JPWO2018003061A1 - 硬化物の製造方法、硬化物および眼鏡レンズ基材 - Google Patents
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Abstract
ポリチオール化合物を、質量基準の含水率が300ppm以下のポリイソ(チオ)シアネート化合物と混合することにより硬化性組成物を調製する硬化性組成物調製工程と、上記硬化性組成物を硬化して硬化物を得る硬化工程とを含む硬化物の製造方法、ポリチオール化合物および質量基準の含水率が300ppm以下のポリイソ(チオ)シアネート化合物を含む硬化性組成物を硬化した硬化物、ならびに上記硬化物からなる眼鏡レンズ基材が提供される。
Description
本発明は、硬化物の製造方法、硬化物および眼鏡レンズ基材に関するものであり、詳しくはポリチオール化合物およびポリイソ(チオ)シアネート化合物を含む硬化性組成物を硬化した硬化物の製造方法、硬化物および眼鏡レンズ基材に関する。
ポリチオール化合物とポリイソ(チオ)シアネート化合物とを硬化反応させて得られるポリチオウレタン系樹脂は、眼鏡レンズ等の各種光学部材の材料として広く用いられている(例えば特許文献1参照)。
上記ポリチオウレタン系樹脂に求められる物性の1つとしては、耐熱性が高いことが挙げられる。これは、以下の理由による。例えば眼鏡レンズは、通常、レンズ基材上に一層以上の機能性膜(例えば、ハードコート、反射防止膜、等)を形成した後に製品レンズとして出荷される。上記機能性膜は、真空蒸着、硬化性化合物を含む塗布液を塗布した後に加熱による硬化処理を施すコーティング法等の各種製膜法により形成されるが、多くの製膜法は加熱処理を伴う。レンズ基材が耐熱性に劣るものであると、加熱処理によってレンズ基材が変形および/または変質することにより製品レンズの品質が低下してしまう場合がある。例えば、レンズ基材が変形すると、レンズ基材上に形成された機能性膜がレンズ基材の変形に追従できずに機能性膜にクラックが発生してしまう場合がある。一方、そのような製品レンズの品質低下を防ぐためにレンズ基材が耐え得る加熱温度で加熱処理をしようとすると、製膜条件が制約を受けることとなり使用可能な製膜材料も制限されてしまう。また、眼鏡レンズに限らず各種光学部材の製造工程では、樹脂製の基材を機能性膜の製膜処理等の加熱を伴う処理に付すことが広く行われているため、かかる基材として有用なポリチオウレタン系樹脂を提供するためにポリチオウレタン系樹脂の耐熱性を向上することが望まれる。
本発明の一態様は、ポリチオール化合物とポリイソ(チオ)シアネート化合物とを硬化反応させて得られるポリチオウレタン系樹脂の耐熱性を向上するための手段を提供する。
本発明の一態様は、
ポリチオール化合物を、質量基準の含水率(以下、単に「含水率」と記載する。)が300ppm以下のポリイソ(チオ)シアネート化合物と混合することにより硬化性組成物を調製する硬化性組成物調製工程と、
上記硬化性組成物を硬化して硬化物を得る硬化工程と、
を含む硬化物の製造方法、
に関する。
ポリチオール化合物を、質量基準の含水率(以下、単に「含水率」と記載する。)が300ppm以下のポリイソ(チオ)シアネート化合物と混合することにより硬化性組成物を調製する硬化性組成物調製工程と、
上記硬化性組成物を硬化して硬化物を得る硬化工程と、
を含む硬化物の製造方法、
に関する。
本発明者らは、ポリチオール化合物とポリイソ(チオ)シアネート化合物とを硬化反応させて得られる硬化物(ポリチオウレタン系樹脂)の耐熱性を向上するための手段を見出すために鋭意検討を重ねる中で、ポリイソ(チオ)シアネート化合物に含まれる水分が、ポリイソ(チオ)シアネート化合物をポリチオール化合物と硬化反応させて得られる硬化物の耐熱性に影響を及ぼすという、従来知られていなかった新たな知見を得た。そしてかかる知見に基づき更に鋭意検討を重ねた結果、上記の本発明の一態様にかかる硬化物の製造方法を完成させた。
本発明の一態様によれば、ポリチオール化合物とポリイソ(チオ)シアネート化合物とを硬化反応させて得られる硬化物の耐熱性を向上することができる。
本発明の一態様は、上記の硬化物の製造方法に関する。
更に本発明の一態様によれば、ポリチオール化合物および質量基準の含水率が300ppm以下のポリイソ(チオ)シアネート化合物を含む硬化性組成物を硬化した硬化物、ならびに上記硬化物からなる眼鏡レンズ基材も提供される。
以下に、上記硬化物の製造方法、硬化物および眼鏡レンズ基材について、更に詳細に説明する。
更に本発明の一態様によれば、ポリチオール化合物および質量基準の含水率が300ppm以下のポリイソ(チオ)シアネート化合物を含む硬化性組成物を硬化した硬化物、ならびに上記硬化物からなる眼鏡レンズ基材も提供される。
以下に、上記硬化物の製造方法、硬化物および眼鏡レンズ基材について、更に詳細に説明する。
<硬化性組成物調製工程>
上記硬化性組成物は、ポリチオール化合物とポリイソ(チオ)シアネート化合物を少なくとも含む。「ポリチオール化合物」とは、チオール基(−SH)を1分子中に2個以上有する多官能化合物である。また、本発明および本明細書において、「ポリイソ(チオ)シアネート化合物」とは、ポリイソシアネート化合物とポリイソチオシアネート化合物とを包含する意味で用いるものとする。なお、イソシアネートはイソシアナートと呼ばれることもあり、イソチオシアネートはイソチオシアナートと呼ばれることもある。「イソ(チオ)シアネート基」とは、イソシアネート基(−N=C=O)とイソチオシアネート基(−N=C=S)とを包含する意味で用いるものとする。「ポリイソ(チオ)シアネート化合物」とは、イソ(チオ)シアネート基を1分子中に2個以上有する多官能化合物である。ポリチオール化合物とポリイソ(チオ)シアネート化合物とを硬化反応させることにより、ポリチオール化合物が有するチオール基と、ポリイソ(チオ)シアネート化合物が有するイソ(チオ)シアネート基とが反応し、分子内に以下の結合:
を有する反応生成物を得ることができる。上記において、Zは酸素原子または硫黄原子である。チオール基がイソシアネート基と反応することによりZが酸素原子の上記結合が形成され、イソチオシアネート基と反応することによりZが硫黄原子の上記結合が形成される。本発明および本明細書では、上記結合を1分子中に複数含む反応生成物(樹脂)を、「ポリチオウレタン系樹脂」と記載する。
上記硬化性組成物は、ポリチオール化合物とポリイソ(チオ)シアネート化合物を少なくとも含む。「ポリチオール化合物」とは、チオール基(−SH)を1分子中に2個以上有する多官能化合物である。また、本発明および本明細書において、「ポリイソ(チオ)シアネート化合物」とは、ポリイソシアネート化合物とポリイソチオシアネート化合物とを包含する意味で用いるものとする。なお、イソシアネートはイソシアナートと呼ばれることもあり、イソチオシアネートはイソチオシアナートと呼ばれることもある。「イソ(チオ)シアネート基」とは、イソシアネート基(−N=C=O)とイソチオシアネート基(−N=C=S)とを包含する意味で用いるものとする。「ポリイソ(チオ)シアネート化合物」とは、イソ(チオ)シアネート基を1分子中に2個以上有する多官能化合物である。ポリチオール化合物とポリイソ(チオ)シアネート化合物とを硬化反応させることにより、ポリチオール化合物が有するチオール基と、ポリイソ(チオ)シアネート化合物が有するイソ(チオ)シアネート基とが反応し、分子内に以下の結合:
従来、ポリ(イソ)チオシアネート化合物は、含水しない化合物と考えられていた。そのため、ポリ(イソ)チオシアネート化合物の含水率とポリ(イソ)チオシアネート化合物を合成原料として得られるポリチオウレタン系樹脂の物性との関係についての検討は、従来行われていなかった。これに対し本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、ポリ(イソ)チオシアネート化合物は含水し得る化合物であって、この含水がポリチオウレタン系樹脂の耐熱性に影響を及ぼすという従来知られていなかった新たな知見を得た。そしてかかる知見に基づき更に鋭意検討を重ねた結果、含水率が300ppm以下のポリ(イソ)チオシアネート化合物を合成原料として用いることにより、含水率が300ppmを超えるポリ(イソ)チオシアネート化合物を合成原料として得られたポリチオウレタン系樹脂と比べて、耐熱性が向上したポリチオウレタン系樹脂が得られることを新たに見出したのである。上記硬化物の製造方法において用いられるポリ(イソ)チオシアネート化合物の含水率は300ppm以下であって、ポリチオウレタン系樹脂の耐熱性を更に向上する観点からは、280ppm以下であることが好ましく、250ppm以下であることがより好ましく、200ppm以下であることが更に好ましく、150ppm以下であることが一層好ましく、100ppm以下であることがより一層好ましく、70ppm以下であることが更に一層好ましく、50ppm以下であることが更により一層好ましい。また、ポリ(イソ)チオシアネート化合物の含水率は、例えば5ppm以上、10ppm以上、15ppm以上、20ppm以上、25ppm以上、30ppm以上または35ppm以上であることができる。ただし、ポリチオウレタン系樹脂の耐熱性向上のためには低いほど好ましいため、上記で例示した下限を下回ってもよい。
本発明および本明細書におけるポリ(イソ)チオシアネート化合物の含水率とは、カールフィッシャー法により、温度20〜25℃および絶対湿度0.8〜1.2g/m3の環境下で水分気化装置を用いて行う測定によって求められる値である。カールフィッシャー法による含水率測定は、電量滴定方式で行ってもよく、容量滴定方式で行ってもよい。
ポリ(イソ)チオシアネート化合物の含水率低減方法としては、窒素バブリング法、減圧脱気法、無水硫酸ナトリウムまたはモレキュラーシーブ等を浸漬させる吸着法等の方法の1つまたは2つ以上を組み合わせて用いることができる。これにより、含水率が300ppm以下のポリ(イソ)チオシアネート化合物を得ることができる。
ポリイソ(チオ)シアネート化合物としては、脂肪族ポリイソ(チオ)シアネート化合物、脂環族ポリイソ(チオ)シアネート化合物、芳香族ポリイソ(チオ)シアネート化合物等の各種ポリイソ(チオ)シアネート化合物を用いることができる。ポリイソ(チオ)シアネート化合物の1分子中に含まれるイソ(チオ)シアネート基の数は、2個以上であり、好ましくは2〜4個であり、より好ましくは2個または3個である。ポリイソ(チオ)シアネート化合物の具体例としては、例えば特許第5319037号公報段落0052にポリイソ(チオ)シアナート化合物として例示されている各種化合物を挙げることができる。好ましいポリイソ(チオ)シアネート化合物としては、ヘキサメチレンジイソシアネート、1,5−ペンタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、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、ビス(4−イソシアナトシクロへキシル)メタン、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)シクロヘキサン等の脂肪族ポリイソシアネート化合物;ビス(イソシアナトメチル)ベンゼン、m−キシリレンジイソシアネート、p−キシリレンジイソシアネート、1,3−ジイソシアナトベンゼン、トリレンジイソシアネート、2,4−ジイソシアナトトルエン、2,6−ジイソシアナトトルエン、4,4'−メチレンビス(フェニルイソシアネート)等の芳香族ポリイソシアネート化合物を挙げることができる。更に、上記ポリイソ(チオ)シアネート化合物の塩素置換体、臭素置換体等のハロゲン置換体、アルキル置換体、アルコキシ置換体、ニトロ置換体や多価アルコールとのプレポリマー型変性体、カルボジイミド変性体、ウレア変性体、ビュレット変性体、ダイマー化またはトリマー化反応生成物等も使用できる。これらの化合物は単独で使用してもよく、二種以上を混合して使用してもよい。
硬化性組成物を調製するために上記ポリ(イソ)チオシアネート化合物と混合されるポリチオール化合物としては、脂肪族ポリチオール化合物、芳香族ポリチオール化合物等の各種ポリチオール化合物を用いることができる。ポリチオール化合物の1分子中に含まれるチオール基の数は、2個以上であり、好ましくは2〜6個であり、より好ましくは2〜4個である。ポリチオール化合物の具体例としては、WO2008/047626A1の段落0035〜0044に例示されている各種ポリチオール化合物を挙げることができる。好ましいポリチオール化合物としては、ビス(メルカプトメチル)−3,6,9,−トリチア−ウンデカンジチオール、2,3−ビスメルカプトエチルチオ−1−メルカプトプロパン、ビスメルカプトメチルジチアン、ペンタエリスリトールテトラキス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メルカプトアセテート、トリメチロールプロパントリスメルカプトプロピオネートを挙げることができる。これらの化合物は単独で使用してもよく、二種以上を混合して使用してもよい。
上記硬化性組成物は、ポリチオール化合物を、含水率が300ppm以下のポリイソ(チオ)シアネート化合物と混合することにより調製することができる。上記硬化性組成物におけるポリチオール化合物とポリイソ(チオ)シアネート化合物との混合割合は、特に限定されないが、例えば、モル比として、ポリチオール化合物に含まれるチオール基/ポリイソ(チオ)シアネート化合物に含まれるイソ(チオ)シアネート基=0.5〜3.0の範囲、好ましくは0.8〜1.4、更に好ましくは0.9〜1.1の範囲とすることができる。混合割合を上記範囲とすることは、高屈折率、高耐熱性等の各種優れた物性を有する硬化物を提供可能な硬化性組成物を得るうえで好ましい。
上記硬化性組成物の調製時に、ポリチオール化合物および含水率が300ppm以下のポリイソ(チオ)シアネート化合物以外の一種以上の他の成分を混合してもよい。そのような他の成分の具体例としては、例えば、ポリチオール化合物とポリイソ(チオ)シアネート化合物との硬化反応の反応触媒等を例示できる。混合してもよい他の成分については、例えば特許第5319037号公報段落0055、0057、0058〜0064を参照できる。また、一般にポリチオウレタン系樹脂等の各種樹脂の添加剤として市販されている添加剤の一種以上を用いることもできる。上記硬化性組成物の調製は、以上説明した各種成分を同時に、または任意の順序で順次、混合して行うことができる。調製方法は特に限定されるものではなく、硬化性組成物の調製方法として公知の方法を、何ら制限なく採用することができる。
<硬化工程>
以上説明した硬化性組成物調製工程において調製された硬化性組成物を硬化することにより、硬化物として、眼鏡レンズ等の光学部材の材料として有用なポリチオウレタン系樹脂を得ることができる。ポリイソ(チオ)シアネート化合物として含水率300ppm以下のポリイソ(チオ)シアネート化合物を用いることにより、含水率が300ppmを超えるポリイソ(チオ)シアネート化合物を用いた場合と比べて高い耐熱性を有する硬化物(ポリチオウレタン系樹脂)を得ることが可能となる。耐熱性の指標としては、ガラス転移温度(Tg)を挙げることができる。本発明および本明細書におけるガラス転移温度(Tg)とは、JIS K7196−2012に準拠した熱機械分析(TMA)ペネトレーション法により測定されるガラス転移温度をいう。具体的な測定方法については、後述の実施例を参照できる。ガラス転移温度(Tg)を指標とする耐熱性については、例えばTgとして2℃以上の向上、例えば2〜10℃程度の向上は、眼鏡レンズの製造分野をはじめとする各種光学部材の製造分野におけるポリチオウレタン系樹脂の有用性を高めるうえで好ましい。ポリイソ(チオ)シアネート化合物として含水率300ppm以下のポリイソ(チオ)シアネート化合物を用いることによるポリチオウレタン系樹脂の耐熱性の向上は、ガラス転移温度(Tg)として、より好ましくは3℃以上であり、更に好ましくは4℃以上であり、一層好ましくは5℃以上である。
以上説明した硬化性組成物調製工程において調製された硬化性組成物を硬化することにより、硬化物として、眼鏡レンズ等の光学部材の材料として有用なポリチオウレタン系樹脂を得ることができる。ポリイソ(チオ)シアネート化合物として含水率300ppm以下のポリイソ(チオ)シアネート化合物を用いることにより、含水率が300ppmを超えるポリイソ(チオ)シアネート化合物を用いた場合と比べて高い耐熱性を有する硬化物(ポリチオウレタン系樹脂)を得ることが可能となる。耐熱性の指標としては、ガラス転移温度(Tg)を挙げることができる。本発明および本明細書におけるガラス転移温度(Tg)とは、JIS K7196−2012に準拠した熱機械分析(TMA)ペネトレーション法により測定されるガラス転移温度をいう。具体的な測定方法については、後述の実施例を参照できる。ガラス転移温度(Tg)を指標とする耐熱性については、例えばTgとして2℃以上の向上、例えば2〜10℃程度の向上は、眼鏡レンズの製造分野をはじめとする各種光学部材の製造分野におけるポリチオウレタン系樹脂の有用性を高めるうえで好ましい。ポリイソ(チオ)シアネート化合物として含水率300ppm以下のポリイソ(チオ)シアネート化合物を用いることによるポリチオウレタン系樹脂の耐熱性の向上は、ガラス転移温度(Tg)として、より好ましくは3℃以上であり、更に好ましくは4℃以上であり、一層好ましくは5℃以上である。
ポリチオール化合物と含水率300ppm以下のポリイソ(チオ)シアネート化合物との硬化反応は、硬化性組成物を硬化可能な各種硬化処理により行うことができる。例えば、レンズ形状を有する硬化物(「プラスチックレンズ」とも呼ばれる。)を製造するためには、注型重合が好ましい。注型重合では、所定の間隔をもって対向する2つのモールドと、上記間隔を閉塞することにより形成されたキャビティを有する成形型のキャビティへ硬化性組成物を注入し、このキャビティ内で硬化性組成物の重合(硬化反応)を行い硬化物を得ることができる。注型重合に使用可能な成形型の詳細については、例えば特開2009−262480号公報段落0012〜0014および同公報の図1を参照できる。なお上記公報では、2つのモールドの間隔を、封止部材としてガスケットにより閉塞した成形型が示されているが、封止部材としてはテープを用いることもできる。
一態様では、注型重合は、次のように行うことができる。硬化性組成物を、成形型側面に設けた注入口から成形型キャビティに注入する(注入工程)。注入後、硬化性組成物を、好ましくは加熱により重合(硬化反応)させることで、硬化性組成物が硬化し、キャビティの内部形状が転写された硬化物を得ることができる(硬化工程)。重合条件は、特に限定されるものではなく、硬化性組成物の組成等に応じて適宜設定することができる。一例として、硬化性組成物をキャビティに注入した成形型を、加熱温度20〜150℃で1〜72時間程度加熱することができるが、この条件に限定されるものではない。なお本発明および本明細書において、注型重合に関する加熱温度等の温度とは、成形型が配置される雰囲気温度をいう。また、加熱中に、任意の昇温速度で昇温することができ、任意の降温速度で降温(冷却)することができる。重合(硬化反応)終了後、キャビティ内部の硬化物を成形型から離型する。注型重合において通常行われているように、キャビティを形成している上下モールドとガスケットまたはテープを任意の順序で取り外すことにより、硬化物を成形型から離型することができる。成形型から離型された硬化物は、好ましくは、眼鏡レンズのレンズ基材として用いることができる。なお眼鏡レンズのレンズ基材として用いられる硬化物は、通常、離型後に、アニーリング、丸め工程等の研削工程、研磨工程、耐衝撃性を向上させるためのプライマーコート層、表面硬度を上げるためのハードコート層等のコート層形成工程等の後工程に付すことができる。更に、反射防止層、撥水層等の各種機能性層を、レンズ基材上に形成することができる。これらの工程については、いずれも公知技術を何ら制限なく適用することができる。こうして、レンズ基材が上記硬化物である眼鏡レンズを得ることができる。更に、この眼鏡レンズをフレームに取り付けることにより、眼鏡を得ることができる。
次に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は実施例に示す態様に限定されるものではない。以下に記載の操作および評価は、特記しない限り、大気中室温下(20〜25℃程度)で行った。また、以下に記載の%、部は、特記しない限り質量基準である。
[ポリイソ(チオ)シアネート化合物の含水率測定]
実施例、比較例において硬化性組成物を調製するために用いるポリイソ(チオ)シアネート化合物の含水率を、温度20〜25℃および絶対湿度0.8〜1.2g/m3の環境下で、カールフィッシャー水分測定装置(京都電子工業株式会社製自動水分測定装置MKC−610型)および水分気化装置(京都電子工業株式会社製水分気化装置ADP−611型)を用いて測定した。
実施例で用いたポリイソ(チオ)シアネート化合物は、市販のポリイソ(チオ)シアネート化合物を窒素バブリング処理に付し含水率を低減させたポリイソ(チオ)シアネート化合物である。窒素バブリング時間によって含水率を調整した。
上記の含水率測定後、1時間以内に硬化性組成物を調製した。含水率の測定から硬化性組成物の調製までの間にポリイソ(チオ)シアネート化合物の含水率は変化しないか変化するとしても変化量は検出限界以下である。また、通常の作業環境または保管環境であれば、ポリイソ(チオ)シアネート化合物の含水率は変化しないか変化するとしても変化量は検出限界以下である。
実施例、比較例において硬化性組成物を調製するために用いるポリイソ(チオ)シアネート化合物の含水率を、温度20〜25℃および絶対湿度0.8〜1.2g/m3の環境下で、カールフィッシャー水分測定装置(京都電子工業株式会社製自動水分測定装置MKC−610型)および水分気化装置(京都電子工業株式会社製水分気化装置ADP−611型)を用いて測定した。
実施例で用いたポリイソ(チオ)シアネート化合物は、市販のポリイソ(チオ)シアネート化合物を窒素バブリング処理に付し含水率を低減させたポリイソ(チオ)シアネート化合物である。窒素バブリング時間によって含水率を調整した。
上記の含水率測定後、1時間以内に硬化性組成物を調製した。含水率の測定から硬化性組成物の調製までの間にポリイソ(チオ)シアネート化合物の含水率は変化しないか変化するとしても変化量は検出限界以下である。また、通常の作業環境または保管環境であれば、ポリイソ(チオ)シアネート化合物の含水率は変化しないか変化するとしても変化量は検出限界以下である。
[硬化物(ポリチオウレタン系樹脂製プラスチックレンズ)のガラス転移温度(Tg)測定]
実施例、比較例で得られた硬化物のガラス転移温度(Tg)を、株式会社リガク製熱器械分析装置TMA8310を用いてペネトレーション法により測定した。測定時の昇温速度は10K/分とし、ペネトレーション法用圧子として直径0.5mmの圧子を用いた。
実施例、比較例で得られた硬化物のガラス転移温度(Tg)を、株式会社リガク製熱器械分析装置TMA8310を用いてペネトレーション法により測定した。測定時の昇温速度は10K/分とし、ペネトレーション法用圧子として直径0.5mmの圧子を用いた。
[実施例1]
(硬化性組成物調製工程)
表1に示す含水率のキシリレンジイソシアナート50.6部、硬化触媒としてジメチル錫ジクロライド0.01部、離型剤として酸性リン酸エステル(城北化学工業株式会社製JP−506H)0.20部、紫外線吸収剤(シプロ化成株式会社製シーソーブ701)0.50部を混合、溶解させた。更に、ビス(メルカプトメチル)−3,6,9−トリチア−ウンデカンジチオール49.4部を添加混合し、混合液とした。この混合液を200Paにて1時間脱泡を行った後、孔径5.0μmのPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)フィルターにて濾過を行った。
(硬化性組成物調製工程)
表1に示す含水率のキシリレンジイソシアナート50.6部、硬化触媒としてジメチル錫ジクロライド0.01部、離型剤として酸性リン酸エステル(城北化学工業株式会社製JP−506H)0.20部、紫外線吸収剤(シプロ化成株式会社製シーソーブ701)0.50部を混合、溶解させた。更に、ビス(メルカプトメチル)−3,6,9−トリチア−ウンデカンジチオール49.4部を添加混合し、混合液とした。この混合液を200Paにて1時間脱泡を行った後、孔径5.0μmのPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)フィルターにて濾過を行った。
(注入工程)
濾過後の混合液(硬化性組成物)を、直径75mm、−4.00Dのガラスモールドとテープからなるレンズ用成形型へ注入した。
濾過後の混合液(硬化性組成物)を、直径75mm、−4.00Dのガラスモールドとテープからなるレンズ用成形型へ注入した。
(硬化工程、アニーリング)
上記成形型を電気炉へ投入し、15℃から120℃まで20時間かけて徐々に昇温し、2時間保持して重合(硬化反応)させた。重合終了後、電気炉から成形型を取り出し、離型して硬化物(ポリチオウレタン系樹脂製プラスチックレンズ)を得た。得られたプラスチックレンズを更に炉内温度120℃のアニール炉において3時間アニールを行った。
上記成形型を電気炉へ投入し、15℃から120℃まで20時間かけて徐々に昇温し、2時間保持して重合(硬化反応)させた。重合終了後、電気炉から成形型を取り出し、離型して硬化物(ポリチオウレタン系樹脂製プラスチックレンズ)を得た。得られたプラスチックレンズを更に炉内温度120℃のアニール炉において3時間アニールを行った。
上記の硬化性組成物調製工程および注入工程は、絶対湿度を表1に示す値に制御した雰囲気中で行った。
[実施例2、実施例3]
硬化性組成物調製工程および注入工程を、絶対湿度を表1に示す値に制御した雰囲気中で行った点以外、実施例1と同様に硬化物を得た。
硬化性組成物調製工程および注入工程を、絶対湿度を表1に示す値に制御した雰囲気中で行った点以外、実施例1と同様に硬化物を得た。
[実施例4、比較例1]
表1に示す含水率のキシリレンジイソシアナートを用いた点以外、実施例2と同様に硬化物を得た。
表1に示す含水率のキシリレンジイソシアナートを用いた点以外、実施例2と同様に硬化物を得た。
[比較例2]
表1に示す含水率のキシリレンジイソシアナートを用いた点以外、実施例3と同様に硬化物を得た。
表1に示す含水率のキシリレンジイソシアナートを用いた点以外、実施例3と同様に硬化物を得た。
[実施例5]
キシリレンジイソシアナート50.6部を表1に示す含水率のビスイソシアナトメチルシクロヘキサン47.6部へ変更し、硬化触媒(ジメチル錫ジクロライド)の量を0.40部に変更し、ビス(メルカプトメチル)−3,6,9−トリチア−ウンデカンジチオールをビスメルカプトメチルジチアン26.2部とペンタエリスリトールテトラキスメルカプトアセテート26.2部との混合物に変更した以外は実施例1と同様に硬化物を得た。
キシリレンジイソシアナート50.6部を表1に示す含水率のビスイソシアナトメチルシクロヘキサン47.6部へ変更し、硬化触媒(ジメチル錫ジクロライド)の量を0.40部に変更し、ビス(メルカプトメチル)−3,6,9−トリチア−ウンデカンジチオールをビスメルカプトメチルジチアン26.2部とペンタエリスリトールテトラキスメルカプトアセテート26.2部との混合物に変更した以外は実施例1と同様に硬化物を得た。
[実施例6、比較例3]
表1に示す含水率のビスイソシアナトメチルシクロヘキサンを使用し、かつ硬化性組成物調製工程および注入工程を、絶対湿度を表1に示す値に制御した雰囲気中で行った点以外、実施例5と同様に硬化物を得た。
表1に示す含水率のビスイソシアナトメチルシクロヘキサンを使用し、かつ硬化性組成物調製工程および注入工程を、絶対湿度を表1に示す値に制御した雰囲気中で行った点以外、実施例5と同様に硬化物を得た。
[実施例7]
キシリレンジイソシアナート50.6部を表1に示す含水率のビスイソシアナトメチルビシクロヘプタン50.3部へ変更し、硬化触媒(ジメチル錫ジクロライド)の量を0.05部に変更し、ビス(メルカプトメチル)−3,6,9−トリチア−ウンデカンジチオールをビスメルカプトエチルチオメルカプトプロパン24.2部とペンタエリスリトールテトラキスメルカプトプロピオネート25.5部との混合物に変更した以外は実施例1と同様に硬化物を得た。
キシリレンジイソシアナート50.6部を表1に示す含水率のビスイソシアナトメチルビシクロヘプタン50.3部へ変更し、硬化触媒(ジメチル錫ジクロライド)の量を0.05部に変更し、ビス(メルカプトメチル)−3,6,9−トリチア−ウンデカンジチオールをビスメルカプトエチルチオメルカプトプロパン24.2部とペンタエリスリトールテトラキスメルカプトプロピオネート25.5部との混合物に変更した以外は実施例1と同様に硬化物を得た。
[実施例8、比較例4]
表1に示す含水率のビスイソシアナトメチルビシクロヘプタンを使用し、かつ硬化性組成物調製工程および注入工程を、絶対湿度を表1に示す値に制御した雰囲気中で行った点以外、実施例7と同様に硬化物を得た。
表1に示す含水率のビスイソシアナトメチルビシクロヘプタンを使用し、かつ硬化性組成物調製工程および注入工程を、絶対湿度を表1に示す値に制御した雰囲気中で行った点以外、実施例7と同様に硬化物を得た。
上記実施例、比較例で得られた硬化物(ポリチオウレタン系樹脂製プラスチックレンズ)のガラス転移温度を、先に記載した方法により測定した。
以上の結果を、表1に示す。実施例1〜4と比較例1、2との対比、実施例5、6と比較例3との対比、および実施例7、8と比較例4との対比から、含水率300ppm以下のポリイソ(チオ)シアネート化合物を用いることにより、硬化物(ポリチオウレタン系樹脂製プラスチックレンズ)の耐熱性の向上(具体的にはガラス転移温度として2℃以上の向上)が達成されたことが確認できる。なお同じ含水率のポリイソ(チオ)シアネート化合物を使用して硬化性組成物調製工程および注入工程を異なる絶対湿度の雰囲気中で行った実施例1〜3の間で耐熱性の違いはほぼ見られなかったのに対し、含水率の異なるポリイソ(チオ)シアネート化合物を使用して同じ絶対湿度の雰囲気中で硬化性組成物調製工程および注入工程を行った実施例2、4と比較例1とを対比すると、実施例2、4では比較例1に対して耐熱性の向上(具体的にはガラス転移温度として2℃以上の向上)が達成された。この結果から、ポリチオウレタン系樹脂の耐熱性には、ポリイソ(チオ)シアネート化合物に由来する水分が大きく影響することが確認できる。
[脈理、白濁の評価]
上記実施例、比較例で得られた硬化物(ポリチオウレタン系樹脂製プラスチックレンズ)について、以下の評価を実施した。評価結果がB以上であれば、きわめて均質で透明性に優れ眼鏡レンズ基材として好適な硬化物と判断することができる。
上記実施例、比較例で得られた硬化物(ポリチオウレタン系樹脂製プラスチックレンズ)について、以下の評価を実施した。評価結果がB以上であれば、きわめて均質で透明性に優れ眼鏡レンズ基材として好適な硬化物と判断することができる。
(脈理の評価)
上記プラスチックレンズについて、ウシオ電機株式会社製外観検査装置オプティカルモデュレックスSX−UI251HQを用いて投影検査を行った。光源の高圧紫外線(UV)ランプとしては同じくウシオ電機株式会社製USH−102Dを用いて光源から1mの距離の位置に白色のスクリーンを設置した。評価対象のプラスチックレンズを光源とスクリーン間に挿入し、スクリーン上の投影像を目視観察し下記の基準により判定を行った。
A+:投影像に線状の欠陥が確認されない。
A:投影像に線状のごく薄い欠陥が確認される。
B:投影像に線状の薄い欠陥が確認される。
C:投影像に線状の濃い欠陥が確認される。
D:投影像に線状の著しい欠陥が確認される。
上記プラスチックレンズについて、ウシオ電機株式会社製外観検査装置オプティカルモデュレックスSX−UI251HQを用いて投影検査を行った。光源の高圧紫外線(UV)ランプとしては同じくウシオ電機株式会社製USH−102Dを用いて光源から1mの距離の位置に白色のスクリーンを設置した。評価対象のプラスチックレンズを光源とスクリーン間に挿入し、スクリーン上の投影像を目視観察し下記の基準により判定を行った。
A+:投影像に線状の欠陥が確認されない。
A:投影像に線状のごく薄い欠陥が確認される。
B:投影像に線状の薄い欠陥が確認される。
C:投影像に線状の濃い欠陥が確認される。
D:投影像に線状の著しい欠陥が確認される。
(白濁の評価)
上記プラスチックレンズを暗箱内で蛍光灯下で目視観察し、下記の基準により判定を行った。
A+:プラスチックレンズに白濁が確認されない。
A:プラスチックレンズにごく薄い白濁が確認される。
B:プラスチックレンズに薄い白濁が確認される。
C:プラスチックレンズに濃い白濁が確認される。
D:プラスチックレンズに著しい白濁が確認される。
上記プラスチックレンズを暗箱内で蛍光灯下で目視観察し、下記の基準により判定を行った。
A+:プラスチックレンズに白濁が確認されない。
A:プラスチックレンズにごく薄い白濁が確認される。
B:プラスチックレンズに薄い白濁が確認される。
C:プラスチックレンズに濃い白濁が確認される。
D:プラスチックレンズに著しい白濁が確認される。
以上の結果を、表2に示す。表2に示す結果から、含水率300ppm以下のポリイソ(チオ)シアネート化合物を用いることにより、硬化物(ポリチオウレタン系樹脂製プラスチックレンズ)の脈理の低減および白濁の抑制も達成されたことが確認できる。
最後に、前述の各態様を総括する。
一態様によれば、ポリチオール化合物を、質量基準の含水率が300ppm以下のポリイソ(チオ)シアネート化合物と混合することにより硬化性組成物を調製する硬化性組成物調製工程と、上記硬化性組成物を硬化して硬化物を得る硬化工程とを含む硬化物の製造方法を提供することができる。
上記の硬化物の製造方法によれば、質量基準の含水率が300ppm以下のポリイソ(チオ)シアネート化合物を用いることにより、ポリイソ(チオ)シアネート化合物とポリチオール化合物との硬化反応により得られる硬化物(ポリチオウレタン系樹脂)の耐熱性を向上することができる。
一態様では、上記ポリイソ(チオ)シアネート化合物の質量基準の含水率は、5ppm以上300ppm以下である。
一態様では、上記硬化性組成物調製工程は、絶対湿度18g/m3以下、好ましくは15g/m3以下、より好ましくは12g/m3以下、更に好ましくは12g/m3未満、一層好ましくは10g/m3以下、より一層好ましくは10g/m3未満の雰囲気中で行われる。
一態様では、上記硬化工程は、上記硬化性組成物を注型重合に付すことにより行われる。
一態様では、上記硬化性組成物を注型重合のために成形型へ注入する工程(注入工程)は、絶対湿度18g/m3以下、好ましくは15g/m3以下、より好ましくは12g/m3以下、更に好ましくは12g/m3未満、一層好ましくは10g/m3以下、より一層好ましくは10g/m3未満の雰囲気中で行われる。
一態様では、上記硬化物は眼鏡レンズ基材である。
他の一態様によれば、ポリチオール化合物および質量基準の含水率が300ppm以下のポリイソ(チオ)シアネート化合物を含む硬化性組成物を硬化した硬化物が提供される。
上記硬化物は、高い耐熱性を示すことができる。一態様では、上記硬化物のガラス転移温度(Tg)は、98℃以上、好ましくは100℃以上(例えば100〜150℃の範囲)である。
一態様では、上記ポリイソ(チオ)シアネート化合物の質量基準の含水率は、5ppm以上300ppm以下である。
他の一態様によれば、上記硬化物からなる眼鏡レンズ基材も提供される。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本発明の一態様は、眼鏡レンズ等の各種光学部材の製造分野において有用である。
Claims (7)
- ポリチオール化合物を、質量基準の含水率が300ppm以下のポリイソ(チオ)シアネート化合物と混合することにより硬化性組成物を調製する硬化性組成物調製工程と、
前記硬化性組成物を硬化して硬化物を得る硬化工程と、
を含む硬化物の製造方法。 - 前記ポリイソ(チオ)シアネート化合物の質量基準の含水率が5ppm以上300ppm以下である、請求項1に記載の硬化物の製造方法。
- 前記硬化工程を前記硬化性組成物を注型重合に付すことにより行う、請求項1または2に記載の硬化物の製造方法。
- 前記硬化物は眼鏡レンズ基材である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の硬化物の製造方法。
- ポリチオール化合物および質量基準の含水率が300ppm以下のポリイソ(チオ)シアネート化合物を含む硬化性組成物を硬化した硬化物。
- 前記ポリイソ(チオ)シアネート化合物の質量基準の含水率が5ppm以上300ppm以下である、請求項5に記載の硬化物。
- 請求項5または6に記載の硬化物からなる眼鏡レンズ基材。
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