WO2015072530A1 - 光学物品用プライマー組成物、該光学物品用プライマー組成物の硬化体を含むフォトクロミック積層体 - Google Patents

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photochromic
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primer
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森 力宏
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株式会社トクヤマ
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Definitions

  • the present invention relates to a novel primer composition for optical articles and a photochromic laminate including a cured product of the primer composition for optical articles.
  • a primer composition for an optical article capable of forming a primer coating layer that has a hard surface hardness and a scratch-resistant laminated structure, and exhibits excellent adhesion and photochromic properties, and the optical article
  • the present invention relates to a photochromic laminate including a cured product of a primer composition.
  • Photochromic glasses are lenses that quickly color and function as sunglasses when exposed to light containing ultraviolet rays such as sunlight. These glasses function as glasses, and their demand is increasing in recent years.
  • a lens for photochromic glasses in particular, a lens provided with a photochromic performance to a plastic lens is widely used from the viewpoint of lightness and safety.
  • a method for producing a plastic lens having photochromic properties a method of impregnating a surface of a lens having no photochromic property with a photochromic compound (hereinafter referred to as “impregnation method”), or a curable composition having a photochromic property on the surface of a plastic lens.
  • photochromic curable composition a method (hereinafter, also referred to as “photochromic coating layer”) of applying a coating agent composed of a product (hereinafter, also referred to as “photochromic curable composition”) and curing the resultant.
  • photochromic coating layer a method of applying a coating agent composed of a product (hereinafter, also referred to as “photochromic curable composition”) and curing the resultant.
  • a method of obtaining a photochromic lens directly by dissolving a photochromic compound in a monomer and polymerizing it hereinafter referred to as “mixing method”.
  • the coating method is an excellent method in that photochromic performance can be imparted regardless of the material of the plastic lens.
  • photochromic laminate In order to use a photochromic lens manufactured by a coating method (hereinafter also referred to as “photochromic laminate”) for a long time, it is necessary to adhere a photochromic coating layer to the surface of various plastic lens substrates. It is also necessary to prevent scratching of the photochromic coat layer, and it is also important that the photochromic coat layer has a sufficient surface hardness. Furthermore, it is important to prevent scratches on the surface of an article in which a hard coat layer or an antireflection film is laminated on the photochromic coat layer. To that end, sufficient surface hardness is required in the state of the photochromic laminate. It is important to have Various improvements have been made so far in order to improve the adhesion of the photochromic coating layer to the plastic lens.
  • a method for improving adhesion to a plastic lens substrate by adding a radical polymerizable monomer having a silanol group or a group that generates a silanol group by hydrolysis, an amine compound, etc. to a photochromic curable composition. It is known (see pamphlet of WO 03/011967). Also known is a method of using a cured product of a moisture curable polyurethane resin as a primer coat layer and laminating a photochromic coat layer thereon (see JP 2005-199683 A).
  • a method is also known in which a primer composition comprising an emulsion containing a urethane resin is used for the primer coat layer, and a photochromic coat layer is laminated thereon (see International Publication No. 2008/001875 pamphlet).
  • the surface of the base material is affected by the primer composition using the moisture-curable polyurethane resin. Therefore, before applying the primer composition, the surface of the base material is not like a hard coat layer. It was necessary to coat with a crosslinked film in advance.
  • the primer coat layer composed of moisture curable polyurethane resin may have low wettability of the photochromic curable composition, and if the photochromic curable composition is applied by a method such as spin coating, the photochromic curable composition It was found that the composition was left uncoated and an appearance defect may occur. On the other hand, the method described in the pamphlet of International Publication No.
  • 2008/001875 using an emulsion containing a urethane resin as a primer has good wettability between the primer coat layer and the photochromic coat layer, and the adhesion between the photochromic coat layer and the plastic lens.
  • the photochromic properties were good.
  • the photochromic laminate according to the prior art while maintaining high photochromic characteristics, it maintains high adhesion between the photochromic coat layer and the plastic lens under high temperature and high humidity, and the photochromic coat layer is not easily scratched. There is no photochromic laminate having surface hardness, and development of a photochromic laminate satisfying these characteristics has been desired.
  • an object of the present invention is to provide a photochromic laminate that can be used even under conditions of high temperature and high humidity, has excellent photochromic properties, and the photochromic coating layer is hardly scratched.
  • the present inventors have made extensive studies to solve the above problems. First, in order to prevent the photochromic laminate from being scratched, an attempt was made to increase the surface hardness of the photochromic coating layer, and it was found that appearance defects (cracks) occurred in the photochromic coating layer. On the contrary, when it is attempted to suppress the appearance defect, it is difficult to improve the surface hardness, and it is difficult to achieve both the suppression of the appearance defect by the photochromic coating layer and the improvement of the surface hardness.
  • the surface hardness of the primer coat layer that is the foundation of the photochromic coat layer is thought to have an effect on the surface hardness when the photochromic coat layer is laminated and the scratch prevention of the photochromic laminate, and the primer coat layer is
  • the primer composition to be formed was examined.
  • the urethane resin in the pamphlet of International Publication No. 2008/001875 is changed to a urethane resin having a high surface hardness, the surface hardness of the photochromic coat layer is improved, but the adhesion between the primer coat layer and the photochromic coat layer is decreased instead. As a result, it has been found that the photochromic coating layer is easily peeled off.
  • a water-dispersible urethane resin having a specific hardness and a reactive compound having a radical polymerizable group, a silanol group, or a group that hydrolyzes to form a silanol group are used together, and these cured products are used as a primer coat layer.
  • the photochromic coat layer has high surface hardness while maintaining good adhesion between the photochromic coat layer and the plastic lens and photochromic properties, and can prevent scratches on the photochromic coat layer. As a result, the present invention has been completed.
  • the present invention firstly 1) a water dispersible urethane resin having a Vickers hardness of 10 to 25, and 2) For optical articles comprising a reactive compound having at least one reactive group selected from the group consisting of radically polymerizable groups, silanol groups, and groups that hydrolyze to form silanol groups in the molecule. It is a primer composition.
  • the present invention is a photochromic laminate in which an optical substrate, a primer coat layer, and a photochromic coat layer are laminated in this order, and the primer coat layer is a cured product of the primer composition for optical articles described above. It is a certain photochromic laminate.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing a cross-sectional shape perpendicular to the lens surface of a beveled plastic lens.
  • the primer composition for an optical article of the present invention comprises a water-dispersible urethane resin having a Vickers hardness of 10 to 25, a radically polymerizable group in the molecule, a silanol group, and a group that hydrolyzes to form a silanol group. It contains the reactive compound which has at least 1 sort (s) of reactive group chosen from these.
  • the primer composition for an optical article of the present invention includes at least one reactive group selected from the group consisting of radically polymerizable groups, silanol groups, and groups that hydrolyze to form silanol groups in the molecule.
  • the reactive compound which has this is contained.
  • the reactive compound reacts with the photochromic curable composition at the interface between the primer coat layer and the photochromic coat layer, and the primer coat layer and the photochromic coat layer have high adhesion. It is estimated that the surface hardness of the resulting photochromic laminate is improved.
  • each component which comprises the primer composition for optical articles is demonstrated.
  • the water-dispersible urethane resin in the present invention is a compound having an anionic group for imparting a water-dispersible function to the polyurethane resin skeleton.
  • the water dispersion of this water-dispersible urethane resin refers to that in which the water-dispersible urethane resin is dispersed in water.
  • the anionic group include a carboxyl group, a sulfonyl group, a phosphate group, and a betaine structure-containing group such as sulfobetaine.
  • the anionic group in the present invention is preferably a carboxyl group from the viewpoint of dispersion stability and availability of raw materials.
  • the number of anionic groups in one molecule is preferably 1 or more in consideration of water dispersibility.
  • the water-dispersible urethane resin in the present invention is characterized by Vickers hardness of 10 to 25.
  • a primer coat layer having a high surface hardness can be obtained by using such a water-dispersible urethane resin having a high hardness.
  • the Vickers hardness is preferably 15 or more and 22 or less from the viewpoint of the surface hardness of the obtained photochromic laminate.
  • the Vickers hardness of the water-dispersible urethane resin can be measured with a micro-Vickers hardness meter after coating an aqueous dispersion of the water-dispersible urethane resin on the optical substrate by spin coating.
  • the elongation percentage of the water-dispersible urethane resin in the present invention is preferably 20% or less, particularly preferably 10% or less, from the viewpoint of the surface hardness of the finally obtained photochromic laminate.
  • water dispersibility in which the tensile strength at 25 ° C. is 20 MPa or more and 100 MPa or less, particularly 40 MPa or more and 70 MPa or less, from the viewpoint that appearance defects such as cracks hardly occur in the obtained photochromic laminate, and that high surface hardness is obtained. It is preferable to use a urethane resin. The detailed method of elongation rate and tensile strength will be described later.
  • the glass transition point (Tg) of the water-dispersible urethane resin in the present invention is preferably 0 ° C. or higher from the viewpoint that the surface hardness and adhesion of the finally obtained photochromic laminate can be further improved.
  • the temperature is more than 50 ° C., more preferably 50 ° C. or more.
  • the upper limit of the Tg of the water-dispersible urethane resin is preferably 150 ° C. or less, preferably 120 ° C. or less in consideration of the productivity of the water-dispersible urethane resin and the performance of the obtained photochromic laminate. More preferably, the temperature is 100 ° C. or lower.
  • the concentration of the water-dispersible urethane resin in the aqueous dispersion may be appropriately determined according to the purpose of use, etc., but is 3% by mass or more and 60% by mass or less. Is preferred.
  • the water dispersion of the water dispersible urethane resin used in the present invention is preferably 10% by mass or less for the purpose of improving the stability and film forming property of the water dispersible urethane resin.
  • a high boiling point solvent such as N-methylpyrrolidone may be added at a ratio of 7% by mass or less.
  • the aqueous dispersion of the water-dispersible urethane resin used in the present invention can be obtained industrially or as a reagent.
  • the water-dispersible urethane resin in the present invention is industrially available as a reagent, but includes a polyisocyanate compound, a polyol compound, a compound containing an anionic group and a group having active hydrogen, which will be described later, And a chain extender can be obtained by a known method such as a one-shot method or a prepolymer method.
  • the polyisocyanate compound suitably used as a raw material for the water-dispersible urethane resin in the present invention is a compound having two or more isocyanate groups in one molecule.
  • polyisocyanate compounds include tetramethylene-1,4-diisocyanate, hexamethylene-1,6-diisocyanate, octamethylene-1,8-diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexane-1,6- Aliphatic diisocyanate compounds such as diisocyanate; cyclobutane-1,3-diisocyanate, cyclohexane-1,3-diisocyanate, cyclohexane-1,4-diisocyanate, 2,4-methylcyclohexyl diisocyanate, 2,6-methylcyclohexyl diisocyanate, isophorone diisocyanate , Norbornene diisocyanate, isomer mixture of 4,4′
  • polystyrene resin examples thereof include allophanate-modified products and polyol-modified products; oxadiazine trione-modified products produced by the reaction of a polyisocyanate compound multimer and carbon dioxide, and multimers of these modified products.
  • These polyisocyanate compounds can be used alone or in combination of two or more polyisocyanate compounds.
  • the polyol compound suitably used as a raw material for the water-dispersible urethane resin in the present invention is a compound containing two or more hydroxyl groups in one molecule.
  • the number of hydroxyl groups contained in the polyol compound is usually 2 to 6 in one molecule, and preferably 2 to 3 in consideration of solubility in an organic solvent.
  • Specific examples of such a polyol compound include polyether polyol, polycarbonate polyol, polycaprolactone polyol, and polyester polyol. These polyol compounds can be used alone or in combination of two or more polyol compounds.
  • said polyether polyol the compound obtained by reaction of the compound which has two or more groups which have active hydrogen in a molecule
  • Examples of the compound having two or more groups having active hydrogen in the molecule include water, ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, glycerin, trimethylolpropane, hexanetriol, triethanolamine, diglycerin, pentaerythritol, Examples thereof include trimethylolpropane, hexanetriol, polymer polyol which is a modified product of polyether polyol, urethane-modified polyether polyol, polyether ester copolymer polyol, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
  • alkylene oxide cyclic ether compounds, such as ethylene oxide, a propylene oxide, and tetrahydrofuran, are mentioned, for example, These may be used individually or may be used in mixture of 2 or more types.
  • the average molecular weight of the polyether polyol is preferably 500 to 5000, more preferably 500 to 3000, and still more preferably 500 to 1500.
  • These polyether polyols are available industrially or as reagents, and specific examples include trade names “Excenol Series” and “Emulstar” manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.
  • polycarbonate polyol examples include polycarbonate polyol obtained by phosgenation of polyol, transesterification with diphenyl carbonate, and the like.
  • the average molecular weight of the polycarbonate polyol is preferably 500 to 5000, more preferably 500 to 3000, and still more preferably 500 to 1500.
  • These polycarbonate polyols are available industrially or as reagents. Specifically, the product name “Duranor Series” manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation, the product name “Kuraray Polyol Series” manufactured by Kuraray Co., Ltd., Daicel Chemical Industries Ltd.
  • the product name “Placcel Series” manufactured by the company, the product name “Nipporan Series” manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., the product name “ETERRNACOLL Series” manufactured by Ube Industries, Ltd. and the like can be mentioned.
  • the polycaprolactone polyol used in the present invention known polycaprolactone polyols having various structures and average molecular weights can be used without any limitation, and those described below are preferably employed.
  • the average molecular weight of the polycaprolactone polyol is preferably 500 to 5000, more preferably 500 to 3000, and still more preferably 500 to 1500.
  • Examples of the polycaprolactone polyol include compounds obtained by ring-opening polymerization of ⁇ -caprolactone.
  • the average molecular weight of the polycarbonate polyol is preferably 500 to 5000, more preferably 500 to 3000, and still more preferably 500 to 1500.
  • These polycaprolactone polyols are available industrially or as reagents, and specific examples include trade name “PLAXEL series” manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.
  • Examples of the polyester polyol include a polyester polyol obtained by a condensation reaction of a polyhydric alcohol and a polybasic acid.
  • polyhydric alcohol examples include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 3,3′-dimethylol heptane, 1,4-cyclohexanedimethanol, neopentyl glycol, 3,3-bis (hydroxymethyl) heptane, diethylene glycol, dipropylene glycol, glycerin, trimethylolpropane and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
  • polybasic acid examples include succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedicarboxylic acid, cyclopentanedicarboxylic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, orthophthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, and naphthalenedicarboxylic acid. It is done. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the average molecular weight of the polyester polyol is preferably 500 to 5000, more preferably 500 to 3000, and still more preferably 500 to 1500. These polyester polyols are available industrially or as reagents.
  • the company's product name “Maximol Series” and so on are listed.
  • Examples of the compound containing an anionic group and a group having active hydrogen that are preferably used as a raw material for the water-dispersible urethane resin in the present invention include a betaine structure such as a carboxyl group, a sulfonyl group, a phosphate group, and a sulfobetaine.
  • the anionic active hydrogen-containing compound include 2,2-dimethylolacetic acid, 2,2-dimethylollactic acid, 2,2-dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolbutanoic acid, 2,2-dimethylol.
  • Examples include dihydroxycarboxylic acids such as butyric acid and 2,2-dimethylolvaleric acid, and diaminocarboxylic acids such as lysine, cystine, and arginine.
  • the total equivalent of the isocyanate groups of the polyisocyanate compound is determined based on the active hydrogen such as a hydroxyl group contained in the polyol compound, a hydroxyl group contained in the anionic active hydrogen-containing compound, and an amino group. It is preferable to select from a range of 0.95 to 2.0 equivalents, particularly 1.0 to 1.5 equivalents, based on the total equivalent of the group having s.
  • the total equivalent of the isocyanate group of the polyisocyanate compound is 1.0 with respect to the total equivalent of the hydroxyl group contained in the polyol compound, the hydroxyl group contained in the anionic active hydrogen-containing compound, and the group having active hydrogen such as an amino group.
  • chain extension can be carried out using a chain extender after water dispersion.
  • the chain extender a known chain extender can be used.
  • chain extenders include water, short-chain diols such as ethylene glycol and 1,4-butanediol, hydrazine, ethylenediamine, diethyltriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, and propylenediamine.
  • Reactive compounds with reactive groups in the molecule In the primer composition for optical articles of the present invention, at least one selected from the group consisting of radically polymerizable groups, silanol groups ( ⁇ Si—OH) in the molecule, and groups that hydrolyze to form silanol groups.
  • a reactive compound having a reactive group hereinafter, also simply referred to as “reactive compound” is used in combination with the water-dispersible urethane resin in the present invention.
  • radical polymerizable group examples include (meth) acryloyl group; (meth) acryloyloxy group, (meth) acryloylamino group, (meth) acryloylthio derivative group, vinyl group, allyl
  • radically polymerizable groups such as groups and styryl groups are exemplified without any limitation.
  • the vinyl group, allyl group or styryl group may have a substituent.
  • substituent include a halogenated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a chloromethyl group and a trifluoromethyl group, and a halogen atom.
  • an atom, a cyano group, a nitro group, and a hydroxyl group are illustrated.
  • various organic groups such as an alkyl group, an aryl group, and an allyl group may be bonded to the amide nitrogen atom of the group.
  • the alkyl group, aryl group, and allyl group may have a substituent. Examples of the substituent include halogenated alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as a chloromethyl group and a trifluoromethyl group. And a halogen atom, a cyano group, a nitro group, and a hydroxyl group.
  • a (meth) acryloyl group or a (meth) acryloyloxy group is preferable, and a (meth) acryloyloxy group is particularly preferable in terms of availability and good polymerizability.
  • the reactive compound having a radical polymerizable group examples include glycidyl (meth) acrylate, glycidyloxymethyl (meth) acrylate, 2-glycidyloxyethyl (meth) acrylate, 3-glycidyloxypropyl (meth) acrylate, Examples include 4-glycidyloxybutyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, and 3-hydroxypropyl (meth) acrylate.
  • groups that generate a silanol group by hydrolysis include alkoxysilyl groups ( ⁇ Si—O—R; R is an alkyl group), aryloxysilyl groups ( ⁇ Si—O—Ar; Ar aryl groups) ), Halogenated silyl groups ( ⁇ Si—X; X is a halogen atom), silyloxysilyl groups (disiloxane bonds; ⁇ Si—O—Si ⁇ ), and the like.
  • the aryl group may have a substituent.
  • substituents examples include a halogenated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a chloromethyl group and a trifluoromethyl group, a halogen atom, and a cyano group. , Nitro group, hydroxyl group and the like.
  • reactive compounds having a group that generates a silanol group by hydrolysis include ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane, ⁇ -glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, and ⁇ -glycidoxypropylmethyldiethoxy.
  • Silane ⁇ -glycidoxypropyltriethoxysilane, ⁇ - (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, tetraethoxysilane, tetramethoxysilane tetramer, tetraethoxysilane pentamer, vinyltrimethoxy Sisilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriphenoxysilane, dimethyldimethoxysilane, trimethylmethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxy Sisilane, cyclohexylmethyldimethoxysilane, 1,2-bis (trimethoxysilyl) ethane, n-propyltrimethoxysilane, n-butyltrimethoxysilane,
  • an alkoxysilyl group or a silyloxysilyl group is preferable, an alkoxysilyl group containing an alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms is more preferable, and a methoxysilyl group or an ethoxysilyl group is most preferable.
  • the reactive compound is a reactive group such as (2a) a radical polymerizable group and (2b) a silanol group, or It preferably has a group that forms a silanol group upon hydrolysis.
  • a suitable silyl monomer having such a (2a) radical polymerizable group and (2b) a group capable of generating a silanol group by hydrolysis is represented by the following formulas (1) to (3).
  • R 1 Is an alkyl group or an aryl group
  • R 2 And R 3 Each independently represents an alkyl group, an aryl group or an acyl group
  • the alkyl group or aryl group represented by may have a substituent
  • A is a divalent to tetravalent organic residue
  • Y is a radical polymerizable group
  • a is 1 to 3
  • b 0.
  • c 0 to 2
  • d is 1 to 3
  • e is an integer of 1 to 3
  • a + b + c + d 4.
  • R 2 And R 3 Each independently represents an alkyl group, an aryl group, or an acyl group.
  • alkyl groups or aryl groups may have a substituent
  • A is a divalent to tetravalent organic residue
  • Y is a radical polymerizable group.
  • b is 0 to 2
  • c is 0 to 2
  • d is 1 to 3
  • e is an integer of 1 to 3
  • b + c + d 3.
  • R 1 Is an alkyl group or an aryl group
  • R 2 And R 3 Each independently represents an alkyl group, an aryl group or an acyl group
  • the alkyl group or aryl group represented by may have a substituent
  • R 1 Is an alkyl group or an aryl group.
  • R 1 Is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms.
  • alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group.
  • aryl group having 6 to 10 carbon atoms include a phenyl group, a toluyl group, and a xylyl group. Is done.
  • R 1 Is more preferably an alkyl group, still more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and most preferably a methyl group or an ethyl group.
  • the alkyl group or aryl group may have a substituent.
  • substituents examples include a halogenated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms such as a chloromethyl group and a trifluoromethyl group; a methoxy group, Alkoxy groups having 1 to 10 carbon atoms such as ethoxy group and butoxy group; acyl groups having 2 to 10 carbon atoms such as acetyl group, propionyl group, oleyl group and benzoyl group; amino group, methylamino group, ethylamino group, dimethyl group
  • amino groups having 1 to 10 carbon atoms such as amino group and diethylamino group or substituted amino groups
  • halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom and bromine atom
  • R in the above formulas (1) to (3) 2 And R 3 Each independently represents an alkyl group, an aryl group or an acyl group.
  • R 1 The same groups as those described in the above are exemplified, and preferred groups are also R 1 It is the same.
  • the acyl group is preferably an acyl group having 2 to 10 carbon atoms.
  • the acyl group may be an aliphatic acyl group or an aromatic acyl group. Specific examples of the acyl group include an acetyl group, a propionyl group, and a benzoyl group.
  • a in the formulas (1) and (2) is a divalent to tetravalent organic residue, preferably a divalent to tetravalent organic residue having 1 to 30 carbon atoms.
  • the carbon atom of the group is also counted as the carbon number of the organic residue.
  • the organic residue is more preferably an organic residue having 1 to 10 carbon atoms, specifically, an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms such as methylene group, ethylene group, propylene group, trimethylene group, butylene group; An alkylenedioxy group having 1 to 10 carbon atoms such as an oxy group, an ethylenedioxy group, a propylenedioxy group, or a butylenedioxy group; (Wherein n is an integer of 1 to 5, n ′ and n ′′ are each an integer of 1 to 3), and the like.
  • the organic residue structure may have a bond other than a carbon-carbon bond such as an ether bond, an ester bond, an amide bond, an amino bond, a urethane bond, a thioether bond, or a sulfonyl bond, and further an oxa group. (Ketone carbon) may be contained.
  • the organic residue may have, for example, a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom, or a bromine atom; a hydroxyl group, an amino group, a mercapto group, a cyano group, a nitro group, or the like.
  • Y in the above formulas (1) and (2) is a radical polymerizable group, and as described above, (meth) acryloyl group, (meth) acryloyloxy group, (meth) acryloylamino group, (meth) acryloylthio group, etc. And a (meth) acryloyl group derivative group; a vinyl group, an allyl group, a styryl group, and the like.
  • the vinyl group, allyl group, and styryl group may have a substituent.
  • Examples of the substituent include a halogenated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a chloromethyl group and a trifluoromethyl group, Examples include a halogen atom, a cyano group, a nitro group, and a hydroxyl group. Among these groups, a (meth) acryloyl group and a (meth) acryloyloxy group are preferable.
  • the silyl monomers represented by the above formula the silyl monomer represented by the formula (1) is preferable, and among them, the silyl monomer represented by the following formula (4) is particularly preferable.
  • R 5 Is a hydrogen atom or a methyl group
  • R 6 Is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms
  • R 7 Is an alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms
  • R 8 Is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
  • a is an integer of 1 to 3
  • b is an integer of 0 to 2
  • a + b 3.
  • R 5 Is a hydrogen atom or a methyl group
  • R 6 Is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms.
  • Examples of the alkylene group having 1 to 10 carbon atoms include an ethylene group, a propylene group, a trimethylene group, and a butylene group.
  • R 7 Is an alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms, and examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group.
  • R 8 Is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group.
  • silyl monomer represented by the formulas (1) to (3) include ⁇ -methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, ⁇ -methacryloyloxypropyltriethoxysilane, ⁇ -methacryloyloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-acryloyloxypropyl) dimethylmethoxysilane, (3-acryloyloxypropyl) methyldimethoxysilane, (3-acryloyloxypropyl) trimethoxysilane, 3- (N-allylamino) propyltrimethoxysilane, allyltriethoxysilane, allyl Trimethoxysilane, 3-aminophenoxydimethylvinylsilane, 4-aminophenoxydimethylvinylsilane, 3- (3-aminopropoxy) -3,3-dimethyl-1-propenyltrimethoxysilane, bute Nyltriethoxys
  • the reactive compound is selected from the group consisting of radically polymerizable groups, silanol groups ( ⁇ Si—OH) in the molecule, and groups that hydrolyze to form silanol groups. It is also possible to use a water-dispersible urethane resin having at least one selected reactive group (hereinafter also referred to as “reactive group-containing water-dispersible urethane resin”).
  • the reactive group-containing water-dispersible urethane resin in the present invention is a Japanese Patent No.
  • the 5016266 obtained by reacting an active hydrogen group-containing acrylate compound and an alkoxysilyl group-containing polyamine compound in addition to the raw material of the water-dispersible urethane resin.
  • Reactive group-containing water-dispersible urethane resins described in Japanese Patent Publication No. WO 2008/001875 pamphlet and the like are preferably used.
  • the Vickers film obtained by drying the aqueous dispersion of the reactive group-containing water-dispersible urethane resin The hardness is preferably 1 or more and less than 8, particularly preferably 2 or more and 6 or less.
  • the tensile strength at 25 ° C. is preferably 20 MPa to 70 MPa, particularly preferably 30 MPa to 60 MPa, and the elongation at 25 ° C. is preferably 100% to 1000%, particularly preferably 200% to 800%.
  • the following reactive group-containing water-dispersible urethane resin is preferable.
  • the Vickers hardness, tensile strength, and elongation rate of the reactive group-containing water-dispersible urethane resin film can be measured in the same manner as the water-dispersible urethane resin.
  • the above-mentioned reactive group-containing water-dispersible urethane resin in addition to the raw material of the water-dispersible urethane resin, forms radically polymerizable groups, silanol groups ( ⁇ Si-OH) in the molecule, and hydrolyzes to form silanol groups. It can be obtained by reacting the raw material for introducing the group to be reacted.
  • silanol group ( ⁇ Si-OH) in the molecule, and a group that hydrolyzes to form a silanol group an alkoxysilyl group-containing polyamine compound and an acrylate containing a group having active hydrogen Compounds can be used.
  • alkoxysilyl group-containing polyamine compound examples include an alkoxysilyl compound having a primary amino group or a secondary amino group.
  • Examples of the acrylate compound containing a group having active hydrogen include 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 3-hydroxypropyl methacrylate, 3-hydroxypropyl acrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, 4- Examples thereof include hydroxybutyl acrylate.
  • the reactive group-containing water-dispersible urethane resin can be blended as it is, or an aqueous dispersion in which the reactive group-containing water-dispersible urethane resin is dispersed in water can be blended.
  • the primer composition for optical articles of the present invention is produced by mixing the water-dispersible urethane resin having a Vickers hardness of 10 to 25 after drying and a reactive compound.
  • the mixing ratio of the water-dispersible urethane resin having a Vickers hardness after drying in the primer composition for optical articles of the present invention of 10 to 25 and the reactive compound is determined from the viewpoint of the surface hardness of the resulting photochromic laminate.
  • the reactive compound is preferably 1 to 100 parts by mass, and more preferably 5 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the reactive urethane resin.
  • the reaction is performed with respect to 100 parts by mass of the water-dispersible urethane resin having a Vickers hardness after drying of 10 to 25. It is more preferable to mix 5 to 50 parts by mass of the active compound, and it is most preferable to mix 10 to 30 parts by mass. Further, when a reactive group-containing water-dispersible urethane resin is used as the reactive compound, the reactive group is used with respect to 100 parts by mass of the water-dispersible urethane resin having a Vickers hardness of 10 to 25 after drying.
  • the mixing method of the water-dispersible urethane resin and the reactive compound is not particularly limited, but it is preferable to stir and mix in a temperature range of 5 to 40 ° C., preferably 10 to 30 ° C.
  • the addition order of the raw material used for the primer composition for optical articles is not specifically limited.
  • the primer composition for optical articles of the present invention may contain a polymerization initiator.
  • thermal polymerization initiator examples include diacyl peroxides such as benzoyl peroxide, p-chlorobenzoyl peroxide, decanoyl peroxide, lauroyl peroxide, and acetyl peroxide; t-butyl Peroxyesters such as peroxy-2-ethylhexanate, t-butylperoxyneodecanate, cumylperoxyneodecanate, t-butylperoxybenzoate; diisopropyl peroxydicarbonate, di-sec-butylperoxy Examples include percarbonates such as dicarbonates; azo compounds such as azobisisobutyronitrile.
  • photopolymerization initiator examples include benzophenone; 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1- ON, 1- Droxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propane- 1-one, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1 Acetophenone compounds such as 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one; ⁇ -dicarbonyl compounds such as 1,2-diphenylethanedione and methylphenylglycoxylate; 2,6-dimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl
  • the primer composition for optical articles of the present invention produced as described above improves the appearance of the resulting primer coat layer, and stabilizes the adhesion between the optical substrate and the primer coat layer and between the primer coat layer and the photochromic coat layer. From this point of view, it is preferable to use after filtering for the purpose of removing foreign substances before applying to the optical substrate. As described later, when applying the primer composition for an optical article by spin coating, the viscosity at 25 ° C. of the primer composition for an optical article is preferable because it is easy to obtain a primer coat layer having a uniform thickness. Is adjusted to a range of 5 to 200 cP, particularly preferably 10 to 100 cP.
  • the viscosity can be adjusted by changing the type and amount of the dispersion medium.
  • the photochromic laminate in the present invention is formed by laminating an optical substrate, a primer coat layer, and a photochromic coat layer in this order.
  • the photochromic coat layer is obtained by curing a photochromic curable composition containing a photochromic compound.
  • the photochromic curable composition comprises a photochromic compound, a (meth) acryl monomer, and a polymerization initiator.
  • a photochromic curable composition that can be used in a conventional coating method can be used without any particular limitation.
  • trimethylolpropane trimethacrylate trimethylolpropane triacrylate, tetramethylol methane trimethacrylate, tetramethylol methane triacrylate, tetramethylol methane tetramethacrylate, tetramethylol methane tetraacrylate, trimethylol propane triethylene glycol trimethacrylate, Trimethylolpropane triethylene glycol triacrylate, ditrimethylolpropane tetramethacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, bisphenol A dimethacrylate, 2,2-bis (4-methacryloyloxyethoxyphenyl) propane, average molecular weight 628 2,2-bis (4-methacrylo Ruoxypolyethyleneglycolphenyl) propane, 2,2-bis (4-methacryloyloxypolyethyleneglycolphenyl) propane having
  • polycarbonate di (meth) acrylate 2) polyfunctional (meth) acrylate such as trimethylolpropane trimethacrylate, ditrimethylolpropane tetramethacrylate, and 3) 2,2-bis [4- (methacryloyloxy polyethoxy) ) Phenyl] propane (a photochromic curable composition comprising di (meth) acrylate having a bisphenol A skeleton such as ethylene glycol chain having an average chain length of 10 and an average molecular weight of 804), or 4) tri Multifunctional (meth) acrylates such as methylolpropane trimethacrylate and ditrimethylolpropane tetramethacrylate, 5) 2,2-bis [4- (methacryloyloxy / polyethoxy) phenyl] propane (average chain of ethylene glycol chain) Is a di (meth) acrylate having a bisphenol A skeleton such as 804), and 6) a photochromic cur
  • the total of (meth) acrylate monomers 1) to 3) is 100% by mass, 1) is 10 to 30% by mass, 2) is 35 to 50% by mass, and 3) is 10 to 65%.
  • the total of the photochromic curable composition or 4) to 6) (meth) acrylate monomer is 100% by mass, 4) is 35 to 70% by mass, and 5) is 10 to 40%. It is more preferable that the photochromic curable composition has a mass%, 6) of 10 to 40 mass%.
  • the said photochromic curable composition contains a photochromic compound.
  • photochromic compounds such as fulgide compounds, chromene compounds, and spirooxazine compounds are well known, and in the present invention, these photochromic compounds can be used without any limitation. These may be used alone or in combination of two or more. Examples of the fulgide compound, the chromene compound, and the spirooxazine compound are described in JP-A-2-28154, JP-A-62-228830, WO94 / 22850, WO96 / 14596, and the like. Compounds.
  • compounds newly found by the present inventors as compounds having excellent photochromic properties such as JP-A-2001-114775, JP-A-2001-031670, JP-A-2001-011067, JP-A-2001-011066, JP-A-2000-. 347346, JP 2000-344762, JP 2000-347476, JP 2000-327676, JP 2000-327675, JP 2000-256347, JP 2000-229976, JP 2000-229975, JP 2000-229974, JP 2000-229993, JP 2000-229972, JP 2000-219687, JP 2000-219686, JP 2000-219865, JP 11-322739, JP 11-286484, JP 11-27 No.
  • WO 2002/090342 pamphlet Japanese Patent No. 3471703, JP 2003-277382 A, WO 2001/0.
  • the compounds disclosed in the pamphlets of No. 60811, WO2000 / 071544, WO2005 / 028465, WO2011 / 16582, WO2011 / 034202, WO2012 / 121414, WO2013 / 042800 can be suitably used.
  • 1 is a chromene compound having an indeno [2,1-f] naphtho [1,2-b] pyran skeleton from the viewpoint of photochromic properties such as color density, initial coloration, durability, and fading speed. It is more preferable to use more than one type.
  • chromene compounds compounds having a molecular weight of 540 or more are preferable because they are particularly excellent in color density and fading speed.
  • the amount of the photochromic compound used is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 1 to 10 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of the (meth) acrylic monomer. preferable.
  • the amount of the polymerization initiator used is not particularly limited, but is preferably 0.001 to 10 parts by mass, more preferably 0.01 to 5 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of the (meth) acrylic monomer. It is a range.
  • the viscosity of the photochromic curable composition at 25 ° C. is preferably 50 to 50 because it is easy to obtain a photochromic coating layer having a uniform thickness. It is adjusted to 1,000 cP, particularly preferably in the range of 100 to 500 cP.
  • the photochromic curable composition in the present invention includes, for example, a surfactant, an ultraviolet absorber, an infrared absorber, an ultraviolet stabilizer, an antioxidant, an anti-coloring agent, an antistatic agent, and a fluorescent dye.
  • Various stabilizers such as dyes, pigments, and fragrances and additives can be mixed as necessary.
  • a known surfactant such as a silicone surfactant having a silicone chain (polyalkylsiloxane unit) as a hydrophobic group or a fluorine surfactant having a fluorocarbon chain is not limited at all.
  • a surfactant such as a silicone surfactant having a silicone chain (polyalkylsiloxane unit) as a hydrophobic group or a fluorine surfactant having a fluorocarbon chain is not limited at all.
  • the wettability to the primer is improved without adversely affecting the photochromic properties and adhesion of the photochromic coating layer when the photochromic curable composition of the present invention is used, and appearance defects are prevented. It becomes possible to do.
  • silicone surfactants and fluorosurfactants that can be suitably used in the present invention include “L-7001”, “L-7002”, “L-7604”, manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd. "FZ-2123", Dainippon Ink & Chemicals, Inc. "Megafac F-470", “Megafac F-1405”, “Megafac F-479”, Sumitomo 3M “Florad FC-430", etc. Can be mentioned.
  • the surfactant two or more kinds may be mixed and used.
  • the amount of the surfactant used is not particularly limited, but is preferably 0.001 to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass in total of the (meth) acrylic monomer.
  • the use of a UV stabilizer mixed with the photochromic curable composition is preferable because the durability of the photochromic compound can be further improved.
  • the ultraviolet stabilizer for example, a hindered amine light stabilizer, a hindered phenol antioxidant, and a sulfur-based antioxidant can be preferably used.
  • Preferred examples include bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate, Adeka Stub LA-52, LA-57, LA-62, LA-63 manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.
  • the amount of the ultraviolet stabilizer used is not particularly limited, but the blending amount of each ultraviolet stabilizer is preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to the total of 100 parts by mass of the aforementioned (meth) acrylic monomer.
  • the optical base material used in the present invention is not particularly limited as long as it is a light-transmitting base material, and includes known optical base materials such as glass and plastic lenses, house and automobile window glass. Of these, it is particularly preferable to use a plastic lens.
  • plastic lenses include thermoplastic resin lenses such as (meth) acrylic resins and polycarbonate resins; crosslinkability such as polyfunctional (meth) acrylic resins, allyl resins, thiourethane resins, urethane resins, and thioepoxy resins.
  • a known lens that is currently used as a plastic lens, such as a resin lens, can be used.
  • the primer coat layer in the present invention has excellent adhesion to these plastic lenses.
  • the photochromic laminate obtained by laminating the primer coat layer in the present invention on the plastic lens and further laminating the photochromic curable composition thereon is excellent not only in excellent adhesion but also in surface hardness.
  • the primer composition for optical articles of the present invention can be suitably used for a plastic lens made of a thermoplastic resin such as a polycarbonate resin because it is difficult to dissolve a thermoplastic resin as compared with a solvent-based primer.
  • the optical substrate one having a silicone or acrylic hard coat layer formed on the surface may be used as the optical substrate.
  • an optical substrate that has been subjected to etching treatment such as alkali treatment, acid treatment, polishing treatment, plasma etching, and corona discharge treatment can also be used.
  • the shape of the optical substrate used in the present invention is not particularly limited, and can be applied to a known shape.
  • the optical base material has various shapes according to the visual acuity of the user, the shape of the glass mold at the time of molding the optical base material, and productivity. For example, a minus lens having a thin center as a myopic lens and a thick edge, and a plus lens having a thick center and a thin edge as a far vision lens.
  • the vicinity of the upper surface outer edge of the optical base material may have a shape inclined toward the lower surface toward the outer periphery.
  • this shape of the edge portion is also simply referred to as “bevel shape”.
  • the primer composition for optical articles of the present invention can be applied to any of the above optical substrates. According to the study by the present inventors, when a primer coat layer and further a photochromic coat layer are formed on a minus lens, a plus lens, and a lens having an oblique edge portion, the conventional primer composition is cracked. Tended to occur easily. On the other hand, the crack which arises in a photochromic laminated body can be suppressed by using the primer composition for optical articles of this invention.
  • the plus lens and the minus lens are collectively referred to as “strength plastic lens”.
  • the thickness of this strength number plastic lens is, for example, 5 to 30 mm at the center and 1 to 5 mm at the edge, and in the case of a minus lens, the thickness is 1 to 15 mm at the center, for example. Is 5 to 25 mm.
  • a plastic lens having a bevel shape is a bevel shape plastic lens 1 as shown in FIG. 1.
  • the bevel shape portion 2 has a width (length indicated by an arrow 2) of 0.1 ⁇ .
  • the angle 3 with respect to the edge surface is 2.0 mm and 30 to 60 °.
  • the thickness is not particularly limited but is, for example, 1 to 30 mm. (Method for producing photochromic laminate)
  • the photochromic laminate of the present invention can be obtained by further laminating a photochromic curable composition after laminating a primer composition for an optical article on an optical substrate.
  • the application method of the primer composition for optical articles and the photochromic curable composition of the present invention is not particularly limited, and any known coating method can be applied without any limitation. Specifically, the method of apply
  • a primer coat layer is laminated on an optical substrate by a spin coating method or the like, and dried at 10 to 40 ° C. for 5 to 30 minutes, for example. What is necessary is just to laminate
  • a primer coat layer is laminated on the optical substrate by a spin coating method or the like, for example, at 5 to 30 at 10 to 40 ° C.
  • a photochromic curable composition is applied onto the obtained primer coat layer, placed in an inert gas atmosphere such as nitrogen, and the photochromic coat layer is cured by UV irradiation, and then, for example, 80 to 120 It is preferable to cure the primer coat layer by heating at 30 ° C. for 30 minutes to 3 hours and to improve the adhesion of the resulting photochromic laminate.
  • a primer coat layer is laminated on the optical substrate by a spin coating method or the like, for example, 5 to 30 at 10 to 40 ° C. After drying for a minute, a photochromic curable composition is applied onto the obtained primer coat layer, placed in an inert gas atmosphere such as nitrogen, and the primer coat layer and the photochromic coat layer are simultaneously photocured by UV irradiation. The method is preferred.
  • the thickness of the primer coat layer formed on the optical substrate is formed after drying from the viewpoint of good optical properties and adhesion between the optical substrate and the primer coat layer and between the primer coat layer and the photochromic coat layer.
  • the thickness of the primer coat layer is preferably 0.1 to 20 ⁇ m, more preferably 1 to 10 ⁇ m, and still more preferably 1 to 8 ⁇ m.
  • the thickness of the photochromic coat layer formed on the primer coat layer is preferably 10 to 100 ⁇ m, more preferably 20 from the viewpoints of good optical properties, photochromic properties, and adhesion between the primer coat layer and the photochromic coat layer. ⁇ 50 ⁇ m.
  • This illuminance condition is not limited because it is affected by the type and amount of the photopolymerization initiator and the type of the (meth) acrylic monomer, but is generally 50 to 500 mW / cm at a wavelength of 365 nm. 2
  • the conditions are preferably selected so that the UV light is irradiated for 0.5 to 5 minutes.
  • a temperature of 60 to 120 ° C. in order to increase the adhesion between the optical substrate and the primer coat layer and between the primer coat layer and the photochromic coat layer.
  • Heat treatment is preferably performed in the range for about 0.5 to 6 hours.
  • the photochromic laminated body with favorable adhesiveness in all the interfaces can be obtained.
  • the primer composition for optical articles and the photochromic laminate produced using the photochromic curable composition of the present invention are excellent in surface hardness, do not cause poor appearance such as cracks, have good adhesion, and have good photochromic properties. It is a laminate with excellent characteristics. Furthermore, the photochromic laminate obtained by the above-described method can be subjected to the following treatment depending on the application.
  • processing and secondary treatment such as antireflection treatment and antistatic treatment by vapor deposition of a thin film of metal oxide or the like and application of a thin film of organic polymer.
  • A2 Water-dispersible urethane resin dispersion (“Superflex 210” manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., solid content concentration 35%, tensile strength 56 MPa, elongation 5%, Vickers hardness 18.3, Tg; 41 ° C.).
  • A3 Water-dispersible urethane resin dispersion (“Superflex 130” manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., solid content concentration 35%, tensile strength 68 MPa, elongation 6%, Vickers hardness 17.3, Tg; 101 ° C.).
  • A4 Water-dispersible urethane resin dispersion (“NeoRez R-9603” manufactured by Enomoto Kasei Co., Ltd., solid concentration 35%, tensile strength 37 MPa, elongation 12%, Vickers hardness 12.5, Tg; ⁇ 10 ° C.).
  • B reactive compound
  • B1 gamma-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane.
  • B3 (3-acryloyloxypropyl) trimethoxysilane.
  • B4 Water-dispersible urethane resin dispersion containing reactive groups (“NJ-321A” manufactured by Tokuyama Corporation, solid content concentration 35%, tensile strength 50 MPa, elongation 400%, Vickers hardness 4.8, reactive groups; Acrylic group, silanol group).
  • B5 Reactive group-containing water-dispersible urethane resin dispersion (“NJ-328” manufactured by Tokuyama Corporation), solid content concentration 35%, tensile strength 43 MPa, elongation 550%, Vickers hardness 4.8, reactive group; Acrylic group).
  • B6 ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane.
  • B7 Tetraethoxysilane.
  • the Vickers hardness, tensile strength, elongation rate, and Tg after drying of the water-dispersible urethane resin and the reactive group-containing water-dispersible urethane resin were measured by the following methods. 1) Vickers hardness A water-dispersible urethane resin or a reactive group-containing water-dispersible urethane on an allyl plastic lens having a refractive index of 1.50 by spin coating so that the solid film thickness after drying is 7 ⁇ m. After coating an aqueous dispersion containing a resin and drying at 100 ° C. for 1 hour, Matsuzawa Co., Ltd.
  • this film was cut into a size of 15 mm in width and 200 mm in length, and then marks were written at intervals of 50 mm in the length direction at the center in the length direction to prepare measurement samples.
  • the sample was attached to a tensile tester, the distance between the grips of the tester was set to 100 mm, and the elongation was measured by pulling the sample at a speed of 200 mm / min until breaking. The stress when the sample broke was taken as the tensile strength, and the elongation was determined by the following formula.
  • Elongation rate (%) ((Distance between gauge points at break-Distance between gauge points before test) / (Distance between gauge points before test)) ⁇ 100 3) Glass transition point (Tg)
  • Tg Glass transition point
  • An allyl plastic lens having a center thickness of 2 mm and a refractive index of 1.50 was prepared as an optical substrate.
  • the allylic plastic lens was previously subjected to alkali etching at 50 ° C. for 5 minutes using a 10% aqueous sodium hydroxide solution, and then thoroughly washed with distilled water.
  • a spin coater (1H-DX2, manufactured by MIKASA) the surface of the plastic lens was coated with the primer composition for an optical article at a rotational speed of 70 rpm for 15 seconds and then at 1000 rpm for 5 to 20 seconds. Thereafter, it was dried at room temperature (20 to 25 ° C.) for 20 minutes. Thereafter, the sample was further heated at 100 ° C.
  • the thickness of the primer coat layer was adjusted to 6.5 to 7.5 ⁇ m by adjusting the spin coating conditions.
  • Vickers hardness was carried out using a micro Vickers hardness meter PMT-X7A (manufactured by Matsuzawa Co., Ltd.).
  • a square pyramid diamond indenter was used as the indenter, and the evaluation was performed under the conditions of a load of 10 gf and an indenter holding time of 30 seconds.
  • the measurement results were shown as an average value of a total of 3 times after performing a total of 4 measurements and excluding the first value with a large measurement error.
  • optical article primer compositions (P2) to (P21) were prepared in the same manner as the optical article primer composition (P1).
  • the composition is shown in Table 1.
  • the photocurable primer compositions (P1) to (P19) for optical articles correspond to the compositions of the examples.
  • (P20) and (P21) correspond to the composition of a comparative example.
  • (Photochromic curable composition) ((Meth) acrylic monomer) TMPT; trimethylolpropane trimethacrylate. D-TMP; ditrimethylolpropane tetramethacrylate.
  • BPE500 2,2-bis [4- (methacryloyloxy polyethoxy) phenyl] propane (average chain length of ethylene glycol chain is 10 and average molecular weight is 804).
  • 14G Polyethylene glycol dimethacrylate (the average chain length of the ethylene glycol chain is 14 and the average molecular weight is 736).
  • GMA glycidyl methacrylate.
  • MA1 ⁇ -methacryloyloxypropyltrimethoxysilane.
  • MA2 Silsesquioxane monomer.
  • MA3 Polycarbonate polyol diacrylate monomer (Synthesis of MA2) To 248 g (1.0 mol) of 3-trimethoxysilylpropyl methacrylate, 248 ml of ethanol and 54 g (3.0 mol) of water were added, 0.20 g (0.005 mol) of sodium hydroxide was added as a catalyst, and the reaction was performed at 30 ° C. for 3 hours. I let you. After confirming the disappearance of the raw materials, the mixture was neutralized with dilute hydrochloric acid, 174 ml of toluene, 174 ml of heptane, and 174 g of water were added, and the aqueous layer was removed.
  • silsesquioxane monomer MA2
  • the raw material was consumed completely from ⁇ 1 > H-NMR.
  • 29 Si-NMR confirmed that the mixture was a mixture of a cage structure, a ladder structure, and a random structure.
  • the molecular weight of the silsesquioxane monomer (MA2) was measured by a gel permeation chromatography method (GPC method), the weight average molecular weight was 4,800.
  • the conversion rate of the reaction was confirmed by the amount of water removed from the reaction system, and it was confirmed that the amount of water was removed from the 21.6 g reaction system, and the reaction was stopped. Thereafter, the product was dissolved in 600 g of benzene, neutralized with 5% sodium hydrogen carbonate, and then washed 5 times with 300 g of 20% saline to obtain 430 g of MA3 which is a transparent liquid.
  • UV stabilizer HALS bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate (molecular weight 508).
  • Photochromic curable compositions (F2) to (F3) were prepared by the same composition and method as the photochromic curable composition (F1) except that the materials shown in Table 2 were used. The composition is shown in Table 2.
  • Example 1 As an optical substrate, an allyl plastic lens (PL1) having a center thickness of 2 mm and a refractive index of 1.50, and an allyl plastic having a refractive index of 1.50 with a center thickness of 15 mm, an edge thickness of 1.5 mm, and a power of +8.00.
  • a lens (PL2) was prepared. The allylic plastic lens was previously subjected to alkali etching at 50 ° C.
  • PL1 was used for the following evaluations 1) to 5), and PL2 was used only for the evaluation 5).
  • a spin coater (1H-DX2, manufactured by MIKASA) the surface of the plastic lens is spin-coated with the primer composition for optical articles (P1) and dried at room temperature (20 to 25 ° C.) for 10 minutes. An optical substrate having a coating layer was obtained. The thickness of the primer coat layer was adjusted to 6.5 to 7.5 ⁇ m by adjusting the spin coating conditions.
  • the photochromic curable composition (F1) was spin-coated on the surface of the optical substrate having the primer coat layer by using a spin coater 1H-DX2 manufactured by MIKASA.
  • Fusion UV Systems adjusted so that the output at 405 nm of the surface of the optical substrate is 200 mW / cm 2 in a nitrogen gas atmosphere on the optical substrate whose surface is coated with the coating film of the photochromic curable composition.
  • F3000SQ equipped with a D bulb manufactured by the company light was irradiated for 90 seconds to cure the coating film.
  • the photochromic laminated body was obtained by performing the heat processing for 1 hour with a 100 degreeC thermostat further.
  • the film thickness of the photochromic coating layer was set to a thickness such that the film thickness of the photochromic coating layer obtained after curing was adjusted to 40 ⁇ 1 ⁇ m by adjusting the spin coating conditions.
  • the following evaluations 1) to 5) were performed on the photochromic laminate obtained by the above method.
  • the photochromic laminate has a Vickers hardness of 9.7, a photochromic characteristic maximum absorption wavelength of 584 nm, a color density of 1.0, a fading speed of 52 seconds, an adhesiveness of 100, and a boiling adhesiveness.
  • the appearance evaluation was 0 (PL1) and 0 (PL2) for 5 hours.
  • Example evaluation method 1 Vickers hardness Vickers hardness was carried out using a micro Vickers hardness meter PMT-X7A (manufactured by Matsuzawa Co., Ltd.). A square pyramid diamond indenter was used as the indenter, and the evaluation was performed under the conditions of a load of 10 gf and an indenter holding time of 30 seconds. The measurement results were shown as an average value of a total of 3 times after performing a total of 4 measurements and excluding the first value with a large measurement error.
  • photochromic laminate photochromic coat layer thickness 40 ⁇ 1 ⁇ m
  • a xenon lamp L-2480 (300W) SHL-100 manufactured by Hamamatsu Photonics was used as an aeromass filter (manufactured by Corning).
  • Each photochromic characteristic was evaluated by the following method.
  • Maximum absorption wavelength ( ⁇ max) The maximum absorption wavelength after color development determined by a spectrophotometer (instant multichannel photodetector MCPD1000) manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.
  • the maximum absorption wavelength is related to the color tone at the time of color development.
  • 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.
  • Adhesiveness was performed by the cross-cut tape test according to JISD-0202. That is, using a cutter knife, cuts are made at intervals of about 1 mm on the surface of the photochromic layer of the obtained photochromic laminate, and 100 squares are formed.
  • a cellophane adhesive tape (Cellotape (registered trademark) manufactured by Nichiban Co., Ltd.) was strongly pasted thereon, and then pulled and peeled away from the surface in a direction of 90 ° at a stretch, and then a grid having a photochromic layer remaining was evaluated.
  • Boiling adhesion After immersing the photochromic laminate as a test piece in boiling distilled water, take out the photochromic laminate every hour, wipe off the water droplets, leave at room temperature for 1 hour, and then perform as in 3). Adhesion was evaluated. The test was conducted until the boiling time reached 5 hours in total, and the remaining squares were measured as in 3). The evaluation result was shown by the test time which maintained adhesiveness (95/100 or more).
  • Example 2-19 A photochromic laminate was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the primer composition for optical articles and the photochromic curable composition shown in Table 3 were used. The results are shown in Table 3. Comparative Examples 1 and 2 A photochromic laminate was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the primer composition for optical articles and the photochromic curable composition shown in Table 3 were used. The results are shown in Table 3.
  • the photochromic laminate obtained using the primer composition for optical articles of the present invention is not only excellent in photochromic properties but also excellent in surface hardness, adhesion, and appearance. ing.
  • Comparative Examples 1 and 2 at least one of the physical properties of adhesion, appearance, or surface hardness is insufficient, and none of the physical properties satisfy all of the physical properties at the same time.
  • Effects of the Invention while maintaining high photochromic properties, it also maintains adhesion under high temperature and high humidity, has a surface hardness that is not easily scratched, and has a poor appearance such as cracks in the photochromic coating layer. A photochromic laminate that does not occur can be obtained.
  • the dispersion medium in the primer composition for optical articles of the present invention is aqueous, the surface of the optical substrate is not affected by the primer composition, so that it can be used directly on various lens substrates. Is possible.

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Abstract

本発明は、表面硬度が硬く、キズ付きにくい積層構造を形成し、優れた密着性、さらにはフォトクロミック特性を有するフォトクロミック積層体を得ることが出来る、光学物品用プライマー組成物を提供する。 (1)ビッカース硬度が10〜25である水分散性ウレタン樹脂、及び、(2)分子内にラジカル重合性基、シラノール基、及び加水分解してシラノール基を形成する基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の反応性基を有する反応性化合物を含んでなる光学物品用プライマー組成物を提供する。さらに、光学基材、プライマーコート層、及びフォトクロミックコート層がこの順に積層されたフォトクロミック積層体であって、該プライマーコート層が、上記光学物品用プライマー組成物の硬化体であるフォトクロミック積層体を提供する。

Description

光学物品用プライマー組成物、該光学物品用プライマー組成物の硬化体を含むフォトクロミック積層体
 本発明は、新規光学物品用プライマー組成物、及び該光学物品用プライマー組成物の硬化体を含むフォトクロミック積層体に関する。詳しくは、表面硬度が硬く、キズ付きにくい積層構造を形成し、優れた密着性、及びフォトクロミック特性を発現するプライマーコート層を形成することが可能な光学物品用プライマー組成物、及び該光学物品用プライマー組成物の硬化体を含むフォトクロミック積層体に関するものである。
 フォトクロミック眼鏡とは、太陽光のような紫外線を含む光が照射される屋外ではレンズが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眼鏡であり、近年その需要は増大している。
 フォトクロミック眼鏡用レンズとしては、軽量性や安全性の観点から、特にプラスチックレンズにフォトクロミック性能を付与したものが広く使用されている。フォトクロミック性を有するプラスチックレンズの製造方法としては、フォトクロミック性を有しないレンズの表面にフォトクロミック化合物を含浸させる方法(以下、「含浸法」という)、あるいはプラスチックレンズの表面にフォトクロミック性を有する硬化性組成物(以下、「フォトクロミック硬化性組成物」ともいう)からなるコーティング剤を塗布した後にこれを硬化させてフォトクロミック性を有する樹脂層(以下、「フォトクロミックコート層」ともいう)を設ける方法(以下、「コーティング法」という)、あるいは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フォトクロミックレンズを得る方法(以下、「練り混み法」という)が知られている。これらの製造方法の中でもコーティング法は、プラスチックレンズの材質によらずフォトクロミック性能を付与できる点で優れた方法である。
 コーティング法で製造されたフォトクロミックレンズ(以下「フォトクロミック積層体」ともいう)を長時間使用するためには、フォトクロミックコート層を、種々のプラスチックレンズ基材表面に接着させることが必要である。また、フォトクロミックコート層のキズつきを防止することも必要であり、フォトクロミックコート層が十分な表面硬度を有することも重要である。さらには、フォトクロミックコート層上にハードコート層や反射防止膜を積層した物品においても、その表面のキズつきを防止することが重要であり、そのためにはフォトクロミック積層体の状態において、十分な表面硬度を有することが重要である。
 フォトクロミックコート層のプラスチックレンズへの密着性向上のために、これまでに様々な改良がなされている。例えば、フォトクロミック硬化性組成物に、シラノール基または加水分解によりシラノール基を生成する基を有するラジカル重合性単量体、アミン化合物などを添加し、プラスチックレンズ基材への密着性を向上させる方法が知られている(国際公開第03/011967号パンフレット参照)。また、湿気硬化型ポリウレタン樹脂の硬化体をプライマーコート層に用い、その上にフォトクロミックコート層を積層する方法も知られている(特開2005−199683号公報参照)。更には、ウレタン樹脂を含むエマルジョンからなるプライマー組成物をプライマーコート層に用い、その上にフォトクロミックコート層を積層する方法も知られている(国際公開第2008/001875号パンフレット参照)。
 しかしながら、これら従来の方法においては、以下の点で改善の余地があった。すなわち、フォトクロミック硬化性組成物にプラスチックレンズ表面との結合基を有する組成物を添加することでプラスチックレンズ基材への密着性を向上させる方法である国際公開第03/011967号パンフレットに記載の方法は、初期密着性はあるものの、高温高湿条件下で繰り返して使用すると、基材の種類によってはフォトクロミックコート層の密着性が低下して剥離が生じる場合があることが分かった。
 また、プライマーコート層を形成する方法のうち、湿気硬化型ポリウレタン樹脂を用いる特開2005−199683号公報に記載の方法は、高温高湿条件下での繰り返し使用に耐え、フォトクロミックコート層の表面硬度も十分であった。しかしながら、プラスチックレンズ基材の種類によっては湿気硬化型ポリウレタン樹脂を用いたプライマー組成物によって基材表面が侵されてしまうため、プライマー組成物を塗布する前に基材表面をハードコート層の様な架橋膜で、事前に被覆しておく必要があった。また、湿気硬化型ポリウレタン樹脂で構成されたプライマーコート層はフォトクロミック硬化性組成物の濡れ性が低い場合があり、スピンコート法などの方法でフォトクロミック硬化性組成物を塗布しようとすると、フォトクロミック硬化性組成物の塗り残しが生じ、外観不良が生じる場合があることが分かった。
 一方、ウレタン樹脂を含むエマルジョンをプライマーに用いる国際公開第2008/001875号パンフレットに記載の方法は、プライマーコート層とフォトクロミックコート層との塗れ性は良好で、フォトクロミックコート層とプラスチックレンズとの密着性、及びフォトクロミック特性は良好であった。
 上記のとおり従来技術によるフォトクロミック積層体において、高いフォトクロミック特性を維持しながら、高温高湿下でのフォトクロミックコート層とプラスチックレンズとの高い密着性も維持し、更にフォトクロミックコート層がキズつきにくい十分な表面硬度を有したフォトクロミック積層体は存在せず、これらの特性を満足するフォトクロミック積層体の開発が望まれていた。
 したがって、本発明の目的は、高温高湿下の状況でも使用が可能で、フォトクロミック特性にも優れ、かつフォトクロミックコート層がキズつきにくい、フォトクロミック積層体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。まず最初にフォトクロミック積層体のキズつきを防止するために、フォトクロミックコート層の表面硬度を硬くしようとしたところ、フォトクロミックコート層に外観不良(クラック)が生じることが判明した。逆に、外観不良を抑制しようとすると、表面硬度の向上が困難となり、フォトクロミックコート層による外観不良の抑制と、表面硬度の向上を両立させることは困難であることが判明した。
 そこで、フォトクロミックコート層の下地となるプライマーコート層の表面硬度も、フォトクロミックコート層積層時の表面硬度、及びフォトクロミック積層体のキズつき防止に影響を及ぼしているのではないかと考え、プライマーコート層を形成するプライマー組成物について検討を行った。
 しかしながら、上記国際公開第2008/001875号パンフレットにおけるウレタン樹脂を表面硬度の高いウレタン樹脂に変更したところフォトクロミックコート層の表面硬度は向上したものの、プライマーコート層とフォトクロミックコート層との密着性は却って低下してしまい、フォトクロミックコート層の剥離が生じやすくなることが判明した。
 そこで、特定の硬度を有する水分散性ウレタン樹脂と、ラジカル重合性基、シラノール基、又は加水分解してシラノール基を形成する基を有する反応性化合物を併用し、これらの硬化体をプライマーコート層としてフォトクロミック積層体に適用したところ、良好なフォトクロミックコート層とプラスチックレンズとの密着性、及びフォトクロミック特性を維持しながら、フォトクロミックコート層が高い表面硬度を有し、フォトクロミックコート層のキズつきを防止できることを見出し、本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明は、第一に、
1)ビッカース硬度が10~25である水分散性ウレタン樹脂、及び、
2)分子内にラジカル重合性基、シラノール基、及び加水分解してシラノール基を形成する基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の反応性基を有する反応性化合物
を含んでなる光学物品用プライマー組成物である。
 本発明は、第2に、光学基材、プライマーコート層、及びフォトクロミックコート層がこの順に積層されたフォトクロミック積層体であって、該プライマーコート層が、上記光学物品用プライマー組成物の硬化体であるフォトクロミック積層体である。
 図1は、斜角形状プラスチックレンズのレンズ面に垂直方向の断面形状を示す概念図である。
 (光学物品用プライマー組成物)
 本発明の光学物品用プライマー組成物は、ビッカース硬度が10~25である水分散性ウレタン樹脂と分子内にラジカル重合性基、シラノール基、及び加水分解してシラノール基を形成する基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の反応性基を有する反応性化合物を含むことが特徴である。このような本発明の光学物品用プライマー組成物を用いることで、前記効果が得られる理由について詳細には判明していないが、本発明者らは以下のように推測している。
 すなわち、本発明の光学物品用プライマー組成物には、分子内にラジカル重合性基、シラノール基、及び加水分解してシラノール基を形成する基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の反応性基を有する反応性化合物を含有している。この光学物品用プライマー組成物を光学基材に塗布後、硬化させることにより、ビッカース硬度が10~25である水分散性ウレタン樹脂と反応性化合物とが反応して表面硬度の高いプライマーコート層が得られるものと推測される。さらに上記プライマーコート層にフォトクロミックコート層を形成する際には、プライマーコート層とフォトクロミックコート層の界面において反応性化合物がフォトクロミック硬化性組成物と反応し、プライマーコート層とフォトクロミックコート層とが高い密着性を有し、その結果として得られるフォトクロミック積層体の表面硬度が向上したものと推測される。
 以下に、光学物品用プライマー組成物を構成する各成分について説明する。
 (ビッカース硬度が10~25である水分散性ウレタン樹脂)
 本発明における水分散性ウレタン樹脂は、ポリウレタン樹脂骨格に水分散性の機能付与のためにアニオン性基を有する化合物である。そして、該水分散性ウレタン樹脂の水分散体とは、該水分散性ウレタン樹脂が水に分散しているものを指す。
 アニオン性基として具体的には、カルボキシル基、スルホニル基、リン酸基およびスルホベタインなどのベタイン構造含有基などが挙げられる。本発明におけるアニオン性基としては、分散安定性、及び原料の入手のし易さの観点からカルボキシル基が好ましい。一分子中のアニオン性基の個数は、水分散性を考慮すると1個以上であることが好ましい。
 また、上記本発明における水分散性ウレタン樹脂は、ビッカース硬度が10~25であることが特徴である。このような高い硬度の水分散性ウレタン樹脂を用いることで表面硬度の高いプライマーコート層を得ることが可能である。上記のビッカース硬度は、得られるフォトクロミック積層体の表面硬度の観点からは15以上22以下であることが好ましい。
 なお、水分散性ウレタン樹脂のビッカース硬度は、光学基材にスピンコーティング法により、水分散性ウレタン樹脂の水分散体を塗膜し、乾燥後マイクロビッカース硬度計にて測定することができる。
 また、上記本発明における、水分散性ウレタン樹脂の伸び率は、最終的に得られるフォトクロミック積層体の表面硬度の観点から20%以下であることが好ましく、特に10%以下であることが好ましい。また、得られるフォトクロミック積層体にクラック等の外観不良が生じにくい点、また高い表面硬度が得られるという観点から、25℃における引っ張り強度が20MPa以上100MPa以下、特に40MPa以上70MPa以下である水分散性ウレタン樹脂を用いることが好ましい。伸び率、及び引っ張り強度の詳細な方法は後述する。
 本発明における水分散性ウレタン樹脂のガラス転移点(Tg)は、最終的に得られるフォトクロミック積層体の表面硬度、及び密着性をより改善できるという観点から、0℃以上であることが好ましく、30℃以上であることがより好ましく、50℃以上であることがさらに好ましい。また、水分散性ウレタン樹脂のTgの上限は、水分散性ウレタン樹脂の生産性、及び得られるフォトクロミック積層体の性能を考慮すると、150℃以下であることが好ましく、120℃以下であることがより好ましく、100℃以下であることがさらに好ましい。
 本発明において、水分散体における水分散性ウレタン樹脂の濃度(ウレタン樹脂固形分の濃度)は、使用する目的等に応じて適宜決定すればよいが、3質量%以上60質量%以下であることが好ましい。また、本発明で使用する水分散性ウレタン樹脂の水分散体には、水の他に、水分散性ウレタン樹脂の安定性や製膜性を向上させる目的で、好ましくは10質量%以下、より好ましくは7質量%以下の割合で高沸点溶剤、例えば、N−メチルピロリドンなどが添加されていてもよい。
 上記本発明において用いる水分散性ウレタン樹脂の水分散体は、工業的に或いは試薬として入手可能であり、具体的には、第一工業製薬株式会社製 商品名「スーパーフレックスシリーズ」、日華化学株式会社製 商品名「ネオステッカー」、「エバファノールシリーズ」、DIC株式会社製 商品名「ハイドランシリーズ」、楠本化成株式会社 商品名「NeoRezシリーズ」などが例示される。
 上記のとおり、本発明における水分散性ウレタン樹脂は、工業的に或いは試薬として入手可能であるが、後述するポリイソシアネート化合物、ポリオール化合物、アニオン性基と活性水素を有する基とを含有する化合物、及び鎖延長剤などをワンショット法やプレポリマー法などの公知の方法によって反応させることにより得ることも可能である。
 上記本発明における水分散性ウレタン樹脂の原料として好適に使用されるポリイソシアネート化合物は、1分子中にイソシアネート基を2個以上有する化合物である。かかるポリイソシアネート化合物として具体的には、テトラメチレン−1,4−ジイソシアネート、ヘキサメチレン−1,6−ジイソシアネート、オクタメチレン−1,8−ジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサン−1,6−ジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート化合物;シクロブタン−1,3−ジイソシアネート、シクロヘキサン−1,3−ジイソシアネート、シクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、2,4−メチルシクロヘキシルジイソシアネート、2,6−メチルシクロヘキシルジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)の異性体混合物、ヘキサヒドロトルエン−2,4−ジイソシアネート、ヘキサヒドロトルエン−2,6−ジイソシアネート、ヘキサヒドロフェニレン−1,3−ジイソシアネート、ヘキサヒドロフェニレン−1,4−ジイソシアネート、1,9−ジイソシアナト−5−メチルノナン、1,1−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、2−イソシアナト−4−[(4−イソシアナトシクロヘキシル)メチル]−1−メチルシクロヘキサン、2−(3−イソシアナトプロピル)シクロヘキシルイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネートなどの脂環式ジイソシアネート化合物;フェニルシクロヘキシルメタンジイソシアネート、4,4’−メチレンビス(フェニルイソシアネート)の異性体混合物、トルエン−2,3−ジイソシアネート、トルエン−2,4−ジイソシアネート、トルエン−2,6−ジイソシアネート、フェニレン−1,3−ジイソシアネート、フェニレン−1,4−ジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアナトメチル)ベンゼン、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ジフェニルエーテルジイソシアネート、1,3−ジイソシアナトメチルベンゼン、4,4’−ジイソシアナト−3,3’−ジメトキシ(1,1’−ビフェニル)、4,4’−ジイソシアナト−3,3’−ジメチルビフェニル、1,2−ジイソシアナトベンゼン、1,4−ビス(イソシアナトメチル)−2,3,5,6−テトラクロロベンゼン、2−ドデシル−1,3−ジイソシアナトベンゼン、1−イソシアナト−4−[(2−イソシアナトシクロヘキシル)メチル]−2−メチルベンゼン、1−イソシアナト−3−[(4−イソシアナトフェニル)メチル)−2−メチルベンゼン、4−[(2−イソシアナトフェニル)オキシ]フェニルイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート化合物;上記ポリイソシアネート化合物の多量体(例えば、二量体、三量体など);ポリイソシアネート化合物の多量体と水との反応により生成するビウレット変性体;ポリイソシアネート化合物の多量体とアルコール又は後述する低分子量ポリオールとの反応により生成するアロファネート変性体やポリオール変性体;ポリイソシアネート化合物の多量体と炭酸ガスとの反応により生成するオキサジアジントリオン変性体、及びこれら変性体の多量体などが例示される。これらのポリイソシアネート化合物は単独で用いることも、或いは2種以上のポリイソシアネート化合物を組み合わせて用いることも可能である。
 上記のポリイソシアネート化合物の中でも、耐候性の観点から脂肪族ジイソシアネート化合物及び/又は脂環式ジイソシアネート化合物を使用することが好ましい。
 本発明における水分散性ウレタン樹脂の原料として好適に使用されるポリオール化合物は、1分子中に2個以上のヒドロキシル基を含有する化合物である。上記ポリオール化合物に含まれるヒドロキシル基数は通常1分子中に2~6個であり、有機溶剤への溶解性を考慮すれば、2~3個であることが好ましい。かかるポリオール化合物として具体的には、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、及びポリエステルポリオールなどが挙げられる。これらのポリオール化合物は単独で用いることも、或いは2種以上のポリオール化合物を組み合わせて用いることも可能である。なお、上記ポリエーテルポリオールとしては、分子中に活性水素を有する基を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が挙げられる。前述の分子中に活性水素を有する基を2個以上有する化合物としては、例えば水、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、トリエタノールアミン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、ポリエーテルポリオールの変性体であるポリマーポリオール、ウレタン変性ポリエーテルポリオール、ポリエーテルエステルコポリマーポリオールなどが挙げられる。これらは単独で使用しても、2種類以上を混合して使用しても構わない。また、前記アルキレンオキサイドとしては、例えばエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラヒドロフラン等の環状エーテル化合物が挙げられ、これらは単独で使用しても、2種類以上を混合して使用しても構わない。また、ポリエーテルポリオールの平均分子量は、好適には500~5000、より好ましくは500~3000、さらに好ましくは500~1500である。これらポリエーテルポリオールは、工業的に或いは試薬として入手可能であり、具体的には、旭硝子株式会社製 商品名「エクセノールシリーズ」、「エマルスター」などが挙げられる。
 上記ポリカーボネートポリオールとしては、ポリオールのホスゲン化、ジフェニルカーボネートによるエステル交換法等により得られるポリカーボネートポリオールなどが挙げられる。また、ポリカーボネートポリオールの平均分子量は、好適には500~5000、より好ましくは500~3000、さらに好ましくは500~1500である。これらポリカーボネートポリオールは、工業的に或いは試薬として入手可能であり、具体的には、旭化成ケミカルズ株式会社製 商品名「デュラノールシリーズ」、株式会社クラレ製 商品名「クラレポリオールシリーズ」、ダイセル化学工業株式会社製 商品名「プラクセルシリーズ」、日本ポリウレタン工業株式会社製 商品名「ニッポランシリーズ」、宇部興産株式会社製 商品名「ETERNACOLLシリーズ」などが挙げられる。
 本発明で使用されるポリカプロラクトンポリオールは、種々の構造及び平均分子量を有する公知のポリカプロラクトンポリオールを何ら制限なく用いることが可能であるが、下記に記載するものを採用することが好適である。該ポリカプロラクトンポリオールの平均分子量は、好ましくは500~5000、より好ましくは500~3000、さらに好ましくは500~1500である。
 上記ポリカプロラクトンポリオールとしては、ε−カプロラクトンの開環重合により得られる化合物が挙げられる。また、ポリカーボネートポリオールの平均分子量は、好適には500~5000、より好ましくは500~3000、さらに好ましくは500~1500である。これらポリカプロラクトンポリオールは、工業的に或いは試薬として入手可能であり、具体的には、ダイセル化学工業株式会社製 商品名「プラクセルシリーズ」などが挙げられる。
 上記ポリエステルポリオールとしては、多価アルコールと多塩基酸との縮合反応により得られるポリエステルポリオールなどが挙げられる。前記多価アルコールとしては、例えばエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3,3‘−ジメチロールヘプタン、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール、3,3−ビス(ヒドロキシメチル)ヘプタン、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパンなどが挙げられる。これらは単独で使用しても、2種類以上を混合して使用しても構わない。また、前記多塩基酸としては、例えばコハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、シクロペンタンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、オルトフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などが挙げられる。これらは単独で使用しても、2種類以上を混合して使用しても構わない。ポリエステルポリオールの平均分子量は、好適には500~5000、より好ましくは500~3000、さらに好ましくは500~1500である。これらポリエステルポリオールは、工業的に或いは試薬として入手可能であり、具体的には、DIC株式会社製 商品名「ポリライトシリーズ」、日本ポリウレタン工業株式会社製商品名「ニッポランシリーズ」、川崎化成工業株式会社製 商品名「マキシモールシリーズ」などが挙げられる。
 本発明における水分散性ウレタン樹脂の原料として好適に使用されるアニオン性基と活性水素を有する基とを含有する化合物とは、例えばカルボキシル基、スルホニル基、リン酸基、スルホベタインなどのベタイン構造含有基などのアニオン性基を1つ以上有し、かつ、イソシアネート基と反応し得る、例えば、水酸基、アミノ基などの活性水素を有する基を2つ以上有する化合物である。かかるアニオン性活性水素含有化合物として具体的には、2,2−ジメチロール酢酸、2,2−ジメチロール乳酸、2,2−ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロールブタン酸、2,2−ジメチロール酪酸、2,2−ジメチロール吉草酸などのジヒドロキシルカルボン酸、例えば、リジン、シスチン、アルギニンなどのジアミノカルボン酸などが挙げられる。
 前記本発明における水分散性ウレタン樹脂を製造する際の、各成分の配合量は、目的とする水分散性ウレタン樹脂の構造に応じて適宜決定すればよい。水分散性ウレタン樹脂が容易に得られやすいという観点から、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基の合計当量を、ポリオール化合物に含まれる水酸基、アニオン性活性水素含有化合物に含まれる水酸基、アミノ基などの活性水素を有する基の合計当量に対して、0.95~2.0当量、特に1.0~1.5当量の範囲から選択することが好ましい。
 なお、ポリオール化合物に含まれる水酸基、アニオン性活性水素含有化合物に含まれる水酸基、アミノ基などの活性水素を有する基の合計当量に対して、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基の合計当量が1.0を超える場合には、水分散後に鎖延長剤を用いて鎖延長することができる。当該鎖延長剤としては、公知の鎖延長剤を用いることが可能である。かかる、鎖延長剤として具体的には、水、エチレングリコール、1,4−ブタンジオールなどの短鎖ジオール、ヒドラジン、エチレンジアミン、ジエチルトリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、シクロヘキシレンジアミン、ピペラジン、2−メチルピペラジン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシレンジアミン、α,α’−メチレンビス(2−クロロアニリン)、3,3’−ジクロル−α,α’−ビフェニルアミン、m−キシレンジアミン、イソホロンジアミン、N−メチル−3,3’−ジアミノプロピルアミンなどのポリアミン類などが挙げられる。
 (分子内に反応性基を有する反応性化合物)
 本発明の光学物品用プライマー組成物においては、分子内にラジカル重合性基、シラノール基(≡Si−OH)、及び加水分解してシラノール基を形成する基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の反応性基を有する反応性化合物(以下、単に「反応性化合物」ともいう。)を、前記本発明における水分散性ウレタン樹脂と併用する。
 上記ラジカル重合性基としては、例えば(メタ)アクリロイル基;(メタ)アクリロイルオキシ基、(メタ)アクリロイルアミノ基、(メタ)アクリロイルチオ基等の(メタ)アクリロイル基の誘導体基、ビニル基、アリル基、スチリル基等、公知のラジカル重合性基がなんら制限なく例示される。なおビニル基、アリル基またはスチリル基は、置換基を有していてもよく、当該置換基としては、例えばクロロメチル基、トリフルオロメチル基等の炭素数1~4のハロゲン化アルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、水酸基が例示される。同じくラジカル重合性基が(メタ)アクリロイルアミノ基である場合には、当該基のアミド窒素原子には、アルキル基、アリール基、アリル基等の各種有機基が結合していてもよい。なお、上記アルキル基、アリール基、アリル基は、置換基を有していてもよく、当該置換基としては、例えばクロロメチル基、トリフルオロメチル基等の炭素数1~4のハロゲン化アルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、水酸基が例示される。
 これらラジカル重合性基のなかでも、入手の容易さや重合性の良さから(メタ)アクリロイル基又は(メタ)アクリロイルオキシ基であることが好ましく、特に(メタ)アクリロイルオキシ基であることが好ましい。
 ラジカル重合性基を有する反応性化合物を具体的に例示すると、グリシジル(メタ)アクリレート、グリシジルオキシメチル(メタ)アクリレート、2−グリシジルオキシエチル(メタ)アクリレート、3−グリシジルオキシプロピル(メタ)アクリレート、4−グリシジルオキシブチル(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、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
 また、加水分解によりシラノール基を生成する基を具体的に例示すると、アルコキシシリル基(≡Si−O−R;Rはアルキル基)、アリールオキシシリル基(≡Si−O−Ar;Arアリール基)、ハロゲン化シリル基(≡Si−X;Xはハロゲン原子)、シリルオキシシリル基(ジシロキサン結合;≡Si−O−Si≡)等が挙げられる。なお、上記アリール基は、置換基を有していてもよく、当該置換基としては、例えばクロロメチル基、トリフルオロメチル基等の炭素数1~4のハロゲン化アルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、水酸基などが挙げられる。
 加水分解によりシラノール基を生成する基を有する反応性化合物を具体的に例示すると、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシランの4量体、テトラエトキシシランの5量体、ビニルトリメトキシシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリフェノキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、1,2−ビス(トリメトキシシリル)エタン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリエトキシシラン、n−オクチルトリエトキシシラン、n−デシルトリメトキシシラン、1,6−ビストリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、ビス[3−(ジエトキシメチルシリル)プロピル]カーボネート、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、パーフルオロオクチルエチルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリアルコキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。
 シラノール基の生成のしやすさ、合成や保存の容易さ、反応によりケイ素原子から脱離した基が硬化体の物性に与える影響の少なさ等から、これら加水分解によりシラノール基を生成する基のなかでもアルコキシシリル基又はシリルオキシシリル基が好ましく、炭素数1~4のアルコキシル基を含むアルコキシシリル基がより好ましく、メトキシシリル基またはエトキシシリル基が最も好ましい。
 本発明の光学物品用プライマー組成物においては、得られるフォトクロミック積層体の表面硬度の観点から、反応性化合物が、反応性基として(2a)ラジカル重合性基、及び、(2b)シラノール基、又は加水分解してシラノール基を形成する基を有することが好ましい。
 このような(2a)ラジカル重合性基と、(2b)加水分解によりシラノール基を生成可能な基を有するシリルモノマーとして好適なものを示すと下記式(1)~(3)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
(式中、Rはアルキル基又はアリール基、R及びRは各々独立にアルキル基、アリール基又はアシル基であり、R、R及びRで示されるアルキル基又はアリール基は置換基を有していてもよく、Aは2~4価の有機残基であり、Yはラジカル重合性基であり、aは1~3、bは0~2、cは0~2、dは1~3、eは1~3の整数であって、a+b+c+d=4である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
(式中、R及びRは各々独立にアルキル基、アリール基又はアシル基であり、これらアルキル基又はアリール基は置換基を有していてもよく、Aは2~4価の有機残基、Yはラジカル重合性基であり、bは0~2、cは0~2、dは1~3、eは1~3の整数であって、b+c+d=3である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
(式中、Rはアルキル基又はアリール基、R及びRは各々独立にアルキル基、アリール基又はアシル基であり、R、R及びRで示されるアルキル基又はアリール基は置換基を有していてもよく、Rはビニル基であり、aは1~3、bは0~2、cは0~2、dは1~3の整数であって、a+b+c+d=4である。)
 上記式(1)及び(3)中、Rはアルキル基又はアリール基である。加水分解によるシラノール基の発生のし易さ及び保存安定性の点から、Rは炭素数1~10のアルキル基または炭素数6~10のアリール基であることが好ましい。炭素数1~10のアルキル基としては例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が例示され、炭素数6~10のアリール基としては、例えばフェニル基、トルイル基、キシリル基等が例示される。前記加水分解によるシラノール基の発生のし易さ及び保存安定性の点から、Rはアルキル基であることがより好ましく、炭素数1~4のアルキル基であることがさらに好ましく、メチル基又はエチル基であることが最も好ましい。
 なお、上記アルキル基またはアリール基は置換基を有していてもよく、当該置換基としては、例えばクロロメチル基、トリフルオロメチル基等の炭素数1~10のハロゲン化アルキル基;メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基等の炭素数1~10のアルコキシル基;アセチル基、プロピオニル基、オレイル基、ベンゾイル基等の炭素数2~10のアシル基;アミノ基、メチルアミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等の炭素数1~10のアミノ基又は置換アミノ基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子;ヒドロキシル基、カルボキシル基、メルカプト基、シアノ基、ニトロ基等が例示される。
 上記式(1)~(3)におけるR及びRは各々独立に、アルキル基、アリール基又はアシル基である。アルキル基及びアリール基としては、前記Rで説明したものと同一の基が例示され、好ましい基もRと同様である。またアシル基としては、炭素数2~10のアシル基であることが好ましい。また当該アシル基は脂肪族系のアシル基でも芳香族系のアシル基でもよい。当該アシル基を具体的に例示すると、アセチル基、プロピオニル基、ベンゾイル基等が挙げられる。
 式(1)及び(2)におけるAは2~4価の有機残基であり、好ましくは炭素数1~30の2~4価の有機残基である。なお、ここにおいては炭素原子を有する基が結合している場合には当該基の有する炭素原子も該有機残基の炭素数として数えるものとする。有機残基としては炭素数1~10の有機残基がより好ましく、具体的には、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、ブチレン基等の炭素数1~10のアルキレン基;メチレンジオキシ基、エチレンジオキシ基、プロピレンジオキシ基、ブチレンジオキシ基等の炭素数1~10のアルキレンジオキシ基;あるいは以下に示す基、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
(上記式中、nは1~5の整数、n’及びn”は各々1~3の整数)などが例示される。
上記有機残基の構造中に、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、アミノ結合、ウレタン結合、チオエーテル結合、スルホニル結合等の炭素−炭素結合以外の結合を有していても良く、さらにはオキサ基(ケトン炭素)が含まれていてもよい。また、該有機残基は、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子;ヒドロキシル基、アミノ基、メルカプト基、シアノ基、ニトロ基等を有していてもよい。
 上記式(1)及び(2)におけるYは、ラジカル重合性基であり、前述した通り(メタ)アクリロイル基及び(メタ)アクリロイルオキシ基、(メタ)アクリロイルアミノ基、(メタ)アクリロイルチオ基等の(メタ)アクリロイル基の誘導体基;ビニル基、アリル基、スチリル基等が例示される。なお、ビニル基、アリル基、スチリル基は、置換基を有していてもよく、当該置換基としては、例えばクロロメチル基、トリフルオロメチル基等の炭素数1~4のハロゲン化アルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、水酸基が例示される。これらの基の中でも、(メタ)アクリロイル基および(メタ)アクリロイルオキシ基が好ましい。
 上記式で表されるシリルモノマーの中でも式(1)で表されるシリルモノマーが好ましく、その中でも下記式(4)として表されるシリルモノマーが特に好適である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
(式中、Rは水素原子又はメチル基、Rは炭素数1~10のアルキレン基、Rは炭素数1~4のアルコキシル基、Rは炭素数1~4のアルキル基であり、aは1~3、bは0~2の整数であって、a+b=3である。)
 上記式(4)中、Rは水素原子又はメチル基であり、Rは炭素数1~10のアルキレン基である。当該炭素数1~10のアルキレン基としては、例えばエチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、ブチレン基等が挙げられる。Rは炭素数1~4のアルコキシル基であり、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基が例示される。Rは炭素数1~4のアルキル基であり、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基が例示される。
 前記式(1)~(3)で表されるシリルモノマーを具体的に例示すると、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トリエトキシシラン、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、(3−アクリロイルオキシプロピル)ジメチルメトキシシラン、(3−アクリロイルオキシプロピル)メチルジメトキシシラン、(3−アクリロイルオキシプロピル)トリメトキシシラン、3−(N−アリルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、3−アミノフェノキシジメチルビニルシラン、4−アミノフェノキシジメチルビニルシラン、3−(3−アミノプロポキシ)−3,3−ジメチル−1−プロペニルトリメトキシシラン、ブテニルトリエトキシシラン、2−(クロロメチル)アリルトリメトキシシラン、トリエトキシビニルシラン、1,3−ジビニルテトラエトキシジシロキサン、ドコセニルトリエトキシシラン、O−(メタクリロイルオキシエチル)−N−(トリエトキシシリルプロピル)ウレタン、N−(3−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロピル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、メタクリロイルオキシエトキシトリメチルシラン、(メタクリロイルオキシメチル)ジメチルエトキシシラン、メタクリロイルオキシメチルトリエトキシシラン、メタクリロイルオキシメチルトリメトキシシラン、メタクリロイルオキシプロピルジメチルエトキシシラン、メタクリロイルオキシプロピルジメチルメトキシシラン、メタクリロイルオキシプロピルトリス(メトキシエトキシ)シラン、7−オクテニルトリメトキシシラン、1,3—ビス(メタクリロイルオキシ)−2−トリメチルシロキシプロパン、テトラキス(2−メタクリロイルオキシエトキシ)シラン、トリビニルエトキシシラン、トリビニルメトキシシラン、ビニルジメチルエトキシシラン、ビニルジフェニルエトキシシラン、ビニルメチルジアセトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、O−(ビニロキシエチル)−N−(トリエトキシシリルプロピル)ウレタン、ビニロキシトリメチルシラン、ビニルフェニルジエトキシシラン、ビニルフェニルメチルメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリ−t−ブトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロペノキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリメトキシシランビニルトリフェノキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シランなどが挙げられる。
 これらの中でも前記式(4)で表されるシリルモノマーである、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トリエトキシシラン、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、(3−アクリロイルオキシプロピル)ジメチルメトキシシラン、(3−アクリロイルオキシプロピル)メチルジメトキシシラン、(3−アクリロイルオキシプロピル)トリメトキシシラン、(メタクリロイルオキシメチル)ジメチルエトキシシラン、メタクリロイルオキシメチルトリエトキシシラン、メタクリロイルオキシメチルトリメトキシシラン、メタクリロイルオキシプロピルジメチルエトキシシラン、メタクリロイルオキシプロピルジメチルメトキシシランが特に好適に使用できる。
(分子内に反応性基を有する水分散性ウレタン樹脂)
 また、本発明の光学物品用プライマー組成物において、反応性化合物として、分子内にラジカル重合性基、シラノール基(≡Si−OH)、及び加水分解してシラノール基を形成する基よりなる群から選ばれる少なくとも1種の反応性基を有する水分散性ウレタン樹脂(以下、「反応性基含有水分散性ウレタン樹脂」ともいう)を用いることも可能である。
 上記本発明における反応性基含有水分散性ウレタン樹脂としては、前記水分散性ウレタン樹脂の原料に加え、活性水素基含有アクリレート化合物およびアルコキシシリル基含有ポリアミン化合物を反応させてなる、日本国特許5016266号公報や、国際公開第2008/001875号パンフレットなどに記載されている反応性基含有水分散性ウレタン樹脂が好適に使用される。
 上記反応性基含有水分散性ウレタン樹脂の中でも、得られるフォトクロミック積層体の外観、及び密着性の観点から、反応性基含有水分散性ウレタン樹脂の水分散液を乾燥して得られる膜のビッカース硬度は、好ましくは1以上8未満、特に好ましくは2以上6以下である。また、25℃における引っ張り強度が、好ましくは20MPa以上70MPa以下、特に好ましくは30MPa以上60MPa以下であり、25℃における伸び率が、好ましくは100%以上1000%以下、特に好ましくは200%以上800%以下である反応性基含有水分散性ウレタン樹脂であることが好適である。反応性基含有水分散性ウレタン樹脂の膜のビッカース硬度、引っ張り強度及び伸び率は、前記水分散性ウレタン樹脂と同様にして測定できる。
 上記の反応性基含有水分散性ウレタン樹脂は、前記水分散性ウレタン樹脂の原料に加え、分子中にラジカル重合性基、シラノール基(≡Si−OH)、及び加水分解してシラノール基を形成する基の導入原料を反応させることにより得ることができる。
 分子中にラジカル重合性基、シラノール基(≡Si−OH)、及び加水分解してシラノール基を形成する基の導入原料としては、アルコキシシリル基含有ポリアミン化合物および活性水素を有する基を含有するアクリレート化合物を用いることができる。上記の各原料をワンショット法やプレポリマー法などにより反応させることにより合成することができる。また鎖伸長剤を使用することもできる。
 アルコキシシリル基含有ポリアミン化合物としては、第1級アミノ基又は第2級アミノ基を有するアルコキシシリル化合物が挙げられ、具体的には、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルジメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル アミノプロピルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルジエトキシシラン、N,N’−ビス〔α−(トリメトキシシリル)プロピル〕エチレンジアミンなどが挙げられる。
 また、活性水素を有する基を含有するアクリレート化合物としては、例えば2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、3−ヒドロキシプロピルメタアクリレート、3−ヒドロキシプロピルアクリレート、4−ヒドロキシブチルメタアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレートなどが挙げられる。
 なお、反応性基含有水分散性ウレタン樹脂は、そのまま配合することも可能であるし、反応性基含有水分散性ウレタン樹脂が水に分散された水分散液を配合することも可能である。
 (光学物品用プライマー組成物の製造方法、及び配合割合)
 本発明の光学物品用プライマー組成物は、前述の乾燥後のビッカース硬度が10~25である水分散性ウレタン樹脂、および反応性化合物を混合することにより製造される。
 本発明の光学物品用プライマー組成物における乾燥後のビッカース硬度が10~25である水分散性ウレタン樹脂と反応性化合物の配合割合は、得られるフォトクロミック積層体の表面硬度の観点から、該水分散性ウレタン樹脂100質量部に対して、反応性化合物が、好ましくは1~100質量部、さらに好ましくは5~80質量部である。その中でも、前記式(1)~(4)で示される反応性化合物を用いた場合には、乾燥後のビッカース硬度が10~25である水分散性ウレタン樹脂100質量部に対して、当該反応性化合物を5~50質量部混合することがより好ましく、10~30質量部混合することが最も好ましい。また、反応性化合物として、反応性基含有水分散性ウレタン樹脂を用いた場合には、乾燥後のビッカース硬度が10~25である水分散性ウレタン樹脂100質量部に対して、当該反応性基含有水分散性ウレタン樹脂を10~80質量部混合することがより好ましく、30~60質量部混合することが最も好ましい。
 上記水分散性ウレタン樹脂と反応性化合物の混合方法は特に限定されないが、5~40℃の温度範囲、好ましくは10~30℃の温度範囲にて、撹拌混合されるのが好ましい。また、光学物品用プライマー組成物に使用される原料の添加順は、特に限定されない。
 本発明の光学物品用プライマー組成物には重合開始剤を含有させてもよい。
 代表的な重合開始剤を例示すると、熱重合開始剤としては、例えば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等のジアシルパーオキサイド;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等のパーオキシエステル;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等のパーカーボネート;アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物等を挙げることができ、光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン;2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1、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−オン等のアセトフェノン系化合物;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等のα−ジカルボニル系化合物;2,6−ジメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド、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サイド、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サイド、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サイド等のアシルフォスフィンオキシド系化合物;1,2−オクタンジオン−1−[4−(フェニルチオ)−2−(O−ベンゾイルオキシム)]、オキシ−フェニル−アセチックアシッド−2−[2−オキソ−2−フェニル−アセトキシ−エトキシ]−エチルエステル、オキシ−フェニル−アセチックアシッド−2−[2−ヒドロキシ−エトキシ]−エチルエステルなどが挙げられる。これらの重合開始剤は1種、又は2種以上を混合して用いてもかまわない。
 上述のようにして製造される本発明の光学物品用プライマー組成物は、得られるプライマーコート層の外観向上、また光学基材とプライマーコート層間、プライマーコート層とフォトクロミックコート層間の密着性の安定化の観点から、光学基材に塗布する前に異物を除去する目的で濾過してから使用することが好ましい。
 後述するようにスピンコーティングにより、光学物品用プライマー組成物を塗布する際には、均一な厚さのプライマーコート層を得易いという理由から、光学物品用プライマー組成物の25℃における粘度は、好ましくは5~200cP、特に好ましくは10~100cPの範囲に調整される。粘度の調整は、分散媒の種類や量を変えることにより行うことができる。
 (フォトクロミック積層体)
 本発明におけるフォトクロミック積層体は、光学基材、プライマーコート層、及びフォトクロミックコート層がこの順に積層されてなる。上記フォトクロミックコート層は、フォトクロミック化合物を含むフォトクロミック硬化性組成物を硬化させることにより得られる。
 フォトクロミック硬化性組成物は、フォトクロミック化合物、(メタ)アクリルモノマー及び重合開始剤を含んでなる。このようなフォトクロミック硬化性組成物としては、従来のコーティング法で使用可能なフォトクロミック硬化性組成物が特に限定なく使用できる。しかしながら、フォトクロミック特性、光学特性及びフォトクロミック層の耐溶剤性、表面硬度、及び密着性の観点から、国際公開第03/011967号パンフレット、国際公開第04/050775号パンフレット、国際公開第05/014717号パンフレット、国際公開2011/125956号パンフレット、国際公開2013/008825号パンフレット、特開2013−072000号公報、等に記載されているフォトクロミック硬化性組成物を使用するのが好適である。
 本発明におけるフォトクロミック硬化性組成物で使用される成分としては、公知の(メタ)アクリルモノマーを特に制限なく使用することが出来る。具体的には、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、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ビスフェノールAジメタクリレート、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、平均分子量628の2,2−ビス(4−メタクリロイルオキシポリエチレングリコールフェニル)プロパン、平均分子量804の2,2−ビス(4−メタクリロイルオキシポリエチレングリコールフェニル)プロパン、平均分子量776の2,2−ビス(4−アクリロイルオキシポリエチレングリコールフェニル)プロパン、平均分子量468のメトキシポリエチレングリコールメタクリレート、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、平均分子量330のポリエチレングリコールジメタクリレート、平均分子量536のポリエチレングリコールジメタクリレート、平均分子量736のポリテトラメチレングリコールジメタクリレート、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、平均分子量536のポリプロピレングリコールジメタクリレート、平均分子量258のポリエチレングリコールジアクリレート、平均分子量308のポリエチレングリコールジアクリレート、平均分子量508のポリエチレングリコールジアクリレート、平均分子量708のポリエチレングリコールジアクリレート、ポリカーボネートジオールと(メタ)アクリル酸との反応生成物であるポリカーボネートジ(メタ)アクリレート、ウレタンオリゴマーテトラアクリレート、ウレタンオリゴマーヘキサメタクリレート、ウレタンオリゴマーヘキサアクリレートなどの多官能性ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステルオリゴマーヘキサアクリレートなどの多官能ポリエステル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル基を有し、かつケージ状、ハシゴ状、ランダムといった種々の構造を有するシルセスキオキサンモノマー、2−イソシアナトエチルメタクリレート、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、グリシジルメタクリレート等を挙げることができる。
 すなわち、1)ポリカーボネートジ(メタ)アクリレート、及び2)トリメチロールプロパントリメタクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラメタクリレート等の多官能(メタ)アクリレート、及び3)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(エチレングリコール鎖の平均鎖長が10であり、平均分子量が804)等のビスフェノールA骨格を有するジ(メタ)アクリレート、を含んでなるフォトクロミック硬化性組成物、もしくは、4)トリメチロールプロパントリメタクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラメタクリレート等の多官能(メタ)アクリレート、5)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(エチレングリコール鎖の平均鎖長が10であり、平均分子量が804)などのビスフェノールA骨格を有するジ(メタ)アクリレート、及び6)分子量600~2000のポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート、及び分子量600~2000のウレタンジ(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる少なくとも1種の長鎖(メタ)アクリルモノマーを含んでなるフォトクロミック硬化性組成物であることが好適である。さらには、1)~3)の(メタ)アクリレートモノマーの合計を100質量%とした場合には、1)が10~30質量%、2)が35~50質量%、3)が10~65質量%であるフォトクロミック硬化性組成物、もしくは、4)~6)の(メタ)アクリレートモノマーの合計を100質量%とした場合には、4)が35~70質量%、5)が10~40質量%、6)が10~40質量%であるフォトクロミック硬化性組成物であることがより好適である。
 また、上記フォトクロミック硬化性組成物は、フォトクロミック化合物を含む。例えば、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等のフォトクロミック化合物がよく知られており、本発明においては、これらのフォトクロミック化合物を何ら制限なく使用することができる。これらは、単独使用でもよく、2種類以上を併用しても構わない。前記のフルギド化合物、クロメン化合物、及びスピロオキサジン化合物としては、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号パンフレット等に記載されている化合物が挙げられる。
 また、優れたフォトクロミック性を有する化合物として本発明者等が新たに見出した化合物、例えば特開2001−114775、特開2001−031670、特開2001−011067、特開2001−011066、特開2000−347346、特開2000−344762、特開2000−344761、特開2000−327676、特開2000−327675、特開2000−256347、特開2000−229976、特開2000−229975、特開2000−229974、特開2000−229973、特開2000−229972、特開2000−219687、特開2000−219686、特開2000−219685、特開平11−322739号、特開平11−286484号、特開平11−279171号、特開平10−298176号、特開平09−218301号、特開平09−124645号、特開平08−295690号、特開平08−176139号、特開平08−157467号の各公報、米国特許5645767号、米国特許5658501号、米国特許5961892号、米国特許6296785号の各特許明細書、日本国特許第4424981号公報、日本国特許第4424962号公報、WO2009/136668号パンフレット、WO2008/023828号パンフレット、日本国特許第4369754号、日本国特許第4301621号、日本国特許第4256985号の各公報、WO2007/086532号パンフレット、特開平2009−120536、特開2009−67754、特開2009−67680、特開2009−57300の各公報、日本国特許第4195615号、日本国特許第4158881号、日本国特許第4157245号、日本国特許第4157239号、日本国特許第4157227号、日本国特許第4118458号の各公報、特開2008−74832公報、日本国特許第3982770号公報、日本国特許第3801386号公報、WO2005/028465号パンフレット、WO2003/042203号パンフレット、特開2005−289812、特開2005−289870、特開2005−112772の各公報、日本国特許第3522189号公報、WO2002/090342号パンフレット、日本国特許第3471073号公報、特開2003−277381公報、WO2001/060811号、WO2000/071544号、WO2005/028465号、WO2011/16582号、WO2011/034202号、WO2012/121414号、WO2013/042800号の各パンフレット等に開示されている化合物を好適に用いることができる。
 これらのフォトクロミック化合物の中でも、発色濃度、初期着色、耐久性、退色速度などのフォトクロミック特性の観点から、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1種類以上用いることがより好ましい。さらにこれらのクロメン化合物中でもその分子量が540以上の化合物は、発色濃度及び退色速度に特に優れるため好適である。
 フォトクロミック化合物の使用量は、特に制限されないが、(メタ)アクリルモノマーの合計100質量部に対して、0.1~20質量部であることが好ましく、さらに1~10質量部であることがより好ましい。
 また、重合開始剤の使用量は、特に制限されないが、(メタ)アクリルモノマーの合計100質量部に対して、好ましくは0.001~10質量部、より好ましくは0.01~5質量部の範囲である。
 後述するスピンコーティング法により、フォトクロミック硬化性組成物を塗布する際には、均一な厚さのフォトクロミックコート層を得易いという理由から、フォトクロミック硬化性組成物の25℃における粘度は、好ましくは50~1,000cP、特に好ましくは100~500cPの範囲に調整される。
 本発明におけるフォトクロミック硬化性組成物には、前述の成分以外にも、例えば、界面活性剤、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、添加剤を必要に応じて混合することができる。
 界面活性剤としては、例えばシリコーン鎖(ポリアルキルシロキサンユニット)を疎水基とするシリコーン系の界面活性剤、フッ化炭素鎖を有するフッ素系の界面活性剤などの、公知の界面活性剤が何ら制限なく使用できる。界面活性剤を添加することにより、本発明のフォトクロミック硬化性組成物を用いたときのフォトクロミックコート層のフォトクロミック特性や密着性に悪影響を与えることなくプライマーに対する濡れ性を向上させると共に外観不良発生の防止をすることが可能となる。
 本発明で好適に使用できるシリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤を具体的に例示すると、東レ・ダウコーニング株式会社製『L−7001』、『L−7002』、『L−7604』、『FZ−2123』、大日本インキ化学工業株式会社製『メガファックF−470』、『メガファックF−1405』、『メガファックF−479』、住友スリーエム社製『フローラッドFC−430』等を挙げることができる。界面活性剤の使用に当たっては、2種以上を混合して使用しても良い。
 界面活性剤の使用量は、特に制限されるものではないが、上記(メタ)アクリルモノマーの合計100質量部に対して、好ましくは0.001~1質量部である。
 特に、フォトクロミック硬化性組成物に紫外線安定剤を混合して使用するとフォトクロミック化合物の耐久性をさらに向上させることができるために好適である。紫外線安定剤としては、例えば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を好適に使用することができる。好適な例としては、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、2,6−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等を挙げることができる。この紫外線安定剤の使用量は特に制限されるものではないが、前述の(メタ)アクリルモノマーの合計100質量部に対して、各紫外線安定剤の配合量が好ましくは0.1~10質量部である。これらの紫外線安定剤は、2種類以上を混合して用いてもよい。
 (光学基材)
 本発明で使用される光学基材としては、光透過性を有する基材であれば特に限定されず、ガラス及びプラスチックレンズ、家屋や自動車の窓ガラス等公知の光学基材が挙げられる。これらのうちプラスチックレンズを用いるのが特に好適である。
 プラスチックレンズとしては、例えば(メタ)アクリル樹脂、ポリカーボネート系樹脂等の熱可塑性樹脂レンズ; 多官能(メタ)アクリル樹脂、アリル系樹脂、チオウレタン系樹脂、ウレタン系樹脂およびチオエポキシ系樹脂等の架橋性樹脂レンズ等、現在プラスチックレンズとして使用されている公知のものが使用できる。
 本発明におけるプライマーコート層は、これら前記プラスチックレンズに対して優れた密着性を有する。また、本発明におけるプライマーコート層を前記プラスチックレンズ上に積層後、さらにその上層にフォトクロミック硬化性組成物を積層したフォトクロミック積層体は、優れた密着性だけではなく、表面硬度にも優れる。
 本発明の光学物品用プライマー組成物は、溶剤系のプライマーに比べ熱可塑性樹脂を溶解し難いため、ポリカーボネート樹脂等の熱可塑性樹脂からなるプラスチックレンズに対しても好適に使用できる。また、光学基材としては表面上にシリコーン系、アクリル系のハードコート層を形成したものを用いてもよい。また、アルカリ処理、酸処理、研磨処理、プラズマエッチング、コロナ放電処理などのエッチング処理を施した光学基材を使用することもできる。
 本発明で使用される光学基材の形状は、特に制限されるものではなく、公知の形状のものに適用できる。光学基材は、使用する人の視力、光学基材成型時のガラスモールド形状、及び生産性などに応じて、様々な形状を有している。例えば、近視用レンズとしての中心が薄く、エッジに厚みを有するマイナスレンズであり、遠視用レンズとしての中心が厚く、エッジが薄いプラスレンズである。更には、光学基材を成型する際のモールド等に依存し、光学基材の上面外縁近傍が外周へ向かって下面方向へ傾斜している形状を有する場合もある。以下、エッジ部のこの形状を単に「斜角形状」ともいう。
 本発明の光学物品用プライマー組成物は、上記いずれの光学基材へも適用可能である。本発明者等の検討によれば、従来のプライマー組成物では特に、マイナスレンズ、プラスレンズ、エッジ部が斜角形状のレンズに対して、プライマーコート層、さらにフォトクロミックコート層を形成した場合、クラックが発生し易い傾向があった。これに対し、本発明の光学物品用プライマー組成物を用いることにより、フォトクロミック積層体に生じるクラックを抑制することが可能である。その中でも、光学基材の種類によっても異なるが、クラックが生じやすい、例えば、アリルジグリコールカーボネートからなるアリル系樹脂を用いた、+5.00以上のプラスレンズ、及び−3.00以下のマイナスレンズを用いてフォトクロミック積層体を形成しても、クラックなどの外観不良を抑制することが出来る。以下、このプラスレンズ、及びマイナスレンズをまとめて「強度数プラスチックレンズ」ともいう。
 この強度数プラスチックレンズの厚みは、プラスレンズの場合には、例えば中心部が5~30mm、エッジ部が1~5mmであり、マイナスレンズの場合には、例えば中心部が1~15mm、エッジ部が5~25mmである。また、斜角形状を有するプラスチックレンズを用いてフォトクロミック積層体を形成しても、クラックなどの外観不良を抑制することが出来る。斜角形状を有するプラスチックレンズとしては、図1に示すような斜角形状プラスチックレンズ1が挙げられ、例えば斜角形状部2は、幅(矢印2で示された長さ)が0.1~2.0mm、エッジ面に対する角度3が30~60°である。厚みは特に制限されないが、例えば1~30mmである。
 (フォトクロミック積層体の製造方法)
 本発明のフォトクロミック積層体は、光学物品用プライマー組成物を光学基材上に積層後、更にフォトクロミック硬化性組成物を積層することにより得られる。
 本発明の光学物品用プライマー組成物、及びフォトクロミック硬化性組成物の塗布方法は、特に限定されず公知のコーティング法がなんら制限なく適用できる。具体的には、該組成物をスピンコーティング、スプレーコーティング、ディップコーティング、ディップ−スピンコーティング等の方法で塗布する方法が例示される。これら塗布方法の中でも膜厚の制御が容易で、外観の良好な塗膜が得られるという理由から、スピンコーティングを採用するのが好ましい。
 コーティング法により光学物品用プライマー組成物を塗布する場合には、光学基材上に、スピンコーティング法などによりプライマーコート層を積層し、例えば10~40℃で5~30分間乾燥させた後に、得られたプライマーコート層上にフォトクロミックコート層を積層させればよい。また、本発明の光学物品用プライマー組成物に熱重合開始剤を添加した場合には、光学基材上に、スピンコーティング法などによりプライマーコート層を積層し、例えば10~40℃で5~30分間乾燥させた後に、得られたプライマーコート層上にフォトクロミック硬化性組成物を塗布し、窒素などの不活性ガス雰囲気中に設置し、UV照射によりフォトクロミックコート層を硬化させ、次いで例えば80~120℃で30分~3時間加熱することでプライマーコート層を硬化させるとともに、得られるフォトクロミック積層体の密着性を向上させることが好適である。また、本発明の光学物品用プライマー組成物に光重合開始剤を添加した場合には、光学基材上に、スピンコーティング法などによりプライマーコート層を積層し、例えば10~40℃で5~30分間乾燥させた後に、得られたプライマーコート層上にフォトクロミック硬化性組成物を塗布し、窒素などの不活性ガス雰囲気中に設置し、UV照射によりプライマーコート層とフォトクロミックコート層を同時に光硬化させる方法が好適である。
 光学基材上に形成されるプライマーコート層の厚さは、良好な光学特性、及び光学基材とプライマーコート層間、プライマーコート層とフォトクロミックコート層との密着性の観点から、乾燥後に形成されるプライマーコート層の厚さが、好ましくは0.1~20μm、より1~10μm、更に好ましくは1~8μmとなるような厚さである。
 プライマーコート層上に形成されるフォトクロミックコート層の厚さは、良好な光学特性、フォトクロミック特性、及びプライマーコート層とフォトクロミックコート層との密着性の観点から、好ましくは10~100μm、より好ましくは20~50μmである。
 本発明におけるフォトクロミック硬化性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積層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、(メタ)アクリル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分間の時間で光照射するように条件を選ぶのが好ましい。
 本発明のフォトクロミック積層体においてはフォトクロミックコート層をUV硬化により積層した後、光学基材とプライマーコート層間、及びプライマーコート層とフォトクロミックコート層間との密着性を高めるため、例えば60~120℃の温度範囲で0.5~6時間程度加熱処理することが好ましい。こうすることにより、全ての界面における密着性が良好なフォトクロミック積層体を得ることができる。
 (フォトクロミック積層体の特性、及び後処理)
 本発明の光学物品用プライマー組成物、及びフォトクロミック硬化性組成物を用いて製造されるフォトクロミック積層体は、表面硬度に優れ、クラック等の外観不良を生じず、密着性も良好であり、かつフォトクロミック特性に優れた積層体である。
 さらに、前記の方法で得られるフォトクロミック積層体は、その用途に応じて以下のような処理を施すこともできる。即ち、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や、SiO、TiO、ZrO等の金属酸化物の薄膜の蒸着や有機高分子の薄膜の塗布による反射防止処理、帯電防止処理等の加工および2次処理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より何ら限定されるものではない。
 (光学物品用プライマー組成物)
 (A:水分散性ウレタン樹脂分散液)
A1;水分散性ウレタン樹脂 ディスパージョン(第一工業製薬株式会社製「スーパーフレックス170」、固形分濃度35%、引っ張り強度50MPa、伸び率8%、ビッカース硬度15.0、Tg;75℃)。
A2;水分散性ウレタン樹脂 ディスパージョン(第一工業製薬株式会社製「スーパーフレックス210」、固形分濃度35%、引っ張り強度56MPa、伸び率5%、ビッカース硬度18.3、Tg;41℃)。
A3;水分散性ウレタン樹脂 ディスパージョン(第一工業製薬株式会社製「スーパーフレックス130」、固形分濃度35%、引っ張り強度68MPa、伸び率6%、ビッカース硬度17.3、Tg;101℃)。
A4;水分散性ウレタン樹脂 ディスパージョン(楠本化成株式会社製「NeoRez R−9603」、固形分濃度35%、引っ張り強度37MPa、伸び率12%、ビッカース硬度12.5、Tg;−10℃)。
 (B:反応性化合物)
B1;γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン。
B2;γ−メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン。
B3;(3−アクリロイルオキシプロピル)トリメトキシシラン。
B4;反応性基含有水分散性ウレタン樹脂 ディスパージョン((株)トクヤマ製『NJ−321A』、固形分濃度35%、引っ張り強度50MPa、伸び率400%、ビッカース硬度4.8、反応性基;アクリル基、シラノール基)。
B5;反応性基含有水分散性ウレタン樹脂 ディスパージョン((株)トクヤマ製『NJ−328』、固形分濃度35%、引っ張り強度43MPa、伸び率550%、ビッカース硬度4.8、反応性基;アクリル基)。
B6;γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン。
B7;テトラエトキシシラン。
B8;1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタン。
 なお、上記水分散性ウレタン樹脂及び反応性基含有水分散性ウレタン樹脂の乾燥後のビッカース硬度、引っ張り強度、伸び率、Tgは以下にしめす方法にて測定した。
 1)ビッカース硬度
 屈折率1.50のアリル系プラスチックレンズ上に、スピンコーティング法により、乾燥後の固形分の膜厚が7μmとなるように水分散性ウレタン樹脂又は反応性基含有水分散性ウレタン樹脂を含む水分散液を塗膜し、100℃で1時間乾燥後した後、株式会社マツザワ製マイクロビッカース硬度計(PMT−X7A、圧子;四角錐型ダイヤモンド圧子、荷重;10gf、圧子の保持時間;30秒)にてビッカース硬度を測定した。
 2)引っ張り強度、伸び率
 水分散性ウレタン樹脂又は反応性基含有水分散性ウレタン樹脂を含む水分散液を、乾燥後の固形分の膜厚が約500μmになるように、シャーレ等の容器に取り分け、室温で24時間乾燥後、80℃で6時間、更に120℃で20分乾燥させた。次いで、このフィルムを幅15mm、長さ200mmの大きさに切断した後、長さ方向の中央部に長さ方向に50mm間隔で標点を記し、測定用サンプルを作成した。このサンプルを引っ張り試験機に取り付け、試験機のつかみの間隔を100mmとし、200mm/分の速さでサンプルを破断するまで引っ張ることで伸び率を測定した。サンプルが破断した際の応力を引っ張り強度とし、伸び率は、下記式により求めた。
 伸び率(%)=((破断時の標点間距離−試験前の標点間距離)/(試験前の標点間距離))×100
 3)ガラス転移点(Tg)
 伸び率を測定した水分散性ウレタン樹脂又は反応性基含有水分散性ウレタン樹脂のフィルムと同様のサンプルを作成し、SII社製動的粘弾性測定装置(DMS5600)を用いてTgを測定した。測定条件は、変形モード;引張り、昇温速度;5℃/分、測定周波数;10Hz、測定温度範囲;−100℃~200℃の条件とした。
 (光学物品用プライマー組成物(P1)の調製)
 水分散性ウレタン樹脂分散液(A1)100質量部、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(B1)5質量部を十分に混合し、セルロースアセテート製濾紙(目;0.8μm)で濾過し、光学物品用プライマー組成物(P1)を得た。このプライマー組成物(P1)から得られるプライマーコート層のビッカース(Hv)硬度は、11.0であった。
 プライマーコート層のビッカース硬度は、以下の方法により測定した。
 〔試料評価方法〕
 1)ビッカース硬度
 ビッカース硬度測定に用いたサンプルは以下の方法により作製した。
 光学基材として、中心厚が2mmで屈折率が1.50のアリル系プラスチックレンズを用意した。なお、このアリル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、光学物品用プライマー組成物を回転数70rpmで15秒間、続いて1000rpmで5~20秒間かけてコートした。その後、室温(20~25℃)で20分間乾燥させた。その後さらに100℃で1時間加熱して、ビッカース硬度測定用のサンプルを得た。プライマーコート層の膜厚は、スピンコートの条件を調整することにより、6.5~7.5μmとなるような厚さとした。
 ビッカース硬度は、マイクロビッカース硬度計PMT−X7A(株式会社マツザワ製)を用いて実施した。圧子には、四角錐型ダイヤモンド圧子を用い、荷重10gf、圧子の保持時間30秒の条件にて評価を実施した。測定結果は、計4回の測定を実施した後、測定誤差の大きい1回目の値を除いた計3回の平均値で示した。
 (光学物品用プライマー組成物(P2)~(P21)の調製)
 表1に示した材料を用いた以外は、前記光学物品用プライマー組成物(P1)と同様の方法にて、光学物品用プライマー組成物(P2)~(P21)を調製した。組成を表1に示す。なお、光学物品用光硬化性プライマー組成物(P1)~(P19)は、実施例の組成物に該当する。また、(P20)、及び(P21)は、比較例の組成物に該当する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 (フォトクロミック硬化性組成物)
 ((メタ)アクリルモノマー)
TMPT;トリメチロールプロパントリメタクリレート。
D−TMP;ジトリメチロールプロパンテトラメタクリレート。
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(エチレングリコール鎖の平均鎖長が10であり、平均分子量が804)。
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であり、平均分子量が736)。
GMA;グリシジルメタアクリレート。
MA1;γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン。
MA2;シルセスキオキサンモノマー。
MA3;ポリカーボネートポリオールジアクリレートモノマー
 (MA2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(MA2)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(MA2)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。
 (MA3の合成)
 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1000)600g(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(700ppm(ポリカーボネートジオールに対して))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、透明液体であるMA3を430g得た。
 (フォトクロミック化合物)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000008
 (紫外線安定剤)
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)。
 (フォトクロミック硬化性組成物(F1)の調製)
 TMPT 20質量部、D−TMP 30質量部、BPE500 30質量部、14G 17質量部、MA1 3質量部、PC1 0.3質量部、PC2 0.4質量部、PC3 2.2質量部、HALS 3質量部、HP 3質量部、光重合開始剤としてフェニルビス(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) 0.3質量部、レベリング剤として東レ・ダウコーニング株式会社製L7001 0.1質量部を加え、70℃で15分間撹拌混合し、フォトクロミック硬化性組成物(F1)を得た。各配合量を表2に示した。
 (フォトクロミック硬化性組成物(F2)~(F3)の調製)
 表2に示した材料を用いた以外は、前記フォトクロミック硬化性組成物(F1)と同様の組成、及び方法にて、フォトクロミック硬化性組成物(F2)~(F3)を調整した。組成を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 実施例1
 光学基材として、中心厚が2mmで屈折率が1.50のアリル系プラスチックレンズ(PL1)、及び度数+8.00の中心厚15mm、エッジ厚1.5mmで屈折率1.50のアリル系プラスチックレンズ(PL2)を用意した。なお、このアリル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。PL1は下記評価1)~5)に使用し、PL2は評価5)のみに使用した。
 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、光学物品用プライマー組成物(P1)をスピンコートし、室温(20~25℃)で10分間乾燥させ、プライマーコート層を有する光学基材を得た。プライマーコート層の膜厚は、スピンコートの条件を調整することにより、6.5~7.5μmとなるような厚さとした。
 その後、フォトクロミック硬化性組成物(F1)約2gを、MIKASA製スピンコーター1H−DX2を用いて、前記プライマーコート層を有する光学基材の表面にスピンコートした。次に前記フォトクロミック硬化性組成物の塗膜により表面がコートされた光学基材に、窒素ガス雰囲気中で、光学基材表面の405nmにおける出力が200mW/cmになるように調整したフュージョンUVシステムズ社製のDバルブを搭載したF3000SQを用いて、90秒間、光照射し、塗膜を硬化させた。その後、さらに100℃の恒温器にて、1時間の加熱処理を行うことでフォトクロミック積層体を得た。フォトクロミックコート層の膜厚は、スピンコートの条件を調整することにより硬化後に得られるフォトクロミックコート層の膜厚が40±1μmとなるような厚さとした。
 上記方法により得られたフォトクロミック積層体について、下記1)~5)に示す評価を実施した。その結果、当該フォトクロミック積層体は、ビッカース硬度9.7、フォトクロミック特性である最大吸収波長が584nm、発色濃度が1.0、退色速度が52秒、であり、密着性が100、煮沸密着性が5時間、外観評価が0(PL1)、0(PL2)であった。
 〔試料評価方法〕
 1)ビッカース硬度
 ビッカース硬度は、マイクロビッカース硬度計PMT−X7A(株式会社マツザワ製)を用いて実施した。圧子には、四角錐型ダイヤモンド圧子を用い、荷重10gf、圧子の保持時間30秒の条件にて評価を実施した。測定結果は、計4回の測定を実施した後、測定誤差の大きい1回目の値を除いた計3回の平均値で示した。
 2)フォトクロミック特性
 得られたフォトクロミック積層体(フォトクロミックコート層の厚み40±1μm)を試料とし、これに、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、前記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は以下の方法で評価した。
 ・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。
 3)密着性
 密着性は、JISD−0202に準じてクロスカットテープ試験によって行った。即ち、カッターナイフを使い、得られたフォトクロミック積層体のフォトクロミック層の表面に約1mm間隔に切れ目を入れ、マス目を100個形成させる。その上にセロファン粘着テープ(ニチバン(株)製セロテープ(登録商標))を強く貼り付け、次いで、表面から90°方向へ一気に引っ張り剥離した後、フォトクロミック層が残っているマス目を評価した。
 4)煮沸密着性
 沸騰した蒸留水中に、試験片であるフォトクロミック積層体を浸漬した後、1時間毎にフォトクロミック積層体を取り出し、水滴を拭き取り、室温で1時間放置した後に3)と同様にして密着性を評価した。煮沸時間が合計5時間になるまで試験を実施し、3)と同様に残っているマス目を測定した。評価結果は、密着性を保持した(95/100以上)試験時間で示した。
 5)外観評価
 外観評価は、光学基材PL1、及びPL2を用いて得られた2種類のフォトクロミック積層体各10枚を目視により観察し、光重合工程、もしくはその後の加熱工程において、クラック等の外観不良が生じた枚数を数えた。
 実施例2−19
 表3に示した光学物品用プライマー組成物、及びフォトクロミック硬化性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3に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
 比較例1、及び2
 表3に示した光学物品用プライマー組成物、及びフォトクロミック硬化性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3に示した。
 以上の実施例1−19から明らかな通り、本発明の光学物品用プライマー組成物を用いて得られるフォトクロミック積層体は、フォトクロミック特性に優れるばかりでなく、表面硬度、密着性、及び外観にも優れている。しかしながら、比較例1、及び2では、密着性、外観、または表面硬度のうち、少なくとも1つの物性が不十分であり、全ての物性を同時に満足するものはなかった。
発明の効果
 本発明によれば、高いフォトクロミック特性を維持しながら、高温高湿下での密着性も維持し、更にキズつきにくい表面硬度を有し、またフォトクロミックコート層にクラックなどの外観不良が発生しないフォトクロミック積層体を得ることが出来る。また、本発明の光学物品用プライマー組成物における分散媒は水系であるため、該プライマー組成物によって光学基材表面が侵されることがないため、種々のレンズ基材に対して直接使用することが可能である。
1 斜角形状を有するプラスチックレンズ基材
2 斜角形状部分
3 斜角形状の角度

Claims (5)

  1.  1)ビッカース硬度が10~25である水分散性ウレタン樹脂、及び、
     2)分子内にラジカル重合性基、シラノール基、及び加水分解してシラノール基を形成する基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の反応性基を有する反応性化合物を含んでなる光学物品用プライマー組成物。
  2.  前記反応性化合物が、反応性基として
     2a)ラジカル重合性基、及び、
     2b)シラノール基又は加水分解してシラノール基を形成する基
    を有する請求項1記載の光学物品用プライマー組成物。
  3.  前記反応性化合物が、ビッカース硬度が1以上8未満である反応性基含有水分散性ウレタン樹脂である請求項1又は2に記載の光学物品用プライマー組成物。
  4.  ビッカース硬度が10~25である水分散性ウレタン樹脂100質量部に対して、反応性化合物を1~100質量部含んでなる請求項1~3のいずれかに記載の光学物品用プライマー組成物。
  5.  光学基材、プライマーコート層及びフォトクロミックコート層がこの順に積層されたフォトクロミック積層体であって、
     該プライマーコート層が請求項1~4記載の光学物品用プライマー組成物の硬化体であるフォトクロミック積層体。
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