説明

チオエポキシ系重合性組成物

【課題】チオエポキシ系化合物からなる樹脂の屈折率、色相、光学歪みなどのばらつきの少ない重合性組成物及びその製造方法を提供。
【解決手段】式(1)


(式中、R1は炭素数1〜10の炭化水素、R2、R3、R4はそれぞれ炭素数1〜10の炭化水素基または水素原子を表す。)で表される構造を1個以上有する化合物を含有する重合性組成物において、ジチオエポキシ構造を少なくとも一つ有し、かつ、チオエポキシ構造を少なくとも一つ有するチオエポキシ化合物A、及びエポキシ構造を少なくとも一つ有し、かつ、チオエポキシで表される構造を少なくとも一つ有するチオエポキシ化合物Bの合計が、重合性組成物総質量に対して4質量%以下であることを特徴とする重合性組成物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、高い屈折率及び高い透明性が要求される光学材料等の樹脂分野に好適に使用されるチオエポキシ化合物及びその硬化した樹脂に関する。
【背景技術】
【0002】
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。
これらプラスチックレンズに要求され続けている性能は光学性能としては高屈折率、高アッベ数、物理的性質としては高耐熱性、低比重である。
【0003】
現在、これらの要求性能をある程度満足した樹脂としては、樹脂中に硫黄原子を導入した、ポリチオウレタン樹脂が知られている。ポリチオウレタン樹脂は、高屈折率で耐衝撃性が良好である等、バランスの優れた樹脂である(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、更なる高屈折率化、高アッベ数化の要求がなされているものの、その反面、屈折率とアッベ数に関しては屈折率が上昇するほどアッベ数が低くなると言った相反する物性であるため両方を同時に向上させることは非常に困難である。そこで、アッベ数の低下を抑えながら、高屈折率化を行う検討が盛んに行われている。
これらの検討の中で最も代表的な提案は、チオエポキシ化合物を使用する方法である(例えば、特許文献2、特許文献3参照)
【0004】
【特許文献1】特開昭63−46213号公報
【特許文献2】WO−89/10575号公報
【特許文献3】特開平9−110979号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
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が実現できる。しかしながら、これらの方法によって得られた樹脂は、原料となる重合性組成物を工業的に製造した際の品質ぶれにより屈折率や色相が安定しない場合があり、また、光学歪みがでやすくなる場合がある。屈折率が安定しない場合、樹脂をレンズとして得た時の度数が安定しない問題を生じる。色相が安定しない場合、樹脂をメガネレンズへ使用した時に、左右で色相の異なるレンズを使用するような問題を生じる。光学用途の樹脂では、光学歪は不良品として扱われる。したがって、光学歪が出やすくなれば、得られる樹脂の歩留まりは大きく悪化し、工業的に不利益となる。そこで、この屈折率ぶれ、色相ぶれ、光学歪みぶれを起こす原因を解明する必要があった。
【課題を解決するための手段】
【0006】
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、チオエポキシ化合物製造時に副生する化合物に着目し、その挙動について知見を得ることに成功した。即ち、式(2)で表される構造を少なくとも一つ有し、かつ、式(3)で表される構造を少なくとも一つ有するチオエポキシ化合物A及び式(4)で表される構造を少なくとも一つ有し、かつ、式(3)で表される構造を少なくとも一つ有するチオエポキシ化合物Bが、得られる樹脂の屈折率ぶれ、色相ぶれ、光学歪みぶれを起こす原因であることを見出した。またその許容量について、チオエポキシ化合物A及びチオエポキシ化合物Bの合計が、重合性組成物総質量に対して0であれば全く問題ないが、4質量%以下であれば、得られる樹脂の屈折率及び色相が安定化され、光学歪みがでにくくなることも同時に見出した。
【0007】
更には、本発明の式(1)で示される構造を1個以上有する化合物を含有する重合性組成物について、チオエポキシ化合物A及びチオエポキシ化合物Bの合計が、重合性組成物総質量に対して4質量%以下で工業的に製造する方法を検討してきた。その結果、シリカゲルカラムなどのカラムクロマトグラフィーにより精製を行なえば、得られる重合性組成物中のチオエポキシ化合物A及びチオエポキシ化合物Bの合計量を減らすことは可能であることは見出せたが、あくまでも実験室的な方法であり、工業的観点からして、クロマトグラフィーにより分離することは、コストや効率面で好ましくない。そのため、工業的に可能な製造方法に重点を置き更に検討を重ねてきた。その結果、式(1)で表される構造を少なくとも一つ有する化合物を製造する際に使用するチア化剤の量を限定、即ち、公知のポリチオエポキシ化合物の製造時に使用するチア化剤を、該ポリエポキシ化合物中のエポキシ基の当量に対して0.9当量から1.3当量とする方や、使用する酸またはその無水物の使用量を限定、即ち、酸またはその無水物を、該ポリエポキシ化合物中のエポキシ基の当量に対して0.2当量以下とする方法、更には、反応温度を0℃から50℃の範囲で制御する方法などをそれぞれもしくは、組み合わせた方法により、チオエポキシ化合物A及びチオエポキシ化合物Bの合計が、重合性組成物総質量に対し4質量%以下となる様に工業的に製造できることを見出し本発明に至った。
【0008】
即ち、本発明は、
[1] 式(1)
【0009】
【化1】

【0010】
(式中、R1は炭素数1〜10の炭化水素、R2、R3、R4はそれぞれ炭素数1〜10の炭化水素基または水素原子を表す。)で表される構造を1個以上有する化合物を含有する重合性組成物において、式(2)で表される構造を少なくとも一つ有し、かつ、式(3)で表される構造を少なくとも一つ有するチオエポキシ化合物A、及び式(4)で表される構造を少なくとも一つ有し、かつ、式(3)で表される構造を少なくとも一つ有するチオエポキシ化合物Bの合計が、重合性組成物総質量に対して4質量%以下であることを特徴とする重合性組成物。
【0011】
【化2】

【0012】
[2] 前記チオエポキシ化合物Aが、式(5)で表される化合物であり、前記チオエポキシ化合物Bが、式(6)で表される化合物であり、更に、式(1)で表される構造を1個以上有する化合物が式(7)で表される化合物である[1]に記載の重合性組成物。
【0013】
【化3】

【0014】
(Yは置換または未置換の直鎖、分岐または環状の炭素数1〜10の二価の脂肪族炭化水素基、置換または未置換の1,4−ジチアン基、アリーレン基、アラルキレン基を表す。mは0〜2の整数を表し、nは0〜4の整数を表す。)
【0015】
【化4】

【0016】
(式中、R5〜R10はそれぞれ炭素数1〜10の炭化水素基または水素を表す。
Yは置換または未置換の直鎖、分岐または環状の炭化水素数1〜10の二価の炭化水素基、置換または未置換の1,4−ジチアン基、アリーレン基、アラルキレン基を表す。mは0〜2の整数を表し、nは0〜4の整数を表す。)
【0017】
[3] 前記チオエポキシ化合物Aが、2,3−エピジチオプロピル(2,3−エピチオプロピル)ジスルフィド及び/または2,3−エピジチオプロピル(2,3−エピチオプロピル)スルフィドであり、前記チオエポキシ化合物Bが、2,3−エポキシプロピル(2,3−エピチオプロピル)ジスルフィド及び/または2,3−エポキシプロピル(2,3−エピチオプロピル)スルフィドであり、更に、式(1)で表される構造を1個以上有する化合物が、ビス(2,3−エピチオプロピル)ジスルフィド及び/またはビス(2,3−エピチオプロピル)スルフィドである[1]乃至[2]のいずれかに記載の重合性組成物。
[4] ポリエポキシ化合物からポリチオエポキシ化合物の製造時に用いるチア化剤を、該ポリエポキシ化合物中のエポキシ基の当量に対して0.9当量から1.3当量用いることで、式(1)中のチオエポキシ化合物Aとチオエポキシ化合物Bの合計が、重合性組成物総質量に対して4質量%以下とする重合性組成物の製造方法。
[5] ポリエポキシ化合物からポリチオエポキシ化合物の製造時に用いるチア化剤を、該ポリエポキシ化合物中のエポキシ基の当量に対して0.9当量から1.3当量用い、かつ、反応温度を0℃から50℃とすることで、式(1)中のチオエポキシ化合物Aとチオエポキシ化合物Bの合計が、重合性組成物総質量に対して4質量%以下とする重合性組成物の製造方法。
[6] ポリエポキシ化合物からポリチオエポキシ化合物の製造時に用いるチア化剤を、該ポリエポキシ化合物中のエポキシ基の当量に対して0.9当量から1.3当量用い、かつ、酸またはその無水物を該ポリエポキシ化合物中のエポキシ基の当量に対して0.2当量以下用い、かつ、反応温度を0℃から50℃とすることで、式(1)中のチオエポキシ化合物Aとチオエポキシ化合物Bの合計が、重合性組成物総質量に対して4質量%以下とする重合性組成物の製造方法。
[7] 前記チオエポキシ化合物Aが、式(5)で表される化合物であり、前記チオエポキシ化合物Bが、式(6)で表される化合物であり、更に、式(1)で表される構造を1個以上有する化合物が式(7)で表される化合物である[4]乃至[6]のいずれか1項に記載の製造方法。
【0018】
【化5】

【0019】
(Yは置換または未置換の直鎖、分岐または環状の炭素数1〜10の二価の脂肪族炭化水素基、置換または未置換の1,4−ジチアン基、アリーレン基、アラルキレン基を表す。mは0〜2の整数を表し、nは0〜4の整数を表す。)
【0020】
【化6】

【0021】
(式中、R5〜R10はそれぞれ炭素数1〜10の炭化水素基または水素を表す。
Yは置換または未置換の直鎖、分岐または環状の炭化水素数1〜10の二価の炭化水素基、置換または未置換の1,4−ジチアン基、アリーレン基、アラルキレン基を表す。mは0〜2の整数を表し、nは0〜4の整数を表す。)
[8] 前記チオエポキシ化合物Aが、2,3−エピジチオプロピル(2,3−エピチオプロピル)ジスルフィド及び/または2,3−エピジチオプロピル(2,3−エピチオプロピル)スルフィドであり、前記チオエポキシ化合物Bが、2,3−エポキシプロピル(2,3−エピチオプロピル)ジスルフィド及び/または2,3−エポキシプロピル(2,3−エピチオプロピル)スルフィドであり、更に、式(1)で表される構造を1個以上有する化合物が、ビス(2,3−エピチオプロピル)ジスルフィド及び/またはビス(2,3−エピチオプロピル)スルフィドである[7]に記載の製造方法。
[9] [1]乃至[3]のいずれか1項に記載の重合性組成物及び/または[4]乃至[8]のいずれか1項に記載の方法で得られた重合性組成物を使用して光学材料を得る光学材料の製造方法。
[10] 光学材料がレンズである[9]に記載の製造方法。
[11] 注型重合法にて行うことを特徴とする[10]に記載の製造方法。
[12] [11]に記載の方法で得られたレンズ。
に関するものである。
【0022】
本発明に係る式(1)で表される構造を少なくとも一つ有するチオエポキシ化合物を含有する重合性組成物中、式(2)で表される構造を少なくとも一つ有し、かつ、式(3)で表される構造を少なくとも一つ有するチオエポキシ化合物A及び式(4)で表される構造を少なくとも一つ有し、かつ、式(3)で表される構造を少なくとも一つ有するチオエポキシ化合物Bの合計量は、重合性組成物総質量に対して4質量%以下であるが、2質量%以下であれば好ましい。1.5質量%以下であればより好ましい。この範囲で重合性組成物を製造すれば、得られる樹脂の屈折率及び色相が安定化され、光学歪みがでにくくなる。
【発明の効果】
【0023】
本発明により、超高屈折率分野における光学材料としての屈折率ぶれ、及び光学歪みぶれの抑制された透明硬化樹脂が得られ、特にメガネレンズの分野でレンズの歩留まり向上に貢献する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0024】
式(1)において、R1は炭素数1〜10の二価の炭化水素基を表し、具体的には、直鎖、分岐または環状の炭素数1〜10のアルキレン基、フェニレン、アルキル置換フェニレン及びナフタレン等の炭素数6〜10のアリーレン基、またはアルキレン及びアリーレンの組み合わせからなる炭素数7〜10のアラルキレン基が挙げられるが、炭素数1〜10のアルキレン基が好ましい。メチレンやエチレンであれば、より好ましい。メチレンであれば、更に好ましい。R2、R3、R4はそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜10の一価の炭化水素基を表し、炭素数1〜10の一価の炭化水素基としては、直鎖、分岐または環状の炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数7〜10のアラルキル基が挙げられるが、水素原子または炭素数1〜10のアルキレン基が好ましい。
水素原子やメチル基であれば、より好ましい。水素原子であれば、更に好ましい。
【0025】
式(1)で表される構造を1個以上有する化合物としては、主として下記式(7)で表される化合物が好ましい。
【0026】
【化7】

【0027】
(式中、R5〜R10はそれぞれ炭素数1〜10の炭化水素基または水素を表す。Yは置換または未置換の直鎖、分岐または環状の炭化水素数1〜10の二価の脂肪族炭化水素基、置換または未置換の1,4−ジチアン基、アリーレン基、アラルキレン基を表す。mは0〜2の整数を表し、nは0〜4の整数を表す。)
【0028】
ここでR5〜R10はそれぞれ、前記R2〜R4と同様の意味を表し、特に水素原子であることが好ましい。Yは置換または未置換の直鎖、分岐または環状の炭化水素数1〜10の二価の脂肪族炭化水素基、置換または未置換の1,4−ジチアン基、アリーレン基、アラルキレン基を表すが、炭化水素数1〜10の二価の脂肪族炭化水素基としては、炭素数1〜10の直鎖、分岐または環状のアルキレン基、特に直鎖アルキレン基が好ましい。アリーレン及びアラルキレン基については、前記R1で挙げたものと同様のものが例示できる。更にYとしては置換基を有していてもよく、該化合物を用いて製造される樹脂の物性(例えば、透明性、均一性、屈折率、耐熱性等)に悪影響を与えないものであれば特に制限されないが、反応性基を有していても良い。特に前記式(1)で表される構造、中でも2,3−エピチオプロピルチオ基を置換基として有する3官能以上の化合物であっても良いが、2官能の化合物の方が好ましい。更に、n=0である化合物及び/または、m=0かつn=1である化合物が最も好ましい。
【0029】
本発明に関る、式(1)で表される構造を分子内に少なくとも一つ有するチオエポキシ化合物、例えば、上記式(7)のポリチオエポキシ化合物は、2官能以上のポリエポキシ化合物から導かれる。これらポリエポキシ化合物は公知の方法により、容易に得られる。例えば、直鎖または分岐アルキルスルフィド構造を有するポリチオール化合物、硫化水素、水硫化ソーダまたは、硫化ソーダとエピハロヒドリン化合物、好ましくはエピクロルヒドリン、エピブロモヒドリンをアルカリ存在下反応させ、式(8)で表されるアルキルスルフィド型エポキシ化合物を得る。
【0030】
【化8】

(式中、Y、m、nは前記に同じ。)
【0031】
得られた当該エポキシ化合物とチオシアン酸塩類、チオ尿素類、トリフェニルフォスフィンスルフィド等のチア化剤と反応させることにより式(9)で表されるポリチオエポキシ化合物が得られる。ここで用いるチア化剤の内、チオシアン酸塩類、チオ尿素類が好ましい。反応成績やコストを考慮すれば、チオ尿素が更に好ましい。
【0032】
【化9】

(式中、Y、m、nは前記に同じ。)
【0033】
ここで原料として用いられるポリチオール化合物の具体例としては、1,1−メタンジチオール、1,2−エタンジチオール、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、1,4−ブタンジチオール、1,2,3−トリメルカプトプロパン、テトラキス(メルカプトメチル)メタン、1,2−ジメルカプトシクロヘキサン、ビス(2−メルカプトエチル)スルフィド、2,3−ジメルカプト−1−プロパノール、エチレングリコールビス(3−メルカプトプロピオネート)、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)、ジエチレングリコールビス(2−メルカプトグリコレート)、ペンタエリスリトールテトラキス(2−メルカプトチオグリコレート)、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)、トリメチロールプロパントリス(2−メルカプトチオグリコレート)、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)、1,1,1−トリメチルメルカプトエタン、1,1,1−トリメチルメルカプトプロパン、2,5−ジメルカプトメチルチオファン、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、2,5−ジメルカプトメチル−1,4−ジチアン、2,5−ビス{(2−メルカプトエチル)チオメチル}−1,4−ジチアン、1,3−シクロヘキサンジチオール、1,4−シクロヘキサンジチオール、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、4,7−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、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等の脂肪族チオール、及び、
【0034】
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、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、ビス(4−メルカプトフェニル)メタン、ビス(4−メルカプトフェニル)スルフィド、ビス(4−メルカプトフェニル)スルフォン、2,2−ビス(4−メルカプトフェニル)プロパン、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、1,2,5−トリメルカプトベンゼン等の芳香族チオールが挙げられるが、これらの例示化合物のみに限定されるものではない。
【0035】
また、ポリエポキシ化合物のチア化により得られる、式(5)で表される構造を有するポリチオエポキシ化合物の具体例としては、ビス(2,3−エピチオプロピル)スルフィド、ビス(2,3−エピチオプロピル)ジスルフィド、ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)メタン、1,2−ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)エタン、1,2−ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)プロパン、1,3−ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)プロパン、1,3−ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)−2−メチルプロパン、1,4−ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)ブタン、1,4−ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)−2−メチルブタン、1,3−ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)ブタン、1,5−ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)ペンタン、1,5−ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)−2−メチルペンタン、1,5−ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)−3−チアペンタン、1,6−ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)ヘキサン、1,6−ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)−2−メチルヘキサン、3,8−ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)−3,6−ジチアオクタン、1,2,3−トリス(2,3−エピチオプロピルチオ)プロパン、2,2−ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)−1,3−ビス(2,3−エピチオプロピルチオメチル)プロパン、2,2−ビス(2,3−エピチオプロピルチオメチル)−1−(2,3−エピチオプロピルチオ)ブタン、1,5−ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)−2−(2,3−エピチオプロピルチオメチル)−3−チアペンタン、1,5−ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)−2,4−ビス(2,3−エピチオプロピルチオメチル)−3−チアペンタン、1−(2,3−エピチオプロピルチオ)−2,2−ビス(2,3−エピチオプロピルチオメチル)−4−チアヘキサン、1,5,6−トリス(2,3−エピチオプロピルチオ)−4−(2,3−エピチオプロピルチオメチル)−3−チアヘキサン、1,8−ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)−4−(2,3−エピチオプロピルチオメチル)−3,6−ジチアオクタン、1,8−ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)−4,5−ビス(2,3−エピチオプロピルチオメチル)−3,6−ジチアオクタン、1,8−ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)−4,4−ビス(2,3−エピチオプロピルチオメチル)−3,6−ジチアオクタン、1,8−ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)−2,5−ビス(2,3−エピチオプロピルチオメチル)−3,6−ジチアオクタン、1,8−ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)−2,4,5−トリス(2,3−エピチオプロピルチオメチル)−3,6−ジチアオクタン、1,1,1−トリス[{2−(2,3−エピチオプロピルチオ)エチル}チオメチル]−2−(2,3−エピチオプロピルチオ)エタン、1,1,2,2−テトラキス[{2−(2,3−エピチオプロピルチオ)エチル}チオメチル]エタン、1,11−ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)−4,8−ビス(2,3−エピチオプロピルチオメチル)−3,6,9−トリチアウンデカン、1,11−ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)−4,7−ビス(2,3−エピチオプロピルチオメチル)−3,6,9−トリチアウンデカン、1,11−ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)−5,7−ビス(2,3−エピチオプロピルチオメチル)−3,6,9−トリチアウンデカン等の鎖状脂肪族の2,3−エピチオプロピルチオ化合物、及び、
【0036】
1,3−ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)シクロヘキサン、1,4−ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)シクロヘキサン、1,3−ビス(2,3−エピチオプロピルチオメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(2,3−エピチオプロピルチオメチル)シクロヘキサン、2,5−ビス(2,3−エピチオプロピルチオメチル)−1,4−ジチアン、2,5−ビス[{2−(2,3−エピチオプロピルチオ)エチル}チオメチル]−1,4−ジチアン、2,5−ビス(2,3−エピチオプロピルチオメチル)−2,5−ジメチル−1,4−ジチアン等の環状脂肪族の2,3−エピチオプロピルチオ化合物、及び、
【0037】
1,2−ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)ベンゼン、1,3−ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)ベンゼン、1,4−ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)ベンゼン、1,2−ビス(2,3−エピチオプロピルチオメチル)ベンゼン、1,3−ビス(2,3−エピチオプロピルチオメチル)ベンゼン、1,4−ビス(2,3−エピチオプロピルチオメチル)ベンゼン、ビス{4−(2,3−エピチオプロピルチオ)フェニル}メタン、2,2−ビス{4−(2,3−エピチオプロピルチオ)フェニル}プロパン、ビス{4−(2,3−エピチオプロピルチオ)フェニル}スルフィド、ビス{4−(2,3−エピチオプロピルチオ)フェニル}スルフォン、4,4'−ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)ビフェニル等の芳香族2,3−エピチオプロピルチオ化合物等を挙げることができるが、これらの例示化合物のみに限定されるものではない。これら例示化合物の内、ビス(2,3−エピチオプロピル)スルフィド及びビス(2,3−エピチオプロピル)ジスルフィドが好ましい化合物であり、ビス(2,3−エピチオプロピル)スルフィドはより好ましい化合物である。
【0038】
本発明に係る式(1)で示される構造を1個以上有する化合物を含有する重合性組成物中のチオエポキシ化合物A及びチオエポキシ化合物Bの合計が、重合性組成物総質量に対して4質量%以下である重合性組成物を製造する方法としては、式(1)で表される構造を少なくとも一つ有する化合物をチア化剤と酸またはその無水物を使用して製造する公知の方法において、チア化剤と酸またはその無水物の使用量を限定する方法、更には、温度条件を限定する方法が最も効果的である。
【0039】
例えば、式(8)で表される構造を有するポリエポキシ化合物から式(9)で表される構造を有するポリチオエポキシ化合物を製造する場合に、チア化剤と酸またはその無水物の使用量をポリエポキシ化合物のエポキシ基当量を考慮して、限定して仕込み反応させる方法である。この場合、原料であるポリエポキシ化合物の構造や物性により異なり一概には限定できないが、チア化剤を、式(8)で表される構造を有するポリエポキシ化合物中のエポキシ基の当量に対して0.9当量から1.3当量使用すると良い。この時、使用量が0.95当量から1.25当量であれば好ましい。0.975当量から1.21当量であればより好ましい。
【0040】
酸またはその無水物については、式(8)で表される構造を有するポリエポキシ化合物中のエポキシ基の当量に対して0.2当量以下で使用すると良い。この時、使用量が0.15当量以下であれば好ましい。0.1当量以下であればより好ましい。
【0041】
反応温度としては、0℃から50℃の範囲で行うと良いが、5℃から45℃であれば、好ましい。10℃から40℃であればより好ましい。
【0042】
上記の様に反応温度を工業的に制御するには、該ポリエポキシ化合物を含有する組成物とチア化剤の含有する組成物の内、どちらか一方を他方へ滴下装入することは好ましい。特に、チア化剤の含有する組成物を敷き液とし、ポリエポキシ化合物を含有する組成物を滴下するとより好ましい。この場合、ポリエポキシ化合物を含有する組成物中には、ポリエポキシ化合物を合成する際に使用した溶媒や添加剤、水分等を含有していてもよく、工業的には、溶媒を含有したまま滴下すると反応効率や温度制御、得られるチオエポキシ化合物の品質の観点で好ましい。
【0043】
チア化の際に使用する反応溶媒としては、極性溶媒単独もしくは、極性溶媒と非極性溶媒との混合溶媒を用いると良い結果が得られる場合が多い。ここでの極性溶媒とは具体的には、水、メタノール、エタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等のエステル類、テトラヒドロフラン等のエーテル類、ジメチルホルムアミド、ジメチルイミダゾリジノン、ジメチルスルフォキシド等の非プロトン性極性溶媒類等が挙げられるが、例示化合物に限定されるわけではない。非極性溶媒の具体例としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類及びそのハロゲン置換体類、ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素類等が挙げられるが、例示化合物に限定されるわけではない。
【0044】
ここで使用を可能とするチア化剤としては、前述の様にチオシアン酸塩類、チオ尿素類、トリフェニルフォスフィンスルフィド等が挙げられ、チオシアン酸塩類、チオ尿素類が好ましい。反応成績やコストを顧慮すれば、チオ尿素が更に好ましい。
【0045】
以上の方法により製造された重合性組成物中の、屈折率ぶれや光学歪みぶれを抑えるために、その含有量が規定されるチオエポキシ化合物Aとしては、下記式(5)で表される化合物が挙げられる。
【0046】
【化10】

(Y、m、nは前記に同じ)
【0047】
チオエポキシ化合物Aの具体例としては、2,3−エピジチオプロピル(2,3−エピチオプロピル)スルフィド、2,3−エピジチオプロピル(2,3−エピチオプロピル)ジスルフィド、2,3−エピジチオプロピルチオ(2,3−エピチオプロピル)チオメタン、1−(2,3−エピジチオプロピルチオ)−2−(2,3−エピチオプロピル)チオエタン、1−(2,3−エピジチオプロピルチオ)−2−(2,3−エピチオプロピル)チオプロパン、1−(2,3−エピジチオプロピルチオ)−3−(2,3−エピチオプロピル)チオプロパン、1−(2,3−エピジチオプロピルチオ)−3−(2,3−エピチオプロピル)チオ−2−メチルプロパン、1−(2,3−エピジチオプロピルチオ)−4−(2,3−エピチオプロピル)チオブタン、1−(2,3−エピジチオプロピルチオ)−4−(2,3−エピチオプロピル)チオ−2−メチルブタン、1−(2,3−エピジチオプロピルチオ)−3−(2,3−エピチオプロピル)チオブタン、1−(2,3−エピジチオプロピルチオ)−5−(2,3−エピチオプロピル)チオペンタン、1−(2,3−エピジチオプロピルチオ)−5−(2,3−エピチオプロピル)チオ−2−メチルペンタン、1−(2,3−エピジチオプロピルチオ)−5−(2,3−エピチオプロピル)チオ−3−チアペンタン、1−(2,3−エピジチオプロピルチオ)−6−(2,3−エピチオプロピル)チオヘキサン、1−(2,3−エピジチオプロピルチオ)−6−(2,3−エピチオプロピル)チオ−2−メチルヘキサン、1−(2,3−エピジチオプロピルチオ)−8−(2,3−エピチオプロピル)チオ−3,6−ジチアオクタン等の鎖状脂肪族の前記式(2)で表される構造(2,3−エピジチオプロピルチオ基)を有する(2,3−エピチオプロピル)チオ化合物、及び、
【0048】
1−(2,3−エピジチオプロピルチオ)−3−(2,3−エピチオプロピル)チオシクロヘキサン、1−(2,3−エピジチオプロピルチオ)−4−(2,3−エピチオプロピル)チオシクロヘキサン、1−(2,3−エピジチオプロピルチオメチル)−3−(2,3−エピチオプロピル)チオメチルシクロヘキサン、1−(2,3−エピジチオプロピルチオメチル)−4−(2,3−エピチオプロピル)チオメチルシクロヘキサン、2−(2,3−エピジチオプロピルチオメチル)−5−(2,3−エピチオプロピル)チオメチル−1,4−ジチアン、2−{(2−(2,3−エピジチオプロピルチオエチル)チオ)エチル}−5−{2−(2,3−エピチオプロピル)チオエチル}チオメチル−1,4−ジチアン、2−(2,3−エピジチオプロピルチオメチル)−5−(2,3−エピチオプロピル)チオメチル−2,5−ジメチル−1,4−ジチアン等の環状脂肪族の前記式(2)で表される構造(2,3−エピジチオプロピルチオ基)を有する(2,3−エピチオプロピル)チオ化合物、及び、
【0049】
1−(2,3−エピジチオプロピルチオ)−2−(2,3−エピチオプロピル)チオベンゼン、1−(2,3−エピジチオプロピルチオ−)3−(2,3−エピチオプロピル)チオベンゼン、1−(2,3−エピジチオプロピルチオ)−4−(2,3−エピチオプロピル)チオベンゼン、1−(2,3−エピジチオプロピルチオメチル)−2−(2,3−エピチオプロピル)チオメチルベンゼン、1−(2,3−エピジチオプロピルチオメチル)−3−(2,3−エピチオプロピル)チオメチルベンゼン、1−(2,3−エピジチオプロピルチオメチル)−4−(2,3−エピチオプロピル)チオメチルベンゼン、{4−(2,3−エピチオプロピルチオ)フェニル−4'−(2,3−エピジチオプロピルチオ)フェニル}メタン、2,2−{4−(2,3−エピチオプロピル)チオフェニル−4'−(2,3−エピジチオプロピルチオ)フェニル}プロパン、{4−(2,3−エピチオプロピル)チオフェニル−4'−(2,3−エピジチオプロピルチオ)フェニル}スルフィド、{4−(2,3−エピチオプロピルチオ)フェニル−4'−(2,3−エピジチオプロピルチオ)フェニル}スルフォン、4−(2,3−エピチオプロピルチオ)−4'−(2,3−エピジチオプロピルチオ)ビフェニル、4−(2,3−エピチオプロピルチオ)−4'−(2,3−エピジチオプロピルチオ)フェニルスルフィド等の前記式(2)で表される構造(2,3−エピジチオプロピルチオ基)を有する芳香族(2,3−エピチオプロピル)チオ化合物等を挙げることができるが、例示化合物のみに限定されるものではない。
【0050】
また、チオエポキシ化合物Bとしては、下記式(6)で表される化合物が挙げられる。
【0051】
【化11】

(Y、m、nは前記に同じ)
【0052】
チオエポキシ化合物Bの具体例としては、2,3−エポキシプロピル(2,3−エピチオプロピル)スルフィド、2,3−エポキシプロピル(2,3−エピチオプロピル)ジスルフィド、2,3−エポキシプロピルチオ(2,3−エピチオプロピル)チオメタン、1−(2,3−エポキシプロピルチオ)−2−(2,3−エピチオプロピル)チオエタン、1−(2,3−エポキシプロピルチオ)−2−(2,3−エピチオプロピル)チオプロパン、1−(2,3−エポキシプロピルチオ)−3−(2,3−エピチオプロピル)チオプロパン、1−(2,3−エポキシプロピルチオ)−3−(2,3−エピチオプロピル)チオ−2−メチルプロパン、1−(2,3−エポキシプロピルチオ)−4−(2,3−エピチオプロピル)チオブタン、1−(2,3−エポキシプロピルチオ)−4−(2,3−エピチオプロピル)チオ−2−メチルブタン、1−(2,3−エポキシプロピルチオ)−3−(2,3−エピチオプロピル)チオブタン、1−(2,3−エポキシプロピルチオ)−5−(2,3−エピチオプロピル)チオペンタン、1−(2,3−エポキシプロピルチオ)−5−(2,3−エピチオプロピル)チオ−2−メチルペンタン、1−(2,3−エポキシプロピルチオ)−5−(2,3−エピチオプロピル)チオ−3−チアペンタン、1−(2,3−エポキシプロピルチオ)−6−(2,3−エピチオプロピル)チオヘキサン、1−(2,3−エポキシプロピルチオ)−6−(2,3−エピチオプロピル)チオ−2−メチルヘキサン、1−(2,3−エポキシプロピルチオ)−8−(2,3−エピチオプロピル)チオ−3,6−ジチアオクタン等の鎖状脂肪族の前記式(4)で表される構造(2,3−エポキシプロピルチオ基)を有する(2,3−エピチオプロピル)チオ化合物、及び、
【0053】
1−(2,3−エポキシプロピルチオ)−3−(2,3−エピチオプロピル)チオシクロヘキサン、1−(2,3−エポキシプロピルチオ)−4−(2,3−エピチオプロピル)チオシクロヘキサン、1−(2,3−エポキシプロピルチオメチル)−3−(2,3−エピチオプロピル)チオメチルシクロヘキサン、1−(2,3−エポキシプロピルチオメチル)−4−(2,3−エピチオプロピル)チオメチルシクロヘキサン、2−(2,3−エポキシプロピルチオメチル)−5−(2,3−エピチオプロピル)チオメチル−1,4−ジチアン、2−{(2−(2,3−エポキシプロピルチオエチル)チオ)エチル}−5−{2−(2,3−エピチオプロピル)チオエチル}チオメチル−1,4−ジチアン、2−(2,3−エポキシプロピルチオメチル)−5−(2,3−エピチオプロピル)チオメチル−2,5−ジメチル−1,4−ジチアン等の環状脂肪族の前記式(4)で表される構造(2,3−エポキシプロピルチオ基)を有する(2,3−エピチオプロピル)チオ化合物、及び、
【0054】
1−(2,3−エポキシプロピルチオ)−2−(2,3−エピチオプロピル)チオベンゼン、1−(2,3−エポキシプロピルチオ−)3−(2,3−エピチオプロピル)チオベンゼン、1−(2,3−エポキシプロピルチオ)−4−(2,3−エピチオプロピル)チオベンゼン、1−(2,3−エポキシプロピルチオメチル)−2−(2,3−エピチオプロピル)チオメチルベンゼン、1−(2,3−エポキシプロピルチオメチル)−3−(2,3−エピチオプロピル)チオメチルベンゼン、1−(2,3−エポキシプロピルチオメチル)−4−(2,3−エピチオプロピル)チオメチルベンゼン、{4−(2,3−エピチオプロピルチオ)フェニル−4'−(2,3−エポキシプロピルチオ)フェニル}メタン、2,2−{4−(2,3−エピチオプロピル)チオフェニル−4'−(2,3−エポキシプロピルチオ)フェニル}プロパン、{4−(2,3−エピチオプロピル)チオフェニル−4'−(2,3−エポキシプロピルチオ)フェニル}スルフィド、{4−(2,3−エピチオプロピルチオ)フェニル−4'−(2,3−エポキシプロピルチオ)フェニル}スルフォン、4−(2,3−エピチオプロピルチオ)−4'−(2,3−エポキシプロピルチオ)ビフェニル、4−(2,3−エピチオプロピルチオ)−4'−(2,3−エポキシプロピルチオ)フェニルスルフィド等の前記式(4)で表される構造(2,3−エポキシプロピルチオ基)を有する芳香族(2,3−エピチオプロピル)チオ化合物等を挙げることができるが、例示化合物のみに限定されるものではない。
【0055】
本発明に係る重合性組成物とは、式(1)で表される構造を1個以上有する化合物を含有する重合性組成物中に、チオエポキシ化合物A及びチオエポキシ化合物Bの合計が、重合性組成物総質量に対して4質量%以下である重合性組成物であり、この重合性組成物には、例示化合物の2量体、3量体、4量体等のポリスルフィドオリゴマー類、重合抑制剤として添加した無機酸類及び有機酸類、溶媒その他副成物等の有機化合物、無機化合物も問題にならない範囲で含まれていても良い。
【0056】
本発明に係る重合性組成物は、高屈折率樹脂のみならず中屈折率樹脂にも応用可能であり、主に得られる樹脂の耐衝撃性、比重等の諸物性を調整するためや、モノマーの粘度、その他の取扱い性を調整するためなど、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。
【0057】
樹脂改質剤としては、本発明に係わる重合性組成物に含まれる以外のチオエポキシ化合物類、チオール化合物、イソ(チオ)シアナート類、メルカプト有機酸類、有機酸類及び無水物類、アミノ酸及びメルカプトアミン類、アミン類、(メタ)アクリレート類等を含むオレフィン類が挙げられる。
【0058】
樹脂改質剤としてのチオール化合物の具体例としてはメチルメルカプタン、エチルメルカプタン、1,1−メタンジチオール、1,2−エタンジチオール、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、1,4−ブタンジチオール、1,2,3−トリメルカプトプロパン、テトラキス(メルカプトメチル)メタン、1,2−ジメルカプトシクロヘキサン、ビス(2−メルカプトエチル)スルフィド、2,3−ジメルカプト−1−プロパノール、エチレングリコールビス(3−メルカプトプロピオネート)、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)、ジエチレングリコールビス(2−メルカプトグリコレート)、ペンタエリスリトールテトラキス(2−メルカプトチオグリコレート)、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)、トリメチロールプロパントリス(2−メルカプトチオグリコレート)、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)、1,1,1−トリメチルメルカプトエタン、1,1,1−トリメチルメルカプトプロパン、2,5−ジメルカプトメチルチオファン、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、2,5−ジメルカプトメチル−1,4−ジチアン、2,5−ビス{(2−メルカプトエチル)チオメチル}−1,4−ジチアン、1,3−シクロヘキサンジチオール、1,4−シクロヘキサンジチオール、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、4,7−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、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等の脂肪族チオール、及び、
【0059】
ベンジルチオール、チオフェノール、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、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、ビス(4−メルカプトフェニル)メタン、ビス(4−メルカプトフェニル)スルフィド、ビス(4−メルカプトフェニル)スルフォン、2,2−ビス(4−メルカプトフェニル)プロパン、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、1,2,5−トリメルカプトベンゼン等の芳香族チオールが挙げられるが、例示化合物のみに限定されるものではない。
【0060】
本発明の樹脂改質剤としてのイソ(チオ)シアナート化合物類の具体例としては、メチルイソシアナート、エチルイソシアナート、n−プロピルイソシアナート、イソプロピルイソシアナート、n−ブチルイソシアナート、sec−ブチルイソシアナート、tert−ブチルイソシアナート、ペンチルイソシアナート、ヘキシルイソシアナート、ヘプチルイソシアナート、オクチルイソシアナート、デシルイソシアナート、ラウリルイソシアナート、ミリスチルイソシアナート、オクタデシルイソシアナート、3−ペンチルイソシアナート、2−エチルヘキシルイソシアナート、2,3−ジメチルシクロヘキシルイソシアナート、2−メトキシフェニルイソシアナート、4−メトキシフェニルイソシアナート、α−メチルベンジルイソシアナート、フェニルエチルイソシアナート、フェニルイソシアナート、o−、m−、あるいはp−トリルイソシアナート、シクロヘキシルイソシアナート、ベンジルイソシアナート、イソシアナートメチルビシクロヘプタン等の単官能イソシアナート化合物、
【0061】
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−ジイソシアナト−4−イソシアナトメチルオクタン、ビス(イソシアナトエチル)カーボネート、ビス(イソシアナトエチル)エーテル、リジンジイソシアナトメチルエステル、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(イソシアナトエチル)ベンゼン、ビス(イソシアナトプロピル)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(イソシアナトブチル)ベンゼン、ビス(イソシアナトメチル)ナフタリン、ビス(イソシアナトメチル)ジフェニルエーテル、ビス(イソシアナトエチル)フタレート、メシチリレントリイソシアナート、2,6−ジ(イソシアナトメチル)フラン等の脂肪族ポリイソシアナート化合物、
【0062】
イソホロンジイソシアナート、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ナート、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、ジシクロヘキシルジメチルメタンジイソシアナート、2,2−ジメチルジシクロヘキシルメタンジイソシアナート、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ナート化合物、
【0063】
フェニレンジイソシアナート、トリレンジイソシアナート、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−ジフェニルメタンジイソシアナート、3,3−ジメチルジフェニルメタン−4,4−ジイソシアナート、ビベンジル−4,4−ジイソシアナート、ビス (イソシアナトフェニル)エチレン、3,3−ジメトキシビフェニル−4,4−ジイソシアナート、フェニルイソシアナトエチルイソシアナート、ヘキサヒドロベンゼンジイソシアナート、ヘキサヒドロジフェニルメタン−4,4−ジイソシアナート等の芳香族ポリイソシアナート化合物、
【0064】
ビス(イソシアナトメチル)スルフィド、ビス(イソシアナトエチル)スルフィド、ビス(イソシアナトプロピル)スルフィド、ビス(イソシアナトヘキシル)スルフィド、ビス(イソシアナトメチル)スルホン、ビス(イソシアナトメチル)ジスルフィド、ビス(イソシアナトエチル)ジスルフィド、ビス(イソシアナトプロピル)ジスルフィド、ビス(イソシアナトメチルチオ)メタン、ビス(イソシアナトエチルチオ)メタン、ビス(イソシアナトエチルチオ)エタン、ビス(イソシアナトメチルチオ)エタン、1,5−ジイソシアナト−2−イソシアナトメチル−3−チアペンタン等の含硫脂肪族イソシアナート化合物、
【0065】
ジフェニルスルフィド−2,4−ジイソシアナート、ジフェニルスルフィド−4,4−ジイソシアナート、3,3−ジメトキシ−4,4−ジイソシアナトジベンジルチオエーテル、ビス(4−イソシアナトメチルベンゼン)スルフィド、4,4−メトキシベンゼンチオエチレングリコール−3,3−ジイソシアナートなどの芳香族スルフィド系イソシアナート化合物、
【0066】
ジフェニルジスルフィド−4,4−ジイソシアナート、2,2−ジメチルジフェニルジスルフィド−5,5−ジイソシアナート、3,3−ジメチルジフェニルジスルフィド−5,5−ジイソシアナート、3,3−ジメチルジフェニルジスルフィド−6,6−ジイソシアナート、4,4−ジメチルジフェニルジスルフィド−5,5−ジイソシアナート、3,3−ジメトキシジフェニルジスルフィド−4,4−ジイソシアナート、4,4−ジメトキシジフェニルジスルフィド−3,3−ジイソシアナートなどの芳香族ジスルフィド系イソシアナート化合物、
【0067】
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)チオフェン等の含硫複素環化合物、
【0068】
その他にも、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、4,5−ビス(イソシアナトメチル)−2−メチル−1,3−ジチオランなどが挙げられるが、例示化合物に限定されるものではない。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。
【0069】
更に、イソチオシアナート化合物の具体例としては、メチルイソチオシアナート、エチルイソチオシアナート、n−プロピルチオイソシアナート、イソプロピルイソチオシアナート、n−ブチルイソチオシアナート、sec−ブチルイソチオシアナート、tert−ブチルイソチオシアナート、ペンチルイソチオシアナート、ヘキシルイソチオシアナート、ヘプチルイソチオシアナート、オクチルイソチオシアナート、デシルイソチオシアナート、ラウリルイソチオシアナート、ミリスチルイソチオシアナート、オクタデシルイソチオシアナート、3−ペンチルイソチオシアナート、2−エチルヘキシルイソチオシアナート、2,3−ジメチルシクロヘキシルイソチオシアナート、2−メトキシフェニルイソチオシアナート、4−メトキシフェニルイソチオシアナート、α−メチルベンジルイソチオシアナート、フェニルエチルイソチオシアナート、フェニルイソチオシアナート、o−、m−、あるいはp−トリルイソチオシアナート、シクロヘキシルイソチオシアナート、ベンジルイソチオシアナート、イソチオシアナートメチルビシクロヘプタン等の単官能イソチオシアナート化合物、
【0070】
1,6−ジイソチオシアナトヘキサン、p−フェニレンイソプロピリデンジイソチオシアナート等の脂肪族ポリ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、ジイソチオシアナトメチルビシクロヘプタン等の脂環族ポリイソチオシアナート化合物、
【0071】
1,2−ジイソチオシアナトベンゼン、1,3−ジイソチオシアナトベンゼン、1,4−ジイソチオシアナトベンゼン、2,4−ジイソチオシアナトトルエン、2,5−ジイソチオシアナト−m−キシレン、4,4−ジイソチオシアナト−1,1−ビフェニル、1,1−メチレンビス(4−イソチオシアナトベンゼン)、1,1−メチレンビス(4−イソチオシアナト−2−メチルベンゼン)、1,1−メチレンビス(4−イソチオシアナト−3−メチルベンゼン)、1,1−(1,2−エタンジイル)ビス(イソチオシアナトベンゼン)、4,4−ジイソチオシアナトベンゾフェノン、4,4−ジイソチオシアナト−3,3−ジメチルベンゾフェノン、ジフェニルエーテル−4,4−ジイソチオシアナート、ジフェニルアミン−4,4−ジイソチオシアナート等の芳香族イソチオシアナート化合物、
【0072】
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等が挙げられるが、例示化合物に限定されるものではない。
【0073】
また、イソチオシアナート基のほかに1個以上の硫黄原子を含有するイソチオシアナート化合物の具体例としては、チオビス(3−イソチオシアナトプロパン)、チオビス(2−イソチオシアナトエタン)、ジチオビス(2−イソチオシアナトエタン)等の含硫脂肪族イソチオシアナート化合物、1−イソチオシアナト−4−[(2−イソチオシアナト)スルホニル]ベンゼン、チオビス(4−イソチオシアナトベンゼン)、スルホニルビス(4−イソチオシアナトベンゼン)、ジチオビス(4−イソチオシアナトベンゼン)等の含硫芳香族イソチオシアナート化合物、2,5−ジイソチオシアナトチオフェン、2,5−ジイソチオシアナト−1,4−ジチアン等の含硫複素環化合物等が挙げられるが、例示化合物に限定されるものではない。
【0074】
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。
【0075】
更に、イソシアナート基を有するイソチオシアナート化合物も挙げられる。1−イソシアナト−6−イソチオシアナトヘキサン、1−イソシアナト−4−イソチオシアナトシクロヘキサン等の脂肪族、脂環族化合物、1−イソシアナト−4−イソチオシアナトベンゼン、4−メチル−3−イソシアナト−1−イソチオシアナトベンゼン等の芳香族化合物、2−イソシアナト−4,6−ジイソチオシアナト−1,3,5−トリアジン等の複素環式化合物、
【0076】
さらには、4−イソシアナト−4'−イソチオシアナトジフェニルスルフィド、2−イソシアナト−2'−イソチオシアナトジエチルジスルフィド等のイソチオシアナート基以外にも硫黄原子を含有する化合物等であるが、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。
【0077】
メルカプト有機酸の具体例としては、チオグリコール酸、3−メルカプトプロピオン酸、チオ酢酸、チオ乳酸、チオリンゴ酸、チオサリチル酸等であり、有機酸及びその無水物の例としては、前記の重合抑制剤のほかに、チオジグリコール酸、チオジプロピオン酸、ジチオジプロピオン酸、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルノルボルネン酸無水物、メチルノルボルナン酸無水物、無水マレイン酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸等が挙げられるが、例示化合物のみに限定されるものではない。
【0078】
アミン化合物類の具体例としては、エチルアミン、n−プロピルアミン、イソプロピルアミン、n−ブチルアミン、sec−ブチルアミン、ter−ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ラウリルアミン、ミリスチルアミン、3−ペンチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、1,2−ジメチルヘキシルアミン、アリルアミン、アミノメチルビシクロヘプタン、シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミン、2,3−ジメチルシクロヘキシルアミン、アミノメチルシクロヘキサン、アニリン、ベンジルアミン、フェネチルアミン、2−、3−、あるいは4−メチルベンジルアミン、o−、m−、あるいはp−メチルアニリン、o−、m−、あるいはp−エチルアニリン、アミノモルホリン、ナフチルアミン、フルフリルアミン、α−アミノジフェニルメタン、トルイジン、アミノピリジン、アミノフェノール、アミノエタノール、1−アミノプロパノール、2−アミノプロパノール、アミノブタノール、アミノペンタノール、アミノヘキサノール、メトキシエチルアミン、2−(2−アミノエトキシ)エタノール、3−エトキシプロピルアミン、3−プロポキシプロピルアミン、3−ブトキシプロピルアミン、3−イソプロポキシプロピルアミン、3−イソブトキシプロピルアミン、2,2−ジエトキシエチルアミン等の単官能1級アミン化合物、
【0079】
エチレンジアミン、1,2−、あるいは1,3−ジアミノプロパン、1,2−、1,3−、あるいは1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン、1,10−ジアミノデカン、1,2−、1,3−、あるいは1,4−ジアミノシクロヘキサン、o−、m−あるいはp−ジアミノベンゼン、3,4−あるいは4,4'−ジアミノベンゾフェノン、3,4−あるいは4,4'−ジアミノジフェニルエーテル、4,4'−ジアミノジフェニルメタン、4,4'−ジアミノジフェニルスルフィド、3,3'−、あるいは4,4'−ジアミノジフェニルスルフォン、2,7−ジアミノフルオレン、1,5−、1,8−、あるいは2,3−ジアミノナフタレン、2,3−、2,6−、あるいは3,4−ジアミノピリジン、2,4−、あるいは2,6−ジアミノトルエン、m−、あるいはp−キシリレンジアミン、イソホロンジアミン、ジアミノメチルビシクロヘプタン、1,3−、あるいは1,4−ジアミノメチルシクロヘキサン、2−、あるいは4−アミノピペリジン、2−、あるいは4−アミノメチルピペリジン、2−、あるいは4−アミノエチルピペリジン、N−アミノエチルモルホリン、N−アミノプロピルモルホリン等の1級ポリアミン化合物、及び
【0080】
ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジ−n−ブチルアミン、ジ−sec−ブチルアミン、ジイソブチルアミン、ジ−n−ペンチルアミン、ジ−3−ペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジオクチルアミン、ジ(2−エチルヘキシル)アミン、メチルヘキシルアミン、ジアリルアミン、N−メチルアリルアミン、ピペリジン、ピロリジン、ジフェニルアミン、N−メチルアミン、N−エチルアミン、ジベンジルアミン、N−メチルベンジルアミン、N−エチルベンジルアミン、ジシクロヘキシルアミン、N−メチルアニリン、N−エチルアニリン、ジナフチルアミン、1−メチルピペラジン、モルホリン等の単官能2級アミン化合物、
【0081】
N,N'−ジメチルエチレンジアミン、N,N'−ジメチル−1,2−ジアミノプロパン、N,N'−ジメチル−1,3−ジアミノプロパン、N,N'−ジメチル−1,2−ジアミノブタン、N,N'−ジメチル−1,3−ジアミノブタン、N,N'−ジメチル−1,4−ジアミノブタン、N,N'−ジメチル−1,5−ジアミノペンタン、N,N'−ジメチル−1,6−ジアミノヘキサン、N,N'−ジメチル−1,7−ジアミノヘプタン、N,N'−ジエチルエチレンジアミン、N,N'−ジエチル−1,2−ジアミノプロパン、N,N'−ジエチル−1,3−ジアミノプロパン、N,N'−ジエチル−1,2−ジアミノブタン、N,N'−ジエチル−1,3−ジアミノブタン、N,N'−ジエチル−1,4−ジアミノブタン、N,N'−ジエチル−1,5−ジアミノペンタン、N,N'−ジエチル−1,6−ジアミノヘキサン、N,N'−ジエチル−1,7−ジアミノヘプタン、ピペラジン、2−メチルピペラジン、2,5−ジメチルピペラジン、2,6−ジメチルピペラジン、ホモピペラジン、1,1−ジ−(4−ピペリジル)メタン、1,2−ジ−(4−ピペリジル)エタン、1,3−ジ−(4−ピペリジル)プロパン、1,4−ジ−(4−ピペリジル)ブタン、テトラメチルグアニジン等の2級ポリアミン化合物等を挙げることができるが、例示化合物のみに限定されるものではない。
【0082】
オレフィン化合物類の具体例としては、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、ブチキシエチルアクリレート、ブトキシメチルメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシメチルメタクリレート、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、フェニルメタクリレート、3−フェノキシ−2−ヒドロキシプロピルアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、エチレングリコールビスグリシジルアクリレート、エチレングリコールビスグリシジルメタクリレート、ビスフェノールAジアクリレート、ビスフェノールAジメタクリレート、2,2−ビス(4−アクロキシエトキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−メタクロキシエトキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アクロキシジエトキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−メタクロキシジエトキシフェニル)プロパン、ビスフェノールFジアクリレート、ビスフェノールFジメタクリレート、1,1−ビス(4−アクロキシエトキシフェニル)メタン、1,1−ビス(4−メタクロキシエトキシフェニル)メタン、1,1−ビス(4−アクロキシジエトキシフェニル)メタン、1,1−ビス(4−メタクロキシジエトキシフェニル)メタン、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、グリセロールジアクリレート、グリセロールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、メチルチオアクリレート、メチルチオメタクリレート、フェニルチオアクリレート、ベンジルチオメタクリレート、キシリレンジチオールジアクリレート、キシリレンジチオールジメタクリレート、メルカプトエチルスルフィドジアクリレート、メルカプトエチルスルフィドジメタクリレート等の(メタ)アクリレート化合物、アリルグリシジルエーテル、ジアリルフタレート、ジアリルテレフタレート、ジアリルイソフタレート、ジアリルカーボネート、ジエチレングリコールビスアリルカーボ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、ブロモスチレン、ジブロモスチレン、ジビニルベンゼン、3,9−ジビニルスピロビ(m−ジオキサン)等のビニル化合物、ジイソプロペニルベンゼン等が挙げられるが、例示化合物のみに限定されるものではない。
【0083】
上記樹脂改質剤はいずれも単独でも2種類以上を混合して使用しても何ら差し支えない。
【0084】
本発明に用いる硬化触媒としては3級アミン類、ホスフィン類、4級アンモニウム塩類、4級ホスホニウム塩類、ルイス酸類、ラジカル重合触媒類、カチオン重合触媒類等が通常用いられる。
【0085】
硬化触媒の具体例としては、トリエチルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、N,N−ジイソプロピルエチルアミン、トリエチレンジアミン、トリフェニルアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、N,N−ジブチルエタノールアミン、N,N−ジメチルベンジルアミン、ジエチルベンジルアミン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、N,N−ジエチルシクロヘキシルアミン、N−メチルジシクロヘキシルアミン、N−メチルモルホリン、N−イソプロピルモルホリン、ピリジン、N,N−ジメチルアニリン、β−ピコリン、N,N'−ジメチルピペラジン、N−メチルピペリジン、2,2'−ビピリジル、ヘキサメチレンテトラミン、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)−7−ウンデセン等の3級アミン類、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリn−プロピルホスフィン、トリイソプロピルホスフィン、トリn−ブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリベンジルホスフィン、1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、1,2−ビス(ジメチルホスフィノ)エタン等のホスフィン類、テトラメチルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムクロライド、テトラブチルアンモニウムブロマイド等の4級アンモニウム塩類、テトラメチルホスホニウムブロマイド、テトラブチルホスホニウムクロライド、テトラブチルホスホニウムブロマイド等の4級ホスホニウム塩類、ジメチル錫ジクロライド、ジブチル錫ジクロライド、ジブチル錫ジラウレート、テトラクロロ錫、ジブチル錫オキサイド、ジアセトキシテトラブチルジスタノキサン、塩化亜鉛、アセチルアセトン亜鉛、塩化アルミ、フッ化アルミ、トリフェニルアルミ、テトラクロロチタン、酢酸カルシウム等のルイス酸、2,2'−アゾビス(2−シクロプロピルプロピオニトリル)、2,2'−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2'−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、n−ブチル−4,4'−ビス(t−ブチルパーオキシ)バレレート、t−ブチルパーオキシベンゾエート等のラジカル重合触媒、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロ燐酸、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロ砒酸、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモン、トリフェニルスルフォニウムテトラフルオロ硼酸、トリフェニルスルフォニウムヘキサフルオロ燐酸、トリフェニルスルフォニウムヘキサフルオロ砒酸等のカチオン重合触媒が挙げられるが、これら例示化合物のみに限定されるものではない。これら例示化合物の内、好ましいものは3級アミン化合物類及びホスフィン化合物類、4級アンモニウム塩類、4級ホスホニウム塩類である。
【0086】
上記硬化触媒は単独でも2種以上を混合して用いても良い。
【0087】
硬化触媒の添加量は、チオエポキシ化合物を含有する重合性組成物の総質量に対して0.001〜1質量%の範囲で用いるとポットライフや、得られる樹脂の透明性、光学物性、又は耐候性等に関して好ましい。0.01〜5質量%の範囲で用いるとより好ましい。
【0088】
本発明の樹脂(例えば、プラスチックレンズ)を得る際の代表的な重合方法としては、注型重合が挙げられる。即ち、ガスケットまたはテープ等で保持された成型モールド間に、硬化触媒を含有するチオエポキシ化合物を含有する重合性組成物を注入する。この時、必要に応じて、脱泡等の処理を行っても何ら差し支えはない。
【0089】
次いで、オーブン中または水中等の加熱可能装置内で加熱することにより硬化させ、樹脂を取り出すことができる。
【0090】
本発明の樹脂を得るための硬化触媒等の種類や量、単量体の種類や割合は重合する重合性組成物の構成により異なり、よって、一概に限定する事はできない。
【0091】
成型モールドに注入された本発明の重合性組成物の加熱重合条件は、チオエポキシ化合物の種類、硬化触媒の種類、モールドの形状等によって大きく条件が異なるため限定できないが、およそ−50〜200℃の温度で1〜100時間かけて行われる。
【0092】
場合によっては、10℃〜150℃の温度範囲で保持または徐々に昇温し、1〜80時間で重合させれば好ましい結果を与えることがある。
【0093】
更には、本発明の重合性組成物は、紫外線や電子線等のエネルギー線の照射により重合時間の短縮を図ることも可能である。この際には、ラジカル重合触媒やカチオン重合触媒等の硬化触媒が必要となる場合がある。
【0094】
本発明の樹脂成形の際には、目的に応じて公知の成形法におけると同様に、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、染料、充填剤、外部または内部離型剤、密着性向上剤などの種々の物質を添加してもよい。
【0095】
また、取り出した樹脂については、必要に応じて、アニール等の処理を行ってもよい。
【0096】
本発明の重合性組成物を硬化してなる樹脂は、色相、屈折率ぶれが無く、光学歪みのない透明性に非常に優れた樹脂である。本樹脂は、注型重合時のモールドを変えることにより種々の形態の成形体として得ることができ、安定した屈折率を必要とする、眼鏡レンズ、カメラレンズ、発光ダイオード(LED)等の光学素子素材、透明樹脂としての各種の用途に使用することができる。特に、眼鏡レンズ、カメラレンズ等の光学材料として好適である。
【0097】
さらに、本発明の樹脂を用いたレンズでは、必要に応じ、反射防止、高硬度付与、耐摩耗性向上、耐薬品性向上、防曇性付与、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、染色処理等の物理的あるいは化学的処理を施すことができる。
【実施例】
【0098】
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、光学歪みは以下の試験法により評価した。
・屈折率(ne):プルフリッヒ屈折計を用い20℃で測定した。
・色相 :色差計にて測定した樹脂のYI値が、式(1)で表される構造を1個以上有する化合物を含有する重合性組成物総質量に対する、式(2)で表される構造を分子内に少なくとも一つ有し、かつ、式(3)で表される構造を分子内に少なくとも一つ有するチオエポキシ化合物と、式(4)で表される構造を分子内に少なくとも一つ有し、かつ、式(3)で表される構造を分子内に少なくとも一つ有するチオエポキシ化合物の合計量が0の重合性組成物を硬化させたときの値(実施例1及び4に記載)よりも±1以上差がある場合には×。それ未満である場合には○とした。
・光学歪み :高圧水銀灯下目視で観察した。光学歪みのあるものを×、歪みのないものを○とした。
【0099】
実施例では式(1)で表される構造を1個以上有するチオエポキシ化合物としてビス(2,3−エピチオプロピル)ジスルフィド(化合物(a)とする)及びビス(2,3−エピチオプロピル)スルフィド(化合物(b)とする)、副生する不純物としては、式(2)で表される構造を分子内に少なくとも一つ有し、かつ、式(3)で表される構造を分子内に少なくとも一つ有するチオエポキシ化合物として2,3−エピジチオプロピル(2,3−エピチオプロピル)ジスルフィド(化合物(c)とする)及び2,3−エピジチオプロピル(2,3−エピチオプロピル)スルフィド(化合物(d)とする)を用い、式(4)で表される構造を分子内に少なくとも一つ有し、かつ、式(3)で表される構造を分子内に少なくとも一つ有するチオエポキシ化合物として2,3−エポキシプロピル(2,3−エピチオプロピル)ジスルフィド(化合物(e)とする)及び2,3−エポキシプロピル(2,3−エピチオプロピル)スルフィド(化合物(f)とする)に着目し、純度分析および、その重合性組成物の重合を行いそれぞれを評価した。
また、化合物(c)、化合物(d)、化合物(e)、化合物(f)は以下のように合成単離し、予めその構造を決定し、分析ファクターも決めておいた。
【0100】
合成例1
化合物(c)の合成 攪拌機と温度計を備えた反応器中にメタノール1000ml、水酸化カルシウム3.5gを装入し、エピクロルヒドリン555gを滴下しながら、硫化水素ガス450gを6時間で吹き込んだ。この際、反応器内液温は常に0℃〜5℃に保った。反応終了後、硫化水素を脱ガスした後、メタノールを留去することで、粗体1−クロロ−3−メルカプト−2−プロパノール760gを得た。得られた化合物を単蒸留し、純度99%とした。次いで蒸留品250gと水、メタノール及び180gの重曹を装入したところへヨウ素固体を分割装入した。続いてトルエンと350gの25%苛性ソーダを装入し3時間熟成した。熟成後の有機層を2回水洗した後、チオ尿素130g、酢酸5g、メタノールを混合し25℃にて16時間攪拌した。熟成終了後、食塩水にてトルエン層を洗浄し、化合物(a)を含有するトルエン層を得た。得られたトルエン層中にチオ尿素130g酢酸5gメタノールを混合し25℃にて6時間攪拌した。熟成終了後、食塩水にてトルエン層を洗浄し、化合物(c)を含有するトルエン層を得た。トルエン層を濃縮後クロロホルム、ヘキサンを展開溶媒とするシリカゲルカラムにて精製を行った。
精製の結果、化合物(c)精製品32gを得た。
【0101】
得られた、化合物(c)の同定データーを以下に示す。
【0102】
【表1】

【0103】
合成例2
化合物(d)の合成 攪拌機と温度計を備えた反応器中で1−クロロ−3−メルカプト−2−プロパノール250gと水酸化カルシウム2.5gを混合した液へ、40℃に内温を保ちながらエピクロルヒドリン190gを滴下した。続いてトルエンと350gの25%苛性ソーダを装入し3時間熟成した。熟成後の有機層を2回水洗した後、チオ尿素120g、酢酸5g、メタノールを混合し25℃にて10時間攪拌した。熟成終了後、食塩水にてトルエン層を洗浄し、化合物(b)を含有するトルエン層を得た。得られたトルエン層中にチオ尿素120g酢酸5gメタノールを混合し25℃にて6時間攪拌した。熟成終了後、食塩水にてトルエン層を洗浄し、化合物(d)を含有するトルエン層を得た。トルエン層を濃縮後クロロホルム、ヘキサンを展開溶媒とするシリカゲルカラムにて精製を行った。精製の結果、化合物(d)精製品28gを得た。
【0104】
得られた、化合物(d)の同定データーを以下に示す。
【0105】
【表2】

【0106】
合成例3
化合物(e)の合成 攪拌機と温度計を備えた反応器中にメタノール1000ml、水酸化カルシウム3.5gを装入し、エピクロルヒドリン555gを滴下しながら、硫化水素ガス450gを6時間で吹き込んだ。この際、反応器内液温は常に0℃〜5℃に保った。反応終了後、硫化水素を脱ガスした後、メタノールを留去することで、粗体1−クロロ−3−メルカプト−2−プロパノール760gを得た。得られた化合物を単蒸留し、純度99%とした。次いで蒸留品250gと水、メタノール及び180gの重曹を装入したところへヨウ素固体を分割装入した。続いてトルエンと350gの25%苛性ソーダを装入し3時間熟成した。熟成後の有機層を2回水洗した後、チオ尿素70g、酢酸5g、メタノールを混合し25℃にて8時間攪拌した。熟成終了後、食塩水にてトルエン層を洗浄し、化合物(e)を含有するトルエン層を得た。トルエン層を濃縮後クロロホルム、ヘキサンを展開溶媒とするシリカゲルカラムにて精製を行った。精製の結果、化合物(e)精製品25gを得た。
【0107】
得られた、化合物(e)の同定データーを以下に示す。
【0108】
【表3】

【0109】
合成例4
化合物(f)の合成 攪拌機と温度計を備えた反応器中で3−クロロ−1−メルカプト−2−プロパノール250gと水酸化カルシウム2.5gを混合した液へ、40℃に内温を保ちながらエピクロルヒドリン190gを滴下した。続いてトルエンと350gの25%苛性ソーダを装入し3時間熟成した。熟成後の有機層を2回水洗した後、チオ尿素70g、酢酸5g、メタノールを混合し25℃にて6時間攪拌した。熟成終了後、食塩水にてトルエン層を洗浄し、化合物(f)を含有するトルエン層を得た。トルエン層を濃縮後クロロホルム、ヘキサンを展開溶媒とするシリカゲルカラムにて精製を行った。精製の結果、化合物(f)精製品24gを得た。
【0110】
得られた、化合物(f)の同定データーを以下に示す。
【0111】
【表4】

【0112】
実施例1
ビス(2,3−エポキシプロピル)ジスルフィド178g(純度95%)のエポキシ基に対してチア化剤としてチオ尿素を152g(1.05当量)用いてトルエン200g、メタノール100gの溶媒中、触媒として酢酸2.5g(0.022等量)を用いて15℃にて反応を行った。反応終了後食塩水を装入し有機層を3回洗浄した後有機層を取り出し濃縮を行った。得られた残渣をシクロヘキサンへ溶解させ上澄みをシリカゲルカラムへ通液し、濃縮を行った。濃縮後に得られた残渣は、化合物(a)の他に、化合物(c)と化合物(e)の合計が0.8質量%である重合性組成物であった。この重合性組成物をクロロホルムとヘキサンを展開溶媒とするシリカゲルカラムにてクロマト精製を行った結果、得られた重合性組成物中の化合物(c)と化合物(e)の合計は0質量%であった。このクロマト精製により得られた100gに対し、硬化触媒としてN,N−ジメチルシクロヘキシルアミン0.1gを添加後混合したものを減圧下で0.1時間脱泡した後、ガラスモールドとガスケットよりなるモールド型に注入した。このモールドを30℃から120℃まで徐々に昇温し、24時間で重合を行った。重合終了後、徐々に冷却し、樹脂をモールドから取り出した。得られた樹脂の物性を表−1に示した。得られた樹脂は、YI=5.4で、光学歪みもなく良好なものであった。
【0113】
実施例2
ビス(2,3−エポキシプロピル)ジスルフィドのエポキシ基に対してチア化剤としてチオ尿素を1.05当量用いて実施例1と同様に合成を行った。得られた重合性組成物は、化合物(a)の他に、化合物(c)と化合物(e)の合計が0.8質量%である重合性組成物であった。この重合性組成物100gをクロマト精製することなしに、硬化触媒としてN,N−ジメチルシクロヘキシルアミン0.1gを添加後混合したものを減圧下で0.1時間脱泡した後、ガラスモールドとガスケットよりなるモールド型に注入した。このモールドを30℃から120℃まで徐々に昇温し、24時間で重合を行った。重合終了後、徐々に冷却し、樹脂をモールドから取り出した。得られた樹脂の物性を表−1に示した。得られた樹脂は、光学歪みもなく良好なものであった。
【0114】
実施例3
実施例2と同様の操作を10回行ない歩留まりの検討を行なった。反応により得られた重合性組成物中の化合物(c)と化合物(e)の合計は、いずれも1質量%以下で安定していた。重合により得られた樹脂は、いずれも屈折率と色相について実施例1と同様であり、光学歪みもなく良好なものであった。
【0115】
実施例4
エポキシ基に対してチオ尿素を1.15当量用いる以外は実施例1と同様に反応を行い重合性組成物を取り出した。得られた重合性組成物は化合物(a)の他に、化合物(c)と化合物(e)の合計が0.7質量%含有している重合性組成物であった。この重合性組成物を100gに対し、硬化触媒としてN,N−ジメチルシクロヘキシルアミン0.1gを添加後混合したものを減圧下で0.1時間脱泡した後、ガラスモールドとガスケットよりなるモールド型に注入した。このモールドを30℃から120℃まで徐々に昇温し、24時間で重合を行った。重合終了後、徐々に冷却し、樹脂をモールドから取り出した。得られた樹脂の物性を表−1に示した。得られた樹脂は、光学歪みもなく良好なものであった。
【0116】
実施例5
実施例4と同様の操作を10回行ない歩留まりの検討を行なった。反応により得られた重合性組成物中の化合物(c)と化合物(e)の合計は、いずれも1質量%以下で安定していた。重合により得られた樹脂は、いずれも屈折率と色相について実施例1と同様であり、光学歪みもなく良好なものであった。
【0117】
実施例6
エポキシ化合物としてビス(2,3−エポキシプロピル)スルフィドを用い、実施例1と同様に反応及びカラムクロマトによる精製を行なった。精製後に得られた重合性組成物中の化合物(d)と化合物(f)の合計は0質量%であった。
この重合性組成物を100gに対し、硬化触媒としてN,N−ジメチルシクロヘキシルアミン0.1gを添加後混合したものを減圧下で0.1時間脱泡した後、ガラスモールドとガスケットよりなるモールド型に注入した。このモールドを30℃から120℃まで徐々に昇温し、24時間で重合を行った。重合終了後、徐々に冷却し、樹脂をモールドから取り出した。得られた樹脂の物性を表−1に示した。得られた樹脂は、YI=4.2で光学歪みもなく良好なものであった。
【0118】
実施例7
エポキシ基に対してチア化剤を1.15当量用いる他、反応温度を25℃にする以外は実施例6と同様に反応を行った。得られた重合性組成物は化合物(b)の他に、化合物(d)と化合物(f)の合計が0.9質量%含有している重合性組成物であった。この重合性組成物を100gに対し、硬化触媒としてN,N−ジメチルシクロヘキシルアミン0.1gを添加後混合したものを減圧下で0.1時間脱泡した後、ガラスモールドとガスケットよりなるモールド型に注入した。
このモールドを30℃から120℃まで徐々に昇温し、24時間で重合を行った。重合終了後、徐々に冷却し、樹脂をモールドから取り出した。得られた樹脂の物性を表−1に示した。得られた樹脂は、光学歪みもなく良好なものであった。
【0119】
実施例8
実施例7と同様の操作を10回行ない歩留まりの検討を行なった。反応により得られた重合性組成物中の化合物(d)と化合物(f)の合計は、いずれも1.5質量%以下で安定していた。重合により得られた樹脂は、いずれも屈折率と色相について実施例6と同様であり、光学歪みもなく良好なものであった。
【0120】
実施例9
エポキシ基に対してチア化剤を1.20当量用いる以外は実施例6と同様に反応を行った。得られた重合性組成物は化合物(b)の他に、化合物(d)と化合物(f)の合計が1.2質量%含有している重合性組成物であった。この重合性組成物を100gに対し、硬化触媒としてN,N−ジメチルシクロヘキシルアミン0.1gを添加後混合したものを減圧下で0.1時間脱泡した後、ガラスモールドとガスケットよりなるモールド型に注入した。このモールドを30℃から120℃まで徐々に昇温し、24時間で重合を行った。重合終了後、徐々に冷却し、樹脂をモールドから取り出した。得られた樹脂の物性を表−1に示した。得られた樹脂は、光学歪みもなく良好なものであった。
【0121】
実施例10
実施例9と同様の操作を10回行ない歩留まりの検討を行なった。反応により得られた重合性組成物中の化合物(d)と化合物(f)の合計は、いずれも1.5質量%以下で安定していた。重合により得られた樹脂は、いずれも屈折率と色相について実施例6と同様であり、光学歪みもなく良好なものであった。
【0122】
実施例11
エポキシ基に対してチア化剤を1.28当量用い、反応温度を35℃とする以外は実施例4と同様に反応を行った。得られた重合性組成物は化合物(b)の他に、化合物(d)と化合物(f)の合計が1.4質量%含有している重合性組成物であった。この重合性組成物を100gに対し、硬化触媒としてN,N−ジメチルシクロヘキシルアミン0.1gを添加後混合したものを減圧下で0.1時間脱泡した後、ガラスモールドとガスケットよりなるモールド型に注入した。このモールドを30℃から120℃まで徐々に昇温し、24時間で重合を行った。重合終了後、徐々に冷却し、樹脂をモールドから取り出した。得られた樹脂の物性を表−1に示した。得られた樹脂は、光学歪みもなく良好なものであった。
【0123】
実施例12
実施例11と同様の操作を10回行ない歩留まりの検討を行なった。反応により得られた重合性組成物中の化合物(d)と化合物(f)の合計は、いずれも1.5質量%以下で安定していた。重合により得られた樹脂は、いずれも屈折率と色相について実施例6と同様であり、光学歪みもなく良好なものであった。
【0124】
実施例13
エポキシ基に対してチア化剤を1.28当量用い、反応温度を35℃とし、更に、ポリエポキシ化合物を含有する組成物をチア化剤を含有する組成物へ滴下し実施例6と同様に反応を行った。得られた重合性組成物は化合物(b)の他に、化合物(d)と化合物(f)の合計が1.2質量%含有している重合性組成物であった。この重合性組成物を100gに対し、硬化触媒としてN,N−ジメチルシクロヘキシルアミン0.1gを添加後混合したものを減圧下で0.1時間脱泡した後、ガラスモールドとガスケットよりなるモールド型に注入した。このモールドを30℃から120℃まで徐々に昇温し、24時間で重合を行った。重合終了後、徐々に冷却し、樹脂をモールドから取り出した。得られた樹脂の物性を表−1に示した。得られた樹脂は、光学歪みもなく良好なものであった。
【0125】
実施例14
実施例13と同様の操作を10回行ない歩留まりの検討を行なった。反応により得られた重合性組成物中の化合物(d)と化合物(f)の合計は、いずれも1.5質量%以下で安定していた。重合により得られた樹脂は、いずれも屈折率と色相について実施例6と同様であり、光学歪みもなく良好なものであった。
【0126】
比較例1
エポキシ基に対してチア化剤を3.5当量用いる以外は実施例1と同様に反応を行った。得られた重合性組成物は化合物(a)の他に、化合物(c)と化合物(e)の合計が4.2質量%含有している重合性組成物であった。この重合性組成物は、目視で明らかに黄色が強かった。この重合性組成物100gに対し、硬化触媒としてN,N−ジメチルシクロヘキシルアミン0.1gを添加後混合したものを減圧下で0.1時間脱泡した後、ガラスモールドとガスケットよりなるモールド型に注入した。このモールドを30℃から120℃まで徐々に昇温し、24時間で重合を行った。重合終了後、徐々に冷却し、樹脂をモールドから取り出した。得られた樹脂の物性を表−1に示した。得られた樹脂は、YIが高い上に光学歪みがあり、また実施例1と比べて屈折率に差が見られた。
【0127】
比較例2
比較例2と同様の操作を10回行ない歩留まりの検討を行なった。反応により得られた重合性組成物中の化合物(c)と化合物(e)の合計は、いずれも4質量%以上であった。重合により得られた樹脂は、いずれも屈折率と色相について実施例1と比べ、YIが高い上に屈折率に差があり、更には、光学歪があるものが10回中8回あり、歩留まりの低下も確認された。
【0128】
比較例3
エポキシ基に対してチア化剤を0.8当量用いる以外は実施例6と同様に反応を行った。得られた重合性組成物は化合物(b)の他に、化合物(d)と化合物(f)の合計が5.6質量%含有している重合性組成物であった。この重合性組成物100gに対し、硬化触媒としてN,N−ジメチルシクロヘキシルアミン0.1gを添加後混合したものを減圧下で0.1時間脱泡した後、ガラスモールドとガスケットよりなるモールド型に注入した。このモールドを30℃から120℃まで徐々に昇温し、24時間で重合を行った。重合終了後、徐々に冷却し、樹脂をモールドから取り出した。得られた樹脂の物性を表−1に示した。得られた樹脂は、YIが高い上に、光学歪みがあり、また、実施例6と比べて屈折率に差が見られた。
【0129】
比較例4
比較例3と同様の操作を10回行ない歩留まりの検討を行なった。反応により得られた重合性組成物中の化合物(d)と化合物(f)の合計は、いずれも4質量%以上であった。重合により得られた樹脂は、いずれも屈折率と色相について実施例1と比べ、YIが高い上に屈折率に差があり、更には、10回全てに光学歪が観測され、歩留まりの低下が確認された。
【0130】
比較例5
エポキシ基に対してチア化剤を3.5当量用い、反応温度を60℃とする以外は実施例4と同様に反応を行った。得られた重合性組成物は化合物(b)の他に、化合物(d)と化合物(f)の合計が5.2質量%含有している重合性組成物であった。この重合性組成物100gに対し、硬化触媒としてN,N−ジメチルシクロヘキシルアミン0.1gを添加後混合したものを減圧下で0.1時間脱泡した後、ガラスモールドとガスケットよりなるモールド型に注入した。このモールドを30℃から120℃まで徐々に昇温し、24時間で重合を行った。重合終了後、徐々に冷却し、樹脂をモールドから取り出した。得られた樹脂の物性を表−1に示した。得られた樹脂は、YIが高い上に、光学歪みがあり、また、実施例4と比べて屈折率に差が見られた。
【0131】
比較例6
比較例5と同様の操作を10回行ない歩留まりの検討を行なった。反応により得られた重合性組成物中の化合物(d)と化合物(f)の合計は、いずれも4質量%以上であった。重合により得られた樹脂は、いずれも屈折率と色相について実施例6と比べ、YIが高い上に屈折率に差があり、更には、光学歪があるものが10回中8回あり、歩留まりの低下も確認された。
【0132】
【表5】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
式(1)
【化1】

(式中、R1は炭素数1〜10の炭化水素、R2、R3、R4はそれぞれ炭素数1〜10の炭化水素基または水素原子を表す。)で表される構造を1個以上有する化合物を含有する重合性組成物において、式(2)で表される構造を少なくとも一つ有し、かつ、式(3)で表される構造を少なくとも一つ有するチオエポキシ化合物A、及び式(4)で表される構造を少なくとも一つ有し、かつ、式(3)で表される構造を少なくとも一つ有するチオエポキシ化合物Bの合計が、重合性組成物総質量に対して4質量%以下であることを特徴とする重合性組成物。
【化2】

【請求項2】
前記チオエポキシ化合物Aが、式(5)で表される化合物であり、前記チオエポキシ化合物Bが、式(6)で表される化合物であり、更に、式(1)で表される構造を1個以上有する化合物が式(7)で表される化合物である請求項1に記載の重合性組成物。
【化3】

(Yは置換または未置換の直鎖、分岐または環状の炭素数1〜10の二価の脂肪族炭化水素基、置換または未置換の1,4−ジチアン基、アリーレン基、アラルキレン基を表す。mは0〜2の整数を表し、nは0〜4の整数を表す。)
【化4】

(式中、R5〜R10はそれぞれ炭素数1〜10の炭化水素基または水素を表す。
Yは置換または未置換の直鎖、分岐または環状の炭化水素数1〜10の二価の炭化水素基、置換または未置換の1,4−ジチアン基、アリーレン基、アラルキレン基を表す。mは0〜2の整数を表し、nは0〜4の整数を表す。)
【請求項3】
前記チオエポキシ化合物Aが、2,3−エピジチオプロピル(2,3−エピチオプロピル)ジスルフィド及び/または2,3−エピジチオプロピル(2,3−エピチオプロピル)スルフィドであり、前記チオエポキシ化合物Bが、2,3−エポキシプロピル(2,3−エピチオプロピル)ジスルフィド及び/または2,3−エポキシプロピル(2,3−エピチオプロピル)スルフィドであり、更に、式(1)で表される構造を1個以上有する化合物が、ビス(2,3−エピチオプロピル)ジスルフィド及び/またはビス(2,3−エピチオプロピル)スルフィドである請求項1乃至2のいずれかに記載の重合性組成物。
【請求項4】
ポリエポキシ化合物からポリチオエポキシ化合物の製造時に用いるチア化剤を、該ポリエポキシ化合物中のエポキシ基の当量に対して0.9当量から1.3当量用いることで、式(1)中のチオエポキシ化合物Aとチオエポキシ化合物Bの合計が、重合性組成物総質量に対して4質量%以下とする重合性組成物の製造方法。
【請求項5】
ポリエポキシ化合物からポリチオエポキシ化合物の製造時に用いるチア化剤を、該ポリエポキシ化合物中のエポキシ基の当量に対して0.9当量から1.3当量用い、かつ、反応温度を0℃から50℃とすることで、式(1)中のチオエポキシ化合物Aとチオエポキシ化合物Bの合計が、重合性組成物総質量に対して4質量%以下とする重合性組成物の製造方法。
【請求項6】
ポリエポキシ化合物からポリチオエポキシ化合物の製造時に用いるチア化剤を、該ポリエポキシ化合物中のエポキシ基の当量に対して0.9当量から1.3当量用い、かつ、酸またはその無水物を該ポリエポキシ化合物中のエポキシ基の当量に対して0.2当量以下用い、かつ、反応温度を0℃から50℃とすることで、式(1)中のチオエポキシ化合物Aとチオエポキシ化合物Bの合計が、重合性組成物総質量に対して4質量%以下とする重合性組成物の製造方法。
【請求項7】
前記チオエポキシ化合物Aが、式(5)で表される化合物であり、前記チオエポキシ化合物Bが、式(6)で表される化合物であり、更に、式(1)で表される構造を1個以上有する化合物が式(7)で表される化合物である請求項4乃至6のいずれか1項に記載の製造方法。
【化5】

(Yは置換または未置換の直鎖、分岐または環状の炭素数1〜10の二価の脂肪族炭化水素基、置換または未置換の1,4−ジチアン基、アリーレン基、アラルキレン基を表す。mは0〜2の整数を表し、nは0〜4の整数を表す。)
【化6】

(式中、R5〜R10はそれぞれ炭素数1〜10の炭化水素基または水素を表す。
Yは置換または未置換の直鎖、分岐または環状の炭化水素数1〜10の二価の炭化水素基、置換または未置換の1,4−ジチアン基、アリーレン基、アラルキレン基を表す。mは0〜2の整数を表し、nは0〜4の整数を表す。)
【請求項8】
前記チオエポキシ化合物Aが、2,3−エピジチオプロピル(2,3−エピチオプロピル)ジスルフィド及び/または2,3−エピジチオプロピル(2,3−エピチオプロピル)スルフィドであり、前記チオエポキシ化合物Bが、2,3−エポキシプロピル(2,3−エピチオプロピル)ジスルフィド及び/または2,3−エポキシプロピル(2,3−エピチオプロピル)スルフィドであり、更に、式(1)で表される構造を1個以上有する化合物が、ビス(2,3−エピチオプロピル)ジスルフィド及び/またはビス(2,3−エピチオプロピル)スルフィドである請求項7に記載の製造方法。
【請求項9】
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の重合性組成物及び/または請求項4乃至8のいずれか1項に記載の方法で得られた重合性組成物を使用して光学材料を得る光学材料の製造方法。
【請求項10】
光学材料がレンズである請求項9に記載の製造方法。
【請求項11】
注型重合法にて行うことを特徴とする請求項10に記載のの製造方法。
【請求項12】
請求項11に記載の方法で得られたレンズ。

【公開番号】特開2007−327060(P2007−327060A)
【公開日】平成19年12月20日(2007.12.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−153539(P2007−153539)
【出願日】平成19年6月11日(2007.6.11)
【分割の表示】特願2003−63724(P2003−63724)の分割
【原出願日】平成15年3月10日(2003.3.10)
【出願人】(000005887)三井化学株式会社 (2,318)
【Fターム(参考)】