KR20240056733A - 광학 부재의 제조 방법 및 경화물 - Google Patents

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Abstract

저부 및 개구부를 포함하는 오목부를 구비하는 기판과 몰드 부재를 이용하여, 개구부에 몰드 부재를 배치하여 오목부와 몰드 부재 사이에 공간을 형성하는 제1 공정과, 공간에 광학 재료용 모노머를 포함하는 중합성 조성물을 배치하는 제2 공정과, 중합성 조성물 중의 광학 재료용 모노머를 경화시키는 것에 의해, 중합성 조성물의 경화물을 얻는 제3 공정을 포함하고, 오목부는, 개구부의 면적이 저부의 면적보다 큰 광학 부재의 제조 방법.

Description

광학 부재의 제조 방법 및 경화물
본 개시는, 광학 부재의 제조 방법 및 경화물에 관한 것이다.
플라스틱 렌즈용 광학 부재에 이용되는 수지를 제조하는 방법으로서, 예를 들면, 모노머를 포함하는 중합성 조성물을 몰드(형) 중에 주입하고 가열 경화시키는 주형(注型) 중합법을 들 수 있다.
주형 중합법은, 중합성 조성물을 조합(調合)하고 탈기한 후, 몰드(형)에 중합성 조성물을 주입하고, 가열 경화(중합 반응)를 거쳐, 몰드로부터 생성물을 취출하고(이형), 어닐링을 행하는 것에 의해, 광학 부재(예를 들면, 렌즈, 세미피니시드 블랭크 등)를 얻는다.
가열 경화에 있어서는, 광학 부재의 품질을 높이기 위해, 가열에 의해 서서히 승온하면서 수 시간 내지 수십 시간에 걸쳐서 중합 반응을 행하는 것이 일반적이고, 구체적으로는 일반적으로 20시간∼48시간 정도를 필요로 한다. 또한, 제조 프로세스의 총시간 중, 많은 시간(예를 들면, 총시간 중의 9할)이 중합하기 위한 시간에 소요되는 것으로 알려져 있다.
특허문헌 1의 실시예에는, 중합성 조성물이 주입된 몰드를, 10℃∼120℃까지 서서히 승온하고, 20시간 중합하여 성형체를 얻은 것이 기재되어 있다.
또한, 특허문헌 2의 실시예에는, 중합성 조성물이 주입된 몰드를, 25℃부터 16시간에 걸쳐서 조금씩 승온하여 120℃까지 상승시키고, 120℃에서 4시간 가열하여 성형체를 얻은 것이 기재되어 있다.
국제 공개 제2014/027427호 국제 공개 제2014/133111호
전술한 대로, 종래에는 광학 부재를 제조하는 과정에 있어서, 가열에 의해 서서히 승온하면서 수 시간 내지 수십 시간(예를 들면, 20시간∼48시간 정도)에 걸쳐서 중합 반응을 행하는 것이 일반적이었다.
또한, 종래에는, 광학 부재를 제조하는 과정에 있어서, 고가인 상하 몰드(즉, 「상 몰드」라고 칭해지는 몰드 부재와 「하 몰드」라고 칭해지는 몰드 부재의 세트), 소모품인 테이프, 세정이 필요한 개스킷 등의 다양한 기재(機材)를 사용하는 것이 통상이었다. 그 때문에, 간편하게 광학 부재를 제조할 수 있는 광학 부재의 제조 방법이 요구되고 있었다.
본 개시의 일 실시형태가 해결하려고 하는 과제는, 간편하게 광학 부재를 제조할 수 있는 광학 부재의 제조 방법 및 상기 광학 부재의 제조 방법에 있어서 얻어지는 경화물을 제공하는 것이다.
과제를 해결하기 위한 구체적 수단은 이하의 태양을 포함한다.
<1> 저부 및 개구부를 포함하는 오목부를 구비하는 기판과 몰드 부재를 이용하여, 상기 개구부에 상기 몰드 부재를 배치하여 상기 오목부와 상기 몰드 부재 사이에 공간을 형성하는 제1 공정과, 상기 공간에 광학 재료용 모노머를 포함하는 중합성 조성물을 배치하는 제2 공정과, 상기 중합성 조성물 중의 상기 광학 재료용 모노머를 경화시키는 것에 의해, 상기 중합성 조성물의 경화물을 얻는 제3 공정을 포함하고, 상기 오목부는, 상기 개구부의 면적이 상기 저부의 면적보다 큰 광학 부재의 제조 방법.
<2> 상기 기판은, 상기 공간에 상기 중합성 조성물을 주입하기 위한 주입구를 포함하고, 상기 제2 공정은, 상기 주입구를 통해서 상기 공간에 상기 중합성 조성물을 주입하는 것을 포함하는 <1>에 기재된 광학 부재의 제조 방법.
<3> 상기 제2 공정은, 상기 중합성 조성물을 주입한 후, 상기 주입구를 밀폐하는 것을 추가로 포함하는 <2>에 기재된 광학 부재의 제조 방법.
<4> 상기 기판이, 상기 오목부를 2개 이상 구비하는 <1>∼<3> 중 어느 하나에 기재된 광학 부재의 제조 방법.
<5> 상기 기판은, 탄성률이 10MPa∼10000MPa인 <1>∼<4> 중 어느 하나에 기재된 광학 부재의 제조 방법.
<6> 상기 기판은, 열변형 온도가 50℃∼300℃인 <1>∼<5> 중 어느 하나에 기재된 광학 부재의 제조 방법.
<7> 상기 기판에 있어서의 적어도 상기 오목부의 벽면에, 외부 이형제가 부여되어 있는, <1>∼<6> 중 어느 하나에 기재된 광학 부재의 제조 방법.
<8> 상기 중합성 조성물은, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머와, 중합 촉매를 포함하고, 상기 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 합계 100질량부에 대한 상기 중합 촉매의 함유량이 0.005질량부∼2.0질량부이며, B형 점도계로 25℃ 60rpm의 조건에서 측정한 점도가 10mPa·s∼1000mPa·s인 <1>∼<7> 중 어느 하나에 기재된 광학 부재의 제조 방법.
<9> 상기 중합성 조성물이, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머와, 중합 촉매와, 상기 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 중합체이며 중합성 작용기를 포함하는 프리폴리머를 포함하는 <1>∼<8> 중 어느 하나에 기재된 광학 부재의 제조 방법.
<10> 상기 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머가, 2개 이상의 머캅토기를 포함하는 폴리싸이올 화합물, 1개 이상의 머캅토기와 1개 이상의 수산기를 포함하는 하이드록시싸이올 화합물, 2개 이상의 수산기를 포함하는 폴리올 화합물, 에피설파이드 화합물, 및 아민 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 활성 수소 화합물을 포함하는 <8> 또는 <9>에 기재된 광학 부재의 제조 방법.
<11> 상기 중합 촉매는, 하기 조건 1을 만족시키는 <8>∼<10> 중 어느 하나에 기재된 광학 부재의 제조 방법.
[조건 1]
-Ea/R이, -7100 이상 -2900 이하이다.
(Ea는, 2종 이상의 상이한 온도에 있어서의 상기 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 반응 속도 상수로부터 아레니우스 플롯에 의해 산출한 활성화 에너지이고, R은, 기체 상수(8.314J/mol/K)이다.
<12> 상기 중합 촉매가, 아민계 촉매 및 유기 주석계 촉매로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 <8>∼<11> 중 어느 하나에 기재된 광학 부재의 제조 방법.
<13> 2종 이상의 상이한 광학용 모노머의 경화물로서, 상기 경화물의 중심으로부터 반경 15mm의 범위 내에 1.0mm 이상의 길이의 맥리가 없고, 외주면과 교차하는 돌기부를 적어도 1개 구비하는 경화물.
<14> 가스 크로마토그래프 질량 분석으로 측정되는 아민의 함유량이, 0.03질량% 이상 2.5질량% 이하인 <13>에 기재된 경화물.
<15> 에피싸이오 수지 및 싸이오유레테인 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 <13> 또는 <14>에 기재된 경화물.
본 개시의 일 실시형태에 의하면, 간편하게 광학 부재를 제조할 수 있는 광학 부재의 제조 방법 및 상기 광학 부재의 제조 방법에 있어서 얻어지는 경화물을 제공할 수 있다.
도 1은 본 개시의 광학 부재의 제조 방법의 개략을 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 오목부에 대해서 개구부측으로부터 광을 투영한 경우의 투영 면적을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 개구부의 면적이 저부의 면적보다 커지는 오목부의 형상을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 제2 공정의 조작의 일례로서, 주입구를 통해서 공간에 중합성 조성물을 주입하는 조작을 설명하기 위한 도면이다.
본 개시에 있어서, 「∼」를 이용하여 표시되는 수치 범위는, 「∼」의 전후에 기재되는 수치를 하한치 및 상한치로서 포함하는 범위를 의미한다.
본 개시에 있어서, 조성물 중의 각 성분의 양은, 조성물 중에 각 성분에 해당하는 물질이 복수 존재하는 경우는, 특별히 언급하지 않는 한, 조성물 중에 존재하는 당해 복수의 물질의 합계량을 의미한다.
본 개시 중에 단계적으로 기재되어 있는 수치 범위에 있어서, 하나의 수치 범위로 기재된 상한치 또는 하한치는, 다른 단계적인 기재의 수치 범위의 상한치 또는 하한치로 치환해도 된다. 또한, 본 개시 중에 기재되어 있는 수치 범위에 있어서, 그 수치 범위의 상한치 또는 하한치는, 실시예에 나타나 있는 값으로 치환해도 된다.
본 개시에 있어서, 「공정」이라는 용어는, 독립된 공정뿐만 아니라, 다른 공정과 명확하게 구별할 수 없는 경우여도 그 공정의 소기의 목적이 달성되면, 본 용어에 포함된다.
≪광학 부재의 제조 방법≫
본 개시의 광학 부재의 제조 방법은, 저부 및 개구부를 포함하는 오목부를 구비하는 기판과 몰드 부재를 이용하여, 개구부에 몰드 부재를 배치하여 오목부와 몰드 부재 사이에 공간을 형성하는 제1 공정과, 공간에 광학 재료용 모노머를 포함하는 중합성 조성물을 배치하는 제2 공정과, 중합성 조성물 중의 광학 재료용 모노머를 경화시키는 것에 의해, 중합성 조성물의 경화물을 얻는 제3 공정을 포함하고, 오목부는, 개구부의 면적이 저부의 면적보다 크다.
본 개시의 광학 부재의 제조 방법은, 상기 구성을 포함함으로써, 간편하게 광학 부재를 제조할 수 있다.
종래에는, 광학 부재를 제조하는 과정에 있어서, 고가인 상하 몰드(즉, 「상 몰드」라고 칭해지는 몰드 부재와 「하 몰드」라고 칭해지는 몰드 부재의 세트), 소모품인 테이프, 세정이 필요한 개스킷 등의 다양한 기재를 사용하는 것이 통상이었다.
그러나, 본 개시의 광학 부재의 제조 방법은, 상하 몰드, 테이프, 개스킷 등은 필요로 하지 않는다.
이 때문에, 본 개시의 광학 부재의 제조 방법에 의하면, 간편하게 광학 부재를 제조할 수 있다.
본 개시의 광학 부재의 제조 방법에 있어서, 「몰드 부재」란, 광학 부재(예를 들면 안경 렌즈) 제조용의 형(몰드)의 일부로서 기능하는 부재를 의미한다.
「몰드 부재」로서는, 예를 들면, 제조되는 광학 부재에 있어서의 광학면(예를 들면, 0C(0커브)∼10C(10커브)의 광학면)을 형성하기 위한 평면 또는 곡면을 갖는, 유리제, 금속제 또는 수지제의 부재를 이용할 수 있다. 상세하게는, 공간 내에 배치된 중합성 조성물에 있어서의, 상기 「몰드 부재」의 평면 또는 곡면에 접하는 면이, 중합성 조성물의 경화 후, 경화물(즉, 광학 부재)에 있어서의 광학면이 된다.
「몰드 부재」의 형상은, 접시 형상 또는 평판 형상이어도 된다.
예를 들면, 0C의 광학면을 형성하기 위한 「몰드 부재」의 형상은, 평판 형상(예를 들면 원판 형상)이어도 된다.
본 개시의 광학 부재의 제조 방법의 개략에 대하여, 도 1을 이용하여 설명한다.
도 1은, 본 개시의 광학 부재의 제조 방법의 개략을 설명하기 위한 개략도이다.
우선, 오목부(3)를 포함하는 기판(2)을 제조하기 위한 재료로서, 예를 들면 시트(1)를 준비한다. 시트(1)를 이용하여 오목부(3)를 포함하는 기판(2)을 제조한다. 시트(1)로부터 오목부(3)를 포함하는 기판(2)을 제조하기 위한 방법으로서는 특별히 제한은 없다. 예를 들면, 프레스 성형, 진공 성형 등의 성형 방법에 의해 시트(1)에 오목부(3)를 형성함으로써, 저부(4) 및 개구부(5)를 포함하는 오목부(3)를 포함하는 기판(2)을 제조해도 된다.
얻어진 기판(2)의 오목부(3)의 개구부(5)를 몰드 부재(7)로 덮음으로써, 오목부(3)에 덮개를 한다. 이때, 오목부(3)는 개구부(5)의 면적이 저부(4)의 면적보다 크기 때문에, 몰드 부재(7)는, 개구부(5)와 저부(4) 사이에서 머문다. 그 결과, 오목부(3)의 내측면, 저부(4) 및 몰드 부재(7)에 의해 둘러싸이는 공간이 형성된다(제1 공정).
다음으로, 형성된 공간의 내부에 중합성 조성물(6)을 충전한다(제2 공정). 이때에, 중합성 조성물(6)의, 몰드 부재(7)에 접하는 면이, 중합성 조성물(6)의 경화물(즉, 광학 부재)에 있어서의 광학면이 된다.
그 후, 상기 공간 내에 있어서 중합성 조성물(6)을 중합시키는 것에 의해, 중합성 조성물의 경화물을 얻을 수 있다(제3 공정). 상기 경화물은 광학 부재로서 이용할 수 있다.
한편, 본 명세서 중에서는, 상기 공간을 형성하고 있는 상태의, 오목부를 포함하는 기판과 몰드 부재의 조합을, 「캐비티」라고 칭하는 경우가 있다.
<제1 공정>
본 개시에 있어서의 제1 공정은, 저부 및 개구부를 포함하는 오목부를 구비하는 기판과 몰드 부재를 이용하여, 개구부에 몰드 부재를 배치하여 오목부와 몰드 부재 사이에 공간을 형성하는 공정이며, 오목부는, 개구부의 면적이 저부의 면적보다 크다.
기판은, 저부 및 개구부를 포함하는 오목부를 구비하고, 오목부는, 개구부의 면적이 저부의 면적보다 크다. 이에 의해, 예를 들면 개구부에 몰드 부재를 배치하여 덮개를 할 때에, 몰드 부재가 개구부와 저부 사이에 머무른다. 그 결과, 오목부에 있어서의 저부, 오목부에 있어서의 내측면 및 몰드 부재에 의해 둘러싸인 공간을 형성할 수 있다.
(기판)
기판은, 저부 및 개구부를 포함하는 오목부를 구비하고, 오목부는, 개구부의 면적이 저부의 면적보다 크다.
사용하는 모노머양을 삭감하는 관점에서, 오목부에 있어서의 저부는 볼록 형상인 것이 바람직하다.
기판에 포함되는 오목부는, 1개여도 되고 2개 이상이어도 되지만, 양산성의 관점에서, 2개 이상인 것이 바람직하다.
기판이 오목부를 2개 이상 구비하는 경우, 기판에 있어서의 2개 이상의 오목부는, 실질적으로, 동일한 형상 및 동일한 사이즈를 갖는 것이 바람직하다. 이에 의해, 2개 이상의 오목부에 있어서 중합 조건을 보다 고르게 하기 쉬우므로, 외관이 우수한 2개 이상의 광학 부재를 보다 제조하기 쉽다.
오목부는, 개구부의 면적이 저부의 면적보다 크다. 이에 의해, 예를 들면 개구부에 몰드 부재를 배치하여 덮개를 할 때에, 몰드 부재가 개구부와 저부 사이에 머무른다.
상기의 관점에서, 오목부는, 저부의 면적에 대한 개구부의 면적의 비율(개구부/저부)이, 1.05 이상인 것이 바람직하고, 1.10 이상인 것도 바람직하며, 1.20 이상인 것도 바람직하다.
또한, 몰드 직경에 대해서 얻어지는 렌즈의 렌즈 직경이 지나치게 작아지는 것을 막는 관점에서는, 개구부/저부는 1.05 정도인 것이 바람직하다.
얻어지는 광학 부재의 형상을 제품으로서 적정하게 유지하는 관점에서, 오목부는, 저부의 면적에 대한 개구부의 면적의 비율(개구부/저부)이, 2.00 이하인 것이 바람직하고, 1.50 이하인 것이 보다 바람직하며, 1.30 이하인 것이 더 바람직하다.
저부 및 개구부의 면적은, 오목부에 대해서 개구부측으로부터 기판(구체적으로는 오목부를 형성하고 있지 않는 기판면)에 대해서 연직 방향으로 광을 투영한 경우의 투영 면적을 의미한다.
상기의 점에 대하여, 도 2를 이용하여 설명한다.
도 2는, 오목부에 대해서 개구부측으로부터 광을 투영한 경우의 투영 면적을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 나타내는 대로, 저부(4) 및 개구부(5)를 포함하는 오목부에 대해서 개구부측으로부터 광을 투영한 경우의 투영 면적에 있어서, 개구부(5)의 면적은 저부(4)의 면적보다 크다.
개구부의 면적이 저부의 면적보다 큼으로써, 몰드 부재는, 개구부와 저부 사이에서 머문다.
개구부의 면적이 저부의 면적보다 크면, 오목부의 형상에 특별히 제한은 없고, 개구부로부터 저부에 걸쳐서 사면(斜面)을 형성하고 있어도 되고, 개구부와 저부 사이에 단차를 형성해도 된다.
오목부의 형상의 구체예에 대하여, 도 3을 이용하여 설명한다.
도 3은, 개구부의 면적이 저부의 면적보다 커지는 오목부의 형상을 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 나타내는 대로, 오목부(3)의 형상의 일 구체예에서는, 개구부와 저부 사이에 단차를 형성한다. 이에 의해, 단차 부분에서 몰드 부재(7)를 고정할 수 있고, 오목부에 덮개를 할 수 있다.
기판의 재질로서는, 특별히 제한은 없다.
예를 들면, 기판은, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 아크릴 수지, 폴리스타이렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등의 수지를 포함하고 있어도 된다.
기판은, 탄성률 및 내열성이 우수한 관점, 가격, 범용성, 가공의 용이성 등의 관점에서 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 기판은, 내약품성(예를 들면, 렌즈 모노머로서 사용하는 싸이올 화합물이나 아이소사이아네이트 화합물에 대한 내약품성)의 관점에서, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
기판은, 원하는 형상의 광학 부재를 얻는 관점에서, 탄성률이 10MPa 이상인 것이 바람직하고, 100MPa 이상인 것이 보다 바람직하고, 200MPa 이상인 것이 더 바람직하며, 250MPa 이상인 것이 특히 바람직하다.
기판은, 탄성률이 10000MPa 이하인 것이 바람직하고, 5000MPa 이하인 것이 보다 바람직하며, 1000MPa 이하인 것이 더 바람직하다.
기판의 탄성률이 상기 범위를 만족시킴으로써, 기판이 유연성이 우수하다. 기판이 유연성이 우수함으로써, 경화 후에 얻어지는 광학 부재를 용이하게 기판으로부터 떼어낼 수 있다. 예를 들면, 광학 부재를 기판으로부터 떼어낼 때에, 기판을 굽힘으로써 광학 부재와 기판의 밀착면에 극간을 형성하기 쉽게 할 수 있다.
탄성률은, JIS T6501:2019에 준거해서 측정된다.
기판은, 내열성의 관점에서, 열변형 온도가 실온 이상인 것이 바람직하고, 열변형 온도가 50℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 열변형 온도가 70℃ 이상인 것이 더 바람직하며, 열변형 온도가 100℃ 이상인 것이 특히 바람직하다.
기판은, 열변형 온도가 300℃ 이하인 것이 바람직하고, 열변형 온도가 200℃ 이하인 것이 보다 바람직하며, 열변형 온도가 150℃ 이하인 것이 더 바람직하다.
본 개시의 광학 부재의 제조 방법은, 후술하는 대로, 중합 시에 가열을 하지 않거나 또는 저온도 단시간의 가열로 경화물을 얻을 수도 있다. 그 때문에, 기판은 높은 내열성을 구비할 필요는 없다. 즉, 본 개시의 광학 부재의 제조 방법에 의하면, 기판의 열변형 온도가 상기 범위 내였다고 하더라도, 중합성 조성물을 경화시킬 수 있다.
통상, 열변형 온도가 높을수록, 기판의 탄성률 등의 기계적 강도가 높아지는 경향이 있다. 그 때문에, 열변형 온도가 지나치게 높은(즉 탄성률이 지나치게 높은) 경우에는, 기판에 오목부를 성형하기 어려워진다. 또한, 오목부 내에서 중합한 경화물을 오목부로부터 취출할 때에, 기판을 비틀거나, 오목부의 저부를 밀어 올리는 등에 의해 기판을 변형시키는 것이 어려워지기 때문에 오목부로부터 경화물을 취출하기 어려워진다.
또한, 기판의 두께는, 0.2mm 이상이 바람직하고, 0.5mm 이상이 보다 바람직하다.
기판의 두께가 0.2mm 이상임으로써, 기판을 운반할 때, 오목부에 광학 재료 모노머를 흘려 넣었을 때 등에 기판이 왜곡되는 것을 방지하고, 광학 재료용 모노머를 경화시켜 얻어지는 광학 부재를 원하는 형상으로 하는 것이 용이해진다.
또한, 기판의 두께는, 1.5mm 이하가 바람직하고, 1.0mm 이하가 보다 바람직하다.
기판의 두께가 1.5mm 이하임으로써, 기판의 유연성이 보다 향상되고, 오목부에 광학 재료 모노머를 흘려 넣어 경화시켜 얻어지는 광학 부재를 오목부로부터 취출하기 쉬워진다.
열변형 온도는, ASTM-D648-56에 준거해서, 열변형 온도 측정 장치를 사용하여 측정한다.
또한, 제조된 광학 부재(즉, 중합성 조성물의 경화물)를, 기판의 오목부로부터 떼기 쉽게 하는 관점에서, 기판에 있어서의 적어도 오목부의 벽면에, 외부 이형제가 부여되어 있어도 된다.
이러한 태양의 기판을 준비하는 경우, 오목부를 형성하기 전의 기판의 표면에 외부 이형제를 부여(예를 들면 도포)하고 나서 오목부를 형성해도 되고, 기판에 있어서의 오목부를 형성하고 나서 적어도 오목부의 벽면에 외부 이형제를 부여(예를 들면 도포)해도 된다.
오목부를 형성하기 전의 기판의 표면에 외부 이형제를 부여하는 경우, 외부 이형제는, 오목부가 형성되는 영역에만 부여되어도 되고, 오목부를 형성하기 전의 기판의 표면 전체에 부여되어도 된다.
외부 이형제로서는, 불소계 코팅제 또는 실리콘계 코팅제를 들 수 있다.
<준비 공정>
본 개시의 광학 부재의 제조 방법은, 광학 재료용 모노머를 포함하는 중합성 조성물을 준비하는 준비 공정을 포함해도 된다.
준비 공정은, 미리 제조된 중합성 조성물을 단순히 준비할 뿐인 공정이어도 되고, 중합성 조성물을 제조하는 공정이어도 된다.
준비 공정에 있어서, 중합성 조성물은 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머와, 중합 촉매를 포함하고 있으면 특별히 제한은 없다.
중합성 조성물로서는, 기성품을 이용해도 되고, 적어도 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머와, 중합 촉매를 혼합하여 준비해도 된다.
상기 혼합의 방법으로서는, 특별히 제한은 없고, 공지된 방법을 이용할 수 있다.
상기의 각 성분을 혼합할 때의 온도로서는, 특별히 제한은 없지만, 30℃ 이하인 것이 바람직하고, 실온(25℃) 이하인 것이 보다 바람직하다.
준비되는 중합성 조성물의 포트 라이프의 관점에서는, 25℃보다도 더 저온으로 하는 것이 바람직한 경우가 있다. 단, 내부 이형제 등의 첨가제와 상기의 각 성분의 용해성이 양호하지 않은 경우는, 미리 상기의 각 성분을 승온하여, 상기 첨가제를 상기의 각 성분에 용해시켜도 된다.
상기의 각 성분을 혼합할 때는, 중합성 조성물로의 수분의 혼입을 막기 위해, 건조 불활성 가스하에서 행하는 것이 바람직하다.
준비 공정은, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 일부에, 중합 촉매를 미리 혼합한 후, 추가로 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 잔부를 혼합하여 중합성 조성물을 제조하는 공정인 것이 바람직하다.
이에 의해, 상기 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 일부와 상기 중합 촉매를 포함하는 혼합물과, 상기 중합 촉매를 포함하지 않고, 또한 상기 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 잔부를 포함하는 혼합물을 혼합할 때까지, 상기 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 일부와 상기 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 잔부의 중합이 발생하는 것을 막을 수 있다.
따라서, 준비 공정을 상기의 순서로 행함으로써, 중합의 개시 시기를 조정할 수 있다. 그 때문에, 예를 들면 중합성 조성물을 전술한 캐비티에 있어서의 공간에 주입할 때의 핸들링성을 향상시킬 수 있다.
준비 공정에 있어서, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 일부에, 중합 촉매를 미리 혼합한 후, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 잔부를, 단회로 혼합해도 되고, 복수회로 나누어 혼합해도 된다.
준비 공정의 구체적 태양으로서는, 예를 들면 이하의 태양을 들 수 있다.
우선, 광학 재료용 모노머의 일부와, 첨가제(예를 들면 내부 이형제)를 투입하여 혼합액을 제작한다. 이 혼합액을 25℃에서 1시간 교반하여 각 성분을 완전히 용해시킨 후, 추가로 광학 재료용 모노머의 잔부의 일부를 투입하고, 이것을 교반하여 균일 용액으로 한다. 이 용액에 대해서 탈포를 행하여, 제1 혼합액을 얻는다.
다음으로, 광학 재료용 모노머의 잔부와, 촉매를 25℃에서 30분 교반하여 완전히 용해시켜 제2 혼합액을 얻는다.
그리고, 제1 혼합액과 제2 혼합액을 혼합하여, 균일한 용액으로서 중합성 조성물을 얻는다.
<중합성 조성물>
본 개시에 있어서의 중합성 조성물은, 광학 재료용 모노머를 포함한다.
중합성 조성물 중의 광학 재료용 모노머를 경화시키는 것에 의해, 중합성 조성물의 경화물을 얻을 수 있다.
본 개시에 있어서의 중합성 조성물은, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머와, 중합 촉매를 포함하는 것이 바람직하다.
(광학 재료용 모노머)
본 개시에 있어서의 중합성 조성물은, 광학 재료용 모노머를 포함한다.
광학 재료용 모노머로서는, 광학용으로 사용되는 모노머이면 되고, 특별히 한정되지 않는다.
예를 들면, 하기의 어느 성질을 구비하는 광학 부재를 제조하기 위해서 이용되는 모노머여도 된다.
광학 재료용 모노머를 이용하여 얻어지는 광학 부재는, 전광선 투과율이 10% 이상이어도 된다. 상기 광학 부재의 전광선 투과율은, JIS K 7361-1(1997)에 준거해서 측정하면 된다.
광학 재료용 모노머를 이용하여 얻어지는 광학 부재는, 헤이즈(즉 전체 헤이즈)가, 10% 이하이고, 바람직하게는 1% 이하이며, 더 바람직하게는 0.5% 이하여도 된다. 광학 부재의 헤이즈는, JIS-K7105에 준거해서, 헤이즈 측정기〔(유)도쿄 덴쇼쿠사제, TC-HIII DPK〕를 이용하여 25℃에서 측정한 값이다.
광학 재료용 모노머를 이용하여 얻어지는 광학 부재는, 굴절률이, 바람직하게는 1.58 이상이다. 광학 재료용 모노머를 이용하여 얻어지는 광학 부재는, 굴절률이, 1.80 이하여도 되고, 1.75 이하여도 된다. 광학 부재의 굴절률은, JIS K7142(2014)에 준거해서 측정하면 된다.
광학 재료용 모노머를 이용하여 얻어지는 광학 부재의 형상은, 특별히 한정되지 않고, 판상, 원기둥상, 직방체상 등이어도 된다.
광학 재료용 모노머로서는, 후술하는 중합 촉매를 이용한 경우에 중합되는 중합성 모노머를 들 수 있다. 구체적으로는, 아이소사이아네이트 화합물, 2개 이상의 머캅토기를 포함하는 폴리싸이올 화합물, 1개 이상의 머캅토기와 1개 이상의 수산기를 포함하는 하이드록시싸이올 화합물, 2개 이상의 수산기를 포함하는 폴리올 화합물, 에피설파이드 화합물, 아민 화합물 등을 들 수 있다.
2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머는, 2개 이상의 머캅토기를 포함하는 폴리싸이올 화합물, 1개 이상의 머캅토기와 1개 이상의 수산기를 포함하는 하이드록시싸이올 화합물, 2개 이상의 수산기를 포함하는 폴리올 화합물, 에피설파이드 화합물, 및 아민 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 활성 수소 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.
〔아이소사이아네이트 화합물〕
아이소사이아네이트 화합물로서는, 지방족 아이소사이아네이트 화합물, 지환족 아이소사이아네이트 화합물, 방향족 아이소사이아네이트 화합물, 헤테로환 아이소사이아네이트 화합물 등을 들 수 있고, 1종 또는 2종 이상 혼합하여 이용된다. 이들 아이소사이아네이트 화합물은, 이량체, 삼량체 등을 포함해도 된다. 이들 아이소사이아네이트 화합물로서는, 국제 공개 제2011/055540호에 예시된 화합물을 들 수 있다.
또, 아이소사이아네이트 화합물로서는, 상기한 화합물의, 할로젠 치환체(예를 들면, 염소 치환체, 브로민 치환체 등), 알킬 치환체, 알콕시 치환체, 카보다이이미드 변성체, 유레아 변성체, 바이유레트 변성체,
상기한 화합물과 나이트로 치환체, 다가 알코올 등의 프리폴리머형 변성체,
상기한 화합물의 다이머화 또는 트라이머화 반응 생성물 등도 사용할 수 있다.
이들 화합물은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용해도 된다.
한편, 본 개시에 있어서, 지환족 아이소사이아네이트 화합물은, 지환식 구조를 포함하고, 또한 헤테로환 구조 등의 지환식 구조 이외의 구조를 포함해도 되는 아이소사이아네이트 화합물을 가리킨다.
방향족 아이소사이아네이트 화합물은, 방향족 구조를 포함하고, 또한 지방족 구조, 지환식 구조 및 헤테로환 구조 중 어느 하나 또는 이들의 조합을 포함해도 되는 아이소사이아네이트 화합물을 가리킨다.
헤테로환 아이소사이아네이트 화합물은, 헤테로환 구조를 포함하고, 또한 지환식 구조 및 방향족 구조를 포함하지 않는 아이소사이아네이트 화합물을 가리킨다.
지방족 아이소사이아네이트 화합물은, 방향족 구조, 지환식 구조 및 헤테로환 구조를 포함하지 않는 아이소사이아네이트 화합물을 가리킨다.
본 개시에 있어서, 광학 부재의 품질을 유지하고, 또한 광학 부재의 제조 시간을 단축하는 관점에서, 아이소사이아네이트 화합물은, 아이소포론 다이아이소사이아네이트, 2,5-비스(아이소사이아네이토메틸)바이사이클로-[2.2.1]-헵테인, 2,6-비스(아이소사이아네이토메틸)바이사이클로-[2.2.1]-헵테인, m-자일릴렌 다이아이소사이아네이트, 2,4-톨릴렌 다이아이소사이아네이트, 2,6-톨릴렌 다이아이소사이아네이트, 다이사이클로헥실메테인 다이아이소사이아네이트, 1,3-비스(아이소사이아네이토메틸)사이클로헥세인, 1,4-비스(아이소사이아네이토메틸)사이클로헥세인, 1,6-헥사메틸렌 다이아이소사이아네이트, 및 1,5-펜타메틸렌 다이아이소사이아네이트로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하고,
아이소포론 다이아이소사이아네이트, 2,5-비스(아이소사이아네이토메틸)바이사이클로-[2.2.1]-헵테인, 2,6-비스(아이소사이아네이토메틸)바이사이클로-[2.2.1]-헵테인, 다이사이클로헥실메테인 다이아이소사이아네이트, 및 1,3-비스(아이소사이아네이토메틸)사이클로헥세인으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것이 보다 바람직하며,
2,5-비스(아이소사이아네이토메틸)바이사이클로-[2.2.1]-헵테인, 2,6-비스(아이소사이아네이토메틸)바이사이클로-[2.2.1]-헵테인, 다이사이클로헥실메테인 다이아이소사이아네이트, 및 1,3-비스(아이소사이아네이토메틸)사이클로헥세인으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것이 더 바람직하다.
〔활성 수소 화합물〕
활성 수소 화합물로서는, 2개 이상의 머캅토기를 포함하는 폴리싸이올 화합물, 1개 이상의 머캅토기와 1개 이상의 수산기를 포함하는 하이드록시싸이올 화합물, 2개 이상의 수산기를 포함하는 폴리올 화합물, 아민 화합물 등을 들 수 있다.
활성 수소 화합물로서는, 상기 활성 수소 화합물의 올리고머, 상기 활성 수소 화합물의 할로젠 치환체(예를 들면 염소 치환체, 브로민 치환체 등)를 사용해도 된다.
또한, 활성 수소 화합물은, 단독으로 이용해도 되고, 2종류 이상을 혼합하여 이용해도 된다.
(2개 이상의 머캅토기를 포함하는 폴리싸이올 화합물)
2개 이상의 머캅토기를 포함하는 폴리싸이올 화합물로서는, 국제 공개 제2016/125736호에 예시된 화합물을 들 수 있다.
본 개시에 있어서, 광학 부재의 품질을 유지하고, 또한 광학 부재의 제조 시간을 단축하는 관점에서, 폴리싸이올 화합물은, 4-머캅토메틸-1,8-다이머캅토-3,6-다이싸이아옥테인, 5,7-다이머캅토메틸-1,11-다이머캅토-3,6,9-트라이싸이아운데케인, 4,7-다이머캅토메틸-1,11-다이머캅토-3,6,9-트라이싸이아운데케인, 4,8-다이머캅토메틸-1,11-다이머캅토-3,6,9-트라이싸이아운데케인, 펜타에리트리톨 테트라키스(3-머캅토프로피오네이트), 비스(머캅토에틸)설파이드, 펜타에리트리톨 테트라키스(2-머캅토아세테이트), 2,5-비스(머캅토메틸)-1,4-다이싸이에인, 1,1,3,3-테트라키스(머캅토메틸싸이오)프로페인, 4,6-비스(머캅토메틸싸이오)-1,3-다이싸이에인, 및 2-(2,2-비스(머캅토메틸싸이오)에틸)-1,3-다이싸이에테인으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하고,
4-머캅토메틸-1,8-다이머캅토-3,6-다이싸이아옥테인, 5,7-다이머캅토메틸-1,11-다이머캅토-3,6,9-트라이싸이아운데케인, 4,7-다이머캅토메틸-1,11-다이머캅토-3,6,9-트라이싸이아운데케인, 4,8-다이머캅토메틸-1,11-다이머캅토-3,6,9-트라이싸이아운데케인, 펜타에리트리톨 테트라키스(3-머캅토프로피오네이트), 펜타에리트리톨 테트라키스(2-머캅토아세테이트), 및 2,5-비스(머캅토메틸)-1,4-다이싸이에인으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것이 보다 바람직하며,
4-머캅토메틸-1,8-다이머캅토-3,6-다이싸이아옥테인, 5,7-다이머캅토메틸-1,11-다이머캅토-3,6,9-트라이싸이아운데케인, 4,7-다이머캅토메틸-1,11-다이머캅토-3,6,9-트라이싸이아운데케인, 4,8-다이머캅토메틸-1,11-다이머캅토-3,6,9-트라이싸이아운데케인, 및 펜타에리트리톨 테트라키스(3-머캅토프로피오네이트)로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것이 더 바람직하다.
(3개 이상의 머캅토기를 포함하는 폴리싸이올 화합물)
활성 수소 화합물로서는, 3개 이상의 머캅토기를 포함하는 폴리싸이올 화합물도 들 수 있다.
본 개시에 있어서의 중합성 조성물은, 중합 반응의 조정이 용이한 관점에서, 고속 액체 크로마토그래피로 피크 면적을 측정한 경우에, 3개 이상의 머캅토기를 포함하는 폴리싸이올 화합물의 피크 면적 100에 대해서, 화합물(N1)의 피크 면적이, 3.0 이하인 것이 바람직하고, 1.5 이하인 것이 보다 바람직하다.
한편, 고속 액체 크로마토그래피로 피크 면적을 측정한 경우에, 3개 이상의 머캅토기를 포함하는 폴리싸이올 화합물의 피크 면적 100에 대해서, 화합물(N1)의 피크 면적은, 중합 반응을 촉진하는 관점에서, 0.01 이상인 것이 바람직하다.
한편, 고속 액체 크로마토그래피에 의한 피크 면적은, 국제 공개 제2014/027665호의 단락 0146 등에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.
(1개 이상의 머캅토기와 1개 이상의 수산기를 포함하는 하이드록시싸이올 화합물)
하이드록시기를 갖는 싸이올 화합물로서는, 예를 들면, 2-머캅토에탄올, 3-머캅토-1,2-프로페인다이올, 글리세린 비스(머캅토아세테이트), 4-머캅토페놀, 2,3-다이머캅토-1-프로판올, 펜타에리트리톨 트리스(3-머캅토프로피오네이트), 펜타에리트리톨 트리스(싸이오글라이콜레이트) 등을 들 수 있지만, 이들 예시 화합물에만 한정되는 것은 아니다.
(2개 이상의 수산기를 포함하는 폴리올 화합물)
폴리올 화합물로서는, 1종 이상의 지방족 또는 지환족 알코올을 들 수 있다. 구체적으로는, 직쇄 또는 분지쇄의 지방족 알코올, 지환족 알코올, 이들 알코올에, 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 및 ε-카프로락톤으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 부가시킨 알코올 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로는 국제 공개 제2016/125736호에 예시된 화합물을 들 수 있다.
폴리올 화합물은, 바람직하게는, 에틸렌 글라이콜, 다이에틸렌 글라이콜, 트라이에틸렌 글라이콜, 프로필렌 글라이콜, 1,3-프로페인다이올, 1,2-사이클로펜테인다이올, 1,3-사이클로펜테인다이올, 1,2-사이클로헥세인다이올, 1,3-사이클로헥세인다이올, 1,4-사이클로헥세인다이올로부터 선택되는 적어도 하나이다.
(에피설파이드 화합물)
에피설파이드 화합물로서는, 에피싸이오에틸싸이오 화합물, 쇄상 지방족의 2,3-에피싸이오프로필싸이오 화합물, 환상 지방족의 2,3-에피싸이오프로필싸이오 화합물, 방향족의 2,3-에피싸이오프로필싸이오 화합물, 쇄상 지방족의 2,3-에피싸이오프로필옥시 화합물, 환상 지방족의 2,3-에피싸이오프로필옥시 화합물, 방향족의 2,3-에피싸이오프로필옥시 화합물 등을 들 수 있고, 1종 또는 2종 이상 혼합하여 이용된다. 이들 에피설파이드 화합물로서는, WO2015/137401호에 예시된 화합물을 들 수 있다.
에피설파이드 화합물은, 비스(2,3-에피싸이오프로필)설파이드, 비스(2,3-에피싸이오프로필)다이설파이드, 비스(1,2-에피싸이오에틸)설파이드, 비스(1,2-에피싸이오에틸)다이설파이드, 및 비스(2,3-에피싸이오프로필싸이오)메테인으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것이 바람직하고, 비스(2,3-에피싸이오프로필)다이설파이드인 것이 보다 바람직하다.
(아민 화합물)
아민 화합물로서는, 에틸렌다이아민, 1,2- 또는 1,3-다이아미노프로페인, 1,2-, 1,3- 또는 1,4-다이아미노뷰테인, 1,5-다이아미노펜테인, 1,6-다이아미노헥세인, 1,7-다이아미노헵테인, 1,8-다이아미노옥테인, 1,10-다이아미노데케인, 1,2-, 1,3- 또는 1,4-다이아미노사이클로헥세인, o-, m- 또는 p-다이아미노벤젠, 3,4- 또는 4,4'-다이아미노벤조페논, 3,4- 또는 4,4'-다이아미노다이페닐 에터, 4,4'-다이아미노다이페닐메테인, 4,4'-다이아미노다이페닐설파이드, 3,3' 또는 4,4'-다이아미노다이페닐설폰, 2,7-다이아미노플루오렌, 1,5-, 1,8- 또는 2,3-다이아미노나프탈렌, 2,3-, 2,6- 또는 3,4-다이아미노피리딘, 2,4- 또는 2,6-다이아미노톨루엔, m- 또는 p-자일릴렌다이아민, 아이소포론다이아민, 다이아미노메틸바이사이클로헵테인, 1,3- 또는 1,4-다이아미노메틸사이클로헥세인, 2- 또는 4-아미노피페리딘, 2- 또는 4-아미노메틸피페리딘, 2- 또는 4-아미노에틸피페리딘, N-아미노에틸모폴린, N-아미노프로필모폴린 등의 1급 폴리아민 화합물;
다이에틸아민, 다이프로필아민, 다이-n-뷰틸아민, 다이-sec-뷰틸아민, 다이아이소뷰틸아민, 다이-n-펜틸아민, 다이-3-펜틸아민, 다이헥실아민, 다이옥틸아민, 다이(2-에틸헥실)아민, 메틸헥실아민, 다이알릴아민, N-메틸알릴아민, 피페리딘, 피롤리딘, 다이페닐아민, N-메틸아민, N-에틸아민, 다이벤질아민, N-메틸벤질아민, N-에틸벤질아민, 다이사이클로헥실아민, N-메틸아닐린, N-에틸아닐린, 다이나프틸아민, 1-메틸피페라진, 모폴린 등의 단작용 2급 아민 화합물;
N,N'-다이메틸에틸렌다이아민, N,N'-다이메틸-1,2-다이아미노프로페인, N,N'-다이메틸-1,3-다이아미노프로페인, N,N'-다이메틸-1,2-다이아미노뷰테인, N,N'-다이메틸-1,3-다이아미노뷰테인, N,N'-다이메틸-1,4-다이아미노뷰테인, N,N'-다이메틸-1,5-다이아미노펜테인, N,N'-다이메틸-1,6-다이아미노헥세인, N,N'-다이메틸-1,7-다이아미노헵테인, N,N'-다이에틸에틸렌다이아민, N,N'-다이에틸-1,2-다이아미노프로페인, N,N'-다이에틸-1,3-다이아미노프로페인, N,N'-다이에틸-1,2-다이아미노뷰테인, N,N'-다이에틸-1,3-다이아미노뷰테인, N,N'-다이에틸-1,4-다이아미노뷰테인, N,N'-다이에틸-1,5-다이아미노펜테인, N,N'-다이에틸-1,6-다이아미노헥세인, N,N'-다이에틸-1,7-다이아미노헵테인, 피페라진, 2-메틸피페라진, 2,5-다이메틸피페라진, 2,6-다이메틸피페라진, 호모피페라진, 1,1-다이-(4-피페리딜)메테인, 1,2-다이-(4-피페리딜)에테인, 1,3-다이-(4-피페리딜)프로페인, 1,4-다이-(4-피페리딜)뷰테인, 테트라메틸구아니딘 등의 2급 폴리아민 화합물; 등을 들 수 있다.
상기 중에서도, 활성 수소 화합물은, 내열성 및 굴절률을 높이는 관점에서, 2개 이상의 머캅토기를 포함하는 폴리싸이올 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.
2개 이상의 머캅토기를 포함하는 폴리싸이올 화합물의 함유량은, 활성 수소 화합물의 전체 질량에 대해서, 60질량% 이상인 것이 바람직하고, 70질량% 이상인 것이 보다 바람직하며, 80질량% 이상인 것이 더 바람직하다.
또한, 본 개시에 있어서의 활성 수소 화합물로서는, 4-머캅토메틸-1,8-다이머캅토-3,6-다이싸이아옥테인, 5,7-다이머캅토메틸-1,11-다이머캅토-3,6,9-트라이싸이아운데케인, 4,7-다이머캅토메틸-1,11-다이머캅토-3,6,9-트라이싸이아운데케인, 4,8-다이머캅토메틸-1,11-다이머캅토-3,6,9-트라이싸이아운데케인, 및 펜타에리트리톨 테트라키스(3-머캅토프로피오네이트)의 합계 함유량이, 활성 수소 화합물의 전체 질량에 대해서, 60질량% 이상인 것이 바람직하고, 70질량% 이상인 것이 보다 바람직하며, 80질량% 이상인 것이 더 바람직하다.
조성물에 있어서, 아이소사이아네이트 화합물 중의 아이소네이토기(NCO기)에 대한, 활성 수소 화합물 중의 수산기(OH기) 및 머캅토기(SH기)의 총합의 몰비(NCO기/(OH기+SH기))는, 0.8 이상인 것이 바람직하고, 0.85 이상인 것이 보다 바람직하며, 0.9 이상인 것이 더 바람직하다.
조성물에 있어서, 아이소사이아네이트 화합물 중의 아이소네이토기(NCO기)에 대한, 활성 수소 화합물 중의 수산기(OH기) 및 머캅토기(SH기)의 총합의 몰비(NCO기/(OH기+SH기))는, 1.2 이하인 것이 바람직하고, 1.15 이하인 것이 보다 바람직하며, 1.1 이하인 것이 더 바람직하다.
<중합 촉매>
본 개시에 있어서의 중합성 조성물은, 중합 촉매를 적어도 하나 포함하는 것이 바람직하다.
중합 촉매로서는, 특별히 제한은 없지만, 예를 들면, 염기성 촉매, 유기 금속계 촉매, 아연 카밤산염, 암모늄염, 설폰산 등을 이용할 수 있다.
상기 중합 촉매는, 1종만 이용해도 되고, 2종 이상을 적절히 조합하여 이용해도 된다.
(염기성 촉매)
염기성 촉매로서는, 아민계 촉매(이미다졸계 촉매를 포함한다) 등을 들 수 있다.
구체적으로는, 트라이에틸렌다이아민, N,N-다이메틸에탄올아민, 트라이에틸아민, N-에틸모폴린 등의 3급 아민계 촉매; 2-메틸피라진, 피리딘, α-피콜린, β-피콜린, γ-피콜린, 2,6-루티딘, 3,5-루티딘, 2,4,6-콜리딘, 3-클로로피리딘, N,N-다이에틸아닐린, N,N-다이메틸아닐린, 헥사메틸렌테트라민, 퀴놀린, 아이소퀴놀린, N,N-다이메틸-p-톨루이딘, N,N-다이메틸피페라진, 퀴날딘, 4-메틸모폴린, 트라이알릴아민, 트라이옥틸아민, 1.2-다이메틸이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸 등을 들 수 있다.
상기 중에서도, 염기성 촉매로서는, 상기 중에서도 아민계 촉매가 바람직하다.
아민계 촉매로서는, 예를 들면, 3,5-루티딘; 2,4,6-콜리딘; 트라이에틸렌다이아민, N,N-다이메틸에탄올아민, 트라이에틸아민, N-에틸모폴린 등의 3급 아민계 촉매; 등을 들 수 있다.
아민계 촉매는, 3,5-루티딘, 2,4,6-콜리딘, 트라이에틸렌다이아민, N,N-다이메틸에탄올아민, 및 N-에틸모폴린으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
염기성 촉매는, 하기 일반식(2)로 표시되는 화합물, 및/또는 하기 일반식(3)으로 표시되는 화합물을 포함하는 것도 바람직하다.
[화학식 1]
일반식(2) 중, R1은 탄소수 1∼20의 직쇄 알킬기, 탄소수 3∼20의 분기 알킬기, 탄소수 3∼20의 사이클로알킬기, 또는 할로젠 원자를 나타내고, 복수 존재하는 R1은 동일해도 상이해도 된다. Q는 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타낸다. m은 0∼5의 정수를 나타낸다.
[화학식 2]
일반식(3) 중, R2, R3 및 R4는, 각각 독립적으로, 탄소수 3∼20의 직쇄 알킬기, 탄소수 3∼20의 분기 알킬기, 탄소수 3∼20의 사이클로알킬기, 알릴기, 또는 수산기를 포함하는 탄화수소기를 나타낸다.
염기성 촉매로서는, pKa치가 1 이상인 것이 바람직하고, 3 이상인 것이 보다 바람직하며, 4 이상인 것이 더 바람직하다.
염기성 촉매로서는, pKa치가 9 이하인 것이 바람직하고, 8 이하인 것이 보다 바람직하다.
pKa치(산 해리 지수)는, 예를 들면, (a) The Journal of Physical Chemistry vol. 68, number 6, page 1560(1964)에 기재된 방법, (b) 교토 전자 공업 주식회사제의 전위차 자동 적정 장치(AT-610(상품명) 등)를 이용하는 방법 등에 의해 측정할 수 있고, 또한 (c) 일본화학회편의 화학 편람(개정 3판, 1984년 6월 25일, 마루젠 주식회사 발행)에 기재된 산 해리 지수 등을 이용할 수 있다.
(유기 금속계 촉매)
유기 금속계 촉매로서는, 유기 주석계 촉매; 철, 니켈, 아연 등의 유기산염류; 아세틸아세토네이트 착체; 카복실산 금속 화합물 및 4급 암모늄염 화합물로 이루어지는 촉매 조성물; 2환식 제3급 아민 화합물로 이루어지는 촉매 조성물; 타이타늄 또는 알루미늄에 알콕시기, 카복시기 등이 배위하고 있는 금속 촉매; 등을 들 수 있다.
유기 금속계 촉매로서는, 상기 중에서도 유기 주석계 촉매가 바람직하다.
유기 주석계 촉매로서는, 다이뷰틸주석 다이클로라이드(DBC), 다이메틸주석 다이클로라이드(DMC), 다이뷰틸주석 다이라우레이트(DBTDL), 다이뷰틸주석 다이아세테이트 등을 들 수 있다.
유기 주석계 촉매가, 다이뷰틸주석 다이클로라이드, 다이메틸주석 다이클로라이드, 다이뷰틸주석 다이라우레이트 및 다이뷰틸주석 다이아세테이트로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
중합 촉매는, pKa치가 4∼8인 염기성 촉매, 및 유기 금속계 촉매로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
중합 촉매는, 아민계 촉매 및 유기 주석계 촉매로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것도 바람직하다.
중합 촉매로서는, 3,5-루티딘, 2,4,6-콜리딘, 트라이에틸렌다이아민, N,N-다이메틸에탄올아민, N-에틸모폴린, 다이뷰틸주석 다이클로라이드, 다이메틸주석 다이클로라이드, 다이뷰틸주석 다이라우레이트 및 다이뷰틸주석 다이아세테이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
본 개시에 있어서의 중합성 조성물은, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 합계 100질량부에 대한 중합 촉매의 함유량이, 0.005질량부∼2.0질량부인 것이 바람직하다.
본 개시에 있어서의 중합 촉매의 함유량은, 종래의 광학 부재의 제조 방법과 비교해서, 다량이다.
이에 의해, 제3 공정에 있어서 중합성 조성물 중의 광학 재료용 모노머를 중합시킬 때, 중합성 조성물의 반응열(즉, 자기 발열에 의한 열)을 단시간에 발생시킬 수 있다. 그 때문에, 중합 반응을 양호하게 촉진시킬 수 있고, 후술하는 바와 같이, 중합성 조성물의 점도를 높여, 맥리의 원인이 된다고 추측되는 열대류를 억제하면서, 종래보다도 짧은 시간에 고품질인 광학 부재를 얻을 수 있다.
또한, 반응열을 단시간에 발생시킴으로써, 중합 시에 가열을 하지 않거나 또는 저온도 단시간의 가열로 경화물을 얻을 수 있다.
그 때문에, 본 개시에 있어서의 오목부를 구비하는 기판의 내열성을 낮게 억제할 수 있다. 일반적으로, 내열성이 낮은 기판 쪽이 유연하고 굽히기 쉽다. 그 때문에, 중합에 의해 얻어진 경화물을 기판으로부터 용이하게 떼어낼 수 있다.
2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 합계 100질량부에 대한 중합 촉매의 함유량이, 0.005질량부 이상임으로써, 양호하게 중합 반응을 촉진할 수 있기 때문에, 짧은 시간에 고품질인 광학 부재를 얻을 수 있다. 또한, 양호하게 중합 반응을 촉진함으로써, 경화물을 전술한 캐비티에 있어서의 공간으로부터 취출할 때의 이형성을 향상시킬 수 있다.
상기의 관점에서, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 합계 100질량부에 대한 중합 촉매의 함유량이, 0.05질량부 이상인 것이 바람직하고, 0.08질량부 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.10질량부 이상인 것이 더 바람직하고, 0.13질량부 이상인 것이 특히 바람직하며, 0.17질량부 이상인 것이 보다 한층 바람직하다.
2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 합계 100질량부에 대한 중합 촉매의 함유량이, 2.0질량부 이하임으로써, 예를 들면 중합성 조성물을 전술한 캐비티에 있어서의 공간에 주입할 때의 핸들링성을 향상시킬 수 있다.
상기의 관점에서, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 합계 100질량부에 대한 중합 촉매의 함유량이, 1.8질량부 이하인 것이 바람직하고, 1.5질량부 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.0질량부 이하인 것이 더 바람직하고, 0.5질량부 이하인 것이 특히 바람직하며, 0.3질량부 이하인 것이 보다 한층 바람직하다.
한편, 상기 중합 촉매의 함유량은, 중합 촉매의 종류, 사용하는 모노머류(아이소사이아네이트 화합물, 활성 수소 화합물, 그 밖의 성분 등)의 종류 및 사용량, 원하는 성형체의 형상에 따라 적절히 설정할 수 있다.
전술한 중합 촉매의 함유량의 범위는, 광학 재료용 모노머 및 중합 촉매의 종류에 따라, 적절히 변경해도 된다.
예를 들면, 광학 재료용 모노머가, 다이사이클로헥실메테인 다이아이소사이아네이트 및 5,7-다이머캅토메틸-1,11-다이머캅토-3,6,9-트라이싸이아운데케인과, 4,7-다이머캅토메틸-1,11-다이머캅토-3,6,9-트라이싸이아운데케인과, 4,8-다이머캅토메틸-1,11-다이머캅토-3,6,9-트라이싸이아운데케인의 혼합물을 포함하고, 중합 촉매가 3,5-루티딘을 포함하는 경우, 중합 촉매는, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머 100질량부에 대해서, 1.0질량부 이상을 이용하는 것이 바람직하고, 1.5질량부 이상을 이용하는 것이 보다 바람직하다.
예를 들면, 광학 재료용 모노머가, 1,3-비스(아이소사이아네이토메틸)사이클로헥세인, 펜타에리트리톨 테트라키스(2-머캅토아세테이트) 및 2,5-비스(머캅토메틸)-1,4-다이싸이에인을 포함하고, 중합 촉매가 3,5-루티딘을 포함하는 경우, 중합 촉매는, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머 100질량부에 대해서, 0.03질량부 이상을 이용하는 것이 바람직하고, 0.07질량부 이상을 이용하는 것이 보다 바람직하다.
중합 촉매는, 하기 조건 1을 만족시키는 것이 바람직하다.
[조건 1]
-Ea/R이, -7100 이상 -2900 이하이다.
(Ea는, 2종 이상의 상이한 온도에 있어서의 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 반응 속도 상수로부터 아레니우스 플롯에 의해 산출한 활성화 에너지이고, R은, 기체 상수(8.314J/mol/K)이다.)
중합 촉매가 조건 1을 만족시킴으로써, 중합성 조성물이 중합 경화하는 과정에서, 중합 속도의 격차를 억제할 수 있고, 그 결과로서 광학 변형 및 맥리의 발생이 억제되어, 외관이 우수한 광학 부재를 얻을 수 있다.
Ea의 값은, 이하의 방법에 의해 산출한다.
중합 반응성 화합물과, 소정량의 중합 촉매를 포함하는 조성물 1을 가온하여, 복수의 온도에서 보온한 경우에 있어서의, 해당 중합 반응성 화합물의 가온 전의 작용기 유래의 물성치 1a 및 소정 시간 보온한 후의 잔존 작용기 유래의 물성치 1b를 취득하는 물성 취득 공정과,
물성치 1a 및 물성치 1b로부터, 복수의 온도에 있어서의 잔존 작용기율 1을 산출하는 잔존 작용기율 산출 공정과,
잔존 작용기율 1로부터, 반응 속도식에 기초하여 복수의 온도에 있어서의 반응 속도 상수 1을 산출하는 반응 속도 상수 산출 공정과,
복수의 온도에 있어서의 반응 속도 상수 1로부터, 아레니우스 플롯에 의해 활성화 에너지 Ea1과 빈도 인자 A1을 산출하는 피팅 공정
을 행함으로써, Ea의 값을 산출한다.
산출한 Ea를 이용하여, 중합 촉매가 조건 1을 만족시키는지 여부를 판별한다.
Ea의 값의 산출 방법 및 중합 촉매가 조건 1을 만족시키는지 여부를 판별하는 방법의 구체적인 태양은, 국제 공개 제2020/256057호에 기재된 구체적 태양과 마찬가지이다.
(다른 첨가제)
본 개시에 있어서의 중합성 조성물은, 임의의 첨가제를 포함해도 된다.
임의의 첨가제로서, 포토크로믹 화합물, 내부 이형제, 블루잉제, 자외선 흡수제 등을 들 수 있다.
(포토크로믹 화합물)
포토크로믹 화합물은 특정 파장의 광조사에 의해, 분자 구조가 가역적으로 변화하고, 그에 따라서 흡광 특성(흡수 스펙트럼)이 변화하는 화합물이다.
본 개시에서 이용하는 포토크로믹 화합물로서는, 특정한 파장의 광에 대해서 흡광 특성(흡수 스펙트럼)이 변화하는 화합물을 들 수 있다.
본 개시에 있어서, 포토크로믹 화합물로서는, 특별히 제한은 없고, 포토크로믹 렌즈에 사용할 수 있는 종래 공지된 화합물 중에서, 임의의 것을 적절히 선택하여 이용할 수 있다. 예를 들면, 스파이로피란계 화합물, 스파이로옥사진계 화합물, 풀기드계 화합물, 나프토피란계 화합물, 비스이미다졸 화합물 등으로부터 원하는 착색에 따라서, 1종 또는 2종 이상을 이용할 수 있다.
(내부 이형제)
내부 이형제로서는, 산성 인산 에스터를 들 수 있다. 산성 인산 에스터로서는, 인산 모노에스터, 인산 다이에스터를 들 수 있고, 각각 단독 또는 2종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
(블루잉제)
블루잉제로서는, 가시광 영역 중 등색 내지 황색의 파장역에 흡수대를 갖고, 수지로 이루어지는 광학 부재의 색상을 조정하는 기능을 갖는 것을 들 수 있다. 블루잉제는, 더 구체적으로는, 청색 내지 자색을 나타내는 물질을 포함한다.
(자외선 흡수제)
이용되는 자외선 흡수제로서는, 2,2'-다이하이드록시-4-메톡시벤조페논 등의 벤조페논계 자외선 흡수제, 2-[4-[(2-하이드록시-3-도데실옥시프로필)옥시]-2-하이드록시페닐]4,6-비스(2,4-다이메틸페닐)-1,3,5-트라이아진 등의 트라이아진계 자외선 흡수제, 2-(2H-벤조트라이아졸-2-일)-4-메틸페놀, 2-(2H-벤조트라이아졸-2-일)-4-tert-옥틸페놀 등의 벤조트라이아졸계 자외선 흡수제 등을 들 수 있지만, 바람직하게는 2-(2H-벤조트라이아졸-2-일)-4-tert-옥틸페놀이나 2-(5-클로로-2H-벤조트라이아졸-2-일)-4-메틸-6-tert-뷰틸페놀의 벤조트라이아졸계 자외선 흡수제를 들 수 있다. 이들 자외선 흡수제는 단독으로도 2종 이상을 병용할 수도 있다.
(점도)
본 개시에 있어서의 중합성 조성물은, 맥리를 억제하는 관점에서, B형 점도계로 25℃ 60rpm의 조건에서 측정한 점도가 10mPa·s 이상이며, 40mPa·s 이상인 것이 바람직하고, 70mPa·s 이상인 것이 보다 바람직하고, 80mPa·s 이상인 것이 더 바람직하고, 100mPa·s 이상인 것이 특히 바람직하며, 120mPa·s 이상인 것이 보다 한층 바람직하다.
본 개시에 있어서의 중합성 조성물은, 광학 부재를 원하는 형상으로 성형할 때의 핸들링성을 양호하게 유지하는 관점에서, B형 점도계로 25℃ 60rpm의 조건에서 측정한 점도가 1000mPa·s 이하이며, 700mPa·s 이하인 것이 바람직하고, 400mPa·s 이하인 것이 보다 바람직하다.
본 개시에 있어서의 중합성 조성물에 있어서의 점도는, 얻어지는 경화물의 사용 용도에 따라서 조정해도 된다.
예를 들면, 플러스 렌즈용의 몰드 부재를 이용하여 경화물을 얻는 경우는, 에지(즉 주입구)가 좁기 때문에(예를 들면 1mm∼3mm), 본 개시에 있어서의 중합성 조성물은, 맥리를 억제하는 관점에서, 상기 점도가 10mPa·s∼100mPa·s인 것이 바람직하다.
한편, 플러스 렌즈 이외의 통상의 렌즈용의 몰드 부재를 이용하여 경화물을 얻는 경우는, 에지(즉 주입구)가 넓기 때문에(예를 들면 5mm∼15mm), 본 개시에 있어서의 중합성 조성물은, 맥리를 억제하는 관점에서, 상기 점도가 10mPa·s∼1000mPa·s인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 100mPa·s∼1000mPa·s이다.
중합성 조성물의 점도를 높임으로써, 외부로부터 상기 조성물에 열이 가해진 경우에 조성물의 내부와 외부의 온도차에 의한 열대류를 억제할 수 있어, 열대류 유래의 맥리를 저감시킬 수 있다.
그러나, 촉매량이 적으면 중합 시의 증점 속도가 충분하지 않기 때문에, 열대류를 억제할 수 있을 정도로 최대 온도차가 커지지 않아, 단시간에 급격하게 온도를 상승시킬 수 없다. 더욱이, 중합을 완결시키기까지 필요한 시간도 길어진다.
한편, 본 개시에 의해, 촉매량을 최적인 범위 내까지 늘림으로써, 상기 조성물 전체의 점도를 보다 빠르게 높일 수 있다. 이에 의해, 중합의 불균일을 억제하면서 급격한 온도 상승에 의한 열대류를 억제할 수 있고, 단시간에 중합을 진행시킬 수 있다.
본 개시에 있어서의 중합성 조성물은, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머와, 중합 촉매를 포함하고, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 합계 100질량부에 대한 중합 촉매의 함유량이 0.005질량부∼2.0질량부이며, B형 점도계로 25℃ 60rpm의 조건에서 측정한 점도가 10mPa·s∼1000mPa·s인 것이 바람직하다.
본 개시에 있어서의 중합성 조성물이 상기 구성을 포함함으로써, 얻어지는 광학 부재의 품질을 유지하고, 또한 광학 부재의 제조 시간을 양호하게 단축할 수 있다.
또한, 제3 공정에 있어서 중합성 조성물 중의 광학 재료용 모노머를 중합시킬 때, 중합성 조성물의 반응열(즉, 자기 발열에 의한 열)을 단시간에 발생시킬 수 있다. 그 때문에, 중합 반응을 양호하게 촉진시킬 수 있고, 종래보다도 짧은 시간에 고품질인 광학 부재를 얻을 수 있다.
또한, 중합 시에 가열을 필요로 하지 않거나 또는 저온도 단시간의 가열로 경화물을 얻을 수 있다.
그 때문에, 본 개시에 있어서의 오목부를 구비하는 기판의 내열성을 낮게 억제할 수 있다. 일반적으로, 내열성이 낮은 기판 쪽이 유연하고 굽히기 쉽다. 그 때문에, 중합에 의해 얻어진 경화물을 기판으로부터 용이하게 떼어낼 수 있다.
〔중합성 프리폴리머 조성물〕
본 개시에 있어서의 중합성 조성물은, 광학 재료용 모노머와, 중합 촉매와, 광학 재료용 모노머의 중합체이며 중합성 작용기를 포함하는 프리폴리머를 포함하는 조성물인 중합성 프리폴리머 조성물이어도 된다.
본 개시에 있어서의 중합성 조성물에 포함되는 중합성 프리폴리머 조성물은, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머와, 중합 촉매와, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 중합체이며 중합성 작용기를 포함하는 프리폴리머를 포함하는 것이 바람직하다.
프리폴리머란, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 중합체이며 중합성 작용기를 포함하는 폴리머이다.
프리폴리머와 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머를 중합시켜 얻어지는 경화물은, 광학 부재로서 이용할 수 있다.
프리폴리머로서는, 예를 들면, 광학 재료용 모노머 중의 2종의 광학 재료용 모노머의 중합성 작용기를 당량비 1:1로 중합시키고 있지 않은 폴리머, 광학 재료용 모노머 중의 2종의 광학 재료용 모노머를 균형이 무너진 당량비로 중합시키고 있는 폴리머 등을 들 수 있다.
한편, 상기 중합성 작용기란, 다른 중합성 작용기와 중합할 수 있는 작용기이며, 구체적으로는 후술하는 아이소네이토기, 머캅토기 등의 활성 수소를 갖는 작용기를 들 수 있다.
당량비 1:1로 중합시킨다란, 예를 들면, 아이소사이아네이트 화합물 및 폴리싸이올 화합물을 이용하여 중합시킬 때에, 아이소사이아네이트 화합물이 갖는 아이소네이토기와 폴리싸이올 화합물이 갖는 머캅토기가 몰비로 1:1이 되는 양으로 중합시키는 것이다.
본 개시의 중합성 프리폴리머 조성물은, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 중합체이며 중합성 작용기를 포함하는 프리폴리머와, 중합 촉매를 포함하는 조성물로서, B형 점도계로 25℃ 60rpm의 조건에서 측정한 점도가 10mPa·s∼2000mPa·s인 것이 바람직하다.
한편, 중합성 프리폴리머 조성물은 점도가 시간 경과에 따라 변화하기 어려운(즉 안정되어 있는) 것이 바람직하다. 예를 들면, 중합성 프리폴리머 조성물이, 프리폴리머에 포함되는 중합성 작용기와 중합 반응하기 쉬운 다른 중합성 작용기를 가지는 성분을 포함하지 않는 것이 바람직하다.
또한, 중합성 프리폴리머 조성물의 점도가 안정되어 있다란, 중합성 프리폴리머 조성물을 20℃에서 24시간 보관한 경우에, 보관의 전후에 있어서, 점도의 변화가 10% 이하인 것을 말한다.
본 개시의 중합성 프리폴리머 조성물은, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 합계 100질량부에 대한 중합 촉매의 함유량이, 0.1질량부∼4.0질량부인 것이 바람직하다.
2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 합계 100질량부에 대한 중합 촉매의 함유량이, 0.1질량부 이상임으로써, 양호하게 중합 반응을 촉진할 수 있기 때문에, 짧은 시간에 고품질인 광학 부재를 얻을 수 있다. 또한, 양호하게 중합 반응을 촉진함으로써, 경화물을 전술한 캐비티에 있어서의 공간으로부터 취출할 때의 이형성을 향상시킬 수 있다.
상기의 관점에서, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 합계 100질량부에 대한 중합 촉매의 함유량이, 0.15질량부 이상인 것이 바람직하고, 0.20질량부 이상인 것이 보다 바람직하다.
2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 합계 100질량부에 대한 중합 촉매의 함유량이, 4.0질량부 이하임으로써, 예를 들면 중합성 조성물을 전술한 캐비티에 있어서의 공간에 주입할 때의 핸들링성을 향상시킬 수 있다.
상기의 관점에서, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 합계 100질량부에 대한 중합 촉매의 함유량이, 3.0질량부 이하인 것이 바람직하고, 2.0질량부 이하인 것이 보다 바람직하며, 1.0질량부 이하인 것이 더 바람직하다.
본 개시의 중합성 프리폴리머 조성물은, 핸들링성의 관점에서, 프리폴리머가 아이소네이토기를 포함하는 것이 바람직한 경우가 있다.
즉, 프리폴리머가 갖는 아이소네이토기의 전부가 중합되어 있지 않고, 일부만이 중합되어 있는 상태인 것이 바람직하고, 중합성 프리폴리머 조성물의 제조에 이용한 아이소사이아네이트 화합물이 갖는 아이소네이토기의 85질량% 이상이 미중합으로 남아 있는 것이 바람직하다.
프리폴리머가 아이소네이토기를 포함함으로써, 즉 아이소사이아네이트 화합물을 아이소사이아네이트 화합물과 중합할 수 있는 다른 광학 재료용 모노머보다도 많이 포함함으로써, 다른 광학 재료용 모노머의 점도가 높은 경우에 중합성 프리폴리머 조성물의 점도를 낮게 유지할 수 있어, 조성물의 핸들링이 용이해진다.
본 개시의 중합성 프리폴리머 조성물은, 프리폴리머가 아이소네이토기를 실질적으로 포함하지 않는 것도 바람직하다.
「프리폴리머가 아이소네이토기를 실질적으로 포함하지 않는다」란, 아이소네이토기가 거의 전부 중합되어 있는 상태를 의미한다.
구체적으로는, 「프리폴리머가 아이소네이토기를 실질적으로 포함하지 않는다」란, 프리폴리머에 있어서의 아이소네이토기의 함유량이, IR 분광계로 측정했을 때에 검출 한계 이하인 것을 의미한다.
프리폴리머가 아이소네이토기를 실질적으로 포함하지 않음으로써, 반응성이 높은 아이소네이토기가 실질적으로 존재하지 않기 때문에, 중합성 프리폴리머 조성물의 안정성을 향상시킬 수 있다.
본 개시에 있어서의 준비 공정이 중합성 프리폴리머 조성물을 준비하는 공정인 경우에는, 중합성 프리폴리머 조성물은, 이하의 제조 방법에 의해 준비할 수 있다.
〔중합성 프리폴리머 조성물의 제조 방법〕
중합성 프리폴리머 조성물의 제조 방법은, 광학 재료용 모노머와, 중합 촉매를 준비하는 원료 준비 공정과,
광학 재료용 모노머의 일부와, 중합 촉매의 적어도 일부를 혼합하여, 광학 재료용 모노머의 일부에 있어서의 적어도 일부를 중합시켜 프리폴리머를 얻는 것에 의해, 프리폴리머를 포함하는 혼합물을 얻는 프리폴리머화 공정
을 포함해도 된다.
중합성 프리폴리머 조성물의 제조 방법은, 합계로 100질량부의 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머와, 0.010질량부∼2.0질량부의 중합 촉매를 준비하는 원료 준비 공정과,
2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 일부와, 중합 촉매의 적어도 일부를 혼합하고, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 일부에 있어서의 적어도 일부를 중합시켜 프리폴리머를 얻는 것에 의해, 프리폴리머를 포함하는 혼합물을 얻는 프리폴리머화 공정을 포함하는 것이 바람직하다.
원료 준비 공정과, 프리폴리머화 공정을 포함함으로써, 얻어지는 광학 부재에 있어서의 맥리를 억제하고, 또한 광학 부재의 제조 시간을 단축할 수 있다.
중합성 프리폴리머 조성물의 제조 방법은, 전술한 원료 준비 공정 및 프리폴리머화 공정에 더하여, 프리폴리머를 포함하는 혼합물에 대해, 적어도, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 잔부를 첨가하는 것에 의해, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머와, 프리폴리머와, 중합 촉매를 함유하는 중합성 조성물을 얻는 중합성 프리폴리머 조성물 제조 공정을 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
중합성 프리폴리머 조성물의 제조 방법은, 원료 준비 공정 및 프리폴리머화 공정에 더하여, 중합성 프리폴리머 조성물 제조 공정을 추가로 포함함으로써, 얻어지는 광학 부재에 있어서의 맥리를 보다 양호하게 억제하고, 또한 광학 부재의 제조 시간을 보다 양호하게 단축할 수 있다.
중합성 프리폴리머 조성물의 제조 방법에 있어서의 원료 준비 공정에 있어서 준비되는 원료는, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 합계 100질량부에 대한 중합 촉매의 함유량이, 0.010질량부∼2.0질량부인 것이 바람직하다. 중합성 조성물의 경우와 마찬가지로, 이 중합 촉매의 함유량은, 종래의 광학 부재의 제조 방법과 비교해서, 다량이다.
따라서, 중합성 조성물의 경우와 마찬가지로, 종래보다도 짧은 시간에 맥리가 억제된 고품질인 광학 부재를 얻을 수 있다.
중합성 조성물의 경우와 마찬가지로, 중합성 프리폴리머 조성물의 제조 방법에 있어서, 중합성 조성물에 대한 가열은 반드시 필요하지는 않다.
또한, 중합성 프리폴리머 조성물의 제조 방법은, 원료 준비 공정과, 프리폴리머화 공정과, 중합성 프리폴리머 조성물 제조 공정을 포함함으로써, 중합 반응이 행해지는 공간 내에 있어서의 대류를 억제할 수 있어, 얻어지는 경화물에 있어서의 맥리의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 중합성 프리폴리머 조성물의 제조 방법은 프리폴리머화 공정을 포함함으로써, 프리폴리머화를 수반하지 않는 경우와 비교해서, 프리폴리머를 포함하는 혼합물의 보존 안정성을 보다 양호하게 유지할 수 있다.
예를 들면, 프리폴리머를 포함하는 혼합물을 일정 기간 보존한 경우에, 혼합물 내에서의 중합 반응을 억제할 수 있다. 즉, 보다 장기의 포트 라이프를 확보할 수 있다.
<원료 준비 공정>
중합성 프리폴리머 조성물의 제조 방법은, 광학 재료용 모노머와, 중합 촉매를 준비하는 원료 준비 공정을 포함한다.
중합성 프리폴리머 조성물의 제조 방법은, 합계로 100질량부의 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머와, 0.010질량부∼2.0질량부의 중합 촉매를 준비하는 원료 준비 공정을 포함하는 것이 바람직하다.
원료 준비 공정에 있어서, 합계로 100질량부의 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머와, 0.010질량부∼2.0질량부의 중합 촉매를 준비하는 것이 바람직하다.
즉, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 합계 100질량부에 대해서, 0.010질량부∼2.0질량부의 중합 촉매를 이용하는 것이 바람직하다.
2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머 100질량부에 대해서, 0.010질량부 이상의 중합 촉매를 이용함으로써, 양호하게 중합 반응을 촉진할 수 있기 때문에, 짧은 시간에 맥리가 억제된 고품질인 광학 부재를 얻을 수 있다. 또한, 양호하게 중합 반응을 촉진함으로써, 경화물을 전술한 캐비티에 있어서의 공간으로부터 취출할 때의 이형성을 향상시킬 수 있다.
상기의 관점에서, 중합 촉매는, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머 100질량부에 대해서, 0.015질량부 이상을 이용하는 것이 바람직하고, 0.038질량부 이상을 이용하는 것이 보다 바람직하고, 0.10질량부 이상을 이용하는 것이 더 바람직하며, 0.17질량부 이상을 이용하는 것이 특히 바람직하다.
전술한 중합 촉매의 함유량의 범위는, 광학 재료용 모노머 및 중합 촉매의 종류에 따라, 적절히 변경해도 된다.
예를 들면, 광학 재료용 모노머가 2,5(6)-비스(아이소사이아네이토메틸)-바이사이클로-[2.2.1]-헵테인, 펜타에리트리톨 테트라키스(3-머캅토프로피오네이트), 및 4-머캅토메틸-1,8-다이머캅토-3,6-다이싸이아옥테인을 포함하고, 중합 촉매가 3,5-루티딘을 포함하는 경우, 중합 촉매는, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머 100질량부에 대해서, 0.10질량부 이상을 이용하는 것이 바람직하고, 0.17질량부 이상을 이용하는 것이 보다 바람직하다.
2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머 100질량부에 대해서, 2.0질량부 이하의 중합 촉매를 이용함으로써, 예를 들면 중합성 조성물을 전술한 캐비티에 있어서의 공간에 주입할 때의 핸들링성을 향상시킬 수 있다.
상기의 관점에서, 중합 촉매는, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머 100질량부에 대해서, 1.5질량부 이하 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 광학 재료용 모노머 및 중합 촉매의 종류에 따라, 중합 촉매는, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머 100질량부에 대해서, 1.0질량부 이하 이용해도 되고, 0.3질량부 이하 이용해도 되며, 0.15질량부 이하 이용해도 된다.
한편, 상기 중합 촉매의 양은, 중합 촉매의 종류, 사용하는 모노머류(아이소사이아네이트 화합물, 활성 수소 화합물, 그 밖의 성분 등)의 종류 및 사용량, 원하는 성형체의 형상에 따라 적절히 설정할 수 있다.
<프리폴리머화 공정>
중합성 프리폴리머 조성물의 제조 방법은, 광학 재료용 모노머의 일부와, 중합 촉매의 적어도 일부를 혼합하고, 광학 재료용 모노머의 일부에 있어서의 적어도 일부를 중합시켜 프리폴리머를 얻는 것에 의해, 프리폴리머를 포함하는 혼합물을 얻는 프리폴리머화 공정을 포함한다.
중합성 프리폴리머 조성물의 제조 방법은, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 일부와, 중합 촉매의 적어도 일부를 혼합하고, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 일부에 있어서의 적어도 일부를 중합시켜 프리폴리머를 얻는 것에 의해, 프리폴리머를 포함하는 혼합물을 얻는 프리폴리머화 공정을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명자들은, 중합 반응이 행해지는 공간 내의 온도 분포가 불균일인 것에 의해 대류가 생기는 것이, 얻어지는 경화물에 있어서 맥리를 발생시키는 원인의 하나라고 생각했다.
그래서, 본 발명자들은, 광학 재료용 모노머의 일부를 미리 중합시켜 프리폴리머를 제조하여, 중합성 조성물이 프리폴리머를 포함함으로써, 중합성 조성물의 점도를 높이는 것에 주목했다. 이에 의해, 공간 내의 대류를 억제할 수 있다.
또한, 중합성 프리폴리머 조성물의 제조 방법은, 자기 발열을 외부로 방출하지 않도록 함으로써 공간 내부와 외주의 온도차를 생기기 어렵게 할 수 있다.
이상의 관점이 맞물려, 중합성 프리폴리머 조성물의 제조 방법은, 얻어지는 경화물의 맥리를 억제할 수 있다고 추측된다.
중합성 프리폴리머 조성물의 제조 방법은, 프리폴리머화 공정에 있어서, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머 중의 1종의 광학 재료용 모노머의 전부와, 1종의 광학 재료용 모노머 이외의 다른 광학 재료용 모노머의 일부와, 중합 촉매의 전부 혹은 일부를 포함하는 것에 의해, 포트 라이프가 우수한 프리폴리머를 얻을 수 있다.
「2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 일부」의 태양으로서는, 특별히 제한은 없다.
예를 들면, 「2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 일부」는, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 각각의 일부의 양이어도 된다.
또한, 「2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 일부」는, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머 중의 1종 또는 복수종의 광학 재료용 모노머의 전부여도 된다.
프리폴리머화 공정에 있어서, 중합 촉매는, 일부를 이용해도 되고, 전부를 이용해도 된다.
중합 촉매로서 일부를 이용하는 경우, 「2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 일부」와 마찬가지로, 「중합 촉매의 일부」의 태양에 대해서도, 특별히 제한은 없다.
예를 들면, 「중합 촉매의 일부」는, 중합 촉매의 일부의 양이어도 된다.
중합 촉매로서 일부를 이용하는 경우, 중합 촉매의 일부는, 장기의 포트 라이프를 확보하는 관점에서, 중합 촉매의 100질량부 중의 5질량부∼80질량부인 것이 바람직하고, 10질량부∼60질량부인 것이 보다 바람직하며, 15질량부∼50질량부인 것이 더 바람직하다.
2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 일부는, 장기의 포트 라이프를 확보하는 관점에서, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 100질량부 중의 5질량부∼95질량부인 것이 바람직하고, 20질량부∼80질량부인 것이 보다 바람직하며, 30질량부∼70질량부인 것이 더 바람직하다.
프리폴리머화 공정의 구체적 태양의 예를 이하에 나타내지만, 프리폴리머화 공정은 이하의 태양에 제한되지 않는다.
(태양 a)
태양 a의 프리폴리머화 공정은, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 일부와, 중합 촉매의 전부를 혼합하고, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 일부에 있어서의 적어도 일부를 중합시켜 프리폴리머를 얻는 것에 의해, 프리폴리머를 포함하는 혼합물을 얻는 공정이다.
태양 a에 있어서, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 일부가, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머 중의 1종의 광학 재료용 모노머의 전부와, 1종의 광학 재료용 모노머 이외의 다른 광학 재료용 모노머의 일부로 이루어지는 것이 바람직하다.
(태양 b)
태양 b의 프리폴리머화 공정은, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 일부와, 중합 촉매의 일부를 혼합하고, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 일부에 있어서의 적어도 일부를 중합시켜 프리폴리머를 얻는 것에 의해, 프리폴리머를 포함하는 혼합물을 얻는 공정이다.
중합성 프리폴리머 조성물의 제조 방법이 태양 b의 프리폴리머화 공정을 포함하는 경우, 후술하는 중합성 프리폴리머 조성물 제조 공정은, 프리폴리머를 포함하는 혼합물에 대해, 적어도, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 잔부 및 중합 촉매의 잔부를 첨가하는 것에 의해, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머와, 프리폴리머와, 중합 촉매를 함유하는 중합성 조성물을 얻는 공정이다.
태양 b에 있어서, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머가 아이소사이아네이트 화합물을 포함하고, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 일부가 아이소사이아네이트 화합물의 일부를 포함하며, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 잔부가 아이소사이아네이트 화합물의 잔부를 포함하는 것이 바람직하다.
<점도 조정 공정>
중합성 프리폴리머 조성물의 제조 방법은, 프리폴리머화 공정 후이고, 중합성 프리폴리머 조성물 제조 공정 전에, 프리폴리머를 포함하는 혼합물의 점도를 30mPa·s∼2000mPa·s로 조정하는 점도 조정 공정을 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
프리폴리머를 포함하는 혼합물의 점도가 상기 범위 내임으로써, 얻어지는 광학 부재에 있어서의 맥리를 억제하는 관점에서, 중합성 프리폴리머 조성물 제조 공정에 있어서 제조되는 중합성 조성물의 점도를 적절한 범위 내로 할 수 있다. 결과로서, 얻어지는 광학 부재에 있어서의 맥리를 억제할 수 있다.
상기의 관점에서, 프리폴리머를 포함하는 혼합물의 점도는, 40mPa·s∼2000mPa·s인 것이 바람직하고, 50mPa·s∼1800mPa·s인 것이 보다 바람직하다.
한편, 점도는, 25℃, 60rpm(revolutions per minute)의 조건하, B형 점도계를 이용하여 측정한다.
프리폴리머를 포함하는 혼합물의 점도를 조정하는 방법으로서는, 특별히 제한은 없다.
예를 들면, 고점도의 화합물의 첨가, 가열, 교반 등의 방법에 의해 프리폴리머를 포함하는 혼합물의 점도를 조정해도 된다.
프리폴리머를 포함하는 혼합물을 조제할 때의 온도로서는, 중합 반응에 의해 프리폴리머를 얻을 수 있는 온도이면 특별히 제한은 없다. 예를 들면, 20℃∼50℃여도 되고, 25℃∼45℃여도 된다.
프리폴리머를 포함하는 혼합물을 조제할 때의 교반 시간으로서는, 중합 반응에 의해 프리폴리머를 얻을 수 있는 교반 시간이면 특별히 제한은 없다. 예를 들면 30분∼5시간이어도 되고, 1시간∼5시간이어도 된다.
프리폴리머를 포함하는 혼합물을 조제하는 방법으로서는, 구체적으로는, 40℃, 3시간의 조건에서 교반함으로써, 점도를 조정하면서 프리폴리머를 포함하는 혼합물을 조제하는 방법이어도 된다.
<중합성 프리폴리머 조성물 제조 공정>
중합성 프리폴리머 조성물의 제조 방법은, 프리폴리머를 포함하는 혼합물에 대해, 적어도, 광학 재료용 모노머의 잔부를 첨가하는 것에 의해, 광학 재료용 모노머와, 프리폴리머와, 중합 촉매를 함유하는 중합성 프리폴리머 조성물을 얻는 중합성 프리폴리머 조성물 제조 공정을 포함해도 된다.
중합성 프리폴리머 조성물의 제조 방법은, 프리폴리머를 포함하는 혼합물에 대해, 적어도, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 잔부를 첨가하는 것에 의해, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머와, 프리폴리머와, 중합 촉매를 함유하는 중합성 프리폴리머 조성물을 얻는 중합성 프리폴리머 조성물 제조 공정을 포함하는 것이 바람직하다.
중합성 프리폴리머 조성물 제조 공정은, 프리폴리머를 포함하는 혼합물에 대해, 적어도, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 잔부를 첨가하는 것에 의해, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머와, 프리폴리머와, 중합 촉매를 함유하는 중합성 프리폴리머 조성물을 얻는 공정이다.
이에 의해, 프리폴리머를 포함하는 혼합물과, 상기 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 잔부를 혼합할 때까지, 프리폴리머와 상기 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 잔부의 중합의 발생을 막을 수 있다.
따라서, 중합성 프리폴리머 조성물 제조 공정을 적절한 시기에 행함으로써, 예를 들면 중합성 프리폴리머 조성물을 전술한 캐비티에 있어서의 공간에 주입할 때의 핸들링성을 향상시킬 수 있다.
중합성 프리폴리머 조성물 제조 공정에 있어서, 프리폴리머를 포함하는 혼합물에 대해서 적어도 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 잔부를 첨가할 때, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 잔부를, 단회로 혼합해도 되고, 복수회로 나누어 혼합해도 된다.
한편, 「2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 잔부」란, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머 중, 프리폴리머화 공정에 있어서의 「2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 일부」에 대한 나머지의 부분을 의미한다.
「2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 잔부」는, 프리폴리머가 갖는 중합성 작용기에 대해서 중합하는 작용기를 갖고, 또한 상기 프리폴리머가 갖는 중합성 작용기에 대해서 중합하는 작용기의 양이, 프리폴리머가 갖는 중합성 작용기의 전부와 실질적으로 중합할 수 있는 양(즉 당량)인 광학 재료용 모노머여도 된다.
중합성 조성물의 광학적 균일성을 높이는 관점에서는, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 잔부는, 프리폴리머를 구성하는 광학 재료용 모노머와 동일한 종류의 모노머를 포함하는 것이 바람직하다.
상기의 각 성분을 혼합할 때의 온도로서는, 특별히 제한은 없지만, 30℃ 이하인 것이 바람직하고, 실온(25℃) 이하인 것이 보다 바람직하다.
각 성분을 혼합할 때의 온도는, 25℃보다도 더 저온으로 하는 것이 바람직한 경우가 있다. 단, 내부 이형제 등의 첨가제와 상기의 각 성분의 용해성이 양호하지 않은 경우는, 미리 상기의 각 성분을 승온하여, 상기 첨가제를 상기의 각 성분에 용해시켜도 된다.
중합성 프리폴리머 조성물 제조 공정의 구체적 태양으로서는, 예를 들면 이하의 태양을 들 수 있다.
우선, 프리폴리머를 포함하는 혼합물에 대해서 첨가제(예를 들면 내부 이형제)를 투입하여 혼합액을 제작한다. 이 혼합액을 25℃에서 1시간 교반하여 각 성분을 완전히 용해시킨 후, 탈기를 행하여, 제1 혼합액을 얻는다.
또한, 광학 재료용 모노머의 잔부와 필요에 따라서 중합 촉매의 잔부를 25℃에서 30분 교반하여 완전히 용해시켜 제2 혼합액을 얻는다.
그리고, 제1 혼합액과 제2 혼합액을 혼합하고 교반 후 탈기하여, 균일한 용액으로서 중합성 조성물을 얻는다.
<제2 프리폴리머화 공정>
중합성 프리폴리머 조성물의 제조 방법은, 전술한 원료 준비 공정 및 프리폴리머화 공정에 더하여, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 잔부와, 중합 촉매의 잔부를 혼합하고, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 잔부에 있어서의 적어도 일부를 중합시켜 제2 프리폴리머를 얻는 것에 의해, 제2 프리폴리머를 포함하는 혼합물을 얻는 제2 프리폴리머화 공정과,
프리폴리머를 포함하는 혼합물에 대해, 제2 프리폴리머를 포함하는 혼합물을 첨가하는 것에 의해, 프리폴리머와, 제2 프리폴리머와, 중합 촉매를 함유하는 중합성 조성물을 얻는 중합성 프리폴리머 조성물 제조 공정
을 추가로 포함해도 된다.
중합성 프리폴리머 조성물의 제조 방법은, 상기의 구성을 포함함으로써, 프리폴리머화 공정에 의해 얻어지는 프리폴리머를 포함하는 혼합물과, 제2 프리폴리머화 공정에 의해 얻어지는 제2 프리폴리머를 포함하는 혼합물을 얻을 수 있다.
이에 의해, 프리폴리머를 포함하는 혼합물과 제2 프리폴리머를 포함하는 혼합물의 점도를 가깝게 할 수 있기 때문에, 양자를 보다 용이하게 혼합할 수 있다.
제2 프리폴리머화 공정에 있어서, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머, 중합 촉매, 구체적 태양, 바람직한 태양 등은, 프리폴리머화 공정에 있어서의 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머, 중합 촉매, 구체적 태양, 바람직한 태양 등과 마찬가지이다.
중합성 프리폴리머 조성물의 제조 방법은, 제2 프리폴리머화 공정을 포함하는 경우, 중합성 프리폴리머 조성물 제조 공정은, 프리폴리머를 포함하는 혼합물에 대해, 제2 프리폴리머를 포함하는 혼합물을 첨가하는 것에 의해, 프리폴리머와, 제2 프리폴리머와, 중합 촉매를 함유하는 중합성 조성물을 얻는 공정이다.
상기 중합성 프리폴리머 조성물 제조 공정에 있어서, 프리폴리머를 포함하는 혼합물, 구체적 태양, 바람직한 태양 등은, 전술한 <중합성 프리폴리머 조성물 제조 공정>에 있어서의 구체적 태양, 바람직한 태양 등과 마찬가지이다.
<제2 공정>
본 개시에 있어서의 제2 공정은, 공간에 광학 재료용 모노머를 포함하는 중합성 조성물을 배치하는 공정이다.
기판은, 공간에 중합성 조성물을 주입하기 위한 주입구를 포함해도 되고, 제2 공정은, 주입구를 통해서 공간에 중합성 조성물을 주입하는 것을 포함해도 된다. 이 경우, 예를 들면, 주입구를 통해서 오목부의 외주면으로부터 공간에 중합성 조성물을 주입한다.
제2 공정은, 중합성 조성물을 주입한 후, 주입구를 밀폐하는 것이 바람직하다.
제2 공정의 조작의 일례에 대하여, 도 4를 이용하여 설명한다.
도 4는, 제2 공정의 조작의 일례로서, 주입구를 통해서 공간에 중합성 조성물을 주입하는 조작을 설명하기 위한 도면이다.
우선, 도 4에 나타내는 대로, 기판의 개구부의 주변부에 중합성 조성물을 충전하기 위한 주입구(8)를 마련한다. 상기 주입구 이외에도, 경화 전 또는 경화 중에 있어서 공간 내의 기체를 외부로 방출하기 위한 배기구(9)를 마련해도 된다.
저부(4) 및 개구부(5)를 포함하는 오목부(3)의 개구부(5)를 몰드 부재(7)로 덮어, 오목부(3)에 덮개를 한 후, 주입구(8)로부터 중합성 조성물을 주입함으로써, 오목부의 외주면으로부터 공간에 중합성 조성물을 주입할 수 있다. 그때, 공간 내에 존재하고 있던 기체가 배기구(9)를 통해서 외부로 배출된다.
주입이 완료된 후, 제3 공정(즉, 중합성 조성물의 경화) 전에, 주입구(8) 및 배기구(9)를 밀폐하고, 그 후, 제3 공정(즉, 중합성 조성물의 경화)을 행하는 것이 바람직하다.
제2 공정은, 중합성 조성물을 정지형 혼합기 내에서 재혼합하면서 상기 공간에 주입하는 공정이어도 된다.
제2 공정은, 중합성 조성물을 다이내믹 믹서, 스태틱 믹서 등에 의해 재혼합하면서 상기 공간에 주입하는 공정이어도 된다.
이에 의해, 중합성 조성물을 상기 공간까지 송액하는 동안에, 중합성 조성물의 분포의 불균일성을 해소할 수 있기 때문에, 얻어지는 경화물의 맥리를 억제할 수 있다.
(점도 조정)
제2 공정에 있어서, B형 점도계로 25℃ 60rpm의 조건에서 측정한 중합성 조성물의 점도를 10mPa·s∼1000mPa·s로 조정해도 된다.
중합성 조성물의 점도는, 10mPa·s 이상인 것이 바람직하고, 40mPa·s 이상인 것이 보다 바람직하고, 70mPa·s 이상인 것이 더 바람직하고, 80mPa·s 이상인 것이 특히 바람직하고, 100mPa·s 이상인 것이 보다 한층 바람직하며, 120mPa·s 이상인 것이 더 한층 바람직하다.
중합성 조성물의 점도는, 광학 부재를 원하는 형상으로 성형할 때의 핸들링성을 양호하게 유지하는 관점에서, 1000mPa·s 이하인 것이 바람직하고, 700mPa·s 이하인 것이 보다 바람직하며, 400mPa·s 이하인 것이 더 바람직하다.
중합성 조성물의 점도를 조정하는 방법으로서는, 특별히 제한은 없다.
예를 들면, 고점도 화합물의 첨가, 가열, 교반 등의 방법에 의해 중합성 조성물의 점도를 조정해도 된다.
<제3 공정>
본 개시에 있어서의 제3 공정은, 중합성 조성물 중의 광학 재료용 모노머를 경화시키는 것에 의해, 중합성 조성물의 경화물을 얻는 제3 공정이다.
본 개시의 광학 부재의 제조 방법이, 제3 공정을 포함함으로써, 중합성 조성물을 중합시킬 수 있어, 광학 부재를 제조할 수 있다.
전술한 대로, 중합성 조성물 또는 중합성 프리폴리머 조성물에 있어서의 중합 촉매의 함유량이 전술한 범위 내인 경우(예를 들면, 중합성 조성물 중, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 합계 100질량부에 대한 중합 촉매의 함유량이, 0.005질량부∼2.0질량부인 경우), 중합성 조성물 또는 중합성 프리폴리머 조성물에 대한 가열은 반드시 필요하지는 않다.
중합성 조성물(중합성 프리폴리머 조성물을 포함한다)에 있어서의 중합 촉매의 함유량이 전술한 범위 내인 경우, 중합 촉매의 함유량은, 종래의 광학 부재의 제조 방법과 비교해서, 다량이다.
이에 의해, 제3 공정에 있어서 중합성 조성물 중의 광학 재료용 모노머를 중합시킬 때, 중합성 조성물의 반응열(즉, 자기 발열에 의한 열)을 단시간에 발생시킬 수 있다.
상기 반응열을 이용하여, 중합성 조성물 중의 광학 재료용 모노머의 중합 반응을 촉진시킬 수 있기 때문에, 종래보다도 짧은 시간에 고품질인 광학 부재를 얻을 수 있다.
종래에는, 중합 반응을 행할 때, 중합성 조성물을 주로 가열하여 중합 반응을 발생시키고 있던 바, 상기의 경우, 중합성 조성물에 대한 가열은 반드시 필요하지는 않다.
또한, 상기의 경우, 조성물의 자기 발열도 이용하기 때문에, 외부로부터의 열의 공급에 과도하게 의존하지 않고 중합을 진행시킬 수 있기 때문에, 조성물의 점도를 높임과 아울러, 중합성 조성물에 있어서의 열의 불균일성과 열대류를 억제할 수 있어, 맥리의 발생을 억제할 수 있다.
한편, 본 개시에 있어서 맥리란, 특정 부분의 굴절률이 주위의 정상적인 굴절률과 상이해져 있는 상태이다. 또한 광학 부재의 원하는 용도에 있어서 불이익이 생기는 상태라고도 표현할 수 있다. 광학 부재에 있어서 맥리는, 결함의 1종이다.
상기의 경우, 중합성 조성물에 대한 가열은 반드시 필요로 하지 않지만, 가열해도 된다.
제3 공정에 있어서, 중합성 조성물을 정치함으로써, 중합성 조성물을 중합 반응열에 의해 경화시킬 수 있다.
제3 공정이 행해지는 환경은 특별히 제한되지 않고, 캐비티(즉, 전술한 공간을 형성하고 있는 상태의, 오목부를 포함하는 기판과 몰드 부재의 조합)를 캐비티 외부로부터 가열하여 경화할 수도 있지만, 맥리 등의 광학적인 품질을 높이면서, 단시간에 중합한다는 관점에서는, 중합성 조성물을 폐쇄계 공간 내에서 정치하는 것에 의해, 중합성 조성물을 경화시키는 공정인 것도 바람직하다.
중합성 조성물을 폐쇄계 공간 내에서 정치함으로써, 중합성 조성물의 자기 발열에 의해 발생한 열이, 외부로 방출되는 것을 막을 수 있다. 이에 의해, 폐쇄계 공간 내에 자기 발열에 의해 발생한 열을 유지할 수 있기 때문에, 보다 효율적으로 중합 반응을 촉진시킬 수 있고, 보다 짧은 시간에 광학 부재를 제조할 수 있다.
폐쇄계 공간으로서는, 예를 들면, 단열 환경을 들 수 있다.
단열 환경이란, 내부에 열을 유지하고, 내부와 외부의 열의 전도가 억제된 환경을 가리킨다. 내부와 외부의 열의 전도가 억제된 환경이란, 중합성 조성물을 폐쇄계 공간 내에서 정치한 경우에, 폐쇄계 공간의 내부와 외부의 열의 전도성이 중합성 조성물을 경화시킬 수 있을 정도인 환경을 의미한다.
단열 환경은, 예를 들면, 단열 재료를 이용하여 형성할 수 있다.
즉, 중합성 조성물을, 단열 재료로 이루어지는 단열 용기 내에서 정치함으로써, 단열 용기의 내부에 열을 유지하고, 내부와 외부의 열의 전도를 억제할 수 있다.
단열 재료의 열전도율은, 0.50W/mK 이하인 것이 바람직하고, 0.10W/mK 이하인 것이 보다 바람직하며, 0.05W/mK 이하인 것이 더 바람직하다.
단열 재료의 밀도는, 10kg/m3 이상인 것이 바람직하고, 15kg/m3 이상인 것이 보다 바람직하며, 20kg/m3 이상인 것이 더 바람직하다.
「단열」 또는 「단열 환경」에 있어서, 중합성 조성물의 반응열에 의한 중합 반응을 방해하거나, 외부로부터의 가열에 의해 중합성 조성물의 중합 반응을 과도하게 촉진하거나 하지 않는 범위 내에서, 단열 반응조를 항온 상태(항온 반응조)로 하기 위한 가열을 행하는 것이 바람직하다.
이에 의해, 광학 재료용 모노머의 자기 발열에 의한 승온 상태 등에 따라서, 캐비티가 정치된 반응조 내(항온 반응조)의 환경 온도를 보온 상태 또는 항온 상태로 할 수 있기 때문에, 보다 양호하게 중합 반응을 촉진할 수 있다.
단열 환경으로서는, 예를 들면, 전술한 바와 같은 단열 반응조 또는 항온 반응조를 이용할 수 있다.
예를 들면, 모노머가 주입된 캐비티를 단열 반응조인 진공 용기 내에 정치하는 경우에 있어서, 단열 반응조(항온 반응조)를 이용한 단열 환경하에 있어서의 단열 중합은, 이하의 수순으로 행할 수 있다.
진공 용기의 내측면을 유레테인 폼, 코르크 등의 단열성·보온성을 갖는 부재로 덮고, 모노머가 주입된 캐비티를 필요에 따라서 웨스 등의 부재로 싼다. 그리고, 상기 진공 용기 내에 모노머가 주입된 캐비티를 정치한다.
제3 공정은, 중합성 조성물을 외부로부터 가열하지 않고 정치하는 것에 의해, 중합성 조성물을 경화시키는 공정이어도 된다.
전술한 대로, 중합 촉매의 함유량이 전술한 범위 내인 경우, 중합성 조성물에 대한 가열은 반드시 필요로 하지 않는다.
외부로부터 가열하기 위해서는, 장치를 이용하는 경우도 있어, 경제적으로 부담이 증대되는 경우가 있다. 상기의 경우, 본 개시의 광학 부재의 제조 방법이면, 간편한 방법으로 광학 부재를 제조할 수 있기 때문에, 경제적인 부담을 경감할 수 있다.
제3 공정은, 중합성 조성물을 2시간∼10시간 정치하는 것에 의해, 중합성 조성물을 경화시키는 공정인 것이 바람직하다.
종래의 방법에 의하면, 일반적으로, 가열에 의해 서서히 승온하면서 수 시간 내지 수십 시간(예를 들면, 20시간∼48시간 정도)에 걸쳐서 중합 반응을 행한다.
중합 반응을 행하는 시간이 짧은 경우에는, 중합성 조성물이 완전히 경화하지 않기 때문에 광학 부재를 얻을 수 없거나, 또는 광학 부재의 품질이 저하된다.
그러나, 상기의 경우, 본 개시의 광학 부재의 제조 방법에 의하면, 얻어지는 광학 부재의 품질을 유지하면서, 단시간에 광학 부재를 제조할 수 있다. 구체적으로는, 중합성 조성물을 10시간 이하 정치하는 것에 의해 광학 부재를 제조할 수 있다.
상기의 관점에서, 제3 공정에 있어서, 중합성 조성물을 8시간 이하 정치하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 중합 반응을 행하여 양호하게 경화된 광학 부재를 얻는 관점에서, 중합성 조성물을, 2시간 이상 정치하는 것이 바람직하고, 5시간 이상 정치하는 것이 보다 바람직하다.
제3 공정에 있어서, 필요에 따라서, 중합성 조성물에 대해서 마이크로파를 소정 시간 조사하는 마이크로파 조사 공정을 마련해도 된다.
제3 공정의 일 태양으로서는, 이하의 공정 b를 포함하는 태양을 들 수 있다.
공정 b: 중합성 조성물을 주입한 캐비티를 소정 시간, 폐쇄계 공간 내에 정치하여 단열 중합한다.
(공정 b)
중합 조건에 대해서는, 한정되는 것은 아니지만, 중합성 조성물의 조성, 촉매의 종류와 사용량, 캐비티의 형상 등에 따라 적절히 조정하는 것이 바람직하다.
중합성 조성물을 주입한 캐비티를 2시간 내지 4시간 동안, 단열 환경하에 정치하여 중합해도 된다.
공정 b에 있어서, 필요에 따라서, 중합성 조성물을 주입한 캐비티를 단열 환경하에 일정 시간 정치한 단열 중합 프로세스 후에, 가열 공정을 추가해도 된다.
공정 b에 있어서, 필요에 따라서, 중합성 조성물을 주입한 캐비티를 단열 환경하에 정치하는(단열 중합하는) 공정과 병행하여, 연속적 또는 단속적으로, 단열 중합 프로세스에 있어서 중합성 조성물에 의해 발해지는 자기 발열을 초과하지 않는 온도에서 중합성 조성물을 주입한 캐비티를 가열하거나, 단열 반응조 내를 가열하여 단열 반응조 내의 환경 온도를 보온하거나 해도 된다.
≪경화물≫
본 개시의 경화물은, 본 개시에 있어서의 중합성 조성물 또는 본 개시의 중합성 프리폴리머 조성물의 경화물이다.
본 개시의 경화물은, 에피싸이오 수지 및 싸이오유레테인 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하고, 싸이오유레테인 수지를 포함하는 것이 보다 바람직하다.
본 개시의 경화물은, 맥리를 저감하는 관점에서, 아민계 촉매를 중합 촉매로서 이용하는 경우는, 아민의 함유량이 0.03질량% 이상인 것이 바람직하고, 0.05질량% 이상인 것이 보다 바람직하며, 0.07질량% 이상인 것이 더 바람직하다.
또한, 본 개시의 경화물은, 중합성 조성물의 핸들링성을 향상시키는 관점에서, 아민의 함유량이 2.5질량% 이하인 것이 바람직하고, 2.0질량% 이하인 것이 보다 바람직하며, 1.5질량% 이하인 것이 더 바람직하다.
한편, 상기 아민의 함유량은, 경화물을 다이클로로메테인에 분산시켜 초음파 추출한 다이클로로메테인 조성물로부터, 가스 크로마토그래프 질량 분석으로 측정되는 아민의 함유량이다.
본 개시의 경화물은, 가스 크로마토그래프 질량 분석으로 측정되는 아민의 함유량이, 0.03질량% 이상 2.5질량% 이하인 것도 바람직하다.
본 개시의 경화물은, 맥리를 저감하는 관점에서, 유기 주석계 촉매를 이용하는 경우는, 주석의 함유량이 0.05질량% 이상인 것이 바람직하고, 0.1질량% 이상인 것이 보다 바람직하며, 0.2질량% 이상인 것이 더 바람직하다.
또한, 본 개시의 경화물은, 중합성 조성물의 핸들링성을 향상시키는 관점에서, 주석의 함유량이 2.5질량% 이하인 것이 바람직하고, 2.0질량% 이하인 것이 보다 바람직하며, 1.5질량% 이하인 것이 더 바람직하다.
경화물 중의 아민의 함유량의 측정 방법은 이하와 같다.
금속 줄로 분상으로 한 경화물 200mg과 다이클로로메테인 3mL를 원심관(용적 10mL)에 넣고, 초음파 세척기(IUCHI사제, US-4)를 이용하여 실온에서 10분간 초음파 추출하고, 원심분리기(KUBOTA사제, 탁상 소형 원심기 2410)를 이용하여 4000rpm으로 10분간, 원심분리를 행한다.
상청을 채취하고, 잔사를 다시 다이클로로메테인 3mL에 분산시키고 상기 초음파 추출과 원심분리를 행하여, 상청을 채취한다(이하, 「잔사 추출」이라고도 한다).
상기 잔사 추출을 2회 더 행한 후, 얻어진 상청액에 대해서, 합계량이 10mL가 되도록 다이클로로메테인을 가했다.
얻어진 10mL의 상청액을 여과하여, 가스 크로마토그래프 질량 분석(GC-MS라고도 칭한다. (GC-MS 장치: Agilent사제, 6890GC/5973N MSD, 칼럼: CP-Sil 8 CB for Amine(0.25mmID×30m F.T=0.25μm))으로 분석하여, 아민 유래의 피크 면적치를 얻는다. 얻어진 아민 유래의 피크 면적치 및 아민양의 검량선을 제작하여, 경화물 중의 아민의 함유량을 측정한다.
한편, 상기 아민이란, 중합 촉매로서 이용할 수 있는 아민 화합물, 또는 상기 아민 화합물에서 유래하는 아민 화합물을 의미한다.
특히 광투과성이 요구되는 광학 용도에 있어서, 본 개시의 경화물은, 실투도가 50 미만인 것이 바람직하고, 35 미만인 것이 보다 바람직하다.
실투도는, 이하의 방법에 의해 측정된다.
경화물에 대해서, 어두운 곳에서 광원(예를 들면, 하야시 레픽사제 Luminar Ace LA-150A)으로부터의 광을 투과시킨다. 경화물을 투과한 광의 화상을 화상 처리 장치(예를 들면, 우베 정보 시스템사제의 화상 처리 장치)에 입력하고, 입력한 화상에 대해서 농담 처리를 행하고, 처리 후의 화상의 농담의 정도를 화소마다 수치화하고, 각 화소의 농담의 정도의 수치의 평균치로서 계산되는 값을 실투도로 한다.
본 개시의 경화물은, 경화물의 중심으로부터 반경 15mm의 범위 내에 1.0mm 이상의 길이의 맥리가 없는 것이 바람직하고, 경화물의 중심으로부터 반경 15mm의 범위 내 및 범위 외에 1.0mm 이상의 길이의 맥리가 없는 것이 보다 바람직하다.
본 개시의 경화물은, 보다 구체적으로는, 2종 이상의 상이한 광학용 모노머의 경화물로서, 경화물의 중심으로부터 반경 15mm의 범위 내에 1.0mm 이상의 길이의 맥리가 없고, 외주면과 교차하는 돌기부를 적어도 1개 구비하는 것도 바람직하다.
상기 돌기부는, 기판에 있어서의 주입구 또는 배기구에 잔존한 중합성 조성물이 경화하는 것에 의해 형성된다.
<어닐링 공정>
본 개시의 광학 부재의 제조 방법은, 필요에 따라서, 경화된 중합성 조성물을 어닐링 처리하는 어닐링 공정을 포함해도 된다.
어닐링 처리를 행할 때의 온도는, 통상 50∼150℃에서 행해지지만, 90∼140℃에서 행하는 것이 바람직하고, 100∼130℃에서 행하는 것이 보다 바람직하다.
<다른 공정>
본 개시의 광학 부재의 제조 방법은, 필요에 따라서 다른 공정을 마련해도 된다.
<광학 부재의 용도>
본 개시에 있어서의 광학 부재는, 플라스틱 렌즈, 프리즘, 광파이버, 정보 기록 기판, 필터, 발광 다이오드 등에 이용할 수 있다.
상기 중에서도, 본 개시에 있어서의 광학 부재는, 플라스틱 렌즈에 적합하게 이용할 수 있고, 안경용 플라스틱 렌즈에 보다 적합하게 이용할 수 있다.
실시예
이하, 본 개시를 실시예에 의해 더 구체적으로 설명하지만, 본 개시는 그 주지를 초과하지 않는 한, 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
〔내약품성 시험 1〕
10mm×50mm 사이즈의 폴리프로필렌 시트(두께 0.5mm, 탄성률 1000MPa, 열변형 온도 80℃)를 2,5(6)-비스(아이소사이아네이토메틸)-바이사이클로-[2.2.1]-헵테인[광학 재료용 모노머]에 24시간 침지하고, 시트의 중량 증가의 비율을 측정한 바 ±1% 이내이며, 외관에 대해서도 변화는 확인되지 않았다.
〔내약품성 시험 2〕
10mm×50mm 사이즈의 폴리프로필렌 시트(두께 0.5mm, 탄성률 1000MPa, 열변형 온도 80℃)에 대하여, 광학 재료용 모노머로서 4-머캅토메틸-1,8-다이머캅토-3,6-다이싸이아옥테인[광학 재료용 모노머]에 24시간 침지했다. 시트의 중량 증가의 비율을 측정한 바 ±1% 이내이며, 외관에 대해서도 변화는 확인되지 않았다.
〔캐비티의 제작〕
폴리프로필렌 시트(두께 0.5mm, 탄성률 1000MPa, 열변형 온도 80℃)를 진공 성형기로 180℃로 가열하여 도 4와 같은 트레이(즉, 저부(4) 및 개구부(5)를 포함하는 오목부(3)를 구비하는 기판)를 제작했다. 트레이에 있어서의 오목부의 개구부의 면적은 50.50평방센티미터이며, 저부의 면적은 49.00평방센티미터였다.
이 트레이에, 몰드 부재로서의, 몰드 직경 78mm, 4C의 상 몰드를 끼워 넣어, 도 1과 같은 캐비티(즉, 트레이와 상 몰드의 조합)를 제작했다.
〔제1 원료 조성물의 제작〕
미쓰이 화학사제 MR용 내부 이형제[내부 이형제] 0.1질량부, Tinuvin329[자외선 흡수제] 1.5질량부, 및 2,5(6)-비스(아이소사이아네이토메틸)-바이사이클로-[2.2.1]-헵테인[광학 재료용 모노머] 50.6질량부를 투입하여 혼합액을 제작했다. 이 혼합액을 25℃에서 1시간 교반하여 완전히 용해시켰다. 그 후, 이 혼합액에, 펜타에리트리톨 테트라키스(3-머캅토프로피오네이트)[광학 재료용 모노머] 3.6질량부, 및 4-머캅토메틸-1,8-다이머캅토-3,6-다이싸이아옥테인[광학 재료용 모노머] 3.8질량부를 투입하고, 이것을 25℃에서 5분 교반하여, 균일 용액으로 했다.
추가로, 얻어진 균일 용액에 3,5-루티딘[중합 촉매](pKa치=6.14, -Ea/R=-3397) 0.2질량부를 투입하고 40℃에서 3시간 교반함으로써, 점도를 조정하면서 광학 재료용 모노머를 중합시켜, 프리폴리머를 포함하는 혼합물을 얻었다.
그 후, 프리폴리머를 포함하는 혼합물에 대해서, 400Pa, 25℃에서 1시간 탈기를 행하여 제1 원료 조성물을 얻었다.
〔제2 원료 조성물의 제작〕
펜타에리트리톨 테트라키스(3-머캅토프로피오네이트)[광학 재료용 모노머] 20.3질량부, 및 4-머캅토메틸-1,8-다이머캅토-3,6-다이싸이아옥테인[광학 재료용 모노머] 21.7질량부를 투입하고, 이것을 25℃에서 15분 교반하여, 균일 용액으로 했다. 이 혼합액을 400Pa, 25℃에서 1시간 탈기를 행하여 제2 원료 조성물을 얻었다.
〔조성물의 전단 및 교반〕
제1 원료 조성물을 제1 탱크에, 제2 원료 조성물을 제2 탱크에, 각각 넣었다.
기어 펌프를 이용하여, 각 조성물을 파워 믹서에 송액하고 송액된 제1 원료 조성물 및 제2 원료 조성물에 전단력을 가한 후, 3미크론의 여과 정밀도를 갖는 캡슐 필터(에프 테크사제)를 통과시켜 중합성 조성물을 얻었다.
필터를 통과시킨 후의 중합성 조성물을 교반조에 송액하고, 질소를 이용하여 배압을 가했다.
그 후, 스태틱 믹서로, 중합성 조성물을 교반한 후, 상기 캐비티에 주형했다. 상세하게는, 캐비티에 있어서의 공간(즉, 오목부와 몰드 부재 사이에 형성된 공간)에, 주입구(8)를 통해서 중합성 조성물을 주입하고, 이어서 주입구(8) 및 배기구(9)를 밀폐했다.
(중합성 조성물의 경화)
주형 후의 캐비티를 25℃의 실내에 2시간 정치하여 중합을 행했다. 그 후 캐비티를 120℃, 1시간 가열하여 중합을 더 행했다.
중합 반응을 행한 후, 캐비티를 자연 냉각하고, 캐비티로부터 경화된 성형체를 취출하고, 추가로 120℃에서 2시간 어닐링 처리를 행하여, 성형체(렌즈)를 얻었다.
성형체(즉 경화물)는, 경화물의 중심으로부터 반경 15mm의 범위 내에 1.0mm 이상의 길이의 맥리가 없고, 외주면과 교차하는 돌기부를 적어도 1개 구비하고 있었다.
또한, 성형체는, 아민의 함유량이, 0.2질량%였다.
(실시예 2)
실시예 1에 기재된 폴리프로필렌 시트를 폴리에틸렌 테레프탈레이트 시트(두께 0.5mm, 탄성률 4000MPa, 열변형 온도 50℃)로 변경하고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 시트의 표면에 외부 이형제인 Novec1720을 도포하여 건조한 시트를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 방법을 실시한 바, 성형체(렌즈)를 얻을 수 있었다.
성형체(즉 경화물)는, 경화물의 중심으로부터 반경 15mm의 범위 내에 1.0mm 이상의 길이의 맥리가 없고, 외주면과 교차하는 돌기부를 적어도 1개 구비하고 있었다.
또한, 성형체는, 아민의 함유량이, 0.2질량%였다.
실시예 1에 기재된 내약품성 시험 1과 내약품성 시험 2를 실시하여, 시트의 중량 증가의 비율을 측정한 바 ±1% 이내이며, 외관에 대해서도 변화는 확인되지 않았다.
2021년 12월 24일에 출원된 일본 특허출원 2021-211520호의 개시는, 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 원용된다.
본 명세서에 기재된 모든 문헌, 특허출원, 및 기술규격은, 개개의 문헌, 특허출원, 및 기술규격이 참조에 의해 원용되는 것이 구체적이고 또한 개개로 기재된 경우와 동일한 정도로, 본 명세서에 참조에 의해 원용된다.

Claims (15)

  1. 저부 및 개구부를 포함하는 오목부를 구비하는 기판과 몰드 부재를 이용하여, 상기 개구부에 상기 몰드 부재를 배치하여 상기 오목부와 상기 몰드 부재 사이에 공간을 형성하는 제1 공정과,
    상기 공간에 광학 재료용 모노머를 포함하는 중합성 조성물을 배치하는 제2 공정과,
    상기 중합성 조성물 중의 상기 광학 재료용 모노머를 경화시키는 것에 의해, 상기 중합성 조성물의 경화물을 얻는 제3 공정
    을 포함하고,
    상기 오목부는, 상기 개구부의 면적이 상기 저부의 면적보다 큰 광학 부재의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은, 상기 공간에 상기 중합성 조성물을 주입하기 위한 주입구를 포함하고,
    상기 제2 공정은, 상기 주입구를 통해서 상기 공간에 상기 중합성 조성물을 주입하는 것을 포함하는 광학 부재의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 공정은, 상기 중합성 조성물을 주입한 후, 상기 주입구를 밀폐하는 것을 추가로 포함하는 광학 부재의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판이, 상기 오목부를 2개 이상 구비하는 광학 부재의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은, 탄성률이 10MPa∼10000MPa인 광학 부재의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은, 열변형 온도가 50℃∼300℃인 광학 부재의 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판에 있어서의 적어도 상기 오목부의 벽면에, 외부 이형제가 부여되어 있는, 광학 부재의 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합성 조성물은, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머와, 중합 촉매를 포함하고,
    상기 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 합계 100질량부에 대한 상기 중합 촉매의 함유량이 0.005질량부∼2.0질량부이며, B형 점도계로 25℃ 60rpm의 조건에서 측정한 점도가 10mPa·s∼1000mPa·s인 광학 부재의 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합성 조성물이, 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머와, 중합 촉매와, 상기 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 중합체이며 중합성 작용기를 포함하는 프리폴리머를 포함하는 광학 부재의 제조 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머가, 2개 이상의 머캅토기를 포함하는 폴리싸이올 화합물, 1개 이상의 머캅토기와 1개 이상의 수산기를 포함하는 하이드록시싸이올 화합물, 2개 이상의 수산기를 포함하는 폴리올 화합물, 에피설파이드 화합물, 및 아민 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 활성 수소 화합물을 포함하는 광학 부재의 제조 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 중합 촉매는, 하기 조건 1을 만족시키는 광학 부재의 제조 방법.
    [조건 1]
    -Ea/R이, -7100 이상 -2900 이하이다.
    (Ea는, 2종 이상의 상이한 온도에 있어서의 상기 2종 이상의 상이한 광학 재료용 모노머의 반응 속도 상수로부터 아레니우스 플롯에 의해 산출한 활성화 에너지이고, R은, 기체 상수(8.314J/mol/K)이다.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 중합 촉매가, 아민계 촉매 및 유기 주석계 촉매로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 광학 부재의 제조 방법.
  13. 2종 이상의 상이한 광학용 모노머의 경화물로서, 상기 경화물의 중심으로부터 반경 15mm의 범위 내에 1.0mm 이상의 길이의 맥리가 없고, 외주면과 교차하는 돌기부를 적어도 1개 구비하는 경화물.
  14. 제 13 항에 있어서,
    가스 크로마토그래프 질량 분석으로 측정되는 아민의 함유량이, 0.03질량% 이상 2.5질량% 이하인 경화물.
  15. 제 13 항에 있어서,
    에피싸이오 수지 및 싸이오유레테인 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 경화물.
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