CN105556377B - 眼镜材料、眼镜框及眼镜 - Google Patents
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Abstract
本发明的眼镜材料是含有热塑性聚氨酯的眼镜材料。眼镜材料在低于0℃、和0℃以上70℃以下这两个温度范围内具有tanδ的峰,所述tanδ的峰是通过在升温速度为5℃/min及测定频率为10Hz的测定条件下,以拉伸模式进行动态粘弹性测定而观测到的。
Description
技术领域
本发明涉及眼镜材料、眼镜框及眼镜,详细地说,涉及眼镜材料、使用该眼镜材料得到的眼镜框、及具有该眼镜框的眼镜。
背景技术
一直以来,矫正眼镜、保护眼镜、太阳镜、护目镜等眼镜具有透镜和框。在上述眼镜中,框由例如纯钛、镍钛合金、铝、镁、金等金属材料、例如赛璐珞(Celluloid)、乙酸酯、聚酰胺树脂等合成树脂材料、以及玳瑁等天然材料等形成。
另一方面,作为眼镜,要求提高机械物性(机械强度等)、加工性等。因此,研究了将机械物性及加工性优异的聚氨酯弹性体作为眼镜材料使用。
更具体而言,例如,提出了将通过使包含双(异氰酸甲酯基)环己烷的二异氰酸酯、与包含环己烷二甲醇的二醇反应而得到的硬质热塑性聚氨酯作为眼镜的框使用(例如,参见专利文献1。)。
另外,例如,在使用热塑性聚氨酯树脂制造眼镜框时,提出了使用利用DSC(微分扫描型量热计)分析时观察到的结晶化峰温度与玻璃化转变温度之差为27℃以上、并且肖氏D硬度为74以上的热塑性聚氨酯树脂作为热塑性聚氨酯树脂的方案(例如,参见专利文献2。)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-213222号公报
专利文献2:日本特开平3-54318号公报
发明内容
发明所要解决的课题
另一方面,眼镜直接佩戴在脸上,因此,触感、合适(fit)感等是重要的。
本发明的目的在于提供不仅机械强度、加工性优异、而且合适感、触感等佩戴感也优异的眼镜材料、使用该眼镜材料得到的眼镜框、及具有该眼镜框的眼镜。
用于解决课题的手段
本发明的眼镜材料是含有热塑性聚氨酯的眼镜材料,其特征在于,上述眼镜材料在低于0℃、和0℃以上70℃以下这两个温度范围内具有通过在升温速度为5℃/min及测定频率为10Hz的测定条件下、以拉伸模式进行动态粘弹性测定而观测到的tanδ的峰。
另外,优选的是,本发明的眼镜材料中,上述热塑性聚氨酯的硬链段浓度为25质量%以上70质量%以下。
另外,优选的是,本发明的眼镜材料中,上述热塑性聚氨酯是通过包含双(异氰酸甲酯基)环己烷的多异氰酸酯成分与含有活性氢基团的成分的反应而得到的。
另外,优选的是,本发明的眼镜材料还以相对于100质量份热塑性聚氨酯为0.01质量份以上1质量份以下的比例含有丙烯酸改性有机聚硅氧烷。
另外,本发明的眼镜框的特征在于,其是由上述的眼镜材料形成的。
另外,优选的是,本发明的眼镜框通过含有脂肪族多异氰酸酯的聚氨酯类涂覆剂而被涂覆。
另外,优选的是,本发明的眼镜框中,上述脂肪族多异氰酸酯含有1,5-戊二异氰酸酯及/或其衍生物。
另外,本发明的眼镜的特征在于,具有上述的眼镜框和被安装于上述眼镜框的光学透镜。
另外,优选的是,本发明的眼镜中,上述光学透镜由生物质原料形成。
发明的效果
本发明的眼镜材料、眼镜框及眼镜由于含有热塑性聚氨酯,所以加工性及机械强度优异,此外,由于在低于0℃的温度范围内具有利用动态粘弹性测定而得到的tanδ的峰,所以可得到优异的触感,而且,由于在0℃以上70℃以下的温度范围内具有利用动态粘弹性测定而得到的tanδ的峰,所以合适感也优异。
具体实施方式
本发明的眼镜材料含有热塑性聚氨酯作为主成分。
相对于眼镜材料的总量,眼镜材料中的热塑性聚氨酯的含有比例例如为80质量%以上、优选为90质量%以上、更优选为95质量%以上。
热塑性聚氨酯可通过多异氰酸酯成分与含有活性氢基团的成分的反应而得到。
作为多异氰酸酯成分,例如,可举出多异氰酸酯单体、多异氰酸酯衍生物等。
作为多异氰酸酯单体,例如,可举出芳香族多异氰酸酯、芳香脂肪族多异氰酸酯、脂肪族多异氰酸酯等。
作为芳香族多异氰酸酯,例如,可举出甲苯二异氰酸酯(2,4-或2,6-甲苯二异氰酸酯或其混合物)(TDI)、苯二异氰酸酯(间、对苯二异氰酸酯或其混合物)、4,4’-联苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯(NDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(4,4’-、2,4’-或2,2’-二苯基甲烷二异氰酸酯或其混合物)(MDI)、4,4’-甲苯胺二异氰酸酯(TODI)、4,4’-二苯基醚二异氰酸酯等芳香族二异氰酸酯等。
作为芳香脂肪族多异氰酸酯,例如,可举出苯二甲撑二异氰酸酯(1,3-或1,4-苯二甲撑二异氰酸酯或其混合物)(XDI)、四甲基苯二甲撑二异氰酸酯(1,3-或1,4-四甲基苯二甲撑二异氰酸酯或其混合物)(TMXDI)、ω,ω’-二异氰酸酯-1,4-二乙基苯等芳香脂肪族二异氰酸酯等。
作为脂肪族多异氰酸酯,例如,可举出1,3-丙二异氰酸酯、1,2-丙二异氰酸酯、丁二异氰酸酯(1,4-丁二异氰酸酯、1,2-丁二异氰酸酯、2,3-丁二异氰酸酯、1,3-丁二异氰酸酯)、1,5-戊二异氰酸酯(PDI)、1,6-己二异氰酸酯(HDI)、2,4,4-或2,2,4-三甲基-1,6-己二异氰酸酯、2,6-二异氰酸酯基癸酸甲酯等脂肪族二异氰酸酯等。
另外,脂肪族多异氰酸酯包括脂环式多异氰酸酯。
作为脂环式多异氰酸酯,例如,可举出1,3-环戊烷二异氰酸酯、1,3-环戊烯二异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯(1,4-环己烷二异氰酸酯、1,3-环己烷二异氰酸酯)、3-异氰酸甲酯基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯(异佛尔酮二异氰酸酯)(IPDI)、亚甲基双(环己基异氰酸酯)(4,4’-、2,4’-或2,2’-亚甲基双(环己基异氰酸酯、它们的反式-反式体、反式-顺式体、顺式-顺式体、或其混合物))(H12MDI)、甲基环己烷二异氰酸酯(甲基-2,4-环己烷二异氰酸酯、甲基-2,6-环己烷二异氰酸酯)、2,5(6)-二异氰酸甲酯基[2,2,1]庚烷(各种异构体或其混合物)、双(异氰酸甲酯基)环己烷(1,2-、1,3-或1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷)(H6XDI)等脂环式二异氰酸酯。
上述多异氰酸酯单体可单独使用或并用2种以上。
作为多异氰酸酯衍生物,例如,可举出上述的多异氰酸酯单体的多聚体(例如,二聚体、三聚体(例如,异氰脲酸酯改性体)、五聚体、七聚体等)、脲基甲酸酯改性体(例如,通过上述的多异氰酸酯单体与后述的低分子量多元醇的反应而生成的脲基甲酸酯改性体等)、多元醇改性体(例如,通过多异氰酸酯单体与后述的低分子量多元醇的反应而生成的多元醇改性体(醇加成物)等)、缩二脲改性体(例如,通过上述的多异氰酸酯单体与水、胺类的反应而生成的缩二脲改性体等)、脲改性体(例如,通过上述的多异氰酸酯单体与二胺的反应而生成的脲改性体等)、噁二嗪三酮改性体(例如,通过上述的多异氰酸酯单体与二氧化碳的反应而生成的噁二嗪三酮等)、碳二亚胺改性体(通过上述的多异氰酸酯单体的脱羧缩合反应而生成的碳二亚胺改性体等)、脲二酮改性体、脲酮亚胺(uretonimine)改性体等。此外,作为多异氰酸酯衍生物,还可举出多亚甲基多苯基多异氰酸酯(MDI粗品、聚合MDI)等。
上述多异氰酸酯衍生物可单独使用或并用2种以上。
上述多异氰酸酯成分可单独使用或并用2种以上。
作为多异氰酸酯成分,可优选举出多异氰酸酯单体,可更优选举出脂环式多异氰酸酯,可进一步优选举出亚甲基双(环己基异氰酸酯)、双(异氰酸甲酯基)环己烷,可特别优选举出双(异氰酸甲酯基)环己烷。
多异氰酸酯成分含有双(异氰酸甲酯基)环己烷时,可实现眼镜的强度、耐污染性的提升。
多异氰酸酯成分含有双(异氰酸甲酯基)环己烷时,相对于多异氰酸酯成分的总量100质量份,双(异氰酸甲酯基)环己烷的含有比例例如为5质量份以上、优选为20质量份以上、更优选为50质量份以上、进一步优选为70质量份以上、特别优选为100质量份(即,多异氰酸酯成分仅由双(异氰酸甲酯基)环己烷组成。)。
双(异氰酸甲酯基)环己烷的含有比例为上述范围时,可实现眼镜的强度、耐污染性的提升。
另外,双(异氰酸甲酯基)环己烷包括1,2-双(异氰酸甲酯基)环己烷、1,3-双(异氰酸甲酯基)环己烷、及1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷这样的结构异构体。
作为双(异氰酸甲酯基)环己烷,可优选举出1,3-双(异氰酸甲酯基)环己烷、1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷,可更优选举出1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷。
通过使用1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷,可实现眼镜的强度、抗弯曲性、耐污染性及成型加工性的提升。
多异氰酸酯成分含有1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷时,相对于多异氰酸酯成分的总量100质量份,1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷的含有比例例如为5质量份以上、优选为20质量份以上、更优选为50质量份以上、进一步优选为80质量份以上、特别优选为100质量份(即,多异氰酸酯成分仅由1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷组成。)。
1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷的含有比例为上述范围时,可实现眼镜的强度、成型加工性、抗弯曲性及耐污染性的提升。
另外,1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷包括顺式-1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷(以下记为顺式1,4体。)、及反式-1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷(以下记为反式1,4体。)这样的立体异构体。
当使用1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷时,相对于1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷中的顺式1,4体及反式1,4体的总量,反式1,4体的含有比例例如为70摩尔%以上、优选为80摩尔%以上、更优选为82摩尔%以上,例如小于97摩尔%、优选小于93摩尔%、更优选小于87摩尔%。另外,顺式1,4体的含有比例例如大于3摩尔%、优选大于7摩尔%、更优选大于13摩尔%,例如为30摩尔%以下、优选为20摩尔%以下、更优选为18摩尔%以下。
1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷中的反式体及顺式体的含有比例为上述范围时,可实现眼镜的强度、成型加工性及耐污染性的提升。
含有活性氢基团的成分是具有活性氢基团(例如,羟基、氨基等)的化合物,例如,可举出多元醇成分、多胺成分。
作为多元醇成分,可举出低分子量多元醇、高分子量多元醇。
低分子量多元醇是具有2个以上羟基的数均分子量40以上、且低于300(优选低于400)的化合物,可举出例如乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,2-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2,2,2-三甲基戊二醇、3,3-二羟甲基庚烷、链烷烃(C7~20)二醇、1,3-或1,4-环己烷二甲醇及它们的混合物、1,3-或1,4-环己二醇及它们的混合物、氢化双酚A、1,4-二羟基-2-丁烯、2,6-二甲基-1-辛烯-3,8-二醇、双酚A、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、异山梨醇等二元醇,例如甘油、三羟甲基丙烷、三异丙醇胺等三元醇,例如四羟甲基甲烷(季戊四醇)、双甘油等四元醇,例如木糖醇等五元醇,例如山梨糖醇、甘露醇、蒜糖醇、艾杜糖醇、卫矛醇、阿卓糖醇、肌醇、二季戊四醇等六元醇,例如鳄梨糖醇等七元醇,例如蔗糖等八元醇等。
上述低分子量多元醇可单独使用或并用2种以上。
作为低分子量多元醇,从实现眼镜的强度、抗弯曲性及耐污染性的提升的观点考虑,可优选举出二元醇,可更优选举出1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇,可更优选举出1,3-丙二醇、1,4-丁二醇,可进一步优选举出1,4-丁二醇。
高分子量多元醇是具有2个以上羟基的数均分子量300以上(优选为400以上)、且为5000以下(优选为3000以下)的化合物,例如,可举出聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚氨酯多元醇、环氧多元醇、植物油多元醇、聚烯烃多元醇、丙烯酸多元醇、聚硅氧烷多元醇、含氟多元醇、乙烯基单体改性多元醇。
作为聚醚多元醇,例如,可举出聚亚烷基(C2~3)多元醇、聚四亚甲基醚多元醇等。
作为聚亚烷基(C2~3)多元醇,例如,可举出以上述的低分子量多元醇或多胺成分(后述)为引发剂的环氧乙烷、环氧丙烷、氧杂环丁烷等环氧烷的加成聚合物(包括2种以上的环氧烷的无规及/或嵌段共聚物。)。具体而言,例如,可举出聚乙二醇、聚丙二醇、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物(无规及/或嵌段共聚物)、聚三亚甲基醚二醇等。
作为聚四亚甲基醚多元醇,例如,可举出聚四亚甲基醚二醇,具体而言,例如,通过四氢呋喃的阳离子聚合而得到的开环聚合物,在四氢呋喃的聚合单元中共聚上述的低分子量多元醇(二元醇)而成的非晶性聚四亚甲基醚二醇等。
另外,作为聚醚多元醇,例如,可举出来源于植物的聚醚多元醇,具体而言,可举出将作为来源于植物的低分子量多元醇的1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、异山梨醇、甘油、山梨糖醇、蔗糖等作为引发剂而得到的来源于植物的聚亚烷基(C2~3)多元醇,通过四氢呋喃(其以从来源于例如玉米等植物的材料衍生的糠醛作为原料)的开环聚合而得到的、来源于植物的聚四亚甲基醚二醇等。
另外,这样的来源于植物的聚醚多元醇也可作为市售品获得,例如,可举出PTG2000SN(P)(使用了生物质原料的聚四亚甲基醚二醇,保土谷化学工业公司制,数均分子量2000)、PTG1000SN(P)(使用了生物质原料的聚四亚甲基醚二醇,保土谷化学工业公司制,数均分子量1000)等。
此外,作为来源于植物的聚醚多元醇,例如,可举出将经玉米等植物的发酵工艺等而得到的来源于植物的1,3-丙二醇缩聚而得到的聚三亚甲基醚多元醇等。
这样的来源于植物的聚醚多元醇也可作为市售品获得,例如,可举出SelenolH1000(使用了生物质原料的聚三亚甲基醚多元醇,Dupont公司,数均分子量1000)、SelenolH2000(使用了生物质原料的聚三亚甲基醚多元醇,Dupont公司,数均分子量2000)等。
作为聚酯多元醇,例如,可举出在已知的条件下使上述的低分子量多元醇与多元酸反应而得到的缩聚物。
作为多元酸,可举出例如草酸、丙二酸、琥珀酸、甲基琥珀酸、戊二酸、己二酸、1,1-二甲基-1,3-二羧基丙烷、3-甲基-3-乙基戊二酸、壬二酸、癸二酸、其他的饱和脂肪族二羧酸(C11~13);例如马来酸、富马酸、衣康酸、其他的不饱和脂肪族二羧酸;例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、甲苯二甲酸、萘二甲酸、其他的芳香族二羧酸;例如六氢邻苯二甲酸、其他的脂环族二羧酸;例如二聚酸、氢化二聚酸、氯桥酸等其他的羧酸;及从上述羧酸衍生的酸酐,例如草酸酐、琥珀酸酐、马来酸酐、邻苯二甲酸酐、2-烷基(C12~C18)琥珀酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐;以及从上述羧酸等衍生的酰卤,例如草酰二氯、己二酰二氯、癸二酰二氯等。
另外,作为聚酯多元醇,例如,可举出来源于植物的聚酯多元醇,具体而言,可举出以上述的低分子量多元醇为引发剂,在已知的条件下,使含羟基的植物油脂肪酸(例如,含有蓖麻油酸的蓖麻油脂肪酸、含有12-羟基硬脂酸的氢化蓖麻油脂肪酸等)等羟基羧酸进行缩合反应而得到的植物油类聚酯多元醇等。
另外,作为聚酯多元醇,例如,可举出以上述的低分子量多元醇(优选为二元醇)为引发剂,将例如ε-己内酯、γ-戊内酯等内酯类,例如L-丙交酯、D-丙交酯等丙交酯类等开环聚合而得到的聚己内酯多元醇、聚戊内酯多元醇;以及将所述聚己内酯多元醇、聚戊内酯多元醇与上述的二元醇进行共聚而得到的内酯类聚酯多元醇等。
作为聚碳酸酯多元醇,例如,可举出以上述的低分子量多元醇(优选为二元醇)为引发剂的碳酸亚乙酯的开环聚合物,将例如1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇等二元醇与开环聚合物共聚而得到的非晶性聚碳酸酯多元醇等。
另外,作为聚碳酸酯多元醇,例如,可举出来源于植物的聚碳酸酯多元醇,具体而言,可举出从作为来源于植物的原料的葡萄糖等衍生的异山梨醇等脂环式二羟基化合物、使上述的低分子多元醇(优选为二元醇)与碳酸二苯酯进行酯交换反应而得到的聚碳酸酯多元醇等。
另外,聚氨酯多元醇可通过以羟基(OH)相对于异氰酸酯基(NCO)的当量比(OH/NCO)大于1的比例,使通过上述操作得到的聚酯多元醇、聚醚多元醇及/或聚碳酸酯多元醇与多异氰酸酯反应,而作为聚酯聚氨酯多元醇、聚醚聚氨酯多元醇、聚碳酸酯聚氨酯多元醇、或聚酯聚醚聚氨酯多元醇等得到。
作为环氧多元醇,例如,可举出通过上述的低分子量多元醇、与例如表氯醇、β-甲基表氯醇等多官能卤代醇的反应而得到的环氧多元醇。
作为植物油多元醇,可举出来源于植物的油多元醇,更具体而言,例如,可举出蓖麻油、椰子油等含羟基的植物油等。例如,可举出蓖麻油多元醇、或通过蓖麻油脂肪酸与聚丙烯多元醇的反应而得到的酯改性蓖麻油多元醇等。
作为聚烯烃多元醇,例如,可举出聚丁二烯多元醇、部分皂化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等。
作为丙烯酸多元醇,例如,可举出通过使含羟基的丙烯酸酯、与共聚性乙烯基单体(其可与含羟基的丙烯酸酯进行共聚)进行共聚而得到的共聚物。
作为含羟基的丙烯酸酯,例如,可举出(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯、(甲基)丙烯酸羟基丁酯、(甲基)丙烯酸2,2-二羟基甲基丁酯、聚马来酸羟基烷基酯、聚富马酸羟基烷基酯等。可优选举出(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯等。
作为共聚性乙烯基单体,可举出例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸异冰片基酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸环己酯等(甲基)丙烯酸烷基酯(碳原子数1~12),例如苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯等芳香族乙烯基化合物,例如(甲基)丙烯腈等乙烯基氰,例如(甲基)丙烯酸、富马酸、马来酸、衣康酸等含有羧基的乙烯基单体或其烷基酯,例如乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、低聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯等链烷烃多元醇聚(甲基)丙烯酸酯,例如3-(2-异氰酸酯基-2-丙基)-α-甲基苯乙烯等含有异氰酸酯基的乙烯基单体等。
而且,丙烯酸多元醇可通过在适当的溶剂及聚合引发剂的存在下,使上述含羟基的丙烯酸酯和共聚性乙烯基单体共聚而得到。
另外,丙烯酸多元醇例如包括聚硅氧烷多元醇、含氟多元醇。
作为聚硅氧烷多元醇,例如,可举出在上述的丙烯酸多元醇的共聚中配合例如γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等含有乙烯基的聚硅氧烷化合物作为共聚性乙烯基单体而得到的丙烯酸多元醇、用醇将分子末端改性而得到的聚硅氧烷类(聚二甲基硅氧烷等聚二C1-6烷基硅氧烷等)。
作为含氟多元醇,例如,可举出在上述的丙烯酸多元醇的共聚中配合例如四氟乙烯、氯三氟乙烯等含有乙烯基的氟化合物作为共聚性乙烯基单体而得到的丙烯酸多元醇。
乙烯基单体改性多元醇可通过上述的高分子量多元醇与乙烯基单体的反应而得到。
需要说明的是,这样的高分子量多元醇的数均分子量例如为400以上、优选为800以上,例如为5000以下、优选为3000以下。
上述高分子量多元醇可单独使用或并用2种以上。
作为高分子量多元醇,从实现眼镜的耐久性、触感的提升的观点考虑,可优选举出聚醚多元醇,可更优选举出聚三亚甲基醚二醇、聚四亚甲基醚二醇,可进一步优选举出来源于植物的聚四亚甲基醚二醇。
多胺成分是具有2个以上氨基的化合物,例如,可举出芳香族多胺、芳香脂肪族多胺、脂环族多胺、脂肪族多胺、氨基醇、具有伯氨基、或具有伯氨基及仲氨基的烷氧基甲硅烷基化合物、含有聚氧乙烯基的多胺等。
作为芳香族多胺,例如,可举出4,4’-二苯基甲烷二胺、甲苯二胺、二乙基甲苯二胺(商品名:ETHACURE 100,ALBEMARLE JAPAN CORPORATION制)及1-甲基-3,5-双(甲硫基)-2,4及2,6-二氨基苯的混合物(商品名:ETHACURE 300,ALBEMARLE JAPANCORPORATION制)等。
作为芳香脂肪族多胺,例如,可举出1,3-或1,4-苯二甲撑二胺或其混合物等。
作为脂环族多胺,例如,可举出3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己基胺(别名:异佛尔酮二胺)、4,4’-二环己基甲烷二胺、2,5(2,6)-双(氨基甲基)双环[2.2.1]庚烷、1,4-环己烷二胺、1-氨基-3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己烷、双-(4-氨基环己基)甲烷、二氨基环己烷、3,9-双(3-氨基丙基)-2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]十一烷、1,3-及1,4-双(氨基甲基)环己烷及它们的混合物等。
作为脂肪族多胺,例如,可举出乙二胺、1,2-丙二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、1,6-己二胺、肼(包括水合物。)、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、1,3-二氨基戊烷等。
作为氨基醇,例如,可举出N-(2-氨基乙基)乙醇胺等。
作为具有伯氨基、或具有伯氨基及仲氨基的烷氧基甲硅烷基化合物,例如,可举出γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷等含有烷氧基甲硅烷基的单胺、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷等。
作为含有聚氧乙烯基的多胺,例如,可举出聚氧乙烯醚二胺等聚氧亚烷基醚二胺。更具体而言,例如,可举出日本油脂制的PEG#1000二胺、Huntsman Corporation公司制的Jeffamine ED-2003、EDR-148、XTJ-512等。
上述多胺成分可单独使用或并用2种以上。
上述含有活性氢基团的成分可单独使用或并用2种以上。作为含有活性氢基团的成分,可优选举出多元醇成分,可更优选举出低分子量多元醇和高分子量多元醇的并用。
另外,作为含有活性氢基团的成分,可优选举出来源于生物质原料的含有活性氢基团的成分。
作为来源于生物质原料的含有活性氢基团的成分,例如,可举出来源于植物的聚四亚甲基醚多元醇、来源于植物的聚酯多元醇、来源于植物的聚碳酸酯多元醇、来源于植物的油多元醇等来源于生物质原料的多元醇成分。
需要说明的是,作为来源于生物质原料的含有活性氢基团的成分,不限于上述这些,可使用各种来源于生物质原料的含有活性氢基团的成分。
使用上述来源于生物质原料的多异氰酸酯成分、及来源于生物质原料的含有活性氢基团的成分得到的热塑性聚氨酯,可实质上减少燃烧时的二氧化碳的排出量,可减轻对地球环境的负担。
使用生物质原料得到热塑性聚氨酯时,其生物质度例如为5%以上、优选为25%以上、更优选为40%以上、进一步优选为50%以上。
需要说明的是,生物质度可按照ASTM D6866 METHOD-B的标准求出。
而且,热塑性聚氨酯例如可利用本体聚合、溶液聚合等聚合方法制造。
本体聚合中,例如,在氮气气流下,在搅拌多异氰酸酯成分和含有活性氢基团的成分中的任一方的同时,添加另一方,于50~250℃、进一步优选50~200℃的反应温度,反应0.5~25小时左右。
溶液聚合中,向有机溶剂中添加多异氰酸酯成分和含有活性氢基团的成分,于50~120℃、优选50~100℃的反应温度,反应0.5~15小时左右。
作为有机溶剂,可举出例如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮类,例如乙腈等腈类、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯等烷基酯类,例如正己烷、正庚烷、辛烷等脂肪族烃类,例如环己烷、甲基环己烷等脂环族烃类,例如甲苯、二甲苯、乙苯等芳香族烃类,例如甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、甲基卡必醇乙酸酯、乙基卡必醇乙酸酯、乙二醇乙基醚乙酸酯、丙二醇甲基醚乙酸酯、乙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、3-乙氧基丙酸乙酯等二醇醚酯类,例如***、四氢呋喃、二氧杂环己烷等醚类,例如氯甲烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、溴甲烷、二碘甲烷、二氯乙烷等卤代脂肪族烃类,例如N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、六甲基磷酰胺等极性非质子类等。
此外,作为有机溶剂,例如,可举出非极性溶剂(非极性有机溶剂),作为上述非极性溶剂,可举出包括脂肪族、环烷烃类(naphthene hydrocarbon)有机溶剂在内的、苯胺点例如为10~70℃、优选为12~65℃的低毒性且溶解力弱的非极性有机溶剂、以松节油为代表的植物性油等。
上述非极性有机溶剂可作为市售品获得,作为这样的市售品,例如,可举出Haws(Shell Chemicals制,苯胺点15℃)、Swasol 310(丸善石油制,苯胺点16℃)、Esso NaphthaNo.6(Exxon Mobil Chemical制,苯胺点43℃)、Laws(Shell Chemicals制,苯胺点43℃)、Esso Naphtha No.5(Exxon Mobil Chemical制,苯胺点55℃)、pegasol 3040(Mobil石油制,苯胺点55℃)等石油烃类有机溶剂、以及甲基环己烷(苯胺点40℃)、乙基环己烷(苯胺点44℃)、gum turpentine N(安原油脂制,苯胺点27℃)等松节油类等。
有机溶剂的配合比例可根据目的及用途适当设定。
此外,在上述聚合反应中,根据需要,可添加例如胺类、有机金属化合物等已知的氨酯化催化剂。
作为胺类,例如,可举出三乙胺、三亚乙基二胺、双(2-二甲基氨基乙基)醚、N-甲基吗啉等叔胺类,例如四乙基羟基铵等季铵盐,例如咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑等咪唑类等。
作为有机金属化合物,可举出例如乙酸锡、辛酸锡、油酸锡、月桂酸锡、二丁基二乙酸锡、二甲基二月桂酸锡、二丁基二月桂酸锡、二丁基二硫醇锡、二丁基马来酸锡、二丁基二月桂酸锡、二丁基二新癸酸锡、二辛基二硫醇锡、二辛基二月桂酸锡、二丁基二氯化锡等有机锡类化合物,例如辛酸铅、环烷酸铅等有机铅化合物,例如环烷酸镍等有机镍化合物,例如环烷酸钴等有机钴化合物,例如辛烯酸铜等有机铜化合物,例如辛酸铋、新癸酸铋等有机铋化合物等。
此外,作为氨酯化催化剂,例如,可举出碳酸钾、乙酸钾、辛酸钾等钾盐。
上述氨酯化催化剂可单独使用或并用2种以上。
作为氨酯化催化剂,可优选举出有机金属化合物,可更优选举出辛酸锡。
氨酯化催化剂的配合比例可根据目的及用途适当设定。
另外,在本体聚合及溶液聚合中,例如,以多异氰酸酯成分中的异氰酸酯基相对于含有活性氢基团的成分中的活性氢基团(羟基、氨基)的当量比(NCO/活性氢基团)例如为0.75以上、优选为0.9以上、更优选为0.95以上、例如为1.3以下、优选为1.1以下、更优选为1.05以下的比例,配合多异氰酸酯成分和含有活性氢基团的成分。
另外,当进一步在工业上实施上述聚合反应时,热塑性聚氨酯例如可通过一次完成(one shot)法及预聚物法等已知的方法得到。
一次完成法中,例如,以多异氰酸酯成分中的异氰酸酯基相对于含有活性氢基团的成分中的活性氢基团(羟基、氨基)的当量比(NCO/活性氢基团)例如为0.75以上、优选为0.9以上、更优选为0.95以上、例如为1.3以下、优选为1.1以下、更优选为1.05以下的量,配制(混合)多异氰酸酯成分和含有活性氢基团的成分,然后于例如室温~250℃、优选室温~200℃,进行例如5分钟~72小时、优选4~24小时固化反应。需要说明的是,固化温度可以是恒定温度,或者也可以进行阶段地升温或冷却。
另外,预聚物法中,例如,首先,使多异氰酸酯成分与含有活性氢基团的成分的一部分(优选为高分子量多元醇)反应,合成在分子末端具有异氰酸酯基的异氰酸酯基封端预聚物。接下来,使得到的异氰酸酯基封端预聚物与含有活性氢基团的成分的剩余部分(优选为低分子量多元醇、多胺成分)反应,进行扩链反应。因此,预聚物法中,含有活性氢基团的成分的剩余部分被用作扩链剂。
为了合成异氰酸酯基封端预聚物,以多异氰酸酯成分中的异氰酸酯基相对于含有活性氢基团的成分的一部分中的活性氢基团的当量比(NCO/活性氢基团)例如为2以上、优选为3以上、更优选为4以上、进一步优选为5以上、例如为25以下、优选为10以下、更优选为8以下、进一步优选为7以下的量,配制(混合)多异氰酸酯成分和含有活性氢基团的成分的一部分,在反应容器中,于例如室温~150℃、优选50~120℃,反应例如0.5~18小时、优选2~10小时。需要说明的是,该反应中,根据需要,也可添加上述的氨酯化催化剂。
接下来,为了使得到的异氰酸酯基封端预聚物与含有活性氢基团的成分的剩余部分(扩链剂)反应,以异氰酸酯基封端预聚物中的异氰酸酯基相对于含有活性氢基团的成分的剩余部分中的活性氢基团的当量比(NCO/活性氢基团)例如为0.75~1.3、优选为0.9~1.1的量,配制(混合)异氰酸酯基封端预聚物和含有活性氢基团的成分的剩余部分,于例如100~200℃,反应例如0.1~24小时,然后,进一步于60~150℃,反应例如1~48小时。需要说明的是,反应后,根据需要,也可于室温~80℃,熟化1~10天左右。
需要说明的是,当采用溶剂聚合时,优选在注入到成型模具中之前,利用蒸馏、萃取等已知的除去方法除去有机溶剂。
由此,可得到热塑性聚氨酯。
如上所述地得到的热塑性聚氨酯的硬链段浓度例如为15质量%以上、优选为25质量%以上、更优选为30质量%以上、进一步优选为35质量%以上,例如为95质量%以下、优选为70质量%以下、更优选为60质量%以下、进一步优选低于60质量%、特别优选为50质量%以下。
需要说明的是,对于硬链段浓度而言,例如采用预聚物法时,可由各成分的配合处方(装入量)利用下式算出。
[扩链剂(g)+(扩链剂(g)/扩链剂的分子量(g/mol))×多异氰酸酯成分的平均分子量(g/mol)]÷(多异氰酸酯成分(g)+含有活性氢基团的成分(g))×100
另外,硬链段浓度也可通过例如针对热塑性聚氨酯进行固体NMR、溶液NMR测定等进行实测。具体的实测方法例如记载于Satoshi Yamasaki等“Effect of aggregationstructure on rheological properties of thermoplastic polyurethanes”杂志名Polymer,48卷,4793~4803页,2007年。
需要说明的是,利用上式算出的硬链段浓度与利用上述方法进行NMR测定得到的硬链段浓度中,有时产生例如-10质量%~+10质量%左右的差异(gap)。
本发明中,只要没有特别说明,则硬链段浓度表示利用上式算出的值。
热塑性聚氨酯的硬链段浓度为上述范围时,可将tanδ的峰温度调节至后述的规定范围。
需要说明的是,热塑性聚氨酯的硬链段浓度可通过多异氰酸酯成分与含有活性氢基团的成分反应时的当量比(NCO/活性氢基团)调整。
更具体而言,例如,当采用预聚物法时,通过使合成异氰酸酯基封端预聚物时的当量比(NCO/活性氢基团)为2以上、优选为3以上、且为25以下、优选为10以下,可将硬链段浓度调节为15质量%以上、优选为25质量%以上、且为95质量%以下、优选为70质量%以下,可在较低温度侧和较高温度侧两方,将tanδ的峰温度调整至上述的范围。
此外,通过使合成异氰酸酯基封端预聚物时的当量比(NCO/活性氢基团)为4以上、优选为5以上、且为8以下、优选为7以下,可将硬链段浓度调整至30质量%以上、优选为35质量%以上、且低于60质量%,可使得较高温度侧的tanδ的峰温度低于50℃。
另外,优选眼镜材料含有丙烯酸改性有机聚硅氧烷作为添加剂。
丙烯酸改性有机聚硅氧烷例如可通过使有机聚硅氧烷与(甲基)丙烯酸酯共聚而得到。
有机聚硅氧烷在分子末端具有自由基聚合性基团,具体而言,为下述通式(1)表示的化合物。
[化学式1]
(式(1)中的R1、R2及R3各自独立地表示碳原子数1~20的烃基或卤代烃基,Y表示1价的自由基聚合性基团,Z1及Z2各自独立地表示氢、碳原子数1~4的低级烷基或式-SiR4R5R6表示的基团。上式中,R4及R5各自独立地表示上述的R1~R3中所例举的碳原子数1~20的1价的烃基或卤代烃基,R6表示上述的R1~R3中所例举的碳原子数1~20的1价的烃基、卤代烃基或自由基反应性基团。另外,m为10000以下的正整数,n为1以上的整数。)
上述通式(1)中,作为R1、R2及R3表示的碳原子数1~20的烃基,可举出例如甲基、乙基、丙基、丁基等烷基,例如苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等芳基,例如苄基等芳烷基等。
作为R1、R2及R3表示的碳原子数1~20的卤代烃基,为用例如氯、氟等卤原子将上述的碳原子数1~20的烃基的键合于碳原子的氢原子中的至少1个取代而得到的基团。
上述通式(1)中,作为Y表示的1价的自由基聚合性基团,例如,可举出乙烯基、烯丙基、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基等。
上述通式(1)中,作为Z1及Z2表示的碳原子数1~4的低级烷基,例如,可举出甲基、乙基、丙基、丁基等。
m优选为满足下述式(2)的正整数。
500≤m≤8000 (2)
n优选为满足下述式(3)的正整数。
1≤n≤500 (3)
另外,上述通式(1)中,-(Si(R1)(R2)O)m-及-(Si(R3)(Y)O)n-表示的硅氧烷链可以是直链,或者也可以是支链。
(甲基)丙烯酸酯是甲基丙烯酸酯(methacrylate)及/或丙烯酸酯(acrylate),具体而言,可举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂基酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯等(甲基)丙烯酸烷基酯,例如(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯等(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯,例如(甲基)丙烯酸环己基酯等(甲基)丙烯酸环烷基酯,例如(甲基)丙烯酸苯酯等(甲基)丙烯酸芳基酯等。
上述(甲基)丙烯酸酯可单独使用或并用2种以上。
另外,除了上述各成分之外,也可并用可与(甲基)丙烯酸酯共聚的共聚性单体。
作为共聚性单体,例如,可举出多官能烯键式不饱和单体或单官能烯键式不饱和单体等。
作为多官能烯键式不饱和单体,可举出例如(甲基)丙烯酰胺、乙酰丙酮(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺等不饱和酰胺及不饱和酰胺的烷基醇或烷氧基烷基化物,例如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、缩水甘油基烯丙基醚等含有环氧乙烷基的不饱和单体,例如(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯等含有羟基的不饱和单体,例如(甲基)丙烯酸、马来酸酐、丁烯酸、衣康酸等含有羧基的不饱和单体,例如(甲基)丙烯酸N-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N-二乙基氨基乙酯等含有氨基的不饱和单体,例如(甲基)丙烯酸的环氧乙烷、环氧丙烷加成物等含有聚环氧烷基团的不饱和单体,例如乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯等多元醇与(甲基)丙烯酸的酯,例如(甲基)丙烯酸烯丙酯、二乙烯基苯等。
作为单官能烯键式不饱和单体,例如,可举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、丙烯腈、氯乙烯、偏二氯乙烯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等。
而且,对于有机聚硅氧烷与(甲基)丙烯酸酯共聚时的配合比例而言,相对于有机聚硅氧烷及(甲基)丙烯酸酯的总量,有机聚硅氧烷例如为5~95质量%,(甲基)丙烯酸酯例如为5~95质量%。
丙烯酸改性有机聚硅氧烷可利用已知的聚合法得到。具体而言,例如,可利用溶液聚合、乳液聚合、悬浮聚合、分散聚合等得到。优选利用乳液聚合得到。
乳液聚合中,例如,利用已知的乳化剂,使有机聚硅氧烷与(甲基)丙烯酸酯乳化,然后,添加已知的自由基聚合引发剂,由此,将(甲基)丙烯酸酯接枝共聚于有机聚硅氧烷。
另外,乳液聚合中,也可通过以下方法得到:利用已知的乳化剂将有机聚硅氧烷乳化及/或聚合,然后,在该乳化液中将(甲基)丙烯酸酯接枝共聚。
此外,乳液聚合中,也可通过以下方法得到:在利用(甲基)丙烯酸单体的聚合而制造的种子粒子(seed particles)的存在下,利用已知的乳化剂将有机聚硅氧烷乳化及/或聚合,然后在该乳化液中,将(甲基)丙烯酸酯接枝共聚。
另外,也可以以有机聚硅氧烷成为芯、(甲基)丙烯酸酯的聚合物成为壳的方式,进行多段聚合,由此,得到具有芯壳结构(多层粒子结构)的丙烯酸改性有机聚硅氧烷。
由此,可得到丙烯酸改性有机聚硅氧烷。
如上所述地得到的丙烯酸改性有机聚硅氧烷可被制备成粒子状或分散在水中而成的乳液。
被制备成粒子状的丙烯酸改性有机聚硅氧烷的平均粒径例如为3~200μm、优选为5~60μm、进一步优选为10~45μm。
另外,被制备成乳液的丙烯酸改性有机聚硅氧烷的粒径例如为10~1000nm、优选为50~600nm,粘度在20℃时例如为1~5000mPa·s、优选为5~3500mPa·s、进一步优选为5~1000mPa·s,固态成分浓度例如为5~70质量%、优选为20~65质量%。
另外,丙烯酸改性有机聚硅氧烷也可使用普通的市售品,例如,可举出Chaline系列(商品名,日信化学公司制)等。
更具体而言,例如,可使用Chaline R-170S(平均粒径30μm,日信化学公司制)等粒子状的丙烯酸改性有机聚硅氧烷,例如,可使用Chaline R-170EM(固态成分浓度45质量%,粒径200nm,日信化学公司制)等乳液。
而且,当在上述的热塑性聚氨酯中配合上述的丙烯酸改性有机聚硅氧烷时,配合方法没有特别限制,可在制造的热塑性聚氨酯中另行配合丙烯酸改性有机聚硅氧烷,另外,也可在热塑性聚氨酯的合成中,与其原料成分(多异氰酸酯成分、含有活性氢基团的成分、异氰酸酯基封端预聚物等)一同地,配合丙烯酸改性有机聚硅氧烷。优选在热塑性聚氨酯的合成中,与其原料成分(多异氰酸酯成分、含有活性氢基团的成分、异氰酸酯基封端预聚物等)一同地,配合丙烯酸改性有机聚硅氧烷。
眼镜材料中,对于热塑性聚氨酯与丙烯酸改性有机聚硅氧烷的含有比例而言,相对于100质量份热塑性聚氨酯,例如为0.01质量份以上、优选为0.02质量份以上、更优选为0.04质量份以上、进一步优选为0.05质量份以上,例如为1质量份以下、优选为0.5质量份以下、更优选为0.2质量份以下、特别优选为0.09质量份以下。
热塑性聚氨酯与丙烯酸改性有机聚硅氧烷的含有比例为上述范围时,可实现合适感的提升。
另外,根据需要,可以以适当的比例在眼镜材料中进一步配合已知的添加剂,例如增塑剂、防结块剂、耐热稳定剂、耐光稳定剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、脱模剂、催化剂、以及颜料、染料、润滑剂、填料、防水解剂等。上述添加剂可在各成分的合成时添加,或者也可在各成分的混合·溶解时添加,此外,也可在合成后添加。
即,本发明的眼镜材料优选由热塑性聚氨酯和添加剂(包含丙烯酸改性有机聚硅氧烷。)组成。
对于如上所述地得到的眼镜材料的硬度(按照JIS K7311(1995))而言,例如,肖氏D为30以上,优选肖氏D为40以上,更优选肖氏D为43以上,进一步优选肖氏D为45以上,例如,肖氏D为90以下,优选肖氏D为85以下。
另外,眼镜材料的比重(按照JIS Z8807(2012))例如为0.8以上、优选为0.9以上、更优选为1.0以上,例如为1.20以下、优选为1.15以下。
另外,眼镜材料的断裂强度(按照JIS K7311(1995))例如为25MPa以上、优选为30MPa以上、更优选为35MPa以上、进一步优选为40MPa以上,通常为80MPa以下。
另外,眼镜材料的断裂伸长率(按照JIS K7311(1995))例如为100%以上、优选为300%以上、更优选为400%以上,通常为800%以下。
另外,对于眼镜材料而言,在使用动态粘弹性测定装置,在升温速度5℃/min及测定频率10Hz的测定条件下,以拉伸模式进行动态粘弹性测定时,具有至少2个tanδ峰。
在最低温侧观测的tanδ的峰的观测温度(峰温度)低于0℃、优选低于-10℃、更优选低于-20℃、进一步优选低于-30℃、特别优选低于-40℃,例如为-90℃以上、优选为-60℃以上。
眼镜材料在上述范围内具有tanδ的峰时,可得到优异的触感,此外,即使在低于0℃的低温区域,抗弯曲性也优异。
另外,在最高温侧观测的tanδ的峰的观测温度(峰温度)为70℃以下、优选为60℃以下、更优选为50℃以下、进一步优选低于50℃,为0℃以上、优选为5℃以上、更优选为10℃以上、进一步优选为30℃以上。
眼镜材料在上述范围内具有tanδ的峰时,可得到优异的合适感。
需要说明的是,如上所述,tanδ的峰温度取决于热塑性聚氨酯的硬链段浓度、其化学结构。另外,tanδ的峰温度的测定方法遵照后述的实施例。
而且,这样的眼镜材料由于含有上述的热塑性聚氨酯作为主成分,所以加工性及机械强度优异,此外,由于在低于0℃的温度范围具有利用动态粘弹性测定而得到的tanδ的峰,所以可得到优异的触感,而且,由于在0℃以上70℃以下的温度范围具有利用动态粘弹性测定而得到的tanδ的峰,所以合适感也优异。
另外,这样的眼镜材料质轻,而且成型品的柔软性优异,即使在发生应力变形时,形状也能良好地恢复。
因此,上述的眼镜材料可合适地用于眼镜框、更具体为眼镜的鼻托(鼻支架部分)、镜脚(耳托部分)、镜腿(悬挂部分)、镜圈(透镜周边部分)、鼻梁(镜圈连接部分)、桩头(前部两端部分)、铰链(桩头与镜腿的连接部分)等眼镜框的各构件等的制造。
本发明的眼镜框由上述的眼镜材料形成。
更具体而言,眼镜框可通过以下方法制造:将通过上述方式得到的眼镜材料(包含热塑性聚氨酯作为主成分。)制成颗粒,利用挤出成型、注射成型等已知的成型方法成型为所期望的框形状。
另外,眼镜框的成型中,根据需要,可在使用上述的眼镜材料(包含热塑性聚氨酯作为主成分。)的同时,使用其他的热塑性树脂。作为其他的热塑性树脂,可举出例如日本特表2010-534256号公报中记载的热塑性聚酰胺、例如日本特表2010-532815号公报中记载的聚醚酰亚胺与聚苯醚砜的共混树脂等、以及可作为市售品获得的聚甲基戊烯树脂(商品名TPX系列(三井化学制)等)、环状烯烃共聚物(商品名Apel系列(三井化学制)等)、热塑性聚酰亚胺(商品名Aurum系列(三井化学制)等)等。
当使用上述其他的热塑性树脂时,例如,将上述包含热塑性聚氨酯的眼镜材料、和其他的热塑性树脂(例如,热塑性聚酰胺等)同时注射成型,复合成型为眼镜框。
并用上述的眼镜材料(包含热塑性聚氨酯作为主成分。)和其他的热塑性树脂时,对于它们的配合比例而言,相对于眼镜材料和其他的热塑性树脂的总量,上述的眼镜材料例如为20质量%以上、优选为50质量%以上,例如为90质量%以下、优选为70质量%以下。
另外,例如,可使用上述的眼镜材料(包含上述的热塑性聚氨酯作为主成分。)形成特定的眼镜构件,使用其他的热塑性树脂形成其他的眼镜构件。
更具体而言,可将上述的眼镜材料(包含上述的热塑性聚氨酯作为主成分。)用于例如鼻托(鼻垫部分)、镜脚(耳托部分)等,此外,将其他的热塑性树脂(例如,热塑性聚酰胺等)用于镜腿(悬挂部分)、镜圈(透镜周边部分)等,由多种树脂制造眼镜框。
另外,从实现美观性、耐溶剂性及设计性的提升的观点考虑,优选用聚氨酯类涂覆剂涂覆眼镜框。
聚氨酯类涂覆剂例如可被制备成二液固化型的聚氨酯树脂组合物,其是在使用时配合固化剂和主剂,并进行混合搅拌,进行涂布。
聚氨酯类涂覆剂中,作为固化剂,例如,可举出与上述的多异氰酸酯成分(眼镜材料的制造中使用的多异氰酸酯成分)相同的多异氰酸酯成分,更具体而言,可举出上述的多异氰酸酯单体、上述的多异氰酸酯衍生物等。
作为聚氨酯类涂覆剂中使用的多异氰酸酯成分(固化剂),可优选举出脂肪族多异氰酸酯,可更优选举出1,5-戊二异氰酸酯及/或其衍生物。
通过使用1,5-戊二异氰酸酯及/或其衍生物,可实现眼镜的耐污染性、涂布外观的提升。
另外,作为1,5-戊二异氰酸酯,可优选举出通过以下方式得到的来源于生物质原料的1,5-戊二异氰酸酯:按照国际公开WO2011/108473号说明书中的实施例所记载的方法等,使作为生物质原料的赖氨酸进行脱羧反应,将氨基转化为异氰酸酯基。
聚氨酯类涂覆剂中,作为主剂,例如,可举出与上述的多元醇成分(眼镜材料的制造中使用的多元醇成分)相同的多元醇成分,更具体而言,可举出上述的低分子量多元醇、上述的高分子量多元醇。
作为聚氨酯类涂覆剂中使用的多元醇成分(主剂),可优选举出上述的高分子量多元醇,可更优选举出聚醚多元醇、丙烯酸多元醇。
通过使用上述成分,可实现眼镜的耐污染性、涂布外观及表面触感的提升。
另外,作为多元醇成分(主剂),优选并用聚醚多元醇和丙烯酸多元醇。
这种情况下,对于各成分的配合比例而言,相对于多元醇成分的总量100质量份,聚醚多元醇例如为10质量份以上、优选为20质量份以上,例如为70质量份以下、优选为50质量份以下。另外,丙烯酸多元醇例如为30质量份以上、优选为50质量份以上,例如为90质量份以下、优选为80质量份以下。
而且,对于聚氨酯类涂覆剂而言,分别各自地制备固化剂(多异氰酸酯成分)和主剂(多元醇成分),在使用时将它们配合,混合搅拌而使用。
固化剂(多异氰酸酯成分)与主剂(多元醇成分)的配合比例为以下比例:以固化剂(多异氰酸酯成分)的异氰酸酯基相对于主剂(多元醇成分)的羟基的当量比(NCO/OH)计,例如成为0.5~5、优选成为0.6~3的比例。
另外,对于固化剂及主剂,根据需要,也可向其中任一方或这两方中,配合例如环氧树脂,催化剂,涂布改良剂,匀涂剂,消泡剂,抗氧化剂、紫外线吸收剂等稳定剂,增塑剂,表面活性剂,颜料,填充剂,有机或无机微粒,防霉剂,硅烷偶联剂等添加剂。上述添加剂的配合量可根据其目的及用途适当确定。
另外,使用生物质原料(来源于生物质原料的1,5-戊二异氰酸酯等)得到聚氨酯类涂覆剂时,其生物质度例如为10%以上、优选为25%以上、更优选为50%以上、进一步优选为75%以上。
而且,例如,可在将主剂和固化剂混合后,利用喷涂、压气喷涂、刷涂、浸渍法、辊涂法、流涂法等任意的涂布方法,将聚氨酯类涂覆剂涂布于眼镜框。需要说明的是,关于涂布量,可根据目的及用途适当设定。
这样的眼镜框由于由包含热塑性聚氨酯的上述的眼镜材料形成,所以加工性及机械强度优异,此外,由于上述的眼镜材料在低于0℃的温度范围具有利用动态粘弹性测定而得到的tanδ的峰,所以可得到优异的触感,而且,由于上述的眼镜材料在0℃以上70℃以下的温度范围具有利用动态粘弹性测定得到的tanδ的峰,所以合适感也优异。
另外,这样的眼镜框质轻,而且柔软性优异,即使在发生应力变形时,形状也能良好地恢复。另外,如上所述,通过用聚氨酯类涂覆剂等涂覆,还可实现美观性、耐溶剂性及设计性的提升。
而且,本发明包括眼镜。
眼镜具有上述的眼镜框和被安装于该眼镜框的光学透镜。
作为光学透镜,只要具有所期望的光学特性即可,没有特别限制,例如可由玻璃形成,或者由例如光学用丙烯酸树脂、光学用聚碳酸酯树脂、光学用聚酰胺树脂、光学用聚氨酯树脂、光学用环氧树脂(包括环硫树脂(thioepoxy)。)等光学用树脂等形成。
作为光学透镜,可优选举出由光学用树脂形成的光学透镜,可更优选举出由光学用聚氨酯形成的光学透镜。
光学用聚氨酯可通过多异氰酸酯成分与含有活性氢基团的成分的反应而得到。
作为光学用聚氨酯中使用的多异氰酸酯成分,例如,可举出与上述的多异氰酸酯成分(眼镜材料的制造中使用的多异氰酸酯成分)相同的多异氰酸酯成分。
另外,作为光学用聚氨酯中使用的多异氰酸酯成分,还可举出含硫脂肪族多异氰酸酯、含硫芳香族多异氰酸酯。
含硫脂肪族多异氰酸酯是在分子中含有硫的脂肪族多异氰酸酯,例如,可举出双(异氰酸乙酯基)硫醚、双(异氰酸丙酯基)硫醚、双(异氰酸甲酯基)砜、双(异氰酸甲酯基)二硫醚、双(异氰酸丙酯基)二硫醚、双(异氰酸甲酯基硫基)甲烷、双(异氰酸甲酯基硫基)乙烷、双(异氰酸乙酯基硫基)甲烷、双(异氰酸乙酯基硫基)乙烷、1,5-二异氰酸酯基-2-异氰酸甲酯基-3-硫杂戊烷等。
含硫芳香族多异氰酸酯是在分子中含有硫的芳香族多异氰酸酯,例如,可举出双(3-异氰酸苯酯基)硫醚、双(4-异氰酸苯酯基)硫醚、双(3-异氰酸甲酯基苯基)硫醚、双(4-异氰酸甲酯基苯基)硫醚、双(3-异氰酸甲酯基苄基)硫醚、双(4-异氰酸甲酯基苄基)硫醚、双(3-异氰酸苯酯基)二硫醚、双(4-异氰酸苯酯基)二硫醚、双(3-异氰酸甲酯基苯基)二硫醚、双(4-异氰酸甲酯基苯基)二硫醚等。
上述多异氰酸酯成分可单独使用或并用2种以上。
作为光学用聚氨酯中使用的多异氰酸酯成分,可优选举出脂肪族多异氰酸酯(包括脂环式多异氰酸酯。)、芳香族多异氰酸酯,可优选举出1,3-苯二甲撑二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯、亚甲基双(环己基异氰酸酯)、1,3-双(异氰酸甲酯基)环己烷、1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷、1,6-己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、及/或其衍生物,可更优选举出1,3-苯二甲撑二异氰酸酯、1,5-戊二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯、及/或其衍生物,可进一步优选举出1,5-戊二异氰酸酯及/或其衍生物。
通过使用1,5-戊二异氰酸酯及/或其衍生物,可实现光学用聚氨酯的透明性、耐冲击性的提升。
作为光学用聚氨酯中使用的含有活性氢基团的成分,例如,可举出与上述的含有活性氢基团的成分(眼镜材料的制造中使用的含有活性氢基团的成分)相同的含有活性氢基团的成分,更具体而言,可举出上述的多元醇成分、上述的多胺成分。
另外,作为光学用聚氨酯中使用的含有活性氢基团的成分,还可举出多硫醇成分。
多硫醇成分是具有2个以上作为活性氢基团的硫醇基(巯基)的化合物,例如,可举出脂肪族硫醇化合物、包含酯键的脂肪族硫醇化合物、芳香族硫醇化合物等。
作为脂肪族硫醇化合物,例如,可举出甲二硫醇、1,2-乙二硫醇、1,2-丙二硫醇、1,3-丙二硫醇、1,4-丁二硫醇、1,5-戊二硫醇、1,6-己二硫醇、1,2-环己二硫醇、3,4-二甲氧基丁烷-1,2-二硫醇、2-甲基环己烷-2,3-二硫醇、1,2-二巯基丙基甲基醚、2,3-二巯基丙基甲基醚、双(2-巯基乙基)醚、四(巯基甲基)甲烷、双(巯基甲基)硫醚、双(巯基甲基)二硫醚、双(巯基乙基)硫醚、双(巯基乙基)二硫醚、双(巯基甲硫基)甲烷、双(2-巯基乙基硫基)甲烷、1,2-双(巯基甲硫基)乙烷、1,2-双(2-巯基乙基硫基)乙烷、1,3-双(巯基甲硫基)丙烷、1,3-双(2-巯基乙基硫基)丙烷、1,2,3-三(巯基甲硫基)丙烷、1,2,3-三(2-巯基乙基硫基)丙烷、1,2,3-三(3-巯基丙基硫基)丙烷、4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷、5,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、4,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、4,8-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、1,1,3,3-四(巯基甲硫基)丙烷、2,5-二巯基甲基-1,4-二噻烷、4,6-双(巯基甲硫基)-1,3-二噻烷、2-(2,2-双(巯基甲硫基)乙基)-1,3-二硫杂环丁烷、四(巯基甲硫基甲基)甲烷、四(2-巯基乙基硫基甲基)甲烷、双(2,3-二巯基丙基)硫醚、2,5-二巯基-1,4-二噻烷等。
作为包含酯键的脂肪族硫醇化合物,例如,可举出乙二醇双(2-巯基乙酸酯)、乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、二乙二醇(2-巯基乙酸酯)、二乙二醇(3-巯基丙酸酯)、2,3-二巯基-1-丙醇(3-巯基丙酸酯)、3-巯基-1,2-丙二醇双(2-巯基乙酸酯)、3-巯基-1,2-丙二醇二(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基丙烷三(2-巯基乙酸酯)、三羟甲基丙烷(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基乙烷三(2-巯基乙酸酯)、三羟甲基乙烷三(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(2-巯基乙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、甘油三(2-巯基乙酸酯)、甘油三(3-巯基丙酸酯)、1,4-环己二醇双(2-巯基乙酸酯)、1,4-环己二醇双(3-巯基丙酸酯)、羟基甲基硫醚双(2-巯基乙酸酯)、羟基甲基硫醚双(3-巯基丙酸酯)、羟基乙基硫醚(2-巯基乙酸酯)、羟基乙基硫醚(3-巯基丙酸酯)、羟基甲基二硫醚(2-巯基乙酸酯)、羟基甲基二硫醚(3-巯基丙酸酯)、巯基乙酸双(2-巯基乙基酯)、亚硫基二丙酸双(2-巯基乙基酯)等。
作为芳香族硫醇化合物,例如,可举出1,2-二巯基苯、1,3-二巯基苯、1,4-二巯基苯、1,2-双(巯基甲基)苯、1,4-双(巯基甲基)苯、1,2-双(巯基乙基)苯、1,4-双(巯基乙基)苯、1,2,3-三巯基苯、1,2,4-三巯基苯、1,3,5-三巯基苯、1,2,3-三(巯基甲基)苯、1,2,4-三(巯基甲基)苯、1,3,5-三(巯基甲基)苯、1,2,3-三(巯基乙基)苯、1,3,5-三(巯基乙基)苯、1,2,4-三(巯基乙基)苯、2,5-甲苯二硫醇、3,4-甲苯二硫醇、1,4-萘二硫醇、1,5-萘二硫醇、2,6-萘二硫醇、2,7-萘二硫醇、1,2,3,4-四巯基苯、1,2,3,5-四巯基苯、1,2,4,5-四巯基苯、1,2,3,4-四(巯基甲基)苯、1,2,3,5-四(巯基甲基)苯、1,2,4,5-四(巯基甲基)苯、1,2,3,4-四(巯基乙基)苯、1,2,3,5-四(巯基乙基)苯、1,2,4,5-四(巯基乙基)苯、2,2’-二巯基联苯、4,4’-二巯基联苯等。
上述多硫醇成分可单独使用或并用2种以上。
上述活性氢化合物成分可单独使用或并用2种以上。
作为光学用聚氨酯中使用的含有活性氢基团的成分,可优选举出多元醇成分、多硫醇成分,可更优选举出多硫醇成分。另外,作为多硫醇成分,可优选举出脂肪族硫醇化合物、包含酯键的脂肪族硫醇化合物,可进一步优选举出4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷、5,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、4,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、4,8-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(2-巯基乙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、1,1,3,3-四(巯基甲硫基)丙烷、2,5-二巯基甲基-1,4-二噻烷、4,6-双(巯基甲硫基)-1,3-二噻烷、2-(2,2-双(巯基甲硫基)乙基)-1,3-二硫杂环丁烷,可特别优选举出5,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、4,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、4,8-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)。
另外,光学透镜可优选由生物质原料得到。更具体而言,优选通过来源于生物质原料的多异氰酸酯成分与来源于生物质原料的含有活性氢基团的成分的反应,制造光学用聚氨酯,使用该光学用聚氨酯得到光学透镜。
作为来源于生物质原料的多异氰酸酯成分,例如,可举出通过以氨基酸(其为来源于植物的原料)为原料、将其氨基转化为异氰酸酯基而得到的来源于植物的多异氰酸酯等。
更具体而言,例如,可举出通过以下方法得到的来源于生物质原料的1,5-戊二异氰酸酯:依据国际公开WO2011/108473号说明书中的实施例所记载的方法等,使作为生物质原料的赖氨酸进行脱羧反应,将氨基转化为异氰酸酯基。
另外,作为来源于生物质原料的多异氰酸酯成分,不限于上文所述,可使用多种来源于生物质原料的多异氰酸酯成分。更具体而言,例如,可举出通过以下方法得到的来源于植物的脂肪族多异氰酸酯等:通过将二元羧酸(其为来源于植物的原料)进行酰胺化及还原而转化为末端氨基,进而使其与光气反应,将氨基转化为异氰酸酯基。
作为来源于生物质原料的含有活性氢基团的成分,例如,可举出来源于生物质原料的多硫醇成分(优选为脂肪族硫醇化合物)。
作为来源于生物质原料的多硫醇成分,例如,可举出以表氯醇(其通过由来源于植物的原料得到的甘油的氯化及环氧化制造)为原料合成的4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷、4,8或4,7或5,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷。
更具体而言,例如,向上述的由甘油制造的表氯醇加成2-巯基乙醇,与硫脲等硫化剂反应,利用碱进行分解,由此,可合成来源于植物的4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷、来源于植物的5,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、4,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、4,8-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷等。
需要说明的是,甘油可利用水解、酯交换等处理由在菜籽油、棕榈油、蓖麻油、橄榄油等植物油脂中含有的甘油的脂肪酸酯得到。
另外,作为来源于生物质原料的含有活性氢基团的成分,除了上述的来源于生物质原料的多硫醇成分之外,还可举出例如来源于植物的聚四亚甲基醚多元醇、来源于植物的聚酯多元醇等来源于生物质原料的多元醇成分。
需要说明的是,作为来源于生物质原料的含有活性氢基团的成分,不限于上文所述,可使用多种来源于生物质原料的含有活性氢基团的成分。
使用上述来源于生物质原料的多异氰酸酯成分、及来源于生物质原料的含有活性氢基团的成分,由生物质原料制造光学用聚氨酯时,对于由该光学用聚氨酯形成的光学透镜而言,可实质上减少燃烧时的二氧化碳的排出量,可减轻对地球环境的负担。
使用生物质原料得到光学用聚氨酯时,其生物质度例如为5%以上、优选为25%以上、更优选为40%以上、进一步优选为60%以上。
需要说明的是,生物质度可按照后述的实施例求出。
而且,光学用聚氨酯可通过使上述的多异氰酸酯成分和上述的含有活性氢基团的成分反应而得到。
对于多异氰酸酯成分与含有活性氢基团的成分的配合比例而言,含有活性氢基团的成分中的活性氢基团(羟基、氨基、巯基)相对于多异氰酸酯成分中的异氰酸酯基(NCO)的当量比(活性氢基团/NCO)例如为0.8以上、优选为0.85以上、更优选为0.9以上,例如为1.2以下、优选为1.15以下、更优选为1.1以下。当量比为上述范围时,可得到适于作为光学材料、尤其是眼镜的塑料透镜材料的光学用聚氨酯。
另外,作为聚合方法,没有特别限制,可优选采用浇铸聚合。
该方法中,首先,向用垫片(gasket)、胶带等保持的透镜形状的成型模具之间,注入多异氰酸酯成分和含有活性氢基团的成分的混合物,根据需要,利用减压下的脱泡、过滤(加压过滤、减压过滤)等进行处理,然后,将多异氰酸酯成分和含有活性氢基团的成分聚合。
另外,该聚合中,根据需要,可配合反应催化剂。
作为反应催化剂,没有特别限制,可使用聚硫氨酯类树脂的制造中使用的已知的反应催化剂、上述的已知的氨酯化催化剂等。
反应催化剂的配合比例可根据目的及用途适当设定。
作为反应条件,可根据原料成分及催化剂的种类、使用量、模具形状等适当设定,例如,反应温度为-50~150℃,反应时间为1~50小时。另外,根据情况,于10~150℃的温度范围保持或缓缓升温,固化1~25小时。
另外,光学用聚氨酯根据需要可进行退火处理。退火处理中的处理温度例如为50℃以上、优选为90℃以上、更优选为100℃以上,例如为150℃以下、优选为140℃以下、更优选为130℃以下。
另外,在制造光学用聚氨酯时,根据需要,还可以以适当的比例配合已知的添加剂,例如内部脱模剂、树脂改性剂、以及扩链剂、交联剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、防着色剂、油溶染料、填充剂、密合性提高剂等。
作为内部脱模剂,例如,可举出酸性磷酸酯,更具体而言,例如,可举出磷酸单酯、磷酸二酯等。
上述内部脱模剂可单独使用或并用2种以上。
内部脱模剂的配合比例可根据目的及用途适当设定。
树脂改性剂是为了调整光学用聚氨酯的光学物性、机械特性、以及提升原料成分(单体)的处理性等而配合的。
作为树脂改性剂,具体而言,例如,可举出环硫化合物、醇化合物、胺化合物、环氧化合物、有机酸及其酸酐、包括(甲基)丙烯酸酯化合物等在内的烯烃化合物等。
上述树脂改性剂可单独使用或并用2种以上。
树脂改性剂的配合比例可根据目的及用途适当设定。
需要说明的是,在光学用聚氨酯的制造中,上述添加剂(内部脱模剂、树脂改性剂等)可在合成各原料成分时添加,也可预先配合在合成的各原料成分中,也可在混合各原料成分时添加,此外,也可在混合后添加。优选在混合各原料成分时添加添加剂。
而且,通过这样的反应可得到所期望的形状(例如,透镜状)的光学用聚氨酯,可将得到的光学用聚氨酯用作光学透镜。
另外,根据需要,可在使用光学用聚氨酯得到的光学透镜(塑料透镜)的单面或两面上层叠涂覆层。
作为涂覆层,例如,可举出底涂层、硬涂层、防反射膜层、防雾涂膜层、防污染层、防水层等。
上述涂覆层可以以单层的形式层叠于光学透镜,另外,也可形成多层而层叠于光学透镜。
另外,涂覆层形成多层时,或在光学透镜的两面上层叠涂覆层时,上述涂覆层可以分别相同,另外也可以相互不同。
这样的光学透镜优选被安装(嵌合)于上述的眼镜框,形成眼镜。
眼镜整体(包括眼镜框、光学透镜及涂覆剂。)的生物质度例如为10%以上、优选为25%以上、更优选为50%以上、进一步优选为75%以上。
而且,得到的眼镜由于在眼镜框中含有上述的热塑性聚氨酯,所以加工性及机械强度优异,此外,由于在低于0℃的温度范围具有利用动态粘弹性测定而得到的tanδ的峰,所以可得到优异的触感,而且,由于在0℃以上70℃以下的温度范围具有利用动态粘弹性测定而得到的tanδ的峰,所以合适感也优异。
因此,上述的眼镜可在下述眼镜中合适地使用:矫正眼镜、保护眼镜、太阳镜、护目镜等,更具体而言,运动用眼镜;例如在浴池、桑拿等高温多湿场所中使用的具有防雾功能的眼镜;例如安装有电子设备(其具有传输音乐、图像等功能)的眼镜;例如安装有电子透镜(其赋予了液晶功能)的眼镜;以及用于网络功能的眼镜、用于防花粉的眼镜、用于近视、远视、老花眼的用于视力保健功能的眼镜、用于防止白内障、青光眼的眼镜、含有能放松精神的香料的眼镜等。
实施例
接下来,基于实施例及比较例说明本发明,但本发明不受下述的实施例的限制。另外,在以下的说明中,只要没有特别说明,“份”及“%”是质量基准。需要说明的是,以下所示的实施例的数值可替换为实施方式中记载的对应的数值(即,上限值或下限值)。
合成例1(1,4-BIC的合成)
向装备有搅拌器、温度计、氮气导入管、氯气导入管、光气导入管、气体排出管、气体冷却装置、及自动压力调节阀的不锈钢制反应器中,装入55质量份1,4-双(氨基甲基)环己烷(MITSUBISHI GAS CHEMICAL COMPANY,INC.制,利用13C-NMR测定测得的反式/顺式比为84/16)、700质量份邻二氯苯,一边以300rpm进行搅拌一边加热至60℃。然后,以1.0mol/hr(相对于1,4-BAC)的流量,导入相对于1,4-BAC为3.0摩尔倍的氯化氢气体。在反应器的护套中通入冷水,将内温保持为60~100℃。
接下来,添加77质量份光气,一边将反应液升温至150℃一边加压至0.2MPa(表压),进而,于0.2MPa(表压)的压力、150℃的反应温度追加光气,同时反应6小时。在反应的中途追加的光气为230质量份。
反应结束后,于100~150℃通入氮气而进行脱气。接下来,在减压下蒸馏去除溶剂邻二氯苯,然后,同样在减压下,蒸馏去除1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷。
接下来,将已蒸馏去除的1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷装入到具有搅拌器、温度计、回流管、及氮气导入管的反应器中,一边导入氮气,一边在常压下,于190℃进行4小时加热处理。
接下来,向设置有填充塔(填充剂:Heli pack,理论塔板数:10)的烧瓶中,装入加热处理后的1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷,进行精馏。
精馏条件为,使塔顶压力为0.3~1.3kPa,回流比为1,塔顶温度为120~145℃,塔底温度(釜温度)为160~170℃,塔底滞留时间为4小时,回收相对于装料质量的馏出率为10质量%~95质量%的馏分,得到1,4-BIC。
得到的1,4-BIC的利用气相色谱测定测得的纯度为99.8%,反式体比率为85摩尔%。
合成例2(预聚物(a)的合成)
向具有搅拌器、温度计、回流管及氮气导入管的四颈瓶中,装入24.1质量份PTG2000SN(P)(保土谷化学工业公司制,使用了生物质原料的聚四亚甲基醚二醇,数均分子量2000)及23.6质量份PTG1000SN(P)(保土谷化学工业公司制,使用了生物质原料的聚四亚甲基醚二醇,数均分子量1000),接下来,装入38.0质量份1,4-BIC,使得当量比(NCO/OH)成为5.46。在氮气气氛下,于80℃搅拌1小时,然后,装入0.011质量份已用DINA(J-PLUS Co.,Ltd.制,己二酸二异壬酯)稀释成4质量%的Stanoct(API CORPORATION制辛酸亚锡)。此外,进行反应直到异氰酸酯基含量成为15.67质量%,得到异氰酸酯基封端预聚物(以下,有时简称为预聚物。)(a)。
合成例3~13(预聚物(b)~(l)的合成)
以表1~4所示的配比,利用与合成例2同样的方法,得到异氰酸酯基封端预聚物(b)~(l)。
实施例1(眼镜材料(A)及眼镜框(A)的制备)
将85.71质量份已预先调节至80℃的预聚物(a)、0.3质量份IRGANOX 245(BASFJapan制,耐热稳定剂)、0.1质量份TINUVIN 234(BASF Japan公司制,紫外线吸收剂)、0.1质量份ADK STAB LA-72(ADEKA公司制,耐光稳定剂)、及0.013质量份利用DINA(J-PLUSCo.,Ltd.制,己二酸二异壬酯)将Stanoct(API Corporation制,辛酸亚锡)稀释成4质量%的催化剂液放入到不锈钢容器中,使用高速分散机,在800rpm的搅拌下,搅拌混合约2分钟。接下来,将1,4-丁二醇(和光纯药工业制,以下简称为1,4-BD。)调节至80℃,以当量比(NCO/OH)成为1.01的量进行添加。
然后,充分搅拌约10分钟,直到整体变得均匀,搅拌停止后,立即确认反应混合液的均匀性,然后,使反应混合液流入到预先已将温度调节为150℃的SUS(不锈钢)制槽(vat)内,于150℃反应1小时、然后于100℃反应23小时,得到热塑性聚氨酯(A)。
从槽中取出热塑性聚氨酯(A),在室温23℃、相对湿度50%的恒温恒湿条件下,熟化7天。
将得到的热塑性聚氨酯(A)记为眼镜材料(A)。
然后,利用切胶机(bale cutter)将眼镜材料(A)切割成骰子状,用粉碎机将骰子状的树脂粉碎。在氮气气流下,于80℃,将该粉碎颗粒干燥一昼夜。使用单螺杆挤出机(型号:SZW40-28MG,TECHNOVEL制),在料筒温度为185~245℃的范围内,挤出线束(strand),将其切割,由此,得到眼镜材料(A)的颗粒。进一步在氮气气流下,于80℃将得到的颗粒干燥一昼夜。
接下来,使用注射成型机(型号:NEX-140,日精树脂工业制),设定为螺杆转速80rpm、桶温度(barrel temperature)210~235℃,在模具温度为30℃、注射时间为10秒、注射速度为60mm/s以及冷却时间为45秒的条件下,实施注射成型,得到眼镜框(A)。
眼镜框(A)是具有眼镜框(其包括鼻托(鼻垫部分)、镜脚(耳托部分)、镜腿(悬挂部分)、镜圈(透镜周边部分)、鼻梁(镜圈连接部分)、桩头(前部两端部分)等)、铰链(桩头与镜腿的连接部分)的各构件的全框式的眼镜架。
需要说明的是,下文中得到的眼镜框均为相同形状。
另外,在相同条件下,得到物性测定用的2mm厚的片材。在室温23℃、相对湿度55%的恒温恒湿条件下,将得到的2mm厚的片材熟化7天,然后测定物性。
实施例2(眼镜材料(B)及眼镜框(B)的制备)
将85.71质量份已预先调节至80℃的预聚物(a)、0.0007质量份Chaline R-170S(日信化学工业公司制,丙烯酸改性聚有机硅氧烷)、0.3质量份IRGANOX 245(BASF Japan制,耐热稳定剂)、0.1质量份TINUVIN 234(BASF Japan公司制,紫外线吸收剂)、0.1质量份ADK STAB LA-72(ADEKA公司制,耐光稳定剂)、0.013质量份利用DINA(J-PLUS Co.,Ltd.制,己二酸二异壬酯)将Stanoct(API Corporation制,辛酸亚锡)稀释成4质量%的催化剂液放入到不锈钢容器中,使用高速分散机,在800rpm的搅拌下,搅拌混合约2分钟。接下来,将1,4-丁二醇(和光纯药工业制,以下简称为1,4-BD。)调节至80℃,以当量比(NCO/OH)成为1.01的量进行添加。
然后,充分搅拌约10分钟,直到整体变得均匀,搅拌停止后,立即确认反应混合液的均匀性,然后,使反应混合液流入到预先已将温度调节为150℃的SUS制槽中,于150℃反应1小时、然后于100℃反应23小时,得到包含丙烯酸改性聚有机硅氧烷的热塑性聚氨酯(B)。
从槽中取出热塑性聚氨酯(B),在室温23℃、相对湿度50%的恒温恒湿条件下,熟化7天。
将得到的热塑性聚氨酯(B)记为眼镜材料(B)。
然后,利用与实施例1同样的方法处理眼镜材料(B),得到眼镜框(B)及2mm厚的片材。
实施例3~18、比较例1~2(热塑性聚氨酯C~T及眼镜框C~T的制备)
除了变更为表1~4所示的配合处方之外,与实施例1或实施例2同样地操作,制备热塑性聚氨酯C~U、眼镜材料C~U及眼镜框C~U。
比较例3(热塑性聚氨酯U及眼镜框U的制备)
将25.6质量份1,4-BIC、25.6质量份1,3-BIC、5.7质量份PTG650(保土谷化学工业制,聚四亚甲基醚二醇)、0.05质量份Chaline R-170S、0.3质量份IRGANOX 245(BASFJapan制,耐热稳定剂)、0.1质量份TINUVIN 234(BASF Japan公司制,紫外线吸收剂)、0.1质量份ADK STAB LA-72(ADEKA公司制,耐光稳定剂)、13.0质量份1,6-己二醇(和光纯药工业制,1,6-HDO)、23.8质量份环己烷二甲醇(和光纯药工业制,CHDM顺式、反式混合物)、和0.013质量份利用DINA(J-PLUS Co.,Ltd.制,己二酸二异壬酯)将Stanoct(APICorporation制,辛酸亚锡)稀释成4质量%的催化剂液放入到不锈钢容器中,使用高速分散机,在800rpm的搅拌下,充分搅拌约10分钟,直到整体变得均匀,搅拌停止后,立即确认反应混合液的均匀性,然后,使反应混合液流入到预先已将温度调节为150℃的SUS制槽中,于150℃反应1小时、然后于100℃反应23小时,得到热塑性聚氨酯(U)。
利用与实施例1同样的方法,对得到的热塑性聚氨酯(U)进行处理,得到眼镜框(U)及2mm厚片材。
评价
针对各实施例及各比较例中得到的眼镜框及片材,如下所述地进行评价。其结果示于表1~4。
<硬度:肖氏D(ShoreD)>
依据JIS K7311(1995)的硬度试验,测定热塑性聚氨酯的ShoreD硬度,以数值形式表示其结果。
<比重>
眼镜材料的比重依据JIS Z8807(2012)测定。
<生物质度>
生物质度依据ASTM D6866METHOD-B的标准测定。
具体而言,使试样燃烧,纯化CO2,然后制备石墨,利用AMS(加速器质谱)测定14C浓度,算出生物质度。
<硬链段浓度>
硬链段浓度由各成分的配合处方(装入量)利用下式算出。
[扩链剂(g)+(扩链剂(g)/扩链剂的分子量(g/mol))×多异氰酸酯成分的平均分子量(g/mol)]÷(多异氰酸酯成分(g)+含有活性氢基团的成分(g))×100
另外,仅实施例1,也利用下述方法测定硬链段浓度。
即,按照本说明书中记载的Satoshi Yamasaki等“Effect of aggregationstructure on rheological properties of thermoplastic polyurethanes”(杂志名Polymer,48卷,4793~4803页,2007年)的测定方法,使用固体NMR装置(日本电子公司制,型号:JNM-MU25),利用固体回声法(solid echo method),对测定温度为30℃时的1H核的自由感应衰减(Free Induction Decay)(FID)信号进行测定。
应用由高斯型(其针对弛豫时间短的成分)和洛伦兹型(其针对弛豫时间为中间的成分和弛豫时间为最长的成分)形成的磁化强度的式1),,利用基于最小二乘法的拟合,将得到的FID信号分离为各成分。
M(tf)为弛豫时间短的成分的经标准化的磁化强度的初始值,M(ts)为弛豫时间长的成分的经标准化的磁化强度的初始值,M(ti)为弛豫时间位于中间的成分的经标准化的磁化强度的初始值。T2f、T2s及T2i分别为对应的成分的自旋-自旋弛豫时间。将弛豫时间短的成分、长的成分及中间的成分的经标准化的磁化强度的初始值(M(tf)、M(ts)及M(ti))分别归属于硬链段相、柔性链段相及其界面相,由其相对质子含量算出硬链段浓度。测定条件为1H核25MHz,90°脉冲宽度为2.0μs,重复时间为4s,扫描次数为16。使用本方法,实测实施例1中记载的热塑性聚氨酯A的硬链段浓度,结果,显示43%。
式1)M(t)=M(tf)exp(-t2/T2f 2)+M(ti)exp(-t/T2i)+M(ts)exp(-t/T2s)
<拉伸强度及断裂伸长率(单元:MPa及%)>
按照“JIS K7312热固性聚氨酯弹性体成型物的物理试验方法”,实施利用热塑性氨酯片材进行的拉伸试验。用JIS-3号哑铃冲裁试验片,使用Tensilon(A&D Company制,型号:RTG-1310),在标线间20mm、拉伸速度500mm/分钟的条件下进行测定。
<玻璃化转变温度Tg(单元:℃)>
用哑铃将各热塑性聚氨酯的片材(2mm厚)的试验样品冲裁成宽5mm、长50mm的尺寸。接下来,针对该试验样品,使用动态粘弹性测定装置(IT计测制御制,型号:DVA-200),在拉伸模式、标距为25mm、升温速度为5℃/min、测定频率为10Hz的条件下,于-100~250℃,测定试验样品的动态粘弹性。算出tanδ的峰温度作为Tg,以数值表示其结果。
<佩戴感(合适感及触感)>
评价佩戴眼镜框时的合适感及表面触感。评价的基准如下所述。
·合适感评价
5:步行时无滑动。
4:步行时有少许滑动。
3:步行时有滑动。
2:步行时滑动大。
1:无法佩戴。
·表面触感评价
5:无相对皮肤的粘附感。
4:有少许相对皮肤的粘附感。
3:有相对皮肤的粘附感。
2:相对皮肤的粘附感大。
1:相对皮肤的粘附感、不适感大。
<抗弯曲性>
将眼镜框的悬挂部折弯90°,然后,目视评价复原程度。评价基准如下所述。
5:未变形。
4:稍变形。
3:变形。
2:产生变形和裂缝。
1:发生断裂。
<耐污染性>
将框浸渍在40℃的Sun oil(Hawaiian tropic royal oil,royaloil公司制)中24小时。然后,用自来水洗涤,目视判定外观。评价基准如下所述。
5:无变化。
4:确认到少许白化。
3:确认到白化。
2:确认到白化和少许溶胀。
1:确认到溶胀。
<光学透镜及眼镜的制备>
制造例1(1,5-戊二异氰酸酯的制造)
向具有电磁感应搅拌器、自动压力调节阀、温度计、氮气导入管线、光气导入管线、冷凝器、原料进料泵的带有护套的加压反应器中,装入2000质量份邻二氯苯。接下来,从光气导入管线加入2300质量份光气,开始搅拌。在反应器的护套中通入冷水,将内温保持为约10℃。
用进料泵经60分钟向其中添加将400质量份1,5-戊二胺(其利用国际公开说明书WO2011/108473号说明书的实施例12中记载的方法制备)溶解于2600质量份邻二氯苯而得到的溶液,在30℃以下,于常压,开始进行冷光气化。进料结束后,加压反应器内形成淡褐白色浆料状液体。
接下来,一边将反应器的内液缓缓升温至160℃,一边加压至0.25MPa,进一步在压力为0.25MPa、反应温度为160℃的条件下进行90分钟热光气化。需要说明的是,在热光气化中途,进一步添加1100质量份光气。在热光气化的过程中,加压反应器内液成为淡褐色澄明溶液。热光气化结束后,于100~140℃,以100L/小时通入氮气,进行脱气。
接下来,在减压下蒸馏去除邻二氯苯,然后,同样地在减压下,蒸馏去除1,5-戊二异氰酸酯,得到558质量份纯度98.7%的1,5-戊二异氰酸酯。
接下来,将558质量份1,5-戊二异氰酸酯、和相对于1,5-戊二异氰酸酯100质量份为0.02质量份的亚磷酸三(十三烷基酯)(城北化学制,商品名:JP-333E)装入到具有搅拌器、温度计、回流管、及氮气导入管的四颈瓶中,一边导入氮气,一边在常压下,于210℃进行2小时加热处理,得到553质量份纯度98.3%的1,5-戊二异氰酸酯。热处理中的1,5-戊二异氰酸酯的收率为99.6%。
接下来,将加热处理后的1,5-戊二异氰酸酯装入到玻璃制烧瓶中,使用精馏装置,在127~132℃、2.7KPa的条件下,进一步在进行回流的同时进行精馏,得到纯度99.9重量%的1,5-戊二异氰酸酯,所述精馏装置装备有蒸馏塔(柴田科学公司制,商品名:蒸馏塔K型)和冷凝器,所述蒸馏塔安装有填充有4单位的填充物(住友重机械工业公司制,商品名:住友/Sulzer Laboratory Packings EX型)的蒸馏管、回流比调节定时器。利用下述的方法测定生物质度,结果,1,5-戊二异氰酸酯的生物质度为71%。
<生物质度测定法>
生物质度依据ASTM D6866 METHOD-B的标准进行测定。
具体而言,用甲醇将1,5-戊二异氰酸酯进行氨基甲酸甲酯化(氨酯化),测定氨基甲酸甲酯体的生物质度。结果,生物质度为56%。基于该值,利用下式,求出1,5-戊二异氰酸酯的生物质度。
来源于植物的碳原子数/(来源于植物的碳原子数+来源于石油的碳原子数)×100
制造例2(多异氰酸酯组合物A的合成)
向具有搅拌器、温度计、回流管、及氮气导入管的四颈瓶中,装入500质量份制造例1中得到的1,5-戊二异氰酸酯、1质量份异丁醇、0.3质量份2,6-二(叔丁基)-4-甲基苯酚、及0.3质量份亚磷酸三(十三烷基酯),于80℃反应2小时。
接下来,添加0.05质量份作为三聚物化催化剂的2-乙基己酸N-(2-羟基丙基)-N,N,N-三甲基铵(Air Products and Chemicals,Inc.制,商品名:DABCO(r)TMR)。反应50分钟后,添加0.12份邻甲苯磺酰胺。使得到的反应液从薄膜蒸馏装置中通过,在真空度为0.09KPa、温度为150℃的条件下进行蒸馏,得到401质量份未反应的1,5-戊二异氰酸酯。进一步相对于100质量份得到的组合物添加邻甲苯磺酰胺0.02质量份,得到100质量份多异氰酸酯组合物A。
来源于构成多异氰酸酯组合物A的1,5-戊二异氰酸酯的量为98质量%。
该多异氰酸酯组合物A中的未反应1,5-戊二异氰酸酯浓度低于1质量%,异氰脲酸酯1核体浓度为65质量%,异氰酸酯基浓度为25%,平均官能团数为3.3,生物质度(依据ASTM D6866 METHOD-B的标准)为70%。
制造例3(来源于生物质原料的多硫醇(以4,8、4,7及5,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷为主成分的多硫醇)的合成)
向反应器内,装入51.2质量份2-巯基乙醇、26.5质量份脱气水(溶解氧浓度2ppm)、0.16质量份49质量%的氢氧化钠水溶液。
接下来,于9~11℃,经6.5小时滴入61.99质量份来源于植物的表氯醇(SolvayJapan,Ltd.制,EPICHLOROHYDRIN(ECH)),然后搅拌60分钟。
接下来,于7~37℃经5.5小时滴入150.0质量份17.3质量%的硫化钠水溶液,搅拌120分钟。而后,装入279.0质量份35.5质量%的盐酸。
接下来,装入125.8质量份纯度99.9质量%的硫脲,在110℃回流下搅拌3小时,进行硫脲鎓盐化反应。冷却至45℃后,添加214.0质量份甲苯,冷却至25℃,于25~50℃,经30分钟,装入206.2质量份25质量%的氨水溶液,于50~65℃搅拌1小时,由此进行水解反应,得到多硫醇的甲苯溶液。
接下来,向得到的甲苯溶液中添加59.4质量份的36质量%盐酸,于35~40℃用酸洗涤30分钟且进行2次。然后,添加118.7质量份脱气水(溶解氧浓度2ppm),于35~45℃洗涤30分钟并进行5次。
然后,在加热减压下除去甲苯及微量的水分,用1.2μm的PTFE型膜滤器进行减压过滤,得到115.9质量份以4,8-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、4,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、及5,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷为主成分的多硫醇([4,8-]/[4,7-]/[5,7-]=85/5/10(摩尔比)的异构体混合物)。
实施例19(光学透镜(1))
混合0.1质量份Zelec UN(内部脱模剂,酸性磷酸酯:注册商标,Stepan公司制)、0.05质量份viosorb583(紫外线吸收剂:注册商标,共同药品公司制)、及33.5质量份TAKENATE 500(三井化学公司制,间苯二甲撑二异氰酸酯),于室温搅拌30分钟使其溶解。向其中添加56.5质量份季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)(SC有机化学公司制)并混合均匀。
接下来,将预先在其他容器中向10.0质量份TAKENATE 500中添加0.008质量份KC-1A-1(催化剂,共同药品公司制)、并在氮气气氛下进行混合、溶解而得到的产物添加到上述的混合液中,进一步于室温搅拌混合,得到单体混合物的均匀溶液。
然后,在室温、减压下,对得到的均匀溶液进行30分钟脱泡,用1μmTeflon(注册商标)滤器进行过滤,然后注入到由玻璃模具和胶带形成的模具中。
将其放入到烘箱中,经大概24小时从25℃缓缓升温至120℃,进行聚合。聚合结束后,从烘箱中取出模具,进行脱模,然后进一步于120℃进行2小时退火处理,得到树脂成型体。树脂成型体具有无色透明的外观,折射率(ne)为1.60,阿贝数(νe)为36,树脂比重为1.35,耐热性为92℃,生物质度为0%。需要说明的是,折射率、阿贝数、比重、耐热性及生物质度的评价方法如下文所述(以下相同)。
将得到的树脂成型体制成光学透镜,对应于实施例1~18中得到的眼镜框进行切割、研磨,将其安装于眼镜框,由此得到眼镜。
实施例20(光学透镜(2))
混合2.1质量份Zelec UN(内部脱模剂,酸性磷酸酯:注册商标,Stepan公司制)、8.0质量份ACTCOL HS-700A(三井化学公司制,聚醚多元醇)、及8.0质量份甘油(和光纯药工业制),于室温搅拌5分钟使其分散。然后,添加32.0质量份多异氰酸酯组合物A(包含1,5-戊二异氰酸酯的异氰脲酸酯体。)、及13.8质量份2,5(6)-二异氰酸甲酯基[2,2,1]庚烷(三井化学公司制),进而,添加1.6质量份Tinuvin 292(BASF Japan公司制,紫外线吸收剂),于室温脱泡30分钟。然后,注入到由玻璃模具和胶带形成的模具中。
将其放入到烘箱中,经大概24小时从30℃缓缓升温至130℃,进行聚合。聚合结束后,从烘箱中取出模具,进行脱模,得到树脂成型体。得到的树脂成型体具有无色透明的外观,折射率(ne)为1.52,阿贝数(νe)为50,耐热性为111℃,树脂比重为1.23,生物质度为48%。
将得到的树脂成型体制成光学透镜,对应于实施例1~18中得到的眼镜框进行切割、研磨,安装于眼镜框,由此得到眼镜。
实施例21(光学透镜(3))
混合0.24质量份Zelec UN(内部脱模剂,酸性磷酸酯:注册商标,Stepan公司制)、3.0质量份viosorb583(紫外线吸收剂:注册商标,共同药品公司制)、及48.3质量份1,5-戊二异氰酸酯,于室温搅拌15分钟使其溶解。然后,混合56.3质量份多异氰酸酯组合物A(包含1,5-戊二异氰酸酯的异氰脲酸酯体。),制备多异氰酸酯液。
接下来,混合66.1质量份以4,8、4,7及5,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷为主成分的多硫醇(制造例3的多硫醇成分)、29.4质量份季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、及0.06质量份1-苄基-2-甲基咪唑(催化剂),于室温搅拌30分钟使其溶解,制备多硫醇液。
接下来,混合全部量的上述多异氰酸酯液和多硫醇液,于室温搅拌混合,得到单体混合物的均匀溶液。
然后,在室温、减压下将得到的均匀溶液脱泡30分钟,用1μm Teflon(注册商标)滤器进行过滤,然后注入到由玻璃模具和胶带形成的模具中。
将其放入到烘箱中,经大概24小时从25℃缓缓升温至120℃,进行聚合。聚合结束后,从烘箱中取出模具,进行脱模,然后进一步于120℃进行2小时退火处理,得到树脂成型体。树脂成型体具有无色透明的外观,折射率(ne)为1.60,阿贝数(νe)为38,树脂比重为1.29,耐热性为85℃,生物质度为55%。
将得到的树脂成型体制成光学透镜,对应于实施例1~18中得到的眼镜框进行切割、研磨,将其安装于眼镜框,由此得到眼镜。
评价
各实施例中得到的光学透镜的评价方法如下所述。
<光学特性>
使用普尔弗里希(Pulfrich)折射计,于20℃测定折射率(ne)及阿贝数(νe)。
<耐热性>
使用岛津制作所制TMA-60,将利用TMA穿透法(TMA penetration method)(50g负荷,针尖)测得的玻璃化转变温度(Tg)作为耐热性。
<比重>
于20℃,利用阿基米德法测定。
<生物质度>
生物质度依据ASTM D6866METHOD-B的标准测定。
具体而言,使试样燃烧,纯化CO2,然后制备石墨,利用AMS(加速器质谱)测定14C浓度,算出生物质度。
实施例22(聚氨酯类涂覆剂的制备及涂布)
混合1.123质量份包含1,5-戊二异氰酸酯的异氰脲酸酯体的多异氰酸酯组合物A、13.109质量份Olester Q828(三井化学制,丙烯酸多元醇,固态成分浓度为53.4质量%,乙酸丁酯/甲基乙基酮=2/1(质量份),羟值12.5mgKOH/g)、3.0质量份Selenol H2000(dupont公司制,使用了生物质原料的聚三亚甲基醚二醇)、和0.0033质量份催化剂(和光纯药制,二丁基二月桂酸锡),然后,喷涂至利用各实施例得到的眼镜框(未安装光学透镜)及片材,于50℃加热固化1小时。
另外,针对经涂布的眼镜框,与实施例19~21同样地,安装光学透镜,得到眼镜。
评价
针对实施例22中得到的眼镜框及片材,如下所述地进行评价。其结果示于表1~4。
<涂布性>
测定对热塑性聚氨酯的片材进行涂布时的涂料的光泽。使用光泽度计(日本电色工业(株)制,型号:Gloss Meter VG2000)测定光泽。
<密合性>
依据ASTM D3359(2007年),评价聚氨酯类涂覆剂的涂膜与热塑性聚氨酯的片材的密合性。
需要说明的是,表中,5B表示涂膜被剥离的比例为0%,3B表示涂膜被剥离的比例为5~15%,1B表示涂膜被剥离的比例为35~65%。
[表1]
表1
[表2]
表2
[表3]
表3
[表4]
表4
需要说明的是,表中缩写的详情如下所述。
1,4-BIC:合成例1中得到的1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷
1,3-BIC:1,3-双(异氰酸甲酯基)环己烷,商品名:TAKENATE600(三井化学制)
H12MDI:H12MDI,亚甲基双(环己基异氰酸酯)
PTG2000SN(P):数均分子量2000、使用了生物质原料的聚四亚甲基醚二醇(保土谷化学工业公司制)
PTG1000SN(P):数均分子量1000、使用了生物质原料的聚四亚甲基醚二醇(保土谷化学工业公司制)
PTG650SN:数均分子量650、由四氢呋喃形成的聚四亚甲基醚二醇(保土谷化学工业制)
TERATHANE 250:数均分子量250、由四氢呋喃形成的聚四亚甲基醚二醇(INVISTA制)
Selenol H1000:使用了生物质原料的聚三亚甲基醚二醇(dupont公司制)
1,4-BD:1,4-丁二醇(和光纯药工业制)
1,3-PDO:1,3-丙二醇(和光纯药工业制)
1,6-HDO:1,6-己二醇(和光纯药工业制)
1,4-CHDM:1,4-环己烷二甲醇(和光纯药工业制)
Chaline R-170S:日信化学工业公司制,丙烯酸改性聚有机硅氧烷
需要说明的是,上述发明作为本发明的例示的实施方式而提供,但其只不过仅为例示,不作限定性解释。本领域技术人员所明了的本发明的变形例也被包含在所附的权利要求范围内。
产业上的可利用性
本发明的眼镜材料、眼镜框及眼镜可在矫正眼镜、保护眼镜、太阳镜、护目镜等各种眼镜产业中合适地使用。
Claims (9)
1.一种眼镜材料,其特征在于,其是由热塑性聚氨酯制备的制备物,所述热塑性聚氨酯是包含亚甲基双(环己基异氰酸酯)及/或双(异氰酸甲酯基)环己烷的多异氰酸酯成分、与含有活性氢基团的成分的反应产物,
所述眼镜材料用于制造选自眼镜框、鼻托、镜脚、镜腿、镜圈、鼻梁、桩头及铰链中的至少一种,
所述眼镜材料在低于0℃、和0℃以上70℃以下这两个温度范围内具有通过在升温速度为5℃/min及测定频率为10Hz的测定条件下、以拉伸模式进行动态粘弹性测定而观测到的tanδ的峰。
2.如权利要求1所述的眼镜材料,其特征在于,
所述热塑性聚氨酯是通过预聚物法得到的,所述预聚物法中,首先,使多异氰酸酯成分与含有活性氢基团的成分的一部分反应,接下来,使得到的异氰酸酯基封端预聚物与由含有活性氢基团的成分的剩余部分形成的扩链剂进行反应,
利用下式算出的所述热塑性聚氨酯的硬链段浓度为25质量%以上70质量%以下,
[扩链剂的质量(g)+(扩链剂的质量(g)/扩链剂的分子量(g/mol))×多异氰酸酯成分的平均分子量(g/mol)]÷(多异氰酸酯成分的质量(g)+含有活性氢基团的成分的质量(g))×100。
3.如权利要求1所述的眼镜材料,其特征在于,所述热塑性聚氨酯是包含双(异氰酸甲酯基)环己烷的多异氰酸酯成分与含有活性氢基团的成分的反应产物。
4.如权利要求1所述的眼镜材料,其特征在于,还以相对于100质量份热塑性聚氨酯为0.01质量份以上1质量份以下的比例含有丙烯酸改性有机聚硅氧烷。
5.一种眼镜框,其特征在于,其是由权利要求1~4中任一项所述的眼镜材料形成的。
6.如权利要求5所述的眼镜框,其特征在于,其通过含有脂肪族多异氰酸酯的聚氨酯类涂覆剂而被涂覆。
7.如权利要求6所述的眼镜框,其特征在于,所述脂肪族多异氰酸酯含有1,5-戊二异氰酸酯及/或其衍生物。
8.一种眼镜,其特征在于,具有眼镜框和被安装于所述眼镜框的光学透镜,所述眼镜框由权利要求1~4中任一项所述的眼镜材料形成。
9.如权利要求8所述的眼镜,其特征在于,所述光学透镜由生物质原料形成。
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