JPS61268788A - フオトクロミツクコ−テイング用組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光照射により吸収スペクトルが可逆的に変化
する現象、すなわちフォトクロミズムを示し、かつ発色
性能、戻り速度、耐光性、密着性表面硬度、耐擦傷性に
おいて優れたフォトクロミックコーティング用組成物に
関するものである。

（従来の技術） 現在、フォトクロミズム現象に１着目した商品は無機ガ
ラス系で展開されており、メガネレンズ。

自動車のサンルーフ等に利用されている。この無機ガラ
ス系では、フォトクロミック物質に主としてハロゲン化
銀を用い、耐光性及び戻り速度において優れた性質が得
られている。しかし、これらの物質は０色変化の幅があ
まり大きくなく、また安全性、軽量といった面でも欠点
があった。それゆえ、メガネレンズ等の分野では、安全
性、軽量の面から有効な機能を備えた有機プラスチック
材料の開発が望まれている。

このような背景から２本発明者らはフォトクロミック有
機プラスチック材料の検討を行ってきた。

それによれば、ハロゲン化銀で代表される無機フオドク
ロミンク物質は、有機合成樹脂との相溶性が悪く、有機
合成樹脂系に用いることは不可能であった。また、有機
合成樹脂との相溶性に優れたスピロピラン類、ジチゾン
錯体類、トリフェニルメタン類等の有機フォトクロミッ
ク物質は、一般に戻り速度が遅いうえ、耐光性にも問題
があった。

戻り速度、耐光性を改良したフォトクロミンク物質とし
ては、スピロナフトオキサジン誘導体（特開昭５５−３
６２８４号公報）が知られている。上記引例は、フォト
クロミックプラスチックレンズの製品化を目指したもの
であり、該スピロナフトオキサジンのジエチレングリコ
ール溶液にプラスチックレンズを浸漬し、昇温加熱して
、該化合物を含有させるものであった。

（発明が解決しようとする問題点と解決手段）引例に記
載された溶液染色法は、十分な変色を生ずるに必要な染
着率が得られにくいという決定的な欠点のほかに、コス
ト高及び染色廃液処理の困難などさまざまの問題を含み
、またこの方式でつくられるプラスチックレンズには１
表面の耐擦傷性を高めるためにハードコート処理が不可
欠である。

本発明者らは、かかる状況に鑑み、優れた発色性と十分
な表面硬度を有するプラスチックレンズを提供すること
を目的として、鋭意研究した結果水酸基を有するビニル
系重合体及びポリオール縮合メラミン樹脂からなる組成
物により、上記の目的が達成しうろことを見出し２本発
明に到達した。

以下本発明の実施態様について詳述する。

本発明におけるフォトクロミンク組成物は、下記一般式 （式中、Ｒは低級アルキル基＋　Ｘｌ＋　Ｘ！は水素原
子。

水酸基、低級アルコキシ基又はハロゲン原子、Ｘ３゜ｘ
４は水素原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基、ハ
ロゲン原子、ニトロ基又はシアノ基を表わす。）で示さ
れる化合物を、水酸基を有するビニル化合物の重合体又
は共重合体とポリオール縮合メラミン樹脂に含有せしめ
たものから構成されている。

水酸基を有するビニル化合物としては、ヒドロキシエチ
ルアクリレート、ヒドロキシエチルメタアクリレート　
ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシブチルア
クリレート　ヒドロキシプロピルメタアクリレート、ヒ
ドロキシブチルアクリレート、Ｎ−メチロールアクリル
アミド等があげられる。水酸基を有するビニル化合物の
みからなる重合体の場合には２表面硬度が若干低下する
傾向があるところから、特にその共重合体が好ましい。

他の共重合体成分としてはメチルメタアクリレートエチ
ルアクリレート、ブチルアクリレートヘキシルアクリレ
ートスチレン、アクリロニトリル等の上記水酸基含有ビ
ニル化合物と共重合しうるビニルモノマーがあげられる
。その際、水酸基を有するビニル化合物成分と他の共重
合体成分の組成比は２通常１０〜ｌＯＯ：　９０　：　
Ｏ（ｍｏｌχ）で、より好ましくは３０〜９０ニア０〜
１０（ｍｏｌχ）である。

また９本発明に用いられるポリオール縮合メラミン樹脂
は、一部又は全部をアルキルエーテル化したメチロール
メラミンとエチレングリコール。

ジエチレングリコール、プロピレングリコール。

１．４−ブタンジオール、ジプロピレングリコール。

１．３−ブタンジオール、１．８−オクタンジオール。

ポリエチレングリコール・ジェタノールアミン。

トリエタノールアミン、トリメチロールプロパン。

グリセリン等のポリオールとを縮合せしめた２通常９分
子量が３００〜３０，０００の範囲にあるものでる。

本発明における水酸基を有するビニル化合物の重合体も
しくは共重合体とポリオール縮合メラミン樹脂との割合
は９重量比でｌθ〜６０　：　９０〜４０（χ）になる
ように配合する。ポリオール縮合メラミン樹脂の割合が
９０重量％以上になると、プラスチック成型品とコーテ
ィング層との密着性がそこなわれ、またポリオール縮合
メラミン樹脂の割合が４０重量％以下になると表面硬度
が低下し、所望の目的を達成し得ない。

本発明に用いられる該スピロナフトオキサジン化合物の
含量は、上記水酸基を有するビニル化合物の重合体又は
共重合体と、ポリオール縮合メラミン樹脂とからなる混
合物１００重量分に対し、５〜１００重量分が好ましい
。該スピロナフトオキサジン化合物の含量が５重量分未
満になると、十分な色変化が望めない。また、１００重
量分以上になると該スピロナフトオキサジン化合物の結
晶が析出し、プラスチック成型品表面が白濁化する。ま
た本発明においては、溶剤の存在は必ずしも必須条件で
はないが、実用上その作業の点から８例えば硬化処理時
の塗料の粘度調節用として、スピロナフトオキサジン化
合物及び２種の樹脂を溶解しうるエチルセロソルブ、ブ
チルセロソルブ、イソプロピルセロソルブ、イソプロピ
ルアルコール。

ブタノール等のアルコール類が用いられる。その使用量
は、それぞれの目的に応じて任意である。

本発明のフォトクロミンクコーティング用組成物を硬化
させる際、触媒として適当な溶剤の存在下あるいは非存
在下に有機酸又は無機酸１例えばパラトルエンスホン酸
、塩酸、しゅう酸、ギ酸。

酢酸プロピオン酸、　ＮｌＩ４ＳＯ４，Ｎｌ１４ＳＣＮ
燐酸等が用いられる。その使用量は、硬化条件によって
異なるが２通常は上記樹脂混合物に対して０．０１〜２
重量％の範囲内である。

硬化時の温度は、硬化速度の点から高温が好ましいが、
上限はプラスチック成型・品の熱度型温度以下、下限は
実用上５０℃以上が望ましい、所要時間は、硬化温度に
応じて１通常１０分〜１０時間程度である。また１作業
工程の簡略化から紫外線（ＵＶ）照射により硬化させる
こともできる。

本発明組成物のコーティングは、スプレー法。

スピンコーティング法、浸漬法、フローコーティング法
、バーコーティング法等多様な方法によって実施できる
。また１本発明の組成物は、ポリ　（アルキルジグリコ
ールカーボネート）、ポリメチルメタアクリレート、ポ
リカーボネート等のプラスチックレンズ成型品のほか２
例えばポリスチレン、　ＰＥＴ、＾ＢＳ、ナイロン６、
ボリアリレート、ポリ塩化ビニル等のプラスチック基材
あるいは紙。

木材、セラミック等に対しても使用できる。特に密着性
が問題となる場合には、基材に対してポリメチルメタア
クリレートを溶剤に溶解させたもの通常のアクリルラッ
カー、熱硬化アクリル塗料等のアクリル系プライマーを
、あらかじめ下塗りすることによって十分な密着性を有
する塗膜を得ることができる。

（発明の効果） 本発明のフォトクロミックコーティング用組成物を用い
れば、従来知られている染色法によるよりも、優れた発
色性能を有する材料が得られるだけでなく、大面積化も
容易であるため、上述のプラスチックメガネレンズだけ
でなく、建築物、自動車、電車、飛行機等の窓、あるい
は計器パネル。

ショーケース等に日光遮断材料として用いることができ
る。また、ディスプレイ材料、光量計、光学フィルター
、装飾等の材料としても有効に利用できる。

以下に１本発明をさらに具体的に説明するために、実施
例をあげる。

実施例１〜７．比較例１〜４ （１）ポリオール縮合メラミン樹脂の作成ヘキサキス（
メトキシメチル）メラミン５６８ｇと１．４−ブタンジ
オール３９０ｇの混合液に、８５χリン酸０．２　ｍｌ
ｌを加え、１３０℃で反応させて、留出物の量が１００
ｇ程度になったとき１反応を終了させた。

（２）共重合体の作成 （Ａ）ブチルアクリレ−）　４００ｇ、２−ヒドロキシ
エチルメタアクリレートｌｏｎｇ、　ＡＩＢＮ５　ｇを
３１のエチルアルコールに溶解し、チッ素ガス雰囲気下
７０℃、６時間加熱攪拌して重合させた。反応終了後９
重合溶液を石油エーテル中に注ぎ、未反応モノマーを除
去して、共重合体を作成した。

（Ｂ）メチルメタアクリレート４０ｇと２−ヒドロキシ
エチルアクリレート１８６ｇを、（Ａ）と同様な方法で
共重合させて、共重合体Ｂを作成した。

（３）コーティング用塗料の調整 前述のポリオール縮合メラミンと共重合体ＡあるいはＢ
と、　１．３．３−　）リンチルスピロ〔インドリン−
２，３”−〔３Ｈ〕　−ナフト（２，１−ｂ）　−１，
４−オキサジン〕、硬化促進剤、溶剤を表１に示した割
合で混合し、均一溶液として塗料を調整した。

（４）コーティング法及び被膜の性能評価厚さ２ｍｍの
ポリアリルジグリコールカーボネート樹脂（ＰＰＧ社、
　ＣＲ−３９）のシート状物を、水、アセトンで超音波
洗浄した後、その表面に上記（３）で得られたコーティ
ング用塗料を浸漬法により塗布し、１００℃、３時間熱
風乾燥を行い、硬化させた。

得られたＣＲ〜３９板に対し次の試験を行った。

ａ）密着性：クロスカットテープテストによる。

すなわち、被膜表面にナイフでｌｍｍＸ１ｍのマス目を
１００個つくり、その上にセロテープ（積木化学社製）
をはりつけた後、そのセロテープを剥離して、１００個
のマス目のうち剥離しないマス目の個数をもって表示し
た。（密着性試験ＪＩＳ−Ｄ−２０２０） （ｂ）耐擦傷性：供試表面に対し、＃００００スチール
ウール１ｋｇ／ｃａｌの荷重をかけ２表面を１０往復摩
擦し、傷のついた度合を下の段階に分けて評価した。

Ａ：１ｃｍｘ３ｃｍの範囲内に全熱傷がつかない。

Ｂ：上記範囲内に１〜１０本の傷がつく。

Ｃ：上記範囲内に１０〜１００本の傷がつく。

Ｄ：無数の傷がついているが、平滑な表面が残っている
。

Ｅ：表面についた傷により平滑な表面は残っていない。

（ｃ）表面硬度：鉛筆硬度試験（ＪＩＳ−に−５４００
）によった。

（ｄ）発色性能：光照射による活性化状態での、最大吸
収波長６１３ｎｍの光学密度の変化（△００）を測定し
た。

（ｅ）戻り速度：暗所における完全戻り時間を測定した
。

（ｆ）耐光性：　ＪＩＳ−Ｌ−０８２４規格の耐光試験
機を用い。

２０時間露光後の発色保持率を測定した。ここで。

発色保持率とは次式で定義されるものである。

比較例５ ジエチレングリコール１２０重量部に１．３．３−　）
リンチルスピロ〔インドリン−２，３’−（３Ｈ）−ナ
フト（２，１−ｂ　）−１，４−キサシフ３５重量部を
溶解させ、１２０℃に加熱した。次に、この溶液中に厚
さ２ＩＩＩＩｌｌのＣＲ−３９板を１時間３０分浸漬し
た材料に対し、上記と同様な測定を行った。結果は表２
に示すとおり１本発明によって得られた材料は、染色法
によって得られた材料よりも発色性能において非常に優
れていた。

表２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一般式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （式中、Ｒは低級アルキル基、Ｘ＿１、Ｘ＿２は水素原
   子、水酸基、低級アルコキシ基又はハロゲン原子、Ｘ＿
   ３、Ｘ＿４は水素原子、低級アルキル基、低級アルコキ
   シ基ハロゲン原子、ニトロ基又はシアノ基を表す。）で
   示される化合物を、水酸基を有するビニル化合物の重合
   体又は共重合体とポリオール縮合メラミン樹脂よりなる
   組成物に含有せしめたことを特徴とするフォトクロミッ
   クコーティング用組成物。