WO2020004532A1 - 光学部材用重合性組成物および光学部材 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a polymerizable composition for an optical member and an optical member.
- Unintentional coloring of the optical member during manufacturing causes deterioration in the quality of the optical member. Therefore, it is desired that the optical member be less colored during the production.
- One embodiment of the present invention is an optical member obtained by curing a polymerizable composition containing a polyiso (thio) cyanate compound and a polythiol compound, and provides an optical member that causes less coloring during production.
- a cured product of the polymerizable composition containing the polyiso (thio) cyanate compound and the polythiol compound has a bond represented by the following formula 1 in the molecule: Having.
- “thiourethane bond” refers to a bond represented by the above formula 1.
- Z is an oxygen atom or a sulfur atom.
- * indicates the position where the thiourethane bond is bonded to another adjacent structure.
- a compound having a polymerizable group capable of reacting with the thiol group of the polythiol compound to the polymerizable composition containing the polyiso (thio) cyanate compound and the polythiol compound, the polymerizable composition is reacted with the thiourethane bond, A cured product containing a bond formed by the reaction between the group and the thiol group can be obtained.
- the present inventors have studied the use of a polyene compound as a compound having such a polymerizable group, and found that a cured product of a polymerizable composition containing a polyene compound, a polyiso (thio) cyanate compound, and a polythiol compound is: It was found that there was a tendency to yellowish (yellowing) during production. The present inventors have conducted intensive studies and found that the cured product of the polymerizable composition containing the polyene compound, the polyiso (thio) cyanate compound and the polythiol compound turned yellow during the production, in the polymerizable composition. It has been newly found that the content can be reduced by reducing the content of a polymerization catalyst that catalyzes a thiol-ene reaction between a polyene compound and a polyiso (thio) cyanate compound.
- one embodiment of the present invention provides: Polyene compounds, Polyiso (thio) cyanate compound, Polythiol compounds, A first polymerization catalyst that catalyzes a thiol-ene reaction between a polyene compound and a polyiso (thio) cyanate compound; and A second polymerization catalyst that catalyzes a thiourethanation reaction between a polyiso (thio) cyanate compound and a polythiol compound; And for the optical member, wherein the content of the first polymerization catalyst is 0.10 part by mass or less based on 100 parts by mass of the total mass of the polyene compound, the polyiso (thio) cyanate compound, and the polythiol compound.
- Polymerizable composition (hereinafter, also simply referred to as “polymerizable composition”), About.
- an optical member is a cured product obtained by curing a polymerizable composition containing a polyene compound, a polyiso (thio) cyanate compound, and a polythiol compound, wherein the cured product is less colored during production.
- a polymerizable composition containing a polyene compound, a polyiso (thio) cyanate compound, and a polythiol compound, wherein the cured product is less colored during production.
- the polymerizable composition contains a polyene compound, a polyiso (thio) cyanate compound, and a polythiol compound.
- polyene compound refers to a compound having two or more carbon-carbon double bonds per molecule
- polythiol compound refers to a compound having two thiol groups per molecule. It refers to the compound having the above.
- a cured product of the polymerizable composition containing a polyene compound and a polythiol compound reacts with a carbon-carbon double bond of the polyene compound and a thiol group of the polythiol compound (hereinafter referred to as a “thiol-ene reaction”).
- a thiol-ene reaction can have a bond formed by
- the “polyiso (thio) cyanate compound” refers to a compound having two or more iso (thio) cyanate groups per molecule.
- "Iso (thio) cyanate” means isocyanate and / or isothiocyanate. Isocyanates are sometimes called isocyanates, and isothiocyanates are sometimes called isothiocyanates.
- a cured product of a polymerizable composition containing a polyiso (thio) cyanate compound and a polythiol compound is obtained by reacting an iso (thio) cyanate group of the polyiso (thio) cyanate compound with a thiol group of the polythiol compound (thiourethane reaction). Has a thiourethane bond formed by
- the number of carbon-carbon double bonds in the polyene compound is 2 or more, preferably 3 or more, for example, 3 to 5 per molecule.
- the polyene compound can include a carbon-carbon double bond in a carbon-carbon double bond-containing group such as a (meth) acryl group, a vinyl group, and an allyl group.
- the types of the carbon-carbon double bond-containing groups contained in the polyene compound may be the same or different.
- polyene compound examples include vinyl compounds such as divinylbenzene and divinyltoluene, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, and trimethylolpropane tri (meth) acrylate.
- (Meth) acrylates such as trimethylolpropane di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, and isocyanuric acid ethylene oxide-modified tri (meth) acrylate , Diallyl phthalate, diallyl maleate, triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, triallyl trimellitate, tetraallyl Allyl compounds such as Kishietan like.
- the polyene compound only one kind of polyene compound may be used, or two or more kinds may be used as a mixture.
- the polyene compound can be, for example, an aliphatic compound, an alicyclic compound, an aromatic compound, a heterocyclic compound, or the like.
- the polyene compound can be a cyclic structure containing compound.
- the cyclic structure-containing compound may be a carbocyclic compound, a heterocyclic compound, a monocyclic compound, or a bicyclic or higher polycyclic compound. Good.
- the polyene compound may include a plurality of cyclic structures.
- the polyene compound can be a heteroalicyclic or heteroaromatic compound, and specifically can be an isocyanuric ring-containing compound or a cyanuric ring-containing compound.
- the content of the polyene compound in the polymerizable composition is, for example, more than 0% by mass and 50.00% by mass or less, preferably 10.00 to 35.00, based on the mass (100% by mass) of the polymerizable composition. % By weight.
- the mass of the polymerizable composition means the mass excluding the solvent when the polymerizable composition contains a solvent.
- the polyiso (thio) cyanate compound can be an aliphatic compound, an alicyclic compound, an aromatic compound, a heterocyclic compound, or the like.
- the number of iso (thio) cyanate groups contained in the polyiso (thio) cyanate compound is 2 or more per molecule, preferably 2 to 4, more preferably 2 or 3.
- the polyiso (thio) cyanate compound can be, for example, an aliphatic compound, an alicyclic compound, an aromatic compound, a heterocyclic compound, or the like.
- Specific examples of the polyiso (thio) cyanate compound include hexamethylene diisocyanate, 1,5-pentane diisocyanate, isophorone diisocyanate, bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, dicyclohexylmethane diisocyanate, and 2,5-bis (isocyanatomethyl) -bicyclo.
- heptane 2,6-bis (isocyanatomethyl) -bicyclo
- heptane bis (4-isocyanatocyclohexyl) methane, 1,3-bis (isocyanato) Aliphatic polyisocyanate compounds such as methyl) cyclohexane and 1,4-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane
- aromatic polyisocyanates such as xylylene diisocyanate, 1,3-diisocyanatobenzene, tolylene diisocyanate and diphenylmethane diisocyanate Lithocyanate compounds and the like can be mentioned.
- the polyiso (thio) cyanate compound may be a chlorine-substituted product, a halogen-substituted product such as a bromine-substituted product, an alkyl-substituted product, an alkoxy-substituted product, a nitro-substituted product, a modified prepolymer with a polyhydric alcohol, a carbodiimide-modified product, Urea modified products, buret modified products, dimerization or trimerization reaction products, and the like can also be used.
- a halogen-substituted product such as a bromine-substituted product, an alkyl-substituted product, an alkoxy-substituted product, a nitro-substituted product
- a modified prepolymer with a polyhydric alcohol a carbodiimide-modified product
- Urea modified products buret modified products, dimerization or trimerization reaction products
- the polymerizable composition can include a cyclic structure-containing compound as the polyiso (thio) cyanate compound.
- the cyclic structure-containing compound may be a carbocyclic compound, a heterocyclic compound, a monocyclic compound, or a bicyclic or higher polycyclic compound.
- the polyiso (thio) cyanate compound may include a plurality of cyclic structures.
- the polyiso (thio) cyanate compound can be an aromatic compound (aromatic polyiso (thio) cyanate compound).
- the content of the polyiso (thio) cyanate compound in the polymerizable composition is, for example, more than 0% by mass and 50.00% by mass or less, preferably 10.00% by mass, based on the mass (100% by mass) of the polymerizable composition. It can be in the range of ⁇ 35.00% by mass.
- the polythiol compound can be an aliphatic compound, an alicyclic compound, an aromatic compound, a heterocyclic compound, or the like.
- the number of thiol groups contained in the polythiol compound is two or more per molecule, preferably 2 to 4. Further, the number of thiol groups contained in the polythiol compound is preferably 3 or more per molecule.
- polythiol compound examples include methanedithiol, 1,2-ethanedithiol, 1,1-propanedithiol, 1,2-propanedithiol, 1,3-propanedithiol, 2,2-propanedithiol, and 1,6-hexane Dithiol, 1,2,3-propanetrithiol, tetrakis (mercaptomethyl) methane, 1,1-cyclohexanedithiol, 1,2-cyclohexanedithiol, 2,2-dimethylpropane-1,3-dithiol, 3,4- Dimethoxybutane-1,2-dithiol, 2-methylcyclohexane-2,3-dithiol, 1,1-bis (mercaptomethyl) cyclohexane, bis (2-mercaptoethyl thiomalate), 2,3-dimercaptosuccinic acid (2-mercaptoethyl ester), 2,3 Dimer
- Polythiol compounds containing a sulfur atom in addition to a thiol group such as one of the isomers or a mixture of two or three of these isomers); 3,4-thiophenedithiol, tetrahydrothiophene-2,5-dimercaptomethyl Containing a sulfur atom in addition to thiol groups such as 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole, 2,5-dimercapto-1,4-dithiane and 2,5-dimercaptomethyl-1,4-dithiane And the like.
- the polythiol compound contained in the polymerizable composition can be an aliphatic compound.
- the polythiol compound can be an ester bond-containing compound.
- the polythiol compound containing an ester bond can contain, for example, two or more ester bonds per molecule, for example, 2 to 5 ester bonds.
- the polythiol compound in one aspect, can be an ester bond-containing aliphatic compound.
- the content of the polythiol compound in the polymerizable composition is, for example, 20.00 to 80.00% by mass, preferably 30.00 to 70.00% by mass with respect to the mass (100% by mass) of the polymerizable composition. %.
- the polymerizable composition as a polymerization catalyst, catalyzes a first polymerization catalyst that catalyzes a thiol-ene reaction between a polyene compound and a thiol compound, and a thiourethane reaction between a polyiso (thio) cyanate compound and a polythiol compound.
- a second polymerization catalyst can be used as the first polymerization catalyst that catalyzes the thiol-ene reaction and the second polymerization catalyst that catalyzes the thiourethanation reaction.
- Examples of the first polymerization catalyst that catalyzes a thiol-ene reaction include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), and 2,2′-azobis-2. , 4-Dimethylvaleronitrile, dimethyl-2,2'-azobisisobutyrate, 1,1'-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 1,1'-azobis (1-acetoxy-1-phenylethane) , Azobis compounds such as 2,2'-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), benzoyl peroxide, acetyl peroxide, tert-butyl peroxide, propionyl peroxide, lauroyl peroxide, peracetic acid tert-butyl, tert-butyl perbenzoate, tert-butyl hydroperoxide, tert-butylperoxypivalate, 1,
- the content of the first polymerization catalyst in the polymerizable composition is 0.10 parts by mass, where the total mass of the polyene compound, the polyiso (thio) cyanate compound, and the polythiol compound contained in the polymerizable composition is 100 parts by mass. It is as follows. This can contribute to suppressing a cured product obtained by curing the polymerizable composition from yellowing during production. Yellowing during the production can occur, for example, in the polymerization step of the polymerizable composition. According to the polymerizable composition, the occurrence of such yellowing can be suppressed.
- the content of the first polymerization catalyst is preferably 0.08 parts by mass or less, more preferably 0.06 parts by mass or less, and still more preferably 0.04 parts by mass or less.
- the content of the first polymerization catalyst may be, for example, 0.005 parts by mass or more or 0.01 parts by mass or more.
- Examples of the second polymerization catalyst that catalyzes the thiourethanation reaction include dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin dichloride, dimethyltin dichloride, monomethyltin trichloride, trimethyltin chloride, tributyltin chloride, and tributyltin.
- Organic tin compounds such as fluoride and dimethyltin dibromide can be mentioned.
- the second polymerization catalyst may be used in an amount of 0.01 to 0 parts by mass based on 100 parts by mass of the total mass of the polyene compound, polyiso (thio) cyanate compound and polythiol compound contained in the polymerizable composition. .5 parts by mass.
- the polymerizable composition may optionally contain one or more known components such as additives and a polymerization catalyst generally used for the production of an optical member.
- additives include various additives such as an ultraviolet absorber, an antioxidant, and a release agent.
- an organic phosphorus compound such as a phosphine derivative can be used as an additive. The amount of the additive used can be appropriately set.
- the polymerizable composition can be prepared by mixing the various components described above simultaneously or sequentially in an arbitrary order.
- the preparation method is not particularly limited, and a known method for preparing a polymerizable composition can be employed. Further, the polymerizable composition may be prepared without adding a solvent, or may be prepared by adding an arbitrary amount of a solvent. As the solvent, one or more known solvents that can be used for the polymerizable composition can be used.
- the polyene compound, polyiso (thio) cyanate compound, and polythiol compound described above are all polymerizable compounds, and by polymerizing these compounds, the polymerizable composition can be cured to obtain a cured product. .
- the cured product thus obtained can be used as various optical members.
- the optical member include various lenses such as a spectacle lens, a telescope lens, a binocular lens, a microscope lens, an endoscope lens, and an imaging system lens of various cameras.
- the “lens” in the present invention and the present specification includes a “lens substrate” in which one or more layers are arbitrarily laminated.
- cast polymerization is preferable.
- the polymerizable composition is injected into a cavity of a mold having two cavities facing each other at a predetermined interval and a cavity formed by closing the space, and the polymerizable composition is injected into the cavity.
- the polymerization (curing reaction) of the polymerizable compound contained in the above can be performed to obtain a cured product.
- molds usable for casting polymerization refer to, for example, paragraphs 0012 to 0014 of JP-A-2009-262480 and FIG. 1 of the same.
- a molding die in which a gap between two molds is closed by a gasket as a sealing member is shown, but a tape may be used as the sealing member.
- the casting polymerization can be performed as follows.
- the polymerizable composition is injected into the mold cavity from an injection port provided on the side surface of the mold.
- the polymerizable compound contained in the polymerizable composition is preferably polymerized (cured reaction) by heating, whereby the polymerizable composition is cured, and a cured product in which the internal shape of the cavity is transferred can be obtained.
- the polymerization conditions are not particularly limited, and can be appropriately set according to the composition of the polymerizable composition and the like.
- the mold in which the polymerizable composition has been injected into the cavity can be heated at a heating temperature of 20 to 150 ° C.
- the temperature such as a heating temperature for casting polymerization refers to an ambient temperature at which a mold is placed.
- the temperature can be increased at an arbitrary rate, and the temperature can be decreased (cooled) at an arbitrary rate.
- the cured product inside the cavity is released from the mold.
- the cured product can be released from the mold by removing the upper and lower molds and the gasket or tape forming the cavity in any order.
- the cured product released from the mold can be used as an optical member after post-processing as necessary, and can be used as, for example, various lenses (for example, a lens substrate).
- a cured product used as a lens base material for an eyeglass lens is usually, after release, annealing, dyeing, a grinding process such as a rounding process, a polishing process, a primer coat layer for improving impact resistance, and a surface. It can be applied to a post-process such as a process of forming a coat layer such as a hard coat layer for increasing hardness. Further, various functional layers such as an antireflection layer and a water-repellent layer can be formed on the lens substrate. For each of these steps, a known technique can be applied. Thus, a spectacle lens in which the lens substrate is the cured product can be obtained. Furthermore, spectacles can be obtained by attaching this spectacle lens to a frame.
- optical members One embodiment of the present invention relates to an optical member that is a cured product obtained by curing the polymerizable composition.
- the above description can be referred to for details such as the method for producing the polymerizable composition and the cured product.
- Example 1 In a 300 ml eggplant-shaped flask, 22.0 g of 2,4-tolylene diisocyanate (TDI) as a polyiso (thio) cyanate compound and 22.0 g of triallyl isocyanurate (TAIC) as a polyene compound were charged, and triphenylphosphine was used as an organic phosphorus compound.
- TDI 2,4-tolylene diisocyanate
- TAIC triallyl isocyanurate
- TPP butoxyethyl acid phosphate
- JP-506H manufactured by Johoku Chemical Co., Ltd.
- dimethyltin dichloride 0.02 g
- 2,2′-azobis-2,4-dimethyl 0.15 g
- valeronitrile 0.05 parts based on 100 parts of the total mass of the polyene compound, the polyiso (thio) cyanate compound and the polythiol compound
- PETMA pentaerythritol tetrakis (2-mercaptoacetate)
- Example 2 Except that the added amount of 2,2′-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile was 0.02 g (0.02 parts based on 100 parts of the total mass of the polyene compound, polyiso (thio) cyanate compound and polythiol compound).
- a plastic lens was produced in the same manner as in Example 1. After the produced plastic lens was released from the mold, it was subjected to measurement of YI value. The measured YI value was 0.87.
- Example 3 In a 300 ml eggplant-shaped flask, 24.0 g of 2,4-tolylene diisocyanate (TDI) as a polyiso (thio) cyanate compound and 24.0 g of triallyl isocyanurate (TAIC) as a polyene compound were charged, and triphenylphosphine was used as an organic phosphorus compound.
- TDI 2,4-tolylene diisocyanate
- TAIC triallyl isocyanurate
- TPP butoxyethyl acid phosphate
- JP-506H manufactured by Johoku Chemical Co., Ltd.
- dimethyltin dichloride 0.01 g
- 2,2′-azobis-2,4-dimethyl 0.08 g
- valeronitrile (0.08 parts based on 100 parts of the total mass of the polyene compound, polyiso (thio) cyanate compound and polythiol compound) was added, and stirring was continued for 1 hour under a nitrogen purge at 20 ° C.
- YI value (Yellowness Index) was measured according to JIS K 7373: 2006 using a spectrophotometer U-4100 manufactured by Hitachi as a measuring device. It can be said that the smaller the YI value, the less yellowing.
- a YI value of 1.70 or less is preferable for a spectacle lens.
- the YI value may be, for example, 0.50 or more, but may be less than 0.50 because a lower value is more preferable.
- a second polymerization catalyst that catalyzes a thiourethanation reaction between the polyene compound and a polythiol compound, and the content of the first polymerization catalyst is the total mass of the polyene compound, the polyiso (thio) cyanate compound, and the polythiol compound
- the polymerizable composition for an optical member is 0.10 parts by mass or less based on 100 parts by mass.
- the first polymerization catalyst can be an azobis compound.
- the second polymerization catalyst can be an organotin-based compound.
- the polyene compound can be an allyl compound.
- the polyene compound may be a compound containing three or more carbon-carbon double bonds per molecule.
- the polythiol compound may be a compound containing three or more thiol groups per molecule.
- the polyiso (thio) cyanate compound may be a compound containing two or more iso (thio) cyanate groups per molecule.
- the optical member may be a lens.
- the lens may be a spectacle lens.
- an optical member that is a cured product obtained by curing the polymerizable composition for an optical member.
- the optical member can be an optical member with little coloring.
- One embodiment of the present invention is useful in the field of manufacturing various optical members such as spectacle lenses.
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Abstract
ポリイソ(チオ)シアネート化合物、ポリチオール化合物、ポリエン化合物とポリイソ(チオ)シアネート化合物とのチオール-エン反応を触媒する第1の重合触媒およびポリイソ(チオ)シアネート化合物とポリチオール化合物とのチオウレタン化反応を触媒する第2の重合触媒を含み、かつ上記第1の重合触媒の含有率が、上記ポリエン化合物、上記ポリイソ(チオ)シアネート化合物および上記ポリチオール化合物の合計質量100質量部に対して0.10質量部以下である光学部材用重合性組成物。
Description
本発明は、光学部材用重合性組成物および光学部材に関する。
ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物を含む重合性組成物を硬化させて得られる硬化物は、レンズ等の各種光学部材として広く用いられている(例えば特許文献1参照)。
光学部材が製造中に意図せず着色してしまうことは、光学部材の品質低下の原因となる。したがって、光学部材には、製造中に発生する着色が少ないことが望まれる。
本発明の一態様は、ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物を含む重合性組成物を硬化させて得られる光学部材であって、製造中に発生する着色が少ない光学部材を提供する。
ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物を含む重合性組成物の硬化物は、分子内に下記式1で表される結合:
を有する。本発明および本明細書において、「チオウレタン結合」とは、上記の式1で表される結合をいうものとする。式1において、Zは酸素原子または硫黄原子である。チオール基がイソシアネート基と反応することによりZが酸素原子の上記結合が形成され、イソチオシアネート基と反応することによりZが硫黄原子の上記結合が形成される。本発明および本明細書において、これらの反応を、「チオウレタン化反応」というものとする。式1中、*は、チオウレタン結合が、隣接する他の構造と結合する位置を示す。
一方、ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物を含む重合性組成物に、ポリチオール化合物が有するチオール基と反応可能な重合性基を有する化合物を更に添加することによって、チオウレタン結合とともに、かかる重合性基とチオール基との反応により形成される結合も含む硬化物を得ることができる。本発明者らは、そのような重合性基を有する化合物としてポリエン化合物を用いることを検討する中で、ポリエン化合物、ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物を含む重合性組成物の硬化物は、製造中に黄色みを帯びる(黄変する)傾向があることを知見した。そして本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、ポリエン化合物、ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物を含む重合性組成物の硬化物が製造中に黄変することは、上記重合性組成物において、ポリエン化合物とポリイソ(チオ)シアネート化合物とのチオール-エン反応を触媒する重合触媒の含有率を低減することによって低減できることを新たに見出した。
一方、ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物を含む重合性組成物に、ポリチオール化合物が有するチオール基と反応可能な重合性基を有する化合物を更に添加することによって、チオウレタン結合とともに、かかる重合性基とチオール基との反応により形成される結合も含む硬化物を得ることができる。本発明者らは、そのような重合性基を有する化合物としてポリエン化合物を用いることを検討する中で、ポリエン化合物、ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物を含む重合性組成物の硬化物は、製造中に黄色みを帯びる(黄変する)傾向があることを知見した。そして本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、ポリエン化合物、ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物を含む重合性組成物の硬化物が製造中に黄変することは、上記重合性組成物において、ポリエン化合物とポリイソ(チオ)シアネート化合物とのチオール-エン反応を触媒する重合触媒の含有率を低減することによって低減できることを新たに見出した。
即ち、本発明の一態様は、
ポリエン化合物、
ポリイソ(チオ)シアネート化合物、
ポリチオール化合物、
ポリエン化合物とポリイソ(チオ)シアネート化合物とのチオール-エン反応を触媒する第1の重合触媒、および、
ポリイソ(チオ)シアネート化合物とポリチオール化合物とのチオウレタン化反応を触媒する第2の重合触媒、
を含み、かつ
上記第1の重合触媒の含有率が、上記ポリエン化合物、上記ポリイソ(チオ)シアネート化合物および上記ポリチオール化合物の合計質量100質量部に対して0.10質量部以下である光学部材用重合性組成物(以下、単に「重合性組成物」とも記載する。)、
に関する。
ポリエン化合物、
ポリイソ(チオ)シアネート化合物、
ポリチオール化合物、
ポリエン化合物とポリイソ(チオ)シアネート化合物とのチオール-エン反応を触媒する第1の重合触媒、および、
ポリイソ(チオ)シアネート化合物とポリチオール化合物とのチオウレタン化反応を触媒する第2の重合触媒、
を含み、かつ
上記第1の重合触媒の含有率が、上記ポリエン化合物、上記ポリイソ(チオ)シアネート化合物および上記ポリチオール化合物の合計質量100質量部に対して0.10質量部以下である光学部材用重合性組成物(以下、単に「重合性組成物」とも記載する。)、
に関する。
本発明の一態様によれば、ポリエン化合物、ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物を含む重合性組成物を硬化した硬化物であって、製造中に発生する着色が少ない硬化物である光学部材を提供することができる。
[光学部材用重合性組成物]
上記重合性組成物は、ポリエン化合物、ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物を含む。
本発明および本明細書において、「ポリエン化合物」とは、炭素-炭素二重結合を1分子あたり2つ以上有する化合物をいうものとし、「ポリチオール化合物」とは、チオール基を1分子あたり2つ以上有する化合物をいうものとする。ポリエン化合物およびポリチオール化合物を含む重合性組成物の硬化物は、ポリエン化合物が有する炭素-炭素二重結合とポリチオール化合物が有するチオール基との反応(以下、「チオール-エン反応」と記載する。)により形成される結合を有することができる。
本発明および本明細書において、「ポリイソ(チオ)シアネート化合物」とは、イソ(チオ)シアネート基を1分子あたり2つ以上有する化合物をいうものとする。「イソ(チオ)シアネート」とは、イソシアネートおよび/またはイソチオシアネートを意味する。イソシアネートはイソシアナートと呼ばれることもあり、イソチオシアネートはイソチオシアナートと呼ばれることもある。ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物を含む重合性組成物の硬化物は、ポリイソ(チオ)シアネート化合物が有するイソ(チオ)シアネート基とポリチオール化合物が有するチオール基との反応(チオウレタン化反応)により形成されるチオウレタン結合を有することができる。
上記重合性組成物は、ポリエン化合物、ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物を含む。
本発明および本明細書において、「ポリエン化合物」とは、炭素-炭素二重結合を1分子あたり2つ以上有する化合物をいうものとし、「ポリチオール化合物」とは、チオール基を1分子あたり2つ以上有する化合物をいうものとする。ポリエン化合物およびポリチオール化合物を含む重合性組成物の硬化物は、ポリエン化合物が有する炭素-炭素二重結合とポリチオール化合物が有するチオール基との反応(以下、「チオール-エン反応」と記載する。)により形成される結合を有することができる。
本発明および本明細書において、「ポリイソ(チオ)シアネート化合物」とは、イソ(チオ)シアネート基を1分子あたり2つ以上有する化合物をいうものとする。「イソ(チオ)シアネート」とは、イソシアネートおよび/またはイソチオシアネートを意味する。イソシアネートはイソシアナートと呼ばれることもあり、イソチオシアネートはイソチオシアナートと呼ばれることもある。ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物を含む重合性組成物の硬化物は、ポリイソ(チオ)シアネート化合物が有するイソ(チオ)シアネート基とポリチオール化合物が有するチオール基との反応(チオウレタン化反応)により形成されるチオウレタン結合を有することができる。
(ポリエン化合物)
ポリエン化合物が有する炭素-炭素二重結合の数は、1分子あたり2つ以上であり、3つ以上であることが好ましく、例えば3~5つであることができる。ポリエン化合物は、炭素-炭素二重結合を、(メタ)アクリル基、ビニル基、アリル基等の炭素-炭素二重結合含有基中に含むことができる。ポリエン化合物に複数含まれる炭素-炭素二重結合含有基の種類は、同一であってもよく異なっていてもよい。
ポリエン化合物が有する炭素-炭素二重結合の数は、1分子あたり2つ以上であり、3つ以上であることが好ましく、例えば3~5つであることができる。ポリエン化合物は、炭素-炭素二重結合を、(メタ)アクリル基、ビニル基、アリル基等の炭素-炭素二重結合含有基中に含むことができる。ポリエン化合物に複数含まれる炭素-炭素二重結合含有基の種類は、同一であってもよく異なっていてもよい。
ポリエン化合物の具体例としては、ジビニルベンゼン、ジビニルトルエン等のビニル化合物、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキシド変性トリ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート、ジアリルフタレート、ジアリルマレエート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルトリメリテート、テトラアリロキシエタン等のアリル化合物等が挙げられる。ポリエン化合物としては、一種のポリエン化合物のみ使用してもよく、二種以上を混合して使用してもよい。
ポリエン化合物は、例えば、脂肪族化合物、脂環式化合物、芳香族化合物、複素環式化合物等であることができる。一態様では、ポリエン化合物は、環状構造含有化合物であることができる。環状構造含有化合物は、炭素環式化合物であってもよく、複素環式化合物であってもよく、また単環式化合物であってもよく、二環式以上の多環式化合物であってもよい。また、ポリエン化合物は、環状構造を複数含むものであってもよい。一態様では、ポリエン化合物は、複素脂環式化合物または複素芳香族化合物であることができ、具体的にはイソシアヌル環含有化合物またはシアヌル環含有化合物であることができる。
上記重合性組成物におけるポリエン化合物の含有率は、上記重合性組成物の質量(100質量%)に対して、例えば0質量%超50.00質量%以下、好ましくは10.00~35.00質量%の範囲であることができる。本発明および本明細書において、重合性組成物の質量とは、重合性組成物が溶媒を含む場合には溶媒を除く質量をいうものとする。
(ポリイソ(チオ)シアネート化合物)
ポリイソ(チオ)シアネート化合物は、脂肪族化合物、脂環式化合物、芳香族化合物、複素環式化合物等であることができる。ポリイソ(チオ)シアネート化合物が有するイソ(チオ)シアネート基の数は、1分子あたり2つ以上であり、好ましくは2~4つであり、より好ましくは2つまたは3つである。
ポリイソ(チオ)シアネート化合物は、脂肪族化合物、脂環式化合物、芳香族化合物、複素環式化合物等であることができる。ポリイソ(チオ)シアネート化合物が有するイソ(チオ)シアネート基の数は、1分子あたり2つ以上であり、好ましくは2~4つであり、より好ましくは2つまたは3つである。
ポリイソ(チオ)シアネート化合物は、例えば、脂肪族化合物、脂環式化合物、芳香族化合物、複素環式化合物等であることができる。ポリイソ(チオ)シアネート化合物の具体例としては、ヘキサメチレンジイソシアネート、1,5-ペンタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、2,5-ビス(イソシアナトメチル)-ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、2,6-ビス(イソシアナトメチル)-ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、ビス(4-イソシアナトシクロへキシル)メタン、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン等の脂肪族ポリイソシアネート化合物;キシリレンジイソシアネート、1,3-ジイソシアナトベンゼン、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート化合物等を挙げることができる。更に、上記ポリイソ(チオ)シアネート化合物の塩素置換体、臭素置換体等のハロゲン置換体、アルキル置換体、アルコキシ置換体、ニトロ置換体や多価アルコールとのプレポリマー型変性体、カルボジイミド変性体、ウレア変性体、ビュレット変性体、ダイマー化またはトリマー化反応生成物等も使用できる。ポリイソ(チオ)シアネート化合物としては、一種のポリイソ(チオ)シアネート化合物のみ使用してもよく、二種以上のポリイソ(チオ)シアネート化合物を混合して使用してもよい。一態様では、上記重合性組成物は、ポリイソ(チオ)シアネート化合物として、環状構造含有化合物を含むことができる。環状構造含有化合物は、炭素環式化合物であってもよく、複素環式化合物であってもよく、また単環式化合物であってもよく、二環式以上の多環式化合物であってもよい。また、ポリイソ(チオ)シアネート化合物は、環状構造を複数含むものであってもよい。一態様では、ポリイソ(チオ)シアネート化合物は、芳香族化合物(芳香族ポリイソ(チオ)シアネート化合物)であることができる。
上記重合性組成物におけるポリイソ(チオ)シアネート化合物の含有率は、上記重合性組成物の質量(100質量%)に対して、例えば0質量%超50.00質量%以下、好ましくは10.00~35.00質量%の範囲であることができる。
(ポリチオール化合物)
ポリチオール化合物は、脂肪族化合物、脂環式化合物、芳香族化合物、複素環式化合物等であることができる。ポリチオール化合物が有するチオール基の数は、1分子あたり2つ以上であり、好ましくは2~4つである。また、ポリチオール化合物が有するチオール基の数が1分子あたり3つ以上であることも好ましい。
ポリチオール化合物は、脂肪族化合物、脂環式化合物、芳香族化合物、複素環式化合物等であることができる。ポリチオール化合物が有するチオール基の数は、1分子あたり2つ以上であり、好ましくは2~4つである。また、ポリチオール化合物が有するチオール基の数が1分子あたり3つ以上であることも好ましい。
ポリチオール化合物としては、例えば、メタンジチオール、1,2-エタンジチオール、1,1-プロパンジチオール、1,2-プロパンジチオール、1,3-プロパンジチオール、2,2-プロパンジチオール、1,6-ヘキサンジチオール、1,2,3-プロパントリチオール、テトラキス(メルカプトメチル)メタン、1,1-シクロヘキサンジチオール、1,2-シクロヘキサンジチオール、2,2-ジメチルプロパン-1,3-ジチオール、3,4-ジメトキシブタン-1,2-ジチオール、2-メチルシクロヘキサン-2,3-ジチオール、1,1-ビス(メルカプトメチル)シクロヘキサン、チオリンゴ酸ビス(2-メルカプトエチルエステル)、2,3-ジメルカプトコハク酸(2-メルカプトエチルエステル)、2,3-ジメルカプト-1-プロパノール(2-メルカプトアセテート)、2,3-ジメルカプト-1-プロパノール(3-メルカプトアセテート)、ジエチレングリコールビス(2-メルカプトアセテート)、ジエチレングリコールビス(3-メルカプトプロピオネート)、1,2-ジメルカプトプロピルメチルエーテル、2,3-ジメルカプトプロピルメチルエーテル、2,2-ビス(メルカプトメチル)-1,3-プロパンジチオール、ビス(2-メルカプトエチル)エーテル、エチレングリコールビス(2-メルカプトアセテート)、エチレングリコールビス(3-メルカプトプロピオネート)、トリメチロールプロパントリス(2-メルカプトアセテート)、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(2-メルカプトアセテート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)、1,2-ビス(2-メルカプトエチルチオ)-3-メルカプトプロパン等の脂肪族ポリチオール化合物;1,2-ジメルカプトベンゼン、1,3-ジメルカプトベンゼン、1,4-ジメルカプトベンゼン、1,2-ビス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,3-ビス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,4-ビス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,3-ビス(メルカプトエチル)ベンゼン、1,4-ビス(メルカプトエチル)ベンゼン、1,2-ビス(メルカプトメトキシ)ベンゼン、1,3-ビス(メルカプトメトキシ)ベンゼン、1,4-ビス(メルカプトメトキシ)ベンゼン、1,2-ビス(メルカプトエトキシ)ベンゼン、1,3-ビス(メルカプトエトキシ)ベンゼン、1,4-ビス(メルカプトエトキシ)ベンゼン、1,2,3-トリメルカプトベンゼン、1,2,4-トリメルカプトベンゼン、1,3,5-トリメルカプトベンゼン、1,2,3-トリス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,2,4-トリス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,3,5-トリス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,2,3-トリス(メルカプトエチル)ベンゼン、1,2,4-トリス(メルカプトエチル)ベンゼン、1,3,5-トリス(メルカプトエチル)ベンゼン、1,2,3-トリス(メルカプトメトキシ)ベンゼン、1,2,4-トリス(メルカプトメトキシ)ベンゼン、1,3,5-トリス(メルカプトメトキシ)ベンゼン、1,2,3-トリス(メルカプトエトキシ)ベンゼン、1,2,4-トリス(メルカプトエトキシ)ベンゼン、1,3,5-トリス(メルカプトエトキシ)ベンゼン、1,2,3,4-テトラメルカプトベンゼン、1,2,3,5-テトラメルカプトベンゼン、1,2,4,5-テトラメルカプトベンゼン、1,2,3,4-テトラキス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,2,3,5-テトラキス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,2,4,5-テトラキス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,2,3,4-テトラキス(メルカプトエチル)ベンゼン、1,2,3,5-テトラキス(メルカプトエチル)ベンゼン、1,2,4,5-テトラキス(メルカプトエチル)ベンゼン、1,2,3,4-テトラキス(メルカプトエチル)ベンゼン、1,2,3,5-テトラキス(メルカプトメトキシ)ベンゼン、1,2,4,5-テトラキス(メルカプトメトキシ)ベンゼン、1,2,3,4-テトラキス(メルカプトエトキシ)ベンゼン、1,2,3,5-テトラキス(メルカプトエトキシ)ベンゼン、1,2,4,5-テトラキス(メルカプトエトキシ)ベンゼン、2,2'-ジメルカプトビフェニル、4,4' -ジメルカプトビフェニル、4,4' -ジメルカプトビベンジル、2,5-トルエンジチオール、3,4-トルエンジチオール、1,4-ナフタレンジチオール、1,5-ナフタレンジチオール、2,6-ナフタレンジチオール、2,7-ナフタレンジチオール、2,4-ジメチルベンゼン-1,3-ジチオール、4,5-ジメチルベンゼン-1,3-ジチオール、9,10-アントラセンジメタンチオール、1,3-ジ(p-メトキシフェニル)プロパン-2,2-ジチオール、1,3-ジフェニルプロパン-2,2-ジチオール、フェニルメタン-1,1-ジチオール、2,4-ジ(p-メルカプトフェニル)ペンタン等の芳香族ポリチオール化合物;2,5-ジクロロベンゼン-1,3-ジチオール、1,3-ジ(p-クロロフェニル)プロパン-2,2-ジチオール、3,4,5-トリブロム-1,2-ジメルカプトベンゼン、2,3,4,6-テトラクロル-1,5-ビス(メルカプトメチル)ベンゼン等の塩素置換体、臭素置換体等のハロゲン置換芳香族ポリチオール化合物;1,2-ビス(メルカプトメチルチオ)ベンゼン、1,3-ビス(メルカプトメチルチオ)ベンゼン、1,4-ビス(メルカプトメチルチオ)ベンゼン、1,2-ビス(メルカプトエチルチオ)ベンゼン、1,3-ビス(メルカプトエチルチオ)ベンゼン、1,4-ビス(メルカプトエチルチオ)ベンゼン、1,2,3-トリス(メルカプトメチルチオ)ベンゼン、1,2,4-トリス(メルカプトメチルチオ)ベンゼン、1,3,5-トリス(メルカプトメチルチオ)ベンゼン、1,2,3-トリス(メルカプトエチルチオ)ベンゼン、1,2,4-トリス(メルカプトエチルチオ)ベンゼン、1,3,5-トリス(メルカプトエチルチオ)ベンゼン、1,2,3,4-テトラキス(メルカプトメチルチオ)ベンゼン、1,2,3,5-テトラキス(メルカプトメチルチオ)ベンゼン、1,2,4,5-テトラキス(メルカプトメチルチオ)ベンゼン、1,2,3,4-テトラキス(メルカプトエチルチオ)ベンゼン、1,2,3,5-テトラキス(メルカプトエチルチオ)ベンゼン、1,2,4,5-テトラキス(メルカプトエチルチオ)ベンゼン等、およびこれらの核アルキル化物等のチオール基(「メルカプト基」とも呼ばれる。)以外に硫黄原子を含有する芳香族ポリチオール化合物;ビス(メルカプトメチル)スルフィド、ビス(メルカプトエチル)スルフィド、ビス(メルカプトプロピル)スルフィド、ビス(メルカプトメチルチオ)メタン、ビス(2-メルカプトエチルチオ)メタン、ビス(3-メルカプトプロピルチオ)メタン、1,2-ビス(メルカプトメチルチオ)エタン、1,2-ビス(2-メルカプトエチルチオ)エタン、1,2-ビス(3-メルカプトプロピルチオ)エタン、1,3-ビス(メルカプトメチルチオ)プロパン、1,3-ビス(2-メルカプトエチルチオ)プロパン、1,3-ビス(3-メルカプトプロピルチオ)プロパン、1,2-ビス(2-メルカプトエチルチオ)-3-メルカプトプロパン、2-メルカプトエチルチオ-1,3-プロパンジチオール、1,2,3-トリス(メルカプトメチルチオ)プロパン、1,2,3-トリス(2-メルカプトエチルチオ)プロパン、1,2,3-トリス(3-メルカプトプロピルチオ)プロパン、テトラキス(メルカプトメチルチオメチル)メタン、テトラキス(2-メルカプトエチルチオメチル)メタン、テトラキス(3-メルカプトプロピルチオメチル)メタン、ビス(2,3-ジメルカプトプロピル)スルフィド、2,5-ジメルカプト-1,4-ジチアン、ビス(メルカプトメチル)ジスルフィド、ビス(メルカプトエチル)ジスルフィド、ビス(メルカプトプロピル)ジスルフィド等、およびこれらのチオグリコール酸およびメルカプトプロピオン酸のエステル、ヒドロキシメチルスルフィドビス(2-メルカプトアセテート)、ヒドロキシメチルスルフィドビス(3-メルカプトプロピオネート)、ヒドロキシエチルスルフィドビス(2-メルカプトアセテート)、ヒドロキシエチルスルフィドビス(3-メルカプトプロピオネート)、ヒドロキシプロピルスルフィドビス(2-メルカプトアセテート)、ヒドロキシプロピルスルフィドビス(3-メルカプトプロピオネート)、ヒドロキシメチルジスルフィドビス(2-メルカプトアセテート)、ヒドロキシメチルジスルフィドビス(3-メルカプトプロピオネート)、ヒドロキシエチルジスルフィドビス(2-メルカプトアセテート)、ヒドロキシエチルジスルフィドビス(3-メルカプトプロピオネート)、ヒドロキシプロピルジスルフィドビス(2-メルカプトアセテート)、ヒドロキシプロピルジスルフィドビス(3-メルカプトプロピオネート)、2-メルカプトエチルエーテルビス(2-メルカプトアセテート)、2-メルカプトエチルエーテルビス(3-メルカプトプロピオネート)、1,4-ジチアン-2,5-ジオールビス(2-メルカプトアセテート)、1,4-ジチアン-2,5-ジオールビス(3-メルカプトプロピオネート)、チオグリコール酸(2-メルカプトエチルエステル)、チオジプロピオン酸ビス(2-メルカプトエチルエステル)、4,4' -チオジブチル酸ビス(2-メルカプトエチルエステル)、ジチオジグリコール酸ビス(2-メルカプトエチルエステル)、ジチオジプロピオン酸ビス(2-メルカプトエチルエステル)、4,4' -ジチオジブチル酸ビス(2-メルカプトエチルエステル)、チオジグリコール酸ビス(2,3-ジメルカプトプロピルエステル)、チオジプロピオン酸ビス(2,3-ジメルカプトプロピルエステル)、ジチオジグリコール酸ビス(2,3-ジメルカプトプロピルエステル)、ジチオジプロピオン酸ビス(2,3-ジメルカプトプロピルエステル)、4-メルカプトメチル-3,6-ジチアオクタン-1,8-ジチオール、ビス(1,3-ジメルカプト-2-プロピル)スルフィド、ビス(メルカプトメチル)-3,6,9-トリチアウンデカン-1,11-ジチオール(「ビス(メルカプトメチル)-3,6,9-トリチア-1,11-ウンデカンジチオール」とも呼ばれる;4,7-ビス(メルカプトメチル)-3,6,9-トリチアウンデカン-1,11-ジチオール、4,8-ビス(メルカプトメチル)-3,6,9-トリチアウンデカン-1,11-ジチオールおよび5,7-ビス(メルカプトメチル)-3,6,9-トリチアウンデカン-1,11-ジチオールからなる群から選択される異性体の一種またはこれら異性体の二種もしくは三種の混合物)等のチオール基以外に硫黄原子を含有する脂肪族ポリチオール化合物;3,4-チオフェンジチオール、テトラヒドロチオフェン-2,5-ジメルカプトメチル、2,5-ジメルカプト-1,3,4-チアジアゾール、2,5-ジメルカプト-1,4-ジチアン、2,5-ジメルカプトメチル-1,4-ジチアン等のチオール基以外に硫黄原子を含有する複素環化合物等が挙げられる。
上記重合性組成物に含まれるポリチオール化合物は、一態様では、脂肪族化合物であることができる。また、一態様では、ポリチオール化合物は、エステル結合含有化合物であることができる。エステル結合を含有するポリチオール化合物は、例えば、エステル結合を1分子あたり2つ以上含むことができ、例えば2~5つ含むことができる。ポリチオール化合物は、一態様では、エステル結合含有脂肪族化合物であることができる。
上記重合性組成物におけるポリチオール化合物の含有率は、上記重合性組成物の質量(100質量%)に対して、例えば20.00~80.00質量%、好ましくは30.00~70.00質量%であることができる。
(重合触媒)
上記重合性組成物は、重合触媒として、ポリエン化合物とチオール化合物とのチオール-エン反応を触媒する第1の重合触媒と、ポリイソ(チオ)シアネート化合物とポリチオール化合物とのチオウレタン化反応を触媒する第2の重合触媒とを含む。チオール-エン反応を触媒する第1の重合触媒、チオウレタン化反応を触媒する第2の重合触媒としては、公知の重合触媒を用いることができる。
チオール-エン反応を触媒する第1の重合触媒としては、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、2,2’-アゾビス-2,4-ジメチルバレロニトリル、ジメチル-2,2’-アゾビスイソオブチレート、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、1,1’-アゾビス(1-アセトキシ1-フェニルエタン)、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)等のアゾビス系化合物、過酸化ベンゾイル、過酸化アセチル、過酸化tert-ブチル、過酸化プロピオニル、過酸化ラウロイル、過酢酸tert-ブチル、過安息香酸tert-ブチル、tert-ブチルヒドロペルオキシド、tert-ブチルペルオキシピバレート、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)-3, 3,5-トリメチルシクロヘキサン、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-アミルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-アミルパーイソノナノエート、t-アミルパーオキシアセテート、t-アミルパーオキシベンゾエート等の過酸化物系化合物等を挙げることができる。上記重合性組成物における第1の重合触媒の含有率は、上記重合性組成物に含まれるポリエン化合物、ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物の合計質量を100質量部として、0.10質量部以下である。このことが、上記重合性組成物を硬化させて得られる硬化物が、製造中に黄変することを抑制することに寄与し得る。製造中の黄変は、例えば重合性組成物の重合工程において発生し得るが、上記重合性組成物によれば、かかる黄変の発生を抑制することができる。
上記の第1の重合触媒の含有率は、0.08質量部以下であることが好ましく、0.06質量部以下であることがより好ましく、0.04質量部以下であることが更に好ましい。また、上記の第1の重合触媒の含有率は、例えば0.005質量部以上または0.01質量部以上であることができる。
上記重合性組成物は、重合触媒として、ポリエン化合物とチオール化合物とのチオール-エン反応を触媒する第1の重合触媒と、ポリイソ(チオ)シアネート化合物とポリチオール化合物とのチオウレタン化反応を触媒する第2の重合触媒とを含む。チオール-エン反応を触媒する第1の重合触媒、チオウレタン化反応を触媒する第2の重合触媒としては、公知の重合触媒を用いることができる。
チオール-エン反応を触媒する第1の重合触媒としては、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、2,2’-アゾビス-2,4-ジメチルバレロニトリル、ジメチル-2,2’-アゾビスイソオブチレート、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、1,1’-アゾビス(1-アセトキシ1-フェニルエタン)、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)等のアゾビス系化合物、過酸化ベンゾイル、過酸化アセチル、過酸化tert-ブチル、過酸化プロピオニル、過酸化ラウロイル、過酢酸tert-ブチル、過安息香酸tert-ブチル、tert-ブチルヒドロペルオキシド、tert-ブチルペルオキシピバレート、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)-3, 3,5-トリメチルシクロヘキサン、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-アミルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-アミルパーイソノナノエート、t-アミルパーオキシアセテート、t-アミルパーオキシベンゾエート等の過酸化物系化合物等を挙げることができる。上記重合性組成物における第1の重合触媒の含有率は、上記重合性組成物に含まれるポリエン化合物、ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物の合計質量を100質量部として、0.10質量部以下である。このことが、上記重合性組成物を硬化させて得られる硬化物が、製造中に黄変することを抑制することに寄与し得る。製造中の黄変は、例えば重合性組成物の重合工程において発生し得るが、上記重合性組成物によれば、かかる黄変の発生を抑制することができる。
上記の第1の重合触媒の含有率は、0.08質量部以下であることが好ましく、0.06質量部以下であることがより好ましく、0.04質量部以下であることが更に好ましい。また、上記の第1の重合触媒の含有率は、例えば0.005質量部以上または0.01質量部以上であることができる。
チオウレタン化反応を触媒する第2の重合触媒としては、ジブチル錫ジアセテ-ト、ジブチル錫ジラウレ-ト、ジブチル錫ジクロライド、ジメチル錫ジクロライド、モノメチル錫トリクロライド、トリメチル錫クロライド、トリブチル錫クロライド、トリブチル錫フロライド、ジメチル錫ジブロマイド等の有機錫系化合物を挙げることができる。上記重合性組成物は、例えば、第2の重合触媒を、上記重合性組成物に含まれるポリエン化合物、ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物の合計質量を100質量部として、0.01~0.5質量部含むことができる。
(その他の成分)
上記重合性組成物は、必要に応じて、光学部材の製造のために一般に用いられる添加剤、重合触媒等の公知の成分の一種以上を任意に含むことができる。添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤、離型剤等の各種添加剤を挙げることができる。また、添加剤として、ホスフィン誘導体等の有機リン化合物を用いることもできる。添加剤の使用量は適宜設定することができる。
上記重合性組成物は、必要に応じて、光学部材の製造のために一般に用いられる添加剤、重合触媒等の公知の成分の一種以上を任意に含むことができる。添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤、離型剤等の各種添加剤を挙げることができる。また、添加剤として、ホスフィン誘導体等の有機リン化合物を用いることもできる。添加剤の使用量は適宜設定することができる。
上記重合性組成物は、以上説明した各種成分を同時に、または任意の順序で順次、混合することにより調製することができる。調製方法は特に限定されるものではなく、重合性組成物の調製方法として公知の方法を採用することができる。また、重合性組成物は、溶媒を添加せずに調製してもよく、任意の量の溶媒を添加して調製してもよい。溶媒としては、重合性組成物に使用可能な溶媒として公知の溶媒の一種以上を用いることができる。
<硬化物の製造方法>
先に説明したポリエン化合物、ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物は、いずれも重合性化合物であり、これら化合物を重合させることにより、上記重合性組成物を硬化させて硬化物を得ることができる。こうして得られる硬化物は、各種光学部材として用いることができる。例えば、光学部材としては、眼鏡レンズ、望遠鏡レンズ、双眼鏡レンズ、顕微鏡レンズ、内視鏡レンズ、各種カメラの撮像系レンズ等の各種レンズを挙げることができる。本発明および本明細書における「レンズ」には、一層以上の層が任意に積層される「レンズ基材」が包含されるものとする。
先に説明したポリエン化合物、ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物は、いずれも重合性化合物であり、これら化合物を重合させることにより、上記重合性組成物を硬化させて硬化物を得ることができる。こうして得られる硬化物は、各種光学部材として用いることができる。例えば、光学部材としては、眼鏡レンズ、望遠鏡レンズ、双眼鏡レンズ、顕微鏡レンズ、内視鏡レンズ、各種カメラの撮像系レンズ等の各種レンズを挙げることができる。本発明および本明細書における「レンズ」には、一層以上の層が任意に積層される「レンズ基材」が包含されるものとする。
例えば、レンズ形状を有する硬化物(「プラスチックレンズ」とも呼ばれる。)を製造するためには、注型重合が好ましい。注型重合では、所定の間隔をもって対向する2つのモールドと、上記間隔を閉塞することにより形成されたキャビティを有する成形型のキャビティへ重合性組成物を注入し、このキャビティ内で重合性組成物に含まれる重合性化合物の重合(硬化反応)を行い硬化物を得ることができる。注型重合に使用可能な成形型の詳細については、例えば特開2009-262480号公報の段落0012~0014および同公報の図1を参照できる。上記公報では、2つのモールドの間隔を、封止部材としてガスケットにより閉塞した成形型が示されているが、封止部材としてはテープを用いることもできる。
一態様では、注型重合は、次のように行うことができる。重合性組成物を、成形型側面に設けた注入口から成形型キャビティに注入する。注入後、重合性組成物に含まれる重合性化合物を、好ましくは加熱により重合(硬化反応)させることで、重合性組成物が硬化し、キャビティの内部形状が転写された硬化物を得ることができる。重合条件は、特に限定されるものではなく、重合性組成物の組成等に応じて適宜設定することができる。一例として、重合性組成物をキャビティに注入した成形型を、加熱温度20~150℃で1~72時間程度加熱することができるが、この条件に限定されるものではない。本発明および本明細書において、注型重合に関する加熱温度等の温度とは、成形型が配置される雰囲気温度をいう。また、加熱中に、任意の昇温速度で昇温することができ、任意の降温速度で降温(冷却)することができる。重合(硬化反応)終了後、キャビティ内部の硬化物を成形型から離型する。注型重合において通常行われているように、キャビティを形成している上下モールドとガスケットまたはテープを任意の順序で取り外すことにより、硬化物を成形型から離型することができる。成形型から離型された硬化物は、必要に応じて後処理を行った後、光学部材として用いることができ、例えば各種レンズ(例えばレンズ基材)として用いることができる。一例として、眼鏡レンズのレンズ基材として用いられる硬化物は、通常、離型後に、アニーリング、染色処理、丸め工程等の研削工程、研磨工程、耐衝撃性を向上させるためのプライマーコート層、表面硬度を上げるためのハードコート層等のコート層形成工程等の後工程に付され得る。更に、反射防止層、撥水層等の各種機能性層を、レンズ基材上に形成することができる。これらの工程については、いずれも公知技術を適用することができる。こうして、レンズ基材が上記硬化物である眼鏡レンズを得ることができる。更に、この眼鏡レンズをフレームに取り付けることにより、眼鏡を得ることができる。
[光学部材]
本発明の一態様は、上記重合性組成物を硬化した硬化物である光学部材に関する。上記重合性組成物および硬化物の製造方法等の詳細については、先の記載を参照できる。
本発明の一態様は、上記重合性組成物を硬化した硬化物である光学部材に関する。上記重合性組成物および硬化物の製造方法等の詳細については、先の記載を参照できる。
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は実施例に示す態様に限定されるものではない。以下に記載の操作および評価は、特記しない限り、大気中室温下(20~25℃程度)で行った。また、以下に記載の%、部は、特記しない限り質量基準である。
[実施例1]
300mlナス型フラスコに、ポリイソ(チオ)シアネート化合物として2,4-トリレンジイソシアネート(TDI)22.0g、ポリエン化合物としてトリアリルイソシアヌレート(TAIC)22.0gを仕込み、有機リン化合物としてトリフェニルホスフィン(TPP)0.30g、離型剤としてブトキシエチルアシッドホスフェート(城北化学株式会社製JP-506H)0.15g、重合触媒としてジメチル錫ジクロライド0.02gおよび2,2’―アゾビスー2,4-ジメチルバレロニトリル0.05g(ポリエン化合物、ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物の合計質量100部に対して0.05部)を添加し、20℃窒素パージ下で1時間撹拌を続けた。これらが完全に溶解したところで、ポリチオール化合物としてぺンタエリスリトールテトラキス(2-メルカプトアセテート)(PETMA)56.0gを配合し、0.13kPa(1.0Torr)で20分減圧撹拌を行い、ポリエン化合物、ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物を含む重合性組成物を調製した。
この重合性組成物を、孔径1.0μmのポリテトラフルオロエチレンメンブランフィルターを通して成形型のキャビティに注入し、初期温度25℃から最終温度120℃の温度プログラムにて24時間注型重合を行い、中心肉厚2mmのプラスチックレンズを作製した。
こうして作製されたプラスチックレンズを、成形型から離型した後、YI値の測定に付した。測定されたYI値は、1.07であった。
300mlナス型フラスコに、ポリイソ(チオ)シアネート化合物として2,4-トリレンジイソシアネート(TDI)22.0g、ポリエン化合物としてトリアリルイソシアヌレート(TAIC)22.0gを仕込み、有機リン化合物としてトリフェニルホスフィン(TPP)0.30g、離型剤としてブトキシエチルアシッドホスフェート(城北化学株式会社製JP-506H)0.15g、重合触媒としてジメチル錫ジクロライド0.02gおよび2,2’―アゾビスー2,4-ジメチルバレロニトリル0.05g(ポリエン化合物、ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物の合計質量100部に対して0.05部)を添加し、20℃窒素パージ下で1時間撹拌を続けた。これらが完全に溶解したところで、ポリチオール化合物としてぺンタエリスリトールテトラキス(2-メルカプトアセテート)(PETMA)56.0gを配合し、0.13kPa(1.0Torr)で20分減圧撹拌を行い、ポリエン化合物、ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物を含む重合性組成物を調製した。
この重合性組成物を、孔径1.0μmのポリテトラフルオロエチレンメンブランフィルターを通して成形型のキャビティに注入し、初期温度25℃から最終温度120℃の温度プログラムにて24時間注型重合を行い、中心肉厚2mmのプラスチックレンズを作製した。
こうして作製されたプラスチックレンズを、成形型から離型した後、YI値の測定に付した。測定されたYI値は、1.07であった。
[実施例2]
2,2’―アゾビスー2,4-ジメチルバレロニトリルの添加量を0.02g(ポリエン化合物、ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物の合計質量100部に対して0.02部)とした点以外、実施例1と同様の方法によりプラスチックレンズを作製した。作製されたプラスチックレンズを、成形型から離型した後、YI値の測定に付した。測定されたYI値は、0.87であった。
2,2’―アゾビスー2,4-ジメチルバレロニトリルの添加量を0.02g(ポリエン化合物、ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物の合計質量100部に対して0.02部)とした点以外、実施例1と同様の方法によりプラスチックレンズを作製した。作製されたプラスチックレンズを、成形型から離型した後、YI値の測定に付した。測定されたYI値は、0.87であった。
[比較例1]
2,2’―アゾビスー2,4-ジメチルバレロニトリルの添加量を0.20g(ポリエン化合物、ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物の合計質量100部に対して0.20部)とした点以外、実施例1と同様の方法によりプラスチックレンズを作製した。作製されたプラスチックレンズを、成形型から離型した後、YI値の測定に付した。測定されたYI値は、2.22であった。
2,2’―アゾビスー2,4-ジメチルバレロニトリルの添加量を0.20g(ポリエン化合物、ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物の合計質量100部に対して0.20部)とした点以外、実施例1と同様の方法によりプラスチックレンズを作製した。作製されたプラスチックレンズを、成形型から離型した後、YI値の測定に付した。測定されたYI値は、2.22であった。
[実施例3]
300mlナス型フラスコに、ポリイソ(チオ)シアネート化合物として2,4-トリレンジイソシアネート(TDI)24.0g、ポリエン化合物としてトリアリルイソシアヌレート(TAIC)24.0gを仕込み、有機リン化合物としてトリフェニルホスフィン(TPP)0.30g、離型剤としてブトキシエチルアシッドホスフェート(城北化学株式会社製JP-506H)0.15g、重合触媒としてジメチル錫ジクロライド0.01gおよび2,2’―アゾビスー2,4-ジメチルバレロニトリル0.08g(ポリエン化合物、ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物の合計質量100部に対して0.08部)を添加し、20℃窒素パージ下で1時間撹拌を続けた。これらが完全に溶解したところで、ポリチオール化合物としてビス(メルカプトメチル)-3,6,9-トリチアウンデカン-1,11-ジチオール52.0gを配合し、0.13kPa(1.0Torr)で20分減圧撹拌を行い、ポリエン化合物、ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物を含む重合性組成物を調製した。
この重合性組成物を、孔径1.0μmのポリテトラフルオロエチレンメンブランフィルターを通して成形型のキャビティに注入し、初期温度25℃から最終温度125℃の温度プログラムにて24時間注型重合を行い、中心肉厚2mmのプラスチックレンズを作製した。
こうして作製されたプラスチックレンズを、成形型から離型した後、YI値の測定に付した。測定されたYI値は、1.19であった。
300mlナス型フラスコに、ポリイソ(チオ)シアネート化合物として2,4-トリレンジイソシアネート(TDI)24.0g、ポリエン化合物としてトリアリルイソシアヌレート(TAIC)24.0gを仕込み、有機リン化合物としてトリフェニルホスフィン(TPP)0.30g、離型剤としてブトキシエチルアシッドホスフェート(城北化学株式会社製JP-506H)0.15g、重合触媒としてジメチル錫ジクロライド0.01gおよび2,2’―アゾビスー2,4-ジメチルバレロニトリル0.08g(ポリエン化合物、ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物の合計質量100部に対して0.08部)を添加し、20℃窒素パージ下で1時間撹拌を続けた。これらが完全に溶解したところで、ポリチオール化合物としてビス(メルカプトメチル)-3,6,9-トリチアウンデカン-1,11-ジチオール52.0gを配合し、0.13kPa(1.0Torr)で20分減圧撹拌を行い、ポリエン化合物、ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物を含む重合性組成物を調製した。
この重合性組成物を、孔径1.0μmのポリテトラフルオロエチレンメンブランフィルターを通して成形型のキャビティに注入し、初期温度25℃から最終温度125℃の温度プログラムにて24時間注型重合を行い、中心肉厚2mmのプラスチックレンズを作製した。
こうして作製されたプラスチックレンズを、成形型から離型した後、YI値の測定に付した。測定されたYI値は、1.19であった。
[比較例2]
2,2’―アゾビスー2,4-ジメチルバレロニトリルの添加量を0.15g(ポリエン化合物、ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物の合計質量100部に対して0.15部)とした点以外、実施例3と同様の方法によりプラスチックレンズを作製した。作製されたプラスチックレンズを、成形型から離型した後、YI値の測定に付した。測定されたYI値は、2.36であった。
2,2’―アゾビスー2,4-ジメチルバレロニトリルの添加量を0.15g(ポリエン化合物、ポリイソ(チオ)シアネート化合物およびポリチオール化合物の合計質量100部に対して0.15部)とした点以外、実施例3と同様の方法によりプラスチックレンズを作製した。作製されたプラスチックレンズを、成形型から離型した後、YI値の測定に付した。測定されたYI値は、2.36であった。
上記のYI値(Yellowness Index)の測定は、JIS K 7373:2006にしたがい、測定装置として日立製分光光度計U-4100を使用して行った。YI値が小さいほど、黄変が少ないということができる。一態様では、YI値が1.70以下であることは、眼鏡レンズとして好ましい。YI値は、例えば0.50以上であることができるが、低いほど好ましいため、0.50未満であってもよい。
最後に、前述の各態様を総括する。
一態様によれば、ポリエン化合物、ポリイソ(チオ)シアネート化合物、ポリチオール化合物、ポリエン化合物とポリイソ(チオ)シアネート化合物とのチオール-エン反応を触媒する第1の重合触媒、およびポリイソ(チオ)シアネート化合物とポリチオール化合物とのチオウレタン化反応を触媒する第2の重合触媒を含み、かつ上記第1の重合触媒の含有率が、上記ポリエン化合物、上記ポリイソ(チオ)シアネート化合物および上記ポリチオール化合物の合計質量100質量部に対して0.10質量部以下である光学部材用重合性組成物が提供される。
上記重合性組成物によれば、製造中に発生する着色が少ない硬化物である光学部材を提供することができる。
一態様では、上記第1の重合触媒は、アゾビス系化合物であることができる。
一態様では、上記第2の重合触媒は、有機錫系化合物であることができる。
一態様では、上記ポリエン化合物は、アリル化合物であることができる。
一態様では、上記ポリエン化合物は、炭素-炭素二重結合を1分子あたり3つ以上含有する化合物であることができる。
一態様では、上記ポリチオール化合物は、チオール基を1分子あたり3つ以上含有する化合物であることができる。
一態様では、上記ポリイソ(チオ)シアネート化合物は、イソ(チオ)シアネート基を1分子あたり2つ以上含有する化合物であることができる。
一態様では、上記光学部材は、レンズであることができる。
一態様では、上記レンズは、眼鏡レンズであることができる。
一態様によれば、上記光学部材用重合性組成物を硬化した硬化物である光学部材が提供される。
上記光学部材は、着色が少ない光学部材であることができる。
本明細書に記載の各種態様は、任意の組み合わせで2つ以上を組み合わせることができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本発明の一態様は、眼鏡レンズ等の各種光学部材の製造分野において有用である。
Claims (10)
- ポリエン化合物、
ポリイソ(チオ)シアネート化合物、
ポリチオール化合物、
ポリエン化合物とポリイソ(チオ)シアネート化合物とのチオール-エン反応を触媒する第1の重合触媒、および、
ポリイソ(チオ)シアネート化合物とポリチオール化合物とのチオウレタン化反応を触媒する第2の重合触媒、
を含み、かつ
前記第1の重合触媒の含有率が、前記ポリエン化合物、前記ポリイソ(チオ)シアネート化合物および前記ポリチオール化合物の合計質量100質量部に対して0.10質量部以下である光学部材用重合性組成物。 - 前記第1の重合触媒は、アゾビス系化合物である、請求項1に記載の光学部材用重合性組成物。
- 前記第2の重合触媒は、有機錫系化合物である、請求項1または2に記載の光学部材用重合性組成物。
- 前記ポリエン化合物は、アリル化合物である、請求項1~3のいずれか1項に記載の光学部材用重合性組成物。
- 前記ポリエン化合物は、炭素-炭素二重結合を1分子あたり3つ以上含有する化合物である、請求項1~4のいずれか1項に記載の光学部材用重合性組成物。
- 前記ポリチオール化合物は、チオール基を1分子あたり3つ以上含有する化合物である、請求項1~5のいずれか1項に記載の光学部材用重合性組成物。
- 前記ポリイソ(チオ)シアネート化合物は、イソ(チオ)シアネート基を1分子あたり2つ以上含有する化合物である、請求項1~6のいずれか1項に記載の光学部材用重合性組成物。
- 前記光学部材はレンズである、請求項1~7のいずれか1項に記載の光学部材用重合性組成物。
- 前記レンズは眼鏡レンズである、請求項8に記載の光学部材用重合性組成物。
- 請求項1~9のいずれか1項に記載の光学部材用重合性組成物を硬化した硬化物である光学部材。
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