JP7250911B6 - 光学材料用チオール含有組成物、光学材料用重合性組成物 - Google Patents

光学材料用チオール含有組成物、光学材料用重合性組成物 Download PDF

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Description

本発明は、光学材料用チオール含有組成物、光学材料用重合性組成物に関する。
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。眼鏡レンズなどの材料としても、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、ポリチオウレタンなど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。その中でも高屈折率を有する代表的な例として、イソシアネート化合物とチオール化合物を含む重合性組成物から得られるポリチオウレタン樹脂が挙げられる。
ポリチオウレタン樹脂の中でも、ペンタエリスリトールメルカプトカルボン酸エステルとポリイソ(チオ)シアネート化合物とを重合して得られるポリチオウレタン樹脂は、屈折率が高くプラスチックレンズに最適な樹脂の一つである。しかしながら、ペンタエリスリトールメルカプトカルボン酸エステルを用いたプラスチックレンズは、白濁などの問題が生じることがあった。
特許文献1には、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の含有量が1.0重量%以下であるペンタエリスリトールと、メルカプトカルボン酸とを反応させるペンタエリスリトールメルカプトカルボン酸エステルの製造方法が開示されている。当該文献には、得られたペンタエリスリトールメルカプトカルボン酸エステルおよびポリイソ(チオ)シアネート化合物から透明性に優れたレンズが得られたと記載されている。
特許文献2には、所定量の二分子間縮合チオエステル化合物を含むメルカプトカルボン酸と、ペンタエリスリトールとを反応させる、ペンタエリスリトールメルカプトカルボン酸エステルの製造方法が開示されている。当該文献には、得られたペンタエリスリトールメルカプトカルボン酸エステルおよびポリイソ(チオ)シアネート化合物を含む組成物は粘度が低く、さらに当該組成物からなるレンズは、透明性に優れると記載されている。
特許文献3,4には、メルカプトカルボン酸と多価アルコールとを所定の条件下で反応させる、メルカプトカルボン酸多価アルコールエステルの製造方法が開示されている。当該文献には、目的とするテトラエステル化体とともに、ジエステル化体やトリエステル化体等が生成されることが記載されている。なお、これらの文献には、得られたメルカプトカルボン酸多価アルコールエステルを、光学材料用の原料として用いる点については記載されていない。
特許文献5には、ペンタエリスリトールテトラキスメルカプトプロピオネートまたは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と、所定の構造を備えるポリチオール化合物と、当該化合物以外の他のオリゴマーとを含むポリチオール組成物が開示されている。
国際公開第2007/052329号 国際公開第2007/122810号 特開2011-126822号公報 特開2011-084479号公報 韓国登録特許第10-1935031号公報
上記の文献に記載の技術によれば、透明性等に優れたレンズが得られるものの、その他の光学物性、強度等の機械物性、染色性等に改善の余地があり、重合性組成物のハンドリング性等に改善の余地があった。
即ち、本発明は以下に示すことができる。
[1] 下記一般式(a)で表される化合物(A)と、
Figure 0007250911000001
(一般式(a)中、nは1以上3以下の整数を示す。複数存在するnは同一でも異なっていてもよい。)
下記一般式(b2-1)で表される化合物(b2-1)、下記一般式(b3-1)で表される化合物(b3-1)、下記一般式(b3-2)で表される化合物(b3-2)、および下記一般式(b4-2)で表される化合物(b4-2)よりなる群から選択される1種または2種以上の化合物からなる化合物(B)と、を含み、
高速液体クロマトグラフィー測定において、化合物(A)のピーク面積100に対する化合物(B)に含まれる前記化合物の合計ピーク面積比が0.1%以上60.0%以下である、光学材料用チオール含有組成物。
Figure 0007250911000002
Figure 0007250911000003
Figure 0007250911000004
Figure 0007250911000005
(一般式(b2-1)、一般式(b3-1)、一般式(b3-2)および一般式(b4-2)中、nは1以上3以下の整数を示す。各々の一般式において複数存在するnは同一でも異なっていてもよい。)
[2] 前記高速液体クロマトグラフィー測定において、化合物(A)のピーク面積100に対する化合物(B)に含まれる前記化合物の合計ピーク面積比が0.1%以上40.0%以下である、[1]に記載の光学材料用チオール含有組成物。
[3] 下記一般式(a)で表される化合物(A)と、
Figure 0007250911000006
(一般式(a)中、nは1以上3以下の整数を示す。複数存在するnは同一でも異なっていてもよい。)
下記一般式(b2-1)で表される化合物(b2-1)、下記一般式(b3-1)で表される化合物(b3-1)、下記一般式(b3-2)で表される化合物(b3-2)、および下記一般式(b4-2)で表される化合物(b4-2)からなる化合物(B)と、を含み、
高速液体クロマトグラフィー測定において、化合物(A)のピーク面積100に対する、化合物(B)に含まれる前記化合物の合計ピーク面積比が0.1%以上40.0%以下であり、化合物(b3-2)および化合物(b4-2)の合計ピーク面積比が20.0%以下である、[1]または[2]に記載の光学材料用チオール含有組成物。
Figure 0007250911000007
Figure 0007250911000008
Figure 0007250911000009
Figure 0007250911000010
(一般式(b2-1)、一般式(b3-1)、一般式(b3-2)および一般式(b4-2)中、nは1以上3以下の整数を示す。各々の一般式において複数存在するnは同一でも異なっていてもよい。)
[4] 下記一般式(a)で表される化合物(A)と、
Figure 0007250911000011
(一般式(a)中、nは1以上3以下の整数を示す。複数存在するnは同一でも異なっていてもよい。)
下記一般式(b2-1)で表される化合物(b2-1)、下記一般式(b3-1)で表される化合物(b3-1)、下記一般式(b3-2)で表される化合物(b3-2)、および下記一般式(b4-2)で表される化合物(b4-2)よりなる群から選択される1種または2種以上の化合物からなる化合物(B)と、を含み、
高速液体クロマトグラフィー測定において、化合物(A)のピーク面積100に対する、化合物(b2-1)ピーク面積比が0.0%であり、化合物(B)に含まれる前記化合物の合計ピーク面積比が0.1%以上40.0%以下であり、化合物(b3-2)および化合物(b4-2)の合計ピーク面積比が20.0%以下である、[1]または[2]に記載の光学材料用チオール含有組成物。
Figure 0007250911000012
Figure 0007250911000013
Figure 0007250911000014
Figure 0007250911000015
(一般式(b2-1)、一般式(b3-1)、一般式(b3-2)および一般式(b4-2)中、nは1以上3以下の整数を示す。各々の一般式において複数存在するnは同一でも異なっていてもよい。)
[5] 高速液体クロマトグラフィー測定において、化合物(A)のピーク面積100に対する化合物(B)に含まれる前記化合物の合計ピーク面積比が10.0%以上40.0%以下である、[1]~[4]のいずれかに記載の光学材料用チオール含有組成物。
[6] 高速液体クロマトグラフィー測定において、化合物(A)のピーク面積100に対する、化合物(b3-2)および化合物(b4-2)の合計ピーク面積比が20.0%以下である、[1]、[2]または[5]に記載の光学材料用チオール含有組成物。
[7] 高速液体クロマトグラフィー測定において、化合物(A)のピーク面積100に対する化合物(b2-1)のピーク面積比が5.0%以下である、[1]~[6]のいずれかに記載の光学材料用チオール含有組成物。
[8] 高速液体クロマトグラフィー測定において、化合物(A)のピーク面積100に対する化合物(b3-2)ピーク面積比が5.0%以下である、[1]~[7]のいずれかに記載の光学材料用チオール含有組成物。
[9] 高速液体クロマトグラフィー測定において、化合物(A)のピーク面積100に対する化合物(b4-2)ピーク面積比が20.0%以下である、[1]~[8]のいずれかに記載の光学材料用チオール含有組成物。
[10] 下記一般式(a)で表される化合物(A)と、
Figure 0007250911000016
(一般式(a)中、nは1以上3以下の整数を示す。複数存在するnは同一でも異なっていてもよい。)
下記一般式(b2-1)で表される化合物(b2-1)と、を含む、光学材料用チオール含有組成物。
Figure 0007250911000017
(一般式(b2-1)中、nは1以上3以下の整数を示す。)
[11] 高速液体クロマトグラフィー測定において、化合物(A)のピーク面積100に対する、化合物(b2-1)ピーク面積比が5%以下である、[10]に記載の光学材料用チオール含有組成物。
[12] 下記一般式(a)で表される化合物(A)と、
Figure 0007250911000018
(一般式(a)中、nは1以上3以下の整数を示す。複数存在するnは同一でも異なっていてもよい。)
下記一般式(b3-2)で表される化合物(b3-2)と、を含む、光学材料用チオール含有組成物。
Figure 0007250911000019
(一般式(b3-2)中、nは1以上3以下の整数を示す。複数存在するnは同一でも異なっていてもよい。)
[13] 高速液体クロマトグラフィー測定において、化合物(A)のピーク面積100に対する、化合物(b3-2)ピーク面積比が5%以下である、[12]に記載の光学材料用チオール含有組成物。
[14] 下記一般式(a)で表される化合物(A)と、
Figure 0007250911000020
(一般式(a)中、nは1以上3以下の整数を示す。複数存在するnは同一でも異なっていてもよい。)
下記一般式(b4-2)で表される化合物(b4-2)と、を含む、光学材料用チオール含有組成物。
Figure 0007250911000021
(一般式(b4-2)中、nは1以上3以下の整数を示す。複数存在するnは同一でも異なっていてもよい。)
[15] 高速液体クロマトグラフィー測定において、化合物(A)のピーク面積100に対する、化合物(b4-2)ピーク面積比が20%以下である、[14]に記載の光学材料用チオール含有組成物。
[16] 下記一般式(a)で表される化合物(A)と、
Figure 0007250911000022
(一般式(a)中、nは1以上3以下の整数を示す。複数存在するnは同一でも異なっていてもよい。)
下記一般式(b2-1)で表される化合物(b2-1)と、
下記一般式(b3-2)で表される化合物(b3-2)および/または下記一般式(b4-2)で表される化合物(b4-2)と、
を含む、光学材料用チオール含有組成物。
Figure 0007250911000023
(一般式(b2-1)中、nは1以上3以下の整数を示す。)
Figure 0007250911000024
(一般式(b3-2)中、nは1以上3以下の整数を示す。複数存在するnは同一でも異なっていてもよい。)
Figure 0007250911000025
(一般式(b4-2)中、nは1以上3以下の整数を示す。複数存在するnは同一でも異なっていてもよい。)
[17] 高速液体クロマトグラフィー測定において、化合物(A)のピーク面積100に対する、化合物(b2-1)と、化合物(b3-2)および/または化合物(b4-2)との合計ピーク面積比が25.0%以下である、[16]に記載の光学材料用チオール含有組成物。
[18] 下記一般式(a)で表される化合物(A)と、
Figure 0007250911000026
(一般式(a)中、nは1以上3以下の整数を示す。複数存在するnは同一でも異なっていてもよい。)
下記一般式(b3-2)で表される化合物(b3-2)および下記一般式(b4-2)で表される化合物(b4-2)と、
を含む、光学材料用チオール含有組成物。
Figure 0007250911000027
(一般式(b3-2)中、nは1以上3以下の整数を示す。複数存在するnは同一でも異なっていてもよい。)
Figure 0007250911000028
(一般式(b4-2)中、nは1以上3以下の整数を示す。複数存在するnは同一でも異なっていてもよい。)
[19] 高速液体クロマトグラフィー測定において、化合物(A)のピーク面積100に対する、化合物(b3-2)および化合物(b4-2)の合計ピーク面積比が20.0%以下である、[18]に記載の光学材料用チオール含有組成物。
[20] 下記一般式(a)で表される化合物(A)と、
Figure 0007250911000029
(一般式(a)中、nは1以上3以下の整数を示す。複数存在するnは同一でも異なっていてもよい。)
下記一般式(b3-1)で表される化合物(b3-1)、下記一般式(b3-2)で表される化合物(b3-2)および下記一般式(b4-2)で表される化合物(b4-2)と、
を含む、光学材料用チオール含有組成物。
Figure 0007250911000030
(一般式(b3-1)中、nは1以上3以下の整数を示す。)
Figure 0007250911000031
(一般式(b3-2)中、nは1以上3以下の整数を示す。複数存在するnは同一でも異なっていてもよい。)
Figure 0007250911000032
(一般式(b4-2)中、nは1以上3以下の整数を示す。複数存在するnは同一でも異なっていてもよい。)
[21] 高速液体クロマトグラフィー測定において、化合物(A)のピーク面積100に対する、化合物(b3-1)、化合物(b3-2)および化合物(b4-2)との合計ピーク面積比が40.0%以下である、[20]に記載の光学材料用チオール含有組成物。
[22] 化合物(A)が、ペンタエリスリトールテトラキスメルカプトプロピオネートであり、
化合物(B)における前記一般式中のnは2である、[1]~[21]のいずれかに記載の光学材料用チオール含有組成物。
[23] 化合物(A)が、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であり、
化合物(B)における前記一般式中のnは1である、[1]~[21]のいずれかに記載の光学材料用チオール含有組成物。
[24] [1]~[23]のいずれかに記載の光学材料用チオール含有組成物と、ポリイソ(チオ)シアネート化合物とを含む、光学材料用重合性組成物。
[25] ポリイソ(チオ)シアネート化合物は、2,5-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ-[2.2.1]-ヘプタン、2,6-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ-[2.2.1]-ヘプタン、キシリレンジイソシアネート、ビス(イソシアナトシクロヘキシル)メタン、ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、イソホロンジイソシアネート、ヘキサ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、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、およびフェニレンジイソシアネートから選択される少なくとも一種を含む、[24]に記載の光学材料用重合性組成物。
[26] [24]または[25]に記載の光学材料用重合性組成物を硬化させた成形体。
[27] [26]に記載の成形体からなる光学材料。
[28] [26]に記載の成形体からなるプラスチックレンズ。
[29] チオエステル基モル数が0.0003mmol/g以上0.146mmol/g以下である、[28]に記載のプラスチックレンズ。
本発明の光学材料用チオール含有組成物は、当該チオール含有組成物と他の重合性化合物とを含む重合性組成物はハンドリング性に優れ、さらに当該重合性組成物から得られる光学材料は、屈折率、アッベ数、白濁、歪み、脈理等の光学物性、強度等の機械物性、染色性等に優れる。
すなわち、本発明の光学材料用チオール含有組成物を用いることにより、これらの特性のバランスに優れる。
本発明の光学材料用チオール含有組成物を実施の形態に基づいて説明する。本実施形態において、「~」は特に断りがなければ「以上」から「以下」を表す。
[光学材料用チオール含有組成物]
本実施形態の光学材料用チオール含有組成物は、一般式(a)で表される化合物(A)と、
下記一般式(b2-1)で表される化合物(b2-1)、下記一般式(b3-1)で表される化合物(b3-1)、下記一般式(b3-2)で表される化合物(b3-2)、および下記一般式(b4-2)で表される化合物(b4-2)よりなる群から選択される1種または2種以上の化合物からなる化合物(B)と、を含む。
(化合物(A))
本実施形態においては、化合物(A)は、下記一般式(a)で表される。
Figure 0007250911000033
一般式(a)中、nは1以上3以下の整数を示す。複数存在するnは同一でも異なっていてもよく、同一であることが好ましい。nは好ましくは1または2であり、より好ましくは2である。
化合物(A)は、一般式(a)で表される化合物から選択される少なくとも1種を含む。
化合物(A)としては、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、ペンタエリスリトールテトラキス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メルカプトブチレート等を挙げることができ、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、ペンタエリスリトールテトラキスメルカプトプロピオネートが好ましい。化合物(A)は、これらの化合物から選択される少なくとも1種を含むことができる。
(化合物(B))
化合物(B)は、下記一般式(b2-1)で表される化合物(b2-1)、下記一般式(b3-1)で表される化合物(b3-1)、下記一般式(b3-2)で表される化合物(b3-2)、および下記一般式(b4-2)で表される化合物(b4-2)よりなる群から選択される1種または2種以上の化合物からなる。
Figure 0007250911000034
Figure 0007250911000035
Figure 0007250911000036
Figure 0007250911000037
一般式(b2-1)、一般式(b3-1)、一般式(b3-2)および一般式(b4-2)中、nは1以上3以下の整数を示す。複数存在するnは同一でも異なっていてもよく、同一であることが好ましい。nは好ましくは1または2であり、より好ましくは2である。
これらの化合物は、それぞれの一般式で表される化合物から選択される少なくとも1種を含むことができる。
上記の一般式で表される化合物(A)、化合物(b2-1)、化合物(b3-1)、化合物(b3-2)、および化合物(b4-2)を模式的に表すと以下のようになる。ひし形の部分は、ペンタエリスリトール由来の基であって水酸基を除く部分の構造であり、丸の部分は、ペンタエリスリトールとメルカプトカルボン酸とのエステル化反応後のメルカプトカルボン酸由来の基または当該基とメルカプトカルボン酸とのチオエステル化反応後のメルカプトカルボン酸由来の基である。
Figure 0007250911000038
本実施形態において、化合物(B)は、化合物(b2-1)、化合物(b3-1)、化合物(b3-2)、および化合物(b4-2)よりなる群から選択される1種または2種以上の化合物からなる。
本発明の効果の観点から、以下に記載の条件で行われる高速液体クロマトグラフィー測定において、化合物(A)のピーク面積100に対する、化合物(B)に含まれる前記化合物の合計ピーク面積比の下限値が0.1%以上、好ましくは10.0%以上、さらに好ましくは15.0%以上である。上限値は、60.0%以下、好ましくは50.0%以下、より好ましくは40.0%以下、さらに好ましくは30.0%以下、特に好ましくは20.0%以下である。本実施形態において、化合物(B)に含まれる前記化合物の合計ピーク面積は、高速液体クロマトグラフィーにて測定された、化合物(b2-1)、化合物(b3-1)、化合物(b3-2)、および化合物(b4-2)の各々のピーク面積を合計して得られる。
(高速液体クロマトグラフィー測定の条件)
HPLC機種:島津製作所社製SPD-10A
検出器:RI検出器
カラム:YMC製カラム ODS-A-312(150mm×6mm.I.D)5μm
温度条件:40℃
移動相:水/アセトニトリル(35vol/65vol)水溶液
流速:1.0ml/分
分析サンプル調製:試料3gをアセトニトリル3gで混合溶解する
注入量:1μL
化合物(B)が、化合物(b3-1)、化合物(b3-2)、および化合物(b4-2)よりなる群から選択される1種または2種以上の化合物からなる場合には、本発明の効果の観点から、前述の条件で行われる高速液体クロマトグラフィー測定において、化合物(A)のピーク面積100に対する、化合物(B)に含まれる前記化合物の合計ピーク面積比の下限値が0.1%以上、好ましくは10.0%以上、さらに好ましくは15.0%以上である。上限値は、60.0%以下、好ましくは50.0%以下、より好ましくは40.0%以下、さらに好ましくは30.0%以下、特に好ましくは20.0%以下である。さらに、化合物(b3-2)および化合物(b4-2)の合計ピーク面積比が20.0%以下、好ましくは17.0%以下、さらに好ましくは15.0%以下である。
本実施形態における化合物(B)は、化合物(b2-1)、化合物(b3-1)、化合物(b3-2)、および化合物(b4-2)よりなる群から選択される1種または2種以上の化合物である。前述の条件で行われる高速液体クロマトグラフィー測定において、化合物(A)のピーク面積100に対する化合物(B)に含まれる各化合物のピーク面積比は以下のとおりである。
化合物(b2-1):好ましくは5.0%以下、より好ましくは3.0%以下、特に好ましくは2.0%以下
化合物(b3-1):好ましくは35.0%以下、より好ましくは32.0%以下、特に好ましくは30.0%以下
化合物(b3-2):好ましくは5.0%以下、より好ましくは3.0%以下、特に好ましくは2.0%以下
化合物(b4-2):好ましくは20.0%以下、より好ましくは18.0%以下、特に好ましくは17.0%以下
本実施形態における化合物(B)は、具体的には、以下の例1~例7のいずれかの化合物または化合物群を含むことが好ましい。
例1:化合物(b2-1)
例2:化合物(b3-2)
例3:化合物(b4-2)
例4:化合物(b2-1)、化合物(b3-2)および/または化合物(b4-2)
例5:化合物(b3-2)、および化合物(b4-2)
例6:化合物(b3-1)、化合物(b3-2)、および化合物(b4-2)
例7:化合物(b2-1)、化合物(b3-1)、化合物(b3-2)、および化合物(b4-2)
以下、上記例1~例7について詳細に説明する。
(例1)
上記例1について説明する。
例1における化合物(B)は、化合物(b2-1)を含むものである。
本実施形態においては、得られる重合性組成物のハンドリング性および光学材料の屈折率のバランスの観点から、前述の条件で行われる高速液体クロマトグラフィー測定において、化合物(A)のピーク面積100に対する化合物(b2-1)のピーク面積比が、好ましくは5.0%以下、より好ましくは3.0%以下、特に好ましくは2.0%以下である。
(例2)
上記例2について説明する。
例2における化合物(B)は、化合物(b3-2)を含むものである。
本実施形態においては、得られる重合性組成物のハンドリング性および光学材料の脈理のバランスの観点から、前述の条件で行われる高速液体クロマトグラフィー測定において、化合物(A)のピーク面積100に対する化合物(b3-2)のピーク面積比が好ましくは5.0%以下、より好ましくは3.0%以下、特に好ましくは2.0%以下である。
(例3)
上記例3について説明する。
例3における化合物(B)は、化合物(b4-2)を含むものである。
本実施形態においては、得られる重合性組成物のハンドリング性および光学材料の屈折率および脈理のバランスの観点から、前述の条件で行われる高速液体クロマトグラフィー測定において、化合物(A)のピーク面積100に対する化合物(b4-2)のピーク面積比が好ましくは20.0%以下、より好ましくは18.0%以下、特に好ましくは17.0%以下である。
(例4)
上記例4について説明する。
例4における化合物(B)は、化合物(b2-1)と、化合物(b3-2)および/または化合物(b4-2)とを含むものである。
本実施形態においては、重合性組成物のハンドリング性および光学材料の染色性、屈折率および脈理のバランスの観点から、前述の条件で行われる高速液体クロマトグラフィー測定において、化合物(A)のピーク面積100に対する、化合物(b2-1)と、(b3-2)および/または(b4-2)との合計のピーク面積の比が好ましくは25.0%以下、より好ましくは20.0%以下、特に好ましくは18.0%以下である。
(例5)
上記例5について説明する。
例5における化合物(B)は、化合物(b3-2)および化合物(b4-2)を含むものである。
本実施形態においては、得られる重合性組成物のハンドリング性および光学材料の屈折率のバランスの観点から、前述の条件で行われる高速液体クロマトグラフィー測定において、化合物(A)のピーク面積100に対する、化合物(b3-2)および化合物(b4-2)の合計ピーク面積の比が好ましくは20.0%以下、より好ましくは17.0%以下、特に好ましくは15.0%以下である。
(例6)
上記例6について説明する。
例6における化合物(B)は、化合物(b3-1)、化合物(b3-2)、および化合物(b4-2)を含むものである。
本実施形態においては、得られる重合性組成物のハンドリング性および光学材料の屈折率および染色性のバランスの観点から、前述の条件で行われる高速液体クロマトグラフィー測定において、化合物(A)のピーク面積100に対する、化合物(b3-1)、化合物(b3-2)、および化合物(b4-2)の合計ピーク面積の比は、好ましくは60.0%以下、より好ましくは50.0%以下、さらに好ましくは40.0%以下、特に好ましくは30.0%以下、特により好ましくは20.0%以下である。
(例7)
上記例7について説明する。
例7における化合物(B)は、化合物(b2-1)、化合物(b3-1)、化合物(b3-2)、および化合物(b4-2)を含むものである。
本実施形態においては、本発明の効果の観点から、前述の条件で行われる高速液体クロマトグラフィー測定において、化合物(A)のピーク面積100に対する、化合物(b2-1)、化合物(b3-1)、化合物(b3-2)、および化合物(b4-2)の合計ピーク面積比の下限値が好ましく0.1%以上、より好ましくは10.0%以上、特に好ましくは15.0%以上である。上限値は、好ましくは60.0%以下、より好ましくは50.0%以下、さらに好ましくは40.0%以下、特に好ましくは30.0%以下、特により好ましくは20.0%以下である。さらに、当該組み合わせにおいては、化合物(b3-2)および化合物(b4-2)の合計ピーク面積比が好ましく20.0%以下、より好ましくは17.0%以下、特に好ましくは15%以下である。
本実施形態の光学材料用チオール含有組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、以下のような化合物を含んでいてもよい。
Figure 0007250911000039
一般式(b1)中、nは1以上3以下の整数を示し、好ましくは1または2、より好ましくは2である。複数存在するnは、同じ数でも異なる数でもよく、同一であることが好ましい。mは0以上3以下の整数を示す。
Figure 0007250911000040
一般式(b2)中、nは1以上3以下の整数を示し、好ましくは1または2、より好ましくは2である。mは0以上3以下の整数を示す。複数存在するm、nは、同じ数でも異なる数でもよいが、nは同一であることが好ましい。2つのmが同時に0になることはない。
Figure 0007250911000041
一般式(b3)中、nは1以上3以下の整数を示し、好ましくは1または2、より好ましくは2である。mは0以上3以下の整数を示す。複数存在するm、nは、同じ数でも異なる数でもよいが、nは同一であることが好ましい。2つのmが0および1つのmが1になることはなく、全てのmが同時に0になることはない。
Figure 0007250911000042
一般式(b4)中、nは1以上3以下の整数示し、好ましくは1または2、より好ましくは2である。mは0以上3以下の整数を示す。複数存在するm、nは、同じ数でも異なる数でもよいが、nは同一であることが好ましい。mから選択される3つが0および1つが1になることはなく、mの全てが同時に0になることはない。
特許文献5には、ポリチオール化合物が、本実施形態明における化合物(A)と化合物(b3-1)とを含むことが記載されており、さらにこれらの化合物を除く他の「オリゴマー」を含むと記載されている。
一般に、オリゴマーとは、構造単位の繰返しの数(重合度)が2から20程度の重合体である。当該定義は、例えば、理化学辞典等にも記載されている。つまり、オリゴマーは、構造単位が繰返されている重合体であると定義されている。
よって、本実施形態の組成物において、化合物(B)に含まれる化合物のうち、化合物(b3-2)および化合物(b4-2)が、構造単位を繰返す重合体であり、オリゴマーの上記定義からこれらの化合物がオリゴマーに相当するものである。
さらに、化合物(b1)~(b4)において、mが2以上である化合物もオリゴマーの上記定義からオリゴマーに相当するものである。
一方で、化合物(b2-1)は、オリゴマーの上記定義から、オリゴマーに相当しない。
本実施形態においては、本発明の効果の観点から、化合物(A)および化合物(B)が以下の(1)または(2)の組み合わせであることが好ましく、(1)の組み合わせであることがより好ましい。
(1)化合物(A)が、ペンタエリスリトールテトラキスメルカプトプロピオネートであり、化合物(B)に含まれる化合物(b2-1)、化合物(b3-1)、化合物(b3-2)、および化合物(b4-2)から選択される少なくとも1種の化合物においてnは2である。
(2)化合物(A)が、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であり、化合物(B)に含まれる化合物(b2-1)、化合物(b3-1)、化合物(b3-2)、および化合物(b4-2)から選択される少なくとも1種の化合物においてnは1である。
本実施形態の光学材料用チオール含有組成物は、化合物(A)とともに化合物(B)を含むものであり、全体として収量が高い。
[光学材料用チオール含有組成物の製造方法]
本実施形態における光学材料用チオール含有組成物は、例えば、ペンタエリスリトールと、メルカプトカルボン酸とを反応させることにより得ることができる。
メルカプトカルボン酸としては、例えば、チオグリコール酸、3-メルカプトプロピオン酸、4-メルカプトブタン酸等が挙げられる。また、これらは単独または2種以上をペンタエリスリトールと反応させることができる。メルカプトカルボン酸の品質は特に制限されず、通常の工業製品を用いることができる。
ペンタエリスリトールとメルカプトカルボン酸を反応させるために通常用いるエステル化触媒としては、例えば、硫酸、塩酸、燐酸、アルミナ等の鉱酸、及びp-トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、メタンスルホン酸、トリクロロ酢酸、等の有機系酸、ジブチル錫ジオキサイド等の有機金属化合物に代表される酸触媒が好ましく用いられる。
高速液体クロマトグラフィー測定における化合物(A)に対する化合物(B)に含まれる化合物(b2-1)、化合物(b3-1)、化合物(b3-2)、および化合物(b4-2)から選択される少なくとも1種の化合物の合計ピーク面積比は、ペンタエリスリトールに対するメルカプトカルボン酸のモル比や、後述する反応条件(溶媒中の化合物濃度、反応温度、脱水率等)により調整することができる。
ペンタエリスリトールに対するメルカプトカルボン酸のモル比は、3.2以上であればよく、例えば、3.2以上4.5以下、好ましくは3.2以上4.1以下、さらに好ましくは3.2以上4.0未満、特に好ましくは3.5以上4.0未満とすることができる。なお、当該モル比が上記範囲外であっても、後述する反応条件(溶媒中の化合物濃度、反応温度、脱水率等)等を調整することにより本発明の光学材料用チオール含有組成物を得ることができる。
本実施形態における、光学材料用チオール含有組成物の製造は、溶媒中で行ってもよい。共沸剤の使用は必須条件ではないが、例えば、溶媒中で共沸剤を用いて加熱還流下に、連続的に副生する水を系外に除去しながら反応させることができる。本実施形態においては、共沸剤を溶媒として使用することが好ましい。通常用いられる溶媒および共沸剤としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、ニトロベンゼン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、アニソール、ジフェニルエーテル、メチレンクロライド、クロロホルム、ジクロロエタン等が挙げられる。これらは2種以上混合して用いてもよく、その他の溶媒と混合して用いてもよい。
本実施形態のおいては、連続的に副生する水を系外に除去する工程を、下記式に示す理論生成水量に対する抜き出した水の量の割合(%)により制御することができる。
式:理論生成水量に対する系外に抜き出した水の量の割合(%)=[(実際に抜き出した水量‐反応前から存在する水量)/理論生成水量]×100
本発明で示される理論生成水量とはペンタエリスリトールに対するメルカプトカルボン酸のモル比に関わらず、ペンタエリスリトール1モルに対してメルカプトカルボン酸が4モル反応し、化合物(A)が収率100%で得られると仮定して算出した水量である。
系外に抜き出した水の量とは、反応で生成した水の量を意味し、反応前から存在する水、例えば原料や触媒、溶媒等に含まれる水は除かれる。
理論生成水量に対する系外に抜き出した水の量の割合(脱水率)(%)は85%以上99%以下であり、好ましくは86%以上95%以下、さらに好ましくは86%以上93%以下である。なお、当該脱水率が上記範囲外であっても、後述する反応条件(溶媒中の化合物濃度、反応温度、脱水率等)を調整することにより本発明の光学材料用チオール含有組成物を得ることができる。
なお、特許文献5の実施例においては、合成に用いたペンタエリスリトールおよびメルカプトカルボン酸の全て脱水反応が100%進行した場合に生成する水量を理論生成水量として、実際の反応により生成した水量の割合を計算しており、本発明で示される理論生成水量とは計算方法が異なる。
本実施形態において、上述のモル比や反応条件を適宜組み合わせることで本発明のチオール組成物を得ることができるが、例えば、ペンタエリスリトールに対するメルカプトカルボン酸のモル比が上記範囲を満たした上で、連続的に副生する水を系外に除去しながらペンタエリスリトールとメルカプトカルボン酸とを反応させることがより好ましい。これにより、化合物(A)に対する、化合物(B)の量の調整をより容易に行うことができる。
[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は、上述の光学材料用チオール含有組成物と、ポリイソ(チオ)シアネート化合物とを含む、
(ポリイソ(チオ)シアネート化合物)
ポリイソ(チオ)シアネート化合物としては、本発明の効果を発揮することができれば特に限定されず従来公知の化合物を用いることができ、例えば、国際公開第2018/070383号に開示される化合物を用いることができる。
ポリイソ(チオ)シアネート化合物としては、ポリイソシアネート化合物が好ましく、2,5-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ-[2.2.1]-ヘプタン、2,6-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ-[2.2.1]-ヘプタン、キシリレンジイソシアネート、ビス(イソシアナトシクロヘキシル)メタン、ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、イソホロンジイソシアネート、ヘキサ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、トリレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、およびジフェニルメタンジイソシアネートから選択される少なくとも一種を含むことが好ましい。
ポリイソシアネート化合物の加水分解性塩素の濃度(HC)は、5ppm以上、好ましくは10ppm以上、より好ましくは20ppm以上、1000ppm以下、好ましくは500ppm以下、より好ましくは200ppm以下である。加水分解性塩素の濃度(HC)は、JIS K-1603-3(2007)に記載されている加水分解性塩素の求め方に準拠して測定される。
ポリイソ(チオ)シアネート化合物として、キシリレンジイソシアネートを使用する場合、キシリレンジイソシアネートに含まれるクロロメチルベンジルイソシアネートの含有割合は、キシリレンジイソシアネートの総重量に対して、例えば、0.2ppm以上、好ましくは、6ppm以上、より好ましくは、100ppm以上、例えば、5000ppm以下、好ましくは、4000ppm以下、より好ましくは、3000ppm以下、とりわけ好ましくは、1600ppm以下、特に好ましくは、1000ppm以下である。
キシリレンジイソシアネートに含まれるジクロロメチルベンジルイソシアネートの含有割合は、キシリレンジイソシアネートの総重量に対して、0.6ppm以上、60ppm以下、好ましくは10ppm以下、より好ましくは5ppm以下である。
キシリレンジイソシアネートの加水分解性塩素の濃度(HC)は、例えば10ppm以上、好ましくは20ppm以上、より好ましくは30ppm以上、例えば、1000ppm以下、好ましくは500ppm以下、より好ましくは200ppm以下である。加水分解性塩素の濃度(HC)は、JIS K-1603-3(2007)に記載されている加水分解性塩素の求め方に準拠して測定される。
ポリイソ(チオ)シアネート化合物として、2,5-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ-[2.2.1]-ヘプタン、2,6-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ-[2.2.1]-ヘプタンを使用する場合、加水分解性塩素の濃度(HC)は、例えば10ppm以上、好ましくは20ppm以上、より好ましくは30ppm以上、例えば、500ppm以下、好ましくは100ppm以下、より好ましくは50ppm以下である。加水分解性塩素の濃度(HC)は、JIS K-1603-3(2007)に記載されている加水分解性塩素の求め方に準拠して測定される。
ポリイソシアネート化合物の加水分解性塩素の濃度(HC)C1と、
化合物(A)のピーク面積100に対する化合物(b2-1)のピーク面積比P1との比(C1/P1)は、好ましくは500以下、より好ましくは170以下、特に好ましくは40以下である。
ポリイソシアネート化合物の加水分解性塩素の濃度(HC)C1と、
化合物(A)のピーク面積100に対する化合物(b3-1)のピーク面積比P2との比(C1/P2)は、好ましくは33以下、より好ましくは16以下、特に好ましくは6以下である。
キシリレンジイソシアネートに含まれるクロロメチルベンジルイソシアネートの含有割合C2と、
化合物(A)のピーク面積100に対する化合物(b2-1)のピーク面積比P1との比(C2/P1)は、好ましくは2000以下、より好ましくは540以下、特に好ましくは200以下である。
キシリレンジイソシアネートに含まれるクロロメチルベンジルイソシアネートの含有割合C2と、
化合物(A)のピーク面積100に対する化合物(b3-1)のピーク面積比P2との比(C2/P2)は、好ましくは140以下、より好ましくは50以下、特に好ましくは30以下である。
キシリレンジイソシアネートに含まれるジクロロメチルベンジルイソシアネートの含有割合C3と
化合物(A)のピーク面積100に対する化合物(b2-1)のピーク面積比P1との比(C3/P1)は、好ましくは30以下、より好ましくは3以下、特に好ましくは1以下である。
キシリレンジイソシアネートに含まれるジクロロメチルベンジルイソシアネートの含有割合C3と
化合物(A)のピーク面積100に対する化合物(b3-1)のピーク面積比P2との比(C3/P2)は、好ましくは2.00以下、より好ましくは0.35以下、特に好ましくは0.15以下である。
(その他の成分)
本実施形態の光学材料用重合性組成物には、化合物(A)および(B)以外のポリチオール化合物、ポリオール化合物等の活性水素化合物を含むことができる。
化合物(A)および(B)以外のポリチオール化合物としては、本発明の効果を得ることができれば従来公知の化合物から選択して用いることができ、例えば、国際公開第2008/105138号に開示される化合物を用いることができる。
ポリチオール化合物として、具体的には、ビス(メルカプトエチル)スルフィド、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、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、2,5-ジメルカプトメチル-1,4-ジチアン、1,1,3,3-テトラキス(メルカプトメチルチオ)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、エチレングリコールビス(3-メルカプトプロピオネート)等が挙げられる。これらから選択される少なくとも一種を用いることができる。
ポリオール化合物は、本発明の効果を得ることができれば従来公知の化合物から選択して用いることができ、例えば、国際公開第2017/047684号に開示される化合物を用いることができる。本実施形態におけるポリオール化合物は、1種以上の脂肪族または脂環族アルコールであり、具体的には、直鎖または分枝鎖の脂肪族アルコール、脂環族アルコール、これらアルコールとエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ε-カプロラクトンを付加させたアルコール等が挙げられる。
化合物(A)および(B)を含む活性水素化合物とポリイソ(チオ)シアネート化合物の使用割合は、特に限定されないが、通常、NCO基に対するSH基および/またはOH基のモル比が、0.5~3.0の範囲内、好ましくは0.6~2.0、さらに好ましくは0.8~1.3の範囲内である。
本実施形態の光学材料用重合性組成物においては、以下の化合物(A)を含むチオール含有組成物と、以下のイソシアネートモノマーと、必要に応じて添加される化合物(A)以外の他のチオール化合物と、の組み合わせ(1)~(6)が好ましい。
(1)ペンタエリスリトールテトラキスメルカプトプロピオネートを含むチオール含有組成物と、キシリレンジイソシアネートとの組み合わせ
(2)ペンタエリスリトールテトラキスメルカプトプロピオネートを含むチオール含有組成物と、2,5-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ-[2.2.1]-ヘプタンおよび2,6-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ-[2.2.1]-ヘプタンと、4-メルカプトメチル-1,8-ジメルカプト-3,6-ジチアオクタンとの組み合わせ
(3)ペンタエリスリトールテトラキスメルカプトプロピオネートを含むチオール含有組成物と、2,5-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ-[2.2.1]-ヘプタンおよび2,6-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ-[2.2.1]-ヘプタンと、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および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および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との組み合わせ
(4)ペンタエリスリトールテトラキスメルカプトプロピオネートを含むチオール含有組成物と、トリレンジイソシアネートと、ヘキサメチレンジイソシアネートまたはペンタメチレンジイソシアネートとの組み合わせ
(5)ペンタエリスリトールテトラキスメルカプトプロピオネートを含むチオール含有組成物と、ジフェニルメタンジイソシアネートと、ヘキサメチレンジイソシアネートまたはペンタメチレンジイソシアネートとの組み合わせ
(6)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を含むチオール含有組成物と、ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、2,5-ジメルカプトメチル-1,4-ジチアンとの組み合わせ
本実施形態においては、化合物(A)および(B)、ポリイソ(チオ)シアネート化合物、および上記成分に加えて、重合触媒、内部離型剤、樹脂改質剤等のその他の成分をさらに含んでいてもよい。
重合触媒としては、3級アミン化合物およびその無機酸塩または有機酸塩、金属化合物、4級アンモニウム塩、または有機スルホン酸を挙げることができる。
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。
樹脂改質剤としては、例えば、エピスルフィド化合物、アルコール化合物、アミン化合物、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。
本実施形態の光学材料用重合性組成物は、上記成分を混合して得ることができる。
[成形体]
本実施形態の成形体を製造する方法は、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、得られるプラスチックレンズ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、重合性組成物の組成、触媒の種類と使用量、モールドの形状等によって大きく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、1~48時間で硬化させることが好ましい。
樹脂成形体は、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。
本実施形態において、樹脂を成形する際には、上記「その他の成分」に加えて、目的に応じて公知の成形法と同様に、鎖延長剤、架橋剤、ラジカル捕捉剤、光安定剤、紫外線安定剤、酸化防止剤、ブルーイング剤、油溶染料、充填剤、密着性向上剤、抗菌剤、帯電防止剤などの種々の添加剤を加えてもよい。
[用途]
本実施形態の光学材料用重合性組成物から得られる樹脂は、注型重合時のモールドの種類を変えることにより種々の形状の成形体として得ることができる。
本実施形態の光学材料用重合性組成物から得られた成形体は、透明性を損なうことなく、優れた表面硬度を兼ね揃えた材料を得ることができるため、プラスチックレンズ等の各種光学材料に使用することが可能である。特に、プラスチック眼鏡レンズやプラスチック偏光レンズとして好適に用いることができる。
本実施形態のプラスチックレンズは、その表面に後述するコーティング層を備えていてもよい。
本実施形態のプラスチックレンズは、前述の光学材料用重合性組成物(1)~(6)を硬化させて得られる成型体を使用することが好ましい。
光学材料用重合性組成物(1)から得られたプラスチックレンズは、以下の方法で測定された、当該プラスチックレンズ全体に対するチオエステル基モル数が、0.0007mmol/g以上0.146mmol/g以下、好ましくは0.007/g以上0.110mmol/g以下である。
光学材料用重合性組成物(2)、(3)または(6)から得られたプラスチックレンズは、以下の方法で測定された、当該プラスチックレンズ全体に対するチオエステル基モル数が、0.0003mmol/g以上0.062mmol/g以下、好ましくは0.003mmol/g以上0.047mmol/g以下である。
(測定方法)
・IR測定による残存官能基分析:
PERKIN-ELMER社製IR分析装置Spectrum Oneを用いて厚さ0.30mmに切削、研磨加工したサンプル(成形体)のIRスペクトルを測定した。チオエステル基(-C(O)S-)のモル数は1720cm-1の吸収を用いてベースライン法で吸光度を求め、計算により求めた。
[プラスチック眼鏡レンズ]
本実施形態の成形体からなるレンズ基材を用いたプラスチック眼鏡レンズは必要に応じて、片面又は両面にコーティング層を施して用いてもよい。
本実施形態のプラスチック眼鏡レンズは、上述の重合性組成物からなるレンズ基材とコーティング層とからなる。
コーティング層として、具体的には、プライマー層、ハードコート層、反射防止層、防曇コート層、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、フォトクロ化合物、レンズのファッション性を高める目的で染料や顔料、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。
塗布によるコーティングを行う層に関しては塗布性の改善を目的とした各種レベリング剤を使用してもよい。
また、反射防止層の上には、必要に応じて防曇層、防汚染層、撥水層を形成させてもよい。
[プラスチック偏光レンズ]
本実施形態のプラスチック偏光レンズは、偏光フィルムと、前記偏光フィルムの少なくとも一方の面に形成された、本実施形態の光学材料用重合性組成物を硬化させた成形体からなる基材層と、を備える。
本実施形態における偏光フィルムは、熱可塑性樹脂から構成することができる。熱可塑性樹脂としては、熱可塑性ポリエステル、熱可塑性ポリカーボネート、熱可塑性ポリオレフィン、熱可塑性ポリイミド等を挙げることができる。耐水性、耐熱性および成形加工性の観点から、熱可塑性ポリエステル、熱可塑性ポリカーボネートが好ましく、熱可塑性ポリエステルがより好ましい。
偏光フィルムとして、具体的には、二色性染料含有熱可塑性ポリエステル偏光フィルム、ヨウ素含有ポリビニルアルコール偏光フィルム、二色性染料含有ポリビニルアルコール偏光フィルム等が挙げられる。
本実施形態のプラスチック偏光レンズは、このような偏光フィルムの少なくとも一方の面上に、本実施形態の光学材料用重合性組成物を硬化させて得られる基材層を設けることにより得ることができる。
プラスチック偏光レンズの製造方法は、特に限定されないが、好ましくは注型重合法を挙げることできる。
なお、得られた基材層の表面には、プラスチック眼鏡レンズと同様な前記コーティング層を形成してもよい。
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、本発明の効果を損なわない範囲で、上記以外の様々な構成を採用することができる。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例および比較例において、評価に用いた方法と使用した装置は以下のとおりである。
組成比の分析(光学材料用チオール含有組成物に含まれる化合物(A)および化合物(B)の組成比):
・HPLC機種:島津製作所社製SPD-10A
・検出器:RI検出器
・カラム:YMC製カラム ODS-A-312(150mm×6mm.I.D)5μm
・温度条件:40℃
・移動相:水/アセトニトリル(35/65)水溶液
・流速:1.0ml/分
・分析サンプル調製:試料3gをアセトニトリル3gで混合溶解する
・注入量:1μL
・組成比の算出: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ン酸エステルのピーク面積100に対するそれぞれの化合物のピーク面積を算出した。
(屈折率(ne)、アッベ数(νe))
プルフリッヒ屈折計を用い20℃で測定した。
(YI)
厚さ9mmの樹脂平板を作製し、色彩色差計(コニカミノルタ社製CR-200)において黄色度(YI)を測定した。
(歪み)
作成した10枚のレンズの歪みを歪み検査器SVP-10(東芝社製)により測定し、以下の基準で評価した。
◎:9~10枚のレンズに歪みは認められなかった。
〇:7~8枚のレンズに歪みは認められなかった。
△:5~6枚のレンズに歪みは認められなかった。
×:4枚以下のレンズに歪みは認められなかった。
(脈理)
作成した10枚のレンズそれぞれに対して高圧水銀灯を照射して、投影した像を目視で観察し、以下の基準で評価した。
◎:9~10枚のレンズに脈理は認められなかった。
〇:7~8枚のレンズに脈理は認められなかった。
△:5~6枚のレンズに脈理は認められなかった。
×:4枚以下のレンズに脈理は認められなかった。
(白濁)
作成したレンズを暗所にてプロジェクターに照射して、レンズの白濁を目視にて観察し、以下の基準で評価した。
◎:9~10枚のレンズに白濁は認められなかった。
〇:7~8枚のレンズに白濁は認められなかった。
△:5~6枚のレンズに白濁は認められなかった。
×:4枚以下のレンズに白濁は認められなかった。
(染色性試験)
染色剤としてDystar社製のDianix Brown S-3Rを用い、純水に50ppmを溶解し、染料分散液を調整した。これを90℃に加熱した後に、厚さ9mmの樹脂サンプル(10枚)を90℃にて60分間浸漬、染色させた。染色した後のサンプル片を、UV分光計(島津製作所製UV-1600)を使用し、波長400~800nmまでスキャンし、最大吸収波長である460nmにおける透過率(%T)を測定した。10枚の透過率の平均値を算出し、以下の基準で評価した。
○:透過率のブレ幅が10枚の透過率の平均値の±5%未満
△:透過率のブレ幅が10枚の透過率の平均値の±6~10%未満
×:透過率のブレ幅が10枚の透過率の平均値の±10%以上
(耐熱性(ガラス転移温度:Tg))
TMAペネトレーション法(50g荷重、ピン先0.5mmφ、昇温速度10℃/min)により、島津製作所社製 熱機械分析装置TMA-60にて測定した。
(落球試験)
中心厚0.3mm、直径75mm、S=-4.75D形状のレンズに対し、高さ127cm(50インチ)の位置からレンズ中心部に8g、16g、28g、33g、45g、67g、95g、112g、174g、226g、534gの11種類の重量の異なる鉄球を順に落下させ、レンズが破損するか試験した。10枚のレンズについて試験を行い、各レンズについて破損しなかった鉄球の重量の最大値を確認し、10枚のレンズの最大値の平均値を「破損しなかった重量の平均値」として求めた。この平均値により耐衝撃性を評価した。
[実施例1]
(ペンタエリスリトール3-メルカプトプロピオン酸エステルの合成(チオール組成物の調製))
攪拌機、ディーンスターク管、窒素ガスパージ管、および温度計を取り付けた4つ口反応フラスコ内に純度99.5%のペンタエリスリトール136.9重量部、3-メルカプトプロピオン酸406.3重量部、p-トルエンスルホン酸・一水塩3.8重量部、トルエン185.2重量部を加えた。ペンタエリスリトールに対する3-メルカプトプロピオン酸のモル比は3.80であった。オイルバスを用いて昇温を開始して120分後、内温が97℃になったところで還流がスタートした(オイルバス温度は113℃)。還流開始後、7時間(内温97~121℃)反応を行なった。その間還流下で副生する水は連続的に系外に抜き出した。系外に抜き出した水量は理論生成水に対して93.2%であった。冷却後、反応液は塩基洗浄、続いて水洗浄を行い、加熱減圧下でトルエンおよび微量の水分を除去した。その後、濾過してチオール組成物462.3重量部を得た。得られたチオール組成物についてHPLCを用いて組成比の分析を行った。化合物(A1)のピーク面積100に対するそれぞれの化合物のピーク面積比は以下の通りであった。
化合物(A1)(一般式(a)中の全てのnが2):100% (保持時間:7.8~8.8)
化合物(B2-1)(一般式(b2-1)中の全てのnが2):1.4% (保持時間:3.3~4.3)
化合物(B3-1)(一般式(b3-1)中の全てのnが2):26.4% (保持時間:4.6~5.6)
化合物(B3-2)(一般式(b3-2)中の全てのnが2):1.5% (保持時間:5.7~6.7)
化合物(B4-2)(一般式(b4-2)中の全てのnが2):6.9% (保持時間:10.2~11.2)
(プラスチックレンズの製造)
2,5-ビス(イソシアナトメチル)-ビシクロ[2.2.1]ヘプタンと2,6-ビス(イソシアナトメチル)-ビシクロ[2.2.1]ヘプタンとの混合物50.6重量部、硬化触媒としてジブチル錫ジクロライド0.06重量部、酸性リン酸エステル(Stepan社製、商品名:ゼレックUN)0.12重量部、紫外線吸収剤として2-(3,5-ジ-t-ブチル-2-ヒドロキシフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール(チバスペシャリティケミカルズ社製、商品名 Tinuvin327)0.05重量部を、15~20℃にて混合溶解させた。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を主成分とするポリチオール25.5重量部、得られたチオール組成物23.9重量部を装入混合し、混合均一液とした。この均一液を600Paにて1時間脱泡後、1μmPTFEフィルターにて濾過を行った後、ガラスモールドとテープからなる直径75mm、9mm厚のモールド型へ注入し、レンズを作成した。このモールド型をオーブンへ投入し、20℃~120℃まで徐々に昇温し、20時間で重合した。重合終了後、オーブンからモールド型を取り出し、離型してレンズを得た。得られたレンズを更に130℃で4時間アニールを行った。以下の重合性組成物の粘度測定結果、レンズの測定結果を表-1に示す。
以下の方法で測定されたレンズのチオエステル基モル数は以下の数値範囲を満たすものであった。
0.0003mmol/g~0.062mmol/g
(方法)
PERKIN-ELMER社製IR分析装置Spectrum Oneを用いて厚さ0.30mmに切削、研磨加工したサンプル(成形体)のIRスペクトルを測定した。チオエステル基(-C(O)S-)のモル数は1720cm-1の吸収を用いてベースライン法で吸光度を求め、計算により求めた。
(重合性組成物の20℃7時間後の粘度)
2,5-ビス(イソシアナトメチル)-ビシクロ[2.2.1]ヘプタンと2,6-ビス(イソシアナトメチル)-ビシクロ[2.2.1]ヘプタンとの混合物50.6重量部、硬化触媒としてジブチル錫ジクロライド0.06重量部、Stepan社製ゼレックUN(商品名、酸性リン酸エステル)0.12重量部、チバスペシャリティケミカルズ社製Tinuvin327(商品名、紫外線吸収剤)2-(3,5-ジ-t-ブチル-2-ヒドロキシフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール0.05重量部を、20℃にて混合溶解させた。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を主成分とするポリチオール25.6重量部、得られたチオール含有組成物23.9重量部を装入混合し、混合均一液とした。混合均一溶液作成時を0時間とし、20℃7時間後の粘度をB型粘度計で測定し、以下の基準で評価した。
〇:90cps以下のもの
×:90cpsを超えるもの
[実施例2~12、比較例1~3]
ペンタエリスリトールおよび3-メルカプトプロピオン酸のモル比、還流開始後の反応時間、脱水率を表-1に示すように変更した以外は、実施例1と同様に、ペンタエリスリトール3-メルカプトプロピオン酸エステルの合成(チオール組成物の調製)を行い、重合性組成物およびプラスチックレンズを調製した。
得られたチオール組成物の組成比の分析結果、重合性組成物の20℃7時間後の粘度測定結果、プラスチックレンズの測定結果を表-1に示す。
Figure 0007250911000043
Figure 0007250911000044
この出願は、2019年4月26日に出願された日本出願特願2019-085312号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (9)

  1. 下記一般式(a)で表される化合物(A)と、
    Figure 0007250911000045
    (一般式(a)中、nは1以上3以下の整数を示す。複数存在するnは同一でも異なっていてもよい。)
    下記一般式(b3-2)で表される化合物(b3-2)および下記一般式(b4-2)で表される化合物(b4-2)と、
    を含
    高速液体クロマトグラフィー測定において、化合物(A)のピーク面積100に対する、化合物(b3-2)および化合物(b4-2)の合計ピーク面積比が20.0%以下である、光学材料用チオール含有組成物。
    Figure 0007250911000046
    (一般式(b3-2)中、nは1以上3以下の整数を示す。複数存在するnは同一でも異なっていてもよい。)
    Figure 0007250911000047
    (一般式(b4-2)中、nは1以上3以下の整数を示す。複数存在するnは同一でも異なっていてもよい。)
  2. 化合物(A)が、ペンタエリスリトールテトラキスメルカプトプロピオネートであり、
    前記一般式(b3-2)および前記一般式(b4-2)中のnは2である、請求項に記載の光学材料用チオール含有組成物。
  3. 化合物(A)が、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であり、
    前記一般式(b3-2)および前記一般式(b4-2)中のnは1である、請求項1に記載の光学材料用チオール含有組成物。
  4. 請求項1~のいずれかに記載の光学材料用チオール含有組成物と、ポリイソ(チオ)シアネート化合物とを含む、光学材料用重合性組成物。
  5. ポリイソ(チオ)シアネート化合物は、2,5-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ-[2.2.1]-ヘプタン、2,6-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ-[2.2.1]-ヘプタン、キシリレンジイソシアネート、ビス(イソシアナトシクロヘキシル)メタン、ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、イソホロンジイソシアネート、ヘキサ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、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、およびフェニレンジイソシアネートから選択される少なくとも一種を含む、請求項に記載の光学材料用重合性組成物。
  6. 請求項またはに記載の光学材料用重合性組成物を硬化させた成形体。
  7. 請求項に記載の成形体からなる光学材料。
  8. 請求項に記載の成形体からなるプラスチックレンズ。
  9. チオエステル基モル数が0.0003mmol/g以上0.146mmol/g以下である、請求項に記載のプラスチックレンズ。
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