WO2015068798A1 - フォトクロミック組成物 - Google Patents

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polyrotaxane
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康智 清水
森 力宏
百田 潤二
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株式会社トクヤマ
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Definitions

  • the kneading method described above has the advantage that a photochromic plastic lens can be produced in large quantities at a low cost using a glass mold, and many photochromic plastic lenses are currently produced by this method.
  • the kneading method requires strength for the lens substrate, it is necessary to increase the mechanical strength of the matrix resin in which the photochromic compound is dispersed. For this reason, it is difficult to develop excellent photochromic properties. That is, since the degree of molecular freedom of the photochromic compound present in the matrix resin is reduced, the photochromic reversible reaction is impaired.
  • the photochromic composition of this invention can take the following aspect suitably.
  • the ring contained in the cyclic molecule of the polyrotaxane (A) is a cyclodextrin ring, a crown ether ring, a benzocrown ring, a dibenzocrown ring or a dicyclohexanocrown ring.
  • the shaft molecule penetrating the ring of the cyclic molecule has a chain structure having bulky groups at both ends, the chain portion is formed of polyethylene glycol, and the bulky groups at both ends are Must be an adamantyl group.
  • the cyclic molecule in the polyrotaxane (A) has an inclusion number in the range of 0.001 to 0.6, where the maximum inclusion number of cyclic molecules that can be included per axial molecule is 1. It exists.
  • a side chain is introduced into at least a part of the ring contained in the cyclic molecule in the polyrotaxane (A).
  • the side chain is formed by repeating an organic chain having 3 to 20 carbon atoms a plurality of times.
  • the side chain is introduced into 6% or more of all functional groups of the ring.
  • a polymerizable functional group is introduced into the side chain.
  • a photochromic cured product obtained by curing the photochromic composition containing the polymerizable monomer (C), and a layer made of the photochromic cured product are formed on the surface of the optical substrate.
  • a photochromic laminate is provided.
  • a photochromic laminated sheet in which two transparent sheets facing each other are bonded via the adhesive layer made of the photochromic cured body.
  • a side chain may be introduced into the ring of the above-described cyclic molecule.
  • This side chain is indicated by “5” in FIG. That is, by introducing such a side chain “5” into the ring, an appropriate space can be more reliably formed between adjacent axial molecules, and a gap that allows a reversible reaction of the photochromic compound molecule is formed. It can be ensured reliably and can exhibit excellent photochromic properties. Further, such a side chain “5” forms a pseudo-crosslinked structure in the polyrotaxane, thereby improving the mechanical strength of the photochromic cured product formed using the photochromic composition of the present invention.
  • the compound used for introducing the side chain using radical polymerization is a radical polymerizable compound, but the ring possessed by the polyrotaxane cyclic molecule has an active site serving as a radical starting point. Not. For this reason, prior to reacting the radical polymerizable compound, the compound for forming a radical initiation point is reacted with the functional group (hydroxyl group) possessed by the ring to form an active site serving as a radical initiation point. It is necessary to keep.
  • a radically polymerizable compound used for introducing a side chain by radical polymerization at least one functional group such as a (meth) acryl group, a vinyl group, or a styryl group having an ethylenically unsaturated bond is used.
  • the compound having hereinafter referred to as an ethylenically unsaturated monomer
  • examples of such ethylenically unsaturated monomers include the following compounds.
  • (B) a photochromic compound As the photochromic compound exhibiting photochromic properties, those known per se can be used, and these can be used alone or in combination of two or more. Typical examples of such photochromic compounds are fulgide compounds, chromene compounds, and spirooxazine compounds. For example, JP-A-2-28154, JP-A-62-228830, WO94 / 22850, WO96 / 14596 pamphlet and other documents.
  • R 4 and R 5 are each a hydrogen atom or a methyl group, c and d are each an integer of 0 or more. However, when R 4 and R 5 are both methyl groups, c + d is an average value of 2 or more and less than 7, and when R 4 is a methyl group and R 5 is a hydrogen atom, c + d is an average value of 2 When R 4 and R 5 are both hydrogen atoms, c + d is an average value of 2 or more and less than 3.
  • (meth) acrylic polymerizable monomers other than the compounds represented by the above formulas (1) to (4) can also be used.
  • examples of such (meth) acrylic polymerizable monomers include the following: There is. Methoxypolyethylene glycol methacrylate (especially average molecular weight 293) Methoxypolyethylene glycol methacrylate (especially average molecular weight 468) Methoxy polyethylene glycol acrylate (especially average molecular weight 218) Methoxypolyethylene glycol acrylate (especially average molecular weight 454) Diethylene glycol dimethacrylate Triethylene glycol dimethacrylate Tetraethylene glycol dimethacrylate Pentaethylene glycol dimethacrylate Pentapropylene glycol dimethacrylate Diethylene glycol diacrylate Triethylene glycol diacrylate Tetraethylene glycol diacrylate Pentaethylene glycol diacrylate Tripropylene glycol diacrylate Tetrapropylene glycol di Acrylate Pentapropylene glycol diacrylate Dimethacrylate consist
  • radical polymerizable monomers other than (C1) to (C4) listed above can also be used.
  • examples of such other radical polymerizable monomers include ⁇ -methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, ⁇ -methacryloyloxypropylmethyldimethoxysilane, and the like.
  • Aromatic alcohol Dihydroxynaphthalene Trihydroxynaphthalene Tetrahydroxynaphthalene Dihydroxybenzene Benzenetriol Biphenyltetraol Pyrogallol (Hydroxynaphthyl) Pyrogallol Trihydroxyphenanthrene Bisphenol A Bisphenol F Xylylene glycol tetrabromobisphenol A
  • Aliphatic polythiols Methanedithiol 1,2-ethanedithiol 1,1-propanedithiol 1,2-propanedithiol 1,3-propanedithiol 2,2-propanedithiol 1,6-hexanedithiol 1,2,3-propanetrithiol tetrakis (mercapto) Methyl) methane 1,1-cyclohexanedithiol 1,2-cyclohexanedithiol 2,2-dimethylpropane-1,3-dithiol 3,4-dimethoxybutane-1,2-dithiol 2-methylcyclohexane-2,3-dithiol bicyclo [2,2,1] hepta-exo-cis-2,3- Dithiol 1,1-bis (mercaptomethyl) cyclohexane thiomalic acid bis (2-mercaptoethyl ester) 2,3-dimercaptosuccinic
  • Alicyclic isocyanates Isophorone diisocyanate Norbornane diisocyanate Bis (isocyanate methyl) cyclohexane Dicyclohexylmethane diisocyanate Cyclohexane diisocyanate Methylcyclohexane diisocyanate Dicyclohexyldimethylmethane diisocyanate 2,2'-dimethyldicyclohexylmethane diisocyanate Bis (4-isocyanate n-butylidene) pentaerythritol dimer acid diisocyanate 2-isocyanate methyl- 3- (3-Isocyanatopropyl) -5-Isocyanatomethyl-bicyclo [2,2,1] -heptane 2-Isocyanatemethyl-3- (3-isocyanatepropyl) -6-Isocyanatomethyl-bicyclo [2,2,1] -heptane 2-isocyanatemethyl-2-
  • Aromatic disulfide isocyanates Diphenyl disulfide-4,4'-diisocyanate 2,2'-dimethyldiphenyl disulfide-5,5'- Diisocyanate 3,3'-Dimethyldiphenyl disulfide-5,5'- Diisocyanate 3,3'-Dimethyldiphenyl disulfide-6,6'- Diisocyanate 4,4'-Dimethyldiphenyl disulfide-5,5'- Diisocyanate 3,3'-Dimethoxydiphenyl disulfide-4,4'- Diisocyanate 4,4'-Dimethoxydiphenyl disulfide-3,3'- Diisocyanate
  • Aromatic sulfone isocyanates Diphenylsulfone-4,4′-diisocyanate Diphenylsulfone-3,3′-diisocyanate Benzylidenesulfone-4,4′-diisocyanate Diphenylmethanesulfone-4,4′-diisocyanate 4-methyldiphenylmethanesulfone-2,4′- Diisocyanate 4,4'-Dimethoxydiphenylsulfone-3,3'- Diisocyanate 3,3'-Dimethoxy-4,4'-diisocyanate dibenzyl sulfone 4,4'-dimethyldiphenylsulfone-3,3'- Diisocyanate 4,4'-di-tert-butyldiphenylsulfone-3,3'- Diisocyanate 4,4'-Dimethoxybenzeneethylene disulfone-3,3'- Diisocyanate 4,4'-
  • (C3-5) polyisothiocyanate is a compound having two or more NCS groups in one molecule, and specific examples thereof include the following compounds.
  • Carbonyl isothiocyanate Hexanedioyl diisothiocyanate
  • Nonanedioyl diisothiocyanate Carbonic diisothiocyanate 1,3-benzenedicarbonyldiisothiocyanate 1,4-benzenedicarbonyldiisothiocyanate (2,2'-bipyridine) -4,4'-di Carbonyl diisothiocyanate
  • (C4-2) thietanyl polymerizable monomer This polymerizable monomer is effective when an SH group is introduced as a polymerizable functional group in the side chain of the polyrotaxane (A), and is a thietane compound having two or more thietanyl groups in the molecule.
  • Some of such thietanyl polymerizable monomers have an episulfide group together with a plurality of thietanyl groups, which are listed in the above-mentioned episulfide polymerizable monomer section.
  • Other thietanyl-based polymerizable monomers include a metal-containing thietane compound having a metal atom in the molecule and a non-metal thietane compound not containing a metal.
  • Non-metallic thietane compounds Bis (3-thietanyl) disulfide bis (3-thietanyl) sulfide bis (3-thietanyl) trisulfide bis (3-thietanyl) tetrasulfide 1,4-bis (3-thietanyl) -1,3,4-trithiabutane 1, 5-bis (3-thietanyl) -1,2,4,5-tetrathiapentane 1,6-bis (3-thietanyl) -1,3,4,6, -tetrathiahexane 1,6-bis (3-thietanyl) ) -1,3,5,6, -tetrathiahexane 1,7-bis (3-thietanyl) -1,2,4,5,7-pentathiaheptane 1,7-bis (3-thietanylthio) -1,2 , 4,6,7-pentathiaheptane 1,1-bis (3-thietanylthio
  • Metal-containing thietane compounds contains, as metal atoms, group 14 elements such as Sn atom, Si atom, Ge atom and Pb atom; group 4 elements such as Zr atom and Ti atom; group 13 elements such as Al atom.
  • group 14 elements such as Sn atom, Si atom, Ge atom and Pb atom
  • group 4 elements such as Zr atom and Ti atom
  • group 13 elements such as Al atom.
  • the following compounds are particularly preferably used. For example, the following compounds are used.
  • (C4-4) composite polymerizable monomer This polymerizable monomer has a plurality of different types of polymerizable groups in the molecule, and various physical properties can be adjusted by using such a polymerizable monomer.
  • Examples of such a complex polymerizable monomer include the following compounds.
  • IRGANOX made by Ciba Specialty Chemicals 1010, 1035, 1075, 1098, 1135, 1141, 1222, 1330, 1425, 1520, 259, 3114, 3790, 5057, 565
  • the obtained precipitate (containing water) was frozen in liquid nitrogen and then freeze-dried for 2 days to obtain a polyrotaxane having polybutadiene as a linear molecule.
  • 1H-NMR was measured to be 5.0 to 5.6 ppm. From the comparison of the integrated value of the peak derived from the nearby alkene proton and the peak derived from ⁇ -CD at 4 to 5 ppm, the inclusion amount of ⁇ -CD constituting the polyrotaxane having polybutadiene as a linear molecule is 0.2. I understood.
  • a spin coater (1H-DX2, manufactured by MIKASA) about 2 g of the photochromic composition obtained above was adjusted on the surface of a glass plate having a diameter of 80 mm and a thickness of 2 mm, and finally obtained.
  • the resulting photochromic coating film was spin-coated so that the film thickness was 40 ⁇ m.
  • the glass plate on which the photochromic composition was applied as described above was irradiated with light for 90 seconds in a nitrogen gas atmosphere using a metal halide lamp with an output of 200 mW / cm 2 to cure the coating film. Thereafter, the mixture was further heated at 100 ° C. for 1 hour to produce a photochromic laminate having a photochromic coating layer.
  • Color density ⁇ (120) ⁇ (0) ⁇ Difference between absorbance ⁇ (120) ⁇ after light irradiation for 120 seconds and absorbance ⁇ (0) before light irradiation at the maximum absorption wavelength. It can be said that the higher this value, the better the photochromic properties. Further, when the color was developed outdoors, the color tone was visually evaluated.
  • Fading speed [t1 / 2 (sec.)]: The time required for the absorbance at the maximum absorption wavelength of the sample to drop to half of ⁇ (120) ⁇ (0) ⁇ when light irradiation is stopped after light irradiation for 120 seconds. It can be said that the shorter this time is, the better the photochromic property is.
  • Example 10 A photochromic film was prepared and evaluated in the same manner as in Example 9 except that the photochromic composition shown in Table 1 was used. The results are shown in Table 2.
  • the obtained mixed liquid (photochromic composition) was poured into a mold composed of a glass plate and a gasket made of an ethylene-vinyl acetate copolymer, and substantially all of the polymerizable monomer was polymerized by cast polymerization.
  • the polymerization was carried out using an air furnace and heated and cured while gradually raising the temperature from 30 ° C. to 90 ° C. over 18 hours.
  • the photochromic cured product was removed from the glass mold.
  • the obtained photochromic cured product was evaluated for photochromic properties as in Example 1 and further for moldability as in Example 11. The results are shown in Table 7.
  • the photochromic laminated body was obtained by the laminating method using said photochromic composition.
  • the polymerization method is shown below.
  • a thiourethane plastic lens having a center thickness of 2 mm and a refractive index of 1.60 was prepared as an optical substrate.
  • This thiourethane plastic lens was previously alkali-etched at 50 ° C. for 5 minutes using a 10% aqueous sodium hydroxide solution, and then thoroughly washed with distilled water.
  • a moisture curing primer product name: TR-SC-P, manufactured by Tokuyama Co., Ltd.
  • TR-SC-P moisture curing primer
  • each component was charged into a reactor and reacted at 120 ° C. for 5 hours in a nitrogen atmosphere.
  • Other compounding agents (additives): DMF (solvent) 300% by weight (Based on the total amount of the mixture) Thereafter, the mixture was cooled to 25 ° C., 11 parts by mass of component (C) as a chain extender: IPDA was added dropwise, reacted at 25 ° C. for 1 hour, and the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a polyurethane-urea resin (U1).
  • the molecular weight of the obtained polyurethane-urea resin was 150,000 in terms of polystyrene, 10,000 (theoretical value: 10,000) in terms of polyoxyethylene, and the heat resistance was 140 ° C.
  • Photochromic compound (B) 0.3 part by mass of PC1
  • the composition of this photochromic composition is shown in Table 10.
  • a photochromic laminated sheet was produced by the binder method using the obtained photochromic composition.
  • the photochromic composition is applied onto a sheet made of a fluororesin having a smooth surface and dried at 80 ° C. for 1 hour.
  • the resulting 30 ⁇ m-thick photochromic sheet is placed between two 400 ⁇ m-thick polycarbonate sheets.
  • the photochromic laminated sheet was obtained by sandwiching.
  • the obtained photochromic laminated sheet was evaluated for photochromic properties as in Example 1 and further for moldability as in Example 11. The results are shown in Table 11.
  • the glass mold was removed after completion of the polymerization to obtain a photochromic laminate in which a 0.5 mm thick photochromic cured product and a 2 mm thick plastic lens substrate were in close contact.
  • the obtained photochromic laminate was evaluated for photochromic properties as in Example 1 and further for moldability as in Example 11. The results are shown in Table 13.
  • Comparative Examples 4 and 5 are equivalent to Examples 39 to 43 in terms of hardness and cloudiness, but are clearly inferior in terms of color density and fading speed.
  • Examples 39 to 43 are very excellent from the viewpoints of photochromic characteristics and lens physical properties.
  • Examples 44 to 46 have excellent photochromic characteristics, and are excellent in terms of color density and fading speed as compared with Comparative Examples 6 and 7.
  • Examples 47 to 50 have excellent photochromic properties, and are excellent in terms of color density and fading speed as compared with Comparative Example 8.
  • Examples 51 to 52 have excellent photochromic properties, and are excellent in terms of color density and fading speed as compared with Comparative Example 9.

Abstract

本発明のフォトクロミック組成物は、軸分子と該軸分子を包接する複数の環状分子とからなる複合分子構造を有しているポリロタキサン(A)と、フォトクロミック化合物(B)とを含んでいることを特徴とする。

Description

フォトクロミック組成物
 本発明は、新規なフォトクロミック組成物に関する。
 クロメン化合物、フルギド化合物、スピロオキサジン化合物等に代表されるフォトクロミック化合物は、太陽光あるいは水銀灯の光のような紫外線を含む光を照射すると速やかに色が変わり、光の照射をやめて暗所におくと元の色に戻るという特性(フォトクロミック性)を有しており、この特性を活かして、種々の用途、特に光学材料の用途に使用されている。
 例えば、フォトクロミック化合物の使用によりフォトクロミック性が付与されているフォトクロミック眼鏡レンズは、太陽光のような紫外線を含む光が照射される屋外では速やかに着色してサングラスとして機能し、そのような光の照射がない屋内においては退色して透明な通常の眼鏡として機能するものであり、近年その需要は増大している。
 光学材料にフォトクロミック性を付与するためには、一般に、フォトクロミック化合物はプラスチック材料と併用されるが、具体的には、次のような手段が知られている。
 (a)重合性モノマーにフォトクロミック化合物を溶解させ、それを重合させることにより、直接、レンズ等の光学材料を成形する方法。
 この方法は、練り込み法と呼ばれている。
 (b)レンズ等のプラスチック成形品の表面に、フォトクロミック化合物が分散された樹脂層を、コーティング或いは注型重合により設ける方法。
 この方法は、積層法と呼ばれている。
 (c)2枚の光学シートを、フォトクロミック化合物が分散された接着材樹脂により形成された接着層により接合すること。
 この方法は、バインダー法と呼ばれている。
 ところで、フォトクロミック性が付与された光学物品などの光学材料については、さらに、次のような特性が求められている。
 (I)紫外線を照射する前の可視光領域での着色度(初期着色)が低いこと。
 (II)紫外線を照射した時の着色度(発色濃度)が高いこと。
 (III)紫外線の照射を止めてから元の状態に戻るまでの速度(退色速度)が速いこと。
 (IV)発色~退色の可逆作用の繰り返し耐久性がよいこと。
 (V)保存安定性が高いこと。
 (VI)各種の形状に成形し易いこと。
 (VII)機械的強度が低下することなく、フォトクロミック性が付与されること。
 従って、前述した(a)~(c)の手段でフォトクロミック性を有する光学材料などを製造するに際しても、上記のような要求が満足されるように、種々の提案がなされているが、発色濃度や退色速度などに関して、さらに優れたフォトクロミック性を発現させることが求められているのが現状である。
 例えば、前述した練り込み法は、ガラスモールドを使用して安価で大量にフォトクロミックプラスチックレンズを生産できるという利点を有しているおり、現在、フォトクロミックプラスチックレンズの多くは、この方法により生産されている。
 しかしながら、練り込み法ではレンズ基材に強度が要求されるため、フォトクロミック化合物が分散されているマトリックス樹脂の機械的強度を高める必要がある。このため、優れたフォトクロミック性を発現させることが困難となっている。即ち、マトリックス樹脂中に存在するフォトクロミック化合物の分子の自由度が低くなるため、フォトクロミック可逆反応が損なわれてしまうのである。
 例えば、このような練り込み法に関して、特許文献1には、イソシアネートモノマーとチオールモノマーを含むモノマー組成物にフォトクロミック化合物を添加する手法が記載されている。また、特許文献2には、特定の(メタ)アクリル重合性モノマーとフォトクロミック化合物とを含むフォトクロミック硬化性組成物が示されている。
 しかるに、これらの組成物を重合硬化せしめて成形されたフォトクロミックレンズは、機械的強度は高いものの、フォトクロミック性、特に退色速度の点で不満足である。
 一方、積層法やバインダー法では、前述した練り込み法に比して、フォトクロミック性が各種基材表面に形成されている薄い層で発現するため、練り込み法と同等の発色濃度を発現させるためには、フォトクロミック化合物を高濃度で溶解する必要がある。その場合、フォトクロミック化合物の種類によっては、溶解性が不十分であったり、保存中に析出してしまう等の問題があった。また、フォトクロミック性を発現する層が薄いため、フォトクロミック化合物の耐久性が劣っている場合もあった。
 例えば、特許文献3には、プラスチックレンズ上にフォトクロミック硬化性組成物をスピンコートなどにより塗布し、光硬化させてフォトクロミックコーティング層を形成することが開示されている(この積層法は、コーティング法とも呼ばれる)。
 また、特許文献4には、エラストマーガスケット、粘着テープまたはスペーサーなどの部材を用いて、プラスチックレンズとガラスモールドとの間に隙間を確保し、この隙間にフォトクロミック硬化性組成物を流し込み、重合硬化させることにより、フォトクロミック層方法(以下、2段重合法ともいう)が示されている。
 さらに、特許文献5には、フォトクロミック化合物を含有するポリウレタン樹脂接着層により透明なカーボネートシートを接合した積層シートを製造することが開示されている(バインダー法)。
 しかるに、特許文献3~5の何れにおいても、フォトクロミック化合物が配合されている薄い層によりフォトクロミック性を発現させるため、溶解性が低いフォトクロミック化合物を用いた場合には、発色濃度が低くなる傾向があり、さらに、フォトクロミック化合物の耐久性が劣っている場合もあった。
 このように、現在の公知の技術では、発色濃度や退色速度の何れかが不満足となる傾向にある。
WO2012/176439号 WO2009/075388号 WO2011/125956号 WO2003/011967号 WO2013/099640号
 従って、本発明の目的は、発色濃度や退色速度の何れにも優れたフォトクロミック性を付与することが可能なフォトクロミック組成物を提供することにある。
 本発明の他の目的は、フォトクロミック性に加えて、機械的特性や成形性にも優れたフォトクロミック硬化体を形成することが可能なフォトクロミック組成物を提供することにある。
 本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、フォトクロミック化合物をポリロタキサンと組み合わせることにより、かかる課題を解決することに成功した。
 即ち、本発明によれば、軸分子と該軸分子を包接する複数の環状分子とからなる複合分子構造を有しているポリロタキサン(A)と、フォトクロミック化合物(B)とを含んでいることを特徴とするフォトクロミック組成物が提供される。
 尚、本発明において、上記のポリロタキサン(A)は、複数の環状分子の環内を鎖状の軸分子が貫通しており且つ軸分子の両端に嵩高い基が結合しており、立体障害により環状分子が軸分子から抜けなくなった構造を有している分子の複合体である。
 ポリロタキサンのような分子の複合体は、超分子(Supramolecule)と呼ばれている。
 本発明のフォトクロミック組成物は、次の態様を好適に採り得る。
(1)ポリロタキサン(A)が有している環状分子に含まれている環が、シクロデキストリン環、クラウンエーテル環、ベンゾクラウン環、ジベンゾクラウン環又はジシクロヘキサノクラウン環であること。
(2)前記環状分子の環内を貫通している軸分子が、両端に嵩高い基を有する鎖状構造を有しており、鎖状部分がポリエチレングリコールで形成され且つ両端の嵩高い基がアダマンチル基であること。
(3)前記軸分子1個当たりに包接し得る環状分子の最大包接数を1としたとき、ポリロタキサン(A)中の環状分子は、0.001~0.6の範囲の包接数で存在していること。
(4)ポリロタキサン(A)中の環状分子に含まれている環の少なくとも一部に、側鎖が導入されていること。
(5)前記側鎖が、3~20の数の炭素原子を有する有機鎖が複数回繰り返して形成されていること。
(6)前記側鎖は、前記環が有している全官能基の6%以上に導入されていること。
(7)前記側鎖には、重合性官能基が導入されていること。
(8)前記重合性官能基が、ラジカル重合性基、エポキシ基、OH基、SH基、NH基、エピスルフィド基、チエタニル基、NCO基又はNCS基であること。
(9)ポリロタキサン(A)100質量部当り、フォトクロミック化合物(B)を0.0001~10質量部の量で含んでいること。
(10)さらに、重合性モノマー(C)を含んでいること。
(11)さらに、重合硬化促進剤(D)を含んでいること。
 本発明によれば、また、上記の重合性モノマー(C)を含んでいるフォトクロミック組成物を硬化して得られるフォトクロミック硬化体、及び光学基材の表面に、該フォトクロミック硬化体からなる層が形成されているフォトクロミック積層体が提供される。
 本発明によれば、さらに、互いに対向する2枚の透明シートが上記フォトクロミック硬化体からなる接着層を介して接合されてなるフォトクロミック積層シートが提供される。
 本発明のフォトクロミック組成物を用いることにより、後述する実施例でも示されているように、発色性及び退色速度の何れも向上したフォトクロミック性を発現することができる。
 上記のようなフォトクロミック性の発現は、フォトクロミック化合物と共にポリロタキサンを使用していることによるものであるが、この理由について、本発明者等は次のように考えている。
 即ち、ポリロタキサンが有している環状分子は、軸分子上をスライド可能となっているため、この環状分子の周りに空間が形成され、この空間によって、フォトクロミック化合物の可逆的な構造変化が速やかに生じ、この結果、退色速度の向上や発色濃度の向上がもたらされるものと信じられる。さらに、側鎖が導入された環状分子を導入することにより、柔軟性の高い側鎖近傍に存在するフォトクロミック化合物の可逆的な構造変化を、より速やかに生じさせるようになるものと信じられる。
 従って、このフォトクロミック組成物に重合性モノマー等を配合し、これを重合硬化して硬化体を形成したときにおいても、上記の環状分子のスライドにより、フォトクロミック化合物の可逆的な構造変化を邪魔しないだけの空間が形成され、退色速度や発色濃度の向上がもたらされることとなる。
 このことから理解されるように、本発明のフォトクロミック組成物では、例えば練り込み法によってフォトクロミックレンズを成形する場合においては、フォトクロミック性(発色濃度及び退色速度)を損なうことなく、機械的強度の向上を図ることができる。また、積層法やバインダー法によってフォトクロミック性を示す層を形成した場合においても、十分な発色濃度を確保することができる。
本発明に用いるポリロタキサンの分子構造を示す概略図。
 本発明のフォトクロミック組成物は、ポリロタキサン(A)及びフォトクロミック化合物(B)を含み、使用形態に応じて、重合性モノマー(C)や重合硬化促進剤(D)が適宜配合され、さらに、その他の公知の配合剤を含んでいる。
(A)ポリロタキサン;
 ポリロタキサンは公知の化合物であり、図1に示されているように、全体として“1”で示されているポリロタキサン分子は、鎖状の軸分子“2”と環状分子“3”とから形成されている複合分子構造を有している。即ち、鎖状の軸分子“2”を複数の環状分子“3”が包接しており、環状分子“3”が有する環の内部を軸分子“2”が貫通している。従って、環状分子“3”は、軸分子“2”上を自由にスライドし得るのであるが、軸分子“2”の両端には、嵩高い末端基“4”が形成されており、環状分子“3”の軸分子“2”からの脱落が防止されている。
 即ち、先に述べたように、環状分子“3”が軸分子“2”上をスライドし得るため、フォトクロミック化合物の可逆反応を許容し得る空間が確保され、高い発色濃度や速い退色速度を得ることができるのである。
 かかるポリロタキサンにおいて、軸分子としては、種々のものが知られており、例えば、鎖状部分としては、環状分子が有する環を貫通し得る限りにおいて直鎖状或いは分岐鎖であってよく、一般にポリマーにより形成される。
 このような軸分子の鎖状部分を形成するポリマーとしては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、セルロース系樹脂(カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなど)、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルメチルエーテル、ポリアミン、ポリエチレンイミン、カゼイン、ゼラチン、でんぷん、オレフィン系樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレンなど)、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、スチレン系樹脂(ポリスチレン、アクリロニトリル-スチレン共重合樹脂など)、アクリル系樹脂(ポリ(メタ)アクリル酸、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、アクリロニトリル-メチルアクリレート共重合樹脂など)、ポリカーボネート、ポリウレタン、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合樹脂、ポリビニルブチラール、ポリイソブチレン、ポリテトラヒドロフラン、ポリアニリン、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS樹脂)、ポリアミド(ナイロンなど)、ポリイミド、ポリジエン(ポリイソプレン、ポリブタジエンなど)、ポリシロキサン(ポリジメチルシロキサンなど)、ポリスルホン、ポリイミン、ポリ無水酢酸、ポリ尿素、ポリスルフィド、ポリフォスファゼン、ポリケトンポリフェニレン、ポリハロオレフィン等を挙げることができる。これらのポリマーは、適宜共重合されていてもよく、また変性されたものであってもよい。
 本発明において、鎖状部分を形成するポリマーとして好適なものは、ポリエチレングリコール、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン、ポリプロピレングリコール、ポリテトラヒドロフラン、ポリジメチルシロキサン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコールまたはポリビニルメチルエーテルであり、ポリエチレングリコールが最も好適である。
 さらに、鎖状部分の両端に形成される嵩高い基としては、軸分子からの環状分子の脱離を防ぐ基であれば、特に制限されないが、嵩高さの観点から、アダマンチル基、トリチル基、フルオレセイニル基、ジニトロフェニル基、及びピレニル基体を挙げることができ、特に導入のし易さなどの点で、アダマンチル基を挙げることができる。
 上述した軸分子の分子量は、特に制限されるものではないが、大きすぎると、他の成分、例えば適宜配合される重合性モノマー(C)との相溶性が悪くなる傾向があり、小さすぎると環状分子の可動性が低下し、フォトクロミック性が低下する傾向がある。このような観点から、軸分子の重量平均分子量Mwは、1000~100000、特に5000~80000、特に好ましくは10000~50000の範囲にあることが好適である。
 また、環状分子は、上記のような軸分子を包接し得る大きさの環を有するものであればよく、このような環としては、シクロデキストリン環、クラウンエーテル環、ベンゾクラウン環、ジベンゾクラウン環及びジシクロヘキサノクラウン環を挙げることができ、特にシクロデキストリン環が好ましい。
 尚、シクロデキストリン環には、α体(環内径0.45~0.6nm)、β体(環内径0.6~0.8nm)、γ体(環内径0.8~0.95nm)があるが、本発明では、特にα-シクロデキストリン環及びγ-シクロデキストリン環が好ましく、α-シクロデキストリン環が最も好ましい。
 上記のような環を有する環状分子は、1つの軸分子に複数個が包接しているが、一般に、軸分子1個当たりに包接し得る環状分子の最大包接数を1としたとき、環状分子の包接数は、0.001乃至0.6、より好ましくは、0.002乃至0.5、さらに好ましくは0.003乃至0.4の範囲にあることが好ましい。環状分子の包接数が多すぎると、一つの軸分子に対して環状分子が密に存在するため、その可動性が低下し、フォトクロミック性が低下する傾向がある。また包接数が少なすぎると、軸分子間の間隙が狭くなり、フォトクロミック化合物分子の可逆反応を許容し得る間隙が減少することとなり、やはりフォトクロミック性が低下する傾向がある。
 尚、一つの軸分子に対する環状分子の最大包接数は、軸分子の長さ及び環状分子が有する環の厚みから算出することができる。
 例えば、軸分子の鎖状部分がポリエチレングリコールで形成され、環状分子が有する環がα-シクロデキストリン環である場合を例にとると、次のようにして最大包接数が算出される。
 即ち、ポリエチレングリコールの繰り返し単位[-CH-CHO-]の2つ分がα-シクロデキストリン環1つの厚みに近似する。従って、このポリエチレングリコールの分子量から繰り返し単位数を算出し、この繰り返し単位数の1/2が環状分子の最大包接数として求められる。この最大包接数を1.0とし、環状分子の包接数が前述した範囲に調整されることとなる。
 また、本発明においては、上述した環状分子が有する環は、側鎖が導入されていてもよい。この側鎖は、図1において“5”で示されている。
 即ち、このような側鎖“5”を環に導入することにより、隣り合う軸分子の間に適度な空間をより確実に形成することができ、フォトクロミック化合物分子の可逆反応を許容し得る間隙を確実に確保することができ、優れたフォトクロミック性を発現させることができる。また、このような側鎖“5”は、ポリロタキサンに疑似架橋構造を形成し、これにより、本発明のフォトクロミック組成物を用いて形成されるフォトクロミック硬化体の機械的強度を向上させることができる。
 上記の側鎖としては、炭素数が3~20の範囲にある有機鎖の繰り返しにより形成されていることが好適であり、このような側鎖の平均重量分子量は300~10000、好ましくは350~8000、より好ましくは350~5,000の範囲にあるのがよく、最も好ましくは、400~1500の範囲にある。即ち、側鎖が小さ過ぎると、フォトクロミック化合物分子の可逆反応を許容し得る間隙を確保するという機能が不十分となり、側鎖が大き過ぎると、後述するフォトクロミック化合物をポリロタキサンに緊密に混合することが困難となり、結局、ポリロタキサンによって確保される空間を十分に活用することが困難となる傾向にある。
 さらに、上記のような側鎖は、環状分子が有する環が有する官能基を利用し、この官能基を修飾することによって導入される。例えば、α-シクロデキストリン環は、官能基として18個の水酸基を有しており、この水酸基を介して側鎖が導入される。即ち、1つのα-シクロデキストリン環に対しては最大で18個の側鎖を導入することができることとなる。本発明においては、前述した側鎖の機能を十分に発揮させるためには、このような環が有する全官能基数の6%以上、特に30%以上が、側鎖で修飾されていることが好ましい。因みに、上記α-シクロデキストリン環の18個の水酸基の内の9個に側鎖が結合している場合、その修飾度は50%となる。
 本発明において、上記のような側鎖(有機鎖)は、その大きさが前述した範囲内にある限り、直鎖状であってもよいし、分枝状であってもよく、開環重合;ラジカル重合;カチオン重合;アニオン重合;原子移動ラジカル重合、RAFT重合、NMP重合などのリビングラジカル重合;などを利用し、適宜の化合物を前記環が有する官能基に反応させることによって適宜の大きさの側鎖を導入することができる。
 例えば、開環重合により、環状ラクトン、環状エーテル、環状アセタール、環状アミン、環状カーボネート、環状イミノエーテル、環状チオカーボネート等の環状化合物に由来する側鎖を導入することができるが、これらの中でも、入手が容易であり、反応性が高く、さらには大きさ(分子量)の調整が容易であるという観点から、環状エーテル、環状シロキサン、ラクトン、環状カーボネートを用いることが好ましい。好適な環状化合物の具体例は、以下のとおりである。
環状エーテル;
  エチレンオキシド
  1,2-プロピレンオキシド
  エピクロロヒドリン
  エピブロモヒドリン
  1,2-ブチレンオキシド
  2,3-ブチレンオキシド
  イソブチレンオキシド
  オキセタン
  3-メチルオキセタン
  3,3-ジメチルオキセタン
  テトラヒドロフラン
  2-メチルテトラヒドロフラン
  3-メチルテトラヒドロフラン
環状シロキサン;
  ヘキサメチルシクロトリシロキサン
  オクタメチルシクロテトラシロキサン
ラクトン;
  4員環ラクトン、例えば、β-プロピオラクトン、β-メチルプロピオラクトン、L-セリン-β-ラクトンなど。
  5員環ラクトン、例えば、γ-ブチロラクトン、γ-ヘキサノラクトン、γ-ヘプタノラクトン、γ-オクタノラクトン、γ-デカノラクトン、γ-ドデカノラクトン、α-ヘキシル-γ-ブチロラクトン、α-ヘプチル-γ-ブチロラクトン、α-ヒドロキシ-γ-ブチロラクトン、γ-メチル-γ-デカノラクトン、α-メチレン-γ-ブチロラクトン、α,α-ジメチル-γ-ブチロラクトン、D-エリスロノラクトン、α-メチル-γ-ブチロラクトン、γ-ノナノラクトン、DL-パントラクトン、γ-フェニル-γ-ブチロラクトン、γ-ウンデカノラクトン、γ-バレロラクトン、2,2-ペンタメチレン-1,3-ジオキソラン-4-オン、α-ブロモ-γ-ブチロラクトン、γ-クロトノラクトン、α-メチレン-γ-ブチロラクトン、α-メタクリロイルオキシ-γ-ブチロラクトン、β-メタクリロイルオキシ-γ-ブチロラクトンなど。
  6員環ラクトン、例えば、δ-バレロラクトン、δ-ヘキサノラクトン、δ-オクタノラクトン、δ-ノナノラクトン、δ-デカノラクトン、δ-ウンデカノラクトン、δ-ドデカノラクトン、δ-トリデカノラクトン、δ-テトラデカノラクトン、DL-メバロノラクトン、4-ヒドロキシ-1-シクロヘキサンカルボン酸δ-ラクトン、モノメチル-δ-バレロラクトン、モノエチル-δ-バレロラクトン、モノヘキシル-δ-バレロラクトン、1,4-ジオキサン-2-オン、1,5-ジオキセパン-2-オンなど。
  7員環ラクトン、例えば、ノンアルキル-ε-カプロラクトン、ジアルキル-ε-カプロラクトン、モノメチル-ε-カプロラクトン、モノエチル-ε-カプロラクトン、モノヘキシル-ε-カプロラクトン、ジメチル-ε-カプロラクトン、ジ-n-プロピル-ε-カプロラクトン、ジ-n-ヘキシル-ε-カプロラクトン、トリメチル-ε-カプロラクトン、トリエチル-ε-カプロラクトン、トリ-n-ε-カプロラクトン、ε-カプロラクトン、5-ノニル-オキセパン-2-オン、4,4,6-トリメチル-オキセパン-2-オン、4,6,6-トリメチル-オキセパン-2-オン、5-ヒドロキシメチル-オキセパン-2-オンなど。
  8員環ラクトン、例えば、ζ-エナントラクトンなど。
  その他のラクトン、例えば、ラクトン、ラクチド、ジラクチド、テトラメチルグリコシド、1,5-ジオキセパン-2-オン、t-ブチルカプロラクトンなど。
環状カーボネート;
  エチレンカーボネート
  炭酸プロピレン
  炭酸1,2-ブチレン
  グリセロール1,2-カルボナート
  4-(メトキシメチル)-1,3-ジオキソラン-2-オン
  (クロロメチル)エチレンカーボネート
  炭酸ビニレン
  4,5-ジメチル-1,3-ジオキソール-2-オン
  4-クロロメチル-5-メチル-1,3-ジオキソール-2-オン
  4-ビニル-1,3-ジオキソラン-2-オン
  4,5-ジフェニル-1,3-ジオキソラン-2-オン
  4,4-ジメチル-5-メチレン-1,3-ジオキソラン-2-オン
  1,3-ジオキサン-2-オン
  5-メチル-5-プロピル-1,3-ジオキソラン-2-オン
  5,5-ジエチル-1,3-ジオキソラン-2-オン
 上記の環状化合物は、単独で使用するばかりか、複数種を併用することもできる。
 本発明において、好適に使用されるものはラクトン及び環状カーボネートであり、ε-カプロラクトン、α-アセチル-γ-ブチロラクトン、α-メチル-γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、γ-ブチロラクトン等のラクトンが特に好適であり、もっとも好ましいものはε-カプロラクトンである。
 また、開環重合により環状化合物を反応させて側鎖を導入する場合、環に結合している官能基(例えば水酸基)は反応性に乏しく、特に立体障害などにより大きな分子を直接反応させることが困難な場合がある。このような場合には、例えば、カプロラクトンなどを反応させるために、プロピレンオキシドなどの低分子化合物を官能基と反応させてのヒドロキシプロピル化を行い、反応性に富んだ官能基(水酸基)を導入した後、前述した環状化合物を用いての開環重合により、側鎖を導入するという手段を採用することができる。
 また、ラジカル重合を利用しての側鎖の導入に使用される化合物は、ラジカル重合性化合物であるが、ポリロタキサンの環状分子が有している環は、ラジカル開始点となる活性部位を有していない。このため、ラジカル重合性化合物を反応させるに先立って、環が有している官能基(水酸基)にラジカル開始点を形成するための化合物を反応させて、ラジカル開始点となる活性部位を形成しておく必要がある。
 上記のようなラジカル開始点を形成するための化合物としては、有機ハロゲン化合物が代表的であり、例えば、2-ブロモイソブチリルブロミド、2-ブロモブチル酸、2-ブロモプロピオン酸、2-クロロプロピオン酸、2-ブロモイソ酪酸、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、2-クロロエチルイソシアネートなどを挙げることができる。
 即ち、かかる有機ハロゲン化合物は、環状分子の環が有している官能基との縮合反応により、該環に結合し、ハロゲン原子を含む基(有機ハロゲン化合物残基)が導入される。この有機ハロゲン化合物残基には、ラジカル重合に際して、ハロゲン原子の移動等によりラジカルが生成し、これがラジカル重合開始点となって、ラジカル重合が進行することとなる。
 また、上記のようなラジカル重合開始点となる活性部位を有する基(有機ハロゲン化合物残基)は、例えば環が有している水酸基に、アミン、カルボン酸、イソシアネート、イミダゾール、酸無水物などの官能基を有する化合物を反応させ、水酸基以外の他の官能基を導入し、このような他の官能基に前述した有機ハロゲン化合物を反応させて導入することもできる。
 また、ラジカル重合により側鎖を導入するために用いるラジカル重合性化合物としては、エチレン性不飽和結合を有する基、例えば、(メタ)アクリル基、ビニル基、スチリル基等の官能基を少なくとも1種有する化合物(以下、エチレン性不飽和モノマーと呼ぶ)が好適に使用される。
 このようなエチレン性不飽和モノマーとしては、以下の化合物を例示することができる。
アルキル(メタ)アクリレート;
   メチル(メタ)アクリレート
   エチル(メタ)アクリレート
   n-プロピル(メタ)アクリレート
   n-ブチル(メタ)アクリレート
   t-ブチル(メタ)アクリレート
   ステアリル(メタ)アクリレート
ヒドロキシ(メタ)アクリレート;
   2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート
   2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート
シアノ(メタ)アクリレート;
   シアノエチル(メタ)アクリレート
アミノ系(メタ)アクリレート;
   (メタ) アクリルアミド
   N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド
   N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド
   N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート
   マレインイミド(メタ)アクリレート
フルオロアルキル(メタ)アクリレート;
   トリフルオロエチル(メタ)アクリレート
   ペンタフルオロブチル(メタ)アクリレート
シロキサニル(メタ)アクリレート;
   トリス(トリメチルシロキサニル)シリルプロピル(メタ)アクリレ
  ート
アルキレングリコールポリオール(メタ)アクリレート;
   エチレングリコール(メタ)アクリレート
   トリエチレングリコール(メタ)アクリレート
   ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート
   プロピレングリコール(メタ)アクリレート
   ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート
芳香族ビニル化合物;
   スチレン
   p-メチルスチレン
   m-メトキシスチレン
   p-ヒドロキシスチレン
ビニル塩化合物;
   4-ビニル安息香酸ナトリウム
   p-スチレンスルフォン酸ナトリウム
両性イオン(メタ)アクリレート;
   2-メトキシアクリロイルオキシエチルホスホリルコリン
   [2-(メタクリロイルオキシ)エチル]ジメチル(3-スルフォプ
  ロピル)アンモニウムハイドロキシド
不飽和モノカルボン或いはそのエステル
   桂皮酸
   クロトン酸
オキシラン化合物;
   グリシジル(メタ)アクリレート
オキセタン化合物;
   2-オキセタンメチル(メタ)アクリレート
不飽和ポリカルボン酸(無水物);
   (無水)マレイン酸
   (無水)フマル酸
 また、エチレン性不飽和モノマー以外にも、末端エチレン性不飽和結合を有するオリゴマーもしくはポリマー(以下、マクロモノマーと呼ぶ)も使用することができる。
 このようなマクロモノマーの主鎖を形成する成分としては、以下のものを例示することができる。
ポリエーテル;
   ポリエチレンオキシド
   ポリプロピレンオキシド
   ポリテトラメチレンオキシド
ポリエステル;
   ポリエチレンテレフタレート
   ポリカプロラクトン
炭化水素主鎖を有する重合体;
   ポリエチレン
   ポリプロピレン
   ポリスチレン
   ポリビニルメチルエーテル
   ポリ(メタ)アクリレート
ポリアミド;
   ポリヘキサメチレンアジパミド
その他の重合体;
   ポリイミド酸
   ポリイミンアミン
   ポリウレタン
   ポリウレア
   ポリジメチルシロキサン
   ポリカーボネート重合体
   上記で挙げた各種重合体の共重合体;
 上述したモノマー或いはマクロモノマーは、それぞれ、単独で使用することもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
 このようなラジカル重合性化合物を用いて、前述したラジカル重合開始点が導入された環の存在下でラジカル重合(好ましくは、原子移動ラジカル重合、RAFT重合、NMP重合等のリビングラジカル重合)を行い、適宜の範囲に重合度を調整することにより、前述した適度な大きさの側鎖が導入されることとなる。
 上述した説明から理解されるように、環状化合物の環に導入される側鎖は、その導入方式に応じて、-O-結合、-NH-結合或いは-S-結合などによる繰り返し単位が導入されていたり、或いは水酸基、カルボキシル基、アシル基、フェニル基、ハロゲン原子、シリル基、メルカプト基、ビニル基、エピスルフィド基、チエタニル基、NCO基、NCS基等の置換基を有していることもある。
 さらに、側鎖導入のために用いる化合物が有している官能基の種類によっては、この側鎖の一部が、他の軸分子が有している環状分子の環の官能基に結合し、架橋構造を形成することもある。
 また、本発明で用いるポリロタキサンにおいては、環状分子が有する環に、後述する重合性モノマー(C)と重合反応し得る重合性官能基が導入されていることが好ましく、これにより、重合性モノマー(C)との相溶性が高められ、さらには、重合性モノマー(C)を重合して得られる硬化体中に、ポリロタキサンの空隙中にフォトクロミック化合物が分散された状態で均質に保持され、優れたフォトクロミック性を持続して発現させることができ、しかも、硬化体の機械的強度を高めることができる。
 このような重合性官能基は、前述した側鎖を利用して導入されるものであり、側鎖形成用の化合物として、適宜のものを使用することにより導入される。
 この重合性官能基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基及びアリル基のようなラジカル重合性基が代表的であるが、重合性モノマー(C)の種類に応じて、エポキシ基、OH基、SH基、NH基、エピスルフィド基、チエタニル基、NCO基、又はNCS基も、重合性官能基として機能する。
 例えば、エポキシ基、エピスルフィド基、チエタニル基は、重合性モノマー(C)が有するNH基、NCO基と反応する。
 OH基やSH基は、重合性モノマー(C)が有するNCO基やNCS基と反応して、ウレタン結合、チオウレタン結合が生成する。
 NCO基やNCS基は、重合性モノマー(C)が有するOH基、SH基、又はNH基と反応することとなる。
 本発明において、最も好適に使用されるポリロタキサン(A)は、両端にアダマンチル基で結合しているポリエチレングリコールを軸分子とし、α-シクロデキストリン環を有する環状分子とし、さらに、ポリカプロラクトンにより該環に側鎖(末端がOH基)が導入されているか或いは側鎖に(メタ)アクリル基が導入されているものである。
(B)フォトクロミック化合物;
 フォトクロミック性を示すフォトクロミック化合物としては、それ自体公知のものを使用することができ、これらは、1種単独で使用することもできるし、2種以上を併用することもできる。
 このようなフォトクロミック化合物として代表的なものは、フルギド化合物、クロメン化合物及びスピロオキサジン化合物であり、例えば、特開平2-28154号公報、特開昭62-288830号公報、WO94/22850号パンフレット、WO96/14596号パンフレット等、多くの文献に開示されている。
 本発明においては、公知のフォトクロミック化合物の中でも、発色濃度、初期着色性、耐久性、退色速度などのフォトクロミック性の観点から、インデノ〔2,1-f〕ナフト〔1,2-b〕ピラン骨格を有するクロメン化合物を用いることがより好ましく、特に分子量が540以上のクロメン化合物が、発色濃度及び退色速度に特に優れるため好適に使用される。
 以下に示すクロメン化合物は、本発明において特に好適に使用されるクロメン化合物の例である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(C)重合性モノマー;
 本発明のフォトクロミック組成物には、必要に応じて、重合性モノマー(C)を配合することができる。このような重合性モノマーとしては、ラジカル重合性モノマー(C1)、エポキシ系重合性モノマー(C2)、ウレタン結合やウレア結合等を形成しうるウレタンもしくはウレア系重合性モノマー(C3)、及び(C1)~(C3)以外のその他の重合性モノマー(C4)を挙げることができ、特に、ポリロタキサン(A)の側鎖に重合性基が導入されている場合には、このような重合性基と反応し得る重合性モノマーが好適に使用される。
(C1)ラジカル重合性モノマー;
 ラジカル重合性モノマー(C1)は、特にポリロタキサン(A)の側鎖にラジカル重合性の官能基が導入されている場合に、好適に使用されるものであり、大きく分けて、(メタ)アクリル基を有する(メタ)アクリル系重合性モノマー(C1-1)、ビニル基を有するビニル系重合性モノマー(C1-2)、アリル基を有するアリル系重合性モノマー(C1-3)、シルセスキオキサン系重合性モノマー(C1-4)に分類される。
 以下に、その具体例を示す。
(C1-1)(メタ)アクリル系重合性モノマーの例;
 下記式(1)~(4)に示す化合物
式(1)で表される化合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 式中、Rは、水素原子またはメチル基であり、
    Rは、水素原子または炭素数1~2のアルキル基であり、
    Rは、炭素数1~10である3~6価の有機基であり、
    aは、平均値で0~3の数であり、bは3~6の数である。
 Rで示される炭素数1~2のアルキル基としてはメチル基が好ましい。 Rで示される有機基としては、ポリオールから誘導される基、3~6価の炭化水素基、3~6価のウレタン結合を含む有機基が挙げられる。
 上記式(1)で示される化合物を具体的に示すと以下の通りである。
  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
  トリメチロールプロパントリエチレングリコールトリメタクリレート
  トリメチロールプロパントリエチレングリコールトリアクリレート
  ジトリメチロールプロパンテトラメタクリレート
  ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート
式(2)で表される化合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 式中、R及びRは、それぞれ、水素原子、又はメチル基であり、
    cおよびdは、それぞれ、0以上の整数である。
 ただし、RとRが共にメチル基の場合には、c+dは平均値で2以上7未満であり、Rがメチル基及びRが水素原子の場合には、c+dは平均値で2以上5未満であり、RとRが共に水素原子の場合には、c+dは平均値で2以上3未満である。
 上記式(2)で示される化合物を具体的に例示すると、以下のとおりである。
  ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、
    例えば、トリプロピレングリコールジメタクリレート、テトラプロ
   ピレングリコールジメタクリレート等。
式(3)で表される化合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 式中、RおよびRは、それぞれ、水素原子またはメチル基であり、
    RおよびRは、それぞれ、水素原子またはメチル基であり、
    R10は、水素原子またはハロゲン原子であり、
    Bは、-O-,-S-,-(SO)-,-CO-,-CH-,
  -CH=CH-,-C(CH)2-,-C(CH)(C)-
  の何れかであり、
    eおよびfはそれぞれ1以上の整数であり、e+fは平均値で2以
   上30以下である。
 なお、上記式(3)で示される重合性モノマーは、通常、分子量の異なる分子の混合物の形で得られる。そのため、eおよびfは平均値で示した。
 上記式(3)で示される化合物の具体例としては、例えば、以下のビスフェノールAジ(メタ)アクリレートを挙げることができる。
   2,2-ビス[4-メタクリロイルオキシ・エトキシ)フェニル]プ
  ロパン(e+f=2)
   2,2-ビス[4-メタクリロイルオキシ・ジエトキシ)フェニル]
  プロパン(e+f=4)
   2,2-ビス[4-メタクリロイルオキシ・ポリエトキシ)
  フェニル]プロパン(e+f=7)
   2,2-ビス(3,5-ジブロモ-4-メタクリロイルオキシエトキ
  シフェニル)プロパン(e+f=2)
   2,2-ビス(4-メタクリロイルオキシジプロポキシフェニル)プ
  ロパン(e+f=4)
   2,2-ビス[4-アクリロイルオキシ・ジエトキシ)フェニル]プ
  ロパン(e+f=4)
   2,2-ビス[4-アクリロイルオキシ・ポリエトキシ)フェニル]
  プロパン(e+f=3)
   2,2-ビス[4-アクリロイルオキシ・ポリエトキシ)フェニル]
  プロパン(e+f=7)
   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(e+f=10)、
   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(e+f=17)、
   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(e+f=30)、
   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(e+f=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(e+f=20)
式(4)の化合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 式中、gは平均値で1~20の数であり、
    A及びA’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の直鎖状または分岐状のアルキレン基であり、Aが複数存
   在する場合には、複数のAは同一の基であっても、異なる基であって
   もよく、
    R11は、水素原子、またはメチル基であり、
    R12は、(メタ)アクリロイルオキシ基またはヒドロキシル基で
   ある。
 上記式(4)で示される化合物は、ポリカーボネートジオールと(メタ)アクリル酸とを反応させることにより製造することができる。
 ここで、使用されるポリカーボネートジオールとしては、以下のものを例示することができる。
   トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレ
  ングリコール、ヘキサメチレングリコール、オクタメチレングリコール
  、ノナメチレングリコールなどのポリアルキレングリコールのホスゲン
  化で得られるポリカーボネートジオール(500~2000の数平均分
  子量を有するもの);
   2種以上のポリアルキレングリコールの混合物、例えば、トリメチレ
  ングリコールとテトラメチレングリコールの混合物、テトラメチレング
  リコールとヘキサメチレンジグリコールの混合物、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の混合物、テトラメチレングリコー
  ルとオクタメチレングリコールの混合物、ヘキサメチレングリコールと
  オクタメチレングリコールの混合物等)のホスゲン化で得られるポリカ
  ーボネートジオール(数平均分子量500~2000);
   1-メチルトリメチレングリコールのホスゲン化で得られるポリカー
  ボネートジオール(数平均分子量500~2000);
 また、上記式(1)~(4)で表される化合物以外の(メタ)アクリル系重合性モノマーも使用することができ、このような(メタ)アクリル系重合性モノマーには、以下のものがある。
   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)
   ジエチレングリコールジメタクリレート
   トリエチレングリコールジメタクリレート
   テトラエチレングリコールジメタクリレート
   ペンタエチレングリコールジメタクリレート
   ペンタプロピレングリコールジメタクリレート
   ジエチレングリコールジアクリレート
   トリエチレングリコールジアクリレート
   テトラエチレングリコールジアクリレート
   ペンタエチレングリコールジアクリレート
   トリプロピレングリコールジアクリレート
   テトラプロピレングリコールジアクリレート
   ペンタプロピレングリコールジアクリレート
   ポリプロピレングリコールとポリエチレングリコールの混合物より
  なるジメタアクリレート(ポリエチレンが2個、ポリプロピレンが2
  個の繰り返し単位を有する)
   ポリエチレングリコールジメタクリレート(特に平均分子量
  330)
   ポリエチレングリコールジメタクリレート(特に平均分子量
  536)
   ポリテトラメチレングリコールジメタクリレート(特に平均分子量
  736)
   トリプロピレングリコールジメタクリレート
   テトラプロピレングリコールジメタクリレート
   ポリプロピレングリコールジメタクリレート(特に平均分子量
  536)
   ポリエチレングリコールジアクリレート(特に平均分子量258)
   ポリエチレングリコールジアクリレート(特に平均分子量308)
   ポリエチレングリコールジアクリレート(特に平均分子量508)
   ポリエチレングリコールジアクリレート、(特に平均分子量
  708)
   ポリエチレングリコールメタクリレートアクリレート(特に平均分
  子量536)
   (ポリエチレングリコール/ポリプロピレングリコール)ジアクリ
  レート共重合体(特に平均分子量330)
   エトキシ化シクロヘキサンジメタノールアクリレート(特に平均分
  子量434)
   ポリエステルオリゴマーヘキサアクリレート
   カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
   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社、EB80等)
   4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
  業製薬社、GX8488B等)
   エチレングリコールビスグリシジルメタクリレート
   1,4-ブチレングリコールジメタクリレート
   1,9-ノニレングリコールジメタクリレート
   ネオペンチレングリコールジメタクリレート
   ビス(2-メタクリロイルオキシエチルチオエチル)スルフィド
   ビス(メタクリロイルオキシエチル)スルフィド
   ビス(アクリロイルオキシエチル)スルフィド
   1,2-ビス(メタクリロイルオキシエチルチオ)エタン
   1,2-ビス(アクリロイルオキシエチル)エタン
   ビス(2-メタクリロイルオキシエチルチオエチル)スルフィド
   ビス(2-アクリロイルオキシエチルチオエチル)スルフィド
   1,2-ビス(メタクリロイルオキシエチルチオエチルチオ)
  エタン
   1,2-ビス(アクリロイルオキシエチルチオエチルチオ)エタン
   1,2-ビス(メタクリロイルオキシイソプロピルチオイソプロピ
  ル)スルフィド
   1,2-ビス(アクリロイルオキシイソプロピルチオイソプロピル
  )スルフィド
   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
   (メタ)アクリル酸のエステル、例えば、(メタ)アクリル酸メチ
  ル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸フェニル、
  2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート
   チオアクリル酸もしくはチオメタクリル酸のエステル、例えばメチ
  ルチオアクリレート、ベンジルチオアクリレート、ベンジルチオメタ
  クリレート
   多官能性ウレタン(メタ)アクリレート
 尚、上記多官能性ウレタン(メタ)アクリレートとしては、ポリオールとポリイソシアネ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また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。
 一方、ポリオールとしては、炭素数2~4のエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ヘキサメチレンオキシドの繰り返し単位を有するポリアルキレングルコール、或いはポリカプロラクトンジオール等のポリエステルジオールを挙げることができる。また、ポリカーボネートジオール、ポリブタジエンジオール、又はペンタエリスリトール、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,9-ノナンジオール、1,8-ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、グリセリン、トリメチロールプロパン等も例示することができる。
 また、これらポリイソシアネート及びポリオールの反応によりウレタンプレポリマーとしたものを、2-ヒドロキシ(メタ)アクリレートで更に反応させた反応混合物や、前記ジイソシアネートを2-ヒドロキシ(メタ)アクリレートと直接反応させた反応混合物であるウレタン(メタ)アクリレートモノマー等も使用することができる。
 これらウレタンプレポリマー及びウレタン(メタ)アクリレートモノマーとしては、下記の市販品が代表的である。
 例えば、3官能以上のものとしては、新中村化学工業(株)製のU-4HA(分子量596、官能基数4)、U-6HA(分子量1019、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)を挙げることができる。
 2官能のものとしては、新中村化学工業(株)製のU-2PPA(分子量482)、UA-122P(分子量1,100)、U-122P(分子量1,100)、及びダイセルユーシービー社製のEB4858(分子量454)を挙げることができる。
 さらに、(メタ)アクリル等量が600以上のものとして、新中村化学工業(株)製のU-108A、U-200PA、UA-511、U-412A、UA-4100、UA-4200、UA-4400、UA-2235PE、UA-160TM、UA-6100、UA-6200、U-108、UA-4000、UA-512および日本化薬(株)製UX-2201、UX3204、UX4101、6101、7101、8101等を挙げることができる。
 これらのポリイソシアネートやポリオール、両者の反応物である多官能ウレタン(メタ)アクリレートは、後述するウレタン系重合性モノマー(C4)としても使用できる。
(C1-2)ビニル系重合性モノマー;
 ビニル基を有するビニル系重合性モノマーとしては、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、α-メチルスチレンおよび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モノマーの中で、α-メチルスチレンおよびα-メチルスチレンダイマーは、重合調整剤として機能し、フォトクロミック組成物の成型性を向上させる。
(C1-3)アリル系重合性モノマー
 アリル基を有するアリル系重合性モノマーとしては、以下のものを例示することができる。
   ジエチレングリコールビスアリルカーボネート
   メトキシポリエチレングリコールアリルエーテル(特に平均分子量
  550)
   メトキシポリエチレングリコールアリルエーテル(特に平均分子量
  350)
   メトキシポリエチレングリコールアリルエーテル(特に平均分子量
  1500)
   ポリエチレングリコールアリルエーテル(特に平均分子量450)
   メトキシポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコールアリル
  エーテル(特に平均分子量750)
   ブトキシポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコールアリル
  エーテル(特に平均分子量1600)
   メタクリロイルオキシポリエチレングリコール-ポリプロピレングリ
  コールアリルエーテル(特に平均分子量560)
   フェノキシポリエチレングリコールアリルエーテル(特に平均分子量
  600)
   メタクリロイルオキシポリエチレングリコールアリルエーテル(特に
  平均分子量430
   アクリロイルオキシポリエチレングリコールアリルエーテル(特に平
  均分子量420)
   ビニロキシポリエチレングリコールアリルエーテル(特に平均分子量
  560)
   スチリロキシポリエチレングリコールアリルエーテル(特に平均分子
  量650)
   メトキシポリエチレンチオグリコールアリルチオエーテル(特に平均
  分子量730)
 尚、アリル系重合性モノマーは、連鎖移動剤として作用することで、フォトクロミック組成物のフォトクロミック性(発色濃度、退色速度)を向上させることが可能である。
(C1-4)シルセスキオキサン重合性モノマー;
 シルセスキオキサン重合性モノマーは、ケージ状、ハシゴ状、ランダムといった種々の分子構造を取るものであり、(メタ)アクリル基等のラジカル重合性基を有している。
 このようなシルセスキオキサン重合性モノマーの例としては、下記式(5)で示されるものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 式中、hは、重合度であり、3~100の整数であり、
   複数個あるR13は、互いに同一もしくは異なっていてもよく、
  ラジカル重合性基、ラジカル重合性基を含む有機基、水素原子、アル
  キル基、シクロアルキル基、アルコキシ基又はフェニル基であり、少な
  くとも1つのR13は、ラジカル重合性基、又はラジカル重合性基を含
  む有機基である。
 ここで、R13で示されるラジカル重合性基、又はラジカル重合性基を含む有機基としては、(メタ)アクリル基;(メタ)アクリロイルオキシプロピル基、(3-(メタ)アクリロイルオキシプロピル)ジメチルシロキシ基等の(メタ)アクリル基を有する有機基;アリル基;アリルプロピル基、アリルプロピルジメチルシロキシ基等のアリル基を有する有機基;ビニル基;ビニルプロピル基、ビニルジメチルシロキシ基等のビニル基を有する有機基;等が挙げられる。
 また、本発明においては、上記で挙げた(C1)~(C4)以外の他のラジカル重合性モノマーも使用することができる。
 このような他のラジカル重合性モノマーとして、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等が挙げられる。
(C2)エポキシ系重合性モノマー;
 この重合性モノマーは、重合性基として、分子内にエポキシ基を有するものであり、特に、ポリロタキサン(A)の側鎖に、重合性官能基として、水酸基、NH2基、NCO基が導入されている場合に、特に好適である。
 このようなエポキシ系重合性モノマーは、大きく分けて、脂肪族エポキシ化合物、脂環族エポキシ化合物及び芳香族エポキシ化合物に分類され、その具体例としては、以下のものを例示することができる。
脂肪族エポキシ化合物;
   エチレンオキシド
   2-エチルオキシラン
   ブチルグリシジルエーテル
   フェニルグリシジルエーテル
   2,2’-メチレンビスオキシラン
   1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル
   エチレングリコールジグリシジルエーテル
   ジエチレングリコールジグリシジルエーテル
   トリエチレングリコールジグリシジルエーテル
   テトラエチレングリコールジグリシジルエーテル
   ノナエチレングリコールジグリシジルエーテル
   プロピレングリコールジグリシジルエーテル
   ジプロピレングリコールジグリシジルエーテル
   トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル
   テトラプロピレングリコールジグリシジルエーテル
   ノナプロピレングリコールジグリシジルエーテル
   ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル
   トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル
   グリセロールトリグリシジルエーテル
   ジグリセロールテトラグリシジルエーテル
   ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル
   トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートのジグリシジルエ
  ーテル
   トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートのトリグリシジル
  エーテル
脂環族エポキシ化合物;
   イソホロンジオールジグリシジルエーテル
   ビス-2,2-ヒドロキシシクロヘキシルプロパンジグリシジルエー
  テル
芳香族エポキシ化合物;
   レゾルシンジグリシジルエーテル
   ビスフェノールAジグリシジルエーテル
   ビスフェノールFジグリシジルエーテル
   ビスフェノールSジグリシジルエーテル
   オルトフタル酸ジグリシジルエステル
   フェノールノボラックポリグリシジルエーテル
   クレゾールノボラックポリグリシジルエーテル
 また、上記以外にも、エポキシ基と共に、分子内に硫黄原子を有するエポキシ系重合性モノマーも使用することができる。このような含硫黄原子エポキシ系重合性モノマーは、特に屈折率向上に寄与するものであり、鎖状脂肪族系及び環状脂肪族系のものがあり、その具体例は、次のとおりである。
鎖状脂肪族系含硫黄原子エポキシ系重合性モノマー;
   ビス(2,3-エポキシプロピル)スルフィド
   ビス(2,3-エポキシプロピル)ジスルフィド
   ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)メタン
   1,2-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)エタン
   1,2-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)プロパン
   1,3-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)プロパン
   1,3-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)-2-
  メチルプロパン
   1,4-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)ブタン
   1,4-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)-2-
  メチルブタン
   1,3-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)ブタン
   1,5-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)ペンタン
   1,5-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)-2-
  メチルペンタン
   1,5-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)-3-
  チアペンタン
   1,6-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)ヘキサン
   1,6-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)-2-
  メチルヘキサン
   3,8-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)-3,6-
  ジチアオクタン
   1,2,3-トリス(2,3-エポキシプロピルチオ)プロパン
   2,2-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)-1,3-
  ビス(2,3-エポキシプロピルチオメチル)プロパン
   2,2-ビス(2,3-エポキシプロピルチオメチル)-1-
  (2,3-エポキシプロピルチオ)ブタン
環状脂肪族系含硫黄原子エポキシ系重合性モノマー;
   1,3-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)シクロヘキサン
   1,4-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)シクロヘキサン
   1,3-ビス(2,3-エポキシプロピルチオメチル)
  シクロヘキサン
   1,4-ビス(2,3-エポキシプロピルチオメチル)
  シクロヘキサン
   2,5-ビス(2,3-エポキシプロピルチオメチル)-1,4-
  ジチアン
   2,5-ビス[<2-(2,3-エポキシプロピルチオ)エチル>
  チオメチル]-1,4-ジチアン
   2,5-ビス(2,3-エポキシプロピルチオメチル)-2,5-
  ジメチル-1,4-ジチアン
(C3)ウレタンもしくはウレア系重合性モノマー;
 この重合性モノマーは、重合の繰り返し単位がウレタン結合やウレア結合により連鎖するものであり、特にポリロタキサン(A)の側鎖に重合性官能基として、エポキシ基、エピスルフィド基、チエタニル基、OH基、SH基、NH基、NCO基又はNCS基が導入されている場合に効果的である。
 例えば、ウレタン結合は、ポリオールとポリイソシアネートの反応で形成されるものであり、このウレタン結合の中には、ポリオールとポリイソチアシアネートとの反応、或いはポリチオールとポリイソチアイソシアネートとの反応で形成されるチオウレタン結合も含まれる。
 また、ウレア結合は、ポリアミンとポリイソシアネートとの反応で形成されるものであり、このウレア結合の中には、ポリアミンとポリイソチアシアネートとの反応で形成されるチオウレア結合も含まれる。
 上記の説明から理解されるように、本発明において、ウレタンもしくはウレア系重合性モノマーとしては、ポリオール(C3-1)、ポリチオール(C3-2)、ポリアミン(C3-3)、ポリイソシアネート(C3-4)、ポリイソチアシアネート(C3-5)の中から、上記のウレタン結合(チオウレタン結合)或いはウレア結合(チオウレア結合)が形成されるように、複数種の化合物が選択して使用される。
 また、前述したポリロタキサンの側鎖に、重合性基として、水酸基、メルカプト基(SH基)、NH基、NCO基などが導入されている場合には、かかるウレタンもしくはウレア系重合性モノマーが形成する重合鎖中に側鎖が組み込まれるため好適である。
 このようなウレタンもしくはウレア系重合性モノマーの1種として使用される化合物としては、具体的には、以下のものが使用される。
(C3-1)ポリオール;
 ポリオールは、一分子中にOH基を2つ以上有している化合物であり、例えば、ジ-、トリ-、テトラ-、ペンタ-、ヘキサ-ヒドロキシ化合物、1分子中に2個以上のOH基を含有するポリエステル(ポリエステルポリオール)、1分子中に2個以上のOH基を含有するポリエーテル(以下ポリエーテルポリオールという)、1分子中に2個以上のOH基を含有するポリカーボネート(ポリカーボネートポリオール)、1分子中に2個以上のOH基を含有するポリカプロラクトン(ポリカプロラクトンポリオール)、1分子中に2個以上のOH基を含有するアクリル系重合体(ポリアクリルポリオール)が代表的である。
 これらの化合物を具体的に例示すると次のとおりである。
脂肪族アルコール;
   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
   ジプロピレングリコール
   ブチレングリコール
   ネオペンチルグリコール
   グリセリン
   トリメチロールエタン
   トリメチロールプロパン
   ブタントリオール
   1,2-メチルグルコサイド
   ペンタエリスリトール
   ジペンタエリスリトール
   トリペンタエリスリトール
   ソルビトール
   エリスリトール
   スレイトール
   リビトール、
   アラビニトール
   キシリトール
   アリトール
   マンニトール
   ドルシトール
   イディトール
   グリコール
   イノシトール
   ヘキサントリオール
   トリグリセロール
   ジグリペロール
   トリエチレングリコール
   ポリエチレングリコール
   トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレート
   シクロブタンジオール
   シクロペンタンジオール
   シクロヘキサンジオール
   シクロヘプタンジオール
   シクロオクタンジオール
   シクロヘキサンジメタノール
   ヒドロキシプロピルシクロヘキサノール、
   トリシクロ〔5,2,1,0,2,6〕デカン-ジメタノール
   ビシクロ〔4,3,0〕-ノナンジオール
   ジシクロヘキサンジオール
   トリシクロ〔5,3,1,1〕ドデカンジオール
   ビシクロ〔4,3,0〕ノナンジメタノール
   トリシクロ〔5,3,1,1〕ドデカン-ジエタノール
   ヒドロキシプロピルトリシクロ〔5,3,1,1〕ドデカノール
   スピロ〔3,4〕オクタンジオール
   ブチルシクロヘキサンジオール
   1,1’-ビシクロヘキシリデンジオール
   シクロヘキサントリオール
   マルチトール
   ラクチトール
芳香族アルコール;
   ジヒドロキシナフタレン
   トリヒドロキシナフタレン
   テトラヒドロキシナフタレン
   ジヒドロキシベンゼン
   ベンゼントリオール
   ビフェニルテトラオール
   ピロガロール
   (ヒドロキシナフチル)ピロガロール
   トリヒドロキシフェナントレン
   ビスフェノールA
   ビスフェノールF
   キシリレングリコール
   テトラブロムビスフェノールA
含硫黄ポリオール
   ビス-〔4-(ヒドロキシエトキシ)フェニル〕スルフィド
   ビス-〔4-(2-ヒドロキシプロポキシ)フェニル〕スルフィド
   ビス-〔4-(2,3-ジヒドロキシプロポキシ)フェニル〕スルフ
  ィド
   ビス-〔4-(4-ヒドロキシシクロヘキシロキシ)フェニル〕スル
  フィド
   ビス-〔2-メチル-4-(ヒドロキシエトキシ)-6-ブチルフェ
  ニル〕スルフィド
   上記の含硫黄ポリオールに、水酸基1個当たり平均3分子以下のエチ
  レンオキシドおよび/またはプロピレンオキシドが付加された化合物
   ジ-(2-ヒドロキシエチル)スルフィド
   ビス(2-ヒドロキシエチル)ジスルフィド
   1,4-ジチアン-2,5-ジオール
   ビス(2,3-ジヒドロキシプロピル)スルフィド
   テトラキス(4-ヒドロキシ-2-チアブチル)メタン
   ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルホン
   テトラブロモビスフェノールS
   テトラメチルビスフェノールS
   4,4’-チオビス(6-tert-ブチル-3-メチル
  フェノール)
   1,3-ビス(2-ヒドロキシエチルチオエチル)-シクロ
  ヘキサン
ポリエステルポリオール;
   ポリオールと多塩基酸との縮合反応により得られる化合物
ポリエーテルポリオール;
   分子中に活性水素含有基を2個以上有する化合物とアルキレンオキサ
  イドとの反応により得られる化合物及びその変性体。
ポリカプロラクトンポリオール;
   ε-カプロラクトンの開環重合により得られる化合物
ポリカーボネートポリオール;
   低分子ポリオール類の1種類以上のホスゲン化より得られる化合物
   エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジフェニルカーボネ
  ート等を用いてのエステル交換法により得られる化合物
ポリアクリルポリオール;
   水酸基を含有するアクリル酸エステルもしくはメタクリル酸エステル
  とこれらエステルと共重合可能なモノマーとの共重合体により得られる
  化合物
(C3-2)ポリチオール;
 ポリチオールは、一分子中にSH基を2つ以上有している化合物であり、具体的には、以下の化合物を例示することができる。
脂肪族ポリチオール;
   メタンジチオール
   1,2-エタンジチオール
   1,1-プロパンジチオール
   1,2-プロパンジチオール
   1,3-プロパンジチオール
   2,2-プロパンジチオール
   1,6-ヘキサンジチオール
   1,2,3-プロパントリチオール
   テトラキス(メルカプトメチル)メタン
   1,1-シクロヘキサンジチオール
   1,2-シクロヘキサンジチオール
   2,2-ジメチルプロパン-1,3-ジチオール
   3,4-ジメトキシブタン-1,2-ジチオール
   2-メチルシクロヘキサン-2,3-ジチオール
   ビシクロ〔2,2,1〕へプタ-exo-cis-2,3-
  ジチオール
   1,1-ビス(メルカプトメチル)シクロヘキサン
   チオリンゴ酸ビス(2-メルカプトエチルエステル)
   2,3-ジメルカプトコハク酸(2-メルカプトエチルエステル)
   2,3-ジメルカプト-1-プロパノール(2-メルカプト
  アセテート)
   2,3-ジメルカプト-1-プロパノール(3-メルカプト
  アセテート)
   ジエチレングリコールビス(2-メルカプトアセテート)
   ジエチレングリコールビス(3-メルカプトプロピオネート)
   1,2-ジメルカプトプロピルメチルエーテル
   2,3-ジメルカプトプロピルメチルエーテル
   2,2-ビス(メルカプトメチル)-1,3-プロパンジチオール
   ビス(2-メルカプトエチル)エーテル
   エチレングリコールビス(2-メルカプトアセテート)
   エチレングリコールビス(3-メルカプトプロピオネート)
   1、4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン
   1,4-ブタンジオールビス(3-メルカプトプロピオネート)
   1,4-ブタンジオール-ビス(チオグリコレート)
   1,6-ヘキサンジオール-ビス(チオグリコレート)
   テトラエチレングリコールビス(3-メルカプトプロピオネート)
   トリメチロールプロパントリス(2-メルカプトアセテート)
   トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)
   トリメチロールエタントリス(3-メルカプトブチレート)
   トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトブチレート)
   ペンタエリスリトールテトラキス(2-メルカプトアセテート)
   ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)
   1,2-ビス(2-メルカプトエチルチオ)-3-メルカプト
  プロパン
   ジペンタエリスリトールヘキサキス(3-メルカプトプロピオ
  ネート)
   ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)
   1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン
   トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトブチレート)
   トリメチロールエタントリス(3-メルカプトブチレート)
   1,2-ビス[(2-メルカプトエチル)チオ]-3-メルカプト
  プロパン
   2-メルカプトメチル-1,3-プロパンジチオール
   2-メルカプトメチル-1,4-ブタンジチオール
   2,4,5-トリス(メルカプトメチル)-1,3-ジチオラン
   2,2-ビス(メルカプトメチル)-1,4-ブタンジチオール
   4,4-ビス(メルカプトメチル)-3,5-ジチアヘプタン-
  1,7-ジチオール
   2,3-ビス(メルカプトメチル)-1,4-ブタンジチオール
   2,6-ビス(メルカプトメチル)-3,5-ジチアヘプタン-
  1,7-ジチオール
   4-メルカプトメチル-1,8-ジメルカプト-3,6-
  ジチアオクタン
   2,5-ビスメルカプトメチル-1,4-ジチアン
   1,1,3,3-テトラキス(メルカプトメチルチオ)プロパン
   5,7-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-
  3,6,9-トリチアウンデカン
   4,7-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-
  3,6,9-トリチアウンデカン
   4,8-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-
  3,6,9-トリチアウンデカン4-メルカプトメチル-1,8-
  ジメルカプト-3,6-ジチアオクタン
芳香族ポリチオール;
   1,2-ジメルカプトベンゼン
   1,3-ジメルカプトベンゼン
   1,4-ジメルカプトベンゼン
   1,2-ビス(メルカプトメチル)ベンゼン
   1,3-ビス(メルカプトメチル)ベンゼン
   1,4-ビス(メルカプトメチル)ベンゼン
   1,2-ビス(メルカプトエチル)ベンゼン
   1,3-ビス(メルカプトエチル)ベンゼン
   1,4-ビス(メルカプトエチル)ベンゼン
   1,2-ビス(メルカプトメトキシ)ベンゼン
   1,3-ビス(メルカプトメトキシ)ベンゼン
   1,4-ビス(メルカプトメトキシ)ベンゼン
   1,2-ビス(メルカプトエトキシ)ベンゼン
   1,3-ビス(メルカプトエトキシ)ベンゼン
   1,4-ビス(メルカプトエトキシ)ベンゼン
   1,2,3-トリメルカプトベンゼン
   1,2,4-トリメルカプトベンゼン
   1,3,5-トリメルカプトベンゼン
   1,2,3-トリス(メルカプトメチル)ベンゼン
   1,2,4-トリス(メルカプトメチル)ベンゼン
   1,3,5-トリス(メルカプトメチル)ベンゼン
   1,2,3-トリス(メルカプトエチル)ベンゼン
   1,2,4-トリス(メルカプトエチル)ベンゼン
   1,3,5-トリス(メルカプトエチル)ベンゼン
   1,2,3-トリス(メルカプトメトキシ)ベンゼン
   1,2,4-トリス(メルカプトメトキシ)ベンゼン
   1,3,5-トリス(メルカプトメトキシ)ベンゼン
   1,2,3-トリス(メルカプトエトキシ)ベンゼン
   1,2,4-トリス(メルカプトエトキシ)ベンゼン
   1,3,5-トリス(メルカプトエトキシ)ベンゼン
   1,2,3,4-テトラメルカプトベンゼン
   1,2,3,5-テトラメルカプトベンゼン
   1,2,4,5-テトラメルカプトベンゼン
   1,2,3,4-テトラキス(メルカプトメチル)ベンゼン
   1,2,3,5-テトラキス(メルカプトメチル)ベンゼン
   1,2,4,5-テトラキス(メルカプトメチル)ベンゼン
   1,2,3,4-テトラキス(メルカプトエチル)ベンゼン
   1,2,3,5-テトラキス(メルカプトエチル)ベンゼン
   1,2,4,5-テトラキス(メルカプトエチル)ベンゼン
   1,2,3,4-テトラキス(メルカプトエチル)ベンゼン
   1,2,3,5-テトラキス(メルカプトメトキシ)ベンゼン
   1,2,4,5-テトラキス(メルカプトメトキシ)ベンゼン
   1,2,3,4-テトラキス(メルカプトエトキシ)ベンゼン
   1,2,3,5-テトラキス(メルカプトエトキシ)ベンゼン
   1,2,4,5-テトラキス(メルカプトエトキシ)ベンゼン
   2,2’-ジメルカプトビフェニル
   4,4’-ジメルカプトビフェニル
   4,4’-ジメルカプトビベンジル
   2,5-トルエンジチオール
   3,4-トルエンジチオール
   1,4-ナフタレンジチオール
   1,5-ナフタレンジチオール
   2,6-ナフタレンジチオール
   2,7-ナフタレンジチオール
   2,4-ジメチルベンゼン-1,3-ジチオール
   4,5-ジメチルベンゼン-1,3-ジチオール
   9,10-アントラセンジメタンチオール
   1,3-ジ(p-メトキシフェニル)プロパン-2,2-
  ジチオール、
   1,3-ジフェニルプロパン-2,2-ジチオール
   フェニルメタン-1,1-ジチオール
   2,4-ジ(p-メルカプトフェニル)ペンタン
   1,4-ビス(メルカプトプロピルチオメチル)ベンゼン
ハロゲン置換芳香族ポリチオール;
   2,5-ジクロロベンゼン-1,3-ジチオール
   1,3-ジ(p-クロロフェニル)プロパン-2,2-ジチオール
   3,4,5-トリブロム-1,2-ジメルカプトベンゼン
   2,3,4,6-テトラクロル-1,5-ビス(メルカプト
  メチル)ベンゼン
含複素環ポリチオール;
   2-メチルアミノ-4,6-ジチオール-sym-トリアジン
   2-エチルアミノ-4,6-ジチオール-sym-トリアジン
   2-アミノ-4,6-ジチオール-sym-トリアジン
   2-モルホリノ-4,6-ジチオール-sym-トリアジン
   2-シクロヘキシルアミノ-4,6-ジチオール-sym-
  トリアジン
   2-メトキシ-4,6-ジチオール-sym-トリアジン
   2-フェノキシ-4,6-ジチオール-sym-トリアジン
   2-チオベンゼンオキシ-4,6-ジチオール-sym-
  トリアジン
   2-チオブチルオキシ-4,6-ジチオール-sym-トリアジン
   1,3,5-トリス(3-メルカプトブチリルオキシエチル)-
  1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオン
メルカプト基以外にも硫黄原子を含有している芳香族ポリチオール;
   1,2-ビス(メルカプトメチルチオ)ベンゼン
   1,3-ビス(メルカプトメチルチオ)ベンゼン
   1,4-ビス(メルカプトメチルチオ)ベンゼン
   1,2-ビス(メルカプトエチルチオ)ベンゼン
   1,3-ビス(メルカプトエチルチオ)ベンゼン
   1,4-ビス(メルカプトエチルチオ)ベンゼン
   1,2,3-トリス(メルカプトメチルチオ)ベンゼン
   1,2,4-トリス(メルカプトメチルチオ)ベンゼン
   1,3,5-トリス(メルカプトメチルチオ)ベンゼン
   1,2,3-トリス(メルカプトエチルチオ)ベンゼン
   1,2,4-トリス(メルカプトエチルチオ)ベンゼン
   1,3,5-トリス(メルカプトエチルチオ)ベンゼン
   1,2,3,4-テトラキス(メルカプトメチルチオ)ベンゼン
   1,2,3,5-テトラキス(メルカプトメチルチオ)ベンゼン
   1,2,4,5-テトラキス(メルカプトメチルチオ)ベンゼン
   1,2,3,4-テトラキス(メルカプトエチルチオ)ベンゼン
   1,2,3,5-テトラキス(メルカプトエチルチオ)ベンゼン
   1,2,4,5-テトラキス(メルカプトエチルチオ)ベンゼン
   及び上記ポリチオールの核アルキル化物
メルカプト基以外にも硫黄原子を含有している脂肪族ポリチオール;
   ビス(メルカプトメチル)スルフィド
   ビス(メルカプトエチル)スルフィド
   ビス(メルカプトプロピル)スルフィド
   ビス(メルカプトメチルチオ)メタン
   ビス(2-メルカプトエチルチオ)メタン
   ビス(3-メルカプトプロピル)メタン
   1,2-ビス(メルカプトメチルチオ)エタン
   1,2-(2-メルカプトエチルチオ)エタン
   1,2-(3-メルカプトプロピル)エタン
   1,3-ビス(メルカプトメチルチオ)プロパン
   1,3-ビス(2-メルカプトエチルチオ)プロパン
   1,3-ビス(3-メルカプトプロピルチオ)プロパン
   1,2-ビス(2-メルカプトエチルチオ)-3-メルカプト
  プロパン
   2-メルカプトエチルチオ-1,3-プロパンジチオール
   1,2,3-トリス(メルカプトメチルチオ)プロパン
   1,2,3-トリス(2-メルカプトエチルチオ)プロパン
   1,2,3-トリス(3-メルカプトプロピルチオ)プロパン
   テトラキス(メルカプトメチルチオメチル)メタン
   テトラキス(2-メルカプトエチルチオメチル)メタン
   テトラキス(3-メルカプトプロピルチオメチル)メタン
   ビス(2,3-ジメルカプトプロピル)スルフィド
   2,5-ジメルカプト-1,4-ジチアン
   ビス(メルカプトメチル)ジスルフィド、ビス(メルカプトエチル)
  ジスルフィド
   ビス(メルカプトプロピル)ジスルフィド
   上記化合物のチオグリコール酸或いはメルカプトプロピオン酸
  のエステル
   ヒドロキシメチルスルフィドビス(2-メルカプトアセテート)
   ヒドロキシメチルスルフィドビス(3-メルカプト
  プロピオネート)
   ヒドロキシエチルスルフィドビス(2-メルカプトアセテート)
   ヒドロキシエチルスルフィドビス(3-メルカプトプロピオネート)
   ヒドロキシプロピルスルフィドビス(2-メルカプトアセテート)
   ヒドロキシプロピルスルフィドビス(3-メルカプト
  プロピオネート)
   ヒドロキシメチルジスルフィドビス(2-メルカプトアセテート)
   ヒドロキシメチルジスルフィドビス(3-メルカプト
  プロピオネート)
   ヒドロキシエチルジスルフィドビス(2-メルカプトアセテート)
   ヒドロキシエチルジスルフィドビス(3-メルカプト
  プロピオネート)
   ヒドロキシプロピルジスルフィドビス(2-メルカプト
  アセテート)
   ヒドロキシプロピルジスルフィドビス(3-メルカプト
  プロピオネート)
   2-メルカプトエチルエーテルビス(2-メルカプトアセテート)
   2-メルカプトエチルエーテルビス(3-メルカプト
  プロピオネート)
   1,4-ジチアン-2,5-ジオールビス(2-メルカプト
  アセテート)
   1,4-ジチアン-2,5-ジオールビス(3-メルカプト
  プロピオネート)
   2,5-ビス(メルカプトメチル)-1,4-ジチアン
   2,5-ビス(2-メルカプトエチル)-1,4-ジチアン
   2,5-ビス(3-メルカプトプロピル)-1,4-ジチアン
   2-(2-メルカプトエチル)-5-メルカプトメチル
  -1,4-ジチアン
   2-(2-メルカプトエチル)-5-(3-メルカプトプロピル)
  -1,4-ジチアン
   2-メルカプトメチル-5-(3-メルカプトプロピル)-1,4
  -ジチアン
   チオグリコール酸ビス(2-メルカプトエチルエステル)
   チオジプロピオン酸ビス(2-メルカプトエチルエステル)
   4,4’-チオジブチル酸ビス(2-メルカプトエチルエステル)
   ジチオジグリコール酸ビス(2-メルカプトエチルエステル)
   ジチオジプロピオン酸ビス(2-メルカプトエチルエステル)
   4,4’-ジチオジブチル酸ビス(2-メルカプトエチルエステル)
   チオジグリコール酸ビス(2,3-ジメルカプトプロピルエステル)
   チオジプロピオン酸ビス(2,3-ジメルカプトプロピルエステル)
   ジチオジグリコール酸ビス(2,3-ジメルカプトプロピル
  エステル)
   ジチオジプロピオン酸(2,3-ジメルカプトプロピルエステル)
メルカプト基以外に硫黄原子を含有する含複素環ポリチオール;
   3,4-チオフェンジチオール
   テトラヒドロチオフェン-2,5-ジメルカプトメチル
   2,5-ジメルカプト-1,3,4-チアジアゾール
イソシアヌレート基含有ポリチオール;
   1,2-ビス[(2-メルカプトエチル)チオ]-3-メルカプト
  プロパン
   トリス-{(3-メルカプトプロピオニルオキシ)-エチル}-イソ
  シアヌレート
   1,3,5-トリス(3-メルカプトブチリルオキシエチル)-
  1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H、3H、5H)-トリオン
   トリス-[(3-メルカプトプロピオニルオキシ)-エチル]-
  イソシアヌレート
(C3-3)ポリアミン;
 ポリアミンは、一分子中にNH基を2つ以上有している化合物であり、その具体例としては、以下の化合物を挙げることができる。
   エチレンジアミン
   ヘキサメチレンジアミン
   イソホロンジアミン
   ノナメチレンジアミン
   ウンデカンメチレンジアミン
   ドデカメチレンジアミン
   メタキシレンジアミン
   1,3-プロパンジアミン
   プトレシン
   2-(2-アミノエチルアミノ)エタノール
   ジエチレントリアミン
   p-フェニレンジアミン
   m―フェニレンジアミン
   メラミン
   1,3,5‐ベンゼントリアミン
(C3-4)ポリイソシアネート;
 ポリイソシアネートは、一分子中にNCO基を2つ以上有している化合物であり、その具体例としては、以下の化合物を例示することができる。
脂肪族イソシアネート;
   エチレンジイソシアネート
   トリメチレンジイソシアネート
   テトラメチレンジイソシアネート
   ヘキサメチレンジイソシアネート
   オクタメチレンジイソシアネート
   ノナメチレンジイソシアネート
   2,2’-ジメチルペンタンジイソシアネート
   2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート
   デカメチレンジイソシアネート
   ブテンジイソシアネート
   1,3-ブタジエン-1,4-ジイソシアネート
   2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート
   1,6,11-ウンデカトリイソシアネート
   1,3,6-ヘキサメチレントリイソシアネート
   1,8-ジイソシアネート4-イソシアネートメチルオクタン
   2,5,7-トリメチル-1,8-ジイソシアネート-5-
  イソシアネートメチルオクタン
   ビス(イソシアネートエチル)カーボネート
   ビス(イソシアネートエチル)エーテル、
   1,4-ブチレングリコールジプロピルエーテル-ω,ω’-
  ジイソシアネート
   リジンジイソシアネートメチルエステル
   リジントリイソシアネート
   2-イソシアネートエチル-2,6-ジイソシアネート
  ヘキサノエート
   2-イソシアネートプロピル-2,6-ジイソシアネート
  ヘキサノエート
脂環族イソシアネート;
   イソホロンジイソシアネート
   ノルボルナンジイソシアネート
   ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン
   ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート
   シクロヘキサンジイソシアネート
   メチルシクロヘキサンジイソシアネート
   ジシクロヘキシルジメチルメタンジイソシアネート
   2,2’-ジメチルジシクロヘキシルメタンジイソシアネート
   ビス(4-イソシアネートn-ブチリデン)ペンタエリスリトール
   ダイマー酸ジイソシアネート
   2-イソシアネートメチル-3-(3-イソシアネートプロピル)
  -5-イソシアネートメチル-ビシクロ〔2,2,1〕-ヘプタン
   2-イソシアネートメチル-3-(3-イソシアネートプロピル)
  -6-イソシアネートメチル-ビシクロ〔2,2,1〕-ヘプタン
   2-イソシアネートメチル-2-(3-イソシアネートプロピル)
  -5-イソシアネートメチル-ビシクロ〔2,2,1〕-ヘプタン
   2-イソシアネートメチル-2-(3-イソシアネートプロピル)
  -6-イソシアネートメチル-ビシクロ〔2,2,1〕-ヘプタン
   2-イソシアネートメチル-3-(3-イソシアネートプロピル)
  -6-(2-イソシアネートエチル)-ビシクロ〔2,2,1〕-
  ヘプタン
   2-イソシアネートメチル-3-(3-イソシアネートプロピル)
  -6-(2-イソシアネートエチル)-ビシクロ〔2,1,1〕-
  ヘプタン
   2-イソシアネートメチル-2-(3-イソシアネートプロピル)
  -5-(2-イソシアネートエチル)-ビシクロ〔2,2,1〕-
  ヘプタン
   2-イソシアネートメチル-2-(3-イソシアネートプロピル)
  -6-(2-イソシアネートエチル)-ビシクロ〔2,2,1〕-
  ヘプタン
   1,3,5-トリス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン
芳香族イソシアネート;
   キシリレンジイソシアネート
   ビス(イソシアネートエチル)ベンゼン
   ビス(イソシアネートプロピル)ベンゼン
   α,α,α’,α’-テトラメチルキシリレンジイソシアネート
   ビス(イソシアネートブチル)ベンゼン
   ビス(イソシアネートメチル)ナフタリン
   ビス(イソシアネートメチル)ジフェニルエーテル
   ビス(イソシアネートエチル)フタレート
   メシチリレントリイソシアネート
   2,6-ジ(イソシアネートメチル)フラン
   フェニレンジイソシアネート
   トリレンジイソシアネート
   エチルフェニレンジイソシアネート
   イソプロピルフェニレンジイソシアネート
   ジメチルフェニレンジイソシアネート
   ジエチルフェニレンジイソシアネート
   ジイソプロピルフェニレンジイソシアネート
   トリメチルベンゼントリイソシアネート
   ベンゼントリイソシアネート
   ナフタリンジイソシアネート
   メチルナフタレンジイソシアネート
   ビフェニルジイソシアネート
   トリジンジイソシアネート
   4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート
   3,3’-ジメチルジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート
   ビベンジル-4,4’-ジイソシアネート、ビス(イソシアネート
  フェニル)エチレン
   3,3’-ジメトキシビフェニル-4,4’-ジイソシアネート
   トリフェニルメタントリイソシアネート
   ポリメリックMDI
   ナフタリントリイソシアネート
   ジフェニルメタン-2,4,4’-トリイソシアネート
   3-メチルジフェニルメタン-4,6,4’-トリイソシアネート
   4-メチル-ジフェニルメタン-3,5,2’,4’,6’-ペンタ
  イソシアネート
   フェニルイソシアネートメチルイソシアネート
   フェニルイソシアネートエチルイソシアネート
   テトラヒドロナフチレンジイソシアネート
   ヘキサヒドロベンゼンジイソシアネート
   ヘキサヒドロジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート
   ジフェニルエーテルジイソシアネート
   エチレングリコールジフェニルエーテルジイソシアネート
   1,3-プロピレングリコールジフェニルエーテルジイソシアネート
   ベンゾフェノンジイソシアネート
   ジエチレングリコールジフェニルエーテルジイソシアネート
   ジベンゾフランジイソシアネート
   カルバゾールジイソシアネート
   エチルカルバゾールジイソシアネート
   ジクロロカルバゾールジイソシアネート
含イオウ脂肪族イソシアネート;
   チオジエチルジイソシアネート
   チオジプロピルジイソシアネート
   チオジヘキシルジイソシアネート
   ジメチルスルフォンジイソシアネート
   ジチオジメチルジイソシアネート
   ジチオジエチルジイソシアネート
   ジチオジプロピルジイソシアネート
   ジシクロヘキシルスルフィド-4,4’-ジイソシアネート
   1-イソシアネートメチルチア-2,3-ビス(2-イソアナート
  エチルチア)プロパン
   1,2-ビス(2-イソシアナートエチルチオ)エタン
   1,1,2,2-テトラキス(イソシアナートメチルチオ)エタン
   2,2,5,5-テトラキス(イソシアナートメチルチオ)-
  1,4-ジチアン
   2,4-ジチアペンタン-1,3-ジイソシアナート
   2,4,6-トリチアヘプタン-3,5-ジイソシアナート
   2,4,7,9-テトラチアペンタン-5,6-ジイソシアナート
   ビス(イソシアナートメチルチオ)フェニルメタン
脂肪族スルフィド系イソシアネート;
   ビス[2-(イソシアナートメチルチオ)エチル]スルフィド
芳香族スルフィド系イソシアネート;
   ジフェニルスルフィド-2,4’-ジイソシアネート
   ジフェニルスルフィド-4,4’-ジイソシアネート
   3,3’-ジメトキシ-4,4’-ジイソシアネートジベンジル
  チオエーテル
   ビス(4-イソシアネートメチルベンゼン)スルフィド
   4,4’-メトキシベンゼンチオエチレングリコール-3,3’-
  ジイソシアネート
芳香族ジスルフィド系イソシアネート;
   ジフェニルジスルフィド-4,4’-ジイソシアネート
   2,2’-ジメチルジフェニルジスルフィド-5,5’-
  ジイソシアネート
   3,3’-ジメチルジフェニルジスルフィド-5,5’-
  ジイソシアネート
   3,3’-ジメチルジフェニルジスルフィド-6,6’-
  ジイソシアネート
   4,4’-ジメチルジフェニルジスルフィド-5,5’-
  ジイソシアネート
   3,3’-ジメトキシジフェニルジスルフィド-4,4’-
  ジイソシアネート
   4,4’-ジメトキシジフェニルジスルフィド-3,3’-
  ジイソシアネート
芳香族スルホン系イソシアネート;
   ジフェニルスルホン-4,4’-ジイソシアネート
   ジフェニルスルホン-3,3’-ジイソシアネート
   ベンジリデンスルホン-4,4’-ジイソシアネート
   ジフェニルメタンスルホン-4,4’-ジイソシアネート
   4-メチルジフェニルメタンスルホン-2,4’-
  ジイソシアネート
   4,4’-ジメトキシジフェニルスルホン-3,3’-
  ジイソシアネート
   3,3’-ジメトキシ-4,4’-ジイソシアネートジベンジル
  スルホン
   4,4’-ジメチルジフェニルスルホン-3,3’-
  ジイソシアネート
   4,4’-ジ-tert-ブチルジフェニルスルホン-3,3’-
  ジイソシアネート
   4,4’-ジメトキシベンゼンエチレンジスルホン-3,3’-
  ジイソシアネート
   4,4’-ジクロロジフェニルスルホン-3,3’-
  ジイソシアネート
スルホン酸エステル系イソシアネート;
   4-メチル-3-イソシアネートベンゼンスルホニル-4’-
  イソシアネートフェノールエステル
   4-メトキシ-3-イソシアネートベンゼンスルホニル-4’-
  イソシアネートフェノールエステル
芳香族スルホン酸アミド系イソシアネート;
   4-メチル-3-イソシアネートベンゼンスルホニルアニリド-
  3’-メチル-4’-イソシアネート
   ジベンゼンスルホニル-エチレンジアミン-4,4’-
  ジイソシアネート
   4,4’-ジメトキシベンゼンスルホニル-エチレンジアミン-
  3,3’-ジイソシアネート
   4-メチル-3-イソシアネートベンゼンスルホニルアニリド-
  4-メチル-3’-イソシアネート
含イオウ複素環イソシアネート;
   チオフェン-2,5-ジイソシアネート
   チオフェン-2,5-ジイソシアネートメチル、
   1,4-ジチアン-2,5-ジイソシアネート
   1,4-ジチアン-2,5-ジイソシアネートメチル
   1,3-ジチオラン-4,5-ジイソシアネート
   1,3-ジチオラン-4,5-ジイソシアネートメチル
   1,3-ジチオラン-2-メチル-4,5-ジイソシアネートメチル
   1,3-ジチオラン-2,2-ジイソシアネートエチル
   テトラヒドロチオフェン-2,5-ジイソシアネート
   テトラヒドロチオフェン-2,5-ジイソシアネートメチル
   テトラヒドロチオフェン-2,5-ジイソシアネートエチル
   テトラヒドロチオフェン-3,4-ジイソシアネートメチル
 さらに、上記ポリイソアネートのハロゲン置換体、アルキル置換体、アルコキシ置換体、ニトロ置換体や、多価アルコールとのプレポリマー型変性体、カルボジイミド変性体、ウレア変性体、ビウレット変性体、ダイマー化あるいはトリマー化反応生成物等も使用できる。
(C3-5)ポリイソチオシアネート;
 ポリイソチオシアネートは、一分子中にNCS基を2つ以上有している化合物であり、その具体例としては、以下の化合物を挙げることができる。
脂肪族イソチオシアネート;
   1,2-ジイソチオシアネートエタン
   1,3-ジイソチオシアネートプロパン
   1,4-ジイソチオシアネートブタン
   1,6-ジイソチオシアネートヘキサン
   p-フェニレンジイソプロピリデンジイソチオシアネート
脂環族イソチオシアネート;
   シクロヘキシルイソチオシアネート
   シクロヘキサンジイソチオシアネート
芳香族イソチオシアネート;
   フェニルイソチオシアネート
   1,2-ジイソチオシアネートベンゼン
   1,3-ジイソチオシアネートベンゼン
   1,4-ジイソチオシアネートベンゼン
   2,4-ジイソチオシアネートトルエン
   2,5-ジイソチオシアネートm-キシレンジイソシアネート
   4,4’-ジイソチオシアネート1,1’-ビフェニル
   1,1’-メチレンビス(4-イソチオシアネートベンゼン)
   1,1’-メチレンビス(4-イソチオシアネート2-メチル
  ベンゼン)
   1,1’-メチレンビス(4-イソチオシアネート3-メチル
  ベンゼン)
   1,1’-(1,2-エタンジイル)ビス(4-イソチオシアネート
  ベンゼン)
   4,4’-ジイソチオシアネートベンゾフェノン
   4,4’-ジイソチオシアネート3,3’-ジメチルベンゾフェノン
   ベンズアニリド-3,4’-ジイソチオシアネート
   ジフェニルエーテル-4,4’-ジイソチオシアネート
   ジフェニルアミン-4,4’-ジイソチオシアネート
含複素環イソチオシアネート;
   2,4,6-トリイソチオシアネート1,3,5-トリアジン
カルボニルイソチオシアネート;
   ヘキサンジオイルジイソチオシアネート
   ノナンジオイルジイソチオシアネート
   カルボニックジイソチオシアネート
   1,3-ベンゼンジカルボニルジイソチオシアネート
   1,4-ベンゼンジカルボニルジイソチオシアネート
   (2,2’-ビピリジン)-4,4’-ジカルボニルジイソチオ
  シアネート
 さらに、イソチオシアネート基のイオウ原子の他に少なくとも1つのイオウ原子を有する多官能のイソチオシアネートも使用することができる。このような多官能イソチオシアネートとしては、以下の化合物を例示することができる。
含硫脂肪族イソチオシアネート;
   チオビス(3-イソチオシアネートプロパン)
   チオビス(2-イソチオシアネートエタン)
   ジチオビス(2-イソチオシアネートエタン)
含硫芳香族イソチオシアネート;
   1-イソチオシアネート4-{(2-イソチオシアネート)スルホニ
  ル}ベンゼン
   チオビス(4-イソチオシアネートベンゼン)
   スルホニルビス(4-イソチオシアネートベンゼン)
   スルフィニルビス(4-イソチオシアネートベンゼン)
   ジチオビス(4-イソチオシアネートベンゼン)
   4-イソチオシアネート1-{(4-イソチオシアネートフェニル)
  スルホニル}-2-メトキシ-ベンゼン
   4-メチル-3-イソチオシアネートベンゼンスルホニル-4’-
  イソチオシアネートフェニルエステル
   4-メチル-3-イソチオシアネートベンゼンスルホニルアニリド-
  3’-メチル-4’-イソチオシアネート
含硫複素環イソチオシアネート;
   チオフェン-2,5-ジイソチオシアネート
   1,4-ジチアン-2,5-ジイソチオシアネート
 上述したウレタンもしくはウレア系重合性モノマー(C3)は、それぞれ、重合によりウレタン結合やウレア結合を形成するように組み合わせて使用される。
(C4)その他の重合性モノマー;
 本発明においては、上述した重合性モノマー(C1)~(C3)以外に、屈折率の向上を目的として、エピスルフィド系重合性モノマー(C4-1)やチエタニル系重合性モノマー(C4-2)を使用することができ、またフォトクロミック性の向上を目的として、単官能重合性モノマー(C4-3)を使用することもできる。さらに、分子中に異なるタイプの複数種の重合性基を有する複合型重合性モノマー(C4-4)も使用することができる。
(C4-1)エピスルフィド系重合性モノマー;
 この重合性モノマーは、分子内に2個以上のエピスルフィド基を有している化合物であり、特に、ポリロタキサン(A)の側鎖に、重合性官能基としてSH基が導入されている場合に好適である。具体的には、以下の化合物を例示することができる。
   ビス(1,2-エピチオエチル)スルフィド
   ビス(1,2-エピチオエチル)ジスルフィド
   ビス(2,3-エピチオプロピル)スルフィド
   ビス(2,3-エピチオプロピルチオ)メタン
   ビス(2,3-エピチオプロピル)ジスルフィド
   ビス(2,3-エピチオプロピルジチオ)メタン
   ビス(2,3-エピチオプロピルジチオ)エタン
   ビス(6,7-エピチオ-3,4-ジチアヘプチル)スルフィド
   ビス(6,7-エピチオ-3,4-ジチアヘプチル)ジスルフィド
   1,4-ジチアン-2,5-ビス(2,3-エピチオプロピル
  ジチオメチル)
   1,3-ビス(2,3-エピチオプロピルジチオメチル)ベンゼン
   1,6-ビス(2,3-エピチオプロピルジチオメチル)-2-
  (2,3-エピチオプロピルジチオエチルチオ)-4-チアヘキサン
   1,2,3-トリス(2,3-エピチオプロピルジチオ)プロパン
   1,1,1,1-テトラキス(2,3-エピチオプロピルジチオ
  メチル)メタン
   1,3-ビス(2,3-エピチオプロピルジチオ)-2-チア
  プロパン
   1,4-ビス(2,3-エピチオプロピルジチオ)-2,3-
  ジチアブタン
   1,1,1-トリス(2,3-エピチオプロピルジチオ)メタン
   1,1,1-トリス(2,3-エピチオプロピルジチオメチルチオ)
  メタン
   1,1,2,2-テトラキス(2,3-エピチオプロピルジチオ)
  エタン
   1,1,2,2-テトラキス(2,3-エピチオプロピルジチオ
  メチルチオ)エタン
   1,1,3,3-テトラキス(2,3-エピチオプロピルジチオ)
  プロパン
   1,1,3,3-テトラキス(2,3-エピチオプロピルジチオ
  メチルチオ)プロパン
   2-[1,1-ビス(2,3-エピチオプロピルジチオ)メチル]
  -1,3-ジチエタン
   2-[1,1-ビス(2,3-エピチオプロピルジチオメチルチオ)
  メチル]-1,3-ジチエタン
(C4-2)チエタニル系重合性モノマー;
 この重合性モノマーは、ポリロタキサン(A)の側鎖に重合性官能基としてSH基が導入されている場合に効果的であり、分子内に2個以上のチエタニル基を有するチエタン化合物である。このようなチエタニル系重合性モノマーの一部は、複数のチエタニル基と共にエピスルフィド基を有するものであり、これは、上記のエピスルフィド系重合性モノマーの項に挙げられている。その他のチエタニル系重合性モノマーには、分子内に金属原子を有している含金属チエタン化合物と、金属を含んでいない非金属系チエタン化合物とがある。
非金属系チエタン化合物;
   ビス(3-チエタニル)ジスルフィド
   ビス(3-チエタニル)スルフィド
   ビス(3-チエタニル)トリスルフィド
   ビス(3-チエタニル)テトラスルフィド
   1,4-ビス(3-チエタニル)-1,3,4-トリチアブタン
   1,5-ビス(3-チエタニル)-1,2,4,5-テトラ
  チアペンタン
   1,6-ビス(3-チエタニル)-1,3,4,6,-テトラ
  チアヘキサン
   1,6-ビス(3-チエタニル)-1,3,5,6,-テトラ
  チアヘキサン
   1,7-ビス(3-チエタニル)-1,2,4,5,7-ペンタ
  チアヘプタン
   1,7-ビス(3-チエタニルチオ)-1,2,4,6,7-ペンタ
  チアヘプタン
   1,1-ビス(3-チエタニルチオ)メタン
   1,2-ビス(3-チエタニルチオ)エタン
   1,2,3-トリス(3-チエタニルチオ)プロパン
   1,8-ビス(3-チエタニルチオ)-4-(3-チエタニルチオ
  メチル)-3,6-ジチアオクタン
   1,11-ビス(3-チエタニルチオ)-4,8-ビス(3-
  チエタニルチオメチル)-3,6,9-トリチアウンデカン
   1,11-ビス(3-チエタニルチオ)-4,7-ビス(3-
  チエタニルチオメチル)-3,6,9-トリチアウンデカン
   1,11-ビス(3-チエタニルチオ)-5,7-ビス(3-
  チエタニルチオメチル)-3,6,9-トリチアウンデカン
   2,5-ビス(3-チエタニルチオメチル)-1,4-ジチアン
   2,5-ビス[[2-(3-チエタニルチオ)エチル]チオメチル]
  -1,4-ジチアン
   2,5-ビス(3-チエタニルチオメチル)-2,5-ジメチル
  -1,4-ジチアン
   ビスチエタニルスルフィド
   ビス(チエタニルチオ)メタン
   3-[<(チエタニルチオ)メチルチオ>メチルチオ]チエタン
   ビスチエタニルジスルフィド
   ビスチエタニルトリスルフィド
   ビスチエタニルテトラスルフィド
   ビスチエタニルペンタスルフィド
   1,4-ビス(3-チエタニルジチオ)-2,3-ジチアブタン
   1,1,1-トリス(3-チエタニルジチオ)メタン
   1,1,1-トリス(3-チエタニルジチオメチルチオ)メタン
   1,1,2,2-テトラキス(3-チエタニルジチオ)エタン
   1,1,2,2-テトラキス(3-チエタニルジチオメチルチオ)
  エタン
含金属チエタン化合物;
 このチエタン化合物は、分子内に、金属原子として、Sn原子、Si原子、Ge原子、Pb原子等の14族の元素;Zr原子、Ti原子等の4族の元素;Al原子等の13族の元素;またはZn原子等の12族の元素;などを含んでいるものであり、例えば、特に好適に使用されるのは、以下の化合物である。
  アルキルチオ(チエタニルチオ)スズ;
    メチルチオトリス(チエタニルチオ)スズ
    エチルチオトリス(チエタニルチオ)スズ
    プロピルチオトリス(チエタニルチオ)スズ
    イソプロピルチオトリス(チエタニルチオ)スズ
  ビス(アルキルチオ)ビス(チエタニルチオ)スズ;
    ビス(メチルチオ)ビス(チエタニルチオ)スズ
    ビス(エチルチオ)ビス(チエタニルチオ)スズ
    ビス(プロピルチオ)ビス(チエタニルチオ)スズ
    ビス(イソプロピルチオ)ビス(チエタニルチオ)スズ
  アルキルチオ(アルキルチオ)ビス(チエタニルチオ)スズ;
    エチルチオ(メチルチオ)ビス(チエタニルチオ)スズ
    メチルチオ(プロピルチオ)ビス(チエタニルチオ)スズ
    イソプロピルチオ(メチルチオ)ビス(チエタニルチオ)スズ
    エチルチオ(プロピルチオ)ビス(チエタニルチオ)スズ
    エチルチオ(イソプロピルチオ)ビス(チエタニルチオ)スズ
    イソプロピルチオ(プロピルチオ)ビス(チエタニルチオ)スズ
  ビス(チエタニルチオ)環状ジチオスズ化合物;
    ビス(チエタニルチオ)ジチアスタンネタン
    ビス(チエタニルチオ)ジチアスタンノラン
    ビス(チエタニルチオ)ジチアスタンニナン
    ビス(チエタニルチオ)トリチアスタンノカン
  アルキル(チエタニルチオ)スズ化合物;
    メチルトリス(チエタニルチオ)スズ
    ジメチルビス(チエタニルチオ)スズ
    ブチルトリス(チエタニルチオ)スズ
  テトラキス(チエタニルチオ)スズ、
  テトラキス(チエタニルチオ)ゲルマニウム
  トリス(チエタニルチオ)ビスマス
(C4-3)単官能重合性モノマー;
 このモノマーは、分子中に一つのOH基を有する化合物であり、前述したポリオールと併用され、分子量や架橋度を調整することにより、フォトクロミック性を高めるために使用される。
   ポリエチレングリコールモノオレイルエーテル、
   ポリエチレングリコールモノメチルエーテル
   ポリオキシエチレンラウリルエーテル
   ポリオキシエチレンアルキルエーテル、
   ポリオキシエチレン2-エチルヘキシルエーテル
   ポリオキシエチレントリデシルエーテル
   ポリオキシエチレンセチルエーテル
   ポリオキシエチレンステアリルエーテル
   ポリエチレングリコールモノ-4-オクチルフェニルエーテル
(C4-4)複合型重合性モノマー;
 この重合性モノマーは、分子中に異なるタイプの複数種の重合性基を有するものであり、このような重合性モノマーの使用により、各種の物性調整を図ることができる。
 このような複合型重合性モノマーの例として、以下の化合物を挙げることができる。
ラジカル重合/エポキシ型重合性モノマー;
   グリシジルメタクリレート
   グリシジルオキシメチルメタクリレート
   2-グリシジルオキシエチルメタクリレート
   3-グリシジルオキシプロピルメタクリレート
   4-グリシジルオキシブチルメタクリレート
   ポリエチレングリコールグリシジルメタクリレート
   ポリプロピレングリコールグリシジルメタクリレート
   ビスフェノールA-モノグリシジルエーテル-メタクリレート
   ポリエチレングリコールグリシジルアクリレート
   ポリエチレングリコールグリシジルアクリレート
ラジカル重合/OH型重合性モノマー;
   2-ヒドロキシメタクリレート
   2-ヒドロキシアクリレート
   アクリル酸2-ヒドロキシプロピル等
ラジカル重合/イソシアネート型重合性モノマー;
   2-イソシアナトエチルメタクリレート
   2-イソシアナトエチルアクリレート
OH/SH型重合性モノマー;
   2-メルカプトエタノール
   3-メルカプト-1,2-プロパンジオール
   グルセリンジ(メルカプトアセテート)
   1-ヒドロキシ-4-メルカプトシクロヘキサン
   2,4-ジメルカプトフェノール
   2-メルカプトハイドロキノン
   4-メルカプトフェノール
   1,3-ジメルカプト-2-プロパノール
   2,3-ジメルカプト-1-プロパノール
   1,2-ジメルカプト-1,3-ブタンジオール
   ペンタエリスリトールトリス(3-メルカプトプロピオネート)
   ペンタエリスリトールモノ(3-メルカプトプロピオネート)
   ペンタエリスリトールビス(3-メルカプトプロピオネート)
   ペンタエリスリトールトリス(チオグリコレート)
   ペンタエリスリトールペンタキス(3-メルカプトプロピオネート)
   ヒドロキシメチル-トリス(メルカプトエチルチオメチル)メタン
   1-ヒドロキシエチルチオ-3-メルカプトエチルチオベンゼン
   4-ヒドロキシ-4’-メルカプトジフェニルスルホン
   2-(2-メルカプトエチルチオ)エタノール
   ジヒドロキシエチルスルフィドモノ(3-メルカプトプロピオ
  ネート)
   ジメルカプトエタンモノ(サルチレート)
   ヒドロキシエチルチオメチルートリス(メルカプトエチルチオ)
  メタン
 上述した重合性モノマー(C1)~(C4)において、好適に使用される重合性モノマーは、練り込み法ではラジカル重合性モノマー(C1)、及びウレタンもしくはウレア系重合性モノマー(C3)であり、積層法ではラジカル重合性モノマー(C1)であり、バインダー法ではウレタンもしくはウレア系重合性モノマー(C3)である。
(D)重合硬化促進剤;
 本発明のフォトクロミック組成物においては、上述した重合性モノマー(C)やポリロタキサン(A)の側鎖に導入された重合性官能基の種類に応じて、その重合硬化を速やかに促進させるために各種の重合硬化促進剤を使用することができる。
 例えば、ラジカル重合性モノマー(C1)を使用した場合及びポリロタキサン(A)の側鎖にラジカル重合性の官能基が導入されている場合には、重合開始剤(D1)が重合硬化促進剤として使用される。
 また、エポキシ系重合性モノマー(C2)エピスルフィド系重合性モノマー(C4-1)、チエタニル系重合性モノマー(C4-2)、が使用された場合やポリロタキサン(A)の側鎖に重合性官能基としてエポキシ基、エピスルフィド基、チエタニル基が導入されている場合には、エポキシ硬化剤(D2-1)やエポキシ基を開環重合させるためのカチオン重合触媒(D2-2)が重合硬化促進剤として使用され、さらに、ウレタンもしくはウレア系重合性モノマー(C3)やその他の重合性モノマー(C4)が使用されている場合やポリロタキサン(A)の側鎖に重合性官能基として、OH基、SH基、NH基、NCO基又はNCS基が導入されている場合には、ウレタン或いはウレア用反応触媒(D3-1)や縮合剤(D3-2)が重合硬化促進剤として使用される。
(D1)重合開始剤
 重合開始剤には、熱重合開始剤と光重合開始剤とがあり、その具体例は以下のとおりである。
熱重合開始剤
  ジアシルパーオキサイド;
    ベンゾイルパーオキサイド
    p-クロロベンゾイルパーオキサイド
    デカノイルパーオキサイド
    ラウロイルパーオキサイド
    アセチルパーオキサイド
  パーオキシエステル;
    t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサネート
    t-ブチルパーオキシネオデカネート
    クミルパーオキシネオデカネート
    t-ブチルパーオキシベンゾエート
  パーカーボネート;
    ジイソプロピルパーオキシジカーボネート
    ジ-sec-ブチルパーオキシジカーボネート
  アゾ化合物;
    アゾビスイソブチロニトリル
光重合開始剤
  アセトフェノン系化合物;
    1-フェニル-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン
    1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン
    1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-
   メチルプロパン-1-オン
  α-ジカルボニル系化合物;
    1,2-ジフェニルエタンジオン
    メチルフェニルグリコキシレート
  アシルフォスフィンオキシド系化合物;
    2,6-ジメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシド
    2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィン
   オキシド
    2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィン酸
   メチルエステル
    2,6-ジクロルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシド
    2,6-ジメトキシベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシド
 尚、光重合開始剤を用いる場合には、3級アミン等の公知の重合硬化促進助剤を併用することもできる。
(D2-1)エポキシ硬化剤
  アミン化合物及びその塩;
    2-メチルイミダゾール
    2-エチル-4-メチルイミダゾール
    1,8-ジアザ-ビシクロ(5,4,0)ウンデセン-7
    トリメチルアミン
    ベンジルジメチルアミン
    トリエチルアミン
    2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール
    2-(ジメチルアミノメチル)フェノール
  4級アンモニウム塩;
    テトラメチルアンモニウムクロリド
    ベンジルトリメチルアンモニウムブロミド
    テトラブチルアンモニウムブロミド
  有機ホスフィン化合物;
    テトラ-n-ブチルホスホニウムベンゾトリアゾレート
    テトラ-n-ブチルホスホニウム-0,0-ジエチルホスホロ
   ジチオエート
  金属カルボン酸塩;
    クロム(III)トリカルボキシレート
    オクチル酸スズ
  アセチルアセトンキレート化合物:
    クロムアセチルアセトナート
(D2-2)カチオン重合触媒
  ルイス酸系触媒;
    BF・アミン錯体、PF、BF、AsF、SbF
  熱硬化性カチオン重合触媒;
    ホスホニウム塩や4級アンモニウム塩、スルホニウム塩、
    ベンジルアンモニウム塩、ベンジルピリジニウム塩、
    ベンジルスルホニウム塩、ヒドラジニウム塩、
    カルボン酸エステル、スルホン酸エステル、アミンイミド
  紫外硬化性カチオン重合触媒;
    ジアリールヨードニウムヘキサフロオロホスフェート
    ヘキサフルオロアンチモン酸ビス(ドデシルフェニル)ヨード
   ニウム
(D3-1)ウレタン或いはウレア用反応触媒
 この反応触媒は、ポリイソ(チア)シアネートと、ポリオール又はポリチオールとの反応によるポリ(チオ)ウレタン結合生成において用いられる。
 この例としては、以下のものを例示することができる。
   トリエチレンジアミン
   ヘキサメチレンテトラミン
   N,N-ジメチルオクチルアミン
   N,N,N′,N′-テトラメチル-1,6-ジアミノヘキサン
   4,4′-トリメチレンビス(1-メチルピペリジン)
   1,8-ジアザビシクロ-(5,4,0)-7-ウンデセン
   ジメチルスズジクロライド
   ジメチルスズビス(イソオクチルチオグリコレート)
   ジブチルスズジクロライド
   ジブチルチンジラウレート
   ジブチルスズマレエート
   ジブチルスズマレエートポリマー
   ジブチルスズジリシノレート
   ジブチルスズビス(ドデシルメルカプチド)
   ジブチルスズビス(イソオクチルチオグリコレート)
   ジオクチルスズジクロライド
   ジオクチルスズマレエート
   ジオクチルスズマレエートポリマー
   ジオクチルスズビス(ブチルマレエート)
   ジオクチルスズジラウレート
   ジオクチルスズジリシノレート
   ジオクチルスズジオレエート
   ジオクチルスズジ(6-ヒドロキシ)カプロエート
   ジオクチルスズビス(イソオクチルチオグリコレート)
   ジドデシルスズジリシノレート
   各種金属塩、例えば、オレイン酸銅、アセチルアセトン酸銅、アセチ
  ルアセトン酸鉄、ナフテン酸鉄、乳酸鉄、クエン酸鉄、グルコン酸鉄、
  オクタン酸カリウム、チタン酸2-エチルヘキシル等
(D3-2)縮合剤
  無機酸;
    塩化水素、臭化水素、硫酸やリン酸等
  有機酸;
    p-トルエンスルホン酸、カンファースルホン酸等
  酸性イオン交換樹脂;
    アンバーライト、アンバーリスト等
  カルボジイミド;
    ジシクロヘキシルカルボジイミド
    1-エチル-3-(3-ジメチルアミノピロリル)-カルボ
   ジイミド
 上述した各種の重合硬化促進剤(D)は、それぞれ、1種単独でも、2種以上を併用することもできるが、その使用量は、所謂触媒量でよく、例えば、重合性モノマー(C)100質量部当り、0.001~10質量部、特に0.01~5質量部の範囲の少量でよい。
その他の配合成分;
 本発明のフォトクロミック組成物には、本発明の効果を損なわない範囲でそれ自体公知の各種配合剤、例えば、離型剤、紫外線吸収剤、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、溶剤、レベリング剤、さらには、tードデシルメルカプタン等のチオール類を重合調整剤として、必要に応じて配合することができる。
 中でも、紫外線安定剤を使用するとフォトクロミック化合物の耐久性を向上させることができるために好適である。このような紫外線安定剤としては、ヒンダードアミン光安定剤、ヒンダードフェノール酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤などが知られている。特に好適な紫外線安定剤は、以下の通りである。
   ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)
  セバケート
   旭電化工業(株)製アデカスタブLA-52、LA-57、
  LA-62、LA-63、LA-67、LA-77、LA-82、
  LA-87
   2,6-ジ-t-ブチル-4-メチル-フェノール
   エチレンビス(オキシエチレン)ビス[3-(5-t-ブチル
  -4-ヒドロキシ-m-トリル)プロピオネート]
   チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製のIRGANOX
  1010、1035、1075、1098、1135、1141、
  1222、1330、1425、1520、259、3114、
  3790、5057、565
 このような紫外線安定剤の使用量は、本発明の効果を損なわない限り特に制限されるものではないが、通常、ポリロタキサン(A)100質量部当り、0.001~10質量部、特に0.01~1質量部の範囲である。特にヒンダードアミン光安定剤を用いる場合、フォトクロミック化合物の種類によって耐久性の向上効果に差がある結果、調整された発色色調の色ズレが生じないようにするため、フォトクロミック化合物(B)1モル当り、0.5~30モル、より好ましくは1~20モル、さらに好ましくは2~15モルの量とするのがよい。
<フォトクロミック組成物の好適組成>
 上述したポリロタキサン(A)及びフォトクロミック化合物(B)を被っす成分とする本発明のフォトクロミック組成物では、通常、ポリロタキサン(A)100質量部当り、0.0001~10質量部の量でフォトクロミック化合物(B)が使用され、さらに、その好適使用量は、フォトクロミック性の発現方式によっても異なる。
 例えば、練り込み法によってフォトクロミック性を発現させる場合には、0.001~2質量部、特に0.001~1質量部の量で使用するのが好ましく、積層法によってフォトクロミック性を発現させる時には、0.01~7質量部、特に0.05~0.5質量部の量で使用するのが好適である。
 また、バインダー法によってフォトクロミック性を発現させる場合には、0.5~10質量部、特に1~7質量部の量で使用するのが好ましい。
 即ち、フォトクロミック化合物の使用量が少なすぎる場合には、良好なフォトクロミック性の発現が困難となり、その使用量が多過ぎると、増粘等により、このフォトクロミック組成物の取り扱いが困難となり、所望の方式によりフォトクロミック性を発現させることが困難となるおそれがある。
 また、重合性モノマー(C)を使用する場合、フォトクロミック組成物の粘度上昇を抑え、且つポリロタキサン(A)によるフォトクロミック性向上効果をより効果的に発揮させるためには、ポリロタキサン(A)と重合性モノマー(C)とを、
   A:C=0.1:99.9~50.0:50.0
 好ましくは、2:98~15:85
の質量比で用いることが好適である。
 さらに、本発明においては、ポリロタキサン(A)によるフォトクロミック性向上効果を最大限に発揮させるためには、ポリロタキサン(A)の側鎖に導入される重合性官能基をOH基及び/またはSH基とし、重合性モノマー(C)として、ウレタンもしくはウレア系重合性モノマー(C3)、即ち、ポリオール(C3-1)、ポリチオール(C3-2)、ポリアミン(C3-3)、ポリイソシアネート(C3-4)及びポリイソチアシアネート(C3-5)を、ウレタン結合、チオウレタン結合、ウレア結合或いはチオウレア結合(特にウレタン結合またはチオウレタン結合)が形成されるように組み合わせで使用することが最適である。
 この場合、NCO基或いはNCS基1モル当り、SH基及びOH基の量が0.8~1.2モル、特に0.85~1.15モル、最も好ましくは、0.9~1.1モルの範囲とするのがよい。
<フォトクロミック組成物の使用>
 本発明のフォトクロミック組成物は、上述したポリロタキサン(A)とフォトクロミック化合物(B)の2成分のみを含む形で使用することができる。例えば、ポリロタキサン(A)とフォトクロミック化合物(B)とを、溶融混練してフォトクロミック組成物を調製し、この組成物を用いてシート成形することにより、フォトクロミックシートを作成することができる。
 また、上記のフォトクロミック組成物を、有機溶媒に分散ないし溶解させて塗布液を調製し、この塗布液を透明な光学シートや光学フィルムに塗布し、乾燥することにより、フォトクロミックコーティング層を形成し、これにより、フォトクロミック性を発現させることができる。
 しかるに、本発明のフォトクロミック組成物は、一般的には、ポリロタキサン(A)及びフォトクロミック化合物(B)に加えて、重合性モノマー(C)や重合硬化促進剤(D)を配合されていることが好ましく、例えば、各成分を溶融混練してフォトクロミック組成物を調製し、これを重合硬化させることによりフォトクロミック硬化体を作製し、この硬化体によりフォトクロミック性を発現させることが望ましい。
 フォトクロミック硬化体を作製するための重合硬化は、紫外線、α線、β線、γ線等の活性エネルギー線の照射、熱、あるいは両者の併用等により、ラジカル重合、開環重合、アニオン重合或いは縮重合を行うことにより、行われる。即ち、重合性モノマー(C)や重合硬化促進剤(D)の種類及び形成されるフォトクロミック硬化体の形態に応じて、適宜の重合手段を採用すればよい。
 重合性モノマー(C)等が配合されている本発明のフォトクロミック組成物を熱重合させるに際しては、特に温度が得られるフォトクロミック硬化体の性状に影響を与える。この温度条件は、熱重合開始剤の種類と量や重合性モノマーの種類によって影響を受けるので一概に限定はできないが、一般的に比較的低温で重合を開始し、ゆっくりと温度を上げていく方法が好適である。重合時間も温度と同様に各種の要因によって異なるので、予めこれらの条件に応じた最適の時間を決定するのが好適であるが、一般には、2~48時間で重合が完結するように条件を選ぶのが好ましい。フォトクロミック積層シートを得る場合には、重合性官能基同士の反応が進行する温度で重合し、その際、目的とする分子量になるように最適な温度と時間を決定することが好ましい。
 また、本発明のフォトクロミック組成物を光重合させる際には、重合条件のうち、特にUV強度は得られるフォトクロミック硬化体の性状に影響を与える。この照度条件は、光重合開始剤の種類と量や重合性モノマーの種類によって影響を受けるので一概に限定はできないが、一般的に365nmの波長で50~500mW/cmのUV光を0.5~5分の時間で光照射するように条件を選ぶのが好ましい。
 上述した重合硬化を利用しての練り込み法によりフォトクロミック性を発現させる場合には、エストラマーガスケット又はスペーサーで保持されているガラスモールド間に、上記のフォトクロミック組成物を注入し、重合性モノマー(C)や重合硬化促進剤の種類に応じて、空気炉中での加熱や紫外線等の活性エネルギー線照射によっての注型重合によって、レンズ等の光学材料の形態に成形されたフォトクロミック硬化体を得ることができる。
 かかる方法によれば、直接、フォトクロミック性が付与された眼鏡レンズ等が得られる。
 積層法によりフォトクロミック性を発現させる場合には、フォトクロミック組成物を適宜有機溶剤に溶解させて塗布液を調製し、スピンコートやディッピング等により、レンズ基材等の光学基材の表面に塗布液を塗布し、乾燥して有機溶剤を除去し、次いで、窒素などの不活性ガス中でのUV照射や加熱等により重合硬化を行うことにより、光学基材の表面にフォトクロミック硬化体からなるフォトクロミック層が形成される(コーティング法)。
 また、レンズ基材等の光学基板を所定の空隙が形成されるようにガラスモールドに対面して配置し、この空隙にフォトクロミック組成物を注入し、この状態で、UV照射や加熱等により重合硬化を行うインナーモールドによる注型重合によっても、光学基材の表面にフォトクロミック硬化体からなるフォトクロミック層を形成することができる(注型重合法)。
 上記のような積層法(コーティング法及び注型重合法)によりフォトクロミック層を光学基材の表面に形成する場合には、予め光学基材の表面に、アルカリ溶液、酸溶液などによる化学的処理、コロナ放電、プラズマ放電、研磨などによる物理的処理を行っておくことにより、フォトクロミック層と光学基材との密着性を高めることもできる。勿論、光学基材の表面に透明な接着樹脂層を設けておくことも可能である。
 さらに、バインダー法によりフォトクロミック性を発現する場合には、フォトクロミック組成物を用いてのシート成形によりフォトクロミックシートを作製し、これを2枚の透明なシート(光学シート)で挟んで、前述した重合硬化を行うことにより、フォトクロミック層を接着層とするフォトクロミック積層体が得られる。
 この場合、フォトクロミックシートの作成には、フォトクロミック組成物を有機溶剤に溶解させた塗布液を用いてのコーティングという手段も採用することができる。
 このようにして作製されたフォトクロミック積層体は、例えば、これを金型内に装着され、この後、レンズなどの光学基材用熱可塑性樹脂(例えばポリカーボネートを射出成形することにより、フォトクロミック性が付与された所定形状のレンズ等の光学基材が得られる。また、このフォトクロミック積層体は、接着剤などにより、光学基材の表面に接着することもでき、これにより、フォトクロミックレンズを得ることもできる。
 尚、上記のようにしてフォトクロミック積層体を作製する場合、特に光学基材と密着性が高いという点で、重合性モノマー(C)として、ウレタンもしくはウレア系重合性モノマー(C3)、特にウレタン系モノマーを使用し、ポリウレタンが形成されるように調整されていることが好ましい。
 上述した本発明のフォトクロミック組成物は、発色濃度や退色速度等に優れたフォトクロミック性を発現させることができ、しかも、機械的強度等の特性を低減させることもなく、フォトクロミック性が付与された光学基材、例えばフォトクロミックレンズの作成に有効に利用される。
 また、本発明のフォトクロミック組成物により形成されるフォトクロミック層やフォトクロミック硬化体は、その用途に応じて、分散染料などの染料を用いる染色、シランカップリング剤やケイ素、ジルコニウム、アンチモン、アルミニウム、スズ、タングステン等のゾルを主成分とするハードコート剤を用いてのハードコート膜の作成、SiO、TiO、ZrO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。
 次に、実施例及び比較例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。
<重合性官能基導入側鎖を有するポリロタキサン(A)の合成>
(1-1)PEG-COOHの調製;
 軸分子形成用のポリマーとして、分子量35000の直鎖状ポリエチレングリコール(PEG)を用意した。
 下記処方;
   PEG 10g
   TEMPO(2,2,6,6-テトラメチル-1-ピペリジニルオキ
  シラジカル) 100mg
   臭化ナトリウム 1g
により、各成分を水100mLに溶解させた。
 この溶液に、市販の次亜塩素酸ナトリウム水溶液(有効塩素濃度5%)5mLを添加し、室温で10分間撹拌した。その後、エタノールを最大5mLまでの範囲で添加して反応を終了させた。
 そして、50mLの塩化メチレンを用いた抽出を行った後、塩化メチレンを留去し、250mLのエタノールに溶解させてから、-4℃の温度で12時間かけて再沈させ、PEG-COOHを回収し、乾燥した。
(1-2)ポリロタキサンの調製;
 上記で調製されたPEG-COOH 3gおよびα-シクロデキストリン(α-CD)12gを、それぞれ、70℃の温水50mLに溶解させ、得られた各溶液を混合し、よく振り混ぜた。
 次いで、この混合溶液を、4℃の温度で12時間再沈させ、析出した包接錯体を凍結乾燥して回収した。
 その後、室温でジメチルホルムアミド(DMF)50mlに、アダマンタンアミン0.13gを溶解した後、上記の包接錯体を添加して速やかによく振り混ぜた。
 続いてBOP試薬(ベンゾトリアゾール-1-イル-オキシ-トリス(ジメチルアミノ)ホスホニウムヘキサフルオロホスフェート)0.38gをDMFに溶解した溶液をさらに添加して、よく振り混ぜた。
 さらにジイソプロピルエチルアミン0.14mlをDMFに溶解させた溶液を添加してよく振り混ぜてスラリー状の試薬を得た。
 上記で得られたスラリー状の試薬を4℃で12時間静置した。
 その後、DMF/メタノール混合溶媒(体積比1/1)50mlを添加、混合、遠心分離を行なって上澄みを捨てた。
 さらに、上記DMF/メタノール混合溶液による洗浄を行った後、メタノールを用いて洗浄、遠心分離を行い、沈殿物を得た。
 得られた沈殿物を真空乾燥で乾燥させた後、50mLのDMSOに溶解させ、得られた透明な溶液を700mLの水中に滴下してポリロタキサンを析出させた。
 析出したポリロタキサンを遠心分離で回収し、真空乾燥させた。
 さらにDMSOに溶解、水中で析出、回収、乾燥を行い、精製ポリロタキサンを得た。このときのα-CDの包接量は0.25である。
 ここで、包接量は、DMSO-dにポリロタキサンを溶解し、H-NMR測定装置(日本電子製JNM-LA500)により測定し、以下の方法により算出した。
 ここで、X,Y及びX/(Y-X)は、以下の意味を示す。
  X:4~6ppmのシクロデキストリンの水酸基由来プロトンの積分値
  Y:3~4ppmのシクロデキストリン及びPEGのメチレン鎖由来プ
   ロトンの積分値
  X/(Y-X):PEGに対するシクロデキストリンのプロトン比
 先ず、理論的に最大包接量1の時のX/(Y-X)を予め算出し、この値と実際の化合物の分析値から算出されたX/(Y-X)を比較することにより包接量を算出した。
(1-3)ポリロタキサンへの側鎖の導入;
 上記で精製されたポリロタキサン500mgを1mol/LのNaOH水溶液50mLに溶解し、プロピレンオキシド3.83g(66mmol)を添加し、アルゴン雰囲気下、室温で12時間撹拌した。
 次いで、1mol/LのHCl水溶液を用い、上記のポリロタキサン溶液を、pHが7~8となるように中和し、透析チューブにて透析した後、凍結乾燥し、ヒドロキシプロピル化ポリロタキサンを得た。
 得られたヒドロキシプロピル化ポリロタキサンは、H-NMRおよびGPCで同定し、所望の構造を有するヒドロキシプロピル化ポリロタキサンであることを確認した。
 尚、ヒドロキシプロピル基による環状分子のOH基への修飾度は0.5であり、GPC測定により平均重量分子量Mw:180,000であった。
 得られたヒドロキシプロピル化ポリロタキサン5gを、ε-カプロラクトン22.5gに80℃で溶解させた混合液を調製した。この混合液を、乾燥窒素をブローさせながら110℃で1時間攪拌した後、2-エチルヘキサン酸錫(II)の50wt%キシレン溶液0.16gを加え、130℃で6時間攪拌した。その後、キシレンを添加し、不揮発濃度が約35質量%の側鎖を導入したポリカプロラクトン修飾ポリロタキサンキシレン溶液を得た。
(1-4)OH基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-1)の調製;
 上記で調製されたポリカプロラクトン修飾ポリロタキサンキシレン溶液をヘキサン中に滴下し、回収し、乾燥することにより、重合性の官能基としてOH基を有する側鎖修飾ポリロタキサン(A-1)を得た。
 このポリロタキサン(A-1)の物性は以下の通りであった。
  側鎖の修飾度:0.5
  側鎖の分子量:平均で約500
  ポリロタキサン重量平均分子量Mw(GPC):700000
(1-5)OH基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-2)の調製;
 分子量が2万のPEGを用いた以外、上記(A-1)と全く同様にして、重合性の官能基としてOH基を有する側鎖修飾ポリロタキサン(A-1)を得た。
 このポリロタキサン(A-1)の物性は以下の通りであった。
  α-CDの包接量:0.25
  側鎖の修飾度:0.5
  側鎖の分子量:平均で約500
  ポリロタキサン重量平均分子量Mw(GPC):400000
(1-6)OH基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-3)の調製;
 分子量が7万のPEGを用いた以外、上記(A-1)と全く同様にして、重合性の官能基としてOH基を有する側鎖修飾ポリロタキサン(A-3)を得た。
 このポリロタキサン(A-3)の物性は以下の通りであった。
  α-CDの包接量:0.25
  側鎖の修飾度:0.5
  側鎖の分子量:平均で約500
  ポリロタキサン重量平均分子量Mw(GPC):1400000
(1-7)OH基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-4)の調製;
 側鎖の形成に用いるε-カプロラクトンの量を12.5gとした以外、(A-1)と全く同様にして、OH基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-4)を調製した。
 このポリロタキサン(A-4)の物性は以下の通りであった。
  α-CDの包接量:0.25
  側鎖の修飾度:0.5
  側鎖の分子量:平均で約500
  ポリロタキサン重量平均分子量Mw(GPC):480000
(2-1)アクリル基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-5)の調製
 上記(1-3)で調製されたポリカプロラクトン修飾ポリロタキサンのキシレン溶液を用いた。
 上記のポリカプロラクトン修飾ポリロタキサンのキシレン溶液30gに、ジブチルヒドロキシトルエン(重合禁止剤)0.01gを添加した後、2-アクリロイルオキシエチルイソシアネート3.8gを滴下した。
 40℃で16時間攪拌し、ポリカプロラクトン末端にアクリル基を導入したポリロタキサンのキシレン溶液を得た。
 このポリロタキサンキシレン溶液をヘキサン中に滴下し、回収し、乾燥することで、重合性官能基としてアクリル基が側鎖に導入されたポリロタキサン(A-5)を得た。
 このアクリル基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-5)の物性は以下のとおりであった。
  α-CDの包接量:0.25
  側鎖の修飾度:0.5
  側鎖の分子量:平均で約600
  ポリロタキサン重量平均分子量Mw(GPC):540000
(2-2)アクリル基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-6)の調製;
 分子量が2万のPEGを用いた以外、上記(A-5)と全く同様にして、アクリル基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-6)を調製した。
 このアクリル基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-6)の物性は以下のとおりであった。
  α-CDの包接量:0.25
  側鎖の修飾度:0.5
  側鎖の分子量:平均で約600
  ポリロタキサン重量平均分子量Mw(GPC):540000
(2-3)メタクリル基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-7)の調製;
 (A-5)の調製で用いた2-アクリロイルオキシエチルイソシアネート3.8gの替わりに、2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを、4.2gの量で使用した以外、(A-5)の調製と同様に、メタクリル基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-7)を調製した。
 このメタクリル基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-7)の物性は以下のとおりであった。
  α-CDの包接量:0.25
  側鎖の修飾度:0.5
  側鎖の分子量:平均で約600
  ポリロタキサン重量平均分子量Mw(GPC):960000
(2-4)メタクリル基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-8)の調製;
 分子量が2万のPEGを用いた以外は、(A-7)の調製と同様にして、メタクリル基導入側鎖修飾ポリロタキサンポリロタキサン(A-8)を調製した。
 このメタクリル基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-8)の物性は以下のとおりであった。
  α-CDの包接量:0.25
  側鎖の修飾度:0.5
  側鎖の分子量:平均で約600
  ポリロタキサン重量平均分子量Mw(GPC):550000
(1-8)OH基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-9)の調製;
 (1-3)で合成したヒドロキシプロピル化ポリロタキサン1.00gを三口フラスコに入れ、窒素をゆっくりと流しながらε-カプロラクトン102g、α-アセチル-γ-ブチロラクトン11gの混合物を該フラスコに加えた。
 得られた混合物をメカニカル撹拌機によって80℃、30分間撹拌して均一化した後、反応温度を100℃
まで上げ、予めトルエンで薄めた2-エチルヘキサン酸スズ(50wt%溶液)0.16gを添加し、4時間反応させた。
 反応終了後、試料を50mlのトルエンに溶解させ、撹拌し450mlのヘキサン中に滴下して固体を析出させ、回収、乾燥してOH基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-9)を得た。
 このポリロタキサン(A-9)の物性は以下の通りであった。
  側鎖の修飾度:0.5
  側鎖の分子量:平均で約5200
  ポリロタキサン重量平均分子量Mw(GPC):4000000
(1-9)OH基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-10)の調製;
 分子量が2万のPEGを使用し、(1-3)におけるε-カプロラクトンの量を33.5gとした以外、(A-1)の調製方法と同様にして、OH基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-10)を調製した。
 このポリロタキサン(A-10)の物性は以下の通りであった。
  α-CDの包接量:0.25
  側鎖の修飾度:0.5
  側鎖の分子量:平均で約700
  ポリロタキサン重量平均分子量Mw(GPC):600000
(1-10)OH基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-11)の調製;
 分子量が2万のPEGを使用し、(1-3)におけるε-カプロラクトンの量を125gとした以外、(A-1)の調製方法と同様にして、OH基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-11)を調製した。
 このポリロタキサン(A-11)の物性は以下の通りであった。
  α-CDの包接量:0.25
  側鎖の修飾度:0.5
  側鎖の分子量:平均で約2500
  ポリロタキサン重量平均分子量Mw(GPC):1900000
(1-11)OH基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-12)の調製;
 分子量が9万のPEGを使用し、(1-3)におけるε-カプロラクトンの量を12.5gとした以外、(A-1)の調製方法と同様に、OH基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-12)を調製した。
 このポリロタキサン(A-12)の物性は以下の通りであった。
  α-CDの包接量:0.25
  側鎖の修飾度:0.5
  側鎖の分子量:平均で約300
  ポリロタキサン重量平均分子量Mw(GPC):1100000
(1-12)OH基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-13)の調製;
 ε-カプロラクトンの替わり25.3gのα-アセチル-γ-ブチロラクトンを用いた以外は、(A-1)の調製方法と同様にして、反応性基にOH基を有するポリロタキサン(A-13)を調製した。
 このポリロタキサン(A-13)の物性は以下の通りであった。
  α-CDの包接量:0.25
  側鎖の修飾度:0.5
  側鎖の分子量:平均で約500
  ポリロタキサン重量平均分子量Mw(GPC):750000
(1-13)OH基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-14)の調製;
 (1-3)で合成したヒドロキシプロピル化ポリロタキサン1.00gを三口フラスコに入れ、窒素をゆっくりと流しながら1,3-ジオキサン-2-オン4.1g、ベンゾニトリル20ml、ヨウ化メチル0.5mlを導入し、その後、メカニカル撹拌機によって120℃、18時間撹拌した。
 反応終了後、試料を50mlのトルエンに溶解させ、撹拌した450mlのヘキサン中に滴下して固体を析出させ、回収、乾燥してOH基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-14)を得た。
 このポリロタキサン(A-14)の物性は以下の通りであった。
  側鎖の修飾度:0.5
  側鎖の分子量:平均で約500
  ポリロタキサン重量平均分子量Mw(GPC):600000
(2-5)2-ブロモイソブチリル化ポリロタキサンの調製;
 (1-3)で合成したヒドロキシプロピル化ポリロタキサン5.0gを三口フラスコに入れ、予備乾燥後窒素置換した。これにジメチルアミノピリジン0.6gを添加し、同じく窒素置換したジメチルアセトアミド(DMAc)50mlを加えて溶解させた。
 氷浴下、トリエチルアミン7.6ml(ポリロタキサンの全OH基に対して1.1当量)、2-ブロモイソブチリルブロミド6.2ml(同1.0当量)を滴下し、0℃~室温で5時間反応させた。反応溶液をヘキサンに滴下し、再沈物を回収、減圧乾燥して、2-ブロモイソブチリル化ポリロタキサンを得た。
 この2-ブロモイソブチリル化ポリロタキサンの物性は以下の通りであった。
  側鎖の修飾度:0.5
  ポリロタキサン重量平均分子量Mw(GPC):210000
(2-6)メタクリル基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-15)の調製;
 上記で調製された2-ブロモイソブチリル化ポリロタキサン2.0gを三口フラスコに取り、窒素置換後、メチルメタクリレート16.6g(2-ブロモイソブチリル基のモル数に対して40当量)を添加し、溶解した。これに窒素置換したDMAc5mlを加え、撹拌した。
 続けて、触媒として臭化銅0.06g、2,2’-ジピリジル0.13gを添加し、室温で5時間撹拌した。5時間後、反応系を開放し、反応溶液が茶褐色から緑色に変化したのを確認後、シリカを濾過補助剤として吸引濾過した。この濾液をメタノール中に滴下し、再沈物を回収、減圧乾燥してメタクリル基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-15)を得た。
 このポリロタキサン(A-15)の物性は以下の通りであった。
  側鎖の修飾度:0.5
  側鎖の分子量:平均で約600
  ポリロタキサン重量平均分子量Mw(GPC):720000
(1-14)ポリジメチルシクロヘキサンを軸分子とする擬ポリロタキサンの調製;
 200mlナスフラスコにγ-シクロデキストリン(γ-CD)6gを取り、イオン交換水20mLを加えて溶解させた。
 別途、200mlフラスコに、ビス(3-アミノプロピル)末端化ポリ(ジメチルシロキサン)(PDM、平均分子量:26,000)420mgを量り取った。このフラスコに、上述のγ-CD水溶液を、超音波をかけながら、一気に加え、超音波をかけてさらに30分間攪拌した。
 その後、室温(25℃)で3日間静置し、白色懸濁液を得た。得られた懸濁液を、再度よく攪拌して、液体窒素でその懸濁液を均等に凍結させた後、2日間凍結乾燥を行い、ポリジメチルシクロヘキサンを軸分子とする擬ポリロタキサンを得た。
(1-15)ポリジメチルシクロヘキサンを軸分子とするポリロタキサンの調製
 アルゴン雰囲気下で、50mlナスフラスコに4,4’,4’-トリメトキシトリチルクロライド(TMTC)250mgを入れ、さらに脱水処理した1,4-ジオキサン2mLを加え、TMTCを溶解させた。別途、ガラス容器に、アルゴン雰囲気下、上記(1-14)で得られた擬ポリロタキサン250mgを入れ、この容器に、上記TMTC溶液を一気に加えた。その直後に、トリエチルアミン(TEA)0.07mLを滴下し、室温(25℃)で24時間攪拌せずに静置した。なお、ポリジメチルシクロヘキサンを軸分子とする擬ポリロタキサンは、1,4-ジオキサンには溶解せず、反応は不均一系で行われた。反応後、不均一系反応液を再度、よく攪拌して懸濁液とした。
 この懸濁液を、高速回転させた水50mLへ滴下し、白色沈殿物を得た。この沈殿物を含む液状物を超音波によって懸濁液にした後、ろ過し、得られた固体を多量の水で洗浄し、粉体を得た。得られた粉体を乾燥させ、アセトン30mLを加えて、超音波によって懸濁させ懸濁液を得た。この懸濁液をろ過し、固体を回収し、多量のアセトンで洗浄した。多量の水での洗浄-乾燥-アセトン懸濁液-ろ過-アセトン洗浄、という操作を、再度繰り返し、ポリジメチルシクロヘキサンを軸分子とするポリロタキサンを得た。
 得られたポリロタキサンをピリジン-d5に溶解し、1H-NMRを測定したところ、0.5ppm付近にポリジメチルシロキサン由来のピーク、4~5ppmにγ-CD由来のピークの積分値の比較から、ポリロタキサンを構成するγ-CDの包摂量は0.25であることがわかった。
(1-16)OH基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-16)の調製;
 上記(1-15)で精製されたポリロタキサン500mgを1mol/LのNaOH水溶液50mLに溶解し、プロピレンオキシド3.83g(66mmol)を添加し、アルゴン雰囲気下、室温で12時間撹拌した。
 1mol/LのHCl水溶液で、pHが7~8となるように中和し、透析チューブにて透析した後、凍結乾燥し、ヒドロキシプロピル化ポリロタキサンを得た。
 得られたヒドロキシプロピル化ポリロタキサンは、1H-NMRおよびGPCで同定し、所望の構造を有するヒドロキシプロピル化ポリロタキサンであることを確認した。なお、ヒドロキシプロピル基による環状分子のOH基への修飾度は0.5であり、GPC測定により平均重量分子量Mw:170,000であった。上記で得たヒドロキシプロピル化ポリロタキサン5gをε-カプロラクトン22.5gに、80℃温度下で溶解させた混合液を得た。この混合液を、乾燥窒素をブローさせながら110℃で1時間攪拌した後、2-エチルヘキサン酸錫(II)の50wt%キシレン溶液0.16gを加え、130℃で6時間攪拌した。その後、キシレンを添加、キシレン溶液とした。その後、ヘキサン中に滴下し、回収し、乾燥することでOH基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-16)を得た。
 このポリロタキサン(A-12)の物性は以下の通りであった。
  γ-CDの包接量:0.25
  側鎖の修飾度:0.5
  側鎖の分子量:平均で約600
  ポリロタキサン重量平均分子量Mw(GPC):650000
(1-17)両末端ニトロフェニルエステル化ポリブタジエンの調製;
 100mlナスフラスコに平均分子量10,000の両末端カルボン酸化ポリブタジエン5.0gを取り、そこへp-ニトロフェノール1.91gとシシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)
2.83gを脱水ジクロロメタン25mLに溶解したものを加え、アルゴン雰囲気下、室温で40時間攪拌した。その後、ろ過により沈殿物を取り除き、ろ液をメタノール300mLに滴下することによって、生成物を沈殿させた。
 得られた沈殿を、もう一度ジクロロメタン30mLに溶解し、メタノール300mLで再沈殿することにより、さらに精製を行った。このようにして得られた沈殿を真空乾燥することで、無色透明の粘稠な液体として両末端ニトロフェニルエステル化ポリブタジエン5.0gを得た。この同定は、IRスペクトル及び1H-NMRより行った。
 IRスペクトルでは、p-ニトロフェニルエステルのカルボニル伸縮振動に由来する1770cm-1のシグナルが観測され、1H-NMRスペクトルからは8.29ppmと7.28ppmのフェニル基由来のシグナルに加えて、カルボニルのαメチレンに由来する2
.84ppmのシグナルが観測された。
 また、IRスペクトルでも1H-NMRスペクトルでも、未反応のカルボン酸に由来するシグナルが見られなかったことから、ポリマーの両末端がほぼ定量的にニトロフェニルエステル化されていることがわかった。
(1-18)ポリブタジエン軸分子とするポリロタキサンの調製;
 500mLナスフラスコにγ―CD40gを取り、イオン交換水230mLを加えて溶解させた。別の100mLフラスコに上記(1-17)で得られた両末端ニトロフェニルエステル化ポリブタジエンを1.93g量り取り、THF23mLに溶解させた。この溶液を上述のγ―CD水溶液に、超音波をかけながら加え、超音波をかけてさらに一時間攪拌し、続いて攪拌子を入れて4日間室温で攪拌し、白色懸濁液を得た。得られた懸濁液を液体窒素凍結させた後、2日間凍結乾燥を行い、ポリブタジエンを軸分子とする擬ポリロタキサンを得た。
 アルゴン雰囲気下で、300mlナスフラスコにエチルジイソプロピルアミン(EDIPA)1mLを入れ、さらに脱水処理したアセトニトリル200mLを加え、EDIPAを溶解させた。
 この溶液を上述のポリブタジエンを上記で調製された擬ポリロタキサンの入ったナスフラスコに一気に加え、室温(25℃)で4日間攪拌した。なお、ポリブタジエンを軸分子とする擬ポリロタキサンは、上記アセトニトリル溶媒には溶解せず、反応は不均一系で行われた。
 反応後、不均一系反応液を遠心分離することで上澄み液を取り除き、そこへDMSO 200mLを加えほぼ透明な溶液を得た。この溶液を、高速回転させたジクロロメタン1500mLへ滴下し、淡黄色懸濁液を得た。この沈殿物を含む懸濁液を遠心分離によって固体を沈殿させ上澄みは廃棄した。
 得られた沈澱を再びジクロロメタン1,000mlを加えて攪拌することによって懸濁液を得て、再び遠心分離によって沈殿を得た。沈殿は真空ポンプで減圧乾燥させた。乾燥させて得られた固体を150mLのDMSOに溶解し、高速回転させた精製水1500mLへ滴下し、淡黄色懸濁液を得た。
 この沈殿物を含む懸濁液を遠心分離によって固体を沈殿させ上澄みは廃棄した。得られた沈澱を再び精製水1000mlを加えて攪拌することによって懸濁液を得て、再び遠心分離によって沈殿を得た。得られた沈澱(水を含んでいる)を液体窒素凍結させた後、2日間凍結乾燥を行い、ポリブタジエンを直鎖状分子とするポリロタキサンを得た。
 1H-NMRを測定したところ、5.0~5.6ppm
付近のアルケンプロトン由来のピーク、4~5ppmにγ-CD由来のピークの積分値の比較から、ポリブタジエンを直鎖状分子とするポリロタキサンを構成するγ-CDの包摂量は0.2であることがわかった。
(1-19)OH基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-17)の調製;
 上記(1-18)で得たポリロタキサン500mgを1mol/LのNaOH水溶液50mLに溶解し、プロピレンオキシド3.83g(66mmol)を添加し、アルゴン雰囲気下、室温で12時間撹拌した。
 1mol/LのHCl水溶液を用い、pHが7~8となるように中和し、透析チューブにて透析した後、凍結乾燥し、ヒドロキシプロピル化ポリロタキサンを得た。得られたヒドロキシプロピル化ポリロタキサンは、1H-NMRおよびGPCで同定し、所望の構造を有するヒドロキシプロピル化ポリロタキサンであることを確認した。なお、ヒドロキシプロピル基による環状分子のOH基への修飾度は0.5であり、GPC測定により平均重量分子量Mw:50,000であった。
 上記で得たヒドロキシプロピル化ポリロタキサン5gをε-カプロラクトン22.5gに、80℃温度下で溶解させた混合液を得た。この混合液を、乾燥窒素をブローさせながら110℃で1時間攪拌した後、2-エチルヘキサン酸錫(II)の50wt%キシレン溶液0.16gを加え、130℃で6時間攪拌した。その後、キシレンを添加、キシレン溶液とした。その後、ヘキサン中に滴下し、回収し、乾燥することで反応性基にOH基を有するポリロタキサン(A-17)を得た。
 このポリロタキサン(A-17)の物性は以下の通りであった。
  γ-CDの包接量:0.2
  側鎖の修飾度:0.5
  側鎖の分子量:平均で約600
  ポリロタキサン重量平均分子量Mw(GPC):150000
(1-20)OH基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-18)の調製;
 ε―カプロラクトンの替わりに17.0gのγ-ブチロラクトンを用いた以外、(A-1)の調製方法と同様にして、反応性基にOH基を有するポリロタキサン(A-18)を調製した。
 このポリロタキサン(A-18)の物性は以下の通りであった。
  α-CDの包接量:0.25
  側鎖の修飾度:0.5
  側鎖の分子量:平均で約500
  ポリロタキサン重量平均分子量Mw(GPC):600000
α-CDの包接量は0.25、修飾度は0.5、側鎖の分子量は平均で約500であり、GPCの結果、得られたポリロタキサン(A-18)の平均重量分子量Mwは600,000であった。
(1-21)OH基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-19)の調製;
 (1-3)で合成したヒドロキシプロピル化ポリロタキサン1.00gを三口フラスコに入れ、窒素をゆっくりと流しながら、
  5-メチル-1,3-ジオキサン-2-オン 4.1g
  ベンゾニトリル 20ml
  ヨウ化メチル 0.5ml
を導入し、その後、メカニカル撹拌機によって120℃、18時間撹拌した。反応終了後、試料を50mlのトルエンに溶解させ、撹拌した450mlのヘキサン中に滴下して析出させ、回収、乾燥してOH基導入側鎖修飾ポリロタキサンの(A-19)を得た。
 このポリロタキサン(A-19)の物性は以下の通りであった。
  α-CDの包接量:0.25
  側鎖の修飾度:0.5
  側鎖の分子量:平均で約500
  ポリロタキサン重量平均分子量Mw(GPC):600000
(1-22)OH基導入側鎖修飾ポリロタキサン(A-20)の調製;
 (1-3)で合成したヒドロキシプロピル化ポリロタキサン1.00gを三口フラスコに入れ、窒素をゆっくりと流しながら、5-メチレン-1,3-ジオキサン-2-オン4.6gを導入した以外は、(A-14)と同様にして、OH基導入側鎖修飾ポリロタキサンの(A-20)を得た。尚、5-メチレン-1,3-ジオキサン-2-オンは、J.Polymer.Sci., Part A Polym. Chem., 31 581(1993)に記載されている方法で合成した。
 このポリロタキサン(A-20)の物性は以下の通りであった。
  α-CDの包接量:0.25
  側鎖の修飾度:0.5
  側鎖の分子量:平均で約500
  ポリロタキサン重量平均分子量Mw(GPC):650000
 以下の実施例及び比較例において、上記の各種ポリロタキサンと混合した各成分及びフォトクロミック特性の評価方法等は、以下のとおりである。
フォトクロミック化合物(B);
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
重合性モノマー(C);
ポリオール(C3-1)
 PL1:
  旭化成ケミカルズ株式会社製デュラノール
  (ポリカーボネートジオール、数平均分子量500)
TMP: トリメチロールプロパン
Polyol3610:
  Perstorp社製 ポリエステルポリオール
  (分子中に平均3個OH基を有するポリエステルポリオール、分子量280)
Capa4101:
  Perstorp社製 ポリカプロラクトンポリオール(分子中に平均4個OH基を有するポリカプロラクトンポリオール、分子量1,000)
単官能重合性モノマー(C4-3)
PELE:ポリオキシエチレンラウリルエーテル(n≒23)
PGOE1:ポリエチレングリコールモノオレイルエーテル(n≒20)
PGOE2:ポリエチレングリコールモノオレイルエーテル(n≒7)
ポリチオール(C3-2)
 TMMP:
  トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)
 PEMP:
  ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)
 DPMP:
  ジペンタエリスリトールヘキサキス(3-メルカプトプロピオネート)
 EGMP-4:
  テトラエチレングリコールビス(3-メルカプトプロピオネート)
 SH-1:
  1,2-ビス[(2-メルカプトエチル)チオ]-3-メルカプトプロパン
 SH-2:
  2,2-ビス(メルカプトメチル)-1,4-ブタンジチオール
 SH-3:
  1,4-ビス(メルカプトプロピルチオメチル)ベンゼン
ポリイソシアネート(C3-4)
 XDI:
  m-キシレンジイソシアネート
 IPDI:
  イソホロンジイソシアネート
 NBDI:
  ノルボルナンジイソシアネート
 NCO-1:
  1,2-ビス(2-イソシアナートエチルチオ)エタン
(メタ)アクリル系重合性モノマー(C1-1)
 TMPT:
   トリメチロールプロパントリメタクリレート
 D-TMPT:
   ジトリメチロールプロパンテトラメタクリレート
 3PG:
   トリプロピレングリコールジメタクリレート
 BPE100:
   2,2-ビス[4-(メタクリロイルオキシエトキシ)フェニル]
  プロパン
  (エチレグリコール鎖の平均鎖長が2.6、平均分子量が478)
 A400:
   ポリエチレングリコールジアクリレート
  (エチレングリコール鎖の平均鎖長が9、平均分子量が508)
 BPE500:
   2,2-ビス[4-(メタクリロイルオキシポリエトキシ)
  フェニル]プロパン
  (エチレグリコール鎖の平均鎖長が10、平均分子量が804)
 A-BPE:
   2,2-ビス(4-アクリロイルオキシポリエトキシフェニル)
  プロバン
  (エチレンオキシ基の平均繰返し数が10、平均分子量が776)
 M90G:
   メトキシポリエチレングリコールメタクリレート
  (新中村化学工業(株)製「M90G」)
 4G:
  テトラエチレングリコールジメタクリレート
 9G:
   ポリエチレングリコールジメタクリレート
  (エチレングリコール鎖の平均鎖長が9、平均分子量が536)
 14G:
   ポリエチレングリコールジメタクリレート
  (エチレングリコール鎖の平均鎖長が14、平均分子量が736)
 EB4858:
   ダイセルユーシービー社製2官能ウレタンメタクリレート
  (アクリル当量が227)
 PMS1:
   シルセスキオキサンモノマー
 M-1:
   ポリカーボネートジオールジアクリレート
(PMS1の合成)
 3-トリメトキシシリルプロピルメタクリレート248g(1.0mol)にエタノール248mlおよび水54g(3.0mol)を加え、触媒として水酸化ナトリウム0.20g(0.005mol)を添加し、30℃で3時間反応させた。
 原料の消失を確認後、希塩酸で中和し、トルエン174ml、ヘプタン174ml、および水174gを添加し、水層を除去した。
 その後、水層が中性になるまで有機層を水洗し、溶媒を濃縮することによってシルセスキオキサンモノマー(PMS1)を得た。
 なお、H-NMRより、原料は完全に消費されていることを確認した。また、29Si-NMRより、ケージ状構造、ラダー状構造およびランダム構造の混合物であることを確認した。
 シルセスキオキサンモノマー(PMS1)の分子量を、ゲル浸透クロマトグラフィー法(GPC法)により測定したところ、重量平均分子量が4800であった。
(M-1モノマーの製造方法)
 ヘキサメチレングリコール(50mol%)とペンタメチレングリコール(50mol%)とのホスゲン化で得られるポリカーボネートジオール(数平均分子量500)300g(0.6mol)に、
  アクリル酸 108g(2.5mol)
  ベンゼン 300g
  p-トルエンスルホン酸 11g(0.06mol)
  p-メトキシフェノール 0.3g
           (ポリカーボネートジオール当り700ppm)
を、加え還流下反応させた。
 反応により生成する水は、溶媒と共沸させ、水のみ分離器で系外に取り除き、溶媒は反応容器に戻した。
 反応の転化率は反応系中から取り除いた水分量で確認し、水分量を21.6g反応系中から取り除いたのを確認し、反応を停止させた。
 その後、ベンゼン600gに溶解し、5%炭酸水素ナトリウムで中和した後、20%食塩水300gで5回洗浄し、透明液体の210gを得た。
ポリアミン(C3-3)
 IPDA:
   イソホロンジアミン
ビニル系重合牲モノマー(C1-2)
αMS:
  α-メチルスチレン
 MSD:
  α-メチルスチレンダイマー
アリル系重合牲モノマー(C1-3)
 MPEAE:
  メトキシポリエチレングリコールアリルエーテル(平均分子量550)
 
複合型重合性モノマー(C4-4)
 GMA:
  グリシジルメタアクリレート
 MOI:
  2-イソシアナトエチルメタクリレート
  
(D)重合硬化促進剤
重合開始剤(D1)
<熱重合開始剤>
 パーブチルND:
   t-ブチルパーオキシネオデカネート
  (商品名:パーブチルND、日本油脂(株)製)
 パーオクタO:
   1,1,3,3-テトラメチルブチル
パーオキシ-2-エチル
  ヘキサネート
  (商品名:パーオクタO、日本油脂(株)製)
<光重合開始剤>
 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
  (商品名:Irgacure819、BASF社製)
ウレタン或いはウレア用反応触媒(D3-1)
 DBTD:
   ジブチルチンジラウレート
その他の配合成分
<離型剤>
 DBP:
  ジ-n-ブチル錫
<溶媒>
 THF:
  テトラヒドロフラン
 CHCl
  ジクロロメタン
 EA:
  酢酸エチル
 DMF:
  ジメチルスルホキシド
 IPA:
  イソプロピルアルコール
<安定剤>
 HALS:
   ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)
  セバケート(分子量508)
 HP:
   エチレンビス(オキシエチレン)ビス[3-(5-tert-ブチル
  -4-ヒドロキシ-m-トリル)プロピオネート]
  (チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、Irganox245)
<レベリング剤>
 L1:
   東レ・ダウコーニング株式会社製 商品名;L7001
<実施例1>
 ポリロタキサン(A-5)10質量部、テトラヒドロフラン(THF)15質量部を、50℃で1時間撹拌溶解させた。
 次いで、PC1(フォトクロミック化合物)0.3質量部、PI(重合開始剤)0.03質量部、L1(レベリング剤)0.01質量部を加え、40℃で30分間撹拌混合し、フォトクロミック組成物を得た。各配合量を表1に示した。
 スピンコーター(1H-DX2、MIKASA製)を用いて、径80mm、厚2mmのガラス板の表面に、上記で得られたフォトクロミック組成物約2gを、回転数及び時間を調整し、最終的に得られるフォトクロミックコーティング膜の膜厚が40μmになるようにスピンコートした。
 このようにフォトクロミック組成物が表面に塗布されているガラス板を、窒素ガス雰囲気中で出力200mW/cm2のメタルハライドランプを用いて、90秒間光を照射し、塗膜を硬化させた。その後さらに100℃で1時間加熱して、フォトクロミックコート層を有するフォトクロミック積層体を作製した。
 得られたフォトクロミック積層体は、最大吸収波長580nm、発色濃度0.92、退色速度35秒のフォトクロミック特性を有していた。なお、これらのフォトクロミック性の評価は以下のようにして行った。
 得られたフォトクロミック積層体(厚み約2mm)を試料とし、これに(株)浜松ホトニクス製のキセノンランプL-2480(300W)SHL-100をエアロマスフィルター(コーニング社製)を介して20±1℃、重合体(フォトクロミックコート層)表面でのビーム強度365nm=2.4mW/cm、245nm=24μW/cmで120秒間照射して発色させ、フォトクロミッ積層体のフォトクロミック特性を測定した。各フォトクロミック特性、及びロックウェル硬度を以下の方法で評価し、表2に示した。
最大吸収波長(λmax):
 (株)大塚電子工業製の分光光度計(瞬間マルチチャンネルフォトディテクターMCPD1000)により求めた発色後の最大吸収波長である。
 該最大吸収波長は発色時の色調に関係する。
発色濃度{ε(120)-ε(0)}:
 前記最大吸収波長における、120秒間光照射した後の吸光度{ε(120)}と光照射前の吸光度ε(0)との差。
 この値が高いほどフォトクロミック性が優れているといえる。また屋外で発色させたとき発色色調を目視により評価した。
退色速度〔t1/2(sec.)〕:
 120秒間光照射後、光の照射を止めたときに、試料の前記最大吸収波長における吸光度が{ε(120)-ε(0)}の1/2まで低下するのに要する時間。
 この時間が短いほどフォトクロミック性が優れているといえる。
<実施例2~8、及び比較例1>
 表1に示した組成のフォトクロミック組成物を用いた以外、実施例1と同様な方法でフォトクロミック積層体を作製し、評価を行なった。結果を表2に示した。
<実施例9>
 表1に示したフォトクロミック組成物を、直径約80mmのガラス製シャーレ上に、最終的に得られるフォトクロミック膜の膜厚が40μmになるように注いだ。次いで、このガラス製シャーレを真空下で、フォトクロミック膜に気泡が発生しないようにしながらテトラヒドロフランを揮発させ、最終的には100℃で3時間熱硬化を行い、フォトクロミック膜を作製した。得られたフォトクロミック膜は、最大吸収波長580nm、発色濃度0.92、退色速度34秒のフォトクロミック特性を有していた。なお、これらの評価は実施例1と同様な方法で実施した。結果を表2に示した。
<実施例10>
 表1に示したフォトクロミック組成物を用いた以外、実施例9と同様な方法でフォトクロミック膜を作製し、評価を行なった。結果を表2に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
<実施例11>
 下記処方により、各成分を混合して均一液(フォトクロミック組成物)を調製した。各配合量を表1に示す。
処方;
   ポリロタキサン(A):(A-1) 1質量部
   重合性モノマー(C):XDI 43質量部
              PEMP 56質量部
   フォトクロミック化合物(B):PC1 0.04質量部
   その他の配合剤(添加剤):
         ジブチルチンジラウレート(触媒) 0.1重量%
         (混合物の全量に対して)
 上記のフォトクロミック組成物を用い、練り込み法にてフォトクロミック硬化体を得た。重合方法は、以下に示す。
 即ち、前記均一液を十分に脱泡した後、離型処理を施したガラスモールドとエチレン-酢酸ビニル共重合体からなるガスケットで構成された鋳型よりなるモールド型に注入した。
 ついで、30℃から95℃まで徐々に昇温しながら、15時間かけて硬化させた。重合終了後、フォトクロミック硬化体を鋳型のガラス型から取り外した。得られたフォトクロミック硬化体は、最大吸収波長595nm、発色濃度0.25、退色速度100秒であった。また、得られたフォトクロミック硬化体の成型性も良好であった。さらに、得られたフォトクロミック硬化体のLスケールロックウェル硬度(HL)は110であり、白濁は1であり外観良好であった。
 尚、最大吸収波長、発色濃度、退色速度は実施例1と同様に評価を行い、成型性、Lスケールロックウエル硬度、白濁の評価に関しては以下のようにして行った。
成型性:
 成型したフォトクロミック硬化体の光学歪みを目視にて観察した。以下の基準で評価した。
  1:光学歪みがないもの
  2:光学歪みがレンズの半分以下の一部分にみられるもの
  3:光学歪みがレンズ全体にみられるもの
Lスケールロックウエル硬度(HL):

 上記硬化体を25℃の室内で1日保持した後、明石ロックウエル硬度計(形式:AR-10)を用いて、フォトクロミック硬化体のLスケールロックウエル硬度を測定した。
白濁:
 成型したフォトクロミック硬化体を、直行ニコル下で、白濁の評価を目視にて行った。
  1:製品として問題ないレベルで、白濁がない、あるいはほとんど見え
   ない。
  2:製品として問題ないレベルであるが若干白濁のあるもの。
  3:製品として問題ないレベルであるが2よりは白濁が強いもの。
  4:白濁があり、製品として使用できないもの。
<実施例12~38、比較例2~3>
 表3、4に示した組成のフォトクロミック組成物を用いた以外は、実施例11と同様な方法でフォトクロミック硬化体を作製し、評価を行なった。結果を表5に示した。比較例2、3の退色速度は、発色濃度が低すぎて測定不可能であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
<実施例39>
 下記処方により、各成分を十分に混合し、フォトクロミック組成物を調製した。
処方;
   ポリロタキサン(A):(A-5) 6質量部
   重合性モノマー(C):TMPT 10質量部
              3PG 47質量部
              EB4858 25質量部
              M-1 9質量部
              GMA 1質量部
              αMS 0.5質量部
              MSD 1.5質量部
   フォトクロミック化合物(B)成分:PC1 0.04質量部
   その他の配合剤(添加剤):
          HALS(安定剤) 0.1質量部
          パーブチルND(重合開始剤) 1.5質量部
          パーオクタO(重合開始剤) 0.1質量部
 上記の処方(フォトクロミック組成物の組成)は、表6に示した。
 得られた混合液(フォトクロミック組成物)をガラス板とエチレン-酢酸ビニル共重合体からなるガスケットで構成された鋳型の中に注入し、注型重合により重合性モノマーの実質的全量を重合した。
 重合は空気炉を用い、30℃~90℃まで18時間かけ徐々に昇温しながら加熱硬化した。重合終了後、フォトクロミック硬化体を鋳型のガラス型から取り外した。得られたフォトクロミック硬化体は実施例1と同様に、フォトクロミック特性、さらには実施例11と同様に、成型性の評価を実施した。その結果を表7に示した。
<実施例40~43、比較例4~5>
 表6に示した組成のフォトクロミック組成物を用いた以外、実施例39と同様な方法でフォトクロミック硬化体を作製し、評価を行なった。結果を表7に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
<実施例44>
 下記処方により、各成分を十分に混合し、フォトクロミック組成物を調製した。
処方;
   ポリロタキサン(A):(A-5) 1質量部
   重合性モノマー(C):A-BPE 9質量部
              M-1 8質量部
              A400 10質量部
              TMPT 15質量部
              D-TMPT 15質量部
              BPE500 35質量部
              14G 6質量部
              GMA 1質量部
   フォトクロミック化合物(B):PC1 0.3質量部
   その他の配合剤(添加剤):
           HALS(安定剤) 0.2質量部
           HP(安定剤) 0.2質量部
           PI(重合開始剤) 0.4質量部
           L1(レべリング剤) 0.1質量部
 上記の処方(フォトクロミック組成物の組成)は表8に示した。
 次いで、上記のフォトクロミック組成物を用い、積層法によりフォトクロミック積層体を得た。重合方法を以下に示す。
 まず、光学基材として中心厚が2mmで屈折率が1.60のチオウレタン系プラスチックレンズを用意した。なお、このチオウレタン系プラスチックレンズは、事前に10%水酸化ナトリウム水溶液を用いて、50℃で5分間のアルカリエッチングを行い、その後十分に蒸留水で洗浄を実施した。
 スピンコーター(1H-DX2、MIKASA製)を用いて、上記のプラスチックレンズの表面に、湿気硬化型プライマー(製品名;TR-SC-P、(株)トクヤマ製)を回転数70rpmで15秒、続いて1000rpmで10秒コートした。その後、上記で得られたフォトクロミック組成物約2gを、回転数60rpmで40秒、続いて600rpmで10~20秒かけて、フォトクロミックコーティング層の膜厚が40μmになるようにスピンコートした。
 このようにコーティング剤が表面に塗布されているレンズを、窒素ガス雰囲気中で出力200mW/cmのメタルハライドランプを用いて、90秒間光を照射し、塗膜を硬化させた。その後さらに110℃で1時間加熱して、フォトクロミック層を有するフォトクロミック積層体を作製した。
 得られたフォトクロミック積層体は、実施例1と同様に、フォトクロミック特性、さらには実施例11と同様に、成型性の評価を実施した。その結果を表9に示した。
<実施例45~46、比較例6~7>
 表8に示した組成のフォトクロミック組成物を用いた以外、実施例44と同様な方法でフォトクロミック硬化体を作製し、評価を行なった。結果を表9に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
<実施例47>
 下記処方により、各成分を反応器に仕込み、窒素雰囲気下、120℃で5時間反応させた。
処方;
   ポリロタキサン(A):(A-1) 2質量部
   重合性モノマー(C):PL1 36質量部
              IPDI 51質量部
   その他の配合剤(添加剤):DMF(溶媒) 300質量%
                (混合物の全量に対して)
 その後、25℃まで冷却し、鎖延長剤である(C)成分:IPDA 11質量部を滴下し、25℃で1時間反応させ、溶媒を減圧留去し、ポリウレタン-ウレア樹脂(U1)を得た。
 得られたポリウレタン-ウレア樹脂の分子量はポリスチレン換算で15万、ポリオキシエチレン換算で1万(理論値;1万)であり、耐熱性は140℃であった。
 得られたポリウレタン-ウレア樹脂(U1)に
   フォトクロミック化合物(B):PC1 0.3質量部
   その他の配合剤(添加剤):
       イソプロピルアルコール(有機溶剤) 400質量%(混合
       物全量に対して)
       HALS(安定剤) 0.5質量部
を添加し、80℃で攪拌しながら、超音波により溶解し、フォトクロミック組成物を得た。このフォトクロミック組成物の組成を表10に示した。
 得られたフォトクロミック組成物を用いてバインダー法によりフォトクロミック積層シートを製造した。
 即ち、表面が平滑なフッ素樹脂製のシート上に、上記のフォトクロミック組成物を塗布し、80℃で1時間乾燥させ、得られた厚み30μmのフォトクロミックシートを厚み400μmのポリカーボネートシート2枚の間に挟み、フォトクロミック積層シートを得た。得られたフォトクロミック積層シートは、実施例1と同様に、フォトクロミック特性、さらには実施例11と同様に、成型性の評価を実施した。その結果を表11に示した。
<実施例48~49、比較例8>
 表10に示した組成のフォトクロミック組成物を用いた以外、実施例47と同様な方法でフォトクロミック積層シートを作製し、評価を行なった。結果を表11に示した。
<実施例50>
 ポリロタキサン(A)を添加せずに、ポリウレタン-ウレア樹脂(U1)を調製し、このポリウレタン-ウレア樹脂(U1)にポリロタキサン(A)を加えた以外は、実施例47と同様な方法でフォトクロミック積層シートを作製し、評価を行なった。結果を表11に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000021
<実施例51>
 下記処方により、各成分を混合して混合液を調製した。
処方:
   ポリロタキサン(A):(A-5) 5質量部
   重合性モノマー(C):BPE500 45質量部
              A-BPE 4質量部
              14G 4質量部
              A400 8質量部
              TMPT 29質量部
              GMA 1質量部
              αMS 1質量部
   その他の配合剤(添加剤):
           HALS(安定剤) 0.1質量部
 得られた混合液に、フォトクロミック化合物(B)として0.16質量部のPC1を加え、十分に攪拌し、溶解させた。
 その後、下記成分;
   重合性モノマー(C):MOI 3質量部
   その他の配合剤(添加剤):
         パーブチルND(熱重合開始剤) 1.5質量部
         パーオクタO(熱重合開始剤) 0.1質量部
を十分に混合し、フォトクロミック組成物を得た。各成分の配合量(フォトクロミック組成物の組成)を表12に示した。
 得られたフォトクロミック組成物を用いて積層法の注型重合法によりフォトクロミック硬化体を製造した。
 即ち、得られたフォトクロミック組成物を、ガラスモールドとプラスチックレンズ基材(CR39レンズ)の側面に粘着テープを巻きつけたレンズ成型用モールドのキャビティー内部に注入し、重合を行った。
 プラスチックレンズ基材(CR39)については、アセトンで十分に脱脂した後に、60℃の20%水酸化ナトリウム水溶液で10分間超音波によるアルカリ処理をほどこしたものを用い、鋳型を作製した。
 重合は、空気炉を用い、30℃~95℃まで18時間かけ徐々に温度を上げていき、加熱硬化した。重合終了後にガラスモールドを外すことにより、0.5mm厚のフォトクロミック硬化体と2mm厚のプラスチックレンズ基材が密着したフォトクロミック積層体を得た。
 得られたフォトクロミック積層体は、実施例1と同様に、フォトクロミック特性、さらには実施例11と同様に、成型性の評価を実施した。その結果を表13に示した。
<実施例52、比較例9>
 表12に示した組成のフォトクロミック組成物を用いた以外、実施例51と同様な方法でフォトクロミック積層体を作製し、評価を行なった。結果を表13に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000023
 以上の実施例、比較例から明らかな通り、本発明のフォトクロミッ組成物を重合して得られる硬化体は、フォトクロミック特性等に非常に優れている。
 実施例1~10は優れたフォトクロミック特性を有しており、比較例1と比較しても、発色濃度、退色速度の点で優れている。
 実施例11~38は優れたフォトクロミック特性を有しており、さらに、硬度、白濁の評価を含めてもバランスのよい物性を有している。一方、比較例2,3は、硬度、白濁の観点からは優れたレンズ物性を有しているが、フォトクロミック特性がほとんど発現していない。
 これらのことから、実施例11~38はフォトクロミック特性、レンズ物性の観点から非常に優れている。
 実施例39~43も、優れたフォトクロミック特性を有しており、さらに硬度、白濁の評価を含めてもバランスのよい物性を有している。一方、比較例4,5も硬度、白濁の点からは実施例39~43と同等だが、発色濃度、退色速度の点で明らかに劣っている。
 これらのことから、実施例39~43はフォトクロミック特性、レンズ物性の観点から非常に優れている。
 実施例44~46は優れたフォトクロミック特性を有しており、比較例6,7と比較しても、発色濃度、退色速度の点で優れている。
 実施例47~50は優れたフォトクロミック特性を有しており、比較例8と比較しても、発色濃度、退色速度の点で優れている。
 実施例51~52は優れたフォトクロミック特性を有しており、比較例9と比較しても、発色濃度、退色速度の点で優れている。
  1:ポリロタキサン
  2:軸分子
  3:環状分子
  4:嵩高い末端基
  5:側鎖

Claims (15)

  1.  軸分子と該軸分子を包接する複数の環状分子とからなる複合分子構造を有しているポリロタキサン(A)と、フォトクロミック化合物(B)とを含んでいることを特徴とするフォトクロミック組成物。
  2.  ポリロタキサン(A)が有している環状分子に含まれている環が、シクロデキストリン環である請求項1に記載のフォトクロミック組成物。
  3.  前記環状分子の環内を貫通している軸分子が、両端に嵩高い基を有する鎖状構造を有しており、鎖状部分がポリエチレングリコールで形成され且つ両端の嵩高い基がアダマンチル基である請求項1に記載のフォトクロミック組成物。
  4.  前記軸分子1個当たりに包接し得る環状分子の最大包接数を1としたとき、ポリロタキサン(A)中の環状分子は、0.001~0.6の範囲の包接数で存在している請求項1に記載のフォトクロミック組成物。
  5.  前記環状分子に含まれている環の少なくとも一部に、側鎖が導入されている請求項1に記載のフォトクロミック組成物。
  6.  前記側鎖が、3~20の数の炭素原子を有する有機鎖が複数回繰り返して形成されている請求項5に記載のフォトクロミック組成物。
  7.  前記側鎖は、前記環が有している全官能基の6%以上に導入されている請求項5に記載のフォトクロミック組成物。
  8.  前記側鎖には、重合性官能基が導入されている請求項5に記載のフォトクロミック組成物。
  9.  前記重合性官能基が、ラジカル重合性基、エポキシ基、OH基、SH基、NH基、エピスルフィド基、チエタニル基、NCO基又はNCS基である請求項8に記載のフォトクロミック組成物。
  10.  さらに、重合性モノマー(C)を含んでいる請求項1に記載のフォトクロミック組成物。
  11.  ポリロタキサン(A)及び重合性モノマー(C)の合計100質量部当り、フォトクロミック化合物(B)を0.0001~10質量部の量で含んでいる請求項10に記載のフォトクロミック組成物。
  12.  さらに、重合硬化促進剤(D)を含んでいる請求項1に記載のフォトクロミック組成物。
  13.  請求項10に記載のフォトクロミック組成物を硬化して得られるフォトクロミック硬化体。
  14.  光学基材の表面に、請求項13に記載のフォトクロミック硬化体からなる層が形成されているフォトクロミック積層体。
  15.  互いに対向する2枚の透明シートが請求項13に記載のフォトクロミック硬化体からなる接着層を介して接合されてなるフォトクロミック積層シート。
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