JP6098112B2 - エピスルフィド系樹脂硬化物の製造方法 - Google Patents
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Description
凸レンズなどの厚いレンズ、切削加工に供する光学材料用の樹脂塊など、大きなサイズの光学材料の有用性は大きく、高屈折率なエピスルフィド系樹脂によるその製造方法の開発が望まれていた。
下記(a)化合物、下記(b)化合物および重合触媒を混合して樹脂用組成物を得る工程と、樹脂用組成物を鋳型に注入する工程と、10〜95℃の水浴または水シャワーの中で樹脂用組成物を重合させる重合工程とを順次有するエピスルフィド系樹脂硬化物の製造方法。
(a)下記(1)式で表される分子内に2個のエピスルフィド基を有する化合物
(1)
(mは0〜4の整数、nは0〜2の整数)
(b)チオール基を1分子中に1個以上有する化合物
本発明の樹脂組成物における、(a)化合物と(b)化合物との割合は、各化合物の種類によって得られる光学材料の光学特性、強度、耐熱性など各種物性等により一概には決められないが、通常は(a)化合物50〜99重量部に対して(b)化合物50〜1重量部、好ましくは(a)化合物60〜98重量部に対して(b)化合物40〜2重量部、さらに好ましくは(a)化合物65〜95重量部に対して(b)化合物35〜5重量部である。(a)化合物が50重量部を下回ると耐熱性が低下する場合があり、99重量部を上回ると光学材料の耐光性が著しく低下する場合がある。
(a)および(b)化合物と重合触媒を混合して樹脂用組成物を得る工程は、少なくとも(a)および(b)化合物と重合触媒、必要に応じて重合調節剤、前記任意成分を通常は0℃〜45℃で、好ましくは5℃〜40℃、より好ましくは10℃〜40℃で撹拌混合することにより、少なくとも(a)および(b)化合物と重合触媒を含む樹脂組成物を得る工程である。この際、全ての成分を同一容器内で同時に撹拌下に混合しても、段階的に添加混合しても、数成分を別々に混合後さらに同一容器内で再混合しても良い。混合は窒素、酸素、水素、硫化水素などの気体の存在下、常圧または加減圧による密閉下または減圧下等の任意の雰囲気下で行ってもよいが、減圧下での混合脱気を実施すると、重合硬化により得られる光学材料の透明性が向上するため好ましい。
樹脂用組成物を鋳型に注入する工程は、前記工程で得られた樹脂用組成物を鋳型に注入するが、樹脂用組成物に気泡を巻き込まない方法であれば特に限定されない。さらに、鋳型への注入前の各工程および/または注入時に樹脂用組成物をフィルターで不純物等をろ過し精製することは本発明の光学材料の品質をさらに高める上から好ましい。ここで用いるフィルターの孔径は0.05〜10μmであり、一般的には0.1〜5.0μmのものが使用され、フィルターの材質としては、PTFEやPETやPPなどが好適に使用される。ろ過を行わなかったり、孔径が10μmを超えるフィルターでろ過を行った場合は、光学材料に異物が混入したり、透明性が低下したりするため、通常光学材料として使用に耐えなくなる。鋳型への注入後、必要があれば減圧下脱泡あるいは遠心脱泡を行うことができる。
樹脂用組成物を重合させる重合工程は、10〜95℃の水浴または水シャワーの中で樹脂用組成物を重合させる。使用温度領域で液体状態であれば、水の代わりに他の液状物質を用いてもかまわない。水浴の温度が10℃より低いと重合速度が著しく遅くなる場合がある。一方、水浴の温度が95℃より高いと水浴の温度管理が困難であり、さらに重合発熱が除熱しきれず組成物温度が急上昇し、得られる光学材料が黄変したり、場合によっては急速重合に至って組成物の分解反応が起こることがある。
(a)化合物としてビス(β−エピチオプロピル)スルフィド225g、(b)化合物としてビス(2−メルカプトエチル)スルフィド25g、重合触媒としてテトラ−n−ブチルホスホニウムブロマイド0.25gを20℃で混合撹拌して均一液とした。ついでこれを0.5μmのPTFEフィルターで濾過し、83mmφの平板レンズ用ガラスモールド2枚と30mm厚の樹脂製ガスケットからなる鋳型に注入し、水浴中で20℃から72時間かけて80℃に昇温し重合硬化させ、硬化物を製造した。得られた硬化物は無色透明であり、脈理も見られなかった。
30mm厚の樹脂製ガスケットを用いるかわりに83mmφの平板レンズ用ガラスモールド2枚を粘着テープを用いてモールド間を10mm厚に組んだ鋳型を使用する以外は実施例1と同様の方法で重合硬化を行い、硬化物を製造した。得られた硬化物は無色透明であり、脈理も見られなかった。
水浴を用いるかわりに熱風炉を使用する以外は実施例1と同様の方法で重合硬化を試みた。樹脂用組成物は急速重合により赤変し、正常な硬化物は得られなかった
水浴を用いるかわりに熱風炉を使用する以外は実施例2と同様の方法で重合硬化を行い、硬化物を製造した。得られた硬化物は無色透明であったが、脈理が多く見られた。
(a)化合物としてビス(β−エピチオプロピル)スルフィド225g、(b)化合物としてビス(2−メルカプトエチル)スルフィド25g、重合触媒としてテトラ−n−ブチルホスホニウムブロマイド0.25gを20℃で混合撹拌して均一液とした。ついでこれを0.5μmのPTFEフィルターで濾過し、内径5cm、高さ10cmのポリプロピレン製容器に注入し、ポリプロピレン製スクリューキャップで密栓した。水浴中で20℃から72時間かけて80℃に昇温し重合硬化させ、硬化物を製造した。得られた硬化物は無色透明であり、脈理も見られなかった。硬化物はポリプロピレン製容器からわずかなハガレが見られた。
ポリプロピレン製容器の上部にφ1mmの穴を空け、容器内部の空隙部分と外部の圧力を均圧に保った以外は実施例3と同様の方法で重合硬化を行い、硬化物を製造した。得られた硬化物は無色透明であり、脈理も見られずさらに、ポリプロピレン製容器形状の転写性に優れていた。
水浴を用いるかわりに熱風炉を使用する以外は実施例2と同様の方法で重合硬化を試みた。樹脂用組成物は急速重合により赤変し、正常な硬化物は得られなかった
(a)化合物としてビス(β−エピチオプロピル)スルフィド225g、(b)化合物としてビス(2−メルカプトエチル)スルフィド25g、重合触媒としてテトラ−n−ブチルホスホニウムブロマイド0.25g重合調整剤としてジ−n−ブチルスズジクロライド0.1gを20℃で混合撹拌して均一液とした。ついでこれを0.5μmのPTFEフィルターで濾過し、内径5cm、高さ10cmのポリプロピレン製容器に注入し、ポリプロピレン製スクリューキャップで密栓した。水浴中で40℃から72時間かけて80℃に昇温し重合硬化させ、硬化物を製造した。得られた硬化物は無色透明であり、脈理も見られなかった。硬化物はポリプロピレン製容器からわずかなハガレが見られた。
水浴を用いるかわりに熱風炉を使用する以外は実施例5と同様の方法で重合硬化を試みた。樹脂用組成物は急速重合により赤変し、正常な硬化物は得られなかった。
(a)化合物としてビス(β−エピチオプロピル)スルフィド225g、(b)化合物としてm−キシリレンジチオール25g、重合触媒としてテトラ−n−ブチルホスホニウムブロマイド0.25gを20℃で混合撹拌して均一液とした。ついでこれを0.5μmのPTFEフィルターで濾過し、内径5cm、高さ10cmのポリプロピレン製容器に注入し、ポリプロピレン製スクリューキャップで密栓した。恒温循環装置を用い、樹脂用組成物の入った容器に連続的に水シャワーをかけ流しながら、恒温循環装置の制御水温を20℃から72時間かけて80℃に昇温し、硬化物を製造した。得られた硬化物は無色透明であり、脈理も見られなかった。硬化物はポリプロピレン製容器からわずかなハガレが見られた。
Claims (5)
- 下記(a)化合物、下記(b)化合物および重合触媒を混合して樹脂用組成物を得る工程と、
該樹脂用組成物を、厚さ30mm以上の樹脂硬化物を形成する鋳型に注入する工程と、
10〜95℃の水浴または水シャワーの中で該樹脂用組成物を重合させる重合工程と、
を順次有するエピスルフィド系樹脂硬化物の製造方法。
(a)下記(1)式で表される分子内に2個のエピスルフィド基を有する化合物
- 前記樹脂用組成物中の化合物(a)がビス(β−エピチオプロピル)スルフィドまたはビス(β−エピチオプロピル)ジスルフィドである、請求項1に記載のエピスルフィド系樹脂硬化物の製造方法。
- 前記樹脂用組成物中の化合物(a)の割合が25質量%以上、化合物(b)の割合が0.5質量%以上であり、(a)化合物と(b)化合物の合計割合が50質量%以上である請求項1または2に記載のエピスルフィド系樹脂硬化物の製造方法。
- 前記樹脂用組成物中の重合触媒が、アミン類、ホスフィン類、第4級アンモニウム塩類、第4級ホスホニウム塩類からなる群より選択される1種以上であり、重合触媒の添加量が(a)および(b)化合物の合計100質量%に対して0.001から5質量%である請求項1から3のいずれかに記載のエピスルフィド系樹脂硬化物の製造方法。
- 鋳型の一部に外部との圧力を均圧にするための開口部を設ける、または、圧力調整用の気体を満たした形状変形可能な容器またはボンベを鋳型に装着することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のエピスルフィド系樹脂硬化物の製造方法。
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