CN117120915A - 眼镜镜片防雾膜用组合物和眼镜镜片 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种眼镜镜片防雾膜用组合物,其在15℃时的黏度为20mPa·s以上且80mPa·s以下,固体成分量为10质量%以上且25质量%以下。
Description
技术领域
本发明涉及眼镜镜片防雾膜用组合物和眼镜镜片。
背景技术
一直以来,对于用于防止汽车用的前照灯、仪表板、窗玻璃、镜片、镜子等物品“起雾”的技术进行了各种研究。说起用于防止“起雾”的技术,通常是在表面涂敷表面活性剂而形成防雾层(以下也称为防雾膜),但是在该情况下,效果的持续力极短,如果不在几天内再次涂敷表面活性剂,则不能持续该效果。此外,在用水等擦拭光学物品的污垢的情况下,表面活性剂的防雾层与污垢一起消失,防雾效果消失。此外,在表面涂敷表面活性剂而形成的防雾层在湿度高的环境下对“起雾”的防止不充分,有改善的余地。因此,最近研究了代替表面活性剂、在物品基材上涂敷并成膜吸水性的物质从而形成具有吸水性能的防雾膜、由此防止“起雾”的技术。
例如,在专利文献1中,记载了一种防雾光学物品,在光学物品基材上形成有吸水性膜的防雾光学物品中,上述吸水性膜由两层以上的多层结构构成。例如,在专利文献2中,记载了一种防雾性光学物品,其在玻璃或塑料基材的表面形成以具有特定的聚氧乙烯链的氨基甲酸酯或丙烯酸树脂为主要成分的吸水层,在该吸水层的表面形成以氨基改性聚硅氧烷或巯基改性聚硅氧烷中的至少一种为主要成分的拒水层。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2000-75104号公报;
专利文献2:国际公开2013/005710号。
发明内容
发明要解决的问题
专利文献1、专利文献2中记载的具有吸水性能的防雾膜与以往的在表面涂敷表面活性剂而形成防雾层的情况相比,防雾性、防雾耐久性优异。
然而,这样的防雾膜通常通过将液体状的防雾膜形成用涂敷液涂敷在基材上并成膜而形成,因此有时该涂敷液中已经包含的气泡、涂敷时被卷入的气泡会附着在基材上。像这样,当以气泡附着在基材上的状态使防雾膜干燥和固化时,存在以残留有气泡形状的状态形成防雾膜、得到的物品的外观受损的问题。特别是在眼镜镜片中,需要制造适合每个人的眼睛的眼镜镜片,形状也是各种各样,根据形状有时气泡会大量地附着在基材上。对于这样的问题,要求抑制了气泡产生的防雾液。
对于上述问题,本发明的一种实施方式的目的在于提供能够制造防雾性和外观优异的眼镜镜片的眼镜镜片防雾膜用组合物、以及防雾性和外观优异的眼镜镜片。
用于解决问题的方案
本发明的实施方式涉及以下[1]~[8]。
[1]一种眼镜镜片防雾膜用组合物,其在15℃时的黏度为20mPa·s以上且80mPa·s以下,固体成分量为10质量%以上且25质量%以下。
[2]根据上述[1]所述的眼镜镜片防雾膜用组合物,其中,上述黏度为24mPa·s以上。
[3]根据上述[1]或[2]所述的眼镜镜片防雾膜用组合物,其中,上述固体成分量为17质量%以上。
[4]根据上述[1]~[3]中任一项所述的眼镜镜片防雾膜用组合物,其中,上述眼镜镜片防雾膜用组合物包含成分(A)~(C)。
成分(A):具有来自下述通式(1)所表示的单体(a-1)的结构单元、来自下述通式(2)所表示的单体(a-2)的结构单元、来自(甲基)丙烯酸羟基烷基酯(a-3)的结构单元、以及来自下述通式(3)所表示的单体(a-4)的结构单元的(甲基)丙烯酸系树脂;
成分(B):多元醇化合物(B);
成分(C):多官能异氰酸酯化合物(C);
[化学式1]
在通式(1)中,R1为氢原子或甲基,R2和R3各自独立地为氢原子或碳原子数为1~3的烷基,R2和R3能够相同,也能够不同。
[化学式2]
在通式(2)中,R4为氢原子或甲基,m为1~5的整数。
[化学式3]
在通式(3)中,R5为氢原子或甲基,R6为二价的有机基团,n为0或1以上的整数。
[5]一种眼镜镜片,其具有将上述[1]~[4]中任一项所述的眼镜镜片防雾膜用组合物固化而成的防雾膜。
[6]根据上述[5]所述的眼镜镜片,其中,上述防雾膜为最外层。
[7]根据上述[5]或[6]所述的眼镜镜片,其中,上述眼镜镜片具有基材,在上述基材上直接具有防雾膜。
[8]根据上述[5]~[7]中任一项所述的眼镜镜片,其中,上述防雾膜为单层。
发明效果
根据本发明的一种实施方式,能够提供能够制造防雾性和外观优异的眼镜镜片的眼镜镜片防雾膜用组合物、以及防雾性和外观优异的眼镜镜片。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式和实施例进行说明。有时对相同或相当的部分标注相同的附图标记而不重复进行其说明。在以下说明的实施方式和实施例中,在提及个数、量等的情况下,除有特别记载的情况以外,本发明的范围未必限定于该个数、量等。在以下的实施方式中,除有特别记载的情况以外,各个构成要素对于本发明的实施方式和实施例而言未必是必须的。
在本说明书中的基团(原子团)的表述中,未记载取代或未取代的表述包含不具有取代基和具有取代基这两者。例如,“烷基”是指包含不具有取代基的烷基(未取代烷基)和具有取代基的烷基(取代烷基)。
本说明书中的“(甲基)丙烯酸”的表述表示包含丙烯酸和甲基丙烯酸这两者的概念。对于“(甲基)丙烯酸酯”等类似的表述也是相同的。
本说明书中,有时将来自单体(a-1)的结构单元称为“结构单元(a-1)”、将来自单体(a-2)的结构单元称为“结构单元(a-2)”、将来自单体(a-3)的结构单元称为“结构单元(a-3)”、将来自单体(a-4)的结构单元称为“结构单元(a-4)”。
在本发明中,眼镜镜片防雾膜用组合物(以下也称为防雾膜用组合物)的“黏度”是指根据JIS Z 8803:2011的11(利用振动黏度计的黏度测定方法),在温度15℃测定的值。作为振动黏度计,可举出例如振动式黏度计“VM-10A”(株式会社SEKONIC制)等。
防雾膜用组合物中的“固体成分量”是指除溶剂以外的成分的量。
对于具有取代基的基团的“碳原子数”是指除该取代基以外的部分的碳原子数。
[眼镜镜片防雾膜用组合物]
本发明的实施方式的防雾膜用组合物在15℃时的黏度为20mPa·s以上且80mPa·s以下,固体成分量为10质量%以上且25质量%以下。
可认为通过像这样使防雾膜用组合物的黏度和固体成分量为上述范围,能够使防雾膜用组合物中已经包含的气泡、涂敷时被卷入的气泡立即上浮,抑制防雾膜用组合物在眼镜镜片用基材上以包含气泡的状态被涂敷和固化。其结果是能够抑制以残留有气泡的形状的状态形成防雾膜。进而,通过使防雾膜用组合物的黏度和固体成分量为上述范围,能够抑制在镜片周边部产生由防雾膜用组合物引起的积液、该部分的防雾膜的膜厚变厚、外观不良。
此外,通过防雾膜用组合物具有上述黏度和上述固体成分量,能够确保能够成为具有优异的防雾性的防雾膜的膜厚。
<黏度>
从得到防雾性更优异的眼镜镜片的观点出发,防雾膜用组合物的黏度在15℃时优选为22mPa·s以上,更优选为23mPa·s以上,进一步优选为24mPa·s以上,从得到外观优异的眼镜镜片的观点出发,优选为65mPa·s以下,更优选为50mPa·s以下,进一步优选为45mPa·s以下。
<固体成分>
从得到防雾性更优异的眼镜镜片的观点出发,防雾膜用组合物的固体成分优选为13质量%以上,更优选为15质量%以上,进一步优选为16质量%以上,更进一步优选为17质量%以上,从得到外观优异的眼镜镜片的观点出发,优选为24.8质量%以下。
从得到防雾性优异的防雾膜的观点出发,防雾膜用组合物优选包含下述成分(A)~(C)。
成分(A):具有来自下述通式(1)所表示的单体(a-1)的结构单元、来自下述通式(2)所表示的单体(a-2)的结构单元、来自(甲基)丙烯酸羟基烷基酯(a-3)的结构单元、以及来自下述通式(3)所表示的单体(a-4)的结构单元的(甲基)丙烯酸系树脂;
成分(B):多元醇化合物(B);
成分(C):多官能异氰酸酯化合物(C);
[化学式4]
在通式(1)中,R1为氢原子或甲基,R2和R3各自独立地为氢原子或碳原子数为1~3的直链或支链的烷基。
[化学式5]
在通式(2)中,R4为氢原子或甲基,m为1~5的整数。
[化学式6]
在通式(3)中,R5为氢原子或甲基,R6为二价的有机基团,n为0或1以上的整数。
成分(A)(也称为(甲基)丙烯酸系树脂)所包含的结构单元(a-1)具有酰胺基,亲水性强,容易吸收水分。因此,可认为附着在通过使防雾膜用组合物固化而得到的防雾膜的表面的水分容易被吸收到固化的内部。此外,可认为通过配合多元醇化合物(B),能够保持作为防雾膜所需的交联密度并且使充分吸收水分的间隙存在。由于这些理由,可认为赋予了防雾性。
此外,树脂(A)所包含的结构单元(a-2)是具有聚己内酯结构的结构单元,通过其柔软的化学骨架有助于提高防雾膜的柔软性、弹性。除此以外,通过包含比结构单元(a-2)更刚性的结构单元(a-3),可确保柔软性与弹性的平衡。另一方面,结构单元(a-4)具有的聚二甲基硅氧烷链有助于对防雾膜提高滑动性。因此,可认为在对防雾膜施加外力时,通过防雾膜的柔软性、弹性吸收外力,并且通过滑动性使外力逸散到防雾膜外,这样的上述两个效果协同地显现出来,作为结果防雾膜不易受伤。
防雾膜用组合物优选:相对于100质量%的构成成分(A)的全部结构单元,来自单体(a-1)的结构单元的比例为20质量%以上且65质量%以下,来自单体(a-2)的结构单元的比例为10质量%以上且40质量%以下,来自单体(a-4)的结构单元的比例为1质量%以上且10质量%以下,成分(C)所包含的异氰酸酯基的数量(NCO)与将成分(A)所包含的羟基的数量和成分(B)所包含的羟基的数量相加的总量(OH)的比(NCO)/(OH)为0.15以上且0.55以下。
可认为当使防雾膜用组合物的组成如上所述时,在取得成分(A)中的具有羟基的结构单元(a-2)和结构单元(a-3)的平衡(量比)的同时将当量比(NCO/OH)设定在小于1的特定的范围内,能够将防雾膜的硬度提高到摩擦阻力提高的程度。除此以外,可认为在取得成分(A)中的具有羟基的结构单元(a-2)和结构单元(a-3)的构成平衡的同时将当量比(NCO/OH)设定在小于1的特定的范围内,防雾膜的交联密度变高,防雾膜的耐溶剂性提高。
以下对本实施方式的防雾膜用组合物的含有成分进行说明。
<成分(A):(甲基)丙烯酸系树脂>
本实施方式的防雾膜用组合物优选包含作为成分(A)的(甲基)丙烯酸系树脂,即,具有来自通式(1)所表示的单体(a-1)的结构单元、来自通式(2)所表示的单体(a-2)的结构单元、来自(甲基)丙烯酸羟基烷基酯(a-3)的结构单元、以及来自通式(3)所表示的单体(a-4)的结构单元的(甲基)丙烯酸树脂。
如上所述,可认为结构单元(a-1)主要参与水(湿气)的吸收。
(甲基)丙烯酸系树脂典型地能够通过使单体(a-1)、单体(a-2)、单体(a-3)以及单体(a-4)聚合而得到。关于聚合方法的详细内容将在后面叙述。
另外,在本实施方式中,构成(甲基)丙烯酸系树脂的结构单元也可以不是100%来自(甲基)丙烯酸系的单体的结构单元。即,(甲基)丙烯酸系树脂也可以包含一部分(不是全部)来自不是(甲基)丙烯酸系的单体的结构单元。
为了充分地得到来自(甲基)丙烯酸结构的效果,(甲基)丙烯酸系树脂优选全部结构单元中的50质量%以上为来自(甲基)丙烯酸系的单体的结构单元。更优选(甲基)丙烯酸系树脂的全部结构单元中的80质量%以上为来自(甲基)丙烯酸系的单体的结构单元。进一步优选(甲基)丙烯酸系树脂的全部(100%)的结构单元为来自(甲基)丙烯酸系的单体的结构单元。
单体(a-1)只要具有上述通式(1)的结构则没有特别限定。具体而言,可举出(甲基)丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺、N-正丙基(甲基)丙烯酰胺、N-异丙基(甲基)丙烯酰胺等。
单体(a-1)只要使用至少一种即可,也可以组合使用两种以上。例如,可以通过使用上述列举的单体中的两种以上进行聚合反应来得到(甲基)丙烯酸系树脂。
从提高防雾膜的呼气防雾性能、抑制在蒸汽试验中产生雾气的效果高的观点出发,单体(a-1)特别优选包含N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺。
在本实施方式中,(甲基)丙烯酸系树脂中的来自单体(a-1)的结构单元相对于该树脂的全部结构单元优选为20~65质量%。更优选为35~60质量%,进一步优选为40~55质量%。如果来自单体(a-1)的结构单元为20质量%以上,则容易形成发挥适于实用的防雾性能的防雾膜,如果来自单体(a-1)的结构单元为65质量%以下,则相对地避免来自其它单体的结构单元的比率的降低,容易保持作为组合物整体的平衡。
单体(a-2)只要具有上述通式(2)的结构则没有特别限定。
在本实施方式中,(甲基)丙烯酸系树脂优选相对于该树脂的全部结构单元包含10~40质量%、更优选包含20~38质量%、进一步优选包含25~35质量%的来自单体(a-2)的结构单元。
如果来自单体(a-2)的结构单元为10质量%以上,则容易确保防雾膜的柔软性,如果来自单体(a-2)的结构单元为40质量%以下,则容易确保防雾膜的弹性。
(甲基)丙烯酸系树脂也可以包含多种来自单体(a-2)的重复单元。
单体(a-3)是(甲基)丙烯酸羟基烷基酯。作为其具体例,可举出例如(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯、(甲基)丙烯酸羟基丁酯等。在本实施方式中,在这些之中,优选(甲基)丙烯酸羟基乙酯。
在本实施方式中,(甲基)丙烯酸系树脂中的来自单体(a-3)的结构单元相对于(甲基)丙烯酸系树脂的全部结构单元优选为1~30质量%,更优选为2~20质量%,进一步优选为3~15质量%。
另外,单体(a-3)与单体(a-2)同样地具有羟基,与后述的多官能异氰酸酯化合物发生交联反应,形成防雾膜。
在本实施方式中,不是仅通过单体(a-2)发生交联反应而形成防雾膜,而是通过使单体(a-2)同单体(a-3)一起与多官能异氰酸酯化合物发生交联反应,能够形成兼具各种物性的防雾膜。
如上所述,(甲基)丙烯酸系树脂包含来自单体(a-2)和单体(a-3)的结构单元,因此整体上是具有羟基、即具有羟值的树脂。因此,能够同后述的多元醇化合物一起与后述的多官能异氰酸酯化合物反应,形成交联结构。
(甲基)丙烯酸系树脂的羟值优选为40~150mgKOH/g,更优选为70~140mgKOH/g,进一步优选为90~130mgKOH/g。
通过将(甲基)丙烯酸系树脂的羟值设定为该数值范围,同多元醇化合物(后述)一起与多官能异氰酸酯化合物(后述)反应,容易适当控制交联结构。因此,能够在维持防雾膜的柔软性、弹性的同时使防雾膜变硬。因此,容易实现防雾膜的耐擦伤性、摩擦阻力的降低以及与耐溶剂性的更高度的兼顾。
另外,羟值是指在使1g的试样乙酰化时,中和与羟基键合的乙酸所需的氢氧化钾的毫克数。
单体(a-4)只要具有上述通式(3)的结构则没有特别限定。
(甲基)丙烯酸系树脂也可以包含多种来自单体(a-4)的重复单元。例如,可以通过使用上述列举的单体中的两种以上进行聚合反应来得到(甲基)丙烯酸系树脂。
在本实施方式中,(甲基)丙烯酸系树脂中的来自单体(a-4)的结构单元相对于该树脂的全部结构单元优选为1~10质量%,更优选为2~8质量%,进一步优选为3~7质量%。
如果来自单体(a-4)的结构单元为1质量%以上,则容易得到满足耐擦伤性的防雾膜。如果来自单体(a-4)的结构单元为10质量%以下,则容易合成均匀的(甲基)丙烯酸系树脂。
(甲基)丙烯酸系树脂可以包含除结构单元(a-1)、结构单元(a-2)、结构单元(a-3)以及结构单元(a-4)以外的任意的结构单元(结构单元(a-5)),也可以不包含。作为结构单元(a-5),可举出例如来自以下所表示的单体的结构单元。通过在(甲基)丙烯酸系树脂中包含这样的结构单元,能够调整、优化(甲基)丙烯酸系树脂的玻璃化转变温度、防雾膜的物性(防雾膜的硬度、柔软度等)。
作为结构单元(a-5),可举出来自下述单体的结构单元,上述单体为在通式CH2=CR-COO-R'中,R为氢原子或甲基,R'为烷基、单环或多环的环烷基、芳基、或芳烷基的单体。
作为该单体的具体例,可举出例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸正月桂酯、(甲基)丙烯酸正硬脂酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯等。
在这些之中,优选R'为碳原子数为1~8的烷基的单体,更优选R'为碳原子数为1~6的烷基的单体,进一步优选R'为碳原子数为1~4的烷基的单体。
(甲基)丙烯酸系树脂也可以包含多种属于结构单元(a-5)的重复单元。例如,可以通过使用在上述中作为具体例而列举的单体之中的两种以上进行聚合反应来得到(甲基)丙烯酸系树脂。
在(甲基)丙烯酸系树脂包含结构单元(a-5)的情况下,结构单元(a-5)的含量相对于(甲基)丙烯酸系树脂的全部结构单元优选为1~40质量%,更优选为3~30质量%,进一步优选为5~20质量%
(甲基)丙烯酸系树脂的质均分子量(Mw)没有特别限定,优选为10000~100000,更优选为20000~70000,进一步优选为30000~60000。如果质均分子量为10000以上,则容易得到想要得到的防雾性能,如果质均分子量为100000以下,则存在涂装于眼镜镜片等被涂敷物时的涂装适应性优异的倾向。
另外,质均分子量能够通过利用凝胶渗透色谱(GPC),使用聚苯乙烯作为标准物质来求出。
(甲基)丙烯酸系树脂的玻璃化转变温度没有特别限定,优选为20~120℃,更优选为30~110℃,进一步优选为35~100℃。
另外,(甲基)丙烯酸系树脂的玻璃化转变温度能够用各种方法来求出,能够基于例如以下的福克斯(Fox)式来求出。
1/Tg=(W1/T91)+(W2/Tg2)+(W3/Tg3)+…+(Wn/Tgn)
式中,Tg表示(甲基)丙烯酸系树脂的玻璃化转变温度(K),W1、W2、W3…Wn表示各单体的质量分数,Tg1、Tg2、Tg3…Tgn分别表示由与各单体的质量分数对应的单体构成的均聚物的玻璃化转变温度(K)。
在本说明书中,(甲基)丙烯酸系树脂的玻璃化转变温度(不是防雾膜的玻璃化转变温度,而是(甲基)丙烯酸系树脂单独的玻璃化转变温度)是指基于上述式而求出的玻璃化转变温度。另外,对于特殊单体、多官能单体等那样的玻璃化转变温度不明的单体,仅使用明确了玻璃化转变温度的单体来求出玻璃化转变温度。
(甲基)丙烯酸系树脂典型地能够通过聚合反应来得到。作为聚合反应,只要是自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合等各种方法即可,尤其优选自由基聚合。此外,聚合可以是溶液聚合、悬浮聚合以及乳液聚合等中的任一种。在这些之中,从聚合的精密控制等观点出发,优选溶液聚合。
作为自由基聚合的聚合引发剂,能够使用公知的聚合引发剂。可举出例如:偶氮二异丁腈、2,2-偶氮双(2-甲基丁腈)、2,2-偶氮双(2-甲基丙腈)、以及2,2-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)等偶氮系引发剂;过氧化苯甲酰、过氧化辛酸叔丁酯、二异丁基过氧化物、过氧化新戊酸二(2-乙基己基)酯、过氧化癸酰、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、以及过氧化苯甲酸叔丁酯等过氧化物系引发剂;过氧化氢与铁(Ⅱ)盐、过硫酸盐与亚硫酸氢钠等组合了氧化剂与还原剂的氧化还原系引发剂等。这些可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
聚合引发剂的配合量没有特别限定,在将聚合的单体的混合液整体作为100质量份的情况下,优选为0.001~10质量份。
此外,在聚合反应时,可以适当使用公知的链转移剂、阻聚剂、分子量调节剂等。进而,聚合反应可以以一个阶段进行,也可以以两个阶段以上进行。聚合反应的温度没有特别限定,典型地为50℃~200℃、优选为80℃~150℃的范围内。
<成分(B):多元醇化合物>
本实施方式的防雾膜用组合物优选包含多元醇化合物。通过包含多元醇化合物,同(甲基)丙烯酸系树脂一起与后述的多官能异氰酸酯化合物反应,能够形成防雾耐久性更优异的防雾膜。多元醇化合物在一分子中具有的羟基的个数为2以上,优选为2~6,更优选为2~4。
多元醇化合物优选包含选自聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇以及聚醚多元醇中的至少一种以上的多元醇化合物。它们的化学结构适度柔软且具有弹性。因此,能够进一步提高固化膜的柔软性、弹性。
聚己内酯多元醇只要是在一分子中具有己内酯的开环结构和两个以上的羟基的化合物则能够没有特别限制地使用。
聚碳酸酯多元醇只要是在一分子中具有-O-(C=O)-O-所表示的碳酸酯基和两个以上的羟基的化合物则能够没有特别限制地使用。聚碳酸酯多元醇能够通过使一种以上的多元醇原料(多元醇)与碳酸酯、碳酰氯反应而得到。
作为多元醇原料,没有特别限制,可举出例如脂肪族多元醇、具有脂环结构的多元醇、芳香族多元醇等。在本实施方式中,从固化膜的柔软性的观点出发,优选不具有脂环结构的脂肪族多元醇。
作为碳酸酯,可举出例如:碳酸二甲酯、碳酸二乙酯等脂肪族碳酸酯;碳酸二苯酯等芳香族碳酸酯;碳酸亚乙酯等环状碳酸酯。其中,从得到、制造的容易性的方面出发,优选脂肪族碳酸酯,特别优选碳酸二甲酯。
聚醚多元醇只要是在一分子中具有醚键(-O-)和两个以上的羟基的化合物则能够没有特别限制地使用。
作为具体的化合物,能够举出例如:将乙二醇、1,2-丙二醇、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、3-甲基-1,5-戊二醇、3,3-二羟甲基庚烷、二乙二醇、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、双(β-羟基乙基)苯、亚二甲苯基二甲醇(Xylyleneglycol)、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇等低分子多元醇类、或乙二胺、丙二胺、甲苯二胺、间苯二胺、二苯基甲烷二胺、亚二甲苯基二胺(Xylylene diamine)等低分子多胺类等这样的具有2个以上、优选具有2~3个活性氢基的化合物作为引发剂,通过使环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等这样的环氧烷烃类加成聚合而得到的聚醚多元醇;或者通过使甲基缩水甘油醚等烷基缩水甘油醚类、苯基缩水甘油醚等芳基缩水甘油醚类、四氢呋喃等环状醚单体开环聚合而得到的聚醚多元醇。
另外,在本实施方式中,多元醇化合物也可以是属于聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇以及聚醚多元醇之中的多种的化合物。例如,多元醇化合物可以是具有醚键和酯键的聚醚聚酯多元醇等。
此外,多元醇化合物也可以包含聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇以及聚醚多元醇之中的多种。
多元醇化合物的羟值优选为50~500mgKOH/g,更优选为100~350mgKOH/g,进一步优选为150~250mgKOH/g。通过将多元醇化合物的羟值设定为适当的羟基的量,控制由与下述多官能异氰酸酯化合物的反应得到的交联结构,容易进一步提高固化膜的柔软性、弹性等。
在本实施方式中,作为多元醇化合物的质均分子量(Mw)优选为450~2500,更优选为500~1500,进一步优选为500~700。通过将多元醇化合物的质均分子量(Mw)设定为适当的分子量,容易更高度地兼顾由柔软性、弹性的提高带来的固化膜的外观变化的抑制与耐汽油性等固化膜的耐久性。
涂敷组合物中的多元醇化合物的含量相对于100质量份的(甲基)丙烯酸系树脂优选为5~200质量份,更优选为15~180质量份,进一步优选为20~150质量份,更进一步优选为20~100质量份,更加进一步优选为20~50质量份,更加进一步优选为20~40质量份。通过设定为该数值范围,容易得到来自多元醇化合物的性能,容易取得与其它成分的平衡。
在本实施方式中,作为多元醇化合物,在上述聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇以及聚醚多元醇之中,优选包含聚己内酯多元醇,在聚己内酯多元醇之中,特别优选包含聚己内酯二醇(具有己内酯结构且具有两个羟基的化合物)。
这是因为,作为成分(A)的(甲基)丙烯酸系树脂具有上述通式(2)的结构,即己内酯结构,因此作为多元醇化合物,存在与该树脂的相溶性容易变得良好的倾向,且存在不过度提高交联密度而容易提高防雾性能的倾向。
<成分(C):多官能异氰酸酯化合物>
本实施方式的防雾膜用组合物优选包含多官能异氰酸酯化合物作为成分(C)。通过防雾膜用组合物包含多官能异氰酸酯化合物,作为成分(A)的(甲基)丙烯酸系树脂所包含的结构单元(a-2)和结构单元(a-3)具有的羟基、以及作为成分(B)的多元醇化合物的羟基与多官能异氰酸酯化合物发生交联反应,成为防雾耐久性优异的防雾膜。
多官能异氰酸酯化合物是在一分子中具有两个以上的异氰酸酯基(包含被离去基团保护的异氰酸酯基)的化合物。优选多官能异氰酸酯化合物的官能团数更优选为每一分子2~6个,进一步优选为每一分子2~4个。
作为多官能异氰酸酯化合物,可举出:赖氨酸异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯及三甲基己烷二异氰酸酯等脂肪族二异氰酸酯;氢化亚二甲苯基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、甲基环己烷-2,4-(或2,6)-二异氰酸酯、4,4'-亚甲基双(环己基异氰酸酯)及1,3-(异氰酸甲基)环己烷等环状脂肪族二异氰酸酯;以及赖氨酸三异氰酸酯等三官能以上的异氰酸酯。
作为成分(C)的多官能异氰酸酯化合物,除上述化合物以外,还可以使用作为其多聚体的缩二脲型、异氰脲酸酯型、加合物(adduct)型等的多官能异氰酸酯化合物。尤其优选具有适度的刚性的缩二脲型的多官能异氰酸酯化合物。
在本实施方式中,涂敷组合物中的多官能异氰酸酯化合物的含量只要按照后述的当量比(NCO)/(OH)配合则没有特别限制,通常相对于100质量份的(甲基)丙烯酸系树脂为5~100质量份,优选为7~75质量份,更优选为10~60质量份,进一步优选为10~50质量份,更进一步优选为15~40质量份,更进一步优选为20~30质量份。可认为通过将多官能异氰酸酯化合物的含量设定为该数值范围,在固化膜内进行所需充分的交联。
多官能异氰酸酯化合物含有的异氰酸酯基(包含封端异氰酸酯基)相对于(甲基)丙烯酸系树脂和多元醇化合物具有的羟基的摩尔量(即,当量比(NCO)/(OH))优选为0.15~0.55的范围。在当量比(NCO)/(OH)在该范围内时,交联密度变得充分高,其结果是作为固化膜的防雾性、耐溶剂性等功能变得充分。
从该观点出发,该当量比(NCO)/(OH)优选为0.25~0.50,更优选为0.35~0.45。
<防雾膜用组合物的形态>
本实施方式的防雾膜用组合物可以是单液型,即,除溶剂以外的全部成分是实质上均匀地混合(溶解或分散)在溶剂中的状态。在多官能异氰酸酯化合物是封端异氰酸酯的情况下,优选单液型。
此外,作为其它方式,本实施方式的防雾膜用组合物也可以是双液型。通过制成双液型,能够提高防雾膜用组合物的保存性。
例如,本实施方式的防雾膜用组合物可以是以下形态:由(1)包含(甲基)丙烯酸系树脂和/或多元醇化合物、不包含多官能异氰酸酯化合物的A液与(2)包含多官能异氰酸酯化合物、不包含(甲基)丙烯酸系树脂和多元醇化合物的B液构成,A液和B液保存在各自的容器中,在即将使用(涂覆)前将A液与B液混合。
在该情况下,除(甲基)丙烯酸系树脂、多元醇化合物以及多官能异氰酸酯化合物以外的成分(添加剂等)可以被包含在A液中,也可以被包含在B液中,或者还可以被准备在其它容器中。
特别是在多官能异氰酸酯化合物不是封端异氰酸酯的情况下(即,在体系中异氰酸酯基以-NCO的形式存在的情况下),防雾膜用组合物优选为双液型。
<溶剂>
本实施方式的防雾膜用组合物可以包含溶剂。通过使用溶剂,容易调节防雾膜用组合物的黏度和固体成分量。
作为溶剂,可举出:甲苯和二甲苯等芳香族烃系溶剂;甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、异丁醇、二丙酮醇等醇系溶剂;丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、以及环己酮等酮系溶剂;乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、以及乙酸异丁酯等酯系溶剂;丙二醇单甲基乙酸酯、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯等二醇醚系溶剂等。
在这些之中,从与异氰酸酯的反应性低、溶解性及干燥性等观点出发,优选叔丁醇、二丙酮醇、甲乙酮、乙酸乙酯以及丙二醇单甲醚乙酸酯。
从控制防雾膜厚的观点出发,防雾膜用组合物中的溶剂的含量优选为20~90质量%,更优选为30~85质量%,进一步优选为35~80质量%。
从提高防雾性和耐擦伤性的观点出发,涂敷组合物的固体成分中的成分(A)、(B)以及(C)的合计含量优选为60质量%以上,更优选为80质量%以上,进一步优选为90质量%以上,更进一步优选为95质量%以上,优选为100质量%以下,例如为100质量%。
<其它添加剂>
防雾膜用组合物可以根据需要包含固化催化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、表面活性剂、流平剂、消泡剂等添加剂。
添加剂的含量相对于涂敷组合物的总质量优选为0.001~5质量%,更优选为0.01~4质量%,进一步优选为0.1~3质量%。
防雾膜用组合物能够通过将根据需要使用的上述各成分溶解或分散在溶剂中来制备。
各成分能够同时或以任意的顺序依次溶解或分散在溶剂中。具体的溶解或分散的方法没有特别限制,能够没有任何限制地采用公知的方法。
[眼镜镜片]
本发明的实施方式的眼镜镜片具有基材和设置在该基材上的防雾膜。
<镜片基材>
镜片基材是例如眼镜镜片基材。
作为形成镜片基材的树脂,可举出例如聚碳酸酯树脂、氨基甲酸酯脲树脂、丙烯酸烯丙酯树脂、(硫代)氨基甲酸酯树脂、多硫化物树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂等。(硫代)氨基甲酸酯树脂是指选自硫代氨基甲酸酯树脂和氨基甲酸酯树脂中的至少一种。在这些之中,优选(硫代)氨基甲酸酯树脂、多硫化物树脂。
此外,用于本实施方式的眼镜镜片的镜片基材优选折射率为1.50以上、更优选折射率为1.60以上的塑料制镜片基材。
作为优选的塑料制镜片基材的市售品,可举出碳酸烯丙酯系塑料镜片“HILUX1.50”(豪雅株式会社制,折射率1.50)、硫代氨基甲酸酯系塑料镜片“EYAS”(豪雅株式会社制,折射率1.60)、硫代氨基甲酸酯系塑料镜片“MERIA”(豪雅株式会社制,折射率1.60)、硫代氨基甲酸酯系塑料镜片“EYNOA”(豪雅株式会社制,折射率1.67)、多硫化物系塑料镜片“EYRY”(豪雅株式会社制,折射率1.70)、多硫化物系塑料镜片“EYVIA”(豪雅株式会社制,折射率1.74)等。
基材的厚度和直径没有特别限定,厚度通常为1~30mm左右,直径通常为50~100mm左右。
作为镜片基材,可以是成品镜片、半成品镜片中的任一种。
镜片基材的表面形状没有特别限定,可以是平面、凸面、凹面等中的任一种。
本发明的眼镜镜片可以是单焦点镜片、多焦点镜片、渐进屈光力镜片等中的任一种。关于渐进屈光力镜片,通常,近用部区域(近用部)和渐进部区域(中间区域)被包含在上述的下方区域,远用部区域(远用部)被包含在上方区域。
<防雾膜>
能够通过使本实施方式的防雾膜用组合物固化来形成适合眼镜镜片的防雾膜。当使用本实施方式的防雾膜用组合物时,能够抑制防雾膜含有气泡、制造防雾性和外观优异的眼镜镜片。
从充分发挥防雾性的观点出发,上述防雾膜优选作为眼镜镜片的最外层设置。此外,上述防雾膜可以仅设置在任一侧的主面,也可以设置在两面。
从得到防雾性优异的眼镜镜片的观点出发,上述防雾膜优选为具有吸水性的层。
在此,防雾膜“具有吸水性”是指构成防雾膜的材料表现出吸收水分的特性,此外,是指在将形成有防雾膜的透明基材在室温下保管后,将该带有防雾膜的透明基材设置在距离40℃的温水的水面35mm的位置,在使上述带有防雾膜的透明基材与来自温水的蒸汽接触15秒时,没有因细小的水滴引起的防雾膜表面的漫反射,并且透过与蒸汽接触后的带有防雾膜的透明基材看到的像没有因结露引起的变形。
此外,上述防雾膜优选为将包含上述成分(A)~(C)的防雾膜用组合物固化而得到的防雾膜。当防雾膜为将包含上述成分(A)~(C)的防雾膜用组合物固化而得到的防雾膜时,即使防雾膜位于眼镜镜片的最外层也能够发挥高耐久性。
作为本实施方式的一种方式,从防雾耐久性的观点出发,防雾膜优选直接设置在上述基材上。
防雾膜可以是单层,也可以是由多个层构成的防雾膜。从生产率的观点出发,防雾膜优选为单层。
从提高防雾性的观点出发,上述防雾膜的厚度优选为1~50μm,更优选为3~40μm,进一步优选为5~30μm,更进一步优选为8~25μm。
<其它层>
眼镜镜片可以设置除防雾膜以外的功能层。
作为上述功能层,可举出硬涂层、防反射层、底涂层等。
上述功能层可以设置在镜片基材的第一主面上,也可以设置在镜片基材的第二主面上,还可以设置在镜片基材的第一主面和第二主面这两者上。此外,可以在镜片基材上设置上述功能层后在上述功能层上设置防雾膜,也可以在镜片基材上设置防雾膜后设置上述功能膜。
<眼镜镜片的制造方法>
在本实施方式的眼镜镜片的制造方法的一种方式中,通过将根据需要使用的上述各成分溶解或分散在溶剂中而制备的防雾膜用组合物(在双液型的情况下,混合了双液而成的防雾膜用组合物)涂覆于镜片基材上,以规定温度干燥、固化涂敷膜,由此形成防雾膜,得到眼镜镜片。
涂覆方法没有特别限定,可举出例如空气喷涂法、无空气喷涂法、静电涂装法、辊涂法、流涂法、旋涂法、浸渍法等。从生产率的观点出发,优选浸渍法。
涂覆后,在20~160℃干燥、固化10~120分钟,优选在60~120℃干燥、固化20~90分钟,进而在常温放置冷却,由此得到防雾膜。另外,干燥、固化的温度、时间考虑溶剂的种类、镜片基材的耐热性等适当调节即可。
另外,可以根据需要在镜片基材上设置上述功能层(硬涂层、底涂层、防反射层等)后在功能层上设置防雾膜,也可以在镜片基材上设置防雾膜后在防雾膜上设置功能层。
对于上述各成分的例子、含量、各种物性,本发明可以将在发明的详细说明中作为示例或优选范围而记载的事项任意地组合。
此外,对于在实施例中记载的组成,只要调节为在发明的详细的说明中记载的组成,则能够在权利要求的整个组成范围内与实施例同样地实施发明。
实施例
接下来,通过实施例进一步详细地说明本发明,但本发明并不受这些例子的任何限定。
以下,通过实施例对本发明进行更加具体地说明。
<测定评价>
对于在以下实施例1和2、以及比较例1~3中得到的防雾膜用组合物和眼镜镜片,进行以下项目的测定评价。这些测定评价结果示于表1。
(羟值)
根据JIS K 0070“化学产品的酸值、皂化值、酯值、碘值、羟值以及不皂化物的试验方法”的“7.1中和滴定法”中规定的方法进行测定和计算。
另外,用于计算羟值的酸值的值根据上述JIS标准的“3.1中和滴定法”中规定的方法进行测定和计算。
(数均分子量(Mn)、质均分子量(Mw)、多分散指数(Mw/Mn))
通过凝胶渗透色谱(GPC)进行测定、计算。使用的装置、条件等如下所述。
·使用设备:HLC8220GPC(东曹株式会社制)
使用色谱柱:TSKgel SuperHZM-M、TSKgel GMHXL-H、TSKgel G2500HXL、TSKgelG5000HXL(东曹株式会社制)
·色谱柱温度:40℃
标准物质:TSKgel标准聚苯乙烯A1000、A2500、A5000、F1、F2、F4、F10(东曹株式会社制)
·检测器:RI(示差折射)检测器
·洗脱液:四氢呋喃
·流速:1ml/分钟
(黏度测定)
使用振动式黏度计“VM-10A”(株式会社SEKONIC制),在测定温度15℃进行测定。另外,测定方法根据JIS Z 8803:2011的11(利用振动黏度计的黏度测定方法)。
(防雾膜厚测定)
得到的眼镜镜片的防雾膜厚使用非接触膜厚测定系统“FF8”(SYSTEM ROAD株式会社制)进行测定。
(防雾性评价)
在室温25℃、湿度40%的条件下,对得到的眼镜镜片的防雾膜表面呼气10秒。对从开始呼气起到呼气结束为止的防雾膜的状态进行目视观察,按照以下的评价基准进行评价。
A:完全看不到雾气(防雾性优异)
B:雾气在1秒以内消失
C:看到雾气,雾气消散需要10秒以上(防雾性差)
(外观评价)
按照以下评价基准进行得到的眼镜镜片的外观评价。
A:防雾膜中不含气泡,在眼镜镜片周边部也无法确认到由防雾膜用组合物引起的积液
B:防雾膜中不含气泡,但是在眼镜镜片周边部能够略微确认到由防雾膜用组合物引起的积液
C:防雾膜中不含气泡,但是在眼镜镜片周边部能够确认到由防雾膜用组合物引起的积液
D:防雾膜中包含气泡
[实施例1]
((甲基)丙烯酸系树脂的合成)
将150质量份的丙二醇单甲基乙酸酯(PGMAC)加入到具有搅拌器、温度计、冷凝器以及氮气导入管的500ml型的烧瓶中,升温至110℃。
另外,混合25质量份的二甲基丙烯酰胺(DMAA)、35质量份的聚己内酯改性丙烯酸羟基乙酯(株式会社大赛璐制,PLACCEL FA2D)、10质量份的甲基丙烯酸-2-羟基乙酯(HEMA)、5质量份的单末端甲基丙烯酸酯改性聚二甲基硅氧烷(JNC株式会社制,SilaplaneFM-0721,分子量5000)、25质量份的甲基丙烯酸甲酯以及1质量份的1,1'-偶氮双(环己烷-1-甲腈)(和光纯药工业株式会社制,V-40)。一边搅拌该混合单体一边历经2小时向上述500ml型的烧瓶中滴加,使其反应5小时。
停止加热并冷却至室温,得到包含(甲基)丙烯酸系树脂的树脂溶液(固体成分比率:约40质量%)。
得到的(甲基)丙烯酸系树脂的羟值为57mgKOH/g,数均分子量(Mn)为12000,质均分子量(Mw)为44000,多分散指数(Mw/Mn)为3.67。此外,基于上述福克斯(Fox)式,根据使用的单体的配合比计算出的(甲基)丙烯酸系树脂的玻璃化转变温度(Tg)为32.8℃。
(防雾膜用组合物的制备)
混合在上述得到的(甲基)丙烯酸系树脂、聚己内酯二醇(株式会社大赛璐制,PLACCEL 205U,分子量530,羟值207~217mgKOH/g)、多官能异氰酸酯化合物(旭化成株式会社制,24A-100,六亚甲基二异氰酸酯的缩二脲型,异氰酸酯基含有率23.5质量%,固体成分100质量%)、丙二醇单甲醚乙酸酯、二丙酮醇、甲乙酮、叔丁醇和乙酸乙酯,得到混合物。另外,得到的混合物中的各自的含量如下所述。
(甲基)丙烯酸系树脂:14.7质量%
聚己内酯二醇:4.4质量%
多官能异氰酸酯化合物:3.4质量%
丙二醇单甲醚乙酸酯:28.5质量%
二丙酮醇:18.5质量%
甲乙酮:13.5质量%
叔丁醇:8.5质量%
乙酸乙酯:8.5质量%
然后,以黏度成为47.1mPa·s、固体成分成为22.5质量%的方式,将乙酸乙酯、甲乙酮以及二丙酮醇添加到混合物中,混合调节,得到防雾膜用组合物。
另外,(甲基)丙烯酸系树脂的量不是作为树脂溶液(固体成分量:质量%)的量,而是表示树脂溶液中所包含的树脂(固体成分)的量,多官能异氰酸酯化合物的量也表示作为固体成分的量。
此外,将100质量份的上述(甲基)丙烯酸系树脂和30质量份的多元醇化合物(聚己内酯二醇)均匀混合时的混合物的羟值的测定值为93mgKOH/g。
(眼镜镜片的制造)
使用硫代氨基甲酸酯系塑料镜片MERIA(度数S0.00)作为基材,使用浸渍法(提起速度:5mm/秒)将得到的防雾膜用组合物涂敷于该基材上、形成涂膜后,在温度120℃加热120分钟,由此制造在上述基材上具有单层的防雾膜的眼镜镜片。得到的眼镜镜片的防雾膜厚、防雾性评价以及外观评价的结果示于表1。
[实施例2~3、比较例1~4]
在实施例1中,使用乙酸乙酯、甲乙酮以及二丙酮醇,以固体成分量和黏度成为表1中记载的值的方式进行制备,除此以外,通过相同的操作制造眼镜镜片。
[表1]
表1
以上,根据实施例和比较例的结果可知,通过实施例的方法可得到防雾性和外观优异的眼镜镜片。
最后,总结本发明的实施方式。
作为本发明的实施方式的眼镜镜片防雾膜用组合物在15℃时的黏度为20mPa·s以上且80mPa·s以下,固体成分量为10质量%以上且25质量%以下。
根据上述实施方式,能够提供能够制造防雾性和外观优异的眼镜镜片的眼镜镜片防雾膜用组合物、以及防雾性和外观优异的眼镜镜片。
应当认为本次公开的实施方式在所有方面均为示例而并非限制性的。本发明的范围不是由上述说明而是由权利要求的范围示出,旨在包括与权利要求的范围等同的含义和范围内的全部变更。
对于上述各成分的例子、含量、各种物性,本发明可以将在发明的详细说明中作为示例或优选范围而记载的事项任意地组合。
此外,对于在实施例中记载的组成,只要以成为在发明的详细说明中记载的组成的方式进行调节,则能够在权利要求的整个组成范围内与实施例同样地实施发明的实施方式。
Claims (8)
1.一种眼镜镜片防雾膜用组合物,其在15℃时的黏度为20mPa·s以上且80mPa·s以下,固体成分量为10质量%以上且25质量%以下。
2.根据权利要求1所述的眼镜镜片防雾膜用组合物,其中,所述黏度为24mPa·s以上。
3.根据权利要求1或2所述的眼镜镜片防雾膜用组合物,其中,所述固体成分量为17质量%以上。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的眼镜镜片防雾膜用组合物,其中,所述眼镜镜片防雾膜用组合物包含成分(A)~(C),
成分(A):具有来自下述通式(1)所表示的单体(a-1)的结构单元、来自下述通式(2)所表示的单体(a-2)的结构单元、来自(甲基)丙烯酸羟基烷基酯(a-3)的结构单元、以及来自下述通式(3)所表示的单体(a-4)的结构单元的(甲基)丙烯酸系树脂(A);
成分(B):多元醇化合物(B);
成分(C):多官能异氰酸酯化合物(C);
在通式(1)中,R1为氢原子或甲基,R2和R3各自独立地为氢原子或碳原子数为1~3的烷基,R2和R3能够相同,也能够不同,
在通式(2)中,R4为氢原子或甲基,m为1~5的整数,
在通式(3)中,R5为氢原子或甲基,R6为二价的有机基团,n为0或1以上的整数。
5.一种眼镜镜片,其具有将权利要求1~4中任一项所述的眼镜镜片防雾膜用组合物固化而成的防雾膜。
6.根据权利要求5所述的眼镜镜片,其中,所述防雾膜为最外层。
7.根据权利要求5或6所述的眼镜镜片,其中,所述眼镜镜片具有基材,在所述基材上直接具有防雾膜。
8.根据权利要求5~7中任一项所述的眼镜镜片,其中,所述防雾膜为单层。
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