説明

ポリウレタン−尿素系でブロック共重合体系の硬化性組成物、及び前記組成物から得られる透明材料

【課題】硬化性組成物の熱誘導される反応により得られる透明材料及びそのような材料を含む光学器具、好ましくは眼科用レンズを提供する。
【解決手段】(a)ポリウレタン系のプレポリマー及び(b)芳香族ジアミン、特に式(I)の芳香族ジアミンを、前記プレポリマー(a)中のイソシアネート官能基数に対する前記式(I)のジアミンのアミン官能機数の比が、0.92〜0.98であり、(c)ポリスチレン−ブロック−ポリブタジエン−ブロック−ポリ(メタクリル酸メチル)ブロック共重合体が、(a)、(b)、及び(c)の全重量に対して少なくとも5重量%となるように含む硬化性組成物と、そのような組成物、及び前記組成物を熱処理することによって得られると透明な光学材料を調製する方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ポリオール系、ポリイソシアネート系、ジアミン系、及びブロック共重合体系の新規な硬化性組成物、これらの組成物の反応により得られる透明な製品原材料、並びに硬化性組成物及び透明な製品原材料を調製する方法に関する。これらの材料は、光学器具、より具体的には眼科用器具の製造に特に有用である。
【背景技術】
【0002】
光学機器、特に眼科用レンズの製造に通常用いられている基材には2種類、すなわち無機ガラス製及び有機ガラス製の基材がある。現時点では、より軽量で耐衝撃性により優れるという利点を有する有機ガラスが市場規模的に著しく伸びている。使用量の最も多い有機ガラス基材は、可塑性ポリカーボネートとジエチレングリコールビス(アリルカーボネート)との重合により得られるポリカーボネートである。
【0003】
光学材料の製造のための新規な高性能材料を開発する一連の研究において、本願出願人は、ポリウレタン−尿素系の材料が、例えば、光学製品、特に眼科用レンズ等の製造等に用いられる透明材料の製造において有用な候補であることを見出した。ポリウレタン−尿素は、ポリオール、ポリイソシアネート及びジアミンの重縮合により得られるポリマーである。例えば、オリゴジオールとジイソシアネートとの反応により、柔らかいポリウレタン鎖が生成されるが、ジアミンは、ジイソシアネートとが反応すると、硬いポリ尿素セグメントが生成される。これらの反応物の重縮合を、硬いセグメントが高い割合で得られる条件下で行うと、ポリウレタン鎖によって形成される柔らかいミクロドメインが分散した剛直なセグメントからなる高いヤング率Eを有する材料が形成される。ポリ尿素の剛直なセグメントとポリウレタンの柔軟なセグメントとを組み合わせると、光学用途、より具体的には眼科用途にとって特に有用である、優れた化学的性質及び物理的性質の組み合わせを有する関心材料が得られる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
そのような材料は当業者に周知である。しかし、これらの化合物が液体状態で存在するこれらの製品の取扱いには制約があり、イソシアネートが液体状態における取扱いや保存には特別な格納手段を必要とするという有毒な化合物である事実から更に制約される。更に、これらの製品は、通常液体状態では高い反応性があるため、それらを満足に保存できる設備は限定される。
【0005】
イソシアネート官能基とアミンとの反応は通常非常に速い約1秒であるため、ポリウレタン−尿素の加工には、RIM(反応射出成形)、又はRTM(樹脂トランスファー成形)等の非常に複雑な処理を要する。ポリウレタン−尿素の加工を、押出成形、射出成形、又は共押出成形等のより簡単な処理で行うことができ、ポリウレタン−尿素を得るための組成物を、保存、格納、及び加工がより簡単な固体として得ることが有益となる。
【課題を解決するための手段】
【0006】
そのようなポリウレタン−尿素を得るための有用な手法は、これらの材料へのブロック共重合体の導入である。そのようなブロック共重合体のエポキシ樹脂マトリックスへの導入については、例えば、国際公開第01/92415号パンフレットに記載されている。ブロック共重合体の導入によって改変したエポキシ材料は、透明性を保持し、機械的性質が向上するが、ガラス転移温度Tgはわずかしか低下しない。かくして、本願出願人は、ポリオール、ポリイソシアネート、アミン、及びブロック共重合体系の、上記要件に合う新規な硬化性組成物を考案した。
【0007】
かくして、本発明の一主題は、硬化性組成物であって、
(a)ポリイソシアネート系のプレポリマーであり、
1)キシリレンジイソシアネート(XDI)、メタ−テトラメチルキシレンジイソシアネート(TMXDI)、脂環式ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートの三量体、及びヘキサメチレンジイソシアネートの三量体から選択される1又は複数のポリイソシアネートと、
2)中心のビスフェノールA単位の両側に平均1〜10のプロピレンオキシド単位を含むポリプロポキシル化ビスフェノールA化合物のファミリー、中心のビスフェノールA単位の両側に平均1〜15のエチレンオキシド単位を含むポリエトキシル化ビスフェノールA化合物のファミリー、並びに、二官能性、三官能性、及び四官能性のポリカプロラクトンアルコールのファミリーから選択される1又は複数のポリオールと、の重縮合により得られるプレポリマーと、
(b)ジエチルトルエンジアミン(DETDA)又は式(I)で表されるジアミンから選択される芳香族ジアミンであり、
【化1】

式中、R1及びR3は、同一であっても異なっていてもよく、それぞれ互いに独立して、メチル基、エチル基、n−プロピル基、及びイソプロピル基から選択される基を表し、R2は、水素原子又は塩素原子を表し、前記プレポリマー(a)中のイソシアネート官能基数に対する式(I)の前記ジアミン中のアミン官能基数の比が0.92〜0.98となる量の芳香族ジアミンと、
(c)(a)、(b)、及び(c)の全重量に対して少なくとも5重量%のポリスチレン−ブロック−ポリブタジエン−ブロック−ポリ(メタクリル酸メチル)ブロック共重合体(PS−b−PB−b−PMMA)と、を含む硬化性組成物である。
【0008】
そのような組成物は、熱によって誘導される反応により、例えば眼科用レンズの製造に光学材料として用いられる透明性を有するポリウレタン−尿素(PUU)材料を生成する。
【0009】
かくして、本発明の他の主題は、上記の硬化性組成物の熱誘導される反応により得られる透明材料、及び、そのような材料を含む光学器具、好ましくは、眼科用レンズである。
【0010】
本願明細書における特定の用語の定義は、以下のとおりに理解される。
【0011】
「光学器具」とは、機器用、及び視覚、遮光用の光学レンズ、並びに眼科用レンズ、更に、光学レンズ、遮光板、又は眼科用レンズにおいて用いられる光学的特性を有するフィルムをも意味する。
【0012】
「眼科用レンズ」とは、特に眼鏡フレームに取り付けることができ、眼の保護、及び/又は視力の矯正の機能を有するレンズで、無限焦点、一焦点、二焦点、三焦点、及び多重焦点レンズから選択されるレンズを意味する。
【0013】
本発明のさらなる主題は、硬化性組成物を調製する方法、及び以下により詳細に述べるポリウレタン−尿素材料を調製する方法である。
【0014】
本発明において、事前に、すなわちジアミン反応物との反応前に合成されたポリウレタンプレポリマーを含む硬化性組成物を調製することが重要である。これは、イソシアネート官能基のアミン官能基との反応性が、ポリオールのアルコール官能基に対するイソシアネート官能基のアミン官能基との反応性よりかなり高く、これらの3つの反応物を同時に接触させると、柔らかいポリウレタン配列を殆ど、あるいは全く含まない長くかつ硬いポリ尿素型の配列が非常に早く生成するためである。
【0015】
ポリウレタンプレポリマーを重縮合により生成するためには、ポリオールに対して過剰量のポリイソシアネートを用いることが重要である。ポリオール1モル当たり2〜3モル当量のポリイソシアネートを用いることが好ましい。このようなモル比を用いると、アルコールが完全に反応した後でも、大部分のイソシアネート官能基が未反応のまま残り、ジアミンとの重縮合反応に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
好ましい実施の形態において、本発明の硬化性組成物は、
(a)脂環式ジイソシアネートと、中心のビスフェノールA単位の両側に平均1〜10のプロピレンオキシド(PO)単位を含むポリプロポキシル化ビスフェノールA化合物との重縮合により得られるポリウレタン−ジイソシアネート系のプレポリマーと、
(b)式(I)で表される芳香族ジアミンであり、
【化2】

式中、R1及びR3は、同一であっても異なっていてもよく、それぞれ互いに独立して、メチル基、エチル基、n−プロピル基、及びイソプロピル基から選択される基を表し、R2は、水素原子又は塩素原子を表し、前記プレポリマー(a)中のイソシアネート官能基数に対する式(I)で表されるジアミン中のアミン官能基数の比が0.92〜0.98となる量のジアミンと、
(c)(a)、(b)、及び(c)の全重量に対して5〜80重量%のポリスチレン−ブロック−ポリブタジエン−ブロック−ポリ(メタクリル酸メチル)ブロック共重合体(PS−b−PB−b−PMMA)と、を含む。
【0017】
本発明の好ましい実施の形態において、用いられるポリイソシアネートは、脂環式ジイソシアネートである。本発明のポリウレタン−尿素材料を調製するために好ましいポリイソシアネートは、イソホロンジイソシアネート(IPDI)である。
【0018】
本発明においては、式(I)で表されるジアミンが好ましい。
【0019】
式(I)で表されるジアミンのうち特に好ましいのは、4,4’−メチレン−ビス[3−クロロ−2,6−ジエチルアニリン](MCDEA)である。
【0020】
本発明において、ポリウレタンプレポリマーの調製に、中心のビスフェノールA単位の両側に平均3.5〜8のプロピレンオキシド単位を含むポリプロポキシル化ビスフェノールA化合物のファミリーと、中心のビスフェノールA単位の両側に平均3〜6のエチレンオキシド単位を有するポリエトキシル化ビスフェノールA化合物のファミリーと、から選択される1又は複数のポリオールを用いるのが好ましい。本発明において、中心のビスフェノールA単位の両側に平均3.5、5.5、又は7.5のプロピレンオキシド単位を含むポリプロポキシル化ビスフェノールA化合物(以後、それぞれ3.5PO−BPA、5.5PO−BPA、及び7.5PO−BPAという)を用いるのが特に有利である。
【0021】
本発明の硬化性組成物において、イソシアネート官能基数に対するアミン官能基数の比は1に近いが、1よりもわずかに小さな値を用いることも重要である。これらの2種類の官能基を、ほぼ化学当量比に近い割合で有することにより、特に眼科用レンズの製造に用いられる高い分子量及び高いガラス転移温度の材料を得るために好適な重合度を確保することができるためである。しかし、アミン官能基数は、硬化した最終物質が、時間の経過と共に透明材料を徐々に黄変させる遊離のアミノ官能基を含まないように、イソシアネート官能基よりも少なくする必要がある。
【0022】
従って、式(I)で表されるジアミン中のアミン官能基数に対するプレポリマー(a)中のイソシアネート官能基数の比は、好ましくは0.93〜0.97、より好ましくは0.94〜0.96、特に好ましくは約0.95である。
【0023】
本発明の硬化性組成物は、好ましくは、(a)、(b)、及び(c)の全重量に対して30〜80重量%、好ましくは40〜60重量%、特に好ましくは約50重量%のポリスチレン−ブロック−ポリブタジエン−ブロック−ポリ(メタクリル酸メチル)ブロック共重合体(PS−b−PB−b−PMMA)を含む。上記の含有量により、この硬化性組成物から得られる材料の物理的特性、特に機械的特性を改善することが可能である。
【0024】
本発明において用いられるブロック共重合体は、例えば、国際公開第2005/073314号パンフレット、及び国際公開第2005/014699号パンフレットに記載されている。特に、その共重合体における、PS、PB、及びPMMAブロックに関する詳細な記載については、これらの文献を参照してもよい。
【0025】
最後に、透明なポリウレタン−尿素材料を得るためには、ブロック共重合体中のポリ(メタクリル酸メチル)(PMMA)のブロックが、ブロック共重合体中で大きな割合を占めることが重要である。本発明の有利な実施の形態において、PMMAブロックは、ポリスチレン−ブロック−ポリブタジエン−ブロック−ポリ(メタクリル酸メチル)ブロック共重合体の重量平均分子量の50〜80重量%、好ましくは55〜75重量%、特に好ましくは60〜70重量%を占める
【0026】
同様の理由により、ポリメタクリル酸メチルのブロックの重量平均分子量は、好ましくは、15,000〜100,000g/molであるブロック共重合体の全重量平均分子量に対して、好ましくは10,000〜200,000g/molである。
【0027】
本発明において、用いられるブロック共重合体は、トリブロック共重合体と、ポリスチレン−ブロック−ポリブタジエン系のジブロック共重合体の混合物であってもよいことは理解されるべきである。これらの共重合体は、例えば、国際公開第2005/073314号パンフレットに記載されている。
【0028】
上記の硬化性組成物から得られるポリウレタン−尿素材料は、光学分野、特に眼科分野で用いるのに好適な透明度を有している。この透明度は、ブロック共重合体による材料のナノ構造化の結果、少なくともトリブロック共重合体中のPMMAブロックを含むナノドメインが形成されることによるものである。これらのナノドメインは、10〜80nm、特に20〜60nmの大きさを有しているのが有利である。
【0029】
ポリウレタン−尿素材料の亀裂伝播抵抗は、ブロック共重合体を含まないポリウレタン−尿素材料よりも明らかに改善されている。従って、予亀裂を付与した標準試料に対するASTM(米国材料試験協会) E399又はASTM E1820規格に準拠して測定した最大応力拡大係数KIC(MPa・m1/2)は、通常、ブロック共重合体を含まないPUU材料に比べて少なくとも10%は高い。
【0030】
本発明のポリウレタン−尿素材料の最大応力拡大係数KIC(MPa・m1/2)は、通常1.45MPa・m1/2、好ましくは1.50MPa・m1/2、特に好ましくは1.55MPa・m1/2よりも大きい。
【0031】
本発明の硬化性組成物から製造される光学製品について、例えば、衝撃強度、耐磨耗性及び引っかき抵抗性、反射防止特性、及び防汚性等の特定の性質を改善するために、主面の少なくとも1つに1又は複数の機能性被膜を施すことができる。従って、本発明のポリウレタン製の光学機器の1つの主面上に、耐衝撃プライマーと呼ばれ、器具の耐衝撃性と共に、以後形成される被膜の基材に対する接着性を向上させる機能を有する第1の被膜、次に、この耐衝撃プライマーコーティングの上に、通常耐磨耗又は耐引っかき被膜と呼ばれ、光学機器の表面の、機械的な衝撃による損傷に対する抵抗性を向上させる目的を有する硬質の被膜を順次形成することも可能である。対磨耗被膜の上に、反射防止被膜と水又は油との間の界面張力を変化させると共に、隙間を塞いで油分が浸入し、残留するのを防止することを目的とする防汚性被膜がその上に適宜重ね合わされた反射防止被膜を重ね合わせることも可能である。光学機器は、更に帯電防止被膜を有していてもよい。
【0032】
上記のように、本発明の他の主題は、上記のような硬化性組成物を調製する方法であって、
1.ポリウレタン系のプレポリマーであり、
1)キシリレンジイソシアネート(XDI)、メタ−テトラメチルキシレンジイソシアネート(TMXDI)、脂環式ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートの三量体、及びヘキサメチレンジイソシアネートの三量体から選択される1又は複数のポリイソシアネートと、
2)中心のビスフェノールA単位の両側に平均1〜10のプロピレンオキシド単位を含むポリプロポキシル化ビスフェノールA化合物のファミリー、中心のビスフェノールA単位の両側に平均1〜15のエチレンオキシド単位を含むポリエトキシル化ビスフェノールA化合物のファミリー、及び二官能性、三官能性、及び四官能性のポリカプロラクトンアルコールのファミリーから選択される1又は複数のポリオールとを、イソシアネート基をアルコール官能基に対して過剰量存在させて重縮合することにより得られるプレポリマーと、
ポリスチレン−ブロック−ポリブタジエン−ブロック−ポリ(メタクリル酸メチル)ブロック共重合体(PS−b−PB−b−PMMA)とを、前記ブロック共重合体に対する前記プレポリマーの重量比95/5〜20/80で混合して第1の成分(A)を調製する工程と、
2.ジエチルトルエンジアミン(DETDA)又は式(I)で表されるジアミンであり、
【化3】

式中、R1及びR3は、同一であっても異なっていてもよく、それぞれ互いに独立して、メチル基、エチル基、n−プロピル基、及びイソプロピル基から選択される基を表し、R2は、水素原子又は塩素原子を表すジアミンと、
ポリスチレン−ブロック−ポリブタジエン−ブロック−ポリ(メタクリル酸メチル)ブロック共重合体(PS−b−PB−b−PMMA)とを、前記ブロック共重合体に対する前記アミンの重量比95/5〜20/80で混合することにより第2の成分(B)調製する工程と、
3.前記第1の成分(A)及び前記第2の成分(B)の各々を、前記プレポリマー中のイソシアネート官能基数に対する前記ジアミン中のアミン官能基数の比が0.92〜0.98となる量で混合する工程と、を含む方法である。
勿論、上記の硬化性組成物に関する選択枝の全ては、その調製方法の技術的特徴にあてはまる。
【0033】
そのような硬化性組成物の調製は、加工上の条件により更に容易となる。かくして、それぞれの成分を混合することによる第1の組成物(A)及び第2の組成物(B)の調製は、別個に独立して行われ、好ましくは、押出機、好ましくは2軸押出機を用いた押出成形により、100〜150℃の最高温度で行われ、好ましくは、次いで、押出成形されたロッドが、ダイから排出される際に造粒される。粒状物は容易に保存することができる。本発明の硬化性組成物を処理する方法によると、最終生成物であるポリウレタン−尿素材料の2種類の前駆体成分を、それぞれ別個に、化学的に安定な状態で室温条件下で保存することができる。
【0034】
この様にして得られる粒状物を、(A)及び(B)を適当な割合で混合して、最高温度120〜140℃、好ましくは温度が125〜135℃の押出機、好ましくは2軸押出機に供給することができる。
【0035】
この様にして得られる、押出成形された硬化性組成物は、反応性の化合物の形を取る硬化性組成物の中間体となる。この反応性の化合物を室温よりも低い温度で保存すれば、その物理化学的及び機械的性質は安定である。この硬化性組成物の中間体は、押出成形機の排出口に取り付けたダイの形状に応じて、粒状物又はフィルムの形態で保存することができる。
【0036】
他の変形例において、上記のように別個の粒状物として得られる、最終品であるポリウレタン−尿素材料の2つの前駆体組成物(A)及び(B)を共押出成形してもよい。本方法においてそのような構成を取ると、得られるのは、粒状又はフィルム状の硬化性組成物の中間体で、第1の成分(A)の反応性官能基と、第2の成分(B)の反応性官能基とは、これらの2成分の界面又は界面相でのみ緊密に混合されている。そのような組成物は安定であり、室温でも保存が容易である。特に、フィルム状になっているものは、そのまま用いることができる。
【0037】
このようにして、押出成形又は共押出成形により得られた硬化性組成物は、例えば、成形、射出成形、又は熱成形等によって加工することができ、100〜170℃で1〜15時間熱処理すると、本発明の透明硬化材料が得られる。
【0038】
本発明の好ましい変形例において、粒状の第1の組成物(A)と粒状の第2の組成物(B)を、化学量論比(あるいは、ほぼ化学量論比)で混合し、射出成形機のホッパーに投入し、鋳型に鋳込む。射出成形機の鋳型内で熱硬化させると、本発明の硬化性組成物からなる透明なポリウレタン−尿素材料を含む製品が得られる。射出成形機の鋳型は、眼科用レンズのインサート成形用の鋳型であることが有利であり、それにより眼科用レンズを得ることが可能になる。
【実施例】
【0039】
本発明の実施例により、本発明を説明する。
【0040】
実施例1
[IPDI/7.5PO−BPA]プレポリマー(NCO/OH比=3/1)を、水冷ジャケットを備えたガラス製の反応器中で、不活性雰囲気(アルゴン)下、110℃で12時間かけて大量合成した。反応器に仕込んだ各モノマーの量は、下記に示すとおりである。
IPDI=563.8g(37.5%)
7.5PO−BPA=939.5g(62.5%)
【0041】
理論値とイソシアネート官能基の化学分析により得られた実験値との比較により、上記反応時間経過後にプレポリマーの生成反応が完結していることが確認された。更に、イソシアネート当量は、12時間経過後は時間関数として変化しなかった。
⇒EqNCO(プレポリマー)の理論値=2.24モルのNCO官能基/kgプレポリマー
⇒EqNCO(プレポリマー)の実験値=2.18(±0.04)モルのNCO官能基/kgプレポリマー
*NCO当量の理論値は、化学分析(それぞれ、NF(フランス規格協会) T52−112及びNF T52−132規格に準拠)により決定された生成物(アルコール及びイソシアネート)の分子量を用いて計算された。
【0042】
本実施例で用いたブロック共重合体は、重量平均分子量の値が41,900g/molで、PMMAの重量分率が50%を上回るPS−b−PB−b−PMMAである。
【0043】
プレポリマー/PS−b−PB−b−PMMA、及びMCDEA/PS−b−PB−b−PMMAの2本のロッドは、それぞれ別個に押出成形され、排出口のダイによって粒状化された。プレポリマー/PS−b−PB−b−PMMA、及びMCDEA/PS−b−PB−b−PMMAは、Clextal社製BC21型共回転2軸押出機によって調製された。スクリューの回転速度は200rpmに設定した。
【0044】
PS−b−PB−b−PMMA及びMCDEAは、両者とも粉状であったため、2種類の粉状物を各50重量%ずつ乾式混合した。粉状混合物を、Division Instruments社製のK−Tron EDDERポンプを用いて、2kg/hの速度でホッパーに投入した。押出成形は、最高温度110℃で行った。得られたロッドは、ダイから排出される際に粒状化された。
【0045】
プレポリマーは、室温において粘稠な液体であった。プレポリマーを、Pumpdrive5001蠕動ポンプ(Heidolph社製)を用いて、ホッパーからスクリュー上に、110℃で、1kg/hの速度で直接投入した。それぞれの成分を各50重量%ずつ含むプレポリマー/PS−b−PB−b−PMMA混合物を得るために、PS−b−PB−b−PMMAを、上記のポンプを用いて1kg/hの速度でホッパーに投入した。押出成形されたロッドを、ダイから排出される際に粒状化した。プレポリマー/SBM粒状物に含まれるイソシアネート官能基の化学分析により、2つのポンプの流速が同一であったことが確認された。得られた測定値は、NCO官能基が、押出成形の間に全く(あるいは、ごくわずかしか)分解を受けておらず、生成した生成物は、押出成形操作の全体に渡ってほぼ均一(操作の間に異なる時点で採取した粒状物についての測定値にほとんどばらつきが見られなかった)であることを示していた。
⇒EqNCO(プレポリマー/PS−b−PB−b−PMMA粒状物)の実験値=1.05(±0.1)モルのNCO官能基/kg粒状物
【0046】
このようにして、巨視的に均一なプレポリマー/PS−b−PB−b−PMMA、及びMCDEA/PS−b−PB−b−PMMAの2組の粒状物を得た。
【0047】
2種類の粒状物を、イソシアネート/PS−b−PB−b−PMMAの化学分析により決定されたイソシアネート当量の値、及びMCDEA(50/50 MCDEA/PS−b−PB−b−PMMA混合物)の分子量より計算したアミン当量の値により、NH/NCO比が0.95となるように固体状態で混合した。混合した粒状物の質量は、下記のとおりである。
プレポリマー/PS−b−PB−b−PMMA粒状物=1812.8g
MCDEA/PS−b−PB−b−PMMA粒状物=687.1g
【0048】
混合物を、2軸押出機を用いて、最高温度130℃で押出成形した。
【0049】
得られた製品は、完全に透明で、光学器具、特に眼科用レンズの製造に用いるのに十分な機械的性質(衝撃強度、亀裂伝播抵抗)を有していた。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
硬化性組成物であって、
(a)ポリイソシアネート系のプレポリマーであり、
1)キシリレンジイソシアネート(XDI)、メタ−テトラメチルキシレンジイソシアネート(TMXDI)、脂環式ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートの三量体、及びヘキサメチレンジイソシアネートの三量体から選択される1又は複数のポリイソシアネートと、
2)中心のビスフェノールA単位の両側に平均1〜10のプロピレンオキシド単位を含むポリプロポキシル化ビスフェノールA化合物のファミリー、中心のビスフェノールA単位の両側に平均1〜15のエチレンオキシド単位を含むポリエトキシル化ビスフェノールA化合物のファミリー、並びに、二官能性、三官能性、及び四官能性のポリカプロラクトンアルコールのファミリーから選択される1又は複数のポリオールと、の重縮合により得られるプレポリマーと、
(b)ジエチルトルエンジアミン(DETDA)又は式(I)で表されるジアミンから選択される芳香族ジアミンであり、
【化1】

式中、R1及びR3は、同一であっても異なっていてもよく、それぞれ互いに独立して、メチル基、エチル基、n−プロピル基、及びイソプロピル基から選択される基を表し、R2は、水素原子又は塩素原子を表し、前記プレポリマー(a)中のイソシアネート官能基数に対する式(I)の前記ジアミン中のアミン官能基数の比が0.92〜0.98となる量の芳香族ジアミンと、
(c)(a)、(b)、及び(c)の全重量に対して少なくとも5重量%のポリスチレン−ブロック−ポリブタジエン−ブロック−ポリ(メタクリル酸メチル)ブロック共重合体(PS−b−PB−b−PMMA)と、を含む硬化性組成物。
【請求項2】
中心のビスフェノールA単位の両側に平均3.5〜8のプロピレンオキシド単位を含むポリプロポキシル化ビスフェノールA化合物と、中心のビスフェノールA単位の両側に平均3〜6のエチレンオキシド単位を有するポリエトキシル化ビスフェノールA化合物と、から選択される1又は複数のポリオールを含むことを特徴とする請求項1記載の硬化性組成物。
【請求項3】
(a)脂環式ジイソシアネートと、中心のビスフェノールA単位の両側に平均1〜10のプロピレンオキシド(PO)単位を含むポリプロポキシル化ビスフェノールA化合物との重縮合により得られるポリウレタン−ジイソシアネート系のプレポリマーと、
(b)式(I)で表される芳香族ジアミンであり、
【化2】

式中、R1及びR3は、同一であっても異なっていてもよく、それぞれ互いに独立して、メチル基、エチル基、n−プロピル基、及びイソプロピル基から選択される基を表し、R2は、水素原子又は塩素原子を表し、前記プレポリマー(a)中のイソシアネート官能基数に対する式(I)で表されるジアミン中のアミン官能基数の比が0.92〜0.98となる量のジアミンと、
(c)(a)、(b)、及び(c)の全重量に対して5〜80重量%のポリスチレン−ブロック−ポリブタジエン−ブロック−ポリ(メタクリル酸メチル)ブロック共重合体(PS−b−PB−b−PMMA)と、を含むことを特徴とする請求項1記載の硬化性組成物。
【請求項4】
中心のビスフェノールA単位の両側に平均3.5、5.5、又は7.5のプロピレンオキシド単位を含むポリプロポキシル化ビスフェノールA化合物を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の硬化性組成物。
【請求項5】
1モルのポリオールあたり2〜3モル当量のポリイソシアネートを含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の硬化性組成物。
【請求項6】
前記ポリイソシアネートが脂環式ジイソシアネートであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載の硬化性組成物。
【請求項7】
前記ポリイソシアネートがイソホロンジイソシアネート(IPDI)であることを特徴とする請求項6記載の硬化性組成物。
【請求項8】
前記ジアミンが、式(I)で表されるジアミンであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項記載の硬化性組成物。
【請求項9】
前記ジアミンが4,4’−メチレン−ビス[3−クロロ−2,6,−ジエチルアニリン]であることを特徴とする請求項8記載の硬化性組成物。
【請求項10】
前記プレポリマー(a)中のイソシアネート官能基数に対する式(I)で表されるジアミン中のアミン官能基数の比が、0.93〜0.97、より好ましくは0.94〜0.96、特に好ましくは約0.95である請求項8及び9のいずれか1項記載の硬化性組成物。
【請求項11】
(a)、(b)、及び(c)の全重量に対して30〜80重量%、好ましくは40〜60重量%、特に好ましくは約50重量%のポリスチレン−ブロック−ポリブタジエン−ブロック−ポリ(メタクリル酸メチル)ブロック共重合体(PS−b−PB−b−PMMA)を含むことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項記載の硬化性組成物。
【請求項12】
前記PMMAブロックが、ポリスチレン−ブロック−ポリブタジエン−ブロック−ポリ(メタクリル酸メチル)ブロック共重合体(PS−b−PB−b−PMMA)の重量平均分子量の50〜80重量%、好ましくは55〜75重量%、特に好ましくは60〜70重量%を占めることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項記載の硬化性組成物。
【請求項13】
前記PMMAブロックの重量平均分子量が、好ましくは10,000〜100,000であることを特徴とする請求項12記載の硬化性組成物。
【請求項14】
前記ブロック共重合体による材料の構造化によって、10〜80nm、特に20〜60nmの大きさのナノドメインが形成されることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項記載の硬化性組成物。
【請求項15】
請求項1〜14のいずれか1項記載の硬化性組成物の熱硬化により得られる透明硬化材料。
【請求項16】
1.45MPa・m1/2、好ましくは1.50MPa・m1/2、特に好ましくは1.55MPa・m1/2より大きい最大応力拡大係数KIC(MPa・m1/2)で表される亀裂伝播抵抗を有することを特徴とする請求項15記載の透明硬化材料。
【請求項17】
請求項15及び16のいずれか1項記載の透明硬化材料を含む光学器具。
【請求項18】
眼科用レンズであることを特徴とする請求項17記載の光学器具。
【請求項19】
硬化性組成物を調製する方法であって、
1.ポリウレタン系のプレポリマーであり、
キシリレンジイソシアネート(XDI)、メタ−テトラメチルキシレンジイソシアネート(TMXDI)、脂環式ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートの三量体、及びヘキサメチレンジイソシアネートの三量体から選択される1又は複数のポリイソシアネートと、
中心のビスフェノールA単位の両側に平均1〜10のプロピレンオキシド単位を含むポリプロポキシル化ビスフェノールA化合物のファミリー、中心のビスフェノールA単位の両側に平均1〜15のエチレンオキシド単位を含むポリエトキシル化ビスフェノールA化合物のファミリー、及び二官能性、三官能性、及び四官能性のポリカプロラクトンアルコールのファミリーから選択される1又は複数のポリオールとを、イソシアネート基をアルコール官能基に対して過剰量存在させて重縮合することにより得られるプレポリマーと、
ポリスチレン−ブロック−ポリブタジエン−ブロック−ポリ(メタクリル酸メチル)ブロック共重合体(PS−b−PB−b−PMMA)とを、前記ブロック共重合体に対する前記プレポリマーの重量比95/5〜20/80で混合して第1の成分(A)を調製する工程と、
2.ジエチルトルエンジアミン(DETDA)又は式(I)で表されるジアミンであり、
【化3】

式中、R1及びR3は、同一であっても異なっていてもよく、それぞれ互いに独立して、メチル基、エチル基、n−プロピル基、及びイソプロピル基から選択される基を表し、R2は、水素原子又は塩素原子を表すジアミンと、
ポリスチレン−ブロック−ポリブタジエン−ブロック−ポリ(メタクリル酸メチル)ブロック共重合体(PS−b−PB−b−PMMA)とを、前記ブロック共重合体に対する前記アミンの重量比95/5〜20/80で混合することにより第2の成分(B)調製する工程と、
3.前記第1の成分(A)及び前記第2の成分(B)の各々を、前記プレポリマー中のイソシアネート官能基数に対する前記ジアミン中のアミン官能基数の比が0.92〜0.98となる量で混合する工程と、を含む方法。

【公開番号】特開2007−197727(P2007−197727A)
【公開日】平成19年8月9日(2007.8.9)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2007−9863(P2007−9863)
【出願日】平成19年1月19日(2007.1.19)
【出願人】(505425373)エシロール アンテルナシオナル (コンパニー ジェネラレ ドプテイク) (74)
【Fターム(参考)】