JPWO2017047684A1 - 光学材料用重合性組成物の製造方法および光学材料の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ここで、近年にあっては、眼鏡レンズのような光学材料に対し、物体の輪郭や色彩を明瞭にし、視覚疲労などを軽減するため、眼鏡レンズに対し、該レンズを通して視認される物体のコントラストを改善することが望まれている。
一方、テトラアザポルフィリン化合物は、ネオジム化合物と同様に、優れた防眩性能とコントラスト性の改善を眼鏡レンズに付与することができる。つまり、特定吸収波長におけるピークのシャープさに由来して585nm付近以外での光透過性が良好で明視野が確保できるため、防眩性と視認性(コントラスト性)のバランスが極めて良好な眼鏡レンズを提供できる。
具体的に、特許文献1においては、コントラスト性を改善する有機系色素を直接原料となるビス(イソシアネートメチル)ビシクロ−[2.2.1]−ヘプタン全量に溶解し、その後、ポリチオール化合物および紫外線吸収剤等の各種原料を加えた後に重合させてレンズ材料を形成する態様が示されている。この場合、有機系色素や紫外線吸収剤は必ずしも各種化合物に対しての溶解性が十分ではないため、重合性組成物においてこれらの材料の分散や溶解の確認が困難となる場合があった。重合性組成物中にこれらの材料が溶けきらない場合、これらの材料の機能が損なわれる場合もある。
ここで、420nm程度の短波長青色光の眼への影響については、非特許文献1に記載されている。
この文献では、411nmと470nmのピーク波長の異なる青色LED光の照射による網膜神経細胞(ラットの培養網膜神経R28細胞)へのダメージを検証している。その結果、411nmにピーク波長を有する青色光の照射(4.5W/m2)は24時間以内に網膜神経細胞の細胞死を引き起こすのに対し、470nmにピーク波長を有する青色光では、同じ量の照射でも細胞に変化は起こらないことが示されており、400〜420nm波長の光の曝露を抑えることが目の障害予防に重要であることが示されている。
また、長い間、眼に青色光の照射を浴びることは、眼精疲労やストレスを受けることが懸念されており、加齢黄斑変性を引き起こす要因と考えられている。
[1] イソ(チオ)シアネート化合物(A1)と有機系色素(B)とを混合し、混合溶液aを得る工程と、
混合溶液aと、紫外線吸収剤(D)と、イソ(チオ)シアネート化合物(A1)と同一または異なるイソ(チオ)シアネート化合物(A2)とを混合し、混合溶液bを得る工程と、
混合溶液bと活性水素化合物(C)とを混合する工程と、
を含む、光学材料用重合性組成物の製造方法。
[2] 前記有機系色素(B)が、以下の一般式(1)で表されるテトラアザポルフィリン化合物である、[1]に記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
[3] 一般式(1)で表されるテトラアザポルフィリン化合物において、Mが2価の銅原子である、[2]に記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
[4] 前記テトラアザポルフィリン化合物が以下の式(1a)で表される、[2]または[3]に記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
[5] 前記活性水素化合物(C)が、ポリチオール化合物である、[1]〜[4]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
[6] 前記ポリチオール化合物が、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)、ビス(2−メルカプトエチル)スルフィド、4−メルカプトメチル−1,8−ジメルカプト−3,6−ジチアオクタン、5,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、4,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、4,8−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、2,5−ジメルカプトメチル−1,4−ジチアン、1,1,3,3−テトラキス(メルカプトメチルチオ)プロパン、4,6−ビス(メルカプトメチルチオ)−1,3−ジチアン、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、エチレングリコールビス(3−メルカプトプロピオネート)からなる群から選ばれる1種または2種以上の化合物を含む、[5]に記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
[7] 前記イソ(チオ)シアネート化合物(A1)または前記イソ(チオ)シアネート化合物(A2)が、脂肪族ポリイソシアネート化合物、脂環族ポリイソシアネート化合物、芳香族ポリイソシアネート化合物、複素環ポリイソシアネート化合物、脂肪族ポリイソチオシアネート化合物、脂環族ポリイソチオシアネート化合物、芳香族ポリイソチオシアネート化合物、含硫複素環ポリイソチオシアネート化合物からなる群から選ばれる化合物またはこれらの誘導体を含む、[1]〜[6]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
[8] 前記紫外線吸収剤(D)が、ベンゾフェノン系化合物、トリアジン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物からなる群から選ばれる1種または2種以上の化合物を含む、[1]〜[7]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
[9] [1]〜[8]のいずれかに記載の製造方法により得られた光学材料用重合性組成物を加熱硬化させる工程を含む、光学材料の製造方法。
このような方法により得られた重合性組成物からなる光学材料は、無色透明で外観に優れるとともに有害光の眼への影響が軽減され眼精疲労やストレスなどの障害を抑えることもできるため、特にプラスチック眼鏡レンズとして好適に用いることができる。
なお、本明細書中において、「〜」は特に断りがなければ、以上から以下を表す。
まず、本実施形態に係る製造方法を説明する。
本実施形態の光学材料用重合性組成物の製造方法は、以下の工程1〜工程3を含む。
工程1:イソ(チオ)シアネート化合物(A1)と有機系色素(B)とを混合し、混合溶液aを得る。
工程2:混合溶液aと、紫外線吸収剤(D)と、イソ(チオ)シアネート化合物(A1)と同一または異なるイソ(チオ)シアネート化合物(A2)とを混合し、混合溶液bを得る。
工程3:混合溶液bと活性水素化合物(C)とを混合する。
イソ(チオ)シアネート化合物(A)はイソ(チオ)シアネート化合物(A1)および(A2)を含む。イソ(チオ)シアネート化合物(A1)および(A2)は、2以上のイソ(チオ)シアナト基を有する化合物であり、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
イソ(チオ)シアネート化合物としては、例えば、脂肪族ポリイソシアネート化合物、脂環族ポリイソシアネート化合物、芳香族ポリイソシアネート化合物、複素環ポリイソシアネート化合物、脂肪族ポリイソチオシアネート化合物、脂環族ポリイソチオシアネート化合物、芳香族ポリイソチオシアネート化合物、含硫複素環ポリイソチオシアネート化合物からなる群から選ばれる化合物およびこれらの誘導体を挙げることができる。
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−4,4'−ジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、ジシクロヘキシルジメチルメタンイソシアネート、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、3,8−ビス(イソシアナトメチル)トリシクロデカン、3,9−ビス(イソシアナトメチル)トリシクロデカン、4,8−ビス(イソシアナトメチル)トリシクロデカン、4,9−ビス(イソシアナトメチル)トリシクロデカン等の脂環族ポリイソシアネート化合物;
1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4'− ジフェニルメタンジイソシアネート、ジフェニルスルフィド−4,4−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;
2,5−ジイソシアナトチオフェン、2,5−ビス(イソシアナトメチル)チオフェン、2,5−ジイソシアナトテトラヒドロチオフェン、2,5−ビス(イソシアナトメチル)テトラヒドロチオフェン、3,4−ビス(イソシアナトメチル)テトラヒドロチオフェン、2,5−ジイソシアナト−1,4−ジチアン、2,5−ビス(イソシアナトメチル)−1,4−ジチアン、4,5−ジイソシアナト−1,3−ジチオラン、4,5−ビス(イソシアナトメチル)−1,3−ジチオラン等の複素環ポリイソシアネート化合物;等を挙げることができる。イソ(チオ)シアネート化合物(A1)および(A2)としては、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、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。
イソホロンジイソチオシアネート、ビス(イソチオシアナトメチル)シクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタンジイソチオシアネート、シクロヘキサンジイソチオシアネート、メチルシクロヘキサンジイソチオシアネート、2,5−ビス(イソチオシアナトメチル)ビシクロ−[2.2.1]−ヘプタン、2,6−ビス(イソチオシアナトメチル)ビシクロ−[2.2.1]−ヘプタン、3,8−ビス(イソチオシアナトメチル)トリシクロデカン、3,9−ビス(イソチオシアナトメチル)トリシクロデカン、4,8−ビス(イソチオシアナトメチル)トリシクロデカン、4,9−ビス(イソチオシアナトメチル)トリシクロデカン等の脂環族ポリイソチオシアネート化合物;
トリレンジイソチオシアネート、4,4−ジフェニルメタンジイソチオシアネート、ジフェニルジスルフィド−4,4−ジイソチオシアネート等の芳香族ポリイソチオシアネート化合物;
2,5−ジイソチオシアナトチオフェン、2,5−ビス(イソチオシアナトメチル)チオフェン、2,5−イソチオシアナトテトラヒドロチオフェン、2,5−ビス(イソチオシアナトメチル)テトラヒドロチオフェン、3,4−ビス(イソチオシアナトメチル)テトラヒドロチオフェン、2,5−ジイソチオシアナト−1,4−ジチアン、2,5−ビス(イソチオシアナトメチル)−1,4−ジチアン、4,5−ジイソチオシアナト−1,3−ジチオラン、4,5−ビス(イソチオシアナトメチル)−1,3−ジチオラン等の含硫複素環ポリイソチオシアネート化合物;等を挙げることができる。イソ(チオ)シアネート化合物(A1)および(A2)としては、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、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。
本実施形態において、これらのイソ(チオ)シアネート化合物を用いることにより、有機系色素(B)を溶解性の高いイソ(チオ)シアネート化合物に溶解させることが可能となり、重合性組成物中に有機系色素(B)を均一に溶解させることができる。その結果、当該工程を含む製造方法から得られた重合性組成物は、有機系色素(B)の所望の機能を発揮し得る光学材料を安定して得ることができる。
本実施形態に用いることのできる有機系色素(B)としては、たとえば、クロロホルム又はトルエン溶液で測定された可視光吸収分光スペクトルにおいて、565nm〜605nmの間に主吸収ピーク(P)を有し、該ピーク(P)のピーク頂点(Pmax:ピーク中で最大吸光係数を示す点)の吸光係数(ml/g・cm)が0.5×105以上であり、該ピーク(P)の(Pmax)の吸光度の1/4の吸光度におけるピーク幅が50nm以下であり、かつ該ピーク(P)の(Pmax)の吸光度の1/2の吸光度におけるピーク幅が30nm以下であり、かつ該ピーク(P)の(Pmax)の吸光度の2/3の吸光度におけるピーク幅が20nm以下の範囲である化合物を用いることができる。
活性水素化合物(C)としては、ポリオール化合物、ポリチオール化合物などが挙げられる。ポリオール化合物は、1種以上の脂肪族または脂環族アルコールであり、具体的には、直鎖または分枝鎖の脂肪族アルコール、脂環族アルコール、これらアルコールとエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ε−カプロラクトンを付加させたアルコール等が挙げられる。
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、1,2,3−プロパントリチオール、1,2−シクロヘキサンジチオール、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、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)、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)、トリメチロールエタントリス(2−メルカプトアセテート)、トリメチロールエタントリス(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)、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、1,2,3−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、4−メルカプトメチル−1,8−ジメルカプト−3,6−ジチアオクタン、5,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、4,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、4,8−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−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−ジメルカプトメチル−1,4−ジチアン、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、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)、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)、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)、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)、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、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、1,3,5−トリメルカプトベンゼン、1,3,5−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、1,5−ナフタレンジチオール、2,6−ナフタレンジチオール等の芳香族ポリチオール化合物;
2−メチルアミノ−4,6−ジチオール−sym−トリアジン、3,4−チオフェンジチオール、ビスムチオール、4,6−ビス(メルカプトメチルチオ)−1,3−ジチアン、2−(2,2−ビス(メルカプトメチルチオ)エチル)−1,3−ジチエタン等の複素環ポリチオール化合物;等が挙げられる。
特に好ましくは、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)、4−メルカプトメチル−1,8−ジメルカプト−3,6−ジチアオクタン、5,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、4,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカンおよび4,8−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカンからなる群から選ばれる1種または2種以上の化合物が用いられる。
本実施形態で使用される紫外線吸収剤(D)は、公知の紫外線吸収剤の中から適宜選択して用いればよいが、たとえば、クロロホルム溶液に溶解させた際の極大吸収波長が340nm以上360nm以下であることが好ましい。
ベンゾフェノン系化合物としては、2,2'−ジヒドロキシ−4,4'−ジメトキシベンゾフェノン、2,2'−4,4'−テトラヒドロキシベンゾフェノン等が挙げられる。
トリアジン化合物としては、ADEKA社製アデカスタブLA−F70、BASF社製TINUVIN400等が挙げられる。
例えば、アルキル置換ベンゾトリアゾール系化合物としては、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−tert−オクチルフェノールが挙げられ、市販品として、共同薬品社製Viosorb583、シプロ化成社製SEESEORB 709等が挙げられる。
直鎖アルキルエステル置換ベンゾトリアゾール系化合物としては、3−[3−tert−ブチル−5−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−ヒドロキシフェニル]プロピオン酸オクチルと3−[3−tert−ブチル−5−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−ヒドロキシフェニル]プロピオン酸2−エチルヘキシルの混合物が挙げられ、市販品として、EVER LIGHT社製 EVERSORB109等が挙げられる。
クロロ置換ベンゾトリアゾール系化合物としては、2−(2−ヒドロキシ−3−t−ブチル−5−メチルフェニル)−クロロベンゾトリアゾールが挙げられ、市販品として、BASF社製TINUVIN326、シプロ化成社製SEESEORB703、共同薬品社製Viosorb550、ケミプロ化成社製KEMISORB73等が挙げられる。紫外線吸収剤(D)が、クロロホルム溶液に溶解させた際の極大吸収波長が340nm以上360nm以下の化合物であることにより、有害な紫外線から400〜420nm程度の青色光の遮断効果が非常に高く、無色透明で外観に優れる光学材料を効果的に得ることができる。
工程1:イソ(チオ)シアネート化合物(A1)と有機系色素(B)とを混合し、混合溶液aを得る。
工程2:混合溶液aと、紫外線吸収剤(D)と、イソ(チオ)シアネート化合物(A1)と同一または異なるイソ(チオ)シアネート化合物(A2)とを混合し、混合溶液bを得る。
工程3:混合溶液bと活性水素化合物(C)とを混合する。
工程1において、イソ(チオ)シアネート化合物(A1)に有機系色素(B)を溶解し、混合溶液a(色素溶液)を調製する(この混合溶液aを、本明細書においては「マスターバッチ」とも称する。)。本発明者らは、このイソ(チオ)シアネート化合物(A1)と有機系色素(B)との相溶性が高く、効果的に有機系色素(B)をイソ(チオ)シアネート化合物(A1)に溶解させることができ、均一性の高い混合溶液aが得られることを見出した。
この場合、混合溶液aを得る段階におけるハンドリング性が向上し、また、混合溶液aに対しての視認性が飛躍的に向上する。結果、有機系色素(B)の溶解度合について確認することが容易となる。つまり、本実施形態の製造方法によれば、光学材料の外観を改善することができ、さらに防眩性と視認性(コントラスト性)のバランスに優れる光学材料が得られる重合性樹脂組成物を提供することができる。
このような範囲に設定することにより、混合溶液aのハンドリング性が向上し、有機系色素(B)の溶解度合の確認が容易となる。
工程2では、工程1で得られた混合溶液aと、紫外線吸収剤(D)と、イソ(チオ)シアネート化合物(A1)と同一または異なるイソ(チオ)シアネート化合物(A2)とを混合し、混合溶液bを得る。
工程2においては、混合溶液aに紫外線吸収剤(D)およびイソ(チオ)シアネート化合物(A2)を別途添加するため、重合性組成物中に紫外線吸収剤(D)を均一に溶解させることができる。その結果、当該工程を含む製造方法から得られた重合性組成物は、紫外線吸収剤(D)の所望の機能(青色光の遮断効果)を発揮し得る光学材料を安定して得ることができる
工程2の混合条件は、添加する成分に応じ適宜設定すればよいが、工程1と同様の方法を採用することができる。
工程3では、工程2で得られた混合溶液bと活性水素化合物(C)とを混合する。
工程2の後に、活性水素化合物(C)を添加することにより、有機系色素(B)および紫外線吸収剤(D)の溶け残りが存在していたとしても、これらを重合性組成物中に均一に溶解させることができる。
工程3の混合条件は、添加する成分に応じ適宜設定すればよいが、工程1と同様の方法を採用することができる。
この範囲内とすることで、耐熱性、耐湿性、耐光性に優れた樹脂が得られ、樹脂材料として好ましい。
なお、重合性組成物におけるポリ(チオ)イソシアネート化合物((A1)+(A2))の量と、活性水素化合物(C)の含有量の合計は、たとえば重合性組成物全体100重量部に対して80重量部以上であり、好ましくは90重量部以上であり、さらに好ましくは95重量部以上である。
改質剤としては、例えば、エピスルフィド化合物、アミン化合物、エポキシ化合物、有機酸及びその無水物、(メタ)アクリレート化合物等を含むオレフィン化合物等が挙げられる。水酸基を含まない改質剤は、レンズ重合時のムラの発生、染色性の観点から、好ましい。
例えば、STEPAN社製のZelecUN、三井化学社製のMR用内部離型剤、城北化学工業社製のJPシリーズ、東邦化学工業社製のフォスファノールシリーズ、大八化学工業社製のAP、DPシリーズ等、を用いることができる。
続いて、本実施形態に係る光学材料について説明する。
本実施形態の光学材料は、前述の光学材料用重合性組成物を硬化(たとえば加熱硬化)させ、硬化物とすることにより得ることができる。
本実施形態の重合性組成物を硬化させて得られる光学材料は、高い屈折率及び高い透明性を備え、眼鏡レンズ、カメラレンズ、発光ダイオード(LED)、プリズム、光ファイバー、情報記録基板、フィルター、発光ダイオード等の光学用成形体として使用することが可能である。特に、眼鏡レンズ、カメラレンズ等のレンズ、発光ダイオード等の光学材料として好適である。
本実施形態の光学材料を眼鏡レンズに適用する場合、本実施形態の重合性組成物を硬化させて得られる光学材料(レンズ)の少なくとも一方の面上に形成されたハードコート層および/または反射防止コート層と、を備えることができる。さらに、上記の他の層を備えることもできる。このようにして得られる眼鏡レンズは、特定の重合性組成物からなるレンズを用いているため、これらのコート層を備えた場合においても耐衝撃性に優れる。
(a)アルカリ水溶液が5〜40%の水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウム水溶液、
(b)アルカリ水溶液の処理温度が30〜60℃、
(c)処理時間が3〜5分間、
(d)超音波の周波数が20〜30kHz。
本実施形態の重合性組成物から得られる成形体はアルカリ耐性に優れており、アルカリ水溶液での洗浄後においても白濁等の発生が抑制される。
次に、本実施形態の光学材料の用途について説明する。
本実施形態で示す光学材料としては、プラスチック眼鏡レンズ、ゴーグル、視力矯正用眼鏡レンズ、撮像機器用レンズ、液晶プロジェクター用フレネルレンズ、レンチキュラーレンズ、コンタクトレンズなどの各種プラスチックレンズ、発光ダイオード(LED)用封止材、光導波路、光学レンズや光導波路の接合に用いる光学用接着剤、光学レンズなどに用いる反射防止膜、液晶表示装置部材(基板、導光板、フィルム、シートなど)に用いる透明性コーティングまたは、車のフロントガラスやバイクのヘルメットに貼り付けるシートやフィルム、透明性基板等を挙げることができる。
例えば、本実施形態においては、イソ(チオ)シアネート化合物(A1)と有機系色素(B)とを予め混合してプレポリマー化したが、紫外線吸収剤、触媒等の添加剤をイソ(チオ)シアネート化合物と予め混合してプレポリマー化することもできる。
また、工程3で添加される活性水素化合物(C)の一部を、工程1または工程2で用いることもできる。
まず、本発明の実施例における評価方法を以下に示す。
・光透過率
測定機器として、島津製作所社製 島津分光光度計 UV−1600を使用し、2mm厚のプラノーレンズを用いて紫外−可視光スペクトル(380−800nm)を測定した。
・溶解性試験
調製したマスターバッチ(混合溶液a)を20℃から50℃に昇温させ、混合撹拌し、所定時間経過後に粘度等の性状を確認した。性状が変化したものについては×、変化がなかったものについては○とした。また、所定時間経過後、一部を取り出し1μmPTFEフィルターにて濾過を行った後、フィルター上を確認した。フィルター上に化合物が残っているものについては×、残っていないものを〇とした。上記2つの確認方法において両方とも○のものを〇とし、どちらか1つあるいは2つとも×のものを×とした。
PD−311S(三井化学(株)製)0.01〜0.15重量部を2,5(6)−ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ−[2.2.1]−ヘプタン 100重量部に溶解させ、20〜50℃で3時間撹拌し、マスターバッチ(1)を作製した。
作製したマスターバッチ(1)の各々について、先述の溶解性試験を実施した。結果を表1に示す。
2,5(6)−ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ−[2.2.1]−ヘプタンを各化合物に変更した以外は製造例1と同様な方法でマスターバッチ(2)〜(6)を得た。作製したマスターバッチの各々について、溶解性試験を実施した。結果を表1に示す。
なお、表1に示される記号は、以下に示される化合物に対応するものである。
A−1:2,5(6)−ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ−[2.2.1]−ヘプタン
A−2:m−キシリレンジイソシアネート
A−3:ビス(4−イソシアナトシクロへキシル)メタン
C−1: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)
C−2:4−メルカプトメチル−1,8−ジメルカプト−3,6−ジチアオクタン
C−3:5,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、4,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカンおよび4,8−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカンの混合物
ジブチル錫(II)ジクロリド0.035重量部、ステファン社製ZelecUN 0.1重量部、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−tert−オクチルフェノール 1.5重量部、2,5(6)−ビス(イソシアナトメチル)−ビシクロ−[2.2.1]−ヘプタン 49.9重量部、マスターバッチ(1)(有機系色素を1000ppm含むもの)0.7重量部を仕込んで混合溶液を作製した。この混合溶液を25℃で1時間攪拌して完全に溶解させた。その後、この調合液に、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) 23.9重量部、4−メルカプトメチル−1,8−ジメルカプト−3,6−ジチアオクタン 25.5重量部を仕込み、これを25℃で30分攪拌し、均一溶液とした。この溶液を600Paにて1時間脱泡を行い、1μmPTFEフィルターにて濾過を行った後、中心厚2mm、直径80mmの2Cのプラノー用ガラスモールドに注入した。このガラスモールドを25℃から120℃まで、16時間かけて昇温した。室温まで冷却させて、ガラスモールドから外し、プラノーレンズを得た。得られたプラノーレンズを更に120℃で2時間アニールを行った。
このアニール処理を行った成形体について、光透過率を測定した結果、波長440nmの光透過率が83.9%であり、420nmの光透過率が13.0%であり、410nmの光透過率が0.1%であり、590nmの光透過率が42.4%であった。
なお、本実施例1および後述する実施例2、3において得られたスペクトルチャートは、図1として示した。
ジブチル錫(II)ジクロリド0.01重量部、ステファン社製ZelecUN 0.1重量部、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−tert−オクチルフェノール 1.5重量部、m−キシリレンジイソシアネート 49.9重量部、マスターバッチ(2)(有機系色素を1000ppm含むもの)0.7重量部を仕込んで混合溶液を作製した。この混合溶液を25℃で1時間攪拌して完全に溶解させた。その後、この調合液に、5,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカンと4,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカンと4,8−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカンとの混合物 49.4重量部を仕込み、これを25℃で30分攪拌し、均一溶液とした。
この溶液を600Paにて1時間脱泡を行い、1μmPTFEフィルターにて濾過を行った後、中心厚2mm、直径80mmの2Cのプラノー用ガラスモールドに注入した。このガラスモールドを25℃から120℃まで、16時間かけて昇温した。室温まで冷却させて、ガラスモールドから外し、プラノーレンズを得た。得られたプラノーレンズを更に120℃で2時間アニールを行った。
このアニール処理を行った成形体について、光透過率を測定した結果、波長440nmの光透過率が82.1%であり、420nmの光透過率が17.2%であり、410nmの光透過率が0.1%であり、590nmの光透過率が45.4%であった。
ジブチル錫(II)ジクロリド0.15重量部、ZelecUN (STEPAN社製)0.1重量部、2−(2−ヒドロキシ−3−t−ブチル−5−メチルフェニル)−クロロベンゾトリアゾール(BASF社製 TINUVIN326) 0.64重量部、3−[3−tert−ブチル−5−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−ヒドロキシフェニル]プロピオン酸オクチルと3−[3−tert−ブチル−5−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−ヒドロキシフェニル]プロピオン酸2−エチルヘキシルの混合物(EVER LIGHT社製 EVERSORB109) 1.5重量部、ビス(4−イソシアナトシクロへキシル)メタン58.2重量部、マスターバッチ(3)(有機系色素を1000ppm含むもの)0.7重量部を25℃で1時間撹拌混合し、均一溶液を得た。この均一溶液に5,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、4,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、4,8−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカンの混合物 41.1重量部、を加えて25℃で30分撹拌混合し、混合溶液を得た。
この混合溶液を600Paにて1時間脱泡を行い、1μmPTFEフィルターにて濾過を行った後、中心厚2mm、直径80mmの2Cのプラノー用ガラスモールドに注入した。このガラスモールドを25℃から140℃まで、24時間かけて昇温した。室温まで冷却させて、ガラスモールドから外し、プラノーレンズを得た。得られたプラノーレンズを更に140℃で2時間アニールを行った。
このアニール処理を行った成形体について、光透過率を測定した結果、波長440nmの光透過率が84.6%であり、420nmの光透過率が14.4%であり、410nmの光透過率が0.1%であり、590nmの光透過率が43.9%であった。
PD−311S(三井化学(株)製)0.001重量部と2,5(6)−ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ−[2.2.1]−ヘプタン 50.6重量部を混合して、25℃で30分撹拌し、PD−311Sを完全に溶解させたマスターバッチを調製した。
続いて、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) 23.9重量部、4−メルカプトメチル−1,8−ジメルカプト−3,6−ジチアオクタン 25.5重量部、マスターバッチ、ジブチル錫(II)ジクロリド0.02重量部、ステファン社製ZelecUN 0.138重量部、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−tert−オクチルフェノール 1.5重量部を混合した。この混合溶液を25℃で撹拌した。この混合溶液中の固体成分を完全に溶解するために3時間の撹拌時間が必要であった。
[比較例1]において、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−tert−オクチルフェノール 1.5重量部を、2−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−メチル−6−tert−ブチルフェノール 1.0重量部に変更した以外は、[比較例1]と同様に混合溶液を調製した。この混合溶液を25℃で3時間撹拌したが、混合溶液中には溶解していない固体成分が存在していることが目視で確認できた。
これに対し、実施例においては、イソシアネート化合物の一部と有機系色素とを事前に混合して混合溶液(マスターバッチ)を調製し、次いで残りのイソシアネート化合物と紫外線吸収剤とを混合溶解しているため、重合性組成物中に有機系色素および紫外線吸収剤を十分に溶解させることができた。そのため、実施例の製造方法から得られた重合性組成物は、青色光の遮断効果が高く、防眩性と視認性(コントラスト性)のバランスに優れる光学材料を得ることができた。
[a1] 以下の(工程1)および(工程2)を含む光学材料用重合性組成物の製造方法。
(工程1)イソ(チオ)シアネート化合物(A1)に有機系色素(B)を溶解し、色素溶液を得る工程。
(工程2)活性水素化合物(C)、紫外線吸収剤(D)、前記色素溶液および前記色素溶液とは別に、イソ(チオ)シアネート化合物(A2)を配合し、光学材料用重合性組成物を得る工程。
[a2] 前記有機系色素(B)が、以下の式(1)で表されるテトラアザポルフィリン化合物である、[a1]に記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
[a3] 式(1)で表されるテトラアザポルフィリン化合物において、Mが2価の銅原子である、[a2]に記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
[a4] 前記テトラアザポルフィリン化合物が以下の式(1a)で表される、[a2]または[a3]に記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
[a5] 前記活性水素化合物(C)が、ポリチオール化合物である、[a1]〜[a4]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
[a6] 前記ポリチオール化合物が、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)、ビス(2−メルカプトエチル)スルフィド、4−メルカプトメチル−1,8−ジメルカプト−3,6−ジチアオクタン、5,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、4,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、4,8−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、2,5−ジメルカプトメチル−1,4−ジチアン、1,1,3,3−テトラキス(メルカプトメチルチオ)プロパン、4,6−ビス(メルカプトメチルチオ)−1,3−ジチアン、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、エチレングリコールビス(3−メルカプトプロピオネート)からなる群から選ばれる1種または2種以上の化合物を含む、[a5]に記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
[a7] 前記イソ(チオ)シアネート化合物(A1)が、脂肪族ポリイソシアネート化合物、脂環族ポリイソシアネート化合物、芳香族ポリイソシアネート化合物、複素環ポリイソシアネート化合物、脂肪族ポリイソチオシアネート化合物、脂環族ポリイソチオシアネート化合物、芳香族ポリイソチオシアネート化合物、含硫複素環ポリイソチオシアネート化合物からなる群から選ばれる化合物またはこれらの誘導体を含む、[a1]〜[a6]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
[a8] 前記紫外線吸収剤(D)が、ベンゾフェノン系化合物、トリアジン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物からなる群から選ばれる1種または2種以上の化合物を含む、[a1]〜[a7]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
[a9] [a1]〜[a8]のいずれかに記載の製造方法により、光学材料用重合性組成物を得、続いて、当該光学材料用重合性組成物を加熱硬化させる工程を含む、光学材料の製造方法。
Claims (9)
- イソ(チオ)シアネート化合物(A1)と有機系色素(B)とを混合し、混合溶液aを得る工程と、
混合溶液aと、紫外線吸収剤(D)と、イソ(チオ)シアネート化合物(A1)と同一または異なるイソ(チオ)シアネート化合物(A2)とを混合し、混合溶液bを得る工程と、
混合溶液bと活性水素化合物(C)とを混合する工程と、
を含む、光学材料用重合性組成物の製造方法。 - 前記有機系色素(B)が、以下の一般式(1)で表されるテトラアザポルフィリン化合物である、請求項1に記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
- 一般式(1)で表されるテトラアザポルフィリン化合物において、Mが2価の銅原子である、請求項2に記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
- 前記活性水素化合物(C)が、ポリチオール化合物である、請求項1〜4のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
- 前記ポリチオール化合物が、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)、ビス(2−メルカプトエチル)スルフィド、4−メルカプトメチル−1,8−ジメルカプト−3,6−ジチアオクタン、5,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、4,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、4,8−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、2,5−ジメルカプトメチル−1,4−ジチアン、1,1,3,3−テトラキス(メルカプトメチルチオ)プロパン、4,6−ビス(メルカプトメチルチオ)−1,3−ジチアン、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、エチレングリコールビス(3−メルカプトプロピオネート)からなる群から選ばれる1種または2種以上の化合物を含む、請求項5に記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
- 前記イソ(チオ)シアネート化合物(A1)または前記イソ(チオ)シアネート化合物(A2)が、脂肪族ポリイソシアネート化合物、脂環族ポリイソシアネート化合物、芳香族ポリイソシアネート化合物、複素環ポリイソシアネート化合物、脂肪族ポリイソチオシアネート化合物、脂環族ポリイソチオシアネート化合物、芳香族ポリイソチオシアネート化合物、含硫複素環ポリイソチオシアネート化合物からなる群から選ばれる化合物またはこれらの誘導体を含む、請求項1〜6のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
- 前記紫外線吸収剤(D)が、ベンゾフェノン系化合物、トリアジン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物からなる群から選ばれる1種または2種以上の化合物を含む、請求項1〜7のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の製造方法により得られた光学材料用重合性組成物を加熱硬化させる工程を含む、光学材料の製造方法。
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