JPWO2017115649A1 - 化合物、硬化性組成物、硬化物、光学部材及びレンズ - Google Patents

化合物、硬化性組成物、硬化物、光学部材及びレンズ Download PDF

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Abstract

本発明は、アッベ数の低い硬化物であって、高異常分散性を有する硬化物を形成し得る化合物を提供することを課題とする。さらに本発明は、上記化合物を含む硬化性組成物、硬化物、光学部材及びレンズを提供することも課題とする。本発明は、下記一般式(1)で表される化合物に関する。
Figure 2017115649

X及びYは、酸素原子、イオウ原子、窒素原子又は炭素原子である;ZはX−C=C−Yとともに5〜7員環を形成する原子群を表す;R1及びR2は、水酸基、炭素数2〜6のアルコキシ基、メルカプト基、炭素数2〜6のチオアルコキシ基、アミノ基、炭素数1〜6のアルキルアミノ基、カルボキシ基、炭素数1〜6アルキルカルボニルオキシ基、カルバモイルオキシ基、炭素数2〜6のアルコキシカルボニルオキシ基を表す;R3〜R6は、置換基を表す。

Description

本発明は、化合物、硬化性組成物、硬化物、光学部材及びレンズに関する。
従来、カメラ、ビデオカメラあるいはカメラ付携帯電話、テレビ電話あるいはカメラ付ドアホンなどの撮像モジュールの光学部材にはガラス材料が用いられていた。ガラス材料は様々な光学特性を備えており、環境耐性に優れるため好ましく用いられてきたが、軽量化や小型化が容易ではなく、加工性や生産性が悪いという欠点を有していた。これに対し、樹脂硬化物は、大量生産が可能であり、加工性にも優れているため、近年、様々な光学部材に用いられるようになってきている。
近年、撮像モジュールの小型化に伴い、撮像モジュールに用いられる光学部材を小型化することが求められているが、光学部材を小型化していくと、色収差の問題が生じる。樹脂硬化物を用いた光学部材においては、硬化性組成物に種々の添加物を加えて硬化後の特性を変えることで、アッベ数を小さくして色収差の補正を行うことが検討されている。
光学部材を製造するための硬化性組成物に用いられるモノマーとしては、フルオレン骨格を有する化合物が用いられている。例えば、特許文献1には、9,9−ビスアリールフルオレン骨格を有するポリエステル樹脂及びポリエステル樹脂から形成された成形体が開示されている。ここでは、高屈折率と低複屈折性を両立し、かつ耐熱性を有するポリエステル樹脂が得られるとされている。また、特許文献2には、アントラセン骨格を有するビス(ヒドロキシフェニル)アントラセン化合物が開示されている。特許文献2においても、高屈折化、低複屈折性及び高耐熱性を有する光学部材の原料を得ることを目的としている。
ところで、フルオレン骨格やフルオレン骨格に類似した構造を有する化合物は、光学材料の分野以外で用いられる場合もある。例えば、特許文献3には、色素増感太陽電池で用いられる色素として、ジインデノチオフェン誘導体が開示されている。
特開2013−64117号公報 特開2009−249307号公報 米国特許公開US2010/168444号公報
しかしながら、特許文献1及び2で開示された化合物を硬化性組成物に用いて硬化物を形成した場合、硬化物の低アッベ数化が十分ではなく、さらに、異常分散性も低い傾向にあることが本発明者らの検討により明らかとなった。また、特許文献3で開示された化合物を硬化性組成物に応用した場合であっても、硬化物の低アッベ数化や高異常分散性を達成することはできなかった。
そこで本発明者らは、このような従来技術の課題を解決するために、アッベ数の低い硬化物であって、高異常分散性を有する硬化物を形成し得る化合物を提供することを目的として検討を進めた。
課題を達成するための具体的手段は、以下の通りである。
[1] 下記一般式(1)で表される化合物;
Figure 2017115649
一般式(1)中、X及びYはそれぞれ独立に、酸素原子、イオウ原子、窒素原子又は炭素原子であり、X及びYの少なくとも1つは酸素原子、イオウ原子又は窒素原子である;ZはX−C=C−Yとともに5〜7員環を形成する原子群であって、炭素原子及びヘテロ原子から選択される少なくとも1種を含む原子群を表す;
1及びR2はそれぞれ独立に、水酸基、置換基を有してもよい炭素数2〜6のアルコキシ基、メルカプト基、置換基を有してもよい炭素数2〜6のチオアルコキシ基、アミノ基、置換基を有してもよい炭素数1〜6のアルキルアミノ基、カルボキシ基、置換基を有してもよい炭素数1〜6アルキルカルボニルオキシ基、置換基を有してもよいカルバモイルオキシ基、置換基を有してもよい炭素数2〜6のアルコキシカルボニルオキシ基を表す;
3〜R6はそれぞれ独立に、置換基を表す;
m及びnはそれぞれ独立に、1〜5の整数であり、q及びrはそれぞれ独立に、0〜4の整数である;但し、1≦m+q≦5、1≦n+r≦5を満たす;
vは0〜4の整数であり、wは0以上の整数であり、wの最大数は、X−C=C−YとZが形成する環に置換可能な置換基の最大数である;
qが2〜4の整数である場合、複数のR3は同じであっても異なっていてもよく、複数のR3は互いに結合して環を形成してもよい;
rが2〜4の整数である場合、複数のR4は同じであっても異なっていてもよく、複数のR4は互いに結合して環を形成してもよい;
vが2〜4の整数である場合、複数のR5は同じであっても異なっていてもよいが、複数のR5は互いに連結して環を形成しない;
wが2〜5の整数である場合、複数のR6は同じであっても異なっていてもよく、複数のR6は互いに結合して環を形成してもよい。
[2] 一般式(1)において、R1及びR2はそれぞれ独立に、水酸基、メルカプト基、アミノ基、重合性不飽和結合、エポキシ基又はオキセタニル基を有する基である[1]に記載の化合物。
[3] 一般式(1)において、R1及びR2はそれぞれ独立に、下記一般式(2)で表される基である[1]又は[2]に記載の化合物;
Figure 2017115649
一般式(2)中、L1は−O−、−S−又は−NH−を表し、Alkyleneは炭素数2〜6のアルキレン基を表し、L2は−O−、−S−又は−NH−を表し、n1は0〜2の整数を表し、Pは水素原子又は下記一般式(P1)〜(P4)のいずれかで表される基である;
Figure 2017115649
一般式(P1)〜(P4)中、R511、R512、R513、R521、R522、R523、R531、R532、R533、R541、R542、R543、R544及びR545はそれぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し、mは0〜2の整数を表し、R11及びR12はそれぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
[4] 一般式(1)において、X及びYから選択される少なくとも一方が窒素原子である[1]〜[3]のいずれかに記載の化合物。
[5] 一般式(1)において、R1とR2は同一の基である[1]〜[4]のいずれかに記載の化合物。
[6] 下記一般式(3)で表される[1]に記載の化合物;
Figure 2017115649
一般式(3)中、R1及びR2はそれぞれ独立に、水酸基、置換基を有してもよい炭素数2〜6のアルコキシ基、メルカプト基、置換基を有してもよい炭素数2〜6のチオアルコキシ基、アミノ基、置換基を有してもよい炭素数1〜6のアルキルアミノ基、カルボキシ基、置換基を有してもよい炭素数1〜6アルキルカルボニルオキシ基、置換基を有してもよいカルバモイルオキシ基、置換基を有してもよい炭素数2〜6のアルコキシカルボニルオキシ基を表す;
3〜R6はそれぞれ独立に、置換基を表す;
m及びnはそれぞれ独立に、1〜5の整数であり、q及びrはそれぞれ独立に、0〜4の整数である;但し、1≦m+q≦5、1≦n+r≦5を満たす;
vは0〜4の整数であり、wは0〜2の整数である;
qが2〜4の整数である場合、複数のR3は同じであっても異なっていてもよく、複数のR3は互いに結合して環を形成してもよい;
rが2〜4の整数である場合、複数のR4は同じであっても異なっていてもよく、複数のR4は互いに結合して環を形成してもよい;
vが2〜4の整数である場合、複数のR5は同じであっても異なっていてもよいが、複数のR5は互いに連結して環を形成しない;
wが2である場合、複数のR6は同じであっても異なっていてもよく、複数のR6は互いに結合して環を形成してもよい。
[7] R1及びR2はそれぞれ独立に、下記一般式(4)で表される[1]〜[6]のいずれかに記載の化合物;
Figure 2017115649
一般式(4)中、Lは−O−、−S−又は−NH−を表し、Alkyleneは炭素数2〜6のアルキレン基を表し、R531、R532及びR533はそれぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表す。
[8] [1]〜[7]のいずれかに記載の化合物を含有する硬化性組成物。
[9] 硬化性組成物が、(メタ)アクリレートモノマーと、光ラジカル重合開始剤及び熱ラジカル重合開始剤から選択される少なくとも1種と、を含有する[8]に記載の硬化性組成物。
[10] 硬化性組成物の(メタ)アクリレートモノマーの25℃における粘度が2000mPa・s未満である[9]に記載の硬化性組成物。
[11] [8]〜[10]のいずれかに記載の硬化性組成物の硬化物。
[12] [11]に記載の硬化物を含む光学部材。
[13] [11]に記載の硬化物を含むレンズ。
本発明によれば、アッベ数が低く、かつ異常分散性の高い硬化物を形成し得る化合物を得ることができる。本発明の化合物を含む硬化性組成物から形成される硬化物は、光学部材として好ましく用いられる。
以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
なお、本明細書中において、“(メタ)アクリレート”はアクリレート及びメタクリレートを表し、“(メタ)アクリロイル”はアクリロイル及びメタクリロイルを表す。本発明におけるモノマーは、オリゴマー及びポリマーと区別され、重量平均分子量が1,000以下の化合物をいう。
また、本明細書における基(原子団)の表記において、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
(化合物)
本発明は、下記一般式(1)で表される化合物に関する。
Figure 2017115649
一般式(1)中、X及びYはそれぞれ独立に、酸素原子、イオウ原子、窒素原子又は炭素原子であり、X及びYの少なくとも1つは酸素原子、イオウ原子又は窒素原子である。ZはX−C=C−Yとともに5〜7員環を形成する原子群であって、炭素原子及びヘテロ原子から選択される少なくとも1種を含む原子群を表す。
1及びR2はそれぞれ独立に、水酸基、置換基を有してもよい炭素数2〜6のアルコキシ基、メルカプト基、置換基を有してもよい炭素数2〜6のチオアルコキシ基、アミノ基、置換基を有してもよい炭素数1〜6のアルキルアミノ基、カルボキシ基、置換基を有してもよい炭素数1〜6アルキルカルボニルオキシ基、置換基を有してもよいカルバモイルオキシ基、置換基を有してもよい炭素数2〜6のアルコキシカルボニルオキシ基を表す。
3〜R6はそれぞれ独立に、置換基を表す。
m及びnはそれぞれ独立に、1〜5の整数であり、q及びrはそれぞれ独立に、0〜4の整数である。但し、1≦m+q≦5、1≦n+r≦5を満たす。
vは0〜4の整数であり、wは0以上の整数であり、wの最大数は、X−C=C−YとZが形成する環に置換可能な置換基の最大数である。
qが2〜4の整数である場合、複数のR3は同じであっても異なっていてもよく、複数のR3は互いに結合して環を形成してもよい。
rが2〜4の整数である場合、複数のR4は同じであっても異なっていてもよく、複数のR4は互いに結合して環を形成してもよい。
vが2〜4の整数である場合、複数のR5は同じであっても異なっていてもよいが、複数のR5は互いに連結して環を形成しない。
wが2〜5の整数である場合、複数のR6は同じであっても異なっていてもよく、複数のR6は互いに結合して環を形成してもよい。
一般式(1)中、X及びYはそれぞれ独立に、酸素原子、イオウ原子、窒素原子又は炭素原子であり、X及びYの少なくとも1つは酸素原子、イオウ原子又は窒素原子である。X及びYはそれぞれ独立に、窒素原子又は炭素原子であることが好ましく、X及びYから選択される少なくとも一方は窒素原子であることが好ましい。また、X及びYの両方が窒素原子であることがより好ましい。
一般式(1)中、ZはX−C=C−Yとともに5〜7員環を形成する原子群であって、炭素原子及びヘテロ原子から選択される少なくとも1種を含む原子群を表す。ZはX−C=C−Yとともに5又は6員環を形成する原子群であることが好ましく、6員環を形成する原子群であることがより好ましい。また、Zは炭素原子及びヘテロ原子から選択される少なくとも1種を含む原子群であればよく、炭素原子を含む原子群であることが好ましく、炭素原子からなる原子群であることがより好ましい。
一般式(1)中、R1及びR2はそれぞれ独立に、水酸基、置換基を有してもよい炭素数2〜6のアルコキシ基、メルカプト基、置換基を有してもよい炭素数2〜6のチオアルコキシ基、アミノ基、置換基を有してもよい炭素数1〜6のアルキルアミノ基、カルボキシ基、置換基を有してもよい炭素数1〜6アルキルカルボニルオキシ基、置換基を有してもよいカルバモイルオキシ基、置換基を有してもよい炭素数2〜6のアルコキシカルボニルオキシ基を表す。
上記の置換基としては特に制限はないが、例えば、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、アルキル基、アルケニル基、アシル基、水酸基、ヒドロキシアルキル基、アルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、脂環基、シアノ基、エポキシ基、オキセタニル基、メルカプト基、アミノ基、(メタ)アクリロイル基等を挙げることができる。このような置換基はさらに上記置換基を有していてもよく、また、置換基中の炭素原子が酸素原子に置換されていてもよい。なお、R1及びR2が、炭素数2〜6のアルコキシ基、炭素数2〜6のチオアルコキシ基、炭素数1〜6のアルキルアミノ基、炭素数1〜6アルキルカルボニルオキシ基、カルバモイルオキシ基、炭素数2〜6のアルコキシカルボニルオキシ基である場合は、重合性基を置換基として有することが好ましい。
1及びR2はそれぞれ独立に、水酸基、メルカプト基、アミノ基、重合性不飽和結合、エポキシ基又はオキセタニル基を有する基であることが好ましい。また、R1及びR2はそれぞれ独立に、水酸基、メルカプト基、アミノ基又は重合性不飽和基であってもよい。
中でも、R1及びR2はそれぞれ独立に、下記一般式(2)で表される基であることが好ましい。
Figure 2017115649
一般式(2)中、L1は−O−、−S−又は−NH−を表し、Alkyleneは炭素数2〜6のアルキレン基を表し、L2は−O−、−S−又は−NH−を表し、n1は0〜2の整数を表し、Pは水素原子又は下記一般式(P1)〜(P4)のいずれかで表される基である。
Figure 2017115649
一般式(P1)〜(P4)中、R511、R512、R513、R521、R522、R523、R531、R532、R533、R541、R542、R543、R544及びR545はそれぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し、mは0〜2の整数を表し、R11及びR12はそれぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
一般式(2)中、L1は−O−、−S−又は−NH−を表し、−O−であることが好ましい。また、Alkyleneは炭素数2〜6のアルキレン基を表し、炭素数2〜4のアルキレン基であることが好ましく、炭素数が2のアルキレン基であることがより好ましい。
一般式(2)中、L2は−O−、−S−又は−NH−を表し、−O−であることが好ましい。また、n1は0〜2の整数を表し、0又は1であることが好ましい。Pは水素原子又は一般式(P1)〜(P4)のいずれかで表される基であり、一般式(P1)〜(P4)のいずれかで表される基であることがより好ましく、一般式(P3)で表される基であることがさらに好ましい。
一般式(P1)〜(P4)中、R511、R512、R513、R521、R522、R523、R531、R532、R533、R541、R542、R543、R544及びR545はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数が1〜6のアルキル基であることが好ましく、水素原子又は炭素数が1〜3のアルキル基であることがより好ましい。中でも、R511、R512、R513、R521、R522、R523、R531、R532、R533、R542、R543、R544及びR545は水素原子であることが好ましく、R541は炭素数が1〜3のアルキル基であることが好ましい。
一般式(P1)〜(P4)中、mは0〜2の整数を表し、0又は1の整数であることが好ましい。また、R11及びR12はそれぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、水素原子又はアルキル基であることが好ましく、水素原子であることがさらに好ましい。R11及びR12が置換基である場合、好ましい置換基として上述した置換基を同様に挙げることができる。
さらに、R1及びR2はそれぞれ独立に、下記一般式(4)で表される基であることが好ましい。
Figure 2017115649
一般式(4)中、Lは−O−、−S−又は−NH−を表し、Alkyleneは炭素数2〜6のアルキレン基を表し、R531、R532及びR533はそれぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表す。
一般式(4)中、Lは−O−であることが好ましい。また、Alkyleneは炭素数2〜6のアルキレン基を表し、炭素数2〜4のアルキレン基であることが好ましく、炭素数が2のアルキレン基であることがより好ましい。さらに、R531、R532及びR533は水素原子又は炭素数が1〜6のアルキル基であることが好ましく、水素原子又は炭素数が1〜3のアルキル基であることがより好ましく、水素原子であることがさらに好ましい。
なお、一般式(1)において、R1とR2は各々異なる基であってもよいが、R1とR2は同一の基であることが好ましい。
一般式(1)中、R3〜R6はそれぞれ独立に、置換基を表す。R3〜R6が表す置換基としては特に制限はないが、例えば、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、アルキル基、アルケニル基、アシル基、水酸基、ヒドロキシアルキル基、アルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、脂環基、シアノ基などを挙げることができる。R3〜R6が表す置換基はハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基又はシアノ基であることが好ましく、ハロゲン原子、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のアルコキシ基、フェニル基又はシアノ基であることがより好ましく、ハロゲン原子、メチル基、メトキシ基、フェニル基又はシアノ基であることが特に好ましい。
中でも、R3及びR4はそれぞれ独立にメチル基又はメトキシ基であることが好ましい。なお、複数のR3もしくは複数のR4は各々環を形成してもよく、この場合、置換する環と縮合環を形成してもよい。R5はハロゲン原子、メチル基又はメトキシ基であることが好ましい。R6はハロゲン原子、メチル基、メトキシ基又はシアノ基であることが好ましい。また、複数のR6は置換する環と縮合環を形成する基であることがより好ましい。
なお、R3〜R6が表す置換基は重合性基ではないことが好ましい。
一般式(1)中、m及びnはそれぞれ独立に、1〜5の整数であり、q及びrはそれぞれ独立に、0〜4の整数である。但し、1≦m+q≦5、1≦n+r≦5を満たす。
m及びnはそれぞれ独立に、1〜3の整数であることが好ましく、1又は2であることがより好ましく、1であることがさらに好ましい。q及びrはそれぞれ独立に、0〜3の整数であることが好ましく、0〜2の整数であることがより好ましく、0であることがさらに好ましい。
また、vは0〜4の整数であり、wは0以上の整数であり、wの最大数は、X−C=C−YとZが形成する環に置換可能な置換基の最大数である。
vは0〜3の整数であることが好ましく、0〜2の整数であることがより好ましく、0であることがさらに好ましい。wは0〜3の整数であることが好ましく、0〜2の整数であることがより好ましい。
qが2〜4の整数である場合、複数のR3は同じであっても異なっていてもよい。複数のR3は互いに結合して環を形成してもよいが、複数のR3は互いに結合して環を形成していないことが好ましい。rが2〜4の整数である場合、複数のR4は同じであっても異なっていてもよい。複数のR4は互いに結合して環を形成してもよいが、複数のR4は互いに結合して環を形成していないことが好ましい。
vが2〜4の整数である場合、複数のR5は同じであっても異なっていてもよいが、複数のR5は互いに連結して環を形成しない。
wが2〜5の整数である場合、複数のR6は同じであっても異なっていてもよく、複数のR6は互いに結合して環を形成してもよい。中でも、wが2〜5の整数である場合、複数のR6は互いに結合して、置換する環と縮合環を形成する基であることが好ましい。縮合環はさらに置換基を有していてもよく、この場合、置換基としては、R6として挙げた置換基を好ましい置換基として例示できる。
複数のR6が互いに結合して、置換する環と縮合環を形成する基である場合、縮合環を形成する環数は4以下であることが好ましく、3以下であることが好ましく、2であることが好ましい。縮合環を形成する環数を上記範囲とすることにより、化合物を含む硬化物の着色を抑制し易くなる。
上記化合物は、一般式(3)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2017115649
一般式(3)中、R1及びR2はそれぞれ独立に、水酸基、置換基を有してもよい炭素数2〜6のアルコキシ基、メルカプト基、置換基を有してもよい炭素数2〜6のチオアルコキシ基、アミノ基、置換基を有してもよい炭素数1〜6のアルキルアミノ基、カルボキシ基、置換基を有してもよい炭素数1〜6アルキルカルボニルオキシ基、置換基を有してもよいカルバモイルオキシ基、置換基を有してもよい炭素数2〜6のアルコキシカルボニルオキシ基を表す。
3〜R6はそれぞれ独立に、置換基を表す。
m及びnはそれぞれ独立に、1〜5の整数であり、q及びrはそれぞれ独立に、0〜4の整数である。但し、1≦m+q≦5、1≦n+r≦5を満たす。
vは0〜4の整数であり、wは0〜2の整数である。
qが2〜4の整数である場合、複数のR3は同じであっても異なっていてもよく、複数のR3は互いに結合して環を形成してもよい。
rが2〜4の整数である場合、複数のR4は同じであっても異なっていてもよく、複数のR4は互いに結合して環を形成してもよい。
vが2〜4の整数である場合、複数のR5は同じであっても異なっていてもよいが、複数のR5は互いに連結して環を形成しない。
wが2である場合、複数のR6は同じであっても異なっていてもよく、複数のR6は互いに結合して環を形成してもよい。
一般式(3)におけるR1及びR2の好ましい範囲は、一般式(1)におけるR1及びR2の好ましい範囲とそれぞれ同様である。
一般式(3)におけるR3〜R6の好ましい範囲は、一般式(1)におけるR3〜R6の好ましい範囲とそれぞれ同様である。
一般式(3)におけるm、n、q、r、v及びwの好ましい範囲は、一般式(1)におけるm、n、q、r、v及びwの好ましい範囲とそれぞれ同様である。
以下において、本発明に好ましく用いられる一般式(1)で表される化合物の具体例を列挙するが、本発明は以下の化合物に限定されるものではない。なお、以下の具体例においては、下記構造式の通り、一般式(1)で表される化合物の構成をA〜Cの部分構造に分割し、各部分構造を列挙している。すなわち、一般式(1)で表される化合物の具体例としては、下記A〜Cの部分構造として列挙した構造を組み合わせた構造が挙げられる。
Figure 2017115649
Figure 2017115649
Aの部分構造の具体例
上記Aの部分構造の具体例の構造式において、*は部分構造Bとの連結部を表す。
MeOはメトキシ基を表す。
Figure 2017115649
Bの部分構造の具体例
上記Bの部分構造の具体例の構造式において、*は部分構造Aとの連結部を表し、#は部分構造Cとの連結部を表す。なお、上記具体例は、部分構造Bに含まれる2つの環構造単位の内、一方の環構造単位の具体例であり、部分構造Bに含まれる2つの環構造単位は、同一構造単位であってもよく、各々異なる構造単位であってもよい。MeOはメトキシ基を表す。
Figure 2017115649
上記Cの部分構造の具体例の構造式において、#は部分構造Bとの連結部を表す。上記具体例は、部分構造Cに含まれる2つの基の内、一方の基の具体例であり、部分構造Cに含まれる2つの基は、同一の基であってもよく、各々異なる基であってもよい。
中でも、一般式(1)で表される化合物は、下記化合物(1)〜化合物(61)のいずれかであることが好ましい。
Figure 2017115649
上記の構造の中でも、部分構造Aは(A−4)、(A−7)、(A−9)、(A−10)、(A−16)、(A−21)又は(A−22)であることが好ましく、(A−4)、(A−9)又は(A−10)であることがより好ましく、(A−4)であることが特に好ましい。部分構造Bは、(B−1)又は(B−3)であることが好ましく、(B−1)であることがより好ましい。部分構造Cは、(C−1)、(C−3)、(C−6)又は(C−7)であることが好ましく、(C−1)、(C−6)又は(C−7)であることがより好ましく、(C−6)であることが特に好ましい。
一般式(1)で表される化合物の分子量は400〜1000であることが好ましく、500〜900であることがより好ましく、550〜800であることが特に好ましい。
一般式(1)及び部分構造Aの具体例からも明らかなように、本発明の化合物は非対称構造である。本発明の化合物がこのような構造を有することにより化合物の結晶化が抑制され、後述する(メタ)アクリレートモノマーに対する溶解性を向上させることができる。
一般式(1)で表される化合物の入手方法については特に制限はなく、商業的に入手してもよく、合成により製造してもよい。合成により製造する場合は、一般式(1)で表される化合物の製造方法としては特に制限はなく、公知の方法及び実施例に記載の方法で合成することができる。
(硬化性組成物)
本発明は、上述した化合物を含有する硬化性組成物に関するものでもある。本発明の硬化性組成物は、特定の構造を有する化合物を含有するため、アッベ数の低い硬化物を形成することができる。さらに本発明の硬化性組成物は、異常分散性の高い硬化物を形成することができる。
硬化性組成物から形成される硬化物のアッベ数(νD)及び異常分散性(θg,F)は、アッベ屈折計(カルニュー光学工業株式会社製)を用いて測定した値である。具体的には、硬化性組成物を、直径10mm、厚み1mmの透明ガラス型に注入し、酸素濃度1%以下の雰囲気下、200℃に加熱する、もしくは、紫外線照射することで硬化物を作製し、この硬化物についてアッベ数(νD)及び異常分散性(θg,F)を測定する。硬化物のアッベ数(νD)及び異常分散性(θg,F)は、下記式により算出される。
νD=(nD−1)/(nF−nC)
θg,F=(ng−nF)/(nF−nC)
ここで、nDは波長589nmにおける屈折率、nFは波長486nmにおける屈折率、nCは波長656nmにおける屈折率、ngは波長435.8nmでの屈折率を表す。
硬化物のアッベ数を低く抑えることにより、全体の波長範囲において色収差の補正を行うことができる。また、硬化物の異常分散性を高くすることにより、特に短波長における色収差の補正を効果的に行うことができる。
硬化性組成物中における一般式(1)で表される化合物の含有量は、硬化性組成物の全質量に対して、20〜94質量%であることが好ましく、40〜85質量%であることがより好ましく、50〜85質量%であることがさらに好ましい。化合物の含有量を上記範囲内とすることにより、硬化物の低アッベ数化と、高異常分散性が達成し易くなる。さらに、化合物の部分構造Cにおいてアクリレート構造を含む場合に化合物の含有量の下限値を50質量%とすることにより、硬化物形成時の面転写性をより高めることもできる。面転写性が良好である場合は、硬化物の表面に微細な凹凸(シワ)が発生することが抑制され、高品質な硬化物を形成することができる。
硬化性組成物中には、一般式(1)で表される化合物が2種以上含有されていてもよい。一般式(1)で表される化合物が2種以上含有されている場合は、合計の含有量が上記範囲内であることが好ましい。
硬化性組成物の粘度は、20000mPa・s以下であることが好ましく、15000mPa・s以下であることがより好ましく、13000mPa・s以下であることがさらに好ましく、10000mPa・s以下であることが特に好ましい硬化性組成物の粘度を上記範囲内とすることにより、硬化物形成時のハンドリング性を高め、高品質な硬化物を形成することができる。
本発明の硬化性組成物は、上述した化合物の他に下記成分を含むことが好ましい。例えば、硬化性組成物は、(メタ)アクリレートモノマーと、光ラジカル重合開始剤及び熱ラジカル重合開始剤から選択される少なくとも1種を含有することが好ましい。
((メタ)アクリレートモノマー)
本発明の硬化性組成物は、(メタ)アクリレートモノマーを含むことが好ましい。(メタ)アクリレートモノマーは、分子中に1つの(メタ)アクリロイル基を有する単官能(メタ)アクリレートモノマーであってもよく、分子中に2つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリレートモノマーであってもよい。中でも、単官能(メタ)アクリレートモノマーは好ましく用いられる。
(メタ)アクリレートモノマーの25℃における粘度は2000mPa・s未満であることが好ましい。(メタ)アクリレートモノマーの25℃における粘度は、1500mPa・s未満であることがより好ましく、1000mPa・s未満であることがさらに好ましく、500mPa・s未満であることがよりさらに好ましく、200mPa・s未満であることが特に好ましい。なお、25℃における(メタ)アクリレートモノマーの粘度は、HAAKE社製のレオメータ(RS600)を用い、25℃、せん断速度10s-1の条件で測定した値である。
本発明に用いられる単官能(メタ)アクリレートモノマーとしては、例えば、1−アダマンチル(メタ)アクリレートなどのアダマンチル(メタ)アクリレート類、イソボロニル(メタ)アクリレートなどのノルボルニル(メタ)アクリレート類、トリシクロ[5,2,1,02,6]デカ−8−イルアクリレートなどのトリシクロデカン(メタ)アクリレート類、2−エチル−2−ブチルプロパンジオール(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシルカルビトール(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ブタンジオールモノ(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、EO(エチレンオキサイド)変性クレゾール(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシ化フェニル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールベンゾエート(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、パラクミルフェノキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、ECH(エピクロロヒドリン)変性フェノキシ(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、EO変性コハク酸(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、EO変性トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、トリドデシル(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
(メタ)アクリレートモノマーは、アリール基又はヘテロアリール基を含む(メタ)アクリレートモノマーであることが好ましい。中でも、(メタ)アクリレートモノマーは、アリール基又はヘテロアリール基を含む単官能(メタ)アクリレートモノマーであることがより好ましい。(メタ)アクリレートモノマーとして、アリール基又はヘテロアリール基を含む(メタ)アクリレートモノマーを用いることにより、硬化物のアッベ数を効果的に低下させることができる。さらに、アリール基又はヘテロアリール基を含む(メタ)アクリレートモノマーを用いることにより、硬化性組成物中において(メタ)アクリレートモノマーを均一に混合しやすくなるため、硬化物の透明性と耐久性をより効果的に高めることができる。
アリール基又はヘテロアリール基を含む(メタ)アクリレートモノマーとしては、例えば、ベンジル(メタ)アクリレート、EO変性クレゾール(メタ)アクリレート、エトキシ化フェニル(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、パラクミルフェノキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、ECH変性フェノキシ(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、EO変性トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、O−フェニルフェノール(メタ)アクリレート、O−フェニルフェノールEO変性(メタ)アクリレート等を挙げることができる。中でもベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、O−フェニルフェノール(メタ)アクリレート、O−フェニルフェノールEO変性(メタ)アクリレートがより好ましく、ベンジル(メタ)アクリレート及びフェノキシエチル(メタ)アクリレートが特に好ましく、ベンジルアクリレート及びフェノキシエチルアクリレートがより特に好ましい。
(メタ)アクリレートモノマーは、脂環式(メタ)アクリレートモノマーであってもよい。脂環式(メタ)アクリレートモノマーとしては、脂肪族環に1つの(メタ)アクリロイル基が直接又は2価の連結基を介して結合したものであってもよく、脂肪族環に2つ以上の(メタ)アクリロイル基が直接又は2価の連結基を介して結合したものであってもよい。中でも、脂肪族環に1つの(メタ)アクリロイル基が直接結合した単官能(メタ)アクリレートモノマーは好ましく用いられる。
脂肪族環は、単環構造であってもよいし、2以上の脂肪族環が連結又は融合した多環構造であってもよいし、橋かけ環炭化水素を含んでいてもよい。また、脂肪族環は、炭素原子と水素原子のみで構成されていてもよいし、炭素原子及び水素原子以外のヘテロ原子を含んでいてもよい。脂肪族環の炭素数は、特に制限されないが、6〜20であることが好ましく、7〜15であることがより好ましく、7〜10であることがさらに好ましい。脂肪族環としては、具体的には、トリシクロデカン、アダマンタン、ノルボルナン、シクロヘキサン、ノルボルネンが好ましく、トリシクロデカン、アダマンタン、ノルボルナンがより好ましく、トリシクロデカンがさらに好ましい。
本発明で好ましく用いることができる(メタ)アクリレートモノマーとしては、例えば、以下の化合物を列挙することができる。
Figure 2017115649
Figure 2017115649
(メタ)アクリレートモノマーの入手方法については特に制限は無く、商業的に入手してもよく、合成により製造してもよい。商業的に入手する場合は、例えば、ビスコート#192 PEA(モノマー1)(大阪有機化学工業社製)、ビスコート#160 BZA(モノマー2)(大阪有機化学工業社製)、A−DCP(モノマー3)(新中村化学工業社製)、FA−513AS(モノマー4)(日立化成工業社製)を好ましく用いることができる。なお、モノマー1の25℃、せん断速度10s-1における粘度は9mPa・sであり、モノマー2の25℃、せん断速度10s-1における粘度は8mPa・sであり、モノマー3の25℃、せん断速度10s-1における粘度は120mPa・sであり、モノマー4の25℃、せん断速度10s-1における粘度は12mPa・sである。
(メタ)アクリレートモノマーの含有量は、硬化性組成物の全質量に対して、5〜80質量%であることが好ましく、5〜50質量%であることがより好ましく、5〜40質量%であることがさらに好ましい。
(非共役ビニリデン基含有化合物)
本発明の硬化性組成物は、さらに、下記一般式(13)で表される非共役ビニリデン基含有化合物を含むことが好ましく、下記一般式(14)で表される非共役ビニリデン基含有化合物を含むことがより好ましい。
Figure 2017115649
一般式(13)中、R21〜R26は、それぞれ独立に置換基を表し、R21〜R26のうち少なくとも1つが環を形成しているか、少なくとも2つが互いに結合して環を形成している。但し、一般式(13)で表される非共役ビニリデン基含有化合物は、(メタ)アクリロイル基を含まない。
一般式(13)中、R21〜R26が表す置換基に特に制限はなく、例えば、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、アルキル基、アルケニル基、アシル基、水酸基、ヒドロキシアルキル基、芳香環基、複素芳香環基、脂環基等を挙げることができる。中でも、R21〜R26は、水素原子、アルキル基、アルケニル基であることが好ましく、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数2〜5のアルケニル基であることがより好ましい。
21〜R26が形成する環は、芳香環であっても、複素芳香環であっても、非芳香性の環であってもよい。その中でも、R21〜R26が形成する環は、非芳香性の環であることが好ましく、非芳香性の炭化水素環であることがより好ましい。また、R21〜R26が形成する環は、さらに置換基を有していてもよく、置換基の例としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、n−プロピル基及びイソプロピル基がより好ましい。また、R21〜R26が形成する環が、さらに置換基を有する場合は、その置換基同士が結合して縮合環を形成してもよい。
一般式(13)で表される非共役ビニリデン基含有化合物においてR21〜R26が形成する環は、1つであっても、複数であってもよい。また、R21〜R26が形成する環が複数である場合は、互いに独立した複数の環であっても、互いに独立した複数の環同士が縮合した縮合環であっても、上述のように1つの環がさらに置換基を有する場合はその置換基同士が結合した縮合環であってもよい。中でも、R21〜R26が形成する環は、複数の環が縮合した縮合環であることがより好ましく、1つの環がさらに置換基を有する場合はその置換基同士が結合した縮合環であることが特に好ましい。なお、2つの環がスピロ縮合をしている態様も、縮合環に含まれる。また、R21とR22の結合している炭素原子、及び、R25とR26の結合している炭素原子のうち、一方の炭素原子は不斉炭素原子であることが好ましい。
一般式(13)で表される非共役ビニリデン基含有化合物としては、2〜5の環が縮合した縮合環を含むことが好ましく、2又は3の環が縮合した縮合環を含むことがより好ましい。また、縮合環を構成するそれぞれの環の環員数は、3〜10であることが好ましく、3〜9であることがより好ましく、4〜9であることが特に好ましい。
21〜R26のうち、(A)少なくとも1つが環を形成しているか、(B)少なくとも2つが互いに結合して環を形成している。中でも、非共役ビニリデン基含有化合物は、R21〜R26のうち、(B)少なくとも2つが互いに結合して環を形成している場合が好ましい。この場合、非共役ビニリデン基含有化合物は下記一般式(14)で表されることが好ましい。
Figure 2017115649
一般式(14)中、R21、R22、R25及びR26は、それぞれ独立に置換基を表し、Aは環状構造を形成するために必要な原子団を表す。
一般式(14)中、R21、R22、R25及びR26が表す置換基の好ましい範囲は、一般式(13)におけるR21〜R26の好ましい範囲と同様である。また、R21、R22、R25及びR26は、さらに互いに結合して環を形成していてもよく、その環はさらに置換基を有していてもよい。
また、R21とR22の組又はR25とR26の組のうち、いずれか一方の組のみにおいて2つの置換基の少なくとも一方が水素原子であることが好ましく、いずれか一方の組のみにおいて2つの置換基の両方が水素原子であることがより好ましい。
21及びR22はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜5の炭化水素基を表し、かつ、炭素数1〜5の炭化水素基が環を形成していないことが好ましい。R21及びR22のうち、一方のみが水素原子又は炭素数1〜5の炭化水素基を表し、かつ、炭素数1〜5の炭化水素基が環を形成していないことが好ましい。
一般式(14)中、Aは環状構造を形成するために必要な原子団を表し、その環状構造としては、特に制限はなく、公知の環状構造でよい。環状構造としては、例えば、脂環(非芳香性の炭化水素環)、芳香環、複素環、−CO−を含むラクトン環などを挙げることができる。中でも、Aは、一般式(14)のAに連結する炭素原子及び非共役ビニリデン基を構成する炭素原子を含めて炭素数4〜10の脂環を形成するために必要な原子団であることが好ましく、一般式(14)のAに連結する炭素原子及び非共役ビニリデン基を構成する炭素原子を含めて炭素数5〜9の脂環を形成するために必要な原子団であることが特に好ましい。この脂環はさらなる置換基を有していてもよく、その好ましい置換基はR21、R22、R25及びR26が形成する環が有していてもよいさらなる置換基の範囲と同様である。また、Aは、不飽和の脂環であっても、飽和の脂環であってもよいが、一般式(14)で表される非共役ビニリデン基含有化合物全体として、少なくとも1つの不飽和結合を有することが好ましい。また、Aは、R21、R22、R25及びR26が表す置換基とさらに縮合環を形成していてもよい。
本発明では、一般式(14)中、R21、R22、R25及びR26は、それぞれ独立に水素原子及び炭素原子のみからなる置換基を表し、Aは脂環(非芳香性の炭化水素)構造であることが特に好ましい。
本発明では、一般式(13)又は(14)で表される非共役ビニリデン基含有化合物がビニリデン基(非共役ビニリデン基)以外にさらに別のアルケニル基を有することが好ましい。一般式(13)又は(14)で表される非共役ビニリデン基含有化合物の有する非共役ビニリデン基以外のビニリデン基の位置としては特に制限はない。その中でも一般式(13)又は(14)で表される非共役ビニリデン基含有化合物は、非共役ビニリデン基以外のビニリデン基が、R21、R22、R25及びR26が形成する環に位置することが好ましい。すなわち、R21、R22、R25及びR26が形成する環は、少なくとも1つの不飽和炭化水素環を含むことが特に好ましく、少なくとも1つの二重結合を1つのみ有する不飽和炭化水素環を含むことがより特に好ましい。
非共役ビニリデン基含有化合物の分子量は、100〜400であることが好ましく、120〜350であることがより好ましく、130〜300であることが特に好ましい。
非共役ビニリデン基含有化合物の入手方法については特に制限は無く、商業的に入手してもよく、合成により製造してもよい。商業的に入手する場合は、例えば、β−カリオフィレン(井上香料社製)などを好ましく用いることができる。
合成により製造する場合は、一般式(13)又は(14)で表される非共役ビニリデン基含有化合物の製造方法としては特に制限はなく、公知の方法で合成することができる。例えば、本発明に好ましく用いることができるβ−カリオフィレンを合成する場合は、J.Am.Chem.Soc.85,362(1964)、Tetrahedron Lette.,24,1885(1983)に記載の方法などで、合成することができる。
非共役ビニリデン基含有化合物の含有量は、硬化性組成物の全質量に対して、0.5〜30質量%であることが好ましく、1〜25質量%であることがより好ましく、2〜20質量%であることがさらに好ましい。
<光ラジカル重合開始剤>
本発明の硬化性組成物は、光ラジカル重合開始剤及び熱ラジカル重合開始剤から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。光ラジカル重合開始剤としては、特に制限はなく、公知の光ラジカル重合開始剤を用いることができる。
光ラジカル重合開始剤としては、具体的には以下の化合物を用いることができる。例えば、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメチルベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキシド、ビス(2,6−ジクロルベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキシド、1−フェニル−2−ヒドロキシ−2メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1,2−ジフェニルエタンジオン、メチルフェニルグリオキシレート、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2−ヒロドキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド等を挙げることができる。
中でも、本発明では、光ラジカル重合開始剤としてBASF社製、イルガキュア184(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)、イルガキュア819(ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド)、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オンを好ましく用いることができる。
光ラジカル重合開始剤の含有量は、硬化性組成物の全質量に対して、0.01〜5.0質量%であることが好ましく、0.05〜1.0質量%であることがより好ましく、0.05〜0.5質量%であることがさらに好ましい。
<熱ラジカル重合開始剤>
本発明の硬化性組成物は、熱ラジカル重合開始剤を含むことが好ましい。熱ラジカル重合開始剤をあらかじめ硬化性組成物に添加しておくことで、硬化性組成物を熱重合することにより、耐熱性が高い硬化物を成形することができる。
熱ラジカル重合開始剤としては、具体的には以下の化合物を用いることができる。例えば、1,1−ジ(t−ヘキシルペルオキシ)シクロヘキサン、1,1−ジ(t−ブチルペルオキシ)シクロヘキサン、2,2−ジ(4,4−ジ−(t−ブチルペルオキシ)シクロヘキシル)プロパン、t−ヘキシルペルオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルペルオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルペルオキシラウレート、ジクミルペルオキシド、ジ−t−ブチルペルオキシド、t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート、クメンヒドロペルオキシド、t−ブチルヒドロペルオキシド、2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン等を挙げることができる。
中でも、本発明では、熱ラジカル重合開始剤として、分子内にヒドロペルオキシド基を有するヒドロペルオキシド系熱ラジカル重合開始剤を用いることが好ましく、分子内にヒドロペルオキシド基を有するヒドロペルオキシド系熱ラジカル重合開始剤、及び分子内にヒドロペルオキシド基を有さない非ヒドロペルオキシド系熱ラジカル重合開始剤を少なくとも1種ずつ用いることがより好ましい。
本発明では、非ヒドロペルオキシド系熱ラジカル重合開始剤として日本油脂株式会社製、パーブチルO(t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート)及びヒドロペルオキシド系熱ラジカル重合開始剤として日本油脂株式会社製、パークミル H−80(クメンヒドロペルオキシド)を好ましく用いることができる。
熱ラジカル重合開始剤として、分子内にヒドロペルオキシド基を有するヒドロペルオキシド系熱ラジカル重合開始剤を用いることが好ましい理由として、ヒドロペルオキシド系熱ラジカル重合開始剤が非共役ビニリデン基含有化合物モノマーの重合中の連鎖移動を促進する効果があり、3次元構造のコントロール性がより向上し、半硬化物の変形性を付与することができることが挙げられる。また、ヒドロペルオキシド系熱ラジカル重合開始剤は、熱ラジカル重合を開始する温度が一般に高いため、熱重合開始温度の低い非ヒドロペルオキシド系熱ラジカル重合開始剤を併用することがより好ましい。
熱ラジカル重合開始剤の含有量は、硬化性組成物の全質量に対して、0.01〜10質量%であることが好ましく、0.05〜5.0質量%であることがより好ましく、0.05〜2.0質量%であることがさらに好ましい。
なお、硬化性組成物は、上述した光ラジカル重合開始剤と熱ラジカル重合開始剤の両方を含むことが好ましく、この場合、光ラジカル重合開始剤と熱ラジカル重合開始剤の合計含有量は、硬化性組成物の全質量に対して、0.01〜10質量%であることが好ましく、0.05〜5.0質量%であることがより好ましく、0.05〜3.0質量%であることがさらに好ましい。
(その他の添加剤)
本発明では、本発明の趣旨に反しない限りにおいて、硬化性組成物が、ポリマー、その他のモノマー、分散剤、可塑剤、熱安定剤、離型剤等の添加剤を含んでいてもよい。
(半硬化物の製造方法)
本発明の硬化性組成物を半硬化することで、半硬化物を製造することができる。半硬化物の製造方法は、本発明の硬化性組成物を半硬化する工程を含み、半硬化する工程は、光照射や加熱をする工程とすることができる。
半硬化する工程では、本発明の硬化性組成物に対して光照射及び加熱のうち少なくとも一方を行って、25℃、周波数10Hzにおける複素粘度が105〜108mPa・sの半硬化物を形成することが好ましい。
ここで、本明細書中において「半硬化物」とは、硬化性組成物を重合したものであり、完全に固体となっておらず、ある程度流動性を有する状態の物を意味する。硬化性組成物の重合体の、25℃、周波数10Hzにおける複素粘度が105〜108mPa・sである場合、その重合体は半硬化物である。すなわち、25℃、周波数10Hzにおける複素粘度の上限値として1.0×109mPa・sの物までを半硬化物とみなせる。一方、「硬化物」とは、硬化性組成物を重合したものであり、完全に固体となっている状態の物を意味する。
以下、半硬化物の製造方法、及び硬化物の製造方法について、具体的に説明する。なお、硬化物の製造方法は、半硬化物の製造方法を含むため、両者に共通する製造方法の好ましい態様については半硬化物の製造方法欄に記載する。
<半硬化工程>
半硬化物の製造方法は、硬化性組成物に対して、光照射及び/又は加熱して、25℃、周波数10Hzにおける複素粘度が105〜108mPa・sの半硬化物を得る工程を含むことが好ましい。
半硬化物の製造方法では、硬化性組成物を、光照射及び/又は加熱する前から熱重合するときに用いる成形型に直接設置してもよく、別の型に入れて半硬化物を製造した後で熱重合するときに用いる成形型に移動させてもよい。
成形型として別の型を用いる場合、いわゆるプリフォーム用の型を用いることが好ましい。プリフォーム用の型は、金属製であってもよいし、ガラス製、樹脂製であってもよい。量産過程で繰り返し使用することを考慮すれば、プリフォーム用の型は、金属製又はガラス製であることが好ましい。また、半硬化物をレンズとして用いる場合は、プリフォーム用の型の少なくとも一方の面には、成形型と同じ/又は近い形状を有していることが好ましく、両面に成形型形状に同じ/又は近い形状を有していることがより好ましい。
(光照射の条件)
半硬化物の製造方法における光照射は、光照射後の半硬化物の25℃、周波数10Hzにおける複素粘度が、105〜108mPa・sとなるように行うことが好ましく、105〜107.5mPa・sとなるように行うことがより好ましく、105.5〜107.5mPa・sとなるように行うことが特に好ましい。
光照射に用いられる光は、紫外線、可視光線であることが好ましく、紫外線であることがより好ましい。例えばメタルハライドランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、殺菌ランプ、キセノンランプ、LED(Light Emitting Diode)光源ランプなどが好適に使用される。光照射時の雰囲気は、空気中又は不活性ガス置換中であることが好ましく、酸素濃度1%以下になるまで窒素置換した雰囲気であることがより好ましい。
(加熱半硬化の条件)
半硬化物の製造方法において、加熱半硬化工程を設ける場合、加熱半硬化は、加熱後の半硬化物の25℃、周波数10Hzにおける複素粘度は、105〜108mPa・sとなるように行うことが好ましく、105〜107.5mPa・sとなるように行うことがより好ましく、105.5〜107.5mPa・sとなるように行うことが特に好ましい。
(半硬化物)
本発明は、上述した方法で製造される半硬化物に関するものであってもよい。このような半硬化物は、後述する硬化物の製造方法に好ましく用いることができる。ここで、半硬化物の複素粘度の好ましい範囲は、上述した半硬化物の製造方法における半硬化物の複素粘度の好ましい範囲と同様である。
半硬化物には、光照射工程後において、光ラジカル重合開始剤が全て消費されていて全く含まれていなくてもよく、光ラジカル重合開始剤が残留していてもよい。
また、半硬化物のガラス転移温度(以下、Tgとも言う)は、−150〜0℃であることが好ましく、−50〜0℃であることがより好ましく、−20〜0℃であることが特に好ましい。
(硬化物の製造方法)
硬化物の製造方法は、半硬化物を成形型に入れ加圧変形し、加熱して熱重合させるか、もしくは光照射を行うことで光重合させることにより硬化物を得る重合工程を含むことが好ましい。
硬化物の製造方法は、本発明の硬化性組成物に対して光照射及び加熱のうち少なくとも一方を行って、25℃、周波数10Hzにおける複素粘度が105〜108mPa・sの半硬化物を得る工程と、半硬化物を成形型に入れ加圧変形し、光照射及び加熱のうち少なくとも一方を行って硬化物を得る重合工程とを含むことが好ましい。なお、硬化物の製造工程における光照射の条件と加熱条件は、上述した半硬化工程における条件と同様である。
(熱重合工程)
硬化物の製造工程が熱重合工程である場合、重合工程で用いられる成形型のことを、熱成形用成形型とも言う。熱成形用成形型は、一般に2つの成形型を組み合わせて内容物に加圧しながら加熱することができる構成となっていることが好ましい。また、硬化物の製造方法では、硬化物を得る熱重合工程において、成形型として金型を用いることがより好ましい。このような熱成形用成形型としては、例えば、特開2009−126011号公報に記載のものを用いることができる。
(成形型への導入)
硬化物の製造方法では、まず半硬化物の製造方法で製造された半硬化物を成形型に入れる。光照射及び/又は加熱後の半硬化物は、上述した半硬化物の製造方法で説明したとおり、熱成形用成形型に直接設置されて光照射及び/又は加熱されているか、又は、熱成形用成形型とは別の型に入れて光照射及び/又は加熱されている。光照射後の半硬化物が熱成形用成形型に直接設置されて光照射及び/又は加熱された場合は、特に熱成形用成形型に入れる動作自体は必要ない。光照射及び/又は加熱後の半硬化物が熱成形用成形型とは別の型に入れて光照射及び/又は加熱された場合は、熱成形用成形型に移動させる工程を含むことが好ましい。光照射及び/又は加熱後の半硬化物を熱成形用成形型に移動させる方法としては、例えば、シリンジ、バキュームパッドと真空発生器を有するエアピンセットなどを用いることができる。半硬化物は、複素粘度が特定の範囲であるため、このようにエアピンセットなどを用いて容易に熱成形用成形型に移動させることが好ましい。
(加圧変形・加熱)
硬化物の製造方法では、成形型に入れた半硬化物を、加圧変形し、加熱して熱重合させて硬化物を得る。ここで、加圧変形と加熱は同時に行ってもよく、加圧変形した後で加熱を行ってもよく、加熱した後で加圧変形を行ってもよいが、その中でも加圧変形と加熱を同時に行うことが好ましい。また、加圧変形と加熱を同時に行った上で、加圧が安定してからさらに高温に加熱することも好ましい。
加圧変形における圧力は、0.098MPa〜9.8MPaであることが好ましく、0.294MPa〜4.9MPaであることがより好ましく、0.294MPa〜2.94MPaであることが特に好ましい。加熱温度は、加圧変形と同時に行う加熱は80〜300℃であることが好ましく、120〜300℃であることがより好ましく、150〜280℃であることが特に好ましい。なお、加圧が安定してからさらに高温に加熱場合も、80〜300℃であることが好ましく、120〜300℃であることがより好ましく、150〜280℃であることが特に好ましい。熱重合の時間は、30〜1000秒であることが好ましく、30〜500秒であることがより好ましく、60〜300秒であることが特に好ましい。熱重合時の雰囲気は、空気中又は不活性ガス置換であることが好ましく、酸素濃度1%以下になるまで窒素置換した雰囲気であることがより好ましい。
(硬化物)
本発明は、硬化性組成物の硬化物に関するものでもある。硬化物は、上述した硬化成分を硬化することで形成される。本発明の硬化物は、上述した硬化物の製造方法によって製造されたものであることが好ましい。
(屈折率)
本発明の硬化物は、光学部材用途の中でもレンズなどに用いる観点から、屈折率が高いことが好ましい。本発明の硬化物は、波長589nmにおける屈折率nDが1.45以上であることが好ましく、1.58以上であることがより好ましく、1.60以上であることがより特に好ましく、1.61以上であることがさらにより特に好ましく、1.62以上であることが最も好ましい。
(アッベ数)
本発明の硬化物は、光学部材用途の中でもレンズなどに用いるときに色収差を低減する観点から、アッベ数が低いことが好ましい。本発明の硬化物は、アッベ数が24以下であることが好ましく、23.5以下であることがより好ましく、22以下であることが特に好ましい。
本明細書中、アッベ数(νD)は、アッベ屈折計(カルニュー光学工業株式会社製)を用いて、波長589nm、486nm、656nmにおけるそれぞれの屈折率nD、nF、nCを測定し、下記式により算出される。
νD=(nD−1)/(nF−nC)
ここで、nDは波長589nmにおける屈折率、nFは波長486nmにおける屈折率、nCは波長656nmにおける屈折率を表す。
(異常分散性)
本発明の硬化物においては、異常分散性が高いことが好ましい。本発明の硬化物の異常分散性は、0.55以上であることが好ましく、0.60以上であることがより好ましく、0.63以上であることがより好ましい。
本明細書中、異常分散性(θg,F)は、アッベ屈折計(カルニュー光学工業株式会社製)を用いて、波長589nm、486nm、656nm、435.8nmにおけるそれぞれの屈折率nD、nF、nC、ngを測定し、下記式により算出される。
θg,F=(ng−nF)/(nF−nC)
ここで、nDは波長589nmにおける屈折率、nFは波長486nmにおける屈折率、nCは波長656nmにおける屈折率、ngは波長435.8nmでの屈折率を表す。
(サイズ)
本発明の硬化物は、最大厚みが0.1〜10mmであることが好ましい。最大厚みは、より好ましくは0.1〜5mmであり、特に好ましくは0.15〜3mmである。本発明の硬化物は、最大直径が1〜1000mmであることが好ましい。最大直径は、より好ましくは2〜200mmであり、特に好ましくは2.5〜100mmである。このようなサイズの硬化物は、高屈折率の光学部材用途として特に有用である。このような厚い成形体は、溶液キャスト法で製造しようとしても溶剤が抜けにくいため一般に容易ではなく、成形が容易ではない。しかしながら、本発明の硬化性組成物を用いれば、成形が容易で、ハンドリング性も高く、高品質な硬化物を得ることができる。
(光学部材)
本発明は、上述した硬化物を含む光学部材に関するものでもる。本発明の硬化物は、光学特性に優れた成形体であるため、光学部材に好ましく用いられる。本発明の光学部材の種類は、特に制限されない。特に、硬化性組成物の優れた光学特性を利用した光学部材、特に光を透過する光学部材(いわゆるパッシブ光学部材)として好適に利用することができる。このような光学部材を備えた光学機能装置としては、例えば、各種ディスプレイ装置(液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等)、各種プロジェクタ装置(OHP(Overhead projector)、液晶プロジェクタ等)、光ファイバー通信装置(光導波路、光増幅器等)、カメラやビデオ等の撮影装置等が例示される。
また、光学機能装置に用いられるパッシブ光学部材としては、例えば、レンズ、プリズム、プリズムシート、パネル(板状成形体)、フィルム、光導波路(フィルム状やファイバー状等)、光ディスク、LEDの封止剤等が例示される。このようなパッシブ光学部材には、必要に応じて任意の被覆層、例えば摩擦や摩耗による塗布面の機械的損傷を防止する保護層、無機粒子や基材等の劣化原因となる望ましくない波長の光線を吸収する光線吸収層、水分や酸素ガス等の反応性低分子の透過を抑制あるいは防止する透過遮蔽層、防眩層、反射防止層、低屈折率層等や、任意の付加機能層が設けられてもよい。任意の被覆層の具体例としては、無機酸化物コーティング層からなる透明導電膜やガスバリア膜、有機物コーティング層からなるガスバリア膜やハードコート等が挙げられる。コーティング法としては真空蒸着法、CVD(Chemical vapor deposition)法、スパッタリング法、ディップコート法、スピンコート法等公知のコーティング法を用いることができる。
(応用例)
本発明の硬化物を用いた光学部材は、特にレンズ基材に好ましく用いられる。本発明の硬化性組成物を用いて製造されたレンズ基材は低アッベ数を有し、好ましくは、高屈折性、光線透過性、軽量性を併せ持ち、光学特性に優れている。また、硬化性組成物を構成するモノマーの種類を適宜調節することにより、レンズ基材の屈折率を任意に調節することが可能である。
なお、本明細書中において「レンズ基材」とは、レンズ機能を発揮することができる単一部材を意味する。レンズ基材の表面や周囲には、レンズの使用環境や用途に応じて膜や部材を設けることができる。例えば、レンズ基材の表面には、保護膜、反射防止膜、ハードコート膜等を形成することができる。また、ガラスレンズ基材や、プラスチックレンズ基材に積層させた複合レンズにすることができる。さらにレンズ基材の周囲を基材保持枠などに嵌入して固定することもできる。ただし、これらの膜や枠などは、レンズ基材に付加される部材であり、本明細書中でいうレンズ基材そのものとは区別される。
レンズ基材をレンズとして利用するに際しては、レンズ基材そのものを単独でレンズとして用いてもよいし、上述した膜や枠、その他レンズ基材などを付加してレンズとして用いてもよい。レンズ基材を用いたレンズの種類や形状は、特に制限されない。
レンズ基材は低アッベ数であることから色収差補正レンズに好ましく用いることができ、色収差補正レンズとしては例えば、携帯やデジタルカメラ等の撮像用レンズやテレビ、ビデオカメラ等の撮映レンズ、さらには車載、内視鏡レンズに使用されることが好ましい。
以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
(化合物Aの合成)
2−ヒドロキシエチルアクリレート100gに、トリエチルアミン132mLと、酢酸ブチル650mLを加え攪拌した。反応溶液を5℃に保ちつつ、メタンスルホン酸クロリド70mLを1時間かけて滴下した。1時間攪拌後、反応溶液に水500mL加え、攪拌した後、水層を除去する操作を3回繰り返した。ジブチルヒドロキシトルエンを30mg加えた後、減圧することで酢酸ブチルを留去し、化合物Aを160g得た。
Figure 2017115649
(前駆体4の合成)
o−フェニレンジアミン21.6g及びニンヒドリン35.6gに対して、エタノール50mL、酢酸10mLを加えて70℃で3時間反応させた。反応溶液を室温まで冷却したのち、析出した結晶を濾取し、エタノールで洗浄、乾燥することで、前駆体4を40.9g得た。
Figure 2017115649
(化合物(4)の合成)
前駆体4を20gと、フェノール32gをメタンスルホン酸30mLに溶解させた。反応溶液を加温し、100℃に保ちつつ、3−メルカプトプロピオン酸0.3mLを滴下した。3時間攪拌後、反応溶液にトルエンを70mL滴下し、30分攪拌後、さらに140mLのトルエンを滴下した。反応溶液を室温に戻し、析出した結晶を濾取し、化合物(4)を29g得た。化合物(4)の1H−NMRデータは下記の通りであった。
1H−NMR(300MHz,DMSO(Dimethyl sulfoxide)−d6):δ6.60−6.70ppm(d,4H)、6.95−7.05ppm(d,4H)、7.55−7.70ppm(m,3H)、7.75−7.90ppm(m,2H)、8.00−8.10ppm(d,1H)、8.12−8.22ppm(m,2H)、9.40ppm(bs,2H)
(化合物(24)の合成)
化合物(4)10gにテトラヒドロフラン50mL、ニトロベンゼン0.05mL、炭酸カリウム13.8g、及びテトラブチルアンモニウムブロマイド(TBAB)0.8gを加え攪拌した。反応溶液に、化合物Aを15g加え、80℃に保ちつつ、5時間反応させた後、トルエンを100mL加え攪拌した。反応溶液に、水100mLを加え、60℃に保ちつつ攪拌した後、水層を除去する操作を3回繰り返した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することにより、化合物(24)を12g得た。化合物(24)の1H−NMRデータは下記の通りであった。
1H−NMR(300MHz,DMSO−d6):δ4.10−4.20ppm(m,4H)、4.35−4.45ppm(m,4H)、5.85−5.95ppm(m、1H)、6.15−6.25ppm(m、1H)、6.30−6.40ppm(m、1H)、6.85−6.95ppm(d,4H)、7.05−7.15ppm(d,4H)、7.55−7.70ppm(m,3H)、7.75−7.90ppm(m,2H)、8.00−8.10ppm(d,1H)、8.15−8.25ppm(m,2H)
(化合物(49)の合成)
フェノールを2,6−ジメチルフェノールに代えた以外は、化合物(4)の合成と同様にして、化合物(49)を合成した。化合物(49)の1H−NMRデータは下記の通りであった。
1H−NMR(300MHz,DMSO−d6):δ2.10ppm(s、12H)、6.70ppm(bs,2H)、6.80ppm(s,4H)、7.55−7.70ppm(m,3H)、7.75−7.90ppm(m,2H)、8.00−8.10ppm(d,1H)、8.12−8.22ppm(m,2H)
(化合物(51)の合成)
化合物(4)を化合物(49)に代えた以外は、化合物(24)の合成と同様にして、化合物(51)を合成した。化合物(51)の1H−NMRデータは下記の通りであった。
1H−NMR(300MHz,DMSO−d6):δ2.10ppm(s、12H)、3.95−4.05ppm(m,4H)、4.35−4.45ppm(m,4H)、5.90−6.00ppm(m、1H)、6.15−6.25ppm(m、1H)、6.30−6.40ppm(m、1H)、6.85−6.95ppm(s,4H)、7.60−7.70ppm(m,3H)、7.75−7.90ppm(m,2H)、8.00−8.10ppm(d,1H)、8.15−8.25ppm(m,2H)
(前駆体7の合成)
RSC Advances 4(2014)、p37806に記載の方法で、前駆体7を合成した。
Figure 2017115649
(化合物(7)の合成)
前駆体4を前駆体7に代えた以外は、化合物(4)の合成と同様にして、化合物(7)を合成した。化合物(7)の1H−NMRデータは下記の通りであった。
1H−NMR(300MHz,DMSO−d6):δ6.60−6.70ppm(d,4H)、6.95−7.05ppm(d,4H)、7.55−7.70ppm(m,4H)、7.80−7.90ppm(m,1H)、8.05−8.10ppm(d,1H)、8.15−8.20ppm(d,1H)、8.20−8.25ppm(d,1H)、8.50ppm(s,1H)
(化合物(27)の合成)
化合物(4)を化合物(7)に代えた以外は、化合物(24)の合成と同様にして、化合物(27)を合成した。化合物(27)の1H−NMRデータは下記の通りであった。
1H−NMR(300MHz,DMSO−d6):δ4.05−4.15ppm(m,4H)、4.35−4.45ppm(m,4H)、5.85−5.95ppm(m、1H)、6.15−6.25ppm(m、1H)、6.30−6.40ppm(m、1H)、6.85−6.95ppm(d,4H)、7.05−7.15ppm(d,4H)、7.55−7.70ppm(m,4H)、7.80−7.90ppm(m,1H)、8.05−8.10ppm(d,1H)、8.15−8.20ppm(d,1H)、8.20−8.25ppm(d,1H)、8.50ppm(s,1H)
(前駆体16の合成)
特許公報第5249781号公報の段落0116に記載の方法で、前駆体16を合成した。
Figure 2017115649
(化合物(16)の合成)
前駆体4を前駆体16に代えた以外は、化合物(4)の合成と同様にして、化合物(16)を合成した。化合物(16)の1H−NMRデータは下記の通りであった。
1H−NMR(300MHz,DMSO−d6):δ6.60−6.70ppm(d,4H)、6.85−6.95ppm(d,4H)、7.60−7.80ppm(m,3H)、8.20ppm(d,1H)、9.6ppm(s,2H)
(化合物(36)の合成)
化合物(4)を化合物(16)に代えた以外は、化合物(24)の合成と同様にして、化合物(36)を合成した。化合物(36)の1H−NMRデータは下記の通りであった。
1H−NMR(300MHz,DMSO−d6):δ4.00−4.10ppm(m,4H)、4.30−4.40ppm(m,4H)、5.85−5.95ppm(m、1H)、6.15−6.25ppm(m、1H)、6.30−6.40ppm(m、1H)、6.80−6.90ppm(d,4H)、7.00−7.10ppm(d,4H)、7.60−7.80ppm(m,3H)、8.20ppm(d,1H)
(化合物(54)の合成)
前駆体16を10gと、2,6−ジメチルアニリン25mlと、炭酸ジメチル75mlのスラリー溶液に、メタンスルホン酸50mlをゆっくりと滴下した。60℃にて2時間攪拌した後、反応系の温度を100℃まで昇温させた。還流する炭酸ジメチルを留去しながら2時間反応させ、反応系の温度を室温で冷却した後、酢酸エチルを加えて有機層を希釈した。炭酸カリウム水溶液にて反応系を中和し、続いて食塩水にて分液を2回行った。有機層を濃縮した後、シリカゲルクロマトグラフィーにて精製することで、化合物(54)10.3gを得た。化合物(54)の1H−NMRデータは下記の通りであった。
1H−NMR(300MHz,CDCl3):δ2.10(s、12H)、3.60(bs、4H)、6.70(s、4H)、7.50−7.65(m、3H)、8.15(d、1H)
(前駆体9の合成)
o−フェニレンジアミンを2,3−ジアミノピリジンに代えた以外は、前駆体4の合成と同様にして、前駆体9を合成した。
Figure 2017115649
(化合物(9)の合成)
前駆体4を前駆体9に代えた以外は、化合物(4)の合成と同様にして、化合物(9)を合成した。化合物(9)の1H−NMRデータは下記の通りであった。
1H−NMR(300MHz,DMSO−d6):δ6.60−6.70ppm(d,4H)、6.95−7.05ppm(d,4H)、7.55−7.70ppm(m,3H)、7.75−7.85ppm(m,1H)、8.22−8.28ppm(d,1H)、8.45−8.55ppm(d,1H)、9.05−9.15ppm(m,1H)、9.35−9.50ppm(bs,2H)、
(化合物(29)の合成)
化合物(4)を化合物(9)に代えた以外は、化合物(24)の合成と同様にして、化合物(29)を合成した。化合物(29)の1H−NMRデータは下記の通りであった。
1H−NMR(300MHz,DMSO−d6):δ4.10−4.20ppm(m,4H)、4.35−4.45ppm(m,4H)、5.85−5.95ppm(m、1H)、6.15−6.25ppm(m、1H)、6.30−6.40ppm(m、1H)、6.85−6.95ppm(d,4H)、7.05−7.15ppm(d,4H)、7.55−7.70ppm(m,3H)、7.75−7.85ppm(m,1H)、8.15−8.20ppm(d,1H)、8.45−8.55ppm(d,1H)、9.05−9.15ppm(m,1H)
(化合物(60)の合成)
化合物Aをp−トルエンスルホン酸(2R)−(−)−グリシジル(東京化成工業(株)製)に代えた以外は、化合物(24)の合成と同様にして、化合物(60)を合成した。化合物(60)の1H−NMRデータは下記の通りであった。
1H−NMR(300MHz,DMSO−d6):δ2.63−2.67ppm(dd,2H)、2.85ppm(t,2H)、3.70−3.75ppm(dd、2H)、4.20−4.25ppm(dd、2H、6.85−6.95ppm(d,4H)、7.05−7.15ppm(d,4H)、7.54−7.70ppm(m,3H)、7.75−7.90ppm(m,2H)、8.00−8.10ppm(d,1H)、8.15−8.25ppm(m,2H)
<比較化合物>
比較化合物として、下記の化合物を用いた。
Figure 2017115649
比較化合物1−1として、大阪ガスケミカル社製の製品名「オグソールEA−0200」を用いた。
Figure 2017115649
比較化合物1−2は、特開2014−80572号公報の実施例1に記載の合成法に従って合成した。
Figure 2017115649
比較化合物1−3は、特開2009−234999号公報の段落0140記載の合成法に従って合成した。
(実施例1〜12及び比較例1〜3)
下記表2に記載の組成となるように上記の化合物と下記成分を添加し、攪拌して均一にし、硬化性組成物を調製した。
<(メタ)アクリレートモノマー>
(メタ)アクリレートモノマーとして、下記の化合物を用いた。
モノマー1:大阪有機化学工業社製、製品名 ビスコート#192 PEA
Figure 2017115649
<非共役ビニリデン基含有化合物>
非共役ビニリデン基含有化合物として、下記の化合物(井上香料社製、β−カリオフィレン)を用いた。なお、光学異性体は特に限定する必要はない。
Figure 2017115649
<光ラジカル重合開始剤>
光ラジカル重合開始剤として、下記化合物(BASF社製、Irgacure819)を用いた。
Figure 2017115649
<熱ラジカル重合開始剤>
熱ラジカル重合開始剤として、下記化合物を用いた。
パーブチルO:日本油脂株式会社製
パークミルH−80:日本油脂株式会社製
Figure 2017115649
(評価)
<アッベ数及び異常分散性>
実施例及び比較例で得られた硬化性組成物を、直径10mm、厚み1mmの透明ガラス型に注入し、酸素濃度1%以下の雰囲気下、200℃に加熱することで熱硬化物を作製した。得られた熱硬化物のアッベ数(νD)及び異常分散性(θg,F)を、アッベ屈折計(カルニュー光学工業株式会社製)を用いて測定した。
νD=(nD−1)/(nF−nC)
θg,F=(ng−nF)/(nF−nC)
ここで、nDは波長589nmにおける屈折率、nFは波長486nmにおける屈折率、nCは波長656nmにおける屈折率、ngは波長435.8nmでの屈折率を表す。
なお、これらの測定には、熱硬化物を用いたが、紫外線照射後に熱硬化を行った硬化物であってもアッベ数に変化はない。
<面転写性>
表面が窒化クロム処理された成形金型に硬化性組成物200mgを注入し、硬化性組成物の成形金型と接していない側のすべての表面上を覆うように透明なガラスレンズ(硝材=BK7、直径33mm、中心厚み3mm、硬化性組成物と接する面の曲率半径=44.3mm、硬化性組成物と接しない面の曲率半径=330.9mmである凸レンズ)を被せて、硬化性組成物の直径が30mmとなるように押し広げた。この状態とした後、ガラスレンズの上方から、Execure3000(HOYA(株)製)を用いて300mJ/cm2の紫外線を照射し、次いで成形金型及びガラスレンズによって挟まれた状態を維持したまま、硬化性組成物に0.196MPa(2kgf/cm2)の圧力を印加しながら200℃まで昇温した。その後、硬化性組成物の硬化物と成形金型とを0.05mm/secの速度で引き離すことにより、複合レンズを作製した。
上記操作を10回繰り返すことにより、面転写性評価用の複合レンズを10個作製した。作製した複合レンズの外観をキーエンス社製デジタルマイクロスクープ(商品名:VHX−1000)を用いて評価した。複合レンズ表面に、微細な凹凸(シワ)が発生しているものを不良品、発生していないものを良品とした。10個の複合レンズを評価し、そのうちの良品の割合を良品率とし、以下の基準で評価した。
A:良品率が90%以上であった。
B:良品率が50%以上90%未満であった。
C:良品率が50%未満であった。
Figure 2017115649

表2より、本発明の化合物を含む硬化性組成物を用いて作製された硬化物のアッベ数は低く、かつ、高い異常分散性を示すことがわかる。一方、比較化合物を含む硬化性組成物を用いて作製された硬化物においては、低アッベ数と高異常分散性が両立されていなかった。
また、実施例3、4、6及び8の結果から一般式(1)におけるR1及びR2がアクリレート構造を含む場合であって、このような化合物が硬化性組成物の全質量に対し50質量%以上含まれる場合は面転写性が特に良好であった。

Claims (13)

  1. 下記一般式(1)で表される化合物;
    Figure 2017115649
    一般式(1)中、X及びYはそれぞれ独立に、酸素原子、イオウ原子、窒素原子又は炭素原子であり、X及びYの少なくとも1つは酸素原子、イオウ原子又は窒素原子である;ZはX−C=C−Yとともに5〜7員環を形成する原子群であって、炭素原子及びヘテロ原子から選択される少なくとも1種を含む原子群を表す;
    1及びR2はそれぞれ独立に、水酸基、置換基を有してもよい炭素数2〜6のアルコキシ基、メルカプト基、置換基を有してもよい炭素数2〜6のチオアルコキシ基、アミノ基、置換基を有してもよい炭素数1〜6のアルキルアミノ基、カルボキシ基、置換基を有してもよい炭素数1〜6アルキルカルボニルオキシ基、置換基を有してもよいカルバモイルオキシ基、置換基を有してもよい炭素数2〜6のアルコキシカルボニルオキシ基を表す;
    3〜R6はそれぞれ独立に、置換基を表す;
    m及びnはそれぞれ独立に、1〜5の整数であり、q及びrはそれぞれ独立に、0〜4の整数である;但し、1≦m+q≦5、1≦n+r≦5を満たす;
    vは0〜4の整数であり、wは0以上の整数であり、wの最大数は、X−C=C−YとZが形成する環に置換可能な置換基の最大数である;
    qが2〜4の整数である場合、複数のR3は同じであっても異なっていてもよく、複数のR3は互いに結合して環を形成してもよい;
    rが2〜4の整数である場合、複数のR4は同じであっても異なっていてもよく、複数のR4は互いに結合して環を形成してもよい;
    vが2〜4の整数である場合、複数のR5は同じであっても異なっていてもよいが、複数のR5は互いに連結して環を形成しない;
    wが2〜5の整数である場合、複数のR6は同じであっても異なっていてもよく、複数のR6は互いに結合して環を形成してもよい。
  2. 前記一般式(1)において、R1及びR2はそれぞれ独立に、水酸基、メルカプト基、アミノ基、重合性不飽和結合、エポキシ基又はオキセタニル基を有する基である請求項1に記載の化合物。
  3. 前記一般式(1)において、R1及びR2はそれぞれ独立に、下記一般式(2)で表される基である請求項1又は2に記載の化合物;
    Figure 2017115649
    一般式(2)中、L1は−O−、−S−又は−NH−を表し、Alkyleneは炭素数2〜6のアルキレン基を表し、L2は−O−、−S−又は−NH−を表し、n1は0〜2の整数を表し、Pは水素原子又は下記一般式(P1)〜(P4)のいずれかで表される基である;
    Figure 2017115649
    一般式(P1)〜(P4)中、R511、R512、R513、R521、R522、R523、R531、R532、R533、R541、R542、R543、R544及びR545はそれぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し、mは0〜2の整数を表し、R11及びR12はそれぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
  4. 一般式(1)において、X及びYから選択される少なくとも一方が窒素原子である請求項1〜3のいずれか1項に記載の化合物。
  5. 一般式(1)において、R1とR2は同一の基である請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物。
  6. 下記一般式(3)で表される請求項1に記載の化合物;
    Figure 2017115649
    一般式(3)中、R1及びR2はそれぞれ独立に、水酸基、置換基を有してもよい炭素数2〜6のアルコキシ基、メルカプト基、置換基を有してもよい炭素数2〜6のチオアルコキシ基、アミノ基、置換基を有してもよい炭素数1〜6のアルキルアミノ基、カルボキシ基、置換基を有してもよい炭素数1〜6アルキルカルボニルオキシ基、置換基を有してもよいカルバモイルオキシ基、置換基を有してもよい炭素数2〜6のアルコキシカルボニルオキシ基を表す;
    3〜R6はそれぞれ独立に、置換基を表す;
    m及びnはそれぞれ独立に、1〜5の整数であり、q及びrはそれぞれ独立に、0〜4の整数である;但し、1≦m+q≦5、1≦n+r≦5を満たす;
    vは0〜4の整数であり、wは0〜2の整数である;
    qが2〜4の整数である場合、複数のR3は同じであっても異なっていてもよく、複数のR3は互いに結合して環を形成してもよい;
    rが2〜4の整数である場合、複数のR4は同じであっても異なっていてもよく、複数のR4は互いに結合して環を形成してもよい;
    vが2〜4の整数である場合、複数のR5は同じであっても異なっていてもよいが、複数のR5は互いに連結して環を形成しない;
    wが2である場合、複数のR6は同じであっても異なっていてもよく、複数のR6は互いに結合して環を形成してもよい。
  7. 前記R1及びR2はそれぞれ独立に、下記一般式(4)で表される請求項1〜6の いずれか1項に記載の化合物;
    Figure 2017115649
    一般式(4)中、Lは−O−、−S−又は−NH−を表し、Alkyleneは炭素数2〜6のアルキレン基を表し、R531、R532及びR533はそれぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表す。
  8. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の化合物を含有する硬化性組成物。
  9. 前記硬化性組成物が、(メタ)アクリレートモノマーと、光ラジカル重合開始剤及び熱ラジカル重合開始剤から選択される少なくとも1種と、を含有する請求項8に記載の硬化性組成物。
  10. 前記硬化性組成物の(メタ)アクリレートモノマーの25℃における粘度が2000mPa・s未満である請求項9に記載の硬化性組成物。
  11. 請求項8〜10のいずれか1項に記載の硬化性組成物の硬化物。
  12. 請求項11に記載の硬化物を含む光学部材。
  13. 請求項11に記載の硬化物を含むレンズ。
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