JPH09503024A - ホトクロミック的に着色する物品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、スペクトルのＵＶ領域の光によっても励起され、人の眼のスペクトル光の感知によって評価される励起状態においては、励起されない状態よりも高い吸収を有し、さらに、少くとも１種のＵＶ吸収物質を、ホトクロミック物質の暗色化がＵＶフラクションの励起光に関係しない濃度で加えられる少くとも１種のホトクロミック物質で色づけされるプラスチック材料製の物品、特に視力矯正用レンズに関する。しかし、暗色化の強度は、むしろ明るさ、すなわち、人間の眼Ｖ₂の感知スペクトル光全体を統合する強度によるものである。

Description

【発明の詳細な説明】 ホトクロミック的に着色する物品 技術分野 本発明は、プラスチック材料でつくられたホトクロミック的に着色する物品に 関するものである。 背景の技術 光−依存性暗色化を得るための一種または複数種のホトクロミック物質を含有 する、例えば実例として視力矯正用レンズのようなプラスチック材料でつくられ る着色物品は、一般に知られている。 周知のホトクロミック物質類は、それらがＵＶ光にさらされるときにのみ光− 依存性の暗色化を示すような“化学構造物”である。特にそれらはＵＶ光にさら されるとき、いわゆるスピロセンター“オープンス”における分子をスピロ化合 物の場合の例証としてそれらの構造を変える。 言い換えれば、周知のホトクロミック物質は、まず、スペクトルの可視領域に おいて吸収を示すためにＵＶ光で励起されねばならない。これまで実際に用いら れている周知の物質では、励起されていない型の最大吸収は、例外なしに４００ ｎｍ以下にある。 たとえ、実例として視力矯正用レンズが、このタイプのホトクロミック物質で 着色するとしても、光がＵＶフラクションをもたないならば、これらのレンズは 、たとえ光がどんなに明るくても暗色化しない。そのようなことは、実例として は、自動車を運転するとき、または大都市全体に気圧の逆転があるときの場合で ある。それは、大気中の不純物によるそれぞれのラミネートガラスにおけるＰＶ Ｂホイル中のＵＶ吸収剤のために、光のＵＶフラクションがしみ込む。すなわち 、光のフラクションが、可視波長領域を吸収する物質を、励起されていない状態 から励起された状態に変換するのである。 反対にこのタイプの物質で着色する視力矯正用レンズは、例えば高山に霧がか かった時の場合のように、もし弱い光の中に、可視領域に相対的に高いＵＶフラ クションがあるならば、強すぎるほど暗色化する。 それゆえ、これまで実際に利用されている既知の物質類は、真の明るさ、すな わち、スペクトルの可視領域の強い光に対応する多くの場合に暗色化しない欠点 をもっている。 イギリス国特許第１４１３５４４号から、ホトクロミックフィルターは、例え ば、スキーのゴーグルのような太陽光−防護グラスに用いられること、および金 属ジチゾネートでの着色により、可視波長領域の光での励起によって暗色化する ことが知られている。 しかし、励起されていない状態での金属ジチゾネート類は、すでに着色してい るため、これらのホトクロミックフィルターは、限定された適用にのみ好適なも のである。励起されない状態においては、それらは、単に可視光の２５％を透過 させる。従って、例えば薄暮での自動車のドライバーによるガラスへの使用は例 外である。というのは、そのような交通路における低い透過は安全基準には適合 しない。また、適用分野をさらに制限する基本状態には強い黄色の着色がある。 このように、例えばイギリス国特許第１４１３５４４号の図３による吸収ガラス は、要求される信号光感度に欠ける。というのは、例えば、交通信号あるいは警 察で使用の光のような青とグリーンの光は、相当する波長の金属ジチアゾネート の吸収性によっては見出せない。 発明の開示 本発明の目的は、着色用の周知のスピロオキサジン類およびスピロピラン類の 有利性のみならず、励起光のＵＶフラクションとは無関係の暗色化特性および光 がＵＶフラクションを僅かしかまたは全くもたないとしても、ホトクロミック効 果を示すホトクロミック的に着色する物品を提供することにある。 本発明によれば、この目的は、スペクトルのＵＶ領域の光によるのと同様のス ペクトルの可視領域からの光によって励起され、またその励起状態において人の 眼のスペクトル感知により評価される物質であって、濃色および／または深色な いし浅色により４５０〜６５０ｎｍの波長領域において、非励起状態におけるよ り高い吸収を有し、さらにホトクロミック物質の暗色化がその励起光のＵＶフラ クションに関係なしの濃度で少くとも１種の物質で着色されるプラスチック材料 製の物品によって解決される。 この目的のために、例えば高度に縮合した芳香族またはヘテロ芳香族環系およ び／または複合π−エレクトロン系で、助色的または深色的に作用する対応置換 基を有し、かつその分子構造によって励起型におけると同様に非励起型において も可視スペクトル領域を吸収する染料が利用される。 もし、相対的吸収極大が、励起で長波長または短波長領域に移動するならば、 両極大値が可視スペクトル領域にある限り無意味である。暗色化のための決定的 なことは、特に吸収パーセンテージ、すなわち、眼のＶ₂に統合されたまたは混 合染料の分子吸光係数が、基本状態より光励起型の方が大きいことである。 従って、本発明によれば、光、特にスペクトルの可視領域の光にさらされてい ない状態と同様に光にさらされた状態とにおいて吸収する染料を有する物品が提 供される。その暗色の強度は、明るさ、すなわち、人の眼Ｖ₂のスペクトル光感 知について統合された強度に依存するが、周囲光のＵＶフラクションの強度には よらない。 周囲光のＵＶフラクションの強度の暗色化反応の独立性は、特に、プラスチッ ク材料を黄色化および脆弱化から防ぐために視力矯正用レンズに通常用いられる もの以外の他の吸収剤を用いることによって達成される。 特に、可視波長領域に吸収がおよぶＵＶ吸収剤、特に好ましい、例えば、次式 のシアノアクリル酸エチルエステル誘導体のような３−位にフェニル置換された アクリレート類がある。 ２、２′、４、４′−テトラヒドロキシ ベンゾフェノン（商品名“UVinol D 49"）もまたこれらの性質をもっている。 これらの吸収剤は用いられるプラスチックに基づいて３００〜２０００ｐｐｍ の濃度で使用される。この濃度はあらゆる他の加工品のように、物品の重量に関 しての重量の内数である。 さらに、０．５〜２％の濃度で利用される長波長吸収性ベンゾトリアゾール類 （商品名“tinuvines"）は、本発明の物品に適用するのに好適である。 ＵＶ−無関係の暗色化が選択されたＵＶ吸収剤によって達成されるということ は、光のＵＶフラクションが、初めに記載する実施例のように、明るさには必ず しも相互関連性がないので特に有利である。 とりわけ、本発明のホトクロミック的に通常着色した物品はまた、ＵＶ吸収剤 なしであるが、可視領域と同じ明るさで、暗色化が光のＵＶフラクションに対す る割引が増大するようにＵＶ領域に強い吸収帯をもっている。換言すれば、例え ば、車のガラスに用いるために暗色化性を利用する設計においては、暗色化は野 外では“強すぎ”であり、光のＵＶフラクションによっては逆転する。 反対に、本発明によれば、加えられるＵＶ吸収剤の適切な数によって、本発明 による着色した物品の暗色強度は、明るさ、すなわち、人の眼Ｖ₂のスペクトル 光を感知する統合された強度によって達成されるのであって、周囲光のＵＶフラ クションの強度によるものではない。 さらに、前述のＵＶ吸収剤を用いると、プラスチック物品の通常の寿命は明ら かに延長する。それはＵＶ吸収剤によって透過される光の高いエネルギーフラク ションが光化学的な第２の反応において染料を害するからである。 本発明に係るＵＶ吸収剤は、それ自体を通常の方法でプラスチック材料に添加 することができ、あるいはプラスチック物品の少くとも入射光にさらされる側に 加えるか、層としてまたは付加的被膜としてその上に別個の適用することができ る。 ホトクロミック染料およびＵＶ吸収剤を加えることは、周知の手順とは関係な しにまたは組合せて遂行できる。 ＥＣ特許公開第０２２７３３７号には、ホトクロミック染料または染料類をモ ノマーに加える具体例が述べられ、また染料およびＵＶ吸収剤をさらにポリマー に添加することがドイツ連邦共和国特許公開第３６０７７５９号に記載されてい る。ＵＶ吸収剤または吸収剤の添加は、染料を添加する同様の方法で行うことが できる。 図面の簡単な説明 次に、添付図面において、好適な実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明す る。 図１は光にさらされていない状態で着色させるために、用いられたそれぞれの 染料で本発明により着色された物品の吸収挙動の例を示す図である。 図２は光にさらされた状態で着色させるために用いられたそれぞれの染料の物 品の吸収挙動を示す図である。 発明を実施するための最良の形態 図において、吸収を可視領域の光の波長の関数として個々の染料と全体にわた る吸収のパーセンテージでプロットした。 物品をつくるために、４０％のジエチルグリコールジアクリレート、２５％の ジエチレングリコールジメチルメタクリレート、３０％のトリエチレングリコー ルジアクリレートおよび５％のエチレングリコールジアクリレートの高いオリゴ マーを含有するキャスティング樹脂混合物１００ｇをホトクロミック染料混合物 ０．０３５ｇおよび２、２′、４、４′−テトラヒドロキシベンゾフェノン０． ０５０ｇと混合した。開始剤（ｔ−ブチルパーネオデオカノエート）１．５ｇを 加えたのち、混合物を平面−曲面レンズ用鋳型に注いだ。重合のために、鋳型を 水浴中に４４時間入れ、温度を２０℃から８０℃までゆっくり上げた。次いで、 鋳型を１時間以内に約６０℃に冷却した。鋳型から取出したのち、平面−曲面レ ンズをさらに５０分間１１５℃の温度に保って物品を充分硬化させ、存在するテ ンションを取り除いた。 本発明により適用されるホトクロミック染料混合物は３種の染料Ａ、Ｂおよび Ｃを含む。全体にわたる吸収が、光にさらされていない状態で褐色に見え、光に さらされた状態で“褐色−グレー”に見える視力矯正レンズとなる方法を選択し た。 染料Ａとして、次の構造式： を有する１、３、３−トリエチル−５−メトキシ−６′−ピペリジノ−スピロイ ンドリ１−２、３′−（３Ｈ）アントラ［２、１−ｂ］オキサジンを用いた。 染料Ｂとして、次の構造式： を有する。１、３、３−トリエチル−５−ジメチルアミノ−スピロインドリノ− ２、３′−（３Ｈ）ペリレノ［３、２−ｂ］オキサジンを用いた。 しかし、染料Ｃはまた、反ホトクロミック性を有するスピロオキサジンまたは 置換ジアリールナフトピランである。これは熱平衡の化合物が、主として長波吸 収の開環型を表し、光にさらすときエネルギー消費のための短波吸収の閉環型に 変わることを意味する。 図１および２の対比が示すように、染料ＡとＢの吸収極大は、可視領域の光に よる励起によって長波長側に移動し、これに対し、染料Ｃは短波長領域への変化 を示している。 特に、図は暗色化強度は明るさ、すなわち人の眼Ｖ₂の感知スペクトル光をま とめた強度によることを示している。 前記例が、吸収極大の移動および可視光内のスペクトル領域に関して限定され ないように、染料およびプラスチック材料の数を限定するものでないことは明ら かに指摘される。 明色ないし暗色状態におけるプラスチック物品の色についての個々の要望は、 個々の染料の選択や組合せによって適応される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｃ０９Ｋ 3/00 １０４ 8927−4Ｈ Ｃ０９Ｋ 3/00 １０４ 9/02 9155−4Ｈ 9/02 Ｂ Ｇ０２Ｂ 1/04 9219−2Ｈ Ｇ０２Ｂ 1/04 5/23 9222−2Ｈ 5/23 Ｇ０２Ｃ 7/10 6605−2Ｈ Ｇ０２Ｃ 7/10 Ｇ０３Ｃ 1/73 ５０３ 7124−2Ｈ Ｇ０３Ｃ 1/73 ５０３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．スペクトルの可視領域の光を吸収することによって、スペクトルの可視領 域光により非励起状態から励起状態に移行する少くとも１種のホトクロミック物 質で着色するプラスチック材料製物品であって、前記ホトクロミック物質ないし 物質類が、スペクトルのＵＶ領域の光によっても励起され、またその励起状態に おいて人の眼のスペクトル光の感受性により評価される物質であって、濃色およ び／または深色ないし浅色により４５０〜６５０ｎｍの波長領域において、非励 起状態におけるより高い吸収を有し、さらに、ホトクロミック物質の暗色化が、 その励起光のＵＶフラクションに無関係の濃度で少くとも１種のＵＶ吸収物質が 加えられることを特徴とするプラスチック材料製物品。 ２．単一の染料類および／または少くとも２種の物質の混合物が、色づけのた めに用いられることを特徴とする請求項１記載の物品。 ３．着色に用いられる染料が、高度に濃縮された芳香族またはヘテロ芳香族環 システムおよび／または広範囲にわたるπ−システムを有することを特徴とする 請求項１または２記載の物品。 ４．前記システムの個々が、対応する助色的に作用する置換置を有することを 特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の物品。 ５．前記物品が、ＵＶ−吸収物品または物質類を全体に含有することを特徴と する請求項１ないし４のいずれか１項記載の物品。 ６．ＵＶ吸収剤があとから加えられるかまたは少くとも励起光があたる側の物 品の表面に適用されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項記載の 物品。 ７．前記物品が、視力矯正用レンズであることを特徴とする請求項１ないし６ に記載のいずれか１項記載の物品。