JPH11302359A - 光学用樹脂組成物、光学用樹脂及びプラスチックレンズ - Google Patents
光学用樹脂組成物、光学用樹脂及びプラスチックレンズInfo
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- JPH11302359A JPH11302359A JP10679098A JP10679098A JPH11302359A JP H11302359 A JPH11302359 A JP H11302359A JP 10679098 A JP10679098 A JP 10679098A JP 10679098 A JP10679098 A JP 10679098A JP H11302359 A JPH11302359 A JP H11302359A
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Abstract
びに脆性強度等を全て備えたバランスの良い光学樹脂を
提供する。 【解決手段】光学用樹脂組成物として、一般式(1)で
示されるスピロビ(m−ジチアン)骨格を有するエポキ
シ化合物を主成分として含有するものを用いた。 【化1】 (X1、X2、X3及びX4はそれぞれSまたはOを示
し、mは0〜6を示す)
Description
物、光学用樹脂及びプラスチックレンズに関するもので
ある。
靭に富み、また染色が容易であることから、各種光学材
料、特に眼鏡レンズに近年多用されている。
ス(アリルカーボネート)樹脂レンズは、ガラスレンズ
に比較し、安全性、易加工性、ファッション性などにお
いて優れており、さらに反射防止技術、ハードコート技
術、ハードコート+反射防止技術の開発により急速に普
及してきた。しかし、ジエチレングリコールビス(アリ
ルカーボネート)樹脂の屈折率は1.50とガラスレン
ズに比べ低いために、近視用メガネレンズでは外周部
が、また遠視用レンズでは中心部が、それぞれガラスレ
ンズに比べ厚くなるという欠点を有している。
では、高屈折率プラスチックレンズ材料によって薄型化
を図る技術開発が積極的に行われている。光学材料、特
に眼鏡レンズに要求される性能は、低比重に加えて光学
性能としては高屈折率と高アッべ数であり、物理的性能
としては、高耐熱性、高強度である。高屈折率レンズは
レンズの色収差を低減し、高耐熱性、高強度は二次加工
を容易にするとともに、安全性等の観点から重要であ
る。
がこれまでになされてきた。既にクロル、ブロム原子を
含むメタクリレート化合物の重合体、ブロモ原子を含む
ヒドロキシ化合物とイソシアネート化合物との反応によ
り得られるウレタン構造を有する熱硬化型光学材料(特
開昭58−164615号公報等)が提案されている。
しかしながら、クロル、ブロモ原子を含む化合物を用い
た場合は比重が大となり、この場合も軽量性が損なわれ
る結果となった。このため、ポリチオール化合物とポリ
イソシアネート化合物との反応により得られるチオウレ
タン構造を有する熱硬化型光学材料が特公平4−584
89号公報、特開平5−148340号公報に提案され
ている。すなわち、特開平5−148340号公報には
一分子中に硫黄原子を4個有する分岐型ポリチオール化
合物が、特開平2−270859号公報には一分子中に
硫黄原子を5個有する分岐型ポリチオール化合物が、特
開平6−192250号公報には分子中にジチアン環構
造を有するポリチオール化合物が提案されている。これ
らチオウレタン構造を有する光学材料により屈折率、ア
ッベ数の改良はある程度なされたがいまだ不十分であっ
た。さらには、エポキシ基またはチオエポキシ基を2官
能以上の化合物と重合しレンズを得る技術も、特開平1
−96815号公報、特開平3−81320号公報に提
案されている。これら従来技術のエポキシ、チオエポキ
シ化合物を硬化重合して得られる光学材料の屈折率は十
分ではなくまたアッベ数も低く、屈折率とアッベ数の不
満足なものであった。いずれにしても、これら従来技術
の含硫黄化合物等により、より薄い肉厚、軽量化の問題
はある程度解決されたが、さらに高い屈折率が望ましい
ことは言うまでもない。
要な性能として色収差が少ないことが挙げられる。色収
差はアッベ数が高い程良好となるため高アッベ数材料が
望まれている。しかしながら、一般にアッベ数は屈折率
の上昇に伴い低下する傾向を示し、ジエチレングリコー
ルビスアリルカーボネートおよび、ポリチオール化合物
とポリイソシアネート化合物、エポキシ、チオエポキシ
化合物に代表される従来技術の化合物を原料とするプラ
スチック材料では、屈折率1.5から1.55の場合ア
ッベ数は約50から55が、屈折率1.60の場合アッ
ベ数は40、屈折率1.66の場合アッベ数は30程度
が限界であり、屈折率1.7を実現しようとした場合、
アッベ数30程度以下となり実用に耐えるものではなか
った。さらに、従来技術、特にチオウレタン材料等の場
合、高屈折率発現のためには原料硫黄化合物の分子量が
大となり、このため架橋密度が低下し、耐熱性低下等の
支障をきたしている。これらを解決すべく特開平9−7
1580号公報及び特開平9−110979号公報では
それぞれ、分岐アルキルスルフィド型エピスルフィド化
合物及び直鎖アルキルスルフィド型エピスルフィド化合
物が提案されている。しかし、この分岐、直鎖アルキル
スルフィド型エピスルフィド化合物は屈折率、アッベ数
は向上しているものの耐熱性も不十分であり、脆性破壊
し易く、眼鏡レンズへの枠入れ加工時ならびに使用時に
破損する欠点を有している。また、特開平9−2557
81号公報では環状骨格を有するエピスルフィド化合物
が開示されているが、環状骨格として芳香族を使用した
場合、光学的歪みが発生する。また、前記公報記載の脂
環族ではまだ脆性強度が不十分である。
は、高屈折率、高アッベ数、耐熱性、光学歪みならびに
脆性強度等を全て備えたバランスのよい光学樹脂を提供
することである
達成するために鋭意検討を加えた結果、一般式(1)で
示されるスピロビ(m−ジチアン)骨格を有するエポキ
シ化合物を主成分とすることによって、本発明の目的が
達成されることを見出し、本発明を完成するに至った。
またはOを示し、mは0〜6を示す)以下、本発明につ
いて更に詳しく説明する。
たはOを示すが、ずべてSとしてもいいし、すべてOと
してもいいし、SとOとを混在させてもいい。すなわ
ち、本発明のエポキシ基はチオエポキシ基をも含むもの
である。なお、屈折率が1.70以上必要な場合はこの
Sの個数をSとOとの合計個数に対して50%以上とす
る。
の場合には重合硬化して得られる光学材料の耐熱性が低
下し、また、硫黄含有量が低下し高屈折率が達成されな
いからである。
骨格にスピロビ(m−ジチアン)骨格を有することにあ
り、硫黄原子により高屈折率化、スピロ環により脆性強
度を保つことが可能となった。
本発明のスピロビ(m−ジチ
アン)骨格を有するエポキシもしくは/またはチオエポ
キシ化合物はペンタエリスリトールテトラブロマイドを
出発原料とし、水硫化ナトリウム水溶液等によりペンタ
エリスリチオトールとし、1,3−ジブロモ−2−プロ
パノール、1,3−ジブロモ−2−ヒドロキシエチルプ
ロパン、1,3−ジブロモ−2−ヒドロキシエチルプロ
パン、1,3−ジブロモ−2−(n−(3−ヒドロキ
シ)プロピル)、1,3−ジブロモ−2−(n−(3−
ヒドロキシ)プロピル)プロパン、1,3−ジブロモ−
2−(n−(3−ヒドロキシ)ブチル)プロパン、1,
3−ジブロモ−2−(n−(3−ヒドロキシ)プロピ
ル)プロパン、1,3−ジブロモ−2−(n−(4−ヒ
ドロキシ)プロピルブチル)、1,3−ジブロモ−2−
(n−(5−ヒドロキシ)ペンチル)プロパンプロパ
ン、1,3−ジブロモ−2−(n−(6−ヒドロキシ)
ヘキシル)プロパンとアルカリ存在化で反応することに
より、ジ(ヒドロキシアルキル)−スピロビ(m−ジチ
アン)の構造(2)を得ることができる。
素と反応させることにより、ジ(メルカプトアルキル)
−スピロビ(m−ジチアン)(3)の構造を得ることが
できる。
カプト化合物とエピハロヒドリンをアルカリ存在下で反
応させて、式(4)、(5)の構造を得、ついで、
フェニルホスフィンスルファイド、3−メチルベンゾチ
アゾ−ル−2−チオン等のチア化剤と、好ましくはチオ
シアン酸塩、チオ尿素と反応させ製造される。式
(4)、(5)で表されるエポキシ化合物の製造におい
て、エピハロヒドリン化合物として好ましいものは、エ
ピクロロヒドリンである。
は式(2)、(3)のジヒドロキシ化合物、ジメルカプ
ト化合物の2倍モルを使用が、生成物の純度、反応速
度、経済性等を重視するのであれば、これ以下でもこれ
以上の量を使用してもかまわない。好ましくは2〜30
倍モル使用し反応する。反応は、無溶媒あるいは溶媒中
のいずれでもかまわないが、溶媒を使用するときは、エ
ピハロヒドリン、式(4)、(5)のジヒドロキシ化合
物、ジメルカプト化合物、ジヒドロキシ化合物の金属
塩、ジメルカプト化合物の金属塩のいずれかが可溶のも
のを使用することが望ましい。具体例としては、水、ア
ルコール類、エーテル類、芳香族炭化水素類、ハロゲン
化炭化水素類等があげられる。反応は量論以上の塩基の
存在において容易に進行する。塩基としては、ピリジ
ン、トリエチルアミン、ジアザビシクロウンデセン等の
三級アミン、アルカリまたはアルカリ土類金属の水酸化
物があげられるが、好ましいものは、アルカリまたはア
ルカリ類金属の水酸化物であり、より好ましいものは、
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等である。反応温度
は通常−10〜100℃で実施されるが、好ましくは−
10〜60℃である。反応時間は上記の各種条件下で反
応が完結する時間であればかまわないが、通常10時間
以下が適当である。式(4)、(5)で表されるエポキ
シ化合物より式(1)エピスルフィド化合物を製造する
方法において、チア化剤としてチオシアン酸塩を使用す
る場合、好ましいチオシアン酸塩は、アミン、アルカリ
またはアルカリ土類金属塩であり、より好ましいもの
は、チオシアン酸カリウム、チオシアン酸ナトリウムで
ある。また、チオシアン酸塩は量論的には式(4)、
(5)のエポキシ化合物の1もしくは2倍モルを使用す
るが、生成物の純度、反応速度、経済性等を重視するの
であれば、これ以下でもこれ以上の量を使用もかまわな
い。好ましくは1〜10倍モル使用し反応する。反応
は、無溶媒あるいは溶媒中のいずれでもかまわないが、
溶媒を使用するときは、チオシアン酸塩あるいはチオ尿
素さらには式(4)、(5)のエポキシ化合物いずれか
が可溶のものを使用することが望ましい。具体例として
は、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール等
のアルコ−ル類;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラ
ン、ジオキサン等のエーテル類;メチルセロソルブ等の
ヒドロキシエーテエル類;ベンゼン、トルエン、キシレ
ン等の芳香族炭化水素類;ジクロロエタン、クロロホル
ム、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類等があげ
られ、これらの併用使用、例えば、エーテル類、ヒドロ
キシエーテル類、ハロゲン化炭化水素類、芳香族炭化水
素類とアルコール類の組み合わせは効果的である。ま
た、反応液中に酸および酸無水物等を重合抑制剤として
添加することは、反応成績を上げる面から有効な手段で
ある。酸および酸無水物の具体例としては、硝酸、塩
酸、硫酸、発煙硫酸、ホウ酸、ヒ酸、燐酸、青酸、酢
酸、過酢酸、チオ酢酸、シュウ酸、酒石酸、プロピオン
酸、酪酸、コハク酸、マレイン酸、安息香酸、無水硝
酸、無水硫酸、酸化ホウ素、五酸化ヒ素、五酸化燐、無
水クロム酸、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸、
無水コハク酸、無水マレイン酸、無水安息香酸、無水フ
タル酸、シリカゲル、シリカアルミナ、塩化アルミニウ
ム等があげられ、これらのいくつかを併用することも可
能である。添加量は通常反応液総量に対して、0.00
1〜10wt%である。反応温度は通常0〜100℃で
実施されるが、好ましくは20〜70℃である。反応生
成物は酸性水溶液を用いた洗浄によって、得られる化合
物の安定性を向上せしめることが可能である。酸性水溶
液に用いる酸の具体例としては、硝酸、塩酸、硫酸、ホ
ウ酸、ヒ酸、燐酸、青酸、酢酸、過酢酸、チオ酢酸、シ
ュウ酸、酒石酸、コハク酸、マレイン酸等があげられ
る。また、これらは単独でも2種類以上を混合して用い
ても良い。これらの酸の水溶液は通常pH6以下で効果
を現すが、より効果的にはpH3以下である。
(5)のエポキシ化合物に対応する式(6)、(7)の
不飽和化合物の有機過酸、アルキルペルオキシド、過酸
化水素等による酸化により製造し、これを上述の方法に
より式(1)のチオエポキシ化合物とする方法もあげら
れる。
シもしくは/またはチオエポキシ化合物は、硬化触媒の
存在下あるいは不存在下に加熱重合し樹脂を製造するこ
とができる。好ましい方法は硬化触媒を使用する方法で
あり、硬化触媒はアミン類、ホスフィン類、スルホニウ
ム塩類、鉱酸類、ルイス酸類、有機酸類、ケイ酸類、四
フッ化ホウ酸等が使用される。具体例としては、 (1)エチルアミン、n−ブロピルアミン、sec−プ
ロピルアミン、n−ブチルアミン、sec−ブチルアミ
ン、i−ブチルアミン、t−ブチルアミン、ペンチルア
ミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミ
ン、デシルアミン、ラウリルアミン、ミスチリルアミ
ン、1,2−ジメチルヘキシルアミン、3−ペンチルア
ミン、2−エチルヘキシルアミン、アリルアミン、アミ
ノエタノール、アミノヘキサノール、3−エトキシプロ
ピルアミン、3−プロポキシプロピルアミン、3−イソ
プロポキシプロピルアミン、3−ブトキシプロピルアミ
ン、3−イソブトキシプロピルアミン、3−(2−エチ
ルヘキシロキシ)プロピルアミン、アミノシクロペンタ
ン、アミノシクロヘキサン、アミノノルボルネン、アミ
ノメチルシクロヘキサン、アミノベンゼン、ベンジルア
ミン、フェネチルアミン、α−フェニルエチルアミン、
ナフチルアミン、フルフリルアミン等の1級アミン;エ
チレンジアミン、1,2−ジアミノプロパン、1,3−
ジアミノプロパン、1,2−ジアミノブタン、1,3−
ジアミノブタン、1,4−ジアミノブタン、1、5―ジ
アミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,7−
ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン、ジメチ
ルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミ
ン、ビス−(3−アミノプロピル)エーテル、1,2−
ビス−(3−アミノプロポキシ)エタン、1,3−ビス
−(3−アミノプロポキシ)−2,2‘−ジメチルプロ
パン、アミノエチルエタノールアミン、1,2−、1−
3あるいは1,4−ビスアミノシクロヘキサン、1,3
−あるいは1,4−ビスアミノメチルシクロヘキサン、
1,3−あるいは1,4−ビスアミノエチルシクロヘキ
サン、1,3−あるいは1,4−ビスアミノプロピルシ
クロヘキサン、水添4,4’−ジアミノジフェニルメタ
ン、2−あるいは4−アミノピペリジン、2−あるいは
4−アミノメチルピペリジン、N−アミノエチルピペリ
ジン、 N−アミノプロピルピペリジン、N−アミノエ
チルモルホリン、 N−アミノプロピルモルホリン、イ
ソホロンジアミン、メタンジアミン、1,4−ビスアミ
ノプロピルピペラジン、o−、m−あるいはp−フェニ
レンジアミン、2,4−あるいは2,6−トリレンジア
ミン、2,4−トルエンジアミン、m−アミノベンジル
アミン、4−クロロ−o−フェニレンジアミン、テトラ
クロロ−p−キシレンジアミン、4−メトキシ−6−メ
チル−m−フェニレンジアミン、m−あるいはp−キシ
リレンジアミン、1,5−あるいは、2,6−ナフタレ
ンジアミン、ベンジジン、4、4’−ビス(0−トルイ
ジン)、ジアニジン、4,4’−ジアミノジフェニルメ
タン、2,2−(4,4’−ジアミノジフェニル)プロ
パン、4,4’−ジアミノジフェニルエ−テル、4,
4’−チオジアニン、4,4’−ジアミノジフェニルス
ルホン、4,4’−ジアミノジトリルスルホン、メチレ
ンビス(0−クロロアニリン)、3,9−ビス(3−ア
ミノプロピル)2,4,8,10−テトラキサスピロ
[5,5]ウンデカン、ジエチレントリアミン、イミノ
ビスプロピルアミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミ
ン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミ
ン、ペンタエチレンヘキサミン、N−アミノエチルピペ
ラジン、1,4−ビス(アミノエチルピペラジン)、
1,4−ビス(アミノプロピルピペラジン)、2,6−
ジアミノピリジン、ビス(3,4−ジアミノフェニル)
スルホン等の1級ポリアミン;ジエチルアミン、ジプロ
ピルアミン、ジ−n−ブチルアミン、ジ−sec−ブチ
ルアミン、イソブチルアミン、ジ−n−ペンチルアミ
ン、ジ−3−ペンチルアミン、ジヘキシルアミン、オク
チルアミン、ジ(2−エチルヘキシル)アミン、メチル
ヘキシルアミン、ジアリルアミン、ピロリジン、ピペリ
ジン、2−,6−、3,5−ルペジン、ジフェニルアミ
ン、N−メチルアニリン、 N−エチルアニリン、ジベ
ンジルアミン、ジナフチルアミン、ピロ−ル、インドリ
ン、インド−ル、モルホリン等の2級アミン;N,N’
−ジメチルエチレンアミン、 N,N’−ジメチル−
1,2−ジアミノプロパン、 N,N’−ジメチル−
1,3−ジアミノプロパン、 N,N’−ジメチル−
1,2−ジアミノブタン、 N,N’−ジメチル−1,
3−ジアミノブタン、N,N’−ジメチル−1,4−ジ
アミノブタン、 N,N’−ジメチル−1,5−ジアミ
ノペンタン、N,N’−ジメチル−1,6−ジアミノヘ
キサン、 N,N’−ジメチル−1,7−ジアミノヘプ
タン、 N,N’−ジエチルエチレンジアミン、 N,
N’−ジエチル−1,2−ジアミノプロパン、 N,
N’−ジエチル−1,3−ジアミノプロパン、 N,
N’−ジエチル−1,2−ジアミノブタン、 N,N’
−ジエチル−1,3−ジアミノブタン、 N,N’−ジ
エチル−1,3−ジアミノブタン、N,N’−ジエチル
−1,4−ジアミノブタン、 N,N’−ジエチル−
1,6−ジアミノヘキサン、ピペラジン、2−メチルピ
ペラジン、2,5−あるいは2,6−ジメチルピペラジ
ン、ホモピペラジン、1,1−ジ−(4−ピペリジル)
メタン、1,2−ジ−(4−ピペリジル)エタン、1,
3−ジ−(4−ピペリジル)プロパン、1,4−ジ−
(4−ピペリジル)ブタン、テトラメチルグアニジン等
の2級ポリアミン;トリメチルアミン、トリエチルアミ
ン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−iso−プロピ
ルアミン、トリ−1,2−ジメチルプロピルアミン、ト
リ−3−メトキシプロピルアミン、トリ−n−ブチルア
ミン、トリ−iso−プロピルアミン、トリ−sec−
ブチルアミン、トリ−ペンチルアミン、トリ−n−ヘキ
シルアミン、トリ−ドデシルアミン、トリ−ラウリルア
ミン、トリ−シクロヘキシルアミン、 N,N−ジメチ
ルヘキシルアミン、N−メチルジヘキシルアミン、
N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、 N−メチル
ジシクロヘキシルアミン、トリエタノ−ルアミン、トリ
ベンジルアミン、 N,N−ジメチルベンジルアミン、
ジエチルベンジルアミン、トリフェニルアミン、 N,
N−ジメチルアミノ−p−クレゾ−ル、 N,N−ジメ
チルアミノメチルフェノール、2―( N,N−ジメチ
ルアミノメチル)フェノール、 N,N−ジメチルアニ
リン、 N,N−ジエチルアニリン、ピリジン、キノリ
ン、N−メチルモルホリン、N−メチルピペリジン、2
−(2−ジメチルアミノエトキシ)−4−メチル−1,
3,2−ジオキサボルナン等の3級アミン;テトラメチ
ルエチレンジアミン、ピペラジン、 N,N’−ビス
((2−ヒドロキシ)プロピル)ピペラジン、ヘキサメ
チレンテトラミン、 N,N,N’,N’−テトラメチ
ル−1,3−ブタンアミン、2−ジメチルアミノ−2−
ヒドロキシプロパン、ジエチルアミノエタノール、N,
N,N−トリス(3−ジメチルアミノプロピル)アミ
ン、2,4,6−トリス(N,N−ジメチルアミノメチ
ル)フェノ−ル、ヘプタメチルイソビグアニド等の3級
ポリアミン;イミダゾール、N−メチルイミダゾール、
2−メチルイミダゾール、4−メチルイミダゾール、N
−エチルイミダゾール、 2−エチルイミダゾール、4
−エチルイミダゾール、 N−ブチルイミダゾール、 2
−ブチルイミダゾール、N−ウンデシルイミダゾール、
2−ウンデシルイミダゾール、 N−フェニルイミダゾ
ール、 2−フェニルイミダゾール、 N−ベンジルイミ
ダゾール、 2−ベンジルイミダゾール、1−ベンジル
−2−メチルイミダゾール、N−(2’−シアノエチ
ル)−2−メチルイミダゾール、N−(2’−シアノエ
チル)−2−メチルイミダゾール、N−(2’−シアノ
エチル)−2−ウンデシルイミダゾール、N−(2’−
シアノエチル)−2−フェニルイミダゾール、3,3−
ビス−(2−エチル−4−メチルイミダゾリル)メタ
ン、アルキルイミダゾールとホルムアルデヒドの縮合物
等の各種イミダゾール類;1,8−ジアザビシクロ
(5,4,0)ウンデセン−7,1,5−ジアザビシク
ロ(4,3,0)ノネン−5,6−ジブチルアミノ−
1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7
等のアミジン類;以上に代表されるアミン系化合物。
酸、ルイス酸、有機酸、ケイ酸、四フッ化ホウ酸等との
4級アンモニウム塩。
フッ化ホウ素とのコンプレックス。
ホスフィン、トリ−iso−プロピルホスフィン、トリ
−n−シクロヘキシルホスフィン、トリ−n−オクチル
ホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリベン
ジルホスフィン、トリス(2−メチルフェニル)ホスフ
ィン、トリス(3−メチルフェニル)ホスフィン、トリ
ス(ジエチルアミノ)ホスフィン、ジメチルフェニルホ
スフィン、ジエチルフェニルホスフィン、ジシクロヘキ
シルフェニルホスフィン、エチルフェニルホスフィン、
ジフェニルシクロヘキシルホスフィン、クロロジフェニ
ルホスフィン等のホスフィン類。
鉱酸物およびこれらの半エステル類。
エーテラート等に代表されるルイス酸類。
よびこれらの半エステル類。
なく好ましいものは、1級モノアミン、2級モノアミ
ン、3級ポリアミン、イミダゾール類、アミジン類、4
級アンモニウム塩、ホスフィン類である。より好ましい
ものは、エピスルフィド基と反応し得る基を1個以下有
する、2級モノアミン、3級モノアミン、3級ポリアミ
ン、イミダゾール類、アミジン類、4級アンモニウム
塩、ホスフィン類である。また、これらは単独でも2種
類以上を混合して用いても良い。以上の硬化触媒は、エ
ポキシ、チオエポキシ化合物1モルに対して通常0.0
001モルから1.0モル使用するが、好ましくは、
0.0001モルから0.5モル、より好ましくは、
0.0001モルから0.1モル未満、最も好ましく
は、0.0001モルから0.05モル使用する。硬化
触媒の量がこれより多いと硬化物の屈折率、耐熱性が低
下し、また着色する。これより少ないと十分に硬化せず
耐熱性が不十分となる。
骨格を有するエポキシもしくは/またはチオエポキシ化
合物はエポキシ基もしくは/またはチオエポキシ基と反
応可能な官能基1個以上有する化合物あるいは、これら
の官能基1個以上と他の単独重合可能な官能基を1個以
上有する化合物と硬化重合して光学材料を製造すること
もできる。これらのエポキシ基もしくは/またはチオエ
ポキシ基と反応可能な官能基を有する化合物としては、
エポキシ化合物、公知のチオエポキシ化合物、多価カル
ボン酸、多価カルボン酸無水物、メルカプトカルボン
酸、ポリメルカプタン、メルカプトアルコール、メルカ
プトフェノール、ポリフェノール、アミン類、アミド類
等があげられる。一方、エポキシ基もしくは/またはエ
ピスルフィド基と反応可能な官能基1個以上と他の単独
重合可能な官能基を1個以上有する化合物としては、ビ
ニル、芳香族ビニル、メタクリル、アクリル、アリル等
の不飽和基を有するエポキシ化合物、チオエポキシ化合
物、カルボン酸、カルボン酸無水物、メルカプトカルボ
ン酸、メルカプタン類、フェノール類、アミン類、アミ
ド類等があげられる。以下に、エポキシ基もしくは/ま
たはチオエポキシ基と反応可能な官能基を2個以上有す
る化合物の具体例を示す。
キノン、カテコール、レゾルシン、ビスフェノールA、
ビスフェノールF、ビスフェノールスルフォン、ビスフ
ェノールエーテル、ビスフェノールスルフィド、ハロゲ
ン化ビスフェノールA、ノボラック樹脂等の多価フェノ
ール化合物とエピハロヒドリンの縮合により製造される
フェノール系エポキシ化合物;エチレングリコール、ジ
エチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエ
チレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレ
ングリコール、ポリプロピレングリコール、1,3−プ
ロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘ
キサンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセリ
ン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペン
タエリスリトール、1,3−および1,4−シクロヘキ
サンジオール、1,3−および1,4−シクロヘキサン
ジメタノール、水添ビスフェノールA、ビスフェノール
A・エチレンオキサイド付加物、ビスフェノールA・プ
ロピレンオキサイド付加物等の多価アルコール化合物と
エピハロヒドリンの縮合により製造されるアルコール系
エポキシ化合物;アジピン酸、セバチン酸、ドデカンジ
カルボン酸、ダイマー酸、フタル酸、イソ、テレフタル
酸、テトラヒドロフタル酸、メチルテトラヒドロフタル
酸、ヘキサヒドロフタル酸、ヘット酸、ナジック酸、マ
レイン酸、コハク酸、フマール酸、トリメリット酸、ベ
ンゼンテトラカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸、ナフタリンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン
酸等の多価カルボン酸化合物とエピハロヒドリンの縮合
により製造されるグリシジルエステル系エポキシ化合
物;エチレンジアミン、1,2−ジアミノプロパン、
1,3−ジアミノプロパン、1,2−ジアミノブタン、
1,3−ジアミノブタン、1,4−ジアミノブタン、
1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサ
ン、1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオク
タン、ビス−(3−アミノプロピル)エーテル、1,2
−ビス−(3−アミノプロポキシ)エタン、1,3−ビ
ス−(3−アミノプロポキシ)−2,2’−ジメチルプ
ロパン、1,2−、1,3−あるいは1,4−ビスアミ
ノシクロヘキサン、1,3−あるいは1,4−ビスアミ
ノメチルシクロヘキサン、1,3−あるいは1,4−ビ
スアミノエチルシクロヘキサン、1,3−あるいは1,
4−ビスアミノプロピルシクロヘキサン、水添4,4’
−ジアミノジフェニルメタン、イソホロンジアミン、
1,4−ビスアミノプロピルピペラジン、m−、あるい
はp−フェニレンジアミン、2,4−あるいは2,6−
トリレンジアミン、m−あるいはp−キシリレンジアミ
ン、1,5−あるいは、2,6−ナフタレンジアミン、
4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジア
ミノジフェニルエーテル、2,2−(4,4’−ジアミ
ノジフェニル)プロパン等の一級ジアミン、N,N’−
ジメチルエチレンジアミン、N,N’−ジメチル−1,
2−ジアミノプロパン、N,N’−ジメチル−1,3−
ジアミノプロパン、N,N’−ジメチル−1,2−ジア
ミノブタン、N,N’−ジメチル−1,3−ジアミノブ
タン、N,N’−ジメチル−1,4−ジアミノブタン、
N,N’−ジメチル−1,5−ジアミノペンタン、N,
N’−ジメチル−1,6−ジアミノヘキサン、N,N’
−ジメチル−1,7−ジアミノヘプタン、N,N’−ジ
エチルエチレンジアミン、N,N’−ジエチル−1,2
−ジアミノプロパン、N,N’−ジエチル−1,3−ジ
アミノプロパン,N,N’−ジエチル−1,2−ジアミ
ノブタン、N,N’−ジエチル−1,3−ジアミノブタ
ン、N,N’−ジエチル−1,4−ジアミノブタン、
N,N’−ジエチル−1,6−ジアミノヘキサン、ピペ
ラジン、2−メチルピペラジン、2,5−あるいは2,
6−ジメチルピペラジン、ホモピペラジン、1,1−ジ
−(4−ピペリジル)−メタン、1,2−ジ−(4−ピ
ペリジル)−エタン、1,3−ジ−(4−ピペリジル)
−プロパン、1,4−ジ−(4−ピペリジル)−ブタン
等の二級ジアミンとエピハロヒドリンの縮合により製造
されるアミン系エポキシ化合物;3,4−エポキシシク
ロヘキシル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキ
シレート、ビニルシクロヘキサンジオキサイド、2−
(3,4−エポキシシクロヘキシル)−5,5−スピロ
−3,4−エポキシシクロヘキサン−メタ−ジオキサ
ン、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシル)アジペー
ト等の脂環式エポキシ化合物;シクロペンタジエンエポ
キシド、エポキシ化大豆油、エポキシ化ポリブタジエ
ン、ビニルシクロヘキセンエポキシド等の不飽和化合物
のエポキシ化により製造されるエポキシ化合物;上述の
多価アルコール、フェノール化合物とジイソシアネート
およびグリシドール等から製造されるウレタン系エポキ
シ化合物等を挙げることが出来る。
は、以上のエポキシ化合物のエポキシ基の一部あるいは
全てをチオエポキシ化して得られるチオエポキシ化合物
を挙げることができる。
ポリフェノール、アミン類等の具体例としては上述のエ
ポキシ化合物のところで説明したエピハロヒドリンと反
応させる相手の原料として上述したものを挙げることが
できる。
1,2−ジメルカプトエタン、1,3−ジメルカプトプ
ロパン、1,4−ジメルカプトブタン、1,6−ジメル
カプトヘキサン、ジ(2−メルカプトエチル)スルフィ
ド、1,2−〔ビス(2−メルカプトエチルチオ)〕エ
タン等の直鎖状ジメルカプタン化合物;2−メルカプト
メチル−1,3−ジメルカプトプロパン、2−メルカプ
トメチル−1,4−ジメルカプトブタン、2−(2−メ
ルカプトエチルチオ)−1,3−ジメルカプトプロパ
ン、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、1,1,1−トリス(メルカ
プトメチル)プロパン、テトラキスメルカプトメチルメ
タン等の分岐状脂肪族ポリメルカプタン化合物;エチレ
ングリコールジチオグリコレート、エチレングリコール
ジチオプロピオネート、1,4−ブタンジオールジチオ
グリコレート、1,4−ブタンジオールジチオプロピオ
ネート、トリメチロールプロパントリス(β−チオグリ
コレート)、トリメチロールプロパントリス(β−チオ
プロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス
(β−チオグリコレート)、ペンタエリスリトールテト
ラキス、(β−チオプロピオネート)等の含エステル脂
肪族ポリメルカプタン化合物;1,4−ジメルカプトシ
クロヘキサン、1,3−ジメルカプトシクロヘキサン、
1,4−ジメルカプトメチルシクロヘキサン、1,3−
ジメルカプ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、2,5−ジメルカプト
エチル−1,4−ジチアン、2,5−ジメルカプトメチ
ル−1−チアン、2,5−ジメルカプトエチル−1−チ
アン等脂肪族環状ジメルカプタン化合物等をあげること
ができる。
チオエポキシ基と反応可能な官能基1個以上と他の単独
重合可能な官能基を1個以上有する化合物の代表的具体
例を示す。不飽和基を有するエポキシ化合物としては、
ビニルフェニルグリシジルエーテル、ビニルベンジルグ
リシジルエーテル、グリシジルメタクリレート、グリシ
ジルアクリレート、アリルグリシジルエーテル等をあげ
ることができる。不飽和基を有するチオエポキシ化合物
としては上記の不飽和基を有するエポキシ化合物のエポ
キシ基をチオエポキシ化した化合物、例えば、ビニルフ
ェニルチオグリシジルエーテル、ビニルベンジルチオグ
リシジルエーテル、チオグリシジルメタクリレート、チ
オグリシジルアクリレート、アリルチオグリシジルエー
テル等をあげることができる。
は、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレ
イン酸、フマル酸等のα、β−不飽和カルボン酸類をあ
げることができる。また、不飽和基を有するアミド類と
しては、以上のα、β−不飽和カルボン酸類のアミドを
あげることができる。
ポキシ基と反応可能でかつ単独重合も可能な官能基を1
個有する化合物の好ましい具体例としてはエポキシ基あ
るいはチオエポキシ基を1個有する化合物をあげること
ができる。より具体的には、エチレンオキサイド、プロ
ピレンオキサイド等のモノエポキシ化合物類、酢酸、プ
ロピオン酸、安息香酸等のモノカルボン酸のグリシジル
エステル類、メチルグリシジルエーテル、エチルグリシ
ジルエーテル、プロピルグリシジルエーテル類あるいは
エチレンスルフィド、プロピレンスルフィド等のモノエ
ピスルフィド化合物、上述のモノカルボン酸とチオグリ
シドール(1,2−エピチオ−3−ヒドロキシプロパ
ン)から誘導される構造を有するチオグリシジルエステ
ル類、メチルチオグリシジルエーテル(1,2−エピチ
オプロピルオキシメタン)、エチルチオグリシジルエー
テル、プロピルチオグリシジルエーテル、ブチルチオグ
リシジルエーテル等のチオグリシジルエーテル類をあげ
ることができる。これらの中で、より好ましいものはチ
オエポキシ基を1個有する化合物である。
エポキシ基と反応可能な官能基を2個以上有する化合物
あるいは、これらの官能基1個以上と他の単独重合可能
な官能基を1個以上有する化合物およびチオエポキシ基
と反応可能かつ単独重合可能な官能基を1個有する化合
物とは、硬化重合触媒の存在下、硬化重合し製造するこ
とができる。硬化触媒は、前述のアミン類、ホスフィン
類、酸類等が使用される。具体例としては、前述のもの
がここでも使用される。
る際には、重合促進剤として、ラジカル重合開始剤を使
用する事が好ましい方法である。ラジカル重合開始剤と
は、加熱あるいは紫外線や電子線によってラジカルを生
成するものであれば良く、例えば、クミルパーオキシネ
オデカノエート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネ
ート、ジアリルパーオキシジカーボネート、ジ−n−プ
ロピルパーオキシジカーボネート、ジミリスチルパーオ
キシジカーボネート、クミルパーオキシネオヘキサノエ
ート、ter−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、
ter−ブチルパーオキシネオデカノエート、ter−
ヘキシルパーオキシネオヘキサノエート、ter−ブチ
ルパーオキシネオヘキサノエート、2,4−ジクロロベ
ンゾイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、
ジクミルパーオキサイド、ジ−ter−ブチルパーオキ
サイド等のパーオキサイド類;クメンヒドロパーオキサ
イド、ter−ブチルヒドロパーオキサイド等のヒドロ
パーオキサイド類;2,2’−アゾビス(4−メトキシ
−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾ
ビス(2−シクロプロピルプロピオニトリル),2,
2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、
2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−ア
ゾビス(2−メチルブチロニトリル)、1,1’−アゾ
ビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、1−
〔(1−シアノ−1−メチルエチル)アゾ〕ホルムアミ
ド、2−フェニルアゾ−4−メトキシ−2,4−ジメチ
ル−バレロニトリル2,2’−アゾビス(2−メチルプ
ロパン)、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチ
ルペンタン)等のアゾ系化合物等の公知の熱重合触媒、
ベンゾフェノン、ベンゾインベンゾインメチルエーテル
等の公知の光重合触媒が挙げられる。これらのなかで好
ましいものは、パーオキサイド類、ヒドロパーオキサイ
ド類、アゾ系化合物であり、より好ましいものは、パー
オキサイド類、アゾ系化合物であり、最も好ましいもの
は、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメ
チルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−シク
ロプロピルプロピオニトリル)、2,2’−アゾビス
(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾ
ビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メ
チルブチロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘ
キサン−1−カルボニトリル)、1−〔(1−シアノ−
1−メチルエチル)アゾ〕ホルムアミド、2−フェニル
アゾ−4−メトキシ−2,4−ジメチル−バレロニトリ
ル、2,2’−アゾビス(2−メチルプロパン)2,
2’−アゾビス、(2,4,4−トリメチルペンタン)
等のアゾ系化合物である。またこれらは、全て混合使用
することができる。ラジカル重合開始剤の配合量は、組
成物の成分や硬化方法によって変化するので一概には決
められないが、通常は組成物総量に対して0.01wt
%〜5.0wt%好ましくは0.1wt%〜2.0wt
%の範囲である。
骨格を有するエポキシもしくは/またはチオエポキシ化
合物を重合硬化して光学材料を得るに際して、公知の酸
化防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤を加えて、得られる
材料の実用性をより向上せしめることはもちろん可能で
ある。また公知の外部および/または内部離型剤を使用
または添加して、得られる硬化材料の型からの離型性を
向上せしめることも可能である。ここに言う内部離型剤
とは、フッ素系ノニオン界面活性剤、シリコン系ノニオ
ン界面活性剤、アルキル第4級アンモニウム塩、燐酸エ
ステル、酸性燐酸エステル、酸性燐酸エステルのアルカ
リ金属塩、高級脂肪酸の金属塩、高級脂肪酸エステル、
パラフィン、ワックス、高級脂肪酸アミド、高級脂肪酸
アルコール、ポリシロキサン類、脂肪族アミンエチレン
オキシド付加物等があげられる。
有するエポキシもしくは/またはチオエポキシ化合物を
重合硬化して光学材料を得るに際して、原料となる、エ
ポキシもしくは/またはチオエポキシ化合物、さらには
所望に応じて前述の硬化触媒、不飽和基を有するチオエ
ポキシ基と反応可能な例えばグリシジルメタクリレー
ト、チオグリシジルメタクリレート(グリシジルメタク
リレートのエポキシ基をエピスルフィド化したもの)等
を併用する場合、ラジカル重合開始剤、ラジカル重合可
能な単量体、さらには離型剤、酸化防止剤、紫外線吸収
剤等の添加剤混合後、次の様にして重合硬化してレンズ
等の光学材料とされる。即ち、混合後の原料をガラスや
金属製の型に注入し、加熱によって重合硬化反応を進め
た後、型から外し製造される。硬化時間は0.1〜10
0時間、通常1〜48時間であり、硬化温度は−10〜
160℃、通常−10〜140℃である。また、硬化終
了後、材料を50から150℃の温度で、10分から5
時間程度アニール処理を行う事は、本発明の光学材料の
歪を防ぐために好ましい処理である。さらに必要に応じ
てハードコート、反射防止、防曇性付与等表面処理を行
うことができる。本発明の硬化樹脂光学材料の製造方法
は、さらに詳しく述べるならば以下の通りである。前述
の様に、主原料および副原料を混合後、型に注入硬化し
て製造されるが、主原料であるスピロビ(m−ジチア
ン)骨格を有するエポキシもしくは/またはチオエポキ
シ化合物と所望により使用されるエポキシ基もしくは/
またはエピスルフィド基と反応可能な官能基を2個以上
有する化合物あるいは、これらの官能基1個以上と他の
単独重合可能な官能基を1個以上有する化合物およびエ
ピスルフィド基と反応可能かつ単独重合可能な官能基を
1個有する化合物、さらには所望に応じて使用される、
硬化触媒、ラジカル重合開始剤、さらには離型剤、安定
剤等は全て同一容器内で同時に撹拌下に混合しても、各
原料を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。混合にあたり、
設定温度、これに要する時間等は基本的には各成分が十
分に混合される条件であればよいが、過剰の温度、時間
は各原料、添加剤間の好ましくない反応が起こり、さら
には粘度の上昇を来たし注型操作を困難にする等適当で
はない。混合温度は−10℃から100℃程度の範囲で
行われるべきであり、好ましい温度範囲は−10℃から
50℃、さらに好ましいのは、−5℃から30℃であ
る。混合時間は、1分から5時間、好ましくは5分から
2時間、さらに好ましくは5分から30分、最も好まし
いのは5分から15分程度である。各原料、添加剤の混
合前、混合時あるいは混合後に、減圧下に脱ガス操作を
行う事は、後の注型重合硬化中の気泡発生を防止する点
からは好ましい方法である。この時の減圧度は0.1m
mHgから700mmHg程度で行うが、好ましいのは
10mmHgから300mmHgである。さらに、型に
注入に際して、ミクロフィルター等で不純物を濾過し除
去することは本発明の光学材料の品質を高める点からも
好ましい。
明を更に詳しく説明するが、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、得られた重合物の性能
測定は以下の測定法で行い結果を表2に示した。
を用い、20℃で測定した。 比重:電子比重計を用いて20℃で測定し、常法により
補正した。 耐熱性:ビカット軟化点が120℃以上のものを○、1
20℃未満80℃以上のものを△、80℃未満のものを
×とした。 曲げ強度:オートグラフを用いた3点曲げ試験測定にお
いて、歪みが0.2以上のものを○、0.2未満0.1
以上のものを△、0.1未満のものを×とした。 落球強度:中心厚1.0mmのレンズをFDA規格に準
じて評価した。鋼球を127cmの高さから落下させた
時のレンズが破壊しない鋼球の最大重量(g)を求め
た。
-ビス(β−エピチオプロピルチオ)−スピロビ(m−
ジチアン)100重量部に触媒としてN,N−ジエタノ
ールアミンを0.2重量部、抗酸化剤として2,6−ジ
−ter−ブチル−4−メチルフェノ−ル0.1重量
部、紫外線吸収剤として2−(2−ヒドロキシ−5−t
er−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾ−ル0.1重
量部を配合後、室温で攪拌し均一液とした。さらに10
mmHgの減圧下十分に脱気を行った。ついでガラスモ
ールド中で30℃一定で10時間、30℃から100℃
まで10時間かけ昇温し、さらに100℃で2時間かけ
て重合硬化した。重合後、室温でガラスモールドより離
型し、100℃で1時間アニールを行った。得られた材
料は無色透明であり、さらに表面状態は良好であり、脈
理、面変形もほとんど認められなかった。物性の評価結
果を表2に示した。
は全て実施例1と同様に行い、その物性の評価結果を表
2に示した。
変更以外には全て実施例1と同様に行い、その物性の評
価結果を表2に示した。
チル)シクロヘキサンに変更以外には全て実施例1と同
様に行い、その物性の評価結果を表2に示した。
ル)−1,4−ジチアンに変更以外には全て実施例1と
同様に行い、その物性の評価結果を表2に示した。
エタンに変更以外には全て実施例1と同様に行い、その
物性の評価結果を表2に示した。
を有するエポキシもしくは/またはチオエポキシ化合物
を重合硬化して得られる硬化樹脂光学材料より、従来技
術の化合物を原料とする限り困難であった十分に高い屈
折率と、良好な屈折率とアッベ数のバランスを有する樹
脂光学材料が可能となった。すなわち本発明の新規な化
合物により樹脂光学材料の軽量化、薄肉化および色収差
の低減化が格段に進歩することとなった。これにより眼
鏡等のレンズ用途として好ましい材料が製造可能となっ
た。また、本発明の新規な樹脂硬化材料は、耐熱性、強
度にも優れ各種用途に使用できる。
Claims (3)
- 【請求項1】一般式(1)で示されるスピロビ(m−ジ
チアン)骨格を有するエポキシ化合物を主成分として含
有することを特徴とする光学用樹脂組成物。 【化1】 (X1、X2、X3及びX4はそれぞれSまたはOを示
し、mは0〜6を示す) - 【請求項2】請求項1に記載の光学用樹脂組成物を重合
硬化して得られる光学用樹脂。 - 【請求項3】請求項2に記載の光学用樹脂からなるプラ
スチックレンズ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10679098A JP3736114B2 (ja) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | 光学用樹脂組成物、光学用樹脂硬化物及びプラスチックレンズ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10679098A JP3736114B2 (ja) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | 光学用樹脂組成物、光学用樹脂硬化物及びプラスチックレンズ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11302359A true JPH11302359A (ja) | 1999-11-02 |
JP3736114B2 JP3736114B2 (ja) | 2006-01-18 |
Family
ID=14442701
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10679098A Expired - Fee Related JP3736114B2 (ja) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | 光学用樹脂組成物、光学用樹脂硬化物及びプラスチックレンズ |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3736114B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000128988A (ja) * | 1998-08-17 | 2000-05-09 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | エピチオ構造を有する化合物の処理方法 |
JP2001181276A (ja) * | 1999-12-27 | 2001-07-03 | Nippon Steel Chem Co Ltd | 新規な芳香族エピスルフィド化合物、これを含有する組成物及び硬化物 |
-
1998
- 1998-04-16 JP JP10679098A patent/JP3736114B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000128988A (ja) * | 1998-08-17 | 2000-05-09 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | エピチオ構造を有する化合物の処理方法 |
JP2001181276A (ja) * | 1999-12-27 | 2001-07-03 | Nippon Steel Chem Co Ltd | 新規な芳香族エピスルフィド化合物、これを含有する組成物及び硬化物 |
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