JP2021530576A - 着色可能な耐摩耗性組成物 - Google Patents

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Abstract

耐摩耗性および着色性が改善された眼鏡レンズまたは他の基材上に透明なコーティングを形成するための、安定な貯蔵寿命を有するコーティング組成物。シリコーン系結合剤成分、硬化剤成分を含み、揮発性物質を実質的に含まない組成物。結合剤成分は、エポキシ官能性アルコキシシラン、ポリグリシジルエーテル、およびアクリルモノマーの部分的加水分解生成物を含む。硬化剤成分は、カチオン性光開始剤およびフリーラジカル光開始剤を含む。【選択図】図1

Description

関連出願
本出願は、35 U.S.C.§119(e)の下で、2018年10月12日に出願された米国仮特許出願第62/744,871号および2018年6月29日に出願された62/691,949号に対する優先権を主張し、当該出願は、参照により本明細書に組み込まれる。
眼鏡レンズ、テレビスクリーンフェースプレートおよび写真プリント上の保護コーティングのような透明プラスチック材料は、使用中の引っかき傷および摩耗により鈍くなり、曇りを受ける柔らかい材料製であり得る。例えば、ポリカーボネート製の眼鏡レンズは、強く、かつ粉砕しにくいが、また比較的柔らかく、かつ擦り傷を生じやすい。テレビスクリーンフェースプレートは、同様に、ポリカーボネートおよびポリ(メチルメタクリレート)などの可撓性で、粉砕しにくいプラスチック材料から作製され、これらはまた、引っかき、または摩耗し得る。
溶媒を含まないUV硬化光学コーティングには、主に2つのタイプがある。着色可能な、および着色可能でないコーティング。着色可能なコーティングは、15分で約20%の透過率に着色されるが、着色可能でないコーティングよりも耐摩耗性が低い。この結果、コーティングラボでは、意図される使用に応じて2つの異なるコーティングが必要になる。より耐摩耗性の着色可能でないコーティングは、着色が必要でない場合に好ましい。しかしながら、例えば、着色されたレンズは、着色されていないレンズよりも望ましいことが多い。
これらのコーティングの最も一般的なものは、特許文献1(Treadway)、または特許文献2(de Rojas)に開示されているような他の着色性増強化合物のように、アクリルモノマー、および着色性を高めるための種々のエーテルと組み合わせて、種々の割合の加水分解エポキシシランを使用する。しかしながら、特許文献2に開示されているこのような着色性増強化合物は、より低い耐摩耗性をもたらす。
特許文献1は、エポキシシランが、シリコン上のアルコキシ基の50%を超える量を加水分解するのに十分な水で処理され、アクリルモノマー、および非ケイ素含有グリシジルエーテル、およびビニルエーテルなどのカタトニック硬化性化合物と組み合わせた組成物を開示している。特許文献2は、ケイ素上のアルコキシ基の30%以上を加水分解するのに十分な水でエポキシシランを処理するが、いかなるグリシジルまたはビニルエーテルも特に除外する組成物を開示している。
特許文献2に与えられた一例は、組成物中のエポキシシランのアルコキシ基の49.9%を加水分解するのに十分な水を使用し、これはまた、着色性増強化合物を含む。しかしながら、特許文献2の実施例は、特許文献1に開示される結果硬化性組成物からのコーティングよりも低い耐摩耗性を有するコーティングをもたらす。
米国特許第6,100,313号 米国特許第7,732,006号
したがって、優れた耐摩耗性および染料受容性(すなわち、着色性)の両方を有するコーティングを形成することができるコーティング組成物を提供することが望ましい。
本開示は、エポキシシランの加水分解の程度が、より少ないUVエネルギーで硬化するコーティングを予想外に生成し得る組成物を提供する。本明細書に記載される硬化コーティングは、既存のUV硬化/着色可能なコーティングと比較して、優れた着色性および改善された耐摩耗性を提供する。さらに、本明細書中に開示される組成物はまた、改善された保存安定性を有する。他の利点は、より低いエネルギーでの硬化から生じる。紫外線源からのエネルギーが少ないため、三井化学からのプラスチック製眼鏡レンズMR8およびMR10などの感熱性基材の反りが軽減される。また、より少ないエネルギーは、製造スループットを増大させるのに役立つ。
したがって、本開示は、a)1つ以上の(グリシジルオキシアルキル)トリアルコキシシラン;b)1つ以上のアクリレート;およびc)1つ以上のエーテルからのモノマー単位を含むコポリマーコーティングを提供し、1つ以上のエーテルは、グリシジルエーテル、オキセタニルエーテル、ビニルエーテル、またはそれらの組み合わせであり;モノマー単位a)〜c)またはa)〜b)は、硬化されたコポリマーコーティングを形成し、コポリマーコーティングのトリアルコキシシラン部分のアルコキシ基の約25%〜約49%が加水分解されて、シラノールを形成した。
また、本開示は、モノマー単位a)〜c)またはa)〜b)が、約0.1mJ〜約0.8mJの硬化エネルギーで硬化されたコポリマーコーティングを形成するコポリマーコーティングを提供する。
さらに、本開示は、以下:
a)(グリシジルオキシアルキル)トリアルコキシシランの水溶液を、触媒量の鉱酸と共にシランを加熱することによって部分的に加水分解して、部分的に加水分解された生成物を形成するステップ;
b)揮発性物質の少なくとも約95%を除去するステップ;ならびに
c)部分的に加水分解された生成物を、i)1つ以上のアクリレート、ii)カチオン開始剤、およびiii)ラジカル開始剤と混合し、安定なコーティング組成物を形成するステップ;
を含み、
トリアルコキシシラン部分のアルコキシ基の約25%〜約49%が加水分解されてシラノールを形成し、14日後の安定なコーティング組成物の粘度の変化が約10cps未満または約6cps未満である、
安定なコーティング組成物が形成される方法を提供する。
上記の方法は、部分的に加水分解された生成物を、1つ以上のビニルエーテル、1つ以上のアリルエーテル、1つ以上のジグリシジルエーテル、1つ以上のトリグリシジルエーテル、1つ以上のオキセタニルエーテル、またはそれらの組み合わせと混合するステップをさらに含むことができる。
さらに、本開示は、マー耐性表面を形成する方法であって、以下:
a)基材の表面を安定なコーティング組成物で、上記方法に従ってコーティングするステップ;
b)硬化エネルギー約0.3mJ〜約0.8または約0.3mJ〜約0.5mJのUV光でコーティングした表面を硬化させて、耐マー表面を形成するステップ;および
c)任意に、染料の加熱溶液中でマー耐性表面を着色するステップ;
を含み、
前記マー耐性表面は、少なくとも約1.0のBayer摩耗比を有する、
方法を提供する。
以下の図面は、明細書の一部を形成し、本発明の特定の実施形態または様々な態様をさらに実証するために含まれる。いくつかの例において、本発明の実施形態は、本明細書に提示される詳細な説明と組み合わせて添付の図面を参照することによって最も良好に理解され得る。説明および添付の図面は、本発明のある具体例、またはある態様を強調することができる。しかしながら、当業者は、本発明の他の実施例または態様と組み合わせて、実施例または態様の一部を使用することができることを理解するであろう。
ステップ1〜8のフローチャート。
ここで、本発明のいくつかの、しかし全てではない実施形態が示されている添付の図面を参照して、組成物および方法を以下により十分に説明する。実際、本発明は、多くの異なる形態で実施され得、本明細書に記載される実施形態に限定されると解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、本開示が適用可能な法的要件を満たすように提供される。
同様に、本明細書に記載される組成物および方法の多くの修正および他の実施形態が、前述の説明および関連する図面に提示される教示の利益を有する本発明が関連する当業者に留意される。従って、本発明は、開示した特定の実施形態に限定されず、改変および他の実施形態は、付帯する特許請求の範囲内に含まれるよう意図されていることが理解されるべきである。本明細書で特定の用語を用いているが、包括的かつ説明のためにのみ用いており、限定するためではない。
他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語および科学用語は、本発明が関連する技術分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書に記載されたものと類似または同等の任意の方法および材料が、本発明の実施または試験において使用され得るが、好ましい方法および材料は、本明細書に記載される。
定義
以下の定義は、明細書および特許請求の範囲の明確で一貫した理解を提供するために含まれる。本明細書中で使用される場合、列挙された用語は、以下の意味を有する。本明細書中で使用されるすべての他の用語および語句は、当業者が理解するように、それらの通常の意味を有する。このような通常の意味は、Hawley’s Condensed Chemical Dictionary 14 th Edition,by R.J.Lewis,John Wiley & Sons,New York,N.Y.,2001などの技術的辞書を参照することによって得ることができる。
明細書における「一実施形態」、「一実施形態」などへの言及は、記載された実施形態が特定の態様、特徴、構造、部分、または特性を含み得るが、すべての実施形態が必ずしもその態様、特徴、構造、部分、または特性を含むわけではないことを示す。さらに、そのような語句は、必ずしもそうではないが、本明細書の他の部分で言及される同じ実施形態を指すことができる。さらに、特定の態様、特徴、構造、部分、または特性が、実施形態に関連して記載されている場合、明示的に記載されているか否かにかかわらず、そのような態様、特徴、構造、部分、または特性に影響を及ぼすか、またはそれに接続することは、当業者の知識の範囲内である。
単数形「a」、「an」、および「the」は、文脈が別段の明確な指示をしない限り、複数の参照を含む。したがって、例えば、「化合物」への言及は、複数のそのような化合物を含み、その結果、化合物Xは、複数の化合物Xを含む。さらに、特許請求の範囲は、いかなる任意の要素をも除外するために起草され得ることに留意されたい。このように、この記述は、本明細書に記載される任意の要素、および/または「負の」限定の使用に関連して、「単独で」、「のみで」などの排他的な用語の使用のための先行する基準として役立つことが意図される。
用語「および/または」は、項目のいずれか1つ、項目の任意の組み合わせ、またはこの用語が関連する項目のすべてを意味し、語句「1つ以上」および「少なくとも1つ」は、特にその使用量の文脈において読まれる場合、当業者によって容易に理解される。例えば、語句は、列挙された下限よりもおよそ10、100、または1000倍高い、1、2、3、4、5、6、10、100、または任意の上限を意味することができる。
当業者によって理解されるように、成分の量、分子量、反応条件などの特性を表すものを含むすべての数は、近似値であり、「約」という用語によってすべての例において任意に修飾されると理解され、これらの値は、本明細書の記載の教示を利用して当業者によって得られることが求められる所望の特性に応じて変動し得る。また、このような値は、それぞれの試験測定において見出される標準偏差から必然的に生じる変動性を本質的に含むことも理解される。値が近似として表される場合、先行「約」の使用によって、修飾語「約」のない特定の値もさらなる態様を形成することが理解される。
用語「約」および「およそ」は、互換的に使用される。両方の用語は、指定された値の±5%、±10%、±20%、または±25%の変化量を指すことができる。例えば、いくつかの実施形態において、「約50%」は、45〜55パーセントの変化量を運ぶことができる、または特定の請求項によって別様に定義されるように、整数範囲について、「約」という用語は、範囲の各末端において列挙された整数より大きい、および/またはそれ未満の1つまたは2つの整数を含むことができる。本明細書において別様に示されない限り、用語「約」および「およそ」は、個々の成分、組成物、または実施形態の機能性に関して等価である、列挙された範囲に近接する値、例えば、重量パーセントを含むことが意図される。「約」および「およそ」という用語は、この段落で前述したように、列挙された範囲の終点を変更することもできる。
当業者によって理解されるように、任意のおよびすべての目的、特に、書かれた説明を提供する観点において、本明細書に列挙されるすべての範囲はまた、その範囲を構成する個々の値、特に整数の値と同様に、そのサブ範囲およびその組み合わせの任意のおよびすべての可能なサブ範囲および組み合わせを包含する。したがって、2つの特定の単位間の各単位も開示されることが理解される。例えば、10〜15が開示される場合、11、12、13、および14も、個々に、および範囲の一部として開示される。列挙された範囲(例えば、重量パーセンテージまたは炭素群)は、範囲内の各特定の値、整数、小数、または同一性を含む。任意の列挙された範囲は、十分に記述され、同じ範囲が少なくとも等しい半分、3分の1、4分の1、5分の1、または10分の1に分解されることを可能にすると容易に認識することができる。非限定的な例として、本明細書で議論される各範囲は、下側3分の1、中側3分の1および上側3分の1などに容易に分解することができる。当業者によっても理解されるように、「まで」、「少なくとも」、「より大きい」、「より少ない」、「より多い」、「またはより多い」などのすべての用語は、列挙された数を含み、そのような用語は、上で議論されるように、続いてサブ範囲に分解することができる範囲を指す。同じ方法で、本明細書に列挙される全ての比はまた、より広い比内に入る全てのサブ比を含む。したがって、ラジカル、置換基、および範囲について列挙される特定の値は、例示のためのみであり;それらは、ラジカルおよび置換基についての定義された範囲内の他の定義された値または他の値を排除しない。範囲の始点および終点は、それぞれ他方の点(終点および始点)との関連において重要な意味を持ち、且つ、当該他方の点とは独立した意味を有している。
当業者はまた、要素がマーカッシュ群のような共通の様式で一緒にグループ化されている場合、本発明は、全体として列挙されたグループ全体のみならず、グループの各要素および主グループの全ての可能なサブグループを包含することを容易に認識するであろう。さらに、すべての目的のために、本発明は、主グループだけでなく、1つ以上のグループ要素が存在しない主グループも包含する。したがって、本発明は、列挙されたグループの要素のいずれか1つ以上の明示的な排除を想定する。したがって、ここでの条件は、開示されたカテゴリーまたは実施形態のいずれかに適用することができ、ここで、列挙された要素、種、または実施形態のいずれか1つ以上は、例えば、明示的な負の限定における使用のために、そのようなカテゴリーまたは実施形態から除外することができる。
用語「実質的に」は、本明細書で使用される場合、広範な用語であり、限定されるものではないが、大部分が特定されるものを含むその通常の意味で使用される。例えば、この用語は、完全な数値の100%ではないかもしれない数値を指すことができる。完全な数値は、約1%、約2%、約3%、約4%、約5%、約6%、約7%、約8%、約9%、約10%、約15%、または約20%だけ少なくてもよい。
用語「アルキル」は、例えば、1〜20個の炭素原子、およびしばしば1〜12、1〜10、1〜8、1〜6、または1〜4個の炭素原子を有する分岐または非分岐炭化水素を指す。本明細書で使用される場合、用語「アルキル」はまた、以下に定義される「シクロアルキル」を包含する。例は、メチル、エチル、1−プロピル、2−プロピル(イソ−プロピル)、1−ブチル、2−メチル−1−プロピル(イソブチル)、2−ブチル(sec−ブチル)、2−メチル−2−プロピル(t−ブチル)、1−ペンチル、2−ペンチル、3−ペンチル、2−メチル−2−ブチル、3−メチル−2−ブチル、3−メチル−1−ブチル、2−メチル−1−ブチル、1−ヘキシル、2−ヘキシル、3−ヘキシル、2−メチル−2−ペンチル、3−メチル−2−ペンチル、4−メチル−2−ペンチル、3−メチル−3−ペンチル、2−メチル−3−ペンチル、2,3−ジメチル−2−ブチル、3,3−ジメチル−2−ブチル、ヘキシル、オクチル、デシル、ドデシルなどを含むが、これらには限定されない。
用語「シクロアルキル」は、例えば、単一の環状環または複数の縮合環を有する3〜10個の炭素原子の環状アルキル基を指す。シクロアルキル基は、例として、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロオクチルなどのような単環構造を含む。
「ハロ」または「ハロゲン化物」という用語は、フルオロ、クロロ、ブロモ、またはヨードを指す。同様に、「ハロゲン」という用語は、フッ素系、塩素、臭素、およびヨウ素を指す。
本明細書に記載される「溶媒」は、水または有機溶媒を含むことができる。有機溶媒の例としては、トルエン、キシレン、ヘキサン、およびヘプタンなどの炭化水素;塩化メチレン、クロロホルム、およびジクロロエタンなどの塩素化溶媒;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、およびジブチルエーテルなどのエーテル;アセトンおよび2−ブタノンなどのケトン;酢酸エチルおよび酢酸ブチルなどのエステル;アセトニトリルなどのニトリル;ならびにメタノール、エタノール、およびtert−ブタノールなどのアルコールが挙げられる。
本明細書中に開示されるコポリマーは、ランダムまたはブロックコポリマーを含むことができる。コポリマーの末端(すなわち、開始末端または終了末端)は、低分子量部分(例えば、500Da未満)、例えばH、OH、OOH、CHOH、CN、NH、またはアルキル部分などの炭化水素である。
用語「安定性」は、本明細書中で使用される場合、開示された組成物の粘度の変化を指す。例えば、14日後の安定なコーティング組成物の粘度の変化は、約15cps未満である。
発明の実施形態
本開示は、式Iのオルガノシランから調製されるコポリマーコーティングの種々の実施形態を提供する:
Figure 2021530576
式中、
各々のRは、独立して、OH、−(C〜C)アルキル、または−O(C〜C)アルキルであり;
各々のJは、独立して−(C〜C)アルキルであり;
Eは、エポキシド(例えば、グリシジル)であり;
各々の−(C〜C)アルキルおよび各々の−O(C〜C)アルキルは、独立して直鎖状または分岐状である。
ある実施形態において、Eは、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、エポキシシクロブチル、エポキシシクロペンチル、またはエポキシシクロヘキシルである。他の実施形態において、Eは、オキセタンである。ある追加の実施形態では、組成物および/またはコポリマーコーティングは、シラノール基の縮合を含む。
多くのエポキシ官能性オルガノシランが、加水分解前駆体として適している。いくつかの例は、グリシドキシメチルトリメトキシシラン、グリシドキシメチル−トリエトキシシラン、グリシドキシメチルトリプロポキシシラン、グリシドキシメチルトリブトキシシラン、b−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、a−グリシドキシエチル−トリプロポキシシラン、g−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、b−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、d−グリシドキシブチル−トリエトキシシラン、g−グリシドキシブチルトリプロポキシシラン、(3,4−エポキシシクロヘキシル)−メチル−トリメトキシシラン、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリエトキシシランなどであるが、これらに限定されない。
さらに、本開示の種々の実施形態は、a)1つ以上の(グリシジルオキシアルキル)トリアルコキシシラン;b)1つ以上のアクリレート;およびc)1つ以上のエーテルからのモノマー単位を含むコポリマーコーティングを提供し、1つ以上のエーテルは、グリシジルエーテル、オキセタニルエーテル、ビニルエーテル、またはそれらの組み合わせであり;モノマー単位a)〜c)またはa)〜b)は、硬化されたコポリマーコーティングを形成し、コポリマーコーティングのトリアルコキシシラン部分のアルコキシ基の約25%〜約49%(または〜約45%)は、加水分解されてシラノールを形成した。
さらなる実施形態において、コポリマーコーティングは、少なくとも約1.0、約2.0、または約3.0のBayer摩耗比を有する。他の実施形態において、モノマー単位a)〜c)は、硬化されたコポリマーコーティングを形成し、硬化されたコポリマーコーティングは、着色されて、着色されたコポリマーコーティングを形成する。いくつかの他の実施形態では、着色されたコポリマーコーティングは、約10%〜約90%の透過の全光透過率を有する。さらに他の実施形態では、全光透過率は、約1%〜約10%、約5%〜約15%、約10%〜約20%、約1%〜約30%、約5%〜約25%、約20%〜約40%、約18%〜約21%、約30%〜約50%、約100%未満、約80%未満、約60%未満、約30%未満、約30%、または約25%未満である。
いくつかの他の実施形態では、コポリマーコーティングは、ポリカーボネート基材について少なくとも4BのASTM D3359接着試験値を有する。さらに他の実施形態では、接着試験値は、2B、3B、5B、または4Bより大きい。様々な追加の実施形態では、モノマー単位a)〜c)またはa)〜b)は、約0.6mJ未満、約0.65mJ未満、または約0.1mJ〜約0.8mJの硬化エネルギーで硬化されたコポリマーコーティングを形成する。
さらに他の実施形態において、コポリマーコーティングのトリアルコキシシラン部分のアルコキシ基の約30%〜約40%(または約30%〜約45%)が、加水分解されてシラノールを形成している。さらにさらなる実施形態において、コポリマーコーティングのトリアルコキシシラン部分のアルコキシ基の約25%〜約32%が、加水分解されてシラノールを形成している。他の実施形態において、コポリマーコーティングのトリアルコキシシラン部分のアルコキシ基の約5%〜約30%、約25%〜約35%、または約20%〜約80%が、加水分解されてシラノールを形成している。
追加の実施形態では、1つ以上のアクリレートのうちの1つ、2つまたは3つは、トリアクリレート、ジアクリレート、モノアクリレート、またはそれらの組み合わせである。ある実施形態において、アクリレートは、1、2、3、4、または4を超えるアクリロイル基を含む。さらに他の実施形態において、1つ以上のアクリレートのうちの1つは、ジアクリレートである。ある実施形態において、ジアクリレートは、ヘキサンジオールジアクリレートである。さらにさらなる実施形態において、1つ以上のアクリレートの1つの他のアクリレートは、3つ以上のアクリロイル基を有する。他の実施形態において、1つの他のアクリレートは、トリス[2−(アクリロイルオキシ)エチル]イソシアヌレートである。
他の種々の実施形態において、1つ以上のエーテルは、グリシジルエーテルであり、グリシジルエーテルは、シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、またはそれらの組み合わせである。さらに他の実施形態において、1つ以上のエーテルは、オキセタニルエーテルであり、オキセタニルエーテルは、キシレンジオキセタン(XDO)、ジオキセタニルエーテル(DOX)、またはそれらの組み合わせである。
他の実施形態において、グリシジルオキシアルキル(トリアルコキシ)シランモノマー単位は、コポリマーコーティングの少なくとも約10重量%を含み、任意に、グリシジルオキシアルキル(トリアルコキシ)シランは、3−グリシジルオキシプロピル(トリメトキシ)シランである。追加の実施形態では、シランモノマー単位は、約10重量%〜約80重量%(または約20重量%〜約60重量%)のコポリマーコーティングを含む。
様々な追加の実施形態では、本開示は、安定なコーティング組成物を形成する方法であって、以下:
a)(グリシジルオキシアルキル)トリアルコキシシランの水溶液を、触媒量の鉱酸でシランを加熱することによって部分的に加水分解して、部分的に加水分解された生成物を形成するステップ;
b)揮発性物質の少なくとも約95%を除去するステップ;ならびに
c)部分的に加水分解された生成物を、i)1つ以上のアクリレート、ii)カチオン開始剤、およびiii)ラジカル開始剤と混合し、安定なコーティング組成物を形成するステップ;
を含み、
トリアルコキシシラン部分のアルコキシ基の約25%〜約49%が加水分解されてシラノールを形成し、14日後の安定なコーティング組成物の粘度の変化が約10cps未満または約6cps未満である、
方法を提供する。
いくつかの実施形態では、14日後の安定なコーティング組成物の粘度の変化は、約1cps〜約10cpsである。他の実施形態において、安定なコーティング組成物は、大気と接触している。さらに他の実施形態では、安定なコーティング組成物は、電磁放射線、または光への曝露から遮蔽される。さらなる実施形態において、14日後の安定なコーティング組成物の粘度の変化は、約1cps〜約10cps未満であり、安定なコーティング組成物は、大気と接触し、光への曝露から遮蔽される。
他の実施形態では、安定なコーティング組成物(または上記の方法で形成された混合物)は、ビニルエーテル、アリルエーテル、トリアルキルシラングリシジルエーテル、ビス−グリシドキシテトラアルキルジシロキサン、非加水分解性シラングリシジルエーテル、非シラングリシジルエーテル、モノグリシジルエーテルまたはそれらの組み合わせをさらに含む。さらに他の実施形態において、上記方法は、部分的に加水分解された生成物を、1つ以上のビニルエーテル、1つ以上のアリルエーテル、1つ以上のジグリシジルエーテル、1つ以上のトリグリシジルエーテル、1つ以上のオキセタニルエーテル、またはそれらの組み合わせと混合することをさらに含む。
他の実施形態において、1つ以上のジグリシジルエーテルのうちの1つは、シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテルである。さらに他の実施形態において、1つ以上のトリグリシジルエーテルのうちの1つは、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテルである。さらなる実施形態において、1つ以上のオキセタニルエーテルのうちの1つは、キシレンジオキセタン(XDO)であり、1つ以上のオキセタニルエーテルのうちの他の1つは、ジオキセタニルエーテル(DOX)、またはそれらの組み合わせである。いくつかの他の実施形態では、1つ以上のアクリレートのうちの1つはヘキサンジオールジアクリレートであり、1つ以上のアクリレートのうちの1つの他のものはトリス[2−(アクリロイルオキシ)エチル]イソシアヌレートである。本開示のいくつかの態様において、1つ以上のジグリシジルエーテルのうちの1つは、シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテルであり、1つ以上のトリグリシジルエーテルのうちの1つは、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、またはそれらの組み合わせである。他の実施形態において、1つ以上のオキセタニルエーテルは、キシレンジオキセタン(XDO)、ジオキセタニルエーテル(DOX)、またはそれらの組み合わせである。
さらに他の実施形態において、部分的に加水分解された生成物は、トリス(2,3−エポキシプロピル)イソシアヌレート、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、ソルビトールグリシジルエーテル、ポリグリセロールグリシジルエーテル、他の高次グリシジルエーテル、例えば3個を超えるグリシジルエーテル基を有するもの、またはそれらの組み合わせなどのエポキシドと混合される。
様々な実施形態において、グリシジルオキシアルキル(トリアルコキシ)シランは、3−グリシジルオキシプロピル(トリメトキシ)シラン、2−グリシジルオキシプロピル(トリメトキシ)シラン、または1−グリシジルオキシプロピル(トリメトキシ)シランである。いくつかの他の実施形態では、1つ以上のアクリレートのうちの1つは、ヘキサンジオールジアクリレート、またはトリス[2−(アクリロイルオキシ)エチル]イソシアヌレートである。他の実施形態において、1つ以上のアクリレートのうちの1つは、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、またはそれらの組み合わせである。
さらに他の実施形態において、部分的に加水分解された生成物は、約50重量%〜約75重量%の安定なコーティング組成物、または約55重量%、約60重量%、約65重量%、もしくは約70重量%の安定なコーティング組成物を含む。
さらなる実施形態では、安定なコーティング組成物は、表面添加剤、または当技術分野で公知の他の添加剤、例えばケイ素表面添加剤を含む。さらなる実施形態において、部分的に加水分解された生成物は、シロキサンオリゴマー、またはシロキサンポリマーを形成する。
本開示はまた、本明細書中に記載した安定なコーティング組成物を形成する方法に従ってマー耐性表面を形成する方法の種々の実施形態を提供し、以下:
a)基材の表面を安定なコーティング組成物で、本明細書に記載の方法に従ってコーティングするステップ;
b)硬化エネルギー約0.3mJ〜約0.8または約0.3mJ〜約0.5mJのUV光でコーティングした表面を硬化させて、耐マー表面を形成するステップ;および
c)任意に、染料の加熱溶液中でマー耐性表面を着色するステップ;
を含み、
マー耐性表面は、少なくとも約1.0のBayer摩耗比を有する。
様々な実施形態では、硬化は、約1mJ未満、約0.8mJ未満、約0.7mJ未満、約0.6mJ未満、約0.5mJ未満、約0.4mJ未満、約0.3mJ未満、約0.2mJ未満、約0.1mJ未満、約0.05mJ未満、または約0.05mJ〜約0.5mJのエネルギー(例えば、硬化エネルギー)である。いくつかの実施形態では、硬化のエネルギーは、UV源、他の放射線源、またはマー耐性コーティングおよび着色可能なマー耐性コーティングを提供するための開示された組成物を硬化することができる代替の形態のエネルギーによって提供される。
追加の実施態様において、基材は、ポリカーボネート基材である。いくつかのさらなる実施形態では、マー耐性表面は、約3ミクロン〜約6ミクロンのコーティング厚さを有する。コーティング厚さはまた、他の実施形態では、約1ミクロン〜約10ミクロンであり得る。さらに他の実施形態では、マー耐性表面は、約5B、または4B、または4B未満の沸騰耐水性値を有する。
いくつかの実施態様において、Bayer摩耗比は、約1〜約10、約0.5〜約5、約2〜約8、または約3〜約6である。更なる実施形態において、マー耐性表面は、少なくとも3Bの沸騰耐水性値を有し、表面は、ポリカーボネート基材の表面である。
いくつかのさらなる実施態様において、開示される方法は、色素の加熱溶液中でマー耐性表面を着色することをさらに含む。他の実施形態において、染料はBPIブラック染料である。さらに他の実施形態において、加熱された染料液は、約40℃〜約120℃、または約80℃〜約100℃である。
さらなる実施形態では、硬化エネルギーは、約230nm〜約410nmで紫外線エネルギーを測定することができる放射計(線量計)によって測定されるエネルギーに対応する。さらに他の実施形態では、放射計は、約230nm〜約410nmで紫外線エネルギーを測定することができるプローブを有するVersaProbe(商標)Pro CON−TROL−CURE(登録商標)IL 1400である。
本開示は、体積、質量、パーセンテージ、比などの変数に対する範囲、限界、および偏差を提供する。「数1」〜「数2」のような範囲は、整数および小数を含む連続した範囲の数を意味することが、当業者によって理解される。例えば、1〜10は、1、2、3、4、5、...9、10を意味する。それはまた、1.0、1.1、1.2、1.3、...、9.8、9.9、10.0、およびまた1.01、1.02、1.03なども意味する。開示された変数が「数10」未満の数である場合、それは、上記のように、数10未満の整数および小数を含む連続範囲を意味する。同様に、開示された変数が「数10」より大きい数である場合、それは、数10より大きい整数および小数を含む連続範囲を意味する。これらの範囲は、その意味が上に記載した用語「約」によって修正され得る。
結果および考察
開示されるコーティング組成物の硬化は、好ましくは、フリーラジカル開始剤によって光活性化されるが、熱活性化フリーラジカル開始剤を使用することもできる。この目的のための有用な光開始剤のいくつかの例は、ハロアルキル化芳香族ケトン、クロロメチルベンゾフェノン、特定のベンゾインエーテル、特定のアセトフェノン誘導体、例えばジエトキシアセトフェノンおよび2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オンなどである。
本開示の目的のための有用なカチオン開始剤としては、芳香族オニウム塩、例えばホスホニウム塩、例えばトリフェニルフェナシルホスホニウムヘキサフルオロホスフェートなどのVa族元素の塩、スルホニウム塩、例えばトリフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェートおよびトリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネートなどのVIa族元素の塩、ならびにヨードニウム塩、例えばジフェニルヨードニウムクロリドなどのVIIa族元素の塩が挙げられるが、これらに限定されない。
組成物中の重合性エーテル成分は、コーティングの着色性を付与する。いくつかの例は、グリシジルエーテル、アリルエーテルおよびビニルエーテルであるが、これらに限定されない。重合性エーテルは、単官能性または多官能性であってもよく、好ましくは多官能性であり、望ましくはカチオン重合可能である。重合性エーテルの混合物、特にグリシジルエーテルおよびビニルエーテルの混合物を使用することができる。重合性エーテル成分は、2つ以上のエーテルの混合物からなることができ、その相対量は、基材に対する許容可能な接着性を維持しながら、硬化されたコーティングに良好な着色性を提供するように選択される。
コーティング組成物中に存在するエチレン性不飽和モノマーのうち、酢酸ビニルは、ポリカーボネート基材への良好な接着性に寄与する。しかしながら、アクリル官能性モノマーおよびオリゴマーが、好ましい。ポリカーボネート基材への接着性を改善するための有用なアクリル化合物には、単官能性、二官能性および三官能性モノマーの両方が含まれるが、他のまたは追加の多官能性アクリルモノマーも含まれ得る。単官能アクリルモノマーの例としては、エチルアクリレート、ブチルアクリレートなどのアクリルおよびメタクリル酸エステルが挙げられるが、これらに限定されない。
耐摩耗性および着色性についての比較は、UV Maxとして販売されているCoburn Optical(米国特許第7,732,006号)およびUV NVとして販売されているUltra Optics(米国特許第6,100,313号)による着色可能なコーティングについて表1Aに示されている。したがって、本開示は、表1Aに示す着色可能なコーティングよりも改善された特性を有するコポリマーコーティングのためのコーティング組成物を提供する。
Figure 2021530576
本明細書中に記載されるシリコンベースのオリゴマーは、アルコキシエポキシシラン中に存在するアルコキシ基の50%未満、好ましくは40%未満、最も好ましくは10〜40%を加水分解するのに必要な水を用いて調製される。したがって、開示された組成物は、より低い分子量、より低い粘度のコポリマーをもたらし、以下の実施例に記載される特性を有する。
アクリルモノマーおよびカタトニック硬化性モノマーまたはオリゴマーと組み合わせたこれらのオリゴマーであり、米国特許第7,732,006号の着色性増強化合物を含まないことは、より低いエネルギーで硬化しながら、着色性および耐摩耗性のはるかに優れた組み合わせを有する着色可能なコーティングを与える。オリゴマーは、別々に、または種々の量の加水分解を有する他のオリゴマーと組み合わせて使用することができる。
耐摩耗性の改善は、硬化プロセス中のより低い分子量のポリマーの改善された拡散の結果として、より高い架橋密度のためであり得る。
試験の説明
Bayer摩耗試験:Bayer摩耗試験は、しばしば引用される耐摩耗性の試験方法である。摩耗試験は、コーティングされたおよびコーティングされていないCR−39標準レンズの両方について行った。摩耗は、アルミナジルコニア(例えば、砂)の振動粒子から生じる。設定されたサイクル数の後、生成された曇りのレベルを、両方のレンズに関して測定した。コーティングされていないレンズとコーティングされたレンズの曇りレベルの比は、Bayer比である。「1」のBayer比は、コーティングがコーティングされていないCR−39標準に対して同等の耐摩耗性を有することを意味する。「5」のBayer比は、コーティングされていないCR−39標準がコーティングされたレンズとしての曇りレベルの5倍を有することを意味する。報告されている結果は、試験した3つのレンズの平均である。
接着試験:ASTM D3359プロトコルに従って、コーティングされたレンズをクロスハッチングによりスコア付けした(ASTM D3359プロトコルは、参照により本明細書に組み込まれる)。次いで、レンズを沸騰脱イオン水に15分間浸漬し、室温に冷却した。接着性は、3Mからの600テープがハッチングしたコーティングのダイヤモンド形状セグメントを剥離する能力によって測定した。
着色試験:レンズを開示された組成物でコーティングし、開示された条件に従って硬化させ、硬化後15分間放置した。次に、コーティングしたレンズを、95〜100℃の染浴の溶液に浸漬した。製造業者の指示に従って希釈したBPI黒色染料から染浴を調製した。15分後、レンズを染浴から取り出し、脱イオン水で洗浄し、乾燥した。染色したレンズの透過率を、BYK Hazeguard分光光度計を用いて測定した。結果は、透過パーセントとして報告された。透過パーセンテージがより低いことは、染色されたレンズの着色性が良好であることを示している。
色合いを記述するための種々の慣例がある。表1Bは、茶色または灰色の色合いに使用される一般的に許容される標準パラメータを示す。この開示は、他の組成物の要求よりも低いUVエネルギーレベル(0.6mJ未満)で硬化できるマー耐性コーティングを提供する。また、開示されたコーティングは、非常に暗い色合い(グレード5以下)に着色することができる。
Figure 2021530576
以下の実施例は、上記発明を説明することを意図し、その範囲を狭くするものと解釈すべきではない。当業者は、実施例が本発明を実施することができる多くの他の方法を示唆することを容易に認識するであろう。本発明の範囲内に留まる一方、多数の変形および修正を行うことができることが理解されるべきである。
実施例1。マー耐性コーティングの調製
加水分解されたエポキシシランは、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、脱イオン水および濃HCLを表2に従った量で丸底フラスコ中に添加し、フラスコを室温の水浴中に浸漬することによって調製される。フラスコを回転させて混合物を撹拌した。混合物を60〜65℃に加熱し、1時間保持する。温度を60〜65℃に保持しながら、揮発性物質の理論質量の90〜99%が除去されるまで沸騰を防ぐために、わずかな真空を注意深く適用する。揮発性物質は、主にメチルアルコールである。次いで、低粘度オリゴマーを室温に冷却する。
Figure 2021530576
実施例2。着色可能でないコーティング組成物
コーティング組成物1および2(表3)を、ポリカーボネートレンズ上に、スピンコーティングによって適用し、コーティングされたレンズを0.385〜0.395mJで硬化させて、4.5〜5.0ミクロンの最終膜厚を得た。コーティングは、5Bの値を有する優れた耐沸騰水性を有した。
Figure 2021530576
コーティングされたレンズを、光学コーティング市場で最も硬質なUV硬化性および無溶媒コーティングであるUltra Opticsからの参照試料AST 1に対して比較した(表4)。
Figure 2021530576
表4に示す組成物1および2は、参照コーティング、AST 1と同様の接着および摩耗特性を有する。しかしながら、両方の組成物は、14日後の粘度のより小さい差によって決定されるように、より良好な長期安定性を有する。マー耐性組成物の粘度の増加は、例えば、大気の湿度および/または光に対する組成物の曝露から生じることがある。
実施例3。着色可能なコーティング組成物
コーティング組成物3、4および5(表5)を、スピンコーティングによってポリカーボネートレンズ上に適用し、コーティングされたレンズを0.385〜0.395mJで硬化させて、4.5〜5.0ミクロンの最終膜厚を得た。
Figure 2021530576
コーティングされたレンズを、Ultra Opticsからの2つの参照試料に対して比較した(表6)。1つの着色可能コーティングはUV87と呼ばれ、もう1つはUV NVである。後者のコーティングは、市販されている無溶媒の着色可能コーティングのベストセラーである。
Figure 2021530576
表6に示す組成物3、4および5は、Ultra Opticsからの参照コーティングと同様の接着および摩耗特性を有する。しかしながら、3つの組成物は全て、光のより低い%透過率によって決定されるように、より良好なBayer摩耗比率およびより良好な着色性を有する。さらに、組成物の長期安定性は、14日後の粘度のより小さい差によって決定されるように、より良好である。
以上、開示された実施形態および実施例を参照して具体的な実施形態について説明した一方、かかる実施形態は例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。変更および修正は、以下の特許請求の範囲に定義されるそのより広い態様における本発明から逸脱することなく、当業者によって行うことができる。
全ての刊行物、特許、および特許文献は、参照により個々に組み込まれるかのように、参照により本明細書に組み込まれる。本開示と矛盾する制限は、そこから理解されるべきではない。本発明は、種々の特定のおよび好ましい実施形態および技術を参照して記載されている。しかしながら、多くの変化および改良を本発明の精神および範囲内にある一方行うことができることが理解されるべきである。

Claims (24)

  1. a)1つ以上の(グリシジルオキシアルキル)トリアルコキシシラン;b)1つ以上のアクリレート;およびc)1つ以上のエーテルからのモノマー単位を含み、前記1つ以上のエーテルは、グリシジルエーテル、オキセタニルエーテル、ビニルエーテル、またはそれらの組み合わせであり;前記モノマー単位a)〜c)またはa)〜b)は、硬化されたコポリマーコーティングを形成し、前記コポリマーコーティングのトリアルコキシシラン部分のアルコキシ基の約25%〜約49%が加水分解されてシラノールを形成した、コポリマーコーティング。
  2. 前記コポリマーコーティングが、少なくとも約1.0のBayer摩耗比を有する、請求項1に記載のコポリマーコーティング。
  3. 前記モノマー単位a)〜c)が硬化されたコポリマーコーティングを形成し、前記硬化されたコポリマーコーティングが着色されて着色されたコポリマーコーティングを形成する、請求項1に記載のコポリマーコーティング。
  4. 前記着色されたコポリマーコーティングが、約10%〜約90%の全光透過率を有する、請求項3に記載のコポリマーコーティング。
  5. 前記コポリマーコーティングが、ポリカーボネート基材について少なくとも4BのASTM D3359接着試験値を有する、請求項1に記載のコポリマーコーティング。
  6. 前記コポリマーコーティングの前記トリアルコキシシラン部分の前記アルコキシ基の約30%〜約40%が加水分解されてシラノールを形成している、請求項1に記載のコポリマーコーティング。
  7. 前記モノマー単位a)〜c)またはa)〜b)が、約0.1mJ〜約0.8mJの硬化エネルギーで前記硬化されたコポリマーコーティングを形成する、請求項1に記載のコポリマーコーティング。
  8. 硬化エネルギーが約0.3mJ〜約0.65mJ、または約0.3mJ〜約0.5mJである、請求項1に記載のコポリマーコーティング。
  9. 前記1つ以上のアクリレートのうちの1つがジアクリレートである、請求項1に記載のコポリマーコーティング。
  10. 前記ジアクリレートがヘキサンジオールジアクリレートである、請求項9に記載のコポリマーコーティング。
  11. 前記1つ以上のアクリレートの1つの他のアクリレートが、3つ以上のアクリロイル基を有する、請求項10に記載のコポリマーコーティング。
  12. 前記1つの他のアクリレートがトリス[2−(アクリロイルオキシ)エチル]イソシアヌレートである、請求項11に記載のコポリマーコーティング。
  13. 前記1つ以上のエーテルがグリシジルエーテルであり、前記グリシジルエーテルがシクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、またはそれらの組み合わせである、請求項1に記載のコポリマーコーティング。
  14. 前記1つ以上のエーテルがオキセタニルエーテルであり、前記オキセタニルエーテルが、キシレンジオキセタン(XDO)、ジオキセタニルエーテル(DOX)、またはそれらの組み合わせである、請求項1に記載のコポリマーコーティング。
  15. 前記グリシジルオキシアルキル(トリアルコキシ)シランモノマー単位が前記コポリマーコーティングの少なくとも約10重量%を含み、任意に前記グリシジルオキシアルキル(トリアルコキシ)シランが3−グリシジルオキシプロピル(トリメトキシ)シランである、請求項1に記載のコポリマーコーティング。
  16. 安定なコーティング組成物を形成する方法であって、以下:
    a)(グリシジルオキシアルキル)トリアルコキシシランの水溶液を、触媒量の鉱酸で前記シランを加熱することによって部分的に加水分解して、部分的に加水分解された生成物を形成するステップ;
    b)揮発性物質の少なくとも約95%を除去するステップ;ならびに
    c)前記部分的に加水分解された生成物を、i)1つ以上のアクリレート、ii)カチオン開始剤、およびiii)ラジカル開始剤と混合し、安定なコーティング組成物を形成するステップ;
    を含み、
    トリアルコキシシラン部分のアルコキシ基の約25%〜約49%が加水分解されてシラノールを形成し、14日後の前記安定なコーティング組成物の粘度の変化が約10cps未満または約6cps未満である、
    方法。
  17. 前記部分的に加水分解された生成物を、1つ以上のビニルエーテル、1つ以上のアリルエーテル、1つ以上のジグリシジルエーテル、1つ以上のトリグリシジルエーテル、1つ以上のオキセタニルエーテル、またはそれらの組み合わせと混合するステップをさらに含む、請求項16に記載の方法。
  18. 前記1つ以上のジグリシジルエーテルのうちの1つが、シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテルである、請求項17に記載の方法。
  19. 前記1つ以上のトリグリシジルエーテルのうちの1つが、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテルである、請求項17に記載の方法。
  20. 前記1つ以上のオキセタニルエーテルのうちの1つがキシレンジオキセタン(XDO)であり、前記1つ以上のオキセタニルエーテルのうちの他方がジオキセタニルエーテル(DOX)、またはそれらの組み合わせである、請求項17に記載の方法。
  21. 前記1つ以上のアクリレートのうちの1つがヘキサンジオールジアクリレートであり、前記1つ以上のアクリレートのうちの他方がトリス[2−(アクリロイルオキシ)エチル]イソシアヌレートである、請求項17に記載の方法。
  22. 前記部分的に加水分解された生成物が前記安定なコーティング組成物の約50重量%〜約75重量%を含み、前記安定なコーティング組成物が表面添加剤を含み、前記部分的に加水分解された生成物がシロキサンオリゴマー、またはそれらの組み合わせを形成する、請求項16に記載の方法。
  23. マー耐性表面を形成する方法であって、以下:
    a)基材の表面を安定なコーティング組成物で、請求項16〜22のいずれか一項に記載の方法に従ってコーティングするステップ;
    b)硬化エネルギー約0.3mJ〜約0.8または約0.3mJ〜約0.5mJのUV光で前記コーティングした表面を硬化させて、耐マー表面を形成するステップ;および
    c)任意に、染料の加熱溶液中でマー耐性表面を着色するステップ;
    を含み、
    前記マー耐性表面は、少なくとも約1.0のBayer摩耗比を有する、
    方法。
  24. 前記基材がポリカーボネートであり、前記マー耐性表面が約3ミクロン〜約6ミクロンのコーティング厚さを有し、前記マー耐性表面が約5Bの沸騰耐水性値を有し、またはこれらの組み合わせである、請求項23に記載の方法。

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3375827A1 (de) * 2017-03-17 2018-09-19 TIGER Coatings GmbH & Co. KG Laminat-tinte
CN115155331B (zh) * 2022-06-14 2023-05-26 南京工业大学 丙烯酰氧基封端的pdms制备薄膜复合膜、制备方法和用途

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003509531A (ja) * 1999-08-20 2003-03-11 ザ ウォールマン オプティカル カンパニー 耐磨性及び着色性コーティングを与えるコーティング組成物
US20060148952A1 (en) * 2003-03-03 2006-07-06 Sola International Holdings Tinting optical substrates
US20140057115A1 (en) * 2012-08-22 2014-02-27 The Walman Optical Company Coating composition and method
US20160237312A1 (en) * 2015-02-17 2016-08-18 The Walman Optical Company Glycidyl ether based optical coating compositions
US20160272841A1 (en) * 2015-03-19 2016-09-22 Mark Alan Litman Dye-tintable, abrasion resistant coating for ophthalmic lenses and method of application

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4058401A (en) 1974-05-02 1977-11-15 General Electric Company Photocurable compositions containing group via aromatic onium salts
US4079160A (en) 1977-02-07 1978-03-14 Joseph Philipson Abrasion-resistant optical element
US4399192A (en) 1980-01-07 1983-08-16 Panelographic Corporation Radiation cured abrasion resistant coatings of pentaerythritol acrylates and cellulose esters on polymeric substrates
US4378250A (en) 1981-07-31 1983-03-29 Treadway Gerald D Organosilicone coating compositions
US4882201A (en) 1988-03-21 1989-11-21 General Electric Company Non-toxic aryl onium salts, UV curable coating compositions and food packaging use
US5877254A (en) 1996-07-22 1999-03-02 Film Specialties, Inc. Scratch-resistant anti-fog coating composition incorporating isocyanate-reactive surfactants
US6100313A (en) * 1997-03-07 2000-08-08 The Walman Optical Company UV-curable abrasion-resistant coating composition
US7671109B2 (en) 2003-06-24 2010-03-02 Ppg Industries Ohio, Inc. Tinted, abrasion resistant coating compositions and coated articles
US6984262B2 (en) * 2003-07-16 2006-01-10 Transitions Optical, Inc. Adhesion enhancing coating composition, process for using and articles produced
WO2005100020A2 (en) 2004-04-09 2005-10-27 Vision-Ease Lens Primer-less abrasion coating for organic glass articles
US8163354B2 (en) * 2006-05-29 2012-04-24 Essilor International Compagnie Generale D'optique Process for obtaining a hard coated article having anti-fouling properties
US7732006B2 (en) 2006-08-28 2010-06-08 Quest Optical, Incorporated Coating composition and optical mar-resistant tintable coating
EP2800788B1 (en) 2012-01-03 2018-05-02 Essilor International Curable coating composition
CN105264406B (zh) * 2013-05-07 2020-03-17 依视路国际公司 包含涂覆有特定硬涂层的丙烯酸基底的光学物品
JP6419213B2 (ja) 2014-12-09 2018-11-07 三井化学株式会社 有機el素子用の面封止材及びその硬化物

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003509531A (ja) * 1999-08-20 2003-03-11 ザ ウォールマン オプティカル カンパニー 耐磨性及び着色性コーティングを与えるコーティング組成物
US20060148952A1 (en) * 2003-03-03 2006-07-06 Sola International Holdings Tinting optical substrates
US20140057115A1 (en) * 2012-08-22 2014-02-27 The Walman Optical Company Coating composition and method
US20160237312A1 (en) * 2015-02-17 2016-08-18 The Walman Optical Company Glycidyl ether based optical coating compositions
US20160272841A1 (en) * 2015-03-19 2016-09-22 Mark Alan Litman Dye-tintable, abrasion resistant coating for ophthalmic lenses and method of application

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