JP2005325183A - 高屈折率チオウレタン系光学材料 - Google Patents

高屈折率チオウレタン系光学材料 Download PDF

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JP2005325183A JP2004142986A JP2004142986A JP2005325183A JP 2005325183 A JP2005325183 A JP 2005325183A JP 2004142986 A JP2004142986 A JP 2004142986A JP 2004142986 A JP2004142986 A JP 2004142986A JP 2005325183 A JP2005325183 A JP 2005325183A
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Shigenori Kuma
茂教 隈
Hiroyuki Morijiri
博之 森尻
Mamoru Tanaka
守 田中
Seiichi Kobayashi
誠一 小林
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Abstract

【課題】高屈折率、高アッベ数、高耐熱性の光学材料となるポリチオウレタン樹脂を提供する。
【解決手段】1,3−ジチオラン−4,5−ジイソシアナートを含有するイソ(チオ)シアナート成分(a)と、特定の骨格を有し、且つメルカプト基を2個以上有するポリチオール化合物(β)を含有するチオール成分(b)とを含む組成物であって、望ましくは当該組成物中のメルカプト基とイソ(チオ)シアナート基のモル比(SH/NCO)が、1.01以上3.0以下である組成物。
【選択図】 なし

Description

本発明は、良好な光学物性を有するチオウレタン系光学材料に関する。また、本発明は、その様な光学材料が得られる組成物、好ましくは高屈折率樹脂用重合性組成物に関する。
プラスチックレンズは、無機レンズに比べ軽量で割れ難く、染色が可能なため近年、眼鏡レンズ、カメラレンズ等の光学素子に急速に普及してきている。
プラスチックレンズ用樹脂には、さらなる高性能化が要求されてきており、高屈折率化、高アッベ数化、低比重化、高耐熱性化等が求められてきた。これまでにも様々なレンズ用樹脂素材が開発され使用されている。
その中でも、代表的な例としてポリチオウレタン樹脂に関する提案が盛んに行われている。本発明者らは、このポリチオウレタン樹脂に使用されるチオールの硫黄含有率を上げる事により実現される屈折率の高いポリチオウレタン樹脂を提案してきた(特許文献1参照)。
また一方で、ポリチオウレタン樹脂の高屈折率化を実現するために、硫黄原子を含有するポリイソシアナート化合物として、1,3−ジチオラン−4,5−ジイソシアナートを用い、これとポリチオール誘導体からなる混合物を重合させて得られる光学材料が開示されている。(特許文献2、特許文献3参照)。
これらの方法によれば、比較的高いアッベ数を有しながら、高い屈折率を実現することができるが、1,3−ジチオラン−4,5−ジイソシアナートを用いて得られたポリチオウレタン樹脂の屈折率に関しては、1.69から1.70であり(特許文献3参照)、更なる屈折率向上が望まれていた。さらに、ポリチオウレタン樹脂の高屈折率化を図るために特定の構造の骨格を有するポリチオールのチオール基をポリイソ(チオ)シアナート成分中のイソ(チオ)シアナート基に対して、過剰に使用するポリチオウレタン樹脂が開示されている(特許文献4参照)。しかし、その様な特定の構造の骨格を有するポリチオールと1,3−ジチオラン−4,5−ジイソシアナートとの組み合わせについては、開示されていない。
特開平7−252207号公報、 特開平5−105677号公報 特開平9−71631号公報 特開2004−2820号公報
本発明の目的は、1,3−ジチオラン−4,5−ジイソシアナートを含むポリイソ(チオ)シアナート成分とポリチオール化合物を含むチオール成分との重合性組成物を硬化させて得られる高屈折率、高アッベ数、高耐熱性の光学材料となるポリチオウレタン樹脂を提供することである。
本発明者らは、上述の課題を解決するために鋭意検討した結果、1,3−ジチオラン−4,5−ジイソシアナートを含むイソ(チオ)シアナート成分(a)にジチオアセタール骨格、ジチオケタール骨格、オルトトリチオぎ酸エステル骨格もしくはオルトテトラチオ炭酸エステル骨格を有し、且つメルカプト基を2個以上有するポリチオール化合物(β)を含むチオール成分(b)とを含む組成物を硬化させて得られるポリチオウレタン樹脂が、高屈折率、高アッベ数、高耐熱性であることを見出し、本発明に至った。
即ち、本発明は、
1)1,3−ジチオラン−4,5−ジイソシアナートを含むイソ(チオ)シアナート成分(a)と、ジチオアセタール骨格、ジチオケタール骨格、オルトトリチオぎ酸エステル骨格もしくはオルトテトラチオ炭酸エステル骨格から選ばれる少なくとも一つの骨格を有し、且つメルカプト基を2個以上有するポリチオール化合物(β)を含むチオール成分(b)とを含む組成物である。
2)上記組成物中のメルカプト基とイソ(チオ)シアナート基のモル比(SH/NCO)は、1.01以上3.0以下であることが望ましい。
3)上記ポリチオール化合物(β)がメルカプトメチルチオ基を有する1)または2)に記載の組成物は、本発明の好ましい実施態様の一つである。
4)また、上記ポリチオール化合物(β)が、1,1,3,3−テトラキス(メルカプトメチルチオ)プロパン、1,1,2,2−テトラキス(メルカプトメチルチオ)エタン、4,6−ビス(メルカプトメチルチオ)−1,3−ジチアン、および、2−(2,2−ビス(メルカプトメチルチオ)エチル−1,3−ジチエタンからなる群から選択される1種類以上のポリチオール化合物である1)、2)または3)に記載の組成物も、本発明の好ましい実施態様の一つである。
5)さらに、1)乃至4)の何れか一つに記載の組成物を硬化させる工程を含むポリチオウレタン樹脂の製造方法も、本発明の好ましい実施態様の一つである。
6)また、5)に記載の製造方法を用いて得られたポリチオウレタン樹脂も、本発明の好ましい実施態様の一つである。
7)さらに、6)に記載のポリチオウレタン樹脂を含む光学素子も、本発明の好ましい実施態様の一つである。
8)また、6)に記載のポリチオウレタン樹脂を含むレンズも、本発明の好ましい実施態様の一つである。
である。
本発明により、1,3−ジチオラン−4,5−ジイソシアナートを含有するイソ(チオ)シアナート成分と、特定のポリチオール化合物を含有するチオール成分、とを含有する光学材料として好適に使用される重合性組成物が見出され、該化合物を硬化させることにより、高屈折率、高アッベ数、高耐熱性を有するポリチオウレタン樹脂素材を得ることが可能となった。
本発明の高屈折率チオウレタン系光学材料は、上述の課題を解決し、屈折率、アッベ数、耐熱性の各性能をバランスよく満足するチオウレタン系レンズを提供する。
ここでバランスよく満足すべき性能とは、屈折率が1.720以上、アッベ数が30以上、耐熱性が140℃以上であることが好ましい。
本発明の高屈折率チオウレタン系光学材料は、1,3−ジチオラン−4,5−ジイソシナートを含むイソ(チオ)シアナート成分(a)とジチオアセタール骨格、ジチオケタール骨格、オルトトリチオぎ酸エステル骨格もしくはオルトテトラチオ炭酸エステル骨格から選ばれる少なくとも一つの骨格を有し、且つメルカプト基を2個以上有するポリチオール化合物を含むチオール成分(b)とをメルカプト基とイソ(チオ)シアナート基の比が、0.95以上3.0以下となる条件で混合し、加熱硬化することにより製造できる。
さらに、本発明の重合性組成物は、該組成物中のイソ(チオ)シアナート基に対してメルカプト基が一定量以上になることが望ましい。例えば、該組成物中のイソ(チオ)シアナート基に対してメルカプト基が過剰であれば、イソ(チオ)シアナート基が過剰の場合に比べて高い屈折率を有する樹脂を得る事が可能となる。一方、モル比の上限は、所望の樹脂の耐熱性によって異なるが、3.0以下の場合は、硬化物の耐熱性を高く保つことができる。本発明におけるメルカプト基とイソ(チオ)シアナート基のモル比は、好ましくは1.01≦(SH/NCO)≦3.0、より好ましくは1.01<(SH/NCO)≦2.0であり、さらに好ましくは1.05<(SH/NCO)≦1.3である。
イソ(チオ)シアナート成分(a)
ここで、用いる1,3−ジチオラン−4,5−ジイソシナートを含むイソ(チオ)シアナート成分(a)は、1,3−ジチオラン−4,5−ジイソシアナートを含有するものであり、さらに光学材料の物性を適宜改良する目的で、1,3−ジチオラン−4,5−ジイソシアナート以外のポリイソシアナート化合物、ポリイソチオシアナート化合物、また分子内にイソシアナート基とイソチオシアナート基を各一個以上含む化合物を含んでもいても良い。この、1,3−ジチオラン−4,5−ジイソシアナート以外のポリイソシアナート化合物、ポリイソチオシアナート化合物、また分子内にイソシアナート基とイソチオシアナート基を各一個以上含む化合物は、一種のみを用いても良いし、二種以上を組み合わせて用いても良い。
1,3−ジチオラン−4,5−ジイソシアナート以外のポリイソシアナートとしては、分子内に2個以上のイソシアナート基を持つ有機化合物を用いることができる。例えば、以下の化合物が挙げられる。ヘキサメチレンジイソシアナート、2,2−ジメチルペンタンジイソシアナート、2,2,4−トリメチルヘキサンジイソシアナート、ブテンジイソシアナート、1,3−ブタジエン−1,4−ジイソシアナート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート、1,6,11−ウンデカントリイソシアナート、1,3,6−ヘキサメチレントリイソシアナート、1,8−ジイソシアナート−4−イソシアナートメチルオクタン、ビス(イソシアナートエチル)カーボネート、ビス(イソシアナートエチル)エーテル、リジンジイソシアナートメチルエステル、リジントリイソシアナート、キシリレンジイソシアナート、ビス(イソシアナートエチル)ベンゼン、ビス(イソシアナートプロピル)ベンゼン、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアナート、ビス(イソシアナートブチル)ベンゼン、ビス(イソシアナートメチル)ナフタレン、ビス(イソシアナートメチルフェニル)エーテル、ビス(イソシアナートエチル)フタレート、2,6−ジ(イソシアナートメチル)フラン等の脂肪族ポリイソシアナート化合物、
イソホロンジイソシアナート、ビス(イソシアナートメチル)シクロヘキサン、シクロヘキサンジイソシアナート、メチルシクロヘキサンジイソシアナート、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアナート)、4,4’−メチレンビス(2−メチルシクロヘキシルイソシアナート)、2,5−ビス(イソシアナートメチル)ビシクロ−〔2,2,1〕−ヘプタン、2,6−ビス(イソシアナートメチル)ビシクロ−〔2,2,1〕−ヘプタン、3,8−ビス(イソシアナートメチル)トリシクロデカン、3,9−ビス(イソシアナートメチル)トリシクロデカン、4,8−ビス(イソシアナートメチル)トリシクロデカン、4,9−ビス(イソシアナートメチル)トリシクロデカン等の脂環族ポリイソシアナート化合物、
1,2−ジイソシアナートベンゼン、1,3−ジイソシアナートベンゼン、1,4−ジイソシアナートベンゼン、2,4−ジイソシアナートトルエン、エチルフェニレンジイソシアナート、イソプロピルフェニレンジイソシアナート、ジメチルフェニレンジイソシアナート、ジエチルフェニレンジイソシアナート、ジイソプロピルフェニレンジイソシアナート、トリメチルベンゼントリイソシアナート、ベンゼントリイソシアナート、ビフェニルジイソシアナート、トルイジンジイソシアナート、4,4’−メチレンビス(フェニルイソシアナート)、4,4’−メチレンビス(2−メチルフェニルイソシアナート)、ビベンジル−4,4’−ジイソシアナート、ビス (イソシアナートフェニル)エチレン等の芳香族ポリイソシアナート化合物、
ビス(イソシアナートメチル)スルフィド、ビス(イソシアナートエチル)スルフィド、ビス(イソシアナートプロピル)スルフィド、ビス(イソシアナートヘキシル)スルフィド、ビス(イソシアナートメチル)スルホン、ビス(イソシアナートメチル)ジスルフィド、ビス(イソシアナートエチル)ジスルフィド、ビス(イソシアナートプロピル)ジスルフィド、ビス(イソシアナートメチルチオ)メタン、ビス(イソシアナートエチルチオ)メタン、ビス(イソシアナートエチルチオ)エタン、ビス(イソシアナートメチルチオ)エタン、1,5−ジイソシアナート−2−イソシアナートメチル−3−チアペンタン、1,2,3−トリス(イソシアナートメチルチオ)プロパン、1,2,3−トリス(イソシアナートエチルチオ)プロパン、3,5−ジチア−1,2,6,7−ヘプタンテトライソシアナート、2,6−ジイソシアナートメチル−3,5−ジチア−1,7−ヘプタンジイソシアナート、2,5−ジイソシアナートメチルチオフェン、4−イソシアナートエチルチオ−2,6−ジチア−1,8−オクタンジイソシアナート等の含硫脂肪族イソシアナート化合物、
2−イソシアナートフェニル−4−イソシアナートフェニルスルフィド、ビス(4−イソシアナートフェニル)スルフィド、ビス(4−イソシアナートメチルフェニル)スルフィドなどの芳香族スルフィド系イソシアナート化合物、ビス(4−イソシアナートフェニル)ジスルフィド、ビス(2−メチル−5−イソシアナートフェニル)ジスルフィド、ビス(3−メチル−5−イソシアナートフェニル)ジスルフィド、ビス(3−メチル−6−イソシアナートフェニル)ジスルフィド、ビス(4−メチル−5−イソシアナートフェニル)ジスルフィド、ビス(3−メトキシ−4−イソシアナートフェニル)ジスルフィド、ビス(4−メトキシ−3−イソシアナートフェニル)ジスルフィドなどの芳香族ジスルフィド系イソシアナート化合物、
2,5−ジイソシアナートテトラヒドロチオフェン、2,5−ジイソシアナートメチルテトラヒドロチオフェン、3,4−ジイソシアナートメチルテトラヒドロチオフェン、2,5−ジイソシアナート−1,4−ジチアン、2,5−ジイソシアナートメチル−1,4−ジチアン、4,5−ビス(イソシアナートメチル)−1,3−ジチオラン、4,5−ジイソシアナートメチル−2−メチル−1,3−ジチオラン等の含硫脂環族ポリイソシアナート化合物が挙げられるが、これら例示化合物に限定されるものではない。
また、ポリイソチオシアナート化合物としては、分子内に2個以上のイソチオシアナート基を持つ有機化合物を用いることができる。例えば、以下の化合物が挙げられる。1,2−ジイソチオシアナートエタン、1,6−ジイソチオシアナートヘキサン等の脂肪族イソチオシアナート化合物、シクロヘキサンジイソチオシアナート等の脂環族イソチオシアナート化合物、
1,2−ジイソチオシアナートベンゼン、1,3−ジイソチオシアナートベンゼン、1,4−ジイソチオシアナートベンゼン、2,4−ジイソチオシアナートトルエン、2,5−ジイソチオシアナート−m−キシレン、4,4’−ジイソチオシアナートビフェニル、4,4’−メチレンビス(フェニルイソチオシアナート)、4,4’−メチレンビス(2−メチルフェニルイソチオシアナート)、4,4’−メチレンビス(3−メチルフェニルイソチオシアナート)、4,4’−イソプロピリデンビス(フェニルイソチオシアナート)、4,4’−ジイソチオシアナートベンゾフェノン、4,4’−ジイソチオシアナート−3,3’−ジメチルベンゾフェノン、ビス(4−イソチオシアナートフェニル)エーテル等の芳香族イソチオシアナート化合物、
さらには、1,3−ベンゼンジカルボニルジイソチオシアナート、1,4−ベンゼンジカルボニルジイソチオシアナート、(2,2−ピリジン)−4,4−ジカルボニルジイソチオシアナート等のカルボニルイソチオシアナート化合物、チオビス(3−イソチオシアナートプロパン)、チオビス(2−イソチオシアナートエタン)、ジチオビス(2−イソチオシアナートエタン)等の含硫脂肪族イソチオシアナート化合物、1−イソチオシアナート−4−[(2−イソチオシアナート)スルホニル]ベンゼン、チオビス(4−イソチオシアナートベンゼン)、スルホニルビス(4−イソチオシアナートベンゼン)、ジチオビス(4−イソチオシアナートベンゼン)等の含硫芳香族イソチオシアナート化合物、2,5−ジイソチオシアナートチオフェン、2,5−ジイソチオシアナート−1,4−ジチアン等の含硫脂環族化合物ポリチオシアナート化合物が挙げられるが、これら例示化合物に限定されるものではない。
また、分子内にイソシアナート基とイソチオシアナート基をそれぞれ各1個以上有している化合物として、具体的には、1−イソシアナート−6−イソチオシアナートヘキサン、1−イソシアナート−4−イソチオシアナートシクロヘキサン、1−イソシアナート−4−イソチオシアナートベンゼン、4−メチル−3−イソシアナート−1−イソチオシアナートベンゼン、2−イソシアナート−4,6−ジイソチオシアナート−1,3,5−トリアジン、4−イソシアナートフェニル−4−イソチオシアナートフェニルスルフィド、2−イソシアナートエチル−2−イソチオシアナートエチルジスルフィド等が挙げられるがこれら例示化合物に限定されるものではない。
さらに、これらの塩素置換体、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、ダイマー化あるいはトリマー化反応生成物等も使用できる。
特定のポリチオール化合物(β)を含有するチオール成分(b)
特定のポリチオール化合物(β)
ジチオアセタール骨格、ジチオケタール骨格、オルトトリチオぎ酸エステル骨格もしくはオルトテトラチオ炭酸エステル骨格を有し、且つメルカプト基を2個以上有するポリチオール化合物(β)を含む成分(b)としては、例えば以下の化合物を用いることができる。具体的には、1,1,3,3−テトラキス(メルカプトメチルチオ)プロパン、1,1,2,2−テトラキス(メルカプトメチルチオ)エタン、4,6−ビス(メルカプトメチルチオ)−1,3−ジチアン、1,1,5,5−テトラキス(メルカプトメチルチオ)−3−チアペンタン、1,1,6,6−テトラキス(メルカプトメチルチオ)−3,4−ジチアヘキサン、2,2−ビス(メルカプトメチルチオ)エタンチオール、2−(4,5−ジメルカプト−2−チアペンチル)−1,3−ジチアシクロペンタン、2,5−ビス(4,4−ビス(メルカプトメチルチオ)−2−チアブチル)−1,4−ジチアン、2,2−ビス(メルカプトメチルチオ)−1,3−プロパンジチオール、3−メルカプトメチルチオ−1,7−ジメルカプト−2,6−ジチアヘプタン、3,6−ビス(メルカプトメチルチオ)−1,9−ジメルカプト−2,5,8−トリチアノナン、3−メルカプトメチルチオ−1,6−ジメルカプト−2,5−ジチアヘキサン、2−(2,2−ビス(メルカプトメチルチオ)エチル)−1,3−ジチエタン、1,1,9,9−テトラキス(メルカプトメチルチオ)−5−(3,3−ビス(メルカプトメチルチオ)−1−チアプロピル)3,7−ジチアノナン、トリス(2,2−ビス(メルカプトメチルチオ)エチル)メタン、トリス(4,4−ビス(メルカプトメチルチオ)−2−チアブチル)メタン、テトラキス(2,2−ビス(メルカプトメチルチオ)エチル)メタン、テトラキス(4,4−ビス(メルカプトメチルチオ)−2−チアブチル)メタン、3,5,9,11−テトラキス(メルカプトメチルチオ)−1,13−ジメルカプト−2,6,8,12−テトラチアトリデカン、3,5,9,11,15,17−ヘキサキス(メルカプトメチルチオ)−1,19−ジメルカプト−2,6,8,12,14,18−ヘキサノナデカン、9−(2,2−ビス(メルカプトメチルチオ)エチル)−3,5,13,15−テトラキス(メルカプトメチルチオ)−1,17−ジメルカプト−2,6,8,10,12,16−ヘキサチアヘプタデカン、3,4,8,9−テトラキス(メルカプトメチルチオ)−1,11−ジメルカプト−2,5,7,10−テトラチアウンデカン、3,4,8,9,13,14−ヘキサキス(メルカプトメチルチオ)−1,16−ジメルカプト−2,5,7,10,12,15−ヘキサチアヘキサデカン、8−[ビス(メルカプトメチルチオ)メチル]−3,4,12,13−テトラキス(メルカプトメチルチオ)−1,15−ジメルカプト−2,5,7,9,11,14−ヘキサチアペンタデカン、4,6−ビス[3,5−ビス(メルカプトメチルチオ)−7−メルカプト−2,6−ジチアヘプチルチオ]−1,3−ジチアン、4−[3,5−ビス(メルカプトメチルチオ)−7−メルカプト−2,6−ジチアヘプチルチオ]−6−メルカプトメチルチオ−1,3−ジチアン、1,1−ビス[4−(6−メルカプトメチルチオ)−1,3−ジチアニルチオ]−1,3−ビス(メルカプトメチルチオ)プロパン、1−[4−(6−メルカプトメチルチオ)−1,3−ジチアニルチオ]−3−[2,2−ビス(メルカプトメチルチオ)エチル]−7,9−ビス(メルカプトメチルチオ)−2,4,6,10−テトラチアウンデカン、1,5−ビス[4−(6−メルカプトメチルチオ)−1,3−ジチアニルチオ]−3−[2−(1,3−ジチエタニル)]メチル−2,4−ジチアペンタン、4,6−ビス{3−[2−(1,3−ジチエタニル)]メチル−5−メルカプト−2,4−ジチアペンチルチオ}−1,3−ジチアン、4,6−ビス[4−(6−メルカプトメチルチオ)−1,3−ジチアニルチオ]−6−[4−(6−メルカプトメチルチオ)−1,3−ジチアニルチオ]−1,3−ジチアン、3−[2−(1,3−ジチエタニル)]メチル−7,9−ビス(メルカプトメチルチオ)−1,11−ジメルカプトー2,4,6,10−テトラチアウンデカン、9−[2−(1,3−ジチエタニル)]メチル−3,5,13,15−テトラキス(メルカプトメチルチオ)−1,17−ジメルカプト−2,6,8,10,12,16−ヘキサチアヘプタデカン、3−[2−(1,3−ジチエタニル)]メチル−7,9,13,15−テトラキス(メルカプトメチルチオ)−1,17−ジメルカプト−2,4,6,10,12,16−ヘキサチアヘプタデカン、3,7−ビス[2−(1,3−ジチエタニル)]メチル−1.9−ジメルカプト−2,4,6,8−テトラチアノナン、4−[3,4,8,9−テトラキス(メルカプトメチルチオ)−11−メルカプト−2,5,7,10−テトラチアウンデシル]−5−メルカプトメチルチオ−1,3−ジチオラン、4,5−ビス[3,4−ビス(メルカプトメチルチオ)−6−メルカプト−2,5−ジチアヘキシルチオ]−1,3−ジチオラン、4−[3,4−ビス(メルカプトメチルチオ)−6−メルカプト−2,5−ジチアヘキシルチオ]−5−メルカプトメチルチオ−1,3−ジチオラン、4−[3−ビス(メルカプトメチルチオ)メチル−5,6−ビス(メルカプトメチルチオ)−8−メルカプト−2,4,7−トリチアオクチル]−5−メルカプトメチルチオ−1,3−ジチオラン、2−{ビス[3,4−ビス(メルカプトメチルチオ)−6−メルカプト−2,5−ジチアヘキシルチオ]メチル}−1,3−ジチエタン、2−[3,4−ビス(メルカプトメチルチオ)−6−メルカプト−2,5−ジチアヘキシルチオ]メルカプトメチルチオメチル−1,3−ジチエタン、2−[3,4,8,9−テトラキス(メルカプトメチルチオ)−11−メルカプト−2,5,7,10−テトラチアウンデシルチオ]メルカプトメチルチオメチル−1,3−ジチエタン、2−[3−ビス(メルカプトメチルチオ)メチル−5,6−ビス(メルカプトメチルチオ)−8−メルカプト−2,4,7−トリチアオクチル]メルカプトメチルチオメチル−1,3−ジチエタン、4,5−ビス{1−[2−(1,3−ジチエタニル)]−3−メルカプト−2−チアプロピルチオ}−1,3−ジチオラン、4−{1−[2−(1,3−ジチエタニル)]−3−メルカプト−2−チアプロピルチオ}−5−[1,2−ビス(メルカプトメチルチオ)−4−メルカプト−3−チアブチルチオ]−1,3−ジチオラン、2−{ビス[4−(5−メルカプトメチルチオ−1,3−ジチオラニル)チオ]メチル}−1,3−ジチエタン、4−[4−(5−メルカプトメチルチオ−1,3−ジチオラニル)チオ]−5−{1−[2−(1,3−ジチエタニル)]−3−メルカプト−2−チアプロピルチオ}−1,3−ジチオラン、更にこれらのオリゴマー等のジチオアセタール骨格もしくはジチオケタール骨格を有するポリチオール化合物、
トリス(メルカプトメチルチオ)メタン、トリス(メルカプトエチルチオ)メタン、1,1,5,5−テトラキス(メルカプトメチルチオ)−2,4−ジチアペンタン、ビス(4,4−ビス(メルカプトメチルチオ)−1,3−ジチアブチル)(メルカプトメチルチオ)メタン、トリス[4,4−ビス(メルカプトメチルチオ)−1,3−ジチアブチル]メタン、2,4,6−トリス(メルカプトメチルチオ)−1,3,5−トリチアシクロヘキサン、2,4−ビス(メルカプトメチルチオ)−1,3,5−トリチアシクロヘキサン、1,1,3,3−テトラキス(メルカプトメチルチオ)−2−チアプロパン、ビス(メルカプトメチル)メチルチオ−1,3,5−トリチアシクロヘキサン、トリス[(4−メルカプトメチル−2,5−ジチアシクロヘキシル−1−イル)メチルチオ]メタン、2,4−ビス(メルカプトメチルチオ)−1,3−ジチアシクロペンタン、2−メルカプトエチルチオ−4−メルカプトメチル−1,3−ジチアシクロペンタン、2−(2,3−ジメルカプトプロピルチオ)−1,3−ジチアシクロペンタン、4−メルカプトメチル−2−(2,3−ジメルカプトプロピルチオ)−1,3−ジチアシクロペンタン、4−メルカプトメチル−2−(1,3−ジメルカプト−2−プロピルチオ)−1,3−ジチアシクロペンタン、トリス[2,2−ビス(メルカプトメチルチオ)−2−チアプロピル]メタン、トリス[4,4−ビス(メルカプトメチルチオ)−3−チアブチル]メタン、2,4,6−トリス[3,3−ビス(メルカプトメチルチオ)−2−チアプロピル]−1,3,5−トリチアシクロヘキサン、テトラキス[3,3−ビス(メルカプトメチルチオ)−2−チアプロピル]メタン等、さらにこれらのオリゴマー等のオルトトリチオぎ酸エステル骨格を有する化合物、
3,3’−ジ(メルカプトメチルチオ)−1,5−ジメルカプト−2,4−ジチアペンタン、2,2’−ジ(メルカプトメチルチオ)−1,3−ジチアシクロペンタン、2,7−ジ(メルカプトメチル)−1,4,5,9−テトラチアスピロ[4,4]ノナン、3,9−ジメルカプト−1,5,7,11−テトラチアスピロ[5,5]ウンデカン等、さらにこれらのオリゴマー等のオルトテトラチオ炭酸エステル骨格を有する化合物等が挙げられるが、これら例示化合物に限定されるものではない。またこれら例示化合物は、単独でも2種類以上混合して使用しても良い。
本発明に使用する特定のポリチオール化合物(β)は、分子内にジチオアセタール骨格、ジチオケタール骨格、オルトトリチオ蟻酸エステルもしくはオルトテトラチオ炭酸エステル骨格を有することが特徴であるが、更なる高屈折率化及び耐熱性維持のため、メルカプトメチルチオ基を併せ持つことが好ましい。
特定のポリチオール化合物(β)以外のチオール化合物
また、チオール成分(B)には、必要に応じてその他のチオール化合物を混合することもできる。
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、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、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、テトラキス(メルカプトメチル)メタ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、1,2−ビス(メルカプトエチル)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(メルカプトメチレンオキシ)ベンゼン、1,3−ビス(メルカプトメチレンオキシ)ベンゼン、1,4−ビス(メルカプトメチレンオキシ)ベンゼン、1,2−ビス(メルカプトエチレンオキシ)ベンゼン、1,3−ビス(メルカプトエチレンオキシ)ベンゼン、1,4−ビス(メルカプトエチレンオキシ)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(メルカプトメチレンオキシ)ベンゼン、1,2,4−トリス(メルカプトメチレンオキシ)ベンゼン、1,3,5−トリス(メルカプトメチレンオキシ)ベンゼン、1,2,3−トリス(メルカプトエチレンオキシ)ベンゼン、1,2,4−トリス(メルカプトエチレンオキシ)ベンゼン、1,3,5−トリス(メルカプトエチレンオキシ)ベンゼン、2,5−トルエンジチオール、3,4−トルエンジチオール、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、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、1,2,3,4−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(メルカプトメチレンオキシ)ベンゼン、1,2,3,5−テトラキス(メルカプトメチレンオキシ)ベンゼン、1,2,4,5−テトラキス(メルカプトメチレンオキシ)ベンゼン、1,2,3,4−テトラキス(メルカプトエチレンオキシ)ベンゼン、1,2,3,5−テトラキス(メルカプトエチレンオキシ)ベンゼン、1,2,4,5−テトラキス(メルカプトエチレンオキシ)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等のベンゼン環を含有するポリチオール化合物、
また、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、また2−メチルアミノ−4,6−ジチオール−sym−トリアジン、2−エチルアミノ−4,6−ジチオール−sym−トリアジン、2−アミノ−4,6−ジチオール−sym−トリアジン、2−モルホリノ−4,6−ジチオール−sym−トリアジン、2−シクロヘキシルアミノ−4,6−ジチオール−sym−トリアジン、2−メトキシ−4,6−ジチオール−sym−トリアジン、2−フェノキシ−4,6−ジチオール−sym−トリアジン、2−チオベンゼンオキシ−4,6−ジチオール−sym−トリアジン、2−チオブチルオキシ−4,6−ジチオール−sym−トリアジン等の複素環を含有したポリチオール、及びそれらの塩素置換体、臭素置換体等ハロゲン置換化合物が挙げられるが、これら例示化合物に限定されるものではない。
また、ビス(メルカプトメチル)スルフィド、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)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)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、1,2,3−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、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、4,8−ジメルカプトメチル−1,11−メルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、5,7−ジメルカプトメチル−1,11−メルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、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、2,5−ジメルカプトメチル−2,5−ジメチル−1,4−ジチアン等の脂肪族ポリチオール化合物、及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(3−メルカプトプロピオネート)、
チオジグリコール酸ビス(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)、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)、ジチオジプロピオン酸ビス(2,3−ジメルカプトプロピルエステル)等の脂肪族ポリチオール、3,4−チオフェンジチオール、ビスムチオール等の複素環化合物等が挙げられる。さらには、これらの塩素置換体、臭素置換体等のハロゲン置換体を使用しても良い。しかし、これらの例示に限定されるものではない。これらは、それぞれ単独で用いても、2種類以上を混合して用いてもよい。
組成物の他の任意的構成成分
また本発明の重合性組成物には、主に得られる樹脂の屈折率等の光学物性を調整するために、耐衝撃性、比重等の諸物性を調整するため、重合性組成物の粘度、その他の取り扱い性を調整するためなど、モノマー系や樹脂の改良をする目的で、樹脂改質剤を加えることができる。
また、本発明の重合性組成物を硬化させる際には、目的に応じて公知の成形法におけるのと同様に、鎖延長剤、架橋剤、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、着色防止剤、ブルーイング剤、油溶染料、充填剤などの種々の物質を添加してもよい。
さらに、所望の反応速度に調整するために、公知の反応触媒を適宜添加することもできる。好ましく用いられる触媒としては、例えば、ウレタン化反応触媒として、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジクロライド、ジメチル錫ジクロライド、テトラ−メチル−ジアセトキシ−ジスタノキサン、テトラ−エチル−ジアセトキシ−ジスタノキサン、テトラ−プロピル−ジアセトキシ−ジスタノキサン、テトラ−ブチル−ジアセトキシ−ジスタノキサン等の錫化合物や3級アミンなどのアミン化合物が使用できる。これらは単独で使用することも、2種以上を併用することもできる。
樹脂の製造方法
本発明の樹脂は通常、注型重合により得られる。具体的には、1,3−ジチオラン−4,5−ジイソシナートを含むイソ(チオ)シアナート成分(a)とジチオアセタール骨格、ジチオケタール骨格、オルトトリチオ蟻酸エステルもしくはオルトテトラチオ炭酸エステル骨格を有し、且つメルカプト基を2個以上有するポリチオール化合物(β)を含むチオール成分(b)とを混合する。この混合液を必要に応じ、適当な方法で脱泡を行った後、モールド中に注入し、通常、低温から高温へ徐々に加熱し重合させる。
樹脂
このようにして得られる本発明の樹脂は、高屈折率で低分散であり、耐熱性、耐久性に優れ、軽量で耐衝撃性に優れた特徴を有しており、眼鏡レンズ、カメラレンズ等の光学素子素材として好適である。
また、本発明の樹脂は、必要に応じ反射防止、高硬度付与、耐磨耗性向上、耐薬品性向上、防雲性付与、あるいはファッション性付与等の改良を行うため、表面研磨、帯電防止処理、ハードコート処理、無反射コート処理、染色処理、調光処理等の物理的、化学的処理を施す事ができる。
実施例
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。尚、得られた樹脂の性能試験のうち、屈折率、耐熱性、比重、耐久性は以下の試験法により評価した。
・屈折率(ne)、アッベ数(νe):プルフリッヒ屈折計を用い20℃で測定した。
・耐熱性:TMAペネトレーション法(50g荷重、ピン先0.5mmφ)でのTg(℃)を耐熱性とした。
[製造例1]
(1,3−ジチオラン−4,5−ジイソシアナートの合成)
攪拌羽根、温度計、コンデンサーを設置した2リットル4つ口フラスコに、2,3−ジメルカプトコハク酸ジメチル210.3g(1.0mol)、トルエン1200ml、p−トルエンスルホン酸9.5g(0.05mol)、37%ホルマリン水溶液81.2g(1.0mol)を装入し、114℃で加熱還流させながら生成する水を留出させた。生成水が留出しなくなった時点で反応を終了させて、25℃に冷却後、反応液を水800mlで2回洗浄後、トルエン溶液を濃縮させた残査170.8gを得た。この残査を130℃、53.2Paで減圧蒸留して、1,3−ジチオラン−4,5−ジカルボン酸メチル110.0gを得た。
攪拌羽根、温度計、コンデンサーを設置した1リットル4つ口フラスコに、1,3−ジチオラン−4,5−ジカルボン酸メチル110.0g(0.49mol)、メタノール750mlを装入し、5℃にてヒドラジン一水和物50.1g(1.0mol)を装入し、12時間同温度で反応させた。析出した結晶をろ取し、乾燥させて4,5−ジ(ヒドラジノカルボニル)−1,3−ジチオラン87.1gを得た。
攪拌羽根、温度計、コンデンサーを設置した2リットル4つ口フラスコに、4,5−ジ(ヒドラジノカルボニル)−1,3−ジチオラン87.1g(0.39mol)、水700mlを装入後、5℃にて35%塩酸水104.2g(0.80mol)を滴下装入し、ついでトルエン500mlを装入後に、亜硝酸ソーダ55.2g(0.80mol)を水200mlに溶解させた水溶液を5℃で徐々に滴下装入させた。2時間反応させた後に、有機層を分液し、無水硫酸マグネシウムで乾燥後、80℃から100℃のトルエン溶液500ml中に徐々に滴下装入し、窒素が継続して発生するように反応させた。窒素発生が観察されなくなった後に、2時間/110℃で還流させ、室温まで冷却させた。冷却後、トルエンを減圧留去し、得られた黄色油状物を80℃/40Paで減圧蒸留させて、無色透明の1,3−ジチオラン−4,5−ジイソシアナート37.6gを得た。
[製造例2]
(1,1,3,3−テトラキス(メルカプトメチルチオ)プロパンを主成分とするチオール成分(b1)の合成)
攪拌羽根、温度計、蒸留塔、窒素導入用キャピラリーを設置した、2リットルの底抜きコック付きフラスコに、1,1,3,3−テトラメトキシプロパン164.2g(1.0mol)にアセチルチオメチルチオール488.2g(4.0mol)、及びp−トルエンスルホン酸7.6g(0.04mol)を加え、1kPa以下の真空度を保ち、且つ攪拌しながら40℃に加熱した。メタノールの留出が停止するまで18時間ほど加熱を続けた。冷却後、真空を解除し、蒸留塔の代わりにコンデンサーを取り付けた後、400mlのメタノール、400mlのクロロホルム、および200mlの35%塩酸水を加え、60℃に加熱しアルコーリシスを行い、目的化合物の1,1,3,3−テトラキス(メルカプトメチルチオ)プロパン(以下、ポリチオール化合物(β1)と称す)を生成させた。
適量の水及びクロロホルムを加えて分液させ、クロロホルム層を数回水洗し、脱溶媒してクロロホルム及び低沸分を除いた後、3μmテフロン(登録商標)フィルターで濾過後、340.0gのチオール成分(b1)を得た。チオール成分(b1)のLC分析より、ポリチオール化合物(β1)以外の化合物が2種検出された(クロマトグラフ面積比でそれぞれ9.8%、9.8%)。これらの化合物を分取LCによって精製し、分析したところそれぞれ、4,6−ビス(メルカプトメチルチオ)−1,3−ジチアン(ポリチオール化合物(β2))、2−(2,2−ビス(メルカプトメチルチオ)エチル−1,3−ジチエタン(ポリチオール化合物(β3))であった。
また、チオール成分(b1)(上記副生物2種を含む)のSHVをLCのクロマトグラフ面積比を用いて算出した結果、10.5meq/gであった。
[製造例3]
(トリス(メルカプトメチルチオ)メタン、1,1,5,5−テトラキス(メルカプトメチルチオ)−2,4−ジチアペンタン、ビス(4,4−ビス(メルカプトメチルチオ)−1,3−ジチアブチル)(メルカプトメチルチオ)メタンを主成分とするチオール成分(b2)の合成)
攪拌羽根、温度計、ジムロートを設置した、3リットル丸底フラスコにオルト蟻酸トリメチル117.1g(1.11mol)、メタンジチオール200.0g(2.49mol)、トルエン2リットル、及びp−トルエンスルホン酸23.6g(0.124mol)を加え、20℃で43時間攪拌した。反応溶液を水で3回洗浄した。有機層を脱溶媒してトルエン及び低沸点成分を除いた後、3μmテフロン(登録商標)フィルターで濾過し、122.5gのポリチオール化合物の混合物(以下、チオール成分(b2)と称す)を得た。
チオール成分(b2)のGPC測定(カラム:東ソー株式会社製「G1000HXL」7.8mm×300mm、溶離液:THF)より3つのピークが、ピーク面積比18:29:53で観測された。これら3化合物のうち低分子量側の2種は、別途液体クロマトグラフィーにより分取し、分析した結果、それぞれトリス(メルカプトメチルチオ)メタン(ポリチオール化合物(β4)。TMMTMとも称す)、及び1,1,5,5−テトラキス(メルカプトメチルチオ)2,4−ジチアペンタン(ポリチオール化合物(β5)。TMMTDTPとも称す)であることがわかった。残り1化合物の分子量をGPC分析結果から算出したところ、数平均分子量585、重量平均分子量589であった。この結果からこの成分がビス(4,4−ビス(メルカプトメチルチオ)−1,3−ジチアブチル)(メルカプトメチルチオ)メタン(ポリチオール化合物(β6)。分子量591)であることがわかった。
また、チオール成分(b2)のSHVをLCのクロマトグラフ面積比を用いて算出した結果、10.6meq/gであった。
製造例1で得られた1,3−ジチオラン−4,5−ジイソシアナート49.7gに、硬化触媒としてジブチル錫ジクロライド50mg、内部離型剤として、「ZelecUN」(商品名、stepan社製酸性燐酸エステル)100mg、紫外線吸収剤として「バイオソーブ583」(商品名、共同薬品社製)50mgを、20℃にて混合溶解させた。製造例2で得られたチオール成分(b1)50.3gを加え、良く混合し、モノマー混合物とした。この時のモノマー混合物中のメルカプト基とイソシアナート基のモル比は、SH/NCO=1.00であった。この均一液を600Paにて1時間脱泡を行った後、3μmテフロン(登録商標)フィルターにて濾過を行った後、ガラスモールドとテープからなるモールド型へ注入した。このモールド型をオーブンへ投入し、40℃〜130℃まで徐々に昇温し、20時間で重合した。得られたレンズは無色で透明性の高い良好なものであり、屈折率(ne)1.723、アッベ数(νe)31、耐熱性(Tg)154℃と良好であった。
製造例1で得られた1,3−ジチオラン−4,5−ジイソシアナート49.5gに、硬化触媒としてジブチル錫ジクロライド50mg、内部離型剤として、「ZelecUN」(商品名、stepan社製酸性燐酸エステル)100mg、紫外線吸収剤として「バイオソーブ583」(商品名、共同薬品社製)50mgを、20℃にて混合溶解させた。製造例2で得られたチオール成分(b1)50.5gを加え、良く混合し、モノマー混合物とした。この時のモノマー混合物中のメルカプト基とイソシアナート基のモル比は、SH/NCO=1.01であった。この均一液を600Paにて1時間脱泡を行った後、3μmテフロン(登録商標)フィルターにて濾過を行った後、ガラスモールドとテープからなるモールド型へ注入した。このモールド型をオーブンへ投入し、40℃〜130℃まで徐々に昇温し、20時間で重合した。得られたレンズは無色で透明性の高い良好なものであり、屈折率(ne)1.724、アッベ数(νe)31、耐熱性(Tg)153℃と良好であった。
製造例1で得られた1,3−ジチオラン−4,5−ジイソシアナート45.2gに、硬化触媒としてジブチル錫ジクロライド50mg、内部離型剤として、「ZelecUN」(商品名、stepan社製酸性燐酸エステル)100mg、紫外線吸収剤として「バイオソーブ583」(商品名、共同薬品社製)50mgを、20℃にて混合溶解させた。製造例2で得られたチオール成分(b1)54.8gを加え、良く混合し、モノマー混合物とした。この時のモノマー混合物中のメルカプト基とイソシアナート基のモル比は、SH/NCO=1.20であった。この均一液を600Paにて1時間脱泡を行った後、3μmテフロン(登録商標)フィルターにて濾過を行った後、ガラスモールドとテープからなるモールド型へ注入した。このモールド型をオーブンへ投入し、40℃〜130℃まで徐々に昇温し、20時間で重合した。得られたレンズは無色で透明性の高い良好なものであり、屈折率(ne)1.730、アッベ数(νe)30、耐熱性(Tg)140℃と良好であった。
製造例1で得られた1,3−ジチオラン−4,5−ジイソシアナート50.0gに、硬化触媒としてジブチル錫ジクロライド50mg、内部離型剤として、「ZelecUN」(商品名、stepan社製酸性燐酸エステル)100mg、紫外線吸収剤として「バイオソーブ583」(商品名、共同薬品社製)50mgを、20℃にて混合溶解させた。製造例3で得られたチオール成分(b2)50.0gを加え、良く混合し、モノマー混合物とした。この時のモノマー混合物中のメルカプト基とイソシアナート基のモル比は、SH/NCO=1.00であった。この均一液を600Paにて1時間脱泡を行った後、3μmテフロン(登録商標)フィルターにて濾過を行った後、ガラスモールドとテープからなるモールド型へ注入した。このモールド型をオーブンへ投入し、40℃〜130℃まで徐々に昇温し、20時間で重合した。得られたレンズは無色で透明性の高い良好なものであり、屈折率(ne)1.733、アッベ数(νe)30、耐熱性(Tg)144℃と良好であった。
製造例1で得られた1,3−ジチオラン−4,5−ジイソシアナート49.7gに、硬化触媒としてジブチル錫ジクロライド50mg、内部離型剤として、「ZelecUN」(商品名、stepan社製酸性燐酸エステル)100mg、紫外線吸収剤として「バイオソーブ583」(商品名、共同薬品社製)50mgを、20℃にて混合溶解させた。製造例3で得られたチオール成分(b2)50.3gを加え、良く混合し、モノマー混合物とした。この時のモノマー混合物中のメルカプト基とイソシアナート基のモル比は、SH/NCO=1.01であった。この均一液を600Paにて1時間脱泡を行った後、3μmテフロン(登録商標)フィルターにて濾過を行った後、ガラスモールドとテープからなるモールド型へ注入した。このモールド型をオーブンへ投入し、40℃〜130℃まで徐々に昇温し、20時間で重合した。得られたレンズは無色で透明性の高い良好なものであり、屈折率(ne)1.734、アッベ数(νe)30、耐熱性(Tg)143℃と良好であった。
製造例1で得られた1,3−ジチオラン−4,5−ジイソシアナート45.4gに、硬化触媒としてジブチル錫ジクロライド50mg、内部離型剤として、「ZelecUN」(商品名、stepan社製酸性燐酸エステル)100mg、紫外線吸収剤として「バイオソーブ583」(商品名、共同薬品社製)50mgを、20℃にて混合溶解させた。製造例3で得られたチオール成分(b2)54.6gを加え、良く混合し、モノマー混合物とした。この時のモノマー混合物中のメルカプト基とイソシアナート基のモル比は、SH/NCO=1.20であった。この均一液を600Paにて1時間脱泡を行った後、3μmテフロン(登録商標)フィルターにて濾過を行った後、ガラスモールドとテープからなるモールド型へ注入した。このモールド型をオーブンへ投入し、40℃〜130℃まで徐々に昇温し、20時間で重合した。得られた樹脂は無色で透明性の高い良好なものであり、屈折率(ne)1.740、アッベ数(νe)30、耐熱性(Tg)130℃と良好であった。
[比較例1]
キシリレンジイソシアナート45.6gに、硬化触媒としてジブチル錫ジクロライド30mg、内部離型剤として、「ZelecUN」(商品名、stepan社製酸性燐酸エステル)150mg、紫外線吸収剤として「バイオソーブ583」(商品名、共同薬品社製)50mgを、20℃にて混合溶解させた。製造例2で得られたチオール成分(b1)54.4gを加え、良く混合し、モノマー混合物とした。この時のモノマー混合物中のメルカプト基とイソシアナート基のモル比は、SH/NCO=1.18であった。この均一液を600Paにて1時間脱泡を行った後、3μmテフロン(登録商標)フィルターにて濾過を行った後、ガラスモールドとテープからなるモールド型へ注入した。このモールド型をオーブンへ投入し、40℃〜130℃まで徐々に昇温し、20時間で重合した。得られたレンズは無色で透明性の高いものであり、屈折率(ne)1.693、アッベ数(νe)30、耐熱性(Tg)99.5℃であった。
[比較例2]
キシリレンジイソシアナート47.2gに、硬化触媒としてジブチル錫ジクロライド10mg、内部離型剤として、「ZelecUN」(商品名、stepan社製酸性燐酸エステル)100mg、紫外線吸収剤として「バイオソーブ583」(商品名、共同薬品社製)50mgを、20℃にて混合溶解させた。製造例3で得られたチオール成分(b2)52.8gを加え、良く混合し、モノマー混合物とした。この時のモノマー混合物中のメルカプト基とイソシアナート基のモル比は、SH/NCO=1.12であった。この均一液を600Paにて1時間脱泡を行った後、3μmテフロン(登録商標)フィルターにて濾過を行った後、ガラスモールドとテープからなるモールド型へ注入した。このモールド型をオーブンへ投入し、40℃〜120℃まで徐々に昇温し、21時間で重合した。得られたレンズは無色で透明性の高いものであり、屈折率(ne)1.704、アッベ数(νe)30、耐熱性(Tg)94.3℃であった。
[比較例3]
1,3−ジチオラン−4,5−ジイソシアナート25.0gに、硬化触媒としてジブチル錫ジラウレート4.4mg、1,2,4−トリス(メルカプトメチル)ベンゼン19.2gを良く混合し、モノマー混合物とした。この時のモノマー混合物中のメルカプト基とイソシアナート基のモル比は、SH/NCO=1.00であった。この均一液を600Paにて1時間脱泡を行った後、3μmテフロン(登録商標)フィルターにて濾過を行った後、ガラスモールドとテープからなるモールド型へ注入した。このモールド型をオーブンへ投入し、30℃〜120℃まで徐々に昇温し、23時間で重合した。得られたレンズは無色で透明性の高いものであり、屈折率(ne)1.705、アッベ数(νe)30、耐熱性(Tg)152.0℃であった。
[比較例4]
1,3−ジチオラン−4,5−ジイソシアナート25.0gに、硬化触媒としてジブチル錫ジラウレート4.8mg、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23.1gを良く混合し、モノマー混合物とした。この時のモノマー混合物中のメルカプト基とイソシアナート基のモル比は、SH/NCO=1.00であった。この均一液を600Paにて1時間脱泡を行った後、3μmテフロン(登録商標)フィルターにて濾過を行った後、ガラスモールドとテープからなるモールド型へ注入した。このモールド型をオーブンへ投入し、30℃〜120℃まで徐々に昇温し、23時間で重合した。得られたレンズは無色で透明性の高いものであり、屈折率(ne)1.695、アッベ数(νe)33、耐熱性(Tg)127.0℃であった。
実施例1〜4、比較例1〜4の評価結果を表1に示した。
Figure 2005325183

Claims (8)

  1. 1,3−ジチオラン−4,5−ジイソシアナートを含有するイソ(チオ)シアナート成分(a)と、ジチオアセタール骨格、ジチオケタール骨格、オルトトリチオぎ酸エステル骨格もしくはオルトテトラチオ炭酸エステル骨格から選ばれる少なくとも一つの骨格を有し、且つメルカプト基を2個以上有するポリチオール化合物(β)を含有するチオール成分(b)とを含む組成物。
  2. 上記組成物中のメルカプト基とイソ(チオ)シアナート基のモル比(SH/NCO)が、1.01以上3.0以下である請求項1記載の組成物。
  3. 上記ポリチオール化合物(β)がメルカプトメチルチオ基を有する請求項1または2記載の組成物。
  4. 上記ポリチオール化合物(β)が、1,1,3,3−テトラキス(メルカプトメチルチオ)プロパン、1,1,2,2−テトラキス(メルカプトメチルチオ)エタン、4,6−ビス(メルカプトメチルチオ)−1,3−ジチアン、および、2−(2,2−ビス(メルカプトメチルチオ)エチル−1,3−ジチエタンからなる群から選択される1種類以上のポリチオール化合物である請求項1、2または3記載の組成物。
  5. 請求項1乃至4の何れか1項に記載の組成物を硬化させる工程を含むポリチオウレタン樹脂の製造方法。
  6. 請求項5記載の製造方法を用いて得られたポリチオウレタン樹脂。
  7. 請求項6記載のポリチオウレタン樹脂を含有する光学素子。
  8. 請求項6記載のポリチオウレタン樹脂を含有するレンズ。
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