JPH03234788A - Photochromic material - Google Patents
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Landscapes
- Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、耐光性および耐久性に優れたフォトクロミッ
ク性材料に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a photochromic material with excellent light resistance and durability.
[従来の技術]
近年、紫外線照射の有無によって可逆的に色調の変化を
示すフォトクロミック物質の利用が調光材料、記録材料
等の分野において注目され始め、特にその色調変化の程
度が大きいこと、各種の樹脂を始めとする諸材料に対す
る適用性が良好なことから有用視されている。しかし、
樹脂などに含有させた場合、フォトクロミック化合物の
みがブリードアウトするため繰り返し耐性が低い、各種
製品として適用された場合、製品として要求される硬度
、耐久性などを充分満足していない等の問題点を有して
いるため、広範囲に実用化されるに至っていない。[Prior Art] In recent years, the use of photochromic substances that reversibly change color tone depending on the presence or absence of ultraviolet irradiation has begun to attract attention in the fields of light control materials, recording materials, etc. It is considered useful because of its good applicability to various materials including resins. but,
When incorporated into resins, etc., only the photochromic compound bleeds out, resulting in low repetition resistance.When applied to various products, problems such as not fully satisfying the hardness, durability, etc. required for the product may occur. Because of this, it has not been put into widespread practical use.
そこで、これまでに検討されている技術とじては、水酸
基を含有させたフォトクロミック化合物をエポキシ樹脂
またはウレタン樹脂と反応硬化させる方法が特開昭63
−51492号公報に開示されている。しかしながら、
この技術においては、フォトクロミック化合物の溶解性
が悪く、また、得られたフォトクロミック性被膜の硬度
および耐光性などが劣るという問題があった。Therefore, among the technologies that have been studied so far, there is a method in which a photochromic compound containing a hydroxyl group is reacted and cured with an epoxy resin or a urethane resin.
It is disclosed in Japanese Patent No.-51492. however,
This technique has problems in that the photochromic compound has poor solubility and the resulting photochromic coating has poor hardness and light resistance.
また、ポリマーをアルキルエーテル化メチロールメラミ
ンで反応硬化させる技術については、これまでに種々の
ものが報告されている。例えば、アクリルポリマーをア
ルキルエーテル化メチロールメラミンで硬化した被膜は
、公知の方法により任意の色調に染色することは可能で
あるが、紫外線の照射によりその色調が変化するといっ
た、いわゆるフォトクロミック性能を有する化合物につ
いて検討された例はない。Furthermore, various techniques have been reported to date for reaction-curing polymers with alkyl etherified methylolmelamine. For example, a film made by curing an acrylic polymer with alkyl etherified methylol melamine can be dyed to any desired color tone using known methods, but it is possible to dye a film made of an acrylic polymer cured with alkyl etherified methylol melamine to any desired color tone. There are no examples of this being considered.
[発明が解決しようとする課題]
本発明は、かかる従来技術の欠点を解消しようとするも
のであり、フォトクロミック化合物がブリードアウトす
るといった問題がなく、かつ、硬度および耐光性に優れ
たフォトクロミック性材料を提供することを目的とする
。[Problems to be Solved by the Invention] The present invention aims to eliminate the drawbacks of the prior art, and provides a photochromic material that does not have the problem of photochromic compound bleed out and has excellent hardness and light resistance. The purpose is to provide
[課題を解決するための手段]
本発明は、上記目的を達成するために下記の構成を有す
る。[Means for Solving the Problems] The present invention has the following configuration to achieve the above object.
「重合性成分として、少なくとも下記一般式[I]で示
される化合物を含む重合体を、アルキルエーテル化メチ
ロールメラミンにより硬化させてなることを特徴とする
フォトクロミック性材料。``A photochromic material characterized by curing a polymer containing at least a compound represented by the following general formula [I] as a polymerizable component with alkyl etherified methylolmelamine.
(式中α環は、ピロリジン環、ピロール環、ピペリジン
環、テトラヒドロピリジン環、ジヒドロピリジン環、イ
ンドリン環、ベンズインドリン環、テトラヒドロキノリ
ン環、アクリジン環、ベンゾオキサゾリン環およびベン
ゾチアゾリン環から選ばれる一種であり、かつα環中の
窒素原子はY、nR2または有機基Rと結合したもので
ある。ここで、Rは炭素数1〜20のアルキル基、炭素
数2〜20のアルケニル基、炭素数7〜20のアラルキ
ル基、炭素数6〜19のアリール基から選ばれる置換基
を表す。(In the formula, the α ring is a type selected from a pyrrolidine ring, a pyrrole ring, a piperidine ring, a tetrahydropyridine ring, a dihydropyridine ring, an indoline ring, a benzindoline ring, a tetrahydroquinoline ring, an acridine ring, a benzoxazoline ring, and a benzothiazoline ring. , and the nitrogen atom in the α ring is bonded to Y, nR2 or an organic group R. Here, R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, or an alkenyl group having 7 to 20 carbon atoms. represents a substituent selected from 20 aralkyl groups and aryl groups having 6 to 19 carbon atoms.
β環は、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、
フェナンスレン環、キノリン環、ジベンゾフラン環、ジ
ベンゾチオフェン環、カルバゾール環およびベンゾナフ
トチオフェン環から選ばれる1種である。The β ring is a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring,
One type selected from a phenanthrene ring, a quinoline ring, a dibenzofuran ring, a dibenzothiophene ring, a carbazole ring, and a benzonaphthothiophene ring.
R1は水素、炭素数O〜20のアミノ基、炭素数1〜2
0のアルコキシ基、炭素数7〜20のアラルコキシ基、
炭素数6〜14のアリーロキシ基、炭素数2〜20のア
シルオキシ基、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数7
〜20のアラルキル基および炭素数6〜20のアリール
基から選ばれる置換基を表す。R1 is hydrogen, an amino group having 0 to 20 carbon atoms, and 1 to 2 carbon atoms.
0 alkoxy group, aralkoxy group having 7 to 20 carbon atoms,
Aryloxy group having 6 to 14 carbon atoms, acyloxy group having 2 to 20 carbon atoms, alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, 7 carbon atoms
represents a substituent selected from an aralkyl group having ~20 carbon atoms and an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
R2は、ラジカル重合性官能基を表す。R2 represents a radically polymerizable functional group.
nは1以上の整数である。n is an integer of 1 or more.
Yは炭素数1〜20の有機基を表す。Y represents an organic group having 1 to 20 carbon atoms.
mは、0または1を表す。ただし、Y、、R2がα環中
の窒素原子と結合している場合は、mは1を表す。」
本発明のフォトクロミック性材料を構成する重合体(以
下、この重合体をフォトクロミック重合体と言う)は、
前記一般式[I]で示される化合物(以下、この化合物
をフォトクロミック化合物と言う)を重合性成分として
少なくとも含有する。m represents 0 or 1. However, when Y, R2 is bonded to the nitrogen atom in the α ring, m represents 1. ” The polymer constituting the photochromic material of the present invention (hereinafter, this polymer is referred to as a photochromic polymer) is:
It contains at least a compound represented by the general formula [I] (hereinafter, this compound is referred to as a photochromic compound) as a polymerizable component.
一般式(I)においてα環は、ピロリジン環、ピロール
環、ピペリジン環、テトラヒドロピリジン環、ジヒドロ
ピリジン環、インドリン環、ベンズインドリン環、テト
ラヒドロキノリン環、アクリジン環、ベンゾオキサゾリ
ン環およびベンゾチアゾリン環から選ばれる一種である
。In general formula (I), the α ring is selected from a pyrrolidine ring, a pyrrole ring, a piperidine ring, a tetrahydropyridine ring, a dihydropyridine ring, an indoline ring, a benzindoline ring, a tetrahydroquinoline ring, an acridine ring, a benzoxazoline ring, and a benzothiazoline ring. It is one of a kind.
このα環に含まれる窒素原子は、Y、、R2または有機
基Rと結合して存在するものであり、で表される。The nitrogen atom contained in this α ring is present in bond with Y, R2 or an organic group R, and is represented by:
ここで、置換基Rの具体例としては、メチル基、エチル
基、オクタデシル基などの炭素数1〜20の鎖状アルキ
ル基、tert−ブチル基、2−メチルペンチル基など
の炭素数3〜20の分枝状アルキル基、シクロヘキシル
基、ノルボルニル基、アダマンチル基などの炭素数3〜
10のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基、ヘキセ
ニル基、1.3−ブタジェニル基、イソプロペニル基な
どの炭素数2〜20のアルケニル基、ベンジル基、フェ
ネチル基、(2−ナフチル)メチル基などの炭素数7〜
20のアラルキル基、フェニル基、2−ナフチル基など
の炭素数6〜19のアリール基を表す。Here, specific examples of the substituent R include a chain alkyl group having 1 to 20 carbon atoms such as a methyl group, ethyl group, and octadecyl group, and a chain alkyl group having 3 to 20 carbon atoms such as a tert-butyl group and a 2-methylpentyl group. Branched alkyl groups, cyclohexyl groups, norbornyl groups, adamantyl groups, etc. with 3 or more carbon atoms
10 cycloalkyl groups, alkenyl groups having 2 to 20 carbon atoms such as vinyl groups, allyl groups, hexenyl groups, 1,3-butadienyl groups, isopropenyl groups, benzyl groups, phenethyl groups, (2-naphthyl)methyl groups, etc. carbon number 7~
20 represents an aryl group having 6 to 19 carbon atoms, such as an aralkyl group, a phenyl group, or a 2-naphthyl group.
Rは置換されていてもよく、そのような場合、置換基の
具体例としては、ヒドロキシ基;アミノ基、ジベンジル
アミノ基等のアミノ基;メトキシ基、エトキシ基、プロ
ポキシ基等のアルコキシ基;ベンゾイルオキシ基等のア
シルオキシ基;メチル基、エチル基、トリフルオロメチ
ル基、ブチル基などのアルキル基;ベンジル基、4−(
2,3−エポキシプロピル)フェネチル基等のアラルキ
ル基;フェニル基等のアリール基;フロロ基、クロロ基
等のハロゲン基;シアノ基;カルボキシ基;ニトロ基;
アセチル基等のアシル基;エトキシカルボニル基、34
−エポキシブチルオキシカルボニル基等のアルコキシカ
ルボニル基;カルバモイル基、N−フェニルカルバモイ
ル基等のカルバモイル基、(N−(アセトキシ)プロピ
ルカルバモイル)オキシ基等のカルバモイルオキシ基;
スルホン酸、その金属塩(例えばナトリウム、リチウム
塩など)等のスルホン酸基が挙げられる。R may be substituted, and in such a case, specific examples of the substituent include a hydroxy group; an amino group such as an amino group and a dibenzylamino group; an alkoxy group such as a methoxy group, an ethoxy group, and a propoxy group; Acyloxy groups such as benzoyloxy; alkyl groups such as methyl, ethyl, trifluoromethyl, butyl; benzyl, 4-(
Aralkyl groups such as 2,3-epoxypropyl) phenethyl groups; Aryl groups such as phenyl groups; Halogen groups such as fluoro and chloro groups; Cyano groups; Carboxy groups; Nitro groups;
Acyl group such as acetyl group; ethoxycarbonyl group, 34
-Alkoxycarbonyl groups such as epoxybutyloxycarbonyl groups; carbamoyl groups, carbamoyl groups such as N-phenylcarbamoyl groups, carbamoyloxy groups such as (N-(acetoxy)propylcarbamoyl)oxy groups;
Examples include sulfonic acid groups such as sulfonic acid and its metal salts (eg, sodium, lithium salts, etc.).
α環の窒素原子に結合し得る他のもうひとつの置換基で
あるY、、R2のYは炭素数1〜20の有機基であるが
、その具体例としては、メチレン基、−(−CH2CH
20辷T1−(−CH2CFI−0−+−T(aは自然
数を示す)などのアルキレンオキシ基、フェニレン基、
ナフチレン基などのアリーレン基、などが挙げられる。Y in R2, which is another substituent that can be bonded to the nitrogen atom of the α ring, is an organic group having 1 to 20 carbon atoms, and specific examples include a methylene group, -(-CH2CH
Alkyleneoxy groups such as 20 x T1-(-CH2CFI-0-+-T (a represents a natural number), phenylene groups,
Examples include arylene groups such as naphthylene groups.
ここで、Yで表される置換基/
結合で存在するものである。また、mは1でなければな
らない。さらに、R2はラジカル重合性官能基であるが
、その具体例としては、アクリロキシ基、メタクリロキ
シ基、メタクリルアミド基、p−ビニルベンゾイロキシ
基、m−ビニルベンジル基、(2−(メタ)アクリロキ
シアルキル)アミノ基、N−(2−(メタ)アクリロキ
シ)アルキルカルバモイル基、(N−(:3− (メタ
)アクリロキシ)アルキルカルバモイル)オキシ基など
が挙げられる。Here, the substituents/bonds represented by Y are present. Also, m must be 1. Furthermore, R2 is a radical polymerizable functional group, and specific examples thereof include acryloxy group, methacryloxy group, methacrylamide group, p-vinylbenzoyloxy group, m-vinylbenzyl group, (2-(meth)acryloxy group, loxyalkyl)amino group, N-(2-(meth)acryloxy)alkylcarbamoyl group, (N-(:3-(meth)acryloxy)alkylcarbamoyl)oxy group, and the like.
以上のY、、R2基は、α環中の窒素原子以外、および
β環中の各原子上、また、R1中などにも置換が可能で
あり、その場合にはmはOであっても1であってもよい
。また、Y□R2の一般式(I)中に含まれる官能基数
であるnは1以上の整数であるが、nが2以上の場合に
は、そのY、、。The above Y, R2 groups can be substituted on atoms other than the nitrogen atom in the α ring, on each atom in the β ring, or in R1, etc. In that case, even if m is O It may be 1. Further, n, which is the number of functional groups contained in the general formula (I) of Y□R2, is an integer of 1 or more, but when n is 2 or more, the Y, .
R2はそれぞれ同種であっても、異種であっても何ら問
題はない。There is no problem whether R2 is of the same type or different types.
一方、α環と同様に一般式(I)に含まれるところのβ
環はベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェ
ナンスレン環、キノリン環、ジベンゾフラン環、ジベン
ゾチオフエフン環、カルバゾール環およ、びベンゾナフ
トチオフェン環から選ばれて成るものである。On the other hand, β included in general formula (I) like the α ring
The ring is selected from a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a phenanthrene ring, a quinoline ring, a dibenzofuran ring, a dibenzothiophene ring, a carbazole ring, and a benzonaphthothiophene ring.
α環およびβ環中には各種の置換基導入が可能であり、
置換基の導入により、フォトクロミック特性のひとつで
ある発消色速度のコントロール、さらには発色色調のコ
ントロールなどを行うこともできる。導入可能で好まし
く適用される置換基の具体例としては、炭素数1〜20
のアルキル基、炭素数7〜20のアラルキル基および炭
素数6〜19のアリール基、さらにはα環中の3−位の
炭素を含めて炭素数3〜10のシクロアルキル基あるい
はヒドロキシ基、アミノ基、炭素数1〜20の有機置換
アミノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数7〜
20のアラルコキシ基、炭素数6〜19のアリーロキシ
基、炭素数2〜20のアシルオキシ基、ハロゲン基、シ
アノ基、カルボキシ基、ニトロ基、炭素数2〜20のア
シル基、炭素数2〜20のアルコキシカルボニル基、カ
ルバモイル基、カルバモイルオキシ基、およびスルホン
酸基から選ばれる置換基を挙げることができる。Various substituents can be introduced into the α ring and β ring,
By introducing a substituent, it is possible to control the speed of color development and fading, which is one of the photochromic properties, and further control the color tone of color development. Specific examples of substituents that can be introduced and are preferably applied include those having 1 to 20 carbon atoms;
an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 19 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms including the 3-carbon in the α ring, a hydroxy group, an amino group, organic substituted amino group having 1 to 20 carbon atoms, alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, 7 to 20 carbon atoms
20 aralkoxy group, aryloxy group having 6 to 19 carbon atoms, acyloxy group having 2 to 20 carbon atoms, halogen group, cyano group, carboxy group, nitro group, acyl group having 2 to 20 carbon atoms, acyl group having 2 to 20 carbon atoms Substituents selected from alkoxycarbonyl groups, carbamoyl groups, carbamoyloxy groups, and sulfonic acid groups can be mentioned.
また、β環中にベテロ原子を含むものは、その発色種を
短波長化させたり、吸収極大波長を複数個含ませるため
の手段として、とくに有効である。Furthermore, those containing a beta atom in the β ring are particularly effective as a means for shortening the wavelength of the coloring species or for including a plurality of absorption maximum wavelengths.
中でも窒素原子を含んだカルバゾール環や、酸素原子を
含んだジベンゾフラン環は合成が比較的様易であり、か
つ前記特性が顕著に発現されるという観点から好ましく
用いられる。Among them, a carbazole ring containing a nitrogen atom and a dibenzofuran ring containing an oxygen atom are preferably used from the viewpoint that they are relatively easy to synthesize and the above-mentioned properties are significantly exhibited.
以上の本発明フォトクロミック化合物は、特開昭63−
93788号公報、特開昭63−199279号公報、
特開昭63−250380号公報などにて開示されてお
り、当然、これらも本発明で使用可能なフォトクロミッ
ク化合物である。The photochromic compound of the present invention described above is
No. 93788, Japanese Patent Application Laid-open No. 199279/1983,
These are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-250380 and the like, and naturally these are also photochromic compounds that can be used in the present invention.
これらのフォトクロミック化合物は1種のみならず、2
種以上を併用して発色種の吸収波長をブロード化、混合
色化、さらには見掛けの耐久性向上などを行うことが可
能である。These photochromic compounds include not only one type but also two types.
By using more than one species in combination, it is possible to broaden the absorption wavelength of the coloring species, create mixed colors, and further improve the apparent durability.
本発明のフォトクロミック重合体としては、以上の本発
明フォトクロミック化合物のみからなる重合体を用いて
もよいが、他の共重合可能なモノマー成分との共重合体
を用いてもよい。共重合体を用いる場合、フォトクロミ
ック化合物が共重合体中に含有される割合は、該共重合
体使用における目的とする機能によって異なるが、十分
な発色濃度と経済性を考慮して決められるものであり、
−船釣には、共重合体中、0. 2重量%以上、60重
量%以下の割合で含有されることが好ましい。As the photochromic polymer of the present invention, a polymer consisting only of the above photochromic compound of the present invention may be used, but a copolymer with other copolymerizable monomer components may also be used. When using a copolymer, the proportion of the photochromic compound contained in the copolymer varies depending on the intended function of the use of the copolymer, but should be determined by taking into consideration sufficient color density and economic efficiency. can be,
- For boat fishing, 0. It is preferably contained in a proportion of 2% by weight or more and 60% by weight or less.
この含有割合が0.2重量%未満では、発色時に充分な
濃度が得られにくい。また、60重量%を越えると得ら
れた硬化物の価格が高(なる。If this content is less than 0.2% by weight, it is difficult to obtain a sufficient concentration during color development. Moreover, if it exceeds 60% by weight, the price of the obtained cured product becomes high.
かかる本発明フォトクロミック化合物とともに、共重合
体を形成する重合性モノマーとしては、共重合可能なも
のであればいかなるものでも用いることができるが、重
合度コントロール、モノマー選択が容易であること、さ
らにはポリマー中に任意の状態で導入が可能であること
などから、特にラジカル重合性官能基を有するモノマー
を用いることが好ましい。Any polymerizable monomer can be used to form a copolymer with the photochromic compound of the present invention as long as it is copolymerizable, but it is important that the degree of polymerization is easy to control and monomer selection is easy. It is particularly preferable to use a monomer having a radically polymerizable functional group because it can be introduced into the polymer in any desired state.
ラジカル重合性官能基を有するモノマーとしては、本発
明のフォトクロミック性材料は、上記のフォトクロミッ
ク重合体を、アルキルエーテル化メチロールメラミンに
より硬化させることによって得られることから、かかる
硬化反応に有効な重合体を形成し得る官能基を有するモ
ノマーを好ましい例として挙げることができる。そのよ
うな官能基を有するモノマーとしては、■水゛酸基含有
側鎖を有する化合物、■カルボキシル基を有する化合物
などが挙げられる。As the monomer having a radically polymerizable functional group, since the photochromic material of the present invention is obtained by curing the above-mentioned photochromic polymer with alkyl etherified methylolmelamine, a polymer effective for such a curing reaction may be used. Preferred examples include monomers having functional groups that can be formed. Examples of monomers having such functional groups include (1) compounds having a hydroxyl group-containing side chain, and (2) compounds having a carboxyl group.
これらの官能基はフォトクロミック化合物に含まれてい
ても良いが、フォトクロミック特性のコントロール、化
合物の合成の容易さなどの観点から、その他の共重合モ
ノマー中に含有せしめることが好ましい。These functional groups may be included in the photochromic compound, but from the viewpoint of controlling the photochromic properties and ease of synthesizing the compound, it is preferable to include them in other copolymerizable monomers.
このようなモノマーの具体例として、前記■の化合物と
しては、アリルアルコール、N−ヒドロキシメチルアク
リルアミド、N−ヒドロキシメチルメタクリルアミド、
N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド、N、N
−ジヒドロキシメチルアクリルアミド、N、N−ジ(2
−ヒドロキシエチル)メタクリルアミド、2−ヒドロキ
シエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリ
レート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒ
ドロキシプロピルメタアクリレート、1゜4−ブチレン
グリコールモノアクリレート、1゜4−ブチレングリコ
ールモノメタクリレート、グリセロールモノメタクリレ
ート、ヒドロキシアリルメタクリレート、ヒドロキシメ
チルアミノメチルアクリレート、ヒドロキシメチルアミ
ノメチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアミノ
メチルアクリレート、2−(2−−ヒドロキシエチルア
ミノ)エチルメタクリレート、N、N−ジ(ヒドロキシ
メチル)アミノメチルアクリレート、N、N−ジ(ヒド
ロキシメチル)アミノメチルメタアクリレート、N、N
−ジ(ヒドロキシエチル)アミノメチルアクリレートな
どが挙げられる。Specific examples of such monomers include allyl alcohol, N-hydroxymethylacrylamide, N-hydroxymethylmethacrylamide,
N-(2-hydroxyethyl)acrylamide, N,N
-dihydroxymethylacrylamide, N,N-di(2
-hydroxyethyl) methacrylamide, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 1゜4-butylene glycol monoacrylate, 1゜4-butylene glycol monomethacrylate, Glycerol monomethacrylate, hydroxyallyl methacrylate, hydroxymethylaminomethyl acrylate, hydroxymethylaminomethyl methacrylate, 2-hydroxyethylaminomethyl acrylate, 2-(2-hydroxyethylamino)ethyl methacrylate, N,N-di(hydroxymethyl) Aminomethyl acrylate, N,N-di(hydroxymethyl)aminomethyl methacrylate, N,N
-di(hydroxyethyl)aminomethyl acrylate and the like.
また、■の化合物の具体例としては、アクリル酸、メタ
クリル酸、クロトン酸、ビニル酢酸、マレイン酸、イタ
コン酸などが挙げられる。Specific examples of the compound (2) include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, vinyl acetic acid, maleic acid, and itaconic acid.
また、その他のラジカル重合性官能基を有するモノマー
としては、耐候性、造膜性、硬度、発消色性などをコン
トロールする目的から各種の共重合可能なモノマーを挙
げることができる。例えば、■アミノ基含有側鎖を有す
る化合物、■ヒンダードアミノ基を有する化合物などを
挙げることができる。Further, as other monomers having a radically polymerizable functional group, various copolymerizable monomers can be mentioned for the purpose of controlling weather resistance, film-forming properties, hardness, coloring and fading properties, etc. Examples include (1) a compound having an amino group-containing side chain, and (2) a compound having a hindered amino group.
■の化合物の具体例としては、アクリルアミド、メタク
リルアミド、クロトンアミド、N−メチルアクリルアミ
ド、N−メチルメタクリルアミド、N−エチルアクリル
アミド、N−エチルメタクリルアミド、N−プロピルア
クリルアミド、N−プロピルメタクリルアミド、N、N
−ジメチルアクリルアミド、N、N−ジメチルメタクリ
ルアミド、N、N−ジエチルアクリルアミド、N、N−
ジエチルメタクリルアミド、N、N−ジプロピルアクリ
ルアミド、N、N−ジプロピルメタクリルアミド、N−
ブトキシメチルアクリルアミド、N−1so−ブトキシ
メチルメタクリルアミド、2−(N−メチルアミノ)エ
チルアクリレート、2−(N−メチルアミノ)エチルメ
タアクリレ−I’、2− (N、N−ジメチルアミノ)
エチルアクリレート、2− (N、N−ジエチルアミノ
)エチルアクリレート、2−(N、N−ジエチルアミノ
)エチルアクリレート、1−)N、N−ジエチルアミノ
)エチルメタクリレート、3−(N、N−ジエチルアミ
ノ)プロピルアクリレート、3− (N。Specific examples of the compound (2) include acrylamide, methacrylamide, crotonamide, N-methylacrylamide, N-methylmethacrylamide, N-ethylacrylamide, N-ethylmethacrylamide, N-propylacrylamide, N-propylmethacrylamide, N, N
-dimethylacrylamide, N,N-dimethylmethacrylamide, N,N-diethylacrylamide, N,N-
Diethylmethacrylamide, N,N-dipropylacrylamide, N,N-dipropylmethacrylamide, N-
Butoxymethylacrylamide, N-1so-butoxymethylmethacrylamide, 2-(N-methylamino)ethyl acrylate, 2-(N-methylamino)ethylmethacryle-I', 2- (N,N-dimethylamino)
Ethyl acrylate, 2-(N,N-diethylamino)ethyl acrylate, 2-(N,N-diethylamino)ethyl acrylate, 1-)N,N-diethylamino)ethyl methacrylate, 3-(N,N-diethylamino)propyl acrylate ,3-(N.
N−ジエチルアミノ)プロピルメタクリレートなどのモ
ノマーが挙げられる。Examples include monomers such as N-diethylamino)propyl methacrylate.
さらに前記■の化合物の具体例としては、2,2゜6.
6−テトラメチル−4−ピペリジニルアクリレート、2
、2.6.6−テトラメチル−4−ピペリジニルメタア
クリレート、I、 2.2.6.6−ベンタメチルー4
−ピペリジニル−アクリレート、l、 2.2.6.6
−ペンタメチル−4ピペリジニル−メタアクリレートな
どのモノマーが挙げられる。Furthermore, specific examples of the compound (2) include 2,2°6.
6-tetramethyl-4-piperidinyl acrylate, 2
, 2.6.6-tetramethyl-4-piperidinyl methacrylate, I, 2.2.6.6-bentamethyl-4
-piperidinyl-acrylate, l, 2.2.6.6
Monomers such as -pentamethyl-4piperidinyl-methacrylate can be mentioned.
さらに、以上のラジカル重合性官能基を有するモノマー
の他に、重合性官能基として、アクリル基、メタクリル
基、スチリル基、ビニル基などを有するモノマーなども
好適に用いることができる。Furthermore, in addition to the above monomers having radically polymerizable functional groups, monomers having acrylic groups, methacryl groups, styryl groups, vinyl groups, etc. as polymerizable functional groups can also be suitably used.
具体例としては、スチレン、スチレン誘導体、ジビニル
ベンゼン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル
、エチレングリコールジメタクリレート、アクリロニト
リル、メタクリレートリル、メチルビニルケトン、ブタ
ジェン、無水マレイン酸、塩化ビニリデン等が挙げられ
、また高いガラス転移点を付与する点で好ましいモノマ
としてはビニルカルバゾール、N−置換マレイミド、α
メチルスチレン等が挙げられる。Specific examples include styrene, styrene derivatives, divinylbenzene, acrylic esters, methacrylic esters, ethylene glycol dimethacrylate, acrylonitrile, methacrylatrile, methyl vinyl ketone, butadiene, maleic anhydride, vinylidene chloride, etc. Preferred monomers for imparting a glass transition point include vinylcarbazole, N-substituted maleimide, α
Examples include methylstyrene.
なお、以上の重合性化合物は、単独で用いることも、2
種以上を併用して用いることもできる。In addition, the above polymerizable compounds can be used alone or in combination with
It is also possible to use more than one species in combination.
共重合については、各種のラジカル開始剤、例えば、ベ
ンゾイルパーオキシドなどのパーオキシド類、アゾビス
イソブチロニトリルなどのアゾ系化合物を用いて行うこ
とが可能である。さらには、紫外線や電子線などの活性
光線にて重合させることもできる。特に、重合中におけ
る分解を防止するという点からはアゾ系開始剤が好まし
く適用される。Copolymerization can be carried out using various radical initiators, for example, peroxides such as benzoyl peroxide, and azo compounds such as azobisisobutyronitrile. Furthermore, polymerization can also be carried out using actinic light such as ultraviolet rays or electron beams. In particular, azo initiators are preferably used from the viewpoint of preventing decomposition during polymerization.
本発明においては、以上のフォトクロミック化合物を含
有する重合体をアルキルエーテル化メチロールメラミン
で架橋硬化させるが、かかるアルキルエーテル化メチロ
ールメラミンとしては、モノメチロールメラミンからヘ
キサメチロールメラミンまでとくに限定されることなく
、また、アルキルエーテル化のためのアルキル基として
は、特に限定されるものではないが、中でも炭素数1〜
4のアルキル基を用いることが好ましい。具体例として
は、ヘキサスメトキシメチルメラミン、ヘキサメチロー
ルメラミンペンタメチルエーテル、ヘキサメチロールメ
ラミンテトラメチルエーテル、テトラメチロールメラミ
ントリメチルエーテル、ヘキサキスブトキシメチルメラ
ミン、テトラメチロールメラミントリブチルエーテル等
が挙げられる。これらアルキルエーテル化メチロールメ
ラミンは単独もしくは2種以上併用してもよい。また、
その使用量は、一般に前記フォトクロミック重合体10
重量部あたり5〜40重量部、より好ましくは10〜3
0重量部の割合で使用される。In the present invention, a polymer containing the above photochromic compound is crosslinked and cured with an alkyl etherified methylol melamine, but the alkyl etherified methylol melamine is not particularly limited, and may range from monomethylol melamine to hexamethylol melamine. In addition, the alkyl group for alkyl etherification is not particularly limited, but among them, the alkyl group has 1 to 1 carbon atoms.
Preferably, the alkyl group of No. 4 is used. Specific examples include hexamethoxymethyl melamine, hexamethylol melamine pentamethyl ether, hexamethylol melamine tetramethyl ether, tetramethylol melamine trimethyl ether, hexakis butoxymethyl melamine, tetramethylol melamine butyl ether, and the like. These alkyl etherified methylol melamines may be used alone or in combination of two or more. Also,
The amount used is generally 10% of the photochromic polymer.
5 to 40 parts by weight, more preferably 10 to 3 parts by weight
It is used in a proportion of 0 parts by weight.
また、フォトクロミック化合物とアルキルエーテル化メ
チロールメラミンとの硬化反応においては、架橋反応を
促進させる目的から、例えば、塩酸、塩化アンモニウム
、硝酸アンモニウム、チオシアン酸アンモニウムなどを
適宜使用することが可能である。In addition, in the curing reaction between the photochromic compound and the alkyl etherified methylol melamine, for example, hydrochloric acid, ammonium chloride, ammonium nitrate, ammonium thiocyanate, etc. can be used as appropriate for the purpose of promoting the crosslinking reaction.
さらに、硬化反応は通常加熱によって達成され得るが、
その温度1反応時間としては、通常50℃以上、より好
ましくは100℃以上で、10〜400分間反応硬化さ
せることが好ましい。Furthermore, although the curing reaction can usually be achieved by heating,
As for the temperature and reaction time, it is preferable to carry out reaction curing for 10 to 400 minutes at usually 50°C or higher, more preferably 100°C or higher.
本発明フォトクロミック性材料の使用形態としては、種
々の使用形態が可能であるが、とくに使用範囲が広く、
容易に使用できるという点から、被塗布物の表面に塗布
して使用することが好ましい。The photochromic material of the present invention can be used in various ways, but the range of use is particularly wide.
From the viewpoint of ease of use, it is preferable to use it by applying it to the surface of the object to be coated.
被塗布物への塗布、いわゆるコーティング剤として用い
る場合には、架橋にはあずからないが、コーティング組
成物の表面平滑剤として各種の界面活性剤を添加するこ
とが好ましい。また、フォトクロミック特性、例えば、
発色濃度の向上などを目的に各種の増感剤や紫外線吸収
剤の添加なども好ましく用いられる。When applied to an object to be coated, ie, used as a so-called coating agent, it is preferable to add various surfactants as surface smoothing agents to the coating composition, although they do not participate in crosslinking. Also, photochromic properties, e.g.
Addition of various sensitizers and ultraviolet absorbers is also preferably used for the purpose of improving color density.
また、コーティング組成物として適用する際に使用され
る溶剤としては、各種の有機溶剤が使用可能であり、具
体的には各種アルコール、ケトン類、エーテル類、エス
テル類、芳香族(ハロゲン化)炭化水素類、脂肪族(ハ
ロゲン化)炭化水素類、セロソルブ類、各種ホルムアミ
ド類、スルホキシド類などマトリックス樹脂と他成分を
溶解させるものであればとくに限定されるものではない
。In addition, various organic solvents can be used as the solvent when applied as a coating composition, specifically various alcohols, ketones, ethers, esters, aromatic (halogenated) carbonized It is not particularly limited as long as it can dissolve the matrix resin and other components, such as hydrogens, aliphatic (halogenated) hydrocarbons, cellosolves, various formamides, and sulfoxides.
本発明によって得られるフォトクロミック性材料は、そ
の発色濃度などの点から0.5μm〜50μmの厚さを
有することが好ましい。耐候性の観点からは、5.0μ
m以上であることが特に好適である。また、被塗布基材
としては、無機ガラス、布帛、木材、紙、金属、プラス
チック、セラミックスなど、各種のものが使用可能であ
る。また、被塗布基材の形状としては、フィルム、シー
ト、成型品など、とくに限定されるもさのではない。塗
布方法としては、従来のコーティング業界で行われてい
る方法、例えば、浸漬塗装、スピン塗装、フローコート
、ロールコート、カーテンフローコート、バーコード、
刷毛塗り方法など、さらには、スクリーン印刷法などの
方法も適用可能である。The photochromic material obtained by the present invention preferably has a thickness of 0.5 μm to 50 μm from the viewpoint of color density and the like. From the viewpoint of weather resistance, 5.0μ
It is particularly preferable that it is at least m. Moreover, various materials such as inorganic glass, fabric, wood, paper, metal, plastic, and ceramics can be used as the base material to be coated. Further, the shape of the substrate to be coated is not particularly limited, and may be a film, sheet, molded product, or the like. Application methods include conventional coating methods used in the coating industry, such as dip coating, spin coating, flow coating, roll coating, curtain flow coating, barcoding,
Methods such as brush coating and screen printing are also applicable.
一方、前述の成分以外により一段と耐光性を高めるため
、さらには耐熱性、酸化防止性を向上せしめる目的から
、酸化防止剤、−重積酸素クエンチャーなどの添加を行
って、さらに実用性能を高めることも可能である。On the other hand, in order to further increase light resistance with ingredients other than those mentioned above, and further to improve heat resistance and antioxidant properties, antioxidants, stacked oxygen quenchers, etc. are added to further improve practical performance. It is also possible.
本発明におけるフォトクロミック性材料の実用性をさら
に改良する目的から、該材料上にハードコート性を有す
る被覆を設けて物品の傷つきにくさを改良することも好
ましい。For the purpose of further improving the practicality of the photochromic material in the present invention, it is also preferable to provide a coating having hard coat properties on the material to improve the scratch resistance of the article.
本発明における好ましい実施態様としては、レンズなど
に本発明フォトクロミック性材料を被膜として被覆させ
たフォトクロミック成型品が挙げられる。さらには、本
発明フォトクロミック性材料を無機ガラス板などでサン
ドイッチ状に積層したものも好ましいものである。A preferred embodiment of the present invention includes a photochromic molded product in which a lens or the like is coated with the photochromic material of the present invention as a film. Furthermore, it is also preferable to laminate the photochromic material of the present invention in a sandwich-like manner using inorganic glass plates or the like.
本発明のフォトクロミック性材料は、サングラスや矯正
用レンズなどの光学物品、自動車用、家庭用、オフィス
用などの窓ガラスなど、とくに太陽光にかかわる光調節
を必要とする目的に好ましく利用されるものである。The photochromic material of the present invention is preferably used in optical articles such as sunglasses and corrective lenses, and window glass for automobiles, homes, offices, etc., and in particular for purposes that require light regulation related to sunlight. It is.
[実施例コ
以下に本発明の趣旨を明瞭にするために実施例を示すが
、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。[Examples] Examples are shown below to clarify the gist of the present invention, but the present invention is not limited to these Examples.
実施例1
(1) フォトクロミックポリマーの調製メタクリル
酸オクチル40重量部、メタクリル酸n−ブチル19重
量部、メタクリル酸メチル10重量部、2,2,6.6
−テトラメチル−4−ピペリジニル−メタクリレート1
0重量部、1.3.3−トリメチル−9′−メタクリロ
キシインドリノスピロナフトオキサジン10重量部、メ
タクリル酸2−ヒドロキシエチル10重量部、メタクリ
ル酸1重量部をアゾビス系開始剤を用いて、窒素雰囲気
下、重合温度70〜80℃、重合時間約7時間の条件で
重合し、固形分率50重量%のフォトクロミックポリマ
ーを調製した。Example 1 (1) Preparation of photochromic polymer 40 parts by weight of octyl methacrylate, 19 parts by weight of n-butyl methacrylate, 10 parts by weight of methyl methacrylate, 2,2,6.6 parts by weight
-tetramethyl-4-piperidinyl-methacrylate 1
Using an azobis-based initiator, Polymerization was carried out in a nitrogen atmosphere at a polymerization temperature of 70 to 80°C and a polymerization time of about 7 hours to prepare a photochromic polymer having a solid content of 50% by weight.
(2)被覆用コーティング組成物の調製前記(1)のフ
ォトクロミックポリマー100重量部に対して、“ニー
パン122” (三井東圧化学■製メラミン樹脂)20
重量部を配合し、フォトクロミック性被覆用コーティン
グ組成物を調製した。(2) Preparation of coating composition For 100 parts by weight of the photochromic polymer in (1) above, 20 parts of "Kneepan 122" (melamine resin manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.)
Parts by weight were blended to prepare a coating composition for photochromic coating.
(3)塗布および加熱硬化
前記2)で得られたコーティング組成物を、厚さ1、O
mmのガラス板上に流し塗り法で約20μmの厚みに塗
布した。塗布したガラス板は130℃で1時間の加熱硬
化を行った。(3) Coating and heat curing The coating composition obtained in 2) above was coated to a thickness of 1,000
It was applied to a thickness of about 20 μm on a glass plate with a flow coating method. The coated glass plate was heat-cured at 130°C for 1 hour.
(4)性能試験および結果
それぞれ以下の試験を行った。その結果を第1表に示す
。(4) Performance tests and results The following tests were conducted. The results are shown in Table 1.
(イ) フォトクロミック性能
ケミカルランプにより2.8mW/cm (オーク製作
所■、ORC紫外線照度計UV−302A型にて測定)
の紫外線を照射した時の発色濃度を測定し、全光線透過
率で表した。(a) Photochromic performance: 2.8 mW/cm using a chemical lamp (Measured using ORC Ultraviolet Illuminometer Model UV-302A, Oak Seisakusho ■)
The color density when irradiated with ultraviolet rays was measured and expressed as total light transmittance.
(ロ) 硬度
三菱鉛筆“ユニ”を用いて、被膜に500gの荷重をか
けて引掻き、傷の入り易さより鉛筆硬度として表した。(b) Hardness Using a Mitsubishi pencil "Uni", the film was scratched under a load of 500 g, and the ease of scratching was expressed as pencil hardness.
第1表中、○は5回のテストでほとんど傷が入らなかっ
たことを、×は2回以上傷が入ったことを示す。In Table 1, ◯ indicates that there were almost no scratches in 5 tests, and × indicates that scratches occurred two or more times.
(ハ) 耐熱水性
90’Cの熱水に2時間浸漬した後、外観変化の有無を
観察した。第1表中、○は外観変化がなかったことを、
Xは外観変化があったことを示す。(c) Hot water resistance After being immersed in hot water at 90'C for 2 hours, the presence or absence of any change in appearance was observed. In Table 1, ○ indicates that there was no change in appearance.
X indicates that there was a change in appearance.
(ニ) 耐ブリードアウト性
塗布、加熱硬化したガラス板を40℃、90%RHの条
件で1か月間保存した後、評価した。第1表中、○は外
観変化がないものを、×はフォトクロミック化合物のブ
リードアウトにともない外観変化の認められたものを示
す。(d) Bleed-out resistance The coated and heat-cured glass plates were stored for one month at 40° C. and 90% RH, and then evaluated. In Table 1, ◯ indicates that there was no change in appearance, and × indicates that change in appearance was observed due to bleed-out of the photochromic compound.
実施例2
実施例1において、フォトクロミックポリマー用モノマ
ーとして、メタクリル酸を用いず、さらに、コーティン
グ組成物として“キャタリスト6000” (三井東圧
化学■製硬化触媒)0.1重量部を添加した以外は、実
施例1と同様にしてフォトクロミック性被膜を有するガ
ラス板を得て、同様にして性能試験を行った。その結果
を第1表に示した。Example 2 In Example 1, except that methacrylic acid was not used as the monomer for the photochromic polymer, and 0.1 part by weight of "Catalyst 6000" (curing catalyst manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.) was added as a coating composition. A glass plate having a photochromic coating was obtained in the same manner as in Example 1, and a performance test was conducted in the same manner. The results are shown in Table 1.
比較例1
コーティング組成物として、“ニーパン122”を用い
ない以外は、実施例1と同様にして、フォトクロミック
性被膜を有するガラス基板を得、同様にして性能を評価
した。その結果を第1表に示した。Comparative Example 1 A glass substrate having a photochromic coating was obtained in the same manner as in Example 1, except that "Kneepan 122" was not used as the coating composition, and its performance was evaluated in the same manner. The results are shown in Table 1.
比較例2
コーティング組成物として、“ニーパン122″を用い
ない以外は、実施例2と同様にして、フォトクロミック
性被膜を有するガラス基板を得、同様にして性能を評価
した。その結果を第1表に示した。Comparative Example 2 A glass substrate having a photochromic coating was obtained in the same manner as in Example 2, except that "Kneepan 122" was not used as the coating composition, and its performance was evaluated in the same manner. The results are shown in Table 1.
比較例3
実施例1において、フォトクロミックポリマーを調製す
る際、1,3.3−トリメチル−9′−メタクリロキシ
インドリノスピロナフトオキサジンの代わりに重合性官
能基を有しない1.3.3−トリメチルーインドリノス
ピロナフトオキサジンを用いる以外は実施例1と同様に
して、フォトクロミック性被膜を有するガラス基板を得
て、同様にして性能を評価した。その結果を第1表に示
した。Comparative Example 3 In Example 1, when preparing a photochromic polymer, 1,3,3-trimethyl-9'-methacryloxyindolinospironaphthoxazine was replaced with 1,3,3-trimethyl which does not have a polymerizable functional group. - A glass substrate having a photochromic coating was obtained in the same manner as in Example 1 except that indolinospironaphthoxazine was used, and the performance was evaluated in the same manner. The results are shown in Table 1.
[発明の効果] 本発明のフォトクロミ ツク性材料は、 硬度、 耐 光性および耐久性。[Effect of the invention] Photochromia of the present invention The tough material is hardness, Endurance Light and durable.
さらには耐熱水性に優れる。Furthermore, it has excellent hot water resistance.
Claims (1)
]で示される化合物を含む重合体を、アルキルエーテル
化メチロールメラミンにより硬化させてなることを特徴
とするフォトクロミック性材料。 ▲数式、化学式、表等があります▼[ I ] (式中α環は、ピロリジン環、ピロール環、ピペリジン
環、テトラヒドロピリジン環、ジヒドロピリジン環、イ
ンドリン環、ベンズインドリン環、テトラヒドロキノリ
ン環、アクリジン環、ベンゾオキサゾリン環およびベン
ゾチアゾリン環から選ばれる一種であり、かつα環中の
窒素原子はY_mR^2または有機基Rと結合したもの
である。ここで、Rは炭素数1〜20のアルキル基、炭
素数2〜20のアルケニル基、炭素数7〜20のアラル
キル基、炭素数6〜19のアリール基から選ばれる置換
基を表す。 β環は、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、
フェナンスレン環、キノリン環、ジベンゾフラン環、ジ
ベンゾチオフェン環、カルバゾール環およびベンゾナフ
トチオフェン環から選ばれる1種である。 R^1は水素、炭素数0〜20のアミノ基、炭素数1〜
20のアルコキシ基、炭素数7〜20のアラルコキシ基
、炭素数6〜14のアリーロキシ基、炭素数2〜20の
アシルオキシ基、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数
7〜20のアラルキル基および炭素数6〜20のアリー
ル基から選ばれる置換基を表す。 R^2は、ラジカル重合性官能基を表す。 nは1辺上の整数である。 Yは炭素数1〜20の有機基を表す。 mは、0または1を表す。ただし、Y_mR^2がα環
中の窒素原子と結合している場合は、mは1を表す。(1) As a polymerizable component, at least the following general formula [I
] A photochromic material characterized in that it is made by curing a polymer containing a compound represented by the following with alkyl etherified methylolmelamine. ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ [I] (In the formula, α ring is a pyrrolidine ring, pyrrole ring, piperidine ring, tetrahydropyridine ring, dihydropyridine ring, indoline ring, benzindoline ring, tetrahydroquinoline ring, acridine ring, It is a type selected from a benzoxazoline ring and a benzothiazoline ring, and the nitrogen atom in the α ring is bonded to Y_mR^2 or an organic group R. Here, R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, It represents a substituent selected from an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 19 carbon atoms. The β ring is a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring,
One type selected from a phenanthrene ring, a quinoline ring, a dibenzofuran ring, a dibenzothiophene ring, a carbazole ring, and a benzonaphthothiophene ring. R^1 is hydrogen, an amino group having 0 to 20 carbon atoms, and 1 to 20 carbon atoms.
20 alkoxy groups, C7-20 aralkoxy groups, C6-14 aryloxy groups, C2-20 acyloxy groups, C1-20 alkyl groups, C7-20 aralkyl groups, and Represents a substituent selected from aryl groups having 6 to 20 carbon atoms. R^2 represents a radically polymerizable functional group. n is an integer on one side. Y represents an organic group having 1 to 20 carbon atoms. m represents 0 or 1. However, when Y_mR^2 is bonded to the nitrogen atom in the α ring, m represents 1.
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JPH03234788A true JPH03234788A (en) | 1991-10-18 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US5529725A (en) * | 1993-11-17 | 1996-06-25 | Essilor International | Spirooxazines and use thereof in the field of ophthalmic optics |
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- 1990-02-09 JP JP2984590A patent/JP2743549B2/en not_active Expired - Fee Related
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