BR9917068B1 - artigo e artigo fotocrÈmico. - Google Patents

Description

"ARTIGO E ARTIGO FOTOCRÔMICO"

Antecedentes da Invenção

A presente invenção refere-se a revestimentos quecompreendem componente(s) com funcionalidade de hidroxila,componente(s) com funcionalidade de anidrido polimérico, ecomponente(s) fotocrômico(s) , daqui por diante referidos comorevestimentos fotocrômicos de polianidrido, artigos revestidos comtais revestimentos e artigos fotocrômicos, isto é, polimerizados,produzidos a partir das referidas composições de revestimento.Mais em particular, a presente invenção refere-se a determinadosrevestimentos fotocrômicos de polianidrido que, quando revestidosem um substrato e expostos à radiação de luz ativada apresentampropriedades de desempenho fotocrômico incrementadas. Além disso,a presente invenção refere-se a revestimentos fotocrômicos depolianidrido que se adequam aos padrões "cosméticos"comercialmente aceitáveis para os revestimentos ópticos aplicadosa elementos ópticos, por exemplo, lentes.

Os compostos fotocrômicos apresentam uma mudançareversível na cor quando expostos à radiação da luz que envolveraios ultravioletas, tal como a radiação ultravioleta na luz dosol ou a luz de uma lâmpada de mercúrio. Várias classes decompostos fotocrômicos foram sintetizadas e sugeridas para o usoem aplicações nas quais uma mudança de cor reversível induzidapela luz do sol ou escurecimento é desejada. As classes decompostos fotocrômicos mais amplamente descritas são as oxazinas,os piranos e as fulgidas.

Agora foi descoberto que os artigos fotocrômicosrevestidos que possuem espessuras de revestimento necessárias parademonstrar boas propriedades fotocrômicas, isto é, para colorir edescolorir a razões aceitáveis e para obter um estado coloridosuficiente preto, e para se adequar aos padrões "cosméticos" pararevestimento óptico requeridos tanto pela indústria quanto opúblico consumidor, podem ser preparados ao se utilizar umrevestimento fotocrômico de polianidrido. Os modernosrevestimentos descritos a seguir apresentam uma micro-dureza deFischer de pelo menos 50 a no máximo 130 Newtons por mm2. Essesrevestimentos também apresentam propriedades fotocrômicasincrementadas, isto é, a formação de cor ativada mais escura e develocidades mais altas de ativação fotocrômica e descoloração,quando irradiados com a luz ultravioleta, em comparação com essesrevestimentos que possuem uma micro-dureza de Fischer maior do que130 Newtons por mm2. Além disso, a composição utilizada paraformar o revestimento pode ser utilizada para formar umpolimerizado de polianidrido fotocrômico.

Descrição Detalhada da Invenção

Nos últimos anos, os artigos fotocrômicos, emparticular os materiais de plástico fotocrômicos para aplicaçõesópticas, têm sido o objeto de atenção considerável. Em particular,as lentes de plástico oftálmicas fotocrômicas têm sidopesquisadas, por causa da vantagem de peso que elas oferecem emcomparação com as lentes de vidro. Além disso, as transparênciasfotocrômicas para veículos, tais como carros e aviões, são deinteresse por causa das potenciais características de segurançaque as referidas transparências oferecem. Os artigos fotocrômicosque são mais úteis são aqueles nos quais os compostos fotocrômicosapresentam uma elevada intensidade ativada, uma elevada razão decoloração e uma razão de descoloração aceitável.

0 uso de revestimentos fotocrômicos permite apreparação de artigos de plástico fotocrômicos sem a necessidadede incorporar o composto(s) fotocrômico(s) no substrato deplástico, o que evita a necessidade de se desenvolver materiais deresina óptica especiais para o uso com os compostos fotocrômicos.Isso é vantajoso quando o plástico, por exemplo, policarbonatotermoplástico, não tem um volume livre interno suficiente para umcomposto fotocrômico incorporado no plástico para funcionar demodo apropriado. A composição de revestimento da presente invençãopermite a preparação de artigos fotocrômicos mediante a utilizaçãodos referidos plásticos. Além disso, o uso de revestimentosfotocrômicos resulta em uma utilização mais eficiente doscompostos fotocrômicos ao se evitar as perdas associadas com osmétodos de transferência mais convencionais, por exemplo, aimbibição ou a permeação, para produzir artigos fotocrômicos.

A não ser nos exemplos de operação, ou onde indicadode uma outra maneira, todos os valores, tais como aqueles queexpressam os comprimentos de ondas, as quantidades dosingredientes, as faixas ou condições de reação, utilizados nessadescrição e nas reivindicações em anexo devem ser entendidos comomodificados em todos os casos através do termo "cerca de".

Os revestimentos fotocrômicos da presente invençãopodem ser preparados através da reação do componente (s) comfuncionalidade de hidroxila que possui(em) pelo menos dois gruposhidroxila e do componente(s) com funcionalidade de anidridopolimérico que possui pelo menos dois grupos anidrido de ácidocarboxilico cíclico em uma composição que inclui pelo menos umcomponente fotocrômico orgânico. Outros ingredientes opcionaisincluem agentes de reticulação, por exemplo, componentes comfuncionalidade de epóxi, componentes com funcionalidade deacrilamida ou resinas de melamina, e plastificantes em quantidadesnecessárias para regular os níveis de micro-dureza de Fischer, bemcomo as propriedades de desempenho fotocrômico para dentro dafaixa desejada. A composição de revestimento também pode incluircatalisador.

Solventes também podem estar presentes na composiçãode revestimento. No entanto, conforme descrito a seguir, ossolventes não são fabricados nos coeficientes em peso e nasporcentagens em peso aqui especificados. Todos os coeficientes empeso e as porcentagens em peso usadas a seguir são baseados nossólidos totais na composição de revestimento, exceto ondeespecificado de uma outra maneira.

Quando as composições de revestimento da presenteinvenção são aplicadas como um revestimento e curadas, elasapresentam uma micro-dureza Fischer de pelo menos 50 Newtons pormm2, de preferência de pelo menos 60, com maior preferência depelo menos 70 Newtons por mm2 e não mais do que 130 Newtons pormm2, de preferência não mais do que 120, e com mais preferênciaainda não mais do que 110 Newtons por mm2 . A micro-dureza deFischer pode variar entre qualquer combinação desses valores,inclusive os valores relatados. As propriedades fotocrômicas dosrevestimentos curados da presente invenção são caracterizadas poruma AOD depois de trinta segundos de pelo menos 0,15, depreferência pelo menos 0,17, e com mais preferência de pelo menos0,18; e uma AOD depois de quinze minutos de pelo menos 0,50, depreferência de pelo menos 0,60, e com mais preferência de pelomenos 0,63, e uma razão de branqueamento de não mais do que 200segundos, de preferência de não mais do que 195, e com maispreferência de não mais do que 190 segundos - todos medidos a22°C, e conforme descrito na Parte C do Exemplo 8 a seguir.

Os revestimentos de polianidrido que possuem micro-dureza e as propriedades de desempenho fotocrômico dentro dasfaixas especificadas anteriormente podem ser produzidos ao sebalancear os componentes que contribuem para a dureza e maciez damatriz de revestimento. As propriedades especificas doscomponentes que compreendem o revestimento ou o polimerizado queirão afetar a micro-dureza e as propriedades de desempenhofotocrômico da matriz de polianidrido são a temperatura detransição vitrea, o peso molecular e a densidade de reticulação.

Em geral, quando se empregam componentes que possuem elevadastemperaturas de transição vitrea e pesos moleculares o resultadosão revestimentos e polimerizados que possuem uma micro-durezamaior, e vice versa. Um aumento no número dos grupos reativos docomponente também vai causar um aumento na micro-dureza, uma vezque todos os grupos sejam reagidos. Nesse último caso, iam aumentono números de grupos reativos, ou seja, dos locais de reticulação,aumenta a densidade de reticulação do revestimento curado. Noentanto, acredita-se que, quanto maior o revestimento ou opolimerizado, mais lento será o desempenho do composto fotocrômicocontido nesse local.

A contribuição de um componente particular, porexemplo, o componente com funcionalidade de hidroxila, tanto paraa dureza quanto a maciez do revestimento de polianidrido pode serdeterminada de imediato ao se medir a micro-dureza de Fischer dorevestimento de polianidrido resultante. O componente de produçãode dureza, conforme definido a seguir, é um componente que aumentaa micro-dureza do revestimento de polianidrido, à medida que a suaconcentração aumenta. De maneira análoga, o componente de produçãode maciez, conforme definido a seguir, é um componente que diminuia micro-dureza do revestimento de polianidrido, à medida que a suaconcentração aumenta. Os exemplos de componentes funcionais dehidroxila que produzem dureza, por exemplo, polióis orgânicos,incluem, mas não ficam a eles limitados, polióis de baixo pesomolecular, polióis que contêm amida, polióis de epóxi e polióis deuretano. Os componentes com funcionalidade de hidroxila queproduzem maciez, por exemplo, polióis orgânicos, incluem, mas sãoficam a eles limitados, polióis de poliéster, polióispoliacrilicos, e polióis de poliéter, por exemplo, polióxialquilenos e poli(oxitetrametileno)dióis. Todos os polióisanteriormente mencionados estão definidos em maiores detalhes maisadiante.

Tipicamente, o componente com funcionalidade dehidroxila da presente invenção é um polímero formador de película,porém um componente de hidroxila que não é polimérico pode serutilizado. No entanto, é necessário que pelo menos a combinação docomponente com funcionalidade de anidrido com o componente comfuncionalidade de hidroxila resulte em um revestimento poliméricoreticulado.

Os exemplos de componentes com funcionalidade dehidroxila que podem ser utilizados para a preparação da composiçãoda presente invenção incluem, mas não ficam a eles limitados, (a)polióis de baixo peso molecular, isto é, polióis que possuem umpeso molecular médio ponderai de menos do que 500, por exemplo,dióis alifáticos, tais como C2—Cio dióis alifáticos, trióis eálcoois poliídricos; (b) polióis de poliéster; (c) polióis depoliéter; (d) polióis que contêm amida; (e) polióis poliacrílicos;(f) álcoois polivinilicos poliídricos; (g) polióis de epóxi; (h)polióis de uretano; e (i) misturas de tais polióis. Depreferência, os polióis orgânicos são selecionados do grupo queconsiste em polióis de baixo peso molecular, polióispoliacrílicos, polióis de poliéter, polióis de poliéster, polióisde uretano, e as misturas dos mesmos. Com maior preferência, ospolióis orgânicos são selecionados do grupo que consiste empolióis poliacrílicos, polióis de poliéster, polióis de poliéter,polióis de uretano, e misturas dos mesmos, e com maior preferênciapolióis poliacrílicos, polióis de poliéter, e misturas dos mesmos.

Os exemplos de polióis de baixo peso molecular quepodem ser utilizados na composição de revestimento da presenteinvenção incluem: tetrametilol metano, isto é, pentaeritritol;trimetilol etano; trimetilol propano; di-(trimetilolpropano);ácido dimetilol propiônico; 1,2-etano diol, isto é, etilenoglicol; 1,2-propano diol, isto é, propileno glicol; 1,3-propanodiol; 2,2-dimetil-l,3-propano diol, isto é, neopentil glicol;1,2,3-propano triol, isto é, glicerina; 1,2-butano diol; 1,4-butano diol; 1,3-butano diol; 1,2,4-butano triol; 1,2,3,4-butanotetrol; 2,2,4-trimetil-l,3-pentano diol; 1,5-pentano diol; 2,4-pentano diol; 1,6-hexano diol; 2,5-hexano diol; 1,2,6 hexanotriol; 2-metil-l,3-pentano diol; 2,4-heptano diol; 2-etil-l,3-hexano diol; 1,4-ciclohexano diol; 1-(2,2-dimetil-3-hidroxipropil)-2,2-dimetil-3-hidróxi propionato; álcoolhexaídrico, isto é, sorbitol; dietileno glicol; dipropilenoglicol; 1,4-ciclohexano dimetanol; 1,2-bis-(hidroximetil)ciclohexano; 1,2-bis(hidroxietil)-ciclohexano; bis-hidróxi propil hidantoínas; TMP/épsilon-caprolactona trióis;bisfenol A hidrogenado; isocianurato de tris-hidróxi etila; oproduto de alcoxilação de 1 mole de 2,2-bis(4-hidroxifenil)propano(isto é, bisfenol - A) e 2 moles de óxido de propileno; trimetilpropano ou pentaeritritol etoxilado ou propoxilado que possui umpeso molecular médio numérico de menos do que 500, polietilenoglicol, polipropileno glicol e polibutileno glicol que possui umpeso molecular médio numérico de menos do que 500, e as misturasdos referidos polióis de baixo peso molecular.

Os polióis de poliéster são conhecidos e podem ter umpeso molecular médio numérico na faixa de 500 a 10.000. Eles sãopreparados através de técnicas convencionais que utilizam dióis debaixo peso molecular, trióis e álcoois poliidricos conhecidos noestado da técnica, incluindo, mas não a eles limitados, os polióisde baixo peso molecular descritos previamente (opcionalmente emcombinação com os álcoois monoidricos) com ácidospolicarboxilicos.

Os exemplos de ácidos policarboxilicos apropriadospara o uso na preparação de poliéster incluem: ácido ftálico,ácido isoftálico, ácido tereftálico, ácido tetraidro ftálico,ácido tetracloro ftálico, ácido hexaidro ftálico, ácido metilhexaidro ftálico, ácido adipico, ácido azeláico, ácido sebácico,ácido maléico, ácido sucinico, ácido glutárico, ácido fumárico,ácido clorêndico, ácido trimelitico, ácido tricarbalilico, e asmisturas dos mesmos. Os anidridos dos ácidos acima, onde elesexistirem, também podem ser empregados. Além disso, certosmateriais que reagem de uma maneira semelhante aos ácidos paraformar polióis de poliéster são também úteis. Tais materiaisincluem lactonas, por exemplo, caprolactonas, propiolactona ebutirolactona, e hidróxi ácidos, tais como o ácido hidróxicapróico e o ácido dimetilol propiônico. Se um triol ou álcoolpoliidrico for utilizado, um ácido monocarboxilico, tal como oácido acético e/ou ácido benzóico, pode ser utilizado napreparação dos polióis de poliéster, e para alguns propósitos oreferido poliol de poliéster pode ser desejável. Além disso, deveficar entendido que os polióis de poliéster incluem os polióis depoliéster modificados com ácidos graxos ou óleos gliceridicos deácidos graxos (ou seja, polióis alquidicos convencionais quecontêm a referida modificação). Um outro poliol de poliéster quepode ser utilizado é aquele preparado através da reação de umóxido de alquileno, por exemplo, óxido de etileno, óxido depropileno, etc., e os ésteres de glicidila de ácido versático comácido metacrilico para formar o éster correspondente.

Os polióis de poliéter são conhecidos e podem ter umpeso molecular médio numérico na faixa de 500 a 10.000. Osexemplos de polióis de poliéter incluem vários polióis de polióxialquileno, polióis polialcoxilados que possuem um peso molecularmédio numérico maior do que 500, por exemplo,poli(oxitetrametileno)dióis, e as misturas dos mesmos. Os polióisde polióxi alquileno podem ser preparados, de acordo com métodosbem conhecidos, através da condensação do óxido de alquileno, oude uma mistura de óxidos de alquileno ao se empregar a adiçãocatalisada com um ácido ou uma base, com um iniciador poliidricoou uma mistura de iniciadores poliidricos tais como o etilenoglicol, propileno glicol, glicerol, sorbitol e outros ainda. Osóxidos de alquileno ilustrativos incluem o óxido de etileno, óxidode propileno, óxido de butileno, por exemplo, óxido de 1,2-butileno, óxido de amileno, óxidos de aralquilenos, por exemplo,óxido de estireno, e os óxidos de alquileno halogenados, tais comoo óxido de tricloro butileno, e assim por diante. Os óxidos dealquilenos mais preferidos incluem o óxido de butileno, óxido depropileno e óxido de etileno, ou uma mistura dos mesmos, ao seempregar a oxialquilação desordenada ou por etapas. Os exemplos detais polióis de polióxi alquileno incluem o polióxi etileno, istoé, polietileno glicol, polióxi propileno, isto é, polipropilenoglicol e polióxi butileno, isto é, polibutileno glicol. 0 pesomolecular médio numérico de tais polióis de polióxi alquilenousados como segmento flexível é igual ou maior do que 600, commais preferência igual ou maior do que 725, e com maiorpreferência ainda igual ou maior do que 1.000.

Os polióis de poliéter também incluem ospoli(oxitetrametileno)dióis conhecidos preparados através dapolimerização de tetraidrofurano na presença de catalisadores deácidos de Lewis, tais como o trifluoreto de boro, cloreto deestanho (IV) e cloreto de sulfonila. 0 peso molecular médionumérico de poli(oxitetrametileno)dióis usados como segmentoflexível varia de 500 a 5000, de preferência de 650 a 2900, commais preferência de 1000 a 2000, e com maior preferência ainda é1.000.

Os polióis polialcoxilados que possuem um pesomolecular médio numérico maior do que 500 podem ser representadosatravés da seguinte fórmula geral I,

<formula>formula see original document page 12</formula>

na qual

m e n são um número inteiro positivo, a soma de mmais n varia de 5 a 70, cada um de R1 e R2 é um hidrogênio, metilaou etila, de preferência hidrogênio ou metila, e A é um grupo deligação bivalente selecionado do grupo que consiste em alquilenode cadeia linear ou ramificada (em geral contendo de um a oitoátomos de carbono), fenileno, fenileno substituído por C1-C9alquila, e um grupo representado pela seguinte fórmula geral II,

<formula>formula see original document page 12</formula>

na qual

cada um de R3 e R4 é C1-C4 alquila, cloro ou bromo,p e q são um número inteiro positivo de 0 a 4,

<formula>formula see original document page 12</formula>

representa um grupo benzeno bivalente ou um grupociclohexano bivalente, e D é 0, S, -S(O2)-, -C(O)-, -CH2-, -CH=CH-, -C(CH3)2-,

<formula>formula see original document page 12</formula>

grupo benzeno bivalente, e D é O, S, -CH2-, ou -C(CH3)2- quando<figure>figure see original document page 13</figure>

é o grupo ciclohexano bivalente.

De preferência, o poliol polialcoxilado é aquele noqual a soma de m e η na fórmula geral I varia de 15 a 40, porexemplo, 25 a 35, cada um de Ri e R2 é hidrogênio, e A é um grupode ligação bivalente de acordo com a fórmula geral II, sendo que

<figure>figure see original document page 13</figure>

representa um grupo benzeno bivalente, cadaum de ρ e q é 0, e D é - C(CH3)2-, e com maior preferência a somade m e η varia de 25 a 35, por exemplo, é 30. Tais materiais podemser preparados através de métodos que são bem conhecidos no estadoda técnica. Um método geralmente utilizado envolve a reação de umpoliol, por exemplo, 4,4'-isopropilideno difenol, com umasubstância contendo oxirano, por exemplo, oxido de etileno, óxidode propileno, óxido de α-butileno ou óxido de β-butileno, paraformar o que é em geral referido como um poliol etoxilado,propoxilado ou butoxilado que tem a funcionalidade de hidróxi.

Os exemplos de polióis apropriados para o uso napreparação de polióis polialcoxilado incluem os polióis de baixopeso molecular indicados a seguir: fenileno dióis, como porexemplo, orto, meta e para diidróxi benzeno; fenileno dióissubstituídos por alquila, tais como o 2,6-diidróxi tolueno, 3-metil catecol, 4-metil catecol, álcool 2-hidróxi benzílico, álcool3-hidróxi benzilíco, e álcool 4-hidróxi benzilíco; diidróxibifenilas, tais como a 4,4'-diidróxi bifenila e a 2,2'-diidróxibifenila; bisfenóis, tais como o 4,4'-isopropilideno difenol;4,4'-óxi bisfenol; 4,4'-diidróxi benzeno fenona; 4,4'-tiobisfenol; fenol ftaleína; bis(4-hidroxifenil)metano; 4,4'- (1,2-etenodiil)bisfenol; e 4,4'-sulfonil bisfenol; bisfenóishalogenados, tais como o 4,4'-isopropilidenobis(2,6-dibromofenol),4,4'-isopropilidonebis(2,6-diclorofenol) e 4,4'-isopropilidenobis(2,3,5,6-tetraclorofenol); e bisciclohexanóis,que podem ser preparados através da hidrogenação dos bisfenóiscorrespondentes, tais como o 4,4'-isopropilideno bisciclohexanol;4,4'-oxi bisciclohexanol; 4,4'-tio bisciclohexanol; e bis(4-hidroxiciclohexanol)metano.

De preferência, os polióis de poliéter sãoselecionados do grupo que consiste em polióis de polióxialquileno, polióis polialcoxilado, poli(oxitetrametileno)dióis, eas misturas dos mesmos, e com maior preferência polióis de polióxialquileno que têm um peso molecular médio numérico igual ou maiordo que 1.000, Bisfenol A etoxilado que tem cerca de 30 gruposetóxi, poli(oxitetrametileno)dióis que possuem um peso molecularmédio numérico de 1.000, e as misturas dos mesmos.

Os polióis que contêm amida são conhecidos e sãopreparados tipicamente a partir da reação de diácidos ou lactonase dos polióis de baixo peso molecular descritos a seguir comdiaminas ou aminoalcóois, conforme descrito mais diante. Porexemplo, os polióis que contêm amida podem ser preparados atravésda reação de neopentil glicol, ácido adipico e hexametilenodiamina. Os polióis que contêm amina também podem ser preparadosatravés da aminólise pela reação, por exemplo, de carboxilados,ácidos carboxilicos, ou lactonas com aminoalcóois. Os exemplos dediaminas e aminoalcóois apropriados incluem as hexametilenodiaminas, etileno diaminas, fenileno diamina, monoetanol amina,dietanol amina, isoforona diamina, e outras ainda.

Os álcoois polivinílicos poliídricos são conhecidos epodem ser preparados, por exemplo, através da polimerização deacetato de vinila na presença de iniciadores apropriados seguidapela hidrólise de pelo menos uma parte das porções acetato. Noprocesso de hidrólise, grupos hidróxi são formados, os quais sãofixados diretamente na cadeia principal do polímero. Além doshomopolímeros, copolímeros de acetato de vinila e monômeros, taiscomo o cloreto de vinila, podem ser preparados e hidrolisados emum modelo semelhante para formar os copolímeros de álcoolpolivinílico poliídrico-cloreto de polivinila.

Os polióis de epóxi são conhecidos e podem serpreparados, por exemplo, através da reação de éteres glicidílicosde polifenóis, tal como o éter diglicidíIico de 2,2-bis(4-hidroxifenil)propano, com polifenóis, tal como o 2,2-bis(4-hidroxifenil) propano. Os polióis de epóxi de pesos molecularesvariados e com funcionalidade de hidroxila média podem serpreparados dependendo da razão dos materiais de partidautilizados.

Os polióis de uretano são conhecidos e podem serpreparados, por exemplo, através da reação de um poliisocianatocom poliol orgânico em excesso para formar um produto comfuncionalidade de hidroxila. Os exemplos de poliisocianatos úteisna preparação de polióis de uretano incluem o 2,4-diisocianato detolueno; 2,6-diisocianato de tolueno; 4,4'-diisocianato de difenilmetano; 2,4'-diisocianato de difenil metano; diisocianato de para-fenileno; diisocianato de bifenila; diisocianato de 3, 3'-dimetil-4,4'-difenileno; 1,4-diisocianato de tetrametileno; diisocianatode hexametileno; 1,6-diisocianato de 2,2,4-trimetil hexano;diisocianato de éster metílico de lisina; bis fumarato de(isocianato de etila)fumarato; diisocianato de isoforona;diisocianato de etileno; 1,12-diisocianato de dodecano; 1,3-diisocianato de ciclobutano; 1,3-diisocianato de ciclohexano; 1,4-diisocianato de ciclohexano; diisocianato de metil ciclohexila;diisocianato de diciclohexil metano; 2,4-diisocianato de hexaidrotolueno; 2,6-diisocianato de hexaidro tolueno; 1,3-diisocianato dehexaidro fenileno; 1,4-diisocianato de hexaidro fenileno;isocianatos de polimetileno polifenol; 2,4'-diisocianato deperidro difenil metano; 4,4'-diisocianato de peridro difenilmetano, e as misturas dos mesmos.

Os exemplos de polióis orgânicos úteis na preparaçãode polióis de uretano incluem outros polióis descritos a seguir,por exemplo, polióis de baixo peso molecular, polióis depoliéster, polióis de poliéter, polióis que contêm amida, polióispoliacrilicos, álcoois polivinilicos poliidricos, e as misturasdos mesmos.

Os polióis poliacrilicos são conhecidos e podem serpreparados através de técnicas de polimerização com adição deradicais livres de monômeros descritos daqui por diante. Depreferência, os referidos polióis poliidricos têm um pesomolecular médio ponderai de 500 a 50.000 e um número de hidroxilade 20 a 270. Com maior preferência, o peso molecular médioponderai varia de 1.000 a 30.000 e o número de hidroxila varia de80 a 250. Com maior preferência, o peso molecular médio varia de3.000 a 20.000 e o número de hidroxila varia de 100 a 225.

Os polióis poliacrilicos incluem, mas não ficam aeles limitados, os polímeros de adição com funcionalidade dehidroxila e copolímeros de ácidos acrílicos e metacrílicosconhecidos; os seus derivados de éster incluem, mas não ficam aeles limitados, os seus derivados de éster com funcionalidade dehidroxila. Os exemplos de monômeros etilenicamente não saturadoscom funcionalidades de hidroxila a serem usados na preparação dospolímeros de adição com funcionalidade de hidroxila incluem o(met)acrilato de hidróxi etila, isto é, acrilato de hidróxi etilae metacrilato de hidróxi etila, (met)acrilato de hidróxi propila,10 (met)acrilato de hidróxi butila, acrilato de hidróxi metil etila,acrilato de hidróxi metil propila, e as misturas dos mesmos.

Com maior preferência, o poliol de poliacrílico é umcopolímero de monômeros (meta)acrílicos etilenicamente nãosaturados com funcionalidades de hidróxi e outros monômerosetilenicamente não saturados selecionados do grupo que consiste emmonômeros aromáticos de vinila, por exemplo, estireno, a-metilestireno, t-butil estireno e vinil tolueno; monômeros alifáticosde vinila, tais como o etileno, propileno e 1,3-butadieno;(met)acrilamida; (met)acrilonitrilo; haletos de vinila evinilideno, por exemplo, cloreto de vinila e cloreto devinilideno; ésteres de vinila, por exemplo, acetato de vinila,ésteres alquílicos de ácidos metacrílicos e acrílicos, isto é,ésteres alquílicos de ácidos (met) acrílicos que têm de 1 a 17átomos de carbono no grupo alquila, incluindo o (met)acrilato demetila, (met)acrilato de etila, (met)acrilato de butila,(met)acrilato de ciclohexila, (met)acrilato de 2-etil hexila,(met)acrilato de isobornila, e (met)acrilato de laurila; monômerosetilenicamente não saturados com funcionalidade de epóxi; taiscomo o (met)acrilato de glicidila; monômeros etilenicamente nãosaturados com funcionalidade de carbóxi, tais como os ácidosacrílicos e metacrílicos e as misturas dos referidos monômerosetilenicamente não saturados.

0(s) monômero(s) (met)acrílico(s) etilenicamente nãosaturado(s) com funcionalidade de hidroxila pode (m) compreendermais de 95 em peso do copolímero de poliol de poliacríIico. Depreferência, ele(s) compreende(m) mais de 70 por cento em peso, ecom maior preferência os monômero(s) (met)acrílico(s)etilenicamente não saturado(s) com funcionalidade de hidroxilacompreendem mais de 45 por cento em peso do copolímero total.

Os polióis poliacrílicos descritos a seguir podem serpreparados através da polimerização com adição inicial de radicaislivres de monômero(s), e através de técnicas de polimerização desolução orgânica. Os monômeros são tipicamente dissolvidos em umsolvente ou uma mistura orgânica de solventes que inclui cetonas,tal como a metil etil cetona, ésteres tais como o acetato debutila, o acetato de propileno glicol, e o acetato de hexila,álcoois, por exemplo, etanol e buanol, éteres, por exemplo, étermonopropílico de propileno glicol e 3-etóxi propionato de etila, esolventes aromáticos, tais como o xileno e SOLVESSO 100, umamistura de elevado ponto de ebulição de solventes dehidrocarboneto disponíveis junto à Exxon Chemical Co. O solvente éem primeiro lugar aquecido para derreter, em geral de 70°C a160°C, e o monômero ou uma mistura de monômeros e iniciador deradicais livres é vagarosamente adicionado ao solvente aquecido,por mais um período de cerca de uma a sete horas. A adição muitorápida dos monômeros pode causar uma conversão fraca ou uma reaçãoexotérmica rápida e elevada, que é um risco para a segurança. Osiniciadores apropriados de radicais livres incluem o peróxiacetato de t-amila, peróxi acetato de di-t-amila e 2,2'-azobis(2-metilbutanonitrilo). 0 iniciador de radical livre está tipicamentepresente na mistura de reação a 1 a 10 por cento, com base no pesototal dos monômeros. O polimero preparado através de procedimentosdescritos a seguir é não gelificado e de preferência tem um pesomolecular médio ponderai de 500 a 50.000 gramas por mole.

O peso molecular dos componentes com funcionalidadede hidroxila adequados para a preparação de composições dainvenção pode variar dentro de amplos limites dependendo danatureza das classes especificas dos polióis selecionados.

Tipicamente, o peso molecular médio numérico dos polióis adequadospode variar de 62 a 50.000, de preferência de 500 a 20.000, e opeso equivalente de hidroxila pode variar de 31 a 25.000, porexemplo, de 100 a 2.000, ou de 250 a 100. Os pesos moleculares dospolímeros que contêm o grupo hidroxila são determinados pelacromatograf ia de permeação de gel que usa um padrão depoliestireno.

Os componentes funcionais de anidrido da composiçãoconsistem em um material polimérico que contém pelo menos doisgrupos anidrido de ácido carboxílico cíclico na molécula dopolímero. Os polímeros que possuem pesos moleculares médiosnuméricos entre 1.000 e 50.000, de preferência entre 2.000 e5.000, são úteis; o peso molecular é determinado através dacromatografia de permeação de gel ao se usar um padrão depoliestireno. O componente com funcionalidade de anidrido pode serpreparado através dos métodos descritos anteriormente utilizadospara os polióis poliacrílicos, por exemplo, a polimerização comadição iniciada por radicais livres dos monômeros e as técnicas depolimerização de solução orgânica.

É principalmente preferido na prática da invenção ouso dos polímeros de adição de radicais livres preparados atravésda polimerização de um monômero etilenicamente não saturado,polimerizável que possui a funcionalidade de anidrido, porexemplo, anidrido maléico, anidrido citracônico, anidridoitacônico, anidrido propenil sucínico, etc., com outros monômerosetilenicamente não saturados substancialmente livres dafuncionalidade de anidrido. De preferência, o monômero de anidridode ácido carboxílico etilenicamente não saturado está presente nasmisturas de monômeros em um nível e pelo menos a 11 por cento empeso, com base no peso total da mistura de monômeros. Os exemplosde tais materiais etilenicamente não saturados incluem ésteres deácidos (meta) acrílicos, isto é, ácidos metacrílicos e acrílicos,tais como o acrilato de metila, metacrilato de metila, acrilato debutila e metacrilato de butila; compostos de vinila, tais como oacetato de vinila e o cloreto de vinila; materiais baseados emestireno, tais como o próprio estireno e alfa-metil estireno;compostos de alila, por exemplo, cloreto de alila e acetato dealila e outros monômeros etilenicamente não saturados co-polimerizáveis, tais como, acrilonitrilo e metacrilonitrilo,amidas, por exemplo, acrilamida e metacrilamida, dienos, tal comoo 1,3-butadieno, e as misturas dos referidos materiaisetilenicamente não saturados.

Tipicamente, as quantidades dos componentes comfuncionalidade de hidroxila e os componentes com funcionalidade deanidrido nas composições de revestimento da invenção sãoselecionados para que apresentem uma razão entre os equivalentesdos grupos hidroxila e dos grupos anidrido na faixa de 3:1 a 1:3,por exemplo, de 2:1 a 1:2, e de preferência 1:1. O componente comfuncionalidade de hidroxila e o componente com funcionalidade deanidrido em combinação podem estar presentes na composição derevestimento em quantidades de 1,0 a 99,9, de preferência de 20 a95 por cento, e com maior preferência de 50 a 90 por cento empeso, com base no peso dos sólidos de resina totais.

A composição de revestimento da invenção podecompreender adicionalmente uma quantidade catalisadora de umcatalisador para acelerar a reação de cura entre os gruposhidroxila do componente com funcionalidade de hidroxila e osgrupos anidrido do componente com funcionalidade de anidrido. Maisfreqüentemente, o catalisador compreende um grupo amino, depreferência um grupo amino terciária. O grupo amino pode estarpresente ma molécula do componente de hidroxila ou em um compostode amina separado, tais como dimetil coco amina, dimetil dodecilamina, trietil amina, trietanol amina e compostos fenólicos quecontêm pelo menos dois grupos dialquil amina. De preferência, ogrupo amino está em um composto separado de amina. A quantidade decatalisador opcional usada é uma quantidade catalisadora, isto é,uma quantidade necessária para catalisar a polimerização dosmonômeros. Tipicamente, a quantidade de catalisador varia de 0,01a 10 por cento em peso, e de preferência é de 0,1 a 3 por cento empeso.

Quando o grupo amino que contém o agente catalisadoré incorporado no componente de hidroxila, um ou mais grupos aminopodem ser grupos pendentes em um copolimero que contém hidroxila.Por exemplo, um poliol acrílico pode ser preparado ao se utilizarum acrilato ou metacrilato de dialquil amino alquila, tal como oacrilato de dimetil amino etila, acrilato de dietil amino etila,metacrilato de dimetil amino etila e metacrilato de dietil aminoetila, ou uma amida substituída por dialquil amino alquila, talcomo a dimetil amino propil metacrilamida. Embora seja menospreferida, uma amina secundária, por exemplo, o metacrilato de t-butil amino etila, também pode ser utilizada. Alternativamente, osgrupos amina terciária podem ser introduzidos em um poliolacrílico através da copolimerização do acrilato ou metacrilato deglicidila com outros comonômeros não saturados apropriados e emseguida os grupos glicidila são reagidos com uma amina secundária.

Depois da adição de uma quantidade eficaz decatalisador, qualquer modo de cura da composição polimerizável dapresente invenção que é apropriado para a composição específica eo substrato pode ser utilizado. Os tais métodos incluem a radiaçãoultravioleta, de luz visível, térmica, de ultra-som,infravermelha, de microondas, raios gama, elétrons e outras formasde radiação.

Os solventes que podem estar presentes na composiçãode revestimento são aqueles que são necessários para dissolver oscomponentes sólidos. A quantidade mínima de solvente presente nacomposição de revestimento é uma quantidade solúvel, ou seja, umaquantidade que é suficiente para solubilizar os componentessólidos na composição de revestimento. Por exemplo, a quantidadede solvente presente pode variar de 10 a 80 por cento em peso combase no peso total da composição de revestimento.Os solventes apropriados incluem, mas não ficamlimitados aos seguintes: benzeno, tolueno, metil etil cetona,metil isobutil cetona, acetona, etanol, álcool tetraidrofurfurilico, álcool propilico, carbonato de propileno, N-metilpirrolidinona, N-vinil pirrolidinona, N-acetil pirrolidinona, N-hidróxi metil pirrolidinona, N-butil pirrolidinona, N-etilpirrolidinona, N-(N-octil)pirrolidinona, N-(N-dodecil)pirrolidinona, éter 2-metóxi etilico, xileno, ciclohexano, 3-metilciclohexano, acetato de etila, acetato de butila, tetraidrofurano,metanol, propionato de amila, propionato de metila, éter metilicode propileno glicol, éter monobutilico de dietileno glicol,sulfóxido de dimetila, dimetil formamida, etileno glicol, éteresmono- e dialquilico de etileno glicol, e seus derivados vendidoscomo solventes industriais CELLOSOLVE junto à Union Carbide, e asmisturas dos mesmos.

Entre os ingredientes opcionais que podem serutilizados na composição de revestimento estão os agentes dereticulação tais como os poliepóxidos. Os poliepóxidos apropriadosincluem os polímeros acrílicos que contêm epóxi, os polímeros decondensação de epóxi, por exemplo, éteres poliglicidílicos deálcoois e fenóis, ésteres poliglicidílicos de ácidos carboxílicos,certos monômeros e oligômeros de poliepóxido, e as misturas dosreferidos poliepóxidos. Os exemplos desses materiais estãoindicados na Patente Norte-americana 5.256.452, da coluna 3, linha28 à coluna 4, linha 46. 0 poliepóxido preferido é o polímeroacrílico que contém epóxi.

Os exemplos específicos de polímeros de condensaçãode epóxi incluem os ésteres de poliglicidila que resultam dareação de ácidos policarboxílicos com uma epialoidrina, porexemplo, a epicloroidrina. 0 ácido policarboxilico pode serformado através de qualquer método conhecido no estado da técnica,e em particular através da reação de álcoois alifáticos, dióis oupolióis com um anidrido. Por exemplo, trimetilol propano oupentaeritritol podem ser reagidos com anidrido hexaidro ftálicopara produzir um ácido policarboxilico, o qual é então reagido comepiclorodrina para produzir um éster de poliglicidila.

Outros exemplos dos tais poliepóxidos são os éterespoliglicidilicos de fenóis poliidricos e de álcoois alifáticos. Ospoliepóxidos podem ser produzidos através da eterificação do fenolpoliidrico ou álcool alifático com uma epialoidrina, por exemplo,a epicloroidrina, na presença de álcali. Os exemplos de polifenóisapropriados são o 2,2-bis(4-hidroxifenil) propano (bisfenol A) e o1,1-bis(4-hidroxifenil)etano. Os exemplos de álcoois alifáticosapropriados incluem o etileno glicol, dietileno glicol,pentaeritritol, trimetilol propano, 1,2-propileno glicol e 1,4butileno glicol. Além disso, os polióis cicloalifáticos, porexemplo, 1,2-ciclohexano diol, 1,4-ciclohexano diol, 1,4-ciclohexano dimetanol, 1,2-bis(hidroximetil)ciclohexano e bisfenolhidrogenado A podem ser utilizados.

Além dos polímeros que contêm epóxi anteriormentedescritos, certos monômeros de poliepóxido de baixo peso moleculare oligômeros também podem ser utilizados. Os exemplos dessesmateriais estão indicados na Patente Norte-americana 4.102.942 nacoluna 3, linhas 1-16, cuja citação é incorporada a título dereferência. Os exemplos específicos dos referidos poliepóxidos debaixo peso molecular são o -3,4-epóxi ciclohexano carboxilato 3,4-epóxi ciclohexil metila e o adipato de bis(3,4-epoxiciclohexilmetila). Esses materiais são poliepóxidosalifáticos, como também os polímeros acrílicos que contêm epóxi.

Outros materiais que podem ser utilizados no lugar de ou emcombinação com os poliepóxidos mencionados anteriormente incluemos produtos de reação de glicidol com isocianatos, por exemplo, oisocianato de m-isopropenil-a,α-dimetilbenzila, isocianatos di-funcionai, isocianatos tri-funcionais, e as misturas dessesprodutos de reação.

O polímero acrílico que contém epóxi preferido é umcopolímero de um monômero etilenicamente não saturado que possuiuma funcionalidade acrílica e pelo menos iam grupo epóxi, e pelomenos um monômero etilenicamente não saturado polimerizável que élivre dos grupos epóxi. Os monômeros etilenicamente não saturadosque contêm grupos epóxi apropriados para uso são aqueles quecontêm grupos 1,2-epóxi e incluem acrilato de glicidila,metacrilato de glicidila, (met)acrilato de 3,4-epóxi ciclohexilmetila; (met)acrilato de 2-(3,4 epoxiciclohexil)etila, e éterglicidílico de alila.

Os monômeros etilenicamente não saturados que nãocontêm grupos epóxi podem ser quaisquer monômeros conhecidos doselementos versados na técnica que podem reagir através dapolimerização com adição de radicais livres com monômeros nãosaturados que contêm epóxi para formar um copolímero com afuncionalidade de epóxi. Os exemplos não exclusivos de taismonômeros etilenicamente não saturados que não contêm grupos epóxisão os ésteres alquílicos de ácido acrílico e metacrílico quecontém de um a vinte átomos no grupo alquila, por exemplo,acrilato de etila, acrilato de butila, acrilato de 2-etil hexila,metacrilato de etila, metacrilato de butila, etc.; monômeros devinila, por exemplo, estireno, vinil tolueno, e outros ainda.

Outros agentes de reticulação que podem ser usadosincluem poliisocianatos não bloqueados ou bloqueados, resinas deformaldeideo de melamina, por exemplo, as séries de CYMEL® deresinas disponíveis junto à Cytec Industries, Inc. e os polímeroscom funcionalidade de acrilamida, por exemplo, N-butóxi metil(met)acrilamida, indicados na Patente Norte-americana 5.618.586,cuja citação é incorporada a seguir a título de referência. Outrosingredientes opcionais que podem estar presentes são osplastificantes, tais como os ésteres de benzoato, por exemplo,plastificante de BENZOFLEX® P-200. Tanto o agente de reticulaçãoquanto o plastificante devem ser usados em quantidades eficazespara resultarem em um revestimento curado mais duro ou umrevestimento curado mais mole, respectivamente.

A composição de revestimento fotocrômica depolianidrido da presente invenção também pode compreenderingredientes adicionais convencionais que concedem ascaracterísticas desejadas para a composição, ou que são exigidospara o processo usado para aplicar e curar a composição aosubstrato ou que intensifica o revestimento curado feito a partirdos mesmos. Tais ingredientes adicionais compreendem agentes decontrole de reologia, agentes de nivelamento, por exemplo,tensoativos, iniciadores, agentes inibidores da cura,descontaminantes de radicais livres, agentes promotores de adesão,por exemplo, trialcóxi silanos, de preferência que tenha umradical alcóxi com um a quatro átomos de carbono, incluindo o γ-glicidóxi propil trimetóxi silano, γ-aminopropil trimetóxi silano,3,4-epóxi ciclohexil etil trimetóxi silano e amino etil trimetóxisilano.

Os componentes fotocrômicos que podem ser utilizadosna(s) composição(ões) de revestimento de polianidrido da presenteinvenção são compostos fotocrômicos orgânicos que podem serutilizados individualmente ou em combinação com outros compostosfotocrômicos complementares, isto é, compostos fotocrômicosorgânicos que têm pelo menos um máximo de absorção ativada dentroda faixa entre cerca de 400 e 700 nanômetros, ou substânciascontendo os mesmos, que podem ser incorporadas, por exemplo,dissolvidas ou dispersas, na(s) composição (ões) de polianidridousada(s) para preparar os revestimentos, cujos compostos oumisturas ficam coloridos de compostos quando ativados até umamatiz apropriada.

Mais em particular, os compostos fotocrômicosorgânicos compreendem:

(a) pelo menos um composto fotocrômico orgânico quetem um um lambda máximo visível de 400 nanômetros a 525nanômetros; e

(b) pelo menos um composto fotocrômico orgânico quetem um lambda máximo visível de mais de 525 nanômetros a 700nanômetros.

Os exemplos de compostos fotocrômicos apropriadospara o uso na composição de revestimento de polianidrido dapresente invenção incluem os benzopiranos, naftopiranos, porexemplo, naftol[l,2-b]piranos e naftol[2,1-b]piranos,fenatropiranos, quinopiranos, benzoxazinas, naftoxazinas,spiro(indolino)pirido benzoxazinos e naftopiranos fundidos comindeno apresentados na Patente Norte-americana 5.645.767. Osexemplos específicos incluem os novos naftopiranos da PatenteNorte-americana 5.658.501 e as substâncias fotocrômicas orgânicascomplementares descritas nessa patente da coluna 11, linha 57 atéa coluna 13, linha 36. Outras substâncias fotocrômicas projetadaspara o uso a seguir são os ditizonatos de metais fotocrômicos, porexemplo, ditizonatos de mercúrio que são descritos, por exemplo,na Patente Norte-americana 3.361.706, e fulgidas ou fulgimidas,por exemplo, as 3-furil e 3-tienil fulgidas e fulgimidas, que sãoindicadas na Patente Norte-americana 4.931.220 da coluna 20, linha5 até a coluna 21, linha 38, e as misturas das substânciasfotocrômicas apropriadas mencionadas anteriormente.

As citações relacionadas aos compostos fotocrômicosnas patentes anteriormente descritas são incorporadas a seguir emsua totalidade a título de referência. Os revestimentosfotocrômicos da presente invenção podem conter um compostofotocrômico ou uma mistura de compostos fotocrômicos, conformedesejado. As misturas de compostos fotocrômicos podem serutilizadas para se obter certas cores ativadas, tais como um cinzaou marrom quase neutro. Outra discussão de cores neutras e modospara a sua descrição é encontrada na Patente Norte-americana5.645.767, da coluna 12, linha 66 à coluna 13, linha 19.

A quantidade das substâncias fotocrômicas descritas aseguir a ser utilizada no revestimento ou no polimerizado dapresente invenção é uma quantidade suficiente para produzir umefeito fotocrômico perceptível ao olho nu após a ativação. Emgeral, a referida quantidade pode ser descrita conforme umaquantidade fotocrômica.

As quantidades relativas dos compostos fotocrômicosacima referidos usados irão variar e depender em parte dasintensidades relativas da cor das espécies ativadas dos referidoscompostos, e da cor final desejada. Em geral, a quantidade desubstância fotocrômica incorporada na composição de revestimentopode variar de 0,1 a 40 por cento em peso com base no peso dossólidos na composição de revestimento. De preferência, aconcentração de substâncias fotocrômicas varia de 1,0 a 30 porcento em peso, com mais preferência de 3 a 20 por cento em peso, ecom maior preferência ainda de 5 a 15 por cento em peso, porexemplo, de 7 a 14 por cento em peso.

O(s) composto(s) fotocrômico(s) aqui descrito(s)pode(m) ser incorporado(s) na composição de revestimento ao serdissolvido ou disperso na substância fotocrômica dentro do poliolorgânico; através da sua adição a uma mistura da composição derevestimento de formação de polianidrido; e/ou ao ser dissolvidoem um solvente antes da sua adição ao poliol orgânico oucomposição de revestimento. Alternativamente, os compostosfotocrômicos podem ser incorporados em um revestimento curado oupolimerizado através da imbibição, da permeação ou de outrosmétodos de transferência, conforme conhecido pelos elementosversados na técnica.

Tinturas compatíveis (quimicamente e através decores), isto é, corantes, podem ser adicionadas à composição derevestimento, aplicadas ao artigo revestido, ou aplicadas aosubstrato antes do revestimento para que se obtenha um resultadomais estético, por razões médicas, ou por razões de moda. Ocorante particular selecionado vai variar e depender danecessidade acima mencionada e do resultado a ser obtido. Em umarealização, o corante pode ser selecionado para complementar a corque resulta das substâncias fotocrômicas ativadas, por exemplo,para se obter uma cor mais neutra ou para absorver um particularcomprimento de onda de luz incidente. Em outra realização, ocorante pode ser selecionado para apresentar uma coloraçãodesejada ao substrato e/ou artigo revestido quando as substânciasfotocrômicas estão no seu estado inativo.Materiais auxiliares também podem ser incorporados às

composições de revestimento com as substâncias fotocrômicas,antes, simultaneamente ou então depois da aplicação ouincorporação das substâncias fotocrômicas na composição derevestimento ou revestimento curado. Por exemplo, absorvedores deluz ultravioleta podem ser misturados com as substânciasfotocrômicas antes de sua adição à composição de revestimento, ouos referidos absorvedores podem ser sobrepostos, por exemplo,impostos por cima, como uma camada entre o revestimentofotocrômico e a luz incidente. Além disso, estabilizantes podemser misturados com as substâncias fotocrômicas antes da sua adiçãoà composição de revestimento para aumentar a resistência à fadigade luz das substâncias fotocrômicas. Estabilizadores, tais comoestabilizantes de luz de amina impedida (HALS), antioxidantes, poreexemplo,antioxidantes polifenólicos,compostos de

diariloxalamida assimétrica (oxanilida) e tampões de oxigêniosimples, por exemplo, um complexo de ion de níquel com um liganteorgânico, ou misturas de estabilizantes são contemplados. Elespodem ser utilizados sozinhos ou em combinação. Taisestabilizantes são descritos nas Patentes Norte-americanas4.720.356, 5.391.327 e 5.770.115, as quais são aqui incorporadas atitulo de referência.

As composições de revestimento da presente invençãopodem ser aplicadas aos substratos, de qualquer tipo, por exemplo,papel, vidro, cerâmicas, madeira, alvenaria e materiais orgânicospoliméricos. De preferência, o substrato é um material orgânicopolimérico, principalmente materiais orgânicos poliméricostermorrigidos e termoplásticos, por exemplo, os polímeros ecopolímeros do tipo policarbonato termoplástico e homopolimeros oucopolímeros de um poliol (carbonato de alila) usados comomateriais orgânicos ópticos.

A quantidade da composição de revestimento aplicada apelo menos uma superfície do substrato é uma quantidade necessáriapara incorporar uma quantidade suficiente do(s) composto(s)fotocrômico(s) orgânico(s) para produzir um revestimento queapresente a mudança requerida na densidade óptica (AOD) quando orevestimento curado é exposto à radiação UV. A mudança requeridana densidade ótica é aquela que, quando testada a 22 °C produz umaAOD de pelo menos 0,15 depois de trinta segundos e pelo menos 0,50depois de quinze minutos. A razão de branqueamento do revestimentofotocrômico (o(s) fotocrômico(s) no revestimento) não deve sermaior do que 200 segundos ao se empregar o teste de respostafotocrômica descrito na Parte C do Exemplo 8 a seguir. Orevestimento aplicado pode ter uma espessura de pelo menos 5 µm,de preferência pelo menos 10 µm, com maior preferência pelo menos20µm, por exemplo, 25µm, jinv e uma espessura de não mais do que 200µm, de prefeância de não mais do que 100µm e com maiorpreferência de não mais do que 50μm por exemplo, 40 μm. Aespessura do revestimento pode variar entre qualquer combinaçãodesses valores, inclusive dos valores relatados.

É típico o tratamento da superfície do substrato aser revestido antes da aplicação da composição de revestimento dapresente invenção para os propósitos de limpeza da superfície e depromoção da adesão. As técnicas de tratamento eficazes paraplásticos, por exemplo, aqueles preparados a partir de monômero debis(carbonato de alila) de dietileno glicol CR-39® oupolicarbonato termoplástico, por exemplo, uma resina derivada debisfenol A e fosgênio, incluindo a limpeza ultra-sônica, a lavagemcom uma mistura aquosa de solvente orgânico, por exemplo, umamistura 50:50 de isopropanol:água ou etanol:água; tratamento comUV; tratamento com gás ativado, por exemplo, tratamento com baixatemperatura de plasma ou descarga elétrica luminosa, e tratamentoquímico, por exemplo, hidroxilação, isto é, cauterização dasuperfície com uma solução alcalina aquosa, por exemplo, hidróxidode sódio ou hidróxido de potássio, que também podem conter umfluorotensoativo. Vide a Patente Norte-americana 3.971.872, coluna3, linhas 13 a 25, a Patente Norte-americana 4.904.525, coluna 6,linhas 10 a 48, e a Patente Norte-americana 5.104.692, coluna 13,linhas 10 a 59, que descrevem tratamentos de superfície dosmateriais orgânicos poliméricos.

0 tratamento utilizado para a limpeza das superfíciesde vidro vai depender do tipo de sujeira presente na superfície dovidro. Tais tratamentos são conhecidos dos elementos versados natécnica. Por exemplo, a lavagem do vidro com uma solução aquosaque pode conter uma baixa formação de espuma, detergente fácil deenxaguar, seguida pelo enxágile e secagem com um pano sem linter; etratamento de banho ultra-sônico em água aquecida (cerca de 50°C) ,seguido pelo enxágüe e secagem. A pré-limpeza com um limpador àbase de álcool ou solvente orgânico antes da lavagem pode serrequerida para remover os adesivos dos rótulos ou fitas adesivas.

Em alguns casos, pode ser necessário aplicar uminiciador à superfície do substrato antes da aplicação dacomposição de revestimento da presente invenção. 0 iniciador servecomo um revestimento de barreira para impedir a interação dosingredientes de revestimento com o substrato, e vice versa, e/oucomo uma camada adesiva para aderir a composição de revestimentoao substrato. A aplicação do iniciador pode ser feita através dequaisquer métodos usados na tecnologia de revestimento, porexemplo, revestimento por aspersão, revestimento por rotação,revestimento por difusão, revestimento de cortina, revestimento deimersão, revestimento de fusão ou com rolo.

O uso de revestimentos protegidos, alguns dos quaispode conter organosilanos formadores de polímeros, comoiniciadores para aumentar a adesão de revestimentos aplicadossubseqüentemente foi descrito. Em particular, o uso derevestimentos não tingíveis é o preferido. Os exemplos de produtosde revestimento comerciais incluem os revestimentos SILVUE 124 ede HI-GARD, disponíveis juntos à SDC Coatings, Inc. e à PPGIndustrires, Inc., respectivamente. Além disso, dependendo do usopretendido para o artigo revestido, pode ser necessário aplicar umrevestimento(s) de proteção apropriado(s), isto é, um revestimentoresistente à abrasão em uma superfície exposta da composição derevestimento para prevenir riscos dos efeitos de atrito e abrasão.Em alguns casos, os revestimentos iniciadores e de proteção sãointercambiáveis, por exemplo, o mesmo revestimento pode serutilizado como revestimento(s) de proteção e iniciador. Outrosrevestimentos ou outros tratamentos, por exemplo, um revestimentotingivel, superfície anti-refletora, etc., também podem seraplicados ao revestimento de cura da presente invenção.

A composição de revestimento da presente invençãopode ser aplicada ao se empregar os mesmos métodos descritos aseguir para a aplicação do(s) revestimento(s) iniciador(es) e deproteção, ou outros métodos conhecidos na técnica podem serutilizados. A composição de revestimento pode ser aplicada atravésdo revestimento com rotação, revestimento de cortina, revestimentode imersão, revestimento com aspersão ou através de métodosutilizados na preparação de revestimentos. Tais métodos para a15 produção de revestimentos são descritos na Patente Norte-americana4.873.027, a qual é aqui incorporada a título de referência.

Depois da aplicação da composição de revestimento àsuperfície curada do substrato, o revestimento é curado.Dependendo do substrato e dos componentes selecionados para acomposição de revestimento da presente invenção, o revestimentopode ser curado a temperaturas que variam de 22°C a 200°C. Se oaquecimento for necessário para se obter um aquecimento curado, astemperaturas entre 80°C e uma temperatura acima da qual osubstrato é deteriorado devido ao aquecimento, por exemplo, de80°C a 200°C, são tipicamente utilizadas. Por exemplo, certosmateriais poliméricos orgânicos podem ser aquecidos até 130°Cdurante um período de uma a dezesseis horas, a fim de curar orevestimento sem causar danos ao substrato. Embora uma faixa detemperaturas tenha sido descrita para curar o substrato revestido,deve ser reconhecido pelos elementos versados na técnica quetemperaturas que não aquelas aqui descritas podem ser utilizadas.Os métodos adicionais para a cura da composição de revestimentofotocrômica de polianidrido inclui a irradiação do revestimentocom radiação infravermelha, ultravioleta, visível, térmica, demicroondas, de raios gama ou elétrons, a fim de iniciar a reaçãode polimerização dos componentes polimerizáveis no revestimento.Isso pode ser seguido pela etapa de aquecimento.

De preferência, o revestimento curado resultante seadequa aos padrões "cosméticos" aceitos comercialmente para osrevestimentos ópticos. Os exemplos de defeitos cosméticos daslentes revestidas incluem orifícios, manchas, inclusões,rachaduras e fissuras no revestimento. Com maior preferência, osrevestimentos preparados que usam a composição fotocrômica derevestimento da presente invenção são substancialmente isentos dosdefeitos cosméticos.

Os exemplos dos materiais orgânicos poliméricos quepodem ser os substratos para a composição de revestimento dapresente invenção são os polímeros, isto é, homopolímeros ecopolímeros, dos monômeros e misturas de monômeros descritos naPatente Norte-americana 5.658.501, da coluna 15, linha 28 à coluna16, linha 17, a qual é aqui incorporada a título de referência.

Os exemplos dos referidos monômeros e polímerosincluem: monômeros de poliol(carbonato de alila), por exemplo,dietileno glicol bis(carbonato de alila), monômero esse que évendido sob a marca registrada CR-39; monômero de carbonatoterminado em poliol(meta)acriloila; monômeros de dimetacrilato dedietileno glicol; monômeros de metacrilato de fenol etoxilados,monômeros de diisopropenil benzeno, monômeros de triacrilato detrimetilol propano etoxilados; monômeros de bismetacrilato deetileno glicol; monômeros de bismetacrilato de poli(etilenoglicol); monômeros de acrilato de uretano; poli(dimetacrilato debisfenol etoxilado A); poli(acetato de vinila); poli(álcoolvinilico); poli(cloreto de vinila); poli(cloreto de vinilideno);poliuretanos, politiouretanos, policarbonatos termoplásticos, porexemplo, a resina ligada a carbonato derivada de bisfenol A efosgênio, que é vendida sob a marca registrada LEXAN; poliésteres,por exemplo, o material vendido sob a marca registrada MYLAR;poli(tereftalato de etileno); polivinil butiral; epoli(metacrilato de metila), por exemplo, o material vendido sob amarca registrada PLEXIGLAS, e as misturas dos mesmos.

É contemplado mais em particular o uso da combinaçãoda composição de revestimento fotocrômica de polianidrido dapresente invenção com materiais orgânicos poliméricos, porexemplo, polimerizados opticamente transparentes, isto é,materiais apropriados para as aplicações ópticas, por exemplo,elementos ópticos, por exemplo, lente oftálmica corretora devisão, vidraças, películas poliméricas claras, transparências deautomóveis, por exemplo, pára-brisas, transparências de avião,metal laminado de plástico, etc. Os tais polimerizados opticamentetransparentes podem ter um índice de refração que pode variar decerca de 1,48 a cerca de 1,75, por exemplo, de cerca de 1, 495 acerca de 1,66. São especificamente considerados os elementosópticos feitos de policarbonatos termoplásticos. A aplicação dacomposição de revestimento fotocrômica de polianidrido da presenteinvenção em uma película polimérica na forma de um "aplique" podeser realizada ao se empregar os métodos descritos da coluna 17,linha 28 à coluna 18, linha 57 da Patente Norte-americana5.198.267.

É mais em particular considerado o uso da combinaçãoda composição de revestimento fotocrômica de polianidrido dapresente invenção com elementos ópticos para produzir artigosópticos fotocrômicos. Os tais artigos podem ser preparados atravésda aplicação de modo seqüencial, ao elemento óptico, de uminiciador, da composição fotocrômica de polianidrido da presenteinvenção e do(s) revestimento(s) de proteção apropriado (s). 0revestimento curado resultante se adequa de preferência aospadrões "cosméticos" aceitos comercialmente para os revestimentosópticos, e com maior preferência é substancialmente isento dedefeitos cosméticos.

Em uma outra realização da invenção, a composiçãofotocrômica de revestimento pode ser utilizada para formarpolimerizados, por exemplo, polimerizados opticamentetransparentes sólidos moldados, conforme aqui definido comrespeito aos materiais orgânicos poliméricos. A polimerização dacomposição de revestimento pode ser executada através da adição, àcomposição polimerizável, de um catalisador e da cura de umamaneira apropriada para se obter a composição específica e a formadesejada. O polimerizado resultante pode ter uma espessura de 0,5milímetro ou mais.

Em uma realização contemplada, um molde de lente deduas partes de vidro é preenchido com a composição de revestimentofotocrômica dissolvida, isto é, a composição polimerizável quecontém uma pequena quantidade de solvente, que pode adicionalmenteconter uma quantidade catalisadora de Ν,Ν-dimetil dodecil amina. 0molde de vidro é lacrado e colocado em um forno. Um ciclo depolimerização térmico é iniciado com duração de dez a vinte horasa cerca de 45°C-90°C. Em seguida, o molde é aberto e as lentesresultantes, isto é, o polimerizado, são removidas. A lente depolímero produzida dessa maneira é então recozida por um período ea uma temperatura suficientes para eliminar as tensões residuaisna lente. A temperatura em geral fica compreendida entre IOO0C e120°C, e o recozimento é realizado durante uma a cinco horas. Se omaterial fotocrômico não for incluído na composição polimerizável,ele pode ser incorporado no polimerizado através de imbibição,permeação ou outros métodos de transferência conhecidos doselementos versados na técnica.

Em uma outra realização contemplada, um volumepredeterminado da composição fotocrômica polimerizável da presenteinvenção é distribuído em um volume definido por um molde de vidronegativo esférico, que aproximadamente acopla com a curva desuperfície frontal (dentro de +/- 0,05 dioptria) e o diâmetroexterno de uma lente de visão simples semi-acabada (SFSV). O moldede vidro é provido com uma junta de cloreto de polivinila circularque se estende por cerca de 0,2 milímetro acima do molde e tem umdiâmetro interno de cerca de 4 milímetros a menos do que odiâmetro externo do molde de vidro. Depois de o monômero serdistribuído, a lente de SFSV é cuidadosamente colocada nacomposição polimerizável distribuída que se espalha de modo apreencher o volume definido. Um lâmina de vidro circular que temum diâmetro externo igual ou maior do que aquele da lente écolocado fora da superfície da parte de trás da lente. Um grampode mola é posicionado de maneira tal que um lado do grampo fica nasuperfície frontal do molde negativo e o outro lado do grampo ficana superfície posterior da lâmina de vidro. 0 conjunto resultanteé lacrado ao se isolar com fita a circunferência do molde devedação da lâmina de vidro mediante o uso de uma fita depoliuretano. O conjunto é pré-aquecido em um forno aberto durantesessenta minutos de 320C a 95°C. A temperatura é elevada de 95°Cpara 125°C e diminuída para 82°C por mais um intervalo de trêshoras. O conjunto é separado através do intercalamento de umacunha abaixo da vedação entre a lente e o molde. A lente agora temuma camada aderente de 180 a 200 μπι. Se o material fotocrômico nãofor incluído na composição polimerizável, ele pode ser incorporadona camada aderente através de imbibição, permeação ou outrosmétodos de transferência conhecidos dos elementos versados natécnica.

Tanto o polimerizado, isto é, lente, quanto a lentecom a camada aderente, quando testados quanto à micro-dureza deFischer e às propriedades de desempenho fotocrômico, conformedescrito na Parte C do Exemplo 8, devem apresentar uma micro-dureza de Fischer de pelo menos 50 a menos do que ou igual a 130Newtons por mm2 e uma AOD depois de trinta segundos de pelo menos0,15 depois de quinze minutos a pelo menos 0,50, e uma razão debranqueamento de não mais do que 200 segundos.

A presente invenção é mais particularmente descritanos seguintes exemplos, os quais se prestam apenas comoilustrativos, uma vez que numerosas modificações e variações nosmesmos serão evidentes aos elementos versados na técnica.Composição A

Os seguintes materiais foram adicionados na ordem ena maneira descritas em um recipiente de reação apropriadoequipado com um agitador, uma coluna de refluxo, um funil deadição, uma entrada de nitrogênio, uma sonda de temperaturainterna conectada a um controlador eletrônico externo, e uma mantade aquecimento.

Carga 1

<table>table see original document page 40</column></row><table>Peróxido de amila di-terciária 9,8

Carga 5

Materiais Peso(gramas)

Metil amil cetona 83,5

(1) Um monômero de acrílico produzido através dareação de quantidades equimolares de ácido acrílico com o ésterglicidílico de ácido versático, disponível junto à Shell ChemicalCompany como "CARDURA E", utilizando 0,1% de octoato de zinco comocatalisador.

A Carga 1 foi adicionada ao recipiente de reação;nitrogênio foi introduzido no recipiente; o agitador foi ligado; eum aquecimento foi aplicado à carga no recipiente de reação.Quando a carga alcançou a temperatura de refluxo, as Cargas 2 e 3foram adicionas simultaneamente de uma maneira contínua por maisum período de três horas. Ao completar a adição das Cargas 2 e 3,a Carga 4 foi adicionada por mais um período de uma hora. Aocompletar a adição da Carga 4, a mistura de reação foi mantida aorefluxo por uma hora. A Carga 5 foi adicionada e os conteúdos dorecipiente de reação foram então resfriados até a temperaturaambiente. A solução de polímero resultante tinha um conteúdo desólidos total calculado, com base no peso da solução total, decerca de 60%. 0 polímero tinha um peso molecular médio ponderai,conforme medido através da cromatografia de permeação de gelo aoutilizar poliestireno como padrão, de cerca de 4.567, e um valorde hidroxila de cerca de 170, com base no sólido de polímero.

Composição B

Um procedimento comparável àquele do Exemplo 1 daPatente Norte-americana 4.798.746 foi seguido para produzir aComposição B, talcomo descrito a seguir.

Carga 1

<table>table see original document page 42</column></row><table>

Carga 2

<table>table see original document page 42</column></row><table>

Carga 3

<table>table see original document page 42</column></row><table>

Carga 4

<table>table see original document page 42</column></row><table>

Carga 5

<table>table see original document page 42</column></row><table>Acetato de butila 21,7

(2) Uma solução de 50 por cento em peso de hexanoatode ter-butil peróxi 2—etila em álcoois minerais disponível junto àPennwalt Corp.

A Carga 1 é adicionada ao recipiente de reação; oagitador é ligado; e um aquecimento é aplicado à carga norecipiente de reação. Quando a carga alcança a temperatura derefluxo, cerca de 142°C, as Cargas 2 e 3 são adicionadassimultaneamente de uma maneira contínua por mais iam período detrês horas, enquanto os conteúdos no recipiente são mantidos emcondições de refluxo. Ao completar a adição das Cargas 2 e 3, amistura de reação foi mantida ao refluxo por uma hora. A Carga 4foi adicionada de uma maneira contínua por mais um período detrinta minutos e a mistura de reação é mantida ao refluxo por maisduas horas. O aquecimento é interrompido e a Carga 5 é adicionada.

Os conteúdos do recipiente são resfriados até a temperaturaambiente. A solução de polímero resultante tinha um conteúdo desólidos total, medidos após uma hora a 110°C, de 54,5 por cento empeso e um peso equivalente nos sólidos de 450.

Composição C

Os seguintes materiais foram adicionados na ordem ena maneira descritas em um recipiente de reação apropriadoequipado com um agitador, uma coluna de refluxo, um funil deadição, uma entrada de nitrogênio, uma sonda de temperaturainterna conectada a um controlador eletrônico externo, e uma mantade aquecimento:

Carga 1

Material Peso(gramas)Xileno 340,1

Carga 2

<table>table see original document page 44</column></row><table>

Carga 3

<table>table see original document page 44</column></row><table>

Peróxido de amila di-terciária

(9) Um peracetato de amila terciária disponível juntoà E.I.Du Pont Company.

A Carga 1 foi adicionada ao recipiente de reação; onitrogênio foi introduzido no recipiente; o agitador foi ligado; eum aquecimento foi aplicado à carga no recipiente de reação.Quando a carga alcançou a temperatura de refluxo, a Carga 3 foiadicionada continuamente por mais um período de três horas e meia.Cinco minutos depois de iniciada a adição da Carga 3, a Carga 2foi adicionada continuamente por mais um período de três horas. Aocompletar a adição de Carga 3, a mistura de reação foi mantida nascondições de refluxo durante meia horas. A Carga 4 foi adicionadacontinuamente por mais um período de meia hora, seguida pelamanutenção da mistura de reação ao refluxo durante duas horas. Asolução de polímero resultante tinha um conteúdo de sólidos totalcalculado com base no peso de solução total de cerca de 70%. 0polímero tinha um peso molecular médio ponderai, medido através dacromatografia de permeação de gel ao se usar o poliestireno comoum padrão, de cerca de 7.652.

Exemplo 1

Os materiais seguintes foram adicionados na ordemdescrita em um recipiente apropriado equipado com um agitador.

<table>table see original document page 45</column></row><table>

(3)Poli(oxitetrametileno)diol que tem um peso médiomolecular numérico de 1.000, está disponível junto à Great LakesChemical Corp.

(4) Um nafto[1,2-b]pirano fotocrômico que apresentauma cor azul quando irradiado com luz ultravioleta.

(5) O solvente N-metil pirrolidona a 99% de pureza.

(6) N,N-dimetil dodecil amina foi utilizada comocatalisador em todos os exemplos e exemplos comparativos, excetoonde indicado de outra maneira.

Depois de todos os materiais da Carga 1 terem sidoadicionados ao recipiente, o agitador foi ligado, e misturadosdurante trinta a sessenta minutos. A solução resultante foimantida imóvel durante cerca de 24 horas. A Carga 2 foi adicionadae a solução foi misturada durante trinta a sessenta minutos.

Exemplo 2

Os materiais seguintes foram adicionados na ordemdescrita em um recipiente apropriado equipado com um agitador.

<table>table see original document page 46</column></row><table>

Exemplo 3

Etapa 1

Os seguintes materiais foram adicionados na ordemdescrita a um recipiente apropriado equipado com um agitador.

<table>table see original document page 46</column></row><table>Depois de todos os materiais terem sidoadicionados ao recipiente, o agitador foi ligado, e misturadosdurante sessenta minutos.

Etapa 2

Os seguintes materiais foram adicionados na ordemdescrita em um recipiente apropriado equipado com um agitador.

<table>table see original document page 47</column></row><table>

(7) Dibenzoato de polietileno glicol [CAS 90004-86-8]disponível junto à Velsicol Chemical Corporation.

Depois de todos os materiais terem sido adicionadosao recipiente, o agitador foi ligado, e misturados durantesessenta minutos.

Exemplo 4

Etapa 1

Os seguintes materiais foram adicionados na ordemdescrita em um recipiente apropriado equipado com um agitador.

<table>table see original document page 47</column></row><table>

Depois de todos os materiais terem sidoadicionados ao recipiente, o agitador foi ligado, e misturadosdurante sessenta minutos.

Etapa 2

Os seguintes materiais foram adicionados na ordemdescrita em um recipiente apropriado equipado com um agitador.

<table>table see original document page 48</column></row><table>

Depois de todos os materiais terem sidoadicionados ao recipiente, o agitador foi ligado, e misturadosdurante sessenta minutos.

Etapa 3

Os seguintes materiais foram adicionados na ordemdescrita em um recipiente apropriado equipado com um agitador.

<table>table see original document page 48</column></row><table>

(8) Uma resina de melamina formaldeideo butilada-metilada disponível junto à Cytec Industries, Inc.

Depois de todos os materiais terem sido adicionadosao recipiente, o agitador foi ligado, e misturados durantesessenta minutos.Exemplo 5

O procedimento da Etapa 3 do Exemplo 4 foi seguido,exceto pelo fato que 15,3 gramas do produto da Etapa 2 foramutilizados e 2,4 gramas de resina CYMEL® 202 foram utilizados.

Exemplo 6

O procedimento da Etapa 3 do Exemplo 4 foi seguido,exceto pelo fato que a resina CYMEL® foi substituída por 1,4gramas da Composição C.

Exemplo 7

Etapa 1

Os seguintes materiais foram adicionados na ordemdescrita a um recipiente apropriado equipado com um agitador.

<table>table see original document page 49</column></row><table>

Depois de todos os materiais terem sidoadicionados ao recipiente, o agitador foi ligado, e misturadosdurante sessenta minutos.

Etapa 2

Os seguintes materiais foram adicionados na ordemdescrita em um recipiente apropriado equipado com um agitador.

<table>table see original document page 49</column></row><table><table>table see original document page 50</column></row><table>

Depois de todos os materiais terem sidoadicionados ao recipiente, o agitador foi ligado, e misturadosdurante sessenta minutos.

Exemplo Comparativo 1

Os seguintes materiais foram adicionados na ordemdescrita em um recipiente apropriado equipado com um agitador.

Carga 1

<table>table see original document page 50</column></row><table>

Exemplo Comparativo 2

O procedimento da Etapa 2 do Exemplo 2 foi seguido,exceto pelo fato que 18,5 gramas foram utilizados do produto daEtapa 1 e nenhum plastificante BENZOFLEX® foi adicionado.

Exemplo Comparativo 3

O procedimento da Etapa 3 do Exemplo 4 foi seguido,exceto pelo fato foram utilizados 17,0 gramas do produto da Etapa2 e a resina CYMEL® não foi adicionada.

Exemplo 8

Parte AAs soluções preparadas nos Exemplos 1-7 e nosExemplos Comparativos 1-3 foram aplicadas através de um método derevestimento de rotação aos moldes de lente feitos de monômero CR-39®. Antes da aplicação do revestimento, cada molde de lente foilavado com detergente, enxaguado com água, imerso durante vinteminutos em uma solução aquosa de hidróxido de sódio a 40 por centoem peso que foi mantida a 23°C-25°C, e então lavada com detergentee enxaguada com água. As soluções foram distribuídas em cada lentea uma rotação de 1.500 rpm durante os períodos de tempo listadosna Tabela 1. A variedade de tempos listada na Tabela 1 foiutilizada para se obter a espessura de revestimento apropriada decerca de 20 μιη e as absorções de UV de cerca de 1,8 a cerca de 2,2a 390 nanômetros. Diferentes períodos de tempo foram utilizadosdevido às diferenças na viscosidade da solução dos Exemplos eExemplos Comparativos. As lentes revestidas com a solução dosExemplos 1,2 e CE 1 foram curadas durante sessenta minutos em umforno de convecção mantido a 140°C. Todas as outras lentesrevestidas foram curadas durante trinta minutos a 140°C.

Parte B

As amostras revestidas fotocrômicas de testepreparadas na Parte A foram submetidas ao teste de micro-dureza(Fh) ao se utilizar um Fischerscope HCV, Modelo H-100 disponíveljunto à Fischer Technology, Inc. A micro-dureza, medida em Newtons(N) por mm2, das amostras revestidas de teste foi determinada aose tomar pelo menos uma medição a uma profundidade de 2 ρ na áreacentral da amostra de teste preparada para cada exemplo sob ascondições de uma carga de 100 miliNewtons, 30 etapas de carga epausas de 0,5 segundo entre as etapas de carga. Os resultados doteste estão listados na Tabela 2.

Parte C

As amostras revestidas fotocrômicas de testepreparadas na Parte A foram testadas quanto à resposta fotocrômicaem uma bancada óptica. Antes do teste na bancada óptica, asamostras fotocrômicas de teste foram expostas à luz ultravioletade 365 nanômetros durante cerca de vinte minutos para ativar oscompostos fotocrômicos e então foram colocadas em um forno a 75°Cdurante cerca de vinte minutos para branquearem (inativarem) oscompostos fotocrômicos. As amostras revestidas do teste foramentão resfriadas até a temperatura ambiente, expostas à luzfluorescente ambiente por pelo menos duas horas, e então mantidascobertas por pelo menos duas horas antes do teste em uma bancadaóptica. A bancada foi adaptada com uma lâmpada de arco de xenôniode 300 watts, um obturador operado por controle remoto, um filtrode passagem de fita KG-2 de 3 mm, que remove a radiação decomprimentos de onda curtos, filtro(s) de densidade neutra, umretentor de amostra de célula de água chapeado por quartzo paramanter a temperatura da amostra onde a amostra do teste a sertestada foi inserida.

A saida de energia da bancada óptica, isto é, adosagem de luz à qual a amostra do teste de amostra seria exposta,foi ajustada em 0,67 milliwatts por centímetro quadrado (mW/cm2)ao se usar um fotômetro portátil GRASEBY Optronics Modelo S-371(N° de série 321536) com um detector de UV-A (N° de série 22411).

0 detector de UV-A foi colocado no retentor de amostras e a saídade luz foi medida. Os ajustes para a saída de energia foram feitosatravés do aumento ou diminuição da voltagem da lâmpada ou atravésda adição ou remoção dos filtros de densidade neutros natrajetória da luz.

Um feixe monitorado e colimado de luz de uma lâmpadade tungstênio foi passado através da amostra a 30 graus normais àsuperfície da lente. Após passar através da lente, a luz dalâmpada de tungstênio foi direcionada através de um filtro de 570nanômetros (nm) fixado no detector. O filtro de 570 nm passa porcomprimentos de onda característicos do composto fotocrômico usadonos exemplos. Os sinais de saída do detector foram processadosatravés de um radiômetro. 0 controle das condições de teste e daaquisição de dados foi mantido através do software Lbtech NotebookPro e da placa de entrada/saída recomendada.

A mudança na densidade óptica (AOD) do estadobranqueado ao estado mais escuro foi determinada através doestabelecimento da transmitância inicial, da abertura da vedaçãoda lâmpada de xenônio para se obter uma radiação ultravioleta paramudar a amostra de teste do estado branqueado a iam estado ativado(isto é, escurecido) a intervalos selecionados de tempo, damedição de transmitância no estado ativado, e do cálculo demudança na densidade óptica, de acordo com a fórmula: AOD = Iog(%Tb/%Ta), na qual %Tb é a porcentagem de transmitância no estadobranqueado, e %Ta é a porcentagem de transmitância no estadoativado, e o logaritmo é na base 10.

A AOD foi medida ao se usar um filtro de 570nanômetros após os primeiros trinta (30) segundos de exposição àUV, e então depois de quinze (15) minutos com a bancada ópticamantida a uma temperatura de 22° C. A Razão de Branqueamento (T*í)é o intervalo de tempo em segundos para a AOD da forma ativada docomposto fotocrômico nas amostras revestidas de teste para seobter uma metade da AOD mais elevada (22 °C) após a remoção dafonte de luz ativa. Os resultados para as amostras revestidasfotocrômicas de teste para cada Exemplo estão listados na Tabela 3.

Tabela 1

<table>table see original document page 54</column></row><table>

Tabela 2

<table>table see original document page 54</column></row><table>Tabela 3

<table>table see original document page 55</column></row><table>

Os resultados das Tabelas 2 e 3 mostram que aslentes revestidas com as soluções dos Exemplos 1 ao 7 tinhamresultados de micro-dureza variando de 56 a 116 Newtons/mm2,demonstraram uma AOD de pelo menos 0,20 depois de trinta segundos,e pelo menos 0,64 depois de quinze minutos, e tinha uma razão dedescoloração de 188 segundos ou menos, todos testados a 22 °C.

Os resultados para o Exemplo Comparativo 1, que temuma razão de 70:30 entre a Composição Bea Composição A, conformecomparado aos resultados para o Exenplo 1 que tem um coeficienteem peso de 55/45 e o Exemplo 2 que tem um coeficiente em peso de65/35, demonstraram uma micro-dureza de Fischer aceitável, porém aTl/2 era maior do que 200 segundos. Os resultados para o ExemploComparativo 2 comparados àqueles do Exemplo 3, que é a mesmacomposição do Exemplo Comparativo 2 exceto pela adição deplastificante a 20 por cento em peso, não diminuem dentro de ambasas faixas preferidas das propriedades de desempenho fotocrômico oufísicas.O resultado da micro-dureza de Fischer para a lenterevestida com o Exemplo Coirparativo 3 comparado com os Exerrplos 4e 5, que são as mesmas formulações do Exemplo Comparativo 3,exceto pela resina de melamina a 10 e 20 por cento em peso,respectivamente, e comparados aos Exemplos 6 e 7, que são tambémos mesmos do CE3, exceto pela resina de epóxi de 20 e 30 por centoem peso, respectivamente, está bem abaixo do nivel inferiordesejado de 50 Newtons/mm2.

Embora a presente invenção tenha sido descrita comreferência aos detalhes específicos de realizações preferidas damesma, não se pretende que tais detalhes sejam considerados comolimitações ao âmbito da invenção, exceto quanto e até a extensão aque eles estão incluídos nas reivindicações em anexo.

Claims (26)

1. Artigo compreendendo, em combinação, um substratoe um revestimento fotocrômico de polianidrido em pelo menos umasuperfície do referido substrato, caracterizado pelo fato que oreferido revestimento compreende:(a) o produto de reação de componente(s) comfuncionalidade de hidroxila e componente(s) com funcionalidade deanidrido polimérico, referido(s) componente(s) com funcionalidadede hidroxila tendo pelo menos dois grupos hidroxila e um númerode peso molecular médio de 62 a 50.000 e referido (s)componente(s) com funcionalidade de anidrido polimérico tendo umamédia de pelo menos dois grupos anidrido de ácido carboxílicocíclico e iam número de peso molecular médio de 1.000 a 50.000; e(b) uma quantidade fotocrômica de um materialfotocrômico, referido material fotocrômico sendo orgânico e tendouma micro-dureza Fischer de pelo menos 50 e não mais do que 130Newtons por mm2' uma variação de densidade ótica (AOD) de pelomenos 0,15 depois de 30 segundos e pelo menos 0,50 depois de 15minutos, e uma taxa de branqueamento de não mais do que 2 00segundos, tudo conforme medido a 22 °C.

2. Artigo de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato que a micro-dureza Fischer do referidorevestimento é de pelo menos 70 e não mais do que 110 Newtons pormm2, a variação de densidade ótica (AOD) é de pelo menos 0,18depois de 30 segundos e de pelo menos 0,63 depois de 15 minutos,e a taxa de branqueamento não é mais do que 190 segundos.

3. Artigo de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato que a razão entre os equivalentes dosgrupos hidroxila de (i) e dos grupos anidrido de (ii) varia de-1,0:3,0 a 3,0:1,0.

4. Artigo de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato que o revestimento fotocrômico depolianidrido também compreende uma quantidade catalisadora de umcatalisador para acelerar a reação de cura entre os gruposhidroxila de (i) e os grupos anidrido de (ii).

5. Artigo de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato que o catalisador é dimetil cocoamina,dimetil dodecilamina, trietilamina, trietanolamina, ou misturasdos referidos catalisadores.

6. Artigo de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato que o revestimento fotocrômico depolianidrido também inclui agentes de reticulação, plastificantesou misturas de agentes de reticulação e plastificantes.

7. Artigo de acordo com a reivindicação 6,caracterizado pelo fato que os agentes de reticulação sãopoliepóxidos, polímeros com funcionalidade de acrilamida,poliisocianatos ou resinas de melamina formaldeídeo, e osplastificantes são ésteres de benzoato.

8. Artigo de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato que o componente com funcionalidade dehidroxila é poliol de poliacrílico, poliol de poliéster, poliolde uretano, poliol de poliéter, ou as misturas dos referidospolióis.

9. Artigo de acordo com a reivindicação 8,caracterizado pelo fato que o componente com funcionalidade dehidroxila é poliol poliacrílico, poliol poliéter, ou uma misturados referidos polióis.

10. Artigo de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato que o poliol poliacrílico é um copolímerode monômero(s) etilenicamente não saturado(s) tendo pelo menosdois grupos hidroxila e pelo menos um monômero etilenicamente nãosaturado polimerizável livre de grupos hidroxila.

11. Artigo de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato que o componente com funcionalidade deanidrido polimérico é derivado de uma mistura de monômeros quecompreendem pelo menos 11% em peso de um monômero etilenicamentenão saturado tendo funcionalidade de anidrido de ácidocarboxilico e outros monômeros etilenicamente não saturadossubstancialmente livres da funcionalidade de anidrido.

12. Artigo de acordo com a reivindicação 11,caracterizado pelo fato que os monômeros etilenicamente nãosaturados livres da funcionalidade de anidrido são ésteres deácidos metacrilicos, monômeros de vinil, estireno, ou as misturasdos referidos monômeros.

13. Artigo de acordo com a reivindicação 11,caracterizado pelo fato que a funcionalidade de anidrido de ácidocarboxilico é obtida por meio de anidrido itacônico, anidridocitracônico, anidrido maléico, ou as misturas dos referidosanidridos.

14. Artigo de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato que o material fotocrômico compreende:(a) pelo menos um composto fotocrômico que tem umlambda máximo visível de 400 nanômetros a 525 nanômetros; e(b) pelo menos um composto fotocrômico que tem umlambda máximo visível de mais de 525 nanômetros a 700 nanômetros.

15. Artigo de acordo com a reivindicação 14,caracterizado pelo fato que os compostos fotocrômicos sãobenzopiranos, naftopiranos, fenatropiranos, quinopiranos,naftopiranos fundidos com indeno, benzoxazinas, naftoxazinas,spiro(indolino) pirido benzoxazinos, ditizonatos de metais,fulgidas, fulgimidas, ou as misturas dos mesmos.

16. Artigo de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato que o revestimento fotocrômico depolianidrido tem uma espessura de 5 a 200 μm.

17. Artigo de acordo com a reivindicação 16,caracterizado pelo fato que o revestimento fotocrômico depolianidrido tem uma espessura de 10 a 40 μπι.

18. Artigo de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato que o substrato é papel, vidro, cerâmica,madeira, alvenaria, têxtil, metal ou materiais orgânicospoliméricos.

19. Artigo de acordo com a reivindicação 18,caracterizado pelo fato que o material orgânico polimérico é umpolímero transparente sólido selecionado a partir do grupo queconsiste em poli(metacrilato de metila), poli(bismetacrilato deetileno glicol), poli(dimetacrilato de bisfenol A etoxilado),policarbonato termoplástico, poli(acetato de vinila), polivinilbutrial, poliuretano, politiouretanos, e polímeros de membros dogrupo que consiste em monômero de bis(carbonato de alila) dedietileno glicol, monômero de dimetacrilato de dietileno glicol,monômero de metacrilato de fenol etoxilado, monômero dediisopropenil benzeno, monômero de trimetilol triacrilato depropano etoxilado.

20. Artigo de acordo com a reivindicação 19,caracterizado pelo fato que o substrato é um elemento óptico.

21. Artigo de acordo com a reivindicação 20,caracterizado pelo fato que o elemento óptico é uma lente.

22. Artigo de acordo com a reivindicação 21,caracterizado pelo fato que o índice de refração da referidalente é de 1,48 a 1,75.

23. Artigo fotocrômico caracterizado pelo fato decompreender o polimerizado de uma composição polimerizável quecompreende:(a) o produto de reação de componente(s) comfuncionalidade de hidroxila e componente(s) com funcionalidade de anidrido polimérico, referido(s) componente(s) com funcionalidadede hidroxila tendo pelo menos dois grupos hidroxila e um númerode peso molecular médio de 62 a 50.000 e referido(s)componente(s) com funcionalidade de anidrido polimérico tendo umamédia de pelo menos dois grupos anidrido de ácido carboxilicocíclico e um número de peso molecular médio de 1.000 a 50.000; e(b) uma quantidade fotocrômica de um materialfotocrômico, referido material fotocrômico sendo orgânico e tendouma micro-dureza de Fischer de pelo menos 5 0 e não mais do que-130 Newtons por mm2, uma variação da densidade ótica (ΔΟD) de pelomenos 0,15 depois de 30 segundos e pelo menos 0,50 depois de 15 minutos, e uma taxa de branqueamento de não mais do que 2 00 segundo, tudo conforme medido a 22 °C.

24. Artigo fotocrômico de acordo com a reivindicação-23, caracterizado pelo fato que a referida composiçãopolimerizável também compreende uma quantidade catalisadora de um catalisador.

25. Artigo fotocrômico de acordo com a reivindicação-23, caracterizado pelo fato que o referido artigo é uma lente.

26. Artigo fotocrômico de acordo com a reivindicação-23, caracterizado pelo fato que o artigo tem uma espessura de pelo menos 0,5 milímetro.