JP7372264B2 - 光学材料用硬化性組成物および光学材料 - Google Patents
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Description
(イ)紫外線吸収剤を分散させた溶液にプラスチックレンズ基材を浸漬させる方法(以下、単に「浸漬法」とする場合もある)(特許文献1、2参照)、
(ロ)プラスチックレンズ基材を形成するプラスチックレンズ用単量体に紫外線吸収剤を分散させて、重合・成型する方法(以下、単に「レンズ基材分散法」とする場合もある)(特許文献3~6参照)、
(ハ)プラスチックレンズ基材の表面に形成されるハードコート層に紫外線吸収剤を分散させる方法(以下、単に「ハードコート層分散法」とする場合もある)(特許文献7、8参照)
などが知られている。
[1](A)ラジカル重合性単量体 100質量部、(B)極大吸収波長が360nm以上380nm未満であり、上記ラジカル重合性単量体(A)との溶解度パラメータ(SP値)の差の絶対値が5.5(cal/cm3)1/2以下である、下記式(1)で表わされるベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤 0.1~5質量部、(C)ベンゾトリアゾール化合物、ベンゾフェノン化合物およびトリアジン化合物から選択される少なくとも一種であり、且つ極大吸収波長が360nm未満である紫外線吸収剤 1~5質量部、(D)ラジカル重合開始剤 0.05~0.5質量部、を含有してなることを特徴とする、光学材料用硬化性組成物である。
本発明は、以下の態様をとることができる。
[2]前記ラジカル重合性単量体(A)が(メタ)アクリル系重合性化合物である前記[1]に記載の光学材料用硬化性組成物。
[3]前記ラジカル重合開始剤(D)が光重合開始剤である前記[1]または[2]に記載の光学材料用硬化性組成物。
[4]前記紫外線吸収剤(B)と(C)の質量の和と、前記光重合開始剤の質量の比が6:1以上30:1以下である前記[3]に記載の光学材料用硬化性組成物。
[5](E)極大吸収波長が400nm以上450nm以下の範囲にある光吸収性化合物をさらに含む前記[1]~[4]のいずれかに記載の光学材料用硬化性組成物。
[6]前記光吸収性化合物(E)がポルフィリン化合物である前記[1]~[5]のいずれかに記載の光学材料用硬化性組成物。
[7](F)極大吸収波長が540nm以上650nm以下の範囲にある染料をさらに含む前記[1]~[6]のいずれかに記載の光学材料用硬化性組成物。
[8]前記[1]~[7]のいずれかに記載の光学材料用硬化性組成物を硬化させてなる硬化体。
[9]光学基材と前記[8]記載の硬化体とが積層されてなる光学材料。
[10]前記硬化体の厚さが5~70μmである前記[9]に記載の光学材料。
[11]波長400nmにおける光線透過率が5%以下でかつ、波長420nmにおける光線透過率が70%以下である前記[9]又は[10]に記載の光学材料。
(A)ラジカル重合性単量体 100質量部
(B)極大吸収波長が360nm以上380nm未満であり、上記重合性単量体(A)との溶解度パラメータ(SP値)の差の絶対値が5.5(cal/cm3)1/2以下であるベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤 0.1~5質量部
(C)ベンゾトリアゾール化合物、ベンゾフェノン化合物およびトリアジン化合物から選択され、且つ極大吸収波長が360nm未満である、少なくとも一種の紫外線吸収剤 1~5質量部
(D)ラジカル重合開始剤 0.05~0.5質量部
を含んでなることを特徴とする光学材料用硬化性組成物である。
<(A)成分:ラジカル重合性単量体>
ラジカル重合性単量体としては、炭素-炭素不飽和結合を有するラジカル重合性の化合物が特に制限なく使用でき、その中でも(メタ)アクリレート基を有する重合性化合物である(メタ)アクリル系重合性化合物が好適に使用できる。中でも、(メタ)アクリレート基を分子内に2つ以上有する多官能(メタ)アクリル系重合性化合物が好適に使用でき、さらに、(メタ)アクリレート基を分子内に2つ有する2官能(メタ)アクリル系重合性化合物(以下、単に「(A1)2官能(メタ)アクリル系重合性化合物」、又は「(A1)成分」とする場合もある)及び(メタ)アクリレート基を分子内に3つ以上有する多官能(メタ)アクリル系重合性化合物(以下、単に「(A2)多官能(メタ)アクリル系重合性化合物」、又は「(A2)」成分とする場合もある)を使用することがより好ましい。
Ev:蒸発エネルギー
v:モル体積
Δei:各原子または原子団の蒸発エネルギー
Δvi:各原子または原子団のモル体積
上記の式の計算に使用する各原子または原子団の蒸発エネルギー、モル体積は「R. F. Fedors,Polym. Eng. Sci.,14,147(1974)」に拠る。
また、本発明おいては、異なるm(mが2以上の整数)種類の重合性単量体を重合させて得た樹脂を用いる場合、SP値は、下記式により計算する。
SP値(δ)=X1δ1+・・・+Xmδm
X1、・・・、Xmはそれぞれ使用する単量体のモル%であり、かつ、X1+・・・+Xm=100モル%である。
δ1、・・・、δmはそれぞれの単量体のSP値であり、上記式(1)で求めた値である。
<(A1)2官能(メタ)アクリル系重合性化合物>
本発明における(A1)2官能(メタ)アクリル系重合性化合物は、下記式(2)、(3)及び(4)に示す化合物が好適に使用できる(以下、下記式(2)で示される化合物を、単に(A1-1)成分とする場合もあり、下記式(3)で示される化合物を、単に(A1-2)成分とする場合もあり、下記式(4)で示される化合物を、単に(A1-3)成分とする場合もある)。その他、ウレタン結合を有する2官能(メタ)アクリル系重合性化合物(以下、単に(A1-4)成分とする場合もある)、前記(A1-1)成分、前記(A1-2)成分、前記(A1-3)成分、及び前記(A1-4)成分に該当しない2官能(メタ)アクリル系重合性化合物(以下、単に(A1-5)成分とする場合もある)も使用することができる。
<(A1-1)下記式(2)で示される化合物>
<(A1-2)下記式(3)で示される化合物>
R8及びR9は、それぞれ、水素原子又はメチル基であり、
R10は、水素原子又はハロゲン原子であり、
Aは、-O-,-S-,-(SO2)-,-CO-,-CH2-,
-CH=CH-,-C(CH3)2-,-C(CH3)(C6H5)-
の何れかであり、
c及びdはそれぞれ1以上の整数であり、c+dは平均値で2以上30以下である。
<(A1-3)下記式(4)で示される化合物>
eは平均値で1~20の数であり、
B及びB’は、互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ炭素数2~15の直鎖状又は分岐状のアルキレン基であり、Bが複数存在する場合には、複数のBは同一の基であっても、異なる基であってもよい。
(A1-4)成分は、ポリオールとポリイソシアネートと水酸基含有(メタ)アクリレートとの反応物が代表的である。ここで、ポリイソシアネートとしては、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、ダイマー酸ジイソシアネート、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又はメチルシクロヘキサンジイソシアネートを挙げることができる。
(A1-5)成分としては、置換基を有していてもよいアルキレン基の両末端に(メタ)アクリル基を有するような化合物が挙げられる。(A1-5)成分としては、炭素数6~20のアルキレン基を有するものが好ましい。具体的には、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジメタクリレート、1,9-ノナンジオールジアクリレート、1,9-ノナンジオールジメタクリレート、1,10-デカンジオールジアクリレート、1,10-デカンジオールジメタクリレート等が挙げられる。
(A2)成分としては、下記式(5)で示される化合物(以下、単に(A2-1)成分とする場合もある)、ウレタン結合を有する多官能(メタ)アクリル系重合性化合物(以下、単に(A2-2)成分とする場合もある)、並びに、前記(A2-1)成分、及び前記(A2-2)成分に該当しない多官能(メタ)アクリル系重合性化合物(以下、単に(A2-3)成分とする場合もある)が挙げられる。
多官能(メタ)アクリル系重合性化合物としては、下記式(5)で示される化合物が挙げられる。
R14は、水素原子又は炭素数1~2のアルキル基であり、
R15は、炭素数1~10である3~6価の有機基であり、
fは、平均値で0~3の数であり、gは3~6の数である。
(A2-2)成分は、(A1-4)成分で説明したポリイソシアネートと、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、ジペンタエリスリトール等のポリオールを反応させて得られるものであり、分子中に3つ以上の(メタ)アクリレート基を有する化合物である。(A2-2)成分は、市販されているものも何ら制限なく使用することができ、例えば、新中村化学工業株式会社製のU-4HA(分子量596、官能基数4)、U-6HA(分子量1,019、官能基数6)、U-6LPA(分子量818、官能基数6)、U-15HA(分子量2,300、官能基数15)を例示することができる。
<(A2-3)その他の多官能(メタ)アクリル系重合性化合物>
(A2-3)成分としては、ポリエステル化合物の末端を(メタ)アクリル基で修飾した化合物である。原料となるポリエステル化合物の分子量や(メタ)アクリル基の修飾量により種々のポリエステル(メタ)アクリレート化合物が市販されており、これらを使用することができる。具体的には、4官能ポリエステルオリゴマー(分子量2,500~3,500、ダイセルユーシービー株式会社、EB80等)、6官能ポリエステルオリゴマー(分子量6,000~8,000、ダイセルユーシービー株式会社、EB450等)、6官能ポリエステルオリゴマー(分子量45,000~55,000、ダイセルユーシービー株式会社、EB1830等)、4官能ポリエステルオリゴマー(特に分子量10,000の第一工業製薬株式会社、GX8488B等)等を挙げることができる。
R17は、水素原子、メチルジメトキシシリル基、トリメトキシシリル基、またはグリシジル基であり、
hは、0~10の整数であり、
iは、0~20の整数である。
メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(特に平均分子量293)、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(特に平均分子量468)、メトキシポリエチレングリコールアクリレート(特に平均分子量218)、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、(特に平均分子量454)、ステアリルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、オクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、γ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、グリシジルメタクリレート。
ビニル系重合性化合物(A4)としては、メチルビニルケトン、エチルビニルケトン、エチルビニルエーテル、スチレン、ビニルシクロヘキサン、ブタジエン、1,4-ペンタジエン、ジビニルスルフィド、ジビニルスルホン、1,2-ジビニルベンゼン、1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルプロパンジシロキサン、ジエチレングリコールジビニルエーテル、アジピン酸ジビニル、セバシン酸ジビニル、エチレングリコールジビニルエーテル、ジビニルスルホキシド、ジビニルペルスルフィド、ジメチルジビニルシラン、1,2,4-トリビニルシクロヘキサン、メチルトリビニルシラン、N-ビニルピロリドン、α-メチルスチレン及びα-メチルスチレンダイマー等を挙げることができる。
上記で例示したビニル系重合性化合物(A4)の中で、α-メチルスチレン及びα-メチルスチレンダイマーは、重合調整剤として機能し、硬化体の成型性を向上させる。
ラジカル重合性単量体(A)は、前記(A1)成分および前記(A2)成分を含み、必要に応じて、前記(A3)成分や前記(A4)成分を含むことが好ましい。前記(A)成分の全量を100質量部としたとき、各成分は、得られる硬化体の硬度、機械的特性を考慮すると、前記(A1)成分10~90質量部、前記(A2)成分5~50質量部、前記(A3)成分0~20質量部、前記(A4)成分0~20質量部とすることが好ましい。特に、(A1)、(A2)成分においては、(A1-1)成分15~50質量部且つ(A2-1)成分20~40質量部を含むことがより好ましい。(A)成分の好適な組み合わせとしては、(A1)成分として、ポリエチレングリコールジメタクリレート(特にa=9、b=0、平均分子量536)、ポリエチレングリコールジメタクリレート(特にa=14、b=0、平均分子量736)、ポリエチレングリコールジアクリレート(特にa=9、b=0、平均分子量508)、ポリエチレングリコールジアクリレート(特にa=14、b=0、平均分子量708)から選ばれる少なくとも一種の重合性単量体と、(A2)成分として、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタントリメタクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラメタクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレートから選ばれる少なくとも一種の重合性単量体を含むことが好ましい。
本発明において、紫外線や青色光のカット能を硬化体に付与するために、極大吸収波長が360nm以上380nm未満の(B)ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤(以下、単に(B)成分とする場合もある)を含有する。本発明のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤((B)成分)は、下記式(1)で表わされるものである。
本発明において、極大吸収波長とは、吸収スペクトルにおいて現れる極大吸収の頂点(凸形状のスペクトルの頂点)の波長を意味する。また、極大吸収波長が複数確認される場合があるが、この場合は、少なくとも一つの極大吸収波長が本発明において特定する波長範囲に確認されればよい。例えば、上記した極大吸収波長が360nm以上380nm未満のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤は、極大吸収波長の少なくとも一つが360nm以上380nm未満に存在するベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を意味する。
一般式(1)中、R1の具体例としては、水素原子;メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ヘキシル基、n-オクチル基、2-エチルヘキシル基等の置換されても良い炭素数1~8の直鎖または分岐のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブトキシ基、イソブトキシ基、sec-ブトキシ基、tert-ブトキシ基、n-ヘキシルオキシ基、n-オクチルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基等の置換されても良い炭素数1~8の直鎖または分岐のアルコキシ基;ヒドロキシル基;カルボキシル基;メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニル基、n-ブトキシカルボニル基、イソブトキシカルボニル基、sec-ブトキシカルボニル基、tert-ブトキシカルボニル基、n-ヘキシルオキシカルボニル基、n-オクチルオキシカルボニル基、2-エチルヘキシルオキシカルボニル基等の置換されても良いアルキル基の炭素数1~8の直鎖または分岐のアルキルオキシカルボニル基;ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基、ヒドロキシヘキシル基、ヒドロキシオクチル基等の置換されても良い炭素数1~8の直鎖または分岐のヒドロキシアルキル基;メチルカルボニルオキシメチル基、エチルカルボニルオキシメチル基、プロピルカルボニルオキシメチル基、ブチルカルボニルオキシメチル基、ヘキシルカルボニルオキシメチル基、ヘプチルカルボニルオキシメチル基、オクチルカルボニルオキシメチル基、メチルカルボニルオキシエチル基、エチルカルボニルオキシエチル基、プロピルカルボニルオキシエチル基、ブチルカルボニルオキシエチル基、ヘキシルカルボニルオキシエチル基、ヘプチルカルボニルオキシエチル基、オクチルカルボニルオキシエチル基等の置換されても良いアルキル基の炭素数が各々1~8の直鎖または分岐のアルキルカルボニルオキシアルキル基;等が挙げられる。また、R2の具体例としては、ヒドロキシ基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブトキシ基、イソブトキシ基、sec-ブトキシ基、tert-ブトキシ基、n-ヘキシルオキシ基、n-オクチルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基等の置換されても良い炭素数1~8の直鎖または分岐のアルコキシ基;メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、イソプロピルチオ基、n-ブチルチオ基、イソブチルチオ基、sec-ブチルチオ基、tert-ブチルチオ基、n-ヘキシルチオ基、n-オクチルチオ基、2-エチルヘキシルチオ基等の置換されても良い炭素数1~8の直鎖または分岐のアルキルチオ基;モノメチルアミノ基、ジメチルアミノ基、モノエチルアミノ基、ジエチルアミノ基、モノn-プロピルアミノ基、ジn-プロピルアミノ基、モノイソプロピルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基等の置換されても良い炭素数1~4の直鎖または分岐のアミノ基;等が挙げられる。R3の具体例としては、水素原子;ヒドロキシ基;メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ヘキシル基、n-オクチル基、2-エチルヘキシル基等の置換されても良い炭素数1~8の直鎖または分岐のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブトキシ基、イソブトキシ基、sec-ブトキシ基、tert-ブトキシ基、n-ヘキシルオキシ基、n-オクチルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基等の置換されても良い炭素数1~8の直鎖または分岐のアルコキシ基;モノメチルアミノ基、ジメチルアミノ基、モノエチルアミノ基、ジエチルアミノ基、モノ-n-プロピルアミノ基、ジ-n-プロピルアミノ基、モノイソプロピルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基等の置換されても良い炭素数1~4の直鎖または分岐のアミノ基;等が挙げられる。また、R2とR3が架橋された環構造の場合には、メチレンジオキシ基、エチレンジオキシ基等が挙げられる。
本発明の光学材料用硬化性組成物は、さらに極大吸収波長が360nm未満の(C)紫外線吸収剤(以下、単に「(C)成分」とする場合もある)を含有する。(C)成分は、(C1)ベンゾトリアゾール化合物(以下、単に「(C1)成分」とする場合もある)、(C2)ベンゾフェノン化合物(以下、単に「(C2)成分」とする場合もある)、および(C3)トリアジン化合物(以下、単に「(C3)成分」とする場合もある)から選択される極大吸収波長が360nm未満の紫外線吸収剤である。(C)成分を含有することにより、300nm付近の紫外光も十分にカットすることができ、得られる硬化体、特に光学基材と積層した場合の硬化体の耐候性を向上させることができる。
なお(C)成分には、上記した(B)成分に該当するものは含まない。
ベンゾトリアゾール化合物としては、極大吸収波長が360nm未満の公知のものを使用することができ、例えば、2-(2-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-(3-tert-ブチル-2-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)-5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール、2-(3,5-ジ-tert-ペンチル-2-ヒドロキシフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-メチル-6-(3,4,5,6-テトラヒドロフタルイミジルメチル)フェノール、2-(2-ヒドロキシ-5-tert-オクチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4,6-ビス(1-メチル-1-フェニルエチル)フェノール、2,2‘-メチレンビス[6-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェノール]、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-tert-ブチルフェノール等が挙げられる。
ベンゾフェノン化合物としては、極大吸収波長が360nm未満の公知のものを使用することができ、例えば、2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4‐メトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-オクチルオキシベンゾフェノン、4-ドデシルオキシ-2-ヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4,4’-ジメトキシベンゾフェノン等があげられる。
トリアジン化合物としては、極大吸収波長が360nm未満の公知のものを使用することができ、例えば、2-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-5-[2-(2-エチルヘキサノイロキシ)エトキシ]フェノール、2,4-ビス(2-ヒドロキシ-4-ブチロキシフェニル)-6-(2,4-ビス-ブチロキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-(2’-エチル)ヘキシル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン等があげられる。
なお、本発明において最大吸収波長とは、吸収スペクトルにおいて、一番大きな吸収を示す波長を意味する。
本発明に使用する(D)ラジカル重合開始剤(以下、単に「(D)成分」とする場合もある)について説明する。
本発明の光学材料用硬化性組成物は、(E)極大吸収波長が400nm以上450nm以下の範囲にある光吸収性化合物を含むことが好ましい。
本発明で使用する(E)極大吸収波長が400nm以上450nm以下の範囲にある光吸収性化合物(以下、単に「(E)成分」とする場合もある)は、青色光をより効果的にカットするため配合することが好ましく、極大吸収波長が400nmを超え450nm以下の範囲にある化合物であれば特に制限なく使用でき、市販の化合物も何ら制限なく使用できる。中でも、本発明の光学材料用硬化性組成物中に、容易に分散するためには、具体的には、ポルフィリン化合物、カロテノイド系化合物、シアニン系化合物等が挙げられる。なお、(E)成分には、上記した(B)成分、(C)成分に該当する化合物は含まない。
また、X1~X8から選ばれる互いに隣接する基は互いに結合して、置換している炭素原子と共に、置換または未置換の芳香族環を形成していてもよい。
Mは、2個の水素原子、2個の1価の金属原子、2価の金属原子、3価の置換金属原子、4価の置換金属原子、または酸化金属原子である。
X1~X8は、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~10の直鎖状のアルキル基、炭素数3~10の分岐状のアルキル基、または炭素数3~10の環状のアルキル基であることが好ましく、
R18~R21は、それぞれ、置換または未置換のアリール基であることが好ましく、
Mは、銅、マグネシウム、亜鉛、コバルト、チタン、鉄、バナジウム、酸化バナジウムであることが好ましい。
なお極大吸収波長の半値幅は、極大吸収波長における吸光度の半値となる波長A1(nm)及び波長A2(nm)を読み取り、これらの波長の差の絶対値を求めることで算出される。
本発明の光学材料用硬化性組成物には、極大吸収波長が540~650nmの範囲にある染料(以下、単に「(F)成分」とする場合もある)を含有させることができる。中でも、(F)成分は、極大吸収波長が540~620nmの範囲にあることがより好ましい。
<(F1)成分>
前記(F1)成分としては、具体的には、フタロシアニン系化合物、アントラキノン系化合物、インディゴ系化合物等が挙げられる。これら(F1)成分は、ブルーイング剤として色調を調整できる。このような(F1)成分としては、公知の市販のものが何ら制限なく使用できる。例えば、三菱化学株式会社製の染料(製品名:ダイアレジン)又は日本化薬株式会社製の染料(製品名:カヤセット)の紫及び青の染料を用いることができる。具体的には、商品名;ダイヤレジン Blue J、ダイヤレジン Violet D、ダイヤレジン VioletRR、ダイヤレジン BlueK、カヤセット Blue FR等が挙げられる。
<(F2)成分>
前記極大吸収波長が540~650nmの範囲にある染料の中でも、ブルーイング性能および防眩性能を付与する化合物も存在する((F2)成分)。この(F2)成分を配合することにより、太陽光線や自動車のヘッドライト等の眩しさと、それに関連した不快感やコントラストの不鮮明感、および視覚疲労等とを軽減できる。上記の目的で使用する(F2)成分としては、具体的にはテトラアザポルフィリン化合物や、リン酸ネオジム、炭酸ネオジム、硫酸ネオジム、酢酸ネオジム、硝酸ネオジム、酸化ネオジム等のネオジム化合物が挙げられる。
<その他の添加剤>
本発明の光学材料用硬化性組成物は、上記配合剤のほか、公知の添加剤を本発明の効果を阻害しない範囲で配合することができる。例えば、界面活性剤、離型剤、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。
<硬化体の製造方法>
本発明の光学材料用硬化性組成物は、公知の方法で製造することができ、例えば、各成分を混錬して溶解させることにより、光学材料用硬化性組成物を製造することができる。
本発明の光学材料用硬化性組成物を硬化して得られる硬化体が積層される光学基材として、プラスチックレンズ基材が挙げられるが、他の光学基材も使用可能である。前記プラスチックレンズ基材としては、特に制限されるものではなく、公知の基材を使用することができる。例えば(メタ)アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の熱可塑性樹脂レンズ;多官能(メタ)アクリル樹脂、アリル樹脂、チオウレタン樹脂、ウレタン樹脂およびチオエポキシ樹脂等の架橋性樹脂レンズ等が挙げられる。また、本発明においては、これらのプラスチックレンズ基材上に、ハードコート層等を積層したプラスチックレンズ基材にも適用可能である。
<硬化体の二次加工;他層の積層(ハードコート層)>
前記方法で製造した硬化体、および得られた硬化体が積層されたプラスチックレンズ等の光学材料は、そのまま使用することが可能であるが、さらにハードコート層で被覆して使用してもよい。このハードコート層は、無機粒子、特に、無機酸化物粒子を含むことが好ましい。さらに、このハードコート層は、無機粒子及び加水分解性基含有有機ケイ素化合物を含むハードコート組成物を硬化させて得られる層であることが好ましい。
また、前記ハードコート層を積層した光学材料には、必要に応じて、ハードコート層上にSiO2、TiO2、ZrO2等の金属酸化物の蒸着による薄膜形成、有機高分子を塗布しての薄膜による反射防止処理、帯電防止処理等の後加工を施すことも可能である。
[極大吸収波長、最大吸収波長の測定方法]
測定機器として、株式会社島津製作所製 島津分光光度計 UV-2550を使用した。測定は、測定対象物を溶媒(クロロホルム)に溶解させた溶液((B)成分および(C)成分:濃度1.0×10-4mol/L、(E)成分:濃度3.0×10-3mg/mL)を調製し、光路長10mmの石英セルを使用して行った。
[光線透過率の測定方法]
測定機器として、株式会社島津製作所製 島津分光光度計 UV-2550を使用し、光学基材(レンズ基材)と硬化体を積層した光学材料で紫外-可視光スペクトルを測定した。
[YI値の測定]
測定機器として、スガ試験機株式会社製 SMカラーメーター SM-T45を使用して測定した。光学基材と硬化体を積層した光学材料を測定試料とした。
[耐候性試験]
スガ試験機株式会社製 キセノンウェザーメーターX25を使用し、初期(ウェザーメーター使用前)と96時間使用後の435nmにおける吸光度変化を残存率(%)として評価した。光学基材と硬化体を積層した光学材料を測定試料とした。
(A)成分:ラジカル重合性単量体
(A1-1)成分
・ADE-400:ポリエチレングリコールジアクリレート(式(2)中、a=9、b=0であり、平均分子量が508)。
・14G:ポリエチレングリコールジメタクリレート(式(2)中、a=14、b=0であり、平均分子量が736)。
(A1-2)成分
・A-BPE-10:2,2-ビス[4-(アクリロイルキシポリエトキシ)フェニル]プロパン(式(3)中、c+d=10であり、平均分子量が776)。
・KT50:2,2-ビス[4-(メタクリロイルキシポリエトキシ)フェニル]プロパン(式(3)中、c+d=10であり、平均分子量が804)。
(A1-3)成分
・A-PC:ペンタメチレングリコールとヘキサメチレングリコールとのホスゲン化で得られるポリカーボネートジオール(平均分子量500)とアクリル酸のエステル化合物。
(A2-1)成分
・TMPT:トリメチロールプロパントリメタクリレート。
(A3)成分
・GMA:グリシジルメタクリレート
・TSL:γ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン
・UVA-1:6-(5-ヘプチルカルボニルオキシエチル-2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)ベンゾ[1,3]ジオキソール-5-オール
(極大吸収波長:367nm、吸光係数50(L/(g・cm))、SP値:13.0(cal/cm3)1/2)
・UVA-2:6-(5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)ベンゾ[1,3]ジオキソール-5-オール
(極大吸収波長:375nm、吸光係数60(L/(g・cm))、SP値:16.0(cal/cm3)1/2)
・UVA-10:2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン
(極大吸収波長:325nm、吸光係数35(L/(g・cm));最大吸収波長:283nm、吸光係数62(L/(g・cm))、SP値:14.5(cal/cm3)1/2)
・UVA-11:2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン
(極大吸収波長:325nm、吸光係数43(L/(g・cm));最大吸収波長:288nm、吸光係数67(L/(g・cm))、SP値:12.7(cal/cm3)1/2)
・UVA-12:2-(3-tert-ブチル-2-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)-5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール
(極大吸収波長:352nm、吸光係数50(L/(g・cm))、SP値:12.6(cal/cm3)1/2)
・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
(E)極大吸収波長が400nm以上450nm以下の範囲にある光吸収性化合物
・FDB-001:山田化学工業株式会社製 ポルフィリン化合物
極大吸収波長:420nm、吸光係数510(L/(g・cm))、半値幅18nm
・FDB-002:山田化学工業株式会社製 ポルフィリン化合物
極大吸収波長:431nm、吸光係数380(L/(g・cm))、半値幅18nm
(F)極大吸収波長が540nm以上650nm以下の範囲にある染料
(F1)成分
・Blue J:三菱化学株式会社製 「ダイヤレジンBlue J」
極大吸収波長:590nm、吸光係数35(L/(g・cm))、半値幅110nm
(F2)成分
・FDG-006:山田化学工業株式会社製 テトラアザポルフィリン化合物
極大吸収波長:584nm、吸光係数80(L/(g・cm))、半値幅25nm
・FDG-007:山田化学工業株式会社製 テトラアザポルフィリン化合物
極大吸収波長:591nm、吸光係数145(L/(g・cm))、半値幅19nm
(その他添加剤)
(レベリング剤)
・L7001:東レ・ダウコーニング株式会社製 ポリエーテル変性シリコーン
(A1-1)ADE-400 17質量部、14G 6質量部、/(A1-2)A-BPE-10 5質量部、KT50 38質量部、/(A2-1)TMPT 28質量部、/(A3)GMA 1質量部、TSL 5質量部 からなる重合性単量体混合液(I)(SP値:9.7(cal/cm3)1/2)100質量部に、(B)6-(5-ヘプチルカルボニルオキシエチル-2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)ベンゾ[1,3]ジオキソール-5-オール(UVA-1) 1.7質量部、(C)2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン(UVA-10) 2.8質量部、重合開始剤として(D)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(PI) 0.25質量部、レベリング剤としてL7001 0.1質量部を添加し、十分に混合して光学材料用硬化性組成物を製造した。表1に各配合割合をまとめた。
(F)成分として、(F1)Blue J 0.01質量部を加えた以外は実施例1と同様の方法で光学材料用硬化性組成物を得た。それ以外は実施例1と同様に光学基材と硬化体が積層されてなる光学材料を作製し、評価を行った。得られた光学材料の評価結果を表2に示した。
(E)成分として、(E)FDB-002 0.006質量部、(F)成分として、(F1)Blue J 0.028質量部を加えた以外は実施例1と同様の方法で光学材料用硬化性組成物を得た。それ以外は実施例1と同様に光学基材と硬化体が積層されてなる光学材料を作製し、評価を行った。得られた光学材料の評価結果を表2に示した。
(E)成分として、(E)FDB-002 0.006質量部、(F)成分として、(F2)FDG-007 0.085質量部を加えた以外は実施例1と同様の方法で光学材料用硬化性組成物を得た。それ以外は実施例1と同様に光学基材と硬化体が積層されてなる光学材料を作製し、評価を行った。得られた光学材料の評価結果を表2に示した。
重合性単量体混合液(I)100質量部に対し、(B)6-(5-ヘプチルカルボニルオキシエチル-2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)ベンゾ[1,3]ジオキソール-5-オール 2.8質量部、(C)2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン 2.8質量部、重合開始剤として(D)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 0.3質量部、ブルーイング剤として(F1)Blue J 0.016質量部、レベリング剤としてL7001 0.1質量部を添加し、十分に混合して光学材料用硬化性組成物を製造した。表1に各配合割合をまとめた。その後、光学基材として厚さ2.0mmのCR-39(アリル樹脂プラスチックレンズ;屈折率=1.50)を用いた以外は実施例1と同様の方法で光学基材と硬化体が積層されてなる光学材料を作製し、評価を実施した。得られた光学材料の評価結果を表2に示した。
(E)成分として、(E)FDB-002 0.006質量部を加え、(F1)Blue Jの添加量を0.035質量部に変更した以外は実施例5と同様の方法で光学材料用硬化性組成物を得た。それ以外は実施例5と同様に光学基材と硬化体が積層されてなる光学材料を作製し、評価を行った。得られた光学材料の評価結果を表2に示した。
(E)成分として、(E)FDB-002 0.006質量部を加え、(F)成分として(F1)Blue Jの代わりに(F2)FDG-007 0.085質量部を添加した以外は実施例5と同様の方法で光学材料用硬化性組成物を得た。それ以外は実施例5と同様に光学基材と硬化体が積層されてなる光学材料を作製し、評価を行った。得られた光学材料の評価結果を表2に示した。
重合性単量体混合液(I)100質量部に対し、(B)6-(5-ヘプチルカルボニルオキシエチル-2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)ベンゾ[1,3]ジオキソール-5-オール 3.3質量部、(C)2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン 2.8質量部、重合開始剤として(D)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 0.3質量部、(E)成分としてFDB-001 0.03質量部、(F2)成分としてFDG-006 0.15質量部、レベリング剤としてL7001 0.1質量部を添加し、十分に混合して光学材料用硬化性組成物を製造した。表1に各配合割合をまとめた。それ以外は実施例1と同様に光学基材と硬化体が積層されてなる光学材料を作製し、評価を行った。得られた光学材料の評価結果を表2に示した。
重合性単量体混合液(I)100質量部に対し、(B)6-(5-ヘプチルカルボニルオキシエチル-2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)ベンゾ[1,3]ジオキソール-5-オール 1.7質量部、(C)2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン 3.0質量部、重合開始剤として(D)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 0.25質量部、(E)成分としてFDB-002 0.006質量部、(F1)成分としてBlue J 0.028質量部、レベリング剤としてL7001 0.1質量部を添加し、十分に混合して光学材料用硬化性組成物を製造した。表1に各配合割合をまとめた。それ以外は実施例1と同様に光学基材と硬化体が積層されてなる光学材料を作製し、評価を行った。得られた光学材料の評価結果を表2に示した。
(A1-1)14G 44質量部、/(A1-3)A-PC 10質量部、/(A2-1)TMPT 39質量部、/(A3)GMA 1質量部、TSL 6質量部からなる重合性単量体混合液(II)(SP値:9.7(cal/cm3)1/2)100質量部に、(B)6-(5-ヘプチルカルボニルオキシエチル-2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)ベンゾ[1,3]ジオキソール-5-オール 1.7質量部、(C)2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン 2.8質量部、重合開始剤として(D)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 0.25質量部、ブルーイング剤として(F1)Blue J 0.01質量部、レベリング剤としてL7001 0.1質量部を添加し、十分に混合して光学材料用硬化性組成物を製造した。表1に各配合割合をまとめた。その後、実施例1と同様の方法で光学基材と硬化体が積層されてなる光学材料を作製し、評価を実施した。得られた光学材料の評価結果を表2に示した。
(E)成分としてFDB-002 0.006質量部を加えた以外は、実施例10と同様の方法で硬化体組成物を製造した。表1に各配合割合をまとめた。その後、実施例1と同様の方法で光学基材と硬化体が積層されてなる光学材料作製し、評価を実施した。得られた光学材料の評価結果を表2に示した。
実施例1で用いた(B)成分(UVA-1)の代わりに6-(5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)ベンゾ[1,3]ジオキソール-5-オール(UVA-2) 0.4質量部を用い、(F1)Blue J 0.01質量部を加えた以外には、実施例1と同様の方法で光学材料用硬化性組成物を得た。得られた光学材料用硬化性組成物は安定性が低く、調製してから24時間以内に(B)成分が析出した。安定性の観点から、本ベンゾトリアゾールは有用でないと判断した。しかしながら、析出が起こる前に、実施例1と同様の方法で光学基材と硬化体が積層されてなる光学材料を作製し、評価を行った。
実施例1で用いた(B)成分(UVA-1)の代わりに2-(3-tert-ブチル-2-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)-5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール(UVA-12) 1.7質量部を用い、UVA-10の量を3.0質量部とし、(F1)Blue J 0.01質量部を加えた以外には、実施例1と同様の方法で光学材料用硬化性組成物を得た。実施例1と同様の方法で光学基材と硬化体が積層されてなる光学材料を作製し、評価を行った。得られた光学材料の評価結果を表2に示した。420nmにおける光線透過率が83%となっており、青色光カット能が不十分であることが分かった。
実施例1で用いた(B)成分(UVA-1)の代わりに2-(3-tert-ブチル-2-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)-5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール(UVA-12) 5.5質量部を用い、UVA-10の量を3.0質量部とし、(F1)Blue J 0.01質量部を加えた以外には、実施例1と同様の方法で光学材料用硬化性組成物を得た。得られた光学材料用硬化性組成物は安定性が低く、調製してから24時間以内にUVA-12が析出した。安定性の観点から、本ベンゾトリアゾールは有用でないと判断した。しかしながら、析出が起こる前に、実施例1と同様の方法で光学基材と硬化体が積層されてなる光学材料を作製し、評価を行った。得られた光学材料の評価結果を表2に示した。420nmにおける光線透過率が76%となっており、極大吸収波長が360~380nmの範囲外である紫外線吸収剤を多量に添加しても、青色光カット能が不十分であることが分かった。
重合性単量体混合液(I)100質量部に対して、(B)6-(5-ヘプチルカルボニルオキシエチル-2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)ベンゾ[1,3]ジオキソール-5-オール(UVA-1) 1.7質量部、重合開始剤として(D)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 0.25質量部、(E)成分としてFDB-002 0.006質量部、(F1)成分としてBlue J 0.028質量部、レベリング剤としてL7001 0.1質量部を添加し、十分に混合して光学材料用硬化性組成物を製造した。表1に各配合割合をまとめた。その後、実施例1と同様の方法で光学基材と硬化体が積層されてなる光学材料を作製し、評価を実施した。得られた光学材料の評価結果を表2に示した。耐候性評価における96時間残存率が25%となっており、極大吸収波長が360nm未満である紫外線吸収剤を添加した条件である、実施例3(80%)や実施例9(78%)と比較して残存率が優位に低くなっていた。
重合性単量体混合液(II)100質量部に対して、(B)6-(5-ヘプチルカルボニルオキシエチル-2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)ベンゾ[1,3]ジオキソール-5-オール(UVA-1) 1.7質量部、重合開始剤として(D)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 0.25質量部、(E)成分としてFDB-002 0.006質量部、(F1)成分としてBlue J 0.028質量部、レベリング剤としてL7001 0.1質量部を添加し、十分に混合して光学材料用硬化性組成物を製造した。表1に各配合割合をまとめた。その後、実施例1と同様の方法で光学基材と硬化体が積層されてなる光学材料を作製し、評価を実施した。得られた光学材料の評価結果を表2に示した。耐候性評価における96時間残存率が21%となっており、極大吸収波長が360nm未満である紫外線吸収剤を添加した条件である、実施例11(76%)と比較して残存率が優位に低くなっていた。
また、比較例においては、(A)成分とのSP値の差が大きいUVA-2のような(B)紫外線吸収剤の場合、硬化体として紫外線や青色光のカット能を担保できる濃度を(A)成分に溶解させると、調製後すぐに紫外線吸収剤が光学材料用硬化性組成物から析出してくるため、実用性に乏しい。また、(B)成分の代わりに極大吸収波長が本発明の範囲外の紫外線吸収剤を用いると、紫外線や青色光のカット能が不十分であり、溶解性の観点からも十分な紫外線や青色光のカット能を有する硬化体を形成することは困難である。また、極大吸収波長が360nm未満である紫外線吸収剤(C)を添加しない場合、耐候性が非常に悪くなることから、紫外線や青色光のカット能の持続性が低いと考えられる。
Claims (11)
- (A)ラジカル重合性単量体 100質量部
(B)極大吸収波長が360nm以上380nm未満であり、上記ラジカル重合性単量体(A)との溶解度パラメータ(SP値)の差の絶対値が5.5(cal/cm3)1/2以下である、下記式(1)で表わされるベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤 0.1~5質量部
(C)ベンゾトリアゾール化合物、ベンゾフェノン化合物およびトリアジン化合物から選択される少なくとも一種であり、且つ極大吸収波長が360nm未満である紫外線吸収剤 1~5質量部
(D)ラジカル重合開始剤 0.05~0.5質量部
を含有してなることを特徴とする、光学材料用硬化性組成物。
(ただし、R1は水素原子、炭素数1~8のアルキル基、炭素数1~8のアルコキシ基、ヒドロキシ基、炭素数1~4の直鎖または分鎖のモノ置換アミノ基、炭素数1~4の直鎖または分鎖のジ置換アミノ基、ニトロ基、カルボキシル基、アルキル基の炭素数が1~8のアルキルオキシカルボニル基、炭素数1~8のヒドロキシアルキル基、アルキル基の炭素数が各々1~8のアルキルカルボニルオキシアルキル基、アルキル基の炭素数が1~3のカルボキシアルキル基、アルキル基の炭素数の合計が2~10のアルキルオキシカルボニルアルキル基、アリール基、アシル基、スルホ基またはシアノ基を表わす。R2はヒドロキシ基、炭素数1~8のアルコキシ基、炭素数1~8のアルキルチオ基、炭素数1~4の直鎖または分鎖のモノ置換アミノ基、炭素数1~4の直鎖または分鎖のジ置換アミノ基を表わし、R3は水素原子、ヒドロキシ基、炭素数1~8のアルキル基またはアルコキシ基、炭素数1~4の直鎖または分鎖のモノ置換アミノ基、炭素数1~4の直鎖または分鎖のジ置換アミノ基を表わし、R2とR3が架橋された環状構造であってもよい。) - 前記ラジカル重合性単量体(A)が(メタ)アクリル系重合性化合物である請求項1に記載の光学材料用硬化性組成物。
- 前記ラジカル重合開始剤(D)が光重合開始剤である請求項1または2に記載の光学材料用硬化性組成物。
- 前記紫外線吸収剤(B)と(C)の質量の和と、前記光重合開始剤の質量の比が6:1以上30:1以下である請求項3に記載の光学材料用硬化性組成物。
- (E)極大吸収波長が400nm以上450nm以下の範囲にある光吸収性化合物をさらに含む請求項1~4のいずれかに記載の光学材料用硬化性組成物。
- 前記光吸収性化合物(E)がポルフィリン化合物である請求項5に記載の光学材料用硬化性組成物。
- (F)極大吸収波長が540nm以上650nm以下の範囲にある染料をさらに含む請求項1~6のいずれかに記載の光学材料用硬化性組成物。
- 請求項1~7の何れかに記載の光学材料用硬化性組成物を硬化させてなる硬化体。
- 光学基材と請求項8記載の硬化体とが積層されてなる光学材料。
- 前記硬化体の厚さが5~70μmである請求項9に記載の光学材料。
- 波長400nmにおける光線透過率が5%以下でかつ、波長420nmにおける光線透過率が70%以下である請求項9又は10に記載の光学材料。
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