JPWO2019216008A1 - 光学樹脂組成物及び光学レンズ - Google Patents
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Abstract
Description
18≦νd≦25;及び
θg,F≧0.700
を満たす。
X1は、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数1〜18のアルコキシカルボニルアルキル基、又は、(メタ)アクリロイル基を有する基を示し、
X2及びX3は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、又は、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基を示し、
X4は、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基、又は、(メタ)アクリロイル基を有する基を示し、
X5は、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基、又は、(メタ)アクリロイル基を有する基を示し、
X1、X4又はX5のうち少なくとも1つが、(メタ)アクリロイル基を有する基である。
Y1及びY2は、それぞれ独立して、水素原子、水酸基、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルコキシ基、又は、(メタ)アクリロイル基を有する基を示し、
Y3及びY4は、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基、又は、(メタ)アクリロイル基を有する基を示し、
Y1、Y2、Y3又はY4のうち少なくとも1つが、(メタ)アクリロイル基を有する基である。
Z1は置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数1〜18のアルキルカルボニルオキシアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜18のアルコキシカルボニルアルキル基、又は置換基を有していてもよい炭素数1〜18のアルコキシアルキル基を示し、
Z2、Z4、Z5、Z6、Z8及びZ9は、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基、又は置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルコキシ基を示し、
Z3は水素原子、又は、(メタ)アクリロイル基を有する基を示し、
Z7は水素原子、水酸基、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルコキシ基、又は、(メタ)アクリロイル基を有する基を示し、
Z3又はZ7のうち少なくとも1つは、(メタ)アクリロイル基を有する基である。
18≦νd≦25
θg,F≧0.700
エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,5−ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、及びジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。
アッベ数νd=(nd−1)/(nF−nC)
部分分散比θg,F=(ng−nF)/(nF−nC)
式中、ngはg線である波長435.8nmにおける屈折率、nFはF線である波長486.1nmにおける屈折率、ndはd線である波長587.6nmにおける屈折率、nCはC線である波長656.3nmにおける屈折率を示す。
log(Ti/100)=−[{log(T3)−log(T4)}/(d4−d3)]×200
ここで、d3は厚み90〜110μmの試験片の実測厚み、d4は厚み190〜210μmの試験片の実測厚み、T3は厚み90〜110μmの試験片の波長400nmにおける外部透過率、T4は厚み190〜210μmの試験片の波長400nmにおける外部透過率である。外部透過率は表面反射損失を含む光透過率である。
(A)第1のラジカル重合性成分
・化合物A−1:2−[2−ヒドロキシ−5−[2−(メタクリロイルオキシ)エチル]フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール(下記式(a1−1)で表される化合物、東京化成製)
攪拌機、滴下ロート及び温度計を備えた容積500mLの4つ口フラスコに、TINUVIN479(BASF社製、化合物名:2−[4−(4,6−ビス−ビフェニル−4−イル−[1,3,5]トリアジン−2−イル)−3−ヒドロキシ−フェノキシ]−プロピオン酸 6−メチル−ヘプチル エステル)70g(0.10モル)、DMF(脱水グレード)70g、2−エチルヘキサン酸スズ(II)0.42g(0.001モル)、及びtert−ブチルキシレノール0.01g(0.0001モル)を仕込み、これらを60℃で30分間攪拌した。次いで、ここにカレンズAOI(昭和電工製、化合物名:2−アクリロイルオキシエチルイソシアナート)15.2g(0.11モル)を10分かけて滴下した。フラスコ内の反応液にジアザビシクロウンデセン(DBU)0.16g(0.001モル)を更に加え、反応液を110℃に昇温し、110℃で6時間かけて反応を進行させた。次に、トルエン120g及び水70gを添加し、フラスコ内の混合液を85℃で2時間攪拌した。混合液から分液により取り出した有機層を、水100gで2回洗浄した。洗浄後の有機層を濃縮し、得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーにより精製することで、化合物A−3を25.5g取得した。得られた化合物A−3のHPLC純度は97%であった。また、TINUVIN479に対する収率は30%であった。
・化合物B−1:以下の製造例2で合成したビス(4−ビニルチオフェニル)スルフィド(式(b1)で表されるラジカル重合性化合物)
・化合物B−2:以下の製造例3で合成したS,S’−(チオジ−p−フェニレン)ビス(チオメタクリレート)(式(b2)で表されるラジカル重合性化合物)
・化合物B−3:メチルメタクリレート(東京化成製)
・化合物B−4:スチレン(東京化成製)
・化合物B−5:エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(新中村化学工業製、商品名:ABE−300)
・化合物B−6:トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学工業製、商品名:A−TMPT)
・化合物B−7:トリエチレングリコールジアクリレート(共栄社化学製、商品名:ライトアクリレート3EG−A)
攪拌機、滴下ロート及び温度計を備えた容積2Lの4つ口フラスコに、4,4’−チオジベンゼンチオール250.4g(1.0モル)及び17質量%水酸化ナトリウム水溶液480.0g(2.0モル)を仕込み、これらを60℃で1時間攪拌した。次いで、2−クロロエタノール169.1g(2.1モル)を60℃で1.5時間かけて滴下した。滴下終了後、60℃で1.5時間かけて反応を進行させた。反応終了後、20℃に反応液を冷却して、析出した結晶をろ過により取り出した。この結晶を水400gで2回洗浄して、ビス[4−(2−ヒドロキシエチルチオ)フェニル]スルフィドを含む湿ケーキ492.5gを得た。
攪拌機、滴下ロート及び温度計を備えた容積2Lの四つ口フラスコに、窒素雰囲気下で、4,4’−チオジベンゼンチオール250.4g(1モル)及びモノクロロベンゼン800gを仕込んだ。そこに、フラスコ内を60〜65℃に加熱しながら、98質量%水酸化ナトリウム114.3g(2.8モル)及び水素化ホウ素ナトリウム1.9g(0.05モル)が水546.8gに溶解した水溶液663.0gを1時間かけて滴下した。滴下終了後、同温度で1時間の加熱により反応を進行させた。反応終了後、反応溶液を分液し、4,4’−チオジベンゼンチオールのナトリウム塩を含む水溶液910.6g(水層)を得た。
(実施例1)
化合物A−1及び化合物B−4を表1に記載の質量比率で混合し、混合物を60℃で30分間攪拌した。25℃まで冷却後、混合物100質量部に対して3質量部のIRGACURE1173(BASF製、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン)を光ラジカル重合開始剤として混合物に溶解させ、得られた混合液(光学樹脂組成物)を、充分に脱気した。次いで、光学樹脂組成物を、76×52mmの2枚のガラス板が間隙200μmで配置されたガラスモールド、及び76×52mmの2枚のガラス板が間隙100μmで配置されたガラスモールドのそれぞれの間隙に充填した。ガラスモールドに充填された光学樹脂組成物に対して、高圧水銀ランプにより、5000mJ/cm2(365nmセンサーでの積算照度)の光を照射して、化合物A−1及び化合物B−4のラジカル重合により形成された重合体を含む樹脂材料の成形体を形成した。形成された成形体をガラスモールドから取り出した。これにより、約200μm厚及び約100μm厚のシート状の評価用成形体を得た。
表1に示した比率で各原料を用いたこと以外は実施例1と同様にして、光学樹脂組成物を調製し、これを用いて3種の評価用成形体を作製した。
<屈折率nd、アッベ数νd、部分分散比θg,F>
約2mm厚の円板状の評価用の試験片(成形体)のg線(波長435.8nm)、F線(波長486.1nm)、d線(波長587.6nm)、及びC線(波長656.3nm)におけるそれぞれの屈折率ng、nd、nF及びnCを、カール ツアイス イエナ社製屈折計PR−2(Vブロック方式)を用いて25℃で測定した。得られた屈折率から、アッベ数とθg,Fを以下の式により算出した。
アッベ数νd=(nd−1)/(nF−nC)
部分分散比θg,F=(ng−nF)/(nF−nC)
約200μm厚の評価用の試験片(成形体)の動的粘弾性の温度変化を、動的粘弾性測定装置(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン社製、型番:RSA−G2)を用いて、引張モード、昇温速度10℃/min、周波数1Hzの条件で測定した。tanδのピークトップの温度を、成形体のガラス転移温度Tgとして記録した。Tgの値により、以下の基準で成形体の耐熱性を判定した。
AA:Tg≧110℃
A:100≦Tg<110℃
C:Tg<100℃
約2mm厚の評価用の試験片(成形体)を、100℃に保持した湯浴中に24時間浸漬する煮沸試験に供した。煮沸試験前後の試験片の屈折率ndを測定し、それらの差Δndを求めた。Δndの値により、以下の基準で成形体の耐湿熱性を判定した。
AA:Δnd≦0.0005
A:0.0005<Δnd≦0.0007
C:Δnd>0.0007
約200μm厚の評価用の試験片(成形体)、及び約100μm厚の評価用の試験片(成形体)の波長400nmにおける透過率を、分光光度計(株式会社日立製作所製、型番:UH−4150)を用いて測定した。ここで得られる測定値は、表面反射損失を含む外部透過率である。得られた測定値と、各試験片の実測した厚みを用いて、以下の式から厚み200μmに換算された波長400nmにおける内部透過率Tiを算出した。
log(Ti/100)=−[{log(T3)−log(T4)}/(d4−d3)]×200
d3:約100μm厚の成形体の実測厚み
d4:約200μm厚の成形体の実測厚み
T3:約100μm厚の成形体の波長400nmにおける外部透過率
T4:約200μm厚の成形体の波長400nmにおける外部透過率
AA:Ti≧75%
A:60%≦Ti<75%
B:50%≦Ti<60%
C:Ti<50%
約200μm厚の評価用の試験片(成形体)を、キセノンウェザーメーター(スガ試験機株式会社製、型番:X25)を用いて、放射強度60W/m2(波長300〜400nm域における積算)、ブラックパネル温度63℃の条件で100時間光を照射する耐光性試験に供した。耐光性試験前後の各成形体の波長400nmにおける透過率を分光光度計(株式会社日立製作所製、型番:UH−4150)を用いて測定した。それらの値と成形体の実測した成形体の厚みを用いて、ランベルト・ベール式から200μm厚に換算された透過率を算出した。波長400nmにおける透過率の耐光性試験前後での差ΔTを求め、その値により以下の基準で耐光性を判定した。
A:ΔT=0〜5%
C:ΔT>5%
Claims (7)
- (A)下記式(a1)、(a2)又は(a3)で表される少なくとも1種のラジカル重合性化合物からなる第1のラジカル重合性成分と、
(B)前記第1のラジカル重合性成分とは異なる少なくとも1種のラジカル重合性化合物からなる第2のラジカル重合性成分と、
を含有する光学樹脂組成物であって、
前記第1のラジカル重合性成分及び前記第2のラジカル重合性成分がラジカル重合したときに、これらの重合体を含む樹脂材料が形成され、
前記樹脂材料のアッベ数νd及び部分分散比θg,Fが、以下の式:
18≦νd≦25;及び
θg,F≧0.700
を満たす、光学樹脂組成物。
X1は、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数1〜18のアルコキシカルボニルアルキル基、又は、(メタ)アクリロイル基を有する基を示し、
X2及びX3は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、又は、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基を示し、
X4は、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基、又は、(メタ)アクリロイル基を有する基を示し、
X5は、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基、又は、(メタ)アクリロイル基を有する基を示し、
X1、X4又はX5のうち少なくとも1つが、(メタ)アクリロイル基を有する基である。]
Y1及びY2は、それぞれ独立して、水素原子、水酸基、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルコキシ基、又は、(メタ)アクリロイル基を有する基を示し、
Y3及びY4は、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基、又は、(メタ)アクリロイル基を有する基を示し、
Y1、Y2、Y3又はY4のうち少なくとも1つが、(メタ)アクリロイル基を有する基である。]
Z1は置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数1〜18のアルキルカルボニルオキシアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜18のアルコキシカルボニルアルキル基、又は置換基を有していてもよい炭素数1〜18のアルコキシアルキル基を示し、
Z2、Z4、Z5、Z6、Z8及びZ9は、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基、又は置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルコキシ基を示し、
Z3は水素原子、又は、(メタ)アクリロイル基を有する基を示し、
Z7は水素原子、水酸基、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルコキシ基、又は、(メタ)アクリロイル基を有する基を示し、
Z3又はZ7のうち少なくとも1つは、(メタ)アクリロイル基を有する基である。] - 前記樹脂材料の厚み190〜210μmのシート状の成形体が、波長300〜400nmの範囲の積算照度が60W/m2、ブラックパネル温度が63℃の条件で100時間光を照射する耐光性試験に供されたときに、前記成形体の波長400nmにおける透過率の前記耐光性試験前後での差ΔTが、5%以下である、請求項1に記載の光学樹脂組成物。
- 前記樹脂材料のガラス転移温度が100℃以上である、請求項1又は2に記載の光学樹脂組成物。
- 前記樹脂材料の厚み1.9〜2.0mmのシート状の成形体を、100℃に保持した湯浴中に24時間浸漬する煮沸試験に供したときに、前記成形体のd線(波長587.6nm)における屈折率ndの前記煮沸試験前後での差Δndが、0.0007以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の光学樹脂組成物。
- 当該光学樹脂組成物が微粒子を含有していてもよい、請求項1〜5のいずれか一項に記載の光学樹脂組成物。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の光学樹脂組成物中の第1のラジカル重合性成分及び第2のラジカル重合性成分のラジカル重合により形成された重合体を含む樹脂材料からなる、光学レンズ。
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