JP6184790B2 - フォトクロミック硬化性組成物、該組成物を含むコーティング剤、及びフォトクロミック積層体 - Google Patents
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Description
(A)(メタ)アクリル基を有する重合性モノマーと(B)フォトクロミック化合物とを含んでなり、
前記(A)(メタ)アクリル基を有する重合性モノマーが、
[A1] 下記式(1)で示される多官能(メタ)アクリルモノマーを35〜70質量部、
R1は、水素原子、またはメチル基であり、
R2は、水素原子、または炭素数1〜2のアルキル基であり、
R3は、炭素数1〜10である3〜6価の炭化水素基、または炭素数1〜10の鎖中に酸素原子を含む3〜6価の基であり、
aは平均値で0〜3の数であり、bは3〜6の整数である。)、
[A2] 下記式(2)で示される2官能(メタ)アクリルモノマーを10〜40質量部、
R4、及びR5は、それぞれ、水素原子またはメチル基であり、
R6、及びR7は、それぞれ、水素原子またはメチル基であり、
Aは、下記式
c、及びdは、それぞれ独立に1以上の整数であるとともに、c+dは平均値で6〜17である。)
[A3] 下記一般式(3)で示される多官能(メタ)アクリルモノマー、下記一般式(4)で示される2官能(メタ)アクリルモノマー、分子量600〜2000のポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート、及び分子量600〜2000のウレタンジ(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる少なくとも1種の長鎖(メタ)アクリルモノマーを10〜40質量部、
R8は、水素原子、またはメチル基であり、
R9は、水素原子、または炭素数1〜2のアルキル基であり、
R10は、炭素数1〜10である3〜6価の炭化水素基、または炭素数1〜10の鎖中に酸素原子を含む3〜6価の基であり、
eは平均値で8〜15の数であり、fは3〜6の整数である。)
R41、及びR51は、それぞれ、水素原子またはメチル基であり、
R61、及びR71は、それぞれ、水素原子またはメチル基であり、
A’は、下記式
g、及びhは、それぞれ独立に1以上の整数であるとともに、g+hは平均値で20以上40以下である。)
[A4] 前記[A1]、[A2]、および[A3]成分以外の(メタ)アクリルモノマーを0〜10質量部、
(ただし、[A1]、[A2]、[A3]、および[A4]成分の合計は100質量部である)
を含むことを特徴とするフォトクロミック硬化性組成物である。
前記(A)(メタ)アクリル基を有する重合性モノマーが、
[A1] 特定の多官能(メタ)アクリルモノマーを35〜70質量部、
[A2] 特定の2官能(メタ)アクリルモノマーを10〜40質量部、
[A3] 特定の長鎖(メタ)アクリルモノマーを10〜40質量部、及び
[A4] 前記[A1]、[A2]、および[A3]成分以外の(メタ)アクリルモノマーを0〜10質量部を含むことを特徴とする。ただし、[A1]成分、[A2]成分、[A3]成分、および[A4]成分の合計は100質量部である。これら各成分について説明する。
本発明の重合性モノマーは、下記に詳述する[A1]成分、[A2]成分、[A3]成分、及び必要に応じて[A4]成分を含む。なお、この(メタ)アクリル基を有する重合性モノマーとは、メタクリル基、またはアクリル基を有する重合性モノマーを指す。以下、この成分を単に(A)成分とする場合もある。この(A)成分に含まれる各成分について説明する。
(A)成分は、下記式(1)で示される多官能(メタ)アクリルモノマーを含む。以下、下記式(1)で示される多官能(メタ)アクリルモノマーを単に[A1]成分とする場合もある。
R1は、水素原子、またはメチル基であり、
R2は、水素原子、または炭素数1〜2のアルキル基であり、
R3は、炭素数1〜10である3〜6価の炭化水素基、または炭素数1〜10の鎖中に酸素原子を含む3〜6価の基であり、
aは平均値で0〜3の数であり、bは3〜6の整数である。なお、この[A1]成分の(メタ)アクリル当量(分子量を(メタ)アクリル基の個数で除した値)は、200未満である。
上記式(1)中のbは、3〜6の整数であるが、フォトクロミック特性、表面硬度、及び外観の観点から、3または4であることが好ましい。
本発明においては、式(2)で示される2官能(メタ)アクリルモノマーを使用する。以下、この式(2)で示される2官能(メタ)アクリルモノマーを単に[A2]成分とする場合もある。
R4、及びR5は、それぞれ、水素原子またはメチル基であり、
R6、及びR7は、それぞれ、水素原子またはメチル基であり、
Aは、下記式
c、及びdは、それぞれ独立に1以上の整数であるとともに、c+dは平均値で6〜17である。)である。なお、この[A2]成分の(メタ)アクリル当量(分子量を(メタ)アクリル基の個数で除した値)は630未満である。
本発明においては、式(3)、(4)、分子量600〜2000のポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート、及び分子量600〜2000のウレタンジ(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる少なくとも1種の長鎖多官能(メタ)アクリルモノマーを使用する。
R8は、水素原子、またはメチル基であり、
R9は、水素原子、または炭素数1〜2のアルキル基であり、
R10は、炭素数1〜10である3〜6価の炭化水素基、または炭素数1〜10の鎖中に酸素原子を含む3〜6価の基であり、
eは平均値で8〜15の数であり、fは3〜6の整数である。)
上記式(3)中のR10は、炭素数1〜10である3〜6価の炭化水素基、または炭素数1〜10の鎖中に酸素原子を含む3〜6価の基であり、具体的には、ポリオールから誘導される基、又は3〜6価の炭化水素基を含む有機基が挙げられる。R9は、水素原子、またはメチル基であることが好ましい。また、R8に関しては、表面硬度の観点から、メチル基であることが好ましい。
上記式(3)中のfは、3〜6の整数であるが、表面硬度、及び外観の観点から、3または4であることが好ましい。
R41、及びR51は、それぞれ、水素原子またはメチル基であり、
R61、及びR71は、それぞれ、水素原子またはメチル基であり、
A’は、下記式
g、及びhは、それぞれ独立に1以上の整数であるとともに、g+hは平均値で20以上40以下である。)で示される長鎖多官能(メタ)アクリルモノマーを使用することができる。この式(4)で示される[A3]成分は、[A2]成分においてエチレングリコール鎖、またはプロピレングリコール鎖が長くなった2官能(メタ)アクリルモノマーである。通常、式(4)で示される2官能(メタ)アクリルモノマーは、g、hの値が異なる混合物で得られるため、g+hは平均値とした。
分子量600〜2000のポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートとしては、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールとポリエチレングリコールの混合物より得られるジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリレートモノマーが挙げられる。
このウレタンジ(メタ)アクリレートとは、分子内にウレタン結合を有し、かつ(メタ)アクリル基を2個有するモノマーを指す。分子量600〜2000のウレタンジ(メタ)アクリレートの例としては、硬化体(フォトクロミック積層体)の耐光性の観点より、その分子構造中に芳香環を有しない、無黄変タイプのものが好ましい。具体的には、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、リジンイソシアネート、2,2,4−ヘキサメチレンジイソシアネート、イソプロピリデンビス−4−シクロヘキシルイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネートまたはメチルシクロヘキサンジイソシアネートと、炭素数2〜4のエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ヘキサメチレンオキシドの繰り返し単位を有するポリアルキレングルコール、或いはポリカプロラクトンジオール等のポリエステルジオール、ポリカーボネートジオール、ポリブタジエンジオール等の多官能ポリオール、又はペンタエリスリトール、エチレングリコール、プロピレングリコール、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、1,9−ノナンジオール、1,8−ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等のジオール類とを反応させ、ウレタンプレポリマーとしたものを、2−ヒドロキシ(メタ)アクリレートで更に反応させた反応混合物であるか、又は前記ジイソシアネートを2−ヒドロキシ(メタ)アクリレートと直接反応させた反応混合物である多官能ウレタン(メタ)アクリレートモノマーを挙げることができる。その中でも、本発明の[A3]成分としては、U−108A(平均分子量約1600、(メタ)アクリル基数2、(メタ)アクリル当量 800)、UA4200(平均分子量約1300、(メタ)アクリル基数2、(メタ)アクリル当量 650)、UA4400(平均分子量約1300、(メタ)アクリル基数2、(メタ)アクリル当量 650)、UA160TM(平均分子量約1600、(メタ)アクリル基数2、(メタ)アクリル当量 800)、U108(平均分子量約1600、(メタ)アクリル基数2、(メタ)アクリル当量 800)、UA−122P(平均分子量約1100、(メタ)アクリル基数2、(メタ)アクリル当量 550)、UA−5201(平均分子量約1000、(メタ)アクリル当量 500)、U−2THA(平均分子量約1300、(メタ)アクリル基数2、(メタ)アクリル当量 650)(いずれも新中村化学工業(株)製)などが挙げられる。上記多官能ウレタン(メタ)アクリレートの分子量も、前記(メタ)アクリルモノマーの分子量と同様に、平均分子量として表記した。
本発明において、[A3]成分は、長鎖の多官能(メタ)アクリルモノマーでなければならない。そのため、上記の通り、式(3)で示される長鎖(メタ)アクリルモノマーは、[A1]成分よりもアルキレングリコール鎖が長くなっている。また、式(4)で示される長鎖(メタ)アクリルモノマーは、[A2]成分よりもアルキレングリコール鎖が長くなっている。
本発明においては、前記[A1]成分、[A2]成分、及び[A3]成分以外に、以下にあげる(メタ)アクリルモノマーを含むことができる。以下、この成分を単に[A4]成分とする場合もある。
複数個あるR11は、互いに同一もしくは異なっていてもよく、
少なくとも10個のR11は、ラジカル重合性基を含む有機基であり、
ラジカル重合性基を有する有機基以外のR11は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、またはフェニル基であり、
iは、重合度であり、15〜50の整数である。}。
一般にシルセスキオキサン化合物は、ケージ状、ハシゴ状、ランダムといった種々の構造を取ることができるが、本発明においては複数の構造からなる混合物であることが好ましい。
R12、及びR13は、それぞれ、水素原子、又はメチル基であり、
R14、及びR15は、それぞれ、ヒドロキシ基で置換されていてもよい炭素数1〜4のアルキレン基、または下記式(7)
j及びkは、平均値でそれぞれ0〜20の数である。)で示されるエポキシ基を有する重合性モノマーが挙げられる。上記式(6)で示したエポキシ基を有する重合性モノマー(エポキシ基含有重合性モノマー)を含むことで、長期に渡り良好なフォトクロミック特性を得ることができる。
なお、上記の[A4]成分は、単独で使用することもできるし、複数種類を混合して使用することもできる。
本発明に使用する(A)成分)は、少なくとも[A1]成分、[A2]成分、及び[A3]成分を含んでなる。また、本発明の(A)成分は、[A4]成分を含んでいてもよい。
フォトクロミック化合物(以下、単に(B)成分とする場合もある)について説明する。フォトクロミック化合物は、所望のフォトクロミック特性が得られる配合量で用いられる。前記重合性モノマーの合計([A1]、[A2]、[A3]、及び必要により配合される[A4]成分よりなる重合性モノマー(A)成分)100質量部に対して、好ましくは0.1〜10質量部で用いられる。中でも、本発明のフォトクロミック硬化性組成物は、コーティング法、及び2段重合法などで製造される積層法のプラスチックレンズ(フォトクロミック積層体)に好適に使用される。積層法のプラスチックレンズ(フォトクロミック積層体)として使用される場合には、フォトクロミック化合物の配合量は、前記重合性モノマーの合計100質量部((A)成分100質量部)に対して、より好ましくは0.1〜7質量部、さらに好ましくは1〜5質量部である。
本発明のフォトクロミック硬化性組成物には、前記(A)成分([A1]成分、[A2]成分、[A3]成分、および必要に応じて[A4]成分)、並びに(B)成分を混合することにより製造することができる。該フォトクロミック硬化性組成物には、(A)成分、及び(B)成分の他、例えば、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、重合調整剤を必要に応じて混合することができる。
フォトクロミック硬化性組成物から積層体を得る方法は、特に制限されるものではなく、公知の方法を採用できる。具体的には、プラスチックレンズ基材上に、フォトクロミック硬化性組成物からなる層を存在させ、該硬化性組成物を重合硬化させればよい。フォトクロミック硬化性組成物を重合する方法としては、熱や、紫外線(UV線)、α線、β線、γ線等の照射あるいは両者の併用によって行うことができる。この際、下記の熱重合開始剤や光重合開始剤などのラジカル重合開始剤を、本発明のフォトクロミック硬化性組成物に配合することが好ましい。
本発明のフォトクロミック硬化性組成物からなるフォトクロミックコート層が積層されるプラスチックレンズ基材は、特に制限されるものでなく、公知の基材を使用することができる。
マイナスレンズ、およびプラスレンズの中でも、基材の種類によっても異なるが、例えば、アリルジグリコールカーボネートからなるアリル系樹脂を用いた場合には、+5.00以上のプラスレンズ、及び−3.00以下のマイナスレンズ(以下、このプラスレンズ、及びマイナスレンズをまとめて「強度数プラスチックレンズ」とする場合もある)は、以下の理由により、従来のフォトクロミック硬化性組成物ではクラックが発生し易かったものと考えている。
斜角形状を有するプラスチックレンズは、プラスチックレンズ成型時のガラスモールド形状に由来する。更には、スピンコーティング法によりフォトクロミック積層体を製造する場合には、そのコバ部分(エッジ部分)に溜る過剰な液を振り切りやすくするために、コバ部分を加工する場合もある。そのため、斜角形状は、様々であるが、通常は、図1に斜角形状プラスチックレンズ1示すが、斜角形状部2は、幅が0.1〜2.0mm、エッジ部分に対する角度3が30〜60°である。厚みは特に制限されるものではないが、1〜30mmである。
プライマーコート層は、通常、ポリウレタン樹脂から形成されているが、このプライマーコート層を有する場合には、プラスチックレンズ基材、プライマーコート層、およびフォトクロミックコート層の3成分の収縮、熱膨張との関係が複雑に絡み合い、従来の表面硬度を高く維持できるフォトクロミック硬化性組成物では、クラックが発生し易かったものと考えられる。特に、プライマーコート層を有する、強度数プラスチックレンズ、斜角形状を有するプラスチックレンズは、その傾向がより一層顕著となった。そのため、本発明のフォトクロミック硬化性組成物は、このようなプライマーコート層を有するプラスチックレンズ基材を使用する場合に、特に、好適に適用できる。
湿気硬化型ポリウレタン樹脂及び/ 又はその前駆体(以下、単に湿気硬化型ポリウレタン樹脂とする)とは、分子中に複数存在するイソシアネート基の一部が例えば大気中の水分と反応してカルバミン酸を生じた後に脱炭酸してアミンを生成し、該アミンと残存イソシアネート基が反応して尿素結合を生じることにより架橋硬化するイソシアネート基含有化合物またはこのような化合物の前駆体となる化合物又は化合物の組合せである。
水分散ウレタン樹脂エマルジョンに含まれるポリウレタン樹脂は、活性水素基含有成分として、少なくとも、ポリオール化合物、アニオン性基活性水素基併有化合物、活性水素基含有アクリレート化合物、および/またはアルコキシシリル基含有ポリアミン化合物を含み、ポリイソシアネート成分として、ポリイソシアネート化合物を含み、それら活性水素基含有成分とポリイソシアネート成分とを反応させることにより得られるウレタン樹脂であることが好適である。
具体的な積層体の製造方法としては、コーティング法、および2段重合法が挙げられる。
コーティング法によりフォトクロミック積層体を製造する場合には、プラスチックレンズ基材上に、光重合開始剤を混合した本発明のフォトクロミック硬化体組成物をスピンコーティング法などにより塗布し、窒素などの不活性ガス中に設置した後に、UV照射を行うことで、コーティング法によるフォトクロミック積層体を得ることが出来る。そして、フォトクロミックコート層とプラスチックレンズ基材との密着性を高めるため、80〜120℃の温度範囲で0.5〜5時間程度加熱処理することが好ましい。こうすることにより、プラスチックレンズ基材/必要に応じて形成される、プライマーコート層/フォトクロミックコート層がこの順で積層されたフォトクロミック積層体を得ることができる。コーティング法で形成されるフォトクロミックコート層の厚みは、特に制限されるものではないが、10〜70μmとすることが好ましい。
2段重合法によりフォトクロミック積層体を製造する場合には、エラストマーガスケット、スペーサー、または粘着テープで保持されているガラスモールドとプラスチックレンズ基材とからなる隙間に、熱重合開始剤を配合した本発明のフォトクロミック硬化体組成物を注入し、空気炉中で重合硬化させた後、ガラスモールドから積層体を取り外す注型重合が挙げられる。光重合開始剤を使用する場合には、ガラスモールドごとUV照射を行い、その後、ガラスモールドから硬化体を取り外せばよい。重合硬化する際の温度は、特に制限されるものではないが、熱重合する場合には、20〜120℃の範囲で温度を変化させることが好ましい。また、光重合の場合には、光重合後、80〜120℃の温度範囲で0.5〜5時間程度加熱処理することが好ましい。こうすることにより、プラスチックレンズ基材/必要に応じて形成される、プライマーコート層/フォトクロミックコート層がこの順で積層されたフォトクロミック積層体を得ることができる。2段重合法で形成されるフォトクロミックコート層の厚みは、特に制限されるものではないが、100〜1000μmとすることが好ましい。
本発明のフォトクロミック硬化体組成物を前記方法により重合して得られるフォトクロミック積層体は、表面硬度に優れ、フォトクロミックコート層に生じるクラック等の外観不良を抑制することができ、かつフォトクロミック特性にも優れたフォトクロミックプラスチックレンズとすることができる。
[A1]成分
・TMPT:トリメチロールプロパントリメタクリレート。
・D−TMP:ジトリメチロールプロパンテトラメタクリレート。
・A−TMMT:テトラメチロールメタンテトラアクリレート。
・BPE500:2,2−ビス[4−(メタクリロキシ・ポリエトキシ)フェニル]プロパン(エチレグリコール鎖の平均鎖長が10であり、平均分子量が、804)。
・14G:ポリエチレングリコールジメタクリレート(エチレングリコール鎖の平均鎖長が14であり、平均分子量が736、(メタ)アクリル当量 368)。
・U1:新中村化学工業(株)製 ウレタンジアクリレート(製品名;UA−122P、平均分子量約1100、(メタ)アクリル当量 550)。
・U2:新中村化学工業(株)製 ウレタンジアクリレート(製品名;U−2THA、平均分子量約1300、(メタ)アクリル当量 650)。
・A−TMMT2:平均分子量1892のペンタエリスリトールポリエチレングリコールテトラアクリレート(e=9、f=4、(メタ)アクリル当量 473)。
・BPE2:2,2−ビス[4−メタクリロキシ(ポリエトキシ)フェニル]プロパン(g+h=20、(メタ)アクリル当量622)。
・U4HA:新中村化学工業(株)製‘U−4HA’ 4官能性ウレタンアクリレート(平均分子量596、(メタ)アクリル当量 149)。
・U6HA:新中村化学工業(株)製‘U−6HA’ 6官能性ウレタンアクリレート(平均分子量1019、官能基数6、(メタ)アクリル当量 170)
・A400:ポリエチレングリコールジアクリレート(エチレングリコール鎖の平均鎖長が9であり、平均分子量が508、(メタ)アクリル当量 254)。
・M90G:新中村化学工業(株)製‘M90G’ 単官能性メタクリレート(メトキシポリエチレングリコールメタクリレート)。
・9G:ポリエチレングリコールジメタクリレート(エチレングリコール鎖の平均鎖長が9であり、平均分子量が536、(メタ)アクリル当量 268)。
・GMA :グリシジルメタアクリレート。
・MA1:γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン。
・MA2:2−イソシアナトエチルメタクリレート。
・PMS1:シルセスキオキサンモノマー。
・MA3:メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(平均分子量468、(メタ)アクリル当量 468)。
3−トリメトキシシリルプロピルメタクリレート248g(1.0mol)にエタノール248mlおよび水54g(3.0mol)を加え、触媒として水酸化ナトリウム0.20g(0.005mol)を添加し、30℃で3時間反応させた。原料の消失を確認後、希塩酸で中和し、トルエン174ml、ヘプタン174ml、および水174gを添加し、水層を除去した。その後、水層が中性になるまで有機層を水洗し、溶媒を濃縮することによってシルセスキオキサンモノマー(PMS1)を得た。なお、1H−NMRより、原料は完全に消費されていることを確認した。また、29Si−NMRより、ケージ状構造、ラダー状構造およびランダム構造の混合物であることを確認した。シルセスキオキサンモノマー(PMS1)の分子量を、ゲル浸透クロマトグラフィー法(GPC法)により測定したところ、重量平均分子量が4800であった。(メタ)アクリル当量は、約178であった。
安定剤
HALS: ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート(分子量508) 。
HP:エチレンビス(オキシエチレン)ビス[3−(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−m−トリル)プロピオネート](チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、Irganox245)。
ND :t−ブチルパーオキシネオデカネート(商品名:パーブチルND、日本油脂(株)製)。
O :1,1,3,3−テトラメチルブチル パーオキシ−2−エチルヘキサネート(商品名:パーオクタO、日本油脂(株)製)。
PI:フェニルビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−ホスフィンオキシド(商品名:Irgacure819、BASF社製)。
PL1:中心厚2mm、斜角45°、屈折率1.50、斜角形状を有するアリル系プラスチックレンズ。
PL2:中心厚10mm、斜角45°、屈折率1.67、斜角形状を有するチオウレタン系プラスチックレンズ。
PL3:屈折率1.50、度数+6.00、中心厚12mm、エッジ厚1mm、アリル系プラスチックレンズ。
PL4:屈折率1.50、度数−4.00、中心厚3mm、エッジ厚10mm、アリル系プラスチックレンズ。
PL5:中心厚2mm、屈折率1.50、斜角形状の無いアリル系プラスチックレンズ。
PR1;湿気硬化型プライマー(製品名;TR−SC−P、(株)トクヤマ製)。
PR2;水分散ウレタンエマルジョン(製品名;NJ−321A、(株)トクヤマ製)。
フォトクロミック硬化性組成物(Z1)の調整
[A1]成分:トリメチロールプロパントリメタクリレート 20質量部、ジトリメチロールプロパンテトラメタクリレート 30質量部、[A2]成分:2,2−ビス[4−(メタクリロキシ・ポリエトキシ)フェニル]プロパン(エチレグリコール鎖の平均鎖長が10であり、平均分子量が804) 30質量部、[A3]成分:ポリエチレングリコールジメタクリレート(エチレングリコール鎖の平均鎖長が14であり、平均分子量が736) 20質量部、(B)成分:PC1 1.2質量部、PC2 0.4質量部、PC3 1.2質量部、その他の配合剤(添加剤)安定剤:HALS 3質量部、HP 3質量部、重合開始剤としてPI 0.3質量部、レベリング剤として東レ・ダウコーニング株式会社製L7001 0.1質量部を加え、70℃で15分間撹拌混合し、コーティング法に用いるフォトクロミック硬化性組成物(Z1)を得た。各配合量を表1に示した。
表1、2、および3に示した材料を用いた以外は、前記フォトクロミック硬化性組成物(Z1)と同様の方法にて、フォトクロミック硬化性組成物(Z2)〜(Z28)を調整した。組成を、表1、表2、及び表3に示す。なお、フォトクロミック硬化性組成物(Z1)〜(Z14)、および(Z21)〜(Z24)は、実施例の組成物に該当する。また、フォトクロミック硬化性組成物(Z15)〜(Z20)、および(Z25)〜(Z28)は、比較例の組成物に該当する。
プラスチックレンズ基材として、中心厚2mm、斜角45°、屈折率1.50、斜角形状を有するアリル系プラスチックレンズを用意した。なお、このアリル系プラスチックレンズは、事前に10%水酸化ナトリウム水溶液を用いて、50℃で5分間のアルカリエッチングを行い、その後十分に蒸留水で洗浄を実施した。
得られたフォトクロミック積層体(フォトクロミック層の厚み500マイクロメートル)を試料とし、これに、浜松ホトニクス製のキセノンランプL−2480(300W)SHL−100をエアロマスフィルター(コーニング社製)を介して20℃±1℃、重合体表面でのビーム強度365nm=2.4mW/cm2,245nm=24μW/cm2で120秒間照射して発色させ、前記積層体のフォトクロミック特性を測定した。各フォトクロミック特性は以下の方法で評価した。
フォトクロミック積層体を10枚作製し、フォトクロミックコート層にクラックが発生したフォトクロミック積層体の枚数にて評価を行った。
得られたフォトクロミック積層体の密着性を評価した。密着性の評価は、フォトクロミックコート層、接着層、及びプラスチックレンズの密着性をJISD−0202に準じてクロスカットテープ試験によって行った。すなわち、カッターナイフを使いレンズ表面に約1mm間隔に切れ目を入れ、マス目を100個形成させる。その上にセロファン粘着テープ(ニチバン(株)製セロテープ(登録商標))を強く貼り付け、次いで、表面から90°方向へ一気に引っ張り剥離した後、フォトクロミックコート層の残っているマス目を数えた。つまり、評価結果は、(残っているマス目数)/100で表している。ここでの密着性は、レンズ基材上に積層している全ての層の密着性を評価している。評価基準を以下に示す。
A;100/100。
B:99/100〜95/100。
C:95/100未満 。
本発明における表面硬度は、ビッカース硬度にて評価した。測定は、マイクロビッカース硬度計PMT-X7A(株式会社マツザワ製)を用いて実施した。圧子には、四角錐型ダイヤモンド圧子を用い、荷重10gf、圧子の保持時間30秒の条件にて評価を実施した。測定結果は、計4回の測定を実施した後、測定誤差の大きい1回目の値を除いた計3回の平均値で示した。
表4に示したフォトクロミック硬化性組成物、プラスチックレンズ及びプライマーを用いた以外は、実施例1と同様な方法でフォトクロミック積層体を作製し、評価を行なった。評価結果を表4に示した。
フォトクロミック硬化性組成物(Z19)を、エチレン−酢酸ビニル共重合体からなるガスケットを用い、ガラス板と中心厚2mm、斜角45°、屈折率1.50、斜角形状を有するアリル系プラスチックレンズで挟まれた鋳型の中に注入し、注型重合を行った。なお、このプラスチックレンズは、事前に10%水酸化ナトリウム水溶液を用いて、50℃で5分間のアルカリエッチングを行い、その後十分に蒸留水で洗浄を実施した。
表5に示したフォトクロミック硬化性組成物、プラスチックレンズを用いた以外は、実施例24と同様な方法でフォトクロミック積層体を作製し、評価を行なった。評価結果を表5に示した。
2 斜角形状部分
3 斜角形状の角度
4 フォトクロミックコート層を積層した斜角形状を有するプラスチックレンズ基材
5 フォトクロミックコート層を積層した斜角形状の無いプラスチックレンズ基材
6 フォトクロミックコート層
Claims (8)
- (A)(メタ)アクリル基を有する重合性モノマーと(B)フォトクロミック化合物とを含んでなり、
前記(A)(メタ)アクリル基を有する重合性モノマーが、
[A1] 下記式(1)で示される多官能(メタ)アクリルモノマーを35〜70質量部、
R1は、水素原子、またはメチル基であり、
R2は、水素原子、または炭素数1〜2のアルキル基であり、
R3は、炭素数1〜10である3〜6価の炭化水素基、または炭素数1〜10の鎖中に酸素原子を含む3〜6価の基であり、
aは平均値で0〜3の数であり、bは3〜6の整数である。)、
[A2] 下記式(2)で示される2官能(メタ)アクリルモノマーを10〜40質量部、
R4、及びR5は、それぞれ、水素原子またはメチル基であり、
R6、及びR7は、それぞれ、水素原子またはメチル基であり、
Aは、下記式
c、及びdは、それぞれ独立に1以上の整数であるとともに、c+dは平均値で6〜17である。)、
[A3] 下記一般式(3)で示される多官能(メタ)アクリルモノマー、下記一般式(4)で示される2官能(メタ)アクリルモノマー、分子量600〜2000のポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート、及び分子量600〜2000のウレタンジ(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる少なくとも1種の長鎖(メタ)アクリルモノマーを10〜40質量部、
R8は、水素原子、またはメチル基であり、
R9は、水素原子、または炭素数1〜2のアルキル基であり、
R10は、炭素数1〜10である3〜6価の炭化水素基、または炭素数1〜10の鎖中に酸素原子を含む3〜6価の基であり、
eは平均値で8〜15の数であり、fは3〜6の整数である。)、
R41、及びR51は、それぞれ、水素原子またはメチル基であり、
R61、及びR71は、それぞれ、水素原子またはメチル基であり、
A’は、下記式
g、及びhは、それぞれ独立に1以上の整数であるとともに、g+hは平均値で20以上40以下である。)、
[A4] 前記[A1]、[A2]、および[A3]成分以外の(メタ)アクリルモノマーを0〜10質量部、
(ただし、[A1]、[A2]、[A3]、および[A4]成分の合計は100質量部である)
を含むことを特徴とするフォトクロミック硬化性組成物。 - 前記[A3]成分が、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、およびポリウレタンジ(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる少なくとも1種の長鎖(メタ)アクリルモノマーであることを特徴とする請求項1に記載のフォトクロミック硬化性組成物。
- 前記(A)(メタ)アクリル基を有する重合性モノマー100質量部当たり、前記(B)フォトクロミック化合物を0.1〜10質量部含む請求項1に記載のフォトクロミック硬化性組成物。
- 請求項1〜3の何れかに記載のフォトクロミック硬化性組成物を含むコーティング剤。
- プラスチックレンズ基材上に、請求項4に記載のコーティング剤を硬化させて得られるフォトクロミックコート層を有するフォトクロミック積層体。
- プラスチックレンズ基材とフォトクロミックコート層との間に、ウレタン樹脂を含むプライマーコート層を有する請求項5に記載のフォトクロミック積層体。
- 前記プラスチックレンズ基材として、フォトクロミックコート層が形成される面のコバ部が外周へ向かって下方へ傾斜している形状であるプラスチックレンズ基材を使用する請求項5に記載のフォトクロミック積層体。
- 前記プラスチックレンズ基材として、度数−3.00以下、または+5.00以上である強度数のプラスチック基材を使用する請求項5に記載のフォトクロミック積層体。
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