JPH0356525A - 有機ガラス製造のためのポリチオウレタン系ポリマー組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光学レンズ、さらに詳しくは眼科用レンズの
製造に使用されるタイプのポリウレタン系有機ガラスの
製造に関し、ポリウレタンとはイソシアネート基とーＯ
Ｈまたは−ＳＨ基との反応によって生成する結合を含ん
でいるものと理解すべきである． 本発明は、高い屈折率と低い分散性を有し、高い機械的
強度または特に高い熱機械的性質を持った有機ガラスも
しくは透明プラスチック材料へ重合することができるポ
リウレタン組或物の開発を目的とする。

光学分野において、無機ガラスに比較して軽量である利
点を一層発揮させるため、透明有機材料の屈折率を高め
ることを目指して多くの研究がこれまでなされて来た。

これら研究は特に含イオウポリウレタン樹脂の使用へ導
いた。

含イオウポリウレタン組成物は、米国特許第４，６８９
，　３８７号に記載されているように、キシリレンジイ
ソシアネートまたはへキサメチレンジイソシアネートの
ようなポリイソシアネートを、中間にチオエーテル鎖を
含んでいるポリオールモノマーと反応させることによっ
て得ることができるが、しかしこれは満足な高い屈折率
へ達しない。他のものは米国特許第４，６８９，３８７
号およびヨーロッパ特許出願０２３５７４３号に記載さ
れているように、同様なポリイソシアネートをポリチオ
ールモノマーと反応させることによって得ることができ
る。しかしながらこの先行技術においては、複雑な構造
を持ち、かつ使用が困難なモノマーはポリウレタン系の
有機ガラス製造の分野で現在使用されている一般的タイ
プのモノマーから誘導され、そしてメルカブトｉ−Ｓ’
Ｈを有する脂肪族化合物を使用するときは、グリコール
の縮重合によって得られるようにモノマー鎖中に常にチ
オエーテルまたはチオエステル基を含んでいる。

これら既知の技術によって製造したボリマーは低い熱機
械的抵抗を示し、そして特にそれらのガラス転移温度は
光学レンズの表面処理に必要な温度に関して低すぎる．
加えて、これらのモノマーは容易に人手し得ないか、ま
たはデリケートな合戒操作を要し、特に高価とするので
経済的および技術的困難に遭遇する。さらにそれらはポ
リウレタンの製造に採用するのに他の困難をしばしば生
ずる。特にそれを粘稠な溶液にする時、またはチオール
官能基とイソシアネート官能基との反応がそれらの構造
により妨害される時にそうである。

これらの問題を解決するため、本発明はこの種の使用に
対しては新規なタイプではあるが、しかしそれ自体は公
知であり、そしてボリマー製造以外の分野または使用に
対しては低価格で一般に商業的に人手し得る化合物をモ
ノマーとして使用する。これら化合物をポリウレタン製
造において、そして特に有機ガラスの製造のためポリイ
ソシアネートと反応すべきモノマーとして使用すること
は当業者には自明でなかった。

本発明の他の目的は、高い屈折率、高い収れん性および
高いガラス転移温度を有し、経時的に安定であり、光に
感受性でなくまたは耐候性であり、着色および容易に或
形することができ、高い衝撃強度、１１Ｉ１および引掻
き抵抗を示し、そしてガラス転移温度以上に加燃した時
さえも高い熱ｍ械的性賞を示す有機ガラスを得ることで
ある。

本発明によれば、少なくとも二官能のポリイソシアネー
トからなる第１の成分と、カーバメートを形成するよう
にイソシアネートと反応性の少なくとも３個の官能基を
持っている非環式飽和モノマーよりなる第２の成分とよ
りなり、第２の成分中の反応性官能基の数の少なくとも
５０％は−ＳＨ基であり、そして前記反応性官能基全体
の前記モノマー分子量に対する割合は少なくとも４５重
璽％であることを特徴とする有機ガラスのためのポリウ
レタン組成物が提供される。

上記から、モノマーは１分子中２個だけの炭素原子を有
し、各炭素原子はそれぞれ−ＯＨｉと−ＳＨ基を持って
いてもよいことが理解されるであろう。しかしながら、
もっと一般的には、少なくとも３個の炭素原子を有し、
該炭素原子の少なくとも半数は反応性の−Ｓ　Ｈまたは
ーＯＨ官能基を有し、これら反応性官能基の少なくとも
半数は一ＳＨ基である非環式脂肪族化合物よりなる少な
くとも三官能のモノマーを使用するのが最も有利である
。

実際では、モノマー分子が３個ないしｌＯ個、好ましく
は３個ないし６個の炭素原子を有し、その反応性官能基
の数の少なくとも５０％はーＳＨ基であり、そして反応
性官能基全体のモノマー分子量に対する割合は少なくと
も５５重量％である時に最良の結果が得られる．最良の
結果を与えるモノマーのうち、反応性官能基のモノマー
分子量に対する割合が少なくとも７０重量％であるモノ
マーが本発明において好ましく使用される。

本発明の特徴は、アルカン鎖がエーテルまたはチオエー
テル官能で中断されていない、すなわち分子内のＳまた
は０ヘテロ原子を含まない直鎖または分岐鎖アルカンタ
イプの化合物からなるモノマーの優先使用へ導く。

加えて、本発明に従ってモノマーとして使用される化合
物が線状アルカン鎖である時は、その炭素原子の少なく
とも３／４，好ましくは全部が全部一ＳＨ基であること
が好ましい反応性官能基を持っていることが望ましい。

同しことは分岐鎖カルカンの技の大部分に対し有利に適
用することができる。

本発明は、記載した組成物を透明ポリマーのガラスの製
造に使用すること、およびこれらガラスを光学レンズと
して使用することに関する。これら組成物のこの目的の
ための使用は、好ましくは注型による成形と同時にポリ
ウレタンのための通常の重合技術により、それ自体慣用
の態様で実施される。一般にそれは適当な重合触媒を添
加した前記のような二つの基本的成分のみよりなる組成
物への熱重合の適用である。重合触媒は一般に金属エス
テル、大部分ジブチルスズラウレートである．二つの基
本的成分はカーバメート結合を生成する反応化学量論の
関数として一定の割合で姐底物中に存在する。しかしな
がら各成分自体が与えられた定義に相当する数種の異な
る化合物を含むことができることを理解すべきである．
本発明により、同じ組成物にすべての所望の品質を組合
せることが可能であること、および生成するボリマーに
おいて屈折率およびガラス転移温度をモノマーとして脂
肪族化合物、芳香族化合物またはトリアジン環を含む化
合物を使用する先行技術の組成物によっては個別的にさ
えも達威できなかった値へ改良することができたことに
注目すべきである。このため本発明による好ましいｍＦ
ｌｉ物は、１．　６より高い、好ましくは１．６４より
高い屈折率と、少なくと′４：）３０のオーダーの収れ
ん係数（分散の逆）と、１００゜Ｃより高いガラス転移
温度を有するポリ（チオ）ウレタンタイプの透明ボリマ
ーを与える。

この枠内で、特に有利なイソシアネート官能を持った成
分は、通常市場でメタおよびパラ異性体の混合物の形で
入手可能なキシリレンジイソシアネートである。しかし
ながら一般式 ＯＣＮ−Ｒ−　（Ｃ．Ｈ，）−Ｒ’　−ＮＣＯ（式中、
ＲおよびＲ゜は独立に１ないし３個の炭素原子を含み、
芳香族環のオルト、メタまたはパラ位に存在するアルキ
ル基である。）に相当するアリールアルキルジイソシア
ネートのうちから他の同族体成分を選沢することができ
る。キシリレンジイソシアネートの場合は、ＲおよびＲ
゜は共に一ＣＨ２−である。

一般に、ポリイソシアネートはイオウ原子を含まないこ
と、および組或物は含イオウィソシアネートを含まない
ことが好ましい。さらにキシリレンジイソシアネートは
、メルカプトモノマーがペンタエリスリチオールである
時は好ましくは使用されない。

以下に限定を意図しない特定実施例を参照して本発明を
さらに詳しく説明する。

実施例１ この実施例においては、メルカプト基を有するモノマー
として式　ＨＳＣＨ！ＳＨ−ＣＨ．ＯＨの２．３−ジメ
ルカプトブロバノールが使用される．イソシアネートと
反応性の官能基の割合はその分子量に対して６６．９重
量％であり、そしてＳＨ／ＳＨ　十ＯＨ比は数において
６６．７％である．フラスコ中、２．３−ジメルカプト
プロパノール６ｇと、キシリレンジイソシアネート（Ｘ
Ｄｆ）２　０．　５　ｇを混傘する．これは（ＯＨ＋Ｓ
Ｈ）　／ｌｉｃＯ比一１を表す．ジブチルスズラウレー
｝　０．　０　２重量％を重合触媒として加える． 脱気した後、この混合物を光学レンズモールドに注ぐ．
このモールドはガラス製であり、ポリマーがガラスへ接
着するのを避けるようにモールド壁は処理してある．重
合は環境温度から８０℃へ３時間を要し、その後８０゜
Ｃに３時間維持し、そして２時間をかけて８０℃から１
３０℃へ昇温し、最後に１３０゜Ｃに３時間維持する温
度サイクルによって実施される．型出し後、完全に透明
なレンズが得られ、その屈折率は１．　６　２　２であ
り、収れん性（分散係数の逆数）は３７である。得られ
たボリマーの密度は１．２８であり、ガラス転移温度は
１３０℃である。

実施例２ ２，３−ジメルカプトプロパノールを、すべてヒドロキ
シ基またはメルカプト基と結合している炭素原子３また
は４個を有する直鎖アルカンである他のモノマーに代え
、実施例１と同し態様で実施する。

これにより以下の性質を有するボリマーが得られた． ａ）化合物：ジチオエリスリトール 反応性官能基：６４．９％ Ｓ　Ｈ／Ｓ　Ｈ　＋　Ｏ　Ｈ個数比：　５　０．　Ｏ％
屈折率：１．６１５ 収れん性：３３ 密度：１．３ ガラス転移温度：１６１”Ｃ ｂ）化合物：トリチオグリセリン 反応性官能基＝７０．７重量％ ＳＨ／ＳＨ＋ＯＨ個数比：１００％ 屈折率：１．６５４ 収れん性：３１ 密度：１．３Ｂ ガラス転移温度：１４９゜Ｃ Ｃ）化合物：テトラメルカプトブタン 反応性官能基：７１重量％ ＳＨ／ＳＨ＋ＯＨ個数比：１０Ｑ％ 屈折率：１．６６７ 収れん性：３２ 密度：１．４５ ガラス転移温度：ｌ８３゜Ｃ 実施例３ 操作は、チオール官能が少なくとも３価である分岐アル
カン鎖、詳しくはペンタエリスリチオールをモノマーと
して用いるほかは前の実施例と同じである．以下の結果
が得られた。

インシアネート：ジエチルベンゼンジイソシアネート ボリチオール：　Ｃ　ｆ−　ＣＨ！Ｓ　Ｈ）　４反応性
官能基＝６６重量％ ＳＨ／ＳＨ＋ＯＨ個数比：１００％ 屈折率：１．６４６ 収れん性：２９ 密度：１．３６ ガラス転移温度：１１０″Ｃ 本発明は、以上の実施例に規定した詳細により、または
本発明を例証するために選定された特定具体例の詳細に
よって制限されるものではない。本発明の範囲を逸脱す
ることなくすべての種類の修飾を作業条件および或分お
よび試薬の種類の割合へ導入することができる。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも二官能のポリイソシアネートからなる
   第１の成分と、カーバメートを形成するようにイソシア
   ネートと反応性の少なくとも３個の官能基を持っている
   非環式飽和モノマーよりなる第２の成分とよりなり、第
   ２の成分中の反応性官能基の数の少なくとも５０％は−
   ＳＨ基であり、そして前記反応性官能基全体の前記モノ
   マー分子量に対する割合は少なくとも４５重量％である
   ことを特徴とする有機ガラスのためのポリウレタン組成
   物。
2. （２）前記第１の成分は二官能アリールアルキルイソシ
   アネートタイプであり、そして組成物は含イオウイソシ
   アネートを含有しない第１項の組成物。
3. （３）前記第１の成分はキシリレンジイソシアネートで
   ある第２項の組成物。
4. （４）前記第２の成分は１分子あたり少なくとも３個の
   炭素原子を含み、該炭素原子の少なくとも半数はそれへ
   結合した−ＳＨ基または−ＯＨ基を有し、かつこれら官
   能基の少なくとも半数は−ＳＨ基である第１項の組成物
   。
5. （５）前記第２の成分は３個ないし６個の炭素原子を含
   み、前記反応性官能基の数の少なくとも５０％は−ＳＨ
   基であり、そして前記反応性官能基全体の前記モノマー
   分子量に対する割合は少なくとも５５重量％である第１
   項ないし第４項のいずれかの組成物。
6. （６）前記第２の成分は直鎖または分岐鎖脂肪族化合物
   から選ばれ、その炭素原子の少なくとも３／４、好まし
   くは全部が全部−ＳＨ基であることが好ましい反応性官
   能基へ結合している第１項ないし第５項のいずれかの組
   成物。
7. （７）前記第２の成分は、２，３−ジメルカプトプロパ
   ノール、ジチオエリスリトール、トリチオグリセリンま
   たはテトラメルカプトブタンから選ばれる第６項の組成
   物。
8. （８）前記第１の成分はキシリレンジイソシアネート以
   外のポリイソシアネートであり、前記第２の成分はペン
   タエリスリチオールである第６項の組成物。
9. （９）前記反応性官能基全体の前記モノマー分子量に対
   する割合は少なくとも７０重量％である第５項の組成物
   。