(57)【要約】  本発明の重合条件設定方法は、エピスルフィド化合物を含む重合反応性化合物と、重合触媒とを含む組成物を加温し、所定の温度で保温した場合における、該重合反応性化合物の加温前の官能基由来の物性値ａおよび所定時間保温した後の残存官能基由来の物性値ｂを取得する、物性取得工程Ｓ１０と、物性値ａおよび物性値ｂから、残存官能基率を算出する残存官能基率算出工程Ｓ２０と、前記残存官能基率から、反応速度式に基づいて反応速度係数を算出する反応速度係数算出工程Ｓ３０と、下記条件を満足するように、前記反応速度係数を用い、反応速度式に基づいて重合時間内において所定時間おきに各重合温度を逆算する重合温度算出工程Ｓ４０と、を含む重合条件設定方法。（条件）  重合率が０％以上２０％以下の範囲において、重合速度が０％／ｈｒを超えて３．０％／ｈｒ以下、標準偏差が０．８％／ｈｒ以下
2020022369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エピスルフィド化合物を含む重合反応性化合物と、重合触媒とを含む組成物を加温し、所定の温度で保温した場合における、該重合反応性化合物の加温前の官能基由来の物性値ａおよび所定時間保温した後の残存官能基由来の物性値ｂを取得する、物性取得工程と、
物性値ａおよび物性値ｂから、残存官能基率を算出する残存官能基率算出工程と、
前記残存官能基率から、反応速度式に基づいて反応速度係数を算出する反応速度係数算出工程と、
下記条件を満足するように、前記反応速度係数を用い、反応速度式に基づいて重合時間内において所定時間おきに各重合温度を逆算する重合温度算出工程と、
を含む重合条件設定方法。
（条件）
重合率が０％以上２０％以下の範囲において、重合速度が０％／ｈｒを超えて３．０％／ｈｒ以下、標準偏差が０．８％／ｈｒ以下
【請求項２】
前記エピスルフィド化合物が、下記一般式（１）で表される、請求項１に記載の重合条件設定方法。
【化１】
2020022369.tif 000013
（一般式（１）中、Ｒ１〜Ｒ７は同一または異なっていてもよく、水素原子、Ｃ１以上Ｃ１０以下の直鎖または分岐アルキル基、Ｃ６以上Ｃ１８以下の置換または無置換アリール基を示す。ｍは０以上２以下の整数を示す。ｐは０以上４以下の整数を示す。）
【請求項３】
前記重合反応性化合物の総官能基モル１００に対するエピスルフィド化合物の官能基モル比は６０以上である、請求項１または２に記載の重合条件設定方法。
【請求項４】
前記重合反応性化合物は、活性水素化合物、ポリイソ（チオ）シアネート化合物およびエポキシ化合物から選択される少なくとも１種を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の重合条件設定方法。
【請求項５】
物性値ａおよび物性値ｂは、発熱量、比重、重量平均分子量、数平均分子量、１Ｈ−ＮＭＲスペクトル強度、または１３Ｃ−ＮＭＲスペクトル強度である、請求項１〜４のいずれかに記載の重合条件設定方法。
【請求項６】
前記重合温度算出工程の後に、重合率が２０％を超えてから９０％に至るまでの反応時間を０．１〜１５０時間から選択する重合時間設定工程を含む、請求項１に記載の重合条件設定方法。
【請求項７】
以下のステップ（Ａ）により、重合時間内において所定時間おきに重合温度条件を算出する工程と、
エピスルフィド化合物を含む重合反応性化合物と重合触媒とを含む組成物を、モールド内に注入する工程と、
算出された前記重合時間毎の重合温度条件を満たすように、前記組成物を重合硬化する工程と、
を含む光学材料の製造方法。
ステップ（Ａ）：
前記組成物を加温し、所定の温度で保温した場合における、当該組成物に含まれる重合反応性化合物の加温前の官能基由来の物性値ａおよび所定時間保温した後の残存官能基由来の物性値ｂを取得する、物性取得工程と、
前記物性値ａおよび前記物性値ｂから、残存官能基率を算出する残存官能基率算出工程と、
前記残存官能基率から、反応速度式に基づいて反応速度係数を算出する反応速度係数算出工程と、
下記条件を満足するように、前記反応速度係数を用い、反応速度式に基づいて重合時間内において所定時間おきに各重合温度を逆算する重合温度算出工程と、
を含む。
（条件）
重合率が０％以上２０％以下の範囲において、重合速度が０％／ｈｒを超えて３．０％／ｈｒ以下、標準偏差が０．８％／ｈｒ以下
【請求項８】
請求項１〜４のいずれかに記載の方法により得られた重合温度条件で重合する、請求項７に記載の光学材料の製造方法。
【請求項９】
前記エピスルフィド化合物が、下記一般式（１）で表される、請求項７または８に記載の光学材料の製造方法。
【化１】
2020022369.tif 000014
（一般式（１）中、Ｒ１〜Ｒ７は同一または異なっていてもよく、水素原子、Ｃ１以上Ｃ１０以下の直鎖または分岐アルキル基、Ｃ６以上Ｃ１８以下の置換または無置換アリール基を示す。ｍは０以上２以下の整数を示す。ｐは０以上４以下の整数を示す。）
【請求項１０】
前記重合反応性化合物の総官能基モル１００に対するエピスルフィド化合物の官能基モル比は６０以上である、請求項７〜９のいずれかに記載の光学材料の製造方法。
【請求項１１】
前記重合反応性化合物は、活性水素化合物およびエポキシ化合物から選択される少なくとも１種を含む、請求項７〜１０のいずれかに記載の光学材料の製造方法。
【請求項１２】
前記重合温度算出工程の後に、重合率２０％を超え９０％までの反応時間を０．１〜１５０時間から選択する重合時間設定工程を含む、請求項７に記載の光学材料の製造方法。
【請求項１３】
エピスルフィド化合物を含む重合反応性化合物と、重合触媒とを含む組成物を加温し、所定の温度で保温した場合における、該重合反応性化合物の加温前の官能基由来の物性値ａおよび所定時間保温した後の残存官能基由来の物性値ｂを取得する、物性取得部と、
物性値ａおよび物性値ｂから、残存官能基率を算出する残存官能基率算出部と、
前記残存官能基率から、反応速度式に基づいて反応速度係数を算出する反応速度係数算出部と、
下記条件を満足するように、前記反応速度係数を用い、反応速度式に基づいて重合時間内において所定時間おきに各重合温度を逆算する重合温度算出部と、
を備える、重合条件設定装置。
（条件）
重合率が０％以上２０％以下の範囲において、重合速度が０％／ｈｒを超えて３．０％／ｈｒ以下、標準偏差が０．８％／ｈｒ以下
【請求項１４】
エピスルフィド化合物を含む重合反応性化合物と、重合触媒とを含む組成物における、重合条件を設定するためのコンピュータープログラムであって、
コンピューターを
エピスルフィド化合物を含む重合反応性化合物と、重合触媒とを含む組成物を加温し、所定の温度で保温した場合における、該重合反応性化合物の加温前の官能基由来の物性値ａおよび所定時間保温した後の残存官能基由来の物性値ｂを取得する、物性取得手段、
物性値ａおよび物性値ｂから、残存官能基率を算出する残存官能基率算出手段、
前記残存官能基率から、反応速度式に基づいて反応速度係数を算出する反応速度係数算出手段、および
下記条件を満足するように、前記反応速度係数を用い、反応速度式に基づいて重合時間内において所定時間おきに各重合温度を逆算する重合温度算出手段、
として機能させるための、コンピュータープログラム。
（条件）
重合率が０％以上２０％以下の範囲において、重合速度が０％／ｈｒを超えて３．０％／ｈｒ以下、標準偏差が０．８％／ｈｒ以下
【請求項１５】
エピスルフィド化合物を含む重合反応性化合物と、重合触媒とを含む組成物を加熱する加熱部と、
請求項１３に記載の重合条件設定装置と、
前記重合条件設定装置により得られた重合温度条件に基づいて、エピスルフィド化合物を含む重合反応性化合物と、重合触媒とを含む組成物を加熱するように前記加熱部を制御する制御部と、
を備える、光学材料製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重合条件設定方法、外観に優れる光学材料の製造方法に関する。
【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、染色が可能なため眼鏡レンズ、カメラレンズ等の光学材料として急速に普及してきている。これまでに様々なレンズ用成形体が開発され使用されている。【０００３】
プラスチックレンズ用樹脂には、さらなる高性能化が要求されてきており、高屈折率化、高アッベ数化、低比重化、高耐熱性化等が求められてきた。これまでにも様々なレンズ用樹脂素材が開発され使用されている。【０００４】
その中でも、スルフィド系樹脂からなる光学材料は、高屈折率、高アッベ数であり、屈折率１．６を超える超高屈折率材料として検討が行われている。スルフィド系樹脂は、エピスルフィド化合物を含む重合性組成物を重合させて得られる。【０００５】
特許文献１には、エピスルフィド化合物を含有する重合性組成物を所定の温度以下に調節して成形モールドに充填する注入工程と、前記成形モールドを所定の温度・時間条件下に曝して前記重合性組成物を重合させる硬化工程とを有する、プラスチックレンズの製造方法が提案されている。【０００６】
特許文献２には、エピスルフィド化合物を含有する混合物を注型重合して得られるプラスチックレンズの製造方法において、冷却しても各成分が再結晶により析出しなくなる状態になるまで予備反応させた後、内部離型剤を添加することを特徴とするプラスチックレンズの製造方法が提案されている。【０００７】
特許文献３、４には、エピスルフィド化合物を含有する混合物を所定の反応温度で予備反応させることにより予備反応液を得、該予備反応液に重合触媒を加え所定の温度・時間反応させることを特徴とする光学材料用重合性組成物の製造方法が提案されている。【０００８】
特許文献５には、高屈折率で厚いプラスチックレンズの製造方法として、重合性組成物を成形型に充填した後、重合性組成物を充填時の初期温度以上に保つ保持工程と、前記重合性組成物を冷却する冷却工程と、を備える製造方法が提案されている。当該組成物から得られる樹脂として、エピスルフィド樹脂が例示されている。【０００９】
特許文献６には、プラスチックレンズの製造方法において、充填工程の後、重合性組成物を充填工程時の初期温度以上に保つ保持工程と、保持工程の後、重合性組成物を冷却する冷却工程と、を備える硬化工程が開示されている。当該組成物に含まれる化合物として、エピスルフィド化合物が例示されている。【００１０】
特許文献７には、多成分系のラジカル重合反応をシミュレーションする多成分共重合反応シミュレーションプログラムや多成分共重合反応計算方法が開示されている。
特許文献８には、ラジカル重合反応または乳化重合をシミュレーションして重合体の製造条件を決定する方法が開示されている。
特許文献９には、回分式反応槽によって重合反応を行うプロセスの制御システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−２０９９６８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１０５２２９号公報
【特許文献３】特開２０１４−４７３３４号公報
【特許文献４】国際公開第２０１３／１２２０６８号
【特許文献５】特開２０１２−２４０４１４号公報
【特許文献６】特開２００９−２２６７４２号公報
【特許文献７】特開２００４−０９１６８８号公報
【特許文献８】特開２００３−２５２９１０号公報
【特許文献９】特開２００１−１０６７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１〜６に開示されているように、プラスチックレンズは、通常、１対のモールド内に充填された重合性組成物を重合硬化させることで形成されるが、重合性組成物の重合速度は温度によって変化し、わずかな温度分布で局所的に重合速度の上昇、低下を発生させる。
このため、例えば、重合速度が上昇した部分は、他よりも分子量が増大し、下方へ沈降または上方へ上昇する。また、モールド内で重合性組成物の対流が発生する場合もある。そして、これらの形跡が残ったまま重合性組成物が硬化すると、プラスチックレンズに光学歪み、あるいは脈理が発生するおそれがある。
特に、エピスルフィド基を有する化合物は反応性が高く、当該化合物を含む重合性組成物を用いて光学材料を製造する場合、過剰な重合や副反応が進行してしまい、脈理の低減されたレンズを製造することが困難であった。【００１３】
重合温度条件は、光学歪みや脈理を抑制するために極めて重要な条件である。重合温度条件としては、例えば、特許文献１〜４に開示された条件を挙げることができるが、経験に基づいて所定の温度範囲が設定されているに過ぎない。【００１４】
特許文献５および６には、局所的な重合速度の上昇・低下が発生すると、プラスチックレンズに光学歪や脈理が発生する問題が記載されている。「上昇・低下」という用語が用いられているように、基準となる重合速度に対する乖離が問題とされている。これらの引用文献における重合速度の「上昇・低下」とは、光学歪や脈理が発生しない重合プロセスを基準としたときの乖離を意味するものである。特許文献５および６では、このような乖離を抑制するために、重合性組成物の硬化工程において、経験に基づいて昇温、温度維持、および降温を適宜組み合わせている。
これらの特許文献においては、重合開始から所定時間までの間の各時刻における重合速度を、時刻毎に制御するという思想は開示されていない。【００１５】
特許文献７〜９には、重合過程における重合反応のシミュレーションが開示され、特許文献７においては、複数の時刻における重合率の計算が行われている（段落００２１〜００２２、図８等）。
しかし、これらの特許文献における計算は、温度を与えられた条件として重合率等を算出している。すなわち、これらの特許文献における計算では、温度を「計算に必要な条件」として用いている。
以上のように、重合性組成物の反応速度論的解析による温度条件の設定はこれまで行われてこなかった。【００１６】
本発明は、エピスルフィド化合物を含む重合性組成物の硬化に伴う光学歪みまたは脈理を抑制し、さらに外観に優れる光学材料が得られる重合温度条件を設定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明者らは、鋭意検討を行った結果、エピスルフィド化合物を用いた場合において、所定の解析にしたがって重合温度条件を適切に設定することにより、光学材料の重合率を高め、さらに光学材料が重合硬化する過程で、重合速度のばらつきを抑制することができ、その結果として光学歪みや脈理の発生が抑制され、外観に優れた光学材料が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。【００１８】
すなわち、本発明は以下に示すことができる。
［１］  エピスルフィド化合物を含む重合反応性化合物と、重合触媒とを含む組成物を加温し、所定の温度で保温した場合における、該重合反応性化合物の加温前の官能基由来の物性値ａおよび所定時間保温した後の残存官能基由来の物性値ｂを取得する、物性取得工程と、
物性値ａおよび物性値ｂから、残存官能基率を算出する残存官能基率算出工程と、
前記残存官能基率から、反応速度式に基づいて反応速度係数を算出する反応速度係数算出工程と、
下記条件を満足するように、前記反応速度係数を用い、反応速度式に基づいて重合時間内において所定時間おきに各重合温度を逆算する重合温度算出工程と、
を含む重合条件設定方法。
（条件）
重合率が０％以上２０％以下の範囲において、重合速度が０％／ｈｒを超えて３．０％／ｈｒ以下、標準偏差が０．８％／ｈｒ以下
［２］  前記エピスルフィド化合物が、下記一般式（１）で表される、［１］に記載の重合条件設定方法。
【化１】
2020022369.tif 000003
（一般式（１）中、Ｒ１〜Ｒ７は同一または異なっていてもよく、水素原子、Ｃ１以上Ｃ１０以下の直鎖または分岐アルキル基、Ｃ６以上Ｃ１８以下の置換または無置換アリール基を示す。ｍは０以上２以下の整数を示す。ｐは０以上４以下の整数を示す。）
［３］  前記重合反応性化合物の総官能基モル１００に対するエピスルフィド化合物の官能基モル比は６０以上である、［１］または［２］に記載の重合条件設定方法。
［４］  前記重合反応性化合物は、活性水素化合物、ポリイソ（チオ）シアネート化合物およびエポキシ化合物から選択される少なくとも１種を含む、［１］〜［３］のいずれかに記載の重合条件設定方法。
［５］  物性値ａおよび物性値ｂは、発熱量、比重、重量平均分子量、数平均分子量、１Ｈ−ＮＭＲスペクトル強度、または１３Ｃ−ＮＭＲスペクトル強度である、［１］〜［４］のいずれかに記載の重合条件設定方法。
［６］  前記重合温度算出工程の後に、重合率が２０％を超えてから９０％に至るまでの反応時間を０．１〜１５０時間から選択する重合時間設定工程を含む、［１］に記載の重合条件設定方法。
［７］  以下のステップ（Ａ）により、重合時間内において所定時間おきに重合温度条件を算出する工程と、
エピスルフィド化合物を含む重合反応性化合物と重合触媒とを含む組成物を、モールド内に注入する工程と、
算出された前記重合時間毎の重合温度条件を満たすように、前記組成物を重合硬化する工程と、
を含む光学材料の製造方法。
ステップ（Ａ）：
前記組成物を加温し、所定の温度で保温した場合における、当該組成物に含まれる重合反応性化合物の加温前の官能基由来の物性値ａおよび所定時間保温した後の残存官能基由来の物性値ｂを取得する、物性取得工程と、
前記物性値ａおよび前記物性値ｂから、残存官能基率を算出する残存官能基率算出工程と、
前記残存官能基率から、反応速度式に基づいて反応速度係数を算出する反応速度係数算出工程と、
下記条件を満足するように、前記反応速度係数を用い、反応速度式に基づいて重合時間内において所定時間おきに各重合温度を逆算する重合温度算出工程と、
を含む。
（条件）
重合率が０％以上２０％以下の範囲において、重合速度が０％／ｈｒを超えて３．０％／ｈｒ以下、標準偏差が０．８％／ｈｒ以下
［８］  ［１］〜［４］のいずれかに記載の方法により得られた重合温度条件で重合する、［７］に記載の光学材料の製造方法。
［９］  前記エピスルフィド化合物が、下記一般式（１）で表される、［７］または［８］に記載の光学材料の製造方法。
【化２】
2020022369.tif 000004
（一般式（１）中、Ｒ１〜Ｒ７は同一または異なっていてもよく、水素原子、Ｃ１以上Ｃ１０以下の直鎖または分岐アルキル基、Ｃ６以上Ｃ１８以下の置換または無置換アリール基を示す。ｍは０以上２以下の整数を示す。ｐは０以上４以下の整数を示す。）
［１０］  前記重合反応性化合物の総官能基モル１００に対するエピスルフィド化合物の官能基モル比は６０以上である、［７］〜［９］のいずれかに記載の光学材料の製造方法。
［１１］  前記重合反応性化合物は、活性水素化合物およびエポキシ化合物から選択される少なくとも１種を含む、［７］〜［１０］のいずれかに記載の光学材料の製造方法。
［１２］  前記重合温度算出工程の後に、重合率２０％を超え９０％までの反応時間を０．１〜１５０時間から選択する重合時間設定工程を含む、［７］に記載の光学材料の製造方法。
［１３］  エピスルフィド化合物を含む重合反応性化合物と、重合触媒とを含む組成物を加温し、所定の温度で保温した場合における、該重合反応性化合物の加温前の官能基由来の物性値ａおよび所定時間保温した後の残存官能基由来の物性値ｂを取得する、物性取得部と、
物性値ａおよび物性値ｂから、残存官能基率を算出する残存官能基率算出部と、
前記残存官能基率から、反応速度式に基づいて反応速度係数を算出する反応速度係数算出部と、
下記条件を満足するように、前記反応速度係数を用い、反応速度式に基づいて重合時間内において所定時間おきに各重合温度を逆算する重合温度算出部と、
を備える、重合条件設定装置。
（条件）
重合率が０％以上２０％以下の範囲において、重合速度が０％／ｈｒを超えて３．０％／ｈｒ以下、標準偏差が０．８％／ｈｒ以下
［１４］  エピスルフィド化合物を含む重合反応性化合物と、重合触媒とを含む組成物における、重合条件を設定するためのコンピュータープログラムであって、
コンピューターを
エピスルフィド化合物を含む重合反応性化合物と、重合触媒とを含む組成物を加温し、所定の温度で保温した場合における、該重合反応性化合物の加温前の官能基由来の物性値ａおよび所定時間保温した後の残存官能基由来の物性値ｂを取得する、物性取得手段、
物性値ａおよび物性値ｂから、残存官能基率を算出する残存官能基率算出手段、
前記残存官能基率から、反応速度式に基づいて反応速度係数を算出する反応速度係数算出手段、および
下記条件を満足するように、前記反応速度係数を用い、反応速度式に基づいて重合時間内において所定時間おきに各重合温度を逆算する重合温度算出手段、
として機能させるための、コンピュータープログラム。
（条件）
重合率が０％以上２０％以下の範囲において、重合速度が０％／ｈｒを超えて３．０％／ｈｒ以下、標準偏差が０．８％／ｈｒ以下
［１５］  エピスルフィド化合物を含む重合反応性化合物と、重合触媒とを含む組成物を加熱する加熱部と、
［１３］に記載の重合条件設定装置と、
前記重合条件設定装置により得られた重合温度条件に基づいて、エピスルフィド化合物を含む重合反応性化合物と、重合触媒とを含む組成物を加熱するように前記加熱部を制御する制御部と、
を備える、光学材料製造装置。【００１９】
本発明において、重合率［％］とは、使用したエピスルフィド化合物を含む重合反応性化合物のうち重合した重合反応性化合物の割合である。重合率０％とは重合反応性化合物の重合が開始していない状態であり、重合触媒を添加混合した時点から重合が開始する。重合速度［％／ｈ］とは、重合率を時間で除した値である。重合時間とは、エピスルフィド化合物を含む重合反応性化合物と、重合触媒とを添加混合してから、所定の重合率に到達するまでの時間である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の重合条件設定方法によれば、光学歪みや脈理の発生が抑制され、外観に優れた光学材料が得られる重合温度条件を得ることができる。さらに、得られた重合温度条件を用いた光学材料の製造方法により、光学歪みや脈理の発生が抑制され、外観に優れた光学材料を得ることができる。特に、光学歪みや脈理が容易に発生する層厚が厚いレンズ等の光学材料においても、これらの発生を効果的に抑制することができる。
またさらに、本発明によれば、重合温度条件を算出するための重合条件設定装置およびコンピュータープログラム、当該重合条件設定装置を備える光学材料製造装置を提供することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。【００２２】
【図１】本実施形態に係る重合条件設定方法のフローである。
【図２】本実施形態に係る重合条件設定装置の構成を示すブロック図である。
【図３】実施例１における重合条件設定方法により得られた重合時間毎の重合温度条件と、重合時間と、重合率とをプロットしたチャートである。
【図４】実施例３における重合条件設定方法により得られた重合時間毎の重合温度条件と、重合時間と、重合率とをプロットしたチャートである。
【図５】実施例５における重合条件設定方法により得られた重合時間毎の重合温度条件と、重合時間と、重合率とをプロットしたチャートである。
【図６】実施例７における重合条件設定方法により得られた重合時間毎の重合温度条件と、重合時間と、重合率とをプロットしたチャートである。
【図７】比較例１における重合時間毎の重合温度条件と、重合時間と、重合率とをプロットしたチャートである。
【図８】比較例２における重合時間毎の重合温度条件と、重合時間と、重合率とをプロットしたチャートである。
【図９】比較例３における重合時間毎の重合温度条件と、重合時間と、重合率とをプロットしたチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
まず、本発明における重合条件設定方法（シミュレーション）および標準偏差について説明する。
（１）重合条件設定方法（シミュレーション）について
化学反応のシミュレーションは、通常、コンピューターにより逐次計算の形で計算がなされる。重合反応において、時間を経るにつれてどのように重合率が増大していくか（言い換えれば、どのように重合性残存官能基濃度が減少していくか）を計算するにあたっては、それぞれの時刻における計算を逐次実施していくことになる。すなわち、温度および重合性官能基濃度の初期条件を与えた上で、時刻ｔにおける温度および重合性官能基濃度に基づいて、次の時刻（ｔ＋Δｔ）における重合性官能基濃度を求めるという計算を繰り返す（以下、このような計算を「逐次計算」という）。
【００２４】
本発明におけるシミュレーションについても、逐次計算が基礎となっている。すなわち、引用文献７〜９等の従来技術と同様、本発明においても、時刻ｔにおける温度および重合性残存官能基の濃度に基づいて、次の時刻（ｔ＋Δｔ）における重合系内の状態を予測している。
【００２５】
引用文献７〜９等の従来技術と異なるのは、次の時刻（ｔ＋Δｔ）において算出する対象が、重合性残存官能基の濃度ではなく反応速度係数である点である。
本発明と従来技術とは、計算の目的と対象とが相違する。従来技術における計算では、温度を「計算に必要な条件」として用いているのに対し、本発明は、温度は算出するべき対象であり、「計算の結果」である。本発明においては、所望の重合推移が得られるようにするような温度推移を計算によって求めている。
【００２６】
本発明のシミュレーションにおいては、時刻ｔから次の時刻（ｔ＋Δｔ）の直前までの時間区域（時刻の値が、ｔ以上、ｔ＋Δｔ未満の領域）における反応速度（重合速度）を初期に設定したｖとした上で、次の時刻（ｔ＋Δｔ）における反応速度もｖと等しくなる条件を満たすように、次の時刻（ｔ＋Δｔ）における反応速度係数を決めている。
【００２７】
重合反応において、時間を経るにつれてどのように重合率が増大していくか（言い換えれば、どのように重合性残存官能基の濃度が減少していくか）を計算するにあたっては、それぞれの時刻における計算を逐次実施する。
本実施形態のシミュレーションは、時刻ｔにおける温度および重合性残存官能基の濃度に基づいて、次の時刻（ｔ＋Δｔ）における反応速度係数を計算し、反応温度を算出する。本実施形態においては、温度は算出するべき対象であり、所望の重合推移が得られるような温度推移を計算によって求めることができる。
【００２８】
本発明においては、時刻ｔから次の時刻（ｔ＋Δｔ）の直前までの時間区域（時刻の値が、ｔ以上、ｔ＋Δｔ未満の領域）における反応速度（重合速度）を初期に設定したｖとした上で、次の時刻（ｔ＋Δｔ）における反応速度もｖと等しくなる条件を満たすように、次の時刻（ｔ＋Δｔ）における反応速度係数を決める。
【００２９】
（２）標準偏差について
本発明は、所定時間おきに計算を行うシミュレーションの結果であるのにもかかわらず「標準偏差」がゼロにはならない。以下、この理由について、重合反応性化合物であるエピスルフィド化合物の一次反応を例に説明する。
【００３０】
本発明は、重合初期から重合率２０％までの重合率推移を直線的推移とするものである。そのため、横軸を時間、縦軸を重合率とした以下のグラフに示すように、時間ｔ０から時間ｔ１に推移する時間Δｔの間に、重合率がＣＶ１からＣＶ２に推移することになる。
【００３１】
【表１】
2020022369.tif 000005
【００３２】
ここでＣＶ２−ＣＶ１＝ｘ（％）とすると、ｘは以下の式１で表すことができる。
2020022369.tif 000006
【００３３】
ｖ＝ｋ［Ａ］（ｋ：反応速度係数、［Ａ］：エピスルフィド化合物濃度）であることから式１は、以下の式２となる。
2020022369.tif 000007
【００３４】
ここで、ｋは温度の関数であることから、ｋ（Ｔ）と表記し、［Ａ］は時間の関数なのでＡ（ｔ）と表記すると、式２は、以下の式３となる。
2020022369.tif 000008
【００３５】
時間Δｔを経て、どのくらい反応が進行するか、言い換えれば、ｘの値がどの様になるかを知るには、正確には時々刻々と変化するＡ（ｔ）の値に基づいて計算しなければならない。
しかし、Ａ（ｔ）の値をシミュレーションでは、ｔ０〜（ｔ０＋Δｔ）の間、以下のように仮定している。
ｋ（Ｔ）＝ｃｏｎｓｔ＝ｋ（Ｔ）ｔ＝ｔ０
Ａ（ｔ）＝ｃｏｎｓｔ＝［Ａ］ｔ＝ｔ０
【００３６】
したがって、シミュレーションでは、式３は以下のように式３’として計算する。
2020022369.tif 000009
【００３７】
式３と式３’の差が生じ、時間Δｔを大きく取れば、この差が大きくなる。
これが、直線推移からの“ずれ”が生じる理由である。
【００３８】
このように、目標値とシミュレーション結果の乖離が生じることになる。すなわち、平均重合速度に基づいて決定される目標重合率と、計算の結果として求まる各時刻の重合率との乖離が生じる。各時刻における乖離が累積することによって重合速度の標準偏差が生じることになる。
【００３９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４０】
なお、以下に示す説明において、重合条件設定装置１０の記憶部１００、物性取得部１２０、残存官能基率算出部１４０、反応速度係数算出部１６０、および重合温度算出部１８０は、ハードウエア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。重合条件設定装置１０の記憶部１００、物性取得部１２０、残存官能基率算出部１４０、反応速度係数算出部１６０、および重合温度算出部１８０は、任意のコンピューターのＣＰＵ、メモリ、メモリにロードされた本図の構成要素を実現するプログラム、そのプログラムを格納するハードディスクなどの記憶メディア、ネットワーク接続用インタフェースを中心にハードウエアとソフトウエアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法、装置には様々な変形例がある。
【００４１】
図１は、本実施形態に係る重合条件設定方法のフローである。
本実施形態に係る重合条件設定方法は、エピスルフィド化合物を含む重合反応性化合物と、重合触媒と、を含む組成物における、重合温度条件の設定方法である。
【００４２】
当該重合条件設定方法は、図１に示すように、物性取得工程Ｓ１０、残存官能基率算出工程Ｓ２０、反応速度係数算出工程Ｓ３０、および重合温度算出工程Ｓ４０を含む。
物性取得工程Ｓ１０では、エピスルフィド化合物を含む重合反応性化合物と、重合触媒と、を含む組成物を加温し、所定の温度で保温した場合における、該重合反応性化合物の加温前の官能基由来の物性値ａおよび所定時間保温した後の残存官能基由来の物性値ｂを取得する。残存官能基率算出工程Ｓ２０では、物性値ａおよび物性値ｂから、残存官能基率を算出する。反応速度係数算出工程Ｓ３０では、前記残存官能基率から、反応速度式に基づいて反応速度係数を算出する。重合温度算出工程Ｓ４０では、下記条件を満足するように、前記反応速度係数を用い、反応速度式に基づいて重合時間内において所定時間おきに各重合温度を逆算する。
条件：重合率が０％以上２０％以下の範囲において、重合速度が０％／ｈｒを超えて３．０％／ｈｒ以下、標準偏差が０．８％／ｈｒ以下
【００４３】
以下に、本実施形態において用いられる、エピスルフィド化合物を含む重合反応性化合物、重合触媒、これらを含む組成物について説明する。
【００４４】
本実施形態におけるエピスルフィド化合物はエピスルフィド基を１以上有する化合物であり、本発明を発揮し得る限りにおいて特に限定されない。
エピスルフィド化合物としては、例えば、ビス（１，２−エピチオエチル）スルフィド、ビス（１，２−エピチオエチル）ジスルフィド、ビス（エピチオエチルチオ）メタン、ビス（エピチオエチルチオ）ベンゼン、ビス［４−（エピチオエチルチオ）フェニル］スルフィド、ビス［４−（エピチオエチルチオ）フェニル］メタン等のエピチオエチルチオ化合物；
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、１，８−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；
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；
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］スルホン、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の２，３−エピチオプロピルチオ化合物；
ビス（２，３−エピチオプロピル）エーテル、ビス（２，３−エピチオプロピルオキシ）メタン、１，２−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシ）エタン、１，２−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシ）プロパン、１，３−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシ）プロパン、１，３−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシ）−２−メチルプロパン、１，４−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシ）ブタン、１，４−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシ）−２−メチルブタン、１，３−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシ）ブタン、１，５−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシ）ペンタン、１，５−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシ）−２−メチルペンタン、１，５−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシ）−３−チアペンタン、１，６−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシ）ヘキサン、１，６−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシ）−２−メチルヘキサン、１，８−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシ）−３，６−ジチアオクタン、１，２，３−トリス（２，３−エピチオプロピルオキシ）プロパン、２，２−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシ）−１，３−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシメチル）プロパン、２，２−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシメチル）−１−（２，３−エピチオプロピルオキシ）ブタン、１，５−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシ）−２−（２，３−エピチオプロピルオキシメチル）−３−チアペンタン、１，５−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシ）−２，４−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシメチル）−３−チアペンタン、１−（２，３−エピチオプロピルオキシ）−２，２−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシメチル）−４−チアヘキサン、１，５，６−トリス（２，３−エピチオプロピルオキシ）−４−（２，３−エピチオプロピルオキシメチル）−３−チアヘキサン、１，８−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシ）−４−（２，３−エピチオプロピルオキシメチル）−３，６−ジチアオクタン、１，８−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシ）−４，５−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシメチル）−３，６−ジチアオクタン、１，８−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシ）−４，４−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシメチル）−３，６−ジチアオクタン、１，８−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシ）−２，５−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシメチル）−３，６−ジチアオクタン、１，８−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシ）−２，４，５−トリス（２，３−エピチオプロピルオキシメチル）−３，６−ジチアオクタン、１，１，１−トリス［［２−（２，３−エピチオプロピルオキシ）エチル］チオメチル］−２−（２，３−エピチオプロピルオキシ）エタン、１，１，２，２−テトラキス［［２−（２，３−エピチオプロピルオキシ）エチル］チオメチル］エタン、１，１１−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシ）−４，８−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシメチル）−３，６，９−トリチアウンデカン、１，１１−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシ）−４，７−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシメチル）−３，６，９−トリチアウンデカン、１，１１−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシ）−５，７−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシメチル）−３，６，９−トリチアウンデカン等の鎖状脂肪族の２，３−エピチオプロピルオキシ化合物；
１，３−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシ）シクロヘキサン、１，４−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシ）シクロヘキサン、１，３−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシメチル）シクロヘキサン、１，４−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシメチル）シクロヘキサン、２，５−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシメチル）−１，４−ジチアン、２，５−ビス［［２−（２，３−エピチオプロピルオキシ）エチル］チオメチル］−１，４−ジチアン、２，５−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシメチル）−２，５−ジメチル−１，４−ジチアン等の環状脂肪族の２，３−エピチオプロピルオキシ化合物；および、
１，２−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシ）ベンゼン、１，３−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシ）ベンゼン、１，４−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシ）ベンゼン、１，２−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシメチル）ベンゼン、１，３−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシメチル）ベンゼン、１，４−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシメチル）ベンゼン、ビス［４−（２，３−エピチオプロピルオキシ）フェニル］メタン、２，２−ビス［４−（２，３−エピチオプロピルオキシ）フェニル］プロパン、ビス［４−（２，３−エピチオプロピルオキシ）フェニル］スルフィド、ビス［４−（２，３−エピチオプロピルオキシ）フェニル］スルホン、４，４'−ビス（２，３−エピチオプロピルオキシ）ビフェニル等の芳香族の２，３−エピチオプロピルオキシ化合物等が挙げられる。エピスルフィド化合物は、これらから選択される少なくとも１種を組み合わせて用いることができる。
【００４５】
エピスルフィド化合物としては、下記一般式（１）で表される化合物を用いることが好ましく、単独または２種以上の混合物として用いることができる。
【００４６】
【化３】
2020022369.tif 000010
【００４７】
一般式（１）中、Ｒ１〜Ｒ７は同一または異なっていてもよく、水素原子、Ｃ１以上Ｃ１０以下の直鎖または分岐アルキル基、Ｃ６以上Ｃ１８以下の置換または無置換アリール基を示す。Ｒ１〜Ｒ７は、それぞれ同一または異なっていてもよい。
Ｃ１以上Ｃ１０以下の直鎖または分岐アルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等が挙げられる。
アリール基としては、フェニル、トリル、キシリル、ビフェニル、ナフチル、アントリル、フェナントリルなどの炭素数６以上１８以下のアリール基等が挙げられる。
【００４８】
置換アリール基の置換基としては、炭素原子数１以上１０以下のアルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、炭素原子１以上１０以下のアルコキシル基またはアルキルチオ基、アミノ基等が挙げられる。
Ｒ１〜Ｒ７は同一または異なっていてもよく、水素原子またはＣ１以上Ｃ１０以下の直鎖または分岐アルキル基が好ましく、いずれも水素原子であることが好ましい。
【００４９】
ｍは０以上２以下の整数を示し、好ましくは０または１、さらに好ましくは０である。ｐは０以上４以下の整数を示し、好ましくは０または１である。
本実施形態においては、エピスルフィド化合物として、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）ジスルフィドを用いることが好ましい。
【００５０】
本実施形態において、エピスルフィド化合物を加硫化処理した場合、重合反応性化合物には、エピスルフィド化合物とともに、エピスルフィド化合物が加硫化された化合物を含むことができる。
加硫化反応において、硫黄をエピスルフィド化合物の総重量に対して０．１〜２０ｗｔ％の範囲で用いることができる。加硫触媒としては、イミダゾール、１，２−ジメチルイミダゾール、ベンジルメチルイミダゾール、２−エチル−４−イミダゾール等のイミダゾール類、アミン触媒等を挙げることができる。
【００５１】
重合反応性化合物は、エピスルフィド化合物以外に、活性水素化合物、エポキシ化合物、ポリイソ（チオ）シアネート化合物等から選択される少なくとも１種を含むことができる。
活性水素化合物としては、ヒドロキシ基またはメルカプト基を２個以上有するポリ（チ）オール化合物、カルボキシル基を２個以上有するポリカルボン酸化合物等を挙げることができる。また、一分子中に、ヒドロキシ基、メルカプト基、カルボキシル基等から選ばれる２個以上の活性水素基を有する化合物も挙げることができる。２個以上の活性水素基は同一でも異なっていてもよい。
【００５２】
ポリ（チ）オール化合物のうち、ポリオール化合物としては、たとえばエチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン等の脂肪族ポリオール；
ジヒドロキシナフタレン、トリヒドロキシナフタレン、テトラヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシベンゼン、ベンゼントリオール、ビフェニルテトラオール、ピロガロール、（ヒドロキシナフチル）ピロガロール、トリヒドロキシフェナントレン、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、キシリレングリコール、ジ（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、ビスフェノールＡ−ビス−（２−ヒドロキシエチルエーテル）等の芳香族ポリオール；
ジブロモネオペンチルグリコール等のハロゲン化ポリオール；
エポキシ樹脂等の高分子ポリオールが挙げられる。
本実施形態においては、これらから選択される少なくとも１種を組み合わせて用いることができる。
【００５３】
また、ポリオール化合物として他に、シュウ酸、グルタミン酸、アジピン酸などの有機酸と上記ポリオールとの縮合反応生成物；
上記ポリオールとエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドなどアルキレンオキサイドとの付加反応生成物；
アルキレンポリアミンとエチレンオキサイドや、プロピレンオキサイドなどアルキレンオキサイドとの付加反応生成物；
硫黄原子を含有したポリオール等が挙げられる。ポリオール化合物は、これらから選択される少なくとも１種を組み合わせて用いることができる。
【００５４】
ポリチオール化合物としては、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）、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、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、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−ジチアン等の脂肪族ポリチオール化合物；
芳香環を有する芳香族ポリチオール化合物；
複素環を有する複素環ポリチオール化合物等が挙げられる。ポリチオール化合物は、これらから選択される少なくとも１種を組み合わせて用いることができる。
【００５５】
ポリチオール化合物としては、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、４，８または４，７または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、ペンタエリスリトールテトラキス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メルカプトプロピオネート、２，５−ビス(メルカプトメチル)−１，４−ジチアン、ビス(メルカプトエチル)スルフィド、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−ジチエタンが好ましく、
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、４，８または４，７または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、２，５−ビス(メルカプトメチル)−１，４−ジチアン、ビス(メルカプトエチル)スルフィド、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−ジチエタンがより好ましい。ポリチオール化合物は、これらから選択される少なくとも１種を組み合わせて用いることができる。
【００５６】
ポリカルボン酸化合物としては、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカンジオン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、無水フタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸、ダイマー酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、ε−カプロラクトン等が挙げられる。ポリカルボン酸化合物は、これらから選択される少なくとも１種を組み合わせて用いることができる。
【００５７】
２個以上の異なる活性水素基を有する化合物としては、１以上のメルカプト基と１以上の水酸基を有するヒドロキシチオール化合物等を挙げることができる。
【００５８】
エポキシ化合物としては、２以上のエポキシ基を有する化合物が好ましく、具体例としては、フェノールやビスフェノールＡなどの芳香族ヒドロキシ化合物とエピハロヒドリンの縮合により製造されるフェノール系エポキシ化合物、アルコール化合物とエピハロヒドリンの縮合により製造されるアルコール系エポキシ化合物、カルボン酸化合物とエピハロヒドリンの縮合により製造されるグリシジルエステル系エポキシ化合物、アミンとエピハロヒドリンの縮合により製造されるアミン系エポキシ化合物、不飽和化合物の酸化エポキシ化により製造されるエポキシ化合物、アルコール、フェノール化合物とジイソシアネートおよびグリシドールなどから製造されるウレタン系エポキシ化合物、およびエピスルフィド化合物のチイラン環の一部または全部がエポキシ環に置換した化合物等をあげることができる。エポキシ化合物は、これらから選択される少なくとも１種を組み合わせて用いることができる。
【００５９】
重合反応性化合物は、エピスルフィド化合物以外に、ポリイソ（チオ）シアネート化合物を含むこともできる。
ポリイソ（チオ）シアネート化合物としては、本発明の効果を発揮することができれば特に限定されず従来公知の化合物を用いることができるが、例えば、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネート、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、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ネート、キシリレンジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート化合物；
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、ビス（イソシアナトシクロヘキシル）メタン、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；
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、フェニレン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；
ヘキサメチレンジイソチオシアネート、リジンジイソチオシアネートメチルエステル、リジントリイソチオシアネート、キシリレンジイソチオシアネート、ビス（イソチオシアナトメチル）スルフィド、ビス（イソチオシアナトエチル）スルフィド、ビス（イソチオシアナトエチル）ジスルフィド等の脂肪族ポリイソチオシアネート化合物；
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、ビス（イソチオシアナトシクロヘキシル）メタン、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。ポリイソ（チオ）シアネート化合物は、これらから選択される少なくとも一種を含むことができる。
【００６０】
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。
【００６１】
ポリイソ（チオ）シアネート化合物としては、ポリイソシアネート化合物が好ましく、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、キシリレンジイソシアネート、ビス（イソシアナトシクロヘキシル）メタン、ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン、４，４'−ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、およびペンタメチレンジイソシアネートから選択される少なくとも一種を含むことが好ましい。
【００６２】
重合反応性化合物が、エピスルフィド化合物と他の重合反応性化合物との組み合わせである場合、エピスルフィド化合物とポリイソ（チオ）シアネート化合物との組み合わせ、エピスルフィド化合物と活性水素化合物との組み合わせ、エピスルフィド化合物とポリイソ（チオ）シアネート化合物と活性水素化合物との組み合わせであることが好ましい。活性水素化合物としては、ポリチオール化合物が好ましい。
【００６３】
前記重合反応性化合物の総官能基モル１００に対するエピスルフィド化合物の官能基モル比は６０以上、好ましくは７５以上、さらに好ましくは８５以上とすることができる。
このように、反応性が高いエピスルフィド化合物を多く含む重合性組成物を用いた場合であっても、本実施形態の重合条件設定方法によれば、過剰な重合や副反応が抑制され、脈理の低減されたレンズを製造することができる条件を設定することができる。
【００６４】
本実施形態における光学材料を構成する硬化樹脂について、さらに詳細に説明する。硬化樹脂は、エピスルフィド化合物を含む重合反応性化合物と、重合触媒と、を含む組成物を加熱重合することで得られ、注型作業が容易な液状の組成物から得られる硬化樹脂が好ましい。
【００６５】
［添加剤等の他成分］
本実施形態に用いられる重合性組成物には、上記重合反応性化合物およびポリエーテル変性化合物、エステル化合物、またはエーテル化合物等の改質剤以外の成分が含まれていてもよい。
例えば、単官能のイソ（チオ）シアネート化合物、単官能の（チオ）エポキシ化合物、単官能のオキセタニル化合物、単官能のチエタニル化合物、メタクリロイルオキシ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルチオ基、アクリロイルチオ基、メタクリルアミド基、またはアクリルアミド基から任意に選ばれた官能基を１個有する単官能の（メタ）アクリロイル化合物、メタクリロイルオキシ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルチオ基、アクリロイルチオ基、メタクリルアミド基、またはアクリルアミド基以外の重合性炭素炭素２重結合を１個有する単官能のアルケン化合物、溶剤として使用されたアルコール以外の単官能のアルコール化合物、単官能のチオール化合物、カルボキシル基を１個有する単官能のカルボン酸化合物、溶剤、および水分などが挙げられる。
【００６６】
また、光学特性を調整する観点から、本実施形態に用いられるエピスルフィド化合物と硫黄原子を含む無機化合物とを混合し重合硬化させることができ、エピスルフィド化合物と硫黄原子を含む無機化合物と前述の活性水素化合物（好ましくは前述のチオール化合物）とを混合し重合硬化させることができ、さらに、エピスルフィド化合物と、エピスルフィド化合物が加硫化された化合物と、前述の活性水素化合物（好ましくは前述のチオール化合物）とを混合し重合硬化させることもできる。
硫黄原子を含む無機化合物の具体例としては、硫黄、硫化水素、二硫化炭素、セレノ硫化炭素、硫化アンモニウム、二酸化硫黄、三酸化硫黄等の硫黄酸化物、チオ炭酸塩、硫酸およびその塩、硫化水素塩、亜硫酸塩、次亜硫酸塩、過硫酸塩、チオシアン酸塩、チオ硫酸塩、二塩化硫黄、塩化チオニル、チオホスゲン等のハロゲン化物、硫化ホウ素、硫化窒素、硫化珪素、硫化リン、硫化砒素、硫化セレン、金属硫化物、金属水硫化物などがあげられる。これらは単独でも、２種類以上を混合して用いてもかまわない。好ましくは硫黄である。添加量はエピスルフィド化合物を含有する組成物の総重量に対して０．１〜２０ｗｔ％の範囲で用いられる。
【００６７】
本実施形態における組成物を注型重合して成形体を製造する過程において、熱により硬化させるために重合触媒が添加される。
【００６８】
重合触媒としては、アミン類、ホスフィン類、有機酸およびその塩、エステル、無水物類、無機酸、４級アンモニウム塩類、４級ホスホニウム塩類、３級スルホニウム塩類、２級ヨードニウム塩類、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挙げられる。
【００６９】
上記重合触媒は単独でも２種以上を混合して用いてもよく、これら重合触媒のうち、反応性の異なる２種以上のものを併用すると、重合性組成物のハンドリング性、得られる樹脂の光学物性、色相、透明性が向上し、光学歪みや脈理が抑制される場合があるため、好ましい場合がある。
【００７０】
重合触媒の好ましいものの具体例として、例えば、トリエチルアミン、トリ−ｎ−プロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、トリイソブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、Ｎ−メチルモルホリン、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、ジメチルジプロピレントリアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ，Ｎ'−ジメチルピペラジン、トリエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−テトラメチルエチレンジアミン、ビシクロオクタンジアミン（ＤＡＢＣＯ）等の３級アミン類、
例えば、テトラメチルアンモニウムブロミド、テトラエチルアンモニウムブロミド、テトラプロピルアンモニウムブロミド、テトラブチルアンモニウムブロミド、テトラヘキシルアンモニウムブロミド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の４級アンモニウム塩類、
例えば、イミダゾール、１，２−ジメチルイミダゾール、ベンジルメチルイミダゾール、２−エチル−４−イミダゾール等のイミダゾール類、
例えば、ピラゾール、３，５−ジメチルピラゾール等のピラゾール類、
例えば、１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジノール、１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ヒドロキシエチル−４−ピペリジノール、メチル−１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジルセバケート、メチル−１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジルセバケートとビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケートとの混合物、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケート、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−１−（オクチルオキシ）−４−ピペリジル）セバケート、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）［［３，５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシフェニル］メチル］ブチルマロネート、テトラキス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）ブタン−１，２，３，４−テトラカルボキシレート等のヒンダードアミン類、
例えば、テトラｎ-ブ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、トリオクチルエ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が挙げられる。
その他、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、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、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、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。
【００７１】
これら重合触媒は単独でも２種以上を混合して用いても良い。
重合触媒の添加量は、エピスルフィド化合物を含有する組成物の総重量に対して０．００１〜１０ｗｔ％の範囲で用いられ、好ましくは０．０１〜１ｗｔ％の範囲で使用される。
【００７２】
また、本実施形態における組成物を注型重合して成形体を製造する過程においては、必要に応じて、内部離型剤を添加してもよい。
内部離型剤としては、酸性リン酸エステルを用いることができる。酸性リン酸エステルとしては、リン酸モノエステル、リン酸ジエステルを挙げることができ、それぞれ単独または２種類以上混合して使用することできる。
内部離型剤として用いる酸性リン酸エステルは、一般式（ａ）で表すことができる。
【００７３】
【化４】
2020022369.tif 000011
【００７４】
一般式（ａ）中、ｘは１または２の整数を示し、ｙは０〜１８の整数を示し、Ｒ２７は炭素数１〜２０のアルキル基を示し、Ｒ２８、Ｒ２９はそれぞれ独立に水素原子または、メチル基、エチル基を示す。［ ］ｘ内の炭素数は４から２０であることが好ましい。複数存在するＲ２７同士、複数存在するＲ２８同士、または複数存在するＲ２９同士は、同一でも異なっていてもよい。
【００７５】
一般式（ａ）中のＲ２７としては、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、へプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、テトラデカン、へキサデカン等の直鎖の脂肪族化合物から誘導される有機残基、２−メチルプロパン、２−メチルブタン、２−メチルペンタン、３−メチルペンタン、３−エチルペンタン、２−メチルヘキサン、３−メチルヘキサン、３−エチルヘキサン、２−メチルへプタン、３−メチルへプタン、４−メチルへプタン、３−エチルへプタン、４−エチルへプタン、４−プロピルへプタン、２−メチルオクタン、３−メチルオクタン、４−メチルオクタン、３−エチルオクタン、４−エチルオクタン、４−プロピルオクタン等の分岐鎖の脂肪族化合物から誘導される有機残基、シクロペンタン、シクロへキサン、１，２−ジメチルシクロヘキサン、１，３−ジメチルシクロヘキサン、１，４−ジメチルシクロヘキサン等の脂環族化合物から誘導される有機残基等を挙げることができ、これらから選択される少なくとも一種を用いることができる。なお、これら例示化合物のみに限定されるものではない。酸性リン酸エステルは、少なくとも一種または二種以上の混合物を用いることができる。
上記一般式（ａ）において、ｙは０または１が好ましい。
ｙが０の場合、Ｒ２７は、炭素数４〜１２の直鎖または分岐鎖アルキル基が好ましく、炭素数４〜１２の直鎖アルキル基がさらに好ましい。
ｙが１の場合、Ｒ２７は、炭素数１〜２０の直鎖または分岐鎖アルキル基が好ましく、炭素数３〜１２の直鎖または分岐鎖アルキル基が好ましい。
酸性リン酸エステルは、これらから選択される一種または二種以上の混合物として用いることができる。
【００７６】
酸性リン酸エステルとしては、ＺｅｌｅｃＵＮ（ＳＴＥＰＡＮ社製）、ＭＲ用内部離型剤（三井化学社製）、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、ＺｅｌｅｃＵＮ（ＳＴＥＰＡＮ社製）、ＭＲ用内部離型剤（三井化学社製）がより好ましい。
【００７７】
本実施形態における硬化樹脂からなる成形体が長期間外部に曝されても変質しないようにするために、本実施形態における組成物に、さらに紫外線吸収剤およびヒンダードアミン系光安定剤を添加し、耐候性を付与した組成とすることが望ましい。
【００７８】
上記紫外線吸収剤は特に限定はされず、例えば、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾエート系紫外線吸収剤、プロパンジオック酸エステル系紫外線吸収剤、オキサニリド系紫外線吸収剤等の種々の紫外線吸収剤を用いることができる。
【００７９】
具体的には、例えば、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−メチル−６−（３，４，５，６−テトラヒドロフタルイビジルメチル）フェノール、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−ｐ−クレゾール、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１−メチル−１−フェニルエチル）フェノール、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）−６−（１−メチル−１−フェニルエチル）フェノール、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−（３−オン−４−オキサ−ドデシル）−６−ｔｅｒｔ−ブチル−フェノール、２−｛５−クロロ（２Ｈ）−ベンゾトリアゾール−２−イル｝−４−（３−オン−４−オキサ−ドデシル）−６−ｔｅｒｔ−ブチル−フェノール、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、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ジ−ｔｅｒｔ−ペンチルフェノール、２−｛５−クロロ（２Ｈ）−ベンゾトリアゾール−２−イル｝−４，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、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、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−メチル−６−ｎ−ドデシルフェノール、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、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、メチル−３−｛３−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−５−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル｝プロピオネート／ポリエチレングリコール３００の反応生成物、商品名Ｖｉｏｓｏｒｂ５８３（共同薬品株式会社製）、商品名チヌビン３２６（ＢＡＳＦ社製）、商品名チヌビン３８４−２（ＢＡＳＦ社製）、商品名チヌビンＰＳ（ＢＡＳＦ社製）、商品名Ｓｅｅｓｏｒｂ７０６（シプロ化成株式会社製）、商品名ＥＶＥＲＳＯＲＢ１０９（ＥＶＥＲ ＬＩＧＨＴ社製）等のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤；２−（４−フェノキシ−２−ヒドロキシ−フェニル）−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン、２−（２−ヒドロキシ−４−オキサ−ヘキサデシロキシ）−４，６−ジ（２，４−ジメチル−フェニル）−１，３，５−トリアジン、２−（２−ヒドロキシ−４−オキサ−ヘプタデシロキシ）−４，６−ジ（２，４−ジメチル−フェニル）−１，３，５−トリアジン、２−（２−ヒドロキシ−４−ｉｓｏ−オクチロキシ−フェニル）−４，６−ジ（２，４−ジメチル−フェニル）−１，３，５−トリアジン、商品名チヌビン４００（ＢＡＳＦ社製）、商品名チヌビン４０５（ＢＡＳＦ社製）、商品名チヌビン４６０（ＢＡＳＦ社製）、商品名チヌビン４７９（ＢＡＳＦ社製）等のトリアジン系紫外線吸収剤；２−ヒドロキシ−４−ｎ−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系紫外線吸収剤；２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル−３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート等のベンゾエート系紫外線吸収剤；プロパンジオック酸−｛（４−メトキシフェニル）−メチレン｝−ジメチルエステル、商品名ホスタビンＰＲ−２５（クラリアント・ジャパン株式会社製）、商品名ホスタビンＢ−ＣＡＰ（クラリアント・ジャパン株式会社製）等のプロパンジオック酸エステル系紫外線吸収剤；２−エチル−２'−エトキシ−オキサニリド、商品名Ｓａｎｄｕｖｏｒ ＶＳＵ（クラリアント・ジャパン株式会社製）等のオキサニリド系紫外線吸収剤等が挙げられる。これら紫外線吸収剤の中でもベンゾトリアゾール系およびトリアジン系紫外線吸収剤が好ましい傾向にある。
【００８０】
さらに、調光性を付与する目的で、調光染料または調光色素を添加しても良い。代表的な調光染料または調光色素としては、例えば、スピロピラン系化合物、スピロオキサジン系化合物、フルギド系化合物、ナフトピラン系化合物、ビスイミダゾール化合物から所望の着色に応じて、１種または２種以上を用いることができる。
【００８１】
本実施形態における組成物には、さらに必要に応じて、重合促進剤、触媒、赤外線吸収剤、ラジカル捕捉剤、酸化防止剤、重合禁止剤、調光ではない色素および染料、バインダー、分散剤、消泡剤、ナノメートルサイズの有機または無機粒子等のさまざまな添加剤を加えても良い。
【００８２】
本実施形態における組成物を加熱重合して得られる硬化樹脂およびその樹脂からなる成形体はエピスルフィド化合物を含む重合反応性化合物および必要に応じて上記の様々な添加剤等が添加されて製造される。また、本実施形態における組成物に、本願に記載されていない重合反応性化合物以外の重合反応性化合物および添加剤等を、本発明の効果を損なわない範囲で添加されてもよい。
【００８３】
本実施形態に係る重合条件設定方法および重合条件設定装置１０を以下に説明する。
図２は、本実施形態に係る重合条件設定装置１０の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る設定装置１０は、上述の組成物における重合条件を算出する設定装置である。
設定装置１０は、物性取得部１２０、残存官能基率算出部１４０、反応速度係数算出部１６０、および重合温度算出部１８０を備える。
【００８４】
重合条件設定装置１０は、記憶部１００をさらに備える。記憶部は、測定結果、算出結果やプログラムを記録することができるコンピューターで読み取り可能な媒体である。例えば、半導体メモリ、ＩＣカード、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、磁気テープ、デジタルビデオディスクなどを含む。記憶部に記録されたプログラムは、本実施形態の重合条件設定方法をコンピューターに実現させることができる。
【００８５】
物性取得部１２０は、エピスルフィド化合物を含む重合反応性化合物と、重合触媒と、を含む組成物を加温し、所定の温度で保温した場合における、該重合反応性化合物の加温前の官能基由来の物性値ａおよび所定時間保温した後の残存官能基由来の物性値ｂを取得する。残存官能基率算出部１４０は、物性値ａおよび物性値ｂから、残存官能基率を算出する。反応速度係数算出部１６０は、前記残存官能基率から、反応速度式に基づいて反応速度係数を算出する。重合温度算出部１８０は、前記反応速度係数および下記条件に基づいて重合温度を算出する。
条件：重合率が０％以上２０％以下の範囲において、重合速度が０％／ｈｒを超えて３．０％／ｈｒ以下、標準偏差が０．８％／ｈｒ以下
以下に詳しく説明する。
【００８６】
物性取得部１２０は、組成物を加温し、所定の温度で保温した場合における、エピスルフィド化合物を含む重合反応性化合物の加温前の官能基由来の物性値ａ、および所定の温度で所定時間保温した後の残存官能基由来の物性値ｂをたとえば記憶部１００から取得する（物性取得工程Ｓ１０）。
エピスルフィド化合物を含む重合反応性化合物を加温する温度は、当該重合反応性化合物が重合する温度によって異なるが、例えば−１０℃以上１４０℃以下の範囲から１以上選択することができる。保温時間は、保温温度によって異なり、重合が完結しなければ特に限定されない。
【００８７】
なお、加硫触媒を用いてエピスルフィド化合物を加硫化する場合、エピスルフィド化合物と、エピスルフィド化合物が加硫化された化合物と、重合触媒と、必要に応じて前述の活性水素化合物（好ましくは前述のチオール化合物）とを混合して組成物を調製し、当該組成物を加温して、重合反応性化合物の加温前の物性値ａおよび加温後の物性値ｂを得ることができる。
【００８８】
記憶部１００には、上記したエピスルフィド化合物を含む重合反応性化合物と、重合触媒との組み合わせからなる組成物において、重合反応性化合物の加温前の官能基由来の物性値ａ、および所定の温度で所定時間保温した後の残存官能基由来の物性値ｂが記憶されている。物性値ｂは、保温温度（加温後の温度）と関連付けて記憶されており、複数の保温温度毎に、少なくとも１つの経過時間に対して存在する。物性値ａおよび物性値ｂは、図示しない入力部から、記憶部１００に直接入力される。
記憶されている物性値は、発熱量、比重、重量平均分子量、数平均分子量、１Ｈ−ＮＭＲスペクトル強度、または１３Ｃ−ＮＭＲスペクトル強度である。
【００８９】
物性取得部１２０は、たとえば記憶部１００に記憶された物性値ａおよび物性値ｂを読み出して取得できる。なお、熱分析装置、比重測定装置、ＧＰＣ測定装置、ＮＭＲ装置等の測定機器で得られた物性値ａおよび物性値ｂは、図示しない入力部から、物性取得部１２０に直接入力することもできる。
【００９０】
本実施形態で用いることができる熱分析装置としては具体的には、例えば示差走査熱量計、熱量計、微少熱量計、示差熱測定装置、示差熱−熱重量同時測定装置、熱重量分析装置、熱機械測定装置、動的熱機械測定装置などをあげることができる。
【００９１】
次いで、残存官能基率算出部１４０は、物性取得部１２０から物性値ａおよび物性値ｂを取得し、これらの物性値に基づき残存官能基率を算出する（残存官能基率算出工程Ｓ２０）。
【００９２】
残存官能基率算出部１４０が、例えば熱分析により測定された熱量により残存官能基率を演算する場合を下記に説明する。
残存官能基率は、以下の式１で表すことができる。
【００９３】
式１：  残存官能基率＝Ｘｔ／Ｘ０
Ｘ０（J／ｇ）：調合直後（重合前）の調合液のＤＳＣ熱分析による測定熱量
Ｘｔ（J／ｇ）：特定の温度でt時間保温した後の調合液の熱量
本実施形態において、Ｘ０は物性値ａに相当し、Ｘｔは物性値ｂに相当する。
【００９４】
例えば比重により残存官能基率を演算する場合、残存官能基率は式２で表すことができる。
式２：残存官能基率=［１−［（特定の温度でt時間保温した後に測定した比重−調合直後（加温前）の調合液比重）／Δｄ］］
Δｄ（残存官能基１％減少毎の比重増加量）＝（硬化した樹脂比重−調合直後液比重）／１００
本実施形態において、調合直後（加温前）の調合液比重は物性値ａに相当し、特定の温度でt時間保温した後に測定した比重は物性値ｂに相当する。
【００９５】
反応速度係数算出部１６０は、残存官能基率算出部１４０から残存官能基率を取得し、当該残存官能基率から、反応速度式に基づいて反応速度論的解析を行い、反応速度係数を算出する（反応速度係数算出工程Ｓ３０）。
【００９６】
反応速度係数算出部１６０は記憶部１００に予め保存されている反応速度式を読み出すことができる。
反応速度式としては、例えばｎ次反応速度式（ｎは０以上）、Prout-Tompkinsの速度式、Bawnの速度式、Leeson-Mattocksの速度式などがあげられる。反応速度係数算出部１６０は、重合性組成物や反応の次数に基づき、最適な式を選択することができる。
【００９７】
反応速度係数算出部１６０は、記憶部１００から読み出した反応速度式に基づき、残存官能基率算出部１４０から取得した残存官能基率に基づき反応速度係数を算出する。以下、下記式３で表されるｎ次反応速度式を用いた場合を説明する。
【００９８】
式３：ｋｔ＝ｆ（残存官能基率）
ｋ：ｎ次反応速度係数（ｎは０以上の実数）
ｔ：保温時間
ｆ（残存官能基率）は残存官能基率の関数でｎの値により決まる。
【００９９】
反応速度係数算出部１６０は、保温時間ｔを横軸とし、試料中の目的物質（エピスルフィド化合物を含む重合反応性化合物）の残存官能基率を代入したｆ（残存官能基率）を縦軸としたグラフにおいて、保温時間毎の残存官能基率をプロットする。反応速度係数算出部１６０は、当該グラフから、回帰直線を取得し、この回帰直線の傾きを反応速度係数ｋとして取得する。
【０１００】
試料中に含まれるエピスルフィド化合物を含む重合反応性化合物の変化の反応速度係数と、試料の温度との相関関係を求めるには、例えば、保温中の試料の温度を絶対温度Ｔに換算してその逆数を横軸にとり、該温度における反応速度係数ｋの自然対数を縦軸にとって各点をプロットし、傾きが（−Ｅａ／Ｒ）の回帰直線が得られる。なお、このプロットはアレニウスプロットと呼ばれる。
具体的には、反応速度係数算出部１６０は、縦軸をＬｎ（ｋ）、横軸を絶対温度の逆数としたグラフにおいて、得られた反応速度係数をもとにＬｎ（ｋ）を求め、当該表にプロットしてアレニウスプロットを作成する。アレニウスプロットにより回帰直線と下記式４の回帰直線式を得る。
式４：ｙ＝ａｘ＋ｂ（回帰直線）
【０１０１】
そして、残存官能基率を予測するには、例えば、上記のようにして求めた回帰直線に所望する絶対温度Ｔの逆数を代入して、その絶対温度Ｔにおける反応速度係数ｋを算出し、この反応速度係数を上記のようにして求めた式３で示される反応速度式に代入することにより、絶対温度Ｔに試料をｔ時間置いた場合の残存官能基率を算出する。
【０１０２】
具体的には、反応速度係数算出部１６０は、式４の回帰直線において、ｙ、ａ、ｘ、ｂを以下で置換することにより下記式５を得る。
ｙ＝Ｌｎ（ｋ）
ａ＝（−Ｅａ／Ｒ）
ｘ＝（１／Ｔ）
ｂ＝Ｌｎ（頻度因子）
Ｅａ：活性化エネルギー（Ｊ・ｍｏｌ−１Ｋ−１）
Ｒ：気体係数（８．３１４５Ｊ・ｍｏｌ−１）
Ｔ：絶対温度
Ａ：頻度因子
【０１０３】
式５：Ｌｎ（ｋ）＝（−Ｅａ／Ｒ）×（１／Ｔ）＋Ｌｎ（Ａ）
反応速度係数算出部１６０は、さらに下記式６を得て、上記式５および式６を用いることにより、重合温度として用いる温度における反応速度係数を算出する。
式６：ｋ＝ＥＸＰ（ｙ）
【０１０４】
反応速度係数算出部１６０は、下記式７から重合率も算出することができる。
式７：重合率（％）＝（１−残存官能基率）×１００
【０１０５】
重合温度算出部１８０は、反応速度係数算出部１６０から反応速度係数を取得し、下記重合条件に基づいて重合温度を算出する（重合温度算出工程Ｓ４０）。
【０１０６】
（重合条件）
重合率が０％以上２０％以下の範囲において、重合速度が０％／ｈｒを超えて３．０％／ｈｒ以下、所定時間ごとの重合速度の標準偏差が０．８％／ｈｒ以下
なお、エピスルフィド化合物としては、前記一般式（１）で表される化合物を用いることができる。一般式（１）においてｐが０であるスルフィド体である場合と、ｐが１以上４以下の整数であるポリスルフィド体である場合において、好ましい重合条件が異なり、ポリスルフィド体は重合速度がより速い重合条件でも脈理のないレンズを得ることができる。ポリスルフィド体は、ｐが１であるジスルフィド体であることが好ましい。
【０１０７】
スルフィド体である場合、重合率が０％以上２０％以下の範囲において、重合速度が０．５％／ｈｒを超えて２．０％／ｈｒ以下、所定時間ごとの重合速度の標準偏差が０．８％／ｈｒ以下であることが好ましい。
ポリスルフィド体である場合、重合率が０％以上２０％以下の範囲において、重合速度が０．５％／ｈｒを超えて３．０％／ｈｒ以下、所定時間ごとの重合速度の標準偏差が０．８％／ｈｒ以下であることが好ましい。
【０１０８】
また（ポリ）スルフィド体が加硫化処理された化合物を使用する場合においても、好ましい重合条件が異なる。本実施形態において、（ポリ）スルフィド体が加硫化処理された化合物には、（ポリ）スルフィド体と、（ポリ）スルフィド体が加硫化された化合物とを含む。
スルフィド体が加硫化処理された化合物である場合、重合率が０％以上２０％以下の範囲において、重合速度が０．５％／ｈｒを超えて２．０％／ｈｒ以下、所定時間ごとの重合速度（傾き）の標準偏差が０．８％／ｈｒ以下であることが好ましい。
ポリスルフィド体が加硫化処理された化合物である場合、重合率が０％以上２０％以下の範囲において、重合速度が０．５％／ｈｒを超えて３．０％／ｈｒ以下、所定時間ごとの重合速度（傾き）の標準偏差が０．８％／ｈｒ以下であることが好ましい。
【０１０９】
本実施形態において、具体的な重合条件は以下のステップにより得ることができる。上述の好ましい条件は適宜採用することができる。
重合率０％の時点から重合率２０％の時点に至るまでの平均重合速度を０％／ｈｒを超えて３．０％／ｈｒ以下の範囲内から選択して決定し、
重合率が０％以上２０％以下となる時間内において所定時間おきに複数の重合速度を計算し、
前記複数の重合速度と前記平均重合速度の分散の正の平方根である、標準偏差を算出し、
算出された前記標準偏差が０．８％／ｈｒ以下となるようにする。
【０１１０】
重合率０％の時点から重合率２０％の時点に至るまでの平均重合速度は、重合率０％の時刻をｔ１（ｈｒ）、重合率２０％の時刻をｔ２（ｈｒ）として、（２０％−０％）／（ｔ２−ｔ１）で算出することができる。
【０１１１】
重合反応において、時間を経るにつれてどのように重合率が増大していくか（言い換えれば、どのように重合性残存官能基濃度が減少していくか）を計算するにあたっては、それぞれの時刻における計算を逐次実施する。
本実施形態のシミュレーションは、時刻ｔにおける温度および重合性残存官能基の濃度に基づいて、次の時刻（ｔ＋Δｔ）における反応速度係数を計算し、反応温度を算出する。本実施形態においては、温度は算出するべき対象であり、所望の重合推移が得られるような温度推移を計算によって求めることができる。
【０１１２】
本実施形態においては、時刻ｔから次の時刻（ｔ＋Δｔ）の直前までの時間区域（時刻の値が、ｔ以上、ｔ＋Δｔ未満の領域）における反応速度（重合速度）を初期に設定したｖとした上で、次の時刻（ｔ＋Δｔ）における反応速度もｖと等しくなる条件を満たすように、次の時刻（ｔ＋Δｔ）における反応速度係数を決める。
【０１１３】
たとえば、エピスルフィド化合物の反応においては、エピスルフィド官能基の濃度をＡとすると、反応速度(重合速度)ｖは、
ｖ＝ｋ（Ｔ（ｔ））×Ａ（ｔ）  ・・・式ａ
と表現される。
ここで、ｋは温度の関数である。温度Ｔおよび濃度Ａは、いずれも時刻ｔの関数であり、Ｔ（ｔ）、Ａ（ｔ）のように表記する。ｖは反応速度（平均重合速度）であり、本実施形態においては０％／ｈｒを超えて３．０％／ｈｒ以下の範囲内から選択される値である。
【０１１４】
そして、式ａを以下のように変形して計算を行う。
ｋ（Ｔ（ｔ））＝ｖ／Ａ（ｔ）  ・・・式ａ’
本実施形態においては、所望の重合推移が得られるように、温度推移を計算によって求める。具体的には、前述のとおり、時刻ｔにおける温度および残存官能基の濃度に基づいて、時刻ｔ＋Δｔにおいて採用すべき反応速度係数を算出する。
【０１１５】
式ａ’において、時刻がΔｔだけ進行すると、重合性残存官能基の濃度Ａが減少するので、ｖ＝一定とするためにはｋ（Ｔ（ｔ））の値を大きくする必要があり、このｋ（Ｔ（ｔ））の値をどのように変化させるかを計算で求める。
以下、時刻ｔにおけるパラメータに基づいて時刻（ｔ＋Δｔ）におけるｋを求める計算について、具体的に説明する。
【０１１６】
時刻（ｔ＋Δｔ）において、式ａ’は以下のようになる。
ｋ（Ｔ（ｔ＋Δｔ））＝ｖ／Ａ（ｔ＋Δｔ）・・・式ｂ
時刻ｔ以上（ｔ＋Δｔ）未満の時間区域におけるにおける重合速度は、選択された平均重合速度値であり、以下のように表される。
【０１１７】
Ａ（ｔ＋Δｔ）＝Ａ（ｔ）−ｖ×Δｔ  ・・・式ｃ
式ｃに基づいて式ｂを変形すると以下の式ｄのようになる。
【０１１８】
ｋ（Ｔ（ｔ＋Δｔ））＝ｖ／（Ａ（ｔ）−ｖ×Δｔ）・・・式ｄ
ｋ（Ｔ（ｔ））、Ａ（ｔ）は、逐次計算における計算ですでに求まっている既知の値である。
【０１１９】
次いで、このｋ（Ｔ（ｔ＋Δｔ））から温度（Ｔ（ｔ＋Δｔ））を逆算する。
逆算は、前記式５として記載された、以下のアレニウスの式により行う。
式５：Ｌｎ（ｋ）＝（−Ｅａ／Ｒ）×（１／Ｔ）＋Ｌｎ（Ａ）
Ｅａ：活性化エネルギー（Ｊ・ｍｏｌ−１Ｋ−１）
Ｒ：気体係数（８．３１４５Ｊ・ｍｏｌ−１）
Ｔ：絶対温度
Ａ：頻度因子
【０１２０】
算出されたｋ（Ｔ（ｔ＋Δｔ））の値からＴの値を一義的に算出することができる。
本実施形態においては、上記のようにして、時刻ｔにおける各種パラメータ（ｋ（Ｔ（ｔ））、Ａ（ｔ））に基づいて、時刻ｔ＋Δｔにおいて採用すべきＴ（ｔ＋Δｔ）を算出することができる。
【０１２１】
そして、所定時間おきに逆算された各重合温度（複数のＴ（ｔ＋Δｔ））が、所定時間おきに計算された複数の重合速度と平均重合速度の分散の正の平方根である標準偏差が０．８％／ｈｒ以下となる条件を満たすようにする。
【０１２２】
重合率が２０％超え９０％に至るまでの範囲は、とくに重合条件の限定は無いが、生産性を考慮すると、前記重合温度算出工程の後に、重合率２０％を超え９０％に至るまでの反応時間を０．１〜１５０時間から選択する重合時間設定工程を含むことができる。本実施形態においては、本工程は、重合率が２０％超え９０％以下、好ましくは重合率が３０％以上８０％以下の範囲において、重合速度が３．５％／ｈｒを超えて１５．０％／ｈｒ以下、所定時間ごとの重合速度（傾き）の標準偏差が１０％／ｈｒ以下である重合条件が好ましい。
【０１２３】
本実施形態において、前記重合条件は以下のステップにより実施することができる。
重合率２０％超えの時点から重合率９０％の時点に至るまでの平均重合速度を３．５％／ｈｒを超えて１５．０％／ｈｒ以下の範囲内から選択して決定し、
重合率が２０％超え９０％までの時間内において所定時間おきに複数の重合速度を計算し、
前記複数の重合速度と前記平均重合速度の分散の正の平方根である、標準偏差を算出し、
算出された前記標準偏差が１０％／ｈｒ以下となるようにする。
なお、重合率２０％超えの時点から重合率９０％の時点に至るまでの平均重合速度は、重合率２０％超えの時刻をｔ３（ｈｒ）、重合率９０％の時刻をｔ４（ｈｒ）として、（９０％−２０％）／（ｔ４−ｔ３）で算出することができる。
【０１２４】
本発明の光学材料（例えば、プラスチックレンズ）を製造す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１対のモールド間に、本発明の重合性組成物を注入する。この際、重合性組成物には必要に応じて樹脂改質剤を混合したり、脱泡操作などの減圧処理や、フィルター濾過等の操作を予め行っておいてもよい。次いで、室温中に放置する方法やオーブン中や水中など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。
【０１２５】
１対のモールドに注入された本発明の組成物の加熱重合条件は、生産性の観点から、およそ−５０〜２００℃の温度で０．１〜１５０時間かけて行われる。
【０１２６】
この重合条件に基づいて重合時間毎の重合温度を算出することにより、光学材料の重合率を高め、重合性組成物の重合中の温度分布のばらつきを抑制することができ、結果として光学材料の光学歪みや脈理の発生を抑えることができる。
特に、光学歪みや脈理が容易に発生する層厚が厚いレンズ等の光学材料においても、これらの発生を効果的に抑制することができる。なお、層厚が厚いレンズ（厚物レンズ）とは、中心厚が４〜２５ｍｍ程度の範囲にあるレンズを意味する。
【０１２７】
記憶部１００には、重合率０％以上１００％未満の範囲における所望の重合条件が、ユーザにより予め保存されている。具体的には、記憶部１００には、所望の重合速度、重合速度の標準偏差が予め保存されている。図示しない入力部から、重合温度算出部１８０に直接入力することもできる。また、記憶部１００には、重合率２０％を超えてから９０％に至るまでの所望の反応時間がユーザにより予め保存されていてもよい。
【０１２８】
重合温度算出部１８０は、反応速度係数算出部１６０から反応速度係数を取得し、記憶部１００から所望の重合条件を取得する。反応速度係数はエピスルフィド化合物を含む重合反応性化合物の種類と関連付けられており、重合温度算出部１８０は重合反応性化合物の種類から一次反応速度式または二次反応速度式を選択する。そして、重合温度算出部１８０は、記憶部１００から取得された所望の重合条件を満足するように、選択された反応速度式を用いて逆算し、重合時間毎の重合温度条件を算出する。
重合温度算出部１８０は、反応速度係数算出部１６０から重合率も取得しており、重合温度算出部１８０は、重合時間毎の重合温度条件および重合率を送信し、記憶部１００に保存する。
【０１２９】
重合温度算出部１８０は、重合時間毎の重合温度および重合率を図示しないモニター等に出力することができるように構成されていても良い。これにより、ユーザは重合時間毎の重合温度および重合率をチェックし、これらの条件にしたがって重合反応を実施することができる。
【０１３０】
本実施形態の光学材料製造装置は、上述の重合条件設定装置を備える。
本実施形態の光学材料製造装置は、具体的には、
エピスルフィド化合物を含む重合反応性化合物と、重合触媒と、を含む組成物を加熱する加熱部と、
本実施形態の重合条件設定装置１０と、
重合条件設定装置１０により得られた重合温度条件に基づいて、エピスルフィド化合物を含む重合反応性化合物と、重合触媒と、を含む組成物を加熱するように前記加熱部を制御する制御部と、
を備える。
【０１３１】
加熱部は、組成物が充填されたモールドを加熱することができる装置であり、加熱炉として例えば電気炉、熱風循環炉、赤外線オーブン、マイクロ波オーブン等を挙げることができる。
制御部は、加熱炉と一体または別に設置されていてもよく、熱量（例えば、オーブン内温度分布測定、モールド型外表面温度、モールド型内表面温度、組成物が硬化するまでの重合工程の温度）を測定する手段、そのモニターを備えていてもよい。さらに、制御部は、重合条件設定装置１０の記憶部１００にアクセスすることができ、さらに加熱部の温度をモニターすることができるように構成されている。
制御部は、重合開始後、重合性組成物の温度を監視し、当該温度を記憶部１００から得られた重合時間毎の重合温度条件と照合し、重合温度条件に基づき加熱部を制御する。
本実施形態の光学材料製造装置は、本実施形態の光学材料の製造方法を好適に実施することができ、光学歪みや脈理の発生が抑制され、外観に優れた光学材料を得ることができる。
【０１３２】
すなわち、本実施形態の光学材料の製造方法は、
本実施形態の重合条件設定方法（ステップ（Ａ））により、重合時間内において所定時間おきに重合温度条件を算出する工程と、
エピスルフィド化合物を含む重合反応性化合物と重合触媒とを含む組成物を、モールド内に注入する工程と、
算出された前記重合時間毎の重合温度条件を満たすように、前記組成物を重合硬化する工程と、を含む。
【０１３３】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【実施例】
【０１３４】
以下に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。【０１３５】
光学歪みおよび脈理は以下の方法で測定・評価した。
（光学歪み）
ストレインスコープを使用して、得られたプラスチックレンズを目視観察し、プラスチックレンズの光学歪みを以下の３段階で評価した。
光学歪みがないもの：◎
わずかに光学歪みが観察されるもの：○
光学歪みが多いもの：△【０１３６】
（脈理）
得られたプラスチックレンズを、シュリーレン法により目視観察し、プラスチックレンズの脈理を以下の３段階で評価した。
脈理がないもの：◎
わずかに脈理が観察されるもの：○
脈理が多いもの：△【０１３７】
実施例または比較例において、以下の成分を用いた。
＜紫外線吸収剤＞
・ＴＩＮＵＶＩＮ ＰＳ：ＢＡＳＦ社製、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤【０１３８】
［実施例１］
ビス（２，３−エピチオプロピル）ジスルフィドを５００．０重量部に紫外線吸収剤ＴＩＮＵＶＩＮ ＰＳを５．５重量部、重合触媒であるＮ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミンを０．０６３重量部、重合触媒であるＮ，Ｎ−ジシクロヘキシルメチルアミンを０．５重量部、加え、すばやく攪拌し溶解した。さらに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を含むチオール組成物４７．２重量部を加え、１５℃ですばやく混合攪拌した。攪拌した該溶液０．５ｇ程度をサンプル瓶に２検体（２点の試験温度分）の入れ真空ポンプによりすばやく減圧脱気した。減圧から大気圧に戻した。この調合直後のサンプルを反応時間ゼロ時間目として示差走査熱量計を用いて発熱量を測定した。該２検体のサンプル瓶は窒素置換を施し、示差走査熱量計による分析を、２０℃は経過時間毎に３回（０時間後、６時間後、２４時間後）、６０℃は経過時間毎に３回（０時間後、1時間後、３時間後）行い発熱量を得た。
２０℃０時間経過後の発熱量：６６４．２（J／ｇ）
２０℃６時間経過後の発熱量：６１１．７（J／ｇ）
２０℃２４時間経過後の発熱量：５１５．１（J／ｇ）
６０℃０時間経過後の発熱量：６６４．２（J／ｇ）
６０℃１時間経過後の発熱量：６００．３（J／ｇ）
６０℃３時間経過後の発熱量：５１３．１（J／ｇ）
上記の発熱量を記憶部１００に直接入力して保存し、本実施形態の重合条件解析装置１０により、重合温度条件を算出した。
残存官能基率算出部１４０において、２０℃では、混合攪拌直後の残存官能基率１．００００、６時間後の残存官能基率０．９２１０、２４時間後の残存官能基率０．７７５４、６０℃では、混合攪拌直後の残存官能基率１．００００、１時間後の残存官能基率０．９０３７、３時間後の残存官能基率０．７７２５の結果を得た。
反応速度係数算出部１６０は一次反応速度式を用い、回帰直線の傾きである反応速度係数は、２０℃では０．０１０４、６０℃では０．０８５０であった。
記憶部１００には、重合率０％から２０％の傾き（平均重合速度）が１．７１％／ｈｒ（２０％−０％／１１．７ｈｒ）、１時間ごとの重合速度の標準偏差が０．１４％／ｈｒであり、重合率３０％から８０％の傾き（重合速度）が１２．４３％（平均値）、１時間ごとの重合速度の標準偏差が２．５１％／ｈｒである重合条件が保存された。重合温度算出部１８０は、記憶部１００に保存された重合条件にアクセスし、以下の表−１に記載された重合時間毎の反応速度係数に基づいて、アレニウスの式により重合時間毎に重合率と重合温度条件を算出した。図３に、モニターに表示された、重合時間毎の重合温度条件と、重合時間と、重合率とをプロットしたチャートを示す。【０１３９】
【表２】
2020022369.tif 000012
【０１４０】
［実施例２］
実施例１で得られた温度条件で重合を行った。
原料であるビス（２，３−エピチオプロピル）ジスルフィドを１０００．０重量部に紫外線吸収剤ＴＩＮＵＶＩＮ ＰＳを１１．０重量部、重合触媒であるＮ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミンを０．１２６重量部、重合触媒であるＮ，Ｎ−ジシクロヘキシルメチルアミンを１．０重量部、加え、すばやく攪拌し溶解した。さらに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を含むチオール組成物９４．４重量部を加え、１５℃で混合攪拌した。その後、該混合液を精製するためにろ過を行い、さらに該溶液を真空ポンプにより減圧し脱気した。この溶液をガラスモールドへ注型して１０検体を作成した。モールド形状はΦ８１ｍｍ、フロント面２カーブ、バック面４カーブ、中心厚１０．０ｍｍの厚物で実施した。
本実施形態の光学材料製造装置により重合を行った。実施例１で得られた温度条件に基づいて重合オーブンの温度を設定し、温度条件を制御した。重合が終了した後（重合率：９８．２％）、冷却し重合オーブンから硬化したエピスルフィド樹脂を得た。得られた樹脂はアニール処理により内部応力を除去したのちに光学ひずみの評価を高圧水銀灯により、また脈理の３段階評価を実施し、その結果１０試験体中のうち１０試験体で光学ひずみおよび脈理が観察されず（いずれの評価も◎）、光学用途として非常に優れたレンズを得た。【０１４１】
［実施例３]
重合率０％から２０％の傾き（重合速度）が１．６９％／ｈｒ(平均値)、１時間ごとの重合速度の標準偏差が０．１０％／ｈｒであり、重合率３０から８０％の重合速度が１１．２５％／ｈｒ（平均値）、１時間ごとの重合速度の標準偏差が８．２３％／ｈｒである以外は実施例１と同様に行い、重合温度算出部１８０は、記憶部１００に保存された重合条件にアクセスし、重合時間毎の反応速度係数に基づいて、アレニウスの式により重合時間毎に重合率と重合温度条件を算出した。図４に、モニターに表示された、重合時間毎の重合温度条件と、重合時間と、重合率とをプロットしたチャートを示す。【０１４２】
［実施例４］
実施例３で得られた温度条件で重合を行った。
原料であるビス（２，３−エピチオプロピル）ジスルフィドを１０００．０重量部に紫外線吸収剤ＴＩＮＵＶＩＮ ＰＳを１１．０重量部、重合触媒であるＮ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミンを０．１２６重量部、重合触媒であるＮ，Ｎ−ジシクロヘキシルメチルアミンを１．０重量部、加え、すばやく攪拌し溶解した。さらに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を含むチオール組成物９４．４重量部を加え、１５℃で混合攪拌した。その後、該混合液を精製するためにろ過を行い、さらに該溶液を真空ポンプにより減圧し脱気した。この溶液をガラスモールドへ注型して１０検体を作成した。モールド形状はΦ８１ｍｍ、フロント面２カーブ、バック面４カーブ、中心厚１０．０ｍｍの厚物で実施した。
本実施形態の光学材料製造装置により重合を行った。実施例３で得られた温度条件に基づいて重合オーブンの温度を設定し、温度条件を制御した。重合が終了した後（重合率：９８．２％）、冷却し重合オーブンから硬化したエピスルフィド樹脂を得た。得られた樹脂はアニール処理により内部応力を除去したのちに光学ひずみの評価を高圧水銀灯により、また脈理の３段階評価を実施し、その結果１０試験体中のうち１０試験体で光学ひずみおよび脈理が観察されず（いずれの評価も◎）、光学用途として非常に優れたレンズを得た。【０１４３】
［実施例５］
ビス（２，３−エピチオプロピル）スルフィドを８０９．７量部に硫黄粉末２７．０重量部を５℃から１５℃で混合し、加硫触媒である１，２−ジメチルイミダゾール０．０２２重量部を２０倍にトルエンで希釈した希釈液を０．４３重量部加えて５℃から１５℃で１時間攪拌した。加硫化の際に発生する硫化水素は混合液の気相部分を窒素で置換することで除去し加硫化液を得た。
該加硫化液にチオールであるビス（２−メルカプトエチル）スルフィドを１６１．９重量部、さらに重合触媒であるテトラｎ−ブチルホスホニウムブロミドを１．３重量部、加え、すばやく攪拌し溶解した。該溶液０．５ｇ程度をサンプル瓶に２検体（２点の試験温度分）を窒素置換した。この調合直後のサンプルの加硫体とチオールの反応速度を調べるため反応時間ゼロ時間目として示差走査熱量計を用いて発熱量を測定した。該２検体のサンプル瓶はさらに窒素置換を施し、示差走査熱量計による分析を、２０℃は経過時間毎に２回（０時間後、３時間後）、４０℃は経過時間毎に３回（０時間後、０．５時間後、１時間後）行い発熱量を得た。
２０℃０時間経過後の発熱量：５２４．２（J／ｇ）
２０℃３時間経過後の発熱量：５１４．８（J／ｇ）
４０℃０時間経過後の発熱量：５２４．２（J／ｇ）
４０℃０．５時間経過後の発熱量：４７６．５（J／ｇ）
４０℃１時間経過後の発熱量：４３２．５J／ｇ）
上記の発熱量を記憶部１００に直接入力して保存し、本実施形態の重合条件解析装置１０により、重合温度条件を算出した。
残存官能基率算出部１４０において、２０℃では、混合攪拌直後の残存官能基率１．００００、３時間後の残存官能基率０．９８２１、４０℃では、混合攪拌直後の残存官能基率１．００００、０．５時間後の残存官能基率０．９０９０、１時間後の残存官能基率０．８２５１の結果を得た。
反応速度係数算出部１６０は一次反応速度式を用い、回帰直線の傾きである反応速度係数は、２０℃では０．００６０、４０℃では０．１９２２であった。
記憶部１００には、重合率０％から２０％の傾き（重合速度）が０．９５％／ｈｒ(平均値)、１時間ごとの重合速度の標準偏差が０．３４％／ｈｒであり、重合率３０から８０％の重合速度が５．９２％／ｈｒ(平均値)、１時間ごとの重合速度の標準偏差が２．８０％／ｈｒである重合条件が保存された。重合温度算出部１８０は、記憶部１００に保存された重合条件にアクセスし、重合時間毎の反応速度係数に基づいて、アレニウスの式により重合時間毎に重合率と重合温度条件を算出した。図５に、モニターに表示された、重合時間毎の重合温度条件と、重合時間と、重合率とをプロットしたチャートを示す。【０１４４】
［実施例６］
実施例５で得られた温度条件で重合を行った。
原料であるビス（２，３−エピチオプロピル）スルフィドを８０９．７量部に硫黄粉末２７．０重量部を５℃から１５℃で混合し、加硫触媒である１，２−ジメチルイミダゾール０．０２２重量部を２０倍にトルエンで希釈した希釈液を０．４３重量部加えて５℃から１５℃で１時間攪拌した。加硫化の際に発生する硫化水素は混合液の気相部分を窒素で置換することで除去し加硫化液を得た。
該加硫化液にビス（２−メルカプトエチル）スルフィドを１６１．９重量部、さらに重合触媒であるテトラｎ−ブチルホスホニウムブロミドを１．３重量部、加え、攪拌し溶解した。その後、該混合液を精製するためにろ過を行い、常圧下でゆっくり攪拌しながら気泡が上方に抜けるまで脱気した。この溶液をガラスモールドへ注型して１０検体を作成した。モールド形状はΦ８１ｍｍ、フロント面２カーブ、バック面４カーブ、中心厚１０．０ｍｍの厚物で実施した。
本実施形態の光学材料製造装置により重合を行った。実施例５で得られた温度条件に基づいて重合オーブンの温度を設定し、温度条件を制御した。重合が終了した後（重合率：９９．９％以上）、冷却し重合オーブンから硬化したエピスルフィド樹脂を得た。得られた樹脂はアニール処理により内部応力を除去したのちに光学ひずみの評価を高圧水銀灯により、また脈理の３段階評価を実施し、その結果１０試験体中のうち１０試験体で光学ひずみおよび脈理が観察されず（いずれの評価も◎）、光学用途として非常に優れたレンズを得た。【０１４５】
［実施例７］
重合率０％から２０％の傾き（重合速度）が１．１６％／ｈｒ(平均値)、１時間ごとの重合速度の標準偏差が０．４９％／ｈｒであり、重合率３０％から８０％の重合速度が３．７９％／ｈｒ、１時間ごとの重合速度の標準偏差が１．２１％／ｈｒである以外は実施例５と同様に行い、重合温度算出部１８０は、記憶部１００に保存された重合条件にアクセスし、重合時間毎の反応速度係数に基づいて、アレニウスの式により重合時間毎に重合率と重合温度条件を算出した。図６に、モニターに表示された、重合時間毎の重合温度条件と、重合時間と、重合率とをプロットしたチャートを示す。【０１４６】
［実施例８］
実施例７で得られた温度条件で重合を行った。
原料であるビス（２，３−エピチオプロピル）スルフィドを８０９．７量部に硫黄粉末２７．０重量部を５℃から１５℃で混合し、加硫触媒である１，２−ジメチルイミダゾール０．０２２重量部を２０倍にトルエンで希釈した希釈液を０．４３重量部加えて５℃から１５℃で１時間攪拌した。加硫化の際に発生する硫化水素は混合液の気相部分を窒素で置換することで除去し加硫化液を得た。
該加硫化液にビス（２−メルカプトエチル）スルフィドを１６１．９重量部、さらに重合触媒であるテトラｎ−ブチルホスホニウムブロミドを１．３重量部、加え、攪拌し溶解した。その後、該混合液を精製するためにろ過を行い、常圧下でゆっくり攪拌しながら気泡が上方に抜けるまで脱気した。この溶液をガラスモールドへ注型して１０検体を作成した。モールド形状はΦ８１ｍｍ、フロント面２カーブ、バック面４カーブ、中心厚１０．０ｍｍの厚物で実施した。
本実施形態の光学材料製造装置により重合を行った。実施例７で得られた温度条件に基づいて重合オーブンの温度を設定し、温度条件を制御した。重合が終了した後（重合率：９９．９％以上）、冷却し重合オーブンから硬化したエピスルフィド樹脂を得た。得られた樹脂はアニール処理により内部応力を除去したのちに光学ひずみの評価を高圧水銀灯により、また脈理の３段階評価を実施し、その結果１０試験体中のうち１０試験体で光学ひずみおよび脈理が観察されず（いずれの評価も◎）、光学用途として非常に優れたレンズを得た。【０１４７】
［比較例１］
重合率０％から２０％の傾き（重合速度）が３．１６％／ｈｒ(平均値)、重合率の１時間ごとの重合速度の標準偏差が１．３３％／ｈｒであり、重合率３０％から８０％の重合速度が８．９４％／ｈｒ(平均値)、１時間ごとの重合速度の標準偏差が０．７９％／ｈｒである以外はで実施例１と同様に行い、重合温度算出部１８０は、記憶部１００に保存された重合条件にアクセスし、重合時間毎の反応速度係数に基づいて、アレニウスの式により重合時間毎に重合率と重合温度条件を算出した。図７に、モニターに表示された、重合時間毎の重合温度条件と、重合時間と、重合率とをプロットしたチャートを示す。図７の重合温度条件で重合を実施した。
原料であるビス（２，３−エピチオプロピル）ジスルフィドを１０００．０重量部に紫外線吸収剤ＴＩＮＵＶＩＮ ＰＳを１１．０重量部、重合触媒であるＮ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミンを０．１２６重量部、重合触媒であるＮ，Ｎ−ジシクロヘキシルメチルアミンを１．０重量部、加え、すばやく攪拌し溶解した。さらに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を含むチオール組成物９４．４重量部を加え、１５℃で混合攪拌した。その後、該混合液を精製するためにろ過を行い、さらに該溶液を真空ポンプにより減圧し脱気した。この溶液をガラスモールドへ注型して１０検体を作成した。モールド形状はΦ８１ｍｍ、フロント面２カーブ、バック面４カーブ、中心厚１０．０ｍｍの厚物で実施した。
本実施形態の光学材料製造装置により重合を行った。図７に記載の温度条件に基づいて重合オーブンの温度を設定し、温度条件を制御した。重合が終了した後（重合率：９９．８％）、冷却し重合オーブンから硬化したエピスルフィド樹脂を得た。得られた樹脂はアニール処理により内部応力を除去したのちに光学ひずみの評価を高圧水銀灯により、また脈理の３段階評価を実施し、その結果１０検体中、１０検体で光学歪みおよび脈理が発生し（いずれの評価も△）、光学用途として使用することができなかった。【０１４８】
［比較例２］
重合率０％から２０％の傾き（重合速度）が２．３８％／ｈｒ(平均値)、重合率の１時間ごとの重合速度の標準偏差が１．２３％／ｈｒであり、重合率３０％から８０％の重合速度が１６．７２％／ｈｒ（平均値）、１時間ごとの重合速度の標準偏差が３．１６％／ｈｒである以外はで実施例６と同様に行い、重合温度算出部１８０は、記憶部１００に保存された重合条件にアクセスし、重合時間毎の反応速度係数に基づいて、アレニウスの式により重合時間毎に重合率と重合温度条件を算出した。図８に、モニターに表示された、重合時間毎の重合温度条件と、重合時間と、重合率とをプロットしたチャートを示す。図８の重合温度条件で重合を実施した。
原料であるビス（２，３−エピチオプロピル）ジスルフィドを８０９．７量部に硫黄粉末２７．０重量部を５℃から１５℃で混合し、加硫触媒である１，２−ジメチルイミダゾール０．０２２重量部を２０倍にトルエンで希釈した加硫化触媒希釈液を０．４３重量部加えて５℃から１５℃で１時間攪拌した。加硫化の際に発生する硫化水素は混合液の気相部分を窒素で置換することで除去し加硫化液を得た。
該加硫化液にチオールであるビス（２−メルカプトエチル）スルフィドを１６１．９重量部、さらに重合触媒であるテトラｎ−ブチルホスホニウムブロミドを１．３重量部、加え、攪拌し溶解した。その後、該混合液を精製するためにろ過を行い、常圧下でゆっくり攪拌しながら気泡が上方に抜けるまで脱気した。この溶液をガラスモールドへ注型して１０検体を作成した。モールド形状はΦ８１ｍｍ、フロント面２カーブ、バック面４カーブ、中心厚１０．０ｍｍの厚物で実施した。
本実施形態の光学材料製造装置により重合を行った。図８に記載の温度条件に基づいて重合オーブンの温度を設定し、温度条件を制御した。重合が終了した後（重合率：９９．９％以上）、冷却し重合オーブンから硬化したエピスルフィド樹脂を得た。得られた樹脂はアニール処理により内部応力を除去したのちに光学ひずみの評価を高圧水銀灯により、また脈理の３段階評価を実施し、その結果１０検体中、１０検体で光学歪みおよび脈理が発生し（いずれの評価も△）、光学用途として使用することができなかった。【０１４９】
［比較例３］
重合率０％から２０％の傾き（重合速度）が２．０８％／ｈｒ(平均値)、重合率の１時間ごとの重合速度の標準偏差が１．２７％／ｈｒであり、重合率３０％から８０％の重合速度が２１．９０％／ｈｒ（平均値）、１時間ごとの重合速度の標準偏差が３．１６％／ｈｒである以外はで実施例６と同様に行い、重合温度算出部１８０は、記憶部１００に保存された重合条件にアクセスし、重合時間毎の反応速度係数に基づいて、アレニウスの式により重合時間毎に重合率と重合温度条件を算出した。図９に、モニターに表示された、重合時間毎の重合温度条件と、重合時間と、重合率とをプロットしたチャートを示す。図９の重合温度条件で重合を実施した。
原料であるビス（２，３−エピチオプロピル）スルフィドを８０９．７量部に硫黄粉末２７．０重量部を５℃から１５℃で混合し、加硫触媒である１，２−ジメチルイミダゾール０．０２２重量部を２０倍にトルエンで希釈した希釈液を０．４３重量部加えて５℃から１５℃で１時間攪拌した。加硫化の際に発生する硫化水素は混合液の気相部分を窒素で置換することで除去し加硫化液を得た。
該加硫化液にチオールであるビス（２−メルカプトエチル）スルフィドを１６１．９重量部、さらに重合触媒であるテトラｎ−ブチルホスホニウムブロミドを１．３重量部、加え、攪拌し溶解した。その後、該混合液を精製するためにろ過を行い、常圧下でゆっくり攪拌しながら気泡が上方に抜けるまで脱気した。この溶液をガラスモールドへ注型して１０検体を作成した。モールド形状はΦ８１ｍｍ、フロント面２カーブ、バック面４カーブ、中心厚１０．０ｍｍの厚物で実施した。
本実施形態の光学材料製造装置により重合を行った。図９に記載の温度条件に基づいて重合オーブンの温度を設定し、温度条件を制御した。重合が終了した後（重合率：９９．９％以上）、冷却し重合オーブンから硬化したエピスルフィド樹脂を得た。得られた樹脂はアニール処理により内部応力を除去したのちに光学ひずみの評価を高圧水銀灯により、また脈理の３段階評価を実施し、その結果１０検体中、１０検体で光学歪みおよび脈理が発生し（いずれの評価も△）、光学用途として使用することができなかった。【０１５０】
この出願は、２０１８年７月２４日に出願された日本出願特願２０１８−１３８１２３号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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