JP2020073695A - 重合性組成物、当該組成物を用いた有機ガラスの製造方法および有機ガラス - Google Patents

重合性組成物、当該組成物を用いた有機ガラスの製造方法および有機ガラス Download PDF

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Abstract

【課題】フォトクロミック特性に優れるばかりでなく、成形性が優れ、厳密な温度制御を必要としない設備で歩留まりよく製造でき、且つ機械的、光学的物性が優れた硬化体を提供する。【解決手段】本発明の重合性組成物は、(A)下記一般式(1)で表される、2以上のアリルオキシカルボニル基を含む化合物と、(B)パーオキシケタール系ラジカル重合開始剤、パーオキシモノカーボネート系ラジカル重合開始剤およびパーオキシエステル系ラジカル重合開始剤よりなる群から選択される少なくとも1種の重合開始剤と、(C)ナフトピラン化合物群から選択される少なくとも1種のフォトクロミック化合物と、を含む。【選択図】なし

Description

本発明は、フォトクロミック作用の優れたフォトクロミック硬化体の製造に好適に使用しうる重合性組成物に関する。
フォトクロミズムとは、ある化合物に太陽光あるいは水銀灯の光のような紫外線を含む光を照射すると速やかに色が変わり、光の照射をやめて暗所におくと元の色に戻る可逆作用のことであり、様々な用途に応用されている。
例えば、眼鏡レンズの分野においてもフォトクロミズムが応用されており、上記のような性質を有する各種フォトクロミック化合物を添加した重合性単量体を硬化させることによりフォトクロミック性を有するプラスチックレンズが得られている。フォトクロミック化合物としては、このような用途に好適に使用できるフルギミド化合物、スピロオキサジン化合物、クロメン化合物等が見出されている。
またフォトクロミック眼鏡とは、太陽光のような紫外線を含む光が照射される屋外ではレンズが速やかに着色してサングラスとして機能し、そのような光の照射がない屋内においては退色して透明な通常の眼鏡として機能する眼鏡であり、近年その需要は増大している。
フォトクロミック眼鏡レンズに関しては、軽量性や安全性の観点から特にプラスチック製のものが好まれており、このようなプラスチックレンズへのフォトクロミック性の付与は一般に有機系のフォトクロミック化合物と複合化することにより行なわれている。複合化方法としては、フォトクロミック性を有しないレンズの表面にフォトクロミック化合物を含浸させる方法(以下、含浸法という)、あるいはモノマーにフォトクロミック化合物を溶解させ、それを重合させることにより直接フォトクロミックレンズを得る方法(以下、練り込み法という)が知られている。これら含浸法の技術(特許文献1〜3参照)および練り込み法の技術(特許文献4〜5参照)は、種々の技術が提案されている。
米国特許第5739243号明細書 米国特許第5973093号明細書 国際公開第95/10790号パンフレット 特開平5−306392号公報 特開平8−320534号公報 特開平7−2938号公報 特開2009−19157号公報 特開2004−78052号公報 国際公開第2009/146509号パンフレット 国際公開第2010/20770号パンフレット 国際公開第2012/149599号パンフレット 国際公開第2012/162725号パンフレット
これらのフォトクロミック化合物及びそれらを含むフォトクロミック性を有するプラスチックは、一般に優れたフォトクロミック特性を示す。しかしながら、これらのフォトクロミック複合体を各種の用途、特にフォトクロミック眼鏡レンズに使用するためには、良好なフォトクロミック作用を示すだけではなく、簡便、安価に製造でき、且つフォトクロミック眼鏡レンズとして、機械的または光学的物性に優れていることが要求される。
上記含浸法で例示した、フォトクロミックプラスチックを眼鏡用途に用いる場合、基材を別に作成し、得られた基材にフォトクロミック化合物を含浸させるため、製造法が煩雑であるばかりでなく、含浸性を向上させるために、基材のガラス転移温度(Tg)を下げる必要があるため、基材の柔軟性があまりにも高くなり、その結果、基材の硬度の低下、耐熱性の低下がおこり、光学歪みが多く存在するなどといった新たな問題を生じている。
また、上記練り込み法で例示した特許文献4および5では、高反応性のジ(メタ)アクリレート系のラジカル重合性単量体を使用しているため、重合の制御が難しく、35℃以下の温度で厳密な温度管理ができる重合オーブンを用いてしか歪のないフォトクロミック眼鏡レンズを作成することが出来ず、成型性に特殊な設備を必要とする点と、特殊なアクリレート系の材料を用いるため、安価に製造することが出来ないといった点で改善の余地があった。
また、眼鏡レンズの汎用材料として用いられている屈折率1.50の硬化体が得られるジエチレングリコールビスアリルカーボネート(以下、通称である'CR-39'と略す場合もある。)をラジカル重合性単量体として用いて、練り込み法でフォトクロミック眼鏡レンズを製造する方法が種々試みられている。しかしながら、該単量体が、低反応性であるために、酸化作用の高い、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート(以下、通称'IPP'と略す場合もある。)をフォトクロミック化合物と共存させ重合させた場合、IPPがフォトクロミック化合物を酸化するため、十分なフォトクロミック特性を示すフォトクロミック眼鏡レンズが得られていないといった問題点を有している。
そこで本発明者らは、特定のフォトクロミック化合物を重合性単量体と混合して重合を行い、フォトクロミック眼鏡レンズに代表されるフォトクロミック硬化体を、練り込み法で安価かつ簡便に製造できる重合性組成物について鋭意研究を行った。その結果、眼鏡レンズ用途で、低屈折率市場の汎用で安価な材料として用いられているジエチレングリコールビスアリルカーボネート及び/またはそのオリゴマー及び中屈折率市場の汎用で安価な材料として用いられているジアリルフタレート及び/またはそのオリゴマーと特定のフォトクロ色素さらにラジカル重合開始剤を含んでなるフォトクロミック重合性組成物が、厳密な温度制御を必要としない設備で歩留まりよくフォトクロミック硬化体を製造でき、且つ得られるフォトクロミック硬化体のフォトクロミック特性が従来の物に比べ優れていることを見出し、本発明を完成させるに至った。
本発明は以下に示すことが出来る。
[1] (A)下記一般式(1)で表される、2以上のアリルオキシカルボニル基を含む化合物と、
(B)パーオキシケタール系ラジカル重合開始剤、パーオキシモノカーボネート系ラジカル重合開始剤およびパーオキシエステル系ラジカル重合開始剤よりなる群から選択される少なくとも1種の重合開始剤と、
(C)ナフトピラン化合物群から選択される少なくとも1種のフォトクロミック化合物と、
を含む、重合性組成物;
Figure 2020073695
(式中、nは2〜6の整数である。Rは水素原子またはメチル基を示し、複数存在するRは同一でも異なっていてもよい。
Xは、酸素原子を有していてもよい炭素原子数3〜12の線状または分岐鎖状の脂肪族ポリオールから誘導される2〜6価の有機基a、酸素原子を有していてもよい炭素原子数5〜16の環状脂肪族ポリオールから誘導される2〜6価の有機基b、または炭素原子数6〜12の芳香族化合物から誘導される2〜6価の有機基cであり、有機基aまたは有機基bは、これらが備える水酸基由来のエーテル基を介してアリルオキシカルボニル基と結合してアリルカーボネート基を形成する。)。
[2] 2以上のアリルオキシカルボニル基を含む化合物(A)は、下記一般式(2)で表されるアリルカーボネート重合性化合物およびそのオリゴマーまたは下記一般式(3)または(4)で表されるアリルエステル重合性化合物およびそのオリゴマー、または下記一般式(5)で表されるアリルエステル基およびアリルカーボネート基の少なくとも一方を含む重合性化合物およびそれらのオリゴマーを含む、[1]に記載の重合性組成物;
Figure 2020073695
(式(2)において、Xは線状または分岐したC3〜C12の脂肪族ポリオールから誘導される2〜6価の基またはC5〜C16の環状脂肪族ポリオールから誘導される2〜6価の基を表し、nは2〜6の整数を表す。)
Figure 2020073695
Figure 2020073695
(式(4)において、Xは線状または分岐したC2〜C8の脂肪族ジオールから誘導される2価の基、または水酸基を3〜6個有する線状または分岐したC3〜C10の脂肪族ポリオールから誘導される3〜6価の基を表し、nは2〜6の整数を表す。)。
Figure 2020073695
(式(5)において、Xは線状または分岐したC2〜C8の脂肪族ジオールから誘導される2価の基、または水酸基を3〜6個有する線状または分岐したC3〜C10の脂肪族ポリオールから誘導される3〜6価の基を表し、mおよびnは0〜6の整数を表し且つmとnの総和は2〜6の整数である。)。
[3] 重合開始剤(B)が、下記一般式(6)で表される10時間半減期温度が80℃以上のパーオキシケタール系重合開始剤、下記一般式(7)で表される10時間半減期温度が80℃以上のパーオキシモノカーボネート系重合開始剤、および下記一般式(8)で表される10時間半減期温度が65℃以上のパーオキシエステル系重合開始剤よりなる群から選択される少なくとも1種である、[1]または[2]に記載の重合性組成物;
Figure 2020073695
(式(6)において、Rは第三級アルキル基であり、RおよびRはそれぞれ独立にメチル、エチル、プロピルおよびブチルから選択されるアルキル基であり、前記のアルキル基は末端にアルキルエステル基を有することができ、またはRとRはそれらが結合している炭素原子と一緒になってシクロアルキレン基を形成することができ、該シクロアルキレン基は1〜3個のアルキル置換基を有していてもよい。)
Figure 2020073695
(式(7)において、RはC3〜C6の第三級アルキル基であり、Rは線状または分岐したC3〜C8のアルキル基である)
Figure 2020073695
(式(8)において、RはC3〜C6の第三級アルキル基であり、Rは線状または分岐したC3〜C9のアルキル基またはフェニル基である)。
[4] フォトクロミック化合物(C)が下記一般式(9)または下記一般式(10)から選択される1種以上である、[1]〜[3]のいずれかに記載の重合性組成物;
PC-L-Chain (9)
PC-L-Chain-L'-PC' (10)
(式(9)または式(10)中、PCとPC'は一般式(11)〜(14)の化合物から誘導される1価の基を示す。PCとPC'は同一でも異なっていてもよい。
Figure 2020073695
(式(11)〜(14)中、R〜R18は、水素、ハロゲン原子、カルボキシル基、アセチル基、ホルミル基、置換されてもよいC1〜C20の脂肪族基、置換されてもよいC3〜C20の脂環族基、または置換されてもよいC6〜C20の芳香族有機基を示し、それぞれ同一でも異なってもよい。これら脂肪族基、脂環族基または芳香族有機基は、酸素原子、窒素原子を含んでもよい。一般式(11)〜(14)で表される化合物に含まれる、いずれか1つの基は、2価の有機基であるLまたはL'と結合する。)
式(9)または式(10)中、LとL'は、オキシエチレン鎖、オキシプロピレン鎖、(チオ)エステル基、(チオ)アミド基から選択される1種以上を含む2価の有機基を示す。
式(9)または式(10)中、Chainは、ポリシロキサン鎖、ポリオキシアルキレン鎖から選択される1種以上を含む1価または2価の有機基を示す。)
[5] 前記アリルカーボネート重合性化合物が、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、1,4−ジメチロールシクロヘキサンおよび4,8−ビス(ヒドロキシメチル)−[5.2.1.02,6 ]トリシクロデカンから選択される少なくとも1種のジオールのビス(アリルカーボネート)化合物、
グリセロール、トリメチロールプロパンおよびトリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレートから選択される少なくとも1種のトリオールのトリス(アリルカーボネート)化合物、
ペンタエリスリトール、ジグリセロールおよびジトリメチロールプロパンから選択される少なくとも1種のテトラオールのテトラ(アリルカーボネート)化合物、
ジペンタエリスリトールのヘキサ(アリルカーボネート)化合物、および
前記ジオール、前記トリオール、前記テトラオールおよび前記ジペンタエリスリトールから選択される少なくとも2種類の化合物の混合ポリ(アリルカーボネート)化合物、から選択される少なくとも1種を含む、[2]に記載の組成物。
[6] 前記アリルカーボネート重合性化合物が、
(i)ジエチレングリコールのビス(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマーとの混合物、
(ii) ジエチレングリコールとネオペンチルグリコールの混合物のビス(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマーとの混合物、
(iii) ジエチレングリコールとトリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレートの混合物のポリ(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマーとの混合物、
(iv) ジエチレングリコールとトリメチロールプロパンの混合物のポリ(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマーとの混合物、
(v) ジエチレングリコールとペンタエリスリトールの混合物のポリ(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマーとの混合物、
(vi) ジエチレングリコールとネオペンチルグリコールとペンタエリスリトールの混合物のポリ(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマーとの混合物、および
(vii) ジエチレングリコールとネオペンチルグリコールとペンタエリスリトールの混合物のポリ(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマーとの混合物と、
ジエチレングリコールのビス(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマーとの混合物と、を含むポリ(アリルカーボネート)混合物、
から選択される少なくとも1種を含む、[2]に記載の組成物。
[7] 前記アリルエステル重合性化合物が、
ジアリルイソフタレートまたはジアリルテレフタレートまたはジアリルオルソフタレートから選択されるジアリルフタレートモノマー、
前記ジアリルフタレートモノマーと、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、1,4−ジメチロールシクロヘキサンから選択される少なくとも1種のジオールの混合物とのエステル交換反応によって得られるジアリルエステルモノマーおよびそのオリゴマー、
前記ジアリルフタレートモノマーと、グリセロール、トリメチロールプロパン、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、ペンタエリスリトール、ジグリセロール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトールから選択される少なくとも1種のポリオールの混合物とのエステル交換反応によって得られるポリアリルエステルモノマーおよびそのオリゴマー、および
C1〜C3のアルキル基を有するジアルキルイソフタレート、ジアルキルテレフタレート、ジアルキルオルソフタレートから選択される少なくとも1種のジアルキルフタレートと、アリルアルコールと、ジアリルカーボネートと、前記ジオールまたは前記ポリオールの混合物のエステル交換反応によって得られるアリルカーボネート基を含むアリルエステルモノマーおよびそのオリゴマー、から選択される少なくとも1種を含む、[2]に記載の組成物。
[8] 前記アリルエステル重合性化合物が、
(i)ジアリルテレフタレートと、該ジアリルテレフタレートに対して30重量%のジエチレングリコールのビス(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマーと、の混合物、
(ii) ジアリルテレフタレートとプロピレングリコールの混合物のエステル交換反応によって得られたアリルエステル化合物、
(iii) (ii)のアリルエステル化合物と、該アリルエステル化合物に対して20重量%のジエチレングリコールのビス(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマーと、の混合物、
(iv) ジメチルテレフタレートとアリルアルコールとジアリルカーボネートとジエチレングリコールの混合物のエステル交換反応によって得られた、アリルエステル化合物、アリルカーボネート化合物およびアリルエステル基およびアリルカーボネート基を有する化合物の混合物、および
(v) (iv)で得られた前記混合物と、該混合物に対し10重量%のジエチレングリコールのビス(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマーと、の混合物、
から選択される少なくとも1種を含む、[2]に記載の重合性組成物。
[9] 2以上のアリルオキシカルボニル基を含む前記化合物(A)が、
[7]に記載の前記アリルエステル重合性化合物およびそのオリゴマーと、[5]に記載の前記アリルカーボネート重合性化合物およびそのオリゴマーと、の混合物である[2]に記載の組成物。
[10] 成分(A)100重量部に対して前記の成分(B)を0.3〜5.0重量部の量で含む、[1]〜[9]のいずれかに記載の組成物。
[11] 成分(A)100重量部に対して前記の成分(C) を0.01〜0.5重量部の量で含む、[1]〜[9]のいずれかに記載の組成物。
[12] [1]〜[11]のいずれか1項に記載の重合性組成物をラジカル重合する工程を含む、フォトクロミック性能を備える有機ガラスの製造方法。
[13] 前記工程は、[1]〜[11]のいずれか1項に記載の重合性組成物を鋳型に注入し、これを50〜120℃の範囲内の温度で1〜100時間重合する、注型重合工程を含む、[12]に記載の方法。
[14] [1]〜[11]のいずれか1項に記載の重合性組成物を重合硬化した有機ガラス。
[15] [14]に記載の有機ガラスからなるレンズ。
[16] 偏光フィルムと、
前記偏光フィルムの少なくとも一方の面に形成された、[14]に記載の有機ガラスからなる基材層と、を備える偏光レンズ。
なお、本発明において、例えば、「ジオールのビス(アリルカーボネート)化合物」とは、ジオールの2つの水酸基がアリルカーボネート基で置き換えられた構造を有する化合物を意味する。
また、本発明において、例えば、「ジエチレングリコールとネオペンチルグリコールの混合物のビス(アリルカーボネート)化合物」とは、
(1)ジエチレングリコールの2つの水酸基がアリルカーボネート基で置き換えられた構造を有する化合物、
(2)ネオペンチルグリコールの2つの水酸基がアリルカーボネート基で置き換えられた構造を有する化合物、を意味する。
また、本発明において、例えば、「ジエチレングリコールとネオペンチルグリコールの混合物のビス(アリルカーボネート)化合物のオリゴマー」とは、前記化合物(1)のオリゴマー、前記化合物(2)のオリゴマー、および前記化合物(1)および前記化合物(2)のオリゴマー、を意味する。
本発明の重合性組成物を重合して得られる硬化体は、フォトクロミック特性に優れるばかりでなく、成形性が優れ、厳密な温度制御を必要としない設備で歩留まりよく製造でき、且つ機械的、色相等の光学的物性が優れている。したがって、本発明のフォトクロミック重合性組成物を重合して得られる硬化体は、フォトクロミック性を有する有機ガラスとして有用であり、例えば、フォトクロミック眼鏡レンズ等の用途に好適に使用することができる。
本発明の、重合性組成物は、(A)2以上のアリルオキシカルボニル基を含む化合物と、(B)パーオキシケタール系ラジカル重合開始剤、パーオキシモノカーボネート系ラジカル重合開始剤およびパーオキシエステル系ラジカル重合開始剤よりなる群から選択される少なくとも1種の重合開始剤と、(C)ナフトピラン化合物群から選択される少なくとも1種のフォトクロミック化合物と、を含む。
[2以上のアリルオキシカルボニル基を含む化合物(A)]
本発明における、2以上のアリルオキシカルボニル基を含む化合物(A)は、以下の式で表すことができる。
Figure 2020073695
式中、nは2〜6の整数である。Rは水素原子またはメチル基を示し、複数存在するRは同一でも異なっていてもよい。
Xは、酸素原子を有していてもよい炭素原子数3〜12の線状または分岐鎖状の脂肪族ポリオールa1から誘導される2〜6価の有機基a、酸素原子を有していてもよい炭素原子数5〜16の環状脂肪族ポリオールb1から誘導される2〜6価の有機基b、または炭素原子数6〜12の芳香族化合物c1から誘導される2〜6価の有機基cであり、有機基aまたは有機基bは、水酸基由来のエーテル基を介してアリルオキシカルボニル基と結合してアリルカーボネート基を形成する。
これらのポリオールは、通常は分子中に2〜6個、好ましくは2〜4個のヒドロキシル基を含むことができる。
脂肪族ポリオールa1としては、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、グリセロール、トリメチロールプロパン、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等を挙げることができる。
環状脂肪族ポリオールb1としては、1,4−ジメチロールシクロヘキサン、4,8−ビス(ヒドロキシメチル)−[5.2.1.02,6 ]トリシクロデカン等を挙げることができる。
芳香族化合物c1としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレン等を挙げることができる。
2以上のアリルオキシカルボニル基を含む化合物(A)としては、具体的には、アリルカーボネート重合性化合物、アリルエステル重合性化合物、アリルカーボネート基とアリルエステル基の少なくとも一方を含む重合性化合物を挙げることができる。
2以上のアリルオキシカルボニル基を含む化合物は、そのオリゴマーを含むことができる。2以上のアリルオキシカルボニル基を含む化合物は、室温では液体生成物であり、25℃で測定した粘度は10〜1000cStであり、そのオリゴマー含量は広範囲に変化することができ、例えば0〜約80重量%である。
(アリルカーボネート重合性化合物)
アリルカーボネート重合性化合物は下記一般式(2)で表すことができ、またそのオリゴマーを含むことができる。オリゴマーは製造工程で生成したアリルカーボネートとポリオールのエステル交換反応により生成するカーボネート基を介して2分子以上のポリオールが連結したポリ(アリルカーボネート)である。
このアリルカーボネート重合性化合物は、3〜12個の炭素原子を有する線状または分岐鎖状の脂肪族ポリオールのポリ(アリルカーボネート)化合物である。分子中に5〜16個の炭素原子を有する環状脂肪族ポリオールのポリ(アリルカーボネート)化合物もこの目的に好適である。これらのポリオールは、通常は分子中に2〜6個、好ましくは2〜4個のヒドロキシル基を有することができる。混合ポリ(アリルカーボネート)化合物、すなわち2種類以上のポリオールに由来し、各々のポリオールのポリ(アリルカーボネート)化合物の機械的混合によって得ることができるもの、またはポリオールの混合物とジアリルカーボネートから出発して化学反応によって直接得ることができるものを使用することも可能である。最後に、これら総てのポリ(アリルカーボネート)化合物は、モノマーまたはモノマーとオリゴマーとの混合物の形態であることができる。一般的には、アリルカーボネート重合性化合物は、室温では液体生成物であり、25℃で測定した粘度は10〜1000cStであり、そのオリゴマー含量は広範囲に変化することができ、例えば0〜約80重量%である。
Figure 2020073695
式(2)において、Xは線状または分岐したC3〜C12の脂肪族ポリオールから誘導される2〜6価の基またはC5〜C16の環状脂肪族ポリオールから誘導される2〜6価の基を表し、nは2〜6の整数を表す。
一般式(2)のXを構成するポリオールは、具体例としては、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、1,4−ジメチロールシクロヘキサン、4,8−ビス(ヒドロキシメチル)−[5.2.1.02,6 ]トリシクロデカン、グリセロール、トリメチロールプロパン、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、ペンタエリスリトール、ジグリセロール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール等を挙げることができる。
したがって、前記アリルカーボネート化合物の例は、例えば、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、1,4−ジメチロールシクロヘキサンおよび4,8−ビス(ヒドロキシメチル)−[5.2.1.02,6 ]トリシクロデカンから選択される少なくとも1種のジオールのビス(アリルカーボネート)化合物、グリセロール、トリメチロールプロパンおよびトリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレートから選択される少なくとも1種のトリオールのトリス(アリルカーボネート)化合物、ペンタエリスリトール、ジグリセロールおよびジトリメチロールプロパンから選択される少なくとも1種のテトラオールのテトラ(アリルカーボネート)化合物、ジペンタエリスリトールのヘキサ(アリルカーボネート)化合物、および前記ジオール、前記トリオール、前記テトラオールおよび前記ジペンタエリスリトールから選択される少なくとも2種類の化合物の混合ポリ(アリルカーボネート)化合物、から選択される少なくとも1種を含む。
なお、「少なくとも2種類のジオールの混合物のビス(アリルカーボネート)」とは、例えば、ジオールがジエチレングリコールとネオペンチルグリコールの場合、以下のモノマー成分とオリゴマー成分の混合物として得られる。
モノマー成分
(1)ジエチレングリコールビス(アリルカーボネート)
(2)ネオペンチルグリコールビス(アリルカーボネート)
オリゴマー成分
(3)ジエチレングリコール由来の炭化水素(およびエーテル)のみを含むオリゴマー
(4)ネオペンチルグリコール由来の炭化水素のみを含むオリゴマー
(5)ジエチレングリコール由来の炭化水素(およびエーテル)とネオペンチルグリコール由来の炭化水素の両方を同一分子内に含む複合的なオリゴマー
下記のものは、本発明の目的に好適なアリルカーボネート重合性化合物の好ましい例である。
(i) ジエチレングリコールビス(アリルカーボネート)およびそのオリゴマーとの混合物
ジエチレングリコールビス(アリルカーボネート)は、式(I)で定義することができる。
Figure 2020073695
また、ジエチレングリコールビス(アリルカーボネート)のオリゴマーは、式(II)で定義することができる。
Figure 2020073695
式中、nは2以上である。
化合物(I)は、例えば「化学技術の百科辞典」、Kirk-Othmer 、III 版、第2巻、111〜112頁に記載のように、ジエチレングリコールビス(クロロホルメート)をアリルアルコールと反応させることによって製造することができる。ジエチレングリコービス(アリルカーボネート)(式(I))とそのオリゴマー(式(II))の混合物は、例えば、欧州特許第35,304号明細書に記載されているように、塩基性触媒の存在下にて操作して、ジアリルカーボネートとジエチレングリコールとのエステル交換によって簡便に製造することができる。これらの混合物は通常はオリゴマー約80重量%までを含む。
(ii) ジエチレングリコールとネオペンチルグリコールの混合物のビス(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマーとの混合物
このビス(アリルカーボネート)化合物は、ジエチレングリコールをジエチレングリコールとネオペンチルグリコールとの混合物で置換したこと以外は、前記の点(i) のビス(アリルカーボネート)と同様である。
(iii) ジエチレングリコールとトリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレートの混合物のポリ(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマーとの混合物
このポリ(アリルカーボネート)化合物は、例えば、米国特許第4,812,545号に記載されているように、ジエチレングリコールとトリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレートとの混合物のジアリルカーボネートのエステル交換によって得ることができる。
(iv) ジエチレングリコールとトリメチロールプロパンの混合物のポリ(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマーとの混合物
このポリ(アリルカーボネート)化合物は、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレートをトリメチロールプロパンで置換したこと以外は、前記の点(iii) のポリ(アリルカーボネート)と同様である。
(v) ジエチレングリコールとペンタエリスリトールの混合物のポリ(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマーとの混合物
このポリ(アリルカーボネート)化合物は、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレートをペンタエリスリトールで置換したこと以外は、前記の点(iii) のポリ(アリルカーボネート)化合物と同様である。
(vi) ジエチレングリコールとネオペンチルグリコールとペンタエリスリトールの混合物のポリ(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマーとの混合物
このポリ(アリルカーボネート)化合物は、ジエチレングリコールをジエチレングリコールとネオペンチルグリコールの2種のジオールで置換したこと以外は、前記の点(v) のポリ(アリルカーボネート)と同様である。
(vii) ジエチレングリコールとネオペンチルグリコールとペンタエリスリトールの混合物のポリ(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマーの混合物と、
ジエチレングリコールのビス(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマーとの混合物と、を含むポリ(アリルカーボネート)混合物
(アリルエステル重合性化合物)
前記アリルエステル重合性化合物は、下記一般式(3)で表されるジアリルフタレート;下記一般式(4)で表される、ジアリルフタレートとポリオールの混合物のエステル交換反応によって得られるアリルエステル化合物;または下記一般式(5)で表されるアリルエステル基およびアリルカーボネート基の少なくとも一方を含む重合性化合物およびそれらのオリゴマーを挙げることができる。
一般式(5)で表される重合性化合物は、ジアルキルフタレートとアリルアルコールとジアリルカーボネートとポリオールの混合物のエステル交換反応によって得られる、アリルエステル化合物、アリルカーボネート化合物、およびアリルエステル基およびアリルカーボネート基を有する化合物の混合物を含む。
なお、本実施形態において、下記一般式(3)〜(5)の化合物は位置異性体を含むものである。
Figure 2020073695
一般式(3)で表されるジアリルフタレートは、ジアリルイソフタレート、ジアリルテレフタレート、およびジアリルオルソフタレートから選択される少なくとも1種である。
Figure 2020073695
式(4)において、Xは線状または分岐したC2〜C8の脂肪族ジオールから誘導される2価の基、または水酸基を3〜6個有する線状または分岐したC3〜C10の脂肪族ポリオールから誘導される3〜6価の基を表し、nは2〜6の整数を表す。
Figure 2020073695
式(5)において、Xは線状または分岐したC2〜C8の脂肪族ジオールから誘導される2価の基、または水酸基を3〜6個有する線状または分岐したC3〜C10の脂肪族ポリオールから誘導される3〜6価の基を表し、mおよびnは0〜6の整数を表し且つmとnの総和は2〜6の整数である。
使用されるジアリルフタレートは、具体例としてはジアリルイソフタレート、ジアリルテレフタレート、ジアリルオルソフタレートであり、
ジアルキルフタレートはC1〜3のアルキル基を有するフタル酸ジエステルで、具体例としてはジメチルイソフタレート、ジメチルテレフタレート、ジメチルオルソフタレート、ジエチルイソフタレート、ジエチルテレフタレート、ジエチルオルソフタレート、ジプロピルイソフタレート、ジプロピルテレフタレート、ジプロピルオルソフタレートである。
また式(4)および式(5)のXを構成するポリオールは、具体例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、1,4−ジメチロールシクロヘキサンであるジオールおよびグリセロール、トリメチロールプロパンであるトリオールおよびトリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、ペンタエリスリトール、ジグリセロール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトールであるポリオールである。
前記式(4)および式(5)の化合物はそのオリゴマーを含むことができる。式(4)におけるオリゴマーは製造工程で生成したアリルエステル化合物とポリオールのエステル交換反応により生成するものである。式(5)におけるオリゴマーは製造工程で生成したアリルエステル化合物またはアリルカーボネート化合物がポリオールとのエステル交換反応により生成するものである。
したがって、前記アリルエステル重合性化合物は、例えば、ジアリルイソフタレート、ジアリルテレフタレート、およびジアリルオルソフタレートから選択されるジアリルフタレートモノマー、
前記のジアリルフタレートモノマーと、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、1,4−ジメチロールシクロヘキサンなどから選択される少なくとも1種のジオールの混合物とのエステル交換反応によって得られるジアリルエステルモノマーおよびそのオリゴマー、
前記のジアリルフタレートと、グリセロール、トリメチロールプロパンであるトリオール、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、ペンタエリスリトール、ジグリセロール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトールなどから選択される少なくとも1種のポリオールの混合物のエステル交換反応によって得られるポリアリルエステルモノマーおよびそのオリゴマー、
ジメチルイソフタレート、ジメチルテレフタレート、ジメチルオルソフタレート、ジエチルイソフタレート、ジエチルテレフタレート、ジエチルオルソフタレート、ジプロピルイソフタレート、ジプロピルテレフタレート、ジプロピルオルソフタレートから選択される少なくとも1種のC1〜C3ジアルキルフタレートと、アリルアルコールと、ジアリルカーボネートと、前述のジオールまたはポリオールの混合物のエステル交換反応によって得られるアリルエステル化合物、アリルカーボネート化合物およびアリルカーボネート基とアリルエステル基を有する化合物およびそれらのオリゴマー、から選択される少なくとも1種を含む。
前記アリルエステル重合性化合物は、より具体的には、
(i)ジアリルテレフタレートと、該ジアリルテレフタレートに対して30重量%のジエチレングリコールのビス(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマーと、の混合物、
(ii) ジアリルテレフタレートとプロピレングリコールの混合物のエステル交換反応によって得られたアリルエステル化合物、
(iii) (ii)のアリルエステル化合物と、該アリルエステル化合物に対して20重量%のジエチレングリコールのビス(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマーと、の混合物、
(iv) ジメチルテレフタレートとアリルアルコールとジアリルカーボネートとジエチレングリコールの混合物のエステル交換反応によって得られた、アリルエステル化合物、アリルカーボネート化合物およびアリルエステル基およびアリルカーボネート基を有する化合物の混合物、および
(v) (iv)で得られた前記混合物と、該混合物に対し10重量%のジエチレングリコールのビス(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマーと、の混合物、から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。
下記のものは、本発明の目的に好適なアリルエステル重合性化合物の好ましい例である。
(i) ジメチルテレフタレート、アリルアルコール、ジアリルカーボネート、ジエチレングリコールの混合物のエステル交換反応によって得られるアリルエステル化合物、アリルカーボネート化合物およびアリルエステル基およびアリルカーボネート基を有する化合物の混合物
上記のアリルエステル化合物は、式(III)〜(V)で定義することができ、式(III)のジアリルテレフタレートを主成分とし、それぞれがポリオールとエステル交換反応することによって得られるオリゴマーを含む。
Figure 2020073695
本実施形態において、2以上のアリルオキシカルボニル基を含む前記化合物(A)は、本発明の効果の観点から、前記アリルエステル重合性化合物およびそのオリゴマーと、前記アリルカーボネート重合性化合物およびそのオリゴマーと、の混合物とすることができる。
[ラジカル重合開始剤(B)]
次に本発明におけるラジカル重合開始剤(B)について説明する。
本発明のラジカル重合開始剤(B)としては、下記一般式(6)で表される(a)10時間半減期温度が80℃以上のパーオキシケタール系ラジカル重合開始剤及び/または下記一般式(7)で表される(b)10時間半減期温度が80℃以上のパーオキシモノカーボネート系ラジカル重合開始剤及び/または下記一般式(8)で表される(c)10時間半減期温度が65℃以上のパーオキシエステル系ラジカル重合開始剤を使用する。該特定の分解温度の開始剤を用いることで、フォトクロミック化合物を劣化させることなく、フォトクロミック特性に優れたフォトクロミック硬化体を与えることができる。
Figure 2020073695
(式(6)において、Rは第三級アルキル基であり、RおよびRはそれぞれ独立にメチル、エチル、プロピルおよびブチルから選択されるアルキル基であり、前記のアルキル基は例えば鎖の末端にアルキルエステル基のような非干渉性の官能基を有することができ、またはRとRはそれらが結合している炭素原子と一緒になってシクロアルキレン基を形成することができ、該シクロアルキレン基は1〜3個のアルキル置換基を有していてもよい。)
Figure 2020073695
(式(7)において、RはC3〜C6の第三級アルキル基であり、Rは線状または分岐したC3〜C8のアルキル基である)
Figure 2020073695
(式(8)において、RはC3〜C6の第三級アルキル基であり、Rは線状または分岐したC3〜C9のアルキル基またはフェニル基である)。
(a)のパーオキシケタール系ラジカル開始剤{()内は、10時間半減期温度を示す。}を具体的に例示すると、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン(83℃)、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン(90℃)、
2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン(107℃)
n−ブチル−4,4−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヴァレレート(109℃)
エチル−3,3−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヴァレレート(114℃)
1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン(91℃)
1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−2−メチルシクロヘキサン(83℃)
1,1−ビス(t−アミルパーオキシ)シクロヘキサン(93℃)
1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン(87℃)
1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン(87℃)
2,2−ビス[4,4−(ジ−t−ブチルパーオキシ)シクロヘキシル]プロパン(95℃)
等を挙げることが出来る。
(b)のパーオキシモノカーボネート系ラジカル開始剤{()内は、10時間半減期温度を示す。}を具体的に例示すると、
OO−(t−ブチル)−O−イソプロピルモノパーオキシカーボネート(99℃)
OO−(t−アミル)−O−イソプロピルモノパーオキシカーボネート(96℃)
OO−(t−ブチル)−O−(2−エチルヘキシル)モノパーオキシカーボネート(99℃)
OO−(t−アミル)−O−(2−エチルヘキシル)モノパーオキシカーボネート(99℃)
等を挙げることが出来る。
(c)のパーオキシエステル系ラジカル開始剤{()内は、10時間半減期温度を示す。}を具体的に例示すると、
t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(72℃)
t−ブチルパーオキシイソブチレート(82℃)
t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルヘキサノエート(97℃)
t−ブチルパーオキシアセテート(102℃)
t−ブチルパーオキシイソノナエート(102℃)
t−ブチルパーオキシベンゾエート(104℃)
t−アミルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(75℃)
t−アミルパーオキシノルマルオクトエート(96℃)
t−アミルパーオキシアセテート(100℃)
t−アミルパーオキシイソノナエート(96℃)
t−アミルパーオキシベンゾエート(100℃)
t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(70℃)
t−ヘキシルパーオキシベンゾエート(99℃)
1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(65℃)
等を挙げることが出来る。
本発明において、該ラジカル重合開始剤の使用量は、重合条件や開始剤の種類、前記の単量体の組成によって異なり、一概に限定できないが、前記アリルオキシカルボニル基を含む化合物(A)100重量部に対して0.3〜5.0重量部、好ましくは0.5〜3.0重量部であり、また2種以上のラジカル重合開始剤を組み合わせて使用することもできる。
また、本発明の重合性組成物を重合させる際、重合条件のうち、特に温度は得られるフォトクロミック硬化体の性状に影響を与える。この温度条件は、ラジカル重合開始剤の種類と量や単量体の種類によって影響を受けるので一概に限定はできないが、一般的に比較的低温で重合を開始し、ゆっくりと温度を上げていき、重合終了時に高温下に硬化させるのが好適である。重合時間も温度と同様に各種の要因によって異なるので、予めこれらの条件に応じた最適の時間を決定するのが好適であるが、一般に12〜24時間で重合が完結するように条件を選ぶのが好ましい。また、本発明の重合性組成物は、35℃以下の厳密な制御は必要なく、60℃以上から開始するパターンでも硬化が可能であり、成型が容易なため、歩留まりが高い。
[フォトクロミック化合物(C)]
次に、本発明におけるフォトクロミック化合物(C)について説明する。このフォトクロミック化合物(C)は、フォトクロミック作用を示す化合物を何ら制限なく採用することができ、ナフトピラン化合物群から選択される少なくとも1種を用いることができる。
本発明のフォトクロミック化合物は、下記一般式(9)または下記一般式(10)から選択される1種以上である。
PC-L-Chain (9)
PC-L-Chain-L'-PC' (10)
PCとPC'は一般式(11)〜(14)の化合物から誘導される1価の基を示す。PCとPC'は同一でも異なっていてもよい。
Figure 2020073695
式(11)〜(14)中、R〜R18は、水素、ハロゲン原子、カルボキシル基、アセチル基、ホルミル基、置換されてもよいC1〜C20の脂肪族基、置換されてもよいC3〜C20の脂環族基、または置換されてもよいC6〜C20の芳香族有機基を示し、それぞれ同一でも異なってもよい。これら脂肪族基、脂環族基または芳香族有機基は、酸素原子、窒素原子を含んでもよい。一般式(11)〜(14)で表される化合物に含まれる、いずれか1つの基は、2価の有機基であるLまたはL'と結合する。
置換されてもよいC1〜C20の脂肪族基としては、直鎖あるいは分枝鎖状のC1〜C10アルキル基、直鎖あるいは分枝鎖状のC1〜C10アルコキシ基、直鎖あるいは分枝鎖状のC2〜C10アルケ二ル基、C1〜C10ヒドロキシアルキル基、C1〜C10ヒドロキシアルコキシ基、C1〜C10アルコキシ基で置換されたC1〜C10アルキル基、C1〜C10アルコキシ基で置換されたC1〜C10アルコキシ基、C1〜C5ハロアルキル基、C1〜C5ジハロアルキル基、C1〜C5トリハロアルキル基、C1〜C10アルキルアミノ基、C1〜C10アミノアルキル基、直鎖あるいは分枝鎖状のC1〜C20アルコキシカルボニル基等を挙げることができる。
置換されてもよいC3〜C20の脂環族基として、C3〜C20のシクロアルキル基、C6〜C20のビシクロアルキル基等を挙げることができる。
置換されてもよいC6〜C20の芳香族有機基としては、フェニル基、C7〜C16アルコキシフェニル基、アリールアミノ基、ジアリールアミノ基、アリールC1〜C5アルキルアミノ基、環状アミノ基、アリールカルボニル基、アロイル基等を挙げることができる。
とRとして、好ましくは、水素原子;ハロゲン原子;
直鎖あるいは分枝鎖状のC1〜C10アルキル基、直鎖あるいは分枝鎖状のC1〜C10アルコキシ基、C1〜C10ヒドロキシアルコキシ基、C1〜C10アルコキシ基で置換されたC1〜C10アルコキシ基、C1〜C5ハロアルキル基、C1〜C5ジハロアルキル基、C1〜C5トリハロアルキル基、C1〜C5アルキルアミノ基等の、置換されてもよいC1〜C20の脂肪族基;
フェニル基、C7〜C16アルコキシフェニル基、C1〜C5ジアルキルアミノ基、アリールアミノ基、ジアリールアミノ基、アリールC1〜C5アルキルアミノ基、環状アミノ基等の、置換されてもよいC6〜C20の芳香族有機基;等を挙げることができる。RとRは、それぞれ同一でも異なってもよい。
として、好ましくは、水素原子;ハロゲン原子;カルボキシル基;アセチル基;
直鎖あるいは分枝鎖状のC1〜C10アルキル基、直鎖あるいは分枝鎖状のC2〜C10アルケ二ル基、直鎖あるいは分枝鎖状のC1〜C10アルコキシ基、C1〜C10ヒドロキシアルキル基、C1〜C10アルコキシ基で置換されたC1〜C10アルキル基、C1〜C10アミノアルキル基、直鎖あるいは分枝鎖状のC1〜C20アルコキシカルボニル基等の、置換されてもよいC1〜C20の脂肪族基;
C3〜C20のシクロアルキル基、C6〜C20のビシクロアルキル基等の、置換されてもよいC3〜C20の脂環族基;
アリールカルボニル基、ホルミル基、アロイル基等の、置換されてもよいC6〜C20の芳香族有機基;等を挙げることができる。
として、好ましくは、水素原子;ハロゲン原子;カルボキシル基;アセチル基;ホルミル基;
直鎖あるいは分枝鎖状のC1〜C10アルキル基、直鎖あるいは分枝鎖状のC2〜C10アルケ二ル基、直鎖あるいは分枝鎖状のC1〜C10アルコキシ基、C1〜C10ヒドロキシアルキル基、C1〜C10アルコキシ基で置換されたC1〜C10アルキル基、C1〜C10アミノアルキル基、直鎖あるいは分枝鎖状のC1〜C20アルコキシカルボニル基、等の、置換されてもよいC1〜C20の脂肪族基;
C3〜C20のシクロアルキル基、C6〜C20のビシクロアルキル基等の、置換されてもよいC3〜C20の脂環族基;
アリールカルボニル基、アロイル基、フェニル基、C7〜C16アルコキシフェニル基、C1〜C10ジアルコキシフェニル基、C1〜C10アルキルフェニル基、C1〜C10ジアルキルフェニル基等の、置換されてもよいC6〜C20の芳香族有機基;等を挙げることができる。
とRは互いに結合してもよい。RとRが互いに結合して環構造を形成する場合、一般式(15)または(16)が挙げられる。点線部分がRが結合している炭素原子とRが結合している炭素原子との間の結合を表す。
Figure 2020073695
、R、R、R、R、R10、R14、R15、R16は、R、Rと同様な官能基を示す。複数存在するR〜Rとは同一でも異なっていてもよい。
11として、好ましくは、水素原子;ハロゲン原子;
直鎖あるいは分枝鎖状のC1〜C20アルキル基、C1〜C5ハロアルキル基、C1〜C5ジハロアルキル基、C1〜C5トリハロアルキル基等の、置換されてもよいC1〜C20の脂肪族基;
C3〜C20のシクロアルキル基、C6〜C20のビシクロアルキル基、C1〜C5アルキル基で置換されたC3〜C20のシクロアルキル基、C1〜C5アルキル基で置換されたC6〜C20のビシクロアルキル基等の、置換されてもよいC3〜C20の脂環族基;
C1〜C5アルキル基で置換されたアリール基等の、置換されてもよいC6〜C20の芳香族有機基;等を挙げることができる。
12とR13として、好ましくは、水素原子;ハロゲン原子;
C1〜C10アルキル基、C1〜C5アルキルアルコキシカルボニル基等の、置換されてもよいC1〜C20の脂肪族基;C5〜C7のシクロアルキル基等の、置換されてもよいC3〜C20の脂環族基;等を示す。
17とR18として、好ましくは、水素原子;ハロゲン原子;
直鎖あるいは分枝鎖状のC1〜C10アルキル基、C1〜C10ヒドロキシアルキル基等の、置換されてもよいC1〜C20の脂肪族基;C5〜C7のシクロアルキル基等の、置換されてもよいC3〜C20の脂環族基;等を示す。
一般式(9)または(10)のLとL'は、オキシエチレン鎖、オキシプロピレン鎖、(チオ)エステル基、(チオ)アミド基から選択される1種以上を含む2価の有機基を示す。
具体的には、LとL'は、一般式(17)〜(23)で表される。LとL'は同一でも異なっていてもよい。
Figure 2020073695
式(17)〜(23)中、
Yは、酸素、硫黄を示す。
19は、水素、直鎖あるいは分枝鎖状のC1〜C10アルキル基を示す。
20は、直鎖あるいは分枝鎖状のC1〜C10アルキル基を示す。
pは、0〜15の整数を示し、rは、0〜10の整数を示す。
Qは、直鎖あるいは分枝鎖状のC1〜C10アルキレン基、C1〜C10アルケニレン基、1,2-、1,3-、1,4-位の置換アリール基から誘導される2価の基、置換ヘテロアリール基から誘導される2価の基等を示す。
*1、*2は結合手を表し、*1は「Chain」で表される1価または2価の有機基と結合し、*2はPCまたはPC' で表される1価の有機基と結合する。
一般式(9)または(10)の「Chain」は、ポリシロキサン鎖、ポリオキシアルキレン鎖から選択される1種以上を含む1価または2価の有機基を示す。
ポリシロキサン鎖としては、ポリジメチルシロキサン鎖、ポリメチルフェニルシロキサン鎖、ポリメチルヒドロシロキサン鎖等が挙げられる。
ポリオキシアルキレン鎖としては、ポリオキシエチレン鎖、ポリオキシプロピレン鎖、ポリオキシヘキサメチレン鎖等が挙げられる。
具体的には、
「Chain」は、フォトクロミック化合物が一般式(9)の場合は、一般式(24)または(25)の1価の有機基を示す。
Figure 2020073695
「Chain」は、フォトクロミック化合物が一般式(10)の場合、一般式(26)または(27)の2価の有機基を示す。
Figure 2020073695
式(24)〜(27)中、
21は、直鎖あるいは分枝鎖状のC1〜C10アルキル基を示す。
22は、直鎖あるいは分枝鎖状のC1〜C10アルキル基を示す。
23は、水素、メチル基、エチル基を示す。
nは4〜75の整数を示し、mは1〜50の整数を示す。
qは1〜3の整数を示す。
*3、*4は結合手を表し、*3はLで表される2価の有機基と結合し、*4はL'で表される2価の有機基と結合する。
本発明のフォトクロミック化合物は、WO2009/146509公報、WO2010/20770公報、WO2012/149599公報、WO2012/162725公報に記載の方法により得られる。
本発明のフォトクロミック化合物としては、Vivimed社のReversacol Humber Blue(ポリジメチルシロキサン鎖、ナフトピラン系発色団(一般式11))、Reversacol Calder Blue(ポリジメチルシロキサン鎖、ナフトピラン系発色団(一般式11))、Reversacol Trent Blue(ポリジメチルシロキサン鎖、ナフトピラン系発色団(一般式11))、Reversacol Pennine Green(ポリジメチルシロキサン鎖、ナフトピラン系発色団(一般式11))、Reversacol Heath Green(ポリオキシアルキレン鎖、ナフトピラン系発色団(一般式11))、Reversacol Chilli Red(ポリジメチルシロキサン鎖、ナフトピラン系発色団(一般式11))、Reversacol Wembley Grey(ポリオキシアルキレン鎖、ナフトピラン系発色団(一般式11))、Reversacol Cayenne Red(ポリオキシアルキレン鎖、ナフトピラン系発色団(一般式11))、等が挙げられる。
本発明の重合性組成物における、所定の重合開始剤(B)と所定のフォトクロミック化合物(C)との組み合わせによれば、重合開始剤(B)によるフォトクロミック化合物(C)の分解が抑制される。そのため、重合開始剤(B)とフォトクロミック化合物(C)とを重合性組成物中に共存させることができ、練り込み法で安価にかつ簡便な方法で、フォトクロミック特性に優れ、さらに色相に優れた硬化体を得ることができる。
本発明において、成分(C)のフォトクロミック化合物の配合比は、あまりに多いときにはフォトクロミック化合物の凝集が起き、耐久性が急激に低下する。このため、2以上のアリルオキシカルボニル基を含む化合物(A)100重量部に対して、フォトクロミック化合物(C)は、通常、0.001〜5重量部の範囲で用いられ、好ましくは0.01〜1重量部、より好ましくは0.01〜0.5重量部の範囲で用いられ、この範囲において最も良好なフォトクロミック性能が得られる。
本発明の重合性組成物には、更に離型剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、紫外線安定剤、酸化防止剤、着色防止剤、帯電防止剤、蛍光染料、染料、顔料、香料等の各種安定剤、添加剤を必要に応じて混合して使用することができる。
上記した紫外線吸収剤を混合して使用するとフォトクロミック化合物の耐久性をさらに向上させることができるために好適である。紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤、マロン酸エステル系紫外線吸収剤、オキサニリド系紫外線吸収剤を好適に使用することができる。
この紫外線吸収剤はフォトクロミック化合物の耐久性を向上させる一方で、フォトクロミック化合物の紫外線による発色を阻害する。紫外線吸収剤の種類によって吸収する紫外線領域が異なるため一概に限定はできないが、通常は、ラジカル重合性化合物100重量部に対して各紫外線吸収剤の配合量が0.001〜5重量部、さらに0.01〜1重量部の範囲であることが好適である。
本発明の重合性組成物から硬化体を得る重合方法は特に限定的でなく、公知のラジカル重合方法を採用できる。代表的な重合方法を例示すると、粘着テープ又はエラストマーガスケット又はスペーサーで保持されているモールド間に、ラジカル重合開始剤を混合した本発明の重合性組成物を注入し、空気炉中で酸化させた後、取り外す注型重合が採用される。
さらに、上記の方法で得られるフォトクロミック硬化体は、その用途に応じて以下のような処理を施すこともできる。即ち、分散染料などの染料を用いる染色、シランカップリング剤やケイ素、ジルコニウム、アンチモン、アルミニウム、スズ、タングステン等のゾルを主成分とするハードコート剤や、SiO2、TiO2、ZrO2等の金属酸化物の薄膜の蒸着や有機高分子の薄膜の塗布による反射防止処理、帯電防止処理等の加工および2次処理を施すことも可能である。
本発明の重合性組成物を重合硬化したフォトクロミック硬化体(有機ガラス)は、前記の(A)ラジカル重合性化合物、(B)ラジカル重合開始剤、および(C)フォトクロミック化合物からなるため、製造が容易になるとともに、優れたフォトクロミック特性を発揮しながら、20℃、589.3nmの波長における屈折率が1.49〜1.57の範囲とすることができ、各種光学材料に使用することが可能である。特に、レンズや偏光レンズとして好適に用いることができる。
[レンズ]
本実施形態の有機ガラスからなるレンズは必要に応じて、片面又は両面にコーティング層を施して用いてもよい。眼鏡レンズとして好ましく用いることができる。
本実施形態のレンズは、上述の重合性組成物からなるレンズ基材とコーティング層とからなる。
コーティング層として、具体的には、プライマー層、ハードコート層、反射防止層、防曇コート層、防汚染層、撥水層等が挙げられる。これらのコーティング層はそれぞれ単独で用いることも複数のコーティング層を多層化して使用することもできる。両面にコーティング層を施す場合、それぞれの面に同様なコーティング層を施しても、異なるコーティング層を施してもよい。
これらのコーティング層はそれぞれ、赤外線から目を守る目的で赤外線吸収剤、レンズの耐候性を向上する目的で光安定剤や酸化防止剤、フォトクロ化合物、レンズのファッション性を高める目的で染料や顔料、帯電防止剤、その他、レンズの性能を高めるための公知の添加剤を併用してもよい。
塗布によるコーティングを行う層に関しては塗布性の改善を目的とした各種レベリング剤を使用してもよい。
プライマー層は通常、後述するハードコート層とレンズとの間に形成される。プライマー層は、その上に形成するハードコート層とレンズとの密着性を向上させることを目的とするコーティング層であり、場合により耐衝撃性を向上させることも可能である。プライマー層には得られたレンズに対する密着性の高いものであればいかなる素材でも使用できるが、通常、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、メラニン系樹脂、ポリビニルアセタールを主成分とするプライマー組成物などが使用される。プライマー組成物は組成物の粘度を調整する目的でレンズに影響を及ぼさない適当な溶剤を用いてもよい。無論、無溶剤で使用してもよい。
プライマー層は塗布法、乾式法のいずれの方法によっても形成することができる。塗布法を用いる場合、プライマー組成物を、スピンコート、ディップコートなど公知の塗布方法でレンズに塗布した後、固化することによりプライマー層が形成される。乾式法で行う場合は、CVD法や真空蒸着法などの公知の乾式法で形成される。プライマー層を形成するに際し、密着性の向上を目的として、必要に応じてレンズの表面は、アルカリ処理、プラズマ処理、紫外線処理などの前処理を行っておいてもよい。
ハードコート層は、レンズ表面に耐擦傷性、耐摩耗性、耐湿性、耐温水性、耐熱性、耐候性等機能を与えることを目的としたコーティング層である。
ハードコート層は、一般的には硬化性を有する有機ケイ素化合物とSi,Al,Sn,Sb,Ta,Ce,La,Fe,Zn,W,Zr,In及びTiの元素群から選ばれる元素の酸化物微粒子の1種以上および/またはこれら元素群から選ばれる2種以上の元素の複合酸化物から構成される微粒子の1種以上を含むハードコート組成物が使用される。
ハードコート組成物には上記成分以外にアミン類、アミノ酸類、金属アセチルアセトネート錯体、有機酸金属塩、過塩素酸類、過塩素酸類の塩、酸類、金属塩化物および多官能性エポキシ化合物の少なくともいずれかを含むことが好ましい。ハードコート組成物にはレンズに影響を及ぼさない適当な溶剤を用いてもよいし、無溶剤で用いてもよい。
ハードコート層は、通常、ハードコート組成物をスピンコート、ディップコートなど公知の塗布方法で塗布した後、硬化して形成される。硬化方法としては、熱硬化、紫外線や可視光線などのエネルギー線照射による硬化方法等が挙げられる。干渉縞の発生を抑制するため、ハードコート層の屈折率は、レンズとの屈折率の差が±0.1の範囲にあるのが好ましい。
反射防止層は、通常、必要に応じて前記ハードコート層の上に形成される。反射防止層には無機系および有機系があり、無機系の場合、SiO、TiO等の無機酸化物を用い、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、イオンビ−ムアシスト法、CVD法などの乾式法により形成される。有機系の場合、有機ケイ素化合物と、内部空洞を有するシリカ系微粒子とを含む組成物を用い、湿式により形成される。
反射防止層は単層および多層があり、単層で用いる場合はハードコート層の屈折率よりも屈折率が少なくとも0.1以上低くなることが好ましい。効果的に反射防止機能を発現するには多層膜反射防止膜とすることが好ましく、その場合、低屈折率膜と高屈折率膜とを交互に積層する。この場合も低屈折率膜と高屈折率膜との屈折率差は0.1以上であることが好ましい。高屈折率膜としては、ZnO、TiO、CeO、Sb、SnO、ZrO、Ta等の膜があり、低屈折率膜としては、SiO膜等が挙げられる。
反射防止層の上には、必要に応じて防曇層、防汚染層、撥水層を形成させてもよい。防曇層、防汚染層、撥水層を形成する方法としては、反射防止機能に悪影響をもたらすものでなければ、その処理方法、処理材料等については特に限定されずに、公知の防曇処理方法、防汚染処理方法、撥水処理方法、材料を使用することができる。例えば、防曇処理方法、防汚染処理方法では、表面を界面活性剤で覆う方法、表面に親水性の膜を付加して吸水性にする方法、表面を微細な凹凸で覆い吸水性を高める方法、光触媒活性を利用して吸水性にする方法、超撥水性処理を施して水滴の付着を防ぐ方法などが挙げられる。また、撥水処理方法では、フッ素含有シラン化合物等を蒸着やスパッタによって撥水処理層を形成する方法や、フッ素含有シラン化合物を溶媒に溶解したあと、コーティングして撥水処理層を形成する方法等が挙げられる。
[偏光レンズ]
本実施形態の偏光レンズは、偏光フィルムと、前記偏光フィルムの少なくとも一方の面に形成された、有機ガラスからなる基材層と、を備える。
本実施形態における偏光フィルムは、熱可塑性樹脂から構成することができる。熱可塑性樹脂としては、熱可塑性ポリエステル、熱可塑性ポリカーボネート、熱可塑性ポリオレフィン、熱可塑性ポリイミド等を挙げることができる。耐水性、耐熱性および成形加工性の観点から、熱可塑性ポリエステル、熱可塑性ポリカーボネートが好ましく、熱可塑性ポリエステルがより好ましい。
熱可塑性ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、及びポリブチレンテレフタレート等を挙げることができ、耐水性、耐熱性および成形加工性の観点からポリエチレンテレフタレートがより好ましい。
偏光フィルムとして、具体的には、二色性染料含有熱可塑性ポリエステル偏光フィルム、ヨウ素含有ポリビニルアルコール偏光フィルム、二色性染料含有ポリビニルアルコール偏光フィルム等が挙げられる。
偏光フィルムは乾燥、安定化のため加熱処理を施したうえで使用してもよい。
さらに、偏光フィルムは、アクリル系樹脂との密着性を向上させるために、プライマーコーティング処理、薬品処理(ガス又はアルカリ等の薬液処理)、コロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線照射処理、電子線照射処理、粗面化処理、火炎処理などから選ばれる1種又は2種以上の前処理を行った上で使用してもよい。このような前処理のなかでも、プライマーコーティング処理、薬品処理、コロナ放電処理、プラズマ処理から選ばれる1種又は2種以上が特に好ましい。
本実施形態の偏光レンズは、このような偏光フィルムの少なくとも一方の面上に、本実施形態の重合性組成物を硬化させて得られる有機ガラスからなる基材層を設けることにより得ることができる。
プラスチック偏光レンズの製造方法は、特に限定されないが、好ましくは注型重合法を挙げることできる。
本実施形態のプラスチック偏光レンズの製造方法は、例えば、
偏光フィルムを、モールドから離隔した状態でレンズ注型用鋳型内に固定する工程と、
前記偏光フィルムと、前記モールドとの間に形成される空隙の少なくとも一方に前記重合性組成物を注入する工程と、
前記重合性組成物を重合硬化して、前記偏光フィルムの少なくとも一方の面に基材層を積層する工程と、を含むことができる。
レンズ注型用鋳型は、ガスケットで保持された2個の略円盤状のガラス製のモールドから構成されるものが一般的である。このレンズ注型用鋳型の空間内に、偏光フィルムを、フィルム面が対向するフロント側のモールド内面と平行となるように設置する。偏光フィルムとモールドとの間には、空隙部が形成される。なお、偏光フィルムは予め附形されていてもよい。
重合性組成物の重合条件は、重合性組成物の組成、触媒の種類と使用量、モールドの形状等によって条件が異なるが、5〜140℃の温度で1〜50時間かけて行われる。場合によっては、5〜130℃の温度範囲で保持または徐々に昇温して、1〜25時間で硬化させることが好ましい。
重合により硬化した積層体を鋳型より離型して、本実施形態の偏光レンズを得ることができる。
本実施形態において、重合・離型後の積層体は、必要に応じて、アニール等の加熱処理を行ってもよい。処理温度は、本発明の効果の観点から、90〜150℃の間で行われるが、110〜130℃で行うことが好ましく、115〜125℃で行うことがより好ましい。処理時間は、本発明の効果の観点から、1〜10時間、好ましくは2〜5時間の範囲である。
なお、得られた基材層の表面には、レンズと同様な前記コーティング層を形成してもよい。
以下、実施例および比較例を掲げて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例1〜9、比較例1〜6
表1の実施例1〜9、比較例1〜6に示した、(A)ラジカル重合性化合物、(C)フォトクロミック化合物、その他の添加剤成分を70℃で十分に混合した。この混合液を室温まで冷却し、(B)ラジカル重合開始剤を加え、均一化するまで室温で混合した。これら配合割合は表1に示した。
このフォトクロミック化合物を含んだ混合液を、2枚の円盤状のガラス板の外周を粘着テープで巻いた型に注入し、注型重合を行った。重合は空気炉を用い、徐々に温度を上げていき重合した。重合終了後、鋳型を空気炉から取り外し、放冷後、硬化体を鋳型のガラス型から取り外した。
得られたフォトクロミック硬化体の樹脂黄色度、フォトクロミック特性を以下の方法で試験した。結果を表2に示した。
(2)樹脂黄色度(YI)
得られたフォトクロミック硬化体(厚み2mm)をコニカミノルタ社製の分光測色計CM−5でYIを測定した。
(3)フォトクロミック特性
発色後の550nmにおける光線透過率:大塚電子社製MC−2563キセノンランプ(180W)光源装置(照度50000lx)を用いて、温度23℃で、得られたフォトクロミック硬化体(厚み2mm)を5分間発色させたときの分光をMCPD−7700透過測定システムで測定した。
発色前透過率、発色後透過率、発色前後の透過率変化量によりフォトクロミック性能を評価した。
フォトクロミック化合物により発色時の最大吸収波長(λmax)が異なるため、λmaxでの透過率によりフォトクロミック性能を評価した。
発色後の透過率が低いほど発色時の遮光性が高く、かつ発色前後の透過率変化量が大きいほど発色前後の濃度差が高く、フォトクロミック性能が高いことを示す。
(4)アタゴ社製アッベ屈折率計にて、589.3nmの波長の20℃における硬化体の屈折率を測定した。なお、実施例1〜7、比較例1〜6のすべての硬化体が、屈折率1.500±0.002であり、実施例8および9の硬化体が、屈折率1.550±0.002であった。
(使用原料)
重合性化合物
・RAV 7MC(ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコールおよびペンタエリスリトールのポリ(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマー、ACOMON社製)
・RAV 7AT(ジエチレングリコールおよびペンタエリスリトールのポリ(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマー、ACOMON社製)
・RAV 7NG(ジエチレングリコールおよびペンタエリスリトールのポリ(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマー、ACOMON社製)
・RAV 755T(ジメチルテレフタレート、アリルアルコール、ジアリルカーボネート、ジエチレングリコールのエステル交換によって得られるアリルエステル化合物、アリルカーボネート化合物およびアリルエステル基およびアリルカーボネート基を有する化合物の混合物、ACOMON社製)
ラジカル重合開始剤
・LUPEROX TAEC(OO−(t−アミル)−O−(2−エチルヘキシル)モノパーオキシカーボネート、アルケマ社製)
・PERHEXA HC(1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、日油社製)
・LUPEROX 570(t−アミルパーオキシイソノナエート、アルケマ吉富社製)
・TRIGONOX ADC−NS30(イソプロピルイソブチルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネートおよびジイソブチルパーオキシジカーボネート、を計30重量部含むジエチレングリコールビス(アリルカーボネート)溶液、アクゾノーベル社製)
フォトクロミック化合物
・Reversacol Heath Green(ポリオキシアルキレン鎖、ナフトピラン系発色団(一般式11))
・Reversacol Wembley Grey(ポリオキシアルキレン鎖、ナフトピラン系発色団(一般式11))
・Reversacol Pennine Green(ポリジメチルシロキサン鎖、ナフトピラン系発色団(一般式11))
・Reversacol Humber Blue(ポリジメチルシロキサン鎖、ナフトピラン系発色団(一般式11))
(実施例1)
市販のポリ(アリルカーボネート)のRAV 7NG(ACOMON社製)99.1重量部に対して、フォトクロミック化合物Reversacol Heath Green(製品名、Vivimed社製)0.035重量部、Reversacol Wembley Grey(製品名、Vivimed社製)0.065重量部、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン(製品名、SEESORB 101、シプロ化成社製)0.15重量部を70℃で溶解させ、室温に冷却後に硬化剤としてLUPEROX TAEC(製品名、アルケマ社製)0.9重量部を添加し、2枚の円盤状のガラス板の外周を粘着テープで巻いた型に注入して、室温から110℃まで次第に温度を上昇させながら24時間重合した。その後、成形体を離型し、120℃に1時間加熱して後重合し、2mmの厚みの平板を得た。得られた樹脂のYIは4.1で淡黄色であった。λmaxでの発色後透過率は29.6%、発色前後の透過率変化量は58.4%であった。
(実施例2)
市販のポリ(アリルカーボネート)のRAV 7NG(ACOMON社製)99.1重量部に対して、フォトクロミック化合物Reversacol Heath Green(製品名、Vivimed社製)0.035重量部、Reversacol Wembley Grey(製品名、Vivimed社製)0.065重量部、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン(製品名:SEESORB 101、シプロ化成社製)0.15重量部、1,4−ビス[(2,6−ジエチルー4−メチルフェニル)アミノ]−9,10−アントラキノン(製品名:Macrolex Blue RR、ランクセス社製)2.5ppm、1,4−ジアミノ−2,3−フェノキシ−9,10−アントラキノン(製品名:Solvaperm Red Violet R、クラリアント社製)2.5ppmを70℃で溶解させ、室温に冷却後に硬化剤としてLUPEROX TAEC(製品名、アルケマ社製)0.9重量部を添加し、2枚の円盤状のガラス板の外周を粘着テープで巻いた型に注入して、室温から110℃まで次第に温度を上昇させながら24時間重合した。その後、成形体を離型し、120℃に1時間加熱して後重合し、2mmの厚みの平板を得た。得られた樹脂のYIは1.7で中性色であった。λmaxでの発色後透過率は29.3%、発色前後の透過率変化量は57.4%であった。
(実施例3)
市販のポリ(アリルカーボネート)のRAV 7NG(ACOMON社製)98.8重量部に対して、フォトクロミック化合物Reversacol Heath Green(製品名、Vivimed社製)0.035重量部、Reversacol Wembley Grey(製品名、Vivimed社製)0.065重量部、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン(製品名:SEESORB 101、シプロ化成社製)0.15重量部を70℃で溶解させ、室温に冷却後に硬化剤としてPERHEXA HC(製品名、日油社製)1.2重量部を添加し、2枚の円盤状のガラス板の外周を粘着テープで巻いた型に注入して、室温から100℃まで次第に温度を上昇させながら24時間重合した。その後、成形体を離型し、110℃に1時間加熱して後重合し、2mmの厚みの平板を得た。得られた樹脂のYIは4.8で淡黄色であった。λmaxでの発色後透過率は30.1%、発色前後の透過率変化量は56.7%であった。
(実施例4)
市販のポリ(アリルカーボネート)のRAV 7NG(ACOMON社製)98.8重量部に対して、フォトクロミック化合物Reversacol Heath Green(製品名、Vivimed社製)0.03重量部、Reversacol Wembley Grey(製品名、Vivimed社製)0.06重量部を70℃で溶解させ、室温に冷却後に硬化剤としてLUPEROX 570(製品名、アルケマ吉富社製)1.2重量部を添加し、2枚の円盤状のガラス板の外周を粘着テープで巻いた型に注入して、室温から110℃まで次第に温度を上昇させながら24時間重合した。その後、成形体を離型し、120℃に1時間加熱して後重合し、2mmの厚みの平板を得た。得られた樹脂のYIは3.8で淡黄色であった。λmaxでの発色後透過率は27.8%、発色前後の透過率変化量は59.6%であった。
(実施例5)
市販のポリ(アリルカーボネート)のRAV 7AT(ACOMON社製)69.4重量部と市販のポリ(アリルカーボネート)のRAV 7MC(ACOMON社製)29.7重量部の混合物に対して、フォトクロミック化合物Reversacol Heath Green(製品名、Vivimed社製)0.03重量部、Reversacol Wembley Grey(製品名、Vivimed社製)0.06重量部、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン(製品名:SEESORB 101、シプロ化成社製)0.2重量部を70℃で溶解させ、室温に冷却後に硬化剤としてLUPEROX TAEC(製品名、アルケマ社製)0.9重量部を添加し、2枚の円盤状のガラス板の外周を粘着テープで巻いた型に注入して、室温から120℃まで次第に温度を上昇させながら24時間重合した。その後、成形体を離型し、120℃に1時間加熱して後重合し、2mmの厚みの平板を得た。得られた樹脂のYIは4.0で淡黄色であった。λmaxでの発色後透過率は33.7%、発色前後の透過率変化量は53.2%であった。
(実施例6)
市販のポリ(アリルカーボネート)のRAV 7MC(ACOMON社製)99.2重量部に対して、フォトクロミック化合物Reversacol Pennine Green(製品名、Vivimed社製)0.046重量部を70℃で溶解させ、室温に冷却後に硬化剤としてLUPEROX TAEC(製品名、アルケマ社製)0.8重量部を添加し、2枚の円盤状のガラス板の外周を粘着テープで巻いた型に注入して、室温から120℃まで次第に温度を上昇させながら24時間重合した。その後、成形体を離型し、120℃に1時間加熱して後重合し、2mmの厚みの平板を得た。得られた樹脂のYIは3.7で淡黄色であった。λmaxでの発色後透過率は45.4%、発色前後の透過率変化量は44.1%であった。
(実施例7)
フォトクロミック化合物をReversacol Pennine Green(製品名、Vivimed社製)に代えてReversacol Humber Blue(製品名、Vivimed社製)を用いたこと以外は、実施例6と同様にして2mmの厚みの平板を得た。得られた樹脂のYIは2.6で淡黄色であった。λmaxでの発色後透過率は66.3%、発色前後の透過率変化量は24.5%であった。
(実施例8)
市販のポリ(アリルエステル)およびポリ(アリルカーボネート)の混合物のRAV 755T(ACOMON社製)(ACOMON社製)99.2重量部に対して、フォトクロミック化合物Reversacol Pennine Green(製品名、Vivimed社製)0.046重量部を70℃で溶解させ、室温に冷却後に硬化剤としてLUPEROX TAEC(製品名、アルケマ社製)0.8重量部を添加し、2枚の円盤状のガラス板の外周を粘着テープで巻いた型に注入して、室温から120℃まで次第に温度を上昇させながら24時間重合した。その後、成形体を離型し、120℃に1時間加熱して後重合し、2mmの厚みの平板を得た。得られた樹脂のYIは2.8で淡黄色であった。λmaxでの発色後透過率は35.5%、発色前後の透過率変化量は52.4%であった。
(実施例9)
フォトクロミック化合物をReversacol Pennine Green(製品名、Vivimed社製)に代えてReversacol Humber Blue(製品名、Vivimed社製)を用いたこと以外は、実施例8と同様にして2mmの厚みの平板を得た。得られた樹脂のYIは3.2で淡黄色であった。λmaxでの発色後透過率は63.0%、発色前後の透過率変化量は26.4%であった。
(比較例1)
市販のポリ(アリルカーボネート)のRAV 7MC(ACOMON社製)(ACOMON社製)90重量部に対して、フォトクロミック化合物Reversacol Pennine Green(製品名、Vivimed社製)0.046重量部を70℃で溶解させ、室温に冷却後に硬化剤としてTRIGONOX ADC−NS30(製品名、アクゾノーベル社製)10重量部を添加し、2枚の円盤状のガラス板の外周を粘着テープで巻いた型に注入して、室温から80℃まで次第に温度を上昇させながら20時間重合した。その後、成形体を離型し、110℃に2時間加熱して後重合し、2mmの厚みの平板を得た。得られた樹脂のYIは13.7で濃い黄色であった。λmaxでの発色後透過率は77.4%、発色前後の透過率変化量は1.0%であった。
(比較例2)
フォトクロミック化合物をReversacol Pennine Green(製品名、Vivimed社製)に代えてReversacol Humber Blue(製品名、Vivimed社製)を用いたこと以外は、比較例1と同様にして2mmの厚みの平板を得た。得られた樹脂のYIは7.6で黄色であった。λmaxでの発色後透過率は87.6%、発色前後の透過率変化量は3.7%であった。
(比較例3)
市販のポリ(アリルカーボネート)のRAV 7MC(ACOMON社製)99.2重量部に対して、フォトクロミック化合物CR49(コーニング社製)0.046重量部を70℃で溶解させ、室温に冷却後に硬化剤としてLUPEROX TAEC(製品名、アルケマ社製)0.8重量部を添加し、2枚の円盤状のガラス板の外周を粘着テープで巻いた型に注入して、室温から110℃まで次第に温度を上昇させながら24時間重合した。その後、成形体を離型し、120℃に1時間加熱して後重合し、2mmの厚みの平板を得た。得られた樹脂のYIは36.3で黄褐色であった。λmaxでの発色後透過率は62.7%、発色前後の透過率変化量は22.5%であった。
(比較例4)
フォトクロミック化合物をCR49(コーニング社製)に代えてCR59(コーニング社製)を用いたこと以外は、比較例3と同様にして2mmの厚みの平板を得た。得られた樹脂のYIは16.6で濃い黄色であった。λmaxでの発色後透過率は29.3%、発色前後の透過率変化量は47.2%であった。
(比較例5)
フォトクロミック化合物をCR49(コーニング社製)に代えてCR173(コーニング社製)を用いたこと以外は、比較例3と同様にして2mmの厚みの平板を得た。得られた樹脂のYIは8.1で黄色であった。λmaxでの発色後透過率は74.9%、発色前後の透過率変化量は16.9%であった。
(比較例6)
フォトクロミック化合物をCR49(コーニング社製)に代えてCR209(コーニング社製)を用いたこと以外は、比較例3と同様にして2mmの厚みの平板を得た。得られた樹脂のYIは10.4で黄色であった。λmaxでの発色後透過率は52.0%、発色前後の透過率変化量は22.9%であった。
Figure 2020073695
Figure 2020073695
なお、偏光レンズにおいても、同様の結果が得られることが推定された。
この出願は、2015年9月16日に出願された日本出願特願2015−183493号を基礎とする優先権、及び2015年12月9日に出願された日本出願特願2015−240356号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (16)

  1. (A)下記一般式(1)で表される、2以上のアリルオキシカルボニル基を含む化合物と、
    (B)パーオキシケタール系ラジカル重合開始剤、パーオキシモノカーボネート系ラジカル重合開始剤およびパーオキシエステル系ラジカル重合開始剤よりなる群から選択される少なくとも1種の重合開始剤と、
    (C)ナフトピラン化合物群から選択される少なくとも1種のフォトクロミック化合物と、
    を含む、重合性組成物;
    Figure 2020073695
    (式中、nは2〜6の整数である。Rは水素原子またはメチル基を示し、複数存在するRは同一でも異なっていてもよい。
    Xは、酸素原子を有していてもよい炭素原子数3〜12の線状または分岐鎖状の脂肪族ポリオールから誘導される2〜6価の有機基a、酸素原子を有していてもよい炭素原子数5〜16の環状脂肪族ポリオールから誘導される2〜6価の有機基b、または炭素原子数6〜12の芳香族化合物から誘導される2〜6価の有機基cであり、有機基aまたは有機基bは、これらが備える水酸基由来のエーテル基を介してアリルオキシカルボニル基と結合してアリルカーボネート基を形成する。)。
  2. 2以上のアリルオキシカルボニル基を含む化合物(A)は、下記一般式(2)で表されるアリルカーボネート重合性化合物およびそのオリゴマーまたは下記一般式(3)または(4)で表されるアリルエステル重合性化合物およびそのオリゴマー、または下記一般式(5)で表されるアリルエステル基およびアリルカーボネート基の少なくとも一方を含む重合性化合物およびそれらのオリゴマーを含む、請求項1に記載の重合性組成物;
    Figure 2020073695
    (式(2)において、Xは線状または分岐したC3〜C12の脂肪族ポリオールから誘導される2〜6価の基またはC5〜C16の環状脂肪族ポリオールから誘導される2〜6価の基を表し、nは2〜6の整数を表す。)
    Figure 2020073695
    Figure 2020073695
    (式(4)において、Xは線状または分岐したC2〜C8の脂肪族ジオールから誘導される2価の基、または水酸基を3〜6個有する線状または分岐したC3〜C10の脂肪族ポリオールから誘導される3〜6価の基を表し、nは2〜6の整数を表す。)。
    Figure 2020073695
    (式(5)において、Xは線状または分岐したC2〜C8の脂肪族ジオールから誘導される2価の基、または水酸基を3〜6個有する線状または分岐したC3〜C10の脂肪族ポリオールから誘導される3〜6価の基を表し、mおよびnは0〜6の整数を表し且つmとnの総和は2〜6の整数である。)。
  3. 重合開始剤(B)が、下記一般式(6)で表される10時間半減期温度が80℃以上のパーオキシケタール系重合開始剤、下記一般式(7)で表される10時間半減期温度が80℃以上のパーオキシモノカーボネート系重合開始剤、および下記一般式(8)で表される10時間半減期温度が65℃以上のパーオキシエステル系重合開始剤よりなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1または2に記載の重合性組成物;
    Figure 2020073695
    (式(6)において、Rは第三級アルキル基であり、RおよびRはそれぞれ独立にメチル、エチル、プロピルおよびブチルから選択されるアルキル基であり、前記のアルキル基は末端にアルキルエステル基を有することができ、またはRとRはそれらが結合している炭素原子と一緒になってシクロアルキレン基を形成することができ、該シクロアルキレン基は1〜3個のアルキル置換基を有していてもよい。)
    Figure 2020073695
    (式(7)において、RはC3〜C6の第三級アルキル基であり、Rは線状または分岐したC3〜C8のアルキル基である)
    Figure 2020073695
    (式(8)において、RはC3〜C6の第三級アルキル基であり、Rは線状または分岐したC3〜C9のアルキル基またはフェニル基である)。
  4. フォトクロミック化合物(C)が下記一般式(9)または下記一般式(10)から選択される1種以上である、請求項1〜3のいずれかに記載の重合性組成物;
    PC-L-Chain (9)
    PC-L-Chain-L'-PC' (10)
    (式(9)または式(10)中、PCとPC'は一般式(11)〜(14)の化合物から誘導される1価の基を示す。PCとPC'は同一でも異なっていてもよい。
    Figure 2020073695
    (式(11)〜(14)中、R〜R18は、水素、ハロゲン原子、カルボキシル基、アセチル基、ホルミル基、置換されてもよいC1〜C20の脂肪族基、置換されてもよいC3〜C20の脂環族基、または置換されてもよいC6〜C20の芳香族有機基を示し、それぞれ同一でも異なってもよい。これら脂肪族基、脂環族基または芳香族有機基は、酸素原子、窒素原子を含んでもよい。一般式(11)〜(14)で表される化合物に含まれる、いずれか1つの基は、2価の有機基であるLまたはL'と結合する。)
    式(9)または式(10)中、LとL'は、オキシエチレン鎖、オキシプロピレン鎖、(チオ)エステル基、(チオ)アミド基から選択される1種以上を含む2価の有機基を示す。
    式(9)または式(10)中、Chainは、ポリシロキサン鎖、ポリオキシアルキレン鎖から選択される1種以上を含む1価または2価の有機基を示す。)
  5. 前記アリルカーボネート重合性化合物が、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、1,4−ジメチロールシクロヘキサンおよび4,8−ビス(ヒドロキシメチル)−[5.2.1.02,6 ]トリシクロデカンから選択される少なくとも1種のジオールのビス(アリルカーボネート)化合物、
    グリセロール、トリメチロールプロパンおよびトリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレートから選択される少なくとも1種のトリオールのトリス(アリルカーボネート)化合物、
    ペンタエリスリトール、ジグリセロールおよびジトリメチロールプロパンから選択される少なくとも1種のテトラオールのテトラ(アリルカーボネート)化合物、
    ジペンタエリスリトールのヘキサ(アリルカーボネート)化合物、および
    前記ジオール、前記トリオール、前記テトラオールおよび前記ジペンタエリスリトールから選択される少なくとも2種類の化合物の混合ポリ(アリルカーボネート)化合物、から選択される少なくとも1種を含む、請求項2に記載の組成物。
  6. 前記アリルカーボネート重合性化合物が、
    (i)ジエチレングリコールのビス(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマーとの混合物、
    (ii) ジエチレングリコールとネオペンチルグリコールの混合物のビス(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマーとの混合物、
    (iii) ジエチレングリコールとトリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレートの混合物のポリ(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマーとの混合物、
    (iv) ジエチレングリコールとトリメチロールプロパンの混合物のポリ(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマーとの混合物、
    (v) ジエチレングリコールとペンタエリスリトールの混合物のポリ(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマーとの混合物、
    (vi) ジエチレングリコールとネオペンチルグリコールとペンタエリスリトールの混合物のポリ(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマーとの混合物、および
    (vii) ジエチレングリコールとネオペンチルグリコールとペンタエリスリトールの混合物のポリ(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマーとの混合物と、
    ジエチレングリコールのビス(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマーとの混合物と、を含むポリ(アリルカーボネート)混合物、
    から選択される少なくとも1種を含む、請求項2に記載の組成物。
  7. 前記アリルエステル重合性化合物が、
    ジアリルイソフタレートまたはジアリルテレフタレートまたはジアリルオルソフタレートから選択されるジアリルフタレートモノマー、
    前記ジアリルフタレートモノマーと、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、1,4−ジメチロールシクロヘキサンから選択される少なくとも1種のジオールの混合物とのエステル交換反応によって得られるジアリルエステルモノマーおよびそのオリゴマー、
    前記ジアリルフタレートモノマーと、グリセロール、トリメチロールプロパン、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、ペンタエリスリトール、ジグリセロール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトールから選択される少なくとも1種のポリオールの混合物とのエステル交換反応によって得られるポリアリルエステルモノマーおよびそのオリゴマー、および
    C1〜C3のアルキル基を有するジアルキルイソフタレート、ジアルキルテレフタレート、ジアルキルオルソフタレートから選択される少なくとも1種のジアルキルフタレートと、アリルアルコールと、ジアリルカーボネートと、前記ジオールまたは前記ポリオールの混合物のエステル交換反応によって得られるアリルカーボネート基を含むアリルエステルモノマーおよびそのオリゴマー、から選択される少なくとも1種を含む、請求項2に記載の組成物。
  8. 前記アリルエステル重合性化合物が、
    (i)ジアリルテレフタレートと、該ジアリルテレフタレートに対して30重量%のジエチレングリコールのビス(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマーと、の混合物、
    (ii) ジアリルテレフタレートとプロピレングリコールの混合物のエステル交換反応によって得られたアリルエステル化合物、
    (iii) (ii)のアリルエステル化合物と、該アリルエステル化合物に対して20重量%のジエチレングリコールのビス(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマーと、の混合物、
    (iv) ジメチルテレフタレートとアリルアルコールとジアリルカーボネートとジエチレングリコールの混合物のエステル交換反応によって得られた、アリルエステル化合物、アリルカーボネート化合物およびアリルエステル基およびアリルカーボネート基を有する化合物の混合物、および
    (v) (iv)で得られた前記混合物と、該混合物に対し10重量%のジエチレングリコールのビス(アリルカーボネート)化合物およびそのオリゴマーと、の混合物、
    から選択される少なくとも1種を含む、請求項2に記載の重合性組成物。
  9. 2以上のアリルオキシカルボニル基を含む前記化合物(A)が、
    請求項7に記載の前記アリルエステル重合性化合物およびそのオリゴマーと、請求項5に記載の前記アリルカーボネート重合性化合物およびそのオリゴマーと、の混合物である請求項2に記載の組成物。
  10. 成分(A)100重量部に対して前記の成分(B)を0.3〜5.0重量部の量で含む、請求項1〜9のいずれかに記載の組成物。
  11. 成分(A)100重量部に対して前記の成分(C) を0.01〜0.5重量部の量で含む、請求項1〜9のいずれかに記載の組成物。
  12. 請求項1〜11のいずれか1項に記載の重合性組成物をラジカル重合する工程を含む、フォトクロミック性能を備える有機ガラスの製造方法。
  13. 前記工程は、請求項1〜11のいずれか1項に記載の重合性組成物を鋳型に注入し、これを50〜120℃の範囲内の温度で1〜100時間重合する、注型重合工程を含む、請求項12に記載の方法。
  14. 請求項1〜11のいずれか1項に記載の重合性組成物を重合硬化した有機ガラス。
  15. 請求項14に記載の有機ガラスからなるレンズ。
  16. 偏光フィルムと、
    前記偏光フィルムの少なくとも一方の面に形成された、請求項14に記載の有機ガラスからなる基材層と、を備える偏光レンズ。
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