KR20220063184A - 광학 부재용 중합성 조성물, 광학 부재, 및, 착색 광학 부재 - Google Patents

광학 부재용 중합성 조성물, 광학 부재, 및, 착색 광학 부재 Download PDF

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Abstract

본 개시의 일 실시의 형태인 광학 부재용 중합성 조성물은, 1 분자내에 방향 고리를 1 개 이상 갖는 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 과, 1 분자내에 메르캅토기를 3 개 이상 갖는 폴리티올 화합물 (B) 과, 산성 인산에스테르 화합물 (C) 을 함유하고, 산성 인산에스테르 화합물 (C) 의 함유량이, 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 및 폴리티올 화합물 (B) 의 합계 100 질량부에 대해, 0.1 ∼ 3.0 질량부이며, 중합 촉매의 함유량이, 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 및 폴리티올 화합물 (B) 의 합계 100 질량부에 대해, 0.006 질량부 이하이다.

Description

광학 부재용 중합성 조성물, 광학 부재, 및, 착색 광학 부재
본 개시는, 광학 부재용 중합성 조성물, 광학 부재, 및, 착색 광학 부재에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 폴리티올 화합물 및 폴리이소(티오)시아네이트 화합물을 포함하는 광학 부재용 중합성 조성물, 및, 그 광학 부재용 중합성 조성물에서 얻어지는 광학 부재 및 착색 광학 부재에 관한 것이다.
플라스틱제의 안경 렌즈는, 유리제의 안경 렌즈에 비해, 경량이며 충격 내구성이 우수하다. 그 때문에, 현재의 안경 렌즈 시장에 있어서는, 플라스틱제의 안경 렌즈가 주류로 되어 있다.
폴리이소시아네이트 화합물과 폴리티올 화합물을 반응시킴으로써 고굴절률을 갖는 플라스틱 렌즈가 얻어지는 것이 알려져 있다. 예를 들어, 특허문헌 1 에는, 테트라티올과 폴리이소시아네이트 화합물, 폴리이소티오시아네이트 화합물, 및 이소시아네이트기를 갖는 이소티오시아네이트 화합물로부터 선택된 적어도 1 종의 에스테르 화합물을 포함하는 조성물을 가열 경화시켜 얻어지는 함황 우레탄계 수지 렌즈가 개시되어 있다. 이 렌즈는, 무색 투명하고, 고굴절률 저분산이며 내열성이 우수한 물성을 갖고, 게다가 생산성도 우수하다고 기재되어 있다.
또, 특허문헌 2,3 에는, 폴리티올 화합물과 폴리이소(티오)시아네이트 화합물을 포함하는 중합성 조성물로서, 폴리티올 화합물의 티올 당량의 이론치에 대한 티올 당량의 측정치인 티올 당량비가 특정 범위에 있는 중합성 조성물이 개시되어 있다. 특정한 티올 당량비를 갖는 특정한 폴리티올 화합물을 포함함으로써, 중합성 조성물을 중합하여 얻어지는 투명 수지에, 백탁, 광학 변형, 맥리가 발생하는 것을 방지할 수 있다고 되어 있다.
최근, 환경에 대한 배려를 위해 사용을 삼가해야 할 성분이 서서히 증가하고 있어, 안경 렌즈용의 원료에 대해서도 향후 사용할 수 있는 성분에 대한 제한이 확대될 것으로 예상된다. 이 때문에, 폴리티올 화합물과 폴리이소(티오)시아네이트 화합물을 포함하는 중합성 조성물에 대해서도, 예를 들어, 중합 촉매 등의 중금속을 사용한 성분도 사용량을 줄이는 것이 바람직하다고 생각된다.
한편, 안경 렌즈에 대해서는, 눈부심을 저감하기 위한 선글래스의 용도나, 패션성이 부여된 안경 렌즈의 용도 등에 있어서, 안경 렌즈를 착색하여 착색 광학 부재로 하는 것이 요구되는 경우가 있다. 그러한 안경 렌즈는, (a) 염료 등의 착색제를 원료에 섞어 플라스틱 렌즈를 성형하는 방법, (b) 성형 후의 렌즈를 염료 등의 착색제를 포함하는 용액에 침지함으로써, 렌즈의 표면에 착색제를 함침시키는 방법, (c) 성형 후의 렌즈 표면에 착색제를 포함하는 코팅 재료를 도포하거나, 착색 필름을 첩부하거나 함으로써 착색층을 형성하는 방법 등에 의해 제작된다.
일본 공개특허공보 평7-252207호 일본 공개특허공보 2016-69581호 일본 공개특허공보 2016-69582호
상기 (a) 방법에서는, 착색제의 사용량이 많아지거나 착색제가 균일하게 분산되지 않고 불균일을 일으키거나 하는 문제를 일으킬 가능성이 있다. 또, 상기 (c) 방법에서는, 착색층을 균일하게 형성할 수 없거나, 사용중에 착색층이 박리를 일으키거나 한다는 문제가 우려된다. 상기 (b) 방법에는, 이들 문제를 생기기 어렵게 한다는 이점이 있다.
그러나, 폴리티올 화합물과 폴리이소(티오)시아네이트 화합물을 포함하는 중합성 조성물을 중합시켜 얻어지는 렌즈의 경우, 착색제에 의해 염색되기 어려워, 염색을 위해서 장시간을 필요로 하거나, 염색 불량을 일으키거나 한다는 문제가 있다. 또, 염색 온도를 높이거나 하여, 가혹한 조건으로 염색을 실시하면, 광학 부재의 변형이나 변질로 인해 광학 특성이 저하될 우려가 있다. 또한, 중합성 단량체의 종류나 비율을 변경함으로써 염색성을 조정하고자 하면, 중합 조건을 크게 변경할 필요가 생기거나, 얻어지는 광학 부재가 의도한 특성을 나타내지 않게 되거나 할 우려가 있다. 이 때문에, 상기 (b) 방법을 채용하기 힘들다는 문제가 있었다.
이와 같이, 사용하는 중합성 단량체의 종류나 비율을 변경하지 않고도, 중합물이 염료로 물들기 쉽고, 게다가, 중합 촉매의 함유량을 줄일 수 있는, 신규 또한 유용한 광학 부재용 중합성 조성물이 요구되고 있다.
그래서, 본 개시의 일 실시의 형태는, 그 중합물이 염료로 물들기 쉽고, 게다가, 중합 촉매의 함유량을 줄일 수 있는 광학 부재용 중합성 조성물, 광학 부재, 및, 착색 광학 부재에 관한 것이다.
본 개시의 일 실시의 형태에 관련된 광학 부재용 중합성 조성물은, 1 분자내에 방향 고리를 1 개 이상 갖는 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 과, 1 분자내에 메르캅토기를 3 개 이상 갖는 폴리티올 화합물 (B) 과, 산성 인산에스테르 화합물 (C) 을 함유하고, 산성 인산에스테르 화합물 (C) 의 함유량이, 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 및 폴리티올 화합물 (B) 의 합계 100 질량부에 대해, 0.1 ∼ 3.0 질량부이며, 중합 촉매의 함유량이, 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 및 폴리티올 화합물 (B) 의 합계 100 질량부에 대해, 0.006 질량부 이하이다.
본 개시의 일 실시의 형태에 관련된 광학 부재용 중합성 조성물에 의하면, 그 중합물이 염료로 물들기 쉽고, 게다가, 중합 촉매의 함유량을 줄일 수 있다. 또, 본 개시의 일 실시의 형태인 광학 부재는, 염료로 물들기 쉽고, 게다가, 중합 촉매의 함유량을 적은 것으로 할 수 있다. 또한, 본 개시의 일 실시의 형태인 착색 광학 부재는, 충분한 농도로 양호하게 착색되어, 중합 촉매의 함유량이 적고, 양호한 광학 특성을 발휘할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 바람직한 수치 범위 (예를 들어, 함유량 등의 범위) 에 대해, 단계적으로 기재된 하한치 및 상한치는, 각각 독립적으로 조합할 수 있다. 예를 들어,「바람직하게는 10 ∼ 90, 보다 바람직하게는 30 ∼ 60」이라는 기재로부터,「바람직한 하한치 (10)」와「보다 바람직한 상한치 (60)」를 조합하여,「10 ∼ 60」으로 할 수도 있다.
[광학 부재용 중합성 조성물]
본 개시의 일 실시형태에 관련된 광학 부재용 중합성 조성물은, 1 분자내에 방향 고리를 1 개 이상 갖는 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 과, 1 분자내에 메르캅토기를 3 개 이상 갖는 폴리티올 화합물 (B) 과, 산성 인산에스테르 화합물 (C) 을 함유하고,
산성 인산에스테르 화합물 (C) 의 함유량이, 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 및 폴리티올 화합물 (B) 의 합계 100 질량부에 대해, 0.1 ∼ 3.0 질량부이며,
중합 촉매의 함유량이, 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 및 폴리티올 화합물 (B) 의 합계 100 질량부에 대해, 0.006 질량부 이하이다.
또한, 기재가 장황해지는 것을 피하기 위해, 본 명세서에 있어서는,「1 분자내에 방향 고리를 1 개 이상 갖는 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A)」를「폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A)」,「1 분자내에 메르캅토기를 3 개 이상 갖는 폴리티올 화합물 (B)」을「폴리티올 화합물 (B)」,「광학 부재용 중합성 조성물」을「중합성 조성물」이라고 칭하는 경우가 있다.
(1 분자내에 방향 고리를 1 개 이상 갖는 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A))
광학 부재용 중합성 조성물에 사용되는, 상기 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 은, 1 분자중에 1 개 이상의 방향 고리와 2 개 이상의 이소(티오)시아네이트기를 갖고, 광학 부재용 중합성 조성물의 조제에 사용되는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 상기 화합물에는, 예를 들어,
1,2-디이소시아네이트벤젠, 1,3-디이소시아네이트벤젠, 1,4-디이소시아네이트벤젠, 2,4-디이소시아네이트톨루엔, 에틸페닐렌디이소시아네이트, 이소프로필페닐렌디이소시아네이트, 디메틸페닐렌디이소시아네이트, 디에틸페닐렌디이소시아네이트, 디이소프로필페닐렌디이소시아네이트, 트리메틸벤젠트리이소시아네이트, 벤젠트리이소시아네이트, 비페닐디이소시아네이트, 톨루이딘디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(페닐이소시아네이트), 4,4'-메틸렌비스(2-메틸페닐이소시아네이트), 비벤질-4,4'-디이소시아네이트, 비스(이소시아네이트페닐)에틸렌 등의 방향족 폴리이소시아네이트 화합물 ;
자일릴렌디이소시아네이트, 비스(이소시아네이트에틸)벤젠, 비스(이소시아네이트프로필)벤젠, α,α,α',α'-테트라메틸자일릴렌디이소시아네이트, 비스(이소시아네이트부틸)벤젠, 비스(이소시아네이트메틸)나프탈린 및 비스(이소시아네이트메틸페닐)에테르 등의 방향 고리 화합물을 갖는 폴리이소시아네이트 화합물 ;
2-이소시아네이트페닐-4-이소시아네이트페닐술파이드, 비스(4-이소시아네이트페닐)술파이드 및 비스(4-이소시아네이트메틸페닐)술파이드 등의 방향족 술파이드계 폴리이소시아네이트 화합물 ; 비스(4-이소시아네이트페닐)디술파이드, 비스(2-메틸-5-이소시아네이트페닐)디술파이드, 비스(3-메틸-5-이소시아네이트페닐)디술파이드, 비스(3-메틸-6-이소시아네이트페닐)디술파이드, 비스(4-메틸-5-이소시아네이트페닐)디술파이드, 비스(3-메톡시-4-이소시아네이트페닐)디술파이드, 비스(4-메톡시-3-이소시아네이트페닐)디술파이드 등의 방향족 디술파이드계 이소시아네이트 화합물 ;
1,2-디이소티오시아네이트벤젠, 1,3-디이소티오시아네이트벤젠, 1,4-디이소티오시아네이트벤젠, 2,4-디이소티오시아네이트톨루엔, 2,5-디이소티오시아네이트-m-자일렌, 4,4'-메틸렌비스(페닐이소티오시아네이트), 4,4'-메틸렌비스(2-메틸페닐이소티오시아네이트), 4,4'-메틸렌비스(3-메틸페닐이소티오시아네이트), 4,4'-디이소티오시아네이트벤조페논, 4,4'-디이소티오시아네이트-3,3'-디메틸벤조페논 및 비스(4-이소티오시아네이트페닐)에테르 등의 방향족 폴리이소티오시아네이트 화합물 등을 들 수 있다. 이들 폴리이소(티오)시아네이트 화합물의 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 이, 이들 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 중에서, 자일릴렌디이소시아네이트, 톨릴렌디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트 및 페닐렌디이소시아네이트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 포함하는 것이 보다 바람직하다. 고굴절의 티오우레탄 안경 렌즈용의 중합성 조성물로 하는 관점에서, 폴리이소(티오)시아네이트 화합물이, 자일릴렌디이소시아네이트를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
광학 부재용 중합성 조성물에 포함되는 폴리이소(티오)시아네이트 성분은, 상기 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 만이어도 되고, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 방향 고리를 갖지 않는 다른 폴리이소(티오)시아네이트 화합물을 추가로 포함하고 있어도 된다.
다른 폴리이소(티오)시아네이트 화합물은, 광학 부재용 중합성 조성물의 조제에 사용되고, 방향 고리를 갖지 않는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 다른 폴리이소(티오)시아네이트 화합물에는, 예를 들어, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,2-디메틸펜탄디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥산디이소시아네이트, 부텐디이소시아네이트, 1,3-부타디엔-1,4-디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 1,6,11-운데칸트리이소시아네이트, 1,3,6-헥사메틸렌트리이소시아네이트, 1,8-디이소시아네이트-4-이소시아네이트메틸옥탄, 비스(이소시아네이트에틸)카보네이트, 비스(이소시아네이트에틸)에테르, 라이신디이소시아네이트메틸에스테르 및 라이신트리이소시아네이트 등의 지방족 폴리이소시아네이트 화합물 ;
비스(이소시아네이트메틸)술파이드, 비스(이소시아네이트에틸)술파이드, 비스(이소시아네이트프로필)술파이드, 비스(이소시아네이트헥실)술파이드, 비스(이소시아네이트메틸)술폰, 비스(이소시아네이트메틸)디술파이드, 비스(이소시아네이트에틸)디술파이드, 비스(이소시아네이트프로필)디술파이드, 비스(이소시아네이트메틸티오)메탄, 비스(이소시아네이트에틸티오)메탄, 비스(이소시아네이트메틸티오)에탄, 비스(이소시아네이트에틸티오)에탄, 1,5-디이소시아네이트-2-이소시아네이트메틸-3-아펜탄, 1,2,3-트리스(이소시아네이트메틸티오)프로판, 1,2,3-트리스(이소시아네이트에틸티오)프로판, 3,5-디티아-1,2,6,7-헵탄테트라이소시아네이트, 2,6-디이소시아네이트메틸-3,5-디티아-1,7-헵탄디이소시아네이트, 2,5-디이소시아네이트메틸티오펜 및 4-이소시아네이트에틸티오-2,6-디티아-1,8-옥탄디이소시아네이트 등의 함황 지방족 폴리이소시아네이트 화합물 ;
1,2-디이소티오시아네이트에탄 및 1,6-디이소티오시아네이트헥산 등의 지방족 폴리이소티오시아네이트 화합물 ; 시클로헥산디이소티오시아네이트 등의 지환족 폴리이소티오시아네이트 화합물 ;
1,3-벤젠디카르보닐디이소티오시아네이트, 1,4-벤젠디카르보닐디이소티오시아네이트 및 (2,2-피리딘)-4,4-디카르보닐디이소티오시아네이트 등의 카르보닐이소티오시아네이트 화합물 ; 티오비스(3-이소티오시아네이트프로판), 티오비스(2-이소티오시아네이트에탄) 및 디티오비스(2-이소티오시아네이트에탄) 등의 함황 지방족 이소(티오)시아네이트 화합물 ;
이소시아네이트메틸-2-메틸-1,3-디티올란 등의 함황 지환족 폴리이소시아네이트 화합물 ; 2,5-디이소티오시아네이트티오펜 및 2,5-디이소티오시아네이트-1,4-디티안 등의 함황 지환족 화합물 ;
1-이소시아네이트-6-이소티오시아네이트헥산, 1-이소시아네이트-4-이소티오시아네이트시클로헥산, 1-이소시아네이트-4-이소티오시아네이트벤젠, 4-메틸-3-이소시아네이트-1-이소티오시아네이트벤젠, 2-이소시아네이트-4,6-디이소티오시아네이트-1,3,5-트리아진, 4-이소시아네이트페닐-4-이소티오시아네이트페닐술파이드 및 2-이소시아네이트에틸-2-이소티오시아네이트에틸디술파이드 등의 이소시아네이트기와 이소티오시아네이트기를 갖는 화합물 등을 들 수 있다. 이들 폴리이소(티오)시아네이트 화합물의 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
또한, 상기 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 에 더해, 그 염소 치환체 및 브롬 치환체 등의 할로겐 치환체, 알킬 치환체, 알콕시 치환체, 니트로 치환체, 다가 알코올과의 프레폴리머형 변성체, 카르보디이미드 변성체, 우레아 변성체, 뷰렛 변성체 그리고 다이머화 및 트리머화 반응 생성물 등도 사용할 수 있다. 이들 화합물의 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 의 양은, 광학 부재용 중합성 조성물 중에 포함되는 폴리이소시아네이트 성분중, 바람직하게는 50 질량％ 이상, 보다 바람직하게는 70 질량％ 이상, 더욱 바람직하게는 90 질량％ 이상, 더욱 바람직하게는 95 질량％ 이상이며, 그리고, 100 질량％ 이하이다.
(1 분자내에 메르캅토기를 3 개 이상 갖는 폴리티올 화합물 (B))
상기 폴리티올 화합물 (B) 은, 광학 부재용 중합성 조성물의 조제에 사용되는 것으로 1 분자내에 메르캅토기를 3 개 이상 갖는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 상기 폴리티올 화합물 (B) 로는, 예를 들어, 펜타에리트리톨, 글리세린 및 트리메틸올프로판 등의 폴리올 화합물과 티오글리콜산, 메르캅토프로피온산, 티오락트산 및 티오살리실산 등의 산과의 에스테르 화합물,
1,2,3-프로판트리티올, 1,2,3-트리메르캅토벤젠, 1,2,4-트리메르캅토벤젠, 1,3,5-트리메르캅토벤젠, 1,2,3-트리스(메르캅토메틸)벤젠, 1,2,4-트리스(메르캅토메틸)벤젠, 1,3,5-트리스(메르캅토메틸)벤젠, 1,2,3-트리스(2-메르캅토에틸)벤젠, 1,2,4-트리스(2-메르캅토에틸)벤젠, 1,3,5-트리스(2-메르캅토에틸)벤젠, 1,2,3-트리스(2-메르캅토에틸렌옥시)벤젠, 1,2,4-트리스(2-메르캅토에틸렌옥시)벤젠, 1,3,5-트리스(2-메르캅토에틸렌옥시)벤젠, 1,2,3,4-테트라메르캅토벤젠, 1,2,3,5-테트라메르캅토벤젠, 1,2,4,5-테트라메르캅토벤젠, 1,2,3,4-테트라키스(메르캅토메틸)벤젠, 1,2,3,5-테트라키스(메르캅토메틸)벤젠, 1,2,4,5-테트라키스(메르캅토메틸)벤젠, 1,2,3,4-테트라키스(2-메르캅토에틸)벤젠, 1,2,3,5-테트라키스(2-메르캅토에틸)벤젠, 1,2,4,5-테트라키스(2-메르캅토에틸)벤젠, 1,2,3,4-테트라키스(2-메르캅토에틸렌옥시)벤젠, 1,2,3,5-테트라키스(2-메르캅토에틸렌옥시)벤젠, 1,2,4, 5-테트라키스(2-메르캅토에틸렌옥시)벤젠, 1,2,3-트리스(2-메르캅토에틸티오)벤젠, 1,2,4-트리스(2-메르캅토에틸티오)벤젠, 1,3,5-트리스(2-메르캅토에틸티오)벤젠, 1,2,3,4-테트라키스(2-메르캅토에틸티오)벤젠, 1,2,3,5-테트라키스(2-메르캅토에틸티오)벤젠, 1,2,4,5-테트라키스(2-메르캅토에틸티오)벤젠, 1,2,3-트리스(2-메르캅토에틸티오)프로판, 그리고 테트라키스(2-메르캅토에틸티오메틸)메탄 등을 들 수 있다. 또한, 상기 서술한 폴리올 화합물과 산의 에스테르 화합물에는, 예를 들어, 트리메틸올프로판트리스(2-메르캅토아세테이트), 트리메틸올프로판트리스(3-메르캅토프로피오네이트), 펜타에리트리톨테트라키스(2-메르캅토아세테이트) 및 펜타에리트리톨테트라키스(3-메르캅토프로피오네이트) 등을 들 수 있다.
1 분자중에 메르캅토기를 3 개 이상 갖는 폴리티올 화합물 (B) 외 예로는, 1,2,3-프로판트리티올, 2-(2-메르캅토에틸티오)프로판-1,3-디티올, 2,2-비스(메르캅토메틸)-1,3-프로판디티올, 트리스(메르캅토메틸티오)메탄, 1,1,2,2-테트라키스(메르캅토에틸티오)에탄, 1,1,3,3-테트라키스(메르캅토에틸티오)프로판, 3-메르캅토메틸-1,5-디메르캅토-2,4-디티아펜탄, 테트라키스(메르캅토에틸티오)프로판, 비스(2-메르캅토에틸티오)-3-메르캅토프로판, 4-메르캅토메틸-1,8-디메르캅토-3,6-디티아옥탄, 4,7-비스(메르캅토메틸)-3,6,9-트리티아-1,11-운데칸디티올, 4,8-비스(메르캅토메틸)-3,6,9-트리티아-1,11-운데칸디티올, 5,7-비스(메르캅토메틸)-3,6,9-트리티아-1,11-운데칸디티올 등의 직사슬 또는 분기의 지방족 폴리티올 화합물을 들 수 있다.
이들 폴리티올 화합물의 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
폴리티올 성분은, 본원 발명의 효과를 보다 현저하게 얻는 관점에서, 바람직하게는, 2,5-비스(메르캅토메틸)-1,4-디티안, 펜타에리트리톨테트라키스(2-메르캅토아세테이트), 펜타에리트리톨테트라키스(3-메르캅토프로피오네이트), 4-메르캅토메틸-1,8-디메르캅토-3,6-디티아옥탄, 4,7-비스(메르캅토메틸)-3,6,9-트리티아-1,11-운데칸디티올, 4,8-비스(메르캅토메틸)-3,6,9-트리티아-1,11-운데칸디티올, 5,7-비스(메르캅토메틸)-3,6,9-트리티아-1,11-운데칸디티올트리메틸올프로판트리스(2-메르캅토아세테이트), 트리메틸올프로판트리스(3-메르캅토프로피오네이트), 부탄디올비스(2-메르캅토아세테이트), 부탄디올비스(3-메르캅토프로피오네이트), 디펜타에리트리톨헥사키스(2-메르캅토아세테이트), 및 디펜타에리트리톨헥사키스(3-메르캅토프로피오네이트) 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 포함하고, 보다 바람직하게는, 4,7-비스(메르캅토메틸)-3,6,9-트리티아-1,11-운데칸디티올, 4,8-비스(메르캅토메틸)-3,6,9-트리티아-1,11-운데칸디티올, 5,7-비스(메르캅토메틸)-3,6,9-트리티아-1,11-운데칸디티올, 4-메르캅토메틸-1,8-디메르캅토-3,6-디티아옥탄, 펜타에리트리톨테트라키스(3-메르캅토프로피오네이트), 2,5-비스(메르캅토메틸)-1,4-디티안, 펜타에리트리톨테트라키스(2-메르캅토아세테이트) 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 포함한다.
광학 부재용 중합성 조성물에 포함되는 폴리티올 성분은, 상기 폴리티올 화합물 (B) 만이어도 되고, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 1 분자중에 포함되는 메르캅토기가 2 개 이하인 폴리티올 화합물을 포함하고 있어도 된다.
폴리티올 화합물 (B) 의 양은, 광학 부재용 중합성 조성물에 포함되는 폴리티올 성분중, 바람직하게는 50 질량％ 이상, 보다 바람직하게는 70 질량％ 이상, 더욱 바람직하게는 90 질량％ 이상, 더욱 바람직하게는 95 질량％ 이상이며, 그리고, 100 질량％ 이하이다.
광학 부재용 중합성 조성물 중에 있어서의, 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 과 폴리티올 화합물 (B) 의 조합의 적합례로는, 이하의 [1] 및 [2] 를 들 수 있다.
[1] 1,3-비스(이소시아나토메틸)벤젠, 및, 비스(메르캅토메틸)-3,6,9-트리티아-1,11-운데칸디티올
[2] 1,3-비스(이소시아나토메틸)벤젠, 및, 4-메르캅토메틸-1,8-디메르캅토-3,6-디티아옥탄을 들 수 있다.
(티올 당량)
본 명세서에 있어서, 폴리티올 화합물의「티올 당량」이란, 당해 폴리티올 화합물의 하나의 분자중에 포함되는 티올기의 수를 분자량으로 나눗셈한 값이다. 또, 폴리티올 화합물의「티올 당량의 측정치」란, 이하와 같이 하여 얻어진 티올 당량이다.
약 0.1 g 의 측정 대상의 폴리티올 화합물에 30 mL 의 클로로포름 및 30 mL 의 2-프로판올을 더해 시료 용액으로 한다. 그 시료 용액에 0.05 mol/L 의 요오드 용액을 적하하고, 적하한 요오드 용액의 갈색이 소실되지 않게 되는 점을 종점으로 하였다. 그리고, 하기 식 (1) 로부터 티올 당량의 측정치를 산출한다.
티올 당량 (meq/g) = (적정량 (mL) × 요오드 용액의 팩터)/(시료량 (g) × 10000) ··· (1)
폴리티올 화합물의「티올 당량의 이론치」란, 당해 폴리티올 화합물의 하나의 분자중에 포함되는 티올기의 수를 분자량으로 나눗셈한 계산치이다.
폴리티올 화합물의「티올 당량비」란, 당해 폴리티올 화합물의 티올 당량의 이론치에 대한 티올 당량의 측정치의 비로 나타내는 수치이다.
광학 부재용 중합성 조성물을 조제하는 데에 사용되는 폴리티올 화합물 (B) 의 티올 당량비는, 바람직하게는 0.935 이상, 1.000 이하이며, 보다 바람직하게는 0.975 이상, 1.000 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.980 이상, 1.000 이하이며, 더욱더 바람직하게는 0.980 이상, 1.000 미만이며, 특히 바람직하게는 0.980 이상, 0.995 이하이다. 상기 값이 0.935 이상, 1.000 이하이면, 광학 부재용 중합성 조성물로부터 얻어지는 광학 부재의 백탁이나 맥리의 발생을 억제하기 쉬워진다. 또한, 티올 당량비는, 합성시의 정제 조건을 조정함으로써 폴리티올 화합물의 순도를 변화시키고, 그 결과로, 당해 폴리티올 화합물의 티올 당량의 측정치를 변화 시킴으로써, 원하는 값으로 조정할 수 있다.
(폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 과 폴리티올 화합물 (B) 의 사용 비율)
본 개시의 실시형태에 관련된 광학 부재용 중합성 조성물의 조제에 사용하는 폴리티올 화합물 (B) 및 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 의 사용 비율은, 바람직하게는, SH 기/NCO 기 = 0.3 ∼ 2.0 의 범위 내이고, 보다 바람직하게는 0.7 ∼ 1.5 의 범위 내이다.
또, 본 개시의 실시형태에 관련된 광학 부재용 중합성 조성물의 조제에 사용하는, 폴리티올 화합물 (B) 의 함유량이, 목적 성분의 비율을 소기의 비율로 맞추기 쉽게 하는 관점에서, 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 의 함유량보다 많은 것이 바람직하다.
폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 및 폴리티올 화합물 (B) 의 합계 함유량은, 광학 부재용 중합성 조성물 전체의 질량에 대해, 바람직하게는 60 질량％ 이상, 보다 바람직하게는 80 질량％ 이상이다.
[산성 인산에스테르 화합물 (C) ]
산성 인산에스테르 화합물 (C) 로는, 예를 들어, 산성 인산알킬에스테르를 들 수 있다. 산성 인산알킬에스테르의 알킬기의 탄소수는, 바람직하게는 1 이상, 보다 바람직하게는 4 이상이며, 그리고, 바람직하게는 20 이하, 보다 바람직하게는 12 이하이다.
산성 인산에스테르는, 인산모노에스테르, 인산디에스테르 중 어느 것이어도 되지만, 인산모노에스테르 및 인산디에스테르의 혼합물이 바람직하다.
산성 인산알킬에스테르로는, 예를 들어, 이소프로필애시드포스페이트, 부틸애시드포스페이트, 옥틸애시드포스페이트, 노닐애시드포스페이트, 데실애시드포스페이트, 이소데실애시드포스페이트, 트리데실애시드포스페이트, 스테아릴애시드포스페이트, 프로필페닐애시드포스페이트, 부틸페닐애시드포스페이트, 부톡시에틸애시드포스페이트를 들 수 있다. 인산모노에스테르 및 인산디에스테르의 혼합물로는, 예를 들어, 부톡시에틸애시드포스페이트와 디부톡시에틸애시드포스페이트의 혼합물을 들 수 있다.
산성 인산에스테르 화합물 (C) 의 함유량은, 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 과 폴리티올 화합물 (B) 의 합계 100 질량부에 대해, 0.1 ∼ 3.0 질량부이며, 바람직하게는 0.5 ∼ 3.0 질량부, 보다 바람직하게는 1.0 ∼ 3.0 질량부, 더욱 바람직하게는 1.5 ∼ 3.0 질량부이며, 특히 바람직하게는 2.0 ∼ 3.0 질량부이다.
산성 인산에스테르 화합물 (C) 의 함유량이, 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 과 폴리티올 화합물 (B) 의 합계 100 질량부에 대해 0.1 질량부 미만이면, 광학 부재용 중합성 조성물을 사용하여 제작한 광학 부재에 높은 염색성을 부여할 수 없게 된다. 또, 산성 인산에스테르 화합물 (C) 의 함유량이, 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 과, 1 분자내에 메르캅토기를 3 개 이상 갖는 폴리티올 화합물 (B) 의 합계 100 질량부에 대해 3.0 질량부를 상회하면, 산성 인산에스테르 화합물 (C) 을 과잉으로 사용하게 되고, 또, 광학 부재용 중합성 조성물을 사용하여 제작한 광학 부재가 실용에 적합한 특성 (투명성이나 내열성 등) 을 확보할 수 없게 될 우려가 있다.
산성 인산에스테르 화합물 (C) 은, 이형제로서의 역할을 완수함과 함께, 광학 부재용 중합성 조성물을 사용하여 제작한 광학 부재의 염색성을 향상시키는 효과가 있다. 더불어, 산성 인산에스테르 화합물 (C) 은, 후술하는 바와 같이 촉매로서의 기능을 나타내는 것으로 상정된다. 본 발명자들의 검토에 의하면, 염색성의 발현에는 소정 비율 이상의 산성 인산에스테르 화합물 (C) 의 존재가 필요하고, 또, 그러한 비율로 산성 인산에스테르 화합물 (C) 을 첨가해도, 이형성이나 광학 특성에 영향을 주지 않는 것이 판명되어 있다. 따라서, 소정 비율 이상의 산성 인산에스테르 화합물을 사용함으로써, 광학 부재용 중합성 조성물을 사용하여 제작한 광학 부재의 이형성을 확보하면서, 광학 부재의 염색성을 향상시키고, 또한 중합에 필요한 중합 촉매의 양을 저감하거나 또는 없앨 수 있다.
산성 인산에스테르 화합물이, 광학 부재의 염색성을 향상시키는 이유는 이에 한정되는 것은 아니지만, 광학 부재용 중합성 조성물 중의 산성 인산에스테르의 양이 많아지면, 성형형과 광학 부재용 중합성 조성물의 계면에 산성 인산에스테르가 존재하기 쉬워지는 것, 그 결과, 얻어지는 광학 부재의 표면에 산성 인산에스테르가 갖는 친수성의 관능기가 존재하기 쉬워지는 것, 및, 염색액에 포함되는 수분이나 친수성의 성분과 상기 광학 부재 표면의 친수기에 의해 염료가 광학 부재에 받아들여지기 쉬워지는 것이 하나의 이유라고 추정된다.
[그 밖의 성분]
본 개시의 일 실시형태에 관련된 광학 부재용 중합성 조성물은, 1 분자내에 방향 고리를 1 개 이상 갖는 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A), 1 분자내에 메르캅토기를 3 개 이상 갖는 폴리티올 화합물 (B), 및, 산성 인산에스테르 화합물 (C) 만으로 이루어지는 것이어도 된다. 그러나, 본 개시의 일 실시형태에 관련된 광학 부재용 중합성 조성물은, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 필요에 따라, 1 분자내에 방향 고리를 1 개 이상 갖는 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A), 1 분자내에 메르캅토기를 3 개 이상 갖는 폴리티올 화합물 (B), 및, 산성 인산에스테르 화합물 (C) 이외의 화합물을 포함해도 된다. 이와 같은 화합물로는, 예를 들어, 상기 화합물과 공중합 가능한 화합물, 아민 등으로 대표되는 활성 수소 화합물, 에폭시 화합물, 올레핀 화합물, 카보네이트 화합물, 산성 인산에스테르 화합물 (C) 이외의 에스테르 화합물, 금속, 금속 산화물, 유기 금속 화합물 및 무기물 등을 들 수 있다. 이들의 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
또, 목적에 따라, 본 개시의 광학 부재용 중합성 조성물에, 중합 촉매, 사슬 연장제, 가교제, 광 안정제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 유용 (油溶) 염료, 충전제, 착색 방지제, 형광 증백제, 산성 인산에스테르 화합물 (C) 이외의 이형제 및 블루잉제 등의 여러 가지의 물질을 첨가해도 된다. 또한, 원하는 반응 속도로 조정하기 위해서, 폴리우레탄의 제조에 있어서 사용되는 공지된 반응 촉매를 본 개시의 광학 부재용 중합성 조성물에 적절히 첨가할 수도 있다.
(중합 촉매)
중합 촉매는, 바람직하게는 주석을 함유하는 화합물, 보다 바람직하게는 유기 주석 화합물, 더욱 바람직하게는 알킬 주석 할라이드 화합물 또 알킬 주석 화합물이다.
알킬 주석 할라이드 화합물로는, 예를 들어, 디부틸 주석 디클로라이드, 디메틸 주석 디클로라이드, 모노메틸 주석 트리클로라이드, 트리메틸 주석 클로라이드, 트리부틸 주석 클로라이드, 트리부틸 주석 플루오라이드, 디메틸 주석 디브로마이드 등을 들 수 있다.
알킬 주석 화합물로는, 예를 들어, 디부틸 주석 디아세테이트, 디부틸 주석 디라우레이트 등을 들 수 있다.
이들 중에서도, 디부틸 주석 디클로라이드, 디메틸 주석 디클로라이드, 디부틸 주석 디아세테이트, 디부틸 주석 디라우레이트가 바람직하다.
상기 서술한 바와 같은 주석을 함유하는 화합물은, 광학 부재용 중합성 조성물의 중합에 있어서, 대체로 높은 촉매 작용을 발현하기 때문에, 양호한 특성을 구비한 광학 부재를 얻는 데에 적합한 중합 촉매이다. 그러나, 이 화합물은 주석을 포함하고 있기 때문에 환경에 대한 부하가 높아, 사용량을 최대한 줄이는 것이 바람직하다.
중합 촉매의 함유량은, 1 분자내에 방향 고리를 1 개 이상 갖는 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 및 1 분자중에 메르캅토기를 3 개 이상 갖는 폴리티올 화합물 (B) 의 합계량 100 질량부에 대해, 0.006 질량부 이하이며, 바람직하게는 0.005 질량부 이하, 보다 바람직하게는 0.003 질량부 이하, 더욱 바람직하게는 0.001 질량부 이하, 가장 바람직하게는 0 질량부이다.
본 발명자들의 검토에 따르면, 산성 인산에스테르 화합물을 사용함으로써, 중합 촉매의 사용량을 저감하거나 또는 사용하지 않을 수 있는 것이 판명되었다. 이는, 산성 인산에스테르 화합물이 촉매 작용을 나타내는 것이 한 요인으로 생각된다. 이 때문에, 주석을 함유하는 화합물로 이루어지는 중합 촉매의 사용량을 크게 저감하거나 또는 사용하지 않을 수 있다. 중합 촉매의 첨가량을 상기 범위로 함으로써, 환경에 대한 부하가 적은 광학 부재용 중합성 조성물로 할 수 있다.
(자외선 흡수제)
자외선 흡수제로는, 예를 들어, 벤조트리아졸계 화합물, 벤조페논계 화합물, 디벤조일메탄, 디벤조일메탄계 화합물을 들 수 있다. 이들 중에서도 벤조트리아졸계 화합물, 또는 벤조페논계 화합물이 바람직하다.
벤조트리아졸계 화합물로는, 예를 들어, 2-(2-하이드록시-5-메틸페닐)-2H-벤조트리아졸, 2-(2-하이드록시-3,5-디-tert-부틸페닐)-5-클로로-2H-벤조트리아졸, 2-(3-tert-부틸-2-하이드록시-5-메틸페닐)-5-클로로-2H-벤조트리아졸, 2-(2-하이드록시-3,5-디-tert-아밀페닐)-2H-벤조트리아졸, 2-(2-하이드록시-3,5-디-tert-부틸페닐)-2H-벤조트리아졸, 2-(2-하이드록시-5-tert-부틸페닐)-2H-벤조트리아졸, 2-(2-하이드록시-5-옥틸페닐)-2H-벤조트리아졸, 2-(2-하이드록시-4-에틸옥시페닐)-2H-벤조트리아졸, 2-(2-하이드록시-4-프로필옥시페닐)-2H-벤조트리아졸, 2-(2-하이드록시-4-옥틸옥시페닐)-2H-벤조트리아졸, 2-(2-하이드록시-4-옥틸옥시페닐)-5-클로로-2H-벤조트리아졸을 들 수 있다.
벤조페논계 화합물로는, 예를 들어, 2,4-디하이드록시벤조페논, 2-하이드록시-4-메톡시벤조페논, 2-하이드록시-4-메톡시벤조페논-5-술포닉애시드, 2-하이드록시-4-n-옥톡시벤조페논, 2-하이드록시-4-n-도데실옥시벤조페논, 2-하이드록시-4-벤질옥시벤조페논, 2,2'-디하이드록시-4-메톡시벤조페논을 들 수 있다.
디벤조일메탄계 화합물로는, 예를 들어, 4-tert-부틸-4'-메톡시디벤조일메탄을 들 수 있다.
이들은, 1 종 또는 2 종 이상을 사용해도 된다.
자외선 흡수제의 첨가량은, 폴리티올 화합물 (B) 및 폴리이소(티오)시아네이트 화합물의 합계량 100 질량부에 대해, 바람직하게는 0.01 질량부 이상, 보다 바람직하게는 0.10 질량부 이상, 더욱 바람직하게는 0.30 질량부 이상, 더욱 바람직하게는 0.40 질량부 이상이며, 그리고, 바람직하게는 5 질량부 이하, 보다 바람직하게는 3 질량부 이하, 더욱 바람직하게는 2 질량부 이하이다.
(블루잉제)
블루잉제로는, 파랑계와 빨강계의 염료 또는 안료를 들 수 있다. 블루잉제의 첨가량은, 이소(티오)시아네이트 화합물에 대해, 바람직하게는 2 ∼ 20 ppm, 보다 바람직하게는 3 ∼ 35 ppm, 더욱 바람직하게는 6 ∼ 30 ppm 이다.
[광학 부재용 중합성 조성물의 조제 방법]
광학 부재용 중합성 조성물은, 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A), 폴리티올 화합물 (B), 산성 인산에스테르 화합물 (C), 및, 필요에 따라 사용되는 상기 서술한 그 밖의 성분을 통상적인 방법에 의해 혼합함으로써 조제할 수 있다.
각 성분은, 동시에, 또는, 임의의 순서로 순차, 혼합할 수 있다. 구체적인 혼합 방법에는, 특별히 제한은 없고, 중합성 조성물의 조제 방법으로서 공지된 방법을, 아무런 제한 없이 채용할 수 있다.
광학 부재용 중합성 조성물의 조제 방법의 일 양태에 있어서는, 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A), 1 분자중에 메르캅토기를 3 개 이상 갖는 폴리티올 화합물 (B), 및, 필요에 따라 사용되는 상기 서술한 그 밖의 성분의 혼합물 중 적어도 하나를 조제한 후에, 산성 인산에스테르 (C) 를 혼합한다. 산성 인산에스테르 (C) 의 첨가·교반 시에 원료에 기포가 발생하는 경우가 있고, 산성 인산에스테르 화합물 (C) 의 사용량이 많은 경우, 기포의 발생이 현저해진다. 그러나, 산성 인산에스테르 화합물 (C) 의 첨가를 중합성 조성물의 조제 공정의 종반에 실시함으로써, 발생한 기포가 제조 공정 중에 오래 존재하는 것을 방지하여, 제조 설비가 손상되거나 중합성 조성물의 품질이 저하되거나 하는 것을 회피하기 쉬워진다.
광학 부재용 중합성 조성물의 조제 방법의 다른 일 양태에 있어서는, 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A), 1 분자중에 메르캅토기를 3 개 이상 갖는 폴리티올 화합물 (B), 및, 필요에 따라 사용되는 상기 서술한 그 밖의 성분의 혼합물 중 적어도 하나를 조제한 후에, 이 혼합물에 블루잉제와 산성 인산에스테르 (C) 를 첨가하여 혼합한다. 이와 같이, 산성 인산에스테르 (C) 의 첨가를 중합성 조성물의 조제 공정의 종반에 실시함과 함께 블루잉제를 동시에 첨가함으로써, 광학 부재용 중합성 조성물의 조제시에 기포가 발생하기 쉬워지는 것을 방지할 수 있는 것에 더해, 블루잉제의 분해를 억제할 수 있다.
[광학 부재 및 착색 광학 부재]
상기 서술한 광학 부재용 중합성 조성물을 중합시켜 소정 형상의 중합물을 생성함으로써, 광학 부재를 얻을 수 있다. 요컨대, 광학 부재는, 광학 부재용 중합성 조성물의 중합물로 이루어진다. 광학 부재는, 후술하는 바와 같이, 광학 부재용 중합성 조성물을 성형형에 넣어 중합시키고, 중합물을 성형형으로부터 이형하여 꺼냄으로써 제작할 수 있다.
광학 부재로는, 안경 렌즈, 카메라 렌즈, 프리즘, 광섬유, 및, 이들에 사용되는 기재, 광 디스크 혹은 자기 디스크 등에 사용되는 기록 매체용 기판, 컴퓨터의 디스플레이에 부설하는 광학 필터 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 안경 렌즈나 안경 렌즈의 기재가 바람직하고, 안경 렌즈의 기재가 보다 바람직하다.
그리고, 광학 부재는, 후술하는 바와 같이, 염료로 소정의 농도로 염색함으로써, 착색 광학 부재가 된다. 요컨대, 광학 부재용 중합성 조성물의 중합물을 염료로 염색한 광학 부재이다. 광학 부재가 안경 렌즈나 안경 렌즈용 기재인 경우, 염색된 광학 부재는, 선글래스 등의 염색 렌즈나 선글래스 등의 염색 렌즈용의 기재가 된다.
본 개시의 실시형태에 관련된 광학 부재용 중합성 조성물을 사용하여 제작된 광학 부재는 염색성이 우수하기 때문에, 충분한 염색 농도로 염색된 광학 부재를 용이하게 얻을 수 있다. 또, 본 개시의 실시형태에 관련된 광학 부재는, 중합 촉매의 함유량을 줄일 수 있기 때문에, 친환경적인 광학 부재로 할 수 있다. 게다가 본 개시의 일 실시의 형태에 관련된 착색 광학 부재는, 상기 광학 부재가 염색되기 쉽기 때문에, 충분한 농도로 양호하게 착색되고, 또한 염색중에 광학 부재의 변형 등을 일으키는 경우가 없이 양호한 광학 특성을 발휘할 수 있는 것이다.
(안경 렌즈)
상기 광학 부재를 안경 렌즈로 하는 경우, 광학 부재를 그대로 안경 렌즈로서 사용해도 되고, 안경 렌즈용 기재에 기능층을 형성하거나 가공하거나 하여 안경 렌즈로 해도 된다.
안경 렌즈의 표면 형상은 특별히 한정되지 않고, 평면, 볼록면, 오목면 등 중 어느 것이어도 된다.
안경 렌즈는, 단초점 렌즈, 다초점 렌즈, 누진 굴절력 렌즈 등 중 어느 것이어도 된다. 예를 들어, 일례로서 누진 굴절력 렌즈에 대해서는, 통상, 근용부 영역 (근용부) 및 누진부 영역 (중간 영역) 이, 하방 영역에 포함되고, 원용부 영역 (원용부) 이 상방 영역에 포함된다.
안경 렌즈는, 피니시형 안경 렌즈여도 세미 피니시형 안경 렌즈여도 된다. 또한, 세미 피니시형 안경 렌즈는, 연마나 연삭에 의해 실사용되는 안경 렌즈로 가공되는 것이다.
안경 렌즈의 두께 및 직경은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 두께는 통상 1 ∼ 30 ㎜ 정도, 직경은 통상 50 ∼ 100 ㎜ 정도이다.
안경 렌즈의 굴절률 ne 는, 바람직하게는 1.53 이상, 보다 바람직하게는 1.55 이상, 보다 바람직하게는 1.58 이상, 더욱 바람직하게는 1.60 이상, 더욱 바람직하게는 1.67 이상, 더욱 바람직하게는 1.70 이상이며, 바람직하게는 1.80 이하이다.
안경 렌즈에 형성할 수 있는 기능층으로는, 나아가, 하드 코트층, 프라이머층, 반사 방지막 및 발수막으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 들 수 있다.
하드 코트층은, 내찰상성 향상을 위해서 형성되고, 바람직하게는 유기 규소 화합물, 산화주석, 산화규소, 산화지르코늄, 산화티탄 등의 미립자상 무기물 등을 갖는 코팅액을 도공하여 형성할 수 있다.
프라이머층은, 내충격성을 향상시키기 위해서 형성되고, 예를 들어, 폴리우레탄을 주성분으로 한다. 여기서 폴리우레탄의 함유량은, 프라이머층 중, 바람직하게는 50 질량％ 이상이다.
반사 방지막으로는, 산화규소, 이산화티탄, 산화지르코늄, 산화탄탈 등을 적층한 막을 들 수 있다.
발수막으로는, 불소 원자를 갖는 유기 규소 화합물을 사용하여 형성할 수 있다.
[광학 부재의 제조 방법]
본 실시형태에 관련된 광학 부재의 제조 방법에 있어서는, 상기 서술한 광학 부재용 중합성 조성물의 제조 방법에 의해 얻어지는 광학 부재용 중합성 조성물을 사용하여, 성형형에 의해 광학 부재를 성형한다.
광학 부재가 안경 렌즈나 안경 렌즈용 기재인 경우, 바람직하게는, 광학 부재용 중합성 조성물을 주형 중합법으로 중합한다. 이 경우, 예를 들어, 광학 부재용 중합성 조성물을, 유리 또는 금속제의 몰드와, 테이프 또는 개스킷을 조합한 몰드형에 주입하고 중합을 실시함으로써 안경 렌즈나 안경 렌즈용 기재를 얻을 수 있다.
구체적으로는, 먼저, 1 분자내에 메르캅토기를 3 개 이상 갖는 폴리티올 화합물 (B) 과, 1 분자내에 방향 고리를 1 개 이상 갖는 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 과, 산성 인산에스테르 화합물 (C) 과, 필요에 따라 첨가되는 중합 촉매를 혼합하여 광학 부재용 중합성 조성물을 제작한다. 그리고, 필요에 따라 광학 부재용 중합성 조성물을 탈포하고, 그 후, 광학 부재용 중합성 조성물을 성형형에 주입하고, 성형형에 주입한 중합성 조성물을 중합시킨다. 성형형에는, 예를 들어 유리 또는 금속제의 몰드형이 사용된다.
광학 부재용 중합성 조성물의 중합 조건은, 중합성 조성물에 따라, 적절히 설정할 수 있다.
성형형내에서 광학 부재용 중합성 수지를 중합시킬 때의 중합 온도는, 예를 들어, 0 ∼ 130 ℃ 이다. 중합 개시 온도는, 바람직하게는 0 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 10 ℃ 이상이며, 바람직하게는 50 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 40 ℃ 이하이다. 중합 개시 온도로부터 승온하고, 그 후, 가열하여 경화 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 승온 최고 온도는, 통상 110 ℃ 이상 130 ℃ 이하이다.
성형형내에서 광학 부재용 중합성 수지를 중합시킬 때의 중합 시간은, 예를 들어 3 ∼ 96 시간이다.
중합 종료 후, 광학 부재를 이형하고, 어닐 처리를 실시해도 된다. 어닐 처리의 온도는, 바람직하게는 100 ∼ 150 ℃ 이다.
[광학 부재의 염색 공정]
광학 부재용 중합성 조성물의 중합물인 광학 부재를 염료로 염색함으로써, 선글래스나, 패션성이 부여된 안경 렌즈, 혹은, 그러한 안경 렌즈용의 기재로 할 수 있다.
광학 부재를 염색하기 위해서는, 염료를 포함하는 용액 (염료액) 에 광학 부재를 침지함으로써, 광학 부재의 표면에 염료를 함침시키는 방법 (침지 염색법) 을 사용할 수 있다. 본 개시의 실시형태에 관련된 광학 부재용 중합성 조성물을 사용하여 제작된 광학 부재는 염색성이 우수하기 때문에, 종래보다 짧은 시간에 소기의 염색 농도로 광학 부재를 염색하는 것이 가능해진다.
염색 공정에 있어서, 염색 온도 및 시간은, 목표로 하는 염색 농도에 따라 적절히 설정할 수 있다.
염색 온도 (염료액의 온도) 는, 광학 부재의 염색을 촉진하는 관점에서, 바람직하게는 80 ∼ 100 ℃, 보다 바람직하게는 90 ∼ 98 ℃ 이다.
염색 시간은, 생산성을 높임과 함께, 광학 부재의 변형이나 변질을 방지하는 관점에서, 바람직하게는 120 분 이하, 보다 바람직하게는 60 분 이하, 더욱 바람직하게는 30 분 이하이며, 또, 필요한 염색 농도로 염색하는 관점에서, 바람직하게는 3 분 이상, 보다 바람직하게는 5 분 이상, 더욱 바람직하게는 7 분 이상이다.
본 개시의 실시형태에 관련된 광학 부재용 중합성 조성물을 사용하여 제작된 광학 부재는 염색성이 우수하기 때문에, 상기 염색 조건으로 염색을 실시했을 경우, 일 양태에 있어서는, 염색 농도가 50 ％ 이상인 높은 농도로 염색을 실시할 수 있다. 또, 다른 일 양태에 있어서는, 산성 인산에스테르의 함유량이 본 개시의 중합성 조성물에 있어서의 수치 범위를 하회하는 중합성 조성물에 비해, 동일한 염색 농도로 염색하는 데에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.
침지 염색법에 사용되는 염료는, 예를 들어, 유용 염료, 분산 염료를 들 수 있다. 이들 중에서도, 분산 염료가 바람직하다. 분산 염료로는, 예를 들어, 안트라퀴논계, 아조계, 퀴놀린계의 분산 염료를 들 수 있다. 이들 중에서도, 안트라퀴논계가 바람직하다. 이들 염료는, 원하는 색으로 광학 부재용 수지를 염색할 수 있도록, 1 종 또는 2 종 이상을 사용해도 된다.
염색액중의 염료의 함유량은, 바람직하게는 1 g/L 이상 10 g/L 이하이다.
염색액은, 바람직하게는 계면 활성제를 추가로 함유한다.
계면 활성제로는, 예를 들어, 알킬벤젠술폰산염, 알킬술포숙신산염, 라우릴황산염, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄 지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴페놀에테르술폰산에스테르를 들 수 있다. 이들은, 1 종 또는 2 종 이상을 사용해도 된다.
염색액은, 염색을 촉진하는 캐리어를 첨가해도 된다.
캐리어로는, 예를 들어, 방향 고리를 갖는 알코올, 페놀계 화합물, 나프탈렌계 화합물, 벤조페논계 화합물, 할로겐 원자를 포함하는 방향족 화합물을 들 수 있다.
방향 고리를 갖는 알코올로는, 예를 들어, 벤질알코올, 신나밀알코올을 들 수 있다.
페놀계 화합물로는, 예를 들어, o-페닐페놀, p-페닐페놀을 들 수 있다.
나프탈렌계 화합물로는, 예를 들어, 메틸나프탈렌을 들 수 있다.
할로겐 원자를 포함하는 방향족 화합물로는, 예를 들어, 모노클로로벤젠, o-디클로로벤젠, m-디클로로벤젠, 1,2,4-트리클로로벤젠, 1,2,5-트리클로로벤젠, 1,3,5-트리클로로벤젠, 1,2,3-트리클로로벤젠, 테트라클로로벤젠, 펜타클로로벤젠, 헥사클로로벤젠, 모노클로로나프탈렌, 디클로로나프탈렌을 들 수 있다. 이들은 1 종 또는 2 종 이상을 사용해도 된다.
침지 염색법에 의한 염색이 곤란한 경우에는, 가압 염색법, 염료막 가열법, 승화 염색법 등에 의해 염색해도 된다.
[안경]
본 개시의 일 실시형태에 관련된 안경은, 안경 렌즈와 이 안경 렌즈를 장착한 프레임을 갖는다.
프레임으로는, 예를 들어, 1 쌍의 림과 당해 림간에 형성된 브리지와 당해 림의 편단에 형성된 1 쌍의 템플을 갖는다.
림은, 하프 림이어도 된다.
프레임으로는, 이른바 림리스 프레임이어도 된다. 이 경우, 안경은, 예를 들어, 1 쌍의 안경 렌즈와, 당해 안경 렌즈간에 형성된 브리지와, 당해 안경 렌즈의 편단에 형성된 1 쌍의 템플을 갖는다.
본 개시는, 상기 서술한 각 성분의 예, 함유량, 각종 물성에 대해서는, 발명의 상세한 설명에 예시 또는 바람직한 범위로서 기재된 사항을 임의로 조합하여도 된다.
또, 실시예에 기재한 조성에 대해, 발명의 상세한 설명에 기재한 조성으로 조정을 실시하면, 클레임한 조성 범위 전역에 걸쳐서 실시예와 동일하게 본 개시에 관련된 실시형태를 실시할 수 있다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 개시를 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 개시는 이들 실시예에 제한되는 것은 아니다.
이하, 본 개시를 실시예에 의해 구체적으로 설명한다. 폴리티올 화합물을 포함하는 조성물의 티올 당량 및 티올 당량비의 측정, 광학 부재용 중합성 조성물의 외관의 평가, 및, 광학 부재용 중합성 조성물의 중합물인 광학 부재의 외관 및 염색성의 평가는, 이하의 순서로 실시했다.
(티올 당량의 이론치 및 측정치)
광학 부재용 중합성 조성물을 조제할 때에 사용한, 1 분자내에 메르캅토기를 3 개 이상 갖는 폴리티올 화합물의 하나의 분자중에 포함되는 티올기의 수를 당해 폴리티올 화합물의 분자량으로 나눗셈하여, 티올 당량의 이론치를 산출하였다. 또, 폴리티올 화합물의 티올 당량의 측정치를 이하의 방법으로 측정하였다.
약 0.1 g 의 측정 대상의 폴리티올 화합물에 30 mL 의 클로로포름 및 30 mL 의 2-프로판올을 더해 시료 용액으로 한다. 그 시료 용액에 0.05 mol/L 의 요오드 용액을 적하하고, 적하한 요오드 용액의 갈색이 소실되지 않게 되는 점을 종점으로 하였다. 그리고, 하기 식으로부터 티올 당량의 측정치를 산출한다.
티올 당량 (meq/g) = (적정량 (mL) × 요오드 용액의 팩터)/(시료량 (g) × 10)
(티올 당량비)
상기 티올 당량의 측정치를, 상기 티올 당량의 이론치로 나눗셈하여, 티올 당량비를 산출하였다.
(광학 부재용 중합성 조성물의 외관)
실시예 및 비교예에서 조제한 직후의 광학 부재용 중합성 조성물의 외관을 관찰하여, 기포의 발생 유무를 조사하였다. 기포의 발생이 없는 것을 G, 기포의 발생이 인정되는 것을 B 로 평가하였다.
(광학 부재의 외관)
우시오전기 주식회사 제조 옵티컬 모듈렉스 SX-UI251HQ 를 사용하여 투영 검사를 실시하였다. 광원으로서 고압 UV 램프 USH-102D 를 사용하여 1 m 의 거리에 백색의 스크린을 설치하고, 피검 수지를 광원과 스크린의 사이에 삽입하고, 스크린 상의 투영 이미지를 관찰하여, 하기 기준에 기초하여 판정을 실시하였다. A ∼ C 를 합격, D 및 E 를 불합격으로 하였다.
A : 투영 이미지에 선상의 부정 (不整) 이 전혀 없다.
B : 투영 이미지에 선상의 극히 엷은 부정이 있다.
C : 투영 이미지에 선상의 엷은 부정이 있다.
D : 투영 이미지에 선상의 진한 부정이 있다.
E : 투영 이미지에 선상의 현저한 부정이 있다.
(광학 부재의 염색성)
고속 적분구식 분광 투과율 측정기「DOT-3」(주식회사 무라카미 색채 기술 연구소 제조) 을 사용하여, 시료의 파장 550 ㎚ 에 있어서의 광선 투과율을 측정하고, 하기 식 (2) 을 사용하여 염색 농도 (％) 를 산출하였다.
염색 농도 (％) = 100 (％) - 550 ㎚ 의 광선 투과율 (％) ··· (2)
상기 염색 농도는, 수치가 클수록 광학 부재가 고농도로 염색되어 있는 것을 나타낸다.
그리고, 염색 농도가 50 ％ 에 이르는 데 필요로 하는 시간을 카운트하고, 이하의 기준으로 염색성을 평가하였다.
E : 매우 빠르게 물든다 (10 분 이내에 염색 농도 50 ％ 에 도달)
VG : 빠르게 물든다 (염색 농도 50 ％ 에 도달하는 데 10 분 초과 15 분 이내)
G : 느리게 물든다 (염색 농도 50 ％ 에 도달하는 데 15 분 초과 20 분 이내)
B : 매우 느리게 물든다 (염색되지만, 20 분 이내에 염색 농도 50 ％ 에는 도달하지 않는다)
다음으로 실시예 및 비교예의 안경 렌즈용 기재를 이하와 같이 하여 제작하였다. 또한, 실시예 및 비교예의 광학 부재용 중합성 조성물을 조제함에 있어서, 미리, 이하의 성분을 준비하였다.
·1 분자내에 방향 고리를 1 개 이상 갖는 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 : m-자일릴렌디이소시아네이트 (이하, m-XDI)
·1 분자내에 3 개의 메르캅토기를 갖는 폴리티올 화합물 : 4,8-디메르캅토메틸-1,11-디메르캅토-3,6,9-트리티아운데칸 (이하, FSH). 티올 당량비는, 0.920, 0.935, 0.950, 1.000 의 4 종류.
·산성 인산에스테르 화합물 (C) : 부톡시에틸애시드포스페이트 및 디부톡시에틸애시드포스페이트의 혼합물 (죠호쿠 화학공업 주식회사 제조, 상품명 : JP-506)
·중합 촉매 : 디메틸주석디클로라이드
(실시예 1)
m-XDI 를 50.6 질량부, 티올 당량비가 0.935 인 FSH 를 49.4 질량부, 및, 0.10 질량부의 JP-506 을, 실온중에서 충분히 교반 혼합하여 얻어진 혼합물을, 5 mmHg 의 감압하에서 탈포하고, 균일한 단량체 혼합물을 조제하였다. 이 단량체 혼합물을 1 쌍의 유리 몰드와 수지제 개스킷으로 이루어지는 성형형중에 주입하였다. 또한, 상기 1 쌍의 유리 몰드는 상형 곡률 600 ㎜, 하형 곡률 120 ㎜ 로 이루어지는 것을 사용하고, 플라스틱 렌즈의 중심 두께가 5 ㎜, 직경이 75 ㎜ 가 되도록 성형형을 조립하였다.
단량체 혼합물을 성형형에 주입후, 20 ℃ 에서 120 ℃ 까지 15 시간 들여 승온시키고, 120 ℃ 에서 4 시간, 가열 중합하고, 냉각시켜 성형형으로부터 플라스틱 렌즈를 꺼내어 실시예 1 의 안경 렌즈용 기재를 얻었다.
(안경용 렌즈 기재의 염색)
비커에 넣은 1 리터의 순수를 스터러로 교반하면서, 간접 조 (槽) 를 사용하여 95 ℃ 로 보온하였다. 그리고, 보온한 비커 안의 순수에, 염색 캐리어로서 신나밀알코올 5 mL, 계면 활성제로서 2-에틸헥실황산나트륨 (40 질량％ 수용액)「신토렉스 EH-R」(니치유 주식회사 제조) 5 mL 와, 폴리옥시에틸렌스테아릴페놀에테르술폰산에스테르 (35 질량％ 수용액)「네오놀 20」(세이켄 화공 주식회사 제조) 1.5 mL 를 첨가하였다. 그리고, 그레이계로 염색되도록, 분산 염료로서 청색 염료「FSP Blue AUL-S」(후타바 산업 주식회사 제조 안트라퀴논계 분산 염료) 2.80 g, 적색 염료「FSP Red E-A」(후타바 산업 주식회사 제조 안트라퀴논계 분산 염료) 0.35 g, 황색 염료「FSP Yellow FL」(후타바 산업 주식회사 제조) 0.22 g, 갈색 염료「FSP Red S-N」(후타바 산업 주식회사 제조) 0.75 g 첨가하였다. 그리고, 스터러를 사용하여 비커 안의 수용액을 60 분 이상 교반하고, 각 첨가물을 균일하게 분산 및 용해시켜, 염색액을 제작하였다. 또한, 염색액을 조합하는 동안, 액온이 항상 95 ℃ 의 일정 온도를 유지하도록 계속 보온하였다.
95 ℃ 의 염색액에, 안경용 렌즈 기재를 600 초 침지하여, 염색을 실시하였다. 그리고, 염색 농도를 측정하였다. 그 결과를 표 1 에 나타낸다.
(실시예 2 ∼ 27)
표 1 에서 중합 촉매의 함유량이「0」으로 되어 있는 실시예는, 티올 당량비, 및, 산성 인산에스테르 화합물의 사용량을 표 1 에 기재된 값으로 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 순서로, 또, 그 이외의 실시예는, 티올 당량비, 및, 산성 인산에스테르 화합물의 사용량을 표 1 에 기재된 값으로 하고, 또한, 중합 촉매를 표 1 에 나타내는 함유량으로 다른 재료와 함께 교반 혼합한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 순서로, 광학 부재용 중합성 조성물을 제작하였다. 그리고, 실시예 1 과 동일한 순서로 안경 렌즈용 기재를 제작하여, 염색을 실시하였다.
(비교예 1 ∼ 7)
티올 당량비, 및, 산성 인산에스테르 화합물의 사용량을 표 1 에 기재된 값으로 변경하고, 또한, 중합 촉매를 표 1 에 나타내는 함유량으로 다른 재료와 함께 교반 혼합한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 순서로, 광학 부재용 중합성 조성물을 제작하였다. 그리고, 실시예 1 과 동일한 순서로 안경 렌즈용 기재를 제작하고, 염색을 실시하였다.
결과를 표 1 에 나타낸다.
Figure pct00001
표 1 로부터 분명한 바와 같이, 실시예 1 ∼ 27 의 광학 부재용 중합성 조성물은 기포의 발생이 없는 무색 투명한 것임을 알 수 있다. 또, 이들을 사용함으로써, 중합 촉매를 함유하지 않거나, 또는, 중합 촉매의 함유량이 비교예 1 ∼ 6 에 비해 매우 적더라도 중합을 실시할 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 얻어진 광학 부재는 맥리가 적고 양호한 광학 특성을 발휘할 수 있는 것, 및, 얻어진 착색 광학 부재는 충분한 농도로 착색되어 있는 것을 알 수 있다. 이들 실험 결과로부터 분명한 바와 같이, 적절한 양의 산성 에스테르 화합물을 함유함으로써, 광학 부재의 광학 성능을 저하시키는 일 없이, 염색성을 개선하고, 게다가 산성 에스테르 화합물이 촉매의 역할을 하고 있는 것을 이해할 수 있다.
한편, 비교예 1 ∼ 6 의 광학 부재용 중합성 조성물은 외관에는 특별한 문제가 없고 기포의 발생은 관찰되지 않지만, 중합 촉매의 사용량이 실시예의 것에 비해 많다. 그리고, 이들을 사용하여 제작된 광학 부재는, 비교예 2 를 제외하고, 외관이 실시예와 동등 이상의 수준에 있고 맥리의 발생은 허용 범위 내였지만, 염색성이 실시예의 것보다 열등한 것을 알 수 있다. 요컨대, 산성 에스테르 화합물의 양이 실시예 1 ∼ 27 보다 적고, 중합 촉매의 양이 실시예 1 ∼ 27 에 비해 적음으로써, 조성물을 중합하여 광학 부재를 얻을 수 있기는 하지만, 얻어지는 광학 부재는 염색성이 열등한 것을 알 수 있다.
비교예 7 의 광학 부재용 중합성 조성물은, 산성 인산에스테르 화합물의 함유량이 지나치게 많은 것에 기인하여, 중합성 조성물 자체에 기포가 관찰되고 있다. 이 때문에, 광학 부재의 제작전에 기포를 충분히 제거하는 수고가 필요해지거나, 의도하지 않게 광학 부재에 기포가 잔존하여 광학 부재의 특성이 손상되어 버리거나 할 우려가 있는 것을 알 수 있다.
마지막으로, 본 개시의 실시형태를 총괄한다.
본 개시의 실시형태인 광학 부재용 중합성 조성물은, 1 분자내에 1 개 이상의 방향 고리를 갖는 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 과, 1 분자내에 메르캅토기를 3 개 이상 갖는 폴리티올 화합물 (B) 과, 산성 인산에스테르 화합물 (C) 을 함유하고, 산성 인산에스테르 화합물 (C) 의 함유량이, 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 및 폴리티올 화합물 (B) 의 합계 100 질량부에 대해, 0.1 ∼ 3.0 질량부이며, 중합 촉매의 함유량이, 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 및 폴리티올 화합물 (B) 의 합계 100 질량부에 대해, 0.006 질량부 이하이다.
상기 서술한 실시의 양태에 의하면, 그 중합물이 염료로 물들기 쉽고, 게다가, 중합 촉매의 함유량을 줄일 수 있는 광학 재료용 중합성 조성물로 할 수 있다.
금번 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 하는 것이다. 본 개시의 범위는 상기한 설명이 아니라 청구의 범위에 의해 나타나고, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
본 개시는, 상기 각 성분의 예, 함유량, 각종 물성에 대해서는, 발명의 상세한 설명에 예시 또는 바람직한 범위로서 기재된 사항을 임의로 조합해도 된다.
또, 실시예에 기재한 조성에 대해, 발명의 상세한 설명에 기재한 조성이 되도록 조정을 실시하면, 클레임한 조성 범위 전역에 걸쳐서 실시예와 동일하게 개시된 실시형태를 실시할 수 있다.

Claims (8)

1 분자내에 방향 고리를 1 개 이상 갖는 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 과, 1 분자내에 메르캅토기를 3 개 이상 갖는 폴리티올 화합물 (B) 과, 산성 인산에스테르 화합물 (C) 을 함유하고,
산성 인산에스테르 화합물 (C) 의 함유량이, 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 및 폴리티올 화합물 (B) 의 합계 100 질량부에 대해, 0.1 ∼ 3.0 질량부이며,
중합 촉매의 함유량이, 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 및 폴리티올 화합물 (B) 의 합계 100 질량부에 대해, 0.006 질량부 이하인, 광학 부재용 중합성 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 중합 촉매가 주석을 함유하는 화합물인, 광학 부재용 중합성 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
산성 인산에스테르 화합물 (C) 의 함유량이, 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 과 폴리티올 화합물 (B) 의 합계 100 질량부에 대해, 0.5 ∼ 3.0 질량부인, 광학 부재용 중합성 조성물.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 이, 자일릴렌디이소시아네이트를 포함하는, 광학 부재용 중합성 조성물.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
폴리티올 화합물 (B) 의 함유량이, 폴리이소(티오)시아네이트 화합물 (A) 의 함유량보다 많은, 광학 부재용 중합성 조성물.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
폴리티올 화합물 (B) 의 티올 당량의 이론치에 대한 티올 당량의 측정치인 티올 당량비가, 0.935 ∼ 1.000 의 범위에 있는, 광학 부재용 중합성 조성물.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 광학 부재용 중합성 조성물의 중합물로 이루어지는 광학 부재.
제 7 항에 기재된 광학 부재를 염료로 염색한, 착색 광학 부재.
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