JP4341061B2 - Plastic lens - Google Patents

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JP4341061B2
JP4341061B2 JP2002079077A JP2002079077A JP4341061B2 JP 4341061 B2 JP4341061 B2 JP 4341061B2 JP 2002079077 A JP2002079077 A JP 2002079077A JP 2002079077 A JP2002079077 A JP 2002079077A JP 4341061 B2 JP4341061 B2 JP 4341061B2
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洋之 折戸
満成 池本
俊昭 笹原
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘキサメチレンジイソシアネートのアロファネート変性体を含有する有機ポリイソシアネートと、メルカプト基含有化合物からなるプラスチックレンズ、及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
プラスチックレンズは、無機ガラス製レンズに比べて、軽量性・安全性・成形性等に有利であるため、広く利用されている。特に眼鏡用レンズにおいては、ポリジエチレングリコールビスアリルカーボネート(CR−39)等が広く使用されていた。しかし、CR−39は屈折率が低いため、レンズが厚くなるという欠点がある。そこで、プラスチックレンズの高屈折率化の提案が、種々なされている。例えば、特開昭63−46213号公報に記載されている芳香族ポリイソシアネート化合物とポリチオール化合物とを反応させて得られるポリチオウレタン樹脂は、屈折率が高いことから、広く利用されるようになってきている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭55−13747号公報、特開昭63−23908号公報の方法では、プラスチックレンズの高屈折率化には限界があり、また耐水性、耐衝撃性も不十分であった。
【0004】
特開昭63−46213号公報に記載されているプラスチックレンズは、屈折率のよいポリチオウレタン系樹脂を用いている。しかし、ポリチオウレタン系樹脂は、耐湿性が十分でないことから、長期間の使用で吸水によりレンズの白濁や変形が生じることがあり、また耐衝撃性も不十分であった。
【0005】
プラスチックレンズの耐衝撃性を改良する手段として、脂環族イソシアネートと多官能ポリチオールからなるポリチオウレタン系樹脂を用いる方法や、脂肪族イソシアネートのイソシアヌレート変性体を用いたポリウレタン系樹脂を用いる方法が提案されている。しかし、該イソシアヌレート変性体が高粘度であるため、プラスチックレンズの作成時において混入した気泡の除去(いわゆる”脱泡”)に時間がかかるという生産効率の悪さという問題があり、実用上、まだ不十分なものであった。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、鋭意検討の結果、特定の有機ポリイソシアネートを使用すること等により、上記の欠点を改良し、脱泡が容易であるために生産効率が良く、かつ、屈折率・耐熱性・耐湿性・耐衝撃性にも優れ、良好な硬化性を有するプラスチックレンズ、及びその製造方法を見いだした。
【0008】
すなわち本発明は、(A)有機ポリイソシアネート、及び(B)2個以上のメルカプト基を有する化合物、を有する組成物から得られるプラスチックレンズにおいて、
(A)の有機ポリイソシアネートが、ヘキサメチレンジイソシアネートと炭素数1〜6の脂肪族モノオールからなるアロファネート変性体を含有し、かつ、該変性体の25℃における粘度が500mPa・s 以下であること、
(B)の2個以上の活性水素基を有する化合物が、ペンタエリスルトールテトラキス(メルカプトアセテート)、及び/又は、1,3−ビス(メルカプトメチル)ベンゼンであること、
(A)有機ポリイソシアネートと(B)2個以上のメルカプト基を有する化合物の混合比が、イソシアネート基/活性水素基の比率が0.9〜1.2であること、
を特徴とするプラスチックレンズである。
【0009】
本発明は、前記の(A)及び(B)を有する組成物をモールドに注入して、該組成物を加熱して硬化させること、を特徴とするプラスチックレンズの製造方法である。
【0010】
本発明の最大の特徴は、(A)有機ポリイソシアネートとして、HDIのアロファネート変性体を含有し、かつ、該変性体の25℃における粘度が500mPa・s 以下である有機ポリイソシアネートを用いることである。本発明者等は、プラスチックレンズを作成する際に混入するバブルが容易に脱泡することにより生産性を向上させ、かつ、従来とほぼ同等の、屈折率・耐熱性・耐湿性・耐衝撃性といった要求される性能を十分に満たす、良好なプラスチックレンズ、及びその製造方法を発明するに至ったのである。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明を更に詳しく説明する。本発明で使用する(A)有機ポリイソシアネートは、25℃における粘度が500mPa・s 以下であるHDIのモノアロファネート変性体を主成分としたものである。粘度が25℃における粘度が500mPa・s を越える場合は、脱泡に要する時間が長くなる等の問題を生じやすい。
【0012】
このHDIのアロファネート変性体の製造方法としては、炭素数1〜6の脂肪族モノオール(a)と有機ジイソシアネート(b)を、アロファネート化触媒(c)の存在下、70〜150℃でイソシアネート基を水酸基の1.9〜2.1倍モルまで反応させ、所定の反応率となったときに触媒毒(d)を加えて反応を停止し、更に好ましくは蒸留や抽出等により、残存モノマーを除去するという方法である。
【0013】
本発明に用いられる、炭素数1〜6の脂肪族モノオール(a)は、分子中にアルコール性水酸基を1個有する化合物であり、具体的には、メタノール、エタノール、プロパノール(各種異性体を含む)、ブタノール(各種異性体を含む)、プロパノール(各種異性体を含む)、ヘキサノール(各種異性体を含む)等の脂肪族モノオールである。
【0014】
アロファネート反応時に用いる有機ポリイソシアネートは、HDIの純モノマーの他に、後述する数平均分子量62〜1,000、好ましくは62〜500のポリオール、ポリチオール、ヒドロキシチオール、チオエーテルポリオールとHDIを主成分とした有機ポリイソシアネートを反応させて得られるイソシアネート基末端プレポリマーも使用できる。これらは単独でも、二種類以上を混合して使用してもよい。また、HDI以外の有機ポリイソシアネートを併用してもよい。
【0015】
併用できるその他の有機ポリイソシアネートとしては、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、2,4−トルエンジイソシアネート、2,6−トルエンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルエーテルジイソシアネート、2−ニトロジフェニル−4,4′−ジイソシアネート、2,2′−ジフェニルプロパン−4,4′−ジイソシアネート、3,3′−ジメチルジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート、4,4′−ジフェニルプロパンジイソシアネート、o−フェニレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、1,4−ナフタレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、3,3′−ジメトキシジフェニル−4,4′−ジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート、1,4−テトラメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート、o−キシレンジイソシアネート、m−キシレンジイソシアネート、p−キシレンジイソシアネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート等の芳香脂肪族ジイソシアネート、水素添加キシレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水素添加トルエンジイソシアネート、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート、水素添加テトラメチルキシレンジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネートがある。また、これらの有機ジイソシアネートのアダクト変性体、ビュレット変性体、イソシアヌレート変性体、ウレトンイミン変性体、ウレトジオン変性体、カルボジイミド変性体等のいわゆる変性有機ポリイソシアネートも使用できる。更に、ポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネート、クルードトルエンジイソシアネート等のような、いわゆるポリメリック体といわれるものも使用できる。これらの有機ポリイソシアネートは単独又は2種以上の混合物で使用することができる。また、これらの有機ポリイソシアネートは、HDIと混合してからアロファネート化反応してもよいし、HDIのアロファネート変性体と混合してもよい。
【0016】
本発明に用いられるアロファネート化触媒(c)としては、有機カルボン酸の金属塩が挙げられる。この有機カルボン酸としては、例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸、カプロン酸、オクチル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、2−エチルヘキサン酸等の飽和脂肪族カルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロペンタンカルボン酸等の飽和脂環族カルボン酸、ビシクロ(4.4.0)デカン−2−カルボン酸等の飽和複環カルボン酸、ナフテン酸等の上記したカルボン酸の混合物、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、大豆油脂肪酸、トール油脂肪酸等の不飽和脂肪族カルボン酸、ジフェニル酢酸等の芳香脂肪族カルボン酸、安息香酸、トルイル酸等の芳香族カルボン酸等が挙げられる。また上記カルボン酸の金属塩を構成する金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、マグネシウム、カルシウム、バリウム等のアルカリ土類金属、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ジルコニウム等の遷移金属、アルミニウム等のホウ素族、スズ、鉛等の炭素族の金属が挙げられる。これらのなかでは、アルキルカルボン酸のジルコニウム、亜鉛、鉛等の金属塩が好ましく、特にアルキルカルボン酸のジルコニウム塩が好ましい。
【0017】
本発明に用いられる触媒毒(d)としては、リン酸、塩酸等の無機酸、スルホン酸基、スルファミン酸基等を有する有機酸及びこれらのエステル類、アシルハライド等公知の物が挙げられる。
【0018】
更に、このようにして得られたアロファネート変性有機ポリイソシアネートに活性水素基含有化合物を反応させて、一部チオウレタン化又はウレタン化したものも本発明における(A)成分として使用できる。
【0019】
前述のような方法で、(A)に活性水素基含有化合物を導入する場合、活性水素基含有化合物としては、官能基数が2であるものが好ましい。官能基数が2未満のときは、得られる有機ポリイソシアネートの官能基数が小さくなる。このため、レンズ成形時におけるポリウレタン系樹脂中の架橋密度が小さくなり、物性が低下しやすくなる。官能基数が2を越える場合は、反応時において、ゲル化しやすくなる。
【0020】
この活性水素含有化合物の具体例としては、1,2−プロパンジオール(以下"1,2PD"と略す)、1,2−ブタンジオール(以下"1,2BD"と略す)、1,3ブタンジオール(以下"1,3−BD"と略す)、2−メチルペンタンジオール(以下"2−MPD"と略す)、3−メチルペンタンジオール(以下"3−MPD"と略す)、ネオペンチルグリコール(以下"NPG"と略す)、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール(以下"DEPD"と略す)、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール(以下"BEPD"と略す)、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール(以下"TMPD"と略す)、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール(以下"EHD"と略す)、1,2−ビス(ヒドロキシメチル)ベンゼン、1,3−ビス(ヒドロキシメチル)ベンゼン、1,4−ビス(ヒドロキシメチル)ベンゼン、1,2−ビス(ヒドロキシエチル)ベンゼン、1,3−ビス(ヒドロキシエチル)ベンゼン、1,4−ビス(ヒドロキシエチル)ベンゼン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物、ビスフェノールFのアルキレンオキサイド付加物、ビスフェノールSのアルキレンオキサイド付加物、テトラキス(メルカプトメチル)メタン、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)、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)、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)、1,2−ビス(1′−メルカプトメチルチオ)−3−メルカプトプロパン、1,2−ビス(1′−メルカプトエチルチオ)−3−メルカプトプロパン(以下"BMETMP"と略す)、1,2,3−トリス(1′−メルカプトメチルチオ)プロパン、1,2,3−トリス(1′−メルカプトメチルチオ)プロパン(以下"TMETP"と略す)、1,2,3−トリス(3′−メルカプトプロピルチオ)プロパン、チオグリセロール、ジチオグリセロール、ジメルカプトプロパノール、ペンタエリスリトールテトラキス(メルカプトアセテート)(以下"PETMA"と略す)、1,3−ビス(メルカプトメチル)ベンゼン(以下"m−MXT"と略す)を挙げることができる。
【0021】
本発明に用いる(B)2個以上のメルカプト基を有する化合物は、具体的には、ペンタエリスルトールテトラキス(メルカプトアセテート)、1,3−ビス(メルカプトメチル)ベンゼン単品又はその混合物である。
【0023】
更には、PETMA、m−MXTを用いると、高屈折率のレンズが得られるので、特に好ましい。
【0024】
プラスチックレンズの成型方法は、(A)有機ポリイソシアネート、(B)メルカプト基含有化合物、及び必要に応じてウレタン化触媒、添加剤を配合し、必要に応じて脱泡して、ガラス製又は金属製のモールドと樹脂ガスケットを組み合わせたモールドの中に注入して加熱硬化させるという方法等、公知の注型成型方法を用いることができる。なお、原料配合時に、成型品の取り出しを容易にするために、モールドを離型剤処理したり、(A)及び/又は(B)中に離型剤を混合してもよい。
【0025】
(A)有機ポリイソシアネートと(B)メルカプト基含有化合物の混合比は、イソシアネート基/メルカプト基の比率が0.9〜1.2の範囲であり、0.92〜1.18の範囲が特に好ましい。イソシアネート基/メルカプト基の比率が0.9〜1.2の範囲外のときは、高分子化、架橋構造導入量が不十分であり、本発明の目的とする高物性のプラスチックレンズが得られない。
【0026】
反応時間及び反応温度は、20〜150℃で0.5〜72時間、好ましくは30〜130℃で1〜50時間である。反応は、1段反応でもよいし、2段以上の多段反応でもよいが、熱履歴等を考慮すると多段反応が好ましい。反応温度や反応時間が上限を越えるとレンズに着色等の問題が生じ、プラスチックレンズとしては好ましくなくなる。
【0027】
本発明に用いることのできるウレタン化触媒としては、ジブチルチンジラウレート、ジメチルチンジクロライド、ステアリン酸ビスマス、オレイン酸ビスマス等の有機金属塩、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン等の三級アミン等、公知のものが挙げられる。
【0028】
本発明に用いることのできる添加剤としては、紫外線吸収剤、酸化防止剤、着色防止剤、蛍光染料、分散性染料、潤滑剤、界面活性剤等が挙げられる。
【0029】
【実施例】
本発明について、実施例、比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。なお、実施例、比較例において「%」は全て「質量%」を意味する。
【0030】
実施例、比較例で得られた樹脂の屈折率、耐熱性、耐湿性、及び耐衝撃性は、下記の試験法によった。
屈折率 :プルフリッヒ屈折計を用い,20℃で測定した。
耐湿性 :直径70mm、厚さ2mmの成型品を85℃温水中に浸漬し1時間後、100時間後及び150時間後の吸水量を測定した。
耐衝撃性:デュポン衝撃試験機((株)安田精機製作所製)によって、サンプルサイズ3.5×3.5cmで、300gの錘を用い、50%が破壊される高さ(cm)を表した。
耐熱性 :得られたレンズを90℃雰囲気下で1週間加熱し、上記と同様の方法で耐衝撃性を測定した。
また、実施例、比較例で樹脂を得る際に、プラスチックレンズの生産性を確認すべく、室温で混合し始めた時点から混合液が完全に脱泡するまでに要する時間(以下、”脱泡時間”と略称する)を測定した。
【0031】
(HDIのアロファネート変性体の合成)
合成例1
撹拌機、温度計、還流冷却器及び窒素ガス導入管を備えた反応器に、HDIを950g仕込み、イソプロパノールを50g仕込み、2−エチルヘキサン酸ジルコニウムを0.006g添加し、窒素雰囲気下で110℃にて3時間反応させ、イソシアネート含量が41%になった時点で、触媒毒としてリン酸を0.2g添加し、更に2時間攪拌した。得られた反応液を、150℃・0.7kPaにて薄膜蒸留を行い、未反応のHDIを除去して、HDIのアロファネート変性体を得た。これをイソシアネートAとする。イソシアネートAの25℃における粘度は100mPa・s 、イソシアネート含量は19.3%であった。
【0032】
合成例2
合成例1と同様な装置に、HDIを900g仕込み、トリデカノールを100g仕込み、2−エチルヘキサン酸ジルコニウムを0.006g添加し、窒素雰囲気下で110℃にて3時間反応させ、イソシアネート含量が41%になった時点で、触媒毒としてリン酸を0.2g添加し、更に2時間攪拌した。得られた反応液を、150℃・0.7kPaにて薄膜蒸留を行い、未反応のHDIを除去して、HDIのアロファネート変性体を得た。これをイソシアネートBとする。イソシアネートBの25℃における粘度は180mPa・s 、イソシアネート含量は14.6%であった。
【0033】
比較合成例
合成例1と同様な装置に、HDIを2,000g仕込み、1,3−ブタンジオールを32g加えて窒素雰囲気下で55℃にて2時間反応させた。その後、2−エチルヘキサン酸カリウムを0.10g添加し、窒素雰囲気下で55℃にて2時間反応させ、イソシアネート含量が42%になった時点で、触媒毒としてリン酸を0.06g添加し、更に2時間攪拌した。得られた反応液を、150℃・0.7kPaにて薄膜蒸留を行い、未反応のHDIを除去して、HDIのイソシアヌレート変性体を得た。これをイソシアネートCとする。イソシアネートCの25℃における粘度は2,500mPa・s 、イソシアネート含量は21.2%であった。
【0034】
実施例
イソシアネートAを100gと、PETMA49.6g、室温で混合し均一とした後、シリコン系焼付タイプの離型剤で処理したガラスモールドとテフロン(登録商標)製ガスケットからなるモールドに注入した。注入後、40℃で3時間、60℃で2時間、80℃で2時間、100℃で2時間加熱を行い、硬化させた。その際の脱泡時間、更に、得られたレンズの屈折率、耐湿性、耐衝撃性、及び耐熱性を表1に示した。
【0035】
実施例3、5、6、比較例1〜6
表1に示した原料を使用し、実施例と同様の方法でプラスチックレンズを得た。得られたレンズの諸特性について、実施例を表1、比較例を表2に示す。
【0036】
【表1】

Figure 0004341061
【0037】
【表2】
Figure 0004341061
【0038】
表1及び表2において用いた略号の意味は以下の通りである。
HDI :ヘキサメチレンジイソシアネート
TMP :トリメチロールプロパン
PETMA:ペンタエリスリトールテトラキス(メルカプトアセテート)
m−MXT:1,3−ビス(メルカプトメチル)ベンゼン
DBTDL:ジブチルチンジラウレート
【0039】
【発明の効果】
本発明によって得られたプラスチックレンズは、屈折率、耐熱性、耐湿性、耐衝撃性に優れ、眼鏡レンズ、カメラレンズ及びその他の光学素子に好適である。また、脱泡が容易であることから、光学素子に好適なプラスチックレンズの生産性が著しく向上した。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a plastic lens comprising an organic polyisocyanate containing an allophanate-modified product of hexamethylene diisocyanate and a mercapto group-containing compound, and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
Plastic lenses are widely used because they are advantageous in terms of lightness, safety, moldability, and the like as compared with inorganic glass lenses. In particular, polydiethylene glycol bisallyl carbonate (CR-39) has been widely used in spectacle lenses. However, since CR-39 has a low refractive index, there is a drawback that the lens becomes thick. Therefore, various proposals for increasing the refractive index of plastic lenses have been made. For example, a polythiourethane resin obtained by reacting an aromatic polyisocyanate compound and a polythiol compound described in JP-A-63-46213 has been widely used because of its high refractive index. It is coming.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the methods disclosed in JP-A-55-13747 and JP-A-63-23908 have limitations in increasing the refractive index of plastic lenses, and the water resistance and impact resistance are insufficient.
[0004]
The plastic lens described in Japanese Patent Laid-Open No. 63-46213 uses a polythiourethane resin having a good refractive index. However, since the polythiourethane resin has insufficient moisture resistance, the lens may become clouded or deformed due to water absorption after long-term use, and the impact resistance is insufficient.
[0005]
As a means for improving the impact resistance of a plastic lens, there are a method using a polythiourethane resin composed of an alicyclic isocyanate and a polyfunctional polythiol, and a method using a polyurethane resin using an isocyanurate modified product of an aliphatic isocyanate. Proposed. However, since the isocyanurate-modified product has a high viscosity, there is a problem of poor production efficiency that it takes time to remove bubbles (so-called “defoaming”) mixed in the production of the plastic lens. It was insufficient.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies, the present inventors have improved the above-mentioned drawbacks by using specific organic polyisocyanates, etc., and are easy to defoam, so that production efficiency is good, and refractive index / heat resistance -A plastic lens having excellent moisture resistance and impact resistance and good curability, and a manufacturing method thereof have been found.
[0008]
That is, the present invention relates to a plastic lens obtained from a composition having (A) an organic polyisocyanate, and (B) a compound having two or more mercapto groups.
The organic polyisocyanate of (A) contains an allophanate-modified product composed of hexamethylene diisocyanate and an aliphatic monool having 1 to 6 carbon atoms, and the viscosity of the modified product at 25 ° C. is 500 mPa · s or less. ,
The compound having two or more active hydrogen groups in (B) is pentaerythritol tetrakis (mercaptoacetate) and / or 1,3-bis (mercaptomethyl) benzene,
(A) The mixing ratio of the organic polyisocyanate and (B) the compound having two or more mercapto groups is such that the ratio of isocyanate group / active hydrogen group is 0.9 to 1.2,
It is a plastic lens characterized by.
[0009]
The present invention is a method for producing a plastic lens, which comprises injecting a composition having the above (A) and (B) into a mold and heating and curing the composition.
[0010]
The greatest feature of the present invention is that (A) an organic polyisocyanate containing an allophanate modified product of HDI and having a viscosity at 25 ° C. of 500 mPa · s or less is used as the organic polyisocyanate. . The inventors of the present invention have improved productivity by easily defoaming bubbles that are mixed in the production of plastic lenses, and have almost the same refractive index, heat resistance, moisture resistance, and impact resistance as before. The present inventors have invented a good plastic lens and a method for manufacturing the same that sufficiently satisfy the required performance.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described in more detail. The organic polyisocyanate (A) used in the present invention is mainly composed of an HDI monoallophanate-modified product having a viscosity at 25 ° C. of 500 mPa · s or less. When the viscosity at 25 ° C. exceeds 500 mPa · s, problems such as an increase in the time required for defoaming tend to occur.
[0012]
As a method for producing this allophanate-modified product of HDI, an aliphatic monool (a) having 1 to 6 carbon atoms and an organic diisocyanate (b) are mixed with an isocyanate group at 70 to 150 ° C. in the presence of an allophanate catalyst (c). Is reacted to 1.9 to 2.1 moles of the hydroxyl group, and when the predetermined reaction rate is reached, the catalyst poison (d) is added to stop the reaction. More preferably, the residual monomer is removed by distillation or extraction. It is a method of removing.
[0013]
The C1-C6 aliphatic monool (a) used in the present invention is a compound having one alcoholic hydroxyl group in the molecule, and specifically includes methanol, ethanol, propanol (various isomers). ), Butanol (including various isomers), propanol (including various isomers), and hexanol (including various isomers).
[0014]
The organic polyisocyanate used at the time of the allophanate reaction is mainly composed of polyol, polythiol, hydroxythiol, thioether polyol and HDI having a number average molecular weight of 62 to 1,000, preferably 62 to 500, which will be described later, in addition to a pure monomer of HDI. An isocyanate group-terminated prepolymer obtained by reacting an organic polyisocyanate can also be used. These may be used alone or in combination of two or more. Moreover, you may use organic polyisocyanate other than HDI together.
[0015]
Other organic polyisocyanates that can be used in combination include 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,2'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, 4'-diphenyl ether diisocyanate, 2-nitrodiphenyl-4,4'-diisocyanate, 2,2'-diphenylpropane-4,4'-diisocyanate, 3,3'-dimethyldiphenylmethane-4,4'-diisocyanate, 4, 4'-diphenylpropane diisocyanate, o-phenylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 1,4-naphthalene diisocyanate, 1,5-naphthalene Socyanate, aromatic diisocyanate such as 3,3'-dimethoxydiphenyl-4,4'-diisocyanate, aliphatic diisocyanate such as 1,4-tetramethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, o-xylene diisocyanate, m-xylene diisocyanate, p- Examples include alicyclic diisocyanates such as xylene diisocyanate and tetramethylxylene diisocyanate, hydrogenated xylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, hydrogenated toluene diisocyanate, hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, and hydrogenated tetramethylxylene diisocyanate. Also, so-called modified organic polyisocyanates such as adduct-modified products, burette-modified products, isocyanurate-modified products, uretonimine-modified products, uretdione-modified products, and carbodiimide-modified products of these organic diisocyanates can be used. Furthermore, what is called a polymeric body like polyphenylene polymethylene polyisocyanate, crude toluene diisocyanate, etc. can also be used. These organic polyisocyanates can be used alone or in a mixture of two or more. These organic polyisocyanates may be mixed with HDI and then subjected to an allophanatization reaction, or may be mixed with an allophanate-modified product of HDI.
[0016]
As an allophanatization catalyst (c) used for this invention, the metal salt of organic carboxylic acid is mentioned. Examples of the organic carboxylic acid include acetic acid, propionic acid, butyric acid, caproic acid, octylic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, 2-ethylhexanoic acid and other saturated aliphatic carboxylic acids, cyclohexanecarboxylic acid A saturated alicyclic carboxylic acid such as cyclopentanecarboxylic acid, a saturated bicyclic carboxylic acid such as bicyclo (4.4.0) decane-2-carboxylic acid, a mixture of the above carboxylic acids such as naphthenic acid, oleic acid, Examples thereof include unsaturated aliphatic carboxylic acids such as linoleic acid, linolenic acid, soybean oil fatty acid and tall oil fatty acid, aromatic aliphatic carboxylic acids such as diphenylacetic acid, and aromatic carboxylic acids such as benzoic acid and toluic acid. Examples of the metal constituting the metal salt of the carboxylic acid include alkali metals such as lithium, sodium and potassium, alkaline earth metals such as magnesium, calcium and barium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc and zirconium Transition metals, boron groups such as aluminum, and carbon group metals such as tin and lead. Among these, metal salts of alkylcarboxylic acid such as zirconium, zinc and lead are preferable, and zirconium salts of alkylcarboxylic acid are particularly preferable.
[0017]
Examples of the catalyst poison (d) used in the present invention include inorganic acids such as phosphoric acid and hydrochloric acid, organic acids having a sulfonic acid group, a sulfamic acid group, and the like, and esters thereof and acyl halides.
[0018]
Further, the allophanate-modified organic polyisocyanate thus obtained is reacted with an active hydrogen group-containing compound to be partially thiourethanized or urethanized and used as the component (A) in the present invention.
[0019]
When the active hydrogen group-containing compound is introduced into (A) by the method as described above, the active hydrogen group-containing compound preferably has 2 functional groups. When the number of functional groups is less than 2, the number of functional groups of the obtained organic polyisocyanate becomes small. For this reason, the crosslink density in the polyurethane-based resin at the time of lens molding becomes small, and the physical properties tend to be lowered. When the number of functional groups exceeds 2, gelation tends to occur during the reaction.
[0020]
Specific examples of the active hydrogen-containing compound include 1,2-propanediol (hereinafter abbreviated as “1,2PD”), 1,2-butanediol (hereinafter abbreviated as “1,2BD”), 1,3 butanediol. (Hereinafter abbreviated as “1,3-BD”), 2-methylpentanediol (hereinafter abbreviated as “2-MPD”), 3-methylpentanediol (hereinafter abbreviated as “3-MPD”), neopentyl glycol (hereinafter abbreviated) "NPG"), 2,2-diethyl-1,3-propanediol (hereinafter abbreviated as "DEPD"), 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol (hereinafter abbreviated as "BEPD") 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol (hereinafter abbreviated as “TMPD”), 2-ethyl-1,3-hexanediol (hereinafter abbreviated as “EHD”), 1,2-bis (hydroxy) Methyl) benzene, 1,3- (Hydroxymethyl) benzene, 1,4-bis (hydroxymethyl) benzene, 1,2-bis (hydroxyethyl) benzene, 1,3-bis (hydroxyethyl) benzene, 1,4-bis (hydroxyethyl) benzene Bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, alkylene oxide adduct of bisphenol A, alkylene oxide adduct of bisphenol F, alkylene oxide adduct of bisphenol S, tetrakis (mercaptomethyl) methane, diethylene glycol bis (3-mercaptopropionate ), Trimethylolpropane tris (3-mercaptopropionate), pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate), 1,2-bis (1′-mercaptomethylthio) -3-mer Captopropane, 1,2-bis (1′-mercaptoethylthio) -3-mercaptopropane (hereinafter abbreviated as “BMETMP”), 1,2,3-tris (1′-mercaptomethylthio) propane, 1,2, 3-tris (1′-mercaptomethylthio) propane (hereinafter abbreviated as “TMETP”), 1,2,3-tris (3′-mercaptopropylthio) propane, thioglycerol, dithioglycerol, dimercaptopropanol, pentaerythritol tetrakis (Mercaptoacetate) (hereinafter abbreviated as “PETMA”) and 1,3-bis (mercaptomethyl) benzene (hereinafter abbreviated as “m-MXT”).
[0021]
The compound (B) having two or more mercapto groups used in the present invention is specifically pentaerythritol tetrakis (mercaptoacetate), 1,3-bis (mercaptomethyl) benzene alone or a mixture thereof.
[0023]
Furthermore, use of PETMA or m-MXT is particularly preferable because a lens having a high refractive index can be obtained.
[0024]
The plastic lens is molded by combining (A) an organic polyisocyanate, (B) a mercapto group-containing compound, and, if necessary, a urethanization catalyst and additives, defoaming as necessary, and glass or metal. A known cast molding method such as a method of injecting into a mold in which a mold made of resin and a resin gasket are combined and heat-curing can be used. In addition, in order to make it easy to take out a molded product at the time of mixing raw materials, the mold may be treated with a release agent, or a release agent may be mixed in (A) and / or (B).
[0025]
The mixing ratio of the (A) organic polyisocyanate and the (B) mercapto group-containing compound is such that the ratio of isocyanate group / mercapto group is in the range of 0.9 to 1.2, particularly in the range of 0.92 to 1.18. preferable. When the ratio of isocyanate group / mercapto group is outside the range of 0.9 to 1.2, the amount of polymerized and crosslinked structure introduced is insufficient, and a plastic lens having the high physical properties intended by the present invention can be obtained. Absent.
[0026]
The reaction time and reaction temperature are 20 to 150 ° C for 0.5 to 72 hours, preferably 30 to 130 ° C for 1 to 50 hours. The reaction may be a one-stage reaction or a multi-stage reaction of two or more stages, but a multi-stage reaction is preferable in consideration of a thermal history and the like. If the reaction temperature or reaction time exceeds the upper limit, problems such as coloration occur on the lens, which is not preferable for a plastic lens.
[0027]
Examples of the urethanization catalyst that can be used in the present invention include known ones such as dibutyltin dilaurate, dimethyltin dichloride, organometallic salts such as bismuth stearate and bismuth oleate, and tertiary amines such as triethylamine and triethylenediamine. It is done.
[0028]
Additives that can be used in the present invention include ultraviolet absorbers, antioxidants, anti-coloring agents, fluorescent dyes, dispersible dyes, lubricants, surfactants, and the like.
[0029]
【Example】
The present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited thereto. In Examples and Comparative Examples, “%” means “% by mass”.
[0030]
The refractive index, heat resistance, moisture resistance, and impact resistance of the resins obtained in Examples and Comparative Examples were determined by the following test methods.
Refractive index: Measured at 20 ° C. using a Purfrich refractometer.
Moisture resistance: A molded product having a diameter of 70 mm and a thickness of 2 mm was immersed in warm water at 85 ° C., and the water absorption after 1 hour, 100 hours and 150 hours was measured.
Impact resistance: The height (cm) at which 50% of the sample was broken by a DuPont impact tester (manufactured by Yasuda Seiki Seisakusho Co., Ltd.) with a sample size of 3.5 × 3.5 cm and a weight of 300 g. .
Heat resistance: The obtained lens was heated at 90 ° C. for 1 week, and the impact resistance was measured by the same method as described above.
In addition, in order to confirm the productivity of the plastic lens when obtaining the resin in the examples and comparative examples, the time required from the start of mixing at room temperature to the complete defoaming of the mixed solution (hereinafter referred to as “defoaming”) Time was abbreviated as “)”.
[0031]
(Synthesis of modified HDI allophanate)
Synthesis example 1
A reactor equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser and a nitrogen gas introduction tube was charged with 950 g of HDI, 50 g of isopropanol, 0.006 g of zirconium 2-ethylhexanoate, and 110 ° C. under a nitrogen atmosphere. Was reacted for 3 hours, and when the isocyanate content reached 41%, 0.2 g of phosphoric acid was added as a catalyst poison, and the mixture was further stirred for 2 hours. The obtained reaction solution was subjected to thin-film distillation at 150 ° C. and 0.7 kPa to remove unreacted HDI, thereby obtaining an allophanate-modified product of HDI. This is designated isocyanate A. Isocyanate A had a viscosity of 100 mPa · s at 25 ° C. and an isocyanate content of 19.3%.
[0032]
Synthesis example 2
In an apparatus similar to Synthesis Example 1, 900 g of HDI, 100 g of tridecanol, 0.006 g of zirconium 2-ethylhexanoate were added, and the mixture was reacted at 110 ° C. for 3 hours in a nitrogen atmosphere. The isocyanate content was 41%. Then, 0.2 g of phosphoric acid was added as a catalyst poison, and the mixture was further stirred for 2 hours. The obtained reaction solution was subjected to thin-film distillation at 150 ° C. and 0.7 kPa to remove unreacted HDI, thereby obtaining an allophanate-modified product of HDI. This is designated Isocyanate B. Isocyanate B had a viscosity at 25 ° C. of 180 mPa · s and an isocyanate content of 14.6%.
[0033]
Comparative Synthesis Example To the same apparatus as in Synthesis Example 1, 2,000 g of HDI was charged, 32 g of 1,3-butanediol was added, and the reaction was performed at 55 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere. Thereafter, 0.10 g of potassium 2-ethylhexanoate was added and reacted at 55 ° C. for 2 hours under a nitrogen atmosphere. When the isocyanate content reached 42%, 0.06 g of phosphoric acid was added as a catalyst poison. The mixture was further stirred for 2 hours. The obtained reaction solution was subjected to thin-film distillation at 150 ° C. and 0.7 kPa to remove unreacted HDI, thereby obtaining an isocyanurate-modified product of HDI. This is designated isocyanate C. Isocyanate C had a viscosity at 25 ° C. of 2,500 mPa · s and an isocyanate content of 21.2%.
[0034]
Example 2
After mixing and homogenizing 100 g of isocyanate A and 49.6 g of PETMA at room temperature, the mixture was poured into a mold composed of a glass mold treated with a silicon baking type mold release agent and a Teflon (registered trademark) gasket. After the injection, it was cured by heating at 40 ° C. for 3 hours, 60 ° C. for 2 hours, 80 ° C. for 2 hours, and 100 ° C. for 2 hours. Table 1 shows the defoaming time and the refractive index, moisture resistance, impact resistance, and heat resistance of the obtained lens.
[0035]
Examples 3 , 5 , 6 and Comparative Examples 1-6
A plastic lens was obtained in the same manner as in Example 2 using the raw materials shown in Table 1. Table 1 shows the characteristics of the obtained lens, and Table 2 shows a comparative example.
[0036]
[Table 1]
Figure 0004341061
[0037]
[Table 2]
Figure 0004341061
[0038]
The meanings of the abbreviations used in Tables 1 and 2 are as follows.
HDI: hexamethylene diisocyanate TMP: trimethylolpropane PETMA: pentaerythritol tetrakis (mercaptoacetate)
m-MXT: 1,3-bis (mercaptomethyl) benzene DBTDL: dibutyltin dilaurate
【The invention's effect】
The plastic lens obtained by the present invention is excellent in refractive index, heat resistance, moisture resistance and impact resistance, and is suitable for eyeglass lenses, camera lenses and other optical elements. Further, since the defoaming is easy, the productivity of a plastic lens suitable for an optical element is remarkably improved.

Claims (2)

(A)有機ポリイソシアネート、及び(B)2個以上のメルカプト基を有する化合物、を有する組成物から得られるプラスチックレンズにおいて、
(A)の有機ポリイソシアネートが、ヘキサメチレンジイソシアネートと炭素数1〜6の脂肪族モノオールからなるアロファネート変性体を含有し、かつ、該変性体の25℃における粘度が500mPa・s 以下であること、
(B)の2個以上の活性水素基を有する化合物が、ペンタエリスルトールテトラキス(メルカプトアセテート)、及び/又は、1,3−ビス(メルカプトメチル)ベンゼンであること、
(A)有機ポリイソシアネートと(B)2個以上のメルカプト基を有する化合物の混合比が、イソシアネート基/活性水素基の比率が0.9〜1.2であること、
を特徴とするプラスチックレンズ。
In a plastic lens obtained from a composition having (A) an organic polyisocyanate, and (B) a compound having two or more mercapto groups,
The organic polyisocyanate of (A) contains an allophanate-modified product composed of hexamethylene diisocyanate and an aliphatic monool having 1 to 6 carbon atoms, and the viscosity of the modified product at 25 ° C. is 500 mPa · s or less. ,
The compound having two or more active hydrogen groups in (B) is pentaerythritol tetrakis (mercaptoacetate) and / or 1,3-bis (mercaptomethyl) benzene,
(A) The mixing ratio of the organic polyisocyanate and (B) the compound having two or more mercapto groups is such that the ratio of isocyanate group / active hydrogen group is 0.9 to 1.2,
Plastic lens characterized by
請求項1に記載の組成物をモールドに注入して、該組成物を加熱して硬化させること、
を特徴とするプラスチックレンズの製造方法。
Injecting the composition of claim 1 into a mold and heating and curing the composition;
A method for producing a plastic lens.
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