JP7292663B2 - 硬化性組成物およびこれを含む光学部材 - Google Patents

硬化性組成物およびこれを含む光学部材 Download PDF

Info

Publication number
JP7292663B2
JP7292663B2 JP2021568602A JP2021568602A JP7292663B2 JP 7292663 B2 JP7292663 B2 JP 7292663B2 JP 2021568602 A JP2021568602 A JP 2021568602A JP 2021568602 A JP2021568602 A JP 2021568602A JP 7292663 B2 JP7292663 B2 JP 7292663B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sulfur
weight
organic particles
optical member
containing organic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021568602A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2022532426A (ja
Inventor
ヒ・ジョン・チェ
ジウ・リム
ホン・キム
ドンファ・ソ
ヨンレ・チャン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Chem Ltd
Original Assignee
LG Chem Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Chem Ltd filed Critical LG Chem Ltd
Publication of JP2022532426A publication Critical patent/JP2022532426A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7292663B2 publication Critical patent/JP7292663B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G02B1/041Lenses
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G75/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon in the main chain of the macromolecule
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G75/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G75/02Polythioethers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G75/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G75/02Polythioethers
    • C08G75/0204Polyarylenethioethers
    • C08G75/025Preparatory processes
    • C08G75/0272Preparatory processes using other sulfur sources
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G75/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G75/02Polythioethers
    • C08G75/04Polythioethers from mercapto compounds or metallic derivatives thereof
    • C08G75/045Polythioethers from mercapto compounds or metallic derivatives thereof from mercapto compounds and unsaturated compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G75/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G75/02Polythioethers
    • C08G75/06Polythioethers from cyclic thioethers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G75/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G75/14Polysulfides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G75/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G75/20Polysulfones
    • C08G75/23Polyethersulfones
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L81/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of polysulfones; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L81/02Polythioethers; Polythioether-ethers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L81/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of polysulfones; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L81/04Polysulfides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L81/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of polysulfones; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L81/06Polysulfones; Polyethersulfones
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02CSPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00Optical parts
    • G02C7/02Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Eyeglasses (AREA)

Description

関連出願との相互参照
本出願は、2019年10月31日付の韓国特許出願第10-2019-0137547号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として含まれる。
本発明は、高屈折率光学部材形成用硬化性組成物およびこれを含む光学部材に関する。
一般的な眼鏡レンズは屈折率の高いガラスを用いる。ガラスは高い屈折率、光透過度、平坦度、強度および擦り傷防止効果を有することができるが、破損時、使用者の眼球に致命的な損傷を加えることがあり、密度が高く重量が重くて長時間着用に不便さが存在する。
これに対し、プラスチックレンズの場合、ガラスレンズに比べて軽くて着用しやすく、破損しにくく、破損してもガラスレンズに比べて相対的に安全で、多様な色の実現が可能である。しかし、ガラスレンズに比べて高屈折率と高アッベ数の実現が難しくガラス転移温度が低くて、レンズをデバイス装置などに用いる場合、発熱などによる変形が発生する問題点がある。
本発明は、既存のレンズなどに用いられるガラスあるいは強化ガラスに比べて軽く、強度および硬度に優れていながらも、多様な色の実現が可能であり、高屈折率の実現が可能でかつ、低いヘイズ値を有して光学特性に優れ、ガラス転移温度が高くて変形が少ない高屈折率光学部材形成用硬化性組成物、これを含む光学部材を提供しようとする。
本明細書では、エピスルフィド化合物;60~80重量%の硫黄原子を含む硫黄含有有機粒子;および還元剤を含む高屈折率光学部材形成用硬化性組成物を提供する。
また、本明細書では、エピスルフィド化合物;60~80重量%の硫黄原子を含む硫黄含有有機粒子;および還元剤を含む、光学部材を提供する。
以下、発明の具体的な実施形態による硬化性組成物およびこれを含む光学部材に関してより詳細に説明する。
本明細書で使用される用語は単に例示的な実施例を説明するために使用されたもので、本発明を限定しようとする意図はなく、単数の表現は、文脈上明らかに異なって意味しない限り、複数の表現を含む。
本明細書で使用される「含む」の意味は、特定の特性、領域、整数、段階、動作、要素および/または成分を具体化し、他の特定の特性、領域、整数、段階、動作、要素、成分および/または群の存在や付加を除外させるわけではない。
本明細書で使用される「エピスルフィド化合物」の定義は、1個以上のエピスルフィドを含む化合物を意味するもので、この時、エピスルフィドは、エポキシドの酸素(O)原子が硫黄(S)原子に置換された化合物を意味する。
本明細書で使用される「硫黄含有有機粒子」の定義は、炭素原子、水素原子、酸素原子などからなる有機粒子に硫黄原子が必須として含まれる有機粒子を意味する。
本明細書において、「硬化」は、熱硬化および光硬化の両方ともを含む意味で、「硬化性組成物」は、熱硬化および/または光硬化可能な組成物を意味する。
本明細書において、高屈折は、350~800nmの波長領域または532nmの波長で約1.600以上を意味する。
発明の一実施形態によれば、エピスルフィド化合物;60~80重量%の硫黄原子を含む硫黄含有有機粒子;および還元剤を含む高屈折率光学部材形成用硬化性組成物が提供される。
本発明者らは、エピスルフィド化合物、60~80重量%の硫黄原子を含む硫黄含有有機粒子、および還元剤を含む組成物およびこれを含む光学部材は、既存のレンズなどに用いられるガラスあるいは強化ガラスに比べて軽く、強度および硬度などの物理的な特性に優れていながらも、透過率が高くヘイズおよび黄色度(Y.I.)が低くて光学特性に優れ、ガラス転移温度が高くて熱に対する変形が少なくて、かつて用いられていたガラスやプラスチック素材を代替できる光学材料を提供できるという事実を見出して、本発明に至った。
これによって、前記硬化性組成物およびこれを含む光学部材は、既存のガラスまたは光学ガラスに代替して、製品や商業分野、例えば、ディスプレイ用基盤、ディスプレイ用保護フィルム、タッチパネル、ウェアラブルデバイスのレンズなどに有用に適用可能である。
前記硬化性組成物に含まれるエピスルフィド化合物は、下記の化学式2で表される化合物を含むことができる。
Figure 0007292663000001
前記化学式2において、
およびRは、それぞれ独立して、水素または炭素数1~10のアルキルであり、
およびRは、それぞれ独立して、単結合または炭素数1~10のアルキレンであり、
aは、0~4の整数であり、
bは、0~6の整数である。
前記エピスルフィド化合物は、上述した特定の化学構造によって分子内に原子屈折が大きい硫黄(S)原子を高い含有量で含むことができるが、このような高い硫黄原子の含有量によって硬化物の屈折率を高めることができる。
また、前記エピスルフィド化合物は、開環重合によって硬化可能であるが、エピスルフィド基の開環重合によって形成されるアルキレンスルフィド基は、硬化物の高屈折率をさらに高めることができる。
一方、前記化学式2において、RおよびRは、それぞれ独立して、水素またはメチル基であってもよいが、これに限定されるものではない。
また、RおよびRは、それぞれ独立して、単結合、メチレン、エチレン、プロピレン、イソプロピレン、ブチレン、またはイソブチレンであってもよいが、これに限定されるものではない。
また、aおよびbは、それぞれ独立して、0または1であってもよい。
化学式2のaは、チオエーテル繰り返し単位に含まれているアルキレン基の炭素数に関するもので、aが過度に大きい場合、分子内の炭素鎖の長さが長くなって、硬化時、硬化物のガラス転移温度が低くなり、これによって、硬化物の耐熱性が低下する問題点が発生し、また、相対的な硫黄の含有量が低くなって硬化物の屈折率が低くなる問題点が発生することがある。
化学式2のbは、アルキレン基が硫黄(S)原子によって連結されるチオエーテル(thio ether)繰り返し単位の繰り返し数で、bが過度に大きい場合、分子の鎖長が長くなって、硬化時、硬化物のガラス転移温度が低くなり、これによって、硬化物の耐熱性が低下する問題点が発生することがある。
また、前記化学式2で表される化合物を単独で使用するか、あるいは2種以上混合して使用することもできる。
前記エピスルフィド化合物は、例えば、ビス(β-エピチオプロピル)スルフィド、ビス(β-エピチオプロピル)ジスルフィド、ビス(β-エピチオプロピルチオ)メタン、1,2-ビス(β-エピチオプロピルチオ)エタン、1,3-ビス(β-エピチオプロピルチオ)プロパン、1,4-ビス(β-エピチオプロピルチオ)ブタンなどからなる群より選択された少なくとも1つを含むことができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
前記エピスルフィド化合物の含有量は、全体硬化性組成物100重量%に対して、50~99重量%、60~95重量%、または70~90重量%であってもよい。前記エピスルフィド化合物の含有量が過度に多ければ、硬化後、作製されたプラスチック基板などの光学部材の黄色度(Yellowness)が増加する問題点があり、過度に少なければ、硬化後、作製された光学部材のヘイズ(Haze)が増加して透明度が減少する問題点がある。
前記硬化性組成物は、60~80重量%の硫黄原子を含む硫黄含有有機粒子を含むことができる。前記60~80重量%の硫黄原子を含む硫黄含有有機粒子は、エピスルフィド化合物を含む硬化性組成物を硬化する硬化剤として使用可能であり、具体的には、前記硬化性組成物に含まれている還元剤が前記硫黄含有有機粒子の表面を還元して2個以上のチオール(Thiol)基を形成し、このような2個以上のチオール基がエピスルフィド化合物と反応してジスルフィド結合などを新たに形成しながら硬化物を形成させることができる。
前記硬化性組成物は、このような60~80重量%の硫黄原子を含む硫黄含有有機粒子を含むことによって、硬化性組成物の硬化物である光学部材の透過率、ヘイズおよび黄色度に関する光学特性に優れているだけでなく、ガラス転移温度を80℃以上に高めることができ、1.710以上の高屈折率を示すことができる。
前記60~80重量%の硫黄原子を含む硫黄含有有機粒子は、下記の化学式1で表される繰り返し単位を含むことができる。
Figure 0007292663000002
前記化学式1において、
nは、1~10の整数であり、
mは、1~1000の整数である。
前記硫黄含有有機粒子は、前記化学式1の繰り返し単位を1~1000、2~800、または10~500個含むことができる。
また、前記硫黄含有有機粒子に含まれている繰り返し単位のうちの1以上は、nが2であってもよいし、nが2の場合、ジスルフィド結合に相当し得る。さらに、nは、3~9、4~8または5~7であってもよい。
前記硫黄含有有機粒子は、硫黄原子を60~80重量%、65~77重量%、または67~74重量%含むことができる。前記硫黄含有有機粒子に含まれる硫黄原子の含有量が過度に少なければ、屈折率の上昇効果なしに透過度のみを低くする問題点があり、硫黄原子の含有量が過度に多ければ、屈折率の上昇効果はあるが、黄色度を高める問題点がある。
前記60~80重量%の硫黄原子を含む硫黄含有有機粒子は、粒径が20~300nm、30~250nm、または50~200nmであってもよい。前記硫黄含有有機粒子の粒径が過度に小さければ、前記有機粒子が還元剤による還元反応中に粒子の形状を維持できないことがあり、粒径が過度に大きければ、高屈折プラスチック基材の透過度を低くし、ヘイズが増加することがある。
前記60~80重量%の硫黄原子を含む硫黄含有有機粒子は、次の方法で製造できる。具体的には、硫化ナトリウム水和物(NaS・9HO)と硫黄(S)とを反応させてポリスルフィド(Na、aは1~10の整数)を製造し、前記ポリスルフィドをジビニルスルホン、界面活性剤および粒子安定剤(Steric Stabilizer)を混合して前記硫黄含有有機粒子を製造することができる。
一方、前記60~80重量%の硫黄原子を含む硫黄含有有機粒子の含有量は、全体硬化性組成物100重量%に対して、0.1~30重量%、0.5~25重量%、または1~20重量%であってもよい。前記硫黄含有有機粒子の含有量が過度に多ければ、硬化後形成された光学部材のヘイズ(Haze)が高くなり、黄色度(Yellowness)も高くなる問題点があり、硫黄含有有機粒子の含有量が過度に少なければ、硬化後形成された光学部材の屈折率が低くなる問題点がある。
また、前記エピスルフィド化合物および前記60~80重量%の硫黄原子を含む硫黄含有有機粒子の重量比は、1:0.01~0.5、1:0.02~0.3、または1:0.03~0.2であってもよい。前記エピスルフィド化合物および前記60~80重量%の硫黄原子を含む硫黄含有有機粒子の重量比が1:0.01未満であれば、硬化後形成されたプラスチック基板などの光学部材の黄色度(Yellowness)が増加する問題点があり、1:0.5を超えると、硬化後の光学部材の屈折率が低くなる問題点がある。
前記硬化性組成物は、還元剤を含むことができる。前記還元剤は、前記60~80重量%の硫黄原子を含む硫黄含有有機粒子の表面を還元して2個以上のチオール基を形成させることができる。これによって、前記エピスルフィド化合物と前記硫黄含有有機粒子との反応率を高めるだけでなく、反応時、未反応化合物の生成を防止して、高い屈折率および優れた機械的特性を維持しながらも、硬化物のヘイズおよび黄色度の値を低くして光学特性を向上させ、ガラス転移温度を高めることができる。
前記還元剤は、例えば、トリフェニルホスフィン(PPh)、トリス(2-カルボキシルエチル)ホスフィン(TCEP)、1,4-ジメルカプトブタン-2,3-ジオール(DTT)、トリス(3-ヒドロキシプロピル)ホスフィン(THPP)、β-メルカプトエタノール(BME)およびジチオブチルアミン(DTBA)からなる群より選択された少なくとも1つを含むことができる。
前記還元剤の含有量は、全体硬化性組成物100重量%に対して、0.1~15重量%、1~14重量%、または2~13重量%であってもよい。前記還元剤の含有量が過度に多ければ、硬化後形成された光学部材のガラス転移温度(Tg)が低くなる問題点があり、過度に少なければ、光学部材のヘイズ(Haze)が増加する問題点がある。
また、前記硬化性組成物において、前記還元剤および硫黄含有有機粒子の重量比は、1:0.01~20、1:0.1~15、または1:0.15~10であってもよい。前記還元剤および硫黄含有有機粒子の重量比が1:0.01未満であれば、硬化後形成された光学部材のガラス転移温度(Tg)が低くなる問題点があり、1:20を超えると、光学部材のヘイズ(Haze)が増加する問題点がある。
前記一実施形態による硬化性組成物は、触媒をさらに含むことができる。前記触媒は、硬化性組成物の硬化反応を速やかにする役割を果たすものであれば特に限定しないが、例えば、イミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-エチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、4-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、1-(2-シアノエチル)-2-エチル-4-メチルイミダゾールなどのイミダゾール誘導体;ジシアンジアミド、ベンジルジメチルアミン、4-(ジメチルアミノ)-N,N-ジメチルベンジルアミン、4-メトキシ-N,N-ジメチルベンジルアミン、4-メチル-N,N-ジメチルベンジルアミン、N,N-ジシクロヘキシルメチルアミンなどのアミン化合物;アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジドなどのヒドラジン化合物;トリフェニルホスフィンなどのリン化合物などが挙げられる。また、市販のものとしては、例えば、四国化成工業社製の2MZ-A、2MZ-OK、2PHZ、2P4BHZ、2P4MHZ(いずれもイミダゾール系化合物の商品名)、サンアプロ社製のU-CAT3503N、UCAT3502T(いずれもジメチルアミンのブロックイソシアネート化合物の商品名)、DBU、DBN、U-CATSA102、U-CAT5002(いずれも二環式アミジン化合物およびその塩)などが挙げられる。
前記触媒の含有量は、全体硬化性組成物100重量%に対して、0.001~10重量%、0.01~5重量%、または0.1~1重量%であってもよい。前記触媒の含有量が過度に多ければ、硬化速度が増加して組成物の保存安定性が低くなる問題点があり、過度に少なければ、硬化速度が遅くて熱硬化工程が長くなる問題点がある。
また、前記硬化性組成物は、その他にも、紫外線吸収剤、ブルーイング剤、顔料など、本発明の属する技術分野にて、ディスプレイ用基板に特定の機能を付与するために使用されるその他の添加剤をさらに含んでもよい。
発明の他の実施形態によれば、エピスルフィド化合物;60~80重量%の硫黄原子を含む硫黄含有有機粒子;および還元剤を含む光学部材を提供する。
その他、前記光学部材に含まれている前記エピスルフィド化合物、60~80重量%の硫黄原子を含む硫黄含有有機粒子、還元剤、添加剤などについては、上述した光硬化組成物において説明したものに代える。
このような光学部材は、上述した硬化性組成物を硬化する方法によって製造できる。具体的には、上述した硬化性組成物または前記硬化性組成物に各種添加剤を含む均一な組成物を製造し、前記組成物を、ガラス、金属、または高分子樹脂などの成分で製造されたモールドと樹脂性のガスケットとを組み合わせた型枠の内部に注入し、加熱して硬化することができる。この時、成形後、最終製造された樹脂の取出を容易にするために、予めモールドを離型処理するか、上述した組成物に離型剤をさらに添加して使用してもよい。
硬化反応の温度は、使用する化合物の種類および含有量などに応じて異なるが、一般に約50~約120℃、または約60~約100℃で進行させることができ、硬化時間は、約0.1~約72時間、または約0.5~約24時間で進行させることができる。
硬化反応は、上述した所定の重合温度を一定時間維持する工程、昇温工程、および降温工程などを組み合わせて行われ、反応終了後、約50~約150℃、または約80~約120℃の温度条件で、約10分~約3時間後処理して、変形を防止することができる。
重合後離型された光学部材はその後、染色、コーティングなどの工程により、多様な機能性を備えることもできる。
前記他の実施形態による光学部材は、屈折率が1.710以上、1.715~1.800、または1.720~1.800であってもよい。
また、前記光学部材は、透過率、具体的には、厚さが1mmの時、JIS K 7361により測定された透過率値が80%以上、80~99%、または85~99%と非常に高い透過率を有することができる。
さらに、前記光学部材は、ヘイズ、具体的には、厚さが1mmの時、JIS K 7136により測定されたヘイズ値が1.2%以下、0.01~1.0%、または0.01~0.7%と非常に低いヘイズ値を有することができる。
また、前記光学部材は、ガラス転移温度が80℃以上、83~99℃、85~99℃であってもよい。
前記他の実施形態による光学部材は、ウェアラブルデバイスに含まれていてもよいし、具体的には、ウェアラブルデバイスのレンズ用としてガラスまたは強化ガラスに代替して使用可能である。
つまり、前記光学部材は、ガラスに匹敵する高屈折特性を有しながらも、ガラスあるいは強化ガラスに比べて軽く、強度および硬度などの機械的物性に加えて、上述のように光学的物性に優れているだけでなく、ガラス転移温度も高くて、発熱する可能性がある拡張現実デバイスまたは仮想現実デバイスなどのようなウェアラブルデバイスのレンズにも使用可能である。
本発明によれば、既存のレンズなどに用いられるガラスあるいは強化ガラスに比べて軽く、強度および硬度に優れていながらも、多様な色の実現が可能であり、高屈折率の実現が可能でかつ、低いヘイズ値を有して光学特性に優れ、ガラス転移温度が高くて変形が少ない高屈折率光学部材形成用硬化性組成物およびその硬化物を含む光学部材を提供することができる。
製造例で製造されたポリスルフィド水溶液を走査電子顕微鏡で撮影した写真である。 製造例で製造された硫黄含有有機粒子を走査電子顕微鏡で撮影した写真である。
以下、発明の具体的な実施例を通じて、発明の作用および効果をより詳述する。ただし、このような実施例は発明の例として提示されたものに過ぎず、これによって発明の権利範囲が定められるのではない。
製造例:硫黄含有有機粒子Aの製造
250mLの丸底フラスコに3次蒸留水100mLを入れて、アルゴン(Ar)ガスで2時間デガッシング(degassing)を実施した。以後、20mLのバイアルをセプタム(Septum)で塞ぎ、アルゴン(Ar)ガスに置換し、真空で蒸留水に含まれている酸素(O)ガスを除去する過程を3回繰り返した。硫化ナトリウム水和物(NaS・9HO)2.401gと硫黄(S)961.98mgを入れて、デガッシングした蒸留水8mLを添加し、30℃に加熱し、12時間撹拌した。反応終了後、デガッシングした蒸留水2mLを添加してポリスルフィド(Na)水溶液を製造した。この時、ポリスルフィド(Na)水溶液を製造する反応式は下記の反応式1の通りであり、図1は、製造されたポリスルフィド水溶液を走査電子顕微鏡で撮影した写真である。
Figure 0007292663000003
以後、20mLのバイアルにポリビニルピロリドン(PVP)85mgおよびドデシル硫酸ナトリウム(SDS;Sodium Dodecyl Sulfate)288mgを入れて、アルゴンガスに置換した後、真空でバイアル内の酸素ガスを除去する過程を3回繰り返した。以後、デガッシングした3次蒸留水10mLを添加し、30℃に加熱し、12時間撹拌した。また、抑制剤(Inhibitor)を除去したジビニルスルホン(DVS)0.05mLをバイアルに注入し、10分間撹拌した。以後、前記ポリスルフィド(Na)水溶液0.45mLを液体注入器を用いて40秒間でゆっくり添加した後、30分間反応させた。混濁黄色溶液が混濁白色に変わったことを確認した後、塩酸を添加して溶液のpHを7に合わせた。以後、遠心分離機を用いて3次蒸留水上で生成物を沈殿させ、ポリビニルピロリドンとドデシル硫酸ナトリウムを除去する過程を10回繰り返し、真空オーブンで乾燥して硫黄含有有機粒子Aを製造した。
この時、硫黄含有有機粒子の水溶液を製造する反応式は下記の反応式2の通りであり、下記の反応式2において、nは、水溶液状態のポリスルフィド化合物に含まれている硫黄原子の個数を意味し、下記のポリスルフィド化合物は、4個の硫黄原子を含む。一方、mは、製造された硫黄含有有機粒子に含まれている繰り返し単位の数を意味する。また、製造された硫黄含有有機粒子の元素分析により硫黄原子の含有量が80重量%であることを確認した。さらに、図2は、製造された硫黄含有有機粒子を走査電子顕微鏡で撮影した写真で、これによって製造された硫黄含有有機粒子の粒径が200nmであることを確認した。
Figure 0007292663000004
実施例1
エピスルフィド化合物である下記の70A 1g、前記製造例で製造された硫黄含有有機粒子A 0.024g、還元剤であるトリフェニルホスフィン(PPh)0.123gおよび分散剤であるセチルトリメチルアンモニウムブロミド(CTAB)0.05gを混合した後、気孔サイズ1μmのガラスフィルタ(glass filter)を用いてろ過を進行させた。以後、横及び縦が10cmである、LCDガラス(LCD Glass)の両側面に1mmの厚さのスライドガラスを置いて、LCDガラス(LCD Glass)の中央に上述した混合液約5gを塗布した後、他のLCDガラス(LCD Glass)で覆って、鋳型を用意した。これをオーブンに入れて、約60℃で約10時間、約90℃で約4時間硬化反応を進行させた。オーブンから取り出した後、LCDガラス(LCD glass)を除去して平坦な光学部材であるプラスチック試験片を得た。プラスチック試験片の厚さは約1mmであり、このような厚さはミツトヨ社の厚さ測定器(Model:ID-C112XBS)を用いて測定した。
Figure 0007292663000005
実施例2~5および比較例1
前記エピスルフィド化合物、前記硫黄含有有機粒子A、還元剤、分散剤および触媒を下記表1に記載された化合物の含有量で使用したことを除けば、前記実施例1と同様の方法で硬化性組成物およびその硬化物であるプラスチック試験片を製造した。一方、比較例1で使用された70Bは下記の通りである。
Figure 0007292663000006
Figure 0007292663000007
-TCEP:還元剤、トリス(2-カルボキシルエチル)ホスフィン(tris(2-carboxyethyl)phosphine)
-SDS:分散剤、ドデシル硫酸ナトリウム(Sodium Dodecyl Sulfate)
-DCA:触媒、ジシクロヘキシルアミン(Dicyclohexylamine)
物性評価
1.透過率、ヘイズおよび黄色度評価
前記試験片に対して、1mm基準の厚さに硬化した硬化物の厚さ方向に、日本電色工業株式会社のNDH-5000を用いて透過率(JIS K 7361)、ヘイズ(JIS K 7136)を測定し、その結果を下記表2に示した。
また、試験片に対して、色度計(Colorimeter)を用いて黄色度(Yellow Index)を測定し、その結果を下記表2に示した。
2.ガラス転移温度(Tg)の測定
前記試験片に対して、TA Instrument社の示差走査熱量計(DSC)を用いてガラス転移温度を測定し、その結果を下記表2に示した。
3.屈折率の測定
前記試験片に対して、Ellipso Technology社のspectroscopic ellipsometryを用いて532nmの波長での屈折率値を測定し、その結果を下記表2に示した。
Figure 0007292663000008
前記表2を参照すれば、本願発明の実施例による組成を含む試験片は、透過率が高く、ヘイズおよび黄色度の低い優れた光学特性を示しながらも、ガラス転移温度(Tg)が85℃以下と非常に高く、屈折率が1.710以上と高いことを確認した。一方、比較例1の場合、ガラス転移温度および屈折率がすべて低いことを確認した。

Claims (8)

  1. エピスルフィド化合物;
    60~80重量%の硫黄原子を含む硫黄含有有機粒子;および
    還元剤を含む、
    高屈折率光学部材形成用硬化性組成物であって、
    前記エピスルフィド化合物および前記60~80重量%の硫黄原子を含む硫黄含有有機粒子の重量比は、1:0.01~0.5であり、
    前記60~80重量%の硫黄原子を含む硫黄含有有機粒子は、下記の化学式1で表される繰り返し単位を含み、
    前記60~80重量%の硫黄原子を含む硫黄含有有機粒子は、粒径が20~300nmである、高屈折率光学部材形成用硬化性組成物:
    Figure 0007292663000009
    前記化学式1において、
    nは、1~10の整数であり、
    mは、1~1000の整数である
  2. 前記エピスルフィド化合物は、下記の化学式2で表される、請求項1に記載の硬化性組成物:
    Figure 0007292663000010
    前記化学式2において、
    およびRは、それぞれ独立して、水素または炭素数1~10のアルキルであり、
    およびRは、それぞれ独立して、単結合または炭素数1~10のアルキレンであり、
    aは、0~4の整数であり、
    bは、0~6の整数である。
  3. 前記エピスルフィド化合物は、ビス(β-エピチオプロピル)スルフィド、ビス(β-エピチオプロピル)ジスルフィド、ビス(β-エピチオプロピルチオ)メタン、1,2-ビス(β-エピチオプロピルチオ)エタン、1,3-ビス(β-エピチオプロピルチオ)プロパンおよび1,4-ビス(β-エピチオプロピルチオ)ブタンからなる群より選択された少なくとも1つを含む、請求項1または2に記載の硬化性組成物。
  4. 前記還元剤を、前記硬化性組成物計100重量%に対して、0.1~15重量%含む、請求項1からのいずれか一項に記載の硬化性組成物。
  5. 前記還元剤は、トリフェニルホスフィン(PPh)、トリス(2-カルボキシルエチル)ホスフィン(TCEP)、1,4-ジメルカプトブタン-2,3-ジオール(DTT)、トリス(3-ヒドロキシプロピル)ホスフィン(THPP)、ベータ-メルカプトエタノール(BME)およびジチオブチルアミン(DTBA)からなる群より選択された少なくとも1つを含む、請求項1からのいずれか一項に記載の硬化性組成物。
  6. エピスルフィド化合物;
    60~80重量%の硫黄原子を含む硫黄含有有機粒子;および
    還元剤を含む、光学部材であって、
    前記エピスルフィド化合物および前記60~80重量%の硫黄原子を含む硫黄含有有機粒子の重量比は、1:0.01~0.5であり、
    前記60~80重量%の硫黄原子を含む硫黄含有有機粒子は、下記の化学式1で表される繰り返し単位を含み、
    前記60~80重量%の硫黄原子を含む硫黄含有有機粒子は、粒径が20~300nmである、光学部材:
    Figure 0007292663000011
    前記化学式1において、
    nは、1~10の整数であり、
    mは、1~1000の整数である
  7. ガラス転移温度が80℃以上であり、
    屈折率が1.710以上である、請求項に記載の光学部材。
  8. 前記エピスルフィド化合物は、下記の化学式2で表される、請求項6または7に記載の光学部材:
    Figure 0007292663000012
    前記化学式2において、
    およびRは、それぞれ独立して、水素または炭素数1~10のアルキルであり、
    およびRは、それぞれ独立して、単結合または炭素数1~10のアルキレンであり、
    aは、0~4の整数であり、
    bは、0~6の整数である。
JP2021568602A 2019-10-31 2020-10-26 硬化性組成物およびこれを含む光学部材 Active JP7292663B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2019-0137547 2019-10-31
KR1020190137547A KR102703465B1 (ko) 2019-10-31 2019-10-31 경화성 조성물 및 이를 포함하는 광학 부재
PCT/KR2020/014629 WO2021085956A1 (ko) 2019-10-31 2020-10-26 경화성 조성물 및 이를 포함하는 광학 부재

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022532426A JP2022532426A (ja) 2022-07-14
JP7292663B2 true JP7292663B2 (ja) 2023-06-19

Family

ID=75714610

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021568602A Active JP7292663B2 (ja) 2019-10-31 2020-10-26 硬化性組成物およびこれを含む光学部材

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220204702A1 (ja)
EP (1) EP3960791A4 (ja)
JP (1) JP7292663B2 (ja)
KR (1) KR102703465B1 (ja)
CN (1) CN113840861B (ja)
WO (1) WO2021085956A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240093002A1 (en) * 2021-03-10 2024-03-21 Lg Chem, Ltd. Curable composition and optical material comprising same
CN113307973B (zh) * 2021-06-10 2022-04-12 大连理工大学 一种具有优异光学性能的聚二硫化物材料及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001200058A (ja) 2000-01-19 2001-07-24 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 光学材料の製造方法
JP2002090502A (ja) 2000-09-14 2002-03-27 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 光学材料用組成物
JP2003238562A (ja) 2002-02-07 2003-08-27 Hoya Corp 環状ジスルフィド化合物およびその製造方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3491660B2 (ja) * 1995-08-16 2004-01-26 三菱瓦斯化学株式会社 新規な直鎖アルキルスルフィド型エピスルフィド化合物
JP3712653B2 (ja) * 1998-03-13 2005-11-02 三井化学株式会社 重合性組成物
JP4645979B2 (ja) * 2001-07-10 2011-03-09 三菱瓦斯化学株式会社 光学材料用組成物
JP2004115816A (ja) * 2003-11-25 2004-04-15 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 新規な光学材料用樹脂
EP1953182A4 (en) * 2005-10-31 2009-12-23 Ube Industries POLYMERIZABLE COMPOSITION AND POLYTHIOCARBONATE POLYTHIOETHER
TWI482814B (zh) * 2007-03-16 2015-05-01 Mitsubishi Gas Chemical Co 光學材料用樹脂組成物及由該組成物得到之光學材料
JP5150624B2 (ja) * 2007-04-27 2013-02-20 Hoya株式会社 プラスチックレンズの製造方法
JP4979621B2 (ja) * 2008-03-12 2012-07-18 株式会社トクヤマ 含硫黄重合性アダマンタン化合物
CN104017216A (zh) * 2009-05-14 2014-09-03 三菱瓦斯化学株式会社 高折射率高强度光学材料用组合物
US20120309932A1 (en) * 2010-02-25 2012-12-06 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Composition for optical materials, process for production thereof, and optical materials made from the composition
US20130231425A1 (en) * 2010-11-17 2013-09-05 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Composition for optical material
WO2014046523A1 (ko) * 2012-09-24 2014-03-27 주식회사 케이오씨솔루션 에피설파이드 화합물의 보관방법과 이 에피설파이드 화합물을 이용한 티오에폭시계 광학재료의 제조방법
TWI633140B (zh) * 2013-12-26 2018-08-21 三菱瓦斯化學股份有限公司 Composition for optical material and method of producing the same
TWI656155B (zh) * 2014-04-14 2019-04-11 日商三菱瓦斯化學股份有限公司 Composition for optical material, method for producing the same, and optical material obtained from composition for optical material
US9617365B2 (en) * 2015-03-12 2017-04-11 Ppg Industries Ohio, Inc. Catalytic compositions and thiolene-based compositions with extended pot life
CN107735428B (zh) * 2015-06-17 2020-12-04 三菱瓦斯化学株式会社 光学材料用组合物及使用其的光学材料
CN107400237B (zh) * 2016-05-20 2019-09-13 华南农业大学 一种高折射率的含硫聚合物及其制备方法与应用
KR102464231B1 (ko) * 2017-02-17 2022-11-07 미쯔비시 가스 케미칼 컴파니, 인코포레이티드 광학재료용 조성물
KR101998638B1 (ko) * 2018-02-14 2019-07-10 군산대학교산학협력단 고아베수 및 고굴절률의 특성을 가지는 광학재료용 수지 조성물, 이를 이용한 광학재료의 제조방법, 및 이를 이용한 광학렌즈

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001200058A (ja) 2000-01-19 2001-07-24 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 光学材料の製造方法
JP2002090502A (ja) 2000-09-14 2002-03-27 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 光学材料用組成物
JP2003238562A (ja) 2002-02-07 2003-08-27 Hoya Corp 環状ジスルフィド化合物およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3960791A1 (en) 2022-03-02
JP2022532426A (ja) 2022-07-14
EP3960791A4 (en) 2022-08-24
US20220204702A1 (en) 2022-06-30
CN113840861B (zh) 2023-08-18
WO2021085956A1 (ko) 2021-05-06
CN113840861A (zh) 2021-12-24
KR20210051808A (ko) 2021-05-10
KR102703465B1 (ko) 2024-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI818903B (zh) 光學材料用組成物
JP7292663B2 (ja) 硬化性組成物およびこれを含む光学部材
KR101267187B1 (ko) 광학 재료 및 광학 소자
JP4783103B2 (ja) プラスチックレンズ
EP2864397A2 (en) Liquid polymerizable composition comprising mineral nanoparticles and its use to manufacture an optical article
JP7139013B2 (ja) 硬化性組成物およびその硬化物を含む光学部材
JP7353705B2 (ja) 硬化性組成物およびその硬化物を含む光学部材
JP7540837B2 (ja) 硬化性組成物およびその硬化物を含む光学部材
JP7570763B2 (ja) 硬化性組成物およびこれを含む光学部材
US11326073B1 (en) (meth)acrylic composition, paint and curing agent comprising same
JP7234677B2 (ja) 多官能プロパルギル化合物及びそれを含む光学用組成物
JP2024502985A (ja) 硬化性組成物およびこれを含む光学部材
JPWO2019124190A1 (ja) (メタ)アクリル系組成物の製造方法、(メタ)アクリル系組成物を含む塗料および硬化体
CN116745350A (zh) 可固化组合物和包含其的光学材料

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211116

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221116

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221121

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230126

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230508

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230529

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7292663

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150