トリス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,2,4−トリス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,3,5−トリス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,2,3−トリス(メルカプトエチル)ベンゼン、1,2,4−トリス(メルカプトエチル)ベンゼン、1,3,5−トリス(メルカプトエチル)ベンゼン、1,2,3−トリス(メルカプトメチレンオキシ)ベンゼン、1,2,4−トリス(メルカプトメチレンオキシ)ベンゼン、1,3,5−トリス(メルカプトメチレンオキシ)ベンゼン、1,2,3−トリス(メルカプトエチレンオキシ)ベンゼン、1,2,4−トリス(メルカプトエチレンオキシ)ベンゼン、1,3,5−トリス(メルカプトエチレンオキシ)ベンゼン等の芳香族ポリチオール化合物;
2,4,6−トリメルカプト−s−トリアジン、2,4,6−トリメルカプト−1,3,5−トリアジン等の複素環ポリチオール化合物;等が挙げられる。
1,2,3−トリメルカプトベンゼン、1,2,4−トリメルカプトベンゼン、1,3,5−トリメルカプトベンゼン、1,2,3−トリス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,2,4−トリス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,3,5−トリス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,2,3−トリス(メルカプトエチル)ベンゼン、1,2,4−トリス(メルカプトエチル)ベンゼン、1,3,5−トリス(メルカプトエチル)ベンゼン、1,2,3−トリス(メルカプトメチレンオキシ)ベンゼン、1,2,4−トリス(メルカプトメチレンオキシ)ベンゼン、1,3,5−トリス(メルカプトメチレンオキシ)ベンゼン、1,2,3−トリス(メルカプトエチレンオキシ)ベンゼン、1,2,4−トリス(メルカプトエチレンオキシ)ベンゼン、1,3,5−トリス(メルカプトエチレンオキシ)ベンゼン等の芳香族ポリチオール化合物;
2,4,6−トリメルカプト−s−トリアジン、2,4,6−トリメルカプト−1,3,5−トリアジン等の複素環ポリチオール化合物;等が挙げられる。
4価のチオール化合物としては、テトラキス(メルカプトメチル)メタン、ペンタエリスリトールテトラキス(2−メルカプトアセテート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)、5,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、4,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、4,8−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、テトラキス(メルカプトメチルチオメチル)メタン、テトラキス(2−メルカプトエチルチオメチル)メタン、テトラキス(3−メルカプトプロピルチオメチル)メタン、1,1,3,3−テトラキス(メルカプトメチルチオ)プロパン、1,1,2,2−テトラキス(メルカプトメチルチオ)エタン、
1,2,3,4−テトラメルカプトベンゼン、1,2,3,5−テトラメルカプトベンゼン、1,2,4,5−テトラメルカプトベンゼン、1,2,3,4−テトラキス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,2,4,5−テトラキス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,2,3,4−テトラキス(メルカプトエチル)ベンゼン、1,2,3,5−テトラキス(メルカプトエチル)ベンゼン、1,2,4,5−テトラキス(メルカプトエチル)ベンゼン、1,2,3,4−テトラキス(メルカプトメチレンオキシ)ベンゼン、1,2,3,5−テトラキス(メルカプトメチレンオキシ)ベンゼン、1,2,4,5−テトラキス(メルカプトエチレンオキシ)ベンゼン、1,2,3,4−テトラキス(メルカプトエチレンオキシ)ベンゼン、1,2,3,5−テトラキス(メルカプトエチレンオキシ)ベンゼン、1,2,4,5−テトラキス(メルカプトエチレンオキシ)ベンゼン、ビス(2,3−ジメルカプトプロピル)スルフィド、チオグリコール酸ビス(2,3−ジメルカプトプロピルエステル)、チオジプロピオン酸ビス(2,3−ジメルカプトプロピルエステル)、ジチオグリコール酸ビス(2,3−ジメルカプトプロピルエステル)、ジチオジプロピオン酸ビス(2,3−ジメルカプトプロピルエステル)等が挙げられる。
1,2,3,4−テトラメルカプトベンゼン、1,2,3,5−テトラメルカプトベンゼン、1,2,4,5−テトラメルカプトベンゼン、1,2,3,4−テトラキス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,2,4,5−テトラキス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,2,3,4−テトラキス(メルカプトエチル)ベンゼン、1,2,3,5−テトラキス(メルカプトエチル)ベンゼン、1,2,4,5−テトラキス(メルカプトエチル)ベンゼン、1,2,3,4−テトラキス(メルカプトメチレンオキシ)ベンゼン、1,2,3,5−テトラキス(メルカプトメチレンオキシ)ベンゼン、1,2,4,5−テトラキス(メルカプトエチレンオキシ)ベンゼン、1,2,3,4−テトラキス(メルカプトエチレンオキシ)ベンゼン、1,2,3,5−テトラキス(メルカプトエチレンオキシ)ベンゼン、1,2,4,5−テトラキス(メルカプトエチレンオキシ)ベンゼン、ビス(2,3−ジメルカプトプロピル)スルフィド、チオグリコール酸ビス(2,3−ジメルカプトプロピルエステル)、チオジプロピオン酸ビス(2,3−ジメルカプトプロピルエステル)、ジチオグリコール酸ビス(2,3−ジメルカプトプロピルエステル)、ジチオジプロピオン酸ビス(2,3−ジメルカプトプロピルエステル)等が挙げられる。
本実施形態の重合性組成物は、イソシアナト基のモル数aに対する、水酸基のメルカプト基の合計モル数(b+c)の比((b+c)/a)が、0.70〜1.30、好ましくは0.70〜1.20、さらに好ましくは0.90〜1.10となるように、各成分を含むことが好ましい。ここで、aは、ポリイソシアネート成分(A)中のイソシアナト基のモル数であり、bはポリオール成分(B)中の水酸基のモル数であり、cはポリチオール成分(C)中のメルカプト基のモル数である。本実施形態の重合性組成物は、上記範囲の量で各成分を含むことにより、その硬化物は、優れた耐衝撃性を有するとともに、優れた透明性と耐熱性とを有し得る。
本実施形態の重合性組成物に含まれるポリオール成分(B)およびポリチオール成分(C)は、メルカプト基のモル数cに対する水酸基のモル数bの比(b/c)が、0.005〜0.25であることが好ましく、0.025〜0.100であることがより好ましい。上記範囲の比でポリオール成分(B)およびポリチオール成分(C)を含むことにより、得られる重合性組成物の硬化物は、優れた耐衝撃性を有するとともに、優れた透明性と耐熱性とを有し得る。
(その他の成分)
本実施形態の重合性組成物は、適用される用途で所望される特性に応じて、重合触媒、内部離型剤、樹
脂改質剤、光安定剤、ブルーイング剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、着色防止剤、染料、フォトクロミック色素等の添加剤をさらに含んでいてもよい。
本実施形態の重合性組成物は、適用される用途で所望される特性に応じて、重合触媒、内部離型剤、樹
脂改質剤、光安定剤、ブルーイング剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、着色防止剤、染料、フォトクロミック色素等の添加剤をさらに含んでいてもよい。
(重合触媒)
本実施形態の重合性組成物は、重合触媒を含んでもよい。重合触媒としては、ルイス酸、第3級アミン、有機酸、アミン有機酸塩等が挙げられ、ルイス酸、アミン、アミン有機酸塩が好ましく、ジメチル錫クロライド、ジブチル錫ジクロライド、ジブチル錫ラウレートがより好ましい。
本実施形態の重合性組成物は、重合触媒を含んでもよい。重合触媒としては、ルイス酸、第3級アミン、有機酸、アミン有機酸塩等が挙げられ、ルイス酸、アミン、アミン有機酸塩が好ましく、ジメチル錫クロライド、ジブチル錫ジクロライド、ジブチル錫ラウレートがより好ましい。
(内部離型剤)
本実施形態の重合性組成物は、成形後におけるモールドからの離型性を改善する目的で、内部離型剤を含んでもよい。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。内部離型剤の市販品としては、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。
本実施形態の重合性組成物は、成形後におけるモールドからの離型性を改善する目的で、内部離型剤を含んでもよい。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。内部離型剤の市販品としては、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)
本実施形態の重合性組成物は、得られる硬化物の光学物性、耐衝撃性、比重等の諸物性の調節および、当該組成物の粘度やポットライフの調整を目的に、樹脂改質剤を含んでもよい。樹脂改質剤としては、例えば、エピスルフィド化合物、上記ポリオール化合物とは別のアルコール化合物、上記アミン化合物とは別のアミン化合物、エポキシ化合物、有機酸およびその無水物、(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。
本実施形態の重合性組成物は、得られる硬化物の光学物性、耐衝撃性、比重等の諸物性の調節および、当該組成物の粘度やポットライフの調整を目的に、樹脂改質剤を含んでもよい。樹脂改質剤としては、例えば、エピスルフィド化合物、上記ポリオール化合物とは別のアルコール化合物、上記アミン化合物とは別のアミン化合物、エポキシ化合物、有機酸およびその無水物、(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、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。
光安定剤としては、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。
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。
(紫外線吸収剤)
紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系化合物、トリアジン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、を挙げることができる。
紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系化合物、トリアジン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、を挙げることができる。
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、2,2'−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−アクリロイルオキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−アクリロイルオキシ−5−tert−ブチルベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−アクリロイルオキシ−2',4'−ジクロロベンゾフェノン等が挙げられる。
トリアジン系紫外線吸収剤としては、2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−ドデシルオキシプロピル)オキシ]−2−ヒドロキシフェニル]4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−[4−(2−ヒドロキシ−3−トリデシルオキシプロピル)オキシ]−2−ヒドロキシフェニル]−4,6−ビス(2,4ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−(2'−エチル)ヘキシル)オキシ]−2−ヒドロキシフェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2−ヒドロキシ−4−ブチルオキシフェニル)−6−(2,4−ビス−ブチルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−[1−オクチルオキシカルボニルエトキシ]フェニル)−4,6−ビス(4−フェニルフェニル)−1,3,5−トリアジン等が挙げられる。
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−メチルフェノール、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)−4,6−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)−4,6−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−メチル−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)−2,4−tert−ブチルフェノール、2,2'−メチレンビス[6−(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)フェノール]等が挙げられる。これらの紫外線吸収剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
<光学材料用重合性組成物の製造方法>
本実施形態の光学材料用重合性組成物は、ポリイソシアネート成分(A)、ポリオール成分(B)、およびポリチオール成分(C)、ならびに必要に応じてその他の成分を一括で混合する方法、または、ポリイソシアネート成分(A)とポリオール成分(B)とを反応させてプレポリマーを得た後、このプレポリマーにポリチオール成分(C)を添加混合する方法により調製される。
本実施形態の光学材料用重合性組成物は、ポリイソシアネート成分(A)、ポリオール成分(B)、およびポリチオール成分(C)、ならびに必要に応じてその他の成分を一括で混合する方法、または、ポリイソシアネート成分(A)とポリオール成分(B)とを反応させてプレポリマーを得た後、このプレポリマーにポリチオール成分(C)を添加混合する方法により調製される。
<硬化物>
本実施形態の重合性組成物を重合することにより硬化物が得られる。硬化物は、モールドの形状により様々な形状として得ることができる。重合方法は、従来公知の方法を挙げることができ、その条件も特に限定されない。
本実施形態の重合性組成物を重合することにより硬化物が得られる。硬化物は、モールドの形状により様々な形状として得ることができる。重合方法は、従来公知の方法を挙げることができ、その条件も特に限定されない。
本実施形態において、硬化物の製造方法は、特に限定されないが、好ましい製造方法として注型重合が挙げられる。はじめに、ガスケットまたはテープ等で保持された成型モールド間に重合性組成物を注入する。この時、得られる硬化物に要求される物性によっては、必要に応じて、減圧下での脱泡処理や加圧、減圧等の濾過処理等を行うことが好ましい場合が多い。
重合条件については、成分(A)〜成分(C)の種類と使用量、触媒の種類と使用量、モールドの形状等によって条件が異なるため限定されるものではないが、およそ、−50〜150℃の温度で1〜50時間かけて行われる。場合によっては、10〜150℃の温度範囲で保持または徐々に昇温して、1〜25時間で硬化させることが好ましい。
本実施形態の硬化物は、必要に応じて、アニール等の処理を行ってもよい。処理温度は通常50〜150℃の間で行われるが、90〜140℃で行うことが好ましく、100〜130℃で行うことがより好ましい。
また、本実施形態において、光学材料用重合性組成物を加熱硬化させて得られる硬化物は、たとえば光学材料として使用することができるか、または光学材料の一部を構成することができる。本実施形態の硬化物は、無色透明で外観に優れるとともに、高屈折率、高アッベ数などの光学特性に優れ、また耐衝撃性および耐熱性に優れている。そのため、硬化物を所望の形状とし、必要に応じてコート層や他の部材等を設けることにより、様々な光学材料として用いることができる。
<光学材料>
本実施形態の光学材料としては、プラスチックレンズ、カメラレンズ、発光ダイオード(LED)、プリズム、光ファイバー、情報記録基板、フィルター、発光ダイオード等を挙げることができる。特に、プラスチックレンズ、カメラレンズ、発光ダイオード等の光学材料、光学素子として好適である。
本実施形態の光学材料としては、プラスチックレンズ、カメラレンズ、発光ダイオード(LED)、プリズム、光ファイバー、情報記録基板、フィルター、発光ダイオード等を挙げることができる。特に、プラスチックレンズ、カメラレンズ、発光ダイオード等の光学材料、光学素子として好適である。
本実施形態の硬化物を含むプラスチックレンズは、必要に応じて、当該硬化物からなるレンズ基材の片面または両面にコーティング層を施して、積層プラスチックレンズとして用いてもよい。コーティング層としては、プライマー層、ハードコート層、反射防止膜層、防曇コート膜層、防汚染層、撥水層等が挙げられる。これらのコーティング層はそれぞれ単独で用いることも複数のコーティング層を多層化して使用することもできる。両面にコーティング層を施す場合、それぞれの面に同様なコーティング層を施しても、異なるコーティング層を施してもよい。
これらのコーティング層はそれぞれ、赤外線から目を守る目的で赤外線吸収剤、レンズの耐候性を向上する目的で光安定剤や酸化防止剤、レンズのファッション性を高める目的で染料や顔料、さらにフォトクロミック染料やフォトクロミック顔料、帯電防止剤、その他、レンズの性能を高めるための公知の添加剤を併用してもよい。ハードコート層、反射防止コート等のコート層またプライマー層を設けてもよい。
本実施形態の硬化物を含むプラスチックレンズはファッション性やフォトクロミック性の付与等を目的として、目的に応じた色素を用い、染色して使用してもよい。レンズの染色は公知の染色方法で実施可能である。
また、本実施形態の光学材料の製造方法は、たとえば、本実施形態の重合性組成物を注型重合する工程を含む。
また、本実施形態の光学材料の製造方法は、たとえば、本実施形態の重合性組成物を注型重合する工程を含む。
以上、本実施形態に基づき本開示を説明したが、本開示の効果を損なわない範囲で様々な構成を採用することができる。
以下、本発明を実施例および比較例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。まず、本発明の実施例における成形体の評価項目および評価方法を以下に示す。
<評価方法>
・透明性(HAZE):日本電色工業株式会社製のヘイズメーター(型番:NDH 2000)を使用し、2.5mm厚の平板状の硬化物のHAZE値を測定した。結果を数値として表1に示す。
・耐熱性(ガラス転移温度Tg(℃)):硬化物(2.5mm厚)の試験サンプルを、幅5mm、長さ30mmのサイズに加工した。次いで、この試験サンプルに対して、動的粘弾性測定装置(Perkin Elmer社製 Dynamic Mechanical Analayer モデル:DMA8000)を用いて、曲げモード、チャック間距離13mm、昇温速度3℃/min、測定周波数1.0Hzの条件で、試験サンプルの動的粘弾性を測定した。tanδのピーク温度をTgとして算出し、その結果を数値として表1に示した。
・透明性(HAZE):日本電色工業株式会社製のヘイズメーター(型番:NDH 2000)を使用し、2.5mm厚の平板状の硬化物のHAZE値を測定した。結果を数値として表1に示す。
・耐熱性(ガラス転移温度Tg(℃)):硬化物(2.5mm厚)の試験サンプルを、幅5mm、長さ30mmのサイズに加工した。次いで、この試験サンプルに対して、動的粘弾性測定装置(Perkin Elmer社製 Dynamic Mechanical Analayer モデル:DMA8000)を用いて、曲げモード、チャック間距離13mm、昇温速度3℃/min、測定周波数1.0Hzの条件で、試験サンプルの動的粘弾性を測定した。tanδのピーク温度をTgとして算出し、その結果を数値として表1に示した。
・曲げ強度(曲げ弾性率):厚さ2.5mm、幅25mm、長さ65mmの樹脂平板を作製し、SHIMADZU社製AUTOGRAPH AGS−Jを用いて、3点曲げモードで測定し、試験片に20N−30Nの力がかかった範囲より弾性率を求めた。
・耐衝撃性(IZOD):厚さ2.5mmで幅10.0mm、長さ70.0mmの樹脂平板(ノッチなし)を作製し、東洋精機社製のIZOD衝撃試験機(ハンマー容量40kgf)を用い試験した。試験の結果、樹脂平板が破断しなかったものを「〇」、破断したものを「×」とし、破断したものについては、算出される衝撃強度を示した。
・耐衝撃性(パンクチャー試験):厚さ2.5mm、直径81mmの4カーブ形状のレンズを作製し、高速衝撃試験機(島津製作所社製 島津 HYDRO SHOT HITS−P−10)を用いて以下の条件で実施した。
パンクチャー点はX軸の交点付近とした。
ストライカー径 : 1/2インチΦ
支持台径 : 上穴 : 2.5インチΦ、下穴 : 40mmΦ
試験速度 : 15 m/s
試験温度 : 23℃
破壊タイプ : B 脆性破壊
D 延性破壊
パンクチャー試験における最大衝撃力点における変位が10.0mm以上のものは「〇」、10.0mmより低いものは「×」と評価した。
・耐衝撃性(ハンマー打撃試験):厚さ2.5mmの樹脂平板に対して、プラスドライバーを突き立て、樹脂が破断せず、プラスドライバー状に穴が開いたものは「〇」、樹脂が2片以上に割れたものは「×」と評価した。
・耐衝撃性(パンクチャー試験):厚さ2.5mm、直径81mmの4カーブ形状のレンズを作製し、高速衝撃試験機(島津製作所社製 島津 HYDRO SHOT HITS−P−10)を用いて以下の条件で実施した。
パンクチャー点はX軸の交点付近とした。
ストライカー径 : 1/2インチΦ
支持台径 : 上穴 : 2.5インチΦ、下穴 : 40mmΦ
試験速度 : 15 m/s
試験温度 : 23℃
破壊タイプ : B 脆性破壊
D 延性破壊
パンクチャー試験における最大衝撃力点における変位が10.0mm以上のものは「〇」、10.0mmより低いものは「×」と評価した。
・耐衝撃性(ハンマー打撃試験):厚さ2.5mmの樹脂平板に対して、プラスドライバーを突き立て、樹脂が破断せず、プラスドライバー状に穴が開いたものは「〇」、樹脂が2片以上に割れたものは「×」と評価した。
[実施例1]
ジブチルスズジクロライド0.03重量部、ブトキシエチルアシッドフォスフェート0.09重量部(城北化学工業株式会社製、商品名「JP506H」)、1,4−ビス(イソシアナとメチル)シクロヘキサン10.89重量部(三井化学社製、商品名「フォルティモ」、1,4−H6XDIと略す)、1,3−ビス(イソシアナとメチル)シクロヘキサン3.63重量部(三井化学社製、商品名「タケネート600」、1,3−H6XDIと略す)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDIと略す)4.68重量部を混合溶解し均一溶液とした。当該溶液に平均分子量が250のポリテトラメチレンオキシド1.17重量部(SIGMA−ALDRICH社製、ポリ(テトラヒドロフラン)、PTMEG250と略す)を滴下挿入し、20℃で1時間反応させた。その後当該溶液に1,3−プロパンジチオール9.6重量部(富士フィルム和光純薬株式会社製)を混合し均一溶液とした。当該溶液を0℃に冷却後、400Paにして脱泡を30分間行った後に成型モールドへ注入した。これを100℃に加温したオーブンへ投入し、100℃、24時間の条件で重合した。重合終了後、オーブンから取り出して成型モールドからの離型作業を行った。離型性は良好であり、モールドの剥離は見られなかった。
得られた成型体の評価結果を表1に示す。
ジブチルスズジクロライド0.03重量部、ブトキシエチルアシッドフォスフェート0.09重量部(城北化学工業株式会社製、商品名「JP506H」)、1,4−ビス(イソシアナとメチル)シクロヘキサン10.89重量部(三井化学社製、商品名「フォルティモ」、1,4−H6XDIと略す)、1,3−ビス(イソシアナとメチル)シクロヘキサン3.63重量部(三井化学社製、商品名「タケネート600」、1,3−H6XDIと略す)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDIと略す)4.68重量部を混合溶解し均一溶液とした。当該溶液に平均分子量が250のポリテトラメチレンオキシド1.17重量部(SIGMA−ALDRICH社製、ポリ(テトラヒドロフラン)、PTMEG250と略す)を滴下挿入し、20℃で1時間反応させた。その後当該溶液に1,3−プロパンジチオール9.6重量部(富士フィルム和光純薬株式会社製)を混合し均一溶液とした。当該溶液を0℃に冷却後、400Paにして脱泡を30分間行った後に成型モールドへ注入した。これを100℃に加温したオーブンへ投入し、100℃、24時間の条件で重合した。重合終了後、オーブンから取り出して成型モールドからの離型作業を行った。離型性は良好であり、モールドの剥離は見られなかった。
得られた成型体の評価結果を表1に示す。
[比較例1]
ジブチルスズジクロライド0.03重量部、ブトキシエチルアシッドフォスフェート0.09重量部(城北化学工業株式会社製、商品名「JP506H」)、1,4−ビス(イソシアナとメチル)シクロヘキサン18.84重量部(三井化学社製、商品名「フォルティモ」、1,4−H6XDIと略す)を混合溶解し均一溶液とした。当該溶液に平均分子量が250のポリテトラメチレンオキシド1.20重量部(SIGMA−ALDRICH社製、ポリ(テトラヒドロフラン)、PTMEG250と略す)を滴下挿入し、20℃で1時間反応させた。その後当該溶液に1,3−プロパンジチオール9.96重量部(富士フィルム和光純薬株式会社製)を混合し均一溶液とした。当該溶液を0℃に冷却後、400Paにして脱泡を30分間行った後に成型モールドへ注入した。これを130℃に加温したオーブンへ投入し、130℃、5時間の条件で重合した。重合終了後、オーブンから取り出して成型モールドからの離型作業を行った。離型性は良好であり、モールドの剥離は見られなかった。
得られた成型体の評価結果を表1に示す。
ジブチルスズジクロライド0.03重量部、ブトキシエチルアシッドフォスフェート0.09重量部(城北化学工業株式会社製、商品名「JP506H」)、1,4−ビス(イソシアナとメチル)シクロヘキサン18.84重量部(三井化学社製、商品名「フォルティモ」、1,4−H6XDIと略す)を混合溶解し均一溶液とした。当該溶液に平均分子量が250のポリテトラメチレンオキシド1.20重量部(SIGMA−ALDRICH社製、ポリ(テトラヒドロフラン)、PTMEG250と略す)を滴下挿入し、20℃で1時間反応させた。その後当該溶液に1,3−プロパンジチオール9.96重量部(富士フィルム和光純薬株式会社製)を混合し均一溶液とした。当該溶液を0℃に冷却後、400Paにして脱泡を30分間行った後に成型モールドへ注入した。これを130℃に加温したオーブンへ投入し、130℃、5時間の条件で重合した。重合終了後、オーブンから取り出して成型モールドからの離型作業を行った。離型性は良好であり、モールドの剥離は見られなかった。
得られた成型体の評価結果を表1に示す。
[比較例2]
ジブチルスズジクロライド0.03重量部、ブトキシエチルアシッドフォスフェート0.09重量部 (城北化学工業株式会社製、商品名「JP506H」)、1,4−ビス(イソシアナとメチル)シクロヘキサン8.25重量部(三井化学社製、商品名「フォルティモ」、1,4−H6XDIと略す)、1,3−ビス(イソシアナとメチル)シクロヘキサン8.25重量部(三井化学社製、商品名「タケネート600」、1,3−H6XDIと略す)を混合溶解し均一溶液とした。当該溶液に平均分子量が250のポリテトラメチレンオキシド1.05重量部(SIGMA−ALDRICH社製、ポリ(テトラヒドロフラン)、PTMEG250と略す)を滴下挿入し、20℃で1時間反応させた。その後当該溶液にビス(2−メルカプトエチル)スルフィド(2MEと略す)12.45重量部(丸善石油化学株式会社製)を混合し均一溶液とした。当該溶液を0℃に冷却後、400Paにして脱泡を30分間行った後に成型モールドへ注入した。これを100℃に加温したオーブンへ投入し、100℃、24時間の条件で重合した。重合終了後、オーブンから取り出して成型モールドからの離型作業を行った。離型性は良好であり、モールドの剥離は見られなかった。
得られた成型体の評価結果を表1に示す。
ジブチルスズジクロライド0.03重量部、ブトキシエチルアシッドフォスフェート0.09重量部 (城北化学工業株式会社製、商品名「JP506H」)、1,4−ビス(イソシアナとメチル)シクロヘキサン8.25重量部(三井化学社製、商品名「フォルティモ」、1,4−H6XDIと略す)、1,3−ビス(イソシアナとメチル)シクロヘキサン8.25重量部(三井化学社製、商品名「タケネート600」、1,3−H6XDIと略す)を混合溶解し均一溶液とした。当該溶液に平均分子量が250のポリテトラメチレンオキシド1.05重量部(SIGMA−ALDRICH社製、ポリ(テトラヒドロフラン)、PTMEG250と略す)を滴下挿入し、20℃で1時間反応させた。その後当該溶液にビス(2−メルカプトエチル)スルフィド(2MEと略す)12.45重量部(丸善石油化学株式会社製)を混合し均一溶液とした。当該溶液を0℃に冷却後、400Paにして脱泡を30分間行った後に成型モールドへ注入した。これを100℃に加温したオーブンへ投入し、100℃、24時間の条件で重合した。重合終了後、オーブンから取り出して成型モールドからの離型作業を行った。離型性は良好であり、モールドの剥離は見られなかった。
得られた成型体の評価結果を表1に示す。
Claims (10)
- 1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンと、2つ以上のイソシアナト基を有する芳香族イソシアネートと、を含むポリイソシアネート成分と、
分子量が200以上400未満であり、2つの水酸基を有するジオール化合物を含むポリオール成分と、
2つのメルカプト基を有するポリチオール化合物を含むジチオール成分と、を含む光学材料用重合性組成物。 - 分子量が200以上400未満であり、2つの水酸基を有する前記ジオール化合物が、ポリエーテルジオールを含む、請求項1に記載の光学材料用重合性組成物。
- 前記ポリエーテルジオールが、ポリテトラメチレンエーテルグリコールを含む、請求項2に記載の光学材料用重合性組成物。
- 前記芳香族ポリイソシアネート化合物が、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、2,2'−ジフェニルメタンジイソシアネート、1,3−キシリレンジイソシアネート、および1,4−キシリレンジイソシアネートからなる群より選択される少なくとも1つを含む、請求項1乃至3のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物。
- 前記ポリイソシアネート成分と前記ポリオール成分とが、プレポリマーを形成している、請求項1乃至4のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物。
- 前記ジチオール化合物が、1,3−プロパンジチオール、およびビス(2−メルカプトエチル)スルフィドからなる群から選択される少なくとも1つを含む請求項1乃至5のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物。
- 請求項1乃至6のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物の硬化物からなる成形体。
- 請求項7に記載の成形体からなる光学材料。
- 請求項7に記載の成形体からなるプラスチックレンズ。
- 請求項9に記載のプラスチックレンズと、
前記プラスチックレンズの少なくとも一方の面上に設けられたハードコート層および反射防止膜層と、を備える積層プラスチックレンズ。
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