TW202140597A - 濕氣硬化型聚胺酯組成物及積層體 - Google Patents
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Abstract
提供一種濕氣硬化型聚胺酯組成物,其含有(A)濕氣硬化型聚胺酯及(B)有機溶劑,且(A)濕氣硬化型聚胺酯為分子末端具有異氰酸基的濕氣硬化型聚胺酯,該分子末端具有異氰酸基的濕氣硬化型聚胺酯是使(A1)分子內具有2個以上的異氰酸基的多異氰酸酯化合物與(A2)分子內具有2個以上的羥基的數目平均分子量50~300的低分子量多元醇化合物進行反應來獲得。此外,提供一種積層體,其具備:光學基材、及由上述濕氣硬化型聚胺酯組成物所構成的聚胺酯樹脂層。
Description
本發明是有關一種濕氣硬化型聚胺酯(polyurethane)組成物、及具備由該組成物所構成的層的積層體。
以苯并哌喃(chromene)化合物、俘精酸酐(fulgide)化合物、螺噁嗪(spirooxazine)化合物等為代表的光致變色化合物具有下述這樣的特性(光致變色性):若照射像太陽光和汞燈的光這樣的包含紫外線的光則顏色會迅速改變、若停止照光並放置於暗處則會恢復成原本的顏色,且已活用此特性來用於各種用途、特別是光學材料的用途。
例如:光致變色眼鏡鏡片經藉由使用光致變色化合物來賦予光致變色性,而在會照射像太陽光這樣的包含紫外線的光的屋外,會迅速著色而產生太陽眼鏡的功能,且在不會照射這樣的光的屋內會褪色而產生透明的一般的眼鏡的功能,而近年來其需求正在增加。
光致變色眼鏡鏡片等光致變色光學物品的製造方法已知有例如:藉由將聚合性單體與光致變色化合物混合並使其進行聚合來直接將鏡片等光學物品成形的方法;將經使光致變色化合物分散的樹脂層塗佈於塑膠鏡片等光學物品的表面的方法;藉由由經使光致變色化合物分散的黏著性樹脂所形成的黏著層來將2片光學物品接合的方法等(參照專利文獻1~3)。其中,較合適是使用:將經使光致變色化合物分散的樹脂層塗佈於塑膠鏡片等光學物品的表面的方法。
對於以上述方法來製造的光致變色光學物品,先前一直尋求:若照射像太陽光這樣的包含紫外線的光則會迅速響應而以高濃度來顯色,且在無這樣的光的屋內會迅速褪色,而一直尋求使更優異的光致變色性顯現。
作為其方法,在將經使光致變色化合物分散的樹脂層塗佈於塑膠鏡片等光學物品的表面的方法中,已提出:不使經使光致變色化合物分散的樹脂層堅固地硬化而使其具有柔軟性的方法;和使經使光致變色化合物分散的樹脂層的表面硬度變柔軟,而提高光響應性和褪色速度的方法(參照專利文獻4)。
光致變色光學物品、例如光致變色眼鏡鏡片一般在製得後,會在以稱為內紙的相對較柔軟的材料來包覆後放入袋中來出貨,以不使鏡片表面損傷。此外,光致變色眼鏡鏡片在各製造步驟、保管時、及出貨時,為了獲得無缺陷的鏡片表面,而會收容在專用托盤和洗淨架中來保管及運送,故會進行將保護薄膜黏貼在鏡片表面。其是為了防止表面的損傷和灰塵附著。除此之外,光致變色眼鏡鏡片由於通常為透明,故難以瞬間判別是否黏貼有保護薄膜。因此,通常一直是使用經著色的保護薄膜,其能夠容易判別。
在上述光致變色眼鏡鏡片的出貨及製造步驟中,若為經像專利文獻4這樣使表面硬度變柔軟的光致變色眼鏡鏡片,則經使光致變色化合物分散的樹脂層的表面硬度不充分,故容易使鏡片表面損傷,而在此觀點上尚有改良的空間。此外,當將經著色的保護薄膜黏貼在光致變色眼鏡鏡片時,有時經著色的保護薄膜的著色劑會轉印至鏡片表面而損害光致變色眼鏡鏡片的初期透明性和顯色色調,而在這樣的觀點上亦尚有改善的空間。
另一方面,當將具有光致變色性能和紫外線吸收性能的功能層積層於塑膠鏡片等光學物品的表面時,為了提高密合性,而進行經由底漆層來積層。例如:使用濕氣硬化型塗佈組成物來作為將經使光致變色化合物分散的樹脂層塗佈於塑膠鏡片等光學物品的表面時的底漆層的方法;和將濕氣硬化型塗佈組成物積層於塑膠鏡片等光學物品的表面來作為具有紫外線吸收性能的底漆層的方法等(參照專利文獻6、7)。
然而,當使用濕氣硬化型塗佈組成物來作為底漆層時,雖會因塑膠鏡片等光學基材的種類而異,但亦有時會因由塗佈於底漆層上的塗佈液所造成的溶解和滲透等而發生外觀不良和密合不良,而尚有改良的空間。此外,當在將濕氣硬化型塗佈組成物積層於塑膠鏡片等光學基材上來作為底漆層後,為了進一步積層別層而實施前處理時,有若擦拭則會使底漆層損傷、或若浸漬於洗淨液中則底漆層會溶解等所欲解決的問題,而尚有改善的空間。
[先前技術文獻]
(專利文獻)
專利文獻1:國際公開第2012/176439號
專利文獻2:國際公開第2011/125956號
專利文獻3:國際公開第2013/099640號
專利文獻4:國際公開第2008/001578號
專利文獻5:國際公開第2015/054036號
專利文獻6:國際公開第2004/078476號
專利文獻7:國際公開第2018/230513號
[發明所欲解決的問題]
針對光致變色層的損傷等所欲解決的問題,已提出:將熱硬化性的環氧樹脂等的層積層於經使光致變色化合物分散的樹脂層的表面的方法(參照專利文獻5)。根據此方法,由於會將別層積層於經使光致變色化合物分散的樹脂層的表面,故能夠更加抑制損傷。
然而,根據本發明人等的研究,即使為專利文獻5中所記載的方法,有時在製造時密合性不足而會發生龜裂而發生外觀不良,而在這樣的觀點上仍有改善的空間。
於是,本發明所欲解決的問題在於提供一種濕氣硬化型聚胺酯組成物、及具備由該濕氣硬化型聚胺酯組成物所構成的聚胺酯樹脂層的積層體,該濕氣硬化型聚胺酯組成物能夠合適地用於:在於光學基材的表面形成經使光致變色化合物分散的樹脂層(以下亦稱為「光致變色樹脂層」)後形成保護層;或在於光學基材的表面形成光致變色樹脂層前形成底漆層。
[解決問題的技術手段]
解決上述所欲解決的問題的具體手段中包含下述實施態樣。
<1>一種濕氣硬化型聚胺酯組成物,其含有(A)濕氣硬化型聚胺酯及(B)有機溶劑,且
前述(A)濕氣硬化型聚胺酯為分子末端具有異氰酸基的濕氣硬化型聚胺酯,該分子末端具有異氰酸基的濕氣硬化型聚胺酯是使(A1)分子內具有2個以上的異氰酸基的多異氰酸酯化合物與(A2)分子內具有2個以上的羥基的數目平均分子量50~300的低分子量多元醇化合物進行反應來獲得。
<2>如<1>所述的濕氣硬化型聚胺酯組成物,其中,前述(A1)分子內具有2個以上的異氰酸基的多異氰酸酯化合物為分子內具有2個以上的異氰酸基的芳香族多異氰酸酯化合物。
<3>如<1>所述的濕氣硬化型聚胺酯組成物,其中,前述(A1)分子內具有2個以上的異氰酸基的多異氰酸酯化合物為分子末端具有異氰酸基的濕氣硬化型聚胺酯,該分子末端具有異氰酸基的濕氣硬化型聚胺酯是使(A1-1)分子內具有2個以上的異氰酸基的分子量400以下的多異氰酸酯化合物與(A1-2)分子內具有2個以上的羥基的數目平均分子量300~5000的高分子量多元醇化合物進行反應來獲得。
<4>如<1>至<3>中任一項所述的濕氣硬化型聚胺酯組成物,其中,前述(B)有機溶劑為特定有機溶劑,該特定有機溶劑的溶解度參數為8[(cal/cm3
)1/2
]以上且不具有活性氫。
<5>如<1>至<4>中任一項所述的濕氣硬化型聚胺酯組成物,其中,前述(A)濕氣硬化型聚胺酯為分子末端具有異氰酸基的濕氣硬化型聚胺酯,該分子末端具有異氰酸基的濕氣硬化型聚胺酯是進一步使(A3)分子內具有2個以上的羥基的數目平均分子量400~2000的多元醇化合物及(A4)分子內具有1個以上的胺基的胺化合物之中的至少一種進行反應來獲得。
<6>一種積層體,其具備:光學基材、及由<1>至<5>中任一項所述的濕氣硬化型聚胺酯組成物所構成的聚胺酯樹脂層。
<7>如<6>所述的積層體,其進一步具備光致變色樹脂層,且積層順序為光致變色樹脂層/聚胺酯樹脂層/光學基材的順序。
<8>如<6>所述的積層體,其進一步具備光致變色樹脂層,且積層順序為聚胺酯樹脂層/光致變色樹脂層/光學基材的順序。
[功效]
根據本發明,能夠提供一種濕氣硬化型聚胺酯組成物、及具備由該濕氣硬化型聚胺酯組成物所構成的聚胺酯樹脂層的積層體,該濕氣硬化型聚胺酯組成物能夠合適地用於:在於光學基材的表面形成光致變色樹脂層後形成保護層;或在於光學基材的表面形成光致變色樹脂層前形成底漆層。特別是,藉由將濕氣硬化型聚胺酯組成物用於形成保護層,即能夠提供一種光致變色光學物品,其一面具有良好的光致變色性,一面經抑制經著色的保護薄膜的著色劑轉印和表面損傷,且密合性亦良好。此外,藉由將濕氣硬化型聚胺酯組成物用於形成底漆層,即能夠提供一種光學物品,其經在不會產生外觀不良的情形下將功能性層積層於聚胺酯樹脂層上且密合性良好。
《濕氣硬化型聚胺酯組成物》
本實施形態的濕氣硬化型聚胺酯組成物含有(A)濕氣硬化型聚胺酯(以下亦稱為「A成分」)及(B)有機溶劑(以下亦稱為「B成分」),且(A)濕氣硬化型聚胺酯為分子末端具有異氰酸基的濕氣硬化型聚胺酯,該分子末端具有異氰酸基的濕氣硬化型聚胺酯是使(A1)分子內具有2個以上的異氰酸基的多異氰酸酯化合物與(A2)分子內具有2個以上的羥基的數目平均分子量50~300的低分子量多元醇化合物進行反應來獲得。以下說明各構成。
<(A)濕氣硬化型聚胺酯>
(A)濕氣硬化型聚胺酯為分子末端具有異氰酸基的濕氣硬化型聚胺酯,該分子末端具有異氰酸基的濕氣硬化型聚胺酯是使(A1)分子內具有2個以上的異氰酸基的多異氰酸酯化合物(以下亦稱為「A1成分」)與(A2)分子內具有2個以上的羥基的數目平均分子量50~300的低分子量多元醇化合物(以下亦稱為「A2成分」)進行反應來獲得。
(A)濕氣硬化型聚胺酯為了一面將分子末端設為異氰酸基,一面抑制聚胺酯的分子鏈中所含的軟鏈段量的比例而增加硬鏈段量的比例,而當將A1成分中所含的異氰酸基的mol數設為n1且將A2成分中所含的羥基的mol數設為n2時,較佳是設為n1:n2=1:0.15~0.70。
此外,(A)濕氣硬化型聚胺酯可為分子末端具有異氰酸基的濕氣硬化型聚胺酯,該分子末端具有異氰酸基的濕氣硬化型聚胺酯是除了A1成分及A2成分以外還進一步使(A3)分子內具有2個以上的羥基的數目平均分子量400~2000的多元醇化合物(以下亦稱為「A3成分」)及(A4)分子內具有1個以上的胺基的胺化合物(以下亦稱為「A4成分」)之中的至少一種進行反應來獲得。
[(A1)分子內具有2個以上的異氰酸基的多異氰酸酯化合物]
A1成分為分子內具有2個以上的異氰酸基的多異氰酸酯化合物,其中,較佳為:(A1-1)分子內具有2個以上的異氰酸基的分子量400以下的多異氰酸酯化合物(以下亦稱為「A1-1成分」);及/或(A1-1’)分子末端具有異氰酸基的胺酯預聚物(以下亦稱為「A1-1’成分」),該分子末端具有異氰酸基的胺酯預聚物是使A1-1成分與(A1-2)分子內具有2個以上的羥基的數目平均分子量300~5000的高分子量多元醇化合物(以下亦稱為「A1-2成分」)進行反應來獲得。
((A1-1)分子內具有2個以上的異氰酸基的分子量400以下的多異氰酸酯化合物)
A1-1成分只要為分子內具有2個以上的異氰酸基的分子量400以下的多異氰酸酯化合物,則無特別限定,A1成分可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
能夠合適地使用的A1-1成分可舉例如:四亞甲基-1,4-二異氰酸酯、六亞甲基-1,6-二異氰酸酯、八亞甲基-1,8-二異氰酸酯、2,2,4-三甲基己烷-1,6-二異氰酸酯等脂肪族二異氰酸酯化合物;環丁烷-1,3-二異氰酸酯、環己烷-1,3-二異氰酸酯、環己烷-1,4-二異氰酸酯、2,4-甲基環己烷二異氰酸酯、2,6-甲基環己烷二異氰酸酯、異佛酮二異氰酸酯的異構物混合物、降冰片烯二異氰酸酯、4,4’-亞甲基雙(環己烷異氰酸酯)的異構物混合物、六氫甲苯-2,4-二異氰酸酯、六氫甲苯-2,6-二異氰酸酯、六氫苯-1,3-二異氰酸酯、六氫苯-1,4-二異氰酸酯、1,9-二異氰酸基-5-甲基壬烷、1,1-雙(異氰酸基甲基)環己烷、2-異氰酸基-4-[(4-異氰酸基環己基)甲基]-1-甲基環己烷、2-(3-異氰酸基丙基)環己烷異氰酸酯、降冰片烷二異氰酸酯等脂環式二異氰酸酯化合物;苯基環己基甲烷二異氰酸酯、4,4’-亞甲基雙(苯基異氰酸酯)的異構物混合物、甲苯-2,3-二異氰酸酯、甲苯-2,4-二異氰酸酯、甲苯-2,6-二異氰酸酯、苯-1,3-二異氰酸酯、苯-1,4-二異氰酸酯、1,3-雙(異氰酸基甲基)苯、間苯二甲基二異氰酸酯、四甲基苯二甲基二異氰酸酯、萘二異氰酸酯、二苯基醚二異氰酸酯、1,3-二異氰酸基甲基苯、4,4’-二異氰酸基-3,3’-二甲氧基(1,1’-聯苯)、4,4’-二異氰酸基-3,3’-二甲基聯苯、1,2-二異氰酸基苯、1,4-雙(異氰酸基甲基)-2,3,5,6-四氯苯、2-十二烷基-1,3-二異氰酸基苯、1-異氰酸基-4-[(2-異氰酸基環己基)甲基]2-甲基苯、1-異氰酸基-3-[(4-異氰酸基苯基)甲基]-2-甲基苯、4-[(2-異氰酸基苯基)氧基]苯基異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯等芳香族二異氰酸酯化合物等。
當使用甲苯二異氰酸酯時,從原料的取得容易度的觀點來看,較佳是使用:甲苯-2,4-二異氰酸酯(50~90質量%)與甲苯-2,6-二異氰酸酯(10~50質量%)的混合物。
其中,從使聚胺酯的分子鏈中形成堅固的硬鏈段的觀點來看,較佳是含有芳香族二異氰酸酯化合物來作為A1-1成分,更佳是含有從甲苯二異氰酸酯、4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯及間苯二甲基二異氰酸酯之中選出的至少1種。若藉由這樣的構成,則當使用本實施形態的濕氣硬化型胺酯組成物來形成保護層時,有能夠更加抑制來自經著色的保護薄膜的著色劑轉印和表面損傷的傾向。此外,當使用本實施形態的濕氣硬化型胺酯組成物來形成底漆層時,有與於底漆層上積層的功能性層之間的密合性良好且能夠抑制由用以形成功能性層的塗佈液所造成的溶解和滲透等外觀不良的傾向。
((A1-2)分子內具有2個以上的羥基的數目平均分子量300~5000的高分子量多元醇化合物)
A1-2成分較合適是使用:聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、及聚己內酯多元醇。A1-2成分可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
從密合性和耐久性的觀點來看,A1-2成分的數目平均分子量需要為300~5000。其中,從抑制聚胺酯樹脂的分子鏈中所含的軟鏈段的觀點來看,A1-2成分的數目平均分子量以300~1000為佳,以300~600較佳。若藉由這樣的構成,則當使用本實施形態的濕氣硬化型胺酯組成物來形成保護層時,有能夠更加抑制來自經著色的保護薄膜的著色劑轉印和表面損傷的傾向。此外,當使用本實施形態的濕氣硬化型胺酯組成物來形成底漆層時,有與於底漆層上積層的功能性層之間的密合性良好且能夠抑制由用以形成功能性層的塗佈液所造成的溶解和滲透等外觀不良的傾向。
此外,從聚合而得的聚胺酯樹脂層成為高度交聯體而不容易發生龜裂等外觀不良的觀點來看,A2成分較佳是分子內所含的羥基數為2~6,考慮到對有機溶劑的溶解性時,更佳是分子內所含的羥基數為2~3。
以下詳細說明作為A1-2成分使用的各種化合物。
(聚醚多元醇)
作為A1-2成分使用的聚醚多元醇可舉例如:聚醚多元醇化合物,其是藉由分子中具有2個以上的含活性氫的基的化合物與環氧烷進行反應來獲得;和該聚醚多元醇化合物的改質物、亦即聚合物多元醇、胺酯改質聚醚多元醇、聚醚酯共聚物多元醇等。
分子中具有2個以上的含活性氫的基的化合物可舉例如:水、乙二醇、丙二醇、丁二醇、甘油、三羥甲基丙烷、己三醇、三乙醇胺、雙甘油、季戊四醇、三羥甲基丙烷、己三醇等。此等可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
環氧烷可舉例如:環氧乙烷(ethylene oxide)、環氧丙烷(propylene oxide)、四氫呋喃等環狀醚化合物。此等可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
聚醚多元醇能夠以試劑的形式取得、或在工業上取得。聚醚多元醇的市售物可舉例如:AGC股份有限公司「EXCENOL(註冊商標)」系列、「emalster(註冊商標)」系列;ADEKA股份有限公司製「ADEKA POLYETHER」系列等。
(聚酯多元醇)
作為A1-2成分使用的聚酯多元醇可舉例如:一種聚酯多元醇,其是多元醇與多元酸進行縮合反應來獲得等。
多元醇可舉例如:乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、3,3’-二羥甲基庚烷、1,4-環己烷二甲醇、新戊二醇、3,3-雙(羥甲基)庚烷、二乙二醇、二丙二醇、甘油、三羥甲基丙烷等。此等可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
多元酸可舉例如:琥珀酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二甲酸、環戊烷二甲酸、環己烷二甲酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、萘二甲酸等。此等可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
聚酯多元醇能夠以試劑的形式取得、或在工業上取得,聚酯多元醇的市售物可舉例如:DIC股份有限公司製「POLYLITE(註冊商標)」系列、東曹股份有限公司製「NIPPOLLAN(註冊商標)」系列、川崎化成工業股份有限公司製「MAXIMOL(註冊商標)」系列、kuraray股份有限公司製「KURARAY POLYOL(註冊商標)」系列等。
(聚碳酸酯多元醇)
作為A1-2成分使用的聚碳酸酯多元醇可舉例如:藉由低分子多元醇的1種以上的光氣化來獲得的聚碳酸酯多元醇,該低分子多元醇為乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2-乙基-4-丁基-1,3-丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、新戊二醇、環己烷-1,4-二醇、環己烷-1,4-二甲醇、二聚物酸二醇、雙酚A的環氧乙烷或環氧丙烷加成物、雙(β-羥基乙基)苯、苯二甲醇、甘油、三羥甲基丙烷、季戊四醇等;藉由酯交換法來獲得的聚碳酸酯多元醇等,該酯交換法是藉由碳酸伸乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二苯酯等來進行。
聚碳酸酯多元醇能夠以試劑的形式取得、或在工業上取得。聚碳酸酯多元醇的市售物可舉例如:旭化成股份有限公司製「DURANOL(註冊商標)」系列、kuraray股份有限公司製「KURARAY POLYOL(註冊商標)」系列等、DAICEL股份有限公司製「PLACCEL(註冊商標)」系列、東曹股份有限公司製「NIPPOLLAN(註冊商標)」系列、宇部興產股份有限公司製「ETERNACOLL(註冊商標)」系列等。
(聚己內酯多元醇)
作為A1-2成分使用的聚己內酯多元醇可舉例如:藉由ε-己內酯等進行開環聚合來獲得的化合物。
聚己內酯多元醇能夠以試劑的形式取得、或在工業上取得。聚己內酯多元醇的市售物可舉例如:DAICEL股份有限公司製「PLACCEL(註冊商標)」系列等。
從提高濕氣硬化型胺酯樹脂的分子鏈間的分子間作用力的觀點來看,上述A1-2成分中,以含有芳香族環的聚酯多元醇及聚碳酸酯多元醇為佳。若藉由這樣的構成,則當使用本實施形態的濕氣硬化型胺酯組成物來形成保護層時,有能夠更加抑制來自經著色的保護薄膜的著色劑轉印和表面損傷的傾向。此外,當使用本實施形態的濕氣硬化型胺酯組成物來形成底漆層時,有與於底漆層上積層的功能性層之間的密合性良好且能夠抑制由用以形成功能性層的塗佈液所造成的溶解和滲透等外觀不良的傾向。
((A1-1’)胺酯預聚物)
A1-1’成分為分子末端具有異氰酸基的胺酯預聚物,該分子末端具有異氰酸基的胺酯預聚物是使A1-1成分與A1-2成分進行反應來獲得。
A1-1’成分為了將分子末端設為異氰酸基,而較佳是將A1-1成分中的異氰酸基的mol數(n3)與A1-2成分中的羥基的mol數(n4)的mol比(n3:n4)設為n3:n4=1:0.01~0.7,更佳是設為n3:n4=1:0.3~0.6。
A1-1’成分的製造方法無特別限定,能夠採用習知方法。能夠採用例如下述方法:在有機溶劑存在下或不存在下,較佳是在氮氣、氬氣等惰性氣體環境中,將反應溫度設為室溫(23℃)~130℃,使A1-1成分與A1-2成分進行反應。藉由將反應溫度設為130℃以下,則能夠抑制A1-2成分分解,而能夠獲得期望的胺酯預聚物。反應時間雖亦會因A1-1成分及A1-2成分的饋入比、及反應溫度而改變,但通常只要在0.5~24小時的範圍內使其進行反應即可。使A1-1成分與A1-2成分進行反應時,添加順序無特別限制,亦能夠因應需要來在反應過程中適當額外添加A1-1成分及A1-2成分。
有機溶劑只要為用於預聚物反應的有機溶劑,則無特別限制,可舉例如:丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、二乙酮、環己酮、二噁烷(dioxane)、甲苯、己烷、庚烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲基甲醯胺(DMF)、二甲基亞碸(DMSO)、四氫呋喃(THF)等。此等有機溶劑亦能夠將2種以上混合使用。其中,較佳是使用記載為後述B成分的有機溶劑。此時,能夠將所使用的有機溶劑設為B成分的一部分。
相對於A1-1成分與A1-2成分的合計量100質量份,有機溶劑的使用量以300質量份以下為佳。藉由將有機溶劑的使用量設為300質量份以下,而會成為適當的反應時間,而能夠抑制A1-2成分分解。
在製造A1-1’成分時,可使用:二月桂酸二丁錫、二甲基咪唑、三伸乙二胺、四甲基-1,6-己二胺、四甲基-1,2-乙二胺、1,4-二氮雜雙環[2,2,2]辛烷等預聚物反應用的觸媒。使用觸媒時,相對於A1-1成分與A1-2成分的合計量100質量份,使用量以0.001~3質量份為佳。
此外,在製造A1-1’成分時,為了避免A1-1成分中的異氰酸基與作為雜質的水進行反應,A1-2成分、有機溶劑及觸媒較佳是預先進行脫水處理來充分乾燥。
[(A2)分子內具有2個以上的羥基的數目平均分子量50~300的低分子量多元醇化合物]
A2成分只要為分子內具有2個以上的羥基的數目平均分子量50~300的低分子量多元醇化合物,則無特別限制。A2成分可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
其中,從抑制濕氣硬化型聚胺酯的分子鏈中所含的軟鏈段量的比例而增加硬鏈段量的比例的觀點來看,A2成分以分子內具有2個羥基的數目平均分子量50~300的低分子量多元醇化合物為佳。此外,A2成分的數目平均分子量以50~200為佳,以50~100較佳。若藉由這樣的構成,則當使用本實施形態的濕氣硬化型胺酯組成物來形成保護層時,有能夠更加抑制來自經著色的保護薄膜的著色劑轉印和表面損傷的傾向。此外,當使用本實施形態的濕氣硬化型胺酯組成物來形成底漆層時,有與於底漆層上積層的功能性層之間的密合性良好且能夠抑制由用以形成功能性層的塗佈液所造成的溶解和滲透等外觀不良的傾向。
能夠合適地使用的A2成分可舉例如:乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、3,3’-二羥甲基庚烷、1,4-環己烷二甲醇、新戊二醇、3,3-雙(羥甲基)庚烷、二乙二醇、二丙二醇、甘油、三羥甲基丙烷、季戊四醇、1,2,4-丁三醇、1,2,6-己三醇等。其中,A2成分較佳是含有從由1,2-丙二醇及1,3-丁二醇之中選出的至少1種。
[(A3)分子內具有2個以上的羥基的數目平均分子量400~2000的多元醇化合物]
A3成分能夠適當使用在上述A1-2成分中數目平均分子量為400~2000之物。A3成分可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
[(A4)具有至少1個以上的胺基的胺化合物]
A4成分較合適是使用:單胺、二胺、及三胺。A4成分可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
能夠合適地使用的A4成分可舉例如:正丁胺、二級丁胺、三級丁胺、二丁胺、二異丙胺、1,2,2,6,6-五甲基-4-胺基哌啶、2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶、1,2,2,6,6-五甲基-4-胺甲基哌啶、1,2,2,6,6-五甲基-4-胺丁基哌啶、異佛酮二胺、乙二胺、1,2-二胺基丙烷、1,3-二胺基丙烷、1,2-二胺基丁烷、1,3-二胺基丁烷、1,4-二胺基丁烷、1,5-二胺基戊烷、1,6-二胺基己烷、哌嗪(piperazine)、N,N-雙(2-胺基乙基)哌嗪、雙(4-胺基環己基)甲烷、雙(4-胺基-3-丁基環己基)甲烷、1,2-、1,3-及1,4-二胺基環己烷、降冰片烷二胺、肼、己二酸二肼、苯二胺、4,4’-二苯基甲烷二胺、N,N’-二乙基乙二胺、N,N’-二甲基乙二胺、N,N’-二丙基乙二胺、N,N’-二丁基乙二胺、N-甲基乙二胺、N-乙基乙二胺、雙(六亞甲基)三胺、1,2,5-戊三胺等。
[A1成分、A2成分、及因應需要來添加的A3成分及A4成分的使用量]
用以構成(A)濕氣硬化型聚胺酯的上述各成分的量比只要考慮使用濕氣硬化型聚胺酯的用途等來適當決定即可,從所得的濕氣硬化型聚胺酯的硬度、耐熱性、密合性等之間的平衡的觀點來看,較佳是設為像下述這樣的量比。
換言之,當將A1成分中所含的異氰酸基的mol數設為n1且將A2成分中所含的羥基的mol數設為n2時,較佳是設為mol比n1:n2=1:0.15~0.70,更佳是設為0.25~0.65,再更佳是設為0.30~0.60。此處,上述n1及n2能夠以下述形式求出:作為各成分使用的化合物的使用mol數與存在於該化合物1分子中的各基的數目的乘積。
再者,當A1成分維持為A1-1成分時,只要將A1-1成分中所含的異氰酸基的mol數設為n1即可。此外,當A1成分為A1-1’成分,該A1-1’成分是使A1-1成分與A1-2成分進行反應來獲得時,只要將A1-1’成分中所含的異氰酸基的mol數設為n1即可。
此外,當將因應需要來使用的A3成分中所含的羥基的mol數設為n5且將A4成分中所含的胺基的mol數設為n6時,較佳是設為像下述這樣的量比。換言之,較佳是設為n1:n2:(n5+n6)=1:0.15~0.70:0.01~0.7,更佳是設為n1:n2:(n5+n6)=1:0.25~0.65:0.01~0.4,再更佳是設為n1:n2:(n5+n6)=1:0.30~0.60:0.01~0.25。此處,上述n1、n2、n5、n6能夠以下述形式求出:作為各成分使用的化合物的使用mol數與存在於該化合物1分子中的各基的數目的乘積。
[(A)濕氣硬化型聚胺酯中所含的異氰酸基含量]
從對光學基材、光致變色樹脂層等的密合性的觀點來看,(A)濕氣硬化型聚胺酯中所含的異氰酸基含量以1.0~15.0質量%為佳,以2.0~10.0質量%較佳,以3.5~7.0質量%更佳。
再者,(A)濕氣硬化型聚胺酯中所含的異氰酸基的含量是設為藉由異氰酸基的逆滴定法來求出。
[(A)濕氣硬化型聚胺酯的數目平均分子量]
從提高濕氣硬化型聚胺酯的分子鏈間的分子間作用力的觀點來看,(A)濕氣硬化型聚胺酯的數目平均分子量以500~10000為佳,以1000~3000較佳,以1000~2500更佳。藉由設為這樣的數目平均分子量,而當使用本實施形態的濕氣硬化型胺酯組成物來形成保護層時,有能夠更加抑制來自經著色的保護薄膜的著色劑轉印和表面損傷的傾向。此外,當使用本實施形態的濕氣硬化型胺酯組成物來形成底漆層時,有與於底漆層上積層的功能性層之間的密合性良好且能夠抑制由用以形成功能性層的塗佈液所造成的溶解和滲透等外觀不良的傾向。
再者,(A)濕氣硬化型聚胺酯的數目平均分子量是設為藉由凝膠滲透層析法(GPC測定)來在下述條件下進行測定。換言之,裝置是使用液相層析裝置(日本Waters股份有限公司製)。管柱是使用昭和電工股份有限公司製的Shodex GPC KD-806M(排除極限分子量:200000000)。此外,展開液是使用二甲基甲醯胺(DMF),來在流速1 mL/min、溫度40℃的條件下進行測定。而且,使用聚乙二醇來作為標準樣品,藉由比較換算來求出數目平均分子量。偵測器是使用示差折射率計。再者,(A)濕氣硬化型聚胺酯是在預先以丁胺來進行處理而使異氰酸基去活化後再進行測定。
[(A)濕氣硬化型聚胺酯中所含的胺酯鍵數]
從提高濕氣硬化型聚胺酯的分子鏈間的分子間作用力的觀點來看,(A)濕氣硬化型聚胺酯中所含的胺酯鍵數以0.100~0.700 mol/100 g為佳,以0.200~600 mmol/g較佳,以0.300~0.500 mmol/g更佳。藉由設為這樣的胺酯鍵數,而當使用本實施形態的濕氣硬化型胺酯組成物來形成保護層時,有能夠更加抑制來自經著色的保護薄膜的著色劑轉印和表面損傷的傾向。此外,當使用本實施形態的濕氣硬化型胺酯組成物來形成底漆層時,有與於底漆層上積層的功能性層之間的密合性良好且能夠抑制由用以形成功能性層的塗佈液所造成的溶解和滲透等外觀不良的傾向。
再者,(A)濕氣硬化型聚胺酯中所含的胺酯鍵數是設為藉由下述方式來求出:從製造時所使用的各成分理論上地進行反應時的1分子中所含的mol比算出1分子中所含的胺酯鍵數後,將該數字轉換為該濕氣硬化型聚胺酯100 g中所含的mol數。當在製造(A)濕氣硬化型聚胺酯時使用A4成分來在分子鏈中導入脲鍵時,此脲鍵亦包含在胺酯鍵數內來算出。
[(A)濕氣硬化型聚胺酯的製造方法]
(A)濕氣硬化型聚胺酯的製造方法無特別限定,能夠採用習知方法。能夠採用例如下述方法:在有機溶劑存在下或不存在下,較佳是在氮氣、氬氣等惰性氣體環境中,將反應溫度設為室溫(23℃)~130℃,使A1成分及A2成分、以及因應需要來添加的A3成分及A4成分進行反應。藉由將反應溫度設為130℃以下,即能夠抑制反應物分解,而能夠獲得期望的(A)濕氣硬化型聚胺酯。反應時間雖亦會因各成分的饋入比、及反應溫度而改變,但只要在0.5~96小時的範圍內使其進行反應即可。此外,可因應需要來使用A1-1’成分的製造方法中所記載的有機溶劑及/或觸媒。
相對於本實施形態的濕氣硬化型聚胺酯組成物的總量,A成分的合計含有率以10~50質量%為佳,以15~35質量%較佳。
<(B)有機溶劑>
B成分亦即有機溶劑能夠無任何限制地使用習知有機溶劑。有機溶劑可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
其中,從A成分的溶解性、濕氣硬化型聚胺酯組成物的對塑膠鏡片等光學物品的塗佈性、濕氣硬化型聚胺酯組成物的保存安定性的觀點來看,較佳為為特定有機溶劑,該特定有機溶劑的溶解度參數為8[(cal/cm3
)1/2
]以上且不具有活性氫。這樣的有機溶劑可舉例如:甲苯(8.8)、乙酸乙酯(9.0)、二甲苯(8.8)、丙酮(10.0)、四氫呋喃(9.4)、二氯甲烷(9.7)、氯仿(9.3)、環戊基甲基醚(8.4)、甲基乙基酮(9.3)、甲基異丁基酮(9.6)、二乙酮(8.7)等,以甲苯、乙酸乙酯、四氫呋喃、二氯甲烷、氯仿及二乙酮為佳。再者,括弧內的數值是顯示溶解度參數。溶解度參數亦稱為希德布朗(Hildebrand)參數、SP值等。
從反應的效率性和殘留的有機溶劑的影響等的觀點來看,相對於A成分100質量份,B成分的含量以100~1000質量份為佳,以150~700質量份較佳。
<(C)其它成分>
本實施形態的濕氣硬化型聚胺酯組成物可在不會損害本發明的效果的範圍內含有後述(E)光致變色化合物、和本身習知的各種調配劑。調配劑可舉例如:紫外線吸收劑、紅外線吸收劑等會吸收特定波長的化合物;紫外線安定劑、抗氧化劑、防著色劑、抗靜電劑、染料、顏料、香料、塗平(leveling)劑、矽烷耦合劑、縮水甘油基(glycidyl)化合物等。
相對於A成分100質量份,其它成分的合計的含量以0.001~20質量份為佳。
特別是,從提高聚胺酯樹脂層的平滑性的觀點來看,本實施形態的濕氣硬化型聚胺酯組成物較佳是含有塗平劑。塗平劑可舉例如:矽氧界面活性劑、含氟界面活性劑等界面活性劑。矽氧界面活性劑及含氟界面活性劑可具體例示如:Dow Corning Toray股份有限公司製「L-7001」、「L-7002」、「L-7604」、「FZ-2123」、「FZ-2104」;DIC股份有限公司製「MEGAFACE F-470」、「MEGAFACE F-1405」、「MEGAFACE F-479」;3M Japan股份有限公司製「Fluorad FC-430」等。界面活性劑可將2種以上混合使用。
塗平劑的含量只要不會損害本發明的效果,即並無特別限制,相對於A成分100質量份,以0.001~1質量份為佳,以0.01~0.5質量份較佳。
此外,從提高密合性的觀點來看,本實施形態的濕氣硬化型聚胺酯組成物較佳是含有矽烷耦合劑及/或縮水甘油基化合物。
矽烷耦合劑並無特別限制,能夠使用習知化合物。其中,以具有烷氧基來作為水解性基的化合物為佳,以2個以上的烷氧基與矽原子鍵結在一起的化合物較佳。
較佳的矽烷耦合劑可舉例如:γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷、5,6-環氧基己基三乙氧基矽烷、β-(3、4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、四甲氧基矽烷的四聚物、四乙氧基矽烷的五聚物、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三乙醯氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、甲基三苯氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、三甲基甲氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、環己基甲基二甲氧基矽烷、1,2-雙(三甲氧基矽烷基)乙烷、1,2-雙(三乙氧基矽烷基)乙烷、1,3-雙(三甲氧基矽烷基)丙烷、1,3-雙(三乙氧基矽烷基)丙烷、1,6-雙(三甲氧基矽烷基)己烷、1,6-雙(三乙氧基矽烷基)己烷、正丙基三甲氧基矽烷、正丁基三甲氧基矽烷、異丁基三甲氧基矽烷、異丁基三乙氧基矽烷、正己基三甲氧基矽烷、正己基三乙氧基矽烷、正辛基三乙氧基矽烷、正癸基三甲氧基矽烷、3-脲基丙基三乙氧基矽烷、雙[3-(二乙氧基甲基矽烷基)丙基]碳酸酯、三氟丙基三甲氧基矽烷、全氟辛基乙基三乙氧基矽烷、γ-氯丙基三甲氧基矽烷、乙烯基三(β-甲氧基-乙氧基)矽烷、烯丙基三甲氧基矽烷、γ-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基二甲氧基甲基矽烷、γ-巰基丙基三烷氧基矽烷、γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-苯基-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-2(胺基乙基)3-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-2(胺基乙基)3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-2(胺基乙基)3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、對苯乙烯基三甲氧基矽烷、3-異氰酸基丙基三乙氧基矽烷;上述有機矽化合物中的水解性基的一部分或全部水解而成之物或部分縮合而成之物等。矽烷耦合劑可單獨使用1種,亦能夠併用2種以上。
其中,用以更加提高密合性的矽烷耦合劑較合適是使用:γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基矽烷等。
矽烷耦合劑的調配量只要不會損害本發明的效果,即並無特別限制,相對於A成分100質量份,以0.001~20質量份為佳,以0.01~10質量份較佳。
縮水甘油基化合物並無特別限制,能夠使用習知縮水甘油基化合物。較佳的縮水甘油基化合物可舉例如:甲基丙烯酸縮水甘油酯等。
縮水甘油基化合物的含量只要不會損害本發明的效果,即並無特別限制,相對於A成分100質量份,以0.001~20質量份為佳,以0.01~10質量份較佳。
此外,本實施形態的濕氣硬化型聚胺酯組成物較佳是含有從由下述所組成的群組中選出的至少1種來作為會吸收特定波長的化合物:(C1)極大吸收波長在超過400 nm且450 nm以下的範圍內的化合物(以下亦稱為「C1成分」)、(C2)紫外線吸收劑(以下亦稱為「C2成分」)、及(C3)在550~600 nm的範圍內具有吸收峰的色素(以下亦稱為「C3成分」)。
C1成分只要為極大吸收波長在超過400 nm且450 nm以下的範圍內的化合物,則能夠無特別限制地使用市售化合物。從在本實施形態的濕氣硬化型聚胺酯組成物中的分散性等的觀點來看,C1成分以苝(perylene)系化合物、卟啉(porphyrin)化合物、類胡蘿蔔素系化合物、花菁系化合物等為佳。
類胡蘿蔔素系化合物可舉例如:zeta-胡蘿蔔素等胡蘿蔔素類。zeta-胡蘿蔔素能夠以習知方法來合成。
花菁系化合物能夠使用市售物。市售物可舉例如:由東京化成工業股份有限公司等所販售的花菁化合物及部花菁化合物;山田化學工業股份有限公司的商品名FDB-009等。
此等C1成分中,較佳是使用卟啉化合物。此外,卟啉化合物中,較佳是使用:包含銅、鎂、鋅、鈷、鈦、錫、鐵、鉛、釩等金屬來作為中心金屬的卟啉金屬錯合物。此外,卟啉化合物能夠合適地使用國際公開第2018/230513號等中所記載的化合物。
該卟啉金屬錯合物亦能夠使用市售物。市售物可舉例如:由東京化成工業股份有限公司所販售之物;和山田化學工業股份有限公司的商品名FDB-001、FDB-002等。
C1成分的含量並無特別限制,只要因應目標的用途等來適當決定即可。其中,相對於A成分100質量份,以0.01~20質量份為佳,以0.01~10質量份較佳,以0.02~3質量份更佳。
C2成分能夠使用市售的三嗪系化合物、苯并三唑系化合物、二苯甲酮系化合物等。其中,以會有效地吸收長波長的紫外線和藍色光且耐久性高的化合物為佳,能夠合適地使用像國際公開第2018/230513號等中所記載的這樣的極大吸收波長在320~400 nm的範圍內的紫外線吸收劑。
C2成分的含量並無特別限制,相對於A成分100質量份,以0.01~20質量份為佳,以0.1~20質量份較佳,以0.5~20質量份更佳。
C3成分從提高防眩性的觀點來看較有用。C3成分可舉例如:硝基系化合物、偶氮系化合物、蒽醌系化合物、還原(threne)系化合物、卟啉系化合物、稀土金屬化合物等。其中,因防眩性與辨識性之間的平衡,因此以卟啉系化合物及稀土金屬化合物為佳,從在濕氣硬化型聚胺酯組成物中的分散安定性的觀點來看,以卟啉系化合物較佳。再者,C3成分的卟啉化合物與C1成分的卟啉化合物不同。
稀土金屬化合物可舉例如:水羥基(1-苯基1,3-丁二酮合)釹、水羥基(苯甲醯甲基苯基酮合)釹、水羥基(1-苯基-2-甲基-1,3-丁二酮合)釹、水羥基(1-噻吩基-1,3-丁二酮合)釹、水羥基(1-苯基1,3-丁二酮合)鉺、水羥基(1-苯基1,3-丁二酮合)鈥等錯合物。
卟啉系化合物為卟啉骨架可具有各種取代基的化合物,能夠合適地使用例如:日本特開平5-194616號公報、日本特開平5-195446號公報、日本特開2003-105218號公報、日本特開2008-134618號公報、日本特開2013-61653號公報、日本特開2015-180942號公報、國際公開第2012/020570號、日本專利第5626081號公報、日本專利第5619472號公報、日本專利第5778109號公報等中所記載的化合物。
C3成分的含量並無特別限制,只要因應目標的用途等來適當決定即可。其中,相對於A成分100質量份,以0.001~10質量份為佳。
此外,若在本實施形態的濕氣硬化型聚胺酯組成物中調配紫外線安定劑,則能夠提高聚胺酯樹脂層的耐久性,故較合適。這樣的紫外線安定劑已知有:受阻胺光安定劑、受阻酚抗氧化劑、硫系抗氧化劑等。特別合適的紫外線安定劑可舉例如:癸二酸雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶酯);ADEKA股份有限公司製的ADK STAB LA-52、LA-57、LA-62、LA-63、LA-67、LA-77、LA-82、LA-87;2,6-二(三級丁基)-4-甲基苯酚、伸乙基雙(氧伸乙基)雙[3-(5-(三級丁基)-4-羥基間甲苯基)丙酸酯];BASF公司製的IRGANOX 1010、1035、1075、1098、1135、1141、1222、1330、1425、1520、259、3114、3790、5057、565等。
紫外線安定劑的含量並無特別限制,相對於A成分100質量份,以0.001~10質量份為佳,以0.01~5質量份較佳。
在製造A成分時,可另外加入:二月桂酸二丁錫、二甲基咪唑、三伸乙二胺、四甲基-1,6-己二胺、四甲基-1,2-乙二胺、1,4-二氮雜雙環[2,2,2]辛烷等觸媒;和用以促進封閉異氰酸酯解離的觸媒。此外,當使用藉由預聚物反應來獲得的胺酯預聚物時,可在不將預聚物反應中使用的觸媒去除的情形下直接使用。使用觸媒時,相對於A成分100質量份,添加量以0.001~1質量份為佳。
<濕氣硬化型聚胺酯組成物的調製方法>
本實施形態的濕氣硬化型聚胺酯組成物能夠以習知方法來調製。能夠藉由例如下述方式來獲得濕氣硬化型聚胺酯組成物:在(A)濕氣硬化型聚胺酯中調配(B)有機溶劑、及因應需要的(C)其它成分並攪拌。攪拌溫度只要在0~100℃的範圍內適當調整即可,攪拌時間只要在0.1~48小時的範圍內適當調整即可。再者,(A)濕氣硬化型聚胺酯的末端由於有異氰酸基存在,故為了抑制水分混入,而較佳是在氬氣、氮氣等惰性氣體環境中調製。
《積層體》
本實施形態的積層體具備:光學基材、及由上述濕氣硬化型聚胺酯組成物所構成的聚胺酯樹脂層。本實施形態的積層體可進一步具備光致變色樹脂層。當本實施形態的積層體具備光致變色樹脂層時,積層順序可為光致變色樹脂層/聚胺酯樹脂層/光學基材的順序,亦可為聚胺酯樹脂層/光致變色樹脂層/光學基材的順序。
<光致變色樹脂層>
光致變色樹脂層只要由包含光致變色化合物的樹脂所構成,則並無特別限制。樹脂能夠使用:(甲基)丙烯酸酯樹脂、聚胺酯樹脂、聚胺酯尿素樹脂、環氧樹脂、聚碳酸酯樹脂、烯丙基樹脂等。此等中,從光致變色性(特別是褪色速度)的觀點來看,以(甲基)丙烯酸酯樹脂、聚胺酯樹脂及聚胺酯尿素樹脂為佳,從光致變色性及硬度良好的觀點來看,以(甲基)丙烯酸酯樹脂較佳。再者,「(甲基)丙烯酸酯」這樣的用語是意指「丙烯酸酯」及「甲基丙烯酸酯」兩者。「(甲基)丙烯醯基」等其它用語亦相同。
[(D)(甲基)丙烯酸酯樹脂]
(D)(甲基)丙烯酸酯樹脂並無特別限制,從光致變色性良好這樣的觀點來看,以(D1)下述式(1)表示的聚合性單體(以下亦稱為「D1成分」)與(D2)D1成分以外的聚合性單體(以下亦稱為「D2成分」)進行聚合而得的樹脂為佳。
式(1)中,R1
及R2
分別獨立地表示氫原子或甲基,a及b分別獨立地表示0以上整數,且a+b為2以上的整數。再者,上述式(1)表示的聚合性單體在製造上經常是以混合物來獲得。因此,a+b是以平均值計為2以上的數,較佳是以平均值計為2~50的數。
上述式(1)表示的聚合性單體的具體例可舉例如:二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、五乙二醇二甲基丙烯酸酯、五丙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、五乙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、四丙二醇二丙烯酸酯、五丙二醇二丙烯酸酯、由聚丙二醇與聚乙二醇的混合物所構成的二甲基丙烯酸酯(具有聚伸乙基2個、聚伸丙基2個的重複單元)、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(特別是a=4、b=0、平均分子量:330)、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(特別是a=9、b=0、平均分子量:536)、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(特別是a=14、b=0、平均分子量:736)、三丙二醇二甲基丙烯酸酯、四丙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二甲基丙烯酸酯(特別是a=0、b=7、平均分子量:536)、聚乙二醇二丙烯酸酯(特別是平均分子量:258)、聚乙二醇二丙烯酸酯(特別是a=4、b=0、平均分子量:308)、聚乙二醇二丙烯酸酯(特別是a=9、b=0、平均分子量:508)、聚乙二醇二丙烯酸酯(特別是a=14、b=0、平均分子量:708)、聚乙二醇甲基丙烯酸酯丙烯酸酯(特別是a=9、b=0、平均分子量:522)等。
((D2)D1成分以外的聚合性單體)
D2成分只要為能夠與D1成分進行聚合的聚合性單體,則並無特別限制,能夠使用習知物。其中,較佳是包含分子內具有2個以上的(甲基)丙烯醯基的多官能(甲基)丙烯酸酯,更佳是包含:分子內具有2個(甲基)丙烯醯基的(D2-1)二官能(甲基)丙烯酸酯(以下亦稱為「D2-1成分」)、及分子內具有3個以上的(甲基)丙烯醯基的(D2-2)多官能(甲基)丙烯酸酯(以下亦稱為「D2-2成分」)。此外,亦能夠包含分子內具有1個(甲基)丙烯醯基的(D2-3)單官能(甲基)丙烯酸酯(以下亦稱為「D2-3成分」)。
((D2-1)二官能(甲基)丙烯酸酯)
D2成分較佳是包含(D2-1)二官能(甲基)丙烯酸酯,其中,較合適是使用:下述式(2)或(3)表示的二官能(甲基)丙烯酸酯、具有胺酯鍵的二官能(甲基)丙烯酸酯、及不相當於上述的二官能(甲基)丙烯酸酯。
式(2)中,R3
及R4
分別獨立地表示氫原子或甲基,R5
及R6
分別獨立地表示氫原子或甲基,R7
表示氫原子或鹵素原子,A表示-O-、-S-、-(SO2
)-、-CO-、-CH2
-、-CH=CH-、-C(CH3
)2
-、或-C(CH3
)(C6
H5
)-;c及d分別獨立地表示1以上的整數,c+d是以平均值計為2~30的數。再者,上述式(2)表示的二官能(甲基)丙烯酸酯通常是以分子量不同的分子的混合物的形式來獲得。因此,c+d是以平均值來表示。
上述式(2)表示的二官能(甲基)丙烯酸酯的具體例可舉例如:2,2-雙[4-(甲基丙烯醯氧基乙氧基)苯基]丙烷(c+d=2、平均分子量:452)、2,2-雙[4-(甲基丙烯醯氧基二乙氧基)苯基]丙烷(c+d=4、平均分子量:540)、2,2-雙[4-(甲基丙烯醯氧基聚乙氧基)苯基]丙烷(c+d=7、平均分子量:672)、2,2-雙[3,5-二溴-4-(甲基丙烯醯氧基乙氧基)苯基]丙烷(c+d=2、平均分子量:768)、2,2-雙[4-(甲基丙烯醯氧基二丙氧基)苯基]丙烷(c+d=4、平均分子量:596)、2,2-雙[4-(丙烯醯氧基二乙氧基)苯基]丙烷(c+d=4、平均分子量:512)、2,2-雙[4-(丙烯醯氧基聚乙氧基)苯基]丙烷(c+d=3、平均分子量:466)、2,2-雙[4-(丙烯醯氧基聚乙氧基)苯基]丙烷(c+d=7、平均分子量:642)、2,2-雙[4-(甲基丙烯醯氧基聚乙氧基)苯基]丙烷(c+d=10、平均分子量:804)、2,2-雙[4-(甲基丙烯醯氧基聚乙氧基)苯基]丙烷(c+d=17、平均分子量:1116)、2,2-雙[4-(甲基丙烯醯氧基聚乙氧基)苯基]丙烷(c+d=30、平均分子量:1684)、2,2-雙[4-(丙烯醯氧基聚乙氧基)苯基]丙烷(c+d=10、平均分子量:776)、2,2-雙[4-(丙烯醯氧基聚乙氧基)苯基]丙烷(c+d=20、平均分子量:1216)等。
式(3)中,R8
及R9
分別獨立地表示氫原子或甲基,e表示以平均值計為1~20的數,B及B’分別獨立地表示碳數2~15的直鏈狀或支鏈狀的伸烷基;當B有複數個存在時,複數個B分別可為相同的基或不同的基。
上述式(3)表示的二官能(甲基)丙烯酸酯能夠藉由下述方式來製造:使聚碳酸酯二醇與(甲基)丙烯酸進行反應。
聚碳酸酯二元醇的具體例可舉例如:以三亞甲基二醇的光氣化來獲得的聚碳酸酯二醇(平均分子量:500~2000)、以四亞甲基二醇的光氣化來獲得的聚碳酸酯二醇(平均分子量:500~2000)、以五亞甲基二醇的光氣化來獲得的聚碳酸酯二醇(平均分子量:500~2000)、以六亞甲基二醇的光氣化來獲得的聚碳酸酯二醇(平均分子量:500~2000)、以八亞甲基二醇的光氣化來獲得的聚碳酸酯二醇(平均分子量:500~2000)、以九亞甲基二醇的光氣化來獲得的聚碳酸酯二醇(平均分子量:500~2000)、以三乙二醇及四亞甲基二醇的光氣化來獲得的聚碳酸酯二醇(平均分子量:500~2000)、以四亞甲基二醇及六亞甲基二醇的光氣化來獲得的聚碳酸酯二醇(平均分子量:500~2000)、以五亞甲基二醇及六亞甲基二醇的光氣化來獲得的聚碳酸酯二醇(平均分子量:500~2000)、以四亞甲基二醇及八亞甲基二醇的光氣化來獲得的聚碳酸酯二醇(平均分子量:500~2000)、以六亞甲基二醇及八亞甲基二醇的光氣化來獲得的聚碳酸酯二醇(平均分子量:500~2000)、以1-甲基三亞甲基二醇的光氣化來獲得的聚碳酸酯二醇(平均分子量:500~2000)等。
((D2-1-3)具有胺酯鍵的二官能(甲基)丙烯酸酯)
具有胺酯鍵的二官能(甲基)丙烯酸酯較合適是:使上述(A1-1)分子內具有2個以上的異氰酸基的多異氰酸酯化合物與(A1-2)分子內具有2個以上的羥基的多元醇化合物與含羥基的(甲基)丙烯酸酯進行反應來獲得。
分子內具有2個以上的異氰酸基的多異氰酸酯化合物的具體例可舉例如:六亞甲基二異氰酸酯、異佛酮二異氰酸酯、離胺酸異氰酸酯、2,2,4-六亞甲基二異氰酸酯、二聚物酸二異氰酸酯、亞異丙基雙(4-環己基異氰酸酯)、二環己基甲烷二異氰酸酯、降冰片烯二異氰酸酯、甲基環己烷二異氰酸酯等。
分子內具有2個以上的羥基的多元醇化合物的具體例可舉例如:氧伸乙基、氧伸丙基或氧六亞甲基的重複單元的聚烷二醇;聚己內酯二醇等聚酯二醇;聚碳酸酯二醇、聚丁二烯二醇、季戊四醇、乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,9-壬二醇、1,8-壬二醇、新戊二醇、二乙二醇、二丙二醇、1,4-環己烷二醇、1,4-環己烷二甲醇、甘油、三羥甲基丙烷等。
此外,具有胺酯鍵的二官能(甲基)丙烯酸酯亦能夠使用:使藉由上述多異氰酸酯與上述多元醇化合物的反應來獲得的分子末端為異氰酸基的胺酯預聚物與2-羥基(甲基)丙烯酸酯進行反應而成的反應混合物;和使上述A1-1成分與2-羥基(甲基)丙烯酸酯直接進行反應而成的反應混合物亦即胺酯(甲基)丙烯酸酯等。
含羥基的(甲基)丙烯酸酯的具體例可舉例如:(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯等。
具有胺酯鍵的二官能(甲基)丙烯酸酯亦能夠使用市售物。市售物可舉例如:新中村化學工業股份有限公司製的U-2PPA(分子量:482)、UA-122P(分子量:1100)、U-122P(分子量:1100);DAICEL allnex股份有限公司製的EB4858(分子量:454)等。
((D2-1-4)不相當於上述的二官能(甲基)丙烯酸酯)
(D2-1-4)不相當於上述的二官能(甲基)丙烯酸酯可舉例如:像可具有取代基的伸烷基的兩末端具有(甲基)丙烯酸基這樣的化合物。其中,較佳是具有碳數6~20的伸烷基。具體而言可舉例如:1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、1,9-壬二醇二甲基丙烯酸酯、1,10-癸二醇二丙烯酸酯、1,10-癸二醇二甲基丙烯酸酯等。
此外,不相當於上述的二官能(甲基)丙烯酸酯亦可舉例如:含有硫原子的二官能(甲基)丙烯酸酯。硫原子較佳是經以硫醚基的形式形成分子鏈的一部分。具體而言可舉例如:雙(2-甲基丙烯醯氧基乙硫基乙基)硫醚、雙(甲基丙烯醯氧基乙基)硫醚、雙(丙烯醯氧基乙基)硫醚、1,2-雙(甲基丙烯醯氧基乙硫基)乙烷、1,2-雙(丙烯醯氧基乙基)乙烷、雙(2-甲基丙烯醯氧基乙硫基乙基)硫醚、雙(2-丙烯醯氧基乙硫基乙基)硫醚、1,2-雙(甲基丙烯醯氧基乙硫基乙硫基)乙烷、1,2-雙(丙烯醯氧基乙硫基乙硫基)乙烷、1,2-雙(甲基丙烯醯氧基異丙硫基異丙基)硫醚、1,2-雙(丙烯醯氧基異丙硫基異丙基)硫醚等。
上述各D2-1成分可針對個別說明的各成分單獨使用1種,亦可組合使用2種以上。此外,可將個別說明的各成分彼此組合使用。當組合使用複數種D2-1成分時,成為B2-1成分的基準的質量為此等的合計量。
((D2-2)多官能(甲基)丙烯酸酯)
D2-2成分較合適是使用:下述式(4)表示的多官能(甲基)丙烯酸酯、具有胺酯鍵的多官能(甲基)丙烯酸酯、具有(甲基)丙烯醯基的多輪烷(polyrotaxane)、及不相當於上述的多官能(甲基)丙烯酸酯。
式(4)中,R10
表示氫原子或甲基,R11
表示氫原子或碳數1~2的烷基,R12
表示碳數1~10的3~6價有機基,f表示以平均值計為0~3的數,g表示3~6的整數。R11
表示的碳數1~2的烷基以甲基為佳。R12
表示的有機基可舉例如:自多元醇衍生出的基、3~6價烴基、3~6價包含胺酯鍵的有機基等。
上述式(4)表示的多官能(甲基)丙烯酸酯的具體例可舉例如:三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、四羥甲基甲烷三甲基丙烯酸酯、四羥甲基甲烷三丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四甲基丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三乙二醇三甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三乙二醇三丙烯酸酯、雙(三羥甲基丙烷)四甲基丙烯酸酯、雙(三羥甲基丙烷)四丙烯酸酯等。
((D2-2-2)具有胺酯鍵的多官能(甲基)丙烯酸酯)
(D2-2-2)具有胺酯鍵的多官能(甲基)丙烯酸酯是使上述A1-1成分與A1-2成分及/或A2成分進行反應並進一步使含羥基的(甲基)丙烯酸酯進行反應來獲得,其中,較合適是分子內具有3個以上的(甲基)丙烯醯基。
具有胺酯鍵的多官能(甲基)丙烯酸酯亦能夠使用市售物。市售物可舉例如:新中村化學工業股份有限公司製的U-4HA(分子量:596、官能基數:4)、U-6HA(分子量:1019、官能基數:6)、U-6LPA(分子量:818、官能基數:6)、U-15HA(分子量:2300、官能基數:15)等。
((D2-2-3)具有(甲基)丙烯醯基的多輪烷)
(D2-2-3)具有(甲基)丙烯醯基的多輪烷為一種多輪烷,其具有複合分子結構,該複合分子結構包含軸分子及複數個環狀分子,該複數個環狀分子將該軸分子包接,且該多輪烷經將具有羥基的側鏈導入至該環狀分子中,其中,該多輪烷經以具有(甲基)丙烯醯基的化合物來對1 mol%以上且未達100 mol%的該側鏈的羥基進行改質。再者,本說明書中,亦將這樣使側鏈的羥基與其它化合物進行反應來將源自該其它化合物的結構導入的反應稱為「改質」。
具有(甲基)丙烯醯基的多輪烷能夠依照國際公開第2018/030275號等中所記載的習知方法來製造。
((D2-2-4)不相當於上述的多官能(甲基)丙烯酸酯)
(D2-2-4)不相當於上述的多官能(甲基)丙烯酸酯可舉例如:經以(甲基)丙烯醯基來對聚酯化合物的末端進行修飾的化合物。依成為原料的聚酯化合物的分子量和(甲基)丙烯醯基的修飾量,已市售有各種聚酯(甲基)丙烯酸酯化合物,能夠使用此等市售物。聚酯(甲基)丙烯酸酯化合物的具體例可舉例如:四官能聚酯寡聚物(分子量:2500~3500,DAICEL allnex股份有限公司製,EB80等)、6官能聚酯寡聚物(分子量:6000~8000,DAICEL allnex股份有限公司製,EB450等)、6官能聚酯寡聚物(分子量:45000~55000,DAICEL allnex股份有限公司製,EB1830等)、四官能聚酯寡聚物(分子量:10000,第一工業製藥股份有限公司製,GX8488B等)等。
藉由使用以上例示的D2-2成分,即能夠一面維持光致變色性,一面因應需要來藉由聚合來提高交聯密度。
上述各D2-2成分可針對個別說明的各成分單獨使用1種,亦可組合使用2種以上。此外,可將個別說明的各成分彼此組合使用。當組合使用複數種D2-1成分時,成為D2-2成分的基準的質量為此等的合計量。
((D2-3)單官能(甲基)丙烯酸酯)
(D2-3)單官能(甲基)丙烯酸酯可舉例如:下述式(5)表示的單官能(甲基)丙烯酸酯。
式(5)中,R13
表示氫原子或甲基,R14
表示氫原子、甲基二甲氧基矽烷基、三甲氧基矽烷基、或縮水甘油基,h表示0~10的整數,i表示0~20的整數。
上述式(5)表示的單官能(甲基)丙烯酸酯的具體例可舉例如:甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(特別是平均分子量:293)、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(特別是平均分子量:468)、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯(特別是平均分子量:218)、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯(特別是平均分子量:454)、甲基丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸月桂酯、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、甲基丙烯酸縮水甘油酯等。
[(E)光致變色化合物]
(E)光致變色化合物(以下亦稱為「E成分」)已知有例如:俘精酸酐化合物、苯并哌喃化合物、螺噁嗪化合物等,本實施形態中,能夠無任何限制地使用此等光致變色化合物。此等可單獨使用1種,亦可併用2種以上。俘精酸酐化合物、苯并哌喃化合物及螺噁嗪化合物可舉例如:日本特開平2-28154號公報、日本特開昭62-288830號公報、國際公開第94/22850號、國際公開第96/14596號等中所記載的化合物。
此外,作為具有優異的光致變色性的化合物,亦能夠合適地使用本發明人等新發現的化合物、例如:日本特開2001-114775號公報、日本特開2001-031670號公報、日本特開2001-011067號公報、日本特開2001-011066號公報、日本特開2000-347346號公報、日本特開2000-344762號公報、日本特開2000-344761號公報、日本特開2000-327676號公報、日本特開2000-327675號公報、日本特開2000-256347號公報、日本特開2000-229976號公報、日本特開2000-229975號公報、日本特開2000-229974號公報、日本特開2000-229973號公報、日本特開2000-229972號公報、日本特開2000-219687號公報、日本特開2000-219686號公報、日本特開2000-219685號公報、日本特開平11-322739號公報、日本特開平11-286484號公報、日本特開平11-279171號公報、日本特開平10-298176號公報、日本特開平09-218301號公報、日本特開平09-124645號公報、日本特開平08-295690號公報、日本特開平08-176139號公報、日本特開平08-157467號公報、美國專利第5645767號說明書、美國專利第5658501號說明書、美國專利第5961892號說明書、美國專利第6296785號明細書、日本專利第4424981號公報、日本專利第4424962號公報、國際公開第2009/136668號、國際公開第2008/023828號、日本專利第4369754號公報、日本專利第4301621號公報、日本專利第4256985號公報、國際公開第2007/086532號、日本特開2009-120536號公報、日本特開2009-67754號公報、日本特開2009-67680號公報、日本特開2009-57300號公報、日本專利第4195615號公報、日本專利第4158881號公報、日本專利第4157245號公報、日本專利第4157239號公報、日本專利第4157227號公報、日本專利第4118458號公報、日本特開2008-74832號公報、日本專利第3982770號公報、日本專利第3801386號公報、國際公開第2005/028465號、國際公開第2003/042203號、日本特開2005-289812號公報、日本特開2005-289870號公報、日本特開2005-112772號公報、日本專利第3522189號公報、國際公開第2002/090342號、日本專利第3471073號公報、日本特開2003-277381號公報、國際公開第2001/060811號、國際公開第2000/071544號、國際公開第2005/028465號、國際公開第2011/16582號、國際公開第2011/034202號、國際公開第2012/121414號、國際公開第2013/042800號、日本專利第6031035號公報、日本特願2019-120178號、日本特願2019-190604、日本特願2020-025057號、日本特願2020-031674號、日本特願2020-033969號等中所揭示的化合物。
從顯色濃度、初期著色、耐久性、褪色速度等光致變色性的觀點來看,此等E成分中,更佳是使用具有茚并[2,1-f]萘并[1,2-b]哌喃骨架的苯并哌喃化合物1種以上。並且,此等苯并哌喃化合物中,其分子量為540以上的化合物由於顯色濃度及褪色速度特別優異,故較合適。
此外,E成分亦能夠從下述化合物中適當選擇使用任意物:具有分子量為300以上的長鏈的基來作為取代基的化合物,該分子量為300以上的長鏈的基特別是聚矽氧烷鏈、聚氧伸烷基鏈、聚酯鏈、聚酯聚醚鏈等分子鏈。分子量為300以上的分子鏈由於為高分子量,故在製造光致變色化合物時,有時會具有複數種分子鏈,而非1種分子鏈。此時,該分子鏈的分子量只要複數種分子鏈的平均值(數目平均分子量)成為上述規定的範圍即可。此分子量亦能夠藉由製造光致變色化合物時的原料的種類來確認,亦能夠藉由NMR(核磁共振)、IR(紅外線)、質量分析等習知手段來從製造物確認。
我們認為:藉由光致變色化合物具有分子量300以上的分子鏈,而在光致變色樹脂層中亦能夠發揮更高度的光致變色性。考慮到光致變色性、光致變色化合物的調配量、及光致變色化合物本身的生產性時,該分子鏈的分子量以300~25000為佳,以400~20000較佳,以440~15000更佳,以500~10000特佳。
當光致變色化合物具有分子量300以上的分子鏈時,該分子鏈的數目較佳是相對於光致變色化合物1分子成為0.5個以上。換言之,即使該分子鏈的數目變最少,仍較佳是成為像以該分子鏈來將2個光致變色化合物結合這樣的結構。考慮到與分子鏈的分子量之間的平衡、光致變色性等時,該分子鏈的數目的上限以4個以下為佳,以2個以下較佳,以1個更佳。
此外,E成分較佳是:發揮光致變色性的分子結構會因照光而分子的一部分斷裂而顯色,且會因斷裂處再結合而褪色。因此,為了光致變色化合物可逆地反覆進行顯色及褪色,而重點在於有自由空間存在(分子的自由度),該自由空間是用以在產生斷裂及再結合時不會妨礙分子運動。當為具有這樣的分子結構的化合物時,我們認為特別會發揮該分子鏈的效果。
這樣的光致變色化合物可舉例如:國際公開第2000/015630號、國際公開第2004/041961號、國際公開第2005/105874號、國際公開第2005/105875號、國際公開第2006/022825號、國際公開第2009/146509號、國際公開第2010/20770號、國際公開第2012/121414號、國際公開第2012/149599號、國際公開第2012/162725號、國際公開第2012/176918號、國際公開第2013/078086號、國際公開第2019/013249號、國際公開第2019/203205號、國際公開第2020/017610號、國際公開2019/203205號、日本特開2019-182866號公報等中所記載的化合物。
相對於光致變色樹脂層100質量份,E成分的含量以0.01~20質量份為佳,以0.1~15質量份較佳,以0.5~10質量份更佳。
[光致變色樹脂層中的各成分的調配比例]
考慮到所得的光致變色樹脂層的顯色濃度及褪色速度這樣的光致變色性時,將D1成分與D2成分的合計量設為100質量份時,上述D1成分及D2成分的調配比例較佳是將D1成分設為40~95質量份、將D2成分設為5~60質量份。
此外,D2成分較佳是:包含D2-2成分且因應需要來包含D2-1成分及D2-3成分。更具體而言,將D2成分的總量設為100質量份時,較佳是將D2-1成分設為0~30質量份、將D2-2成分設為50~100質量份、將D2-3成分設為0~50質量份。
此外,考慮到所得的光致變色樹脂層的顯色濃度及褪色速度這樣的光致變色性時,將D1成分與D2成分的總量設為100質量份時,光致變色化合物的調配比例較佳是設為0.1~10質量份,更佳是設為2~10質量份。
[其它成分]
光致變色樹脂層可含有:熱聚合起始劑、光聚合起始劑等聚合起始劑。
熱聚合起始劑可舉例如:苯甲醯基過氧化物、對氯苯甲醯基過氧化物、癸醯基過氧化物、月桂醯基過氧化物、乙醯基過氧化物等二醯基過氧化物;過氧2-乙基己酸三級丁酯、過氧新癸酸三級丁酯、過氧新癸酸枯烯酯(cumyl peroxyneodecanoate)、過氧苯甲酸三級丁酯等過氧酯;過氧二碳酸二異丙酯、過氧二碳酸二(三級丁酯)等過氧碳酸酯;偶氮雙異丁腈等偶氮化合物等。
光聚合起始劑可舉例如:1-苯基-2-羥基-2-甲基丙-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙-1-酮等苯乙酮系化合物;1,2-二苯基乙二酮、乙醛酸甲基苯酯等α-二羰基系化合物;2,6-二甲基苯甲醯基二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基次膦酸甲酯、2,6-二氯苯甲醯基二苯基氧化膦、2,6-二甲氧基苯甲醯基二苯基氧化膦等醯基氧化膦系化合物等。
再者,當使用光聚合起始劑時,亦能夠併用三級胺等習知聚合硬化促進助劑。
此外,光致變色樹脂層中,除了上述成分以外,亦可在不會損害本發明的效果的範圍內調配本身習知的各種添加劑。添加劑可舉例如:紫外線吸收劑、紅外線吸收劑、紫外線安定劑、抗氧化劑、防著色劑、抗靜電劑、染料、顏料、香料、溶劑、塗平劑等。
其中,若使用紫外線安定劑,則能夠提高光致變色化合物的耐久性,故較合適。這樣的紫外線安定劑已知有:受阻胺光安定劑、受阻酚抗氧化劑、硫系抗氧化劑等。特別合適的紫外線安定劑可舉例如:癸二酸雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶酯);ADEKA股份有限公司製的ADK STAB A-52、LA-57、LA-62、LA-63、LA-67、LA-77、LA-82、LA-87;2,6-二(三級丁基)-4-甲基苯酚、伸乙基雙(氧伸乙基)雙[3-(5-(三級丁基)-4-羥基間甲苯基)丙酸酯];BASF公司製的IRGANOX 1010、1035、1075、1098、1135、1141、1222、1330、1425、1520、259、3114、3790、5057、565、254等。
紫外線安定劑的調配量只要不會損害本發明的效果,即並無特別限制,通常,相對於D1成分與D2成分的合計量100質量份,為0.001~10質量份,以0.01~3質量份為佳。特別是,當使用受阻胺光安定劑時,耐久性的提高效果會因光致變色化合物的種類而有差異,結果為了不會發生所調整的顯色色調的色移,而光致變色化合物每1 mol,較佳是設為0.5~30 mol,更佳是設為1~20 mol,再更佳是設為2~15 mol。
<光學基材>
光學基材可舉例如塑膠鏡片基材。塑膠鏡片基材可舉例如:(甲基)丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯樹脂等熱塑性樹脂鏡片;多官能(甲基)丙烯酸系樹脂、烯丙基樹脂、硫代胺酯樹脂、胺酯樹脂、硫代環氧樹脂等交聯性樹脂鏡片等。此外,亦能夠應用於將硬塗層積層於此等塑膠鏡片基材上而成的塑膠鏡片基材。
光學基材為了提高與光致變色樹脂層等之間的密合性,而可實施:藉由鹼溶液、酸溶液等來進行的化學處理;藉由電暈放電、電漿放電、研磨等來進行的物理處理。
此外,當將上述濕氣硬化型聚胺酯組成物積層於光學物品的光致變色樹脂層上來作為保護層使用時,可在不會損害本發明的效果的範圍內將其它層積層於光學基材與光致變色樹脂層之間、或光致變色樹脂層與由濕氣硬化型聚胺酯組成物所構成的保護層之間。例如:在於光學基材的表面形成光致變色樹脂層前,亦能夠於光學基材的表面設置聚胺酯系、聚酯系、聚乙烯縮醛系、環氧系等的底漆層。當然,亦能夠將上述濕氣硬化型聚胺酯組成物用於形成底漆層。
底漆層能夠使用習知聚胺酯樹脂。從密合性的觀點來看,其中,較佳為一種底漆層,其是由下述所構成:像日本專利第4405833號公報中所記載的這樣的濕氣硬化型聚胺酯或其前驅物、或是像日本專利第5016266號公報或日本專利5084727號公報中所記載的這樣的水分散胺酯乳化液所構成。
<於光學基材上形成光致變色樹脂層的方法>
(D)光致變色樹脂層較佳是藉由例如下述方式來形成:將上述各單體成分、光致變色化合物、及因應需要的其它成分混合來調製光致變色單體組成物,並在光學基材上使其進行聚合。
用以製作光致變色樹脂層的聚合是藉由下述方式來進行:照射活性能量線(紫外線、α射線、β射線、γ射線、LED(發光二極體)光等)、加熱、或兩者的併用。換言之,只要因應所使用的聚合性單體和聚合硬化促進劑的種類及所形成的光致變色樹脂層的形態來採用適當的聚合手段即可。當藉由後述塗佈法來形成光致變色樹脂層時,因能夠獲得均勻的膜厚的理由,因此較佳是採用光聚合。
當使光致變色單體組成物進行光聚合時,聚合條件之中特別是照度條件會對所得的光致變色樹脂層的性質狀態造成影響。此照度條件由於會因光聚合起始劑的種類及量和聚合性單體的種類而受到影響,故無法一概地限定,但一般而言較佳是以下述方式選擇條件:以365 nm的波長來將10~500 mW/cm2
的UV(紫外線)光照射0.1~5分鐘。
當藉由上述塗佈法來形成光致變色樹脂層時,是藉由下述方式來於光學基材的表面形成光致變色樹脂層:以塗佈液的形式使用光致變色單體組成物,藉由旋轉塗佈、浸漬等來將該塗佈液塗佈於鏡片基材等光學基材的表面,然後藉由在氮氣等惰性氣體中照射UV和加熱等來進行聚合。
當藉由像上述這樣的塗佈法來於光學基材的表面形成光致變色樹脂層時,亦能夠藉由預先對光學基材的表面進行下述來提高光致變色樹脂層與光學基材之間的密合性:藉由鹼溶液、酸溶液等來進行的化學處理;藉由電暈放電、電漿放電、研磨等來進行的物理處理等。當然,亦能夠於光學基材的表面預先另外設置透明的黏著樹脂層。
上述光致變色樹脂層能夠顯現顯色濃度和特別是褪色速度等優異的光致變色性,而能夠有效地利用於製作經賦予光致變色性的光學基材、例如光致變色鏡片。再者,雖已說明塗佈法來作為光致變色樹脂層的形成方法,但亦可藉由鑄模聚合等其它方法來形成光致變色樹脂層。
<於光學基材及/或光致變色樹脂層形成聚胺酯樹脂層的方法>
形成由濕氣硬化型聚胺酯組成物所構成的聚胺酯樹脂層的方法無特別限定,較佳是藉由例如下述方式來形成聚胺酯樹脂層:調製一種濕氣硬化型聚胺酯組成物,其含有(A)濕氣硬化型聚胺酯及(B)有機溶劑,並將此濕氣硬化型聚胺酯組成物供給至光學基材上及/或形成於光學基材上的光致變色樹脂層上後,在濕氣(亦即空氣中的水分)存在下,藉由乾燥來使其硬化。亦能夠因應需要來額外加熱。
將濕氣硬化型聚胺酯組成物供給至光學基材上及/或光致變色樹脂層上的方法並無特別限制,能夠採用:浸漬塗佈、旋轉塗佈、浸漬旋轉塗佈、浸漬及旋轉塗佈、流動塗佈等方法。其中,從使其與濕氣(亦即空氣中的水分)進行反應的觀點來看,以旋轉塗佈為佳。
此外,前述硬化可在將前述濕氣硬化型聚胺酯組成物塗佈後,僅在濕氣(亦即空氣中的水分)存在下使其乾燥,亦可在不會對光學基材和樹脂的耐熱性造成影響的範圍內,為了加速乾燥而進行加熱處理及/或加熱加濕處理。
用以加速乾燥的溫度具體而言以在室溫(23℃)~130℃的範圍內為佳。此外,用以加速乾燥的濕度以在45%RH~95%RH的範圍內為佳。若在此範圍內,則能夠抑制由加熱所造成的光學基材變形和變色。加熱時間無特別限定,通常在1分鐘~6小時的範圍內,加熱加濕時間無特別限定,通常在5分鐘~48小時的範圍內。
濕氣硬化型聚胺酯樹脂層的厚度並無特別限制,考慮到紫外線鏡片的外觀、密合性、硬度、及形成的濕氣硬化型聚胺酯樹脂層的平滑性時,較佳是設為0.1~10 μm,更佳是設為0.1~8 μm,再更佳是設為0.5~5 μm。
此外,對於本實施形態的積層體,亦能夠因應其用途來實施下述後加工:使用分散染料等染料來進行的染色;使用以矽烷耦合劑和矽、鋯、銻、鋁、錫、鎢等的溶膠作為主成分的硬塗劑來進行的硬塗膜的製作;藉由蒸鍍SiO2
、TiO2
、ZrO2
等金屬氧化物來進行的薄膜形成;藉由將有機高分子塗佈來形成薄膜來進行的抗反射處理、抗靜電處理、鏡塗佈處理、撥水處理、親水化處理、防霧處理、防污處理、或(近)紅外線遮蔽處理等。
[實施例]
其次,使用實施例及比較例來詳細說明本發明,但本發明並不受本實施例所限定。上述各成分及評估方法等是如下所述。
<濕氣硬化型聚胺酯組成物>
[A1-1成分]
TDI:甲苯-2,4-二異氰酸酯(80質量%)與甲苯-2,6-二異氰酸酯(20質量%)的混合物(分子量:174)
MDI:4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯(分子量:250)
XDI:間苯二甲基二異氰酸酯(分子量:188)
IPDI:異佛酮二異氰酸酯(異構物混合物)(分子量:222)
[A1-2成分及A3成分]
PL1:旭化成股份有限公司製,DURANOL(以1,5-戊二醇及己二醇作為原料的聚碳酸酯二醇,數目平均分子量:500)
PL2:聚丙二醇(數目平均分子量:400)
PL3:旭化成股份有限公司製,DURANOL(以1,5-戊二醇及己二醇作為原料的聚碳酸酯二醇,數目平均分子量:1000)
PL4:旭化成股份有限公司製,DURANOL(以1,5-戊二醇及己二醇作為原料的聚碳酸酯二醇,數目平均分子量:2000)
PL5:以己二酸及3-甲基-1,5-戊二醇作為原料的聚酯多元醇(數目平均分子量:500)
PL6:以間苯二甲酸及3-甲基-1,5-戊二醇作為原料的聚酯多元醇(數目平均分子量:500)
PL7:DAICEL股份有限公司製,PLACCEL(聚己內酯二醇,數目平均分子量:500)
[A2成分]
EG:乙二醇(分子量:62)
PG1:1,2-丙二醇(分子量:76)
PG2:1,3-丙二醇(分子量:76)
BG:1,3-丁二醇(分子量:90)
HG:1,6-己二醇(分子量:118)
TMP:三羥甲基丙烷(分子量:134)
[A4成分]
IPDA:異佛酮二胺(異構物混合物)
[B成分(括弧內表示溶解度參數)]
B1:二乙酮(8.7)
B2:甲苯(8.8)
B3:乙酸乙酯(9.0)
[其它成分]
L7001:Dow Corning Toray股份有限公司製,商品名:L-7001(塗平劑)
<光致變色單體組成物>
[D1成分]
14G:聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(乙二醇鏈的平均鏈長:14,平均分子量:736)
A-400:聚乙二醇二丙烯酸酯(乙二醇鏈的平均鏈長:9,平均分子量:508)
[D2成分]
TMPT:三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯
D-TMP:雙(三羥甲基丙烷)四丙烯酸酯
SI-1:γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷
GMA:甲基丙烯酸縮水甘油酯
RX-1:具有(甲基)丙烯醯基的多輪烷
再者,RX-1是依照國際公開第2018/030275號中所記載的方法來合成。RX-1的特性是如下所述。
以GPC來測得的質量平均分子量(Mw):880000
丙烯醯基的改質比例:85 mol%
殘留在側鏈的羥基的比例:15 mol%
軸分子:分子量20000的直鏈狀聚乙二醇(PEG)
包接環:α-環糊精(α-CD)(導入比例:0.25)
軸分子的末端:以金剛烷來密封
導入至包接環中的側鏈:側鏈的(平均)分子量為約600
[光致變色化合物]
PC1:下述式表示的化合物
[其它成分]
CGI:苯基雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)氧化膦(商品名:Omnirad819,IGM公司製)(聚合起始劑)
HALS:癸二酸雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶酯)(分子量:508)(紫外線安定劑)
HP:伸乙基雙(氧伸乙基)雙[3-(5-三級丁基-4-羥基間甲苯基)丙酸酯](BASF公司製,Irganox 245)(紫外線安定劑)
L7001:Dow Corning Toray股份有限公司製,L-7001(塗平劑)
<調製例1:濕氣硬化型聚胺酯組成物(PU1)的調製>
在具有攪拌子、冷卻管、溫度計、氮氣導入管及攪拌機的反應容器中,加入A1-1成分亦即TDI(90 g)、A1-2成分亦即PL1(130 g)、及有機溶劑亦即甲苯(235 g)(以下設為B成分的其中一種成分),並均勻混合。在氮氣環境中將此混合液調整至90℃,而進行預聚物反應,而獲得胺酯預聚物溶液。
並且,在由上述方法所得的胺酯預聚物溶液中加入A2成分亦即PG1(9.8 g)及B成分亦即乙酸乙酯(125 g),並調整至75℃,而進行反應。
在上述反應液中,進一步加入B成分亦即乙酸乙酯(360 g)、及其它成分亦即L7001(1.0 g),並在氮氣環境中攪拌直到成為均勻為止,而獲得濕氣硬化型聚胺酯組成物(PU1)。濕氣硬化型聚胺酯組成物(PU1)的組成等是如表1所示。
(濕氣硬化型聚胺酯的數目平均分子量的測定)
調製例1中所得的濕氣硬化型聚胺酯的數目平均分子量是藉由凝膠滲透層析法(GPC測定)來在下述條件下進行測定。裝置是使用液相層析裝置(日本Waters股份有限公司製)。管柱是使用昭和電工股份有限公司製的Shodex GPC KD-806M(排除極限分子量:200000000)。此外,展開液是使用二甲基甲醯胺(DMF),來在流速1 mL/min、溫度40℃的條件下進行測定。而且,使用聚乙二醇來作為標準樣品,藉由比較換算來求出數目平均分子量。偵測器是使用示差折射率計。濕氣硬化型聚胺酯是在預先以丁胺來進行處理而使異氰酸基去活化後再進行測定。以此方法來求出的濕氣硬化型聚胺酯的數目平均分子量為1800。
(濕氣硬化型聚胺酯中所含的異氰酸基含量的測定)
濕氣硬化型聚胺酯中所含的異氰酸基含量是藉由異氰酸基的逆滴定法來求出。異氰酸基的逆滴定是藉由下述順序來實施。
1)在500 mL的脫水二噁烷中添加正丁胺12.5 g,並攪拌直到成為均勻為止,而調製正丁胺/二噁烷溶液。
2)以全移液管(whole pipette)來將上述正丁胺/二噁烷溶液採取10 mL至110 mL的螺蓋試管中,並加入THF約20 mL、溴甲酚藍1%乙醇溶液3滴,並一面攪拌一面以0.1 mol/L硫酸水溶液來進行滴定後,將從藍色變成黃綠色或黃色的點設為終點。滴定時是使用50 mL的滴管。進行2次測定後,從平均值算出空白值(單位:mL)。
3)將濕氣硬化型聚胺酯組成物約1 g秤量直到0.01 g單位為止至110 mL的螺蓋試管中,並饋入THF約20 mL,然後以全移液管來饋入上述丁胺/二噁烷溶液10 mL,並攪拌而使其均勻。確認成為均勻後,一面攪拌一面以0.1 mol/L硫酸水溶液來進行滴定。
4)異氰酸基含量(NCO量)是藉由下式來算出。
式中,f為用於滴定時的0.1 mol/L硫酸水溶液的力價,在本滴定中為1。固體成分濃度是使用以後述方法來測定後的結果。以此方法來求出的調製例1中所得的濕氣硬化型聚胺酯中所含的異氰酸基含量為4.7質量%。
(濕氣硬化型聚胺酯中所含的胺酯鍵數的算出)
濕氣硬化型聚胺酯中所含的胺酯鍵數是藉由下述方式來求出:從製造時所使用的各成分理論上地進行反應時的1分子中所含的各成分的mol比算出1分子中所含的胺酯鍵數後,將該數字轉換為該濕氣硬化型聚胺酯100 g中所含的mol數。以此方法來求出的製造例1中所得的濕氣硬化型聚胺酯中所含的胺酯鍵數為0.333 mol/100 g。
(濕氣硬化型聚胺酯組成物的固體成分濃度的測定)
濕氣硬化型聚胺酯組成物的固體成分濃度是藉由下述順序來進行測定。首先,將對流式烘箱設定為120℃。
1)測定空的容器(鋁杯)的重量直到0.0001 g單位為止(重量1)。
2)在容器(鋁杯)中饋入濕氣硬化型聚胺酯組成物約2 g,並秤量直到0.0001 g單位為止(重量2)。
3)在設定為120℃的對流式烘箱內使其乾燥3小時。
4)乾燥後的濕氣硬化型聚胺酯組成物的重量連同容器一起秤量直到0.0001 g單位為止(重量3),並以下述式來算出固體成分濃度。
以此方法來求出的調製例1中所得的濕氣硬化型聚胺酯組成物的固體成分濃度為24.2質量%。
(濕氣硬化型聚胺酯組成物的黏度測定)
濕氣硬化型聚胺酯組成物的黏度是使用CANNON-Fenske黏度計來進行測定。換言之,以全移液管來秤量濕氣硬化型聚胺酯組成物10 mL至CANNON-Fenske黏度計中,並將此CANNON-Fenske黏度計設置於設定為25℃的恆溫水層(25±0.1℃),並放置15分鐘後,測定運動黏度。此外,使用比重計來測定比重後,從運動黏度與比重的乘積求出黏度。以此方法來求出的調製例1中所得的濕氣硬化型聚胺酯組成物的黏度為5.2 mPa・s。
<製造例2:濕氣硬化型聚胺酯組成物(PU2)的調製>
在具有攪拌子、冷卻管、溫度計、氮氣導入管及攪拌機的反應容器中,加入A1-1成分亦即TDI(90 g)、A1-2成分亦即PL2(130 g)、及有機溶劑亦即甲苯(193 g)(以下設為B成分的其中一種成分),並混合至均勻。在氮氣環境中將此混合液調整至90℃來進行預聚物反應,而獲得胺酯預聚物溶液。
進一步,在由上述方法所得的胺酯預聚物溶液中加入A2成分亦即PG1(9.8 g),並調整至75℃來進行反應。
在上述反應液中,進一步加入B成分亦即乙酸乙酯(396 g)、及其它成分亦即L7001(0.8 g),並在氮氣環境中攪拌直到成為均勻為止,而獲得濕氣硬化型聚胺酯組成物(PU2)。濕氣硬化型聚胺酯組成物(PU2)的組成等是如表1所示。
<調製例3:濕氣硬化型聚胺酯組成物(PU3)的調製>
在具有攪拌子、冷卻管、溫度計、氮氣導入管及攪拌機的反應容器中,加入A1-1成分亦即TDI(90 g)、A1-2成分亦即PL2(103 g)、及有機溶劑亦即甲苯(193 g)(以下設為B成分的其中一種成分),並混合至均勻。將此混合液調整至90℃來進行預聚物反應,而獲得胺酯預聚物溶液。
進一步,在由上述方法所得的胺酯預聚物溶液中加入A2成分亦即PG1(4.9 g),並調整至75℃來進行反應。進一步,加入A2成分亦即TMP(8.7 g)、B成分亦即乙酸乙酯(117 g),並在75℃進行反應。
在上述反應液中,進一步加入B成分亦即乙酸乙酯(517 g)、及其它成分亦即L7001(1.1 g),並在氮氣環境中攪拌直到成為均勻為止,而獲得濕氣硬化型聚胺酯組成物(PU3)。濕氣硬化型聚胺酯組成物(PU3)的組成等是如表1所示。
<調製例4~24:濕氣硬化型聚胺酯組成物(PU4~PU24)的調製>
使用表2~4表示的各成分,與調製例1同樣地進行,而調製濕氣硬化型聚胺酯組成物(PU4~PU24)。濕氣硬化型聚胺酯組成物(PU4~PU24)的組成等是如表2~4所示。
<調製例25:濕氣硬化型聚胺酯組成物(PU25)的調製>
藉由相對於濕氣硬化型聚胺酯組成物(PU1)(300質量份),加入卟啉化合物(山田化學工業股份有限公司製「FDB-002」,極大吸收波長:431 nm,吸光係數:380 L/mol・cm,半值寬:18 nm)(0.03質量份)、苯并三唑系紫外線吸收劑(SHIPRO KASEI股份有限公司製「SEESORB 703」,極大吸收波長:345 nm,吸收係數:50 L/g・cm,半值寬:90 nm)(7質量份)、及三菱化學股份有限公司製「Diaresin Blue J」(極大吸收波長:590 nm,吸收係數:35 L/g・cm,半值寬:110 nm)(0.04質量份),並在氮氣環境中充分攪拌混合直到均勻為止,而獲得具有紫外線吸收能力的濕氣硬化型胺酯組成物(PU25)。
<調製例26:光致變色組成物(1)的調製>
加入聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(14G)(乙二醇鏈的平均鏈長:14,平均分子量:736)(40質量份)、聚乙二醇二丙烯酸酯(A-400)(乙二醇鏈的平均鏈長:9,平均分子量:508)(21質量份)、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPT)(30質量份)、RX-1(3質量份)、SI-1(3質量份)、甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)(1質量份)、光致變色化合物PC1(2質量份)、CGI(0.3質量份)、HALS(3質量份)、HP(1質量份)、及L7001(0.1質量份),並在70℃攪拌混合15分鐘,而獲得用於塗佈法的光致變色組成物(1)。光致變色組成物(1)的組成是如表5所示。
<調製例27:光致變色組成物(2)的調製>
除了使用表3表示的材料以外,其餘與調製例26同樣地進行,而調製光致變色硬化性組成物(2)。光致變色組成物(1)的組成是如表5所示。
<實施例1>
[光致變色樹脂層的形成]
首先,準備中心厚度為2 mm且折射率為1.60的硫代胺酯系塑膠鏡片來作為光學基材。再者,此硫代胺酯系塑膠鏡片經事先使用10%氫氧化鈉水溶液來在50℃進行鹼蝕刻5分鐘,然後以蒸餾水來充分實施洗淨。
然後,使用旋轉塗佈器(1H-DX2,MIKASA股份有限公司製),以轉數70 rpm塗佈15秒、然後以1000 rpm塗佈10秒,來將濕氣硬化型底漆(製品名:TR-SC-P,TOKUYAMA股份有限公司製)塗佈於上述塑膠鏡片的表面。
然後,以轉數100 rpm費時30秒、然後以800 rpm費時10~20秒,以使膜厚成為40 μm的方式將光致變色組成物(1)(2 g)旋轉塗佈於光學基材的濕氣硬化型底漆層上。
然後,在氮氣環境中使用輸出200 mW/cm2
的金屬鹵素燈,來對表面塗佈有上述組成物的鏡片照光80秒,而使上述組成物進行聚合。然後,進一步在110℃加熱1小時,而於光學基材上形成厚度40 μm的光致變色樹脂層,該光致變色樹脂層是由使光致變色組成物(1)進行聚合而得的樹脂所構成。
[聚胺酯樹脂層的形成]
首先,將形成有上述光致變色樹脂層的光學基材事先使用10%氫氧化鈉水溶液來在50℃進行鹼蝕刻5分鐘,然後以蒸餾水來充分實施洗淨。
然後,使用旋轉塗佈器(1H-DX2,MIKASA股份有限公司製),將調製例1中調製的濕氣硬化型聚胺酯組成物(PU1)旋轉塗佈於光學基材的光致變色樹脂層的表面,並在25℃、50%RH的條件下使其乾燥10分鐘。此時,聚胺酯樹脂層的膜厚是使其成為2~3 μm。
[光致變色光學物品的評估]
對於上述中所得的光致變色光學物品,進行如下所示的各評估。評估結果是如表6所示。
(光致變色性)
以所得的光致變色光學物品作為樣品,將Hamamatsu Photonics股份有限公司製的氙氣燈L-2480(300W) SHL-100,隔著Aeromass filter(CORNING公司製)以20±1℃、在光致變色光學物品表面的光束強度365 nm=2.4 mW/cm2
、245 nm=24 μW/cm2
,來對此光致變色光學物品照射120秒而使其顯色後,測定光致變色性。
・最大吸收波長(λmax):使用大塚電子工業股份有限公司製的分光光度計(瞬間多通道光偵測器MCPD1000)來求出的顯色後的最大吸收波長。該最大吸收波長會與顯色時的色調相關。
・顯色濃度{ε(120)-ε(0)}:最大吸收波長的照光120秒後的吸光度ε(120)與照光前的吸光度ε(0)之間的差值。可謂此差值越高則光致變色性越優異。
・褪色速度[t1/2(sec.)]:照光120秒後,在停止照光後,樣品的最大吸收波長的吸光度降低直到{ε(120)-ε(0)}的1/2為止時所需的時間。可謂此時間越短則光致變色性越優異。
(外觀等)
・外觀(龜裂、白濁)評估
使用光學顯微鏡來觀察評估所得的光致變色光學物品。評估基準是如下所示。
A:均勻且完全無法觀察到外觀不良。
B:能夠觀察到極些微的微細的外觀不良。
C:一部分能夠觀察到外觀不良。
D:整體能夠觀察到外觀不良。
・ΔYI評估
使用Suga Test Instruments股份有限公司製的色差計SM-4來測定YI,並藉由下述式來評估ΔYI。當藍色的保護薄膜轉印至光致變色光學物品時,ΔYI會改變。
ΔYI=YI24
-YI0
式中,YI24
為將藍色的保護薄膜黏貼在所得的光致變色光學物品並經過24小時後將薄膜剝下後的YI,YI0
為黏貼藍色的保護薄膜前的YI。
・密合性
依據JIS D-0202藉由交叉帶試驗來評估密合性。換言之,使用切割刀,來在所得的光致變色光學物品的表面以1 mm間隔來劃出割痕,並形成100個棋盤格。將玻璃紙黏著帶(NICHIBAN股份有限公司製CELLOTAPE(註冊商標))強力地黏貼在其上,然後從表面朝向90°方向一口氣地拉扯剝離後,評估有光致變色光學物品殘留的棋盤格。
<實施例2、3>
除了使用表6表示的光致變色光學物品及濕氣硬化型聚胺酯組成物以外,其餘與實施例1同樣地進行,而製作光致變色光學物品。所得的光致變色光學物品的評估結果是如表6所示。
<實施例4>
除了將調製例1中調製的濕氣硬化型聚胺酯組成物(PU1)旋轉塗佈於光學基材的光致變色樹脂層的表面,並在25℃、50%RH的條件下使其乾燥10分鐘後,進一步在90℃進行加熱3小時以外,其餘與實施例1同樣地進行,而製作光致變色光學物品。所得的光致變色光學物品的評估結果是如表6所示。
<比較例1>
除了不形成濕氣硬化型聚胺酯樹脂層以外,其餘與實施例1同樣地進行,而製作光致變色光學物品。所得的光致變色光學物品的評估結果是如表6所示。
由表6明顯可知,實施例1~4的光致變色光學物品經使用濕氣硬化型聚胺酯組成物來形成保護層,而不僅光致變色性優異,並且外觀、密合性、及耐候性亦優異。另一方面,比較例1的光致變色光學物品未使用濕氣硬化型聚胺酯組成物,而外觀及耐候性不充分而未得到充分的物性。
<實施例5>
[聚胺酯樹脂層的形成]
準備各2片的下述中所記載的中心厚度約2 mm的CR、TRB、MRA、MRB、TEA、TEB、PC來作為光學基材。再者,此等光學基材經事先使用10%氫氧化鈉水溶液來在50℃進行鹼蝕刻5分鐘,然後以蒸餾水來充分實施洗淨。再者,所使用的光學基材是如下所述。
CR:烯丙基系樹脂塑膠鏡片,折射率=1.50
TRB:胺酯系樹脂塑膠鏡片,折射率=1.53
MRA:硫代胺酯系樹脂塑膠鏡片,折射率=1.60
MRB:硫代胺酯系樹脂塑膠鏡片,折射率=1.67
TEA:硫代環氧系樹脂塑膠鏡片,折射率=1.71
TEB:硫代環氧系樹脂塑膠鏡片,折射率=1.74
PC:附有光硬化性硬塗層的聚碳酸酯鏡片,折射率1.58
然後,使用旋轉塗佈器(1H-DX2,MIKASA股份有限公司製),以轉數70 rpm塗佈15秒、然後以900 rpm塗佈10秒,來將濕氣硬化型聚胺酯組成物(PU1)塗佈於上述塑膠鏡片的表面,而形成約7 μm的厚度的聚胺酯樹脂層。此外,以轉數70 rpm塗佈15秒、然後以1100 rpm塗佈10秒,來形成約5μm的厚度的濕氣硬化型聚胺酯樹脂層。換言之,製作各1片的形成有約7 μm的厚度的聚胺酯樹脂層的光學基材、及形成有約5μm的厚度的濕氣硬化型聚胺酯樹脂層的光學基材。
[光致變色樹脂層的形成]
以轉數100 rpm費時30秒、然後以800 rpm費時10~20秒,以以切割成條狀的PET(聚對苯二甲酸乙二酯)薄膜來將光致變色組成物(1)從光學基材的中心擴展至外周的方式進行,以使膜厚成為40 μm的方式將事先準備的光致變色組成物(1)(2 g)旋轉塗佈於由上述方法所得的光學基材的聚胺酯樹脂層上。
然後,在氮氣環境中使用輸出200 mW/cm2
的金屬鹵素燈,來對表面塗佈有上述組成物的鏡片照光80秒,而使上述組成物進行聚合。然後,進一步在110℃加熱1小時,而於聚胺酯樹脂層上形成厚度40 μm的光致變色樹脂層,該光致變色樹脂層是由使光致變色組成物(1)進行聚合而得的樹脂所構成。
[光致變色光學物品的評估]
對於上述中所得的光致變色光學物品,以與上述相同的方法來評估光致變色性,並且以下述方法來評估外觀及煮沸密合性。評估結果是如表7~9所示。
(外觀評估)
對光致變色光學物品照射高壓汞燈的光,並將其投影面映照在白紙上後,觀察評估光致變色光學物品整體的投影面。光致變色光學物品是配置於從高壓汞燈起算約70 cm、從白紙起算約20 cm的距離。評估基準是如下所示。
0:無法觀察到光致變色組成物從光學基材的中心朝向外周部逐漸擴展時產生的年輪上的不良、或年輪上的不良未達5條。
1:能夠觀察到5條以上~未達10條的光致變色組成物從光學基材的中心朝向外周部逐漸擴展時產生的年輪上的不良。
2:整面能夠觀察到10條以上~未達20條的光致變色組成物從光學基材的中心朝向外周部逐漸擴展時產生的年輪上的不良。
3:整面能夠觀察到20條以上的光致變色組成物從光學基材的中心朝向外周部逐漸擴展時產生的年輪上的不良。
(煮沸密合性)
將光致變色光學物品放入沸騰的蒸餾水中,並每1小時依據JISD-0202來藉由交叉帶試驗來評估光致變色樹脂層與鏡片之間的密合性。換言之,使用切割刀,來在光致變色樹脂層以約1 mm間隔來劃出割痕,並形成100個棋盤格。將玻璃紙黏著帶(NICHIBAN股份有限公司製CELLOTAPE(註冊商標))強力地黏貼在其上,然後從表面朝向90°方向一口氣地拉扯剝離後,評估有光致變色樹脂層殘留的棋盤格。評估結果是記載有殘留的棋盤格為90個以上時的試驗時間。例如:當標記為3小時時是意指:在促進3小時後的交叉帶試驗中殘留的棋盤格為90個以上且在促進4小時後成為未達90個。此外,關於有90個以上的棋盤格殘留的光致變色光學物品,持續進行評估直到促進5小時為止。
<實施例6~28>
除了使用表7~9表示的濕氣硬化型胺酯組成物以外,其餘與實施例5同樣地進行,而製作光致變色光學物品。惟,為了將聚胺酯樹脂層的膜厚調整成約7 μm及約5 μm,而適當調整旋轉塗佈器的轉速等條件。所得的光致變色光學物品的評估結果是如表7~9所示。
由表7~9明顯可知,實施例5~28的光致變色光學物品(特別是實施例5~27的光致變色光學物品)經使用濕氣硬化型聚胺酯組成物來形成底漆層,而不僅光致變色性優異,並且外觀及密合性亦優異。
<實施例29>
[聚胺酯樹脂層的形成:第一積層體的製造]
使用厚度2.0 mm的CR-39(烯丙基系樹脂塑膠鏡片,折射率=1.50)來作為光學基材。以丙酮來將此光學基材充分脫脂,並浸漬於50℃的10質量%氫氧化鈉水溶液中後,以溫水來充分洗淨,並使用70℃的乾燥機來乾燥30分鐘。使用MIKASA股份有限公司製旋轉塗佈器1H-DX2,來將濕氣硬化型聚胺酯組成物(PU25)旋轉塗佈於此光學基材(塑膠鏡片),並在25℃、50%RH的條件下使其乾燥1小時,而製造於塑膠鏡片上形成有聚胺酯層的第一積層體。此時,聚胺酯樹脂層的膜厚是使其成為5~7 μm。
所得的第一積層體的外觀為A,密合性為100,波長400 nm的透光率為1%,波長420 nm的透光率為64%。再者,關於外觀及密合性,是以與實施例1相同的方法來進行評估,關於紫外線吸收特性及藍色光吸收特性,是以下述方法來進行評估。
(紫外線吸收特性、藍色光吸收特性)
紫外線吸收特性及藍色光吸收特性是以測定所得的第一積層體的UV-vis(紫外線-可見光)光譜的方式進行評估。測定以上述方法來製得的第一積層體的波長400 nm、420 nm的透光率(T%),並設為紫外線吸收特性及藍色光吸收特性。
[硬塗層的形成:第二積層體的製造]
將三級丁醇(12.2 g)、乙二醇單丁基醚(7.0 g)、乙醯丙酮(3.7 g)、甲基三乙氧基矽烷(0.41 g)、γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷(18.9 g)、及矽氧界面活性劑(Dow Corning Toray股份有限公司製,商品名L-7001)(0.06 g)混合,在室溫攪拌30分鐘。並且,加入0.05 N鹽酸9.0 g,並攪拌1小時。然後,加入0.1 N氯化三甲基銨的甲醇溶液(3.2 g),並在室溫攪拌1小時。然後,添加甲醇氧化矽溶膠(固體成分濃度:30質量%)(44.3 g)及乙醯丙酮鋁(0.51 g),並使其熟成整整1日,而獲得硬塗組成物。
將第一積層體浸漬於上述硬塗組成物中,並以拉起速度30 cm/分鐘的速度來拉起,而將硬塗組成物塗佈於第一積層體的雙表面。塗佈後,在80℃乾燥20分鐘後,在120℃保持4小時來進行硬化,而形成硬塗層。所得的硬塗層為厚度約2 μm的無色透明的膜。所得的第二積層體的外觀為A,密合性為100,波長400 nm的透光率為1%,波長420 nm的透光率為64%。
<調製例28~30:濕氣硬化型聚胺酯組成物(PU26~PU28)的調製>
使用表10表示的各成分,與調製例1同樣地進行,而調製濕氣硬化型聚胺酯組成物(PU26~PU28)。濕氣硬化型聚胺酯組成物(PU26~PU28)的組成等是如表10所示。
<實施例30~32>
除了使用表11~13表示的濕氣硬化型胺酯組成物以外,其餘與實施例5同樣地進行,而製作光致變色光學物品。惟,為了將聚胺酯樹脂層的膜厚調整成約7 μm及約5 μm,而適當調整旋轉塗佈器的轉速等條件。所得的光致變色光學物品的評估結果是如表11~13所示。
由表11~13明顯可知,實施例30~32的光致變色光學物品經使用濕氣硬化型聚胺酯組成物來形成底漆層,而不僅光致變色性優異,並且外觀及密合性亦優異。
<實施例33>
(1)經將胺酯樹脂層積層的聚碳酸酯薄片的製作
以成為固體成分濃度15質量%的方式使胺酯樹脂溶於有機溶劑亦即丙二醇單甲基醚中,該胺酯樹脂是以異佛酮二異氰酸酯、聚碳酸酯二醇(分子量:1000)及異佛酮二胺作為原料。以成為厚度10 μm的方式將所得的胺酯樹脂溶液塗佈於厚度300 μm的聚碳酸酯薄片後,在110℃乾燥5分鐘,而製作積層薄片。
(2)由濕氣硬化型聚胺酯組成物所構成的樹脂層的形成
以成為厚度7 μm的方式將濕氣硬化型聚胺酯組成物(PU7)塗佈於PET製隔離膜,並在100℃乾燥5分鐘,而形成樹脂層。
(3)積層薄片的製作
以0.1 MPa、100℃來將上述(1)中所得的積層薄片的胺酯樹脂層加熱壓合在上述(2)中所得的由濕氣硬化型胺酯組成物所構成的樹脂層。然後,將PET製隔離膜剝離,並以0.1 MPa、100℃來將上述(1)中所得的積層薄片的胺酯樹脂層加熱壓合在另一面的樹脂層,而製作積層薄片。
(4)剝離強度的測定
將上述(3)中所得的積層薄片設為具有25×100 mm的黏著部分的試驗片,並安裝在拉伸試驗機(AUTOGRAPH AGS-500NX,島津製作所股份有限公司製)後,以交叉頭速度100 mm/min來進行拉伸試驗,而測定剝離強度。測定結果是如表14所示。
<實施例34~36>
除了使用表14表示的濕氣硬化型聚胺酯組成物以外,其餘與實施例33同樣地進行,而進行剝離強度的測定。測定結果是如表14所示。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
Claims (8)
- 一種濕氣硬化型聚胺酯組成物,其含有(A)濕氣硬化型聚胺酯及(B)有機溶劑,且 前述(A)濕氣硬化型聚胺酯為分子末端具有異氰酸基的濕氣硬化型聚胺酯,該分子末端具有異氰酸基的濕氣硬化型聚胺酯是使(A1)分子內具有2個以上的異氰酸基的多異氰酸酯化合物與(A2)分子內具有2個以上的羥基的數目平均分子量50~300的低分子量多元醇化合物進行反應來獲得。
- 如請求項1所述的濕氣硬化型聚胺酯組成物,其中,前述(A1)分子內具有2個以上的異氰酸基的多異氰酸酯化合物為分子內具有2個以上的異氰酸基的芳香族多異氰酸酯化合物。
- 如請求項1所述的濕氣硬化型聚胺酯組成物,其中,前述(A1)分子內具有2個以上的異氰酸基的多異氰酸酯化合物為分子末端具有異氰酸基的濕氣硬化型聚胺酯,該分子末端具有異氰酸基的濕氣硬化型聚胺酯是使(A1-1)分子內具有2個以上的異氰酸基的分子量400以下的多異氰酸酯化合物與(A1-2)分子內具有2個以上的羥基的數目平均分子量300~5000的高分子量多元醇化合物進行反應來獲得。
- 如請求項1至3中任一項所述的濕氣硬化型聚胺酯組成物,其中,前述(B)有機溶劑為特定有機溶劑,該特定有機溶劑的溶解度參數為8[(cal/cm3 )1/2 ]以上且不具有活性氫。
- 如請求項1至3中任一項所述的濕氣硬化型聚胺酯組成物,其中,前述(A)濕氣硬化型聚胺酯為分子末端具有異氰酸基的濕氣硬化型聚胺酯,該分子末端具有異氰酸基的濕氣硬化型聚胺酯是進一步使(A3)分子內具有2個以上的羥基的數目平均分子量400~2000的多元醇化合物及(A4)分子內具有1個以上的胺基的胺化合物之中的至少一種進行反應來獲得。
- 一種積層體,其具備:光學基材、及由請求項1至5中任一項所述的濕氣硬化型聚胺酯組成物所構成的聚胺酯樹脂層。
- 如請求項6所述的積層體,其進一步具備光致變色樹脂層,且積層順序為光致變色樹脂層/聚胺酯樹脂層/光學基材的順序。
- 如請求項6所述的積層體,其進一步具備光致變色樹脂層,且積層順序為聚胺酯樹脂層/光致變色樹脂層/光學基材的順序。
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