JP2019172630A - ポリチオール化合物の製造方法、硬化性組成物の製造方法、および硬化物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】着色が低減されたポリチオール化合物の製造方法の提供。
【解決手段】ハロゲン化物をアルカリ金属硫化物およびアルカリ金属水酸化物からなる群から選択されるアルカリ金属化合物と反応させて、チオ基を含むポリオール化合物を得、次いで、このポリオール化合物をチオ尿素と反応させてイソチウロニウム塩を得、更に、イソチウロニウム塩を加水分解することによってポリチオールの塩を得、該ポリチオールの塩をポリチオールに転換することによって得られる、アルカリ金属化合物の鉄の含有率が質量基準で１００ｐｐｍ以下であるポリチオール化合物の製造方法。例えば、化合物（４）の製造方法。

ポリチオール化合物はポリイソ（チオ）シアネート化合物と混合して硬化性組成物を調製できる。
【選択図】なし

Description

本発明は、ポリチオール化合物の製造方法、硬化性組成物の製造方法、および硬化物の製造方法に関する。

ポリチオール化合物は、各種樹脂を得るための合成原料として広く用いられている。例えば、ポリチオール化合物をポリイソ（チオ）シアネート化合物と硬化反応することにより、ポリチオウレタン系樹脂を合成することができる（例えば特許文献１の段落０００４参照）。

特許第５３１９０３７号明細書

特許文献１に記載されているように、ポリチオール化合物は、イソチウロニウム塩の加水分解を経て合成することができる（例えば特許文献１の段落００３６参照）。
しかるに本発明者が検討を重ねたところ、従来のポリチオール化合物の製造方法には、製造されるポリチオール化合物の着色の低減が求められることが明らかとなった。

本発明の一態様は、着色が低減されたポリチオール化合物を製造することが可能なポリチオール化合物の製造方法を提供する。

本発明者は鋭意検討を重ねる中で、ポリチオール化合物の着色には、ポリチオール化合物の合成に用いられるアルカリ金属化合物に含まれる鉄が大きく影響するとの、従来知られていなかった新たな知見を得た。そして本発明者は、かかる知見に基づき更に鋭意検討を重ねた結果、本発明の一態様にかかるポリチオール化合物の製造方法を見出すに至った。

即ち、本発明の一態様は、以下のポリチオール化合物の製造方法に関する。
［式（１）中、Ｘはハロゲン原子を表す。］
で表されるハロゲン化物をアルカリ金属硫化物およびアルカリ金属水酸化物からなる群から選択されるアルカリ金属化合物と反応させて、
で表されるポリオール化合物および
で表されるポリオール化合物からなる群から選択されるポリオール化合物を得ること（以下、「工程１」とも記載する。）；
上記ポリオール化合物をチオ尿素と反応させてイソチウロニウム塩を得ること（以下、「工程２」とも記載する。）；
上記イソチウロニウム塩を加水分解することによってポリチオールの塩を得ること（以下、「工程３」とも記載する。）；ならびに、
上記ポリチオールの塩をポリチオールに転換することによって、
で表されるポリチオール化合物、
で表されるポリチオール化合物、
で表されるポリチオール化合物および
で表されるポリチオール化合物からなる群から選択される一種以上のポリチオール化合物を得ること（以下、「工程４」とも記載する。）；
を含み、
上記アルカリ金属化合物の鉄の含有率が質量基準で１００ｐｐｍ以下であるポリチオール化合物の製造方法。

本発明者は鋭意検討を重ねる中で、上記アルカリ金属化合物に不純物として含まれていた鉄が、上記のポリオール化合物との反応に使用されるチオ尿素に含まれていた不純物と形成する錯体が、製造されるポリチオール化合物の着色の原因になると考えるに至った。上記のチオ尿素中の不純物はチオシアン酸アンモニウムであると本発明者は考えている。これに対し、上記製造方法では、上記アルカリ金属化合物として、鉄の含有率が質量基準で１００ｐｐｍ以下のアルカリ金属化合物が使用される。これにより錯体の形成を抑制できることが、製造されるポリチオール化合物の着色低減に寄与し得ると推察される。ただし以上は推察であって、かかる推察に本発明は限定されない。

本発明の一態様によれば、各種樹脂の合成原料として有用なポリチオール化合物の着色低減が可能となる。

［ポリチオール化合物の製造方法］
以下、上記の本発明の一態様にかかるポリチオール化合物の製造方法について、更に詳細に説明する。

＜工程１＞
工程１は、式（１）で表されるハロゲン化物をアルカリ金属硫化物およびアルカリ金属水酸化物からなる群から選択されるアルカリ金属化合物と反応させて、式（２）で表されるポリオール化合物および式（３）で表されるポリオール化合物からなる群から選択されるポリオール化合物を得る工程である。この工程１において、上記アルカリ金属化合物の鉄の含有率は、質量基準で１００ｐｐｍ以下である。以下に記載の「ｐｐｍ」は、特記しない限り質量基準である。

式（１）は以下の通りであり、式（１）中、Ｘはハロゲン原子を表す。

式（１）で表されるハロゲン化物は、例えば、下記反応スキーム例１により、２−メルカプトエタノールとエピハロヒドリンとを反応させることによって得ることができる。

上記反応スキーム例１のエピハロヒドリン中および式（１）中のＸは、ハロゲン原子を表す。ハロゲン原子は、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子であり、塩素原子および臭素原子が好ましい。例えば、エピハロヒドリンとしてエピクロロヒドリン（Ｘ＝塩素原子）を用いることにより、式（１）中のＸが塩素原子であるハロゲン化物を得ることができる。また、エピハロヒドリンとしてエピブロモヒドリン（Ｘ＝臭素原子）を用いることにより、式（１）中のＸが臭素原子であるハロゲン化物を得ることができる。

２−メルカプトエタノールとエピハロヒドリンとの反応は、触媒存在下で行うことが好ましい。触媒としては、公知の各種触媒を用いることができ、第三級アミンを用いることが好ましい。第三級アミンとしては、第三級アルキルアミンが好ましい。好ましい第三級アミンの具体例としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシルメチルアミン等を挙げることができ、中でもトリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミンがより好ましく、トリエチルアミン、トリブチルアミンが更に好ましい。

上記反応スキーム例１における反応温度および工程１における反応温度は、例えば０〜６０℃程度とすることができる。上記反応スキーム例１における反応時間は、例えば０．５〜１０時間程度とすることができる。本発明および本明細書における「反応温度」とは、反応液の液温をいい、「内温」とも記載する。

一態様では、上記反応スキーム例１による式（１）で表されるハロゲン化物の合成反応は、例えば次のように行うことができる。まず２−メルカプトエタノールを混合して混合液を得る。ここで触媒を混合することが好ましく、第三級アミンを混合することがより好ましい。また必要に応じて溶媒（例えばアルコール等）を添加してもよい。その後、上記混合液にエピハロヒドリンを添加する。エピハロヒドリンは、上記混合液に滴下することによって添加することが好ましい。滴下時間は、例えば０．１〜５時間程度とすることができるが、特に限定されるものではない。滴下中、必要に応じて混合液を撹拌してもよい。エピハロヒドリンは、２−メルカプトエタノール１．０モルに対して、例えば０．５〜３．０モル、好ましくは０．７〜２．０モル、より好ましくは０．９〜１．１モルの範囲の割合で用いて２−メルカプトエタノールと反応させることができる。第三級アミンは、エピハロヒドリン１．０モルに対して、例えば０．００５〜０．１モル程度の量で使用することができる。上記混合液は、エピハロヒドリンの添加後に必要に応じて０．５〜１０時間程度熟成させてもよい。熟成中、混合液は静置してもよく撹拌してもよい。第三級アミンとしては一種または二種以上の第三級アミンを用いることができる。二種以上の第三級アミンを用いる場合の第三級アミン量は、それら二種以上の第三級アミンの合計含有量をいうものとする。本発明および本明細書において、特記しない限り、異なる構造を取り得る成分は一種用いてもよく二種以上を用いてもよい。かかる成分を二種以上用いる場合の含有量は、二種以上の合計含有量をいうものとする。

工程１では、上記の式（１）で表されるハロゲン化物とアルカリ金属硫化物およびアルカリ金属水酸化物からなる群から選択されるアルカリ金属化合物とを反応させることにより、下記式（２）で表されるポリオール化合物および下記式（３）で表されるポリオール化合物からなる群から選択されるポリオール化合物が得られる。

上記製造方法において、上記のハロゲン化物と反応させるアルカリ金属化合物の鉄の含有率は１００ｐｐｍ以下である。このことが、先に記載した錯体の形成を抑制することにつながり、その結果、上記製造方法により得られるポリチオール化合物の着色を低減することができると本発明者は推察している。ポリチオール化合物の着色をより一層低減する観点からは、上記アルカリ金属化合物の鉄の含有率は９０ｐｐｍ以下であることが好ましく、８０ｐｐｍ以下であることがより好ましく、７０ｐｐｍ以下であることが更に好ましく、６０ｐｐｍ以下であることが一層好ましく、５０ｐｐｍ以下であることがより一層好ましく、４０ｐｐｍ以下であることが更に一層好ましく、３０ｐｐｍ以下であることが更により一層好ましく、２０ｐｐｍ以下であることがなお一層好ましい。また、上記アルカリ金属化合物の鉄の含有率は、例えば１ｐｐｍ以上または５ｐｐｍ以上であることができるが、着色低減の観点からは低いほど好ましいため、上記の例示した下限を下回ってもよい。上記アルカリ金属化合物の鉄の含有率は、ＪＩＳ Ｋ １４３５に記載の方法によりＦｅ₂Ｏ₃として求められる鉄の定量結果を鉄（Ｆｅ）単独の値に換算した換算値を用いて算出することができる。なお上記アルカリ金属化合物は、水和物の形態であってもよい。水和物についての鉄の含有率は、水和水を含むアルカリ金属化合物の質量に対して求めるものとする。

上記アルカリ金属化合物の鉄の含有率は、公知の各種精製法により低減することができる。鉄の含有率の低減方法として好ましい精製法としては、陽イオン交換樹脂を用いる精製法、再結晶法等を挙げることができる。

工程１における反応に関して、例えば、アルカリ金属化合物として硫化ナトリウムを用いる場合を例に取ると、工程１において、下記反応スキーム例２により式（２）で表されるポリオール化合物を得ることができる。なお以下の反応スキーム例に記載の数値は、モル基準である。

また、アルカリ金属化合物として水酸化ナトリウムを用いる場合を例に取ると、工程１において、下記反応スキーム例３により式（３）で表されるポリオール化合物を得ることができる。

先に記載した反応スキーム例１による式（１）で表されるハロゲン化物の合成反応後、反応により得られた目的物（式（１）で表されるハロゲン化物）を含む反応液をそのまま工程１に用いてもよく、反応後の反応液を公知の方法で精製して目的物を単離するか濃度を高めた後に工程１に用いることもできる。または、先に記載した反応スキーム例１による式（１）で表されるハロゲン化物の合成反応後の反応液を溶媒（例えばトルエン等）で希釈して工程１に用いることもできる。以上の点は、この後に記載する各種工程の反応後についても、同様である。上記アルカリ金属化合物としてアルカリ金属水酸化物を用いる態様では、反応スキーム例３に例示されているように、式（３）で表されるポリオール化合物を得るために２−メルカプトエタノールを要する。この２−メルカプトエタノールは、先に記載した反応スキーム例１による式（１）で表されるハロゲン化物の合成反応後に未反応で残留した２−メルカプトエタノールであってもよく、または工程１のために新たに添加してもよい。工程１において式（３）で表されるポリオール化合物を得る際の２−メルカプトエタノール量は、式（１）で表されるハロゲン化物１．０モルに対して、例えば０．５〜３．０モル、好ましくは０．７〜２．０モル、より好ましくは０．９〜１．１モルの範囲とすることができる。

上記の反応スキーム例２、３では、アルカリ金属硫化物およびアルカリ金属水酸化物からなる群から選択されるアルカリ金属化合物に含まれるアルカリ金属原子がナトリウム原子である例を示した。ただし、上記アルカリ金属化合物に含まれるアルカリ金属原子は、他のアルカリ金属原子、例えばリチウム原子、カリウム原子等であってもよい。上記アルカリ金属化合物は、式（１）で表されるハロゲン化物１．０モルに対して、反応スキーム例２では例えば０．２〜２．０モル、好ましくは０．３〜１．２モル、より好ましくは０．４〜０．６モルの範囲の割合で、反応スキーム例３では例えば０．５〜３．０モル、好ましくは０．７〜２．０モル、より好ましくは０．９〜１．１モルの範囲の割合で用いて式（１）で表されるハロゲン化物と反応させることができる。なお上記アルカリ金属化合物は水和物の形態であってもよく、水和物についての量は、水和水を含む量をいうものとする。上記アルカリ金属化合物は、工程１の反応のためにそのまま用いてもよく、水溶液等の溶液の形態で用いてもよい。一態様では、上記アルカリ金属化合物の溶液を、式（１）で表されるハロゲン化物を含む反応液へ滴下することによって添加することができる。滴下時間は、例えば０．１〜５時間程度とすることができるが、特に限定されるものではない。滴下中、必要に応じて反応液を撹拌してもよい。かかる反応液は、上記アルカリ金属化合物の添加後に必要に応じて０．５〜１０時間程度熟成させてもよい。熟成中、反応液は静置してもよく撹拌してもよい。

＜工程２＞
次に、工程２について説明する。
工程２は、工程１で得られたポリオール化合物をチオ尿素と反応させてイソチウロニウム塩を得る工程である。工程１において鉄の含有率が高いアルカリ金属化合物を使用すると、ここで使用されるチオ尿素に含まれていた不純物（チオシアン酸アンモニウムと推察される。）と鉄により錯体が形成されてしまい、この錯体が最終的に得られるポリチオール化合物の着色の原因になると考えられる。これに対し、上記製造方法では、工程１において鉄の含有率が１００ｐｐｍ以下のアルカリ金属化合物を使用することが上記の錯体の形成を抑制することにつながり、その結果、上記製造方法により得られるポリチオール化合物の着色を低減することができると本発明者は推察している。

工程２は、上記の通りイソチウロニウム塩を得る工程である。「イソチウロニウム塩」とは、イソチオ尿素の第４級塩である。工程１で得られたポリオール化合物とチオ尿素と反応との反応は、好ましくは酸存在下で行うことができる。酸として塩酸を用いる場合を例に取ると、例えば、式（２）で表されるポリオール化合物を酸存在下でチオ尿素と反応させると、下記反応スキーム例４に示すイソチウロニウム塩を得ることができる。なお反応スキーム例４では、ポリチオール化合物（５）の骨格を有するイソチウロニウム塩を示しているが、この反応においては、ポリチオール化合物（５）の骨格を有するイソチウロニウム塩、ポリチオール化合物（６）の骨格を有するイソチウロニウム塩およびポリチオール化合物（７）の骨格を有するイソチウロニウム塩からなる群から選ばれる少なくとも一種のイソチウロニウム塩を得ることができ、転位反応が起こることで、上記イソチウロニウム塩の中の二種または三種が得られ得る。

また、例えば、式（３）で表されるポリオール化合物を酸存在下でチオ尿素と反応させると、下記反応スキーム例５に示す、ポリチオール化合物（４）の骨格を有するイソチウロニウム塩を得ることができる。

上記反応スキーム例４、５では、酸として塩化水素（ＨＣｌ）を用いる例を示したが、工程３で用いる酸は塩化水素に限定されるものではなく、各種無機酸および有機酸を用いることができる。無機酸としては塩化水素、硫酸等、有機酸としてはギ酸等を例示できる。酸の添加形態は特に限定されず、例えば酸は水溶液として添加することができる。水溶液における酸濃度は、特に限定されるものではなく、例えば１０〜８０質量％程度とすることができる。工程２において、上記ポリオール化合物１．０モル（二種以上の上記ポリオール化合物を含む反応液においては、それらの合計量１．０モル）に対して、酸は、例えば２．０〜１２．０モル、好ましくは３．０〜８．０モル、チオ尿素は、反応スキーム例４においては例えば３．０〜６．０モル、好ましくは４．５〜５．５モルの割合で、反応スキーム例５においては例えば２．０〜５．０モル、好ましくは３．５〜４．５モル用いることができる。工程２における反応温度は、例えば４０℃から還流温度、好ましくは９０〜１２０℃程度とすることができ、反応時間は、例えば１〜２４時間程度とすることができる。

＜工程３＞
次に、工程３について説明する。
工程３は、工程２で得られたイソチウロニウム塩を加水分解することによってポリチオールの塩を得る工程である。ここで得られるポリチオールの塩は、式（４）、式（５）、式（６）、または式（７）で表されるポリチオール化合物の構造において１分子中に３個または４個存在するチオール基（−ＳＨ）の１個以上のチオール基の水素原子が置換された構造を有する塩である。工程３において、異なる構造の二種以上のポリチオールの塩を得ることもできる。上記ポリチオールの塩は、ポリチオールのアルカリ金属塩またはポリチオールのアンモニウム塩であることが好ましい。上記加水分解は、好ましくは塩基存在下で行うことができ、ポリチオールの塩の種類は、加水分解に用いる塩基の種類によって調整可能である。一例として、上記ポリチオールの塩としてアルカリ金属塩を得る態様について、以下に説明する。

ポリチオールのアルカリ金属塩とは、工程２で得られたイソチウロニウム塩が加水分解された結果、分子末端にチオール基のアルカリ金属塩（−ＳＭ；Ｍはアルカリ金属原子を表す）が導入された構造を有する。例えば、ポリチオール化合物（５）の骨格を有するイソチウロニウム塩を、塩基として水酸化ナトリウムを用いて加水分解することにより、下記反応スキーム例６に示すポリチオールのアルカリ金属塩（ナトリウム塩）を得ることができる。

また、ポリチオール化合物（４）の骨格を有するイソチウロニウム塩を、塩基として水酸化ナトリウムを用いて加水分解することにより、下記反応スキーム例７に示すポリチオールのアルカリ金属塩（ナトリウム塩）を得ることができる。

上記反応スキーム例６、７では、塩基として水酸化ナトリウムを用いる例を示したが、工程４で用いる塩基は水酸化ナトリウムに限定されるものではなく、各種塩基を用いることができる。塩基は、好ましくは無機塩基である。無機塩基としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等を例示できる。塩基の添加形態は特に限定されないが、塩基を水溶液として添加することが好ましい。水溶液として塩基を添加することにより、塩基の存在下、この水溶液に含まれている水により上記イソチウロニウム塩を加水分解することができる。上記水溶液における塩基濃度は、特に限定されるものではなく、例えば １０〜６０質量％程度とすることができる。工程２が酸存在下で行われた場合、工程３において塩基を、工程２で用いた酸１．０モルに対して、例えば１．０〜４．０モル、好ましくは１．０〜３．０モル、より好ましくは１．２〜２．０モルの割合で用いることができる。なお工程２の反応後の上記イソチウロニウム塩を含む反応液には、有機溶媒を加えることができる。また有機溶媒は、工程２の反応後のどの段階でも任意に添加することができる。有機溶媒の添加量は、例えば、工程２の反応後の反応液の量に対して、体積基準で０．２〜３．０倍量程度とすることができる。有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等を挙げることができ、トルエンが好ましい。工程３における反応温度は、例えば１０〜８０℃程度とすることができ、反応時間は、例えば１〜１０時間程度とすることができる。

＜工程４＞
次に、工程４について説明する。
工程４は、工程３で得られたポリチオールの塩をポリチオールに転換する工程である。ポリチオールへの転換は、好ましくは酸によって行うことができる。工程３で得られたポリチオールの塩をポリチオールに転換することにより、式（４）で表されるポリチオール化合物、式（５）で表されるポリチオール化合物、式（６）で表されるポリチオール化合物および式（７）で表されるポリチオール化合物からなる群から選択される一種以上のポリチオール化合物を得ることができる。例えば、反応スキーム例６に示したポリチオールナトリウム塩を、酸として塩化水素（ＨＣｌ）を用いてポリチオールに転換して式（５）で表されるポリチオール化合物を得る反応スキーム例８を、以下に示す。

また、反応スキーム例６に示したポリチオールナトリウム塩を、酸として塩化水素（ＨＣｌ）を用いてポリチオールに転換して式（４）で表されるポリチオール化合物を得る反応スキーム例９を、以下に示す。

上記反応スキーム例８、９では、酸として塩化水素を用いる例を示したが、工程４で用いる酸は塩化水素に限定されるものではなく、各種無機酸および有機酸を用いることができる。工程４で用いる酸の詳細については、工程２における酸について記載した通りである。工程４における酸によるポリチオールへの転換は、好ましくは酸を水溶液として用いて行うことができ、より好ましくは酸洗浄により行うことができる。酸洗浄の後に水洗浄を行うことが好ましく、酸洗浄を２回またはそれ以上行い、酸洗浄の間に水洗を行うことがより好ましい。工程４を行う環境の雰囲気温度は特に限定されるものではない。工程４は、例えば雰囲気温度１０〜６０℃、好ましくは２０〜４５℃の環境下で行うことができる。また、いずれかの工程において有機溶媒を用いた場合には、公知の方法で、工程４の後の反応液から有機溶媒を留去する工程を行ってもよい。その他、濾過、蒸留等の後工程を公知の方法で行うこともできる。

上記の各工程は、大気中で行うことができ、大気中以外の雰囲気下、例えば窒素雰囲気下で行うこともできる。

以上記載した工程により、式（４）で表されるポリチオール化合物、式（５）で表されるポリチオール化合物、式（６）で表されるポリチオール化合物および式（７）で表されるポリチオール化合物を一種、または二種以上の混合物として得ることができる。なおポリチオール化合物の着色の程度は、例えば、ＪＩＳ Ｚ８７８１−４：２０１３に規定されているｂ^*値により評価することができる。ｂ^*値は、値が小さいほど着色が少ないことを示す。本発明の一態様にかかるポリチオール化合物の製造方法によれば、例えばｂ^*値が１．８以下（例えば０．５〜１．８）のポリチオール化合物を得ることができる。工程４によりポリチオール化合物が二種以上の混合物として得られた場合、公知の単離方法により各ポリチオール化合物を単離してもよく、混合物として各種樹脂の合成原料として用いてもよい。本発明の一態様にかかるポリチオール化合物の製造方法により得られる式（４）、（５）、（６）、（７）で表されるポリチオール化合物は、いずれも１分子中に３個または４個のチオール基を有する多官能ポリチオール化合物である。かかる多官能ポリチオール化合物が、ポリイソ（チオ）シアネート化合物と硬化反応して得られる硬化物（ポリチオウレタン系樹脂）は、高屈折率、高耐熱性等の、眼鏡レンズ等の光学部材として好ましい各種物性を有することができる。

［硬化性組成物および硬化物］
本発明の一態様は、上記製造方法によって得られたポリチオール化合物と、ポリイソ（チオ）シアネート化合物と、を含む硬化性組成物に関する。
更に本発明の一態様は、上記硬化性組成物を硬化した硬化物に関する。
上記硬化性組成物および硬化物については、以下の硬化性組成物の製造方法および硬化物の製造方法に関する記載を参照することができる。

［硬化性組成物の製造方法］
本発明の一態様は、
上記の本発明の一態様にかかるポリチオール化合物の製造方法によりポリチオール化合物を製造すること；および、
製造されたポリチオール化合物をポリイソ（チオ）シアネート化合物と混合して硬化性組成物を調製すること、
を含む硬化性組成物の製造方法、
に関する。上記製造方法により得られる硬化性組成物を硬化することにより、硬化物として、眼鏡レンズ等の光学部材の材料として有用なポリチオウレタン系樹脂を得ることができる。以下に、上記硬化性組成物の製造方法について、更に詳細に説明する。

ポリチオール化合物を製造する工程の詳細は、先に本発明の一態様にかかるポリチオール化合物の製造方法について記載した通りである。こうして製造されたポリチオール化合物を、ポリイソ（チオ）シアネート化合物と混合することにより、硬化性組成物を調製することができる。本発明および本明細書において、「ポリイソ（チオ）シアネート化合物」とは、ポリイソシアネート化合物とポリイソチオシアネート化合物とを包含する意味で用いるものとする。なお、イソシアネートはイソシアナートと呼ばれることもあり、イソチオシアネートはイソチオシアナートと呼ばれることもある。また、「イソ（チオ）シアネート基」とは、イソシアネート基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ）とイソチオシアネート基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ）とを包含する意味で用いるものとする。「ポリイソ（チオ）シアネート化合物」とは、イソ（チオ）シアネート基を１分子中に２個以上有する多官能化合物である。ポリチオール化合物とポリイソ（チオ）シアネート化合物とを硬化反応させることにより、ポリチオール化合物が有するチオール基と、ポリイソ（チオ）シアネート化合物が有するイソ（チオ）シアネート基とが反応し、分子内に以下の結合：
を有する反応生成物を得ることができる。上記において、Ｚは酸素原子または硫黄原子である。チオール基がイソシアネート基と反応することによりＸが酸素原子の上記結合が形成され、イソチオシアネート基と反応することによりＸが硫黄原子の上記結合が形成される。本発明および本明細書では、上記結合を１分子中に複数含む反応生成物（樹脂）を、「ポリチオウレタン系樹脂」と記載する。

ポリイソ（チオ）シアネート化合物としては、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）シアネート化合物等の各種ポリイソ（チオ）シアネート化合物を用いることができる。ポリイソ（チオ）シアネート化合物の１分子中に含まれるイソ（チオ）シアネート基の数は、２個以上であり、好ましくは２〜４個であり、より好ましくは２個または３個である。ポリイソ（チオ）シアネート化合物の具体例としては、例えば特許第５３１９０３７号公報段落００５２にポリイソ（チオ）シアナート化合物として例示されている各種化合物を挙げることができる。好ましいポリイソ（チオ）シアネート化合物としては、ヘキサメチレンジイソシアネート、１，５−ペンタンジイソシアネート、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ジイソシアネート、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、ビス（４−イソシアナトシクロへキシル）メタン、１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン、１，４−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン等の脂肪族ポリイソシアネート化合物；ビス（イソシアナトメチル）ベンゼン、ｍ−キシリレンジイソシアネート、ｐ−キシリレンジイソシアネート、１，３−ジイソシアナトベンゼン、トリレンジイソシアネート、２，４−ジイソシアナトトルエン、２，６−ジイソシアナトトルエン、４，４'−メチレンビス（フェニルイソシアネート）等の芳香族ポリイソシアネート化合物を挙げることができる。更に、上記ポリイソ（チオ）シアネート化合物の塩素置換体、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、ダイマー化またはトリマー化反応生成物等も使用できる。これらの化合物は単独で使用してもよく、二種以上を混合して使用してもよい。

上記硬化性組成物は、上記ポリチオール化合物をポリイソ（チオ）シアネート化合物と混合することにより調製することができる。上記硬化性組成物におけるポリチオール化合物とポリイソ（チオ）シアネート化合物との混合割合は、特に限定されないが、例えば、モル比として、ポリチオール化合物に含まれるチオール基／ポリイソ（チオ）シアネート化合物に含まれるイソ（チオ）シアネート基＝０．５〜３．０の範囲、好ましくは０．６〜２．０、更に好ましくは０．８〜１．３の範囲とすることができる。混合割合を上記範囲とすることは、高屈折率、高耐熱性等の各種優れた物性を有する硬化物を提供可能な硬化性組成物を得るうえで好ましい。また、一態様では、上記硬化性組成物は、上記ポリチオール化合物を、硬化性組成物全量１００質量％に対して、例えば４０質量％以上（例えば４０〜７０質量％）含むことができる。

上記硬化性組成物の調製時に、上記ポリチオール化合物およびポリイソ（チオ）シアネート化合物以外の一種以上の他の成分を混合してもよい。そのような他の成分の具体例としては、例えば、ポリチオール化合物とポリイソ（チオ）シアネート化合物との硬化反応の反応触媒等を例示できる。混合してもよい他の成分については、例えば特許第５３１９０３７号公報段落００５５、００５７、００５８〜００６４を参照できる。また、一般にポリチオウレタン系樹脂等の各種樹脂の添加剤として市販されている添加剤の一種以上を用いることもできる。上記硬化性組成物の調製は、以上説明した各種成分を同時に、または任意の順序で順次、混合して行うことができる。調製方法は特に限定されるものではなく、硬化性組成物の調製方法として公知の方法を、何ら制限なく採用することができる。

［硬化物の製造方法］
本発明の一態様は、
上記の本発明の一態様にかかる硬化性組成物の製造方法によって硬化性組成物を製造すること；および
製造された硬化性組成物を硬化して硬化物を得ること、
を含む硬化物の製造方法、
に関する。以下に、上記硬化物の製造方法について、更に詳細に説明する。

上記硬化性組成物を製造する工程の詳細は、先に本発明の一態様にかかる硬化性組成物の製造方法について記載した通りである。こうして製造された硬化性組成物を硬化することにより、硬化物として、眼鏡レンズ等の光学部材の材料として有用なポリチオウレタン系樹脂を得ることができる。本発明者の検討によれば、上記の本発明の一態様にかかるポリチオール化合物の製造方法により得られたポリチオール化合物を合成原料として用いることにより、着色が低減されたポリチオウレタン系樹脂が得られることも明らかとなった。樹脂の着色の程度は、例えばＪＩＳ Ｋ ７３７３：２００６に規定されているＹＩ値により評価することができる。ＹＩ値は、値が小さいほど着色が少ないことを示す。本発明の一態様にかかるポリチオール化合物の製造方法により得られたポリチオール化合物を合成原料として用いることにより、例えばＹＩ値が２．００以下（例えば０．５０〜２．００）のポリチオウレタン系樹脂（硬化物）を得ることができる。

上記ポリチオール化合物とポリイソ（チオ）シアネート化合物との硬化反応は、硬化性組成物を硬化可能な各種硬化処理により行うことができる。例えば、レンズ形状を有する硬化物（「プラスチックレンズ」とも呼ばれる。）を製造するためには、注型重合が好ましい。注型重合では、所定の間隔をもって対向する２つのモールドと、上記間隔を閉塞することにより形成されたキャビティを有する成形型のキャビティへ硬化性組成物を注入し、このキャビティ内で硬化性組成物の重合（硬化反応）を行い硬化物を得ることができる。注型重合に使用可能な成形型の詳細については、例えば特開２００９−２６２４８０号公報段落００１２〜００１４および同公報の図１を参照できる。なお上記公報では、２つのモールドの間隔を、封止部材としてガスケットにより閉塞した成形型が示されているが、封止部材としてはテープを用いることもできる。

一態様では、注型重合は、次のように行うことができる。硬化性組成物を、成形型側面に設けた注入口から成形型キャビティに注入する。注入後、硬化性組成物を、好ましくは加熱により重合（硬化反応）させることで、硬化性組成物が硬化し、キャビティの内部形状が転写された硬化物を得ることができる。重合条件は、特に限定されるものではなく、硬化性組成物の組成等に応じて適宜設定することができる。一例として、硬化性組成物をキャビティに注入した成形型を、加熱温度２０〜１５０℃で１〜７２時間程度加熱することができるが、この条件に限定されるものではない。なお本発明および本明細書において、注型重合に関する加熱温度等の温度とは、成形型が配置される雰囲気温度をいう。また、加熱中に、任意の昇温速度で昇温することができ、任意の降温速度で降温（冷却）することができる。重合（硬化反応）終了後、キャビティ内部の硬化物を成形型から離型する。注型重合において通常行われているように、キャビティを形成している上下モールドとガスケットまたはテープを任意の順序で取り外すことにより、硬化物を成形型から離型することができる。成形型から離型された硬化物は、好ましくは、眼鏡レンズのレンズ基材として用いることができる。なお眼鏡レンズのレンズ基材として用いられる硬化物は、通常、離型後に、アニーリング、丸め工程等の研削工程、研磨工程、耐衝撃性を向上させるためのプライマーコート層、表面硬度を上げるためのハードコート層等のコート層形成工程等の後工程に付すことができる。更に、反射防止層、撥水層等の各種機能性層を、レンズ基材上に形成することができる。これらの工程については、いずれも公知技術を何ら制限なく適用することができる。こうして、レンズ基材が上記硬化物である眼鏡レンズを得ることができる。更に、この眼鏡レンズをフレームに取り付けることにより、眼鏡を得ることができる。

次に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は実施例に示す態様に限定されるものではない。以下に記載の操作および評価は、特記しない限り、大気中室温下（２０〜２５℃程度）で行った。また、以下に記載の％、部は、特記しない限り質量基準である。

実施例、比較例における各種物性の評価は、以下の方法により行った。

（１）アルカリ金属化合物の鉄の含有率
アルカリ金属化合物（硫化ナトリウム９水和物）中の鉄をＪＩＳ Ｋ １４３５に記載の方法により定量し、ここでＦｅ₂Ｏ₃として求められた定量結果×０．６９９により鉄（Ｆｅ）の含有率を算出した。

（２）ポリチオール化合物の着色評価（ｂ^*値）
実施例、比較例で得られたポリチオール化合物のｂ^*値を、株式会社日立製作所製分光光度計Ｕ−３５００を用いて光路長１０ｍｍで測定した。

（３）硬化物（ポリチオウレタン系樹脂）の着色評価（ＹＩ値）
実施例、比較例で得られた硬化物（０．００Ｄ、中心肉厚１．８ｍｍ）のＹＩ値を、株式会社村上色彩技術研究所製分光透過率測定器ＤＯＴ−３を用いて測定した。

以下の実施例、比較例において目的のポリチオール化合物が得られたことは、ＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィー）、ＨＰＬＣ（高速液体クロマトグラフィー）およびＭＳ（質量分析）により確認した。

［アルカリ金属化合物の前処理（鉄低減処理）］
上記（１）の方法によって市販の硫化ナトリウム９水和物の鉄の含有率を求めたところ、５００ｐｐｍであった。
この市販の硫化ナトリウム９水和物５００ｇを純水２０００ｇに溶解後、陽イオン交換樹脂処理を行い、その後、再結晶化および再結晶化物の減圧乾燥を行い、硫化ナトリウム９水和物３８８ｇを得た。得られた硫化ナトリウム９水和物の鉄の含有率は１０ｐｐｍであった。実施例１の工程１では、こうして得られた硫化ナトリウム９水和物を用いた。他の実施例および比較例については、上記の陽イオン交換樹脂処理での処理条件を適宜変更することにより、鉄の含有率が異なる硫化ナトリウム９水和物を調製して工程１に用いた。

［実施例１］
＜ポリチオール化合物の合成＞
（式（１）で表されるハロゲン化物の合成）
２−メルカプトエタノール７８．１ｇ（１．０モル）とトリエチルアミン２．０ｇの混合液にエピクロロヒドリン９２．５ｇ（１．０モル）を、内温３５〜４０℃に保ちながら１時間かけて滴下し、内温４０℃で１時間熟成を行った。これにより式（１）中のＸが塩素原子であるハロゲン化物を得ることができる。なお本実施例ならびに他の実施例および比較例における熟成は、反応液を撹拌して行った。
（工程１）
上記の熟成後の反応液に、硫化ナトリウム９水和物（鉄の含有率：１０ｐｐｍ）１２５．０ｇ（０．５モル）を純水１００ｇに溶解した水溶液を、内温４０〜４５℃に保ちながら１時間かけて滴下し、更に内温４５℃で１時間熟成を行った。
（工程２、工程３）
上記工程１の後の反応液に３６％塩酸３０３．８ｇ（３．０モル）とチオ尿素１９０．３ｇ（２．５モル）を加えて内温１１０℃で９時間加熱撹拌した（工程２）。反応液を室温まで冷却後、トルエン４００ｍｌを加え、３０％水酸化ナトリウム水溶液６００．４ｇ（４．５モル）を徐々に加え内温６０℃で４時間加水分解を行った（工程３）。
（工程４）
上記工程３の後の反応液を静置して水層と有機層に分離した後、有機層を取り出し、この有機層を３６％塩酸１００ｍｌ、水１００ｍｌで２回、順次洗浄した。洗浄後の有機層中のトルエンを、ロータリーエバポレーターにて留去し、目的とするポリチオール化合物を得た。

上記の実施例１では、反応スキーム例１、２、４、６、８に示されているように各種反応を進行させることができる。なお反応スキーム例４には式（５）で表されるポリチオール化合物の骨格を有するイソチウロニウム塩が示され、反応スキーム例６では同骨格を有するポリチオールのアルカリ金属塩が示され、反応スキーム例８では式（５）で表されるポリチオール化合物が示されているが、工程２において、先に記載したように転位反応が起こることにより、式（５）で表されるポリチオール化合物の骨格を有するイソチウロニウム塩、式（６）で表されるポリチオール化合物の骨格を有するイソチウロニウム塩、および式（７）で表されるポリチオール化合物の骨格を有するイソチウロニウム塩の混合物を得ることができ、その結果、工程４において、式（５）で表されるポリチオール化合物、式（６）で表されるポリチオール化合物および式（７）で表されるポリチオール化合物の混合物を得ることができる。

＜プラスチックレンズの作製＞
キシリレンジイソシアナート５０．６部、硬化触媒としてジメチル錫ジクロライド０．０１部、離型剤として酸性リン酸エステル（城北化学工業株式会社製ＪＰ−５０６Ｈ）０．２０部、紫外線吸収剤（シプロ化成株式会社製シーソーブ７０１）０．５０部を混合、溶解させた。更に、上記で得られたポリチオール化合物４９．４部を添加混合し、混合液とした。この混合液を２００Ｐａにて１時間脱泡を行った後、孔径５．０μｍのＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）フィルターにて濾過を行った。濾過後の混合液（硬化性組成物）を、直径７５ｍｍ、−４．００Ｄまたは０．００Ｄのガラスモールドとテープからなるレンズ用成形型へ注入した。この成形型を電気炉へ投入し、１５℃から１２０℃まで２０時間かけて徐々に昇温し、２時間保持して重合（硬化反応）させた。重合終了後、電気炉から成形型を取り出し、離型して硬化物（プラスチックレンズ）を得た。得られたプラスチックレンズを更に炉内温度１２０℃のアニール炉において３時間アニールを行った。

［実施例２〜５、比較例１、２］
工程１において下記表１に示す鉄含有率の硫化ナトリウム９水和物を使用した点以外、実施例１と同様にポリチオール化合物の合成および硬化物の作製を行った。

表１に示す結果から、上記工程１において鉄の含有率が１００ｐｐｍ以下のアルカリ金属化合物を用いることにより着色が低減されたポリチオール化合物を得ることができること、更には、かかるポリチオール化合物を用いることにより着色が低減されたプラスチックレンズを得ることができることが確認できる。

最後に、前述の各態様を総括する。

一態様によれば、式（１）で表されるハロゲン化物をアルカリ金属硫化物およびアルカリ金属水酸化物からなる群から選択されるアルカリ金属化合物と反応させて、式（２）で表されるポリオール化合物および式（３）で表されるポリオール化合物からなる群から選択されるポリオール化合物を得ること、上記ポリオール化合物をチオ尿素と反応させてイソチウロニウム塩を得ること、上記イソチウロニウム塩を加水分解することによってポリチオールの塩を得ること、ならびに上記ポリチオールの塩をポリチオールに転換することによって式（４）で表されるポリチオール化合物、式（５）で表されるポリチオール化合物、式（６）で表されるポリチオール化合物および式（７）で表されるポリチオール化合物からなる群から選択される一種以上のポリチオール化合物を得ることを含み、上記アルカリ金属化合物の鉄の含有率が質量基準で１００ｐｐｍ以下であるポリチオール化合物の製造方法が提供される。

上記のポリチオール化合物の製造方法によれば、着色が低減されたポリチオール化合物を提供することができる。

一態様では、上記アルカリ金属化合物は、硫化ナトリウムであることができる。

一態様では、上記ポリチオールの塩は、ポリチオールのアルカリ金属塩およびポリチオールのアンモニウム塩からなる群から選択される塩であることができる。

他の一態様によれば、上記製造方法によってポリチオール化合物を製造すること、および製造されたポリチオール化合物をポリイソ（チオ）シアネート化合物と混合して硬化性組成物を調製すること、を含む硬化性組成物の製造方法も提供される。

上記硬化性組成物の製造方法によれば、着色が低減された硬化物を提供することが可能な硬化性組成物を得ることができる。

他の一態様によれば、上記製造方法によって硬化性組成物を製造すること、および製造された硬化性組成物を硬化して硬化物を得ること、を含む硬化物の製造方法も提供される。

上記硬化物の製造方法によれば、着色が低減された硬化物を提供することができる。

一態様では、上記の製造された硬化性組成物を硬化して硬化物を得ることは、上記硬化性組成物を注型重合に付すことにより行うことができる。

一態様では、上記硬化物は眼鏡レンズ基材であることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の一態様は、眼鏡レンズ等の各種光学部材の製造分野において有用である。

Claims (7)

1. ［式（１）中、Ｘはハロゲン原子を表す。］
   で表されるハロゲン化物をアルカリ金属硫化物およびアルカリ金属水酸化物からなる群から選択されるアルカリ金属化合物と反応させて、
   で表されるポリオール化合物および
   で表されるポリオール化合物からなる群から選択されるポリオール化合物を得ること；
   前記ポリオール化合物をチオ尿素と反応させてイソチウロニウム塩を得ること；
   前記イソチウロニウム塩を加水分解することによってポリチオールの塩を得ること；ならびに、
   前記ポリチオールの塩をポリチオールに転換することによって、
   で表されるポリチオール化合物、
   で表されるポリチオール化合物、
   で表されるポリチオール化合物および
   で表されるポリチオール化合物からなる群から選択される一種以上のポリチオール化合物を得ること；
   を含み、
   前記アルカリ金属化合物の鉄の含有率が質量基準で１００ｐｐｍ以下である、ポリチオール化合物の製造方法。
2. 前記アルカリ金属化合物は、硫化ナトリウムである、請求項１に記載のポリチオール化合物の製造方法。
3. 前記ポリチオールの塩は、ポリチオールのアルカリ金属塩およびポリチオールのアンモニウム塩からなる群から選択される塩である、請求項１または２に記載のポリチオール化合物の製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の製造方法によってポリチオール化合物を製造すること；および
   製造されたポリチオール化合物をポリイソ（チオ）シアネート化合物と混合して硬化性組成物を調製すること、
   を含む硬化性組成物の製造方法。
5. 請求項４に記載の製造方法によって硬化性組成物を製造すること；および
   製造された硬化性組成物を硬化して硬化物を得ること、
   を含む硬化物の製造方法。
6. 前記製造された硬化性組成物を硬化して硬化物を得ることを、前記硬化性組成物を注型重合に付すことにより行う、請求項５に記載の硬化物の製造方法。
7. 前記硬化物は眼鏡レンズ基材である、請求項５または６に記載の硬化物の製造方法。