JP7110363B2 - カプセル封入された光吸収剤のナノ粒子、その調製方法、及びナノ粒子を含む眼鏡用レンズ - Google Patents
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本発明は、眼鏡用レンズの分野に関する。より詳しくは、本発明は、無機酸化物のマトリックス中に分散されている光吸収剤を含む複合材料のナノ粒子、そのようなナノ粒子の調製方法、光吸収剤を含む複合材料のナノ粒子の色相を変更するための前記方法の使用、及びそのようなナノ粒子を含む眼鏡用レンズに関する。
プラスチック製の眼鏡用レンズはよく知られており、一般的な用途を有している。今日、プラスチックレンズには2つの主なカテゴリーが存在する。1つ目は、プラスチックが熱可塑性ポリマーであるカテゴリーであり、2つ目は、プラスチックが、活性化状態で重合することでポリマーを形成できるモノマー及び/又はオリゴマーを含有する重合性組成物の重合により得られる熱硬化性ポリマーであるカテゴリーである。プラスチック製の眼鏡用レンズを製造するために使用されるポリマーの中では、特に、例えばアリルジグリコールカーボネート(CR-39とも呼ばれる)などのポリカーボネートを挙げることができる。これらのポリマーを使用すると、安全性、コスト、製造の容易さ、及び光学品質の点で優れた特性を有する眼鏡用レンズが得られる。プラスチック製の眼鏡用レンズは、そのような優れた特性を示すものの、それらの作製に使用されるポリマー自体がわずかに着色しているため、特にはわずかに黄色味を帯びているため、多くの場合わずかに着色している、特に黄色味を帯びているという欠点を有している。その結果、これはレンズ装着者の審美的な要求に反する影響をもたらす。
出願人は、この要求は、異なる凝集状態を示す特性を有する光吸収剤をカプセル封入するナノ粒子を使用することによって満たすことができることを見出した。
したがって、本発明の第1の目的は、無機酸化物のマトリックス中に分散されている少なくとも1種の光吸収剤LAを含む複合材料のナノ粒子であって、
- 光吸収剤LAが、異なる凝集状態を示す特性を有し、前記ナノ粒子中にカプセル封入されており、
- 光吸収剤LAが、モノマー形態LA M と凝集形態LAAの両方でマトリックス中に分散されており、
- 光吸収剤LAが、1.25~10の範囲の吸光度比A=AA/AMを有しており、AAは、凝集形態LAAの最大吸収波長で測定された光吸収剤LAの吸光度であり、AMは、モノマー形態LAMの最大吸収波長で測定された光吸収剤LAの吸光度である、
ナノ粒子である。
i)無機酸化物のマトリックス中に分散されているモノマー形態LAMの少なくとも1種の光吸収剤を含む複合材料のナノ粒子を調製する工程、
ii)工程i)で得られたナノ粒子を80~300℃の範囲の温度で、5分~120時間の範囲の時間アニールする工程。
を少なくとも含む。
好ましい実施形態では、ナノ粒子に含まれる無機酸化物は透明な材料である。特に、無機酸化物は、好ましくは二酸化ケイ素(SiO2)、酸化チタン(TiO2)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、及びそれらの混合物を含む群から選択される。これらの酸化物の中でも二酸化ケイ素が特に好ましい。
i)無機酸化物のマトリックス中に分散されているモノマー形態LAMの少なくとも1種の光吸収剤を含む複合材料のナノ粒子を調製する工程、
ii)工程i)で得られたナノ粒子を80~300℃の範囲の温度で、5分~120時間の範囲の時間アニールする工程、
を含む。
- アルキル(メタ)アクリレート、特にはアダマンチン、ノルボルネン、イソボルネン、シクロペンタジエン、又はジシクロペンタジエンから誘導された(メタ)アクリレート;メチル(メタ)アクリレート及びエチル(メタ)アクリレートなどのC1~C4アルキル(メタ)アクリレート;
- ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシ(メタ)アクリレート、又はフルオレン(メタ)アクリレートなどの芳香族(メタ)アクリレート;
- ビスフェノールから、特にはビスフェノールAから誘導される(メタ)アクリレート;
- ポリエトキシル化ビスフェノレートジ(メタ)アクリレート、ポリエトキシル化フェノール(メタ)アクリレートなどのポリアルコキシル化芳香族(メタ)アクリレート;
- ポリチオ(メタ)アクリレート;
- アルキル(メタ)アクリル酸とポリオール又はエポキシとのエステル化生成物;
- 並びにこれらの混合物。
a)少なくとも1種のモノマー又はオリゴマー
b)前記モノマー又はオリゴマーの重合を開始するための少なくとも1種の触媒、
c)本発明の第1の目的に従って定義される無機酸化物のマトリックス中に分散されている少なくとも1種の光吸収剤LAを含む複合材料のナノ粒子であって、前記モノマー又はオリゴマー中に分散されているナノ粒子、
を含有する。
a)ポリマーマトリックスを調製することができるモノマー又はオリゴマーを準備する工程;
b)モノマー又はオリゴマーの中に分散可能な粉末の形態であるか、モノマー又はオリゴマーの中に分散可能な液体中のナノ粒子の分散液の形態のいずれかで、本発明の第2の目的で定義された方法により光吸収剤をカプセル封入しているナノ粒子を調製する工程;
c)モノマー又はオリゴマーの重合を開始するための触媒を準備する工程;
d)ナノ粒子が分散されている重合性液体組成物を得るために、モノマー又はオリゴマーと、ナノ粒子と、触媒とを混合する工程;
e)任意選択的に重合性液体組成物を基材上に堆積させる工程;
f)重合性液体組成物を硬化させる工程;
を含む。
図面
図1aは、ストーバー法によって得た、様々な濃度でメチレンブルーを含むアニール工程の前に測定したナノ粒子(CR-39(著作権)中のナノ粒子0.03重量%)の、波長(nm)の関数としての吸収スペクトルを表すグラフである。この図では、灰色の点線は1重量%のメチレンブルー溶液を用いて調製したナノ粒子に対応し、灰色の実線は2重量%のメチレンブルー溶液を用いて調製したナノ粒子に対応し、黒い点線は3重量%のメチレンブルー溶液を用いて調製したナノ粒子に対応し、黒い実線は4重量%のメチレンブルー溶液を用いて調製したナノ粒子に対応する。実験プロトコルは、以下の実施例1で詳しく説明されている。
以下の実施例では下の表1に記載の化学物質を使用した:
ナノ粒子の吸光度測定:吸光度測定プロトコルは、CR-39中に0.03重量%の乾燥ナノ粒子を分散し、厚さ2mmのキュベットの中の粒子が入っていないCR-39で作られたブランクを参照として、UV-Vis分光光度計(Cary)で吸光度を測定することからなる。
調製:
この実施例では、光吸収剤としてメチレンブルーを含むシリカナノ粒子をストーバー法により調製した。
シリカナノ粒子に含まれるメチレンブルーの濃度がその色に及ぼす影響は、アニール工程を行う前(すなわち周囲温度で乾燥したナノ粒子)、及び180℃で2時間アニール工程を行った後に測定されるナノ粒子の吸光度を測定することにより決定した。
調製
この実施例では、光吸収剤としてのメチレンブルーを含むシリカナノ粒子を逆エマルション法によって調製した。
2重量%のメチレンブルー溶液を用いた実施例1と上の実施例2(同様に2重量%のメチレンブルー溶液を用いて得たもの)に従って調製したナノ粒子(NP)のマスターバッチ(MB)を使用して、眼鏡用レンズを作製した。
様々なモノマー配合物(MF)を調製した。それらの組成(重量%)は以下の表2に詳述されている:
各モノマー配合物を使用して、注型及び重合プロセスに従って眼鏡用レンズを作製した。
図3は、ストーバー法によって得た、2重量%のメチレンブルー溶液を用いて調製したシリカナノ粒子を含む透明レンズの色相(h*)に対するナノ粒子のアニール温度(℃)の影響の結果を示している。この図では、ひし形はレンズ中の30ppmのナノ粒子に対応し(MF1、MF4、及びMF7)、四角形はレンズ中の70ppmのナノ粒子に対応し(MF2、MF5、及びMF8)、三角形はレンズ中の150ppmのナノ粒子に対応する(MF3、MF6、及びMF9)。
Claims (15)
- 無機酸化物のマトリックス中に分散されている少なくとも1種の光吸収剤LAを含む複合材料のナノ粒子であって、
- 前記光吸収剤LAが、異なる凝集状態を示す特性を有し、前記ナノ粒子中にカプセル封入されており、
- 前記光吸収剤LAが、モノマー形態LA M と凝集形態LAAの両方で前記マトリックス中に分散されており、
- 前記光吸収剤LAが、1.25~10の範囲の吸光度比A=AA/AMを有しており、AAは、前記凝集形態LAAの最大吸収波長で測定された前記光吸収剤LAの吸光度であり、AMは、前記モノマー形態LAMの最大吸収波長で測定された前記光吸収剤LAの吸光度である、
ナノ粒子。 - 前記無機酸化物が、二酸化ケイ素、酸化チタン、及び酸化ジルコニウムを含む群から選択される、請求項1に記載のナノ粒子。
- 前記凝集形態LA A の前記光吸収剤LAが、前記モノマー形態LA M の少なくとも2種の光吸収剤LAの凝集体である、請求項1又は2に記載のナノ粒子。
- 前記光吸収剤LAが、フェナジン、フェノキサジン、フェノチアジン、ポルフィリン、及びそれらの混合物を含む群から選択される、請求項1~3のいずれか1項に記載のナノ粒子。
- 前記光吸収剤LAが、メチレンブルー、ナイルブルーを含む群から選択される青色光吸収剤である、請求項1~4のいずれか1項に記載のナノ粒子。
- 前記マトリックスの前記無機酸化物がSiO2であり、前記光吸収剤LAがメチレンブルーである、請求項1~5のいずれか1項に記載のナノ粒子。
- 前記吸光度比Aが1.3~5の範囲である、請求項1~6のいずれか1項に記載のナノ粒子。
- 前記ナノ粒子が、5nm~5000nm、好ましくは100~200nmの範囲の平均サイズを有する、請求項1~7のいずれか1項に記載のナノ粒子。
- 前記光吸収剤LAの量が、前記ナノ粒子の総重量に対して、0.001~10重量%、より好ましくは0.1~3重量%の範囲である、請求項1~8のいずれか1項に記載のナノ粒子。
- i)無機酸化物のマトリックス中に分散されているモノマー形態LAMの少なくとも1種の光吸収剤を含む複合材料のナノ粒子を調製する工程、
ii)工程i)で得られた前記ナノ粒子を80~300℃の範囲の温度で、5分~120時間の範囲の時間アニールする工程、
を少なくとも含む、請求項1~9のいずれか1項に記載のナノ粒子の調製方法。 - 前記アニールする工程が80~180℃の範囲の温度で30分~24時間行われる、請求項10に記載の方法。
- 無機酸化物のマトリックス中に分散されている少なくとも1種の光吸収剤LAを含む複合材料のナノ粒子の色相を変更するための、請求項10又は11に記載の方法の使用。
- 請求項1~9のいずれか1項に記載の前記ナノ粒子を含む眼鏡用レンズ。
- 前記ナノ粒子がポリマーマトリックス中に分散されている、請求項13に記載の眼鏡用レンズ。
- 前記ポリマーマトリックス中の前記ナノ粒子の量が、≦1000ppm、好ましくは≦250ppmである、請求項14に記載の眼鏡用レンズ。
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