JP7610645B2 - キシリレンジイソシアネート組成物、キシリレンジイソシアネート変性体組成物、重合性組成物、樹脂、成形体、光学素子およびレンズ - Google Patents
キシリレンジイソシアネート組成物、キシリレンジイソシアネート変性体組成物、重合性組成物、樹脂、成形体、光学素子およびレンズ Download PDFInfo
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Description
カラム;HP19091L-433 HP-50+(内径0.25mm×長さ30m、フィルム0.25μm)、
オーブン温度;50℃で1分間保持、50℃から280℃まで10.0℃/minで昇温、280℃到達後6分間保持、
キャリアガス;He1.0ml/min コンスタントフローモード、
注入方法;パルスドスプリットレス法(150kPa at 0.5min)、
注入量;1.0μL、
サンプル濃度:1.0質量%ジクロロメタン溶液
注入温度;200℃、
インターフェース温度;280℃、
四重極温度;150℃、
イオン源温度;230℃、
検出方法;Scan法(m/z:10~500)。
本発明[3]は、前記化合物の含有割合が、10ppm以上である、上記[1]のキシリレンジイソシアネート組成物を含む。
本発明[6]は、前記化合物が、下記化学式(2)で示されるホルミル基含有イソシアネート、および/または、下記化学式(3)で示されるエチル基含有イソシアネートを含む、上記[5]のキシリレンジイソシアネート組成物を含む。
本発明[8]は、前記化合物の含有割合は、100ppmを超過する、上記[7]のキシリレンジイソシアネート組成物を含む。
本発明[9]は、前記化合物の含有割合が10ppm以上である、上記[7]のキシリレンジイソシアネート組成物を含む。
(a)イソシアヌレート基、
(b)アロファネート基、
(c)ビウレット基、
(d)ウレタン基、
(e)ウレア基、
(f)イミノオキサジアジンジオン基、
(g)ウレトジオン基、
(h)ウレトンイミン基、
(i)カルボジイミド基。
本発明のキシリレンジイソシアネート組成物は、主成分としてキシリレンジイソシアネートを99質量%以上含有する、ほぼ単一化合物(つまり、キシリレンジイソシアネート)であるが、副成分として、後述する特定化合物(より具体的には、特定のイソシアネート化合物)を含有していることから、キシリレンジイソシアネート組成物として定義している。
特定化合物がXDIの製造において副生してXDI組成物に含まれる場合、XDI組成物に含まれる特定化合物の含有割合を調整する方法は、限定されない。XDI組成物に含まれる特定化合物の含有割合は、例えば、蒸留、カラム精製等の公知の方法により調整できる。
(ガスクロマトグラフィー質量分析の測定条件)
カラム;HP19091L-433 HP-50+(内径0.25mm×長さ30m、フィルム0.25μm)、
オーブン温度;50℃で1分間保持、50℃から280℃まで10.0℃/minで昇温、280℃到達後6分間保持、
キャリアガス;He1.0ml/min コンスタントフローモード、
注入方法;パルスドスプリットレス法(150kPa at 0.5min)、
注入量;1.0μL、
サンプル濃度:1.0質量%ジクロロメタン溶液、
注入温度;200℃、
インターフェース温度;280℃、
四重極温度;150℃、
イオン源温度;230℃、
検出方法;Scan法(m/z:10~500)。
一般式(1)において、R1は、好ましくは、水素原子を示す。
また、XDI組成物は、ジクロロメチルベンジルイソシアネートを含有してもよい。以下において、ジクロロメチルベンジルイソシアネートをDCIと記載する。
DCIの含有割合は、XDI組成物の総質量に対して、例えば、0.1ppm以上、好ましくは、0.3ppm以上、より好ましくは、0.6ppm以上、より好ましくは、1.0ppm以上であり、例えば、60ppm以下、好ましくは、50ppm以下、より好ましくは、30ppm以下、より好ましくは、20ppm以下である。
DCIの含有割合が上記範囲内であれば、XDI組成物から製造される樹脂の黄変および/または白濁を抑制できる。
DCIの含有割合は、特許第6373536号公報の[0376]段落に記載の方法に準拠して測定できる。
加水分解性塩素の濃度(HC)は、JIS K-1603-3(2007)に記載されている加水分解性塩素の求め方に準拠して測定される。
上記したXDI組成物は、必要により公知の方法で変性体化される。
(a)イソシアヌレート基、
(b)アロファネート基、
(c)ビウレット基、
(d)ウレタン基、
(e)ウレア基、
(f)イミノオキサジアジンジオン基、
(g)ウレトジオン基、
(h)ウレトンイミン基、
(i)カルボジイミド基。
上記したXDI組成物は、XDIと、上記した特定化合物とを含み、上記した特定化合物の含有割合が上記上限以下である。また、上記したXDI変性体組成物は、上記したXDI組成物が変性されて得られる。
上記したXDI組成物および/またはXDI変性体組成物は、樹脂の原料として好適に利用される。より詳しくは、XDI組成物および/またはXDI変性体組成物は、イソシアネート成分として、樹脂の原料である重合性組成物に含まれる。
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など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、ビスムチオール等の複素環ポリチオール化合物などが挙げられる。
上記した重合性組成物は、イソシアネート成分として、上記したXDI組成物、および/または、上記したXDI変性体組成物を含有する。そのため、上記した重合性組成物から製造される樹脂は、耐黄変性および透明性に優れる。
上記したイソシアネート成分と、上記した活性水素基含有成分とを反応させることにより、樹脂が製造される。言い換えれば、樹脂は、重合性組成物の硬化物である。樹脂は、好ましくは、公知の成形方法によって成形される。つまり、成形体は、樹脂を含む。
上記した樹脂、成形体、光学素子、レンズおよびコーティングは、上記した重合性組成物の硬化物を含む。そのため、樹脂、成形体、光学素子、レンズおよびコーティングは、耐黄変性および透明性に優れる。
実施例中において、プラスチックレンズの各物性の評価方法は以下の通りである。
島津製作所社製プルフリッヒ屈折計KPR-30を用いて、波長546.1nm(水銀e線)、波長480.0nm(Cd F’線)および波長643.9nm(Cd C’線)での屈折率(ne、nF’、nC’)をそれぞれ測定し、屈折率(ne)およびアッベ数(νe)をそれぞれ求めた。
島津製作所社製熱機械分析装置TMA-60を用いて、TMAペネートレーション法(50g荷重、ピン先0.5mmφ、昇温速度10℃/min)でのガラス転移温度Tgを測定し、耐熱性の指標とした。
樹脂を、厚さ9mm、直径75mmの円形平板プラスチックレンズとして作成し、平板レンズに対し、光源(ハヤシレピック社製Luminar Ace LA-150A)からの光を透過させた。平板レンズを透過した光の画像を画像処理装置(宇部情報システム社製)に取り込み、取り込んだ画像に対して濃淡処理した。処理後の画像の濃淡の度合いを画素毎に数値化し、各画素の濃淡の度合いの数値の平均値を取得し、平板レンズの失透度を求めた。
還流冷却管、撹拌翼、温度計、塩化水素ガス導入管、ホスゲン導入管、原料槽、原料装入ポンプを備えた、圧力調節器付きのオートクレーブ(内容積は2m3)を反応器として用いた。この反応器内に、不活性溶媒としてオルトジクロロベンゼン846kgを仕込み、原料槽にm-キシリレンジアミン136.2kg(1.0kモル)、および、オルトジクロロベンゼン621kgを仕込んだ(全アミン濃度8.5質量%)。
500mlスケールの耐圧オートクレーブに、1,3-ジシアノベンゼン(富士フィルム和光純薬社製)10g(0.078モル)と、5質量%パラジウム担持カーボン触媒(NEケムキャット社製、NXタイプ49質量%含水品)16.6g(パラジウム0.0078モル)と、反応溶媒としてのメタノール(富士フィルム和光純薬社製)100gとを装入した。
調製例1で得られたXDIと、調製例2で得られたホルミル基含有イソシアネートとを、XDI組成物におけるホルミル基含有イソシアネートの含有割合が表1の値となるように、混合した。これによって、XDI組成物を得た。
各実施例および各比較例のXDI組成物52質量部、硬化触媒としてジブチル錫ジクロライド0.01質量部、ゼレックUN(商品名Stepan社製品;酸性リン酸エステル)0.10質量部、バイオソーブ583(堺化学社製;紫外線吸収剤)1.5質量部を、20℃にて混合溶解させた。4-メルカプトメチル-1,8-ジメルカプト-3,6-ジチアオクタンを主成分とするポリチオール成分48質量部を装入混合し、混合均一液とした。この均一液を600Paにて1時間脱泡した後、1μm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、10℃~120℃まで徐々に昇温し、38時間で重合した。重合終了後、オーブンからモールド型を取り出し、離型して樹脂を得た。得られた樹脂を更に120℃で1時間アニールを行い、プラスチックレンズを製造した。前述のプラスチックレンズの各物性の評価方法に基づき、各物性を求めた。その結果を表1に示す。
Claims (22)
- キシリレンジイソシアネート組成物であって、
99質量%以上のキシリレンジイソシアネートと、
前記キシリレンジイソシアネート組成物を以下の測定条件でガスクロマトグラフィー質量分析により測定した場合に、保持時間が14.0分~14.6分である化合物と、
ジクロロメチルベンジルイソシアネートと
を含み、
前記化合物の含有割合は、2000ppm以下であり、
前記ジクロロメチルベンジルイソシアネートの含有割合は、60ppm以下である、キシリレンジイソシアネート組成物。
(ガスクロマトグラフィー質量分析の測定条件)
カラム;HP19091L-433 HP-50+(内径0.25mm×長さ30m、フィルム0.25μm)、
オーブン温度;50℃で1分間保持、50℃から280℃まで10.0℃/minで昇温、280℃到達後6分間保持、
キャリアガス;He1.0ml/min コンスタントフローモード、
注入方法;パルスドスプリットレス法(150kPa at 0.5min)、
注入量;1.0μL、
サンプル濃度:1.0質量%ジクロロメタン溶液
注入温度;200℃、
インターフェース温度;280℃、
四重極温度;150℃、
イオン源温度;230℃、
検出方法;Scan法(m/z:10~500)。 - 前記化合物の含有割合は、100ppmを超過する、請求項1に記載のキシリレンジイソシアネート組成物。
- 前記化合物の含有割合は、10ppm以上である、請求項1に記載のキシリレンジイソシアネート組成物。
- 前記化合物の分子量は、161である、請求項1~3のいずれか一項に記載のキシリレンジイソシアネート組成物。
- 前記化合物は、下記一般式(1)で示される、請求項1~3のいずれか一項に記載のキシリレンジイソシアネート組成物。
(一般式(1)において、R1は、水素原子、メチル基またはエチル基を示す。R2は、水素原子、メチル基、エチル基またはホルミル基を示す。mは、0以上2以下の整数を示す。) - 前記化合物は、下記化学式(2)で示されるホルミル基含有イソシアネート、および/または、下記化学式(3)で示されるエチル基含有イソシアネートを含む、請求項5に記載のキシリレンジイソシアネート組成物。
- 99質量%以上のキシリレンジイソシアネートと、
下記一般式(1)で示される化合物と、
ジクロロメチルベンジルイソシアネートと
を含み、
前記化合物の含有割合は、2000ppm以下であり、
前記ジクロロメチルベンジルイソシアネートの含有割合は、60ppm以下である、キシリレンジイソシアネート組成物。
(一般式(1)において、R1は、水素原子、メチル基またはエチル基を示す。R2は、水素原子、メチル基、エチル基またはホルミル基を示す。mは、0以上2以下の整数を示す。) - 前記化合物の含有割合は、100ppmを超過する、請求項7に記載のキシリレンジイソシアネート組成物。
- 前記化合物の含有割合は、10ppm以上である、請求項7に記載のキシリレンジイソシアネート組成物。
- 前記化合物は、下記化学式(2)で示されるホルミル基含有イソシアネート、および/または、下記化学式(3)で示されるエチル基含有イソシアネートを含む、請求項7~9のいずれか一項に記載のキシリレンジイソシアネート組成物。
- クロロメチルベンジルイソシアネートをさらに含み、前記クロロメチルベンジルイソシアネートの含有割合が、0.2ppm以上3000ppm以下である、請求項1~10のいずれか一項に記載のキシリレンジイソシアネート組成物。
- 請求項1~11のいずれか一項に記載のキシリレンジイソシアネート組成物が変性された変性体組成物であり、
下記(a)~(i)の官能基を少なくとも1種含有する、キシリレンジイソシアネート変性体組成物。
(a)イソシアヌレート基、
(b)アロファネート基、
(c)ビウレット基、
(d)ウレタン基、
(e)ウレア基、
(f)イミノオキサジアジンジオン基、
(g)ウレトジオン基、
(h)ウレトンイミン基、
(i)カルボジイミド基 - 請求項1~11のいずれか一項に記載のキシリレンジイソシアネート組成物、および/または、請求項12に記載のキシリレンジイソシアネート変性体組成物を含有するイソシアネート成分と、
活性水素基含有成分と、を含む、重合性組成物。 - 請求項13に記載の重合性組成物の硬化物である、樹脂。
- 請求項14に記載の樹脂を含む、成形体。
- 請求項15に記載の成形体を含む、光学素子。
- 請求項16に記載の光学素子を含む、レンズ。
- レンズの製造のための請求項1~11のいずれか一項に記載のキシリレンジイソシアネート組成物の使用。
- 99質量%以上のキシリレンジイソシアネートと、
下記化学式で示されるホルミル基含有イソシアネートと、
クロロメチルベンジルイソシアネートと
を含み、
前記ホルミル基含有イソシアネートの含有割合は、2000ppm以下であり、
前記クロロメチルベンジルイソシアネートの含有割合は、3000ppm以下である、キシリレンジイソシアネート組成物の、レンズの製造のための使用。
化学式:
- 前記ホルミル基含有イソシアネートの含有割合は、100ppmを超過する、請求項19に記載のキシリレンジイソシアネート組成物の、レンズの製造のための使用。
- 前記ホルミル基含有イソシアネートの含有割合は、10ppm以上である、請求項19に記載のキシリレンジイソシアネート組成物の、レンズの製造のための使用。
- 前記クロロメチルベンジルイソシアネートの含有割合が、0.2ppm以上である、請求項19~21のいずれか一項に記載のキシリレンジイソシアネート組成物の、レンズの製造のための使用。
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