JPWO2016021680A1 - 重合性組成物、成形体およびその用途 - Google Patents

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Abstract

本発明の重合性組成物は、下記式(1)、式(2)、式(3)で表される化合物より選択される少なくとも1種の環状構造を有するイソシアネート化合物(A)と、炭素数4〜11脂肪族イソシアネート化合物(B)と、チオール化合物(C)と、を含んでなる。

Description

本発明は、ポリチオウレタン系重合性組成物及びそれより得られる光学用成形体及びその用途に関するものである。
プラスチックレンズは、無機レンズに比べ高屈折率、高アッベ数であり、軽量で割れ難く、染色が可能なため眼鏡レンズ、カメラレンズ等の光学材料に急速に普及してきている。これまでに様々なレンズ用成形体が開発され使用されており、その中でも代表的な例として、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光学用成形体が挙げられる(特許文献1)。
また、最近の眼鏡レンズは、基材のレンズ上に、硬度の改善を図るためにシリコン系のハードコート層が設けられ、表面反射を抑制するために無機酸化物系の反射防止コート層が設けられるなど、付加価値を上げる加工がされることが多い。一方で、これらのコート層を設けることにより、耐衝撃性が低下する場合があった。
近年のスポーツ用眼鏡や子供用眼鏡の普及に伴い、激しい運動時に眼鏡を落下させたときの衝撃やボールなどの物体がレンズに衝突しても割れないような、高い耐衝撃性を有する眼鏡レンズが求められている。
高い耐衝撃性を有する眼鏡レンズ材料として、ポリカーボネートやポリウレアウレタン材料が提案されている。
例えば、特許文献2には、ハードコート層や、反射防止コート層を備えるポリウレアウレタンレンズが、ANSI Z87.1規格に従い、1.06グラムのミサイルを150フィートの速度で衝突させてもレンズが破損せず、非常に高い耐衝撃性能を有することが開示されている。しかしながら、ポリウレアウレタンレンズの作成には、イソシアネート成分とアルコール成分を100℃以上の高温で反応させて得られるプレポリマーを事前に調製する必要があり、且つ、成型時には特別に設計した成形機を要するため、レンズの作成方法は非常に煩雑であった。
一方、ポリチオウレタン材料はプレポリマー化反応を必須とせず、また特殊な成形機も不要であることから、ポリウレアウレタン材料と比較して簡便にレンズを作成することが可能である。これまでに、耐衝撃性が改善された、ハードコート層、反射防止コート層を備えるチオウレタン系レンズが提案されている(特許文献3〜7)。これらの文献には、レンズ基材を得るための組成物として、特定の脂環族イソシアネート化合物と、脂肪族イソシアネート化合物と、ポリチオール化合物とを含む重合性組成物が開示されている。
また、レンズ表面にコート層を設ける場合、レンズ表面を予めアルカリ液で表面処理することがある。このアルカリ処理により、レンズ表面が白濁等することがあった。
本発明の課題は、従来のハードコート層、反射防止コート層を備えるポリチオウレタン系レンズと比較して、高い耐衝撃性を有し、さらにアルカリ耐性および外観にも優れ、さらに基材層とハードコート層または反射防止コート層との間にプライマー層を有さない場合でも、耐衝撃性に優れたレンズが得られる重合性組成物を提供することにある。
特開昭63−046213号公報 国際公開第2003/044071号パンフレット 国際公開第2008/029994号パンフレット 韓国特許第100771176号 韓国公報2010/0102987号 韓国公報2013/0096507号 国際公開第2006/109765号パンフレット
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、環状構造を有する特定のイソシアネート化合物(A)と、特定の脂肪族イソシアネート化合物(B)と、チオール化合物(C)とを含む重合性組成物から得られる成形体は、耐衝撃性に優れ、屈折率、アッベ数等の光学特性、ハンドリング性、透明性、耐熱性のバランスに優れ、アルカリ耐性にも優れ、さらにハードコート層や反射防止コート層を備えた場合においても耐衝撃性に優れ、上記課題を改善することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は以下に示される。
[1] 下記式(1)、式(2)、式(3)で表される化合物より選択される少なくとも1種の環状構造を有するイソシアネート化合物(A)と、
Figure 2016021680
Figure 2016021680
Figure 2016021680
炭素数4〜11脂肪族イソシアネート化合物(B)と、
チオール化合物(C)と、
を含んでなる重合性組成物。
[2] チオール化合物(C)が、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、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ネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(2−メルカプトアセテート)、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)、トリメチロールプロパントリス(2−メルカプトアセテート)、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、2,5−ビスメルカプトメチル−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、5,7−ジメルカプトメチル−1,11−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−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−メルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、エチレングリコールビス(3−メルカプトプロピオネート)、ジエチレングリコールビス(3−メルカプトプロピオネート)、エチレングリコールビス(2−メルカプトアセテート)、およびジエチレングリコールビス(2−メルカプトアセテート)から選択される少なくとも1種である、[1]に記載の重合性組成物。
[3] チオール化合物(C)が、分子内に少なくとも1つ以上のエステル結合を有する脂肪族ポリチオール化合物を含む、[1]に記載の重合性組成物。
[4] 分子内に少なくとも1つ以上のエステル結合を有する前記脂肪族ポリチオール化合物は、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ネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(2−メルカプトアセテート)、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)、トリメチロールプロパントリス(2−メルカプトアセテート)、エチレングリコールビス(3−メルカプトプロピオネート)、ジエチレングリコールビス(3−メルカプトプロピオネート)、エチレングリコールビス(2−メルカプトアセテート)、ジエチレングリコールビス(2−メルカプトアセテート)から選択される少なくとも1種である、[3]に記載の重合性組成物。
[5] イソシアネート化合物(A)のモル数と、イソシアネート化合物(B)のモル数の合計を100%とした場合、イソシアネート化合物(A)のモル数の割合が、10〜95%である、[1]〜[4]のいずれかに記載の重合性組成物。
[6] [1]〜[5]のいずれかに記載の重合性組成物を硬化させてなる成形体。
[7] [6]記載の成形体からなる光学材料。
[8] [7]記載の光学材料からなるレンズ。
[9] [8]記載のレンズからなる眼鏡レンズ。
[10] [8]に記載のレンズと、前記レンズの少なくとも一方の面上に形成されたハードコート層および/または反射防止コート層とを備える、眼鏡レンズ。
本発明の重合性組成物によれば、耐衝撃性に優れ、屈折率、アッベ数等の光学特性、ハンドリング性、透明性、耐熱性のバランスに優れ、アルカリ耐性にも優れ、さらに基材層とハードコート層または反射防止コート層との間にプライマー層を有さない場合においても、耐衝撃性に優れた成形体を提供することができる。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の重合性組成物は、
下記式(1)、式(2)、式(3)で表される化合物より選択される少なくとも1種の環状構造を有するイソシアネート化合物(A)と、炭素数4〜11脂肪族イソシアネート化合物(B)と、チオール化合物(C)とを含有する。
Figure 2016021680
Figure 2016021680
Figure 2016021680
以下、本発明の重合性組成物について、具体例を用いて説明するが、本発明は以下の例示化合物に限定されるものではない。また本発明において、各成分について例示化合物を単独で用いてもよいし、複数組み合わせて用いてもよい。
本発明における環状構造を有するイソシアネート化合物(A)は、式(1)、式(2)、式(3)で表されるより化合物より選択される少なくとも1種の化合物であり、具体的には、ビス(イソシアナトメチル)−ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、キシリレンジイソシアネート等が挙げられる。
これら例示化合物のうち、環状構造を有するイソシアネート化合物(A)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、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、m−キシリレンジイソシアネートから選択される1種以上が好ましい。
本発明における炭素数4〜11の脂肪族イソシアネート化合物(B)とは、分子内に少なくとも2つ以上のイソシアナト基を有し、環状構造やスルフィド結合を含まない化合物である。なお、当該炭素数は脂肪族基の炭素数を意味する。
炭素数4〜11の脂肪族イソシアネート化合物(B)としては、例えば、テトラ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、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2−ジメチルペンタンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,6,11−ウンデカトリイソシアネート、1,3,6−ヘキサメチレントリイソシアネート、1,8−ジイソシアナト−4−イソシアナトメチルオクタン、ビス(イソシアナトエチル)カーボネート、ビス(イソシアナトエチル)エーテル等が挙げられる。
これら例示化合物のうち、炭素数4〜11の脂肪族イソシアネート化合物(B)が、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートであることがより好ましい。
本発明の重合性組成物は、環状構造を有するイソシアネート化合物(A)と、炭素数4〜11の脂肪族イソシアネート化合物(B)とを含むことにより、耐衝撃性に優れ、屈折率、アッベ数等の光学特性、ハンドリング性、透明性、耐熱性のバランス、アルカリ耐性にも優れる成形体を得ることができる。さらに、基材層とハードコート層または反射防止コート層との間にプライマー層を有さない場合においても、FDA試験に準拠した落球試験において高耐衝撃性を示す、ハードコート層および/または反射防止コート層を備える成形体を得ることができる。本発明の重合性組成物を硬化させて得られる成形体を用いることにより、プライマー層を設ける必要がないため、これらの層を備える成形体の生産性が向上する。
本発明において、環状構造を有するイソシアネート化合物(A)のモル数と、炭素数4〜11の脂肪族イソシアネート化合物(B)のモル数の合計を100%とした場合、環状構造を有するイソシアネート化合物(A)のモル数の割合が、10%〜95%、好ましくは30〜80%、さらに好ましくは30〜75%、より好ましくは30〜60%である。この範囲内において、アッベ数や屈折率等の光学特性に優れ、耐衝撃性および耐熱性のバランスに優れ、耐アルカリ性および外観(透明性)にも優れた成形体が得られる。この範囲において、耐衝撃性を重視する場合、特に好ましくは30〜55%であり、耐熱性を重視する場合、特に好ましくは45〜60%である。さらに基材層とハードコート層または反射防止コート層との間にプライマー層を有さない場合においても、耐衝撃性に優れた成形体を得ることができる。すなわち、当該範囲内において、これらの物性のバランスに優れる。
本発明の重合性組成物は、環状構造を有するイソシアネート化合物(A)および炭素数4〜11の脂肪族イソシアネート化合物(B)以外のイソシアネート化合物を、本発明の効果を損なわない程度で含んでいても良い。
環状構造を有するイソシアネート化合物(A)および炭素数4〜11の脂肪族イソシアネート化合物(B)以外のイソシアネート化合物としては、例えば、イソホロンジイソシアネート、ビス(4−イソシアナトシクロへキシル)メタン、シクロヘキサンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、2,2−ビス(4−イソシアナトシクロへキシル)プロパン、3,8−ビス(イソシアナトメチル)トリシクロデカン、3,9−ビス(イソシアナトメチル)トリシクロデカン、4,8−ビス(イソシアナトメチル)トリシクロデカン、4,9−ビス(イソシアナトメチル)トリシクロデカン、ビス(イソシアナトエチル)ベンゼン、ビス(イソシアナトプロピル)ベンゼン、ビス(イソシアナトメチル)ナフタレン、ナフタレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、ビフェニルジイソシアネート、ベンゼントリイソシアネート、ビス(イソシアナトエチル)スルフィド、ビス(イソシアナトプロピル)スルフィド、ビス(イソシアナトメチル)スルホン、ビス(イソシアナトメチル)ジスルフィド、ビス(イソシアナトプロピル)ジスルフィド、ビス(イソシアナトメチルチオ)メタン、ビス(イソシアナトメチルチオ)エタン、ビス(イソシアナトエチルチオ)メタン、ビス(イソシアナトエチルチオ)エタン、1,5−ジイソシアナト−2−イソシアナトメチル−3−チアペンタン、ビス(3−イソシアナトフェニル)スルフィド、ビス(4−イソシアナトフェニル)スルフィド、ビス(3−イソシアナトメチルフェニル)スルフィド、ビス(4−イソシアナトメチルフェニル)スルフィド、ビス(3−イソシアナトメチルベンジル)スルフィド、ビス(4−イソシアナトメチルベンジル)スルフィド、ビス(3−イソシアナトフェニル)ジスルフィド、ビス(4−イソシアナトフェニル)ジスルフィド、ビス(3−イソシアナトメチルフェニル)ジスルフィド、ビス(4−イソシアナトメチルフェニル)ジスルフィド等が挙げられる。
本発明におけるチオール化合物(C)は、分子内に2以上のメルカプト基を有する化合物であって、例えば、脂肪族チオール化合物、芳香族チオール化合物等が挙げられる。
脂肪族チオール化合物とは、例えば、メタンジチオール、1,2−エタンジチオール、1,2−プロパンジチオール、1,3−プロパンジチオール、1,4−ブタンジチオール、1,5−ペンタンジチオール、1,6−ヘキサンジチオール、1,2−シクロヘキサンジチオール、3,4−ジメトキシブタン−1,2−ジチオール、2−メチルシクロヘキサン−2,3−ジチオール、1,2−ジメルカプトプロピルメチルエーテル、2,3−ジメルカプトプロピルメチルエーテル、ビス(2−メルカプトエチル)エーテル、テトラキス(メルカプトメチル)メタン、ビス(メルカプトメチル)スルフィド、ビス(メルカプトメチル)ジスルフィド、ビス(メルカプトエチル)スルフィド、ビス(メルカプトエチル)ジスルフィド、ビス(メルカプトメチルチオ)メタン、ビス(2−メルカプトエチルチオ)メタン、1,2−ビス(メルカプトメチルチオ)エタン、1,2−ビス(2−メルカプトエチルチオ)エタン、1,3−ビス(メルカプトメチルチオ)プロパン、1,3−ビス(2−メルカプトエチルチオ)プロパン、1,2,3−トリス(メルカプトメチルチオ)プロパン、1,2,3−トリス(2−メルカプトエチルチオ)プロパン、1,2,3−トリス(3−メルカプトプロピルチオ)プロパン、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、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、テトラキス(メルカプトメチルチオメチル)メタン、テトラキス(2−メルカプトエチルチオメチル)メタン、ビス(2,3−ジメルカプトプロピル)スルフィド、2,5−ビスメルカプトメチル−1,4−ジチアン、エチレングリコールビス(2−メルカプトアセテート)、エチレングリコールビス(3−メルカプトプロピオネート)、ジエチレングリコールビス(2−メルカプトアセテート)、ジエチレングリコールビス(3−メルカプトプロピオネート)、2,3−ジメルカプト−1−プロパノール(3−メルカプトプロピオネート)、3−メルカプト−1,2−プロパンジオールビス(2−メルカプトアセテート)、3−メルカプト−1,2−プロパンジオールジ(3−メルカプトプロピオネート)、トリメチロールプロパントリス(2−メルカプトアセテート)、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)、トリメチロールエタントリス(2−メルカプトアセテート)、トリメチロールエタントリス(3−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(2−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(3−メルカプトプロピオネート)、グリセリントリス(2−メルカプトアセテート)、グリセリントリス(3−メルカプトプロピオネート)、1,4−シクロヘキサンジオールビス(2−メルカプトアセテート)、1,4−シクロヘキサンジオールビス(3−メルカプトプロピオネート)、ヒドロキシメチルスルフィドビス(2−メルカプトアセテート)、ヒドロキシメチルスルフィドビス(3−メルカプトプロピオネート)、ヒドロキシエチルスルフィド(2−メルカプトアセテート)、ヒドロキシエチルスルフィド(3−メルカプトプロピオネート)、ヒドロキシメチルジスルフィド(2−メルカプトアセテート)、ヒドロキシメチルジスルフィド(3−メルカプトプロピオネート)、チオグリコール酸ビス(2−メルカプトエチルエステル)、チオジプロピオン酸ビス(2−メルカプトエチルエステル)等が挙げられる。
芳香族チオール化合物とは、例えば、1,2−ジメルカプトベンゼン、1,3−ジメルカプトベンゼン、1,4−ジメルカプトベンゼン、1,2−ビス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,4−ビス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,2−ビス(メルカプトエチル)ベンゼン、1,4−ビス(メルカプトエチル)ベンゼン、1,2,3−トリメルカプトベンゼン、1,2,4−トリメルカプトベンゼン、1,3,5−トリメルカプトベンゼン、1,2,3−トリス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,2,4−トリス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,3,5−トリス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,2,3−トリス(メルカプトエチル)ベンゼン、1,3,5−トリス(メルカプトエチル)ベンゼン、1,2,4−トリス(メルカプトエチル)ベンゼン、2,5−トルエンジチオール、3,4−トルエンジチオール、1,4−ナフタレンジチオール、1,5−ナフタレンジチオール、2,6−ナフタレンジチオール、2,7−ナフタレンジチオール、1,2,3,4−テトラメルカプトベンゼン、1,2,3,5−テトラメルカプトベンゼン、1,2,4,5−テトラメルカプトベンゼン、1,2,3,4−テトラキス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,2,3,5−テトラキス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,2,4,5−テトラキス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,2,3,4−テトラキス(メルカプトエチル)ベンゼン、1,2,3,5−テトラキス(メルカプトエチル)ベンゼン、1,2,4,5−テトラキス(メルカプトエチル)ベンゼン、2,2'−ジメルカプトビフェニル、4,4'−ジメルカプトビフェニル等が挙げられる。
これら例示化合物のうち、脂肪族チオール化合物が好ましく、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ネート)、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、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、2,5−ビスメルカプトメチル−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、ペンタエリスリトールテトラキス(2−メルカプトアセテート)、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)、トリメチロールプロパントリス(2−メルカプトアセテート)、エチレングリコールビス(3−メルカプトプロピオネート)、ジエチレングリコールビス(3−メルカプトプロピオネート)、エチレングリコールビス(2−メルカプトアセテート)、ジエチレングリコールビス(2−メルカプトアセテート)がより好ましい。
脂肪族チオール化合物は、分子内に少なくとも1つ以上のエステル結合を有する脂肪族ポリチオール化合物を含むことがさらに好ましく、分子内にエステル結合を有する脂肪族ポリチオール化合物単独、または他の脂肪族チオール化合物と組み合わせて用いることができる。
分子内にエステル結合を有する脂肪族ポリチオール化合物としては、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ネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(2−メルカプトアセテート)、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)、トリメチロールプロパントリス(2−メルカプトアセテート)、エチレングリコールビス(3−メルカプトプロピオネート)、ジエチレングリコールビス(3−メルカプトプロピオネート)、エチレングリコールビス(2−メルカプトアセテート)、ジエチレングリコールビス(2−メルカプトアセテート)が好ましく、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ネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(2−メルカプトアセテート)がより好ましく、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ネート)が特に好ましい。
分子内にエステル結合を有する脂肪族ポリチオール化合物と併用可能な他の脂肪族チオール化合物としては、上記の脂肪族チオール化合物を挙げることができ、具体的には、
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−ビスメルカプトメチル−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−ジチエタンが好ましく、
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が特に好ましい。
本実施形態の重合性組成物は、環状構造を有するイソシアネート化合物(A)として上記式(1)、式(2)または式(3)で表される化合物、炭素数4〜11脂肪族イソシアネート化合物(B)としてヘキサメチレンジイソシアネート、およびチオール化合物(C)として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ネート)の組み合わせを含むことが、上記の効果の観点から特に好ましい。
本発明において、環状構造を有するイソシアネート化合物(A)、炭素数4〜11の脂肪族イソシアネート化合物(B)、必要に応じて加える(A)、(B)以外のイソシアネート化合物におけるイソシアナト基の合計量に対する、チオール化合物(C)におけるメルカプト基のモル比率は0.8〜1.2の範囲内であり、好ましくは0.85〜1.15の範囲内であり、さらに好ましくは0.9〜1.1の範囲内である。上記範囲内で、光学材料、特に眼鏡用プラスチックレンズ材料として好適に使用される成形体を得ることができる。
また、本発明の重合性組成物には、得られる成形体の光学物性、耐衝撃性、比重等の諸物性の調節及び、重合性組成物の各成分の取扱い性の調整を目的に、改質剤を本発明の効果を損なわない範囲で加えることができる。
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。水酸基を含まない場合は、レンズ重合時のムラの発生、染色性の観点から、好ましい。
本発明において、ポリチオウレタン重合性組成物を成形する際には、目的に応じて公知の成形法と同様に、触媒、内部離型剤、鎖延長剤、架橋剤、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、着色防止剤、油溶染料、充填剤、密着性向上剤などの種々の添加剤を加えてもよい。
触媒としては、ルイス酸、アミン、有機酸、アミン有機酸塩等が挙げられ、ルイス酸、アミン、アミン有機酸塩が好ましく、ジメチル錫クロライド、ジブチル錫クロライド、ジブチル錫ラウレートがより好ましい。添加量はイソシアネート(A)とイソシアネート(B)とチオール(C)の合計100重量部に対して、0.005重量部から0.5重量部が好ましく、0.005重量部から0.3重量部がより好ましい。
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。
環状構造を有するイソシアネート化合物(A)、炭素数4〜11の脂肪族イソシアネート化合物(B)、チオール化合物(C)、必要に応じて他の成分と、触媒、内部離型剤、その他添加剤を混合して重合性組成物を調製する場合の温度は通常25℃以下で行われる。重合性組成物のポットライフの観点から、さらに低温にすると好ましい場合がある。ただし、触媒、内部離型剤、添加剤の重合性組成物等への溶解性が良好でない場合は、あらかじめ加温して、重合性組成物、改質剤等に溶解させることも可能である。
本発明において、ポリチオウレタン成形体の製造方法は、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。注型重合の例として、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、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。5〜150℃の温度範囲で保持または徐々に昇温して、硬化させることが好ましいが、適宜設定が可能である。
本発明のポリチオウレタン成形体は、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℃であるが、好ましくは90〜140℃、より好ましくは100〜130℃である。
本発明のポリチオウレタン重合性組成物は、注型重合時のモールド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。本発明の成形体は、所望の形状とし、必要に応じて形成されるコート層や他の部材等を備えることにより、様々な光学材料として用いることができる。
本発明の重合性組成物を硬化させて得られる成形体は、高い屈折率及び高い透明性を備え、眼鏡レンズ、カメラレンズ、発光ダイオード(LED)、プリズム、光ファイバー、情報記録基板、フィルター、発光ダイオード等の光学用成形体として、これら光学材料に使用することが可能である。特に、眼鏡レンズ、カメラレンズ等のレンズ、発光ダイオード等の光学材料として好適である。
本発明の重合性組成物を硬化させて得られる成形体は、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。コーティング層としては、ハードコート層、反射防止膜層、防曇コート膜層、防汚染層、撥水層、プライマー層、フォトクロミック層等が挙げられる。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。
本発明の眼鏡レンズは、本発明の重合性組成物を硬化させて得られる成形体(レンズ)の少なくとも一方の面上に形成されたハードコート層および/または反射防止コート層と、を備えることができる。さらに、上記の他の層を備えることもできる。本発明の眼鏡レンズは、本発明の重合性組成物からなるレンズを用いているため、基材層とハードコート層または反射防止コート層との間にプライマー層を有さない場合でも、耐衝撃性に優れる。つまり、本実施形態においては、基材層の一方の面上に、ハードコート層および/または反射防止コート層を直接形成することができる。本発明の重合性組成物を硬化させて得られる成形体をレンズ基材として用いることにより、プライマー層を設ける必要がないため、眼鏡レンズの生産性が向上する。
ハードコート層は、本発明の重合性組成物を硬化させて得られる成形体(レンズ)の少なくとも一方の面上に設けられ、レンズ表面に耐擦傷性、耐摩耗性、耐湿性、耐温水性、耐熱性、耐光性等の機能を与えることを目的としたコーティング層である。ハードコート層は、ケイ素、チタン、ジルコニウム、スズ、アルミニウム、タングステン、アンチモンの元素群より選ばれる1種以上の金属酸化物と、アルキル基、アリル基、アルコキシ基、メタクリルオキシ基、アクリルオキシ基、エポキシ基、アミノ基、イソシアナト基、メルカプト基より選ばれる少なくとも1種以上の官能基を有するシラン化合物及びその加水分解物と、を含有する組成物から得られる。
ハードコート組成物には硬化を促進する目的で硬化剤が含まれてもよい。硬化剤の具体例としては、無機、有機酸、アミン、金属錯体、有機酸金属塩、金属塩化物等が挙げられる。ハードコート組成物の調製には溶媒を用いてもよい。溶媒の具体例としては、水、アルコール類、エーテル類、ケトン類、エステル類等が挙げられる。
ハードコート層は、成形体表面に、ハードコート組成物をスピンコート、ディップコートなど公知の塗布方法で塗布した後、硬化して形成される。硬化方法としては、熱硬化、紫外線や可視光線などのエネルギー線照射による硬化方法等が挙げられる。加熱硬化する場合は、80〜120℃で1〜4時間で実施するのが好ましい。干渉縞の発生を抑制するため、ハードコート層の屈折率は、成形体との屈折率の差が±0.1の範囲にあるのが好ましい。
ハードコート層を付与する前に、基材の表面は下記条件(a)〜(d)を満たすようにアルカリ水溶液で超音波洗浄されていることが好ましい。
(a)アルカリ水溶液が5〜40%の水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウム水溶液、
(b)アルカリ水溶液の処理温度が30〜60℃、
(c)処理時間が3〜5分間、
(d)超音波の周波数が20〜30kHz。
アルカリ水溶液での洗浄後は、蒸留水やイソプロパノールなどのアルコール類などで洗浄し、50℃〜80℃の範囲で5分〜20分、成形体の表面を乾燥してもよい。
本発明の重合性組成物から得られる成形体はアルカリ耐性に優れており、アルカリ水溶液での洗浄後においても白濁等の発生が抑制される。
反射防止層とは、成形体(レンズ)の少なくとも一方の面上に設けられ、空気と成形体の屈折率差から生じる反射率を下げ、プラスチックレンズ表面の光の反射を大幅に減らして透過率を高めることを目的としたコーティング層である。本実施形態における反射防止層は、酸化ケイ素を含有する低屈折率膜層と、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化アンチモン、酸化錫、酸化タンタルより選ばれる1種以上の金属酸化物を含有する高屈折率膜層からなり、各々の層は単層または多層構造であってもよい。
反射防止層が多層構造である場合、5〜7層が積層されていることが好ましい。膜厚としては、100〜300nmが好ましく、150〜250nmがさらに好ましい。多層反射防止層を形成する方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、イオンビームアシスト法、CVD法等が挙げられる。
反射防止膜層の上には、必要に応じて防曇コート膜層、防汚染層、撥水層を形成させてもよい。防曇コート層、防汚染層、撥水層を形成する方法としては、反射防止機能に悪影響をもたらすものでなければ、その処理方法、処理材料等については特に限定されずに、公知の防曇コート処理方法、防汚染処理方法、撥水処理方法、材料を使用することができる。例えば、防曇コート、防汚染処理方法では、表面を界面活性剤で覆う方法、表面に親水性の膜を付加して吸水性にする方法、表面を微細な凹凸で覆い吸水性を高める方法、光触媒活性を利用して吸水性にする方法、超撥水性処理を施して水滴の付着を防ぐ方法などが挙げられる。また、撥水処理方法では、フッ素含有シラン化合物等を蒸着やスパッタによって撥水処理層を形成する方法や、フッ素含有シラン化合物を溶媒に溶解したあと、コーティングして撥水処理層を形成する方法等が挙げられる。
これらのコーティング層はそれぞれ、紫外線からレンズや目を守る目的で紫外線吸収剤、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、レンズのファッション性を高める目的で染料や顔料、さらにフォトクロミック染料やフォトクロミック顔料、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。
本発明のポリチオウレタン重合性組成物を用いたプラスチックレンズはファッション性やフォトクロミック性の付与などを目的として、目的に応じた色素を用い、染色して使用してもよい。レンズの染色は公知の染色方法で実施可能であるが、通常、以下に示す方法で実施される。
一般的には、使用する色素を溶解または均一に分散させた染色液中に所定の光学面に仕上げられたレンズ生地を浸漬(染色工程)した後、必要に応じてレンズを加熱して色素を固定化(染色後アニール工程)する方法である。染色工程に用いられる色素は公知の色素であれば特に限定されないが、通常は油溶染料もしくは分散染料が使用される。染色工程で使用される溶剤は用いる色素が溶解可能もしくは均一に分散可能なものであれば特に限定されない。この染色工程では、必要に応じて染色液に色素を分散させるための界面活性剤や、染色を促進するキャリアを添加してもよい。
染色工程は、色素および必要に応じて添加される界面活性剤を水又は水と有機溶媒との混合物中に分散させて染色浴を調製し、この染色浴中に光学レンズを浸漬し、所定温度で所定時間染色を行う。染色温度および時間は、所望の着色濃度により変動するが、通常、120℃以下で数分から数十時間程度でよく、染色浴の染料濃度は0.01〜10重量%で実施される。また、染色が困難な場合は加圧下で行ってもよい。
必要に応じて実施される染色後アニール工程は、染色されたレンズ生地に加熱処理を行う工程である。加熱処理は、染色工程で染色されたレンズ生地の表面に残る水を溶剤等で除去したり、溶媒を風乾したりした後に、例えば大気雰囲気の赤外線加熱炉、あるいは抵抗加熱炉等の炉中に所定時間滞留させる。染色後アニール工程は、染色されたレンズ生地の色抜けを防止する(色抜け防止処理)と共に、染色時にレンズ生地の内部に浸透した水分の除去が行われる。本発明では、アルコール化合物を含まない場合は、染色後のムラが少ない。
本発明においては、偏光フィルムの少なくとも一方の面に、本発明の重合性組成物を硬化させて得られる成形体を積層することにより、偏光レンズを得ることもできる。製造方法は特に限定されず、公知の方法を採用することができる。偏光フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性ポリエステル、ポリビニルアルコールなどを挙げることができる。
以上、本発明の態様について説明したが、本発明の効果を損なわない範囲で様々な態様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。本発明の重合性組成物を硬化させて得られる成形体の性能試験において、屈折率、アッベ数、比重、耐熱性、耐衝撃性は、以下の方法により評価した。
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。
比重:アルキメデス法により測定した。
耐熱性:TMAペネートレーション法(50g荷重、ピン先0.5mmφ、昇温速度10℃/min)でのガラス転移温度を測定した。
耐衝撃性:島津製作所製自動落錘衝撃試験機「HYDROSHOT」(型式HITS-P10)を用いて、作成した成形体をJIS K7211-2に準じて、直径40mmの受台に固定し、直径20mmのストライカーを4.4m/秒の速度で突き当てて貫通させ、衝撃時に発生する破壊エネルギー(J)を計測した。3枚の成形体を試験し、破壊エネルギーは3枚の平均値として算出した。なお、測定に使用した成形体の形状は厚さ2mm、直径75mm、4カーブ形状であり、ハードコート層と反射防止層を有するものであった。
落球試験:ハードコート層と反射防止層を施した、中心厚1.1mm〜1.2mm、直径75mm、S=−1.75D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。評価は、5枚のレンズについて試験を行い、1枚も破損しなかった最大の重量を記録した。
アルカリ試験:中心厚1.1mm〜1.2mm、直径75mm、S=−1.75D形状のレンズを60℃に保温した15%水酸化カリウム水溶液に浸漬した。浸漬後、超音波で処理し、10分毎に引き上げてレンズの白濁の有無を観察した。30分後の観察において、レンズに白濁が無ければ○、白濁が有れば×とした。
外観:離型直後のレンズの外観を高圧水銀灯照射下にて観察した。レンズに濁りがなければ○、濁りがあれば×とした。
[実施例1]
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16.8重量部、ヘキサメチレンジイソシアネート25.8重量部、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ネート)57.4重量部、ジブチルチンジクロリド0.05重量部、紫外線吸収剤(共同薬品社製、商品名バイオソーブ583)2.0重量部、内部離型剤(酸性リン酸エステル、三井化学社製、商品名MR用内部離型剤)0.065重量部を混合溶解し、均一溶液とした。この混合溶液を400Paにて1時間脱泡を行った後、1μmPTFE製フィルターでろ過を行い、ガラスモールドとテープからなるモールド型へ注入した。このモールド型を重合オーブンへ投入、25℃〜120℃まで21時間かけて徐々に昇温して重合した。重合終了後、オーブンからモールド型を取り出した。モールド型からの成形体の離型性は良好であった。得られた成形体をさらに130℃で2時間アニール処理を行った。
アニール処理後の成形体を10%水酸化カリウム水溶液にて50℃、5分間、超音波洗浄槽にて洗浄を行った。その後、蒸留水、イソプロパノールにて洗浄して、50℃にてレンズ表面を乾燥した。洗浄された成形体を、酸化ケイ素、トリメトキシメチルシラン及びその加水分解物を含有しているハードコート組成物に浸漬して、150mm/minの速度で引き上げて塗布した。その後、80℃で10分間予備加熱した後に、110℃で2時間加熱して硬化させ、ハードコート層を形成させた。ハードコート層が付与された成形体に、真空蒸着装置を用いて、酸化ケイ素/酸化ジルコニウムからなる5層の多層反射防止層を形成させ、コート層付きレンズを得た。
なお、得られた成形体は透明性があり、成形体の着色は認められず、屈折率(ne)1.56、アッベ数(νe)41、比重1.29、耐熱性81℃であり、光学材料として好適であった。また、成形体をアルカリ試験に供したところ、30分経過後もレンズに白濁などの変化は見られなかった。さらに、離型直後のレンズの外観を高圧水銀灯照射下にて観察したところ、濁りは見られなかった。
また、コート層付きレンズをJIS K7211-2に準じて耐衝撃性試験に供し、破壊エネルギーを算出したところ、10.6Jであった。落球試験を実施したところ、534gの鉄球を落下させても破損しなかった。評価結果は表−1に示した。
[実施例2]
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23.9重量部、ヘキサメチレンジイソシアネート19.5重量部、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ネート)56.6重量部、ジブチルチンジクロリド0.05重量部、紫外線吸収剤(共同薬品社製、商品名バイオソーブ583)2.0重量部、内部離型剤(酸性リン酸エステル、三井化学社製、商品名MR用内部離型剤)0.065重量部を混合溶解し、均一溶液とした。この混合溶液を400Paにて1時間脱泡を行った後、1μmPTFE製フィルターでろ過を行い、ガラスモールドとテープからなるモールド型へ注入した。このモールド型を重合オーブンへ投入、25℃〜120℃まで21時間かけて徐々に昇温して重合した。重合終了後、オーブンからモールド型を取り出した。モールド型からの成形体の離型性は良好であった。得られた成形体をさらに130℃で2時間アニール処理を行った。
アニール処理後の成形体を10%水酸化カリウム水溶液にて50℃、5分間、超音波洗浄槽にて洗浄を行った。その後、蒸留水、イソプロパノールにて洗浄して、50℃にてレンズ表面を乾燥した。洗浄された成形体を、酸化ケイ素、トリメトキシメチルシラン及びその加水分解物を含有しているハードコート組成物に浸漬して、150mm/minの速度で引き上げて塗布した。その後、80℃で10分間予備加熱した後に、110℃で2時間加熱して硬化させ、ハードコート層を形成させた。ハードコート層が付与された成形体に、真空蒸着装置を用いて、酸化ケイ素/酸化ジルコニウムからなる5層の多層反射防止層を形成させ、コート層付きレンズを得た。
なお、得られた成形体は透明性があり、成形体の着色は認められず、屈折率(ne)1.56、アッベ数(νe)41、比重1.30、耐熱性87℃であり、光学材料として好適であった。また、成形体をアルカリ試験に供したところ、30分経過後もレンズに白濁などの変化は見られなかった。さらに、離型直後のレンズの外観を高圧水銀灯照射下にて観察したところ、濁りは見られなかった。
また、コート層付きレンズをJIS K7211-2に準じて耐衝撃性試験に供し、破壊エネルギーを算出したところ、6.2Jであった。落球試験を実施したところ、534gの鉄球を落下させても破損しなかった。評価結果は表−1に示した。
[実施例3]
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22.0重量部、ヘキサメチレンジイソシアネート27.0重量部、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ネート)16.3重量部、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34.7重量部、ジブチルチンジクロリド0.10重量部、紫外線吸収剤(共同薬品社製、商品名バイオソーブ583)1.2重量部、内部離型剤(酸性リン酸エステル、三井化学社製、商品名MR用内部離型剤)0.065gを混合溶解し、均一溶液とした。この混合溶液を400Paにて1時間脱泡を行った後、1μmPTFE製フィルターでろ過を行い、ガラスモールドとテープからなるモールド型へ注入した。このモールド型を重合オーブンへ投入、25℃〜120℃まで21時間かけて徐々に昇温して重合した。重合終了後、オーブンからモールド型を取り出した。モールド型からの成形体の離型性は良好であった。得られた成形体をさらに130℃で2時間アニール処理を行った。
アニール処理後の成形体を10%水酸化カリウム水溶液にて50℃、5分間、超音波洗浄槽にて洗浄を行った。その後、蒸留水、イソプロパノールにて洗浄して、50℃にてレンズ表面を乾燥した。洗浄された成形体を、酸化ケイ素、トリメトキシメチルシラン及びその加水分解物を含有しているハードコート組成物に浸漬して、150mm/minの速度で引き上げて塗布した。その後、80℃で10分間予備加熱した後に、110℃で2時間加熱して硬化させ、ハードコート層を形成させた。ハードコート層が付与された成形体に、真空蒸着装置を用いて、酸化ケイ素/酸化ジルコニウムからなる5層の多層反射防止層を形成させ、コート層付きレンズを得た。
なお、得られた成形体は透明性があり、成形体の着色は認められず、屈折率(ne)1.60、アッベ数(νe)39、比重1.29、耐熱性83℃であり、光学材料として好適であった。また、成形体をアルカリ試験に供したところ、30分経過後もレンズに白濁などの変化は見られなかった。さらに、離型直後のレンズの外観を高圧水銀灯照射下にて観察したところ、濁りは見られなかった。
また、コート層付きレンズをJIS K7211-2に準じて耐衝撃性試験を実施し、破壊エネルギーを算出したところ、11.2Jであった。落球試験を実施したところ、534gの鉄球を落下させても破損しなかった。評価結果は表−1に示した。
[実施例4]
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29.9重量部、ヘキサメチレンジイソシアネート19.9重量部、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ネート)16.0重量部、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34.2重量部、ジブチルチンジクロリド0.10重量部、紫外線吸収剤(共同薬品社製、商品名バイオソーブ583)1.2重量部、内部離型剤(酸性リン酸エステル、三井化学社製、商品名MR用内部離型剤)0.065gを混合溶解し、均一溶液とした。この混合溶液を400Paにて1時間脱泡を行った後、1μmPTFE製フィルターでろ過を行い、ガラスモールドとテープからなるモールド型へ注入した。このモールド型を重合オーブンへ投入、25℃〜120℃まで21時間かけて徐々に昇温して重合した。重合終了後、オーブンからモールド型を取り出した。モールド型からの成形体の離型性は良好であった。得られた成形体をさらに130℃で2時間アニール処理を行った。
アニール処理後の成形体を10%水酸化カリウム水溶液にて50℃、5分間、超音波洗浄槽にて洗浄を行った。その後、蒸留水、イソプロパノールにて洗浄して、50℃にてレンズ表面を乾燥した。洗浄された成形体を、酸化ケイ素、トリメトキシメチルシラン及びその加水分解物を含有しているハードコート組成物に浸漬して、150mm/minの速度で引き上げて塗布した。その後、80℃で10分間予備加熱した後に、110℃で2時間加熱して硬化させ、ハードコート層を形成させた。ハードコート層が付与された成形体に、真空蒸着装置を用いて、酸化ケイ素/酸化ジルコニウムからなる5層の多層反射防止層を形成させ、コート層付きレンズを得た。
なお、得られた成形体は透明性があり、成形体の着色は認められず、屈折率(ne)1.60、アッベ数(νe)39、比重1.30、耐熱性91℃であり、光学材料として好適であった。また、成形体をアルカリ試験に供したところ、30分経過後もレンズに白濁などの変化は見られなかった。さらに、離型直後のレンズの外観を高圧水銀灯照射下にて観察したところ、濁りは見られなかった。
また、コート層付きレンズをJIS K7211-2に準じて耐衝撃性試験を実施し、破壊エネルギーを算出したところ、4.4Jであった。落球試験を実施したところ、534gの鉄球を落下させても破損しなかった。評価結果は表−1に示した。
[実施例5]
m−キシリレンジイソシアネート35.8重量部、ヘキサメチレンジイソシアネート7.7重量部、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ネート)56.5重量部、ジブチルチンジクロリド0.01重量部、紫外線吸収剤(共同薬品社製、商品名バイオソーブ583)1.5重量部、内部離型剤(酸性リン酸エステル、三井化学社製、商品名MR用内部離型剤)0.10重量部を混合溶解し、均一溶液とした。この混合溶液を400Paにて1時間脱泡を行った後、1μmPTFE製フィルターでろ過を行い、ガラスモールドとテープからなるモールド型へ注入した。このモールド型を重合オーブンへ投入、25℃〜120℃まで21時間かけて徐々に昇温して重合した。重合終了後、オーブンからモールド型を取り出した。モールド型からの成形体の離型性は良好であった。得られた成形体をさらに130℃で2時間アニール処理を行った。
アニール処理後の成形体を10%水酸化カリウム水溶液にて50℃、5分間、超音波洗浄槽にて洗浄を行った。その後、蒸留水、イソプロパノールにて洗浄して、50℃にてレンズ表面を乾燥した。洗浄された成形体を、酸化ケイ素、トリメトキシメチルシラン及びその加水分解物を含有しているハードコート組成物に浸漬して、150mm/minの速度で引き上げて塗布した。その後、80℃で10分間予備加熱した後に、110℃で2時間加熱して硬化させ、ハードコート層を形成させた。ハードコート層が付与された成形体に、真空蒸着装置を用いて、酸化ケイ素/酸化ジルコニウムからなる5層の多層反射防止層を形成させ、コート層付きレンズを得た。
なお、得られた成形体は透明性があり、成形体の着色は認められず、屈折率(ne)1.59、アッベ数(νe)35、比重1.32、耐熱性85℃であり、光学材料として好適であった。また、成形体をアルカリ試験に供したところ、30分経過後もレンズに白濁などの変化は見られなかった。さらに、離型直後のレンズの外観を高圧水銀灯照射下にて観察したところ、濁りは見られなかった。
また、コート層付きレンズをJIS K7211-2に準じて耐衝撃性試験を実施し、破壊エネルギーを算出したところ、14.0Jであった。評価結果は表−1に示した。
[実施例6]
1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン16.0重量部、ヘキサメチレンジイソシアネート26.0重量部、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ネート)58.0重量部、ジブチルチンジクロリド0.05重量部、紫外線吸収剤(共同薬品社製、商品名バイオソーブ583)1.5重量部、内部離型剤(酸性リン酸エステル、三井化学社製、商品名MR用内部離型剤)0.065重量部を混合溶解し、均一溶液とした。この混合溶液を400Paにて1時間脱泡を行った後、1μmPTFE製フィルターでろ過を行い、ガラスモールドとテープからなるモールド型へ注入した。このモールド型を重合オーブンへ投入、25℃〜120℃まで21時間かけて徐々に昇温して重合した。重合終了後、オーブンからモールド型を取り出した。モールド型からの成形体の離型性は良好であった。得られた成形体をさらに130℃で2時間アニール処理を行った。
アニール処理後の成形体を10%水酸化カリウム水溶液にて50℃、5分間、超音波洗浄槽にて洗浄を行った。その後、蒸留水、イソプロパノールにて洗浄して、50℃にてレンズ表面を乾燥した。洗浄された成形体を、酸化ケイ素、トリメトキシメチルシラン及びその加水分解物を含有しているハードコート組成物に浸漬して、150mm/minの速度で引き上げて塗布した。その後、80℃で10分間予備加熱した後に、110℃で2時間加熱して硬化させ、ハードコート層を形成させた。ハードコート層が付与された成形体に、真空蒸着装置を用いて、酸化ケイ素/酸化ジルコニウムからなる5層の多層反射防止層を形成させ、コート層付きレンズを得た。
なお、得られた成形体は透明性があり、成形体の着色は認められず、屈折率(ne)1.56、アッベ数(νe)41、比重1.28、耐熱性77℃であり、光学材料として好適であった。また、成形体をアルカリ試験に供したところ、30分経過後もレンズに白濁などの変化は見られなかった。さらに、離型直後のレンズの外観を高圧水銀灯照射下にて観察したところ、濁りは見られなかった。
また、コート層付きレンズをJIS K7211-2に準じて耐衝撃性試験を実施し、破壊エネルギーを算出したところ、10.5Jであった。評価結果は表−1に示した。
[実施例7]
1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン16.0重量部、ヘキサメチレンジイソシアネート26.0重量部、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ネート)58.0重量部、ジブチルチンジクロリド0.05重量部、紫外線吸収剤(共同薬品社製、商品名バイオソーブ583)1.5重量部、内部離型剤(酸性リン酸エステル、三井化学社製、商品名MR用内部離型剤)0.065重量部を混合溶解し、均一溶液とした。この混合溶液を400Paにて1時間脱泡を行った後、1μmPTFE製フィルターでろ過を行い、ガラスモールドとテープからなるモールド型へ注入した。このモールド型を重合オーブンへ投入、25℃〜120℃まで21時間かけて徐々に昇温して重合した。重合終了後、オーブンからモールド型を取り出した。モールド型からの成形体の離型性は良好であった。得られた成形体をさらに130℃で2時間アニール処理を行った。
アニール処理後の成形体を10%水酸化カリウム水溶液にて50℃、5分間、超音波洗浄槽にて洗浄を行った。その後、蒸留水、イソプロパノールにて洗浄して、50℃にてレンズ表面を乾燥した。洗浄された成形体を、酸化ケイ素、トリメトキシメチルシラン及びその加水分解物を含有しているハードコート組成物に浸漬して、150mm/minの速度で引き上げて塗布した。その後、80℃で10分間予備加熱した後に、110℃で2時間加熱して硬化させ、ハードコート層を形成させた。ハードコート層が付与された成形体に、真空蒸着装置を用いて、酸化ケイ素/酸化ジルコニウムからなる5層の多層反射防止層を形成させ、コート層付きレンズを得た。
なお、得られた成形体は透明性があり、成形体の着色は認められず、屈折率(ne)1.56、アッベ数(νe)41、比重1.29、耐熱性82℃であり、光学材料として好適であった。また、成形体をアルカリ試験に供したところ、30分経過後もレンズに白濁などの変化は見られなかった。さらに、離型直後のレンズの外観を高圧水銀灯照射下にて観察したところ、濁りは見られなかった。
また、コート層付きレンズをJIS K7211-2に準じて耐衝撃性試験を実施し、破壊エネルギーを算出したところ、10.9Jであった。評価結果は表−1に示した。
[実施例8]
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16.4重量部、ヘキサメチレンジイソシアネート31.2重量部、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ネート)16.2重量部、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と、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と、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混合物36.2重量部、ジブチルチンジクロリド0.10重量部、紫外線吸収剤(共同薬品社製、商品名バイオソーブ583)1.2重量部、内部離型剤(酸性リン酸エステル、三井化学社製、商品名MR用内部離型剤)0.065gを混合溶解し、均一溶液とした。この混合溶液を400Paにて1時間脱泡を行った後、1μmPTFE製フィルターでろ過を行い、ガラスモールドとテープからなるモールド型へ注入した。このモールド型を重合オーブンへ投入、25℃〜120℃まで21時間かけて徐々に昇温して重合した。重合終了後、オーブンからモールド型を取り出した。モールド型からの成形体の離型性は良好であった。得られた成形体をさらに130℃で2時間アニール処理を行った。
アニール処理後の成形体を10%水酸化カリウム水溶液にて50℃、5分間、超音波洗浄槽にて洗浄を行った。その後、蒸留水、イソプロパノールにて洗浄して、50℃にてレンズ表面を乾燥した。洗浄された成形体を、酸化ケイ素、トリメトキシメチルシラン及びその加水分解物を含有しているハードコート組成物に浸漬して、150mm/minの速度で引き上げて塗布した。その後、80℃で10分間予備加熱した後に、110℃で2時間加熱して硬化させ、ハードコート層を形成させた。ハードコート層が付与された成形体に、真空蒸着装置を用いて、酸化ケイ素/酸化ジルコニウムからなる5層の多層反射防止層を形成させ、コート層付きレンズを得た。
なお、得られた成形体は透明性があり、成形体の着色は認められず、屈折率(ne)1.61、アッベ数(νe)40、比重1.30、耐熱性88℃であり、光学材料として好適であった。また、成形体をアルカリ試験に供したところ、30分経過後もレンズに白濁などの変化は見られなかった。さらに、離型直後のレンズの外観を高圧水銀灯照射下にて観察したところ、濁りは見られなかった。
また、コート層付きレンズをJIS K7211-2に準じて耐衝撃性試験を実施し、破壊エネルギーを算出したところ、4.3Jであった。評価結果は表−1に示した。
[比較例1]
イソホロンジイソシアネート15.5重量部、ヘキサメチレンジイソシアネート27.5重量部、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ネート)57.0重量部、ジブチルチンジクロリド0.17重量部、紫外線吸収剤(共同薬品社製、商品名バイオソーブ583)2.0重量部、内部離型剤(酸性リン酸エステル、三井化学社製、商品名MR用内部離型剤)0.065gを混合溶解し、均一溶液とした。この混合溶液を400Paにて1時間脱泡を行った後、1μmPTFE製フィルターでろ過を行い、ガラスモールドとテープからなるモールド型へ注入した。このモールド型を重合オーブンへ投入、25℃〜120℃まで21時間かけて徐々に昇温して重合した。重合終了後、オーブンからモールド型を取り出した。モールド型からの成形体の離型性は良好であった。得られた成形体をさらに130℃で2時間アニール処理を行った。
アニール処理後の成形体を10%水酸化カリウム水溶液にて50℃、5分間、超音波洗浄槽にて洗浄を行った。その後、蒸留水、イソプロパノールにて洗浄して、50℃にてレンズ表面を乾燥した。洗浄された成形体を、酸化ケイ素、トリメトキシメチルシラン及びその加水分解物を含有しているハードコート組成物に浸漬して、150mm/minの速度で引き上げて塗布した。その後、80℃で10分間予備加熱した後に、110℃で2時間加熱して硬化させ、ハードコート層を形成させた。ハードコート層が付与された成形体に、真空蒸着装置を用いて、酸化ケイ素/酸化ジルコニウムからなる5層の多層反射防止層を形成させ、コート層付きレンズを得た。
なお、得られた成形体は透明性があり、成形体の着色は認められず、屈折率(ne)1.56、アッベ数(νe)41、比重1.26、耐熱性82℃であった。また、本成形体をアルカリ試験に供したところ、30分経過後、レンズに白濁が認められた。さらに、離型直後のレンズの外観を高圧水銀灯照射下にて観察したところ、濁りを確認した。
また、コート層付きレンズをJIS K7211-2に準じて耐衝撃性試験を実施し、破壊エネルギーを算出したところ、4.9Jであった。評価結果は表−2に示した。
[比較例2]
ビス(4−イソシアナトシクロへキシル)メタン23.4重量部、ヘキサメチレンジイソシアネート22.4重量部、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ネート)54.2重量部、ジブチルチンジクロリド0.17重量部、紫外線吸収剤(共同薬品社製、商品名バイオソーブ583)2.0重量部、内部離型剤(酸性リン酸エステル、三井化学社製、商品名MR用内部離型剤)0.065重量部を混合溶解し、均一溶液とした。この混合溶液を400Paにて1時間脱泡を行った後、1μmPTFE製フィルターでろ過を行い、ガラスモールドとテープからなるモールド型へ注入した。このモールド型を重合オーブンへ投入、25℃〜120℃まで21時間かけて徐々に昇温して重合した。重合終了後、オーブンからモールド型を取り出した。モールド型からの成形体の離型性は良好であった。得られた成形体をさらに130℃で2時間アニール処理を行った。
アニール処理後の成形体を10%水酸化カリウム水溶液にて50℃、5分間、超音波洗浄槽にて洗浄を行った。その後、蒸留水、イソプロパノールにて洗浄して、50℃にてレンズ表面を乾燥した。洗浄された成形体を、酸化ケイ素、トリメトキシメチルシラン及びその加水分解物を含有しているハードコート組成物に浸漬して、150mm/minの速度で引き上げて塗布した。その後、80℃で10分間予備加熱した後に、110℃で2時間加熱して硬化させ、ハードコート層を形成させた。ハードコート層が付与された成形体に、真空蒸着装置を用いて、酸化ケイ素/酸化ジルコニウムからなる5層の多層反射防止層を形成させ、コート層付きレンズを得た。
なお、得られた成形体は透明性があり、成形体の着色は認められず、屈折率(ne)1.56、アッベ数(νe)42、比重1.26、耐熱性85℃であった。また、本成形体をアルカリ試験に供したところ、30分経過後、レンズに白濁が認められた。さらに、離型直後のレンズの外観を高圧水銀灯照射下にて観察したところ、濁りを確認した。
また、コート層付きレンズをJIS K7211-2に準じて耐衝撃性試験を実施し、破壊エネルギーを算出したところ、3.6Jであった。評価結果は表−2に示した。
[比較例3]
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45.9重量部、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ネート)54.1重量部、ジメチルチンジクロリド0.03重量部、紫外線吸収剤(共同薬品社製、商品名バイオソーブ583)1.5重量部、内部離型剤(酸性リン酸エステル、三井化学社製、商品名MR用内部離型剤)0.10重量部を混合溶解し、均一溶液とした。この混合溶液を400Paにて1時間脱泡を行った後、1μmPTFE製フィルターでろ過を行い、ガラスモールドとテープからなるモールド型へ注入した。このモールド型を重合オーブンへ投入、25℃〜120℃まで21時間かけて徐々に昇温して重合した。重合終了後、オーブンからモールド型を取り出した。モールド型からの成形体の離型性は良好であった。得られた成形体をさらに130℃で2時間アニール処理を行った。
アニール処理後の成形体を10%水酸化カリウム水溶液にて50℃、5分間、超音波洗浄槽にて洗浄を行った。その後、蒸留水、イソプロパノールにて洗浄して、50℃にてレンズ表面を乾燥した。洗浄された成形体を、酸化ケイ素、トリメトキシメチルシラン及びその加水分解物を含有しているハードコート組成物に浸漬して、150mm/minの速度で引き上げて塗布した。その後、80℃で10分間予備加熱した後に、110℃で2時間加熱して硬化させ、ハードコート層を形成させた。ハードコート層が付与された成形体に、真空蒸着装置を用いて、酸化ケイ素/酸化ジルコニウムからなる5層の多層反射防止層を形成させ、コート層付きレンズを得た。
なお、得られた成形体は透明性があり、成形体の着色は認められず、屈折率(ne)1.57、アッベ数(νe)42、比重1.31、耐熱性111℃であった。また、成形体をアルカリ試験に供したところ、30分経過後もレンズに白濁などの変化は見られなかった。さらに、離型直後のレンズの外観を高圧水銀灯照射下にて観察したところ、濁りは見られなかった。
また、コート層付きレンズをJIS K7211-2に準じて耐衝撃性試験を実施し、破壊エネルギーを算出したところ、0.5Jであった。評価結果は表−2に示した。
[比較例4]
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54.3重量部、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45.7重量部、ジメチルチンジクロリド0.05重量部、紫外線吸収剤(共同薬品社製、商品名バイオソーブ583)1.5重量部、内部離型剤(酸性リン酸エステル、三井化学社製、商品名MR用内部離型剤)0.10重量部を混合溶解し、均一溶液とした。この混合溶液を400Paにて1時間脱泡を行った後、1μmPTFE製フィルターでろ過を行い、ガラスモールドとテープからなるモールド型へ注入した。このモールド型を重合オーブンへ投入、25℃〜120℃まで21時間かけて徐々に昇温して重合した。重合終了後、オーブンからモールド型を取り出した。モールド型からの成形体の離型性は良好であった。得られた成形体をさらに130℃で2時間アニール処理を行った。
アニール処理後の成形体を10%水酸化カリウム水溶液にて50℃、5分間、超音波洗浄槽にて洗浄を行った。その後、蒸留水、イソプロパノールにて洗浄して、50℃にてレンズ表面を乾燥した。洗浄された成形体を、酸化ケイ素、トリメトキシメチルシラン及びその加水分解物を含有しているハードコート組成物に浸漬して、150mm/minの速度で引き上げて塗布した。その後、80℃で10分間予備加熱した後に、110℃で2時間加熱して硬化させ、ハードコート層を形成させた。ハードコート層が付与された成形体に、真空蒸着装置を用いて、酸化ケイ素/酸化ジルコニウムからなる5層の多層反射防止層を形成させ、コート層付きレンズを得た。
なお、得られた成形体は透明性があり、成形体の着色は認められず、屈折率(ne)1.62、アッベ数(νe)39、比重1.31、耐熱性116℃であった。また、成形体をアルカリ試験に供したところ、30分経過後もレンズに白濁などの変化は見られなかった。さらに、離型直後のレンズの外観を高圧水銀灯照射下にて観察したところ、濁りは見られなかった。
また、コート層付きレンズをJIS K7211-2に準じて耐衝撃性試験を実施し、破壊エネルギーを算出したところ、0.4Jであった。評価結果は表−2に示した。
Figure 2016021680
Figure 2016021680
i−1: 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
i−2: ヘキサメチレンジイソシアネート
i−3: m−キシリレンジイソシアネート
i−4: 1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン
i−5: 1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン
i−6: イソホロンジイソシアネート
i−7: ビス(4−イソシアナトシクロへキシル)メタン
t−1: 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ネート)
t−2: 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
t−3: 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と、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と、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混合物
以上の結果より、本発明の重合性組成物から得られる成形体は、比較例に比べて耐衝撃性および耐アルカリ性が改善されていることが確認された。
本発明の重合性組成物により、耐衝撃性および耐アルカリ性に優れた成形体または光学材料が得られる。さらに、本発明の重合性組成物から得られる光学材料は、屈折率、アッベ数等の光学特性、ハンドリング性、透明性、耐熱性のバランスにも優れる。
このような重合性組成物は、高い屈折率、高い耐衝撃性、さらに耐アルカリ性が要求される光学材料用成形体として、特に眼鏡用プラスチックレンズに好適に使用することができる。
この出願は、2014年8月7日に出願された日本出願特願2014−161314号を基礎とする優先権および2014年10月7日に出願された日本出願特願2014−206449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 (10)

  1. 下記式(1)、式(2)、式(3)で表される化合物より選択される少なくとも1種の環状構造を有するイソシアネート化合物(A)と、
    Figure 2016021680
    Figure 2016021680
    Figure 2016021680
    炭素数4〜11脂肪族イソシアネート化合物(B)と、
    チオール化合物(C)と、
    を含んでなる重合性組成物。
  2. チオール化合物(C)が、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、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ネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(2−メルカプトアセテート)、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)、トリメチロールプロパントリス(2−メルカプトアセテート)、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、2,5−ビスメルカプトメチル−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、5,7−ジメルカプトメチル−1,11−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−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−メルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、エチレングリコールビス(3−メルカプトプロピオネート)、ジエチレングリコールビス(3−メルカプトプロピオネート)、エチレングリコールビス(2−メルカプトアセテート)、およびジエチレングリコールビス(2−メルカプトアセテート)から選択される少なくとも1種である、請求項1に記載の重合性組成物。
  3. チオール化合物(C)が、分子内に少なくとも1つ以上のエステル結合を有する脂肪族ポリチオール化合物を含む、請求項1に記載の重合性組成物。
  4. 分子内に少なくとも1つ以上のエステル結合を有する前記脂肪族ポリチオール化合物は、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ネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(2−メルカプトアセテート)、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)、トリメチロールプロパントリス(2−メルカプトアセテート)、エチレングリコールビス(3−メルカプトプロピオネート)、ジエチレングリコールビス(3−メルカプトプロピオネート)、エチレングリコールビス(2−メルカプトアセテート)、ジエチレングリコールビス(2−メルカプトアセテート)から選択される少なくとも1種である、請求項3に記載の重合性組成物。
  5. イソシアネート化合物(A)のモル数と、イソシアネート化合物(B)のモル数の合計を100%とした場合、イソシアネート化合物(A)のモル数の割合が、10〜95%である、請求項1〜4のいずれかに記載の重合性組成物。
  6. 請求項1〜5のいずれかに記載の重合性組成物を硬化させてなる成形体。
  7. 請求項6記載の成形体からなる光学材料。
  8. 請求項7記載の光学材料からなるレンズ。
  9. 請求項8記載のレンズからなる眼鏡レンズ。
  10. 請求項8に記載のレンズと、前記レンズの少なくとも一方の面上に形成されたハードコート層および/または反射防止コート層とを備える、眼鏡レンズ。
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