KR20150008169A - 광학재료용 중합성 조성물, 해당 조성물로부터 얻어지는 광학재료 및 플라스틱렌즈 - Google Patents

광학재료용 중합성 조성물, 해당 조성물로부터 얻어지는 광학재료 및 플라스틱렌즈 Download PDF

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Abstract

본 발명의 광학 재료용 중합성 조성물은, (A) 지방족 이소시아네이트 화합물 및 지환족 이소시아네이트 화합물로부터 선택되는 1종 이상의 이소시아네이트 화합물과, (B) 2관능 이상의 활성수소 화합물과, (C) 포토크로믹 화합물을 포함한다.

Description

광학재료용 중합성 조성물, 해당 조성물로부터 얻어지는 광학재료 및 플라스틱렌즈{POLYMERIZABLE COMPOSITION FOR OPTICAL MATERIAL, OPTICAL MATERIAL AND PLASTIC LENS OBTAINED FROM SAID COMPOSITION}
본 발명은, 포토크로믹(phtochromic)화합물을 포함하는 광학재료용 중합성 조성물, 해당 조성물로부터 얻어지는 광학재료 및 플라스틱렌즈에 관한 것이다.
플라스틱렌즈는, 무기렌즈에 비해, 경량이며 갈라지기 어렵기 때문에, 안경 렌즈, 카메라렌즈 등의 광학소자에 급속히 보급되어 오고 있다. 근래에는, 포토크로믹 성능을 가지는 플라스틱렌즈의 개발이 진행되고 있다.
그와 같은 것으로서, 특허문헌 1~4에 기재된 기술을 들 수 있다.
특허 문헌 1에는, 소정의 포토크로믹 화합물과, 디(메타)아크릴레이트 화합물을 포함하는 조성물로 이루어진, 렌즈가 기재되어 있다. 0009 단락에는, 굴절률이 높은 우레탄 수지나 티오우레탄 수지를 사용한 경우, 모노머의 단계에서 수지 원료인 이소시아네이트가 포토크로믹 화합물과 반응하여, 전혀 포토크로믹 성능을 나타내지 않게 된다고 기재되어 있다.
특허 문헌 2에는, 크로멘 골격을 가지는 포토크로믹 화합물과 페놀 화합물을 포함하는 조성물로 이루어지는 코팅층을, 티오우레탄계 플라스틱렌즈의 표면에 설치한 렌즈가 개시되어 있다.
특허 문헌 3에는, 티오우레탄 수지로 이루어지는 렌즈기재와, 그 기재 위에, 포토크로믹 화합물과 래디칼중합성 단량체를 포함하는 용액을 도포함으로써 형성된 포토크로믹 막을 가지는 포토크로믹 렌즈가 개시되고 있다.
또한 특허 문헌 4에는, 포트크로믹 특성을 가지는 화합물이 개시되어 있다.
특허 문헌 1: 일본 특허공개공보 평 8-272036호 특허 문헌 2: 일본 특허공개공보 제2005-23238호 특허 문헌 3: 일본 특허공개공보 제2008-30439호 특허 문헌 4: 일본 특허공개공보 제2011-144181호 특허 문헌 5: 미국 특허 제6506538호 특허 문헌 6: 일본 특허공개공보 제2005-305306호
발명의 개요
발명이 해결하고자 하는 과제
그러나, 이들의 문헌 기재의 발명은 이하의 점에서 문제를 갖고 있었다.
특허 문헌 1 내지 3에 기재된 포토크로믹 렌즈는, 우레탄 수지나 티오우레탄수지로 이루어진 렌즈 기재 위에, 포토크로믹 막이 설치되어 있다. 특허 문헌 1의 OOO9단락에 기재된 바와 같이, 포토크로믹 화합물이, 모노머인 이소시아네이트와 반응하여, 전혀 포토크로믹 성능을 나타내지 않게 되기 때문이었다.
이러한 구성의 렌즈를 얻기 위해서는, 렌즈 기재 위에, 포토크로믹 막을 설치할 필요가 있기 때문에, 제조 공정이 번잡하게 되어 제조 안정성에 개선의 여지가 있었다. 또한, 적층 구조이기 때문에, 계면에서의 박리나 굴절률의 조정 등의 문제가 생겨, 그 때문에, 제품의 수율이 저하할 가능성이 있었다.
과제룰 해결하기 위하 수단
본 발명은 이하에 나타낼 수 있다.
[1] (A) 지방족 이소시아네이트 화합물 및 지환족 이소시아네이트 화합물로부터 선택되는 1종 이상의 이소시아네이트 화합물과,
(B) 2관능 이상의 활성 수소 화합물과,
(C) 포토크로믹 화합물을 포함하는, 광학 재료용 중합성 조성물.
[2] 포토크로믹 화합물(C)은, 하기 일반식(3)으로 표시되는, [1]에 기재된 광학 재료용 중합성 조성물;
Figure pct00001
(식 중, R1 및 R2는 동일해도 상이해도 되고, 독립하여, 수소;
탄소수 1~12의 직쇄 또는 분기 알킬기;
탄소수 3~12의 시클로알킬기;
치환 또는 무치환인, 탄소수 6~24의 아릴기 또는 탄소수 4~24의 헤테로아릴기(치환기로서, 할로겐 원자, 히드록시기, 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 알킬기, 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 알콕시기, 적어도 1개의 할로겐 원자로 치환된 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 할로알킬기, 적어도 1개의 할로겐 원자로 치환된 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 할로알콕시기, 적어도 1개의 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 알킬기 또는 알콕시기에 의해 치환된 페녹시기 또는 나프톡시기, 탄소수 2~12의 직쇄 또는 분지의 알케닐기, -NH2기, -NHR기, -N(R)2기(R이 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지의 알킬기이다. R이 2개 존재하는 경우, 2개의 R은 동일해도 상이해도 된다.), 및 메타크릴로일기 또는 아크릴로일기로부터 선택되는 적어도 1개의 치환기를 가진다.);
아랄킬 또는 헤테로아랄킬기(탄소수 1~4의 직쇄 또는 분기 알킬기가 상기의 아릴기 또는 헤테로아릴기로 치환되어 있다.)를 나타내고,
R3은 동일해도 상이해도 되고, 독립하여, 할로겐 원자;
탄소수 1~12의 직쇄 또는 분기 알킬기;
탄소수 3~12의 시클로알킬기;
탄소수 1~12의 직쇄 또는 분기 알콕시기;
적어도 1개의 할로겐 원자로 치환된 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 할로알킬기, 적어도 1개의 할로겐 원자로 치환된 탄소수 3~12의 할로시클로알킬기, 적어도 1개의 할로겐 원자로 치환된 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분기 할로알콕시기;
치환 또는 무치환인, 탄소수 6~24의 아릴기 또는 탄소수 4~24의 헤테로아릴기(치환기로서, 할로겐 원자, 히드록시기, 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 알킬기, 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 알콕시기, 적어도 1개의 할로겐 원자로 치환된 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 할로알킬기, 적어도 1개의 할로겐 원자로 치환된 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 할로알콕시기, 적어도 하나의 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 알킬기 또는 알콕시기에 의해 치환된 페녹시기 또는 나프톡시기, 탄소수 2~12의 직쇄 또는 분지의 알케닐기, 및 아미노기로부터 선택되는 적어도 1개의 치환기를 가진다.);
아랄킬 또는 헤테로아랄킬기(탄소수 1~4의 직쇄 또는 분기 알킬기가 상기의 아릴기 또는 헤테로아릴기로 치환되어 있다.);
치환 또는 무치환의 페녹시 또는 나프톡시기(치환기로서, 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분기 알킬기 또는 알콕시기로부터 선택되는 적어도 1개의 치환기를 가진다.);
-NH2 , -NHR, -CONH2, 또는 -CONHR
(R이, 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지의 알킬기이다.);
-OCOR8 또는 -COOR8(여기서, R8이, 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지의 알킬기, 또는 탄소수 3~6의 시클로알킬기, 또는 R1, R2에 있어서, 치환아릴 또는 치환헤테로아릴기의 치환기의 적어도 1개에 의해 치환되어 있는 페닐기 또는 무치환의 페닐기이다.);를 나타내고,
m이 0에서 4까지의 정수이며;
A가, 하기 식(A2) 또는 식(A4)
Figure pct00002
의 아넬화 환(annelated ring)을 나타내고, 이것들의 아넬화 환에 있어서,
점선이, 일반식(3)의 나프토피란 환의 탄소 C5 탄소 C6결합을 나타내고;
아넬화 환(A4)의 α결합이, 일반식(3)의 나프토피란 환의 탄소 C5 또는 탄소 C6에 보통으로 결합될 수가 있고;
R4가, 동일하거나 또는 상이하고, 독립하여, OH, 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지의 알킬기 또는 알콕시기를 나타내고, 혹은 2개의 R4가 카르보닐(CO)을 형성하고;
R5가, 할로겐;
탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 알킬기;
적어도 1개의 할로겐 원자에 의해 치환된, 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지의 할로알킬기;
탄소수 3~12의 시클로알킬기;
탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지의 알콕시기;
치환 또는 무치환의 페닐 또는 벤질기(치환기로서, 일반식(3)의 R1, R2기 가 독립하여 아릴 또는 헤테로아릴기에 대응하는 경우, R1, R2기의 정의에서 상술한 치환기의 적어도 1개를 가진다.);
-NH2, -NHR
(여기서, R이, 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지의 알킬기이다.);
치환 또는 무치환인 페녹시 또는 나프톡시기(치환기로서, 적어도 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지의 알킬기 또는 알콕시기를 가진다.);
-COR9, -COOR9 또는 -CONHR9기(여기서, R9가, 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지의 알킬기, 또는 탄소수 3~6의 시클로알킬기, 또는 치환 또는 무치환의 페닐 또는 벤질기(치환기로서, 일반식(3)의 R1, R2기가 독립하여 아릴 또는 헤테로아릴기에 대응하는 경우, R1, R2기의 정의에서 상술한 치환기의 적어도 1개를 가진다.));
A가 (A4)를 나타내는 경우, n이 0에서 2까지의 정수이며, p가 0에서 4까지의 정수이며, A가 (A2)를 나타내는 경우, n이 0에서 2까지의 정수이다.).
[3] 상기 이소시아네이트 화합물(A)는, 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,5-비스(이소티오시아나토메틸)비시클로-[2.2.1]-헵탄, 2,6-비스(이소티오시아나토메틸)비시클로-[2.2.1]-헵탄, 이소포론디이소시아네이트, 및 하기 일반식(1)
Figure pct00003
(식(1) 중, Q1 및 Q2는 동일해도 상이해도 되고, 수소원자, 탄소수 1~6의 알킬기를 나타낸다. X1 및 X2 는 동일해도 상이해도 되고, 수소원자, 탄소수 1~6의 알킬기를 나타낸다.)로 표시되는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인, [1] 또는 [2]에 기재된 광학재료용 중합성 조성물.
[4] 상기 이소시아네이트 화합물(A)는, 상기 일반식(1)로 표시되는 화합물을 포함하는, [3]에 기재된 광학재료용 중합성 조성물.
[5] 상기 지환족 이소시아네이트 화합물은, 비스(이소시아나토시클로헥실)메탄인, [1] 내지 [4]의 어느 하나에 기재된 광학재료용 중합성 조성물.
[6] 활성수소 화합물(B)가, 폴리올 화합물, 폴리티올 화합물 및 히드록시기를 가지는 티올 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상인, [1] 내지 [5]의 어느 하나에 기재된 광학 재료용 중합성 조성물.
[7] 활성 수소 화합물(B)이, 펜타에리스리톨테트라키스(2-메르캅토아세테이트), 펜타에리스리톨테트라키스(3-메르캅토프로피오네이트), 비스(메르캅토에틸)술피드, 4-메르캅토메틸-1,8-디메르캅토-3,6-디티아옥탄, 5,7-디메르캅토메틸-1,11-디메르캅토-3,6,9-트리티아운데칸, 4,7-디메르캅토메틸-1,11-디메르캅토-3,6,9-트리티아운데칸, 4,8-디메르캅토메틸-1,11-디메르캅토-3,6,9-트리티아운데칸, 2,5-디메르캅토메틸-1,4-디티안, 1,1,3,3-테트라키스(메르캅토메틸티오)프로판, 4,6-비스(메르캅토메틸티오)-1,3-디티안, 2-(2,2-비스(메르캅토메틸티오)에틸)-1,3-디티에탄, 트리메틸올프로판트리스(3-메르캅토프로피오네이트), 및 일반식(2)
Figure pct00004
(식 중, a, b는, 독립하여 1~4의 정수를 나타내고, c는 1~3의 정수를 나타낸다. Z는 수소 또는 메틸기이며, Z가 복수 존재하는 경우는, 각각 동일해도 상이해도 된다.)로 표시되는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인, [1] 내지 [6]의 어느 하나에 기재된 광학재료용 중합성 조성물.
[8] [1] 내지 [7]의 어느 하나에 기재된 중합성 조성물로 이루어지는 광학 재료.
[9] [1] 내지 [7]의 어느 하나에 기재된 중합성 조성물로 이루어지는 기재를 구비하는, 플라스틱 렌즈.
[10] (A) 지방족 이소시아네이트 화합물 및 지환족 이소시아네이트 화합물로부터 선택되는 1종 이상의 이소시아네이트 화합물과, (B) 2관능 이상의 활성 수소 화합물과, (C) 포토크로믹 화합물을, 일괄 혼합하여, 광학 재료용 중합성 조성물을 조제하는 공정과,
상기 광학 재료용 중합성 조성물을 주형(注型) 중합함으로써 렌즈기재를 형성하는 공정을 포함하는, 플라스틱렌즈의 제조방법.
본 발명의 광학재료용 중합성 조성물에 의하면, 지방족, 지환족 이소시아네이트를 사용함으로써, 포토크로믹 화합물을 포함한 우레탄 수지계 광학재료 또는 티오우레탄 수지계 광학재료 및 플라스틱렌즈를, 포토크로믹 화합물의 성능저하를 일으키는 일 없이 얻을 수 있다.
본 발명의 광학 재료용 중합성 조성물을, 이하의 실시의 형태에 근거하여 설명한다.
본 실시 형태의 광학 재료용 중합성 조성물은,
(A) 지방족 이소시아네이트 화합물 및 지환족 이소시아네이트 화합물로부터 선택되는 1종 이상의 이소시아네이트 화합물과,
(B) 2관능 이상의 활성 수소 화합물과,
(C) 포토크로믹 화합물을 포함하여 이루어진다.
본 실시 형태의 광학 재료용 중합성 조성물은, 하기와 같은 특정의 (A) 이소시아네이트 화합물과 (C) 포토크로믹 화합물을 사용함으로써, 우레탄 수지계 광학 재료 또는 티오우레탄 수지계 광학 재료에 있어서도 포토크로믹 성능을 발휘할 수 있다.
이하, 각 성분에 관하여 설명한다.
[(A) 이소시아네이트 화합물]
본 실시 형태에 있어서의 (A) 이소시아네이트 화합물은, 탄소수 2~25의 지방족 이소시아네이트 화합물 및 지환족 이소시아네이트 화합물로부터 선택되는 1종 이상의 이소시아네이트 화합물이다. 또한 본 실시 형태에 있어서, 지방족 이소시아네이트 화합물은, 일부에 방향환을 포함하는 이소시아네이트 화합물을 포함하지 않는다.
지방족 이소시아네이트 화합물로서는, 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트, 1,5-펜타메틸렌디이소시아네이트, 1,8-옥타메틸렌디이소시아네이트 등을 들수 있고, 적어도 1종을 조합해서 사용할 수 있다.
지환족 이소시아네이트 화합물로서는, 하기 일반식(1)로 표시되는 화합물, 2,5-비스(이소티오시아나토메틸)비시클로-[2.2.1]-헵탄, 2,6-비스(이소티오시아나토메틸)비시클로-[2.2.1]-헵탄, 1,3-비스(이소시아나토메틸)시클로헥산, 1,4-비스(이소시아나토메틸)시클로헥산, 이소포론디이소시아네이트 등을 들 수 있고, 적어도 1종을 조합해서 사용할 수 있다.
Figure pct00005
식(1) 중, Q1 및 Q2는 동일해도 상이해도 되고, 수소 원자, 탄소수 1~6의 알킬기를 나타낸다. 본 실시 형태에 있어서는, Q1 및 Q2는 수소 원자인 것이 바람직하다.
식 중, X1 및 X2는 동일해도 상이해도 되고, 수소 원자, 탄소수 1~6의 알킬기를 나타낸다. 본 실시 형태에 있어서는, X1 및 X2는 수소 원자인 것이 바람직하다.
상기 일반식(1)로 표시되는 화합물로서는, 비스(이소시아나토시클로헥실)메탄을 들 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, (A)이소시아네이트 화합물로서, 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트, 일반식(1)로 표시되는 화합물, 이소포론디이소시아네이트, 2,5(6)-비스(이소시아나토메틸)-비시클로[2,2,1]헵탄으로부터 선택되는 적어도 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하다.
(A) 이소시아네이트 화합물로서는, 지환족 이소시아네이트 화합물이 바람직하고, 그 중에서도 일반식(1)로 표시되는 화합물, 이소포론디이소시아네이트, 2,5(6)-비스(이소시아나토메틸)-비시클로[2,2,1]헵탄으로부터 선택되는 적어도 1종 이상이 보다 바람직하고, 일반식(1)로 표시되는 화합물인 비스(이소시아나토시클로헥실)메탄이 특히 바람직하다.
이들 화합물을 사용함으로써, 포토크로믹 화합물을 포함하는 우레탄 수지계 광학재료 또는 티오우레탄 수지계 광학재료 및 플라스틱 렌즈를 제공할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서는, 지방족 이소시아네이트 화합물 및 지환족 이소시아네이트 화합물로부터 선택되는 1종 이상의 이소시아네이트 화합물, 특히 상기 특정의 이소시아네이트를 사용함으로써, 이소시아네이트 화합물과 포토크로믹 화합물과의 반응을 억제할 수 있고, 포토크로믹 화합물의 성능을 유지할 수 있다. 이것은, 특정의 이소시아네이트 중에서는, 포토크로믹 화합물의 용해성이 낮기 때문이라고 추정된다.
[(B) 2관능 이상의 활성 수소 화합물]
(B) 2관능 이상의 활성 수소 화합물로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 폴리올 화합물, 폴리티올 화합물, 히드록시기를 가지는 티올 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 적절히 조합하여 사용할 수 있다.
폴리올 화합물로서는, 예를 들면, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 글리세린, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 디트리메틸올프로판, 부탄트리올, 1,2-메틸글루코사이드, 펜타에리스리톨, 디펜타에리스리톨, 트리펜타에리스리톨, 소르비톨, 에리스리톨, 스레이톨, 리비톨, 아라비니톨, 크실리톨, 알리톨, 만니톨, 둘시톨, 이디톨, 글리콜, 이노시톨, 헥산트리올, 트리글리셀로스, 디글리페롤, 트리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트, 시클로부탄디올, 시클로펜탄디올, 시클로헥산디올, 시클로헵탄디올, 시클로옥탄디올, 시클로헥산디메탄올, 히드록시프로필시클로헥산올, 트리시클로[5.2.1.02,6]데칸-디메탄올, 비시클로[4,3,0]-노난디올, 디시클로헥산디올, 트리시클로[5,3,1,1]도데칸디올, 비시클로[4,3,0]노난디메탄올, 트리시클로[5,3,1,1]도데칸-디에탄올, 히드록시프로필트리시클로[5,3,1,1]도데칸올, 스피로[3,4]옥탄디올, 부틸시클로헥산디올, 1,1'-비시클로헥실리덴디올, 시클로헥산트리올, 멀티톨, 락토스 등의 지방족 폴리올;
디히드록시나프탈렌, 트리히드록시나프탈렌, 테트라히드록시나프탈렌, 디히드록시벤젠, 벤젠트리올, 비페닐테트라올, 피로가롤, (히드록시나프틸)피로가롤, 트리히드록시페난트렌, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 크실릴렌글리콜, 디(2-히드록시 에톡시)벤젠, 비스페놀 A-비스-(2-히드록시에틸에테르), 테트라브롬비스페놀 A, 테트라브롬비스페놀 A-비스-(2-히드록시에틸에테르) 등의 방향족 폴리올;
디브로모네오펜틸글리콜 등의 할로겐화폴리올;
에폭시수지 등의 고분자폴리올을 들 수 있다. 본 실시형태에 있어서는, 이들로부터 선택되는 적어도 1종을 조합해서 사용할 수 있다.
또한, 폴리올 화합물로서 그 밖에, 옥살산, 글루타민산, 아디프산, 아세트산, 프로피온산, 시클로헥산카르본산, β-옥소시클로헥산프로피온산, 다이머산, 프탈산, 이소프탈산, 살리실산, 3-브로모프로피온산, 2-브로모글리콜, 디카르복시시클로헥산, 피로멜리트산, 부탄테트라카르본산, 브로모프탈산 등의 유기산과 상기 폴리올과의 축합 반응 생성물;
상기 폴리올과 에틸렌옥사이드나 프로필렌옥사이드 등 알킬렌옥사이드와의 부가 반응 생성물;
알킬렌 폴리아민과 에틸렌옥사이드나, 프로필렌옥사이드 등 알킬렌옥사이드와의 부가 반응 생성물;나아가서,
비스-[4-(히드록시에톡시)페닐]술피드, 비스-[4-(2-히드록시프로폭시)페닐]술피드, 비스-[4-(2,3-디히드록시프로폭시)페닐]술피드, 비스-[4-(4-히드록시시클로헥실옥시)페닐]술피드, 비스-[2-메틸-4-(히드록시에톡시)-6-부틸페닐]술피드 및 이들의 화합물에 수산기 당 평균 3분자 이하의 에틸렌옥시드 및/또는 프로필렌옥시드가 부가된 화합물;
디-(2-히드록시에틸)술피드, 1,2-비스-(2-히드록시에틸메르캅토)에탄, 비스(2-히드록시에틸)디술피드, 1,4-디티안-2,5-디올, 비스(2,3-디히드록시프로필)술피드, 테트라키스(4-히드록시-2-티아부틸)메탄, 비스(4-히드록시페닐)술폰(상품명 비스페놀 S), 테트라브로모비스페놀 S, 테트라메틸비스페놀 S, 4,4'-티오비스(6-tert-부틸-3-메틸페놀), 1,3-비스(2-히드록시에틸티오에틸)-시클로헥산 등의 황 원자를 함유한 폴리올 등을 들 수 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 이들로부터 선택되는 적어도 1종을 조합해서 사용할 수 있다.
폴리티올 화합물로서는, 예를 들면, 메탄디티올, 1,2-에탄디티올, 1,2,3-프로판트리티올, 1,2-시클로헥산디티올, 비스(2-메르캅토에틸)에테르, 테트라키스(메르캅토메틸)메탄, 디에틸렌글리콜비스(2-메르캅토아세테이트), 디에틸렌글리콜비스(3-메르캅토프로피오네이트), 에틸렌글리콜비스(2-메르캅토아세테이트), 에틸렌글리콜비스(3-메르캅토프로피오네이트), 트리메틸올프로판트리스(2-메르캅토아세테이트), 트리메틸올프로판트리스(3-메르캅토프로피오네이트), 트리메틸올에탄트리스(2-메르캅토아세테이트), 트리메틸올에탄트리스(3-메르캅토프로피오네이트), 펜타에리스리톨테트라키스(2-메르캅토아세테이트), 펜타에리스리톨테트라키스(3-메르캅토프로피오네이트), 비스(메르캅토메틸)술피드, 비스(메르캅토메틸)디술피드, 비스(메르캅토에틸)술피드, 비스(메르캅토에틸)디술피드, 비스(메르캅토프로필)술피드, 비스(메르캅토메틸티오)메탄, 비스(2-메르캅토에틸티오)메탄, 비스(3-메르캅토 프로필티오)메탄, 1,2-비스(메르캅토메틸티오)에탄, 1,2-비스(2-메르캅토에틸티오)에탄, 1,2-비스(3-메르캅토프로필티오)에탄, 1,2,3-트리스(메르캅토메틸티오)프로판, 1,2,3-트리스(2-메르캅토에틸티오)프로판, 1,2,3-트리스(3-메르캅토프로필티오)프로판, 4-메르캅토메틸-1,8-디메틸캅토-3,6-디티아옥탄, 5,7-디메르캅토메틸-1,11-디메르캅토-3,6,9-트리티아운데칸, 4,7-디메르캅토메틸-1,11-디메르캅토-3,6,9-트리티아운데칸, 4,8-디메르캅토메틸-1,11-디메르캅토-3,6,9-트리티아운데칸, 테트라키스(메르캅토메틸티오메틸)메탄, 테트라키스(2-메르캅토에틸티오메틸)메탄, 테트라키스(3-메르캅토프로필티오메틸)메탄, 비스(2,3-디메르캅토프로필)술피드, 2,5-디메르캅토메틸-1,4-디티안, 2,5-디메르캅토-1,4-디티안, 2,5-디메르캅토메틸-2,5-디메틸-1,4-디티안, 및 이들의 티오글리콜산 및 메르캅토프로피온산의 에스테르, 히드록시메틸술피드비스(2-메르캅토아세테이트), 히드록시메틸술피드비스(3-메르캅토프로피오네이트), 히드록시에틸술피드비스(2-메르캅토아세테이트), 히드록시에틸술피드비스(3-메르캅토프로피오네이트), 히드록시메틸디술피드비스(2-메르캅토아세테이트), 히드록시메틸디술피드비스(3-메르캅토프로피오네이트), 히드록시에틸디술피드비스(2―메르캅토아세테이트), 히드록시에틸디술피드비스(3-메르캅토프로피네이트), 2-메르캅토에틸에테르비스(2-메르캅토아세테이트), 2-메르캅토에틸에테르비스(3-메르캅토프로피오네이트), 티오디글리콜산비스(2-메르캅토에틸에스테르), 티오디프로피온산비스(2-메르캅토에틸에스테르), 디티오디글리콜산비스(2-메르캅토에틸에스테르), 디티오디프로피온산비스(2-메르캅토에틸에스테르), 1,1,3,3-테트라키스(메르캅토메틸티오)프로판, 1,1,2,2-테트라키스(메르캅토메틸티오)에탄, 4,6-비스(메르캅토메틸티오)-1,3-디티안, 트리스(메르캅토메틸티오)메탄, 트리스(메르캅토에틸티오)메탄 등의 지방족 폴리티올 화합물;
1,2-디메르캅토벤젠, 1,3-디메르캅토벤젠, 1,4-디메르캅토벤젠, 1,2-비스(메르캅토메틸)벤젠, 1,3-비스(메르캅토메틸)벤젠, 1,4-비스(메르캅토메틸)벤젠, 1,2-비스(메르캅토에틸)벤젠, 1,3-비스(메르캅토에틸)벤젠, 1,4-비스(메르캅토에틸)벤젠, 1,3,5-트리메르캅토벤젠, 1,3,5-트리스(메르캅토메틸)벤젠, 1,3,5-트리스(메르캅토메틸렌옥시)벤젠, 1,3,5-트리스(메르캅토에틸렌옥시)벤젠, 2,5-톨루엔디티올, 3,4-톨루엔디티올, 1,5-나프탈렌디티올, 2,6-나프탈렌디티올 등의 방향족 폴리티올 화합물;
2-메틸아미노-4,6-디티올-sym-트리아진, 3,4-티오펜디티올, 비스무티올, 4,6-비스(메르캅토메틸티오)-1,3-디티안, 2-(2,2-비스(메르캅토메틸티오)에틸)-1,3-디티에탄 등의 복소환 폴티올 화합물;
하기 일반식(2)
Figure pct00006
(식 중, a, b는, 독립하여 1~4의 정수를 나타내고, c는 1~3의 정수를 나타낸다. Z는 수소 또는 메틸기이며, Z가 복수 존재하는 경우는, 각각 동일해도 상이해도 된다.)로 표시되는 화합물 등
을 들 수 있으나, 이들 예시 화합물만으로 한정되는 것은 아니다. 본 실시형태에 있어서는, 이들로부터 선택되는 적어도 1종을 조합하여 사용할 수 있다.
히드록시기를 가지는 티올 화합물로서는, 예를 들면, 2-메르캅토에탄올, 3-메르캅토-1,2-프로판디올, 글리세린비스(메르캅토아세테이트), 4-메르캅토페놀, 2,3-디메르캅토-1-프로판올, 펜타에리스리톨트리스(3-메르캅토프로피오네이트), 펜타에리스리톨트리스(티오글리콜레이트) 등
을 들 수 있지만, 이들 예시화합물에만 한정되는 것은 아니다.
또한 이들 활성 수소 화합물의 올리고머나 염소치환체, 브롬 치환체 등의 할로겐 치환체를 사용해도 된다. 이들 활성수소 화합물은 단독으로도, 2종류 이상을 혼합해서도 사용할 수 있다.
티오우레탄 수지모노머로서는, 폴리티올 화합물이 바람직하게 사용된다. 예를 들면, 펜타에리스리톨테트라키스(2-메르캅토아세테이트), 펜타에리스리톨테트라키스(3-메르캅토프로피오네이트), 비스(메르캅토에틸)술피드, 4-메르캅토메틸-1,8-디메르캅토-3,6-디티아옥탄, 5,7-디메르캅토메틸-1,11-디메르캅토-3,6,9-트리티아운데칸, 4,7-디메르캅토메틸-1,11-디메르캅토-3,6,9-트리티아운데칸, 4,8-디메르캅토메틸-1,11-디메르캅토-3,6,9-트리티아운데칸, 2,5-디메르캅토메틸-1,4-디티안, 1,1,3,3-테트라키스(메르캅토메틸티오)프로판, 4,6-비스(메르캅토메틸티오)-1,3-디티안, 2-(2,2-비스(메르캅토메틸티오)에틸)-1,3-디티에탄, 트리메틸올프로판트리스(3-메르캅토프로피오네이트), 일반식(2)의 화합물로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하게 사용되고, 펜타에리스리톨테트라키스(3-메르캅토프로피오네이트), 4-메르캅토메틸-1,8-디메르캅토-3,6-디티아옥탄, 5,7-디메르캅토메틸-1,11-디메르캅토-3,6,9-트리티아운데칸, 4,7-디메르캅토메틸-1,11-디메르캅토-3,6,9-트리티아운데칸, 4,8-디메르캅토메틸-1,11-디메르캅토-3,6,9-트리티아운데칸, 일반식(2)의 화합물로부터 선택되는 적어도 1종이 특히 바람직하게 사용된다.
본 실시 형태에 있어서, 2관능 이상의 활성수소 화합물(B)로서는, 펜타에리스리톨테트라키스(3-메르캅토프로피오네이트), 4-메르캅토메틸-1,8-디메르캅토-3,6-디티아옥탄, 5,7-디메르캅토메틸-1,11-디메르캅토-3,6,9-트리티아운데칸, 4,7-디메르캅토메틸-1,11-디메르캅토-3,6,9-트리티아운데칸, 4,8-디메르캅토메틸-1,11-디메르캅토-3,6,9-트리티아운데칸, 일반식(2)의 화합물, 트리메틸올프로판트리스(3-메르캅토프로피오네이트)로부터 선택되는 적어도 1종이 특히 바람직하게 사용되고,
4-메르캅토메틸-1,8-디메르캅토-3,6-디티아옥탄, 일반식(2)로 표시되는 화합물인 디에틸렌글리콜비스메르캅토프로피오네이트로부터 선택되는 적어도 1종이 특히 바람직하게 사용된다.
[(C) 포트크로믹 화합물]
본 실시 형태에 있어서는, (C) 포트크로믹 화합물로서 하기 일반식(3)으로 표시되는 화합물(이하, 화합물(3)이라고도 표기한다.)을 사용할 수 있다.
Figure pct00007
제1의 실시의 형태에 있어서는, 이하와 같은 치환기를 가진다.
식 중, R1 및 R2는 동일해도 상이해도 되고, 독립하여, 수소;
탄소수 1~12의 직쇄 또는 분기 알킬기;
탄소수 3~12의 시클로알킬기;
치환 또는 무치환인, 탄소수 6~24의 아릴기 또는 탄소수 4~24의 헤테로아릴기;
아랄킬 또는 헤테로아랄킬기(탄소수 1~4의 직쇄 또는 분기 알킬기가 상기의 아릴기 또는 헤테로아릴기로 치환되어 있다.)를 나타낸다.
치환된 탄소수 6~24의 아릴기 또는 치환된 탄소수 4~24의 헤테로아릴기의 치환기는, 할로겐 원자, 히드록시기, 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 알킬기, 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 알콕시기, 적어도 1개의 할로겐 원자로 치환된 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 할로알킬기, 적어도 1개의 할로겐 원자로 치환된 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 할로알콕시기, 적어도 1개의 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 알킬기 또는 알콕시기에 의해 치환된 페녹시기 또는 나프톡시기, 탄소수 2~12의 직쇄 또는 분지의 알케닐기, -NH2기, -NHR기, n-N(R)2기 (R은 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지의 알킬기이다. R이 2개 존재하는 경우, 2개의 R은 동일해도 상이해도 된다.), 및 메타크릴로일기 또는 아크릴로일기로부터 적어도 1개 선택된다.
R3 은 동일해도 상이해도 되고, 독립하여, 할로겐 원자;
탄소수 1~12의 직쇄 또는 분기 알킬기;
탄소수 3~12의 시클로알킬기;
탄소수 1~12의 직쇄 또는 분기 알콕시기;
적어도 1개의 할로겐 원자로 치환된 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 할로알킬기, 적어도 1개의 할로겐 원자로 치환된 탄소수 3~12의 할로시클로알킬기, 적어도 1개의 할로겐 원자로 치환된 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분기 할로알콕시기;
치환 또는 무치환인, 탄소수 6~24의 아릴기 또는 탄소수 4~24의 헤테로아릴기(치환기로서, 할로겐 원자, 히드록시기, 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 알킬기, 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 알콕시기, 적어도 1개의 할로겐 원자로 치환된 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 할로알킬기, 적어도 1개의 할로겐 원자로 치환된 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 할로알콕시기, 적어도 하나의 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 알킬기 또는 알콕시기에 의해 치환된 페노키시기 또는 나프톡시기, 탄소수 2~12의 직쇄 또는 분지의 알케닐기, 및 아미노기로부터 선택되는 적어도 1개의 치환기를 가진다.);
아랄킬 또는 헤테로아랄킬기(탄소수 1~4의 직쇄 또는 분기 알킬기가 상기의 아릴기 또는 헤테로아릴기로 치환되어 있다.);
치환 또는 무치환의 페녹시 또는 나프톡시기(치환기로서, 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분기 알킬기 또는 알콕시기로부터 선택되는 적어도 1개의 치환기를 가진다.);
-NH2, -NHR, -CONH2, 또는 -CONHR
(R이, 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지의 알킬기이다.);
-OCOR8 또는 -COOR8(여기서, R8이, 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지의 알킬기, 또는 탄소수 3~6의 시클로알킬기, 또는 R1, R2에 있어서, 치환 아릴 또는 치환 헤테로아릴기의 치환기의 적어도 1개에 의해 치환되어 있는 페닐기 또는 무치환의 페닐기이다.);를 나타낸다.
적어도 2개의 인접하는 R3끼리가 결합하고, R3이 결합하고 있는 탄소 원자를 포함하고, 1개 이상의 방향환기 또는 비방향환기를 형성할 수 있다.
방향환기 또는 비방향환기는, 산소, 유황, 및 질소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 헤테로 원자를 포함하고 있어도 되는 1개의 환 또는 2개의 아넬화된(annelated) 환(環)을 포함한다.
m이 0에서 4까지의 정수이며;
A는, 하기 식(A1)~(A5)
Figure pct00008
을 나타낸다.
이들의 아넬화 환(A1)으로부터 (A5)에 있어서, 점선이, 일반식(3)의 나프토피란 환의 탄소 C5 탄소 C6결합을 나타낸다. 아넬화 환(A4) 또는 (A5)의 α결합이, 일반식(3)의 나프토피란 환의 탄소 C5 또는 탄소 C6에 결합된다.
R4가, 동일하거나 또는 상이하고, 독립하여, OH, 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지의 알킬기 또는 알콕시기를 나타내고, 혹은 2개의 R4가 카르보닐(CO)을 형성한다.
R5, R6 및 R7이, 독립하여, 할로겐 원자(바람직하게는 불소, 염소 또는 브롬);
탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 알킬기(바람직하게는, 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지의 알킬기);
적어도 1개의 할로겐 원자에 의해 치환된, 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지의 할로알킬기(바람직하게는, 플루오로 알킬기);
탄소수 3~12의 시클로알킬기;
탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지의 알콕시기;
치환 또는 무치환의 페닐 또는 벤질기(치환기로서, 일반식(3)의 R1, R2 기가 독립하여 아릴 또는 헤테로아릴기에 대응하는 경우, R1 , R2기의 정의에서 상술한 치환기의 적어도 1개를 가진다.);
-NH2, -NHR
(여기서, R이, 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지의 알킬기이다.);
치환 또는 무치환인 페녹시 또는 나프톡시기(치환기로서, 적어도 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지의 알킬기 또는 알콕시기를 가진다.);
-COR9, -COOR9 또는 -CONHR9기(여기서, R9가, 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지의 알킬기, 또는 탄소수 3~6의 시클로알킬기, 또는 치환 또는 무치환의 페닐 또는 벤질기(치환기로서, 일반식(3)의 R1, R2기가 독립하여 아릴 또는 헤테로아릴기에 대응하는 경우, R1, R2기의 정의에서 상술한 치환기의 적어도 1개를 가진다)를 나타낸다.)를 나타낸다.
n이 0에서 6까지의 정수이며, o가 0에서 2까지의 정수이며, p가 0에서 4까지의 정수이며, q가 0에서 3까지의 정수이다.
일반식(3)의 포토크로믹 화합물(C)은, 요구되고 있는 용도에 적용되는 변색 반응속도와 조합되어, 40℃에서 조차 높은 착색 적성을 가진다. 용이하게 달성할 수 있는 색은, 오렌지에서 청색에까지 미친다.
제1의 실시태양에 있어서, 화합물(3)의 A가, 상술한 바와 같은 아넬화 환(A1) 또는 (A2)인 화합물을 들 수 있다.
제2의 실시태양에 있어서, 화합물(3)의 A가, 상술한 바와 같은 아넬화 환(A3), (A4) 또는(A5)인 화합물을 들 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, A=(A1)인 화합물(3), A=(A2)인 화합물(3), A=(A3)인 화합물(3), A=(A4)인 화합물(3), 및 A=(A5)인 화합물(3)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개가 다른 종류에 속하는 화합물(3)의 혼합물도 포함 한다.
제3의 실시태양에 있어서의 화합물은, 적어도 2개의 인접하는 R3기가 방향족기 또는 비방향족기를 형성하고 있는 일반식(3)의 화합물이다. 이들의 방향족기 또는 비방향족기는, 산소, 황 및 질소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개의 헤테로 원자를 필요에 따라서 포함하는, 1개의 환(예를 들면, 페닐기) 또는 2개의 아넬화된 환(예를 들면, 벤조푸란기)을 갖는다. 아넬화된 환은, R1 및/또는 R2에 있어서의 아릴 또는 헤테로아릴기의 치환기로부터 선택되는 적어도 1개의 치환기에 의해 필요에 따라 치환되어 있다.
이 제3의 태양에 있어서의 1군에는, 특히, 2개의 인접하는 R3 이 적어도 1개의 아넬화 환, 예를 들면 벤조기를 형성하여, (A1), (A2), (A3), (A4) 또는 (A5)에 대응하는 적어도 1개의 지환 및/또는 방향환A가 페난트렌 골격의 탄소 5 및 6에 결합하고 있는 화합물(3)을 포함한다.
제3의 태양에 있어서의 화합물은, 특히, 2개의 인접하는 R3이 적어도 1개의 아넬화 환, 예를 들면 벤조기를 형성하고, 적어도 1개의 치환 또는 무치환의 지환 또는 방향환이 페난트렌 골격의 탄소 5 및 6에 연결되어 있는 나프토피란(I)이다.
제4의 실시태양에 있어서의 화합물은, A가, 수소와는 다른 적어도 1개의 R4치환기를 가지는 (A1) 또는 (A2)에 대응하고, 또한 적어도 2개의 인접하는 R3 이, 적어도 1개의 방향족기 또는 비방향족기를 형성하지 않는 화합물을 제외한, 일반식(3)의 화합물이다. 제외되는 방향족기 또는 비방향족기는, 산소, 황 및 질소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개의 헤테로 원자를 필요에 따라 포함하는, 1개의 환(예를 들면, 페닐기) 또는 2개의 아넬화된 환(예를 들면, 벤조푸란기)을 가지며, R1 및/또는 R2에 있어서의 아릴 또는 헤테로아릴기의 치환기로부터 선택되는 적어도 1개의 치환기에 의해 필요에 따라 치환되고 있는 환을 가진다.
이 제4의 태양에 의한 화합물은, 특히, 2개의 R3이 아넬화 환을 형성하지 않는, 예를 들면, m=1 및 R3=-OMe이며, 또한 나프토골격의 탄소 5 및 6이, (A1) 및 (A2)와는 상이한 적어도 1개의 지환A에 연결되어 있는 나프토피란(I)이다.
바람직하게는, 본 실시 형태에 의한 화합물은, 일반식(3)에 있어서,
R1, R2는 동일해도 상이해도 되고, 독립하여, 그 기본 구조가, 페닐, 나프틸, 비페닐, 피리딜, 푸릴, 벤조푸릴, 디벤조푸릴, N-(C1 -C6)알킬카르바졸, 티에닐, 벤조티에닐, 디벤조티에닐, 유롤리디닐기로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 필요에 따라 치환된 아릴 또는 헤테로아릴기를 나타내고, R1 및/또는 R2는 바람직하게는 파라 치환된 페닐기를 나타내는 화합물, 또는
R1 및 R2가 결합하여, 아다만틸 또는 노르보르닐기를 형성하고 있는 화합물이다.
화합물(3)으로서, 하기 일반식(4)로 표시되는 화합물을 바람직하게 사용할 수 있다.
Figure pct00009
Ar1, Ar2는, 방향족기이며, 이들은 동일해도 상이해도 되고, 치환되어 있어도 되는 벤젠환 또는 티오펜환을 나타낸다. 벤젠환 또는 티오펜환의 치환기로서는, 탄소수 1~10의 직쇄 또는 분기의 알킬기, 탄소수 1~10의 직쇄 또는 분기의 알콕시기, 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분기의 알킬 모노(또는 디) 치환 아미노기를 들 수 있다. R3, R4, R5, m, n, p는 상기와 같은 의미이다.
화합물(3)으로서, 하기 일반식(5)로 표시되는 화합물을 더욱 바람직하게 사용할 수 있다.
Figure pct00010
식(5) 중, R10, R11은 서로 동일해도 상이해도 되고, 탄소수 1~10의 직쇄 또는 분기의 알킬기, 탄소수 1~10의 직쇄 또는 분기의 알콕시기, 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분기의 알킬모노(또는 디) 치환 아미노기를 나타낸다. m이 2일 때, 인접하는 R3끼리가 결합하고, R3가 결합하고 있는 탄소 원자를 포함하여 환구조를 형성할 수 있다. r, s는, 0~4의 정수이다. 상기 환구조는, 치환 또는 무치환인, 탄소수 6~24의 아릴기 또는 탄소수 3~24의 헤테로아릴기이다.
R3, R4, R5, m, n, p는 상기와 동일한 의미이다.
일반식(5)로 표시되는 화합물의 구체예로서는, 하기 식(6) 또는 하기 식 (7)로 표시되는 화합물을 들 수 있다. 본 발명에 있어서는, 식(6)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00011
Figure pct00012
포토크로믹 화합물(C)인 일반식(3)으로 표시되는 화합물은, 공지의 방법으로 합성할 수 있다. 예를 들어, 일본 특허공개공보 제2004-500319호에 기재된 방법으로 합성할 수도 있다.
[그 외의 성분]
또한, (A) 이소시아네이트 화합물, (B) 활성수소 화합물, (C) 포토크로믹 화합물에 첨가하여, 중합 촉매, 내부 이형제, 수지 개질제 등을 더 포함해도 된다.
중합 촉매로서는, 3급 아민화합물 및 그의 무기산염 또는 유기산염, 금속 화합물, 4급 암모늄염, 또는 유기 술폰산을 들 수 있다.
내부 이형제로서는, 산성 인산 에스테르를 사용할 수 있다. 산성 인산 에스테르로서는, 인산 모노 에스테르, 인산 디에스테르를 들 수 있고, 각각 단독 또는 2종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
수지 개질제로서는, 예를 들면, 에피술피드 화합물, 알코올 화합물, 아민 화합물, 에폭시 화합물, 유기산 및 그의 무수물, (메타)아크릴레이트 화합물 등을 포함하는 올레핀 화합물 등을 들 수 있다.
<광학 재료용 중합성 조성물의 제조 방법>
본 실시 형태의 광학 재료용 중합성 조성물은, (A) 이소시아네이트 화합물과, (B) 2관능 이상의 활성수소 화합물과, (C) 포토크로믹 화합물을, 일괄 혼합하여, 조제할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 이소시아네이트 화합물의 이소시아나토기에 대한, 티올 화합물의 메르캅토기의 몰비율은 0.8~1.2의 범위 내이며, 바람직하게는 0.85~1.15의 범위 내이며, 더욱 바람직하게는 0.9~1.1의 범위 내이다. 상기 범위 내에서, 광학 재료, 특히 안경용 플라스틱 렌즈 재료로서 적합하게 사용되는 수지를 얻을 수 있다.
또한, (C) 포트크로믹 화합물은, (A) 이소시아네이트 화합물 및 (B) 활성 수소 화합물의 합계에 대해서, 10ppm~5000ppm의 양으로 사용할 수 있다.
(A) 이소시아네이트 화합물과, (B) 활성 수소 화합물과, (C)포토크로믹 화합물과, 그 외 첨가제를 혼합하여 중합성 조성물을 조제하는 경우의 온도는 통상 25℃ 이하에서 행해진다. 중합성 조성물의 포토라이프의 관점에서, 더 저온으로 하면 바람직한 경우가 있다. 다만, 촉매, 내부 이형제, 첨가제의 모노머에 대한 용해성이 양호하지 않은 경우는, 미리 가온하여, 모노머, 수지 개질제에 용해시키는 것도 가능하다.
본 실시 형태에 있어서, 수지 성형체의 제조 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 바람직한 제조 방법으로서 주형(注型) 중합을 들 수 있다. 먼저, 개스킷 또는 테이프 등으로 유지된 성형 몰드 사이에 중합성 조성물을 주입한다. 이 때, 얻어지는 플라스틱 렌즈에 요구되는 물성에 따라서는, 필요에 따라, 감압하에서의 탈포처리나 가압, 감압 등의 여과 처리 등을 실시하는 것이 바람직한 경우가 많다.
중합 조건에 관해서는, 중합성 조성물의 조성, 촉매의 종류와 사용량, 몰드의 형상 등에 따라서 크게 조건이 상이하기 때문에 한정되는 것은 아니지만, 대략, -50~150℃의 온도에서 1~50시간에 걸쳐 실시된다. 경우에 따라서는, 10~150℃의 온도 범위에서 유지 또는 서서히 승온하여, 1~25시간에서 경화시키는 것이 바람직하다.
수지 성형체는, 필요에 따라, 어닐링 등의 처리를 실시해도 된다. 처리 온도는 통상 50~150℃의 사이에 실시되지만, 90~140℃에서 실시하는 것이 바람직하고, 100~130℃에서 실시하는 것이 보다 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서, 수지를 성형할때에는, 상기 「그 외의 성분」에 더하여, 목적에 따라 공지의 성형법과 동일하게, 쇄연장제, 가교제, 광안정제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 블루잉제, 유용(油溶) 염료, 충전제, 밀착성 향상제 등의 여러 가지의 첨가제를 첨가해도 된다.
<용도>
본 실시 형태의 티오우레탄 수지는, 주형 중합시의 몰드의 종류를 변경함으로써 여러 가지의 형상의 성형체로서 얻을 수 있다. 수지 성형체는, 포토크로믹 성능을 구비하는 동시에, 높은 굴절률 및 높은 투명성을 구비하고, 플라스틱 렌즈 등의 각종 광학 재료에 사용하는 것이 가능하다. 특히, 플라스틱 안경 렌즈로서 적합하게 사용할 수 있다.
[플라스틱 안경 렌즈]
본 실시 형태의 수지를 사용한 플라스틱 안경 렌즈는 필요에 따라, 편면 또는 양면에 코팅층을 형성하여 사용해도 된다.
본 실시 형태의 플라스틱 안경 렌즈는, 상술한 중합성 조성물로 이루어지는 렌즈기재와 코팅층으로 이루어진다.
코팅층으로서, 구체적으로는, 프라이머층, 하드 코트층, 반사 방지층, 방담코트층, 방오염층, 발수층 등을 들 수 있다. 이들의 코팅층은 각각 단독으로 사용하는 것도 복수의 코팅층을 다층화해서 사용할 수도 있다. 양면에 코팅층을 형성하는 경우, 각각의 면에 동일한 코팅층을 형성해도, 상이한 코팅층을 형성해도 된다.
이들 코팅층은 각각, 자외선으로부터 렌즈나 눈을 보호하는 목적으로 자외선 흡수제, 적외선으로부터 눈을 보호하는 목적으로 적외선 흡수제, 렌즈의 내후성을 향상하는 목적으로 광안정제나 산화 방지제, 렌즈의 패션성을 높이는 목적으로 염료나 안료, 또한 포토크로믹 염료나 포토크로믹 안료, 대전 방지제, 그 외, 렌즈의 성능을 높이기 위한 공지의 첨가제를 병용해도 된다. 도포에 의한 코팅을 실시하는 층에 관해서는 도포성의 개선을 목적으로 한 각종 레벨링제를 사용해도 된다.
프라이머층은 통상, 후술하는 하드 코트층과 렌즈와의 사이에 형성된다. 프라이머층은, 그 위에 형성하는 하드 코트층과 렌즈와의 밀착성을 향상시키는 것을 목적으로 하는 코팅층이며, 경우에 따라 내충격성을 향상시키는 것도 가능하다. 프라이머층에는 얻어진 렌즈에 대한 밀착성이 높은 것이면 어떠한 소재라도 사용할 수 있지만, 통상, 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 폴리에스테르계 수지, 멜라닌계 수지, 폴리비닐 아세탈을 주성분으로 하는 프라이머 조성물 등이 사용된다. 프라이머 조성물은 조성물의 점도를 조정할 목적으로 렌즈에 영향을 미치지 않는 적당한 용제를 사용해도 된다. 물론, 무용제로 사용해도 된다.
프라이머층은 도포법, 건식법의 어느 방법에 의해서도 형성할 수 있다. 도포법을 사용하는 경우, 프라이머 조성물을, 스핀 코트, 딥 코트 등 공지의 도포 방법으로 렌즈에 도포한 후, 고화(固化)함으로써 프라이머층이 형성된다. 건식법으로 실시하는 경우는, CVD법이나 진공 증착법 등의 공지의 건식법으로 형성된다. 프라이머층을 형성할 때에, 밀착성의 향상을 목적으로 하여, 필요에 따라 렌즈의 표면은, 알칼리 처리, 플라즈마 처리, 자외선 처리 등의 사전 처리를 실시해 두어도 된다.
하드 코트층은, 렌즈 표면에 내찰상성, 내마모성, 내습성, 내온수성, 내열성, 내후성 등 기능을 부여하는 것을 목적으로 한 코팅층이다.
하드 코트층은, 일반적으로는 경화성을 가지는 유기 규소 화합물과 Si, Al, Sn, Sb, Ta, Ce, La, Fe, Zn, W, Zr, In 및 Ti의 원소군으로부터 선택되는 원소의 산화물 미립자의 1종 이상 및/또는 이들 원소군으로부터 선택되는 2종 이상의 원소의 복합 산화물로 구성되는 미립자의 1종 이상을 포함하는 하드 코트 조성물이 사용된다.
하드 코트 조성물에는 상기 성분 이외에 아민류, 아미노산류, 금속 아세틸아세토네이트 착체, 유기산 금속염, 과염소산류, 과염소산류의 염, 산류, 금속 염화물 및 다관능성 에폭시 화합물의 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다. 하드 코트 조성물에는 렌즈에 영향을 미치지 않는 적당한 용제를 사용해도 되고, 무용제로 사용해도 된다.
하드 코트층은, 통상, 하드 코트 조성물을 스핀 코트, 딥 코트 등 공지의 도포 방법으로 도포한 후, 경화하여 형성된다. 경화 방법으로서는, 열경화, 자외선이나 가시광선 등의 에너지선 조사에 의한 경화 방법 등을 들 수 있다. 간섭 줄무늬의 발생을 억제하기 위해서, 하드 코트 층의 굴절률은, 렌즈와의 굴절률의 차가 ±0.1의 범위에 있는 것이 바람직하다.
반사 방지층은, 통상, 필요에 따라 상기 하드 코트층의 위에 형성된다. 반사 방지층에는 무기계 및 유기계가 있고, 무기계의 경우, SiO2, TiO2 등의 무기산화물을 사용하여, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 도금법, 이온 빔 어시스트법, CVD법 등의 건식법에 의해 형성된다. 유기계의 경우, 유기 규소 화합물과, 내부 공동을 가지는 실리카계 미립자를 포함하는 조성물을 사용하여, 습식에 의해 형성된다.
반사 방지층은 단층 및 다층이 있고, 단층으로 사용하는 경우는 하드 코트층의 굴절률보다도 굴절률이 적어도 0.1 이상 낮아지는 것이 바람직하다. 효과적으로 반사 방지기능을 발현하려면 다층막 반사 방지막으로 하는 것이 바람직하고, 그 경우, 저굴절률막과 고굴절률막을 교호로 적층한다. 이 경우도 저굴절률막과 고굴절률막과의 굴절률차는 0.1 이상인 것이 바람직하다. 고굴절률막으로서는, ZnO, TiO2, CeO2, Sb2O5, SnO2, ZrO2, Ta2O5 등의 막이 있고, 저굴절률막으로서는, SiO2막 등을 들 수 있다.
반사 방지막층의 위에는, 필요에 따라 방담층, 방오염층, 발수층을 형성시켜도 된다. 방담층, 방오염층, 발수층을 형성하는 방법으로서는, 반사 방지 기능에 악영향을 초래하는 것이 아니면, 그 처리 방법, 처리 재료 등에 관해서는 특별히 한정되지 않고, 공지의 방담 처리 방법, 방오염 처리 방법, 발수 처리 방법, 재료를 사용할 수 있다. 예를 들면, 방담 처리 방법, 방오염 처리 방법에서는, 표면을 계면활성제로 코팅하는 방법, 표면에 친수성의 막을 부가하여 흡수성으로 하는 방법, 표면을 미세한 요철로 형성하여 흡수성을 높이는 방법, 광 촉매 활성을 이용하여 흡수성으로 하는 방법, 초 발수성 처리를 실시하여 물방울의 부착을 방지하는 방법 등을 들 수 있다. 또한, 발수 처리 방법으로는, 불소 함유 실란 화합물 등을 증착이나 스퍼터에 의해서 발수 처리층을 형성하는 방법이나, 불소 함유 실란 화합물을 용매에 용해한 후, 코팅하여 발수 처리 층을 형성하는 방법 등을 들 수 있다.
이 출원은, 2012년 6월 26일에 출원된 일본 출원특원 제2012-143125호를 기초로 하는 우선권을 주장하고, 그 개시된 모두를 여기에 원용한다.
실시예
이하에, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니다.
중합에 의해 얻어진 렌즈는 성능 시험을 실시하여 평가했다. 성능 시험은, 굴절률 및 아베수, 내열성 및 비중, 포토크로 성능으로 하고, 이하의 시험 방법에 의해 평가했다.
·굴절률(ne) 아베수(νe):시마즈제작소제 풀프리히 굴절계 KPR-30을 사용하여, 20℃에서 측정했다.
·내열성:시마즈제작소제 TMA-60을 사용하여, TMA 페네트레이션법(50g 하중 . 핀 포인트 0.5mmΦ)에서의 유리 전이온도(Tg)를 내열성으로 하였다.
·비중:20℃에서 아르키메데스법에 의해 측정하였다.
·포토크로 성능:두께 2.0mm의 수지 평판을 제작하고, 아즈원사제 핸디 UV램프 SLUV-6을 사용하여, 365nm의 자외선을 높이 155mm의 위치에서 60분간 수지 평판에 조사시켜, UV조사 후의 수지 평판의 색상을 색채색차계(코니카미놀타사제 CR-200)로, L*값 및 a*값, b*값을 측정. UV조사 전후의 L*값 및 a*값, b*값을 기본으로, 하기 식에 의해 색상의 변화량을 산출하였다.
ΔE*ab=〔(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)21/2
산출 결과를, 이하의 기준으로 평가했다.
ΔE*ab값이 10 이상의 것을 ◎, 4 이상 10 미만의 것을 ○, 4 미만의 것을 ×라고 평가했다.
(실시예 1)
2,5(6)-비스(이소시아나토메틸)-비시클로[2. 2. 1]헵탄 50.57g에, 경화촉매로서 디부틸주석디클로라이드 0.0375g, 내부 이형제(상품명, 제렉 UN) 0.10g, 포토크로 색소로서 식(6)으로 표시되는 화합물 0.050g을 15℃에서 혼합 용해하여, 균일 용액으로 하였다. 이 균일 용액에, 펜타에리스리톨테트라키스메르캅토프로피오네이트 23.86g과 4-메르캅토메틸-1,8-디메르캅토-3,6-디티아옥탄 25.57g을 일괄해 첨가하고, 수욕 중 15℃에서 30분에 걸쳐 혼합 용해하여 균일 용액으로 하였다. 이 균일 용액을, 600Pa에서 1시간 탈포를 실시한 후, 1㎛ PTFE제 필터에서 여과를 실시하고, 유리 몰드와 테이프로 이루어지는 몰드형에 주입했다. 이 몰드형을 오븐에 투입 후, 25℃에서 120℃까지 20시간에 걸쳐 서서히 승온하여 중합하였다. 중합 종료 후, 오븐으로부터 몰드형을 꺼내, 이형하여 2.0mm 두께 수지를 얻었다. 얻어진 수지 평판을 120℃에서 4시간 더 어닐링화를 실시했다.
얻어진 렌즈의 성능 시험 결과를 이하의 표 1에 기재했다.
Figure pct00013
(실시예 2)
2,5(6)-비스(이소시아나토메틸)-비시클로[2.2.1]헵탄 50.57g에, 경화 촉매로서 트리에틸아민과 내부 이형제(상품명, 제렉 UN) 혼합물(트리에틸아민:내부 이형제=1:5.00) 0.12g, 포토크로 색소로서 식(6)으로 표시되는 화합물 0.050g을 15℃에서 혼합 용해하여, 균일 용액으로 했다. 이 균일 용액에, 펜타에리스리톨테트라키스메르캅토프로피오네이트 23.86g과 4-메르캅토메틸-1,8-디메르캅토-3,6-디티아옥탄 25.57g을 일괄해서 첨가하고, 수욕 중 15℃에서 30분에 걸쳐 혼합 용해하여 균일 용액으로 하였다. 이 균일 용액을, 600Pa에서 1시간 탈포를 실시한 후, 1㎛ PTFE제 필터에서 여과를 실시하고, 유리 몰드와 테이프로 이루어지는 몰드형에 주입했다. 이 몰드형을 오븐에 투입 후, 25℃에서 120℃까지 20시간에 걸쳐 서서히 승온하여 중합했다. 중합 종료 후, 오븐으로부터 몰드형을 꺼내, 이형하여 2.0mm 두께 수지를 얻었다. 얻어진 수지 평판을 120℃에서 4시간 더 어닐링화를 실시했다.
얻어진 렌즈의 성능 시험 결과를 이하의 표 1에 기재했다.
(실시예 3)
비스(이소시아나토시클로헥실)메탄 58.65g에, 경화 촉매로서 디부틸주석디클로라이드 0.2500g, 내부 이형제(상품명, 제렉 UN) 0.10g, 포토크로 색소로서 식(6)으로 표시되는 화합물 0.050g을 15℃에서 혼합 용해하여, 균일 용액으로 했다. 이 균일 용액에, 디에틸렌글리콜비스메르캅토프로피오네이트 4.11g과 4-메르캅토메틸-1,8-디메르캅토-3,6-디티아옥탄 37.24g을 일괄해서 첨가하여, 수욕 중 15℃에서 30분에 걸쳐 혼합 용해하여 균일 용액으로 했다. 이 균일 용액을, 600Pa에서 1시간 탈포를 실시한 후, 1㎛ PTFE제 필터에서 여과를 실시하고, 유리 몰드와 테이프로 이루어지는 몰드형에 주입했다. 이 몰드형을 오븐에 투입 후, 25℃에서 120℃까지 20시간에 걸쳐 서서히 승온하여 중합했다. 중합 종료 후, 오븐으로부터 몰드형을 꺼내, 이형하여 2.0mm 두께 수지를 얻었다. 얻어진 수지 평판을 120℃에서 4시간 더 어닐링화를 실시했다.
얻어진 렌즈의 성능 시험 결과를 이하의 표 1에 기재했다.
(실시예 4)
비스(이소시아나토시클로헥실)메탄 58.65g에, 경경화 촉매로서 트리에틸아민과 내부 이형제(상품명, 제렉 UN) 혼합물(트리에틸아민:내부이형제=1:4.25) 0.18g, 포토크로 색소로서 식(6)으로 표시되는 화합물 0.050g을 15℃에서 혼합 용해하여, 균일 용액으로 했다. 이 균일 용액에, 디에틸렌글리콜비스메르캅토프로피오네이트 4.11g과 4-메르캅토메틸-1,8-디메르캅토-3,6-디티아옥탄 37.24g을 일괄하여 첨가하고, 수욕 중 15℃에서 30분에 걸쳐 혼합 용해하여 균일 용액으로 했다. 이 균일 용액을, 600Pa에서 1시간 탈포를 실시한 후, 1㎛ PTFE제 필터에서 여과를 실시하고, 유리 몰드와 테이프로 이루어지는 몰드형에 주입했다. 이 몰드형을 오븐에 투입 후, 25℃에서 120℃까지 20시간에 걸쳐 서서히 승온 중합했다. 중합 종료 후, 오븐으로부터 몰드형을 꺼내고, 이형하여 2.0mm 두께의 수지를 얻었다. 얻어진 수지 평판을 120℃에서 4시간 더 어닐링화를 실시했다.
얻어진 렌즈의 성능 시험 결과를 이하의 표 1에 기재했다.
(실시예 5)
ACOMON사제 RAVolution(tm)IS 60.10g에, 내부 이형제(상품명, 제렉 UN)1.759g, 포토크로 색소로서 화학식(6)으로 표시되는 화합물 0.050g을 40℃에서 혼합 용해하여, 균일 용액으로 했다. 이 균일 용액에, RAVolutiom(tm) PO 39.90g을 첨가하고, 온욕 중 40℃에서 30분에 걸쳐 혼합 용해하여 균일 용액으로 했다. 이 균일 용액을, 600Pa에서 1시간 탈포를 실시한 후, 1㎛ PTFE제 필터에서 여과를 실시하여, 유리 몰드와 테이프로 이루어지는 몰드형에 주입했다. 이 몰드형을 오븐에 투입 후, 40℃에서 130℃까지 20시간에 걸쳐 서서히 승온하여 중합했다. 중합 종료 후, 오븐에서 몰드형을 꺼내, 이형하여 2.0mm 두께의 수지를 얻었다. 얻어진 수지 평판을 120℃에서 4시간 더 어닐링화를 실시했다.
얻어진 렌즈의 성능 시험 결과를 이하의 표 1에 기재했다.
(실시예 6)
1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트 37.89g에, 경화 촉매로서 디부틸주석디클로클로라이드 0.0350g, 내부 이형제(상품명, 제렉 UN) 0.10g, 포토크로 색소로서 식(6)으로 표시되는 화합물 0.050g을 15℃에서 혼합 용해하여, 균일 용액으로 했다. 이 균일 용액에, 트리메틸올프로판트리스(3-메르캅토프로피오네이트) 62.11g을 첨가하고, 수욕 중 15℃에서 30분에 걸쳐 혼합 용해하여 균일 용액으로 했다. 이 균일 용액을, 600Pa에서 1시간 탈포를 실시한 후, 1㎛ PTFE제 필터에서 여과를 실시하여, 유리 몰드와 테이프로 이루어지는 몰드형에 주입했다. 이 몰드형을 오븐에 투입 후, 25℃에서 120℃까지 20시간에 걸쳐 서서히 승온하여 중합했다. 중합 종료 후, 오븐에서 몰드형을 꺼내, 이형하여 2.0mm 두께의 수지를 얻었다. 얻어진 수지 평판을 120℃에서 4시간 더 어닐링화를 실시했다.
얻어진 렌즈의 성능 시험 결과를 이하의 표 1에 기재했다.
(실시예 7)
이소포론디이소시아네이트 54.58g에, 경화 촉매로서 디부틸주석디클로라이드 0.2500g, 내부이형제(상품명, 제렉 UN) 0.10g, 포토크로 색소로서 화학식(6)으로 표시되는 화합물 0.050g을 15℃에서 혼합 용해하여, 균일 용액으로 했다. 이 균일 용액에, 디에틸렌글리콜비스메르캅토프로피오네이트 4.51g과 4-메르캅토메틸-1,8-디메르캅토-3,6-디티아옥탄 40.91g을 일괄하여 추가하고, 수욕 중 15℃에서 30분에 걸쳐 혼합 용해하여 균일 용액으로 했다. 이 균일 용액을, 600Pa에서 1시간 탈포를 실시한 후, 1㎛ PTFE제 필터에서 여과를 실시하여, 유리 몰드와 테이프로 이루어지는 몰드형에 주입했다. 이 몰드형을 오븐에 투입 후, 25℃에서 120℃까지 20시간에 걸쳐 서서히 승온하여 중합했다. 중합 종료 후, 오븐에서 몰드형을 꺼내, 이형하여 2.0mm 두께의 수지를 얻었다. 얻어진 수지 평판을 120℃에서 4시간 더 어닐링화를 실시했다.
얻어진 렌즈의 성능 시험 결과를 이하의 표 1에 기재했다.
(실시예 8)
비스(이소시아나토시클로헥실)메탄 59.40g에, 경화 촉매로서 디부틸주석디클로라이드 0.2500g, 내부 이형제(상품명, 제렉 UN) 0.10g, 포토크로 색소로서 화학식(6)으로 표시되는 화합물 0.050g을 15℃에서 혼합 용해하여, 균일 용액으로 했다. 이 균일 용액에, 4-메르캅토메틸-1,8-디메르캅토-3,6-디티아옥탄 40.60g을 첨가하여, 수욕 중 15℃에서 30분에 걸쳐 혼합 용해하여 균일 용액으로 했다. 이 균일 용액을, 600Pa에서 1시간 탈포를 실시한 후, 1㎛ PTFE제 필터에서 여과를 실시하여, 유리 몰드와 테이프로 이루어지는 몰드형에 주입했다. 이 몰드형을 오븐에 투입 후, 25℃에서 120℃까지 20시간에 걸쳐 서서히 승온하여 중합했다. 중합 종료 후, 오븐에서 몰드형을 꺼내, 이형하여 2.0mm 두께의 수지를 얻었다. 얻어진 수지 평판을 120℃에서 4시간 더 어닐링화를 실시했다.
얻어진 렌즈의 성능 시험 결과를 이하의 표 1에 기재했다.
(비교예 1)
m-크실릴렌디이소시아네이트 50.71g에, 경화 촉매로서 디부틸주석디클로라이드 0.0100g, 내부이형제(상품명, 제렉 UN) 0.10g, 포토크로 색소로서 식(6)으로 표시되는 화합물 0.050g을 15℃에서 혼합 용해하여, 균일 용액으로 했다. 이 균일 용액에, 5,7-디메르캅토메틸-1,11-디메르캅토-3,6,9-트리티아운데칸, 4,7-디메르캅토메틸-1,11-디르캅토-3,6,9-트리티아운데칸, 및 4,8-디메르캅토메틸-1,11-디메르캅토-3,6,9-트리티아운데칸의 혼합물 49.29g을 첨가하여, 수욕 중 15℃에서 30분에 걸쳐 혼합 용해하여 균일 용액으로 했다. 이 균일 용액을, 600Pa에서 1시간 탈포를 실시한 후, 1㎛ PTFE제 필터에서 여과를 실시하여, 유리 몰드와 테이프로 이루어지는 몰드형에 주입했다. 이 몰드형을 오븐에 투입 후, 25℃에서 120℃까지 20시간에 걸쳐 서서히 승온하여 중합했다. 중합 종료 후, 오븐에서 몰드형을 꺼내, 이형하여 2.0mm 두께의 수지를 얻었다. 얻어진 수지 평판을 120℃에서 4시간 더 어닐링화를 실시했다.
얻어진 렌즈의 성능 시험 결과를 이하의 표 1에 기재했다.
(비교예 2)
톨릴렌디이소시아네이트 48.50g에, 경화 촉매로서 디부틸주석디클로라이드 0.0300g, 내부 이형제(상품명, 제렉 UN) 0.10g, 포토크로 색소로서 식(6)으로 표시되는 화합물 0.050g을 15℃에서 혼합 용해하여, 균일 용액으로 했다. 이 균일 용액에, 디에틸렌글리콜비스메르캅토프로피오네이트 5.12g과 4-메르캅토메틸-1,8-디메르캅토-3,6-디티아옥탄 46.38g을 일괄하여 추가하고, 수욕 중 15℃에서 30분에 걸쳐 혼합 용해하여 균일 용액으로 했다. 이 균일 용액을, 600Pa에서 1시간 탈포를 실시한 후, 1㎛ PTFE제 필터에서 여과를 실시하여, 유리 몰드와 테이프로 이루어지는 몰드형에 주입했다. 이 몰드형을 오븐에 투입 후, 25℃에서 120℃까지 20시간에 걸쳐 서서히 승온하여 중합했다. 중합 종료 후, 오븐으로부터 몰드형을 꺼내, 이형하여 2.0mm 두께의 수지를 얻었다. 얻어진 수지 평판을 120℃에서 4시간 더 어닐링화를 실시했다.
얻어진 렌즈의 성능 시험 결과를 이하의 표 1에 기재했다.
(비교예 3)
톨릴렌디이소시아네이트 49.26g에, 경화 촉매로서 디부틸주석디클로라이드 0.0300g, 내부 이형제(상품명, 제렉 UN) 0.10g, 포토크로 색소로서 식(6)으로 표시되는 화합물 0.050g을 15℃에서 혼합 용해하여, 균일 용액으로 했다. 이 균일 용액에, 4-메르캅토메틸-1,8-디메르캅토-3,6-디티아옥탄 50.74g을 첨가하여, 수욕 중 15℃에서 30분에 걸쳐 혼합 용해하여 균일 용액으로 했다. 이 균일 용액을, 600Pa에서 1시간 탈포를 실시한 후, 1㎛ PTFE제 필터에서 여과를 실시하여, 유리 몰드와 테이프로 이루어지는 몰드형에 주입했다. 이 몰드형을 오븐에 투입 후, 25℃에서 120℃까지 20시간에 걸쳐 서서히 승온하여 중합했다. 중합 종료 후, 오븐에서 몰드형을 꺼내, 이형하여 2.0mm 두께의 수지를 얻었다. 얻어진 수지 평판을 120℃에서 4시간 더 어닐링화를 실시했다.
얻어진 렌즈의 성능 시험 결과를 이하의 표 1에 기재했다.

모노머 구성 수지 물성 포토크로 성능
이소시아네이트 폴리(티)올 굴절율
[ne]
아베수
[νe]
내열성
[℃]
비중 색상의
변화량
평가
실시예1 (A)-1 (B)-1 (B)-2 1.598 40 118 1.30 4.36
실시예2 (A)-1 (B)-1 (B)-2 1.598 40 118 1.30 5.26
실시예3 (A)-3 (B)-2 (B)-4 1.596 40 123 1.23 12.48
실시예4 (A)-3 (B)-2 (B)-4 1.596 40 123 1.23 11.25
실시예5 (A)-4 (B)-5 - 1.509 54 94 1.11 15.46
실시예6 (A)-5 (B)-6 - 1.555 43 57 1.26 4.31
실시예7 (A)-6 (B)-2 (B)-4 1.596 40 125 1.24 6.72
실시예8 (A)-3 (B)-2 - 1.600 39 126 1.23 11.09
비교예1 (A)-2 (B)-3 - 1.668 32 103 1.37 1.92 X
비교예2 (A)-7 (B)-2 (B)-4 1.680 26 130 1.38 3.30 X
비교예3 (A)-7 (B)-2 - 1.688 25 143 1.38 3.65 X
표 1 중의 기호는 이하의 내용을 나타낸다.
(A) -1: 2,5(6)-비스(이소시아나토메틸)-비시클로[2,2,1]헵탄
또한, 이상의 각 예에 있어서, 2,5(6)-비스(이소시아나토메틸)-비시클로[2,2,1]헵탄으로서, 2,5-비스(이소시아나토메틸)-비시클로[2,2,1]헵탄 및 2,6-비스(이소시아나토메틸)-비시클로[2.2,1]헵탄의 혼합물을 사용했다.
(A) -2: m-크실릴렌디이소시아네이트
(A) -3: 비스(이소시아나토시클로헥실)메탄
(A) -4: ACOMON사제 RAVolution(tm)IS(지환족 이소시아네이트)
(A) -5:1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트
(A) -6: 이소포론디이소시아네이트
(A) -7: 톨릴렌디이소시아네이트
(B) -1: 펜타에리스리톨테트라키스메르캅토프로피오네이트
(B) -2: 4-메르캅토메틸-1,8-디메르캅토-3,6-디티아옥탄
(B) -3: 5,7-디메르캅토메틸-1,11-디메르캅토-3,6,9-트리티아운데칸, 4,7-디메르캅토메틸-1,11-디메르캅토-3,6,9-트리티아운데칸, 및 4,8-디메르캅토메틸-1,11-디메르캅토-3,6,9-트리티아운데칸의 혼합물
(B) -4: 디에틸렌글리콜비스메르캅토프로피오네이트
(B) -5: ACOMON사제 RAVolution(tm)PO(폴리올(혼합물))
(B) -6: 트리메틸올프로판트리스(3-메르캅토프로피오네이트)
이상의 결과에서, 지방족 이소시아네이트 또는 지환족 이소시아네이트를 사용하여 얻어진 실시예의 수지에서는, 원하는 포토크로 성능이 확인되는 한편, 방향환을 포함하는 이소시아네이트인, m-크실릴렌디이소시아네이트나 톨릴렌디이소시아네이트를 사용하여 얻어진 비교예의 수지에서는, 원하는 포토크로 성능을 얻을 수 없다는 것을 알았다.

Claims (10)

  1. (A) 지방족 이소시아네이트 화합물 및 지환족 이소시아네이트 화합물로부터 선택되는 1종 이상의 이소시아네이트 화합물과,
    (B) 2관능 이상의 활성 수소 화합물과,
    (C) 포토크로믹 화합물을 포함하는, 광학 재료용 중합성 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    포토크로믹 화합물(C)은, 하기 일반식(3)으로 표시되는, 광학 재료용 중합성 조성물;
    Figure pct00014

    (식 중, R1 및 R2는 동일해도 상이해도 되고, 독립하여,
    수소;
    탄소수 1~12의 직쇄 또는 분기 알킬기;
    탄소수 3~12의 시클로알킬기;
    치환 또는 무치환인, 탄소수 6~24의 아릴기 또는 탄소수 4~24의 헤테로아릴기(치환기로서, 할로겐 원자, 히드록시기, 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 알킬기, 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 알콕시기, 적어도 1개의 할로겐 원자로 치환된 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 할로알킬기, 적어도 1개의 할로겐 원자로 치환된 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 할로알콕시기, 적어도 하나의 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 알킬기 또는 알콕시기에 의해 치환된 페녹시기 또는 나프톡시기, 탄소수 2~12의 직쇄 또는 분지의 알케닐기, -NH2기, -NHR기, -N(R)2기(R이 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지의 알킬기이다. R이 2개 존재하는 경우, 2개의 R은 동일해도 상이해도 된다.), 및 메타크릴로일기 또는 아크릴로일기로부터 선택되는 적어도 1개의 치환기를 가진다.);
    아랄킬 또는 헤테로아랄킬기(탄소수 1~4의 직쇄 또는 분기 알킬기가 상기의 아릴기 또는 헤테로아릴기로 치환되어 있다.)
    를 나타내고,
    R3은 동일해도 상이해도 되고, 독립하여, 할로겐 원자;
    탄소수 1~12의 직쇄 또는 분기 알킬기;
    탄소수 3~12의 시클로알킬기;
    탄소수 1~12의 직쇄 또는 분기 알콕시기;
    적어도 1개의 할로겐 원자로 치환된 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 할로알킬기, 적어도 1개의 할로겐 원자로 치환된 탄소수 3~12의 할로시클로알킬기, 적어도 1개의 할로겐 원자로 치환된 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분기 할로알콕시기;
    치환 또는 무치환인, 탄소수 6~24의 아릴기 또는 탄소수 4~24의 헤테로아릴기(치환기로서, 할로겐 원자, 히드록시기, 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 알킬기, 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 알콕시기, 적어도 1개의 할로겐 원자로 치환된 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 할로알킬기, 적어도 1개의 할로겐 원자로 치환된 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 할로알콕시기, 적어도 1개의 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 알킬기 또는 알콕시기에 의해 치환된 페녹시기 또는 나프톡시기, 탄소수 2~12의 직쇄 또는 분지의 알케닐기, 및 아미노기로부터 선택되는 적어도 1개의 치환기를 가진다.);
    아랄킬 또는 헤테로아랄킬기(탄소수 1~4의 직쇄 또는 분기 알킬기가 상기의 아릴기 또는 헤테로아릴기로 치환되어 있다.);
    치환 또는 무치환의 페녹시 또는 나프톡시기(치환기로서, 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분기 알킬기 또는 알콕시기로부터 선택되는 적어도 1개의 치환기를 가진다.);
    -NH2, -NHR, -CONH2, 또는 -CONHR
    (R이, 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지의 알킬기이다.);
    -OCOR8 또는 -COOR8(여기서, R8이, 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지의 알킬기, 또는 탄소수 3~6의 시클로알킬기, 또는 R1, R2에 있어서, 치환 아릴 또는 치환 헤테로아릴기의 치환기의 적어도 1개에 의해 치환되어 있는 페닐기 또는 무치환의 페닐기이다.);
    을 나타내고,
    m이 0에서 4까지의 정수이며;
    A가, 하기 식 (A2) 또는 식(A4)
    Figure pct00015

    의 아넬화 환을 나타내고, 이들의 아넬화 환에 있어서,
    점선이, 일반식(3)의 나프토피란 환의 탄소 C5 탄소 C6 결합을 나타내고;
    아넬화 환(A4)의 α결합이, 일반식(3)의 나프토피란 환의 탄소 C5 또는 탄소 C6에 보통으로 결합될 수가 있고;
    R4가, 동일하거나 또는 상이하고, 독립하여, OH, 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지의 알킬기 또는 알콕시기를 나타내고, 혹은 2개의 R4가 카르보닐(CO)을 형성하고;
    R5가, 할로겐;
    탄소수 1~12의 직쇄 또는 분지의 알킬기;
    적어도 1개의 할로겐 원자에 의해 치환된, 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지의 할로알킬기;
    탄소수 3~12의 시클로알킬기;
    탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지의 알콕시기;
    치환 또는 무치환의 페닐 또는 벤질기(치환기로서, 일반식(3)의 R1, R2기가 독립하여 아릴 또는 헤테로아릴기에 대응하는 경우, R1, R2기의 정의에서 상술한 치환기의 적어도 1개를 가진다.);
    -NH2, -NHR
    (여기서, R이, 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지의 알킬기이다.);
    치환 또는 무치환인 페녹시 또는 나프톡시기(치환기로서, 적어도 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지의 알킬기 또는 알콕시기를 가진다.);
    -COR9, -COOR9 또는 -CONHR9기(여기서, R9가, 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지의 알킬기, 또는 탄소수 3~6의 시클로알킬기, 또는 치환 또는 무치환의 페닐 또는 벤질기(치환기로서, 일반식(3)의 R1, R2기가 독립하여 아릴 또는 헤테로아릴기에 대응하는 경우, R1, R2기의 정의에서 상술한 치환기의 적어도 1개를 가진다.));
    A가(A4)를 나타내는 경우, n이 0에서 2까지의 정수이며, p가 0에서 4까지의 정수이며, A가 (A2)를 나타내는 경우, n이 0에서 2까지의 정수이다.)
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 이소시아네이트 화합물(A)은, 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,5-비스(이소티오시아나토메틸)비시클로-[2.2.1]-헵탄, 2,6-비스(이소티오시아나토메틸)비시클로-[2.2.1]-헵탄, 이소포론디이소시아네이트, 및 하기 일반식(1)
    Figure pct00016

    (식(1) 중, Q1 및 Q2는 동일해도 상이해도 되고, 수소 원자, 탄소수 1~6의 알킬기를 나타낸다. X1 및 X2는 동일해도 상이해도 되고, 수소 원자, 탄소수 1~6의 알킬기를 나타낸다.)로 표시되는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인, 광학 재료용 중합성 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이소시아네이트 화합물(A)는, 상기 일반식(1)로 표시되는 화합물을 포함하는, 광학 재료용 중합성 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지환족 이소시아네이트 화합물은, 비스(이소시아나토시클로헥실)메탄인, 광학 재료용 중합성 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 활성 수소 화합물(B)가, 폴리올 화합물, 폴리티올 화합물 및 히드록시기를 가지는 티올 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상인, 광학 재료용 중합성 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 활성 수소 화합물(B)가, 펜타에리스리톨테트라키스(2-메르캅토아세테이트), 펜타에리스리톨테트라키스(3-메르캅토프로피오네이트), 비스(메르캅토에틸)술피드, 4-메르캅토메틸-1,8-디메르캅토-3,6-디티아옥탄, 5,7-디메르캅토메틸-1,11-디메르캅토-3,6,9-트리티아운데칸, 4,7-디메르캅토메틸-1,11-디메르캅토-3,6,9-트리티아운데칸, 4,8-디메르캅토메틸-1,11-디메르캅토-3,6,9-트리티아운데칸, 2,5-디메르캅토메틸-1,4-디티안, 1,1,3,3-테트라키스(메르캅토메틸티오)프로판, 4,6-비스(메르캅토메틸티오)-1,3-디티안, 2-(2,2-비스(메르캅토메틸티오)에틸)-1,3-디티에탄, 트리메틸올프로판트리스(3-메르캅토프로피오네이트), 및 일반식(2)
    Figure pct00017

    (식 중, a, b는, 독립하여 1~4의 정수를 나타내고, c는 1~3의 정수를 나타낸다. Z는 수소 또는 메틸기이며, Z가 복수 존재하는 경우는, 각각 동일해도 상이해도 된다.)로 표시되는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인, 광학 재료용 중합성 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 중합성 조성물로 이루어지는 광학재료.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 중합성 조성물로 이루어지는 기재를 구비하는, 플라스틱 렌즈.
  10. (A) 지방족 이소시아네이트 화합물 및 지환족 이소시아네이트 화합물로부터 선택되는 1종 이상의 이소시아네이트 화합물과, (B) 2관능 이상의 활성 수소 화합물과, (C) 포토크로믹 화합물을, 일괄 혼합하여, 광학 재료용 중합성 조성물을 조제하는 공정과,
    상기 광학 재료용 중합성 조성물을 주형 중합함으로써 렌즈기재를 형성하는 공정을 포함하는, 플라스틱 렌즈의 제조 방법.
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