CN108351539A - 层叠体及使用该层叠体的光学物品 - Google Patents

层叠体及使用该层叠体的光学物品 Download PDF

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Abstract

本发明提供一对含有聚碳酸酯的光学片或膜经由偏光膜层和包含含有(I)聚氨酯脲树脂和(II)光致变色化合物的光致变色组合物的粘合层层叠而成的、具有优异的光致变色特性、粘合性、耐热性和耐汗性,而且与透镜基材的密合性优异的层叠体。

Description

层叠体及使用该层叠体的光学物品
技术领域
本发明涉及制造显示偏光性和光致变色性的偏光透镜和太阳镜透镜等透镜时使用的层叠体、以及使用该层叠体的光学物品。
背景技术
近年来,以美国为中心,对于具有防眩光性的太阳镜等,使用透明且具有优异的耐冲击性的聚碳酸酯的塑料基材的需求正在急速增加。而且,在这样的塑料制太阳镜中,通过组合光致变色特性,通过根据周围的亮度和紫外线量改变透射率而可以调节防眩光性的塑料制光致变色太阳镜迅速受到欢迎。目前,这样的太阳镜可以通过以下的方法制造。
例如,作为在2片塑料片或膜之间层叠具有防眩光性的功能层的方法,已知有在2片聚碳酸酯片之间层叠光致变色层的方法(参照日本国特许第4661017号)。具体地,将含有溶剂的光致变色涂布液涂布在一方的塑料片上,使其以特定速度通过特定温度的干燥器而干燥后,接合另一方塑料片而制造层叠体的方法。根据该方法,能够连续地制造具有平滑性优异的粘合层的层叠体。
进而,对于具有上述光致变色层的层叠体,使用实施了挖入加工成预期形状的模具等,在加热环境下,例如在层叠体的玻璃化转变温度附近的加热温度下,在加压或减压(真空)下进行赋形的热弯曲加工,由此可以加工成期望的形状。另外,该层叠体通常在上述热弯曲加工前或加工后,以期望的形状起模。
进而,将被热弯曲加工的层叠体安装在注射成型机的模具内,在被弯曲加工的层叠体的凹面侧上,通过对热塑性树脂进行注射成型,使含有热塑性树脂的光学基材与该层叠体一体化,制造太阳镜。
另外,为了抑制反射光的不均匀、而且可根据周围的亮度和紫外线量来调节透射率,还开发了赋予偏光性和光致变色性这2种性能的太阳镜。
作为上述赋予偏光性和光致变色性这2种性能的太阳镜的制造方法,例如已知有在2片聚碳酸酯膜之间层叠光致变色层和偏光层这2层的方法(参照日本国特许第4586953号)。具体地,将含有溶剂的光致变色涂布液涂布在偏光膜上并干燥后,贴合聚碳酸酯膜,再在另一方的偏光膜面上涂布氨基甲酸酯系粘合剂并干燥后,接合聚碳酸酯片,由此制造层叠体的方法。根据该方法,能够连续地制造具有平滑性优异的粘合层的层叠体。
另外,还已知有在三醋酸纤维素膜和聚碳酸酯膜之间层叠光致变色层和偏光层这2层的方法(参照日本国特许第5037614号)。具体地,日本国特许第5037614号中记载了以下的方法。首先,准备在2片三醋酸纤维素膜之间具有偏光层的偏光片,在其一方的表面上涂布2液固化型氨基甲酸酯树脂作为粘合剂,贴附聚碳酸酯膜。接着,在偏光片的另一方表面上涂布含有光致变色化合物的2液固化型氨基甲酸酯树脂作为粘合剂,层叠三醋酸纤维素膜,由此制造层叠体的方法。根据该方法,能够连续地制造具有平滑性、光致变色特性优异的粘合层的层叠体。
但是,根据本发明人等的研究,对于通过上述日本国特许第4661017号、日本国特许第4586953号和日本国特许第5037614号这3件所述的方法制造的层叠体的粘合性(塑料片之间的粘合性)而言,判断有时太阳镜所要求的“耐汗性”,即,人的汗即使接触也没有变化的状态有时候差。即,在使用以往的层叠体的太阳镜中,判断在粘合层和聚碳酸酯片之间、或粘合层和三醋酸纤维素膜之间等存在界面剥离的情况。
另外,作为提高上述光致变色层和光学片或光学膜的粘合性的方法,提出了将使用光致变色化合物和聚氨酯脲树脂形成的光致变色性聚氨酯脲树脂层与光学片或光学膜经由粘合层层叠的方法(参照特开2013-33131号公报)。
发明内容
根据上述特开2013-33131号公报所述的方法,得到具有优异的密合性的具备光致变色层和偏光层的层叠体。
但是,由该方法得到的层叠体是由该层叠体的表面和背面为不同的2种材质形成的片材,即,由三醋酸纤维素膜和聚碳酸酯片形成。为了充分发挥作为太阳镜的光致变色特性,光致变色层必须位于偏光片的太阳光的照射面侧。因此,从太阳光的照射面表面起的层叠形态最佳设定为聚碳酸酯片、光致变色层、三醋酸纤维素膜、偏光层、三醋酸纤维素膜的顺序。
但是,在设定为以上这样的层叠顺序的层叠体中,根据本发明人等的研究,判断在太阳光的照射面的背面层,即三醋酸纤维素膜层上注射成型聚碳酸酯树脂等热塑性树脂,而制成与上述层叠体一体型的透镜时,三醋酸纤维素膜和热塑性树脂的密合性不充分。
因此,本发明的目的是提供具有优异的光致变色特性、粘合性、耐热性、和耐汗性的层叠体,进而,提供该层叠体与透镜基材的密合性优异的层叠体。
本发明人等为了解决上述课题,进行了深入研究,结果发现,在层叠体的背面注射成型含有作为热塑性树脂的聚碳酸酯的层,在制作与层叠体一体型的透镜的情况下,以下的条件是必要的。即,获得了以下认识:通过将与注射的聚碳酸酯层同样的含有作为热塑性树脂的聚碳酸酯的光学片或膜用于层叠体的背面,以及将特定的树脂用于光致变色层,可以提高层叠体与透镜基材的密合性,至此完成了本发明。
即,本发明为:
(1)一对含有聚碳酸酯的光学片或膜经由偏光膜层、以及包含含有(I)聚氨酯脲树脂和(II)光致变色化合物的光致变色组合物的粘合层一体化层叠而成的层叠体。
上述本发明的层叠体可适宜采用以下方案。
(2)上述(I)聚氨酯脲树脂的多分散度,即,重均分子量/数均分子量的比在1.6~2.4的范围。
(3)上述光致变色组合物还含有(III)分子内具有至少2个异氰酸酯基的多异氰酸酯化合物。
(4)上述(III)分子内具有至少2个异氰酸酯基的多异氰酸酯化合物为:
选自具有与仲碳键合的异氰酸酯基的化合物、六亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯的缩二脲化合物、六亚甲基二异氰酸酯的异氰尿酸酯化合物、和六亚甲基二异氰酸酯的加成化合物中的至少1种多异氰酸酯化合物。
(5)上述(III)分子内具有至少2个异氰酸酯基的多异氰酸酯化合物含有:
(IIIA)具有与仲碳键合的异氰酸酯基的化合物,和
(IIIB)选自六亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯的缩二脲化合物、六亚甲基二异氰酸酯的异氰尿酸酯化合物和六亚甲基二异氰酸酯的加成化合物中的至少1种化合物。
(6)上述(III)分子内具有至少2个异氰酸酯基的多异氰酸酯化合物在以
(IIIA)具有与仲碳键合的异氰酸酯基的化合物为100质量份时,
(IIIB)选自六亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯的缩二脲化合物、六亚甲基二异氰酸酯的异氰尿酸酯化合物、和六亚甲基二异氰酸酯的加成化合物中的至少1种化合物的配比为20~150质量份。
(7)上述(I)聚氨酯脲树脂为以下物质的反应产物:
(A)分子末端具有异氰酸酯基的氨基甲酸酯预聚物、
(B)分子内具有2个以上氨基的多胺化合物、和
(C)分子内具有1个可与异氰酸酯基反应的基团的化合物。
(8)上述含有聚碳酸酯的光学片或膜和上述偏光膜层、以及/或者上述偏光膜层和含有上述光致变色组合物的粘合层经由不含光致变色化合物的粘合层而层叠。
(9)上述偏光膜层和含有上述光致变色组合物的粘合层之间含有至少1片光学片或膜。
(10)在上述偏光膜层的两面上层叠有三醋酸纤维素膜。
(11)含有上述光致变色组合物的粘合层的软化点为100℃以上。
(12)含有上述光致变色组合物的粘合层和上述不含光致变色化合物的粘合层的软化点均为100℃以上。
(13)含有聚碳酸酯的光学片或膜、上述不含光致变色化合物的粘合层、上述含有光致变色组合物的粘合层、偏光膜层、上述不含光致变色化合物的粘合层、和含有聚碳酸酯的光学片或膜依次层叠。
(14)在偏光膜的前面描述的含有光致变色组合物的粘合层与在偏光膜的后面描述的不含光致变色化合物的粘合层的区别仅在于,含有光致变色化合物。
(15)在偏光膜层的后面描述的不含光致变色化合物的粘合层和含有聚碳酸酯的光学片或膜之间还存在与该不含光致变色化合物的粘合层不同的粘合层。
(16)进而,本发明的另一发明是在上述层叠体的偏光膜层侧的含有聚碳酸酯的光学片或膜的表面上进一步层叠聚碳酸酯层而成的光学物品。
附图说明
图1是示出本发明的层叠体的构成的第1例的说明图。
图2是示出使用本发明的层叠体形成的光学物品的构成的说明图。
图3是示出本发明的层叠体的构成的第2例的说明图。
图4是示出本发明的层叠体的构成的第3例的说明图。
图5是示出本发明的层叠体的构成的第4例的说明图。
具体实施方式
本发明的层叠体是一对含有聚碳酸酯的光学片或膜经由偏光膜层、以及包含含有(I)聚氨酯脲树脂和(II)光致变色化合物的光致变色组合物的粘合层层叠而成的层叠体。首先,参照图1,以本发明的层叠体为具体例,说明本发明。
参照图1,本发明的层叠体4为包含相对的一对含有聚碳酸酯的光学片或膜1和1’、偏光膜层3和含有光致变色组合物的粘合层2的构成体。在以下的说明中,将层叠体的含有光致变色组合物的粘合层侧的光学片或膜的露出面设定为层叠体的“表面”,将偏光膜侧的光学片或膜的露出面设定为层叠体的“背面”。予以说明,如下述也详述的,在图1~图5中的存在于层叠体的表面侧的含有聚碳酸酯的光学片或膜1优选与后述的偏光膜沿同轴方向单轴拉伸。
另外,图2表示使用本发明层叠体形成的光学物品的具体例。即,包含在本发明的层叠体4的背面使用的聚碳酸酯光学片或膜1’和在其上注射成型作为热塑性树脂的聚碳酸酯而得到的透镜基材5的、在背面层叠聚碳酸酯层而得到的光学物品6。
图3是示出本发明的层叠体的构成的另一第2例。其为包含相对的一对含有聚碳酸酯的光学片或膜1和1’、偏光膜层3和含有光致变色组合物的粘合层2的构成体。其为在该偏光膜层3的两面侧上经由粘合层8分别贴附第3光学片或膜7、或者含有聚碳酸酯的光学片或膜1’而得到的层叠体。
图4是示出本发明的层叠体的构成的再一第3例。其为包含相对的一对含有聚碳酸酯的光学片或膜1和1’、偏光膜层3和含有光致变色组合物的粘合层2的构成体。其为在该偏光膜层3的两面侧上贴附第3光学片或膜7、且一方的第3光学片或膜7设置在含有光致变色组合物的粘合层2侧上、另一方的第3光学片或膜7经由粘合层8贴附在含有聚碳酸酯的光学片或膜1’上而得到的层叠体。
图5是示出本发明的层叠体的构成的再一第4例。其为包含相对的一对含有聚碳酸酯的光学片或膜1和1’、偏光膜层3和含有光致变色组合物的粘合层2的构成体。其为从含有聚碳酸酯的光学片或膜1起向下依次包含粘合层8、含有光致变色组合物的粘合层2、偏光膜层3、粘合层9、粘合层8、和含有聚碳酸酯的光学片或膜1’的层叠体。其中,粘合层9不是必须的,但通过存在粘合层9,密合性进一步提高,特别是在聚碳酸酯光学片或膜1’的表面上通过注射成型层叠聚碳酸酯的透镜基材5而制成光学物品6的情况下,显著发挥密合性的效果。
予以说明,在上述层叠体的例示中,粘合层8和粘合层9是均不含光致变色化合物、但粘合剂各不相同的粘合层。
以下,详细说明本发明的层叠体的构成成分。首先,说明本发明的相对的一对含有聚碳酸酯的光学片或膜。
<含有聚碳酸酯的光学片或膜>
本发明中,作为含有聚碳酸酯的光学片或膜,可以使用被染色的膜、被染色的片材。当然,也可以使用不经染色的膜或片。予以说明,在使用被染色的聚碳酸酯片或膜的情况下,既可以使用原本被染色的片或膜,也可以在制成本发明的层叠体后,染色表面的聚碳酸酯片或膜。
对使用上述染色膜或染色片的层叠体,含有光致变色组合物的粘合层优选以比该染色膜等先被太阳光或紫外线照射到的方式层叠。
作为本发明中使用的含有聚碳酸酯的光学片或膜的适宜的厚度,优选为30~1000μm,更优选为50~400μm。另外,对于这些含有聚碳酸酯的光学片或膜,也可以组合使用不同的厚度。
作为本发明中使用的含有聚碳酸酯的光学片或膜,从光学变形的观点考虑,优选使用与后述的偏光膜沿同轴方向单轴拉伸的光学片或膜。进而,该单轴拉伸的光学膜或片的相位差优选为3000nm以上。
另外,在使用上述单轴拉伸的含有聚碳酸酯的光学片或膜的情况下,其用作上述一对含有聚碳酸酯的光学片或膜中的、至少在层叠体的表面侧存在的光学片或膜即可。予以说明,另一含有聚碳酸酯的光学片或膜(包括层叠体的背面侧存在的含有聚碳酸酯的光学片或膜)可以是上述单轴拉伸的光学片或膜,也可以是未拉伸的光学片或膜。
接着,说明本发明中使用的偏光膜层。
<偏光膜层>
本发明中,偏光膜层可以不受特别限制地使用公知的偏光膜。其中,该偏光膜优选厚度为10~200μm、总透光率为30%以上、且偏光度为95.0%以上。更优选分别地厚度为10~100μm、总透光率为40%以上、偏光度为99.0%以上。当考虑到偏光膜本身的工业化生产时,总透光率的上限为50%,偏光度的上限为100%。
本发明中,上述偏光膜层通过将一般用作基膜的聚乙烯醇系膜使用二色性物质的碘或二色性染料染色,再将染色了的聚乙烯醇系膜单轴拉伸而形成。
接着,说明本发明中使用的含有光致变色组合物的粘合层。本发明中,含有光致变色组合物的粘合层的特征在于含有(I)聚氨酯脲树脂、和(II)光致变色化合物。首先,说明光致变色组合物中含有的(I)聚氨酯脲树脂。
<光致变色组合物>
<(I)聚氨酯脲树脂>
本发明中,(I)聚氨酯脲树脂在分子链中具有脲键(-R-NH-CO-NH-)。可以不受特别限制地使用公知的聚氨酯脲树脂。其中,从粘合性、耐热性、和耐汗性的观点考虑,优选为以下成分的反应产物:
(A)分子末端具有异氰酸酯基的氨基甲酸酯预聚物、
(B)分子内具有2个以上氨基的多胺化合物、
(C)分子内具有1个可与异氰酸酯基反应的基团的化合物、
在这样的聚氨酯脲树脂中,由于使用作为原料的(B)成分的多胺化合物,向分子内导入脲键。以下,说明这些成分。以下,有时将(I)聚氨酯脲树脂简称为(I)成分。
<A成分:分子末端具有异氰酸酯基的氨基甲酸酯预聚物>
作为上述聚氨酯脲树脂的构成成分的分子末端具有异氰酸酯基的氨基甲酸酯预聚物(A成分),可以使用公知的氨基甲酸酯预聚物。其中,优选为以下成分的产物:
(A1)选自聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、和聚己内酯多元醇等具有至少2个以上羟基的多元醇中的至少1种多元醇化合物、和
(A2)分子内具有2个异氰酸酯基的二异氰酸酯化合物。
<A1成分:选自聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、和聚己内酯多元醇等具有至少2个以上羟基的多元醇中的至少1种多元醇化合物>
根据生成的聚氨酯脲树脂(I成分)不会过多地变成高度交联物的理由,上述多元醇化合物(A1成分)的一分子中含有的羟基数优选为2~6个,进而,当额外考虑在有机溶剂中的溶解性时,分子中含有的羟基数更优选为2~3个。另外,上述聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、和聚己内酯多元醇等多元醇化合物可以单独使用,也可以并用2种以上。其中,从耐热性、粘合性、耐候性、耐水解性等的观点考虑,特别优选使用聚碳酸酯多元醇和聚己内酯多元醇。以下,详细说明作为A1成分使用的各种化合物。
<聚碳酸酯多元醇>
作为用作A1成分的聚碳酸酯多元醇,例如可举出将乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2-乙基-4-丁基-1,3-丙二醇、二甘醇、二丙二醇、新戊二醇、环己烷-1,4-二醇、环己烷-1,4-二甲醇、二聚酸二醇、双酚A的环氧乙烷或环氧丙烷加成物、双(β-羟基乙基)苯、苯二甲醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇这样的低分子多元醇的1种以上光气化或与碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯、和碳酸二苯酯等低分子碳酸酯发生酯交换而得到的聚碳酸酯多元醇。上述低分子多元醇中,从最终得到的聚氨酯脲树脂(I成分)的粘合性和耐热性的观点考虑,更优选为具有直链的亚烷基链的低分子多元醇。本发明人发现,由侧链具有烷基的低分子多元醇合成的聚碳酸酯多元醇与具有直链的亚烷基链的低分子多元醇类相比,粘合性有降低的倾向。
从最终得到的聚氨酯脲树脂(I成分)的耐热性的观点考虑,作为A1成分的聚碳酸酯多元醇的数均分子量优选为400~2000,更优选为500~1500,最优选为600~1200。
这些聚碳酸酯多元醇可以作为试剂或从工业上获得。若例示市售品,可举出旭化成化学株式会社制“デュラノール(注册商标)”系列、株式会社クラレ制“クラレポリオール(注册商标)”系列、Daicel化学工业株式会社制“プラクセル(注册商标)”系列、日本聚氨酯工业株式会社制“ニッポラン(注册商标)”系列、宇部兴产株式会社制“ETERNACOLL(注册商标)”系列等。
<聚己内酯多元醇>
作为用作A1成分的聚己内酯多元醇,例如优选为由ε-己内酯的开环聚合而得到的化合物。根据与聚碳酸酯多元醇的情况同样的理由,作为A1成分的聚己内酯多元醇的数均分子量优选为400~2000,更优选为500~1500,最优选为600~1200。
这样的聚己内酯多元醇可以作为试剂或从工业上获得。若例示市售品,可举出Daicel化学工业株式会社制“プラクセル(注册商标)”系列等。
<聚醚多元醇>
作为聚醚多元醇,例如可举出作为由分子中具有2个以上含活性氢基团的化合物与环氧烷的反应而得到的聚醚多元醇化合物和该聚醚多元醇化合物的改性物的、聚合物多元醇、氨基甲酸酯改性的聚醚多元醇、聚醚酯共聚物多元醇等。
作为上述分子中具有2个以上含活性氢基团的化合物,例如可举出水、乙二醇、丙二醇、丁二醇、甘油、三羟甲基丙烷、己三醇、三乙醇胺、二甘油、季戊四醇、三羟甲基丙烷、己烷三醇等分子中具有1个以上羟基的二醇、甘油等多元醇化合物。它们可以单独使用,也可以混合使用2种以上。
另外,作为上述环氧烷,例如可举出环氧乙烷、环氧丙烷、四氢呋喃等环状醚化合物。它们可以单独使用,也可以混合使用2种以上。
根据与聚碳酸酯多元醇的情况同样的理由,聚醚多元醇的数均分子量优选为400~2000,更优选为500~1500,最优选为600~1200。
这样的聚醚多元醇可以作为试剂或从工业上获得。若例示市售品,可举出旭硝子株式会社制“エクセノール(注册商标)”系列、“エマルスター(注册商标)”、株式会社ADEKA制“アデカポリエーテル”系列等。
<聚酯多元醇>
作为聚酯多元醇,例如可举出由多元醇与多元酸的缩合反应而得到的聚酯多元醇等。其中,作为上述多元醇,例如可举出乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、3,3’-二羟甲基庚烷、1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇、3,3-双(羟基甲基)庚烷、二甘醇、二丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷等。它们可以单独使用,也可以混合使用2种以上。另外,作为上述多元酸,可举出琥珀酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二羧酸、环戊烷二羧酸、环己烷二羧酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、萘二甲酸等。它们可以单独使用,也可以混合使用2种以上。
根据与聚碳酸酯多元醇的情况同样的理由,聚酯多元醇的数均分子量优选为400~2000,更优选为500~1500,最优选为600~1200。
这些聚酯多元醇可以作为试剂或从工业上获得。若例示市售品,可举出DIC株式会社制“ポリライト(注册商标)”系列、日本聚氨酯工业株式会社制“ニッポラン(注册商标)”系列、川崎化成工业株式会社制“マキシモール(注册商标)”系列等。
<A2成分:分子内具有2个异氰酸酯基的二异氰酸酯化合物>
作为上述二异氰酸酯化合物(A2成分),例如可以使用脂族二异氰酸酯化合物、脂环式二异氰酸酯化合物、芳族二异氰酸酯化合物、以及它们的混合物。其中,从耐候性的观点考虑,优选使用脂族二异氰酸酯化合物和/或脂环式二异氰酸酯化合物。另外,根据同样的理由,优选A2成分的30~100质量%、特别是50~100质量%为脂族二异氰酸酯化合物。
若例示可适宜用作A2成分的二异氰酸酯化合物,可举出四亚甲基-1,4-二异氰酸酯、六亚甲基-1,6-二异氰酸酯、八亚甲基-1,8-二异氰酸酯、2,2,4-三甲基己烷-1,6-二异氰酸酯等脂族二异氰酸酯化合物;环丁烷-1,3-二异氰酸酯、环己烷-1,3-二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、2,4-甲基环己基二异氰酸酯、2,6-甲基环己基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、降冰片烯二异氰酸酯、4,4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)的异构体混合物、六氢甲苯-2,4-二异氰酸酯、六氢甲苯-2,6-二异氰酸酯、六氢亚苯基-1,3-二异氰酸酯、六氢亚苯基-1,4-二异氰酸酯、1,9-二异氰酸-5-甲基壬基酯、1,1-双(异氰酸甲酯)环己烷、2-异氰酸-4-[(4-异氰酸环己酯)甲基]-1-甲基环己基酯、2-(3-异氰酸丙酯)环己基异氰酸酯、降莰烷二异氰酸酯等脂环式二异氰酸酯化合物;苯基环己基甲烷二异氰酸酯、4,4’-亚甲基双(苯基异氰酸酯)的异构体混合物、甲苯-2,3-二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯、甲苯-2,6-二异氰酸酯、亚苯基-1,3-二异氰酸酯、亚苯基-1,4-二异氰酸酯、1,3-双(异氰酸甲酯)苯、苯二甲基二异氰酸酯、四甲基苯二甲基二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、二苯基醚二异氰酸酯、1,3-二异氰酸甲基苯酯、4,4’-二异氰酸-3,3’-二甲氧基(1,1’-联苯酯)、4,4’-二异氰酸-3,3’-二甲基联苯酯、1,2-二异氰酸苯酯、1,4-双(异氰酸甲酯)-2,3,5,6-四氯苯、2-十二烷基-1,3-二异氰酸苯酯、1-异氰酸-4-[(2-异氰酸环己酯)甲基]-2-甲基苯酯、1-异氰酸-3-[(4-异氰酸苯酯)甲基]-2-甲基苯酯、4-[(2-异氰酸苯酯)氧基]苯基异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯等芳族二异氰酸酯化合物等。
其中,从得到的聚氨酯脲树脂((I)成分)的耐候性的观点考虑,如上所述,A2成分的二异氰酸酯化合物的优选30~100质量%,更优选50~100质量%适宜为选自脂族二异氰酸酯化合物、和脂环式二异氰酸酯化合物中的至少1种二异氰酸酯化合物。作为适宜的化合物的具体例,可举出四亚甲基-1,4-二异氰酸酯、六亚甲基-1,6-二异氰酸酯、八亚甲基-1,8-二异氰酸酯、2,2,4-三甲基己烷-1,6-二异氰酸酯、环丁烷-1,3-二异氰酸酯、环己烷-1,3-二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、2,4-甲基环己基二异氰酸酯、2,6-甲基环己基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、降莰烷二异氰酸酯、4,4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)的异构体混合物、六氢甲苯-2,4-二异氰酸酯、六氢甲苯-2,6-二异氰酸酯、六氢亚苯基-1,3-二异氰酸酯、六氢亚苯基-1,4-二异氰酸酯。这些异氰酸酯化合物可以单独使用,也可以并用2种以上。
<(B)分子内具有2个以上氨基的多胺化合物>
上述分子内具有2个以上氨基的多胺化合物(B成分)为分子内具有2个以上氨基(-NH2或-NH(R)。其中,R是指烷基、优选为碳数1~5的烷基)的多胺化合物。
该B成分起合成聚氨酯脲树脂((I)成分)时的增链剂的作用,作为增链剂,通过使用B成分,向聚氨酯树脂中引入脲键,成为聚氨酯脲树脂。
将得到的聚氨酯脲树脂((I)成分)设定为适度的硬度,另外,为了良好地维持粘合性和耐热性,多胺化合物的分子量优选为50~300,更优选为50~250,最优选为100~220。
作为B成分的多胺化合物,可适宜使用选自二胺和三胺中的至少1种化合物。本发明中,作为适宜用作多胺化合物的化合物的具体例,可举出异佛尔酮二胺、乙二胺、1,2-二氨基丙烷、1,3-二氨基丙烷、1,2-二氨基丁烷、1,3-二氨基丁烷、1,4-二氨基丁烷、1,5-二氨基戊烷、1,6-二氨基己烷、哌嗪、N,N-双-(2-氨基乙基)哌嗪、双-(4-氨基环己基)甲烷、双-(4-氨基-3-丁基环己基)甲烷、1,2-、1,3-和1,4-二氨基环己烷、降莰烷二胺、肼、己二酸二肼、苯二胺、4,4’-二苯基甲烷二胺、N,N’-二乙基乙二胺、N,N’-二甲基乙二胺、N,N’-二丙基乙二胺、N,N’-二丁基乙二胺、N-甲基乙二胺、N-乙基乙二胺、双(六亚甲基)三胺、1,2,5-戊烷三胺等。
在多胺化合物中,从粘合性和耐热性等的观点考虑,特别优选使用二胺化合物。该理由推测为:在合成聚氨酯脲树脂((I)成分)时,通过使用多胺化合物,变成具有脲键,分子的刚性提高,同时分子链间的氢键变得更牢固,因此耐热性提高。另外推测其理由为:由于脲键的存在,分子链间的氢键变得更牢固,因此空气中的氧不易扩散到该聚氨酯脲树脂((I)成分)中,该聚氨酯脲树脂的光氧化劣化得以抑制。进而推测其理由为:关于粘合力提高,由于脲键的存在,分子链间的氢键变得牢固,不易产生树脂的凝集破坏。
另外,上述多胺化合物中,从耐水性和耐汗试验的稳定性的观点考虑,更优选使用异佛尔酮二胺、双-(4-氨基环己基)甲烷、降莰烷二胺,其中,最优选使用双-(4-氨基环己基)甲烷。
<(C)分子内具有1个可与异氰酸酯基反应的基团的化合物>
合成上述聚氨酯脲树脂时,并用分子内具有1个可与异氰酸酯基反应的基团的化合物(C成分)。通过使用该C成分,成为分子链的末端被封端的聚氨酯脲树脂。作为上述可与异氰酸酯基反应的基团,例如可举出氨基(-NH2基、和-NH(R)基)、羟基(-OH基)、巯基(-SH基:硫醇基)、羧基〔-C(=O)OH基〕、或酰氯基〔-C(=O)OCl基〕。上述C成分中,优选为分子内具有至少1个哌啶结构的功能性赋予化合物。除此以外,作为功能性赋予化合物,可以具有受阻酚结构、三嗪结构、或苯并三唑结构来代替哌啶结构,发挥最优异的效果的是具有哌啶结构的功能性赋予化合物。
通过使用这样的功能性赋予化合物,可以向聚氨酯脲树脂((I)成分)引入哌啶结构,结果,可以得到光稳定性能、抗氧化性能、和紫外线吸收性能等的功能性优异的聚氨酯脲树脂((I)成分)。
以下,关于用作C成分的各种化合物,详细说明作为代表例的具有哌啶结构的化合物等。
<具有哌啶结构的化合物>
作为聚氨酯脲树脂中的用作C成分的具有哌啶结构的化合物,可适宜使用分子内具有下述式(i)表示的结构的化合物。
其中,R1、R2、R3、和R4各自独立地为碳数1~4的烷基,特别优选为甲基。上述哌啶环的氮原子或4位的碳原子上具有可与异氰酸酯基反应的基团的化合物,即,与上述式中的2根键手的任一方键合的基团为可与异氰酸酯基反应的基团的化合物为具有哌啶结构的化合物。
以下,说明更具体的化合物。
本发明中,在用作C成分的化合物中,作为本发明的I成分的可在聚氨酯脲树脂的末端引入哌啶结构的化合物,可优选举出下述式(1)表示的化合物。
其中,
R1、R2、R3和R4与上述式(i)中的定义相同,
R5为碳数1~10烷基或氢原子,
R6为碳数1~20的亚烷基或碳数3~20的多亚甲基,a为0或1,
X为可与异氰酸酯基反应的基团。
上述式(1)中,R1、R2、R3和R4各自独立地为碳数1~4的烷基。4个烷基优选全部为甲基。
R5为碳数1~10的烷基或氢原子。其中,从容易获得的观点考虑,优选为碳数1~4的烷基、或氢原子。予以说明,由于R1~R4为碳数1~4的烷基,即使R5为氢原子,由于立体阻碍的影响,R5所键合的氮原子不与异氰酸酯基反应。
R6为碳数1~20的亚烷基或碳数3~20的多亚甲基,优选为碳数1~10的亚烷基或碳数3~10的多亚甲基。予以说明,a表示R6的数,a为0时,可理解为X直接与哌啶环键合。
X为可与异氰酸酯基反应的基团,优选为氨基、羟基、羧基或硫醇基。其中,从与异氰酸酯基的反应性、获得的难易程度等的观点考虑,适宜为氨基和羟基。
作为上述式(1)表示的化合物的具体例,可举出1,2,2,6,6-五甲基-4-羟基哌啶、1,2,2,6,6-五甲基-4-氨基哌啶、2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶、2,2,6,6-四甲基-4-氨基哌啶、1,2,2,6,6-五甲基-4-氨基甲基哌啶、1,2,2,6,6-五甲基-4-氨基丁基哌啶等。
<其他C成分>
作为上述C成分,除了上述具有哌啶结构的以提高耐候性为目的的化合物以外,也可以使用一般的胺、醇、硫醇、和羧酸。这些化合物由于分子内具有1个可与异氰酸酯基反应的基团,可以将作为I成分的聚氨酯脲树脂的末端惰性化。
在本发明中使用的其他C成分中,作为优选的化合物,可举出由下述式(2)和(3)表示的化合物。
其中,
R7为碳数1~20的烷基、芳基、芳烷基、烷氧基羰基或氢原子,
R8为碳数1~20的烷基、芳基、芳烷基或酯基。
在使用R7为氢原子的化合物作为C成分的情况下,作为(I)成分的聚氨酯脲树脂的末端为-NH(R8)基,但该-NH(R8)基本上不与其他聚合物、以及异氰酸酯化合物反应。因此,-NH(R8)基不相当于可与异氰酸酯基反应的基团。
上述式(2)中,R7为碳数1~20的烷基、芳基、芳烷基、烷氧基羰基或氢原子。其中,R7优选为碳数1~10的烷基、芳基、芳烷基、烷氧基羰基或氢原子。上述芳基和芳烷基可具有碳数1~5的烷基、卤原子作为取代基。
作为适宜的R7的例子,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、1,1,3,3-四甲基丁基、苯基、苄基、1,1-二甲基苄基、羧甲基、羧乙基、羧丙基或氢原子。
另外,R8为碳数1~20的烷基、芳基、芳烷基或烷氧基羰基。其中,R8优选为碳数1~10的烷基、芳基、芳烷基、或烷氧基羰基。上述芳基可以具有碳数1~5的烷基、卤原子作为取代基。
作为适宜的R8的例子,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、1,1,3,3-四甲基丁基、苯基、苄基、1,1-二甲基苄基、羧甲基、羧乙基、或羧丙基。
也可适宜使用下述式(3)表示的化合物,
Z-R9 (3)
其中,
R9为碳数1~20的烷基、芳基、芳烷基或烷氧基羰基,
Z为羟基、羧基或硫醇基。
上述式(3)中,R9为碳数1~20的烷基、芳基、芳烷基或烷氧基羰基,优选为碳数1~10的烷基、芳基、芳烷基或烷氧基羰基。该芳基和芳烷基可以具有碳数1~5的烷基、卤原子作为取代基。作为优选的基团,可举出碳数1~5的烷基、苯基、具有卤原子的苯基。作为适宜的R9的例子,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、1,1,3,3-四甲基丁基、苯基、苄基、1,1-二甲基苄基、羧甲基、羧乙基、或羧丙基。
上述式(3)中的Z为可与异氰酸酯基反应的基团,具体地为羟基、羧基或硫醇基,优选为羟基。
作为上述式(2)和(3)表示的化合物的具体例,可举出甲胺、乙胺、丙胺、异丙胺、丁胺、叔丁胺、戊胺、己胺、庚胺、4-庚胺、辛胺、1,1-二丙基丁胺、苯胺、苄胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二异丙胺、二丁胺、二-叔丁胺、二戊胺、二己胺、二庚胺、二辛胺、甲基乙胺、甲基丁胺、甲基戊胺、甲基己胺、甲基庚胺、甲基辛胺、乙基丙胺、乙基丁胺、乙基戊胺、乙基己胺、乙基庚胺、乙基辛胺、丙基丁胺、异丙基丁胺、丙基戊胺、丙基己胺、丙基庚胺、丙基辛胺等胺;甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、2-丁醇、叔丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、十二烷醇、2-十二烷醇等醇;甲硫醇、乙硫醇、1-丙硫醇、2-丙硫醇、1-丁硫醇、2-丁硫醇、丙硫醇、己硫醇、庚硫醇、辛硫醇、十二硫醇、2-甲基-1-丁硫醇、2-甲基丙硫醇、3-甲基-2-丁烯硫醇、1,1-二甲基庚硫醇、环己硫醇、环戊硫醇、苯硫醇、苯甲硫醇、2,6-二甲基苯硫醇等硫醇;乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十二烷酸等羧酸等。
以上的C成分可以单独使用,也可以混合使用2种以上。其中,从提高聚氨酯脲树脂的耐久性的观点考虑,适宜使用具有哌啶结构的化合物。
<聚氨酯脲树脂中的A1、A2、B、和C成分的使用量>
上述本发明中,粘合层的光致变色组合物中的构成聚氨酯脲树脂(I成分)的上述各成分、即A1成分、A2成分、B成分、和C成分的量比可考虑使用聚氨酯脲树脂的用途等而适宜确定。其中,从得到的聚氨酯脲树脂的耐热性、粘合力等的平衡的观点考虑,优选为如下那样的量比。即,将A1成分中含有的羟基的总摩尔数设为n1、A2成分中含有的异氰酸酯基的总摩尔数设为n2、B成分中含有的氨基的总摩尔数设为n3、C成分中含有的可与异氰酸酯基反应的基团(具体地为氨基、羟基、巯基和/或羧基等)的总摩尔数设为n4时,优选为使得n1:n2:n3:n4=0.4~0.8/1.0/0.19~0.59/0.01~0.2的量比、特别是使得n1:n2:n3:
n4=0.45~0.75/1.0/0.23~0.53/0.02~0.15的量比,最优选为使得n1:n2:n3:n4=0.65~0.75/1.0/0.23~0.33/0.02~0.1的量比。其中,上述n1~n4作为各成分所使用的化合物的使用摩尔数与该化合物1分子中存在的各基团数量的乘积而求得。
上述聚氨酯脲树脂((I)成分)中,优选在末端不具有反应性基团。特别优选使末端惰性化从而不残留异氰酸酯基。因此,在制造时,优选以使得n2=n1+n3+n4的配比制造。在n1、n3和n4的合计摩尔数(n1+n3+n4)大于n2的摩尔数的情况下,通过再沉淀等,可以除去未反应的A1、B、C成分。
<多分散度(重均分子量/数均分子量的比)为1.6~2.4的范围的聚氨酯脲树脂>
本发明中,作为用于光致变色组合物的聚氨酯脲树脂,适宜使用多分散度(重均分子量/数均分子量的比)为1.6~2.4的范围的聚氨酯脲树脂。在通过包含含有具有如此狭窄范围的多分散度的聚氨酯脲树脂的光致变色组合物的粘合层,粘合含有聚碳酸酯的光学片或膜而制造层叠体的情况下,得到的层叠体显示出优异的粘合性、特别是在高温下的优异的粘合性,发挥优异的光致变色特性。进而,得到的层叠体的耐汗性也高。即,即使与人的汗接触后,也显示出优异的粘合性。作为获得这样的效果的理由,还未详知,本发明人等推测如下。即,通过使多分散度(重均分子量/数均分子量)在1.6~2.4的范围,可举出能够减少低分子量的聚氨酯脲的含量、耐热性稳定的优点。进而推测:可以抑制受低分子量聚氨酯脲的影响而导致的物理的分子间相互作用(即,聚合物链的分子间的络合的降低),还可以抑制将聚氨酯脲树脂用于粘合层时的聚氨酯脲层内的破坏(即,凝集破坏),因此,密合性提高。
予以说明,存在多分散度越低,即多分散度越接近1.0,越能较强地显现本发明效果的倾向。但是,认为在工业的制造方法中基本上难以得到多分散度小于1.6的聚氨酯脲树脂。另一方面,在多分散度大于2.4的情况下,由于受低分子量的聚氨酯脲树脂的影响,存在软化起始温度降低的倾向。因此,与多分散度窄的树脂相比,存在耐热性差、高温下的密合性降低的倾向。另外,由于受高分子量的聚氨酯脲树脂的影响,与多分散度窄的树脂相比,溶解在有机溶剂中时的粘度显著升高,涂布变得困难。从良好的粘合力、耐热性、和涂布性的观点考虑,本发明的聚氨酯脲树脂的多分散度更优选在1.8~2.2的范围。
另外,本发明的聚氨酯脲树脂的分子量只要使多分散度满足上述范围,就没有特殊限制。其中,从粘合力、耐热性、和耐汗性的观点考虑,推荐分子量优选为5千~10万,更优选为8千~5万,特别优选为1万~4万。
予以说明,上述聚氨酯脲树脂的数均分子量和重均分子量使用根据聚环氧乙烷换算的凝胶渗透色谱(GPC),在色谱柱:Shodex KD-806M(昭和电工株式会社制)2根串联、洗脱液:LiBr(10mmol/L)/DMF溶液、流速:1ml/min、检测器:RI检测器、聚氨酯脲树脂样品溶液:1.0%二甲基甲酰胺(DMF)溶液的条件下测定,使用日本ウォーターズ株式会社制GPC解析软件“Empower Personal GPC Option”计算出的值。另外,多分散度是通过“重均分子量/数均分子量”计算的值,且是由通过上述方法求得的数均分子量和重均分子量计算出的值。
另外,作为使上述A1成分、A2成分、B成分和根据需要的C成分反应而得到本发明的聚氨酯脲树脂(I成分)的方法,只要以多分散度满足上述范围的方式反应即可,可以采用所谓的一步(one-shot)法或预聚物法中的任一种方法。但是,从控制多分散度而有效得到聚氨酯脲树脂的观点考虑,优选预聚物法。特别是根据后述的制造方法,可以简便地制造多分散度满足上述范围的聚氨酯脲树脂。
予以说明,上述聚氨酯脲树脂((I)成分)也可以用于不含光致变色化合物的粘合层。
<聚氨酯脲树脂的制造方法>
<氨基甲酸酯预聚物(A)的制造方法>
本发明中,用于光致变色组合物的聚氨酯脲树脂一般可通过使氨基甲酸酯预聚物与二胺等多胺的反应来制造。氨基甲酸酯预聚物(A成分)可以通过使上述多元醇化合物(A1成分)与上述二异氰酸酯化合物(A2成分)反应(以下,也称为“预聚物反应”)来制造。
本发明的氨基甲酸酯预聚物(A成分)优选如上所述,通过在将A1成分中含有的羟基的总摩尔数设为n1、将A2成分中含有的异氰酸酯基的总摩尔数设为n2时,使n1:n2=0.4/1.0~0.8/1.0,从而获得末端具有异氰酸酯基的氨基甲酸酯预聚物。
A1成分与A2成分反应时的添加顺序没有特殊限制。根据需要,也可以在反应途中适宜地追加A1成分和A2成分。
A1成分与A2成分的反应优选在有机溶剂的存在下或非存在下,使两者在氮气或氩气等非活性气体气氛中,在反应温度70~130℃下反应。在反应温度低于70℃的情况下,反应没有完成,另外在超过130℃的情况下,A1成分的一部分分解,得不到期望物性的聚氨酯脲树脂。反应时间根据A1成分和A2成分的装入比和反应温度而变化,可以设定为0.5~24小时的范围。
作为有机溶剂,例如可以使用丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、二乙基酮、环己酮、二烷、甲苯、己烷、庚烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、四氢呋喃(THF)等有机溶剂。这些有机溶剂可以单独使用或混合使用2种以上。
在使用有机溶剂的情况下,在将A1成分和A2成分的合计量设为100质量份时,其使用量优选为200质量份以下。在有机溶剂的使用量超过200质量份的情况下,A1成分与A2成分的反应时间延长,有可能A1成分的一部分分解。
反应时,为了避免二异氰酸酯化合物中的异氰酸酯基与作为杂质的水反应,各种反应试剂和溶剂优选预先进行脱水处理,充分干燥。另外,在进行上述反应时,例如可以使用二月桂酸二丁基锡、二甲基咪唑、三乙二胺、四甲基-1,6-己二胺、四甲基-1,2-乙二胺、1,4-二氮杂双环[2,2,2]辛烷等催化剂。催化剂的添加量相对于A成分的合计100质量份,优选为0.001~1质量份。
<聚氨酯脲树脂的制造方法>
聚氨酯脲树脂可以通过氨基甲酸酯预聚物与二胺等多胺的反应来制造。另外,在上述方法中制造氨基甲酸酯预聚物的情况下,可以向上述预聚物化反应后的反应液中添加作为B成分的多胺化合物,连续地进行聚氨酯脲树脂的制造。
上述聚氨酯脲树脂的制造方法中的其他反应条件可以考虑制造设备等而适宜确定。通常在有机溶剂的存在下,根据需要,可以在氮气或氩气等非活性气体气氛中,在反应温度-20℃~40℃的范围内,更优选在-10℃~20℃的范围内进行反应。
作为上述聚氨酯脲树脂的制造中的有机溶剂,例如可以使用丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、二乙基酮、环己酮、二烷、甲苯、己烷、庚烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、四氢呋喃(THF)、甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、2-丁醇、正丁醇、乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单正丙基醚、乙二醇单异丙基醚、乙二醇单丁基醚、乙二醇单叔丁基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单正丙基醚、丙二醇单异丙基醚、丙二醇单正丁基醚、丙二醇单叔丁基醚等醇系有机溶剂。这些有机溶剂可以单独使用或混合使用2种以上。
从有效进行反应的观点、以及残留的有机溶剂的影响等的观点考虑,相对于最终得到的聚氨酯脲树脂的合计量100质量份,上述有机溶剂的使用量优选在130~800质量份的范围,更优选在150~500质量份的范围。
反应时,为了避免反应体系中的异氰酸酯基与作为杂质的水的反应,各种反应试剂和有机溶剂优选预先进行脱水处理,充分干燥。另外,在进行上述反应时,例如可以重新添加二月桂酸二丁基锡、二甲基咪唑、三乙二胺、四甲基-1,6-己二胺、四甲基-1,2-乙二胺、1,4-二氮杂双环[2,2,2]辛烷等催化剂,在预聚物反应中使用的情况下,也可以不除去而原样使用。相对于聚氨酯脲树脂的合计100质量份,催化剂的添加量优选为0.001~1质量份。
在合成上述聚氨酯脲树脂((I)成分)时,并用分子内具有1个可与异氰酸酯基反应的基团的化合物(C成分)。通过使用该C成分,制成分子链的末端被封端的聚氨酯脲树脂。
作为上述得到分子链的末端被封端的聚氨酯脲树脂的方法(以下,也称为“末端修饰反应”),优选如下方法:在上述A成分与B成分的反应结束,末端具有异氰酸酯基的聚氨酯脲树脂溶解在有机溶剂中而成的反应液中,根据需要滴加用有机溶剂稀释的C成分。另外,在将上述A成分与B成分的反应时添加的醇系有机溶剂作为C成分用于末端修饰反应的情况下,也可以不新添加C成分。
上述末端修饰反应在有机溶剂的存在下根据需要在氮气或氩气等非活性气体气氛中实施。对于反应温度而言,在C成分中含有的可与异氰酸酯基反应的基团为氨基的情况下,可以在作为与上述A成分和B成分的反应时同样的温度的-20℃~30℃之间的温度下反应。另一方面,在C成分中含有的可与异氰酸酯基反应的基团为氨基以外的情况下,由于与异氰酸酯基的反应速度慢,因此优选在高于30℃且130℃以下的温度下反应。
在C成分中含有的可与异氰酸酯基反应的基团为氨基的情况下,反应时间为0.5~3小时左右,C成分中含有的可与异氰酸酯基反应的基团为氨基以外的情况下,反应时间为1小时~24小时左右。
作为有机溶剂,可以使用与上述预聚物反应、以及A成分与B成分的反应中使用的有机溶剂相同的溶剂。另外,当然,在含有上述预聚物反应、以及A成分与B成分的反应中使用的有机溶剂的状态下,也可以实施末端修饰反应。
相对于最终得到的A成分的合计量100质量份,末端修饰反应中的有机溶剂的使用量优选为130~800质量份的范围。
反应时,为了避免反应体系中的异氰酸酯基与作为杂质的水的反应,各种反应试剂和有机溶剂优选预先进行脱水处理,充分干燥。另外,在进行上述反应时,例如可以重新添加二月桂酸二丁基锡、二甲基咪唑、三乙二胺、四甲基-1,6-己二胺、四甲基-1,2-乙二胺、1,4-二氮杂双环[2,2,2]辛烷等催化剂,在直至预聚物反应使用催化剂的情况下,也可以不除去而原样使用。相对于A成分的合计100质量份,催化剂的添加量优选为0.001~1质量份。
<多分散度(重均分子量/数均分子量的比)为1.6~2.4的范围的聚氨酯脲树脂的制造方法>
如上所述,在制造多分散度为1.6~2.4的范围的聚氨酯脲的情况下,在使氨基甲酸酯预聚物(A成分)与多胺化合物(B成分)反应时,通过将A成分与B成分的完全混合时间(θM)优选设定为30秒以下,更优选设定为15秒以下,可以得到多分散度(重均分子量/数均分子量)为1.6~2.4的范围的聚氨酯脲树脂。
完全混合时间(θM)是表示搅拌槽(反应容器等)中的混合特性的指标,显示n·θM(n为搅拌桨的旋转数(1/秒))与Re(Reynolds数;表示液体紊乱状态的指标)的关系,由“n·θM-Re曲线”求得。关于完全混合时间(θM)和n·θM-Re曲线,例如如“住友重机械工业,技报vol.35,No.104,1987年8月,p74-78”、特开昭61-200842号公报、特开平6-312122号公报等中记载的。
作为用于将完全混合时间(θM)设定为30秒以下的手段,可采用任意适当的方法。例如可举出在搅拌槽(反应容器等)内设置挡板等而产生乱流的方法、或使用任意适当的搅拌桨的方法等。作为适当的搅拌桨,可举出Maxblend搅拌桨、Fullzone搅拌桨等。
另外,在通过上述方法制造氨基甲酸酯预聚物的情况下,也可以向上述预聚物化反应后的反应液中添加B成分,连续地进行聚氨酯脲树脂的制造。
多分散度为上述范围的聚氨酯脲树脂的制造方法中的其他反应条件可以考虑制造设备等而适当确定。其中,特别是从得到多分散度在狭窄范围的聚氨酯脲树脂的观点考虑,优选在有机溶剂的存在下,根据需要在氮气或氩气等非活性气体气氛中,在反应温度-20℃~40℃的范围,更优选在-10℃~20℃的范围进行反应。在反应温度低于-20℃的情况下,在链增长反应的后半阶段,存在粘度上升而搅拌不足的倾向。另外,在反应温度超过40℃的情况下,由于脲键的形成反应快,A成分与B成分在刚接触后就即刻反应,而容易变成不均匀的反应,存在多分散度变宽的倾向。上述反应温度中的反应时间在0.5~3小时左右足以。
接着,说明本发明中使用的(II)光致变色化合物。
<(II)光致变色化合物>
作为本发明中的(II)光致变色化合物,例如可以使用色烯化合物、俘精酰亚胺化合物、螺嗪化合物、螺吡喃化合物等公知的光致变色化合物。它们可以单独使用,也可以并用2种以上。
作为上述俘精酰亚胺化合物、螺嗪化合物、螺吡喃化合物和色烯化合物,例如可举出特开平2-28154号公报、特开昭62-288830号公报、WO94/22850号小册子、WO96/14596号小册子等中记载的化合物。
这些光致变色化合物中,从显色浓度、初期着色、耐久性、退色速度等光致变色特性的观点考虑,更优选使用1种以上的具有茚并(2,1-f)萘并(2,1-b)吡喃骨架的色烯化合物。在这些色烯化合物中,更优选使用分子量为540以上的化合物,因为它们的显色浓度和退色速度特别优异。
若具体例示本发明中特别适宜使用的光致变色化合物,可举出以下化合物。
本发明中,从光致变色特性的观点考虑,相对于(I)聚氨酯脲树脂100质量份,(II)光致变色化合物的配合量适宜设定为0.1~20.0质量份。在上述配合量过少的情况下,存在得不到充分的显色浓度和耐久性的倾向。另一方面,在上述配合量过多的情况下,虽然根据光致变色化合物的种类而有所不同,但不仅存在难以溶解在光致变色组合物中而导致组合物的均匀性下降的倾向,而且也存在粘合力(密合力)下降的倾向。为了原样维持显色浓度和耐久性等光致变色特性,且充分保持与本发明的含有聚碳酸酯的光学片或膜的粘合性,相对于(I)聚氨酯脲树脂100质量份,(II)光致变色化合物的添加量优选为0.5~10.0质量份,特别优选为1.0~7.0质量份。予以说明,本发明中,在向光致变色组合物中配合后述的(III)成分的情况下,相对于(I)聚氨酯脲树脂和(III)成分的合计量100质量份,(II)光致变色化合物的添加量优选为0.1~20.0质量份,更优选为0.5~10.0质量份,进一步优选为1.0~7.0质量份。
接着,说明适用于本发明的光致变色组合物的、(III)分子内具有至少2个异氰酸酯基的多异氰酸酯化合物。
<(III)分子内具有至少2个异氰酸酯基的多异氰酸酯化合物>
本发明的层叠体的粘合或密合强度可以通过使粘合层中使用的光致变色组合物含有由上述(I)聚氨酯脲树脂与(III)分子内具有至少2个异氰酸酯基的多异氰酸酯化合物(以下,也简称为(III)成分)反应得到的产物来进一步提高。
通过使(III)成分的分子内具有2个以上异氰酸酯基,在形成含有光致变色组合物的粘合层时,该(III)成分可与(I)聚氨酯脲树脂反应,生成具有交联结构的聚氨酯脲树脂。或者/而且,通过使(III)成分的分子内含有的异氰酸酯基的一部分水解成胺,与其他(III)成分的分子内含有的异氰酸酯基反应,可以在(I)成分中生成脲醛树脂。认为通过在(I)聚氨酯脲树脂中形成该交联结构和/或新的脲醛树脂,聚氨酯脲树脂的耐热性提高,而且不易产生凝集破坏。因此认为粘合性提高的效果增加。该效果与使用通常的2液型的聚氨酯树脂的情况相比更优异。但是,考虑到操作性、得到的光致变色组合物的粘度、保存稳定性等,上述(III)成分优选分子中的异氰酸酯基数为2~3个。
其中,为了形成含有具有更优异的密合性的光致变色组合物的粘合层,作为上述(III)成分,优选使用具有与仲碳键合的异氰酸酯基的化合物。它们可以单独使用,也可以并用2种以上。使用具有与仲碳键合的异氰酸酯基的(III)成分的优点是因为耐热性和粘合性提高的效果大。
另外,除此以外,作为上述(III)成分,可举出分子内具有比较柔软的基团(运动性高的基团)和2个异氰酸酯基的多异氰酸酯化合物。其中,通过使用选自六亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯的缩二脲化合物、六亚甲基二异氰酸酯的异氰尿酸酯化合物、和六亚甲基二异氰酸酯的加成化合物中的至少1种多异氰酸酯化合物(以下,有时简称为(IIIB)成分),可以提高耐热性和粘合性。分子内具有比较柔软的基团(运动性高的基团)和2个异氰酸酯基的多异氰酸酯化合物((IIIB)成分)既可以单独使用,也可以并用2种以上。
本发明中,向(I)成分中添加(III)成分时的耐热性提高和粘合性提高的效果在制作使用含有它们的光致变色组合物的层叠体后得以发挥。具体地,认为,在使用含有(I)成分和(III)成分的光致变色组合物制作层叠体后,通过供给热和湿气,耐热性提高和粘合性提高的效果得以发挥。即,由于热,一部分(III)成分的1个异氰酸酯基与(I)成分的氨基甲酸酯键、或脲键反应。接着,在湿气反应(水存在下的反应)中,与(I)成分键合的(III)成分所残留的异氰酸酯基和自由残留的(III)成分的异氰酸酯基的一部分由于湿气而水解,生成胺,由此进行交联反应。或者/进而认为,仅自由残留的(III)成分的异氰酸酯基的一部分由于湿气而水解,生成胺,与其他自由残留的(III)成分的异氰酸酯基反应,在(I)成分中生成新的脲醛树脂。
作为上述(III)成分,通过将至少1种具有与仲碳键合的异氰酸酯基的化合物((IIIA)成分)与分子内具有比较柔软的基团(运动性高的基团)和2个异氰酸酯基的多异氰酸酯化合物((IIIB)成分)并用,可以进一步提高粘合性。
作为上述(III)成分,具体地,作为优选的具有与仲碳键合的异氰酸酯基的化合物(IIIA成分),可举出4,4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)的异构体混合物、环丁烷-1,3-二异氰酸酯、环己烷-1,3-二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、六氢甲苯-2,4-二异氰酸酯、六氢甲苯-2,6-二异氰酸酯、六氢亚苯基-1,3-二异氰酸酯、六氢亚苯基-1,4-二异氰酸酯、和异佛尔酮二异氰酸酯的三聚体(异氰尿酸酯化合物)等。其中,优选使用4,4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)的异构体混合物。
另外,作为优选的分子内具有比较柔软的基团(运动性高的基团)和2个异氰酸酯基的多异氰酸酯化合物,例如可举出六亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯的缩二脲化合物、六亚甲基二异氰酸酯的异氰尿酸酯化合物、六亚甲基二异氰酸酯的加成化合物((IIIB)成分)等。在(IIIB)成分中,优选使用选自六亚甲基二异氰酸酯的缩二脲化合物、和六亚甲基二异氰酸酯的异氰尿酸酯化合物中的多异氰酸酯化合物。
上述(IIIA)成分和(IIIB)成分可以分别单独使用,但为了进一步提高粘合性,优选并用两者。其中,优选联合使用上述(IIIA)成分和上述(IIIB)成分。在联合使用的情况下,特别是为了提高效果,在将上述(IIIA)成分设定为100质量份时,优选将上述(IIIB)成分设定为20~150质量份。进而为了提高粘合性,在将上述(IIIA)成分设定为100质量份,更优选将上述(IIIB)成分设定为20~100质量份,进一步优选设定为30~80质量份。
在用于本发明的层叠体的光致变色组合物中,(III)成分的分子量没有特殊限制,但优选小于1000。在(III)成分的分子量为1000以上时,存在得到的含有光致变色组合物的粘合层的耐热性和膜强度下降的倾向。认为这是因为,当使用分子量大的(III)成分时,存在异氰酸酯基之间的键数增加的倾向,即使形成交联结构,交联点间的距离也变长,耐热性也不怎么提高,因而粘合性也没有充分提高。因此,(III)成分的分子量优选小于1000,更优选为800以下,最优选为500以下。该(III)成分如上所述,优选不为聚合物。因此,(III)成分的分子量为(III)成分本身的分子量。(III)成分的分子量的下限为其单体化合物的分子量,没有特殊限制,但优选设定为100。
在本发明的层叠体中,从粘合性、耐热性、耐汗性、和光致变色特性的观点考虑,相对于(I)成分100质量份,光致变色组合物中的(III)成分的配合量适宜为4.0~20.0质量份。通过使(III)成分的配合量满足该范围,得到的光致变色组合物发挥优异的效果。在上述配合量过少的情况下,存在得不到充分的粘合性和耐热性的提高效果的倾向。另外,在上述配合量过多的情况下,存在产生由该光致变色组合物得到的粘合层的白浊、粘合性的降低,光致变色化合物的耐久性降低等的倾向。为了原样维持显色浓度和耐久性等光致变色特性,提高与塑料膜等光学基材的粘合性,相对于(I)聚氨酯脲树脂100质量份,(III)成分的配合量优选为6.0~17.5质量份,更优选为7.0~15.0质量份。予以说明,在使用多种(III)成分的情况下,使得多种(III)成分的合计配合量满足上述配合量。
此时,相对于(I)成分100质量份,(III)成分的异氰酸酯基的比例优选为1.0~10.0质量份,更优选为1.5~6.0质量份、最优选为2.0~5.0质量份。在此,异氰酸酯基的量由(III)成分的分子量、每1分子的异氰酸酯基的数、和异氰酸酯基的分子量求得。予以说明,当然,在使用多种(III)成分的情况下,多种(III)成分的异氰酸酯基的合计比例满足异氰酸酯基的上述比例即可。
(I)聚氨酯脲树脂与(III)成分的反应产物的耐热性,从以下观点考虑:
(i)贴附含有聚碳酸酯的光学片或膜、和后述的第3光学片或膜等而得到的层叠体的物性的观点、
(ii)使用得到的层叠体通过弯曲加工或注射成型而制造光学物品时的加工稳定性的观点、
(iii)得到的层叠体的粘合性的观点、
(iv)在这些层叠体或光学物品的表面上进一步形成硬涂层的情况下,涂布硬涂液、使之固化时的加工性的观点,
优选为60~200℃,更优选为100~200℃,进一步优选为100~190℃,更进一步优选为120~190℃,特别优选为150~190℃。本发明中的耐热性是指使用热机械测定装置(セイコーインスツルメント社制,TMA120C),在下述条件下测定的软化点。
〔测定条件〕升温速度:10℃/分钟,测定温度范围:30~200℃,探针:尖端直径0.5mm的针入型探针。
<适宜的光致变色组合物的特性>
为了发挥特别优异的密合性和光致变色性,本发明的层叠体优选含有上述光致变色组合物的粘合层的耐热性为100℃以上。
在上述光致变色组合物不含上述(III)成分的情况下,上述(I)聚氨酯脲树脂的耐热性优选为100℃以上,更优选为100~190℃。
进而,为了使本发明的层叠体发挥更优异的特性,上述光致变色组合物优选含有80℃以上至小于120℃的(I)聚氨酯脲树脂、(III)成分、和(II)光致变色化合物。接着,含有该光致变色组合物的粘合层的耐热性优选为100℃以上,更优选为100~190℃,进一步优选为120~190℃,特别优选为150~190℃。
80℃以上至小于120℃的(I)聚氨酯脲树脂被认为是柔软的。通过以该(I)聚氨酯脲树脂为基剂,不但具有一定的耐热性,而且能够发挥优异的光致变色特性。进而认为,含有柔软的该(I)聚氨酯脲树脂和上述(III)成分两者,成为与偏光膜层的密合性良好、提高与其他光学膜(片)的粘合性的一个原因。而且,如上所述,由于配合(III)成分的耐热性提高和粘合性提高的效果在制作层叠体后显现,因而成为具有优异特性的层叠体。此时,层叠体中的含有光致变色组合物的粘合层的耐热性如上所述,优选为100℃以上,更优选为100~190℃,进一步优选为120~190℃,特别优选为150~190℃。
<其他成分>
进而,在用于本发明的层叠体的光致变色组合物中,为了(II)光致变色化合物的耐久性的提高、显色速度的提高、退色速度的提高和制膜性,可以添加有机溶剂、表面活性剂、抗氧化剂、自由基补充剂、紫外线稳定剂、紫外线吸收剂、脱模剂、抗着色剂、抗静电剂、荧光染料、染料、颜料、香料、增塑剂等添加剂。作为所添加的这些添加剂,可不受任何限制地使用公知的化合物。
例如,作为有机溶剂,可举出甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、2-戊醇、3-戊醇、3-甲基-2-丁醇、4-甲基-2-戊醇、正丁醇、叔丁醇、2-丁醇、叔戊醇、2,2,2-三氟乙醇等醇;乙二醇单甲基醚、乙二醇单异丙基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单-正丙基醚、乙二醇单-正丁基醚、乙二醇单-叔丁基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇-正丁基醚、乙二醇二甲基醚等多元醇衍生物;二丙酮醇;甲乙酮、二乙基酮、正丙基甲基酮、甲基异丁基酮、二异丙基酮、正丁基甲基酮等酮;甲苯;己烷;庚烷;乙酸乙酯、乙酸-2-甲氧基乙酯、乙酸-2-乙氧基乙酯等乙酸酯;二甲基甲酰胺(DMF);二甲基亚砜(DMSO);四氢呋喃(THF);环己酮;氯仿;二氯甲烷以及它们的组合。
例如,作为表面活性剂,可使用非离子性、阴离子性、阳离子性的任一种。其中,从在光致变色组合物中的溶解性的观点考虑,优选使用非离子性表面活性剂。作为可适宜使用的非离子性表面活性剂的具体例,可举出山梨糖醇酐脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、十甘油脂肪酸酯、丙二醇-季戊四醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯甘油脂肪酸酯、聚乙二醇脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯植物甾醇-植物甾烷醇(phytostanol)、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯蓖麻油-氢化蓖麻油、聚氧乙烯羊毛脂-羊毛脂醇-蜂蜡衍生物、聚氧乙烯烷基胺-脂肪酰胺、聚氧乙烯烷基苯基甲醛缩合物、单链聚氧乙烯烷基醚、以及有机硅系或氟系的表面活性剂。
表面活性剂可以单独使用或混合使用2种以上。表面活性剂的添加量相对于(I)聚氨酯脲树脂100质量份,优选为0.001~5质量份的范围。
另外,作为抗氧化剂、自由基补充剂、紫外线稳定剂、紫外线吸收剂,可适宜使用受阻胺光稳定剂、受阻酚抗氧化剂、苯酚系自由基补充剂、硫系抗氧化剂、磷系抗氧化剂、三嗪系化合物、苯并三唑系化合物、二苯甲酮系化合物等。这些抗氧化剂、自由基补充剂、紫外线稳定剂、紫外线吸收剂可以混合使用2种以上。进而,在使用这些添加剂时,可以将表面活性剂与抗氧化剂、自由基补充剂、紫外线稳定剂、紫外线吸收剂联合使用。这些抗氧化剂、自由基补充剂、紫外线稳定剂、紫外线吸收剂各自的添加量相对于(I)聚氨酯脲树脂100质量份,优选为0.001~20质量份的范围。但是,当过量使用这些添加剂时,光致变色组合物与聚碳酸酯树脂制的树脂制片或膜等的粘合性下降,因此,其添加量优选为7质量份以下,更优选为3质量份以下,最优选为1质量份以下。
<光致变色组合物的制造方法>
用于本发明的层叠体的光致变色组合物可以通过混合上述(I)聚氨酯脲树脂、(II)光致变色化合物、和其他成分来制造。混合各成分的顺序没有特殊限制。
例如,也可以熔融捏合各成分而制成光致变色组合物并将其粒化,也可以直接将其成型为片材。另外,在使用有机溶剂的情况下,通过将各成分溶解在有机溶剂中,可以得到光致变色组合物。
这样得到的光致变色组合物可适宜用作光致变色性粘合剂、特别是用于接合本发明的含有聚碳酸酯的光学片或膜、后述的第3光学片或膜的光致变色性粘合剂。而且,通过经由含有光致变色组合物的粘合层来接合含有聚碳酸酯的光学片或膜、后述的第3光学片或膜,可容易地获得本发明的层叠体。
含有该光致变色组合物的粘合层的厚度可根据使用用途而适当确定。其中,考虑到光致变色特性,优选为1~100μm。
另外,在本发明的层叠体中,除了相对的一对含有聚碳酸酯的光学片或膜以外,也可以使用第3光学片或膜。以下,说明可用于本发明的第3光学片或膜。
<第3光学片或膜>
本发明中,作为第3光学片或膜,适合使用的光学片或膜例如为上述的含有聚碳酸酯的光学片或膜、以及三醋酸纤维素膜等。
本发明中的第3光学片或膜通过设置在偏光膜层和光致变色粘合层之间,可以使本发明层叠体的密合性更牢固,进而可以维持本发明层叠体的优异的光致变色性能、偏光性能。即,如特开2002-062423号公报所公开的技术那样,与将配合有光致变色化合物的粘合剂层直接接合在偏光膜面上的情况(以下,有时也称为“直接接合”)相比,受制造工序中的加热的影响少,可较高地保持光致变色性能、偏光性能。
例如,在将包含含有作为典型的偏光膜之一的被碘染色的聚乙烯醇偏光膜的层叠膜和位于该偏光膜上的配合有光致变色化合物的粘合层的层叠膜进行加热的情况下,存在由于碘的高的升华性而使碘从偏光膜向粘合剂层扩散,层叠膜的偏光性能下降的倾向。
进而,在直接接合的情况,即为了改善成型性而使聚乙烯醇偏光膜含有增塑剂的情况下,存在上述增塑剂起溶剂作用,因加热导致的从粘合层向偏光膜的光致变色化合物的扩散增加的倾向。而且,由于这样的机制,存在光致变色化合物与碘接触而被氧化,光致变色化合物的光致变色性能降低的倾向。
关于这一点,发明人通过实验确认了以下事实。即,确认:当加热含有100质量份的光致变色化合物(具体地为6’-(2,3-二氢-1H-吲哚-1-基)-1,3-二氢-3,3-二甲基-1-丙基-螺[2H-吲哚-2,3’-(3H)-萘并(2,1-b)(1,4)嗪](商品名:Reversacol Midnight Grey,James Robinso公司制))和1质量份的碘的有机溶剂时,与光致变色化合物的显色浓度对应的有机溶剂的显色浓度比加碘前的有机溶剂的显色浓度低。,
因此,本发明的层叠体优选在偏光膜层与含有光致变色组合物的粘合层之间具有第3光学片或膜。在这种情况下,不会产生上述那样的光致变色化合物或染料移动的问题。
由此得到的本发明的层叠体例如可以用作太阳镜透镜、运动用护目镜、矫正用眼镜透镜等偏光透镜。它们在太阳光这样的含有紫外线的光照射到的室外,透镜迅速着色而起到太阳镜的作用,而在这样的光没有照射到的室内,退色而起到透明的普通眼镜的作用。
本发明中,作为第3光学片或膜,在使用三醋酸纤维素膜的情况下,其厚度优选为20~200μm,更优选为20~100μm。厚度小于20μm的膜的膜强度弱,因而在加工中膜容易断裂,另外,厚度大于200μm的膜的价格非常高。
另外,在本发明的层叠体中接合各光学片或膜、偏光膜、和含有光致变色组合物的粘合层时,也可以使用不含光致变色化合物的粘合层(以下,简称为“粘合层”)。该粘合层是与含有上述光致变色组合物的粘合层不同的粘合层,不含光致变色化合物。以下,说明本发明中使用的粘合层。
<粘合层:不含光致变色化合物的粘合层>
作为用于本发明的层叠体的上述粘合层,可不受特别限制地使用用于接合各光学片或膜、偏光膜等的公知的粘合层。作为所述粘合层,具体地,可使用涂布下述粘合剂而层叠的粘合层:湿气固化型聚氨酯系、多异氰酸酯-聚酯系的二液型、多异氰酸酯-聚醚系的二液型、多异氰酸酯-聚丙烯酸系的二液型、多异氰酸酯-聚氨酯弹性体系的二液型、环氧系、环氧-聚氨酯系的二液型、聚酯系、丙烯酸系、聚乙烯醇系、聚酰亚胺系、烯烃系、乙酸乙烯酯系、聚氨酯脲系的一液型等粘合剂。
粘合层的厚度可以根据使用用途而适当确定。例如,通常来说,为1~100μm足以。
在本发明中,为了使之能够耐受后述的弯曲加工、和/或注射成型时的加工温度,粘合层优选具有高的耐热性。具体地,上述的耐热性优选为100℃以上。通过使粘合层的耐热性为100℃以上,能够通过弯曲加工和/或注射成型时的热而抑制偏光膜层的收缩,其结果,能够提高光学物品的收率。
作为满足上述这样的耐热性的粘合层,可举出含有上述(I)聚氨酯脲树脂的、聚氨酯脲系的一液型粘合剂。在这种情况下,从提高得到的层叠体的粘合性和耐热性的观点考虑,该由上述(I)聚氨酯脲树脂形成的粘合层的上述耐热性优选为100℃以上,更优选为100~190℃,进一步优选为120~190℃,特别优选为150~190℃。因此,在将上述(I)聚氨酯脲树脂制成粘合层的情况下,优选使用调整构成的成分而使上述耐热性达到100℃以上的(I)聚氨酯脲树脂。
另外,为了使粘合层的耐热性为100℃以上,也可以如光致变色组合物那样,并用上述(III)分子内具有至少2个异氰酸酯基的多异氰酸酯化合物。这种情况下,粘合层为含有上述(I)聚氨酯脲树脂和(III)成分、但不含光致变色化合物的层。特别是由含有80℃以上至小于120℃的(I)聚氨酯脲树脂和(III)成分的组合物形成的粘合层,与偏光膜层的密合性提高。接着,特别是只要包含上述组合物的粘合层的耐热性为100℃以上,即可发挥耐热性提高和粘合性提高效果。该(III)成分的优选的配合量与上述所示的值相同。另外,优选的(III)成分也如上所述,例如,优选为选自上述(IIIA)成分和(IIIB)成分中的至少1种多异氰酸酯化合物。其中,为了进一步提高粘合性,如上所述,(III)成分优选使用上述(IIIA)成分上述(IIIB)成分两者,其配比、特别是优选的化合物也如上所述。
以下,说明本发明中的层叠体及其制造方法。
<层叠体及其制造方法>
本发明的层叠体为包含由相对的一对含有聚碳酸酯的光学片或膜经由偏光膜层和包含光致变色组合物的粘合层接合而成的层叠结构的层叠体。作为这样的层叠体,具体地,优选以下举出的层叠体。
(1)在单个偏光膜上层叠含有光致变色组合物的粘合层,接着,在该含有光致变色组合物的粘合层侧贴附含有聚碳酸酯的光学片或膜。进而,在得到的层叠片的偏光膜侧上涂布粘合层后,贴附另一片含有聚碳酸酯的光学片或膜,得到本发明的层叠体。另外,在含有光致变色组合物的粘合层与含有聚碳酸酯的光学片或膜之间,也可以设置上述粘合层。
(2)准备在偏光膜层的两侧经由上述粘合层贴附含有聚碳酸酯的光学片或膜的偏光片。在该偏光片的一个面上层叠含有光致变色组合物的粘合层,再在该含有光致变色组合物的粘合层上贴合含有聚碳酸酯的光学片或膜,得到本发明的层叠体。另外,在含有光致变色组合物的粘合层与含有聚碳酸酯的光学片或膜之间,也可以设置上述粘合层。
(3)准备在偏光膜层的两侧贴附有三醋酸纤维素膜的偏光片。在该偏光片的一个面上层叠含有光致变色组合物的粘合层,再在该含有光致变色组合物的粘合层上贴合含有聚碳酸酯的光学片或膜。进而,在得到的层叠片的另一方的三醋酸纤维素膜上涂布粘合层后,贴附另一片含有聚碳酸酯的光学片或膜,得到本发明的层叠体。另外,在含有光致变色组合物的粘合层与含有聚碳酸酯的光学片或膜之间、进而在含有光致变色组合物的粘合层与三醋酸纤维素膜之间,也可以设置上述粘合层。
本发明的层叠体中,通过如上所述在各种层之间层叠上述粘合层,可进一步提高层叠体的粘合性,从而制成各种层通过粘合层而层叠成一体的本发明的层叠体。
从考虑弯曲加工成球面状时的光学变形和形状等的加工性的观点出发,本发明的层叠体的厚度优选为300~2000μm。
(适宜的层叠体的层叠结构)
在以上所述那样的层叠体中,在对该层叠体进行后处理使用的情况下,例如,在弯曲加工的情况、以及在弯曲加工后通过注射成型层叠透镜基材的情况下,优选具有以偏光膜层为中心、其上下对称的层叠结构。接着,为了制成具有更进一步优异的性能的层叠体,优选制成具有以下层叠结构的层叠体。
具体地,为具有图5所示那样的层叠结构的层叠体。详细说明的话,为包括含有聚碳酸酯的光学片或膜1、粘合层8、含有光致变色组合物的粘合层2、偏光膜层3、粘合层9、粘合层8、和含有聚碳酸酯的光学片或膜1’的层叠体。予以说明,粘合层8、9为不含光致变色化合物的层。予以说明,虽未图示,但对于偏光膜层3而言,在偏光膜的上下面上也可以形成上述第3光学片或膜。
上述粘合层9可以没有,可以仅有上述粘合层8。但是,考虑到与偏光膜层3的密合性、最终地得到的层叠体的粘合性,优选设置与粘合层8不同的粘合层9。
具体地,粘合层8优选含有耐热性优选为100℃以上、更优选为100~190℃、进一步优选为120~190℃、特别优选为150~190℃的上述(I)聚氨酯脲树脂。具有该耐热性的(I)聚氨酯脲树脂可以通过调整构成的各成分的配比和组成来合成。
另外,粘合层9为了与偏光膜层3接触,优选由含有耐热性为80℃以上至120℃的上述(I)聚氨酯脲树脂、和上述(III)成分的组合物形成。接着,由该组合物形成的粘合层9的耐热性优选为100℃以上,更优选为100~190℃,进一步优选为120~190℃,特别优选为150~190℃。
进而,含有光致变色组合物的粘合层2也优选由含有耐热性为80℃以上至120℃的上述(I)聚氨酯脲树脂、(II)光致变色化合物和上述(III)成分的组合物形成。而且,由该光致变色组合物形成的粘合层2的耐热性优选为100℃以上,更优选为100~190℃,进一步优选为120~190℃,特别优选为150~190℃。
即,粘合层8优选由含有比较硬的、耐热性高的(I)聚氨酯脲树脂的组合物形成。另外,粘合层2和粘合层9优选由含有比较柔软的(I)聚氨酯脲树脂、和(III)成分的组合物形成,而在成为层叠体时,转换成具有高的耐热性的粘合层。通过将粘合层2和粘合层9设定成上述构成,可以进一步提高与偏光膜层3的密合性、粘合性。在这种情况下,构成粘合层2和粘合层9的(I)聚氨酯脲树脂、和(III)成分只要耐热性大致相同,就既可以使用相同的物质,也可以使用不同种类的物质。但是,考虑到层叠体的生产率,优选使用相同种类的相同配合量(其中,不考虑(II)光致变色化合物而计算的配比)的物质。
另外,在具有图5的层叠结构的情况下,也优选设定成以偏光膜层3为中心、上下对称的结构。因此,含有聚碳酸酯的光学片或膜1和含有聚碳酸酯的光学片或膜1’的上下2个粘合层8优选为相同种类的相同厚度的层。而且,含有光致变色组合物的粘合层2与粘合层9优选区别仅在于光致变色化合物的有无,为相同的组成、相同的厚度。
<使用层叠体的光学物品>
本发明的层叠体可以通过在背面的含有聚碳酸酯的光学片或膜上注射成型与该光学片或膜相同的聚碳酸酯而一体化,制成在背面层叠有聚碳酸酯层的光学物品。
作为一体化的方法,可举出向模具内装入上述层叠体,注射成型用于构成光学基材的聚碳酸酯的方法。此时,含有光致变色组合物的粘合层在模具侧成型,使得偏光膜层设置在注射成型侧。另外,本发明的层叠体也可以在与光学基材一体化之前通过实施弯曲加工而加工成透镜状的球面形状。作为弯曲加工上述层叠体的方法,例如可举出热压加工、加压加工、减压抽吸加工等。弯曲加工时的温度根据上述层叠体中使用的含有聚碳酸酯的光学片或膜的种类而适当确定,优选在100℃至150℃实施。
实施例
以下,通过实施例具体说明本发明,但本发明不受这些实施例的任何限定。
实施例1
(1)聚氨酯脲树脂(U1)的制造
(氨基甲酸酯预聚物的制造)
在具备桨直径135mm的Maxblend搅拌桨和挡板的内径260mm、高280mm、装量为10L的反应容器中连接冷却管、温度计、氮气导入管。Maxblend搅拌桨以100rpm搅拌。
向该反应容器中装入数均分子量800的聚碳酸酯二醇1770g、异佛尔酮二异氰酸酯700g、甲苯500g,在氮气气氛下,在100℃下反应7小时,合成末端具有异氰酸酯基的氨基甲酸酯预聚物。反应终点通过异氰酸酯基的逆滴定法确认。
(聚氨酯脲树脂(U1)的制造)
氨基甲酸酯预聚物反应结束后,将反应液冷却至0℃附近,溶解在异丙醇1430g、二乙基酮2670g中后,将液温保持在0℃。接着,在30分钟内滴落作为增链剂的双-(4-氨基环己基)甲烷171g和二乙基酮145g的混合溶液,在0℃反应1小时。然后,通过滴落1,2,2,6,6-五甲基-4-氨基哌啶42g,在0℃反应1小时,得到聚氨酯脲树脂(U1)的二乙基酮溶液。得到的聚氨酯脲树脂(U1)的数均分子量为19,000,重均分子量为41,000,多分散度为2.16,软化点为105℃(软化起始温度:约80℃),运动粘度为15,000cSt。
予以说明,开始滴落作为多胺化合物的双-(4-氨基环己基)甲烷时的反应液的粘度为0.06kg/m·s,密度为900kg/m3,Maxblend搅拌桨的旋转数为100rpm,雷诺数(Re)为456,通过Maxblend搅拌桨的n·θM-Re曲线,求得混合时间数(n·θM)为14,因此,完全混合时间(θM)为8秒。
<评价方法>
上述聚氨酯脲树脂(U1)的数均分子量、重均分子量、多分散度、软化点、和运动粘度通过以下方法测定。
(数均分子量、重均分子量、和多分散度)
关于数均分子量、重均分子量、和多分散度,通过本文中所述的方法实施分析。
即,使用按聚环氧乙烷换算的凝胶渗透色谱(GPC),在色谱柱:Shodex KD-806M(昭和电工株式会社制)2根串联连接、洗脱液:LiBr(10mmol/L)/DMF溶液、流速:1ml/min、检测器:RI检测器、聚氨酯脲树脂(U1)样品溶液:1.0%二甲基甲酰胺(DMF)溶液的条件下测定,使用日本ウォーターズ株式会社制的GPC解析软件“Empower Personal GPC Option”计算。另外,多分散度为通过重均分子量/数均分子量计算的值,由通过上述方法求得的数均分子量、和重均分子量计算。
(耐热性;软化点)
将聚氨酯脲树脂溶液(U1)流入到不锈钢的容器中,在40℃下干燥10小时、60℃下干燥10小时、再在真空干燥机中在60℃下干燥12小时,由此制作厚度1mm的试验片。将得到的试验片使用热机械测定装置(セイコーインスツルメント社制,TMA120C),在升温速度:10℃/分钟、测定温度范围:30~200℃、探针:顶端直径0.5mm的针入探针的条件下,测定软化点。
(运动粘度)
将聚氨酯脲树脂(U1)溶液约10g装入Cannon-Fenske粘度计(#600),将该Cannon-Fenske粘度计(柴田科学株式会社制)在控制在25℃±0.1℃的恒温水槽中浸渍15分钟后,测定运动粘度。
(2)光致变色组合物1的调制
添加聚氨酯脲树脂(U1)的溶液1000g、光致变色化合物5.7g(PC1/PC2/PC3=4.0/1.0/0.7g)、4,4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)的异构体混合物43.2g、以及作为抗氧化剂的双(氧乙烯)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸亚乙酯]3.6g、作为表面活性剂的DOWCORNING TORAY L-7001 0.5g,在室温下进行搅拌和混合,得到光致变色组合物1。
PC1:下述式表示的化合物
PC2:下述式表示的化合物
PC3:下述式表示的化合物
(3)偏光膜的调制
将厚度75μm的聚乙烯醇膜(商品名VF-PS#7500;クラレ社制)整卷儿使用碘0.04%和碘化钾0.4%的混合溶液(染色液)在保持在30℃的上述染色浴中,一边拉伸至相对于整卷儿的长度的3倍,一边染色上述膜。将该膜进一步浸渍在3.5%硼酸水溶液(拉伸浴)中,进行拉伸至整卷儿的长度的6倍,由此制作偏光膜1(厚度27μm)。得到的偏光膜的目视透射率为42.5%,偏光度为99.2%。
(4)聚氨酯脲树脂(U2)的制造
(氨基甲酸酯预聚物的制造)
在具备桨直径135mm的Maxblend搅拌桨和挡板的内径260mm、高度280mm的、装量10L的反应容器中连接冷却管、温度计、氮气导入管。Maxblend搅拌桨在100rpm下搅拌。
向该反应容器中装入数均分子量1000的聚碳酸酯二醇800g、异佛尔酮二异氰酸酯350g、甲苯250g,在氮气气氛下,在110℃下反应7小时,合成末端具有异氰酸酯基的氨基甲酸酯预聚物。反应终点通过异氰酸酯基的逆滴定法确认。
(聚氨酯脲树脂(U2)的制造)
氨基甲酸酯预聚物反应结束后,将反应液冷却至20℃附近,溶解在丙二醇-单甲基醚5000g中后,将液温保持在20℃。接着,在30分钟内滴落作为增链剂的异佛尔酮二胺121.5g,在20℃反应1小时。然后,滴落正丁胺9g,在20℃反应1小时,由此得到聚氨酯脲树脂(U2)的丙二醇-单甲基醚溶液。得到的聚氨酯脲树脂(U2)的数均分子量为49,000,重均分子量为89,000,多分散度为1.82,软化点为175℃(软化起始温度;约155℃),运动粘度为2,500cSt。
予以说明,开始滴落作为多胺化合物的异佛尔酮二胺时的反应液的粘度为0.04kg/m·s,密度为950kg/m3,Maxblend搅拌桨的旋转数为100rpm,雷诺数(Re)为721,通过Maxblend搅拌桨的n·θM-Re曲线,求得混合时间数(n·θM)为12,因此,完全混合时间(θM)为7秒。
(5)粘合层用粘合剂1的调制
向聚氨酯脲树脂(U2)的溶液1000g中添加作为表面活性剂的DOW CORNING TORAYL-7001 0.7g,在室温下进行搅拌和混合,得到粘合层用粘合剂1。
(6)层叠体的制作
将(2)得到的光致变色组合物1使用涂布机(テスター产业制)涂布在(3)得到的偏光膜上,在干燥温度80℃下干燥3分钟,由此得到膜厚40μm的具有含有光致变色组合物1的粘合层的偏光膜。接着,在该含有光致变色组合物1的粘合层上贴合厚度300μm的聚碳酸酯片(单轴拉伸片;相位差约4500nm)。
进而,在上述层叠片的偏光膜侧,使用涂布机(テスター产业制)涂布(5)得到的粘合层用粘合剂1(U2),在干燥温度80℃下干燥5分钟,由此层叠膜厚3μm的粘合层,接着,在该粘合层上贴合厚度300μm的含有聚碳酸酯的光学片。
通过将该层叠体在40℃下放置1周,得到总厚度为约670μm的具有偏光特性和光致变色特性的本发明的层叠体。
得到的层叠体的目视透射率为41.0%,偏光度为99.1%,作为紫外线照射后的光致变色特性的显色时的目视透射率为11.0%,退色速度为45秒,耐久性为93%。另外,剥离强度在25℃为150N/25mm,在70℃气氛下的剥离强度为120N/25mm,在150℃气氛下的剥离强度为20N/25mm,耐汗试验中的密合稳定时间为约400小时(维持密合性408小时)。
予以说明,这些评价按如下所述进行。
〔目视透射率(显色前)〕
将得到的层叠体作为样品,使用岛津制作所制紫外可见分光光度计UV-2550,测定层叠体的紫外线照射前的目视透射率。
〔偏光度(显色前)〕
将得到的层叠体2片作为样品,使用岛津制作所制紫外可见分光光度计UV-2550,测定平行透射率(Tp)和正交透射率(Tc),通过下式求出偏光度(P)。
偏光度(P)(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}×100
予以说明,上述Tp和Tc是通过JIS Z 8701的2度视野(C光源)测定的、进行了可见度校正的Y值。
〔光致变色特性〕
将得到的层叠体作为样品,向其使用(株)浜松ホトニクス制的氙灯L-2480(300W)SHL-100经由Air Mass过滤器(コーニング社制)在23℃向层叠体表面照射光束强度365nm=2.4mW/cm2、245nm=24μW/cm2的光120秒,使之显色,测定层叠体的光致变色特性。
光致变色特性:1)显色时的目视透射率:通过(株)大塚电子工业制的分光光度计(瞬间多通道测光系统MCPD1000)求得的照射上述光120秒后的目视透射率。
光致变色特性:2)退色速度〔t1/2(秒)〕:首先,通过(株)大塚电子工业制的分光光度计(瞬间多通道测光系统MCPD1000),求出显色后的最大吸收波长。接着,求出上述最大吸收波长处的照射120秒后的吸光度ε(120)与最大吸收波长的未照射时的吸光度ε(0)的差{ε(120)-ε(0)},照射120秒后,停止光照射,此时,求出样品的上述最大吸收波长处的吸光度降低至{ε(120)-ε(0)}的1/2为止所需要的时间(退色速度)。可以说,该时间越短,光致变色特性越优异。
光致变色特性:3)耐久性(%)=〔(A96/A0)×100〕:为了评价由光照射产生的显色的耐久性,进行以下的劣化促进试验。即,将得到的层叠体通过Suga试验器(株)制氙灯耐候试验机X25进行96小时促进劣化。然后,在试验前后进行上述显色浓度的评价,测定试验前的显色浓度(A0)和试验后的显色浓度(A96),将〔(A96)/A0〕×100〕的值设为残存率(%),作为显色的耐久性的指标。残存率越高,显色的耐久性越高。
〔剥离强度〕
将得到的层叠体设为具有25×100mm的粘接部分的试验片,安装在具备可设定试验气氛温度的恒温槽的试验机(Autograph AGS-500NX,岛津制作所制)中,以十字头速度100mm/min进行拉伸试验,分别测定下述1)~3)的剥离强度。
剥离强度:1)25℃下的剥离强度通过将切出成上述尺寸的试验片在设定在25℃的恒温槽内放置10分钟后,按如上所述进行测定。
剥离强度:2)在70℃气氛下的剥离强度通过将切出成上述尺寸的试验片在设定在70℃的恒温槽内加热10分钟后,按如上所述进行测定。
剥离强度:3)150℃气氛下的剥离强度通过将切出成上述尺寸的试验片在设定在150℃的恒温槽内加热10分钟后,按如上所述进行测定。
〔耐汗试验〕
将得到的层叠体切出成直径50mm的圆形,将该试验片的外周用环状的不锈钢制夹具紧固。另外,在带盖的塑料容器中准备人工汗(添加有10%食盐和5%乳酸的蒸留水),在该人工汗中浸渍上述试验片。将装入有该试验片和人工汗的塑料容器保存在70℃下,每隔24小时目测评价试验片的端部有无剥离。评价结果的数值为显示稳定的粘合性的时间(直至临发生剥离的时间)。
实施例2
将实施例1得到的层叠体以含有光致变色组合物1的粘合层侧为凸面、偏光膜层侧为凹面的方式热弯曲加工成球面形状。热弯曲加工按如下所述实施:准备在模具中心具有可减压抽吸的抽吸口的凹型的模具,将冲切成φ80mm的层叠体以含有光致变色组合物1的粘合层侧位于模具侧的方式配置,然后在130℃下减压抽吸5分钟。由此,得到具有以含有光致变色组合物1的粘合层侧为凸面、偏光膜层侧为凹面的球面形状的层叠体。
接着,将得到的具有球面形状的层叠体设置在注射成型机的凹型的模具中,加热至100℃。在注射成型机中填充进行了120℃、5小时的预热的聚碳酸酯树脂的颗粒(帝人化成制パンライト),在300℃、60rpm下加热熔融,在注射压力14000N/cm2下向层叠体的背面侧(偏光膜层侧)注射,由此制造与聚碳酸酯树脂一体化的塑料透镜(光学物品)。得到的塑料透镜的目视透射率为40.5%,偏光度为99.1%,作为紫外线照射后的光致变色特性的显色时的目视透射率为11.0%,退色速度为45秒,耐久性为93%。另外,耐汗试验中的密合稳定时间为约1000小时(维持密合性1008小时)。另外,弯曲加工性为A。予以说明,弯曲加工性的评价按如下所述进行。
〔弯曲加工性〕
在实施上述的弯曲加工时,将可弯曲加工成期望形状那样的层叠体设为A、将产生了若干变形的层叠体设为B、将产生了难以设置在注射成型机的模具中的程度的变形的层叠体设为C,实施目视评价。
实施例3
将由(2)得到的光致变色组合物1使用涂布机(テスター产业制)涂布在由(3)得到的偏光膜上,在干燥温度80℃下干燥3分钟,由此得到膜厚40μm的具有含有光致变色组合物1的粘合层的偏光膜。接着,在该含有光致变色组合物1的粘合层上,贴合厚度300μm的聚碳酸酯片(单轴拉伸片;相位差约4500nm)。
进而,在上述层叠片的偏光膜侧,使用涂布机(テスター产业制)涂布丙烯酸系粘合剂(サイデン化学社制サイビノールAT-245),在干燥温度80℃下干燥5分钟,由此层叠膜厚10μm的粘合层,接着,在该粘合层上贴合厚度300μm的含有聚碳酸酯的光学片。
通过将该层叠体在40℃下放置1周,得到总厚度为约677μm的具有偏光特性和光致变色特性的本发明的层叠体。
得到的层叠体的目视透射率为41.0%,偏光度为99.1%,作为紫外线照射后的光致变色特性的显色时的目视透射率为11.0%,退色速度为45秒,耐久性为93%。另外,剥离强度在室温下为120N/25mm,在70℃气氛下的剥离强度为90N/25mm,在150℃气氛下的剥离强度为10N/25mm,耐汗试验中的密合稳定时间为约200小时(维持密合性216小时)。
实施例4
通过将实施例3得到的层叠体采用与实施例2同样的方法进行热弯曲加工和注射成型,制造与聚碳酸酯树脂一体化的塑料透镜(光学物品)。得到的塑料透镜的目视透射率为40.6%,偏光度为99.1%,作为紫外线照射后的光致变色特性的显色时的目视透射率为11.0%,退色速度为45秒,耐久性为93%。另外,耐汗试验中的密合稳定时间为约500小时(维持密合性504小时)。另外,弯曲加工性为B。
实施例5
将由(2)得到的光致变色组合物1使用涂布机(テスター产业制)涂布在由(3)得到的偏光膜上,在干燥温度80℃下干燥3分钟,由此得到膜厚40μm的具有含有光致变色组合物1的粘合层的偏光膜。接着,在该含有光致变色组合物1的粘合层上贴合厚度300μm的聚碳酸酯片(单轴拉伸片;相位差约4500nm)。
进而,在上述层叠片的偏光膜侧,使用涂布机(テスター产业制)涂布烯烃系粘合剂(巴工业社制ライコン142),在干燥温度80℃下干燥5分钟,由此层叠膜厚10μm的粘合层,接着,在该粘合层上贴合厚度300μm的含有聚碳酸酯的光学片。
通过将该层叠体在40℃下放置1周,得到总厚度为约677μm的具有偏光特性和光致变色特性的本发明的层叠体。
得到的层叠体的目视透射率为41.0%,偏光度为99.1%,作为紫外线照射后的光致变色特性的显色时的目视透射率为11.0%,退色速度为45秒,耐久性为93%。另外,剥离强度在室温下为120N/25mm,在70℃气氛下的剥离强度为80N/25mm,在150℃气氛下的剥离强度为10N/25mm,耐汗试验中的密合稳定时间为约200小时(维持密合性216小时)。
实施例6
通过将实施例5得到的层叠体采用与实施例2同样的方法进行热弯曲加工和注射成型,制造与聚碳酸酯树脂一体化的塑料透镜(光学物品)。得到的塑料透镜的目视透射率为40.6%,偏光度为99.1%,作为紫外线照射后的光致变色特性的显色时的目视透射率为11.0%,退色速度为45秒,耐久性为93%。另外,耐汗试验中的密合稳定时间为约400小时(维持密合性408小时)。另外,弯曲加工性为B。
实施例7
将由(2)得到的光致变色组合物1使用涂布机(テスター产业制)涂布在由(3)得到的偏光膜上,在干燥温度80℃下干燥3分钟,由此得到膜厚40μm的具有含有光致变色组合物1的粘合层的偏光膜。接着,在该含有光致变色组合物1的粘合层上贴合厚度300μm的聚碳酸酯片(单轴拉伸片;相位差约4500nm)。
进而,在上述层叠片的偏光膜侧,使用涂布机(テスター产业制)涂布混合有湿气固化型氨基甲酸酯粘合剂(三井武田化学社制タケネート)和三异氰酸酯系固化剂的涂布液,在干燥温度80℃下干燥5分钟,由此层叠膜厚10μm的粘合层,接着,在该粘合层上贴合厚度300μm的含有聚碳酸酯的光学片。
通过将该层叠体在40℃下放置1周,得到总厚度为约677μm的具有偏光特性和光致变色特性的本发明的层叠体。
得到的层叠体的目视透射率为41.0%,偏光度为99.1%,作为紫外线照射后的光致变色特性的显色时的目视透射率为11.0%,退色速度为45秒,耐久性为93%。另外,剥离强度在室温下为160N/25mm,在70℃气氛下的剥离强度为120N/25mm,在150℃气氛下的剥离强度为20N/25mm,耐汗试验中的密合稳定时间为约450小时(维持密合性456小时)。
实施例8
通过将实施例7得到的层叠体采用与实施例2同样的方法进行热弯曲加工和注射成型,制造与聚碳酸酯树脂一体化的塑料透镜(光学物品)。得到的塑料透镜的目视透射率为40.6%,偏光度为99.1%,作为紫外线照射后的光致变色特性的显色时的目视透射率为11.0%,退色速度为45秒,耐久性为93%。另外,耐汗试验中的密合稳定时间为约1000小时(维持密合性1008小时)。另外,弯曲加工性为B。
实施例9
将由(2)得到的光致变色组合物1使用涂布机(テスター产业制)涂布在由(3)得到的偏光膜上,在干燥温度80℃下干燥3分钟,由此得到膜厚40μm的具有含有光致变色组合物1的粘合层的偏光膜。接着,在该含有光致变色组合物1的粘合层上贴合厚度300μm的聚碳酸酯片(单轴拉伸片;相位差约4500nm)。
进而,在上述层叠片的偏光膜侧,使用涂布机(テスター产业制)涂布聚乙烯醇系粘合剂(日本合成社制ゴーセノール),在干燥温度80℃下干燥5分钟,由此层叠膜厚10μm的粘合层,接着,在该粘合层上贴合厚度300μm的含有聚碳酸酯的光学片。
通过将该层叠体在40℃下放置1周,得到总厚度为约677μm的具有偏光特性和光致变色特性的本发明的层叠体。
得到的层叠体的目视透射率为41.0%,偏光度为99.1%,作为紫外线照射后的光致变色特性的显色时的目视透射率为11.0%,退色速度为45秒,耐久性为93%。另外,剥离强度在室温下为130N/25mm,在70℃气氛下的剥离强度为100N/25mm,在150℃气氛下的剥离强度为15N/25mm,耐汗试验中的密合稳定时间为约350小时(维持密合性360小时)。
实施例10
通过将实施例7得到的层叠体采用与实施例2同样的方法进行热弯曲加工和注射成型,制造与聚碳酸酯树脂一体化的塑料透镜(光学物品)。得到的塑料透镜的目视透射率为40.6%,偏光度为99.1%,作为紫外线照射后的光致变色特性的显色时的目视透射率为11.0%,退色速度为45秒,耐久性为93%。另外,耐汗试验中的密合稳定时间为约800小时(维持密合性816小时)。另外,弯曲加工性为B。
实施例11
将由(5)得到的粘合层用粘合剂1使用涂布机(テスター产业制)涂布在由(3)得到的偏光膜上,在干燥温度80℃下干燥5分钟,由此得到具有膜厚3μm的粘合层的偏光膜。在该粘合层上贴合厚度150μm的聚碳酸酯片(单轴拉伸片;相位差约4500nm)。
进而,在另一方的偏光膜面上使用涂布机(テスター产业制)涂布由(5)得到的粘合层用粘合剂1,在干燥温度80℃下干燥5分钟,层叠膜厚3μm的粘合层后,在该粘合层上贴合厚度300μm的聚碳酸酯片,得到被夹在2片聚碳酸酯之间的偏光片。
在上述偏光片的厚度150μm的聚碳酸酯片(单轴拉伸片;相位差约4500nm)的面上使用涂布机(テスター产业制)涂布由(2)得到的光致变色组合物1,在干燥温度80℃下干燥3分钟,由此得到膜厚40μm的具有含有光致变色组合物1的粘合层的偏光片。接着,在该含有光致变色组合物1的粘合层上贴合厚度150μm的聚碳酸酯片(单轴拉伸片;相位差约4500nm)。
通过将该层叠体在40℃下放置1周,得到总厚度为约673μm的具有偏光特性和光致变色特性的层叠体。
得到的层叠体的目视透射率为41.3%,偏光度为99.2%,作为紫外线照射后的光致变色特性的显色时的目视透射率为11.0%,退色速度为45秒,耐久性为93%。另外,剥离强度在室温下为140N/25mm,在70℃气氛下的剥离强度为110N/25mm,在150℃气氛下的剥离强度为20N/25mm,耐汗试验中的密合稳定时间为约400小时(维持密合性408小时)。
实施例12
通过将实施例11得到的层叠体采用与实施例2同样的方法进行热弯曲加工和注射成型,制造与聚碳酸酯树脂一体化的塑料透镜(光学物品)。得到的塑料透镜的目视透射率为40.6%,偏光度为99.1%,作为紫外线照射后的光致变色特性的显色时的目视透射率为11.0%,退色速度为45秒,耐久性为93%。另外,耐汗试验中的密合稳定时间为约1000小时(维持密合性1008小时)。另外,弯曲加工性为A。
实施例13
对于实施例11得到的层叠体,设置在含有光致变色组合物1的粘合层的两侧涂布由(5)得到的粘合层用粘合剂1而得到的粘合层,除此以外,得到与实施例3相同构成的层叠体。该层叠体的总厚度为约680μm。
得到的层叠体的目视透射率为41.5%,偏光度为99.0%,作为紫外线照射后的光致变色特性的显色时的目视透射率为11.0%,退色速度为45秒,耐久性为93%。另外,剥离强度在室温下为180N/25mm,在70℃气氛下的剥离强度为125N/25mm,在150℃气氛下的剥离强度为30N/25mm,耐汗试验中的密合稳定时间为约800小时(维持密合性816小时)。
实施例14
通过将实施例13得到的层叠体采用与实施例2同样的方法进行热弯曲加工和注射成型,制造与聚碳酸酯树脂一体化的塑料透镜(光学物品)。得到的塑料透镜的目视透射率为40.8%,偏光度为99.0%,作为紫外线照射后的光致变色特性的显色时的目视透射率为11.0%,退色速度为45秒,耐久性为93%。另外,耐汗试验中的密合稳定时间为约1400小时(维持密合性1416小时)。另外,弯曲加工性为A。
实施例15
对于实施例11得到的层叠体,设置在含有光致变色组合物1的粘合层的两侧涂布混合了湿气固化型氨基甲酸酯粘合剂(三井武田化学社制タケネート)和三异氰酸酯系固化剂的涂布液而得到的粘合层,除此以外,得到与实施例13相同构成的层叠体。该层叠体的总厚度为约680μm。
得到的层叠体的目视透射率为41.5%,偏光度为99.0%,作为紫外线照射后的光致变色特性的显色时的目视透射率为11.0%,退色速度为45秒,耐久性为93%。另外,剥离强度在室温下为170N/25mm,在70℃气氛下的剥离强度为125N/25mm,在150℃气氛下的剥离强度为30N/25mm,耐汗试验中的密合稳定时间为约700小时(维持密合性720小时)。
实施例16
通过将实施例15得到的层叠体采用与实施例2同样的方法进行热弯曲加工和注射成型,制造与聚碳酸酯树脂一体化的塑料透镜(光学物品)。得到的塑料透镜的目视透射率为40.8%,偏光度为99.0%,作为紫外线照射后的光致变色特性的显色时的目视透射率为11.0%,退色速度为45秒,耐久性为93%。另外,耐汗试验中的密合稳定时间为约1300小时(维持密合性1320小时)。另外,弯曲加工性为B。
实施例17
对实施例11得到的层叠体,设置在含有光致变色组合物1的粘合层的单侧涂布聚乙烯醇系粘合剂(日本合成社制ゴーセノール)而得到的粘合层、且设置在含有光致变色组合物1的粘合层的另一侧涂布丙烯酸系粘合剂(サイデン化学社制サイビノールAT-245)而得到的粘合层,除此以外,得到与实施例13相同构成的层叠体。该层叠体的总厚度为约680μm。
得到的层叠体的目视透射率为41.5%,偏光度为99.0%,作为紫外线照射后的光致变色特性的显色时的目视透射率为11.0%,退色速度为45秒,耐久性为93%。另外,剥离强度在室温下为130N/25mm,在70℃气氛下的剥离强度为110N/25mm,在150℃气氛下的剥离强度为20N/25mm,耐汗试验中的密合稳定时间为约500小时(维持密合性504小时)。
实施例18
通过将实施例17得到的层叠体采用与实施例2同样的方法进行热弯曲加工和注射成型,制造与聚碳酸酯树脂一体化的塑料透镜(光学物品)。得到的塑料透镜的目视透射率为40.8%,偏光度为99.0%,作为紫外线照射后的光致变色特性的显色时的目视透射率为11.0%,退色速度为45秒,耐久性为93%。另外,耐汗试验中的密合稳定时间为约1100小时(维持密合性1104小时)。另外,弯曲加工性为B。
实施例19
作为偏光膜,使用厚度180μm、目视透射率为43.7%的偏光片(住友化学工业社制,商品名スミカランSQ-1852A)。该偏光片是使用碘系染料在偏光度99.9%的聚乙烯醇制成的厚度20μm的偏光膜的两面上接合各自的厚度为80μm的三醋酸纤维素膜而成的。
将由(5)得到的粘合层用粘合剂1使用涂布机(テスター产业制)涂布在(3)所述的偏光片上,在干燥温度80℃下干燥5分钟,由此得到具有膜厚3μm的粘合层的偏光片。在该粘合层上贴合厚度300μm的聚碳酸酯片。
进而,在另一方的偏光片上的三醋酸纤维素膜面上使用涂布机(テスター产业制)涂布由(2)得到的光致变色组合物1,在干燥温度80℃下干燥3分钟,层叠膜厚40μm的含有光致变色组合物1的粘合层,然后,在该含有光致变色组合物1的粘合层上贴合厚度150μm的聚碳酸酯片(单轴拉伸片;相位差约4500nm)。
通过将该层叠体在40℃下放置1周,得到总厚度为约673μm的具有偏光特性和光致变色特性的层叠体。
得到的层叠体的目视透射率为43.3%,偏光度为99.9%,作为紫外线照射后的光致变色特性的显色时的目视透射率为11.0%,退色速度为45秒,耐久性为93%。另外,剥离强度在室温下为140N/25mm,在70℃气氛下的剥离强度为110N/25mm,在150℃气氛下的剥离强度为20N/25mm,耐汗试验中的密合稳定时间为约400小时(维持密合性408小时)。
实施例20
通过将实施例19得到的层叠体采用与实施例2同样的方法进行热弯曲加工和注射成型,制造与聚碳酸酯树脂一体化的塑料透镜(光学物品)。得到的塑料透镜的目视透射率为43.2%,偏光度为99.9%,作为紫外线照射后的光致变色特性的显色时的目视透射率为11.0%,退色速度为45秒,耐久性为93%。另外,耐汗试验中的密合稳定时间为约900小时(维持密合性912小时)。另外,弯曲加工性为A。
实施例21
对于实施例19得到的层叠体,设置在含有光致变色组合物1的粘合层的两侧涂布由(5)得到的粘合层用粘合剂1而得到的粘合层,除此以外,得到与实施例19相同构成的层叠体。该层叠体的总厚度为约686μm。
得到的层叠体的目视透射率为43.3%,偏光度为99.9%,作为紫外线照射后的光致变色特性的显色时的目视透射率为11.0%,退色速度为45秒,耐久性为93%。另外,剥离强度在室温下为180N/25mm,在70℃气氛下的剥离强度为125N/25mm,在150℃气氛下的剥离强度为30N/25mm,耐汗试验中的密合稳定时间为约800小时(维持密合性816小时)。
实施例22
通过将实施例21得到的层叠体采用与实施例2同样的方法进行热弯曲加工和注射成型,制造与聚碳酸酯树脂一体化的塑料透镜(光学物品)。得到的塑料透镜的目视透射率为43.2%,偏光度为99.9%,作为紫外线照射后的光致变色特性的显色时的目视透射率为11.0%,退色速度为45秒,耐久性为93%。另外,耐汗试验中的密合稳定时间为约1400小时(维持密合性1416小时)。另外,弯曲加工性为A。
实施例23
聚氨酯脲树脂(U3)的制造
将开始滴落作为多胺化合物的双-(4-氨基环己基)甲烷时的Maxblend搅拌桨的旋转数设定为40rpm,除此以外,采用与上述(1)同样的方法,进行含有光致变色组合物的粘合层用聚氨酯脲树脂的制造。得到的聚氨酯脲树脂(U3)的数均分子量为21,000,重均分子量为54,000,多分散度为2.57,软化点为100℃(软化起始温度;约50℃),运动粘度为55,000cSt。
予以说明,通过将开始滴落作为多胺化合物的双-(4-氨基环己基)甲烷时的Maxblend搅拌桨的旋转数变更为40rpm,雷诺数(Re)达到192,通过Maxblend搅拌桨的n·θM-Re曲线,求得混合时间数(n·θM)为25,因此,完全混合时间(θM)为38秒。
接着,使用聚氨酯脲树脂(U3)的溶液,除此以外,与上述(2)同样操作,得到光致变色组合物2。
进而,将光致变色组合物1置换为光致变色组合物2,除此以外,与实施例1所述的方法同样操作,得到层叠体。该层叠体为总厚度为约670μm的具有偏光特性和光致变色特性的层叠体。
得到的层叠体的目视透射率为41.0%,偏光度为99.1%,作为紫外线照射后的光致变色特性的显色时的目视透射率为11.0%,退色速度为45秒,耐久性为91%。另外,剥离强度在室温下为140N/25mm,在70℃气氛下的剥离强度为80N/25mm,在150℃气氛下的剥离强度为20N/25mm,耐汗试验中的密合稳定时间为约100小时(维持密合性96小时)。
实施例24
通过将实施例23得到的层叠体采用与实施例2同样的方法进行热弯曲加工和注射成型,制造与聚碳酸酯树脂一体化的塑料透镜(光学物品)。得到的塑料透镜的目视透射率为40.5%,偏光度为99.1%,作为紫外线照射后的光致变色特性的显色时的目视透射率为11.0%,退色速度为45秒,耐久性为91%。另外,耐汗试验中的密合稳定时间为约300小时(维持密合性312小时)。另外,弯曲加工性为B。
实施例25(图5的构成的层叠体)
在厚度300μm的聚碳酸酯片(单轴拉伸片;相位差约4500nm)上使用涂布机(テスター产业制)涂布由(5)得到的粘合层用粘合剂1,在干燥温度80℃下干燥5分钟,由此层叠膜厚5μm的粘合层(图5的粘合层8)。接着,在PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)制膜(帝人杜邦薄膜株式会社制ピューレックス膜,带涂硅膜)上涂布由(2)得到的光致变色组合物1,在110℃下干燥10分钟后,制作膜厚40μm的光致变色层,将该光致变色层与上述粘合层(图5的粘合层8)贴合。
另外,在厚度300μm的聚碳酸酯片上使用涂布机(テスター产业制)涂布由(5)得到的粘合层用粘合剂1,在干燥温度80℃下干燥5分钟,由此层叠膜厚5μm的粘合层(图5的粘合层8)。接着,在PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)制膜(帝人杜邦薄膜株式会社制ピューレックス膜、带涂硅膜)上涂布由下述的(7)得到的粘合层用粘合剂2,在110℃下干燥10分钟后,制作膜厚40μm的含有该粘合层用粘合剂2的层,将该含有粘合层用粘合剂2的层与上述聚碳酸酯片上的粘合层(图5的粘合层8)贴合。
一边从上述2种片上分别剥离PET制膜,一边在两片之间夹入上述(3)的偏光膜1。将得到的层叠物在40℃、真空下静置24小时后,在90℃下加热处理60分钟,接着,在60℃、100%RH下进行24小时的加湿处理,最后在40℃、真空下静置24小时,由此得到总厚度为约710μm的具有偏光特性和光致变色特性的如图5所示层叠结构的层叠体。予以说明,该层叠体是层构成为耐热性的具有对称性的层叠体。
(7)粘合层用粘合剂2的调制
添加聚氨酯脲树脂(U1)的溶液1000g、4,4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)的异构体混合物43.2g、作为表面活性剂的DOW CORNING TORAY L-7001 0.5g,在室温下进行搅拌和混合,得到粘合层用粘合剂2。该粘合层用粘合剂2不含光致变色化合物,除此以外,具有与上述光致变色组合物1相同的组成。
得到的层叠体的评价与实施例1同样地实施。
实施例26
将实施例25得到的层叠体采用与实施例2同样的方法实施塑料透镜(光学物品)的制造和评价。评价结果记载于表5。
实施例27
对于实施例1得到的层叠体,将光致变色组合物1变更为下述光致变色组合物3,除此以外,实施与实施例1同样的操作,得到与实施例1相同构成的层叠体,进行同样的评价。该层叠体的总厚度为约670μm。
(8)光致变色组合物3的调制
添加聚氨酯脲树脂(U1)的溶液1000g、光致变色化合物5.7g(PC1/PC2/PC3=4.0/1.0/0.7g)、以及作为抗氧化剂的双(氧乙烯)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸亚乙酯]3.6g、作为表面活性剂的DOW CORNING TORAY L-7001 0.5g,在室温下进行搅拌和混合,得到光致变色组合物3。
实施例28
将实施例27得到的层叠体采用与实施例2同样的方法实施塑料透镜(光学物品)的制造和评价。
实施例29
对于实施例25得到的层叠体,将光致变色组合物1变更为光致变色组合物3,除此以外,实施与实施例25同样的操作,得到与实施例25相同构成的层叠体,进行同样的评价。该层叠体的总厚度为约710μm。
实施例30
将实施例29得到的层叠体采用与实施例2同样的方法实施塑料透镜(光学物品)的制造和评价。
实施例31
对于实施例25得到的层叠体,将由粘合层用粘合剂2得到的粘合层的厚度设定为5μm,除此以外,实施与实施例25同样的操作,得到与实施例25相同构成的层叠体,进行同样的评价。该层叠体的总厚度为约675μm。
实施例32
将实施例31得到的层叠体采用与实施例2同样的方法实施塑料透镜(光学物品)的制造和评价。
实施例33
代替光致变色组合物1,使用表2所示组成的光致变色组合物5,代替粘合层用粘合剂2,使用表3所示组成的粘合层用粘合剂3,除此以外,采用与实施例25同样的方法制作层叠体。将评价结果记载于表5。
予以说明,对于光致变色组合物5,在上述的(2)中,将作为(III)成分的(IIIA)4,4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)的异构体混合物、以及(IIIB)六亚甲基二异氰酸酯的缩二脲(ビューレット)化合物设定为表2所示的配比,除此以外,采用与上述(2)同样的方法制作。
对于粘合层用粘合剂3,在上述的(7)中,将作为(III)成分的(IIIA)4,4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)的异构体混合物、以及(IIIB)六亚甲基二异氰酸酯的缩二脲化合物设定为表3所示的配比,除此以外,采用与上述(7)同样的方法制作。该粘合层用粘合剂3不含光致变色化合物,除此以外,具有与上述光致变色组合物5相同的组成。
实施例34
将实施例33得到的层叠体采用与实施例2同样的方法实施塑料透镜(光学物品)的制造和评价。评价结果记载于表6。
实施例35
代替光致变色组合物1,使用表2所示组成的光致变色组合物6,代替粘合层用粘合剂2,使用表3所示组成的粘合层用粘合剂4,除此以外,采用与实施例25同样的方法制作层叠体。评价结果记载于表5。
予以说明,对于光致变色组合物6,在上述的(2)中,将作为(III)成分的(IIIA)4,4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)的异构体混合物、以及(IIIB)六亚甲基二异氰酸酯的缩二脲化合物设定为表2所示的配比,除此以外,采用与上述(2)同样的方法制作。
对于粘合层用粘合剂4,在上述的(7)中,将作为(III)成分的(IIIA)4,4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)的异构体混合物、以及(IIIB)六亚甲基二异氰酸酯的缩二脲化合物设定为表3所示的配比,除此以外,采用与上述(7)同样的方法制作。该粘合层用粘合剂4不含光致变色化合物,除此以外,具有与上述光致变色组合物6相同的组成。
实施例36
将实施例35得到的层叠体采用与实施例2同样的方法实施塑料透镜(光学物品)的制造和评价。评价结果记载于表6。
实施例37
代替光致变色组合物1,使用表2所示组成的光致变色组合物7,代替粘合层用粘合剂2,使用表3所示组成的粘合层用粘合剂5,除此以外,采用与实施例25同样的方法制作层叠体。评价结果记载于表5。
予以说明,对于光致变色组合物7,在上述的(2)中,将作为(III)成分的(IIIA)4,4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)的异构体混合物、以及(IIIB)六亚甲基二异氰酸酯的缩二脲化合物设定为表2所示的配比,除此以外,采用与上述(2)同样的方法制作。
对于粘合层用粘合剂5,在上述的(7)中,将作为(III)成分的(IIIA)4,4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)的异构体混合物、以及(IIIB)六亚甲基二异氰酸酯的缩二脲化合物设定为表3所示的配比,除此以外,采用与上述(7)同样的方法制作。该粘合层用粘合剂5不含光致变色化合物,除此以外,具有与上述光致变色组合物7相同的组成。
实施例38
将实施例37得到的层叠体采用与实施例2同样的方法实施塑料透镜(光学物品)的制造和评价。评价结果记载于表6。
实施例39
代替光致变色组合物1,使用表2所示组成的光致变色组合物8,代替粘合层用粘合剂2,使用表3所示组成的粘合层用粘合剂6,除此以外,采用与实施例25同样的方法制作层叠体。评价结果记载于表5。
予以说明,对于光致变色组合物8,在上述的(2)中,将作为(III)成分的(IIIA)4,4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)的异构体混合物、以及(IIIB)六亚甲基二异氰酸酯的缩二脲化合物设定为表2所示的配比,除此以外,采用与上述(2)同样的方法制作。
对于粘合层用粘合剂6,在上述的(7)中,将作为(III)成分的(IIIA)4,4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)的异构体混合物、以及(IIIB)六亚甲基二异氰酸酯的缩二脲化合物设定为表3所示的配比,除此以外,采用与上述(7)同样的方法制作。该粘合层用粘合剂6不含光致变色化合物,除此以外,具有与上述光致变色组合物8相同的组成。
实施例40
将实施例39得到的层叠体采用与实施例2同样的方法实施塑料透镜(光学物品)的制造和评价。评价结果记载于表6。
实施例41
代替光致变色组合物1,使用表2所示组成的光致变色组合物9,代替粘合层用粘合剂2,使用表3所示组成的粘合层用粘合剂7,除此以外,采用与实施例25同样的方法制作层叠体。评价结果记载于表5。
予以说明,对于光致变色组合物9,在上述的(2)中,将作为(III)成分的(IIIA)4,4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)的异构体混合物、以及(IIIB)六亚甲基二异氰酸酯的异氰尿酸酯化合物设定为表2所示的配比,除此以外,采用与上述(2)同样的方法制作。
对于粘合层用粘合剂7,在上述的(7)中,将作为(III)成分的(IIIA)4,4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)的异构体混合物、以及(IIIB)六亚甲基二异氰酸酯的异氰尿酸酯化合物设定为表3所示的配比,除此以外,采用与上述(7)同样的方法制作。该粘合层用粘合剂7不含光致变色化合物,除此以外,具有与上述光致变色组合物9相同的组成。
实施例42
将实施例41得到的层叠体采用与实施例2同样的方法实施塑料透镜(光学物品)的制造和评价。评价结果记载于表6。
实施例43
代替光致变色组合物1,使用表2所示组成的光致变色组合物10,代替粘合层用粘合剂2,使用表3所示组成的粘合层用粘合剂8,除此以外,采用与实施例25同样的方法制作层叠体。评价结果记载于表5。
予以说明,对于光致变色组合物10,在上述的(2)中,将作为(III)成分的(IIIA)4,4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)的异构体混合物、以及(IIIB)六亚甲基二异氰酸酯的异氰尿酸酯化合物设定为表2所示的配比,除此以外,采用与上述(2)同样的方法制作。
对于粘合层用粘合剂8,在上述的(7)中,将作为(III)成分的(IIIA)4,4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)的异构体混合物、以及(IIIB)六亚甲基二异氰酸酯的异氰尿酸酯化合物设定为表3所示的配比,除此以外,采用与上述(7)同样的方法制作。该粘合层用粘合剂8不含光致变色化合物,除此以外,具有与上述光致变色组合物10相同的组成。
实施例44
将实施例43得到的层叠体采用与实施例2同样的方法实施塑料透镜(光学物品)的制造和评价。评价结果记载于表6。
比较例1
(1’)含有光致变色组合物的粘合层用聚氨酯脲树脂的制造
通过以下方法,合成分子链的末端具有异氰酸酯基的聚氨酯树脂(PI)、和分子链的末端具有羟基的聚氨酯树脂(PII)。
(聚氨酯树脂(PI)的合成)
在具有搅拌桨、冷却管、温度计、氮气导入管的三颈瓶中装入数均分子量1000的聚己内酯多元醇(Daicel化学株式会社制プラクセル)100g、4,4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)39.5g,在氮气气氛下,在90℃下反应6小时,得到末端具有异氰酸酯基的预聚物(聚氨酯树脂(PI))。得到的预聚物(聚氨酯树脂(PI))的分子量按聚氧乙烯换算为2500(理论值;2800)。
(聚氨酯树脂(PII)的合成)
在具有搅拌桨、冷却管、温度计、氮气导入管的三颈瓶中装入数均分子量1000的聚己内酯多元醇(Daicel化学株式会社制プラクセル)100g、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯61.3g,在氮气气氛下,在90℃下反应6小时,得到末端具有异氰酸酯基的预聚物。然后,在加入甲苯200ml后,在氮气气氛下滴加1,4-丁二醇12.7g,在滴落结束后,在90℃下反应24小时,合成分子链的末端具有羟基的聚氨酯树脂(PII)。得到的聚氨酯树脂(PII)的分子量按聚氧乙烯换算为2万(理论值;1万8千)。
(2’)光致变色组合物的调制
添加如上所述得到的聚氨酯树脂(PI)175g、聚氨酯树脂(PII)溶液376g、光致变色化合物5.7g(PC1/PC2/PC3=4.0/1.0/0.7g)、以及作为抗氧化剂的双(氧乙烯)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸亚乙酯]3.6g、作为表面活性剂的DOW CORNING TORAY L-70010.5g,在室温下进行搅拌和混合,得到光致变色组合物。
(3)偏光膜的调制、(4)粘合层用聚氨酯脲树脂的制造、(5)粘合层用粘合剂的调制、和(6)层叠体的制作与实施例1所述的方法完全同样地实施。
得到的层叠体的目视透射率为41.0%,偏光度为99.1%,作为紫外线照射后的光致变色特性的显色时的目视透射率为11.0%,退色速度为45秒,耐久性为60%。另外,剥离强度在初期为80N/25mm,在70℃气氛下的剥离强度为50N/25mm,在150℃气氛下的剥离强度为5N/25mm,耐汗试验中的密合稳定时间为24小时。
比较例2
通过将比较例1得到的层叠体采用与实施例2同样的方法进行热弯曲加工和注射成型,制造与聚碳酸酯树脂一体化的塑料透镜(光学物品)。得到的塑料透镜的目视透射率为41.0%,偏光度为99.1%,作为紫外线照射后的光致变色特性的显色时的目视透射率为11.0%,退色速度为45秒,耐久性为60%。另外,耐汗试验中的密合稳定时间为48小时。
将本发明粘合层所用的树脂的物性汇总于表1、表2和表3,将本发明层叠体的层构成汇总于表4。另外,将本发明的层叠体的评价结果、以及塑料透镜的评价结果分别汇总记载于表5和表6。予以说明,在表2和表3中,光致变色组合物和粘合层用粘合剂的软化点记载为实施与各自的实施例和比较例同样的处理而得到的含有光致变色组合物的粘合层、以及含有粘合层用粘合剂的粘合层的软化点。
由上述实施例1~44可知,将聚氨酯脲树脂用于含有光致变色组合物的粘合层的本发明的层叠体具有良好的光致变色特性、偏光特性、以及高温和耐汗试验中的优异的密合性。
另一方面,如比较例1和2所示,在将2液基固化型的氨基甲酸酯树脂用于含有光致变色组合物的粘合层的情况下,光致变色特性(耐久性)和密合性不充分。
发明效果
本发明的层叠体显示出优异的密合性、偏光特性、光致变色特性。进而,在通过将本发明的层叠体安装在模具中,向该模具中注射成型含有作为热塑性树脂的聚碳酸酯的层而制造光学物品的情况下,不仅层叠体之间,而且在层叠体与注射成型的聚碳酸酯层之间,均发挥优异的密合性,而且维持优异的偏光特性、光致变色特性,并且不易产生光学变形。

Claims (16)

1.层叠体,其中,一对含有聚碳酸酯的光学片或膜经由偏光膜层、以及包含含有(I)聚氨酯脲树脂和(II)光致变色化合物的光致变色组合物的粘合层而层叠。
2.权利要求1所述的层叠体,其中,表示上述(I)聚氨酯脲树脂的多分散度的重均分子量/数均分子量的比在1.6~2.4的范围。
3.权利要求1所述的层叠体,其中,上述光致变色组合物还含有(III)分子内具有至少2个异氰酸酯基的多异氰酸酯化合物。
4.权利要求3所述的层叠体,其中,上述(III)分子内具有至少2个异氰酸酯基的多异氰酸酯化合物为选自具有与仲碳键合的异氰酸酯基的化合物、六亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯的缩二脲化合物、六亚甲基二异氰酸酯的异氰尿酸酯化合物和六亚甲基二异氰酸酯的加成化合物中的至少1种多异氰酸酯化合物。
5.权利要求4所述的层叠体,其中,上述(III)分子内具有至少2个异氰酸酯基的多异氰酸酯化合物含有:
(IIIA)具有与仲碳键合的异氰酸酯基的化合物,和
(IIIB)选自六亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯的缩二脲化合物、六亚甲基二异氰酸酯的异氰尿酸酯化合物和六亚甲基二异氰酸酯的加成化合物中的至少1种化合物。
6.权利要求5所述的层叠体,其中,上述(III)分子内具有至少2个异氰酸酯基的多异氰酸酯化合物含有:
(IIIA)具有与仲碳键合的异氰酸酯基的化合物100质量份,和
(IIIB)选自六亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯的缩二脲化合物、六亚甲基二异氰酸酯的异氰尿酸酯化合物和六亚甲基二异氰酸酯的加成化合物中的至少1种化合物20~150质量份。
7.权利要求1所述的层叠体,其中,上述(I)聚氨酯脲树脂为以下物质的反应产物:
(A)分子末端具有异氰酸酯基的氨基甲酸酯预聚物,
(B)分子内具有2个以上氨基的多胺化合物,和
(C)分子内具有1个可与异氰酸酯基反应的基团的化合物。
8.权利要求1所述的层叠体,其中,上述含有聚碳酸酯的光学片或膜和上述偏光膜层、以及/或者上述偏光膜层和上述含有光致变色组合物的粘合层经由不含光致变色化合物的粘合层而层叠。
9.权利要求1所述的层叠体,其中,在上述偏光膜层和上述含有光致变色组合物的粘合层之间含有至少1片光学片或膜。
10.权利要求1所述的层叠体,其中,在上述偏光膜层的两面上层叠有三醋酸纤维素膜。
11.权利要求1所述的层叠体,其中,上述含有光致变色组合物的粘合层的软化点为100℃以上。
12.权利要求8所述的层叠体,其中,上述含有光致变色组合物的粘合层和上述不含光致变色化合物的粘合层的软化点均为100℃以上。
13.权利要求8所述的层叠体,其按照含有聚碳酸酯的光学片或膜、上述不含光致变色化合物的粘合层、上述含有光致变色组合物的粘合层、偏光膜层、上述不含光致变色化合物的粘合层、和含有聚碳酸酯的光学片或膜的顺序层叠。
14.权利要求13所述的层叠体,其中,在偏光膜层的前面描述的含有光致变色组合物的粘合层与在偏光膜层的后面描述的不含光致变色化合物的粘合层的区别仅在于,含有光致变色化合物。
15.权利要求13所述的层叠体,其中,在偏光膜层的后面描述的不含光致变色化合物的粘合层和含有聚碳酸酯的光学片或膜之间,还存在与该不含光致变色化合物的粘合层不同的粘合层。
16.光学物品,其中,在上述权利要求1所述的层叠体的偏光膜层侧的含有聚碳酸酯的光学片或膜的表面上进一步层叠聚碳酸酯层。
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