JP6781263B2 - 光学材料用重合性組成物および成形体 - Google Patents

光学材料用重合性組成物および成形体 Download PDF

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Description

本発明は、フォトクロミック化合物を含む光学材料用重合性組成物および成形体に関する。
プラスチックレンズは、無機レンズに比べ、軽量で割れ難いことから、眼鏡レンズ、カメラレンズ等の光学素子に急速に普及してきている。近年では、フォトクロミック性能を有するプラスチックレンズの開発が進められている。
特許文献1には、フォトクロミック化合物と特定の構造の(メタ)アクリレートおよびジビニルベンゼンとを含む重合性組成物を注型重合法でラジカル重合させることにより、屈折率が高く、フォトクロミック特性に優れた眼鏡用フォトクロミックレンズを提供できることが開示されている。当該文献には、重合性組成物にラジカル重合開始剤を含むことができることも記載されている。
特許文献2には、フォトクロミック化合物とジ(メタ)アクリル基を有する重合性単量体と、1種又は2種以上のラジカル重合開始剤とを含む組成物を注型重合法でラジカル重合させることにより、光応答性の速いフォトクロミック性を有するとともに、低比重、耐衝撃性等の諸物性を有するフォトクロミック光学材料を提供できることが開示されている。
特許文献3には、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と、所定の半減期温度を有する2種のラジカル重合開始剤と、フォトクロミック化合物とを、所定の範囲で含むフォトクロミック硬化性組成物は、良好なフォトクロミック作用を示し、機械的または光学的物性に優れたフォトクロミック眼鏡レンズを提供できることが開示されている。
特許文献4には、ポリオール(アリルカーボネート)約55〜約90重量%、末端にエチレン性不飽和を有する脂肪族ポリウレタン約10〜約40重量%、およびアリルメタクリレートおよびアリルアクリレートからなる群から選択される2官能性モノマー約0〜約5重量%からなるポリオール(アリルカーボネート)成分と、有機光互変性物質とを含むことにより、光互変性応答に優れた材料を提供できることが開示されている。当該文献には、この材料にラジカル重合開始剤を含むことができると記載されている。
特許文献5には、半減期温度が異なる2種類のラジカル重合開始剤を含む原料液を、90℃未満の低温域で加熱する低温重合段階と、その後に行われる90℃〜100℃の範囲の高温域で加熱する高温重合段階とにより重合する、眼鏡用プラスチックレンズの製造方法が開示されている。
特許文献6には、(メタ)アクリレート系モノマーと半減期が異なる2種類以上の有機過酸化物とを含む組成物をラジカル重合する工程を有するプラスチックレンズの製造方法が開示されている。
特許文献7には、アリル基を含む重合性単量体等と、半減期温度が異なる2種類の脂肪族有機過酸化物とを含む、プラスチックレンズ用組成物が開示されている。
特許文献8には、ジメタリルフタレートを主成分とする単量体と、重合開始剤として、半減期温度が異なる2種類の脂肪族有機過酸化物を配合し、所望のレンズ型内にて、配合物を重合成形するプラスチックレンズの製造方法が開示されている。
国際公開第2012/141306号 特開2004−078052号公報 特開2009−19157号公報 特表平04−502931号公報 特開2013−213937号公報 特開平10−147609号公報 特開平08−127608号公報 特開昭61−144601号公報
上記の文献に記載された技術は、以下の改善すべき点があった。
特許文献1または2のような(メタ)アクリル基材では、十分な調光性能を持つものの、得られるレンズが柔らかく、眼鏡用レンズの強度としては適さない場合もあった。特許文献3のような、アリルカーボネートを含有してなるフォトクロミック硬化体は、着色が認められ調光性能にも改善の余地があった。さらに、硬度が低いため、使用時に損傷したり、加工時に割れが生じることがあった。特許文献4のような、アリルカーボネートの量比が多い、アリルカーボネートおよびアクリルからなる光互変性材料は、透明性が低く、調光性能に改良の余地があった。
また、特許文献5〜8のように、所定の重合性単量体と、半減期温度が異なる2種類のラジカル重合開始剤を用いた場合、レンズの成形性に改良の余地があった。
そこで、本発明者らは、鋭意検討した結果、特定のジアリルカーボネートと(メタ)アクリレートを特定の割合で共重合することで、透明性を損なうことなく、優れた表面硬度、調光性能を兼ね揃えた眼鏡用フォトクロミックレンズを得られ、さらに成形性に優れており製品の歩留まりが改善されることを見出した。さらに、ジアリルカーボネートと(メタ)アクリレートのそれぞれ単独で硬化した成形体の調光性能よりも、共重合した方がより相乗的に調光性能が向上することを見出した。
本発明は以下に示すことができる。
[1](A)一般式(1)で表される、アリルオキシカルボニル基を2つ以上含むアリルカーボネート化合物と、
(B)一般式(2)で表される、(メタ)アクリル基を2つ以上含む(メタ)アクリレート化合物と、
(C)フォトクロミック化合物と、を含み、
化合物(A)および化合物(B)の合計100重量%において、化合物(A)を0重量%を超え30重量%以下、化合物(B)を70重量%以上100重量%未満の量で含む、光学材料用重合性組成物。
Figure 0006781263
(Rは、ヘテロ原子を含んでいてもよい鎖状または分岐したC3〜C35の脂肪族ポリオール由来の2〜20価の基またはヘテロ原子を含んでいてもよいC5〜C40の環状脂肪族ポリオール由来の2〜20価の基を示す。mは、2〜20の整数を示す。なお、Rはアリルオキシカルボニル基を含まない。)
Figure 0006781263
(Rは、ヘテロ原子または芳香族基を含んでいてもよい炭素数1〜30の2〜4価の有機基を示す。Rは、水素原子あるいはメチル基を示す。nは2〜4の整数を示す。)
[2] アリルカーボネート化合物(A)は、前記脂肪族ポリオールのポリ(アリルカーボネート)化合物または前記環状脂肪族ポリオールのポリ(アリルカーボネート)化合物である、[1]に記載の光学材料用重合性組成物。
[3] 化合物(A)および化合物(B)の合計100重量%において、化合物(A)を5重量%以上30重量%以下、化合物(B)を70重量%以上95重量%以下の量で含む、[1]または[2]に記載の光学材料用重合性組成物。
[4] さらに、ラジカル重合開始剤(D)を含み、
ラジカル重合開始剤(D)は、少なくとも、
50℃5時間経過後におけるラジカル残存率20%以上100%未満、かつ70℃5時間経過後におけるラジカル残存率0%以上30%未満であるラジカル重合開始剤(D1)と、
70℃5時間経過後におけるラジカル残存率30%以上100%未満であるラジカル重合開始剤(D2)と、
を含む、[1]〜[3]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物。
[5] 化合物(A)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一種である、[1]〜[]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物。
[6] 化合物(A)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一種である、[1]〜[]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物。
[7] 化合物(B)が、一般式(2−1)、一般式(2−2)で表される化合物から選択される、[1]〜[]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物。
Figure 0006781263
(pは1〜100の数値を示し、Rは水素原子またはメチル基を示し、それぞれ同一でなくても良い。)
Figure 0006781263
(qは、それぞれ1以上の数値を示し、2つのqの合計は2〜100の数値を示す。Rは、水素原子またはメチル基を示し、それぞれ同一でなくても良い。Xは、置換または無置換の2価の芳香族基、置換または無置換の炭素数1〜20の芳香族基を含んでいても良い2価の脂肪族基を示す。)
[8] 化合物(B)が、一般式(2−1)において、pが2〜4で表される化合物から選択される、[]に記載の光学材料用重合性組成物。
[9] 化合物(B)が、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、およびトリエチレングリコールジアクリレートから選択される少なくとも一種である、[]に記載の光学材料用重合性組成物。
[10] 化合物(C)が、一般式(5)で表される、[1]〜[]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物。
Figure 0006781263
(式中、RおよびRは同一でも異なっていてもよく、独立して、水素;
炭素数1〜12の直鎖または分岐アルキル基;
炭素数3〜12のシクロアルキル基;
置換または無置換である、炭素数6〜24のアリール基または炭素数4〜24のヘテロアリール基(置換された炭素数6〜24のアリール基または置換された炭素数4〜24のヘテロアリール基の置換基として、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルキル基、炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルコキシ基、少なくとも1つのハロゲン原子で置換された炭素数1〜12の直鎖または分枝のハロアルキル基、少なくとも1つのハロゲン原子で置換された炭素数1〜12の直鎖または分枝のハロアルコキシ基、少なくとも一つの炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルキル基またはアルコキシ基により置換されたフェノキシ基またはナフトキシ基、炭素数2〜12の直鎖または分枝のアルケニル基、−NH基、−NHR基、−N(R)基(Rが炭素数1〜6の直鎖または分枝のアルキル基である。Rが2つ存在する場合、2つのRは同一でも異なっていてもよい。)、およびメタクリロイル基またはアクリロイル基から選択される少なくとも1つの置換基を有する。);
アラルキルまたはヘテロアラルキル基(炭素数1〜4の直鎖または分岐アルキル基が前記のアリール基またはヘテロアリール基で置換されている。)
を表し、
3は同一でも異なっていてもよく、独立して、ハロゲン原子;
炭素数1〜12の直鎖または分岐アルキル基;
炭素数3〜12のシクロアルキル基;
炭素数1〜12の直鎖または分岐アルコキシ基;
少なくとも1つのハロゲン原子で置換された炭素数1〜12の直鎖または分枝のハロアルキル基、少なくとも1つのハロゲン原子で置換された炭素数3〜12のハロシクロアルキル基、少なくとも1つのハロゲン原子で置換された炭素数1〜12の直鎖または分岐ハロアルコキシ基;
置換または無置換である、炭素数6〜24のアリール基または炭素数4〜24のヘテロアリール基(置換された炭素数6〜24のアリール基または置換された炭素数4〜24のヘテロアリール基の置換基として、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルキル基、炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルコキシ基、少なくとも1つのハロゲン原子で置換された炭素数1〜12の直鎖または分枝のハロアルキル基、少なくとも1つのハロゲン原子で置換された炭素数1〜12の直鎖または分枝のハロアルコキシ基、少なくとも一つの炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルキル基またはアルコキシ基により置換されたフェノキシ基またはナフトキシ基、炭素数2〜12の直鎖または分枝のアルケニル基、およびアミノ基、から選択される少なくとも1つの置換基を有する。);
アラルキルまたはヘテロアラルキル基(炭素数1〜4の直鎖または分岐アルキル基が前記のアリール基またはヘテロアリール基で置換されている。);
置換または無置換のフェノキシまたはナフトキシ基(置換基として、炭素数1〜6の直鎖または分岐アルキル基またはアルコキシ基から選択される少なくとも1つの置換基を有する。);
−NH2、−NHR、−CONH2、または−CONHR
(Rが、炭素数1〜6の直鎖または分枝のアルキル基である。);
−OCOR8または−COOR8(ここで、R8が、炭素数1〜6の直鎖または分枝のアルキル基、または炭素数3〜6のシクロアルキル基、またはR1、R2において、置換されているフェニル基(置換基として、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルキル基、炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルコキシ基、少なくとも1つのハロゲン原子で置換された炭素数1〜12の直鎖または分枝のハロアルキル基、少なくとも1つのハロゲン原子で置換された炭素数1〜12の直鎖または分枝のハロアルコキシ基、少なくとも一つの炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルキル基またはアルコキシ基により置換されたフェノキシ基またはナフトキシ基、炭素数2〜12の直鎖または分枝のアルケニル基、−NH 基、−NHR基、−N(R) 基(Rが炭素数1〜6の直鎖または分枝のアルキル基である。Rが2つ存在する場合、2つのRは同一でも異なっていてもよい。)、およびメタクリロイル基またはアクリロイル基から選択される少なくとも1つの置換基を有する。)または無置換のフェニル基である。);
を表し、
mが0〜4までの整数であり;
Aが、下記式(A2)または式(A4
Figure 0006781263
のアネル化環を表し、これらのアネル化環において、
点線が、一般式(5)のナフトピラン環の炭素C5炭素C6結合を表し
4が、同じかまたは異なり、独立して、OH、炭素数1〜6の直鎖または分枝のアルキル基またはアルコキシ基を表し、もしくは2つのR4がカルボニル(CO)を形成し;
5が、ハロゲン;
炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルキル基;
少なくとも1つのハロゲン原子により置換された、炭素数1〜6の直鎖または分枝のハロアルキル基;
炭素数3〜12のシクロアルキル基;
炭素数1〜6の直鎖または分枝のアルコキシ基;
置換または無置換のフェニルまたはベンジル基(置換基として、一般式(5)のR、R基が独立してアリールまたはヘテロアリール基に対応する場合、R1、R2基の定義において上述した置換基の少なくとも1つを有する。);
−NH2、−NHR
(ここで、Rが、炭素数1〜6の直鎖または分枝のアルキル基である。);
置換または無置換であるフェノキシまたはナフトキシ基(置換基として、少なくとも炭素数1〜6の直鎖または分枝のアルキル基またはアルコキシ基を有する。);
−COR9、−COOR9または−CONHR9基(ここで、R9が、炭素数1〜6の直鎖または分枝のアルキル基、または炭素数3〜6のシクロアルキル基、または置換または無置換のフェニルまたはベンジル基(置換されたフェニルまたは置換されたベンジル基の置換基として、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルキル基、炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルコキシ基、少なくとも1つのハロゲン原子で置換された炭素数1〜12の直鎖または分枝のハロアルキル基、少なくとも1つのハロゲン原子で置換された炭素数1〜12の直鎖または分枝のハロアルコキシ基、少なくとも一つの炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルキル基またはアルコキシ基により置換されたフェノキシ基またはナフトキシ基、炭素数2〜12の直鎖または分枝のアルケニル基、−NH 基、−NHR基、−N(R) 基(Rが炭素数1〜6の直鎖または分枝のアルキル基である。Rが2つ存在する場合、2つのRは同一でも異なっていてもよい。)、およびメタクリロイル基またはアクリロイル基から選択される少なくとも1つの置換基を有する。));
Aが(A)を示す場合、nが0〜2までの整数であり、pが0〜4までの整数であり、Aが(A)を示す場合、nが0〜2までの整数である。)
[11] 化合物(C)が、一般式(a)または一般式(b)で表される、[1]〜[]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物。
PC-L-Chain (a)
PC-L-Chain-L'-PC' (b)
(PCとPC'は一般式(c)〜(f)を示す。PCとPC'は同一でも異なっていても良い。)
Figure 0006781263
(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(c)で表される化合物に含まれるR 〜R のいずれか1つの基、一般式(d)で表される化合物に含まれるR 、R 、およびR 〜R のいずれか1つの基、一般式(e)で表される化合物に含まれるR 10 〜R 16 のいずれか1つの基、または一般式(f)で表される化合物に含まれるR 10 〜R 13 、およびR 15 〜R 18 のいずれか1つの基は、2価の有機基であるLまたはL'と結合する。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。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。)
[12] [1]〜[11]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物を硬化させた成形体。
[13] [12]に記載の成形体からなる光学材料。
[14] [12]に記載の成形体からなるプラスチックレンズ。
[15] 偏光フィルムと、
前記偏光フィルムの少なくとも対物面側の面上に形成された、[12]に記載の成形体からなる基材層と、を備えるプラスチック偏光レンズ。
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。ジオールは1種、または2種以上を組み合わせても良い。
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、
下記(3)、(4)、または(5)の何れか、またはこれらから選択される2種以上の混合物を意味する。
(3)ジエチレングリコールのビス(アリルカーボネート)化合物のオリゴマー
2分子以上のジエチレングリコールがカーボネート結合を介してオリゴマー化し、末端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。
(4)ネオペンチルグリコールのビス(アリルカーボネート)化合物のオリゴマー
2分子以上のネオペンチルグリコールがカーボネート結合を介してオリゴマー化し、末端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。
(5)ジエチレングリコールとネオペンチルグリコールの、ビス(アリルカーボネート)化合物のオリゴマー
1分子以上のジエチレングリコールと1分子以上のネオペンチルグリコールを、カーボネート結合を介して、ランダムな組み合わせで同一分子内でオリゴマー化し、末端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。
「3官能以上のポリオールのビス(アリルカーボネート)化合物」、「ジオールと3官能以上のポリオールを、2種類以上用いたビス(アリルカーボネート)化合物」の場合も同様である。
「3官能以上のポリオールのビス(アリルカーボネート)化合物のオリゴマー」、「ジオールと3官能以上のポリオールを、2種類以上用いたビス(アリルカーボネート)化合物のオリゴマー」の場合、末端のすべての水酸基がアリルオキシカーボネート基に置き換えられた構造、末端の一部の水酸基がアリルオキシカーボネート基に置き換えられた構造を含む。
また、本発明において、例えば「1〜10」は「1以上、10以下」を意味する。
また、本発明において、ヘテロ原子とはC,H以外の原子を意味する。
本発明の光学材料用重合性組成物によれば、透明性を損なうことなく、優れた表面硬度、調光性能を兼ね揃えた眼鏡用フォトクロミックレンズを提供することができる。さらに、成形性に優れておりフォトクロミックレンズの歩留まりが改善される。
本発明の光学材料用重合性組成物を、以下の実施の形態に基づいて説明する。
本実施形態の光学材料用重合性組成物は、
(A)一般式(1)で表される、アリルオキシカルボニル基を2つ以上含むアリルカーボネート化合物と、
(B)一般式(2)で表される、(メタ)アクリル基を2つ以上含む(メタ)アクリレート化合物と、
(C)フォトクロミック化合物と、を含み、
化合物(A)および化合物(B)の合計100重量%において、化合物(A)を0重量%を超え30重量%以下、化合物(B)を70重量%以上100重量%未満の量で含む。
Figure 0006781263
は、ヘテロ原子を含んでいてもよい鎖状または分岐したC3〜C35の脂肪族ポリオール由来の2〜20価の基またはヘテロ原子を含んでいてもよいC5〜C40の環状脂肪族ポリオール由来の2〜20価の基を示す。mは、2〜20の整数を示す。なお、Rはアリルオキシカルボニル基を含まない。
Figure 0006781263
は、ヘテロ原子または芳香族基を含んでいてもよい炭素数1〜30の2〜4価の有機基を示す。Rは、水素原子あるいはメチル基を示す。nは2〜4の整数を示す。
このような本実施形態の光学材料用重合性組成物によれば、透明性を損なうことなく、優れた表面硬度、調光性能を兼ね揃えた眼鏡用フォトクロミックレンズを得ることができるとともに、成形性にも優れておりフォトクロミックレンズの歩留まりが改善される。
以下、各成分について説明する。
[(A)アリルカーボネート化合物]
本実施形態における、アリルカーボネート化合物(A)は、以下の式で表すことができる。
Figure 0006781263
は、ヘテロ原子を含んでいてもよい鎖状または分岐したC3〜C35の脂肪族ポリオール由来の2〜20価の基またはヘテロ原子を含んでいてもよいC5〜C40の環状脂肪族ポリオール由来の2〜20価の基を示す。mは、2〜20の整数を示す。なお、Rはアリルオキシカルボニル基を含まない。
アリルカーボネート化合物(A)は、そのオリゴマーを含むことができる。オリゴマーはたとえば、ジ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、カーボネート結合を介して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化合物は、3〜35個の炭素原子を有する鎖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)である。分子中に5〜40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)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個の水酸基を有することができる。混合ポリ(アリルカーボネート)、すなわち2種類以上のポリオールに由来し、単一のポリオールのポリ(アリルカーボネート)の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)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。
一般式(1)のR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、アリルカーボネート化合物(A)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
ジエチレングリコールビス(アリルカーボネート)は、式(1−1)で定義することができる。
Figure 0006781263
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(1−2)で定義することができる。
Figure 0006781263
式中、rは2以上である。
化合物(1−1)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(1−1))とそのオリゴマー(式(1−2))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(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(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(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(v) のポリ(アリルカーボネート)化合物と同様である。
(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
[(B)(メタ)アクリレート化合物]
本発明における、(メタ)アクリレート化合物(B)は、以下の式で表すことができる。
Figure 0006781263
は、ヘテロ原子または芳香族基を含んでいてもよい炭素数1〜30の2〜4価の有機基を示す。Rは、水素原子あるいはメチル基を示す。nは2〜4の整数を示す。
また、(メタ)アクリレート化合物(B)は、一般式(2−1)、一般式(2−2)で表される化合物を挙げることができる。
Figure 0006781263
pは1〜100の数値を示し、Rは水素原子またはメチル基を示し、それぞれ同一でなくても良い。pは1〜50の数値が好ましく、1〜20の数値がより好ましく、2〜10の数値がさらに好ましく、2〜4の数値が特に好ましい。
一般式(2−1)で表される(メタ)アクリレート化合物は、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラ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ジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、トリプロピレングリコールジメタクリレート、テトラプロピレングリコールジメタクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、テトラプロピレングリコールジアクリレートから選択される少なくとも一種を挙げることができる。
Figure 0006781263
qは、それぞれ1以上の数値を示し、2つのqの合計は2〜100の数値を示す。Rは、水素原子またはメチル基を示し、それぞれ同一でなくても良い。Xは、置換または無置換の2価の芳香族基、置換または無置換の炭素数1〜20の芳香族基を含んでいても良い2価の脂肪族基を示す。
一般式(2−2)で表される(メタ)アクリレート化合物としては、ビスフェノールAジメタクリレート、メチレン−ビス−(4,1−フェニレン)−ビス−(2−メタクリレート)、ビスフェノールAジアクリレート、メチレン−ビス−(4,1−フェニレン)−ビス−(2−アクリレート)、2,2−ビス−(4−メタクリロイルオキシフェニル)プロパン、2,2−ビス−(4−アクリロイルオキシフェニル)プロパン、2−(4−メタクリロイルオキシフェニル)-2−(4−メタクリロイルオキシエトキシフェニル)プロパン、2−(4−アクリロイルオキシフェニル)-2−(4−アクリロイルオキシエトキシフェニル)プロパン、2,2−ビス−(4−メタクリロイルオキシエトキシフェニル)プロパン、2,2−ビス−(4−アクリロイルオキシエトキシフェニル)プロパン、2−(4−メタクリロイルオキシエトキシフェニル)−2−(4−(メタクリロイルオキシエトキシ)エトキシフェニル)プロパン、2−(4−アクリロイルオキシエトキシフェニル)-2−(4−(アクリロイルオキシエトキシ)エトキシフェニル)プロパン、2,2−ビス−(4−(メタクリロイルオキシエトキシ)エトキシフェニル)プロパン、2,2−ビス−(4−(アクリロイルオキシエトキシ)エトキシフェニル)プロパンから選択される少なくとも一種を挙げることができる。
上記以外の(メタ)アクリレート化合物としては、ブタンジオールジメタクリレート、ヘキサメチレンジメタクリレート、2,2−ビス(4−メタクリロイルオキシエトキシ−3,5−ジブロモフェニル)プロパン、2,2−ビス−(4−メタクリロイルオキシペンタエトキシフェニル)プロパン、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ビスフェノールA−ジグリシジルエーテルジアクリレート系、ビスフェノールA−ジグリシジルエーテルジメタアクリレート系、テトラブロモビスフェノールA−ジグリシジルエーテルジアクリルレート系、テトラブロモビスフェノールA−ジグリシジルエーテルジメタアクリレートからなる群から選択された少なくとも一種を挙げることができる。
(メタ)アクリレート化合物(B)は、これら例示化合物の中で、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、トリプロピレングリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレートから選択された少なくとも一種が好ましく、
ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、およびトリエチレングリコールジアクリレートから選択される少なくとも一種であることがより好ましく、
ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレートから選択された少なくとも一種が特に好ましい。
化合物(A)および化合物(B)の合計100重量%中、アリルカーボネート化合物(A)は、0重量%を超え30重量%以下、好ましくは5重量%以上30重量%以下、さらに好ましくは5重量%以上28重量%以下、特に好ましくは5重量%以上25重量%以下含み、(メタ)アクリレート化合物(B)は、70重量%以上100重量%未満、好ましくは70重量%以上95重量%以下、さらに好ましくは72重量%以上95重量%以下、特に好ましくは75重量%以上95重量%以下含むことができる。
アリルカーボネート化合物(A)が含まれると退色速度が速く、発色濃度が濃いなど調光性能の点で優れ、またレンズとしての機械強度が上がる。また30重量%以下であると、透明性に優れる。つまり、化合物(A)および化合物(B)を当該範囲で含むことにより、得られる樹脂成形体は十分な調光性能および機械強度を発揮することができ、白濁が抑制され透明性に優れる。さらに、成形性にも優れておりフォトクロミックレンズの歩留まりが改善される。
[(C)フォトクロミック化合物]
本実施形態において、フォトクロミック化合物(C)としては、特に制限はなく、フォトクロミックレンズに使用しうる従来公知の化合物の中から、任意のものを適宜選択して用いることができる。例えば、スピロピラン系化合物、スピロオキサジン系化合物、フルギド系化合物、ナフトピラン系化合物、ビスイミダゾール化合物、から所望の着色に応じて、1種または2種以上を用いることができ、後述する一般式(a)および一般式(b)から選択される少なくとも1種を用いることもできる。
前記スピロピラン系化合物の例としては、インドリノスピロベンゾピランのインドール環及びベンゼン環がハロゲン、メチル、エチル、メチレン、エチレン、水酸基等で置換された各置換体、インドリノスピロナフトピランのインドール環及びナフタリン環がハロゲン、メチル、エチル、メチレン、エチレン、水酸基等で置換された各置換体、インドリノスピロキノリノピランのインドール環がハロゲン、メチル、エチル、メチレン、エチレン、水酸基等で置換された各置換体、インドリノスピロピリドピランのインドール環がハロゲン、メチル、エチル、メチレン、エチレン、水酸基等で置換された各置換体、等が挙げられる。
前記スピロオキサジン系化合物の例としては、インドリノスピロベンゾオキサジンがインドール環及びベンゼン環で置換されたハロゲン、メチル、エチル、メチレン、エチレン、水酸基等で置換された各置換体、インドリノスピロナフトオキサジンのインドール環及びナフタリン環がハロゲン、メチル、エチル、メチレン、エチレン、水酸基等で置換された各置換体、インドリノスピロフェナントロオキサジンのインドール環がハロゲン、メチル、エチル、メチレン、エチレン、水酸基等で置換された各置換体、インドリノスピロキノリノオキサジンのインドール環がハロゲン、メチル、エチル、メチレン、エチレン、水酸基等で置換された各置換体、ピペリジノスピロナフトオキサジンのピペリジン環及びナフタリン環がハロゲン、メチル、エチル、メチレン、エチレン、水酸基等で置換された各置換体、等が挙げられる。
前記フルギド系化合物の例としては、N−シアノメチル−6,7−ジヒドロ−4−メチル−2−フェニルスピロ(5,6−ベンゾ〔b〕チオフェンジカルボキシイミド−7,2'−トリシクロ〔3.3.1.13,7〕デカン〕、N−シアノメチル−6,7−ジヒドロ−2−(p−メトキシフェニル)−4−メチルスピロ(5,6−ベンゾ〔b〕チオフェンジカルボキシイミド−7,2'−トリシクロ〔3.3.1.13,7〕デカン)、6,7−ジヒドロ−N−メトキシカルボニルメチル−4−メチル−2−フェニルスピロ(5,6−ベンゾ〔b〕チオフェンジカルボキシイミド−7,2'−トリシクロ〔3.3.1.13,7〕デカン)、6,7−ジヒドロ−4−メチル−2−(p−メチルフェニル)−N−ニトロメチルスピロ(5,6−ベンゾ〔b〕チオフェンジカルボキシイミド−7,2'−トリシクロ〔3.3.1.13,7〕デカン)、N−シアノメチル−6,7−ジヒドロ−4−シクロプロピル−3−メチルスピロ(5,6−ベンゾ〔b〕チオフェンジカルボキシイミド−7,2'−トリシクロ〔3.3.1.13,7〕デカン)、N−シアノメチル−6,7−ジヒドロ−4−シクロプロピルスピロ(5,6−ベンゾ〔b〕チオフェンジカルボキシイミド−7,2'−トリシクロ〔3.3.1.13,7〕デカン)、N−シアノメチル−6,7−ジヒドロ−2−(p−メトキシフェニル)−4−シクロプロピルスピロ(5,6−ベンゾ〔b〕チオフェンジカルボキシイミド−7,2'−トリシクロ〔3.3.1.13,7〕デカン)、等が挙げられる。
前記ナフトピラン系化合物の例としては、スピロ〔ノルボルナン−2,2'−〔2H〕ベンゾ〔h〕クロメン〕、スピロ〔ビシクロ〔3.3.1〕ノナン−9,2'−〔2H〕ベンゾ〔h〕クロメン〕、7'−メトキシスピロ〔ビシクロ〔3.3.1〕ノナン−9,2'−〔2H〕ベンゾ〔h〕クロメン〕、7'−メトキシスピ〔ノルボルナン−2,2'−〔2H〕ベンゾ〔f〕クロメン〕、2,2−ジメチル−7−オクトキシ〔2H〕ベンゾ〔h〕クロメン、スピロ〔2−ビシクロ〔3.3.1〕ノネン−9,2'−〔2H〕ベンゾ〔h〕クロメン〕、スピロ〔2−ビシクロ〔3.3.1〕ノネン−9,2'−〔2H〕ベンゾ〔f〕クロメン〕、6−モルホリノ−3,3−ビス(3−フルオロ−4−メトキシフェニル)−3H−ベンゾ(f)クロメン、5−イソプロピル−2,2−ジフェニル−2H−ベンゾ(h)クロメン、等や、下記の一般式(3)で表される化合物や下記一般式(4)で表される化合物が挙げられる。
Figure 0006781263
Figure 0006781263
一般式(3)および一般式(4)中、RおよびRは同一でも異なっていてもよく、独立して、水素;
炭素数1〜12の直鎖または分岐アルキル基;
炭素数3〜12のシクロアルキル基;
置換または無置換である、炭素数6〜24のアリール基または炭素数4〜24のヘテロアリール基;
アラルキルまたはヘテロアラルキル基(炭素数1〜4の直鎖または分岐アルキル基が前記のアリール基またはヘテロアリール基で置換されている。)を示す。
置換された炭素数6〜24のアリール基または置換された炭素数4〜24のヘテロアリール基の置換基は、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルキル基、炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルコキシ基、少なくとも1つのハロゲン原子で置換された炭素数1〜12の直鎖または分枝のハロアルキル基、少なくとも1つのハロゲン原子で置換された炭素数1〜12の直鎖または分枝のハロアルコキシ基、少なくとも一つの炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルキル基またはアルコキシ基により置換されたフェノキシ基またはナフトキシ基、炭素数2〜12の直鎖または分枝のアルケニル基、−NH基、−NHR基、−N(R)基(Rは炭素数1〜6の直鎖または分枝のアルキル基である。Rが2つ存在する場合、2つのRは同一でも異なっていてもよい。)、およびメタクリロイル基またはアクリロイル基から少なくとも1つ選択される。
は同一でも異なっていてもよく、独立して、ハロゲン原子;
炭素数1〜12の直鎖または分岐アルキル基;
炭素数3〜12のシクロアルキル基;
炭素数1〜12の直鎖または分岐アルコキシ基;
少なくとも1つのハロゲン原子で置換された炭素数1〜12の直鎖または分枝のハロアルキル基、少なくとも1つのハロゲン原子で置換された炭素数3〜12のハロシクロアルキル基、少なくとも1つのハロゲン原子で置換された炭素数1〜12の直鎖または分岐ハロアルコキシ基;
置換または無置換である、炭素数6〜24のアリール基または炭素数4〜24のヘテロアリール基(置換基として、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルキル基、炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルコキシ基、少なくとも1つのハロゲン原子で置換された炭素数1〜12の直鎖または分枝のハロアルキル基、少なくとも1つのハロゲン原子で置換された炭素数1〜12の直鎖または分枝のハロアルコキシ基、少なくとも一つの炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルキル基またはアルコキシ基により置換されたフェノキシ基またはナフトキシ基、炭素数2〜12の直鎖または分枝のアルケニル基、およびアミノ基、から選択される少なくとも1つの置換基を有する。);
アラルキルまたはヘテロアラルキル基(炭素数1〜4の直鎖または分岐アルキル基が前記のアリール基またはヘテロアリール基で置換されている。);
置換または無置換のフェノキシまたはナフトキシ基(置換基として、炭素数1〜6の直鎖または分岐アルキル基またはアルコキシ基から選択される少なくとも1つの置換基を有する。);
−NH2、−NHR、−CONH2、または−CONHR
(Rが、炭素数1〜6の直鎖または分枝のアルキル基である。);
−OCOR8または−COOR8(ここで、R8が、炭素数1〜6の直鎖または分枝のアルキル基、または炭素数3〜6のシクロアルキル基、またはR1、R2において、置換アリールまたは置換ヘテロアリール基の置換基の少なくとも1つにより置換されているフェニル基または無置換のフェニル基である。);
を表す。
少なくとも2つの隣接するR同士が結合し、Rが結合している炭素原子を含んで、1つ以上の芳香環基または非芳香環基を形成することができる。芳香環基または非芳香環基は、酸素、硫黄、及び窒素からなる群より選択されるヘテロ原子を含んでいてもよい1つの環または2つのアネル化された環を含む。
lは、0〜2までの整数である。mは、0〜4までの整数である。
また、その他に、ナフトピラン系化合物として、WO2013/78086公報、WO2012/149599公報、WO2010/020770公報、WO2009/146509公報に記載のポリシロキサンオリゴマー、ポリアルキレンオキサイド、ポリアルキルエステルそれぞれの少なくとも1つの末端に調光染料分子が付加した化合物や、上記記載の一般式(3)または一般式(4)で示される構造が連結基で結合され、1分子中にナフトピラン環を2個以上含む化合物などが挙げられる。
一般式(3)で表されるナフトピラン系化合物において、下記一般式(5)で表される化合物(以下、化合物(5)とも表記する。)が好ましい例として挙げられる。
Figure 0006781263
、R、R、mは、前記と同じであり、Aは、下記式(A)〜(A)のアネル化環を表す。
Figure 0006781263
これらのアネル化環(A1)〜(A5)において、点線が、一般式(5)のナフトピラン環の炭素C5炭素C6結合を表す。アネル化環(A4)または(A5)のα結合が、一般式(5)のナフトピラン環の炭素C5または炭素C6に結合される。
4が、同じかまたは異なり、独立して、OH、炭素数1〜6の直鎖または分枝のアルキル基またはアルコキシ基を表し、もしくは2つのR4がカルボニル(CO)を形成する。
5、R6およびR7が、独立して、ハロゲン原子(好ましくはフッ素、塩素または臭素);
炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルキル基(好ましくは、炭素数1〜6の直鎖または分枝のアルキル基);
少なくとも1つのハロゲン原子により置換された、炭素数1〜6の直鎖または分枝のハロアルキル基(好ましくは、フルオロアルキル基);
炭素数3〜12のシクロアルキル基;
炭素数1〜6の直鎖または分枝のアルコキシ基;
置換または無置換のフェニルまたはベンジル基(置換基として、一般式(5)のR、R基が独立してアリールまたはヘテロアリール基に対応する場合、R、R基の定義において上述した置換基の少なくとも1つを有する。);
−NH2、−NHR
(ここで、Rが、炭素数1〜6の直鎖または分枝のアルキル基である。);
置換または無置換であるフェノキシまたはナフトキシ基(置換基として、少なくとも炭素数1〜6の直鎖または分枝のアルキル基またはアルコキシ基を有する。);
−COR9、−COOR9または−CONHR9基(ここで、R9が、炭素数1〜6の直鎖または分枝のアルキル基、または炭素数3〜6のシクロアルキル基、または置換または無置換のフェニルまたはベンジル基(置換基として、一般式(5)のR、R基が独立してアリールまたはヘテロアリール基に対応する場合、R1、R2基の定義において上述した置換基の少なくとも1つを有する)を表す。)を表す。
nが0〜6までの整数であり、oが0〜2までの整数であり、pが0〜4までの整数であり、qが0〜3までの整数である。
なお、Aが(A)を示す場合、nが0〜2までの整数であり、pが0〜4までの整数であり、Aが(A)を示す場合、nが0〜2までの整数である。
一般式(5)のフォトクロミック化合物(C)は、求められている用途に適用される変色反応速度と組み合わされ、40℃以上の高温下でもあっても高い着色適性を有する。容易に達成できる色は、オレンジから青にまで及ぶ。
なお、本実施態様において、A=(A1)である化合物(5)、A=(A2)である化合物(5)、A=(A3)である化合物(5)、A=(A4)である化合物(5)、およびA=(A5)である化合物(5)からなる群より選択される少なくとも1つの異なる種類に属する化合物(5)の混合物も包含する。
本実施形態では、化合物(5)として、下記一般式(6)で表される化合物を好ましく用いることができる。
Figure 0006781263
Ar、Arは、芳香族基であり、これらは同一でも異なっていてもよく、置換されていてもよいベンゼン環またはチオフェン環を表す。ベンゼン環またはチオフェン環の置換基としては、炭素数1〜10の直鎖または分岐のアルキル基、炭素数1〜10の直鎖または分岐のアルコキシ基、炭素数1〜6の直鎖または分岐のアルキルモノ(またはジ)置換アミノ基を挙げることができる。R、R、R、m、n、pは前記と同義である。
化合物(5)として、下記一般式(7)で表される化合物をさらに好ましく用いることができる。
Figure 0006781263
式(7)中、R10、R11はお互いに同一でも異なっていてもよく、炭素数1〜10の直鎖または分岐のアルキル基、炭素数1〜10の直鎖または分岐のアルコキシ基、炭素数1〜6の直鎖または分岐のアルキルモノ(またはジ)置換アミノ基を表す。mが2のとき、隣接するR同士が結合し、Rが結合している炭素原子を含んで環構造を形成することができる。r、sは、0〜4の整数である。上記環構造は、置換または無置換である、炭素数6〜24のアリール基または炭素数3〜24のヘテロアリール基である。
、R、R、m、n、pは前記と同義である。
一般式(7)で示される化合物の具体例としては、下記式(8)または下記式(9)で示される化合物が挙げられる。本実施形態においては、式(8)及び式(9)で示される化合物が好ましい。
Figure 0006781263
Figure 0006781263
フォトクロミック化合物(C)である一般式(5)で表される化合物は、公知の方法で合成することができる。たとえば、特表2004−500319号に記載の方法で合成することもできる。
また、さらに一般式(3)で表されるナフトピラン系化合物の具体例としては、下記式(10)で示される化合物を好ましい例として挙げることができる。
Figure 0006781263
ナフトピラン系化合物としては、前記に記載の化合物から選ばれる1種または2種以上の化合物を用いてよい。
本実施形態の光学材料用重合性組成物は、化合物(A)および化合物(B)の合計100重量%に対して、ナフトピラン系化合物を100〜3000ppm、好ましくは100〜2000ppm含むことができる。
本実施形態におけるフォトクロミック化合物(C)として、一般式(a)および一般式(b)から選択される少なくとも1種を用いることもできる。
PC-L-Chain (a)
PC-L-Chain-L'-PC' (b)
PCとPC'は一般式(c)〜(f)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 0006781263
式(c)〜(f)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(c)〜(f)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アルケニル基、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(g)または(h)が挙げられる。点線部分は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 0006781263
、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(a)または(b)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(i)〜(o)で表される。LとL'は同一でも異なっていてもよい。
Figure 0006781263
式(i)〜(o)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(a)または(b)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(a)の場合は、一般式(p)または(q)の1価の有機基を示す。
Figure 0006781263
「Chain」は、フォトクロミック化合物が一般式(b)の場合、一般式(r)または(s)の2価の有機基を示す。
Figure 0006781263
式(p)〜(s)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。
フォトクロミック化合物(C)としては、発色速度の向上、発色時透過率を低くする観点から、たとえば、一般式(b)の化合物を選択することで調光性能のより良好なレンズを製造することができる。
また、フォトクロミック化合物(C)としては、一般式(a)のフォトクロミック化合物同士の組み合わせ、一般式(b)のフォトクロミック化合物同士の組み合わせ、一般式(a)のフォトクロミック化合物および一般式(b)のフォトクロミック化合物の組み合わせとすることも好ましく、一般式(b)のフォトクロミック化合物同士の組み合わせがより好ましく、PCおよびPC’が一般式(c)、Chainが一般式(r)または(s)、LおよびL’が一般式(i)、(j)、(o)のいずれかである一般式(b)のフォトクロミック化合物同士の組み合わせがより好ましい。2種のフォトクロミック化合物は、1:9〜9:1、好ましくは2:8〜8:2の比となるように組み合わせることができる。
本実施形態の光学材料用重合性組成物は、化合物(A)および化合物(B)の合計100重量%に対して、一般式(a)または一般式(b)で表されるフォトクロミック化合物を100〜3000ppm、好ましくは100〜2000ppm含むことができる。
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。
本実施形態におけるフォトクロミック化合物(C)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(c))、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(c))、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(c))、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(c))、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(c))、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(c))、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(c)) 、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(c)))、Reversacol Wilson Blue(ポリオキシアルキレン鎖、ナフトピラン系発色団(一般式(c)))等が挙げられる。
フォトクロミック化合物(C)としては、発色速度の観点から、これらの化合物が好ましく用いられる。
[(D)ラジカル重合開始剤]
本実施形態の光学材料用重合性組成物は、さらにラジカル重合開始剤(D)を含むことができる。本実施形態において、ラジカル重合開始剤(D)としては、下記ラジカル重合開始剤(D1)および下記ラジカル重合開始剤(D2)から選択される少なくとも1種を含むことができる。
ラジカル重合開始剤(D1)は、50℃5時間経過後におけるラジカル残存率が20%以上100%未満、かつ70℃5時間経過後におけるラジカル残存率が0%以上30%未満である。ラジカル重合開始剤(D2)は、70℃5時間経過後におけるラジカル残存率が30%以上100%未満である。
ラジカル重合開始剤のラジカル残存率は以下のように算出することができる。
下記式により、所定温度Tにおけるラジカル重合開始剤の熱分解速度kが算出される。
=Aexp(−ΔE/RT)
A:頻度因子
ΔE:活性化エネルギー
R:気体定数(8.314J/mol・K)
T:絶対温度(T)
上記の熱分解速度kにより、所定温度Tにおけるt時間反応後のラジカル重合開始剤のラジカル残存率を算出することができる。
ラジカル残存率(%)=exp(−kt)×100
t:時間(hr)
ラジカル重合開始剤(D1)は、50℃5時間経過後におけるラジカル残存率が20%以上100%未満、好ましくは20%以上90%以下、さらに好ましくは40%以上85%以下であり、かつ70℃5時間経過後におけるラジカル残存率が0%以上30%未満、好ましくは0%以上20%以下、さらに好ましくは0%以上10%以下である。
ラジカル重合開始剤(D2)は、70℃5時間経過後におけるラジカル残存率が30%以上100%未満、好ましくは40%以上100%未満である。
上記範囲は適宜組み合わせることができる。
ラジカル重合開始剤(D1)としては、パーオキシエステル系ラジカル重合開始剤、パーオキシジカーボネート系ラジカル重合開始剤、アゾ系ラジカル重合開始剤等を挙げることができ、少なくとも1種用いることができる。以下において、括弧内の数値は、順に「50℃5時間経過後におけるラジカル残存率」、「70℃5時間経過後におけるラジカル残存率」を示す。
パーオキシエステル系ラジカル重合開始剤としては、例えば、t−ブチル−パーオキシネオデカノエート(57.6%、0.2%)、t−ヘキシルパーオキシピバレート(80.2%、5.5%)、t−へキシルパーオキシネオデカノエート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート(27.9%、0.0%)、t−ブチルパーオキシピバレート(82.6%、7.9%)、等が挙げられる。
パーオキシジカーボネート系ラジカル重合開始剤としては、例えば、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート(24.8%、0%)、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート(28.7%、0%)、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル) パーオキシジカーボネート(28.2%、0%)、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート(40.4%、0%)、ジ−sec−ブチルパーオキシジカーボネート(29.4%、0%)等が挙げられる。
(アゾ)系ラジカル重合開始剤としては、例えば、2−2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(73.8%、2.0%)が挙げられる。
ラジカル重合開始剤(D2)としては、パーオキシエステル系ラジカル重合開始剤、パーオキシケタール系ラジカル重合開始剤、パーオキシカーボネート系ラジカル重合開始剤、アゾ系ラジカル重合開始剤等を挙げることができ、少なくとも1種用いることができる。以下において、括弧内の数値は、「70℃5時間経過後におけるラジカル残存率」を示す。
パーオキシエステル系ラジカル重合開始剤としては、例えば、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(53.8%)、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート(76.8%)、t−アミルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(78.5%)、t−へキシルパーオキシ2−エチルヘキサノエート(70.9%)、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシラウレート(99.2%)、t−ブチルパーオキシノナノエート、t−ブチルパーオキシイソブチレート(92.4%)、t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルヘキサノエート(98.7%)、t−ブチルパーオキシアセテート(99.6%)、t−ブチルパーオキシイソノナエート(99.4%)、t−ブチルパーオキシベンゾエート(99.6%)、t−アミルパーオキシノルマルオクトエート(98.9%)、t−アミルパーオキシアセテート(99.3%)、t−アミルパーオキシイソノナエート(98.9%)、t−アミルパーオキシベンゾエート(99.2%)、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート(99.3%)、等が挙げられる。
パーオキシケタール系ラジカル重合開始剤としては、例えば、1,1-ジ(t−アミルパーオキシ)シクロヘキサン(98.6%)、1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン(96.2%)、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン(97.5%)、n−ブチル−4,4−ジ(t−ブチルパーオキシ)バレレート(99.8%)、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、2,2−ジ(t−ブチルパーオキシ)ブタン(99.7%)、エチル-3,3−ジ(t−ブチルパーオキシ)ブチレート(99.9%)等が挙げられる。
パーオキシカーボネート系ラジカル重合開始剤としては、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート(99.3%)、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルカーボネート(99.2%)、t−アミルパーオキシイソプロピルカーボネート(99.1%)、t−アミルパーオキシ−2−エチルヘキシルカーボネート(99.2%)等が挙げられる。
(アゾ)系ラジカル重合開始剤としては、例えば、2−2’−アゾビス(イソブチロニトリル)(50.2%)、2−2’−アゾビス(2-メチルブチロニトリル)(60.0%)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1―カルボニトリル)(97.7%)等が挙げられる。
ラジカル重合開始剤(D)の添加量は、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、重合性組成物100重量部に対して、0.01〜10重量部、好ましくは0.1〜5重量部の範囲である。0.01重量部未満では硬化が不十分となり、10重量部を超えると成形体に歪みが入る傾向にある。
ラジカル重合開始剤(D)はラジカル重合開始剤(D1)、または(D2)をそれぞれ単独で用いることも、(D1)と(D2)を組み合わせて用いることもできる。ラジカル重合開始剤(D1)または(D2)を単独で用いる場合、重合性組成物100重量部に対して0.01重量部以上10重量部以下、好ましくは0.1重量部以上5重量部以下含むことができる。ラジカル重合開始剤(D1)と(D2)との組み合わせからなる場合、本発明の効果の観点から、重合性組成物100重量部に対して、重合開始剤(D1)を0.1重量部以上5.0重量部以下、好ましくは0.2重量部以上3.0重量部以下含み、重合開始剤(D2)を0重量部を超えて1.0重量部以下、好ましくは0.001重量部以上0.5重量部以下含むことができる。上記範囲は適宜組み合わせることができる。
これらのラジカル重合開始剤(D1)および/または(D2)を用いて単量体組成物を硬化すると、硬化時のフォトクロミック化合物や紫外線吸収剤などの添加剤の分解を防止し、硬化時の着色を抑制することができる。
本実施形態においては、ラジカル重合開始剤(D)は、(D1)単独、または(D1)と(D2)との組み合わせを含むことが好ましく、(D1)と(D2)との組み合わせを含むことがより好ましい。
本実施形態において、ラジカル重合開始剤(D1)とラジカル重合開始剤(D2)とを含むことにより、(D1)はより低温側でラジカルを発生し、(D2)はより高温側でラジカルを発生しやすいため、重合時に、系内にラジカルがある一定濃度以上残存することから、レンズの割れや重合剥がれ等が特に抑制され、成形性により優れるため、製品の歩留まりが大きく改善される。
本実施形態においては、アリルカーボネート化合物(A)と、(メタ)アクリレート化合物(B)と、フォトクロミック化合物(C)と、ラジカル重合開始剤(D1)および(D2)の組み合わせと、を用いることにより、透明性を損なうことなく、優れた表面硬度、調光性能を兼ね揃えた眼鏡用フォトクロミックレンズを提供することができるとともに、重合時におけるレンズの割れや重合剥がれ等が特に抑制されており成形性により優れるため、製品の歩留まりが大きく改善される。
重合開始剤(D)は、ラジカル重合開始剤(D1)である下記化合物とラジカル重合開始剤(D2)である下記化合物との組み合わせであることが好ましい。
(1)t−ブチルパーオキシネオデカノエートと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との組み合わせ
(2)t−ブチルパーオキシネオデカノエートとt−アミルパーオキシ−2−エチルヘキサノエートとの組み合わせ
本実施形態の光学材料用重合性組成物を硬化するためには、単量体組成物にラジカル重合開始剤(D)を添加し、次に加熱硬化法又は活性エネルギー線硬化法により硬化させて得ることができる。
[その他の成分]
本実施形態においては、上記(A)〜(D)成分に加えて、紫外線吸収剤、樹脂改質剤、内部離型剤等をさらに含んでもよい。
紫外線吸収剤としては、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、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外吸収剤、ジフェニルアクリレート系紫外線吸収剤、フェノール系紫外線吸収剤、オキサアニリド系紫外線吸収剤、およびマロン酸エステル系紫外線吸収剤が挙げられる。
紫外線吸収剤の添加量は、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、重合性組成物100重量部に対して、0.01〜5重量部、好ましくは0.02〜2重量部の範囲である。
樹脂改質剤として、本発明の効果を損なわない範囲で、(メタ)アクリレート化合物(B)以外のラジカル重合性単量体を添加してもよい。
(メタ)アクリレート化合物(B)以外のラジカル重合性単量体としては、スチレン、アルファメチルスチレン、アルファメチルスチレンダイマー、ベンジルメタクリレート、クロロスチレン、ブロモスチレン、メトキシスチレン、モノベンジルフマレート、ジベンジルフマレート、ジブチルフマレート、モノペンチルフマレート、ジペンチルフマレートで構成された群から選択された1種あるいは2種以上の化合物を使用することができる。
<光学材料用重合性組成物の製造方法>
本実施形態の光学材料用重合性組成物は、アリルカーボネート化合物(A)、(メタ)アクリレート化合物(B)、フォトクロミック化合物(C)、さらに必要に応じてラジカル重合開始剤(D)を混合し、得られる。
混合する方法は、一括混合、あるいはフォトクロミック化合物(C)および必要に応じてラジカル重合開始剤(D)を高濃度に含有した化合物(A)および化合物(B)(マスターバッチ)を一旦調製し、このマスターバッチを化合物(A)および化合物(B)に希釈混合して調製することもできる。マスターバッチを用いる場合、マスターバッチの希釈倍率はフォトクロミック化合物によって変わるが、通常2倍以上50倍以下、好ましくは4倍以上20倍以下、さらに好ましくは5倍以上15倍以下である。この範囲ではフォトクロミック化合物(C)が均一に分散するので好適に採用できる。
化合物(A)、化合物(B)および化合物(C)、さらにラジカル重合開始剤(D)や紫外線吸収剤を混合して重合性組成物を調製する場合の温度は通常40℃以下好ましくは30℃以下で行われる。重合性組成物のポットライフの観点から、さらに低温にすると好ましい場合がある。ただし、触媒、添加剤のモノマーへの溶解性が良好でない場合は、あらかじめ加温して、モノマー、樹脂改質剤に溶解させることも可能である。
本実施形態において、樹脂成形体の製造方法は、特に限定されないが、好ましい製造方法として注型重合が挙げられる。はじめに、ガスケットまたはテープ等で保持された成型モールド間に重合性組成物を注入する。この時、得られるプラスチックレンズに要求される物性によっては、必要に応じて、減圧下での脱泡処理や加圧、減圧等の濾過処理等を行うことが好ましい場合が多い。
重合条件については、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大きく条件が異なるため限定されるものではないが、およそ、−50〜150℃の温度で1〜50時間かけて行われる。場合によっては、10〜150℃の温度範囲で保持または徐々に昇温して、1〜48時間で硬化させることが好ましい。
樹脂成形体は、必要に応じて、アニール等の処理を行ってもよい。処理温度は通常50〜150℃の間で行われるが、90〜140℃で行うことが好ましく、100〜130℃で行うことがより好ましい。
本実施形態において、樹脂を成形する際には、上記「その他の成分」に加えて、目的に応じて公知の成形法と同様に、鎖延長剤、架橋剤、ラジカル捕捉剤、光安定剤、紫外線安定剤、酸化防止剤、ブルーイング剤、油溶染料、充填剤、密着性向上剤、抗菌剤、帯電防止剤などの種々の添加剤を加えてもよい。
<用途>
本実施形態の樹脂は、注型重合時のモールドの種類を変えることにより種々の形状の成形体として得ることができる。
本実施形態の光学材料用重合性組成物から得られた成形体は、透明性を損なうことなく、優れた表面硬度、調光性能を兼ね揃えた材料を得ることができるため、プラスチックレンズ等の各種光学材料に使用することが可能である。特に、プラスチック眼鏡レンズやプラスチック偏光レンズとして好適に用いることができる。
[プラスチック眼鏡レンズ]
本実施形態の成形体からなるレンズ基材を用いたプラスチック眼鏡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。
本実施形態のプラスチック眼鏡レンズは、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。
[プラスチック偏光レンズ]
本実施形態のプラスチック偏光レンズは、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、本実施形態の光学材料用重合性組成物を硬化させた成形体からなる基材層と、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、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂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、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂が好ましく、ポリエステル樹脂がより好ましい。
ポリエステル樹脂としては、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。
本実施形態のプラスチック偏光レンズは、このような偏光フィルムの対物面側の面または接眼面側の面の一方の面上、または対物面側の面および接眼面側の面の両方の面上に、本実施形態の光学材料用重合性組成物を硬化させて得られる基材層が積層されている。
調光性能の点から、偏光フィルムの少なくとも対物面側の面上に、本実施形態の光学材料用重合性組成物を硬化させて得られる基材層が積層されていることが好ましい。本実施形態における基材層が、偏光フィルムの対物面側の面上にのみ形成される場合、偏光フィルムの他方の面上に形成される基材層は、(C)成分または(C)および(D)成分を含まない本実施形態の光学材料用重合性組成物から形成することができ、アクリル樹脂、アリルカーボネート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリチオウレタン樹脂、ポリスルフィド樹脂等のプラスチック材料から形成することもできる。
本実施形態のプラスチック偏光レンズは、特に限定されないが、偏光フィルムの両面にレンズ基材を貼り合わせる方法、偏光フィルムの両面に重合性組成物を注型重合する方法等を挙げることできる。本実施形態においては、注型重合法によって形成された例によって説明する。
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、
モールド内で、偏光フィルムの対物面側の面上に第1重合性組成物層を形成し、偏光フィルムの他方の面上に第2重合性組成物層を形成する工程と、
前記重合性組成物層を重合硬化して、前記偏光フィルムの両面に基材層を積層する工程と、を含むことができる。
第1重合性組成物層は、本実施形態の光学材料用重合性組成物から形成される。第1重合性組成物の層と第2重合性組成物の層とが同一の樹脂組成である場合、重合工程の温度管理等が容易となることから、第2重合性組成物の層は(C)および(D)成分を含まない本実施形態の光学材料用重合性組成物から形成される。
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。
そして、モールドと偏光フィルムの対物面側の面との間に第1重合性組成物を注入して第1重合性組成物の層を形成し、次いで、偏光フィルムの接眼面側の面とモールドとの間隙に、第2重合性組成物を注入し、第2重合性組成物の層を形成することができる。
また、当該工程は、第1重合性組成物を、モールドのレンズの対物面を形成するための形成面に載置し、偏光フィルムで第1重合性組成物を該形成面の全面に亘って押し広げ、形成された第1重合性組成物の層を介してモールドと偏光フィルムの対物面側の面とを所定距離離隔させ、次いで、偏光フィルムと、モールドのレンズの接眼面を形成するための形成面との間隙に、第2重合性組成物を注入し、第2重合性組成物の層を形成することにより行うこともできる。
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、本実施形態のプラスチック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、プラスチック眼鏡レンズと同様な前記コーティング層を形成してもよい。
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。なお、実施例および比較例において、評価に用いた方法と使用した装置は以下のとおりである。
・屈折率(ne)アッベ数(νe):屈折計KPR−20(カルニュー光学工業社製)を用い、20℃にて測定を行った。
・透明性:9mm厚に加工した成形体を暗所にてプロジェクターに照射して曇り、異物の有無を目視にて判断した。曇り、異物が確認されないものを「良好」(透明性あり)、確認されたものを「不良」(透明性なし)とした。
・ロックウェル硬度:ISO2039−2に準拠して、Mスケールにて測定を行った。
成形性
・レンズ割れ:「レンズ割れ」とは、重合中にレンズが割れる現象である。プラノ4C(2mm厚)のレンズを5枚作成して、重合終了後に1枚以上割れたものを「レンズ割れあり」(生産性不良)、全く割れなかったものを「レンズ割れなし」(生産性良好)とした。
・重合剥がれ:「重合剥がれ」とは、ガラスモールド内での重合中に、成形体がガラスモールドから剥がれる現象である。重合中に剥れなかったものを◎、重合中に剥がれたが円形状の模様が確認されないものを〇、重合中に剥がれ、円形状の模様が確認されたものを×とした。円形状の模様とは、たとえば重合中に成型体がガラスモールドから剥がれたため未重合部分ができ、おもにレンズ表面に円形状の模様として現れる現象を意味する。
・脈理:「脈理」とは、組成の違いなどから局所的に周囲の正常な屈折率と異なっている現象であり、縞状として観察される。作成されたサンプルを高圧水銀灯(光源型式OPM-252HEG:ウシオ電機社製)で投影し、透過した像を目視にて脈理の有無を観察した。縞状のものが観察されないものを○、観察されたものを×とした。
・離型クラック:プラノ4C(2mm厚)のレンズを5枚作成して、重合終了後、モールド型とレンズとを分離する際に、全く割れなかったものを「○」、1枚以上割れたものを「△」、4枚以上割れたものを「×」と評価した。
・発色時透過率:2mm厚に加工した成形体に、温度23℃で、ウシオ電機MS−35AAF/FBキセノンランプ光源装置(照度50000ルクス)を用いて、15分間照射した後の550nmにおける透過率を測定した。この透過率が小さいほど発色時の遮光性が高いことを示す。
・退色速度:発色時透過率測定と同様に成形体に15分間光線照射した後、光線照射を止めてから成形体サンプルの550nmにおける吸光度が発色前後の吸光度の中間値まで回復するのに要する時間を測定した。この時間を退色速度とした。発色時透過率が低く、退色速度が速い成形体を調光性能が良好と判断する。
(使用原料)
アリルカーボネート化合物(A)
・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)
(メタ)アクリレート化合物(B)
・ジエチレングリコールジメタクリレート(NKエステル2G、新中村化学社製)
・トリエチレングリコールジメタクリレート(NKエステル3G、新中村化学社製)
フォトクロミック化合物(C)
・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(c)))
・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(c)))
・Reversacol Wilson Blue(ポリオキシアルキレン鎖、ナフトピラン系発色団(一般式(c)))
・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(c)))
ラジカル重合開始剤(D)
D11:t−ブチル−パーオキシネオデカノエート(Perbutyl ND、日油社製)
50℃5時間経過後におけるラジカル残存率:57.6%
70℃5時間経過後におけるラジカル残存率:0.2%
D12:1,1,3,3-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(PerOcta O、日油社製)
70℃5時間経過後におけるラジカル残存率:53.8%
D21:t-アミルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート(TRIGONOX 121、化薬アクゾ社製)
70℃5時間経過後におけるラジカル残存率:78.5%
D22:1,1-ジ(t-アミルパーオキシ)シクロヘキサン(LUPEROX 531、アルケマ社製)
70℃5時間経過後におけるラジカル残存率:98.6%
[実施例1]
ポリアリルカーボネートRAV 7NG(Acomon社製)14.0重量部、ジエチレングリコールジメタクリレートNKエステル2G(新中村化学社製)66.0重量部、トリエチレングリコールジメタクリレートNKエステル3G(新中村化学社製)20.0重量部に、フォトクロミック化合物としてReversacol Heath Green0.0215重量部、Reversacol Wembley Grey0.054重量部、触媒として、t−ブチル−パーオキシネオデカノエート2.0重量部、1,1−ジ(t−アミルパーオキシ)シクロヘキサン0.2重量部を加え、混合撹拌して溶解させた。5mmHg下60分間脱気した。1μmPTFE製フィルターにてろ過を行い、ガラスモールドとテープからなるモールド型へ注入した。このモールド型をオーブンへ投入後、35℃から95℃まで24時間かけて徐々に昇温して重合した。重合終了後、オーブンからモールド型を取り出し、離型して2.0mm厚樹脂平板を得た。成形性の評価結果を表−1に示す。得られた樹脂平板をさらに100℃で1時間アニール化を行った。得られた樹脂平板は屈折率(ne)1.51、アッベ数(νe)56であった。得られた成形体は無色透明であった。ロックウェル硬度は96と、良好な硬度を示すことを確認した。また発色時透過率は16%、退色速度は71sと、優れた調光性能を有することを確認した。得られた結果は表−1に示す。
[実施例2〜6、比較例1〜4]
表−1に示すように、各モノマーの種類および添加量を変えた以外は、実施例1と同様に重合を行い、成形体を得た。得られた結果は表−1に示す。
[実施例7]
ポリアリルカーボネートRAV 7AT(Acomon社製)12.0重量部、トリエチレングリコールジメタクリレートNKエステル3G(新中村化学社製)88.0重量部、α-メチルスチレンダイマー2.0重量部に、フォトクロミック化合物としてReversacol Heath Green 0.0285 重量部、Reversacol Wembley Grey 0.053重量部、触媒として、t−ブチル−パーオキシネオデカノエート0.5重量部、1,1−ジ(t−アミルパーオキシ)シクロヘキサン0.2重量部を加え、混合撹拌して溶解させた。5mmHg下60分間脱気した。1μmPTFE製フィルターにてろ過を行い、ガラスモールドとテープからなるモールド型へ注入した。このモールド型をオーブンへ投入後、35℃から95℃まで24時間かけて徐々に昇温して重合した。重合終了後、オーブンからモールド型を取り出し、離型して2.0mm厚樹脂平板を得た。成形性の評価結果を表−1に示す。得られた樹脂平板をさらに110℃で1時間アニール化を行った。得られた樹脂平板は屈折率(ne)1.51、アッベ数(νe)54であった。得られた成形体は無色透明であった。ロックウェル硬度は82と、良好な硬度を示すことを確認した。また発色時透過率は17%、退色速度は54sと、優れた調光性能を有することを確認した。得られた結果は表−1に示す。
[実施例8]
ポリアリルカーボネートRAV 7AT(Acomon社製)4.0重量部、トリエチレングリコールジメタクリレートNKエステル3G(新中村化学社製)96.0重量部、α-メチルスチレンダイマー2.0重量部に、フォトクロミック化合物としてReversacol Heath Green 0.0285 重量部、Reversacol Wembley Grey 0.053重量部、触媒として、t−ブチル−パーオキシネオデカノエート0.55重量部、1,1,3,3−テトラメチルブチル-2-エチルパーオキシヘキサノエート0.15重量部を加え、混合撹拌して溶解させた。5mmHg下60分間脱気した。1μmPTFE製フィルターにてろ過を行い、ガラスモールドとテープからなるモールド型へ注入した。このモールド型をオーブンへ投入後、35℃から95℃まで24時間かけて徐々に昇温して重合した。重合終了後、オーブンからモールド型を取り出し、離型して2.0mm厚樹脂平板を得た。成形性の評価結果を表−1に示す。得られた樹脂平板をさらに110℃で1時間アニール化を行った。得られた樹脂平板は屈折率(ne)1.50、アッベ数(νe)56であった。得られた成形体は無色透明であった。ロックウェル硬度は96と、良好な硬度を示すことを確認した。また発色時透過率は18%、退色速度は112sと、優れた調光性能を有することを確認した。得られた結果は表−1に示す。
[実施例9]
ポリアリルカーボネートRAV 7AT(Acomon社製)12.0重量部、トリエチレングリコールジメタクリレートNKエステル3G(新中村化学社製)88.0重量部、α-メチルスチレンダイマー2.0重量部に、フォトクロミック化合物としてReversacol Heath Green 0.0323 重量部、Reversacol Wembley Grey 0.081重量部、触媒として、t−ブチル−パーオキシネオデカノエート0.5重量部、1,1,3,3−テトラメチルブチル-2-エチルパーオキシヘキサノエート0.2重量部を加え、混合撹拌して溶解させた。5mmHg下60分間脱気した。1μmPTFE製フィルターにてろ過を行い、ガラスモールドとテープからなるモールド型へ注入した。このモールド型をオーブンへ投入後、35℃から95℃まで24時間かけて徐々に昇温して重合した。重合終了後、オーブンからモールド型を取り出し、離型して2.0mm厚樹脂平板を得た。成形性の評価結果を表−1に示す。得られた樹脂平板をさらに110℃で1時間アニール化を行った。得られた樹脂平板は屈折率(ne)1.51、アッベ数(νe)53であった。得られた成形体は無色透明であった。ロックウェル硬度は82と、良好な硬度を示すことを確認した。また発色時透過率は16%、退色速度は52sと、優れた調光性能を有することを確認した。得られた結果は表−1に示す。
[実施例10]
ポリアリルカーボネートRAV 7AT(Acomon社製)12.0重量部、トリエチレングリコールジメタクリレートNKエステル3G(新中村化学社製)88.0重量部、α-メチルスチレンダイマー2.0重量部に、フォトクロミック化合物としてReversacol Heath Green 0.0323 重量部、Reversacol Wilson Blue 0.081重量部、触媒として、t−ブチル−パーオキシネオデカノエート0.55重量部、1,1,3,3−テトラメチルブチル-2-エチルパーオキシヘキサノエート0.15重量部を加え、混合撹拌して溶解させた。5mmHg下60分間脱気した。1μmPTFE製フィルターにてろ過を行い、ガラスモールドとテープからなるモールド型へ注入した。このモールド型をオーブンへ投入後、35℃から95℃まで24時間かけて徐々に昇温して重合した。重合終了後、オーブンからモールド型を取り出し、離型して2.0mm厚樹脂平板を得た。成形性の評価結果を表−1に示す。得られた樹脂平板をさらに110℃で1時間アニール化を行った。得られた樹脂平板は屈折率(ne)1.51、アッベ数(νe)54であった。得られた成形体は無色透明であった。ロックウェル硬度は82と、良好な硬度を示すことを確認した。また発色時透過率は16%、退色速度は65sと、優れた調光性能を有することを確認した。得られた結果は表−1に示す。
[実施例11]
ポリアリルカーボネートRAV 7AT(Acomon社製)12.0重量部、トリエチレングリコールジメタクリレートNKエステル3G(新中村化学社製)88.0重量部、α-メチルスチレンダイマー2.0重量部に、フォトクロミック化合物としてReversacol Heath Green 0.18 重量部、Reversacol Cayenne Red0.080重量部、触媒として、t−ブチル−パーオキシネオデカノエート0.55重量部、1,1,3,3−テトラメチルブチル-2-エチルパーオキシヘキサノエート0.15重量部を加え、混合撹拌して溶解させた。5mmHg下60分間脱気した。1μmPTFE製フィルターにてろ過を行い、ガラスモールドとテープからなるモールド型へ注入した。このモールド型をオーブンへ投入後、35℃から95℃まで24時間かけて徐々に昇温して重合した。重合終了後、オーブンからモールド型を取り出し、離型して2.0mm厚樹脂平板を得た。成形性の評価結果を表−1に示す。得られた樹脂平板をさらに110℃で1時間アニール化を行った。得られた樹脂平板は屈折率(ne)1.51、アッベ数(νe)54であった。得られた成形体は無色透明であった。ロックウェル硬度は82と、良好な硬度を示すことを確認した。また発色時透過率は18%、退色速度は61sと、優れた調光性能を有することを確認した。得られた結果は表−1に示す。
[実施例12]
ポリアリルカーボネートRAV 7AT(Acomon社製)29.0重量部、トリエチレングリコールジメタクリレートNKエステル3G(新中村化学社製)71.0重量部、α-メチルスチレンダイマー2.0重量部に、フォトクロミック化合物としてReversacol Heath Green 0.0285 重量部、Reversacol Wembley Grey 0.053重量部、触媒として、t−ブチル−パーオキシネオデカノエート0.55重量部、1,1,3,3−テトラメチルブチル-2-エチルパーオキシヘキサノエート0.15重量部を加え、混合撹拌して溶解させた。5mmHg下60分間脱気した。1μmPTFE製フィルターにてろ過を行い、ガラスモールドとテープからなるモールド型へ注入した。このモールド型をオーブンへ投入後、35℃から95℃まで24時間かけて徐々に昇温して重合した。重合終了後、オーブンからモールド型を取り出し、離型して2.0mm厚樹脂平板を得た。成形性の評価結果を表−1に示す。得られた樹脂平板をさらに110℃で1時間アニール化を行った。得られた樹脂平板は屈折率(ne)1.51、アッベ数(νe)55であった。得られた成形体は無色透明であった。ロックウェル硬度は78と、良好な硬度を示すことを確認した。また発色時透過率は19%、退色速度は46sと、優れた調光性能を有することを確認した。得られた結果は表−1に示す。
[実施例13]
ポリアリルカーボネートRAV 7AT(Acomon社製)12.0重量部、トリエチレングリコールジメタクリレートNKエステル3G(新中村化学社製)88.0重量部、α-メチルスチレンダイマー2.0重量部に、フォトクロミック化合物としてReversacol Heath Green 0.0285 重量部、Reversacol Wembley Grey 0.053重量部、触媒として、t−ブチル−パーオキシネオデカノエート0.55重量部、t−アミルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート0.13重量部を加え、混合撹拌して溶解させた。5mmHg下60分間脱気した。1μmPTFE製フィルターにてろ過を行い、ガラスモールドとテープからなるモールド型へ注入した。このモールド型をオーブンへ投入後、35℃から95℃まで24時間かけて徐々に昇温して重合した。重合終了後、オーブンからモールド型を取り出し、離型して2.0mm厚樹脂平板を得た。成形性の評価結果を表−1に示す。得られた樹脂平板をさらに110℃で1時間アニール化を行った。得られた樹脂平板は屈折率(ne)1.51、アッベ数(νe)54であった。得られた成形体は無色透明であった。ロックウェル硬度は82と、良好な硬度を示すことを確認した。また発色時透過率は17%、退色速度は53sと、優れた調光性能を有することを確認した。得られた結果は表−1に示す。
[実施例14]
ポリアリルカーボネートRAV 7AT(Acomon社製)12.0重量部、ジエチレングリコールジメタクリレートNKエステル2G(新中村化学社製)68.0重量部、トリエチレングリコールジメタクリレートNKエステル3G(新中村化学社製)20.0重量部、α-メチルスチレンダイマー2.0重量部に、フォトクロミック化合物としてReversacol Heath Green 0.0323重量部、Reversacol Wembley Grey 0.081重量部、触媒として、t−ブチル−パーオキシネオデカノエート0.55重量部、1,1,3,3−テトラメチルブチル-2-エチルパーオキシヘキサノエート0.13重量部を加え、混合撹拌して溶解させた。5mmHg下60分間脱気した。1μmPTFE製フィルターにてろ過を行い、ガラスモールドとテープからなるモールド型へ注入した。このモールド型をオーブンへ投入後、35℃から95℃まで24時間かけて徐々に昇温して重合した。重合終了後、オーブンからモールド型を取り出し、離型して2.0mm厚樹脂平板を得た。成形性の評価結果を表−1に示す。得られた樹脂平板をさらに110℃で1時間アニール化を行った。得られた樹脂平板は屈折率(ne)1.51、アッベ数(νe)56であった。得られた成形体は無色透明であった。ロックウェル硬度は102と、良好な硬度を示すことを確認した。また発色時透過率は16%、退色速度は55sと、優れた調光性能を有することを確認した。得られた結果は表−1に示す。
[実施例15]
ポリアリルカーボネートRAV 7AT(Acomon社製)12.0重量部、トリエチレングリコールジメタクリレートNKエステル3G(新中村化学社製)88.0重量部、α-メチルスチレンダイマー2.0重量部に、紫外線吸収剤として(p−メトキシベンジリデン)マロン酸ジメチル(Hostavin PR-25(製品名)、CLARIANT社製)0.10重量部、フォトクロミック化合物としてReversacol Heath Green 0.0323 重量部、Reversacol Wembley Grey 0.081重量部、触媒として、t−ブチル−パーオキシネオデカノエート0.55重量部、1,1,3,3−テトラメチルブチル-2-エチルパーオキシヘキサノエート0.15重量部を加え、混合撹拌して溶解させた。5mmHg下60分間脱気した。1μmPTFE製フィルターにてろ過を行い、ガラスモールドとテープからなるモールド型へ注入した。このモールド型をオーブンへ投入後、35℃から95℃まで24時間かけて徐々に昇温して重合した。重合終了後、オーブンからモールド型を取り出し、離型して2.0mm厚樹脂平板を得た。成形性の評価結果を表−1に示す。得られた樹脂平板をさらに110℃で1時間アニール化を行った。得られた樹脂平板は屈折率(ne)1.51、アッベ数(νe)54であった。得られた成形体は無色透明であった。ロックウェル硬度は82と、良好な硬度を示すことを確認した。また発色時透過率は16%、退色速度は52sと、優れた調光性能を有することを確認した。得られた結果は表−1に示す。
Figure 0006781263
比較例1〜3と実施例の結果から明らかなように、特定の混合比でA成分とB成分を共重合させることで、発色時の透過率は低下し、さらに退色速度も速く調光性能が良好な成形体が得られることが確認された。また同時に、十分なロックウェル硬度を有し、さらに成形性に優れることも確認された。比較例4のように、A成分を35重量%、B成分を65重量%含む光学材料用重合性組成物から得られた成形体は白濁することが確認された。
この出願は、2016年9月30日に出願された日本出願特願2016−194497号、2017年2月20日に出願された日本出願特願2017−029044号および2017年7月13日に出願された日本出願特願2017−137029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 (15)

  1. (A)一般式(1)で表される、アリルオキシカルボニル基を2つ以上含むアリルカーボネート化合物と、
    (B)一般式(2)で表される、(メタ)アクリル基を2つ以上含む(メタ)アクリレート化合物と、
    (C)フォトクロミック化合物と、を含み、
    化合物(A)および化合物(B)の合計100重量%において、化合物(A)を0重量%を超え30重量%以下、化合物(B)を70重量%以上100重量%未満の量で含む、光学材料用重合性組成物。
    Figure 0006781263
    (Rは、ヘテロ原子を含んでいてもよい鎖状または分岐したC3〜C35の脂肪族ポリオール由来の2〜20価の基またはヘテロ原子を含んでいてもよいC5〜C40の環状脂肪族ポリオール由来の2〜20価の基を示す。mは、2〜20の整数を示す。なお、Rはアリルオキシカルボニル基を含まない。)
    Figure 0006781263
    (Rは、ヘテロ原子または芳香族基を含んでいてもよい炭素数1〜30の2〜4価の有機基を示す。Rは、水素原子あるいはメチル基を示す。nは2〜4の整数を示す。)
  2. アリルカーボネート化合物(A)は、前記脂肪族ポリオールのポリ(アリルカーボネート)化合物または前記環状脂肪族ポリオールのポリ(アリルカーボネート)化合物である、請求項1に記載の光学材料用重合性組成物。
  3. 化合物(A)および化合物(B)の合計100重量%において、化合物(A)を5重量%以上30重量%以下、化合物(B)を70重量%以上95重量%以下の量で含む、請求項1または2に記載の光学材料用重合性組成物。
  4. さらに、ラジカル重合開始剤(D)を含み、
    ラジカル重合開始剤(D)は、少なくとも、
    50℃5時間経過後におけるラジカル残存率20%以上100%未満、かつ70℃5時間経過後におけるラジカル残存率0%以上30%未満であるラジカル重合開始剤(D1)と、
    70℃5時間経過後におけるラジカル残存率30%以上100%未満であるラジカル重合開始剤(D2)と、
    を含む、請求項1〜3のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物。
  5. 化合物(A)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一種である、請求項1〜のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物。
  6. 化合物(A)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一種である、請求項1〜のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物。
  7. 化合物(B)が、一般式(2−1)、一般式(2−2)で表される化合物から選択される、請求項1〜のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物。
    Figure 0006781263
    (pは1〜100の数値を示し、Rは水素原子またはメチル基を示し、それぞれ同一でなくても良い。)
    Figure 0006781263
    (qは、それぞれ1以上の数値を示し、2つのqの合計は2〜100の数値を示す。Rは、水素原子またはメチル基を示し、それぞれ同一でなくても良い。Xは、置換または無置換の2価の芳香族基、置換または無置換の炭素数1〜20の芳香族基を含んでいても良い2価の脂肪族基を示す。)
  8. 化合物(B)が、一般式(2−1)において、pが2〜4で表される化合物から選択される、請求項に記載の光学材料用重合性組成物。
  9. 化合物(B)が、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、およびトリエチレングリコールジアクリレートから選択される少なくとも一種である、請求項に記載の光学材料用重合性組成物。
  10. 化合物(C)が、一般式(5)で表される、請求項1〜のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物。
    Figure 0006781263
    (式中、RおよびRは同一でも異なっていてもよく、独立して、水素;
    炭素数1〜12の直鎖または分岐アルキル基;
    炭素数3〜12のシクロアルキル基;
    置換または無置換である、炭素数6〜24のアリール基または炭素数4〜24のヘテロアリール基(置換された炭素数6〜24のアリール基または置換された炭素数4〜24のヘテロアリール基の置換基として、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルキル基、炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルコキシ基、少なくとも1つのハロゲン原子で置換された炭素数1〜12の直鎖または分枝のハロアルキル基、少なくとも1つのハロゲン原子で置換された炭素数1〜12の直鎖または分枝のハロアルコキシ基、少なくとも一つの炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルキル基またはアルコキシ基により置換されたフェノキシ基またはナフトキシ基、炭素数2〜12の直鎖または分枝のアルケニル基、−NH基、−NHR基、−N(R)基(Rが炭素数1〜6の直鎖または分枝のアルキル基である。Rが2つ存在する場合、2つのRは同一でも異なっていてもよい。)、およびメタクリロイル基またはアクリロイル基から選択される少なくとも1つの置換基を有する。);
    アラルキルまたはヘテロアラルキル基(炭素数1〜4の直鎖または分岐アルキル基が前記のアリール基またはヘテロアリール基で置換されている。)
    を表し、
    3は同一でも異なっていてもよく、独立して、ハロゲン原子;
    炭素数1〜12の直鎖または分岐アルキル基;
    炭素数3〜12のシクロアルキル基;
    炭素数1〜12の直鎖または分岐アルコキシ基;
    少なくとも1つのハロゲン原子で置換された炭素数1〜12の直鎖または分枝のハロアルキル基、少なくとも1つのハロゲン原子で置換された炭素数3〜12のハロシクロアルキル基、少なくとも1つのハロゲン原子で置換された炭素数1〜12の直鎖または分岐ハロアルコキシ基;
    置換または無置換である、炭素数6〜24のアリール基または炭素数4〜24のヘテロアリール基(置換された炭素数6〜24のアリール基または置換された炭素数4〜24のヘテロアリール基の置換基として、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルキル基、炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルコキシ基、少なくとも1つのハロゲン原子で置換された炭素数1〜12の直鎖または分枝のハロアルキル基、少なくとも1つのハロゲン原子で置換された炭素数1〜12の直鎖または分枝のハロアルコキシ基、少なくとも一つの炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルキル基またはアルコキシ基により置換されたフェノキシ基またはナフトキシ基、炭素数2〜12の直鎖または分枝のアルケニル基、およびアミノ基、から選択される少なくとも1つの置換基を有する。);
    アラルキルまたはヘテロアラルキル基(炭素数1〜4の直鎖または分岐アルキル基が前記のアリール基またはヘテロアリール基で置換されている。);
    置換または無置換のフェノキシまたはナフトキシ基(置換基として、炭素数1〜6の直鎖または分岐アルキル基またはアルコキシ基から選択される少なくとも1つの置換基を有する。);
    −NH2、−NHR、−CONH2、または−CONHR
    (Rが、炭素数1〜6の直鎖または分枝のアルキル基である。);
    −OCOR8または−COOR8(ここで、R8が、炭素数1〜6の直鎖または分枝のアルキル基、または炭素数3〜6のシクロアルキル基、またはR1、R2において、置換されているフェニル基(置換基として、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルキル基、炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルコキシ基、少なくとも1つのハロゲン原子で置換された炭素数1〜12の直鎖または分枝のハロアルキル基、少なくとも1つのハロゲン原子で置換された炭素数1〜12の直鎖または分枝のハロアルコキシ基、少なくとも一つの炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルキル基またはアルコキシ基により置換されたフェノキシ基またはナフトキシ基、炭素数2〜12の直鎖または分枝のアルケニル基、−NH 基、−NHR基、−N(R) 基(Rが炭素数1〜6の直鎖または分枝のアルキル基である。Rが2つ存在する場合、2つのRは同一でも異なっていてもよい。)、およびメタクリロイル基またはアクリロイル基から選択される少なくとも1つの置換基を有する。)または無置換のフェニル基である。);
    を表し、
    mが0〜4までの整数であり;
    Aが、下記式(A2)または式(A4
    Figure 0006781263
    のアネル化環を表し、これらのアネル化環において、
    点線が、一般式(5)のナフトピラン環の炭素C5炭素C6結合を表し
    4が、同じかまたは異なり、独立して、OH、炭素数1〜6の直鎖または分枝のアルキル基またはアルコキシ基を表し、もしくは2つのR4がカルボニル(CO)を形成し;
    5が、ハロゲン;
    炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルキル基;
    少なくとも1つのハロゲン原子により置換された、炭素数1〜6の直鎖または分枝のハロアルキル基;
    炭素数3〜12のシクロアルキル基;
    炭素数1〜6の直鎖または分枝のアルコキシ基;
    置換または無置換のフェニルまたはベンジル基(置換基として、一般式(5)のR、R基が独立してアリールまたはヘテロアリール基に対応する場合、R1、R2基の定義において上述した置換基の少なくとも1つを有する。);
    −NH2、−NHR
    (ここで、Rが、炭素数1〜6の直鎖または分枝のアルキル基である。);
    置換または無置換であるフェノキシまたはナフトキシ基(置換基として、少なくとも炭素数1〜6の直鎖または分枝のアルキル基またはアルコキシ基を有する。);
    −COR9、−COOR9または−CONHR9基(ここで、R9が、炭素数1〜6の直鎖または分枝のアルキル基、または炭素数3〜6のシクロアルキル基、または置換または無置換のフェニルまたはベンジル基(置換されたフェニルまたは置換されたベンジル基の置換基として、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルキル基、炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルコキシ基、少なくとも1つのハロゲン原子で置換された炭素数1〜12の直鎖または分枝のハロアルキル基、少なくとも1つのハロゲン原子で置換された炭素数1〜12の直鎖または分枝のハロアルコキシ基、少なくとも一つの炭素数1〜12の直鎖または分枝のアルキル基またはアルコキシ基により置換されたフェノキシ基またはナフトキシ基、炭素数2〜12の直鎖または分枝のアルケニル基、−NH 基、−NHR基、−N(R) 基(Rが炭素数1〜6の直鎖または分枝のアルキル基である。Rが2つ存在する場合、2つのRは同一でも異なっていてもよい。)、およびメタクリロイル基またはアクリロイル基から選択される少なくとも1つの置換基を有する。));
    Aが(A)を示す場合、nが0〜2までの整数であり、pが0〜4までの整数であり、Aが(A)を示す場合、nが0〜2までの整数である。)
  11. 化合物(C)が、一般式(a)または一般式(b)で表される、請求項1〜のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物。
    PC-L-Chain (a)
    PC-L-Chain-L'-PC' (b)
    (PCとPC'は一般式(c)〜(f)を示す。PCとPC'は同一でも異なっていても良い。)
    Figure 0006781263
    (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(c)で表される化合物に含まれるR 〜R のいずれか1つの基、一般式(d)で表される化合物に含まれるR 、R 、およびR 〜R のいずれか1つの基、一般式(e)で表される化合物に含まれるR 10 〜R 16 のいずれか1つの基、または一般式(f)で表される化合物に含まれるR 10 〜R 13 、およびR 15 〜R 18 のいずれか1つの基は、2価の有機基であるLまたはL'と結合する。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。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。)
  12. 請求項1〜11のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物を硬化させた成形体。
  13. 請求項12に記載の成形体からなる光学材料。
  14. 請求項12に記載の成形体からなるプラスチックレンズ。
  15. 偏光フィルムと、
    前記偏光フィルムの少なくとも対物面側の面上に形成された、請求項12に記載の成形体からなる基材層と、を備えるプラスチック偏光レンズ。
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