JPH02208309A - チオカルボン酸エステル組成物 - Google Patents

チオカルボン酸エステル組成物

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JPH02208309A
JPH02208309A JP24081089A JP24081089A JPH02208309A JP H02208309 A JPH02208309 A JP H02208309A JP 24081089 A JP24081089 A JP 24081089A JP 24081089 A JP24081089 A JP 24081089A JP H02208309 A JPH02208309 A JP H02208309A
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JP
Japan
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acid ester
refractive index
thiocarboxylic acid
monomer
weight
Prior art date
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Application number
JP24081089A
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English (en)
Inventor
Shingo Matsuoka
松岡 信吾
Masahiro Amano
正弘 天野
Yasuji Kida
木田 泰次
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Tokuyama Corp
Original Assignee
Tokuyama Corp
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Publication date
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、特に光学材料として有用であり、その他塗料
、インク、接着剤及び感光性樹脂等に有用な重合性のチ
オカルボン酸エステル組成物に関するものである。
〔従来技術及び発明が解決しようとする課題〕従来、無
機ガラスる代る合成樹脂については種々研究されている
か、欠点も多く、まだ十分に満足し得る性状のものは得
られていない。例えば、メチルメタクリレ−1〜やシエ
ヂレングリコールビス(アリルカーボネート)を主成分
とする単量体を重合した重合体は、光学用樹脂やレンズ
として使用されているが、その屈折率は約1.50と低
い。
このため架橋性の高屈折率樹脂用単量体が種々提案され
ている。例えば、特開昭61−28901号公報などに
フェニル基をハロゲン原子で置換したフェニルメタクリ
レートなどハロゲン原子を多数含んだ樹脂が提案されて
いる。また、特開昭601977]]号公報などにα−
ナフチルメタクリレートを主成分とする高屈折率樹脂用
組成物が提案されている。これらの高屈折率樹脂用単量
体は、ハロゲン原子や縮合芳香環を含むためその大部分
が常温で固体である。このため、これらの単量体は常温
で液状の単量体に溶解して重合される。
上記の液状の単量体としては、例えば、下記式CH。
CH2=C−C0CH2CI(2SR’(R’は、アル
ギル基を示す。) で示されるメタクリル酸エステルが知られている。
しかしながら、この単量体を重合して成る樹脂は、屈折
率がそれほど高くない。
〔課題を解決すための手段〕
そこで、本発明者らは、高屈折率樹脂用の常温で固体の
単量体の溶解に適した常温で液状のjn量体であって、
高屈折率且つ低分散であり、透明性、耐衝撃性、耐候性
及び軽量性などに優れた樹脂を与える単量体の開発を目
的として研究を行なってきた。その結果、特定の構造を
有する新規なチオカルボン酸エステル化合物が上記目的
を達成する単量体であるごと、及び十記チオカルボン酸
エステル化合物と重合性基を2つ以上有する単量体の混
合物を重合することによって、−上記した目的を達成す
る樹脂が得られることを見出し、本発明を完成させるに
至った。
即ち、本発明は、 (δ)一般式〔l〕 CH,、=(、C3(CHCH3)n+R’    (
J)R2R3 で示されるチオカルボン酸エステル化合物100重量部 y (b)  上記チオカルボン酸エステル化合物と共重合
可能な重合性基を2つ以」二有する単量体      
      20〜500重量部よりなることを特徴と
するチオカルボン酸エステル組成物である。
上記一般式〔I〕で示されるチオカルボン酸エステル化
合物は、新規化合物である。
前記一般式CI)中、R2及びR1は、夫々同種又は異
種の水素原子又は7月バ)−ル基であればよいが、重合
により得られる重合体の光学+A料への利用の観点から
は、水素原子又はメチル基であることが好ましい。
前記一般式CI)中、R4は、置換若しくは非置換のヘ
ンシル基である。
上記R4で示されるヘンシル基の置換基としてはハロゲ
ン原子が好適である。
また、上記一般式CI)中、mは1以上の整数であれば
よい。一般にはmの値か大きいほど一分子当りのイオウ
の含有率が増加するため、重合して得られる樹脂の屈折
率はJiQ大するとともに耐衝撃性も向上する。しかし
ながら、mを大きくしすぎると一般式〔I〕で示される
化合物の粘度が急激に増加し、その取扱いか困難になる
とともに、重合して得られる樹脂の耐熱性がそこなわれ
るといった問題が生じてくる。このため、得られる樹脂
の屈折率、面4街撃性及び耐熱性を勘案すると、mは1
〜5の範囲で、特に1〜3の範囲で選択することが好ま
しい。
本発明で用いられる前記一般式〔同で示されるチオカル
ボン酸エステル化合物は、次の手段によって同定、確認
することができる。
(ア)赤外吸収スペクトル(JR)を測定することによ
り、315 (1〜2800cm−’にCH結合に基づ
く吸収、1650〜1620cm−’に末端2重結合に
基づく吸収、更に1660〜1690c、m−’付近に
千オニ[ステル結合に基づくカルボニル基の強い吸収が
観測される。
(イ)11]−核磁気共鳴スペクトル(’ H−NMR
)を測定することにより化合物を容易に同定することが
できる。特に一般式〔I〕においてRがステルWの場合
ばδ1.9 ppm付近にメチル基に基づくピーク、及
び65.7とδ6.1 ppm付近に末端のビニリデン
プロ1〜ンに基づ(ピークがそれぞれ3 : ]、 :
 1の割合でメタクリル酸エステルに特有なパターンで
認められる。またRが水素原子の場合は、65.6〜7
 ppmにアクリル酸エステルに特有なパターンで3個
分の水素が認められる。さらにヂオエーテル鎖において
はイオウ原子に結合した炭素原子上の水素がδ2、9 
ppln4]近にそれぞれ結合状態に応したパターンの
ピークを示す。さらにR2及びR3のいずれかがメチル
基の場合、δ]、 1 ppm付近に2重線が認められ
る。さらに、ヘンシル位の水素が63.5〜4.5 p
pmに認められる。また、芳香族水素は、67〜68.
5 ppmにピークが認、められる。
その他の水素原子が存在すれば、その都合様式に応した
スペク1−ルパターンを示す。以上のような情報より容
易に化合物の同定が可能である。
(つ) 元素分析によって炭素、水素、イオウ、ハロゲ
ンの各重量%を求め、さらに認知された各元素の重量%
の和を100から減じるごとによって酸素の重量%を算
出することができ、該化合物の組成式を決定することが
できる。
−形式〔■〕で示されるチオカルボン酸エステル化合物
は、下記式〔■] R3(CI(CH3)mR’          (I
I)R”R3 で示される化合物と、下記式[111)で示される化合
物とを反応させることにより得ることができる。
両原料の仕込みモル比は、通常(−形式(n、1で示さ
れる化合物)/(−形式CIr1)で示される化合物)
−0,8〜1.5の範囲から選択すればよいが、等量用
いることが好ましい。
本反応においては塩化水素が副生ずる。一般にはこの塩
化水素を反応系から除く為、反応系内に塩化水素捕捉剤
として塩基を共存させたり、窒素ガス等の不活性ガスを
反応系に通じたりすることが好ましくい。
該塩化水素捕捉剤としての塩基は特に限定されず公知の
ものを使用することができる。一般に好適に使用される
塩基としてトリメチルアミン、1〜リエチルアミン、ト
リプロピルアミン等のトリアルキルアミン;ピリジン;
テトラステル尿素;水酸化ナトリウム;炭酸す1〜リウ
ム等が挙げられる。
塩基の量はカルボン酸塩化物1モルに対して1モル以上
用いることが好ましい。
本発明における前記反応に際しては、一般に有機溶媒を
用いるのが好ましい。該溶媒として好適に使用されるも
のを例示すれば、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキ
サン、ヘプタン、石油エーテル、クロロホルム、塩化メ
チレン、塩化エチレン等の脂肪族又は芳香族炭化水素類
あるいはハロゲン化炭化水素類;ジエチルエーテル、ジ
オキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類、N、N
ジメチルポルムアミド、N、N−ジエチルホルムアミド
等のN、N−ジアルキルアミド類;ジステルスルポキシ
ド等が挙げられる。
前記反応における温度は広い範囲から選択出来、一般に
ば−20°C〜100°C1好ましくは0℃〜50°C
の範囲から選べばよい。反応時間は原料の種類によって
も違うが、通常5分〜24時間、好ましくは10分〜4
時間の範囲から選べばよい。
また反応中においては攪拌を行うのが好ましい。
反応系から目的生成物、即ち前記−形式(Nで示される
化合物を単離精製する方法は特に限定されず公知の方法
を採用できる。
本発明で用い前記一般式N’lで示されるチオカルボン
酸エステル化合物は、液状の単量体であり、屈折率が高
く、低分散で無色透明で、比重が小さく、耐衝撃性に優
れた重合体を与える。
次に、本発明のチオカルボン酸エステル3:lNN動物
他方の成分は、前記したチオカルボン酸エステル化合物
と共重合可能な重合性基を2つ以」二有する単量体であ
る。前記したチオカルボン酸エステル化合物は常温で液
状であるため、上記の重合性基を3つ以上有する単量体
は固体であっても良好に混合可能である。
上記した単量体を具体的に例示すると、例えば、エチレ
ングリコールジアクリレ−1−、ジエチレングリコール
ジメタクリレ−1・、エチレングリコルビスゲリシジル
メタクリレート、ビスフェノールAジメタクリレ−1・
、2.2,6.6−チトラブロモビスフエノールAジメ
タクリレ−1−2,2ビス(4−メタクリロイルオキシ
エトキシフェニル)プロパン、2.2−ヒス(3,5−
ジゾロモ−4,−メタ/”Jロイルオニ1−シエI−=
I−ジフェニル)プロパン等のアクリル酸及びメタクリ
ル酸エステル化合物;ジアリルフタレ−1・、ジアリル
テレフタレート、ジアリルイソフタレ−1・、酒石酸ジ
アリル、エポキシコハク酸ジアリル、ジアリルマレート
、クロレン酸シアリル、ヘキザフタル酸ジアリル、ジア
リル−カーホネ−1・、アリルジグリコールカーボネ−
1・等のアリル化合物等である。これらのi量体は一種
又は二種以上を混合して使用できる。
これらの共重合可能な単量体の一般式(1)で示される
チオカルボン酸エステル化合物に対する混合割合は、チ
オカルボン酸エステル化合物100重合部に対して共重
合可能な単量体が20〜500重量部であり、より好ま
しくは20〜200重量部である。
本発明においては、さらに、アクリル酸、メタクリル酸
、無水マレイン酸、フマル酸などの不飽和カルボン酸;
アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸
メチル、メタクリル酸フェニル、2−ヒドロキシエチル
メタクリレート、トリフルオロメチルメタクリレ−1〜
等のアクリル酸及びメタクリル酸エステル化合物;フマ
ル酸モノメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジフェニ
ル等のフマル酸エステル化合物;アリルシンナメート、
アリルイソシアネート等のアリル化合物;スチレン、ク
ロロスチレン、メチルスチレン、ヒニルナフタレン、イ
ソプロペニルナフクレン、ブロモスチレン、ジプロモス
チレン等の芳香族ビニル化合物等を混合して使用するこ
ともできる。
本発明のチオカルボン酸エステル組成物から重合体を得
る重合方法は特に限定的でなく、公知のラジカル重合方
法を採用できる。重合開始手段は、種々の過酸化物やア
ゾ化合物等のラジカル重合開始剤の使用、又は紫外線、
α線、β線、T線等の照射或いは両者の併用によって行
うことができる。
代表的な重合方法を例示すると、エラストマーガスケッ
トまたはスペーサーで保持されているモールド間に、ラ
ジカル重合開始剤を含む本発明の単量体組成物を注入し
、空気炉中で硬化させた後、取出す注型重合が採用され
る。
ラジカル重合開始剤としては、特に限定されず、公知の
ものが使用できるが、代表的なものを例示すると、ペン
ゾイルバーオキザイド、p−クロロベンゾイルバーオキ
ザイド、デカノイルバーオキザイド、ラウロイルパーオ
キサイド、アセチルバオキサイド等のジアシルパーオキ
サイド;tブチルパーオキシ−2−エチルヘキサネート
、tブチルパーオキシネオデカネート、クミルパーオキ
シネオデカネート、t−フ゛チルパーオキシベンヅエ−
1・等のパーオキシエステル;ジイソプロピルパーオキ
シジカーホネート、ジー2−エチルヘギシルバーオキシ
ジカーボネート、ジーsecブチルパーオキシジカーポ
ネート等のパーカーボネート;アヅヒスイソブチロニト
リル等のアゾ化合物である。該ラジカル重合開始剤の使
用量は、重合条件や開始剤の種類、前記の単量体の組成
によって異なり、−概に限定できないが、一般には、全
単量体100重量部に対して0.01〜10重量部、好
ましくは0.01〜5重量部の範囲で用いるのが好適で
ある。
重合条件のうぢ、特に温度は得られる高屈折率樹脂の性
状に影響を与える。この温度条件は、開始剤の種類と量
や単量体の種類によって影響を受けるので、−概に限定
はできないが、−船釣に比較的低温下で重合を開始、ゆ
っくりと温度をありで行き、重合終了時に高温下に硬化
させる所謂テーパ型の2段重合を行うのか好適である。
重合時間も温度と同様に各種の要因によって異なるので
、予めこれらの条件に応じた最適の時間を決定するのが
好適であるが、一般に2〜40時間で重合が完結するよ
うに条件を運ぶのが好ましい。
勿論、前記重合に際し、離型剤、紫外線吸収剤、酸化防
止剤、着色防止剤、帯電防止剤、ケイ光染料、染料、顔
料等の各種安定剤、添加剤は必要に応して選択して使用
することが出来る。
さらに、上記の方法で得られる高屈折率樹脂は、その用
途に応じて以下のような処理を施すことも出来る。即ち
、分散染料などの染料を用いる染色、シランカップリン
グ剤やケイ素、ジルコニウム、アンチモン、アルミニウ
ム等の酸化物のゾルを主成分とするバートコ−1〜剤や
、有機高分子体を主成分とするハードコート剤によるハ
ードコーティング処理や、SiO□、TjOz、ZrO
等の金属酸化物の薄膜の蒸着や有機高分子体の薄膜の塗
布等による反則防止処理、帯電防止処理等の加工及び2
次処理を施すことも可能である。
〔効 果〕
本発明の組成物の一成分であるチオカルボン酸エステル
化合物は、常温で液体であり、常温で固体の高屈折率樹
脂用単量体を熔解する単量体として好適に使用し得る。
また、本発明のチオカルボン酸エステル組成物を重合し
て得られる重合体は耐衝撃性及び耐候性に優れ、さらに
、屈折率が1.57以」二で、低分散であり、透明性、
軽量性に優れている。このため、本発明のチオカルボン
酸エステル組成物の重合により得られる高屈折率樹脂は
、有機ガラスとして有用であり、例えば、メガネレンズ
、光学機器レンズ等の光学レンズとして最適であり、さ
らにプリスム、光デイスク基板、光ファイバー等の用途
に好適に使用することができる。
〔実施例〕
以下、本発明を具体的に説明するために、実施例を挙げ
て説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。
なお、本発明で得られたチオカルボン酸エステル化合物
の同定は下記の分析方法によって実施した。
(IITRスペクI・ル 島津製作所■製 I R−4,4,0型を用い、試料を
KBr板にはさめ、薄膜の状態で測定した。
(2)’H−NMRスペクトル 日本電子■製 PMX−60SI型(60MHz)を用
い、試料をCDCβ3に希釈し、テトラメチルシランを
内部標準として測定した。
(3)元素分析 ■柳本製作所製 CHNコーダ MT−2型を用い、炭
素及び水素の分析を、イオウについてはフラスコ燃焼法
を用いて測定を行った。
(4)屈折率(ηD′。) アタゴ■製 アソへ屈折計(3T型)を用い、20°C
の屈折率を測定した。
また、実施例において得られた高屈折率樹脂は、下記の
試験法によって諸物性を測定した。
(1)屈折率(η、zo)、アツベ数(ν)アタゴ■製
 アソへ屈折計(3T型)を用い20°Cの屈折率及び
アソへ数を測定した。接触液には、ブロセナフタリンを
使用した。
(2)外観 目視により判定した。
(3)耐候性 スガ試験機01製 ロングライフキセノンフェードメー
ター(FAC−25AX−HC型)中に試料を設置し、
100時間キセノン光を露光した後、試料の着色の程度
を目視で観察し、ポリスチレンに比べ着色の程度の低い
ものを○、同等のものを△、高いものを×で評価した。
(4)耐衝撃性 厚さ21m、直径65m11の円板状の試料板に127
cmの高さから所定重量の鋼球を自然落下させ、該試料
板が破損しない限界の鋼球の重さを測定した。その結果
を第1表に示す基準に従って、A〜Eの評価を行った。
第  1  表 (5)バートコ−1・膜の密着性 試料となる板状の樹脂をメタノールで十分に洗浄して風
乾し清澄な状態にした後、10%の水酸化す1−リウム
水溶液に10分間浸漬した。
次いで水洗乾燥させて試料の前処理を行った。
一方、予めビス(T−トリエトキシシリルプロビル)カ
ーボネ−1・20重量部、γ−グリシドキシプロビルト
リメ1〜キシシラン10重量部、コロイドシリカ(日産
化学社製メタノールゾル)30重置部、メチルセロソル
ブ30重量部、0.05規定塩酸10重量部及び過塩素
酸アンモニウム0.25重量部を十分混合してハードコ
ート液を調製した。このハードコート液に前処理を行っ
た試料を浸漬し、これを室温で十分風乾した後、80°
Cで3時間加熱して被膜を硬化させた。得られた被膜の
密着性を以下の試験法で評価した。先端が鋭利なカッタ
ーナイフで試料の表面にl+++iX1m11のマス目
を100個つけた後、市販のセロテープを貼り付けて、
次いで素早く剥した時の被膜の剥れ状態を目視で観察し
、100個のマス目の内剥れずに残ったマス目の数で評
価した。
尚、以下の実施例で使用した単量体は、一部下記の記号
で表わした。但し、〔〕内は単独重合体の屈折率である
BDMA:2 2’  6 6’−テトラブロモビスフ
ェノールAジメタクリレート C1,604,) BBMEPP:2.2−ビス(3,5−ジブロモ−4−
メタクリロイルオキシエト キシフェニル)プロピン(1,600)BMEPP:2
.2−ビス(4−メタクリ1」イルオキシエトキシフェ
ニル)プロパ ン(1,558) DEGMニジエチレングリコールジメタクリレート(1
,508) 製造例1 温度計、攪拌機及び滴下ロートを付けた3つロフラスコ
に、2−ベンジルチオエチル千オール20.2g (0
,L 1moり)とトリエヂルエミン13.3 g (
0,13moβ)と無水クロロポルム100mβを仕込
み、0°Cに冷却した。攪拌しながらメタクリル酸クロ
ライド12.6 g (0,12mo#)を徐々に滴下
した。この際、反応温度を0〜5°Cに保ち、滴下終了
後さらに20“Cで1時間攪拌した。
その後、反応混合物を水にあけ、希炭酸すトリウム水溶
液で有機層を洗浄した後、水洗を行なった。
有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を減圧上
留去した。得られた油状物′を減圧蒸留することにより
、目的のチオメタクリル酸2−ペンジルチオエチルを沸
点132〜135°C(0,05O5mm1lの無色透
明液体として16.3 gを得た。このものの屈折率は
1.584であった。IRスペクトルにおいて1670
cm−’に強いカルボニル基、1640cm−’に末端
二重結合に基づく吸収が認められた。
また’H−NMR(CD(13溶媒中、テトラメチルシ
ラン基準、ppm )において61.93にメチル基の
水素(c)に由来する3個分のピークが結合定数211
zの二重線として、δ2.4〜δ3.3にメチレン基の
水素(d)、(e)に由来する4個分のピークが多重線
として、63.76にヘンシル位の水素(f)に由来す
る2個分のピークが単一線として、65.56付近にビ
ニル基の水素(a)に由来する1個分のピークが多重線
として、66.06付近にビニル基の水素(b)に由来
する1個分のピークが多重線として、δ7.1付近にフ
ェニル基の水素(g)に由来する5個分のピークが多重
線としてそれぞれ観測された。
ム水溶液で有機層を洗浄した後、水洗を行った。
有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を留去し
た。得られた油状物をカラムクロマトグラフィー(充填
剤ニジリカゲル、展開剤:クロロホルム)で精製し、下
記式 また、元素分析値(()内は計算値である。)は、C:
61.81%(61,86χ)、T(: 6.09%(
6,39χ)、S:25.33%(25,4]χ)であ
り計算値とよく一致した。
製造例2 温度計、攪拌機及び滴下ロートを付けた3つロフラスコ
に2−ヘンシルチオプロパン−1−チオール19.8 
g (0,10moβ)とトリエチルアミン11、1 
g (0,11mo4)を無水クロロホルム100m!
を仕込み、0°Cに冷却した。攪拌しながらメタクリル
酸クロライド11.5 g (0,11mon)を徐々
に滴下した。この際反応温度を0〜5°Cに保ち、滴下
終了後さらに20°Cで1時間攪拌した。
その後、反応混合物を水にあけ、希炭酸すl−IJつで
示される化合物を無色透明の油状物として得た。
このもの屈折率ば1.580であった。また、IRスペ
クトルにおいて1670cm−’に強いカルボニル基に
基づく吸収が認められた。また、元素分析値(()内は
計算値である。)は、C:61.56%(61,86χ
)、H: 6.40%(6,39χ)、S:25.49
%(25,,11°16)であり計算値とよく一致した
製造例3 原料として2,4−ジブロモフェニルメチルチオエチル
チオール及びアクリル酸クロライドを用いた他は製造例
2と全く同様にして下記の化合物を得た。
r この化合物は、無色透明粘稠液体であり、屈折率は1.
604であった。また、IRスペクトルにおいて167
0cm−’に強いカルボニル基に基づく吸収が認められ
た。元素分析値(()内は計算値である。)は、C:3
6.52%(36,38χ)、H: 3.21%(3,
05X)、S : 16.35Z(16,19Z)であ
り、計算値とよく一致した。
実施例1〜7 製造例1〜3で製造したチオカルボン酸エステル化合物
100重量部に対してラジカル重合開始剤としてt−ブ
チルパーオキシ−2−エチルヘキサネート1重量部を添
加うてよく混合した。これに、上記チオカルボン酸エス
テル化合物と共重合可能な重合性基を2つ以上有する単
量体として第2表に示した化合物を混合した。この混合
液をガラス板とエチレン−酢酸ビニル共重合体とから成
るガスケットで構成された鋳型の中へ注入し、注型重合
を行った。重合は、空気炉を用い、30℃から90°C
で18時間かけ、徐々に温度を上げて行き、90℃に2
時間保持した。重合終了後、鋳型を空気炉から取出し、
放冷後、重合体を鋳型のガラスからとりはずした。えら
れた重合体の諸物性を測定して第2表に示した。
比較例1〜2 単量体としてチオメタクリル酸メチルとメタクリル酸2
−メチルチオエチルを用いた以外は実施例1と同様に実
施した。得られた重合体の諸物性を第2表に併記した。
参考例 製造例1〜3で得られたチオカルボン酸エステル化合物
を単独で実施例1と同様にして重合を行なった。得られ
た重合体の物性を第3表に示した。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(a)下記式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔但し、R^1は水素原子又はメチル基でありR^2及
    びR^3は、夫々同種又は異種の水素原子又はアルキル
    基であり、R^4は置換若しくは非置換のベンジル基で
    あり、mは1以上の数である。〕 で示されるチオカルボン酸エステル化合物 100重量部 及び(b)上記チオカルボン酸エステル化合物と共重合
    可能な重合性基を2つ以上有する単量 体20〜500重量部 よりなることを特徴とするチオカルボン酸エステル組成
    物。
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